KR101057527B1 - 도포방법 및 도포장치 - Google Patents

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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

피처리기판의 상면 또는 피처리면에 근접하는 높이 위치에서 노즐의 주사시키는 도포동작을 안전하게 하는 것.
노즐장해모니터(168)는, 스테이지(132)상에 얹어놓은 기판(G)의 상면근방을 소정의 높이위치에서 Y방향으로 거의 수평으로 횡단하도록 레이저빔(LB)을 출사하는 레이저출사부(222)와, 스테이지(132)상의 기판(G)을 사이에 두고 Y방향에서 레이저출사부(222)와 대향하는 위치에 배치되는 수광부(224)를 가진다. 도포처리부(136)에 있어서 레지스트도포처리가 행하여질 때, 주사부(212)의 주사구동에 의해서 레지스트노즐(134)과 함께, 또한 그 앞쪽에서 노즐장해모니터(168)의 레이저빔(LB)도 기판(G)의 위쪽을 X방향으로 주사하여, 기판(G)의 상면 근방에 장해물이 있는지 없는지를 검사한다.

Description

도포방법 및 도포장치{COATING METHOD AND COATING DEVICE}
도 1은 본 발명의 적용이 가능한 도포현상처리시스템의 구성을 나타내는 평면도.
도 2는 실시형태의 도포현상처리시스템에 있어서의 열적처리부의 구성을 나타내는 측면도.
도 3은 실시형태의 도포현상처리시스템에 있어서의 처리 순서를 나타내는 플로우챠트.
도 4는 실시형태의 도포현상처리시스템에 있어서의 도포프로세스부의 구성을 나타내는 평면도.
도 5는 실시형태의 도포프로세스부에서의 각부 제어계의 구성을 나타내는 블록도.
도 6은 일실시예에 의한 기판상면 클리너 및 기판하면 클리너의 구성을 나타내는 일부단면측면도.
도 7은 일실시예에 의한 스테이지기구 및 스테이지 클리너의 구성을 나타내는 사시도.
도 8은 일실시예에 의한 도포처리부 및 노즐장해 모니터의 구성을 나타내는 사시도.
도 9은 실시예에 의한 노즐장해 모니터의 작용을 나타내는 일부단면측면도.
도 10은 실시예에 의한 장해물 건너뛰기 동작(노즐퇴피동작)의 일례를 나타내는 일부 단면측면도.
도 11은 실시예에 의한 장해물 건너뛰기 동작(노즐퇴피동작)의 일례를 나타내는 일부 단면측면도이다.
도 12는 일실시예에 의한 도포막 검사부의 구성을 나타내는 블록도.
도 13은 실시예의 도포막 검사부에서의 촬상부 구성을 나타내는 사시도.
도 14는 일실시예에 의한 노즐리프레시부의 구성을 나타내는 도면.
도 15는 다른 실시예에 의한 스테이지기구의 구성을 나타내는 일부 단면측면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 프로세스스테이션 28 : 도포 프로세스부
81 : 반입유니트 82 : 레지스트도포유니트(CT)
120 : 롤러반송로 126 : 기판상면 클리너
128 : 기판하면 클리너 132 : 스테이지
134 : 레지스트노즐 136 : 도포처리부
138 : 스테이지클리너 140 : 도포막 검사부
142 : 노즐리프레시부 166 : 스테이지기구
168 : 노즐장해 모니터 210 : 레지스트액 공급부
212 : 주사부 220 : 노즐승강기구
222 : 레이저출사부 224 : 수광부
254 : 고압기체분출구멍 256 : 흡인구멍
262 : 고압기체 공급원 268 : 진공원
270 : 부양제어부
본 발명은, 피처리기판 상에 액체를 도포하여 도포막을 형성하는 도포방법 및 도포장치에 관한 것이다.
종래부터, LCD나 반도체디바이스 등의 제조프로세스에 있어서의 포토리소그래피공정에서는, 피처리기판(유리기판, 반도체웨이퍼 등)상에 레지스트액을 도포하기 위해서 사용하는 레지스트노즐의 하나의 형식으로서, 예를 들면 특허문헌 1에 개시된 바와 같은 슬릿형상의 토출구를 가지는 긴형태 또는 슬릿형태의 노즐이 알려져 있다. `
이러한 슬릿형의 레지스트노즐을 사용하는 도포장치에서는, 얹어놓는대 또는 유지판상에 수평으로 얹어 놓여지는 기판의 상면(피처리면)과 노즐하단부의 토출구 사이에 수백 ㎛ 이하의 미소한 갭을 설정하고, 기판 위쪽에서 해당 레지스트노즐을 기판에 대하여 상대적으로 수평이동시키면서 기판의 상면을 향하여 레지스트액을 토출시킨다. 그 때, 토출구에서 기판상으로 넘친 레지스트액을 수평이동하는 노즐의 하단부로 평탄하게 펴서, 기판상에 일정한 막두께로 레지스트액의 도포막을 형 성하도록 하고 있다. 이와 같이, 노즐하단과 기판상면 사이의 갭은 도포막의 막두께나 레지스트 소비량을 좌우하는 중요한 파라미터이고, 이 갭을 일정값으로 유지 내지는 관리해야 한다.
그래서, 종래의 도포장치에서는, 각각 독립하여 작동하는 다수의 진공흡착구를 얹어놓는대 상에 설치하여, 기판상에 이산적(離散的)으로 설정한 복수개의 대표점에 있어서 노즐하단과 기판상면 사이의 갭을 갭센서에 의해서 검출하고, 갭이 설정치로부터 어긋나 있는 부분에 대해서는 그 부근의 진공흡착구에 의한 진공흡착력을 가감조정하여 기판의 휘어짐이나 변형을 보정하도록 하고 있다. 이 종류의 갭센서는, 광학식 거리센서로서 구성되고, 예를 들면 반도체 레이저 또는 발광다이오드로 이루어지는 투광소자로부터 기판의 상면을 향하여 수직하방으로 광선을 출사하며, 기판상면으로부터의 반사광을 집광렌즈를 통해 위치검출소자에 결상시켜, 그 결상위치로부터 거리간격 요컨대 갭의 크기를 구하도록 하고 있다.
[특허문헌 1]
일본 특허공개 평성 8-138991
상기와 같은 종래의 도포장치는, 기판 자체의 휘어짐이나 변형에 대해서는 이것을 진공흡착력으로 교정하여 대응할 수 있지만, 기판의 상면에 부착하고 있는 이물(파티클, 먼지, 파편 등)이나 기판과 얹어놓는대 사이에 끼어 있는 이물에 대해서는 안전하게 대응하는 것이 어렵다. 즉, 상기한 바와 같이 기판 상면으로부터 수백 ㎛이내의 갭을 두고 레지스트노즐이 기판에 대하여 상대적으로 수평이동할 때 에, 기판 상면에 갭의 사이즈에 가깝거나 그것보다도 큰 이물이 부착되어 있으면, 레지스트노즐의 하단부 또는 토출부가 이물을 통해 기판 상면을 문질러 버린다. 혹은, 기판과 얹어놓는대 사이에 이물이 끼어 있으면, 그 부근에서 기판이 불룩하게 올라오기 때문에, 레지스트노즐의 토출부가 기판 상면에 닿아 문질러 버린다고 하는 문제가 있다. 이와 같이 레지스트노즐의 토출부가 기판을 문지르면, 기판이 제품가치를 잃는 것뿐만 아니라, 대단히 비싼 레지스트노즐쪽도 손상 내지는 파손되어 쓸 수 없게 된다.
또, 종래의 도포장치에 있어서의 갭센서는, 한번에 1지점의 갭을 검출하는 것으로, 기판상의 불특정한 장소에 존재할 수 있는 이물을 확실하게 검출하는 것은 어렵다. 또한, 기판자체가 휘어져 있는 경우와는 달리, 기판과 얹어놓는대 사이에 끼어 있는 이물에 의해서 기판이 휘어져 있는 경우는, 얹어놓는대측에서 그 부근의 진공흡착력을 어떻게 조절하더라도 기판상면을 평탄화할 수 있는 것은 아니고, 레지스트노즐과 기판 사이의 접촉 내지는 미끄럼접촉을 회피하는 것은 어렵다.
본 발명은, 이러한 종래 기술의 문제점에 감안하여 이루어진 것으로, 피처리기판의 상면 또는 피처리면에 근접하는 높이위치에서 노즐을 주사시키는 도포동작을 안전하게 행하도록 한 도포방법 및 도포장치를 제공하는 것을 주요 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 도포방법은, 피처리기판을 제 1 높이위치에서 거의 수평으로 지지하고, 상기 기판의 상면을 향하여 위쪽의 근접한 위치로부터 도포액을 토출하는 노즐을 상기 기판에 대하여 상대적으로 수평방향으로 이동시키는 주사를 하여, 상기 기판의 상면에 상기 도포액을 도포하는 도포방법에 있어서, 상기 노즐의 주사에 앞서 상기 제 1 높이위치에서 지지되어 있는 상기 기판의 상면 근방을 제 2 높이위치에서 거의 수평으로 횡단하도록 지향성이 높은 광빔을 광빔출사부로부터 출사하고, 상기 기판을 사이에 두고 상기 광빔출사부와 대향하는 위치에 배치되는 수광부로 상기 광빔을 수광하여 전기신호로 변환하며, 상기 수광부로부터 출력되는 상기 전기신호에 근거하여, 상기 기판의 위쪽에서 상기 주사를 해야 할 상기 노즐에 대해서 상기 제 2 높이위치에 있어서의 실질적인 장해물의 유무를 판정하여, 상기 판정의 결과에 따라서 상기 기판에 대한 상기 노즐의 주사 실행, 중지 또는 중단을 선택한다.
또한, 본 발명의 도포장치는, 피처리기판을 제 1 높이위치에서 거의 수평으로 지지하는 지지부와, 상기 지지부에 지지되어 있는 상기 기판의 상면에 위쪽의 근접한 위치로부터 도포액을 토출하기 위한 노즐과, 상기 기판의 위쪽에서 상기 노즐이 상기 기판에 대하여 상대적으로 수평방향으로 이동하는 주사를 하기 위한 주사부와, 상기 지지부에 지지되어 있는 상기 기판의 상면 근방을 제 2 높이위치에서 거의 수평으로 횡단하도록 지향성이 높은 광빔을 출사하는 광빔출사부와, 상기 기판을 사이에 두고 상기 광빔출사부와 대향하는 위치에 배치되고, 상기 광빔을 수광하여 전기신호로 변환하는 수광부와, 상기 수광부로부터 출력되는 상기 전기신호에 근거하여, 상기 기판의 위쪽에서 상기 주사를 해야 할 상기 노즐에 대해서 상기 제 2 높이위치에 있어서의 실질적인 장해물의 유무를 판정하는 판정부와, 상기 판정부 에서의 판정결과에 따라서 상기 기판에 대한 상기 노즐의 주사의 실행, 중지 또는 중단을 선택하는 주사제어부를 가진다.
본 발명에서는, 노즐의 주사에 앞서, 피처리기판을 사이에 두고 서로 마주하는 광빔출사부와 수광부가 기판의 상면 근방을 거의 수평으로 횡단되어야 하는 광빔을 주고받음하고, 수광부로부터 출력되는 전기신호에 근거하여 판정부가 광빔의 이동경로에서의 실질적인 장해물의 유무를 판정하여, 장해물이 없다는 판정결과가 나왔을 때는 노즐의 주사를 실행하고, 장해물이 있다는 판정결과가 나왔을 때는 노즐의 주사를 중지 또는 중단한다. 이에 따라, 기판의 위쪽 근방에 있어서 노즐 주사방향의 앞쪽에 장해물이 존재할 때는, 노즐이 도착하기 전에 그 장해물을 검출하고 노즐의 주사를 중지하여 노즐과 해당 장해물과의 접촉을 회피할 수가 있다.
본 발명의 일형태에 의하면, 상기 광빔에 의한 장해물의 검사를 기판의 끝단에서 끝단까지 빠짐없이 하기 위하여, 광빔출사부와 수광부를 노즐주사방향에 있어서 노즐의 전방측의 위치에서 지지하고, 기판에 대하여 상대적으로 노즐과 함께 이동시킨다. 이 경우, 주사중에 노즐의 전방에 실질적인 장해물이 있다는 판정결과가 판정부로부터 나왔을 때는, 즉시 주사부에 의해 노즐의 수평방향 이동을 중단하는 것이 좋다. 혹은, 노즐을 승강이동시키기 위한 승강기구를 구비하고, 주사중에 노즐의 전방에 실질적인 장해물이 있다는 판정결과가 판정부로부터 나왔을 때는, 즉시 해당 승강기구에 의해 노즐을 소정의 높이위치까지 상승이동시켜도 좋다. 이 상승이동에 의해서, 노즐은 수평방향의 이동을 속행한 그 자체로도 해당 장해물을 피해 그 위쪽을 이동하여, 충돌 내지 문지름 접촉을 회피할 수가 있다.
일반적으로, 상기와 같은 노즐주사에 있어서의 기판 상면근방의 장해물은, 기판의 상면에 부착하고 있는 이물이거나, 기판에 불록하게 올라와 있는 부분인 경우가 많고, 기판에 불룩하게 올라온 것은, 기판과 얹어놓는대(지지부)와의 사이에 이물이 끼어 있을 때에 일어나기 쉽다. 따라서, 도포처리에 앞서 기판의 상면이나 하면 혹은 얹어놓는대의 상면으로부터 이물을 제거하기 위한 클리닝을 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 도포장치의 일형태에 의하면, 기판의 상면에 부착되어 있는 이물을 흡인하여 제거하기 위해, 도포액이 도포되기 전의 기판의 상면에 진공흡인력을 부여하는 제 1 클리닝부가 설치된다. 또한 기판의 하면에 부착되어 있는 이물을 흡인하여 제거하기 위해, 도포액이 도포되기 전의 기판의 하면에 진공흡인력을 부여하는 제 2 클리닝부가 설치된다. 또한, 얹어놓는대에 부착되어 있는 이물을 흡인하여 제거하기 위해, 상기 기판이 얹어놓여지기 전의 상기 얹어놓는대에 진공흡인력을 부여하는 제 3 클리닝부가 설치된다. 제 1 또는 제 2 클리닝부에 있어서는, 도포처리부의 전단(前段)에 설치되는 롤러반송로의 상하에 배치됨으로써, 기판이 클리닝부의 근방을 롤러반송으로 통과할 때에 기판의 끝단에서 끝단까지 빠짐없이 진공흡인에 의한 클리닝을 실시할 수 있다. 각 클리닝부에 있어서는, 주위의 공기를 빨아들이지 않도록, 바람직하게는 진공흡인력이 작용하는 장소의 주위에 청정한 기체를 공급하는 기체공급수단을 설치하더라도 좋다.
본 발명의 도포장치의 일형태에 의하면 지지부가 다수의 기체분출구멍을 가지고, 그들의 기체분출구멍으로부터 위쪽을 향하여 분출하는 기체의 압력을 기판의 하면에 가하여 기판을 제 1 높이위치에서 거의 수평으로 뜨게하는 기판부양기구를 가진다. 이러한 기판부양기구에 의하면, 기판을 공중에 뜨게 한 상태에서 도포처리를 행하기 때문에, 기판아래의 이물에 기인하는 노즐과 기판의 접촉을 회피할 수 있다. 또한 기판의 하면에 이물이 부착하고, 그 이물을 통하여 노즐이 기판에 접촉하는 경우가 있더라도, 노즐측으로부터의 누름압력으로 부상상태의 기판이 아래쪽으로 변위할 수 있기 때문에, 접촉에 의한 양자의 손상을 경미한 것으로 할 수 있다.
본 발명의 도포장치의 일형태에 의하면, 도포액이 도포된 후의 기판의 상면을 촬상하는 촬상부와, 이 촬상부에 의해 얻어지는 화상신호에 의거하여 화상인식에 의해 기판상의 도포막에 실질적인 얼룩이 존재하는지 아닌지를 판정하는 판정부가 설치된다. 일반적으로, 도포막에 얼룩이 발생할 때는 노즐의 막힘이 원인으로 되어 있는 경우가 대부분이기 때문에, 도포처리 후에 도포막에 얼룩이 남는지 아닌지를 검사함으로써, 막질검사와 동시에 노즐의 도포액 토출기능을 검사할 수 있다. 따라서, 바람직하게는 노즐의 도포액 토출기능을 정상상태로 회복시키기 위한 처리를, 노즐에 실시하기 위한 노즐 리프레시부와, 판정부에 있어서 기판 상면에 실질적인 얼룩이 존재한다는 판정결과가 나왔을 때에 노즐리프레시부에 회복처리를 하게 하는 리프레시제어부를 병렬 설치하는 것이 바람직하다.
[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 설명한다.
도 1에, 본 발명의 도포방법 및 도포장치를 적용할 수 있는 일구성예로서의 도포현상처리시스템을 나타낸다. 이 도포현상처리시스템(10)은, 클린룸내에 설치되어 예를 들면 LCD기판을 피처리기판으로 하여, LCD제조프로세스에 있어서 포토리소그래피공정중의 세정, 레지스트도포, 프리베이크, 현상 및 포스트베이크 등의 일련의 처리를 하는 것이다. 노광처리는, 이 처리 시스템에 인접하여 설치되는 외부의 노광장치(12)에서 행하여진다.
이 도포현상처리시스템(10)은, 중심부에 가로길이의 프로세스스테이션(P/S) (16)을 배치하고, 그 길이방향(X방향) 양끝단부에 카세트스테이션(C/S)(14)과 인터페이스스테이션(I/F)(18)을 배치하고 있다.
카세트 스테이션(C/S)(14)은, 시스템(10)의 카세트반입반출포트이고, 사각형의 유리기판(G)을 다단으로 겹쳐 포개도록 하여 여러장 수용 가능한 카세트(C)를 수평방향 예를 들면 Y방향으로 4개까지 모두 얹어놓기 가능한 카세트스테이지(20)와, 이 스테이지(20)상의 카세트(C)에 대하여 기판(G)의 출입을 행하는 반송기구(22)를 구비하고 있다. 반송기구(22)는, 기판(G)을 유지할 수 있는 수단 예를 들면 반송아암(22a)을 가지고, X, Y, Z, θ의 4축으로 동작가능하고, 인접한 프로세스스테이션(P/S)(16)측과 기판(G)의 주고받음을 할 수 있게 되어 있다.
프로세스스테이션(P/S)(16)은, 시스템 길이방향(X방향)으로 연장하여 있는 평행하고 또한 역방향의 한 쌍의 라인(A,B)에 각 처리부를 프로세스플로우 또는 공정의 순서로 배치하고 있다. 보다 상세하게는, 카세트 스테이션(C/S)(14)측에서 인터페이스스테이션(I/F)(18)측으로 향하는 상류부의 프로세스라인(A)에는, 세정프로세스부(24)와, 제 1 열적처리부(26)와, 도포프로세스부(28)와, 제 2 열적처리부 (30)를 가로 일렬로 배치하고 있다. 한편, 인터페이스스테이션(I/F)(18)측으로부터 카세트스테이션(C/S)(14)측으로 향하는 하류부의 프로세스라인(B)에는, 제 2 열적처리부(30)와, 현상프로세스부(32)와, 탈색프로세스부(34)와, 제 3 열적처리부(36)를 가로 일렬로 배치하고 있다. 이 라인형태에서는, 제 2 열적처리부(30)가, 상류측의 프로세스라인(A)의 가장 끝에 위치함과 동시에 하류측의 프로세스라인 B의 선두에 위치하고 있어, 양 라인(A,B) 사이에 걸쳐 있다.
양 프로세스라인(A,B)의 사이에는 보조반송공간(38)이 설치되어 있고, 기판(G)을 1장단위로 수평하게 얹어놓기 가능한 셔틀(40)이 도시하지 않은 구동기구에 의해서 라인방향(X방향)에서 쌍방향으로 이동할 수 있게 되어 있다.
상류부의 프로세스라인(A)에 있어서, 세정프로세스부(24)는, 스크러버세정유니트(SCR)(42)를 포함하고 있으며, 이 스크러버세정유니트(SCR)(42)내의 카세트스테이션(C/S)(10)과 인접한 장소에 엑시머UV조사유니트(e-UV)(41)를 배치하고 있다. 스크러버세정유니트(SCR)(42)내의 세정부는, 기판(G)을 롤러반송 또는 벨트반송에 의해 수평자세로 라인 A방향으로 반송하면서 기판(G)의 상면(피처리면)에 브러싱세정이나 블로우세정을 실시하게 되어 있다.
세정프로세스부(24)의 하류측에 인접하는 제 1 열적처리부(26)는, 프로세스라인(A)을 따라 중심부에 종형의 반송기구(46)를 설치하여, 그 전후양측에 여러장의 매엽식 오븐유니트를 기판주고받음용의 패스유니트와 함께 다단으로 적층배치하여 이루어지는 다단유니트부 또는 오븐타워(TB)(44,48)를 설치하고 있다.
예를 들면, 도 2에 나타내는 바와 같이, 상류측의 오븐타워(TB)(44)에는, 기 판반입용의 패스유니트(PASSL)(50), 탈수베이크용의 가열유니트(DHP)(52,54) 및 어드히젼 유니트(AD)(56)가 아래로부터 순차로 겹쳐 포개어진다. 여기서, 패스유니트(PASSL)(50)는, 스크러버세정유니트(SCR)(42)로부터의 세정처리가 끝난 기판(G)을 제 1 열적처리부(26)내에 반입하기 위한 공간을 제공한다. 하류측의 오븐타워(TB) (48)에는, 기판반출용의 패스유니트(PASSR)(60), 기판온도조정용의 냉각유니트(COL) (62,64) 및 어드히젼 유니트(AD)(66)가 아래로부터 순차로 겹쳐 포개어진다. 여기서, 패스유니트(PASSR)(60)는, 제 1 열적처리부(26)에서 소정의 열처리가 끝난 기판(G)을 하류측의 도포프로세스부(28)로 반출하기 위한 공간을 제공한다.
도 2에 있어서, 반송기구(46)는, 연직방향으로 연이어 있는 가이드레일(68)을 따라 승강이동 가능한 승강반송체(70)와, 이 승강반송체(70)상에서 θ방향으로 회전 또는 선회 가능한 선회반송체(72)와, 이 선회반송체(72)상에서 기판(G)을 지지하면서 전후방향으로 진퇴 또는 신축 가능한 반송아암 또는 핀셋(74)을 가지고 있다. 승강반송체(70)를 승강구동하기 위한 구동부(76)가 수직가이드레일(68)의 기초끝단측에 설치되고, 선회반송체(72)를 선회구동하기 위한 구동부(78)가 승강반송체(70)에 부착되며, 반송아암(74)을 진퇴구동하기 위한 구동부(80)가 회전반송체(72)에 부착되어 있다. 각 구동부(76,78,80)는 예를 들면 전기모터 등으로 구성되더라도 좋다.
상기와 같이 구성된 반송기구(46)는, 고속으로 승강 내지 선회운동하여 인접한 양쪽 오븐타워(TB)(44,48)중 임의의 유니트에 억세스 가능하고, 보조반송공간 (38)측의 셔틀(40)과도 기판(G)을 주고받음할 수 있도록 되어 있다.
제 1 열적처리부(26)의 하류측에 인접한 도포프로세스부(28)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 반입유니트(IN)(81), 레지스트도포유니트(CT) (82), 감압건조유니트(VD)(84), 에지리무버·유니트(ER)(86) 및 반출유니트(OUT)(87)를 프로세스라인(A)을 따라 일렬에 배치하고 있다. 도포프로세스부(28)내의 구성은 나중에 상세히 설명한다.
도포프로세스부(28)의 하류측에 인접한 제 2 열적처리부(30)는, 상기 제 1 열적처리부(26)와 같은 구성을 가지고 있으며, 양 프로세스라인(A,B)의 사이에 종형의 반송기구(90)를 설치하고, 프로세스라인(A)측(가장 끝)에 한쪽의 오븐타워(TB)(88)를 설치하며, 프로세스라인 B측(선두)에 다른쪽의 오븐타워(TB)(92)를 설치하고 있다.
도시를 생략하였지만, 예를 들면 프로세스라인(A)측의 오븐타워(TB) (88)에는, 최하단에 기판반입용의 패스유니트(PASSL)가 배치되고, 그 위에 프리베이크용의 가열유니트(REBAKE)가 예를 들면 3단으로 겹쳐 포개어지더라도 좋다. 또한, 프로세스라인 B측의 오븐타워(TB)(92)에는, 최하단에 기판반출용의 패스유니트(PASSR)가 배치되고, 그 위에 기판온도조정용의 냉각유니트(COL)가 예를 들면 1단 포개어지고, 그 위에 프리베이크용의 가열유니트(PREBAKE)가 예를 들면 2단으로 겹쳐 포개어지더라도 좋다.
제 2 열적처리부(30)에 있어서의 반송기구(90)는, 양 오븐타워(TB) (88,92) 각각의 패스유니트(PASSL),(PASSR)를 통해 도포프로세스부(28) 및 현상프로세스부(32)와 기판(G)을 1장 단위로 주고받을 수 있을 뿐만 아니라, 보조반송공간(38)내의 셔틀(40)이나 후술하는 인터페이스스테이션(I/F)(18)과도 기판(G)을 1장 단위로 주고받을 수 있도록 되어 있다.
하류부의 프로세스라인(B)에 있어서, 현상프로세스부(32)는, 기판(G)을 수평자세로 반송하면서 일련의 현상처리공정을 하는 소위 수평흐름방식의 현상유니트(DEV)(94)를 포함하고 있다.
현상프로세스부(32)의 하류측에는 탈색프로세스부(34)를 사이에 두고 제 3 열적처리부(36)가 배치된다. 탈색프로세스부(34)는, 기판(G)의 피처리면에 i선(파장 365nm)을 조사하여 탈색처리를 행하기 위한 i선 UV조사유니트(i-UV)(96)를 구비하고 있다.
제 3 열적처리부(36)는, 상기 제 1 열적처리부(26)나 제 2 열적처리부(30)와 같은 구성을 가지고 있으며, 프로세스라인(B)에 따라 종틀의 반송기구(100)와 그 전후양측에 한 쌍의 오븐타워(TB)(98,102)를 설치하고 있다.
도시를 생략하였지만, 예를 들면 상류측의 오븐타워(TB)(98)에는, 최하단에 기판반입용의 패스유니트(PASSL)가 놓여지고, 그 위에 포스트베이킹용의 가열유니트(POBAKE)가 예를 들면 3단 겹쳐 포개어지더라도 좋다. 또한, 하류측의 오븐타워(TB)(102)에는, 최하단에 포스트베이킹·유니트(POBAKE)가 놓여지고, 그 위에 기판반출 및 냉각용의 패스·쿨링유니트(PASSR·C0L)가 1단 포개어지고, 그 위에 포스트 베이킹용의 가열유니트(POBAKE)가 2단 겹쳐 포개어지더라도 좋다.
제 3 열적처리부(36)에 있어서의 반송기구(100)는, 양 다단유니트부(TB)(98, 102)의 패스유니트(PASSL) 및 패스·쿨링유니트(PASSR·COL)를 통해 각각 i선 UV조사유니트(i-UV)(96) 및 카세트스테이션(C/S)(14)과 기판(G)을 1장단위로 주고받을 수 있을 뿐만 아니라, 보조반송공간(38)내의 셔틀(40)과도 기판(G)을 1장단위로 주고받을 수 있도록 되어 있다.
인터페이스스테이션(I/F)(18)은, 인접한 노광장치(12)와 기판(G)의 주고받음을 하기 위한 반송장치(104)를 가지고, 그 주위에 버퍼·스테이지 (BUF)(106), 익스텐션·쿨링스테이지(EXT·COL)(108) 및 주변장치(110)를 배치하고 있다. 버퍼·스테이지(BUF)(106)에는 고정형의 버퍼카세트(도시하지 않음)가 놓여진다. 익스텐션·쿨링스테이지(EXT·COL)(108)는, 냉각기능을 구비한 기판 주고받음용의 스테이지이고, 프로세스스테이션(P/S) (16)측과 기판(G)을 주고받을 때에 사용된다. 주변장치(110)는, 예를 들면 타이틀러(TITLER)와 주변노광장치(EE)를 상하로 겹쳐 포갠 구성이더라도 좋다. 반송장치(104)는, 기판(G)을 유지할 수 있는 수단 예를 들면 반송아암(104a)을 가지고, 인접하는 노광장치(12)나 각 유니트(BUF)(106), (EXT·COL)(108), (TITLER/EE)(110)과 기판(G)의 주고받음을 행하도록 되어 있다.
도 3에, 이 도포현상처리시스템에 있어서의 처리 순서를 나타낸다. 먼저, 카세트스테이션(C/S)(14)에 있어서, 반송기구(22)가, 스테이지(20)상중 어느 하나의 카세트(C)내에서 1개의 기판(G)을 꺼내어, 프로세스스테이션(P/S)(16)의 세정프로 세스부(24)의 엑시머 UV조사유니트(e-UV)(41)에 반입한다(스텝 S1).
엑시머UV조사유니트(e-UV)(41)내에서 기판(G)은 자외선조사에 의한 건식세정이 실시된다(스텝S2). 이 자외선세정에서는 주로 기판상면의 유기물이 제거된다. 자외선세정의 종료후에 기판(G)은, 카세트스테이션(C/S) (14)의 반송기구(22)에 의해서 세정프로세스부(24)의 스크러버세정유니트 (SCR)(42)로 옮겨진다.
스크러버세정유니트(SCR)(42)에서는, 상기한 바와 같이 기판(G)을 롤러반송 또는 벨트반송에 의해 수평자세에서 프로세스라인(A)방향으로 수평흐름반송하면서 기판(G)의 상면(피처리면)에 브러싱세정이나 블로우세정을 함으로써, 기판상면에서 입자형상의 오염을 제거한다(스텝 S3). 그리고, 세정후에도 기판(G)을 수평흐름으로 반송하면서 린스처리를 실시하고, 마지막으로 에어나이프 등을 사용하여 기판(G)을 건조시킨다.
스크러버세정유니트(SCR)(42)내에서 세정처리가 끝난 기판(G)은, 제 1 열적처리부(26)의 상류측 오븐타워(TB)(44)내의 패스유니트(PASSL)(50)에 수평흐름으로 반입된다.
제 1 열적처리부(26)에 있어서, 기판(G)은 반송기구(46)에 의해 소정의 시퀀스로 소정의 오븐유니트에 순차 이송된다. 예를 들면, 기판(G)은 최초에 패스유니트(PASSL)(50)로부터 가열유니트(DHP)(52,54)중 1개에 옮겨지고, 거기서 탈수처리를 받는다(스텝 S4). 다음에, 기판(G)은 냉각유니트(COL)(62,64)중 1개로 옮겨지고, 거기서 일정한 기판온도까지 냉각된다(스텝 S5). 그렇게 한 후, 기판(G)은 어드히젼 유니트(AD)(56)에 옮겨지고, 거기서 소수화처리를 받는다(스텝 S6). 이 소수화처리의 종료후에, 기판(G)은 냉각유니트(COL)(62,64)중 1개에서 일정한 기판온도까지 냉각된다(스텝 S7). 마지막으로, 기판(G)은 하류측 오븐타워(TB)(48)내의 패스유니트(PASSR)(60)로 옮겨진다.
이와 같이, 제 1 열적처리부(26)내에서는, 기판(G)이 반송기구(46)를 통해 상류측의 다단 오븐타워(TB)(44)와 하류측의 오븐타워(TB)(48) 사이에 임의로 왕래할 수 있도록 되어 있다. 또, 제 2 및 제 3 열적처리부(30,36)에서도 마찬가지의 기판반송동작이 행하여진다.
제 1 열적처리부(26)에서 상기와 같은 일련의 열적 또는 열계통의 처리를 받은 기판(G)은, 하류측 오븐타워(TB)(48)내의 패스유니트(PASSR)(60)로부터 하류측에 인접한 도포프로세스부(28)의 반입유니트(IN)(81)로 옮겨지고, 반입유니트(IN)(81)로부터 레지스트도포유니트(CT)(82)로 옮겨진다.
레지스트도포유니트(CT)(82)에 있어서, 기판(G)은, 후술한 바와 같이 슬릿형의 레지스트노즐을 사용하는 스핀레스법에 의해 기판상면(피처리면)에 레지스트액이 도포된다. 이어서, 기판(G)은, 하류측에 인접한 감압건조유니트(VD)(84)에서 감압에 의한 건조처리를 받고, 더욱 하류측에 인접한 에지리무버·유니트압(ER) (86)에서 기판둘레가장자리부의 여분(불필요)인 레지스트가 제거된다(스텝 S8).
상기와 같은 레지스트도포처리를 받은 기판(G)은, 에지리무버·유니트(ER) (86)로부터 인접한 제 2 열적처리부(30)의 상류측 오븐타워(TB)(88)내의 패스유니트(PASSL)에 반입된다.
제 2 열적처리부(30)내에서, 기판(G)은 반송기구(90)에 의해 소정의 시퀀스로 소정의 유니트에 순차 이송된다. 예를 들면, 기판(G)은 최초에 패스유니트(PASSL)로부터 가열유니트는(PREBAKE)중 1개에 옮겨지고, 거기서 프리베이킹의 가열처리를 받는다(스텝 S9). 다음에, 기판(G)은, 냉각유니트(COL)중 1개에 옮겨지고, 거기서 일정한 기판온도까지 냉각된다(스텝 S10). 그렇게 한 후, 기판(G)은 하류측 오븐타워(TB)(92)측의 패스유니트(PASSR)를 경유하여, 혹은 경유하지 않고 인터페이스스테이션(I/F)(18)측의 익스텐션·쿨링스테이지(EXT·COL)(108)로 주고받게 된다.
인터페이스스테이션(I/F)(18)에 있어서, 기판(G)은 익스텐션·쿨링스테이지(EXT·COL)(108)로부터 주변장치(110)의 주변노광장치(EE)에 반입되고, 거기서 기판(G)의 주변부에 부착하는 레지스트를 현상시에 제거하기 위한 노광을 받은 후에, 인접한 노광장치(12)로 보내어진다(스텝 S11).
노광장치(12)에서는 기판(G)상의 레지스트에 소정의 회로패턴이 노광된다. 그리고, 패턴노광을 끝낸 기판(G)은, 노광장치(12)로부터 인터페이스스테이션(I/F) (18)으로 되돌아가면(스텝 S11), 우선 주변장치(110)의 타이틀러(TITLER)에 반입되 고, 거기서 기판상의 소정 부위에 소정의 정보가 기록된다(스텝 S12). 그런 후에, 기판(G)은 익스텐션·쿨링스테이지(EXT·COL)(108)로 되돌아간다. 인터페이스스테이션(I/F)(18)에 있어서의 기판(G)의 반송 및 노광장치(12)와의 기판(G) 주고받음은 반송장치(104)에 의해서 행하여진다.
프로세스스테이션(P/S)(16)에서는, 제 2 열적처리부(30)에 있어서 반송기구(90)가 익스텐션·쿨링스테이지(EXT·COL)(108)로부터 노광된 기판(G)을 받아들이고, 프로세스라인(B)측의 오븐타워(TB)(92)내의 패스유니트(PASSR)를 통해 현상프로세스부(32)로 주고받는다.
현상프로세스부(32)에서는, 해당 오븐타워(TB)(92)내의 패스유니트(PASSR)로부터 받아들인 기판(G)을 현상유니트(DEV)(94)에 반입한다. 현상유니트(DEV)(94)에 있어서 기판(G)은 프로세스라인(B)의 하류를 향하여 수평흐름방식으로 반송되고, 그 반송중에 현상, 린스, 건조의 일련의 현상처리공정이 행하여진다(스텝 S13).
현상프로세스부(32)에서 현상처리를 받은 기판(G)은 하류측에 인접한 탈색프로세스부(34)로 수평흐름하여 반입되고, 거기서 i선조사에 의한 탈색처리를 받는다(스텝 S14). 탈색처리가 끝난 기판(G)은, 제 3 열적처리부(36)의 상류측 오븐타워(TB)(98)내의 패스유니트(PASSL)에 반입된다.
제 3 열적처리부(36)에 있어서, 기판(G)은 최초에 해당 패스유니트(PASSL)로부터 가열유니트(POBAKE)중 1개에 옮겨지고, 거기서 포스트베이킹의 가열처리를 받 는다(스텝 S15). 다음에, 기판(G)은 하류측 오븐타워(TB) (102)내의 패스쿨링·유니트(PASSR·COL)에 옮겨지고, 거기서 소정의 기판온도로 냉각된다(스텝 S16). 제 3 열적처리부(36)에 있어서의 기판(G)의 반송은 반송기구(100)에 의해서 행하여진다.
카세트 스테이션(C/S)(14)측에서는, 반송기구(22)가, 제 3 열적처리부(36)의 패스쿨링·유니트(PASSR·COL)로부터 도포현상처리의 모든 공정을 끝낸 기판(G)을 받아들이고, 받아들인 기판(G)을 스테이지(20)위의 어느 하나의 카세트(C)에 수용한다(스텝 S1).
이 도포현상처리시스템(10)에 있어서는, 도포프로세스부(28), 특히 레지스트도포유니트(CT)(82)에 본 발명을 적용할 수가 있다. 이하, 도 4∼도 13을 참조하여 본 발명을 도포프로세스부(28)에 적용한 1실시형태를 설명한다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 도포프로세스부(28)는, 지지대(112)의 위에 반입유니트(IN)(81), 레지스트도포유니트(CT)(82), 감압건조유니트(VD)(84), 에지리무버·유니트(ER)(86) 및 반출유니트(OUT)(87)를 X방향으로[프로세스라인(A)을 따라] 일렬로 배치하고 있다. X방향으로 연장되는 한 쌍의 가이드레일(114,114)이 지지대(112)의 양 끝단부에 평행하게 부설되고, 양 가이드레일(114,114)에 안내되어 이동하는 1조 또는 복수조의 반송아암(116,116)에 의해, 유니트 사이에서 기판(G)을 주고받을 수 있게 되어 있다.
반입유니트(IN)(81)에는, 기판(G)을 거의 수평으로 얹어 놓을 수 있는 롤러 (118)를 X방향에 일정간격으로 부설하여 이루어지는 수평흐름방식의 롤러반송로(120)가 설치되어 있다. 이 롤러반송로(120)는, 인접한 오븐타워(TB)(48)내의 패스유니트(PASSR)(60)로부터 넣어져 있고, 예를들면 구동모터나 전동기구를 가지는 반송구동부(122)에 의해서 구동된다. 롤러반송로(120)의 아래에는, 패스유니트(PASSR)(60)로부터 반송되어 온 기판(G)을 수평자세로 들어 올려 반송아암(116,116)에 건네주기 위한 승강가능한 복수개의 리프트 핀(124)이 설치되어 있다. 또한, 롤러반송로(120)의 위에는 기판(G)의 상면을 클리닝하기 위한 기판상면 클리너(126)가 설치됨과 동시에, 롤러반송로(120)의 아래에는 리프트 핀(124)과 간섭하지 않는 위치에서 기판(G)의 하면을 클리닝하기 위한 기판하면 클리너(128)(도 6)가 설치되어 있다. 양 클리너(126,128)의 상세한 구성 및 작용은 도 6을 참조하여 나중에 설명한다. 또, 패스유니트(PASSR)(60)내에는, 제 1 열적처리부(26)에서 소정의 열처리가 끝난 기판(G)을 반송기구(46)(도 2)로부터 받아들여 롤러반송로(120)상에 옮겨 놓기 위한 승강가능한 리프트 핀(130)이 설치되어 있다.
레지스트도포유니트(CT)(82)는, 기판(G)을 수평으로 얹어 놓고 유지하기 위한 스테이지(132)와, 이 스테이지(132)상에 얹어 놓여지는 기판(G)의 상면(피처리면)에 슬릿형의 레지스트노즐(134)을 사용하여 스핀레스법으로 레지스트액을 도포하기 위한 도포처리부(136)와, 스테이지(132)의 상면을 클리닝하기 위한 스테이지 클리너(138)와, 기판(G)상에 형성된 레지스트액의 도포막에 관해서 얼룩이 존재하는지 아닌지를 검사하기 위한 도포막검사부(140)와, 레지스트노즐(134)의 레지스트 액 토출기능을 정상상태로 유지 또는 리프레시하기 위한 노즐리프레시부(142) 등을 가진다. 레지스트도포유니트(CT)(82)내의 각부 구성 및 작용은 도 6∼도 13을 참조하여 뒤에 상술한다.
감압건조유니트(VD)(84)는, 상면이 개구하고 있는 트레이 또는 얇은 바닥 용기형의 하부챔버(144)와, 이 하부챔버(144)의 상면에 기밀하게 밀착 또는 끼워맞춤 가능하게 구성된 뚜껑형상의 상부챔버(도시하지 않음)를 가지고 있다. 하부챔버(144)는 거의 사각형이고, 중심부에는 기판(G)을 수평으로 얹어 놓고 지지하기 위한 스테이지(146)가 배치되며, 저면의 네모서리에는 배기구(148)가 설치되어 있다. 각 배기구(148)는 배기관(도시하지 않음)을 통해 진공펌프(도시하지 않음)에 통하고 있다. 하부챔버(144)에 상부챔버를 씌운 상태에서, 양 챔버내의 밀폐된 처리공간을 해당 진공펌프에 의해 소정의 진공도까지 감압할 수 있도록 되어 있다.
에지리무버·유니트(ER)(86)에는, 기판(G)을 수평으로 얹어놓고 지지하는 스테이지(150)와, 기판(G)을 서로 마주보는 한 쌍의 모서리부에서 위치결정하는 얼라이먼트수단(152)과, 기판(G)의 4변의 둘레가장자리부(에지)로부터 여분인 레지스트를 제거하는 4개의 리무버헤드(154) 등이 설치되어 있다. 얼라이먼트수단(152)이 스테이지(150)상의 기판(G)을 위치결정한 상태에서, 각 리무버헤드(154)가 기판(G)의 각 변에 따라 이동하면서, 기판 각 변의 둘레가장자리부에 부착하고 있는 여분인 레지스트를 신너로 용해하여 제거하게 되어 있다.
반출유니트(OUT)(87)는, 상기한 반입유니트(IN)(81)에서의 것과 마찬가지의 롤러반송로 및 리프트 핀(도시하지 않음)을 가지고 있다. 에지리무버·유니트(ER) (86)에서 레지스트제거처리를 끝낸 기판(G)을 반송아암(116,116)이 반출유니트(OUT)(87)에 반송하고, 리프트 핀이 반송아암(116,116)으로부터 기판(G)을 받아들여 롤러반송로 위로 옮겨놓는다. 그런 후에, 기판(G)을 후술하는 인접한 오븐타워(TB)(88)내의 패스유니트(PASSL)까지 수평흐름의 롤러반송으로 반송하게 되어 있다.
도 5에, 레지스트도포유니트(CT)(82)내 및 그 주변의 주요한 각 부의 제어계의 구성을 나타낸다. 제어부(160)는, CPU나 메모리 등을 포함하는 마이크로컴퓨터로 이루어지고, 소정의 소프트웨어 또는 프로그램에 따라서 각부를 제어한다. 이 제어부(160)에, 상기의 기판상면 클리너(126), 기판하면 클리너(128), 도포처리부(136), 스테이지 클리너(138), 도포막검사부(140) 및 노즐리프레시부(142)가 제어계의 인터페이스에서 접속됨과 동시에, 스테이지기구(166) 및 노즐장해 모니터(168) 등도 제어계의 인터페이스에서 접속된다. 또한, 제어부(160)는 조작패널의 키보드나 표시장치(도시하지 않음) 혹은 외부의 호스트컴퓨터 또는 컨트롤러(도시하지 않음) 등도 접속되어 있다.
도 6에, 일실시예에 의한 기판상면 클리너(126) 및 기판하면 클리너(128)의 구성을 나타낸다. 기판상면 클리너(126)는, 롤러반송로(120)상의 기판(G)을 일끝단에서 다른 끝단까지 커버할 수 있는 길이로 Y방향(반송방향과 직교하는 수평방향)으로 연장하는 긴 형상의 클리너본체(170)를 가지고, 이 클리너본체(170)의 하면에 길이방향(Y방향)으로 연장하는 슬릿형상의 흡인구(172)와 이 흡인구(172)의 양측에서 기체(예를 들면 청정한 공기)를 분출하는 기체분출구(174)를 설치하고 있 다. 클리너본체(170)의 상면 및 측면에는 흡입기관(176) 및 기체공급관(178)이 각각 접속되어 있다. 클리너본체(170)의 안쪽에는, 흡인구(172)와 흡입기관(176)을 접속하는 통기로 또는 흡기로(180)가 중심부에 설치되는 동시에, 해당 흡기로(180)의 양측에 기체공급관(178)과 기체분출구(174)를 접속하는 통기로 또는 급기로(182)가 설치된다. 급기로(182)의 도중에는 기체분출구(174)에 있어서의 분출압력을 균일화하기 위한 다공판(184)이 설치되어 있다. 흡기로(180)에도, 흡인구(172)에 있어서의 흡인력을 균일화하기 위한 다공판(도시하지 않음)이 설치되더라도 좋다. 흡입기관(176)은 집진필터(도시하지 않음)를 통해서 진공장치 예를 들면 진공펌프 또는 이젝터(도시하지 않음)를 통하고 있으며, 기체공급관(178)은 기체공급원 예를 들면 콤프레셔(도시하지 않음)에 접속되어 있다.
제 1 열적처리부(26)에서 소정의 열처리가 끝난 기판(G)이 오븐타워(TB)(48)내의 패스유니트(PASSR)(60)로부터 레지스트 도포유니트(CT)(82)의 반입유니트(IN) (81)에 반입될 때에, 기판(G)은 롤러반송로(120)상에서 기판상면 클리너(126)의 바로 아래를 예를 들면 몇 mm 이하의 접근거리에서 통과한다. 이 때, 기판(G)의 상면에 파티클, 먼지, 파편 등의 이물(P)이 부착되어 있으면, 그들의 이물(P)은 클리너본체(170)의 흡인구(172)로부터 기판상면에 부여되는 진공흡인력에 의해서 흡인구(172) 속으로 빨려 들어가서, 흡기로(180) 및 흡입기관(176)을 통하여 집진필터에 포착된다. 흡인구(172)의 주위에서 기체분출구(174)로부터 분출되는 기체가 기판상면에 닿고 나서 흡인구(172)로 빨려 들어가기 때문에, 에어커튼이 형성된다. 이 때문에, 주위의 공기를 빨아들여 대기중의 먼지를 끌어당길 우려는 없다. 이렇게하여, 기판(G)이 롤러반송로(120)위를 수평흐름하여 반입유니트(IN)(81)로 반입될 때에, 기판상면 클리너(126)에 있어서의 진공흡인식 클리닝에 의해서 기판(G) 상면으로부터 대부분의 이물(P)이 제거된다.
기판하면 클리너(128)는, 기판상면 클리너(126)와 같은 구성을 가지고, 도 6에 나타내는 바와 같이 반대방향(상향)으로 롤러반송로(120)의 아래에 배치된다. 따라서, 기판(G)이 롤러반송로(120)위를 수평흐름하여 반입유니트(IN)(81)에 반입될 때에, 기판하면 클리너(128)가 기판(G)의 하면에 대하여 기판상면 클리너(126)와 같은 진공흡인식의 클리닝을 실시함으로써 기판(G)의 하면에서 대부분의 이물(P)이 제거된다. 또, 롤러반송로(120)를 구성하는 각 롤러(118)는 샤프트(118a)의 양 끝단부에 한 쌍의 반송로울러(118b)를 고착하여 이루어지고, 기판(G)은 그것들 좌우 한 쌍의 반송로울러(118)에 얹어서 반송된다. 따라서, 기판(G)의 하면과 샤프트(l18a)의 사이에는 일정한 틈새가 있고, 기판(G)의 하면에 부착하고 있는 이물(P)은 이 틈새를 통과하지만, 기판하면 클리너(128)로 포착되게 된다. 또한, 이 실시예와 같이 기판상면 클리너(126)와 기판하면 클리너(128)를 상하에 대향시켜 배치하는 구성에 있어서는, 양 클리너로부터 기판(G)에 각각 주어지는 압력을 상쇄시켜 기판(G)의 수평자세를 안정하게 유지할 수가 있다.
도 7에, 일실시예에 의한 스테이지(132) 및 스테이지 클리너(138)의 구성을 나타낸다. 스테이지(132)는, 기판(G)의 형상 및 사이즈에 따른 직방체의 얹어놓는대로서 구성되어 있다. 스테이지(132)의 상면에는, 수직방향으로 출몰 가능한 리프트 핀(도시하지 않음)을 수용하는 복수의 구멍(190)과, 스테이지상의 기판(G)을 고정하기 위한 다수의 진공흡착구(192)가 각각 적당한 배치패턴으로 형성되어 있다.
기판(G)을 스테이지(132)상으로 로딩할 때는, 각 구멍(190)으로부터 리프트핀이 수직상방으로 돌출하여 소정의 높이위치에서 반송아암(116,116)(도 4)으로부터 기판(G)을 받아들이고, 이어서 핀 앞끝단이 구멍(190)속으로 들어가는 높이위치까지 하강하여 기판(G)을 스테이지(132)상에 옮겨놓거나 또는 얹어 놓는다. 각 진공흡착구(192)는 진공펌프 등의 진공원(도시하지 않음)에 접속되어 있고, 일정한 높이위치에서 스테이지(132)상에 얹어놓여져 있는 기판(G)을 진공흡착력에 의해서 유지한다. 기판(G)을 스테이지(132)로부터 언로딩할 때는, 진공흡착력을 해제한 후에, 각 구멍(190)으로부터 리프트 핀이 수직상방으로 돌출하여 기판(G)을 소정의 높이위치까지 들어올려 반송아암(116,116)으로 건네 준다. 이러한 리프트 핀을 사용하는 로딩/언로딩기구나 진공흡착구(192)를 사용하는 기판유지기구는, 스테이지기구(166)(도 5)의 일부로서 제어부(160)에 의한 제어하에서 동작한다.
도 7에 있어서, 스테이지 클리너(138)는, 스테이지(132)를 일끝단으로부터 다른 끝단까지 커버할 수 있는 길이에서 Y방향으로 연장하는 긴 형상의 클리너본체(194)와, 이 클리너본체(194)를 스테이지(132)의 상방에서 X방향으로 수평이동 요컨대 주사시키는 주사부(196)를 가진다. 클리너본체(194)는, 예를 들면 상기 기판상면 클리너(126)와 같은 구조의 것이더라도 좋고, 흡입기관(198)을 통해 진공원(도시하지 않음)에 접속됨과 동시에, 기체공급관(200)을 통해 기체공급원(도시하지 않음)에 접속되어 있으며, 스테이지(132)와 대향하는 슬릿형상의 흡기구와 기체분출구를 가지고 있다. 주사부(196)는, 클리너본체(194)를 수평으로 지지하는 ㄷ자형상의 지지체(202)와, 이 지지체(202)를 X방향에서 쌍방향으로 직진이동시키는 주사구동부(204)를 가진다. 이 주사구동부(204)는, 예를 들면 가이드부착의 볼나사기구 또는 리니어모터기구로 구성되더라도 좋다. 지지체(202)와 클리너본체(194)를 접속하는 조인트부에는, 클리너본체(194)의 높이위치를 변경 또는 조정하기 위한 가이드부착의 승강기구(206)를 설치하는 것이 바람직하다.
스테이지 클리너(138)는, 스테이지(132)상에 기판(G)이 얹어 놓여져 있지 않은 동안에 제어부(160)에 의한 제어하에서 동작한다. 보다 상세하게는, 스테이지(132)의 상방을 X방향에서 종단하도록 클리너본체(194)를 주사부(196)에 의해 일정한 속도로 주사시키면서, 클리너본체(194)에 의해 스테이지(132) 상면의 각부에 대하여 진공흡인력을 부여하는 것에 의해, 스테이지(132)의 상면을 일끝단으로부터 다른 끝단까지 청소하도록 클리닝한다. 이것에 의해서, 스테이지(132)상에 부착 또는 잔존하고 있는 이물은 클리너본체(194)에 포착되어 제거된다.
도 8에, 일실시예에 의한 도포처리부(136) 및 노즐장해 모니터(168)의 구성을 나타낸다. 도포처리부(136)는, 레지스트노즐(134)을 포함하는 레지스트액공급부(210)와, 이 레지스트노즐(134)을 스테이지(132)의 상방에서 X방향으로 수평이동 요컨대 주사시키는 주사부(212)와, 레지스트노즐(134)의 높이위치를 변경 또는 조절하기 위한 노즐승강기구(220)를 가지고 있다.
레지스트액 공급부(210)에 있어서, 레지스트노즐(134)은 스테이지(132)상의 기판(G)을 일끝단에서 다른 끝단까지 커버할 수 있는 길이로 Y방향으로 연장하는 슬릿형상의 토출구(134a)를 가지고 있고, 레지스트액 공급원(도시하지 않음)으로부터의 레지스트액공급관(214)에 접속되어 있다. 주사부(212)는, 레지스트노즐(134)을 수평으로 지지하는 ㄷ자형상의 지지체(216)와, 이 지지체(216)를 X방향에서 쌍방향으로 직진이동시키는 주사구동부(218)를 가진다. 이 주사구동부(218)는, 볼나사기구도 사용가능하지만, 도포막의 균일성의 관점에서 하면 기계진동이 적은 리니어 서보모터기구로 구성되는 것이 바람직하다. 노즐승강기구(220)는, 볼나사기구로 구성되더라도 좋고, 레지스트노즐(134)의 높이위치를 조절하여 노즐하단부의 토출구(134a)와 스테이지(132)상의 기판(G) 상면(피처리면) 사이의 거리간격 요컨대 갭(g)(도 9)의 크기를 임의로 설정 또는 조정할 수 있는 것 뿐만아니라, 레지스트노즐(134)을 순간적으로 상승이동시킬 수도 있도록 되어 있다.
도포처리부(136)는, 스테이지(132)상에 기판(G)이 얹어 놓여져 있는 동안에 제어부(160)에 의한 제어하에서 동작한다. 보다 상세하게는, 스테이지(132)의 상방을 X방향에서 종단하도록 레지스트노즐(134)을 주사부(212)에 의해 일정한 속도로 주사시키면서, 레지스터액공급부(210)에 있어서 레지스트노즐(134)의 슬릿형상토출구(134a)로부터 스테이지(132)상의 기판(G)의 상면에 대하여 Y방향으로 연장하는 라인형상의 토출류로 레지스트액을 공급한다. 그 때, 토출구로부터 기판(G)상에 넘친 레지스트액을 X방향으로 소정의 방향에서 전진 또는 수평이동하는 레지스트노즐(134)의 하단부에서 평탄하게 연장시켜, 기판(G)상에 갭(g)에 따른 일정한 막두께로 레지스트액의 도포막(CR)을 형성한다(도 9).
노즐장해 모니터(168)는, 도포처리부(136)에 있어서 상기와 같은 레지스트도포처리가 행하여질 때에 레지스트노즐(134)의 앞쪽에 장해가 있는지 없는지를 검사하는 것이다. 상기한 바와 같이 기판(G)을 수평흐름의 롤러반송으로 반입유니트(IN)(81)에 반입할 때에 기판상면 클리너(126) 및 기판하면 클리너(128)에 의해 기판(G)의 상면 및 하면을 각각 진공흡인법으로 클리닝하고 있으며, 나아가서는 스테이지(132)의 상면도 스테이지 클리너(138)에 의해 정기적으로 진공흡인법으로 클리닝하기 때문에, 스테이지(132)상에 얹어 놓여져 있는 기판(G)의 상면에 이물이 부착되어 있는 경우나, 기판(G)과 스테이지(132) 사이에 이물이 끼여 있는 경우의 발생빈도는 종래 장치에서보다 현격히 낮다. 그러나, 반입유니트(IN)(81)로부터 스테이지(132)까지 이송하는 사이에 기판(G)의 상면 또는 하면에 이물이 부착될 가능성이나, 스테이지(132)상에 새로운 이물이 부착될 가능성이 있다. 또한, 클리너(126,128,138)에 의해서도 이물을 완전히 제거하지 못할 가능성도 있다. 이 실시형태에서는, 리스크 헤지(risk hedge)로서 노즐장해 모니터(168)를 설치하고 있으며, 스테이지(132)상에 얹어 놓여져 있는 기판(G)의 상면 또는 하면에 실질적인(도포처리상 지장이 있음) 이물이 부착되어 있거나 끼여 있는 경우에는, 이하에 나타내는 것과 같은 노즐장해 모니터(168)의 작용에 의해서 레지스트노즐(134)과 기판(G)의 접촉 또는 미끄럼접촉을 미연에 방지하도록 하고 있다.
도 8에 있어서, 노즐장해 모니터(168)는, 스테이지(132)상에 얹어 놓여져 있는 기판(G)의 상면 근방을 소정의 높이위치에서 Y방향으로 거의 수평으로 횡단하도록 지향성이 높은 광빔 예를 들면 레이저빔(LB)을 출사하는 레이저출사부(222)와, 스테이지(132)상의 기판(G)을 끼우고 Y방향에서 레이저출사부(222)와 대향하는 위치에 배치되는 수광부(224)를 가진다. 도시와 같이, 레이저출사부(222) 및 수광부(224)는 지지체(216)의 좌우 양측면에서 주사방향의 앞쪽으로 돌출하고 있는 한 쌍의 수평지지아암(226,226)에 각각 부착되고, 주사방향에서 레지스트노즐(134)보다도 일정한 거리(예를 들면 100mm∼200mm)만큼 앞쪽 위치에서 레이저빔(LB)을 송수신하게 되어 있다. 수광부(224)는, 레이저출사부(222)로부터의 레이저빔(LB)을 수광하면, 그 수광한 레이저빔(LB)의 광량 또는 광강도에 따른 레벨의 전압신호를 출력한다. 노즐장해 모니터(168)는, 신호처리회로를 가지고 있으며, 수광부(224)로부터의 전압신호를 입력하여, 그 전압신호의 레벨을 소정의 기준치와 비교하여 모니터판정을 한다. 여기서, 기준치는 레이저출사부(222)로부터 출사된 레이저빔(LB)이 어떤 장해도 받지 않고 공중을 주사하여 수광부(224)에 도달한 경우에 수광부(224)로부터 출력되는 전압신호의 레벨로 하더라도 좋다.
도포처리부(136)에 있어서 레지스트도포처리가 행하여질 때, 주사부(212)의 주사구동에 의해서 레지스트노즐(134)과 함께, 또한 그 앞쪽에서 노즐장해 모니터(168)의 장해물검출용 레이저빔(LB)도 기판(G)의 상방을 X방향으로 주사한다. 이 레이저빔(LB)의 주사에 있어서, 기판(G)의 상면이 설정높이위치로 유지되고, 또한 거기에 어떠한 이물도 부착되지 않은 주사장소에서는, 도 9의 (A)에 나타내는 바와 같이, 레이저출사부(222)로부터의 레이저빔(LB)은 기판 상면의 근방을 어떤 장해도 받지 않고 주사되어 수광부(224)에 도달하고, 수광부(224)보다 기준치에 근사한 레벨의 전압신호를 얻을 수 있다. 따라서, 노즐장해 모니터(168)의 신호처리회로는 이 주사위치에서는 「정상」이다. 요컨대 레지스트노즐(134)에 대한 장해물은 없다고 하는 모니터판정결과를 출력한다. 이렇게 해서 노즐장해 모니터(168)로부터 「정상」의 모니터판정결과가 나오고 있는 한, 제어부(160)는 도포처리부(136)에 레지스트도포처리를 속행 또는 계속시킨다.
그러나, 예를 들면 도 9의 (B)에 나타내는 바와 같이, 기판(G)과 스테이지(132) 사이에 이물(P)이 끼여 그 부근에서 기판(G)이 불룩하게 올라와 있는 경우는, 주사의 과정에서 레이저빔(LB)이 기판(G)의 불룩하게 올라와 있는 개소에 당도하면, 레이저빔(LB)이 레이저출사부(222)와 대향하는 측의 기판(G) 측면에 의해서 부분적으로 차단되고, 이 빔 차광의 정도는 기판(G)의 불룩하게 올라오는 정도에 따라서 점차로 커진다. 그렇게 하면, 수광부(224)에서는, 레이저빔(LB)의 수광량이 점차로 감소하여, 출력신호의 레벨이 점차로 저하한다. 노즐장해 모니터(168)의 신호처리회로에서는, 수광부(224)로부터의 전압신호의 레벨이 기준치에 대하여 소정 비율(예를 들면 50%)보다도 내려간 시점에서 「이상」인, 요컨대 해당 주사위치에 레지스트노즐(134)에 대한 어떠한 장해물이 존재하고 있다는 모니터판정결과를 출력한다.
또는, 도 9의 (C)에 나타내는 바와 같이, 기판(G)의 상면의 어딘가에 상당한 사이즈의 이물(P)이 부착되어 있는 경우라도, 주사의 과정에서 레이저빔(LB)이 해당 이물(P)에 의해서 차단되기 때문에, 이 시점에서 노즐장해 모니터(168)의 신호처리회로로부터 상기와 같이 「이상」의 모니터판정결과가 출력된다.
또한, 도 9에 나타내는 바와 같이, 레이저빔(LB)의 높이위치 및 사이즈[빔지 름(d)]는, 레지스트노즐(134)의 하단 요컨대 토출구(134a)와 스테이지(132)상에 정상으로 얹어 놓여져 있는 기판(G)의 상면과의 사이에 형성되는 갭(g)의 높이위치 및 사이즈(거리간격)에 따라서 설정되더라도 좋고, 바람직하게는 양자(LB,g)의 높이위치 및 사이즈를 일치 또는 근사시키더라도 좋다. 예를 들면, 갭(g)을 100㎛로 설정한 경우는, 레이저빔(LB)의 빔지름(d)을 100㎛로 설정하고, 레이저빔(LB)의 중심높이위치를 갭(g)의 중심높이위치에 맞추더라도 좋다.
상기한 바와 같이 하여 노즐장해 모니터(168)로부터 「이상」의 모니터판정결과가 출력되면, 제어부(160)는 도포처리부(136)에 레지스트도포처리의 중단을 지시한다.
그 때, 제 1 도포처리중단방법으로서, 제어부(160)는 도포처리부(136)에 주사의 중단도 지시한다. 그렇게 하면, 도포처리부(136)는, 레지스트액 공급부(210)에 있어서 레지스트액 공급원으로부터 레지스트노즐(134)로의 레지스트액의 공급을 멈추고 노즐(134)의 레지스트액 토출동작을 중단하는 동시에, 주사부(212)에 있어서 주사구동부(218)의 전진구동운전을 멈추고 레지스트노즐(134)의 주사를 중단하며, 이어서 주사구동부(218)에 후퇴구동운전을 하여 레지스트노즐(134)을 스테이지(132)의 위쪽으로부터 홈포지션으로 후퇴 또는 퇴피시킨다.
또는, 제 2 도포처리중단방법으로서, 제어부(160)는 도포처리부(136)에 레지스트노즐(134) 위쪽으로의 퇴피이동을 지시한다. 그렇게 하면, 도포처리부(136)는, 순간적으로 노즐승강기구(220)에 있어서 레지스트노즐(134)을 상승이동 시킨다. 이 경우, 레지스트액 공급부(210)에 있어서는, 레지스트액 토출동작을 중단하 는 것이 물론 바람직하다. 또한, 주사구동부(218)에 있어서는, 전진구동운전을 멈추더라도 좋지만, 멈추지 않더라도 상관없다. 전진구동운전을 멈추지 않더라도, 레지스트노즐(134)이 순간적으로 상승이동하기 때문에, 도 10 및 도 11에 나타내는 바와 같이 장해물[이물(P) 또는 그것에 의한 기판의 불룩하게 올라온 부분]을 어려움 없이 피하여 위쪽을 이동(건너뛰다)할 수 있다. 상기한 바와 같이 노즐토출구와 기판상면 사이의 갭(g)은 100㎛ 정도이고, 장해물의 높이도 수백㎛ 정도이하가 보통이다. 노즐장해 모니터(168)가 레지스트노즐(134)의 앞쪽에 장해물을 발견한 후 레지스트노즐(134)이 해당 장해물의 위치에 도착하기까지의 수평이동거리(예를 들면 100mm∼200mm)의 사이에 레지스트노즐(134)이 수 mm라도 상승하면 충분히 여유를 가지고 위쪽으로의 퇴피를 할 수 있다.
이 제 2 도포처리중단방법은, 주사구동부(218)에 리니어 서보모터를 사용하는 경우에 특히 유리하다. 즉, 리니어 서보모터는 기계진동이 적은 반면, 감속기를 갖지 않기 때문에, 긴급한 제동 내지 정지를 할 때에 완전히 멈추기까지의 이동거리가 길다고 하는 일면이 있다. 그러나, 이 제 2 방법과 같이, 레지스트노즐(134)을 수 mm 상승시키는 정도의 긴급동작이면, 승강기구의 구동부(전기모터)로부터 본 부하관성모먼트는 낮고, 레지스트노즐(134)은 신속히 위쪽으로 퇴피하는 것이 가능하여, 장해물의 위쪽을 이동할 수가 있다.
상기한 바와 같이 하여 도포처리부(136)에서 레지스트도포처리를 중단한 경우는, 해당 기판(G)을 불량품으로 인정한 뒤에, 후속의 처리공정으로 보내도 좋고, 혹은 시스템내의 적당한 곳에 설치한 버퍼실 또는 보관실에 일시적으로 보관하더라 도 좋다. 또, 이 장면에서 스테이지 클리너(138)를 임시적으로 작동시켜 스테이지(132)의 상면을 클리닝하더라도 좋다.
이와 같이, 이 실시형태에서는, 레지스트도포처리에 있어서, 레지스트노즐(134)의 주사방향 앞쪽에 장해물이 존재할 때, 전형적으로는 상기한 바와 같이 기판(G)과 스테이지(132) 사이에 이물(P)이 끼여 그 부근에서 기판(G)이 불룩하게 올라와 있는 경우나, 기판(G)의 상면에 이물(P)이 부착되어 있는 경우에는, 노즐장해 모니터(168)가 그와 같은 장해물(기판의 불룩하게 올라온 부분, 이물 등)을 사전에 발견하여, 그 시점에서 노즐주사를 중단하도록 하였기 때문에, 레지스트노즐(134)이 기판(G)의 불룩하게 올라온 부분에 접촉 내지 미끄럼접촉하거나, 이물을 통해 기판(G)의 상면을 문지르는 것과 같은 사태를 미연에 방지할 수 있다.
더구나, 이 실시형태의 노즐장해 모니터(168)에서는, 기판(G)의 위쪽근방에서 한쪽방향(Y방향)으로 주사 또는 횡단하는 장해물 검출용 레이저빔(LB)을 주사방향과 직교하는 방향(X방향)으로 수평이동시키기 때문에, 기판상면의 전면을 빈틈없이 주사하는 것이 가능하고, 기판(G)상의 어느 장소에 이상장소(장해물)가 있더라도 그것을 확실히 검출할 수가 있다. 또한, 도포처리부(136)에 있어서의 주사부(212)를 이용하여 레지스트노즐(134)이 함께 장해물검출용 레이저빔(LB)을 주사시키기 때문에, 모니터기구의 간소화와 저비용화도 꾀할 수 있다.
도 12 및 도 13에 일실시예에 의한 도포막검사부(140)의 구성을 나타낸다. 이 도포막검사부(140)는, 상기와 같이 도포처리부(136)에서 레지스트도포처리를 받은 후의 기판(G)의 상면을 촬상하는 촬상부(230)와, 이 촬상부(230)에 의해 얻어지 는 화상신호에 근거하여 화상인식기술에 의해 기판(G)상의 도포막(CR)에 얼룩이 존재하는지 아닌지를 판정하는 모니터처리부(232)를 가지고 있다.
촬상부(230)는, 주사구동부(234)(도4)의 주사구동에 의해 램프(236), 집광렌즈(238) 및 CCD카메라(240)를 스테이지(132)가 (도 4)의 위쪽에서 X방향으로 주사할 수 있도록 되어 있고, 도 13에 나타내는 바와 같이 Y방향으로 늘어나는 관형상의 램프(236)가 스테이지(132)상의 기판(G)의 상면을 조명하여, CCD카메라(240)가 집광렌즈(238)를 통해 기판상면의 피조사부분을 촬상하게 되어 있다.
도 12에 있어서, 모니터처리부(232)는, CCD카메라(240)로부터 출력되는 아날로그의 화상신호를 A/D변환기(242)에 의해 디지털의 화상신호로 변환하여 그 디지털화상신호에 따라서 화상인식부(244), 화상메모리(246), 모니터판정부(248), 설정부(250) 및 모니터출력부(252) 등에 의해 후술하는 바와 같은 도포막 모니터링을 위한 화상처리 내지 판정처리를 하게 되어 있다.
화상인식부(244)는, A/D변환기(242)로부터 디지털의 화상신호를 입력하고, 화상메모리(246)를 사용하며, 촬상부(230)로 찍힌 화상을 합성하여 1화면의 전체화상, 요컨대 기판(G)의 상면의 대부분이 비치고 있는 화상을 조립한다. 그리고, 예를 들면 2치화(二値化), 노이즈제거, 라블링, 연결도형해석 등의 공지의 화상인식처리에 의해, 촬영화상 속에 실질적인 얼룩이 존재하고 있으면 그 얼룩을 패턴 인식한다. 여기서, 실질적으로 레지스트 도포막의 품질을 떨어뜨리지 않는 정도의 미소한 얼룩은 인식대상으로부터 제외하더라도 좋다. 이어서, 패턴 인식된 얼룩에 대해서는, 그 형상, 사이즈, 위치 등을 산출하여 속성데이터로서 수치화한다. 일 반적으로, 이 종류의 얼룩은, 레지스트노즐(134)측의 원인으로, 요컨대 레지스트노즐(134)의 슬릿형상토출구의 어떤 부위에서 먼지 등이 부착되거나 레지스트가 고형화되어 막힌 경우에 발생하고, 그와 같이 막힌 부위에 대응하는 기판상의 위치에 도 13에 나타내는 바와 같이 주사방향에 선형상으로 연이어지는 힘줄얼룩(M)으로서 나타난다.
모니터판정부(248)는, 획상인식부(244)로부터의 인식결과로서 얼룩의 속성데이터를 받아들였을 때는 설정부(250)로 설정되어 있는 감시값과 비교하여, 형상, 사이즈, 개수, 위치 등의 점에서 감시값을 넘는 얼룩이 있으면, 해당 기판(G)상의 레지스트도포막은 「얼룩있음」이라고 판정한다. 모니터판정부(248)에 있어서의 판정결과는 모니터출력부(252)로부터 제어부(160)로 보내어진다.
제어부(160)는, 도포막검사부(140)로부터 「얼룩있음」의 판정결과를 받아들였을 때는, 해당 기판(G)을 불량품으로 인정한 후에, 후속의 처리공정으로 보내도 좋고, 혹은 시스템내의 적절한 곳에 설치한 버퍼실 또는 보관실에 일시적으로 보관하더라도 좋다. 또한, 이러한 레지스트도포막의 불량(얼룩)이 발생한 경우는, 상기한 바와 같이 레지스트노즐(134)의 막힘이 원인으로 되어 있는 경우가 대부분이기 때문에, 제어부(160)는 레지스트노즐(134)의 레지스트액 토출기능을 회복시키도록 노즐리프레시부(142)를 가동시킨다.
도 14에, 일실시예에 의한 노즐리프레시부(142)의 구성을 나타낸다. 이 노즐리프레시부(142)는, 예를 들면 레지스트노즐(134)의 홈포지션에 설치되어 있으면 좋고, 레지스트노즐(134)이 출입하기 위한 개구를 상면에 형성한 긴형상의 통형처 리실(254)을 가지고 있다. 이 처리실(254)안에는, 실내의 소정위치에 수용된 레지스트노즐(134)의 토출구 부근을 향하여 세정액(예를 들면 신너)을 내뿜기 위한 세정노즐(256)이 배치되어 있다. 이 세정노즐(256)은, 수직지지부재(258) 및 수평지지부재(260)를 통해 세정노즐주사기구(262)의 주사구동에 의해서 노즐길이방향(Y방향)으로 수평이동하고, 같은 방향에 있어서 레지스트노즐(134)의 토출부 전체(일끝단으로부터 다른 끝단까지)에 세정액을 맞추어 토출구 부근을 세정한다. 사용된 세정액은 처리실(254)의 바닥에 설치된 드레인구(255)로부터 폐액부(도시하지 않음)로 보내어진다. 이러한 노즐세정에 의해, 레지스트노즐(134)의 토출부에 부착하고 있는 먼지나 고형레지스트 등은 씻어 내려진다. 또, 세정액 공급라인은 세정액공급원(도시하지 않음)으로부터의 세정액 공급관(264)으로 구성되고, 예를 들면 수직지지부재(258)를 통형상체로 구성하여 그 속에 세정액 공급관(264)을 통해서 세정노즐(256)에 접속하더라도 좋다. 또한, 세정액 공급관(264)의 도중에 노즐세정의 온·오프를 제어하기 위한 개폐밸브(266)를 설치하더라도 좋다. 세정노즐 주사기구(262)는, 예를 들면 가이드부착 볼나사기구로 구성할 수가 있다.
또한, 이 노즐리프레시부(142)에서는, 레지스트노즐(134)에 레지스트액을 토출시키는 더미디스펜스도 행할 수 있다. 이 경우, 레지스트액 공급관(214)에 설치된 변환밸브(268)를 레지스트액 공급원측으로 전환하여 두고, 개폐밸브(270)를 일정시간 온(열림)으로 한다. 이 더미디스펜스에 의해서, 레지스트노즐(134)내부의 막힘을 어느 정도의 확률로 제거할 수 있다.
이 실시예에서는, 레지스트노즐(134)내의 막힘을 보다 효과적 또는 충분히 제거하기 위하여, 노즐(134)내의 레지스트유로를 용제(예를 들면 신너)로 치환하여 노즐(134)의 내부를 클리닝할 수도 있다. 즉, 변환밸브(268)를 용제공급원측으로 전환하여 개폐밸브(270)를 일정시간 온(열림)으로 하는 것에 의해, 용제공급원으로부터의 용제를 레지스트액 공급관(214)을 통해 레지스트노즐(134)에 도입하여, 막힘의 원인으로 되어 있는 노즐(134)내의 레지스트 고형분을 녹여 토출구로부터 배출할 수가 있다.
도 15에, 상기한 실시형태의 레지스트 도포유니트(CT)(82)에 적용 가능한 스테이지기구(166)의 다른 실시예를 나타낸다. 이 실시예에서는, 기판(G)을 얹어놓기 위한 스테이지(132)에 기판(G)을 일정한 높이위치에서 수평으로 뜨게 하는 기판부양기구를 설치하고 있다. 보다 상세하게는, 스테이지(132)의 상면에 다수의 기체분출구멍(274)과 다수의 흡인구멍(276)을 일정 밀도로 혼재시키는 배치패턴으로 형성한다. 각 기체분출구멍(274)은, 스테이지(132)의 내부에 형성되어 있는 통기로(278)와 스테이지(132)의 외부에서 끌어온 가스관(280)을 통해 고압기체공급원(282)에 통하고 있다. 한편, 각 흡인구멍(276)은, 스테이지(132)의 내부에 형성되는 통기로(284)와 스테이지(132)의 외부에서 끌어온 가스관(286)을 통해 진공원(288)에 통하고 있다. 고압기체공급원(282) 및 진공원(288)은 부양제어부(290)의 제어하에서 동작한다.
이 기판부양기구에서는, 스테이지 상면의 각 기체분출구멍(274)으로부터 고압기체를 수직상방으로 분출하여 기판(G)의 중력을 이기는 고압기체의 압력을 기판(G)의 하면 전체에 균일하게 가하여, 기판(G)을 스테이지(132)의 상면으로부터 수 평으로 뜨게 한다. 또한, 기판(G)의 부상위치를 스테이지 상면으로부터 일정한 갭(S)만큼 떨어진 일정한 높이위치로 유지하도록, 기체분출구멍으로부터 분출하는 기체의 압력과 균형을 취하여 스테이지상면의 각 흡인구멍(276)으로부터 기판(G)에 하향의 흡인력을 작용시킨다. 갭(S)의 크기를 검출하는 갭센서(도시하지 않음) 혹은 기판(G)의 높이위치를 검출하는 높이검출센서(도시하지 않음) 등을 사용하여 피드백제어를 하는 것도 가능하다. 또, 기판(G)을 스테이지(132)상에 얹어 놓을 때는, 고압기체공급원(282) 및 진공원(288)의 운전을 멈춘다.
이 실시예에 의하면, 기판(G)을 스테이지(132)로부터 뜨게 한 상태에서 레지스트 도포처리를 하기 때문에, 기판(G)의 하면이나 스테이지(132)의 상면에 이물이 부착되어 있더라도 그 이물에 의해서 기판(G)이 불룩하게 올라오는 것과 같은 일은 없고, 기판 아래의 이물에 기인하는 레지스트노즐(134)과 기판(G)과의 접촉을 회피할 수가 있다. 또한, 기판(G)의 상면에 이물이 부착되어, 그 이물을 통해 레지스트노즐(134)이 기판(G)에 접촉하는것과 같은 일이 있더라도, 레지스트노즐(134)측으로부터의 누름압력으로 부상상태의 기판(G)이 아래쪽으로 변위할 수 있기 때문에, 접촉에 의한 양자의 손상을 경미한 것으로 할 수 있다.
상기한 실시형태에서는, 1개의 도포프로세스부(28)에 있어서, 기판상면 클리너(126), 기판하면 클리너(128), 도포처리부(136), 스테이지 클리너(138), 도포막검사부(140), 노즐리프레시부(142), 스테이지기구(166), 노즐 장해 모니터(168) 등의 각부의 요소 기술을 집약 또는 조립하여 적용하고 있으며, 그들의 중첩적 또는 상승적인 작용효과를 얻을 수 있다. 다만, 각부의 요소기술을 단독 또는 개별로 도포프로세스부(28)에 적용하여 각 단독의 작용효과를 얻는 것도 가능하다.
상기 실시형태에서는 기판상면 클리너(126)를 롤러반송로(120)의 위쪽에 배치하였지만, 도포처리부(136)에서 주사부(212)의 지지체(216)에 부착하여 레지스트노즐(134)의 앞쪽에서 기판(G)의 상면을 클리닝시키도록 구성하는 것도 가능하다. 또는, 스테이지 클리너(138)에 기판상면 클리너(126)를 겸용시키는 것도 가능하다.
상기 실시형태에서는, 노즐장해 모니터(168)에 있어서의 레이저출사부(222)와 수광부(224)를 도포처리부(136)에 있어서의 주사부(212)의 지지체(216)에 부착하여 레지스트노즐(134)과 동시에 기판상의 주사를 행하도록 구성하였다. 그러나, 노즐장해 모니터(168)를 도포처리부(136)로부터 독립시켜 구성하고, 레지스트도포처리를 시작시키기 전에 노즐장해 모니터(168)를 작동시켜 개별의 주사부에 의해 상기와 같은 장해물검출용 레이저빔(LB)의 주사를 행하도록 하더라도 좋다. 이 경우, 노즐장해 모니터(168)로부터 「이상」이라는 모니터판정결과가 나왔을 때는, 도포처리부(136)에 있어서 해당 기판(G)에 대한 레지스트도포처리를 중지하면 좋다.
상기 실시형태에서는, 기판(G)을 얹어놓은 스테이지(132)를 고정 배치하여, 스테이지(132)상의 기판(G)에 대하여 소정의 상대이동 또는 주사를 해야 할 부품 예를 들면 레지스트노즐(134), 노즐장해 모니터(168)의 레이저출사부(222) 및 수광부(224), 또는 스테이지 클리너(138)를 주사구동부에 의해서 소정의 방향으로 이동시키도록 구성하였다. 그러나, 반대의 관계에서, 그들의 주사부품을 고정배치하고, 스테이지(132)측을 주사구동부에 의해서 소정의 방향으로 이동시키는 구성으로 하더라도 좋다.
상기 실시형태에서는 도포막검사부(140)를 레지스트도포유니트(CT) (82)에 설치하였지만, 후단(後段) 예를 들면 감압건조유니트(VD)(84)에 설치하는 것도 가능하다. 감압건조후의 도포막검사는, 얼룩이 묻은 불량의 도포막에 대한 감압건조처리가 낭비로 되어 버리지만, 도포막상의 얼룩은 건조전보다도 건조후의 쪽이 선명하게 되기 때문에 화상인식으로 검출하기 쉽다고 하는 이점이 있다.
본 발명에 있어서의 레지스트노즐로서는, 상기한 실시형태에서는 슬릿형상의 토출구를 가지는 슬릿형 노즐을 사용하였지만, 1개 또는 여러개의 미세지름의 토출구멍을 가지는 미세지름형의 노즐도 사용 가능하다.
상기한 실시형태는 LCD 제조의 도포현상처리 시스템에 있어서의 레지스트도포장치에 관한 것이었지만, 본 발명은 피처리기판상에 도포액을 공급하는 임의의 어플리케이션에 적용 가능하다. 본 발명에 있어서의 도포액으로서는, 레지스트액 이외에도, 예를 들면 층간절연재료, 유전체재료, 배선재료 등의 액체도 가능하다. 본 발명에 있어서의 피처리기판은 LCD기판에 한정되지 않고, 다른 플랫패널디스플레이용 기판, 반도체웨이퍼, CD기판, 유리기판, 포토마스크, 프린트기판 등도 가능하다.
본 발명의 도포방법 또는 도포장치에 의하면, 상기와 같은 구성 및 작용에 의해, 피처리기판의 상면 또는 피처리기판에 근접하는 높이위치에서 노즐을 주사시키는 도포동작을 안전하게 행하여, 기판 및 노즐의 안전성을 보증할 수 있다.

Claims (28)

  1. 피처리기판을 제 1 높이위치에서 수평으로 지지하고, 상기 기판의 상면을 향하여 위쪽의 근접한 위치로부터 도포액을 토출하는 노즐을 상기 기판에 대하여 상대적으로 수평방향으로 이동시키는 주사를 행하여, 상기 기판의 상면에 상기 도포액을 도포하는 도포방법에 있어서,
    상기 노즐의 주사에 앞서 상기 제 1 높이위치에서 지지되어 있는 상기 기판의 상면 근방을 제 2 높이위치에서 수평으로 횡단하도록 지향성이 높은 광빔을 광빔출사부로부터 출사하고,
    상기 기판을 사이에 두고 상기 광빔출사부와 대향하는 위치에 배치되는 수광부에서 상기 광빔을 수광하여 전기신호로 변환하며,
    상기 수광부로부터 출력되는 상기 전기신호에 의거하여, 상기 기판의 위쪽에서 상기 주사를 해야 할 상기 노즐에 대하여 상기 제 2 높이위치에 있어서의 장해물의 유무를 판정하고,
    상기 판정의 결과에 따라서 상기 기판에 대한 상기 노즐의 주사 실행, 중지 또는 중단을 선택하는 도포방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 기판을 상기 제 1 높이위치에서 수평한 얹어놓는대의 위에 얹어 놓는 도포방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 기판에 아래로부터 기체의 압력을 가하여 상기 기판을 상기 제 1 높이위치에서 수평으로 뜨게 하는 도포방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 광빔출사부와 상기 수광부를 상기 주사방향에 있어서 상기 노즐의 전방측에 배치하여 상기 기판에 대하여 상대적으로 상기 노즐과 함께 이동시키는 도포방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 주사중에 상기 노즐의 앞쪽에 장해물이 있다는 판정결과를 내었을 때는, 즉시 상기 노즐의 수평방향 이동을 중단하는 도포방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 주사중에 상기 노즐의 앞쪽에 장해물이 있다는 판정결과를 내었을 때는, 즉시 상기 노즐을 소정의 높이위치까지 상승 이동시키는 도포방법.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판의 상면에 부착하고 있는 이물을 흡인하여 제거하기 위해, 상기 도포액이 도포되기 전의 상기 기판의 상면에 진공흡인력을 부여하는 도포방법.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판의 하면에 부착하고 있는 이물을 흡인하여 제거하기 위해, 상기 도포액이 도포되기 전의 상기 기판의 하면에 진공흡인력을 부여하는 도포방법.
  9. 제 2 항에 있어서, 상기 얹어놓는대에 부착하고 있는 이물을 흡인하여 제거하기 위해, 상기 기판이 얹어놓여지기 전의 상기 얹어놓는대에 진공흡인력을 부여하는 도포방법.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 진공흡인력이 작용하는 장소의 주위에 청정한 기체를 공급하는 도포방법.
  11. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도포액이 도포된 후의 상기 기판의 상면을 촬상하여 화상인식에 의해 상기 기판상의 도포막에 얼룩이 존재하는지 아닌지를 판정하는 도포방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 기판상의 도포막에 건조처리를 실시한 후에 상기 기판의 상면을 촬상하여 화상인식에 의하여 상기 기판상의 도포막에 얼룩이 존재하는지 아닌지를 판정하는 도포방법.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 기판상의 도포막에 얼룩이 존재한다는 판정결과가 나왔을 때는 상기 주사의 종료후에 상기 노즐의 도포액 토출기능을 정상상태로 회복시키기 위한 처리를 하는 도포방법.
  14. 피처리기판을 제 1 높이위치에서 수평으로 지지하는 지지부와,
    상기 지지부에 지지되어 있는 상기 기판의 상면에 위쪽의 근접한 위치로부터 도포액을 토출하기 위한 노즐과,
    상기 기판의 위쪽에서 상기 노즐이 상기 기판에 대하여 상대적으로 수평방향으로 이동하는 주사를 행하기 위한 주사부와,
    상기 지지부에 지지되어 있는 상기 기판의 상면 근방을 제 2 높이위치에서 수평으로 횡단하도록 지향성이 높은 광빔을 출사하는 광빔출사부와,
    상기 기판을 사이에 두고 상기 광빔출사부와 대향하는 위치에 배치되어, 상기 광빔을 수광하여 전기신호로 변환하는 수광부와,
    상기 수광부로부터 출력되는 상기 전기신호에 근거하여, 상기 기판의 위쪽에서 상기 주사를 해야 할 상기 노즐에 대하여 상기 제 2 높이위치에 있어서의 장해물의 유무를 판정하는 판정부와,
    상기 판정부에서의 판정결과에 따라서 상기 기판에 대한 상기 노즐의 주사의 실행, 중지 또는 중단을 선택하는 주사제어부를 가지는 도포장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 노즐이, 주사의 방향과 직교하는 수평방향으로 연장하는 미세지름의 토출구를 가지는 도포장치.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 상기 지지부가, 상기 기판을 상기 제 1 높이위치에서 수평으로 얹어놓는 얹어놓는대를 가지는 도포장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 지지부가, 상기 기판을 상기 얹어놓는대상에 진공흡착력으로 고정하는 고정수단을 가지는 도포장치.
  18. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 상기 지지부가, 다수의 기체분출구멍을 가지고, 그들의 기체분출구멍으로부터 위쪽으로 향하여 분출하는 기체의 압력을 상기 기판의 하면에 가하여 상기 기판을 상기 제 1 높이위치에서 수평으로 뜨게 하는 기판부양기구를 가지는 도포장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 기체분출구멍과 혼재하여 배치되는 다수의 기체흡인구멍과,
    상기 기체흡인구멍을 통해 기체를 흡인하는 흡인수단과,
    상기 기판의 높이위치를 상기 제 1 높이위치로 유지하기 위해, 상기 기체분출구멍으로부터 상기 기판에 부여되는 상향의 압력과 상기 기체흡인구멍으로부터 상기 기판에 부여되는 하향의 압력과의 균형을 잡는 부양제어부를 가지는 도포장 치.
  20. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 상기 광빔출사부와 상기 수광부를 상기 주사의 방향에 있어서 상기 노즐의 전방측의 위치에서 지지하고, 상기 주사부에 의해 상기 기판에 대하여 상대적으로 상기 노즐과 함께 이동시키는 도포장치.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 노즐을 승강이동시키기 위한 승강기구를 가지고, 상기 주사중에 상기 노즐의 전방에 장해물이 있다는 판정결과가 상기 판정부로부터 나왔을 때는 즉시 상기 승강기구에 의해 상기 노즐을 소정의 높이위치까지 상승이동시키는 도포장치.
  22. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 상기 기판의 상면에 부착하고 있는 이물을 흡인하여 제거하기 위해, 상기 도포액이 도포되기 전의 상기 기판의 상면에 진공흡인력을 부여하는 제 1 클리닝부를 가지는 도포장치.
  23. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 상기 기판의 하면에 부착하고 있는 이물을 흡인하여 제거하기 위해, 상기 도포액이 도포되기 전의 상기 기판의 하면에 진공흡인력을 부여하는 제 2 클리닝부를 가지는 도포장치.
  24. 제 22 항에 있어서, 상기 기판이 상기 진공흡인력을 받으면서 상기 클리닝부의 옆을 통과하도록 상기 기판을 수평한 자세에서 롤러반송하는 롤러반송수단을 가지는 도포장치.
  25. 제 16 항에 있어서, 상기 얹어놓는대에 부착하고 있는 이물을 흡인하여 제거하기 위해, 상기 기판이 얹어놓여지기 전의 상기 얹어놓는대에 진공흡인력을 부여하는 제 3 클리닝부를 가지는 도포장치.
  26. 제 22 항에 있어서, 상기 클리닝부가, 상기 진공흡인력이 작용하는 장소의 주위에 청정한 기체를 공급하는 기체공급수단을 포함하는 도포장치.
  27. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 상기 도포액이 도포된 후의 상기 기판의 상면을 촬상하는 촬상부와,
    상기 촬상부에 의해 얻어지는 화상신호에 의거하여 화상인식에 의해 상기 기판상의 도포막에 얼룩이 존재하는지 아닌지를 판정하는 판정부를 가지는 도포장치.
  28. 제 27 항에 있어서, 상기 노즐의 도포액 토출기능을 정상상태로 회복시키기 위한 처리를 상기 노즐에 실시하기 위한 노즐리프레시부와,
    상기 판정부에 있어서 상기 기판 상면에 얼룩이 존재한다는 판정결과가 나왔을 때에 상기 노즐리프레시부에 상기 회복처리를 행하게 하는 리프레시제어부를 가지는 도포장치.
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