JPH06285414A - 回転式塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 余剰塗布液が飛沫となって外部に飛散し、周
囲を汚染するのを防止することができる回転式塗布装置
を提供する。 【構成】 スペーサ２０にトラップ部２０ｂが設けられ
ており、回転台６が回転して一定以上の遠心力が加わる
と、基板２からの余剰塗布液がトラップ部２０ｂに貯留
される。また、トラップ部２０ｂの下方には開口２０ｃ
が設けられるとともに、当該開口２０ｃには塗布液の流
出を促すための流出誘導ピン２１ａが配設されており、
回転台６が減速されて遠心力が一定未満になると、トラ
ップ部２０ｂに貯留されている余剰塗布液が流出誘導ピ
ン２１ａに誘導されて開口２０ｃから速やかに外部に流
出される。 【効果】 回転台６が低速回転、あるいは停止している
状態で余剰塗布液が外部に速やかに流出されるので、そ
の余剰塗布液の飛散が抑えられ、その周囲の汚染を防止
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、液晶表示パネル用の
ガラス基板、半導体ウエハ、半導体素子製造用のマスク
基板などの基板（以下、単に「基板」という）の表面に
フォトレジスト液などの塗布液を塗布するための回転式
塗布装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の回転式塗布装置とし
ては、例えば特開平４−６１９５５号公報に記載された
ものがある。図８は、その公報に記載された回転式塗布
装置を示す断面図であり、図９は、図８の回転式塗布装
置の部分拡大図である。この回転式塗布装置では、基板
６０を水平に支持しつつ回転させる回転台６２が設けら
れている。この回転台６２には、基板支持ピン６４が立
設されるとともに、基板６０の四隅に係合する係合ピン
６６が設けられており、基板支持ピン６４で基板６０を
水平支持した状態で基板６０を回転台６２と一体に回転
することができるようになっている。

【０００３】また、回転台６２に支持された基板６０の
上方位置には上部回転板６８が配置され、上部支持板７
０，リングプレート７２及びスペーサ７４を介して回転
台６２と連結されている。そして、図９に示すように、
リングプレート７２とスペーサ７４との間及びスペーサ
７４と回転台６２との間に、座金７６が介挿されて、隙
間７８が形成されている。そして、回転台６２上に基板
６０を載置し、さらにその基板６０の上面中央部に塗布
液を滴下した後、上部回転板６８を降下させて基板６０
上面と近接した状態とし、その基板６０を搭載した状態
のままで回転台６２を回転させることによって塗布液を
拡散させて、均一な薄膜を基板６０の上面に形成するこ
とができる。

【０００４】このとき、基板６０を水平支持した状態で
回転台６２を回転させると、図９の点線に示すごとく、
隙間７８を介して余剰の塗布液が外部に流出されて飛散
する。

【０００５】なお、図８の回転式塗布装置では、回転台
６２の周囲を囲う廃液回収ケース８０を設け、上記のよ
うにして隙間７８から飛散した塗布液が廃液回収ケース
８０にて回収されるように構成されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の回転
式塗布装置では、上記のように、回転台６２を回転させ
ることによって基板６０上面で塗布液を拡散させて、均
一な薄膜を基板上面に形成するとともに、余剰の塗布液
については隙間７８を介して回転台６２から流出させ、
廃液回収ケース８０で受けて回収するようにしている。
このとき、隙間７８からの余剰塗布液は飛沫となって飛
散し、廃液回収ケース８０の内面に付着するなどして周
囲を汚染してしまう。この飛散した余剰塗布液は、その
飛散の程度によっては洗浄液等で洗い流すのが困難にな
り、そして、この余剰塗布液は、乾燥固化した後、装置
の振動等によって細かな塵埃となって回転台６２周囲に
漂い、基板６０に付着して歩留まりを低下させるなどの
問題を引き起こす。

【０００７】この発明は、上記課題を解決するためにな
されたもので、余剰塗布液が飛沫となって外部に飛散
し、周囲を汚染するのを防止・低減することができる回
転式塗布装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る回転式塗布装置は、基板を水平支持し
た状態で回転させる回転台と、前記回転台に支持された
基板と所定間隔を隔てた上方位置に平行配置された上部
回転板と、前記回転台の外周部と前記上部回転板の外周
部との間に配設されたスペーサとを備え、前記基板を水
平支持したまま前記回転台によって回転させることによ
り、前記基板の上面に塗布液を塗布する回転式塗布装置
において、前記スペーサに設けられ、前記基板の回転に
より飛散された余剰塗布液を回転時の遠心力により貯溜
するトラップ部と、当該貯溜された余剰塗布液が遠心力
の低下により外部に流出するように前記トラップ部下部
に設けられた開口部と、前記トラップ部に設けられ、前
記トラップ部に貯留された余剰塗布液を前記開口部に誘
導し、その流出を促進する流出誘導部材と、を備える。

【０００９】

【作用】この発明によれば、スペーサにトラップ部が設
けられており、回転台が回転して一定以上の遠心力が加
わると、基板からの余剰塗布液が前記トラップ部に貯留
される。また、トラップ部の下部には開口部が設けられ
ており、前記回転台の回転が減速されて遠心力が一定未
満になると、前記トラップ部に貯留されている余剰塗布
液が重力の作用により前記開口部から滴下されて外部に
流出する。しかも、当該トラップ部には、流出誘導部材
が付設されているため、余剰塗布液は前記流出誘導部材
により開口部方向に誘導されて流出しやすくなり、前記
トラップ部に貯溜した余剰塗布液が短時間で外部に流出
される。

【００１０】

【実施例】図１は、この発明にかかる回転式塗布装置の
一実施例を示す断面図である。この回転式塗布装置で
は、例えば角形の基板２を搭載でき、しかも回転軸４回
りに回転自在な回転台６が設けられている。すなわち、
回転軸４に沿って回転シャフト８が垂設されており、そ
の上端に連結ボス１０を介して回転台６が水平に取り付
けられる一方、その下端に図示を省略するモータが連結
されている。また、この回転台６の上面側に基板支持用
のピン１４が複数本突設されて基板２裏面を支持すると
ともに、回転台６に立設された４組の係合ピン１６が基
板２の四隅と係合されて基板２を水平固定する（図６参
照）。このように、回転台６では、基板２を水平に支持
しながら回転軸４回りに水平回転させることができるよ
うになっている。

【００１１】また、回転台６の上方側では、上部回転板
１８が回転台６に支持された基板２と所定間隔を隔てた
上方位置に平行配置されている。なお、この上部回転板
１８は、図１に示すように、図示しない昇降装置により
上下方向に移動自在であり、下降時には後述するスペー
サ２０と嵌合して、回転台６，スペーサ２０と一体化し
た状態で回転軸４回りに回転するようになっている。

【００１２】図２及び図３は、図１の回転式塗布装置の
スペーサ２０部分の拡大図である。両図に示すように、
回転台６の上面の外周部に環状のスペーサ２０が配設さ
れており、スペーサ２０は回転台６と図示を省略する連
結部材によって連結して取り付けられ、回転台６とスペ
ーサ２０との間に余剰の塗布液を外部に流出するための
流出経路４８が形成されている。一方、上部回転板１８
はピンＰの嵌め合いによってスペーサ２０に対して着脱
自在となっており、上部回転板１８が下降してスペーサ
２０に装着されると、これら回転台６，上部回転板１８
及びスペーサ２０とで基板２への塗布処理を行う閉空間
Ｓが形成される。

【００１３】このスペーサ２０には、その上面外周側か
ら外側面にかけて円錐台形状になしたテーパ部２０ａが
形成されるとともに、外周側下部であって、流出経路４
８の外周側開口部と対向する位置に断面形状が台形のト
ラップ部２０ｂがリング状に設けられている。このトラ
ップ部２０ｂは流出経路４８を介して閉空間Ｓと連通さ
れており、図２に示すように、回転台６が高速回転し、
遠心力Ｆが付加されると、基板２からの余剰塗布液が流
出経路４８を介してトラップ部２０ｂに流入するととも
に、そのトラップ部２０ｂで貯留されるようになってい
る。また、トラップ部２０ｂの下側には、回転台６の半
径方向内側に向かって低くなる傾斜面２０ｄが形成さ
れ、傾斜面２０ｄの下端と回転台６の外周端との間に
は、開口２０ｃが設けられている。

【００１４】２１は、流出誘導部材であって、流出誘導
ピン２１ａと保持部材２１ｂとからなっており、流出誘
導ピン２１ａは、その垂直部が開口２０ｃのトラップ部
２０ｂに近接した位置で下方に向けて突出するようにし
て保持部材２１ｂによって支持される。流出誘導ピン２
１ａは、図３に示すように回転台６の回転数が低下し
て、遠心力Ｆが一定未満あるいはゼロになったときに、
塗布液との表面張力により当該塗布液が流出しやすいよ
うに開口２０ｃ方向に誘導し、その流出を促進する。

【００１５】図４は、当該流出誘導部材２１がない場合
の塗布液の滴下の様子を示す図であって、同図に示すよ
うに塗布液自身の表面張力のため開口部２０ｃからの滴
下速度は緩慢となり、なかなか排出されない。ところ
が、流出誘導部材２１を設けることにより図３に示すよ
うに塗布液の流出動作が大幅に促進され、次の基板の塗
布工程に速やかに移行することができる。

【００１６】なお、流出誘導ピン２１ａの垂直部の下端
は、図２、図３に示すように開口２０ｃの開口面より下
方に突出している方が望ましく、これにより効果的に塗
布液を外部に流出させることができるが、塗布液の粘度
等の条件によっては、必ずしも突出させなくてもよい。

【００１７】図５は、流出誘導部材２１を回転台６に取
り付ける様子を示す図である。流出誘導部材２１の保持
部材２１ｂは、回転台６に周辺部の所定位置に設けられ
た流出誘導部材固定用切欠部６ａに嵌合して固定され
る。この際、接着剤を当該切欠部６ａに塗布しておけ
ば、さらに強固に流出誘導部材２１を固定することがで
きる。また、回転台６の高速回転による流出誘導部材２
１の飛び出しを防止するため、切欠部６ａに位置決め用
突部を形成するとともに、一方の流出誘導部材２１には
当該位置決め用突部に係合する位置決め穴を設けて、両
者を嵌合させるようにして取り付けるようにしてもよ
い。

【００１８】図６は、回転台６を上方から見たときの図
である。同図に示すように４個の流出誘導部材２１が回
転台６の周辺部に左右対象に付設されて重量のバランス
が取られており、回転台６の回転動作に影響を与えない
ようになっている。もちろん、流出誘導部材２１の個数
が多いほど塗布液の流出を促進する効果も大きくなる
が、少なくとも１個あれば、ある程度の流出促進の効果
を得ることができる。

【００１９】図１に戻り、回転台６のまわりには、環状
のカップ２２が配置されている。このカップ２２は、回
転台６の外周下方位置に配置された内カップ２４と、回
転台６の外周に配置された外カップ２６とで構成されて
いる。なお、カップ２２の底部には、廃液を排出するた
めの廃液排出口２８が設けられている。また、内カップ
２４と外カップ２６で形成される空間が排気口３０と連
通されており、塗布液から蒸発した溶剤ガスや塗布液ミ
ストを排気するように構成されている。

【００２０】また、この回転式塗布装置では、基板２の
裏面を洗浄するための裏面洗浄機構と、カップ２２の内
面を洗浄するためのカップ洗浄機構がそれぞれ設けられ
ている。

【００２１】裏面洗浄機構では、その吐出口が基板２の
裏面と対向するようにして、裏面洗浄用ノズル３２が回
転台６の上面に取り付けられるとともに、連結管３４を
介して回転シャフト８の中心部に挿通して非回転状態に
設置された洗浄液供給管３６と接続されている。洗浄液
供給管３６は、図外で回転シャフト８の外へ導かれ、図
示しない開閉バルブを介して洗浄液供給源に接続され
る。そして、その開閉バルブを開放すれば、洗浄液供給
管３６及び連結管３４を介して供給された洗浄液が裏面
洗浄用ノズル３２から基板２の裏面に噴出されて、基板
２の裏面が洗浄される。

【００２２】一方、カップ洗浄機構は、内カップ２４を
洗浄するための内カップ洗浄機構と、主として外カップ
２６を洗浄するための外カップ洗浄機構とで構成されて
いる。

【００２３】内カップ洗浄機構では、回転台６の外周下
方部に内カップ洗浄用ノズル３８が取り付けられてい
る。この内カップ洗浄用ノズル３８は内カップ２４の内
面に対向配置されており、回転台６の下面に配設された
連結管４０を介して洗浄液供給管３６に接続されてい
る。そして、上述の開閉バルブの開放により、裏面洗浄
用ノズル３２からの洗浄液の吐出と同期して、内カップ
洗浄用ノズル３８からも洗浄液が内カップ２４の内面に
向けて吐出されるようになっている。このように内カッ
プ洗浄用ノズル３８からの洗浄液を内カップ２４に吹き
付けることによって、内カップ２４が洗浄される。

【００２４】また、外カップ洗浄機構では、同図に示す
ように、その吐出口がスペーサ２０のテーパ部２０ａに
対向するようにして、外カップ洗浄用ノズル４２が外カ
ップ２６に取り付けられている。また、この外カップ洗
浄用ノズル４２は、連結管４４を介して、裏面洗浄用ノ
ズル３２・内カップ洗浄用ノズル３８と同様に上述の開
閉バルブ、洗浄液供給源に接続されている。そして、上
述の開閉バルブの開放により、裏面洗浄用ノズル３２・
内カップ洗浄用ノズル３８からの洗浄液の吐出と同期し
て、外カップ洗浄用ノズル４２にも洗浄液が供給され、
テーパ部２０ａに吐出される。こうしてテーパ部２０ａ
に吐出された洗浄液はそのテーパ部２０ａではね返され
たり、回転台６の遠心力を受けて、適宜テーパ部２０ａ
から外周部に向けて飛散され、外カップ２６が洗浄され
る。

【００２５】次に、上記のように構成された回転式塗布
装置の動作について説明する。まず、図１の１点鎖線に
示すように、上部回転板１８を持ち上げて、回転台６の
上部の開口を大きく開放し、基板２を基板支持用ピン１
４上に水平に搭載して、回転台６への基板セットを完了
する。

【００２６】それに続いて、塗布液供給用ノズル４６
を、図１の１点鎖線に示すように、中央開口の中央に移
動させるとともに、基板２上の適当な高さまで下降させ
る。そして、所定量の塗布液を基板２の上面中央部に滴
下する。こうして、基板２への塗布液の供給が行われ
る。

【００２７】その後、塗布液供給用ノズル４６を適当な
場所に退避させた上で、上部回転板１８を下降させてス
ペーサ２０に装着固定して、回転塗布の準備を完了す
る。そして、図示を省略するモータを駆動して、基板２
を水平支持した状態のままで、回転台６，スペーサ２０
及び上部回転板１８を一体的に高速回転させる（回転数
Ｎ＝Ｎ3 ）。この回転によって、基板２上の塗布液が外
方に拡散して基板２上面に薄く塗布される。このとき、
図２の点線矢印に示すように、遠心力Ｆにより塗布液の
一部が余剰塗布液として回転台６とスペーサ２０の隙
間、つまり流出経路４８を通過してトラップ部２０ｂに
貯留される。このように、回転塗布処理中において、余
剰塗布液がカップ２２内など回転台６周囲に飛散するこ
とがなく、カップ２２が飛散した余剰塗布液によって著
しく汚染されてしまうことがない。

【００２８】また、基板２への回転塗布が完了すると、
回転台６の回転を一旦停止させる。これにより、塗布液
にかかる遠心力Ｆはゼロとなり、トラップ部２０ｂに貯
留されている塗布液は図３に示すように流出誘導部材２
１の流出誘導ピン２１ａに導かれて開口２０ｃからほぼ
垂直に流出する。このように、回転台６が停止した状態
で余剰塗布液が外部に流出されるので、塗布液の排出時
においても、余剰塗布液がカップ２２内など回転台６の
周囲に飛散することがなくなり、カップ２２が飛散した
余剰塗布液によって著しく汚染されてしまうことがな
い。なお、ここでは、回転台６の回転数をゼロにしてい
るが、このことが必須要件となるものではなく、一定回
転数まで許容することができる。つまり、回転台６の回
転数を一定回転数まで落とすと、遠心力Ｆが弱くなり、
トラップ部２０ｂ中の塗布液が開口２０ｃからほぼ垂直
方向に流出するようになり、上記と同様の効果が得られ
る。

【００２９】次に、回転台６の回転数Ｎが回転数Ｎ1
（＜Ｎ3 ）に調整され、一定時間の間、各洗浄用ノズル
３２，３８，４２に塗布液を溶解する洗浄液が供給され
て、洗浄工程が行われる。すなわち、裏面洗浄用ノズル
３２から吹き出された洗浄液によって基板２の裏面が洗
浄され、内カップ洗浄用ノズル３８からの洗浄液によっ
て内カップ２４の内周面が洗浄され、また同時に、外カ
ップ洗浄用ノズル４２から吐出される洗浄液によって外
カップ２６の内周面が洗浄される。このとき、基板２の
裏面を洗浄した洗浄液も、前述の余剰塗布液と同様に、
一旦トラップ部２０ｂに貯留される。

【００３０】次に、回転台６の回転数Ｎを回転数Ｎ2
（＜Ｎ3 ，＞Ｎ1 ）まで上昇させて、回転台６に付着し
た洗浄液を遠心力でカップ２２側に飛散させ、取り除
く。その後、回転台６の回転を停止させてトラップ部２
０ｂに貯留された洗浄液が排出されるとともに、上部回
転板１８を上方向に移動させた後（図１の１点鎖線）、
塗布処理を完了した基板２を回転台６から取り出す。

【００３１】こうして、一連の作業を終了するが、連続
して処理を行う場合には、上記作業サイクルを繰返して
行う。

【００３２】なお、上記の実施例においては、トラップ
部２０ｂの断面形状を台形状としているが、回転塗布処
理中に生じる余剰塗布液を貯留することができ、しかも
回転台６の回転数が一定未満になると、外部に流出可能
となるような形状であれば、どのような形状のものでも
よく、例えば断面形状が弧を描くような形状のものであ
ってもよい。

【００３３】また、トラップ部２０ｂで少なくとも余剰
塗布液を貯留することができるようにトラップ部２０ｂ
のサイズを決定すればよいが、１回の塗布工程で必要と
される塗布液、つまり塗布液供給用ノズル４６から１回
当たり供給される量以上の塗布液を貯留することができ
るようにするのが望ましい。

【００３４】なお、上記実施例では、回転台６に該回転
台６とは別部材からなるスペーサ２０を取り付けるよう
に構成されていたが、本発明において回転台６とスペー
サ２０とを別部材によって構成する必要はなく、スペー
サを回転台と一体的に形成し、そのような回転台にトラ
ップ部を設けてもよい。

【００３５】また、流出誘導部材２１の流出誘導ピン２
１ａの形状についても様々な変形実施例が考えられる。
例えば、図２の実施例においては流出誘導ピン２１ａの
先端部は平坦に形成されているが、図７（ａ）に示すよ
う先端部２１ｃを丸く加工すれば、塗布液の滴下をさら
に促進することができる。また、図７（ｂ）に示すよう
に流出誘導ピン２１ａの水平部を突出させて突出部２１
ｄを形成し、この突出部２１ｄがスペーサ２０のトラッ
プ２０ｂに貯溜した塗布液に接触するようにすれば、当
該流出誘導ピン２１ａによる塗布液の流出誘導がより効
果的になる。

【００３６】また、図７（ｃ），（ｄ）に示すように流
出誘導ピン２１ａを二股に構成すれば、塗布液との接触
面積が増え、さらに流出誘導の効果を増すことができ
る。

【００３７】なお、上述の実施例においては、流出誘導
部材２１の流出誘導部として流出誘導ピン２１ａを形成
しているが、当該ピン状部材の代わりに板状の部材やそ
の他の形状のものを垂設してもよい。但し、あまり大き
な部材を取り付けると開口２０ｃの面積が小さくなって
却って流出効果を妨げるおそれがあり、また、複雑な形
状の部材を付設するとその部分に塗布液が乾燥固着して
しまうおそれがあり、この点留意する必要がある。ま
た、実施例ではトラップ部２０ｂからみて内周側からト
ラップ部２０ｂ内に向けて流出誘導部材２１を取り付け
ているが、これに限らず、例えばトラップ部２０ｂの内
面の外周側に取り付けてもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、スペ
ーサにトラップ部を設け、回転台が回転して一定以上の
遠心力が加わると、基板からの余剰塗布液が前記トラッ
プ部に貯留される一方、前記回転台が減速あるいは停止
されて遠心力が一定未満になると、前記トラップ部に貯
留されている余剰塗布液が流出誘導部材の誘導を受けて
トラップ部の下方に設けられた開口部から外部に速やか
に排出されるようにしているので、余剰塗布液の飛散を
抑えることができ、その結果、その周囲の汚染を防止、
低減することができるとともに、次の基板の塗布工程に
速やかに移行することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る回転式塗布装置の一実施例を示
す断面図である。

【図２】図１の回転式塗布装置の部分拡大図である。

【図３】図１の回転式塗布装置の部分拡大図である。

【図４】流出誘導部材を設けない場合の塗布液の流出の
様子を示す図である。

【図５】流出誘導部材を回転台に取り付ける様子を示す
斜視図である。

【図６】回転台における流出誘導部材の取り付け位置を
示す平面図である。

【図７】流出誘導部材のその他の実施例を示す図であ
る。

【図８】従来の回転式塗布装置を示す断面図である。

【図９】図８の回転式塗布装置の部分拡大図である。

【符号の説明】

２ 基板 ４ 回転軸 ６ 回転台 １８ 上部回転板 ２０ スペーサ ２０ｂ トラップ部 ２０ｃ 開口 ２１ 流出誘導部材 ２１ａ 流出誘導ピン Ｓ 閉空間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を水平支持した状態で回転させる回
   転台と、前記回転台に支持された基板と所定間隔を隔て
   た上方位置に平行配置された上部回転板と、前記回転台
   の外周部と前記上部回転板の外周部との間に配設された
   スペーサとを備え、前記基板を水平支持したまま前記回
   転台によって回転させることにより、前記基板の上面に
   塗布液を塗布する回転式塗布装置において、 前記スペーサに設けられ、前記基板の回転により飛散さ
   れた余剰塗布液を回転時の遠心力により貯溜するトラッ
   プ部と、 当該貯溜された余剰塗布液が遠心力の低下により外部に
   流出するように前記トラップ部下部に設けられた開口部
   と、 前記トラップ部に設けられ、前記トラップ部に貯留され
   た余剰塗布液を前記開口部に誘導し、その流出を促進す
   る流出誘導部材と、を備えたことを特徴とする回転式塗
   布装置。