KR100786455B1 - 도포장치 및 도포방법 - Google Patents

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동경 엘렉트론 주식회사
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Abstract

본 발명은 기판에 도포액을 도포하는 도포장치이며, 기판을 둘러싸는 용기와, 용기를 안에 수납하는 케이싱와, 상기 케이싱내에 소정의 기체를 공급하는 공급장치와, 용기내의 분위기를 배기하는 제 1 배기관과, 케이싱내의 분위기를 배기하는 제 2 배기관과, 제 1 배기관에 설치되고, 제 1 배기관내를 통과하는 분위기의 유량을 조절하는 제 1 조절장치와, 제 2 배기관에 설치되어, 제 2 배기관내를 통과하는 분위기의 유량을 조절하는 제 2 조절장치를 갖고 있다. 본 발명에 의하면, 케이싱내를 양압력으로 유지하기 때문에 배기조절을 제 2 배기관을 사용하여 할 수 있다. 그 때문에 기체의 공급량에 대하여 케이싱내가 양압력이 되도록 케이싱내를 배기하고, 또한 용기내의 분위기가 용기밖으로 유출하지 않도록 용기내의 분위기를 소정유량이상으로 배기한다고 하는 조건을 만족하는 배기작업을, 제 1 배기관과 제 2 배기관을 사용하여 분담하여 행할 수 있다. 따라서, 케이싱내 및 용기내의 분위기제어를 보다 용이하게 할 수 있다.

Description

도포장치 및 도포방법{COATING UNIT AND COATING METHOD}
도 1은 본 발명의 실시의 형태에 이러한 레지스트 도포장치를 갖는 도포현상처리 시스템의 구성의 개략을 나타내는 평면도,
도 2는 도 1의 도포현상처리 시스템의 정면도,
도 3은 도 1의 도포현상처리 시스템의 배면도,
도 4는 레지스트 도포장치의 종단면의 설명도,
도 5는 도 4의 레지스트 도포장치의 횡단면의 설명도,
도 6은 레지스트 도포장치에 사용되는 분류판의 평면도,
도 7은 레지스트 도포장치의 다른 구성예를 나타내는 종단면의 설명도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 도포현상처리 시스템 17 : 레지스트 도포장치
17a : 케이싱 61 : 컵
62 : 제 1 배기관 64 : 제 1 댐퍼
74 : 공급관 77 : 분류판
80 : 정류판 83 : 제 2 배기관
84 : 제 2 댐퍼 68 : 노즐반송장치
본 발명은 기판의 도포장치 및 도포방법에 관한 것이다.
예컨대, 반도체 디바이스의 제조 프로세스에 있어서의 포토리소그래피공정에서는, 기판인 예컨대 반도체 웨이퍼(이하 「웨이퍼」라 함)표면에 레지스트액을 도포하여, 레지스트막을 형성하는 레지스트 도포처리, 웨이퍼에 패턴을 노광하는 노광처리, 노광후의 웨이퍼에 대하여 현상을 행하는 현상처리 등이 행하여져, 웨이퍼에 소정의 회로 패턴이 형성된다.
상술한 레지스트 도포처리는, 통상 레지스트 도포장치로 행해지고 있으며, 예컨대 레지스트 도포장치의 케이싱내에는, 상면(上面)이 개구한 원통형의 컵이 설치되어, 해당 컵내에는, 웨이퍼를 흡착유지하여 회전시키는 스핀척이 설치되어 있다. 그리고, 웨이퍼의 레지스트 도포처리는 회전된 웨이퍼의 중심에 레지스트액을 공급하고, 해당 회전에 의한 원심력에 의해 웨이퍼상의 레지스트액을 확산시켜, 웨이퍼상에 균일한 레지스트막을 형성함으로써 행하여지고 있었다.
또한, 레지스트 도포처리시는 케이싱내 및 컵내를 소정의 온습도분위기에 유지해야 하기 때문에, 레지스트 도포장치에는, 컵내의 웨이퍼에 공기나 불활성기체 등의 기체를 공급하는 공급장치와, 컵의 아래쪽에서 컵내의 분위기를 배기하는 배기장치가 설치되어 있다. 종래, 레지스트 도포장치내의 분위기를 배기하는 배기장치는 해당 배기장치 뿐이며, 상기 공급장치의 기체의 공급량과 하나의 상기 배기장 치의 배기량을 조절함으로써, 레지스트 도포처리의 처리환경을 유지하고 있었다.
그렇지만 레지스트막의 막두께는, 상술한 기체를 공급할 때의 유속에 따라 변동하기 때문에, 기체의 유속을 소정의 범위내로 유지할 필요가 있으며, 또한 케이싱 외부로부터의 불순물이 케이싱내에 유입하지 않도록 케이싱내를 양압력으로 유지하면서, 또한 웨이퍼로부터 발생하는 불순물을 컵밖으로 유출시키지 않도록, 상술한 기체의 배기를 일정한 배기유량 이상으로 할 필요가 있다. 그 때문에, 상술한 바와 같이 단지 하나의 배기장치와 공급장치에 의해서, 상술한 조건을 모두 만족하도록 각 배기유량, 공급유량을 조절하는 것은, 지극히 곤란하였다.
본 발명은 이러한 점에 비추어 이루어진 것이며, 케이싱내 및 컵내의 분위기제어를 보다 용이하게 할 수 있는 도포장치와, 도포방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
이 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 도포장치는 기판에 도포액을 도포하는 도포장치이며, 상기 기판을 둘러싸는 용기와, 상기 용기를 안에 수납하는 케이싱과, 상기 케이싱내에 소정의 기체를 공급하는 공급장치와, 상기 용기내의 분위기를 배기하는 제 1 배기관과, 상기 케이싱내의 분위기를 배기하는 제 2 배기관과, 상기 제 1 배기관에 설치되고, 제 1 배기관내를 통과하는 분위기의 유량을 조절하는 제 1 조절장치와, 상기 제 2 배기관에 설치되고, 제 2 배기관내를 통과하는 분위기의 유량을 조절하는 제 2 조절장치를 갖고 있다.
또한 본 발명의 도포방법은, 기판에 도포액을 도포하는 도포방법으로서, 상 기 기판을 둘러싸는 용기와, 상기 용기를 안에 수납하는 케이싱과, 상기 케이싱내에 소정의 기체를 공급하는 공급장치와, 상기 용기내의 분위기를 배기하는 제 1 배기관과, 상기 케이싱내의 분위기를 배기하는 제 2 배기관과, 상기 제 1 배기관에 설치되고, 제 1 배기관내를 통과하는 분위기의 유량을 조절하는 제 1 조절장치와, 상기 제 2 배기관에 설치되어, 제 2 배기관내를 통과하는 분위기의 유량을 조절하는 제 2 조절장치를 갖고 있는 도포장치를 사용하여, 상기 제 2 배기관으로부터 배기되는 상기 케이싱내의 분위기의 유량을 조절함으로써, 상기 케이싱내의 기압을 상기 케이싱 외의 기압보다도 높게 유지하는 공정을 갖는다.
본 발명에 의하면, 상기 용기내의 분위기를 배기하는 제 1 배기관과는 별도로, 케이싱내의 분위기를 배기하는 제 2 배기관을 설치함으로써, 케이싱내를 양압력으로 유지하기 때문에 배기조절을 이 제 2 배기관을 사용하여 행할 수 있다. 그 때문에, 상술한, 기체의 공급량에 대하여 케이싱내가 양압력이 되도록 케이싱내를 배기하고, 또한 용기내의 분위기가 용기밖으로 유출하지 않도록 용기내의 분위기를 소정유량 이상으로 배기한다는 조건을 만족하는 배기작업을, 제 1 배기관과 제 2 배기관을 사용하여 분담하여 행할 수 있다. 따라서, 케이싱내 및 용기내의 분위기제어를 보다 용이하게 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 제 2 배기관을 사용하여 케이싱내의 기압을 양압력으로 유지함으로써 종래 하나의 배기관에 의하여 행하여지고 있던, 용기내의 배기유량조절과 케이싱내의 양압력조절을, 분담하여 할 수 있기 때문에, 각 조절을 보다 용이하게 할 수 있다.
이하, 본 발명이 바람직한 실시의 형태에 관해서 설명함으로써, 본 발명을 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명에 이러한 도포장치를 갖는 도포현상처리 시스템(1)의 평면도이며, 도 2는 도포현상처리 시스템(1)의 정면도이고, 도 3은 도포현상처리 시스템(1)의 배면도이다.
도포현상처리 시스템(1)은 도 1에 나타낸 바와 같이, 예컨대 25장의 웨이퍼 (W)를 카세트단위로 외부에서 도포현상처리 시스템(1)에 대하여 반입출하거나, 카세트(C)에 대하여 웨이퍼(W)를 반입출하는 카세트 스테이션(2)과 도포현상처리 공정중에서 매엽식으로 소정의 처리를 실시하는 각종 처리장치를 다단으로 배치하여 이루어지는 처리 스테이션(3)과, 이 처리 스테이션(3)에 인접하여 설치되는 도시하지 않은 노광장치와의 사이에서 웨이퍼(W)의 주고받음을 행하는 인터페이스부(4)를 일체로 접속한 구성을 갖고 있다.
카세트 스테이션(2)에서는, 재치부가 되는 카세트 재치대(5)상의 소정의 위치에, 복수의 카세트(C)를 X방향(도 1중의 상하방향)에 일렬로 재치가 자유롭게 되어있다. 그리고, 이 카세트 배열방향(X방향)과 카세트(C)에 수용된 웨이퍼(W)의 웨이퍼 배열방향(Z방향; 연직방향)에 대하여 이송가능한 웨이퍼반송체(7)가 반송로 (8)에 따라 이동이 자유롭게 설치되어 있고, 각 카세트(C)에 대하여 선택적으로 엑세스할 수 있도록 되어 있다.
웨이퍼반송체(7)는 웨이퍼(W)의 위치 맞춤을 하는 얼라인먼트기능을 구비하고 있다. 이 웨이퍼반송체(7)는 후술하는 바와 같이 처리 스테이션(3)측의 제 3 처리장치군(G3)에 속하는 익스텐션장치(32)에 대해서도 엑세스할 수 있도록 구성되어 있다.
처리스테이션(3)에서는, 그 중심부에 주반송장치(13)가 설치되어 있고, 이 주반송장치(13)의 주변에는 각종 처리장치가 다단으로 배치되어 처리장치군을 구성하고 있다. 해당 도포현상처리 시스템(1)에 있어서는, 4개의 처리장치군(G1,G2, G3,G4)이 배치되어 있고, 제 1 및 제 2 처리장치군(G1,G2)은 현상처리시스템(1)의 정면측에 배치되고, 제 3 처리장치군(G3)은 카세트 스테이션(2)에 인접하여 배치되며, 제 4 처리장치군(G4)은 인터페이스부(4)에 인접하고 배치되어 있다. 또한 옵션으로서 파선으로 나타낸 제 5 처리장치군(G5)을 배면측에 별도배치 가능해지고 있다. 상기 주반송장치(13)는 이들 처리장치군(G1,G2,G3,G4)에 배치되어 있는 후술하는 각종처리장치에 대하여, 웨이퍼(W)를 반입출가능하다. 또, 처리장치군의 수나 배치는 웨이퍼(W)에 실시되는 처리의 종류에 따라 다르고, 처리장치군의 수는 임의로 선택할 수 있다.
제 1 처리장치군(G1)에서는, 예컨대 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 이러한 도포장치로서의 레지스트 도포장치(17)와, 노광후의 웨이퍼(W)를 현상처리하는 현상처리장치(18)가 아래에서부터 순차로 2단으로 배치되어 있다. 처리장치군(G2)의 경우도 마찬가지로, 레지스트 도포장치(19)와, 현상처리장치(20)가 아래에서 순차로 2단으로 겹쳐 쌓아지고 있다.
제 3 처리장치군(G3)에서는, 예컨대 도 3에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W)를 냉각처리하는 쿨링장치(30), 레지스트액과 웨이퍼(W)의 정착성을 높이기 위한 어드 히젼장치(31), 웨이퍼(W)를 대기시키는 익스텐션장치(32), 레지스트액중의 용제를 건조시키는 프리베이킹장치(33,34) 및 현상처리후의 가열처리를 실시하는 포스트베이킹장치(35,36) 등이 아래에서부터 순차로 예컨대 7단으로 포개여지고 있다.
제 4 처리장치군(G4)에서는, 예컨대 쿨링장치(40), 얹어 놓은 웨이퍼(W)를 자연냉각시키는 익스텐션·쿨링장치(41), 익스텐션장치(42), 쿨링장치(43), 노광후의 가열처리를 하는 포스트익스포저베이킹장치(44,45), 포스트베이킹장치(46,47) 등이 아래에서부터 순차로 예컨대 8단으로 겹쳐 쌓아지고 있다.
인터페이스부(4)의 중앙부에는 웨이퍼반송체(50)가 설치되어 있다. 이 웨이퍼반송체(50)는 X방향(도 1중의 상하방향), Z방향(수직방향)의 이동과 θ방향(Z축을 중심으로 하는 회전방향)의 회전이 자유롭게 할 수 있도록 구성되어 있어, 제 4 처리장치군(G4)에 속하는 익스텐션·쿨링장치(41), 익스텐션장치(42), 주변노광장치(51) 및 도시하지 않은 노광장치에 대하여 엑세스하고, 각각에 대하여 웨이퍼(W)를 반송할 수 있도록 구성되어 있다.
다음에, 상술한 레지스트 도포장치(17)의 구성에 관해서 자세히 설명한다. 도 4는 레지스트 도포장치(17)의 개략을 나타내는 종단면의 설명도이며, 도 5는 레지스트 도포장치(17)의 횡단면의 설명도이다.
레지스트 도포장치(17)의 케이싱(17a)의 중앙부에는, 도 4에 나타낸 바와 같이 상면이 평탄히 형성되고, 그 중앙부에 도시하지 않은 흡인구를 갖는 스핀척(60)이 설치되어 있고, 레지스트 도포장치(17)내에 반입된 웨이퍼(W)가 스핀척(60)상에 수평으로 흡착유지되도록 구성되어 있다. 스핀척(60)아래쪽으로는, 이 스핀척(60) 을 상하운동 및 회전이 자유로운 도시하지 않은 구동기구가 설치되어 있고, 웨이퍼 (W)에 레지스트액을 도포할 때에 웨이퍼(W)를 소정의 회전수로 회전시키거나, 웨이퍼(W)를 스핀척(60)상에 얹어 놓을 때에 스핀척(60)을 상하로 이동시키거나 할 수 있도록 되어 있다.
스핀척(60)의 바깥둘레 바깥쪽에는, 이 바깥둘레를 둘러싸도록 하여, 상면이 개구한 고리형상의 컵(61)이 설치되어 있고, 스핀척(60)상에 흡착유지되어, 회전된 웨이퍼(W)에서 원심력에 의해 비산한 레지스트액을 받아내어, 주변의 장치가 오염되지 않게 되어 있다. 컵(61)의 바닥부에는, 해당 웨이퍼(W)에서 넘쳐흘러 떨어지거나, 비산한 레지스트액을 배액하는, 도시하지 않은 드레인관이 설치되어 있다.
컵(61)의 하부에는, 컵(61)내의 분위기를 배기하는 제 1 배기관(62)이 설치되어 있다. 제 1 배기관(62)은 후술한 바와 같이 제 2 배기관(83)을 개재하여 흡인장치(63)에 통하고 있으며, 이 흡인장치(63)에 의해서 컵(61)내의 분위기를 적극적으로 배기할 수 있도록 되어 있다. 이 제 1 배기관(62)에는 제 1 조절장치로서의 제 1 댐퍼(64)가 설치되어 있어, 제 1 배기관(62)을 흐르는 기체의 유량은 조절가능하다.
컵(61)의 측방이며, X방향 음방향(도 4, 도 5의 오른쪽방향)측에는, 도 5에 나타낸 바와 같이 Y방향(도 5의 상하방향)에 길고, 외형이 직방체형상인 수용부로서의 케이스(66)가 설치되어 있다. 케이스(66)내에는, 웨이퍼(W)에 레지스트액을 토출하는 도포액 공급노즐로서의 레지스트액 공급노즐(67)을 반송하는 반송장치로서의 노즐반송장치(68)가 설치되어 있다.
노즐반송장치(68)는 도 4에 나타낸 바와 같이, 레지스트액 공급노즐(67)을 매달도록 하여 유지가능한 노즐유지부재(69)와, 이 노즐유지부재(69)가 고정되어 있는 아암부(70)를 갖고 있다. 아암부(70)에는, 도시하지 않은 구동기구가 설치되어 있고, 이 구동기구에 의해서 아암부(70)는 도 5에 나타낸 바와 같이 Y방향으로 뻗는 레일(71) 위를 이동가능하며, 또한 Z방향으로 신축가능하다. 따라서, 노즐유지부재(69)에 유지된 레지스트액 공급노즐(67)은 Y, Z방향으로 이동할 수 있다.
노즐유지부재(69)의 고정되어 있는 위치는 아암부(70)가 웨이퍼(W)의 중심 위쪽으로 이동하였을 때에, 노즐유지부재(69)가 웨이퍼(W)의 중심 위쪽이 되는 위치이며, 레지스트액이 해당 노즐유지부재(69)에 유지된 레지스트액 공급노즐(67)로부터 웨이퍼(W)의 중심에 공급된다.
케이스(66)의 상면에는, 복수의 제 1 통기구멍(66a)이 설치되고, 케이스(66)의 컵(61)측의 하부에는, 제 2 통기구멍(66b)이 설치되어 있으며, 제 1 통기구멍 (66a)으로부터의 기체가 케이스(66)내를 통과하여, 제 2 통기구멍(66b)에서 컵(61)의 아래쪽으로 배출된다.
컵(61)의 바깥쪽으로서, Y방향 정방향(도 5의 위방향)측에는, 상기한 레지스트액 공급노즐(67)을 대기시켜 두기 위한 노즐박스(72)가 설치되어 있다. 노즐박스(72)에는, 레지스트액 공급노즐(67)의 외형과 동형상의 복수의 오목부(73)가 형성되어 있고, 해당 오목부(73)에 레지스트액 공급노즐(67)을 수용하고, 대기시킬 수 있게 되어 있다. 노즐박스(72)는 X방향으로 이동이 자유롭게 구성되어 있고, 노즐박스(72)가 X방향으로 이동함으로써, 원하는 레지스트액 공급노즐(67)이 노즐 반송장치(68)에 고정되어 있는 노즐유지부재(69)의 아래쪽으로 이동하여, 노즐유지부재(69)가 하강하여 레지스트액공급노즐(67)을 유지할 수 있도록 되어 있다.
케이싱(17a)의 상면에는, 케이싱(17a) 내에 소정의 기체, 예컨대 대기인 공기나 불활성기체를 공급하기 위한 공급장치로서의 공급관(74)이 설치되어 있다. 공급관(74)에는, 댐퍼(75)가 설치되어 있고, 케이싱(17a) 내에 공급되는 기체의 유량을 소정의 유량에 조절할 수 있다. 불활성기체로서는, 예컨대 질소가스, 헬륨가스 등을 사용할 수 있다.
공급관(74)의 댐퍼(75)의 하류에는, 온습도조절장치(76)가 설치되어 있으며, 공급관(74)내를 흐르는 기체를 적절한 온도 및 습도로 조절하고 나서, 해당 기체를 케이싱(17a) 내에 공급할 수 있도록 되어 있다.
케이싱(17a) 내측의 상부에는, 상기 공급관(74)으로부터의 기체를 분류하는 분류판(77)이 케이싱(17a)의 상면과 평행하게 되도록 설치되어 있다. 분류판(77)에는, 도 6에 나타낸 바와 같이 다수의 통기구멍(78)이 설치되어 있고, 해당 통기구멍(78)은 아래쪽의 컵(61)에 대향하는 부분쪽이 다른 부분에 비해서 밀도 있게 되도록 설치되어 있다. 이러한 구성에 의해 공급관(74)으로부터 공급된 기체를, 각 통기구멍(78)을 통과시키는 것에 따라 분류하여, 케이싱(17a)내 전체에 안정된 하강기류를 공급할 수 있다. 통기구멍(78)이 컵(61)에 대향하는 위치에 많이 설치되어 있기 때문에, 컵(61) 내에 보다 많은 기체가 공급되도록 되어 있다.
상기 분류판(77)의 아래쪽에 있고, 컵(61)과 같은 높이의 위치에는, 정류판 (80)이 컵(61)의 바깥둘레를 둘러싸도록 하여 수평으로 설치되어 있다. 이 정류판 (80)에는, 도 5에 나타낸 바와 같이 다수의 구멍(81)이 설치되어 있고, 상술한 분류판(77)을 통과한 기체가 해당 구멍(81)을 통과함으로써, 분류판(77)으로부터 정류판(80)에 대하여 직선적인 하강기류가 형성되게 되어 있다.
케이싱(17a)의 내측의 하부에는, 배기구(82)를 위쪽으로 향한 제 2 배기관으로서의 제 2 배기관(83)이 설치되어 있고, 흡인장치(63)에 의해서 케이싱(17a) 내의 분위기를 적극적으로 배기할 수 있도록 되어 있다. 제 2 배기관(83)에는, 제 2 배기관(83)을 흐르는 분위기의 유량을 조절하는 제 2 조절장치로서의 제 2 댐퍼 (84)가 부착되어 있다. 상술한 컵(61)으로부터의 제 1 배기관(62)의 하류측은 제 2 댐퍼(84)의 상류측의 제 2 배기관(83)에 연통되어 있고, 최종적으로는, 컵 (61)내의 분위기도 제 2 배기관(83)을 지나 배기된다. 상술한 바와 같이, 제 2 배기관 (83)에는, 제 1 배기관(62)으로부터의 기체가 합류하지만, 제 1 배기관(62)의 배기유량은 상류의 제 1 댐퍼(64)에 의해서 조절되고 있기 때문에, 제 2 댐퍼(84)에 의한 유량조절은 오로지 배기구(82)로부터 배기되는 케이싱(17a) 내의 분위기의 유량조절을 담당하고 있다.
상술한 제 1 배기관(62)의 제 1 댐퍼(64), 공급관(74)의 댐퍼(75), 제 2 배기관(83)의 제 2 댐퍼(84)는 컨트롤러(85)에 의해서 제어되어 있고, 컨트롤러(85)에 의해서 제 1 배기관(62), 제 2 배기관(83) 및 공급관(74)내를 흐르는 기류의 유량을 소정의 유량에 유지하거나, 소정의 타이밍에서 소정의 유량으로 변경하거나 할 수가 있다.
다음에, 이상과 같이 구성되고 있는 레지스트 도포장치(17)의 작용에 관해 서, 도포현상처리 시스템(1)으로 행하여지는 포토리소그래피공정의 프로세스와 함께 설명한다.
우선, 웨이퍼반송체(7)가 카세트(C)에서 미처리의 웨이퍼(W)를 1장 꺼내어, 제 3 처리장치군(G3)에 속하는 어드히젼장치(31)에 반입한다. 이 어드히젼장치 (31)에 있어서, 레지스트액과의 밀착성을 향상시키는 HMDS 등의 밀착강화제를 도포된 웨이퍼(W)는 주반송장치(13)에 의해서, 쿨링장치(30)반송되어, 소정의 온도로 냉각된다. 그 후, 웨이퍼(W)는 레지스트 도포장치(17 또한 19)에 반송된다.
웨이퍼(W) 상에 레지스트막이 형성된 웨이퍼(W)는 다시 주반송장치(13)에 의해서 프리베이킹장치(33 또는 34), 익스텐션·쿨링장치(41)에 순차 반송되어, 소정의 처리가 실시된다.
이어서, 웨이퍼(W)는 익스텐션·쿨링장치(41)로부터 웨이퍼반송체(50)에 의해서 추출되고, 주변노광장치(51)를 지나서 노광장치(도시하지 않음)에 반송된다. 노광처리의 종료한 웨이퍼(W)는 웨이퍼반송체(50)에 의해 익스텐션장치(42)에 반송되고, 또한 주반송장치(13)에 의해서, 포스트익스포저베이킹장치(44 또는 45), 현상처리장치(18 또는 20), 포스트베이킹장치(35,36,46 또는 47), 쿨링장치(30)로 순차 반송되어, 각 장치에 있어서 소정의 처리가 실시된다. 그 후, 웨이퍼(W)는 익스텐션장치(32)를 통해, 웨이퍼반송체(7)에 의해서 카세트(C)에 복귀되며, 일련의 소정의 도포현상처리가 종료한다.
다음에 상술한 레지스트 도포장치(17)의 작용에 관해서 자세히 설명한다. 우선, 웨이퍼(W)가 레지스트 도포장치(17)에 반입되기 전에, 공급관(74)으로부터 케이싱(17a) 내에, 온도 및 습도가 조절된 공기가 공급되기 시작한다. 이 때의 공기의 공급유량은 컨트롤러(85) 및 댐퍼(75)에 의해서, 예컨대 공급관(74)내의 유속이 O.3 m/s 정도가 되도록, 예컨대 2.1 m3/ min으로 조절된다.
또한, 이것과 동시에 흡인장치(63)가 작동하고, 컵(61)내의 분위기가 제 1 배기관(62)으로부터 배기되고, 케이싱(17a) 내의 분위기가 배기구(82)로부터 배기되기 시작한다. 이 때, 제 1 배기관(62)내의 유량은 제 1 유량으로서의, 예컨대 1.5 m3/min에 조절되어, 제 2 배기관(83)의 유량은 제 2 유량으로서의, 예컨대 2.0 m3/min에 조절된다.
이에 따라, 공급관(74)으로부터 공급된 2.1 m3/min의 공기는 분류판(77)을 통과하여, 케이싱(17a)내 전체로 공급되고, 그동안 1.5 m3/min의 공기는 컵(61)내에 들어가, 컵(61)내를 퍼지하면서 제 1 배기관(62)으로부터 배기된다. 또한 공급된 공기내 0.5 m3/min(상기 제 1 유량과 상기 제 2 유량과의 차)은 정류판(80)또는 케이스(66)내를 통과하여, 케이싱(17a) 내에 하강기류를 형성하면서, 배기구(82)로부터 제 2 배기관(83)을 통해 배기된다. 그리고, 나머지의 0.1 m3/min에 의해서 케이싱(17a) 내의 기압이 양압력으로 유지된다.
이상과 같이 케이싱(17a)내 및 컵(61)내의 분위기가 적절한 분위기로 유지된 후에, 웨이퍼(W)의 레지스트 도포처리가 시작된다. 우선, 주반송장치(13)에 의해 서 웨이퍼(W)가 레지스트 도포장치(17)내에 반입되고, 웨이퍼(W)가 미리 상승하여 대기하고 있는 스핀척(60)에 주고받음되고, 그 후 웨이퍼(W)가 스핀척(60)상에 흡착유지된다. 다음에 스핀척(60)이 하강하여, 웨이퍼(W)가 컵(61)내의 소정의 위치에 배치된다.
웨이퍼(W)가 컵(61)내의 소정위치에 배치되면, 노즐반송장치(68)가 Y방향으로 이동하고, 노즐박스(72)로 대기하고 있는 레지스트액 공급노즐(67)을 유지한다. 그리고, 다시 Y방향으로 이동하여, 레지스트액 공급노즐(67)이 웨이퍼(W)의 중심위쪽으로 이동된다. 다음에 스핀척(60)에 의해서 웨이퍼(W)가 소정의 회전속도, 예컨대 100 rpm에서 회전되기 시작한다. 이 때, 제 1 댐퍼(64)에 의해서, 제 1 배기관(62)내의 배기유량을, 예컨대 1.5 m3/min에서 2.0 m3/min으로 증가시킨다.
그 후, 레지스트액 공급노즐(67)로부터 레지스트액이 토출되고, 웨이퍼(W) 중심으로 소정량의 레지스트액이 공급된다. 그리고, 소정량의 레지스트액이 공급된 후, 웨이퍼(W)의 회전속도가 예컨대 4000 rpm에 가속되고, 이에 따라 웨이퍼(W) 상의 레지스트액이 웨이퍼(W) 전면에 확산되어, 레지스트막이 형성된다. 그 후, 웨이퍼(W)의 회전속도가 예컨대 2500 rpm에 감속되어, 또한 레지스트액이 확산되고, 레지스트막의 박막화가 도모된다. 그리고, 소정막 두께의 레지스트막이 형성되면, 웨이퍼(W)의 회전이 정지된다. 이 때, 제 1 배기관(62)내의 배기유량을 2.0 m3/min에서 1.5 m3/ min으로 감소시킨다.
이렇게 해서 웨이퍼(W) 상에 소정의 레지스트막이 형성되어, 웨이퍼(W)의 회 전이 정지되면, 레지스트액 공급노즐(67)은 다시 노즐박스(73)에 이동되어, 노즐박스(73)의 오목부(74)에 복귀된다. 또한 레지스트막이 형성된 웨이퍼(W)는 다시 스핀척(60)에 의해서 상승되어, 스핀척(60)으로부터 주반송장치(13)에 주고받음된다. 그리고, 레지스트 도포장치(17)로부터 다음 공정이 행하여지는 프리베이킹장치(33)에 반송되어, 레지스트 도포처리가 종료한다.
이상의 실시형태에 의하면, 케이싱(17a) 내의 분위기를 배기하기 위한 제 2 배기관(83)과 컵(61)내의 분위기를 배기하기 위한 제 1 배기관(62)을 따로따로 설치하고 있기 때문에, 케이싱(17a) 내의 양압력조절을 오로지 제 2 배기관(83)을 사용하여 할 수 있다. 따라서, 종래와 같이, 제 1 배기관(62)에 의해서, 컵(61)내의 배기와 양압력조정 모두를 행할 필요가 없어지고, 케이싱(17a) 및 컵(61)내의 분위기를 용이하게 조절할 수가 있다.
제 1 배기관(62)을 제 2 배기관(83)에 접속하여 설치하였기 때문에, 컵(61)내의 분위기와 케이싱(17a) 내의 배기가 최종적으로 하나의 배기관으로 모아지기 때문에, 배기용의 배관이 1계통으로 충분하다.
컵(61) 주위에 정류판(80)을 설치하였기 때문에, 제 2 배기관(82)을 부착함으로써 형성된 케이싱(17a) 내의 하강기류가 케이싱(17a) 내에서 한결같이 형성되고, 케이싱(17a) 내의 불순물을 적합하게 배출할 수가 있다.
또한, 회전된 웨이퍼(W) 상에 레지스트액을 공급하고, 해당 레지스트액을 확산할 때에만, 컵(61)내의 배기유량을 증대시키도록 하였기 때문에, 레지스트액으로부터 많은 미스트가 발생하는 해당 타이밍에 있어서, 컵(61)내에서 케이싱(17a) 내 에 해당 미스트가 유출하는 것이 억제할 수 있다.
이상의 실시형태에서는, 상술한 바와 같이 제 1 배기관(62)을 제 2 배기관 (83)에 접속하여 설치하였지만, 접속하지 않고서 제 1 배기관(62)과 제 2 배기관 (83)을 독립시켜 설치하여도 좋다. 이러한 경우에 있어서도, 케이싱(17a) 내의 기압조절과 컵(61)내의 배기조절을 다른 배기관에 의해서 할 수 있기 때문에, 레지스트처리중의 분위기제어를 종래에 비해서 용이하게 할 수 있다.
이상의 실시형태에서는, 노즐반송장치(68)의 케이스(66)내의 배기를, 다른 케이싱(17a) 내의 배기와 같이 제 2 배기관(83)에 의해서 행하고 있었지만, 케이스 (66)내의 분위기를 배기하는 배기관을 별도 설치하도록 하여도 좋다.
이러한 경우, 예컨대 도 7에 나타낸 바와 같이, 제 3 배기관으로서의 배기관 (90)을 케이스(66)의 아래쪽의 측벽에 부착시키고, 예컨대 흡인장치(63)에 의해서 케이스(66)내의 분위기를 적극적으로 배기할 수 있도록 하는 것이 제안된다. 그리고, 웨이퍼(W)의 레지스트 도포처리가 행하여질 때에는 상시 케이스(66)내의 분위기를 배기하고, 퍼지하도록 한다. 이렇게 함으로써, 구동기구가 많고, 불순물이 발생하기 쉬운 노즐반송장치(68)의 주변을 청정한 분위기로 유지하고, 컵 (61)내의 웨이퍼(W)에 불순물이 부착하는 것을 억제할 수 있다.
이와 같이 케이스(66)내의 배기를 레지스트 도포처리 중에 상시 행하도록 하여도 좋지만, 노즐반송장치(68)에 유지된 레지스트액 공급노즐(67)이 웨이퍼(W)상에 위치하였을 때에만 행하도록 하여도 좋다. 즉 노즐반송장치(68)로부터 발생한 불순물이 웨이퍼(W) 상에 낙하하기 쉬운 경우에만 케이스(66)내의 배기를 행하도록 한다. 이렇게 함에 따라, 필요없이 과잉의 배기가 억제되어, 케이싱(17a) 내의 기류가 안정되며, 또한 배기함으로써 필요하게 되는 전력소비량의 절감도 도모된다.
이상의 실시형태에서는, 웨이퍼(W)에 레지스트액을 도포하고, 레지스트막을 형성하는 도포장치에 관한 것이지만, 레지스트액 이외의 도포액, 예컨대 현상액을 도포하는 장치에 있어서도 적용할 수 있다. 또한, 웨이퍼(W) 이외의 기판 예컨대 LCD 기판의 도포장치에도 적용된다.
본 발명에 의하면, 케이싱내를 양압력으로 유지하기 위한 배기와 컵내의 분위기가 용기밖으로 유출하지 않도록 하기 위한 배기를 별도의 배기관을 사용하여 행할 수 있기 때문에, 복수의 조건을 만족시키는 분위기제어를 보다 용이하게 할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 1계통의 배관만으로 케이싱내의 배기와 용기내의 배기를 할 수 있기 때문에, 배관설비가 단순화됨과 동시에, 쓸데없는 설비를 생략할 수 있기 때문에 비용의 절감이 도모된다.

Claims (13)

  1. 기판에 도포액을 도포하는 도포장치이며,
    상기 기판을 둘러싸는 용기와,
    상기 용기를 안에 수납하는 케이싱과,
    상기 케이싱내에 소정의 기체를 공급하는 공급장치와,
    상기 용기내의 분위기를 배기하는 제 1 배기관과,
    상기 케이싱내의 분위기를 배기하는 제 2 배기관과,
    상기 제 1 배기관에 설치되어, 제 1 배기관내를 통과하는 분위기의 유량을 조절하는 제 1 조절장치와,
    상기 제 2 배기관에 설치되어, 제 2 배기관내를 통과하는 분위기의 유량을 조절하는 제 2 조절장치를 갖고 있는 도포장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 배기관의 하류측은 상기 제 2 배기관에 있어서의 상기 제 2 조절장치의 상류측에 접속되어 있는 도포장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 용기내에 위치하는 기판에 도포액을 공급하는 도포액 공급노즐을 반송하는 반송장치와,
    상기 케이싱내에 배치된 상기 반송장치를 수용하는 수용부와,
    해당 수용부내의 분위기를 배기하는 제 3 배기관을 갖는 도포장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 공급장치에 의해서, 상기 기체가 상기 케이싱의 상부로부터 아래쪽으로 향하여 공급되고,
    상기 제 2 배기관은 상기 케이싱의 하부에 설치되어 있는 도포장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 공급장치와 제 2 배기관에 의해서 상기 케이싱내에 발생한 하강기류를 정류하는 정류판을 갖는 도포장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 용기내에 위치하는 기판에 도포액을 공급하는 도포액 공급노즐을 반송하는 반송장치와,
    상기 케이싱내에 배치된 상기 반송장치를 수용하는 수용부와,
    해당 수용부내의 분위기를 배기하는 제 3 배기관을 갖는 도포장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 용기내에 위치하는 기판에 도포액을 공급하는 도포액 공급노즐을 반송 하는 반송장치와,
    상기 케이싱내에 배치된 상기 반송장치를 수용하는 수용부와,
    해당 수용부내의 분위기를 배기하는 제 3 배기관을 갖는 도포장치.
  8. 기판에 도포액을 도포하는 도포방법으로서,
    상기 기판을 둘러싸는 용기와, 상기 용기를 안에 수납하는 케이싱과, 상기 케이싱내에 소정의 기체를 공급하는 공급장치와, 상기 용기내의 분위기를 배기하는 제 1 배기관과, 상기 케이싱내의 분위기를 배기하는 제 2 배기관과, 상기 제 1 배기관에 설치되어, 제 1 배기관내를 통과하는 분위기의 유량을 조절하는 제 1 조절장치와, 상기 제 2 배기관에 설치되어, 제 2 배기관내를 통과하는 분위기의 유량을 조절하는 제 2 조절장치를 갖고 있는 도포장치를 사용하여,
    상기 제 2 배기관으로부터 배기되는 상기 케이싱내의 분위기의 유량을 조절함으로써, 상기 케이싱내의 기압을 상기 케이싱외의 기압보다도 높게 유지하는 공정을 갖는 도포방법.
  9. 기판에 도포액을 도포하는 도포방법으로서,
    상기 기판을 둘러싸는 용기와, 상기 용기를 속에 수납하는 케이싱과, 상기 케이싱내에 소정의 기체를 공급하는 공급장치와, 상기 용기내의 분위기를 배기하는 제 1 배기관과, 상기 케이싱내의 분위기를 배기하는 제 2 배기관과, 상기 제 1 배기관에 설치되어, 제 1 배기관내를 통과하는 분위기의 유량을 조절하는 제 1 조절장치와, 상기 제 2 배기관에 설치되어, 제 2 배기관내를 통과하는 분위기의 유량을 조절하는 제 2 조절장치를 가지며, 또한 상기 제 1 배기관의 하류측은 상기 제 2 배기관에 있어서의 상기 제 2 조절장치의 상류측에 접속되어 있는 도포장치를 사용하여,
    상기 제 1 배기관으로부터 배기되는 상기 용기내의 분위기의 유량을 제 1 유량으로 조절하고, 상기 제 2 배기관으로부터 배기되는 상기 케이싱내의 분위기의 유량을 상기 제 1 유량보다도 많은 제 2 유량으로 조절함으로써, 상기 케이싱내의 기압을 상기 케이싱외의 기압보다도 높게 유지하는 공정을 갖는 도포방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 기판을 회전시킨 상태에서, 해당 기판의 중심에 도포액을 공급하여, 해당 도포액을 확산시킬 때에만, 상기 제 1 배기관으로부터 배기되는 상기 용기내의 분위기의 유량을 증대시키는 도포방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 기판을 회전시킨 상태에서, 해당 기판의 중심에 도포액을 공급하고, 해당 도포액을 확산시킬 때에만, 상기 제 1 배기관으로부터 배기되는 상기 용기내의 분위기의 유량을 증대시키는 도포방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 도포장치는 도포액 공급노즐과, 이 도포액 공급노즐을 반송하는 반송장치와, 상기 케이싱내에 배치되어 상기 반송장치를 수용하는 수용부와, 상기 수용부내를 배기하는 제 3 배기관을 가지며,
    상기 도포액 공급노즐이 상기 기판 위쪽에 위치하였을 때에, 상기 제 3 배기관으로부터 상기 수용부내의 분위기를 배기하는 도포방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 도포장치는 도포액 공급노즐과, 이 도포액 공급노즐을 반송하는 반송장치와, 상기 케이싱내에 배치되어 상기 반송장치를 수용하는 수용부와, 상기 수용부내를 배기하는 제 3 배기관을 가지며,
    상기 도포액 공급노즐이 상기 기판 위쪽에 위치하였을 때에, 상기 제 3 배기관으로부터 상기 수용부내의 분위기를 배기하는 도포방법.
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