JP3260624B2 - 塗布装置およびその制御方法 - Google Patents

塗布装置およびその制御方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、塗布装置に係り、特に
被処理体をスピンチャックに載せて被処理体表面に処理
液を塗布するスピンナ型の塗布装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図1を参照しながら、従来のレジスト
塗布装置を説明する。このレジスト塗布装置は、環状カ
ップ200の内側中心部にスピンチャック202を配置
し、このスピンチャック202上に半導体ウェハWを載
せ、上方からレジストノズル204を介してレジスト液
をウェハWの表面上に滴下し、スピンチャック202を
回転させてそれと一体に半導体ウェハWを回転させ、レ
ジスト液を遠心力により拡散させてウェハ表面全体に均
一に塗布するようにしている。
【0003】このレジスト塗布工程の際に、半導体ウェ
ハWから周辺へ飛散したレジスト液は、実線Rで示すよ
うにカップ(ドレンカップ)200の上部内壁に当たっ
てカップ200の底に導かれ、廃液口200aから配管
206を通って図示しない廃液タンクへ送られる。また
カップ200内には中間垂れ壁201と中間直立壁20
3とで形成されたラビリンス構造の排気路200bが設
けられている。この排気路200bはミストトラップと
しての機能を有するものであり、排気ガスは点線Gで示
すようにこの排気路200bにおいてレジスト液のミス
トが除去され、カップ内周側の排気室200cへ導か
れ、排気室200cの排気口200dから配管208を
通って図示しない排気ポンプへ送られる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来の装置では、ドレンカップ200内でレジスト液と
排気ガスとを分離してそれぞれ別個の排出口200a、
200dから排出するようにしている。しかし、排気ガ
スと一緒に排気路200bに導かれたレジスト液のミス
トは、その中間垂れ壁201、中間直立壁203の壁面
に付着して乾燥固化し、排気路(ミストトラップ)20
0bがレジストで詰まってしまうという問題があった。
このため、排気路(ミストトラップ)200bをシンナ
ー等の溶媒で頻繁に洗浄しなければならず、管理の点で
も作業の点でも煩わしかった。
【0005】また従来の装置では、排気系についてはオ
ンオフ制御のみであり、処理中に常時排気を行っている
と、被処理体の周辺部が中心部に比較して速く固まり膜
厚均一性が悪化するという問題があった。さらに、非処
理中に常時排気を行っていると、排気系においてレジス
ト液などの処理液が乾燥して凝固し、処理を再開する前
に装置を洗浄しなければならないという問題があった。
これに対して、非処理中に排気を停止してしまうと、排
気系に気化した溶剤が充満し、悪臭の原因となり、また
気化した溶剤は引火しやすいため処理の再開時に注意を
要するという問題もあった。特に、長期にわたり装置を
停止せねばならない場合には、上記問題はより深刻であ
った。
【0006】本発明は、かかる従来の塗布装置の問題点
に鑑みてなされたものであり、その目的は、被処理体か
ら飛散する処理液を回収するドレンカップ内での処理液
の固化又は詰まりをなくして、メンテナンス性を改善す
ることが可能な新規かつ改良された塗布装置を提供する
ことである。
【0007】また、本発明の別の目的は、廉価でかつ操
作の容易な排気ダンパを採用して装置の排気量を可調整
とすることにより、被処理体の膜厚の均一性を向上させ
るとともに、被処理体の処理を行っていない間に、装置
の排気系における処理液の凝固を防止すると同時に排気
系内に気化した処理液が充満するのを防止することが可
能な新規かつ改良された塗布装置を提供することであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第1の観点によれば、容器と、この容器内
に配置されて昇降および回転自在な回転載置台と、この
回転載置台上に載置された被処理体表面に所定の塗布液
を供給しながら前記回転載置台を回転させることにより
被処理体表面に所定の塗布膜を形成する塗布膜形成手段
とを備えた塗布装置が提供される。この塗布装置は、請
求項1に記載のように、被処理体から飛散して容器の内
部に集められた塗布液を廃液として容器から排気ガスと
一緒に排出し,開口がテーパ状に構成された排出手段
と、排出手段からの廃液を一時的に貯留する貯留手段
と、貯留手段にて廃液および排気ガスを分離する気液分
離手段と、貯留手段に所定量の廃液が貯留されているよ
うに廃液の貯留量を調整する貯留量調整手段とを備えた
ことを特徴としている。
【0009】請求項2の塗布装置は容器と,この容器内
に配置されて昇降および回転自在な回転載置台と,この
回転載置台上に載置された被処理体表面に所定の塗布液
を供給しながら前記回転載置台を回転させることにより
前記被処理体表面に所定の塗布膜を形成する塗布膜形成
手段とを備えた,塗布装置において,前記被処理体から
飛散して前記容器の内部に集められた前記塗布液を廃液
として前記容器から排気ガスと一緒に排出する排出手段
と,前記排出手段からの前記廃液を一時的に貯留する貯
留手段と,前記貯留手段にて前記廃液および前記排気ガ
スを分離する気液分離手段と,前記貯留手段に所定量の
廃液および/または溶剤が貯留されているように廃液の
貯留量を調整する貯留量調整手段と,前記排出手段の内
壁面に設けられ溶剤供給系から供給された溶剤を流出す
る溶剤噴出口と,を備えたことを特徴としている。上記
塗布装置において,排出手段は,請求項に記載のよう
に,貯留手段において最大量が貯留された廃液の液面よ
りも高い位置に開口を有し,気液分離手段は,上記開口
よりも高い位置に設けられた排気口とその開口よりも低
い位置に設けられた廃液口とから構成することができ
る。この場合,例えば前記塗布液の溶剤を噴霧する孔が
設けられた洗浄機構が,前記貯留手段の上部に設けら
ことを提案できる。さらに請求項4のように,前記廃
液口には,周囲に多数の孔が穿孔された蓋が設置されて
いることも提案できる。
【0010】このように、本発明にかかる塗布装置で
は、カップ内で気液分離が行われず、カップから共通の
排出手段を介して廃液と排気ガスが一緒に貯留手段へ送
られ、貯留手段で気液分離手段により廃液と排気ガスと
の分離が行われる。これにより、カップ内で廃液が固化
したり詰まったりすることがなくなる。また従来の装置
のように貯留手段が空になることはなく、本発明にかか
る塗布装置の貯留手段では所定量の廃液が貯留されてい
るので、廃液の液面に気液混合流を衝突させることによ
り効果的にミストの除去を行うことができるとともに、
貯留手段内での廃液の固化を防止することができる。
【0011】また上記前記排出手段の開口は,少なくと
もその一部が貯留手段の内壁面に接するように,あるい
は少なくともその開口の一部と貯留手段の内壁面とを連
通する小片を備えるように,あるいは少なくとも貯留手
段に貯留された廃液の液面にまで延伸するストリップ片
を備えてるように構成してもよい。また上記排出手段
に,少なくとも排出手段の開口付近において渦流を発生
する渦流発生手段を設けてもよい。かかる構成によれ
ば,ミストをあまり発生させることなく廃液を貯留手段
に貯留させ廃液することが可能となる。
【0012】上記課題を解決するために,本発明の第2
の観点によれば,容器と,この容器内に配置されて昇降
および回転自在な回転載置台と,この回転載置台上に載
置された被処理体表面に所定の塗布液を供給しながら前
記回転載置台を回転させることにより前記被処理体表面
に所定の塗布膜を形成する塗布膜形成手段と,前記被処
理体から飛散して前記容器の内部に集められた前記塗布
液を廃液として前記容器から排気ガスと一緒に排出する
排出手段と,前記排出手段からの前記廃液を一時的に貯
留する貯留手段と,前記貯留手段にて前記廃液および前
記排気ガスを分離する気液分離手段と,前記貯留手段に
所定量の廃液および/または溶剤が貯留されているよう
に廃液の貯留量を調整する貯留量調整手段とを備えた塗
布装置において,さらに前記気液分離手段により分離さ
れた排気ガスを排気する排気系に設けられた開度調整可
能な排気ダンパを有し,被処理体の処理を行っていない
時には,前記排気ダンパの開度を絞り,前記貯留手段に
貯留された廃液および/または溶剤が凝固しない程度の
流量で排気を行うように制御されていることを特徴とす
る,塗布装置が提案できる。 さらにまた容器と,この容
器内に配置されて昇降および回転自在な回転載置台と,
この回転載置台上に載置された被処理体表面に所定の塗
布液を供給しながら前記回転載置台を回転させることに
より前記被処理体表面に所定の塗布膜を形成する塗布膜
形成手段と,前記被処理体から飛散して前記容器の内部
に集められた前記塗布液を廃液として前記容器から排気
ガスと一緒に排出する排出手段と,前記排出手段からの
前記廃液を一時的に貯留する貯留手段と,前記貯留手段
にて前記廃液および前記排気ガスを分離する気液分離手
段と,前記貯留手段に所定量の廃液および/または溶剤
が貯留されているように廃液の貯留量を調整する貯留量
調整手段とを備えた塗布装置において,さらに前記気液
分離手段により分離された排気ガスを排気する排気系に
設けられた開度調整可能な排気ダンパを有し,被処理体
表面に塗布された塗布膜の膜厚を決定する段階で,前記
排気ダンパの開度を絞り排気流量を小さくように制御さ
れていることを特徴とする,塗布装置も提案できる。
た以上の各塗布装置において,さらに記貯留手段に貯留
された前記廃液の液 面を検出する液面センサを備えてい
てもよい。
【0013】さらに、上記課題を解決するために、本発
明の別の観点によれば、容器と、この容器内に配置され
て昇降および回転自在な回転載置台と、この回転載置台
上に載置された被処理体表面に所定の塗布液を供給しな
がら回転載置台を回転させることにより被処理体表面に
所定の塗布膜を形成する塗布膜形成手段と、被処理体か
ら飛散して容器の内部に集められた塗布液を廃液として
容器から排気ガスと一緒に排出する排出手段と、排出手
段からの廃液を一時的に貯留する貯留手段と、貯留手段
にて廃液および排気ガスを分離する気液分離手段と、貯
留手段に所定量の廃液が貯留されているように廃液の貯
留量を調整する貯留量調整手段と、気液分離手段により
分離された排気ガスを排気する排気系に設けられた開度
調整可能な排気ダンパとを備えた塗布装置の制御方法が
提供される。
【0014】そして,塗布装置の排気を制御する際に,
被処理体の処理を行っていない時には,排気ダンパの開
度を絞り,貯留手段に貯留された廃液や溶剤が凝固しな
い程度の流量で排気が行われる。かかる構成によれば,
装置を停止している場合にも,最小限の排気が行われる
ので,貯留手段内に気化した廃液や溶剤がこもることが
なく,悪臭を防止し,引火の危険性も軽減できると同時
に,排気を行っても廃液や溶剤が凝固しないので,装置
を洗浄することなく,すぐに処理を再開することができ
る。
【0015】また,塗布装置の排気を制御する際に,
処理体表面に塗布された塗布膜の膜厚を決定する段階
で,排気ダンパの開度を絞り排気流量が小さくされる。
この結果,膜厚の決定にも通常排気を行うことにより,
被処理体の周辺部が中心部に比較して速く凝固する現象
を軽減することが可能となり,被処理体表面に形成され
る塗布膜の膜厚を均一化することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照しながら本
発明にかかる塗布装置の好適な実施の形態について詳細
に説明する。
【0017】図1は本発明にかかる塗布装置をレジスト
塗布ユニット(COT)に適用した実施の一形態の概略
的構成を示す説明図である。このレジスト塗布ユニット
(COT)では、ユニット底の中央部にドレンカップと
して機能する環状カップDCが配設され、その内側にス
ピンチャック102が配置されている。スピンチャック
102は真空吸着によって半導体ウェハWを固定保持し
た状態で、駆動モータ104の回転駆動力で回転するよ
うに構成されている。駆動モータ104は、ユニット底
板106に昇降移動可能に配置され、例えばアルミニウ
ムからなるキャップ状のフランジ部材108を介して、
例えばエアシリンダからなる昇降駆動手段110および
昇降ガイド手段112に結合されている。
【0018】レジスト塗布時には、図示のように、フラ
ンジ部材108の下端108aが開口106aの外周付
近でユニット底板106に密着し、ユニット内部が密閉
されるようになっている。スピンチャック102と不図
示のウェハ搬送機構との間で半導体ウェハWの受け渡し
が行われるときは、昇降駆動手段110が駆動モータ1
04又はスピンチャック102を上方へ持ち上げるた
め、フランジ部材108の下端がユニット底板106か
ら浮くようになっている。
【0019】またスピンチャック102に載置された被
処理体Wの処理面のほぼ中央に対向する上方位置には、
塗布液供給ノズル114が設置されている。この塗布液
供給ノズル114は図示しないタンクに接続されてお
り、処理時には所定量の塗布液(例えば、シンナー等の
溶剤を含むレジスト液)をタンクから取り出して、被処
理体Wの処理面のほぼ中央に滴下することができるよう
に構成されている。
【0020】 カップDCの中は、外周壁面、内周壁面
および底面によって1つの室が形成されており、底面に
は2つのドレン口120a、120bが設けられてい
る。なお図示の例では2つのドレン口を示したが、ドレ
ン口は1つでも複数でも構わないことは言うまでもな
い。これらのドレン口120a、120bは、ドレン管
122a、122b等からなる排出手段を介してタンク
124a、124b等からなる廃液を一時的に貯留する
貯留手段124に接続されている。ドレン管122a、
122bの下端部123a,123bは図2に示すよう
にタンク124a、124bの途中まで突出しており、
その先端部から廃液となったレジスト液をタンク124
a、124b内に貯留される廃液(レジスト液)や溶剤
(以下、貯留液という。)144の液面に滴下すること
ができる。
【0021】なお本実施の形態によれば、図2に示すよ
うに、例えば、ドレン管122a、122bのタンク1
24a、124bに突出する部分の下端部123a、1
23bはテーパ状に構成されており、液だれが良好に行
われるように構成されている。なお、本実施の形態によ
れば、タンク124a、124bとは同一構成のため、
図2には123aのみ図示する。さらにタンク124
a、124bは、図2に拡大して示すように密閉容器で
あり、その底面に廃液口126a、126bが設けられ
ている。廃液口126a、126bは、それぞれ配管1
28a、128b、バルブ130、廃液処理部(不図
示)などから成る排気系131に接続されている。なお
図示の例では、廃液の貯留手段として2つのタンク12
4a、124bのみを示したが、これらを中間タンクと
して構成し、下流に別途より大容量の廃液貯留タンクを
設けることも可能である。
【0022】また廃液口126a、126bには、天井
部が盲板で構成され、周囲に多数の孔が穿孔された蓋1
27a、127bが設置されている。処理中に何らかの
不可抗力により被処理体が破損すると、破損片がドレン
管122a、122bを介してタンク124a、124
bに落下してくることがあるが、本実施の形態によれ
ば、廃液口126a、126bには、蓋127a、12
7bが設置されているので、破損片が廃液管に落ち込む
ことがない。
【0023】またタンク124a、124bにはタンク
内に貯留される廃液の液面を検出するための液面センサ
HH、H、Lがそれぞれ所定の高さ位置に設けられてい
る。これらの液面センサHH、H、Lはそれぞれ制御器
132に接続されており、制御器132は液面センサH
H、H、Lからの信号に応じて貯留量調整手段としての
バルブ130を開閉することにより、常時タンク内に所
定量(センサLの液面以上センサH以下の範囲内の量)
の貯留液が貯留されるように液面の調整を行うことがで
きる。この液面の高さは、例えばレジスト液の種類、排
気量の程度等により最適に気液分離状態が得られるよう
に設定する。なお、センサHHはオーバーフロー防止用
センサであり、例えば、貯留液の高さがセンサHHを越
えた場合には、貯留液の高さが正常状態に回復するまで
装置を停止するように設定することができる。
【0024】さらにタンク124a、124bの上面に
は、排気口134a、134bが設けられている。これ
らの排気口134a、134bは、後述する排気ダンパ
136を介し排気ポンプ138などから成る排気系13
7に接続されており、ドレン管122a、122bを介
してタンク124a、124bに送られた気液混合流の
うちの排ガスを排気することが可能である。なお、図示
はしていないが、排気管134a、134bに交換可能
なメッシュフィルタなどのミストトラップを設置し、排
気ポンプへのミストの回り込みを防止することも可能で
ある。
【0025】さらに本実施の形態によれば、タンク12
4a、124bの上部に溶剤、例えばシンナーなどを噴
霧する洗浄機構140a、140bが設けられる。この
洗浄機構140a、140bは、図2に示すように、先
端部に溶剤を噴霧する孔142a、142bが多数設け
られたノズル状のもので、必要に応じて、タンク内に溶
剤を噴霧して、タンク124a、124b内において凝
固したレジスト液などの処理液を洗浄することが可能で
ある。なお、この洗浄機構140a、140bは、単に
タンク124a、124b内の洗浄を行うのみならず、
タンク124a、124bないに貯留される貯留液が所
定量以下になった場合(すなわち、液面センサLにより
警告が発せられた場合)に、タンク124a、124b
内に溶剤を貯留液として供給するためにも使用される。
【0026】また、ドレン管122a、122b内の洗
浄に関しては、図3に示すドレン管122a’の構成の
ように、ドレン管122aの内壁面上部に多数の溶剤噴
出口144aを設け、溶剤供給系146aから供給され
るシンナーなどの溶剤を必要に応じて、流す構成を採用
することも可能である。もちろん、このドレン管122
a’に設けられた溶剤供給系146aを、上述の洗浄機
構142aと同様に、タンク124a、124bないに
貯留される貯留液が所定量以下になった場合(すなわ
ち、液面センサLにより警告が発せられた場合)に、タ
ンク124a、124b内に溶剤を貯留液として供給す
るために使用することも可能である。
【0027】再び、図2を参照すると、ドレン管122
a、122bの開口端123a、123bと、排気口1
34a、134bとの高さ位置関係については、後者が
前者よりも高い位置になるように設置される。かかる構
成により、ドレン管122a、122bによりタンク1
24a、124b内に導入された気液混合流のうち、廃
液の液体とミスト部分が除去された気体のみを排気口1
34a、134bより排気系137を介して排気するこ
とが可能である。また、すでに説明したように、タンク
124a、124bの廃液口126a、126bは、ド
レン管122a、122bの開口端123a、123b
よりも低い位置になるように設置されるので、ドレン管
122a、122bによりタンク124a、124b内
に導入された気液混合流のうち、廃液部分のみを廃液口
126a、126bより廃液系131を介して廃液する
ことが可能である。このように、本実施の形態によれ
ば、タンク124a、124bにおいて、気液混合流が
効果的に気液分離され、それぞれ別系統として構成され
た排気系137または廃液系131から装置外部に排出
される。
【0028】また、本実施の形態によれば、ドレン管1
22a、122bからタンク124a、124b内に所
定量貯留された貯留液中に連続的に流れ込むため、タン
ク内において廃液が固化するような事態を防止すること
ができる。そして、ドレン管122a、122bからタ
ンク124a、124b内に導入されるプロセスで生じ
たミスト状の液滴についても、タンク124a、124
b内の貯留液の液面に衝突して液面に吸着溶解された状
態となり、ミストの除去を含めた気液の分離が効果的に
行われる。また、必要であれば、タンク124a、12
4b内に貯留される貯留液部分を加熱するためのヒータ
や温度調整された液体等を利用した加熱装置を設け、粘
度を下げたりして、廃液の固化をより効果的に防止する
ことも可能である。
【0029】次に、図1および図4を参照しながら、本
実施の形態にかかる塗布装置の排気系137について説
明する。この排気系137には、図4(a)(b)に詳
細に示すように、楕円形状の空気流制限部材137によ
り排気系137を流通する排気量を制限できる排気ダン
パ136が設置されている。この排気ダンパ136は、
制御器132からの信号に応じて、全開から全閉の間に
おいて自在に開度調整を行うことができるものである。
また、図示の例では、空気流制限部材137が楕円形状
(図4(a)参照。)をしているので、図4(b)に示
すように、空気流制限部材137は全閉状態では空気流
方向に対して傾斜して排気管139の内壁に接するた
め、空気流方向に対して垂直方向に排気管の内壁に接す
る構造を有していた従来の排気ダンパに比較して密閉性
を向上させることができる。
【0030】また、本実施の形態にかかる塗布装置に適
用可能な排気ダンパとしては、図4に示すものに限定さ
れず、例えば図5に示すような構造の排気ダンパ13
6’を使用することも可能である。この排気ダンパ13
6’は、段違いに配置された2つの空気流制限翼137
a、137bを備えており、各翼137a、137b
は、全閉状態では、排気管139’の内壁に各翼137
a、137bに対応して設けられた段部139a、13
9bに接することが可能であり、かかる構成により密閉
性の向上が図られている。
【0031】本実施の形態にかかる塗布装置に適用可能
な排気ダンパは上記のように構成されているので、マス
フローコントローラなどのような高価な装置を使用しな
いでも、以下に説明するようなモードで運転することが
可能である。
【0032】(a)アイドリングモード 本実施の形態にかかる塗布装置では、タンク124a、
124b内に常に一定量の貯留液144が貯留されてい
る。しかし、装置で処理が行われていない場合、特に長
期休暇や生産量調整などの理由で長期間にわたり装置を
停止せねばならないような場合には、アイドリングモー
ドで塗布装置を駆動することができる。このアイドリン
グモードでは、排気ダンパ136が、タンク124a、
124b内に貯留されている貯留液144が乾燥凝固し
ない程度の流量で排気が行われるように、開度が調整さ
れる。この開度については、タンク124a、124b
の容量、貯留液144の種類、装置の停止期間などを勘
案して設定することができる。このように、装置で処理
が行われていない間に、アイドリングモードで排気を行
うことにより、タンク124a、124b内に蒸発気化
した貯留液144をこもらせることなく排気することが
可能である。また、その排気も最小限行われるので、タ
ンク124a、124b内で貯留液144が凝固するこ
ともない。なお、例えば、長期にわたる装置の停止中
に、貯留液144が所定量を下回った場合には、洗浄機
構142aなどを介して適宜溶剤を補充するように構成
することも可能である。
【0033】(b)膜厚調整モード すでに説明したよ
うに、処理中に常に通常排気モードで排気を行っている
と、ノズル114から滴下された塗布液は、ドレン口1
20a、120bに近いウェハの周辺域がその中心域よ
りも早く乾燥し、塗布膜の膜厚が不均一になるおそれが
ある。そこで、本実施の形態によれば、塗布液が滴下さ
れた後、一時的に、排気ダンパ136の開度を絞り、排
気量を小さくすることにより、塗布膜をウェハ表面全体
にわたり均一に乾燥させ、塗布膜の膜厚を均一化するこ
とが可能である。そして、塗布膜の膜が決定された後
には、排気ダンパ136を再び開放し、通常排気モード
に戻る。なお、排気ダンパ136を一時的に絞る膜厚調
整モードを行う時間、また膜厚調整モードでの排気量に
ついては、滴下される塗布液の量、被処理体の寸法、排
気系の容量などを勘案して決定することができる。
【0034】次に上述の装置の動作について説明する。
まず昇降機構110によりスピンチャック102をカッ
プDCから上昇させて不図示の搬送アームから被処理
体、例えば半導体ウェハwを受け渡し、スピンチャック
102にバキューム吸着させる。続いてスピンチャック
102を降下させてスピンチャック102をユニットの
底板106に密着させる。次いでノズル114より塗布
液であるレジスト液をウェハWの中央部に所定量滴下す
る。この間、排気系137は通常排気モードで運転され
ている。
【0035】そして駆動装置104を駆動して、回転駆
動力をスピンチャック102に付与することにより、ス
ピンチャック102に載置されたウェハW状のレジスト
液が遠心力により引き延ばされてウェハWの表面をコー
ティングし、これにより所定の膜厚の塗布膜であるレジ
スト層が形成される。その際、本実施の形態によれば、
排気ダンパ136の開度が調整され、排気系137を膜
厚調整モードで運転することにより、均一なレジスト層
を形成することができる。レジスト層が形成された後
は、排気系137は再び通常排気モードで運転される。
その後、スピンチャック102の回転を止め、再び昇降
機構110によりスピンチャック102を上昇させて不
図示の搬送アームにウェハWを受け渡し、新しいウェハ
Wをスピンチャック102に搬送する。
【0036】なお塗布処理中に、遠心力によりウェハW
より飛ばされ不要となり廃液となったレジスト液は液滴
やミスト状になってカップDCにより受けとめられた
り、カップDC内に形成される排気流によって搬送され
て底部に集められて、カップDCの底部に設けられたド
レン口120a、120bより、排気ガス(カップDC
の底部のドレン口120a、120bからの排気によっ
て、カップDC内に流入した外部からの空気やレジスト
液中の溶剤が気化した上記などからなる混合気体)とと
もに吸引され、ドレン管122a、122bを通って、
タンク124a、124bに送られる。その際、本実施
の形態によれば、ドレン管122a、122bから連続
的にタンク124a、124bに気液混合流が送られる
ので、タンク124a、124b内において廃液が固化
するような事態を防止することができる。そして、ドレ
ン管122a、122bからタンク124a、124b
内に導入されるプロセスで生じたミスト状の液滴につい
ても、タンク124a、124b内の貯留液の液面に衝
突して液面に吸着溶解された状態となり、ミストの除去
を含めた気液の分離が効果的に行われる。そして、気液
分離された気液混合流のうち、廃液は廃液口126a、
126bより廃液系131を介して廃液処理部に行われ
れ、ミストが除去された排気ガスは排気系137を介し
て排気口136a、136bより排気される。
【0037】また上記塗布装置において、装置で処理が
行われていない場合、特に長期休暇や生産量調整などの
理由で長期間にわたり装置を停止せねばならないような
場合には、アイドリングモードで塗布装置を駆動するこ
とができる。このアイドリングモードで排気を行うこと
により、タンク124a、124b内に蒸発気化した貯
留液144をこもらせることなく排気することが可能で
ある。また、その排気も最小限行われるので、タンク1
24a、124b内で貯留液144が凝固することもな
い。
【0038】 上述の塗布装置は単独の装置としても使
用できるが、例えば図6に示す半導体ウエハやLCD基
板の塗布・現像処理装置に組み込んで使用することがで
きる。図6において71はキャリアステージであり、こ
のキャリアステージには、処理前の基板が複数枚収納さ
れるキャリアC1および処理後の基板が収納されるキャ
リアC2が載置される。72は搬出入ピンセット、7
3、74は基板搬送用のメインアーム、75は受け渡し
台である。
【0039】メインアーム73又は74の搬送路の両側
には、ブラシ洗浄装置81、ジェット水洗部82、塗布
装置83、アドヒージョン処理部84、冷却処理部85
および加熱処理部86、現像処理部87が設けられてお
り、塗布・現像処理装置の右端部側には搬出入ピンセッ
ト91、受け渡し台92を介して露光装置93が連結さ
れている。
【0040】上記のように構成される塗布・現像処理装
置において、カセットC1内に収容された未処理の基板
は搬出入ピンセット72によって取り出された後、メイ
ンアーム73に受け渡され、ブラシ洗浄部81内に搬送
される。このブラシ洗浄部81内にてブラシ洗浄された
基板は必要に応じて引き続いてジェット水洗浄部82内
にて高圧ジェット水により洗浄される。この後、基板
は、アドヒージョン処理部84にて疎水化処理が施さ
れ、冷却処理部85にて冷却された後、塗布装置83に
てフォトレジスト膜、すなわち感光膜が塗布形成され
る。そして、この後、露光装置93にて所定のパターン
が露光される。そして、露光後の基板は現像処理部87
内へ搬送され、本発明にかかる脱気機構300により脱
気された現像液により現像された後にリンス液により現
像液を洗い流し、現像処理を終了する。
【0041】以上、本発明にかかる塗布装置の好適な実
施の形態について添付図面を参照しながら説明したが、
本発明は上記例に限定されない。当業者であれば、特許
請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各
種の変更例および修正例に想到し得ることは明らかであ
り、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属す
るものと了解される。
【0042】例えば、ドレン管122a、122bの下
端開口部123a、123bの構成についても、単にテ
ーパ状に構成するのみならず、図7に示すように、少な
くともその開口部123aの一部とタンク124aの内
壁面とを連通する小片125を設けたり、あるいは、図
8に示すように、少なくともタンク124a内に貯留さ
れる貯留液144の液面にまで延伸するストリップ片1
27を設けたり、あるいは、図9に示すように、ドレン
管122a、122bの開口部123a、123bの一
部を単にタンク124a、124bに構成することによ
り、ドレン管122a、122bを伝って流れる気液混
合流を連続的にかつ円滑にタンク124a、124b内
の貯留液144に導入することも可能である。
【0043】さらに、ドレン管122a、122bの下
端開口部123a、123bの構成についは、図10〜
図12に示すように、例えば、ドレン管122a、12
2bのタンク124a、124bに突出する部分の下端
部内側には螺旋溝140または螺旋突起を設けることが
可能である。
【0044】例えば、図10に示す例では、ドレン管1
22a’のタンク(不図示)に突出する部分の下端部内
側には螺旋溝140が切られており、カップDCのドレ
ン口120aから流出する気液混合流を上記螺旋溝14
0に沿って流すことにより、渦流とすることができる。
このように下端部内を流れる気液混合流を渦流とするこ
とにより、ドレン管122a’内に廃液が滞留しにくく
なり、ドレン管122a’の詰まりを防止することがで
きるとともに、気液混合流をタンク124a、124b
内に貯留された貯留液の液面により確実にかつ円滑に衝
突させることができる。この結果、廃液の液面でのミス
トの分離が促進されるとともに、廃液の液面を揺らし攪
拌するので、タンク124a、124b内で貯留液が固
化することを防止することができる。また渦流による遠
心力によって、ドレン管122a’内において、ある程
度気液分離を行うこともできる。なお、ドレン管122
a’の内部に切られる螺旋溝140は、上記のように少
なくとも開口端付近に設けても良く、ドレン管122
a’の全長にわたって設けるようにしても良い。上記の
場合、螺旋溝140が形成される渦流形成部をドレン管
122a、122bを別体として構成し、適当な継手を
介して着脱自在に構成することも可能である。
【0045】なお上記実施例においては、ドレン管12
2a、122b内の開口端付近に螺旋溝140を形成す
ることにより渦流を形成したが、本発明はかかる実施例
に限定されない。例えば図11〜図13に示すようにド
レン管122a、122b内の内壁面に螺旋状の突起を
設けることも可能である。なお図11〜図13におい
て、(a)は上記各実施例にかかるドレン管122a、
122bの一部を透視した略見取図であり、(b)は上
記各実施例にかかるドレン管122a、122bの平面
図である。
【0046】まず図11に示す実施の形態を説明する
と、図11には1重(1本)の帯状に形成された螺旋状
突起146がドレン管122a”内に配置された構成が
示されている。かかる構成によれば、ドレン管122
a”内に導入された気液混合流が螺旋状突起146に沿
って流れるため、下方に向かう渦流が形成される。また
図12には、2重(2本)の帯状に形成された螺旋状突
起148a、148bがドレン管122a”’内に配置
された別の実施の形態が示されている。かかる構成によ
れば、2重の螺旋状突起148a、148bによりさら
に渦流の形成が促進される。ドレン管内に配される螺旋
状突起は、必ずしも図11および図12に示すように連
続していなくても良い。例えば、図13に示すように、
螺旋の一部分を成すような複数の突起片150a、15
0bを斜めに配することにより、連続した螺旋状突起の
代替として作用させ、渦流を形成する構成とすることも
可能である。
【0047】さらに、図1および図2に示す実施例で
は、タンク124a、124bに所定量の貯留水144
を貯留するために電気的な液面センサHH、H、Lを設
けたが、本発明はかかる例に限定されず、図14に示す
ように機械的な構成により、所定量の貯留水144を貯
留するように構成してよい。かかる構成によれば、廃液
口150がタンク124a内にLだけ突出しており、従
って、貯留水144は、タンク124a内に高さL以上
は貯留されないように構成されている。なお、この実施
の形態でも、廃液口150には、図1に127aで示す
ものと同一構成になる蓋152が設けられており、ウェ
ハWの破損片が廃液系に入り込まないように構成されて
いる。ただし、かかる構成では、貯留水144が空にな
るおそれがあるので、最低の貯留量を絶えず確保したい
場合には、別途機械的または電気的なセンサを設ける必
要がある。従って、この実施の形態は、タンク124a
内に貯留された貯留水144の気化凝固のおそれが比較
的少ない現像装置に対して好適に適用することが可能で
ある。
【0048】以上、本発明にかかる塗布装置の好適な実
施の形態について説明したが、上述した実施の形態にお
ける各部の構造、形状等は一例であって種々の変更およ
び修正が可能であることは言うまでもない。例えば、上
記実施例は半導体ウェハにレジスト液を塗布する装置を
例に挙げて説明したが、本発明は、LCD基板などの他
の被処理体に対して塗布液を塗布する装置や現像装置に
対しても適用可能である。
【0049】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
カップ内で気液分離が行われず、カップから共通の排出
手段を介して廃液と排気ガスが一緒に貯留手段へ送ら
れ、貯留手段で気液分離手段により廃液と排気ガスとの
分離が行われる。これにより、カップ内で廃液が固化し
たり詰まったりすることがなくなる。また従来の装置の
ように貯留手段が空になることはなく、本発明にかかる
塗布装置の貯留手段では常に所定量の廃液が貯留されて
いるので、貯留水の液面に気流混合流を衝突させること
により効果的に廃液のミストの除去を行うことができる
とともに、貯留手段内での廃液の固化を防止することが
できる。
【0050】また、本発明によれば、気液分離手段によ
り分離された排気ガスを排気する排気系に排気ダンパを
設け、排気量の調整をこの排気ダンパの開度調整により
行うようにしているので、マスフローコントローラなど
の高価な流量制御装置を用いることなく、廉価でかつ操
作の容易な排気ダンパにより排気量の調整が可能とな
る。
【0051】例えば、被処理体の処理を行っていない時
には、排気ダンパの開度を絞り、貯留手段に貯留された
廃液や溶剤が凝固しない程度の流量で排気が行わうこと
が可能となり、装置を停止している場合にも、貯留手段
内に気化した廃液や溶剤がこもることがなく、悪臭を防
止し、引火の危険性も軽減できると同時に、排気を行っ
ても廃液や溶剤が凝固しないので、装置を洗浄すること
なく、すぐに処理を再開することができる。
【0052】また、塗布装置の排気を制御する際に、被
処理体表面に塗布された塗布膜の膜厚を決定する段階
で、排気ダンパの開度を絞り排気流量を小さくすること
ができるので、従来の装置のように、膜厚の決定時にも
通常排気を行うことにより、被処理体の周辺部が中心部
に比較して速く凝固する現象を軽減し、被処理体表面に
形成される塗布膜の膜厚を均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる塗布装置の一実施例の概略的な
構成を示す構成図である。
【図2】本発明にかかる塗布装置に適用可能な廃液貯留
タンクの実施の一形態を示す略断面図である。
【図3】本発明にかかる塗布装置に適用可能なドレン管
の別の実施の一形態を示す略断面図である。
【図4】本発明にかかる塗布装置に適用可能な排気ダン
パの実施の一形態を示す説明図であり、(a)空気流制
限部材の略平面図、(b)は排気ダンパの略断面図であ
る。
【図5】本発明にかかる塗布装置に適用可能な排気ダン
パの別の実施の一形態を示す略断面図である。
【図6】本発明にかかる塗布装置を組み込んだ塗布・現
像処理装置を示す概略的な斜視図である。
【図7】本発明にかかる塗布装置に適用可能なドレン管
の構造の実施の一形態を示す略断面図である。
【図8】本発明にかかる塗布装置に適用可能なドレン管
の構造の別の実施の一形態を示す略断面図である。
【図9】本発明にかかる塗布装置に適用可能なドレン管
の構造のさらに別の実施の一形態を示す略断面図であ
る。
【図10】本発明にかかる塗布装置に適用可能な渦流発
生手段の実施の一形態を示す概略的な断面図である。
【図11】本発明にかかる塗布装置に適用可能な渦流発
生手段の実施の一形態を示す説明図であり、(a)は一
部透視見取図、(b)は平面図である。
【図12】本発明にかかる塗布装置に適用可能な渦流発
生手段の他の実施の一形態を示す説明図であり、(a)
は一部透視見取図、(b)は平面図である。
【図13】本発明にかかる塗布装置に適用可能な渦流発
生手段の他の実施の一形態を示す説明図であり、(a)
は一部透視見取図、(b)は平面図である。
【図14】本発明にかかる塗布装置の貯留手段内に所定
量の貯留水を貯留するための別の構成を示す概略的な断
面図である。
【図15】従来の塗布装置の概略的な断面図である。
【符号の説明】
HH、H、L 液面センサ DC カップ W ウェハ 102 スピンチャック 114 ノズル 120a、120b ドレン口 122a、122b ドレン管 123a、123b 開口 124a、124b タンク 126a、126b 廃液口 128a、128b 廃液管 130 バルブ 131 廃液系 132 制御器 134a、134b 排気口 136 排気ダンパ 137 排気系 138 排気ポンプ 142a、142b 洗浄機構
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松山 雄二 熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地 東 京エレクトロン九州株式会社熊本事業所 内 (56)参考文献 特開 平2−83026(JP,A) 実開 昭62−174635(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/027 B05C 11/08 G03F 7/16 502

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 容器と;この容器内に配置されて昇降お
    よび回転自在な回転載置台と;この回転載置台上に載置
    された被処理体表面に所定の塗布液を供給しながら前記
    回転載置台を回転させることにより前記被処理体表面に
    所定の塗布膜を形成する塗布膜形成手段とを備えた,塗
    布装置において:前記被処理体から飛散して前記容器の
    内部に集められた前記塗布液を廃液として前記容器から
    排気ガスと一緒に排出し,開口がテーパ状に構成された
    排出手段と; 前記排出手段からの前記廃液を一時的に貯留する貯留手
    段と; 前記貯留手段にて前記廃液および前記排気ガスを分離す
    る気液分離手段と; 前記貯留手段に所定量の廃液および/または溶剤が貯留
    されているように廃液の貯留量を調整する貯留量調整手
    段と; を備えたことを特徴とする,塗布装置。
  2. 【請求項2】 容器と;この容器内に配置されて昇降お
    よび回転自在な回転載置台と;この回転載置台上に載置
    された被処理体表面に所定の塗布液を供給しながら前記
    回転載置台を回転させることにより前記被処理体表面に
    所定の塗布膜を形成する塗布膜形成手段とを備えた,塗
    布装置において:前記被処理体から飛散して前記容器の
    内部に集められた前記塗布液を廃液として前記容器から
    排気ガスと一緒に排出する排出手段と; 前記排出手段からの前記廃液を一時的に貯留する貯留手
    段と; 前記貯留手段にて前記廃液および前記排気ガスを分離す
    る気液分離手段と; 前記貯留手段に所定量の廃液および/または溶剤が貯留
    されているように廃液の貯留量を調整する貯留量調整手
    段と; 前記排出手段の内壁面に設けられ溶剤供給系から供給さ
    れた溶剤を流出する溶剤噴出口と; を備えた ことを特徴とする,塗布装置。
  3. 【請求項3】 前記排出手段は,前記貯留手段において
    前記最大量が貯留された前記廃液の液面よりも高い位置
    に開口を有し; 前記気液分離手段は,前記開口よりも高い位置に設けら
    れた排気口と前記開口よりも低い位置に設けられた廃液
    口から成る ことを特徴とする,請求項1又は2に記載の
    塗布装置。
  4. 【請求項4】 前記塗布液の溶剤を噴霧する孔が設けら
    れた洗浄機構が,前記貯留手段の上部に設けられたこと
    を特徴とする,請求項に記載の塗布装置。
  5. 【請求項5】 前記廃液口には,周囲に多数の孔が穿孔
    された蓋が設置されていることを特徴とする,請求項
    又は4に記載の塗布装置。
  6. 【請求項6】 前記排出手段の開口は,少なくともその
    一部が前記貯留手段の内壁面に接していることを特徴と
    する,請求項1,2,3,4又は5のいずれかに記載の
    塗布装置。
  7. 【請求項7】 前記排出手段の開口は,少なくともその
    開口の一部と前記貯留手段の内壁面とを連通する小片を
    備えていることを特徴とする,請求項1,2,3,4
    は5のいずれかに記載の塗布装置。
  8. 【請求項8】 前記排出手段の開口は,少なくとも前記
    貯留手段に貯留された廃液および/または溶剤の液面に
    まで延伸するストリップ片を備えていることを特徴とす
    る,請求項1,2,3,4又は5のいずれかに記載の塗
    布装置。
  9. 【請求項9】 前記排出手段は,少なくともこの排出手
    段の開口付近において渦流を発生する渦流発生手段を備
    えていることを特徴とする,請求項1,2,3,4,
    5,6,7又は8のいずれかに記載の塗布装置。
  10. 【請求項10】 容器と;この容器内に配置されて昇降
    および回転自在な回転載置台と;この回転載置台上に載
    置された被処理体表面に所定の塗布液を供給しながら前
    記回転載置台を回転させることにより前記被処理体表面
    に所定の塗布膜を形成する塗布膜形成手段と;前記被処
    理体から飛散して前記容器の内部に集められた前記塗布
    液を廃液として前記容器から排気ガスと一緒に排出する
    排出手段と;前記排出手段からの前記廃液を一時的に貯
    留する貯留手段と;前記貯留手段にて前記廃液および前
    記排気ガスを分離する気液分離手段と;前記貯留手段に
    所定量の廃液および/または溶剤が貯留されているよう
    に廃液の貯留量を調整する貯留量調整手段と;を備えた
    塗布装置において: さらに前記気液分離手段により分離された排気ガスを排
    気する排気系に設けられた開度調整可能な排気ダンパを
    有し, 被処理体の処理を行っていない時には,前記排気ダンパ
    の開度を絞り,前記貯留 手段に貯留された廃液および/
    または溶剤が凝固しない程度の流量で排気を行うように
    制御されている ことを特徴とする,塗布装置。
  11. 【請求項11】 容器と;この容器内に配置されて昇降
    および回転自在な回転載置台と;この回転載置台上に載
    置された被処理体表面に所定の塗布液を供給しながら前
    記回転載置台を回転させることにより前記被処理体表面
    に所定の塗布膜を形成する塗布膜形成手段と;前記被処
    理体から飛散して前記容器の内部に集められた前記塗布
    液を廃液として前記容器から排気ガスと一緒に排出する
    排出手段と;前記排出手段からの前記廃液を一時的に貯
    留する貯留手段と;前記貯留手段にて前記廃液および前
    記排気ガスを分離する気液分離手段と;前記貯留手段に
    所定量の廃液および/または溶剤が貯留されているよう
    に廃液の貯留量を調整する貯留量調整手段と;を備えた
    塗布装置において:さらに前記気液分離手段により分離された排気ガスを排
    気する排気系に設けられた開度調整可能な 排気ダンパを
    有し, 被処理体表面に塗布された塗布膜の膜厚を決定する段階
    で,前記排気ダンパの開度を絞り排気流量を小さくよう
    に制御されている ことを特徴とする,塗布装置。
  12. 【請求項12】 前記貯留手段に貯留された前記廃液の
    液面を検出する液面センサを備えていることを特徴とす
    る,請求項1,2,3,4,5,6,7,8,9,10
    又は11に記載の塗布装置。
  13. 【請求項13】 容器と;この容器内に配置されて昇降
    および回転自在な回転載置台と;この回転載置台上に載
    置された被処理体表面に所定の塗布液を供給しながら前
    記回転載置台を回転させることにより前記被処理体表面
    に所定の塗布膜を形成する塗布膜形成手段と;前記被処
    理体から飛散して前記容器の内部に集められた前記塗布
    液を廃液として前記容器から排気ガスと一緒に排出する
    排出手段と;前記排出手段からの前記廃液を一時的に貯
    留する貯留手段と;前記貯留手段にて前記廃液および前
    記排気ガスを分離する気液分離手段と;前記貯留手段に
    所定量の廃液および/または溶剤が貯留されているよう
    に廃液の貯留量を調整する貯留量調整手段と;前記気液
    分離手段により分離された排気ガスを排気する排気系に
    設けられた開度調整可能な排気ダンパとを備えた塗布装
    置の制御方法であって:被処理体の処理を行っていない時には,前記排気ダンパ
    の開度を絞り,前記貯留手段に貯留された廃液および/
    または溶剤が凝固しない程度の流量で排気を行う ことを
    特徴とする,塗布装置の制御方法。
  14. 【請求項14】 容器と;この容器内に配置されて昇降
    および回転自在な回転載置台と;この回転載置台上に載
    置された被処理体表面に所定の塗布液を供給しながら前
    記回転載置台を回転させることにより前記被処理体表面
    に所定の塗布膜を形成する塗布膜形成手段と;前記被処
    理体から飛散して前記容器の内部に集められた前記塗布
    液を廃液として前記容器から排気ガスと一緒に排出する
    排出手段と;前記排出手段からの前記廃液を一時的に貯
    留する貯留手段と;前記貯留手段にて前記廃液および前
    記排気ガスを分離する気液分離手段と;前記貯留手段に
    所定量の廃液および/または溶剤が貯留されているよう
    に廃液の貯留量を調整する貯留量調整手段と;前記気液
    分離手段により分離された排気ガスを排気する排気系に
    設けられた開度調整可能な排気ダンパとを備えた塗布装
    置の制御方法であって: 被処理体表面に塗布された塗布膜の膜厚を決定する段階
    で,前記排気ダンパの開度を絞り排気流量を小さくする
    ことを特徴とする,塗布装置の制御方法。
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