JPH0478467A - 回転式塗布装置 - Google Patents

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−Ｌの利用分野〉 本発明は、液晶表示パネル用のガラス基板、半導体ウェ
ハ、半導体装置製造用のマスク基板などの基板の表面に
フォトレジスト液などの塗布液を薄膜状に塗布する際に
用いる回転式塗布装置に関する。

〈従来の技術〉 回転式塗布装置は、基板を回転することによって、基板
−トヘ供給した塗布液を遠心力で基板上で拡散流動して
、塗布するものであるが、角形基板では、基板角部で他
より膜厚が厚くなる傾向がある。

それは、角形基板は、その角部が風切りして回転するた
め、角部では他より風を強く受け、塗布液の溶削成分の
蕩発が促進され、塗布液の粘度が上がり、遠心力による
拡散流動が弱まるからである。また、丸形であっても、
大きくなるほど半径方向の内と外での回転の周速度の差
が著しくなるため、大形基板においては、周縁部での膜
厚増加の傾向が無視できなくなる。

このような角形基板や大形基板における問題に対処した
回転式塗布装置としては、（１）特公昭５７−４８９８
０号公報、（２）特公昭５Ｂ−４５８８号公報、あるい
は（３）特開平１−１３５５６５号公報で示されるよう
に、回転台上に水平に搭載した基板を、これを外囲する
回転容器と共に同期して回転させ、基板上に供給された
塗布液を遠心力によって拡散流動させて基板上面に薄膜
を塗布形成するものが知られている。

上記従来例（１）（２）　（３１は、いずれも回転する
容器内に基板を気密ないし略気密に囲って、容器ごと基
板を回転し、塗布液を回転塗布することによって、回転
塗布される基板を塗布液溶剤の雰囲気下に置き、基板角
部のように他より風を強く受ける部分でも、溶削成分の
気化が部分的に促進するのを阻止し、風のために膜厚が
厚くなって不均一になるのをある程度抑制することがで
きるという効果があるが、まだ次のような質点がある。

■　すなわち、上記各従来例は、回転容器が気密ないし
略気密状に基板を囲って回転塗布するため、回転によっ
て発生した塗布液ミストが回転容器内に漂って、基板の
表面および裏面を汚染するという不都合がある。

■　従来例（１）や（２）の作用は、基板周囲を、基板
と同期回転する回転容器で気密に取り囲むことにより、
基板周囲に「塗布液溶剤の均一な雰囲気」を作り、これ
によって塗布液？ｆＪ荊の部分的な気化促進等を防止し
、もって、均一なｌｌｌ厚を得ようとするものであるの
で、回転容器への基板出し入れ作業の不手際等によって
、回転容器の閉しか不完全であるか、あるいはパツキン
等に不良があると、その影響によって均一な塗布液の塗
布が困難になるという問題点がある。

■　また、従来例（３）は、従来例（＋１や（２）が、
回転容器に余剰塗布液を貯留するため、連続的に処理す
るのに不向きである点を、回転容器の底部に余剰塗布液
排出用の小孔やチューブを設けることで対処したもので
あるが、かかる小孔やチューブの開口面積が小さければ
余剰塗布液の排出が不充分となって容器内ミストが増え
、逆に開口面積が大きいと容器内の溶剤雰囲気の分布に
ムラが生し、これによって膜厚ムラが生じやすくなる。

そこで、本出願人は平成２年６月２６日付けの特許出Ｉ
Ｉ（発明の名称ｒ回転式塗布装置１）で、上記の問題点
を解決した装置を提案している。

第６図は、その提案した回転式塗布装置の要部の縦断面
を示しており、基板１の外形を越える大きさを有し、基
板１を水平支持した状態で回転させる回転台２と、この
回転台２上に支持された基板１の上面と所定の小間隔を
もって平行に配備されるとともに、基板の外形を越える
大きさを有し、かつ、回転台２と一体に回転される上部
回転板３とを備え、前記回転台２と上部回転１３との間
に形成された偏平な塗布処理空間Ｓの外周縁を開放して
余剰塗布液の飛散流出を可能に構成したものである。

この回転式塗布装置は、基板１が収納される偏平な塗布
処理空間Ｓの空電を縦軸心２周りに回転する回転台２と
上部回転板３とで持ち回り回転させることによって、基
板１の周縁による風切り現象を抑え、基板周縁付近での
塗布ムラの発生を防止できよう考慮されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記構成の回転式塗布装置を更に検討し
ていった結果、次のような新たな課題が判明した。

すなわち、上記構成の装置においては、回転する基板ｌ
の周縁にまで流動拡散して塗布処理空間Ｓの外周部に飛
散した余剰塗布液ミストの一部が外方に流動することな
く浮遊滞留し、その一部が塗布処理空間Ｓの中心側に逆
流して基板表面に付着することがあり、改良の余地があ
ることが判明した。

本発明は、先の提案構造に改良を加えることで、余剰塗
布液のミストが逆流することなく塗布処理空間の外周縁
から円滑に流出させるようにして、塗布液ミストの基板
表面への付着を防止することを目的とする。

〈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、本発明は
、先にＨＩＫした回転式塗布装置の基本構成に加えて、
前記基板をその全周において外囲する円形リング状の周
壁部材を、回転台およびＥ部面転板と一体に回転させる
よう配備するとともに、この周壁部材の内周面を上拡が
り傾斜の円錐面に形成し、かつ、少なくとも周壁部材の
上面と上部回転板との間に余剰塗布液流出用の小間隔を
形成した。

〈作用〉 本発明の構成によると、基板をその全周において外囲す
る円形リング状の周壁部材を設置するので、基板から飛
散して上部回転板と周壁部材との小間隔を通って排出さ
れた余剰塗布液ミストは、上部回転板と基板との間に形
成される塗布処理空間へ逆戻りすることが阻止される。

ただし、かかる周壁部材を設置するに際して、配慮すべ
きことは、周壁部材が、余剰塗布液ミストの排出の妨げ
にならないことである。

その点に関して、本発明の構成によると、周壁部材の内
周面は上拡がりに傾斜する円錐面に形成されていること
が、以下のような作用を発揮する。

第４図に示したように、回転する基板１の周縁から流出
飛散した余剰塗布液は１周壁部材２４の内周面２４ａに
勢いよく当り、一部は内周面２４ａに付着するが、残り
の部分は、内周面２４ａに当たって砕は散るように反射
する。なお、内周面２４ａに付着した部分は、内周面２
４ａが傾斜しているため、矢印Ｒで示すように、遠心力
の作用で内周面２４ａに沿って半径方向外側へ流動して
、上部回転板３と周壁部材２４の上面との間の小間隔２
５を通って外側に排出されて行く。

他方、内周面２４ａに当たって砕は散るように反射した
部分は、内周面２４ａが上拡がりに傾斜する円錐面に形
成されているため、はとんどが上方へ飛び散るので、上
部回転板３の下面に付着し、余剰塗布液飛散粒子の集合
体Ｒ，ができる。かかる集合体Ｒえは、ある程度以上大
きくなると重たくなって、重量による下向きの力が上部
回転板３への粘着力を弱め、移動し昌くなって遠心力に
よって半径方向外側へ移動し、上部回転板３と周壁部材
２４との小間隔２５を通過して排出されて行く。

因みに、前記周壁部材２４の内周面２４ａを、第５図に
示すように、下向き傾斜の円錐面に設定するとともに、
周壁部材２４の下面と回転台２との間、および周壁部材
２４の上面と上部回転板３との間に小間隔２５を形成し
た場合には、基板１の周縁から流出飛散した余剰塗布液
のうち、内周面２４ａに当たって砕は散るように反射し
た部分は、内周面２４ａが上拡がりに傾斜する円錐面で
あるため、はとんどが下方へ飛び散るので、回転台２に
付着し、余剰塗布液飛散粒子の集合体Ｒｖができる。か
かる集合体ＲＶは、重力による下向きの力が回転台２へ
の粘着力を強め、ますます回転台２に粘着して、ますま
す移動し難くなって溜まる。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図ないし第４図に本発明に係る回転式塗布装置の一
実施例を示す。

この回転式塗布装置は、角形の基板１を搭載して縦軸心
Ｐ周りに水平回転する回転台２と、その上方において回
転台２と平行に設置されて回転台２と一体に回転する上
部回転板３と、この上部回転板３を支持する上部支持板
４と、これら回転部材の下方及び周辺部を外囲するよう
に固定配置された廃液回収ケース５と、縦向き回転軸と
しての出力軸６を立設したモータ７とを備えている。

このモータ７はベース板８上に備えたブラケット９に連
結支持されていて、縦向き回転軸６に回転台２の中央ポ
ス１０が上方から外嵌されて、回転軸６に備えた駆動ピ
ン６ａをボス１０の切欠き１０ａに係合させて回転伝達
が行われるようになっている。

回転台２は、基板１の外形形状より充分大きい外径の円
板として構成されていて、その上面に立設した多数の基
板支持ピン１）群上に基板１が水平に搭載支持されるよ
うになっている。また、回転台２上には基板１の四隅に
係合する一対づつの保合ピン１２が４組設けられていて
、これらピン１２によって基板１が回転台２と一体に水
平回転される。

なお、第２図中に示すように、係合ピン１２には基板１
の端縁を損傷しないように樹脂製のカラー１３が外嵌さ
れている。

また、回転台２の外周上面には、回転台２と同外径のス
ペーサリング１４およびリングプレート１５が半径方向
量し場所に複数箇所で連結されるとともに、このリング
ブレーＨ５に前記上部支持板４がノブボルト１６を介し
て着脱自在に装着され、土部支持板４を取り外すことで
、リングプレート１５の中央関口から基板１を出し入れ
することができるようになっている。なお、上部支持板
４材の中央上面には着脱用の把手１７が備えられている
。

前記スペーサリング１４は、その内周面１４ａが上拡が
り傾斜の円錐面に構成されたものであり、連結ボルト１
日に外嵌した上下の座金１９の厚さに相当する廃液流出
用の間隔２０が上下に形成されている。

前記上部回転板３は基板ｌの外形形状より大径の円板に
構成されて、前記上部支持板４の下面にカラー２１を介
してボルト連結されている。なお、基板１と上部回転板
３との間隔、すなわち基板１の一ト面と上部回転板３の
下面との間隔は５．どんなに大きな基板でも５０ｍ−以
下であり、基板１の反り等の各種事情を考慮して許せる
限り狭い間隔がよく、例えば３００　ａｍ角の基板では
、実用上望ましい間隔は１０−前後である。

前記廃液回収ケース５の底部は絞り込まれ、その下端に
廃液排出口２２が形成されるとともに、周方向の複数箇
所には塗布液から華発した溶削ガスや塗布液ミストを排
出する排気口２３が形成されている。

更に、前記回転台２１には、搭載支持された基板ｌを外
囲するように円形リング状の内壁部材２４が回転台２と
同心円状に取付けられている。この周壁部材２４は、そ
の内周面２４ａが上拡がり１頃斜の円錐面に構成され、
かつ、周壁部材２４の上面と上部回転板３との間に余剰
塗布液流出用の小間隔２５が形成されるとともに、周壁
部材２４が連結部位の座金２６の厚さだけ浮上されて、
周壁部材２４と回転台２との間にも小間隔２５が形成さ
れている。

本発明の回転式塗布装置は以上のように構成されたもの
であり、塗布処理に際しては、先ず」一部支持板４を取
り外して基板１を回転台２の基板支持ヒン１）群りに所
定の姿勢で搭載セントする。

次に、図示しない塗布液供給ノズルを基板１の中央上方
に移動させ、所定量の塗布液を滴下供給する。

その後、上部支持板４をリングプレート１５上に装着固
定した上でモータ７を起動して回転台２、上部支持板４
、上部回転板３および基板１を一体に水平回転させる。

この回転によって基板１上の塗布液は遠心力によって外
方に拡散流動して基板ｌ上面に薄く塗布される。

この場合、回転台２と上部回転板３との間に形成された
偏平な塗布処理空間Ｓの空気層も一体に回転し、基板ｌ
上に気流が発生しない状態で塗布液の拡散流動が行われ
る。

基板１上を流動して外周に到達した余剰塗布液は基板１
周縁から流出し、塗布処理空間Ｓの外周全域から飛散し
てゆく、そして、飛散した塗布液は、主として周壁部材
２４の内周面２４ａに沿って上方に流れ、上側の小間隔
２５を通って外方に流出し、内周面２４ａとの反射によ
って下方に飛散した一部の余剰塗布液も自重で内周面２
４ａあるいは回転台２上に落下し、遠心力によって外方
に流動し、上下の小間隔２５より排出されてゆく。

そして、周壁部材２４の外方に出た余剰塗布液は、スペ
ーサリング１４の上下に形成されている間隙２０を遣っ
て廃液回収ケース５内に流出して回収される。

なお、本発明は、次のような形態で実施することもでき
る。

０）　前記周壁部材２４を回転台２上に直接取付けて、
上側の小間隔２５だけを形成する。

（２）前記周壁部材２４を上部回転板３の下面に小間隔
２５をもって取付ける。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明の回転式塗布装置によれば
次のような効果をもたらす。

（１〕　　回転する基板の周縁から飛散した余剰塗布液
は直ちに基板を外囲している周壁部材の円錐形の内周面
に沿って流動し、基板の外周付近に長くとどまることな
く円滑に周壁部材の外方に流出することになり、ミスト
状で浮遊する余剰塗布液が基板に付着することがなくな
った。

（２）余剰塗布液の排出を案内する周壁部材の内周面を
上拡がり傾斜の円錐面にしたので、内周面に当たって砕
は散るように反射した余剰塗布液の飛散粒子は、上方へ
飛散するので、上部回転板の下面に付着し、それらの集
合体は、ある程度以上大きくなると重たくなって、重力
による下向きの力が粘着力を弱め、移動し易くなって遠
心力によって半径方向外側へ移動し、上部回転板と周壁
部材との小間隔を通過して排出される。そのため、Ｌ前
回転板等に余剰塗布液飛散粒子の集合体が形成されても
、ただちに排出され、基板の汚染が解消される。また、
周壁部材の内周面に当たった余剰塗布液は上方へ反射す
るので回転台に余剰塗布液の飛散粒子が付着することも
、はとんどない。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の実施例を示し７、第１図
は回転式塗布装置全体の縦断面図、第２図は要部の拡大
縦断面図、第３図は要部の一部切り欠き平面図である。 第４図は本発明に用いる周壁部材の余剰塗布液案内機能
を示す要部の拡大断面図、また第５図は比較例の周壁部
材による余剰塗布液案内機能を示す要部拡大断面図であ
る。また第６閏は先願装置の要部を示す縦断面図である
。 １・・・基板　　　　　　２・・・回転台３・・・上部
回転台　　　２４・・・周壁部材２４ａ・・・内周面（
上拡がり傾斜の円錐面）Ｓ・・・塗布処理空間 出願人　大日本スクリーン製造株式会社代理人　弁理士
　　杉　　谷　　　勉

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板の外形を越える大きさを有し、基板を水平支
   持した状態で回転させる回転台と、 この回転台上に支持された基板の上面と所定の小間隔を
   もって平行に配備されるとともに、基板の外形を越える
   大きさを有し、かつ、回転台と一体に回転される上部回
   転板とを備え、 前記回転台と上部回転板との間に形成された偏平な塗布
   処理空間の外周縁を開放して余剰塗布液の飛散流出を可
   能にした回転式塗布装置であって、前記基板をその全周
   において外囲する円形リング状の周壁部材を、回転台お
   よび上部回転板と一、体に回転させるよう配備するとと
   もに、この周壁部材の内周面を上拡がり傾斜の円錐面に
   形成し、かつ、少なくとも周壁部材の上面と上部回転板
   との間に余剰塗布液流出用の小間隔を形成したことを特
   徴とする回転式塗布装置。