JPH01308026A - 薬液塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は半導体基板表面にレジストをスピンナ一方式に
より塗布する薬液塗布装置に関する。

（従来の技術） 最近装置産業の色彩を帯びしかも厳しい経済環境におか
れた半導体産業では、大欲生産方式に加えて少量多品種
の生産をも受持つ事態に置かれているのが実状である。

一方、製造可能な半導体単結晶径は益々増大の一途をた
どっており、しかも生産工程の自動化は組立分野に限ら
ず半導体素子を半導体基板に造込む製造段階にも適用さ
れているのが一般的である。しかも半導体素子はＤ−Ｒ
ＡＭに代表されるように集積度が益々高まるにつれて、
微細でかつ高精度のパターン形成技術が要求されている
ことは良く知られている通りである。このような背景の
もとにあって半導体産業ではどのような生産ラインを構
築するかが大きな課題とさ゛れており、その解決に資す
るために生産ラインを担う各製造装置の改善に鋭意努め
ているのが実状である。　前述のように半導体素子は言
うに及ばず液晶表示装置の集積度が益々高まるにつれて
、微細でしかも高精度なパターン形成技術が要求されて
おり、この技術を確立するのにはその処理期間中に発生
するダストやその他の欠陥要因を除去することが必要不
可欠である。

しかも、この生産ラインでは必要な清浄度に応じて製造
装置が配置されるのが普通であり、更に素子の集積度増
大につれて歩留りに対して清浄度が及ぼす影響度合いが
増しているので、必要な程度を保持するために製造ライ
ンの構造に特別な工夫をこらしているのが現状である。

このような背景のもと製造に必要な各種工程を経て、半
導体基板もしくは液晶表示基板に必要な特性を持つ素子
を造込むに当たっては、写真食刻工程（Ｐｈｏｔｏ　Ｅ
ｎｇｒａｖｉｎｇ　Ｐｒｏｃｅｓｓ）を施す頻度は大き
く、かつその一部である塗布工程における汚染は後工程
に大きな影響を与える。

ところで、半導体基板及び液晶表示基板（今後記載する
半導体基板には液晶表示基板を含むことにする）等に薬
液を遠心分離により塗布するには、被処理半導体基板を
回転して滴下した薬液で薄膜を形成し、余分な薬液を除
去するいわゆるスピンナ一方式が知られ、かつ通常使用
されている。

第４ｖ４に示す断面図によりこの装置を説明すると、準
備した中空容器５０に設置する回転軸５１には被処理基
板５２をチャッキングし、これに対向して配置する薬液
滴下用ディスペンスノズル５３を設置する。このノズル
は回転中はこの位置からはずし、更に中空容器５０外に
配置した薬液補給源として稼働するタンク（図示せず）
に連通させる。この図から明らかなように中空容器５０
には被処理基板５２の発生する液体を除去する吸引排出
口５４を図示しない減圧機構に連通して設置する。

（発明が解決しようとする課Ｍ） このような構造の薬液塗布装置では先ず回転軸５１にチ
ャッキングされた被処理基板５２に対してディスペンス
ノズル５３から薬液が必要量滴下されると回転軸５１は
所定の速度で回転して、所望の厚さの塗布膜が形成され
ると同時に薬液は遠心分離により飛散する。この飛散し
た薬液は吸引排出口５４から排出されるか、中空容器５
０の内壁に付着するか、更には被処理基板５２の裏側に
回込むので、このような構造の薬液塗布装置では吸引排
出口５４付近に薬液の残滓が付着する結果をもたらすと
共に塗布量に応じて吸引排出口５４の開口径を狭める。

このような事態により中空容器５０内では予め設置して
あった流体流が狂い易くなりこの吸引排出口５４付近を
洗浄する必要が生じる。

更に被処理基板５２の寸法が増大すると回転軸５１の回
転数も増えるので、回転時に発生する渦流も大きくかつ
強くなって、吸引排出口５４からの吸込みだけでは飛散
薬液の効果的な除去が困難であった。

本発明は上記難点を除去する新規な薬液塗布装置を提供
するもので、特に被処理基板からの薬液ハネ返りならび
に再付着を防止しひいては被処理製品の歩留りを向上す
ることを目的とするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） この目的を達成するのに本発明に係わる薬液塗布装置で
は、筒状の中空容器内の中心線に配置する回転軸頂部に
は被処理基板を固定し、この被処理基板に対向してノズ
ルを配置し、更に回転軸に同期して回転する回転翼を設
置する６回転軸に対応して位置する中空容器壁を構成す
る側部と、この中空界Ｃ開口面を塞ぐ底部との一方もし
くは双方から流体を排出する手段を設置する手法を採用
する。

（作　用） このような構造を持った薬液塗布装置では、筒状の中空
容器中心線に配置する回転軸に同期して回転する回転翼
、を設置するのは前述の通りであるが、回転軸の周囲に
回転翼を設置することにより被処理基板周辺に所望の強
さと方向を持った流体流を再現性良く形成するものであ
り、この初期の流体流を再現性良く形成するのを助ける
ために吸引排出口を特定の位置に設置している。この吸
引排出口と回転翼との協同動作により初期の流体流を再
現性良く形成可能になるとの知見を基に本発明は完成さ
れたものである。

と言うのは、回転翼の設置により中空容器内の流体に乱
流を発生させ更にこの流体を吸引排出通路から効果的に
排出するものであり、しかもこの乱流を発生するのに働
く回転翼は回転軸の稼働中でも角度調整ができるように
配慮している。従って発生する乱流のｆＩｉＳ度を調整
できるので回転軸の回転速度にも対応可能になる利点は
従来技術で達成できなかった点である。

（実施例） 第１図乃至第３図により本発明に係わる薬液塗布装置を
詳細に説明するが、ｆｌＳ１図では肝腎な回転翼を回転
軸に固定する被処理基板より下方の位置に形成する例を
示した。

先ず薬液塗布装置に必須な中空容器１は筒状に形成され
具体的な形状としては断面が円や楕円の外に三角形四角
形等の多角形即ち箱状のものも適用できる。

回転軸２は中空界ｒｒｌの中心線に配線し、その頂面３
には被処理基板４を機械的に固定する方式を採用した。

と言うのは被処理基板４として適用する大口径の液晶表
示基板を固定するのに好適するためであり、この彼処Ｒ
，基板４に対向してノズル１６を設置する。

この外に知られているチャッキング方式では、回転軸２
の頂面に設置する孔部を減圧機構に連通させ、被処理基
板４を真空もしくは低圧方式により固定する方式であり
、この場合回転軸１にはこの孔部と減圧機構を結ぶ排気
管を付設する。

次に回転翼５について説明すると、その取付は位置は第
１図及び第２図に明らかにしかつ前述のように吸引排出
口６より上側に設置して、流体による乱流を効率的に排
出するものである。しがも回転翼５の設置位置としては
、第１図に明らかなように回転軸１に機械的手段によっ
て固定する場合、第２図のように後述する通路７用隔壁
８に設置する場合、更には第３図に示すようにこの両者
を併用する場合がある。

しかもこの回転翼５は、薬液塗布装置外に配置するマイ
クロコンピュータ９と電気的に接続し、その取付位置に
はオームギヤーとこの駆動源として動作する空気アクチ
ュエータを内蔵する連結部１０を設置して、その取付角
度を調整可能とする。

その動作角度は下側に設置する吸引排出口６方向に向け
るように主に鉛直方向であるが、場合によっては捩れ方
向に動作させることもある。

一方、回転翼５は図にあるようにほぼ多角形状に形成さ
れ、その一端に設置する取付端子１１により同転軸１の
対称的な位置に例えば機械的手段により強固に取付ける
が、その個数は５個ないし６個が通常であり、その取付
は位置は同一平面内に限らず多少離れた場所でも差支え
ないことを付記する。

ところで吸引排出口６は第１図及び第２図に示すように
設置場所にも配慮している。即ち第１図にあるように筒
状中空容器１の側部に設置するか、第２図にあるように
中空容器２の底部に沿って設ける通路７の一部に開口を
形成して吸引排出口６として機能させる。しかもこの第
２図の例に示す通路７形成には当然隔壁８が必要になる
が、この設置に当たっては、回転軸１を中空容器２に取
付けるのに設置する軸受部１２に一体に取付けるので、
回転軸の回転に伴って一諸に回転することになる。

通路７は一直線状に作成したものでなく、第２図に明ら
かにしたように断面がＵ字状とし、しかも横線部１３は
垂直部１４より長大に形成する。しかも図にも示したよ
うにこの垂直部１４と横線部１３には透孔１５を設置し
て吸引排出口６形成にあずがらせて流体排出に役立つも
のである。この垂直部１４には第２図にあるように断面
がハの字状に回転翼５を取付けこの透孔と共に流体を排
出する。

次に第３図における吸引排出口６の説明の前に構造につ
いて説明すると、垂直部１４ならびに回転軸２に回転Ｒ
５を取付けて中空容器１内の空気やレジスト液等からな
る流体により発生する初期の渦流を一定の方向と強度に
維持するのに役立たせ。

しかもこの場合垂直部１４に透孔１５を設置して吸引排
出口６を形成する。この透孔１５の設置位置は第２図と
相違しており初期の渦流を側方だけに排出する。

第２図とＭＳ３図に示す例でも、第１図と同様に連結部
１１を設けて回転翼５は回転軸２と同時に駆動しその方
向は前述のように鉛直方向と場合によっては捩じりを加
味することができる。

なお第１図〜第３図の例では、回転軸１頂部に固定する
被処理基板４から分離した流体が裏側に再付着するのを
防止するために気体吹出し口１’７を回転軸１頂部の裏
面に設置する。

〔発明の効果〕

このようにスピンナー構造を備えた本発明に係わる薬液
塗布装置では回転翼ならびに吸引排出口の設置に伴って
１回転軸の稼働により発生する初期の渦流方向を再現性
よく一定とすると共に、その方向と強度をも規制できる
。

と言うのは回転軸は中空容器のほぼ中心線に配置し、し
かも回転翼の取付角度はマイコンによって調整可能とし
、更に被処理基板に被若するレジスト等の液体及びダス
ト（Ｄｕｓｔ）等の気体を含む流体を排出する吸引排出
口を設置している。

一方、回転軸に取付けた被処理基板には前述のように露
光・現像工程が施されるが、その外に乾燥工程も実施さ
れる場合があり、その回転数は当然相違する。

即ちこの露光・現像の初期は低速度で、次に塗布したレ
ジスト液の内余分なものを遠心分離により飛散するため
に高速で、更に乾燥工程ではこの濁音の中間の速度で回
転する。

このような回転にあたっては、回転翼の稼働更にはその
取付角度をその動作中にも随意変化させることにより流
体の流れの強度と方向を規制することが可能になった。

と言うのは回転翼の稼働により発生する流体による乱流
を吸引排出口に効果的に排出するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる実施例の要部を示す断面図、第
２図は本発明の他の実施例の概略を明らかにした断面図
、第３図も本発明の他の実施例を示す断面図、第４図は
従来の装置のおおよそを示す断面図である。 代理人　弁理士　　大　胡　典　夫 ＠１図 鷹　２　図 第　　３　　図 勺９ 第　　４　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　筒状の中空容器と、この中心線に配置する回転軸と、
   この回転軸頂部に固定する被処理基板と、その露出表面
   に対向して配置するノズルと、中空容器内に設置する回
   転軸に同期して回転可能に形成する翼部と、回転軸に対
   応する筒状の中空容器開口面を塞ぐ底部ならびに側部と
   の一方もしくは双方から流体を排出する手段を設置する
   ことを特徴とする薬液塗布装置。