KR100816008B1 - 판형 피처리물의 회전처리장치 및 회전처리방법 - Google Patents

Abstract

대형 기판의 표면에 현상액 등의 액체를 공급할 때 기판의 수평도를 유지한다.

기판(W)의 네 귀퉁이에 대응한 위치에는 기판(W)의 하면을 아래에서 지지하는 지지기구(16)를 설치하고 있다. 이 지지기구(16)는 베이스(10) 상에 고정되는 상하방향의 실린더(17)와, 이 실린더(17)의 작동에 의해 승강 움직임을 하는 받침부(18)로 이루어지고, 실린더(17)의 로드는 아래판(5b) 및 윗판(5a)에 형성한 구멍을 통해 그의 상단이 윗판(5a)보다도 위쪽에 위치하고, 이 로드 상단에 받침부(18)가 고착되어 있다.

Description

판형 피처리물의 회전처리장치 및 회전처리방법{Rotary treatment apparatus and method for treating a plate shaped object}

도 1은 본 발명의 회전처리장치의 종단면도.

도 2는 상기 회전처리장치의 평면도.

도 3은 흡인 척(chuck)이 상승한 상태의 회전처리장치의 종단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 회전처리장치 2 : 케이스

3 : 링형상 컵 4 : 바깥쪽 벽

5 : 바닥부 5a : 바닥부를 구성하는 윗판

5b : 바닥부를 구성하는 아래판 6 : 스피너축

7 : 개구 8 : 배기구

9 : 배액 배출구 10 : 베이스

11 : 모터 12 : 실린더 유닛

13 : 흡인 척 14 : 지지부재

14a : 하부 지지편 14b : 중간 지지편

14c : 상부 지지편 15 : 안쪽 정류 링

16 : 지지기구 17 : 실린더

18 : 받침부 19 : 벽

S : 트랩공간 W : 기판(판형 피처리물)

본 발명은 유리기판이나 반도체 웨이퍼 등의 판형 피처리물에 대해, 현상액, 세정액, SOG용액, 레지스트 용액 등을 도포하는 회전처리장치와 이 처리장치를 이용한 처리방법에 관한 것이다.

유리기판이나 반도체 웨이퍼 등의 판형 피처리물의 표면에 도포액이나 현상액 등의 액체를 공급하는 장치로서는, 일본 공개특허공고 특개평7-284716호 공보, 특개평8-22952호 공보 또는 특개평11-168051호 공보에 개시되는 장치가 알려져 있다.

이들 종래 장치는 컵 내에 배치한 흡인 척(chuck) 위에 판형 피처리물을 얹어놓고, 이어서 흡인 척으로 판형 피처리물을 보유함과 동시에, 판형 피처리물의 중심부에 도포액이나 현상액 등의 액체를 공급하고, 이후 이어서 흡인 척을 회전시킴으로써 판형 피처리물도 일체적으로 회전시키고, 이 회전에 의해 발생하는 원심력으로 공급한 액체를 판형 피처리물의 표면 전체에 균일하게 미치게 한다.

한편, 액정표시장치용 유리기판은 1장의 유리기판에 포토레지스트를 도포ㆍ건조하고, 또한 노광, 현상 등의 처리를 수행하고, 최종적으로 1장의 유리기판으로부터 소정의 치수의 유리기판을 다수 잘라내고 있다. 그리고, 생산의 효율화 및 비용 삭감을 꾀하기 위해, 유리기판의 가로와 세로 치수는 커지는 경향이 있다. 그러나, 유리기판의 두께는 0.7 ㎜정도로 변하지 않는다. 그 결과, 직사각형 유리기판에서는 긴 변 방향에서 흡인 척으로부터 크게 돌출하게 되어, 자체의 무게에 의해 휘어진다. 이 휘어지는 양이 1 ㎜를 넘으면 액을 담는데 필요한 액량이 늘어나서, 안정되게 액을 담을 수 없게 된다.

상기한 판형 피처리물의 휘어짐을 해소하는 수단으로서, 흡인 척의 지름을 크게 하는 수단, 또는 홀더 등에 의해 판형 피처리물의 바깥둘레를 보유하는 수단이 고려된다.

그러나, 흡인 척의 지름을 크게 한 경우에는 판형 피처리물과 흡인 척이 접근하고, 특히 판형 피처리물이 직사각형을 이루는 경우에는 짧은 변 방향에서 판형 피처리물의 단부와 흡인 척이 너무 근접해져서, 판형 피처리물의 뒷면으로 돌아간 액체가 흡인 척까지 도달하여, 건조 후에 날아 흩어져 판형 피처리물의 표면에 부착할 우려가 있다.

또, 홀더 등에 의해 판형 피처리물의 바깥둘레를 보유하는 수단은 홀더 등이 난류(亂流) 발생의 원인이 된다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 회전처리장치는 컵 내에 흡인 척을 배치하고, 이 흡인 척으로 판형 피처리물을 보유하여 회전시킴으로써, 판형 피처리물 표면에 공급한 액체를 판형 피처리물의 표면 전체에 미치도록 한 회전처리장치에 있어서, 상기 흡인 척보다도 바깥쪽 위치에 그 흡인 척으로부터 돌출한 판형 피처리물의 단부 하면을 비회전시에 아래에서 지지하여 판형 피처리물의 수평도를 유지하는 지지기구를 설치했다.

상기 회전처리장치를 사용하여 판형 피처리물 표면에 액체를 공급하려면, 우선 컵 내에 배치되는 흡인 척 위에 판형 피처리물을 얹어놓고, 이어서 흡인 척을 하강시키거나 흡인 척의 바깥쪽에 배치한 지지기구의 받침부를 상승시켜서, 흡인 척으로부터 돌출한 판형 피처리물의 단부 하면을 아래에서 지지하고, 이렇게 하여 판형 피처리물의 수평도를 유지한 상태에서 판형 피처리물의 표면에 액체를 공급하고, 이어서, 흡인 척을 상승시키거나 지지기구의 받침부를 하강시켜, 판형 피처리물의 하면으로부터 지지기구의 받침부를 떨어지게 한 상태에서 흡인 척과 함께 판형 피처리물을 일체로 회전시킨다. 이렇게 하여, 판형 피처리물 표면에 공급한 액체를 판형 피처리물의 표면 전체에 균일하게 미치게 한다.

또한, 판형 피처리물이 직사각형 유리기판인 경우에는, 상기 지지기구는 직사각형 유리기판의 네 귀퉁이를 아래쪽에서 지지하는 위치에 배치하는 것이 바람직하다.

[실시예]

이하에 본 발명의 실시형태를 첨부 도면에 의거하여 설명한다. 여기서 도 1은 본 발명의 회전처리장치의 종단면도, 도 2는 상기 회전처리장치의 평면도, 도 3은 흡인 척이 상승한 상태의 회전처리장치의 종단면도이다.

회전처리장치(1)는 평면에서 봤을 때 직사각형을 이루는 케이스(2) 내에 링 형상 컵(3)을 배치하고 있다. 이 컵(3)은 바깥쪽 벽(4)과 바닥부(5)로 구성되고, 바깥쪽 벽(4)은 위쪽을 향해 서서히 그의 지름이 작아지고, 바닥부(5)는 윗판(5a)과 아래판(5b)으로 이루어지는 이중구조로 되어 있다. 이들 윗판(5a)과 아래판(5b)은 평면에서 봤을 때 스피너축(6)을 둘러싸는 도너츠 형상을 이루고, 윗판(5a)의 표면에는 불소 수지 코팅을 수행하여, 표면에 낙하한 현상액이 원활하게 흐르도록 하고, 또, 윗판(5a) 및 아래판(5b)으로 둘러싸이는 공간은 스피너축(6)을 향해 개구(7)가 형성된 트랩공간(S)으로 되어 있다.

또, 아래판(5b)에는 1개 이상의 배기구(8)를 설치하고 있고, 윗판(5a)과 아래판(5b)이 아래쪽으로 경사져 합류하는 곳에는 다수 개의 배액(排液) 배출구(9)를 설치하고 있다. 배기구(8)는 트랩공간(S) 내를 감압(減壓)하기 위한 것이며, 배기구(8)의 상단부는 아래판(5b)보다 3 ㎜ 이상 높게 되어 있다. 그 결과, 트랩공간(S)에 들어간 액체는 배기구(8) 속으로 들어가지 않고 배액 배출구(9)에 의해 배출되게 되어, 배기계의 오염이 방지될 수 있다.

또, 트랩공간(S)은 전체 형상이 지름 방향 바깥쪽을 향해 아래쪽으로 경사져 있기 때문에, 일단 트랩공간(S) 내에 회수된 액체가 축받이 부분으로 돌아가는 일이 없어, 스피너축(6)까지 돌아간 액체를 도포공간으로 되돌리는 일 없이 원활하게 배출할 수 있다.

단, 본 발명의 회전처리장치로서는, 반드시 바닥부를 이중구조로 할 필요는 없다.

상기 스피너축(6)은 베이스(10)에 부착된 모터(11)에 의해 회전함과 동시에, 실린더 유닛(12)의 작동으로 승강 움직임이 가능하고, 스피너축(6) 상단에는 기판(W)을 흡착ㆍ보유하는 척(13)이 부착되어 있다.

또, 상기 윗판(5a) 및 아래판(5b)은 지지부재(14)를 통해 상기 베이스(10)에 부착되어 있다. 지지부재(14)는 하부 지지편(14a), 중간 지지편(14b) 및 상부 지지편(14c)으로 이루어지고, 하부 지지편(14a) 위에 아래판(5b)을 볼트 등으로 고착하고, 중간 지지편(14b) 위에 윗판(5a)을 볼트 등으로 고착하고, 상부 지지편(14c)에는 작은 치수의 기판(W)에 현상처리를 수행할 때 사용하는 안쪽 정류 링(15)을 위치조정이 가능하게 부착하고 있다.

또한, 본 발명의 회전처리장치는 기판(W)의 하면을 아래에서 지지하는 지지기구(16)를 설치하고 있다. 지지기구(16)를 설치하는 위치는 기판(W)이 직사각형을 이루는 경우에는 기판(W)의 네 귀퉁이에 대응하여 설치한다.

상기 지지기구(16)는 베이스(10) 위에 고정되는 상하방향의 실린더(17)와, 이 실린더(17)의 작동에 의해 승강 움직임을 행하는 받침부(18)로 이루어지며, 실린더(17)의 로드는 아래판(5b) 및 윗판(5a)에 형성한 구멍을 통해 그의 상단이 윗판(5a)보다도 위쪽에 위치하고, 이 로드 상단에 받침부(18)가 고착되어 있다. 또한, 아래판(5b)에 형성한 구멍으로부터 액체가 배기계에 들어가는 것을 방지하기 위해, 구멍의 주위에는 벽(19)을 설치하고 있다.

또한, 도시된 예에 있어서는 지지기구(16)를 베이스(10) 위에 설치한 예를 도시했으나, 윗판(5a) 위에 설치하는 등, 설치하는 장소는 임의적이며, 또 반드시 지지기구(16)를 실린더(17)와 받침부(18)로 구성하지 않아도 좋다.

이상에서, 노광처리가 종료된 기판(W)에 현상처리를 수행하는 경우를 예로 들어 설명하면, 도 3에 도시하는 바와 같이 실린더 유닛(12)의 작동으로 스피너축(6)과 함께 척(13)을 상승시키고, 기판(W)을 옆쪽으로부터 반송하여 척(13) 위에 얹어놓는다.

이후, 실린더 유닛(12)을 반대방향으로 작동시켜 척(13)을 하강시킨다. 그리고, 척(13)이 가장 아래로 하강한 시점에서, 지지기구(16)의 받침부(18)가 척(13)의 상면과 한 면이 되도록 받침부(18)가 실린더(17)의 작동으로 상승하도록 설정되어 있기 때문에, 척(13)이 최하위가 되었을 때 지지기구(16)의 받침부(18)로 기판(W)의 네 귀퉁이 하면이 지지되어, 기판(W)은 수평상태로 유지된다.

이 상태에서 도시하지 않은 노즐로부터 기판(W) 표면에 현상액을 공급하여 액을 담는다. 그리고, 회전처리 직전에 실린더(17)를 반대방향으로 작동시켜 받침부(18)를 내리고, 모터(11)를 구동하여 기판(W)을 회전시켜서, 기판(W) 위에 담겨진 현상액을 제거한다. 이때의 회전속도는 5∼200 rpm으로 한다. 또, 회전시간은 0.1∼10초로 한다.

이 회전속도는 현상액을 건조시킬 때의 회전속도에 비해 극히 느린 속도이며, 이와 같이 느린 속도로 회전시킴으로써, 기판(W)으로부터 원심력에 의해 제거되는 현상액의 속도를 지체시키고, 기판(W)으로부터 날아 흩어지는 현상액 중 많은 비율의 현상액이 컵 바닥부(5)를 구성하는 윗판(5a) 위에 낙하하고, 윗판(5a)의 경사를 따라 지름방향 바깥쪽을 향해 흐르고, 배액 배출구(9)를 통해 현상액 회수 포켓(도시하지 않음) 내로 흘러들어가고, 펌프의 구동으로 탱크에 회수되어 재이용된 다.

이상으로 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 흡입 척으로 판형 피처리물을 보유하여 회전시키도록 한 회전처리장치에 있어서, 상기 척보다도 바깥쪽 위치에, 척으로부터 돌출한 판형 피처리물의 단부 하면을 비회전시에 아래에서 지지하여 판형 피처리물의 수평도를 유지하는 지지기구를 설치하였으므로, 기판(판형 피처리물)의 수평도를 유지한 상태에서 판형 피처리물의 표면에 액체를 공급할 수 있어, 액을 담는데 필요한 액량이 적어도 되어 균일한 막 두께를 얻을 수 있다.

Claims (3)

1. 링 형상 컵 내에 흡인 척(chuck)을 배치하고, 이 흡인 척으로 판형 피처리물을 보유하고 회전시킴으로써, 판형 피처리물 표면에 공급한 액체를 판형 피처리물의 표면 전체에 미치도록 한 회전처리장치에 있어서, 상기 흡인 척보다도 바깥쪽 위치에, 그 흡인 척으로부터 돌출한 판형 피처리물의 단부 하면을 비회전시에 아래에서 지지하여 판형 피처리물의 수평도를 유지하는 동시에, 이 상태에서 판형 피처리물의 표면에 처리액을 공급할 수 있게 하는 지지기구를 구비하고, 이 지지기구는 상하방향의 실린더와, 이 실린더의 작동에 의해 승강 움직임을 하는 받침부로 이루어진 것을 특징으로 하는 판형 피처리물의 회전처리장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 판형 피처리물은 직사각형 유리기판이며, 상기 지지기구를, 상기 직사각형 유리기판의 네 귀퉁이를 아래쪽으로부터 지지하는 위치에 배치한 것을 특징으로 하는 판형 피처리물의 회전처리장치.
3. 링 형상 컵 내에 배치되는 흡인 척 위에 판형 피처리물을 얹어 놓은 후 흡인 척을 하강시켜, 흡인 척의 바깥쪽에 배치한 지지기구의 승강 가능한 받침부에 의해, 흡인 척으로부터 돌출한 판형 피처리물의 단부 하면을 아래에서 지지함으로써, 판형 피처리물의 수평도를 유지한 상태에서 판형 피처리물의 표면에 액체를 공급하고, 이어서, 액체를 담은 판형 피처리물을 회전시키기 직전에 상기 받침부를 하강시켜 판형 피처리물의 하면으로부터 상기 받침부를 떨어지게 한 상태에서 흡인 척과 함께 판형 피처리물을 회전시켜, 판형 피처리물의 표면에 공급한 액체를 판형 피처리물의 표면 전체에 미치도록 한 것을 특징으로 하는 판형 피처리물의 회전처리방법.

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