KR100558026B1

KR100558026B1 - 처리장치 및 처리방법

Info

Publication number: KR100558026B1
Application number: KR1019970074965A
Authority: KR
Inventors: 히로시 하시모토; 기요히사 다테야마; 기요미쓰 야마구치; 요시타카 마쓰다; 노리오 우치히라; 미쓰히로 사카이; 후미오 사토
Original assignee: 동경 엘렉트론 주식회사
Priority date: 1996-12-27
Filing date: 1997-12-27
Publication date: 2006-05-09
Also published as: KR19980064738A; SG63789A1; TW357389B; US5945161A

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야

처리장치 및 처리방법

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

스핀척을 확대하지 않고서 수평적으로 평평한 기판면을 유지하면서 처리액으로 기판의 표면을 균일하게 처리하기 위한 장치 및, 회수된 처리액의 농도가 과도하게 낮아지는 것을 방지하고, 회수된 용액을 용이하게 재처리할 수 있는 처리방법을 제공함

3. 발명의 해결방법의 요지

개시된 장치는 유지수단, 지지수단, 처리액 공급수단, 승강수단 및 회전수단을 포함하여 구성되는 처리장치이다. 처리기판은 유지수단에 의하여 회전가능하게 유지된다. 유지수단의 둘레를 넘어서 연장되는 기판의 돌출부가 지지수단에 의하여 지지되어 기판의 앞면을 수평으로 평평하게 유지한다. 처리액은 처리액 공급수단으로부터 유지수단에 의하여 유지되고 지지수단에 의하여 지지된 기판의 앞면으로 공급된다. 유지수단에 의하여 유지된 기판은 지지수단에 대하여 승강수단으로 수직이동한다. 지지수단에 대하여 승강된 기판은 회전수단에 의하여 회전된다.

4. 발명의 중요한 용도

현상액과 같은 처리용액으로 LCD기판 또는 반도체웨이퍼와 같은 피처리기판의 표면을 처리하는데 사용됨.

Description

처리장치 및 처리방법

본 발명은 현상액과 같은 처리용액으로 LCD(liquid crystal display)기판 또는 반도체웨이퍼와 같은 피처리기판의 표면을 도포하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

예를 들어, 액정표시장치(LCD)의 제조에 있어서는, 예를 들어 ITO(Indium Tin Oxide)의 박막이 전극패턴으로서 LCD 기판(글래스기판)상에 형성된다. 따라서, 반도체장치의 제조등에 채용되어 있는 것과 유사한 포토리소그래피기술을 사용함으로써 포토레지스트상에 회로패턴등이 축소된 방식으로 전사되는 일련의 처리가 가해지고, 그 후에 포토레지스트상에 전사된 회로패턴을 현상하게 된다.

보다 상세하게는, 사각형의 LCD 기판과 같은 기판이 고속으로 기판을 회전시키면서 LCD 기판의 면상에 포토레지스트를 도포하기 위하여 고속회전이 가능한 스핀척상에 놓여지고, 패턴을 형성하기 위하여 노광장치내에서 포토레지스트에 대하여 선택적인 노광이 실시된다. 그 후, 노광공정후의 LCD 기판은 현상액과 같은 처리액을 공급하는 노즐에 마주 대하도록 놓여진다. 이러한 상태에서, LCD 기판 및 노즐은 용액의 표면장력에 의하여 상승된 현상액의 막을 LCD 기판상에 형성하도록 상호간에 대하여 이동하고, 그에 의하여 소정시간동안 현상을 수행한다. 그리고, 탈이온수 또는 순수한 물이 스핀척을 고속으로 회전하면서 현상액을 원심적으로 제거하도록 기판상에 공급되고, 현상처리를 끝내게 된다.

그런데, 종래의 공정에 있어서는 심각한 문제가 발생하게 된다. 상세하게는, 도 1에서 나타낸 바와 같이 스핀척(1)상에 놓여진 기판 G 은 스핀척(1)보다 크며, 따라서 스핀척(1)의 둘레를 초과하여 돌출부가 형성된다. 또한, 돌출부는 아래쪽으로 구부려지며, 돌출량이 증가함에 따라 만곡도도 증가하게 된다. 자연적으로, 기판 G 상에 가해지는 처리액은 기판의 둘레쪽을 향하여 흐르게 되며, 처리액으로 기판 G을 균일하게 도포하는 것이 어렵게 된다.

돌출량은 스핀척(1)을 확대함으로써 감소될 수도 있다. 그러나, 스핀척이 확대되면 제조단가가 증가한다. 또한, 그렇게 되면, 특히 흡기식의 스핀척에 있어서는, 스핀척의 확대가 흡기량에 있어서의 증가를 불러일으키며, 이는 기판 G 상에 먼지가 부착할 가능성을 증가시킨다.

이러한 방식의 종래의 현상처리에 있어서는, 현상액이 회수되어야 한다. 그러나, 회수된 현상액은 린스액으로 상당히 희석되어 있다. 결과적으로, 회수된 현상액의 농도를 조절하는 것이 매우 어렵다. 어떠한 경우에는, 회수된 현상액을 재사용하는 것이 불가능하다.

본 발명의 목적은 스핀척을 확대하지 않고서 수평적으로 평평한 기판면을 유지하면서 처리액으로 기판의 표면을 균일하게 처리하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

다른 목적은 기판을 회전함으로써 처리액을 원심력으로 제거하는 공정에서 기판의 뒷면에 처리액이 부착하는 것을 방지하는 기판의 제조장치 및 방법을 제공함에 있다.

또 다른 목적은 회수된 처리액의 농도가 과도하게 낮아지는 것을 방지하고, 회수된 용액을 용이하게 재처리할 수 있는 처리방법을 제공함에 있다.

본 발명의 제 1 실시형태에 따르면, 피처리기판을 회전가능하게 유지하는 유지수단과, 유지수단의 모서리를 초과하는 기판의 돌출부를 지지하여 기판면을 수평적으로 평평하게 지지하는 지지수단과, 유지수단에 의하여 유지되고 지지수단에 의하여 지지된 기판의 앞면으로 처리액을 공급하기 위한 처리액공급수단과, 유지수단에 의하여 유지된 기판을 지지수단에 대하여 수직으로 이동하기 위한 승강수단 및, 지지수단에 대하여 들어올려진 기판을 회전하기 위한 회전수단을 포함하여 구성되는 처리장치가 제공된다.

지지수단의 지지부의 앞끝단에는 세정액 토출부를 장착하여 세정액이 토출되도록 하는 것이 바람직하다.

또한 지지수단의 지지부의 앞끝단에 대하여 건조기체를 송풍하기 위한 건조수단을 장착하는 것이 바람직하다.

또한, 기판의 앞면으로 후처리액을, 또한 동시에 기판의 뒷면으로 세정액을 공급하기 위한 공급수단을 장착하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제 2 의 실시형태에 따르면, (a) 유지수단에 의하여 유지되고 기판의 앞면을 수평으로 평평하게 지지하기 위하여 지지수단에 의하여 지지된 돌출부를 가지며 상기 돌출부는 유지수단의 모서리를 초과하여 연장되는 기판을 처리액으로 처리하도록 기판의 앞면을 도포하는 공정과, (b) 유지수단에 의하여 유지된 기판을 지지수단에 대하여 위쪽으로 이동하는 공정 및, (c) 기판으로부터 처리액을 원심력적으로 제거하기 위하여 유지수단을 회전하는 공정을 포함하여 구성되는 처리방법이 제공된다.

공정(c)의 후에, 기판의 앞면으로 후처리액을, 동시에 기판의 뒷면에 세정액을 공급하는 부가적인 공정을 더욱 포함하는 것이 가능하다.

또한, (c) 공정에서 지지수단이 앞끝단을 통하여 세정액을 토출하도록 하는 것이 가능하다.

본 발명에 있어서는, 유지수단의 모서리를 초과하여 연장되는 기판의 돌출부가 지지수단에 의하여 지지된다. 따라서, 큰 돌출부를 가지는 대형의 기판을 처리하는 경우라도, 기판의 표면이 수평적으로 평평하게 유지될 수 있으며, 처리액으로 기판의 앞면을 균일하게 도포하는 것이 가능하다.

또한, 지지수단의 앞끈단이 처리액을 원심력적으로 제거하는 공정에서 세정액의 토출에 의하여 세정된다. 이는, 처리액이 지지수단에 부착되지 않도록 되며, 따라서 새로이 처리된 기판의 뒷면에 처리액이 부착되지 않는다.

또한, 지지수단을 순간적으로 건조하여 새롭게 처리된 기판에 세정액이 달라붙지 않도록 예방하는 건조수단이 마련된다.

또한, 건조의 목적으로 처리액의 원심력 제거후에, 후처리액이 기판의 앞면에 공급되고, 동시에 기판의 뒷면이 세정액으로 세정된다. 이러한 처리는 처리액이 기판의 뒷면에 부착되는 것을 방지한다.

본 발명의 처리방법에 있어서는, 기판을 둘러싸는 회수용기를 배치하고, 기판의 표면으로부터 처리액을 원심력적으로 제거하기 위하여 제 1 회전속도롤 기판을 회전하여 제거된 처리액이 회수용기내에서 회수되고, 기판을 세정하기 위하여 제 2 회전속도로 기판을 회전하는 동안 기판의 앞면으로 세정액을 공급하고, 기판을 건조하도록 제 3 회전속도로 기판을 회전하는 부가적인 공정을 포함하여 구성되는 것이 가능하다.

본 발명의 처리방법에 있어서는, 처리액이 기판의 앞면으로 공급된다. 공급된 처리액은 소정시간동안 기판을 처리하기 위하여 정지상태로 있게 된다. 그후에, 회수용기가 기판을 둘러싸도록 배치된다. 이러한 상태하에서, 기판은 제 1 회전속도로 회전하여 원심력적으로 기판으로부터 처리액을 제거하고, 기판을 둘러싸도록 배치된 회수용기내에서 제거된 처리액이 회수된다. 결과적으로, 농도가 현저하게 낮아지지 않은 처리액을 회수하는 것이 가능하다.

기판의 제 1 회전속도는 예를 들면 50 내지 150 rpm 으로 설정된다. 이 경우에, 기판표면상의 처리액은 약 1 내지 3 초의 짧은 시간내에 회수용기내에 완전히 회수될 수 있다. 처리액 회수공정동안에 기판의 앞면으로 세정액을 공급하는 것이 가능하다.

후속의 세정공정에 있어서는, 세정액이 기판의 앞면상에 공급되고, 기판이 제 2 회전속도로 회전되어 기판을 세정한다. 제 2 회전속도는 예를 들어 100 내지 200 rpm 으로 설정된다. 이러한 세정공정에서는, 기판의 뒷면에 세정액을 공급하여, 기판의 뒷면을 동시에 세정하는 것이 가능하다. 세정공정에서는 기판을 둘러싸는 회수용기를 배치하지 않는 것이 바람직하다.

또한, 기판은 기판을 건조하기 위하여 후속의 건조공정에서 제 3 회전속도로 회전한다. 제 3 회전속도는 예를 들어 1200 내지 2000 rmp 으로 설정된다. 이 경우에, 기판표면은 약 20 초내에 건조될 수 있다. 만약 제 3 회전속도가 2000 rpm을 초과하면, 원심력에 의하여 기판의 표면으로부터 제거된 세정액이 분무를 형성하며, 세정액이 기판표면에 다시 부착되는 결과로 된다. 또한, 만약 제 3 회전속도가 1200 rpm 보다 낮으면, 불필요하게 긴 건조시간이 요구되어, 처리시간이 길어진다. 이러한 건조공정에서도 회수용기는 기판의 주위로 배치하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 이 건조공정에서는 기판표면으로 건조기체를 공급하는 것이 바람직하다.

피처리 기판이 예를 들어 사각형일 때는, 처리액을 기판의 표면으로 공급하기 위하여 기판의 짧은쪽 변을 따라서 처리액공급수단을 이동하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 처리액공급수단의 이동간격이 단축될 수 있다. 또한, 기판이 균일하게 처리되고 처리시간이 단축될 수 있다.

본 발명의 부가적인 목적 및 장점은 이하의 기술내용으로부터 개진되며, 부분적으로는 그 내용으로부터 명백한 것이거나, 발명의 실시로부터 이해가능하다. 본 발명의 목적 및 장점은 첨부된 특허청구의 범위에서 특별히 지적된 구성 및 기구의 수단에 의하여 실현 및 획득될 수 있다.

(실시예)

본 발명의 적절한 제 1 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 기술한다. 이하의 기술내용은, 본 발명의 기술적 개념을 채택한 도포현상 시스템을 사용하여 사각형 LCD 기판상에 노광패턴이 형성되는 경우에 관한 것이다. 물론, 본 발명의 기술적 개념은 반도체웨이퍼와 같은 다른 기판에도 적용가능하며, 다른 방식의 처리장치 및 방법에도 채택될 수 있다.

먼저, 본 발명의 처리장치가 적용도는 도포현상 시스템의 전체 구성을 기술한다.

상세하게는, 도 2는 LCD 기판용 도포형상시스템의 전체구성을 나타낸다. 다양한 전처리가 이 시스템내에서 기판 G 상에 행해지고, 그 후에, 기판 G은 시스템으로부터 소정의 패턴으로 노광하기 위하여 인접한 노광장치(89)로 보내진다. 노광처리가 끝난 후에, 기판 G은 형상 및 세정처리를 위하여 도포현상 시스템으로 다시 반송된다.

도포형상시스템의 구성을 보다 상세하게 설명한다. 상세하게는, 이 시스템은 기판 G을 로딩/언로딩하기 위하여, 한쪽 (도면에서는 왼쪽)에 배치된 로우더부 A 와, 제 1 처리부 B 및 제 2 처리부 D를 포함하여 구성된다. 제 1 처리부 B 에서는, 브러시 세정, 제트수 세정, 어드히젼 처리, 냉각처리, 포토레지스트 처리 및 레지스트 제거처리를 포함하는 다양한 처리가 기판 G 상에 실시된다. 한편, 열처리, 현상-세정처리등이 실시되는 제 2 처리부 D 가 제 1 처리부의 한끝단에 인접하여 그들 사이에 중계부 B 와 함께 배치되며, 다른 끝단에는 노광장치(89)가 이들 사이에 반송부 E를 사이에 두고 배치된다.

처리유니트(81)내지 (88)의 사이에서 기판 G을 반송하기 위한 반송아암기구(74a),(74b)가 제 1 및 제 2 처리부 B 및 D 내에 각각 배치된다. 이들 반송기구(74a),(74b)는 수평방향 (X, Y 방향) 및 수직방향 (Z 방향)으로 이동가능하고, Z 축주위로 선회가능한 아암을 포함한다.

로우더부 A는 미처리 기판 G을 수납한 카세트 C1 및 처리된 기판 G을 수납한 카세트 C2와, 기판 G을 카세트 C1 및 C2의 사이에서 반송하기 위하여 수평방향 (X, Y 방향) 및 수직방향 (Z 방향)내에서 이동가능하고 제 1 처리부 B 내에서 반송아암(74a)로 기판 G을 보내고 수납하기 위하여 수직축(Z 축)의 주위로 θ의 각도로 선회가능한 서브아암 기구(72)를 가진다.

제 1 처리부 B는 기판 G을 브러시세정하기 위한 브러시 유니트(81)와, 기판면을 소수화처리하기 위한 어드히젼 유니트(83)와, 기판 G을 소정온도로 냉각하기 위하여 어드히젼 유니트(83)의 아래쪽에 배치된 냉각 유니트(84)와, 레지스트액으로 기판 G의 표면을 도포하기 위한 도포 유니트(85) 및, 기판 G의 주변부로부터 레지스트를 제거하기 위한 레지스트 제거 유니트(86)를 포함한다. 이들 브러시 유니트(81), 제트수 세정유니트(82), 어드히젼 유니트(83) 및 냉각 유니트(84)들은 반송로(75a)의 한쪽에 배치되며, 레지스트 도포유니트(85) 및 레지스트 제거유니트(86)는 반송로(75a)의 다른쪽상에 배치된다.

제 2 처리부 D는 프리베이크 또는 포스트베이크의 목적으로 레지스트용액을 도포한 기판 G을 가열하기 위한 가열 유니트(87)와, 본 발명의 처리장치인 현상유니트(88)를 포함한다. 가열 유니트(87)는 반송포(75b)의 한쪽에 배치되며, 현상유니트(88)는 반송로(75b)의 다른 쪽에 배치된다.

상술한 바와 같은 도포현상 시스템에 있어서는, 카세트 C1 내에 수납된 미처리기판 G 이 로우더부 A 내에서 서브아암(72)에 의하여 꺼내지고, 제 1 처리부 B 내의 반송기구(74a)로 반송된다. 그리고, 기판 G은 브러시 유니트(81)로 로딩된다. 브러시 유니트(81)내에서 브러시 세정된 후, 기판 G은 건조된다. 선택적으로, 처리에 따라서는 제트수 세정 유니트(82)내에서 고압 제트수로 기판 G을 세정하는 것도 가능하다. 그리고, 기판의 표면을 소수화 처리하기 위하여 허드히젼 처리가 어드히젼 유니트(83)내에서 기판 G 에 대하여 실시되며, 냉각 유니트(84)내에서 기판 G을 냉각하고, 레지스트 도포유니트(85)내에서 기판의 표면상에 포토레지스트막, 즉 감광성막을 형성하게 된다. 또한, 레지스트는 레지스트 제거유니트(86)내에서 기판 G 의 주변부로부터 제거된다.

레지스트막이 형성된 기판 G은 중계부 C를 경유하여 제 2 처리부 D 내의 반송아암기구(74b )로 반송된다. 베이킹처리가 제 2 처리부 D 내에 포함된 가열유니트(87)내에서 기판 G 상에 실시된다. 그리고, 기판 G 은 소정의 패턴을 형성하도록 선택노광을 하기 위하여 노광 유니트(89)내로 중계부 E를 경유하여 보내진다. 노광후에, 기판 G 은 본 발명의 현상 유니트(88)로 반송된다. 기판 G 은 현상을 목적으로 현상 유니트(88)내에서 현상액으로 도포되고, 잔여 현상액을 세정액으로 세정하여 제거하게 됨으로써 현상처리를 종료한다. 현상처리후의 기판 G 은 로우더부 A 내의 카세트 C2 내에 수납되고, 카세트 C2 로부터 다음 처리공정으로 반송된다.

도 3 은 본 발명의 기술개념을 이용하는 현상유니트(88)의 구성을 나타내는 단면도이다. 도면에서 나타낸 바와 같이, 현상유니트(88)는 진공흡인에 의하여 사각형의 기판 G을 유지하기 위한 유지수단, 예를 들어 진공펌프에 접속된 스핀척(1)과, 스핀척(1)을 수직방향으로 이동하기 위하여 수직방향으로 이동가능한 실린더(4)인 승강수단과, 수평면내에서 스핀척(1)을 회전하기 위한 구동모터(2)인 회전수단과, 스핀척(1)을 둘러싸도록 배치된 처리용기(10)와, 기판 G 상에 현상액, 즉 처리액을 공급하기 위한 현상액 공급노즐(20) 및, 기판 G 상에 탈이온수 또는 순수한 물과 같은 후처리액을 공급하기 위한 후처리액 공급노즐(30)을 포함하여 구성된다.

예를 들어 500mm 400mm의 최대크기를 가지는 사각형 기판 G 은 스핀척(1)의 표면상에 진공흡인에 의하여 유지될 수 있다. 그런데, 최근에 650mm 830mm 또는 730mm 860mm의 크기를 가지는 대형의 사각형 기판을 유지할 수 있는 스핀척이 개발되었다.

스핀척(1)은 그의 내부에 형성된 유체통로(46)를 가지는 회전축(3)을 포함한다. 유체통로(46)는 진공펌프(도시않됨)에 접속된다. 만약 진공펌프가 작동되면, 기판 G 은 스핀척(1)상에 진공흡인에 의하여 유지된다.

스플라인베어링(7)이 스핀척(1)을 회전가능하게 지지하는 회전축(3)상에 끼워진다. 벨트(43)는 구동모터(2)의 회전축(2a)에 장착된 풀리(42) 및 스플라인베어링(7)상에 장착된 피동풀리(41)의 사이에 걸려진다. 구동모우터(2)가 작동하면, 모터(2)의 회전축(2a)의 회전이 풀리(42), 벨트(43), 및 피동풀리(41)를 경유하여 스플라인 베어링(7)으로 전달되고, 회전축(3)을 회전하게 된다.

스플라인 베어링(7)은 처리용기(10)내에 배치된 고정칼라(5)의 내부둘레면에 베어링(5a) 및 미로형 시일(5b)을 경유하여 회전가능하게 장착된 회전가능한 내부 실린더(6)의 내부둘레면에 끼워진다.

회전축(3)의 하부끝단부는 처리용기(10)의 하부내에 위치하며, 수직이동가능한 실린더(4)의 승강수단은 회전축(3)의 하부끝단부와 마주보도록 배치된다.실린더(4)는 베이스(11)에 고정된 수직구동실(49)에 장착된다. 또한, 회전축(3)의 하부끝단부에 결합된 이동가능한 칼라(8)는 실린더(4)의 수직이동가능한 피스톤로드(48)에 장착된다. 슬라이드 축(44),(44)은 이동가능한 칼라(8)의 플랜지부(8a)에 장착된다. 이들 슬라이드축(44),(44)이 구동실(49)내에 형성된 가이드부(45),(45)에 삽입되면, 이동가능한 칼라(8)가 수직방향으로 원활하게 이동한다.

처리용기(10)는 베이스부(11)내에 형성된 배출구(12)와 연이어 통하는 배출경로(13a)와, 베이스부(11)에 장착된 고정칼라(5)의 장착구멍(13b)과, 하부용기(13)의 외부면을 둘러싸며 바닥면이 경사진 둘레홈(14a)을 포함하는 용기 베이스부(14)와, 스핀척(1)에 의하여 유지된 기판 G 의 뒷면을 향하여 용기 베이스부(14)의 둘레홈(14a)내에 매달린 매달림편(15a)의 상부끝단으로부터 위쪽으로 경사진 경사판(15b)을 포함하는 내부용기(15)와, 내부용기(15)의 바깥둘레면을 둘러싸며 수직방향으로 승강수단(도시않됨)에 의하여 구동됨으로써 용기 베이스부(14)의 둘레홈(14a)의 밖으로 밀고당겨지도록 구성된 제 1 실린더 외부용기(16a) 및, 제 1 외부용기(16a)의 승강에 의하여 내부용기(15)의 외부로 상승이동할 수 있는 제 2 실린더 외부용기(16b)를 포함하여 구성된다.

배출구(12) 및 배출경로(13a)는 다수개의 부분, 예를 들면 2개의 동심부로 형성되며, 이들 배출구(12) 및 배출경로(13a)는 도 3에서는 한쪽만 나타내었다. 또한, 배출기구(도시않됨)가 접속된 배출파이프(12a)가 배출파이프(12)에 접속된다. 또한, 폐액 파이프(14c)에 접속된 폐액 배출구(14b)가 용기 베이스부(14)의 둘레홈(14a)의 최하 바닥부내에 형성된다. 기판 G의 크기에 따라서 배출파이프(12a) 및 배출경로(13a)의 수를 증가시키는 것이 가능하다. 즉, 이들 파이프(12a) 및 경로(13a)는 4, 6 또는 그 이상의 부분에 형성될 수 있다.

처리용기(10)내에서 현상액으로 기판 G의 앞면을 도포함에 있어서는, 처리용기(10)의 내부대기를 흡인하여, 현상액이 흩어져서 기판 G 에 다시 달라붙는 것을 방지할 필요가 있다. 이 경우에, 기판 G 의 둘레에서 난류가 발생하는 것을 방지하는 수단을 취할 필요가 있다. 도면에 나타낸 실시예에 있어서, 기판 G 과 제 2 외부용기(16b)의 표면 사이의 간격 A 은 10 내지 20mm 로 설정된다. 또한, 기판 G 의 긴변측과 제 2 외부용기(16b) 사이의 간격 B 은 15 내지 75mm 로 설정된다. 또한, 기판 G 의 뒷면과 제 2 외부용기(15)의 경사판(15b)의 끝단 사이의 간격 C 은 10 내지 25mm 로 설정된다. 때때로, 상술한 간격 A 은 임의로, 예를 들어 100 내지 250mm 로 설정될 수 있다.

상술한 구성의 처리용기(10)내로 기판 G을 장착하기 위하여, 스핀척(1)은 상승하여 이동하며, 도 2에서 나타낸 제 1 외부용기(16a) 및 제 2 외부용기(16b)는 하부위치에 고정된다. 반송아암(도시않됨)에 의하여 반송된 기판 G이 스핀척(1)상에 배치되어 진공흡인으로 유지되며, 스핀척(1)을 아래쪽으로 이동하여 기판 G 이 처리용기(10)내에 장착되도록 한다. 또한, 제 1 및 제 2 외부용기(16a),(16)는 기판 G 에 대한 현상처리를 위하여 위로 이동한다.

도 4는 현상액의 원통형 콘테이너(21)와 콘테이너(21)의 길이방향으로 등간격으로 배열된 일련의 미세한 구멍(22)을 포함하여 구성되는 현상액 공급노즐(20)을 나타낸다. 예를 들어, 콘테이너(21)는 기판 G의 짧은 변보다 길고 양끝단이 막힌 염화 폴리비닐파이프로 구성된다. 한쪽끝단에서 현상액, 즉 처리액을 수납하는 현상액 탱크(23)에 접속된 현상액 공급파이프(24)가 노즐(20)의 현상액 콘테이너(21)의 양끝단부에 다른 끝단이 접속된다. 압축질소가스(N₂)가 탱크(23)내로 도입되어 현상액이 공급노즐(20)내로 공급되도록 하고, 현상액이 기판 G의 표면상에 커튼형상으로 미세한 구멍(22)을 통하여 분출된다. 또한, 지지아암(25)이 현상액 콘테이너(21)의 한끝단으로 돌출된다. 볼 나사로 형성된 이동수단(26)의 이동축(26a)은 지지아암(25)과 걸어맞추어진다. 이동축(26a)은 예를 들어 스텝모터(26b)에 의하여 시계방향 및 시계반대방향으로 이동하여 기판 G 의 긴변을 따라서 현상액 공급노즐(20)을 이동한다. 예를 들어 스텝모터(26b) 대신에 서보모터가 사용될 수도 있다.

현상액 공급노즐(20)의 다른 끝단으로부터 외부로 돌출하는 가이드 아암(27)은 이동축(26a)과 평행하게 연장되는 가이드 레일(28)상에 미끄럼가능하게 장착되며 현상액 공급노즐(20)이 원활하게 이동하도록 한다. 이 경우에, 스텝모우터(26b)의 회전방향 및 회전시간은 노즐(20)이 기판 G 의 긴변의 모서리근방에 배치되도록 제어부(9)로부터 인가되는 신호에 의하여 결정된다. 그리고, 스텝모터(26a)는 기판 G 의 다른 모서리쪽으로 노즐(20)을 이동하도록 반대방향으로 회전한다.

도 4에서 나타낸 바와 같이 현상액 공급노즐(20)의 지지아암(25) 및 가이드 아암(27)의 각각에는 발광부(29a) 및 수광부(29b)로 구성되는 광센서(29)를 장착하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 기판 G 의 모서리방향으로의 노즐(20)의 이동이 센서(29)에 의하여 검출될 수 있으며, 제어부(9)로 검출신호를 인가함으로써 정지할 수 있다.

린스액 공급파이프(31)는 후처리액 공급노즐(30)의 앞부분에 접속된다. 또한, 후처리액 토출구(32)가 노즐(30)의 뒷부분에 형성된다. 처리액 공급노즐(30)은 이동가능한 축(26a) 및 가이드레일(28)과 평행하게 배치된 반송레일(33)을 따라서 이동가능한 이동아암(34)에 의하여 스핀척(1)에 의하여 유지된 기판 G 상의 위치로 이동된다.

도면에 나타낸 실시예에 있어서, 후처리액은 그의 상부위치로 이동한 스핀척(1)이 회전하는 동안에 공급된다. 따라서, 노즐(30)은 도 3에서 나타낸 바와 같이 현상액 공급노즐(20)보다 높게 위치된다.

본 발명에 있어서, 스핀척(1)의 모서리를 초과하는 기판 G 의 돌출부는 지지수단에 의하여 지지된다. 본 실시예에 있어서, 지지수단은 예를 들어 내부용기(15)의 고정부인 경사판(15b)으로부터 직립하여 연장되는 4개의 지지핀(17)인 다수개의 지지핀(17)로 형성된다. 지지핀(17)은 기판 G 의 뒷면에 손상을 주지 않는 재료로 형성된다. 예를 들면, 지지핀(17)은 수지, 고무 또는 동이나 알루미늄과 같은 연질금속으로 만들어진다. 또한, 핀(17)은 기판 G d 의 뒷면에 손상을 주지 않는 형상이다. 예를 들어, 핀(17)의 끝단부는 반구형상이다. 스핀척(1)에 의하여 지지된 기판 G의 돌출끝단부를 지지하는 핀(17)의 끝단부는 스핀척(1)의 상부면과 일치하게 위치된다. 이는, 스핀척(1)와 핀(17)에 의하여 유지된 기판 G 의 표면이 수평으로 유지되도록 한다.

스핀척(1)에 의하여 유지된 기판 G의 돌출부의 만곡도는 스핀척(1)으로부터의 거리에 비례한다. 자연적으로, 기판 G의 스핀척(1)으로부터 가장 먼 주변부에서 가장 큰 구부림이 발생한다. 이러한 관계로, 기판 G 의 둘레를 따라서 지지핀을 착설하는 것이 바람직하다. 그러나, 구부러짐은 스핀척(1)의 모서리와 지지핀(17)의 사이 및 인접한 지지핀(17)의 사이에서도 마찬가지로 발생하므로, 기판 G 둘레의 다소 안쪽영역에 등간격으로 지지핀(17)을 착설하는 것이 바람직하며, 물론 다른 곳에 지지핀(17)을 착설하는 것도 가능하다.

후술하겠으나, 기판 G에 부착된 현상액은 후속공정에서 기판 G을 건조하기 위하여 원심력을 사용하여 제거된다. 현상액이 이러한 건조공정에서 지지핀(17)에 부착되면, 현상액은 기판 G의 뒷면에 부착딜 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 도 6에서 나타낸 바와 같이 원심력으로 기판 G을 건조하는 공정에 지지핀(17)을 세정하기 위한 세정수단(50)이 장착된다. 세정수단(50)은 베이스부로부터 지지핀(17)의 끝단부로 달하는 세정액 통로(51)와, 세정액 공급파이프(52)를 통하여 지지핀(17)으로 세정액을 공급하기 위한 세정액 공급부(53)와, 제어부(9)로부터 인가되는 제어신호에 의하여 전환되고 세정액 공급파이프(52)상에 장착된 전환밸브(54a) 및, 지지핀(17)의 끝단부를 통하여 외부로 흐르는 세정액의 유량을 제어하는 유량제어밸브(54b)를 포함하여 구성된다.

제어부(9)는 기판 G을 건조하기 위하여 현상액을 원심력으로 분리하기 위하여 기판 G 이 회전하게 하고, 동시에, 지지핀(17)의 끝단부를 통하여 세정액이 외부로 흐르도록 전환밸브(54a)를 작동한다. 그리고, 기판 G의 회전이 정지하고, 전환밸브(54a)는 지지핀(17)의 끝단부를 통한 세정액의 흐름을 정지하도록 반대방향으로 전환된다.

세정액 경로(51)는 지지핀(17)의 끝단에서 개방되므로, 세정액은 지지핀(17)의 끝단부를 통하여 외부로 흘러나오고, 지지핀(17)의 외부둘레면을 따라서 아래쪽으로 흘러서 지지핀(17)의 전체 외부면을 세정하게 된다. 따라서, 현상액이 기판 G을 회전함으로써 원심력에 의하여 분리되더라도, 지지핀(17)의 끝단부를 통하여 외부로 흐르는 세정액은 지지핀(17)에 부착되는 것이 방지된다. 자연적으로, 피처리기판 G의 뒷면에 현상액이 부착되는 것은 불가능하다.

만약 지지핀(17)의 세정후에 다음 기판 G 이 처리되고, 지지핀(17)은 그대로 놓아주면, 지지핀(17)의 끝단부에 남아있는 세정액이 기판 G의 뒷면에 부착되어 소위 "워터마크(water mark)"가 발생한다. 이러한 어려움을 극복하기 위하여, 도 3, 5 및 7에서 나타낸 바와 같이 본 실시예에는, 세정액이 외부로 흐르는 것을 멈춤후에 지지핀(17)에 대하여 건조기체를 불어내기 위한 건조수단(55)이 마련된다. 도 7에서 나타낸 바와 같이, 건조수단(55)은 지지핀(17)에 대하여 질소가스(N₂) 또는 아르곤가스(Ar)와 같은 불활성기체를 불어내기 위한 노즐과, 가스탱크와 같은 불활성가스 공급원(57) 및, 공급파이프(59)에 장착된 전환밸브(58)를 포함하여 구성된다. 제어부(9)로부터 인가되는 제어신호를 받아서, 전환밸브(58)가 개폐되어 불활성가스의 공급 또는 정지를 하게 된다. 노즐(56)은 지지핀(17)의 끝단부를 향하며, 지지핀(17)의 끝단부에 대하여 불활성기체를 불어내게 된다.

도 5에 나타낸 실시예에 있어서, 2개의 가스토출구를 가지는 분기된 노즐(56)이 2개의 부분에 배치된다. 그러나, 지지핀(17) 각각에 대하여 노즐(56)을 장착하는 것도 가능하다.

기판의 뒷면에 대하여 세정액을 토출함으로써 현상액이 기판뒷면에 붙는 것을 방지하는 세정수단에 대하여 기술한다.

본 발명에 있어서, 기판 G의 앞면에 도포된 현상액은 기판 G을 회전함으로써 원심력을 사용하여 제거된다. 이 공정에서 비산된 현상액은 기판 G의 뒷면에 부분적으로 부착되는 경향이 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여, 세정액 토출수단(60)이 도 3에서 나타낸 바와 같이 본 실시예에 장착된다. 현상액을 원심력에 의하여 제거하기 위한 기판 G의 회전후에, 현상액이 세정액의 공급에 의하여 세정되고, 동시에, 세정액은 기판 G의 뒷면에 대하여 토출수단(60)으로부터 토출된다.

도 8에서 나타낸 바와 같이, 세정액 토출수단(60)은 스핀척(1)에 의하여 유지된 기판 G 의 아래쪽에 배치된 세정액 토출노즐(61)과, 세정액 공급파이프(64)를 통하여 노즐(61)로 세정액을 공급하기 위한 세정액 공급원(62) 및, 공급파이프(64)에 장착된 전환밸브(63)를 포함하여 구성된다. 밸브(63)는 제어부(9)로부터 공급된 제어신호에 의하여 개폐된다. 다수개의 노즐(61), 예를 들어 8개의 노즐(61)이 도 5에서 나타낸 바와 같이 스핀척(1)의 둘레를 따라서 등간격으로 배치된다. 세정액이 후처리 용액과 실질적으로 동일하면, 노즐(61)로 세정액을 공급하기 위한 세정액 공급원(62)은 후처리 용액 공급노즐(30)로 후처리 용액을 공급하기 위한 후처리 용액공급원과 동일할수 있다. 또한, 기판에 대한 토출각을 상이하게 형성한 고정식 세정액 토출노즐(61)을 배치하는 것이 가능하다. 선택적으로, 노즐(61)의 토출각을 가변적으로 만드는 노즐각 조정기구(도시않됨)를 배치하는 것도 가능하다.

도 9A 내지 9G 는 본 발명의 현상 유니트(88)에 의하여 수행되는 기판 G 의 처리절차를 집합적으로 나타낸다.

도 9A에서 나타낸 바와 같이, 반송아암기구(74b)에 의하여 현상유니트(88)내에 로딩된 기판 G은 수직이동가능한 실린더(4)에 의하여 위쪽으로 이동한 스핀척(1)상에 배치되어 스핀척(1)에 의한 진공흡인으로 유지되도록 한다. 그리고, 실린더(4)가 스핀척(1)을 아래쪽으로 이동하도록 구동한다. 결과적으로, 스핀척(1)의 모서리를 지나서 연장되는 기판 G의 돌출부가 지지핀(17)에 의하여 지지되고 도 9B에서 나타낸 바와 같이 수평으로 유지되도록 한다. 이러한 상태하에서, 현상액 공급노즐(20)은 기판 G 위쪽에 배치되어 기판 G의 긴쪽변을 포함하는 돌출부와 마주보고, 노즐(20)의 미세구멍(22)들이 기판 G의 짧은 변의 약 5mm 안쪽에 위치하게 된다. 그리고, 현상액을 기판 G 상에 공급하면서 노즐(20)이 기판 G 의 한쪽 끝단으로 이동하고, 기판 G 의 앞면을 현상액으로 도포한다.

노즐(20)을 기판 G 의 다른 끝단까지 이동함으로써 현상액으로 기판 G 의 전체앞면이 도포된 후에, 노즐(20)이 현상액의 공급을 중지하고 다음 도포작업을 위하여 준비위치에 유지되거나, 도 9C에서 나타낸 바와 같이 원래의 대기위치로 되돌아온다.

그리고, 스핀척(1)은 기판 G을 지지핀(17)으로부터 떨어져서 움직이도록 위쪽으로 이동하고, 예들 들어 약 3초동안 10 rpm 으로 스핀척(1)을 회전함으로써 기판 G 상에 도포된 현상액을 바깥쪽으로 원심력에 의하여 확산하도록 한다. 그리고, 기판척(1)은 약 200rpm 으로 연속적으로 회전하여 현상액을 균일하게 확산한다. 이 공정에서, 세정액은 지지핀(17)의 앞끝단으로부터 계속 흘러나오고 도 9D에서 나타낸 바와 같이 지지핀(17)에 현상액이 부착되는 것을 방지한다.

다음 공정에서, 후처리 용액 공급노즐(30)이 기판 G 의 위쪽으로 이동하여 기판 G을 회전상태로 유지하면서 기판 G 상에 세정액을 공급하도록 하고, 현상을 중지한다. 동시에, 세정액이 기판 G 의 뒷면을 향하여 세정액 토출노즐(60)로부터 토출되어 도 9E에서 나타낸 바와 같이 기판 G 의 뒷면에 부착된 현상액을 세정한다.

그리고, 기판 G 은 후처리액 공급노즐(30)로부터 세정액의 공급을 중지한 후에 세정액을 원심력으로 제거하기 위하여 소정시간동안 회전하고, 또한 동시에 세정액 토출노즐(60)로부터의 세정액의 토출을 중지한다. 이 공정에서, 지지핀(17)의 앞끝단으로부터의 세정액의 흐름이 중지되고, 도 9F에서 나타낸 바와 같이, 지지핀(17)을 건조하기 위하여 지지핀(17)을 향하여 송풍노즐(56)로부터 건조기체를 송풍한다.

상술한 작용이 완료한 후에, 기판 G 이 스핀척(1)으로부터 분리되고, 도 9G에서 나타낸 바와 같이 반송아암기구(74a)에 의하여 현상유니트(88)로부터 언로드된다. 또한, 다음의 기판 G 이 반송아암기구(74a)에 의하여 현상유니트(88)내에 적재되고, 상술한 절차가 반복된다.

본 발명은 상술한 바람직한 실시예에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 상술한 실시예에 있어서, 지지핀(17)은 현상유니트(88)의 고정부재[경사판(15b)]에 고정되며, 스핀척(1)이 수직 이동실린더(4)에 의하여 위쪽으로 수직이동한다. 선택적으로, 도 10A 내지 10D에서 나타낸 바와 같이, 스핀척(1)이 회전가능하게 남겨져 있지만, 스핀척(1)이 수직방향으로는 이동하지 못하도록 하면서 지지핀(17)을 수직으로 이동하도록 만드는 것도 가능하다. 이러한 변형예는 기판 G 의 구부러짐을 방지하는데 특히 유효한데, 이는 기판 G 이 회전되는 스핀척(1)상에 배치되도록 기판 G을 지지하는 지지핀(17)이 아래쪽으로 이동할 때까지 지지핀(17)과 기판 G 이 접촉을 유지하기 때문이다. 다시 말해서, 구부러진 상태의 기판 G 의 대기시간을 단축하는 것이 가능하다.

본 발명의 기술개념은 상술한 실시예내에서 현상유니트로 인가된다. 그러나, 특별한 기술사상이 레지스트 도포유니트 또는 세정유니트와 같은 다른 처리유니트에도 적용될 수 있다. 본 발명의 기술개념은 예를 들면 세정유니트에 적용될 수 있으며, 피처리기판을 수평으로 지지하기 위한 지지수단이 기판의 브러시세정공정내에서 사용될 수 있다.

또한, 피처리기판은 LCD 기판에 한정될 필요가 없다. 다시 말해서, 본 발명의 기술개념은 반도체 웨이퍼, 유리기판, CD 기판, 포토마스크, 인쇄회로기판 및 세라믹기판등과 같은 다양한 다른 기판의 처리에도 적용될 수 있다.

도 11 및 12에서 나타낸 현상유니트(120)가 도2에서 나타낸 처리시스템내에 결합되어 있는 경우에 관한, 본 발명의 제 2 실시예에 대하여 기술한다. 상세하게는, 도 11 및 12는 각각 현상유니트(120)의 구성을 개략적으로 나타내는 정면도 및 평면도이다. 이들 도면에서 나타낸 바와 같이, 현상유니트(120)는 진공흡인에 의하여 기판 G을 유지하고 기판 G을 회전하기 위한 스핀척(121)과, 상부끝단이 개방되고 기판 G을 유지하는 스핀척(121)을 둘러싸도록 배치되는 원통형 컵(122)을 포함하여 구성된다. 도 12에서 나타낸 바와 같이, 사각형의 기판 G 은 긴쪽 변 L₁ 및 짧은쪽 변 L₂을 가진다. 스핀척(121)은 모터(125)의 회전축(126)의 상부끝단에 의하여 지지되고, 따라서 모터(125)의 동작에 의하여 회전하여 기판 G을 회전하게 된다. 모터(125)는 기판 G 의 회전량 및 회전속도가 임의로 설정되도록 제어수단(127)에 의하여 제어된다.

기판 G을 유지하는 스핀척(121)을 둘러싸는 컵(122)은 수직방향내에서 이동가능하게 지지된다. 특히, 수직이동가능한 실린더(130)의 피스톤 로드(131)는 컵(122)의 외부면에 브라케트(132)를 통하여 결합되며, 컵(122)이 실린더(130)의 연장/수축에 따라 수직으로 이동하게 된다. 수직이동가능한 실린더(130)의 동작은 전술한 바와 같이 제어수단(127)에 의하여 제어된다.

안쪽으로 경사진 경사벽(133)이 컵(122)의 상부끝단에 형성된다. 또한, 안쪽으로 경사진 고리형 벽(134)이 컵(122)의 내부 둘레면을 따라서 형성되어, 컵(122)의 내부공간을 상부 및 하부영역으로 분할하는 고리형상의 구조를 형성한다. 그에 따른 하부영역은 기판면으로부터 현상액을 회수하는 후속 공정에서 기판 G을 둘러싸도록 위치된 회수용기(135)를 구성한다. 또한, 그에 따라 경사벽(133)과 고리형 벽(134)의 사이에서 규정되는 상부영역은 기판 G을 세정 및 건조하는 후속공정에서 기판 G을 둘러싸도록 위치하는 케이싱 커버(136)를 구성한다. 수직으로 이동가능한 실린더(130)를 수축함으로써 컵(122)이 아래쪽으로 이동할 때, 고리형 벽은 도 11에서 실선(134)으로 나타낸 바와 같이 스핀척(121)에 의하여 유지된 기판 G 보다 아래쪽에 위치되며, 따라서 케이싱커버(136)는 기판 G을 둘러싸도록 위치된다. 한편, 실린더(130)가 컵(122)을 위쪽으로 이동하도록 신장될 때, 고리형벽은 파선(134')으로 나타낸 바와 같이 스핀척(121)에 의하여 유지된 기판 G 보다 높게 위치된다. 결과적으로, 회수용기(135)는 기판 G을 둘러싸도록 위치된다.

외부벽(141) 및 외부벽(141)의 안쪽으로 소정의 간격을 두고 배치되는 분리벽(142)이 컵(122)의 바닥벽(140)에 장착된다. 케이싱커버(136)내의 대기는 외부벽(141)과 분리벽(142) 사이의 공간과 연이어 통한다. 또한, 회수용기(135)내의 대기는 분리벽(142) 내부의 공간과 연이어 통한다. 폐액 배출구(143) 및 (144)가 컵(122)의 바닥벽(140)을 통하여 형성된다. 배출구(143)는 외부벽(141)과 분리벽(142) 사이의 공간과 연이어 통하도록 위치되며, 배출구(144)는 분리벽(142)의 내부공간과 연이어 통하도록 위치된다. 또한, 스핀척(121)상에서 진공흡인에 의하여 유지된 기판 G 의 뒷면을 향하여 세정액, 예를 들어 순수한 물을 토출하기 위하여 컵(122)의 바닥벽(140)의 중앙부에 다수개의 뒷면 세정노즐(145)이 배치된다.

또한, 세정액 공급노즐(150) 및 건조가스 공급노즐(151)이 스핀척(121)에 의하여 유지된 기판 G 의 위쪽에 배치된다. 예를 들어 순수한 물인 세정액이 기판 G 의 앞면상의 중앙부로 향하여 노즐(150)로부터 토출된다. 한편, 건조가스로 사용되는 N₂ 가스와 같은 불활성가스가 기판 G 의 앞면상의 중앙부로 향하여 건조기체 토출노즐(151)로부터 토출된다. 이들 노즐(150) 및 (151)의 동작도 제어수단(127)에 의하여 제어된다.

스핀척(121)에 의하여 유지된 기판 G 의 앞면상으로 현상액(처리액)을 공급하기 위하여 컵(122)의 상부 및 측부(도 11 및 12에서 우측)에 현상액 공급노즐(155)이 배열된다. 노즐(155)은 구동기구(도시않됨)에 의하여 컵(122)위로 가로질러 이동가능하다. 펌프(157)를 동작시킴으로써 탱크(156)내에 저장된 현상액을 공급하기 위한 처리액 공급파이프(158)가 현상액 공급노즐(155)에 접속된다. 도 13에서 나타낸 바와 같이, 현상액의 다수개의 배출구(159)가 현상액 공급노즐(155)의 하부표면의 전체폭에 걸쳐서 높은 밀도로 선형적으로 배치된다. 탱크(156)내에 수납된 현상액이 파이프(158)를 통하여 노즐(155)로 공급되도록 펌프(157)가 작동될 때, 현상액은 이들 배출구(159)로부터 배출된다. 이들 배출구(159)는 상호간에 매우 밀접하게 위치하고 있으므로, 이들 배출구(159)로부터 배출된 현상액의 인접한 흐름들 사이에는 간격이 형성되지 않으며, 따라서 이들 배출구(159)로부터 현상액은 막의 형태로 배출된다. 또한 펌프(157)는 현상액의 배출타이밍를 임의로 설정하도록 제어수단(127)에 의하여 제어된다.

현상액 공급노즐(155)의 길이 L는 기판의 긴쪽 변의 길이 L₁ 보다 길게 설정된다(L>L₁). 따라서, 현상액 공급노즐(155)이 노즐(155)의 다수개의 배출구(159)로부터 막을 형성하도록 현상액을 배출하면서 컵(122)의 위쪽을 가로질러서 이동하면, 기판 G 의 전체 앞면상에 현상액이 균일하게 공급될 수 있다.

도 11에서 나타낸 바와 같이, 기판 G 의 면으로부터 회수용기(135)내에서 회수된 현상액을 현상액 탱크(156)로 되돌리기 위한 회수파이프(160)가 탱크(156)와 폐액 배출구(144)의 사이에 접속된다. 회수용기(135)내에서 회수된 현상액을 재생하기 위한 재생수단(161)이 회수파이프(160)에 장착된다. 재생수단(161)은 회수된 현상액으로부터 거품을 제거하기 위한 기액분리기구(162) 및 현상액으로부터 불순물을 제거하기 위한 필터(163)를 포함하여 구성된다.

도 14는 현상유니트(120)의 처리수순을 나타내는 플로우 챠트이다. 제 1 단계 S1에서, 도 2에서 나타낸 처리시스템의 메인아암(74a)은 현상유니트(120)내로 기판 G을 로딩하도록 현상유니트(120)내로 이동한다. 이 단계에서, 기판 G 은 스핀척(121)에 의한 진공흡인에 의하여 확고하게 유지된다. 그리고, 메인아암(74a)은 현상유니트(120)의 밖으로 나오게 된다.

다음 단계에서, 스핀척(12)에 의하여 유지된 기판 G 은 제어수단(127)의 제어하에 모터(125)를 적절히 동작시킴으로써 원하는 각도만큼 회전하며, 도 12에 파선 G" 으로 나타낸 바와 같이 기판 G 의 긴쪽 변이 현상액 공급노즐(155)과 평행하게 있도록 한다 (단계 S2).

단계 S2 에서의 기판정렬후에, 현상액 공급노즐(155)은 구동기구에 의하여 컵(122)위로 가로질러 이동한다 (도시않됨). 노즐(155)의 이동시에, 현상액은 노즐(155)의 많은 배출구(159)로부터 막의 형태로 배출되고, 기판 G 의 전체앞면에 걸쳐서 현상액을 공급하게 된다 (단계 S3). 형상액은 소정시간동안 기판의 앞면으로 공급되며 기판 G 의 앞면에 대한 현상처리를 행하게 된다 (단계 S4).

상술한 바와 같이, 기판 G 은 단계 S2에서 기판 G 의 긴쪽 변이 현상액 공급노즐(155)와 평행하게 되도록 한다. 따라서, 현상액 공급노즐(155)은 기판 G 의 앞면으로 현상액을 공급하기 위하여 단계 S3에서 기판 G 의 짧은 쪽 변을 따라서 이동하게 된다. 노즐이 기판 G 의 짧은 쪽 변을 따라서 이동하는 동안 노즐(55)로부터 형상액이 배출되도록 현상액의 배출타이밍을 제어하는 것이 필요하다. 제어수단(127)은 펌프(157)의 동작을 제어하고 현상액의 배출타이밍을 제어하게 된다.

상술한 바와 같이, 현상액 공급노즐(155)의 길이 L 는 기판 G 의 긴쪽 변의 길이 L₁ 보다 크게 설정된다. 따라서, 만약 기판 G 상의 영역으로 일단 이동한 노즐(155)로부터 현상액이 배출되면, 막의 형태로 배출된 현상액은 기판 G 의 전체 앞면상에 균일하게 공급될 수 있다. 주목해야 할 점은, 기판 G 의 짧은 쪽변의 길이 L₂ 전체에 걸친 노즐(155)의 이동시에만 배출구(159)로부터 현상액을 배출함으로써, 현상액의 공급시간을 단축하고, 현상처리를 균일하게 하는 것으로 충분하다는 것이다. 현상액 공급노즐(155)의 이동거리를 짧게 하여 현상처리시간을 단축하도록 하는 것도 가능하다.

도 12에서 실선 G 으로 나타낸 바와 같이 노즐(155)에 대하여 기판 G 의 긴쪽 변이 수직으로 되는 조건하에서 현상액을 공급하도록 현상액 공급노즐(155)이 이동한다고 가정한다. 이 경우에, 노즐(155)은 기판 G 의 긴쪽 변을 따라서 이동하고, 현상액은 기판 G 의 긴쪽변의 길이 L₁ 에 걸친 노즐(155)의 이동시에 배출구(159)로부터 배출을 계속하게 된다. 현상액 공급노즐(155)의 이동간격의 증가에 따라서 현상액 공급시간도 증가된다. 기판 G 의 앞면은 현상액과의 접촉시간내에 불균일하게 된다. 보다 상세하게는, 현상액이 빨리 공급되는 곳에서는 접촉시간이 길게되며, 현상액이 나중에 공급되는 부위에서는 짧아진다. 결과적으로, 현상처리를 균일하게 행하는 것이 어려워진다. 예를 들어, 액정표시장치용 글래스기판상에 패턴이 형성되는 곳에서는, 현상액과의 접촉시간에 있어서의 불균일성은 기판 G 의 앞면상의 선폭특성이 열화되고, 현상된 패턴에 굵고 가는부분이 발생하는 결과로 된다. 기판 G 의 전체 앞면에 걸친 현상액과의 접촉시간을 균일하게 하기 위해서는 현상액 공급노즐(155)의 이동속도를 증가할 필요가 있다. 그러나, 이 경우에, 기판 G 의 전체 앞면에 걸쳐서 막의 형태로 노즐(155)로부터 배출된 현상액을 균일하게 공급하는 것이 어려우며, 기판표면상에 균일한 두께의 현상층을 형성하지 못하는 결과로 되고, 이 용액의 층은 용액의 표면장력에 의하여 형성된다. 또한, 만약 현상액 공급노즐(155)이 기판 G 의 긴쪽 변을 따라서 이동하게 되면, 노즐(155)의 이동간격이 증가되어, 현상처리 시간을 단축하기 어렵게 된다.

그러나, 본 발명의 제 2 실시예에 있어서는, 현상액 공급노즐(155)이 기판 G 의 짧은 쪽변을 따라서 이동하므로, 기판 G 의 긴쪽 변을 따라서 노즐(155)이 이동하는 경우와 비교할 때, 현상액 공급시간을 현저하게 단축하는 것이 가능하다. 또한, 제 2 실시예에서는 현상액과의 접촉시간이 기판 G 의 전체 앞면상에 균일하게 만들어지도록 만들어지므로, 현상처리가 균일하게 되어 기판 G 의 앞면상에 균일한 선폭특성을 제공하게 된다. 또한, 현상액 공급노즐(155)의 이동간격이 짧아지므로, 처리시간도 단축된다.

현상처리의 완료후에, 도 11에 나타낸 수직이동가능한 실린더가 컵(122)을 위쪽으로 이동하도록 연장된다. 결과적으로, 파선(134')으로 나타낸 바와 같이 고리형 벽(134)이 스핀척(121)에 의하여 유지된 기판 G 위의 위치로 상승하고, 회수용기(135)가 기판 G을 둘러싸게 된다. 그리고, 세정액, 예를 들어 순수한 물이 기판 G 의 앞면상의 중앙부를 향하여 컵(122)위에 위치된 세정액 공급노즐(150)로부터 공급되기 시작한다. 또한, 모터(125)가 제어수단(127)에 의한 제어하에 작동하여 스핀척(121)으로 유지된 기판 G을 제 1 회전속도로 회전한다. 결과적으로, 기판 G 상에서 표면장력에 의하여 상승된 층을 형성하는 현상액이 기판 G 으로부터 원심력에 의하여 제거되고 회수용기(135)내에 회수된다 (단계 S5). 회수용기(135)는 농도가 현저하게 감소되지 않은 현상액을 담고 있는 점에 유의한다.

단계 S5 에서의 기판 G 의 제 1 회전속도는 예를 들면 50 내지 150 rpm 으로 설정된다. 이 경우에, 실질적으로 모든 현상액은 회수용기(135)내에서 회수되도록 약 1 내지 3 초라는 짧은 시간내에 기판 G 으로부터 원심력에 의하여 제거될 수 있다. 세정액은 회수용기(135)내에 회수된 현상액과는 별로 혼합되지 않으므로, 회수된 현상액은 충분히 높은 농도를 가진다. 회수된 현상액은 폐액 배출구(144)에 접속된 회수파이프(160)를 통하여 회수된 용액으로부터 거품을 제거하기 위하여 재생수단(161)으로 공급되고, 용액을 여과하게 된다. 회수용기(135)내에서 회수된 현상액은 용액의 농도를 조정하지 않고서 회수될 수 있으므로, 회수된 현상액은 용이하게 재사용가능하다.

단계 S5 에서의 현상액의 회수후에라도, 순수한 물의 세정액이 기판 G 의 중앙부상에서 컵(122)의 위쪽에 위치된 세정액 공급노즐(150)로부터 공급된다. 그리고, 모터(125)의 회전속도가 제어수단(127)에 의하여 변화되고, 스핀척(121)상에 유지된 기판 G을 제 2 회전속도로 회전한다. 주목해야 할 점은 기판 G 의 중앙부상에 공급을 유지하고 있는 세정액은 주변부를 향하여 원심력으로 제거되며, 기판 G 으로부터 제거되어 기판 G 은 세정액으로 세정된다 (단계 S6).

단계 S6 에서의 기판 G 의 제 2 회전속도는, 예를 들면 100 내지 200 rpm 으로 설정된다. 이 경우에, 기판 G 은 약 18 초내에 세정될 수 있다. 또한, 수직이동가능한 실린더(130)가 단계 S6에서 컵(122)을 아래쪽으로 이동하도록 수축된다. 결과적으로, 고리형 벽이 도 11에서 실선(134)으로 나타낸 바와 같이 스핀척(121)상에 유지된 기판 G 의 아래쪽의 위치로 아래쪽으로 이동하여, 케이싱 커버(136)가 기판 G을 둘러싸도록 위치된다. 또한, 원심력에 의하여 기판 G 으로부터 제거된 세정액은 케이싱 커버(136)에 의하여 수납된다. 그리고, 수납된 세정액은 컵(122)의 바닥벽(140)을 통하여 형성된 폐액 배출구(143)를 통하여 외부로 배출된다.

단계 S6에서, 기판 G 의 뒷면은 예를 들어 기판 G 의 뒷면을 향하여 도 11에서 나타낸 뒷면세정 노즐(145)로부터 공급되는 순수한 물인 세정액으로 세정된다. 뒷면을 세정하기 위하여 사용된 세정액은 기판 G 으로부터 원심력에 의하여 제거되어 케이싱커버(136)에 의하여 수납되며, 또한 폐액배출구(143)를 통하여 외부로 배출된다.

기판 G 이 단계 S6에서 현상액을 원심력으로 제거하기 위하여 약 18초 동안 제 2 회전속도로 회전한 후에, 컵(122)의 위에 위치된 노즐(150)로부터 의 현상액 공급이 정지되고, 컵(122)의 위에 위치한 건조기체 공급노즐(151)로부터 기판 G 의 앞면의 중앙부를 향하여 N₂ 와 같은 불활성기체의 공급이 개시된다. 또한, 모터(125)의 회전속도는 제어수단(127)에 의한 제어하에 변화되고 제 3 의 회전속도로 스핀척(121)상에 유지된 기판 G을 회전하게 된다. 요약하면, 건조기체는 기판 G을 건조하도록 제 3 의 회전속도로 기판 G 의 회전시에 기판 G 의 표면상에 연속적으로 계속 공급된다 (단계 S7).

기판 G 의 제 3 회전속도는 예를 들면 1200 내지 2000 rpm 의 속도로 설정된다. 이 경우에, 기판표면은 약 20초내에 건조될 수 있다. 만약 기판 G 이 단계 S7에서 2000 rpm을 초과하는 회전속도로 회전하면, 기판의 표면으로부터 원심력으로 제거된 세정액이 비산하여 분무를 형성하게 된다. 결과적으로, 세정액이 기판의 표면에 다시 붙게 된다. 한편, 만약 단계 S7 에서의 기판 G 의 회전속도가 1200 rpm 보다 낮으면, 건조시간이 과도하게 길게 된다.

단계 S7 에서의 건조후에, 컵(122) 상부에 위치된 노즐(151)로부터의 건조기체의 공급이 중단된다. 또한, 모터(125)의 회전이 제어수단(127)에 의한 제어하에 정지되어, 스핀척(121)으로 유지된 기판 G 의 회전을 정지하게 되고, 현상유니트(120)내의 처리를 종료하게 된다 (단계 S8).

그리고, 도 2에서 나타낸 처리시스템의 메인아암(74a)이 현상유니트(120)로 들어가도록 이동하여 스핀척(121)상에 유지된 기판 G을 수납한다. 그리고, 메인아암(74a)이 현상유니트(120)로부터 나오고, 현상유니트(120)로부터 기판 G을 빼내게 된다 (단계 S9).

제 1 실시예에서 사용된 지지핀(17)과 유사한 지지핀(117) 및 지지핀(117)에 관련된 기구가 도 11 에 나타낸 제 2 실시예에서도 사용된다. 이들 지지핀(117)들은 제 1 실시예와 관련하여 기술된 지지핀(17)과 동일한 기능을 가지며, 이들 지지핀(117)들은 기판 G 이 휘어지는 것을 방지할 수 있으며, 처리액의 균일한 도포가 이루어진다.

제 2 실시예에서는, 본 발명의 처리방법이 LCD 기판의 처리시스템내에 결합된 현상유니트에 적용되었다. 그러나, 본 발명의 방법은 또한 에칭처리, 세정처리등에도 적용될 수 있다. 또한, 본 발명은 실리콘 웨이퍼와 같은 다른 기판의 처리에도 적용될 수 있다. 또한, 세정액 공급노즐(150)은 현상액 공급노즐(155)과 마찬가지로 컵(122)위를 가로질러 이동가능하도록 구성될 수 있다. 또한, 건조기체 공급노즐(151)은 고정식으로 만들어질 수 있다.

부가적인 장점 및 변형이 당업자에게 용이하게 가능하다. 다라서, 그의 넓은 태양에 있어서의 본 발명은 상술한 바와 같은 대표적인 실시예 및 특정한 기술내용에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 첨부된 특허청구의 범위 및 그의 등가물에 의하여 정의되는 바와 같은 일반적인 발명개념의 요지나 범위를 벗어나지 않고서 다양한 변경이 만들어질 수 있다.

도 1은 본 발명에 의하여 해결되는 종래기술에 있어서의 문제점을 나타내는 도면;

도 2는 본 발명의 처리장치가 채택된 도포현상 시스템의 전체 구성을 나타내는 도면;

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 처리장치를 나타내는 단면도;

도 4는 처리액 공급수단 및 처리액 공급수단의 이동기구를 예시하는 평면도;

도 5는 지지판의 구성를 나타내는 평면도;

도 6은 지지핀의 세정수단을 예시하며;

도 7은 지지핀의 건조수단을 예시하며;

도 8은 기판의 뒷면을 세정하기 위한 세정수단을 예시하며;

도 9A 내지 9G는 본 발명의 처리방법의 수순을 집합적으로 나타내며;

도 10A 내지 10D 는 본 발명의 다른 처리방법의 수순을 집합적으로 나타내며;

도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 현상장치의 구성을 대략적으로 나타내는 정면도;

도 12는 도 11에 나타낸 현상장치의 평면도;

도 13는 처리액 공급노즐의 평면도;

도 14는 본 발명의 제 2 실시예내의 처리공정을 나타내는 플로우 챠트이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1, 121 : 스핀척 (유지수단) 2 : 구동모터 (회전수단)

2a : 회동축 3 : 회전축

4 : 실린더 (승강수단) 5 : 고정칼라

5a : 베어링 5b : 미로형 시일

6 : 내부 실린더 7 : 스플라인 베어링

8 : 칼라 10 : 처리용기

11 : 베이스 12 : 배출구

13 : 하부용기 13a : 배출경로

14 : 용기베이스부 14a : 둘레홈

14b : 폐액 배출구 14c : 폐액 파이프

15 : 내부용기 15a : 매달림편

15b : 경사판 16a : 제 1 실린더 외부용기

16b : 제 2 실린더 외부용기 17 : 지지핀

20 : 현상액 공급노즐 21 : 콘테이너

22 : 미세한 구멍 23 : 현상액 탱크

24 : 현상액 공급파이프 25 : 지지아암

26 : 이동수단 26a : 이동축

26b : 스텝모터 27 : 가이드아암

29 : 광센서 29a : 발광부

29b : 수광부 30 : 후처리액 공급노즐

31 : 린스액 공급파이프 32 : 후처리액 토출구

33 : 반송레일 34 : 이동아암

41 : 피동풀리 42 : 풀리

43 : 벨트 44 : 슬라이드축

45 : 가이드부 46 : 유체통로

48 : 피스톤 로드 49 : 수직 구동실

50 : 세정수단 51 : 세정액 통로

52 : 세정액 공급파이프 53 : 세정액 공급부

54a : 전환밸브 54b : 유량제어밸브

55 : 건조수단 56 : 노즐

57 : 불활성가스 공급원 58 : 전환밸브

59 : 공급파이프 60 : 토출수단

61 : 세정액 토출노즐 62 : 세정액 공급원

63 : 전환밸브 72 : 서브아암기구

74a, 74b : 반송아암기구 75a, 75b : 반송로

81 : 브러시 유니트 83 : 어드히젼 유니트

84 : 냉각유니트 85 : 도포유니트

86 : 레지스트 제거유니트 87 : 가열 유니트

88, 120 : 현상유니트 89 : 노광장치

122 : 원통형컵 125 : 모터

126 : 회동축 127 : 제어수단

130 : 실린더 132 : 브라케트

133 : 경사벽 134 : 고리형 벽

135 : 회수용기 136 : 케이싱 커버

140 : 바닥벽 141 : 외부벽

142 : 분리벽 143, 144 : 배출구

150 : 세정액 공급노즐 151 : 건조기체 토출노즐

155 : 현상액 공급노즐 156 : 탱크

157 : 펌프 158 : 처리액 공급파이프

159 : 배출구 160 : 회수파이프

161 : 재생수단 162 : 기액분리기구

163 : 필터

Claims

피처리기판을 회전가능하게 유지하는 스핀척과;

스핀척의 모서리를 초과하는 기판의 돌출부를 지지하여 기판면을 수평적으로 평평하게 지지하는 복수의 지지핀과,

상기 스핀척에 의하여 유지되고 상기 복수의 지지핀에 의하여 지지된 기판의 앞면으로 처리액을 공급하기 위한 처리액공급노즐과;

상기 스핀척에 의하여 유지된 기판을 상기 복수의 지지핀에 대하여 수직으로 이동하기 위한 승강수단 및;

복수의 지지핀에 대하여 들어올려진 기판을 회전하기 위한 회전수단을 포함하여 구성되는 처리장치.
제 1 항에 있어서, 상기 지지핀의 지지부의 앞끝단에 세정액 토출부가 형성되는 처리장치.
제 1 항에 있어서, 지지핀의 지지부의 앞끝단에 대하여 건조기체를 송풍하기 위한 건조수단을 더욱 포함하여 구성되는 처리장치.
제 1 항에 있어서, 기판의 앞면으로 세정액을 공급하기 위한 후처리액공급노즐과, 기판의 뒷면에 세정액을 분사하기 위한 세정액분사노즐을 더욱 포함하여 구성되는 처리장치.
제 1 항에 있어서, 기판을 둘러싸도록 배치되고, 기판으로부터 원심력에 의하여 제거된 처리액을 회수하도록 제 1 회전속도로 기판을 회전하도록 하는 회수용기와;

기판의 앞면으로 세정액을 공급하고, 그 기판을 세정하도록 제 2 회전속도로 기판을 회전하는 세정액 공급노즐; 및

기판을 건조하기 위하여 제 3 회전속도로 기판을 회전하는 건조수단을 더욱 포함하여 구성되는 처리장치.
제 5 항에 있어서, 상기 회수용기는 기판의 앞면에 세정액을 공급하도록 기능하는 처리장치.
제 5 항에 있어서, 상기 세정액 공급노즐은 기판의 앞면으로 세정액을 공급하도록 기능하는 처리장치.
제 5 항에 있어서, 상기 건조수단은 기판의 앞면으로 건조기체를 공급하도록 기능하는 처리장치.
제 5 항에 있어서, 상기 기판은 사각형이며, 상기 처리액 공급노즐은 기판의 앞면에 처리액을 공급하도록 사각형 기판의 짧은 쪽 변을 따라서 이동하는 처리장치.
(a) 스핀척에 의하여 유지되고 기판의 앞면을 수평으로 평평하게 지지하기 위하여 상기 복수의 지지핀에 의하여 지지된 돌출부를 가지며 상기 돌출부는 스핀척의 모서리를 초과하여 연장되는 기판을 처리액으로 처리하도록 기판의 앞면을 도포하는 공정과,

(b) 상기 스핀척에 의하여 유지된 기판을 상기 복수의 지지핀에 대하여 위쪽으로 이동하는 공정 및,

(c) 기판으로부터 상기 처리액을 원심력에 의하여 제거하기 위하여 스핀척을 회전하는 공정을 포함하여 구성되는 처리방법.
제 10 항에 있어서, 상기 공정(c)의 후에, 기판의 앞면으로 후처리액을 공급하고 또한 기판의 뒷면에 세정액을 공급하는 공정을 더욱 포함하는 처리방법.
제 10 항에 있어서,

또한, (c) 공정에서 지지핀의 앞끝단을 통하여 세정액을 토출하도록 하는 처리방법.
제 12 항에 있어서, 지지핀의 앞끝단으로부터 세정액을 토출한 후, 지지핀의 앞끝단으로 건조기체를 송풍하는 처리방법.
제 10 항에 있어서, 기판을 둘러싸는 회수용기를 배치하고;

기판의 표면으로부터 처리액을 원심력적으로 제거하기 위하여 제 1 회전속도롤 기판을 회전하여 제거된 처리액이 상기 회수용기내에서 회수되고;

기판을 세정하기 위하여 제 2 회전속도로 기판을 회전하는 동안 기판의 앞면으로 세정액을 공급하고;

기판을 건조하도록 제 3 회전속도로 기판을 회전하는 공정을 더욱 포함하여 구성되는 처리방법.
제 14 항에 있어서, 상기 제 1 회전속도는 50 내지 150 rpm 이며, 상기 제 2 회전속도는 100 내지 200 rpm 이고, 상기 제 3 회전속도는 1200 내지 2000 rpm 인 처리방법.
제 14 항에 있어서, 처리액을 회수하는 공정에서 기판의 앞면으로 세정액이 공급되는 처리방법.
제 14 항에 있어서, 상기 세정공정에서 기판의 앞면에 세정액이 공급되는 처리방법.
제 14 항에 있어서, 회수용기가 상기 세정공정 및 건조공정에서는 기판을 둘러싸도록 배치되지 않는 처리방법.
제 14 항에 있어서, 상기 건조공정에서 건조기체가 기판의 앞면으로 공급되는 처리방법.
제 14 항에 있어서, 상기 기판은 사각형이며, 상기 처리액공급노즐은 기판의 앞면에 처리액을 공급하도록 사각형 기판의 짧은 쪽 변을 따라서 이동하는 처리방법.