KR0120450Y1

KR0120450Y1 - 실리카막 형성용 도포액을 토출하기 위한 장치

Info

Publication number: KR0120450Y1
Application number: KR2019940026030U
Authority: KR
Inventors: 마나부 야베; 마사루 기타가와; 타카후미 오오키; 미쯔히로 후지타
Original assignee: 이시다 아키라; 다이닛뽕 스크린 세이조오 가부시키가이샤
Priority date: 1993-10-07
Filing date: 1994-10-05
Publication date: 1998-08-01
Also published as: JPH0727150U; US5599394A; KR950012599U

Abstract

기판표면상에 실리카막을 형성하기 위해 액저류조로부터 기판표면상으로 고정량의 실리카 도포액을 송출하기 위한 토출장치가 있다. 실리카 도포액을 저류하는 액저류조는 흡인관을 통해서 격막펌프에 접속된다. 격막펌프는 송출관을 통해서 노즐에 결속된다. 액저류액에서 도포액을 격막펌프의 흡인 및 송출작용에 의해 노즐로 공급된다. 도포액은 노즐에서 회전도포장치의 회전척에 의해 지지되는 기판표면으로 토출된다.

Description

실리카막 형성용 도포액을 토출하기 위한 장치

제 1 도는 본 고안에 관한 실리카막을 형성하기 위한 도포액을 토출하기 위한 장치를 가지는 회전도포장치의 주요부를 나타내는 도면,

제 2 도는 본 고안에 관한 장치에 사용되는 격막펌프의 사시도,

제 3 도는 격막펌프의 종단면도,

제 4a도 및 4b도는 격막펌프 내의 밸브구성을 타나내는 도면,

제 5a도 및 5b도는 개량된 격막펌프를 설명하기 도면,

제 6 도는 격막펌프의 석백(Suck back)동작을 설명하기 타임차트,

제 7a도, 7b도 및 7c도는 본 고안에 관한 장치의 변형예를 나타내는 모식도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 액저류조 2 : 액흡입관

3 : 격막펌프 3a : 격막펌프의 액흡인구

3b : 격막펌프의 액송출구 4 : 액송출관

5 : 노즐 6 : 회전척

W : 웨이퍼 S : 실리카막형성도포액

본 고안은 반도체 웨이퍼 또는 액정표시장치용 유리기판과 같은 기판의 표면에 실리카막을 형성하는 도포액을 토출하는 회전 도포장치에서 사용되는 장치에 관한 것이다.

종래의 도포액을 토출하기 위한 장치는 예를들면, 일본특허공보 1989-52065호(일본특허공개 1985-12175호)에 개시되어 있다.

이런 형태의 액토출장치는 도포액을 저장하기 위한 밀폐된 용기를 가지고 그안으로 질소가스 또는 헬륨가스를 도입함으로써 압축된다. 도포액을 압력하에서 공급관을 통해서 용기에서 기판표면으로 방울져 떨어지게 구성된다.

다른 형태의 장치는 기판표면상에 방울져 떨어지는 도포액으로서 포토레지스트를 송출하기 위한 벨로우즈펌프가 채용된다. 즉, 벨로우즈펌프는 포토레지스트와 같은 도포액을 흡인하여 기판 표면에 인가하기 위한 도포액을 송출한다.

상기 공지의 장치는 이 이후에 설명한대로 여러가지 장애가 있다.

질소가스가 밀폐용기로 도입되는데 사용될 때의 가스압력을 이용한 장치는 다음의 불편한 점이 뒤따른다.

질소가스는 도포액에 쉽게 용해된다. 도포액 내에서 용해된 질소가스는 도포액의 송출중에 거품으로 나타나거나, 또는 기판에 인가후에 탈가스가 발생하게 된다. 이 결과 기판에 형성되는 막 내에 나타나는 핀홀이 생기거나 또는 도포액이 균일하게 인가되지 않아서, 생산성이 낮게 된다.

질소가스 대신에 헬륨가스를 사용하는 곳에서는 가스가 도포액에 덜 용해된다. 그러나 헬륨가스는 비싸서 고운영경비는 또다른 문제를 산출한다.

벨로우즈펌프를 사용하는 장치는 가스를 사용하지 않아서 도포액에서의 가스용해와 고운영비문제로부터 해방되나, 도포액이 실리카막을 형성하는 형태이므로 다음과 같은 장애가 있다.

즉, 벨로우즈펌프에서는, 벨로우즈의 신축에 의해 도포액의 흡인, 송출을 행하나 그 구조상, 흡인된 도포액이 송출시에 전부 송출되지 않고, 흡인한 도포액의 일부가 벨로우즈펌프내에 장기간 잔류할 수 있게 된다. 또, 실리카막 형성 도포액은 일반적으로 결정화하기 쉽다하는 성질을 가지므로서, 벨로우즈펌프내에 실리카막 형성 도포액이 잔류한 경우, 벨로우즈펌프내에서 실리카막 형성 도포액의 결정물이 생성된다. 그 결과, 벨로우즈펌프에서, 결정물이 혼재한 도포액이 송출되어, 기판표면으로 토출된다. 이 기판을 회전시켜서, 도포액의 막을 형성할 때, 결정물이 기판표면에 부착하여, 그 결정물의 부근에 고루게 분포되지 않아서 균일한 막이 얻어지지 않는다.

본 고안은 이와 같은 사정을 감안한 것으로, 가스의 도포액에의 용해를 없게 함과 동시에, 운영경비가 고액화되는 것을 방지하고, 결정화하기 쉬운 실리카막 형성을 도포액을 기판표면에 공급하는 장치이면서 양호한 막이 얻어지는 실리카막 형성용 도포액을 토출하기 위한 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 고안은 이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 다음과 같은 구성을 채택했다. 즉, 본 고안에 관한 장치는, 기판을 수평회전시켜서, 상기 기판표면에 방울져 떨어진 도포액의 막을 형성하는 회전도포장치를 구비하고, 상기 기판표면에 실리카막 형성용 도포액을 토출하는 실리카막 형성용 도포액을 토출하는 장치에 있어서,

상기 장치는 :

실리카막 형성용 도포액이 저류되어 있는 액저류조와 ;

도포액을 분사하기 위해 기판표면으로 대향해 있는 노즐과 ;

액저류조로부터 도포액을 흡인하여, 노즐에 송출하기 위한 격막펌프와 ;

액저류조내에 저류된 도포액으로 연장된 일단부와 격막펌프의 흡인구로 타단부가 연결된 흡인관과 ;

일단부가 격막펌프의 출구에 연결되고 타단부가 노즐에 연결되는 액송출관으로 구성된다.

격막펌프는 :

격막이 연장된 펌프챔버와 ;

액흡입관과 펌프챔프를 서로 연통하는 액흡인용유로를 개폐하기 위한 흡인밸브와 ;

송출관과 펌프챔버를 서로 연통하는 액송출용유로를 개폐하기 위한 송출 밸브로 구성된다.

또, 장치는 :

펌프 챔버 내에서 격막을 왕복하도록 하기 위한 펌프구동장치와 ;

흡인밸브를 동작하기 위한 흡인밸브 구동장치와 ;

송출밸브를 동작하기 위한 송출밸브 구동장치와, 펌프구동장치와 흡인밸브 구동장치 및 송출밸브구동장치를 제어하기 위한 제어장치들로 구성되어서, 격막펌프는 도포액의 흡인 및 송출을 구동하게 된다.

본 장치에 따르면, 격막펌프의 흡인동작에 있어서는, 실리카 도포액이 저류조에서 흡인관을 통해서 격막펌프로 흡인된다. 다음에 격막펌프의 송출동작은 저류조에서 흡입된 실리카 도포액이 액송출관을 노즐로 송출되어 기판표면상으로 토출된다.

가스가 기판표면에 도포액을 토출하는데 사용되지 않으므로서, 기판표면에 인가후의 탈가스 또는 전송중의 가스거품으로서 장애의 원인이 되는 도포액에서 가스의 용해는 없다. 또 본 고안은 고가의 가스를 사용함에 의해 고운영비를 산출하지 않는다. 또한, 기판표면에 인가된 실리카 도포액의 양을 가스입력을 사용하는 경우와 비교해서 고정도로 제어할 수 있다.

격막펌프의 흡인·송출동작(일행정)에서는, 거의 모든 흡인 도포액이 소모된다. 도포액은 벨로우즈펌프보다는 격막펌프에서 결정화 및 잔류기회가 적게 된다. 기판표면에 공급되는 실리카 도포액은 막의 품질을 저하하는 결정은 포함하지 않는다. 따라서, 최상품질의 막이 기판에 형성된다.

바람직하기로는, 흡인관과 펌프챔버의 상호연통시키는 액흡인 및 액송출유로와 펌프챔버 및 액송출용유로는 각각 펌프챔버의 주변영역에서 개방되어 있다. 이 배치가 펌프챔버를 통해서 도포액의 흐름을 향상시키고, 펌프챔버 내에 도포액이 남아 있는 가능성을 감소시킨다.

바람직하기로는, 제어장치는 흡인 밸브구동장치와 송출밸브구동장치가 흡인밸브 및 송출밸브를 각각 개폐하도록 동작하고, 펌프구동장치가 액흡인 및 액송출용유로가 개방되는 펌프챔버의 한측벽을 다른 측벽으로 이동시키므로서, 격막펌프가 저류조에서 도포액을 흡인하도록 한다 ; 그후 흡인밸브 구동장치와 송출밸브구동장치가 흡인밸브를 패쇄하고 송출밸브는 각각 개방하도록 하고 펌프구동장치가 다른 측벽에서 한쪽 측벽의 반대방향으로 격막을 움직이도록 해서 격막펌프가 펌프 챔버에서 노즐로 도포액을 송출하여 노즐로부터 도포액을 토출하도록 한다 ; 그후 흡인 밸브를 폐쇄, 송출밸브를 개방으로 놓고서 잠시동안 펌프구동장치를 정지하고 그후 격막펌프가 펌프챔버 안으로 도포액을 흡인하도록 한다. 이러한 제어모드와 함께, 격막펌프가 흡인가능을 수행한다.

본 고안의 설명을 목적으로 현재 적당한 몇 개의 도면이 나타나 있으나, 그것은 본 고안의 정밀한 배치 및 수단을 제한하는 것은 아니다.

본 고안의 바람직한 실시예는 이후 도면의 부호를 참조하여 자세하게 설명한다.

제1도는 본 고안에 관한 실리카막을 형성하는 도포액을 토출하기 위한 장치를 가지는 회전도포장치의 주요부를 나타내는 도면이다. 제2도는 본 장치에 사용되는 격막 펌프의 사시도, 제3도는 격막펌프의 종단면도이다.

본 실시예에서는 실리카막을 형성하기 위해 기판의 표면에 인가되는 도포액은 할로겐화실란 또는 알콜 또는 에테르와 같은 유기용매에 용해된 알콕시실란과 같은 실리콘 복합물 용액과 실리카 피티클의 용액이 살포되어 유기 용매 내에서 분산혼입된 용액들이다. 본 실시예의 다른 설명에서는 실리카막을 형성하기 위한 상기의 도포액을 단순히 실리카 도포액으로 칭한다.

제1도에서, 부호(1)은 실리카도포액(S)을 저류하기 위한 액저류조를 나타낸다. 흡인관(2)의 한단은 액저류조(1) 내에 저장된 실리카 도포액(S)으로 연장된다. 액저류조(1)는 주위를 둘러싼 내부를 연통하기 위한 튜브(1a)를 가진다.

흡인관(2)의 다른단은 격막펌프(3)의 액흡인구(3a)에 결속된다. 액송출관(4)의 한단은 격막펌프(3)의 액송출구(3b)에 결속된다. 격막펌프(3)는 펌프구동관(19)과 밸브구동관(24, 25)을 가지며, 이 이후 이들 관들에 대해 설명한다.

액송출관(4)의 타단은 노즐(5)과 연통된다. 노즐(5)은 처리하의 웨이퍼(W)를 수평으로 회전하면서 지지하기 위한 회전축(6)의 거의 중앙에 위치한 토출단(5a)을 가진다. 웨이퍼(W)는 스핀척(6)의 회전축과 일치하는 웨이퍼(W)의 중앙이 위치하도록 놓여진다.

이 상태에서, 실리카 도포액(S)은 이후에 기술된 대로 노즐(5)과 토출단(5a)에서 소정의 양만큼 토출된다. 토출된 실리카 도포액(S)은 웨이퍼(W)의 표면 중앙 주위에 영역에 방울져 떨어진다.

웨이퍼(W)를 회전하는 회전축(6)과 함께 원심력이 생성되어 웨이퍼 표면상에 평탄하게 방울져 떨어진 실리카 도포액(S)이 확산되어서 웨이퍼(W)의 표면상에 균일한 두께를 가지는 실리카 도포액(S)의 막을 형성한다.

회전축(6)과 웨이퍼(W)은 웨이퍼(W)의 회전중에 실리카 도포액(S)이 바깥으로 흩어지는 것을 방지하기 위한 비산방지컵(101)에 의해 에워 싸여져 있다.

회전도포장치는 예를들면, 다음의 두 개의 스퀸스 중 하나에 의해 웨이퍼 상에 막을 형성한다. 하나의 스퀸스에서, 실리카 도포액(S)을 웨이퍼(W)의 표면에 방울져 떨어지게 되고 그후 웨이퍼(W)는 그 위에 막을 형성하기 위해 회전한다. 또 다른 스퀸스에서는 실리카 도포액(S)이 회전웨이퍼(W)의 표면에 떨어지도록 함으로써 막이 형성된다. 어느 스퀸스를 채택하던 간에, 균일한 두께의 막을 형성하기 위한 웨이퍼(W)의 표면에 고정량으로 실리카 도포액(S)을 공급할 필요가 있다. 이 실시예에서는 이후 기술한 대로, 실리카 도포액(S)이 웨이퍼(W)의 표면에 고정량으로 항상 공급되게 된다.

다음에, 본 실시예에서 사용되는 격막펌프(3)의 구조를 제2도 및 제3도를 참조해서 설명한다.

제3도에 나타난 대로, 격막펌프(3)의 액흡인구(3a)(액흡인관2)와 펌프챔버(11)는 액흡인용제1유로(12), 흡인밸브(13) 및 액흡인용제2유로(14)와 서로 연통하고 있다. 펌프챔버(11)와 액송출구(3b)(액송출관4)는 액송출용제1유로(15)와 송출밸브(16) 및 액송출용제2유로(17)를 통해서 서로 연통하고 있다.

펌프챔버(11)는 그를 통해서 연장된 격막(18)을 가지고 있다. 펌프구동관(19)의 한단(즉, 격막펌프(3)로 연장된 단)은 이 펌프챔버(11)에 연통되며, 타단(격막펌프(3)에서 밖으로 연장된다)은 피스톤 등의 펌프구동기(102)에 접속되어 있다. 그리고, 펌프구동기(102)에 의해 펌프챔버(11)내의 감압과 가압을 행하는 것에 의해 격막(18)은 펌프챔버(11)내의 측벽간(제3도의 A,B간)을 왕복운동하여, 실리카 도포액(S)의 흡인과 송출이 행하도록 구성되어 있다.

또한, 펌프구동기(102)는 펌프구동제어수단에 상당하고, 그 구동제어는 제어수단으로해서의 제어기(103)에 의해 행해지도록 구성되어 있다. 또, 제어기(103)는 예를 들면 마이크로 컴퓨터 등으로 구성되어 있다.

다음에, 흡인밸브(13)와 송출밸브(16)의 구성을 제4a, 4b도를 참조해서 설명한다.

또한, 흡인밸브(13)의 구성과 송출밸브(16)의 구성은 같은 모양이므로 제4a, 4b도에서는 흡인밸브(13)의 구성을 나타내고, 이하에서는 흡인밸브(13)를 예로들어 설명한다. 또, 제4a도는 흡인밸브(13)의 폐쇄상태를 나타내고 있고, 제4b도는 흡인밸브(13)의 개방상태를 나타내고 있다.

흡인밸브(13)는 밸브챔버(21)내로 연장된 변형 가능한 밸브격막(22)이 액흡인용 제1유로(12)와 액흡인용 제2유로(14)가 막히는 상태일 때 폐쇄상태(제4a도 참조)로 되고, 액흡인용 제1유로(12)와 액흡인용 제2유로(14)들이 연동된 상태일 때 개방상태(제4b도 참조)로 된다. 이 개방상태와 폐쇄상태들은 3통로 밸브(23)에 의해 바뀌게 된다.

즉, 상기한 밸브구동관(24) 송출밸브 16의 경우는 밸브구동관(25)의 도입단이 밸브챔버(21)에 연통접속되며, 토출단이 3통로밸브(23)의 공통포트(CP)에 연통접속되어 있다. 또 3통로 밸브(23)의 절환포트(P2)에는 상시 공기가 공급(가압)되어 있고, 3통로밸브(23)의 다른 절환포트(P2)측은 상시 공기가 흡인(감압)되어 있다. 그리고, 절환포트(P1, P2)를 바꾸어 예를 들면 공통포트(CP)와 절환포트(P1)을 연통시키면, 제4a도에 나타난 바와 같이, 밸브챔버(21)내는 공급되는 공기에 의해 가압되며, 밸브막(22)이 액흡인용 제1유로(12)와 액흡인용 제2유로(14)를 막은 폐상태로 된다. 한편, 공통포트(CP)와 절환포트(P2)를 연통시키면, 제4b도에 나타난 바와 같이, 밸브챔버(21)내의 공기는 흡인되는 것에 의해 감입되며, 밸브막(22)이 밸브구동관(24)의 도입단측으로 흡인되고, 액흡인용 제1유로(12)와 액흡인용 제2유로(14)가 연통되어 개방상태로 된다.

또한, 흡인밸브(13)의 개폐를 바꾸는 3통로 밸브(23)는 본 고안에서 흡인 밸브 개폐수단으로, 송출밸브( 개폐를 바꾸는 3통로 밸브(3통로 밸브23과 같은 구성)는 본 고안에서 송출밸브 개폐수단에 각각 상당한다. 또 이들 각 3통로 밸브의 절환제어는 펌프구동기(102)의 구동제어를 행하는 상기 제어기(103)에 의해 행해지도록 구동되어 있다.

다음에, 격막펌프(3)에 의한 실리카도포액(S)의 흡인동작과 송출동작에 대해서 설명한다.

격막펌프(3)의 흡인동작은 흡인밸브(13)를 개방상태로, 송출밸브(16)을 폐쇄상태로 해서, 펌프챔버(11)를 감압해서 격막(18)을 (제3도의 B측, 즉 액흡인용 제2유로 14, 액송출용 제1유로로 15가 연통접속된 측의 측벽에서)쇄선으로 나타난 바와 같은 A측으로 흡인한다. 이것에 의해, 실리카 도포액(S)은 액저류조(1)에서 액흡인관(2), 액흡인용 제1유로(12)(개방상태의) 흡인 밸브(13), 액흡인용 제2유로(14)를 경유해서, 펌프챔버(11)내로 흡인된다. 또한 이때 송출밸브(16)는 폐쇄상태로 되어 있으므로, 액송출관(4)측에서 실리카도포액(S)이 역류하는 것이 방지된다.

한편, 격막펌프(3)의 송출동작은 흡인밸브(13)를 폐쇄상태로 송출밸브(16)을 개방상태로 해서, 펌프챔버(11)를 가압해서 격막(18)을 (A측에서) 실선으로 나타난 바와 같이 B측에, 즉 상기 흡인동작과 역방향으로 밀어낸다. 이것에 의해, 펌프챔버(11)내에 흡인된 실리카 도포액(S)은 액송출용 제1유로(15), (개방상태의)송출밸브(16), 액송출용 제2유로(17), 액송출관(4)을 경유해서 노즐(5)로 송출된다. 노즐(5)에 공급된 실리카 도포액(S)은 웨이퍼(W)의 표면으로 토출한다. 또한, 이때 흡인밸브(13)는 폐쇄상태로 되어 있으므로서, 송출하는 실리카 도포액(S)가 액흡인관(2) 측으로 역류하는 것이 방지된다.

이와 같은 격막펌프(3)에 의한 1회의 흡인, 송출동작(1행정)에 의해, 노즐(5)에서 웨이퍼(W)의 표면에 막형성에 필요한 량의 실리카 도포액(S)이 토출되도록, 격막펌프(3)가 구성되어 있다.

또한, 상기한 바와 같이, 액저류조(1)에는 액저류조(1)내와 대기를 연통하는 관(1a)이 설치되어 있으므로 격막펌프(3)에 의해 액흡인관(2)을 통해서 실리카 도포액(S)이 흡인될 때, 액저류조(1)내가 감압되는 것이 방지된다. 따라서, 격막펌프(3)에 의해 1회의 흡인 동작에 의해 실리카 도포액(S)의 흡인량은 상시 일정하게 된다.

상술과 같은 실시예 장치를 이용해서, 액저류조(1)내에 저류된 실리카 도포액(S)을 웨이퍼(W)의 표면으로 토출하는 것에 의해, 이하와 같은 효과가 얻어진다.

우선, 액저류조(1)내에 저류된 실리카 도포액(S)을 피처리기판(W)의 표면으로 토출하는데 가스를 이용하지 않으므로, 실리카 도포액(S)에 가스가 용해하지 않고, 가스거품과 웨이퍼(W)의 표면에의 도포액 도포후의 탈가스 등이 없게 된다. 따라서, 이들에 의해 일어나 생긴 핀홀과, 도포얼룩 등의 장애가 해소된다.

또, 도포액을 가스압에 의해 액저류조에서 노즐로 압송하여, 웨이퍼(W)의 표면으로 토출하는 경우에는, 액저류조에서 노즐까지의 공급관의 배열상태에 의해 웨이퍼(W)의 표면에 소정량의 도포액을 토출하기 위한 제어정도가 나쁘게 된다하는 장애도 있다. 예를들면, 액저류조에서 노즐까지의 공급관이 급속하게 굽혀진 곳 등이 있으면 거기에서의 도포액의 흐름이 나쁘게 되고, 같은 가스압으로 도포액을 압송해도 소정량의 도포액이 웨이퍼(W)의 표면으로 토출되지 않게 된다.

이것에 대해서, 격막펌프(3)를 이용하면, 도포액의 토출량의 제어의 정도를 향상시킬 수 있다. 즉, 관의 배열상태에 관계없이 격막펌프(3)에는 상시 일정량의 도포액이 흡인되며, 또 격막펌프(3)에서 상시 일정량의 도포액이 송출된다. 따라서, 웨이퍼(W)의 표면에는 상시 일정량의 도포액이 토출되는 것으로 된다.

또, 실리카도포액(S)의 흡인, 송출을 벨로우즈펌프로 행한 경우에는 벨로우즈 펌프내에 실리카 도포액(S)이 장기간 잔류된다. 즉, 벨로우즈펌프에서 흡인된 실리카 도포액(S)을 송출할 때, 벨로우즈를 수축하는 것이나, 이 최대수축시에 있어서도 벨로우즈내에 공간이 형성되므로서, 그 공간내에 흡인된 실리카 도포액(S)의 일부가 잔류한다. 그리고, 이후의 흡인, 송출동작에 있어서도 잔류하고 있는 실리카 도포액(S)의 일부가 잔류되며, 그 결과 벨로우즈펌프 내에 실리카 도포액(S)이 장기간 잔류하게 된다.

이것에 대해서, 격막펌프(3)을 이용하면, 실리카 도포액(S)을 송출할 때, 격막(18)이 액송출용유로(상기 실시예에서는 액송출용 제1유로 15)에 밀착(또는 접근)하므로서, 송출시에 펌프챔버실(11)내에 공간이 없게 되고(또는 근소한 공간이 형성되는데 머물고) 흡인한 실리카 도포액(S)은 거의 전부 펌프 챔버(11)에서 송출되게 된다. 그 결과, 펌프챔버(11)내에서 실리카 도포액(S)의 결정물이 형성되기 어렵게 되며, 결정물이 혼재한 실리카 도포액(S)을 웨이퍼(W)의 표면으로 토출하는 것이 저감된다. 따라서, 결정물이 혼재된 실리카 도포액(S)을 웨이퍼(W)의 표면으로 토출하는 것에 의해 일어나는 막질의 저하가 없게 되어 양호한 막을 얻을 수 있다.

또한, 상술의 실시예를 이용해서, 다음과 같은 조건으로 웨이퍼(W)에 막을 형성하는 실험을 행했을 때 이하와 같은 양호한 결과가 얻어진다.

실험조건

(1) 격막펌프(3)의 격막압을 0.1㎏/㎠로 한다.

(2) 직경 6인치의 웨이퍼(W)의 표면에 1-2cc/장으로 실리카 도포액(S)을 토출했다.

실험결과

거품과 결정물에 기인한 도포얼룩이 없고, 형성된 막의 막두께는 거의 균일하게 된다. 또, 질소가스의 가스압으로 실리카 도포액(S)을 토출한 경우에는 공급관 내에서, 실리카 도포액(S)내에 용해되어 있던 질소가스의 거품이 눈으로 관찰된 것에 대해서 본 실시예를 이용해서 실리카 도포액(S)을 토출한 경우에는, 공급관(액흡인관2, 액송출관 4)내에서, 실리카 도포액(S)내에 용해되어 있던 가스의 거품이 관찰되지 않았다.

그런데, 종래의 일반적인 격막펌프의 펌프챔버는 액의 송출효율을 좋게하기 위해, 제5a도에 나타낸 바와 같이, 펌프챔버(11)의 내벽의 곡률이 크게(격막의 연장방향에 대해서 중앙부의 폭이 넓게)되어 있고, 또 액흡인용 제2유로(14), 액송출용 제1유로(15)는 펌프챔버(11)의 중심선(CL)로 모여서 연통접속되어서 구성되어 있다. 그러나, 이와 같은 구성에서는 펌프챔버(11)내의 가장자리(E)의 부분에서 액의 유통이 적게 된다. 그 결과, 펌프챔버(11)내에 약간이지만 액이 잔류할 요인으로 된다. 그래서, 펌프챔버(11)의 가장자리(E)를 제5a도의 쇄선에 따라 형상(격막의 연장방향에 대해서 중앙부의 폭이 좁은 형상)으로 해서 가장자리(E) 근변의 형상을 미끄럽게 하고, 또 액흡인용 제2유로(14), 액송출용 제1유로(15)를,펌프챔버(11)의 가장자리(E)에 근접해서 연통접속되어서, 제5b도와 같이 구성되어서, 격막펌프(3)를 구성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성한 격막펌프를 본 실시예에 적용하면, 펌프챔버(11)내에서 실리카 도포액(S)의 유통성이 일층 향상하여, 종래의 (제5a도의 구성의)격막 펌프에 비해서 펌프챔버(11)내에서의 실리카 도포액(S)의 잔류를 보다 일층 저감시킬 수 있다.

또한, 제5b도의 펌프챔버(11)의 중앙부(CL부근)는 격막(18)의 변위량이 본래켜서, 액의 유통성이 좋은 부분이므로 액흡인용 제2유로(14), 액송출용 제1유로(15)를 펌프챔버(11)의 가장자리(E)측으로 어긋나도 이 부분에 액이 머물지 않는다.

또, 종래 이런 종류의 도포액 토출장치에는 도포액의 토출후의 액누출을 방지하기 위하여 일반적으로 석백기구가 비치되어 있다. 즉, 소정량의 도포액을 웨이퍼(W)의 표면으로 토출하여, 웨이퍼(W)를 회전시켜서 도포액을 확산시키고 있을 때에, 노즐(5)에서 도포액이 바람직하지 않게 적하되면(액누출이 일어난다)균일한 막두께의 막이 형성되지 않는 것으로 알려져 있다. 그래서, 소정량의 도포액을 웨이퍼(W)로 토출후, 노즐에서 도포액을 재흡수하기 위한 기구(석백기구)를 구비하고 있다. 그러나, 이 액누출을 방지하기 위한 특별한 석백기구를 별개로 구비한다는 것은 장치구성이 복잡하게 되고, 또 코스트를 높이므로 바람직하지 않다.

그래서, 본 실시예에서, 격막펌프(3)의 격막(18)에 의한 흡인, 송출동작과 흡인밸브(13), 송출밸브(16)의 개폐동작 타이밍의 제어를 이하와 같이 하는 것에 의해, 격막펌프(3)에 석백기능을 갖게 하는 것이 가능하게 된다.

본 제어를 제6도를 참조해서 설명한다.

제6도는 격막펌프(3)에서 석백을 행하기 위한 제어를 설명하기 위한 타이밍 차트이다.

도면중 1시점은 격막(18)에 의한 송출동작이 완료, 즉 격막(18)이 제3도의 실선의 상태(B측)까지 시점이다. 이때, 송출밸브(16)는 개방상태이고, 흡인밸브(13)는 폐쇄상태이다. 그리고, 다음의 흡인동작을 개시하기 전에, 펌프구동기(102)를 단시간만큼 정지하고, 펌프실(11)에의 감입도 행하지 않는 상태(제6도 중의 펌프구동기 102의 정지)로 한다. 또, 송출밸브(16)는 1시점에서 곧 폐쇄상태로 하지 않고, 1의 시점에서 t₁시간 경과후의 2시점에 폐쇄상태로 한다. 이와 같이 제어하는 것에 의해, 송출완료시(1시점)까지에, 노즐(5)에서 소정량의 도포액이 토출된다. 그후, 격막(18)은 펌프구동기(102)에서 힘을 받지 않으므로 제3도의 B측의 측벽으로 밀어낸 반동으로 약간 A측으로 되돌아오게 된다. 이때, 송출밸브(16)는 개방상태이므로, 액송출관(4)등을 경유해서 노즐(5)에서 약간량의 도포액이 되돌아오게 된다.

이 t₁시간을 「0.1초」로 설정해서, 장치를 동작시켜주면 격막펌프(3)에서 양호한 석백기능을 실현할 수 있다.

또한, 제7a도에 나타낸 바와 같이, 상술한 실시예에서, 액저류조(1)와 격막펌프(3)와의 사이의 액흡인관(2)의 실리카 도포액(S)의 유로중에, 여과기(휠터)(104)를 부착해도 좋다.

이와 같이 구성하는 것에 의해, 액저류조(1)내에 저류된 실리카 도포액(S)에 혼재되어 있던 이물(먼지)등을 휠터(104)로 여과한 후, 격막펌프(3), 액송출관(4), 노즐(5)을 통해서 웨이퍼(W)의 표면으로 토출할 수 있고, 막질의 향상을 도모할 수 있다.

또, 제7b도에 나타난 바와 같이, 격막펌프(3)와 노즐(5)와의 사이에 유량조정용의 니들밸브(105)등을 설치해서, 도포액의 토출량을 미세 조정할 수 있도록 해도 좋다.

또, 제7c도에 나타난 바와 같이, 액흡인관(2)의 실리카 도포액(S)의 유로중에 휠터(104)를 부착함과 동시에, 격막형 펌프(3)와 노즐(5)와의 사이에 유량 조정용 니들밸브(105) 등을 설치해도 좋다.

본 고안은 그 사상 또는 본질에서 일탈하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있고, 따라서 고안의 범위를 나타내는 것으로해서 이상의 설명 뿐만 아니라 부가된 청구범위를 참조해야 한다.

Claims

수평회전 도포처리하의 기판표면상에 실리카 도포액을 적하시켜서 상기 기판표면상에 실리카 막을 형성하기 위한 실리카막 형성용 도포액을 토출하기 위한 장치에 있어서, 상기 도포액을 저류하기 위한 액저류조와, 상기 도포액을 토출하기 위해 상기 기판의 표면으로 대향해 하는 노즐과, 상기 액저류조에서 상기 도포액을 흡인하여 상기 노즐로 상기 도포액을 송출하는 격막펌프와, 일단부가 상기 액저류조에 저류된 상기 도포액으로 연장되고, 타단부가 상기 격막펌프의 흡인구에 접속되는 흡인관과, 일단부가 상기 격막펌프의 송출구에 접속되고 타단부가 상기 노즐에 접속되는 송출관을 구비하는 실리카막 형성용 도포액을 토출하기 위한 장치.
제1항에 있어서, 상기 격막펌프는, 상기 격막펌프를 통해서 연장되는 격막을 가지는 펌프챔버와, 상기 흡인관과 상기 펌프챔버를 상호 연통시키는 액흡인용 유로를 개폐하기 위한 흡인밸브와, 상기 송출관과 상기 펌프챔버를 상호 연통시키는 액송출용 유로를 개폐하기 위한 송출밸브를 구비하고, 상기 장치는, 상기 펌프챔버 내에서 상기 격막을 왕복운동하기 위한 펌프구동수단과, 상기 흡인밸브를 동작하기 위한 송출밸브구동수단과, 상기 펌프구동수단과 상기 흡인밸브구동수단 및 상기 송출밸브구동수단을 제어하기 위한 제어수단을 더 구비하고, 상기 격막펌프는 상기 도포액을 흡인하여 송출하게 구동되는 실리카막 형성용 도포액을 토출하기 위한 장치.
제2항에 있어서, 상기 흡인밸브는, 상기 액흡인용유로에 배열된 제1밸브챔버와, 상기 밸브챔버에 팽팽하게 설치되고 변형가능한 제1밸브격막을 구비하여, 상기 흡인관에서 상기 제1밸브챔버로 연장하는 상기 액흡인 제1유로와 상기 제1밸브챔버에서 상기 펌프챔버로 연장하는 상기 액흡인용 제2유로와를 폐쇄시키는 상태와 상호연통시키는 상태에서 상기 제1밸브격막이 변형해서 상기 액흡인용 유로를 개폐하도록 동작되게 구성하고, 상기 송출밸브는, 상기 액송출용 유로 내에 배열된 제2밸브 챔버와, 상기 제2밸브챔버에 팽팽히 설치되고 변형가능한 제2밸브격막을 구비하여, 상기 펌프챔버에서 상기 제2밸브챔버로 연장하는 액송출용 제1유로와 상기 제2밸브챔버에서 상기 송출관으로 연장하는 액송출용 제2유로와를 폐쇄하는 상태와 상호 연통하는 상태에서 상기 제2밸브격막이 변형해서 상기 액송출용 유로를 개폐하도록 동작하게 구성되는 실리카막 형성용 도포액을 토출하기 위한 장치.
제2항에 있어서, 상기 액흡인용 유로와 상기 액송출용 유로는 상기 펌프챔버의 주변역역으로 개방되는 실리카막 형성용 도포액을 토출하기 위한 장치.
제2항에 있어서, 상기 제어수단은, 상기 흡인밸브구동수단과 상기 송출밸브구동수단이 상기 흡인밸브를 개방하도록, 상기 송출밸브를 폐쇄하도록 각각 동작됨과 동시에, 상기 펌프구동수단이 상기 액흡인용 유로와 상기 액송출용 유로가 개방되는 상기 펌프챔버의 일측벽에서 타측벽으로 상기 격막을 이동시켜서, 상기 격막펌프가 상기 액저류조에서 상기 도포액을 흡인하도록 한 후, 상기 흡인밸브구동수단과 상기 송출밸브 구동수단이 상기 흡인밸브와 상기 송출밸브를 각각 폐쇄하도록 동작됨과 동시에, 상기 펌프구동수단이 상기 타측벽에서 상기 일측벽으로의 반대방향으로 상기 격막을 이동시켜서, 상기 격막펌프가 상기 펌프챔버에서 상기 노즐로 상기 도포액을 송출하여 상기 노즐에서 상기 도포액을 토출한 후, 상기 흡인밸브를 폐쇄상태로 하고 상기 송출밸브를 개방상태로 유지된 상태에서 상기 펌프구동수단을 잠시동안 정지시켜서 상기 격막펌프가 상기 펌프챔버 안으로 상기 도포액을 흡인하도록 동작되게 구성된 실리카막 형성용 도포액을 토출하기 위한 장치.
제1항에 있어서, 상기 흡인관의 중간부에 실장된 휠터를 더 구비하는 실리카막 형성용 도포액을 토출하기 위한 장치.
제1항에 있어서, 상기 송출관의 중간부에 실장된 송출유량 조정용 니이들 밸브를 더 구비하는 실리카막 형성용 도포액을 토출하기 위한 장치.
수평회전 도포처리하의 기판표면 상에 실리카 도포액을 적하시켜서 상기 기판표면상에 실리카막을 형성하기 위한 실리카막 형성용 도포액을 토출하기 위한 장치는, 상기 도포액을 저류하기 위한 액저류조와, 상기 도포액을 토출하기 위해 상기 기판표면에 대향하는 노즐과, 상기 액저류조에서 상기 도포액을 흡인하여 상기 노즐로 송출하기 위한 격막펌프를 구비하고, 상기 격막펌프는, 상기 격막펌프를 통해서 연장시키는 격막을 가지는 펌프챔버와, 상기 흡인관과 상기 펌프챔버를 상호 연통시키는 액흡인용 유로를 개폐하기 위한 흡인밸브와, 상기 송출관 및 상기 펌프챔버를 상호 연통시키는 액송출용 유로를 개폐하기 위한 송출밸브와, 상기 액저류조에 저류된 상기 도포액으로 연장하는 일단부와 상기 격막펌프의 액흡인구에 접속하는 타단부를 가지는 흡인관과, 상기 격막펌프의 액송출구에 접속되는 일단부와 상기 노즐에 접속되는 타단부를 가지는 송출관과, 상기 펌프챔버에서 상기 격막을 왕복운동하기 위한 펌프구동수단과, 상기 흡인밸브를 작동하기 위한 흡인밸브 구동수단과, 상기 송출밸브를 작동하기 위한 송출밸브를 구동수단과, 상기 펌프구동수단과, 상기 흡인밸브구동수단 및 상기 송출밸브구동수단을 제어하기 위한 제어수단을 포함하는 실리카막 형성용 도포액을 토출하기 위한 장치.
제8항에 있어서, 상기 제어수단은, 상기 흡인밸브구동수단과 상기 송출밸브구동수단이 상기 흡인밸브와 상기 송출밸브를 각각 개방하도록 하고, 상기 펌프구동수단은 상기 흡인용 유로와 상기 송출용 유로가 개방하는 상기 펌프챔버의 일측벽에서 타측벽으로 상기 격막을 이동시켜서, 상기 격막펌프가 상기 액저류조에서 상기 도포액을 흡인하도록 한 후, 상기 흡인밸브 구동수단과 상기 송출밸브 구동수단이 상기 흡인밸브와 상기 송출밸브 각각을 개폐하도록 하여 상기 펌프구동수단이 상기 타측벽에서 상기 일측벽으로 반대방향으로 상기 격막을 이동시켜서, 상기 격막펌프가 상기 펌프챔버에서 상기 노즐로 상기 도포액을 송출하고 상기 노즐에서 상기 도포액을 토출한 후, 상기 흡인밸브가 폐쇄상태로, 상기 송출밸브가 개방상태로 유지된 상태에서 상기 펌프구동수단을 잠시동안 정지시켜서 상기 격막펌프가 상기 펌프챔버 내로 상기 도포액을 흡인하도록 구성하는 실리카막 형성용 도포액을 토출하기 위한 장치.