KR101420012B1

KR101420012B1 - 도포방법 및 도포장치

Info

Publication number: KR101420012B1
Application number: KR1020120101580A
Authority: KR
Inventors: 유키히코 이나가키; 토모히로 고토
Original assignee: 가부시키가이샤 소쿠도
Priority date: 2011-10-05
Filing date: 2012-09-13
Publication date: 2014-07-15
Also published as: US9343339B2; JP2013078748A; JP5838067B2; TWI532536B; TW201321086A; US20130089668A1; KR20130037163A

Abstract

도포액 공급기구의 진행 방향 전측에 용제공급기구를, 진행 방향 후측에 기체분사기구를, 각각 연결하여 도포 헤드가 구성되어 있다. 도포 헤드를 기판에 대하여 상대 이동시키면서, 용제공급기구로부터 기판상에 용제를 공급하고, 이어서 도포액 공급기구로부터 용제의 피막상에 도포액을 공급하고, 마지막으로, 기체분사기구로부터 도포액의 요철 표면에 기체를 분사하여 용제의 박막 표면을 평활화한다.

Description

도포방법 및 도포장치{COATING METHOD AND APPARATUS}

본 발명은 반도체 웨이퍼나 액정 표시 패널용 유리 기판 또는 반도체 제조 장치용 마스크 기판 등의 기판의 표면에 포토레지스트 등의 도포액을 균일하게 도포하는 도포방법 및 도포장치와 관한 것으로, 특히, 기판에 대하여 잉크젯 방식에 의해 도포액을 도포하는 기술에 관한 것이다.

종래, 기판상에 도포액을 균일하게 도포하는 도포방법으로서 스핀 코트법이 알려져 있다. 스핀 코트법이란, 기판의 표면 중앙부에 도포액을 공급하고, 이 기판을 고속 회전시킴으로써, 원심력을 이용하여 도포액을 기판상에 확장하여 기판 표면에 도포액의 박막을 형성하는 기술이다. 스핀 코트법에서는, 기판이 고속 회전될 때에 잉여의 도포액이 기판의 둘레 가장자리로부터 털어내져 쓸데없이 버려지므로, 도포액의 이용 효율이 나쁘다는 결점이 있다.

한편, 최근, 잉크젯 방식의 노즐을 이용하여 기판 표면에 도포액을 공급하여 기판 표면에 도포액의 박막을 형성하는 기술이 제안되어 있다(예를 들면, 일본 특허공개 평8-250389호 공보(제45 페이지, 도 1)나 일본 특허공개 2002-66391호 공보(제36 페이지, 도 1∼도 7)에 개시됨). 잉크젯 방식에서는, 기판과 노즐을 상대적으로 이동시키면서 필요 최소한의 분량의 도포액을 공급함으로써 기판 표면에 도포액의 박막을 형성한다. 이 때문에, 잉크젯 방식에 의하면, 스핀 코트법보다 도포액의 이용 효율을 향상시킬 수 있다.

그러나, 잉크젯 방식에 의하면, 미세한 도포액의 입자가 기판의 표면에 분출되므로, 기판 표면에 형성된 도포액의 박막에 입자의 요철(凹凸)이 잔존하기 쉽고, 그 결과, 박막의 막두께 균일성이 나빠진다는 문제가 있다.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 잉크젯 방식에 의해 형성한 도포액의 박막의 막두께 균일성을 향상시킬 수 있는 도포방법 및 도포장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 다음과 같은 구성을 취한다.

즉, 본 발명은 기판상에 도포액의 박막을 형성하기 위한 도포방법으로서, 상기 방법은 이하의 요소를 포함한다：

잉크젯 방식의 복수개의 노즐을 나란히 배치하여 구성된 도포액 공급기구로부터 기판상에 도포액을 공급하는 도포액 공급공정;

상기 도포액 공급공정을 행하면서, 기판상에 공급된 도포액에 기체를 분사하여 도포액의 박막 표면을 평활화하는 평활화 공정.

본 발명 방법에 의하면, 도포액 공급공정에서 잉크젯 방식의 복수개의 노즐로부터 도포액을 기판상에 공급하면서, 기판상에 공급된 도포액을 향하여 기체가 분사된다. 잉크젯 방식의 노즐로부터 기판상에 공급된 도포액은 그 박막의 표면이 요철상태로 되어 막두께가 불균일하다. 그러나, 도포액의 공급 후, 신속하게 박막 표면에 기체가 분사되어, 그 풍압에 의해 박막 표면이 평활화(平滑化)되므로, 도포액의 박막의 막두께 균일성을 향상시킬 수 있다.

본 발명 방법에 있어서, 평활화 공정에서는, 기판상에 공급된 도포액의 건조를 억제하기 위해 온도 및 습도가 조정된 기체를 분사하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 도포액의 건조가 억제되어 도포액의 유동성이 길게 유지되므로, 도포액의 박막 표면이 보다 한층 평활화되기 쉬워진다.

본 발명 방법에 있어서, 평활화 공정에서는, 기판상에 공급된 도포액을 향하여 분사되는 기체에 도포액의 용제의 증기를 포함시키는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 용제 증기의 분위기에 의해 도포액의 경화가 억제되어 도포액의 유동성이 길게 유지되므로, 도포액의 박막 표면이 보다 한층 평활화되기 쉬워진다.

본 발명 방법에 있어서, 평활화 공정에서는, 기판상에 공급된 도포액에 대하여 상기 기체를 경사 방향으로부터 분사하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 경사 방향으로부터의 기체의 풍압에 의해, 도포액의 박막의 표면이 보다 한층 평활화되기 쉬워진다.

본 발명 방법에 있어서, 도포액 공급공정 전에, 기판상에 도포액의 용제를 공급하는 용제공급공정을 구비하고 있는 것이 바람직하다. 기판상에 형성한 용제의 박막 위에 도포액을 공급하면, 기판상에서의 도포액의 젖음성이 향상되어 도포액이 퍼지기 쉬워지므로, 도포액의 박막의 표면이 보다 한층 평활화되기 쉬워진다.

본 발명 방법에 있어서, 상기 용제공급공정에서의 기판상에의 용제의 공급 위치와, 상기 도포액 공급공정에서의 기판의 용제 피막상에의 도포액의 공급 위치와, 상기 평활화 공정에서의 기판상의 도포액에의 기체의 분사 위치와는 서로 인접하여 있고, 또한 상기 용제의 공급과 상기 도포액의 공급과 상기 기체의 분사를 동시 병행하여 행하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 기판상에의 용제의 공급과 도포액의 공급과의 시간 간격이 극력 짧아진다. 그 결과, 기판상에 공급한 용제가 증발하기 전에 도포액을 용제의 박막상에 공급할 수 있으므로 도포액이 기판상에 퍼지기 쉬워진다. 또한, 기판상에의 도포액의 공급과 기체의 분사와의 시간 간격도 짧아지므로, 기판상에 공급한 도포액이 충분한 유동성을 갖는 동안에 기체를 분사하여 도포액의 박막 표면을 보다 한층 평활화할 수 있다.

또한, 본 발명은 기판상에 도포액의 박막을 형성하기 위한 도포장치로서, 상기 장치는 이하의 요소를 포함한다：

기판을 수평 자세로 유지하는 기판유지대；

기판상에 도포액을 공급하는 잉크젯 방식의 복수개의 노즐을 나란히 배치하여 구성된 도포액 공급기구；

기판상에 공급된 도포액에 기체를 분사하여 도포액의 박막 표면을 평활화하는 기체분사기구；

상기 도포액 공급기구와 상기 기체분사기구를, 상기 기판유지대에 유지된 기판에 대하여 상대적으로 이동시키는 이동기구.

본 발명 장치에 의하면, 기판유지기구가 기판을 수평으로 유지한 상태에서, 이동기구가 도포액 공급기구와 기체분사기구를 기판에 대하여 상대적으로 이동시킨다. 도포액 공급기구는 잉크젯 방식의 복수개의 노즐로부터 도포액을 기판상에 공급하므로, 기판상에 도포액의 박막이 형성된다. 도포액 공급기구에 의해 기판상에 도포액을 공급하면서, 기체분사기구가 기판상에 공급된 도포액을 향하여 기체를 분사한다. 그 결과, 도포액의 박막 표면의 요철이 기체의 풍압에 의해 평활화되므로, 도포액의 박막의 막두께 균일성을 향상시킬 수 있다.

본 발명 장치에 있어서, 기체분사기구는 도포액 공급기구가 갖는 복수개의 노즐의 배열 길이와 동 등의 길이의 슬릿 형상 노즐로부터 기체를 분사하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 어떤 폭을 가지고 기판상에 형성된 도포액의 박막이 슬릿 형상 노즐로부터 분사되는 기체에 의해 한번에 평활화된다.

본 발명 장치에 있어서, 도포액 공급기구와 기체분사기구와는 연결되어 일체로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 양 기구를 개개로 이동시킬 필요가 없어지므로 이동기구의 구성이 간단하게 된다.

본 발명 장치에 있어서, 기체분사기구는 기판상에 공급된 도포액에 대하여 기체를 경사 방향으로부터 분사하도록 장착하여 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 경사 방향으로부터의 기체의 풍압에 의해, 도포액의 박막의 표면이 보다 한층 평활화되기 쉬워진다.

본 발명 장치에 있어서, 도포액 공급기구와 기체분사기구가 기판에 대하여 상대적으로 이동하는 이동 방향의 앞쪽에, 기판상에 도포액의 용제를 공급하는 용제공급기구를 구비하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 먼저, 용제공급기구가 기판상에 용제의 박막을 형성하고, 이어서, 도포액 공급기구가 용제의 박막 위에 도포액을 공급한다. 그러면, 기판상에서의 도포액의 젖음성이 향상되어 도포액이 퍼지기 쉬워지므로, 도포액의 박막의 표면이 보다 한층 평활화되기 쉬워진다.

본 발명 장치에 있어서, 용제공급기구는 기판상에 도포액의 용제를 공급하는 잉크젯 방식의 복수개의 노즐을 나란히 배치하여 구성되어 것이 예시된다. 다른 예로서, 다수의 토출구멍이 형성된 통형상체의 내부에 도포액의 용제를 공급하고, 이 용제에 진동을 부여함으로써, 상기 토출구멍으로부터 용제의 액체방울을 토출하는 것이어도 좋다. 예시한 용제공급기구에 의하면, 기판상에 용제의 박막을 비교적으로 간단하게 형성할 수 있다.

본 발명 장치에 있어서, 도포액 공급기구와 기체분사기구와 용제공급기구와는 연결되어 일체로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 도포액 공급기구와 기체분사기구와 용제공급기구 양 기구를 개개로 이동시킬 필요가 없어지므로 이동기구의 구성이 간단하게 된다.

본 발명 장치에 있어서, 용제공급기구가 기판상에 용제를 공급하는 위치와, 도포액 공급기구가 기판의 용제 피막상에 도포액을 공급하는 위치와, 기체분사기구가 기판상의 도포액에 기체를 분사하는 위치가 서로 인접하도록, 용제공급기구와 도포액 공급기구와 기체분사기구가 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 용제공급기구와 도포액 공급기구와 기체분사기구를 일체로 이동시킴으로써, 기판상에의 용제의 공급과 도포액의 공급과의 시간 간격이 극력 짧아진다. 그 결과, 기판상에 공급한 용제가 증발하기 전에 도포액을 용제의 박막상에 공급할 수 있으므로 도포액이 기판상에 퍼지기 쉬워진다. 또한, 기판상에의 도포액의 공급과 기체의 분사와의 시간 간격도 짧아지므로, 기판상에 공급한 도포액이 충분히 유동성을 갖는 동안에 기체를 분사하여 도포액의 박막 표면을 보다 한층 평활화할 수 있다.

본 발명 장치에 있어서, 도포액 공급기구와 기체분사기구와 용제공급기구에, 온도조절기구가 부설(付設)되어 일체로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 도포액, 기체, 및 용제의 각 온도를 균일하게 유지할 수 있다. 그 결과, 도포액을 안정된 온도 조건으로 도포할 수 있고, 그에 따라 도포액의 박막의 막두께 균일성을 한층 높일 수 있다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 도포장치의 주요부 측면도.
도 2A, 2B 는 실시예장치의 도포액 공급기구의 노즐 배열을 나타낸 도면.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 도포장치의 전체 평면도.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 도포장치의 전체 정면도.
도 5A, 5B 는 본 발명의 일 실시예에 따른 도포방법의 설명도.
도 6Aa 내지 6Da 및 6Ab 내지 6Db는 실시예에 따른 도포장치를 이용한 도포 순서를 나타내는 도면이다.

발명을 설명하기 위해서 현재의 적합한 것으로 생각되는 몇 개의 형태가 도시되어 있지만, 발명이 도시된 대로의 구성 및 방책에 한정되는 것은 아님을 이해하여야 한다.

이하, 본 발명의 적합한 실시예를 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 실시예 1에 따른 도포장치의 주요부 측면도이다.

＜도포 헤드(10)의 개략 구성＞

여기에서는, 반도체 웨이퍼에 포토레지스트를 도포하는 도포장치를 예로 들어 설명한다. 이 도포장치는 반도체 웨이퍼인 기판(W)에 포토레지스트인 도포액을 도포하기 위한 도포 헤드(10)를 구비하고 있다. 도포 헤드(10)는 기판(W)에 대향한 상태로, 기판(W)에 대하여 상대 이동 가능하게 구성되며, 도 1에서는, 화살표로 나타내는 바와 같이 우측 방향으로 이동한다.

도포 헤드(10)는 잉크젯 방식의 복수개의 노즐을 나란히 배치하여 구성된 도포액 공급기구(12)를 구비하고 있다. 도포액 공급기구(12)에 인접하여, 구체적으로는 도포 헤드(10)의 진행 방향의 후측(後側)에 닿는 측면 위치에 기체분사기구(14)가 연결되어 일체로 설치되어 있다. 기체분사기구(14)는 기판(W)상에 공급된 도포액에 기체(본 실시예에서는, 공기)를 분사하여 도포액의 박막 표면을 평활화하기 위한 것이다. 도포액 공급기구(12)의 진행 방향의 전측(前側)에 닿는 측면 위치에 온도조절기구(16)를 통하여 용제공급기구(18)가 연결되어 일체로 설치되어 있다. 온도조절기구(16)는 항온수(恒溫水)를 유통시켜 도포 헤드(10), 특히 도포액 공급기구(12)의 도포액의 온도를 일정하게 유지하기 위해 설치되어 있다. 용제공급기구(18)는 기판(W)상에 도포액의 용제를 공급하기 위해 설치되어 있다. 이하, 각 부(部)의 구성을 상세히 설명한다.

＜도포액 공급기구(12)의 구성＞

도포액 공급기구(12)는 도 2A에 나타내는 바와 같이, 잉크젯 방식의 노즐(20)을 엇갈린 모양으로 배열하여 구성되어 있다. 또한, 도 2A는 도포액 공급기구(12)를 하측에서 본 도면이다. 일렬의 노즐(20)의 배열 피치(P)는 0.1∼0.2mm 정도이다. 도포액 공급기구(12)는 수 10∼수 100개의 노즐(20)로 구성되어 있다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 각 노즐(20)은 도포액을 일시적으로 저장하는 저장부(22)를 구비하고 있다. 저장부(22)의 상벽에 피에조 소자(24)가 설치되어 있다. 이 피에조 소자(24)에 전압을 인가하면, 피에조 소자(24)가 오목 형상으로 휘어서, 저장부(22) 내의 도포액이 저면(底面)의 토출구멍(26)으로부터 토출된다. 엇갈림 배열의 각 열의 노즐(20)은 토출 타이밍이 조정되어, 기판(W)상에서는, 도 2B에 나타내는 바와 같이 도포액의 도트(dot)(d)가 틈새 없이 일렬 형상으로 늘어서 있다.각 도트(d)의 직경은 0.0∼50.1mm 정도이며, 각 도트(d)의 도포액량은 10∼50피코 리터 정도이다. 또한, 노즐(20)로부터 공급되는 도포액량은 피에조 소자(24)에 인가되는 펄스 전압의 크기와 펄스 간격에 의해 제어된다. 각 노즐(20)의 저장부(22)에는, 배관(28)을 통하여 도포액 탱크(30)로부터 도포액이 공급되도록 되어 있다.

＜기체분사기구(14)의 구성＞

기체분사기구(14)는 도포액 공급기구(12)가 갖는 복수개의 노즐(20)의 배열 길이와 동등한 길이를 갖는 슬릿 형상 노즐로 구성되어 있다. 도 1 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 기체분사기구(14)는 기판(W)상에 공급된 도포액(특히, 기판(W)에 도포액의 도트(d)가 피착(被着)된 직후에, 도포액의 표면이 요철 형상으로 되어 있는 부분 영역)(dE)에 대하여 기체(G)를 경사 방향으로부터 분사시키도록 장착하여 배치되어 있다. 기체분사기구(14)에는, 기판(W)상에 공급된 도포액(특히 상술한 도포액의 부분 영역)(dE)의 건조를 억제하기 위해 온도 및 습도가 조정된 기체가 도입된다. 상술한 기체의 온도 및 습도는 일반적인 스핀코터에서의 도포 환경과 동일한 정도의 온도 및 습도이며, 예를 들면, 온도가 23±0.℃ 정도, 상대습도가 45±0.2%로 관리되어 있는 것이 바람직하다.

＜용제공급기구(18)의 구성＞

용제공급기구(18)는 도포액 공급기구(12)와 마찬가지로 잉크젯 방식의 복수개의 노즐을 나란히 배치하여 구성되어 있다. 도포액 공급기구(12)에 의해 기판(W)상에 공급되는 도포액의 영역에 용제(S)를 널리 퍼지게 하기 위해, 노즐의 배열 길이는 도포액 공급기구(12)와 동일한 정도로 설정되어 있다. 용제는 도포액의 종류에 따라 적당하게 선택된다. 예를 들면, 도포액이 포토레지스트인 경우, 통상 포토레지스트에 포함되는 PGMEA나 유화(乳化)에틸 등을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 용제는 이것들에 한정되는 것은 아니며, 휘발성의 용제이면, 예를 들면 IPA이라도 좋다.

＜도포 헤드(10)의 구성＞

도포 헤드(10)는 상술한 도포액 공급기구(12), 기체분출기구(14), 온도조절기구(16), 용제공급기구(18)가 연결되어 일체로 되어 구성되어 있다. 그리고, 도포 헤드(10)가 기판(W)에 대향하여 상대 이동할 때, 도포 헤드(10)의 진행 방향에 대하여 용제공급기구(18)가 전측에 있고, 그 다음으로 도포액 공급기구(12)가 이어지며, 마지막으로 기체분출기구(14)가 오도록 일체로 되어 이동한다. 도포 헤드(10)와 기판(W)과의 간격은 대체로 1mm 정도이다.

＜도포장치의 전체 구성＞

다음으로 상술한 도포 헤드(10)를 구비한 도포장치의 구성예를 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다. 도 3은 도포장치의 전체 평면도, 도 4는 도포장치의 전체 정면도이다.

이 도포장치는 도포액이 도포되는 기판(W)을 수평 자세로 유지하는 기판유지대(32)를 구비하고 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이 평면에서 보아 기판유지대(32)에 나란하게, 도포 헤드(10)를 일방향(X방향)으로 왕복 이동시키기 위한 제1 이동기구(34)가 배치되어 있다. 또한, 도 4에 나타내는 바와 같이 기판유지대(32)의 하측에, 기판유지대(32)를 도포 헤드(10)의 이동 방향과는 직교하는 방향(Y방향)으로 왕복 이동시키기 위한 제2 이동기구(35)가 배치되어 있다. 제1 이동기구(34) 및 제2 이동기구(35)는 본 발명 장치에서의 이동기구에 상당한다. 이하, 각 이동기구(34, 35)의 구성을 설명한다.

＜제1 이동기구(34)의 구성＞

제1 이동기구(34)는 도포 헤드(10)를 한쪽 지지하여 수평 이동하는 이동대(36)를 구비하고 있다. 이동대(36)는 가이드부재(38)에 삽입 통과되어 X방향으로 안내된다. 또한, 이동대(36)에는, 가이드부재(38)와 평행하게 볼나사(40)가 나사 결합되어 있다. 가이드부재(38) 및 볼나사(40)는 각각의 양단부가 지지판(42, 44)으로 지지되어 있다. 볼나사(40)의 일단부에 전동모터(46)가 연결되어 있다.전동모터(46)가 정역으로 회전 구동됨으로써, 볼나사(40)가 정역으로 회전하고, 그 결과, 이동대(36)와 함께 도포 헤드(10)가 X방향으로 왕복 이동된다.

＜제2 이동기구(35)의 구성＞

제2 이동기구(35)는 제1 이동기구(34)와 같은 구성을 구비하고 있다. 즉, 제2 이동기구(35)는 기판유지대(32)를 지지하는 이동대(48)와, 이 이동대(48)를 Y방향으로 안내하는 가이드부재(50)와, 이동대(48)에 나사 결합합된 볼나사(52)와, 가이드부재(50) 및 볼나사(52)의 각 양단부를 지지하는 지지판(54, 56)과, 볼나사(52)의 일단부에 연결된 전동모터(58)를 구비하고 있다. 전동모터(58)가 정역으로 회전 구동됨으로써, 볼나사(52)가 정역으로 회전하고, 그 결과, 이동대(48)와 함께 기판유지대(32)가 Y방향으로 왕복 이동된다.

＜도포장치의 동작＞

이하, 도 5 및 도 6도 참조하여 본 실시예에 따른 도포장치의 동작을 설명한다. 도 5A, 5B는 실시예에 따른 도포방법의 설명도, 도 6Aa-6Da, 6Ab-6Db는 실시예에 따른 도포장치를 이용한 도포 순서를 나타내는 도면이다.

먼저, 기판(W)이 기판유지대(32) 위에 수평 자세로 유지된다(도 3, 도 4 및 도 6Aa, 6Ab를 참조). 이어서, 제1 이동기구(34) 및 제2 이동기구(35)가 적당하게 구동됨으로써, 도포 헤드(10)가 도포 개시 위치(P1)로 이동한다(도 6Aa 참조).

도포 헤드(10)가 도포 개시 위치(P1)로부터 X방향으로 이동하면서, 도포 헤드(10)의 용제공급기구(18)가 기판(W)상에 도포액의 용제를 공급하고(용제공급공정), 용제공급공정과 병행하여 도포액 공급기구(12)가 기판(W)의 용제 피막상에 도포액을 공급하고(도포액 공급공정), 또한 용제공급공정과 도포액 공급공정과 병행하여 기체분사기구(14)가 기판(W)상에 공급된 도포액에 기체를 분사하여 도포액의 박막 표면을 평활화한다(평활화 공정). 또한, 각 공정에 관하여는 이후에 상세히 설명한다.

상술한 용제공급공정, 도포액 공급공정 및 평활화 공정을 동시 병행하여 실시하면서 기판(W)상에 도포액을 도포하여 간다. 구체적으로는, 도 6Aa의 도포 개시 위치(P1)로부터 도포 헤드(10)가 제1 이동기구(34)에 의해 X방향으로 주사(走査) 됨으로써, 기판(W)의 단부(端部) 영역인 제1 영역(A1)에 도포액이 도포된다. 제1 영역(A1)의 도포가 끝나면 도포 헤드(10)가 X방향으로 이동함과 함께, 기판유지대(32)가 제2 구동기구(35)에 의해 Y방향으로 주사됨으로써, 도포 헤드(10)가 인접하는 제2 영역(A2)의 도포 개시 위치(P2)로 이동한다. 이어서, 용제공급공정, 도포액 공급공정 및 평활화 공정을 동시 병행하여 실시하면서 제2 영역(A2)에 도포액을 도포하여 간다(도 6Ba, 6Bb 참조). 제2 영역(A2)에의 도포가 끝나면 도포 헤드(10)를 인접하는 제3 영역(A3)의 도포 개시 위치(P3)로 이동시키고, 마찬가지로 하여 제3 영역(A3)에 도포액을 도포하여 간다(도 6Ca, 6Cb 참조). 이상의 동작을 반복하여 기판(W)의 전면(全面)에 도포액을 도포한다(도 6Da, 6Db 참조).

또한, 본 실시예에서는, 기판(W)의 둘레 가장자리 부근의 영역(E)에 대하여 도포액을 도포하고 있지 않다(도 6Da, 6Db 참조). 그 이유는 다음과 같다. 포토레지스트 등의 도포액이 기판(W)의 끝 가장자리에 도포된 경우에는, 이 도포액이 기판반송기구나 기판 수납카세트의 수납홈 등에 맞닿아 기판(W)으로부터 박리되어, 파티클 발생의 원인이 된다. 이 때문에, 종래, 이러한 파티클의 발생을 방지하기 위해, 끝 가장자리 세정장치를 사용하여, 기판(W)의 끝 가장자리로부터 일정한 영역에만 세정액을 공급함으로써, 기판(W)의 끝 가장자리 부근에 도포된 도포액을 세정 제거하도록 하고 있다.

그러나, 본 실시예에 따른 도포장치를 사용한 경우에 있어서는, 도포 헤드(10)의 각 노즐(20)이 기판(W)의 둘레 가장자리 부근에 있는 영역(E) 이외의 영역과 대향하는 위치에 배치되었을 때에 기판(W)의 표면으로 향하여 도포액을 공급하는 구성을 채용함으로써, 기판(W)의 둘레 가장자리 부근의 영역(E)에 도포액이 도포되는 것을 방지할 수 있어, 끝 가장자리 세정장치에 의한 끝 가장자리 세정공정을 생략하는 것이 가능하게 된다. 또한, 이 경우에 있어서는, 각 노즐(20)에서의 피에조 소자(24)는 개별적으로 온·오프 제어된다.

＜용제공급공정, 도포액 공급공정 및 평활화 공정의 상세＞

다음으로, 도포 헤드(10)를 이용한 용제공급공정, 도포액 공급공정 및 평활화 공정을, 도 5A, 5B를 참조하여 설명한다. 도 5A는 기판(W)상에의 용제의 공급 위치, 도포액의 공급 위치, 및 기체의 분사 위치를 나타낸 평면도, 도 5B는 그 정면도이다. 기판(W)상에의 용제의 공급 위치, 도포액의 공급 위치, 및 기체의 분사 위치는 서로 인접되어 있다. 구체적으로는, 도포액 공급기구(12)가 도포액의 도트(d)를 기판(W)에 대하여 거의 연직 하향(下向)으로 공급하는 것에 대하여, 용제공급기구(18)는 용제를 도포액 공급기구(12)가 배치된 측으로(도포 헤드(10)의 진행 방향에 대하여 후측으로) 비스듬한 방향으로 공급함으로써, 도포액의 공급 위치에 대하여 용제의 공급 위치를 서로 인접하도록 하고 있다. 한편, 기체분사기구(14)는 기체를 마찬가지로 도포액 공급기구(12)가 배치된 측으로(도포 헤드(10)의 진행 방향에 대하여 전측으로) 비스듬한 방향으로 공급함으로써, 도포액의 공급 위치에 대하여 기체의 분사 위치를 서로 인접하도록 하고 있다.

상기와 같이 도포액의 공급 위치에 대하여 용제의 공급 위치를 서로 인접하도록 하여 접근시킴으로써, 기판상에 공급된 용제가 증발 건조하기 전에, 용제의 피막상에 도포액을 공급할 수 있다. 그 결과, 기판(W)에 대한 도포액의 젖음성이 향상해, 도포액이 확장하기 쉬워지므로, 도포액의 막두께 균일성을 향상시킬 수 있다. 또한, 도포액의 공급 위치에 대하여 기체의 분사 위치를 접근시킴으로써, 공급된 도포액이 증발 건조하여 경화하기 전에, 도포액의 요철 형상 표면을 기체의 풍압에 의해 평활화되므로, 도포액의 막두께 균일성을 한층 향상시킬 수 있다.

도 5B에 모식적으로 나타내는 바와 같이, 도포 헤드(10)와 기판(W)이 대향한 상태로 상대 이동함으로써, 용제공급기구(12)로부터 공급된 용제(S)에 의해 기판(W)상에 용제의 박막(SF)이 생성된다. 이어서, 용제의 박막(SF)상에 도포액 공급기구(12)로부터 도포액의 도트(d)가 공급됨으로써, 용제의 박막(SF)상에 도포액의 박막의 요철 영역(dE)이 형성된다. 그리고, 분사된 기체(G)의 풍압에 의해 도포액의 박막의 요철 영역(dE)이 평활화된다.

이상과 같은 용제공급공정, 도포액 공급공정 및 평활화 공정이 동시 병행하여 실시됨으로써, 기판(W)에 도포액을 균일하게 도포 형성할 수 있다. 또한, 도포액은 잉크젯 방식으로 공급되고 있으므로, 도포액의 이용 효율을 높일 수 있다. 또한, 도포액의 막두께를 균일하게 하기 위해 기판(W)을 고속도로 회전시킬 필요가 없기 때문에, 비산한 도포액으로 컵 내면이 오염되는 경우도 없기 때문에, 장치의 유지 관리가 용이하다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며 다음과 같이 변형 실시할 수 있다.

(1) 실시예에서는, 도포액 공급공정 전에 용제공급공정을 마련하였지만, 기판에 대한 도포액의 젖음성이 충분히 확보되는 경우는 용제공급공정을 생략해도 좋다.

(2) 실시예에서는, 평활화 공정에서는, 기판상에 공급된 도포액에 공기를 분사하였지만, 이 공기에 도포액의 용제의 증기를 포함하게 하도록 해도 좋다. 용제의 증기를 포함하는 공기를 이용하면 기판상의 도포액의 건조 경화가 억제되므로, 기판상에서 도포액이 한층 확산되기 쉬워지고, 결과적으로, 도포액의 막두께를 한층 균일하게 할 수 있다. 또한, 공기를 대신하여, 질소 가스를 이용해도 좋다.

(3) 실시예에서는, 도포 헤드에 용제공급기구를 일체로 연결함으로써, 도포액 공급공정의 직전에 용제공급공정을 실시하도록 하였지만, 먼저, 기판 전체에 용제를 도포하고, 그 다음으로, 도포액 공급공정을 실시하면서 평활화 공정을 실시하도록 해도 좋다

(4) 실시예에서는, 도포 헤드(10)를 X방향으로 이동시키는 제1 이동기구(34)와 기판유지대(32)를 Y방향으로 이동시키는 제2 이동기구(35)에 의해, 본 발명의 이동기구를 구성하였지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 기판유지대를 고정하는 기구와 도포 헤드를 X방향 및 Y방향으로 이동시키는 기구에 의해, 이동기구를 구성해도 좋다. 혹은 도포 헤드를 고정하는 기구와 기판유지대를 X방향 및 Y방향으로 이동시키는 기구에 의해, 이동기구를 구성해도 좋다.

(5) 실시예에서는, 기체분사기구는 1개의 슬릿 형상 노즐로 구성하였지만, 기체분사기구는 복수개의 통상의 작은 구멍 노즐로 구성해도 좋다. 또한, 복수개의 노즐로부터 분사하는 기체의 분사 방향을 다르게 하여, 도포액의 평활화를 복수 방향에 걸쳐 실시하도록 해도 좋다.

(6) 또한, 기체분사기구는 반드시 도포액 공급기구와 연결하여 일체로 구성할 필요는 없고, 이들을 별체로 구성하여 각 기구를 개별적으로 이동시키도록 해도 좋다.

(7) 실시예에 있어서, 용제공급기구는 도포액 공급기구와 마찬가지로, 잉크젯 방식의 복수개의 노즐을 나란하게 구성되어 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 용제공급기구는 다른 구성, 예를 들면 스프레이 노즐로부터 스프레이 형상으로 용제를 공급하는 구성이어도 좋다. 그 이외, 예를 들면, 다수의 토출구멍이 형성된 통형상체의 내부에 도포액의 용제를 공급하고, 이 용제에 진동을 부여함으로써, 상기 토출구멍으로부터 용제의 액적(液滴)을 토출하는 액적토출기구로 구성해도 좋다. 이러한 액적토출기구는 원통의 통형상체에, 축방향으로 일렬로 늘어선 작은 구멍을 형성하고, 이러한 작은 구멍이 열린 측과는 반대측의 통형상체의 표면에 피에조 소자를 부착하여 구성된다.

본 발명은 그 사상 또는 본질로부터 벗어나지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있고, 따라서, 발명의 범위를 나타내는 것으로서, 이상의 설명은 아니며, 부가된 청구범위를 참조하여야 한다.

Claims

기판상에 도포액의 박막을 형성하기 위한 도포방법으로서, 상기 도포방법은
잉크젯 방식의 복수개의 노즐을 나란히 배치하여 구성된 도포액 공급기구로부터 기판상에 도포액을 공급하는 도포액 공급공정；
상기 도포액 공급공정을 실시하면서, 기판상에 공급된 도포액에 기체를 분사하여 도포액의 박막 표면을 평활화하는 평활화 공정을 포함하고,
상기 평활화 공정에서는, 기판상에 공급된 도포액에 대하여 상기 기체를 비스듬한 방향으로부터 분사하는 것을 특징으로 하는 도포방법.
제1항에 있어서,
상기 평활화 공정에서는, 기판상에 공급된 도포액의 건조를 억제하기 위해 온도 및 습도가 조정된 기체를 분사하는 것을 특징으로 하는 도포방법.
제1항에 있어서,
상기 평활화 공정에서는, 상기 기체에 도포액의 용제의 증기를 포함시키는 것을 특징으로 하는 도포방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 도포액 공급공정 전에, 기판상에 도포액의 용제를 공급하는 용제공급공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 도포방법.
제5항에 있어서,
상기 용제공급공정에서의 기판상에의 용제의 공급 위치와, 상기 도포액 공급공정에서의 기판의 용제 피막상에의 도포액의 공급 위치와, 상기 평활화 공정에서의 기판상의 도포액에의 기체의 분사 위치와는 서로 인접하여 있고, 또한 상기 용제의 공급과 상기 도포액의 공급과 상기 기체의 분사를 동시 병행하여 행하는 것을 특징으로 하는 도포방법.
기판상에 도포액의 박막을 형성하기 위한 도포장치로서, 상기 도포장치는
기판을 수평 자세로 유지하는 기판유지대；
기판상에 도포액을 공급하는 잉크젯 방식의 복수개의 노즐을 나란히 배치하여 구성된 도포액 공급기구；
기판상에 공급된 도포액에 기체를 분사하여 도포액의 박막 표면을 평활화하는 기체분사기구；
상기 도포액 공급기구와 상기 기체분사기구를, 상기 기판유지대에 유지된 기판에 대하여 상대적으로 이동시키는 이동기구를 포함하고,
상기 기체분사기구는 기판상에 공급된 도포액에 대하여 기체를 비스듬한 방향으로부터 분사하도록 장착되어 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 도포장치.
제7항에 있어서,
상기 기체분사기구는 상기 도포액 공급기구가 갖는 복수개의 노즐의 배열 길이와 동등한 길이의 슬릿 형상 노즐로부터 기체를 분사하는 것을 특징으로 하는 도포장치.
제7항에 있어서,
상기 도포액 공급기구와 상기 기체분사기구는 연결되어 일체로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 도포장치.
삭제
제7항에 있어서,
상기 도포액 공급기구와 상기 기체분사기구가 상기 기판에 대하여 상대적으로 이동하는 이동 방향의 전측(前側)에, 기판상에 도포액의 용제를 공급하는 용제공급기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 도포장치.
제11항에 있어서,
상기 용제공급기구는 기판상에 도포액의 용제를 공급하는 잉크젯 방식의 복수개의 노즐을 나란히 배치하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 도포장치.
제11항에 있어서,
상기 용제공급기구는 다수의 토출구멍이 형성된 통형상체의 내부에 도포액의 용제를 공급하고, 이 용제에 진동을 부여함으로써, 상기 토출구멍으로부터 용제의 액적을 토출하는 액적토출기구로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 도포장치.
제11항에 있어서,
상기 도포액 공급기구와 상기 기체분사기구와 상기 용제공급기구는 연결되어 일체로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 도포장치.
제14항에 있어서,
상기 용제공급기구가 기판상에 용제를 공급하는 위치와, 상기 도포액 공급기구가 기판의 용제 피막상에 도포액을 공급하는 위치와, 상기 기체분사기구가 기판상의 도포액에 기체를 분사하는 위치가 서로 인접하도록, 상기 용제공급기구와 상기 도포액 공급기구와 상기 기체분사기구가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 도포장치.
제14항에 있어서,
상기 도포액 공급기구와 상기 기체분사기구와 상기 용제공급기구에, 온도조절기구가 부설(付設)되어 일체로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 도포장치.