JPH04345014A - レジスト塗布装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表面に回路パターンが
形成されるガラス基板にフォトレジストを塗布する装置
の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を備えたい
わゆるアクティブ・マトリックス型液晶表示装置の製造
工程においては、たとえば図８に示すように正方形平板
状のガラス基板（以下、基板という）１の表面に、透明
導電膜、各種の金属膜、半導体膜および絶縁膜などの微
細パターン加工を行う必要があり、この微細パターン加
工にはフォトエッチング法が用いられる。このフォトエ
ッチング法には、基板１上にフォトレジスト液を滴下し
て基板１を回転させ、基板に生じる遠心力によって前記
フォトレジスト液を基板の表面に拡散塗布するようにし
たスピンコータと称するレジスト塗布装置が主として用
いられる。

【０００３】このレジスト塗布装置は、図９に示すよう
に、コータカップと呼ばれる容器（以下、カップという
）３と、基板１を吸着して保持する真空チャック４と、
フォトレジスト液を吐出するレジスト液吐出ノズル５と
、バックリンス液を吐出するリンス液吐出ノズル６とを
含んで構成され、カップ３には上部中央に開口部７が形
成され、下部にリンス液のミストを排出するための排気
口８が設けられる。また、前記真空チャック４は図示し
ない回転用モータによって回転駆動される。

【０００４】図１０は、基板１にフォトレジスト液２が
塗布された状態を示す部分断面図である。一般に、フォ
トレジスト液２を塗布するには、基板１上にフォトレジ
スト液を滴下し、低回転で基板１を回転させて、滴下さ
れたフォトレジスト液２を基板１の表面１ａの全域に拡
散させ、この後に高速回転で基板１を回転し、余分のフ
ォトレジスト液２を振切って基板１上の膜厚を決定する
。

【０００５】このように、基板１は低回転から高速回転
へ変化するが、低速回転時において、遠心力が小さいた
めに余分のフォトレジスト液２は外部に飛散らないので
、基板１の側面１ｂから裏面１ｃへ回り込む現象が生じ
る。この裏面１ｃに付着したフォトレジスト液２を除去
するために、従来からバックリンス法が用いられる。 このバックリンス法は、回転中の基板１の裏面１ｃに向
けてリンス液を吹付け、裏面１ｃに回り込んだフォトレ
ジスト液２を溶解して除去するよう構成される。側面１
ｂに付着するフォトレジスト液２は基板の高速回転時に
外方へ飛散除去される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにスピンコ
ータを用いて基板１にフォトレジストを形成するにあた
って、塗布されるフォトレジスト液は、既述のとおり、
基板１の回転速度、回転時間を調整することによってそ
の厚みが制御されるが、カップ３の開口部７付近では、
空気抵抗が作用し、遠心力が減衰するためフォトレジス
ト液が完全に振切れずに残り、かつ基板１は回転中心か
ら遠ざかるにつれて周速度が大きくなって風を受けやす
く、フォトレジスト液の固化が早いなどの理由によって
基板コーナ１ｄ（図８参照）でレジスト膜厚が厚くなる
傾向がある。

【０００７】基板コーナ１ｄの膜厚が開口部７の影響を
受けないためには開口部７を基板コーナ１ｄから遠ざけ
る必要があり、その手段として、開口部７の面積を大き
くするか、開口部７を基板コーナから上下方向に離さな
ければならない。しかし、このように開口部７を基板コ
ーナ１ｄから遠ざけると、バックリンス処理時に発生す
る溶剤ミストが排気されにくくなり、排気されない溶剤
ミストがスピンコータ外に飛散したり、基板１に付着し
て、膜厚が部分的に厚くなり、導電膜幅が太くなるなど
のパターニング不良が発生する原因となり、品質低下を
きたす。

【０００８】反対に開口部７の面積を小さくすると、開
口部７から導入される気流の流速が増大し、ミストは捕
獲しやすくなるが、前述の開口部７における空気抵抗が
増大し、基板コーナ１ｄの膜厚が増す。

【０００９】本発明は、滴下されたフォトレジスト液に
よるレジスト膜形成中は基板コーナがカップの開口部に
よる気流の影響を受けにくくし、かつバックリンス処理
時に発生する溶剤ミストを容易に捕獲して排出すること
のできるレジスト塗布装置を提供するを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、各種薄膜によって表面に所定の回路パターン
を形成するための基板にフォトレジスト液を塗布するレ
ジスト塗布装置において、上部中央に開口部を有し、下
部にミスト捕獲用排気口が形成されるコータカップと、
コータカップ内に設けられ、前記開口部に対向し、基板
を吸着保持して回転する真空チャックと、コータカップ
の上方で前記真空チャックに対向して開口され、フォト
レジスト液を吐出するレジスト液吐出ノズルと、真空チ
ャックに吸着される基板の下面に向けてリンス液を吐出
するリンス液吐出ノズルとを含み、前記コータカップ開
口部に、開口面積を拡大および縮小する可変機構が設け
られたことを特徴とするレジスト塗布装置である。

【００１１】

【作用】本発明に従うレジスト塗布装置では、レジスト
膜厚を制御するために基板を回転させているときは、カ
ップの開口部の開口面積を拡大して開口部を被処理基板
から遠ざけ、該基板コーナが開口部の影響を受けにくく
してレジスト膜厚の面内分布の均一性を向上させ、バッ
クリンス処理時には開口面積を縮小することによって溶
剤ミストの排気向上を図る。

【００１２】

【実施例】図１は、本発明の一実施例であるレジスト塗
布装置１０の断面図である。レジスト塗布装置（スピン
コータ）１０は、従来技術に類似し、カップ１３と、カ
ップ１３内に設けられ、処理される基板１１を吸着保持
して回転する円形の真空チャック１４と、カップ１３の
上方で前記真空チャック１４に対向設置され、フォトレ
ジスト液を吐出するレジスト液吐出ノズル１５と、カッ
プ１３内に設けられ、前記基板１１の下面に向けてバッ
クリンス液を吐出するリンス液吐出ノズル１６とを含ん
で構成される。

【００１３】前記カップ１３には、上部中央に開口部１
７が形成され、下部にバックリンス液のミスト捕獲用の
排気口８が形成されている。排気口８には図示しない吸
引手段が設けられる。前記真空チャック１４はカップ１
３の開口部１７と同一軸線を有し、レジスト液吐出ノズ
ル１５は真空チャック１４の中心上方に下向き開口する
。

【００１４】処理される基板１１は、図２に示すように
従来技術と同一の、たとえば正方形のガラス基板であり
、その表面に導電性のまたは半導電性の薄膜から成る所
定の回路パターンが形成される。この基板１１は、図示
外の駆動モータによって真空チャック１４が駆動されて
回転を付与される。またリンス液吐出ノズル１６は、前
記真空チャック１４に吸着される基板１１の下面に対向
し、真空チャック１４の外周円１４ａと基板１１に対す
る仮想内接円１１ａとの間に上向きに開口される。

【００１５】本発明によると、上記のような構成に加え
て開口部１７に開口面積可変機構２０が付設される。こ
の開口面積可変機構２０は、たとえばカメラの絞りとし
て利用される機構を用い、図３の平面図および図４の部
分拡大図に示すように、カップ１３から突設された支軸
２２によって一端を枢支され開口部１７に沿って等間隔
で環状に配設される複数枚（図４では８枚）の鱗片状の
羽根板２１を用いて開口部１７の内端縁が形成される。 各羽根板２１には、開口部中心Ｏに対向する開口形成面
２１ａが設けられ、この開口形成面２１ａに斜向する摺
動孔２３が穿設されている。この摺動孔２３には図示省
略した回転輪から突設される摺動ピン２４が嵌装されて
いる。

【００１６】開口面積可変機構２０の開口面積を拡大ま
たは縮小するには、前記回転輪を回動することによって
摺動ピン２４を図４における矢符ＡまたはＢ方向に移動
させ、羽根板２１を支軸２２周りに矢符ＣまたはＤ方向
に揺動させることによって達成される。

【００１７】図５はスピンコータ１０の作動状態を示す
グラフであり、フォトレジスト液の塗布時における経過
時間と基板１１の回転数との関係を例示する。図５に示
すように、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間Ｗ１だけレ
ジスト液吐出ノズル１５から所定量のフォトレジスト液
を基板１１上に滴下し、時刻ｔ２に回転を開始して回転
数Ｒ１（Ｒ１はたとえば２００ｒｐｍ）で基板１１を回
転させ、基板１１上にフォトレジスト液を塗り広げる。

【００１８】また時刻ｔ３からＲ２（Ｒ２はたとえば１
０００ｒｐｍ）まで回転数をあげ、基板１１上および側
面に付着する過剰のフォトレジスト液を振切り、時刻ｔ
４で再びＲ１まで回転数を下げ、時刻ｔ６で回転を停止
して基板１１上へのフォトレジスト液の塗布を終了する
。

【００１９】この間、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの期間
Ｗ２においてリンス液吐出ノズル１６からバックリンス
液を吐出し、基板１１の裏面に付着するフォトレジスト
液を除去するバックリンス処理が行われる。

【００２０】図６および図７は、基板１１と、開口面積
可変機構２０による開口部内端縁との位置関係を示す縦
断面図である。これらの図に示すように、前述の図５に
おける時刻ｔ０から時刻ｔ４に至る期間および時刻ｔ５
から時刻ｔ６に至る期間、特に基板１１を回転させてレ
ジスト液による膜厚の制御が行われている間（時刻ｔ２
から時刻ｔ４までの期間）は、開口面積を拡大（図６参
照）し、バックリンス処理時（図５におけるＷ２の期間
）には図７に示すように開口面積を縮小する。

【００２１】このように開口面積を拡大縮小するにあた
り、図６、図７に示す長さａは５０〜１５０ｍｍ、長さ
ｂは０〜３０ｍｍ、長さｃは１０〜５０ｍｍが好適な値
として選定される。ただし、図６および図７における基
板１１の両端は対角長の両端を表す。

【００２２】本発明のスピンコータ１０において、この
ように開口面積を調整することによって、レジスト膜厚
を制御するための基板回転中は、開口部１７を基板コー
ナ１ｄから遠ざけることになり、開口部による空気抵抗
を受けにくくしている。また、バックリンス処理時には
、開口面積を小さくすることによって開口部１７付近の
流入風速を上げ、この高速気流によってカップ１３内に
発生する溶剤ミストは容易に捕獲され、排気口１８から
吸引排出される。

【００２３】実験例として、上記カップ１３を用い、３
００ｍｍ×３００ｍｍの大きさのガラス基板にレジスト
を塗布したところ、良好な均一な膜厚が得られ、カップ
１３からのミストの発生も見られなかった。本発明は、
特に大型基板製作に際して有効である。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明のレジスト塗布装置
は、上部中央に開口部を、下部に排気口が形成されたコ
ータカップを有し、コ−タカップ内に、被処理基板を吸
着保持して回転する真空チャックと被処理基板の下面に
リンス液を吐出するバックリンス液吐出ノズルとが設け
られ、コ−タカップの上方からフォトレジスト液を吐出
するレジスト液吐出ノズルが設けられ、前記開口部に、
開口面積を拡大および縮小する可変機構が設けられてい
る。

【００２５】このためレジスト膜厚を制御すべく被処理
基板の回転中は開口部の開口面積を大きくすることによ
ってレジスト膜厚の均一性が図られる。また、バックリ
ンス処理時には、開口面積を小さくすることによって流
入風速を上げ溶剤ミストを捕獲しやすくしてパターニン
グ不良の原因を排除することが可能となる。

【００２６】このようにして基板面における回路パター
ンのばらつきが低減され、デバイス特性が固定化される
とともにパターニング不良が低減されるなど、品質の歩
留りが向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかるスピンコータ１０の
縦断面図のである。

【図２】図１の部分平面図である。

【図３】本発明にかかる開口面積可変機構２０の平面図
である。

【図４】図３の部分平面図である。

【図５】スピンコータ１０の作動状態を示すグラフであ
る。

【図６】レジスト膜厚制御時の基板と開口部内端縁との
位置関係を示す縦断面図である。

【図７】バックリンス処理時の基板と開口部内端縁との
位置関係を示す縦断面図である。

【図８】ガラス基板の斜視図である。

【図９】従来技術におけるコータカップの縦断面図であ
る。

【図１０】従来技術における基板にフォトレジスト液が
塗布された状態の部分断面図である。

【符号の説明】

１０　　スピンコータ １１　　ガラス基板 １３　　コータカップ １４　　真空チャック １５　　レジスト液吐出ノズル １６　　リンス液吐出ノズル １７　　開口部 １８　　排気口 ２０　　開口面積可変機構 ２１　　羽根板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　各種薄膜によって表面に所定の回路パ
   ターンを形成するための基板にフォトレジスト液を塗布
   するレジスト塗布装置において、上部中央に開口部を有
   し、下部にミスト捕獲用排気口が形成されるコータカッ
   プと、コータカップ内に設けられ、前記開口部に対向し
   、基板を吸着保持して回転する真空チャックと、コータ
   カップの上方で前記真空チャックに対向して開口され、
   フォトレジスト液を吐出するレジスト液吐出ノズルと、
   真空チャックに吸着される基板の下面に向けてリンス液
   を吐出するリンス液吐出ノズルとを含み、前記コータカ
   ップ開口部に、開口面積を拡大および縮小する可変機構
   が設けられたことを特徴とするレジスト塗布装置。