KR20050077022A - Single-wafer coating film apparatus and method - Google Patents
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Abstract
도막의 막두께, 색도 및/또는 광학농도의 편차가 없어, 판형상 피처리물 위에 소정 막두께, 색도 및/또는 광학농도를 형성하는 매엽 도막 형성장치 및 매엽 도막 형성방법을 제공한다.Provided is a single sheet coating film forming apparatus and a single sheet coating method for forming a predetermined film thickness, chromaticity and / or optical density on a plate-like object without variation in the film thickness, chromaticity and / or optical concentration of the coating film.
판형상 피처리물의 표면에 슬릿 노즐로 도포액을 공급하는 도포장치와, 상기 판형상 피처리물의 표면에 도포한 도포액을 건조하는 감압 건조장치, 상기 건조된 도포액을 가열하는 가열장치를 구비하는 매엽 도막 형성장치에 있어서, 상기 가열장치로 가열한 상기 판형상 피처리물의 막두께, 색도 및/또는 광학농도를 측정하여, 그 측정결과를 상기 도포장치에 전송하는 측정장치가 설치되고, 이 매엽 도막 형성장치를 사용하여 상기 판형상 피처리물의 표면에 상기 슬릿 노즐로 도포액을 공급하고, 이어서 상기 판형상 피처리물의 표면을 감압 건조하여 가열한 후, 이 가열된 상기 판형상 피처리물의 막두께, 색도 및/또는 광학농도를 측정하여, 이 측정결과가 소정의 막두께, 색도 및/또는 광학농도에 도달해 있지 않은 경우는, 상기 도포장치를 일시 정지하고, 상기 슬릿 노즐로부터 에어 빼기 및/또는 앞쪽 끝 세정을 행한 후에, 다시 상기 도포장치를 가동시킨다. A coating device for supplying a coating liquid to the surface of the plate-shaped workpiece with a slit nozzle, a pressure reduction drying device for drying the coating liquid applied to the surface of the plate-shaped workpiece, and a heating device for heating the dried coating liquid. In the single-layer coating film forming apparatus, a measuring apparatus for measuring the film thickness, chromaticity, and / or optical density of the plate-shaped object to be heated by the heating apparatus, and transmitting the measurement result to the coating apparatus is provided. The coating liquid was supplied to the surface of the plate-like object by the slit nozzle using a sheet forming film forming apparatus, and then the surface of the plate-like object was dried under reduced pressure and heated, and then the heated plate-like object was heated. When the film thickness, chromaticity and / or optical density are measured and the measurement results do not reach the predetermined film thickness, chromaticity and / or optical concentration, the coating device is temporarily stopped. Later, and subjected to an air removing and / or cleaning from the front end of the slit nozzle, then again moving the resin coating device.
Description
본 발명은 판형상 피처리물 표면에 형성한 피막의 막두께, 색도 및/또는 광학농도를 측정하고, 이 측정결과를 피드백하여, 소정의 막두께, 색도 및/또는 광학농도에 도달해 있지 않은 경우에는, 소정의 처리를 행하는 매엽(single-wafer) 도막 형성장치 및 매엽 도막 형성방법에 관한 것이다.The present invention measures the film thickness, chromaticity and / or optical density of the film formed on the surface of a plate-shaped object, and feeds back this measurement result so as not to reach a predetermined film thickness, chromaticity and / or optical density. In this case, the present invention relates to a single-wafer coating film forming apparatus and a single sheet coating film forming method for performing a predetermined treatment.
종래에 있어서 반도체 웨이퍼나 유리기판 등의 판형상 피처리물 표면에 레지스트액 등을 도포하기 위해서는, 스피너(spinner) 위에 올려놓은 피처리물의 중심부에 노즐로부터 도포액을 적하하여 공급하고, 스피너에 의해 피처리물을 회전시킴으로써 발생하는 원심력으로 도포액을 바깥쪽을 향해 확산시킨 후, 베이크하여 완성하는 것으로 하고 있다. 이 방법으로는 균일한 도포막을 안정하게 형성할 수 있어, 한번 도포조건을 설정해 버리면 도포막의 두께를 1매씩 측정하지 않아도 균일한 도포막을 형성할 수 있었다.Conventionally, in order to apply a resist liquid or the like onto a surface of a plate-like workpiece such as a semiconductor wafer or a glass substrate, the coating liquid is dropped and supplied from a nozzle to the center of the workpiece placed on a spinner, and is supplied by a spinner. The coating liquid is diffused outward by centrifugal force generated by rotating the object to be treated, and then baked and finished. In this method, a uniform coating film can be formed stably, and once the coating conditions are set, a uniform coating film can be formed without measuring the thickness of the coating film one by one.
그러나, 공급하는 도포액량에 비해 실제 도포막으로서 기판 위에 남는 도포액량이 지나치게 적다. 결국, 도포액으로서 사용되지 않은 채 버려져 버리는 도포액량이 지나치게 많다. 더욱이, 기판의 사이즈가 커짐에 따라 버려지는 도포액량도 많아져, 그 양은 무시할 수 없는 것이 되었다. 따라서, 스피너 도포 대신에 노즐 자체에 소정 폭의 도포액 토출구(吐出口)를 개구(開口)시켜, 노즐을 이동시킴으로써 피처리물 표면에 소정 폭으로 도포액을 도포하는 것이 생각되고 있다.However, compared with the amount of coating liquid to be supplied, the amount of coating liquid remaining on the substrate as the actual coating film is too small. As a result, the amount of the coating liquid that is discarded without being used as the coating liquid is too large. Moreover, as the size of the substrate became larger, the amount of coating liquid discarded also increased, and the amount was not negligible. Therefore, instead of spinner application, it is conceivable to apply the coating liquid to the surface of the workpiece with a predetermined width by opening a coating liquid discharge port having a predetermined width in the nozzle itself and moving the nozzle.
상술한 소정 폭의 도포액 토출구를 갖는 슬릿 노즐을 사용하면, 도포액의 낭비를 없애고, 또한 효율적으로 도포를 행할 수 있지만, 피처리기판을 회전시키지 않기 때문에, 맨처음 도포한 도막의 두께가 그대로 막두께가 된다. 따라서, 공급하는 도포액량도 배관 등의 에어에 의해 도막의 두께가 불균일해지는 경우가 있다. 또한, 이 막두께의 불균일이 색도 또는 광학농도의 불균일을 발생시키게 된다. 따라서, 슬릿 노즐로 도포하는 경우에는, 도막의 두께, 색도 및/또는 광학농도가 설정하는 조건을 만족하고 있는지의 여부를 검사하여 제어해야만 한다.When the slit nozzle having the coating liquid discharge port of the predetermined width described above is used, the coating liquid can be eliminated and the coating can be efficiently carried out. However, since the substrate to be processed is not rotated, the thickness of the coating film first applied is intact. It becomes the film thickness. Therefore, the coating liquid quantity to be supplied may also become nonuniform in the thickness of a coating film by air, such as piping. Moreover, this film thickness nonuniformity produces the nonuniformity of chromaticity or optical density. Therefore, when apply | coating with a slit nozzle, you should test and control whether the conditions which set thickness, chromaticity, and / or optical density of a coating film are satisfied.
따라서, 슬릿 노즐 아래방향 근방에 배비(配備)된 토출 막두께 치수측정 센서로부터의 신호에 의해, 제어수단이 미리 인풋(input)된 토출 막두께 치수값과 띠판(帶板) 주행속도와의 관계 프로그램을 매개로 하여 띠재(帶材) 표면도공 막두께 치수값을 산출하고, 조작판 위의 표시 패널 등에 송신하여 슬릿 노즐의 토출 막두께를 제어한다. 또한, 주행하는 띠재 표면 위의 도공 막두께 치수는, 슬릿 노즐 후방측에 설치되어 띠재의 판 폭방향으로 연속적으로 트래버스(traverse)하면서 측정을 행하는 도공 막두께 측정 센서에 의해 확인된다. 그 설정 오차가 확인된 경우에, 라인을 정지하지 않고 조작판의 운전에 의해 미조정(微調整)을 행하는 것이 제안되어 있다(특허문헌 1).Therefore, the relationship between the discharge film thickness dimension value inputted by the control means in advance by the signal from the discharge film thickness dimensional sensor arranged in the vicinity of the slit nozzle downward direction and the traveling speed of the strip plate. A strip material surface coating film thickness dimension value is calculated through a program, and it transmits to a display panel etc. on an operation board, and controls the film thickness of the slit nozzle. Moreover, the coating film thickness dimension on the surface of the strip | belt material which runs is confirmed by the coating film thickness sensor which is provided in the slit nozzle back side, and measures while continuously traversing in the plate width direction of a strip | belt material. When the setting error is confirmed, it is proposed to perform fine adjustment by operation of an operation panel, without stopping a line (patent document 1).
[특허문헌 1] 일본국 특허공개 제(평)07-204561호 공보(제2페이지~제3페이지, 도 2) [Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-204561 (Pages 2 to 3, Fig. 2)
그러나, 상기 일본국 특허공개 제(평)07-204561호 공보에 개시되어 있는 슬릿 노즐 도장장치는, 슬릿 노즐 아래방향 근방에 배비된 토출 막두께 치수측정 센서 및 슬릿 노즐 후방측에 설치되어 띠재의 판 폭방향으로 트래버스하면서 측정을 행하는 도공 막두께 측정 센서에 의해, 띠재를 주행시키면서 띠재의 막두께를 조절하고 있기 때문에, 매엽 도포에서 문제가 되는 도막 개시위치에 가까운 부분의 막두께 변동이나 색도 변동 및/또는 광학농도 변동을 검출하는 것이 어렵다. 특히 도공액 공급배관 내에 기포가 존재하면, 도공개시 직후의 막두께나 색도 및/또는 광학농도의 편차가 커지는 문제도 있다.However, the slit nozzle coating apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-204561 is provided on the discharge film thickness dimensional sensor disposed in the vicinity of the slit nozzle downward direction and on the rear side of the slit nozzle. Since the film thickness of the strip material is adjusted while the strip material is being driven by the coating film thickness measurement sensor which measures while traversing in the plate width direction, the film thickness variation and chromaticity fluctuation of the portion close to the coating film starting position, which is a problem in sheet coating, is varied. And / or it is difficult to detect optical concentration variations. In particular, if bubbles exist in the coating liquid supply pipe, there is also a problem that the variation in film thickness, chromaticity and / or optical concentration immediately after the start of coating becomes large.
본 발명은 상기 문제에 비추어 이루어진 것으로, 도막 개시위치 근방의 도막 두께의 편차가 없어, 판형상 피처리물 위에 소정 두께의 피막을 형성하는 매엽 도막 형성장치 및 매엽 도막 형성방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a sheet-forming film forming apparatus and a sheet-forming film forming method for forming a film having a predetermined thickness on a plate-shaped object without variation in the coating film thickness near the coating film starting position. do.
상기 과제를 해결하기 위해 본원 발명의 도막 형성장치는, 판형상 피처리물의 표면에 슬릿 노즐로 도포액을 공급하는 도포장치와, 상기 판형상 피처리물의 표면에 도포한 도포액을 어느 정도 건조(반송 중에 물결치거나, 흐르지 않을 정도)시키는 감압 건조장치, 이 어느 정도 건조된 도포액을 추가로 건조시켜 피막으로 하는 가열장치를 구비하는 매엽 도막 형성장치에 있어서, 상기 가열에 의해 형성된 피막의 막두께, 색도 및/또는 광학농도를 측정장치로 측정하여, 그 측정결과를 상기 도포장치에 피드백하는 막두께 측정장치를 설치한 구성으로 하였다.In order to solve the said subject, the coating-film forming apparatus of this invention is a coating apparatus which supplies a coating liquid with the slit nozzle on the surface of a plate-shaped to-be-processed object, and the coating liquid apply | coated to the surface of the said plate-shaped to-be-processed object to some extent ( A sheet-coating film forming apparatus comprising a vacuum drying apparatus which is waved or does not flow during conveyance), and a heating apparatus which further dries the coating liquid dried to some extent to form a coating film, wherein the film of the coating film formed by the heating. Thickness, chromaticity, and / or optical density were measured with a measuring apparatus, and the film thickness measuring apparatus which provided the measurement result to the said coating apparatus was provided.
또한, 본 발명의 매엽 도막 형성방법은, 판형상 피처리물의 표면에 슬릿 노즐로 도포액을 공급하고, 이어서 상기 판형상 피처리물 표면의 도포액을 감압 건조하여 도포액을 어느 정도 건조시키고, 이어서 가열함으로써 추가로 도포액을 건조시켜 피막으로 하고, 이 피막의 두께, 색도 및/또는 광학농도를 측정장치로 측정하여, 이 측정결과가 소정의 값에 도달해 있지 않은 경우에, 상기 도포장치를 일시 정지하고, 슬릿 노즐로부터 에어 빼기 및/또는 앞쪽 끝 세정을 행한 후에, 다시 도포장치를 가동시키도록 하였다.Further, according to the method of forming the sheet-like coating film of the present invention, the coating liquid is supplied to the surface of the plate-like object by a slit nozzle, and then the coating liquid on the surface of the plate-like object is dried under reduced pressure to dry the coating liquid to some extent, Subsequently, the coating liquid is further dried by heating to form a coating, and when the thickness, chromaticity and / or optical density of the coating is measured with a measuring apparatus, and the measurement result does not reach a predetermined value, the coating apparatus Was paused, the air was drained from the slit nozzle and / or the front end was cleaned, and then the applicator was operated again.
본 발명에 의하면, 도막형성 후의 판형상 피처리물의 막두께, 색도 및/또는 광학농도를 측정하여, 그 결과 소정의 값과 상이한 값을 측정한 경우에, 도막 형성장치를 멈추고, 매엽 도포액 공급용 배관 내의 에어 빼기나 노즐의 앞쪽 끝 세정 등의 필요한 처치를 행함으로써, 이상 사태에 신속하게 대응할 수 있게 된다.According to the present invention, when the film thickness, chromaticity and / or optical density of the plate-like object to be processed after coating film formation are measured and a value different from the predetermined value is measured as a result, the coating film forming apparatus is stopped, and the sheet-coated coating liquid is supplied. By performing necessary measures such as bleeding air in the pipe for use and cleaning the front end of the nozzle, it is possible to respond quickly to an abnormal situation.
이하에 본 발명의 실시형태를 첨부 도면을 토대로 설명한다. 여기에서, 도 1은 본 발명의 매엽 도막 형성장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 매엽 도막 형성장치의 차트도이다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, embodiment of this invention is described based on an accompanying drawing. Here, FIG. 1 is a block diagram of the sheet | seat film forming apparatus of this invention, FIG. 2 is a chart of the sheet | seat film forming apparatus of this invention.
도 1에 나타내는 바와 같이, 매엽 도막 형성장치는 이송부, 도포장치, 감압 건조장치, 수취부(受取部), 가열장치 및 냉각장치, 반송부, 분배부로 된다. 도포장치에는 슬릿 노즐이 설치되어 있다. 이 슬릿 노즐에는 펌프 A를 통해 도포액이 공급되어, 에어 밸브 A가 그 공급량을 조절하고, 또한 에어 밸브 B 및 펌프 B를 통해, 슬릿 노즐용 에어 빼기 탱크와 접속하고 있다. 또한, 에어 밸브 B는 슬릿 노즐의 에어를 뺄 때 이외에는 항상 닫혀 있다.As shown in FIG. 1, the sheet | seat coating-film forming apparatus consists of a conveyance part, an application | coating apparatus, a pressure reduction drying apparatus, a receiving part, a heating apparatus, a cooling apparatus, a conveyance part, and a distribution part. The slit nozzle is provided in the coating device. The coating liquid is supplied to the slit nozzle through the pump A, and the air valve A regulates the supply amount thereof, and is connected to the air scavenging tank for the slit nozzle through the air valve B and the pump B. In addition, the air valve B is always closed except when the air of the slit nozzle is taken out.
또한, 감압 건조장치에서는 단시간 중에 도포액 전체로부터 도포액 중의 용매를 어느 정도 제거한 생건조상태로 하여, 반송 중에 도포액이 물결치거나, 흘러 떨어지지 않도록 한다. 또한, 감압 건조하지 않고 가열장치로 갑자기 가열하면, 도막의 표면만이 굳는 현상이 발생하기 쉬워, 도막 중에 용매가 농도 구배(勾配)를 가지고 존재하는 경향이 있어 바람직하지 않다.In addition, in the vacuum drying apparatus, the solvent is dried and removed to some extent from the whole coating liquid in a short time to prevent the coating liquid from waving or flowing during transportation. In addition, sudden heating with a heating apparatus without drying under reduced pressure tends to cause a phenomenon that only the surface of the coating film hardens, and the solvent tends to exist in the coating film with a concentration gradient, which is not preferable.
또한, 본 실시예의 가열장치는 1회 3매의 판형상 피처리물을 베이크할 수 있고, 냉각장치는 1회 1매의 판형상 피처리물을 냉각할 수 있다. 더욱이, 반송부의 후부(後部)에 판형상 피처리물의 막두께, 색도 및/또는 광학농도를 측정하는 측정장치가 설치되어 있다. 이 측정장치는 컨트롤러 센서에 의해 에어 밸브 A 및 B의 개폐를 조절한다.In addition, the heating apparatus of this embodiment can bake three plate-like objects to be processed once, and the cooling device can cool one plate-like object to be processed once. Further, a measuring device for measuring the film thickness, chromaticity and / or optical density of the plate-like object to be processed is provided at the rear portion of the conveying section. This measuring device controls the opening and closing of air valves A and B by a controller sensor.
이와 같이, 도포장치에 이송되어 온 판형상 피처리물 위에 슬릿 노즐로부터 도포액을 공급하고, 그리고 감압 건조장치로 감압 건조한 후, 수취부를 거쳐 로봇에 의해 가열장치로 이송된다. 가열장치에서는 베이크된 판형상 피처리물은 냉각장치로 냉각한 후에 반송부에 설치한 측정장치에 의해, 막두께, 색도 및/또는 광학농도를 측정한다. 본 실시예에서 사용한 막두께 측정장치는 색도 측정기이다. 이 색도 측정기는 색으로 막두께의 두께를 측정한다. 또한, 막두께 측정은 색도 측정기에 제한되지 않는다.In this way, the coating liquid is supplied from the slit nozzle onto the plate-shaped object to be transferred to the coating device, and dried under reduced pressure with a vacuum drying device, and then transferred to the heating device by the robot via the receiving unit. In the heating apparatus, the plate-like object to be baked is cooled by a cooling apparatus and then the film thickness, chromaticity and / or optical density are measured by a measuring apparatus provided in the conveying unit. The film thickness measuring apparatus used in this embodiment is a chromaticity measuring instrument. This chromaticity meter measures the thickness of the film thickness in color. In addition, the film thickness measurement is not limited to the chromaticity meter.
또한, 판형상 피처리물의 측정장소는 특별히 제한은 없지만, 적어도 도포 개시위치와 기판 중앙부를 각 1점 포함하는 것이 필요하다. 본 발명의 동작예로서 적색의 도막의 막두께를 면 내 3점의 색도값으로 관리하는 예를 사용해서 설명한다. 여기에서, 관리 규격은 중심값±7/1000로 한다.In addition, the measurement location of the plate-shaped object is not particularly limited, but it is necessary to include at least one coating start position and one center portion of the substrate. It demonstrates using the example which manages the film thickness of a red coating film as the chromaticity value of three points | pieces in surface as an operation example of this invention. Here, the management standard is the center value ± 7/1000.
도 2에 나타내는 바와 같이, 측정결과가 규격 중심값±7/1000을 초과하지 않는 경우에는, 판형상 피처리물은 그대로 분배부로 이송된다. 한편, 측정결과가 규격 중심값±7/1000을 초과한 경우에는, 알람 신호가 발생하여 도포장치로의 판형상 피처리물의 이송을 정지하고, 슬릿 노즐은 딥위치에서 대기하는 동시에, 에어 밸브 A가 닫혀, 도포액의 이송이 정지된다.As shown in FIG. 2, when a measurement result does not exceed specification center value +/- 7/1000, a plate-shaped processed object is conveyed to a distribution part as it is. On the other hand, when the measurement result exceeds the standard center value ± 7/1000, an alarm signal is generated to stop the transfer of the plate-shaped object to the coating device, and the slit nozzle stands by in the deep position, and the air valve A Is closed, and the transfer of the coating liquid is stopped.
이어서, 에어 밸브 B를 열면, 슬릿 노즐의 에어 빼기가 개시된다. 그리고, 슬릿 노즐의 세정을 행하여 프리디스펜스(predispense)한 후, 알람을 해제하고 통상 동작으로 되돌려 도포를 재개한다.Next, when the air valve B is opened, air bleeding of the slit nozzle is started. After the slit nozzle is cleaned and predispense, the alarm is released and the application is returned to normal operation to resume application.
즉, 판형상 피처리물 위에 도포액을 공급하고 베이크함으로써 도막을 형성하지만, 도포액 공급용 배관 내에 에어가 존재하면, 도포 초기의 막두께가 소정 막두께 보다도 얇아져 버린다. 또한, 공급하는 도포액량도 배관 등의 에어에 의해 편차가 생겨, 좀처럼 안정된 도포막을 연속해서 형성할 수 없다. 종래는, 도포액 탱크와 슬릿 노즐 사이에 탈기(脫氣)장치가 부착되어 있지만, 슬릿 노즐 앞쪽 끝에서 서크백(suckback) 등의 동작을 반복하고 있는 중에 배관 내에 에어가 슬릿 노즐에 모인다. 이 에어를 자동적으로 뺌으로써, 도포 초기의 막두께가 소정 막두께 보다도 얇아지는 현상을 억제할 수 있다.That is, although a coating film is formed by supplying and baking a coating liquid on a plate-shaped to-be-processed object, when air exists in the coating liquid supply piping, the film thickness of an application | coating initial stage will become thinner than predetermined film thickness. In addition, the amount of the coating liquid to be supplied also varies due to air such as piping, and it is impossible to continuously form a stable coating film. Conventionally, a degassing device is attached between the coating liquid tank and the slit nozzle, but air is collected in the slit nozzle in the pipe while the operation such as a suckback is repeated at the front end of the slit nozzle. By automatically releasing this air, the phenomenon that the film thickness at the beginning of application becomes thinner than the predetermined film thickness can be suppressed.
또한, 본 실시형태는 측정기를 반송부에 설치하였지만, 수취부 또는 컨베이어에 설치해도 된다.In addition, although the measuring apparatus was provided in the conveyance part in this embodiment, you may install in a receiving part or a conveyor.
베이크한 후의 막두께, 색도 및/또는 광학농도를 측정하여, 소정 값과 상이한 경우, 일단 도포장치를 정지하고, 슬릿 노즐의 에어를 뺀 후, 도포를 재개함으로써 편차가 없는 도포 막두께, 색도 및/또는 광학농도를 형성할 수 있다.After the baking, the film thickness, chromaticity and / or optical density were measured, and when different from the predetermined value, the coating device was stopped once, the air was released from the slit nozzle, and the coating was resumed, thereby applying the coating film thickness, chromaticity and And / or optical concentration.
도 1은 본 발명의 매엽 도막 형성장치의 구성도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a block diagram of the sheet | seat film forming apparatus of this invention.
도 2는 본 발명의 매엽 도막 형성장치의 차트도이다.2 is a chart of the sheet forming film forming apparatus of the present invention.
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