回転カップ式塗布装置
【課題】 塗布液の飛散を有効に防止し得る回転カップ式塗布装置を提供する。
【解決手段】 インナーカップ３上にはトレイ７を固定し、このトレイ７の各隅部からはドレイン誘導管１０が導出されている。ドレイン誘導管１０は先部１１が前記ドレイン回収通路３ａの底部に向かうように外側に向かって斜め下方に傾斜している。そして、先部１１の下端１１ａはインナーカップ３の底面３ｂよりも低くなっている。このためインナーカップ３とトレイ７を一体的に回転することで、板状被処理物Ｗの表面に供給された塗布液は遠心力で、庇状壁部９に形成した穴、ドレイン誘導管１０内の流路およびドレイン誘導管１０の先部１１を通って排出される際に、インナーカップ３の内周壁に直接衝突することがない。
【解決手段】 インナーカップ３上にはトレイ７を固定し、このトレイ７の各隅部からはドレイン誘導管１０が導出されている。ドレイン誘導管１０は先部１１が前記ドレイン回収通路３ａの底部に向かうように外側に向かって斜め下方に傾斜している。そして、先部１１の下端１１ａはインナーカップ３の底面３ｂよりも低くなっている。このためインナーカップ３とトレイ７を一体的に回転することで、板状被処理物Ｗの表面に供給された塗布液は遠心力で、庇状壁部９に形成した穴、ドレイン誘導管１０内の流路およびドレイン誘導管１０の先部１１を通って排出される際に、インナーカップ３の内周壁に直接衝突することがない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＳＯＧ（Spin-On-Glass：珪素化合物を有機溶媒に溶解した溶液、及びこの溶液を塗布・焼成することで形成される酸化珪素膜）やレジスト液等の塗布液からなる膜をガラス基板等の板状被処理物の表面に形成する回転カップ式塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アウターカップ内にスピンナーによって回転せしめられるインナーカップを配置した回転カップ式塗布装置は、従来から知られており、この回転カップ式塗布装置では、板状被処理物（ガラス基板や半導体ウェーハ）とインナーカップ内周面との隙間が大きすぎ、乱流が生じやすくまた圧力変動も起きるため塗布液の飛散を十分に防止できない。
【０００３】
そこで、本出願人は特許文献１として、インナーカップ内に板状被処理物の形状に合わせた形状のトレイを設置し、このトレイ内に板状被処理物をセットして回転せしめて塗布するとともに、トレイの四隅からドレイン誘導管を導出し、このドレイン誘導管を介してインナーカップの内底部周縁に形成した貯留部に板状被処理物から飛散した塗布液を排出する提案を行なっている。
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−１２２５６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１にあっては、ドレイン誘導管が水平に導出されているため、ドレイン誘導管から排出される塗布液はインナーカップの内周壁に垂直に衝突し、その一部は斜め上方に跳ね上がって再びインナーカップの内方に戻されることがある。戻された塗布液は微細なパーティクルとなって板状被処理物の表面に付着し、歩留り低下の原因になる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため本発明は、アウターカップ内にスピンナーによって回転せしめられるインナーカップが設けられ、前記インナーカップ内にはインナーカップと一体的に回転するトレイが設けられ、このトレイの中央部には板状被処理物を保持する手段が配置され、トレイからはドレイン誘導管が導出された回転カップ式塗布装置において、前記ドレイン誘導管の先部をインナーカップの内底部周縁に形成した貯留部に臨ませるとともに、当該先部は外側に向かって斜め下方に傾斜した形状にした。
【０００７】
このような構成にすることで、ドレイン誘導管から排出される塗布液は、インナーカップ内周壁に斜め下向きに当たることになり、インナーカップの内方に戻される塗布液が殆どなくなる。
【０００８】
また、ドレイン誘導管の先部の最外部分の下端をインナーカップの底面よりも低く設定することで、ドレイン誘導管の先部から水平方向に飛び出す塗布液がなくなり、確実に貯留部に排出することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る回転カップ式塗布装置によれば、回転中の乱流および圧力変動による塗布液の飛散は勿論のこと、トレイのドレイン誘導管から排出される塗布液のほぼ全量を飛散させることなく、インナーカップの内底部周縁に形成した貯留部に回収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る回転カップ式塗布装置の待機状態の断面図、図２は同回転カップ式塗布装置のインナーカップを蓋体で閉じた状態の拡大断面図、図３はトレイの全体平面図である。
【００１１】
回転カップ式塗布装置１はベース等に固定されたアウターカップ２内にインナーカップ３を配置し、このインナーカップ３をアウターカップ２を貫通するスピンナー４にて回転せしめるようにしている。
【００１２】
インナーカップ３は内底部周縁に環状のドレイン回収通路３ａが形成され、中央部にはガラス基板や半導体ウェーハ等の板状被処理物Ｗを保持する保持手段として真空チャック５を配置している。尚、保持手段はこれに限定されるものではなく、メカチャックや静電チャック等板状被処理物Ｗを固定できる保持手段であればどのようなものでも用いることができる。
【００１３】
また、インナーカップ３上にはトレイ７を固定している。このトレイ７は外形が平面視で略四角形状をなし、中央には前記真空チャック５が臨む開口８が形成され、周縁部には内方に折れ曲がった庇状壁部９が設けられ、更にトレイ７の各隅部からはドレイン誘導管１０が導出されている。
【００１４】
ドレイン誘導管１０の導出方向はトレイの回転方向を基準として先行する辺と平行となっている。一例を示すと、ドレイン誘導管１０ａの導出方向と、トレイ７の辺７ａとが平行となっている。
【００１５】
ドレイン誘導管１０は先部１１が前記ドレイン回収通路３ａの底部に向かうように外側に向かって斜め下方に傾斜している。そして、先部１１の下端１１ａはインナーカップ３の底面３ｂよりも低くなっている。このためインナーカップ３とトレイ７を一体的に回転することで、板状被処理物Ｗの表面に供給された塗布液は遠心力で、庇状壁部９に形成した穴、ドレイン誘導管１０内の流路およびドレイン誘導管１０の先部１１を通って排出される際に、インナーカップ３の内周壁に直接衝突することがない。
【００１６】
また、前記トレイ７の上面にはカバー１２が着脱自在とされている。このカバー１２はネジや他の係止具にてトレイ７に止着され、中央部には板状被処理物Ｗよりも若干大きめの開口が形成されている。このカバー１２はドレイン誘導管１０の回転によって発生する乱流を低減する効果がある。
【００１７】
一方、インナーカップ３及びアウターカップ３の上方には直線動、回転動、上下動或いはこれらを合成した動きが可能なアーム１３が臨み、このアーム１３の先端には下方に伸びる軸１４を取り付けている。この軸１４を介してチッ素ガス等を供給する構成とすることもできる。例えば、塗布後インナーカップ内は減圧状態なっているので、いきなり蓋体を外すと外部の埃などを巻き込むおそれがある。そこで、チッ素ガス等を供給してインナーカップ内の減圧を解除するのが好ましい。
【００１８】
また、前記軸１４にはベアリング及び磁気シールを介してボス部１５を回転自在に嵌合し、このボス部１５にインナーカップ３の上面開口を閉塞するための円板状蓋体１６を取り付け、この蓋体１６の下面にインナーカップ３内の乱流を防止する整流板１７を取り付けている。この整流板１７はガラス基板Ｗより若干大きな寸法でガラス基板と相似形或いは円形をしている。
【００１９】
また、インナーカップ用の蓋体１６の上面にはアングル状をなす爪部材１８が固着され、一方、インナーカップ３の外周面で前記爪部材１８に対応する箇所には爪受け部材１９が取り付けられ、蓋体１６でインナーカップ３を閉じる際に決まった位置に固定できるようにしている。尚、本実施例では爪受け部材１９の取り付け位置を調整することで、蓋体１６でインナーカップ３の上面開口を閉じた状態で、インナーカップの上面開口とインナーカップ用蓋体との間に、１０ｍｍ以下、好ましくは０．５〜２ｍｍの隙間を形成するようにしている。このように若干の隙間を形成することで、圧力変動を抑制しつつ外部からのミストの流入を防ぎ、良好な膜を形成することができる。
【００２０】
また、アーム１３の先端には保持ブロック２０を設け、この保持ブロック２０には上下方向のガイドロッド２１を取り付け、このガイドロッド２１にアウターカップ２の上面開口を閉塞する蓋体２２を上下方向にフリーの状態で支持している。このように、アウターカップ用の蓋体２２を上下方向にフリーの状態とすることで、インナーカップ用の蓋体１６でインナーカップ３上面を閉じた際に、アウターカップ用の蓋体２２でアウターカップ２上面を隙間なく確実に閉じることができる。
【００２１】
以上において、ガラス基板等の板状被処理物Ｗ表面にレジスト液等を均一に塗布するには、アウターカップ２及びインナーカップ３の上面を開放して真空チャック５上に板状被処理物Ｗを受け渡し、吸引固着し、次いで板状被処理物Ｗの表面にノズルからレジスト液等の塗布液を滴下し、この後、アウターカップ２及びインナーカップ３上にアーム１３を回動させて蓋体１６，２２を臨ませる。
【００２２】
そして、アーム１３を下降することで蓋体１６によりインナーカップ３の上面を閉塞し、蓋体２２によりアウターカップ２の上面開口を閉塞したならば、スピンナーによってチャック５とインナーカップ３を一体的に回転せしめ、遠心力により塗布液を板状被処理物Ｗの表面に均一に拡散塗布する。
【００２３】
板状被処理物Ｗの表面から飛散したレジスト液等は、遠心力でトレイ７の壁部内側に集り、壁部内側を回転方向に沿って伝い、ドレイン誘導管１０から、インナーカップのドレイン回収通路３ａに排出される。そして、この排出されたドレインは蓋を開けた後に、吸引パイプ２３によって回収される。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明に係る回転カップ式塗布装置は、半導体チップや液晶表示装置の製造工程に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る回転カップ式塗布装置の待機状態の断面図
【図２】同回転カップ式塗布装置のインナーカップを蓋体で閉じた状態の拡大断面図
【図３】トレイの全体平面図
【符号の説明】
【００２６】
１…回転カップ式塗布装置、２…アウターカップ、３…インナーカップ、３ａ…ドレイン回収通路、３ｂ…インナーカップの底面、４…スピンナー、５…真空チャック、７…トレイ、７ａ…トレイの辺、８…開口、９…庇状壁部、１０，１０ａ…ドレイン誘導管、１１…ドレイン誘導管の先部、１１ａ…ドレイン誘導管の先部の下端、１２…カバー、１３…アーム、１４…軸、１５…ボス部、１６…インナーカップ用の蓋体、１７…整流板、１８…爪部材、１９…爪受け部材、２０…保持ブロック、２１…ガイドロッド、２２…アウターカップ用の蓋体、２３…吸引パイプ。
【技術分野】
【０００１】
本発明はＳＯＧ（Spin-On-Glass：珪素化合物を有機溶媒に溶解した溶液、及びこの溶液を塗布・焼成することで形成される酸化珪素膜）やレジスト液等の塗布液からなる膜をガラス基板等の板状被処理物の表面に形成する回転カップ式塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アウターカップ内にスピンナーによって回転せしめられるインナーカップを配置した回転カップ式塗布装置は、従来から知られており、この回転カップ式塗布装置では、板状被処理物（ガラス基板や半導体ウェーハ）とインナーカップ内周面との隙間が大きすぎ、乱流が生じやすくまた圧力変動も起きるため塗布液の飛散を十分に防止できない。
【０００３】
そこで、本出願人は特許文献１として、インナーカップ内に板状被処理物の形状に合わせた形状のトレイを設置し、このトレイ内に板状被処理物をセットして回転せしめて塗布するとともに、トレイの四隅からドレイン誘導管を導出し、このドレイン誘導管を介してインナーカップの内底部周縁に形成した貯留部に板状被処理物から飛散した塗布液を排出する提案を行なっている。
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−１２２５６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１にあっては、ドレイン誘導管が水平に導出されているため、ドレイン誘導管から排出される塗布液はインナーカップの内周壁に垂直に衝突し、その一部は斜め上方に跳ね上がって再びインナーカップの内方に戻されることがある。戻された塗布液は微細なパーティクルとなって板状被処理物の表面に付着し、歩留り低下の原因になる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため本発明は、アウターカップ内にスピンナーによって回転せしめられるインナーカップが設けられ、前記インナーカップ内にはインナーカップと一体的に回転するトレイが設けられ、このトレイの中央部には板状被処理物を保持する手段が配置され、トレイからはドレイン誘導管が導出された回転カップ式塗布装置において、前記ドレイン誘導管の先部をインナーカップの内底部周縁に形成した貯留部に臨ませるとともに、当該先部は外側に向かって斜め下方に傾斜した形状にした。
【０００７】
このような構成にすることで、ドレイン誘導管から排出される塗布液は、インナーカップ内周壁に斜め下向きに当たることになり、インナーカップの内方に戻される塗布液が殆どなくなる。
【０００８】
また、ドレイン誘導管の先部の最外部分の下端をインナーカップの底面よりも低く設定することで、ドレイン誘導管の先部から水平方向に飛び出す塗布液がなくなり、確実に貯留部に排出することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る回転カップ式塗布装置によれば、回転中の乱流および圧力変動による塗布液の飛散は勿論のこと、トレイのドレイン誘導管から排出される塗布液のほぼ全量を飛散させることなく、インナーカップの内底部周縁に形成した貯留部に回収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る回転カップ式塗布装置の待機状態の断面図、図２は同回転カップ式塗布装置のインナーカップを蓋体で閉じた状態の拡大断面図、図３はトレイの全体平面図である。
【００１１】
回転カップ式塗布装置１はベース等に固定されたアウターカップ２内にインナーカップ３を配置し、このインナーカップ３をアウターカップ２を貫通するスピンナー４にて回転せしめるようにしている。
【００１２】
インナーカップ３は内底部周縁に環状のドレイン回収通路３ａが形成され、中央部にはガラス基板や半導体ウェーハ等の板状被処理物Ｗを保持する保持手段として真空チャック５を配置している。尚、保持手段はこれに限定されるものではなく、メカチャックや静電チャック等板状被処理物Ｗを固定できる保持手段であればどのようなものでも用いることができる。
【００１３】
また、インナーカップ３上にはトレイ７を固定している。このトレイ７は外形が平面視で略四角形状をなし、中央には前記真空チャック５が臨む開口８が形成され、周縁部には内方に折れ曲がった庇状壁部９が設けられ、更にトレイ７の各隅部からはドレイン誘導管１０が導出されている。
【００１４】
ドレイン誘導管１０の導出方向はトレイの回転方向を基準として先行する辺と平行となっている。一例を示すと、ドレイン誘導管１０ａの導出方向と、トレイ７の辺７ａとが平行となっている。
【００１５】
ドレイン誘導管１０は先部１１が前記ドレイン回収通路３ａの底部に向かうように外側に向かって斜め下方に傾斜している。そして、先部１１の下端１１ａはインナーカップ３の底面３ｂよりも低くなっている。このためインナーカップ３とトレイ７を一体的に回転することで、板状被処理物Ｗの表面に供給された塗布液は遠心力で、庇状壁部９に形成した穴、ドレイン誘導管１０内の流路およびドレイン誘導管１０の先部１１を通って排出される際に、インナーカップ３の内周壁に直接衝突することがない。
【００１６】
また、前記トレイ７の上面にはカバー１２が着脱自在とされている。このカバー１２はネジや他の係止具にてトレイ７に止着され、中央部には板状被処理物Ｗよりも若干大きめの開口が形成されている。このカバー１２はドレイン誘導管１０の回転によって発生する乱流を低減する効果がある。
【００１７】
一方、インナーカップ３及びアウターカップ３の上方には直線動、回転動、上下動或いはこれらを合成した動きが可能なアーム１３が臨み、このアーム１３の先端には下方に伸びる軸１４を取り付けている。この軸１４を介してチッ素ガス等を供給する構成とすることもできる。例えば、塗布後インナーカップ内は減圧状態なっているので、いきなり蓋体を外すと外部の埃などを巻き込むおそれがある。そこで、チッ素ガス等を供給してインナーカップ内の減圧を解除するのが好ましい。
【００１８】
また、前記軸１４にはベアリング及び磁気シールを介してボス部１５を回転自在に嵌合し、このボス部１５にインナーカップ３の上面開口を閉塞するための円板状蓋体１６を取り付け、この蓋体１６の下面にインナーカップ３内の乱流を防止する整流板１７を取り付けている。この整流板１７はガラス基板Ｗより若干大きな寸法でガラス基板と相似形或いは円形をしている。
【００１９】
また、インナーカップ用の蓋体１６の上面にはアングル状をなす爪部材１８が固着され、一方、インナーカップ３の外周面で前記爪部材１８に対応する箇所には爪受け部材１９が取り付けられ、蓋体１６でインナーカップ３を閉じる際に決まった位置に固定できるようにしている。尚、本実施例では爪受け部材１９の取り付け位置を調整することで、蓋体１６でインナーカップ３の上面開口を閉じた状態で、インナーカップの上面開口とインナーカップ用蓋体との間に、１０ｍｍ以下、好ましくは０．５〜２ｍｍの隙間を形成するようにしている。このように若干の隙間を形成することで、圧力変動を抑制しつつ外部からのミストの流入を防ぎ、良好な膜を形成することができる。
【００２０】
また、アーム１３の先端には保持ブロック２０を設け、この保持ブロック２０には上下方向のガイドロッド２１を取り付け、このガイドロッド２１にアウターカップ２の上面開口を閉塞する蓋体２２を上下方向にフリーの状態で支持している。このように、アウターカップ用の蓋体２２を上下方向にフリーの状態とすることで、インナーカップ用の蓋体１６でインナーカップ３上面を閉じた際に、アウターカップ用の蓋体２２でアウターカップ２上面を隙間なく確実に閉じることができる。
【００２１】
以上において、ガラス基板等の板状被処理物Ｗ表面にレジスト液等を均一に塗布するには、アウターカップ２及びインナーカップ３の上面を開放して真空チャック５上に板状被処理物Ｗを受け渡し、吸引固着し、次いで板状被処理物Ｗの表面にノズルからレジスト液等の塗布液を滴下し、この後、アウターカップ２及びインナーカップ３上にアーム１３を回動させて蓋体１６，２２を臨ませる。
【００２２】
そして、アーム１３を下降することで蓋体１６によりインナーカップ３の上面を閉塞し、蓋体２２によりアウターカップ２の上面開口を閉塞したならば、スピンナーによってチャック５とインナーカップ３を一体的に回転せしめ、遠心力により塗布液を板状被処理物Ｗの表面に均一に拡散塗布する。
【００２３】
板状被処理物Ｗの表面から飛散したレジスト液等は、遠心力でトレイ７の壁部内側に集り、壁部内側を回転方向に沿って伝い、ドレイン誘導管１０から、インナーカップのドレイン回収通路３ａに排出される。そして、この排出されたドレインは蓋を開けた後に、吸引パイプ２３によって回収される。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明に係る回転カップ式塗布装置は、半導体チップや液晶表示装置の製造工程に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る回転カップ式塗布装置の待機状態の断面図
【図２】同回転カップ式塗布装置のインナーカップを蓋体で閉じた状態の拡大断面図
【図３】トレイの全体平面図
【符号の説明】
【００２６】
１…回転カップ式塗布装置、２…アウターカップ、３…インナーカップ、３ａ…ドレイン回収通路、３ｂ…インナーカップの底面、４…スピンナー、５…真空チャック、７…トレイ、７ａ…トレイの辺、８…開口、９…庇状壁部、１０，１０ａ…ドレイン誘導管、１１…ドレイン誘導管の先部、１１ａ…ドレイン誘導管の先部の下端、１２…カバー、１３…アーム、１４…軸、１５…ボス部、１６…インナーカップ用の蓋体、１７…整流板、１８…爪部材、１９…爪受け部材、２０…保持ブロック、２１…ガイドロッド、２２…アウターカップ用の蓋体、２３…吸引パイプ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アウターカップ内にスピンナーによって回転せしめられるインナーカップが設けられ、このインナーカップ内にはインナーカップと一体的に回転するトレイが設けられ、このトレイの中央部には板状被処理物を保持する手段が配置され、トレイからはドレイン誘導管が導出され、このドレイン誘導管のインナーカップの内底部周縁に形成した貯留部に臨む先部は、外側に向かって斜め下方に傾斜していることを特徴とする回転カップ式塗布装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回転カップ式塗布装置において、前記ドレイン誘導管の先部の最外部分の下端はインナーカップの底面よりも低く設定されていることを特徴とする回転カップ式塗布装置。
【請求項１】
アウターカップ内にスピンナーによって回転せしめられるインナーカップが設けられ、このインナーカップ内にはインナーカップと一体的に回転するトレイが設けられ、このトレイの中央部には板状被処理物を保持する手段が配置され、トレイからはドレイン誘導管が導出され、このドレイン誘導管のインナーカップの内底部周縁に形成した貯留部に臨む先部は、外側に向かって斜め下方に傾斜していることを特徴とする回転カップ式塗布装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回転カップ式塗布装置において、前記ドレイン誘導管の先部の最外部分の下端はインナーカップの底面よりも低く設定されていることを特徴とする回転カップ式塗布装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−１３２４３（Ｐ２００６−１３２４３Ａ）
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１９０２０２（Ｐ２００４−１９０２０２）
【出願日】平成１６年６月２８日（２００４．６．２８）
【出願人】（０００２２０２３９）東京応化工業株式会社 (1,407)
【出願人】（０００１０８７５３）タツモ株式会社 (73)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月２８日（２００４．６．２８）
【出願人】（０００２２０２３９）東京応化工業株式会社 (1,407)
【出願人】（０００１０８７５３）タツモ株式会社 (73)
【Ｆターム（参考）】
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