KR101299816B1 - 도포 방법 및 도포 장치 - Google Patents

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요시타카 오츠카
타카시 나카미츠
켄야 시노자키
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 부상 반송중에 피처리 기판의 전단부나 후단부가 덜컥거리지 않도록 기판의 부상 높이를 정확하고 또한 안정되게 제어하고 도포막의 막두께 품질을 향상시키기 위한 도포장치 및 도포방법에 관한 것으로, 기판 반송부 (84)는, 기판 (G)를 기체 압력의 힘으로 공중으로 부상시키는 부상식 스테이지 (80)의 양측에 평행하게 배치된 한 쌍의 가이드 레일 (100L, 100R)로 이러한 가이드 레일상에서 반송 방향(X방향)으로 이동 가능하게 장착된 한 쌍의 슬라이더 (102L, 102R)와, 양가이드 레일 (100L, 100R)상에서 양슬라이더 (102L, 102)를 동시 또는 평행으로 직진 이동시키는 반송 구동부와 기판 (G)의 네 모서리를 탈착 가능하게 유지하기 위해 양슬라이더 (102L, 102)에 탑재되어 있는 유지부 (106)을 구비한다.

Description

도포 방법 및 도포 장치{COATING METHOD AND COATING APPARATUS}
도 1은 본 발명의 적용 가능한 도포 현상 처리 시스템의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 2는 상기 도포 현상 처리 시스템에 있어서의 처리 순서를 나타내는 플로차트(flow chart)이다.
도 3은 실시 형태에 있어서의 레지스트 도포 유니트의 전체 구성을 나타내는 대략 평면도이다.
도 4는 상기 레지스트 도포 유니트의 전체 구성을 나타내는 사시도이다.
도 5는 상기 레지스트 도포 유니트의 전체 구성을 나타내는 대략 정면도이다.
도 6은 상기 레지스트 도포 유니트내의 스테이지 도포 영역에 있어서의 분출구와 흡입구의 배열 패턴의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 7은 상기 레지스트 도포 유니트에 있어서의 기판 반송부의 구성을 나타내는 일부 단면 측면도이다.
도 8은 상기 기판 반송부에 있어서의 유지부의 구성을 나타내는 확대 측면도이다.
도 9는 상기 기판 반송부에 있어서의 유지부의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 10은 상기 유지부에 있어 패드 지지부가 흡착 패드를 지지하는 매우 적합한 하나의 구성예를 나타내는 사시도이다.
도 11은 상기 레지스트 도포 유니트에 있어서의 노즐 승강기구, 압축 공기 공급 기구 및 진공 공급 기구의 구성을 나타내는 도이다.
도 12는 상기 레지스트 도포 유니트에 있어서의 제어계의 주요한 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 13은 상기 레지스트 도포 유니트에 대해 기판상에 레지스트 도포막이 형성된 모습을 나타내는 측면도이다.
도 14는 상기 레지스트 도포 유니트에 대해 기판의 전단부에 레지스트 도포막이 형성될 때의 각부 상태를 나타내는 측면도이다.
도 15는 상기 레지스트 도포 유니트에 대해 흡착 패드의 레벨링 검사 내지 보정을 실시하는 방법의 일단층을 나타내는 측면도이다.
도 16은 상기 레지스트 도포 유니트에 대해 실시 형태의 광학적 위치 센서를 이용해 스테이지의 높이를 측정하는 방법을 나타내는 사시도이다.
도 17은 상기 레지스트 도포 유니트에 대해 실시 형태의 광학적 위치 센서를 이용해 레지스트 노즐의 높이 위치를 측정하는 방법을 나타내는 사시도이다.
**주요부위를 나타내는 도면부호의 설명**
10　　　도포 현상 처리 시스템
30　　　도포 프로세스부
44　　　레지스트 도포 유니트(COT)
80　　　스테이지
82　　　레지스트 노즐
82a　　토출구
84　　기판 반송부
96　　레지스트액 공급 기구
104　　반송 구동부
106　　유지부
108(1)~108(4) 흡착 패드
(110a, 110b)　　패드 지지부
112a, 112b　　패드 액츄에이터
130　　광학적 위치 센서
132　　노즐 승강기구
170　　콘트롤러
본 발명은, 부상 반송 방식으로 피처리 기판상에 처리액의 도포막을 형성하는 도포 방법 및 도포 장치에 관한 것이다.
LCD 등의 플랫 패널 디스플레이(FPD)의 제조 프로세스에 있어서의 포트리소그래피 공정에는 슬릿 형상의 토출구를 가지는 장척형의 레지스트 노즐을 상대적으로 주사해 피처리 기판(유리 기판등 ) 상에 레지스트액을 도포하는 스핀레스의 도포법이 잘 이용되고 있다.
이러한 스핀레스 도포법의 한 형식으로서 예를 들어 특허 문헌 1에 개시되는 바와 같이, FPD용의 구형의 피처리 기판(예를 들어 유리 기판)을 지지하기 위한 스테이지를 부상식으로 구성하고, 스테이지상에서 기판을 공중에 부상시킨 채로 수평인 한방향(스테이지 긴 방향)으로 반송해, 반송 도중의 소정 위치에서 스테이지 윗쪽에 설치한 장척형의 레지스트 노즐에 바로 아래를 통과하는 기판을 향해 레지스트액을 띠모양으로 토출시킴으로써, 기판상의 일단으로부터 타단까지 레지스트액을 도포하도록 한 부상 반송 방식이 알려져 있다.
부상 반송 방식은, 종래 일반의 노즐 이동 방식, 즉 흡착식의 스테이지상에 기판을 고정하여 그 위쪽에서 장척형 레지스트 노즐을 수평 방향으로 이동시키면서 레지스트액을 띠모양으로 토출시킴으로써 기판상의 일단으로부터 타단까지 레지스트액을 도포하는 방식과 비교해, 긴 길이형 레지스트 노즐을 고정한 채로 도포 주사를 실시하므로, 기판의 대형화(즉 레지스트노즐의 두께 장대화)에 유리하게 되어 있다.
부상 반송 방식을 채용하는 종래의 레지스트 도포 장치는, 부상식의 스테이지상에서 기판을 부상 반송하기 위해서 스테이지의 좌우 양측으로 배치된 한 쌍의 가이드 레일과 그들의 가이드 레일에 따라 평행으로 직진 이동하는 좌우 한 쌍의 슬라이더와 기판의 좌우 양변부에 일정간격으로 탈착 가능하게 흡착하는 좌우 일렬의 흡착 패드와, 그들 좌우 일렬의 흡착 패드를 좌우의 슬라이더에 각각 연결하고 또한 기판의 부상 높이에 추종해 상하로 변위하는 판 스프링 등의 연결부재를 구비한다.
통상, 기판의 부상 높이(부상량)는 부상 스테이지의 상면으로부터 기판에 전해지는 기체(일반적으로 공기)의 압력에 의해 규정되어 반송 방향에 따라 구분된 부상 스테이지상의 영역마다 최적인 부상량이 설정된다. 즉, 기판의 반입 및 반출을 하는 스테이지 양단부의 영역(반입 영역 및 반출 영역)에서는 예를 들어 250~350μm의 비교적 큰 부상량이 설정되고 레지스트 노즐에 의해 기판상에 레지스트액이 공급되는 스테이지 중심부의 영역(도포 영역)에서는 예를 들어 30~60μm의 작은 부상량이 설정된다. 그리고, 부상 스테이지상에서 기판을 반입 영역으로부터 도포 영역을 지나 반출 영역까지 부상 반송할 때에 기판의 부상 높이가 변화하고 반송 방향의 각 위치로 기판의 부상 높이에 추종해 각 위치의 연결 수단이 상하로변위하도록 되어 있다.
또, 부상 반송 방식에 있어서는 레지스트 노즐과 기판의 사이에 일정한 좁은 갭을 형성하기 위해서, 기판의 부상 높이를 높은 정밀도로 설정값에 일치시키는 제어가 요구될 뿐 아니라, 레지스트 노즐의 높이 위치도 정확하게 관리할 필요가 있어, 장치의 세팅시나 장치 가동의 중에 스테이지에 대한 레지스트 노즐의 상대적 높이 위치 또는 갭을 측정하고 그 측정값에 근거해 기준치의 초기화 혹은 오차의 보정이 행해지고 있다.
　종래는, 스테이지와 레지스트 노즐간의 갭 측정을 위해서 스테이지상에 블럭형상의 지그를 그 측정 포인트가 스테이지의 밖(횡)으로 돌출하도록 재치하고 그 지그의 측정 포인트에 아래로부터 다이얼 게이지의 촉침을 꽉 눌러 게이지 독취값으로부터 스테이지 상면(기준)의 높이 위치를 측정하고, 그 다음에 지그를 분리하여 레지스트 노즐의 하단에 아래로부터 다이얼 게이지의 촉침을 꽉 눌러 게이지 독취값으로부터 레지스트 노즐 하단의 높이 위치를 측정한다. 그리고, 제1의 측정값(스테이지 상면의 높이 위치)를 제2의 측정값(레지스트 노즐 하단의 높이 위치)로부터 공제하고 그 차이분을 갭 측정값으로 하고 있었다.
[특허 문헌 1] 일본국 특개평 2005－244155
종래의 부상 반송식 레지스트 도포 장치는, 상기와 같이 부상 스테이지에서기판에 전해지는 기체의 압력에 의해 기판의 부상 높이(부상량)를 가변 제어하고, 기판을 유지하는 흡착패드 내지 연결 부재를 기판의 부상 높이로 추종하여 상하로 변위시키도록 하고 있다. 그런데, 부상 반송중에 기판의 전단부와 후단부가 상하로 진동하여 두드린다는 문제가 있다. 즉, 기판의 앞단이 스테이지 상면의 각 열 또는 각 개별의 분출구 또는 흡인구를 거의 완전하게 덮는 순간에 스테이지측으로부터 받는 부상 압력이 급격하게 변동하여 기판에 수직 방향의 진동이 생기고, 또 기판의 후단이 각 열 또는 각 개별의 분출구 또는 흡인구를 대기로 개방하는 순간에도 부상 압력이 급격하게 변동하여 기판에 수직 방향의 진동이 생긴다. 그 때, 기판을 유지하는 흡착 패드나 연결 부재도 기판과 일체로 진동한다. 이와 같이 부상 반송에 기판의 전단부 및 후단부가 덜컥거리는 것으로 레지스트 도포막의 막두께가 불안정하게 되어, 줄무늬의 도포 얼룩이 생기는 경우도 있다.
또, 상기와 같이 레지스트 노즐의 높이 위치를 측정하기 위해서 다이얼 게이지를 이용하는 종래의 수법은 다이얼 게이지의 설치나 취급 조작이 귀찮을 뿐만 아니라, 접촉식이므로 레지스트 노즐에 상처가 나거나 게이지 촉침이 레지스트로 더러워지거나 하고, 오검출하기 쉽다고 하는 문제가 있다.
　본 발명은, 상기와 같은 종래 기술의 문제점에 비추어 이루어진 것이며, 부상 반송중에 피처리 기판의 전단부나 후단부가 덜컥거리지 않도록 하여 기판의 부상 높이를 정확히 안정되게 제어 하고, 도포막의 막두께 품질을 향상시키도록 한 부상 반송 방식의 도포 방법 및 도포 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은, 노즐의 높이 위치를 간편하고 안전하고 정확하게 측정할 수 있도록 한 부상 반송 방식의 도포 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 도포 장치는 사각형의 피처리 기판을 기체의 압력으로 띄우는 스테이지와, 상기 스테이지상에서 부상한 상태의 상기 기판을 탈착 가능하게 유지하는 유지부를 갖고, 상기 스테이지상에서 소정의 반송 방향으로 상기 기판을 부상 반송하기 위해서 상기 기판을 유지하고 있는 상기 유지부를 상기 반송 방향으로 이동시키는 반송부와, 상기 스테이지의 윗쪽에 배치 되는 장척형의 노즐을 갖고, 상기 기판상에 처리액의 도포막을 형성하기 위해서 상기 부상 반송으로 상기 노즐의 바로 아래를 통과하는 상기 기판을 향해 상기 노즐에 의해 처리액을 토출시키는 처리액 공급부를 구비하고 상기 유지부가, 상기 기판의 네 모서리를 국소적으로 유지하는 실질적으로 굴곡 없는 유지 부재와, 상기 유지 부재를 승강 이동 또는 변위시키기 위한 승강부를 가진다.
또, 본 발명의 도포 방법은 다수의 분출구를 상면에 설치한 스테이지상에, 반송 방향에 따라서 사각형의 피처리 기판을 상기 스테이지상으로 반입하기 위한 반입 영역과, 상기 기판상에 처리액을 도포하기 위한 도포 영역과 상기 기판을 상기 스테이지로부터 반출하기 위한 반출 영역을 이 순서로 일렬로 설정하고 상기 스테이지의 분출구에서 분출하는 기체의 압력으로 상기 기판을 상기 스테이지상에서 부상시켜 상기 기판의 네 모서리를 실질적으로 굴곡하지 않는 승강 가능한 유지 부재로 국소적으로 유지하면서 상기 기판을 상기 반입 영역으로부터 상기 반출 영역까지 반송하고, 도중의 상기 도포 영역내에서 윗쪽에 배치한 노즐에서 처리액을 토출시켜 상기 기판상에 상기 처리액을 도포한다.
본 발명에 있어서는 반송부에 구비되어 있는 유지부 내지 유지 부재가 기판의 네 모서리를 실질적으로 휘지 않고 유지하므로, 반송부가 스테이지상에서 사각형의 기판을 부상 반송할 때에, 스테이지측에서 받는 부상 압력이 변동해도, 유지부내지 유지 부재의 견고한 유지력 또는 구속력에 의해 기판의 전단부 또는 후단부 덜컥거림을 억제할 수가 있다.
본 발명의 도포 방법의 매우 적합한 일 태양에 의하면 스테이지상의 기판의 부상 높이를 반입 영역, 도포 영역 및 반출 영역마다 개별적으로 설정해, 기판을 반입 영역으로부터 반출 영역까지 반송하는 동안에 기판의 부상 높이의 변화에 응해 각각의 유지 부재를 승강 이동 또는 변위시킨다. 이 경우, 바람직하게는 반송중에 앞열의 유지 부재끼리 및 뒷열의 유지 부재끼리를 각각 동일한 타이밍으로 승강 이동 또는 승강 변위시켜도 좋다.
본 발명의 도포 장치의 매우 적합한 일 태양에 있어서는 유지 부재가, 기판의 네 모서리의 이면에 각각 흡착 가능한 4개의 흡착 패드와 각각의 흡착 패드를 반송 방향으로 소정의 간격을 둔 2개소에서 각각 수직 방향의 변위를 규제해 지지하는 제1 및 제2의 패드 지지부를 갖는다. 이 경우, 제1 및 제2의 패드 지지부간의 승강 오차를 흡수하기 위해서, 제1 및 제2의 패드 지지부의 쌍방이 흡착 패드를 주위로 수직면내에서 회전 변위 가능하게 하는 수평 회전축을 갖고 제1 및 제2의 패드 지지부의 다른 한쪽이 흡착 패드를 수평 방향으로 직동 변위 가능하게 하는 직동축을 가지는 구성이 바람직하다. 또, 바람직한 일 태양으로서 승강부는, 제1 및 제2의 패드 지지부를 각각 독립으로 승강 구동하는 제1 및 제2의 액츄에이터와 제1 및 제2의 액츄에이터의 구동 동작을 통괄적으로 제어하는 승강 제어부를 가진다. 여기서, 제1의 액츄에이터는, 제1의 모터와 이 제1의 모터의 회전 구동력을 제1의 패드 지지부의 수직 방향의 직진 운동으로 변환하는 제1의 전동 기구를 가져도 좋다. 제2의 액츄에이터는, 제2의 모터와 이 제2의 모터의 회전 구동력을 제2의 패드 지지부의 수직 방향의 직진 운동으로 변환하는 제2의 전동 기구를 가지고 있어도 좋다.
이와 같이 흡착 패드를 2축으로 승강 이동시켜 기판의 네 모서리에 흡착 결합시키는 구성에 의하면, 흡착 패드의 수평 자세 나아가서는 기판 전단부 및 후단부의 수평도를 안정하고 확실하게 유지 할 수 있다.
또, 매우 적합한 일 태양에 있어서, 승강 제어부는, 제1 및 제2의 모터의 회전각을 각각 검출하기 위한 제 1 및 제2의 인코더를 포함하고 제1의 패드 지지부의 승강 이동 거리를 제어하기 위해서 제1의 인코더의 출력 신호를 피드백 신호로서 제1의 모터의 회전량을 제어하고, 제2의 패드 지지부의 승강 이동거리를 제어하기 위해서 제2의 로터리인코더의 출력 신호를 피드백 신호로서 제2의 모터의 회전량을 제어한다. 혹은 다른 매우 적합한 일 태양으로서 승강 제어부는, 제1 및 제2의 패드 지지부의 승강 이동거리를 각각 검출하기 위한 제 1 및 제2의 거리 센서를 가져도 좋다. 이 경우도, 제1의 패드 지지부의 승강 이동거리를 제어하기 위해서 제1의 거리 센서의 출력신호를 피드백 신호로서 제1의 모터의 회전량을 제어하고, 제2의 패드 지지부의 승강 이동 거리를 제어하기 위해서 제2의 거리 센서의 출력 신호를 피드백 신호로서 제2의 모터의 회전량을 제어해도 좋다.
본 발명의 매우 적합한 일 태양에 있어서는, 노즐의 토출구에 대한 높이 위치가 각각의 흡착 패드의 상면 전체에서 균일 레벨이 되도록 제1 및 제2의 패드 지지부의 사이에 흡착 패드의 지점의 높이 위치를 상대적으로 조절하는 흡착 패드 레벨링 조절부도 갖출 수 있다.
본 발명의 매우 적합한 일 태양에 의하면, 반송부가 스테이지의 양측에서 상기 반송 방향으로 연장하는 한쌍의 가이드 레일과 유지부를 탑재하고 가이드 레일에 따라 이동 가능한 슬라이더와 슬라이더를 가이드 레일에 따라 직진 구동하는 반송 구동부를 가진다.
또, 매우 적합한 일 태양으로서 노즐을 승강 이동시키기 위한 노즐 승강기구가 설치됨과 동시에 바로 아래의 측정 대상물과의 거리 간격을 광학적으로 측정하기 위해서 노즐 또는 이것을 지지해 일체로 승강 이동하는 노즐 지지체에 장착된 광학식 거리 센서도 설치된다. 바람직하게는, 이 광학식 거리 센서로 흡착 패드와의 거리 간격을 측정시켜도 좋고 혹은 스테이지상의 기판과의 거리 간격을 측정시켜도 좋다.
또한 본 발명의 매우 적합한 일 태양에 의하면, 반송부의 유지부에 노즐의 높이 위치를 광학적으로 검출하기 위한 광학식 위치 센서가 장착된다. 이 광학식 위치 센서는, 적어도 1개의 흡착 패드와 일체로 설치되는 것이 바람직하고, 반송 방향을 전방으로서 스테이지의 좌우 양측에 설치되는 것이 바람직하다. 매우 적합한 일 태양으로서 이 광학식 위치 센서는, 반송 방향에 대해서 평행 또는 기울기의 각도로 대략 수평으로 광 빔을 출사하는 투광부와 노즐의 하단부가 윗쪽으로부터 출입 가능한 크기의 갭을 두어 투광부의 출사면과 바로 정면에 대향하는 수광면을 갖고, 수광면에 광 빔이 도착해 있는지 아닌지를 나타내는 전기신호를 발생하는 수광부를 가져도 좋다.
이하, 첨부도를 참조해 본 발명의 매우 적합한 실시 형태를 설명한다.
도 1에, 본 발명의 도포 장치를 적용할 수 있는 하나의 구성예로서의 도포 현상 처리 시스템을 도시한다. 상기 도포 현상 처리 시스템 (10)은, 클린 룸내에 설치되고, 예를 들면 사각형의 유리 기판을 피처리 기판 (G)로 하고 LCD 제조 프로세스에 있어서 포트리소그래피 공정 중의 세정, 레지스트 도포, 프리베이크, 현상 및 포스트베이크 등의 일련의 처리를 실시하는 것이다. 노광 처리는 상기 시스템에 인접해 설치되는 외부의 노광 장치 (12)로 행해진다.
상기 도포 현상 처리 시스템 (10)은 중심부에 횡길이의 프로세스 스테이 션(P/S, 16)을 배치하고, 그 긴 방향(X방향) 양단부에 카셋트 스테이션(C/S, 14) 와 인터페이스 스테이션(I/F, 18)을 배치하고 있다.
카셋트 스테이션(C/S, 14)는 시스템 (10)의 카셋트 반입출 포트이며, 기판 (G)를 다단으로 겹쳐 쌓도록 해 복수매 수용 가능한 카셋트 (C)를 수평인 한 방향(Y방향)에 4개까지 나열하여 재치 가능한 카셋트 스테이지 (20)과 상기 스테이지 (20)상의 카세트 (C)에 대해서 기판 (G)의 출입을 실시하는 반송 기구 (22)를 구비하고 있다. 반송 기구 (22)는, 기판 (G)를 1매 단위 또는 2매 단위로 유지할 수 있는 반송 아암 (22a)를 갖고, X, Y, Z,θ의 4축으로 동작 가능하고, 인접하는 프로세스 스테이션(P/S, 16)측과 기판 (G)의 수수를 실시할 수 있게 되어 있다.
프로세스 스테이션(P/S, 16)은, 수평인 시스템 긴 방향(X방향)으로 연장하는평행 또한 역방향의 한 쌍의 라인 (A,B)에 각 처리부를 프로세스 플로우 또는 공정의 순서로 배치 하고 있다.
더욱 상세하게는, 카셋트 스테이션(C/S, 14)측으로부터 인터페이스 스테이션(I/F, 18)측으로 향하는 상류부의 프로세스 라인 (A)에는, 반입 유니트(IN　PASS ,24), 세정 프로세스부 (26), 제1의 열적 처리부 (28), 도포 프로세스부 (30), 제2의 열적 처리부 (32)가 제1의 평류 반송로 (34)에 따라 상류측으로부터 이 순서로 일렬로 배치되어 있다.
더욱 상세하게는, 반입 유니트(IN　PASS, 24)는 카셋트 스테이션(C/S, 14)의 반송 기구 (22)로부터 미처리의 기판 (G)를 1매 단위 또는 2매 단위로 수취하고 소정의 택트로 1매씩 제1의 평류 반송로 (34)에 투입하도록 구성되어 있다. 세정 프로세스부 (26)은 제1의 평류 반송로 (34)에 따라 상류측으로부터 차례로 엑시머 UV조사 유니트 (E－UV, 36) 및 스크러버 세정 유니트(SCR, 38)을 설치하고 있다. 제1의 열적 처리부 (28)은, 상류측으로부터 차례로 애드히젼유니트(AD, 40) 및 냉각 유니트(COL, 42)를 설치하고 있다.
도포 프로세스부 (30)은 상류측으로부터 차례로 패스 유니트(PASS, 43), 레지스트 도포유니트(COT, 44), 패스 유니트(PASS, 45) 및 감압 건조 유니트(VD, 46)을 설치하는 것과 동시에, 패스 유니트(PASS, 43, 45)와 레지스트 도포 유니트(COT, 44)와의 사이의 기판 (G)의 반송을 제1의 평류 반송로 (34)로부터 일단 밖(횡)으로 우회 해 실시하기 위한 반송 장치 (47) 및 바이패스 반송로 (49)를 설치하고 있다. 더욱 상세하게는 상류측인 패스 유니트(PASS, 43)이 제1의 열적 처리부 (28)으로부터 평류하여 반송되어 온 기판 (G)를 바이패스 반송로 (49)의 반송 장치 (47)에 전하고, 반송 장치 (47)이 그 수취 한 기판 (G)를 바이패스 반송로 (49) 경유로 레지스트 도포 유니트(COT, 44)으로 반입한다. 그리고, 레지스트 도포 유니트(COT, 44)로 레지스트 도포 처리가 끝난 기판 (G)를 반송장치 (47)이 반출해 이것을 바이패스 반송로 (49) 경유로 하류측인 패스 유니트(PASS, 45)에 건네준다. 패스 유니트(PASS, 45)로부터 기판 (G)는 다시 제1의 평류 반송로 (34)상에서 평류하여 감압 건조 유니트(VD, 46)에 이송된다. 감압 건조 유니트(VD, 46)은 기판 (G)를 수용하고 또 감압 가능한 챔버와 이 챔버에 평류하여 기판 (G)를 반입출 하는 반송 기구를 가지고 있다.
제2의 열적 처리부 (32)는 상류측으로부터 차례로 프리베이크유니트(PRE－BAKE, 48) 및 냉각 유니트(COL, 50)을 설치하고 있다. 제2의 열적 처리부 (32)의 하류측 근처에 위치하는 제1의 평류 반송로 (34)의 종점에는 패스 유니트(PASS, 52)가 설치되어 있다. 제1의 평류 반송로 (34)상을 평류하여 반송되어 온 기판 (G)는, 상기 종점의 패스 유니트(PASS, 52)로부터 인터페이스 스테이션(I/F, 18)에 수수되도록 되어 있다.
한편, 인터페이스 스테이션(I/F, 18)측으로부터 카셋트 스테이션(C/S, 14)측으로 향하는 하류부의 프로세스 라인 (b)에는, 현상 유니트(DEV, 54), 포스트베이크유니트(POST－BAKE, 56), 냉각 유니트(COL, 58), 검사 유니트(AP, 60) 및 반출 유니트(OUT－PASS, 62)가 제2의 평류 반송로 (64)에 따라 상류측으로부터 이 순서로 일렬로 배치되어 있다. 여기서, 포스트베이크유니트(POST－BAKE, 56) 및 냉각 유니트(COL, 58)은 제3의 열적 처리부 (66)을 구성한다. 반출 유니트(OUT　PASS, 62)는, 제2의 평류 반송로 (64)로부터 처리 끝난 기판 (G)를 1매씩 수취하고 카셋트 스테이션(C/S, 14)의 반송 기구 (22)에 1매 단위 또는 2매 단위로 전해주도록 구성되어 있다.
양프로세스 라인 (A,B)의 사이에는 보조 반송 공간 (68)이 설치되어 있다. 또한 기판 (G)를 1매 단위로 수평으로 재치 가능한 셔틀(도시하지 않음)이 구동 기구(도시하지 않음)에 의해 프로세스 라인 방향(X방향)으로 쌍방향으로 이동할 수 있게 되어 있어도 괜찮다.
인터페이스 스테이션(I/F, 18)은, 상기 제 1 및 제2의 평류 반송로 (34, 64)나 인접하는 노광 장치 (12)로 기판 (G)의 교환을 행하기 위한 반송 장치 (72)를 갖고, 상기 반송 장치 (72)의 주위에 로터리 스테이지(R/S, 74) 및 주변장치 (76)을 배치하고 있다. 로터리 스테이지(R/S, 74)는 기판 (G)를 수평면내에서 회전시키는 스테이지이고, 노광 장치 (12)와의 수수에 있어서 직사각형의 기판 (G)의 방향을 변환하기 위해서 이용된다. 주변장치 (76)은, 예를 들어 타이틀러(TITLER)나 주변 노광 장치(EE) 등을 제2의 평류 반송로 (64) 위의 층에 설치하고 있다. 도시는 생략 하지만, 주변장치 (76) 아래에는 반송 장치 (72)로부터 기판 (G)를 수취하여 제2의 평류 반송로 (64)에 싣는 시점의 패스 유니트(PASS)가 설치되어 있다.
도 2에, 상기 도포 현상 처리 시스템에 있어서의 1매의 기판 (G)에 대한 전체 공정의 처리 순서를 나타낸다. 먼저, 카셋트 스테이션(C/S, 14)에 대해, 반송 기구 (22)가, 스테이지 (20)상의 어느 하나의 카셋트 (C)로부터 기판 (G)를 1매 또는 2매 꺼내고, 그 꺼낸 기판 (G)를 프로세스 스테이션(P/S, 16)의 프로세스 라인 (A)측의 반입 유니트(IN　PASS, 24)으로 반입한다(스텝 S1). 반입 유니트(IN　PASS, 24)로부터 기판 (G)는 소정의 택트로 1매씩 제1의 평류 반송로 (34)상에 이재 또는 투입된다.
제1의 평류 반송로 (34)에 투입된 기판 (G)는 최초로 세정 프로세스부 (26)에 있어서 액시머 UV조사 유니트(E－UV, 36) 및 스크러버 세정 유니트(SCR, 38)에 의해 자외선 세정 처리 및 스크러빙 세정 처리가 차례로 실시된다(스텝 S2, S3). 스크러버 세정 유니트(SCR, 38)은, 제 1 평류 반송로 (34)상을 수평으로 이동하는 기판 (G)에 있어서, 브러싱 세정이나 블로우 세정을 실시함으로써 기판 상면으로부터 입자 형상의 더러움을 제거하고, 그 후에 린스 처리를 가해, 마지막에 에어 나이프등을 이용해 기판 (G)를 건조시킨다. 스크러버 세정 유니트(SCR, 38)에 있어서의 일련의 세정 처리를 끝내면 기판 (G)는 그대로 제 1의 평류 반송로 (34)를 내려 제1의 열적 처리부 (28)을 통과한다.
제1의 열적 처리부 (28)에 대해, 기판 (G)는, 최초로 애드히젼유니트(AD, 40)으로 증기 형상의 HMDS를 이용하는 애드히젼 처리가 가해져 피처리면을 소수화 시킨다(스텝 S4). 상기 애드히젼 처리의 종료 후에, 기판 (G)는 냉각 유니트(COL,42)로 소정의 기판 온도까지 냉각된다(스텝 S5). 이 후도, 기판 (G)는 제1 평류 반송로 (34)를 나와 도포 프로세스부 (30)으로 반송된다.
도포 프로세스부 (30)에 들어가면 기판 (G)는, 패스 유니트(PASS, 43)으로부터 바이패스 반송로 (49)를 경유해 레지스트 도포 유니트(COT, 44)으로 반입되어 장척형의 슬릿 노즐을 이용하는 부상 반송의 스핀레스법에 의해 기판 상면(피처리면)에 레지스트액이 도포된다. 그 다음에, 바이패스 반송로 (49) 및 패스 유니트(PASS, 45)를 경유해 감압 건조 유니트(VD, 46)에 보내져 여기서 감압에 의한 상온의 건조 처리를 받는다(스텝 S6).
도포 프로세스부 (30)을 나온 기판 (G)는 제1의 평류 반송로 (34)를 내려 제2의 열적 처리부 (32)를 통과한다. 제2의 열적 처리부 (32)에 대해 기판 (G)는, 최초로 프리베이크유니트(PRE－BAKE, 48)으로 레지스트 도포 후의 열처리 또는 노광전의 열처리로서 프리베이킹을 받는다(스텝 S7). 상기 프리베이킹에 의해, 기판 (G)상의 레지스트막 안에 잔류하고 있던 용제가 증발해 제거되어 기판에 대한 레지스트막의 밀착성이 강화된다. 다음에, 기판 (G)는 냉각 유니트(COL, 50)으로 소정 의 기판 온도까지 냉각된다(스텝 S8). 그 후, 기판 (G)는, 제1의 평류 반송로 (34)의 종점의 패스 유니트(PASS, 52)로부터 인터페이스 스테이션(I/F, 18)의 반송 장치 (72)에 머문다.
인터페이스 스테이션(I/F, 18)에 있어서, 기판 (G)는 로터리 스테이지 (74)로 예를 들어 90도의 방향 변환을 받고 나서 주변장치 (76)의 주변 노광 장치(EE)으로 반입되어, 거기서 기판 (G)의 주변부에 부착하는 레지스트를 현상시에 제거하기 위한 노광을 수취한 후에, 근처의 노광 장치 (12)에 보내진다(스텝 S9).
노광 장치 (12)에서는 기판 (G)상의 레지스트에 소정의 회로 패턴이 노광된다. 그리고, 패턴 노광을 끝낸 기판 (G)는, 노광 장치 (12)로부터 인터페이스 스테이션(I/F, 18)에 되돌려지면(스텝 S9), 먼저 주변장치 (76)의 타이틀러(TITLER)에 반입되어 거기서 기판상의 소정의 부위에 소정의 정보가 기록된다(스텝 S10). 그후, 기판 (G)는, 반송 장치 (72)에 의해 프로세스 스테이션(P/S, 16)의 프로세스 라인 (B)측에 부설되어 있는 제2의 평류 반송로 (64)의 시점 패스 유니트(PASS)에 반입된다.
이렇게 하여 기판 (G)는 이번에는 제2의 평류 반송로 (64)상을 프로세스 라인 (B)의 하류 측으로 향하여 반송된다. 최초의 현상 유니트(DEV, 54)에 대해, 기판 (G)는, 평류하여 반송 되는 동안에 현상, 린스, 건조의 일련의 현상 처리가 가해진다(스텝 S11).
현상 유니트(DEV, 54)로 일련의 현상 처리를 끝낸 기판 (G)는 그대로 제 2의 평류 반송로 (64)에 놓여진 채로 제3의 열적 처리부 (66) 및 검사 유니트(AP, 60)을 차례로 통과한다. 제3의 열적 처리부 (66)에 대해, 기판 (G)는 최초로 포스트베이크유니트(POST－BAKE, 56)으로 현상 처리 후의 열처리로서 포스트베이킹을 받는다(스텝 S12). 상기 포스트베이킹에 의해, 기판 (G)상의 레지스트막에 잔류하고 있던 현상액이나 세정액이 증발하여 제거되고, 기판에 대한 레지스트 패턴의 밀착성이 강화된다. 다음에, 기판 (G)는, 냉각 유니트(COL, 58)으로 소정의 기판 온도로 냉각된다(스텝 S13). 검사 유니트(AP, 60)에서는 기판 (G)상의 레지스트 패턴에 대해 비접촉의 선폭 검사나 막질·막두께 검사 등을 한다(스텝 S14).
반출 유니트(OUT　PASS, 62)는, 제2의 평류 반송로 (64)로부터 전체 공정의 처리를 끝내 온 기판 (G)를 1매씩 수취하고 1매 단위 또는 2매 단위로 카셋트 스테이션(C/S, 14)의 반송 기구 (22)에 건네준다. 카셋트 스테이션(C/S, 14)측에서는 반송 기구 (22)가, 반출 유니트(OUT　PASS, 62)로부터 1매 단위 또는 2매 단위로 수취한 처리완료의 기판 (G)를 어느 하나(통상은 원래)의 카셋트 (C)에 수용한다(스텝 S1).
상기 도포 현상 처리 시스템 (10)에 대해서는, 도포 프로세스부 (30)내의 레지스트 도포 유니트(COT, 44)에 본 발명을 적용할 수가 있다. 이하, 도 3~도 17에 대해, 본 발명을 레지스트 도포 유니트(COT, 44)에 적용한 하나의 실시 형태를 상세하게 설명한다.
도 3~도 5는 본 실시 형태에 있어서의 레지스트 도포 유니트(COT, 44)의 전체 구성을 나타내고 도 3은 대략 평면도, 도 4는 사시도, 도 5는 대략 정면도이다.
　도 3에 나타나는 바와 같이 레지스트 도포 유니트(COT, 44)는, 제1의 평류 반송로 (34, 도 1)의 반송 방향(X방향)으로 길게 연장하는 스테이지 (80)을 가지고 있다. 도포 처리를 받는 새로운 기판 (G)는, 반송 장치 (47)에 의해 바이패스 반송로 (49)로부터 화살표 (FA)로 나타나는 바와 같이 스테이지 (80)의 반송 상류단의 영역(반입 영역 (M₁))으로 반입된다. 그리고, 스테이지 (80)상의 화살표 (FB)로 나타내는 바와 같은 부상 반송에 의해 스핀레스법의 레지스트 도포 처리를 받은 기판 (G)는, 스테이지 (80)의 반송 하류단의 영역(반출 영역 (M5))로부터 화살표 (FC)로 나타내는 바와 같이 바이패스 반송로 (49)측의 반송 장치 (47)에 머문다. 스테이지 (80)의 긴 방향 중심부의 영역(도포 영역 (M₃))의 윗쪽에는, 기판 (G)에 레지스트액을 공급하기 위한 장척형의 레지스트 노즐 (82)가 배치되어 있다.
도 4에 나타나는 바와 같이 스테이지 (80)은 기판 (G)를 기체 압력의 힘으로 공중에 띄우는 부상식 스테이지로서 구성되어 있고 그 상면에는 소정의 기체(통상은 에어)를 분출하는 다수의 분출구 (88)이 한면에 형성되어 있다. 그리고, 스테이지 (80)의 좌우 양측으로 배치되어 있는 직진 운동형의 기판 반송부 (84)가, 스테이지 (80)상에서 떠 있는 기판 (G)를 탈착 가능하게 유지하여 스테이지 긴 방향(X방향)으로 기판 (G)를 반송하게 되어 있다. 스테이지 (80)상에서 기판 (G)는 그 한 쌍의 변이 반송 방향(X방향)과 평행으로, 다른 한 쌍의 변이 반송 방향과 직교하도록 수평 자세를 취하여 부상 반송된다
스테이지 (80)은, 그 긴 방향(X방향)에 대해 5개의 영역 (M₁, M₂, M₃, M₄, M5)으로 분할되어 있다(도 5). 좌단의 영역 (M₁)은 반입 영역이며, 도 3에 상술한 바와 같이 도포 처리를 받아야 할 신규의 기판 (G)는 바이패스 반송로 (49)로부터 이 반입 영역 (M₁)으로 반입된다. 상기 반입 영역 (M₁)에는, 반송 장치 (47)의 반송 아암으로부터 기판 (G)를 수취하여 스테이지 (80)상에 로딩하기 위해서 스테이지 아래쪽의 원위치와 스테이지 윗쪽의 주행위치와의 사이에 승강 이동 가능한 복수개의 리프트 핀 (86)이 소정의 간격을 두고 설치되어 있다. 이들의 리프트 핀 (86)은, 예를 들어 에어 실린더(도시하지 않음)를 구동원으로 이용하는 반입용의 리프트 핀 승강부 (85, 도 12)에 의해 승강 구동된다.
상기 반입 영역 (M₁)은 기판 (G)의 부상 반송이 개시되는 영역이기도 하고, 상기 영역내의 스테이지 상면에는 기판 (G)를 반입용의 부상 높이 또는 부상량 (Ha)로 부상하기 위해서 고압 또는 정압의 압축 공기를 분출하는 분출구 (88)이 일정한 밀도로 다수 설치되어 있다. 여기서, 반입 영역 (M1)에서의 기판 (G)의 부상 높이 (Ha)는 특히 높은 정밀도를 필요로 하지 않고, 예를 들어 250~350μm의 범위내로 유지되면 좋다. 또, 반송 방향(X방향)에 대해, 반입 영역 (M₁)의 사이즈는 기판 (G)의 사이즈를 웃돌고 있는 것이 바람직하다. 또한 반입 영역 (M₁)에는, 기판 (G)를 스테이지 (80)상에서 위치 맞춤하기 위한 얼라인먼트부(도시하지 않음)도 설치되어도 좋다.
스테이지 (80)의 긴 방향 중심부에 설정된 영역 (M₃)은 레지스트액 공급 영역 또는 도포영역이며, 기판 (G)는 상기 도포 영역 (M₃)를 통과할 때에 윗쪽의 레지스트 노즐 (82)로부터 레지스트액 (R)의 공급을 받는다. 도포 영역 (M₃)에서의 기판 부상 높이 (Hb)는 레지스트 노즐 (80)의 하단(토출구)과 기판 상면(피처리면)의 사이의 도포 갭 (S, 예를 들어 200μm)을 규정한다. 상기 도포 갭 (S)는 레지스트 도포막의 막두께나 레지스트 소비량을 좌우하는 중요한 파라미터이며, 높은 정밀도로 일정하게 유지될 필요가 있다. 이것으로부터, 도포 영역(M₃)의 스테이지 상면에는, 예를 들어 도 6에 나타나는 바와 같은 배열 패턴으로, 기판 (G)를 원하는 부상 높이 (Hb)로 부상하기 위해서 고압 또는 정압의 압축 공기를 분출하는 분출구 (88)과 부압으로 공기를 흡입하는 흡인구 (90)을 혼재시켜 설치하고 있다. 그리고, 기판 (G)의 도포 영역 (M₃)내에 위치하고 있는 부분에 대해서 분출구 (88)로부터 압축 공기에 의한 수직 상향의 힘을 더하는 것과 동시에, 흡인구 (90)에 의해 부압 흡인력에 의한 수직 아래로 향한 힘을 부가하고, 상대 저항하는 쌍방향의 힘의 밸런스를 제어하는 것으로, 도포용의 부상 높이 (Hb)를 설정값(예를 들어 30~50μm) 부근에 유지하도록 하고 있다.
반송 방향(X방향)에서의 도포 영역 (M₃)의 사이즈는, 레지스트 노즐 (82)의 바로 아래에 상기와 같이 좁은 도포 갭 (S)를 안정되게 형성할 수 있는 정도의 여유가 있으면 좋고 통상은 기판 (G)의 사이즈보다 작아서 좋고 예를 들어 1/3~1/4 정도로 좋다.
도 6에 나타나는 바와 같이 도포 영역 (M₃)에 대해서는, 반송 방향(X방향)에 대해서 일정한 경사진 각도를 이루는 직선(M)상에 분출구 (88)으로 흡인구 (90)을 교대로 배치해, 인접하는 각 열의 사이에 직선(M)상의 피치로 적당한 오프셋 (α)를 설치하고 있다. 관련되는 배치 패턴에 의하면, 분출구 (88) 및 흡인구 (90)의 혼재 밀도를 균일하게 해 스테이지 (80)상의 기판 부상력을 균일화 가능할 뿐만 아니라, 기판 (G)가 반송 방향(X방향)으로 이동할 때에 분출구 (88) 및 흡인구 (90)와 대향하는 시간의 비율을 기판 각부에서 균일화하는 것도 가능하고, 이것에 의해 기판 (G)상에 형성되는 도포막에 분출구 (88)또는 흡인구 (90)의 트레이스 또는 전사 흔적이 남는 것을 방지할 수가 있다. 도포 영역 (M₃)의 입구에서는, 기판 (G)의 선단부가 반송 방향과 직교방향(Y방향)으로 균일한 부상력을 안정되게 받도록, 동방향(직선 J상)으로 배열하는 분출구 (88) 및 흡인구 (90)의 밀도를 높게 하는 것이 바람직하다. 또, 도포 영역 (M₃)에 있어서도 스테이지 (80)의 양측 테두리부(직선 K상)에는, 기판 (G)의 양측 테두리부가 늘어지는 것을 방지하기 위해, 분출구 (88)만을 배치하는 것이 바람직하다.
다시 도 5에 있어서, 반입 영역 (M₁)과 도포 영역 (M₃)의 사이에 설정된 중간의 영역 (M₂)는 반송중에 기판 (G)의 부상 높이 위치를 반입 영역 (M₁)에서의 부상 높이 (Ha)로부터 도포 영역 (M₃)에서의 부상 높이 (Hb)로 변화 또는 천이 시키기 위한 천이 영역이다. 상기 천이 영역 (M₂)내에서도 스테이지 (80)의 상면에 분출구 (88)과 흡인구 (90)을 혼재시켜 배치할 수가 있다. 그 경우는, 흡인구 (90)의 밀도를 반송 방향에 따라 점차 크게 하고, 이것에 의해 반송중에 기판 (G)의 부상 높이가 점차적으로 Ha로부터 Hb로 이동하도록 해도 좋다. 혹은, 이 천이 영역 (M₂)에 대해서는, 흡인구 (90)을 포함하지 않고 적당한 배치 패턴으로 분출구 (88)만을 설치하는 구성도 가능하다.
도포 영역 (M₃)의 하류측 근처의 영역 (M₄)는, 반송중에 기판 (G)의 부상 량을 도포용의 부상량 (Hb)로부터 반출용의 부상높이 (Hc,예를 들어 250~350μm)로 바꾸기 위한 천이 영역이다. 상기 천이 영역 (M₄)에서도, 스테이지 (80)의 상면에 분출구 (88)과 흡인구 (90)을 혼재시켜 배치해도 좋고, 그 경우는 흡인구 (90)의 밀도를 반송 방향에 따라 점차 작게 하는 것이 좋다. 혹은, 흡인구 (90)을 포함하지 않고 적당한 배치 패턴으로 분출구 (88)만을 설치하는 구성도 가능하다. 또, 도 6에 나타나는 바와 같이 도포 영역 (M₃)와 동일하게 천이 영역 (M₄)에서도, 기판 (G)상에 형성된 레지스트 도포막에 전사 흔적이 남는 것을 방지하기 위해서 흡인구 (90) 및 분출구 (88))을 기판 반송 방향(X방향)에 대해서 일정한 경사진 각도를 이루는 직선 (E)상에 배치하고, 인접하는 각 열간에 배열 피치로 적당한 오프셋 (β)를 설치하는 구성이 바람직하다.
스테이지 (80)의 하류단(우단)의 영역 (M5)는 반출 영역이다. 레지스트 도포 유니트(COT, 44)로 도포 처리를 받은 기판 (G)는, 이 반출 영역 (M5)로부터 반송 장치 (47, 도 1)에 의해 바이패스 반송로 (49)를 경유해 하류측의 감압 건조 유니트(VD, 46, 도 1)에 이송된다. 상기 반출 영역 (M5)에는, 기판 (G)를 반출용의 부상 높이 (Hc)로 부상하기 위한 분출구 (88)이 스테이지 상면에 일정한 밀도로 다수 설치되어 있는 것과 동시에, 기판 (G)를 스테이지 (80)상에서 언로딩 해 반송 장치 (47)에 수수하기 위해서 스테이지 아래쪽의 원위치와 스테이지 윗쪽의 주행위치와의 사이에 승강 이동 가능한 복수개의 리프트 핀 (92)가 소정의 간격을 두고 설치되어 있다. 이러한 리프트 핀 (92)는 예를 들어 에어 실린더(도시하지 않음)를 구동원으로 이용하는 반출용의 리프트 핀 승강부 (95,도 12)에 의해 승강 구동된다.
레지스트 노즐 (82)는 스테이지 (80)상의 기판 (G)를 일단으로부터 타단까지 커버할 수 있는 슬릿 형상의 토출구 (82a)를 갖고, 문형 또는 コ 자형의 프레임 (138; 도 3, 도 11)에 승강 가능하게 장착되어 레지스트액 공급 기구 (96,도 12)로부터의 레지스트액 공급관 (98, 도 4)에 접속되어 있다.
기판 반송부 (84)는 도 3, 도 4 및 도 7에 나타나는 바와 같이 스테이지 (80)의 양측에 평행으로 배치된 좌우 한 쌍의 가이드 레일 (100L, 100R)과 이들 가이드 레일 (100L, 100R)상에서 반송 방향(X방향)으로 이동 가능하게 장착된 좌우 한 쌍의 슬라이더 (102L, 102R)과, 양가이드 레일 (100L, 100R)상에서 양슬라이더 (102L, 102)를 동시 또는 평행으로 직진 이동시키는 반송 구동부 (104)와 기판 (G)를 탈착 가능하게 유지하기 위해 양슬라이더 (102L, 102)에 탑재되어 있는 유지부 (106)을 구비하고 있다. 반송 구동부 (104)는, 직진형의 구동 기구 예를 들어 리니어 모터에 의해 구성되어 있다.
유지부 (106)은, 도 3, 도 4, 도 7~도 9에 나타나는 바와 같이 기판 (G)의 네 모서리의 이면(아래쪽 면)에 진공 흡착력으로 결합하는 4개의 흡착 패드 (108(1), 108(2), (108(3), 108(4)))와 각 흡착 패드 (108(i), i=1~4)를 반송 방향(X방향)으로 일정한 간격을 둔 2개 지점에서 수직 방향의 변위를 규제해 지지하는 한 쌍의 패드 지지부 ((110a, 110b))와 이들 한 쌍의 패드 지지부 ((110a, 110b))를 각각 독립으로 승강 이동 또는 승강 변위시키는 한 쌍의 패드 액츄에이터 (112a, 112b)를 가지고 있다.
보다 상세하게는, 각 흡착 패드 (108(i))은, 도 9 및 도 10에 나타나는 바와 같이 예를 들어 스텐레스강철(SUS)로 이루어지는 직방체 형상의 패드 본체의 상면에 복수개의 흡인구 (114)를 설치하고 있다. 또한 도시의 구성예는, 기판에 대한 밀착성 내지 흡착력을 높이기 위해, 각 흡인구 (114)에 고무의 벨로즈 (116)을 일부 노출시켜 장착하고 있다. 각 흡인구 (114)는 패드 본체내의 진공 통로를 개재하여 외부의 진공관 (118,도 8)에 접속되어 있다. 상기 진공관 (118)은, 패드 흡착 제어부 (115, 도 12)의 진공원(도시하지 않음)에 통하고 있다.
패드 지지부 ((110a, 110b))는, 예를 들어 스텐레스강(SUS)로 이루어지는 L자형의 강체 봉이다. 앞부의 패드 지지부 (110a)는, 그 하단부(기초단부)가 수직 방향으로 연장하여 앞부 패드 액츄에이터 (112a)에 결합되고, 그 상단부가 수평 방향으로 연장하여 흡착패드 (108(i))의 앞부에 결합되어 있다. 후부의 패드 지지부 (110b)는, 그 하단부(기초단부)가 수직 방향으로 연장하고 후부 패드 액츄에이터 (112b)에 결합되고 또한 그 상단부가 수평 방향으로 연장하여 흡착 패드 (108(i))의 후부에 결합되어 있다.
여기서, 흡착 패드 (108(i))과 양패드 지지부 ((110a, 110b))의 결합 관계는 양패드 지지부 ((110a, 110b))간의 승강 오차를 흡착 패드 (108(i)) 측에서 흡수할 수 있는 구성이 바람직하다. 이를 위해서는 양패드 지지부 ((110a, 110b))의 쌍방이 흡착 패드 (108(i))을 그 주위로 수직면내에서 회전 변위 가능하게 하는 수평 회전축을 갖고 양패드 지지부 ((110a, 110b))의 한쪽이 흡착 패드 (108(i))을 수평 방향으로 직동변위 가능으로 하는 직동축을 가지는 구성이 바람직하다. 본 실시 형 태에서는, 예를 들어 도 10에 나타나는 바와 같이 흡착패드 (108(i))의 앞부에 죠인트부 (120a)를 개재하여 앞부 베어링 (122a)를 장착함과 동시에 흡착 패드 (108(i))의 후부에 X방향의 직동가이드 (120b)를 개재하여 후부 베어링 (122b)를 장착하고 앞부 베어링 (122a) 및 후부 베어링 (122b)에 양 패드 지지부 ((110a, 110b))의 수평 상단부를 각각 결합시키고 있다.
앞부 패드 액츄에이터 (112a)는 예를 들어 써보모터 (124a)와, 이 써보모터 (124a)의 회전 구동력을 앞부 패드 지지부 (110a)의 수직 방향의 직진 운동으로 변환하는, 예를 들어 직동가이드 일체형의 볼나사 기구로 이루어지는 전동 기구 (126a)를 가지고 있다. 후부 패드 액츄에이터 (112b)는, 예를 들어 써보모터 (124b)와 이 써보모터 (124b)의 회전 구동력을 후부 패드 지지부 (110b)의 수직 방향의 직진 운동으로 변환하는 예를 들면 직동가이드 일체형의 볼 나사 기구로 이루어지는 전동 기구 (126b)를 가지고 있다. 양 써보모터 ((124a, 124b))에는 각각의 회전각을 검출하기 위한 로터리 인코더(도시하지 않음)가 장착되어 있다. 그들 로터리 인코더의 출력 신호를 피드백 신호로서 양 써보모터 ((124a, 124b))의 회전량을 각각 제어함으로써 앞부 및 후부 패드 지지부 ((110a, 110b))의 승강 이동거리를 대략 정확하게 일치 시킬 수가 있다.
또한 본 실시 형태에서는, 양패드 지지부 ((110a, 110b))에 대한 상기와 같은 승강 이동 제어의 정밀도를 한층 높이기 위해서 도 8 및 도 9에 나타나는 바와 같이 양패드 지지부(110a, 110b)의 승강 위치 또는 승강 이동거리를 각각 실측해 피드백하는 리니어 스케일 (124a, 124b)를 설치하고 있다. 각 리니어 스케일 (124a, 124b)는, 슬라이더 102L(102R)에 장착된 Z방향으로 늘어나는 눈금부 (126)과 이 눈금부 (126)의 눈금을 광학적으로 읽어내기 위해서 각 패드 지지부 ((110a, 110b))에 장착된 눈금 독취부 (128)을 가지고 있다.
본 실시 형태의 유지부 (106)은 상술한 것처럼, 각 흡착 패드 (108(i))을 실질적으로 휘지 않는 견고한 한 쌍의 패드 지지부 ((110a, 110b))를 개재하여 한 쌍의 패드 액츄에이터 (112a, 112b)에 의해 2축으로 승강 구동하므로, 각 흡착 패드 (108(i))을 일정한 자세(특히 수평 자세)를 유지해 안정되게 승강 이동시킬 수가 있다.
또한 기판 반송부 (84)에 대해 슬라이더 (102L, 102R)에 탑재되어 있는 각부와 정치(定置)의 제어부나 용력 공급원을 묶는 전기 배선이나 배관 등은 모두 가요성의 케이블 베어(도시하지 않음) 로 묶을 수 있다.
도 9에 있어서 앞열 좌측의 흡착 패드 (108(1))에는, 이것과 일체로 광학식 위치 센서 (130)이 장착되어 있다. 앞열 우측의 흡착 패드 (108(2))에도, 이것과 일체로 동일한 광학식 위치 센서 (130)이 장착되어 있다. 상기 광학적 위치 센서 (130)은, 종래의 다이얼 게이지에 대신해 레지스트 노즐 (82)의 높이 위치 측정에 이용되는 것이고, 그 구성 및 작용은 도 9, 도 16, 도 17을 참조해 후에 상술한다.
상기와 같이, 스테이지 (80)의 상면에 형성된 다수의 분출구 (88) 및 그들에부상력 발생용의 압축 공기를 공급하는 압축 공기 공급 기구 (134,도 11), 또 스테이지 (80) 도포 영역 (M₃)내에 분출구 (88)과 혼재해 형성된 다수의 흡인구 (90) 및 그들에 진공의 압력을 공급하는 진공 공급 기구 (136,도 11)에 의해 반입 영역 (M₁)이나 반출 영역 (M5)에서는 기판 (G)를 반입출이나 고속 반송에 적절한 부상 높이 (Ha, Hc)로 부상시키고 도포 영역 (M₃)에서는 기판 (G)를 안정 되고 또한 정확한 레지스트 도포 주사에 적절한 설정 부상 높이 (Hb)로 부상하기 위한 스테이지 기판 부상부 (135,도 12)가 구성되어 있다.
도 11에, 노즐 승강기구 (132), 압축 공기 공급 기구 (134) 및 진공 공급 기구 (136)의 구성을 나타낸다. 노즐 승강기구 (132)는, 도포 영역 (M₃) 위를 반송 방향(X방향)과 직교 하는 수평 방향(Y방향)으로 넘도록 가설된 문형 프레임 (138)과 이 문형 프레임 (138)에 장착된 수직 직선 운동 기구 (140L, 140R)과 이들 수직 직선 운동 기구 (140L, 140R)의 사이에 수평으로 걸치는 이동체(승강체)의 노즐 지지체 (142)를 가진다. 각 수직 직선 운동 기구 (140L, 140R)의 구동부는 예를 들어 펄스 모터 ((144L, 144R)), 볼 나사 (146L, 146R) 및 가이드 부재 (148L, 148R)을 가지고 있다. 펄스 모터 (144L, 144R)의 회전력이 볼 나사 기구(146L,148L), (146R, 148R)에 의해 수직 방향의 직선 운동으로 변환되어 승강체의 노즐 지지체 (142)와 일체로 레지스트 노즐 (82)가 수직 방향으로 승강 이동한다. 펄스 모터 (144L, 144R)의 회전량 및 회전 정지 위치에 의해 레지스트 노즐 (82)의 승강 이동량 및 높이 위치를 임의로 제어할 수 있게 되어 있다. 노즐 지지체 (142)는, 예를 들어 각 기둥의 강체로 이루어지고, 그 한 측면으로 레지스트 노즐 (82)를 플랜지, 볼트 등을 개재하여 탈착 가능하게 장착하고 있다.
압축 공기 공급 기구 (134)는, 스테이지 (80) 상면에서 분할된 복수의 지역별로 분출구 (88)에 접속된 정압 매니폴드 (150)과 그들 정압 매니폴드 (150)에 예를 들어 공장용력의 압축 공기원 (152)로부터의 압축 공기를 보내는 압축 공기 공급관 (154)와 이 압축 공기 공급관 (154)의 도중에 설치되는 레귤레이터 (156)을 가지고 있다. 진공공급기구 (136)은, 스테이지 (80) 상면에서 분할된 복수의 지역별로 흡인구 (90)에 접속되고 부압 매니폴드 (158)과 그들 부압 매니폴드 (158)에 예를 들어 공장용력의 진공원 (160)으로부터의 진공을 보내는 진공관 (162)와 이 진공관 (162)의 도중에 설치되는 조임 밸브 (164)를 가지고 있다.
또, 레지스트 도포 유니트(COT, 44)는 레지스트 노즐 (82)로 기판 (G) 혹은각 흡착 패드 (108(i))과의 거리 간격을 측정하기 위해서, 도 11에 나타나는 바와 같이 노즐 지지체 (142)에 광학식의 거리 센서 (166, 166L, 166R)을 장착하고 있다. 상기 광학식 거리 센서 (166)은, 노즐 지지체 (142) 및 레지스트 노즐 (82)와 일체로 승강 이동하고, 임의의 높이 위치에서 바로 아래의 물체 즉 스테이지 (80)상의 기판 (G)와의 거리 간격, 혹은 각 흡착 패드 (108(i))과의 거리 간격을 광학적으로 측정할 수가 있다. 상기 광학적인 거리 측정을 위해서 광학식 거리 센서 (166)은, 수직 아래쪽에 광 빔을 투광하는 투광부와, 그 광빔이 닿은 물체(기판 또는 흡착 패드)로부터 반사해 오는 빛을 측정거리에 따른 위치에서 수광하는 수광부를 포함하고 있다. 도시의 구성예에서는, 좌우 한 쌍의 광학식 거리 센서 (166L, 166R)을 이용하고, 기판 (G) 또는 흡착 패드 (108(i))과의 거리를 좌우 양사이드에서 각각 측정하도록 하고 있다.
도 12에, 본 실시 형태의 레지스트 도포 유니트(COT, 44)에 있어서의 제어계 의 주요 구성을 나타낸다. 콘트롤러 (170)은, 1개 또는 복수개의 마이크로 컴퓨터를 포함하고, 유니트내의 각부, 특히 레지스트액 공급 기구 (96), 노즐 승강기구 (132), 스테이지 기판부상부 (135), 기판 반송부 (84 ;반송 구동부 (104), 패드 흡착 제어부 (115), 패드 액츄에이터 (112), 반입용 리프트 핀 승강부 (85), 반출용 리프트 핀 승강부 (95) 등의 개개의 동작과 전체의 동작(순서)을 제어한다. 특히, 콘트롤러 (170)은, 도포 처리에 관한 일절의 제어나 각종 부가 기능에 관한 일절의 제어를 실행하기 위한 프로그램(소프트웨어)를 격납하는 프로그램메모리를 가지고 있고 마이크로 컴퓨터내 중앙연산 제어부(CPU)가 프로그램메모리로부터 순서대로 필요한 프로그램을 독출하여 실행하게 되어 있다. 또, 프로그램의 보존 관리에 하드 디스크, 광디스크, 플래시메모리 등의 각종 기억 매체를 이용할 수가 있다.
다음에, 본 실시 형태의 레지스트 도포 유니트(COT, 44)에 있어서의 도포 처리 동작을 설명 한다. 콘트롤러 (170)은, 상기와 같은 프로그램메모리에 격납되어 있는 레지스트 도포 처리용의 프로그램에 따라 일련의 도포 처리 동작을 제어한다.
반송 장치 (47, 도 1)에 의해 미처리의 새로운 기판 (G)가 스테이지 (80)의 반입 영역 (M₁)으로 반입되면 리프트 핀 (86)이 주행위치에서 기판 (G)를 수취한다. 반송 장치 (47)의 반송 아암이 퇴출 한 후, 리프트 핀 (86)이 하강해 기판 (G)를 반송용의 높이 위치 즉 부상 높이 (Ha,도 5)까지 내린다. 그 다음에, 얼라인먼트부(도시하지 않음)가 작동해, 부상 상태의 기판 (G)에 사방으로부터 누름 부재(도시하지 않음)를 눌러, 기판 (G)를 스테이지 (80)상에서 위치 맞춤 한다. 또한 폭방향(Y방향)에서는 스테이지 (80)의 사이즈가 기판 (G)의 사이즈보다 다소 작고, 기판 (G)의 좌우 양단부가 스테이지 (80)의 바깥으로 다소(예를 들어 6~10 mm정도) 돌출하도록 되어 있다.
반입부 (M₁)에는 기판 반송부 (84)가 대기하고 있어, 얼라인먼트 동작이 완료하면 기판 (G)의 네 모서리와 유지부 (106)의 흡착 패드 (108(1), 108(2), (108(3), 108(4)))가 각각 상하로 대향한다. 직후에, 각 위치의 유지부 (106)이, 앞부 및 후부 패드액츄에이터 (112a, 112b)를 동시에 작동시켜, 앞부 및 후부 패드 지지부 (110a, 110b)를 동일한 타이밍 및 스트로크로 상승 이동시켜, 흡착 패드 (108(i))를 원위치(퇴피 위치)로부터 주행위치(유지 위치)에 상승시킨다. 이 직전부터 패드 흡착 제어부 (115)가 흡착 패드 (108(1)~108(4))로의 진공 공급을 온 시키고 있고 일정한 높이 위치에서 기판 (G)의 네 모서리의 이면에 4개의 흡착 패드 (108(1)~108(4))가 각각 아래로부터 접촉해 진공 흡착력으로 결합한다. 이렇게 하여, 기판 (G)는, 스테이지 (80)으로부터 공기압의 부상력을 기판 전체에 받는 것과 동시에, 그 네 모서리만을 유지부 (106)의 4개의 흡착 패드 (108(1)~108(4))에 의해 국소적으로 흡착 유지된다. 유지부 (106)이 기판 (G)를 수취하면 이 직후에 얼라인먼트부는 누름 부재를 소정 위치에 퇴피시킨다.
다음에, 기판 반송부 (84)는, 유지부 (106)의 흡착 패드 (108(1)~108(4))에 기판 (G)의 네 모서리를 유지시킨 상태로, 기판 (G)의 부상 반송을 개시한다. 즉, 반송 구동부 (104)가 좌우의 양슬라이더 (102L, 102R)를 반송 시점 위치로부터 반송 방향(X방향)으로 비교적 고속의 일정 속도로 직진 이동시킨다. 이렇게 해 기판 (G)가 스테이지 (80)상을 부상 반송하여 도포 영역 (M₃)으로 향해 이동하고 바로 기판 (G)의 전단부가 레지스트 노즐 (82)의 바로 아래 부근의 설정 위치에 도착한 시점에서 기판 반송부 (84)가 이 제1 단계의 기판 반송을 정지한다. 이 때, 노즐 승강기구 (132)는, 레지스트 노즐 (82)를 윗쪽의 퇴피 위치에서 대기시키고 있다.
기판 (G)가 멈추면 노즐 승강기구 (132)가 작동하고 레지스트 노즐 (82)를 수직 아래쪽에 내려, 노즐 토출구 (82a)와 기판 (G)의 거리 간격 또는 갭 (S)가 설정값에 도달한 시점에서 노즐 하강 동작을 멈춘다. 그 다음에, 레지스트액 공급 기구 (96)이 레지스트 노즐 (82)에 의해 기판 (G)의 상면으로 향해 레지스트액의 토출을 개시시킨다. 한편, 기판 반송부 (84)가 제2 단계의 기판 반송을 개시한다. 이 제2 단계 즉 도포시의 기판 반송에는, 비교적 저속의 일정 속도 (VA)가 선택된다. 이렇게 하여, 도포 영역 (M₃)내에 있어서 기판 (G)가 수평 자세로 반송 방향(X방향)으로 일정 속도 (VA)로 이동하는 것과 동시에, 장척형의 레지스트 노즐 (82)가 바로 아래의 기판 (G)를 향해 레지스트액 (R)을 일정한 유량으로 띠모양으로 토출하는 것으로 도 13에 나타나는 바와 같이 기판 (G)의 앞단측으로부터 후단 측으로 향해 레지스트액의 도포막 (RM)가 형성되어 간다.
도포 영역 (M₃)에서 상기와 같은 도포 처리가 끝나면 기판 (G)는 반출 영역 (M5)를 향해 반송된다. 여기서, 기판 반송부 (84)는 반송 속도가 비교적 큰 제3 단계의 기판 반송으로 절환한다. 그리고, 기판 (G)가 반출 영역 (M5)내의 반송 종점 위치에 도착하면 기판 반송부 (84)는 제3 단계의 기판 반송을 정지한다. 이 직후에, 패드 흡착 제어부 (115)가 흡착 패드 (108(1)~108(4))에 대한 진공의 공급을 멈추는 것과 동시에, 유지부 (106)의 앞부 및 후부 패드 액츄에이터 (112a, 112b)가 작동하여 상기 및 후부 패드 지지부 (110a, 110b)를 동일한 타이밍 및 스트로크로 하강 이동시켜, 각 흡착 패드 (108(i))를 주행위치(유지 위치)로부터 원위치(퇴피 위치)로 하강시킨다. 이렇게 하고, 4개의 흡착패드 (108(1)~108(4))이 일제히 기판 (G)의 네 모서리로부터 분리한다. 대신하여 리프트핀 (92)가 기판 (G)를 언로딩 하기 위해서 스테이지 아래쪽의 원위치로부터 스테이지 윗쪽의 주행위치로 상승한다.
그 후, 반출 영역 (M5)에 바이패스 통로 (49)로부터 반출기 즉 반송 장치 (47)이 액세스 해, 리프트 핀 (92)로부터 기판 (G)를 받아 스테이지 (80)의 밖으로 반출한다. 기판 반송부 (84)는, 기판 (G)를 리프트 핀 (92)에 건네주었다면 즉시 반입 영역 (M₁)으로 고속도로 되돌린다. 반출영역 (M5)에서 상기와 같이 처리완료의 기판 (G)가 반출되는 즈음에 반입 영역 (M₁)에서는 다음에 도포처리를 받아야 할 새로운 기판 (G)에 대해 반입, 얼라인먼트 내지 반송 개시를 한다.
상기와 같이, 본 실시 형태는, 기판 반송부 (84)에 대해, 스테이지 (80)상에서 부상한 상태의 기판 (G)의 네 모서리를 4개의 흡착 패드 (108(1)~108(4))으로 국소적으로 유지함과 동시에, 각 흡착 패드 (108(i))을 실질적으로 휘지 않는 견고한 패드 지지부 (110)으로 지지하고 한편 패드 액츄에이터 (112)의 승강 구동력에 의해 원하는 높이 위치로 승강 이동 또는 승강 변위시키는 구성을 취하고 있다. 또한 한 쌍의 패드 지지부(110a, 110b) 및 한 쌍의 패드 액츄에이터 (112a, 112b)에 의해 2축으로 승강 구동하고 또 써보로 제어 하므로, 각 흡착 패드 (108(i))을 일정한 자세(특히 수평 자세)를 유지해 안정되게 승강 이동 또는 승강 변위시킬 수가 있다.
이러한 기판 반송부 (84)의 구성에 의하면, 스테이지 (80)상에서 기판 (G)를 부상 반송하고 있는 도중에 기판 (G)의 앞단이 스테이지 상면의 각 열 또는 각 개별의 분출구 (88) 또는 흡인구 (90)을 거의 완전하게 덮는 순간에, 혹은 기판 (G)의 후단이 각 열 또는 각 개별의 분출구 (88) 또는 흡인구 (90)을 대기에 개방하는 순간에 스테이지 (80)측으로부터 받는 부상 압력이 급격하게 변동하여도 유지부 (106)의 견고한 유지력 또는 구속력에 의해 기판 (G)의 전단부 또는 후단부 덜컥거림을 억제할 수가 있다.
또, 스테이지 (80)상에서 기판 (G)를 반입 영역 (M₁)로부터 도포 영역 (M₃)를 통하여 반출 영역 (M5)까지 부상 반송할 때는 , 각 영역마다 설정되어 있는 기판 부상 높이에 따라서 각 흡착 패드 (108(1)~108(4))의 높이 위치를 적당히 가변 제어할 수가 있다.
더욱 상세하게는, 먼저 기판 (G)의 부상 반송을 개시하기 직전 및 직후는 기판 (G)가 반입 영역 (M1)내로 설정된 부상 높이 (Ha)에서 대략 수평이 되도록 흡착 패드 (108(1)~108(4))를 동일한 높이 위치에 가지런히 할 수가 있다.
그리고, 기판 (G)의 앞단이 반입 영역 (M₁)과 도포 영역 (M₃)의 사이의 천이 영역 (M₂)를 통과할 때에는, 이 구간에서 기판 부상 높이가 Ha로부터 Hb로 바뀌는데 맞추어, 앞열 좌우의 유지부 (106)이 앞열 각 조의 패드 액츄에이터(112a, 112b)를 작동시켜 앞열 좌우의 흡착패드 (108(1), 108(2))을 같은 타이밍에 같은 높낮이 차이(Ha－Hb)만큼 하강시킨다. 이렇게 하고, 기판 (G)의 앞단이 도포 영역 (M₃)에 들어가 레지스트 노즐 (82)의 바로 아래에 도착했을 때 또 도포 처리 주사( 제2 단계의 기판 반송)를 개시할 때에는, 도 14에 나타나는 바와 같이 앞열 좌우의 유지부 (106)의 견고한 구속력에 의해 기판 (G)의 전단부를 안정되고 확실히 설정 부상 높이 (Hb)에서 수평으로 유지할 수가 있다. 이것에 의해, 기판 (G)의 전단부에 형성되는 레지스트 도포막 (RM)의 막두께의 균일성을 향상시킬 수가 있다. 또한 기판 (G)의 전단부가 레지스트 노즐 (82)의 바로 아래를 이동할 때, 기판 (G)의 후단은 부상 높이 (Ha)로 아직 반입 영역 (M1)내에 있다.
또, 기판 (G)의 후단이 천이 영역 (M₂)를 통과할 때에도, 유지부 (106)이 뒷열 각 조의 패드 액츄에이터(112a, 112b)를 작동시켜 뒷열의 흡착 패드 ((108(3), 108(4)))를 같은 타이밍에 같은 높낮이 차이(Ha－Hb)만 하강시킨다. 이렇게 하여 기판 (G)의 후단이 도포 영역 (M₃)로 레지스트 노즐 (82)의 바로 아래를 통과할 때에는, 도시 생략 하지만, 뒷열 좌우의 유지부 (106)의 견고한 구속력에 의해 기판 (G)의 후단부를 안정되고 확실히 설정 부상 높이 (Hb)에서 수평으로 유지할 수가 있다. 이것에 의해, 기판 (G)의 후단부에 형성되는 레지스트 도포막 (RM)의 막두께의 균일성을 향상시킬 수가 있다. 기판 (G)의 후단부가 레지스트노즐 (82)의 바로 아래를 통과할 때, 기판 (G)의 앞단은 반출 영역 (M5)내에 접어들어 부상 높이 (Hc)로 이동하고 있다.
레지스트 노즐 (82)에 대한 각 흡착 패드 (108(i))의 수평도를 검사 내지 보정하기 위해, 노즐 승강기구 (132)의 노즐 지지체 (142)에 장착되어 있는 광학적 거리 센서 (166L(166R))을 이용할 수가 있다. 즉, 도 15에 나타나는 바와 같이 광학적 거리 센서 (166L)의 바로 아래에 흡착 패드 (108(1))을 이동시키는 것으로, 광학적거리센서 (166L)로부터의 거리 간격, 즉 레지스트 노즐 (82)로부터의 거리 간격 (L)이 흡착패드 (108(1)) 상면의 각부에서 균일한지 아닌가를 검사하는 것이 가능하다. 또, 앞부 및 후부 패드 액츄에이터 (112a, 112b)를 제어하여, 흡착 패드 (108(1))의 상면과의 거리 간격(L)이 앞부 및 후부 패드 지지부 ((110a, 110b))의 지점에 대응하는 위치로 동일해지도록 하고, 흡착 패드 (108(1))의 레벨링을 실시하는 일도 가능하다. 또한 도 15에서는 앞열 좌측의 흡착 패드 (108(1))만을 나타내고 있지만, 다른 흡착 패드 (108(2), 108(3) , 108(4))에 대해서도 같은 레벨링 검사 내지 보정을 실시할 수 있다.
다음에, 도 9, 도 16, 도 17을 참조해, 본 실시 형태에 있어서 유지부 (106)에 설치되어 있는 광학식 위치 센서 (130)의 구성 및 작용에 대해 설명한다. 상술한 바와 같이 상기 광학식 위치 센서 (130)은, 종래의 다이얼 게이지에 대신해 레지스트 노즐 (82)의 높이 위치 측정에 이용되는 것이다.
도 9에 나타나는 바와 같이 예를 들어 앞열 왼쪽의 흡착 패드 (108(1))의 패드 본체를 반송 방향(X방향)으로 연장시켜, 그 연장 블럭 (172)에 광학식 위치 센서 (130)을 장착하고 있다. 더욱 상세하게는, 연장 블럭 (172)에는, 그 긴 방향 중심부에 레지스트 노즐 (82)의 하단부가 윗쪽으로부터 출입 가능한 크기로 홈부 (174)가 형성되어 있고 상기 홈부 (174)를 개재하여 양측에 투광부 (176) 및 수광부 (178)이 배치되어 있다.
도 17에 나타나는 바와 같이 투광부 (176)은, 예를 들어 발광 다이오드 또는 레이저 다이오드 등의 발광소자 (180)에 광학적으로 결합되어 있는 광섬유 (182)를 갖고 상기 광섬유 (182)의 단면(출사면)에서 반송 방향(X방향)과 평행 또는 기울기의 각도로 대략 수평으로 수광부 (178)을 향해 광 빔 (LB)를 출사하게 되어 있다. 수광부 (178)은, 예를 들면 포토 다이오드 등의 수광 소자(광전 변환 소자, 184)에 광학적으로 결합되어 있는 광섬유 (186)을 갖고 상기 광섬유 (186)의 단면(수광면)을 투광부 (176)의 출사면과 바로 정면으로 대향시키고 있다. 콘트롤러 (170)은, 투광부 (176)의 발광소자 (180)을 발광 구동해, 수광부 (178)의 수광 소자 (184)로부터의 출력 신호를 넣는 것으로, 투광부 (176)에 의해 출사된 광 빔 (LB)가 홈부 (174)를 횡단해 수광부 (178)의 수광면에 입사 했는지 아닌지, 환언하면 홈부 (174)내에 광 빔 (LB)의 전파를 차단하는 것이 있는지 아닌지를 판정 할 수가 있다.
상기 광학식 위치 센서 (130)을 이용해 레지스트 노즐 (82)의 높이 위치를 측정하려면 먼저 도 16에 나타나는 바와 같이 스테이지 (80)의 상면(기준)의 높이 위치를 산출한다. 더욱 상세하게는 스테이지 (80)상에 도시와 같은 지그 (186)을 재치하고 상기 지그 (186)의 스테이지 (80)의 바깥으로 돌출하는 L자형 프로브 (186a)의 선단을 광학식 위치 센서 (130)에 독취시킨다. 즉, 유지부 (106)의 패드 액츄에이터(112a, 112b) 및 패드 지지부((110a, 110b))의 승강 구동을 이용해 광학식 위치 센서 (130)을 스테이지 (80) 보다 낮은 위치로부터 천천히 상승시켜 L자형 프로브 (186a)의 선단이 홈부 (174)안에서 광 빔 (LB)를 차단했을 때의 광학식 위치 센서 (130)의 높이 위치를 검출한다. 이 높이 위치는, 유지부 (106)에 구비되어 있는 인코더 또는 리니어 스케일 (124)를 이용해 독취할 수가 있다. 또한 L자형 프로브 (186a)의 선단은 스테이지 (80)의 상면에 대응하는 높이 위치로 설정되어도 좋다.
다음에, 지그 (186)을 스테이지 (80)으로부터 분리하고, 대신에 도 17에 나타나는 바와 같이 노즐 승강기구 (132)를 작동시켜 레지스트 노즐 (82)를 도포 처리용의 기준의 높이 위치로부터 천천히 내린다. 이 때, 도시와 같이, 레지스트 노즐 (82)의 하단(토출구)을 광학식 위치센서 (130)의 홈부 (174)의 바로 위에 위치시킨다. 이렇게 하여, 레지스트 노즐 (82)의 하단(토출구)이 광학식 위치 센서 (130)의 홈부 (174)에 들어가 광 빔 (LB)를 차단했을 때의 레지스트 노즐 (82)의 높이 위치를 검출한다. 이 노즐 높이 위치는, 예를 들어 노즐 승강부 (132)의 모터 (144L(144R))에 구비되어 있는 인코더(EC, 188)을 이용하여 독취할 수가 있다. 이렇게 하여, 레지스트 노즐 (82)의 도포 처리용의 기준의 높이 위치와 스테이지 (80)과의 사이의 거리 간격(갭)을 측정할 수가 있다. 갭측정값이 설정값과 다른 경우는, 일치하도록 레지스트 노즐 (82)의 기준의 높이 위치를 보정하면 좋다.
상술한 것처럼, 본 실시 형태의 레지스트 도포 유니트(COT, 44)에 대해서는, 기판반송부 (84)의 유지부 (106)에 상기와 같은 광학식 위치 센서 (130)을 장착하는 구성에 의해 레지스트 노즐 (82)의 높이 위치를 광학식으로 간편하고 안전하게(노즐에 상처를 주지 않고 ) 또 높은 정밀도로 검출할 수가 있다.
또한 노즐 승강기구 (132)의 노즐 지지체 (142)에 장착되어 있는 광학적 거리 센서 166L(166R)를 이용해 스테이지 (80)상(특히 도포 영역 (M₃)상)의 기판 (G)와의 거리 간격을 측정함으로써, 그 거리 측정값으로부터 레지스트 노즐 (82)의 토출구 (82a)와 기판 (G)간의 갭 (S)나 부상 높이 (Hb)를 측정할 수가 있다. 이 경우, 상기와 같이 레지스트 노즐 (82)의 기준 높이 위치를 수시 검사 내지 보정할 수 있으므로, 광학적 거리 센서 166L(166R)를 이용하는 측정 기능의 신뢰성을 향상시킬 수가 있다.
도 16 및 도 17에서는 앞열 좌측의 흡착 패드 (108(1))와 일체로 설치되어 있는 광학식 위치 센서 (130)만을 나타내고 있지만 앞열 우측의 흡착 패드 (108(2))와 일체로 설치되어 있는 광학식 위치 센서 (130)에도 상기와 같은 노즐 높이 측정을 실시 시킬 수 있다. 이것에 의해, 레지스트 노즐 (82)의 좌우 양단부의 높이 위치를 정렬 하고, 노즐 토출구 (82a)의 평행도를 조절할 수도 있다.
상기한 실시 형태에서는 광학식 위치 센서 (130)을 앞열 좌우의 흡착 패드 (108(1), 108(2))와 일체로 설치했지만, 뒷열 좌우의 흡착 패드 (108(3), 108(4))와 일체로 설치한 구성이나, 4개의 흡착 패드 (108(1)~108(4)) 중 어느 1개와 일체적으로 설치하는 구성도 가능하고, 혹은 흡착 패드 (108(i))으로부터 분리시켜 패드 지지부(110a, 110b) 혹은 패드 액츄에이터(112a, 112b)에 장착하는 구성 등도 가능하다. 또, 본 발명의 광학식 위치 센서 (130)은 본 발명의 유지부와는 다른 구성 또는 작용으로 기판을 유지하는 승강 이동 가능한 유지부에 설치하는 일도 가능하다.
본 발명에 있어서의 피처리 기판은 LCD용의 유리 기판에 한정하는 것은 아니고, 다른 플랫 패널 디스플레이용 기판이나, 포토마스크(photomask), 프린트 기판등도 가능하다. 기판상에 도포 하는 처리액도, 레지스트액에 한정하지 않고, 예를 들어 층간 절연 재료, 유전체 재료, 배선 재료등의 처리액도 가능하다.
본 발명의 도포 방법 및 도포 장치에 의하면, 상기와 같은 구성 및 작용에 의해, 부상 반송중에 피처리 기판의 전단부나 후단부가 덜컥거리지 않도록 하여 기판의 부상 높이를 정확하고 안정되게 제어해, 도포막의 막두께 품질을 향상시킬 수가 있다. 또한 본 발명의 도포 장치에 따르면, 상기와 같은 광학적 위치 센서를 구비하는 구성에 의해, 노즐의 높이 위치를 간편하고 또한 안전 하고 정확하게 측정할 수가 있다.

Claims (19)

  1. 사각형의 피처리 기판을 기체의 압력으로 부상시키는 스테이지와,
    상기 스테이지상에서 부상한 상태의 상기 기판을 탈착 가능하게 유지하는 유지부를 갖고, 상기 스테이지상에서 소정의 반송 방향으로 상기 기판을 부상 반송하기 위해서 상기 기판을 유지하는 상기 유지부를 상기 반송 방향으로 이동시키는 반송부와,
    상기 스테이지의 윗쪽에 배치되는 장척형의 노즐을 갖고, 상기 기판상에 처리액의 도포막을 형성하기 위해서 상기 부상 반송으로 상기 노즐의 바로 아래를 통과하는 상기 기판을 향해 상기 노즐에 의해 처리액을 토출시키는 처리액 공급부를 구비하고,　
    상기 유지부가 상기 기판의 네 모서리를 국소적으로 유지하는 실질적으로 휘지 않는 유지 부재와, 상기 유지 부재를 승강 이동 또는 변위시키기 위한 승강부를 가지고,
    상기 유지 부재가, 상기 기판의 네 모서리의 이면에 각각 흡착 가능한 4개의 흡착 패드와, 각각의 상기 흡착 패드를 상기 반송 방향으로 소정의 간격을 둔 2개소에서 각각 수직 방향의 변위를 규제하여 지지하는 제1 및 제2 패드 지지부를 갖는 도포 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 및 제2의 패드 지지부의 쌍방이 상기 흡착 패드를 그 주위로 수직면내에서 회전 변위 가능하게 하는 수평 회전축을 갖고, 상기 제 1 및 제2의 패드 지지부의 한쪽이 상기 흡착패드를 수평 방향으로 직동 변위 가능하게 하는 직동축을 가지는 도포 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 승강부가,
    상기 제 1 및 제2의 패드 지지부를 각각 독립으로 승강 구동하는 제1 및 제2의 액츄에이터와,
    상기 제 1 및 제2의 액츄에이터의 구동 동작을 통괄적으로 제어하는 승강 제어부를 가지는 도포 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제 1의 액츄에이터가, 제1의 모터와, 상기 제 1의 모터의 회전 구동력을 상기 제1의 패드 지지부의 수직 방향의 직진 운동으로 변환하는 제1의 전동 기구를 갖고,
    상기 제 2의 액츄에이터가, 제2의 모터와 상기 제 2의 모터의 회전 구동력을 상기 제2의 패드 지지부의 수직 방향의 직진 운동으로 변환하는 제2의 전동 기구를 가지는 도포 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 승강 제어부가, 상기 제 1 및 제2의 모터의 회전각을 각각 검출하기 위한 제 1 및 제2의 인코더를 포함하고, 상기 제 1의 패드 지지부의 승강 이동거리를 제어하기 위해 상기 제 1의 인코더의 출력 신호를 피드백 신호로서 상기 제 1의 모터의 회전량을 제어하고, 상기 제 2의 패드 지지부의 승강 이동거리를 제어하기 위해서 상기 제 2의 인코더의 출력 신호를 피드백 신호로서 상기 제 2의 모터의 회전량을 제어하는 도포 장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 승강 제어부가, 상기 제 1 및 제2의 패드 지지부의 승강 이동거리를 각각 검출하기 위한 제 1 및 제2의 거리 센서를 갖고, 상기 제 1의 패드 지지부의 승강 이동거리를 제어하기 위해서 상기 제 1의 거리 센서의 출력 신호를 피드백 신호로서 상기 제 1의 모터의 회전량을 제어하고, 상기 제 2의 패드 지지부의 승강 이동거리를 제어하기 위해서 상기 제 2의 거리 센서의 출력 신호를 피드백 신호로서 상기 제 2의 모터의 회전량을 제어하는 도포 장치.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 노즐의 토출구에 대한 높이 위치가 각각의 상기 흡착 패드의 상면 전체에서 균일 레벨이 되도록, 상기 제 1 및 제2의 패드 지지부의 사이에 상기 흡착 패드의 지점의 높이 위치를 상대적으로 조절하는 흡착 패드 레벨링 조절부를 가지는 도포 장치.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 반송부가,
    상기 스테이지의 양측에서 상기 반송 방향으로 연장하는 한 쌍의 가이드 레일과,
    상기 유지부를 탑재하고, 상기 가이드 레일에 따라 이동 가능한 슬라이더와,
    상기 슬라이더를 상기 가이드 레일에 따라 직진 구동하는 반송 구동부를 가지는 도포 장치.
  9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 노즐을 승강 이동시키기 위한 노즐 승강기구와,
    바로 아래의 측정 대상물과의 거리 간격을 광학적으로 측정하기 위해서 상기 노즐 또는 이것을 지지하여 일체로 승강 이동하는 노즐 지지체에 장착된 광학식 거리 센서를 가지는 도포 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 광학식 거리 센서로 상기 흡착 패드와의 거리 간격을 측정시키는 도포 장치.
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