JPH08290095A - 回転式基板塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板支持に起因するパーティクルの発生およ
び基板の相互汚染を抑制することができる回転式基板塗
布装置を提供する。 【構成】 基板Ｗをほぼ水平姿勢に保持する基板保持部
３は、底板７の周方向に所定間隔を隔てて６本の規制ピ
ン８を配設するとともに、規制ピン８よりも回転中心側
に、基板Ｗの裏面に当接して基板Ｗを支持する３本の基
板支持部材９を配設してなる。基板Ｗの表面に形成され
た塗布液Ｐの被膜は、溶剤Ｓを供給する溶剤供給ノズル
６によってその外周端縁に形成された被膜とともに溶解
除去される。さらに、規制ピン８に付着した塗布液Ｐ’
も同時に溶解除去される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハ、フォト
マスク用のガラス基板、液晶表示装置用のガラス基板、
光ディスク用の基板等の基板にフォトレジスト液などの
塗布液を塗布する装置に係り、特に、基板をほぼ水平姿
勢に保持する基板保持手段と、前記基板保持手段を鉛直
方向の軸芯周りで回転駆動する回転駆動手段と、前記基
板保持手段に保持された基板に塗布液を供給する塗布液
供給手段とを備えた回転式基板塗布装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の回転式基板塗布装置で
は、一般的に、基板の裏面を真空吸引によって吸着保持
する吸引式スピンチャックで基板保持部を構成してい
る。しかし、この吸引式スピンチャックは、その回転時
に基板を確実に吸着保持するために強力な吸着を行って
いるので、吸引に起因する、パーティクルを含むチャッ
ク跡が基板裏面に残り、このチャック跡が前工程からの
汚染に加わり、基板表面の高さにズレを生じて、露光時
のフォーカス異常を発生させるという問題があった。ま
た、複数枚の基板を多段に収納可能な基板収納カセット
に基板を収納する際に、基板の裏面に付着したパーティ
クルが離脱して、その基板の下側に収納されている基板
の表面を汚染してデバイス欠陥が生じたり、あるいは、
順次に処理を行う基板にパーティクルが転移して他の基
板を汚染するといった問題があった。

【０００３】そこで、上述のような問題を回避するため
に、以下に示すような構成の基板保持部が提案されてい
る。

【０００４】基板の外周縁側に、基板の裏面に当接し
て基板裏面を支持する支持ピンと、基板の端面と当接し
てその水平方向の位置を規制する規制ピンとを底板に立
設した基板保持部や、あるいは、基板の外周縁をその全
周にわたって覆いながら支持する環状部材を設けるな
ど、基板をその外周縁側でのみ支持するように構成した
基板保持部が提案されている。

【０００５】例えば、実開平１−６３１３１号公報に
開示されているように、底板の上面に基板裏面を当接支
持する突起を設け、底板の側面に設けた切込みに、複数
個のピンを回転中心に向けて揺動自在に取り付け、ピン
の支点より下側に、ピンの上側より重い錘を取り付けて
構成し、突起に基板を載置して底板を回転させることに
より、遠心力によってピンの上側を回転中心に向けて揺
動させ、基板を一定の力で強固に支持するように構成し
た基板保持部が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、のよ
うに支持ピンと規制ピンとから基板支持部を構成した場
合には、基板支持に起因するパーティクルの発生を抑制
することはできるが、基板に塗布液を供給した際に、遠
心力によって基板端縁から周囲に塗布液が飛散して規制
ピンが汚染されるので、他の基板を順次に処理していく
と他の基板〔の特に端縁〕が汚染されていくという、相
互汚染が生じるという問題点がある。

【０００７】また、のように突起と揺動自在のピンに
よって基板支持部を構成した場合には、底板の回転や停
止に伴ってピンが揺動する際に、ピンと基板の端縁とが
摺動し、その摺動摩擦によって基板表面に形成された塗
布液の被膜が剥離してパーティクルが発生する。また、
ピンが塗布液によって汚染されるので、と同様に、相
互汚染が生じるという問題点がある。

【０００８】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、基板支持に起因するパーティクルの発
生および基板の相互汚染を抑制することができる回転式
基板塗布装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、請求項１に記載の回転式基板塗布装置は、基板をほ
ぼ水平姿勢に保持する基板保持手段と、前記基板保持手
段を鉛直方向の軸芯周りで回転駆動する回転駆動手段
と、前記基板保持手段に保持された基板に塗布液を供給
する塗布液供給手段とを備えた回転式基板塗布装置にお
いて、前記基板保持手段は、基板裏面の一部に接触して
基板を支持する基板支持部材と、基板の外周端縁に接触
して基板の水平方向の位置を規制する規制部材を備える
とともに、基板の外周端縁に溶剤を供給して塗布被膜を
溶解除去するための溶剤供給手段を備えたことを特徴と
するものである。

【００１０】また、請求項２に記載の回転式基板塗布装
置は、請求項１に記載の回転式基板塗布装置において、
前記基板保持手段の基板支持部材は、基板裏面に点接触
可能な先端部形状を有することを特徴とするものであ
る。

【００１１】また、請求項３に記載の回転式基板塗布装
置は、請求項１または請求項２に記載の回転式基板塗布
装置において、前記規制部材は、基板の外周端縁に点接
触可能な側縁部を有することを特徴とするものである。

【００１２】また、請求項４に記載の回転式基板塗布装
置は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の回転
式塗布装置において、基板裏面に向けて洗浄液を供給す
る裏面洗浄手段を設けたことを特徴とするものである。

【００１３】

【作用】本発明の作用は次のとおりである。すなわち、
請求項１に記載の回転式基板塗布装置の構成によれば、
基板は、基板保持手段に備えられた基板支持部材によっ
て裏面を当接支持され、回転駆動手段による基板保持手
段の回転駆動時には、基板保持手段に備えられた規制部
材により水平方向の動きを規制される。このように基板
保持手段を構成することにより基板の保持は、真空吸着
を利用することなく基板支持部材と規制部材によって行
われるので、基板裏面へのパーティクルの付着を抑制す
ることができる。

【００１４】また、基板表面に塗布被膜を形成するため
に、例えば、回転駆動手段によって基板保持手段を回転
駆動しつつ、塗布液供給手段によって基板表面に塗布液
を供給すると、塗布液は遠心力によって基板の外周方向
に飛散して規制部材に付着する。そして、このままの状
態で次の基板を処理すると、塗布液が付着した規制部材
によって次の基板が汚染されて相互汚染が生じる。そこ
で溶剤供給手段により基板の外周端縁に溶剤を供給す
る、いわゆるエッジクリーニングを行うことにより、そ
の際に規制部材が溶剤によって洗浄されるので、規制部
材を介して次の基板が汚染される相互汚染を抑制するこ
とができる。

【００１５】また、請求項２に記載の発明によると、基
板支持部材は、例えば、その先端部を先細り状や球状に
形成されることにより基板裏面と点接触し、基板裏面と
基板支持部材との接触面積を小さくすることができるの
で、基板支持部材に付着したパーティクルが次の基板の
裏面に付着するという相互汚染を抑制することができ
る。

【００１６】また、請求項３に記載の発明によると、基
板は、その外周端縁を規制部材により点接触で位置を規
制されるので、接触面積を小さくすることができる。し
たがって、溶剤供給手段からの溶剤が規制部材と基板外
周端縁との間に良好に回り込むので、規制部材に付着し
た塗布液を容易に、かつ、確実に除去することができ
る。

【００１７】また、請求項４に記載の発明によると、基
板に塗布液を塗布した際に、霧状になった塗布液のミス
トが浮遊して基板裏面に回り込み付着したとしても、裏
面洗浄手段から洗浄液を基板裏面に向けて供給すること
により、洗い流すことができる。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図１は、実施例に係る回転式基板塗布装置を示
す全体概略縦断面図であり、図２は要部の平面図であ
り、図３は要部の斜視図である。

【００１９】図中、符号１は電動サーボモータであり、
この電動サーボモータ１は中空の回転軸２の上端部に連
結された、基板Ｗをほぼ水平姿勢に保持する基板保持部
３を回転軸２を介して鉛直方向の軸芯周りで回転駆動す
る。なお、基板保持部３は本発明における基板保持手段
に相当し、電動サーボモータ１および回転軸２は本発明
における回転駆動手段に相当する。

【００２０】基板保持部３およびこれに保持された基板
Ｗの周囲は、塗布液等が飛散して周囲を汚染することを
防止するための飛散防止カップ４で覆われている。

【００２１】飛散防止カップ４の外側には、基板Ｗの回
転中心上方の位置である塗布液の供給位置と、基板Ｗ上
から離れた待機位置とにわたって移動可能に構成された
塗布液供給ノズル５が配設されている。この塗布液供給
ノズル５は、供給位置において基板Ｗの表面に塗布液
（フォトレジスト液）を供給し、基板Ｗの回転により基
板Ｗの表面にフォトレジスト液の被膜（塗布被膜）を形
成することができるように構成されている。また、飛散
防止カップ４の外側には、基板Ｗの外周端縁の上方位置
である供給位置と、基板Ｗ上から離れた待機位置とにわ
たって移動可能に構成された溶剤供給ノズル６が配設さ
れている。この溶剤供給ノズル６は、供給位置において
基板Ｗの表面の外周端縁に溶剤を供給し、基板の外周端
縁に形成された塗布被膜や付着した不要な被膜を溶解し
て除去可能に構成されている。なお、溶剤供給ノズル６
は、本発明における溶剤供給手段に相当する。

【００２２】基板保持部３は、回転軸２に一体回転可能
に連結される底板７に、その周方向に所定間隔を隔てて
６本の規制ピン８を配設するとともに、規制ピン８より
も回転中心側に、基板Ｗの裏面に当接して基板Ｗを支持
する３本の基板支持部材９を配設して構成されている。
各基板支持部材９は、先端部が半球状に形成されてお
り、基板Ｗの裏面に点接触して支持するようになってい
る。したがって、基板Ｗの裏面との接触面積を最小限に
抑えることができるので、これに付着したパーティクル
が次の基板Ｗに付着する相互汚染を抑制することが可能
である。また、６本の規制ピン８のうちの所定の２本
は、基板Ｗのオリエンテーション・フラットの外周端縁
に点接触して基板Ｗに回転力を有効に伝達できるよう
に、他の規制ピン８よりも僅かに回転中心側に配設され
ている。また、各規制ピン８は、その水平断面がほぼ円
形状であるために基板Ｗの外周端縁と点接触するように
なっている。

【００２３】なお、規制ピン８は、本発明における規制
部材に相当するものであり、基板Ｗの外周端縁と点接触
するような側縁部を有するものであれば種々の形状のも
のとすることができる。例えば、水平断面が三角形状で
あって、１頂点が基板Ｗの外周端縁に接触するような構
成としてもよい。

【００２４】このように基板保持部３を構成することに
より、真空吸引を利用することなく基板Ｗを保持するこ
とができるので、従来例のように基板支持に起因するパ
ーティクルの発生を抑制することができる。

【００２５】電動サーボモータ１の回転軸２の中空部に
は、底板７の中央部を貫通してその上面から突出した状
態で裏面洗浄ノズル１０が配設されている。この裏面洗
浄ノズル１０は、基板Ｗの裏面に向けて洗浄液を供給
し、基板Ｗの裏面を洗浄できるように構成されている。
なお、この裏面洗浄ノズル１０は、本発明における裏面
洗浄手段に相当する。

【００２６】図１および図４を参照する。底板７の下面
の所定の３箇所には、下方に延びる筒体１１が取り付け
られている。筒体１１のそれぞれの内部には、基板支持
部材９の下方側が昇降可能に緩挿されるとともに、基板
支持部材９を下降側に変位するように付勢する圧縮スプ
リング１２が配設されている。筒体１１の下部には開口
部１３が形成されており、その開口部１３の下方に対応
させて、基板支持部材９に当接して上昇させる押圧部材
１４にエアシリンダ１５が連動連結されている。

【００２７】なお、図４に示すように、規制ピン８のそ
れぞれは、その外径Ｄが２ｍｍ程度に、そして処理位置
にある基板Ｗの上面からの突出高さＨが２ｍｍ程度にな
るように設定するのが好ましい。これは基板保持部３を
回転駆動した際に生じる、規制ピン８による乱流を抑制
して塗布被膜に生じる膜厚ムラを抑えることができるか
らである。

【００２８】このように構成された回転式基板塗布装置
は、次のように動作する。基板Ｗの搬入時には、ロータ
リ・エンコーダなどにより所定位置で基板保持部３が停
止され、押圧部材１４を基板保持部３に対して上昇させ
て基板支持部材９の下部に当接させ、これを基板Ｗの受
け渡し位置にまで上昇させる。そして、図示しない基板
搬送機構によって基板保持部３の上方に搬送されてきた
基板Ｗは、受け渡し位置にある基板支持部材９に載置さ
れる。基板Ｗの受け渡し後には、押圧部材１４を筒体１
１外にまで下降させて、基板支持部材９の下部に対して
非当接状態とし、圧縮コイルスプリング１２の弾性復元
力により基板支持部材９を下降させ、基板Ｗを処理位置
に下降させる。この状態で、後述するように、基板Ｗを
回転駆動しつつ塗布液を供給するなどの一連の塗布処理
を行う。そして塗布処理が終了して基板Ｗを搬出する搬
出時には、基板保持部３の回転駆動をロータリ・エンコ
ーダなどを介して位置制御して所定位置で停止させる。
次いで、基板保持部３に対して押圧部材１４を上昇させ
て基板支持部９の下部に当接させ、基板支持部９に支持
された基板Ｗを受け渡し位置にまで上昇させる。そして
図示しない基板搬送機構により塗布処理を終えた基板Ｗ
が搬出される。

【００２９】次に、図５および図６を参照して、上述し
た塗布処理の一例について説明する。まず、電動サーボ
モータ１および回転軸２により、基板Ｗを保持した状態
で基板保持部３が回転駆動される。所定の回転速度に達
すると塗布液供給ノズル５は、基板Ｗのほぼ回転中心に
所定量の塗布液（フォトレジスト液）を供給する（図中
の二点鎖線で示す塗布液Ｐ）。供給された塗布液Ｐは、
基板Ｗが所定の回転速度で回転駆動されることにより、
基板Ｗ全面に塗り広げられるとともに、余剰分は、基板
Ｗの外周端縁から外方に振り切られて飛散する。このよ
うに塗布液Ｐが基板Ｗに供給されると、周囲に飛散する
塗布液Ｐの一部が規制ピン８の回転中心側に付着する
（付着塗布液Ｐ’）。この付着塗布液Ｐ’を放置する
と、次の基板Ｗの搬入時に規制ピン８を介して次の基板
Ｗが汚染されるという相互汚染が生じる。

【００３０】そこで、溶剤供給ノズル６を利用して、基
板Ｗの外周部表面および外周端縁に付着した塗布被膜を
除去するとともに、規制ピン８の付着塗布液Ｐ’を除去
して清浄な状態にする。

【００３１】まず、塗布液供給ノズル５を退避位置にま
で揺動移動させるとともに、待機位置にある溶剤供給ノ
ズル６を供給位置に揺動移動させる（図６参照）。そし
て、溶剤供給ノズル６から溶剤Ｓを回転している基板Ｗ
の外周端縁に向けて供給する。これにより基板Ｗの外周
部の塗布液Ｐの被膜が溶解除去されるとともに、規制ピ
ン８に付着した付着塗布液Ｐ’が溶解除去されて周囲に
飛散する。これにより規制ピン８は清浄な状態にされる
ので、相互汚染を抑制することができる。なお、規制ピ
ン８は、上述したように基板Ｗの外周端縁と点接触して
おり、溶剤Ｓが基板Ｗとの接触面にも良好に回り込むの
で、規制ピン８の付着塗布液Ｐ’を容易に、かつ、確実
に除去することができる。また、溶剤供給ノズル６から
の溶剤Ｓの供給と同時に、裏面洗浄ノズル１０から洗浄
液Ｒが基板Ｗの裏面に向けて供給される。基板Ｗは基板
保持部３とともに所定の回転速度で回転駆動されている
ので、洗浄液Ｒは、基板裏面を伝って基板Ｗの外周端縁
から振り切られて飛散する。これによって、塗布液Ｐの
塗布の際に、基板裏面に回り込み付着した霧状の塗布液
のミストは、洗い流され基板裏面を清浄に保つことがで
きる。

【００３２】なお、上記の実施例では、オリエンテーシ
ョン・フラットを有する基板を例に採って説明したが、
本発明はノッチを有する基板にも適用することができ
る。また、円形の基板に限らず液晶表示装置用の角形ガ
ラス基板にも適用することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に記載の発明によれば、基板支持部材を基板裏面に接
触させて支持し、規制部材を基板外周端縁に接触させて
水平方向の位置を規制するので、真空吸着を用いること
なく基板を保持することができ、基板支持に起因するパ
ーティクルの発生を抑制することができる。

【００３４】また、塗布処理時に規制部材に付着した塗
布液は、溶剤供給手段による基板外周端縁の塗布被膜除
去とともに溶解除去されるので、規制部材を介して次の
基板が汚染される相互汚染を抑制することが可能であ
る。

【００３５】また、請求項２に記載の発明によれば、基
板支持部材は、基板裏面に点接触した状態で基板を支持
するので、接触面積を小さくすることができ、基板支持
部材を介した相互汚染をさらに抑制することができる。

【００３６】また、請求項３に記載の発明によれば、規
制部材は、基板端縁を点接触した状態で水平方向の位置
を規制するので、接触面積を小さくすることができ、溶
剤供給手段からの溶剤が規制部材と基板端縁との間に良
好に回り込む。したがって、規制部材に付着した塗布液
を容易に、かつ、確実に除去することができる。結果、
相互汚染をさらに抑制することができる。

【００３７】また、請求項４に記載の発明によれば、基
板裏面を洗浄液で洗浄することにより、基板裏面に付着
した霧状の塗布液のミストを洗い流すことができ、基板
を清浄な状態にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る回転式基板塗布装置の全体概略縦
断面図である。

【図２】基板保持部の平面図である。

【図３】基板保持部の斜視図である。

【図４】基板保持部の要部拡大断面図である。

【図５】動作説明に供する図である。

【図６】動作説明に供する図である。

【符号の説明】

１ … 電動サーボモータ ２ … 回転軸 ３ … 基板保持部 ４ … 飛散防止カップ ５ … 塗布液供給ノズル ６ … 溶剤供給ノズル ７ … 底板 ８ … 規制ピン ９ … 基板支持部材 １０ … 裏面洗浄ノズル Ｗ … 基板 Ｐ … 塗布液 Ｐ’ … 付着塗布液 Ｓ … 溶剤

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板をほぼ水平姿勢に保持する基板保持
   手段と、前記基板保持手段を鉛直方向の軸芯周りで回転
   駆動する回転駆動手段と、前記基板保持手段に保持され
   た基板に塗布液を供給する塗布液供給手段とを備えた回
   転式基板塗布装置において、 前記基板保持手段は、基板裏面の一部に接触して基板を
   支持する基板支持部材と、基板の外周端縁に接触して基
   板の水平方向の位置を規制する規制部材を備えるととも
   に、 基板の外周端縁に溶剤を供給して塗布被膜を溶解除去す
   るための溶剤供給手段を備えたことを特徴とする回転式
   基板塗布装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の回転式基板塗布装置に
   おいて、前記基板保持手段の基板支持部材は、基板裏面
   に点接触可能な先端部形状を有することを特徴とする回
   転式基板塗布装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の回転式
   基板塗布装置において、前記規制部材は、基板の外周端
   縁に点接触可能な側縁部を有することを特徴とする回転
   式基板塗布装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれかに記
   載の回転式塗布装置において、基板裏面に向けて洗浄液
   を供給する裏面洗浄手段を設けたことを特徴とする回転
   式基板塗布装置。