JPH06190326A

JPH06190326A - 塗布装置

Info

Publication number: JPH06190326A
Application number: JP34736292A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Takeda; 篤武田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-12-25
Filing date: 1992-12-25
Publication date: 1994-07-12

Abstract

(57)【要約】【目的】基板の塗布膜厚の均一性を保持できる塗布装
置を提供する。【構成】塗布液を塗布する場合は、昇降機構49により
回転軸36を下降させ、閉塞部37にて挿通孔31を閉塞する
とともに、平板部38にて開口30を閉塞する。洗浄液ノズ
ル41，42はそれぞれリンス経路43，43に連通し、リンス
液をリンスノズル44，44から基板Ｂの裏面に吐出する。
クラッチ58を接続しているため、リンスノズル44は回転
カップ１と同期して回転駆動する。Ｏリング45，46，47
によりシールして、外気の侵入およびリンス液の漏出を
防止する。回転カップ１の洗浄動作は、洗浄液ノズル4
1，42をリンス経路43，43から切り離した状態で洗浄液
を吐出する。上蓋14を閉塞したままの状態で回転カップ
１を低速回転する。クラッチ58を切り離しているため、
リンスノズル44は回転カップ１と同期せず停止している
ため、回転カップ１内を全体的に洗浄できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被塗布体に薄膜状に塗
布液を塗布する塗布装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、塗布液を均一の膜厚で塗布する場
合には、たとえば図２および図３に示す構成の塗布装置
が用いられている。

【０００３】そして、この塗布装置は、図２に示すよう
に、回転カップ１を有しており、この回転カップ１は図
示しない回転駆動系により回転自在である。

【０００４】また、この回転カップ１は、円形状の回転
ステージ２を有し、この回転ステージ２の裏面の中央に
は回転軸３が設けられており、この回転軸３は軸受４に
て回転自在に支持され、回転ステージ２の表面の周囲に
は中央側よりやや低く形成された係合段部５が形成され
ている。さらに、回転軸３内には軸方向に沿って管状の
リンス経路６が設けられ、このリンス経路６はＴ字状に
分岐して回転ステージ２の径方向に沿ってリンス経路６
が延設され、このリンス経路６の先端には、回転ステー
ジ２の表面に開口したリンスノズル７が設けられてい
る。そして、回転ステージ２の表面側には、図３に示す
ように、基板Ｂの形状に合わせ、基板Ｂの４隅近傍にて
それぞれ基板Ｂを周囲から支持する支持ピン８が突出し
て形成されている。

【０００５】さらに、回転ステージ２の上面の係合段部
５には、回転ステージ２の外周と略同形で下方に向けて
縮径した回転枠11が係合されており、この回転枠11の上
面にはガイドピン12が上方に向けて突出形成されてい
る。

【０００６】また、回転枠11の上面には、上蓋14が取り
付けられ、回転枠11および上蓋14などにてチャンバー15
を形成している。そして、この上蓋14の周囲にも、回転
ステージ２と同様に中央よりやや低く形成された係合段
部16が形成され、この係合段部16には回転枠11の上部が
係合され、この係合段部16にはガイドピン12が挿入され
るガイド孔17が穿設されている。

【０００７】さらに、上蓋14の上面にも回転軸18が突出
して形成され、この回転軸18は上蓋14を昇降させる昇降
装置19の軸受20に回転自在に装着されている。そして、
上蓋14の下面中央には、回転軸18の中心軸に沿って収納
時には面一となる蓋洗浄ノズル21が進退自在に装着さ
れ、この蓋洗浄ノズル21内には管状の洗浄液管路22が設
けられている。このように、上蓋14の基板Ｂと対向する
面を面一にしているのは、凹凸が生じると基板Ｂの塗布
後に膜厚変動が生ずるためである。また、蓋洗浄ノズル
21と上蓋14との間には液漏れ防止用のＯリング23が設け
られている。

【０００８】一方、回転カップ１の周囲には、この回転
カップ１を周囲から囲むように、固定カップ25が環状に
設けられ、この固定カップ25には、回転カップ１からの
余剰の塗布液によるミストを排気する排気口26および余
剰の液体を排出する漏斗状の廃液孔27が形成されてい
る。

【０００９】さらに、固定カップ25上には、この固定カ
ップ25の径方向に移動可能な塗布液ノズル28、および、
回転カップ１内洗浄用の洗浄液ノズル29が設けられてい
る。

【００１０】そして、基板Ｂに塗布液を塗布する場合に
は、昇降装置19により上蓋14を上昇させ、上蓋14と回転
枠11との間に間隙を生じさせ、基板Ｂを支持ピン８に設
置した後、塗布液ノズル28を基板Ｂの中心方向に移動さ
せ、基板Ｂの中心部に塗布液を吐出し、塗布液ノズル28
を固定カップ25上の元の位置に退避させる。

【００１１】再び、昇降装置19を駆動して上蓋14を下降
させ、上蓋14を回転枠11に落とし込み、上蓋14のガイド
孔17を回転枠11のガイドピン12に挿入して位置合わせを
行ない、回転カップ１を形成し１０００〜１５００ｒｐ
ｍで回転して、基板Ｂの全面に塗布液を引き伸ばし、余
剰の塗布液を周囲に飛散させ基板Ｂの表面に均一な膜厚
で薄膜を形成する。

【００１２】また、回転カップ１の回転により余剰の塗
布液が生ずると、固定カップ25に排出され、余剰の塗布
液はこの固定カップ25から廃液孔27より排出され、回転
カップ１から余剰の塗布液が振り切られる際にミストが
生じて飛散すると、排気口26に吸い込まれる。

【００１３】さらに、基板Ｂの裏面はリンスノズル７か
らリンス液を供給し、回転中に基板Ｂの裏面に付着する
塗布液を除去する。

【００１４】このように基板Ｂに塗布液の塗布を行なっ
た後の回転カップ１には、図３に示すように、塗布液が
内部に付着する。すなわち、上蓋14は基板Ｂの位置より
外周に、特に基板Ｂの対角線上ａに塗布液が多く付着
し、回転カップ１の内部は基板Ｂの位置より外周ｂと側
面ｃに付着がみられ、基板Ｂの半径ｒの内接円より外側
全域を洗浄する必要がある。

【００１５】また、付着した塗布液は乾燥して固形化す
るため微細な固まりとなり、塗布の前後の基板Ｂ上に付
着し、たとえば液晶ディスプレー用のガラス基板のフォ
トリソ工程に使用する場合は、付着した固形物が微細加
工時の欠陥となることがあり、さらに、回転カップ１の
廃液する部分に塗布液が詰まるなどして塗布膜厚の均一
性が悪化する。

【００１６】そこで、回転カップ１および上蓋14の洗浄
が必要となり、装着稼働率を向上させるための自動シー
ケンスの洗浄が必要である。

【００１７】この自動シーケンスは、たとえば基板Ｂの
塗布枚数が一定値に達することにより行なうものであ
る。

【００１８】まず、昇降装置19により上蓋14を上方に持
ち上げ、上蓋14を開放した状態で回転カップ１を６０ｒ
ｐｍ以下で低速回転させ、洗浄液ノズル29より洗浄液を
吐出し、回転ステージ２および回転枠11の洗浄を行な
う。そして、基板Ｂの洗浄の完了後に回転ステージ２を
一度停止し、位置決めを行なった後に上蓋14を閉じ、上
蓋14から蓋洗浄ノズル21を突出させ、回転カップ１を回
転させながら洗浄液を吐出する。また、吐出時の蓋洗浄
ノズル21は上蓋14と同期して回転しないため、上蓋14の
全面の洗浄が可能となる。そして、基板Ｂの洗浄の完了
後に、蓋洗浄ノズル21を収納し１０００〜１５００ｒｐ
ｍで高速回転させ回転カップ１の内部を乾燥させる。

【００１９】この洗浄機能では回転カップ１と上蓋14を
分離して回転させるため、洗浄液がミスト状に周囲に飛
散し汚染する。

【００２０】また、回転カップ１と上蓋14とはガイドピ
ン12をガイド孔17に挿入して一体として回転するため、
回転カップ１の単独回転駆動の後には、停止位置決めを
行なう必要がある。そして、この位置決めの時間がカッ
プ洗浄時間に含まれて所要時間が長くなり稼働率が低下
する。

【００２１】さらに、高速回転中の回転カップ１内は負
圧になるため、蓋洗浄ノズル21と上蓋14のＯリング23か
ら塗布液が染み出したり外気が流入する場合がある。そ
して、蓋洗浄ノズル21が基板Ｂの上面にあるため染み出
た洗浄液は基板Ｂ上に付着し、流入した外気は基板Ｂの
表面上に気流を生じることとなり、塗布膜厚の均一性が
著しく悪化するおそれがある。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
塗布装置においては、流入した外気が基板Ｂの表面上に
気流を生じることとなり、基板の塗布膜厚の均一性が悪
化するおそれがある問題を有している。

【００２３】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、基板の塗布膜厚の均一性を保持できる塗布装置を提
供することを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明の塗布装置は、被
塗布体を保持固定するとともに高速回転駆動される回転
ステージと、この回転ステージと一体的に高速回転駆動
し前記被塗布体を収納するチャンバーと、前記チャンバ
ーの下部に設けられ前記チャンバーの内部に出し入れ可
能な洗浄液ノズルとを具備したものである。

【００２５】

【作用】本発明では、洗浄液ノズルをチャンバーの下部
にチャンバーの内部に出し入れ可能に設けたため、洗浄
液の染み出しおよび外気の流入が生じても基板の裏面に
あるので、基板の表面の塗布膜厚に影響は生じない。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の塗布装置の一実施例を図面を
参照して説明する。なお、従来例を示す図２および図３
に対応する部分には、同一符号を付して説明する。

【００２７】塗布装置は、図１に示すように、回転カッ
プ１を有しており、この回転カップ１は、円形状の回転
ステージ２を有し、この回転ステージ２の中央には開口
30が形成され、回転ステージ２の裏面には開口30より径
小でこの開口30に連通した挿通孔31が形成された回転軸
32が設けられており、この回転軸32は軸受33にて回転自
在に支持され、回転ステージ２の表面の周囲には中央側
よりやや低く形成された係合段部５が形成されている。

【００２８】さらに、回転軸32の挿通孔31内には軸受33
を介して円筒状の回転円筒34が挿通孔31の長手方向に沿
って挿通され、この回転円筒34内には電磁クラッチ35が
設けられており、この電磁クラッチ35内には回転円筒34
の長手方向に沿って長手方向を有する円柱状の回転軸36
が長手方向に進退自在であるとともに、回転自在に挿通
されている。また、この回転軸36の先端側には、挿通孔
31と略同径でこの挿通孔31を閉塞する閉塞部37およびこ
の閉塞部37より径大で開口30を閉塞する平板部38が一体
に形成されている。また、回転軸36内には、軸方向に沿
って管状のリンス経路39が設けられ、このリンス経路39
の先端側は閉塞部37の径方向に沿ってリンス経路39が延
設され、このリンス経路39の先端には閉塞部37の周面に
それぞれ上方向あるいは下方向に向けた洗浄液ノズル4
1，42が設けられている。

【００２９】また、回転ステージ２の挿通孔31の上端の
近傍には、閉塞部37で挿通孔31を閉塞した際に、洗浄液
ノズル41，42の先端が挿通する位置から洗浄液ノズル4
1，42と連続するように径方向に沿ってリンス経路43が
形成され、このリンス経路43の先端には上方に向けたリ
ンスノズル44が形成されている。そして、開口30から挿
通孔31にかけて、閉塞部37および平板部38に当接する部
分にＯリング45，46，47が装着されている。

【００３０】さらに、回転軸36の下部には、ロータリー
ジョイント48を介して昇降機構49が設けられ、この昇降
機構49により回転軸36が昇降するようになっている。

【００３１】そして、回転ステージ２の表面側には、図
３に示すように、被塗布体である基板Ｂの形状に合わ
せ、基板Ｂの４隅近傍にてそれぞれ基板Ｂを周囲から支
持する支持ピン８が突出して形成されている。

【００３２】さらに、回転ステージ２の上面の係合段部
５には、回転ステージ２の外周と略同形で下方に向けて
縮径した回転枠11が係合されており、この回転枠11の上
面にはガイドピン12が上方に向けて突出形成されてい
る。

【００３３】また、回転枠11の上面には、上蓋14が取り
付けられ、回転枠11および上蓋14などにてチャンバー15
を形成している。そして、この上蓋14の周囲にも、回転
ステージ２と同様に中央よりやや低く形成された係合段
部16が形成され、この係合段部16には回転枠11の上部が
係合され、この係合段部16にはガイドピン12が挿入され
るガイド孔17が穿設されている。

【００３４】さらに、上蓋14の上面にも回転軸18が突出
して形成され、この回転軸18は上蓋14を昇降させる昇降
装置19に装着されている。また、回転軸18の上端には、
鍔部51が形成され、この鍔部51にはガイド孔52が形成さ
れ、昇降装置19に形成されたガイドピン53に係止して、
位置決め回転されるようになっている。

【００３５】また、回転軸32はモータ55に接続されたプ
ーリ56によりタイミングベルト57にて回転されるように
構成され、回転円筒34はモータ55にクラッチ58を介して
接続されたプーリ59によりタイミングベルト60にて回転
駆動されるように構成されている。

【００３６】一方、回転カップ１の周囲には、この回転
カップ１を周囲から囲むように、固定カップ25が環状に
設けられ、この固定カップ25には、回転カップ１からの
余剰の塗布液によるミストを排気する排気口26および余
剰の液体を排出する漏斗状の廃液孔27が形成されてい
る。

【００３７】さらに、固定カップ25上には、この固定カ
ップ25の径方向に移動可能な塗布液ノズル28、および、
回転カップ１内洗浄用の洗浄液ノズル29が設けられてい
る。

【００３８】次に、基板Ｂに塗布液を塗布する場合につ
いて説明する。

【００３９】まず、昇降装置19により上蓋14を上昇さ
せ、上蓋14と回転枠11との間に間隙を生じさせ、基板Ｂ
を支持ピン８に設置した後、塗布液ノズル28を基板Ｂの
中心方向に移動させ、基板Ｂの中心部に塗布液を吐出
し、塗布液ノズル28を固定カップ25上の元の位置に退避
させる。

【００４０】再び、昇降装置19を駆動して上蓋14を下降
させ、上蓋14を回転枠11に落とし込み、上蓋14のガイド
孔17を回転枠11のガイドピン12に挿入して位置合わせを
行ない、回転カップ１を形成し１０００〜１５００ｒｐ
ｍで回転して、基板Ｂの全面に塗布液を引き伸ばし、余
剰の塗布液を周囲に飛散させ基板Ｂの表面に均一な膜厚
で薄膜を形成する。

【００４１】なお、基板Ｂに塗布液を塗布する場合に
は、昇降機構49により回転軸36を下降させ、閉塞部37に
て挿通孔31を閉塞するとともに、平板部38にて開口30を
閉塞する。これにより、洗浄液ノズル41，42はそれぞれ
リンス経路43，43に連通され、ロータリージョイント48
を介して供給される洗浄液ノズル41，42からのリンス液
は、リンス経路43，43を介してリンスノズル44，44から
基板Ｂの裏面に吐出される。また、クラッチ58は接続さ
れているため、リンスノズル44は回転カップ１と同期し
て回転駆動される。さらに、閉塞部37と挿通孔31との
間、および、洗浄液ノズル41，42とリンス経路43，43と
の間は、それぞれＯリング45，46，47によりシールされ
ており、外気の侵入およびリンス液の漏出を防止してい
る。

【００４２】また、回転カップ１の回転により余剰の塗
布液が生ずると、固定カップ25に排出され、余剰の塗布
液はこの固定カップ25から廃液孔27より排出され、回転
カップ１から余剰の塗布液が振り切られる際にミストが
生じて飛散すると、排気口26に吸い込まれる。

【００４３】さらに、基板Ｂの裏面はリンスノズル44か
らリンス液を供給し、回転中に基板Ｂの裏面に付着する
塗布液を除去する。

【００４４】次に、回転カップ１の洗浄動作について説
明する。

【００４５】この洗浄動作は、たとえば基板Ｂの塗布枚
数が一定値に達することにより行なう。

【００４６】まず、電磁クラッチ35により回転軸36を解
放して昇降機構49により回転軸36を上昇させる。そし
て、洗浄液ノズル41，42をリンス経路43，43から切り離
した状態で、回転ステージ２より高い位置に上昇させ、
洗浄液ノズル41は回転ステージ２に向けて、洗浄液ノズ
ル42は上蓋14に向けて回転カップ１内に洗浄液を吐出さ
せる。上蓋14を閉塞したままの状態で回転カップ１を５
０００ｒｐｍ程度で低速回転させる。

【００４７】また、このときクラッチ58は切り離されて
いるため、リンスノズル44は回転カップ１と同期せず、
回転していない停止状態であるので、回転カップ１内を
全体的に洗浄できる。したがって、図３に示す半径ｒの
内接円以外の部分全体を洗浄できる。

【００４８】そして、基板Ｂの洗浄の完了後に、蓋洗浄
ノズル21を収納し１０００〜１５００ｒｐｍで高速回転
させ回転カップ１の内部を乾燥させる。

【００４９】上記実施例によれば、回転カップ１の下部
に洗浄液ノズル41，42を設けたことにより、洗浄液ノズ
ル41，42と回転カップ１の挿通孔31との接触部分が、Ｏ
リング45，46，47の腐食により生じて洗浄液の染み出
し、外気の流入が生じても基板Ｂの裏面であるため基板
Ｂの表面に塗布処理を行なっても膜厚への影響がない。
また、洗浄途中に上蓋14の開閉がないため洗浄液の飛散
がなく、所要時間の短縮を行なえる。

【００５０】また、基板Ｂの塗布時の裏面のリンスの際
と、回転カップ１の洗浄時に同一の液体を使用すること
もできる。

【００５１】

【発明の効果】本発明の塗布装置によれば、洗浄液ノズ
ルをチャンバーの下部にチャンバーの内部に出し入れ可
能に設けたため、洗浄液の染み出しおよび外気の流入が
生じても基板の裏面になり、基板の表面の塗布膜厚に影
響は生じないので、基板の塗布膜厚の均一性を保持でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の塗布装置の一実施例を示す断面図であ
る。

【図２】従来の塗布装置の断面図である。

【図３】回転カップを示す分解斜視図である。

【符号の説明】

２回転ステージ 15 チャンバー 41，42 洗浄液ノズルＢ被塗布体としての基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 21/027

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被塗布体を保持固定するとともに高速回
転駆動される回転ステージと、この回転ステージと一体的に高速回転駆動し前記被塗布
体を収納するチャンバーと、前記チャンバーの下部に設けられ前記チャンバーの内部
に出し入れ可能な洗浄液ノズルとを具備したことを特徴
とする塗布装置。