JP3886234B2

JP3886234B2 - Spin coater

Info

Publication number: JP3886234B2
Application number: JP35433197A
Authority: JP
Inventors: 和伸山口; 直美川口; 偉仁福島; 宏宇野; 裕康藤井; 夕記山本
Original assignee: Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd; Tazmo Co Ltd
Current assignee: Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd; Tazmo Co Ltd
Priority date: 1997-12-24
Filing date: 1997-12-24
Publication date: 2007-02-28
Anticipated expiration: 2017-12-24
Also published as: JPH11179264A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用のガラス基板や半導体ウェーハ等の基板表面にレジスト液等を塗布する回転塗布装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板表面にレジスト液等を塗布する方法として、ロールコータやスリットノズルによって、基板の全幅に亘って塗布する方法、基板の中心部に塗布液を滴下するとともに基板を回転せしめ、回転によって生じる遠心力で中心から周縁に向かって塗布液を拡散せしめる方法、更にはこれらを組合せた方法（例えば特許第２５５０４３０号公報）が採用されている。
【０００３】
また、回転塗布方法を実施する装置としては、上方を開放したカップ内に載置テーブルを配置し、載置テーブルにて基板を吸着保持するとともに載置テーブルを回転せしめるようにしたオープンカップと称されるタイプの装置と、ベースに固定されるアウターカップの内側にスピンナーにて回転せしめられるインナーカップを配置し、このインナーカップ内に基板を吸着保持する載置テーブルを配置し、載置テーブルとともにインナーカップ自体を回転せしめるようにした回転カップと称されるタイプの装置がある（例えば、特公平８−２２４１８号公報）。
【０００４】
回転カップタイプの塗布装置は、アウターカップ及びインナーカップにそれぞれの蓋体を設け、蓋体でカップ上面を閉塞した状態で回転せしめることで、カップ内、特にインナーカップ内での乱流の発生を抑制できるため、塗布装置の主流となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、回転塗布装置はロールコータ等に比較して塗膜の均一性に優れ、特に回転カップタイプの塗布装置は塗布空間での乱流の発生を抑制できるため有利な点が多い。
しかしながら、例えば液晶ディスプレイについて述べると、最近では画面の大型化が要望され、今まで通りの寸法のガラス基板からは所定枚数の液晶ディスプレイ用ガラス板を切り取れなくなる。そこで、ガラス基板の寸法も大きくしなければならないが、処理するガラス基板の寸法が大きくなると、回転塗布装置のインナーカップ及びアウターカップの寸法も大きくしなければならない。
【０００６】
従来のアウターカップはベース上に直接設置されており、基板の寸法が小さい場合には多少ベースの水平度に誤差があっても問題とならなかった。しかしながら、基板の寸法が大きくなると、回転時の基板周縁部の速度は従来に比べて極めて大きくなるので、塗布の際に基板が傾いていると塗布液が偏り、均一な厚みの塗膜が得られない。
【０００７】
特に、アウターカップの寸法が大きくなると、単一の部材にてアウターカップを構成することが製作上難しくなり、複数の部材を接合してアウターカップを構成することになるが、複数の部材を接合した場合には接合部での誤差が発生するためアウターカップ全体の水平度を出し難くなる。
【０００８】
また、アウターカップはインナーカップと比べて比較的厚肉であるので、径が大きくなるとその重量も大きくなり撓みが生じる。そして、撓みが生じると、インナーカップと接触して塵埃が発生したり、異音の原因となり、乱流の発生にもつながる。
【０００９】
【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、ベースに支持されるアウターカップ内にモータにて回転せしめられるインナーカップを配置し、このインナーカップ内に基板を保持するとともにインナーカップと一体的に回転する載置テーブルを設け、基板表面に滴下した塗布液を基板の回転に伴なう遠心力で拡散せしめるようにした回転塗布装置において、前記アウターカップをベースに対して高さ調整部材を介して支持した。
【００１０】
高さ調整部材としては、ベース側に雄ネジを固着し、アウターカップには前記雄ネジとネジの向きが逆の雄ネジを固着し、これら両雄ネジをナット部材で連結し、ナット部材を廻すことでベースに対しアウターカップを上下動せしめる構造のものが考えられるが、これに限定されるものではない。
そして、アウターカップをベースに対して高さ調整部材を介して支持することで、大径化したアウターカップを水平に維持することができる。
【００１１】
前記高さ調整部材の配置としては、正三角形の頂点位置となるように等間隔で３本配置する構成、或いは多角形の頂点位置となるように等間隔で４本以上配置する構成が考えられる。
高さ調整部材を３本とした場合には、調整作業が簡単になり、４本以上とした場合には、調整作業は多少面倒になるが、アウターカップの支持点が増えるため、アウターカップを薄肉化しても変形（撓み）量を少なくすることができる。
【００１２】
また、前記アウターカップ及びインナーカップはそれぞれアウターカップ用蓋体及びインナーカップ用蓋体にて閉塞可能とし、インナーカップ用蓋体についてはインナーカップと一体的に回転することが好ましい。このような構成とすることで、カップ内での乱流の抑制を図ることができる。
【００１３】
また、基板表面に塗布液を滴下するノズルをスリット状吐出口を有するノズルとし、このノズルはスリット状吐出口の幅方向と直交する方向に往復動可能とすることで、回転の際に飛散する塗布液の量を抑えつつ均一な厚みの塗膜が得られる。
【００１４】
更に、基板を矩形状をなすガラス基板とする場合には、インナーカップ内に載置テーブルに保持された状態の前記ガラス基板を囲む枠体を設けることで、更にガラス基板表面に発生する乱流を抑制することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態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塗布装置の全体正面図、図２は本発明に係る回転塗布装置の側面図、図３は本発明に係る回転塗布装置のカップユニットを蓋体ユニットで閉じた状態を示す外観図、図４は本発明に係る回転塗布装置のカップユニットを蓋体ユニットで閉じた状態の中央部の拡大断面図、図５（ａ）はスピンナー軸に対する載置テーブルの固着前の状態の拡大断面図、（ｂ）は載置テーブルの別実施例を示す拡大断面図、図６は本発明に係る回転塗布装置のカップを蓋体で閉じた状態の右半分の拡大断面図、図７はスピンナー軸の駆動系を中心とした断面図、図８はスピンナー軸が上昇した状態の図７と同様の図、図９はスピンナー軸を下方から見た図、図１０は本発明に係る回転塗布装置のカップユニットの平面図、図１１は図１０のＡ−Ａ線断面図、図１２はインナーカップ内に配置される枠体の斜視図、図１３（ａ）及び（ｂ）はインナーカップとインナーカップ用蓋体との係合前と係合後の状態を示す図、図１４は本発明に係る回転塗布装置の蓋体ユニットの軸受部の平面図、図１５は同軸受部の縦断面図、図１６（ａ）及び（ｂ）は減圧開放機構部の作用を説明した図である。
【００１６】
図中１は床面上に設けられたベースであり、このベース１上に本発明に係る回転塗布装置が支持されている。回転塗布装置は大きく分けて、カップユニット１０、蓋体ユニット１００及びノズルユニット２００から構成されており、以下にそれぞれのユニットについて説明する。
【００１７】
先ず、カップユニット１０はアウターカップ１１とインナーカップ１３を備えている（図６及び図１０等を参照）。
【００１８】
アウターカップ１１はアルミニウム製の内側部分１１ａと外側部分１１ｂとを接合してなり、底面は中心から径方向外側に向かって徐々に盛り上がり、インナーカップ下面との間にラビリンスシール部を形成する凹凸部１４を形成している。
【００１９】
また、アウターカップ１１の内側部分１１ａの下面内径部には後述するインナーカップ１３と一体的に回転する回転プレートとの間にラビリンスシール部を形成する凹凸部１５を形成している。
【００２０】
また、アウターカップ１１の外側部分１１ｂには、図６に示すように、一段低くなったドレン排出路１６が形成されている。
このドレン排出路１６は、図１０及び図１１に示すように、回転方向に沿って徐々に接線よりも外側に向けて疑似インボリュート曲線的に広がる膨出部１７を等間隔で４ヵ所設け、これら膨出部１７の最奥部にドレン穴１８を設け、このドレン穴１８に排出管１９を接続している。尚、ドレン排出路１６の上面はカバープレート２０にて閉塞されている。
【００２１】
また、図１、図３、図１０及び図１１等に示すように、アウターカップ１１は４本の高さ調整部材２１を介してベース１上に支持されている。
この高さ調整部材２１はベース１側に回転しないように固定される雄ネジ２２と、アウターカップ１１の下面側に回転しないように固定される雄ネジ２３と、これら雄ネジ２２，２３間に螺合するナット部材２４と、高さを調節した後にナット部材２４を固定するためのロックナット２５，２６を備え、雄ネジ２２と雄ネジ２３とはネジの刻設方向が逆向きになっている。また、当然のことながら、ナット部材２４の内周部にも前記雄ネジ２２，２３に螺合する雌ネジが刻設されており、この雌ネジの向きも雄ネジ２２，２３に合せて逆向きに刻設されている。
【００２２】
以上において、ロックナット２５，２６を緩め、ナット部材２４を右廻し或いは左廻しすると、雄ネジ２２と雄ネジ２３は逆向きにネジが刻設されているので、ベース１に対しアウターカップ１１が上昇若しくは下降のいずれか一方の動きをなし、また前記とは逆方向にナット部材２４を廻すことでアウターカップ１１も前記とは逆方法に上下動する。
このような操作を各高さ調整部材２１毎に行ってアウターカップ１１の水平度を出す。その後、ロックナット２５，２６を締めてナット部材２４を固定する。
【００２３】
尚、図示例にあっては、高さ調整部材２１の構成として、雄ネジ２２，２３間をナット部材２４で連結したものを示したが、高さ調整部材２１の構成はこれに限定されるものではなく、１本のネジを用いたもの、ネジピッチの違う２種類の同方向のネジを使用したもの、カム機構等のネジ以外の機構を用いたもの等任意である。
【００２４】
また、高さ調整部材２１の本数としては４本としたが、３本或いは５本以上としてもよい。
３本の高さ調整部材２１を用いる場合には、各高さ調整部材２１が正三角形の頂点位置になるように配置することが望ましい。３本とした場合には、水平度を出すための調整が楽になる。即ち、４本以上とした場合には、理論的には全ての高さ調整部材２１の上端が形成する１つの平面は存在しないので、ある程度の水平度が出たときに調整を終了することになるが、３本とした場合には、各高さ調整部材２１の上端にて１つの平面を形成するので、簡単に水平度を出すことができる。
【００２５】
次にインナーカップ１３について説明する。図６に示すように、インナーカップ１３は薄肉のアルミニウム板等を成形してなり、前記アウターカップ１１の底面との間に所定のクリアランスを確保するようにその中心部が保持部材３２に取付けられている。
【００２６】
また、インナーカップ１３の上面にはトレイ３３が取付けられている。このトレイ３３には、図１２に示すように、中央部に開口３４が形成され、更にトレイ３３には矩形状の枠体３５が設けられている。
矩形状の枠体３５は、ガラス基板Ｗに対して回転塗布処理を行う場合に、インナーカップ内に更に密閉空間を形成して乱流の発生を抑制するためのものであり、その寸法は処理する基板Ｗよりも若干大きくしてある。尚、半導体ウェーハのような円板状の基板を処理する場合には、枠体の形状を円形にする。
【００２７】
そして、前記矩形状の枠体３５の四隅には偏平な排出アーム３６が設けられている。この排出アーム３６は中空で且つ先端部形状を円弧の一部となるようにし、しかも枠体３５が回転した際に枠体の各辺の内側に沿って流れる塗布液がスムーズに排出アーム３６内に入るように、四隅のうちでも、塗布液が溜まる側に取付けている。
【００２８】
一方、インナーカップ１３内にはチャックを兼ねる載置テーブル３７が配置されている。載置テーブル３７はスピンナー軸４０の上端部に固着され、その外周部は前記トレイ３３の開口３４の縁に上方からオーバーラップしている。
【００２９】
ここで、載置テーブル３７は図４に示すように中央部下面にプレート３８が固着され、このプレート３８と載置テーブル３７の間には隙間３９が形成され、また隙間３９の中央部には真空引き装置につながる前記スピンナー軸４０の中心穴４１が開口し、一方隙間３９には載置テーブル３７上面に開口する吸引穴４２がつながっている。而して、載置テーブル３７上にセットされた基板Ｗは吸引穴４２、隙間３９及び中心穴４１を介して吸引され、載置テーブル３７上に吸着される。
【００３０】
また、載置テーブル３７をスピンナー軸４０の上端部に固着するには、楔部材４３と雌テーパ部材４４を用いている。即ち、図５（ａ）に示すように、複数の楔部材４３をスピンナー軸４０と雌テーパ部材４４との間に入れ込むようにして雌テーパ部材４４にボルト４５にてプレート３８を締め込む。すると、プレート３８がスピンナー軸４０に沿って楔部材４３に当るまで入り込むとともに、雌テーパ部材４４によって楔部材４３が径方向内方に絞られ、強固にスピンナー軸４０の外周を締め付け、載置テーブル３７がスピンナー軸４０に固着される。
【００３１】
図５（ｂ）は、載置テーブル３７をスピンナー軸４０の上端部に固着する別の構造を示し、この実施例にあっては、プレート３８の中央部をカップ状部３８ａとし、このカップ状部３８ａ内に雌テーパ部材４４がほぼ隙間なく収まるようにしている。このような構成とすることで、雌テーパ部材４４がスピンナー軸４０に対して正確に位置決めされ、載置テーブル３７の水平度を確実に維持することが可能になる。
【００３２】
次に、前記したインナーカップ１３の回転駆動機構、インナーカップ１３と一体的に回転する載置テーブル３７の回転駆動機構、更には載置テーブル３７の昇降動作につき、図３、図４、図７、図８及び図９等を中心にして説明する。
【００３３】
先ず図３に示すように、前記ベース１にはモータ５０が設けられ、一方、ベース１には、図７等に示すように軸受け５１が設けられ、この軸受け５１内には筒体５２が回転自在に支持され、軸受け５１の外側には冷却水通路５９を配置している。そして、軸受け５１から下方に突出した筒体５２の下端にはプーリ５３が固着され、このプーリ５３と前記モータ５０の駆動軸に固着したプーリ５４間にベルト５５を張設している。
【００３４】
一方、前記筒体５２には前記保持部材３２がボルトにて固着され、モータ５０の駆動がプーリ５４、ベルト５５、プーリ５３、筒体５２及び保持部材３２を介してインナーカップ１３に伝達されインナーカップ１３が回転する。
【００３５】
また、前記筒体５２の内側には別の筒体５６がキー嵌合しており、この筒体５６内にはガイド５７及びブッシュ５８を介して前記スピンナー軸４０が挿通されている。ここで、スピンナー軸４０とガイド５７とはスプライン嵌合しており、モータ５０の駆動で筒体５２が回転せしめられると、筒体とキー嵌合している筒体５６及びガイド５７が回転し、このガイド５７には前記したようにスピンナー軸４０がスプライン嵌合しているので、スピンナー軸４０も回転する。
【００３６】
そして、スピンナー軸４０には前記したように、載置テーブル３７が取付けられているので、モータ５０を駆動することで、インナーカップ１３と載置テーブル３７とが一体的に回転することになる。
【００３７】
一方、図７に示すように、前記ベース１或いは軸受け５１から下方にブラケット６０が垂下し、このブラケット６０の下端にはモータ６１が固設され、またブラケット６０には上下方向のレール６２が取付けられ、このレール６２に昇降体６３が係合し、この昇降体６３の一部をなすナット部材６４に前記モータ６１にて回転せしめられるボールネジ６５が螺合している。
【００３８】
而して、図７の状態からモータ６１を駆動し、ボールネジ６５を回転せしめると、図８に示すように、ボールネジ６５に螺合しているナット部材６４を介して昇降体６３がレール６２に沿って上昇する。そして、昇降体６３には前記スピンナー軸４０の下端が回転可能に支持されているので、スピンナー軸４０及びこのスピンナー軸４０の上端に取付けられている載置テーブル３７が上昇する。この上昇した位置が未処理の基板Ｗを載置テーブル３７上にセットしたり、処理済の基板Ｗを載置テーブル３７上から取り上げる位置である。
【００３９】
ところで、モータを駆動してスピンナー軸４０を上昇させると、スピンナー軸４０とプレート３８の下にある嵌合部が外れることになる。そして、嵌合部が外れた状態で何らかの外力の作用でスピンナー軸４０が回転すると、スピンナー軸４０を下げた場合にガイド５７に嵌合部を嵌合させることができなくなり、蓋体ユニット１００を下げた場合に基板Ｗに当たってしまうおそれがある。
【００４０】
そこで、本実施例にあっては、前記プーリ５３の下端にプレート６６を固着し、ブラケット６０の上部にはプレート６６を検出することで、プーリ５３の回転位置即ちスピンナー軸４０の回転位置を検出するセンサ６７を取付け、更に、スピンナー軸４０の下端近傍に回転阻止機構７０を設けている。
【００４１】
回転阻止機構７０は図７および図９に示すように、インデックスプレート７１とロック装置７２とからなり、インデックスプレート７１はスピンナー軸４０の下端に固着され、その周縁には等間隔で４個の切欠７３が形成され、ロック装置７２は前記昇降体６３に固着されるシリンダ７４と、このシリンダ７４の駆動で開閉する一対のロックアーム７５からなり、ロックアーム７５先端にはローラ７６が取付けられている。
【００４２】
而して、前記センサ６７にてスピンナー軸４０の回転位置で、インデックスプレートの切欠７３がロックアーム７５に係合する位置となったときに回転を停止し、この状態でシリンダ７４を作動せしめ、左右のロックアーム７５を閉じ、ロックアーム７５先端のローラ７６を切欠７３に係合せしめて、スピンナー軸４０の回転阻止を行う。そしてこの状態で、昇降体６３を上昇せしめれば、スピンナー軸４０のガイド５７との嵌合部が外れても、下降した場合に再度スピンナー軸４０とガイド５７とを嵌合せしめることができる。
【００４３】
次に、蓋体ユニット１００について詳細に説明する。蓋体ユニット１００は前記アウターカップ１１上面を閉塞するアウターカップ用蓋体１１０、前記インナーカップ１３上面を閉塞するインナーカップ用蓋体１３０及びこれらアウターカップ用蓋体１１０及びインナーカップ用蓋体１３０を支持する支持部１５０から構成されている。
【００４４】
アウターカップ用蓋体１１０は図６、図１４、図１５及び図１６等に示すように、支持部１５０を構成する円筒ボックス１５１の外周部にロッドガイド１５２を固着し、このロッドガイド１５２にロッド１５３を上下方向に挿通し、このロッド１５３の上端にアッパープレート１５４を下端にロアプレート１５５を取付け、ロアプレート１５５にアウターカップ用蓋体１１０の内径部を取付けている。
尚、アウターカップ用蓋体１１０には把持部１１１を設けている。
【００４５】
また、前記円筒ボックス１５１はアーム１５６に取り付けられ、アーム１５６によって蓋体ユニット１００全体がカップユニット１０に対して上下動及び進退動を行う。
【００４６】
而して、図６に示すように、アウターカップ用蓋体１１０の外周下端がアウターカップ１１外周に取付けたカバープレート２０上に気密に当接し、アウターカップ１１を閉塞している状態では、ロッド１５３が若干ロッドガイド１５２から上方に突出している。また、この状態からアーム１５６を若干上昇させてインナーカップ用蓋体１３０のみを１０ｍｍ程インナーカップ１３から浮かす。その後、アーム１５６を更に上昇させてアウターカップ用蓋体１１０をカバープレート２０から離して蓋体ユニット１００全体を上昇させることでパーティクル等のゴミの巻き上げを防止しながら蓋体ユニット１００を持上げると、アッパープレート１５４がロッドガイド１５２に当るまでアウターカップ用蓋体１１０が下がる。
尚、アーム１５６はＳ字制御されたシリンダ等で昇降動する。Ｓ字制御とは蓋体の開閉時はゆっくりとアームを動かし、蓋体がある一定の高さまできたら開閉時より速い速度でアームを昇降動させることである。蓋体の開閉時にアームをゆっくり動かすことで、外気の巻き込みを防止し、蓋体とカップのカバープレート２０との接触による衝撃を緩和する。しかしながら、そのままの速度でアーム１５６を昇降動していると時間がかかりすぎてスループットに影響がでてしまうので、蓋体がある程度の高さまで来たら、開閉時よりは速い速度でアーム１５６を動かすようにする。
【００４７】
このように、アウターカップ用蓋体１１０を常時上下方向にフリーな状態としておくことで、インナーカップ用蓋体１３０がインナーカップ１３上面を閉塞した状態で、確実にアウターカップ１１上面をアウターカップ用蓋体１１０で閉塞することができる。
【００４８】
また、図１６（ａ）及び（ｂ）に示すように、アウターカップ用蓋体１１０の内径部はロアプレート１５５に重ねて固着され、更にアウターカップ用蓋体１１０の内径部には円環プレート１５７が重ねて支持され、円環プレート１５７については所定範囲で回動可能とされている。
【００４９】
そして、前記アウターカップ用蓋体１１０、ロアプレート１５５及び円環プレート１５７にはそれぞれ穴１１０ａ、１５５ａ及び１５７ａが形成されており、穴１１０ａ、１５５ａは常に一致しており、円環プレート１５７は所定範囲で回動可能とされているので、穴１１０ａ、１５５ａ及び１５７ａが一致する場合（図１６(ｂ)）と一致しない場合（図１６(ａ)）がある。
このような構成としたのは、以下の理由による。
【００５０】
即ち、塗布処理中はカップ内の空気はインナーカップの回転に伴う遠心力でカップ外に飛散し、カップ内は減圧状態になっているので、塗布処理が終了した後に、いきなり蓋体ユニット１００をカップユニット１０から上昇せしめると、外部から塵埃がカップ内に飛込み、これが基板表面等に付着すると欠陥の原因となる。
【００５１】
そこで、蓋体ユニット１００でカップユニット１０を閉塞し、内部でインナーカップ１３を回転して基板Ｗに塗布処理を行っている状態では、円環プレート１５７はその穴１５７ａがアウターカップ用蓋体１１０及びロアプレート１５５に形成した穴１１０ａ、１５５ａに一致しない位置まで回動せしめ、カップ内を気密な状態に維持し、カップ内に乱流が生じないようにし、一方、塗布処理が終了したならば、円環プレート１５７を回動せしめて全ての穴１１０ａ、１５５ａ、１５７ａを一致せしめ、カップの内外を連通してカップ内の減圧状態を解除し、蓋体ユニット１００をカップユニット１０から上昇させた時に外部からカップ内に微細な塵埃が侵入しないようにしている。
尚、円環プレート１５７を回動させずに穴１１０ａ、１５５ａを塞いだ状態か、または全ての穴１１０ａ、１５５ａ、１５７ａを一致させて、カップの内外を連通させたままの状態でもよい。
【００５２】
一方、インナーカップ用蓋体１３０は、図１４及び図１５に示すように、支持部１５０を構成する円筒ボックス１５１の底部に固着した軸受け１６０に軸１６１が回転自在に支承され、この軸１６１には上下方向に貫通穴１６２が穿設され、この貫通穴１６２には上方から洗浄液供給管１６３が接続されている。
【００５３】
この洗浄液供給管１６３を用いて洗浄を行うのは、カップ内に基板Ｗをセットしていない状態で蓋体ユニット１００でカップユニット１０を閉塞して行う。即ち、洗浄液供給管１６３を介して供給された洗浄液は貫通穴１６２を通ってインナーカップ用蓋体１３０とこのインナーカップ用蓋体１３０の下面に取り付けられた整流板１６４との間の隙間に供給され、供給された洗浄液は遠心力によってインナーカップ１３の外周部まで送られ、インナーカップ１３の外周部内面等に付着した余分な塗布液を溶かしてドレン排出路１６へ排出する。
【００５４】
また、インナーカップ用蓋体１３０はインナーカップ１３と閉塞状態で一体回転する。
即ち、図１３（ａ）はインナーカップ用蓋体１３０がインナーカップ１３から離れた状態、（ｂ）はインナーカップ用蓋体１３０がインナーカップ１３を閉塞している状態を示しており、インナーカップ１３の外周部には突起１３ａが設けられ、インナーカップ用蓋体１３０の外周部には凹部１３０ａが設けられ、インナーカップ用蓋体１３０がインナーカップ１３を閉塞する状態で、これら突起１３ａと凹部１３０ａが係合し、インナーカップ１３の回転に連れてインナーカップ用蓋体１３０も回転し、インナーカップ１３とインナーカップ用蓋体１３０とで形成される密閉空間は乱流を生じることなく密閉空間ごと回転し、基板Ｗ表面の塗布液に遠心力を効果的に作用せしめる。
【００５５】
ところで、基板Ｗに体する回転塗布処理が終了すると、蓋体ユニット１００をカップユニット１０から上昇させて、処理済の基板Ｗを載置テーブル３７を上昇させて取り出し、次いで新たな基板Ｗを載置テーブル３７上に載せ、載置テーブル３７を下降させてインナーカップ１３内に基板Ｗを入れ、次いで、蓋体ユニット１００でカップユニット１０を閉塞、つまりアウターカップ用蓋体１１０でアウターカップ１１を、インナーカップ用蓋体１３０でインナーカップを閉塞し、この後インナーカップ１３をスピンナー軸４０にて回転せしめて塗布処理を行うわけであるが、一旦蓋体ユニット１００をカップユニット１０から上昇させると、インナーカップ１３とインナーカップ用蓋体１３０との係合状態が解除されるので、インナーカップ１３とインナーカップ用蓋体１３０とが離れた状態の時にインナーカップ用蓋体１３０が回転すると、新たな基板を処理するために、再び蓋体ユニット１００を降ろしたときに、インナーカップ用蓋体１３０がインナーカップ１３に係合せず、インナーカップ用蓋体１３０がインナーカップ１３の回転に連れ回りしないことになる。
【００５６】
このような状態で、インナーカップ１３を回転させると、塗布処理ができないだけでなく、装置の破損につながる。そこで、本実施例にあっては、インナーカップ用蓋体の回転阻止機構１７０を円筒ボックス１５１内に設けている。
【００５７】
回転阻止機構１７０は、図１４に示すように、インデックスプレート１７１とロック装置１７２とからなり、インデックスプレート１７１はインナーカップ用蓋体１３０の軸１６１に固着され、その外周には等間隔で４個の切欠１７３が形成され、ロック装置１７２はシリンダ１７４と、このシリンダ１７４の駆動で揺動するロックアーム１７５からなり、ロックアーム１７５先端にはローラ１７６が取付けられている。
【００５８】
而して、ローラ１７６が切欠１７３から外れた状態でインナーカップ１３とインナーカップ用蓋体１３０とを一体回転させる塗布処理を行った後、回転を停止し、ロックアーム１７５を揺動させてローラ１７６を切欠１７３に係合させ、インナーカップ用蓋体１３０の回り止めを行った後に蓋体ユニット１００をカップユニット１０から上昇させ、前記したように処理済の基板Ｗを取り出すとともに、未処理基板Ｗを載置テーブル３７上にセットする。
この後、再びインナーカップ用蓋体１３０でインナーカップ１３上面を閉じて回転塗布を行うのであるが、このときインナーカップ用蓋体１３０とインナーカップ１３とが係合してインナーカップ用蓋体１３０がインナーカップ１３と一体的に回転するのは前記した通りである。
【００５９】
次に、ノズルユニット２００について説明する。ノズルユニット２００は、図１及び図２に示すように、ベース１上の両側にレール２０１，２０１を設け、これらレール２０１，２０１に門型フレーム２０２を摺動可能に係合し、また門型フレーム２０２にノズル２０３を取り付けている。このノズル２０３はスリット状の吐出口を備えている。
【００６０】
また、前記レール２０１，２０１に沿ってボールネジ２０４，２０４が配置され、ベース１の中央に設けたモータ２０５から左右にベルト２０６，２０６でモータ２０５の駆動力を分配し、ローラ２０７，２０７を介して、前記ボールネジ２０４，２０４を回転せしめる。
そして、前記ボールネジ２０４には門型フレーム２０２に固設したナット部材２０８が螺合しているので、ボールネジ２０４を回転せしめることで門型フレーム２０２をレール２０１に沿って往復動する。
【００６１】
上記の門型フレーム２０２が移動することで、図２に示すように、基板Ｗの表面に所定幅で塗布液を塗布する。
この塗布にあたっては、基板Ｗの表面とノズル２０３下端との間隔が設定された一定幅でなければならない。
そこで、本発明にあっては図２に示すように、レーザ光を発する発光素子２１０と受光素子２１１を設け、発光素子２１０から断面積が例えば１ｍｍ×１５ｍｍのレーザ光が基板の対角線上を通るように構成し、所定の光量のレーザ光が基板Ｗの表面とノズル２０３下端との間を通過することを確認することで、所定の隙間を確保するようにしている。
また、受光素子としては外界からの光の影響を受けないＣＣＤ等を使用するのが好ましい。
【００６２】
この後、載置テーブル３７をインナーカップ１３内まで降下せしめ、インナーカップ１３とともに基板Ｗを吸着保持している載置テーブル３７を回転せしめ、所定幅で塗布された塗布液を更に均一に拡散せしめる。このように、一旦幅広に塗布した後、回転塗布することで、使用する塗布液の量を少なくすることができる。
【００６３】
また、前記したように、ベース１の中央にモータ２０５を配置し、このモータ２０５の駆動力を左右に分配することで、モータの数を少なくでき、且つ左右のボールネジ２０４の回転速度が確実に一致するので、門型フレーム２０２の移動が極めてスムーズになる。
【００６４】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明によれば、回転するインナーカップの外側にドレインを受けるアウターカップを配置した回転塗布装置において、前記アウターカップをベースに対して高さ調整部材を介して支持したので、大径化したアウターカップを水平に維持することができる。
【００６５】
また、前記アウターカップ及びインナーカップの上面を、それぞれアウターカップ用蓋体及びインナーカップ用蓋体にて閉塞可能とすれば、カップ内での乱流の抑制を図ることができる。
【００６６】
また、ノズルとしてスリット状吐出口を有するものとし、しかもスリット状吐出口の幅方向と直交する方向に相対的に往復動可能とすれば、回転の際に飛散する塗布液の量を抑えつつ均一な厚みの塗膜を得ることができる。
【００６７】
更に、基板を矩形状をなすガラス基板とする場合には、インナーカップ内に載置テーブルに保持された状態の前記ガラス基板を囲む枠体を設けることで、更にガラス基板表面に発生する乱流を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る回転塗布装置の全体正面図
【図２】本発明に係る回転塗布装置の側面図
【図３】本発明に係る回転塗布装置のカップユニットを蓋体ユニットで閉じた状態を示す外観図
【図４】本発明に係る回転塗布装置のカップユニットを蓋体ユニットで閉じた状態の中央部の拡大断面図
【図５】（ａ）はスピンナー軸に対する載置テーブルの固着前の状態の拡大断面図、（ｂ）は載置テーブルの別実施例を示す拡大断面図
【図６】本発明に係る回転塗布装置のカップユニットを蓋体ユニットで閉じた状態の右半分の拡大断面図
【図７】スピンナー軸の駆動系を中心とした断面図
【図８】スピンナー軸が上昇した状態の図７と同様の図
【図９】スピンナー軸を下方から見た図
【図１０】本発明に係る回転塗布装置のカップユニットの平面図
【図１１】図１０のＡ−Ａ線断面図
【図１２】インナーカップ内に配置される枠体の斜視図
【図１３】インナーカップとインナーカップ用蓋体との係合部を示す図で、（ａ）は係合前の状態、（ｂ）は係合状態を示す。
【図１４】本発明に係る回転塗布装置の蓋体ユニットの軸受部の平面図
【図１５】同軸受部の縦断面図
【図１６】（ａ）及び（ｂ）は減圧開放機構部の拡大断面図
【符号の説明】
１…ベース、１０…カップユニット、１１…アウターカップ、１３…インナーカップ、１４，１５…ラビリンスシール部を形成する凹凸部、１６…ドレン排出路、１７…膨出部、１８…ドレン穴、２１…高さ調整部材、２２，２３…雄ネジ、２４…ナット部材、３３…トレイ、３５…枠体、３６…排出アーム、３７…載置テーブル、４０…スピンナー軸、４２…吸引穴、４３…楔部材、４４…雌テーパ部材、５０，５１…軸受け、５２，５６…筒体、５７…ガイド、５９…冷却水通路、６０…ブラケット、６１…モータ、６２…レール、６３…昇降体、６４…ナット部材、６５…ボールネジ、７０…回転阻止機構、７１…インデックスプレート、７２…ロック装置、７３…切欠、７４…シリンダ、７５…ロックアーム、７６…ローラ、１００…蓋体ユニット、１１０…アウターカップ用蓋体、１１１…把持体、１３０…インナーカップ用蓋体、１５０…支持部、１５１…円筒ボックス、１５２…ロッドガイド、１５３…ロッド、１５４…アッパープレート、１５５…ロアプレート、１５６…アーム、１５７…円環プレート、１６０…軸受け、１６１…軸、１６３…洗浄液供給管、１６４…整流板、１７０…インナーカップ用蓋体の回転阻止機構、１７１…インデックスプレート、１７２…ロック装置、１７３…切欠、１７４…シリンダ、１７５…ロックアーム、１７６…ローラ、２００…ノズルユニット、２０１…レール、２０２…門型フレーム、２０３…ノズル、２０４…ボールネジ、２０５…モータ、２０６…ベルト、２０７…ローラ、２０８…ナット部材２０８、Ｗ…基板。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a spin coater for applying a resist solution or the like to the surface of a substrate such as a glass substrate or a semiconductor wafer for a liquid crystal display (LCD).
[0002]
[Prior art]
As a method of applying a resist solution or the like to the substrate surface, a method of applying the entire width of the substrate with a roll coater or a slit nozzle, a centrifugal force generated by rotating the substrate while dropping the coating solution on the center of the substrate and rotating the substrate And a method of diffusing the coating solution from the center toward the periphery, and a method of combining them (for example, Japanese Patent No. 2550430) is employed.
[0003]
In addition, as an apparatus for carrying out the spin coating method, an open cup in which a mounting table is arranged in a cup opened upward, the substrate is sucked and held by the mounting table, and the mounting table is rotated is called an open cup. And an inner cup that is rotated by a spinner inside the outer cup fixed to the base, and a placement table that holds and holds the substrate in the inner cup, together with the placement table There is a type of device called a rotating cup in which the inner cup itself is rotated (for example, Japanese Patent Publication No. 8-22418).
[0004]
A rotating cup type coating device is provided with a lid on each of the outer cup and the inner cup, and the cup upper surface is closed with the lid so that the turbulent flow is generated in the cup, particularly in the inner cup. Since it can suppress, it has become the mainstream of the coating device.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the spin coater is superior in uniformity of the coating film compared to a roll coater or the like, and the spin cup type coater has many advantages because it can suppress the occurrence of turbulent flow in the coating space.
However, for example, a liquid crystal display has recently been requested to have a large screen, and a predetermined number of glass plates for a liquid crystal display cannot be cut from a glass substrate having the same size as before. Therefore, the size of the glass substrate must be increased, but when the size of the glass substrate to be processed increases, the size of the inner cup and outer cup of the spin coater must also be increased.
[0006]
Conventional outer cups are installed directly on the base, and when the substrate size is small, there is no problem even if there is some error in the level of the base. However, as the size of the substrate increases, the speed of the peripheral edge of the substrate during rotation becomes significantly higher than before, so if the substrate is tilted during coating, the coating solution is biased and a coating film with a uniform thickness is obtained. I can't.
[0007]
In particular, when the size of the outer cup is increased, it becomes difficult to manufacture the outer cup with a single member, and the outer cup is formed by joining a plurality of members. In such a case, an error occurs at the joint portion, and it becomes difficult to obtain the level of the entire outer cup.
[0008]
Further, since the outer cup is relatively thick compared to the inner cup, the larger the diameter, the larger the weight and the bending occurs. And when bending arises, it will contact with an inner cup, dust will be generated or it may cause abnormal noise, and it will also generate turbulence.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention has an inner cup that is rotated by a motor in an outer cup supported by a base, and a substrate that holds the substrate in the inner cup and rotates integrally with the inner cup. In the rotary coating apparatus provided with a mounting table, the coating liquid dropped on the substrate surface is diffused by the centrifugal force accompanying the rotation of the substrate, and the outer cup is supported with respect to the base via a height adjusting member. .
[0010]
As the height adjustment member, a male screw is fixed to the base side, and a male screw with the opposite direction of the male screw is fixed to the outer cup. Both the male screws are connected by a nut member, and the nut member is turned. Although the thing of the structure which moves an outer cup up and down with respect to a base can be considered by this, it is not limited to this.
And by supporting an outer cup with respect to a base via a height adjustment member, the outer cup which enlarged diameter can be maintained horizontally.
[0011]
As the arrangement of the height adjusting members, a configuration in which three are arranged at regular intervals so as to be the vertex positions of an equilateral triangle, or a configuration in which four or more are arranged at regular intervals so as to be the vertex positions of a polygon is considered. .
When the height adjustment member is three, the adjustment work becomes simple. When the height adjustment member is four or more, the adjustment work is somewhat troublesome, but the support points of the outer cup are increased. Even if the thickness is reduced, the amount of deformation (deflection) can be reduced.
[0012]
The outer cup and the inner cup can be closed with an outer cup lid and an inner cup lid, respectively, and the inner cup lid preferably rotates integrally with the inner cup. By setting it as such a structure, suppression of the turbulent flow in a cup can be aimed at.
[0013]
In addition, the nozzle for dropping the coating liquid on the substrate surface is a nozzle having a slit-like discharge port, and this nozzle can reciprocate in the direction perpendicular to the width direction of the slit-like discharge port, so that it is scattered during rotation. A coating film having a uniform thickness can be obtained while suppressing the amount of the coating solution.
[0014]
Further, when the substrate is a rectangular glass substrate, a turbulent flow generated on the surface of the glass substrate is further provided by providing a frame surrounding the glass substrate held by the mounting table in the inner cup. Can be suppressed.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. 1 is an overall front view of the spin coater according to the present invention, FIG. 2 is a side view of the spin coater according to the present invention, and FIG. 3 is a lid unit for the cup unit of the spin coater according to the present invention. FIG. 4 is an external view showing the closed state, FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the center portion of the spin coating apparatus according to the present invention with the cup unit closed by the lid unit, and FIG. 5A is the mounting table with respect to the spinner shaft. FIG. 6B is an enlarged sectional view showing another embodiment of the mounting table, and FIG. 6 is an enlarged view of the right half in a state where the cup of the spin coater according to the present invention is closed with a lid. FIG. 7 is a cross-sectional view centered on the drive system of the spinner axis, FIG. 8 is a view similar to FIG. 7 with the spinner axis raised, FIG. 9 is a view of the spinner axis viewed from below, and FIG. FIG. 11 is a plan view of a cup unit of the spin coater according to the present invention. 10 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 10, FIG. 12 is a perspective view of a frame body disposed in the inner cup, and FIGS. 13A and 13B are views before the inner cup is engaged with the inner cup lid. FIG. 14 is a plan view of the bearing portion of the lid unit of the spin coater according to the present invention, FIG. 15 is a longitudinal sectional view of the bearing portion, and FIGS. These are the figures explaining the effect | action of the pressure reduction release mechanism part.
[0016]
In the figure, reference numeral 1 denotes a base provided on the floor surface, and a spin coating apparatus according to the present invention is supported on the base 1. The spin coater is roughly divided into a cup unit 10, a lid unit 100, and a nozzle unit 200. Each unit will be described below.
[0017]
First, the cup unit 10 includes an outer cup 11 and an inner cup 13 (see FIGS. 6 and 10).
[0018]
The outer cup 11 is formed by joining an aluminum inner portion 11a and an outer portion 11b, and the bottom surface gradually rises radially outward from the center, forming a labyrinth seal portion between the lower surface of the inner cup. 14 is formed.
[0019]
In addition, an inner cup, which will be described later, is provided on the inner surface of the lower surface of the inner portion 11a of the outer cup 11. 13 And a concavo-convex portion 15 that forms a labyrinth seal portion is formed between the rotating plate and the rotating plate.
[0020]
Further, as shown in FIG. 6, a drain discharge path 16 that is one step lower is formed in the outer portion 11 b of the outer cup 11.
As shown in FIGS. 10 and 11, the drain discharge passage 16 is provided with four bulging portions 17 that spread out in a pseudo-involute curve outwardly from the tangent line along the rotation direction at equal intervals. A drain hole 18 is provided in the deepest part of the bulging portion 17, and a discharge pipe 19 is connected to the drain hole 18. Note that the upper surface of the drain discharge path 16 is closed by a cover plate 20.
[0021]
As shown in FIGS. 1, 3, 10 and 11, the outer cup 11 is supported on the base 1 via four height adjusting members 21.
The height adjusting member 21 has a male screw 22 fixed so as not to rotate on the base 1 side, a male screw 23 fixed so as not to rotate on the lower surface side of the outer cup 11, and between these male screws 22, 23. The nut member 24 to be screwed and the lock nuts 25 and 26 for fixing the nut member 24 after adjusting the height are provided. The male screw 22 and the male screw 23 have the screw engraving directions opposite to each other. Yes. As a matter of course, a female screw that engages with the male screws 22 and 23 is also engraved on the inner peripheral portion of the nut member 24, and the direction of the female screw is reversed in accordance with the male screws 22 and 23. It is carved in the direction.
[0022]
In the above, when the lock nuts 25 and 26 are loosened and the nut member 24 is turned clockwise or counterclockwise, the male screw 22 and the male screw 23 are engraved in opposite directions. The outer cup 11 also moves up and down in the opposite direction by rotating the nut member 24 in the opposite direction to the above-described movement.
Such an operation is performed for each height adjusting member 21 to obtain the level of the outer cup 11. Thereafter, the lock nuts 25 and 26 are tightened to fix the nut member 24.
[0023]
In the illustrated example, the configuration of the height adjusting member 21 is shown in which the male screws 22 and 23 are connected by the nut member 24, but the configuration of the height adjusting member 21 is limited to this. Rather than the one, one using one screw, one using two types of screws in the same direction with different screw pitches, one using a mechanism other than a screw such as a cam mechanism, etc. are arbitrary.
[0024]
Moreover, although the number of the height adjusting members 21 is four, it may be three or five or more.
When three height adjusting members 21 are used, it is desirable to arrange each height adjusting member 21 so as to be at the apex position of an equilateral triangle. When the number is 3, the adjustment for obtaining the level becomes easy. That is, when there are four or more, there is theoretically no single plane formed by the upper ends of all the height adjusting members 21, and therefore the adjustment is finished when a certain level of levelness is obtained. However, when there are three, a single flat surface is formed at the upper end of each height adjusting member 21, so that the level can be easily obtained.
[0025]
Next, the inner cup 13 will be described. As shown in FIG. 6, the inner cup 13 is formed by molding a thin aluminum plate or the like, and its central portion is attached to the holding member 32 so as to ensure a predetermined clearance with the bottom surface of the outer cup 11. ing.
[0026]
A tray 33 is attached to the upper surface of the inner cup 13. As shown in FIG. 12, the tray 33 has an opening 34 at the center, and the tray 33 is provided with a rectangular frame 35.
The rectangular frame 35 is for forming a sealed space in the inner cup when the spin coating process is performed on the glass substrate W to suppress the generation of turbulent flow. It is slightly larger than the substrate W to be processed. When processing a disk-shaped substrate such as a semiconductor wafer, the shape of the frame is made circular.
[0027]
Flat discharge arms 36 are provided at the four corners of the rectangular frame 35. The discharge arm 36 is hollow and the tip shape is a part of an arc, and when the frame body 35 rotates, the coating liquid flowing along the inside of each side of the frame body smoothly flows into the discharge arm 36. In order to enter, it is attached to the side where the coating liquid accumulates among the four corners.
[0028]
On the other hand, a placement table 37 that also serves as a chuck is disposed in the inner cup 13. The mounting table 37 is fixed to the upper end portion of the spinner shaft 40, and its outer peripheral portion overlaps the edge of the opening 34 of the tray 33 from above.
[0029]
Here, as shown in FIG. 4, a plate 38 is fixed to the lower surface of the central portion of the mounting table 37, a gap 39 is formed between the plate 38 and the mounting table 37, and a central portion of the gap 39 is formed. A central hole 41 of the spinner shaft 40 connected to the vacuuming device is opened, and a suction hole 42 opened on the upper surface of the mounting table 37 is connected to the gap 39. Thus, the substrate W set on the mounting table 37 is sucked through the suction hole 42, the gap 39 and the center hole 41 and is sucked onto the mounting table 37.
[0030]
Further, a wedge member 43 and a female taper member 44 are used to fix the mounting table 37 to the upper end portion of the spinner shaft 40. That is, as shown in FIG. 5A, the plate 38 is fastened to the female taper member 44 with the bolt 45 so that the plurality of wedge members 43 are inserted between the spinner shaft 40 and the female taper member 44. Then, the plate 38 enters until it hits the wedge member 43 along the spinner shaft 40, and the wedge member 43 is squeezed radially inward by the female taper member 44, firmly tightening the outer periphery of the spinner shaft 40, and the mounting table. 37 is fixed to the spinner shaft 40.
[0031]
FIG. 5B shows another structure for fixing the mounting table 37 to the upper end portion of the spinner shaft 40. In this embodiment, the central portion of the plate 38 is a cup-shaped portion 38a, and this cup-shaped The female taper member 44 is accommodated in the portion 38a with almost no gap. With such a configuration, the female taper member 44 is accurately positioned with respect to the spinner shaft 40, and the level of the mounting table 37 can be reliably maintained.
[0032]
Next, the rotation driving mechanism of the inner cup 13, the rotation driving mechanism of the mounting table 37 that rotates integrally with the inner cup 13, and the lifting operation of the mounting table 37 will be described with reference to FIGS. 3, 4, and 7. 8 and 9 will be mainly described.
[0033]
First, as shown in FIG. 3, the base 1 is provided with a motor 50, while the base 1 is provided with a bearing 51 as shown in FIG. 7 and the like, and a cylindrical body 52 rotates in the bearing 51. A cooling water passage 59 is arranged outside the bearing 51. A pulley 53 is fixed to the lower end of the cylindrical body 52 projecting downward from the bearing 51, and a belt 55 is stretched between the pulley 53 and a pulley 54 fixed to the drive shaft of the motor 50.
[0034]
On the other hand, the holding member 32 is fixed to the cylindrical body 52 with bolts, and the drive of the motor 50 is transmitted to the inner cup 13 via the pulley 54, the belt 55, the pulley 53, the cylindrical body 52 and the holding member 32. The cup 13 rotates.
[0035]
Further, another cylinder 56 is key-fitted inside the cylinder 52, and the spinner shaft 40 is inserted into the cylinder 56 via a guide 57 and a bush 58. Here, the spinner shaft 40 and the guide 57 are spline-fitted. When the cylinder 52 is rotated by driving the motor 50, the cylinder 56 and the guide 57 that are key-fitted with the cylinder rotate. Since the spinner shaft 40 is spline-fitted to the guide 57 as described above, the spinner shaft 40 also rotates.
[0036]
Since the mounting table 37 is attached to the spinner shaft 40 as described above, by driving the motor 50, the inner cup 13 and the mounting table 37 rotate integrally.
[0037]
On the other hand, as shown in FIG. 7, a bracket 60 hangs downward from the base 1 or the bearing 51, a motor 61 is fixed to the lower end of the bracket 60, and a vertical rail 62 is attached to the bracket 60. Then, an elevating body 63 is engaged with the rail 62, and a ball screw 65 that is rotated by the motor 61 is screwed to a nut member 64 that forms a part of the elevating body 63.
[0038]
Thus, when the motor 61 is driven from the state of FIG. 7 and the ball screw 65 is rotated, the elevating body 63 is brought into contact with the rail 62 via the nut member 64 screwed into the ball screw 65 as shown in FIG. Ascend along. Since the lower end of the spinner shaft 40 is rotatably supported by the elevating body 63, the spinner shaft 40 and the mounting table 37 attached to the upper end of the spinner shaft 40 are raised. This raised position is a position where an unprocessed substrate W is set on the mounting table 37 or a processed substrate W is picked up from the mounting table 37.
[0039]
By the way, when the motor is driven to raise the spinner shaft 40, the fitting portion under the spinner shaft 40 and the plate 38 is released. When the spinner shaft 40 is rotated by the action of some external force with the fitting portion detached, the fitting portion cannot be fitted into the guide 57 when the spinner shaft 40 is lowered, and the lid unit 100 is removed. If it is lowered, it may hit the substrate W.
[0040]
Therefore, in this embodiment, the plate 66 is fixed to the lower end of the pulley 53 and the plate 66 is detected on the upper portion of the bracket 60, thereby detecting the rotational position of the pulley 53, that is, the rotational position of the spinner shaft 40. Further, a rotation preventing mechanism 70 is provided in the vicinity of the lower end of the spinner shaft 40.
[0041]
As shown in FIGS. 7 and 9, the rotation prevention mechanism 70 includes an index plate 71 and a lock device 72. The index plate 71 is fixed to the lower end of the spinner shaft 40, and has four notches at regular intervals on the periphery thereof. 73 is formed, and the lock device 72 includes a cylinder 74 fixed to the lifting body 63 and a pair of lock arms 75 that are opened and closed by driving the cylinder 74, and a roller 76 is attached to the tip of the lock arm 75. .
[0042]
Thus, the rotational position of the spinner shaft 40 is detected by the sensor 67. so , Index plate cutout 73 Has lock arm To 75 The rotation stops when the engaged position is reached, and in this state the cylinder 74 Operate the left and right lock arms 75 Close the lock arm 75 Tip roller 76 Cut out 73 To prevent the spinner shaft 40 from rotating. And if the raising / lowering body 63 is raised in this state, even if a fitting part with the guide 57 of the spinner axis | shaft 40 remove | deviates, when it descend | falls, the spinner axis | shaft 40 and the guide 57 can be fitted again.
[0043]
Next, the lid unit 100 will be described in detail. The lid unit 100 includes an outer cup lid 110 that closes the upper surface of the outer cup 11, an inner cup lid 130 that closes the upper surface of the inner cup 13, and the outer cup lid 110 and the inner cup lid 130. It is comprised from the support part 150 to support.
[0044]
As shown in FIGS. 6, 14, 15, and 16, the outer cup lid 110 has a rod guide 152 fixed to the outer peripheral portion of a cylindrical box 151 that constitutes the support portion 150, and a rod guide 152 is attached to the rod guide 152. The upper plate 154 is attached to the upper end of the rod 153, the lower plate 155 is attached to the lower end, and the inner diameter portion of the outer cup lid 110 is attached to the lower plate 155.
The outer cup lid 110 is provided with a grip 111.
[0045]
The cylindrical box 151 is attached to an arm 156, and the entire lid unit 100 moves up and down and moves forward and backward with respect to the cup unit 10 by the arm 156.
[0046]
Thus, as shown in FIG. 6, in the state where the outer peripheral lower end of the outer cup lid 110 is in airtight contact with the cover plate 20 attached to the outer periphery of the outer cup 11 and the outer cup 11 is closed, 153 slightly protrudes upward from the rod guide 152. Further, from this state, the arm 156 is slightly raised to lift only the inner cup lid 130 from the inner cup 13 by about 10 mm. Thereafter, when the arm unit 156 is further lifted, the outer cup lid member 110 is separated from the cover plate 20 and the entire lid unit unit 100 is lifted to lift the lid unit unit 100 while preventing dust and other particles from being rolled up. The outer cup lid 110 is lowered until the upper plate 154 contacts the rod guide 152.
The arm 156 moves up and down by an S-shaped cylinder or the like. S-shaped control means that the arm is moved slowly when the lid is opened and closed, and when the lid is raised to a certain height, the arm is moved up and down at a higher speed than when the lid is opened and closed. By slowly moving the arm when the lid is opened and closed, outside air is prevented from being caught and the impact caused by the contact between the lid and the cover plate 20 of the cup is mitigated. However, if the arm 156 is moved up and down at the same speed, it takes too much time and the throughput is affected. Therefore, when the lid reaches a certain height, the arm 156 is moved at a higher speed than when the lid is opened and closed. Like that.
[0047]
As described above, the outer cup lid 110 is always in a free state in the vertical direction, so that the upper surface of the outer cup 11 is reliably used for the outer cup while the inner cup lid 130 closes the upper surface of the inner cup 13. It can be closed with the lid 110.
[0048]
Further, as shown in FIGS. 16A and 16B, the inner diameter portion of the outer cup lid 110 is overlapped and fixed to the lower plate 155, and the outer cup lid 110 has an annular plate on the inner diameter portion. 157 is overlapped and supported, and the annular plate 157 is rotatable within a predetermined range.
[0049]
The outer cup lid 110, the lower plate 155, and the annular plate 157 are formed with holes 110a, 155a, and 157a, respectively. The holes 110a, 155a are always coincident with each other, and the annular plate 157 has a predetermined shape. Since rotation is possible within the range, there are cases where the holes 110a, 155a and 157a coincide (FIG. 16 (b)) and do not coincide (FIG. 16 (a)).
The reason for this configuration is as follows.
[0050]
That is, during the coating process, the air in the cup is scattered outside the cup by the centrifugal force accompanying the rotation of the inner cup, and the inside of the cup is in a reduced pressure state. If the cup unit 10 is raised, dust will enter the cup from the outside and adhere to the substrate surface or the like, causing defects.
[0051]
Therefore, in a state in which the cup unit 10 is closed with the lid unit 100 and the inner cup 13 is rotated inside to apply the substrate W, the hole 157a of the annular plate 157 has the lid 110 for the outer cup. And rotate it to a position that does not coincide with the holes 110a and 155a formed in the lower plate 155 to keep the inside of the cup in an airtight state so that no turbulent flow occurs in the cup, while the coating process is completed. The annular plate 157 is rotated to align all the holes 110a, 155a, 157a, the inside and outside of the cup are communicated to release the reduced pressure state in the cup, and the lid unit 100 is raised from the cup unit 10. Sometimes fine dust is prevented from entering the cup from the outside.
The holes 110a and 155a may be closed without rotating the annular plate 157, or all the holes 110a, 155a and 157a may be matched to keep the inside and outside of the cup in communication.
[0052]
On the other hand, as shown in FIGS. 14 and 15, the inner cup lid 130 has a shaft 161 rotatably supported on a bearing 160 fixed to the bottom of a cylindrical box 151 constituting the support portion 150. A through-hole 162 is formed in the vertical direction, and a cleaning liquid supply pipe 163 is connected to the through-hole 162 from above.
[0053]
The cleaning using the cleaning liquid supply pipe 163 is performed by closing the cup unit 10 with the lid unit 100 in a state where the substrate W is not set in the cup. That is, the cleaning liquid supplied via the cleaning liquid supply pipe 163 passes through the through hole 162 and is supplied to the gap between the inner cup lid 130 and the rectifying plate 164 attached to the lower surface of the inner cup lid 130. Then, the supplied cleaning liquid is sent to the outer peripheral portion of the inner cup 13 by centrifugal force, and the excess coating liquid adhering to the inner surface of the outer peripheral portion of the inner cup 13 is dissolved and discharged to the drain discharge path 16.
[0054]
The inner cup lid 130 rotates integrally with the inner cup 13 in a closed state.
13A shows a state in which the inner cup lid 130 is separated from the inner cup 13, and FIG. 13B shows a state in which the inner cup lid 130 closes the inner cup 13. 13 is provided with protrusions 13 a, and the inner cup lid 130 is provided with a recess 130 a, and the inner cup lid 130 closes the inner cup 13, and these protrusions 13 a and recesses are provided. As the inner cup 13 rotates, the inner cup lid 130 rotates as the inner cup 13 rotates, and the sealed space formed by the inner cup 13 and the inner cup lid 130 is sealed without generating turbulent flow. And centrifugal force is effectively applied to the coating solution on the surface of the substrate W.
[0055]
By the way, when the spin coating process on the substrate W is completed, the lid unit 100 is lifted from the cup unit 10, the processed substrate W is lifted and taken out, and then a new substrate W is loaded. Place on the mounting table 37, lower the mounting table 37 and put the substrate W into the inner cup 13, and then close the cup unit 10 with the lid unit 100, that is, the outer cup 11 with the outer cup lid 110. The inner cup is closed with the inner cup lid 130, and then the inner cup 13 is rotated by the spinner shaft 40 to perform the coating process. Once the lid unit 100 is lifted from the cup unit 10, Since the engagement state between the inner cup 13 and the inner cup lid 130 is released, the inner cup 3 and the inner cup lid 130 are separated, the inner cup lid 130 rotates. When the lid unit 100 is lowered again to process a new substrate, the inner cup lid 130 does not engage with the inner cup 13, and the inner cup lid 130 does not rotate with the rotation of the inner cup 13.
[0056]
If the inner cup 13 is rotated in such a state, the coating process cannot be performed and the apparatus may be damaged. Therefore, in the present embodiment, the rotation prevention mechanism 170 for the inner cup lid is provided in the cylindrical box 151.
[0057]
As shown in FIG. 14, the rotation prevention mechanism 170 includes an index plate 171 and a lock device 172. The index plate 171 is fixed to the shaft 161 of the inner cup lid 130, and four pieces are arranged at equal intervals on the outer periphery thereof. The lock device 172 includes a cylinder 174 and a lock arm 175 that swings when the cylinder 174 is driven. A roller 176 is attached to the tip of the lock arm 175.
[0058]
Thus, after performing the coating process in which the inner cup 13 and the inner cup lid 130 are integrally rotated with the roller 176 detached from the notch 173, the rotation is stopped and the lock arm 175 is swung to rotate the roller. 176 is engaged with the notch 173 to prevent the inner cup lid 130 from rotating, and then the lid unit 100 is lifted from the cup unit 10 to take out the processed substrate W as described above and unprocessed substrates. W is set on the mounting table 37.
Thereafter, the upper surface of the inner cup 13 is closed again by the inner cup lid 130 and the spin coating is performed. At this time, the inner cup lid 130 and the inner cup 13 are engaged with each other, and the inner cup lid 130 is engaged. Rotates integrally with the inner cup 13 as described above.
[0059]
Next, the nozzle unit 200 will be described. As shown in FIGS. 1 and 2, the nozzle unit 200 is provided with rails 201, 201 on both sides of the base 1, and a gate frame 202 is slidably engaged with the rails 201, 201. A nozzle 203 is attached to the frame 202. The nozzle 203 is provided with a slit-like discharge port.
[0060]
Ball screws 204, 204 are arranged along the rails 201, 201, and the driving force of the motor 205 is distributed by the belts 206, 206 from the motor 205 provided in the center of the base 1 to the left and right, via the rollers 207, 207. Then, the ball screws 204, 204 are rotated.
Since the nut member 208 fixed to the portal frame 202 is screwed to the ball screw 204, the portal frame 202 is reciprocated along the rail 201 by rotating the ball screw 204.
[0061]
By moving the portal frame 202, the coating liquid is applied to the surface of the substrate W with a predetermined width as shown in FIG.
In this application, the width between the surface of the substrate W and the lower end of the nozzle 203 must be a constant width.
Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 2, a light emitting element 210 and a light receiving element 211 that emit laser light are provided, and laser light having a cross-sectional area of, for example, 1 mm × 15 mm passes through the diagonal line of the substrate. Thus, a predetermined gap is ensured by confirming that a predetermined amount of laser light passes between the surface of the substrate W and the lower end of the nozzle 203.
Moreover, it is preferable to use a CCD or the like that is not affected by light from the outside as the light receiving element.
[0062]
Thereafter, the mounting table 37 is lowered into the inner cup 13, and the mounting table 37 holding the substrate W together with the inner cup 13 is rotated to further uniformly spread the coating liquid applied with a predetermined width. . In this way, the amount of coating liquid to be used can be reduced by applying the coating once in a wide width and then rotating the coating.
[0063]
Further, as described above, the motor 205 is arranged in the center of the base 1, and the driving force of the motor 205 is distributed to the left and right, so that the number of motors can be reduced and the rotation speed of the left and right ball screws 204 is ensured. Since they coincide, the movement of the portal frame 202 becomes extremely smooth.
[0064]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the spin coater in which the outer cup receiving the drain is arranged outside the rotating inner cup, the outer cup is supported with respect to the base via the height adjusting member. The outer cup having a large diameter can be kept horizontal.
[0065]
Further, if the upper surfaces of the outer cup and the inner cup can be closed by the outer cup lid and the inner cup lid, respectively, turbulent flow in the cup can be suppressed.
[0066]
Further, if the nozzle has a slit-like discharge port and can be reciprocated relatively in the direction perpendicular to the width direction of the slit-like discharge port, the amount of coating liquid scattered during rotation can be suppressed and uniform. A coating having a proper thickness can be obtained.
[0067]
Further, when the substrate is a rectangular glass substrate, a turbulent flow generated on the surface of the glass substrate is further provided by providing a frame surrounding the glass substrate held by the mounting table in the inner cup. Can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall front view of a spin coater according to the present invention.
FIG. 2 is a side view of a spin coater according to the present invention.
FIG. 3 is an external view showing a state in which the cup unit of the spin coater according to the present invention is closed by a lid unit.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the central portion of the spin coating apparatus according to the present invention with the cup unit closed by a lid unit
5A is an enlarged cross-sectional view showing a state before the mounting table is fixed to a spinner shaft, and FIG. 5B is an enlarged cross-sectional view showing another embodiment of the mounting table.
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the right half of the spin coater according to the present invention with the cup unit closed by a lid unit;
FIG. 7 is a cross-sectional view centered on the drive system of the spinner axis
8 is a view similar to FIG. 7 with the spinner axis raised.
FIG. 9 is a view of the spinner axis viewed from below.
FIG. 10 is a plan view of a cup unit of the spin coater according to the present invention.
11 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 12 is a perspective view of a frame body arranged in the inner cup.
FIGS. 13A and 13B are diagrams showing an engagement portion between an inner cup and an inner cup lid, in which FIG. 13A shows a state before engagement, and FIG. 13B shows an engagement state.
FIG. 14 is a plan view of the bearing portion of the lid unit of the spin coater according to the present invention.
FIG. 15 is a longitudinal sectional view of the bearing portion.
FIGS. 16A and 16B are enlarged sectional views of a decompression release mechanism.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Base, 10 ... Cup unit, 11 ... Outer cup, 13 ... Inner cup, 14, 15 ... Uneven part which forms labyrinth seal part, 16 ... Drain discharge path, 17 ... Swelling part, 18 ... Drain hole, 21 ... height adjustment member, 22, 23 ... male screw, 24 ... nut member, 33 ... tray, 35 ... frame, 36 ... discharge arm, 37 ... mounting table, 40 ... spinner shaft, 42 ... suction hole, 43 ... Wedge member, 44 ... female taper member, 50, 51 ... bearing, 52, 56 ... cylindrical body, 57 ... guide, 59 ... cooling water passage, 60 ... bracket, 61 ... motor, 62 ... rail, 63 ... elevating body, 64 ... Nut member, 65 ... ball screw, 70 ... rotation prevention mechanism, 71 ... index plate, 72 ... lock device, 73 ... notch, 74 ... cylinder, 75 ... lock arm, 76 ... roller, 100 The lid unit, 110 ... the lid for the outer cup, 111 ... gripping body, DESCRIPTION OF SYMBOLS 130 ... Lid for inner cups 150 ... Support part, 151 ... Cylindrical box, 152 ... Rod guide, 153 ... Rod, 154 ... Upper plate, 155 ... Lower plate, 156 ... Arm, 157 ... Ring plate, 160 ... Bearing , 161 ... shaft, 163 ... cleaning liquid supply pipe, 164 ... current plate, 170 ... rotation prevention mechanism for lid for inner cup, 171 ... index plate, 172 ... lock device, 173 ... notch, 174 ... cylinder, 175 ... lock arm DESCRIPTION OF SYMBOLS 176 ... Roller, 200 ... Nozzle unit, 201 ... Rail, 202 ... Portal frame, 203 ... Nozzle, 204 ... Ball screw, 205 ... Motor, 206 ... Belt, 207 ... Roller, 208 ... Nut member 208, W ... Substrate.

Claims

An inner cup that is rotated by a motor is placed in an outer cup supported by the base, and a mounting table that holds the substrate in the inner cup and rotates integrally with the inner cup is dropped on the substrate surface. In the spin coater in which the coating liquid is diffused by the centrifugal force accompanying the rotation of the substrate, the outer cup is supported via a height adjusting member with respect to the base, and the height adjusting member is an equilateral triangle. A spin coating apparatus , wherein three are arranged at equal intervals so as to be at the apex position .

An inner cup that is rotated by a motor is placed in an outer cup supported by the base, and a mounting table that holds the substrate in the inner cup and rotates integrally with the inner cup is dropped on the substrate surface. In the spin coater in which the coating liquid is diffused by the centrifugal force accompanying the rotation of the substrate, the outer cup is supported via a height adjusting member with respect to the base, and the height adjusting member has a polygonal shape. A spin coater , wherein four or more are arranged at equal intervals so as to be at the apex position .

3. The spin coater according to claim 1 , wherein the outer cup and the inner cup are respectively closed by an outer cup lid and an inner cup lid, and the inner cup lid is integrated with the inner cup. Rotating coating device characterized in that it rotates.

In spin coating apparatus according to any one of claims 1 to 3, a nozzle for dropping the coating solution on the substrate surface has a slit-like discharge port and the nozzle is orthogonal to the width direction of the slit-shaped discharge port A spin coater characterized by being capable of reciprocating in a direction.

In spin coating apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the substrate is a glass substrate having a rectangular shape, and a frame body surrounding the glass substrate on the inner cup held in the mount table A spin coater characterized by comprising: