KR100380666B1 - 도포장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 도포장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 반도체 웨이퍼 등의 피처리체 표면에 레지스트 액 등의 도포액을 도포하는 도포장치를 개시한다. 도포장치에 사용하는 개폐밸브는 동작 지연을 수반하고, 개폐밸브의 동작 시기 및 작동속도를 조절하는 것이 곤란하여 저 점도형 도포액을 사용한 경우에 액체방울이나 기포의 발생을 완전하게 방지할 수 없는 문제가 있다. 본 발명은 개폐밸브로 작동할 때까지 지연 시간을 거의 무시할 수 있는 개폐밸브와 석백밸브를 사용하여 밸브의 개폐시기를 정확히 미세 조절 할 수 있어, 레지스트 노즐 앞측 끝의 레지스트 액을 레지스트 노즐 내로 되돌려 흡입하기 때문에 레지스트 액의 액체방울을 방지하거나 레지스트 액의 기포발생을 방지할 수 있는 도포장치가 제시되어 있다.
Description
본 발명은, 예를 들어 반도체 웨이퍼 등의 피처리체 표면에 레지스트 액 등의 도포액을 도포하는 도포장치 (Coating apparatus)에 관한 것이다.
예를 들어, 반도체 디바이스의 제조공정에서 포토리소그래피 공정에서는 최초에 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼 등이라 한다) 표면에 레지스트 막을 형성하는 레지스트 도포처리를 행한다. 다음에, 레지스트 도포후 웨이퍼에 대해 노광처리를 한 후, 현상처리를 행한다.
레지스트 도포처리를 행하는 도포장치에 대해서 주목하면, 종래의 도포장치에서는 제 18 도에 도시한 바와 같은 구조를 구비하고 있다. 즉, 레지스트 탱크(201)에 수용된 레지스트 액을 노즐로 향해 펌프(202)로 압송한다. 펌프(202)와 노즐(205) 사이에 설치한 밸브(204)에서 레지스트 액 유통로를 개폐함으로써,노즐(205)에서 레지스트 액을 분출하는 타이밍을 조절하고 있다.
제 19 도는 도포액 공급 기구에 사용되는 에어 오퍼레이션형 밸브(204)의 개략 측면도이다.
여기에서 사용되는 밸브(204)는 압축 공기를 통해서 개폐동작을 시키는 에어 오퍼레이션형 밸브이다.
이 밸브(204)에서는, 흡입측 유통로(210)와 분출측 유통로(211) 사이에 실린더(212)가 설치되어 있다. 이 실린더(212) 내에는 로드(213)가 다이아프램(214, 215)을 통해서 도면중 상하로 이동할 수 있게 보유되어 있다. 실린더(212, 213)는 스프링(216)에 의해 도면중 하측으로 설치되어 있다. 이 공기실(217)은 조작포트217a)를 통해서 외부로 연결되어 있다. 이 조작포트(217a)에는 솔레노이드 밸브 (도시 생략)를 경유해서 에어콤푸레셔(도시생략)가 접속된다.
솔레노이드 밸브를 닫아서 에어콤푸레셔에서 압축공기를 보내지 않은 상태에서 스프링(216)의 누룸힘에 의해 로드(213) 하단부와 게이트(218) 사이는 폐쇄되어 있다.
이 밸브 (204)를 동작시키려면 솔레노이드 밸브를 열어 에어콤푸레셔에서 압축공기를 공기실(217)로 보낸다. 그러면 다이아프램(214)이 압축공기의 힘으로 변형하고, 로드(213)를 밀어 올릴 수 있다. 로드(213)의 하단과 게이트(218) 사이에 간격이 형성되어 유입측 유통로(210)와 분출측 유통로(211) 사이를 연결한다.
그런데, 제조코스트를 저감할 수 있고 대면적의 피처리체에도 도포할 수 있는 이유에서 도포액은 저 점도인 편이 좋다. 그 때문에, 종래보다 용제나 계면 활성제를 많이 포함한 저 점도형 도포액이 주로 사용될 수 있도록 하는 중이다.
그러나, 저 점도형의 도포액은 종래의 비교적 고점도에 비해서 표면 장력이 낮다. 이 때문에, 노즐 앞측 끝에서 액체방울이 떨어지거나 노즐 앞측 끝에서 공기가 들어가 도포액 내에 기포가 발생하기 쉽다.
이것을 방지하기 위해 펌프와 밸브를 리스폰스 좋은 작동을 시키려면 레지스트 액의 방울이나 기포가 생기지 않는 타이밍에서 확실히 밸브를 개폐시키는 것 및 밸브를 닫을 때의 동작을 천천히 행할 필요가 있다.
그러나, 종래의 에어 오퍼레이션형 밸브에서는 압축 공기를 통해서 밸브를 구동시키는 구조이다. 이 때문에 동작에 지연시간을 동반하고, 개폐 밸브의 동작시기를 정확히 조절하는 것은 곤란하다. 또한, 종래의 솔레노이드 밸브에서는 개폐시의 작동속도를 조절하는 것은 곤란하다. 이 때문에 저 점도형 도포액을 사용한 경우에 액체 방울이나 기포의 발생을 완전하게 방지할 수 없다는 문제가 있다.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 개폐 밸브의 작동시기를 정확히 조절할 수 있을 것 및 밸브를 닫을 때의 동작을 천천히 할 수 있는 도포장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 종래의 에어 오퍼레이션형의 밸브를 대형화하거나 복잡화하지 않고, 개폐밸브의 작동시기를 정확히 조절할 수 있으며 밸브를 닫을 때의 동작을 천천히 할 수 있는 도포장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 저 점도 형 도포액을 사용한 경우라도 액체 방울이나 기포의 발생을 완전하게 방지할 수 있는 도포장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 종래의 에어 오퍼레이션형의 밸브를 대형화하거나 복잡화하지 않고, 저 점도 형 도포액을 사용한 경우라도 액체 방울이나 기포의 발생을 완전하게 방지할 수 있는 도포장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 도포액 필터를 구비하고, 저 점도형의 도포액을 사용한 경우라도 액체방울이나 기포의 발생을 완전하게 방지할 수 있는 도포장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 도포액 필터를 구비하고, 저 점도형의 도포액을 사용한 경우라도 종래의 에어 오퍼레이션형의 밸브를 대형화하거나 복잡화하는 것이 아닌 것 및 액체방울이나 기포의 발생을 완전하게 방지할 수 있는 도포장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 기술사상으로서, 제 1 발명은 도포액을 수용하는 탱크와, 상기 탱크에서 공급된 도포액을 피처리체로 분출하는 노즐과, 상기 탱크와 상기 노즐 사이에 설치되고, 상기 탱크 내의 도포액을 압송하는 펌프와, 상기 펌프와 상기 노즐 사이에 설치되고 전기적으로 구동되어 도포액의 유통로를 개폐하는 개폐밸브로 이루어진다.
제 2 발명은 제 1 발명에 있어서, 상기 개폐밸브가 압전소자에 의해 구동된다.
제 3 발명은 도포액을 수용하는 탱크와, 상기 탱크에서 공급된 도포액을 피처리체로 분출하는 노즐과, 상기 탱크와 상기 노즐 사이에 설치되고, 상기 탱크 내의 도포액을 압송하는 펌프와, 상기 펌프와 상기 노즐 사이에 설치되고 전기적으로 구동되어 도포액의 유통로를 개폐하는 개폐밸브와, 상기 개폐밸브와 상기 노즐사이에 설치되고, 전기적으로 구동되어 개폐밸브 폐쇄후, 소정시간 경과 후로 유통로 내의 도포액에 부압(負壓)을 부여하는 석백 밸브(suckback valve)로 이루어진다.
제 4 발명은 제 3 발명에 있어서, 상기 개폐 밸브 및 상기 석백밸브, 상기 개폐 밸브 또는 상기 석백밸브(이하 "개폐 밸브 및/또는 상기 석백밸브"라 한다.)가 압전소자에 의해 구동되는 것에 관한 것이다.
제 5 발명은 도포액을 수용하는 탱크와, 상기 탱크에서 공급된 도포액을 피처리체로 분출하는 노즐과, 상기 탱크와 상기 노즐 사이에 설치된 펌프와, 상기 탱크와 상기 노즐 사이에 설치된 필터와, 상기 펌프와 상기 펌프와 상기 노즐 사이에 설치되고 전기적으로 구동되어 도포액의 유통로를 개폐하는 개폐밸브로 이루어진다.
제 6 발명은 제 5 발명에 있어서, 상기 필터는 상기 펌프의 도포액 유입측으로 내장되어 있다.
제 7 발명은 도포액을 수용하는 탱크와, 상기 탱크에서 공급된 도포액을 피처리체로 분출하는 노즐과, 상기 탱크와 상기 노즐 사이에 설치된 펌프와, 상기 탱크와 상기 노즐 사이에 설치된 필터와, 상기 펌프와 상기 펌프와 상기 노즐 사이에 설치되고 전기적으로 구동되어 도포액의 유통로를 개폐하는 개폐밸브로 이루어진다.
제 8 발명은 제 7 발명에 있어서, 상기 개폐밸브가 압전소자에 의해 구동된다.
제 9 발명은 제 7 발명에 있어서, 상기 필터는 상기 펌프의 도포액 유입측으로 내장되어 있다.
제 10 발명은 제 8 발명에 있어서, 상기 필터가 상기 펌프의 도포액 유입측에 내장되어 있다.
제 11 발명은 도포액을 수용하는 탱크와, 상기 탱크에서 공급된 도포액을 피처리체로 분출하는 노즐과, 상기 탱크와 상기 노즐 사이에 설치된 펌프와, 상기 탱크와 상기 노즐 사이에 설치된 필터와, 상기 펌프와 노즐사이에 설치되고, 전기적으로 구동되어 도포액의 유통로를 개폐하는 개폐밸브와, 상기 개폐밸브와 상기 노즐사이에 설치되고, 전기적으로 구동되어 개폐밸브 폐쇄후, 소정시간 경과후로 유통로 내의 도포액에 부압(負壓)을 부여하는 석백 밸브(suckback valve)로 이루어진다.
제 12 발명은 제 11 발명에 있어서, 상기 개폐 밸브 및/또는 상기 석백밸브가 압전소자에 의해 구동된다.
제 13 발명은 제 11 발명에 있어서, 상기 필터는 상기 펌프의 도포액 유입측에 내장되어 있다.
제 14 발명은 제 12 발명에 있어서, 상기 필터는 상기 펌프액 유입측에 내장되어 있다.
제 15발명은 도포액을 수용하는 탱크와, 상기 탱크에서 공급된 도포액을 피처리체로 분출하는 2 이상의 노즐과, 상기 탱크와 상기 각 노즐 사이에 설치된 펌프와, 상기 탱크와 상기 노즐 사이에 설치된 필터와, 상기 펌프와 노즐사이에 설치되고, 전기적으로 구동되어 도포액의 유통로를 개폐하는 2 이상의 개폐밸브와, 상기 각 개폐밸브와 상기 각 노즐사이에 설치되고, 전기적으로 구동되어 개폐밸브 폐쇄후, 소정시간 경과후로 유통로 내의 도포액에 부압(負壓)을 부여하는 2 이상의 석백 밸브(suckback valve)로 이루어진다.
제 16 발명은 제 15 발명에 있어서, 상기 개폐 밸브 및/또는 상기 석백밸브가 압전소자에 의해 구동된다.
제 17 발명은 제 15에 있어서, 상기 필터는 상기 펌프의 도포액 유입측에 내장되어 있다.
제 18 발명은 제 16 발명에 있어서, 상기 필터는 상기 펌프의 도포액 유입측에 내장되어 있다.
제 1 발명은, 도포액의 유동로를 개폐하는 개폐밸브로서 전기적으로 직접 구동되는 밸브를 구비하고 있기 때문에, 개폐밸브의 작동시기를 정확히 조절할 수있다. 또한, 개폐 밸브의 폐쇄 속도를 다단계로 조정할 수 있다.
제 2 발명은 제 1 발명에 있어서, 상기 개폐밸브가 압전소자에 의해 구동되는 밸브를 구비하고 있다. 이 때문에 종래의 에어 오퍼레이션 형의 밸브를 대형화하거나 복잡화하지 않고, 개폐밸브의 작동시기를 정확히 조절할 수있다. 또한, 개폐 밸브의 폐쇄 속도를 다단계로 조정할 수 있다.
제 3발명은 개폐밸브로서 전기적으로 구동되는 밸브를 구비하고, 석백밸브로서 전기적으로 구동되는 밸브를 구비하고 있다. 이 때문에, 저 점도의 도포액을 사용한 경우라도 액체방울이나 기포의 발생을 완전하게 방지된다.
제 4 발명은 제 3 발명에 있어서, 상기 개폐 밸브 및/또는 상기 석백밸브로서 압전소자에 의해 구동되는 밸브를 구비하고 있다. 이 때문에 종래의 에어 오퍼레이션형의 밸브를 대형화하거나 복잡화하지 않고, 저 점도의 도포액을 사용한 경우라도 액체방울이나 기포의 발생을 완전하게 방지된다.
제 5 발명은 상기 탱크와 상기 펌프 사이에 필터를 내장한 펌프를 사용함과 동시에 개폐밸브로서 전기적으로 직접 구동되는 밸브를 구비하고 있다. 필터를 설치하고, 저 점도의 도포액을 사용한 경우라도 액체방울이나 기포의 발생을 완전하게 방지되는 도포장치를 제공할 수 있다.
제 6 발명은 제 5 발명에 있어서, 상기 필터로서 상기 펌프의 도포액 유입측으로 내장되어 있는 것을 채용하고 있다. 이 때문에 펌프의 크기 또는 도포장치 전체를 대형화하지 않고 필터를 설치할 수 있다.
제 7 발명은 상기 탱크와 상기 펌프 사이에 필터를 내장한 펌프를 사용함과 동시에 개폐밸브로서 전기적으로 직접 구동되는 밸브를 구비하고 있다. 필터를 설치하고, 저 점도의 도포액을 사용한 경우라도 액체방울이나 기포의 발생을 완전하게 방지되는 도포장치를 제공할 수 있다.
제 8 발명은 제 7 발명에 있어서, 개폐밸브 및/ 또는 석백 밸브로서 압전소자에 의해 구동되는 밸브를 구비하고 있다. 이 때문에, 필터를 설치하고, 저점도의 도포액을 사용한 경우라도, 종래의 에어 오퍼레이션형의 밸브를 대형화하거나 복잡화하지 않고, 액체방울이나 기포의 발생을 완전하게 방지되는 도포장치를 제공할수 있다.
제 9 발명은 제 7 발명에 있어서, 상기 필터로서 상기 펌프의 도포액 유입측으로 내장되어 있는 것을 채용하고 있다. 이 때문에 펌프의 크기 또는 도포장치 전체를 대형화하지 않고 필터를 설치할 수 있다.
제 10 발명은 제 8 발명에 있어서, 상기 필터는 상기 펌프의 도포액 유입측에 내장되어 있는 것을 채용하고 있다. 그 때문에 펌프의 크기, 더 나아가서 도포장치 전체를 대형화하지 않고 필터를 취부할 수 있다.
제 11 발명은 상기 탱크와 상기 펌프 사이에 필터를 설치하고 개폐밸브로서 전기적으로 직접 구동되는 밸브를 구비하고 있다. 또한, 석백 밸브로서 전기적으로 직접 구동되는 밸브를 구비하고 있기 때문에, 필터를 설치하고, 저 점도의 도포액을 사용한 경우라도, 액체방울이나 기포의 발생을 완전하게 방지되는 도포장치를 제공할 수 있다.
제 12 발명은 제 11 발명에 있어서, 개폐밸브 및/또는 석백 밸브로서 압전소자에 의해 구동되는 밸브를 구비하고 있다. 이 때문에, 필터를 설치하고, 저 점도의 도포액을 사용한 경우라도, 종래의 에어 오퍼레이션형의 밸브를 대형화하거나 복잡화하지 않고, 액체방울이나 기포의 발생을 완전하게 방지되는 도포장치를 제공할 수 있다.
제 13 발명은 제 11 발명에 있어서, 상기 필터로서 상기 펌프의 도포액 유입측으로 내장되어 있는 것을 채용하고 있다. 이 때문에 펌프의 크기, 더 나아가서 도포장치 전체를 대형화하지 않고 필터를 설치할 수 있다.
제 14 발명은 제 12 발명에 있어서, 상기 필터로서 상기 펌프의 도포액 유입측에 내장되어 있는 것을 채용하고 있다. 그 때문에 펌프의 크기, 더 나아가서 도포장치 전체를 대형화하지 않고 필터를 취부할 수 있다.
제 15발명은 상기 노즐과 상기 개폐밸브로 석백밸브를 각각 2 이상 구비하고, 각 노즐에서 분출이나 재 흡입(석백) 동작을 각각 독립해서 작동시킬 수 있다. 이 때문에 복수의 노즐에서 별도의 타이밍으로 도포액이나 용제를 분출할 수 있기 때문에, 세밀한 분출 동작을 할 수 있다.
제 16 발명은 제 15 발명에 있어서, 상기 개폐 밸브 및/또는 상기 석백밸브로서 압전소자에 의해 구동되는 밸브를 구비하고 있다. 이 때문에, 필터를 설치하고, 저 점도의 도포액을 사용한 경우라도, 종래의 에어 오퍼레이션형의 밸브를 대형화하거나 복잡화하지 않고, 액체방울이나 기포의 발생을 완전하게 방지되는 도포장치를 제공할 수 있다.
제 17 발명은 제 15 발명에 있어서, 상기 필터로서 상기 펌프의 도포액 유입측으로 내장되어 채용하고 있다. 이 때문에 펌프의 크기 또는 도포장치 전체를 대형화하지 않고 필터를 설치할 수 있다.
제 18 발명은 제 16 발명에 있어서, 상기 필터로서 상기 펌프의 도포액 유입측으로 내장되어 채용하고 있다. 이 때문에 펌프의 크기 또는 도포장치 전체를 대형화하지 않고 필터를 설치할 수 있다.
제 1 도는 본 발명에 관계하는 레지스트 도포유니트를 구비한 레지스트 현상처리 시스템의 평면도이다.
제 2 도는 본 발명에 관계하는 레지스트 도포유니트를 구비한 도포 현상처리 시스템의 정면도이다.
제 3 도는 본 발명에 관계하는 레지스트 도포유니트를 구비한 도포 현상처리시스템의 배면도이다.
제 4 도는 본 발명에 관계하는 레지스트 도포유니트의 단면도이다.
제 5 도는 본 발명에 관계하는 레지스트 도포유니트의 평면도이다.
제 6 도는 본 발명에 관계하는 레지스트 도포유니트의 레지스트액 공급 기구의 개략 구성도이다.
제 7 도는 본 발명에 관계하는 밸브의 수직 단면도이다.
제 8 도는 본 발명에 관계하는 레지스트 도포유니트에 사용하는 펌프의 세부도이다.
제 9 도는 본 발명에 관계하는 레지스트 도포유니트에 사용하는 내장 필터의 설치 상태도이다.
제 10 도는 본 발명에 관계하는 레지스트 도포유니트에 사용하는 펌프 동작도이다.
제 11 도는 본 발명에 관계하는 레지스트 도포유니트에 사용하는 펌프 동작도이다.
제 12 도는 본 발명에 관계하는 레지스트 도포유니트의 도포에 사용하는 펌프, 개폐밸브, 및 석백밸브의 각동작의 타이밍챠트도이다.
제 13 도는 본 발명에 관계하는 레지스트 도포유니트의 개폐밸브의 작동전의 상태도이다.
제 14 도는 본 발명에 관계하는 레지스트 도포유니트의 개폐밸브의 개방시의 상태도이다.
제 15 도는 본 발명에 관계하는 레지스트 도포유니트의 개폐밸브의 폐쇄직후의 상태도이다.
제 16 도는 본 발명에 관계하는 레지스트 도포유니트의 석백밸브 작동시의 상태도이다.
제 17 도는 본 발명에 관계하는 필터의 설치 상태도이다.
제 18 도는 종래의 에어 오퍼레이션 밸브를 사용한 도포액 공급 시스템의 개념도이다.
제 19 도는 종래의 에어 오퍼레이션 밸브의 수직 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
22 : 주 웨이퍼 반송 기구 49 : 홈통 형 지지체
60 : 레지스트 노즐 61 : 레지스트 노즐 스캔아암
63 : 가이드레일 72 : 레지스트 탱크
74 : 필터 76 : 펌프
79 : 개폐밸브 80 : 석백밸브
87a ∼ 87j : 압전소자 96a ∼ 96j : 압전소자
97 :실린더 110 : 펌프실
111 : 튜브프램 112 : 벨로우즈부
113 : 스텝핑모터
이하에서는, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 실시예의 구성과 작용에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하고자 한다.
제 1도는 본 발명의 실시예에 관한 레지스트 도포 유니트(COT)를 구비한 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라 한다)의 도포 현상 처리 시스템(1) 전체를 도시한 평면도이다.
이 도포 현상 처리 시스템(1)에서는 카세트 스테이션(10)과, 처리 시스템(11)과, 인터페이스부(12)가 일체적으로 접속되어 있다. 카세트 스테이션(10)은 피처리체로서 웨이퍼(W)를 웨이퍼 카세트(CR)에서 복수매, 예를 들어, 25매 단위로 외부에서 시스템으로 반입 반출한다거나, 웨이퍼카세트(CR)에 대해서 웨이퍼(W)를 반입 반출한다.
처리 시스템(11)은 도포현상 공정 중에서 1매 씩 웨이퍼(W)에 소정의 처리를 실시하는 매엽식 각종처리 유니트를 소정위치로 다단식 배치한 것이다.
인터페이스(12)는 처리 시스템(11)에 인접해서 설치된 노광장치(도시하지 않음) 사이에 웨이퍼(W)를 인수 인도한다.
아 카세트 스테이션(10)에서는 카세트 적치대(20)상의 위치 결정 돌기(20a) 위치에 복수 개, 예를 들어, 4 개까지 웨이퍼 카세트(CR)가 고정된다.
각 웨이퍼 카세트(CR) 각각의 웨이퍼 출입구가 처리 스테이션(11)측을 향해서 X 방향(제 1도의 상하방향)으로 적치된다. 이 카세트 배열 방향(X 방향) 및 웨이퍼 카세트(CR) 내에 수납된 웨이퍼(W)의 웨이퍼 배열 방향(Z 방향; 수직방향)으로 이동할 수 있는 웨이퍼 반송체(21)가 각 웨이퍼 카세트(CR)로 선택적으로 어세스한다.
이 웨이퍼 반송체(21)는 θ 방향으로 회전한다. 또한, 후술하는 바와 같이 처리 스테이션(11)측의 제 3 처리 유니트 군(G3)의 다단 유니트 부에 설치된 어라인먼트 유니트(ALIM)나 익스텐션 유니트(EXT)에도 어세스 할 수 있다.
처리 스테이션(11)에는 웨이퍼 반송장치를 구비한 수직 반송형의 주 웨이퍼 반송기구(22)가 설치된다. 이 주변에 전체 처리 유니트가 1 조 또는 복수 조에 걸쳐 다단식으로 설치되어 있다.
제 2 도는 상기 도포 현상처리 시스템(1)의 정면도이다.
제 1의 처리유니트 군(G1)에서는 레지스트 처리유니트(COT) 및 현상유니트(DEV)와 같은 컵(CP)내에서 웨이퍼(W)를 스핀척에 실어 소정의 처리를 행하는 2 대의 스피너 형 처리유니트 가 아래에서 순서대로 2 단 적층되어 있다. 제 2의 처리유니트군(G2)에서는 예를 들어, 레지스트 처리유니트(COT) 및 현상유니트(DEV)와 같은 2 대의 스피너형 처리 유니트가 아래에서 순서대로 2 단적층되어 있다. 이들 레지스트 처리유니트(COT)는 레지스트 액의 배액이 기구적으로도 메인터넌스 상에서도 성가신 문제이기 때문에 이와 같이 하단에 배치하는 것이 바람직하다. 그러나, 필요에 따라 상단으로 배치하는 것도 물론 가능하다.
제 3도는 상기 도포 현상 처리시스템(1)의 배면도이다.
주 웨이퍼 반송 기구(22)에서는 홈통 형 지지체(49)의 내측에 웨이퍼 반송장치(46)가 상하 방향(Z 방향)으로 승강이 자유롭게 장치되어 있다. 홈통 형 지지체(49)는 모터(도시하지 않음)의 회전축으로 접속되어 있다. 이 모터의 회전 구동력에 의해 상기 회전축을 중심으로 웨이퍼 반송장치(46)와 일체로 회전한다.이리하여, 이 웨이퍼 반송장치(46)는 θ 방향으로 회전될 수 있다. 또, 홈통 형 지지체(49)는 상기 모터에 의해 회전되는 별도의 회전축(도시하지 않음)에 접속하도록 해도 좋다.
웨이퍼 반송장치(46)에는 반송대(47)의 전후 방향으로 이동할 수 있는 복수개의 보유부재(48)가 설치되어 있다. 이들 보유부재(48)는 각 처리 유니트 사이에 웨이퍼(W)의 인수 인도할 수 있다.
또한, 제 1 도에 도시한 바와 같이, 이 도포현상 처리 시스템(1)에서는 5 개의 처리유니트 군(G1), (G2), (G3), (G4), (G5)가 설치할 수 있다. 제 1 및 제 2의 처리유니트 군(G1), (G2)의 다단 유니트는, 시스템 정면(제 1도)측에 설치된다. 제 3의 처리유니트 군(G3)의 다단 유니트는 카세트 스테이션(10)에 인접해서 배치된다. 제 4의 처리유니트 군(G4)의 다단 유니트는 인터페이스부(12)에 인접해서 배치된다. 제 5의 처리유니트 군(G5)의 다단 유니트는 배면측으로 설치할 수 있다.
제 3도에 도시한 바와 같이, 제 3 처리 유니트 군(G3)에서는 웨이퍼(W)를 보유대(도시하지 않음)로 실어 소정의 처리를 행하는 오븐 형 처리유니트, 예를 들어, 냉각 처리를 행하는 클리닝 유니트(COL), 레지스트 정착성을 올리기 위한 즉, 소수화 처리를 행하는 어드히젼 유니트(AD), 위치 정렬을 행하기 위한 어라인먼트 유니트(ALIM), 익스텐션 유니트(EXT), 노광처리전 가열처리를 행하는 프리베이크(PREBAKE) 및 노광처리후 가열처리를 행하는 포스트베이크(POBAKE)가 아래에서 순서대로 8 단 적층되어 있다. 제 4 처리 유니트 군(G4)에서도 오븐 형 처리유니트, 예를 들어, 클리닝 유니트(COL) 클리닝 유니트(COL), 익스텐션 크린유니트(EXTCOL), 익스텐션 유니트(EXT), 클리닝 유니트(COL), 프리베이크(PREBAKE) 및 포스트베이크(POBAKE)가 아래에서 순서대로 8 단 적층되어 있다.
이와 같이 처리온도가 낮은 클리닝 유니트(COL), 익스텐션 크린유니트(EXTCOL), 익스텐션 유니트(EXT)를 하단으로 배치하는 한편, 처리온도가 높은 프리베이크(PREBAKE) 및 포스트베이크(POBAKE) 및 어드히젼 유니트(AD)를 상단으로 배치함으로써, 유니트 사이의 열적인 상호 간섭을 적게 할 수 있다. 물론, 랜덤한 다단 배치도 좋다.
제 1 도에 도시한 바와 같이, 인터페이스부(12)에서는 안 쪽 행 방향(X 방향)은 상기 처리 스테이션(11)과 동일한 크기를 가지는 한편, 폭방향(Y 방향)은 보다 적은 사이즈이다. 이 인터페이스부(12)의 정면부에는 반송용의 픽업 카세트(CR)와, 적치형 버퍼카세트(BR)가 2 단으로 설치된다. 다른 쪽 배면부에는 주변 노광장치(23)가 설치되고, 또한, 중앙부에는 웨이퍼 반송체(24)가 설치된다. 이 웨이퍼 반송체(24)는 X 방향, Z 방향으로 이동해서 양 카세트(CR),(BR) 및 주변 노광장치(23)로 어세스한다.
웨이퍼 반송체(24)는 θ 방향으로도 회전할 수 있다. 이 웨이퍼 반송체(24)는 처리스테이션(11)측의 제 4 처리 유니트군(G4)의 다단 유니트에 설치된 익스텐션 유니트(EXT)나 인접하는 노광장치 측의 웨이퍼 인수인도(도시하지 않음)에도 어세스 할 수 있다.
또한, 도포현상처리시스템(1)에서는 상기 기술한 바와 같이 웨이퍼 반송 기구(22)의 배면 측에도 제 1 도 중의 파선으로 도시한 제 5의 처리유니트 군(G5)의다단 유니트를 설치할 수 있다. 이 제 5의 처리유니트군(G5)의 다단 유니트는 안내 레일(25)에 따라서 Y 방향으로 이동할 수 있다. 따라서, 이 제 5의 처리유니트 군(G5)의 다단 유니트를 도시한 바와 같이 설치한 경우라도, 상기 안내 레일(25)을 따라서 이동함으로써, 공간이 확보된다. 이를 위해, 주 웨이퍼 반송기구(22)에 대해서 배후에서 메인터넌스 작업이 용이할 수 있다.
다음에, 본 실시예에 관계하는 레지스트 도포 유니트(COT)에 대해서 설명한다.
제 4 도는 본실시 형태에 관계하는 레지스트 도포 유니트(COT)의 개략 단면도이다.
이 레지스트 도포 유니트(COT)의 중앙부에는 환 형태의 컵(CP)이 설치된다. 컵(CP)의 내측에는 스핀척(51)이 설치되어 있다. 스핀척(51)은 진공흡착에 의해 웨이퍼(W)를 고정 보유한 상태로 구동모터(52)에 의해 회전 구동된다.
구동모터(52)는 유니트 바닥판(50)에 설치된 개구(50a)로 승강 이동할 수 있다. 예를 들어, 알루미늄으로 이루어진 승강구동수단(54) 및 승강 가이드 수단(55)과 결합되어 있다.
웨이퍼(W) 표면에 도포액으로서 레지스트 액을 분출하기 위한 레지스트 노즐(60)은 레지스트 노즐 스캔아암(61)의 앞측 끝에 노즐 보유체(62)를 통해서 착탈할 수 있게 설치되어 있다. 레지스트 노즐 스캔아암(61)은 유니트 바닥판(50) 위로 Y방향으로 설치된 가이드레일(63) 위로 수평 이동할 수 있는 수직지지부(64)의 상단부에 설치되어 있다. 또한, 이 레지스트 노즐 스캔아암(61)은 도시하지 않은 Y방향구동기구에 의해 수직지지부재(64)와 일체로 이동하도록 되어 있다.
제 5 도는 본실시 형태에 관계하는 레지스트 도포 유니트(COT)의 개략 평면도이다.
레지스트 노즐 스캔아암(61)은 레지스트 노즐 대기부(65)에서 레지스트 노즐(60)을 선택적으로 설치하기 위해 Y 방향과 직각인 X 방향으로도 이동할 수 있고, 도시하지 않은 X 방향 구동기구에 따라서, X 방향으로도 이동할 수 있다.
또한, 레지스트 노즐 대기부(65)에서 레지스트 노즐(60)의 분출구가 용매 분위기실의 입구(65a)에 삽입된다. 이 중에서 용매의 분위기로 쬠으로써, 레지스트 노즐(60) 앞측 끝의 레지스트 액이 고화 또는 열화 되지 않도록 이루어져 있다. 또한, 복수매의 레지스트 노즐(60)이 설치되고, 레지스트 액의 종류 및 점도에 따라 그들의 레지스트 노즐(60)을 사용하도록 되어 있다.
또한, 가이드 레일(63) 상에는 레지스트 노즐 스캔아암(61)을 지지하는 수직 지지부재(64) 및 린스 노즐 스캔아암(70)을 지지하고 Y 방향으로 이동할 수 있는 수직 지지부재(7)가 설치되어 있다.
Y 방향 구동기구(도시하지 않음)에 따라서 린스 노즐 스캔아암(70)은 컵 (CP)의 측방에 설정된 린스노즐 대기위치(실선위치)와 스핀척(51)으로 설치되어 있는 반도체 웨이퍼(W)의 주변부의 설정된 린스 액 분출위치(점선 위치)(COT) 사이에 병진 또는 직선 이동하도록 되어 있다.
제 4 도에 도시한 바와 같이, 레지스트 노즐(60)은 레지스트 공급관(66)을 통해서 레지스트 도포 유니트(COT)의 하측 실내에 설치된 레지스트 공급기구에 접속되어 있다.
제 6 도는 본 실시예에 관계하는 레지스트 도포 유니트(COT)의 레지스트 공급기구의 개략 구성도이다.
본 실시예에 관계하는 레지스트 도포 유니트(COT)의 레지스트 공급기구에서는 레지스트 액을 수용하는 레지스트 탱크(72)와, 레지스트 탱크(72)에서 공급된 레지스트 액을 웨이퍼(W)에 분출하는 레지스트 노즐(60) 사이에, 레지스트 탱크(72) 내의 레지스트 액을 압송하는 펌프(76)가 설치되어 있다. 이 펌프(76)와 레지스트 노즐(60) 사이에 전기적으로 구동되어 레지스트 액 유통로(75)와 유통로 (78)사이를 개폐하는 밸브(77)가 설치되어 있다.
제 7 도는 본 실시예에 관계하는 레지스트 도포 유니트(COT)의 밸브(77) 수직 단면도이다.
본 실시예에 관계하는 레지스트 도포 유니트(COT)에서 사용한 밸브(77)에는 레지스트 액의 유통로를 개폐하는 개폐밸브(79)를 보태어, 이 개폐밸브(79)의 레지스트 액 이동방향 하류 측에 석백밸브(80)가 설치되어 있다.
개폐밸브(79)에는 유입측 유통로(81)와 분출측 유통로(82)가 설치되어 있다.
이들 유입측 유통로(81)와 분출측 유통로(82)는 앞측 끝이 테이퍼형으로 좁아진 관 형태의 게이트부(83)를 통해서 인접 설치되어 있다. 이 게이트부(83)의 도면 상측 단면에는 가요성재료, 예를 들어 실리콘 고무제의 밸브(84)가 맞물려 설치되어 있다. 이 밸브(84)의 측면에서는 다이아프램부(85)가 프랜지 형태로 설치되어 있다. 이 외측 둘레 끝부(85a)는 개폐 밸브(79) 본체측에 형성된 홈통부(86)에 결합되어 있다.
밸브(84)의 도면 상측에는 로드(87)가 설치되어 있다. 이 로드(87)는 원판 형태의 복수의 압전소자, 예를 들어 10개의 압전소자(87a) 내지 (87j)를 도면 상하 방향으로 적층해서 형성되어 있어 전체가 원주형으로 만들어져 있다. 각각의 압전소자(87a) 내지(87j)는 인가 전압을 변화시킬 때, 최대 신축 방향이 도면 상하 방향으로 설치되도록 형성되어 있다. 각 압전소자(87a) 내지(87j)는 서로 전기적으로 접속됨과 동시에 기계적으로도 간격이 없는 상태로 되어 있다. 따라서, 상하 방향 양단의 압전소자(87a)와(87j)사이에 동일 전원에서 인가한 전압을 변화시키면 압전소자(87a) 내지 (87j)가 도면 상하 방향으로 신축한다. 이 때문에 로드(87)는 압전소자(87a) 내지 (87j)중 한 개 신축치의 10배 신축한다. 또, 이들 압전소자(87a) 내지 (87j)는 인가 전압을 높게 하면 신장하고, 낮게 하면 수축한다.
로드(87)는 개폐 밸브(79)의 본체측에 형성된 원주형태의 실린더(88) 내에 수용 보유된다. 실린더(88)의 도면 상단부와 하단부 각각에는 로드(87)의 양단에 배치된 압전소자(87a)와 (87j)로 전압을 인가하기 위한 전극(89), (90)가 각각 설치되어 있다. 이들 전극(89), (90)는 개폐 밸브(79) 내부를 통하는 배선(91),(92)을 통해서 개폐 밸브(79)의 상부에 설치된 단자(93), (94)과 각각 접속되어 있다. 이들 단자(93), (94)은 제어장치(도시하지 않음)를 통해서 전원(도시하지 않음)과 접속되어 있다.
석백밸브(80)에는 분출측 유통로(82)가 개폐 밸브(79) 측으로부터 설치되어 있다. 이 석백 밸브(80)의 분출측 유통로(82)에는 도면 상방에서 원주형의 피스톤(95)의 일부가 돌출한 상태로 보유되어 있다. 이 피스톤(95)의 도면 상측에는 피스톤(95)과 동일 직경의 로드(96)가 설치되고, 피스톤 (95)의 상면과 로드(96)의 하면은 결합되어 있다.
이 로드(96)는 상기한 바와 같이 로드(87)와 거의 동일한 구조 즉, 원판형의 복수 압전소자, 예를 들어 10개의 압전소자(96a) 내지 (96j)를 도면 상하 방향으로 적층해서 전체가 원주형을 만들고 있다. 각각의 압전소자(96a) 내지 (96j)는 인가 전압을 변화시킨 때의 최대 신축 방향이 도면 상하 방향으로 되도록 형성되어 있다. 그리고, 각 압전소자(96a) 내지 (96j)는 서로 전기적으로 접속됨과 동시에 기계적으로도 간격이 없는 상태로 결합되어 있다. 따라서, 양단의 압전소자(96a) 내지(96j) 사이에 동일 전원에서 인가한 전압을 변화시키면 압전소자(96a) 내지 (96j)의 각각이 도면 상하 방향으로 신축한다. 이들 압전소자(96a) 내지 (96j)는 인가 전압을 높게 하면 신장하고, 낮게 하면 수축한다.
로드(96)는 석백밸브(80)의 본체측에 형성된 원주형태의 실린더(97) 내에 수용 보유된다. 실린더(97)의 도면 상단부와 하단부 각각에는 로드(96)의 양단에 배치된 압전소자(96a)와 (96j)로 전압을 인가하기 위한 전극(98, (99)이 각각 설치되어 있다. 이들 전극(98), (99)은 석백밸브(80) 내부를 통하는 배선(100),(101)을 통해서 석백밸브(80)의 상부에 설치된 단자(102), (103)와 각각 접속되어 있다. 이들 단자(102), (103)는 제어장치(도시하지 않음)를 통해서 전원(도시하지 않음)과 접속되어 있다.
로드(96)의 도면 상측에는 돌출량 조절부재(104)가 설치되어 있다. 이 돌출량 조절부재(104)의 하부에는 수나사(104a)가 형성되어 있다. 한편, 실린더(97)의 도면 상부에 수나사(104a)와 맞물리는 암나사(105)가 형성되어 있다. 이 돌출량 조절부재(104)를 회전함으로써, 돌출량 조절부재(104)가 도면 상하 방향으로 이동한다. 이 때문에, 돌출량 조절부재(104)의 하단부가 로드(96), 피스톤 (95)을 상하로 움직여서 피스톤(95)의 돌출량(도면 1에 나타냄)이 조절된다.
다음에, 본 실시형태의 도포 장치에 사용되는 펌프에 대해서 설명한다.
제 8 도는 본 실시형태에 관계하는 도포 장치에 사용되는 펌프(76)의 세부도이다.
이 펌프(76)는 필터 일체형 벨로우즈 펌프이다. 이 펌프(76)에서는 액체를 압송하는 기구로서 펌프 실(110) 내의 압력을 실내 용량을 변동시킴으로써, 변화시켜 레지스트 액의 흡액, 분출을 행하는 튜브프램기구를 채용하고 있다.
펌프(76)중 펌프실(110)은 거의 원주형태이다. 펌프실(110)의 주위내벽은 유체(액체)를 봉입한, 예를 들어, PFA로 이루어지는 튜브프램(111)의 탄성막(111a)에 의해 형성되어 있다. 이 펌프실(110)의 주위 내벽면은 튜브프램(111)에서 벨로우즈부(112)의 신축운동에 의해 팽창 수축 변위한다. 이 신축운동에 의해 펌프실(110)의 용량과 압력이 가변된다.
벨로우즈부(112)는 모터 예를들어, 스텝핑모터(113)의 동력에 의해 고정도로 신축구동된다. 도시하지 않은 콘트롤러에 의해 스텝핑모터(113)의 신축동작 타이밍이나 신축속도, 즉, 레지스트 액의 흡입 분출 타이밍이나 흡입 분출 속도가 성정조건에 따라서 제어된다. 또한, 스텝핑모터(113)에는 인코더(114)가 접속되어 있다.이 인코더(114)에 의해 스텝핑모터(113)의 동작량은 콘트롤러에 피드백된다.
115는 투과형센서이다. 이 투과형 센서(115)는 벨로우즈부(112)의 가동지지부(116)에 설치된 셔터부재(116a)와 간섭함으로써, 예를 들어, 벨로우즈부(112)의 신축 초기위치 또는 종료위치의 검출을 행한다. 이 검출신호는 콘트롤러로 출력됨으로써, 스텝핑모터(113)의 제어와 함께 이루어진다.
펌프실(110) 내에 레지스트 액을 도입하기 위한 흡입 배관(73)은 그 앞측 끝부 둘레면에 다수 설치된 구멍을 필터(74) 내에 개구되어 닫힌 상태로 펌프실(110)과 접속되어 있다. 한편, 분출배관(75)은 펌프실(110) 내의 필터 바깥 공간에 개구되어 닫힌 상태로 접속되어 있다. 즉, 이 필터 일체형 벨로우즈 펌프(76)에서 레지스트 액은 펌프실(110) 내의 감압에 의한 흡입과정에서 필터(74)를 관통해서 그 투과가 행해진다. 펌프 실(110) 내의 가압시에는 이미 투과를 끝낸 레지스트액이 분출된다. 또, 흡입배관(73) 및 분출배관(75)의 개구 근방에는 역류방지를 위한 볼 식 체키 밸브(도시하지 않음)가 각각 설치되어 있다.
튜브프램(111)에 봉입된 유체는 테프론 오일이나 그 외의 오일 또는 순수 등의 액체가 바람직하다. 액체를 튜브프램(111)에 봉입함으로써, 기체를 봉입한 것에 비해 튜브프램(111) 내의 용량변화를 제어할 수 있다. 이 것에 의해 펌프실(110) 주위 내벽면의 팽창 수축변위특성의 장기 안정화를 도모할 수 있다.
또한, 이 필터 일체형 튜브프램 펌프(76)에는 펌프실(110) 내의 필터(74) 외의 공간에 개구한 기포뽑기용 벤트(117)가 설치되어 있다.
벤트(117)의 개구와 분출 배관(75)의 개구 사이에는 고저차(h)가 설치되어있다. 이 때문에, 펌프실(110) 내에서 발생한 기포는 분출배관(75)의 개구보다도 높은 위치에 체류하고, 기포뽑기용 벤트(117)에 의해 배출된다. 이것에 의해, 기포가 분출배관(75) 내에 칩입하기 어려워지고, 웨이퍼(W)에 공급되는 레지스트 액중의 기포의 양을 저감할 수 있다.
또, 기포뽑기용 벤트(117)에는 도시하지 않은 밸브가 접속되어 있다. 이 때문에 정기적으로 예를 들어 레지스트 탱크(72)를 교환하는 때, 이 밸브를 열어서 펌프실(110) 내의 상부에 머무른 기포를 배출할 수 있다.
또한, 상기와 같은 필터 일체형 튜브프램 펌프(76)는 제 9 도에 도시한 바와 같이 기포뽑기용 벤트(117)의 개구위치가 정점위치에 오도록, 수평레벨에 대해 기울여 배치하는 것이 바람직하다. 상기와 같이 함으로써, 기포뽑기용 벤트(117)의 개구 부근에 펌프실(110) 내의기포(118)가 집중한다. 이 때문에 기포의 배출을 효율적으로 행할 수 있다.
상기와 같이 구성된 도포현상 처리 시스템(1)의 동작을 설명한다.
본 실시 형태의 레지스트 도포 유니트(COT)를 구비한 도포현상 처리 시스템 (1)을 기동하면, 웨이퍼카세트(CR)에서 웨이퍼(W)가 도출된다. 다음에, 주 웨이퍼 반송기구(22)에 의해 반송되어 레지스트 도포 유니트(COT) 내의 스핀척(51)에 흡착 보유한 후, 아래의 레지스트 도포 동작을 개시된다.
먼저, 스핀척(51)이 회전해서 웨이퍼(W)를 회전시키기 시작한다. 그와 동시에 도시하지 않은 시너분출기구가 작동해서 웨이퍼(W)의 거의 중심 위치에서 시너를 웨이퍼(W)로 분출한다. 떨어뜨린 시너는 원심력에 의해 웨이퍼(W) 표면 전체로확대된다. 여분의 시너는 원심력으로 떨어져 제거된다.
다음에, 레지스트 노즐 스캔아암(61)이 이동해서 레지스트 노즐(60)을 웨이퍼(W)의 거의 한가운데 위치까지 이동시킨다. 이 위치에서 레지스트 노즐(60)에서 레지스트 액을 떨어뜨린다. 떨어뜨린 레지스트 액은 상기 시너와 마찬가지로 원심력에 의해 웨이퍼(W) 표면 전체로 확대한다. 여분의 시너는 원심력으로 떨어져 제거된다.
다음에, 웨이퍼(W)는 레지스트 도포 유니트(COT)에서 도출되어 후속의 처리유니트, 예를 들어 건조유니트로 반송된다.
여기에서, 본 실시 형태에 관한 레지스트 도포 유니트(COT)의 레지스트 액 공급기구의 동작에 대해서 설명한다.
제 6 도에 도시한 바와 같이, 레지스트 탱크(72) 내의 레지스트 액은 배관(73)을 통해서 펌프(76)로 흡입된다. 그후, 레지스트 액은 배관 (75)을 경유해 밸브(77)로 압송된다.
이하, 펌프(76)의 동작에 관해서 설명한다.
이 펌프(76)는 흡입, 압송의 각동작을 교대로 행한다.
제 10 도는 흡입시의 펌프 (76)의 동작도이다.
흡입시에는 스테핑모터(113)를 구동해서 튜브프램(111)의 벨로우즈부(112)를 화살표 방향으로 끌어당긴다. 즉, 펌프실(110)의 주위내벽면을 비팽창(비돌출) 상태로 해서 펌프실(110) 내를 대기압에 대해 감압한다.
이렇게 해서 레지스트 탱크(72) 내의 레지스트 액을 흡입배관(72)을 통해서펌프실(110) 내로 흡입한다. 이 때, 흡입배관의 앞측 끝부 둘레면에 다수 설치된 구멍을 필터(74)의 내부에서 개구한다. 이 때문에, 레지스트 액은 필터(74)내를 통과해서 펌프실(110) 내로 흡입한다. 이 흡입에 의해 레지스트 액의 투과가 행해진다.
다음에, 펌프(76)는 흡입된 레지스트액을 압송한다.
제 11 도는 압송시의 펌프(76)의 동작도이다.
일단 흡입된 레지스트 액을 압송하려면 스테핑모퍼(113)를 구동한다. 이렇게 해서 튜브프램(111)의 벨로우즈부(112)를 압축한다. 펌프실(110)의 주위 내백면을 팽창 돌출 상태로 한다. 이렇게 해서 펌프실(110)의 용량을 감소함으로써, 펌프실(110) 내의 압력을 올리고, 펌프실(110) 내의 투과가 끝난 레지스트 액을 분출 배관(75)에서 분출한다.
이 펌프(76)에서는 상기와 같이 흡입시에 투과가 이루어진다. 즉, 필터에 대해서 비교적 느린 속도로 레지스트 액을 통과시킬 수 있다. 이 때문에, 일단 보충한 파티클이나 겔화 한 레지스트를 필터로 강하게 눌러서 필터의 망을 통과시켜 버리든지 필터통과시 레지스트 액에 기포를 발생시키지 않는다.
다음에, 펌프(76), 개폐 밸브(79), 석백밸브(80), 및 레지스트노즐(60) 상호간의 동작에 대해서 각각의 타이밍 챠트에 따라서 설명한다.
제 12 도는 펌프(76)의 분출 동작, 개폐 밸브(79), 석백밸브(80) 각각의 동작 타이밍 챠트도이다. 제 13 도는 레지스트노즐(60)에서 레지스트 액을 분출하기 전, 펌프(76)의 흡입동작시의 개폐 밸브(79), 석백밸브(80), 및 레지스트노즐(60)각각의 내부 상태도이다.
시간 t1 이전에는 제 12 도의 타이밍챠트에 도시한 바와 같이, 펌프 (76), 개폐 밸브(79), 석백밸브(80) 중 어느 하나도 작동하지 않는다.
즉, 제 13도에 도시한 바와 같이, 밸브(84)와 게이트부(83) 사이는 폐쇄되어 있다. 또한, 피스톤(95)은 유통로(82) 측에 돌출한 상태로 유지된다. 이 상태에서 레지스트 노즐(60) 앞측 끝의 레지스트 액면은 도면중에 오목한 안정상태이기 때문에, 레지스트 노즐(60) 앞측 끝의 레지스트 액이 떨어짐이 없다.
다음에 시간 t1이 되면 펌프(76)가 작도개시해서 레지스트 액이 개폐 밸브(79)로 압송된다. 개폐밸브(79) 측에서는 펌프(76)의 작동개시와 동기해서 로드(87)의 수축에 의해 로드(87)의 바닥면에 결합된 밸브 (84)가 도면 상부로 들어올려진다. 이 결과, 밸브(84)와 게이트부(83) 사이에 간격을 둘 수 있기 때문에, 흡입측 유통로(81)오 분출측 유통로(82) 사이가 연결된다. 흡입측 유통로(81)에는 펌프(76)에서 레지스트액이 압송된다. 이 때문에, 레지스트액은 밸브(84)와 게이트부(83) 사이의 간격을 통해서 분출측 유통로(82)로 흘러들고, 유통로(78) 및 레지스트 노즐(60)을 경유해서 웨이퍼(W)로 떨어진다. 또, 이 사이에도 석백밸브(80)의 피스톤(95)은 유통로(82)측에 돌출한 상태로 유지된다.
다음에, 시간 t2로 되면 펌프(76)를 동작시킨 채 개폐 밸브(79)가 폐쇄된다.
제 15도는 펌프(76)를 동작 상태에서 개폐밸브(79)를 폐쇄한 직후의 내부 상태도이다.
시간 t1 내지 t2 사이에 소정량의 레지스트액을 분출한 후, 로드(87)로의 인가전압을 다시 고전압측으로 변화시키면 즉시 로드(87)가 도면 하부로 신장한다.
로드(87)로 눌려진 밸브(84)는 게이트부(83)에 맞닿아 흡입측 유통로(81)와 분출측 유통로(82) 사이를 폐쇄한다. 레지스트 노즐(60) 앞측 끝에서는 레지스트 액의 떨어짐은 일단 정지하지만 게이트부에서 레지스트 노즐(60) 앞측 끝까지 유통로(78)는 레지스트 액으로 채워져 있다. 이 때문에, 제 15 도에 도시한 바와 같이 레지스트 노즐(60) 앞측 끝의 액면은 레지스트 액의 중량으로 도면 하부로 볼록하게 돌출한 상태이다.
또한, 시간 t2에서 근소한 시간이 경과해서 시간 t3이 되면 석백밸브(80)가 작동을 개시한다.
제 16 도는 시간 t3 에서의 개폐밸브(79), 석백밸브(80) 및 레지스트 노즐(60) 각각의 내부 상태도이다.
개폐밸브(79) 폐쇄후에서 소정의 미소시간이 경과해서 시간 t3 로 되면 석백밸브(80) 측의 로드(96)로의 인가전압을 저 전압측으로 변화시킨다. 이렇게 해서 로드(96)를 도면 상부로 수축한다. 이것에 따라 피스톤(95)이 도면 상부의 실린더(97) 내로 끌어들여진다. 그러면 게이트부(83)에서 레지스트 노즐(60)까지 유통로(78) 내의 용적이 증대해서 이 유통로(78) 내로 보유되는 레지스트 액으로 부압(負壓)이 작용한다.
게이트부(83)와 밸브(84) 사이는 폐쇄되기 때문에 부압은 레지스트 노즐 앞측 끝의 액면으로 작용한다. 부압은 이 액면을 레지스트 노즐(60) 의 내부로 끌어들여지고, 제 16 도에 도시한 바와 같이 도면상부에 오목한 상태로 이루어진다.
상기와 같이 본 실시 형태에 관한 레지스트 도포 유니트(COT)에서는 개폐밸브(79)로서 작동할 때까지 지연 시간을 거의 무시할 수 있는 피에조 밸브를 사용하고 있다. 이 때문에 개폐밸브의 개폐시기를 정확히 조절 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 관한 레지스트 도포 유니트(COT)에서는 석백밸브(80)로서 작동할 때까지 지연 시간을 거의 무시할 수 있는 피에조 밸브를 사용하고 있다. 이 때문에 상기 개폐밸브(79)의 작동시기에 대한 석백밸브(80)의 작동시기를 정확히 조절 할 수 있다.
그 결과, 개폐밸브(79) 폐쇄 후, 레지스트 노즐(60) 앞측 끝에서 레지스트 액이 떨어지기 전에 석백밸브(80)가 작동한다. 이 때문에, 레지스트 노즐(60) 앞측 끝의 레지스트 액을 레지스트 노즐(60)내로 되돌려 흡입하기 때문에 레지스트 액의 떨어짐이 방지할 수 있다.
또한, 레지스트 노즐(60) 앞측 끝에 레지스트 액이 남아 있는 단계에서 레지스트 액을 레지스트 노즐(60)내로 되돌려 흡입한다. 이 때문에 과도한 되돌림 흡입에 의한 기포발생이 방지된다.
이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 필터를 내장하는 튜브프램식의 밸로우즈 펌프(76)의 사용에 의해 기포발생이 방지된다. 따라서, 개폐 밸브(79), 석백밸브(80) 및 상기 펌프(76)의 효과가 어울려 보다 확실히 기포발생이 방지된다. 이 때문에, 막두께 불량이 일어나기 어려워지고, 수율이 향상한다는 효과가 있다.
또, 본 실시 형태는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
예를 들어, 상기 실시 형태에서는 개폐밸브 나 석백밸브의 구동원으로서 압전소자를 사용하지만, 전기적으로 작동하는 구동원으로 지연시간을 거의 무시할 수 있으면 좋다. 예를 들어, 서보모터에 의해 구동되는 것이나 무빙코일을 구동원으로 한 보이스 코일 액츄에이터를 사용할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 레지스트 도포 장치에 본 발명을 적용한 경우에 대해서 설명했지만, 본 발명은 예를 들어, 반사방지막을 웨이퍼에 도포 형성하는 장치 등, 그 외의 처리액을 웨이퍼에 도포하는 도포장치에 적용할 수 있다.
또한, 본 발명은 반도체 웨이퍼 이외의 기판 예를 들어 LCD 기판에 레지스트 액이나 그 외의 처리액을 웨이퍼에 도포하는 장치에도 적용할 수 있다.
또한, 상기 예에서는 필터로서 벨로우즈 펌프 내부의 흡입측에 설치된 내장형 필터로서 사용한 경우에 대해서 설명했지만, 필터로서는 탱크와 펌프 사이에 즉, 펌프의 처리액 흡입측에 설치되면 좋다. 따라서 제 17도에 도시한 바와 같이, 펌프의 외부에 설치해도 좋다.
또한, 상기 예에서는 노즐, 개폐밸브 및 석백밸브를 하나씩 구비한 도포처리 유니트에 대해서 설명했지만, 노즐, 개폐밸브 및 석백밸브를 2 개 이상 구비한 것도 좋다.
따라서, 예를 들어, 복수의 노즐과 펌프를 접속해 두고, 그 노즐과 펌프 사이에 개폐밸브나 석백밸브를 각각 설치할 수 있다. 이 경우에는 소위 멀티 노즐 타입의 도포장치로 되고, 복수의 노즐에서 각각 개별 독립의 타이밍으로 도포액을 분출할 수 있다. 이 경우, 개폐밸브나 석백밸브의 밸브로서 압전소자형을 사용하는것이 바람직한 효과가 있다.
Claims (18)
- 도포액을 수용하는 탱크와,상기 탱크로부터 공급된 도포액을 피처리체로 토출하는 노즐과,상기 탱크와 상기 노즐과의 사이에 배치되고, 상기 탱크 내의 도포액을 압송하는 펌프와,상기 펌프와 상기 노즐과의 사이에 배치되고, 전기적으로 구동되어 도포액의 유통로를 개폐하는 개폐밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 도포장치.
- 청구항 1에 있어서,상기 개폐밸브가 압전소자에 의해 구동되는 밸브인 것을 특징으로 하는 도포장치.
- 도포액을 수용하는 탱크와,상기 탱크로부터 공급된 도포액을 피처리체로 토출하는 노즐과,상기 탱크와 상기 노즐과의 사이에 배치되고, 상기 탱크내의 도포액을 압송하는 펌프와,상기 펌프와 상기 노즐과의 사이에 배치되고, 전기적으로 구동되어 도포액의 유통로를 개폐하는 개폐밸브와,상기 개폐밸브와 상기 노즐과의 사이에 배치되고, 전기적으로 구동되어 개폐밸브 폐쇄후, 소정시간 경과 후에 유통내의 도포액에 부하를 전달하는 석백 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 도포장치.
- 청구항 3에 있어서,상기 개폐 밸브 및 또는 상기 석백밸브가 압전소자에 의해 구동되는 밸브인 것을 특징으로 하는 도포장치.
- 도포액을 수용하는 탱크와,상기 탱크로부터 공급된 도포액을 피처리체로 토출하는 노즐과,상기 탱크와 상기 노즐과의 사이에 배치되고, 도포액 유입측에 필터를 내장한 펌프와,상기 펌프와 상기 노즐과의 사이에 배치되고, 전기적으로 구동되어 도포액의 유통로를 개폐하는 개폐밸브로 구비하는 것을 특징으로 하는 도포장치.
- 청구항 5에 있어서,상기 개폐밸브가 압전소자에 의해 구동되는 밸브인 것을 특징으로 하는 도포장치.
- 도포액을 수용하는 탱크와,상기 탱크로부터 공급된 도포액을 피처리체로 토출하는 노즐과,상기 탱크와 상기 노즐과의 사이에 배치되고, 도포액 유입측에 필터를 내장한 펌프와,상기 펌프와 상기 노즐과의 사이에 배치되고, 전기적으로 구동되어 도포액을 유통로를 개폐하는 개폐밸브와,상기 개폐밸브와 상기 노즐과의 사이에 배치되고, 전기적으로 구동되어 개폐밸브폐쇄 후, 소정시간의 경과 후 유통로내의 도포액에 부압을 부여하는 석백밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 도포장치.
- 청구항 7에 있어서,상기 개폐밸브 및 또는 상기 석백밸브가 압전소자에 의해 구동되는 밸브인 것을 특징으로 하는 도포장치.
- 청구항 3에 있어서,상기 석백밸브이 구동 중에 상기 펌프의 구동을 정지하는 것을 특징으로 하는 도포장치.
- 청구항 4에 있어서,상기 석백밸브의 구동중에 상기 펌프의 구동을 정지하는 것을 특징으로 하는 도포장치.
- 청구항 8에 있어서,상기 석백밸브의 구동 중에 상기 펌프의 구동을 정지하는 것을 특징으로 하는 도포장치.
- 청구항 3, 청구항 4, 청구항 7 도는 청구항 8에 있어서,상기 펌프를 구동하면서, 상기 개폐밸브를 열린상태로 하고,다음으로 상기 개폐밸브를 닫힌 상태로 한 후, 상기 석백밸브를 구동하고, 이 석백밸브의 구동중에 상기 펌프의 구동을 정지하는 것을 특징으로 하는 도포장치.
- 청구항 4에 있어서,상기 펌프를 구동하면서 상기 개폐밸브를 열린상태로 하고,다음으로 상기 개폐밸브를 닫힌 상태로 한 후, 상기 석백밸브를 구동하고 이 석백밸브의 구동중에 상기 펌프의 구동을 정지하는 것을 특징으로 하는 도포장치.
- 청구항 7에 있어서,상기 펌프를 구동하면서 상기 개폐밸브를 열린상태로 하고,다음으로 상기 개폐밸브를 닫힌 상태로 한 후, 상기 석백밸브를 구동하고 이 석백밸브의 구동중에 상기 펌프의 구동을 정지하는 것을 특징으로 하는 도포장치.
- 청구항 8에 있어서,상기 펌프를 구동하면서 상기 개폐밸브를 열린상태로 하고,다음으로 상기 개폐밸브를 닫힌 상태로 한 후, 상기 석백밸브를 구동하고 이 석백밸브의 구동중에 상기 펌프의 구동을 정지하는 것을 특징으로 하는 도포장치.
- 청구항 3에 있어서,도포액을 피처리기판에 공급하는 도포방법에 있어서,상기 펌프를 구동하면서, 상기 개폐밸브를 열린상태로 하는 공정과,다음으로 상기 개폐밸브를 닫힌 상태로 한 후, 상기 석백밸브를 구동하고 이 석백밸브의 구동중에 상기 펌프의 구동을 정지하는 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로하는 도포방법.
- 청구항 3에 있어서,도포액을 피처리기판에 공급하는 도포방법에 있어서,상기 펌프를 상기 석백밸브의 구동전에 구동하는 공정과,상기 석백밸브를 구동하고, 이 석백밸브의 구동중에 상기 펌프의 구동을 정지하는 고정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 도포방법.
- 청구항 3에 있어서,도포액을 피처리기판에 공급하는 도포방법에 있어서,상기 개폐밸브를 소정시간 열린상태로 하는 공정과,상기 개폐밸브를 닫힌 상태로 하고, 소정시간 경과 후에 상기 석밸밸브를 소정시간 구동하는 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 도포방법.
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