KR100539188B1

KR100539188B1 - 현상처리장치 및 현상처리방법

Info

Publication number: KR100539188B1
Application number: KR10-1999-0051071A
Authority: KR
Inventors: 야마사키쓰요시
Original assignee: 동경 엘렉트론 주식회사
Priority date: 1998-11-18
Filing date: 1999-11-17
Publication date: 2005-12-27
Also published as: KR20000035528A; TW457518B

Abstract

기판(G)의 현상처리 후에, 린스액을 고압으로 기판에 분사하는 린스액 분사노즐(47)을 갖고, 또한, 이 린스액 분사노즐(47)의 측방향을 둘러쌈과 동시에 기판(G)과의 사이에 소정 간격(d)을 두고 배치되어, 린스액 분사노즐로부터 분사된 린스액을 일시적으로 저장하면서 기판상에 린스액의 막을 형성하는 커버(50)를 갖는다. 린스액의 린스액 분사노즐(47)로부터 기판(G)에 향하여 린스액을 고압으로 분사할 때, 박스상의 커버(50)에 의해 형성되는 린스액의 막의 완충작용에 의해 기판(G)의 손상을 방지하면서 기판상의 잔존레지스트를 제거한다.

Description

현상처리장치 및 현상처리방법{DEVELOPMENT PROCESSING APPARATUS AND DEVELOPMENT PROCESSING METHOD}

본 발명은, 칼라액정 디스플레이(LCD)의 칼라필터(color filter) 등을 제조할 때, 노광처리 후 기판에 현상처리를 실시하기 위한 현상처리장치에 관한 것이다.

칼라액정 디스플레이(LCD)의 칼라필터의 제조에 있어서는, 유리제의 사각형의 기판에, 4색(적색(red), 녹색(green), 청색(blue), 및 흑색(black)의 색채 레지스트(color resist)를 도포하여, 이 레지스트 층을 노광하여, 현상처리하는, 소위, 포토리소그래피기술(photo-lithography technique)에 의해 칼라필터를 형성하고 있다.

이러한 칼라 필터의 포토리소그라피 공정에 있어서는, 각 색채 레지스트마다 도포처리 및 노광·현상처리를 하고 있다. 즉, 예컨대, 기판이 세정된 후, 레지스트도포 유니트(unit)에 반입되어, 우선, 적색의 색채 레지스트를 도포하여, 이 적색의 색채 레지스트를 노광하여, 계속해서 현상처리하여, 이어서, 녹색의 색채 레지스트를 도포하여, 녹색의 색채 레지스트층을 노광하여, 계속해서 현상처리하여, 그 후, 청색, 흑색에 관해서도 같이 행한다.

그런데, 이러한 칼라필터용 기판을 현상할 때에는 현상처리유니트에 있어서는 사각형의 기판이 스핀척(spin chuck)에 장착되어, 현상액 공급노즐로부터 현상액이 기판에 공급되어, 기판의 전면에 도포되어, 기판이 소정시간 정지되어 현상처리가 진행된다. 그 후, 기판이 스핀척에 의해 회전되어 현상액이 털어내어지고, 이어서, 린스액 공급노즐로부터 순수(純水)등의 린스액이 토출되어, 기판상에 잔존하는 현상액이 세정된다. 그 후, 스핀척이 고속으로 회전되어, 기판상에 잔존하는 린스액이 털어내어지고, 기판이 건조되어, 이에 따라, 일련의 현상처리가 종료한다.

이러한 칼라필터용 기판의 현상처리에 있어서는, 레지스트의 종류가, 예를 들어, LCD 기판의 회로패턴(circuit pattern)의 레지스트 등과 다르고, 특수한 안료를 포함하고 있다. 이로 인해, 현상액을 기판에 도포하여, 현상처리가 종료한 후, 현상액과 레지스트의 반응이 종료한 후에 기판상에 잔존하는 레지스트를 제거할 때에, 종래의 린스액공급노즐로부터 토출하는 비교적 저압의 린스액으로서는, 기판상의 레지스트액을 확실히 제거할 수가 있지 않는다고 하는 문제점이 있다.

한편, 칼라필터용 현상처리유니트에 있어서는, 현상액을 도포하는 때는, 기판의 주위에 내부컵(inner cup)이 배치되어, 처리후의 현상액은, 이 내부컵의 내측에서 아래쪽의 배출구로 흘러 회수되고 있다. 그러나, 린스액을 토출하는 때는, 기판의 주위에는, 외부컵(out cup)이 배치되어 있지만, 세정후의 린스액은, 외부컵에 의해 배출·회수되는 것은 아니고, 현상처리 유니트 전체를 포위하는 싱크(sink)의 하부에 저장되고, 배출·회수되어 있다. 이로 인해, 린스액을 효율적으로 회수할 수 없다.

본 발명은, 기판상에 잔존한 레지스트를 확실히 제거할 수가 있는 현상처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 린스액을 효율적으로 회수할 수 있는 현상처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제 1 특징에 의하면, 노광처리후의 기판에 현상액을 도포하여 현상처리를 하는 현상처리장치로서, 기판에 현상액을 공급하여 현상처리하기 위한 현상액공급노즐과, 기판의 현상처리 후에, 린스액을 고압으로 기판에 분사하는 린스액 분사노즐과, 이 린스액 분사노즐에 의한 린스액의 분사시, 기판상에 린스액의 막을 형성하는 린스액막 형성수단을 구비하는 현상처리장치를 제공한다.

이와 같이, 린스액을 고압으로 분사할 때, 기판상에 린스액의 막이 형성되기 때문에, 린스액의 막의 완충작용에 의해 고압의 린스액에 의한 기판의 손상을 회피하면서 기판상에 잔존한 레지스트를 확실히 제거할 수가 있다. 즉, 린스액을 단지 고압으로 분사하는 경우에는, 고압의 린스액이 기판상의 회로패턴 등에 손상을 줄 우려가 있지만, 기판상에 린스액의 막을 형성하면서 린스액을 분사하고 있기 때문에, 분사하는 린스액의 압력 및 린스액의 막의 두께를 조정하면, 기판에 손상을 주지 않고, 기판상에 잔존한 레지스트를 확실히 제거하는 것이 가능해진다.

이 경우에, 린스액막 형성수단은, 린스액 분사노즐의 측방향을 둘러쌈과 동시에 기판과의 사이에 소정 간격을 두고 배치되어, 린스액 분사노즐로부터 분사된 린스액을 일시적으로 저장하면서 기판상에 린스액의 막을 형성하는 커버(cover)에 의해 구성될 수 있다.

이와 같이, 린스액을 고압으로 분사할 때, 린스액 분사노즐의 측방향을 둘러쌈과 동시에 기판과의 사이에 소정 간격을 두고 배치된 커버에 의해, 린스액을 일시적으로 커버내에 저장하면서 기판상에 린스액의 막을 형성하기 때문에, 상기 제 1 특징에 관련하는 현상처리장치와 같이, 린스액막의 완충작용에 의해 고압의 린스액에 의한 기판의 손상을 회피하면서 기판상에 잔존한 레지스트를 확실히 제거할 수가 있다. 또한, 이 린스액의 막을 형성하기 위한 커버가, 기판과의 사이에 소정 간격을 두고 배치되어 있기 때문에, 이 간격을 조정함으로써, 린스액의 막의 두께를 용이하게 조정할 수가 있어, 린스액의 막의 두께 및 린스액의 압력을 조정하여, 기판에 대한 손상을 방지하면서 세정의 최적화를 도모할 수 있다.

본 발명의 제 2 특징에 의하면, 노광처리 후의 기판에 현상액을 공급하여 현상처리를 하는 현상처리장치로서, 기판에 현상액을 공급하여 현상처리하기 위한 현상액공급노즐과, 이 현상액의 공급시, 기판의 주위를 둘러싸는 내부컵과, 현상액의 공급시, 이 내부컵의 내측을 통해 아래쪽으로 흐르는 현상액을 저장하여 배출하기 위한 현상액용 수용용기와, 기판의 현상처리 후에, 린스액을 기판에 토출하는 린스액 토출노즐과, 이 린스액의 토출시, 상기 내부컵의 외측으로, 기판의 주위를 둘러싸는 외부컵과, 린스액의 토출시, 상기 내부컵의 외측과 외부컵의 내측 사이를 통해 아래쪽으로 흐르는 린스액을 저장하다 배출하기 위한 린스액용 수용용기를 구비하는 현상처리장치가 제공된다.

이와 같이, 처리후의 현상액은, 내부컵의 내측을 통해 아래쪽으로 흘러, 현상액용 수용용기에 의해 저장되어 배출·회수되는 한편, 세정후의 린스액은, 내부컵의 외측과 외부컵의 내측 사이를 통해 아래쪽으로 흘러, 린스액용 수용용기에 의해 저장되어 배출·회수되기 때문에, 현상액과 린스액을 분리 회수할 수 있어, 린스액을 효율적으로 회수할 수 있다.

또한, 이 현상액용 수용용기는, 상기 내부컵의 하부를 덮도록 배치되어, 현상액을 모으도록 경사져 있는 것이 바람직하고, 린스액용 수용용기는, 외부컵의 하부를 덮도록 배치되어, 린스액을 모으도록 경사져 있는 것이 좋다.

이하, 본 발명의 실시형태를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 LCD의 칼라필터의 도포·현상처리 시스템을 나타내는 평면도이다.

이 도포·현상처리 시스템은, 복수의 기판(G)을 수용하는 카세트(C)를 얹어 놓은 카세트 스테이션(cassette station : 1)으로, 기판(G)에 레지스트도포 및 현상을 포함하는 일련의 처리를 실시하기 위한 복수의 처리유니트(process unit)를 구비한 처리부(2)와, 노광장치(도시하지 않음)의 사이에서 기판(G)의 주고 받음을 하기 위한 인터페이스부(3)를 구비하고 있고, 처리부(2)의 양끝단에 각각 카세트 스테이션(1) 및 인터페이스부(3)가 배치되어 있다.

카세트스테이션(1)은 카세트(C)와 처리부(2)와의 사이에서 기판(G)의 반송을 하기 위한 반송기구(10)를 구비하고 있다. 카세트스테이션(l)에서 카세트(C)의 반출입이 행하여진다. 또한, 반송기구(10)는 카세트의 배열방향을 따라 설정된 반송로(10a)상을 이동가능한 반송아암(11)을 구비하여, 이 반송아암(11)에 의해 카세트(C)와 처리부(2)와의 사이에서 기판(G)의 반송이 행하여진다.

처리부(2)는 전단부(2a), 중단부(2b), 후단부(2c)로 분리되어 있고, 각각 중앙에 반송로(12, 13, l4)를 갖고, 이들 반송로의 양측에 각 처리 유니트가 배설되어 있다. 이들 반송로 사이에는, 중계부(15, 16)가 설치된다.

전단부(2a)는, 반송로(12)에 따라 이동가능한 주반송장치(17)를 구비하고 있고, 반송로(l2)의 한쪽에는, 2개의 세정유니트(SCR) (21a, 21b)가 배치되어 있고, 반송로(12)의 다른쪽에는, 냉각유니트(COL)(25), 상하2단으로 적층되어 있는 가열처리유니트(HP)(26) 및 냉각유니트(COL)(27)가 배치되어 있다.

또한, 중단부(2b)는, 반송로(13)를 따라 이동가능한 주반송장치(l8)를 구비하고 있고, 반송로(l3)의 한쪽에는, 색채 레지스트(color resist)를 도포하기 위한 레지스트 도포처리유니트(CT)(22), 및 기판(G)의 둘레가장자리부의 색채 레지스트를 제거하는 에지리무버 (23)가 설정되어 있고, 반송로(13)의 다른쪽에는, 2단 적층되어 있는 가열처리유니트 (HP)(28), 가열처리유니트와 냉각처리유니트가 상하에 적층되어 되는 가열처리·냉각유니트(HP/COL)(29), 및 냉각유니트(COL)(30)가 배치되어 있다.

또한, 레지스트 도포처리유니트(COT)(22)와, 에지리무버(ER)(23)와의 사이에, 건조처리유니트(40)가 설치되어 있다. 이에 따라, 색채 레지스트가 도포된 기판(G)이 건조처리유니트(40)에 반송되어 건조처리되어, 그 후, 에지리무버(ER)(23)에 의해 단면처리되게 되어 있다.

또한, 후단부(2c)는, 반송로(l4)를 따라 이동가능한 주반송장치(19)를 구비하고 있고, 반송로(14)의 한쪽에는, 3개의 현상처리유니트(24a, 24b, 24c)가 배치되어 있고, 반송로(14)의 다른쪽에는 상하 2단으로 적층되어 있는 가열처리유니트(31) 및 가열처리유니트와 냉각처리유니트가 상하에 적층되어 있는 2개의 가열처리·냉각유니트(HP/COL) (32, 33)가 배치되어 있다.

또, 처리부(2)는 반송로를 사이에 두고 한쪽에 세정처리유니트(21a), 레지스트처리유니트(22), 현상처리유니트(24a)와 같은 스피너계유니트(spinner unit)만을 배치하고 있어, 다른쪽에 가열처리유니트나 냉각처리유니트 등의 열계(熱係) 처리유니트만을 배치하는 구조로 되어있다.

또한, 중계부(15, 16)의 스피너계유니트 배치측 부분에는, 약액 공급유니트 (34)가 배치되어 있고, 또한, 유지관리(maintenance)를 위한 스페이스(35)가 설치되어 있다.

주반송장치(17)는, 반송기구(10)의 아암(11)과의 사이에서 기판(G)의 주고 받음을 함과 동시에, 전단부(2a)의 각 처리유니트에 대하는 기판(G)의 반입·반출, 또한, 중계부(15)와의 사이에서 기판(G)의 주고 받음을 하는 기능을 갖고 있다. 또, 주반송장치(18)는 중계부(15)와의 사이에서 기판(G)의 주고 받음을 함과 동시에, 중단부(2b)의 각 처리 유니트에 대한 기판(G)의 반입·반출, 또한, 그 위에 중계부(l6)와의 사이의 기판(G)의 주고 받음을 하는 기능을 갖고 있다. 또한, 주반송장치(19)는 중계부(16)와의 사이에서 기판(G)의 주고 받음을 함과 동시에, 후단부(2c)의 각 처리유니트에 대하는 기판(G)의 반입·반출, 인터페이스부(3)와의 사이의 기판(G)의 주고 받음을 하는 기능을 갖고 있다. 또, 중계부(15, 16)는 냉각플레이트로서도 기능한다.

인터페이스부(3)는 처리부(2)와의 사이에서 기판을 주고 받음할 때에 일시적으로 기판을 유지하는 익스텐션(extension)(36)과, 또한, 그 양측에 설정되어 있는 버퍼 카세트(buffer cassette)를 배치하는 2개의 버퍼 스테이지(37)와, 이들과 노광장치(도시하지 않음)와의 사이에서 기판(G)을 반출입하는 반송기구(38)를 구비하고 있다. 반송기구(38)는 익스텐션(36) 및 버퍼 스테이지(37)의 배열방향을 따라 설정된 반송로(38a) 상을 이동가능한 반송아암(39)을 구비하여, 이 반송아암(39)에 의해 처리부(2)와 노광장치와의 사이에서 기판(G)의 반송이 행하여진다.

이와 같이, 각 처리유니트를 집약하여 일체화함에 의해, 공간 이용효율 및 처리의 효율화를 도모할 수 있다.

이와 같이 구성되는 도포·현상처리 시스템에 있어서는, 카세트(C)내의 기판(G)이, 처리부(2)에 반송되어, 처리부(2)에서는, 우선, 전단부(2a)의 세정유니트(SCR)(21a, 2lb)에서 스크레버(scrubber)세정되어, 가열처리유니트(HP)(26)의 하나로 가열건조되어, 또한, 냉각유니트(COL)(27)의 하나로 냉각된다.

그 후, 기판(G)은 중단부(2b)에 반송되어, 레지스트도포유니트에(CT)(22)에서 소정의 색채 레지스트가 도포되어, 건조처리유니트(40)에 의해 건조처리되고, 에지 리무버(ER) (23)로 기판(G)의 둘레가장자리의 여분의 색채 레지스트가 제거된다. 그후, 기판(G)은, 중단부(2b) 중의 가열처리유니트(HP)의 하나로 프리베이크 (prebake)처리되어, 유니트(29 또는 30)의 하단의 냉각유니트(COL)로 냉각된다.

그 후, 기판(G)은 중계부(16)로부터 주반송장치(19)로 인터페이스부(3)를 통해 노광장치에 반송되어, 여기서 소정의 패턴(pattern)으로 노광된다. 기판(G)은 다시 인터페이스부(3)를 통해 반입되어, 현상처리유니트(DEV) (24a, 24b, 24c) 중 어느 한 곳에서 현상처리된다. 현상처리된 기판(G)은, 후단부(2c) 중 어느 한 가열처리유니트(HP)에서 포스트베이크(post bake)처리가 실시된 후, 냉각유니트(COL)에서 냉각된다.

이러한 각 색채마다의 일련의 처리가 미리설정된 레시비에 따라서 실행된다. 예를 들어, 적색의 도포·노광·현상처리가 종료한 기판(G)은, 순차적으로 녹색, 청색, 흑색의 도포·노광·현상처리가 실시되지만,, 후술하는 것과 같이, 도포유니트(CT)(22)에 있어서 다른 색채의 노즐을 사용하는 것 외는, 각 색채와 거의 동일하게 처리된다. 완성한 칼라필터의 기판은, 주반송장치(19, 18, 17) 및 반송기구(l0)에 의해서 카세트스테이션(1)상의 소정의 카세트에 수용된다.

다음에, 도 2내지 도 4를 참조하면서, 본 실시형태에 관련하는 현상처리유니트(DEV) (24a, 24b, 24c)에 관해서 설명한다.

도 2, 도 3에 나타낸 바와 같이, 현상처리유니트(DEV)(24a, 24b, 24c)에는, 기판(G)을 흡착유지하는 수평회전가능한 스핀척(41), 이 스핀척41)에 의해 유지된 기판(G)을 포위하는 원통형상의 내부컵(42) 및 이 내부컵(42)의 외부 주위를 둘러싸도록 원통형상의 외부컵(43)이 설치되어 있다. 이 외부컵(43)의 외측에, 전체를 덮는 싱크(sink)(52)가 설치되어 있다 .

이 외부컵(43)의 위쪽에는, 현상액용 노즐아암(nozzle arm) (44)가 설치되고, 이 현상용 노즐아암(44)의 아래쪽에는, 현상액을 토출하는 복수의 토출구(53a)를 갖는 현상액공급노즐(53)이 설치된다. 이 노즐아암(44)은, 가이드레일(guide rail) (45)을 따라, 벨트 (belt) 구동 등의 구동장치(도시 생략)에 의해 기판(G)을 가로질러 이동하도록 구성된다. 이에 따라, 현상액의 도포시에는, 노즐아암(44)은, 기판(G)의 중심에 정지하여, 회전하고 있는 기판(G)상에, 현상액공급노즐(53)의 하면에 설정된 복수의 현상액토출구(53a)에서 현상액이 토출된다.

외부컵(43)의 다른 쪽에는, 순수 등의 린스(rinse)액을 고압으로 분사하는 노즐을 이동시키기 위한 고압린스액용 노즐아암(46)이 설치되어 있다. 이 노즐아암(46)의 아래쪽에는, 도 4 및 도 5에 나타내는 것 같다, 고압으로 린스액을 분사하는 린스액 분사노즐(47)이 설치된다. 이 린스액 분사노즐(48)은 기판(G)의 폭방향을 따라서 연재하는 노즐헤드(48a)와, 노즐헤드(48a)의 아래쪽에 설정된 복수의 분사부(48b)를 갖고 있다. 분사부(48b)에서, 소정압력(예컨대, l5 kg/cm²)이상의 고압으로, 또한 소정 유량, 예컨대, 15(l/min)으로 린스액을 분사한다. 이에 따라, 후술하는 바와 같이, 현상처리가 종료한 후에 기판(G) 상에 현상액과 반응한 후 여분인 레지스트가 잔존하고 있었다고 해도, 고압으로 분사한 린스액에 의해 제거할 수 있다.

고압린스용 노즐아암(46)은, 현상액용 노즐아암(44)과 같이, 가이드레일(45)을 따라, 벨트구동 등의 구동장치(도시 생략)에 의해 기판(G)을 가로질러 이동하도록 구성되어, 이에 의해, 린스액의 분사시에는, 노즐아암(46)은, 린스액 분사노즐(47)의 분사부(48b)에서 린스액을 고압으로 분사한 상태로, 정지한 기판(G) 위를 스캔한다.

또, 노즐헤드(nozzle head)(48a)의 양끝단측 상부에는, 윗쪽에 연장하는 린스액배관(49)이 접속되어 있고, 이 배관(49)을 통해 노즐헤드(48a)에 린스액이 공급됨과 동시에, 이 배관에 의해 노즐아암(46)과 노즐헤드(48a)가 연결되어 있다.

도 4, 도 5에 나타낸 바와 같이, 린스액을 고압으로 분사하기 위한 린스액 분사노즐(47)에는 그 측방향 및 윗쪽을 덮도록, 측벽(50a) 및 윗벽(50b)을 갖는 박스형상의 커버(50)가 설치되어 있다. 이 커버(50)의 하단과, 기판(G)과의 사이에는, 소정의 간격(d)(예컨대 2∼5 mm)이 형성되어 있다.

이와 같은 커버(50)가 설치되어 있기 때문에, 린스액 분사노즐(47)의 분사부(48b)에서 기판(G)에 향하여 린스액을 고압으로 분사할 때, 린스액을 일시적으로 저장하면서 기판(G) 상에 린스액의 막을 형성할 수가 있다. 이 린스액의 막은 후술하는 바와 같이, 분사된 린스액에 대하는 완충작용을 갖고 있어,, 기판(G)의 회로패턴 등에의 손상을 방지할 수가 있다.

상기 고압린스액용 노즐아암(46)과 외부컵(43)과의 사이에는, 비교적 저압으로 순수 등의 린스액을 토출하기 위한 린스액 토출노즐(도시 생략)을 선단부에 갖는 저압린스액용 노즐아암(51)이 추축(樞軸)(51a)의 주변으로 회전가능하게 설치된다. 노즐아암(51)의 선단의 린스액 토출노즐은, 예컨대, 린스액 분사노즐(47)에 의해 고압으로 린스액을 분사한 후, 비교적 저압으로 린스액을 토출하여, 세정의 마무리를 하는 역할을 한다. 또한, 이 린스액의 토출시에는, 노즐아암(51)은, 추축(51a)의 주변으로 회동하여, 린스액토출노즐을 기판(G)의 중심에 위치시켜, 회전하는 기판(G)에 대하여 린스액 토출노즐로부터 린스액을 토출한다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 내부컵(42) 및 외부컵(43)은, 연결부재(60)에 의해 연결되어 있고, 도시하지 않은 승강기구에 의해 일체로 승강가능해지고 있다. 내부컵(42) 및 외부컵(43)은 어느 것이나 그 상단부가 내측에 향하여 경사져 있어, 현상액 또는 린스액이 외부로 비산하는 것이 방지 가능해진다. 또한, 개구경이 가장 작은 내부컵(42)의 상단부분에 있어서도, 기판(G)을 수평으로 한 상태로 삽입가능한 크기로 되어있다. 또한, 외부컵(43)의 상단위치는 내부컵(42)의 상단위치보다도 높게 구성되어 있고, 스핀척(4l)의 회전의 조정에 의해, 후술하는 것과 같이, 현상액과 린스액과의 분리회수가 가능해지고 있다.

내부컵(42)의 아래쪽으로는, 현상액의 도포 및 털어낼 때, 내부컵(42)의 내벽 또는 그 내측을 통하여 아래쪽으로 흘려 현상액을 저장하여 배출하는 현상액용 수용용기(55)가, 내부컵(42)의 하부를 덮도록 설정되어 있고, 이 수용용기(55)에는 배출구(56)가 설치되어 있다. 배출구(56)에는 배출관(56a)이 연결되어 있다. 또한, 현상액용 수용용기(55)는, 현상액을 배출구(56)에 모으도록 경사져 있다.

외부컵(43)의 아래쪽으로는, 린스액의 토출 및 털어낼 때, 외부컵(43)의 내벽 또는 외부컵(43)과 내부컵(42)과의 사이를 통하여 아래쪽으로 흘려 린스액을 저장하여 배출하는 린스액용 수용용기(57)가, 외부컵(43)의 하부를 덮도록 설정되어 있고, 이 수용용기(57)에는 배출구(58)가 설치된다. 배출구(58)에는 배출관(58a)이 연결되어 있다. 또한, 린스액용 수용용기(57)는 린스액을 배출구(58)에 모으도록 경사져 있다. 또한, 싱크(52)의 하부에는, 이 하부에 저장된 현상액 및 린스액을 배출하기 위한 배출구(59)가 설치된다.

다음에, 이상과 같이 구성된 현상처리유니트(DEV) (24a, 24b, 24c)에 있어서의 현상처리동작에 관해서 설명한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 노광처리된 기판(G)이 주반송장치(19)에 의해, 현상처리유니트(DEV) (24a, 24b, 24c)중 어느 한 곳에 반입된다.

현상처리유니트(DEV)(24a, 24b, 24c)에서는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 반입된 기판(G)이 스핀척(41)에 흡착유지된다. 현상액용의 노즐아암(44)이 가이드레일(45)에 따라 기판(G)의 중심부에 이동, 정지하여, 기판(G)이 스핀척(4l)에 의해 회전되면서, 현상액용 공급노즐(도시 생략)의 아래면에 설정된 복수의 토출구로부터 현상액이 토출되어 기판(G)의 전면에 도포되어, 현상처리가 진행된다.

그 후, 기판(G)이 스핀척(41)에 의해 회전되어 현상액이 털어내어진다. 이 때에 내부컵(42) 및 외부컵(43)은, 도 3에 나타내는 상승한 위치에 배치되어 있고, 스핀척(41)이, 예컨대 50∼150 rpm의 비교적 저속으로 1∼3 sec 회전된다. 따라서, 털어내어진 현상액은 내부컵(42)의 내벽 또는 그 내측을 통하여 현상액용 수용용기(55)에 도달하고, 배출구(56)으로부터 배출관(56a)을 통해, 린스액과는 별도로 회수된다. 또, 현상처리시에 기판(G)에서 비산한 현상액도 내부컵(42)의 내측을 통해서 수용용기(55)에 도달한다.

이어서, 고압린스액용 노즐아암(46)이 가이드레일(45)에 따라 정지한 기판(G) 상을 스캔하면서, 그 아래쪽에 설정된 린스액 분사노즐(47)의 분사부(48b)에서 고압으로 린스액을 분사시킨다. 이와 같이 린스액을 분사시키는 때는, 내부컵(42) 및 외부컵(43)은 하강한 위치에 배치된다.

액분사부(48b)에서 기판(G)에 향하여 린스액을 고압으로 분사할 때, 상술한 커버(50)가 설치되기 때문에, 린스액을 일시적으로 저장하면서 기판(G) 상에 린스액의 막을 형성할 수가 있어, 그 후, 간격을 통해 린스액을 기판(G) 상에 유출할 수가 있다. 또, 노즐아암(46)의 스캔개시시에는, 린스액의 막이 형성되지 않을 염려가 있지만, 스캔을 시작하는 기판(G)의 바깥둘레부는, 제품이 되지 않은 부분이며, 스캔개시후 일정시간 경과 후에는, 린스액의 막이 충분히 형성되어 있기 때문에, 기판(G) 상의 제품이 되는 부분에 대하여 실질적으로 악영향을 미치지 않는다.

이와 같이, 린스액 분사노즐(47)에 의해, 린스액을 소정압력(예를 들어, 15 kg/cm²)이상의 압력으로 유량(예컨대, 15 (l/min)으로 린스액을 분사하고 있기 때문에, 현상처리가 종료하여, 현상액과 레지스트와의 반응이 종료한 후에, 기판(G) 상에 반응후의 레지스트가 잔존하고 있었다 고해도, 고압으로 분사한 린스액에 의해, 잔존한 레지스트를 확실히 제거할 수가 있음과 동시에, 린스액을 고압으로 분사할 때, 커버(50)에 의해 기판(G) 상에 린스액의 막을 형성하고 있기 때문에, 그 완충작용에 의해, 회로패턴의 손상 등의 기판(G) 에 대하는 손상을 회피할 수가 있다.

또한, 린스액의 막을 형성하기 위한 커버(50)가, 기판(G)과의 사이에 소정의 간격(d)을 형성한 상태로 배치되어 있기 때문에, 이 간격(d)을 예컨대 2∼5 mm의 사이에서 조정함에 의해, 린스액의 막의 두께를 용이하게 조정할 수가 있다. 따라서, 린스액의 막의 두께 및 린스액의 압력을 조정하여, 기판(G)에 대한 손상을 방지하면서 세정의 최적화를 도모할 수 있다.

이렇게 하여 기판(G)의 린스를 한 후, 스핀척(41)이 고속으로 회전되어, 기판(G) 상에 잔존하는 린스액이 털어내어진다. 이 때에, 상술한 바와 같이, 내부컵(42) 및 외부컵(43)이 하강한 위치에 배치되어, 스핀척(41)이, 현상액의 털어낼 때보다도 높은 회전수, 예를 들어, 100∼200 rpm에서 l8 sec 회전되어, 내부컵(42)보다도 높은 위치에 있는 외부컵(43)의 내벽 또는 내부컵(42)과의 사이를 통하여 린스액용 수용용기(57)에 도달하여 배출구(58)로부터 배출관(58a)을 통해, 현상액과는 별도로 회수된다. 또, 린스액공급시에 기판(G)에서 비산한 린스액도 외부컵(43)과 내부컵(42)과의 사이를 통하여 수용용기(57)에 달한다.

그 후, 필요에 따라, 노즐아암(5l)이 추축(51a)이 둘레에 회동되어, 린스액 토출노즐(도시 생략)이 기판(G)의 중심에 위치되어, 회전하는 기판(G)에 대하여 린스액이 저압으로 토출된다. 이에 따라, 고압세정 후 에 있어서의 세정의 마무리가 이루어진다. 이어서, 기판(G)이 스핀척(41)에 의해 고속으로 회전되어 털어내어 건조되어, 이것에 의해 일련의 현상처리가 종료한다. 또, 이 털어낼 때에도, 고압린스의 경우와 같이 하여 수용용기(57)를 통해 현상액과는 별도로 회수된다.

이와 같이, 외부컵(43)의 높이를 내부컵(42)보다도 높게 한 상태로 이들을 연결하여, 현상액을 회수하는 때는, 내부컵(42) 및 외부컵(43)을 상승한 상태로 함과 동시에 스핀척(41)의 회전속도를 비교적 저속으로 하기 때문에, 현상액은 내부컵(42)의 내벽 및 내측을 통하여 현상액용 수용용기(55)에 도달하고, 한편, 린스액을 회수하는 때는, 내부컵(42) 및 외부컵(43)을 하강시킨 상태로 함과 동시에 스핀척(4l)을 비교적 고속으로 하기 때문에, 린스액은 외부컵(43)의 내벽 및 내측을 통과하여 린스액용 수용용기(57)에 도달한다. 현상액은 수용용기(55)로부터 배출구(56) 및 배출관을 통해 회수된다.

따라서, 현상액과 린스액을 효율 좋게 분리할 수가 있어, 린스액은 싱크(52)가 아니라 수용용기(57)를 통하여 회수되기 때문에, 린스액을 고효율로 회수할 수 있다. 또한, 수용용기(55, 57)가 각각 배출구(56, 58)에 향하여 경사지도록 설치되어 있기 때문에, 현상액 및 린스액의 회수를 조속히 행할 수 있다.

그런데, 상술한 실시예에 있어서 커버(50)와 기판(G)과의 간격(d)이 2∼5 mm로 설정하도록 설명되어 있지만, 이 간격(d)이 적절한 값에 관해서 이하에 검토한다.

도 6은, 현상후의 유리기판의 투과율과 파장의 관계를 보이고 있다. 현상이 양호하게 행하여지면, 레지스트의 잔류물이 적고, 투과율이 커진다. 그래프①②③④⑤ 및 ⑥은 도 7의 고압린스 설정조건의 샘플①②③④⑤ 및 ⑥에 각각 대응하고 있다. 도 6에서 파장 400∼700 nm의 전역에서 투과율이 99% 이상인 그래프③, ⑥에 대응하는 조건만이 합격으로 된다. 즉, 샘플③은, 기판 갭이 3 mm, 유속이 11.0(l/mm), 스캔 회수가 2회(왕복)의 조건을 나타내고, 샘플⑥은, 기판 갭이 5 mm, 유속이 11.0(l /mm), 스캔 회수가 1회의 조건을 나타낸다. 도 6 및 7에 의하면, 샘플②, ③의 결과로부터 노즐의 스캔 회수가 많은 쪽이 양호한 결과를 얻을 수 있다. 또한, 샘플②, ⑤의 결과로부터, 570 nm 이상의 파장에서는, 샘플⑤가 양호한 결과를 보이고 있다. 이것은 기판사이의 갭이 큰 쪽이 좋은 것을 나타내고 있다. 그러나, 갭이 5 mm를 넘으면 , 커버내에 수막을 형성하는 것이 불가능하게 된다. 570 nm보다 짧은 파장에서는, 투과율은 거의 같은 값을 보이고 있다.

상기의 조건을 비추어 보면 , 기판사이 갭: 3 (mm), 유량: 11 (l/m), 스캔회수: 2회(왕복), 스캔속도: 500 (mm/s)가 실용적이다. 또, 고압린스커버의 아래면치수(기판과 평행한 면의 내측치수)는, 40(mm)× 400 (mm)로 하고 있다.

간격(d)과 유량을 상기한 바와 같이 설정함에 의해 액이 기판상에 체류되어, 양호한 린스효과를 얻을 수 있다. 이 린스효과를 더욱 향상시키기 위해서는 질소버블링법이 있다. 질소버블링법을 도 8및 도 9를 참조하여 설명한다.

도 8및 도 9에 나타낸 바와 같이 커버(50)내에서 스캔방향의 앞측 및 양측에 질소가스를 분출하는 다수의 구멍을 설치한 파이프(61a, 61b, 61c)가 부착되어 있다. 파이프(61a, 61b, 61c)에 질소가스가 보내지는 것에 의해, 파이프(61a, 61b, 61c)에 설정된 다수가 작은 구멍으로부터 질소가스가 커버(50)내에 체류하고 있는 린스액으로 보내어진다. 이에 따라, 린스액이 질소가스에 의해 거품을 발생한다. 이 린스액의 거품 발생에 의해 린스효과가 상당히 향상된다.

질소버블링 수단으로서의 파이프로부터 질소가스를 분출하는 방향은 스캔방향의 앞측이 최선이지만, 린스액 분사노즐(47)의 길이 방향을 따라서 질소가스가 나가는 량을 바꾸더라도 좋다. 또, 가스가 나가는 방향을 바꾸더라도 좋다. 이 경우, 양끝단을 하향으로 하여, 한가운데를 상향으로 하여, 압력이 낮은 부분을 중점적으로 가스량을 늘리도록 한다.

린스액 분사노즐(47)의 가로방향 양단부가 린스액 분사방향의 관계로 잔류물이 있기 때문에, 질소버블링수단, 단부 파이프(61b, 61c)만을 설치하더라도 좋다.

다음에, 린스액의 스프레이(spray) 와 기판(G)의 회전속도에 대하여 설명한다.

현상후의 세정으로서는, 도 10에 표시된 바와 같이, 린스액을 스프레이하면서 기판(G)을 50∼100 rpm의 속도로 회전시킨다. 그 다음, 일단 회전속도를 500 rpm으로 상승시키고 나서 다시 50∼100 rpm까지 감속한다. 이 감속에 의한 저속시에 고압린스로 스캔이 행하여진다. 이후는, 회전속도가 200 rpm까지 가속되어, 이 속도에 있어서 통상린스가 행하여진다. 이 때, 고압린스에 의해 생긴 거품 등이 제거된다. 이번에는, 기판(G)은 2000 rpm의 고속으로 회전된다. 이에 따라 기판이 건조된다.

상기한 바와 같이 현상처리, 저속에서의 고압린스, 고속에서의 통상린스, 초고속에서의 건조가 순차적으로 행하여지는 것에 의해, 기판(G)은 양호한 상태로 린스되게 된다.

또, 본 발명은, 상기 실시형태에 한정되지 않고, 여러가지의 변형이 가능하다. 예컨대, 상기 실시형태로서는, 칼라필터의 도포·현상처리 시스템에 관해서 설명하였지만, 이것에만 한하지 않고, LCD 기판 등, 다른 기판의 도포·현상처리 시스템에 관해서도 적용할 수가 있다. 또한, 린스액의 막을 형성하기 위해서 박스형상의 커버를 사용하였지만, 이것에 한하지 않고 린스액의 막이 형성되면 어떠한 기구이더라도 좋다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 린스액을 고압으로 분사할 때, 기판상에 린스액의 막을 형성하도록 하였기 때문에, 린스액의 막의 완충작용에 의해 고압의 린스액에 의한 기판의 손상을 회피할 수가 있어, 또한 기판상에 잔존하는 레지스트를 확실히 제거할 수 있다. 즉, 기판상에 린스액의 막을 형성하면서 린스액을 분사하고 있기 때문에, 분사하는 린스액의 압력 및 린스액의 막의 두께를 조정하면, 기판에 손상을 주지 않고, 기판상에 잔존한 레지스트를 확실히 제거할 수가 있다.

또한, 린스액막 형성수단이, 린스액 분사노즐의 측방향을 둘러쌈과 동시에 기판과의 사이에 소정간격을 설치하여 배치되어, 린스액 분사노즐로부터 분사된 린스액을 일시적으로 저장하면서 기판상에 린스액의 막을 형성하는 커버를 갖는다. 따라서, 린스액을 고압으로 분사할 때, 그 커버에 의해, 린스액을 일시적으로 저장하면서 기판상에 린스액의 막을 형성할 수가 있기 때문에, 린스액의 막의 완충작용에 의해 고압의 린스액에 의한 기판의 손상을 회피하면서 기판상에 잔존한 레지스트를 확실히 제거할 수 있다. 더구나, 간격(d)을 조정함에 의해, 린스액의 막의 두께를 용이하게 조정할 수가 있어, 린스액의 막의 두께 및 린스액의 압력을 조정하여 기판에 대하는 손상을 방지하면서 세정이 적정화를 도모할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 구성에 의하면, 처리후의 현상액은, 내부컵의 내측을 통해 아래쪽으로 흘러, 현상액용 수용용기에 의해 저장되어 배출·회수되는 것뿐만 아니라, 세정후의 린스액은, 내부컵의 외측과 외부컵의 내측과의 사이에서, 현상액과 린스액을 분리회수할 수가 있어, 린스액을 효율적으로 회수할 수 있다.

도 1은, 본 발명이 적용되는 LCD(칼라 액정 디스플레이)의 칼라 필터의 도포·현상처리 시스템을 나타내는 평면도,

도 2는, 본 실시형태에 관한 현상처리유니트(DEV)를 나타내는 평면도,

도 3은, 본 실시형태에 관한 현상처리유니트(DEV)를 나타내는 단면도,

도 4는, 도 2, 도 3에 나타낸 현상처리유니트(DEV)에 장착된 린스액 분사노즐을 나타내는 단면도,

도 5는, 도 2, 도 3에 나타낸 현상처리유니트(DEV)에 장착된 린스액 분사노즐을 나타내는 일부절개 사시도,

도 6은, 잔류물 평가를 위한 투과율과 파장의 관계를 나타내는 그래프도,

도 7은, 고압린스 설정조건을 도시한 도면,

도 8은, 질소버블링법을 사용한 린스액 분사노즐의 단면도,

도 9는, 도 8의 린스액 분사노즐의 개략 사시도,

도 10은, 린스에 있어서의 기판의 회전속도의 상태를 도시한 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 카세트 스테이션 2 : 처리부

2a : 전단부 2b : 중단부

2c : 후단부 3 : 인터페이스부

10 : 반송기구 10a : 반송로

11 : 반송아암 12, 13, 14 : 반송로

15, 16 : 중계부 17, 18, 19 : 주 반송장치

21a, 21b : 세정유니트 22 : 레지스트 도포처리유니트

23 : 에지리무버(ER) 24a, 24b, 24c : 현상처리유니트

25, 27, 30 : 냉각유니트(COL) 26, 28, 31 : 가열처리유니트(HP)

29 32, 33 : 가열처리·냉각유니트(HP/COL)

34 :약액 공급유니트 35 : 스페이스

36 : 익스텐션 7 : 버퍼 스테이지

38 : 반송기구 38a : 반송로

39 : 반송아암 40 : 건조처리유니트

41 : 스핀척 42 : 내부컵

43 : 외부컵 44 : 현상용 노즐아암

45 : 가이드 레일 47 : 린스액 분사노즐

48a : 노즐헤드 48b : 분사부

49 : 배관 50 : 커버

51 :저압린스액용 노즐 51a : 추축(樞軸)

52 : 싱크 53a : 현상액 토출구

55 : 현상액 수용용기 56, 58,59 : 배출구

56a, 58a : 배출관 57 : 수용용기

60 : 연결부재 61a, 61b, 61c :파이프

G : 기판

Claims

노광처리후의 기판에 현상액을 도포하여 현상처리를 하는 현상처리장치에 있어서,

기판상에서 도포되고, 노광된 색체레지스트층을 현상처리하기 위해서 기판에 현상액을 공급하는 현상액공급노즐과,

색체레지스트층의 현상처리 후에, 잉여의 색체레지스트를 제거하기 위하여 소정압력 이상의 고압으로 린스액을 기판에 분사하는 린스액 분사노즐과,

이 린스분사노즐에 의한 린스액의 분사시, 기판상에 린스액의 막을 형성하는 린스액막 형성수단과,

상기 린스액 분사노즐에 의한 린스액의 분사 후, 세정의 마무리를 위하여 저압으로 린스액을 기판에 토출하는 린스액 토출노즐을 구비하고,

상기 린스액막 형성수단은, 상기 린스액 분사노즐의 측방향을 둘러쌈과 동시에 기판과의 사이에 소정 간격을 두고 배치되어, 린스액 분사노즐로부터 분사된 린스액을 일시적으로 저장하면서 기판상에 린스액의 막을 형성하는 커버를 갖고,

상기 커버와 기판과의 소정 간격은, 기판상에 린스액의 막을 형성할 수 있음과 동시에, 린스액의 압력을 소정치 이상으로 유지할 수 있는 간격으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 현상처리장치.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 린스액 분사노즐은, 상기 린스액의 막을 거품내는 버블링수단을 갖는 것을 특징으로 하는 현상처리장치.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 린스액 분사노즐은, 정지한 기판상을 가로지르도록 이동하면서, 린스액을 분사하는 것을 특징으로 하는 현상처리장치.
삭제
제1항에 있어서,

기판을 포위하는 원통형상의 내부컵 및 이 내부컵의 외부 주위를 둘러싸는 원통형상의 외부컵을 갖는 것을 특징으로 하는 현상처리장치.
제6항에 있어서,

상기 외부컵의 위쪽에 설정되는 현상액용 노즐아암 및 이 현상용 노즐아암의 아래쪽에 설정되어, 현상액을 토출하는 복수의 토출구를 갖는 현상액 공급노즐을 갖는 것을 특징으로 하는 현상처리장치.
제6항 또는 제 7항에 있어서,

상기 내부컵 및 외부컵은, 일체적으로 승강가능하게 구성되어, 현상액 또는 린스액이 외부로 비산하는 것을 방지하기 위해서 내측을 향하여 경사져 있는 상단부를 갖는 것을 특징으로 하는 현상처리장치.
제1항 또는 제3항에 있어서,

상기 린스액 분사노즐은, 기판(G)의 폭방향을 따라 연재하는 노즐헤드와 노즐헤드의 아래쪽에 설정된 복수의 분사부를 갖는 것을 특징으로 하는 현상처리장치
제3항에 있어서,

상기 버블링수단은, 상기 린스액의 막에 질소가스를 분출하는 수단에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 현상처리장치.
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