JPH0698335B2

JPH0698335B2 - 塗布装置

Info

Publication number: JPH0698335B2
Application number: JP20078888A
Authority: JP
Inventors: 幸平岸; 孝之占部; 秀彦百瀬
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1988-08-10
Filing date: 1988-08-10
Publication date: 1994-12-07
Anticipated expiration: 2009-12-07
Also published as: JPH0248067A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、たとえば液晶表示装置などに用いられるガラ
ス基板などにホトレジストなどを塗布する塗布装置に関
する。

従来の技術たとえば薄膜トランジスタ（TFT）を備えたいわゆるア
クティブ・マトリクス形液晶表示装置の製造工程におい
ては、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ホトエッチング法が用いられる。こ
のホトエッチング法には、ガラス基板上にホトレジスト
を滴下し、ガラス基板を回転させ、このときに生じる遠
心力によって、滴下されたホトレジストをガラス基板上
に拡げて塗布するスピンコータと称される塗布装置が用
いられる。

このようなホトレジストの塗布動作において、余分なホ
トレジストはガラス基板から空中に飛び散ることにな
る。飛び散ったホトレジストは、ガラス基板などを収納
する収納容器内で飛沫となって空中に浮遊したり、収納
容器内壁面に衝突して再び空中に飛び散り、回転中のガ
ラス基板の裏面（ホトレジストが滴下される面と反対
面）に付着していた。ガラス基板の裏面に付着したホト
レジストを除去するために、ガラス基板の裏面に向けて
洗浄液を吹き付け、ホトレジストを溶解して除去するバ
ックリンス法が用いられる。

典型的な先行技術は、第６図に示されている。スピンコ
ータ１は、容器２と、ガラス基板３を吸着して保持する
真空チャック４と、ホトレジストを吐出するレジスト吐
出ノズル５と、バックリンス液を吐出するバックリンス
液吐出ノズル６とを含んで構成される。ここで用いられ
るガラス基板３は、たとえば液晶表示装置などに用いら
れるものであり、第７図に示されるように矩形形状を有
する。

前記バックリンス液吐出ノズル６は、真空チャック４の
ガラス基板３に吸着している部分の外周である円弧l1と
ガラス基板３の仮想内接円l2との間に位置するように配
設されている。真空チャック４は、回転用モータ（図示
せず）によって回転駆動され、これによってガラス基板
３が回転駆動される。

第８図は、ホトレジスト塗布動作を示すグラフである。
第８図において、横軸には時間（秒）を取り、縦軸には
基板３の分当りの回転数（rpm）がとられる。第６図〜
第８図を参照して、スピンコータ１の動作について説明
する。第８図時刻t0から期間W1だけレジスト吐出ノズル
５を用いてガラス基板３上にレジスト液を滴下し、時刻
t1で終了する。その後、時刻t2からガラス基板３を回転
させ、回転数R1（200rpm）で回転し、ガラス基板３上で
レジスト液を塗り拡げる。ここでガラス基板３の回転数
が一定の回転数R1となると直ちに時刻t3から、バックリ
ンス液吐出ノズル６からバックリンス液を期間W2だけガ
ラス基板３の反対側表面に吐出し、前述したようにガラ
ス基板３の反対側に付着するレジスト液を除去する。

この後、時刻t4からガラス基板３の回転数を回転数R2
（1000rpm）に増大し、ガラス基板３上の過剰なレジス
ト液を振り切るようにする。時刻t6でガラス基板３の回
転は停止するが、その前の時刻t5まで前記バックリンス
液の吐出作業が行われる。前記時刻t6でガラス基板３の
回転は停止し、このようにしてガラス基板３上へのレジ
スト液の塗布動作が終了する。

発明が解決しようとする課題上述したような構成と作用とを有する従来例において、
ガラス基板３のバックリンス液による余分なレジスト液
の除去動作は、第７図に示されるように矩形状のガラス
基板３においては真空チャック４の輪郭を示す円弧l1と
ガラス基板３の仮想内接円l2との間の領域については良
好に行われる。一方、ガラス基板３において仮想内接円
l2より外方の部分にはバックリンス液が直接吐出され
ず、したがって充分に洗浄が行われないという問題があ
った。

すなわち前記円弧l1,l2で囲まれる領域にはバックリン
ス液が直接吐出され、レジスト液を有効に除去するけれ
ども、ガラス基板３の回転に伴う遠心力でバックリンス
液は外方に向けて拡がり、回転軸線に関する半径方向最
小距離部（ガラス基板３の各辺の中間部）から最初に飛
散が始まると、ガラス基板３の下面に付着したバックリ
ンス液はこの部分から一挙に飛散してしまい、前記外方
部分まで到達しないのである。またバックリンス液の一
部分が前記外方部分に到達する場合であっても、前記外
方部分のごく一部を筋状に被覆するのみであり、有効な
洗浄作用を行うことができない。この裏面に付着したホ
トレジストは、次工程のレジスト焼成において焼成炉お
よびその雰囲気を汚染することになり、さらに次の露光
工程において裏面から乾燥したレジストが剥離して浮遊
し、露光不良をもたらして、著しい歩留低下となってい
た。このような技術的課題は、円板状のシリコンウエハ
では生じない問題であって、矩形状のガラス基板などを
用いる分野において特徴的な課題である。

本発明の目的は、上述の技術的課題を解消し、塗布剤が
塗布される基板が矩形状であっても、基板全面に亘って
洗浄作用を行うことができ、使用性が格段に向上された
塗布装置を提供することである。

課題を解決するための手段本発明は、基板（12）に塗布剤を吐出する塗布剤吐出ノ
ズル（15）と、前記基板（12）を支持して回転駆動する回転部材（13）
と、基板（12）と回転部材（13）とを収納する収納容器（1
4）と、前記基板（12）に関して塗布剤吐出ノズル（15）と反対
側に設けられ、前記回転部剤（13）の回転軸線の半径方
向に沿って間隔をあけて配設される第１洗浄ノズル（1
6）および第２洗浄ノズル（17）とを含み、第１洗浄ノズル（16）は、前記回転軸線に関する基板
（12）周円の最小半径距離より半径方向内方に配置され
て洗浄剤を連続的に吐出し、第２洗浄ノズル（17）は、前記最小半径距離よりも外方
に配置され、基板（12）の最小の半径距離より外方部分
が第２洗浄ノズル（17）に臨む期間内のみ、間欠的に洗
浄剤を吐出するものであることを特徴とする塗布装置で
ある。

作用本発明に従う塗布装置は、塗布剤吐出ノズルを用いて基
板の一方表面に塗布剤を吐出する。この基板は回転部材
によって支持された状態で回転駆動され、塗布剤が遠心
力によって塗り拡げられる。このとき、塗布剤が飛散し
て基板の裏面に付着する事態が発生するが、この裏面側
には第１洗浄ノズルおよび第２洗浄ノズルが設けられて
おり、第１洗浄ノズルは回転軸線に関する基板周縁の最
小半径距離より半径方向内方側に配置されて洗浄剤を連
続的に吐出する。したがって前記最小半径距離より内方
側に有効に洗浄される。

一方、前記最小半径距離より外方側は、第２洗浄ノズル
に臨む期間内のみ、間欠的に洗浄剤を吐出する第２洗浄
ノズルによって洗浄剤が吐出されるので、このような最
小半径距離より外方部分が周方向に沿って間欠的に存在
する場合、有効に洗浄作用を行うことができる。

実施例第１図は本発明の一実施例の塗布装置であるスピンコー
タ11の簡略化した縦断面図であり、第２図は基板11の平
面図である。これらの図面を参照して、スピンコータ11
の構成について説明する。このスピンコータ11は、たと
えば液晶表示装置を構成する透明基板上にホトレジスト
液をスピン方式にて塗布するために用いられる。このス
ピンコータ11は、基板12を真空吸着して支持するととも
に、これを鉛直方向に延びる回転軸線まわりに回転駆動
する真空チャック13を備え、この真空チャック13と基板
12とは収納容器14内に収納される。本実施例では基板12
の寸法は300mm×300mm×1.1mmであり、真空チャック13
の外径は240mmφを用いる。

収納容器14内の基板12の回転中心位置の上方側には、ホ
トレジスト液（たとえば東京応化製、OFPR800-6CP）を
吐出するためのレジスト吐出ノズル15が配置され、基板
12に関してレジスト吐出ノズル15と反対側には基板12の
裏面に付着したレジスト液を洗浄するためのバックリン
ス液（たとえばエチルセルソルブアセテート（ECA））
などと称される洗浄剤を吐出する第１吐出ノズル16およ
び第２吐出ノズル17が配置される。前記真空チャック13
はモータ18によって回転駆動され、このモータ18に関連
して真空チャック13の回転角を検出する回転角検出器19
が接続される。回転角検出器19の出力は、たとえばマイ
クロプロセッサなどを含んで構成される制御装置20に入
力される。

前記第１および第２吐出ノズル16、17は、それぞれ電磁
弁21,22を介してポンプ23に接続され、ポンプ23はタン
ク24に貯留された洗浄剤を吐出ノズル16,17へ供給す
る。この電磁弁21,22は、前記制御装置20によって後述
するように開閉制御される。

また前記第１吐出ノズル16は、真空チャック13の回転軸
線に関して第２図に示されるように基板12の周縁におけ
る最小半径距離を有する点の軌跡である仮想内接円l11
の半径方向内方側であって、真空チャック13の周縁を示
す円l12の外方側に配置される。一方、第２吐出ノズル1
7は、前記仮想内接円l11より半径方向外方であって、基
板12の最大半径距離を有する点の軌跡である仮想外接円
l13より半径方向内方側に配置される。

第３図は基板11が第１図示の状態より角変位した状態に
おけるスピンコータ11の断面図であり、第４図はこの場
合の基板12の平面図であり、第５図はスピンコータ11の
動作を示すグラフである。これらの図面を併せて参照し
て、スピンコータ11の動作について説明する。停止して
いる基板12上に第５図の時刻t11から期間W11（たとえば
７秒）だけ洗浄剤をたとえば20cc吐出する。吐出終了時
刻t12より期間W12（たとえば３秒）だけ放置し、時刻t1
3から基板12を回転させる。

基板12は回転数R11（たとえば200rpm）で回転され、吐
出されたレジスト液が基板12上で塗り拡げられる。この
定常回転期間中の時刻t14から、第１吐出ノズル16を用
いて洗浄剤を期間W13に亘って連続吐出する。このよう
な第１吐出ノズル16からの洗浄剤によって、回転数R11
で回転される基板12から飛散するレジスト液が基板12の
裏面に付着した場合、これを有効に除去できる。ただ
し、その除去できる範囲は従来例と同じく、第２図に示
されるように仮想内接円l11と円l12との間の領域であ
り、第１吐出ノズル16のみでは仮想内接円l11より半径
方向外方部分は有効な除去は行われない。

次に基板12の回転数をR12（たとえば30rpm）に減少し、
減少後の時刻t15から期間W14（たとえば６秒間）にわた
って第２吐出ノズル17を用いて間欠的な吐出動作を行
う。すなわち基板12の仮想内接円l11より外方部分の１
つが第２図に示されるように第２吐出ノズル17に臨む位
置に到達したとき、第２吐出ノズル17からたとえば0.2
秒間吐出動作が行われる。次に基板12が回転して、前記
仮想内接円l11より外方の部分が第４図に示されるよう
に第２吐出ノズル17には臨んでいない位置に到達してい
るとき、たとえば0.3秒間吐出動作を停止する。基板12
の１回転当り、このような間欠動作がたとえば４回行わ
れることになる。

このような第１および第２吐出ノズル16,17の作用によ
り、基板11の円l12より半径方向外方側全体にわたって
洗浄剤が行き渡り、裏面に付着したホトレジスト液を溶
解した後、空中に飛散することになる。なお、前記回転
数R12では上記種類の洗浄剤は、前記裏面に保持され、
裏面は洗浄剤で濡れた状態である。

次に、第２吐出ノズル17の吐出動作を時刻t16で終了
し、期間W15（たとえば１〜２秒）放置後の時刻t17か
ら、均一なホトレジスト膜厚を得るために基板12を回転
数R13（たとえば1000rpm）で高速回転する。このとき飛
散したレジスト液の飛沫が基板12裏面に付着するが、該
裏面は前述したように洗浄剤で濡れた状態であり、付着
したレジスト飛沫は溶解される。また前記回転数R13の
高速回転の期間亘って、洗浄剤はレジスト飛沫を有効に
溶解しつつ空中に飛散する。その後、時刻t18で第１吐
出ノズル16の吐出動作が終了し、時刻t19で基板12の回
転が停止し、レジスト液の塗布動作は終了する。

以上のように本実施例では、ホトレジストがスピン方式
にて塗布される基板12が、たとえば矩形板状のガラス基
板であっても、その裏面がホトレジストによって汚染さ
れる事態を有効に防止することができる。また本実施例
の作用効果は、基板12が大形化するほどに、より効果が
顕著である。

本発明の対象となる基板は、液晶表示装置に用いられる
ガラス基板に限らず、各種印刷配線基板などについても
有効に実施される。また塗布剤および洗浄剤は上記材料
に限るものでないのは勿論である。

本発明では、基板12は、前述の実施例ではたとえば矩形
形状であるけれども、このような形状に限らず、回転部
剤である真空チャック13の回転軸線に垂直な仮想平面上
への基板１の投影図形の外形が、周方向に回転軸線から
異なる距離にある形状を有する基板12に、本発明は実施
することができる。

また第１および第２洗浄ノズルを用いて基板の表面に液
体材料を塗布する使用例も本発明の精神に含まれるもの
である。

発明の効果以上のように本発明に従えば、第１洗浄ノズルは回転軸
線に関する基板周縁の最小半径距離より半径方向内方側
に洗浄剤を連続的に吐出する。したがって前記最小半径
距離より内方側は有効に洗浄される。一方、前記最小半
径距離より外方側には、第２洗浄ノズルに臨む期間内の
み、間欠的に洗浄剤を吐出する第２洗浄ノズルによって
洗浄剤が吐出されるので、このような最小半径距離より
外方部分が周方向に沿って間欠的に存在する場合、有効
に洗浄作用を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のスピンコータ11の縦断面
図、第２図は基板12の平面図、第３図は本実施例の動作
を説明する断面図、第４図は基板12が角変位した状態の
平面図、第５図はスピンコータ11の動作を説明するグラ
フ、第６図は典型的な従来例のスピンコータ１の断面
図、第７図は基板３の平面図、第８図スピンコータ１の
動作を説明するグラフである。 11……スピンコータ、12……基板、13……真空チャッ
ク、14……容器、15……レジスト吐出ノズル、16,17…
…吐出ノズル

───────────────────────────────────────────────────── 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Ｇ０３Ｆ 7/16 ５０１Ｈ０１Ｌ 21/027

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板（12）に塗布剤を吐出する塗布剤吐出
ノズル（15）と、前記基板（12）を支持して回転駆動する回転部材（13）
と、基板（12）と回転部材（13）とを収納する収納容器（1
4）と、前記基板（12）に関して塗布剤吐出ノズル（15）と反対
側に設けられ、前記回転部材（13）の回転軸線の半径方
向に沿って間隔をあけて配設される第１洗浄ノズル（1
6）および第２洗浄ノズル（17）とを含み、第１洗浄ノズル（16）は、前記回転軸線に関する基板
（12）周縁の最小半径距離より半径方向内方に配置され
て洗浄剤を連続的に吐出し、第２洗浄ノズル（17）は、前記最小半径距離よりも外方
に配置され、基板（12）の最小半径距離より外方部分が
第２洗浄ノズル（17）に臨む期間内のみ、間欠的に洗浄
剤を吐出するものであることを特徴とする塗布装置。