(57)【要約】【課題】基板上に異物が付着することを防止する。【解決手段】基板１１に液体を塗布して極薄膜を形成した後に、インナーカップ１２の内部の気体が、インナーカップ１２に設けられた隙間δを通してアウターカップ１３に排出され、上アウターカップ１３ａに設けられた気圧調整開放機構１６を駆動して貫通口１５が閉じられ、インナーカップ１２及びアウターカップ１３の内部の気体が、下アウターカップ１３ｂに設けられた排気口１４から排出され、インナーカップ１２及びアウターカップ１３の内部を減圧乾燥して液体の溶剤分を蒸発させることにより、基板１１に塗布した液体を硬化させる回転式塗工装置１０を構成した。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を滴下した基板を支持して回転する第１の容器と、
前記第１の容器を囲み、前記基板の回転により前記基板上から飛散した液体の外部への飛び出しを防止する第２の容器と、
を備え、前記基板上に前記液体を極薄膜状に塗布する回転式塗工装置であって、
前記第１の容器に設けられた気体流通部と、
前記第２の容器に設けられ、前記気体流通部を通して気体を放出させて、前記第１の容器内を減圧乾燥し、前記液体を硬化させる硬化手段と、
を備えたことを特徴とする回転式塗工装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回転式塗工装置において、
前記硬化手段は、
前記第１の容器内の気圧を調節する気圧調節部と、
前記第１の容器内の気体を排出する排気部と、
を備えたことを特徴とする回転式塗工装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の回転式塗工装置において、
前記硬化手段による硬化後に、前記基板上に乗った異物を除去する異物除去手段を備えたこと、
を特徴とする回転式塗工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体を滴下した基板を支持して回転する第１の容器と、基板の回転によって飛散する液体が外部へ飛び出すのを防止するために第１の容器を囲む第２の容器と、を備えた回転式塗工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カラーフィルタなどの製造ライン等において、薄く均一な塗装面を得るために、スピンナ又はホエラといわれる回転式塗工装置が用いられる。
また、半導体製造のフォトリソグラフィ工程において、シリコンウエハ、ガラス等の平坦な基板にフォトレジスト等の液体を滴下し、基板を回転させることにより滴下した液体を極薄膜状に広げ、基板表面に数ミクロン位のフォトレジスト膜等を均一に形成するために、回転式塗工装置が用いられている。
【０００３】
図４は、従来の回転式塗工装置の構成及び動作を示す断面図である。
従来の回転式塗工装置１１０は、基盤１１１を上下から覆うインナーカップ１１２と、インナーカップ１１２を覆うアウターカップ１１３と、を主要部として備えている。
【０００４】
インナーカップ１１２は、基板１１１を載せて、基板１１１と共に回転するカップであり、上インナーカップ１１２ａと下インナーカップ１１２ｂとから構成される。
上インナーカップ１１２ａと下インナーカップ１１２ｂの間は、基板１１１に塗布するときには、端部円周上の数ヶ所に設置されたスペーサ１１９により、周辺部の開口の高さが通常１〜２ｍｍ程度に小さく保たれて閉じられ、基板１１１を出し入れするときには、上インナーカップ１１２ａが上昇することにより開かれるようになっている。
【０００５】
上インナーカップ１１２ａの上面には、中空形状をした上回転軸１２１が取り付けられ、下インナーカップ１１２ｂの下面には、下回転軸１２２が取り付けられる。上回転軸１２１の内側面には、ベアリング１１８が設けられ、ベアリング１１８の中に固定軸１１７が通されている。
【０００６】
下インナーカップ１１２ｂは、図示しない駆動機構に接続されており、塗布動作中は回転動作をしている。また、上インナーカップ１１２ａは、スペーサ１１９を介して下インナーカップ１１２ｂから駆動力が伝達されて回転する。インナーカップ１１２は、このスピン回転の遠心力により、基板１１１上に滴下した液体を基板１１１の表面に極薄膜状に広げる。
【０００７】
アウターカップ１１３は、インナーカップ１１２を囲って設置された回転しないカップであって、主として、遠心力によりインナーカップ１１２から飛散する液体を、外部に飛び出さないようにするためのものであり、上アウターカップ１１３ａと下アウターカップカップ１１３ｂとから構成される。
上アウターカップ１１３ａと下アウターカップ１１３ｂの間は、基板１１１を塗布回転するときには、閉じられ、基板１１１を出し入れするときには、上アウターカップ１１３ａが上昇することにより開かれる。
【０００８】
上アウターカップ１１３ａは、外気をアウターカップカップ１１３の中へと導入可能な貫通口１１５が設けられており、下アウターカップカップ１１３ｂは、アウターカップカップ１１３の内部に浮遊する異物を混在する気体を外部へ排出する排気口１１４が設けられている。
【０００９】
アウターカップ１１３は、スピン回転中に、遠心力によって基板１１１から飛散した液体を回収するために、そのインク微粒子を、貫通口１１５から流れ込む外気に混じらせ、このインク微粒子が混在する気体を、ブロア等を使用して排気口１１４から排出する。
なお、図４では、スピン回転を与える駆動装置、空気吸引装置、カップ開閉装置など、容器以外のものは省略している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来のスピンコータ１１０は、図４（ａ）に示すように、塗布動作が終了してインナーカップ１１２の回転が停止すると、図４（ｂ）に示すように、インナーカップ１１２とアウターカップ１１３が上下に分かれて開放動作を開始し、上インナーカップ１１２ａが上昇した体積分の外気が、基板１１１上へと流れ込むようになっていた。
即ち、外部より吸いこまれた空気は、図４（ｂ）の矢印Ｅに示すように、スピン回転終了後のカップ１１２，１１３の開放による気流となって、基板１１１の液体塗布面上に流れ込むようになっていた。
【００１１】
クリーンルーム等の発塵量の少ない環境においても、完全に異物が浮遊するのを防止することは困難である。吸い込まれた空気に異物が浮遊して混じっていたり、凝固感材がアウターカップ１１３に付着していたりすれば、インナーカップ１１２及びアウターカップ１１３を同時に開けると、図４（ｃ）で示すように、開放動作終了時には、この気流に乗って異物１２０又は凝固感材が、インナーカップ１１２内の基板１１１の表面に接近し、基板１１１上の塗布面に触れて付着する。
【００１２】
しかし、スピン回転後の基板１１１上のインキは液体であり、異物が付着すると除去できないから、折角平滑に仕上げた塗布面を汚したまま残ってしまう。そうなると、突起欠陥等の要因になって、製造の歩留まりを低下させるという問題が発生する。
【００１３】
本発明の課題は、基板上に異物が付着することを防止することができる回転式塗工装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前述した問題を解決するために、請求項１に記載の発明は、液体を滴下した基板を支持して回転する第１の容器（１２）と、前記第１の容器を囲み、前記基板の回転により前記基板上から飛散した液体の外部への飛び出しを防止する第２の容器（１３）と、を備え、前記基板上に前記液体を極薄膜状に塗布する回転式塗工装置であって、前記第１の容器に設けられた気体流通部（δ）と、前記第２の容器に設けられ、前記気体流通部を通して気体を放出させて、前記第１の容器内を減圧乾燥し、前記液体を硬化させる硬化手段（１４〜１６）と、を備えたことを特徴とする回転式塗工装置である。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の回転式塗工装置において、前記硬化手段は、前記第１の容器内の気圧を調節する気圧調節部（１５，１６）と、前記第１の容器内の気体を排出する排気部（１４）と、を備えたことを特徴とする回転式塗工装置である。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の回転式塗工装置において、前記硬化手段による硬化後に、前記基板上に乗った異物を除去する異物除去手段（２３）を備えたこと、を特徴とする回転式塗工装置である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面等を参照しながら、本発明の実施の形態を挙げて、詳細に説明する。
図１は、本発明による回転式塗工装置の実施形態を示す斜視図である。図２は、本発明による回転式塗工装置の実施形態を示す断面図である。図３は、本発明による回転式塗工装置の実施形態の構成及び動作を示す断面図である。
【００１８】
回転式塗工装置１０は、第１の容器としてのインナーカップ１２と、第１の容器を囲む第２の容器としてのアウターカップ１３と、を備えている。
【００１９】
インナーカップ１２は、液体を滴下した基板１１を支持して回転するカップであり、上インナーカップ１２ａと下インナーカップ１２ｂとから構成されている。上インナーカップ１２ａと下インナーカップ１２ｂは、基板１１の出し入れのために上下に分離自在に構成されており、基板１１は、下インナーカップ１２ｂに載せられる。
【００２０】
上インナーカップ１２ａと下インナーカップ１２ｂの間は、円周上の数ヶ所にスペーサ１９が設けられて開口されており、インナーカップ１２の内外で気体が流通できるように、スペーサ１９によって気体流通部である隙間δが設けられている。
塗布回転時は、スペーサ１９により隙間δが小さく保持され、基板１１の出し入れ時は、上インナーカップ１２ａが上昇することにより、隙間δが大きくなる。
【００２１】
上インナーカップ１２ａの上面には、中空形状をした上回転軸２１が取り付けて固定され、下インナーカップ１２ｂの下面には、下回転軸２２が取り付けて固定される。上回転軸２１の内壁は、ボールベアリング１８が設けられ、このボールベアリング１８の内側に固定軸１７が通されている。従って、インナーカップ１２は、上回転軸２１及び下回転軸２２と一体となって、固定軸１７を中心として回転できるようになっている。
また、下インナーカップ１２ｂは、図示しない駆動機構に接続されており、塗布動作中は回転動作をしている。また、上インナーカップ１２ａは、スペーサ１９を介して下インナーカップ１２ｂより駆動力を伝達されて回転する。このとき、遠心力により飛散する液体を回転式塗工装置１０の外部に排気するため、約１ｋＰａで排気口１４より排気を行っている。
【００２２】
アウターカップ１３は、インナーカップ１２の外周部に設置された回転しないカップであり、上アウターカップ１３ａと下アウターカップ１３ｂとから構成され、基板１１の出し入れのために上下に分離できるようになっている。
アウターカップ１３は、基板１１の回転により生じる遠心力によって、基板１１上から飛散した液体が、外部へと飛び出すのを防止する防壁の機能を有する。インナーカップ１２と同様に、基盤１１の出し入れ時は、上アウターカップ１３ａが上昇することにより、開口が大きくなる。
【００２３】
また、アウターカップ１３は、上アウターカップ１３ａに貫通している貫通口１５を開閉することにより、内部の気圧を調節する気圧調節部としての気圧調整開放機構１６を備えており、下アウターカップ１３ｂに排気部としての排気口１４を備えている。気圧調整開放機構１６、貫通口１５及び排気口１４は、基板１１上の液体を硬化させる硬化手段を構成する。
【００２４】
気圧調整開放機構１６は、アウターカップ１３の内部の気圧を調整する機構である。また、基板１１を回転塗工しているときは、貫通口１５を所定大きさ開けて、飛散した液体が混在した気体をアウターカップ１３から排出するのに適した気圧調整をし、基板１１に塗布した液体の硬化するときは、貫通口１５を密閉して、減圧乾燥に適した気圧調整をする。
また、気圧調整開放機構１６は、上インナーカップ１２ａと下インナーカップ１２ｂとの間に、隙間δが空いているので、液体の塗布終了後に、基板１１上の液体を硬化するときには、隙間δを通して気体を放出させ、インナーカップ１２の内部の気圧も同時に調整して減圧乾燥する。
排気口１４は、下アウターカップ１３ｂに設けられたエアー排出口であり、液体塗布回転中は、ここから排気を行い、遠心力により飛散した液体を回転式塗工装置１０の外部に排出する。
【００２５】
次に、本実施形態にかかる回転式塗工装置１０の動作について説明する。
回転式塗工装置１０は、インナーカップ１２の回転によって、基板１１の表面に液体を塗布する。また、液体の一部は、遠心力によって一部飛散するが、この飛散した液体は、インナーカップ１２の隙間δを通って、下アウターカップ１３ｂの排気口１４から矢印Ｂ方向へと排出される。
塗布完了後は、図３（ａ）のようにインナーカップ１２が停止し、気圧調整開放機構１６を完全に閉じ、アウターカップ１３の内部を密閉してリークを防止した後に、飛散した液体の排気に使用していた排気口１４から更に気体を放出し、インナーカップ１２、アウターカップ１３の内部で、約６６．５Ｐａの真空状態にして減圧乾燥を行う。減圧乾燥によって、基板１１に塗布された液体は、溶剤分が蒸発して硬化される。
【００２６】
なお、この減圧乾燥は、気圧の変化による沸点温度の変化を利用して次工程に行く前に溶剤分を飛ばす方法であり、減圧乾燥の工程を行わないと次工程のホットプレート（熱により溶剤分を飛ばす）で塗膜内熱の滞留分布の相違によりムラが発生するので、このムラを防止するために行う。
【００２７】
前述したように基板１１に塗布された液体を硬化した後、回転式塗工装置１０は、図３（ｂ）に示すように気圧調整解放機構１６により貫通口１５を開放し、また、カップ１２，１３を上下に開放する。そうすると、外気が矢印Ｃのように基板１１へと流入する。
その後、図３（ｃ）に示すように異物２０が載った基板１１は、取り出されて、図３（ｄ）のように、エアーナイフ２３から発射されるエアーＤで異物２０が除去され、次工程へと搬送される。
【００２８】
この実施形態によれば、塗布液体が硬化するため、図３（ｂ）のように上インナーカップ１２ａ及び上アウターカップ１３ａの開放動作を行っても、外部から流れ込んだ浮遊異物２０は、基板１１上のインキ塗膜に埋まって付着することが無い。したがって、外部より流入した浮遊異物２０は、基板１１に乗っても除去しやすく、高品位な基板１１が得られる。
また、スピンによる均一塗布と減圧乾燥を同装置で行うために、ラインの長さの短縮が行える。
以上のことから、工程上での歩留まり向上や能率アップが図れる。
【００２９】
（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
（１）本実施形態では、排気口１４は、下アウターカップ１３ｂに設けたが、上アウターカップ１３ａに設けることができる。これらに加えて、上インナーカップ１２ａ、下インナーカップ１２ｂにも設けることができる。
また、本実施形態では、回転式塗工装置１０が回転している間は、排気口１４による排気のみをしているが、この排気と同時に減圧乾燥することもできる。
【００３０】
（２）本実施形態では、真空発生とパージは、回転中にゴミの排気を行っている排気口１４を使用して行うが、別系統の真空発生ダクト、パージ用ダクトを設けて行うこともできる。
【００３１】
（３）本実施形態では、カップ１２，１３を開いた後、基板１１上に乗った異物２０等を除去するために、エアーナイフ２３を使用したが、純水洗浄等を使用することもできる。
また、本実施形態では、エアーナイフ２３は、カップ１２，１３の外に設置したが、カップ１２，１３内に設置して、カップ１２，１３を開いた後に異物２０の除去を行ってから、基板１１を次工程へ搬送することもできる。
【００３２】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、本発明によれば、以下のような効果がある。
（１）第１の容器に設けられた気体流通部と、第２の容器に設けられた硬化手段とを備えて、第１の容器内に載せられた基板へ塗布した液体を、減圧乾燥して硬化できるので、基盤上に異物が付着しないようにすることができる。
【００３３】
（２）硬化手段として、第１の容器内の気圧を調節する気圧調節部と、第１の容器内の気体を排出する排気部とを備えたので、基板上の液体を減圧乾燥するのに適した第１の容器内の気圧調整が容易になる。
【００３４】
（３）異物除去手段を備えたので、基板上の液体の硬化後に、仮に、異物が基板に付着したとしても、その異物の除去を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による回転式塗工装置の実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明による回転式塗工装置の実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明による回転式塗工装置の実施形態の構成及び動作を示す断面図である。
【図４】従来の回転式塗工装置の実施形態の構成及び動作を示す断面図である。
【符号の説明】
１０　回転式塗工装置
１１　基板
１２　インナーカップ
１３　アウターカップ
１４　排気口
１５　貫通口
１６　気圧調整開放機構
２３　エアーナイフ
δ　　隙間
【図１】
2004057905.tif 000003
【図２】
2004057905.tif 000004
【図３】
2004057905.tif 000005
【図４】
2004057905.tif 000006