KR101076952B1 - 기판처리방법 및 기판처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판처리방법 및 기판처리장치에 관한 것으로, 처리실(42)은 실제로 기판(G)의 가열처리를 행하는 곳이고, 기판(G)의 표면으로부터 레지스터(R)를 가열하는 상단 플레이트(45), 기판(G)의 이면으로부터 레지스트(R)를 가열하는 하단 플레이트(46) 및 처리실(42)내의 가스를 배기하는 배기구(47)를 갖는다. 상단 플레이트(45)는 상부 구동기구(43)를 구성하는 상부 에어실린더(51)에 의해 처리실(42)내를 수직방향으로 승강가능하게 설치되어 있다. 하단 플레이트(46)는 처리실(42)의 맡바닥(42b)에 재치된다. 배기구(47)는 배관(48)을 통해 펌프(50)에 접속된다. 상단 플레이트(45), 하단 플레이트(46)에 의한 가열온도, 가열시간, 가열제어부(70)에 의해 제어된다. 처리실(42)내의 기압의 제어는 기압제어부(73)에 의해 펌프(50)가 제어되는 것으로 행해지는 기술을 제공한다.

Description

기판처리방법 및 기판처리장치{SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 관한 도포현상처리시스템의 전체구성을 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 도포현상처리시스템의 정면도이다.
도 3은 도 1에 나태내는 도포현상처리시스템의 배면도이다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 관한 레지스트 도포처리유니트의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제 1의 실시예에 관한 공정을 나타내는 플로 도이다.
도 6은 제 1의 실시예에 있어서 기판에 레지스트막이 형성되는 모습을 나타내는 단면도이다.
도 7은 제 1의 실시예에 있어서 기판에 형성된 레지스트가 노광ㆍ현상되는 모습을 나타내는 단면도이다.
도 8은 종래의 노광ㆍ현상의 모습을 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제 2의 실시예에 관한 공정을 나타내는 플로 도이다.
도 10은 제 2의 실시예에 있어서 기판에 레지스트막이 형성되는 모습을 나타내는 단면도이다.
도 11은 제 2의 실시예에 있어서 기판에 형성된 레지스트가 노광ㆍ현상되는 모습을 나타내는 단면도이다.
도 12는 제 3의 실시예에 있어서 기판에 레지스트막이 형성되는 모습을 나타내는 단면도이다.
도 13은 제 3의 실시예에 있어서 기판에 형성된 레지스트가 노광ㆍ현상되는 모습을 나타내는 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제 3의 실시예에 관한 공정을 나타내는 플로 도이다.
도 15는 (a)비난용화층, (b)난용화층의 특성을 나타내는 그래프이다.
도 16은 비난용화층 및 난용화층의 콘트라스트의 특성을 나타내는 그래프이다.
도 17은 본 발명의 하나의 실시예에 관한 도포현상처리장치의 전체구성을 나타내는 평면도이다.
도 18은 도 17에 나타내는 도포현상처리장치의 정면도이다.
도 19는 도 17에 나타내는 도포현상처리장치이 배면도이다.
도 20은 프리베이킹 유니트의 단면도이다.
도 21은 가열처리의 제어계를 나타내는 도이다.
도 22는 본 발명에 관한 기판처리방법을 나타내는 공정도이다.
도 23은 레지스트에 가열처리를 실시하는 모습을 나타내는 도이다.
도 24는 가열처리시의 최적조건을 나타내는 도이다.
도 25는 레지스트에 노광광을 조사했을 때의 변화의 모습을 나타내는 도이 다.
도 26은 레지스트에 현상액을 공급했을 때의 모습을 나타내는 도이다.
도 27은 노광량과 현상후에 레지스트의 잔막두께과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 28은 노광량과 현상후에 레지스트의 잔막두께과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 29는 노광량과 현상후의 레지스트의 잔막두께과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 30은 본 발명의 다른 실시예에 관한 레지스트도포 현상처리장치의 전체구성을 나타내는 평면도이다.
도 31은 레지스트도포 현상처리장치의 레지스트처리유니트의 평면도이다.
도 32는 레지스트도포 현상처리장치의 제 1 반송장치의 정면도이다.
도 33은 레지스트도포 처리장치의 레지스트도포기구의 측면도이다.
도 34는 레지스트도포 처리장치의 건조기구의 측면도이다.
도 35는 레지스트도포 처리장치의 회전기구의 단면도이다.
도 36은 레지스트에 조사하는 조사광의 노광에너지와 현상후의 레지스트의 막두께와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 37은 레지스트도포 처리순서를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 38은 본 발명의 다른 실시예에 관한 레지스트도포 처리장치의 도포건조노즐의 평면도이다.
도 39는 레지스트도포 처리장치의 도포건조노즐의 측면도이다.
도 40은 레지스트도포 처리순서를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
LCD(Liquid Crystal Display)제조공정에 있어서, LCD용의 유리기판상에 ITO(Indium Tin Oxide)의 박막이나 전극패턴을 형성하기 위해, 반도체 디바이스의 제조에 이용되는 것과 동일한 포토리소그래피 기술이 이용된다. 포토리소그래피 기술에서는 포토레지스트를 유리기판에 도포하고, 이것을 노광하여, 거듭 현상한다.
상기 노광하는 수법으로서, 이른바 하프노광이 있다. 통상의 노광의 경우에는 노광하지 않는 부분은 마스크로 덮어져 차광된다. 이것에 대해 하프노광에서는 사용되는 1개의 마스크에 있어서 빛의 투과율에 차이를 만들어 하프 톤 마스크 등을 이용하고, 예를 들면 통상의 경우보다도 노광량이 적은 부분, 즉 노광되는 레지스트의 깊이가 부분적으로 얕은 개소를 의도적으로 형성시키는 것이 가능하게 된다. 이것에 의해, 마스크가 덮어지지 않는 부분(완전히 노광되는 부분), 하프 톤으로 덮어지는 부분(노광이 얕은 부분) 및 마스크로 덮어지는 부분(노광되지 않는 부분)이라고 하는 것과 같이 노광의 깊이에 차이를 낼 수가 있고, 1개의 마스크로 다른 레지스트막두께를 형성하는 것이 가능하게 된다. 따라서 하프노광에서는 사용하는 마스크의 개수를 줄일 수 있고, 마스크교환 공정만큼 처리시간을 단축할 수가 있다(예를 들면, 일본국 특허청이 발행하는 특개평 09-08070호 공보의 단락[0002], [0003]등에 기재).
통상, 하프 톤 마스크에는 동일형상ㆍ동일면적의 반차광부분이 복수 설치되어 있고, 하프노광되는 깊이ㆍ폭이 동일하게 되는 것이 소망된다.
그렇지만, 하프노광된 경우에 각각의 부분에 의해 하프노광되는 깊이나 폭이 달라져 버리고, 현상후의 레지스트의 잔막이 불균일하게 된다고 하는 문제가 있다. 즉, 현상후의 레지스트 패턴의 애스펙트비나 피치가 불균일하게 되버린다고 하는 문제가 있다. 실제 현상후의 레지스트의 잔막이 소망의 값에 대해 10% 이상의 흩어짐이 보인다. 이 때문에, 예를 들면, 엣칭후에 형성되는 복수의 전극간의 거리가 불균일하게 되고, 스위칭시간이 장소에 따라 다르게 되어, 예를 들면 액정에 의한 화상의 표시시에 있어서 색얼룩 등의 원인이 된다.
이상과 같은 사정을 감안하여, 본 발명의 목적은 하프노광된 부분의 잔막의 균일성을 향상시켜, 형성되는 전극간의 거리를 균일하게 할 수가 있는 기판처리방법 및 기판처리장치를 제공하는 데에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 관한 기판처리방법은 (a)기판에 레지스트를 도포하여 레지스트막을 형성하는 공정과, (b)상기 레지스트가 도포된 기판의 현상처리 전에, 상기 레지스트막의 두께 방향에서, 상기 현상처리에 이용되는 현상액에 대한 레지스트의 용해특성의 분포를 제어하는 공정을 구비한다.
본 발명에서는 레지스트막의 두께(깊이)방향에서 현상액에 대한 레지스트의 용해특성에 분포를 주는 것으로 레지스트 막두께방향으로 현상액에 용해하기 쉬운 층과 용해하기 어려운 층의 콘트라스트를 형성할 수가 있다. 즉, 현상이 촉진되는 층과 억제되는 층을 형성할 수가 있다. 이것에 의해, 막두께방향에서 현상의 반응속도에 차이를 생기게 할 수가 있다. 예를 들면, 레지스트막의 표면측에 현상액이 촉진되는 층을 형성하면 그 표면측만을 현상할 수가 있다. 이것에 의해, 하프노광된 부분에 의해 각각의 노광의 깊이나 폭이 달라도, 하프노광된 부분의 잔막의 균일성을 향상시킬 수가 있고, 나중에 형성되는 전극간의 거리를 균일하게 할 수가 있다.
여기서, 레지스트막중의 현상액으로 용해시키기 쉬운 층을 형성하는 영역은 예를 들면, 레지스트의 표면으로부터 하프노광을 행하는 소기의 깊이(본래 하프노광에 의해 소망되는 깊이)와 거의 동등한 깊이까지의 영역으로 하면 좋다.
하프노광이라는 것은 예를 들면, 빛의 투과율에 차이를 만든 하프 톤 마스크 등을 이용하고, 통상의 노광보다도 노광량의 적은 부분, 즉 노광되는 레지스트의 깊이가 부분적으로 얕은 개소를 의도적으로 형성시키는 노광방법을 말한다(이하 동일).
본 발명의 하나의 형태에서는 상기 공정(a)은 상기 현상처리에 이용되는 현상액에 대해 친화성을 갖는 재료가 첨가된 레지스트를 기판에 도포하는 공정을 구비하고, 상기 공정(b)은 기판에 도포된 상기 레지스트에 소정의 처리를 실시함으로써, 상기 레지스트막의 두께방향에서 상기 재료를 편재화시키는 공정을 구비한다. 본 발명에서는 레지스트막중에 친화성의 재료를 레지스트막의 표면측에 편재화 시킴으로써, 그 표면측의 영역에서 현상액으로 용해시키기 쉬운 층을 현성할 수가 있 다. 소정의 처리라는 것은 예를 들면, 열적인 처리, 감압처리 등을 들을 수가 있고, 이들중 어느 한쪽, 혹은 양자를 행하도록 해도 좋다.
본 발명의 하나의 형태에서는 상기 공정(b)은 기판에 도포된 상기 레지스트에 상기 현상처리에 이용되는 현상액을 공급함으로써, 상기 레지스트막의 표면측에 난용화층을 형성하는 공정을 구비한다. 레지스트에 노광광을 조사하면, 화학반응에 의해 현상액에 용해하기 쉬운 물질로 변화한다. 예를 들면, 현상시간이 일정이라고 하는 조건하에서는 노광에너지와 현상후의 레지스트의 두께와의 사이에 상관관계가 인정된다. 즉, 노광의 에너지가 일정한 크기 이하에서 노광광을 조사해도 레지스트는 반응하지 않지만, 어떤 크기의 에너지를 넘으면 급격히 반응이 증대하고, 미소한 노광에너지의 증가에 의해 레지스트의 두께가 크게 감소한다. 하프노광은 이 급격한 반응의 절반에서 노광을 종료시키는 것이므로, 미소한 시간ㆍ노광강도의 차이에 의해 현상후의 레지스트의 두께가 크게 변화해버린다.
본 발명은 예를 들면, 노광전에 현상액을 공급해서 난용화층을 형성하는 것으로, 그 난용화층을 형성한 영역의 레지스트으 노광반응성을 완만하게 하는 것이다. 이것에 의해, 미소한 시간ㆍ노광강도의 차이가 있어도 현상후의 레지스트의 두께가 크게 변화하는 것도 없이, 노광되는 깊이의 제어를 용이하게 행할 수가 있고, 결과적으로 현상후에 있어서, 하프노광된 부분의 잔막의 균일성을 향상시킬 수가 있다. 이것에 의해 전극간의 거리를 균일하게 할 수가 있다.
본 발명에 관한 기판처리방법은 (a)기판에 레지스트를 도포하여 레지스트막을 형성하는 공정과, (b)기판에 도포된 레지스트의 수분함유량을 상기 레지스트막 의 두께방향에서 제어하는 공정을 구비한다. 본 발명은 공정(b)의 제어를 행하는 것으로, 예를 들면 당해 두께방향에서, 기판의 노광처리에 이용되는 노광광에 대한 레지스트의 반응특성의 분포를 제어하는 것이다. 레지스트노광에 의해 화학반응을 일으키기 위해서는 레지스트자체에 일정이상의 수분을 포함하고 있을 필요가 있다. 레지스트에 수분이 충분히 포함되어 있지 않으면, 노광해도 거의 반응이 일으키지 않는다. 노광에 의해 반응하지 않으면 레지스트는 현상액에 용해하지 않는다. 본 발명에서는 레지스트의 수분함유량을 제어하는 것으로, 레지스트막중의 일정이상의 수분량이 함유되어 있는 영역에서 노광에 의한 반응이 확실히 일으키도록 한다. 이것에 의해, 막두께방향에서 현상반응속도에 차이를 생기게 할 수가 있다. 예를 들면, 이와 같은 수분함유량의 제어에 의해 레지스트막의 표면측에 노광반응이 촉진되는 층을 형성하면, 그 표면측만을 현상할 수가 있다. 이것에 의해, 하프노광된 부분에 의해 각각 노광의 깊이나 폭이 달라도, 하프노광된 부분의 레지스트잔막의 균일성을 향상시킬 수 있고, 나중에 형성되는 전극간의 거리를 균일하게 할 수가 있다.
본 발명의 하나의 형태는 상기 공정(b) 이전에, 상기 공정(a)에서 도포된 레지스트막을 건조시키는 공정을 더 구비하고, 상기 공정(b)은 건조시킨 상기 레지스트막의 표면에 수분을 공급하는 것으로 상기 수분함유량을 제어하는 공정을 구비한다. 이와 같이, 건조시킨 후, 수분을 공급함으로써 수분의 함유량의 제어가 비교적 용이하게 된다.
본 발명에 관한 기판처리장치는 레지스트를 도포하여 레지스트막을 형성하는 레지스트막 형성수단과, 상기 레지스트가 도포된 기판의 현상처리 전에, 상기 레지스트막의 두께방향에서, 상기 현상처리에 이용되는 현상액에 대한 레지스트의 용해특성의 분포를 제어하는 제어수단을 구비한다.
본 발명에서는 레지스트막의 두께(깊이)방향에서 현상액에 대한 레지스트의 용해특성에 분포를 나타내는 것으로, 레지스트 막두께방향에 현상액에 용해하기 쉬운 층과 용해하기 어려운 층의 콘트라스트를 형성할 수가 있다. 이것에 의해, 하프노광된 부분에 의해 각각 노광의 깊이나 폭이 달라도, 하프노광된 부분의 잔막의 균일성을 향상시킬 수가 있고, 나중에 형성되는 전극간의 거리를 균일하게 할 수가 있다.
본 발명에 관한 기판처리방법은 (a)기판의 표면에 레지스트를 도포하는 공정과, (b)상기 기판의 표면에 도포된 상기 레지스트를 상기 기판의 표면측 및 이면측으로부터 가열하는 공정과, (c)가열된 상기 레지스트를 하프노광하는 공정을 구비한다.
이와 같은 구성이라면, 기판의 이면측으로부터 레지스트를 건조시키고, 또 레지스트의 표면을 태워 단단하게 할 수가 있다. 레지스트표면을 태워 단단하게 하고, 이면으로부터의 가열에 의한 수분의 증발을 억제하고, 일정한 수분을 레지스트내부에 잔류시킨다. 이것에 의해, 레지스트의 이면측에 수분함유량이 적은 플랫층을 형성시켜, 레지스트의 표면으로부터 중간에 걸쳐 잔류한 수분이 포함되는 층을 형성시킨다. 레지스트가 노광반응하기에는 수분이 필요하고, 하프노광에서는 레지스트의 수분이 적은 영역에서는 노광반응을 일으키지 않으므로, 레지스트 이면측의 플랫인 층은 노광되지 않는다. 현상에 의해, 이 노광반응이 일으키지 않는 플랫인 층이 잔막이 된다. 이와 같은 레지스트가 있는 깊이 있는 곳에서, 현상후의 잔막이 노광량에 영향되지 않는 플랫인 층을 형성할 수가 있고, 레지스트 깊이방향의 용해특성을 제어할 수가 있다. 이것에 의해, 하프노광된 부분의 잔막의 균일성을 향상시킬 수가 있다.
본 발명의 하나의 형태에 관한 기판처리방법은 상기 공정(b)은, (d)상기 기판의 표면측에서 제 1의 온도로 가열하는 공정과, (e)상기 기판의 이면측으로부터 제 2의 온도로 가열하는 공정을 구비한다. 이와 같은 구성이라면, 제 1의 온도와 제 2의 온도를 따로따로 설정할 수 있기 때문에 레지스트의 종류가 다른 경우라도 각각의 공정에 있어서 독립해서 최적인 온도로 가열할 수가 있다.
본 발명의 하나의 형태에 관한 기판처리방법은 상기 공정(d)은 상기 기판표면측으로부터 70℃~200℃로 가열하는 공정을 구비한다. 이와 같은 구성이라면, 제 1의 온도를 70℃~200℃로 가변함으로써 레지스트의 종류에 따른 최적인 온도로 가열할 수가 있다.
본 발명의 하나의 형태에 관한 기판처리방법은 상기 공정(e)은 상기 기판의 이면측으로부터 90℃~150℃로 가열하는 공정을 구비한다. 이와 같은 구성이라면, 제 2의 온도를 90℃~150℃로 가변함으로써, 레지스트의 종류에 따른 최적인 온도로 가열할 수가 있다.
본 발명의 하나의 형태에 관한 기판처리방법은 (f)상기 공정(b)의 도중에서, 적어도 상기 레지스트에 가해지는 기압을 조절하는 공정을 더 구비한다. 이와 같은 구성이라면, 레지스트의 종류가 다른 경우라도, 각각의 공정에 있어서, 그 레지스트의 종류에 따른 최적인 기압으로 가열할 수가 있다.
본 발명의 하나의 형태에 관한 기판처리방법은 상기 공정(f)은 상기 공정(b)의 도중에서 적어도 상기 레지스트에 가해지는 기압을 통상압력으로부터 5Pa~100Pa 감압시키는 공정을 구비한다. 이와 같은 구성이라면, 레지스트에 가해지는 기압을 통상압력으로부터 5Pa~100Pa 로 가변에 감압시키는 것으로, 레지스트의 종류가 다른 경우라도, 그 레지스트의 종류에 따른 최적인 기압으로 가열할 수가 있다.
본 발명의 하나의 형태에 관한 기판처리방법은 상기 공정(b)은 상기 레지스트를 가열하는 가열시간을 60초~300초로 조절하는 공정을 구비한다. 이와 같은 구성이라면, 레지스트의 가열시간을 60초~300초로 가변하는 것으로, 레지스트의 종류가 다른 경우라도, 그 레지스트의 종류에 따른 최적인 가열시간으로 가열할 수가 있다.
본 발명에 관한 기판처리장치는 기판상에 도포된 레지스트를 하프노광하는 노광장치와의 사이에 상기 기판의 인수인도를 행하는 것이 가능한 기판처리장치이고, 상기 기판의 표면에 레지스트를 도포하는 도포부와, 상기 기판의 표면에 도포된 상기 레지스트를 상기 기판의 표면측 및 이면측으로부터 가열하는 가열부와, 상기 가열부에 의해 가열된 기판을 상기 노광장치에 건네는 것이 가능한 인터페이스부를 구비한다.
이와 같은 구성이라면, 가열부 가운데 기판의 이면측으로부터의 가열에 의해 도포부에서 도포된 레지스트를 건조시키고, 또 기판의 표면측으로부터의 가열에 의 해 이 레지스트의 표면을 태워 단단하게 할 수가 있다. 레지스트표면을 태워 단단하게 하고, 이면으로부터 가열에 의한 수분의 증발을 억제하고, 일정한 수분을 레지스트내부에 잔류시킨다. 이것에 의해, 레지스트의 이면측에 수분함유량이 적은 플랫층을 형성시키고, 레지스트의 표면에서 중간에 있어서는 잔류한 수분이 포함된 층을 형성시킨다. 레지스트가 노광반응하기에는 수분이 필요하고, 하프노광에서는 레지스트의 수분이 적은 영역에서는 노광반응을 일으키지 않으므로, 레지스트 이면측의 플랫인 층은 노광되지 않는다. 현상에 의해, 이 노광반응이 일으키지 않는 플렛층이 잔막이 된다. 이와 같이, 가열부에 의해 레지스트가 있는 깊이 있는 곳에서 현상후의 잔막이 노광량에 영향 받지 않는 플랫인 층을 형성할 수가 있고, 결과로서 현상시의 레지스트의 깊이방향의 용해특성을 제어할 수가 있다. 이것에 의해, 하프노광된 부분의 잔막의 균일성을 향상시킬 수가 있다.
본 발명의 하나의 형태에 관한 기판처리장치는 상기 가열부는 상기 기판의 표면에 도포된 상기 레지스트를 상기 기판의 표면측으로부터 제 1의 온도로 가열하는 제 1의 열판과, 상기 기판의 표면에 도포된 상기 레지스트를 상기 기판의 이면측으로부터 제 2의 온도로 가열하는 제 2의 열판을 구비한다. 이와 같은 구성이라면, 제 1의 온도로 가열하는 열판과, 제 2의 온도로 가열하는 열판이 독립해서 온도설정이 가능하기 때문에, 레지스트의 종류가 다른 경우라도 각각의 열판에 있어서 레지스트의 종류에 따른 최적인 온도로 가열할 수가 있다.
본 발명에 관한 기판처리방법은 (a)제 1 노광에너지로 노광반응하는 제 1 레지스트를 기판에 도포하는 공정과, (b)상기 제 1 노광에너지보다 작은 제 2 노광에 너지로 노광반응하는 제 2 레지스트를 상기 제 1 레지스트의 표면측으로부터 도포하는 공정과, (c)도포된 상기 제 1 및 제 2 레지스트를 각각 상기 제 1 및 제 2 노광에너지로 노광하기 위한 마스크를 이용하여 하프노광하는 공정을 구비한다.
본 발명에서는 다른 제 1, 제 2 노광에너지로 노광반응하는 제 1, 제 2 레지스트가 이 순서로 기판에 도포된다. 이 때문에, 하프노광에 의해, 예를 들면, 제 1 레지스트를 노광하지 않고 제 2 레지스트를 노광반응시켜 제 1, 제 2 레지스트의 노광반응을 분리할 수가 있다. 따라서, 하프노광후의 레지스트의 잔막의 균일성을 향상시킬 수가 있다.
본 발명의 하나의 형태에 의하면, (d)상기 공정(a)후 상기 공정(b) 이전에, 상기 제 1 레지스트를 건조시키는 공정을 더 구비한다. 이것에 의해, 제 1 레지스트 표면이 건조한 상태로 제 2 레지스트를 도포할 수가 있으므로, 제 1 레지스트와 제 2 레지스트가 혼합하는 것을 억제할 수가 있다. 따라서, 하프노광후의 레지스트의 잔막의 균일성을 더 향상시킬 수가 있다.
본 발명의 하나의 형태에 의하면, 상기 공정(a)에서는 상기 기판을 회전시키면서 도포한다. 이것에 의해, 기판에 도포된 제 1 레지스트의 표면을 평탄하게 할 수가 있다. 또, 기판에 도포된 제 1 레지스트의 건조를 앞당길 수가 있다.
본 발명의 하나의 형태에 의하면, 상기 공정(a) 또는 공정(b)에서는 각각 상기 제 1 또는 제 2 레지스트를 도포하기 위한 제 1 또는 제 2의 노즐을 상기 기판을 따라 이동시키면서 도포한다. 이것에 의해, 제 2 레지스트의 도포시에 예를 들면, 제 1 레지스트 위에 제 2 레지스트를 놓아 도포할 수가 있으므로, 제 1 레지스 트와 제 2 레지스트가 혼합하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 하나의 형태에 의하면, 상기 공정(a) 및 공정(b)에서는 각각 상기 제 1, 제 2 레지스트를 도포하기 위한 제 1, 제 2의 노즐을 상기 기판을 따라 이동시키면서 도포한다. 이것에 의해, 제 2의 레지스트의 도포시에, 예를 들면 제 1 레지스트 위에 제 2 레지스트를 놓아 도포할 수가 있으므로, 제 1 레지스트와 제 2 레지스트가 혼합하는 것을 방지할 수가 있다. 또, 공정(a), 공정(b) 모두 기판을 따라 이동시키기 때문에, 예를 들면 기판을 회전시키는 기구가 불필요함으로, 저비용화를 도모할 수가 있다.
본 발명의 하나의 형태에 의하면, (e)상기 공정(a)후 상기 공정(b) 이전에, 상기 제 1 레지스트 표면에 유기용매를 도포하는 공정을 더 구비한다. 이것에 의해, 제 1 레지스트 표면에 도포된 유기용매의 층에 의해, 제 1 레지스트와 제 2 레지스트가 혼합하는 것을 방지할 수가 있다.
본 발명의 하나의 형태에 의하면, 상기 제 2 노광에너지는 상기 제 1 노광에너지의 50% 내지 70%이다. 이 때, 빛의 투과율이 50% ~ 70%의 부분을 갖는 하프 톤 마스크가 이용된다. 이것에 의해, 제 2의 노광에너지가 제 1 노광에너지의 50% 미만일 때에, 이 50% 미만의 작은 에너지에 의해 제 2의 레지스트가 잘못 반응해버리는 것을 방지하고, 70% 를 넘을 때에 제 1 노광에너지와 제 2 노광에너지의 값이 가깝게 되고 제 1 레지스트와 제 2 레지스트의 노광반응의 분리가 곤란하게 되는 것을 방지할 수가 있다.
본 발명에 관한 다른 기판처리방법은 (a)제 1 노광에너지로 노광반응하는 제 1 레지스트를 기판에 도포하는 공정과, (b)상기 기판에 도포된 제 1 레지스트의 표면을 평탄화하는 공정과, (c)상기 제 1 노광에너지보다 작은 제 2 노광에너지로 노광반응하는 제 2 레지스트를 상기 평탄화된 제 1 레지스트의 표면측으로부터 도포하는 공정과, (d)도포된 상기 제 1 및 제 2 레지스트를 각각 상기 제 1 및 제 2 노광에너지로 노광하기 위한 마스크를 이용하여 하프노광하는 공정을 구비한다.
본 발명에서는 예를 들면, 기판을 회전시키거나, 기판에 도포된 제 1 레지스트의 표면에 초음파를 조사하는 것으로, 제 1 레지스트의 표면이 평탄화 된다. 평탄화된 제 1 레지스트의 표면에, 제 2 레지스트가 도포된다. 따라서, 예를 들면, 현상후에 노출하는 제 1 레지스트의 표면을 평탄하게 할 수가 있다.
본 발명에 관한 기판처리장치는 기판을 보지하는 보지부와, 제 1 노광에너지로 노광반응하는 제 1 레지스트를 상기 보지부에 보지된 기판에 도포하기 위한 제 1 노즐과, 상기 제 1 노광에너지보다 작은 제 2 노광에너지로 노광반응하는 제 2 레지스트를 상기 제 1 레지스트의 표면측으로부터 도포하기 위한 제 2의 노즐과, 상기 제 1 및 제 2의 노즐 가운데 적어도 제 2의 노즐을 상기 보지부에 의해 보지된 기판을 따라 이동시키는 구동부를 구비한다.
이와 같은 구성에 의하면, 다른 제 1, 제 2 노광에너지로 노광반응하는 제 1, 제 2 레지스트를 이 순서로 기판에 도포할 수가 있다. 이 때문에, 예를 들면, 빛의 투과율이 다른 부분을 갖는 하프 톤 마스크를 통해 노광하는 하프노광에 의해, 예를 들면, 제 1 레지스트를 노광반응시키지 않고 제 2 레지스트를 노광반응시키고, 제 1, 제 2 레지스트의 노광반응을 분리할 수가 있다. 따라서, 하프노광후의 레지스트 잔막의 균일성을 향상시킬 수가 있다.
(제 1 실시예)
이하, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 LCD기판의 도포현상처리시스템을 나타내는 평면도이고, 도 2는 그 정면도, 도 3은 그 배면도이다.
이 도포현상처리시스템(1)은 복수의 유리기판(G)을 수용하는 카세트(C)를 재치하는 카세트 스테이션(2)과, 기판(G)에 레지스트 도포 및 현상을 포함하는 일련의 처리를 실시하기 위한 복수의 처리유니트를 구비한 처리부(3)와, 노광장치(32)와의 사이에서 기판(G)의 인수인도를 행하기 위한 인터페이스부(4)를 구비하고 있고, 처리부(3)의 양단에 각각 카세트 스테이션(2) 및 인터페이스부(4)가 배치되어 있다.
카세트 스테이션(2)은 카세트(C)와의 처리부(3)와의 사이에서 LCD기판의 반송을 행하기 위한 반송기구(10)를 구비하고 있다. 그리고, 카세트 스테이션(2)에 있어서 카세트(C)의 반입출이 행해진다. 또, 반송기구(10)는 카세트의 배열방향을 따라 설치된 반송로(12)상을 이동가능한 반송아암(11)을 구비하고, 이 반송아암(11)에 의해 카세트(C)와 처리부(3)와의 사이에서 기판(G)의 반송이 행해진다.
처리부(3)에는 카세트 스테이션(2)에 있어서의 카세트(C)의 배열방향(Y방향)에 수직방향(X방향)으로 연장설치된 주반송부(3a)와, 이 주반송부(3a)를 따라, 레 지스트도포처리유니트(CT)를 포함하는 각 처리유니트가 병설된 상류부(3b) 및 현상처리유니트(DEV)(18)를 포함하는 각 처리유니트가 병설된 하류부(3c)가 설치되어 있다.
주반송부(3a)에는 X방향으로 연장설치된 반송로(31)와, 이 반송로(31)를 따라 이동가능하게 구성된 유리기판(G)을 X방향으로 반송하는 반송셔틀(23)이 설치되어 있다. 이 반송셔틀(23)은 예를 들면, 지지핀에 의해 기판(G)을 보지하여 반송하도록 되어 있다. 또, 주반송부(3a)의 인터페이스부(4)측단부에는 처리부(3)와 인터페이스부(4)와의 사이에서 기판(G)의 인수인도를 행하는 수직반송유니트(7)가 설치되어 있다.
상류부(3b)에 있어서, 카세트 스테이션(2)측단부에는 기판(G)에 세정처리를 실시하는 스크래버세정 처리유니트(SCR)(20)가 설치되고, 이 스크래버세정 처리유니트(SCR)(20)의 상류측에 기판(G)상의 유기물을 제거하기 위한 엑시머UV처리유니트(e-UV)(19)가 배설(配設)되어 있다.
스크래버세정 처리유니트(SCR)(20)의 이웃에는 유리기판(G)에 대해 열처리를 행하는 유니트가 다단으로 쌓아 올린 열처리계블록(24 및 25)이 배치되어 있다. 이들 열처리계블록(24와 25)과의 사이에는 수직반송유니트(5)가 배치되어, 반송아암(5a)이 Z방향 및 수평방향으로 이동가능하게 되고, 또한 θ방향으로 회전가능하게 되어 있으므로, 양블록(24 및 25)에 있어서의 각 열처리계 유니트에 억세스해서 기판(G)의 반송이 행해지도록 되어 있다. 또한, 상기 처리부(3)에 있어서의 수직방송유니트(7)에 대해서도 이 수직반송유니트(5)와 같은 구성을 갖고 있다.
도 2에 도시하는 것과 같이, 열처리계블록(24)에는 기판(G)에 레지스트도포 이전의 가열처리를 실시하는 베이킹유니트(BAKE)가 2단, HMDS가스에 의해 소수화처리를 실시하는 어드히전유니트(AD)가 아래로부터 순서대로 적층되어 있다. 한편, 열처리계블록(25)에는 기판(G)에 냉각처리를 실시하는 쿨링유니트(COL)가 2단, 어드히전유니트(AD)가 아래로부터 순서대로 적층되어 있다.
열처리계블록(25)에 인접해서 레지스트처리블록(15)이 X방향으로 연장설치 되어 있다.
이 레지스트처리블록(15)에는 기판(G)에 레지스트를 도포하는 레지스트도포 처리유니트(CT)와, 감압에 의해 상기 도포된 레지스트를 건조시키는 감압건조유니트(VD)와, 기판(G)의 주연부의 레지스트를 제거하는 엣지 리무버(ER)가 설치되어 구성되어 있다. 이 레지스트처리블록(15)에는 레지스트도포 처리유니트(CT)로부터 엣지 리무버(ER)에 걸쳐 이동하는 도시하지 않는 서브아암이 설치되어 있고, 이 서브아암에 의해 레지스트처리블록(15)내에서 기판(G)이 반송되도록 되어 있다.
레지스트처리블록(15)에 인접해서 다단구성의 열처리계블록(26)가 배설되어 있고, 이 열처리계블록(26)에는 기판(G)에 레지스트도포 후의 가열처리를 행하는 프리베이킹 유니트(PREBAKE)가 3단으로 적층되어 있다.
하류부(3a)에 있어서는 도 3에 도시하는 것과 같이, 인터페이스부(4)측단부에는 열처리계블록(29)이 설치되어 있고, 이것에는 쿨링유니트(COL), 노광후현상처리 전의 가열처리를 행하는 포스트엑스포저 베이킹유니트(PEBAKE)가 2단, 아래로부터 순서대로 적층되어 있다.
열처리계블록(29)에 인접해서 현상처리를 행하는 현상처리유니트(DEV)(18)가 X방향으로 연장설치되어 있다. 이 현상처리유니트(DEV)(18)의 이웃에는 열처리계블록(28 및 27)이 배치되고, 이들 열처리계블록(28과 27)과의 사이에는 상기 수직반송유니트(5)와 동일한 구성을 갖고, 양블록(28 및 27)에 있어서의 각 열처리계유니트에 억세스 가능한 수직반송유니트(6)가 설치되어 있다. 또, 현상처리유니트(DEV)(18)단부 위에는 i선처리유니트(i-UV)(33)가 설치되어 있다.
열처리계블록(28)에는 쿨링유니트(COL), 기판(G)에 현상 후의 가열처리를 행하는 포스트베이킹유니트(POBAKE)가 2단, 아래로부터 순서대로 적층되어 있다. 한편, 열처리계블록(27)도 동등하게, 쿨링유니트(COL), 포스트베이킹유니트(POBAKE)가 2단, 아래로부터 순서대로 적층되어 있다.
인터페이스부(4)에는 정면측에 타이틀러 및 주변노광유니트(Titler/EE)(22)가 설치되고, 수직반송유니트(7)에 인접하여 익스텐션 쿨링유니트(EXTCOL)(35)가, 또 배면측에는 버퍼카세트(34)가 배치되어 있고, 이들 타이틀러 및 주변노광유니트(Titler/EE)(22)와 익스텐션 쿨링유니트(EXTCOL)(35)와 버퍼카세트(34)와 인접한 노광장치(32)와의 사이에서 기판(G)의 인수인도를 행하는 수직반송유니트(8)가 배치되어 있다. 이 수직반송유니트(8)도 상기 수직반송유니트(5)와 동일한 수성을 갖고 있다.
이상과 같이 구성된 도포현상처리시스템(1)의 처리공정에 대해서는 우선 카세트(C)내의 기판(G)이 처리부(3)부에 있어서의 상류부(3b)에 반송된다. 상류부(3b)에서는 엑시머UV처리유니트(e-UV)(19)에 있어서 표면개질ㆍ유기물제거처 리가 행해지고, 다음에 스크래버세정 처리유니트(SCR)(20)에 있어서, 기판(G)이 대략 수평으로 반송되면서 세정처리 및 건조처리가 행해진다. 이어서, 열처리계블록(24)의 최하단부에서 수직반송유니트에 있어서의 반송아암(5a)에 의해 기판(G)이 취출되고, 상기 열처리계블록(24)의 베이킹유니트(BAKE)에서 가열처리, 어드히전유니트(AD)에서, 유리기판(G)과 레지스트막과의 밀착성을 높이기 위해, 기판(G)에 HMDS가스를 분무하는 처리가 행해진다. 이 후, 열처리계블록(25)의 쿨링유니트(COL)에 의한 냉각처리가 행해진다.
다음으로, 기판(G)은 반송아암(5a)에서 반송셔틀(23)에 인수인도 된다. 그리고, 레지스트도포 처리유니트(CT)에 반송되어, 레지스트의 도포처리가 행해진 후, 감압건조처리유니트(VD)에서 감압건조처리, 엣지 리무버(ER)(48)에서 기판주연의 레지스트제거처리가 순차적으로 행해진다.
다음으로, 기판(G)은 반송셔틀(23)에서 수직반송유니트(7)의 반송아암에 인수인도 되어, 열처리계블록(26)에 있어서의 프리베이킹유니트(PREBAKE)에서 가열처리가 행해진 후, 열처리계블록(29)에 있어서의 쿨링유니트(COL)에서 냉각처리가 행해진다. 열처리계블록(26)의 최하층에는 후술하는 수분공급유니트(39)가 설치되어 있다. 이어서, 기판(G)은 익스텐션 쿨링유니트(EXTCOL)(35)에서 냉각처리되는 것과 동시에 노광장치에서 노광처리된다.
다음으로, 기판(G)은 수직반송유니트(8 및 7)의 반송아암을 통해 열처리계블록(29)의 포스트엑스포저 베이킹유니트(PEBAKE)로 반송되고, 여기서 가열처리가 행해진 후, 쿨링유니트(COL)에서 냉각처리가 행해진다. 그리고, 기판(G)은 수직반송 유니트(7)의 반송아암을 통해, 현상처리유니트(DEV)(18)에 있어서 기판(G)은 대략 수평으로 반송되면서 현상처리, 린스처리 및 건조처리가 행해진다.
다음으로, 기판(G)은 열처리계블록(28)에 있어서의 최하단으로부터 수직반송유니트(6)의 반송아암(6a)에 의해 인수인도 되고, 열처리계블록(28 또는 27)에 있어서의 포스트베이킹유니트(POBAKE)에서 가열처리가 행해지고, 쿨링유니트(COL)에서 냉각처리가 행해진다. 그리고 기판(G)은 반송기구(10)에 인수인도 되어 카세트(C)에 수용된다.
다음으로, 도 4를 참조해서 레지스트도포 처리유니트(CT)에 대해 설명한다.
이 레지스트도포 처리유니트(CT)에서는 거의 중앙부에 기판(G)을 수용하는 컵(CP)이 배치되어 있다. 컵(CP)의 내부에는 예를 들면, 기판(G)을 진공제거 등으로 보지하는 척부재(38)가 구비되고, 이 척부재(38)는 도시하지 않는 에어실린더 등의 구동기구에 의해 컵(CP)으로부터 출몰하도록 상하로 이동할 수 있도록 되어 있다. 이것에 의해 외부로부터 반송되어 오는 기판을 척부재(38)로 받거나, 이 유니트(CT)에서 처리를 마친 기판을 외부에 건네주거나 할 수가 있다.
또한, 도시하지 않지만, 컵의 개구부(59)에는 에어실린더 등에 의해 상하로 이동하는 덮개부재가 배치되어 있다.
컵(CP)에 인접한 위치에는 레지스트 노즐(41)을 수평방향(도면중에서 X방향)으로 이동시키기 위한 구동장치(30)가 설치되고 있다.
구동장치(30)에는 모터(54)에 의해 회전하는 볼나사(54a)가 설치되고 있다. 볼나사(54a)에는 레지스트 노즐(41)을 보지하는 노즐보지부재(46)를 지지하는 지지 체(44)가 그 하방부에서 나삽(螺揷)되어 있고, 모터(54)의 회전에 의해 지지체(44)는 X방향으로 이동할 수 있도록 되어 있다. 지지체(44)에는 노즐보지부재(46)를 수직방향(Z방향)으로 이동시키기 위한 도시하지 않는 에어실린더 등의 구동기구가 내장되고, 레지스트 노즐(41)을 상하이동시킬 수 있도록 되어 있다. 그리고 제어부(17)에 설치된 X축 컨트롤러(37), Z축 컨트롤러(36)에 의해, X축, Z축의 이동량 등이 개별적으로 제어되도록 되어 있다.
레지스트도포 처리유니트(CT)에는 혼합레지스트 공급부(9)가 설치되어 있다. 혼합레지스트 공급부(9)는 혼합부(13), 공급관(13a), 친화성재료 공급부(14), 레지스트액 공급부(16) 및 레지스트 노즐(41)을 갖고 있다.
레지스트액 공급부(16)로부터는 레지스트액이 공급된다. 친화성재료 공급부(14)로부터는 현상처리유니트(18)에서 이용되는 현상액과 친화성을 갖는 재료가 공급된다. 레지스트의 재료는 예를 들면, 노볼랙수지계인 것을 이용한다. 현상액과 친화성을 갖는 재료는 예를 들면, 현상액과의 접촉각을 내릴 수 있는 것을 이용한다.
혼합부(13)에서는 레지스트액 공급부(16)에서 공급되는 레지스트와 친화성재료공급부(14)에서 공급되는 친화성재료가 혼합된다. 후술하는 것과 같이, 예를 들면, 이 레지스트액과 친화성재료와의 혼합비율은 친화성재료가 포함되는 혼합레지스트층(R1)의 두께에 영향을 준다. 혼합된 레지스트(RR)는 혼합부(13)에서 고급관(13a)을 통해, 레지스트 노즐(41)에 공급되도록 되어 있다.
혼합부(13)에서는 구체적인 장치로서 예를 들면, 스태틱믹서(미도시)를 이용 할 수가 있다. 레지스트액 공급부(16)는 도시하지 않지만, 예를 들면 레지스트액을 저류하는 탱크와, 탱크에 저류된 레지스트액을 혼합부(13)에 공급하기 위한 벨로스펌프를 갖고 있다. 친화성재료 공급부(14)도 레지스트액 공급부(16)와 동일하게 친화성의 재료를 저류하는 탱크 등의 용기와, 이 용기에 저류된 친화성재료를 혼합부(13)에 공급하기 위한 벨로스펌프를 갖고 있다.
다음으로, 기판에 형성된 레지스트막중의 친화성재료를 편재화시키는 공정에 대해 도 5에서 도 7을 참조하면서 설명한다.
도 5는 본 발명의 공정을 나타낸 플로 도이고, 도 6 및 도 7은 그 공정의 모식도이다.
상기와 같은 레지스트액과 친화성재료가 혼합부에 있어서 혼합된다(스텝 501). 도 6(a) 및 도 6(b)에 도시하도록, 혼합부(13)에서 혼합된 혼합레지스트(RR)가, 레지스트 노즐(41)에서 기판상에 도포된다(스텝 502). 기판상에 도포된 혼합레지스트(RR)는 감압건조처리유니트(VD)에서 감압건조되어, 열처리계블록(26)의 프리베이킹유니트에서 가열처리가 행해진다(스텝 503). 이 건조 및 가열의 공정에서, 도 6(c)에 도시하도록, 친화성재료(49)가 혼합레지스트(RR)의 표면측에 편재하고, 혼합레지스트층(R1)을 형성하도록 된다. 예를 들면, 혼합레지스트(RR)를 가열할 때의 증발스피드를 올리면, 혼합레지스트(RR)의 표면에 레지스트중의 광산발생제(PAG:Photoactive Acid Generator)가 편재하는 것을 알고 있다.
다음으로, 도 7(a)에 도시하는 것과 같이, 혼합레지스트층(R1)과, 친화성재료(49)를 포함하지 않는 레지스트층(R2)이 형성된 콘트라스트층(45)을 하프 톤 마 스크(47)를 이용하여 노광한다(스텝 504). 도 7(b)에 도사하는 것과 같이, 노광광 자체의 흩어짐 등에 의해, 노광된 범위(L1, L2, L3)는 각각 다른 것이 된다. 여기서는 설명상의 편의를 위해, 레지스트에 빛이 조사되는 부분은 모두 하프 톤이라고 되어 있다.
이 상태로부터, 도 7(c)에 도시하는 것과 같이, 현상액(50)을 도포하고, 노광된 범위(L1, L2, L3)를 용해하여 현상한다(스텝 505).
여기서 예를 들면, 레지스트(R)에 친화성재료(49)를 더하지 않는 경우, 즉 통상의 레지스트를 도포한 경우에는 현상 후는 L1, L2, L3의 각각의 노광깊이에 따라 다른 깊이ㆍ폭의 레지스트 패턴이 남을 가능성이 있다. 예를 들면, 도 8에 도시하는 것과 같이, 레지스트에 현상액을 도포했을 때에 L1에 비하여 L2는 노광깊이가 얕아, 현상에 의해 노광깊이의 밑바닥까지 도달하는 시간이 짧다. 노광되지 않는 부분이 현상액에 노출해져 침식되는 시간도 짧아진다. 따라서, L2를 현상했을 경우는 L1에 비하여 폭이 좁고, 깊이가 얕은 패턴이 형성되어 버린다. 또, L3에 대해서는 노광깊이가 L1보다도 깊으므로, L2를 현상했을 경우와는 반대로, 노광되지 않는 부분이 침식되는 시간이 길어져, L1에 비하여 폭이 넓고, 깊이가 깊은 패턴이 형성되어 버린다.
이것에 대하여 본 실시예에서는 친화성재료는 현상액(50)에 대하여 친화성을 갖기 때문에, 현상액(50)은 혼합레지스트층(R1)에 머물기 쉬워지고, 혼합레지스트층(R1)에서의 현상이 촉진된다. 레지스트층(R2)에서는 혼합레지스트층(R1)에 비하여 현상이 억제된다. 이것에 의해 노광되는 깊이가 L1, L2, L3과 같이 다른 경우라 도, 실제로는 혼합레지스트층(R1)만이 현상되게 된다. 혼합레지스트층(R1)의 깊이를 일정하게 함으로써, 하프노광된 부분의 레지스트잔막, 예를 들면 현상 후의 레지스트 패턴의 애스펙트비나 피치 등을 균일하게 할 수가 있다. 이것에 의해 엣칭 후에 형성되는 전극간의 거리를 균일하게 할 수가 있다.
혼합레지스트층(R1)의 깊이는 하프노광에 의해 제거되는 부분의 깊이가 되기 때문에, 이 깊이를 소망의 깊이로 하기 위해서는 레지스트액에의 친화성재료의 첨가비율을 바꾸면 된다.
(제 2 실시예)
다음으로, 기판에 형성된 레지스트에 포함되는 수분량을 제어하고, 레지스트의 노광광에 대한 반응특성의 분포를 제어하는 형태에 대해서, 도 9에서 도 12를 참조하면서 설명한다. 본 실시예에서는 레지스트의 종류로서 예를 들면, g선 레지스트를 이용한다.
도 9는 본 발명의 공정을 나타낸 플로 도이고, 도 10 및 도 11은 그 공정의 모식도이다. 도 10(a), 도 10(b), 도 10(c)은 본 발명의 공정을 나타낸 것이다. 또, 도 10(d), 도 10(e), 도 10(f)은 종래의 공정을 나타낸 것이다. 여기서는 본 발명과 종래의 공정을 비교하여 설명한다.
도 10(a) 또는 도 10(d)에 도시하는 것과 같이, 레지스트(R)가 레지스트 노즐(41)로부터 기판상에 도포된다(스텝 901). 기판상에 도포된 레지스트(R)는 감압건조처리유니트(VD)로 감압건조되고, 열처리계 블록(26)의 프리베이킹유니트에서 가열처리가 행해진다(스텝 902). 일반적으로, 포지형 레지스트에 노광광을 조사하 면, 조사된 부분의 레지스트는 현상액(50)에 대해 가용성이 된다. 이 때의 반응은 이하와 같이 되고, 반응을 일으키기 위해서는 소정의 수분(H2O)량이 필요하게 된다.
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건조 및 가열의 공정에서, 종래에서는 도 10(e)에 도시하는 것과 같이, 노광에 필요한 수분을 레지스트(R)에 남기도록 건조ㆍ가열한다. 이것에 대하여, 본 발명에서는 도 10(b)에 도시하는 것과 같이, 노광에 필요한 수분이 남지 않는 정도로, 조금 과도하게 레지스트(R)를 건조시킨다. 이 상태로부터, 도 10(c)에 도시하는 것과 같이, 레지스트(R)의 표면에서 노광에 필요한 수분을 공급하고, 수분을 충분히 포함한 수분함유량(51)과, 수분을 충분히 포함하지 않는 건조층(52)으로 이루어지는 콘트라스트층을 형성한다(스텝 903). 수분의 공급은 예를 들면, 상기 수분공급유니트(39)를 설치해서 행한다. 본 실시예에서는 열처리계 블록(26)의 최하층에 설치하고 있지만, 노광전이라면 다른 장소, 예를 들면 인터페이스부(4) 등에 설치해도 좋다.
다음으로, 도 11(a)에 도시하는 것과 같이, 콘트라스트층(53)이 형성된 레지스트를 하프 톤 마스크(47)를 이용하여 노광한다(스텝 904). 도 11(b)에 도시하는 것과 같이, 노광에 의한 화학반응이 촉진되는 것은 L4, L5, L6과 같은 수분층(51)내에 한정되고, 깊이는 동등하게 된다. 건조층(52)에서는 노광에 의한 반응이 억제되기 때문이다. 또한, 여기서는 설명상의 편의를 위해, 레지스트에 빛이 조사되는 부분은 모두 하프톤이라고 되어 있다.
이 상태로부터, 도 11(c)에 도사하는 것과 같이, 현상액(50)을 도포하고, 노광된 범위(L4, L5, L6)를 용해시켜서 현상한다(스텝 905). 노광범위(L4, L5, L6)는 동일한 깊이이므로, 각각 현상함으로써, 도 11(d)에 도시하는 것과 같이 하프노광된 부분의 잔막이 균일하게 된다. 이것에 의해, 나중에 형성되는 전극간의 거리를 균일하게 할 수가 있다.
수분층(51)의 깊이는 현상에 의해 제거되는 부분의 깊이이고, 이 깊이를 소망의 깊이로 하기 위해서는 레지스트에 공급하는 수분의 양을 바꾸면 된다.
한편, 종래에서는 통상의 레지스트를 도포한 후에 레지스트의 두께방향에 수분의 콘트라스트를 형성하는 일이 없으므로, 현상 후는 L1, L2, L3의 각각의 노광깊이에 따라 다른 깊이ㆍ폭의 레지스트 패턴이 남을 가능성이 있다. 예를 들면, 도 8에 도시한 바와 같이, 레지스트에 현상액을 도포했을 때에, L1에 비하여 L2에서는 폭이 좁고, 깊이가 얕은 패턴이 형성되어 번린다. 또, L3에 대해서는 L1에 비하여 폭이 넓고, 깊이가 깊은 패턴이 형성되어 버린다.
(제 3 실시예)
다음으로, 레지스트의 표면측에 난용화층을 형성시키는 형태에 대하여, 도 12에서 도 16을 참조하면서 설명한다.
도 14는 본 발명의 공정을 나타낸 플로 도이고, 도 12 및 도 13은 그 공정의 모식도, 도 15 및 도 16은 노광에너지와 현상 후의 레지스트의 막두께와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 12(a)에 도시하는 것과 같이 레지스트(R)가 기판상에 도포된다(스텝 1401). 기판상에 도포된 레지스트(R)는 감압건조처리유니트(VD)에서 감압건조되고, 열처리계 블록(26)의 프리베이킹 유니트에서 가열처리가 행해진다(스텝 1402).
다음으로, 도 12(b)에 도시하는 것과 같이, 레지스트(R)에 예를 들면, 현상처리에서 이용하는 현상액(50)을 공급한다. 이것에 의해, 도 12(c)에 도시하는 것과 같이 레지스트의 표면측을 난용화시키고, 표면측에 난용화층(55)을 형성하여, 난용화층(55)의 하층에 통상의 레지스트층인 비난용화층(56)을 형성한다(스텝 1403). 난용화층(55)이 형성되는 것이 실험에서 확인되어 있다.
다음으로, 도 13(a)에 도시하는 것과 같이, 난용화층(55)과 비난용화층(56)으로 이루어지는 콘트라스트층을 하프 톤 마스크(47)를 이용해서 노광한다(스텝 1404). 도 13(b)에 도시하는 것과 같이, 미소한 노광광 자체의 흩어짐이나, 미소한 조사시간의 흩어짐은 있지만, 노광된 범위(L7, L8, L9)는 각각 난용화층내에 머물어, 깊이는 동등하게 되어 있다. 이것은 뒤에 서술하는 것과 같이 난용화층(55)에서의 노광의 반응은 완만하게 일으키기 때문에, 노광깊이의 제어가 용이하게 되기 때문이다. 또한, 여기서는 설명상의 편의 때문에, 레지스트에 빛이 반사되는 부분은 모두 하프톤이라고 하고 있다.
이 상태로부터, 도 13(c)에 도시하는 것과 같이, 현상액(50)을 공급하고, 노광된 범위(L7, L8, L9)를 용해시켜 현상한다(스텝 1405). 이 경우에서는 L7, L8, L9 각각이 동일한 깊이이기 때문에, 현상함으로써, 도 13(d)에 도시하는 것과 같이 하프노광된 부분의 잔막이 균일하게 된다. 이것에 의해, 나중에 형성되는 전극간의 거리를 균일하게 할 수가 있다.
여기서, 난용화층을 형성한 경우에 대해서 도 15 및 도 16에 의거하여 설명한다.
도 15(a)는 비난용화층(56)을 노광하는 경우의 그래프를 나타낸 것이다. 그래프의 세로축은 현상 후의 레지스트(R)의 잔막두께, 가로축은 일정시간에 조사하는 빛의 에너지이다. 레지스트(R)는 에너지(E1)이하에서 노광광을 조사해도 반응하지 않고, 이것에 의해 현상 후의 잔막두께도 변화하지 않다. 에너지가 E1이상 E4이하의 범위가 되도록 노광광을 조사하면, 에너지의 미소한 증가에 의해 현상 후의 잔막두께가 급격히 감소한다. 조사하는 노광광의 에너지가 E4를 넘으면, 레지스트는 모두 반응하여 현상 후의 잔막두께는 제로가 된다.
비난용화층(56)을 노광할 경우는 통상은 에너지가 예를 들면, E5(E4 이상)가 되도록 노광광을 조사해서 행한다. 하프노광의 경우는 에저지 E5 가운데, 하프 톤 마스크(47)를 통과함으로써, E2 에서 E3의 에너지분이 레지스트층(56)에 조사되게 된다. 통과한 노광광의 에너지가 E2 에서 E3으로 미소한 폭이 있는 것은 하프 톤 마스크(47)에 의한 오차 등을 위한 것이다. 에너지 E2 에서 조사했을 때의 잔막두께는 T1이고, 에너지가 E3 에서 조사했을 때의 잔막두께는 T2 이다. 레지스트층(56)의 노광의 경우, 이 미소한 에너지의 폭에 의해, 현상 후의 막두께가 T1에서 T2 까지의 넓은 범위가 되는 현상이다.
도 15(b)는 난용화층(55)을 노광할 경우의 그래프를 나타낸 것이다. 그래프의 세로축은 현상 후의 레지스트의 잔막두께, 가로축은 일정시간에 조사하는 빛의 에너지이다. 비난용화층(56)의 경우와 동일하게, 에너지(E1)이하가 되도록 노광광을 조사해도 비난용화층(56)은 반응하지 않고, 현상 후의 잔막두께도 변화하지 않는다. 또, 조사하는 노광광의 에너지가 E4를 넘으면, 레지스트층(56)은 모두 반응하여 현상 후의 잔막두께는 제로가 된다.
다만, 비난용화층(56)의 경우와 비교하면, 에너지가 E1이상 E4이하의 범위에 있어서, 에너지의 증가에 의한 현상 후의 막두께의 변화가 완만한 점이 다르다.
에너지가 E5가 되도록 난용화층에 노광광을 조사한 경우, 비난용화층(56)의 경우와 동일하게, 노광광이 하프 톤 마스크(47)를 통과하고, E2에서 E3의 에너지분이 조사되게 된다. 에너지(E2)에서 조사했을 때의 잔막두께는 T1이고, 에너지(E3 )에서 조사했을 때의 잔막두께는 T2이다. 이 경우에 있어서도, 현상 후의 막두께가 T1에서 T2의 범위에서 흩어지게 되지만, 난용화층(55)의 노광에서는 레지스트층(56)의 노광과 비교하면 이 흩어짐은 그다지 크지 않다. 이 때문에, 본 발명에서는 난용화층(55)을 형성함으로써, 노광되는 깊이의 제어를 용이하게 행할 수가 있고, 하프노광된 부분의 잔막의 균일성을 향상시켜, 나중에 처리에서 형성되게 되는 전극간의 거리를 균일하게 할 수 있다.
도 16은 난용화층과 비난용화층과의 콘트라스트를 형성한 경우에 대해서, 현상 후의 막두께와 노광에너지와의 관계를 나타내는 그래프이다. 즉, 도 15(a), 도 15(b)의 그래프를 합친 것이다.
도 15(b)에서는 막전체가 난용화층(55)으로 형성되고 있을 경우의 설명이 었지만, 레지스트(R)전체를 난용화층(55)에 변질시키기 위해서는 상당량의 현상액(50)이 필요하게 된다. 그러나, 실제로는 하프노광을 행한 부위의 현상 후의 레지스트 두께가 난용화층(55)에 포함되어 있으면 좋고, 반드시 전체가 난용화층(55)일 필요는 없다. 그래서, 도 12(c)에 도시하는 것과 같이 난용화층(55)과 비난용화층(56)의 콘트라스트층을 형성한다. 이 경우, 노광에너지와 현상 후의 잔막두께와의 관계는 도 16에 도시하는 것과 같이, 도 15(a), 도 15(b)의 각각의 특성을 합친 그래프가 된다. 즉, 난용화층(55)의 영역에서는 도 15(b)의 특성을 나타내고, 비난용화층(56)의 영역에서는 도 15(a)의 특성을 나타내는 것으로 된다.
현상 후의 레지스트막의 두께, 즉 도 16에 나타내는 T1에서 T2의 범위가 난용화층(55)에 포함되는 것과 같이 콘트라스트를 형성한다. 난용화층(55)을 형성하는 것은 노광깊이의 제어를 용이하게 하기 때문이고, 현상 후의 레지스트막의 두께가 난용화층(55)에 포함되고 있으면 본 발명의 목적을 달성할 수 있다. 이와 같이, 난용화층(55)과 비난용화층(56)과의 콘트라스트를 형성함으로써, 현상액을 효율적으로 사용할 수가 있고, 또 노광깊이의 제어를 행하고 잔막두께를 균일하게 할 수 가 있고, 전극간의 거리를 균일하게 할 수가 있다.
본 발명은 이상 설명한 실시예에는 한정되는 것이 아니라, 각가지의 변형이 가능하다. 예를 들면, 상기 제 1의 실시예에 있어서는 친화성재료와 레지스트액을 혼합부(13)에서 혼합하도록 했지만, 처음부터 친화성재료가 포함된 레지스트액을 사용하는 것도 물론 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 하프노광된 부분의 레지스트잔막의 균일성을 향상시켜, 형성되는 전극간의 거리를 균일하게 할 수가 있다.
도 17은 본 발명이 적용되는 LCD기판의 도포현상처리장치를 나타내는 평면도이고, 도 18은 그 정면도, 또 도 19는 배면도이다.
이 도포현상처리장치(101)는 복수의 유리기판(G)을 수용하는 카세트(C)를 재치하는 카세트 스테이션(102)과, 기판(G)에 레지스트도포 및 현상을 포함하는 일련의 처리를 실시하기 위한 복수의 처리유니트를 구비한 처리부(103)와, 노광장치(132)와의 사이에서 기판(G)의 인수인도를 행하기 위한 인터페이스부(104)를 구비하고 있고, 처리부(103)의 양단에 각각 카세트 스테이션(102) 및 인터페이스부(104)가 배치되어 있다.
카세트 스테이션(102)은 카세트(C)와 처리부(103)와의 사이에서 LCD기판의 반송을 행하기 위한 반송기구(110)를 구비하고 있다. 그리고, 카세트 스테이션(102)에 있어서 카세트(C)의 반입출이 행해진다. 또, 반송기구(110)는 카세트의 배열방향을 따라 설치된 반송로(112)상을 이동 가능한 반송아암(111)을 구비하고, 이 반송아암(111)에 의해 카세트(C)와 처리부(103)와의 사이에서 기판(G) 의 반송이 행해진다.
처리부(103)에는 X방향을 따라 레지스트도포 처리유니트(CT)를 포함하는 각 처리유니트가 병설된 상류부(103b) 및 현상처리유니트(DEV)를 포함하는 각 처리유니트가 병설된 하류부(103c)가 설치되어 있다.
상류부(103b)에 있어서, 카세트 스테이션(102)측단부에는 카세트 스테이션(102)측으로부터, 기판(G)상의 유기물을 제거하기 위한 엑시머UV처리유니트(e-UV)(119)와, 기판(G)에 스크래빙 브러시로 세정처리를 실시하는 스크래버세정 처리유니트(SCR)가 설치되고 있다.
스크래버세정 처리유니트(SCR)의 이웃에는 유리기판(G)에 대해 열적인 처리를 행하는 유니트가 다단으로 쌓아 올려진 열처리계 블록(124 및 125)이 배치되어 있다. 이들 열처리계 블록(124 및 125)과의 사이에는 수직반송유니트(105)가 배치되고, 반송아암(105a)이 Z방향 및 수직방향으로 이동 가능하게 되고, 또한 θ방향으로 회동 가능하게 되어 있으므로, 양블록(124 및 125)에 있어서의 각 열처리계 유니트에 억세스해서 기판(G)의 반송이 행하도록 되어 있다. 또한, 수직반송유니트(107)에 있어서도 이 수직반송유니트(105)와 동일한 구성을 갖고 있다.
도 18에 도시하는 것과 같이, 열처리계 블록(124)에는 기판(G)에 레지스트도포 전의 가열처리를 실시하는 베이킹유니트(BAKE)가 2단, HMDS가스에 의해 소수화처리를 실시하는 어드히전유니트(AD)가 아래로부터 순서대로 적층되어 있다. 한편, 열처리계 블록(125)에는 기판(G)에 냉각처리를 실시하는 클링유니트(COL)가 2단, 어드히전유니트(AD), 반송장치(130)가 아래로부터 순서대로 적층되어 있다.
열처리계 블록(125)에 인접해서 레지스트처리블록(115)이 X방향으로 연장설치되어 있다. 이 레지스트처리블록(115)은 기판(G)에 레지스트를 도포하는 레지스트도포 처리유니트(CT)와, 감압에 의해 상기 도포된 레지스트를 건조시키는 감압건조유니트(VD)와, 본 발명에 관한 기판(G)의 주연부의 레지스트를 제거하는 엣지 리무버(ER)가 설치되어 구성되어 있다. 이 레지스트처리블록(115)에는 레지스트도포 처리유니트(CT)에서 엣지 리무버(ER)에 걸쳐 이동하는 것은 도시하지 않는 서브아암이 설치되어 있고, 이 서브아암에 의해 레지스트처리블록(115)내에서 기판(G)이 반송되도록 되어 있다.
레지스트처리블록(115)에 인접해서 다단구성의 열처리계 블록(126)이 배설되어 있고, 이 열처리계 블록(126)에는 기판(G)에 레지스트도포 후의 가열처리를 행하는 프리베이킹 유니트(PRBAKE)가 3단 적층되고, 그 아래에 반송장치(140)가 설치되어 있다.
하류부(103c)에 있어서는 도 19에 도시하는 것과 같이, 인터페이스부(104)측단부에는 열처리계 블록(129)이 설치되어 있고, 이것에는 쿨링유니트(COL), 노광 후 현상처리 전의 가열처리를 행하는 포스트엑스포저 베이킹유니트(PEBAKE)가 2단, 아래로부터 순서대로 적층되어 있다.
열처리계 블록(129)에 인접해서 현상처리를 행하는 현상처리유니트(DEV)가 X방향에 연장처리되어 있다. 현상처리유니트(DEV)의 이웃에는 열처리계 블록(128 및 127)이 배치되고, 이들 열처리계 블록(128 및 127)과의 사이에는 상기 수직반송유 니트(105)와 동일한 구성을 갖고, 양블록(128 및 127)에 있어서의 각 열처리계 유니트에 억세스 가능한 수직반송유니트(106)가 설치되어 있다. 또, 현상처리유니트(DEV)에 인접해서, i선처리유니트(i-UV)(133)가 설치되어 있다.
열처리계 블록(128)에는 쿨링유니트(COL), 기판(G)에 현상 후의 가열처리를 행하는 포스트엑스포저 베이킹유니트(PEBAKE)가 2단, 아래로부터 순서대로 적층되어 있다. 한편, 이들 열처리계 블록(127)도 동일하게, 쿨링유니트(COL), 포스트베이킹유니트(POBAKE)가 2단, 아래로부터 순서대로 적층되어 있다.
인터페이스부(104)에는 정면측에 타이틀러 및 주변노광유니트(Titler/EE)(122)가 설치되고, 수직반송유니트(107)에 인접해서 익스텐션 쿨링유니트(EXTCOL)(135)가, 또 배면측에는 버퍼카세트(134)가 배치되어 있고, 이들 타이틀러 및 주변노광유니트(Titler/EE)(122)와 익스텐션 쿨링유니트(EXTCOL)(135)와 버퍼카세트(134)와 인접한 노광장치(132)와의 사이에서 기판(G)의 인수인도를 행하는 수직반송유니트(108)가 배치되어 있다. 이 수직반송유니트(108)도 동일한 구성을 갖고 있다.
이상과 같이 구성된 도포현상처리장치(101)의 처리공정에 대해 설명한다. 우선 카세트(C)내의 기판(G)이 처리부(103)에 있어서의 상류부(103b)에 반송된다. 상류부(103b)에서는 엑시머UV처리유니트(e-UV)(119)에 있어서 표면개질ㆍ유기물제거처리가 행해진고, 다음으로 스크래버세정 처리유니트(SCR)에 있어서, 기판(G)이 대략 수평으로 반송되면서 세정처리 및 건조처리가 행해진다. 이어서 열처리계 블록(124)의 최하단부에서 수직반송유니트에 있어서의 반송아암(105a)에 의해 기판(G)이 취출되고, 상기 열처리계 블록(124)의 베이킹유니트(BAKE)에서 가열처리, 어드히전유니트(AD)에서, 유리기판(G)과 레지스트막과의 밀착성을 높이기 위해, 기판(G)에 HMDS가스를 분사하는 처리가 행해진다. 이 후, 열처리계 블록(125)의 쿨링유니트(COL)에 의한 냉각처리가 행해진다.
다음으로, 기판(G)은 반송아암(105a)로부터 반송장치(130)에 건네받아, 반송장치(130)에 의해 기판(G)이 레지스트도포 처리유니트(CT)에 반송되고, 레지스트의 도포처리가 행해진 후, 감압건조유니트(VD)에서 감압건조처리, 엣지 리무버(ER)에서 기판주연의 레지스트 제거처리가 순차적으로 행해진다.
다음으로, 기판(G)이 반송장치(140)에 건네받고, 이 반송장치(140)에 의해 수직반송유니트(107)의 반송아암에 건네받는다. 그리고 열처리계 블록(126)에 있어서의 프리베이킹유니트(PREBAKE)에서 가열처리가 행해진 후, 열처리계 블록(129)에 있어서의 쿨링유니트(COL)에서 냉각장치가 행해진다. 이어서, 기판(G)은 익스텐션쿨링유니트(EXTCOL)(135)에서 냉각처리되는 것과 동시에 노광창치에서 노광처리된다.
다음으로, 기판(G)은 수직반송유니트(108 및 107)의 반송아암을 통해 열처리계 블록(129)의 포스트엑스포저 베이킹유니트(PEBAKE)에 반송되고, 여기서 가열처리가 행해진 후, 쿨링유니트(COL)에서 냉각처리가 행해진다. 그리고, 기판(G)은 수직반송유니트(107)의 반송아암을 통해, 현상처리유니트(DEV)에 있어서 기판(G)은 대략 수평으로 반송되면서 현상처리, 린스처리 및 건조처리가 행해진다.
다음으로, 기판(G)은 열처리계 블록(128)에 있어서의 최하단으로부터 수직반 송유니트(106)의 반송아암(106a)에 의해 인수인도 되고, 열처리계 블록(128 또는 127)에 있어서의 포스트베이킹 유니트(POBAKE)에서 가열처리가 행해지고, 쿨링유니트(COL)에서 냉각처리가 행해진다. 그리고 기판(G)은 반송기구(110)에 인수인도 되어 카세트(C)에 수용된다.
다음으로, 도 20에 의거하여, 본 발명에 관한 기판처리장치의 열처리계 블록에 설치되는 프리베이킹 유니트에 대해서 설명한다. 도 20은 그 프리베이킹 유니트의 단면도이고, 내부구조를 나타내는 것이다.
기판(G)에 도포된 레지스트(R)를 가열하는 프리베이킹 유니트(138)는 그 내부에 처리실(142), 상부구동기구(143)를 갖는다. 처리실(142)은 실제로 기판(G)의 가열처리를 행하는 곳이고, 기판(G)의 표면측으로부터 레지스트(R)를 가열하는 상단플레이트(145), 기판(G)의 이면측으로부터 레지스트(R)를 가열하는 하단플레인트(146), 처리실(142)내의 가스를 배기하는 배기구(147)를 갖는다.
상단플레이트(145)는 상부구동기구(143)를 구성하는 상부 에어실린더(151)에 의해 처리실(142)내를 수직방향으로 승강가능하게 되도록 설치된다. 상부 에어실린더(151)의 상부 피스톤(152)은 처리실(142)의 천정(142a)에 열린 관통구멍(142c)을 관통시켜서 지지부재(54)에 부착된다. 이 피스톤(152)의 수직이동에 의해 상단 플레이트(145)를 승강시킬 수가 있다.
하단 플레이트(146)는 처리실(142)의 밑바닥(142b)에 재치된다. 하단 플레이트(146)는 기판(G)과의 사이에 간격을 만드는 근접 핀(155)과, 이 근접 핀(155)에 기판(G)을 재치할 때에 지지하는 지지핀(157)을 관통시키기 위한 관통구멍(156)을 갖는다. 지지핀(157)은 도시하지 않는 예를 들면, 에어실린더나 스테핑 모터 등에 의해 수직방향으로 승강시킬 수가 있다.
상단 플레이트(145) 및 하단 프레이트(146)는 예를 들면, 알루미늄 등의 금속으로 형성되고, 내부에는 예를 들면, 도시하지 않는 전열선 등의 발열기구가 구비된다. 또, 각각의 플레이트(145, 146)에는 가열제어부(170)가 설치되어 있다. 플레이트(145, 146)의 가열온도, 가열시간은 이 가열제어부(170)에 의해 제어된다. 배기구(147)는 배관(148)을 통해 펌프(150)에 접속된다. 펌프(150)에는 가열시의 배기압을 제어하는 기압제어부(173)가 설치되고 있다. 처리실(142)내의 기압의 제어는 기압제어부(173)에 의해 펌프(150)가 제어되는 것으로 행해진다.
다음으로, 도 21에 의거하여 각각의 플레이트의 가열온도, 가열시간을 제어하는 제어계에 대해서 설명한다.
도 21(a)에 도시하는 것과 같이, 가열제어부(170)는 가열온도 제어부(171) 및 가열시간 제어부(172)를 갖는다. 가열온도 제어부(171)는 상단 플레이트(145)의 온도를 제어하는 상단플레이트 온도제어부(171a), 하단 플레이트(146)의 온도를 제어하는 하단플레이트 온도제어부(171b)에 분리되고 있고, 상단 플레이트(145), 하단 플레이트(146)의 온도는 독립해서 제어된다. 이것에 의해, 레지스트의 종류에 따라 최적인 온도로 가열할 수 있다. 상단플레이트 온도제어부(171a), 하단플레이트 온도제어부(171b)는 각각 플레이트(145, 146)의 예를 들면, 전열선 등에 접속되고, 각 전열선에 흐르는 전류의 크기를 제어하는 것으로 각각의 플레이트(145, 146)의 온도를 제어한다. 상단 플레이트(145), 하단 플레이트(146)의 가열시간을 제어하는 가열시간제어부(172)는 각각의 플레이트(145, 146)의 예를 들면, 전열선 등의 발열기구에 부착된다. 소정의 시간이 지나가면, 예를 들면 전열선에 흐르는 전류를 정지시킴으로써 플레이트(145, 146)의 가열시간을 제어한다. 가열시간제어부(172)는 도 21(b)에 도시하는 것과 같이, 상단플레이트 시간제어부(172a)와, 하단플레이트 시간제어부(171b)를 갖고, 플레이트(145, 146)에 의한 가열시간을 독립해서 제어하도록 해도 좋다. 이것에 의해, 레지스트의 종류에 따라 최적인 온도로 가열할 수가 있다.
다음으로, 기판처리의 공정에 대해 설명한다.
도 22는 본 발명의 공정을 나타낸 플로 도이다. 레지스트처리 블록(115)에 있어서, 예를 들면 스핀코트법에 의해, 기판(G)의 표면 레지스트(R)를 도포한다(스텝 1). 레지스트(R)의 재료는 예를 들면, 노볼랙수지계인 것을 이용한다.
다음으로, 열처리계 블록(126)의 프리베이킹 유니트(138)에서 상단 플레이트(145), 하단 플레이트(146)에 의해 레지스트(R)를 가열한다(스텝 2). 프리베이킹 유니트(138)에 기판을 반입할 때에는 상부 구동기구(143)에 의해 적당하게 상단 플레이트를 상하로 이동시켜서, 기판(G)을 반입하기 쉬워도 좋다. 기판(G)을 지지핀(157)에 재치하고, 하부 구동기구에 의해 도 23(a)에 도시하는 것과 같이, 근접 핀(155)에 재치한다. 이 상태로 상단 플레이트(145), 하단 플레이트(146)에 의해 레지스트(R)를 가열한다. 또한, 도면의 이해를 용이하게 히기 위해, 기판의 두께에 대한 레지스트(R)의 막두께의 비를 크게 하여 모식적으로 나타내고 있다. 가열을 시작하는 단계에서는 레지스트(R)는 수분을 충분히 포함하고 있고, 이와 같 이 수분을 포함한 상태의 레지스트(R)를 부호(162)로 나타낸다. 가열일 때에는 상부구동기구(143)에 의해 상단 플레이트(145)를 적당하게 상하시켜서 행해도 좋다.
도 24는 이 스텝 2에 있어서의 가열의 조건을 표에 나타낸 것이다. 표의 상란은 가열제어부(170) 및 기압제어부(173)에서 최적인 제어범위를 나타내고 있고, 하란에는 본 실시예에 있어서의 노보럭수지계를 레지스트의 재료로 했을 때의 최적치를 나타내고 있다. 최적인 제어범위에 대해서는 플레이트의 온도는 상단 플레이트(145)의 온도는 70℃~200℃, 하단 플레이트(146)의 온도는 90℃~150℃의 범위에서 가열하는 것이 바람직하다. 레지스트의 종류에 따라 최적인 가열온도가 다르기 때문이다. 이 때문에 미리 가열온도제어부(171)의 상단플레이트 온도제어부(171a), 하단플레이트 온도제어부(171b)를 상기 범위내의 온도로 제어할 수 있도록 설정해놓는다. 이와 같이, 온도범위를 설정함으로써, 레지스트의 종류에 따른 최적치로 가열할 수가 있다.
플레이트의 가열시간에 대해서는 가열시간제어부(172)를 설정하고, 레지스트의 종류에 따라 60초~300초의 범위에서 제어하는 것이 바람직하다. 또, 배기구(147)로부터의 배기압에 대해서는 기압제어부(173)를 설정하고, 레지스트의 종류에 따라 상압으로부터 5Pa~100Pa 감압시키도록 제어하는 것이 바람직하다.
본 실시예의 노볼랙수지계 레지스트(R)에서는 상단 플레이트(145)의 온도가 70℃~200℃, 하단플레이트(146)의 온도가 약 135℃, 가열시간이 약 180초, 배기압이 상압으로부터 10Pa~50Pa 감압시킨 값으로 하는 것이 최적치이다. 따라서 이 범위에서 가열되도록, 가열온도제어부(171), 가열시간제어부(172), 기압제어부(173) 에 제어를 행하게 한다.
이 조건으로 레지스트(R)를 가열하면, 도 23(b)에 도시하는 것과 같이, 상단플레이트(145)에 의한 가열에 의해, 레지스트(R)의 표면이 태워 굳혀진 소고(燒固)부(163)가 형성된다. 또, 하단플레이트(146)에 의해 수분이 증발하고, 비교적 수분이 적은 건조부(164)가 형성된다. 소고부(163)가 형성됨으로써, 하단 플레이트(164)으로부터의 가열에 의해 본래 증발하는 수분이 억제되고, 소고부(163)와 건조부(164)의 중간에 비교적 수분이 많는 수분 함유부(162)가 남는다.
다음으로, 이 상태로 레지스트(R)의 가열을 종료하고, 노광을 행한다(스텝 3). 이 때의 모습을 도 25에 나타낸다.
도 25(a)는 레지스트(R)의 노광영역(A, B, C)에 대해 노광이 행해지는 모습을 나타낸 것이다. 이하, 본 실시예에서는 노광영역(B)과 노광영역(C)에서, 레지스트(R)에 조사되는 노광광의 양에 차이가 있는 경우에 대해, 예를 들면 노광영역(B)보다도 노광영역(C) 쪽이 조사량이 크다고 해서 설명한다.
노광은 노광장치(132)에서 행해진다. 레지스트(R)를 마스크(165)로 덮고, 마스크(165) 위에서 레지스트(R)에 자외선을 조사한다. 노광영역(A)에서는 통상의 노광이 행해진다. 이 때문에 마스크(165)의 노광영역(A)에 대응하는 부분에 구멍을 뚫고, 조사광이 모두 투과하도록 되어 있다. 또, 노광영역(B, C)에서는 하프노광이 행해진다. 이 때문에, 노광영역(B, C)에 대응하는 부분에는 하프톤(165a)이 이용되고, 조사광이 거의 반투과 하도록 되어 있다.
도 25(b)는 레지스트(R)를 노광하고 있는 도중의 모습을 나타낸 것이고, 영역(C)에 있어서의 노광반응이 건조부(164)까지 행해진 상태를 나타내고 있다. 영역(A)에서는 건조부(164)의 표면을 조금 나아간 곳까지 노광반응이 행해지고 있다. 영역(B)에서는 수분 함유부(162)의 약 반분까지 노광반응이 행해지고 있다. 노광반응은 노광량의 크기에 따라 일어나기 때문에, 이와 같이 노광도중의 단계에서는 각각의 영역에 있어서 반응의 나아가는 방법에 차이가 나온다.
도 25(c)는 이 상태로부터 더 레지스트(R)에 자외선(g선, i선)을 조사하고, 노광을 마쳤을 때의 모습을 나타낸 것이다. 영역(A)에서는 레지스트(R)의 소고부(163), 수분 함유부(162), 건조부(164)의 모두에 있어서 노광반응이 일어난다. 영역(B, C)에서는 노광영역(A)과 비교하여 레지스트(R)에 조사되는 노광광의 강도가 작고, 소고부(163), 수분함유부(162)에서는 노광반응이 일어나지만, 건조부(164)까지는 노광반응이 일어나지 않는다. 도 25(b)와 비교하면, 영역(C)에서는 수분함유부(163)까지 진행된 곳으로부터 노광반응이 일어나지 않고 있다. 이와 같이, 영역(B, C)에서는 조사량이 달라도 레지스트(R)의 노광되는 깊이는 변화지 않는다.
다음으로, 레지스트(R)를 현상한다(스텝 4). 이 때의 모습을 도 26에 나타낸다. 도 26(a)은 노광된 레지스트(R)에 현상액을 공급하는 모습을 나타낸 것이다. 현상은 도포현상처리장치(101)의 하류부(103)에 설치된 현상부 처리유니트(DEV)에서 행해진다. 노즐(166)로부터 토출된 현상액(167)이 레지스트(R)의 표면에 공급된다. 도 26(b)에 도시하는 것과 같이, 현상액(167)은 레지스트(R) 가운데 노광반응 이 일어난 부분을 용해 시킨다. 이 처리에서 노광시에 마스크로 덮어져 있던 부분에 대해서는 레지스트(R)가 용해하지 않고 남아, 영역(A)의 레지스트(R)는 모두 용해한다. 또, 하프톤(165a)으로 덮어져 있던 영역(B, C)에 대해서는 노광반응이 일어나지 않았던 건조부(164)만이 용해하지 않고 남는다. 본 실시예에 의해, 노광영역(B, C)의 잔막의 막두께는 건조부(164)의 두께이고, 약 8000Å가 된다. 이와 같이, 영역(B, C)에서의 노광량이 달아지고 있었음에도 불구하고 잔막을 일정하게 할 수가 있다.
도 27에서 도 29는 본 실시예에 대해서의 실험을 행한 결과를 나타낸 것이다. 각각의 그래프는 노광량과 레지스트 잔막두께와의 관계를 나타내는 그래프이고, 가로축에 노광량, 세로축에 레지스트 잔막두께를 취하고 있다. 레지스트의 종류는 본 실시예와 동일하게 노볼랙수지계인 것을 이용했다.
도 27은 하단 플레이트(46)의 온도를 135℃로 하고, 상단 플레이트(45)의 온도를 각각 70℃, 135℃, 200℃로 변화시켜 가열을 행한 경우의 노광량과 레지스트 잔막두께와의 관계를 나타내고 있다. 또, 가열일 때에 상단 플레이트(45)를 이용하지 않았던 경우에 대해서의 관계도 나타내고 있다.
상단 플레이트(45)의 온도를 70℃, 135℃, 200℃로 한 경우에 대해, 노광량이 10 ~ 20(mJ/㎠)의 범위에서 레지스트 잔막두께가 거의 3000Å와 일정치를 나타낸다. 상단 플레이트(45)의 온도는 레지스트 잔막두께에 대해 영향이 작은 것이 안다. 이 결과로부터, 하프노광의 노광량을 10 ~ 20(mJ/㎠), 바람직하게는 15 ~ 20(mJ/㎠)의 범위가 되도록 제어하면, 노광량의 흔들림에 의해서도 레지스트 잔막 두께를 균일하게 할 수가 있다.
도 28은 하단 플레이트(146)의 온도를 135℃로 하고, 상단 플레이트(146)의 온도를 70℃ ~ 200℃의 범위에서 임의로 설정하고, 180초간 가열을 행한 경우에 있어서, 배기압을 10Pa, 50Pa, 100Pa로 변화시켰을 때의 노광량과 레지스트 잔막두께와의 관계를 각각 나타내고 있다.
배기압의 값이 10Pa의 경우, 노광량이 10 ~ 20(mJ/㎠)의 범위에서 레지스트 잔막두께는 8000Å와, 거의 일정치를 취하고 있다. 배기압의 값이 50Pa의 경우, 노광량이 10 ~ 20(mJ/㎠)의 범위에서 레지스트 잔막두께는 6000 ~ 7000Å로 약간 변화한다. 한편, 배기압의 값이 100Pa의 경우는 노광량이 10 ~ 20(mJ/㎠)의 범위라도 레지스트 잔막두께는 노광량의 증가와 함께 감소하고, 1000 ~ 6000Å로 크게 변화한다. 이 결과로부터, 가열시의 배기량을 10 ~ 50Pa, 바람직하게는 거의 10Pa로 제어하면, 노광량이 10 ~ 20(mJ/㎠)의 범위에서 레지스트 잔막두께를 균일하게 할 수가 있다. 또, 배기량을 상기치에 설정하면 약 8000Å로 거의 이상적인 레지스트 잔막두께를 얻을 수가 있다.
도 29는 하단 플레이트(146)를 115℃로 하여 가열을 행한 경우에 있어서, 상단 플레이트를 이용하지 않았을 경우, 상단 플레이트를 이용해서 그 온도를 200℃로 한 경우, 상단 플레이트를 이용해서 그 온도를 200℃로 하고, 또한 기판을 뒤집어 (레지스트(R)가 도포된 면을 하단 플레이트(46)에 대면시켜) 가열한 경우의 값을 나타내고 있다.
어느 경우도, 레지스트 잔막두께가 일정치를 취하지 않고, 노광량의 증가와 함께 레지스트 잔막두께는 감소한다. 그러나, 예를 들면, 배기압, 가열시간을 적당한 값에 설정함으로써, 레지스트 잔막두께가 일정치를 취하는 경우도 생각된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 하프노광된 부분의 잔막의 균일성을 향상시킬 수가 있다.
도 30은 본 발명의 다른 실시예에 관한 LCD유리기판의 레지스트도포 현상처리장치를 나타내는 평면도이다.
레지스트도포 현상처리장치(300)는 복수의 LCD기판(G)을 수용하는 카세트(C)를 재치하는 카세트 스테이션(반입출부)(201)과, 기판(G)에 레지스트 도포 및 현상을 포함하는 일련의 처리를 실시하기 위한 복수의 처리유니트를 구비한 처리스테이션(처리부)(202)과, 노광장치(204)와의 사이에서 기판(G)의 인수인도를 행하기 위한 인터페이스 스테이션(인터페이스부)(203)을 구비하고 있고, 처리스테이션(202)의 양단에 각각 카세트 스테이션(201) 및 인터페이스 스테이션(203)이 배치되어 있다. 또한, 도 30에 있어서, 레지스트도포 현상처리장치(300)의 길이방향을 X방향, 평면상에 있어서 X방향과 직교하는 방향을 Y방향이라고 한다.
카세트 스테이션(201)은 카세트(C)와 처리스테이션(202)과의 사이에서 기판(G)의 반입출을 행하기 위한 반송장치(211)를 구비하고 있고, 이 카세트 스테이션(201)에 있어서 외부에 대한 카세트(C)의 반입출이 행해진다. 또, 반송장치(211)는 반송아암(211a)을 갖고, 카세트(C)의 배열방향인 Y방향을 따라 설치된 반송로(210)상에 이동가능하고, 반송아암(211a)에 의해 카세트(C)와 처리스테이션(202)과의 사이에서 기판(G)의 반입출이 행해진다.
처리스테이션(202)는 기본적으로 X방향으로 연장되는 기판(G)반송용의 평행한 2줄의 반송라인(A, B)을 갖고 있고, 반송라인(A)을 따라 카세트 스테이션(201)측으로부터 인터페이스 스테이션(203)에 향해 스크래버세정 처리유니트(SCR)(221), 제 1 열처리유니트섹션(226), 레지스트처리유니트(223) 및 제 2 열처리유니트섹션(227)이 배열되어 있다. 또, 반송라인(B)을 따라 인터페이스 스테이션(3)측에서 카세트 스테이션(1)을 향해 제 2 열처리유니트섹션(27), 현상처리유니트(DEV)(24), i선UV조사유니트(i-UV)(25) 및 제 3 열처리유니트섹션(228)이 배열되어 있다. 또한, 엑시머UV조사유니트(e-UV)(222)는 스크래버세정에 앞서 기판(G)의 유기물을 제거하기 위해 설치되고, i선UV조사유니트(i-UV)(225)는 현상의 탈색처리를 행하기 위해 설치된다.
스크래버세정 처리유니트(SCR)(221)는 그 중에서 기판(G)이 종래와 같이 회전되는 일이 없이, 대략 수평으로 반송되면서 세정처리 및 건조처리를 행하도록 되고 있다. 현상처리유니트(DEV)(224)도, 그 중에서 기판(G)이 회전되는 일이 없이, 대략 수평으로 반송되면서 현상액 도포, 현상 후의 현상액 세정, 및 건조처리를 행하도록 되어 있다. 또한, 이들 스크래버세정 처리유니트(SCR)(221) 및 현상처리유니트(DEV)(224)에서는 기판(G)의 반송은 예를 들면, 롤러반송 또는 벨트반송에 의해 행해지고, 기판(G)의 반입구 및 반출구는 서로 대향하는 단변에 설치되어 있다. 또, i선UV조사유니트(i-UV)(225)에의 기판(G)의 반송은 현상처리유니트(DEV)(224)의 반송기구와 동일한 기구에 의해 연속해서 행해진다.
레지스트처리유니트(223)는 도 31의 그 내부의 평면도에 도시하는 것과 같 이, 컵(246)내의 기판(G)에 레지스트를 도포하기 위한 후술하는 레지스트도포기구(223A) 등을 갖는 레지스트도포 처리장치(CT)(223a), 기판(G)상에 형성된 레지스트막을 감압용기에서 감압건조하는 감압건조장치(VD)(223b), 및 스테이지에 재치된 기판(G)의 4변을 스캔 가능한 용제토출헤드에 의해 기판(G)의 주연에 부착한 여분의 레지스트를 제거하는 주연레지스트 제거장치(ER)(223c)가 그 순으로 배치되어 있고, 가이드레일(248)에 가이드 되어 이동하는 한쌍의 서브아암(247)에 의해 기판(G)이 이들의 사이를 대략 수평으로 반송된다. 레지스트도포 처리장치(CT)(223a), 감압건조장치(VD)(223b) 및 레지스트제거장치(ER)(223c)의 Y방향 양단부에서는 X방향에 걸쳐 가이드레일(248)이 고정되고 있다. 레지스트처리유니트(223)는 서로 대향하는 단변에 기판(G)의 반입구(257) 및 반출구(258)가 설치되어 있고, 가이드레일(248)은 이들 반입구(257) 및 반출구(258)로부터 바깥에 연장되어 서브아암(247)에 의해 기판(G)의 인수인도가 가능하게 되어 있다.
도 32의 측면도에 도시하는 것과 같이, 제 1 열처리유니트섹션(226)은 기판(G)에 열처리를 실시하는 열처리유니트가 적층해서 구성된 2개의 열처리유니트블록(TB)(231, 232)을 갖고 있고, 열처리유니트블록(TB)(231)은 스크래버세정 처리유니트(SCR)(221)측에 설치되고, 열처리유니트블록(TB)(232)은 레지스트처리유니트(223)측에 설치되고 있다. 그리고, 이들 2개의 열처리유니트블록(TB)(231, 232) 사이에 제 1 반송장치(233)가 설치되고 있다.
열처리유니트블록(TB)(231)은 아래로부터 순서대로 기판(G)의 인수인도를 해하는 패스유니트(PASS)(261), 기판(G)에 대해 탈수베이크처리를 행하는 2개의 탈수 베이크유니트(DHP)(262, 263), 기판(G)에 대해 소수화처리를 실시하는 어드히전처리유니트(AD)(264)가 4단으로 적층되어 구성되어 있다. 열처리유니트블록(TB)(231, 232)은 아래로부터 순서대로 기판(G)의 인수인도를 행하는 패스유니트(PASS)(265), 기판(G)을 냉각하는 2개의 쿨링유니트(COL)(266, 267), 기판(G)에 대해 소수화처리를 실시하는 어드히전처리유니트(AD)(268)가 4단으로 적층되어 구성되어 있다. 제 1 반송장치(233)는 패스유니트(PASS)(261)를 통하는 스크래버세정유니트(SCR)(221)로부터의 기판(G)의 수취, 열처리유니트간의 기판(G)의 반입출, 및 패스유니트(PASS)(265)를 통하여 레지스트처리유니트(223)에의 기판(G)의 인수인도를 행한다.
제 1 반송장치(233)는 상하에 연장되는 가이드레일(291)과, 가이드레일(291)을 따라 승강하는 승강부재(292)와, 승강부재(292)상을 선회가능하게 설치된 베이스부재(293)와, 베이스부재(293)상을 전진후퇴 가능하게 설치되고, 기판(G)을 보지하는 기판보지아암(294)을 갖과 있다. 그리고, 승강부재(292)의 승강은 모터(295)에 의해 행해지고, 베이스부재(293)의 선회는 모터(296)에 의해 행해지고, 기판보지아암(294)의 전후 동작은 모터(297)에 의해 행해진다. 제 1 반송장치(233)는 이와 같이 상하동작, 전후동작, 선회동작 가능하게 설치되어 있으므로, 열처리유니트블록(TB)(231, 232)중 어느쪽 유니트에도 억세스 가능하다.
제 2 열처리유니트섹션(227) 및 제 3 열처리유니트섹션(228)에 대해서는 도시를 생략하고, 제 1 열처리유니트섹션(226)과 다른 개소를 중심으로 설명한다.
제 2 열처리유니트섹션(227)은 기판(G)에 열처리를 실시하는 열처리유니트가 적층하여 구성된 2개의 열처리유니트블록(TB)(234, 235)을 갖고 있고, 열처리유니트블록(TB)(234)은 레지스트처리유니트(223)측에 설치되고, 열처리유니트블록(TB)(235)은 현상처리유니트(DEV)(224)측에 설치되어 있다. 그리고, 이들 2개의 열처리유니트블록(TB)(234, 235) 사이에서 제 1 반송장치(233)와 같은 구성의 제 2 반송장치(236)가 설치되고 있다.
열처리유니트블록(TB)(234)은 아래로부터 순서대로 기판(G)의 인수인도를 행하는 패스유니트(PASS), 기판(G)에 대해 프리베이크처리를 행하는 3개의 프리베이크 유니트(PREBAKE)가 4단으로 적층되어 구성되어 있고, 열처리유니트블록(TB)(235)은 아래로부터 순서대로 기판(G)의 인수인도를 해하는 패스유니트(PASS), 기판(G)을 냉각하는 쿨링유니트(COL), 기판(G)에 대해 프리베이크처리를 행하는 프리베이크유니트(PREBAKE)가 4단으로 적층되어 구성되어 있다. 제 2의 반송장치(236)는 패스유니트(PASS)를 통한 레지스트처리 유니트(223)로부터의 기판(G)의 수취, 상기 열처리유니트간의 기판(G)의 반입출, 패스유니트(PASS)를 통한 현상처리유니트(DEV)(224)에의 기판(G)의 인수인도, 및 후술하는 인터페이스 스테이션(203)의 기판 인수인도부인 익스텐션ㆍ쿨링스테이지(EXTㆍCOL)(244)에 대한 기판(G)의 인수인도 및 수취를 행한다.
제 3 열처리유니트섹션(228)은 기판(G)에 열처리를 실시하는 열처리유니트가 적층하여 구성된 2개의 열처리유니트블록(237, 238)을 갖고 있어, 열처리유니트블록(TB)(237)은 현상처리유니트(DEV)(224)측에 설치되고, 열처리유니트블록(238)은 카세트 스테이션(1)측에 설치되고 있다. 그리고, 이들 2개의 열처리유니트블록(237, 238) 사이에 제 1 반송장치(233)와 동일한 구성의 제 3 반송장치(239)가 설치되고 있다.
열처리유니트블록(237)은 아래로부터 순서대로 기판(G)의 인수인도를 행하는 패스유니트(PASS), 기판(G)에 대해 포스트베이크처리를 행하는 3개의 포스트베이크유니트(POBAKE)가 4단으로 적층되어 구성되어 있고, 열처리유니트블록(TB)(238)은 아래로부터 순서대로 기판(G)의 인수인도 및 냉각을 행하는 패스ㆍ쿨링유니트(PASSㆍCOL), 기판(G)에 대해 포스트베이크처리를 행하는 3개의 포스트베이크유니트(POBAKE)가 4단으로 적층되어 구성되고 있다. 제 3의 반송장치(239)는 패스유니트(PASS)를 통한 i선UV조사유니트(i-UV)(225)로부터의 기판(G)의 수취, 상기 열처리유니트간의 기판(G)의 반입출, 패스ㆍ쿨링유니트(PASSㆍCOL)를 통한 카세트 스테이션(201)에의 기판(G)의 인수인도를 행한다.
또한, 상기 스크래버세정 처리유니트(SCR)(221) 및 엑시머UV조사유니트(e-UV)(222)에의 기판(G)의 반입은 카세트 스테이션(201)의 반송장치(211)에 의해 행해진다. 또, 스크래버세정 처리유니트(SCR)(221)의 기판(G)은 상술한 바와 같이 예를 들면, 롤러반송에 의해 열처리유니트블록(TB)(231)의 패스유니트(PASS)(261)에 반출되고, 거기서 도시하지 않는 핀이 돌출됨으로써 들어 올린 기판(G)이 제 1 반송장치(233)에 의해 반송된다. 또, 레지스트처리유니트(223)에의 기판(G)의 반입은 제 1 반송장치(223)에 의해 기판(G)이 패스유니트(PASS)(265)에 인수인도 된 후, 한쌍의 서브아암(247)에 의해 반입구(257)로부터 행해진다. 레지스트처리유니트(223)에서는 서브아암(247)에 의해 기판(G)이 반출구(258)를 ㅗ통해 열처리유니트블록(TB)(234)의 패스유니트(PASS)까지 반송되고, 거기서 돌출된 핀(미도시)상에 기판(G)이 반출된다. 현상처리유니트(DEV)(224)에의 기판(G)의 반입은 열처리유니트블록(TB)(235)의 패스유니트(PASS)에 있어서 도시하지 않는 핀을 돌출시켜 기판을 상승시킨 상태로부터 하강시킴으로써, 패스(PASS)까지 연장되고 있는 예를 들면, 롤러반송기구를 작용됨으로써 행해진다. i선UV조사유니트(i-UV)(225)의 기판(G)은 예를 들면, 롤러반송에 의해 열처리유니트블록(TB)(237)의 패스유니트(PASS)에 반송되고, 거기서 도시하지 않는 핀이 돌출됨에 따라 들어 올린 기판(G)이 제 3 반송장치(239)에 의해 반송된다. 또한, 모든 처리가 종료한 후의 기판(G)은 열처리유니트블록(TB)(238)의 패스ㆍ쿨링유니트(PASSㆍCOL)에 반송되어 카세트 스테이션의 반송장치(211)에 의해 반출된다.
처리스테이션(202)에서는 이상과 같이 2줄의 반송라인(A, B)을 구성하도록, 또한 기본적인 처리의 순서가 되도록 각 처리유니트 및 반송장치가 배치되어 있고, 이들 반송라인(A, B) 사이에는 공간부(240)가 설치되고 있다. 그리고, 이 공간부(240)를 왕복작동 가능하게 셔틀(기판재치부재)(241)이 설치되어 있다. 이 셔틀(241)은 기판(G)을 보지 가능하게 구성되어 있고, 반송라인(A, B)과의 사이에서 기판(G)이 인수인도 가능하게 되어 있다.
인터페이스 스테이션(203)은 처리스테이션(202)과 노광장치(204)와의 사이에서 기판(G)의 반입출을 행하는 반송장치(242)와, 버퍼카세트를 배치하는 버퍼스테이지(BUF)(243)와, 냉각기능을 구비한 기판 인수인도부인 익스텐션ㆍ쿨링스테이지(EXTㆍCOL)(244)를 갖고 있고, 타이틀러(TITLER)와 주변노광장치(EE)가 상하로 적층된 외부장치블록(245)이 반송장치(242)에 인접해서 설치되고 있다. 반송장치(242)는 반송아암(242a)을 구비하고, 이 반송아암(242a)에 의해 처리스테이션(202)과 노광장치(204)와의 사이에서 기판(G)의 반입출이 행해진다.
이와 같은 구성된 레지스트도포 현상처리장치(300)에 있어서는 우선, 카세트 스테이션(201)에 배치된 카세트(C)내의 기판(G)이, 반송장치(211)에 의해 처리스테이션(202)의 엑시머UV조사유니트(e-UV)(222)에 직접 반입되고, 스크래버 전처리가 행해진다. 이어서, 반송장치(211)에 의해, 기판(G)이 엑시머UV조사유니트(e-UV)(222)의 아래에 배치된 스크래버세정 처리유니트(SCR)(221)에 반입되어, 스크래버세정 된다. 이 스크래버세정에서는 기판(G)이 종래와 같이 회전되는 일이 없이 대략 수평으로 반송되면서, 세정처리 및 건조처리를 행하도록 되어 있고, 이것에 의해, 종래 회전타입의 스크래버세정 처리유니트를 2대 사용하고 있었던 것과 동일한 처리능력을 보다 적은 스페이스로 실현할 수가 있다. 스크래버세정처리 후, 기판(G)은 예를 들면, 롤러반송에 의해 제 1 열처리유니트섹션(226)에 속하는 열처리유니트블록(TB)(231)의 패스유니트(PASS)(261)에 반송된다.
패스유니트(PASS)(261)에 배치된 기판(G)은 도시하지 않는 핀이 돌출됨으로써 들어 올리고, 제 1 열처리유니트섹션(226)에 반송되어 이하의 일련의 처리가 행해진다. 즉, 우선 최초로, 열처리유니트블록(TB)(231)의 탈수베이크 유니트(DHP)(262, 263)중 어느 하나에 반송되어 가열처리되고, 이어서 열처리유니 트블록(TB)(232)의 쿨링유니트(COL)(266, 267)중 어느 하나에 반송되어 냉각된 후, 레지스트의 정착성을 높이기 위해 열처리유니트블록(TB)(231)의 어드히전 처리유니트(AD)(264) 및 열처리유니트블록(TB)(232)의 어드히전 처리유니트(AD)(268)중 어느 하나에 반송되고, 거기서 HMDS에 의해 어드히전처리(소수화처리)되고, 그 후, 상기 쿨링유니트(COL)(266, 267)중 어느 하나에 반송되어 냉각되고, 또한 열처리유니트블록(TB)(232)의 패스유니트(PASS)(265)에 반송된다. 이 때에 반송처리는 모두 제 1 반송장치(233)에 의해 행해진다. 또한, 아드히전처리를 행하지 않는 경우도 있고, 그 경우에는 기판(G)은 탈수베이크 및 냉각 후, 바로 패스유니트(PASS)(265)에 반송된다.
그 후, 패스유니트(PASS)(265)에 배치된 기판(G)이 레지스트처리유니트(223)의 서브아암에 의해 레지스트처리유니트(223)내에 반입된다. 그리고, 기판(G)은 우선 그 중의 레지스트도포 처리장치(CT)(223a)에 반송되고, 거기서 기판(G)에 대한 레지스트액의 스핀도포가 실시되고, 이어서 서브아암(247)에 의해 감압건조장치(VD)(223b)에 반송되어 감압건조 되고, 또한 서브아암(247)에 의해 주연레지스트제거장치(ER)(223c)에 반송되어 기판(G)주연의 여분한 레지스트가 제거된다. 그리고, 주연레지스트제거 종료 후, 기판(G)은 서브아암(247)에 의해 레지스트처리유니트(223)로부터 반출된다. 이와 같이, 레지스트도포 처리장치(CT)(223a) 후에 감압건조장치(VD)(223b)를 설치하는 것은 이것을 설치하지 않을 경우에는 레지스트를 도포한 기판(G)을 프리베이크처리한 후에나 현상처리 후의 포스트베이크 처리한 후, 리프트핀, 고정핀 등의 형상이 기판(G)에 전사되는 것이 있지만, 이와 같이 감압건조장치(VD)에 의해 가열하지 않고 감압건조를 행함으로써, 레지스트중의 용제가 서서히 방출되어, 가열해서 건조할 경우와 같은 급격한 건조가 생기지 않고, 레지스트에 악영향을 주지 않고 레지스트의 건조를 촉진시킬 수가 있어, 기판상에 전사가 생기는 것을 유효하게 방지할 수가 있기 때문이다.
이와 같이 해서 도포처리가 종료하여, 서브아암(247)에 의해 레지스트처리유니트(223)로부터 반출된 기판(G)은 제 2 열처리유니트섹션(227)에 속하는 열처리유니트블록(TB)(234)의 패스유니트(PASS)에 인수인도 된다. 패스유니트(PASS)에 배치된 기판(G)은 제 2 반송장치(236)에 의해, 열처리유니트블록(TB)(234)의 프리베이킹유니트(PREBAKE) 및 열처리유니트블록(TB)(235)의 프리베이크유니트(PREBAKE)중 어느 하나에 반송되어 프리베이크처리 되고, 그 후 열처리유니트블록(TB)(235)의 쿨링유니트(COL)에 반송되어 소정온도로 냉각 된다.
그 후, 기판(G)은 제 2 반송장치(236)에 의해 인터페이스 스테이션(203)의 익스텐션ㆍ쿨링스테이지(EXTㆍCOL)(244)에 반송되고, 인터페이스 스테이션(203)의 반송장치(242)에 의해 외부장치블록(245)의 주변노광장치(EE)에 반송되어 주변레지스트제거를 위한 노광이 행해지고, 이어서 반송장치(242)에 의해 노광장치(204)에 반송되고, 거기서 기판(G)상의 레지스트막이 노광되어 소정의 패틴이 형성된다. 경우에 따라서는 버퍼스테이지(BUF)(243)상의 버퍼카세트에 기판(G)을 수용하거나서 노광장치(204)에 반송된다.
노광 종료 후, 기판(G)은 인터페이스 스테이션(203)의 반송장치(242)에 의해 외부장치블록(245)의 상단의 타이틀러(TITLER)에 반입되어 기판(G)에 소정의 정보 가 기록된 후, 익스텐션ㆍ쿨링스테이지(EXTㆍCOL)(244)에 재치되고, 거기서부터 다시 처리스테이션(202)에 반입된다. 즉, 기판(G)은 제 2 반송장치(236)에 의해, 제 2 열처리유니트섹션(227)에 속하는 열처리유니트블록(TB)(235)의 패스유니트(PASS)에 반송된다. 그리고, 패스유니트(PASS)에 있어서 핀을 돌출시켜 기판(G)을 상승시킨 상태로부터 하강시킴으로써, 현상처리유니트(DEV)(224)로부터 패스유니트(PASS)까지 연장되어 있는 예를 들면, 롤러반송기구를 작용시킴으로써 기판(G)이 현상처리유니트(DEV)(224)에 반입되어, 현상처리가 실시된다. 이 현상처리에서는 기판(G)이 종래와 같이 회전되는 일이 없이, 예를 들면 롤러반송에 의해 대략 수평으로 반송되면서 현상액도포, 현상 후의 현상액제거, 및 건조처리를 행하도록 되어 있고, 이것에 의해 종래 회전타입의 현상처리유니트를 3대사용하고 있던 것과 동일한 처리능력을 보다 적은 스페이스로 실현할 수가 있다.
현상처리 종료 후, 기판(G)은 현상처리유니트(DEV)(224)로부터 연속하는 반송기구, 예를 들면 롤러반송에 의해 i선UV조사유니트(i-UV)(225)에 반송되고, 기판(G)에 대해 탈색처리가 실시된다. 그 후, 기판(G)은 i선UV조사유니트(i-UV)(225)내의 반송기구, 예를 들면 롤러반송에 의해 제 3 열처리유니트섹션(228)에 속하는 열처리유니트블록(TB)(237)의 패스유니트(PASS)에 반출된다.
이 패스유니트(PASS)에 배치된 기판(G)은 제 3 반송장치(239)에 의해 열처리유니트블록(TB)(237)의 포스트베이크유니트(POBAKE) 및 열처리유니트블록(TB)(238)의 포스트베이크유니트(POBAKE)중 어느 하나에 반송되어 포스트베이크처리 되고, 그 후 열처리유니트블록(TB)(238)의 패스ㆍ쿨링유니트(PASSㆍCOL)에 반송되어 소정 온도에 냉각된 후, 카세트 스테이션(201)의 반송장치(211)에 의해, 카세트 스테이션(201)에 배치되어 있는 소정의 카세트(C)에 수용된다.
도 31에 도시하는 것과 같이, 레지스트도포 처리장치(CT)(223a)는 레지스트의 도포처리시에 기판(G)을 수용하는 컵(246)과, 기판(G)에 레지스트를 도포하기 위한 레지스트도포기구(223A)와, 레지스트도포기구(223A)를 X방향으로 이동시키기 위한 제 1 구동부(223B)와, 레지스트를 건조시키기 위한 건조기구(223C)를 갖고 있다.
레지스트도포기구(223A)는 레지스트와 도포하기 위한 긴 모양의 레지스트노즐(212)과, 레지스트노즐(212)의 Y방향의 양단부를 보지하는 보지부재(214)와, 레지스트노즐(212), 보지부재(214)를 수용하기 위한 노즐수용체(213)를 갖고 있다. 레지스트도포기구(223A)는 가이드레일(248)상에 Y방향으로 건네고 있다.
레지스트노즐(212)은 양단부가 보지부재(214)에 의해 보지된 긴모양의 제 1, 제 2의 레지스트노즐(212a, 212b)을 갖고 있다. 제 1, 제 2의 레지스트노즐(212a, 212b)은 서로 인접해서 길이방향을 Y방향으로 해서 배치되어 있다. 제 1, 제 2의 레지스트노즐(212a, 212b)에는 도시를 생략한 토출구멍 또는 슬릿이 형성되어 있다. 제 1, 제 2의 레지스트노즐(212a, 212b)은 각각 도시하지 않는 펌프 등을 통해 각각 제 1, 제 2의 레지스트탱크에 접속되고, 각각 펌프 등에 의해 레지스트가 공급되도록 구성되어 있다.
한편, 보지부재(214)는 레지스트노즐(212)을 가이드레일(248)을 따라 X방향으로 이동시키기 위한 제 1 구동부(223B)에 접속되고 있다. 제 1 구동부(223B)는 도 31에서는 모식적으로 블록화해서 나타내고 있다. 실제로는 제 1 구동부(223B)는 도시하지 않지만, 보지부재(214)에 접속된 무단벨트와, 무단벨트가 감겨 걸린 한쌍의 풀리와, 한쪽의 풀리의 회전축에 고정된 모터 등을 갖고 있다. 모터의 구동에 의해 레지스트노즐(212)이 X방향에 이동가능하게 되어 있다. 모터는 모터의 구동을 제어하기 위한 제어(S)에 접속되어 있다.
건조기구(223C)는 레지스트를 건조시키기 위한 에어를 안내하는 긴모양의 건조용 노즐(217a)과, 건조용노즐(217a)의 양단부를 보지하는 보지부재(218)와, 건조용노즐(217a), 보지부재(218)를 수용하기 위한 노즐수용체(249)를 갖고 있다. 건조기구(223C)는 가이드레일(248)상에 Y방향으로 건네고 있다. 건조용노즐(217a)에는 도시를 생략한 토출구멍 또는 슬릿이 형성되어 있다. 건조용노즐(217a)은 도시를 생략한 연통관을 통해 블로어팬이 접속되어 있다. 또한, 건조용노즐(217a)을 이용하는 대신에 히터를 이용하도록 해도 좋다. 이것에 의해, 레지스트를 건조 또는 가열할 수가 있다.
한편의 보지부재(218)는 건조용노즐(217a)을 가이드레일(248)을 따라 X방향으로 이동시키기 위한 제 2 구동부(219)에 접속되어 있다. 제 2 구동부(219)는 상기 구동부(223B)와 동일하게, 모식적으로 블록화해서 나타내고 있다. 이것도 동일하게 보지부재(218)에 접속된 무단벨트와, 무단벨트가 감겨 걸린 한쌍의 풀리와, 한쪽의 풀리의 회전축에 고정된 모터를 갖고 있다. 모터의 구동에 의해 건조용노즐(217a)이 X방향으로 이동가능하게 되어 있다. 모터는 모터의 구동을 제어하기 위한 제어부(S)에 접속되어 있다.
도 33은 레지스트도포기구(223A)의 측면도이다. 도 33에 도시하는 것과 같이, 제 1, 제 2의 레지스트노즐(212a, 212b)의 하부는 대략 V자형의 형상을 갖고 있다. 제 1, 제 2의 레지스트노즐(212a, 212b)의 하단부 예를 들면, 가이드레일(248)보다 하방으로 돌출하고 있다. 이것에 의해, 예를 들면 제 1, 제 2의 레지스트노즐(212a, 212b)의 유지보수가 용이하게 된다.
도 34는 건조기구(223C)의 측면도이다.도 34에 도시하는 것과 같이, 건조용노즐(217a)의 대략 V자형의 하단부는 예를 들면, 가이드레일(248)보다 하방에 돌출하고 있다. 이것에 의해, 예를 들면 건조용노즐(217a)의 유지보수가 용이하게 된다.
도 35에 도시하는 것과 같이, 레지스트도포 처리장치(CT)(223a)의 컵(46)내에는 레지스트도포시에 기판(G)을 수용하기 위한 회전컵(251)이 수용되고 있다. 회전컵(251)내에는 기판(G)을 진공방식으로 보지하기 위한 척플레이트(252)가 설치되어 있다. 컵(246)의 하방에는 레지스트도포처리시에 기판(G)을 회전시키기 위한 회전기구(223D)가 배치되어 있다.
회전기구(223D)는 척플레이트(252)의 상단에 고정된 기둥모양의 회전축부재(368)를 갖고 있다. 회전축부재(368)는 그 하부에 설치된 에어실린더(370)에 의해 상하로 승강가능하게 설치되어 있다. 회전축부재(368)는 진공씰부(369)를 통해 도시하지 않는 진공펌프에 접속되어 있다. 이것에 의해 척플레이트(252)의 표면에서 기판(G)을 진공척 할 수 있도록 구성되어 있다. 에어실린더(370)의 구동 제어는 제어부(T)에 의해 행해진다.
회전축부재(368)는 예를 들면, 볼 스플라인 등의 베어링(371)을 통해 스핀들체(364)에 부착되어 있다. 스핀들체(364)의 상부에는 회전컵(251)의 하부에 고정된 중공의 회전통체(367)가 부착되어 있다. 스핀들체(364)는 안쪽으로 설치된 통부재(364c)와, 바깥쪽 상부에 설치된 상부풀리(364a)와, 바깥쪽 하부에 설치된 하부풀리(364b)로부터 이루어져 있다. 예를 들면 통부재(364c)는 스핀들체(364)의 내부공간에 배치된 고정칼라(373)에 복수의 베어링(372)을 통해 부착되어 있다. 상부풀리(364a)는 타이밍벨트(365b)를 통해 모터(365)에 의해 회전구동하는 구동풀리(365a)에 접속되어 있다. 동일하게, 하부풀리(364b)는 타이밍벨트(366b)를 통해 모터(366)에 의해 회전구동하는 구동풀리(366a)에 접속되어 있다. 모터(365, 366)의 회전은 제어부(T)에 의해 제어된다. 모터(365, 366)가 동기해서 동일한 회전속도로 동일한 방향으로 회전함으로써, 스핀들체(364), 회전통체(367), 회전컵(251), 베어링(371), 회전축부재(368) 및 척플레이트(252)가 일체적으로 회전하게 된다.
도 36은 노광시에 조사되는 조사광의 노광에너지(E)(mJ/cm2)와, 현상 후의 레지스트의 막두께(t)(Å)와의 관계를 나타내는 그래프이다. 기판(G)에 도포되는 레지스트에는 각각 상술한 제 1, 제 2의 레지스트탱크에 축적된 제 1, 제 2의 레지스트(S1, S2)가 이용된다. 제 1 레지스트(S1)는 노광에너지(E)가 제 1 노광에너지(E1)(예를 들면, 전노광시의 노광에너지)이상일 때에 노광반응한다. 이것에 대하여, 제 2 레지스트(S2)는 제 1 노광에너지(E1)보다 작은 제 2 노광에너지(E2)(노광에너지(E1)의 크기를 1.0으로 할 때에 0.5E1 ~ 0.7E1)이상일 때에 노광반응한다. 노광반응한 제 1, 제 2의 레지스트(S1, S2)는 현상에 의해 용해한다. 따라서, 예를 들면 노광에너지(E)가 0.7E1일 때에는 제 1 레지스트(S1)는 노광반응을 일으키지 않고(현상 후, 막두께(t)는 변화지 않다), 제 2 레지스트(S2)는 노광반응을 일으키게 된다(현상 후, 막두께(t)는 0가 된다).
다음으로, 레지스트도포 처리장치(CT) 및 노광장치(204)의 동작에 대해 도면을 참조하면서 설명한다.
우선, 도 37(a)에 도시하는 것과 같이, 예를 들면 도시를 생략한 펌프 등을 구동하고, 척플레이트(252)상에 기판(G)을 흡착한다. 이어서, 도시를 생략한 펌프를 구동하고, 제 1 레지스트탱크 중의 레지스트를 제 1 레지스트노즐(212a)로부터 토출한다. 이 사이에, 제 1 구동부(223B)의 모터를 구동하여 제 1 레지스트노즐(212a)을 기판(G)을 따라 X방향으로 이동시킨다. 이 때의 이동속도는 도포된 제 1 레지스트(S1)의 막두께가 균일하게 되도록 제어부(S)에 의해 제어되어 있다(이하 동일). 이것에 의해, 기판(G)상에 제 1 레지스트(S1)가 도포된다.
이어서, 도 37(b)에 도시하는 것과 같이, 도 35에 나타내는 모터(365 및 366)를 구동하고, 척플레이트(252)를 회전시킨다. 이것에 의해, 기판(G)상의 제 1 레지스트(S1)가 기판(G)상에 대략 균일하게 분산, 건조된다.
이어서, 도 37(c)에 도시하는 것과 같이, 제 2 구동부(219)의 모터를 구동시켜 전조용 노즐(217a)을 X방향으로 이동시킨다. 이 사이에, 건조용 노즐(217a)에 도시를 생략한 연통관을 통해 접속된 블로어팬을 작동시킨다. 이것에 의해, 제 1 레지스트(S1)의 표면(Sa)에 에어를 보내고 제 1 레지스트(S1)를 건조시켜 제 1 레 지스트층(R1)을 형성한다.
이어서, 도 37(d)에 도시하는 것과 같이, 도시를 생략한 펌프를 구동하여 제 2 레지스트탱크 중에 레지스트를 제 2 레지스트노즐(212b)로부터 토출한다. 이 사이에, 제 1 구동부(223B)를 구동하여 제 2 레지스트노즐(212b)을 기판(G)을 따라 X방향으로 이동시킨다. 이것에 의해, 건조한 제 1 레지스트층(R1)의 표면상에 제 2 레지스트(S2)가 도포된다. 이은 공정의 감압건조장치(VD)(223b)에 있어서 제 2 레지스트(S2)의 표면이 건조되어 제 2 레지스트층(R2)(도 37(e)참조)이 형성된다.
이어서, 도 37(e)에 도시하는 것과 같이, 노광장치(4)에 있어서 하프노광마스크(M)를 통해 레지스트도포를 마친 기판(G)을 노광(자외선(UV)을 조사)한다. 하프노광마스크(M)에는 노광량을 조절하기 위한 개구(Ma)가 형성되어 있다. 즉, 하프노광마스크(M)는 예를 들면, 제 1 노광에너지(E1)를 차단하는 부분과, 모든 투과하는 부분과, 제 2 노광에너지(E2)(제 1의 노광에너지(E1)의 50%에서 70%)를 투과하는 부분을 갖고 있다(이하, 제 2 노광에너지(E2)가 조사되는 레지스트도포를 마친 기판(G)의 영역을 하프노광영역(F)이라고 한다). 이 때문에, 하프노광마스크(M)를 이용한 노광(이하, 하프노광이라고 한다)일 때에는 제 1, 제 2 레지스트층(R1, R2)의 영역(H), 제 2 레지스트층(R2)의 영역(J, K)에 있어서 노광반응이 일어난다. 이것에 의해, 도 37(f)에 도시하는 것과 같이, 현상 후에 영역(H, J 및 K)이 용해하고, 평탄한 표면(RL)이 노출한다.
본 실시예에 의하면, 제 1, 제 2 의 노광에너지(E1, E2)(E2 = 0.5E1 ~ 0.7E1)에서 노광반응하는 제 1, 제 2 레지스트(S1, S2)가 이 순서로 도포된 기판(G)을 얻을 수가 있다. 이 때문에, 하프노광에 의해 하프노광영역(F)에 있어서, 제 1 레지스트층(R1)을 노광반응 시키지 않고 제 2 레지스트층(R2)의 영역(J, K)을 노광반응시키고, 제 1, 제 2 레지스트층(R1, R2)의 노광반응을 확실하게 분리할 수가 있다. 따라서, 현상 후의 레지스트의 잔막의 균일성을 향상시킬 수 있다.
따라서, 예를 들면 종래와 같이, 엣칭 후에 형성되는 복수의 전극간의 거리가 불균일하게 되고, 스위칭시간이 장소에 따라 다르게 되고, 액정에 의한 화상의 표시시에 있어서 색얼룩 등이 생기는 것을 방지할 수 있다.
본 실시예에 의하면, 레지스트도포 처리장치(CT)(223a)는 건조용노즐(217a)을 갖고 있고, 제 1 레지스트(S1)도포 후, 제 2 레지스트(S2)의 도포 전에, 제 1 레지스트(S1)를 건조시킨다. 이것에 의해, 건조한 제 1 레지스트(S1)상에 제 2 레지스트(S2)를 도포할 수가 있으므로, 제 1 레지스트층(R1)과 제 2 레지스트(S2)가 혼합하는 것을 억제할 수가 있다. 따라서, 현상 후의 레지스트의 잔막의 예를 들면, 막두께의 균일성을 더 향상시킬 수가 있다.
본 실시예에 의하면, 레지스트도포 처리장치(CT)(223a)는 척플레이트(252)를 회전시키는 모터(365, 366)를 갖고 있다. 이것에 의해, 기판(G)에 도포된 제 1 레지스트(S1)를 모터(255)의 회전에 의해 분산시켜서 즉시 건조시킬 수가 있다. 또, 기판(G)에 도포된 제 1 레지스트(S1)의 표면을 평탄하게 할 수가 있다. 따라서, 예를 들면 제 2 레지스트(S2)를 평탄한 제 1 레지스트층(R1)의 표면상에 도포할 수가 있으므로, 제 1 레지스트층(R1)과 제 2 레지스트(S2)가 혼합하는 것을 억제할 수 있다.
본 실시예에 의하면, 제 2 노광에너지(E2)는 제 1 노광에너지(E1)의 50% 이상 70% 이하로 설정되어 있다. 이것에 의해, 제 2 노광에너지(E2)가 제 1 노광에너지(E1)의 50% 미만일 때에 생기기 쉬운 제 2 레지스트(S2)의 오반응을 방지하고, 70%를 넘을 때에 제 1 노광에너지(E1)와 제 2 노광에너지(E2)의 값이 가깝게 되고 제 1 레지스트층(R1)과 제 2 레지스트층(R2)의 노광반응의 분리가 곤란하게 되는 것을 방지할 수가 있다.
이하, 더 다른 실시예에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 실시예에 있어서 상기의 실시예와 동일한 구성부재에는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략하여 다른 개소를 중심으로 설명한다.
도 38에 도시하는 것과 같이, 레지스트도포 처리장치(CT)는 건조기구(223C)에 대신하여 유기용해를 도포, 건조하기 위한 도포건조기구(223E)를 갖고 있다. 도포건조노즐(223E)은 건조용노즐(217a)과, 유기재료를 도포하기 위한 도포용노즐(217b)과, 건조용노즐(217a) 및 도포용노즐(217b)의 양단부를 보지하는 보지부재(218B)와, 건조용노즐(217a), 도포용노즐(217b) 및 보지부재(218B)를 수용하기 위한 노즐수용체(249B)를 갖고 있다. 도포건조기구(223E)는 가이드레일(248)상에 Y방향으로 건네고 있다. 도포용노즐(217b)은 건조용노즐(217a)에 인접해서, 길이방향을 Y방향으로 하여 배치되어 있다. 보지부재(218B)는 가이드레일(248)상에 X방향으로 이동가능하게 재치되고 있다. 유기재료에는 예를 들면, 폴리비닐알콜(PVA) 등이 이용되고 있다.
한쪽의 보지부재(218B)는 건조용노즐(217a) 및 도포용노즐(217b)을 가이드레 일(248)에 따라 X방향으로 이동시키기 위한 제 3 구동부(219B)에 접속되어 있다. 제 3 구동부(219B)는 도시하지 않지만, 보지부재(218B)에 접속된 무단벨트와, 무단벨트가 감겨 걸린 한쌍의 풀리와, 한쪽의 풀리의 회전축에 고정된 모터를 갖고 있다. 모터의 구동에 의해 건조용노즐(217a) 및 도포용노즐(217b)이 X방향으로 이동가능하게 되어 있다. 이 모터는 모터의 구동을 제어하기 위한 제어부(S)에 접속되고 있다. 도포용노즐(217b)은 도시를 생략한 펌프를 통해 폴리비닐알콜을 저장하는 PVA탱크에 접속되어 있다.
도 39는 도포건조기구(223E)의 측면도이다. 도 39에 도시하는 것과 같이, 건조용노즐(217a) 및 도포용노즐(217b)의 대략 V자형의 하단부는 예를 들면, 가이드레일(248)보다 하방으로 돌출하고 있다. 이것에 의해, 예를 들면 건조용노즐(217a) 및 도포용노즐(217b)의 유지보수가 용이하게 된다.
도 40(a)에 도시하는 것과 같이, 본 발명에서는 제 1 구동부(223B)를 구동시켜, 제 1 레지스트노즐(212a)을 기판(G)을 따라 X방향으로 이동시키고, 기판(G)상에 제 1 레지스트(S1)를 도포한다.
이어서, 도 40(b)에 도시하는 것과 같이, 제 3 구동부(219B)의 모터를 구동시켜 건조용노즐(217a)을 동일하게 X방향으로 이동시키고, 제 1 레지스트(S1)의 표면을 건조시켜 제 1 레지스트층(R1)을 형성한다.
이어서, 도 40(c)에 도시하는 것과 같이, 제 3 구동부(219B)의 모터를 구동시켜 건조용노즐(217a) 및 도포용노즐(217b)을 기판(G)을 따라 X방향으로 이동시킨다. 이 때, 상술한 PVA탱크에 접속된 펌프를 구동시키고, PVA탱크로부터 도포용노 즐(217b)에 폴리비닐알콜을 공급한다. 또, 이 때, 건조용노즐(217a)로부터 에어를 보내기 위한 도시를 생략한 블로팬을 작동시킨다. 이것에 의해, 제 1 레지스트층(R1)의 표면에, 폴리비닐알콜을 도포하면서 건조시켜 투명한 폴리비닐알콜층(RP)을 형성한다.
이어서, 도 40(d)에 도시하는 것과 같이, 제 1 구동부(223B)의 모터를 구동시켜 제 2 레지스트노즐(212b)을 X방향으로 이동시키고, 폴리비닐알콜층(RP)의 표면에 제 2 레지스트(S2)를 도포한다. 이하의 공정에 대해서는 거의 동일하기 때문에 생략한다.
본 실시예에 의하면, 제 1, 제 2의 노광에너지(E1, E2)(E2 = 0.5E1 ~ 0.7E1)에서 노광반응하는 제 1, 제 2의 레지스트(S1, S2)가 이 순서로 도포된 기판(G)을 얻을 수가 있다. 이 때문에, 하프노광에 의해 하프노광영역(F)에 있어서, 제 1, 제 2의 레지스트층(R1, R2)의 노광반응을 분리할 수가 있다. 따라서, 현상 후의 레지스트의 잔막의 예를 들면, 막두께의 균일성을 향상시킬 수가 있다.
본 발명에 의하면, 제 1 레지스트층(R1)을 형성한 후, 제 2 레지스트층(R2)을 형성하기 전에 폴리비닐알콜층(RP)을 형성한다. 이 때문에, 폴리비닐알콜층(RP)에 의해 제 1 레지스트층(R1)과 제 2 레지스트(S2)가 혼합하는 것을 억제할 수가 있다.
본 발명에 의하면, 제 1, 제 2 레지스트(S1, S2)를 도포할 때에, X방향에 레지스트노즐(212)을 이동시킨다. 따라서, 레지스트를 도포하기 위해 기판을 회전시키는 필요가 없으므로, 예를 들면 회전기구(223D)를 없애고 레지스트도포 처리장치(CT)의 저비용화를 도모할 수가 있다.
본 실시예에 의하면, 레지스트도포 처리장치(CT)는 건조용노즐(217a)을 갖고 있다. 이것에 의해, 제 1 레지스트(S1)의 표면을 건조시킬 수가 있다. 따라서, 건조한 제 1 레지스트층(R1)의 표면에 제 2 레지스트(S2)를 도포할 수가 있다. 따라서, 제 1 레지스트층(R1)과 제 2 레지스트(S2)가 혼합하는 것을 억제할 수가 있다.
본 발명은 이상 설명한 실시예에는 한정되는 것이 아니라, 각가지의 변형이 가능하다. 상기 실시예에서는 기판(G)상에 도포된 제 1 레지스트(S1)를 건조시키기 위한 건조용노즐(217a)에 의해 에어를 보내는 예를 도시했다. 그렇지만, 예를 들면 도시를 생략한 히터를 가이드레일(248)을 따라 이동시키면서 건조하도록 해도 좋다. 또, 예를 들면 레지스트도포 처리장치(CT)내를 도시를 생략한 펌프에 의해 감압하고, 감압하에서 건조용노즐(217a)에 의해 건조하도록 해도 좋다. 이와 같이 하면, 효과적으로 레지스트의 건조처리를 실시할 수가 있다.
상기 실시예에서는 제 1 레지스트층(R1)의 표면에 폴리비닐알콜층(RP)을 형성하는 예를 도시했다. 그렇지만, 폴리비닐알콜층(RP)을 형성하는 대신에, 예를 들면 제 1 레지스트층(R1)의 표면에 HMDS가스를 분무하여 소수처리를 실시하도록 해도 좋다. 이와 같이 해도, 제 1 레지스트층(R1)과 제 2 레지스트(S2)가 혼합하는 것을 억제할 수가 있다. 이와 같은 HMDS가스의 분무처리는 예를 들면, 도 32에 나타내는 어드히전처리유니트(AD)(264)에서 행할 수가 있다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 제 1, 제 2의 레지스트의 노광반응을 분리 해서 하프노광 후의 레지스트의 잔막의 균일성을 향상시킬 수가 있다.

Claims (25)

  1. (a) 레지스트액 공급부로부터 공급되는 레지스트와, 현상액과 친화성을 갖는 재료를 저장하는 친화성재료 공급부로부터 공급되는 친화성재료를 혼합부에서 혼합한 혼합레지스트를 기판에 도포하여 레지스트막을 형성하는 공정과,
    (b) 상기 혼합레지스트가 도포된 기판의 현상처리 전에, 상기 기판에 도포된 상기 혼합레지스트에 소정의 처리를 실시하는 것에 의해, 상기 혼합레지스트막의 두께 방향으로 상기 재료를 편재화시켜, 상기 혼합레지스트막의 두께 방향에서, 상기 현상처리에 이용되는 현상액에 대한 상기 혼합레지스트의 용해특성의 분포를 제어하는 공정을 구비하고,
    상기 공정(b)에서 상기 혼합레지스트로 실시하는 처리는 열적인 처리 또는 감압처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  2. 삭제
  3. 기판처리방법에 있어서,
    (a) 기판에 레지스트를 도포하여 레지스트막을 형성하는 공정과,
    (b) 기판에 도포된 레지스트의 수분함유량을 상기 레지스트막의 두께방향으로 제어하는 공정을 구비하고,
    상기 공정(b)의 전에, 상기 공정(a)에서 도포된 레지스트막을 건조시키는 공정을 더 구비하고,
    상기 공정(b)은 건조시킨 상기 레지스트막의 표면에 수분을 공급하는 것으로 상기 수분함유량을 제어하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  4. 삭제
  5. 기판처리방법에 있어서,
    (a) 기판의 표면에 레지스트를 도포하는 공정과,
    (b) 상기 기판의 표면에 도포된 상기 레지스트의 표면에 상기 레지스트가 연소하여 단단해진 제1층이 형성되고, 상기 레지스트의 이면측에 가열에 의해 건조된 제2층이 형성되고, 상기 제1층과 상기 제2층의 사이에 수분이 함유되는 제3층이 형성되도록 상기 레지스트를 상기 기판의 표면측 및 이면측으로부터 가열하는 공정과,
    (c) 가열된 상기 레지스트를 하프노광하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 공정(b)은,
    (d) 상기 기판의 표면측으로부터 제 1의 온도로 가열하는 공정과,
    (e) 상기 기판의 이면측으로부터 제 2의 온도로 가열하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 공정(d)은,
    상기 기판의 표면측으로부터 70℃ ~ 200℃로 가열하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 공정(e)은,
    상기 기판의 이면측으로부터 90℃ ~ 150℃로 가열하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  9. 청구항 5에 있어서,
    (f) 상기 공정(b)의 도중에서, 적어도 상기 레지스트에 걸리는 기압을 조절하는 공정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 공정(f)은,
    적어도 상기 레지스트에 걸리는 기압을 상압으로부터 5Pa ~ 100Pa 감압시키는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  11. 청구항 5에 있어서,
    상기 공정(b)은,
    상기 레지스트를 가열하는 가열시간을 60초 ~ 300초로 조절하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  12. 기판처리장치에 있어서,
    레지스트가 저장되는 레지스트액공급부와,
    현상액과 친화성을 갖는 재료를 저장하는 친화성재료공급부와,
    상기 레지스트액공급부로부터 공급되는 레지스트와 친화성재료공급부로부터 공급되는 친화성재료를 혼합하는 혼합부와,
    상기 혼합부에서 혼합한 혼합레지스트를 도포하여 혼합레지스트막을 형성하는 레지스트막 형성수단과,
    상기 혼합레지스트가 도포된 기판의 현상처리 전에, 상기 기판에 도포된 상기 혼합레지스트에 열적인 처리 또는 감압처리를 실시하는 것에 의해, 상기 혼합레지스트막의 두께 방향으로 상기 재료를 편재화시켜, 상기 혼합혼합레지스트막의 두께방향에서, 상기 현상처리에 이용되는 현상액에 대한 상기 혼합레지스트의 용해특성의 분포를 제어하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  13. 기판상에 도포된 레지스트를 하프노광하는 노광장치와의 사이에서 상기 기판의 인수인도를 행하는 것이 가능한 기판처리장치에 있어서,
    상기 기판의 표면에 레지스트를 도포하는 도포부와,
    상기 기판의 표면에 도포된 상기 레지스트의 표면에 상기 레지스트가 연소하여 단단해진 제1층이 형성되고, 상기 레지스트의 이면측에 가열에 의해 건조된 제2층이 형성되고, 상기 제1층과 상기 제2층과의 사이에 수분을 포함하는 제3층이 형성되도록 상기 레지스트를 상기 기판의 표면측 및 이면측으로부터 가열하는 가열부와,
    상기 가열부에 의해 가열된 기판을 상기 노광장치에 건네주는 것이 가능한 인터페이스부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 가열부는,
    상기 기판의 표면에 도포된 상기 레지스트를 상기 기판의 표면측으로부터 제 1의 온도로 가열하는 제 1의 열판과,
    상기 기판의 표면에 도포된 상기 레지스트를 상기 기판의 표면측으로부터 제 2의 온도로 가열하는 제 2의 열판을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
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