JPH07308625A - 基板の回転塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】基板上に塗布液を塗布して均一な薄膜を形成さ
せることができ、基板の品質をより一層向上させること
ができる基板の回転塗布装置を提供すること。 【構成】ターンテーブル２は基板１を保持して回転す
る。回転する基板１には塗布液供給手段４により塗布液
が供給させる。飛散防止手段２０は、ターンテーブル２
に保持された基板１の周囲に関連して配置されて塗布液
の飛散を防止する。この飛散防止手段２０は、孔１０と
この孔１０から基板１の周辺に向かうに従って、基板１
に近づくように形成された傾斜部分７ａを備えている。
排気手段１２，１３は飛散防止手段２０内を排気する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基板の回転塗布装置に
関し、特に高速回転させた基板上に塗布液を塗布して、
均一な薄膜を形成させるための基板の回転塗布装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】たとえば半導体基板のような基板を高速
回転させながら、この基板上に、比較的低粘度ないし中
粘度の塗布液を塗布して、基板上に均一な膜厚を形成す
るための回転塗布装置としては、図２のようなものが知
られている。ターンテーブル２は、基板１を保持して回
転するためのものである。このターンテーブル２の上方
には、塗布液吐出ノズル４が配置されている。この塗布
液吐出ノズル４は、回転する基板１に対して塗布液３を
供給するものである。

【０００３】塗布液３の飛散を防止するために飛散防止
カップ６が設けられている。ターンテーブル２で保持さ
れた基板１より上方には、飛散防止カバー７が位置され
ている。この飛散防止カバー７は、塗布液３の飛沫の飛
散を防止するものである。メカニズム５は、飛散防止カ
バー７を支えている。ターンテーブル２で保持された基
板１より外側には、排気口８が設けられている。この排
気口８は、飛散防止カップ６内を排気するための外部装
置の排気ファン９に接続配管されている。排液口１２
は、外部の排液タンク１３に接続配管されている。この
排液口１２は、飛散等による余剰の塗布液を排液するた
めのものである。

【０００４】このような従来の回転塗布装置は、次の３
通りの構造のものがある。 （１）外気エアーの流れＢが、飛散防止カップ６と飛散
防止カバー７との隙間１１からのみ流入して基板１の周
縁近傍に供給され、そして流下する気流を排気ファン９
によって排気口８から吸引するようになっているタイプ
のもの。 （２）隙間１１が密封されていて外気流入エアーがな
く、排気口８からの吸引が実効的に働かないタイプのも
の。このタイプのものでは、高速回転時あるいはその後
に飛散防止カバー７が開くようになっている。 （３）飛散防止カバー７が全くないタイプのもの。

【０００５】このように、従来の回転塗布装置は、
（１）から（３）の３つのタイプのものに大別される。
外気エアーによって塗布液３の乾燥が促進されて膜厚が
形成されるのであるが、上述した（１）と（２）のタイ
プの場合では、基板１の周縁近傍を除く表面全域に亘っ
て外気エアーが供給されにくいので、外気エアーの供給
されにくい部位での塗布液３の乾燥が遅くなり、塗布液
３の粘性が低くなるので薄い膜厚が形成されてしまう。
これに対して、（３）のタイプの場合では、飛散防止カ
バー７が全くなく外気エアーが充分供給されるために、
厚い膜厚が形成される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、（１）
ないし（３）の従来の回転塗布装置では、次のような問
題がある。（１）のタイプのものでは、外気エアーの流
れＢが飛散防止カップ６と飛散防止カバー７との隙間１
１から流入するものである。このために、基板１の周縁
近傍においては外気エアーが多く供給されるので、これ
らの部分での膜厚増加が生じやすい。これに対して、
（２）と（３）のタイプのものでは、基板１上におい
て、外周の方が気流の相対スピードが速いので、外周に
おける膜厚増加を生じやすい。このため、基板１上に形
成した膜厚が不均一になることや、基板１の上方での流
れＣが形成されることによって、霧状になった塗布液３
の飛沫が基板１の表面に再付着してしまう等のために、
品質上の欠陥となりやすい。しかもこの流れＣを調整す
ることは容易でない。

【０００７】そこで、本発明は上記課題を解消するため
になされたものであり、基板上に塗布液を塗布して均一
な薄膜を形成させることができ、基板の品質をより一層
向上させることができる基板の回転塗布装置を提供する
ことを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にあ
っては、基板を保持して回転するターンテーブルと、回
転する上記基板に塗布液を供給する塗布液供給手段と、
上記ターンテーブルで保持された上記基板の周囲に関連
して配置されて上記塗布液の飛沫の飛散を防止する飛散
防止手段であって、上記ターンテーブルで保持された上
記基板の中心部から周辺部へ向かう領域に外気エアーの
流れを得るための開口部を備え、しかも上記ターンテー
ブル上に保持されている上記基板に対面する部分が、上
記開口部から上記基板の周辺部分に向かっていくに従っ
て、上記基板に近づくように形成されている飛散防止手
段と、上記飛散防止手段内を排気するための排気手段
と、を備える基板の回転塗布装置により、達成される。

【０００９】本発明にあっては、好ましくは前記飛散防
止手段は、前記ターンテーブルと前記ターンテーブルで
保持された前記基板を囲む飛散防止カップと、中央部に
前記開口部としての孔を有し、前記ターンテーブルで保
持された前記基板に対面している飛散防止カバーと、を
備え、この飛散防止カバーの前記基板に対面する部分
が、前記孔から前記基板の周辺部分に向かっていくに従
って、前記基板に近づくように形成されている。

【００１０】本発明にあっては、好ましくは前記飛散防
止カバーの前記基板に対面する部分が、前記孔から前記
基板の周辺部分に向かっていくに従って、前記基板に近
づくように曲線状に形成されている。本発明にあって
は、好ましくは前記飛散防止カバーの前記基板に対面す
る部分が、前記孔から前記基板の周辺部分に向かってい
くに従って、前記基板に近づくように直線状に形成され
ている。

【００１１】

【作用】上記構成によれば、塗布液供給手段は、ターン
テーブルで回転する基板に塗布液を供給する。この際、
飛散防止手段により、塗布液の飛沫の飛散を防止する。
しかも、飛散防止手段の開口部を介して、ターンテーブ
ルで保持された基板の中心部から周辺部へ向かう領域に
外気エアーの流れを得て、飛散防止手段内を排気手段に
より排気する。この際に、ターンテーブル上に保持され
ている基板に対面する部分が、開口部から基板の周辺部
分に向かっていくに従って、基板に近づくように形成さ
れているので、基板の面の全域にわたってエアー量を均
一に供給することができる。つまり、基板の基板の面に
おける気流のスピードを均一にする。この外気エアーの
流れにより、塗布液の厚みを均一化し、飛散した塗布液
の飛沫が基板上に再付着するのを防ぐ。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、
本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種
々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説
明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、
これらの態様に限られるものではない。

【００１３】本発明の基板の回転塗布装置の好ましい実
施例は、半導体基板、セラミック基板あるいはガラス基
板等（以下単に基板と称する）を高速回転させながら、
ポリイミド樹脂溶液、液体ドーパント、フォトレジスト
等の比較的低粘度から中粘度の塗布液を、その基板上に
塗布して均一な薄膜を形成させるための基板の回転塗布
装置である。

【００１４】図１は、本発明の基板の回転塗布装置の好
ましい実施例を示している。ターンテーブル２は、基板
１を保持して回転するものである。このターンテーブル
２は、モータＭにより矢印Ｒ方向に回転できるようにな
っている。このモータＭはプレートＰに対して取り付け
られている。塗布液吐出ノズル４は、図１において破線
で示されており、回転する基板１に対して塗布液３を供
給するためのものである。この塗布液吐出ノズル４は、
ターンテーブル２の上方に設けられている。基板１は、
たとえば半導体基板であり、円盤状のものである。

【００１５】飛散防止手段は２０は、飛散防止カップ６
と、飛散防止カバー７とを有している。この飛散防止カ
ップ６は、塗布液３の飛沫の飛散を防止するものであ
り、ターンテーブル２の周囲、特に基板１とターンテー
ブル２の周縁に対応する領域に配置されている。

【００１６】飛散防止カバー７は、ターンテーブル２で
保持された基板１の上方で、しかも基板１に対面するよ
うに位置していて、塗布液３の飛散を防止するものであ
る。この飛散防止カバー７は、開閉手段４０により飛散
防止カップ６に対して矢印Ｚ方向に関して開閉可能にな
っている。開閉手段４０は、たとえばメカニズム５と駆
動手段３０を有している。この飛散防止カバー７は、開
閉手段４０のメカニズム５により支持されている。駆動
手段３０とメカニズム５は、好ましくは上述したように
飛散防止カバー７を矢印Ｚ方向に移動可能である。しか
も、駆動手段３０とメカニズム５は、飛散防止カバー７
をターンテーブル２の上方から別の部所（上方横部）に
退避させることができるようになっている。

【００１７】飛散防止カバー７は、飛散防止カップ６の
開口部６ａに対応するようにして配置される。図１の実
施例では、開口６ａの大きさは基板１の大きさより大き
い。飛散防止カバー７の大きさは、開口６ａの大きさよ
り大きい。飛散防止カバー７の中央部には外気エアーの
流れＡを得るための開口部としての孔１０が形成されて
いる。この孔１０からは、外気エアーの流れＡがターン
テーブル２の上の基板１側に供給されるように構成され
ている。この孔１０には、好ましくはメッシュやフィル
タ等の整流部材を配設することができる。

【００１８】飛散防止カバー７の形状は次のような特徴
を有している。飛散防止カバー７の下面であって、ター
ンテーブル２の上の基板１に対面している部分は、傾斜
部分７ａとなっている。

【００１９】この傾斜部分７ａは、中央部の孔１０（あ
るいは基板１の回転中心から）から外側に向かっていく
に従い、基板１に近ずけるような傾斜を付けた形状にな
っている。つまり、傾斜部分７ａは、傾斜角度が設定さ
れている。この傾斜部分７ａは、好ましくは図１に示す
ように曲線状である。このように飛散防止カバー７の下
面を曲線状に傾斜部分７ａを形成することにより、基板
１の上面全域にわたって、エアー量を均一に供給するこ
とができるようになっている。

【００２０】図１に示すように、飛散防止カップ６と飛
散防止カバー７とを接するようにして隙間を無くした
り、あるいは飛散防止カップ６と飛散防止カバー７との
間隔ともいう隙間１１を狭くすることにより、隙間から
の外気エアーの流れを遮断するかあるいは調整すること
ができる。すなわち駆動手段３０を作動させることによ
りメカニズム５を矢印Ｚ方向に移動させて、飛散防止カ
ップ６と飛散防止カバー７とを接するようにしたり、あ
るいは飛散防止カップ６と飛散防止カバー７との隙間を
狭くすることができる。

【００２１】このようにして隙間を無くしたり、隙間の
大きさを調整することで、隙間からの外気エアーの流れ
の流量を遮断あるいは調整することで、孔１０からの外
気エアーの流れＡの流量を調節することができる。つま
り、孔１０からの外気エアーの流れＡの流量は、隙間か
らの外気エアーの流れに対して抵抗として作用する。こ
のため、外気より流入する気流は、孔１０からの外気エ
アーの流れＡが主流となる。排気口８は、ターンテーブ
ル２に保持された基板１よりも外側に位置されている。
この排気口８は、外部装置の排気ファン９に接続配管さ
れていて、飛散防止カップ６内を排気するためのもので
ある。

【００２２】排液口１２は、外部の排液タンク１３に接
続配管されている。排液口１２は、飛散等による余剰の
塗布液を排液タンク１３側に排液するようになってい
る。図１において、外気エアーの流れＡは、基板１の上
面に沿って放射方向へほぼ均一に流れ、基板１の周縁よ
り均一に流下し、排気ファン９によって排気口８から排
気される。飛散等による余剰の塗布液は、排液口１２よ
り排液され、排液タンク１３に溜められる。

【００２３】なお、孔１０の位置、形状、大きさ、個数
等に関しては、外気エアーの流れＡの流量、方向等の調
整になるため、特にこだわらなく、その時の基板１上で
の膜厚分布の場合に応じたものとするのが良い。

【００２４】ただし、基板１の表面全体に関して塗布膜
３を均一な膜厚に形成するためには、孔１０は飛散防止
カバー７の丁度中央部に位置させ、この好ましくは円形
の孔１０の径は、基板１の径に対して、基板１の径の１
／１０ないし１／３の範囲が望ましい。

【００２５】また、飛散防止カバー７の下面の傾斜部分
７ａの傾斜角度に関しては、特にこだわらなくてよく、
その時の基板１の大きさ、形状に応じたものとするのが
よい。ただし、基板１の上面全体のエアー量を均一に供
給するためには、飛散防止カバー７の下面の傾斜部分７
ａと、基板１との間の距離が、中央部の孔１０から外側
に向かっていくのに従い、例えば単調に減少するような
傾向にして、例えば基板１の外周における傾斜部分７ａ
と基板１との間の距離の最小値が、基板１の内周部分に
おける傾斜部分７ａと基板１との間の距離の最大値の９
割以下になるような傾斜角度が望ましい。

【００２６】次に、上述した回転塗布装置の動作例を説
明する。塗布液吐出ノズル４および飛散防止カバー７
を、上方でかつ横の部分に退避させておく。そして基板
１をターンテーブル２に中心合せしてセットし、基板１
をターンテーブル２に吸着して保持する。排気ファン９
によって排気口８から飛散防止カップ６内を強制排気す
る。塗布液吐出ノズル４のスイングアーム（図示せず）
が作動して、塗布液吐出ノズル４が、基板１上の所定の
位置（中心位置）に設置される。この塗布液吐出ノズル
４から塗布液３を吐出した後に、このスイングアームは
退避する。

【００２７】その後、直ちに飛散防止カバー７が飛散防
止カップ６の開口６ａに対応して位置決めされ、モータ
Ｍを作動してターンテーブル２を高速回転させる。する
と、基板１の回転に伴なってその表面に薄い膜３が形成
される。そして、余剰の塗布液３や霧状になった塗布液
３は、基板１の回転による遠心力で、基板１の周縁から
飛沫となって飛散する。一方、排気ファン９によって排
気口８から強制排気がなされていることから、飛散防止
カバー７の孔１０から流入する外気エアーの流れＡは、
基板１の上面に対応して傾斜部分７ａの傾斜に沿って放
射方向に流れ、基板１の周縁より均一に流下し、排気口
８より排気される。

【００２８】そこで、飛沫となって飛散した余剰の塗布
液３は、上記気流の流れＡによって基板１の表面に再付
着せず、排液口１２より排液タンク１３に溜められる。
また、飛散防止カバー７の下面の傾斜部分７ａの傾斜角
度を適切に設定することにより、基板１の上面の全域に
わたって、エアー量を均一に供給でき、さらなる基板１
上の膜厚の均一化の調整が望める。つまり、基板１にお
いて、外周部分もしくは周辺部分の方が、基板１の内周
部分よりも面積が広くなるので、気流の相対スピードが
遅くなる。そこで、飛散防止カバー７の下面の傾斜部分
７ａの傾斜角度を適切に設定することにより、基板１の
外周部分の気流の相対スピードを速くさせて、基板１の
上面全域にわたる気流のスピードを均一にするものであ
る。

【００２９】本発明の実施例によれば、飛散防止カバー
７の下面の形状の傾斜により、基板１の上方での気流の
滞留がほぼ防止でき、乾燥の均一化を実現し、飛散した
塗布液の飛沫が、基板１上に再付着することを完全に防
止することができる。また、飛散防止カバー７の下面の
形状の傾斜を任意に設定することにより、基板１の上面
全域にわたって、エアー量が均一に供給され、基板１に
塗布される膜厚は均一に形成することができる。これに
より、基板１の品質をより一層向上させることができ
る。

【００３０】ところで本発明は上記実施例に限定されな
い。上述した実施例では、半導体基板に塗布する例を示
しているが、これに限らず、本発明の基板の回転塗布装
置は、セラミック基板あるいはガラス基板等（以下単に
基板と称する）を高速回転させながら、ポリイミド樹脂
溶液、液体ドーパント、フォトレジスト等の比較的低粘
度から中粘度の塗布液を、その基板上に塗布して均一な
薄膜を形成させる場合に適用することができる。

【００３１】また、図１の傾斜部分７ａは、図１の曲線
状のものに限らず、中央部の孔１０から外側に向かって
いくに従い、基板１に近ずけるような傾斜を付けた直線
状であってもかまわない。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、基
板上に塗布液を塗布して均一な薄膜を形成させることが
でき、基板の品質をより一層向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基板の回転塗布装置の好ましい実施例
を示す縦断面図。

【図２】従来の基板の回転塗布装置を示す縦断面図。

【符号の説明】

１ 基板 ２ ターンテーブル ３ 塗布液 ４ 塗布液吐出ノズル（塗布液供給手段） ５ カバーを支えるためのメカニズム ６ 飛散防止カップ ７ 飛散防止カバー ７ａ 飛散防止カバーの傾斜部分 ８ 排気口（排気手段） ９ 排気ファン（排気手段） １０ 飛散防止カバーの孔 １１ 隙間（間隔） １２ 排液口 １３ 排液タンク ２０ 飛散防止手段 ３０ 駆動手段 ４０ 開閉手段 Ｍ モータ Ｐ プレート

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を保持して回転するターンテーブル
   と、 回転する上記基板に塗布液を供給する塗布液供給手段
   と、 上記ターンテーブルで保持された上記基板の周囲に関連
   して配置されて上記塗布液の飛沫の飛散を防止する飛散
   防止手段であって、上記ターンテーブルで保持された上
   記基板の中心部から周辺部へ向かう領域に外気エアーの
   流れを得るための開口部を備え、しかも上記ターンテー
   ブル上に保持されている上記基板に対面する部分が、上
   記開口部から上記基板の周辺部分に向かっていくに従っ
   て、上記基板に近づくように形成されている飛散防止手
   段と、 上記飛散防止手段内を排気するための排気手段と、を備
   えることを特徴とする基板の回転塗布装置。
2. 【請求項２】 前記飛散防止手段は、 前記ターンテーブルと前記ターンテーブルで保持された
   前記基板を囲む飛散防止カップと、 中央部に前記開口部としての孔を有し、前記ターンテー
   ブルで保持された前記基板に対面している飛散防止カバ
   ーと、を備え、 この飛散防止カバーの前記基板に対面する部分が、前記
   孔から前記基板の周辺部分に向かっていくに従って、前
   記基板に近づくように形成されている請求項１に記載の
   基板の回転塗布装置。
3. 【請求項３】 前記飛散防止カバーの前記基板に対面す
   る部分が、前記孔から前記基板の周辺部分に向かってい
   くに従って、前記基板に近づくように曲線状に形成され
   ている請求項２に記載の基板の回転塗布装置。
4. 【請求項４】 前記飛散防止カバーの前記基板に対面す
   る部分が、前記孔から前記基板の周辺部分に向かってい
   くに従って、前記基板に近づくように直線状に形成され
   ている請求項２に記載の基板の回転塗布装置。