KR101172547B1

KR101172547B1 - 도포액 공급 장치 및 도포 처리 장치

Info

Publication number: KR101172547B1
Application number: KR1020060009696A
Authority: KR
Inventors: 요시히로 카와구치; 나오키 이모토; 히로시 츠키타; 토쿠오 타카모토
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤; 히라따기꼬오 가부시키가이샤
Priority date: 2005-02-02
Filing date: 2006-02-01
Publication date: 2012-08-08
Also published as: TWI336817B; TW200632565A; JP4425807B2; KR20060088839A; JP2006216696A

Abstract

본 발명은 도포액 공급장치 및 도포처리장치에 관한 것으로서 도포액 공급 장치의 한 형태인 레지스트 공급 장치(11)는 레지스트액이 충전되는 가요성의 튜브(33)의 바깥주위에 작동유(25)를 충전하기 위한 작동유 충전 스페이스(34)가 형성되는 튜브프램(31)과 작동유 충전 스페이스(34)에 작동유(25)를 송액함으로써 튜브(33)를 수축시켜 그 내부에 충전된 레지스트액을 밀어내기 위한 펌프(32)를 구비한다. 펌프(32)를 그 상면이 개구하도록 그 긴 방향을 대략 수직으로 하여 배치시키고 그 내부에 작동유가 충전되는 실린더(36)와 실린더(36)에 끼워지는 피스톤(37)과 피스톤(37)을 그 길이 방향으로 왕복 운동시키는 피스톤 구동 기구(38)로 구성한 도포액의 토출 압력의 직선성이 충분하여 교환이 용이한 도포액 공급 장치를 제공하는 기술을 제공한다.

Description

도포액 공급 장치 및 도포 처리 장치{COATING LIQUID SUPPLYING APPARATUS AND COATING PROCESSING APPARATUS}

도 1은 레지스트 도포 장치의 개략 구성을 나타내는 평면도이다.

도 2는 레지스트 노즐의 개략 구조를 나타내는 사시이다.

도 3은 레지스트 공급 장치의 개략 구성을 나타내는 측면도이다.

도 4는 레지스트 공급 장치의 개략 구조를(a) 교환 포지션 ;(b) 홈 포지션 ; (c) 가압 포지션으로 나누어 나타내는 단면도이다.

도 5는 도 4에 나타내는 범위 A 및 범위 B의 각각의 확대도이다.

**주요부위를 나타내는 도면부호의 설명**

10;레지스트 도포 장치

10a;도포 처리부

10b;감압 건조부

11;레지스트 공급 장치

12;스테이지

13;기판 반송 기구

14;레지스트 노즐

25;작동유

31;튜브프램

32;펌프

33:가요성의 튜브

34;작동유 충전 스페이스

35;통형상 부재

36;실린더

37;피스톤

38;피스톤 구동 기구

41;관통 구멍

42;오목부

43;씰 캡

44;씰 부재

45:드레인 구멍

48;탈기포 구멍

65;레지스트액 공급원(Proof)

본 발명은 FPD(플랫 패널 디스플레이)에 이용되는 유리 기판 등에 레지스트액 등의 소정의 도포액을 도포하기 위해서 이용되는 도포액 공급 장치 및 이 도포 액 공급 장치를 구비한 도포 처리 장치에 관한다.

예를 들면 액정표시장치(LCD)의 제조 공정에 있어서는 포트리소그래피 기술을 이용해 유리 기판에 소정의 회로 패턴을 형성하고 있다. 즉 유리 기판에 레지스트액을 공급해 도포막을 형성해 이것을 건조 열처리 한 후에 노광 처리 현상 처리를 순서대로 행하고 있다.

여기서 유리 기판에 레지스트액을 공급해 도포막을 형성하는 장치로서는 유리 기판을 수평으로 진공 흡착하는 재치대와 이 재치대에 보지된 기판에 레지스트액을 공급하는 레지스트 도포 노즐과 재치대와 레지스트 도포 노즐을 수평 방향으로 상대적으로 이동시키는 이동 기구를 가지는 도포 처리 장치가 알려져 있다(예를 들면 특허 문헌 1 참조).

이러한 도포 처리 장치에서는 형성되는 도포막의 두께가 일정하게 되도록 레지스트 도포 노즐로부터의 레지스트 토출양을 많은 정밀도로 유지하는 것이 요구된다. 거기서 레지스트 도포 노즐로 도포액을 보내기 위한 펌프로서는 가요성의 튜브내에 도포액을 비축하고 튜브에 작동유를 개입시켜 압력이 가해져 튜브를 단단히 조일 수 있는 것으로 튜브내의 도포액이 송출되는 구조의 것이 이용되고 있다. 여기서 작동유에 압력을 일으키게 하는 기구로서는 벨로즈내에 작동유를 비축하고 이 벨로즈를 수축시켜 작동유를 벨로즈내로부터 밀어 내는 구조의 것이나 실린더내에 작동유를 비축하고 피스톤을 끼워 작동유를 실린더로부터 밀어 내는 구조의 것이 알려져 있다(예를 들면 특허 문헌 2).

여기서 벨로즈를 이용한 펌프에서는 벨로즈의 팽창에 의해 작동유의 압력 상승의 직선성이 충분하지 않고 이것에 의해 도포액의 토출 압력의 활성의 직선성도 충분하지 않다고 하는 문제가 있다. 한편 실린더와 피스톤을 이용한 펌프에서는 벨로즈를 이용한 펌프보다도 작동유의 압력 상승의 직선성은 높다고 하는 특징이 있지만 작동유내에 기포가 존재하면 압력이 정확하게 전해지지 않게 되므로 작동유로부터의 기포제거를 용이하게 하기 위해서 실린더를 세로 배치해 피스톤을 아래 쪽에서 끼워(즉 피스톤을 삽입하기 위한 개구단이 아래 쪽에 위치 한다) 위쪽으로부터 기포 제거를 실시하는 구조로 되어 있다.

그러나 실린더의 개구단에는 피스톤을 끼우게 하기 위해서 씰부가 설치되어 이 씰부가 마모에 의해 열화되므로 정기적으로 교환(멘터넌스)할 필요가 있다. 상술한 대로 실린더는 개구단이 아래 쪽이 되도록 배치되므로 씰부를 교환할 때에는 작동유를 빼내는 것이 필요하기 때문에 도포 처리 장치로부터 펌프를 떼어내지 않으면 안 된다. 이러한 분리 작업이나 씰 교환 후의 조립에는 긴 시간이 필요하게 되고 도포 처리 장치가 작동유에 의해 오염될 우려가 있다.

[특허 문헌 1] 일본국 특개평10-156255호 공보

[특허 문헌 2] 일본국 특개평10-305256호 공보

본 발명은 관련된 사정에 비추어 이루어진 것이고 도포액의 토출 압력의 직선성이 충분하여 또한 교환이 용이하고 작동유에 의한 환경 오염의 발생의 우려도 지극히 작은 도포액 공급 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또 본 발명은 이러한 도포액 공급 장치를 구비한 도포 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의하면 일정량의 도포액을 송액하기 위한 도포액 공급 장치로서 도포액이 충전되는 가요성의 튜브와,

작동액을 충전하기 위한 작동액 충전 스페이스가 상기 튜브의 바깥주위에 형성되도록 상기 튜브의 바깥주위를 둘러싸는 통형상 부재와

상기 작동액 충전 스페이스에 작동액을 송액함으로써 상기 튜브가 수축하여 그 내부에 충전된 도포액이 밀려나가고 상기 작동액 충전 스페이스로부터 작동액을 회수함으로써 상기 튜브가 복원하여 그 내부에 새로운 도포액이 보충되도록 상기 작동액 충전 스페이스에 대한 작동액의 송액 및 회수를 행하기 위한 펌프를 구비하고,

상기 펌프는,

그 상면이 개구하도록 그 긴 방향을 대략 수직으로 하여 배치되고 그 내부에 작동액이 충전되는 실린더와,

상기 실린더에 끼워지는 피스톤과,

상기 피스톤을 그 길이 방향으로 왕복 운동시키는 피스톤 구동 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 도포액 공급 장치가 제공된다.

이 도포액 공급 장치에 이용되는 피스톤으로서는 실린더내로의 작동액의 충전 및 실린더내로부터의 기포제거를 위하여 그 긴 방향에 있어서 중심을 관통하도록 형성된 관통 구멍과 대기 노출측의 단부면에 이 관통 구멍을 막기 위해서 탈착 자유롭게 설치된 씰 캡과 실린더에 끼워지는 측의 단부면에 형성된 대략 원추형의 오목부를 가지는 것이 매우 적합하게 이용된다. 또 통형상 부재는 그 상단부에 작동액 충전 스페이스로부터의 기포 제거를 위한 탈기포 구멍을 가지고 있고 이 탈기포 구멍에 개폐 밸브를 구비한 기포 제거용 배관이 장착된 구조로 되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해 용이하게 작동유로부터의 기포 제거를 실시할 수가 있고 또 작동유가 U자 관 모양의 스페이스에 충전되는 것으로 되기 위해서 그 수면이 일정하게 되도록 실린더로 작동유를 보충함으로써 작동유량을 일정하게 관리하는 것이 용이해진다.

실린더는 그 개방 입구에 가까운 곳 옆에 상기 피스톤을 씰하기 위한 씰 부재와 피스톤을 실린더로부터 분리하였을 때에 작동액 충전 스페이스로부터 흘러드는 작동액을 배출하기 위해서 씰 부재의 배치 위치보다 아래 쪽에 형성된 드레인 구멍을 가지는 구조로 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면 상기 도포액 공급 장치를 구비한 도포 처리 장치 즉 기판에 소정의 도포액을 도포해 도포막을 형성하는 도포 처리 장치로서,

기판에 도포액을 토출하는 도포 노즐과,

상기 도포 노즐과 상기 기판을 상대적으로 이동시키기 위한 이동 기구와 상기 도포 노즐에 일정량의 도포액을 송액하기 위한 도포액 공급 장치와 상기 도포액 공급 장치에 도포액을 공급하기 위한 도포액 공급원을 구비하고,

상기 도포액 공급 장치는,

도포액이 충전되는 가요성의 튜브와 해당 튜브의 바깥주위에 작동액을 충전하기 위한 작동액 충전 스페이스가 형성되도록 상기 튜브의 바깥주위를 둘러싸는 통형상 부재를 갖고 상기 작동액 충전 스페이스에 작동액이 송액되는 것으로 상기 튜브가 수축하고 그 내부에 충전된 도포액이 밀려나가고 상기 작동액 충전 스페이스로부터 작동액이 회수되는 것으로 상기 튜브가 복원하여 그 내부에 상기 도포액 공급원으로부터 새로운 도포액이 보충되는 튜브프램과,

그 상면이 개구하도록 그 긴 방향을 대략 수직으로 하여 배치되고 그 내부에 작동액이 충전되는 실린더와 상기 실린더에 끼워지는 피스톤과 상기 피스톤을 그 길이 방향으로 왕복 운동시키는 피스톤 구동 기구를 갖고 상기 작동액 충전 스페이스에 대해서 작동액의 송액 및 회수를 실시하는 펌프를 구비하는 것을 특징으로 하는 도포 처리 장치가 제공된다.

여기서 도포 노즐로서는 대략 띠형상으로 도포액을 토출하는 구조를 가지는 것이 매우 적합하게 이용되어 이동 기구로서는 기판을 대략 수평 자세로 수평 방향으로 직선적으로 반송하는 것이 매우 적합하다. 도포 노즐을 작동시키면 도포 노즐의 진동등이 도포액 공급 장치에 피드백되어 토출 압력이 변동할 우려가 있지만 도포 노즐을 고정하는 것으로 이러한 토출 압력 변동의 발생을 억제할 수가 있기 때문에 도포액의 토출 상태를 일정하게 유지해 균일한 막두께의 도포막을 형성할 수가 있다.

이하 본 발명의 실시의 형태에 대해서 첨부 도면을 참조해 상세하게 설명한다. 여기에서는 본 발명을 LCD용의 유리 기판(이하 「LCD 기판」이라고 한다)의 표면에 레지스트막을 형성하는 장치에 적용했을 경우에 대해서 설명하는 것으로 한 다.

도 1에 레지스트 도포 장치(10)의 개략 구조를 나타내는 평면도를 나타낸다. 레지스트 도포 장치(10)는 LCD 기판(G)에 도포액을 도포해 레지스트막을 형성하기 위한 도포 처리부(CT, 10a)와 형성된 레지스트막을 감압 건조하기 위한 감압 건조부(VD, 10b)로 구성된다. 레지스트 도포 장치(10)의 제어는 제어부(24)에 의해 행해진다.

도포 처리부(10a)는 LCD 기판(G)을 대략 수평 자세로 부상 보지하기 위해서 표면의 소정 위치에 소정의 가스를 분사하기 위한 복수의 가스 분사구(16)가 설치된 스테이지(12)와 스테이지(12)상에서 LCD 기판(G)을 X방향으로 반송하기 위한 기판 반송 기구(13)와 스테이지(12)상을 이동하는 LCD 기판(G)의 표면에 레지스트액을 도포하기 위한 레지스트 노즐(14)과 레지스트 노즐(14)을 세정 등 하기 위한 노즐 세정 유니트(15)와 레지스트 노즐(14)에 레지스트액을 공급하기 위한 레지스트 공급 장치(11)를 구비하고 있다.

감압 건조부(VD, 10b)는 LCD 기판(G)을 재치하기 위한 재치대(17)와 재치대(17) 및 재치대(17)에 재치된 LCD 기판(G)을 수용하는 챔버(18)를 구비하고 있다. 또 레지스트 도포 장치(10)에는 도포 처리부(10a)로부터 감압 건조부(10b)에 LCD 기판(G)을 반송하기 위한 기판 반송 아암(19)이 설치되고 있다.

스테이지(12)는 LCD 기판(G)의 반송 방향의 상류에서 하류로 향해 대략적으로 도입 스테이지부(12a); 도포 스테이지부(12b) ; 반출 스테이지부(12c)로 나눌 수있다. 도입 스테이지부(12a)에는 도시하지 않는 기판 반송 기구에 의해 LCD 기판(G)이 반입되어 여기로부터 LCD 기판(G)은 도포 스테이지부(12b)에 반송된다. 이 도입 스테이지부(12a)에는 외부로부터 반입되는 LCD 기판(G)을 받기 위한 리프트 핀(64a)이 설치되고 있다. 도포 스테이지(12b)에는 레지스트 노즐(14)이 배치되고 있고 여기서 LCD 기판(G)에 레지스트액이 공급되어 레지스트막이 형성된다. 반출 스테이지(12c)는 레지스트막이 형성된 LCD 기판(G)을 감압 건조부(10b)에 반출하기 위한 영역이다. 이 반출 스테이지(12c)에는 반출 스테이지(12c)에 반송되어 온 LCD 기판(G)을 기판 반송 아암(19)에 주고 받기 위해서 LCD 기판(G)을 들어 올리는 리프트 핀(64b)이 설치되고 있다.

스테이지(12)상에서 LCD 기판(G)의 평면도(평탄도)를 높이기 위해서는 가스 분사구(16)의 배치수를 많이 하는 것이 바람직하다. 또 스테이지(12)에 그 표면으로부터 가스를 흡인하기 위한 흡기구를 설치해 가스 분사구(16)로부터의 가스 분사량과 흡기구로부터의 가스 흡인량을 밸런스 시키면 LCD 기판(G)의 부상 정밀도를 높일 수가 있어 바람직하다.

기판 반송 기구(13)는 스테이지(12)의 Y방향 측에 있어서 X방향으로 연재 하도록 배치된 2개의 직선 가이드(61)와 LCD 기판(G)의 하면(이면)의 Y방향 단부를 흡착 보지하기 위한 진공 패드(도시하지 않음) 등을 구비해 직선 가이드(61)에 X방향으로 이동 자유롭게 끼워 맞춘 기판 보지 부재(62)와 기판 보지 부재(62)를 X방향으로 왕복 이동시키기 위한 벨트 구동 기구나 볼나사 ; 에어 슬라이더 등의 수평 반송 기구(63)를 구비하고 있다. 기판 보지 부재(62)에 보지된 LCD 기판(G)은 가스 분사구(16)로부터 분사되는 가스에 의해 대략 수평 자세로 스테이지(12) 표면으로 부터 소정 높이 부상한 상태로 스테이지(12)상을 X방향으로 반송된다.

도 2에 레지스트 노즐(14)의 개략 구조를 나타내는 사시도를 나타낸다. 레지스트 노즐(14)은 한방향으로 긴 장척형상의 박스체(14a)에 레지스트액을 대략 띠형상으로 토출하는 슬릿 형상의 레지스트 토출구(14b)가 설치된 구조를 가지고 있고 도 1에 나타나는 바와 같이 박스체(14a)의 긴 방향이 Y방향과 일치하도록 배치된다. 레지스트 노즐(14)의 길이는 LCD 기판(G)의 폭(Y방향 길이)보다 짧아지고 있어 LCD 기판(G)의 주변의 일정 영역에는 레지스트막이 형성되지 않게 되어 있다.

도 3에 레지스트 노즐(14)에 레지스트액을 보내는 레지스트 공급 장치(11)의 개략 구조를 나타내는 측면도를 나타낸다. 또 도 4의 (a) ~ 도 4의 (c)에 각각 레지스트 공급 장치(11)의 개략 단면도를(a) 교환 포지션; (b) 홈 포지션; (c) 가압 포지션으로 나타낸다. 또한 도 5의 (a)에 도 4의 (a)에 나타내는 범위 A의 부분 확대도를 ; 도 5의 (b)에 도 4의 (b)에 나타내는 범위 B의 부분 확대도를 각각 나타낸다.

레지스트 공급 장치(11)는 튜브프램(31)과 펌프(32)를 가지고 있다. 튜브프램(31)은 레지스트액이 그 내부에 충전되는 가요성의 튜브(33)와 튜브(33)의 바깥주위에 작동유(25)를 충전하기 위한 작동유 충전 스페이스(34)가 형성되도록 튜브(33)의 바깥주위를 둘러싸는 통형상 부재(35)를 가지고 있고 이 튜브(33)에는 레지스트액을 저장등 하는 레지스트액 공급원(65)이 접속되고 있다.

펌프(32)는 작동유 충전 스페이스(34)에 대해서 작동유(25)의 송액 및 회수를 실시하는 것이고 그 상면이 개구하도록 그 긴 방향을 대략 수직으로 해 배치되어 그 내부에 작동유(25)가 충전되는 실린더(36)와 실린더(36)에 끼워지는 피스톤 (37)과 피스톤(37)을 그 길이 방향으로 왕복 운동시키기 위한(즉 승강시키기 위한) 피스톤 구동 기구(38)를 가지고 있다. 피스톤 구동 기구(38)로서는 예를 들면 에어 실린더나 전자식 리니어 모터가 매우 적합하게 이용되고 피스톤(37)은 이러한 리니어 모터 등의 슬라이더(39)에 장착되고 있다.

실린더(36)의 내부와 튜브프램(31)에 형성된 작동유 충전 스페이스(34)는 연락관(40)에 의해 연통하고 있고 작동유(25)의 압력을 검출하기 위한 압력 센서(51)가 실린더(36)의 하단에 장착되고 있다. 실린더(36)의 내면은 기포가 부착하기 어렵게 불소 코팅되어 있는 것이 바람직하다. 제어부(24)는 피스톤 구동 기구(38)의 승강 동작을 압력 센서(51)에 의한 측정 압력에 근거해 피드백 제어한다.

레지스트 공급 장치(11)에서는 도 4의 (b)에 나타나는 상태로부터 도 4의 (c)에 나타내는 상태로 이행시키면 즉 실린더(36)내 및 작동유 충전 스페이스(34)에 작동유(25)가 충전되고 한편 튜브(33)내에 레지스트액이 충전된 상태로 피스톤(37)이 실린더(36)내에 밀어넣어지면 튜브프램(31)에 형성된 작동유 충전 스페이스(34)에 작동유(25)가 송액되어 튜브(33)가 수축하고 튜브(33)의 내부에 충전된 레지스트액이 레지스트 노즐(14)을 향해 밀려나간다. 그 후 도 4의 (c)에 나타난 상태로부터 도 4의 (b)에 나타내는 상태로 되돌리면 작동유 충전 스페이스(34)로부터 작동유(25)가 실린더(36)내에 회수되어 튜브(33)가 복원할 때에 레지스트액 공급원(65)로부터 새로운 레지스트액이 튜브(33)의 내부에 보충된다

피스톤(37)에는 그 긴 방향에 있어서 중심을 관통하도록 관통 구멍(41)이 형성되고 있다. 피스톤(37)의 실린더(36)에 끼워지는 측의 단부면(아래 쪽 단부면)에 대략 원추형의 오목부(42)가 형성되고 있고 피스톤(37)의 대기 노출측의 단부면(상측단부면)에는 관통 구멍(41)을 막기 위해서 씰 캡(43)이 탈착 자유롭게 설치되고 있다. 또한 씰 캡(43)을 장착하기 위해서 관통 구멍(41)의 위쪽 부분은 그 지름이 길어지고 있다. 또한 관통 구멍(41)의 내면과 오목부(42)의 면은 기포가 부착하기 어렵도록 불소코팅 되어 있는 것이 바람직하다.

실린더(36)의 개방단(상단) 근방에는 피스톤(37)을 씰 하기 위한 씰 부재(44)와 씰 부재(44)를 고정하기 위한 탈착 자유로운 스터드(44a)가 설치되고 있다. 또 실린더(36)에는 또한 피스톤(37)을 실린더(36)로부터 분리하였을 때에 작동유 충전 스페이스(34)로부터 흘러드는 작동유(25)를 배출하기 위한 드레인 구멍(45,도 3과 도 4에서는 이해를 위해서 다른 위치에 나타내고 있다)이 씰 부재(44)의 배치 위치보다 아래 쪽에 형성되고 있다. 이 드레인 구멍(45)에는 드레인관(46)이 장착되고 있고 이 드레인관(46)의 타단은 드레인 탱크(47)에 삽입되고 있다. 드레인 구멍(45)은 도 4의 (b) 및 도 4의 (c)에 나타내는 포지션에서는 피스톤(37)에 의해 막혀진 상태로 유지된다.

통형상 부재(35)의 상단부에는 작동유 충전 스페이스(34)로부터의 기포를 제거를 위한 탈기포 구멍(48)이 형성되고 있고 이 탈기포 구멍(48;도 3과 도 4에서는 이해를 위해서 다른 위치에 나타내고 있기)에는 개폐 밸브(49)를 구비한 기포 제거용 배관(50)이 장착되고 있다. 기포 제거용 배관(50)의 타단은 드레인 탱크(47)에 삽입되고 있다. 통형상 부재(35)의 내면은 기포가 부착하기 어렵게 불소 코팅되어 있는 것이 바람직하다.

이러한 구성을 가지는 레지스트 공급 장치(11)에 있어서의 씰 부재(44)의 교환은 도 4의 (a)에 나타내는 교환 포지션으로 행해진다. 피스톤(37)을 실린더(36)으로부터 발출한 상태로 하면 작동유 충전 스페이스(34)의 상단이 실린더(36)의 상단보다 높은 위치에 있기 위해서 작동유 충전 스페이스(34)로부터 작동유(25)가 실린더(36)내에 흘러들지만 실린더(36)에는 드레인 구멍(45)이 형성되고 있기 때문에 작동유(25)는 이 드레인 구멍(45)을 통해 드레인 탱크(47)에 배출된다. 실린더(36)의 상단으로부터 작동유(25)가 넘쳐 나오는 경우는 없고 씰 부재(44)를 용이하게 교환할 수가 있다.

레지스트 공급 장치(11)에 있어서의 작동유(25)의 보충은 도 4의 (b)에 나타내는 홈 포지션에 있어서 행해진다. 이 홈 포지션에서는 관통 구멍(41)의 상단과 작동유 충전 스페이스(34)의 상단이 같은 높이에 위치하고 있고 드레인 구멍(45)은 피스톤(37)에 의해 막혀진 상태로 유지되고 있다. 작동유(25)의 보충 순서는 개략 (a) 홈 포지션으로의 피스톤(37)세트; (b) 관통 구멍(41)을 막고 있는 씰 캡(43)의 분리 ; (c) 개폐 밸브(49)의 오픈 밸브(탈기포 구멍(48)의 개방); (d) 관통 구멍(41)의 상단으로부터의 관통구멍(41)을 통한 작동유(25)의 보충; (d) 개폐 밸브(49)의 클로즈 밸브 및 씰 캡(43)의 장착 순서로 행해진다. 작동유(25)를 보충할 때에는 상술한 대로 드레인 구멍(45)은 피스톤(37)으로 막혀 있으므로 작동유(25)가 드레인 구멍(45)로부터 유출하는 경우는 없다.

펌프(32)에서는 피스톤(37)에 형성된 관통 구멍(41)과 실린더(36)의 내부와 작동유 충전 스페이스(34)가 연통하기 위해서 이들의 공간에 기포가 존재하면 작동유(25)의 유압이 정확하게 튜브(33)에 전해지지 않게 되므로 이 공간으로부터 기포를 배제해 작동유(25)를 보충할 필요가 있다. 도 4의 (b)에 나타내는 홈 포지션에서는 이 작동액 보충을 위한 공간은 U자관 구조가 되기 위해서 관통 구멍(41)을 통해 작동유(25)를 실린더(36)내에 보충하면 자연스럽게 튜브프램(31)내의 작동유 충전 스페이스(34)에 작동유(25)가 흐르기 시작해 작동유(25)의 상면의 높이가 펌프(32)측과 튜브프램(31)측으로 동일하게 된다.

그 때문에 탈기포 구멍(48)이 형성되어 있는 높이(즉 작동유 충전 스페이스(34)의 상단)와 관통 구멍(41)의 상단의 높이를 미리 맞추어 두면 탈기포 구멍(48)으로부터 작동유(25)가 오버플로우 하는 것을 가늠하여 작동유(25)의 보충을 정지해 개폐 밸브(49)의 클로즈 밸브 및 씰 캡(43)의 설치를 실시하면 작동액 보충을 위한 공간에 기포가 비집고 들어가는 것을 방지할 수가 있다.

또한 작동유(25)의 보충시에 실린더(36)내에서 기포가 생길 우려가 있지만 작동유(25)의 보충시에 일시적으로 작동유(25)의 보충을 정지하고 소정 시간 대기하는 공정을 설치하면 그 사이에 기포가 상승해 피스톤(37)의 하단에 형성된 오목부(42)에 의해 모아져 관통 구멍(41)으로부터 배출된다. 또 씰 캡(43)을 장착할 때에 작동유(25)가 씰 캡(43)의 측면으로부터 흘러넘치는 정도로 작동유(25)를 충전해 두면 씰 캡(43)을 장착할 때에 관통 구멍(41)내에 기포가 들어가는 경우도 없다. 이렇게 하여 흘러넘친 작동유(25)는 흡인등의 수단에 의해 제거하면 좋다.

또한 튜브프램(31)측의 작동유 충전 스페이스(34)의 상단에 있어서의 기포를 완전하게 배출하는 방법으로서 미리 홈 포지션으로부터 약간 하측에 튜브(33)를 수 축시키기 위한 가압 개시 포지션으로 설정하고(반대로 가압 개시 포지션으로부터 약간 상측에 홈 포지션을 설정한다) 피스톤(37)을 홈 포지션으로부터 가압 개시 포지젼으로 밀어넣고 탈기포 구멍(48)을 통해 작동유 충전 스페이스(34)로부터 기포 및 잉여의 작동유(25)를 배출하는 방법을 이용해도 괜찮다.

레지스트 노즐(14)은 노즐 이동 기구(20)에 의해 LCD 기판(G)에 레지스트액을 공급하는 위치와 노즐 세정 유니트(15)에 있어서 세정 처리등이 이루어지는 각 위치와의 사이에 이동할 수가 있게 되어 있다. 이 노즐 이동 기구(20)는 레지스트 노즐(14)을 Z방향으로 승강시키는 Z축 구동 기구(21)와 Z축구동 기구(21)를 보지하기 위한 지주 부재(22)와 지주 부재(22)를 X방향으로 이동시키는 볼 나사 등의 X축 구동 기구(23)를 구비하고 있다.

레지스트 노즐(14)에는 레지스트 토출구(14b)와 LCD 기판(G)의 간격을 측정하기 위한 도시하지 않는 센서가 장착되고 있고 Z축 구동 기구(21)는 이 센서의 측정값에 근거하여 LCD 기판(G)에 레지스트액을 공급할 때의 레지스트 노즐(14)을 승강시킨다. 또한 이 센서는 노즐 세정 유니트(15)의 각부에 액세스 할 때의 레지스트 노즐(14)의 위치 조정에도 이용된다.

노즐 세정 유니트(15)는 지주 부재 (26)에 장착되어 도포 스테이지부(12b)의 윗쪽에 설치되고 있다. 노즐 세정 유니트(15)는 LCD 기판(G)으로의 레지스트액 공급전에 예비적으로 레지스트 노즐(14)로부터 레지스트액을 토출시키는 소위 더미 디스펜스를 행하기 위한 더미 디스펜스부(27)와 레지스트 노즐(14)의 레지스트 토출구가 건조하지 않게 레지스트 토출구를 용제(예를 들면 시너)의 증기 환경으로 보지하기 위한 노즐 버스(28)와 레지스트 노즐(14)의 레지스트 토출구 근방에 부착한 레지스트를 제거하기 위한 노즐 세척기구(29)를 구비하고 있다.

감압 건조부(10b)에 설치된 재치대(17)의 표면에는 LCD 기판(G)을 지지하는 프록시미티핀(도시하지 않음)이 소정 위치에 설치되고 있다. 챔버(18)는 고정된 하부 용기와 승강 자유로운 상부 덮개로 이루어지는 상하 2 분할 구조를 가지고 있다. 기판 반송 아암(19)은 X방향; Y방향; Z방향(수직 방향)으로 이동 가능하다.

다음에 위에서 설명한 바와 같이 구성된 레지스트 도포 장치(10)에 있어서의 LCD 기판(G)의 처리 공정에 대해서 설명한다. 우선 기판 보지 부재(62)를 도입 스테이지부(12a)의 소정 위치(예를 들면 도 1의 좌단 근방)에 대기시켜 스테이지(12)에서는 각부에 있어서 소정의 높이로 LCD 기판(G)을 부상시킬 수가 있는 상태로 한다. 그 다음에 도시하지 않는 기판 반송 기구 등에 의해 LCD 기판(G)이 도입 스테이지부(12a)에 반입되면 리프트 핀(64a)을 상승시켜 LCD 기판(G)을 지지한다. 기판 반송 장치 등을 도입 스테이지부(12a)로부터 퇴피시킨 후에 리프트 핀(64a)을 강하시켜 기판 보지 부재(62)에 주고 받는다. 이것에 의해 LCD 기판(G)은 스테이지(12)상에 있어서 대략 수평 자세로 부상 보지된다.

그리고 기판 보지 부재(62)를 반출 스테이지부(12c)측에 소정의 속도로 슬라이드 시키면 LCD 기판(G)이 도포 스테이지부(12b)에 배치된 레지스트 노즐(14) 아래를 통과할 때에 레지스트 노즐(14)로부터 레지스트액이 LCD 기판(G)의 표면에 공급되어 레지스트막이 형성된다. 레지스트 노즐(14)로부터의 레지스트액의 토출은 전술한 것처럼 레지스트 공급 장치(11)를 이용해 작동유(25)를 실린더(36)내로부터 작동유 충전 스페이스(34)에 송액함으로써 행해진다. 그 때의 피스톤(37)의 승강 동작은 예를 들면 압력 센서(51)가 나타내는 값이 일정한 균배로 직선적으로 상승해 그 후에 일정하개 되도록 제어된다. 이러한 레지스트액의 토출 제어를 실시하는 것으로 막두께의 균일한 레지스트막을 형성할 수가 있다.

또한 레지스트 노즐(14)을 배치하는 높이는 통상은 복수의 LCD 기판(G)의 반송 상태는 실질적으로 동일하게 되기 때문에 최초로 처리하는 LCD 기판(G) 또는 더미 기판으로 레지스트 노즐(14)의 높이를 조절하고 그 위치를 제어부(24)에 기억하게 하면 좋다. 또 레지스트 노즐(14)로부터의 레지스트액의 토출 개시/토출 종료의 타이밍은 레지스트 노즐(14)에 장착된 센서의 측정 신호를 이용해 정해도 좋고 LCD 기판(G)의 위치를 검출하기 위한 센서를 별도 설치해 이 센서로부터의 신호에 근거해 정할 수도 있다.

레지스트막이 형성된 LCD 기판(G)은 반출 스테이지부(12c)에 반송되어 거기서 기판 보지 부재(62)에 의한 보지를 해제해 리프트 핀(64b)을 상승시킨다. 그 다음에 기판 반송 아암(19)을 리프트 핀(64b)에 의해 들어 올려진 LCD 기판(G)에 액세스시켜 기판 반송 아암(19)이 LCD 기판(G)의 Y방향단으로 LCD 기판(G)을 파지하면 리프트 핀(64b)을 강하시킨다.

기판 반송 아암(19)은 파지한 LCD 기판(G)을 감압 건조부(10b)의 재치대(17)상에 재치한다. 그 후 챔버(18)를 밀폐해 그 내부를 감압함으로써 레지스트막을 감압 건조한다. 한편 LCD 기판(G)을 리프트 핀(64b)에 주고 받은 후의 기판 보지 부재(62)는 다음에 처리하는 LCD 기판(G)을 반송하기 위해서 도입 스테이지(12a)측 에 되돌려진다.

LCD 기판(G)의 감압 건조부(10b)에 있어서의 처리가 종료하면 챔버(18)를 열어 기판 반송 아암(19)을 재치대(17)에 재치된 LCD 기판(G)에 액세스 시켜 LCD 기판(G)을 파지하고 레지스트막을 프리 베이크 처리하기 위한 열처리 장치(도 1에 나타내지 않고)에 반송시킨다.

이후 상술한 것처럼 LCD 기판(G)의 반송이 반복되고 LCD 기판(G)에 도포막이 형성되지만 그 사이에 레지스트 노즐(14)의 세정 처리가 예를 들면 더미 디스펜스부(27)에서의 더미 디스펜스; LCD 기판(G)으로의 레지스트막 형성 ; 노즐 세척기구(29)에 의한 레지스트 노즐(14)의 세정 처리 ; 노즐 버스(28)에서의 레지스트 토출구의 건조 억제를 1 세트로 하여 적절하게 행한다.

이상 본 발명의 실시의 형태에 대해서 설명해 왔지만 본 발명은 이러한 형태로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 상기 설명에 있어서는 작동유의 보충을 도 4의 (b)에 나타내는 홈 포지션에 있어서 실시하는 것으로 했지만 튜브프램(31) 및 펌프(32)을 피스톤(37)에 형성된 관통 구멍(41)의 상단이 작동유 충전 스페이스(34)의 상단보다 높은 위치가 되도록 피스톤(37)을 배치할 수가 있고 또한 드레인 구멍(45)이 피스톤(37)에 의해 막히도록 구성하면 이러한 상태에 있어서 작동유의 보충을 실시할 수도 있다.

또 상기 설명에 있어서는 도포막으로서 레지스트막을 채택했지만 도포막은 이것으로 한정되는 것은 아니고 반사 방지막이나 감광성을 갖지 않는 절연막등으로서도 좋다. 또 기판은 LCD 기판으로 한정되는 것은 아니고 반도체 웨이퍼; 레티클 기판 등으로서도 좋다. 또한 기판을 수평 방향으로 반송하면서 레지스트막을 형성했지만 소위 스핀 코트법에 의해 도포막을 형성해도 좋다.

본 발명은 도포액의 토출양을 정밀하게 제어하는 것이 바람직하게는 각종의 도포 처리 장치에 적용할 수가 있지만 특히 LCD 유리 기판 등의 대형 기판에 레지스트막이나 반사 방지막 등의 레지스트막을 형성하기 위한 레지스트막 형성 장치에 매우 적합하다.

본 발명과 관련되는 도포액 공급 장치 및 도포 처리 장치는 도포액의 토출 압력의 직선성이 충분하므로 균일한 막두께의 도포막을 형성할 수가 있게 된다. 또 교환이 용이하므로 생산성의 향상에 기여한다. 또 작동유에 의한 환경 오염의 발생의 우려가 지극히 작기 때문에 기판(제품)의 품질을 높게 유지할 수가 있다.

Claims

일정량의 도포액을 송액하기 위한 도포액 공급 장치로서,

도포액이 충전되는 가요성의 튜브와,

작동액을 충전하기 위한 작동액 충전 스페이스가 상기 튜브의 외주에 형성되도록 상기 튜브의 외주를 둘러싸는 통형상 부재와,

상기 작동액 충전 스페이스에 작동액을 송액함으로써 상기 튜브가 수축하고 그 내부에 충전된 도포액이 밀려나가고 상기 작동액 충전 스페이스로부터 작동액을 회수함으로써 상기 튜브가 복원해 그 내부에 새로운 도포액이 보충되도록 상기 작동액 충전 스페이스에 대한 작동액의 송액 및 회수를 행하기 위한 펌프를 구비하고,

상기 펌프는,

그 상면이 개방되도록 그 긴 방향을 수직으로 하여 배치되고 그 내부에 작동액이 충전되는 실린더와,

상기 실린더에 끼워지는 피스톤과,

상기 피스톤을 그 길이 방향으로 왕복 운동시키는 피스톤 구동 기구를 구비하고,

상기 피스톤은 상기 실린더내로 작동액의 충전 및 상기 실린더내로부터의 기포 제거를 위해 그 긴 방향에 있어서 관통하도록 형성된 관통 구멍과, 대기 노출측의 단부면에 상기 관통 구멍을 막기 위해 탈착 자유롭게 설치된 씰 캡을 가지는 것을 특징으로 하는 도포액 공급 장치.
제1항에 있어서, 상기 관통 구멍이 상기 피스톤의 중심을 관통하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 도포액 공급 장치.
제1항에 있어서, 상기 피스톤은, 상기 실린더에 끼워지는 측의 단부면에 형성된 원추형의 오목부를 가지는 것을 특징으로 하는 도포액 공급 장치.
제1항에 있어서, 상기 통형상 부재는 그 상단부에 상기 작동액 충전 스페이스로부터의 기포 제거를 위한 탈기포 구멍을 갖고 상기 탈기포 구멍에 개폐 밸브를 구비한 기포 제거용 배관이 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 도포액 공급 장치.
제1항에 있어서, 상기 실린더는 그 개방단 근방에 상기 피스톤을 씰하기 위한 씰 부재와 상기 피스톤을 상기 실린더로부터 분리하였을 때에 상기 작동액 충전 스페이스로부터 흘러드는 작동액을 배출하기 위해서 상기 씰 부재의 배치 위치보다 아래 쪽에 형성된 드레인 구멍을 가지는 것을 특징으로 하는 도포액 공급 장치.
일정량의 도포액을 송액하기 위한 도포액 공급 장치로서,

도포액이 충전되는 가요성의 튜브와,

작동액을 충전하기 위한 작동액 충전 스페이스가 상기 튜브의 외주에 형성되도록 상기 튜브의 외주를 둘러싸는 통형상 부재와,

상기 작동액 충전 스페이스에 작동액을 송액함으로써 상기 튜브가 수축하고 그 내부에 충전된 도포액이 밀려나가고 상기 작동액 충전 스페이스로부터 작동액을 회수함으로써 상기 튜브가 복원해 그 내부에 새로운 도포액이 보충되도록 상기 작동액 충전 스페이스에 대한 작동액의 송액 및 회수를 행하기 위한 펌프를 구비하고,

상기 펌프는,

그 상면이 개방되도록 그 긴 방향을 수직으로 하여 배치되고 그 내부에 작동액이 충전되는 실린더와,

상기 실린더에 끼워지는 피스톤과,

상기 피스톤을 그 길이 방향으로 왕복 운동시키는 피스톤 구동 기구를 구비하고,

상기 실린더는, 상기 피스톤을 상기 실린더로부터 분리하였을 때에 상기 작동액 충전 스페이스로부터 흘러드는 작동액을 배출하기 위한 드레인 구멍을 가지는 것을 특징으로 하는 도포액 공급 장치.
제6항에 있어서, 상기 실린더의 개방단 근방에 설치된, 상기 피스톤을 씰하기 위한 씰 부재를 가지는 것을 특징으로 하는 도포액 공급 장치.
제7항에 있어서, 상기 드레인 구멍이, 상기 씰 부재의 배치 위치보다 아래 쪽에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 도포액 공급 장치.
기판에 소정의 도포액을 도포하고 도포막을 형성하는 도포 처리 장치로서,

기판에 도포액을 토출하는 도포 노즐과,

상기 도포 노즐과 상기 기판을 상대적으로 이동시키기 위한 이동 기구와,

상기 도포 노즐에 일정량의 도포액을 송액하기 위한 도포액 공급 장치와,

상기 도포액 공급 장치에 도포액을 공급하기 위한 도포액 공급원을 구비하고,

상기 도포액 공급 장치는,

도포액이 충전되는 가요성의 튜브와 해당 튜브의 외주에 작동액을 충전하기 위한 작동액 충전 스페이스가 형성되도록 상기 튜브의 외주를 둘러싸는 통형상 부재를 갖고 상기 작동액 충전 스페이스에 작동액이 송액되는 것으로 상기 튜브가 수축하여 그 내부에 충전된 도포액이 밀려나가고 상기 작동액 충전 스페이스로부터 작동액이 회수되는 것으로 상기 튜브가 복원하여 그 내부에 상기 도포액 공급원으로부터 새로운 도포액이 보충되는 튜브프램과,

그 상면이 개방되도록 그 긴 방향을 수직으로 하여 배치되고 그 내부에 작동액이 충전되는 실린더와 상기 실린더에 끼워지는 피스톤과 상기 피스톤을 그 길이 방향으로 왕복 운동시키는 피스톤 구동 기구를 갖고 상기 작동액 충전 스페이스에 대해서 작동액의 송액 및 회수를 실시하는 펌프를 구비하고,

상기 피스톤은 상기 실린더내로 작동액의 충전 및 상기 실린더내로부터의 기포 제거를 위해 그 긴 방향에 있어서 관통하도록 형성된 관통 구멍과 대기 노출측의 단부면에 상기 관통 구멍을 막기 위해서 탈착 자유롭게 설치된 씰 캡을 가지는 것을 특징으로 하는 도포 처리 장치.
제9항에 있어서, 상기 도포 노즐은 띠형상으로 도포액을 토출하는 구조를 갖고,

상기 이동 기구는 기판을 상기 수평 자세로 수평 방향으로 직선적으로 반송하는 것을 특징으로 하는 도포 처리 장치.