KR20010067387A

KR20010067387A - 막형성장치

Info

Publication number: KR20010067387A
Application number: KR1020000077532A
Authority: KR
Inventors: 키타노타카히로; 모리카와마사테루; 에사키유키히코; 이시자카노부카즈; 코가노리히사; 타케시타카즈히로; 오오쿠마히로후미; 아키모토마사미
Original assignee: 히가시 데쓰로; 동경 엘렉트론 주식회사
Priority date: 1999-12-17
Filing date: 2000-12-16
Publication date: 2001-07-12
Also published as: TW573237B; KR100755799B1; US6872256B2; US20040094089A1; US6616760B2; US20020124798A1

Abstract

본 발명은 막형성장치로서, 도포액토출노즐에서 기판으로 도포액을 토출하고, 이 기판표면에 막을 형성하는 막형성장치에서, 도포액토출노즐이 토출구로 통하는 토출유로에 대해서 세정액을 공급하는 세정액공급기를 가진다.

세정액을 도포액토출노즐의 토출유로에 적극적으로 직접공급하면, 세정액의 세정 능력에, 세정액의 공급압이 부가되기 때문에, 종래와 같이 도포액토출노즐을 단순하게 세정액에 침지시키고 있는 경우에 비교하여, 보다 효과적인 세정이 실현된다. 따라서, 노즐의 토출구가 미소한 것이라고 하더라도 오염을 완전하게 제거할 수 있고, 토출압을 일정하게 하여 균일한 도포막을 기판 위에 형성할 수가 있다.

Description

막형성장치 {FILM FORMING UNIT}

본 발명은 막형성장치로서, 기판의 표면에 도포막을 형성하는 막형성장치에 관한 것이다.

예를들면 반도체 디바이스의 제조공정에 있어서의 포토리소그래피 공정에서는, 웨이퍼 표면에 레지스트액을 도포하고, 레지스트막을 형성하는 레지스트도포처리, 웨이퍼에 패턴을 노광하는 노광처리, 노광후의 웨이퍼에 대해서 현상을 하는 현상처리 등이 각 처리장치에서 이루어지고, 웨이퍼에 소정의 회로패턴이 형성된다.

상기 레지스트 도포처리에서는, 도포액토출노즐에서 웨이퍼에 대해서 레지스트액을 토출하여 이루어지지만, 이 도포액토출노즐은, 레지스트액 등에 의해 오염되기 때문에, 필요에 따라서 세정할 필요가 있다.

여기서, 종래부터 이 도포액노즐의 세정은 용제등의 세정액에 의해 세정되고있고, 이 세정은 용제를 저장하는 세정조에 도포액노즐의 토출구를 침지하는 것에 의해 이루어지고 있었다.

그러나, 종래와 같이, 단지 단순하게 침지하는 것만으로는 미세한 오염을 완전하게 제거할 수가 없다. 그리고 최근에 반도체기술의 진보에 따라서, 상기토출구 지름이 200 ㎛ 정도의 미소한 것이 요구되고 있는데, 이와 같은 미소한 지름에 대해서는, 상술한 종래의 세정방법으로는 높은 세정효과를 기대할 수 없고, 상기 토출구에 미소한 오염이 남게되는 문제가 있다.

도포액토출노즐의 토출구에 오염물이 조금이라도 부착되어 있으면, 레지스트액의 토출방향이나 토출압이 변해 버리어, 레지스트액이 웨이퍼에 적절하게 도포되지않아서 균일한 두께의 도포막이 형성되지 않는 문제점이 있다.

또 종래에는, 도 21에 나타낸 바와 같이, 레지스트액 저장탱크(213) 내의 레지스트액을 벨로스 펌프 등의 누름식 펌프(216)에 의해 유로 내로 보내지고, 필터(217)을 통해서, 상기 도포액토출노즐(211)을 통해서 웨이퍼(W) 표면으로 공급하고 있다. 이 경우, 상기 벨로스펌프(216)에, 예를들면 웨이퍼(W) 5 장분의 레지스트액(213)을 저장해 두고, 여기에서 1매분의 레지스트액(213)을 밀어 내어, 노즐(211)을 통해서 웨이퍼(W) 표면으로 공급하도록 하고 있었다.

도포액토출노즐 토출압은, 그대로 웨이퍼(W)로 공급되는 레지스트액의 액량에 영향을 미치므로, 막두께의 균일화를 도모하기 위해서는, 레지스트액의 토출압을 거의 일정하게 유지하는 것이 요구된다.

종래의 레지스트액의 공급계에서는, 토출시간이 예를들면 1분정도로 길어진경우, 일정한 토출압을 유지하는 것은 곤란하다. 이 때문에 웨이퍼(W)에 공급되는 레지스트액의 액량이 일정치 않으며, 결과적으로 레지스트막의 막두께의 균일성이 악화하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제에 감안하여 이루어진 것으로써, 도포액토출노즐의 토출구 지름이 미소한 것이라 하더라도 토출구에 부착한 오염을 보다 완전하게 제거하고, 아주적합하고 균일한 도포액 막을 기판표면에 형성하는 것을 제 1 목적으로 하고 있다. 또, 본 발명은 도포액토출노즐에서 기판으로 토출되는 처리액의 토출량이 일정하지 않은 현상을 억제함으로써, 균일한 막두께의 도포액 막을 기판표면에 형성하는 것을 제 2 목적으로하고 있다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 의한 막형성장치를 가지는 도포현상처리 시스템의 외관을 나타내는 평면도이다.

도 2 는 도 1의 도포현상처리시스템의 정면도이다.

도 3 은 도 1의 도포현상처리시스템의 후면도이다.

도 4 는 본 발명의 실시예에 의한 레지스트도포장치의 종단면 설명도이다.

도 5 는 본 발명의 실시예에 의한 레지스트도포장치의 횡단면 설명도이다.

도 6 은 레지스트 도포장치에 이용되는 토출노즐의 종단면을 나타내는 설명도이다.

도 7 은 본 실시예에 의한 레지스트액의 도포경로를 나타내는 설명도이다.

도 8 은 토출노즐 내의 도포액에서 기포가 발생하고, 배출관에 고이는 모양을 나타낸 설명도이다.

도 9 는 다이어프램식 펌프를 이용하여 토출노즐에 레지스트액을 공급하는 경우의 레지스트액 공급기구를 모식적으로 나타낸 단면도이다.

도 10 은 본 발명의 다른 실시예의 일예를 나타내는 단면도이다.

도 11 은 도 10의 막형성장치의 평면도이다.

도 12 는 레지스트액의 도포경로를 설명하기 위한 사시도이다.

도 13 은 레지스트액의 공급계를 설명하기 위한 구성도이다.

도 14 는 벨로스펌프를 설명하기 위한 단면도이다.

도 15 는 토출노즐을 설명하기 위한 단면도이다.

도 16 은 벨로스펌프의 스트로크 량의 시간변화와 토출노즐로부터의 토출압의 시간변화를 나타내는 특성도이다.

도 17 은 토출노즐로부터의 레지스트액 토출량의 시간변화를 나타내는 특성도이다.

도 18 은 레지스트액의 공급계의 다른 예를 더 나타내는 구성도이다.

도 19 는 실시예의 막형성장치를 구비한 도포현상장치를 나타내는 평면도이다.

도 20 은 도 19의 도포현상장치의 외관을 나타내는 사시도이다.

도 21 은 종래의 레지스트액의 공급계를 나타내는 구성도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

17 : 레지스트 도포장치 62 : 내용기

85 : 토출노즐 90a : 저장부

90b : 토출유로 93 : 공급구

94 : 공급유로 96 : 배출관

97 : 밸브 102 : 흡인장치

208 : 벨로스펌프 264 : 필터

269 : 세정부 271 : 고점도레지스트액조

272 : 용제조 273 : 혼합조

274 : 버퍼조 276 : 공급유로

277 : 압력검출부 278 : 변위계

279 : 알람발생부 282 : 에어실린더

282a : 로드 S : 세정위치

K : 검사부 W : 웨이퍼

상기 제 1 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제 1 관점에 의하면, 본 발명의 막형성장치는 도포액토출노즐에서 기판으로 도포액을 토출하고, 이 기판표면에 막을 형성하는 막형성장치로서, 상기 도포액토출노즐은 상기 도포액토출노즐의 토출구로 통하는 토출유로에 대해서 세정액을 공급하는 공급유로를 가진다.

이와 같이, 세정액을 상기 도포액토출노즐의 토출유로에 적극적으로 직접공급하는 것에 의해, 세정액의 세정능력에, 세정액의 공급압이 부가되기 때문에, 종래와 같이, 도포액토출노즐을 단순하게 세정액에 침지시키고 있는 경우에 비해서, 보다 효과적으로 세정할 수가 있다. 따라서, 노즐의 토출구가 미소한 것이라 하더라도 오염을 완전하게 제거할 수 있고, 예를들면 토출압을 일정하게 하여 균일한도포막을 형성할 수도 있다.

상기 공급유로의 공급구를 상기 토출유로 내로 개구시키면, 세정액을 상기 토출유로 내로 직접공급할 수 있는 점에서, 보다 효과적으로 토출유로 내를 세정할 수가 있다. 상기 토출유로에 상기 도포액에 대한 발수처리가 이루어져 있으면, 오염물이 토출유로에 부착하기 어려워지기 때문에, 세정회수를 감소시킬 수가 있다.

또 본 발명에서는, 상기 도포액토출노즐의 본체 내에 설치되고, 상기 토출유로 내로 통하는 도포액 저장부와, 상기 저장부 위쪽에 고인 도포액 내의 기포를 제거하는 기포제거장치를 구비하도록 해도 좋다.

통상, 상기 저장부에 유입되는 도포액 내에는 용존기체가 조금이라도 포함되어 있으며, 그 용존기체가 아주 작은 압력변동에 의해 기화하고, 도포액 내에 기포가 발생한다. 그리고, 이 기포에 대해서 아무런 조치를 강구하지 않으면, 점차 증가하여, 상기 토출구에서 토출되는 도포액에 휩쓸리어, 기판 위에 도포되어 버린다. 또, 기포가 상기 저장부에 고이면, 그 압축성에 의해, 도포액의 토출압이 변동되고, 소정 압력으로 도포액이 토출되지 않게 된다. 상기 기포제거장치를 설치하는 것에 의해, 기포가 제거되고, 상기의 문제가 회피된다. 기포제거장치는, 예를들면 기포를 흡인하는 장치로서 제안할 수 있다.

상기 기포제거장치에, 기포를 배출하기 위한 배출관을 설치하는 것에 의해, 상술한 기포 제거가 적절하게 이루어진다. 또, 상술한 저장부에 유입된 도포액은, 소정 압력에 의해 압송되고 있기 때문에, 기포를 제거할 때 이외에는 배출관에 설치한 밸브를 폐쇄하고, 도포액의 토출압에 영향을 주지 않도록 할 수가 있다. 상기저장부 위쪽에 고이는 기포를 검출하는 검출장치를 이용하면, 기포가 소정량 고였을 경우에만 상기 기포를 제거하도록 할 수가 있다. 상기 검출장치는, 빛의 투과율 변동을 이용한 기구를 채용할 수가 있다. 도포액토출노즐의 오염을 화상데이터로서 검출하는 검출부재도 사용할 수가 있다.

상기 도포액토출노즐에 도포액을 공급하는 다이어프램식의 펌프를 가지는 경우, 상기 펌프의 압송량의 변화를 검출하는 검출장치와, 검출장치의 검출결과에 의거하여, 상기 공급유로에 의한 세정액 공급을 제어하는 세정제어장치를 구비하도록 해도 좋다. 다이어프램식 펌프의 압송량이 변화하고, 그 변화를 검출함으로써, 그 검출결과에 의거하여, 예를들면 검출값이 소정값에 도달했을 때에 상기 공급유로가 제어되고, 상기 도포액토출노즐이 소정 위치로 이동한 후에, 해당 노즐로 세정액 공급이 개시된다. 따라서, 토출구가 오염된 경우에만 도포액토출을 세정할 수 있기 때문에, 필요없는 세정작업을 생략할 수가 있다. 전력으로 구동하는 회전식 펌프의 경우에는, 상기 펌프의 회전수의 변화 또는 전력소비량의 변화를 검출하는 검출장치를 채용할 수 있다.

본 발명의 제 2 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제 2 관점에 의하면, 본 발명의 막형성장치는, 상기 도포액을 상기 도포액토출노즐로 이송하기 위한 펌프본체와, 이 펌프 본체를 누르는 누름부재를 구비하고, 누름부재를 당기는 것에 의해 상류쪽에서 펌프본체 내로 도포액이 들어 오고, 누름부재를 누름으로써, 펌프본체에서 하류쪽으로 도포액이 보내 지고, 누름부재의 누름량에 의해 하류쪽으로 보내어 지는 도포액의 양이 조정되는 누름식 펌프와, 상기 누름식 펌프와 도포액토출노즐 사이의 도포액 유로내의 압력을 검출하는 압력검출부와, 상기 암력검출부에서의 검출값에 의거하여 상기 누름식 펌프의 누름부재의 누름량을 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 누름식 펌프의 누름부재의 누름량이 제어되어 상기 도포액토출노즐에서 기판 표면으로 공급되는 도포액의 토출량이 제어된다.

본 발명에서는 상기 누름식 펌프와 토출노즐 사이와의 처리액 유로내 압력에 의거하여 상기 토출노즐에서 기판표면으로 공급되는 처리액의 토출압이 거의 일정하게 되도록, 상기 누름식 펌프의 누름부재의 누름량을 제어하고 있으므로, 상기 처리액의 토출량이 처리되는 동안 일정하게 되어, 안정된 막두께이 액막을 형성할 수가 있다.

본 발명의 제 3 관점에 의하면, 본 발명의 막형성장치는, 상기 누름식 펌프의 누름부재의 누름량을 검출하기 위한 변위계와, 상기 변위계로부터의 검출값에 의거하여 경보발생부의 동작을 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 누름식 펌프의 누름부재의 누름량이 사전에 설정된 기준범위를 벗어 났을 때에 상기 경보발생부가 작동한다. 이 경우에는 토출노즐의 막힘 등의 이상을 조기에 검출할 수가 있고, 적절한 대응조치를 취할 수가 있어서, 재차 안정된 막두께 형성을 이루기 까지의 복귀시간이 짧아 지게 된다.

본 발명의 제 4 관점에 의하면, 본 발명의 막형성장치는, 상기 누름식 펌프의 누름부재의 누름량을 검출하기 위한 변위계와, 상기 도포액토출노즐을 세정하기 위한 세정부와, 상기 도포액토출노즐을 상기 세정부까지 이동시키는 구동기구와, 상기 변위계에서의 검출값에 의거하여 상기 구동기구의 동작을 제어하는 제어부를구비하고, 상기 누름식 펌프의 누름부재의 누름량이 사전에 설정된 기준범위를 벗어 났을 때에, 상기 도포액토출노즐이 상기 구동기구에 의해 세정부까지 이동하고, 도포액토출노즐의 세정이 이루어진다. 이 경우에는 토출노즐의 막힘 등의 이상이 발생했을 때에, 작업자의 손을 번거롭게 하는 일 없이 신속하게 토출노즐을 세정할 수가 있다.

본 발명의 제 5 관점에 의하면, 본 발명의 막형성장치에서, 상기 도포액토출노즐은, 상기 도포액의 유로와, 상기 도포액의 유로에 접속되고, 도포액을 작은 지름의 선모양으로 토출하기 위한 토출구와, 상기 도포액의 유로를 막도록 설치되고, 도포액에서 기포를 제거하기 위한 필터를 가진다. 이 경우에는 상기 기포의 존재가 원인이 되는 처리액 토출압의 변동등이 억제되고, 기판에 대해서 안정된 처리액을 공급할 수가 있어서, 액막의 두께의 균일성 향상을 도모할 수가 있다. 이때 상기 필터는 다공질의 수지로 구성하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 설명한다. 도 1은 본 실시예에 의한 레지스트 도포장치를 가지는 도포현상처리 시스템(1)의 평면도이고, 도 2는 도포현상처리시스템(1)의 정면도이고, 도 3은 도포현상처리시스템(1)의 후면도이다.

도포현상처리시스템(1)은, 도 1과 같이, 예를들면 25장의 웨이퍼(W)를 카세트단위로 외부에서 도포현상처리시스템(1)에 대해서 반입출하거나, 카세트(CA)에 대해서 웨이퍼(W)를 반입출하거나 하는 카세트스테이션(2)과, 도포현상처리공정 가운데서 매엽식에 소정처리를 가하는 각종 처리장치를 다단배치하여 이루어지는 처리스테이션(3)과, 이 처리스테이션(3)에 인접하여 설치되어 있는 도시하지 않은 노광장치 사이에서 웨이퍼(W)를 수수하는 인터페이스부(4)를 일체로 접속한 구성을 가지고 있다.

카세트스테이션(2)에서는, 재치부가 되는 카세트재치대(5) 위의 소정위치에, 복수의 카세트(CA)를 X방향(도 1에서 상하방향)으로 일렬로 재치가 자유롭게 되어 있다. 그리고, 이 카세트배열방향(X방향)과 카세트(CA)에 수용된 웨이퍼(W)의 웨이퍼배열방향(Z방향 ; 연직방향)에 대해서 이송 가능한 웨이퍼반송체(7)가 반송로(8)를 따라서 이동이 자유롭게 설치되어 있고, 각 카세트(CA)에 대해서 선택적으로 억세스할 수 있도록 되어 있다.

웨이퍼반송체(7)는, 웨이퍼(W)의 위치맞춤을 하는 얼라인먼트 기능을 구비하고 있다. 이 웨이퍼 반송체(7)는 후술하는 것처럼 처리스테이션(3) 쪽의 제 3 처리장치군(G3)에 속하는 익스텐션장치(32)에 대해서도 억세스할 수가 있도록 구성되어 있다.

처리스테이션(3)에서는, 그 중심부에 주반송장치(13)가 설치되어 있고, 이 주반송장치(13)의 주변에는 각종 처리장치가 다단으로 배치되어 처리장치군을 구성하고 있다. 이 도포현상처리시스템 1에서는, 4개의 처리장치군(G1),(G2),(G3),(G4) 이 배치되어 있고, 제 1 및 제 2 처리장치군(G1),(G2)은 현상처리시스템(1)의 정면쪽에 배치되고, 제 3 처리장치군(G3)은, 카세트스테이션(2)에 인접하여 배치되고, 제 4 처리장치군(G4)은 인터페이스부(4)에 인접하여 배치되어 있다. 그리고, 옵션으로서 파선으로 나타낸 제 5 처리장치군(G5)을 후면쪽으로 별도배치가 가능하게되어 있다. 상기 주반송장치(13)는 이들 처리장치군(G1)∼(G5)에 배치되어 있는 후술하는 각종 처리장치에 대해서, 웨이퍼(W)를 반입출 가능하다.

제 1 처리장치군(G1)에서는, 예를들면 도 2와 같이, 본 실시예에 의한 레지스트도포장치(17)와, 웨이퍼(W)에 현상액을 공급하여 처리하는 현상처리장치(18)가 아래에서 차례로 2단으로 배치되어 있다. 제 2 처리장치군(G2)의 경우도 마찬가지로, 레지스트도포장치(19)와, 현상처리장치(20)가 아래에서 차례로 2단으로 중첩하여 쌓여 있다.

제 3 처리장치군(G3)에서는, 예를들면 도 3과 같이, 웨이퍼(W)를 냉각처리하는 냉각장치(30), 레지스트액과 웨이퍼(W)의 정착성을 높이기 위한 애드히젼장치 (31), 웨이퍼(W)를 대기시키는 익스텐션장치(32), 레지스트액중 용제를 건조시키는 진공건조장치(33), 프리베이킹장치(34) 및 현상처리 후 가열처리를 가하는 포스트베이킹장치(35),(46) 등이 아래에서 차례로, 예를들면 7단으로 중첩하여 쌓여져 있다.

인터페이스부(4)의 중앙부에는 웨이퍼반송체(50)이 설치되어 있다. 이 웨이퍼반송체(50)는 X방향(도 1에서 상하방향), Z방향(연직방향)의 이동과 θ방향(Z축을 중심으로 하는 회전방향)의 회전이 자유롭도록 구성되어 있고, 제 4 처리장치군 (G4)에 속하는 익스텐션냉각장치(41), 익스텐션장치(42), 주변노광장치 (51) 및 도시하지 않은 노광장치에 대해서 억세스할 수 있도록 구성되어 있다.

다음에, 상술한 레지스트도포장치(17)의 구성에 대해서 설명하는데, 여기에서는 레지스트액을 토출하는 레지스트액 토출수단이 웨이퍼(W)에 대해서, 상대적으로 이동하면서 레지스트액을 도포하는, 이른바 일필휘지의 요령의 도포방식을 실시가능한 레지스트도포장치가 채용되고 있다.

레지스트도포장치(17)의 케이싱(60) 내에는, 도 4, 도 5에 나타낸 바와 같이, Y방향(도 5에서 상하방향)으로 긴 거의 상자모양의 외용기(61)가 설치되어 있고, 이 외용기(61)는, 윗면이 열려 있다. 이 외용기(61) 내는, 그 안에서 웨이퍼를 처리하는 내 용기(62)가 설치되어 있다. 이 내용기(62)에는 윗면이 열려 있고, 또, 외용기(61)의 바닥면 위에 설치된 Y방향으로 뻗어 있는 2개의 레일(63) 위를 내용기구동기구 (64)에 의해 이동이 자유롭게 되어 있다. 따라서, 웨이퍼(W)를 내용기(62)로 반입, 반출하는 경우에는, 내용기(62)가 외용기(61)의 Y방향의 정면쪽(도 5에서 위쪽)의 반송부(L)로 이동하고, 웨이퍼(W)를 도포처리하는 경우에는, Y방향의 마이너스 방향쪽(도 5에서 아래쪽)의 처리부(R)로 이동할 수가 있다. 또, 웨이퍼(W)에 대해서 레지스트액 도포중에 있어서도 내용기(62)를 소정 타이밍으로 소정 거리만큼 Y방향으로 이동시키는 것이 가능하게 되어 있다.

내용기(62) 내에는, 웨이퍼(W)를 흡착하여 지지하는 재치대(65)가 설치되어 있고, 이 재치대(65)의 아래쪽에는, 이 재치대(65)를 회전시키는 회전구동(66)이 설치되어 있다. 또, 이 재치대(65)에는, 초음파진동자(67)이 장착되어 있고, 재치대(65)를 고주파수로 진동시킬 수가 있다. 내용기(62)의 바닥면에는, 내용기(62) 내를 소정농도의 용제분위기로 유지하기 위한 용제를 저장하는 용제탱크(68)이 설치되 있다.

내용기(62)의 바닥면에는, 배기구(73)이 설치되어 있고, 여기에서의 배기에의해 내용기(62) 내에 기류를 발생시켜서 웨이퍼(W) 주변을 소정의 용제농도로 유지할 수가 있도록 되어 있다.

또, 웨이퍼(W)를 덮어 레지스트액의 도포범위를 한정하는 마스크부재(70)이 웨이퍼(W) 위쪽에 배치되어 있고, 이 마스크부재(70)는 내용기(62)의 내측벽에 설치되어 있는 마스크지지부재(71)로 지지되고 있다. 마스크부재(70)는 도시하지 않은 반송기구에 의해 X방향으로 반송가능하게 되어 있다. 따라서, 마스크부재(70)를 외용기(61)의 X방향의 마이너스 방향쪽(도 5에서 왼쪽방향)의 세정부에 대기시켜 두고, 웨이퍼(W)가 배치되어 있는 내용기(62)가 처리부(R)로 이동한 후에, 상기 반송기구에 의해, 마스크부재(70)를 내용기(62) 안의 마스크부재(71) 위로 반입하여, 마스크지지부재(71)로 지지시킬 수가 있다.

외용기(61)에는 외용기(61)의 처리부(R)쪽을 덮는 덮개(80)이 장착되어 있고, 내용기(62)가 처리부(R)쪽으로 이동했을 때에, 그 위쪽이 덮개(80)로 덮히면, 내용기(62) 안이 소정의 분위기로 유지하기 쉬워지게 된다. 이 덮개(80)에는, 온도조절가능한 히터(81)가 내장되어 있고, 상기 용제탱크(66) 안의 용제가 덮개(80) 아래면에 결로하는 것을 방지하고 있다. 덮개(80)에는 X방향으로 뻗어 있는 슬릿 (80a)이 설치되어 있다. 이 슬릿(80a)은, 후술하는 도포액토출노즐로서의 토출노즐 (85)이 그 범위를 이동할 수 있도록 형성되어 있는 것이고, 본래, 토출노즐 (85)이 웨이퍼(W)에 레지스트액을 공급하기 위해서 필요한 범위, 즉 웨이퍼(W)의 직경의 한쪽 끝에서 다른쪽 끝까지 슬릿(80a)이 열려 있으면 된다. 그러나 본 실시예에서는 상기 내용기(62)의 X방향 정면쪽 바깥에, 후술하는 토출노즐(85)의 세정시에 세정액을 받는 리시버용기(110)를 설치했기 때문에, 그 세정위치(S)까지 상기 토출노즐(85)가 이동할 수 있도록, 슬릿(80a)의 길이가 X방향의 정면방향으로 연장되어 있다.

상술한 바와 같이, 덮개(80)의 슬릿(80a) 내에는 레지스트액을 토출하는 토출노즐(85)이 아래쪽 웨이퍼(W)로 레지스트액을 토출 가능하도록 배치된다. 도 4,5와 같이 이 토출노즐(85)은 홀더(84)에 고정되고, 이 홀더(84)는, X방향으로 연장되는 타이밍벨트(86)에 설치되어 있다. 이 타이밍벨트(86)는 덮개(80) 위에 설치된 풀리(88),(89) 사이에 걸리고, 풀리(88)은 도시하지 않은 모터 등의 회전에 의해서, 정회전 ·반회전된다. 그 결과, 타이밍벨트(86)의 이동에 따라서, 토출노즐 (85)는 덮개(80)의 슬릿(80a) 안을 왕복이동할 수 있다. 따라서, 토출노즐(85)가 아래쪽의 웨이퍼(W)에 대해서 상대적으로 이동하면서, 레지스트액을 토출하고, 게다가 내용기(62)가 Y방향으로 간헐적으로 이동하는 것에 의해, 이른바 일필휘지의 요령으로 웨이퍼(W) 전면에 레지스트액을 공급할 수가 있다. 토출노즐(85)을 세정할 때에는, 상술한 내용기(62) 바깥 세정위치(S)까지, 토출노즐(85)을 이동할 수가 있다.

토출노즐(85)의 세정위치(S)의 아래쪽에는, 이 토출노즐(85)을 세정할 때에 떨어지는 세정액을 받는 리시버용기(110)가 설치되어 있다. 이 리시버용기(110)는, 지지대(111)에 의해 지지되고, 이 지지대(111)는 외용기(61) 내벽의 소정 위치에 고정하여 설치되어 있다.

다음에, 상술한 웨이퍼(W)에 레지스트액을 토출하는 상기 토출노즐(85)에 대해서 도 6을 참조하면서 설명한다. 토출노즐(85)의 본체(90)는 외형이 거의 원통상으로 형성되어 있고, 그 본체(90)의 내부는 이 토출노즐(85) 내로 공급된 레지스트액이 흘러 들어가는 저장부(90a)가 형성되어 있다.

본체(90)의 상단부는, 열려 있고, 이 상단부에는 이 상단부를 막는 덮개부재 (91)가 배치되어 있다. 덮개부재(91)에는 도포공급관(92)이 설치되어 있고, 도시하지 않은 도포액공급원으로부터 레지스트액을 저장부(90a)에 소정 압력으로 유입시킬 수가 있다. 한편, 본체(90)의 하단부에는 저장부(90a)에서 레지스트액을 토출하는 소정 지름의 토출구(90b)와, 이 토출구(90b)로 통하는 토출유로(90c)가 설치되어 있다. 이 토출구(90b)와 토출유로(90c)에는, 사용되는 레지스트액에 대한 발수처리가 이루어져 있다. 예를들면 불소수지의 코팅에 의해서 이러한 발수처리가 이루어진다. 따라서, 레지스트액은 위쪽에 설치된 도포액공급관(92)에서 저장부(90a)로 유입하고, 저장부(90a)에서 그 압력을 안정시키고 아래쪽 토출구(90b)에서 웨이퍼(W) 위로 토출되도록 되어 있다.

본체(90)의 토출유로(90c)에는, 세정시에 상기 토출구(90b)로 세정액을 공급하는 공급구(93)가 개구하여 설치되어 있고, 본체(90) 내에는 이 공급구(93)로 통하는 세정액의 공급유로(94)가 형성되어 있다. 이 공급유로(94)는 아래쪽으로 비스듬하게 경사가 있고, 세정액이 공급구(93)에서 아래쪽으로 비스듬하게 분사시키도록 형성되어 있다. 따라서, 도시하지 않은 세정액 공급원으로부터 공급된 세정액은, 본체(90) 내의 상기 공급유로(94)를 통과하고, 공급구(93)으로 분사되어, 상기 토출구(90b)를 세정하도록 되어 있다.

상기 덮개부재(91)에는, 상기 저장부(90a) 위쪽에 고인 기포를 배출하는 배출관(96)이 설치되어 있고, 이 배출관(96)에는 밸브(97)가 장착되어 있다. 또, 상기 밸브(97)와 덮개부재(91) 사이의 소정 위치에 설치된 배출관(96)의 검사부(K)는, 빛을 투과하도록 투명하게 되어 있고, 이 검사부(K)를 사이에 두고 대향하도록 검출장치의 발광장치로서의 발광체(100)와 수광장치로서의 수광센서(101)이 설치되어 있다.

발광체(100)가 빛을 발광하고, 상기 배출관(96)의 검사부(K)를 투과한 빛을 수광센서(101)로 수광함으로써, 그 빛의 투과율 변화를 측정할 수가 있다. 상기 배출관(96)은, 흡인장치(102)에 연통하고 있다. 수광센서(101)는, 이 측정값을 제어장치(99)로 출력하고, 제어장치(99)는, 이 측정값이 소정 임계치를 넘은 경우에는 흡인장치(102)를 작동시키는 동시에, 밸브(97)를 개방하도록 구성되어 있다. 따라서, 예를들면 상기 저장부(90a) 위쪽에서 기포가 배출관(96)으로 유입하고, 검사부 (K)가 기포로 가득히 채워지면, 상기 수광센서(101)에서 빛의 투과율 변동이 검출되고, 제어부(99)에 의해서 밸브(97)가 개방되고, 흡인장치(102)에 의해 기포가 제거된다.

다음에, 이상과 같이 구성되어 있는 레지스트 도포장치(17)의 작용에 대해서, 도포현상처리시스템(1)에서 행해지는 포토리소그래피공정의 프로세스와 함께 설명한다.

우선, 웨이퍼반송체(7)가 카세트(CA)에서 미처리 웨이퍼(W)를 1장 꺼내고, 제 3 처리장치군(G3)에 속하는 애드히젼장치(31)로 반입한다. 그리고, 레지스트액의 밀착성을 향상시키는, 예를들면 ＨＭＤＳ가 도포된 웨이퍼(W)는, 주반송장치(13)에 의해서, 냉각장치(30)으로 반송되고, 소정 온도로 냉각된다. 이후, 웨이퍼(W)는 레지스트도포장치(17) 또는 (19)로 반송된다.

이 레지스트도포장치(17) 또는 (19)에서, 후술하는 이른바 일필휘지의 요령으로 레지스트액이 도포된 웨이퍼(W)는, 이후, 주반송장치(13)에 의해, 진공건조장치(33), 프리베이킹장치(34), 냉각장치(40)으로 순차 반송된다. 이후 웨이퍼(W)는 각 처리장치에서 노광처리, 현상처리 등의 일련의 소정 처리가 이루어지고, 도포현상처리가 종료한다.

상술한 레지스트도포장치(17)의 작용에 대해서 상세하게 설명하면, 우선, 냉각장치(30)에서 소정온도로 냉각된 웨이퍼(W)가 주반송장치(13)에 의해, 레지스트도포장치(17)의 케이싱(60) 내로 반입된다. 이때, 외용기(61) 내의 내용기(62)는 사전에 반송위치(L)에서 대기하고 있고, 웨이퍼(W)는, 주반송장치(13)에 의해 직접 재치대(65)에 재치되고, 흡착지지된다. 여기서, 회전기구(66)에 의해, 웨이퍼(W)는 소정 위치로 위치가 결정된다. 계속해서, 내용기 구동기구(64)에 의해 내용기(62)를 처리위치(R)로 이동시킨다. 이후, 세정부에 대기하고 있던 마스크부재(70)가 도시하지 않은 반송기구에 의해, 외용기(61) 바깥에서 내용기 내로 반송되고, 마스크지지부재(71) 위에 재치된다.

다음에, 배기구(73)에서 내용기(62) 내의 기체를 소정속도로 배기하고, 내용기 (62) 내를 소정 분위기로 유지한다. 그리고, 이 내용기(62) 내에서, 토출노즐(85)가 웨이퍼(W)에 대해서 상대적으로 이동하면서, 레지스트액을 도포하고, 웨이퍼(W) 위에 레지스막을 형성한다.

레지스트액의 도포경로 예를 도 7에 나타낸다. 예를들면, 도 7과 같이, 우선, 토출노즐(85)가, 개시위치에서 X방향 정방향(도 7에서 오른쪽 방향)으로 소정속도로 이동하면서, 레지스트액을 웨이퍼(W) 위로 토출한다. 이때, 토출노즐(85)에서는 도시하지 않은 레지스트액 공급원으로부터 소정압력으로 압송된 레지스트액이 도포공급관(92)에서 저장부(90a)로 유입하고, 이 저장부(90a)에서 그 압력을 안정시키고, 저장부(90a) 아래쪽의 토출유로(90c)를 통과하고, 토출구(90b)에서 토출되고 있다.

이후, 토출노즐(85)은, 웨이퍼(W)의 직경 보다도 긴 거리, 즉 항상 웨이퍼(W) 끝부분 보다 바깥쪽으로 나온 위치까지 나아가고, 마스크부재(70) 위에서 일단 정지한다. 이때도 레지스트액은 계속토출되고, 이 웨이퍼(W) 이외의 장소로 토출된 레지스트액은 마스크부재(70)에 의해 받아지고 배액된다. 그리고, 내용기구동기구 (64)에 의해 내용기(62)가 Y방향으로 소정거리 떨어지고, 웨이퍼(W)도 Y방향으로 비켜난다. 이후, 토출노즐(85)은 반환하여, 웨이퍼(W) 바깥쪽까지 나가서 정지한다. 그리고 웨이퍼(W)가 소정거리 Y방향으로 비켜나고, 재차 토출노즐(85)은, 반환하여 웨이퍼(W)에 레지스트액을 도포한다.

이상의 공정을 반복하고, 토출노즐(85)가 도 7과 같이 END 위치까지 온 시점에서 토출을 정지하고, 도포가 종료한다. 이것에 의해서, 토출노즐(85)의 행적은 도 7에 나타낸 대로 이고, 웨이퍼(W)의 전면에 이른바 일필휘지의 요령으로 레지스트액이 도포된다. 이후, 재치대(65)에 장착되어 있는 고주파진동자(67)에 의해, 웨이퍼(W)가 진동되고, 웨이퍼(W) 위의 레지스트액이 평탄화 된다. 그리고, 최종적인 웨이퍼(W) 위의 도포범위로는, 레지스액이 얼룩없이 도포되고, 소정의 막두께의 레지스트막이 웨이퍼(W) 위에 균일하게 형성된다.

레지스트액 도포 종류후, 마스크부재(70)가 도시하지 않은 반송기구에 의해, 외용기(61) 내에서 반출되고, 이후, 내용기(62)가 내용기구동기구에 의해, 반송부 (L)로 이동된다. 그리고, 주반송장치(13)에 의해, 케이싱(60) 내에서 반출되고, 다음공정이 이루어지는 진공건조장치(33)로 반송된다.

상술한 도포처리는 웨이퍼(W) 별로 연속하여 이루어 지지만, 1장의 웨이퍼(W)의도포처리가 종료할 때마다, 상술한 바와 같이 토출노즐(85)에서 뻗어 있는 배출관(96)에 설치되어 있는 발광체(100)와 수광센서(101)에 의해서 저장부(90a)에서 기화한 도포액의 기포량을 검사한다.

우선, 상술한 도포처리가 종료하고, 토출노즐(85)에 대한 레지스트액의 공급이 정지된 후, 발광체(100)와 수광센서(101)에 의해, 배출관(96)의 검사부(K)가 기포로 가득 채워져 있는지의 여부를 검출한다. 이 기포는 도 8에 나타낸 것처럼, 토출노즐(85)에서 레지스트액이 토출되고 있을 때 저장부(90a)에서 기화하고, 이후 저장부(90a) 위쪽으로 상승하고, 이미 레지스트액으로 채워져 있는 배출관(96) 내로 유입한 것이다. 그리고, 이 기포는 밸브(97)로 막혀 있는 배출관(96) 내로 서서히 저장되고, 이 저장에 의해 형성된 기체공간이 점차 커지게 된다. 그리고, 이 기체공간이 소정위치에 설치된 검사부(K)까지 도달한 경우에, 상기 수광센서(101)에 의해, 검사부(K)의 빛 투과율이 변화하는 것을 가지고 검출된다.

상기 수광센서(101)의 측정값에 의해, 제어장치(99)에서 검사부(K)가 기포로 가득 채워져 있다고 인식한 경우는, 제어장치(99)는, 작동신호를 밸브(97)와 흡인장치(102)로 보낸다. 이것으로, 밸브(97)가 개방되고, 흡인장치(102)에 의해 배출관(96) 및 저장부(90a)에 고인 기포가 제거된다. 그리고 제거종료후, 밸브(97)가 폐쇄되고, 흡인장치(102)는 정지된다. 이때, 검사부(K)에는 저장부(90a)에서 레지스트액이 흡입되고, 재차 레지스트액으로 채워지게 된다. 이와 같은 검사는, 웨이퍼(W)의 처리시나 롯트단위의 웨이퍼(W)의 처리시에 이루어져도 좋지만, 항시 감시되고, 필요한 경우에는 제거처리를 다음 도포처리전에 행하도록 해도 좋다. 검사부 (K)가 기포로 채워져 있지 않다고 인식된 경우는, 아무런 처리없이 다음의 웨이퍼(W) 처리가 개시된다.

상술한 도포처리에서 사용된 토출노즐(85)은, 웨이퍼(W)의 소정처리 매수별 또는, 레서피(recipe)별 또는 소정시간별로 세정된다. 이하 이 세정프로세스에 대해서 설명한다.

우선, 도 4에 나타낸 웨이퍼(W)의 도포처리를 종료시킨 토출노즐(85)은, 홀더(84)에 지지된 상태에서, 타이밍벨트(86)에 의해 세정위치(S), 리시버용기 (110)까지 이동되고, 대기한다.

다음에, 도 6과 같이, 도시하지 않은 세정액 공급원으로부터 세정액이 토출노즐(85)의 본체(90) 내에 설치된 공급유로(94)로 공급된다. 그리고, 세정액은 공급유로(94)를 통과하고, 토출유로(90c)에 개구하는 공급구(93)에서 분사되고, 이후, 토출유로(90c) 내를 흐르고, 토출구(90b)를 세정한다. 이때 토출구(90b)에서아래쪽으로 떨어진 세정액은, 리시버용기(110)에 의해 받아 져서, 세정액에 의한 오염이 방지된다.

그리고, 이 세정액 공급이 소정시간 이루어진 후, 세정액 공급이 정지된다. 이후, 토출구(90b)에서 레지스트액의 프리-디스펜스(pre-dispense)가 이루어지고, 일련의 세정프로세스가 종료한다.

이상의 실시예에 의하면, 세정액 공급구(93)를 토출유로(90c)에 개구하여 설치한 것에 의해, 세정액을 토출구(90b)에 직접분출할 수가 있기 때문에, 토출구 (90b)에 부착한 오염을 보다 완전하게 떨어뜨릴 수가 있다. 상기 공급구(93)를 복수 설치하고, 세정액의 공급량을 증가시켜, 세정력을 한층 항샹시켜도 좋다.

또, 상기 공급구(93)로 통하는 공급유로(94)를 본체(90) 내에 설치하는 것에 의해, 간소한 기구로 세정액을 공급할 수 있다. 단, 별도 세정액을 공급하는 공급관을 설치해도 좋고, 이와 같은 경우라도, 종래에 비해서 토출구(90b)를 보다 잘 세정할 수가 있다. 또, 이 공급유로(94)를 경사지게 함으로써, 세정액의 공급압을 손실시키지 않고, 그대로 토출구(90b)로 분출할 수가 있다.

레지스트도포중에 저장부(90a)에서 기화한 기포를 제거하는 배출관(96)을 가지는 것에 의해, 기화한 기포가 레지스트액과 함께 웨이퍼(W) 위에 도포되고, 소정 레지스트막이 형성되지 않게 되는 것이 방지된다. 또 발광체(100)와 수광센서(101)에 의해, 기포의 유무를 검출할 수가 있고, 필요에 따라서 기포를 제거할 수가 있다. 이 이른바 빛투과센서에 의해, 검사부(K)에서 기포의 유무를 검출하지 않아도, 수위검출센서나, 기체와 액체의 물리적성질 차이에서 기포의 유무를 검출할 수 있는 센서를 이용해도 좋다.

배기관(96) 및 저장부(90a)에 고인 기포를 흡인장치(120)에 의해 제거하는 것에 의해 적극적으로 효율적으로 기포를 제거할 수가 있지만, 다른 방법, 예를들면, 소정의 타이밍으로 저장부(90a) 내의 압력을 올리고, 기포를 밀어 내는 것처럼 해도 좋다.

이상의 실시예에서의 세정타이밍은, 상술한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 장수별, 혹은 소정시간별로 사전에 설정한 타이밍으로 실시하고 있었지만, 토출노즐(85)의 토출구(90b)가 오염된 경우에만 세정을 해도 좋다. 이하에서 이 토출구(90b)가 오염된 것을 검출하는 장치에 대해서 설명한다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 상기 토출노즐(85)에는 레지스트액을 공급하는 공급수단으로서 다이어프램식 펌프(120)을 사용하고, 토출노즐(85) 까지의 도포액공급관(92)에는, 토출압력을 측정하는 압력계(122)가 설치되어 있다. 그리고, 이 압력계(122)의 측정값에 의거하여 펌프(120)를 제어하는 펌프제어장치(123)가 설치되어 있고, 이 펌프제어장치(123)에 의해서, 레지스트액의 토출압이 항상 일정하게 유지될 수 있도록 펌프(120)가 제어되고 있다. 펌프(120)는 다이어프램식이기 때문에, 상기 압력 측정값에 의거하여, 그 압입량(M)이 변화되어, 레지스트액의 토출압은 일정하게 유지되고 있다. 토출구(94)가 오염되고, 압입량(M)이 소정값 이상 변화한 것을 트리거로서, 공급유로(94)나 토출노즐(85)의 구동기구에 대해서 세정개시를 명령하는 세정제어장치(124)가 장비되고 있다.

여러가지의 레지스트액의 성질, 예를들면 점도등에 대한 펌프(120)의압입량(M)이 상기 펌프제어장치(123)에 기억되고, 그 변화량(N)을 산출하는 검출수단으로서의 검출기능이 장비되고, 그 변화량(N)이 수시로 산출된다.

통상은, 배출관(96) 내의 압력을 일정하게 유지하기 위한 압입량(M)은, 일정속도로 증가하기 때문에, 펌프(120)의 상기 변화량(N)은 일정하다. 그러나 토출노즐(5)이 오염되고, 이때문에 레지스트액이 토출되기 어렵게 되면, 공급관(96) 내의 압력을 일정하게 유지하기 위해서, 펌프(120)의 압입량(M)의 속도가, 펌프제어장치 (123)에 의해서 감속된다. 이때 펌프(120)의 상기 변화량(N)이 변동하다, 그리고 이 변화 신호가 세정제어장치(124)로 보내지고, 더욱이 이 세정제어장치(124)로부터의 명령에 의해, 토출노즐(85)의 구동기구가 기동되고, 토출노즐(85)가 세정위치(S)로 이동한다. 이후, 상출한 바와 같이 공급유로 (94)에서 세정액이 공급되고, 토출구(90b)의 세정이 개시된다. 따라서, 이 변화량(N)을 수시로 산출하고, 관측해 두는 것에 의해, 오염 타이밍 즉 세정타이밍을 검출할 수가 있다.

펌프(120)가 다이어프램식이 아니라도, 예를들면, 회전식 펌프라 하더라도 같게 하고, 그 펌프의 회전수의 변화량, 전력소비량의 변화량 등을 관측하는 것에 의해, 그 변화나 미리 정해 둔 어떤 값을 넘은 시점을 세정타이밍으로 하고, 세정하도록 해도 좋다.

토출노즐(85)를 직접 비쥬얼로 관측하고, 그 화상데이터에 의거하여 세정타이밍을 검지해도 좋다. 이것은, 예를들면, 토출노즐(85)의 토출구(90b)를 관측하는 ＣＣＤ카메라 등을 장착하여, 수시 관측시키는 것에 의해서 실현할 수 있다.

이상의 실시예에서는, 레지스트액을 웨이퍼(W)에 대해서 위쪽에서 토출하고있지만, 본 발명은 웨이퍼(W)에 대해서 아래쪽으로 토출하고, 레지스트막을 형성하는 경우에도 적용할 수 있다. 또 이른바 일필휘지의 요령으로 레지스트액을 도포하고 있지만, 기타 방식 예를들면, 웨이퍼(W)를 회전시켜서 레지스트액을 도포하는 스핀코팅방식 등에서 도포하는 경우에도 적용가능하다.

또, 이상의 실시예에서는, 웨이퍼(W)에 레지스트액을 도포하고, 레지스트막을 형성하는 막형성장치였지만, 본 발명은 절연막 등 다른 막형성장치, 예를들면 ＳＯＤ,ＳＯＧ 막형성장치에세도 적용할 수 있다. 또, 웨이퍼(W) 이외의 기판, 예를들면 ＬＣＤ기판의 막형성장치에도 적용된다.

또, 다른 실시예에 대해서 설명한다. 도 10은 본 발명에 의한 막형성장치를, 피처리기판을 이루는 반도체웨이퍼(이하 웨이퍼라 한다)에 레지스트액 도포하는 레지스트액도포장치에 적용한 실시예의 구성을 타나내는 종단면도이고, 도 11은 그 평면도이다.

도 10 및 도 11 가운데, (202)는 기판지지부를 이루는 웨이퍼지지체이고, 이 웨이퍼지지체(202)는, 플레임(203) 내에 Y방향으로 이동가능하게 지지되고 있다. 플레임(203)은, 예를들면 위쪽으로 개방하는 채널상으로 형성된 부재이고, Y방향으로 길게 형성되어 있다. 플레임(203)의 Y방향 한쪽끝은 레지스트액이 도포가 이루어지는 레지스트액도포부(R), 다른쪽끝은 웨이퍼(W)를 수수하는 웨이퍼 로드 ·언로드부(L)로서 구성되어 있다. 또 플레임(203)은, 상기 레지스트액도포부(R)와 웨이퍼 로드 ·언로드부(L)에 걸쳐서 연설된 한쌍의 Y레일(231)를 구비하고 있고, 상기 웨이퍼 지지체(202)는, 이 Y레일(231) 위로 Y슬라이더를 통해서 Y방향으로 이동이 자유롭게 지지되고, Y구동모터(233)에 의해 볼나사(234)를 회전시킴으로써, 너트(235)를 통해서 Y방향으로 위치결정이 자유롭게 구동되도록 되어 있다.

상기 웨이퍼지지체(202)는, 컵모양을 형성된 본체(221)와, 상기 웨이퍼(W)를 지지하는 웨이퍼흡착테이블(222)을 가지고, 상기 본체(221)는 상기 웨이퍼(W)의 아래면에 대향하는 위치에 용제(시너용액)을 저장하기 위한 저장채널(223)을 구비하고 있고, 이 저장채널(223) 내에, 온도 및 액면높이 컨트롤된 용제를 채우고, 이 용제를 증발시키는 것에 의해서 웨이퍼(W)의 주위를 소정농도의 용제분위기로 유지하도록 되어 있다.

웨이퍼흡착테이블(222)은, 윗면에 웨이퍼(W)를 지지하는 지지부(224)를 구비하고 있고, 이 지지부(224)에는 도시하지 않은 진공장치가 접속되어 있고, 웨이퍼(W)를 진공처킹할 수 있도록 되어 있다. 지지부(224)은 Z θ구동기구(225)에 접속되어 있고, 상기 웨이퍼(W) 지지체(220)가 웨이퍼 로드 ·언로드부(L)로 이동했을 때에, Z위치결정 ·노치조절부(226)가 Z θ구동기구(225)를 작동시키고, 웨이퍼(W)의 수수를 하기 위한 Z방향동작과, 노치조절을 하기 위한 θ동작을 하게 하도록 되어 있다. 또 웨이퍼흡착테이블(222)에는 도시하지 않은 애지테이션(agiation)발생부에 접속되고, 흡착지지한 웨이퍼(W)를 진동시키기 위한 초음파진동자(227)이 고정되어 있다.

본체(221) 표면의, 상기 웨이퍼흡착테이블(222)(웨이퍼(W))를 둘러싼 네귀퉁이에는, 이 본체(221) 내의 기류를 제어하기 위한, 도시하지 않은 배기장치에 접속된 4개의 강제배기구(228a∼228d)가 형성되어 있다. 이들 강제배기구(228a∼228d)로부터의 배기유량은, 각각 개별적으로 제어되도록 되어 있고, 예를들면 2개의 배기구 (228a),(228b)로만 배기를 하도록 하는 것에 의해, 본체(221) 안에 한쪽방향으로 치우친 미약한 기체를 발생시키고, 이것에 의해 도포한 레지스트액에서 휘발한 용제의 흐름을 제어하고, 이것으로 용제의 과도휘발을 억제하도록 되어 있다.

웨이퍼지지체(202) 내에는, 마스크부재(204)를 웨이퍼(W)의 바로위에서 지지하는 동시에, 이 마스크부재(204)를 도 11에서 화살표로 나타낸 방향(X방향)으로 구동하고, 이 웨이퍼지지체(202) 내에서 꺼내기 위한 마스크부재기구동기구(241)가 설치되어 있다. 마스크부재(204)는 도 12에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W)의 회로형성영역(240) 이외의 영역을 덮고, 레지스트액이 웨이퍼(W)의 주연부에 도포되어 버리는 것을 방지하기 위한 것으로서, 상기 마스크부재구동기구(242)는, 레지스트액으로 오염된 마스크부재(204)를 도 11 중의 화살표(A)로 나타낸 바와 같이 상기 웨이퍼지지체(202) 및 플레임(203)에 설치된 인출통로(220),(230)를 통해서 이 레지스트도포장치에서 꺼내고, 마스크부재세정장치(242)로 반송하는 것이다. 또, 도 12에서 (243)은 웨이퍼(W)에 형성된 노치이다.

도 10에서 (205)는 상기 웨이퍼지지체(2)의 위쪽을 덮도록 플레임(3)에 설치된 온도조절기능이 붙어 있는 상판이고, 예를들면 선모양의 히터(251)가 매설되고, 소정 온도로 발열하도록 구성되어 있다. 이것에 의해 상판(205)은 상기 웨이퍼(W)의 주위에 채워진 용제분위기를 유지 ·컨트롤하는 기능과, 후술하는 토출노즐(206)을 가열하고, 이 노즐(206)이 막히거나 토출된 레지트액 줄기가 끊어지는 것을 방지하는 기능을 가진다.

상기 상판(205)은, 상기 레지스트액도포부(R) 부분에만, 상기 웨이퍼지지체 (202)를 Y방향으로 최대한 이동시킨 경우라 하더라도 이 웨이퍼지지체 (202)를 계속해서 덮을 수 있을 정도로 웨이퍼지지체(202)를 덮도록 되어 있다. 또 상판(202)의 Y방향 중도부에는, 토출노즐(206)의 X방향이동을 허용하기 위한 슬릿(252)이 형성되어 있고, 이 슬릿(252)은 웨이퍼(W)의 폭에 대응하는 길이이며 또 상기 토출노즐(206)의 삽통을 허용하는 폭으로 설치되어 있다.

상기 토출노즐(206)은, 상기 플레임(203)의 상단부에 X방향을 따라서 가설된 리니어슬라이드기구(253)에 의해서 지지되고 있다. 이 리니어슬라이드(253)는 X레일(254)과, 이 X레일(254)에 슬라이드가 자유롭게 설치된 슬라이더(255)와, 이 슬라이더(255)를 구동시키기 위한 볼나사(256)와, 이 볼나사(256)를 회전구동하는 X구동모터(257)를 구비하고 있고, 상기 토출노즐(206)은, 상기 슬라이더(255)에 의해서, 상기 상판(205)의 슬릿(252)에 대응하는 위치에 지지되고, 그 하단부를 이 슬릿(252)를 통해서 웨이퍼지지체(2) 내로 연출시키고 있다. 상기 X구동모터(257) 및 상기 Y구동모터(233)는, 노즐 ·웨이퍼구동부(236)에 의해 동기를 취하여 작동되도록 구성되고 있고, 상기 토출노즐(206)을 웨이퍼(W)의 소정 경로에 대향시키면서 이동시키도록 되어 있다.

다음에, 상기 토출노즐(206)에서의 레지스트액의 공급계에 대해서 도 13을 참조하여 설명한다. 도 13에서, (271)은, 예를들면 점도가 높은 레지스트액을 저장하기 위한 고점도 레지스트액조이고, 이들 고점도 레지스트액조(271) 내의 점도가 높은 레지스트액과, 용제조(272) 내의 시너용액은 각각 펌프(P1),(P2)에 의해 혼합조(273)으로 송액되고, 계속하여 혼합조(272)의 하류쪽의 버퍼조(272)로 펌프(P3)에 의해 송액되도록 구성되어 있다.

상기 혼합조(273)은, 소정량의 점도가 높은 레지스트액과, 소정량의 시너용액을 혼합하여 소정 점도의 레지스트액을 조정하기 위한 조이고, 교반기구를 구비하고 있다. 버퍼조(274) 내의 레지스트액은 누름식 펌프, 예를들면 벨로스펌프 (208)에 의해, 필터장치(275)를 통해서 토출노즐(206)으로 보내지고, 이 노즐(206)이 후술하는 토출구(260)에서 토출되도록 구성되어 있고, 이들 버퍼조(274), 필터장치(275), 토출노즐(206)은 공급유로(276)에 의해 접속되어 있다.

본 발명에서는 버퍼조(274)의 하류쪽에 설치된 벨로스펌프(208)의 로드의 누름량을 조정하는 것에 의해 토출노즐(206)에서 토출되는 레지스트액의 토출압을 제어하는데 특징이 있는데, 우선 벨로스펌프(208)에 대해서 설명한다. 이 펌프는 예를들면 도 14와 같이, 플랙시블관(281)과, 에어실린더(282)와, 송액부(283)를 구비하고 있다. 플랙시블관(281)은 연질수지로 만들어진 신축이 자유로운 주름호스이고, 플랙시블관(281)의 한쪽끝은 송액부(283)의 플랜지(284a)로 체결되고, 다른쪽끝은 장님(blind)판(284)의 플랜지(284a)를 통해서 누름부재를 이루는 에어실린더 (282)의 로드(282a)로 접속되어 있고, 에어실린더(282)는, 제어부(C)에 의해서 제어되는 압축에어 공급원(280)에 연통되어 있다.

송액부(283)는, 액저장부(285)와, 이 액저장부(285)의 상류쪽과 하류쪽에 각각 설치된 한쌍의 볼밸브(286a),(286b)를 구비하고 있고, 상류쪽 볼밸브(286a) 및 하류쪽 볼밸브(286b)는, 각각 세라믹 등으로 이루어진 경질볼(287a),(287b)와 스토퍼(288a),(288b)를 구비하고 있다.

도 14a와 같이, 로드(282a)를 빼고 플랙시블관(281)을 길게하면, 상류쪽의 볼밸브(286a)가 열려 액저장부(285) 내로 액이 흘러 들어가고, 도 14b와 같이 로드(282a)를 눌러서 플랙시블관(281)을 줄이면, 상류쪽 볼밸브(286a)는 닫히고, 하류쪽 볼밸브(286b)가 열리어, 액저장부(285)에서 하류쪽으로 액이 밀려 나온다. 즉, 이 예에서는 플랙시블관(281)을 길게했을 때에 버퍼조(274)에서 레지스트액이 흘러들어가고, 플랙시블관(281)을 줄이면 토출노즐(206)을 향해서 액이 송액된다.

또, 이 예의 벨로스펌프(208)은 플랙시블관(281)과 액저장부(285)에 5장의 웨이퍼(W)에 레지스트액을 도포하는 경우에 필요한 레지스트액의 액량 이상의 량의 레지스트액이 저장되고, 에어실린더(282)의 로드(282a)의 스트로크량(누름량)(L)에 의해, 액저장부(285)에서 하류쪽으로 밀려 나오는 레지스트액의 액량이 제어되도록 되어 있다. 이 예에서 플랙시블관(281)과 액저장부(285)가 펌프본체에 해당한다.

다음에, 토출노즐(206)에 대해서 도 15를 참조하여 설명한다. 이 토출노즐 (206)은, 예를들면 위쪽이 닫혀 있고, 아래쪽이 개구하는 원통형의, 예를들면 폴리에틸렌테레푸타레이트(PTFE)에 의해 형성된 상측부재(261)와, 위쪽이 개구하고, 아래쪽이 닫힌 원통형의, 예를들면 ＰＴＦＥ에 의해 형성된 하측부재(262)를 결합시켜서 구성되어 있고, 상측부재(261), 하측부재(262)는 각가가 소정위치에 나사 부(263)이 형성되어 있어 상측부재(261)의 외측에서 하측부재(262)가 단단히 조여져 있도록 되어 있다.

상측부재(261)의 윗면에는 상기 필터장치(275)로부터의 레지스트액을 해당토출노즐(206)에 공급하기 위한 공급유로(276)의 한쪽끝이 접속되어 있고, 하류쪽에는 개구부를 막도록, 예를들면 두께 0.5 mm 정도의 수지, 예를들면 ＰＴＦＥ막으로 이루어진 필터(264)가 설치되어 있다.

상기 ＰＴＦＥ막은 다수의 미소한 구멍을 가지는 다공질의 막이므로, 필터 (264)로서 이용할 수가 있고, 이 예에서는 예를들면, 0.05 ㎛ ∼ 10㎛ 정도, 특히 5 ㎛ 정도의 지름을 가지는 ＰＴＦＥ막을 이용하는 것이 바람직하다. 이것에 의해 후술하는 바와 같이, 레지스트액이 포함되는, 예를들면 5 ㎛ 정도 크기의 기포의 투과를 방해하고, 레지스트액 만을 투과시킬 수가 있다.

하측부재(262)에는, 나사부(263)가 형성되어 있는 위치보다 바로 아래에 필터(264)의 형상에 해당하는 단부(265)가 형성되어 있고, 상기 필터(264)는 상측부재(261)의 하단쪽과 하측부재(262)의 단부(265)에 끼인 상태로 고정되어 있다. 또, 하측부재(262)의 아래면에는 레지스트액을 웨이퍼(W) 위로 공급하기 위한, 예를들면 구경 10 ㎛ ∼ 200 ㎛ 정도 크기의 토출구(260)가 형성되어 있다.

이것에 의해 해당토출노즐(206)로 공급유로(276)를 통해서 공급된 레지스트액은, 상측부재(261)과 하측부재(262)의 안쪽에 형성된 유로(266) 내를, 이 유로(266)를 막도록 설치되어진 필터(264)를 통과하여, 토출구(260)를 통해서 웨이퍼(W) 위로 토출되게 된다.

또, 이 예에서는, 예를들면 필터장치(275)와 토출노즐(206) 사이의 공급유로 (276) 안의 압력을, 예를들면 다이어프램형 굴곡검출방식의 압력검출부 (277)에 의해서 검출하고, 이 검출값에 의거하여 제어부(C)에 의해 압축공기원 (280)을 통해서 상기 벨로스펌프(208)의 에어실린더(282)의 로드(282a)의 누름량(스트로크량) (L)이 조정되도록 되어 있다.

다음에 상술한 실시예의 작용에 대해서 설명한다. 우선 웨이퍼지지체(202)를 웨이퍼로드 ·언로드부(L)에 위치시키고, 지지부(224)를 승강시키는 것에 의해서 도시하지 않은 웨이퍼반송용 메인암에서 웨이퍼흡착테이블(222)에 웨이퍼(W)를 수수하고, 웨이퍼(W)를 흡착지지한다. 계속해서 노치조절부(226)에 의해 웨이퍼(W)의 노치조절을 한 후, 지지부(224)를 하강시켜서 웨이퍼(W)를 웨이퍼지지체(202) 내로 수용한다. 이어서, 웨이퍼지지체(202)를 레지스트액도포부(R)에 위치시키고, 마스크부재구동기구(241)에 의해 마스크부재(204)를 웨이퍼 위에서 지지한다.

한편, 레지스트액의 공급계에서는, 고점도레지스트액조(271) 내의, 예를들면 점도가 0.05 Pa ·S 정도의 레지스트액(고점도레지스트액) 및 용제조(272) 내의 시너용액은, 각각 펌프(P1),(P2)에 의해 소정 액량으로 혼합조(273)로 송액되고, 여기서 양자가 혼합되어, 소정의 점도, 예를들면 점도가 0.003 Pa ·S 정도의 래지스트액(저점도레지스트액)으로 조정된다. 그리고 이 혼합조(273) 내의 레지스트액은 펌프(P3)에 의해 버퍼조(274)로 송액되고, 여기에 저장된다.

버퍼조(274) 내의 레지스트액은 벨로스펌프(208)의 에어실린더(282)의 로드 (282a)를 소정량 빼고, 플랙시블관(281)을 소정 길이로 길게 하는 것에 의해, 예를들면 웨이퍼 5장분의 도포에 이용되는 레지스트액의 액량이 플랙시블관(281)과 액저장부(285)로 보내지고, 여기에 저장된다. 이어서, 상기 에어실린더(282)의 로드 (282a)를 소정의 누름량으로 누름으로써, 펌프(208) 내의 레지스트액을 필터장치(275)를 통해서 토출노즐(26)으로 보내고, 이 토출노즐(206)의 토출구(260)에서 웨이퍼(W)로 소정의 토출압으로 토출한다.

이때, 상기 토출노즐(206)의 토출구(260)에서 토출되는 레지스트액의 토출압을, 레지스트액을 토출하는 동안 거의 일정하게 유지되도록, 필터장치(275)와 토출노즐(206) 사이의 공급유로(276) 내의 레지스트액의 압력을 압력검출부(277)에 의해서 검출하고, 이 검출값에 의거하여 제어부(C)에 의해 상기 에어실린더(282)의 로드(282a)의 누름량을 제어한다.

결국, 벨로스펌프(208)에서는, 에어실린더(282)의 로드(282a)의 누름량에 의해 플랙시블관(281)의 길이가 조정되고, 이것에 의해 펌프(208)에서 밀려 나오는 레지스트액의 토출압(액량)이 변화한다. 예를들면 상기 로드(282a)의 누름량을 크게하고, 플랙시블관(281)을 짧게 하면, 그만큼 상기 토출노즐(206)의 토출구(260)에서 웨이퍼(W)의 표면으로 토출되는 레지스트액의 토출압이 커지고, 한편, 상기 로드(282a)의 누름량을 적게 하면, 레지스트액의 토출압이 작아 진다. 또, 상기 공급유로(276) 내의 압력은 토출노즐(206)에서의 레지스트액의 토출압에 비례하고, 공급유로(276) 내의 압력이 크면 상기 레지스트액의 토출압이 커지고, 공급유로 (276) 내의 압력이 작으면, 토출압은 작아진다.

따라서, 상기 공급유로(276) 내의 레지스트액의 압력을 소정 타이밍, 예를들면 1초단위로 검출하고, 이 검출값에 의거하여 압출에어공급원(280)에서 상기 에어실린더(282)로 공급되는 에어량을 제어하여 로드(282a)의 누름량을 제어하는 것에 의해, 상기 토출노즐(206)의 토출구(260)으로부터의 레지스트액(270)의 토출압을거의 일정하게 제어할 수가 있다.

또 이 예에서는, 상기 에어실린더(282)의 로드(282a)의 스트로크량(L1)을, 변위계(278)에 의해 소정타이밍, 예를들면 1초단위로 검출하고, 이 검출값에 의거하여, 스트로크량(L)에 이상이 있을 때에는, 제어부(C)에 의해 경보발생부(279)의 스위치가 들어가, 이상발생을 알려주도록 되어 있다.

예를들면 도 16에 나타낸 바와 같이, 일정 압력을 얻기 위해서는, 상기 에어실린더(282)의 로드(282a)의 스트로크변위량은 시간에 비례하는 것이지만, 예를들면 토출노즐(206)의 토출구(260)가 막히는 등의 이상이 있을 때는, 스트로크변위량은 상기 비례곡선에서 벗어나게 된다. 결국 토출구(260)가 막혔을 때에는, 토출구(260)가 막히어 공급유로(276) 내의 압력이 높아지기 때문에, 도 16에 점선으로 나타낸 것처럼, 소정압력을 얻기 위해서 필요한 스트로크변위량이 설정값보다도 적어도 된다. 이것을 토출량과의 관계에서 보면, 도 17과 같이, 노즐의 토출압이 일정하다면 토출량도 일정하지만, 노즐이 막혔을 때에는 도 17의 점선으로 나타낸 바와 같이, 토출량이 시간과 지남에 따라 적어지게 된다.

따라서, 미리 일정 토출압을 얻기 위한 상기 에어실린더(282)의 로드(282a)의 스트로크변위량의 시간변화의 기준범위를 구해 두고, 한편, 변위계(278)에 의해 실제의 에어실린더(282)의 로드(282a)의 스트로크량(L)을 시간별로 구하고, 이들을 비교하여, 실제 스트로크량(L)이 설정된 스트로크량의 기준범위에서 벗어나 있을 때에는 경보부(279)에 작동신호를 출력하도록 제어부(C)를 구성하는 것에 의해, 상기 토출노즐(206)의 토출구(260)가 막히는 등의 모든 이상의 발생을 검지할 수 있다.

이렇게 하여 공급유로(276)을 통해서 토출노즐(206)으로 공급된 레지스트액을, 토출구(260)에서 거의 일정한 토출압으로, 웨이퍼(W) 표면으로 계속 공급하면서, 소정 도포조건에 의거하여 토출노즐(206)과 웨이퍼(W)를 상대이동시키는 것에 의해서, 레지스트액을 도포한다. 결국 예를들면 도 12에 나타낸 바와 같이, 토출노즐 (206)을 Y방향으로 소정 피치씩 간헐적으로 보내면서, X방향으로 왕복시키고, 이렇게 하여 토출노즐(206)을 웨이퍼(W)에 대해서 상대적으로 지그재그 경로로 이동시키면서, 노즐(206)에서 웨이퍼(W)로 레지스트액(270)을 토출하고, 이것에 의해 웨이퍼(W)의 회로형성영역(240)에 균일한 액막이 형성된다.

토출노즐(206)에서 웨이퍼(W) 위로 토출되고, 여기에 착지한 레지스트액(270)은, 그 점도에 따라서 일정한 확산이 발생하므로, 이 확산량에 대응하여 적정한 Y방향의 보냄피치를 설정하는 것에 의해, 웨이퍼(W)의 회로형성영역(240)에 골고루 균일한 레지스트막을 형성할 수가 있다.

이와 같이 하여 레지스트액의 도포를 한후, 상기 웨이퍼흡착테이블(222)에 장착된 초음파진동자(227)을 작동시키고, 웨이퍼(W)에 대해서 초음파대역에서의 진동을 인가한다. 이것으로 도포된 레지스트액막에 애지테이션이 부가되어 액막의 표면의 평탄화를 도모할 수 있다.

이후, 레지스트액(270)이 부착한 마스크부재(4)를 마스크부재세정장치(42) 쪽으로 배출하고, 이어서, 상기 웨이퍼지지체(2)를 레지스트액도포부(R)에서 상기 웨이퍼로드 ·언로드부(L)로 이동시킨다. 그리고 지지부(24)를 승강시켜서 도시하지 않은 주암에 웨이퍼(W)를 수수하고, 해당 레지스트액도포장치에서 웨이퍼를 언로드한다.

이와 같이 본 발명의 막형성장치에서는, 상술한 바와 같이, 웨이퍼(W)에 대해서 토출노즐(206)으로부터 일정 토출압(토출량)으로 레지스트액(270)을 토출할 수가 있다. 이 때문에 웨이퍼(W) 위에 레지스트액(270)을 끊기는 일 없이 일정한 선폭으로 연속적으로 토출할 수가 있으므로, 웨이퍼(W) 위로 공급되는 레지스트액(270)의 액량이 웨이퍼(W)의 회로형성영역(240)의 전면에 걸쳐서 거의 균일해지고, 이것에 의해 레지스트막의 막두께의 면내 균일성이 향상한다. 이때, 토출노즐(206)의 토출구 (260)의 지름은 10 ㎛ ∼ 200 ㎛ 정도로 상당히 작은 지름으로 형성되어 있으므로, 막두께가 얇고, 막두께의 균일성이 높은 레지스트막을 형성할 수가 있다.

또, 이상사태의 발생을 경보로 알려 주도록 되어 있으므로, 이상사태를 조기에 검지할 수가 있고, 이와 같은 사태에 신속하게 대처할 수 있다. 이 예에서는 레지스트액(270)에 시너용액이 혼입되어 있지만, 상술한 바와 같이 토출노즐(206)의 토출구(260)가 상당히 작은 지름으로 형성되어 있기 때문에, 상기 시너용액이 휘발하여, 막힘이 쉽게 방생하게 되어 있다. 따라서, 예를들면 그 상사태가, 토출노즐 (206)가 막혔을 경우에는, 막힘을 초기단계에서 발견할 수가 있고, 막힘을 해소하여 재차 토출노즐(206)에서 웨이퍼(W) 위로 레지스트액(270)을 일정한 선폭으로 연속적으로 토출할 수가 있다.

만일, 이와 같은 이상사태발생의 검지가 늦어진 경우에는, 막힌 토출노즐(206)에서 웨이퍼(W) 위로 레지스트액(270)을 공급하게 되므로, 웨이퍼(W)에 대해서 일정 토출압으로 레지스트액(270)을 토출할 수가 없게 된다. 이때문에 레지스트막의 막두께의 면내 균일성이 악화되어, 레지스트액의 도포처리 시스템효율이 저하한다.

또, 막힘의 초기단계에서는 토출노즐(206)의 세정등을 하지 않아도 막힘을 해소할 수가 있던지, 또는 간단한 세정으로 해소할 수 있으므로, 노즐(206)의 세정회수나 토털 세정시간을 단축할 수가 있어서 시스템효율의 향상을 도모할 수 있다.

또, 이 예에서는 토출노즐(206) 내로 유로(266)를 막도록, ＰＴＦＥ막으로 이루어진 필터(264)를 설치하고 있으므로, 노즐(206)에서 웨이퍼(W)로 더 안정된 레지스트액(270)을 공급할 수가 있다. 결국, 레지스트액(270)에는 원래 용해하고 있던 가스가 배관의 굴곡에 의한 압력변화 등 으로 5 ㎛ 정도의 크기의 기포가 출현하는 경우가 있는데, 이와 같은 기포가 토출노즐(206)의 토출구(260) 부근에 존재하게 되면, 이 기포가 쿠션이 되어 레지스트액(270)의 토출압이 작아 지거나, 기포가 깨져셔 없어졌을 때는 토출압이 일시적으로 커지거나 하여 결과적으로 레지스트액 (270)의 토출압이 변동해 버린다.

한편, 필터(264)를 설치하면, 이 필터(264)에 의해 레지스트액(270)에서 기포를 제거할 수 있으므로, 기포가 원인이 되는 레지스트액(270)의 토출압의 변동이 억제되고, 안정된 레지스트액을 공급할 수가 있다. 이때, 이 예에서는 구멍 지름이 5 ㎛ 정도의 ＰＴＦＥ막을 이용하고 있으므로, 압력손실은 억제된다.

또 상기의 예에서는 레지스트액의 공급계에 있어서, 고점도의 레지스트액을혼합조 내에서 시너용액으로 희석하고 있으므로, 종래에는 사용이 곤란했던 고점도의 레지스트액을 이용할 수가 있다. 이것에 의해 레지스트액의 점도제한을 없앨 수가 있고, 이 도포방법의 범용성을 높일 수 있다.

혼합조(273)에서 점도가 조정된 레지스트액(270)을 일단 버퍼조(274)로 송액하고, 여기에서 누름력의 제어계를 갖춘 벨로스펌프(208)에 의해 토출노즐(206)에 공급하도록 하고 있으므로, 제어가 용이하다. 결국, 혼합조(273)나 버퍼조(274)를 설치하지 않고, 직접 고점도레지스트액조(271)와, 용제조(272)로부터 각각 약액을 토출노즐(206)로 공급하도록 하면, 각각의 펌프(P1),(P2)가 누름력의 제어계를 구비해야 하는데, 이 경우에는 각각의 펌프(P1),(P2)의 동기를 취해야만 하므로, 제어가 번거롭기 때문이다.

계속하여, 본 발명의 다른 실시예에 대해서 도 18을 참조하여 설명하지만, 이 예는 벨로스펌프(208)의 에어실린더(282)의 로드(282a)의 스트로크 이상을 검출하고, 이상값이 나왔을 때에 토출노즐(206)을 세정하는 시스템이다. 예를들면 이 예에서는 웨이퍼로드 ·언로드부(L)에 토출노즐(206)을 세정하기 위한 세정부(267)가 설치되어 있는 동시에, 토출노즐(206)을 지지하는 슬라이더(255)가 승강기구 (268)에 의해 승강이 자유롭게 구성되어 있다. 상기 세정부(291)는 예를들면 토출노즐(206)을 세정액(269)에 소정시간 침지시켜서 세정하도록 되어 있으며, 상기 승강기구(268)은 노즐 ·웨이퍼구동부(236)에 의해 동작이 제어되도록 구성되어 있다.

그리고, 상기 에어실린더(282)의 로드(282a)의 스트로크량(L)을 변위계(278)에 의해 소정의 타이밍, 예를들면 1초단위로 검출하고, 이 검출값에 의거하여, 스트로크량(L)이 미리 설정된 기준범위를 벗어났을 때에는, 제어부(C)에 의해 노즐 ·웨이퍼구동부(236)을 통해서 토출노즐(206)을 세정부(267)로 이동시키고, 노즐 (206)의 세정이 이루어 지도록 구성되어 있다.

이와 같은 예에서는 자동적으로 토출노즐(206)의 세정이 이루어지고 있으므로, 막힘 등의 이상사태가 발생했을 경우라 하더라도, 작업자의 손을 번거롭게 하는 일 없이 이상사태를 해소할 수가 있다.

다음에 상술한 현상장치를 유닛에 편입한 도포 ·현상장치의 일예를 개략에 대해서, 도 19 및 도 20을 참조하면서 설명한다. 도 19 및 도 20 가운데, (209)는 웨이퍼카세트를 반입출하기 위한 반입출스테이지이고, 예를들면 25장이 수납된 카세트(CA)가 예를들면 자동반송로봇에 의해 재치된다. 반입출스테이지(209)에 면하는 영역에는 웨이퍼(W)의 수수암(290)이 X, Y방향 및 θ회전(연직축주변 회전)이 자유롭게 설치되어 있다. 또 이 수수암(290)의 안쪽에는, 예를들면 반입출스테이지(209)에서 안쪽을 보아, 예를들면 오른쪽에는 도포 ·현상계의 유닛(U1)이, 왼쪽, 앞쪽, 안쪽에는 가열 ·냉각계 유닛(U2),(U3),(U4)가 각각 배치되어 있는 동시에, 도포 ·현상계의 유닛과 가열 ·냉각계 유닛사이에서 웨이퍼(W)의 수수를 하기 때문에, 예를들면 승강, 좌우, 전후로 이동이 자유롭고, 또한 연직축 주변으로 회전이 자유롭게 구성된 웨이퍼반송암(MA)이 설치되어 있다. 단, 도 20에서는 편의상 유닛(U2) 및 웨이퍼반송암(MA)은 도시하지 않았다.

도포 ·현상계의 유닛에서는, 예를들면 상단에 2개의 현상 유닛(291)이, 하하단에 2개의 상술한 막형성장치를 구비한 도포유닛(292)이 설치되어 있다. 가열 ·냉각계의 유닛에서는, 가열유닛이나 냉각유닛, 소수화처리유닛 등이 상하에 있다.

도포 ·현상계유닛이나 가열 ·냉각계 유닛을 포함하는 상술한 부분을 클린트랙(clean-track)이라고 부르기로 하면, 이 클린트랙의 안쪽에는 인터페이스유닛 (293)을 통해서 노광장치(294)가 접속되어 있다. 인터페이스유닛(293)은 예를들면 승강, 좌우, 전후로 이동이 자유롭고, 또한 연직축 주변으로 회전이 자유롭게 구성된 웨이퍼암(295)에 의해 클린트랙과 노광장치(294) 사이에서 웨이퍼(W)의 수수를 하는 것이다.

이 장치의 웨이퍼의 흐름에 대해서 설명하면, 우선, 외부에서 웨이퍼(W)가 수납된 웨이퍼카세트(CA)가 상기 반입출스테이지(209)로 반입되고, 웨이퍼반송암 (290)에 의해 카세트(CA) 내에서 웨이퍼(W)가 꺼내지고, 상술한 가열 ·냉각계 유닛 (U3)의 선반의 하나인 수수대를 통해서 웨이퍼반송암(MA)으로 건네진다. 이어서, 유닛(U3)의 하나의 선반 처리부 내에서 소수화처리가 이루어진후, 도포유닛(292)에서 레지스트액이 도포되고, 레지스트 막이 형성된다. 레지스트막이 도포된 웨이퍼(W)는 가열유닛에서 가열된 인터페이스유닛(293)을 통해서 노광장치(294)로 보내지고, 여기서 패턴에 대응하는 마스크를 통해서 노광이 이루어진다.

이후, 웨이퍼(W)는 가열유닛에서 가열된 후, 냉각유닛에서 냉각되고, 계속하여 현상유닛(291)로 보내어져 현상처리되고, 레지스트마스크가 형성된다. 그런 후에 웨이퍼(W)는 반입출스테이지(209) 위의 카세트(CA) 내로 되돌려진다.

이상에서, 본 발명에서는 상기 벨로스펌프(208)와 토출노즐(206) 사이와의 공급유로(276) 내의 압력에 의거하여 상기 벨로스펌프의 누름량을 제어하고, 상기 토출노즐(206)에서 웨이퍼(W) 표면으로 공급되는 레지스트액의 토출량을 제어하는 구성과, 상기 벨로스펌프(208)의 누름량이 미리 설정된 기준범위에서 벗어났을 때에 상기 경보발생부(279)를 동작시키는 구성과, 상기 벨로스펌프(208)를 세정하는 구성과, 레지스트액에서 기포를 제거하기 위한 필터(274)를 구비한 토출노즐(206)을 이용하는 구성을 각각 결합시키도록 하여도 좋고, 별개로 구성해도 좋다.

또, 레지스트액의 공급계에, 고점도 레지스트액의 시너용액에 의한 희석을 하는 혼합조(273) 대신에, 무동작혼합기라고 불리는 인라인혼합기를 설치하고, 여기서 고점도 레지스트액과 시너용액을 혼합하여 소정 점도의 저점도레지스트액을 조정하도록 해도 좋다. 이 인라인혼합기는 배관 속에 오른쪽으로 90℃로 선회하는 툐션판(torsion plate)과, 왼쪽으로 90℃로 선회하는 토션판이 번갈아서 장착되어 있고, 이 배관내에 선회하는 유로를 형성하는 것이고, 여기에 소정량의 고점도 레지스트액과 소정량의 시너용액이 송액되면, 이들 용액이 상기 유로내를 흘러가면서 교반혼합되고, 소정 점도의 저점도레지스트액이 조정된다. 이와 같이 혼합조(273) 대신에 인라인혼합기를 설치한 경우에는, 혼합조(273)에서 버퍼조(274)로 저점도 레지스트액을 송액하는 펌프를 설치하지 않아도 되기 때문에, 장치의 소형화 및 저코스트화를 도모할 수가 있다.

또, 레지스트액의 공급계에, 고정도 레지스트액의 시너용액에 의한 희석을하는 혼합조(273)을 설치하지 않고, 직접 저점도 레지스트액을 누름력 제어를 하는 벨로스펌프(208)을 이용하여 토출노즐(206)으로 공급하도록 해도 좋고, 버퍼조 (274)를 설치하지 않고, 혼합조(274)에서 직접 누름력 제어를 하는 벨로스펌프 (208)을 이용하여 토출노즐(206)으로 송액하도록 해도 좋다. 이 경우에는, 예를들면 혼합조(273)에 소정량의 저점도 레지스트액과 시너용액을 공급하여 소정의 점도로 레지스트액의 조정을 한 후, 여기에 고점도 레지스트액과 시너용액의 송액을 정지한 상태에서 벨로스펌프(208)에 의해, 하류쪽으로 레지스트액을 송액하도록 해도 좋다.

또한, 고점도 레지스트액과 용제를 직접 토출노즐(206)로 각각 누름력 제어를 하는 벨로스펌프를 이용하여 공급하도록 해도 좋고, 이 경우에는 각각의 벨로스펌프가 동기를 취하면서 제어된다.

또, 본 발명의 누름력 제어를 하는 누름식 펌프로서는 벨로스펌프에 한정하지 않고, 예를들면 다이어프램 펌프나 회전식 펌프 등을 이용하도록 해도 좋고, 누름부재는 에러실린더에 한정하지 않고, 모터 등에 의해 로드를 누르는 것으로 해도 좋다.

또, 본 발명에서는 벨로스펌프(208)와 토출노즐(206) 사이에 필터장치(275)를 설치하는 대신에, 버퍼조(274)와 벨로스펌프(208) 사이에 필터장치(275)를 설치하는 구성으로 해도 좋은데, 이경우에는 버퍼조(274)에서 발생한 거품을 필터장치(275)에서 제거할 수 있으므로, 벨로스펌프(208) 내에 상기 거품이 들어 가는 것을 억제할 수가 있어서 유효하다.

또한, 상술한 예에서는 예를들면, 층간절연막재료나 고도전성재료, 저유전체재료, 강유전체재료, 배선재료, 금속재료, 유기금속재료, 은페이스트 등의 금속페이스트 등에 적용할 수가 있다. 또, 토출노즐(206)에 설치된 필터(274)로서 ＰＴＦＥ막에 한정하지 않고, 예를들면 나이론 등의 수지를 이용하도록 해도 좋다. 또 기판으로서는 반도체 웨이퍼에 한정하지 않고, ＬＣＤ기판이나 노광마스크 등이더라도 좋고, 예를들면 토출노즐(206)을 고정하고 웨이퍼(W)를 XY방향으로 구동하도록 해도 좋다. 또, 토출노즐(206)이나 웨이퍼지지체(202)의 구동기구에 대해서도 상술한 예에 한정되는 것이 아니라, 예를들면 구동기구등을 이용해도 좋다.

본 발명에 의하면, 누름식펌프와 토출노즐 사이의, 처리액이 통과하는 유로내의 압력에 의거하여 상기 누름식펌프부재의 누름량을 제어하고 있으므로, 상기 처리액의 토출량이 처리되는 동안에 일정하게 되고, 안정된 막두께의 액막을 형성할 수가 있다는 효과가 있다.

본 발명에 의하면, 토출노즐의 막힘 등의 이상을 조기에 검지할 수가 있고, 또 토출노줄의 막힘 등의 이상이 발생했을 때에, 작업자의 손을 번거롭게 하는 일 없이 신속하게 토출노즐을 세정할 수가 있다는 효과가 있다.

또, 본 발명에 의하면, 처리액에 포함되는 기포의 존재가 원인이 되는 처리액의 토출압 변동 등이 억제되어, 기판에 대해서 안정된 처리액을 공급할 수가 있고, 액막의 막두께의 균일성 향상을 도모할 수 있다는 효과가 있다.

Claims

도포액토출노즐에서 기판으로 도포액을 토출하고, 이 기판표면에 막을 형성하는 막형성장치에 있어서,

상기 도포액토출노즐은, 상기 도포액토출노즐의 토출구로 통하는 토출유로에 대해서 세정액을 공급하는 공급유로를 구비하는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
청구항 1에 있어서,

상기 공급유로의 세정액 공급구는, 상기 토출유로 내에 개구하고 있는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
청구항 2에 있어서,

상기 도포액토출노즐의 본체는 거의 통(筒)모양으로 형성되고,

상기 공급구로 통하는 공급유로는 상기 본체 내에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
청구항 3에 있어서,

상기 공급유로는 토출구를 향해서 비스듬히 경사지고 있는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
청구항 2에 있어서,

상기 공급로는 복수인 것을 특징으로 하는 막형성장치.
청구항 2에 있어서,

적어도 상기 토출유로는 상기 도포액에 대한 발수처리가 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
청구항 1에 있어서,

상기 도포액토출노즐의 본체 내에 설치되고, 상기 토출유로로 통하는 도포액의 저장부와,

상기 저장부 위쪽에 고인 도포액 내의 기포를 제거하는 기포장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
청구항 7에 있어서,

상기 기포제거장치는 기포를 배출하기 위한 배출관을 가지고,

상기 배출관에는 밸브가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
청구항 8에 있어서,

상기 기포제거장치는 상기 배출관을 통해서 상기 기포를 흡인하는 흡인장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
청구항 7에 있어서,

상기 저장부 위쪽에 고인 기포를 검출하는 검출장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
청구항 10에 있어서,

상기 배출관의 적어도 일부는 투명하고, 상기 검출장치는 해당 일부를 사이에 두고 대향하는 발광장치와 수광장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
청구항 1에 있어서,

상기 도포액토출노즐의 오염을 화상데이터로서 검출하는 검출부재를 가지는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
청구항 1에 있어서,

상기 도포액토출노즐에 도포액을 공급하는 다이어프램식 펌프를 가지고, 게다가 상기 펌프의 누름량의 변화를 검출하는 검출기구와,

이 검출기구의 검출결과에 의거하여 상기 공급유로에 의한 세정액의 공급을 제어하는 세정장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
청구항 1에 있어서,

상기 도포액토출노즐에 도포액을 공급하고, 전력에 의해 구동하는 회전식 펌프를 가지고, 게다가 상기 펌의 회전수의 변화 또는 전력소비량의 변화를 검출하는 검출기구와,

이 검출수단의 검출결과에 의거하여 상기 공급유로에 의한 세정액의 공급을 제어하는 제어장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
청구항 1에 있어서,

상기 도포액은 레지스트액인 것을 특징으로 하는 막형성장치.
도포액토출노즐에서 기판으로 도포액을 토출하고, 상기 기판표면에 막을 형성하는 막형성장치에 있어서,

상기 도포액을 상기 도포액토출노즐로 송액하기 위한 펌프본체와, 상기 펌프본체를 누르는 누름부재를 구비하고, 누름부재를 당기는 것에 의해 상류쪽에서 펌프본체 내로 도포액이 들어오고, 누름부재를 누름으로써 펌프본체에서 하류쪽으로 도포액이 보내지고, 누름부재의 누름량에 의해 하류쪽으로 보내 지는 도포액 양이 조정되는 누름식 펌프와,

상기 누름식 펌프와 도포액토출노즐 사이의 도포액 유로 내의 압력을 검출하는 압력검출부와,

상기 압력검출부에서 얻은 검출값에 의거하여 상기 누름식 펌프의 누름부재의 누를량을 제어하는 제어부를 구비하고,

상기 누름펌프와 도포액토출노즐 사이와의 도포액 유로 내의 압력에 의거하여 상기 누름식 펌프의 누름부재의 누름량이 제어되어 상기 도포액토출노즐에서 기판표면으로 공급되는 도포액의 토출량이 제어 되는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
도포액토출노즐에서 기판으로 도포액을 토출하고, 이 기판표면에 막을 형성하는 막형성장치에 있어서,

상기 도포액을 상기 도포액토출노즐로 송액하기 위한, 펌프본체와 누름부재를 구비하고, 누름부재를 당기는 것에 의해 상류쪽에서 펌프본체 내로 도포액이 들어오고, 누름부재를 누름으로써 펌프본체에서 하류쪽으로 도포액이 보내지고, 누름부재의 누름량에 의해 하류쪽으로 보내 지는 도포액 양이 조정되는 누름식 펌프와,

상기 누름식 펌프의 누름부재의 누름량을 검출하기 위한 변위계와,

상기 변위계에서 얻은 검출값에 의거하여 경보발생부의 동작을 제어하는 제어부를 구비하고,

상기 누름식 펌프의 누름부재의 누름량이 미리 설정된 기준범위를 벗어 났을 때에 상기 경보발생부가 작동하는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
도포액토출노즐에서 기판으로 도포액을 토출하고, 이 기판표면에 막을 형성하는 막형성장치에 있어서,

상기 도포액을 상기 도포액토출노즐로 송액하기 위한, 펌프본체와 누름부재를 구비하고, 누름부재를 당기는 것에 의해 상류쪽에서 펌프본체 내로 도포액이 들어오고, 누름부재를 누름으로써 펌프본체에서 하류쪽으로 도포액이 보내지고, 누름부재의 누름량에 의해 하류쪽으로 보내 지는 도포액 양이 조정되는 누름식 펌프와,

상기 누름식 펌프의 누름부재의 누름량을 검출하기 위한 변위계와,

상기 도포액토출노즐을 세정하기 위한 세정부와,

상기 도포액토출노즐을 상기 세정부까지 이동시키는 구동기구와,

상기 변위계에서 얻은 검출값에 의거하여 상기 구동기구의 동작을 제어하는 제어부를 구비하고,

상기 누름식 펌프의 누름부재의 누름량이 미리 설정된 기준범위를 벗어 났을 때에, 상기 도포액토출노즐이 상기 구동기구에 의해 세정부까지 이동하고, 도포액토출의 세정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
도포액토출노즐에서 기판으로 도포액을 토출하고, 이 기판표면에 막을 형성하는 막형성장치에 있어서,

상기 도포액토출노즐은, 상기 도포액의 유로와,

상기 도포액의 유로에 접속되고, 도포액을 작은 지름의 선모양으로 토출하기 위한 토출구와,

상기 도포액의 유로를 막도록 설치되고, 도포액에서 기포를 제거하기 위한 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
청구항 19에 있어서,

상기 필터는 다공질의 수지로 이루어 지는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
청구항 16에 있어서,

상기 기판을 수평으로 지지하는 기판지지부를 더 가지고,

상기 기판지지부와 도포액토출노즐이, 기판의 면방향을 따라서 상대적으로 이동되면서, 도포액토출노즐에서 도포액이 토출되고, 이 기판표면에 도포액의 액막이 형성되는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
청구항 16에 있어서,

점도가 높은 도포액과 이 도포액의 용제를 혼합하여 점도가 낮은 도포액을 조정하기 위한 혼합조를 구비하고, 이 혼합조 내의 점도가 조정된 도포액이 상기 누름식 펌프에 의해 도포액토출노즐로 송액되는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
청구항 16에 있어서,

상기 도포액은 레지스트액인 것을 특징으로 하는 막형성장치.