JPH01135564A - 塗布装置 - Google Patents

塗布装置

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JPH01135564A
JPH01135564A JP62295903A JP29590387A JPH01135564A JP H01135564 A JPH01135564 A JP H01135564A JP 62295903 A JP62295903 A JP 62295903A JP 29590387 A JP29590387 A JP 29590387A JP H01135564 A JPH01135564 A JP H01135564A
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cup
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spin head
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Kazuyuki Kawakami
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Tatsumo KK
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/16—Coating processes; Apparatus therefor
    • G03F7/162—Coating on a rotating support, e.g. using a whirler or a spinner
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/02—Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface ; Controlling means therefor; Control of the thickness of a coating by spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to the coated surface
    • B05C11/06—Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface ; Controlling means therefor; Control of the thickness of a coating by spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to the coated surface with a blast of gas or vapour
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はレテイク〃及びフォトマスクなどの製造に用い
られるフォトマスク基板(以下基板という)又は液晶デ
イスプレィに用いられるガラス基板のパターンを形成す
る#膜上に塗布液(塗布拡散剤、ホトレジスト液)を塗
布する装置に関し、特に塗布液の膜厚を均一にするため
の塗布装置に関するものである。
(従来技・術イと、伺趙点) 塗布液の塗布作業゛には一般にスピンドル上面へ載置し
た基板中心部に塗布液を所定厚さに塗布するいわゆるス
ピン処理法が用いられるが、塗布の厚さを均一にするこ
とが特に大変困難である。
第1図は従来装置を示す模式断面0図であって、lはス
ピンドル、2は該スピンドルの載置合板上に載置した被
塗布体(基板)、8は塗布液を滴下するノズμ管、4は
スピンドルを回動させ右駆動モーター、i及び6はスピ
ンド〃の載置台板周辺に塗布液が飛散することを防止す
るためのカップと排液パイプであって、基板2に塗布液
fをスピン処理法で塗布する作業順序は次の通シである
。
スピンド/L/10載置合板(スピンヘッド)la上に
基板2を載置し、これを真空吸引手段などにより固定す
ると共に、基板2が静止している状態でノズμ管8から
塗布液fを基板2中心部へ滴下する。その後スピンド/
L/1を駆動モーター4で低速回転(例えば約tooo
 rp%m)させ、基板2上にある塗布液を表面・全体
に広げ、続いて基板2を所定の高速回転(例えば約50
0Or、 p、 m )せしめ、余分な塗布液を被塗布
体の周辺へ飛散させて被塗布体上の塗布液の厚さを所定
の厚さ(例えば約1μm)にする。
このようにして突流した塗布膜を子細に観察すると表面
に回転方向のうねシ、所謂脈理の存在が認められ、この
脈理の高さは凡そ800A°〜500 A’程度にも及
び、塗布膜の厚さIIn’に対して8〜5%にもなる。
所有る脈理の存在ハウエバないし4スクなどに形成する
パターンに影qIを与え、例えば該パターンが線である
場合には該線の巾に太い所と細い所が生じて半導体装置
(デバイス)特性劣化に太きな欠点を有する。
また、上記塗布装置で短形基板に塗布液を塗布した場合
、上記の脈理の外に第2図A(平面図)、β(断面図)
、に示す如く塗布液の膜厚が円状領域S1内に於いては
はソ均一であるが、その円状領域S1より周辺部の四隅
領域Stに於いては、塗布液fの膜厚が不均一で且つ異
常に厚くなったシする。
とζろで基板2上のパターン形成のための有効領域Ss
は最近益々広くなっておシ、これを四隅領域S2の部分
に至るまで塗布液の膜厚を均一化することは極めて困難
な問題となっている。この理由は塗布液表面のうち、周
辺部分が回転によって発生する風の影響を受けその周辺
部分から乾燥し始めて粘度が高くな〕、その結果周辺部
分のレジストが先に固化するものとなるからであシ、こ
れは大型基板になればなる程この影響は大となる。
第3図は上記に於ける気流発生の状態を図示したもので
あって、カップ内の気体に粘性が存在するため、スピン
ヘッドが回転するさいカップ内の気体もスピンヘッドの
回転方向と同方向に回転し、その気体の回転速度が場所
によって異なるものとなるのであシ、即ちスピンヘッド
の近傍の気体はスピンヘッドの回転速度に近い回転速度
で回転し、スピンヘッドから遠ざかるに従って回転速度
が遅くなシ、このように場所によって気体の回転速度が
異なると、スピンヘッド附近は低圧となシ、スピンヘッ
ドから遠ざかると高圧となる圧力勾配が生じ、矢印■0
の如くカップ内側壁の内面付近からスピンヘッドに気体
が流れ込み、このための渦気流によってカップ側壁又は
カップ底部では跳ね返された塗布液粒子が気流に乗って
基板付近に運ばれて再付着するものとなる。
特に矩形基板の場合は塗布液表面の周辺部分(四隅)が
回転によって発生する渦気流の彫りを受け、その周辺部
分の塗布が固定化してエツジ部分に盛シ上るものとなる
のであって、基板表面全体を均一な膜厚に塗布すること
は困難となる。
最近、塗布液膜厚を均一化する方法として第4図に示す
如き塗布装置がある。これはスピンヘッドla上に載置
した基板2の周縁部(全周)近傍へカップ5を配置し、
該カップ5底部に排気バイブロ及びその排気駆動系7で
構成してアシ、スピンヘッドla上の基板2が回転する
ことにより生ずる圧力差(スピンヘッド近傍が低圧、遠
ざかるに従って高圧)によって、カップ5内に発生する
渦気流を基板20周縁部近傍に配置したカップにより強
制排気して取ることにより防止するものである。
ところで、この装置では第8図に説明した渦気流を阻止
するような排気を取るためには大風量(排気駆動系の大
形化)を必要とすると共に構造上排気ロスが大きく排気
効率が悪いため、基板全周から均一な排気を取ることは
難しい。また、基板表面の塗布膜に影9Iを与えないよ
うな排気を取ることも難しく、畢意均一な塗布膜を形成
することが困難である。
(問題点を解決するための手段) 本発明は上記問題点を解決せんとするものであって、そ
の特徴とするところはスピンドル上部に基板載置台を形
成し、該上面部の中央部に対し、基板よ)大なる透孔を
穿設すると共に、一定高さを有する周側壁面には排気孔
の穿設された気流制御椀体を配設し、両者を一体回動す
るようなさしめるのほか、ドーナツ状で上記スピンチャ
ック及び気流制御椀体を中心内部で包むようになしたカ
ップを配設し、該カップ内周面には気流制御椀体の周側
壁面高hよりも稍々大なる寸法の排気孔を穿設し、且つ
該カップ底部は排気ファンを備えたパイプと連結させた
構成とする。
以下、本発明装置は次の*m例によって具体的に説明さ
れる。
(実施例) 第5図は装置の縦断面図、第6図は本例で使用されるス
ピンヘッド斜視図である。
本発明装置は上記図面で見られる構成であって、即ちス
ピンヘッド1aは基板2よF)M昏易襄、大きくなる平
面板jに形成すると共に、該板上には天板mが平面板澹
と同形で且つ一定高さを有する周側壁面nの複数箇所に
は門型スリヅ)9a、91)・・・の穿設された気流制
御体10を一体に止着させるようになすのであル、この
さい天板mの中心部には基板2の寸法径より大なる径の
開口8が穿設されてなる。
一方、カップ5はドーナツ状で上記スピンヘッド1a及
びこれと一体となした気流制御体lOの周側壁面高hよ
りも大なる吸気孔11を穿設すると共に、底部には排気
及びレジスト残液を排出案内するためのパイプ12が取
付けてあシ、該パイプ12は排気ファン13と連結ド1
a中夫の真空吸着部に基板2を載置すると共に、基板2
上に塗布液fを滴下し、スピンヘッド1a及び基板2を
高速回転させるのであシ、これにより余分な塗布液は遠
心力で気流制御体10の°門型スリツ)9a、9b・・
・を通ってガング5内に飛散し、基板2上には塗布液連
鋳が形成される。
とのさい、第8図で説明した基板2周辺に発生する渦気
流■Oはスピンヘッドが気流制御体10と一体形成され
てな)、且つ基板2と同期、::シて1回転すると共に
、スピンヘッドを中心で包み込むように吸気孔11を持
ったカップ5によって強制排気が行われることから、従
来に於ける如き渦気流のOの発生を皆無ならしめること
のできるものである。
なお、本発明装置によればスピンヘッドを構成している
気流制御体10の吸気孔11を通じて行われるのであえ
、このため小風諌で行われるため、均一な排気コントロ
ー〃ができるものとなシ、基板2表面の塗布液膜に影響
を与えない排気を可能ならしめるものとなった。
(実施例2) 上記実施例では気流制御体10t−スピンドル1のスピ
ンヘッドと一体構成となしたものについて説明したが、
第7図はスピンド/l/1と気流制御体10とを分離可
能となしたものであ)、即ちスピンド/I/1を流体シ
リンダー14の作動で一定高さ範囲の昇下降を行わしめ
、その上昇限でスピンヘッド1aに対する基板2の着脱
を、下降限で塗布液処理が行われるようになすのであシ
、このさいスピンド/L’1.!:気流制御体10との
脱着操作はスピンド/I/1軸部へ弾撥的に内部させた
鉤片pが気流制御体10の内周面に穿設した透孔Wと適
宜係合することにより打われる。なお、15.16.1
7及び18はスピンドlv1を駆動させるためのモータ
ー及び歯車機構であシ、その他の構成は前例の場合ど変
シがない。
本例では基板の脱着操作を基板の搬送ライン上で行うこ
とができることから自動化作業を能率的に行う上で優れ
たものとなる。
(発明の効果) 本発明は以上の如くスピンヘッド上面に気流制御体10
t−取付け、ると共に、これを中心部で包むようにして
ドーナツ状のカップ5が設けであることにより、塗布液
を@転堕布する時に飛散する塗布液粒子の跳ね返り・や
同時に発生する渦電流の発生が皆無となシ、また均一な
排気と相俟って基板表面に於ける回転方向のうねシ即ち
脈理などを効果的に防止し、基板表面の塗布膜厚の均一
化処理と生産性向上に寄与すること大ならしめるもので
ある。
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来装置を示す模式断面図、第2図は基板に対
する塗布稜形成状態を示すものでAは平rTJ図、Bは
断面図、第3図は容器内に於ける気流発生状態を示すも
のでAは平面図、Bは断面図、第4図は従来装置の他の
例を示す部分断面図、第5図は本発明装置の部分断面図
、第6図は同スピンヘッド部の部分斜視図、第7図は他
の例の部分斜視図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)スピンドル上部に基板載置台を形成し、該上面部
    の中央部に対し基板より大なる透孔を穿設すると共に、
    一定高さを有する周側壁面には排気孔の穿設された気流
    制御椀体を配設し、両者を一体回動するようなさしめる
    のほか、ドーナツ状で上記スピンチャック及び気流制御
    椀体を中心内部で包むようになしたカップを配設し、該
    カップ内周面には気流制御椀体の周側壁面高hよりも稍
    々大なる寸法の排気孔を穿設し、且つ該カップ底部は排
    気ファンを備えたパイプと連結したことを特徴とする塗
    布装置。
JP62295903A 1987-11-23 1987-11-23 塗布装置 Granted JPH01135564A (ja)

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