(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持してその基板面を貫く方向の軸芯周りに回転させる回転機構と、前記回転機構により回転させられる基板にレジスト貯留容器内のレジスト溶液を滴下するレジスト供給機構と、任意の数の基板に対するレジスト溶液の滴下塗布が終わるたびに装置内部に、前記レジスト溶液に対する洗浄液を供給して洗浄する洗浄液供給機構と、洗浄廃液を排出する洗浄廃液排出機構と、前記基板の回転によって前記基板から振り切られた残余のレジスト溶液を前記レジスト貯留容器又はレジスト回収容器に回収するレジスト回収機構とを設け、前記レジスト回収機構に、前記残余のレジスト溶液を排出する排出流路を設けるとともに、前記残余のレジスト溶液を前記排出流路側に流すレジスト排出状態と、前記レジスト貯留容器に連通する回収流路側に流すレジスト回収状態とに切り換える切り換え手段を設け、さらに、レジスト溶液を滴下塗布した基板の枚数をカウントする演算部と、前記切り換え手段の切り換え制御を行なう制御部とを設け、
この制御部は、前記洗浄液供給機構による装置内部の洗浄が終わってから、前記演算部が第１の設定枚数をカウントするまでの間は、前記切り換え手段を前記レジスト排出状態に切り換えた状態で前記残余のレジスト溶液を排出させ、前記演算部が前記第１の設定枚数を超えた前記任意の数の基板に対するレジスト溶液の滴下塗布が終わるまでの基板枚数に相当する第２の設定枚数をカウントし終わるまでは、前記切り換え手段を前記レジスト回収状態に切り換えた状態で前記残余のレジスト溶液を前記レジスト貯留容器又は前記レジスト回収容器に回収させるよう構成してあるレジスト塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレジスト塗布装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記のレジスト塗布装置は、例えば液晶表示装置用のカラーフィルターの製造に用いられている。
【０００３】
このレジスト塗布装置では、回転機構により回転させられる基板に、レジスト貯留容器内のレジスト溶液をレジスト供給機構により滴下して、所望の厚さのレジスト膜を形成しているが、基板に付着するレジスト溶液は、基板に滴下するレジスト溶液の２％程度しかなく、基板の回転によって基板から振り切られる残余のレジスト溶液が９８％程度に昇っている。
【０００４】
この残余のレジスト溶液を廃棄するのは環境の面や資源保護の面で好ましいものではないことから、前記残余のレジスト溶液を回収して再利用する種々の技術が提案されている。
【０００５】
その一例として、従来、特開平８−２０３８０４号公報に開示されているように、
［Ａ］基板を保持してその基板面を貫く方向の軸芯周りに回転させる回転機構と、回転機構により回転させられる基板にレジスト貯留容器内のレジスト溶液を滴下するレジスト供給機構と、
［Ｂ］任意の数の基板に対するレジスト溶液の滴下塗布が終わるたびに装置内部に、前記レジスト溶液に対する洗浄液を供給して洗浄する洗浄液供給機構と、洗浄廃液を排出する洗浄廃液排出機構と、
［Ｃ］基板の回転によって基板から振り切られた残余のレジスト溶液を回収タンクに回収するレジスト回収機構と、回収タンクからのレジスト溶液の粘度を粘度調整機構により調整する粘度調整タンクとを設け、粘度調整タンクからの前記残余のレジスト溶液を、再び基板に滴下されるように前記レジスト貯留容器に送り込むレジスト溶液送り込み機構を設けて構成してあるレジスト回収装置、
があった。
【０００６】
上記［Ｂ］のように、装置内部を洗浄液で洗浄するのは、レジスト供給機構からのレジスト溶液が、基板よりも上方側の回転機構部分に付着して固化し、その塊状の固化物が、後で基板面に落下して基板が不良品になってしまうのを防止するためである。
【０００７】
そして上記［Ｃ］のように、回収したレジスト溶液の粘度を調整するのは、そのレジスト溶液に洗浄廃液が混ざることや、基板と一体に回転するレジスト溶液が揮発しやすくなること等に起因して、レジスト溶液の粘度が変わるからである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成によれば、回収したレジスト溶液の粘度を粘度調整機構により調整してからレジスト貯留容器に送り返すよう構成していたために、上記［Ｃ］のように、粘度調整機構や粘度調整タンクを設けなければならず、構造が複雑化するとともに、装置が大型化し、また製作コストが高くなるという問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、基板の回転によって基板から振り切られた残余のレジスト溶液を回収・再利用できて、環境の面や資源保護の面で好ましいものにすることができながら、構造を簡素化できるとともに、装置を小型化でき、さらに製作コストを低廉化できるようにする点にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１による発明の構成・作用・効果は次の通りである。
【００１１】
［構成］
基板を保持してその基板面を貫く方向の軸芯周りに回転させる回転機構と、前記回転機構により回転させられる基板にレジスト貯留容器内のレジスト溶液を滴下するレジスト供給機構と、任意の数の基板に対するレジスト溶液の滴下塗布が終わるたびに装置内部に、前記レジスト溶液に対する洗浄液を供給して洗浄する洗浄液供給機構と、洗浄廃液を排出する洗浄廃液排出機構と、前記基板の回転によって前記基板から振り切られた残余のレジスト溶液を前記レジスト貯留容器又はレジスト回収容器に回収するレジスト回収機構とを設け、前記レジスト回収機構に、前記残余のレジスト溶液を排出する排出流路を設けるとともに、前記残余のレジスト溶液を前記排出流路側に流すレジスト排出状態と、前記レジスト貯留容器に連通する回収流路側に流すレジスト回収状態とに切り換える切り換え手段を設け、さらに、レジスト溶液を滴下塗布した基板の枚数をカウントする演算部と、前記切り換え手段の切り換え制御を行なう制御部とを設け、
この制御部は、前記洗浄液供給機構による装置内部の洗浄が終わってから、前記演算部が第１の設定枚数をカウントするまでの間は、前記切り換え手段を前記レジスト排出状態に切り換えた状態で前記残余のレジスト溶液を排出させ、前記演算部が前記第１の設定枚数を超えた前記任意の数の基板に対するレジスト溶液の滴下塗布が終わるまでの基板枚数に相当する第２の設定枚数をカウントし終わるまでは、前記切り換え手段を前記レジスト回収状態に切り換えた状態で前記残余のレジスト溶液を前記レジスト貯留容器又は前記レジスト回収容器に回収させるよう構成してある。
【００１２】
［作用］
［イ］回転機構により回転させられる基板に、レジスト供給機構によりレジスト貯留容器内のレジスト溶液を滴下することで、その基板に所望の厚さのレジスト膜を形成する。
【００１３】
そして、任意の数の基板に対するレジスト溶液の滴下塗布が終わるたびに、洗浄液供給機構で洗浄液を供給して装置内部を洗浄し、洗浄廃液を洗浄廃液排出機構により排出する。
【００１４】
［ロ］基板の回転によって前記基板から振り切られた残余のレジスト溶液は、排出する場合と回収する場合とがある。
【００１５】
つまり、洗浄液供給機構による装置内部の洗浄が終わってから、設定枚数の基板に対するレジスト溶液の滴下塗布が終わるまでの間は、前記レジスト排出状態に切り換えた状態で前記残余のレジスト溶液を排出路を通して排出する。これにより、装置内部に残った洗浄廃液を前記残余のレジスト溶液で洗い流すことができる。
【００１６】
［ハ］前記設定枚数の基板に対するレジスト溶液の滴下塗布が終わってから、洗浄液供給機構による装置内部の次の洗浄が始まるまでの間は、前記レジスト回収状態に切り換えた状態で前記残余のレジスト溶液をレジスト貯留容器又はレジスト回収容器に回収する。
【００１７】
［ニ］上記のように、前記残余のレジスト溶液で洗浄廃液を装置内部から洗い流すから、レジスト貯留容器又はレジスト回収容器に回収したレジスト溶液の粘度が、基板に滴下される前の粘度と変わるのを、専用の粘度調整機構等を備えていなくても抑制することができる。
【００１８】
設定枚数の基板に対するレジスト溶液の滴下塗布が終わるまでの間、レジスト溶液で洗浄廃液を洗い流しても、装置内部に洗浄廃液が少量残ることがあるが、レジスト溶液は基板と一体に回転するときに揮発して増粘しやすくなることから、回収したレジスト溶液に、レジスト溶液の成分と同一の洗浄廃液の成分が混ざって、レジスト溶液の増粘を抑制することができる（この利点は、例えば、洗浄液にレジスト溶液の成分と同じ成分を含ませた場合に得られる）。
【００１９】
［ホ］回収したレジスト溶液は、レジスト供給機構により再び基板に滴下させる。
【００２０】
［効果］
従って、専用の粘度調整機構等が不要となり、基板の回転によって基板から振り切られた残余のレジスト溶液を回収・再利用できて、環境の面や資源保護の面で好ましいものにできながら、構造を簡素化できるとともに、装置を小型化でき、さらに、製作コストを低廉化できるレジスト塗布装置を提供することができた。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
［第１実施形態］
図１に、液晶表示装置用のカラーフィルターを製造する際のＲ（赤色）形成工程で用いられるインライン型のレジスト塗布装置を示してある。
【００２３】
このレジスト塗布装置は、基板１を円板２に保持してその基板面を貫く方向の軸芯Ｏ周りに回転させる回転機構３と、回転機構３により回転させられる基板１にレジスト貯留容器４内のレジスト溶液を滴下するレジスト供給機構５と、複数の基板１に対するレジスト溶液の滴下塗布が終わるたびに装置内部に洗浄液を供給して洗浄する洗浄液供給機構６と、洗浄廃液を排出する洗浄廃液排出機構７と、基板１の回転によって基板１から振り切られた残余のレジスト溶液をレジスト貯留容器４に回収するレジスト回収機構８と、各部を制御する制御装置２１（図２参照）を設けて構成してある。
【００２４】
前記レジスト溶液の主溶媒は、ＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）とＣＨＮ（シクロヘキサノン）とＥＥＰ（エチル−３−エトキシプロピオネート）であり、洗浄液の主溶媒はＰＧＭＥＡとＰＧＭＥ（プロピレングリコールモノメチルエーテル）である。
【００２５】
前記回転機構３における円板２は、その周部に、基板１から振り切られた残余のレジスト溶液を収容するレジスト収容溝９（レジスト収容部に相当）を備えた構造に形成してある。
【００２６】
前記レジスト供給機構５は、レジスト貯留容器４からのレジスト供給流路１８の一端側を基板１に臨むように配置するとともに、レジスト貯留容器４のレジスト溶液をレジスト供給流路１８を通して基板１に滴下する駆動機構１５を設け、レジスト供給流路１８に４．５μｍのフィルター１６とエアー抜きサブタンク１９とを設けて構成してある。
【００２７】
前記レジスト回収機構８は、その回収流路１１の一端側をレジスト収容溝９に臨ませるとともに、レジスト溶液を回収流路１１側に導入流通させるダイアフラムポンプ１０を設け、回収流路１１から排出流路１２を分岐し、前記残余のレジスト溶液を排出流路１２側に流すレジスト排出状態と、レジスト貯留容器４に連通する回収流路１１側に流すレジスト回収状態とに切り換える電磁切り換え弁１３（切り換え手段に相当）を設けて構成してある。図１において１７は４．５μｍのフィルターである。
【００２８】
前記洗浄廃液廃棄機構７は、排出流路１２の分岐部と、この分岐部よりも上手側の回収流路部分とポンプ１０と切り換え電磁弁１３と排出流路１２とで構成して、レジスト回収機構８の一部と兼用した構造に構成してある。これにより部品点数を少なくすることができて、構造の簡素化を図ることができる。
【００２９】
前記排出流路１２の下手側には排出流路１２からのレジスト溶液や洗浄廃液を収容する廃液タンク１４を配置してある。
【００３０】
図２に示すように前記制御装置２１は、レジスト溶液を滴下塗布した基板１の枚数をカウントする演算部２２と、レジスト回収機構８等を制御する制御部２３とを備えており、次に制御装置２１の主な制御について説明する。
【００３１】
1)  洗浄液供給機構６による装置内部の洗浄が終わったとき、レジスト回収機構８が前記レジスト排出状態になっている。
【００３２】
2)  制御部２３がレジスト供給機構５・回転機構３等を作動させて、基板１にレジスト溶液を滴下塗布させるとともに、レジスト回収機構８のポンプ１０を作動させ、レジスト収容溝９に収容された残余のレジスト溶液を、上手側のレジスト回収流路部分１１と排出流路１２を流通させて、廃液タンク１４に収容する。演算部２２は、レジスト溶液を滴下塗布した基板１の枚数をカウントしている。
【００３３】
3)  そのカウント数が１０になると、制御部２３が電磁弁１３を切り換えてレジスト回収機構８を前記レジスト回収状態にする。そして、レジスト供給機構５で基板１にレジスト溶液を滴下し、レジスト収容溝９に収容された残余のレジスト溶液を、レジスト回収流路１１を流通させて、レジスト貯留容器４内に回収する。このときも演算部２２は、レジスト溶液を滴下塗布した基板１の枚数をカウントし続けている。
【００３４】
4)  演算部２２によるカウント数が７５（任意の数に相当）になると、制御部２３がレジスト供給機構５・回転機構３等の作動を停止させて、基板１に対するレジスト溶液の滴下を一旦終了する。
【００３５】
5)  制御部２３が電磁弁１３を切り換えて、レジスト回収機構８を前記レジスト排出状態に設定し、ポンプ１０を作動させるとともに、洗浄液供給機構６を作動させて装置内部を洗浄する。洗浄廃液は、上手側のレジスト回収流路部分と排出流路１２を流通させて、廃液タンク１４に収容する。
【００３６】
6)上記の1)の工程に戻る。
【００３７】
つまり、洗浄液供給機構６による装置内部の洗浄が終わってから、１０枚（設定枚数に相当）の基板１に対するレジスト溶液の滴下塗布が終わるまでの間は、レジスト排出状態に切り換えた状態で残余のレジスト溶液を排出し、１０枚の基板１に対するレジスト溶液の滴下塗布が終わってから、洗浄液供給機構６による装置内部の次の洗浄が始まるまでの間は、前記レジスト回収状態に切り換えた状態で残余のレジスト溶液をレジスト貯留容器４に回収する。
【００３８】
上記のように、前記残余のレジスト溶液で洗浄廃液を装置内部から洗い流すから、レジスト貯留容器４内に回収したレジスト溶液の粘度が、基板に滴下される前の粘度と変わるのを抑制することができる。
【００３９】
本発明者は、レジスト貯留容器４内に回収したレジスト溶液の粘度が、基板１に滴下される前の粘度と変わるのを抑制できることを、次の実験により確認することができた。
【００４０】
［実験の内容］
洗浄液供給機構６による装置内部の洗浄が終わった後、基板１に対するレジスト滴下塗布を開始し、残余のレジスト溶液を回収して、その溶液に含まれるＰＧＭＥとＰＧＭＥＡとＣＨＮとＥＥＰとの各濃度を測定した。
【００４１】
図３，図４，図５，図６に、回収したレジスト溶液の各溶媒ごとの濃度を示してある。
【００４２】
横軸は、レジスト溶液を滴下塗布した基板１の枚数であり、縦軸は、レジスト溶液を滴下塗布した基板１の枚数に対応する濃度（すなわち前記枚数の基板１に対するレジスト溶液の滴下塗布が終わったときの濃度）である。白丸は１回目の実験結果を示し、黒丸は２回目の実験結果を示している。
【００４３】
図３に示すように、洗浄液の主溶媒であるＰＧＭＥはレジスト溶液に洗い流されて、レジスト溶液を滴下塗布した基板１の枚数が増えるほど濃度が低くなり、レジスト溶液を滴下塗布した基板１の数が１０枚になると、濃度は２％程度まで低下し、前記基板１の数が２０枚になると０％になる。
【００４４】
前記レジスト溶液の主溶媒であるＰＧＭＥＡとＣＨＮとＥＥＰとの各濃度は、図４，図５，図６にそれぞれ示すように、レジスト溶液を滴下塗布した基板１の数が１０枚になった後はあまり変化していない。
【００４５】
これらにより、レジスト溶液を滴下塗布した基板１の数が１０枚になった後は、回収したレジスト溶液の粘度が、基板１に滴下される前の粘度と変わるのを抑制できることを確認することができた。
【００４６】
このようにして回収したレジスト溶液はレジスト供給機構５で再び基板１に滴下する。
【００４７】
［第２実施形態］
図７に、カラーフィルターを製造する際のブラックマトリックス形成工程で作動するオフライン型のレジスト塗布装置を示してある。このレジスト塗布装置は第１実施形態におけるレジスト塗布装置とほぼ同一の構造であるが、前記レジスト回収機構８の構造が一部異なっている。
【００４８】
その異なっている点について説明すると、前記回収流路１１の他端側を、第１実施形態におけるレジスト貯留容器４とは別個のレジスト回収容器２０に挿入させて、前記残余のレジスト溶液をレジスト回収容器２０に回収するよう構成してある。
【００４９】
このレジスト回収容器２０に回収したレジスト溶液を、レジスト貯留容器４に供給したり、レジスト溶液を収容したレジスト回収容器２０をレジスト貯留容器４と交換したりして、レジスト回収容器２０内のレジスト溶液をレジスト供給機構５で基板１に滴下させることができる。
【００５０】
本実施形態におけるレジスト塗布装置の作動は、第１実施形態におけるレジスト塗布装置の作動に類似しているので、その説明については省略する。
【００５１】
［第３実施形態］
第３実施形態におけるレジスト塗布装置は、第１実施形態におけるレジスト塗布装置と同一の構造である。
【００５２】
制御装置２１の主な制御について説明する。
【００５３】
1)  洗浄液供給機構６による装置内部の洗浄が終わったとき、レジスト回収機構８が前記レジスト排出状態になっている。
【００５４】
2)  回転機構３に基板１を保持させる前に、前記レジスト排出状態で、制御部２３がレジスト供給機構５を作動させて、所定量のレジスト溶液を供給するとともに、レジスト回収機構８のポンプ１０を作動させ、レジスト収容溝９に収容されたレジスト溶液を、上手側のレジスト回収流路部分と排出流路１２を流通させて、廃液タンク１４に収容する。
【００５５】
つまり、レジスト供給機構５により所定量のレジスト溶液を供給することで洗浄廃液を装置内部から洗い流すとともにレジスト溶液を排出する。
【００５６】
3)  回転機構３に基板１を保持させた後に、制御部２３が電磁切り換え弁１３を切り換えてレジスト回収機構８を前記レジスト回収状態にする。そして、レジスト供給機構５で基板１にレジスト溶液を滴下し、レジスト収容溝９に収容された残余のレジスト溶液を、レジスト回収流路１１を流通させて、レジスト貯留容器４内に回収する。演算部２２は、レジスト溶液を滴下塗布した基板１の枚数をカウントし続けている。
【００５７】
4)  演算部２２によるカウント数が７５になると、制御部２３がレジスト供給機構５・回転機構３等の作動を停止させて、基板１に対するレジスト溶液の滴下を一旦終了する。
【００５８】
5)  制御部２３が電磁弁１３を切り換えて、レジスト回収機構８を前記レジスト排出状態に設定し、ポンプ１０を作動させるとともに、洗浄液供給機構６を作動させて装置内部を洗浄する。洗浄廃液は、上手側のレジスト回収流路部分と排出流路１２を流通させて、廃液タンク１４に収容する。
【００５９】
6)上記の1)の工程に戻る。
【００６０】
［第４実施形態］
第４実施形態におけるレジスト塗布装置は、第２実施形態におけるレジスト塗布装置と同一の構造であり（図７参照）、前記回収流路１１の他端側を、第１実施形態におけるレジスト貯留容器４とは別個のレジスト回収容器２０に挿入させて、前記残余のレジスト溶液をレジスト回収容器２０に回収するよう構成してある。
【００６１】
このレジスト回収容器２０に回収したレジスト溶液を、レジスト貯留容器４に供給したり、レジスト溶液を収容したレジスト回収容器２０をレジスト貯留容器４と交換したりして、レジスト回収容器２０内のレジスト溶液をレジスト供給機構５で基板１に滴下させることができる。
【００６２】
本実施形態におけるレジスト塗布装置の作動は、第３実施形態におけるレジスト塗布装置の作動に類似しているので、その説明については省略する。
【００６３】
［別実施形態］
本発明は、基板１にブラックマトリックスを形成するＢＭ工程や、Ｇ（緑色）・Ｂ（青色）のカラーパターンを形成するＧＢ形成工程や、その後の工程であるオーバーコート（保護層）形成工程で用いられるレジスト塗布装置にも適用することができる。
【００６４】
前記設定枚数は１０枚に限られるものではなく、これ以外の枚数であってもよい。前記任意の数は７５に限られるものではなく、これ以外の数であってもよい。
【００６５】
前記ポンプ１０はダイアフラムポンプに限られるものではなく、例えばギアポンプで構成してあってもよい。
【００６６】
上記の実施形態では制御装置２１で各部を制御するよう構成したが、例えば、装置内部の洗浄の時期を作業者が判断するとともに、前記洗浄液供給機構６を作業者が手動操作（起動スイッチの入り・切り等）して洗浄するよう構成してあってもよい。
【００６７】
前記洗浄液にレジスト溶液と同一の成分を含ませると、上記のようにレジスト溶液の増粘を抑制することができるという利点がある。
【００６８】
前記レジスト溶液や洗浄液の成分は上記の成分に限られるものではない。
【００６９】
上記の実施形態は、液晶表示装置用のカラーフィルターの製造に用いられるレジスト塗布装置について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、半導体装置等の製造に用いられるレジスト塗布装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態におけるレジスト塗布装置の全体概略図
【図２】制御系を示す図
【図３】ＰＧＭＥの濃度を示す図
【図４】ＰＧＭＥＡの濃度を示す図
【図５】ＣＨＮの濃度を示す図
【図６】ＥＥＰの濃度を示す図
【図７】第２実施形態におけるレジスト塗布装置の全体概略図
【符号の説明】
１          基板
３          回転機構
４          レジスト貯留容器
５          レジスト供給機構
６          洗浄液供給機構
７          洗浄液排出機構
８          レジスト回収機構
９          レジスト収容部
１０          ポンプ
１１          回収流路
１２          排出流路
１３          切り換え手段
２０          レジスト回収容器
【図１】
0004033600.tif 000002
【図２】
0004033600.tif 000003
【図３】
0004033600.tif 000004
【図４】
0004033600.tif 000005
【図５】
0004033600.tif 000006
【図６】
0004033600.tif 000007
【図７】
0004033600.tif 000008