JP3278714B2 - 塗布膜形成装置 - Google Patents
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Description
膜のような塗布膜を、例えばLCD基板の表面に形成す
るための塗布膜形成装置に関するものである。
基板の上に形成された半導体層、絶縁体層、電極層を選
択的に所定のパターンにエッチングする場合に、半導体
ウエハの場合と同様にパターン部のマスキングとして層
の表面にレジスト膜を形成することが行われている。
11に示すように、溶剤に感光性樹脂を溶解してなるレ
ジスト液aを収容するタンク部b内に、レジスト液を帯
状に吐出するレジスト供給ノズルcを出没可能に形成す
るレジスト供給手段dと、保持手段例えばチャックプレ
ートeによって保持される基板Gとを相対移動可能に対
峙してなるキャップコータと称する塗布膜形成装置が知
られている。
レートeとレジスト供給手段dとを、レジストの吐出方
向と直交する方向に相対的に移動させる際、レジスト供
給手段dからレジスト供給ノズルcを突出させてレジス
ト液aを帯状に吐出することにより、チャックプレート
eの下面に保持される基板Gの表面の一辺から他辺に渡
ってレジスト膜を形成することができる。
板厚は全体が平均しているわけではなく、図10に示す
ように、基板Gの両端の厚さd1,d2に差が生じ、基板
Gに“うねり”が生じる。この“うねり”は、基板Gの
板厚が約1mm前後の場合において数10μmとなる場
合がある。したがって、基板Gを保持するチャックプレ
ートeの水平度が高精度に維持されても、基板Gは移動
方向と直交する方向に上記“うねり”が生じるため、基
板Gとノズルcの間隔が膜厚の均一性に影響を及ぼす。
また、基板厚みに“うねり”があると、その間隔が変化
するので、レジスト膜が不均一となるという問題があっ
た。実際には、レジスト膜の膜厚は、1.5〜2.0μ
mであるため、上記“うねり”が数μmであると、レジ
スト膜の膜厚の不均一によって歩留まりの低下をきたす
という問題がある。
で、基板に“うねり”が発生した場合でも、薄い均一な
厚さの塗布膜を形成できる塗布膜形装置を提供すること
を目的とするものである。
に、請求項1記載の発明は、基板を保持する保持手段
と、上記基板の表面に対峙する塗布液供給手段とを相対
的に移動して、塗布液供給手段から帯状に供給される塗
布液を基板表面に塗布する塗布膜形成装置において、上
記塗布液供給手段を、上記保持手段にて保持された基板
の側縁を移動させると共に、上記基板と塗布液供給手段
との間隔を一定に維持する移動手段を設け、上記塗布液
供給手段を、上記保持手段によって保持される基板に対
して接離移動可能に配設し、上記塗布液供給手段と保持
手段との少なくとも一方の移動方向に沿って案内部材を
設けると共に、この案内部材に、上記塗布液供給手段を
使用位置と待機位置に切り換え移動する切換手段を設
け、上記移動手段は、上記保持手段に対して相対移動可
能な支持体と、上記支持体に上記塗布液供給手段を支持
させると共に、塗布液供給手段の重量を軽減する重量軽
減機構とを有し、上記塗布液供給手段は、塗布液の吐出
口を有するノズルヘッドを具備し、上記切換手段は、上
記案内部材に設けられ、上記保持手段に保持された上記
基板の縁部より内方側から隆起する切換部を有し、この
切換部に上記ノズルヘッドが位置した際に、上記ノズル
ヘッドが側方に傾動して上記待機位置に移動するように
構成されている、ことを特徴とする。
明において、上記待機位置に、溶剤を収容する容器と、
この容器内に回転自在に配設されると共に、塗布液供給
手段の吐出口と近接し得るローラとを具備する、ことを
特徴とする。
るノズルヘッドを具備する塗布液供給手段を、上記保持
手段にて保持された基板の側縁を移動させると共に、上
記基板と塗布液供給手段との間隔を一定に維持する移動
手段を設けるので、基板に“うねり”が生じたとして
も、基板に追従して塗布液供給手段が移動することによ
り、常に基板と塗布液供給手段との間隔を一定に維持す
ることができ、塗布膜の膜厚を均一にすることができ
る。
持体を設け、支持体に、塗布液供給手段を重量軽減機構
を介して支持することにより、基板に対する塗布液供給
手段の重量による負荷を可及的に少なくして基板へのダ
メージを抑制することができる。
って保持される基板に対して接離移動可能に配設し、塗
布液供給手段と保持手段との少なくとも一方の移動方向
に沿って案内部材を設けると共に、この案内部材に、塗
布液供給手段を使用位置と待機位置に切り換え移動する
切換手段を設け、この切換手段は、案内部材に設けら
れ、保持手段に保持された基板の縁部より内方側から隆
起する切換部を有し、この切換部にノズルヘッドが位置
した際に、ノズルヘッドが側方に傾動して待機位置に移
動するように構成されることにより、塗布液供給手段を
使用位置と待機位置とに容易に切換移動することができ
る。
面に基いて詳細に説明する。ここでは、この発明の塗布
膜形成装置をLCD基板のレジスト塗布装置に適用した
場合について説明する。
造を示す概略平面図、図2はその断面図である。
下に基板という)を水平に保持する保持手段例えばチャ
ックプレート10と、このチャックプレート10の下面
に図示しない真空装置によって吸着保持される基板Gの
下方に水平移動可能に配設される塗布液供給手段20
と、この塗布液供給手段20を水平移動する移動機構3
0(移動手段)と、塗布液供給手段20の移動方向にお
けるチャックプレート10の両側外方に配置される塗布
液供給手段用の待機部40とを具備してなる。
向に延びるスリット状の吐出口21を有するノズルヘッ
ド22と、所定以上の力の作用によって屈曲変形可能な
可撓性を有する接続チューブ23を介してノズルヘッド
22に接続する塗布液例えばレジスト液を一旦収容する
液溜め部24と、レジスト液供給チューブ25を介して
液溜め部24に接続するレジスト液供給源26とで主に
構成されている。なお、レジスト液供給チューブ25に
は、ポンプ27及び開閉弁28が介設されている。ま
た、ノズルヘッド22は、液溜部24との間に介設され
るスプリング29によってチャックプレート10側に押
圧されている。
は、チャックプレート10の下面に吸着保持される基板
Gの不要領域である両側縁を転動する移動手段例えば走
行ローラ50が回転自在に装着されている。また、ノズ
ルヘッド22の両側には外方に向かって水平軸51が突
設されており、これら水平軸51にはそれぞれガイドロ
ーラ52が回転自在に装着されている。ガイドローラ5
2は、上記チャックプレート10の下面両側に垂設され
た案内部材例えばガイドレール53の先端面を案内走行
し得るようになっており、図3に示すように、ガイドレ
ール53に設けられた隆起する切換部54(切換手段)
上にガイドローラ52が位置した際に、ノズルヘッド2
2が液溜め部24に対して側方に傾動して、待機部40
の待機位置に移動するように構成されている。この場
合、切換部54は基板Gの縁部より若干内方側から隆起
しており、基板端部にレジスト塗布がされないようにな
っている。なお、待機部40は、レジスト液の溶剤例え
ばシンナー42を収容する容器43内にローラ41を回
転自在に配設した構造となっており、表面にシンナー4
2が付着されたローラ41にノズルヘッド22の吐出口
21が近接し得るようになっている(図3参照)。
に伴なって切換手段である切換部54上をガイドローラ
52が移動することにより、ノズルヘッド22が待機部
40に移動される場合について説明したが、切換手段は
必しも上記のような構造のものである必要はなく、例え
ば図4に示すように、ガイドローラ52と同軸上に装着
される従動プーリ55と、塗布液供給手段20の液溜め
部24の側方に設置されるモータ56の駆動軸に装着さ
れる駆動プーリ57とにベルト58を掛け渡し、ノズル
ヘッド22の塗布終点又は始点位置を検出するセンサ5
9からの信号に基いてモータ56を駆動することによっ
てガイドローラ52を切換部54上を転動させてノズル
ヘッド22を待機部40に移動させることも可能であ
る。なお、ノズルヘッド22を塗布位置に移動するに
は、モータ56を逆回転させてガイドローラ52を切換
部54上を転動させればよい。
0の両側下方に互いに平行に配設されると共に軸受31
によって回転自在に支持される一対のボールねじ軸32
と、このボールねじ軸32を回転するモータ33と、ボ
ールねじ軸32に螺合してボールねじ軸32の回転に伴
なって軸方向に移動する可動子34とで構成され、連結
部材35をもって可動子34に連結される液溜め部24
と、この液溜め部24に連結されるノズルヘッド22
を、チャックプレート10に対して水平方向に平行移動
し得るように構成されている。
ールねじ軸32とモータ33とを具備する場合について
説明したが、移動機構30は必しももこのような構造で
ある必要はなく、例えば図5(a)に示すように、一対
のボールねじ軸32にそれぞれ従動プーリ30aを装着
すると共に、両従動プーリ30aにタイミングベルト3
0bを掛け渡し、このタイミングベルト30bをモータ
33Aによって駆動して両ボールねじ軸32を回転し、
ボールねじ軸32の回転に伴なって軸方向に移動する可
動子34を介してノズルヘッド22を移動させるように
してもよい。また、別の移動機構30として、図5
(b)に示すように、上記一対のボールねじ軸32の一
方をガイド軸38に代えると共に、このガイド軸38に
摺動可能に嵌合する摺動子39を介して塗布液供給手段
20を連結し、ボールねじ軸32に連結するモータ33
Bの駆動によってノズルヘッド22を移動させるように
してもよい。更に別の移動機構30として、図5(c)
に示すように、モータ33Cによって回転されるボール
ねじ軸32に螺合される可動子34を塗布液供給手段2
0に連結すると共に、塗布液供給手段20の両側を一対
のガイド軸38に摺動可能に嵌合し、モータ33Cの駆
動によってノズルヘッド22を移動させるようにしても
よい。
は連結部材35及び可動子34(摺動子39)を介して
チャックプレート10側に固定される移動機構30に連
結されるので、塗布液供給手段20からの負荷の一部を
チャックプレート10側で支持することができる。した
がって、基板G上にかかる負荷を軽減することができ、
走行ローラ50が基板G上を走行することによる基板G
の受けるダメージを抑制することができる。
装置の原理構造の作動態様について説明する。まず、ノ
ズルヘッド22の吐出口21をチャックプレート10の
外側の一方に配置される待機部40のローラ41に近接
させた待機状態において、図示しない搬送手段によって
搬送された基板Gをチャックプレート10の下面に吸着
保持する。次に、ポンプ27を作動してレジスト液供給
源26からレジスト液を液溜め部24内に供給すると共
に、接続チューブ23を介してノズルヘッド22の吐出
口21からレジスト液を吐出する。このレジスト液の吐
出動作と同時に、モータ33(33A,33B,33
C)が駆動されると、移動機構30を介して液溜め部2
4及びノズルヘッド22が一方の待機部40から基板G
上に移動する。この際、ノズルヘッド22に取り付けら
れたガイドローラ52が切換部54を通過してガイドレ
ール53上に位置することにより、ノズルヘッド22に
取り付けられた走行ローラ50が基板Gの両側縁に接触
されてノズルヘッド22の吐出口21が基板G上に適宜
間隔をおいて平行に位置する。そして、吐出口21から
レジスト液を帯状に吐出(供給)しつつノズルヘッド2
2が基板Gの下方を水平移動すなわち基板Gの一方から
他方に向かって平行移動することによって基板G表面に
レジスト膜が形成される。
られた走行ローラ50が基板Gの両側縁を追従して移動
することにより、基板Gとノズルヘッド22すなわち吐
出口21とが所定の間隔を維持した状態でレジスト液が
帯状に吐出(供給)されるので、基板Gに“うねり”が
生じたとしても基板G上に均一なレジスト膜を形成する
ことができる。
を形成した後、レジスト液の供給が停止されると共に、
ノズルヘッド22に取り付けられたガイドローラ52は
ガイドレール53の切換部54によって傾動されて、ノ
ズルヘッド22の吐出口21を他方側の待機部40内の
ローラ41に近接して、次の塗布処理に備える。また、
レジスト膜が形成された基板Gは、図示しない搬送手段
によってチャックプレート10から搬出されて次の処理
工程に搬送される。
下方に配設し、基板G及び保持手段であるチャックプレ
ート10を上方に配設させる場合について説明したが、
この発明の塗布膜形成装置は、塗布液供給手段20と、
基板G及びチャックプレート10の位置関係を逆、すな
わち基板G及びチャックプレート10を下方に配設し、
その上方に塗布液供給手段20を配設している。なおこ
の場合、上記移動機構30をボールねじを具備するもの
に代えて、図6に示すように、塗布液供給手段20を保
持する移動体37の下端部に移動ローラ36を装着し、
この移動ローラ36をチャックプレート10の両側面上
を転動可能に形成してもよい。
給手段20を移動させる場合について説明したが、塗布
液供給手段20を固定し、基板G及びチャックプレート
10を移動させるようにしてもよい。
G及びチャックプレート10の上方に塗布液供給手段2
0を配設し、基板G及びチャックプレート10と塗布液
供給手段20とを相対的に移動する構造としては、例え
ば、図7及び図8に示すような構造とすることができ
る。すなわち、互いに平行な一対の固定支持体60の下
端面に適宜間隔をおいて複数のガイドローラ61を回転
自在に装着し、これらガイドローラ61をチャックプレ
ート10の両側上面に接触させて、図示しない駆動手段
によってチャックプレート10又は塗布液供給手段20
を水平移動可能に形成する。
図示しない真空装置によって吸着保持される基板Gの上
方に移動手段例えばローラ70(原理構造の走行ローラ
50に相当する)を介して塗布液供給手段20がチャッ
クプレート10と相対的に水平移動可能に形成されてい
る。この塗布液供給手段20は、上記原理構造と同様
に、基板Gの幅方向に延びるスリット状の吐出口21を
有するノズルヘッド22と、可撓性を有する接続チュー
ブ23を介してノズルヘッド22に接続する塗布液例え
ばレジスト液を一旦収容する液溜め部24と、レジスト
液供給チューブ25を介して液溜め部24に接続するレ
ジスト液供給源(図示せず)とを具備してなる。
する塗布液供給手段20の自重による基板Gのダメージ
を防止するために、塗布液供給手段20は重量軽減機構
80を介して固定支持体60に支持されている。この場
合、重量軽減機構80は、液溜め部24の両側端部に一
端が連結される吊持用ワイヤー81を、固定支持体60
の上端に形成された断面半円弧状の膨隆部60aに掛け
渡し、その先端にバランスウエイト82を繋着してな
る。したがって、塗布液供給手段20は固定支持体60
によって支持されると共に、バランスウエイト82の重
量Wによって自重の一部が軽減され、基板Gへの重量負
荷によるダメージを抑制することができる。
は塗布液供給手段用の待機部40が配置されている。ま
た、上記原理構造と同様に、塗布液供給手段20のノズ
ルヘッド22の両側には外方に向かって水平軸51が突
設されており、これら水平軸51にはそれぞれガイドロ
ーラ52が回転自在に装着されている。ガイドローラ5
2は、チャックプレート10の両側に敷設されたガイド
レール53上を転動し得るようになっており、上述した
ように、ガイドレール53に設けられた隆起する切換部
54上にガイドローラ52が位置した際に、ノズルヘッ
ド22が液溜め部24に対して側方に傾動して、ノズル
ヘッド22の吐出口21が待機部40のローラ41に近
接するように構成されている。
て、その他の部分は上記原理構造と同じであるので、同
一部分には同一符号を付して、その説明は省略する。
膜形成装置の作動態様について説明する。まず、上記原
理構造の場合と同様に、ノズルヘッド22の吐出口21
をチャックプレート10の外側の一方に配置される待機
部40のローラ41に近接させた待機状態において、図
示しない搬送手段によって搬送された基板Gをチャック
プレート10上に吸着保持する。次に、ポンプ27を作
動してレジスト液供給源26からレジスト液を液溜め部
24内に供給すると共に、接続チューブ23を介してノ
ズルヘッド22の吐出口21からレジスト液を吐出す
る。このレジスト液の吐出動作と同時に、図示しない駆
動手段によってチャックプレート10又は塗布液供給手
段20が移動すると、ノズルヘッド22が一方の待機部
40から基板G上に移動する。この際、ノズルヘッド2
2に取り付けられたガイドローラ52が切換部54を通
過してガイドレール53上に位置することにより、ノズ
ルヘッド22に取り付けられたローラ70が基板Gの両
側縁上に載置されてノズルヘッド22の吐出口21が基
板G上に適宜間隔をおいて平行に位置する。そして、チ
ャックプレート10又は塗布液供給手段20が移動すな
わち基板Gの一方から他方に向かって平行移動すること
により、吐出口21から吐出(供給)される帯状のレジ
スト液が基板G表面に塗布されてレジスト膜が形成され
る。
られたローラ70が基板Gの両側縁上を追従して移動す
ることにより、基板Gとノズルヘッド22すなわち吐出
口21とが所定の間隔を維持した状態でレジスト液が帯
状に吐出(供給)されるので、基板Gに“うねり”が生
じたとしても基板G上に均一なレジスト膜を形成するこ
とができる。
を形成した後、レジスト液の供給が停止されると共に、
ノズルヘッド22に取り付けられたガイドローラ52は
ガイドレール53の切換部54によって傾動されて、ノ
ズルヘッド22の吐出口21を他方側の待機部40内の
ローラ41に近接して、次の塗布処理に備える。また、
レジスト膜が形成された基板Gは、図示しない搬送手段
によってチャックプレート10から搬出されて次の処理
工程に搬送される。
20の重量を軽減する重量軽減機構80を、左右の固定
支持体60に一対設ける場合について説明したが、重量
軽減機構80は必ずしも左右一対設ける必要はなく、一
方の固定支持体60に設けるようにしてもよい。
布膜形成装置はLCD基板のレジスト塗布装置として単
独で使用される他、後述するLCD基板のレジスト塗布
・現像処理システムに組み込んで使用することができ
る。以下に、上記塗布膜形成装置を組み込んだレジスト
塗布・現像処理システムの構造について説明する。
に示すように、LCD基板を搬入・搬出するローダ部9
0と、LCD基板の第1処理部91と、中継部93を介
して第1処理部91に連設される第2処理部92とで主
に構成されている。なお、第2処理部92には受渡部9
4を介してレジスト膜の所定の微細なパターンを露光す
るための露光装置95が連設可能になっている。
ステムにおいて、ローダ部90のカセット載置台98に
載置されたカセット96内に収容された未処理のLCD
基板はローダ部90の搬出入ピンセット99によって取
り出された後、第1処理部91の搬送路102を移動す
るメインアーム100に受け渡され、そして、ブラシ洗
浄装置103内に搬送される。このブラシ洗浄装置10
3内にブラシ洗浄されたLCD基板は引き続いてジェッ
ト水洗浄装置104内にて高圧ジェット水により洗浄さ
れる。この後、LCD基板は、アドヒージョン処理装置
105にて疎水化処理が施され、冷却処理装置106に
て冷却された後、この発明に係る塗布膜形成装置107
にて、上述した手順によりLCD基板の一辺から漸次他
辺に向かってレジスト液を塗布してレジスト膜が塗布形
成され、引き続いて塗布膜除去装置108によってLC
D基板の辺部の不要なレジスト膜が除去される。したが
って、この後、LCD基板を排出する際には縁部のレジ
スト膜は除去されているので、メインアーム100にレ
ジストが付着することもない。そして、このフォットレ
ジストが加熱処理装置109にて加熱されてベーキング
処理が施された後、第2処理部92の搬送路102aを
移動するメインアーム100aによって受渡し台113
に搬送され、受渡し台113から搬送用ピンセット11
2によって露光装置95に搬送され、露光装置95にて
所定のパターンが露光される。そして、露光後のLCD
基板は現像装置110内へ搬送され、現像液により現像
された後、リンス液により現像液を洗い流し、現像処理
を完了する。
基板はローダ部90のカセット97内に収容され後に、
搬出されて次の処理工程に向けて移送される。
形成装置をLCD基板のレジスト塗布装置に適用した場
合について説明したが、LCD基板以外の半導体ウエハ
やCD等の被処理体の塗布膜形成装置あるいはエレキボ
ードにグリーン膜を塗布する場合にも適用でき、レジス
ト以外のポリイミド系塗布液(PIQ)やガラス剤を含
有する塗布液(SOG)等にも適用できることは勿論で
ある。
塗布液の吐出口を有するノズルヘッドを具備する塗布液
供給手段を、保持手段にて保持された基板の側縁を移動
させると共に、基板と塗布液供給手段との間隔を一定に
維持する移動手段を設けるので、塗布膜の膜厚を均一に
することができると共に、歩留まりの向上を図ることが
できる。
持体を設け、支持体に、塗布液供給手段を重量軽減機構
を介して支持することにより、基板に対する塗布液供給
手段の重量による負荷を可及的に少なくして基板へのダ
メージを抑制することができる。
て保持される基板に対して接離移動可能に配設し、塗布
液供給手段と保持手段の移動方向に沿って案内部材を設
けると共に、この案内部材に、塗布液供給手段を使用位
置と待機位置に切り換え移動する切換手段を設け、この
切換手段は、案内部材に設けられ、保持手段に保持され
た基板の縁部より内方側から隆起する切換部を有し、こ
の切換部にノズルヘッドが位置した際に、ノズルヘッド
が側方に傾動して待機位置に移動するように構成される
ことにより、塗布液供給手段を使用位置と待機位置とに
容易に切換移動することができる。
略平面図である。
待機位置の切換動作を示す側面図である。
換動作を示す側面図である。
平面図である。
る。
面図である。
ステムを示す斜視図である。
す概略断面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 基板を保持する保持手段と、上記基板の
表面に対峙する塗布液供給手段とを相対的に平行移動し
て、塗布液供給手段から帯状に供給される塗布液を基板
表面に塗布する塗布膜形成装置において、 上記塗布液供給手段を、上記保持手段にて保持された基
板の側縁を移動させると共に、上記基板と塗布液供給手
段との間隔を一定に維持する移動手段を設け、 上記塗布液供給手段を、上記保持手段によって保持され
る基板に対して接離移動可能に配設し、 上記塗布液供給手段と保持手段との少なくとも一方の移
動方向に沿って案内部材を設けると共に、この案内部材
に、上記塗布液供給手段を使用位置と待機位置に切り換
え移動する切換手段を設け、 上記移動手段は、上記保持手段に対して相対移動可能な
支持体と、上記支持体に上記塗布液供給手段を支持させ
ると共に、塗布液供給手段の重量を軽減する重量軽減機
構とを有し、 上記塗布液供給手段は、塗布液の吐出口を有するノズル
ヘッドを具備し、 上記切換手段は、上記案内部材に設けられ、上記保持手
段に保持された上記基板の縁部より内方側から隆起する
切換部を有し、この切換部に上記ノズルヘッドが位置し
た際に、上記ノズルヘッドが側方に傾動して上記待機位
置に移動するように構成されている、 ことを特徴とする塗布膜形成装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の塗布膜形成装置におい
て、 上記待機位置に、溶剤を収容する容器と、この容器内に
回転自在に配設されると共に、塗布液供給手段の吐出口
と近接し得るローラとを具備する、 ことを特徴とする塗布膜形成装置。
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