KR101518522B1 - 프라이밍 처리 방법 및 프라이밍 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 프라이밍 처리의 신뢰성을 보장하면서 세정액의 사용량을 한층 삭감하는 것이다.
슬릿 노즐(72)의 토출구를 프라이밍 롤러(14)의 정상부에 대해 평행하게 대향시키고, 프라이밍 롤러(14)를 정지시킨 채로, 슬릿 노즐(72)에 일정량의 레지스트액(R)을 토출시킨다. 다음에, 프라이밍 롤러(14)의 회전을 개시하여, 프라이밍 롤러(14)의 외주면 상에 레지스트액(R)을 권취한다. 계속해서, 프라이밍 롤러(14)의 회전 속도를 한번에 올려, 슬릿 노즐(72)측과 프라이밍 롤러(14)측으로 나뉘도록 레지스트액(R)의 액막을 분리하고, 분리한 후에도 프라이밍 롤러(14)의 회전을 그대로 계속시켜, 레지스트 액막(RM₁)을 자연 건조시킨다.

Description

프라이밍 처리 방법 및 프라이밍 처리 장치{PRIMING PROCESSING METHOD AND PRIMING PROCESSING DEVICE}

본 발명은 스핀리스법의 도포 처리에 사용하는 슬릿 노즐의 토출구 부근에 도포 처리의 사전 준비로서 처리액의 액막을 형성하기 위한 프라이밍 처리 방법 및 프라이밍 처리 장치에 관한 것이다.

LCD 등의 플랫 패널 디스플레이(FPD)의 제조 프로세스에 있어서의 포토리소그래피 공정에는, 슬릿 형상의 토출구를 갖는 장척형(長尺形) 슬릿 노즐을 주사하여 피처리 기판(예를 들어, 글래스 기판) 상에 레지스트액을 도포하는 스핀리스법이 많이 사용되고 있다.

이와 같은 스핀리스법에 있어서는, 레지스트 건조막의 막 두께의 불균일성이나 도포 얼룩을 방지하는 관점에서는 도포 주사 중에 기판 상에 토출된 레지스트액이 주사 방향에 있어서 슬릿 노즐의 배면측으로 돌아들어가 형성되는 메니스커스가 노즐 길이 방향에서 수평 일직선으로 정렬되는 것이 바람직하고, 그것을 위해서는 도포 주사의 개시 직전에 슬릿 노즐의 토출구와 기판 사이의 도포 갭이 간극 없이 적당량의 레지스트액으로 막히는 것이 필요 조건으로 되어 있다. 이 요건을 만족시키기 위해, 도포 주사의 사전 준비로서 슬릿 노즐의 토출구로부터 배면 하단부에 걸쳐서 레지스트액의 액막을 형성하는 프라이밍 처리가 행해지고 있다.

대표적인 프라이밍 처리법은, 슬릿 노즐과 동등 또는 그 이상의 길이를 갖는 원통 형상의 프라이밍 롤러를 도포 처리부의 근처에서 수평으로 설치하여, 미소한 갭을 통해 프라이밍 롤러의 정상부와 대향하는 위치까지 슬릿 노즐을 근접시켜 레지스트액을 토출시키고, 그 직후에 프라이밍 롤러를 소정 방향으로 회전시킨다. 그렇게 하면, 프라이밍 롤러의 정상부 부근에 토출된 레지스트액이 슬릿 노즐의 배면 하부로 돌아 들어가도록 하여 프라이밍 롤러의 외주면 상에 권취되어, 슬릿 노즐측과 프라이밍 롤러측으로 나뉘는 형태로 레지스트액의 액막이 분리된다. 슬릿 노즐에는 노즐 토출구로부터 배면 하단부에 걸쳐서 레지스트액의 액막이 남는다.

종래 일반적인 프라이밍 처리 장치는 프라이밍 롤러를 회전 구동하는 회전 기구뿐만 아니라, 프라이밍 롤러를 클리닝하기 위한 스크레이퍼나 세정 노즐 및 건조 노즐 등을 구비하고 있어, 1회의 프라이밍 처리가 종료되면, 그 후처리로서, 회전 기구에 의해 프라이밍 롤러를 연속 회전시켜, 스크레이퍼로 프라이밍 롤러의 외주면으로부터 레지스트액을 깎아 떨어뜨려, 세정 노즐 및 건조 노즐로부터 세정액 및 건조 가스를 각각 프라이밍 롤러의 외주면으로 분출하도록 하고 있다.

그러나, 1회의 프라이밍 처리에서 슬릿 노즐로부터 토출되는 레지스트액을 받아 권취하기 위해 사용되는 프라이밍 롤러 상의 영역은 슬릿 노즐이나 프라이밍 롤러의 사이즈에 따라서 다르지만, 프라이밍 롤러의 전체 둘레(360°)를 필요로 하는 것이 아니라, 통상은 반주(180°) 이하이고, 1/4주(90°) 이하 혹은 1/5주(72°) 이하로 되는 것도 가능하다. 그런데, 종래 일반적인 프라이밍 처리 장치는 프라이밍 처리를 실행할 때마다 후처리로서 상기와 같이 프라이밍 롤러를 연속 회전시켜 프라이밍 롤러의 외주면 본체(전체 둘레)에 세정액을 분출하기 때문에, 세정액(통상 시너)을 다량으로 사용한다고 하는 문제가 있었다.

본 출원인은 이 문제를 해결하기 위해, 특허 문헌 1에 있어서, 1회의 프라이밍 처리를 위해, 슬릿 노즐의 토출구와 프라이밍 롤러의 상단부를 소정의 갭을 두고 대향시켜, 슬릿 노즐로부터 일정량의 처리액 또는 도포액(예를 들어, 레지스트액)을 토출시키는 동시에 프라이밍 롤러를 소정의 회전각만큼 회전시켜, 프라이밍 롤러의 반주 이하의 부분적 표면 영역을 당해 프라이밍 처리에 사용하고, 연속한 소정 횟수의 프라이밍 처리가 종료된 후에 프라이밍 롤러의 외주면을 전체 둘레에 걸쳐서 통합하여 세정하는 프라이밍 처리법을 개시하고 있다.

이 프라이밍 처리법은 프라이밍 롤러의 외주면을 그 주회 방향으로 복수로 분할하여 그들의 분할 영역(부분적 표면 영역)을 연속하는 소정 횟수의 프라이밍 처리에 순차적으로 할당하여 사용하고, 그 후에 프라이밍 롤러의 외주면을 전체 둘레에 걸쳐서 일괄 세정한다. 이 일괄 세정 처리는 회전 기구에 의해 프라이밍 롤러를 연속 회전시키면서 세정 기구와 건조부를 작동시켜 프라이밍 롤러의 외주면을 전체 둘레에 걸쳐서 통합하여 세정하는 것으로, 각 프라이밍 처리 시에 프라이밍 롤러의 표면에 권취된 도포액의 액막을 깎아 떨어뜨리기 위한 스크레이퍼는 불필요하고, 프라이밍 처리 후의 세정 처리에서 소비하는 세정액을 절감할 수 있는 동시에, 세정 처리 시에 파티클의 발생을 방지할 수도 있다.

일본 특허 출원 공개 제2007-237046

본 발명은 본 출원인이 상기 특허 문헌 1에서 개시한 프라이밍 처리법의 개량판인 동시에, 독자적인 관점에서, 프라이밍 처리의 수율 내지 신뢰성도 배려하면서 프라이밍 처리에서 사용하는 세정액의 가일층의 절감을 실현하는 것이다.

즉, 본 발명은 프라이밍 처리의 신뢰성을 보장하면서 세정액의 사용량을 한층 삭감시킬 수 있는 프라이밍 처리 방법 및 프라이밍 처리 장치를 제공한다.

본 발명의 제1 관점에 있어서의 프라이밍 처리 방법은, 스핀리스법의 도포 처리에 사용하는 슬릿 노즐의 토출구 부근에 도포 처리의 사전 준비로서 도포액의 액막을 형성하기 위한 프라이밍 처리 방법이며, 1회분의 프라이밍 처리를 위해, 수평으로 배치된 원통 형상 또는 원기둥 형상의 프라이밍 롤러의 정상부에 대해 소정의 갭을 두고 상기 슬릿 노즐의 토출구를 평행하게 대향시키고, 상기 슬릿 노즐에 일정량의 도포액을 토출시킨 후 상기 프라이밍 롤러를 회전시켜, 상기 프라이밍 롤러의 외주면 상에 상기 토출된 도포액의 일부를 권취하는 제1 공정과, 상기 프라이밍 롤러의 외주면 상에 권취된 도포액의 액막을 건조시켜 제1 건조막으로 하는 제2 공정과, 다른 1회분의 프라이밍 처리를 위해, 상기 제1 건조막을 비켜서 상기 프라이밍 롤러의 정상부에 대해 소정의 갭을 두고 상기 슬릿 노즐의 토출구를 평행하게 대향시키고, 상기 슬릿 노즐에 일정량의 도포액을 토출시킨 후 상기 프라이밍 롤러를 회전시켜, 상기 제1 건조막과는 다른 영역에서 상기 프라이밍 롤러의 외주면 상에 상기 토출된 도포액의 일부를 권취하는 제3 공정과, 상기 프라이밍 롤러의 외주면 상에 부착되어 있는 액막 또는 건조막을 세정에 의해 일괄 제거하는 제4 공정을 갖는다.

또한, 본 발명의 제1 관점에 있어서의 프라이밍 처리 장치는, 스핀리스법의 도포 처리에 사용하는 슬릿 노즐의 토출구 부근에 도포 처리의 사전 준비로서 처리액의 액막을 형성하기 위한 프라이밍 처리 장치이며, 소정 위치에 수평으로 배치된 원통 형상 또는 원기둥 형상의 프라이밍 롤러와, 상기 프라이밍 롤러를 그 중심축의 주위로 회전시키는 회전 기구와, 상기 프라이밍 롤러의 외주면을 세정하기 위해 세정액을 분출하는 세정 기구와, 상기 프라이밍 롤러의 주위를 강제적으로 배기하기 위한 배기 기구와, 상기 회전 기구, 상기 세정 기구 및 상기 배기 기구의 각 동작을 제어하는 제어부를 갖고, 1회분의 프라이밍 처리를 위해, 상기 프라이밍 롤러의 정상부에 대해 소정의 갭을 두고 상기 슬릿 노즐의 토출구를 평행하게 대향시키고, 상기 슬릿 노즐에 일정량의 도포액을 토출시킨 후 상기 회전 기구에 의해 상기 프라이밍 롤러를 회전시켜, 상기 프라이밍 롤러의 외주면 상에 상기 토출된 도포액의 일부를 권취하고, 상기 회전 기구에 의해 상기 도포액의 권취 후에도 상기 프라이밍 롤러의 회전을 계속시켜, 상기 프라이밍 롤러의 외주면 상에 권취된 도포액의 액막을 건조시켜 제1 건조막으로 하고, 다른 1회분의 프라이밍 처리를 위해, 상기 제1 건조막을 비켜서 상기 프라이밍 롤러의 정상부에 대해 소정의 갭을 두고 상기 슬릿 노즐의 토출구를 평행하게 대향시키고, 상기 슬릿 노즐에 일정량의 도포액을 토출시킨 후 상기 프라이밍 롤러를 회전시켜, 상기 제1 건조막과는 다른 영역에서 상기 프라이밍 롤러의 외주면 상에 상기 토출된 도포액의 일부를 권취하여, 원하는 횟수의 상기 프라이밍 처리가 종료된 후에, 상기 회전 기구에 의해 프라이밍 롤러를 회전시키면서 상기 세정 기구와 상기 배기 기구를 작동시켜, 상기 프라이밍 롤러의 외주면 상에 부착되어 있는 액막 또는 건조막을 세정에 의해 일괄 제거한다.

상기 제1 관점의 프라이밍 처리 방법 또는 처리 장치에 있어서는, 프라이밍 롤러의 외주면 상의 원하는 영역을 사용하여 실시된 1회분의 프라이밍 처리의 결과로서 상기 영역 내에 잔존(부착)하는 도포액의 액막을 건조시켜 제1 건조막으로 하고, 또한 프라이밍 롤러의 외주면 상의 제1 건조막과는 다른 영역을 사용하여 후속의 프라이밍 처리를 실시한다. 제1 건조막은 소정의 영역 내에 고정되어 그곳에 보유 지지되므로, 그 근처에서 후속의 프라이밍 처리를 실시해도 제1 건조막으로부터의 영향(간섭)을 받는 경우는 없다.

적합하게는, 제1 건조막은 자연 건조에 의해 반건조의 상태로 형성된다. 이로 인해, 프라이밍 롤러 상에 도포액의 일부를 권취한 후에도, 프라이밍 롤러의 회전을 그대로 계속시켜, 도포액의 자연 건조를 행하는 것이 바람직하다. 이와 같은 자연 건조법에 의해, 각각의 건조막을 반건조의 상태로 일괄 세정에 맡기는 것이 가능해, 건조막의 세정을 용이하게 하여, 세정액의 사용량을 삭감할 수 있다.

일괄 세정에 있어서, 적합하게는 프라이밍 롤러를 회전시키면서, 프라이밍 롤러의 외주면 중 액막 또는 건조막이 부착되어 있는 영역에만 세정액을 분출시킴으로써, 세정액의 사용량을 한층 삭감할 수 있다.

또한, 적합하게는, 일괄 세정에 앞서, 프라이밍 롤러의 외주면 상에 부착되어 있는 액막 또는 건조막의 범위 및 막 두께를 측정하여, 그 측정 결과에 기초하여 일괄 세정에 있어서의 세정액의 사용량을 결정해도 좋다. 이에 의해, 세정액의 사용량을 더욱 삭감할 수 있다.

본 발명의 제2 관점에 있어서의 프라이밍 처리 방법은, 스핀리스법의 도포 처리에 사용하는 슬릿 노즐의 토출구 부근에 도포 처리의 사전 준비로서 도포액의 액막을 형성하기 위한 프라이밍 처리 방법이며, 수평으로 배치된 원통 형상 또는 원기둥 형상의 프라이밍 롤러의 정상부에 대해 소정의 갭을 두고 상기 도포 처리용 슬릿 노즐 혹은 비도포 처리용의 다른 슬릿 노즐을 평행하게 대향시켜, 당해 슬릿 노즐에 도포액을 토출시키는 동시에, 상기 프라이밍 롤러를 회전시켜, 상기 프라이밍 롤러의 외주면 상에 상기 토출된 도포액의 일부 또는 전부를 권취하는 제1 공정과, 상기 프라이밍 롤러의 외주면 상에 권취된 도포액의 액막을 건조시켜 제1 층의 건조막으로 하는 제2 공정과, 1회분의 프라이밍 처리를 위해, 상기 제1 층의 건조막을 상기 프라이밍 롤러의 정상부에 위치시키고, 상기 프라이밍 롤러의 정상부에 대해 소정의 갭을 두고 상기 도포 처리용 슬릿 노즐의 토출구를 평행하게 대향시키고, 상기 슬릿 노즐에 일정량의 도포액을 토출시킨 후 상기 프라이밍 롤러를 회전시켜, 상기 제1 층의 건조막 상에 상기 토출된 도포액의 일부를 권취하는 제3 공정과, 상기 프라이밍 롤러의 외주면 상에 부착되어 있는 액막 또는 건조막을 세정에 의해 일괄 제거하는 제4 공정을 갖는다.

본 발명의 제2 관점에 있어서의 프라이밍 처리 장치는, 스핀리스법의 도포 처리에 사용하는 슬릿 노즐의 토출구 부근에 도포 처리의 사전 준비로서 처리액의 액막을 형성하기 위한 프라이밍 처리 장치이며, 소정 위치에 수평으로 배치된 원통 형상 또는 원기둥 형상의 프라이밍 롤러와, 상기 프라이밍 롤러를 그 중심축의 주위로 회전시키는 회전 기구와, 상기 프라이밍 롤러의 외주면을 세정하기 위해 세정액을 분출하는 세정 기구와, 상기 프라이밍 롤러의 주위를 강제적으로 배기하기 위한 배기 기구와, 상기 회전 기구, 상기 세정 기구 및 상기 배기 기구의 각 동작을 제어하는 제어부를 갖고, 상기 프라이밍 롤러의 정상부에 대해 소정의 갭을 두고 상기 도포 처리용 슬릿 노즐 혹은 비도포 처리용의 다른 슬릿 노즐을 평행하게 대향시키고, 당해 슬릿 노즐에 도포액을 토출시키는 동시에 상기 회전 기구에 의해 상기 프라이밍 롤러를 회전시켜, 상기 프라이밍 롤러의 외주면 상에 상기 토출된 도포액의 일부 또는 전부를 권취하고, 상기 배기 기구를 정지시킨 채, 상기 회전 기구에 의해 상기 도포액의 권취 후에도 상기 프라이밍 롤러의 회전을 계속시켜, 상기 프라이밍 롤러의 외주면 상에 권취된 도포액의 액막을 건조시켜 제1 층의 건조막으로 하고, 1회분의 프라이밍 처리를 위해, 상기 제1 층의 건조막을 상기 프라이밍 롤러의 정상부에 위치시켜, 상기 프라이밍 롤러의 정상부에 대해 소정의 갭을 두고 상기 슬릿 노즐의 토출구를 평행하게 대향시키고, 상기 슬릿 노즐에 일정량의 도포액을 토출시킨 후 상기 회전 기구에 의해 상기 프라이밍 롤러를 회전시켜, 상기 제1 층의 건조막 상에 상기 토출된 도포액의 일부를 권취하고, 원하는 횟수의 상기 프라이밍 처리가 종료된 후에, 상기 회전 기구에 의해 프라이밍 롤러를 회전시키면서 상기 세정 기구 및 상기 배기 기구를 작동시켜, 상기 프라이밍 롤러의 외주면 상에 부착되어 있는 액막 또는 건조막을 세정에 의해 일괄 제거한다.

상기 제2 관점의 프라이밍 처리 방법 또는 처리 장치에 있어서는, 어떤 1회분의 프라이밍 처리의 결과로서 프라이밍 롤러의 외주면 상에 형성된 제1 층의 건조막 상에서 후속의 다른 프라이밍 처리가 실시되고, 그것에 의해 제1 층의 건조막 상에 겹쳐서 제2 층의 액막이 권취된다. 여기서, 제1 층의 건조막 상에 권취되는 제2 층의 액막의 길이(주회 방향 사이즈)는, 프라이밍 롤러의 외주면 상에 권취되는 제1 층의 액막의 길이(주회 방향 사이즈)보다도 현격히 짧은 것으로 된다. 이에 의해, 프라이밍 롤러의 일주 내에서 제1 층의 액막 권취의 횟수(프라이밍 처리 횟수)보다도 제2 층의 액막 권취의 횟수(프라이밍 처리 횟수)를 많게 할 수도 있다. 그리고, 제1 층 및 제2 층의 각 액막(또는 건조막)은 일괄 세정에 의해 동시에 제거된다. 이에 의해, 프라이밍 롤러 상에서 세정 처리를 사이에 끼우지 않고 연속해서 실시할 수 있는 프라이밍 처리의 횟수를 대폭으로 늘리는 것이 가능해, 일괄 세정에 있어서의 세정액 사용량의 한층 대폭적인 삭감을 도모할 수도 있다.

적절한 일 형태로서, 상기 제2 관점에 있어서의 프라이밍 처리 방법은, 제1 공정에서는, 1회분의 프라이밍 처리를 위해, 프라이밍 롤러의 정상부에 대해 소정의 갭을 두고 도포 처리용 슬릿 노즐의 토출구를 평행하게 대향시키고, 슬릿 노즐에 일정량의 도포액을 토출시킨 후 프라이밍 롤러를 회전시켜, 프라이밍 롤러의 외주면 상에 도포액의 일부를 권취한다.

또한, 적합하게는, 제1 층의 건조막은 자연 건조에 의해 반건조의 상태로 형성된다. 이로 인해, 프라이밍 롤러의 외주면 상에 도포액의 일부를 권취한 후에도, 프라이밍 롤러의 회전을 그대로 계속시켜, 배기 기구를 정지시킨 채로 도포 액막의 자연 건조를 행하는 것이 바람직하다. 이와 같은 자연 건조법에 의해, 각각의 건조막을 반건조의 상태로 일괄 세정에 맡기는 것이 가능해, 건조막의 세정을 용이하게 하여, 세정액의 사용량을 저감시킬 수 있다.

다른 적합한 일 형태로서, 상기 제2 관점에 있어서의 프라이밍 처리 방법은, 제2 공정과 제3 공정 사이에서, 제1 층의 건조막의 막 두께 분포 특성을 측정하는 제5 공정과, 막 두께 분포 특성의 측정 결과에 기초하여, 제1 층의 건조막의 막 두께 균일성이 일정한 기준을 초과할 때에는 제3 공정의 실행을 허가하는 취지의 판정 결과를 내고, 제1 층의 건조막의 막 두께 균일성이 상기 기준을 초과하지 않을 때에는 제3 공정의 실행을 중지해야 한다는 취지의 판정 결과를 내는 제6 공정을 갖는다. 또한, 상기 제2 관점에 있어서의 프라이밍 처리 장치는, 프라이밍 롤러 상의 건조막의 막 두께를 측정하기 위한 막 두께 측정부를 갖고, 이 막 두께 측정부에 의해 제1 층의 건조막의 막 두께 분포 특성을 측정하여, 막 두께 분포 특성의 측정 결과에 기초하여, 제1 층의 건조막의 막 두께 균일성이 일정한 기준을 초과할 때에는 제1 층의 건조막 상에서의 프라이밍 처리를 실행하고, 제1 층의 건조막의 막 두께 균일성이 기준을 초과하지 않을 때에는 제1 층의 건조막 상에서의 프라이밍 처리를 중지한다.

이와 같이, 후속의 프라이밍 처리에서 슬릿 노즐로부터 토출되는 도포액을 받는 바탕이 될 예정인 제1 층의 건조막의 막질 상태(막 두께 균일성)를 검사하는 기능을 구비함으로써, 프라이밍 처리의 수율 내지 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 다른 적합한 일 형태에 있어서는, 제3 공정에 있어서의 주회 방향의 도포액 권취 사이즈가, 제1 공정에 있어서의 주회 방향의 도포액 권취 사이즈의 1/2 미만이다. 상기와 같이, 제1 층의 건조막 상에 권취되는 제2 층의 액막의 길이(주회 방향 사이즈)는 프라이밍 롤러의 외주면 상에 권취되는 제1 층의 액막의 길이(주회 방향 사이즈)보다도 현격히(통상 1/2 이하) 짧은 것으로 된다.

이 경우, 적합한 일 형태에 있어서는, 제3 공정에서 제1 층의 건조막 상에 권취된 도포액의 액막을 건조시켜 제2 층의 제1 건조막으로 한다. 그 후, 이 제2 층의 제1 건조막과는 다른 영역을 사용하여 제1 층의 건조막 상에서 또 다른 1회분의 프라이밍 처리를 행하여, 그 영역 내에 도포액(제2 층의 제2 액막)을 권취한다. 그 후, 일괄 세정에 있어서, 제1 층의 건조막과 제2 층의 제1 건조막 및 제2 액막(또는 제2 건조막)을 동시에 씻어낸다.

다른 적합한 일 형태에 있어서는, 제3 공정에서 제1 층의 건조막 상에 권취된 도포액의 액막을 건조시켜 제2 층의 건조막으로 한다. 그 후, 이 제2 층의 건조막을 사용하여 또 다른 1회분의 프라이밍 처리를 행하여, 그 영역 내에 도포액(제3 층의 액막)을 권취한다. 그 후, 일괄 세정에 있어서, 제1 층의 건조막과 제2 층의 건조막과 제3 층의 액막(건조막) 제1 건조막을 동시에 씻어낸다.

또한, 일괄 세정(제4 공정)에 있어서, 바람직하게는, 프라이밍 롤러를 회전시키면서, 프라이밍 롤러의 외주면 중 액막 또는 건조막이 부착되어 있는 영역에만 세정액을 분출한다. 이에 의해, 일괄 세정에 있어서의 세정액의 사용량을 한층 삭감할 수 있다. 또한, 일괄 세정에 앞서, 프라이밍 롤러의 외주면 상에 부착되어 있는 각 액막 또는 건조막의 범위 및 막 두께를 측정하여, 그 측정 결과에 기초하여 일괄 세정에 있어서의 세정액의 사용량을 결정하는 것도 바람직하고, 이에 의해, 일괄 세정에 있어서의 세정액 사용량의 삭감을 더욱 촉진할 수 있다.

본 발명의 제3 관점에 있어서의 프라이밍 처리 방법은, 스핀리스법의 도포 처리에 사용하는 슬릿 노즐의 토출구 부근에 도포 처리의 사전 준비로서 도포액의 액막을 형성하기 위한 프라이밍 처리 방법이며, 1회분의 프라이밍 처리를 위해, 수평으로 배치된 원통 형상 또는 원기둥 형상의 프라이밍 롤러의 정상부에 대해 소정의 갭을 두고 상기 슬릿 노즐의 토출구를 평행하게 대향시키고, 상기 슬릿 노즐에 일정량의 도포액을 토출시킨 후 상기 프라이밍 롤러를 회전시켜, 상기 프라이밍 롤러의 외주면 상에 도포액의 일부를 권취하는 제1 공정과, 상기 제1 공정에서 상기 프라이밍 롤러의 외주면 상에 권취된 도포액의 액막을 건조시켜 제1 층의 제1 건조막으로 하는 제2 공정과, 다른 1회분의 프라이밍 처리를 위해, 상기 제1 층의 제1 건조막을 비켜서 상기 프라이밍 롤러의 정상부에 대해 소정의 갭을 두고 상기 슬릿 노즐의 토출구를 평행하게 대향시키고, 상기 슬릿 노즐에 일정량의 도포액을 토출시킨 후 상기 프라이밍 롤러를 회전시켜, 상기 제1 건조막과는 다른 영역에서 상기 프라이밍 롤러의 외주면 상에 도포액의 일부를 권취하는 제3 공정과, 상기 제3 공정에서 상기 프라이밍 롤러의 외주면 상에 권취된 도포액의 액막을 건조시켜 제1 층의 제2 건조막으로 하는 제4 공정과, 또 다른 1회분의 프라이밍 처리를 위해, 상기 제1 층의 제1 또는 제2 건조막을 상기 프라이밍 롤러의 정상부에 위치시켜, 상기 프라이밍 롤러의 정상부에 대해 소정의 갭을 두고 상기 슬릿 노즐의 토출구를 평행하게 대향시키고, 상기 슬릿 노즐에 일정량의 도포액을 토출시킨 후 상기 프라이밍 롤러를 회전시켜, 상기 제1 층의 제1 또는 제2 건조막 상에 도포액의 일부를 권취하는 제5 공정과, 상기 프라이밍 롤러의 외주면 상에 부착되어 있는 모든 막을 세정에 의해 일괄 제거하는 제6 공정을 갖는다.

또한, 본 발명의 제3 관점에 있어서의 프라이밍 처리 장치는, 스핀리스법의 도포 처리에 사용하는 슬릿 노즐의 토출구 부근에 도포 처리의 사전 준비로서 처리액의 액막을 형성하기 위한 프라이밍 처리 장치이며, 소정 위치에 수평으로 배치된 원통 형상 또는 원기둥 형상의 프라이밍 롤러와, 상기 프라이밍 롤러를 그 중심축의 주위로 회전시키는 회전 기구와, 상기 프라이밍 롤러의 외주면을 세정하기 위해 세정액을 분출하는 세정 기구와, 상기 프라이밍 롤러의 주위를 강제적으로 배기하기 위한 배기 기구와, 상기 회전 기구, 상기 세정 기구 및 상기 배기 기구의 각 동작을 제어하는 제어부를 갖고, 1회분의 프라이밍 처리를 위해, 상기 프라이밍 롤러의 정상부에 대해 소정의 갭을 두고 상기 슬릿 노즐의 토출구를 평행하게 대향시키고, 상기 슬릿 노즐에 일정량의 도포액을 토출시킨 후 상기 회전 기구에 의해 상기 프라이밍 롤러를 회전시켜, 상기 프라이밍 롤러의 외주면 상에 도포액의 일부를 권취하여, 상기 배기 기구를 정지시킨 채, 상기 회전 기구에 의해 상기 도포액의 권취 후에도 상기 프라이밍 롤러의 회전을 계속시켜, 상기 프라이밍 롤러의 외주면 상에 권취된 도포액의 액막을 건조시켜 제1 층의 제1 건조막으로 하고, 다른 1회분의 프라이밍 처리를 위해, 상기 제1 건조막을 비켜서 상기 프라이밍 롤러의 정상부에 대해 소정의 갭을 두고 상기 슬릿 노즐의 토출구를 평행하게 대향시키고, 상기 슬릿 노즐에 일정량의 도포액을 토출시킨 후 상기 회전 기구에 의해 상기 프라이밍 롤러를 회전시켜, 상기 제1 건조막과는 다른 영역에서 상기 프라이밍 롤러의 외주면 상에 도포액의 일부를 권취하여, 상기 배기 기구를 정지시킨 채, 상기 회전 기구에 의해 상기 도포액의 권취 후에도 상기 프라이밍 롤러를 회전시켜, 상기 프라이밍 롤러의 외주면 상에 권취된 도포액의 액막을 건조시켜 제1 층의 제2 건조막으로 하고, 또 다른 1회분의 프라이밍 처리를 위해, 상기 제1 층의 제1 또는 제2 건조막을 상기 프라이밍 롤러의 정상부에 위치시켜, 상기 프라이밍 롤러의 정상부에 대해 소정의 갭을 두고 상기 슬릿 노즐의 토출구를 평행하게 대향시키고, 상기 슬릿 노즐에 일정량의 도포액을 토출시킨 후 상기 회전 기구에 의해 상기 프라이밍 롤러를 회전시켜, 상기 제1 층의 제1 또는 제2 건조막 상에 도포액의 일부를 권취하고, 원하는 횟수의 상기 프라이밍 처리가 종료된 후에, 상기 회전 기구에 의해 프라이밍 롤러를 회전시키면서 상기 세정 기구 및 상기 배기 기구를 작동시켜, 상기 프라이밍 롤러의 외주면 상에 부착되어 있는 모든 막을 세정에 의해 일괄 제거한다.

상기 제3 관점의 프라이밍 처리 방법 또는 처리 장치에 있어서는, 프라이밍 롤러의 외주면 상에서 세정을 사이에 끼우지 않고 복수회의 프라이밍 처리가 행해지고, 그때마다 후처리로서 건조 공정이 행해져 프라이밍 롤러의 외주면 상에 제1 층의 제1 및 제2 건조막이 형성된다. 그리고, 제1 층의 제1 또는 제2 건조막 상에서도 후속의 다른 프라이밍 처리가 실시되어, 그것에 의해 제1 층의 제1 또는 제2 건조막 상에 겹쳐서 제2 층의 액막이 권취된다. 여기서, 제1 층의 건조막 상에 권취되는 제2 층의 액막의 길이(주회 방향 사이즈)는, 프라이밍 롤러의 외주면 상에 권취되는 액막의 길이(주회 방향 사이즈)보다도 현격히 짧은 것으로 된다. 이에 의해, 프라이밍 롤러의 일주 내에서 제1 층의 액막 권취의 횟수(프라이밍 처리 횟수)보다도 제2 층의 액막 권취의 횟수(프라이밍 처리 횟수)를 많게 할 수도 있다. 제1 층 및 제2 층의 각 액막(혹은 건조막)은 일괄 세정에 의해 동시에 제거된다.

상기 제3 관점의 프라이밍 처리 방법 또는 프라이밍 처리 장치에 있어서도, 상기 제2 관점의 프라이밍 처리 방법 또는 프라이밍 처리 장치와 마찬가지로, 프라이밍 롤러 상에서 세정 처리를 사이에 끼우지 않고 연속해서 실시할 수 있는 프라이밍 처리의 횟수를 대폭으로 증설하는 것이 가능해, 일괄 세정에 있어서의 세정액의 사용량의 한층 대폭적인 삭감을 도모할 수도 있다.

본 발명의 제4 관점에 있어서의 프라이밍 처리 장치는, 스핀리스법의 도포 처리에 사용하는 슬릿 노즐의 토출구 부근에 도포 처리의 사전 준비로서 처리액의 액막을 형성하기 위한 프라이밍 처리 장치이며, 1회분의 프라이밍 처리를 위해, 상기 프라이밍 롤러의 정상부에 대해 소정의 갭을 두고 상기 슬릿 노즐의 토출구를 평행하게 대향시키고, 상기 슬릿 노즐에 일정량의 도포액을 토출시킨 후 상기 프라이밍 롤러를 회전시켜, 상기 프라이밍 롤러의 외주면 상에 도포액의 일부를 권취하는 프라이밍 처리부와, 상기 프라이밍 롤러의 외주면 상에 권취된 도포액의 액막 또는 그 건조막의 막 두께 분포 특성을 측정하기 위한 막 두께 측정부와, 상기 막 두께 측정부로부터 얻어지는 막 두께 분포 특성의 측정 결과에 기초하여, 상기 슬릿 노즐의 토출 기능의 양부(良否)를 판정하는 노즐 토출 기능 판정부를 갖는다.

상기한 구성에 따르면, 프라이밍 처리를 실시한 후에 프라이밍 롤러 상에 권취되어 있는 도포액의 액막 또는 그 건조막의 막 두께 분포 특성으로부터 슬릿 노즐의 토출 기능의 양부를 판정할 수 있으므로, 도포 처리의 수율 내지 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 프라이밍 처리 방법 또는 프라이밍 처리 장치에 따르면, 상기와 같은 구성 및 작용에 의해, 프라이밍 처리의 신뢰성을 보장하면서 세정액의 사용량을 한층 삭감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 있어서의 프라이밍 처리 장치의 구성을 도시하는 도면.
도 2는 실시예에 있어서 1회째의 프라이밍 처리가 행해질 때의 각 단계를 모식적으로 도시하는 도면.
도 3은 도 2의 프라이밍 처리 동작에 있어서의 프라이밍 롤러의 회전 속도를 시간축 상의 파형으로 나타내는 도면.
도 4는 2회째의 프라이밍 처리가 행해질 때의 각 단계를 모식적으로 도시하는 도면.
도 5는 프라이밍 롤러의 일주 내에서 최후(4회째)의 프라이밍 처리 및 직후의 일괄 세정 처리가 행해질 때의 각 단계를 모식적으로 도시하는 도면.
도 6은 도 2의 프라이밍 처리 동작 및 일괄 세정 처리에 있어서의 프라이밍 롤러의 회전 속도를 시간축 상의 파형으로 나타내는 도면.
도 7은 세정 공정에 있어서의 프라이밍 처리 장치의 작용을 설명하기 위한 도면.
도 8은 제1 실시예에 있어서의 프라이밍 처리 방법의 대략의 수순을 도시하는 사시도.
도 9는 제1 층의 레지스트 건조막의 막 두께 분포 유지 특성을 측정하기 위한 주요부의 구성 및 작용을 도시하는 도면.
도 10은 제1 층의 레지스트 건조막 상에서 1회째의 프라이밍 처리가 행해질 때의 각 단계를 모식적으로 도시하는 도면.
도 11은 제1 층의 레지스트 건조막 상에서 최후의 프라이밍 처리 및 직후의 일괄 세정 처리가 행해질 때의 각 단계를 모식적으로 도시하는 도면.
도 12는 제1 실시예에 있어서의 프라이밍 처리 방법의 대략의 수순을 도시하는 사시도.
도 13은 일 변형예에 있어서의 프라이밍 처리가 행해질 때의 각 단계를 모식적으로 도시하는 도면.
도 14는 다른 변형예에 있어서 프라이밍 롤러 상에 바탕막(제1 층 레지스트막)을 형성하고 그 위에서 프라이밍 처리를 실시하는 방법을 도시하는 도면.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 적합한 실시 형태를 설명한다.

[프라이밍 처리 장치의 구성]

도 1에 본 발명의 일 실시 형태에 있어서의 프라이밍 처리 장치의 구성을 도시한다. 이 프라이밍 처리 장치는, 예를 들어 LCD 제조 프로세스용 포토리소그래피 공정에 있어서 스핀리스법의 레지스트 도포 처리를 행하는 레지스트 도포 장치(도시하지 않음)에 세트되어, 레지스트 도포 처리를 위해 피처리 기판을 적재 혹은 부상 반송하는 도포 스테이지(도시하지 않음)의 근처에 배치된다.

도시한 프라이밍 처리 장치에 있어서, 하우징(10)은 상면에 슬릿 형상의 개구부(12)를 갖는 장척형의 하우징으로 이루어지고, 수용하는 프라이밍 롤러(14)를 그 정상부가 개구부(12)를 통해 상방으로 노출되도록 베어링(도시하지 않음)으로 수평 또한 회전 가능하게 지지하고 있다.

프라이밍 롤러(14)는, 예를 들어 스테인리스강으로 이루어지는 원통 형상 또는 원기둥 형상의 롤러로, 일정한 외경(예를 들어, 100 내지 150㎜)과 후술하는 슬릿 노즐(72)의 전체 길이를 커버하는 길이를 갖고 있다. 하우징(10)도, 예를 들어 스테인리스강으로 만들어져도 좋다.

하우징(10) 내에는 프라이밍 롤러(14)의 정상부(최상부)로부터 저부(최하부)까지 정의 회전 방향(도 1에서는 시계 방향)을 따라서 향하는 도중에, 바람직하게는 회전각 위치 90°∼180°의 구간 내에 세정 기구(16)의 세정 노즐이 설치되어 있다. 이 세정 노즐은, 바람직하게는 장척형의 2유체 제트 노즐(18)로 이루어지고, 프라이밍 롤러(14)의 전체 길이를 커버하는 길이로 그것과 평행하게 배치되고, 배관(20, 22)을 통해 세정액 공급부(24) 및 가스 공급부(26)에 접속되어 있다. 배관(20, 22)의 도중에는 개폐 밸브(28, 30)가 각각 설치되어 있다.

프라이밍 롤러(14)를 세정할 때에는, 개폐 밸브(28, 30)가 개방되어, 2유체 제트 노즐(18)은 세정액 공급부(24) 및 가스 공급부(26)로부터 각각 세정액(예를 들어, 시너) 및 가스(예를 들어, 에어 또는 질소 가스)를 원하는 유량으로 수취하고, 노즐 내에서 세정액과 가스를 혼합하여 슬릿 또는 다공형의 토출구로부터 제트류로 프라이밍 롤러(14)의 외주면으로 분출하도록 구성되어 있다. 세정 제어부(25)는 세정액 공급부(24), 가스 공급부(26) 및 개폐 밸브(28, 30)를 제어하고, 특히 후술하는 주제어부(70)로부터의 지시 하에서 세정액 및 가스의 유량을 개별적으로 또한 임의로 제어할 수 있도록 되어 있다.

개구부(12)와 세정 기구(16) 사이의 구간은 하우징(10)의 내벽이 프라이밍 롤러(14)의 외주면과 접촉하지 않을 정도의 약간의 간극을 남기고 근접하여, 미스트 차폐부(32)로 되어 있다. 프라이밍 롤러(14)를 세정할 때에 2유체 제트 노즐(18)의 주위에서 발생하는 미스트는 미스트 차폐부(32)의 간극을 통해 개구부(12)측으로 나오는 경우는 없고, 그곳에서 차단되도록 되어 있다.

하우징(10) 내에는 프라이밍 롤러(14)를 중심으로 하여 미스트 차폐부(32) 및 세정 기구(16)의 반대측에, 미스트 인입부(34), 흡인구(36) 및 강제 건조부(38)가 설치되어 있다.

미스트 인입부(34)는, 바람직하게는 프라이밍 롤러(14)의 정상부로부터 회전 방향을 따라서 회전각 위치 180° 내지 270°의 구간 내에 설치된다. 도시한 구성예의 미스트 인입부(34)는 상기 구간 내에서 하우징(10)의 내벽과 프라이밍 롤러(14)의 외주면 사이에 형성된 미스트 인입용 간극(40)을 갖고 있다.

강제 건조부(38)는, 바람직하게는 프라이밍 롤러(14)의 정상부로부터 회전 방향을 따라서 회전각 위치 270° 내지 360°의 구간 내에 설치된다. 도시한 구성예의 강제 건조부(38)는 상기 구간 내에서 하우징(10)의 내벽과 프라이밍 롤러(14)의 외주면 사이에 형성된 액 제거용 간극(42)을 갖고 있다.

흡인구(36)는 배큐엄(Vacuum) 통로(44) 및 배큐엄 관(46)을 통해, 예를 들어 진공 펌프 또는 흡기 팬(도시하지 않음) 및 미스트 트랩 또는 필터 등을 갖는 배큐엄 장치(48)에 통하고 있다. 배큐엄 통로(44)의 종단부 부근에는 배기 밸브 제어부(50)에 의해 개폐 제어되는 배기 댐퍼(52)가 설치되어 있다. 배큐엄 장치(48)를 온으로 하여, 배기 댐퍼(52)를 개방 상태로 하면, 미스트 인입부(34) 및 강제 건조부(38)가 작동하여, 미스트 인입용 간극(40) 및 액 제거용 간극(42)에 외부로부터 흡기구(36)를 향해 미스트 인입용 기류 및 액 제거용 기류가 각각 흐르게 되어 있다. 배기 댐퍼(52)를 폐쇄하면, 배큐엄 장치(48)가 온으로 되어 있어도, 흡기구(36)에는 배큐엄이 미치지 않아, 미스트 인입부(34) 및 강제 건조부(38)는 오프 상태로 된다.

이 프라이밍 처리 장치에 있어서, 프라이밍 롤러(14)의 주위를 강제적으로 배기하기 위한 배기 기구(45)는, 상기와 같이 미스트 인입부(34), 흡인구(36), 강제 건조부(38), 배큐엄 장치(48), 배기 밸브 제어부(50) 및 배기 댐퍼(52)를 구비하고 있다.

하우징(10)의 바닥에는 프라이밍 롤러(14)의 바로 아래의 위치에 배출구(54)가 형성되어 있다. 이 배출구(54)는 액체 배출관(56)을 통해 배출 탱크(58)에 통하고 있다.

이 프라이밍 처리 장치에 있어서, 프라이밍 롤러(14)를 회전시키기 위한 회전 기구(65)는 모터(60), 회전 제어부(62) 및 인코더(64)를 구비하고 있다. 모터(60)는, 바람직하게는 서보 모터로 이루어지고, 그 회전 구동축은, 예를 들어 풀리나 전동 벨트 등의 전동 기구(도시하지 않음)를 통해 프라이밍 롤러(14)의 회전축에 접속되어 있다. 회전 제어부(62)는 모터(60)의 기본 동작(회전, 정지, 속도 제어 등)뿐만 아니라, 인코더(64)를 통해 모터(60)의 회전량 및 회전 각도 위치를 임의로 제어할 수 있도록 되어 있다.

이 프라이밍 처리 장치에는 프라이밍 롤러(14) 상의 레지스트막의 막 두께를 측정하기 위한 막 두께 측정부(67)가 설치되어 있다. 막 두께 측정부(67)는 막 두께 센서(66) 및 막 두께 연산부(68)를 갖고 있다.

막 두께 센서(66)는 슬릿 노즐(72)과 간섭을 일으키지 않도록 개구부(12)의 근방에 설치 또는 배치되어, 그 위치로부터 바로 맞은편의 프라이밍 롤러(14)의 외주면 상에 부착되어 있는 레지스트막 또는 그 액막의 막 두께를 비접촉식, 즉 광학식으로 측정한다. 다른 구성예로서, 막 두께 센서(66)를, 예를 들어 지지 아암 등으로 이동 가능하게 지지하여, 슬릿 노즐(72)이 하우징(10)의 개구부(12)로부터 멀어지고 있을 때에, 막 두께 센서(66)를 개구부(12) 상에 위치 정렬해도 좋다.

막 두께 연산부(68)는 막 두께 센서(66)의 출력 신호를 입력하여, 프라이밍 롤러(14) 상의 레지스트 액막의 막 두께 측정치를 연산한다. 바람직하게는, 프라이밍 롤러(14)의 축 방향으로 일정 간격으로 복수개의 막 두께 센서(66)가 일렬로 배치되어, 프라이밍 롤러(14)의 주회 방향뿐만 아니라 축 방향에 있어서도 레지스트 액막의 막 두께 분포 특성을 측정할 수 있도록 되어 있다. 막 두께 측정부(67)에서 얻어지는 막 두께 측정치 내지 막 두께 분포 특성 측정치는 주제어부(70)로 보내진다.

주제어부(70)는 소정의 소프트웨어에 따라서 동작하는 마이크로 컴퓨터를 포함하여, 이 프라이밍 처리 장치 내의 세정 기구(16), 배기 기구(45), 회전 기구(65) 및 막 두께 측정부(67)의 동작을 통괄하여 제어한다. 도시한 구성예에서는, 주제어부(70)가, 배큐엄 장치(48), 막 두께 센서(66) 및 막 두께 연산부(68)의 각 동작을 직접 제어하는 동시에, 세정 제어부(25), 배기 밸브 제어부(50) 및 회전 제어부(62)를 통해 2유체 제트 노즐(18), 배기 댐퍼(52) 및 모터(60)의 각 동작을 제어한다. 또한, 주제어부(70)는 회전 기구(65)의 회전 제어부(62)를 통해 프라이밍 롤러(14)의 회전량 및 회전각 위치를 파악 내지 제어할 수 있도록 되어 있다.

또한, 주제어부(70)는 이 프라이밍 처리 장치 내의 전체의 시퀸스를 통괄하여 제어하는 동시에, 적어도 프라이밍 처리에 관해서는, 당해 레지스트 도포 장치에 구비되어 있는 레지스트 도포 처리용 슬릿 노즐(72)의 일체의 동작을 제어하도록 되어 있다.

즉, 당해 레지스트 도포 장치에 있어서, 슬릿 노즐(72)은 노즐 이동 기구(74)에 의해 지지되고, 또한 미리 설정된 스페이스 내에서 임의의 위치로 반송되어, 임의의 위치에 위치 결정되도록 되어 있다. 또한, 슬릿 노즐(72)에는 레지스트 공급부(76)로부터 레지스트 공급관(78)을 통해 레지스트액이 공급된다. 여기서, 레지스트 공급관(78)에는 개폐 밸브(80)가 설치되어 있다. 프라이밍 처리에 관해서는, 주제어부(70)가, 노즐 이동 기구(74), 레지스트 공급부(76), 개폐 밸브(80)를 통해, 슬릿 노즐(72)의 이동이나 위치 결정 및 레지스트액 토출 동작을 제어하도록 되어 있다.

[프라이밍 처리 방법의 제1 실시예]

다음에, 도 2 내지 도 8에 대해, 이 프라이밍 처리 장치에서 실시 가능한 프라이밍 처리 방법의 제1 실시예를 설명한다.

이 프라이밍 처리 장치가 세트되어 있는 당해 레지스트 도포 장치에 있어서는, 도포 스테이지 상에서 기판 1매분의 도포 처리가 종료될 때마다 다음의 도포 처리의 사전 준비로서 이 프라이밍 처리 장치에서 1회분의 프라이밍 처리가 행해진다.

도 2에 프라이밍 롤러(14)의 외주면이 전체 둘레에 걸쳐서 청정한 상태로 리셋된 후 최초(1회째)의 프라이밍 처리가 행해질 때의 각 단계를 도시한다. 도 3에 도 2의 프라이밍 처리 동작에 있어서의 프라이밍 롤러(14)의 회전 속도를 시간축 상의 파형으로 나타낸다.

이 1회째의 프라이밍 처리에서는, 우선, 도 1에 도시한 바와 같이 슬릿 노즐(72)의 토출구가 프라이밍 롤러(14)의 정상부와 소정의 갭(예를 들어, 수십 내지 수백 ㎛)을 두고 평행하게 대향하도록 노즐 이동 기구(74)를 통해 슬릿 노즐(72)을 위치 결정한다. 이 장면에서는, 세정 기구(16)는 물론, 배기 기구(45)도 정지한 상태로 해 둔다.

다음에, 도 2의 I(토출)에 도시한 바와 같이, 프라이밍 롤러(14)를 정지시킨 채로, 레지스트 공급부(76)를 통해 슬릿 노즐(72)에 일정량의 레지스트액(R)을 토출시킨다.

이 레지스트액 토출의 동작은 일정 시간(도 3의 t₀ 내지 t₁) 내에 행해진다. 슬릿 노즐(72)의 토출구로부터 토출된 레지스트액(R)은 프라이밍 롤러(14)의 정상부 부근에 부착된 후 주회 방향에서 주위로 퍼진다.

계속해서, 회전 기구(65)에 의해 소정의 타이밍(도 3의 시점 t₁)에서 프라이밍 롤러(14)에 회전 동작을 개시시키고, 도 2의 II(권취)에 도시한 바와 같이, 레지스트액(R)을 슬릿 노즐(72)의 배면 하단부(72a)로 돌아 들어가도록 하여, 프라이밍 롤러(14)의 외주면 상에 레지스트액(R)을 권취한다. 여기서, 레지스트액(R)을 권취할 때의 회전 속도(V_a)는 레지스트액(R)의 액막을 빠르게 끊어 버리지 않는 비교적 낮은 속도가 바람직하고, 예를 들어 주속도로 수십 ㎜/초로 선택된다.

계속해서, 소정의 타이밍(도 3의 시점 t₂)에서 프라이밍 롤러(14)의 회전 속도를 한번에 올린다. 이에 의해, 도 2의 III(분리)에 도시한 바와 같이, 레지스트액(R)의 액막이 분리되어, 슬릿 노즐(72)측과 프라이밍 롤러(14)측으로 나뉜다. 이때, 슬릿 노즐(72)을 상승시키면, 레지스트 액막의 분리를 소정의 부위에서 보다 원활하고 또한 확실하게 행할 수 있다. 이와 같이 하여, 슬릿 노즐(72)에는 노즐 토출구로부터 배면 하단부(72a)에 걸쳐서 레지스트액의 액막(RF)이 남는다. 한편, 프라이밍 롤러(14)의 외주면 상에는 상기와 같이 하여 권취된 레지스트액의 액막(RM₁)이 남는다. 이 레지스트 액막(RM₁)의 주회 방향 권취 사이즈는 회전 각도 범위에서, 예를 들어 70° 내지 75°의 사이즈로 설정할 수 있다.

본 실시예에서는 레지스트 액막(RM₁)을 분리한 후에도, 도 2의 IV(자연 건조)에 도시한 바와 같이 프라이밍 롤러(14)의 회전을 그대로 계속시킨다. 이때, 프라이밍 롤러(14)의 회전 속도는, 도 3의 실선 V로 나타낸 바와 같이, 레지스트 액막을 분리한 직후(도 3의 시점 t₃)의 속도(V_b)(예를 들어, 주속도로 수백㎜/초)를 그대로 유지해도 좋고, 혹은 가상선(1점 쇄선) V'로 나타낸 바와 같이 다른 속도(예를 들어, 주속도로 수십㎜/초)로 절환해도 좋다. 또한, 이 자연 건조(IV)의 동안에도, 배기 기구(45)는 정지시켜 둔다.

본 실시예에서는, 이와 같이 프라이밍 롤러(14) 상에 권취된 레지스트 액막(RM₁)을 분리한 후에도 프라이밍 롤러(14)의 회전을 그대로 계속시키는 동작에 의해, 2개의 중요한 효과가 발휘된다.

제1 효과는, 프라이밍 롤러(14) 상에 권취된 레지스트 액막(RM₁)의 액 늘어짐을 방지할 수 있는 것이다. 즉, 권취(II) 및 분리(III)의 동작 중에, 프라이밍 롤러(14) 상의 레지스트 액막(RM₁)은 프라이밍 롤러(14)의 정상부로부터 저부를 향해 주회 방향으로 이동한다.

가령, 여기서 프라이밍 롤러(14)의 회전을 멈추면, 레지스트 액막(RM₁)에는 중력에 의해 주회 방향 하향의 힘이 지속적으로 작용하여, 프라이밍 롤러(14)의 외주면 상에서 레지스트 액막(RM₁)이 아래로 늘어진다(퍼진다). 슬릿 노즐을 사용하는 스핀리스 도포법에서는, 통상 20cp 이하의 저점도 레지스트액이 사용되므로, 프라이밍 롤러 상에서 상기와 같은 레지스트 액막의 액 늘어짐이 발생하기 쉽다.

그런데, 본 실시예에서는, 프라이밍 롤러(14)의 회전을 멈추지 않고 그대로 계속시킴으로써 레지스트 액막(RM₁)에 작용하는 중력의 작용(액 늘어짐을 유인하는 힘)을 실질적으로 캔슬시켜, 프라이밍 롤러(14) 상에 권취한 레지스트 액막(RM₁)을 액 늘어짐에 의해 퍼지지 않고 표면 장력에 의해 소정의 영역(분할 영역) 내에 고정해 둘 수 있다.

제2 효과로서, 배기 기구(45)를 멈춘 채, 프라이밍 롤러(14)의 회전을 계속시킴으로써, 프라이밍 롤러(14) 상에 권취된 레지스트 액막(RM₁)을 단시간에 효율적으로 자연 건조시킬 수 있다.

즉, 배기 기구(45)를 온으로 하여 프라이밍 롤러(14)를 회전시키면, 프라이밍 롤러(14) 상의 레지스트 액막(RM₁)이 강제 건조부(38)의 간극(42) 중에서 역풍에 의한 큰 스트레스를 받아, 막 두께 균일성을 저하시키기 쉽다. 특히, 강제 건조부(38)의 간극(42) 내에서 레지스트 액막(RM₁)에 가해지는 역풍의 압력에 축 방향에서 편차가 있으면, 레지스트 액막(RM₁)의 표면에 주회 방향으로 연장되는 줄무늬 형상의 요철이 생기기 쉽다. 배기 기구(45)를 정지시켜 두면, 프라이밍 롤러(14)의 회전 중에 그 외주면 상의 레지스트 액막(RM₁)은 간극(42)을 통과할 때라도 역풍의 압력을 받는 경우는 없고, 대기 중에 정지 상태로 방치되어 있던 경우와 동등한 자연 건조를 받는다.

이와 같이 하여, 프라이밍 롤러(14) 상의 레지스트 액막(RM₁)은 자연 건조에 의해, 막의 내부는 액상인 채로 막의 표층부가 건조 고화된 반건조 또는 덜 마른 상태로 된다. 이와 같은 반건조의 상태에 이르면, 프라이밍 롤러(14)의 회전을 멈춰도, 레지스트 액막(RM₁)의 액 늘어짐은 발생하지 않는다.

본 실시 형태에서는, 자연 건조 공정 후의 반건조 상태로 된 레지스트 액막(RM_i)(i ＝ 1, 2, 3‥)을, 자연 건조 공정 전의 완전한 액상태의 액막과 구별하기 위해, 레지스트 건조막([RM_i])이라고 칭한다.

상기와 같은 프라이밍 롤러(14)의 회전에 의한 레지스트 액막(RM₁)의 자연 건조(IV)는 일정한 시간(도 3의 t₃ 내지 t₄)을 들여 행해진다. 이 사이에, 슬릿 노즐(72)은 노즐 이동 기구(74)에 의해 도포 스테이지로 보내져, 그곳에서 기판 1매분의 레지스트 도포 처리에 제공된다. 그리고, 레지스트 도포 처리를 종료하면, 슬릿 노즐(72)은 다시 이 프라이밍 처리 장치로 복귀되어, 도 1에 도시한 바와 같이 그 토출구가 프라이밍 롤러(14)의 정상부에 대해 소정의 갭을 두고 평행하게 대향하도록 위치 결정된다.

도 4에, 2회째의 프라이밍 처리가 행해질 때의 각 단계를 도시한다. 이 2회째의 프라이밍 처리에서는, 도 4의 I(토출)에 도시한 바와 같이 전회(1회째)의 프라이밍 처리에서 프라이밍 롤러(14)에 권취되어 있는 제1 레지스트 건조막([RM₁])을 비켜서 프라이밍 롤러(14)의 정상부를 슬릿 노즐(72)의 토출구에 대향시킨 상태로, 슬릿 노즐(72)에 일정량의 레지스트액(R)을 토출시킨다.

계속해서, 도 4에 도시한 바와 같이, 1회째의 프라이밍 처리 시와 동일한 동작 및 타이밍으로 레지스트액(R)의 권취(II), 분리(III), 자연 건조(IV)의 각 공정이 순차적으로 행해진다.

이 경우에도, 1회째의 프라이밍 처리 시와 마찬가지로, 권취(II) 및 분리(III)의 공정에 의해, 프라이밍 롤러(14)의 외주면 상에 소정의 주회 방향 사이즈(회전 각도 범위에서 70° 내지 75°)로 레지스트액(R)이 권취되어 레지스트 액막(RM₂)이 형성된다. 그리고, 프라이밍 롤러(14)의 회전을 그대로 계속하여 분리(III)로부터 자연 건조(IV)의 동작으로 이행하여, 액 늘어짐을 일으키지 않고 소정의 영역 내에서 레지스트 액막(RM₂)을 자연 건조시킨다. 이와 같이 하여, 프라이밍 롤러(14)의 외주면 상에는 제1 레지스트 건조막([RM₁])과는 다른 영역에, 통상은 회전 방향에 있어서 하류측의 옆에 설정된 분할 영역 내에, 금회(2회째)의 프라이밍 처리에 부수된 잔존물로서 제2 레지스트 건조막([RM₂])가 소정의 주회 방향 사이즈(70° 내지 75°)로 형성된다.

3회째의 프라이밍 처리도, 도시는 생략하지만, 상술한 1회째 및 2회째의 프라이밍 처리와 동일한 수순 및 동작으로 행해진다. 결과적으로, 제1 및 제2 레지스트 건조막([RM₁], [RM₂])과는 다른 영역에, 통상은 회전 방향에 있어서 제2 레지스트 건조막([RM₂])의 하류측의 옆에 설정된 분할 영역 내에, 3회째의 프라이밍 처리에 부수된 잔존물로서 제3 레지스트 건조막([RM₃])이 소정의 주회 방향 사이즈(70° 내지 75°)로 형성된다.

또한, 3회째의 프라이밍 처리가 종료된 시점에서, 제3 레지스트 건조막([RM₃])은, 상술한 바와 같이 자연 건조에 의해 반건조 상태로 되어 있지만, 제1 및 제2 레지스트 건조막([RM₁], [RM₂])도 여전히 반건조 상태를 유지하고 있다. 즉, 제1 및 제2 레지스트 건조막([RM₁], [RM₂])은 프라이밍 롤러(14) 상에서 강제 건조 처리나 가열 처리를 일체 받고 있지 않으므로, 자연 건조의 시간이 몇 배 길어도 아직 반건조 상태 그대로이다.

본 제1 실시예에서는, 프라이밍 롤러(14)의 외주면이 전체 둘레에 걸쳐서 청정한 상태로 리셋된 후 연속해서 소정 횟수, 예를 들어 4회의 프라이밍 처리를 행한 직후에, 프라이밍 롤러(14)의 일괄 세정(외주면 전체 둘레의 청정화)을 행하도록 하고 있다.

도 5에 프라이밍 롤러(14)의 일주 내에서 최후(4회째)의 프라이밍 처리 및 직후의 일괄 세정 처리가 행해질 때의 각 단계를 도시한다. 도 6에 도 5의 프라이밍 처리 동작 및 일괄 세정 처리 동작에 있어서의 프라이밍 롤러(14)의 회전 속도를 시간축 상의 파형으로 나타낸다.

최후(4회째)의 프라이밍 처리에서도, 도 5에 도시한 바와 같이 레지스트액(R)의 토출(I), 권취(II) 및 분리(III)의 각 공정은 1회째 내지 3회째의 각 프라이밍 처리 시와 동일해, 프라이밍 롤러(14)의 외주면 상에는 회전 방향에 있어서 제3 레지스트 건조막([RM₃])의 하류측 옆의 분할 영역 내에 레지스트 액막(RM₄)이 권취된다.

그러나, 분리(III) 후에는, 자연 건조(IV)의 공정을 스킵하여, 프라이밍 롤러(14)의 회전을 계속한 채, 세정(V)의 공정으로 이행한다. 이 세정(V)의 공정에서는 세정 기구(16) 및 배기 기구(45)를 작동시킨다.

또한, 세정(V)의 공정을 개시하기 전에, 주제어부(70)는 회전 기구(65) 및 막 두께 측정부(67)를 통해, 프라이밍 롤러(14) 상에 부착되어 있는 레지스트 건조막([RM₁], [RM₂], [RM₃]) 및 레지스트 액막(RM₄)의 범위(면적) 및 막 두께를 측정하여, 그 측정 결과에 기초하여 세정(V)의 공정에 있어서의 세정액의 사용량을 연산에 의해 결정한다. 예를 들어, 프라이밍 롤러(14) 상에 부착되어 있는 모든 레지스트막(액막 또는 건조막)의 총 레지스트량(범위 × 막 두께)을 기준치로 하여, 세정액 사용량을 그 기준치(총 레지스트량)와 동등한 값으로 결정해도 좋다.

또한, 레지스트막 측정에 관해서는, 통상은 프라이밍 롤러(14) 상에서 동일한 프라이밍 처리가 반복되므로, 각 분할 영역에 부착되어 있는 레지스트막([RM₁], [RM₂], [RM₃], RM₄)의 범위 및 막 두께는 동일하다고 간주하고, 그 중의 하나, 예를 들어 [RM₁]의 범위(면적) 및 막 두께의 측정으로만 해도 좋다.

세정(V)의 공정에 있어서의 적합한 일 형태로서, 주제어부(70)는 2유체 제트 노즐(18)이 프라이밍 롤러(14)의 외주면 전체 둘레 중에서 레지스트막([RM₁], [RM₂], [RM₃], RM₄)이 부착되어 있는 영역에만 세정액 및 에어의 2유체 제트류를 분출하도록, 회전 기구(65)와 세정 기구(16)를 연동(연계)시켜 제어한다. 여기서, 세정액의 유량 내지 사용량은 상기와 같은 레지스트막 측정에 기초하여 결정된 것이다.

이와 같이 하여, 2유체 제트 노즐(18)로부터 분사되는 2유체 제트류의 강한 충격력에 의해, 프라이밍 롤러(14)의 외주면 상에 방금 부착된 레지스트 액막(RM₄)은 물론 반건조 상태의 레지스트 건조막([RM₁], [RM₂], [RM₃])도 용이하게 세정되어, 그 대부분은 세정액에 섞여 바로 아래의 배출구(54)로 낙하하고, 나머지는 미스트(ma)로 변화되어 부근으로 비산한다. 이와 같이 하여 일괄 세정 중에 2유체 제트 노즐(18)의 주위에서 발생하는 미스트(ma) 중 상방으로 날아 올라간 것은 미스트 차폐부(32)에 차단되어, 하우징(10)의 개구부(12)측으로 나오는 경우는 거의 없다.

한편, 배기 기구(45)에서는 배기 댐퍼(52)가 개방되어, 배큐엄 장치(48)로부터의 배큐엄이 배큐엄 관(46), 배큐엄 통로(44) 및 흡인구(36)를 통해 미스트 인입부(34) 및 강제 건조부(38)에 공급된다.

도 7에 도시한 바와 같이, 미스트 인입부(34)는 2유체 제트 노즐(18)의 주위에서 발생하는 미스트(ma)를 간극(40)의 하단부로부터 안으로 흡입하여, 간극(40) 중에서 미스트(ma)를 프라이밍 롤러(14)의 외주면을 따라서 회전 방향으로 흘리고, 간극(40)의 상단부로부터 흡인구(36)로 나온 미스트(ma)를 배큐엄 장치(48)로 보낸다. 강제 건조부(38)는 개구부(12)를 통해 상방의 대기 공간으로부터 에어를 간극(42) 중에 흡입하고, 간극(42) 중에서 에어를 프라이밍 롤러(14)의 외주를 따라서 회전 방향과 역방향으로 흘려, 프라이밍 롤러(14)의 외주면에 남아 있는 액을 에어의 압력으로 깎아 떨어뜨려 액적화하여, 간극(42)의 하단부로부터 흡인구(36)로 나온 미스트(mb)를 배큐엄 장치(48)로 보낸다. 이와 같이, 배큐엄을 이용하여 프라이밍 롤러(14)의 외주면에 대해 회전 방향과 역방향의 에어류를 접촉시켜 액을 제거하고, 그 액 제거에 의해 발생한 미스트(mb)를 그대로 배큐엄으로 회수하므로, 건조 효율이 높은 동시 미스트의 비산을 방지할 수 있다.

상기와 같은 세정(V)의 공정을 개시한 후 소정 시간이 경과했을 때(도 6의 시점 t₅)에 세정 기구(16)를 오프하여, 2유체 제트 세정을 멈춘다. 그 후에는 프라이밍 롤러(14)를 연속 회전시킨 채 배기 기구(45)[미스트 인입부(34) 및 강제 건조부(38)]의 동작만을 계속시켜, 프라이밍 롤러(14)의 외주면을 전체 둘레에 걸쳐서 배큐엄의 힘으로 건조시키는 강제 건조(VI)의 공정으로 절환한다. 그리고, 소정 시간의 경과 후에, 배기 댐퍼(52)를 폐쇄하고 배기 기구(45)를 오프로 하여 건조 처리를 정지하고, 이것으로 일괄 세정 처리의 전체 공정을 종료한다.

또한, 택트를 정렬시키는 관점으로부터, 일괄 세정 처리에 있어서 세정(V) 및 강제 건조(VI)를 합한 전체 처리 시간(도 6의 t₃ 내지 t₆)이, 자연 건조(IV)의 처리 시간(도 3의 t₃ 내지 t₄)과 동일한 길이(예를 들어, 60초)로 설정되는 것이 바람직하다. 이 경우, 세정(V)의 처리 시간(도 6의 t₃ 내지 t₅)이, 예를 들어 20초로 설정되고, 강제 건조(VI)의 처리 시간(도 6의 t₅ 내지 t₆)이, 예를 들어 40초로 설정되면 좋다.

상술한 바와 같이, 본 제1 실시예에 따르면, 프라이밍 롤러(14)의 외주면을 그 주회 방향으로 복수(예를 들어, 4개)로 분할하여 각 분할 영역을 연속하는 소정 횟수(4회)의 프라이밍 처리에 할당하여 사용하고, 최후(4회째)의 프라이밍 처리를 제외한 각 프라이밍 처리에 있어서는, 레지스트액의 액막(RM_i)을 권취한 후에도 프라이밍 롤러(14)의 회전을 그대로 계속시키는 동작에 의해, 레지스트 액막(RM_i)의 액 늘어짐을 방지하여 레지스트 액막(RM_i)을 각 분할(할당) 영역 내에 보유 지지할 수 있는 동시에, 레지스트 액막(RM_i)을 단시간에 효율적으로 자연 건조시켜 반건조 상태의 레지스트 건조막([RM_i])으로 할 수 있다.

이와 같이, 프라이밍 롤러(14) 상에서, 레지스트 액막(RM_i)의 액 늘어짐을 방지할 수 있으므로, 이웃하는 미사용 분할 영역을 오염시킬 우려가 없고, 따라서 후속의 프라이밍 처리가 앞의 프라이밍 처리에 의해 영향을 받지 않아, 프라이밍 처리의 재현성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 프라이밍 롤러(14) 상에 부착된 각 레지스트 액막(RM_i)은 자연 건조에 의한 반건조 상태의 레지스트 건조막([RM_i])으로서, 혹은 완전한 액상의 상태로 세정되므로, 세정이 용이해, 세정 기구(16)의 부담을 경감시키고, 세정액의 사용량을 적게 할 수 있다.

또한, 일괄 세정에서는 프라이밍 롤러(14)의 외주면 중 레지스트막([RM₁], [RM₂], [RM₃], RM₄)가 부착되어 있는 영역에만 적당량의 세정액을 분출하므로, 세정액의 사용량을 한층 삭감할 수 있다.

또한, 도시한 예에서는, 프라이밍 롤러(14)의 외주면을 4분할하여, 1회의 프라이밍 처리에 있어서의 주회 방향의 레지스트액 권취 사이즈를 70° 내지 75°로 하였다. 그러나, 임의의 분할 수 및 권취 사이즈가 가능해, 예를 들어 1회당의 주회 방향 권취 사이즈를 70° 이하로 하고, 프라이밍 롤러(14)의 외주면을 5분할하여 5회 연속 사용하는 것도 가능하다. 또한, 프라이밍 롤러(14)의 외주면 상에 일주에 걸쳐서 설정되는 복수의 분할 영역 사이에서 프라이밍 처리에 사용되는 순서는 임의(순서 부동)이고, 배열 순서에 일치시키지 않아도 좋다.

도 8에 상술한 제1 실시예에 의한 프라이밍 처리 방법의 대략의 수순을 사시도로 도시한다.

[프라이밍 처리 방법의 제2 실시예]

다음에, 도 9 내지 도 12에 대해, 이 프라이밍 처리 장치에서 실시 가능한 프라이밍 처리 방법의 제2 실시예를 설명한다.

본 제2 실시예는 프라이밍 롤러(14) 상에서 세정 처리를 사이에 끼우지 않고 연속해서 행할 수 있는 프라이밍 처리의 횟수를 비약적으로 늘릴 수 있는 방법이다. 본 실시예에서는, 프라이밍 롤러(14)의 외주면을 사용하여 일주 내의 최후(4회째)의 프라이밍 처리에 있어서 프라이밍 롤러(14) 상에 권취된 레지스트액의 액막(RM₄)을 분리하는 스텝[도 5의 III(분리)]까지는 제1 실시예와 동일한 프로세스를 거친다.

제2 실시예에 있어서, 이후는, 일괄 세정(V)이 아니라, 1회째 내지 3회째의 프라이밍 처리의 경우와 마찬가지로 자연 건조(IV)의 공정으로 이행한다. 결과적으로, 프라이밍 롤러(14)의 외주면 상에는 제3 레지스트 건조막([RM₃])과 제1 레지스트 건조막([RM₁]) 사이에 설정된 분할 영역 내에, 4회째의 프라이밍 처리에 부수된 잔존물로서 제4 레지스트 건조막([RM₄])이 소정의 주회 방향 사이즈(70° 내지 75°)로 형성된다.

계속해서, 도 9에 도시한 바와 같이, 주제어부(70)는 회전 기구(65) 및 막 두께 측정부(67)를 통해, 프라이밍 롤러(14) 상에 부착되어 있는 모든 레지스트 건조막([RM₁], [RM₂], [RM₃], [RM₄])의 각각의 막 두께 분포 특성을 측정한다. 상술한 바와 같은 세정(V) 전의 막 두께 측정은 세정액의 사용량을 결정하기 위한 것이므로 그만큼 높은 정밀도를 필요로 하지 않지만, 이 장면에서의 막 두께 분포 특성은 프라이밍 처리의 신뢰성(재현성)에 직접 관계되므로 가능한 한 높은 정밀도로 측정하는 것이 바람직하다.

즉, 본 제2 실시예에서는, 프라이밍 롤러(14)의 외주면 상에 형성된 제1 층의 레지스트 건조막([RM₁], [RM₂], [RM₃], [RM₄])은 후속의 프라이밍 처리에 있어서 슬릿 노즐(72)로부터 토출되는 레지스트액(R)을 받는 바탕으로 사용된다. 이 바탕막의 막 두께 균일성(평탄도)은 그 위에 권취되는 레지스트 액막의 균일성(평탄도)뿐만 아니라, 슬릿 노즐(72)의 토출구측에 남는 레지스트 액막(RF)의 균일성에 영향을 미치고, 나아가서는 레지스트 도포 처리에서 기판 상에 도포되는 레지스트막의 막 두께 균일성에 영향을 미친다.

이 점에 관하여, 자연 건조(IV)의 공정은 프라이밍 롤러(14) 상의 레지스트 액막(RM_i)에 강제 건조에 의한 스트레스를 부여하지 않으므로, 통상은 막 두께 균일성(평탄도)이 우수한 레지스트 건조막([RM_i])을 얻을 수 있다. 그러나, 주위로부터의 원하지 않는 압력 혹은 진동 등의 외란이 있거나, 슬릿 노즐(72)의 토출 기능에 이상이 있으면, 레지스트 건조막([RM_i])의 막 두께 균일성(평탄도)이 좋지 않은 경우도 있을 수 있다. 본 실시 형태에서는, 프라이밍 처리의 정밀도 및 재현성에 만전을 기하기 때문에, 상기와 같이 회전 기구(65) 및 막 두께 측정부(67)를 작동시켜, 모든 레지스트 건조막([RM₁], [RM₂], [RM₃], [RM₄])에 대해 막 두께 균일성을 검사한다.

보다 상세하게는, 주제어부(70)는 막 두께 분포 특성의 측정 결과에 기초하여, 막 두께 균일성이 소정의 기준을 초과할 때에는, 당해 레지스트 건조막([RM_i])을 후속의 다른 프라이밍 처리에 사용 가능한 우량품이라고 판정한다. 그러나, 막 두께 균일성이 상기 기준을 초과하지 않을 때에는, 당해 레지스트 건조막([RM_i])을 후속의 프라이밍 처리에는 사용 불가능한 불량품이라고 판정한다. 이하의 설명에서는, 제1 층의 레지스트 건조막([RM₁], [RM₂], [RM₃], [RM₄])가 모두 사용 가능(우량품)의 인정을 받은 것으로 한다.

도 10에 제2 실시예에 있어서, 프라이밍 롤러(14)의 외주면 상에 이미 형성되어 있는 제1 레지스트 건조막([RM₁]) 상에서 후속, 예를 들어 5회째의 프라이밍 처리가 행해질 때의 각 단계를 도시한다.

이 5회째의 프라이밍 처리에서는, 우선 제1 층의 제1 레지스트 건조막([RM₁])을 프라이밍 롤러(14)의 정상부에 위치시키고, 슬릿 노즐(72)의 토출구가 프라이밍 롤러(14)의 정상부와 소정의 갭(예를 들어, 수십 내지 수백㎛)을 이격하여 평행하게 대향하도록 노즐 이동 기구(74)를 통해 슬릿 노즐(72)을 위치 결정한다.

다음에, 도 10의 I(토출)에 도시한 바와 같이, 프라이밍 롤러(14)를 정지시킨 채로, 레지스트 공급부(76)를 통해 슬릿 노즐(72)에 일정량의 레지스트액(R)을 토출시킨다.

이 레지스트액 토출의 동작은 일정 시간(도 3의 t₀ 내지 t₁) 내에 행해진다. 슬릿 노즐(72)의 토출구로부터 토출된 레지스트액(R)은 프라이밍 롤러(14)의 정상부, 즉 제1 층의 제1 레지스트 건조막([RM₁]) 상에 부착된 후 주회 방향에서 주위로 퍼진다.

계속해서, 회전 기구(65)에 의해 소정의 타이밍에서 프라이밍 롤러(14)에 회전을 개시시키고, 도 10의 II(권취)에 도시한 바와 같이 레지스트액(R)을 슬릿 노즐(72)의 배면 하단부(72a)에 돌아 들어가도록 하여, 제1 레지스트 건조막([RM₁]) 상에 레지스트액(R)을 권취한다.

여기서, 슬릿 노즐(72)로부터 토출된 레지스트액(R)은 동일 재질인 제1 레지스트 건조막([RM₁])에 부착되기 쉬우므로, 프라이밍 롤러(14)의 외주면 상에 권취할 때보다도 권취 시간(도 3의 t₁ 내지 t₂)을 한층 짧게 한다. 이에 의해, 분리(III)의 공정에 의해 제1 레지스트 건조막([RM₁])측에 남는 레지스트 액막(rm₁)은 프라이밍 롤러(14)의 외주면 상에서 분리(III)를 행한 경우보다도 큰 막 두께와 짧은 길이(주회 방향 권취 사이즈)를 갖고 있다. 또한, 슬릿 노즐(72)측에 남는 레지스트 액막(RF)은 프라이밍 롤러(14)의 외주면 상에서 분리(III)를 행한 경우와 대략 동일하다.

일례로서, 제1 층의 레지스트 건조막([RM₁])의 주회 방향 권취 사이즈가 40㎜인 경우에, 금회(5회째)의 프라이밍 처리에서 제1 층의 레지스트 건조막([RM₁]) 상에 권취되는 제2 층의 레지스트액(R)의 액막(rm₁)의 주회 방향 권취 사이즈를 10㎜ 이하로 할 수 있다. 또한, 프라이밍 처리에서 프라이밍 롤러(14)측에 권취되는 레지스트 액막의 막 두께는 통상 수㎛ 이하이므로, 다층 겹침의 권취를 행해도, 슬릿 노즐(72)과 프라이밍 롤러(14) 사이의 갭 간격(수십 내지 수백㎛)에 실질적인 영향을 미치는 경우는 없다.

분리(III) 공정 후에는 제1 층일 때의 프라이밍 처리 시와 마찬가지로, 프라이밍 롤러(14)의 회전을 그대로 계속시켜 자연 건조(IV)의 공정으로 이행하여, 소정 시간의 경과 후에 프라이밍 롤러(14)의 회전을 멈춘다. 그 결과, 프라이밍 롤러(14)에 있어서, 제1 층의 제1 레지스트 건조막([RM₁]) 상에 5회째의 프라이밍 처리에 부수된 잔존물로서 제2 층의 제1 레지스트 건조막([rm₁])이 소정의 주회 방향 사이즈(예를 들어, 약 18°)로 형성된다.

후속의 6회째 및 7회째의 프라이밍 처리도, 상술한 5회째의 프라이밍 처리와 완전히 동일한 수순에 의해, 제1 층의 제2 레지스트 건조막([RM₂]) 및 제3 레지스트 건조막([RM₃]) 상에서 각각 행해진다.

이에 의해, 프라이밍 롤러(14)에 있어서, 제1 층의 제2 레지스트 건조막([RM₂]) 상에는 6회째의 프라이밍 처리에 부수된 잔존물로서 제2 층의 제2 레지스트 건조막([rm₂])이 상기와 대략 동일한 주회 방향 사이즈(약 18°)로 형성된다. 또한, 제1 층의 제3 레지스트 건조막([RM₃]) 상에는 7회째의 프라이밍 처리에 부수된 잔존물로서 제2 층의 제3 레지스트 건조막([rm₃])이 상기와 대략 동일한 주회 방향 사이즈(약 18°)로 형성된다.

본 제2 실시예에서는, 도 11에 도시한 바와 같이 8회째의 프라이밍 처리에 있어서 제1 층의 제4 레지스트 건조막([RM₄]) 상에 제2 층의 레지스트 액막(rm₄)을 권취한 직후에, 프라이밍 롤러(14)의 일괄 세정(외주면 전체 둘레 청정화)을 행하도록 하고 있다.

즉, 도 11에 도시한 바와 같이, 8회째의 프라이밍 처리에서도 레지스트액(R)의 토출(I), 권취(II) 및 분리(III)의 각 공정은 5회째 내지 7회째의 프라이밍 처리 시와 동일하고, 제1 층의 제4 레지스트 건조막([RM₄]) 상에 레지스트 액막(rm₄)이 권취된다.

그러나, 분리(III) 후에는 자연 건조(IV)의 공정을 스킵하여, 프라이밍 롤러(14)의 회전을 계속한 채, 세정(V)의 공정으로 이행한다. 이 세정(V)의 공정에서는 세정 기구(16) 및 배기 기구(45)를 작동시킨다.

이 장면에서도 세정(V)의 공정을 개시하기 전에, 주제어부(70)는 회전 기구(65) 및 막 두께 측정부(67)를 통해, 프라이밍 롤러(14) 상에 부착되어 있는 제1 층의 레지스트 건조막([RM₁], [RM₂], [RM₃], [RM₄]), 제2 층의 레지스트 건조막([rm₁], [rm₂], [rm₃]) 및 레지스트 액막(rm₄)의 범위(면적) 및 막 두께를 측정하여, 그 측정 결과에 기초하여 세정(V)의 공정에 있어서의 세정액의 사용량을 연산에 의해 결정한다. 예를 들어, 프라이밍 롤러(14) 상에 부착되어 있는 모든 레지스트막(액막 또는 건조막)의 총 레지스트량(범위 × 막 두께)을 기준치로 하고, 예를 들어 세정액 사용량을 그 기준치(총 레지스트량)와 동등한 값으로 결정해도 좋다.

본 제2 실시예의 일괄 세정 처리에 있어서의 세정(V) 및 강제 건조(VI)의 공정은, 기본적으로는 상술한 제1 실시예의 일괄 세정 처리에 있어서의 세정(V) 및 강제 건조(VI)의 공정과 각각 동일 내용의 프로세스라도 좋다.

본 제2 실시예에 따르면, 상술한 제1 실시예에 있어서의 작용 효과를 전부 포함할 뿐만 아니라, 제1 층의 레지스트 건조막([RM₁], [RM₂], [RM₃], [RM₄]) 상에서도 후속의 프라이밍 처리를 거듭하여 실시한 후, 통합하여 프라이밍 롤러(14)의 일괄 세정 처리를 행하도록 하였으므로, 세정액 사용량의 삭감 효과를 배증시킬 수 있다.

도 12에 상술한 제2 실시예에 의한 프라이밍 처리 방법의 대략의 수순을 사시도로 도시한다.

[변형예 및 다른 실시예]

상술한 제2 실시예에 있어서도, 프라이밍 롤러(14)의 외주면 상에 일주에 걸쳐서 권취되는 제1 층의 복수의 레지스트 건조막([RM_i])의 개수 및 권취 순서를 임의로 선택할 수 있을 뿐만 아니라, 예를 들어 도 13에 도시한 바와 같이 제1 층의 레지스트 건조막([RM_i]) 상에 권취되는 제2 층의 레지스트 액막(rm_i)의 개수 및 권취 순서도 임의로 선택할 수 있다.

또한, 제2 실시예에 있어서, 제1 층의 레지스트 건조막([RM_i]) 상에서 제2 층분의 프라이밍 처리를 행한 후, 그 제1 층의 레지스트 건조막([RM_i])과는 다른 영역에서 프라이밍 롤러(14)의 외주면 상에서 다른 제1 층분의 프라이밍 처리를 행하는 것도 가능하다.

또한, 제2 실시예에 있어서는, 상술한 바와 같이 1회분의 프라이밍 처리에 있어서, 프라이밍 롤러(14)의 외주면 상에 형성되는 제1 층의 레지스트 액막(RM)의 주회 방향 권취 사이즈보다도, 제1 층의 레지스트 건조막 상에 형성되는 제2 층의 레지스트 액막(rm)의 주회 방향 권취 사이즈가 현격히(수분의 1 이하) 짧아진다. 따라서, 예를 들어, 도 14에 도시한 바와 같이, 우선 프라이밍 롤러(14)의 외주면 상에, 바탕막의 형성을 위해 제1 층의 레지스트 액막(RM)을, 바람직하게는 대략 전체 둘레에 걸쳐서 형성하고, 이것을 상기와 동일한 자연 건조에 의해 레지스트 건조막([RM])으로 한다. 이 제1 층의 레지스트 건조막([RM]), 즉 바탕막 상에서는 주회 방향으로 분할 영역을 짧게 구획하여 상당히 많은(예를 들어, 10회 이상) 프라이밍 처리를 실시할 수 있다.

또한, 프라이밍 롤러(14)의 외주면 상에 바탕막(제1 층의 레지스트막)을 형성하기 위한 처리에서는, 프라이밍 롤러(14)를 통상과는 역방향으로 회전시켜도 좋고, 또한 레지스트 도포용 슬릿 노즐(72) 대신에, 예를 들어 프라이밍 처리 장치에 전속의 다른 슬릿 노즐을 사용해도 좋다.

또한, 프라이밍 롤러(14)에 있어서, 상기와 같이 하여 형성된 제2 층의 레지스트 건조막(rm) 상에서 후속의 프라이밍 처리를 실시하여 제3 층의 레지스트 액막을 권취하는 것도 가능하다. 또한, 4층 이상 겹쳐서 다수회의 프라이밍 처리를 실시하는 것도 가능하다.

일괄 세정 처리에 있어서는, 세정액의 사용량은 증가하지만, 프라이밍 롤러(14)의 외주면 전체 둘레에 세정액을 분출하는 것도 가능하다.

프라이밍 처리 장치 내의 각 부의 구성 또는 기능도 상술한 실시 형태의 것으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 세정 기구(16)에 있어서 2유체 제트 노즐 이외의 세정 툴, 예를 들어 스크레이퍼도 사용 또는 병용 가능하고, 배기 기구(45)의 각 부, 특히 강제 건조부(38)의 구성을 다양하게 변형할 수 있다.

상술한 실시 형태의 프라이밍 처리 장치에 있어서는, 프라이밍 처리의 결과로서 프라이밍 롤러 상에 남는 레지스트 액막(또는 건조막)의 막 두께 분포 특성을 측정하는 구성 및 기능(도 9)을 이용하여, 슬릿 노즐(72)측의 레지스트 토출 기능(특히, 슬릿 길이 방향에 있어서의 토출류의 균일성)을 검사하여, 레지스트 도포 처리의 수율 내지 신뢰성을 향상시킬 수도 있다.

본 발명에 있어서의 도포액으로서는, 레지스트액 이외에도, 예를 들어 층간 절연 재료, 유전체 재료, 배선 재료 등의 도포액도 가능하고, 각종 약액, 현상액이나 린스액 등도 가능하다. 본 발명에 있어서의 피처리 기판은 LCD 기판으로 한정되지 않고, 다른 플랫 패널 디스플레이용 기판, 반도체 웨이퍼, CD 기판, 포토마스크, 프린트 기판 등도 가능하다.

10 : 프라이밍 처리 장치
12 : 개구부
14 : 프라이밍 롤러
16 : 세정 기구
18 : 2유체 제트 노즐
36 : 배큐엄구
38 : 강제 건조부
45 : 배기 기구
60 : 모터
62 : 회전 제어부
65 : 회전 기구
70 : 주제어부
72 : 슬릿 노즐
74 : 노즐 이동 기구

Claims (31)

1. 장척형의 슬릿 노즐을 이용해서 피처리 기판상에 도포액을 도포하는 도포 처리에 있어서, 상기 슬릿 노즐의 토출구 부근에 도포 처리의 사전 준비로서 도포액의 액막을 형성하기 위한 프라이밍 처리 방법이며,
   1회분의 프라이밍 처리를 위해, 수평으로 배치된 원통 형상 또는 원기둥 형상의 프라이밍 롤러의 정상부에 대해 소정의 갭을 두고 상기 슬릿 노즐의 토출구를 상기 프라이밍 롤러의 정상부에 평행하게 대향시키고, 상기 슬릿 노즐에서 일정량의 도포액을 토출시킨 후 상기 프라이밍 롤러를 회전시켜, 상기 프라이밍 롤러의 외주면 상에 상기 토출된 도포액의 일부를 권취하는 제1 공정과,
   상기 제1 공정에서 개시한 상기 프라이밍 롤러의 회전을 멈추지 않고 그대로 계속하고, 상기 프라이밍 롤러의 외주면 상에 권취된 도포액의 액막을 건조시켜 제1 건조막으로 하는 제2 공정과,
   다른 1회분의 프라이밍 처리를 위해, 상기 제1 건조막을 비켜서 상기 프라이밍 롤러의 정상부에 대해 소정의 갭을 두고 상기 슬릿 노즐의 토출구를 상기 프라이밍 롤러의 정상부에 평행하게 대향시키고, 상기 슬릿 노즐에 일정량의 도포액을 토출시킨 후 상기 프라이밍 롤러를 회전시켜, 상기 제1 건조막과는 다른 영역에서 상기 프라이밍 롤러의 외주면 상에 상기 토출된 도포액의 일부를 권취하는 제3 공정과,
   상기 프라이밍 롤러의 외주면 상에 부착되어 있는 액막 또는 건조막을 세정에 의해 일괄 제거하는 제4 공정을 갖는, 프라이밍 처리 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제4 공정은 상기 프라이밍 롤러를 회전시키면서, 상기 프라이밍 롤러의 외주면 중 액막 또는 건조막이 부착되어 있는 영역에만 세정액을 분출하는, 프라이밍 처리 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제4 공정에 앞서, 상기 프라이밍 롤러의 외주면 상에 부착되어 있는 액막 또는 건조막의 범위 및 막 두께를 측정하여, 그 측정 결과에 기초하여 상기 제4 공정에 있어서의 세정액의 사용량을 결정하는 제5 공정을 갖는, 프라이밍 처리 방법.
4. 장척형의 슬릿 노즐을 이용해서 피처리 기판상에 도포액을 도포하는 도포 처리에 있어서, 상기 슬릿 노즐의 토출구 부근에 도포 처리의 사전 준비로서 처리액의 액막을 형성하기 위한 프라이밍 처리 장치이며,
   소정 위치에 수평으로 배치된 원통 형상 또는 원기둥 형상의 프라이밍 롤러와,
   상기 프라이밍 롤러를 그 중심축의 주위로 회전시키는 회전 기구와,
   상기 프라이밍 롤러의 외주면을 세정하기 위해 세정액을 분출하는 세정 기구와,
   상기 프라이밍 롤러의 주위를 강제적으로 배기하기 위한 배기 기구와,
   상기 회전 기구, 상기 세정 기구 및 상기 배기 기구의 각 동작을 제어하는 제어부를 갖고,
   1회분의 프라이밍 처리를 위해, 상기 프라이밍 롤러의 정상부에 대해 소정의 갭을 두고 상기 슬릿 노즐의 토출구를 상기 프라이밍 롤러의 정상부에 평행하게 대향시키고, 상기 슬릿 노즐에 일정량의 도포액을 토출시킨 후 상기 회전 기구에 의해 상기 프라이밍 롤러를 회전시켜, 상기 프라이밍 롤러의 외주면 상에 상기 토출된 도포액의 일부를 권취하고,
   상기 회전 기구에 의해 상기 도포액의 권취 후에도 상기 프라이밍 롤러의 회전을 멈추지 않고 계속시켜, 상기 프라이밍 롤러의 외주면 상에 권취된 도포액의 액막을 자연 건조시켜 제1 건조막으로 하고,
   다른 1회분의 프라이밍 처리를 위해, 상기 제1 건조막을 비켜서 상기 프라이밍 롤러의 정상부에 대해 소정의 갭을 두고 상기 슬릿 노즐의 토출구를 상기 프라이밍 롤러의 정상부에 평행하게 대향시키고, 상기 슬릿 노즐에 일정량의 도포액을 토출시킨 후 상기 프라이밍 롤러를 회전시켜, 상기 제1 건조막과는 다른 영역에서 상기 프라이밍 롤러의 외주면 상에 상기 토출된 도포액의 일부를 권취하고,
   원하는 횟수의 상기 프라이밍 처리가 종료된 후에, 상기 회전 기구에 의해 프라이밍 롤러를 회전시키면서 상기 세정 기구와 상기 배기 기구를 작동시켜, 상기 프라이밍 롤러의 외주면 상에 부착되어 있는 액막 또는 건조막을 세정에 의해 일괄 제거하는, 프라이밍 처리 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 배기 기구를, 상기 도포액의 액막을 건조시킬 때에는 정지시켜 두는, 프라이밍 처리 장치.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 프라이밍 롤러의 외주면 상에 부착되어 있는 액막 또는 건조막의 범위 및 막 두께를 측정하기 위한 막 측정부와,
   상기 일괄 세정 전에, 상기 막 측정부에서 얻어지는 측정 결과에 기초하여 상기 막의 일괄 제거에서 사용하는 세정액의 양을 결정하는 세정액 사용량 결정부를 갖는, 프라이밍 처리 장치.
7. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 세정 기구는 상기 프라이밍 롤러의 외주면 중 액막 또는 건조막이 부착되어 있는 영역에만 세정액을 분출하는, 프라이밍 처리 장치.
   
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