JP3765411B2 - 現像処理方法及びその装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばLCD基板等の矩形状の被処理基板に現像液を供給して処理する現像処理方法及びその装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、半導体デバイスの製造工程においては、LCD基板等(以下に基板という)の表面に例えばレジスト液を塗布し、ステッパー等の露光装置を用いて回路パターンを縮小してレジスト膜を露光し、露光後の基板表面に現像液を塗布して現像処理を行うフォトリソグラフィー技術が用いられている。
【0003】
ここで、上記現像処理の方法としては、基板とスキャンノズルを相対移動させながら、スキャンノズルから供給される現像液を基板上に液盛りし、所定時間静止させて現像処理を行うパドル現像という方法が知られている。
【0004】
また、回転している基板上に現像液を滴下(供給)して液盛りし、現像処理を行うスピン式の方法も知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者すなわちスキャン式のパドル現像を行う場合、現像処理後の基板の線幅をスキャン方向に測定すると、図11に示すように、スキャン開始時の線幅が小さくなるという問題があった。これは、現像液の感光剤例えばナフトキノンジアジド(NQD)の反応が、基板に現像液を供給した直後に始まり最初の10sec程度で安定するため、基板に現像液を液盛りし、この現像液を押し広げるスキャン式のパドル現像を行う場合、その時間差により現像処理にむらが生じるためであると考えられる。
【0006】
これに対し、後者すなわちスピン式の現像を行う場合には、線幅が小さくなるという問題はないが、現像液の消費量が多くなるという問題があった。
【0007】
この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、LCD基板等の矩形状の被処理基板に対する均一な現像処理が可能な現像処理方法及びその装置を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明の第1の現像処理方法は、回転される矩形状の被処理基板表面の中心部に純水を供給して、純水の薄膜を形成する工程と、純水の薄膜が形成された上記被処理基板表面に現像液を供給して、現像液の薄膜を形成する工程と、現像液の薄膜が形成された上記被処理基板表面の一端から他端に向かって帯状に現像液を供給して現像処理する工程と、現像処理後の上記被処理基板表面にリンス液を供給して洗浄する工程と、を有することを特徴とする(請求項1)。
【0009】
また、この発明の第2の現像処理方法は、回転される矩形状の被処理基板表面の中心部に純水を供給して、純水の薄膜を形成する工程と、純水の薄膜が形成された上記被処理基板表面に現像液を供給して、現像液の薄膜を形成する工程と、回転されると共に、現像液の薄膜が形成された上記被処理基板表面に純水を供給して洗浄する工程と、洗浄後の上記被処理基板を乾燥する工程と、乾燥後の上記被処理基板表面の一端から他端に向かって帯状に現像液を供給して現像処理する工程と、現像処理後の上記被処理基板表面にリンス液を供給して洗浄する工程と、を有することを特徴とする(請求項2)。
【0010】
この発明の現像処理方法において、上記現像液の薄膜を形成する工程としては、回転される被処理基板表面の中心部に現像液を吐出して行う工程(請求項3)、又は、被処理基板表面に現像液をシャワー状に噴射して行う工程(請求項4)、あるいは、被処理基板表面の一端から他端に向かって現像液を帯状に供給して行う工程(請求項5)のいずれであってもよい。
【0011】
また、この発明の現像処理装置は、上記第1及び第2の現像処理方法を具現化するもので、この発明の第1の現像処理装置は、矩形状の被処理基板を水平に保持して回転する保持手段と、上記保持手段に保持された被処理基板表面に純水を供給可能な純水供給手段と、上記保持手段に保持された被処理基板表面に現像液を供給可能な第1の現像液供給手段と、上記被処理基板を保持可能な載置手段と、上記載置手段に保持された被処理基板と相対的に平行移動して、被処理基板表面の一端から他端に向かって帯状に現像液を供給可能な第2の現像液供給手段と、上記載置手段に保持された被処理基板と相対的に平行移動して、被処理基板表面にリンス液を帯状に供給可能なリンス液供給手段と、を具備することを特徴とする(請求項6)。この場合、上記保持手段の側方に載置手段を隣接配置すると共に、保持手段と載置手段を、外部と雰囲気を区画すべく同一のケース内に配設する方が好ましい(請求項11)。
【0012】
この発明の第2の現像処理装置は、矩形状の被処理基板を水平に保持して回転する保持手段と、 上記保持手段に保持された被処理基板表面に純水を供給可能な純水供給手段と、 上記保持手段に保持された被処理基板表面に現像液を供給可能な第1の現像液供給手段と、 上記被処理基板を保持可能な載置手段と、
上記保持手段に保持された被処理基板を保持手段から受け取り、上記載置手段へ受け渡す搬送機構と、 上記載置手段に保持された被処理基板と相対的に平行移動して、被処理基板表面の一端から他端に向かって帯状に現像液を供給可能な第2の現像液供給手段と、 上記載置手段に保持された被処理基板と相対的に平行移動して、被処理基板表面にリンス液を帯状に供給可能なリンス液供給手段と、を具備することを特徴とする(請求項7)。この場合、上記保持手段の側方に載置手段を隣接配置すると共に、保持手段、載置手段及び搬送手段を、外部と雰囲気を区画すべく同一のケース内に配設する方が好ましい(請求項12)。
【0013】
また、この発明の現像処理装置において、上記第1の現像液供給手段としては、例えば被処理基板表面中心部に向かって現像液を吐出するノズル(請求項8)、又は被処理基板表面に向かって現像液をシャワー状に噴射するシャワー式ノズル(請求項9)、あるいは被処理基板表面の一端から他端に向かって現像液を帯状に供給するパドル式ノズル(請求項10)のいずれであってもよい。
【0014】
請求項1,6,7記載の発明によれば、レジストとの反応量が多い現像処理の初期の段階において予備現像を行い、現像液の薄膜を形成して現像液の反応を安定させた後にスキャン式のパドル現像を行うので、現像液の消費量を抑えることができると共に、線幅を均一にすることができる。
【0015】
請求項2記載の発明によれば、予備現像を行った後、一旦現像を停止し、その後スキャン式のパドル現像を行うので、スピン式の現像後からスキャン式のパドル現像開始までの時間差による現像むらを防止することができ、更に線幅を均一にすることができる。
【0016】
請求項11,12記載の発明によれば、保持手段と載置手段、又は保持手段、載置手段及び搬送機構を外部と区画された同一雰囲気領域内に配設するので、予備現像を行った後、速やかにスキャン式のパドル現像を行うことができると共に、パーティクルの発生を抑えることができ、更に線幅を均一にすることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。この実施形態では、この発明の現像処理装置を、矩形状の被処理基板例えばLCD基板G(以下に基板Gという)の現像処理に適用した場合について説明する。
【0018】
図1は、この発明の現像処理装置110を有するレジスト液塗布・現像処理システムの一実施形態の概略平面図である。
【0019】
上記塗布・現像処理システムは、図1に示すように、基板Gを搬入・搬出するローダ部90と、基板G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には受渡し部94を介してレジスト膜に所定の微細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。
【0020】
上記ローダ部90は、未処理の基板Gを収容するカセット96及び処理済みの基板Gを収容するカセット97を載置するカセット載置台98と、このカセット載置台98上のカセット96,97との間で基板Gの搬出入を行うべく水平(X,Y)方向と垂直(Z)方向の移動及び回転(θ)可能な基板搬出入ピンセット99とで構成されている。
【0021】
上記第1処理部91は、X,Y、Z方向の移動及びθ回転可能なメインアーム80を有し、このメインアーム80の搬送路102の一方の側に、基板Gをブラシ洗浄するブラシ洗浄装置120と、基板Gを高圧ジェット水で洗浄するジェット水洗浄装置130と、基板Gの表面を疎水化処理するアドヒージョン処理装置105と、基板Gを所定温度に冷却する冷却処理装置106とを配置し、搬送路102の他方の側に、塗布処理装置107及び塗布膜除去装置108を配置してなる。
【0022】
一方、上記第2処理部92は、第1処理部91と同様に、X,Y、Z方向の移動及びθ回転可能なメインアーム80aを有し、このメインアーム80aの搬送路102aの一方の側に、レジスト液塗布の前後で基板Gを加熱してプリベーク又はポストベークを行う加熱処理装置109を配置し、搬送路102aの他方の側に、この発明に係る現像処理装置110を配置している。
【0023】
また、第1処理部91及び第2処理部92の上方はカバー(図示せず)によって覆われており、処理部内に清浄化された空気が供給されるようになっている。
【0024】
上記のように構成される塗布・現像処理システムにおいて、カセット96内に収容された未処理の基板G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のメインアーム80に受け渡され、そして、ブラシ洗浄装置120内に搬送される。このブラシ洗浄装置120内にてブラシ洗浄された基板Gは、引続いてジェット水洗浄装置130内にて高圧ジェット水により洗浄される。この後、基板G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、レジスト塗布装置107に搬入されてフォトレジストすなわち感光膜が塗布形成され、塗布膜除去装置108に搬送されて基板Gの辺部の不要なレジスト膜が除去される。
【0025】
その後、フォ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、露光装置95にて所定のパターンが露光される。そして、露光後の基板Gはこの発明に係る現像処理装置110内へ搬送され、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、現像処理を完了する。
【0026】
現像処理された処理済みの基板Gはローダ部90のカセット97内に収容された後に、搬出されて次の処理工程に向けて移送される。
【0027】
次に、この発明に係る現像処理装置110について、図2ないし図8に基づいて詳細に説明する。
【0028】
現像処理装置110は、図2に示すように、基板Gにプリウェット処理(予備現像処理)を行うプリウェット機構1と、このプリウェット機構1の側方に隣接配置されると共に、プリウェット後の基板Gに現像処理を行う現像機構2と、プリウェット機構1から現像機構2に基板Gを搬送する搬送手段である搬送機構4と、プリウェット機構1、現像機構2及び搬送機構4を収容(配設)するケース3とを具備しており、ケース3によってプリウェット機構1、現像機構2及び搬送機構4が外部例えば搬送路102等と雰囲気が区画されている。つまり、プリウェット機構1、現像機構2及び搬送機構4はケース3内の同一雰囲気領域内に配設されている。
【0029】
この場合、ケース3における搬送路102a側の側壁3aには、上記メインアーム80aによってプリウェット機構1に搬入される基板Gの搬入口3bと、メインアーム80aによって現像機構2から搬出される基板Gの搬出口3cが設けられている。この場合、図2に二点鎖線で示すように、これら搬入口3bと搬出口3cに、それぞれ図示しない開閉機構によって搬入口3b又は搬出口3cを開閉するシャッタ3d,3eを設けることも可能である。このように、搬入口3bと搬出口3cをシャッタ3d,3eによって閉鎖することによりケース3内の雰囲気を外部から確実に遮断することができる。
【0030】
上記プリウェット機構1、現像機構2、搬送機構4及びシャッタ3d,3eの駆動部は、制御手段例えばCPU100によって制御されるようになっている。
【0031】
プリウェット機構1は、基板Gを水平状態に真空によって吸着保持する保持手段例えばスピンチャック10と、このスピンチャック10の上方位置に移動可能に形成されると共に、基板Gの表面に純水を供給(滴下・吐出)する純水供給ノズル40(純水供給手段)及び現像液を供給(吐出)する現像液供給ノズル42(第1の現像液供給手段)とを近接させて一体的に取り付けた噴頭39と、この噴頭39を把持してノズル待機部38と基板Gの中心部上方の作動位置間で移動させる移動手段であるノズル移動機構37とで主に構成されている。
【0032】
スピンチャック10は、例えばポリエーテル・エーテル・ケトン(PEEK)製の耐熱性を有する合成樹脂製部材にて形成され、回転速度を可変できる駆動モータ22の駆動によって回転される回転軸22aを介して水平方向に回転(自転)可能になっている。この場合、駆動モータ22は、CPU100と電気的に接続されており、CPU100に予め記憶された情報に基づいて低速、高速の所定の回転数に制御されるようになっている(図3参照)。また、スピンチャック10は、図示しない昇降機構例えば昇降シリンダの駆動によって上下(垂直)方向に移動し得るようになっている。
【0033】
噴頭39は、例えばステンレス鋼あるいはアルミニウム合金製部材にて形成されている。また、噴頭39は、図4に示すように、上面に迂回通路47aの一部をなすU字状の孔がそれぞれ形成され、この孔の底部には噴頭39の下面まで延出した垂直貫通孔47bが形成されている。各貫通孔47bは、下方に向かうに従って大径となる傾斜中部47cと、大径の下部47dとを有し、この下部47dの内周面には雌ねじが形成されている。このような構成の噴頭39に、純水供給ノズル40、現像液供給ノズル42を一体的に装着する場合には、貫通孔47b中に、円筒状のノズル40,42をそれぞれ上部並びに下部が延出するように貫挿し、ノズル40,42が貫通可能な垂直貫通孔を有するほぼ円錐形の合成樹脂でできたシール部材47fを傾斜中部47cに詰め、ノズル40,42が貫通可能な垂直貫通孔を有する取付けねじ部材47gを、ねじ付き下部47d中にねじ込むことにより、シール部材47fを傾斜中部47cの傾斜内周面に押圧させている。このようにして、ノズル40,42は噴頭39に液密に装着されている。この場合、傾斜中部47cの上端とシール部材47fの上面との間に図示のようにOリング47hを介在させることにより、迂回通路47aとノズル40,42との間の液密維持を更に確実にすることができる。
【0034】
純水供給ノズル40は、図3に示すように、純水供給チューブ40aを介して純水収容タンク40d(純水供給源)に接続されており、この純水供給チューブ40aには、純水収容タンク40d側から順に、純水収容タンク40dに貯留された純水を純水供給ノズル40に圧送する純水圧送手段例えばポンプ40cと、純水供給チューブ40a内を流れる純水の流量を検出する純水流量計40b(流量検出手段)と、純水供給ノズル40が供給する純水の流量を調節するエアーオペレーションバルブ等の開閉弁V1(純水流量調節手段)とが設けられている。
【0035】
また、純水流量計40b及び開閉弁V1は、制御手段例えばCPU100と電気的に接続されており、純水流量計40bが検出した純水の流量とCPU100に予め記憶された情報とに基づいて、開閉弁V1に制御信号を送り、純水供給ノズル40が基板Gに供給(滴下・吐出)する純水の流量を制御可能に形成されている。
【0036】
現像液供給ノズル42は、図3に示すように、現像液供給チューブ42aを介して現像液収容タンク42d(現像液供給源)に接続されており、この現像液供給チューブ42aには、現像液収容タンク42d側から順に、現像液収容タンク42dに貯留された現像液を現像液供給ノズル42に圧送する現像液圧送手段例えばポンプ42cと、現像液供給チューブ42a内を流れる現像液の流量を検出する現像液流量計42b(流量検出手段)と、現像液供給ノズル42が供給(吐出)する現像液の流量を調節するエアーオペレーションバルブ等の開閉弁V2(現像液流量調節手段)とが設けられている。
【0037】
また、現像液流量計42b及び開閉弁V2は、制御手段例えばCPU100と電気的に接続されており、現像液流量計42bが検出した現像液の流量とCPU100に予め記憶された情報とに基づいて、開閉弁V2に制御信号を送り、現像液供給ノズル42が基板Gに供給(吐出)する現像液の流量を制御可能に形成されている。
【0038】
なお、純水供給チューブ40a及び現像液供給チューブ42aには、図4に示すように、それぞれ中を流れる純水又は現像液を所定温度(例えば23℃)に設定するための温度調節機構45(温度調節手段)が設けられている。温度調節機構45(温度調整手段)は、純水供給チューブ40a又は現像液供給チューブ42aの外周をそれぞれ包囲するように設けられ、温度調整液Cを循環供給する温度調整液供給路45aと、この温度調整液供給路45aの両側の端部に両端がそれぞれ接続された循環路45bと、循環路45bのそれぞれに設けられた循環ポンプ45cと、循環路45bの途中に接続され、温度調整液C(例えば恒温水)を一定温度に維持するサーモモジュール45dとにより構成されている。このように構成された温度調節機構45により、純水供給チューブ40a内を流れる純水と現像液供給チューブ42a内を流れる現像液を所定温度(例えば、約23℃)に維持することができる。なお、温度調節機構45は、必ずしも上記のようにサーモモジュール45dを有する構造である必要はなく、例えばヒータを用いた構造であってもよい。
【0039】
ノズル移動機構37は、図2に示すように、噴頭39を一端に装着すると共に、水平方向(X,Y方向)に回転可能且つ垂直方向に移動可能な移動アーム37aと、この移動アーム37aの他端に接続され、噴頭39を基板Gの中心部上方の作動位置とノズル待機部38との間に選択的に移動する駆動手段例えばステッピングモータ(図示せず)と、噴頭39及び移動アーム37aを垂直方向に移動可能な昇降手段例えばエアシリンダ(図示せず)とで構成される。このように構成することにより、ノズル移動機構37は、ノズル待機部38から噴頭39を基板Gの中心部上方(作動位置)へ移動して、純水供給ノズル40から純水を供給(滴下・吐出)し、次いで現像液供給ノズル42から現像液を供給(吐出)し、その後、噴頭39をノズル待機部38へ移動することができる。
【0040】
なお、上記ノズル移動機構37は、必ずしも上述のような回転式である必要はなく、例えばリニア式のスキャン機構を用いてもよい。
【0041】
なお、スピンチャック10の周囲には、上部が開口したカップ(処理容器){図示せず}が配置され、基板Gをスピンチャック10にて保持した状態でカップ内に収容可能になっている。これにより、カップ(処理容器)内に現像液及び純水が回収される。
【0042】
一方、現像機構2は、図2に示すように、基板Gを水平状態に真空によって吸着保持する載置台49(載置手段)と、この載置台49によって保持される基板Gの表面に現像液を供給(塗布・吐出)可能な現像液供給ノズル51(第2の現像液供給手段)とリンス液(例えば純水)を供給(吐出)可能なリンス液供給ノズル60(リンス液供給手段)とを一体的に設けたスキャンノズル50と、このスキャンノズル50(図5参照)を把持し、基板Gの表面と一定の隙間を空けてスキャン移動可能なスキャン機構59とで主に構成される。
【0043】
スキャンノズル50は、図2及び図5に示すように、基板Gの幅と同じかそれ以上の長さの略直方体状に形成され、上述したように、現像液供給ノズル51とリンス液供給ノズル60とを一体的に設けられている。また、スキャンノズル50は、例えばステンレス鋼あるいはアルミニウム合金製部材にて形成されている。
【0044】
なお、リンス液供給ノズル60を現像液供給ノズル51とを一体的に設ける場合について説明したが、リンス液供給ノズル60は、現像液供給ノズル51とは別に設けることも勿論可能である。
【0045】
現像液供給ノズル51は、図5に示すように、泡抜き等を行うため一旦現像液を収容する収容部11をスキャンノズル50内に有しており、現像液が貯留される現像液タンク12(現像液供給源)から現像液を供給する現像液供給管路13と、図示しないが、収容部11の現像液の泡抜きを行う泡抜き管路とに接続されている。
【0046】
現像液供給管路13には、現像液供給タンク12側から順に、現像液供給タンク12に貯留された現像液を圧送する圧送手段例えばポンプ54と、現像液供給管路13内の現像液の流量を検出する現像液流量計53(現像液流量検出手段)と、現像液の流量調節が可能なエアオペレーションバルブ等の開閉弁V3(現像液流量調節手段)と、現像液の温度を調節する温度調節機構52(現像液温度調節手段)とが設けられている。
【0047】
また、現像液供給ノズル51は、現像液供給ノズル51の長手方向に例えば1mmピッチで等間隔に設けられる複数の供給孔51aと、これら供給孔51aの下部に連通され現像液供給ノズル51の長手方向に設けられる例えば1mm幅のスリット51bと、スリット51bの下部に連通され現像液を基板Gに供給(塗布・吐出)する拡開テーパ状の現像液供給口55と、この現像液供給口内の長手方向に設けられ、均一に現像液を吐出する円柱状の石英棒51c(整流棒)とで構成されている。
【0048】
また、現像液流量計53及び開閉弁V3は、制御手段例えばCPU100と電気的に接続されており、現像液流量計53が検出した現像液の流量とCPU100に予め記憶された情報とに基づいて、開閉弁V3に制御信号を送り、現像液供給ノズル51がガラス基板Gに供給する現像液の流量を制御可能に形成されている。
【0049】
リンス液供給ノズル60は、現像液供給ノズル51と同様に、一旦リンス液を収容するリンス液収容部16をスキャンノズル50内に有しており、リンス液が貯留されるリンス液タンク17(リンス液供給源)からリンス液を供給するリンス液供給管路18と、図示しないが、リンス液収容部16のリンス液の泡抜きを行う泡抜き管路とに接続されている。
【0050】
リンス液供給管路18には、現像液供給管路13と同様に、リンス液収容部16側から順に、リンス液収容部に貯留されたリンス液を圧送する圧送手段例えばポンプ64と、リンス液供給管路18内のリンス液の流量を検出するリンス液流量計63(洗浄液流量検出手段)と、リンス液の流量調節が可能なエアオペレーションバルブ等の開閉弁V4(洗浄液流量調節手段)と、リンス液の温度を調節する温度調節機構62(洗浄液温度調節手段)とが設けられている。
【0051】
また、リンス液供給ノズル60は、リンス液供給ノズル60の長手方向に例えば1mmピッチで等間隔に設けられる複数の供給孔60aと、これら供給孔60aの下部に連通されリンス液供給ノズル60の長手方向に設けられる例えば1mm幅のスリット60bと、スリット60bの下部に連通されリンス液を基板Gに供給(吐出)する拡開テーパ状のリンス液供給口65とで構成されている。
【0052】
また、リンス液流量計63及び開閉弁V4は、制御手段例えばCPU100と電気的に接続されており、リンス液流量計63が検出したリンス液の流量とCPU100に予め記憶された情報とに基づいて、開閉弁V4に制御信号を送り、リンス液供給ノズル60が基板Gに供給するリンス液の流量を制御可能に形成されている。
【0053】
温度調節機構52,62は、図5に示すように、現像液供給管路13、リンス液供給管路18とスキャンノズル50との接続部に設けられ、現像液供給管路13、リンス液供給管路18が温度調節管路52a,62a内を通るように形成される二重管構造となっている。また、温度調節管路52a,62aは、現像液供給管路13内を上方から下方へ流れる現像液に対し、ヒータ52b,62b等で温調された温度調整液C(例えば恒温水)を循環手段例えば循環ポンプ52c,62cにより温度調節管路52a,62a内を下方から上方へ循環するように構成されている。このように構成することにより、現像液の温度を調節することができるので、現像液の粘度及びエッチング速度(処理速度、反応速度)等を一定にすることができ、更に均一な現像処理を行うことができる。なお、温度調節機構52,62は、必ずしも上記のような構造である必要はなく、例えばヒータにて形成してもよい。
【0054】
スキャン機構7は、図2に示すように、載置台49のスピンチャック10と対向する側に図面上Y方向に設けられ、スキャンノズル50の長手方向の一端を支持するガイドレール171と、図示しないモータ等の駆動手段により駆動可能に形成されるボールねじ機構と、スキャンノズル50の一端に接続され、ボールねじ機構の駆動力を伝えるスキャンアーム174とで構成されている。
【0055】
また、スキャンアーム174は例えば図示しないボールねじ機構等により構成される昇降機構を有しており、モータなどの動力源からの駆動力によりスキャンノズル50を上下方向に昇降可能に形成されている。
【0056】
また、スキャン機構7は、制御手段例えばCPU100に電気的に接続されており、CPU100の制御信号により、スキャンノズル50のスキャンスピードを制御可能に形成されている。
【0057】
一方、プリウェット機構1から現像機構2へ基板Gを搬送する搬送機構4は、図2に示すように、基板Gの対向する2辺の周辺部下面を吸着保持する一対の搬送アーム70を具備し、これら搬送アーム70は、リニアガイド71によってガイドされ、図示しないタンミングベルト、プーリ、シャフトによって伝達されるアーム駆動モータの駆動力によって図示矢印X方向に移動可能に構成されている。この場合、搬送アーム70とタイミングベルトとは、締結部材によって締結されている。また、アーム駆動モータは、CPU100によって制御され、所定時間基板Gのプリウェット処理(予備現像処理)、現像処理を実施することができるように構成されている。
【0058】
また、上記搬送アーム70の基板保持面には、図6に示すように、吸引通路70bを介して図示しない真空吸引手段に接続する吸引孔70aが設けられており、この吸引孔70aに連通する吸引孔を有するパッド部材70cが搬送アーム70に対して垂直方向に変位可能に設けられている。この場合、パッド部材70cは、内向きフランジ70dを有する逆冠形の耐蝕性を有する例えばデルリン(商品名)製の部材にて形成されている。そして、搬送アーム70の吸引孔70aの周囲に押えねじ70eによって立設固定される可撓性を有する合成ゴム製の筒状のリップシール70fの上端に拡開状に突出する係止部70gに内向きフランジ70dを係合して垂直方向に変位可能に取付けられる。このように取付けられるパッド部材70cは各搬送アーム70にそれぞれ2個ずつ設けられており、基板Gを搬送する際、リップシール70fが弾性変形することによりパッド部材70cが垂直方向に変形すなわち基板Gの平面に追従して基板Gの姿勢を水平状態に保持したまま搬送することができるようになっている。また、基板Gを受取る際の衝撃をリップシール70fの弾性変形によって吸収することができるので、基板Gの損傷等を防止することができる。なお、この場合、パッド部材70cを2個設けているが、1個あるいは3個等任意の数設けてもよい。
【0059】
また、上記プリウェット機構1への基板Gの搬入、現像機構2からの基板Gの搬出を行う搬送機構は、図2に示すように、メインアーム80aにて形成されている。この場合、メインアーム80aは、上下2段のコ字状アーム体81a,81bがそれぞれ独立して水平方向に進退移動可能な二重構造となっている(図7参照)。すなわち、対向して配置される外側リニアガイド82に沿って摺動可能な一対の外側フレーム83によって上部アーム体81aの両側を支持し、第1の駆動モータ84に伝達プーリ85aを介して駆動される外側プーリ85に掛け渡されるタイミングベルト(図示せず)と外側フレーム83とを締結して、第1の駆動モータ84の正逆回転によって上部アーム体81aを進退移動可能に構成し、また、外側リニアガイド82の内側に配設される一対の内側リニアガイド86に沿って移動可能な内側フレーム87にて下部アーム体81bを支持し、第2の駆動モータ88に伝達プーリ89aを介して駆動される内側プーリ89に掛け渡されるタイミングベルト(図示せず)と内側フレーム87とを締結して、第2の駆動モータ88の正逆回転によって下部アーム体81bを進退移動可能に構成してある(図8参照)。
【0060】
このように構成されるメインアーム80aは、図2に示すように水平のX,Y方向及び回転(θ)可能に形成されると共に、垂直方向(Z方向)に移動可能に形成されている。なお、上記アーム体81a,81bには基板Gを保持する保持爪81cが立設されている。また、メインアーム80のアーム体81a,81b上に載置される基板Gの有無はセンサ150によって検出できるように構成されている(図8参照)。
【0061】
なお、この場合、アーム体81a,81bに保持爪81cを設ける代わりに、上記搬送アーム70と同様に吸引孔70aを設けると共に、パッド部材70cを設けて真空吸着によって基板Gを保持するようにしてもよい。
【0062】
次に、上記のように構成される現像処理装置110を用いて基板Gの現像処理を行う方法について図9のフローチャートを参照して説明する。
【0063】
◎第一実施形態
まず、基板Gをメインアーム80aによってケース3の搬入口3bを介してプリウェット機構1に搬入し、静止したスピンチャック10上に移動させ、真空吸着によって基板Gをスピンチャック10に保持する(ステップ1){図9(a)参照}。
【0064】
スピンチャック10に基板Gが吸着保持されると、スピンチャック10の回転駆動により、基板Gを低速(例えば50〜200rpm)で回転させる。この際、ノズル移動機構37が移動アーム37aを回転し、噴頭39をノズル待機部38から基板Gの中心部上方へ移動する(ステップ2)。
【0065】
噴頭39が基板Gの中心部上方に移動すると、純水供給ノズル40から基板Gの中心部に所定量の純水を供給(滴下・吐出)して、基板G表面に純水の薄膜を形成する(ステップ3)。
【0066】
次に、純水の薄膜が形成された基板Gの中心部に、現像液供給ノズル42から所定量の現像液を所定時間例えば5〜10sec供給(滴下・吐出)し、上記純水の薄膜を徐々に現像液に置換する(ステップ4)。
【0067】
純水の薄膜を現像液に置換した後、更に所定量(例えば1リットル)の現像液を所定時間例えば5〜10sec継続して供給し、次いで、基板Gを高速(例えば250〜500rpm)で回転させて、基板Gの表面に現像液の薄膜を形成する(ステップ5)。この際、CCDカメラ等の薄膜検知手段(図示せず)によって、現像液の厚さを検知し、検知信号をCPU100に送る。所定厚さの薄膜が形成されると、CPU100は、出力信号をスピンチャック10に送り、スピンチャック10の回転を停止する。
【0068】
現像液の薄膜が形成され、スピンチャック10の回転が停止すると、ノズル移動機構37が移動アーム37aを回転し、噴頭39を基板Gの中心部上方からノズル待機部38へ移動し、搬送機構4の搬送アーム70によって基板Gを、プリウェット機構1の側方に隣接する現像機構2の載置台49上に搬送し、載置台49にて基板を吸着保持する(ステップ6)。
【0069】
基板Gを搬送した第2の搬送機構4の搬送アーム70がプリウェット機構1側へ後退した後、現像機構2のスキャンノズル50は、待機位置58から基板Gの一端側(セット位置)にセットされる。次に、スキャンノズル50は、基板Gの他端側(第2の搬送機構4側)へY方向にスキャン移動しながら現像液供給ノズル51から現像液を基板Gの表面に液盛り(塗布・供給)し、50〜60sec 静止させて現像処理を行う(ステップ7)。この間に、スキャンノズル50は、待機位置58まで戻り待機する。
【0070】
現像処理が終了すると、スキャンノズル50は、再度セット位置にセットされ、基板Gの他端側(第2の搬送機構4側)へY方向にスキャン移動しながらリンス液供給ノズル60からリンス液を基板Gの表面に供給してリンス処理を行う(ステップ8)。
【0071】
この後、図示しないエアブローノズルによって基板Gを乾燥処理(ステップ9)し、メインアーム80aによって保持されて搬出口3cを介して現像機構2の外部へ搬出され、処理を終了する(ステップ10)。
【0072】
現像処理をこのように行うことにより、レジストとの反応量が多い現像処理の初期の段階においてスピン式の現像を行い、現像液の薄膜を形成して現像液の反応を安定させた後にスキャン式のパドル現像を行うので、現像液の消費量を抑えることができると共に、線幅を均一にすることができる。
【0073】
◎第二実施形態
この発明の第二実施形態は、図9(b)のフローチャートに示すように、上記第一実施形態のステップ5とステップ6の間において、基板Gに洗浄処理(ステップ5−A)及び乾燥処理(ステップ5−B)を行うものである。
【0074】
具体的には、上記第一実施形態と同様に、基板Gをスピンチャック10に保持し、純水の薄膜を形成後、現像液の薄膜を形成する(ステップ1〜5)。
【0075】
次に、現像液を供給しながらリンス液例えば純水を供給(滴下・吐出)し、その後、徐々に現像液の供給を停止して現像液を純水と置換する。現像液が完全に純水に置換されると純水の供給を停止し、洗浄処理を終了する(ステップ5−A)。
【0076】
次に、スピンチャック10を高速に回転(回転数:例えば800〜1000rpm)させることにより、基板表面上の純水を遠心力によって振切り乾燥する(ステップ5−B)。なお、基板Gの乾燥は、振り切り乾燥に限らず、例えばエアブローノズルによって乾燥させることも可能である。
【0077】
その後、基板Gを搬送機構4によって現像機構2の載置台49上に搬送し(ステップ6)、上記第一実施形態と同様に、現像処理(ステップ7)、リンス処理(ステップ8)及び乾燥処理(ステップ9)行った後、メインアーム80によって保持されて現像機構2の外部へ搬出され、処理を終了する(ステップ10)。
【0078】
現像処理をこのように行うことにより、第一実施形態と比較して、プリウェット機構1で現像液の薄膜を形成した後、現像機構2で現像処理を行うまでの時間差による現像むらを防止することができ、更に線幅を均一にすることができる。なお、この場合は、第一実施形態における上記薄膜検知手段を必ずしも設ける必要がないので、装置の構成を簡略化することができると共に、制御を容易にすることが可能となる。
【0079】
なお、上記実施形態では、プリウェット機構1において、純水及び現像液の薄膜をスピンチャック10を用いて形成する場合について説明したが、薄膜の形成方法はこれに限らず、例えば、図10(a)に示すように、基板G表面に向かって現像液をシャワー状に供給(噴射)するシャワー式ノズル42Aを用いてもよく、あるいは、図10(b)に示すように、現像機構2のスキャンノズル50と同様に、基板G表面の一端から他端に向かって現像液を帯状に供給(塗布・吐出)するパドル式ノズル42Bを用いて現像液の薄膜を形成すなわち予備現像するようにしてもよい。また、パドル式ノズル42Bと現像液供給ノズル51とを兼用することも可能であり、パドル式ノズル42B又は現像液供給ノズル51のいずれかをプリウエット機構1に設けてもよい。この場合、別途現像機構2や搬送機構4を設けることなく一連の現像処理がプリウエット機構1で可能であり、装置の部品点数を低減でき、装置の信頼性が向上し、また、装置面積も低減できる。
【0080】
なお、現像処理装置110の構成に関しては、上述した構成に限られるものではない。例えば、第一及び第二実施形態のステップ9の乾燥処理において、エアブローノズルを用いる代りに、載置台49を回転自在に構成し、載置台49の周囲に液を回収するカップ(処理容器)を配置することにより、基板Gを回転させて振り切り乾燥してもよい。また、プリウエット機構1にスキャンノズル50又は現像液供給ノズル51及びスキャン機構7を配置することにより、現像機構2や搬送機構4を設けずにプリウエット機構1で一連の現像処理を行ってもよいのはいうまでもない。
【0081】
また、上記実施形態では、被処理基板がLCD基板の場合について説明したが、LCD基板以外に例えばフォトマスク用のレチクル基板等においてもこの発明が適用できることは勿論である。
【0082】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば、線幅のばらつきに影響を与えやすい現像処理の初期の段階においてスピン式の現像を行い、その後、スキャン式のパドル現像を行うので、現像液の消費量を抑えることができると共に、線幅を均一にすることができる。
【0083】
1)請求項1,6,7記載の発明によれば、レジストとの反応量が多い現像処理の初期の段階において予備現像を行い、現像液の薄膜を形成して現像液の反応を安定させた後にスキャン式のパドル現像を行うので、現像液の消費量を抑えることができると共に、線幅を均一にすることができる。
【0084】
2)請求項2記載の発明によれば、予備現像を行った後、一旦現像を停止し、その後スキャン式のパドル現像を行うので、1)に記載の効果に加えて、スピン式の現像後からスキャン式のパドル現像開始までの時間差による現像むらを防止することができ、更に線幅を均一にすることができる。
【0085】
3)請求項11,12記載の発明によれば、保持手段と載置手段、又は保持手段、載置手段及び搬送機構を、外部と区画された同一雰囲気領域内に配設されるので、予備現像を行った後、速やかにスキャン式のパドル現像を行うことができると共に、パーティクルの発生を抑えることができ、更に線幅を均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る現像処理装置を適用したレジスト液塗布・現像処理システムの一例を示す概略平面図である。
【図2】この発明に係る現像処理装置を示す概略平面図である。
【図3】この発明におけるプリウェット機構の構成を示す概略正面図である。
【図4】この発明における純水供給手段及び第1の現像液供給手段の構成を示す概略断面図である。
【図5】この発明における第2の現像液供給手段及びリンス液供給手段の構成を示す概略断面図である。
【図6】この発明における搬送機構の要部平面図及びその断面図である。
【図7】この発明における搬送機構のメインアームの要部を示す斜視図である。
【図8】上記メインアームの駆動機構を示す側面図である。
【図9】この発明の現像処理方法の手順を示すフローチャートである。
【図10】この発明における第1の現像供給手段の別の形態を示す概略構成図である。
【図11】従来のスキャン式のパドル現像を行った場合の、スキャン方向の距離と線幅との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
G LCD基板(被処理基板)
1 プリウェット機構
2 現像機構
3 ケース
4 搬送機構
10 スピンチャック(保持手段)
40 純水供給ノズル(純水供給手段)
42 現像液供給ノズル(第1の現像液供給手段)
42A シャワー式ノズル(第1の現像液供給手段)
42B パドル式ノズル(第1の現像液供給手段)
49 載置台(載置手段)
51 現像液供給ノズル(第2の現像液供給手段)
60 リンス液供給ノズル(リンス液供給手段)
Claims (12)
- 回転される矩形状の被処理基板表面の中心部に純水を供給して、純水の薄膜を形成する工程と、
純水の薄膜が形成された上記被処理基板表面に現像液を供給して、現像液の薄膜を形成する工程と、
現像液の薄膜が形成された上記被処理基板表面の一端から他端に向かって帯状に現像液を供給して現像処理する工程と、
現像処理後の上記被処理基板表面にリンス液を供給して洗浄する工程と、
を有することを特徴とする現像処理方法。 - 回転される矩形状の被処理基板表面の中心部に純水を供給して、純水の薄膜を形成する工程と、
純水の薄膜が形成された上記被処理基板表面に現像液を供給して、現像液の薄膜を形成する工程と、
回転されると共に、現像液の薄膜が形成された上記被処理基板表面に純水を供給して洗浄する工程と、
洗浄後の上記被処理基板を乾燥する工程と、
乾燥後の上記被処理基板表面の一端から他端に向かって帯状に現像液を供給して現像処理する工程と、
現像処理後の上記被処理基板表面にリンス液を供給して洗浄する工程と、
を有することを特徴とする現像処理方法。 - 請求項1又は2記載の現像処理方法において、
上記現像液の薄膜を形成する工程が、回転される被処理基板表面の中心部に現像液を吐出して行う工程であることを特徴とする現像処理方法。 - 請求項1又は2記載の現像処理方法において、
上記現像液の薄膜を形成する工程が、被処理基板表面に現像液をシャワー状に噴射して行う工程であることを特徴とする現像処理方法。 - 請求項1又は2記載の現像処理方法において、
上記現像液の薄膜を形成する工程が、被処理基板表面の一端から他端に向かって現像液を帯状に供給して行う工程であることを特徴とする現像処理方法。 - 矩形状の被処理基板を水平に保持して回転する保持手段と、
上記保持手段に保持された被処理基板表面に純水を供給可能な純水供給手段と、
上記保持手段に保持された被処理基板表面に現像液を供給可能な第1の現像液供給手段と、
上記被処理基板を保持可能な載置手段と、
上記載置手段に保持された被処理基板と相対的に平行移動して、被処理基板表面の一端から他端に向かって帯状に現像液を供給可能な第2の現像液供給手段と、
上記載置手段に保持された被処理基板と相対的に平行移動して、被処理基板表面にリンス液を帯状に供給可能なリンス液供給手段と、
を具備することを特徴とする現像処理装置。 - 矩形状の被処理基板を水平に保持して回転する保持手段と、
上記保持手段に保持された被処理基板表面に純水を供給可能な純水供給手段と、
上記保持手段に保持された被処理基板表面に現像液を供給可能な第1の現像液供給手段と、
上記被処理基板を保持可能な載置手段と、
上記保持手段に保持された被処理基板を保持手段から受け取り、上記載置手段へ受け渡す搬送機構と、
上記載置手段に保持された被処理基板と相対的に平行移動して、被処理基板表面の一端から他端に向かって帯状に現像液を供給可能な第2の現像液供給手段と、
上記載置手段に保持された被処理基板と相対的に平行移動して、被処理基板表面にリンス液を帯状に供給可能なリンス液供給手段と、
を具備することを特徴とする現像処理装置。 - 請求項6又は7記載の現像処理装置において、
上記第1の現像液供給手段が、被処理基板表面の中心部に向かって現像液を吐出するノズルであることを特徴とする現像処理装置。 - 請求項6又は7記載の現像処理装置において、
上記第1の現像液供給手段が、被処理基板表面に向かって現像液をシャワー状に噴射するシャワー式ノズルであることを特徴とする現像処理装置。 - 請求項6又は7記載の現像処理装置において、
上記第1の現像液供給手段が、被処理基板表面の一端から他端に向かって現像液を帯状に供給するパドル式ノズルであることを特徴とする現像処理装置。 - 請求項6記載の現像処理装置において、
上記保持手段の側方に載置手段を隣接配置すると共に、保持手段と載置手段を、外部と雰囲気を区画すべく同一のケース内に配設してなることを特徴とする現像処理装置。 - 請求項7記載の現像処理装置において、
上記保持手段の側方に載置手段を隣接配置すると共に、保持手段、載置手段及び搬送手段を、外部と雰囲気を区画すべく同一のケース内に配設してなることを特徴とする現像処理装置。
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