KR101076152B1 - 도포노즐 및 도포장치 - Google Patents

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가와구치요시히로
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Abstract

기다란 형태의 도포노즐 또는 도포장치에 있어서 피처리기판상에 막두께가 일정하고 도포 얼룩이 없는 도포막을 형성하는 것이다.
노즐부(156)에 있어서, 주사방향(X-방향)의 후방 또는 반대측을 향하는 면, 즉 배면(160)에는 노즐 길이방향으로 수평 또는 일직선으로 이어지는 단차부(162)가 형성되어 있다. 도포처리중, 기판(G) 상으로 토출된 레지스트액(R)이 젖음 현상에 의해 레지스트 노즐(120)의 노즐부(156)의 배면(160)에 부착하여 높이 방향으로 넓어져, 그 정상위치는 단차부(162)에서 안정화 내지 고정된다. 이렇게 해서, 레지스트 노즐(120)의 노즐부(156)의 배면(160)을 적시는 레지스트액(R)의 정상라인, 즉 웨트라인(WL)이 단차부(162)에 의해서 일의적(一義的)으로 결정된다.

Description

도포노즐 및 도포장치{COATING NOZZLE AND COATING APPARATUS}
도 1은 본 발명을 적용할 수 있는 도포현상처리 시스템의 구성을 도시한 평면도이다.
도 2는 실시형태의 도포현상처리 시스템에 있어서의 열적처리부의 구성을 도시한 측면도이다.
도 3은 실시형태의 도포현상처리 시스템에 있어서의 처리 순서를 도시한 플로우챠트이다.
도 4는 실시형태의 도포현상처리 시스템에 있어서의 도포 프로세스부의 구성을 도시한 평면도이다.
도 5는 실시형태의 도포 프로세스부에서의 도포처리부의 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 일실시예에 의한 레지스트 노즐의 외관구성을 도시한 사시도이다.
도 7은 실시예에 의한 레지스트 노즐의 주요부의 구성과 작용을 도시한 일부단면 측면도이다.
도 8은 실시예에 의한 레지스트 노즐의 작용을 도시한 사시도이다.
도 9는 실시예에 의한 노즐장해 모니터의 작용을 도시한 일부단면 측면도이다.
도 10은 다른 실시예에 의한 레지스트 노즐의 주요부의 구성과 작용을 도시한 일부단면 측면도이다.
도 11은 다른 실시예에 의한 레지스트 노즐의 외관구성을 도시한 사시도이다.
도 12는 실시예에 의한 레지스트 노즐의 주요부 구성과 작용을 도시한 일부단면 측면도이다.
도 13은 종래의 슬릿형 레지스트 노즐의 외관구성과 작용을 도시한 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
16 : 프로세스 스테이션 28 : 도포 프로세스부
82 : 레지스트도포유니트(CT) 118 : 스테이지
120 : 레지스트 노즐 122 : 도포처리부
132 : 레지스트액공급부 134 : 주사부
150 : 노즐본체 152 : 토출구
154 : 버퍼부 156 : 노즐부
160 : 노즐부의 배면 164 : 제 1 배면부
166, 166' : 제 2 배면부 168 : 제 3 배면부
170 : 노즐부의 앞면
본 발명은 피처리기판상에 액체를 도포하여 도포막을 형성하기 위한 기다란 형태의 도포노즐 및 도포장치에 관한 것이다.
종래로부터, LCD나 반도체 디바이스 등의 제조 프로세스에 있어서의 포토리소그래피공정에서는, 피처리기판(유리기판, 반도체 웨이퍼 등) 상에 레지스트액을 도포하기 위해서 사용하는 레지스트 노즐의 일형식으로서, 예를 들면 특허문헌 1에 개시된 바와 같은 슬릿형상의 토출구를 가진 기다란 형태의 레지스트 노즐이 알려져 있다.
이러한 기다란 형태의 노즐을 사용하는 레지스트도포장치에서는, 도 13에 나타낸 바와 같이, 얹어놓는대 또는 유지판(도시하지 않음) 상에 수평으로 놓여지는 기판(G)과 기다란 형태의 레지스트 노즐(100) 하단면의 토출구 사이에 수백 ㎛ 이하의 미소한 갭을 설정하고, 기판(G) 위쪽으로 레지스트 노즐(100)을 주사방향(일반적으로 노즐길이 방향과 직교하는 수평방향)으로 이동시키면서 기판(G)상에 레지스트액을 토출시킨다. 그 때, 기판(G) 상에 토출된 레지스트액이 젖음(wet)현상에 의해 레지스트 노즐(100)의 배면(100a) 하부에 부착하여 높이 방향으로 넓어지고(높아지고), 노즐길이 방향으로 이어지는 볼록면형상의 메니스커스(meniscus)가 형성된다. 이 메니스커스의 형상은 레지스트액의 표면장력 및 점도나 노즐토출부 내지 배면부의 형상 등에 의해서 결정되고, 정상(定常) 상태에서는 메니스커스의 정상(頂上)위치가 어떤 일정한 높이의 수평라인 즉 웨트라인(WL)에서 안정된다. 이 웨트라인(WL)의 높이 위치가 일정한 한, 기판(G) 상에는 일정한 막두께로 레지스트 액의 도포막이 형성된다.
[특허문헌 1]
일본 특개평8-138991
상기와 같은 기다란 형태의 레지스트 노즐(100)을 사용하는 레지스트도포장치에서는, 도포처리중에 레지스트 노즐(100)의 배면 하부에 젖음 현상으로 부착하는 레지스트액의 정상(頂上)라인 또는 웨트라인(WL)이 기판상의 레지스트도포막의 프로파일에 관계되고, 웨트라인(WL)이 일정한 높이 위치로 수평 또는 일직선으로 유지되고 있는 한 기판상에는 일정한 막두께로 레지스트도포막이 형성된다. 그러나, 종래의 이러한 종류의 레지스트도포장치에 있어서는, 웨트라인(WL)의 높이 위치가 일정하지 않고 또한 불안정하기 때문에 막두께 관리가 어렵다고 하는 문제나, 웨트라인(WL)이 안정화되는 높이위치 부근에서 레지스트 노즐(100)의 배면(100a)에 표면상태가 불량인 부분이 있으면, 예를 들면 오염되어 있거나 파티클이 부착하고 있는 부분이 있으면, 도 13에 도시한 바와 같이 그 불량부분(102)에 대응하는 기판(G) 상의 위치에서 주사방향으로 이어지는 세로무늬의 도포얼룩(104)이 생긴다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은, 이러한 종래기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 피처리기판상에 막두께가 일정하고 도포얼룩이 없는 도포막을 형성할 수 있도록 한 기다란 형태의 도포노즐 및 도포장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 일정한 높이 위치에 안정된 웨트라인을 형성할 수 있도록 한 기다란 형태의 도포노즐을 제공하는 것에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 도포노즐은, 거의 수평으로 배치되는 피처리기판에 대하여 원하는 미소한 갭을 사이에 두고 소정의 주사방향으로 상대적으로 수평이동하여 상기 기판상에 도포액을 도포하기 위한 도포노즐로서, 상기 도포액을 토출하기 위한 토출구가 형성된 하단면과, 상기 토출구의 주사방향의 후방측에서 상기 하단면으로부터 위쪽으로 이어지고, 도포처리중에 상기 토출구로부터 상기 기판상에 토출된 도포액으로 부분적으로 젖은 배면을 가진 기다란 형태의 노즐본체를 구비하고, 도포처리중에 상기 노즐본체의 배면을 적시는 상기 도포액의 정상적(定常的)인 정상(頂上)위치를 원하는 웨트라인으로 가지런히 모으기 위한 물리적인 경계부를 상기 노즐본체의 배면에 설치하고 있다.
본 발명의 도포노즐에서는, 도포처리중에 노즐본체의 배면에 젖음현상에 의해 부착하여 높이 방향으로 이어지는 도포액의 정상위치를 노즐본체배면에 설치한 경계부에서 물리적으로 가지런히 모으는 것에 의해, 웨트라인을 단차부의 높이 위치로 안정화 내지 고정한다. 이에 따라, 도포막의 막두께를 일정하게 관리하는 것이 가능해져, 세로무늬의 도포얼룩을 방지할 수 있다.
본 발명의 도포노즐에 있어서는, 균일한 막두께를 얻기 위해서, 노즐본체의 배면에서의 물리적인 경계부가 일정한 높이 위치로 노즐본체의 길이 방향으로 직선형상으로 연이어 있는 구성이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 하나의 형태에 의하면, 노즐본체의 배면에서의 경계부가 단차부에 의해서 형성된다. 이 단차부는, 바람직하게는, 노즐본체 하단면의 후단으로부터 일정한 높이위치까지 실질적으로 주사방향의 뒤쪽을 향하여 위쪽으로 이어지는 제 1 배면부와, 이 제 1 배면부의 상단에서 실질적으로 아래쪽을 향하여 주사방향의 뒤쪽으로 이어지는 제 2 배면부와, 이 제 2 배면부의 돌출끝단으로부터 실질적으로 주사방향의 뒤쪽을 향하여 위쪽으로 이어지는 제 3 배면부로 형성되고, 제 2 배면부에서 웨트라인을 규정한다. 이러한 구성에 있어서는, 제 1 배면부에 부착하여 높이방향으로 이어지는 도포막의 정상부를 감싸는 형상의 제 2 배면부가 위에서 눌러 놓는 상태로 웨트라인이 형성된다. 이 경우, 바람직하게는, 제 3 배면부의 하단이, 제 1 배면부의 상단과 거의 같은 높이의 위치이거나, 또는 그것보다도 낮은 위치에 설정되어도 좋다. 제 1 배면부는, 수평면에 대하여 예각으로 위쪽으로 이어지는 평탄한 면으로 형성되는 것이 바람직하다.
다른 바람직한 형태로서, 노즐본체의 배면에서의 단차부는, 노즐본체의 하단면의 후단으로부터 일정한 높이 위치까지 실질적으로 주사방향의 뒤쪽을 향하여 위쪽으로 이어지는 제 1 배면부와, 이 제 1 배면부의 상단에서 실질적으로 위쪽을 향하여 주사방향의 앞쪽으로 이어지는 제 2 배면부와, 이 제 2 배면부의 주사방향 앞쪽의 끝단으로부터 실질적으로 주사방향의 뒤쪽을 향하여 위쪽으로 이어지는 제 3 배면부로 형성되고, 제 1 배면부와 상기 제 2 배면부의 사이에 형성되는 모서리부로 웨트라인을 규정한다. 이러한 구성에 있어서는, 제 1 배면부에 부착하여 높이 방향으로 이어지는 도포막의 정상부를 제 1 배면부와 제 2 배면부의 사이에 형성되는 모서리부에서 절단하는 형태로 웨트라인이 형성된다. 이 경우, 바람직하게는, 제 3 배면부의 하단이, 제 1 배면부의 상단과 거의 같은 높이의 위치이거나, 또는 그것보다도 낮은 위치로 설정되어도 좋다. 또, 제 1 배면부는, 수평면에 대하여 예각으로 위쪽으로 이어지는 평탄한 면으로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 바람직한 형태에 의하면, 노즐본체의 배면에서의 경계부가, 표면상태의 차이에 의해 상하로 2분할되는 상부 배면부와 하부 배면부의 경계에 의해서 형성된다. 구체적으로는, 하부 배면부가 도포액에 대하여 친수성의 표면을 가지는 한편 상부 배면부가 도포액에 대하여 소수성의 표면을 가지는 구성이나, 하부 배면부가 거칠거칠한 표면을 가지는 한편 상부 배면부가 미끌미끌한 표면을 가지는 구성이 바람직하다. 하부 배면부는 노즐본체의 하단면의 일끝단으로부터 제 1 높이위치까지 경사 위쪽으로 이어지고, 상부 배면부는 제 1 높이위치로부터 제 2 높이위치까지 경사 위쪽으로 이어지는 것이어도 좋다.
본 발명의 도포장치는, 본 발명의 도포 노즐과, 이 도포 노즐에 도포액을 공급하는 도포액 공급부와, 피처리기판을 거의 수평으로 지지하는 기판지지부와, 상기 기판지지부에 지지되는 상기 기판에 대하여 원하는 미소한 갭을 사이에 두고 상기 도포노즐을 지지하는 노즐지지부와, 본 발명의 도포노즐이 상기 갭을 유지한 상태로 상기 기판상을 소정의 주사방향으로 상대적으로 수평이동하도록 상기 기판지지부와 상기 노즐지지부의 사이에서 상대적인 수평이동을 행하게 하는 주사부를 가진다. 이러한 구성에 있어서는, 본 발명의 도포노즐을 사용하는 것에 의해, 웨트라인을 일정한 높이위치로 안정화 내지 고정하고, 도포막의 막두께 및 막질관리의 향상을 도모할 수 있다.
[실시예]
이하, 도 1∼도 12를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 설명한다.
도 1에, 본 발명의 도포노즐 및 도포장치를 적용할 수 있는 한 구성예로서의 도포현상처리 시스템을 나타낸다. 이 도포현상처리시스템(10)은, 크린룸내에 설치되고, 예를 들면 LCD 기판을 피처리기판으로 하여, LCD 제조 프로세스에 있어서 포토리소그래피공정중의 세정, 레지스트도포, 프리베이크, 현상 및 포스트베이크 등의 일련의 처리를 하는 것이다. 노광처리는, 이 처리 시스템에 인접하여 설치되는 외부의 노광장치(12)로 행하여진다.
이 도포현상처리시스템(10)은, 중심부에 가로길이의 프로세스 스테이션(P/S) (16)을 배치하고, 그 길이방향(X방향) 양 끝단부에 카세트 스테이션(C/S)(14)과 인터페이스 스테이션(I/F)(18)을 배치하고 있다.
카세트 스테이션(C/S)(14)은, 도포현상처리시스템(10)의 카세트 반출입 포트이며, 사각형의 유리기판(G)을 다단으로 적층하도록 하여 복수매 수용가능한 카세트(C)를 수평방향 예를 들면 Y방향으로 4개까지 나열하여 얹어놓을 수 있는 카세트 스테이지(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 가지며, X, Y, Z, θ의 4축으로 동작가능하고, 인접한 프로세스 스테이션(P/S)(16)측과 기판(G)을 주고받을 수 있도록 되어 있다.
프로세스 스테이션(P/S)(16)은, 시스템 길이방향(X방향)으로 이어지는 평행하고 또한 역방향의 한 쌍의 라인(A,B)에 각 처리부를 프로세스 흐름 또는 공정순 으로 배치하고 있다. 보다상세하게는, 카세트 스테이션(C/S)(14)측에서 인터페이스스테이션(I/F)(18)쪽을 향하는 상류부의 프로세스라인(A)에는, 세정 프로세스부(24)와, 제 1 열적처리부(26)와, 도포 프로세스부(28)와, 제 2 열적처리부(30)를 가로 일렬로 배치하고 있다. 한편, 인터페이스 스테이션(I/F)(18)쪽에서 카세트 스테이션(C/S)(14)쪽을 향하는 하류부의 프로세스라인(B)에는, 제 2 열적처리부(30)와, 현상 프로세스부(32)와, 탈색 프로세스부(34)와, 제 3 열적처리부(36)를 가로 일렬로 배치하고 있다. 이 라인형태에서는, 제 2 열적처리부(30)가, 상류측의 프로세스라인(A)의 최후미에 위치함과 동시에 하류측의 프로세스라인(B)의 선두에 위치하고 있어, 양 라인(A,B)사이에 걸쳐 있다.
양 프로세스라인(A,B)의 사이에는 보조반송공간(38)이 설치되어 있고, 기판(G)을 1매 단위로 수평으로 얹어놓을 수 있는 셔틀(40)이 도시하지 않은 구동기구에 의해서 라인방향(X방향)으로 쌍방향으로 이동할 수 있도록 되어 있다.
상류부의 프로세스라인(A)에서, 세정 프로세스부(24)는, 스크러버세정유니트(SCR)(42)를 포함하고 있으며, 이 스크러버세정유니트(SCR)(42)내의 카세트 스테이션(C/S)(14)과 인접한 장소에 엑시머 UV 조사유니트(e-UV)(41)를 배치하고 있다. 스크러버세정유니트(SCR)(42)내의 세정부는, 기판(G)을 롤러반송 또는 벨트반송에 의해 수평자세로 라인(A) 방향으로 반송하면서 기판(G)의 윗면(피처리면)에 브러싱세정이나 블로우세정이 실시되도록 되어 있다.
세정 프로세스부(24)의 하류측에 인접하는 제 1 열적처리부(26)는, 프로세스라인(A)을 따라 중심부에 종형의 반송기구(46)를 설치하고, 그 전후 양쪽에 복수의 낱장식 오븐유니트를 기판주고받음용의 패스유니트와 함께 다단으로 적층배치하여 이루어지는 다단유니트부 또는 오븐 타워(TB) (44,48)를 설치하고 있다.
예를 들면, 도 2에 도시한 바와 같이, 상류측의 오븐 타워(TB)(44)에는, 기판반입용의 패스유니트(PASSL)(50), 탈수베이크용의 가열유니트(DHP)(52,54) 및 어드히젼유니트(AD)(56)가 아래로부터 차례로 적층된다. 여기서, 패스유니트(PASSL) (50)는, 스크러버세정유니트(SCR)(42)로부터의 세정처리가 끝난 기판(G)을 제 1 열적처리부(26)내로 반입하기 위한 스페이스를 제공한다. 하류측의 오븐 타워(TB) (48)에는, 기판반출용의 패스유니트(PASSR)(60), 기판온도조정용의 냉각유니트(COL) (62,64) 및 어드히젼유니트(AD)(66)가 아래에서부터 차례로 적층된다. 여기서, 패스유니트(PASSR)(60)는, 제 1 열적처리부(26)에서 소정의 열처리가 끝난 기판(G)을 하류측의 도포 프로세스부(28)로 반출하기 위한 스페이스를 제공한다.
도 2에 있어서, 반송기구(46)는, 연직방향으로 연이어 있는 가이드레일(68)을 따라 승강이동가능한 승강반송체(70)와, 이 승강반송체(70)상에서 θ방향으로 회전 또는 선회가능한 선회반송체(72)와, 이 선회반송체(72)상에서 기판(G)을 지지하면서 전후방향으로 전진후퇴 또는 신축가능한 반송아암(74) 또는 핀셋을 가지고 있다. 승강반송체(70)를 승강구동하기 위한 구동부(76)가 수직가이드레일(68)의 기초끝단측에 설치되어, 선회반송체(72)를 선회구동하기 위한 구동부(78)가 승강반송체(70)에 부착되고, 반송아암(74)을 전진후퇴구동하기 위한 구동부(80)가 선회반송체(72)에 부착되어 있다. 각 구동부(76,78,80)는 예를 들면 전기모터 등으로 구 성되어도 좋다.
상기한 바와 같이 구성된 반송기구(46)는, 고속으로 승강 내지 선회운동하여 양 인접한 오븐 타워(TB)(44,48) 중의 임의의 유니트에 억세스가능하고, 보조반송공간(38)쪽의 셔틀(40)과도 기판(G)을 주고받을 수 있도록 되어 있다.
제 1 열적처리부(26)의 하류측에 인접하는 도포 프로세스부(28)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 레지스트도포유니트(CT)(82)와 감압건조유니트(VD)(84)를 프로세스라인(A)을 따라 일렬로 배치하고 있다. 도포 프로세스부(28)내의 구성은 후에 상세히 설명한다.
도포 프로세스부(28)의 하류측에 인접하는 제 2 열적처리부(30)는, 상기 제 1 열적처리부(26)와 같은 구성을 가지며, 양 프로세스라인(A,B)의 사이에 종형의 반송기구(90)를 설치하여, 프로세스라인(A)쪽(최후미)에 한쪽의 오븐 타워(TB)(88)를 설치하고, 프로세스라인(B)쪽(선두)에 다른쪽의 오븐 타워(TB)(92)를 설치하고 있다.
도시는 생략하지만, 예를 들면, 프로세스라인(A)쪽의 오븐 타워(TB)(88)에는, 최하단에 기판반입용의 패스유니트(PASSL)가 배치되고, 그 위에 프리베이크용의 가열유니트(PREBAKE)가 예를 들면 3단으로 적층되어도 좋다. 또한, 프로세스라인(B)쪽의 오븐 타워(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 적층되어도 좋다.
제 2 열적처리부(30)에 있어서의 반송기구(90)는, 양 오븐 타워(TB)(88,92)의 각각의 패스유니트(PASSL),(PASSR)를 통해 도포 프로세스부(28) 및 현상 프로세스부(32)와 기판(G)을 1매 단위로 주고받을 수 있을 뿐만 아니라, 보조반송공간(38)내의 셔틀(40)이나 후술하는 인터페이스 스테이션(I/F)(18)과도 기판(G)을 1매 단위로 주고받을 수 있도록 되어 있다.
하류부의 프로세스라인(B)에서, 현상 프로세스부(32)는, 기판(G)을 수평자세로 반송하면서 일련의 현상처리공정을 행하는 소위 수평흐름방식의 현상유니트(DEV)(94)를 포함하고 있다.
현상 프로세스부(32)의 하류측에는 탈색 프로세스부(34)를 끼워 제 3 열적처리부(36)가 배치된다. 탈색 프로세스부(34)는, 기판(G)의 피처리면에 i선(파장 365nm)을 조사하여 탈색처리를 하기 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)을 따라 종형의 반송기구(100)와 그 전후 양쪽에 한 쌍의 오븐 타워(TB)(98,102)를 설치하고 있다.
도시는 생략하지만, 예를 들면, 상류측의 오븐 타워(TB)(98)에는, 최하단에 기판반입용의 패스유니트(PASSL)가 놓여지고, 그 위에 포스트베이킹용의 가열유니트(POBAKE)가 예를 들면 3단으로 적층되어도 좋다. 또한, 하류측의 오븐 타워(TB) (102)에는, 최하단에 포스트베이킹·유니트(POBAKE)가 놓여지고, 그 위에 기판반출 및 냉각용의 패스·쿨링유니트(PASSR·COL)가 1단 포개어지고, 그 위에 포스트베이킹용의 가열유니트(POBAKE)가 2단으로 적층되어도 좋다.
제 3 열적처리부(36)에 있어서의 반송기구(100)는, 양 다단유니트부인 오븐 타워(TB)(98, 102)의 패스유니트(PASSL) 및 패스·쿨링유니트(PASSR·COL)를 통해 각각 i선 UV 조사유니트(i-UV)(96) 및 카세트 스테이션(C/S)(14)과 기판(G)을 1매 단위로 주고받을 수 있을 뿐만 아니라, 보조반송공간(38)내의 셔틀(40)과도 기판(G)을 1장 단위로 주고 받을 수 있도록 되어 있다.
인터페이스 스테이션(I/F)(18)은, 인접한 노광장치(12)와 기판(G)의 주고받기를 하기 위한 반송장치(104)를 가지며, 그 주위에 버퍼·스테이지(BUF)(106), 익스텐션·쿨링스테이지(EXT·COL)(108) 및 주변장치(110)를 배치하고 있다. 버퍼·스테이지(BUF)(106)에는 정치형의 버퍼카세트(도시하지 않음)가 놓여진다. 익스텐션·쿨링스테이지(EXT·COL)(108)는, 냉각기능을 구비한 기판주고받음용의 스테이지이고, 프로세스 스테이션(P/S)(16)측과 기판(G)을 주고받기할 때에 사용된다. 주변장치(110)는, 예를 들면 타이틀러(TITLER)와 주변노광장치(EE)를 상하로 적층한 구성으로 하여도 좋다. 반송장치(104)는, 기판(G)을 유지할 수 있는 수단 예를 들면 반송아암(104a)을 가지며, 인접한 노광장치(12)나 각 유니트(BUF)(106), (EXT·COL)(108), (TITLER/EE)(110)와 기판(G)을 주고받을 수 있도록 되어 있다.
도 3에, 이 도포현상처리 시스템에 있어서의 처리의 순서를 나타낸다. 먼저, 카세트 스테이션(C/S)(14)에 있어서, 반송기구(22)가, 스테이지(20)상의 어느 하나의 카세트(C)중에서 1개의 기판(G)을 꺼내어, 프로세스 스테이션(P/S)(16)의 세정 프로세스부(24)의 엑시머 UV 조사유니트(e-UV)(41)에 반입한다(스텝 S1).
엑시머 UV 조사유니트(e-UV)(41)내에서 기판(G)은 자외선조사에 의한 건식세정이 실시된다(스텝 S2). 이 자외선세정으로는 주로 기판표면의 유기물이 제거된다. 자외선세정의 종료후에, 기판(G)은, 카세트 스테이션(C/S)(14)의 반송기구(22)에 의해서 세정 프로세스부(24)의 스크러버세정유니트(SCR)(42)로 옮겨진다.
스크러버세정유니트(SCR)(42)에서는, 상기한 바와 같이 기판(G)을 롤러반송 또는 벨트반송에 의해 수평자세로 프로세스라인(A) 방향으로 수평흐름으로 반송하면서 기판(G)의 윗면(피처리면)에 브러싱세정이나 블로우세정을 함으로써, 기판표면에서 입자상태의 오염을 제거한다(스텝 S3). 그리고, 세정후에도 기판(G)을 수평흐름으로 반송하면서 린스처리를 실시하고, 마지막에 에어 나이프 등을 사용하여 기판(G)을 건조시킨다.
스크러버세정유니트(SCR)(42)내에서 세정처리가 끝난 기판(G)은, 제 1 열적처리부(26)의 상류측 오븐 타워(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 오븐유니트로 차례로 이송된다. 예를 들면, 기판(G)은, 제일 먼저 패스유니트(PASSL)(50)로부터 가열유니트(DHP)(52,54)의 하나로 옮겨지고, 거기서 탈 수처리를 받는다(스텝 S4). 다음에, 기판(G)은, 냉각유니트(COL)(62,64)중 하나로 옮겨지고, 거기서 일정한 기판온도까지 냉각된다(스텝 S5). 이후, 기판(G)은 어드히젼유니트(AD)(56)로 옮겨지고, 거기서 소수화처리를 받는다(스텝 S6). 이 소수화처리의 종료후에, 기판(G)은 냉각유니트(COL)(62,64)의 하나로 일정한 기판온도까지 냉각된다(스텝 S7). 마지막으로, 기판(G)은 하류측 오븐 타워(TB)(48)내의 패스유니트(PASSR)(60)로 옮겨진다.
이와 같이, 제 1 열적처리부(26)내에서는, 기판(G)이 반송기구(46)를 통해 상류측의 다단 오븐 타워(TB)(44)와 하류측의 오븐 타워(TB)(48)의 사이에서 임의로 왕래할 수 있도록 되어 있다. 또, 제 2 및 제 3 열적처리부(30,36)에서도 같은 기판반송동작이 행하여진다.
제 1 열적처리부(26)에서 상기와 같은 일련의 열적 또는 열계의 처리를 받은 기판(G)은, 하류측 오븐 타워(TB)(48)내의 패스유니트(PASSR)(60)로부터 하류측에 인접한 도포 프로세스부(28)의 반입유니트(IN)(81)로 옮겨지고, 반입유니트(IN) (81)로부터 레지스트도포유니트(CT)(82)로 옮겨진다.
레지스트도포유니트(CT)(82)에 있어서, 기판(G)은, 후술하는 바와 같이 슬릿형의 레지스트 노즐을 사용하는 스핀레스법에 의해 기판 윗면(피처리면)에 레지스트액이 도포된다. 이어서, 기판(G)은, 하류측에 인접한 감압건조유니트(VD)(84)로 감압에 의한 건조처리를 받는다(스텝 S8).
상기와 같은 레지스트도포처리를 받은 기판(G)은, 감압건조유니트(VD)(84)로부터 인접한 제 2 열적처리부(30)의 상류측 오븐 타워(TB)(88)내의 패스유니트(PASSL)에 반입된다.
제 2 열적처리부(30)내에서, 기판(G)은 반송기구(90)에 의해 소정의 시퀀스로 소정의 유니트에 차례로 이송된다. 예를 들면, 기판(G)은 제일 먼저 패스유니트(PASSL)로부터 가열유니트(PREBAKE)중 하나로 옮겨지고, 거기서 프리베이킹의 가열처리를 받는다(스텝 S9). 다음에, 기판(G)은 냉각유니트(COL)중 하나로 옮겨지고, 거기서 일정한 기판온도까지 냉각된다(스텝 S10). 이후, 기판(G)은 하류측 오븐 타워(TB)(92)쪽의 패스유니트(PASSR)를 경유하여, 혹은 경유하지 않고서 인터페이스 스테이션(I/F)(18)쪽의 익스텐션·쿨링스테이지(EXT ·COL)(108)에 받아 넘겨진다.
인터페이스 스테이션(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 보내진다(스텝 S11).
노광장치(12)에서는 기판(G) 상의 레지스트에 소정의 회로패턴이 노광된다. 그리고, 패턴노광을 끝낸 기판(G)은, 노광장치(12)로부터 인터페이스 스테이션(I/F)(18)에 복귀되면(스텝 S11), 먼저 주변장치(110)의 타이틀러(TITLER)에 반입되 고, 거기서 기판상의 소정의 부위에 소정의 정보가 기록된다(스텝 S12). 이후, 기판(G)은 익스텐션·쿨링스테이지(EXT·COL)(108)에 복귀된다. 인터페이스 스테이션(I/F)(18)에 있어서의 기판(G)의 반송 및 노광장치(12)와의 기판(G)의 주고받음은 반송장치(104)에 의해서 행하여진다.
프로세스 스테이션(P/S)(16)에서는, 제 2 열적처리부(30)에 있어서 반송기구(90)가 익스텐션·쿨링스테이지(EXT·COL)(108)로부터 노광이 끝난 기판(G)을 받아들여, 프로세스라인(B)측의 오븐 타워(TB)(92)내의 패스유니트(PASSR)를 통해 현상 프로세스부(32)에 받아 넘겨진다.
현상 프로세스부(32)에서는, 해당 오븐 타워(TB)(92)내의 패스유니트(PASSR)에서 받아들인 기판(G)을 현상유니트(DEV)(94)에 반입한다. 현상유니트(DEV)(94)에 있어서 기판(G)은 프로세스라인(B)의 하류를 향하여 수평흐름 방식으로 반송되고, 그 반송중에 현상, 린스, 건조의 일련의 현상처리공정이 행하여진다(스텝 S13).
현상 프로세스부(32)로 현상처리를 받은 기판(G)은 하류측에 인접한 탈색 프로세스부(34)로 수평흐름으로 반입되고, 거기서 i선 조사에 의한 탈색처리를 받는다(스텝 S14). 탈색처리가 끝난 기판(G)은, 제 3 열적처리부(36)의 상류측 오븐 타워(TB)(98)내의 패스유니트(PASSL)에 반입된다.
제 3 열적처리부(36)에 있어서, 기판(G)은 제일 먼저 해당 패스유니트(PASSL)에서 가열유니트(POBAKE)중 하나로 옮겨지고, 거기서 포스트베이킹의 가열처 리를 받는다(스텝 S15). 다음에, 기판(G)은 하류측 오븐 타워(TB)(102)내의 패스쿨링·유니트(PASSR·COL)로 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)쪽에서는, 반송기구(22)가 제 3 열적처리부(36)의 패스쿨링·유니트(PASSR·COL)로부터 도포현상처리의 전체공정을 끝낸 기판(G)을 받아들이고, 받아들인 기판(G)을 스테이지(20)상의 어느 하나의 카세트(C)에 수용한다(스텝 S1).
이 도포현상처리 시스템(10)에 있어서는, 도포 프로세스부(28), 특히 레지스트도포유니트(CT)(82)에 본 발명을 적용할 수가 있다. 이하, 도 4∼도 12를 참조하여 본 발명을 도포프로세스부(28)에 적용한 일실시형태를 설명한다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 도포 프로세스부(28)는, 지지대(112) 위에 레지스트도포유니트(CT)(82)와 감압건조유니트(VD)(84)를 X방향으로[프로세스라인(A)을 따라] 일렬로 배치하고 있다. X방향으로 이어지는 한 쌍의 가이드레일(114,114)이 지지대(112)의 양 끝단부에 평행하게 설치되고, 양 가이드레일(114,114)로 안내되어 이동하는 1조 또는 복수 조의 반송아암(116,116)에 의해, 레지스트도포유니트(CT)(82)에서 감압건조유니트(VD)(84)로 기판(G)을 전송할 수 있도록 되어 있다. 더욱이, 양 가이드레일(114,114)은 도포 프로세스부(28)와 인접한 상류측 및 하류측의 유니트, 즉 제 1 열적처리부(26)의 하류측 오븐 타워(TB)(48)에 속하는 패스 유니트(PASSR)(60)와, 제 2 열적처리부(30)의 상류측 오븐 타워(TB)(88)에 속하는 패스유니트(PASSL)에 밀어 넣어지고, 반송아암(116,116)이 양측의 패스유니트(PASSR),(PASSL)에 출입 가능하게 되어 있다. 이렇게 해서, 반송아암(116,116)에 의해, 오븐 타워(TB)(48)의 패스유니트(PASSR)로부터 도포처리전의 기판(G)을 레지스트도포유니트(CT)(82)에 반입하고, 감압건조유니트(VD)(84)로부터 오븐 타워(TB) (88)의 패스유니트(PASSL)로 도포처리가 끝난 기판(G)을 반출하도록 되어 있다.
레지스트도포유니트(CT)(82)는, 기판(G)을 수평으로 얹어 놓고 유지하기 위한 스테이지(118)와, 이 스테이지(118)상에 놓여지는 기판(G)의 윗면(피처리면)에 기다란 형태의 레지스트 노즐(120)을 사용하여 스핀레스법으로 레지스트액을 도포하기 위한 도포처리부(122)와, 레지스트 노즐(120)의 레지스트액 토출기능을 정상상태로 유지 또는 리프레쉬하기 위한 노즐 리프레쉬부(124) 등을 가진다. 레지스트도포유니트(CT)(82)내의 각 부의 구성 및 작용은 도 5∼도 12를 참조하여 나중에 상술한다.
감압건조유니트(VD)(84)는, 윗면이 개구하고 있는 트레이 또는 바닥이 얕은 용기형의 하부챔버(126)와, 이 하부챔버(126)의 표면에 기밀로 밀착 또는 끼워맞춤가능하게 구성된 덮개형상의 상부챔버(도시하지 않음)를 가지고 있다. 하부챔버(126)는 거의 사각형으로, 중심부에는 기판(G)을 수평으로 얹어 놓고 지지하기 위한 스테이지(128)가 배치되고, 바닥면의 네 모서리에는 배기구(130)가 설치되어 있 다. 각 배기구(130)는 배기관(도시하지 않음)을 통해 진공펌프(도시하지 않음)에 통하고 있다. 하부챔버(126)에 상부챔버를 씌운 상태에서, 양 챔버내의 밀폐된 처리공간을 해당 진공펌프에 의해 소정의 진공도까지 감압할 수 있도록 되어 있다.
도 5에, 레지스트도포유니트(CT)(82)에 있어서의 도포처리부(122)의 구성을 나타낸다. 도포처리부(122)는, 레지스트 노즐(120)을 포함하는 레지스트액공급부(132)와, 도포처리시에 레지스트 노즐(120)을 스테이지(118)의 위쪽으로 화살표방향(X-방향)으로 수평이동, 즉 주사시키는 주사부(134)를 가진다. 레지스트액공급부(132)에 있어서, 레지스트 노즐(120)은, 스테이지(118)상의 기판(G)을 일끝단으로부터 다른 끝단까지 커버할 수 있는 길이로 Y방향으로 이어지는 기다란 형태의 노즐본체(150)를 가지며, 레지스트액 공급원(도시하지 않음)으로부터의 레지스트액 공급관(136)에 접속되어 있다. 노즐본체(150)의 하단면에는 노즐길이방향(Y방향)으로 이어지는 슬릿형상의 토출구(152)가 형성되어 있다. 주사부(134)는, 레지스트 노즐(120)을 수평으로 지지하는 ㄷ자형상의 지지체(138)와, 이 지지체(138)를 X방향에서 쌍방향으로 직진이동시키는 주사구동부(14O)를 가진다. 이 주사구동부(140)는, 예를 들면 가이드가 부착된 리니어모터기구 또는 볼나사기구로 구성되어도 좋다. 지지체(138)와 레지스트 노즐(120)을 접속하는 조인트부(142)에는, 레지스트 노즐(120)의 높이 위치를 변경 또는 조절하기 위한 가이드가 부착된 승강기구를 설치하는 것이 바람직하다. 레지스트 노즐(120)의 높이 위치를 조절함으로써, 레지스트 노즐(120)의 하단면 또는 토출구(152)와 스테이지(118)상의 기판(G)의 윗면(피처리면) 사이의 거리간격, 즉 갭의 크기를 임의로 설정 또는 조정할 수 있다.
도 6 및 도 7에, 일실시예에 의한 레지스트 노즐(120)의 구성을 도시한다. 이 레지스트 노즐(120)의 노즐본체(150)는, 예를 들면 스텐레스강 등의 정밀성과 가공성에 뛰어난 금속으로 이루어지며, 사각통형상의 버퍼부(154)와, 이 버퍼부(154)로부터 하단면의 토출구(152)를 향하여 테이퍼형상으로 이어지는 노즐부(156)를 가진다. 버퍼부(154)의 내부에 형성되는 캐비티(도시하지 않음)는, 레지스트액 공급관(136)으로부터 도입한 레지스트액을 일단 저장하여 노즐길이방향의 압력을 균일화하기 위한 버퍼실을 형성한다. 노즐부(156)의 내부에는, 버퍼부(154)내의 캐비티로부터 하단의 토출구(152)까지 수직아래쪽으로 이어지는 슬릿형상의 유로(158)가 형성된다.
노즐부(156)에 있어서, 주사방향(X-방향)의 뒤쪽 또는 반대쪽을 향하는 면, 즉 배면(160)에는 노즐길이 방향으로 수평 또는 일직선으로 이어지는 단차부(162)가 형성되어 있다. 이 단차부(162)는, 노즐부(156)의 하단면의 후단으로부터 일정한 높이 위치까지 실질적으로 주사방향의 뒤쪽을 향하여 위쪽으로 이어지는 평탄한 제 1 배면부(164)와, 이 제 1 배면부(164)의 상단에서 실질적으로 아래쪽을 향하여 주사방향의 뒤쪽으로 이어지는 평탄한 제 2 배면부(166)와, 이 제 2 배면부(166)의 돌출끝단으로부터 실질적으로 주사방향의 뒤쪽을 향하여 위쪽으로 이어지는 평탄한 제 3 배면부(168)로 형성되어 있다. 이 실시예에서는, 제 1 배면부(164)가 수평면에 대하여 예각(θ)으로 위쪽으로 이어지는 동시에, 제 2 배면부(166)가 제 1 배면부(164)의 상단에서 경사 아래쪽으로 덮는 형상으로 이어지고 있으며, 제 3 배면부(168)의 하단이 제 1 배면부(164)의 상단보다도 약간 낮은 위치로 설정되어 있다. 또, 노즐부(156)의 주사방향(X-방향)의 앞쪽을 향하는 면, 즉 앞면(170)에는, 상기 단차부(162)에 해당하는 것은 형성되지 않는다.
상기와 같은 노즐 배면(160)에 있어서의 단차부(162)는, 후술하는 바와 같이 도포처리중의 웨트라인(WL)을 규정하게 되는데, 사용되는 레지스트액의 표면장력, 점도, 노즐부(156)의 형상, 레지스트도포막의 막두께 설정치 등에 따라서 적당한 높이 위치 및 단차 사이즈로 설정되어도 좋다. 예를 들면, 제 2 배면부(166)를, 노즐하단에서 0.2mm∼2.0mm의 높이 위치이고, 0.2mm∼2.0mm의 폭(돌출량)으로 설정하여도 좋다.
여기서, 도 5, 도 7 및 도 8에 대하여 이 레지스트도포유니트(CT)(82)에 있어서의 도포처리부(122)의 작용을 설명한다. 도포처리부(122)는, 스테이지(118)상에 기판(G)이 놓여져 있는 동안에 제어부(도시하지 않음)에 의한 제어하에서 동작한다. 보다 상세하게는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 스테이지(118)의 위쪽을 X-방향에서 종단하도록 레지스트 노즐(120)을 주사부(134)에 의해 일정한 속도로 주사시키면서, 레지스트액공급부(132)에 있어서 레지스트 노즐(120)의 슬릿형상 토출구(152)로부터 Y방향으로 이어지는 라인형상의 토출류로 레지스트액(R)을 스테이지(118)상의 기판(G)의 표면에 공급한다. 그 때, 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 기판(G)상에 토출된 레지스트액(R)이 젖음현상에 의해 레지스트 노즐(120)의 노즐부(156)의 배면(160)에 부착하여 높이방향으로 넓어지고(높아지고), 그 정상위치는 단차부(162)에서 안정화 내지 고정된다. 이렇게 해서, 레지스트 노즐(120)의 노즐부(156)의 배면(160)을 적시는 레지스트액(R)의 정상라인, 즉 웨트라인(WL)이 단 차부(162)에 의해서 일의적으로 정해지고, 이에 따라 웨트라인(WL)의 하류측에서 기판(G)상에 형성되는 레지스트도포막(RM)의 막두께(d)가 소정의 값으로 일정하게 유지된다. 또한, 이렇게 단차부(162)에 의해서, 보다 상세하게는 감싸는 형상의 제 2 배면부(166)에 의해 레지스트액(R)의 꼭대기부를 강제적으로 눌러 붙이는 형태로 웨트라인(WL)을 일정한 높이위치에서 일직선으로 형성하기 때문에, 단차부(162) 부근에 표면상태가 좋지 않은 부분이 있더라도 웨트라인(WL)은 흐트러지지 않고 직선성을 유지할 수가 있다. 따라서, 레지스트도포막(RM)상에 세로무늬의 도포얼룩이 생길 우려가 없다.
도 9에, 노즐 리프레쉬부(124)(도 4)의 일구성예를 나타낸다. 이 노즐 리프레쉬부(124)는, 예를 들면 레지스트 노즐(120)의 홈 포지션에 설치되어도 좋고, 레지스트 노즐(120)을 출입시키기 위한 개구를 윗면에 형성한 기다란 형태의 통형 처리실(172)을 가지고 있다. 이 처리실(172)내에는, 실내의 소정위치에 수용된 레지스트 노즐(120)의 노즐부(156), 특히 토출구(152) 내지 배면(160)의 단차부(162)를 향하여 세정액(예를 들면 신너)을 내뿜기 위한 세정 노즐(174)이 배치되어 있다. 이 세정 노즐(174)은, 수직지지부재(176) 및 수평지지부재(178)를 통해 세정노즐 주사기구(180)의 주사구동에 의해서 노즐길이방향(Y방향)으로 수평이동하고, 동일방향에서 노즐부(156)의 전체 또는 주요부의 구석구석까지 세정액을 뿌린다. 사용이 끝난 세정액은 처리실(172)의 밑바닥에 설치된 드레인구(182)로부터 폐액부(도시하지 않음)로 보내진다. 이러한 노즐세정에 의해, 레지스트 노즐(120)의 토출구(152)나 단차부(162) 부근에 부착하고 있는 쓰레기나 고형레지스트 등은 씻겨 내려 간다. 또, 세정액 공급라인은 세정액 공급원(도시하지 않음)으로부터의 세정액 공급관(184)으로 구성되고, 예를 들면 수직지지부재(176)를 통형상체로 구성하여 그 속에 세정액 공급관(184)을 통해서 세정 노즐(174)에 접속하여도 좋다. 또한, 세정액 공급관(184)의 중간에 노즐세정의 온·오프를 제어하기 위한 개폐밸브(186)를 설치하여도 좋다. 세정노즐 주사기구(180)는, 예를 들면 가이드가 부착된 볼나사기구로 구성할 수가 있다.
또한, 이 노즐 리프레쉬부(124)에서는, 레지스트 노즐(120)에 레지스트액을 토출시키는 더미 디스펜스를 행할 수도 있다. 이 경우, 레지스트액공급관(136)에 설치된 개폐밸브(188)를 일정시간 온(개방)으로 한다. 이 더미 디스펜스에 의해서, 레지스트 노즐(120)내부의 막힘을 어느 정도의 확률로 제거할 수 있다.
상기와 같은 노즐 리프레쉬부(124)에 있어서의 노즐세정기구는 일례이다. 예를 들면, 레지스트 노즐(120)의 노즐부(156)에 세정액을 스며들게 한 스폰지형상의 패드를 밀어 부치면서 노즐길이방향으로 수평이동시킴으로써 노즐부(156)의 오염을 닦아낼 수 있는 방식의 노즐세정기구도 사용가능하다.
또한, 도시는 생략하지만, 레지스트 노즐(120)의 노즐부(156)를 일끝단에서 다른 끝단까지 화상카메라 예를 들면 CCD 카메라에 의해 스캔촬상하여 노즐부(156)의 상태, 특히 레지스트 오염이나 파티클의 부착 등의 유무를 화상처리에 의해 검사하고, 검사결과를 상기와 같은 노즐세정처리에 피드백하는 것도 가능하다.
도 10에, 다른 실시예에 의한 레지스트 노즐(120)의 구성을 나타낸다. 이 실시예의 레지스트 노즐(120)에 있어서, 상기한 실시예(도 6∼도 9)와 다른 점은 노즐부(156)의 배면(160)에 설치되는 단차부(162)의 기본형태이다. 즉, 노즐부(156)의 배면(160)에 젖음현상으로 높이 방향으로 넓어지는 레지스트액에서 보아, 상기 실시예(도 6∼도 9)에 있어서의 단차부(162)는 위에서 덮도록 감싸는 형상으로 돌출하는 단차 구조를 기본형태로 하는 데 비하여, 이 실시예(도 10)에 있어서의 단차부(162)는 홈형상으로 안쪽으로 쏙 들어간 단차 구조를 기본형태로 하고 있다.
보다 상세하게는, 이 실시예에 있어서의 단차부(162)는, 노즐부(156)의 하단면의 후단으로부터 일정한 높이 위치까지 실질적으로 주사방향의 뒤쪽을 향하여 위쪽으로 이어지는 평탄한 제 1 배면부(164)와, 이 제 1 배면부(164)의 상단에서 실질적으로 위쪽을 향하여 주사방향의 앞쪽으로 이어지는 평탄한 제 2 배면부(166')와, 이 제 2 배면부(166')의 주사방향의 앞쪽 끝단에서 실질적으로 주사방향의 뒤쪽을 향하여 위쪽으로 이어지는 평탄한 제 3 배면부(168)로 형성되어 있다. 도시한 예에서는, 제 2 배면부(166')가 제 1 배면부(164)의 상단에서 경사 아래쪽으로 이어져 있고, 제 3 배면부(168)의 하단이 제 1 배면부(164)의 상단보다도 낮은 위치에 설정되어 있다.
이러한 홈 형상의 단차부(162)에 의하면, 노즐부(156)의 배면(160)에 있어서의 레지스트액의 높이 방향으로 확대하는 것을 제 1 배면부(164)와 제 2 배면부(166')의 사이에 형성되는 예각의 모서리부에 의해서 중단되는 형태로 웨트라인(WL)을 일정한 높이 위치에서 일직선으로 형성할 수 있다. 또, 해당 모서리부 또는 웨트라인(WL)을 넘긴 레지스트액은 안쪽의 홈부로 안내 또는 수용되고, 제 1 배 면부(164)쪽으로부터 격리된다. 이에 따라, 이 실시예에 있어서도, 세로무늬의 얼룩이 없는 일정한 막두께(d)의 레지스트도포막(RM)을 얻을 수 있다.
본 발명의 레지스트 노즐(120)에 있어서의 웨트라인용 단차부(162)는 그 외에도 여러가지의 변형이 가능하다. 즉, 상기와 같은 기본형태하에서 임의의 단차형상 프로파일을 선택하는 것이 가능하고, 예를 들면 감싸는 형상(도 7) 또는 홈형상(도 10) 중의 어디에서도 제 1 및 제 2 배면부[164, 166(166')] 각각의 수평면에 대한 각도(절대각도)나 양자간의 각도(상대각도) 및 경계위치를 임의로 선택할 수가 있다. 일반적으로, 감싸는 형(도 7)의 단차부(162)에서는, 상기 실시예와 같이 제 2 배면부(166)를 제 1 배면부(164)의 상단에서 경사 아래쪽으로 연장시키는 형상이 바람직하다. 그러나, 제 2 배면부(166)를 거의 수평으로 연장시키는 형상도 바람직한 경우가 있고, 제 2 배면부(166)를 경사 위쪽으로 연장하는 형상도 가능하다. 마찬가지로, 홈형상(도 10)의 단차부(162)에 있어서도, 제 2 배면부(166')를 제 1 배면부(164)의 상단에서 주사방향의 앞쪽을 향하여 거의 수평으로 연장시키는 형상이나 경사 위쪽으로 늘리는 형상도 가능하다.
또한, 상기한 실시형태에서는, 노즐부(156)의 배면(160)에 있어서 웨트라인(WL)을 규정하기 위한 물리적인 경계부를 단차부(162)로 형성하였다. 그러나, 도 11에 나타낸 바와 같이, 노즐부(156)의 배면(160)을 표면상태의 차이에 의해 하부 배면부(160A)와 상부 배면부(160B)로 상하 2분할하여, 양배면부(160A,160B)의 경계에 의해서 본 발명의 웨트라인용 경계부(단차부)(162)를 형성하는 구성도 가능하다. 구체적으로는, 예를 들면 도 12에 나타낸 바와 같이, 하부 배면부(160A)를 거 칠거칠한 표면으로 형성하고, 상부 배면부(160B)를 미끌미끌한 표면으로 형성하여도 좋다. 이러한 구성에 의하면, 노즐부(156)의 배면(160)에서 레지스트액의 높이방향으로의 확대가 거칠거칠한 표면의 하부 배면부(160A)의 영역에 멈추고, 미끌미끌한 표면의 상부 배면부(160B)의 영역으로는 넓어지지 않도록 함으로써, 웨트라인(WL)을 강제적으로 경계부(162)의 높이 위치에 형성할 수 있다. 상기와 같은 거칠거칠한 표면(160A) 및 미끌미끌한 표면(160B)은, 예를 들면 표면마무리가공에 의해서 형성할 수 있다.
다른 바람직한 실시예로서, 도시는 생략하지만, 하부 배면부(160A)를 레지스트액에 대하여 친수성의 표면으로 형성하고, 상부 배면부(160B)를 레지스트액에 대하여 소수성(疏水性)의 표면으로 형성하는 구성으로 하여도 좋다. 이러한 친수성표면 및 소수성표면은 예를 들면 코팅처리에 의해서 형성할 수 있다. 또, 바람직하게는 하부 배면부(160A) 및 상부 배면부(160B)는 테이퍼면으로 형성되어도 좋다. 즉, 하부 배면부(160A)가 노즐부(156)의 하단면의 후단으로부터 경계부(162)의 높이 위치까지 실질적으로 주사방향의 뒤쪽을 향하여 경사 위쪽으로 이어지고, 상부 배면부(160B)가 하부 배면부(160A)의 연장상에 경계부(162)의 높이 위치로부터 적당한 높이 위치까지 경사 위쪽으로 이어져도 좋다. 하부 배면부(160A)와 상부 배면부(160B)가 동일한 테이퍼각이어도 좋고, 다른[경계부(162)에서 굴곡한] 테이퍼각이더라도 좋다.
상기한 실시형태에서는, 일방향(X-방향)의 노즐주사로 도포처리를 하도록 하고, 레지스트 노즐(120)의 노즐부(156)에 있어서 주사방향의 뒤쪽 또는 반대측을 향하는 면(배면)(160)에는 웨트라인용 경계부(162)를 형성하고, 노즐부(156)의 전면(170)에는 웨트라인용 경계부(162)를 형성하지 않은 구성으로 하였다. 이 경우, 노즐부(156)의 앞면(170)에 레지스트액을 눌러 퍼지게 하는 데에 적합한 형상적 프로파일을 선택할 수가 있다. 그러나, 쌍방향(X-방향, X+방향)의 노즐주사로 도포처리를 할 경우에는, 노즐부(156)의 양면(160,170)에 웨트라인용 경계부(162)를 각각 형성하는 구성도 가능하다. 또한, 본 발명에 있어서의 웨트라인용 경계부(162)는, 통상은 상기 실시형태와 같이 노즐길이방향으로 수평 또한 일직선으로 이어지는 것이 바람직하지만, 어플리케이션에 따라서 비스듬하게 일직선으로 이어지는 형태나 만곡(예를 들면 중심부보다도 주변부쪽이 높아지도록) 이어지는 형태 등도 가능하다.
상기한 실시형태는 슬릿형상의 토출구를 가진 기다란 형태의 도포노즐에 관한 것이지만, 본 발명은 노즐길이방향으로 배열된 다수의 미세구멍으로 이루어지는 토출구를 가진 기다란 형태의 도포노즐에도 적용할 수 있다. 또한, 상기 실시형태는 LCD 제조의 도포현상처리 시스템에 있어서의 레지스트도포장치에 관한 것이지만, 본 발명은 피처리기판상에 도포액을 공급하는 임의의 어플리케이션에도 적용할 수 있다. 본 발명에 있어서의 도포액으로서는, 레지스트액 이외에도, 예를 들면 층간절연재료, 유전체재료, 배선재료 등의 여러가지의 도포액이 포함된다. 본 발명에 있어서의 피처리기판에는 LCD 기판에 한정되지 않고, 다른 플랫 패널 디스플레이용 기판, 반도체 웨이퍼, CD기판, 유리기판, 포토마스크, 프린트기판 등도 포함된다.
본 발명의 도포노즐에 의하면, 상기와 같은 구성과 작용에 의해, 일정한 높이위치에 안정된 웨트라인을 형성하는 것이 가능하고, 피처리기판상에 막두께가 일정하고 도포얼룩이 없는 도포막을 형성할 수가 있다.
본 발명의 도포장치에 의하면, 상기와 같은 구성과 작용에 의해, 피처리기판상에 막두께가 일정하고 도포얼룩이 없는 도포막을 형성할 수가 있다.

Claims (18)

  1. 수평으로 배치되는 피처리기판에 대하여 미소한 갭을 두고 주사방향으로 상대적으로 수평이동하여 상기 기판상에 도포액을 도포하기 위한 도포노즐로서,
    상기 도포액을 토출하기 위한 토출구가 형성된 하단면과, 상기 토출구의 주사방향의 후방측에서 상기 하단면으로부터 위쪽으로 이어지고, 도포처리중에 상기 토출구로부터 상기 기판상에 토출된 도포액으로 부분적으로 젖은 배면을 가진 기다란 형태의 노즐본체를 구비하고,
    상기 노즐본체의 배면의 도중에 웨트라인을 규정하는 물리적인 경계부를 설치하고, 도포처리중에 상기 노즐본체의 배면을 적시는 상기 도포액의 정상적(定常的)인 정상(頂上)위치를 상기 경계부의 위치에 맞추는, 도포노즐.
  2. 수평으로 배치되는 피처리기판에 대하여 미소한 갭을 두고 주사방향으로 상대적으로 수평이동하여 상기 기판상에 도포액을 도포하기 위한 도포노즐로서,
    상기 도포액을 토출하기 위한 토출구가 형성된 하단면과, 상기 토출구의 주사방향의 후방측에서 상기 하단면으로부터 위쪽으로 이어지고, 도포처리중에 상기 토출구로부터 상기 기판상에 토출된 도포액으로 부분적으로 젖은 배면을 가진 기다란 형태의 노즐본체를 구비하고,
    도포처리중에 상기 노즐본체의 배면을 적시는 상기 도포액의 정상적(定常的)인 정상(頂上)위치를 웨트라인에 가지런하게 모으기 위한 단차부를 상기 노즐 본체의 배면에 설치하고,
    상기 노즐본체의 배면의 상기 단차부가, 상기 노즐본체의 하단면의 일끝단으로부터 일정한 높이위치까지 주사방향의 후방을 향하여 상방으로 이어지는 제 1 배면부와, 상기 제 1 배면부의 상단에서 하방을 향하여 주사방향의 후방으로 이어지는 제 2 배면부와, 상기 제 2 배면부의 돌출끝단으로부터 주사방향의 후방을 향하여 위쪽으로 이어지는 제 3 배면부로 형성되고, 상기 제 2 배면부에서 상기 웨트라인을 규정하는, 도포노즐.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 3 배면부의 하단이, 상기 제 1 배면부의 상단과 같은 높이의 위치이거나, 또는 상기 제 1 배면부의 상단보다 낮은 위치로 설정되는 도포노즐.
  4. 수평으로 배치되는 피처리기판에 대하여 미소한 갭을 두고 주사방향으로 상대적으로 수평이동하여 상기 기판상에 도포액을 도포하기 위한 도포노즐로서,
    상기 도포액을 토출하기 위한 토출구가 형성된 하단면과, 상기 토출구의 주사방향의 후방측에서 상기 하단면으로부터 위쪽으로 이어지고, 도포처리중에 상기 토출구로부터 상기 기판상에 토출된 도포액으로 부분적으로 젖은 배면을 가진 기다란 형태의 노즐본체를 구비하고,
    도포처리중에 상기 노즐본체의 배면을 적시는 상기 도포액의 정상적(定常的)인 정상(頂上)위치를 웨트라인에 가지런하게 모으기 위한 단차부를 상기 노즐 본체의 배면에 설치하고,
    상기 노즐본체의 배면의 상기 단차부가, 상기 노즐본체의 하단면의 일끝단으로부터 일정한 높이 위치까지 주사방향의 후방을 향하여 위쪽으로 이어지는 제 1 배면부와, 상기 제 1 배면부의 상단에서 상방을 향하여 주사방향의 전방으로 이어지는 제 2 배면부와, 상기 제 2 배면부의 주사방향 전방쪽의 끝단으로부터 주사방향의 후방을 향하여 위쪽으로 이어지는 제 3 배면부로 형성되고, 상기 제 1 배면부와 상기 제 2 배면부 사이에 형성되는 모서리부에서 상기 웨트라인을 규정하는, 도포노즐.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 3 배면부의 하단이, 상기 제 1 배면부의 상단과 같은 높이의 위치이거나, 또는 상기 제 1 배면부의 상단보다 낮은 위치로 설정되는 도포노즐.
  6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 배면부가 평탄한 면으로 형성되는 도포노즐.
  7. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 배면부가, 상기 노즐본체의 하단면의 일끝단으로부터 수평면에 대하여 예각으로 위쪽으로 이어지는 도포노즐.
  8. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐본체의 배면의 상기 단차부가, 일정한 높이 위치에서 상기 노즐본체의 길이방향으로 직선형상으로 연이어 있는 도포노즐.
  9. 수평으로 배치되는 피처리기판에 대하여 미소한 갭을 두고 주사방향으로 상대적으로 수평이동하여 상기 기판상에 도포액을 도포하기 위한 도포노즐로서,
    상기 도포액을 토출하기 위한 토출구가 형성된 하단면과, 상기 토출구의 주사방향의 후방측에서 상기 하단면으로부터 위쪽으로 이어지고, 도포처리중에 상기 토출구로부터 상기 기판상에 토출된 도포액으로 부분적으로 젖은 배면을 가진 기다란 형태의 노즐본체를 구비하고,
    도포처리중에 상기 노즐본체의 배면을 적시는 상기 도포액의 정상적(定常的)인 정상(頂上)위치를 웨트라인에 가지런하게 모으기 위한 물리적인 경계부를 상기 노즐 본체의 배면에 설치하고,
    상기 노즐본체의 배면의 상기 경계부가, 표면상태의 차이에 의해 상하로 2분할되는 상부 배면부와 하부 배면부의 경계에 의해서 형성되어, 상기 경계에서 상기 웨트라인을 규정하는, 도포노즐.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 하부 배면부가 상기 도포액에 대하여 친수성의 표면을 가지며, 상기 상부 배면부가 상기 도포액에 대하여 소수성의 표면을 가진 도포노즐.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 하부 배면부가 거칠거칠한 표면을 가지고, 상기 상부 배면부가 미끌미끌한 표면을 가진 도포노즐.
  12. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하부 배면부가 상기 노즐본체의 하단면의 일끝단으로부터 제 1 높이위치까지 경사 위쪽방향으로 이어지고, 상기 상부 배면부가 상기 제 1 높이위치에서 제 2 높이위치까지 경사 위쪽방향으로 이어지는 도포노즐.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 하부 배면부가 수평면과 이루는 각도와 상기 상부 배면부가 수평면과 이루는 각도가 다른 도포노즐.
  14. 제 1 항, 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐본체의 배면의 상기 경계부가, 일정한 높이 위치에서 상기 노즐본체의 길이방향으로 직선형상으로 연이어 있는 도포노즐.
  15. 제 1항 내지 제 5 항, 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 도포노즐과,
    상기 도포노즐에 도포액을 공급하는 도포액공급부와,
    피처리기판을 수평으로 지지하는 기판지지부와,
    상기 기판지지부에 지지되는 상기 기판에 대하여 미소한 갭을 두고 상기 도포노즐을 지지하는 노즐지지부와,
    상기 도포노즐이 상기 갭을 유지한 상태에서 상기 기판상을 주사방향으로 상대적으로 수평이동하도록 상기 기판지지부와 상기 노즐지지부의 사이에서 상대적인 수평이동을 하게 하는 주사부를 가진 도포장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 경계부 또는 단차부를 향하여 세정액을 내뿜어 상기 경계부 또는 단차부 부근의 부착물을 씻어 내리기 위한 세정 노즐을 또한 갖는 도포장치.
  17. 제 15 항에 있어서, 세정액을 스며들게 한 패드를 밀어 부치면서 상기 도포노즐의 길이방향에 이동시키는 것에 의해 상기 도포노즐의 오염을 닦아낼 수 있는 노즐 세정기구를 또한 갖는 도포장치.
  18. 제 15 항에 있어서, 상기 도포노즐의 일끝단에서 다른 끝단까지 스캔 촬상하고, 상기 도포노즐의 도포액에 의한 오염 또는 파티클의 부착의 유무를 화상처리에 의해 검사하는 검사수단을 또한 갖는 도포장치.
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