JPH09225375A - スピンコーターヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フォトレジストや接着剤等の溶液を角型基板
上に均一塗布する。 【解決手段】 非円形基板を回転する事により溶液を塗
布するスピンコート装置において、スピンコーターヘッ
ドが、基板１を取り囲む上側治具２と基板１を固定する
下側治具３とからなり、上側治具２の高さは、基板１の
高さに対して一致または低く、上側治具２と基板１には
隙間があり、かつ上側治具２と下側治具３にも隙間があ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フォトレジスト・
接着剤等の液状物を基板に回転塗布するスピンコーター
装置の基板を固定するヘッドの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術としては、基板固定部に基板
を真空チャックし、基板回転のプログラムによって膜厚
が均一になるように調整する方法が知られている。ま
た、その他の方法としては特開平３−１５２５号公報の
１頁特許請求の範囲に記載されているように、基板の周
囲に基板と同じ板厚のダミーを隙間なく配置してコート
していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のよう
に、基板回転プログラムのみで膜厚の調整をするような
場合、特に基板が角型（非円形）であると、基板回転プ
ログラムのみで膜厚の均一性を改善する事は非常に困難
であった。

【０００４】さらに、特開平３−１５２５号公報記載の
方法のように、ダミーを基板周囲に隙間なく配置する事
は、基板とダミーの間に毛細管現象で溶液が侵入あるい
は液だまりを生じ、その結果基板の裏面を汚したり、液
だまりのため溶液がスピン回転によって素早く飛散せず
膜厚のばらつきを生じてしまうという課題を有してい
た。図６に、従来の基板上フォトレジスト膜厚分布を示
す。この例では、一辺の長さが４０ｍｍの正方形基板の
周囲に、基板と同じ板厚のダミーを隙間なく配置してコ
ートした場合の基板上の膜厚分布を表している。この場
合、レジスト粘度は２０ｃｐであり、回転数は２０００
ｒｐｍであった。この時、基板中心の膜厚に対してプラ
スマイナス５パーセント内の場所を塗布膜厚の均一部分
７、基板中心の膜厚に対してプラス５パーセント以上の
場所を塗布膜厚の厚い部分８として示した。基板中心の
膜厚に対してマイナス５パーセントより薄い膜厚の部分
はこの方法では存在しなかった。ダミーを基板周囲に隙
間なく配置する事は、基板とダミーの間にフォトレジス
トのような溶液が侵入し、液だまりを生じさせ溶液が基
板より速やかに飛散する事を妨げる。その結果、塗布膜
厚の厚い部分８が生じてしまうという課題を有してい
る。塗布膜厚の厚い部分８は、基板端面から５〜１０ｍ
ｍもしくは２０〜３０ｍｍの範囲で生じている。またこ
の傾向は、溶液粘度が大きいほど、更にスピン回転の回
転数が小さいほど顕著に現れるという課題を有してい
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のスピンコーター
ヘッドは、非円形基板を回転する事により溶液を塗布す
るスピンコート装置において、装置の基板固定部が、基
板を取り囲む部分と基板を固定する部分とからなり、基
板を取り囲む部分の高さは基板の高さと一致している
か、または基板の底辺と上辺の間にあり、また基板を取
り囲む部分と基板には隙間があり、かつ基板を取り囲む
部分と基板固定部に隙間がある事を特徴とする。

【０００６】さらに、基板を取り囲む部分と基板固定部
の隙間に回転中心方向から外周方向に伸びるはねがある
事も特徴とする。

【０００７】また、その溶液がフォトレジストであるこ
とを特徴とする。

【０００８】更に、その基板が液晶表示装置のガラス基
板であることを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明のスピンコ−タ−ヘッドの
好適な例について、詳細に説明する。

【００１０】図１は、本発明の一実施例のスピンコ−タ
−ヘッドの斜視図である。本例において、スピンコータ
ーヘッドは上側治具２と下側治具３とからなっている。
上側治具２と下側治具３の間には隙間が設けられてい
る。隙間は高さ調整ネジ４によって設定される。本実施
例では、高さ調整ネジ４によって４点を固定している
が、ネジに限らず部分的に固定するものであれば何を用
いても良い。

【００１１】上側治具２の中央には基板１の大きさより
わずかに大きめの穴が開けられている。従って、基板１
を設置したとき上側治具２と隙間ができる事になる。こ
の隙間は、塗布する溶液の粘度やスピンコーターヘッド
の回転数によっても異なるが、粘度２０ｃｐのフォトレ
ジストを用い、回転数２０００ｒｐｍで回転塗布する
と、０．２ｍｍ以上３ｍｍ以下程度まではほぼ同様に塗
布する事ができ、５ｍｍ以上隙間を開けると急にフォト
レジストの膜厚均一性は悪くなる。また、隙間なく上側
治具２を設置すると、先に説明したように膜厚均一性は
悪くなる。

【００１２】図２に、図１のスピンコーターヘッドの断
面図を示す。基板１は、下側治具３と真空チャックなど
で固定される。上側治具２は基板１の高さと一致、また
は基板１の底辺と上辺の間に設定される。基板１は、５
００ミクロン程度の厚みを有しているものと考えている
ため、この様に薄い基板１では上側治具２の高さは基板
１の底辺と上辺の間でかまわない。しかし、１ｍｍ以上
の比較的厚い基板を使用するような場合、上側治具２の
高さはできるだけ基板の上辺近くに設定した方がよい。

【００１３】上側治具２と下側治具３との隙間は、上側
治具２の厚みが厚く、さらに基板１の厚みが薄いような
場合、充分間隔を開ける事が困難になるため、下側治具
３の基板１の固定部を底上げする事によって確保する事
ができる。

【００１４】以上のような構造のスピンコーターヘッド
を回転させた場合、上側治具２と下側治具３間の隙間は
基板１表面よりも負圧となる。一方、基板１上に滴下さ
れたフォトレジスト等の溶液は回転の遠心力により基板
１に広がり、不要な溶液は上側治具２を伝わって外部に
飛散する。上側治具２の存在理由は、基板外周部で風切
りが起こり、この部分で膜厚が厚くなってしまうのを防
ぐためである。ここで、上側治具２と基板１間で液だま
りが生じても、上側治具２と下側治具３の間で生じた負
圧により液は隙間を伝わって素早く流れ去り、液だまり
は生じない。以上により、本実施例を用いた場合、膜厚
の均一性は著しく改善される。また、裏面への回りこみ
も発生しない。

【００１５】図３に、本発明の別の好適な一実施例のス
ピンコーターヘッドの斜視図を示している。本図では、
分かりやすいように上側治具２を取り外した状態で図示
してある。図１のスピンコーターヘッドと異なる点は、
上側治具２と下側治具３の隙間に回転中心方向から外周
方向に伸びるはね５がある事である。図３では、はねの
数５は４枚で基板１に対して直角となっているがこれに
限ったものではない。次に、はね５の働きを図４を用い
て説明する。

【００１６】図４は、図３のスピンコーターヘッドの断
面図を示したものである。この構造のスピンコーターヘ
ッドが回転した場合、上側治具２と下側治具３の隙間で
負圧となることは図１での説明と同様である。この時、
はね５があると、この部分での圧力はさらに低下する。
なぜなら上側治具２と下側治具３の隙間の気体粒子は遠
心力によってはね５に沿って外側に移動するためであ
る。この圧力の低下のため、基板１と上側治具２の隙間
では空気の流れ６が発生する。従って、基板１上のフォ
トレジストなどの溶液の余分なものは基板１より外に飛
ばされ、基板１の外周部分に付着した溶液はこの空気の
流れ６に沿って除去されることになる。本実施例は塗布
する溶液の粘度が高い場合に効果がある。

【００１７】図５に、本実施例の方法を用いて、従来
（図６）の基板と同じ４０ｍｍ角の基板に、同じ条件フ
ォトレジスト粘度２０ｃｐ、回転数２０００ｒｐｍで塗
布した場合のフォトレジスト膜厚分布を示す。基板中心
の膜厚に対してプラスマイナス５パーセント内の膜厚の
場所を塗布膜厚の均一部分７、基板中心の膜厚に対して
プラス５パーセント以上の場所を塗布膜厚の厚い部分８
として示した。塗布膜厚の厚い部分８は、基板の四隅か
ら１ｍｍ以下となり、図６の従来例と比較し大きく改善
されていることがわかる。

【００１８】ここではフォトレジストについて記した
が、塗布する材料はフォトレジスト以外のものでも同様
の結果が得られる事は言うまでもない。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、角型基板等の非円形基
板上にフォトレジストなどの溶液を均一に塗布する事が
できるという効果を有する。また、裏面への回り込みが
ないという効果を有する。本発明は、特に液晶表示装置
のガラス基板等、大面積基板にフォトレジストを塗布す
る場合に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な一実施例を示すスピンコーター
ヘッドの斜視図。

【図２】図１のスピンコーターヘッドの断面図。

【図３】本発明の好適な別の一実施例を示すスピンコー
ターヘッドの斜視図。

【図４】図３のスピンコーターヘッドの断面図。

【図５】本発明を用いた場合の基板上フォトレジストの
膜厚分布の一例を示す図。

【図６】従来の基板上フォトレジスト膜厚分布を示す
図。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 上側治具 ３ 下側治具 ４ 高さ調整ネジ ５ はね ６ 空気の流れ ７ 塗布膜厚の均一部分 ８ 塗布膜厚の厚い部分

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非円形基板を回転する事により溶液を塗
   布するスピンコート装置において、装置の基板固定部
   が、基板を取り囲む部分と基板を固定する部分とからな
   り、基板を取り囲む部分の高さは基板の高さと一致して
   いるか、または基板の底辺と上辺の間にあり、また該基
   板を取り囲む部分と基板には隙間があり、かつ基板を取
   り囲む部分と基板固定部に隙間がある事を特徴とするス
   ピンコーターヘッド。
2. 【請求項２】 前記基板を取り囲む部分と基板固定部の
   隙間に、回転中心方向から外周方向に伸びるはねがある
   事を特徴とする請求項１記載のスピンコーターヘッド。
3. 【請求項３】 請求項１記載の溶液がフォトレジストで
   あることを特徴とするスピンコーターヘッド。
4. 【請求項４】 請求項１記載の基板が液晶表示装置のガ
   ラス基板であることを特徴とするスピンコーターヘッ
   ド。