JP4861082B2 - 塗布装置 - Google Patents

Description

本発明は塗布装置に関するものである。

基板上にレジスト液などを塗布する手法としては、特許文献１に開示されるように、基板を回転させながらその上にレジスト液を供給し、遠心力によって基板の全面にレジスト液を伸展させる方式が用いられている。このとき、塗布後にレジストミスト等が基板へ再付着することを防止する必要がある。このため、基板から振り切られたレジスト液を、基板などを収容する回転テーブルの外部に排出する必要がある。

近年の市場競争の激化により、レジストなどの塗布装置においても生産性の向上、即ち歩留まりの向上が要求されている。これらを実現するために、基板にレジスト塗布を施した後、レジスト廃液、レジストミストなどを効率よく排出する必要がある。

図４は従来の塗布装置の一例を示す正面断面図である。図５は図４のＺ−Ｚ断面部を示す平面断面図である。図６は図４で示すY矢の方向から回転部分のみを見た斜視図である。基板１は、回転キャップ３を載置した回転テーブル１０２に保持され、回転軸を中心として水平を保持したまま回転する。そして、基板１上にレジスト液が供給され、その後、遠心力によってレジスト液は基板１全体へ伸展する。

基板１から振り切られたレジスト液又はレジストミストなどの廃棄物質は、排出口１０２ａを通り、回転テーブル１０２の外へ排出される。しかし、一部は回転テーブル１０２外に排出されず、回転テーブル１０２内に残留する。この場合、レジストミストは、基板１などの回転により飛散し、回転テーブル１０２内で散布される。この結果、レジストミストが基板１上に再付着するという問題が生じる。

レジストミストの飛散を防止するため、基板１の外側で、対向板１０４の周辺端部には防護板(以下、スプラッシュガードという)５が設けられている。図５に示される従来のスプラッシュガード５は、略長方形の対向板１０４に固着されて形成されている。スプラッシュガード５はＸ−Ｘ軸に対して対称の位置に配置される。すなわち、対向板１０４周辺部の縦方向と横方向に、各々略平行に取り付けられている。
特開平８−１４１７６号公報

ここで、スプラッシュガード５の外側には回転キャップ３と、対向板１０４と、回転テーブル１０２とで形成される空間がある。ここで、スプラッシュガード５の端部の外側における空間をＡ２、Ａ３、Ｂ２、Ｂ３とする。空間Ａ２、空間Ａ３、空間Ｂ２、空間Ｂ３の大きさはＡ２＞Ｂ２、Ｂ３＞Ａ３となっている。ここで、回転テーブルがR方向に回転すると、空間Ａ３から空間Ｂ３の方向に空気が流れ込む。この場合、空気の入り口付近の空間Ａ３が小さく、それに比べ、出口付近の空間Ｂ３が大きい。このため空気の流れは比較的円滑である。しかし、空間Ａ２から空間Ｂ２に流れる場合は入り口が大きく出口が狭いため空気の流れは大きく乱れる。このため、レジストミストなどは基板１上に舞い戻ったりスプラッシュガード５の外側に浮遊したりする場合がある。また、排出口１０２ａから排出されるレジストミストなどの一部は、そのまま内壁１１と内壁１３ｂとの間に浮遊して残る場合もある。

基板１の回転塗布が終り、次の基板と入れ替える際、塗布容器１３ひいては回転テーブル１０２内へ空気が流入する。この際、浮遊しているレジストミストなどは空気と一緒に流入し、次の基板上に再付着するなどの不具合も発生していた。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、レジストミストなどを効率よく排出することができる塗布装置を提供することを目的とする。

本発明にかかる塗布装置は、
基板を載置する回転テーブルと、
前記基板を覆うよう、前記回転テーブルの上に配設された回転キャップと、
前記回転キャップの下側に設けられ、前記基板と対向する略長方形の対向板と、が一体的に回転する塗布装置であって、
前記基板の外側において、前記対向板に当該対向板から下側に突出して固定された複数のスプラッシュガードが、前記基板と平行な面において回転中心に対して点対称に配置され、かつ前記基板の辺に平行で回転中心を通る直線に対し非線対称に配置されており、
前記スプラッシュガードの外側において前記回転テーブル、前記回転キャップ、及び前記対向板で形成される空間を有し、
隣り合う前記スプラッシュガードの隣接する端部のうち回転時に先行する側の端部の外側における前記空間が、回転時に後行する側の端部の外側における前記空間よりも小さくなっているものである。

本発明により、レジストミストなどを効率よく排出することができる塗布装置を提供することができる。

以下に、本発明を適用可能な実施の形態の説明をする。以下の説明は、本発明の実施形態についてのものであり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

実施の形態
図１は実施の形態にかかる塗布装置を示す正面断面図である。図２は塗布装置の平面断面図で図１のＺ−Ｚ断面部である。図３は図１をY矢印の方向から回転部分のみを見た斜視図である。レジスト液を塗布するためのガラスなどの略長方形の基板１は、回転テーブル２内に水平に保持されている。回転テーブル２は円形の浅い鍋型であり、その上部に開閉自在の円盤状の回転キャップ３が載置されている。すなわち、基板１にレジストを塗布する時は回転テーブル２上に基板１を載置した状態で回転キャップ３を閉める。この回転キャップ３によって基板１が覆われる。また、回転キャップ３の下部には基板１と対向するように対向板４が固着されている。

基板１は、回転キャップ３を載置した回転テーブル２と共に水平を保持したまま回転する。回転中心は図２で示される中心Ｃである。中心Ｃは基板１、回転テーブル２、回転キャップ３、及び対向板４の各々の中心でもある。レジスト液は回転する基板１上に供給され、その後、遠心力によって基板１全体へ伸展する。

回転テーブル２の外周部には排出口２ａが円周方向に沿って設けられている。回転により基板１から振り切られたレジスト液又はレジストミストなどの廃棄物質は、排出口２ａを通り、回転テーブル２の外へ排出される。また、回転テーブル２の外周上端部には、周方向に適宜の間隔をおいて複数個の通気口２ｂが形成されている。この通気口２ｂは、回転テーブル２の上に回転キャップ３を載置したとき、トンネル状の溝となる。

レジストミストなどは、回転テーブル２外に排出されず、回転テーブル２内に残留することもある。この場合、レジストミストは、基板１などの回転により飛散し、回転テーブル２内で散布される。この結果、レジストミストが基板１上に再付着するという問題が生じる。レジストミストの飛散を防止するため、基板１の外側で、対向板４の周辺端部に防護板であるスプラッシュガード５が設けられている。ここでは４つのスプラッシュガード５が設けられている。スプラッシュガード５は対向板４から下方に突出している。そして、スプラッシュガードの内側の側面は傾斜面になっている。４つのスプラッシュガード５は基板１の４辺に対応して設けられている。各辺の外側には１つのスプラッシュガード５が配置されている。対向する２つのスプラッシュガード５は平行に配置される。一方、隣り合う２つのスプラッシュガード５はその延長線が直交するように配置される。隣接する２つのスプラッシュガード５の間には隙間が設けられている。この隙間は基板１の角の近傍に配置される。したがって、基板１の角部を除いて基板１の辺に沿ってスプラッシュガード５が設けられている。

塗布容器１３は回転キャップ３を載置した回転テーブル２を収容する容器である。塗布容器１３の外周底部には、上部に突出した内壁１１がリング状に設けられている。内壁１１は排出口２ａより排出されるレジストミストを受けるためにリング状に形成されている。さらに、塗布容器１３の内側で、内壁１１の外側には別の内壁１３ｂが設けられている。内壁１１と内壁１３ｂとの間の底部には廃液受け部があり、排出口２ａから排出されるレジスト廃液を一時的に保溜する。

廃液受け部には図４に示すようにリング状の配管１３ｃが設置されている。また図７に示すように、配管１３ｃには適当な間隔で配管穴１３ｄが設けられている。廃液受け部に保溜されているレジスト廃液などは配管穴１３ｄから配管１３ｃへ流入する。そして、レジスト廃液は配管１３ｃから外部の吸引手段（図示せず）により適宜レジスト廃液が排出される。

塗布容器１３の蓋１２は円盤状の板からなり、塗布容器１３に対し開閉自在となるように形成されている。塗布容器１３の底部には適当な部分に数箇所設けられた排気口１３ａである。したがって、前述のように、塗布容器１３の内部に飛散し液状になった廃液は、配管１３ｃから排出される。しかし、これ以外の塗布容器１３内に浮遊するミストは、塗布容器１３の内部の空気と共に排気口１３ａから排出される。この際、空気の供給は蓋１２と塗布容器１３の微小隙間を介して供給される。

このような塗布装置においては、適当な回転手段（図示せず）により回転テーブル２と回転キャップ３が一体的に回転する。回転テーブル２内に保持された基板１上に塗布されたレジストなどの塗布材料（図示せず）は、回転により一様の厚さに引き伸ばされる。そして、余分なレジストなどは振り切られて基板１上からミスト状になって飛散する。

また、図２に示すように対向板４は、回転方向とは逆の向きに略長方形の角部より円弧状の張り出し部４ａが設けられている形状となっている。これにより、対向板４上に付着した廃液が張り出し部４ａに沿って滞留することなく振り切られる。これらのレジスト廃液、レジストミストなどは、内壁１１及び内壁１３ｂの間の底部に形成される廃液受けに溜まる。続いて適当なタイミングで配管１３ｃ及び配管穴１３ｄを介して外部に排出される。

図２に示されるスプラッシュガード５は、略長方形の対向板４に固着されて形成されている。基板１と平行な面において、スプラッシュガード５は、回転中心Ｃに対して点対称に配置され、また基板１の辺に平行で回転中心Ｃを通る直線に対し非線対称に配置される。

図２に示すように、隣り合うスプラッシュガード５の隣接する端部のうち、回転時に先行する側の端部をスプラッシュガード端部５ａとし、回転時に後行する側の端部をスプラッシュガード端部５ｂとする。この場合、１つのスプラッシュガード５の両端のうち一方がスプラッシュガード端部５ａとなり、他方がスプラッシュガード端部５ｂとなる。ここで、スプラッシュガード５は、基板１の辺に平行で回転中心Ｃを通る直線に対して非線対称に設けられている。従って、基板１の辺に平行で回転中心Ｃを通る直線からスプラッシュガード端部５ａまでの距離は、スプラッシュガード端部５ｂまでの距離よりも長くなる。

ところで、スプラッシュガード５の外側には、対向板４、回転テーブル２、及び回転キャップ３で形成される空間が存在する。このスプラッシュガード５の外側の空間は、上側に回転キャップ３、又は対向板４が配置され、下側に回転テーブル２が配置される。空間の外周方向の外側は回転キャップ３の外周の端部と一致している。ここで、スプラッシュガード端部５ａ、５ｂの外側における上記の空間について考える。図２に示すように、スプラッシュガード５ａの外側における空間をＡ１とし、スプラッシュガード端部５ｂの外側における空間をＢ１とする。すなわち、空間Ａ１、Ｂ１は隣接するスプラッシュガード端部５ａ、５ｂにそれぞれ対応する。空間Ａ１、及び空間Ｂ１のうち、空間Ａ１は回転時に先行する側に配置され、空間Ｂ１は、回転時に後行する側に配置される。従って、回転時に、空間Ａ１から流入した空気が空間Ｂ１から流出する。

換言すると、スプラッシュガード端部５ａから回転テーブル２の内側面までの隙間が、スプラッシュガード端部５ｂと回転テーブルの内側面までの隙間よりも小さくなる。従って空間Ａ１の大きさは空間Ｂ１よりも大きくなる。さらに４つのスプラッシュガード５の全てについて、スプラッシュガード端部５ａに対応する空間Ａ１がスプラッシュガード端部５ｂに対応する空間Ｂ１よりも小さくなっている。

回転テーブルがR方向に回転すると、空間Ａ１から空間Ｂ１の方向に空気が流れ込む。このとき、常に空気の入り口付近の空間Ａ１が小さく、それに比べ出口付近の空間Ｂ１が大きい。このため、空気の流れが比較的円滑であり、大きく乱れることはない。すなわち、レジストミストなどは基板１上に舞い戻ることなく、回転テーブル２外へ排出されることになる。

また、回転テーブル２の外周には回転翼７が設けられている。回転翼７は外周方向全体に設けられている。また、回転翼７は回転羽根７ａ及び回転羽根７ｂよりなる。そして、この回転羽根７ａ及び回転羽根７ｂは排出口２ａを上下に挟むように配設されている。すなわち、回転羽根７ａは排出口２ａの上部から外側に延設され、回転羽根７ｂは排出口２ａの下部から外側に延設されている。回転翼７は回転テーブル２から周辺部へ向かって徐々に下方へ傾斜するように形成されている。これにより、レジストミストなどの廃液が排出口２ａより強制的に振り切られる。そして、廃液は内壁１１及び内壁１３ｂで形成される廃液受け部に効率的に溜められる。

さらに、塗布容器１３の内壁１３ｂには固定翼１０が回転翼７に対向するように設けられている。固定翼１０は塗布容器１３の内壁１３ｂから回転テーブル２が配設されている中央部へ向かって、徐々に上方へ傾斜するように形成されている。この傾斜を設けることにより、回転翼７により排出されたレジストミストなどの廃液を塗布容器１３内で飛散することをさらに防ぐことができる。

固定翼１０の回転方向側の一端には図３に示すように、受け板１０ａが配設されている。受け板１０ａは鉛直方向に沿って設けられた板状の部材である。従って、まず排出口２ａから排出されたレジストなどの廃液は、回転羽根７ａ及び回転羽根７ｂにより強制的に下方に向け振り切られる。続いて固定翼１０及び固定翼の受け板１０ａにも強制的に振り切られる。これにより、ミスト、廃液共、塗布容器１３内部において飛散することなく、内壁１１及び内壁１３ｂで形成される廃液受け部に、より確実に保溜される。

さらに、蓋１２には部材６及び部材９が取り付けられている。また回転テーブル２にも部材８が取り付けられている。各々の部材は狭い隙間（ラビリンス）を形成し、これらもミストの飛散を防止するものである。

以上のように本実施の形態の塗布装置によれば、回転テーブル周辺の空気の流れが円滑になり、効率よくレジストミストなどを排出することができる。また、対向板４上に付着した廃液も滞留することなく振り切られる。また回転テーブルから排出された廃液は、回転羽根７ａ及び回転羽根７ｂと、固定翼１０及び固定翼の受け板１０ａにより、塗布容器１３内部の廃液受け部に効率よく送り込まれる。すなわち、対向板４の４隅には円孤状の張り出し部４ａが設けられている。これらは回転時に後行する側に張り出されている。これにより、ミスト、廃液共に塗布容器１３内に飛散、浮遊、滞留することが無くなるため、塗布基板の歩留まりを向上させることができる。

ところで本実施の形態では、回転羽根７ａ及び回転羽根７ｂを全周に配置したが、排出口２ａなどの一部分だけに配置してもよい。また、固定翼１０は必ずしも受け板１０ａを有しなくてもよい。固定翼１０が内壁１３ｂから排出口２ａに向かって傾斜を設けただけでも、充分に廃液の排出効果が得られる。上記実施の形態では回転翼７と固定翼１０とを配設しているが、この配置に限られるものではない。塗布容器１３の構造により充分な空間がない場合、回転翼７と固定翼１０のどちらか一方を設けるだけでも充分な排出効果が得られる。

本実施の形態では基板１のとしてガラスを例示したが、半導体ウェハ、ＣＤ基板、プリント基板、セラミック基板等であってもよい。また、塗布液はレジスト液のみではなく、磁性塗料等であってもよい。さらに、本実施の形態と基本的な構成が同じで、同様の機能を果たすことができれば構造は限定されない。

本実施の形態にかかる塗布装置を示す正面断面図である。 本実施の形態にかかる塗布装置を示す平面断面図で、図１のＺ−Ｚ切断部の断面図ある。 本実施の形態にかかる塗布装置を示す部分断面斜視図で、図１のY矢視図である。 従来の塗布装置を示す正面断面図である。 従来の塗布装置を示す平面断面図で、図４のＺ−Ｚ切断部の断面図ある。 従来の塗布装置を示す部分断面斜視図で、図４のY矢視図である。 リング状配管１３ｃを示す部分断面斜視図である。

符号の説明

１ 基板、 ２、１０２ 回転テーブル、 ２ａ、１０２ａ 排出口、
２ｂ、１０２ｂ 通気口、 ３ 回転キャップ、 ４、１０４ 対向板、
４ａ 張り出し部、 ５ スプラッシュガード、
５ａ、５ｂ スプラッシュガード端部、 ６ 部材、 ７ 回転翼、
７ａ、７ｂ 回転羽根、 ８ 部材、 ９ 部材、 １０ 固定翼、
１０ａ 受け板、 １１ 内壁、 １２ 蓋、 １３ 塗布容器、
１３ａ 排気口、 １３ｂ 内壁、 １３ｃ リング状配管、１３ｄ 配管穴

Claims (7)

1. 基板を載置する回転テーブルと、
   前記基板を覆うよう、前記回転テーブルの上に配設された回転キャップと、
   前記回転キャップの下側に設けられ、前記基板と対向する略長方形の対向板と、が一体的に回転する塗布装置であって、
   前記基板の外側において、前記対向板に当該対向板から下側に突出して固定された複数のスプラッシュガードが、前記基板と平行な面において回転中心に対して点対称に配置され、かつ前記基板の辺に平行で回転中心を通る直線に対し非線対称に配置されており、
   前記スプラッシュガードの外側において前記回転テーブル、前記回転キャップ、及び前記対向板で形成される空間を有し、
   隣り合う前記スプラッシュガードの隣接する端部のうち回転時に先行する側の端部の外側における前記空間が、回転時に後行する側の端部の外側における前記空間よりも小さくなっている塗布装置。
2. 前記対向板には、回転時に後行する側に円弧状に張り出された張り出し部が形成されている請求項１に記載の塗布装置。
3. 前記回転テーブルの外周に回転翼が設けられている請求項１又は２に記載の塗布装置。
4. 前記回転翼が上下一対の回転羽根で形成されている請求項３に記載の塗布装置。
5. 前記回転翼が前記回転テーブルから周辺部へ向かって下方へ傾斜するように形成されている請求項３又は４に記載の塗布装置。
6. 前記回転テーブルを収容する塗布容器の内壁に、前記回転翼に対向した固定翼が設けられている請求項３乃至５のいずれかに記載の塗布装置。
7. 前記固定翼が前記塗布容器の内壁から中央部へ向かって上方へ傾斜するように形成されている請求項６に記載の塗布装置。

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