JP4022315B2 - 基板処理装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、レジスト塗布液等の塗布液を基板に塗布する処理部を含む基板処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
基板、例えば液晶ディスプレイを製造するためのガラス基板に各種の処理を施す製造工程においては、ある一連の処理を行わせる基板処理装置が使用される。この装置の中に、レジスト塗布液等の塗布液を基板に塗布する工程を含む基板処理装置がある。
【0003】
例えば、液晶ディスプレイ製造工程におけるフォトレジスト塗布工程を行う基板処理装置では、紫外光の感光樹脂材料を基板表面全体にわたり均一な厚さに塗布する。具体的には、基板上に滴下したレジスト液を基板を回転させて遠心力で広げ均一厚にするスピン塗布法や、ローラー表面の溝にいったん付着させたレジスト液を基板に転写するロール塗布法により塗布が行われる。ここでは、大きい面積にわたる均一塗布とその後のエッチング条件等に適した任意の厚さを得るため、また塗布方法の特性にも合わせて、溶媒量の制御により適切な粘度を持たせたレジスト液が選定される。
【0004】
また、通常はフォトレジスト塗布工程の後に露光工程に移るが、この露光工程の前には残留溶媒を蒸発させるためのプリベーク(ベーキング)処理が行われる。さらに、場合によっては、パーティクル発生の防止や露光時における位置合わせの観点から、基板の端面付近の洗浄を行うエッジリンス処理が行われることもある。
【0005】
そして、上記のような一連のフォトレジスト塗布工程を含む基板処理装置の中には、レジスト塗布直後に基板を減圧チャンバーに収容して溶媒の蒸発を促し、エッジリンス処理において塗布した液が端面に拡がらないように塗布した液をある程度乾燥させる減圧乾燥装置がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従来、レジスト液塗布直後の減圧乾燥処理においては上記のように減圧チャンバーに基板を収容して減圧チャンバー内の雰囲気を吸引しているが、基板のサイズの大型化に伴って減圧チャンバーを大きくしなければならない。このような大型の減圧チャンバーは高価なものとなる。また、減圧チャンバー内を減圧すると、密閉シール部分からのある程度のパーティクルの巻き込みは避けられず、さらに、減圧下における帯電基板の自己静電破壊の問題も大きい。
【0007】
本発明の課題は、減圧チャンバーを使うことなく、基板に塗布された液の乾燥を行うことのできる基板処理装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る基板処理装置は、基板に対して一連の処理を行うための装置であって、清浄空気を天井部から下方にダウンフローさせているクリーンルーム内に設置されるものである。この基板処理装置は、塗布処理部と、乾燥促進処理部と、ベーキング処理部とを備えている。塗布処理部は、基板に塗布液を塗布する。乾燥促進処理部は、第1駆動装置を有しており、この第1駆動装置によって基板をクリーンルームの天井部に近づけさせることで、塗布処理部において塗布液が塗布された基板に対して所定速度以上の流速の清浄空気を供給する。第1駆動装置は、基板をクリーンルームの天井部に近づけさせるための装置である。ベーキング処理部は、乾燥促進処理部での処理を終えた基板に加熱処理を施す。
【0009】
塗布処理部において塗布液が塗布された基板に対してすぐに加熱処理を施すと、塗布直後の波打った表面状態のまま基板が乾燥してしまう等の不具合が発生する。
【0010】
本発明では、塗布処理部と加熱処理を行うベーキング処理部との間に乾燥促進処理部を設け、基板に対して所定速度以上の流速の清浄空気を供給することによって、加熱処理を行う前にある程度基板を乾燥させている。このため、塗布直後に基板の加熱処理を行う場合の不具合を抑えることができる。また、清浄空気を供給しているため、パーティクル等が基板に付着することも殆どない。さらに、所定の流速で清浄空気を基板に供給するため、基板表面付近に蒸発した処理液ガスが滞留し難くなり、短時間に乾燥を行うことができるようになる。
【0011】
このように、ここでは、減圧チャンバーを使うことなく、基板に塗布された液の乾燥を行うことができる。
【0012】
また、ここでは、クリーンルーム内において天井部から下方にダウンフローしている清浄空気を利用することによって、乾燥促進処理部において基板に所定流速の清浄空気を供給する。但し、クリーンルームの天井部から離れていては所定流速の清浄空気を基板に供給することは困難であることから、基板を天井部に近づけさせることのできる第1駆動装置が設けられている。
【0013】
請求項2に係る基板処理装置は、請求項1に記載の基板処理装置であって、端面洗浄処理部をさらに備えている。端面洗浄処理部は、乾燥促進処理部での処理を終えた基板に対して、ベーキング処理部において加熱処理を施す前に、端面付近の洗浄を施す。
【0014】
塗布液が塗布された基板を一定の膜厚以下にすると塗布液の流動性が殆どなくなる。従来は、塗布された塗布液が端面洗浄処理部において流動して不具合を発生させることを抑えるために、塗布直後に基板を減圧下に置くことで一定の膜厚以下にしている。しかしながら、減圧することでパーティクルを巻き込み基板にパーティクルが付着するという不具合が存在する。一方、減圧せずに乾燥させようとすると、基板表面付近に蒸発した処理液ガスが滞留するため、蒸発が妨げられて処理時間が長くなる。
【0015】
これに対して本発明では、乾燥促進処理部において、基板表面に滞留しがちな処理液ガスを清浄空気の所定流速以上の流れによって吹き流し、短時間で乾燥を行わせている。このため、端面洗浄処理部においては、基板表面の塗布された処理液は殆ど流動せず、基板の端面付近の洗浄処理が行われても塗布された処理液の塗布状態は良好に保たれる。
【0016】
請求項3に係る基板処理装置は、請求項1又は2に記載の基板処理装置であって、乾燥促進処理部は、基板載置台を有している。この基板載置台は、基板載置面が全周にわたって基板よりも大きな外縁を有するものである。
【0017】
ここでは、基板載置面が全周にわたって基板よりも大きな外縁を有する基板載置台に基板を載置した状態で、基板に対して清浄空気を供給する。このため、基板に塗布された塗布液の表面にむらが生じることが抑えられる。すなわち、基板載置台が基板の大きさよりも小さいものであれば、基板の周辺部において基板の内側から外側へ向かう基板表面に沿ったほぼ一方向への清浄空気の流れが生じ、基板に塗布された塗布液の表面にはその流れ方向に沿っていわゆる風紋ができてむらになってしまうおそれがある。これに対して本請求項に記載の装置では、基板載置台に載置される基板の上面全体においては清浄空気の一部が停滞して渦状の弱い乱流が生じ、この乱流の不規則さゆえに、基板に塗布された塗布液の表面にむらが生じることが少なくなる。
【0018】
なお、基板が載っていない基板載置台の周辺部において上述した外側へ向かうほぼ一定な清浄空気の流れが生じるが、これが基板に塗布された塗布液の表面状態に対して悪影響を与えることは殆どない。
【0019】
請求項4に係る基板処理装置は、請求項1から3のいずれかに記載の基板処理装置であって、乾燥促進処理部は、基板を載置する基板載置台と、基板載置台の周囲を覆う下部カバーと、をさらに備え、第1駆動装置は、基板載置台とともに下部カバーをクリーンルームの天井部に近づける。
【0020】
請求項5に係る基板処理装置は、請求項4に記載の基板処理装置であって、下部カバーに接続され、下部カバーを通過した空気をクリーンルームの外に排気するための伸縮自在な排気配管をさらに備えている。
【0021】
【発明の実施の形態】
[第1参考例]
(構成)
本発明の基板処理装置の第1参考例を図1に示す。この基板処理装置は、矩形のガラス基板(以下、基板という。)に対して、複数の処理ユニットを接続して一貫した処理を可能にしたレジスト塗布のための装置であり、露光機や現像処理装置等と接続させることもできる。
【0022】
この基板処理装置は、枚葉式の装置であって、搬入部1、スピンコータ部(塗布処理部)2、乾燥促進処理部3、エッジリンス部(端面洗浄処理部)4、載置部5、及びベーク部(ベーキング処理部)6から構成されている。この基板処理装置は、例えば前工程の装置である基板洗浄装置11と後工程の装置である露光機12との間に配置され、搬入部1に基板洗浄装置11からコンベア等の搬送手段によって基板を搬入し、ベーク部6から露光機12へと搬送ロボット等によって基板を搬出する。搬入部1から載置部5までは、複数のハンドを持ち基板を隣接する処理部へ順送りしてゆくいわゆる間歇移送スライダー7a〜7bによって基板が搬送される。
【0023】
なお、この基板処理装置は、図2に示すようなクリーンルーム10内に設置される。クリーンルーム10は、HEPAフィルター(high efficiency particulate air filter) 10bで構成される天井の全面から空気が室内に流入し対向床全面から流出するようになっている空間で、垂直に一方向流が流れる形式のクリーンルームである。クリーンルーム10の下部には、フリーアクセス空間をその下部に形成する鋼製あるいはステンレス製のすのこ状の床パネルであるグレーティングパネル10aが設置されている。グレーティングパネル10aには吸い込み口が多数開けられている。また、エアーフローはブロワー10cによって生成されている。
【0024】
次に、乾燥促進処理部3の構成について説明する。乾燥促進処理部3は、図3に示すように、主として、基板を載置する基板載置台21と、基板に清浄空気を緩やかに吹き出すエアー供給装置30とから構成される。基板載置台21は、矩形の基板Wを水平状態に載置させるための台であって、基板Wの大きさと略同じ矩形形状を有し、上面に基板支持ピン21aが複数設けられている。エアー供給装置30は、HEPAフィルター31と、ブロワー(送風機)33と、HEPAフィルター31とブロワー33とをつなぐ供給配管(供給経路)32とから構成されている。HEPAフィルター31は、定格風量で粒径が0.3μmの粒子に対して99.97%以上の粒子捕集率を有し、かつ初期圧力損失が一般に300Pa以下の性能を持つエアーフィルターである。なお、ここではHEPAフィルター31を採用しているが、必要に応じてULPAフィルターを使用しても良い。ブロワーは、HEPAフィルター31にエアーを供給する送風機であり、クリーンルーム10内に設置してもよいし、基板Wの直上にHEPAフィルター31を配しているためクリーンルーム10の外に設置することもできる。なお、ブロワー33をクリーンルーム内に設置したときには、クリーンルーム10内のHEPAフィルター10bを通った清浄な空気をHEPAフィルター31に送ることができ、さらにHEPAフィルター31の設置を省略することも可能である。但し、クリーンルーム10内にブロワー33を設置するとパーティクルの発生の恐れがある場合には、ブロワー33はクリーンルーム10の外に設置することが望ましい。また、ブロワー33を出たエアーは、ブロワー33と供給配管32との間に配置されているヒーター34によって加熱される。すなわち、エアー供給装置30は、このヒーター34を作動させることによって、HEPAフィルター31から吹き出す清浄空気の温度を調整することができる。
【0025】
エアー供給装置30は、HEPAフィルター31の下部から、図3の1点鎖線の矢印に示すように、基板Wに向かって下向きにエアーを吹き出す。このエアーは、HEPAフィルター31を通過しているため、清浄な空気である。基板Wの表面付近でのエアーの流速は、0.25〜2.00m/sまで可変であるが、通常0.50m/sに設定される。この流速は、HEPAフィルター31から基板Wまでの距離とブロワーの出力とによって決定される。
【0026】
(基板処理)
この基板処理装置では、まず間歇移送スライダー7aによって基板が搬入部1からスピンコータ部2に運ばれて、基板に対してレジスト(塗布液)の塗布が行われる。スピンコータ部2は、レジスト供給系、スピンモータ、カップ等により構成されており、水平に載置された基板上にレジストを滴下し基板を回転させることによって基板上に均一なレジスト膜を形成させる。レジスト膜が形成された基板は、乾燥促進処理部3に運ばれて、ある程度まで乾燥させられる。ここでの処理については、後述する。この後、基板はエッジリンス部4に移される。エッジリンス部4では、基板端面のレジスト膜が剥がれて発塵してしまうことを防止するために、基板表面の周辺や端面部分のレジストを溶剤により取り除く処理が行われる。これらのレジスト塗布に関する各処理を終えた基板は、図示しないロボットによって載置部5からベーク部6に移される。ベーク部6では、基板上のレジスト膜中の残留溶剤の蒸発と基板の密着性強化を目的として、熱処理が行われる。このベーク部6は複数の加熱部及び冷却部を有しており、基板はこれらに対して順番に搬入及び搬出される。こうして加熱及び冷却処理が施された基板は、露光機12に搬出されていく。
【0027】
次に、乾燥促進処理部3の基板処理及び特徴について説明する。ここでは、スピンコータ部2から送られてきた基板Wが基板載置台21上に載せられると、エアー供給装置30から基板Wに向けて下向きに清浄空気が吹き出される。この清浄空気の流れは、HEPAフィルター31を通ることによって整流されたものとなっている。このような整流された清浄空気が緩やかな速度で基板Wに当たるため、基板Wの表面上のレジストは、その表面形状がレベリングされながら乾燥していく。
【0028】
スピンコータ部においてレジストが塗布された基板に対してすぐに加熱処理を施すと、塗布直後の波打った表面状態のまま基板が乾燥してしまう等の不具合が発生するが、本基板処理装置ではスピンコータ部2とベーク部6との間に乾燥促進処理部3を設けている。そして、乾燥促進処理部3において、ある程度基板を乾燥させている。このため、塗布直後に基板の加熱処理を行う場合に発生する上記の不具合が抑えられる。また、清浄空気を基板Wに吹き出しているため、パーティクル等が基板Wに付着する心配もない。さらに、所定の流速で清浄空気を基板Wに当てているため、基板Wの表面付近に蒸発したレジストの溶媒ガスが滞留し難くなり、乾燥が促進されている。
【0029】
また、レジストが塗布された基板を一定の膜厚以下にするとレジストの流動性が殆どなくなるため、従来は、塗布されたレジストがエッジリンス部において流動することを抑えるために、レジスト塗布直後に基板を減圧下に置くことで一定の膜厚以下にしている。しかしながら、減圧することでパーティクルを巻き込み基板にパーティクルが付着するという不具合が存在する。一方、減圧せずに乾燥させようとすると、基板表面付近に蒸発した処理液ガスが滞留するため、蒸発が妨げられて処理時間が長くなる。これに対し本基板処理装置では、乾燥促進処理部3において、エアーのダウンフローによって基板Wの表面に滞留しがちな溶媒ガスを吹き流すことで、短時間での乾燥を実現している。このため、エッジリンス部4においては、基板W上のレジストは殆ど流動せず、基板Wの端面付近の洗浄処理が行われてもレジストの塗布状態は良好に保たれる。
【0030】
また、乾燥促進処理部3においては、エアー供給装置30によって清浄空気の所定速度以上の流れを生成している。クリーンルーム10内のダウンフローをそのまま使って基板Wを乾燥させることも可能であるが、より短時間で乾燥を行わせるために、ここでは別途エアー供給装置30を設けている。
【0031】
また、エアー供給装置30にはヒーター34が装備されているため、スピンコータ部2において基板Wに塗布されるレジストの種類に応じて基板Wに供給する洗浄空気の温度を調整することができる。これにより、乾燥促進処理部3における基板Wの乾燥状態を最適なものにすることが可能となる。
【0032】
[第2参考例]
上記第1参考例のエアー供給装置30に風量調整機能や湿度調整機能を持たせることも可能である。
【0033】
エアー供給装置30に基板Wに供給する洗浄空気の量を調整する風量調整機能を持たせた場合、スピンコータ部2において基板Wに塗布されるレジストの種類によって基板Wに供給する風量を調整することができ、基板Wの乾燥状態を最適なものにすることが可能となる。具体的には、ブロワー33の出力調整の他、供給配管32にダンパーを設けたり、HEPAフィルター31から基板Wまでの距離を調整したりする方法がある。
【0034】
また、エアー供給装置30に基板Wに供給する洗浄空気の湿度を調整する湿度調整機能を持たせた場合、スピンコータ部2において基板Wに塗布されるレジストの種類によって基板Wに供給する洗浄空気の湿度を調整することができ、基板Wの乾燥状態を最適なものにすることが可能となる。具体的には、除湿装置をブロアー33の吸い込み側あるいは吹き出し側に設ける方法がある。
【0035】
[第3参考例]
上記第1参考例のエアー供給装置30に化学吸着フィルターを装備させることもできる。この場合、基板Wに当たる洗浄空気に含まれる溶剤の含有率が低下するため、乾燥促進処理部3において、より短時間で乾燥を行えるようになる。
【0036】
[第4参考例]
本参考例では、上記第1参考例のエアー供給装置30に代えて、図4に示すエアー供給装置40を用いている。
【0037】
図4に示すエアー供給装置40は、HEPAフィルター41と、ブロワー42とから構成されている。HEPAフィルター41は基板載置台21に載置される基板Wの上方に配置され、ブロワー42はそのHEPAフィルター41の上方に配置される。HEPAフィルター41はHEPAフィルター31と同様のエアーフィルターであり、ブロワー42はブロワー33と同様の送風機である。このエアー供給装置40は、HEPAフィルター41の下部から、図4の1点鎖線の矢印に示すように、基板Wに向かって下向きにエアーを吹き出す。このエアーは、ブロワー42の作動によってクリーンルーム10のHEPAフィルター10bからダウンフローしている清浄空気が更にHEPAフィルター41を通過したものであり、清浄な空気である。
【0038】
ここでは、HEPAフィルター41に加え、ブロワー42も基板Wの上方に配置されており、クリーンルーム10内の基板Wよりも上方にあるHEPAフィルター10bを出たばかりの清浄な空気をHEPAフィルター41を介して基板Wに吹き出すことができる。
【0039】
[第5参考例]
本参考例では、上記第1参考例のエアー供給装置30に代えて、図5に示すエアー供給装置50を用いている。
【0040】
図5に示すエアー供給装置50は、HEPAフィルター51と、図示しないブロワーと、HEPAフィルター51とブロワーとをつなぐ供給配管52と、上部カバー53とから構成されている。HEPAフィルター51はHEPAフィルター31と同様のエアーフィルターであり、ブロワーはブロワー33と同様の送風機である。上部カバー53は、図5に示すように、上部から下部に向かって内部の水平面積が大きくなる形状のもので、基板載置台21及び基板Wを上部から覆っている。
【0041】
エアー供給装置50は、HEPAフィルター51の下部から、図5の1点鎖線の矢印に示すように、基板Wに向かって下向きにエアーを吹き出す。このとき、上部カバー53は、基板Wに向かって下向きに吹き出したエアーが隣接するスピンコータ部2やエッジリンス部4へと流れないように、エアーの流れを下方に誘導する。したがって、ここでは、エアー供給装置50により基板Wに供給した洗浄空気が隣接するスピンコータ部2やエッジリンス部4に流れて、その流れによってスピンコータ部2やエッジリンス部4における処理に悪影響を与えることがなくなる。
【0042】
[第6参考例]
本参考例では、上記第1参考例のエアー供給装置30に代えて図6に示すエアー供給装置50を用いるとともに、乾燥促進処理部3に下部カバー組立体60を設けている。
【0043】
図6に示すエアー供給装置50は、上記第5参考例のエアー供給装置50と同様のものである。下部カバー組立体60は、下部カバー63と孔あき板61とから構成されている。下部カバー63は、その上部が、基板載置台21及び基板Wの外側であって上部カバー53の下部よりも内側の空間に入り込むものである。この下部カバー63の下端には、複数の孔が形成された孔あき板61が装着されている。この孔あき板61は、下部カバー63の内側にダウンフローしてきたエアーを下方に通す。
【0044】
エアー供給装置50は、HEPAフィルター51の下部から、図6の1点鎖線の矢印に示すように、基板Wに向かって下向きにエアーを吹き出す。このとき、上部カバー53は、基板Wに向かって下向きに吹き出したエアーが隣接するスピンコータ部2やエッジリンス部4へと流れないように、エアーの流れを下方に誘導する。一方、下部カバー63は、エアー供給装置50から基板Wに吹き出されたエアーが基板Wの下方部分から舞い上がらないように、エアーの流れを孔あき板61から下部カバー組立体60の下方へと誘導する。
【0045】
ここでは、エアーの流れを下方に誘導する下部カバー組立体60を設けているため、エアー供給装置50から基板Wに供給された清浄空気が基板載置台21や基板載置台21を支持している部材等に当たって上方に舞い上がって基板Wの表面にパーティクルが付着する現象を回避させることができる。特に、基板Wの搬送の高さレベルよりも下方に基板処理装置の駆動部分が配置されている場合には、パーティクルの舞い上げを回避させることのできる下部カバー組立体60の設置は有効である。
【0046】
また、図6に示すように、エアー供給装置50の上部カバー53は、その下端が下部カバー63の上部を覆うようになっている。また、上部カバー53の下端の高さ位置は、下部カバー63の上端の高さ位置よりも低い。このため、エアー供給装置50から基板Wにダウンフローする清浄空気は、上部カバー53と下部カバー63との隙間から下部カバー組立体60の外側の空間に出た場合、下方に向かって流れるため、この流れがパーティクル等を舞い上げる恐れが少なくなっている。
【0047】
[第7参考例]
本参考例では、上記第1参考例のエアー供給装置30に代えて図7に示すエアー供給装置70を用いるとともに、乾燥促進処理部3に下部カバー組立体76を設けている。
【0048】
図7に示すエアー供給装置70は、HEPAフィルター71と、図示しないブロワーと、HEPAフィルター71とブロワーとをつなぐ供給配管72と、上部カバー73とから構成されている。HEPAフィルター71はHEPAフィルター31と同様のエアーフィルターであり、ブロワーはブロワー33と同様の送風機である。上部カバー73は、図7に示すように、上部から下部に向かって内部の水平面積が大きくなる形状のもので、基板載置台21及び基板Wを上部から覆っている。下部カバー組立体76は、下部カバー77と孔あき板78とから構成されている。下部カバー77は、その上端の形状が上部カバー73の下端の形状に対応している。また、下部カバー77の上端面には、上部カバー73の下端面と下部カバー77の上端面とに挟持されるシールリング(シール部材)75が装着されている。また、この下部カバー77の下端には、複数の孔が形成された孔あき板78が装着されている。この孔あき板78は、下部カバー77の内側にダウンフローしてきたエアーを下方に通す。この下部カバー組立体76は、固定部材79によってクリーンルーム10の床面に固定されている。
【0049】
また、孔あき板78を通って下方に流れ出たエアーは、排気配管(排気経路)78aを通ってクリーンルーム10の外に排気される。
【0050】
なお、エアー供給装置70のHEPAフィルター71及び上部カバー73は、図示しない駆動装置により垂直移動が可能である。すなわち、HEPAフィルター71及び上部カバー73は、図7に示す状態から、基板載置台21及び下部カバー組立体76から離れて上方に移動することができる。
【0051】
エアー供給装置70は、図7に示すようにシールリング75によって上部カバー73と下部カバー77との隙間がシールされた状態において、HEPAフィルター71の下部から、図7の1点鎖線の矢印に示すように、基板Wに向かって下向きにエアーを吹き出す。このとき、上部カバー73及び下部カバー77によって基板Wが覆われており、かつシールリング75によって隙間がシールされているため、基板Wに向かって下向きに吹き出されたエアーは、隣接するスピンコータ部2やエッジリンス部4に流れず、孔あき板78を通って下方へと排気される。
【0052】
このように、ここでは、基板Wに供給されるエアーが両カバー73,77の隙間から外側に漏れ出すことが抑えられる。これにより、基板Wが存在する両カバー73,77の内部空間への周囲からの空気の吸い込みによる気流によって乾燥中の基板Wに乾燥のムラやパーティクル付着といった不具合が出ることが抑えられている。また、隣接するスピンコータ部2やエッジリンス部4にエアーが流れ出てレジストの塗布処理やエッジリンス処理に悪影響を与えることを抑えられている。
【0053】
また、本基板処理装置の乾燥促進処理部3での処理においては、排気配管78aを通って排気されるエアーの排気量よりもエアー供給装置70が基板Wに吹き出すエアーの量のほうが少なくなるように制御が行われ、エアー供給装置70,下部カバー組立体76,及び排気配管78aで囲まれた空間の圧力を若干の負圧状態として基板Wの乾燥処理が行われる。このように基板Wの周囲を負圧状態とすることで、乾燥処理の促進が図られている。
【0054】
さらに上記のような制御に伴って、エアー供給装置70,下部カバー組立体76,及び排気配管78aで囲まれた空間の圧力を、基板Wの乾燥処理が終わってこの空間の密閉状態を解除する直前に、周囲の圧力とほぼ等しくさせる制御が行われる。これは、空間の密閉状態を解除する前に、排気配管78aによるエアーの排気量を絞ることによって行われる。このように制御することにより、負圧状態の空間をいきなり周囲に開放した場合のパーティクルの巻き込み及び基板へのパーティクルの付着を回避することができる。
【0055】
[第8参考例]
本参考例では、上記第1参考例のエアー供給装置30に代えて図8に示すエアー供給装置80を用いるとともに、乾燥促進処理部3に下部カバー組立体86を設けている。以下に記述するように、上記第7参考例においてはエアー供給装置70のHEPAフィルター71及び上部カバー73が垂直移動するのに対し、本参考例では下部カバー組立体86及び基板載置台21が垂直移動する。
【0056】
図8に示すエアー供給装置80は、HEPAフィルター81と、図示しないブロワーと、HEPAフィルター81とブロワーとをつなぐ供給配管82と、上部カバー83とから構成されている。HEPAフィルター81はHEPAフィルター31と同様のエアーフィルターであり、ブロワーはブロワー33と同様の送風機である。上部カバー83は、図8に示すように、上部から下部に向かって内部の水平面積が大きくなる形状のもので、基板載置台21及び基板Wを上部から覆っている。下部カバー組立体86は、下部カバー87と孔あき板88とから構成されている。下部カバー87は、その上端の形状が上部カバー83の下端の形状に対応している。また、下部カバー87の上端面には、上部カバー83の下端面と下部カバー87の上端面とに挟持されるシールリング(シール部材)85が装着されている。また、この下部カバー87の下端には、複数の孔が形成された孔あき板88が装着されている。この孔あき板88は、下部カバー87の内側にダウンフローしてきたエアーを下方に通す。なお、この下部カバー組立体86と基板載置台21とは、相対移動できないように一体化されている。
【0057】
この下部カバー組立体86及び基板載置台21は、電動ボールねじシリンダー89によってクリーンルーム10の床面に固定されており、電動ボールねじシリンダー89を作動させることによって、図8に示す状態から上方に移動してシールリング85が上部カバー83及び下部カバー87によって挟持される状態となる。一方、エアー供給装置80の高さレベルは固定されている。
【0058】
エアー供給装置80は、シールリング85によって上部カバー83と下部カバー87との隙間がシールされた状態において、HEPAフィルター81の下部から基板Wに向かって下向きにエアーを吹き出す。このとき、上部カバー83及び下部カバー87によって基板Wが覆われており、かつシールリング85によって隙間がシールされているため、基板Wに向かって下向きに吹き出されたエアーは、隣接するスピンコータ部2やエッジリンス部4に流れず、孔あき板78を通って下方へと排気される。
【0059】
このように、ここでは、基板Wに供給されるエアーが両カバー83,87の隙間から外側に漏れ出すことが抑えられる。これにより、基板Wが存在する両カバー83,87の内部空間への周囲からの空気の吸い込みによる気流によって乾燥中の基板Wに乾燥のムラやパーティクル付着といった不具合が出ることが抑えられている。
【0060】
[第1実施形態]
本実施形態では、上記第1参考例のエアー供給装置30に代えて図9に示すエアー供給装置90を用いるとともに、乾燥促進処理部3に下部カバー組立体95を設けている。ここでは、下部カバー組立体95及び基板載置台21が上下に移動する。
【0061】
図9に示すエアー供給装置90は、HEPAフィルター91と、ブロワー92と、上部カバー93とから構成されている。HEPAフィルター91は基板載置台21に載置される基板Wの上方に配置され、ブロワー92はそのHEPAフィルター91の上方に配置される。HEPAフィルター91はHEPAフィルター31と同様のエアーフィルターであり、ブロワー92はブロワー33と同様の送風機である。上部カバー93は、図9に示すように、上部から下部に向かって内部の水平面積が大きくなる形状のもので、上方に移動した状態の基板載置台21及び基板W(図9において点線で示すもの)を上部から覆う。下部カバー組立体95は、下部カバー97と孔あき板98とから構成されている。下部カバー97は、下部カバー組立体95及び基板載置台21が上方に位置するときに、その上部が、基板載置台21及び基板Wの外側であって上部カバー93の下部よりも内側の空間に入り込む。この下部カバー97の下端には、複数の孔が形成された孔あき板98が装着されている。この孔あき板98は、下部カバー97の内側にダウンフローしてきたエアーを下方に通す。なお、この下部カバー組立体95と基板載置台21とは、相対移動できないように一体化されている。
【0062】
この下部カバー組立体95及び基板載置台21は、電動ボールねじシリンダー99によってクリーンルーム10の床面に固定されており、電動ボールねじシリンダー99を作動させることによって、図9の実線で示す状態から上方に移動して、図9の点線で示す状態となる。一方、エアー供給装置90の高さレベルは固定されている。
【0063】
エアー供給装置90は、HEPAフィルター91の下部から基板Wに向かって下向きにエアーを吹き出す。このとき、上部カバー93は、基板Wに向かって下向きに吹き出したエアーが隣接するスピンコータ部2やエッジリンス部4へと流れないように、エアーの流れを下方に誘導する。一方、下部カバー97は、エアー供給装置90から基板Wに吹き出されたエアーが基板Wの下方部分から舞い上がらないように、エアーの流れを孔あき板98から下部カバー組立体95の下方へと誘導する。
【0064】
ここでは、図9に示すように、基板Wとエアー供給装置90とが電動ボールねじシリンダー99の作動によって相対的に移動する。したがって、乾燥促進処理部3での基板Wの乾燥処理時においては両者W,90を近づけさせて基板Wに当たるエアーの流速を確保し、基板Wの基板載置台21に対する搬入/搬出時においては干渉を避けるように両者を遠ざけさせることができる。
【0065】
また、電動ボールねじシリンダー99によって基板Wとエアー供給装置90との距離を制御させれば、スピンコータ部2において基板Wに塗布されるレジストの種類によって、基板Wに当てる洗浄空気の流速を変えることが可能である。これにより、レジストの種類に応じた適切な基板W上のレジストの乾燥処理を行うことができる。さらには、乾燥処理中に時間の進行に応じて基板Wとエアー供給装置90とを相対的に近づけさせることにより、乾燥度合いに応じた洗浄空気の基板W付近での流速を確保することができる。
【0066】
[第9参考例]
本参考例では、上記第1参考例のエアー供給装置30に代えて図10に示すエアー供給装置100を用いるとともに、乾燥促進処理部3に下部カバー組立体105を設けている。
【0067】
図10に示すエアー供給装置100は、HEPAフィルター101と、ブロワー104と、HEPAフィルター101とブロワー104とをつなぐ供給配管102と、上部カバー103とから構成されている。ここでは、HEPAフィルター101を基板Wの上方に位置させて基板Wの近傍から基板Wに向けて清浄空気を吹き出させるとともに、供給配管102を設けることによってブロワー104をクリーンルーム10の外に配置している。HEPAフィルター101はHEPAフィルター31と同様のエアーフィルターであり、ブロワー104はブロワー33と同様の送風機である。上部カバー103は、図10に示すように、上部から下部に向かって内部の水平面積が大きくなる形状のもので、基板Wを上部から覆う。下部カバー組立体105は、下部カバー107と孔あき板106とから構成されている。下部カバー107は、その上部が、基板Wの外側であって上部カバー103の下部よりも内側の空間に入り込むものである。この下部カバー107の下端には、複数の孔が形成された孔あき板106が装着されている。この孔あき板106は、下部カバー107の内側にダウンフローしてきたエアーを下方に通す。
【0068】
また、孔あき板106を通って下方に流れ出たエアーは、排気配管108を通ってクリーンルーム10の外に排気される。この排気配管108には、排気ダンパー109が組み込まれている。
【0069】
エアー供給装置100は、HEPAフィルター101の下部から基板Wに向かって下向きにエアーを吹き出す。このとき、上部カバー103は、基板Wに向かって下向きに吹き出したエアーが隣接するスピンコータ部2やエッジリンス部4へと流れないように、エアーの流れを下方に誘導する。一方、下部カバー107は、エアー供給装置100から基板Wに吹き出されたエアーが基板Wの下方部分から舞い上がらないように、エアーの流れを孔あき板106から排気配管108へと誘導する。
【0070】
ここでは、下部カバー組立体105により誘導されたエアーを排気配管108によってクリーンルーム10の外に排気させている。このようにすることによって、スピンコータ部2やエッジリンス部4への悪影響やパーティクルの舞い上げ等の不具合を抑えている。
【0071】
また、ここでは、排気ダンパー109の開度の調整によって排気配管108によるエアーの量を調整し、エアー供給装置100からの清浄空気の吹き出し量を排気配管108から排気されるエアーの量よりも多くする制御が行われている。これにより、基板W付近の空間を周囲よりも陽圧に保ち、周囲からの空気の吸い込みによる乾燥中の基板Wに対する乾燥ムラやパーティクル付着といった不具合を抑えている。
【0072】
[第10参考例]
上記第9参考例では、下部カバー組立体105の孔あき板106を通って下方に流れ出たエアーを排気配管108によってクリーンルーム10の外に排気しているが、本参考例では、図11に示すように、下部カバー組立体105の孔あき板106を通って下方に流れ出たエアーを排気配管110によってクリーンルーム10のグレーティングパネル10aの下方の空間に排気する。
【0073】
ここでは、エアー供給装置100から基板Wに吹き出されたエアーはグレーティングパネル10aの下方の空間に導かれる。そして、この空間に導かれたエアーは、クリーンルーム10内にダウンフローが存在するため、舞い上がることなくクリーンルーム10のダウンフローに合流する。このように排気配管110を配置することにより、基板Wに供給された洗浄空気によって基板Wの近傍にパーティクルが舞い上がる不具合が抑えられる。
【0074】
[第11参考例]
本参考例では、上記第1参考例のエアー供給装置30に代えて図12に示すエアー供給装置120を用いるとともに、乾燥促進処理部3に下部カバー組立体125を設けている。
【0075】
図12に示すエアー供給装置120は、整流板121と、ブロワー124と、整流板121とブロワー124とをつなぐ供給配管122と、上部カバー123とから構成されている。整流板121は、鋼製あるいはステンレス製のパネルに千鳥格子状に多数の孔が開けられたものであって、基板Wに吹き出すエアーを整流する。ブロワー124は、ブロワー33と同様の送風機のエアー吐出側にHEPAフィルター124aが装着されたものである。上部カバー123は、図12に示すように、上部から下部に向かって内部の水平面積が大きくなる形状のもので、基板Wを上部から覆う。下部カバー組立体125は、下部カバー127と孔あき板126とから構成されている。下部カバー127は、その上部が、基板Wの外側であって上部カバー123の下部よりも内側の空間に入り込むものである。この下部カバー127の下端には、複数の孔が形成された孔あき板126が装着されている。この孔あき板126は、下部カバー127の内側にダウンフローしてきたエアーを下方に通す。
【0076】
また、孔あき板126を通って下方に流れ出たエアーは、排気配管128によってクリーンルーム10のグレーティングパネル10aの下方の空間に排気される。この排気配管128には、排気ダンパー129が組み込まれている。
【0077】
エアー供給装置120は、整流板121の下部から基板Wに向かって下向きにエアーを吹き出す。
【0078】
ここでは、HEPAフィルター124aにより清浄空気を生成するとともに、整流板121を設置することにより基板W上のレジストの乾燥状態の均一化を図っている。
【0079】
[第12参考例]
本参考例では、上記第9参考例においてHEPAフィルター101とブロワー104とを結んでいる供給配管102の代わりに、図13に示すように、放出配管135が接続された供給配管132によってHEPAフィルター101とブロワー104とを結んでいる。
【0080】
供給配管132には放出配管135が接続されており、放出配管135の他端はクリーンルーム10の外において大気開放されている。これらの配管132,135には、それぞれ自動制御ダンパー(切替手段)132a,135aが組み込まれており、図示しない制御コンピュータからの指令によって開度が変わる。自動制御ダンパー132aを閉めて自動制御ダンパー135aを開ければ、ブロワー104から吐出されたエアーは全てHEPAフィルター101へ送られ、自動制御ダンパー132aの開度を大きくし自動制御ダンパー135aの開度を小さくすれば、ブロワー104から吐出されたエアーの一部あるいは全部が放出配管135から大気放出される。
【0081】
ここでは、自動制御ダンパー132a,135aの開度を制御することによって、ブロワー104の作動を止めることなく、基板Wへの清浄空気の供給を一時的に止めたり絞ったりすることができる。このため、乾燥促進処理部3への基板Wの搬送時や乾燥促進処理部3からの基板Wの搬出時にブロワー104の作動を止める必要がなく、また、必要に応じて基板Wへの清浄空気の供給量を調整することができる。
【0082】
[第2実施形態]
上記第1参考例では乾燥促進処理部3を図3に示すような構成としているが、本実施形態においては、乾燥促進処理部3を図14に示す構成としている。
【0083】
乾燥促進処理部3は、主として、基板を載置する基板載置台21と、基板載置台21の周囲を覆う下部カバー組立体140と、基板載置台21及び下部カバー組立体140を上下に移動させる電動ボールねじシリンダー149とから構成されている。基板載置台21は、基板Wを水平状態に載置させるための台である。下部カバー組立体140は、下部カバー147と孔あき板148とから構成されている。下部カバー147は、内部に基板載置台21を収容する筒状の部材である。この下部カバー147の下端には、複数の孔が形成された孔あき板148が装着されている。この孔あき板148は、下部カバー147の内側にダウンフローしてきたエアーを下方に通す。また、孔あき板148を通って下方に流れ出たエアーは、伸縮自在の排気配管148aを通ってクリーンルームの外に排気される。なお、下部カバー組立体140と基板載置台21とは、相対移動できないように一体化されている。
【0084】
この下部カバー組立体140及び基板載置台21は、電動ボールねじシリンダー149によってクリーンルーム10の床面に固定されており、電動ボールねじシリンダー149を作動させることによって、図14の実線で示す状態から上方に移動して、図14の点線で示す状態となる。
【0085】
次に、本実施形態の乾燥促進処理部3の基板処理及び特徴について説明する。
【0086】
ここでは、スピンコータ部2から送られてきた基板Wが基板載置台21上に載せられると、電送ボールねじシリンダー149を作動させて、基板載置台21を図14の実線で示す位置から図14の点線で示す位置まで上昇させる。すると、HEPAフィルター10bから下向きに吹き出されている清浄空気が基板Wに当たる。この清浄空気の流れは、HEPAフィルター10bを通ることによって整流されたものとなっている。このような整流された清浄空気が緩やかな速度で基板Wに当たるため、スピンコータ部2で塗布された基板Wの表面上のレジストは、その表面形状がレベリングされながら乾燥していく。なお、このときに下部カバー147は、基板Wの下方に流れていったエアーが舞い上がらないように、エアーの流れを孔あき板148から排気配管148aへと誘導する。
【0087】
ここでは、図14に示すように、電動ボールねじシリンダー149の作動によって基板WをHEPAフィルター10bに近づけさせることができ、乾燥促進処理部3での基板Wの乾燥処理時においては基板WをHEPAフィルター10bに近づけて基板Wに当たるエアーの流速を確保している。また、基板Wの基板載置台21に対する搬入/搬出時においては干渉を避けるように基板Wを元の位置(図14において実線で示す位置)に戻している。このように、本実施形態においては、クリーンルームのHEPAフィルター10bからの清浄空気のダウンフローをそのまま利用して基板Wの乾燥を行っており、別途エアー供給装置のようなものを設ける必要がない。
【0088】
なお、クリーンルーム10のHEPAフィルター10bから吹き出されダウンフローする清浄空気の流速は、HEPAフィルター10bの出口付近において0.25〜0.50m/sとなっている。したがって、基板Wの乾燥促進のためにはHEPAフィルター10bにできるだけ基板Wを近づけることが望ましく、ここでは両者の距離が100〜300mm位まで近づけている。
【0089】
[第13参考例]
本参考例では、上記第1参考例の図3に示す基板載置台21に代えて図15に示す基板載置台221を用いている。
【0090】
図15に示す基板載置台221は、矩形の基板Wの対角よりも十分に大きな円盤形状であって、その上面である基板載置面221bの中央部等に基板Wを載置するための複数の基板支持ピン221aが設けられている。
【0091】
かかる基板載置台221を用いると、基板表面に形成されているレジスト膜にむらが生じることがない。すなわち、基板載置台が例えば基板Wの大きさよりも小さいものであれば、図16(a)に示すように、基板の中央部においては渦状の弱い乱流F1が生じるが、基板の周辺部においては基板の内側から外側へ向かう気流F2が生じる。この気流F2は図16(b)の拡大平面図に示すように基板表面に沿ったほぼ一方向への流れとなる傾向があり、乾燥されるレジスト膜にはその気流の流れ方向に沿っていわゆる風紋ができてむらになってしまうおそれがある。しかるにこの参考例の基板載置台221では、乾燥時にその中央部に載置される基板Wの上面全体においてエアー供給装置30から送られる清浄空気の一部が停滞して渦状の弱い乱流を生じる(図15(b)参照)。そして、そこに生じる乱流の不規則さゆえに、基板表面に形成されているレジスト膜の乾燥時にむらが生じることがない。
【0092】
なお、この参考例では、基板載置台221の周辺部において上述した外側へ向かう一定な気流が生じるが、基板上のレジスト膜に悪影響を与えることはない。すなわちこの基板載置台221の大きさは、基板Wに当たった清浄空気が基板表面において外側への流れを作らず、基板載置台上で外側への流れを作る程度の大きさであればよい。なお、装置を無用に大型化することなくむらの発生を有効に抑制し得る大きさとして、本参考例では、基板Wから基板載置台221の外縁までの距離が約3〜5cmとなるようにしている。すなわち本参考例では、基板Wの角部から基板載置台221の外縁までの距離が約3〜5cmの大きさに形成されている。
【0093】
また、基板載置台の形状は、円盤状に限らず、例えば基板Wと相似形の矩形状の基板載置台をもつものであってもよく、具体的には基板載置台の外縁が基板Wの各辺よりも約3〜5cmだけ外側に張り出した大きさであればよい。
【0094】
[第14参考例]
本参考例では、上記第1参考例の図3に示すエアー供給装置30に代えて図17に示すエアー供給装置430を用いている。
【0095】
図17に示すエアー供給装置430は、十分な風量を得るために、基板Wの面積よりも十分に大きな吹き出し面積を有するHEPAフィルター431を備えるとともに、かかるHEPAフィルター431からの清浄空気を基板Wに案内する上部案内部材(案内部材)432を設けてある。この上部案内部材432は、図17に示すように、上部がHEPAフィルター431の吹き出し面積とほぼ同等の水平面積を有するとともに、基板位置近傍の下部において水平面積が上部よりも小さく且つ基板Wよりもやや大きな面積となるように絞られた形状となっている。すなわち、上部案内部材432は、清浄空気の流路の断面積が基板W側に向かって小さくなるように構成されている。かかる上部案内部材432を設けることによって、例えば0.3m/sの速度で清浄空気を吹き出すHEPAフィルター431を用いる場合であってもその風量を多くすることができ、基板Wの近傍でその流路を狭くすることで例えば1m/sの流速を得ることができる。これによって、基板上のレジストはより早く、より良好に乾燥される。
【0096】
【発明の効果】
本発明では、塗布処理の後に乾燥促進処理を施し、基板に対して所定速度以上の流速の清浄空気を供給することによって基板を乾燥させている。このため、塗布直後に基板の加熱処理を行う場合の不具合を抑えることができ、高価な減圧チャンバーを使うことなく基板に塗布された液の乾燥を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態における基板処理装置の概略構成図。
【図2】クリーンルームの概略図。
【図3】乾燥促進処理部の概略図。
【図4】第4参考例の乾燥促進処理部の概略図。
【図5】第5参考例の乾燥促進処理部の概略図。
【図6】第6参考例の乾燥促進処理部の概略図。
【図7】第7参考例の乾燥促進処理部の概略図。
【図8】第8参考例の乾燥促進処理部の概略図。
【図9】第1実施形態の乾燥促進処理部の概略図。
【図10】第9参考例の乾燥促進処理部の概略図。
【図11】第10参考例の乾燥促進処理部の概略図。
【図12】第11参考例の乾燥促進処理部の概略図。
【図13】第12参考例の乾燥促進処理部の概略図。
【図14】第2実施形態の乾燥促進処理部の概略図。
【図15】第13参考例の乾燥促進処理部の概略図。
【図16】乾燥促進処理部の比較概略図。
【図17】第14参考例の乾燥促進処理部の概略図。
【符号の説明】
2 スピンコータ部(塗布処理部)
3 乾燥促進処理部
4 エッジリンス部(端面洗浄処理部)
6 ベーク部(ベーキング処理部)
10 クリーンルーム
10a HEPAフィルター(天井部)
30,40,50,70,80,90,100,120 エアー供給装置
31,41,51,71,81,91,101,124a HEPAフィルター(エアーフィルター/エアー吐出口)
32,52,72,82,102,122,132 供給配管(供給経路)
33,42,92,104,124 ブロワー(送風機)
53,73,83,93,103,123 上部カバー
75,85 シールリング(シール部材)
77,87,97,107,127 下部カバー
78a,108,110,128 排気配管(排気経路)
99 電動ボールねじシリンダー(第2駆動装置)
109,129 排気ダンパー
121 整流板(整流板/エアー吐出口)
132a,135a 自動制御ダンパー(切替手段)
135 放出配管(放出経路)
149 電動ボールねじシリンダー(第1駆動装置)
221 基板載置台
221b 基板載置面
432 上部案内部材(案内部材)
W 基板
Claims (5)
- 基板に対して一連の処理を行うための、清浄空気を天井部から下方にダウンフローさせているクリーンルーム内に設置される基板処理装置であって、
基板に塗布液を塗布する塗布処理部と、
基板を前記クリーンルームの天井部に近づけさせる第1駆動装置を有し、基板を前記クリーンルームの天井部に近づけることによって、前記塗布処理部において塗布液が塗布された基板に対して所定速度以上の流速の清浄空気を供給する乾燥促進処理部と、
前記乾燥促進処理部での処理を終えた基板に加熱処理を施すベーキング処理部と、
を備えた基板処理装置。 - 前記乾燥促進処理部での処理を終えた基板に対して、前記ベーキング処理部において加熱処理を施す前に、端面付近の洗浄を施す端面洗浄処理部をさらに備えた、請求項1に記載の基板処理装置。
- 前記乾燥促進処理部は、基板載置面が全周にわたって基板よりも大きな外縁を有する基板載置台を有している、請求項1又は2に記載の基板処理装置。
- 前記乾燥促進処理部は、基板を載置する基板載置台と、前記基板載置台の周囲を覆う下部カバーと、をさらに備え、
前記第1駆動装置は、前記基板載置台とともに前記下部カバーを前記クリーンルームの天井部に近づける、
請求項1から3のいずれかに記載の基板処理装置。 - 前記下部カバーに接続され、前記下部カバーを通過した空気を前記クリーンルームの外に排気するための伸縮自在な排気配管をさらに備えた、請求項4に記載の基板処理装置。
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