JP3121177B2 - 回転カップ式塗布装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶ディスプレイ（ＬＣ
Ｄ）用のガラス基板や半導体ウェハ等の表面にレジスト
液等を塗布する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）や金属／絶
縁体／金属接合（ＭＩＭ）などの素子をガラス基板上に
形成する工程の１つにレジスト液の塗布工程があり、こ
の塗布工程等に使用する回転カップ式塗布装置として特
開平４−１４６６１５号公報に開示される装置が知られ
ている。

【０００３】上記の回転カップ式塗布装置は、スピンナ
ーにて回転せしめられるカップ内にチャックを配置し、
このチャック上にウェハをセットし、このウェハの表面
に塗布液を滴下し、次いでカップ上面を蓋体で閉塞した
状態でチャックとカップを一体的に回転せしめ、ウェハ
の表面に滴下した塗布液を均一に拡散せしめるようにし
たものである。

【０００４】そして、この塗布装置にあってはカップに
穴を形成し、回転に伴う遠心力でカップ内を減圧し塗布
液に溶解している気体を除去するようにしている。この
ため、塗布後にいきなり蓋体を開けるとカップ外に浮遊
している塵がカップ内に流入してウェハ表面に付着する
不利がある。このため、上記の塗布装置にあっては蓋体
に通気孔を形成し、回転塗布時には通気孔を弁体で閉塞
し、回転塗布後に蓋体を開けるに先立って弁体を動作せ
しめて通気孔を開とし、カップ内に周縁から空気を流入
せしめるようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した回転カップ式
塗布装置にあっては、弁体を開けて予めカップ内の減圧
状態を緩和してから蓋体を開けるようにしているため、
ダストの侵入はある程度抑えることができる。

【０００６】しかしながら、弁体の形状が単純なロッド
状であるためフリクションが大きくスムーズな開閉が行
い難く、また確実なシールを行うにはパッキン等のシー
ル部材を必要とする。そして、パッキンを通気孔内に配
置すると、パッキンから生じる塵が被処理物表面に付着
することになる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明は、ドレイン回収通路を形成したアウターカップ内
側に回転するインナーカップを配置した回転カップ式塗
布装置のインナーカップ用蓋体にインナーカップ内の減
圧状態を解除する通孔を形成し、この通孔を弁体で開閉
するようにし、更に前記弁体の下半部の形状を雄円錐状
とし、この雄円錐状の下半部と対応する通孔の部分を雌
円錐状とした。

【０００８】

【作用】インナーカップ用蓋体に形成した通孔を開閉す
る弁体の下半部の形状を雄円錐状とし、この雄円錐状の
下半部と対応する通孔の部分を雌円錐状としたので、弁
体が通孔に入り込むと弁体の自らの調芯作用により通孔
と密に接触し、通孔を確実に閉じることができる。また
回転塗布時の圧漏れがなく、パッキン等のシール材が不
要になる。

【０００９】

【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。ここで、図１は本発明に係る回転カップ式塗
布装置をその一部に組み込んだ膜形成ラインの全体平面
図、図２は同回転カップ式塗布装置の蓋体を閉じた状態
の断面図、図３は図２の要部拡大断面図、図４は弁体ホ
ルダーの下面図、図５は図４のＡ方向矢視図、図６は図
４のＢ方向矢視図である。

【００１０】被膜形成ラインは図１の左側を上流部と
し、この上流部に矩形状をなす板状被処理物としてのガ
ラス基板Ｗの投入部１を設け、この投入部１の下流側に
本発明に係る回転カップ式塗布装置２を配置し、この回
転カップ式塗布装置２の下流側に順次、減圧乾燥装置
３、ガラス基板Ｗの裏面洗浄装置４及びホットプレート
５ａ・・・とクーリングプレート５ｂを備えた加熱部５を
配置し、投入部１から加熱部５に至るまでは搬送装置６
によってガラス基板Ｗの前後端の下面を支持した状態で
搬送し、加熱部５においては垂直面内でクランク動をな
す搬送装置７によりガラス基板Ｗの下面を支持した状態
で各ホットプレート５ａ上を順次移し換え、最終的にク
ーリングプレート５ｂで温度を調整しつつガラス基板Ｗ
を搬送するようにしている。

【００１１】回転カップ式塗布装置２はベース１０上に
環状のアウターカップ２０を固定し、このアウターカッ
プ２０内側にインナーカップ３０を配置し、このインナ
ーカップ３０の内側にチャック４０を収納し、更にアウ
ターカップ２０とインナーカップ３０の上方に蓋部５０
を設けている。

【００１２】アウターカップ２０は上半体２１と下半体
２２からなり、これら半体２１，２２を組み付けた状態
で環状の塗布液回収通路２３が形成され、上半体２１に
は後述するインナーカップ３０の連通孔３３に向けて洗
浄液を噴出するノズル２４を所定間隔開けて取り付けて
いる。

【００１３】インナーカップ３０はその軸部３１がベー
ス１０の開口１１にベアリング１２を介して回転自在に
支承され、このベアリング１２の上方位置にはベース１
０とインナーカップ３０との間の気密を維持するシール
リング１３を設けている。また、インナーカップ３０の
上面は上方に開放された凹部３２とされ、この凹部３２
内と前記塗布液回収通路２３内とをエア抜き及びドレイ
ン抜きを兼ねる連通孔３３で連通し、更に凹部３２の中
央には前記チャック４０が臨む開口３４が形成されてい
る。

【００１４】チャック４０には下方からモータの回転軸
４１が挿入され、この回転軸４１には真空ポンプ等につ
ながる吸引孔４２が形成され、この吸引孔４２につなが
る吸引溝４３によってチャック４０上面に載置したガラ
ス基板Ｗを吸引固着する。またチャック４０はインナー
カップ３０に対して昇降動が可能で、図に示す位置が最
も下降した位置で、この位置でチャック４０とインナー
カップ３０とはクラッチを介して係合し、モータによる
チャックの回転とともにインナーカップ３０が一体的に
回転するようにしている。

【００１５】また、アウターカップ２０及びインナーカ
ップ３０の上方には図１に示すようにアーム６０、６１
を配置している。これらアーム６０、６１は直線動、回
転動、上下動或いはこれらを合成した動きが可能で互い
に干渉しないようになっている。そして、アーム６０に
はレジスト液等の塗布液を滴下するノズルを取り付け、
アーム６１の先端には前記蓋部５０を取り付けている。
即ち、アーム６１は蓋部５０に対して昇降部材として機
能する。

【００１６】また、蓋部５０はアウターカップ用蓋体５
１とインナーカップ用蓋体５２を備え、アウターカップ
用蓋体５１は前記アーム６１先端に固着したブロック６
２に支持されている。具体的には、ブロック６２下端か
ら外方に向けてフランジ６３が形成され、またこのフラ
ンジ６３と平面視で重なるようにアウターカップ用蓋体
５１の上端にフランジ５３を形成し、この前記フランジ
６３に挿通したピンをアウターカップ用蓋体５１のフラ
ンジ５３とアウターカップ用蓋体５１上面との間に固着
することで、アウターカップ用蓋体５１がブロック６２
に対して所定の範囲で上下方向に遊びをもって支持され
るようにしている。

【００１７】一方、インナーカップ用蓋体５２の上面中
心には軸部５５が設けられている。この軸部５５は小径
部５５ａと大径部５５ｂとからなり、小径部５５ａはア
ウターカップ用蓋体５１の軸受部５６に微小な隙間Ｇ１
を介して回動自在且つ上下動自在に支承され、また軸部
５５の大径部５５ｂには下面をテーパ状にしたストッパ
部５５ｃが設けられ、このストッパ部５５ｃが軸受部５
６のテーパ面５６ａに当たることで、軸部５５の下方へ
の抜け、即ち蓋体５２の落下を防止している。

【００１８】また、軸部５５には上方に開口する凹部７
０が形成され、この凹部７０の底部中央（インナーカッ
プ用蓋体５２の上面中心）には通孔７１が形成され、こ
の通孔７１の上半部は雌円錐状部７１ａとなっている。

【００１９】また、前記ブロック６２の下面中央には前
記凹部７０内に隙間Ｇ２を介して臨む凸部７２が設けら
れ、この凸部７２には洗浄液供給通路７３が穿設され、
この洗浄液供給通路７３には洗浄液供給チューブ７４が
接続されている。

【００２０】更に、前記凸部７２の下面にはホルダー８
０が固着され、このホルダー８０によって弁体９０が保
持されている。ここで、ホルダーを下方から見た図４、
図４のＡ方向矢視図である図５及び図４のＢ方向矢視図
である図６に示すように、ホルダー８０は左右の半体８
１，８１からなり、各半体８１，８１には弁体９０のネ
ック部９０ａに係合する凸部８２が形成され、更に各半
体８１を凸部７２下面に固着した状態で各半体８１，８
１間には隙間Ｇ３が形成され、また各半体８１自体にも
隙間Ｇ４が形成されている。而してこれら隙間Ｇ３，Ｇ
４を介して洗浄液供給通路７３は常時ホルダー８０下方
の空間と連通している。

【００２１】一方、弁体９０は前記したように上部にネ
ック部９０ａを有するとともに下半部は雄円錐状部９０
ｂとなっており、この雄円錐状部９０ｂの角度は前期通
孔７１の雌円錐状部７１ａと適合する角度となってい
る。而してアーム６１を下げると弁体９０は通孔７１内
に入り込み、この時弁体９０は上記の形状であるので、
自らの調芯作用により雄円錐状部９０ｂと雌円錐状部７
１ａとが密に接触し、通孔７１が確実に閉じられる。

【００２２】また、インナーカップ用蓋体５２の下面に
は整流板９１が洗浄液供給用の隙間Ｇ５を介して取り付
けられている。この隙間Ｇ５は図３に示すように中央部
で前記通孔７１に連通するとともに、蓋体５２でインナ
ーカップ３０を閉じた状態でその外周端がインナーカッ
プ３０の内周面に開口する。

【００２３】以上において、ガラス基板Ｗの表面にレジ
スト液を塗布するには、アウターカップ２０及びインナ
ーカップ３０の上面を開放し、チャック４０をインナー
カップ３０よりも上昇させ、この状態でチャック４０上
にガラス基板Ｗを載置し、吸引して固着する。この状態
ではアウターカップ用蓋体５１及びインナーカップ用蓋
体５２はアーム６１によってアウターカップ２０及びイ
ンナーカップ３０の上方から外れた位置に移動せしめら
れている。

【００２４】この後、チャック４０をインナーカップ３
０の上面と面一になるまで下降せしめ、チャック４０上
に固着されているガラス基板Ｗの表面にアーム６０に取
り付けたノズルからレジスト液を滴下し、次いでアーム
６０を後退せしめて図８に示すようにアウターカップ２
０及びインナーカップ３０上にアーム６１を回動させて
蓋部５０を臨ませる。

【００２５】次いでアーム６１を下降することで、図２
及び図３に示すようにインナーカップ用蓋体５２により
インナーカップ３０の上面が先ず閉塞され、更に下降を
継続することで、アウターカップ用蓋体５１によりアウ
ターカップ２０の上面が閉塞される。このような状態か
らチャック４０とこのチャック４０にクラッチを介して
係合しているインナーカップ３０を一体的に回転せし
め、遠心力によりレジスト液をガラス基板Ｗの表面に均
一に拡散塗布する。

【００２６】ここで、上記の回転塗布時にはインナーカ
ップ３０内のエアは連通孔３３を介して排出され、イン
ナーカップ３０内は減圧状態となっている。このため、
次のガラス基板Ｗに塗布を行うためにいきなり蓋部５０
を開けると、インナーカップ３０内に外部から塵等が侵
入するおそれがあるので、本発明にあっては図７に示す
ようにアーム６１を若干上昇することで、弁体９０を通
孔７１から持ち上げ、隙間Ｇ１，Ｇ２、通孔７１及び隙
間Ｇ５を介してインナーカップ３０内に周縁部からエア
を送り込み、減圧状態を解除してから蓋部５０を開け
る。

【００２７】尚、回転塗布時に図７に示すように弁体９
０を通孔７１から持ち上げてインナーカップ３０内と外
部とを隙間Ｇ１，Ｇ２、通孔７１及び隙間Ｇ５を介して
連通せしめてもよい。このようにすることで、回収通路
２３内のエアが連通孔３３を介してインナーカップ３０
内に逆流して起こる脈動を抑制することができる。

【００２８】このようにして、所定枚数のガラス基板Ｗ
にレジスト液を均一に塗布した後には余分な塗布液の一
部がインナーカップ３０内周面等に付着している。これ
を放置しておくと乾燥固化して雰囲気中に飛散し、ガラ
ス基板Ｗ表面に付着するため、洗浄を行う。

【００２９】洗浄はガラス基板Ｗを除いた状態でアウタ
ーカップ２０とインナーカップ３０を蓋体５１，５２で
閉じて行う。即ち、図７に示した状態にして、洗浄液供
給源につながるチューブ７４を介して蓋体５２と整流板
９１の間の隙間Ｇ５に洗浄液を供給する。すると洗浄液
は遠心力によって隙間Ｇ５を流れ、インナーカップ３０
の内周面に付着した塗布液を洗い流し、連通孔３３を介
して回収通路２３内に排出される。

【００３０】図９は別実施例に係る回転カップ式塗布装
置の蓋体を閉じた状態の断面図であり、前記実施例にあ
っては蓋体を閉じた状態でのインナーカップ３０内の減
圧は、遠心力によってカップ内のエアが連通孔３３を介
して排除されることによって行われるが、この実施例に
あっては連通孔３３の代わりにインナーカップ用蓋体５
２とインナーカップ３０との間に形成される空間の側方
を小さな位置決め突起９２を除いて開放し、減圧過程で
の呼吸（脈動）を抑制するようにしている。

【００３１】

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
インナーカップ内の減圧状態をインナーカップ用蓋体に
形成した通孔を介して解除するようにした回転カップ式
塗布装置において、前記通孔を開閉する弁体の下半部の
形状を雄円錐状とし、この雄円錐状の下半部と対応する
通孔の部分を雌円錐状としたので、弁体を落とし込むだ
けで、弁体の自動調芯作用により通孔が密に閉塞され
る。したがって、回転塗布時の圧洩れがなく、またパッ
キン等のシール材が不要となるので、シール材から生じ
る塵を考慮する必要がない。

【００３２】また、インナーカップ用蓋体の回転を支承
する部分と、インナーカップ用蓋体の相対的な上下動を
許容する部分とを同一箇所に集中すれば、機構が簡略化
され、更にインナーカップ用蓋体の軸部とアウターカッ
プ用蓋体に設けた軸受部の孔との間には隙間を介在さ
せ、実質的に非接触とすることで、インナーカップの回
転に伴う振動がアウターカップに伝わることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る回転カップ式塗布装置をその一部
に組み込んだ膜形成ラインの全体平面図

【図２】本発明に係る回転カップ式塗布装置の蓋体を閉
じた状態の断面図

【図３】図２の要部拡大断面図

【図４】弁体ホルダーの下面図

【図５】図４のＡ方向矢視図

【図６】図４のＢ方向矢視図

【図７】弁体は開き蓋体は閉じ状態を示す図２と同様の
図

【図８】同回転カップ式塗布装置の蓋体を開けた状態の
断面図

【図９】別実施例に係る回転カップ式塗布装置の蓋体を
閉じた状態の断面図

【符号の説明】

２…回転カップ式塗布装置、１０…ベース、２０…アウ
ターカップ、２３…回収通路、３０…インナーカップ、
３３…連通孔、４０…チャック、５０…蓋部、５１…ア
ウターカップ用蓋体、５２…インナーカップ用蓋体、６
１…アーム（昇降部材）、７１…通孔、７１ａ…雌円錐
状部、８０…ホルダー、９０…弁体、９０ｂ…雄円錐状
部、９１…整流板、Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５…隙
間、Ｗ…板状被処理物。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐合 宏仁 神奈川県川崎市中原区中丸子150番地 東京応化工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−146615（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B05C 11/08 B05D 1/40 G03F 7/16 502 H01L 21/027

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板状被処理物がセットされるとともに回
   転せしめられるインナーカップと、このインナーカップ
   の外側に配置されるとともにインナーカップからのドレ
   インを受けるアウターカップと、前記インナーカップの
   上面を覆うとともに中央部上面に雌円錐状の通孔を形成
   したインナーカップ用蓋体と、このインナーカップ用蓋
   体を回転自在に支持するアウターカップ用蓋体と、この
   アウターカップ用蓋体及びインナーカップ用蓋体をそれ
   ぞれのカップから持ち上げるとともに通孔が形成された
   昇降部材と、この昇降部材にホルダーを介して保持され
   その下半部が前記インナーカップに形成した雌円錐状の
   通孔に対応する雄円錐状となった弁体とを備えた回転カ
   ップ式塗布装置。
2. 【請求項２】 前記アウターカップ用蓋体をアウターカ
   ップを閉塞する位置まで下降した状態でインナーカップ
   用蓋体とアウターカップ用蓋体とは実質的に非接触にな
   ることを特徴とする請求項１に記載の回転カップ式塗布
   装置。
3. 【請求項３】 前記インナーカップ用蓋体の下面には整
   流板が隙間を介して取り付けられ、この隙間はインナー
   カップに形成した雌円錐状の通孔に連通するとともに、
   外周部に開口することを特徴とする請求項１に記載の回
   転カップ式塗布装置。
4. 【請求項４】 前記通孔はガスの通路の他に洗浄液の通
   路としても用いられることを特徴とする請求項１に記載
   の回転カップ式塗布装置。