KR20060048152A - 약액도포장치 및 약액도포방법 - Google Patents

약액도포장치 및 약액도포방법 Download PDF

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KR1020050047602A
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히데아키 미토
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마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
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  • Coating Apparatus (AREA)
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Abstract

본 발명은, 복잡한 설비구성을 이용하는 일없이, 단시간에 패턴형성을 실시할 수 있도록 하는 것이다.
약액도포장치(도포유닛)는, 기판(1)을 유지하는 웨이퍼 척(6)과, 웨이퍼 척(6)으로 유지된 기판(1) 상에 약액(8)을 도포하기 위한 도포노즐(3)과, 기판(1) 상에 형성된 계측마크(2)에 대한 도포노즐(3)의 상대위치를 산출하는 기판위치 계측기구(4)와, 기판(1) 상에 패턴을 형성하기 위한 패턴정보를 기억함과 동시에 상기 상대위치와 상기 패턴정보에 기초하여 도포노즐(3)의 구동제어 및 약액공급제어를 실행하는 컴퓨터(5)를 구비한다.

Description

약액도포장치 및 약액도포방법{CHEMICAL APPLICATION APPARATUS AND CHEMICAL APPLICATION METHOD}
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 관한 약액도포장치의 주요부 평면도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 관한 약액도포장치의 주요부 단면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 관한 약액도포장치의 도포노즐 상세도.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 관한 약액도포장치의 주요부 평면도.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 관한 약액도포장치의 주요부 평면도.
도 6은 종래 약액도포장치의 주요부 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1, 11, 31 : 기판 2, 12, 32 : 계측마크
3, 13a, 13b, 34 : 도포노즐 4, 14, 34 : 기판위치 계측기구
5, 15, 35 : 컴퓨터 6 : 웨이퍼 척
7 : 노즐배열 8, 18a, 18b, 38 : 약액
10, 20, 30 : 케이싱 외벽 21 : 용제토출구
22 : 폐액흡인구 23 : 고압가스 토출구
39a, 39b : 구동축
본 발명은, 반도체장치 등의 제조에 이용되는 약액도포장치 및 약액도포방법에 관한 것이다.
종래의 약액도포장치 및 약액도포방법에 따르면, 반도체장치의 제조에서는 기판을 회전시키면서 약액을 당해 기판 표면에 도포하는 회전도포를 실시한다. 또 액정패널의 제조에서는, 기판 상을 약액도포 노즐이 이동하면서 당해 기판 표면에 약액을 도포하는 주사도포 등을 실시한다(예를 들어 일특개평 8-250389호 공보).
이하, 종래의 약액도포장치 및 약액도포방법에 대해, 도 6을 참조하면서 설명한다. 도 6은 종래 약액도포장치의 주요부 단면도이다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 도포유닛으로 반송된 기판(41)을 웨이퍼 척(46)이 진공 흡착하여 거의 수평으로 유지시킨다. 다음으로 기판(41) 상에 위치하며, 기판(41) 전면에 걸쳐 이동할 수 있는 도포노즐(43)을, 기판(41) 위쪽에서 한쪽 기판 끝부터 다른 쪽 기판 끝까지 이동시킨다. 이 때 도포영역 기억용 컴퓨터(45)에 기억된 도포개시 위치정보 및 도포정지 위치정보에 기초하여, 기판(41) 상의 약액 적하 개시위치까지 도포노즐(43)이 이동해온 시점에서 약액(48)의 적하를 개시하고, 그 후 기판(41) 상의 약액 적하 정지위치까지 도포노즐(43)이 이동해온 시점에서 약액(48)의 적하를 정지한다. 그리고 약액(48)의 도포 두께는 약액 점도 등으로 조정된다.
그러나 상기 종래 기술에서는, 감광성 수지 등의 약액을 기판 상에 도포한 후, 도포된 약액에 대해 노광 및 현상을 실시할 필요가 있기 때문에, 설비구성이 복잡해져버려 처리시간도 증가해버린다는 문제점이 있다.
상기에 감안하여 본 발명은, 복잡한 설비구성을 이용하는 일없이 단시간에 패턴형성을 실시할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 관한 약액도포장치는, 기판을 유지하는 유지수단과, 상기 유지수단으로 유지된 상기 기판 상을 이동할 수 있으며, 당해 기판 표면에 약액을 공급하는 도포노즐과, 상기 기판 상에 패턴을 형성하기 위한 패턴정보를 기억하는 기억수단과, 상기 기판 상에 형성된 계측마크에 대한 상기 도포노즐의 상대위치를 산출하는 위치산출수단과, 상기 위치산출수단으로 산출된 상기 상대위치와, 상기 기억수단에 기억된 상기 패턴정보에 기초하여, 상기 기판 상에 상기 도포노즐에 의해 상기 약액을 도포함으로써 상기 패턴을 형성하는 제어수단을 구비한다.
본 발명의 약액도포장치에 있어서, 상기 도포노즐은, 상기 약액 토출구와, 상기 약액을 용해시키는 용제 토출구와, 폐액 흡인구와, 가스 토출구를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 약액도포장치에 있어서, 상기 도포노즐은 복수 배치되며, 당해 각 도포노즐이 각각 독립하여 구동제어되는 것이 바람직하다.
본 발명에 관한 약액도포방법은, 기판상에 패턴을 형성하기 위한 패턴정보를 기억수단에 기억시키는 공정(a)과, 상기 기판 상에 형성된 계측마크에 대한 상기 도포노즐의 상대위치를 산출하는 공정(b)과, 상기 상대위치와 상기 패턴정보에 기초하여, 상기 기판 상에 상기 도포노즐에 의해 약액을 도포함으로써 상기 패턴을 형성하는 공정(c)을 구비한다.
본 발명의 약액도포방법에 있어서, 상기 공정(c)은, 소정의 약액도포영역을 2 회 이상 통과하도록 상기 도포노즐을 이동시킴으로써, 상기 소정 영역에 상기 약액을 중복 도포하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 약액도포방법에 있어서, 상기 공정(c)은, 상기 기판 상에 상기 도포노즐에 의해 2 종류 이상의 약액을 도포하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 약액도포방법에 있어서, 상기 공정(c)은, 상기 약액을 용해시키는 용제를 상기 도포노즐에 의해 상기 기판 상에 도포함과 동시에, 상기 기판 상에 도포된 불필요한 상기 약액을 상기 패턴정보에 기초하여 제거하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다. 또 이 경우, 상기 공정(c)은, 상기 용제에 용해된 상기 약액을 상기 도포노즐로 흡인시켜 제거하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다.
상술한 목적 및 기타의 목적과 본 발명의 특징 및 이점은 첨부 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해질 것이다.
(실시예)
(제 1 실시예)
이하, 본 발명의 제 1 실시예에 관한 약액도포방법 및 약액도포장치에 대해 도 1 및 도 2를 참조하면서 설명한다.
도 1은, 제 1 실시예에 관한 약액도포장치의 주요부 평면도를 나타내며, 도 2는 제 1 실시예에 관한 약액도포장치의 주요부 단면도를 나타낸다.
도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시예의 약액도포장치(도포유닛)는, 기판(1)을 유지시키는 웨이퍼 척(6)과, 웨이퍼 척(6)으로 유지된 기판(1) 상에 약액(8)을 도포하기 위한 도포노즐(3)과, 기판(1) 상에 형성된 계측마크(2)에 대한 도포노즐(3)의 상대위치를 산출하는 기판위치 계측기구(4)와, 기판(1) 상에 패턴을 형성하기 위한 패턴정보를 기억하는 컴퓨터(5)와, 기판위치 계측기구(4)에서 산출된 상대위치와 컴퓨터(5)에 기억된 패턴정보에 기초하여 도포노즐(3)의 구동제어 및 약액공급제어를 실행하는 수단(예를 들어 도시하지 않는 다른 컴퓨터. 혹은 컴퓨터(5)가 본 수단을 겸해도 됨.)을 구비한다. 도포노즐(3)은, 웨이퍼 척(6)으로 유지된 기판(1) 상에 위치함과 동시에 기판(1) 전면에 걸쳐 이동 가능하다. 구체적으로 도포노즐(3)은, 기판(1) 상을 소정의 도포방향(X방향)으로 이동할 수 있음과 더불어, 기판(1)을 종단하도록 당해 X방향에 대해 수직인 Y방향으로 연장된다. 도포노즐(3)의 Y방향(연장방향) 길이는, 기판(1)이 될 웨이퍼의 직경보다 길다. 기판위치 계측기구(4)는, 예를 들어 도포노즐(3)의 Y방향으로 이어지는 측면에 설치된다. 단, 기판위치 계측기구(4)의 설치개소는, 계측마크(2)에 대한 도포노즐(3)의 상대위치를 계측할 수 있다면, 특별히 한정되는 것은 아니다. 컴퓨터(5)는, 예를 들어 도포유닛의 케이싱 외벽(10)에 설치된다.
이하, 도 1 및 도 2에 나타내는 본 실시예의 약액도포장치(도포유닛)를 이용한 약액도포방법에 대해 설명한다. 여기서 패턴정보의 컴퓨터(5)로의 기억은 약액 도포처리 전에 미리 실행된 것으로 한다.
우선, 도포유닛으로 반송된 기판(1)을 웨이퍼 척(6)이 진공 흡착하여 거의 수평으로 유지시킨다. 다음으로 도포노즐(3)에 설치된 기판위치 계측기구(4)에 의해, 기판(1) 상에 형성된 계측마크(2)의 위치(구체적으로는, 도포유닛 중의 기준위치(0점)에서 본 계측마크(2)의 상대위치)를 계측한다. 여기서 기준위치의 설정은 임의로 실행할 수 있으며, 예를 들어 도포노즐(3)의 위치를 기준위치로 설정해도 된다.
그리고, 계측마크(2)는 바람직하게는 4 점 이상, 적어도 2 점 이상, 기판(1)에 형성되며, 기판위치 계측기구(4)는 각 계측마크(2)의 X방향 및 Y방향 위치정보를 계측한다. 또 기판위치 계측기구(4)는, 당해 각 계측값을 평균화하는 처리를 실행하며, 이로써 계측마크(2)에 대한 도포노즐(3)의 상대위치를 산출한다. 여기서 각 계측마크(2)의 위치정보 계측값에 대해 가중처리를 실행함으로써, 최적의 위치조정(즉, 계측마크(2)에 대한 도포노즐(3) 상대위치의 정확한 산출)을 실행할 수 있다. 즉 도포노즐(3) 상대위치의 산출 정밀도가 각 계측마크(2)별로 고르지 못할 경우에는, 고정밀도가 얻어지는 계측마크(2)의 위치정보 계측값에 보다 큰 가중처리를 한다. 예를 들어 기판(1) 외주부의 계측마크 가공 정밀도가, 기판(1) 중심부의 계측마크 가공 정밀도보다 낮을 경우에는, 기판(1) 중심부에 형성된 계측마크(2)의 위치정보 계측값에 보다 큰 가중처리를 함으로써, 도포노즐(3) 상대위치의 산출 정밀도를 향상시킨다.
또 기판위치 계측기구(4)는, 계측마크(2)의 위치 계측에 있어서, 기판(1)의 표면상태에 따라 레이저광의 회절광 또는 영상감지기 등에 의한 화상인식을 절환시켜 사용한다. 또한 기판위치 계측기구(4)는, 약액도포 후 기판(1)의 바탕패턴과 도포패턴(도포한 약액(8)을 건조시켜 이루어지는 패턴)이 겹쳐진 상태의 측정결과에 기초하여, 계측한 계측마크(2)의 위치정보 보정을 실행할 수 있다.
다음으로 도포노즐(3)을, 기판(1) 위쪽에서 한쪽 기판 끝부터 다른 쪽 기판 끝까지 이동시킨다. 이 때 도포패턴 기억용 컴퓨터(5)에 기억된 패턴정보와, 기판위치 계측기구(4)에서 산출된 도포노즐(3)의 상대위치정보에 기초하여, 도 2에 나타내는 바와 같이, 기판(1) 상의 약액적하 개시위치(S)로 도포노즐(3)이 이동한 시점에서 도포노즐(3)로부터의 약액(8) 적하를 개시하고, 그 후 기판(1) 상의 약액적하 정지위치(E)로 도포노즐(3)이 이동한 시점에서 도포노즐(3)로부터의 약액(8) 적하를 정지한다. 여기서 도포노즐(3)의 구동제어 및 약액공급제어는 예를 들어 컴퓨터(5)를 이용하여 실시한다. 또 기판(1) 상에서의 약액(8) 도포 두께 조정은, 약액(8)의 점도, 도포노즐(3)의 이동속도, 및 후술하는 노즐배열(7)로부터의 약액(8) 적하 유무 등에 의해 이루어진다. 또한 도포노즐(3) 연장방향(도포방향에 대해 수직인 방향)에서의 약액(8) 도포 유무는, 노즐배열(7)의 각 약액 토출구로부터의 약액(8) 적하 제어(어느 토출구로부터는 약액(8)을 적하하고, 다른 토출구로부터는 약액(8)을 적하하지 않는다는 제어)에 의해 조정된다. 그리고 도 2에서는, 노즐배열(7)을 구성하는 토출구 수를 실제보다 적게 나타낸다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 의하면, 기판(1) 상의 계측마크(2)에 대한 도포노즐(3)의 상대위치 산출결과와, 컴퓨터(5)에 기억된 패턴정 보에 기초하여, 도포노즐(3)의 구동제어 및 약액공급제어를 실행하고, 이로써 기판(1) 상에 패턴을 형성한다. 이렇게 도포노즐(3)에 의해 약액(8)을 기판(1) 상의 원하는 영역에만 도포할 수 있으므로, 약액(8)으로서 감광성 수지를 이용하여 패턴형성을 실행할 경우, 노광공정 및 현상공정을 생략할 수 있다. 또 약액(8)으로서 비감광성 수지를 이용하여 패턴형성을 실행할 수도 있다. 따라서 복잡한 설비구성을 이용하는 일없이, 단시간에 패턴형성을 실행할 수 있다.
이하, 본 실시예에의 노즐배열을 구비한 도포노즐(3)에 대해, 상세하게 설명한다.
도 3은 본 실시예의 도포노즐(3)의 상세를 나타내는 도, 구체적으로는, 도포노즐(3)에서의 기판(1)(웨이퍼 척(6)으로 유지된 기판(1))과의 대향면(이하, 토출면이라 칭함) 확대도이다. 여기서 도 3에 있어서, 도포노즐(3)의 연장방향 치수를 실제보다 짧게 나타낸다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 도포노즐(3)은, 그 토출면 중앙부에 형성되며 약액(8)을 토출하기 위한 복수의 토출구로 이루어지는 노즐배열(7)과, 이 토출면의 노즐배열(7) 양쪽에 구성된 용제(약액(8)을 용해시키는 용제) 토출구(21)와, 이 토출면의 용제토출구(21)에서 보아 끝단부 쪽에 구성된 폐액흡인구(22)와, 이 토출면의 폐액흡인구(22)에서 보아 끝단부 쪽에 구성된 고압가스 토출구(23)를 구비한다.
도 3에 나타내는 도포노즐(3)의 동작은 다음과 같다. 우선, 기판(1) 상의 약액적하 개시위치(S)(도 2 참조)에 도포노즐(3)이 달한 시점에서, 노즐배열(7)로부터 기판(1) 상으로 약액(8)이 적하된다. 이 때 약액(8)이 약액도포영역 바깥쪽으로 유출되는 것을 막기 위해, 용제토출구(21)로부터, 약액(8)을 용해시키는 용제를 기판(1)에 적하시키고, 또 폐액흡인구(22)에 의해 당해 용제와 불필요한 약액(8)을 흡인시켜 제거한다.
여기서 약액도포노즐(3)이 약액도포영역(약액적하 개시위치(S)에서 약액적하 정지위치(E)까지의 영역)을 이동하는 동안, 노즐배열(7)로부터 기판(1) 상으로 약액(8)이 적하된다. 이 때 필요에 따라 고압(상압(대기압)보다 높은 압력)가스 토출구(23)로부터 청정한 고압질소를 기판(1)으로 분사함으로써, 약액도포영역에 도포된 약액(8)의 건조를 촉진시킴과 동시에 비도포영역(컴퓨터(5)에 기억된 패턴정보의 "약액을 도포하지 않는 영역")으로의 약액(8) 유출을 방지한다.
다음으로 기판(1) 상의 약액적하 정지위치(E)(도 2 참조)로 도포노즐(3)이 달한 시점에서, 노즐배열(7)로부터의 약액적하가 정지된다. 이 때(약액적하 정지 시), 약액도포영역으로부터 그 바깥쪽으로 유출되어온 약액(8)이 고체화되어 불필요한 패턴이 형성되어버리는 것을 방지하기 위해, 용제토출구(21)로부터 기판(1) 상으로, 고체화된 약액(8)의 액화가 가능한 용제를 적하시킴과 동시에, 폐액흡인구(22)에 의해 당해 용제와 액화된 약액(8)을 흡인시켜 제거한다. 또한 이 때 고압가스 토출구(23)로부터 청정한 고압질소를 기판(1)에 분사함으로써, 약액도포영역에 도포된 약액(8)의 건조를 촉진시킴과 동시에 비도포영역으로의 약액(8) 유출을 방지한다.
이상과 같이 제 1 실시예에 의하면, 도포노즐(3)이 전술한 동작을 되풀이 함으로써, 기판(1) 상의 원하는 영역에 정밀도 좋게 약액(8)을 도포할 수 있다.
또 제 1 실시예에 있어서, 기판(1) 상에서의 한쪽 기판 끝에서 다른쪽 기판 끝까지 도포노즐(3)을 이동시키는 회수는 1 회로 한정되지 않는다. 즉 약액도포영역을 2 회 이상 통과하도록 도포노즐(3)을 이동시키면서 당해 약액도포영역에 약액(8)을 중복 도포함으로써, 약액(8)의 도포 두께를 원하는 두께로 설정해도 된다.
또한 제 1 실시예에 있어서, 웨이퍼 척(6)을 구동시키지 않는다. 그러나 이 대신, 모터를 설치함으로써 웨이퍼 척(6)을 기판(1)과 함께 원하는 회전수로 회전시키고, 이로써 기판(1)을 건조시켜도 된다.
또 제 1 실시예에 있어서, 도포노즐(3)의 노즐배열(7)로부터 복수 종류의 약액을 기판(1) 상에 적하시켜도 된다. 예를 들어, 하층 반사방지막 형성용 약액, 레지스트 형성용 약액, 및 상층 반사방지막 형성용 약액 등과 같이, 서로 성질이 다른 복수 종류의 약액을 기판(1) 상에 순차 적하시켜도 된다.
또한 제 1 실시예에 있어서, 복수의 약액노즐을 이용함으로써, 또는 1 개 혹은 복수의 약액노즐에 복수의 노즐배열을 형성함으로써, 기판(1) 상의 각 영역별로 도포두께를 바꾸어 약액 도포를 실시해도 되며, 당해 각 영역별로 예를 들어 네거티브형 레지스트와 포지티브형 레지스트를 나누어 도포해도 된다. 이와 같이 하면, 복수의 성질을 갖는 복수 종류의 약액을 각각 기판(1) 상의 원하는 영역에 분리 도포할 수 있으므로, 약액도포 시간을 대폭 삭감할 수 있다. 또 전자선 묘화에 의한 패턴형성에 본 발명을 적용할 경우에도, 기판(1) 상에 선택적으로 약액을 도포할 수 있음과 동시에 종류가 다른 레지스트를 각 영역별로 분리 도포할 수 있으므로, 스루풋 향상이 가능하다.
(제 2 실시예)
이하, 본 발명의 제 2 실시예에 관한 약액도포방법 및 약액도포장치에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다.
도 4는 제 2 실시형태에 관한 약액도포장치의 주요부 평면도이다. 제 2 실시예의 약액도포장치의 특징은, 도 2 및 도 3에 나타내는 제 1 실시예의 도포노즐(3)과 마찬가지 구조를 갖는 복수의 도포노즐을 구비하며, 당해 각 도포노즐에 의해 기판 상에 복수 종류의 약액을 도포할 수 있는 것이다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 본 실시예의 약액도포장치(도포유닛)는, 기판(11)을 유지하는 웨이퍼 척(도시 생략)과, 웨이퍼 척으로 유지된 기판(11) 상에 제 1 약액(18a) 및 제 2 약액(18b)을 도포하기 위한 제 1 도포노즐(13a) 및 제 2 도포노즐(13b)과, 기판(11) 상에 형성된 계측마크(12)에 대한 도포노즐(13a 및 13b)의 상대위치를 산출하는 기판위치 계측기구(14)와, 기판(11) 상에 패턴을 형성하기 위한 패턴정보를 기억하는 컴퓨터(15)와, 기판위치 계측기구(14)에서 산출된 도포노즐(13a 및 13b)의 상대위치와 컴퓨터(15)에 기억된 패턴정보에 기초하여 도포노즐(13a 및 13b)의 구동제어 및 약액공급제어를 실행하는 수단(예를 들어 도시하지 않는 다른 컴퓨터. 혹은 컴퓨터(15)가 본 수단을 겸해도 됨.)을 구비한다. 도포노즐(13a 및 13b)은 각각, 상기 웨이퍼 척으로 유지된 기판(11) 상에 위치함과 더불어 기판(11) 전면에 걸쳐 이동 가능하다. 구체적으로 도포노즐(13a 및 13b)은 각각, 기판(11) 상을 소정의 도포방향(X방향)으로 이동 가능함과 동시에, 기판(11)을 종단하도록 당해 X방향에 대해 수직인 Y방향으로 연장된다. 도포노즐(13a 및 13b) 각 각의 Y방향(연장방향) 길이는, 기판(11)이 될 웨이퍼 직경보다 길다. 기판위치 계측기구(14)는, 예를 들어 제 1 도포노즐(13a)의 Y방향으로 이어지는 측면에 설치된다. 단, 기판위치 계측기구(14)의 설치개소는, 계측마크(12)에 대한 도포노즐(13a 및 13b)의 상대위치를 계측할 수 있다면 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 도포노즐(13a 및 13b) 중 어느 한쪽에만 기판위치 계측기구(14)를 설치해도 되며, 또는 도포노즐(13a 및 13b) 양쪽에 계측기구(14)를 설치해도 된다. 컴퓨터(15)는 예를 들어 도포유닛의 케이싱 외벽(20)에 설치된다.
이하 도 4에 나타내는 본 실시예의 약액도포장치(도포유닛)를 이용한 약액도포방법에 대해 설명한다. 여기서 패턴정보의 컴퓨터(15)에의 기억은 약액도포 처리 전에 미리 실행된 것으로 한다.
우선, 도포유닛으로 반송된 기판(11)을 웨이퍼 척이 진공 흡착하여 거의 수평으로 유지시킨다. 다음으로 제 1 도포노즐(13a)에 설치된 기판위치 계측기구(14)에 의해, 기판(11) 상에 형성된 계측마크(12)의 위치(구체적으로는, 도포유닛 중의 기준위치(0점)에서 본 계측마크(12)의 상대위치)를 계측한다. 여기서 기준위치의 설정은 임의로 실행할 수 있으며, 예를 들어 제 1 도포노즐(13a)의 위치를 기준위치로 설정해도 된다.
그리고, 계측마크(12)는 바람직하게는 4 점 이상, 적어도 2 점 이상, 기판(11)에 형성되며, 기판위치 계측기구(14)는 각 계측마크(12)의 X방향 및 Y방향 위치정보를 계측한다. 또 기판위치 계측기구(14)는, 당해 각 계측값을 평균화하는 처리를 실행하며, 이로써 계측마크(12)에 대한 도포노즐(13a 및 13b)의 상대위치를 산출한다. 여기서 각 계측마크(12)의 위치정보 계측값에 대해 가중처리를 실행함으로써, 최적의 위치조정(즉, 계측마크(12)에 대한 도포노즐(13a 및 13b) 상대위치의 정확한 산출)을 실행할 수 있다. 즉 도포노즐(13a 및 13b) 상대위치의 산출 정밀도가 각 계측마크(12)별로 고르지 못할 경우에는, 고정밀도가 얻어지는 계측마크(12)의 위치정보 계측값에 보다 큰 가중처리를 한다. 예를 들어 기판(11) 외주부의 계측마크 가공 정밀도가, 기판(11) 중심부의 계측마크 가공 정밀도보다 낮을 경우에는, 기판(11) 중심부에 형성된 계측마크(12)의 위치정보 계측값에 보다 큰 가중처리를 함으로써, 도포노즐(13a 및 13b) 상대위치의 산출 정밀도를 향상시킨다.
또 기판위치 계측기구(14)는, 계측마크(12)의 위치 계측에 있어서, 기판(11)의 표면상태에 따라 레이저광의 회절광 또는 영상감지기 등에 의한 화상인식을 절환시켜 사용한다. 또한 기판위치 계측기구(14)는, 약액도포 후 기판(11)의 바탕패턴과 도포패턴(도포한 약액(18a 및 18b)을 건조시켜 이루어지는 패턴)이 겹쳐진 상태의 측정결과에 기초하여, 계측한 계측마크(12)의 위치정보 보정을 실행할 수 있다.
다음으로 제 1 도포노즐(13a)을, 기판(11) 위쪽에서 한쪽 기판 끝부터 다른 쪽 기판 끝까지 이동시킨다. 이 때 도포패턴 기억용 컴퓨터(15)에 기억된 패턴정보(제 1 약액(18a)으로 이루어지는 패턴정보)와, 기판위치 계측기구(14)에서 산출된 제 1 도포노즐(13a)의 상대위치정보에 기초하여, 기판(11) 상의 약액적하 개시위치(S)로 제 1 도포노즐(13a)이 이동한 시점에서 제 1 도포노즐(13a)로부터의 제 1 약액(18a) 적하를 개시하고, 그 후 기판(11) 상의 약액적하 정지위치(E)로 제 1 도포 노즐(13a)이 이동한 시점에서 제 1 도포노즐(13a)로부터의 제 1 약액(18a) 적하를 정지한다. 여기서 제 1 도포노즐(13a)의 구동제어 및 약액공급제어는 예를 들어 컴퓨터(15)를 이용하여 실시한다. 또 기판(11) 상에서의 제 1 약액(18a) 도포 두께 조정은, 제 1 약액(18a)의 점도, 제 1 도포노즐(13a)의 이동속도, 및 제 1 도포노즐(13a)의 노즐배열(도 3 참조)로부터의 제 1 약액(18a) 적하 유무 등에 의해 이루어진다. 또한 제 1 도포노즐(13a) 연장방향(도포방향에 대해 수직인 방향)에서의 제 1 약액(18a) 도포 유무는, 제 1 도포노즐(13a) 노즐배열의 각 약액 토출구로부터의 제 1 약액(18a) 적하 제어(어느 토출구로부터는 제 1 약액(18a)을 적하하고, 다른 토출구로부터는 제 1 약액(18a)을 적하하지 않는다는 제어)에 의해 조정된다.
다음으로, 제 1 도포노즐(13a)이 이동을 개시한 뒤, 미리 지정된 시간이 경과한 후 또는 제 1 도포노즐(13a)의 이동거리가 미리 지정된 거리에 달한 후, 제 2 도포노즐(13b)을, 기판(11) 위쪽에서 한쪽 기판 끝부터 다른쪽 기판 끝까지 이동시킨다. 이 때 도포패턴 기억용 컴퓨터(15)에 기억된 패턴정보(제 2 약액(18b)으로 이루어지는 패턴정보)와, 기판위치 계측기구(14)에서 산출된 제 2 도포노즐(13b)의 상대위치정보에 기초하여, 기판(11) 상의 약액적하 개시위치(S)로 제 2 도포노즐(13b)이 이동한 시점에서 제 2 도포노즐(13b)로부터의 제 2 약액(18b) 적하를 개시하고, 그 후 기판(11) 상의 약액적하 정지위치(E)로 제 2 도포노즐(13b)이 이동한 시점에서 제 2 도포노즐(13b)로부터의 제 2 약액(18b) 적하를 정지한다. 여기서 제 2 도포노즐(13b)의 구동제어 및 약액공급제어는 예를 들어 컴퓨터(15)를 이용하여 실시한다. 또 기판(11) 상에서의 제 2 약액(18b) 도포 두께 조정은, 제 2 약액 (18b)의 점도, 제 2 도포노즐(13b)의 이동속도, 및 제 2 도포노즐(13b)의 노즐배열(도 3 참조)로부터의 제 2 약액(18b) 적하 유무 등에 의해 이루어진다. 또한 제 2 도포노즐(13b) 연장방향(도포방향에 대해 수직인 방향)에서의 제 2 약액(18b) 도포 유무는, 제 2 도포노즐(13b) 노즐배열의 각 약액 토출구로부터의 제 2 약액(18b) 적하 제어(어느 토출구로부터는 제 2 약액(18b)을 적하하고, 다른 토출구로부터는 제 2 약액(18b)을 적하하지 않는다는 제어)에 의해 조정된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 의하면, 기판(11) 상의 계측마크(12)에 대한 도포노즐(13a 및 13b)의 상대위치 산출결과와, 컴퓨터(15)에 기억된 패턴정보에 기초하여, 도포노즐(13a 및 13b)의 구동제어 및 약액공급제어를 노즐별로 독립하여 실행하고, 이로써 기판(11) 상에 패턴을 형성한다. 이렇게 도포노즐(13a 및 13b)에 의해 복수의 약액(제 1 약액(18a) 및 제 2 약액(18b))을 각각 기판(11) 상의 원하는 영역에만 도포할 수 있으므로, 약액(18a 및 18b)으로서 감광성 수지를 이용하여 패턴형성을 실행할 경우, 노광공정 및 현상공정을 생략할 수 있다. 또 약액(18a 및 18b)으로서 비감광성 수지를 이용하여 패턴형성을 실행할 수도 있다. 따라서 복잡한 설비구성을 이용하는 일없이, 단시간에 패턴형성을 실행할 수 있다.
그리고 제 2 실시예에서, 2 종류의 약액(18a 및 18b)을 각각 기판(11) 상에 단층으로 도포했다. 그러나 기판(11) 상의 한쪽 기판 끝에서 다른쪽 기판 끝까지 도포노즐(13a 및 13b)을 이동시키는 회수는 1 회로 한정되지 않는다. 즉 약액도포영역을 2 회 이상 통과하도록 도포노즐(13a 및 13b)을 이동시키면서 당해 약액도포 영역의 일부 또는 전부에 약액(18a 및 18b)을 중복 도포함으로써, 약액(18a 및 18b)의 도포 두께를 원하는 두께로 설정해도 된다.
또 제 2 실시예에서 도포노즐(13a 및 13b)의 구조로서, 도 2 및 도 3에 나타내는 제 1 실시예의 도포노즐(3)과 동일한 구조를 채용했다. 그러나 도포노즐(13a 및 13b)의 구조는 특별히 한정되는 것은 아니다. 또 3 개 이상의 도포노즐을 약액도포장치에 설치해도 된다.
(제 3 실시예)
이하, 본 발명의 제 3 실시예에 관한 약액도포방법 및 약액도포장치에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다.
도 5는 제 3 실시예에 관한 약액도포장치의 주요부 평면도를 나타낸다. 제 3 실시예의 약액도포장치의 특징은, 도포노즐의 연장방향 길이가 기판이 될 웨이퍼 직경보다 짧은 점, 및 당해 도포노즐이 기판 상을 자유롭게(2 차원적으로) 이동 가능한 점이다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 본 실시예의 약액도포장치(도포유닛)는, 기판(31)을 유지하는 웨이퍼 척(도시 생략)과, 웨이퍼 척으로 유지된 기판(31) 상에 약액(38)을 도포하기 위한 도포노즐(33)과, 기판(31) 상에 형성된 계측마크(32)에 대한 도포노즐(33)의 상대위치를 산출하는 기판위치 계측기구(34)와, 기판(31) 상에 패턴을 형성하기 위한 패턴정보를 기억하는 컴퓨터(35)와, 기판위치 계측기구(34)에서 산출된 도포노즐(33)의 상대위치와 컴퓨터(35)에 기억된 패턴정보에 기초하여 도포노즐(33)의 구동제어 및 약액공급제어를 실행하는 수단(예를 들어 도시하지 않 는 다른 컴퓨터. 혹은 컴퓨터(35)가 본 수단을 겸해도 됨.)을 구비한다. 도포노즐(33)은, 상기 웨이퍼 척으로 유지된 기판(31) 상에 위치함과 동시에 기판(31) 전면에 걸쳐 이동 가능하다. 구체적으로 도포노즐(33)은, 구동축(39a)에 의해 화살표(A)방향으로 이동 가능함과 동시에 구동축(39b)에 의해 화살표(B)방향(화살표(A)방향에 대해 수직인 방향)으로 이동할 수 있다. 즉 도포노즐(33)은 기판(31) 상을 2 차원적으로 이동할 수 있다. 여기서 도포노즐(33)의 화살표(A)방향(연장방향)의 길이는, 기판(31)이 될 웨이퍼 직경보다 짧다. 또 도포노즐(33)의 토출면 구성은, 기본적으로 도 3에 나타내는 제 1 실시예의 도포노즐(3)과 마찬가지이다. 기판위치 계측기구(34)는, 예를 들어 도포노즐(33)의 화살표(A)방향으로 이어지는 측면에 설치된다. 단, 기판위치 계측기구(34)의 설치개소는, 계측마크(32)에 대한 도포노즐(33)의 상대위치를 계측할 수 있다면, 특별히 한정되는 것은 아니다. 컴퓨터(35)는, 예를 들어 도포유닛의 케이싱 외벽(30)에 설치된다.
이하, 도 5에 나타내는 본 실시예의 약액도포장치(도포유닛)를 이용한 약액도포방법에 대해 설명한다. 여기서 패턴정보의 컴퓨터(35)로의 기억은 약액도포처리 전에 미리 실행된 것으로 한다.
우선, 도포유닛으로 반송된 기판(31)을 웨이퍼 척이 진공 흡착하여 거의 수평으로 유지시킨다. 다음으로 도포노즐(33)에 설치된 기판위치 계측기구(34)에 의해, 기판(31) 상에 형성된 계측마크(32)의 위치(구체적으로는, 도포유닛 중의 기준위치(0점)에서 본 계측마크(32)의 상대위치)를 계측한다. 여기서 기준위치의 설정은 임의로 실행할 수 있으며, 예를 들어 도포노즐(33)의 위치를 기준위치로 설정해 도 된다.
그리고, 계측마크(32)는 바람직하게는 4 점 이상, 적어도 2 점 이상, 기판(31)에 형성되며, 기판위치 계측기구(34)는 각 계측마크(32)의 X방향(화살표(B)방향) 및 Y방향(X방향에 대해 수직인 방향, 즉 화살표(A)방향) 위치정보를 계측한다. 또 기판위치 계측기구(34)는, 당해 각 계측값을 평균화하는 처리를 실행하며, 이로써 계측마크(32)에 대한 도포노즐(33)의 상대위치를 산출한다. 여기서 각 계측마크(32)의 위치정보 계측값에 대해 가중처리를 실행함으로써, 최적의 위치조정(즉, 계측마크(32)에 대한 도포노즐(33) 상대위치의 정확한 산출)을 실행할 수 있다. 즉 도포노즐(33) 상대위치의 산출 정밀도가 각 계측마크(32)별로 고르지 못할 경우에는, 고정밀도가 얻어지는 계측마크(32)의 위치정보 계측값에 보다 큰 가중처리를 한다. 예를 들어 기판(31) 외주부의 계측마크 가공 정밀도가, 기판(31) 중심부의 계측마크 가공 정밀도보다 낮을 경우에는, 기판(31) 중심부에 형성된 계측마크(32)의 위치정보 계측값에 보다 큰 가중처리를 함으로써, 도포노즐(33) 상대위치의 산출 정밀도를 향상시킨다.
또 기판위치 계측기구(34)는, 계측마크(32)의 위치 계측에 있어서, 기판(31)의 표면상태에 따라 레이저광의 회절광 또는 영상감지기 등에 의한 화상인식을 절환시켜 사용한다. 또한 기판위치 계측기구(34)는, 약액도포 후 기판(31)의 바탕패턴과 도포패턴(도포한 약액(38)을 건조시켜 이루어지는 패턴)이 겹쳐진 상태의 측정결과에 기초하여, 계측한 계측마크(32)의 위치정보 보정을 실행할 수 있다.
다음으로 도포노즐(33)을, 기판(31) 위쪽에서 예를 들어 화살표(A)방향을 따 라 한쪽 기판 끝부터 다른 쪽 기판 끝까지 이동시킨다. 이 때 도포패턴 기억용 컴퓨터(35)에 기억된 패턴정보와, 기판위치 계측기구(34)에서 산출된 도포노즐(33)의 상대위치정보에 기초하여, 기판(31) 상의 약액적하 개시위치로 도포노즐(33)이 이동한 시점에서 도포노즐(33)로부터의 약액(38) 적하를 개시하고, 그 후 기판(31) 상의 약액적하 정지위치로 도포노즐(33)이 이동한 시점에서 도포노즐(33)로부터의 약액(38) 적하를 정지한다. 여기서 도포노즐(33)의 구동제어 및 약액공급제어는 예를 들어 컴퓨터(35)를 이용하여 실시한다. 또 기판(31) 상에서의 약액(38) 도포 두께 조정은, 약액(38)의 점도, 도포노즐(33)의 이동속도, 및 도포노즐(33)의 노즐배열(도 3 참조)로부터의 약액(38) 적하 유무 등에 의해 이루어진다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 의하면, 기판(31) 상의 계측마크(32)에 대한 도포노즐(33)의 상대위치 산출결과와, 컴퓨터(35)에 기억된 패턴정보에 기초하여, 도포노즐(33)의 구동제어 및 약액공급제어를 실행하고, 이로써 기판(31) 상에 패턴을 형성한다. 이렇게 도포노즐(33)에 의해 약액(38)을 기판(31) 상의 원하는 영역에만 도포할 수 있으므로, 약액(38)으로서 감광성 수지를 이용하여 패턴형성을 실행할 경우, 노광공정 및 현상공정을 생략할 수 있다. 또 약액(38)으로서 비감광성 수지를 이용하여 패턴형성을 실행할 수도 있다. 따라서 복잡한 설비구성을 이용하는 일없이, 단시간에 패턴형성을 실행할 수 있다.
그리고 본 실시예에서 도포노즐(33)의 이동방법은 특별히 한정되지 않는다. 즉 구동축(39a 및 39b)이 각각 화살표(A)방향 및 (B)방향으로 움직임으로써, 이와 함께 도포노즐(33)이 기판(31) 상의 원하는 개소에 자유롭게 이동 가능하다.
또 본 실시예에서 기판(31)과 도포노즐(33)(정확하게는 그 토출면) 사이의 거리를 조정할 수 있도록 해도 된다.
본 발명에 의하면, 기판 상의 계측마크에 대한 도포노즐의 상대위치 산출결과와, 미리 준비된 패턴정보에 기초하여, 도포노즐의 구동제어 및 약액공급 제어를 실행하며, 이로써 기판 상에 패턴을 형성한다. 따라서 예를 들어 감광성 수지 등의 약액을 이용하여 패턴형성을 실시할 경우에도, 노광공정 및 현상공정을 실시할 필요 없이, 약액도포 시에 기판 상에 원하는 패턴을 형성할 수 있다. 즉 복잡한 설비구성을 이용하는 일없이 단시간에 패턴 형성을 실시할 수 있다.
또 본 발명은 약액도포장치 및 약액도포방법에 관한 것으로, 반도체장치 제조에서의 리소그래피공정 또는 액정패널 제조 등에 적용할 경우, 복잡한 설비구성을 이용하는 일없이 단시간에 패턴 형성을 실시할 수 있다는 효과를 얻을 수 있어 매우 유용하다.

Claims (8)

  1. 기판을 유지하는 유지수단과,
    상기 유지수단으로 유지된 상기 기판 상을 이동할 수 있으며, 당해 기판 표면에 약액을 공급하는 도포노즐과,
    상기 기판 상에 패턴을 형성하기 위한 패턴정보를 기억하는 기억수단과,
    상기 기판 상에 형성된 계측마크에 대한 상기 도포노즐의 상대위치를 산출하는 위치산출수단과,
    상기 위치산출수단으로 산출된 상기 상대위치와, 상기 기억수단에 기억된 상기 패턴정보에 기초하여, 상기 기판 상에 상기 도포노즐에 의해 상기 약액을 도포함으로써 상기 패턴을 형성하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 약액도포장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 도포노즐은, 상기 약액 토출구와, 상기 약액을 용해시키는 용제 토출구와, 폐액 흡인구와, 가스 토출구를 갖는 것을 특징으로 하는 약액도포장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 도포노즐은 복수 배치되며, 당해 각 도포노즐이 각각 독립하여 구동제어되는 것을 특징으로 하는 약액도포장치.
  4. 기판상에 패턴을 형성하기 위한 패턴정보를 기억수단에 기억시키는 공정(a)과,
    상기 기판 상에 형성된 계측마크에 대한 도포노즐의 상대위치를 산출하는 공정(b)과,
    상기 상대위치와 상기 패턴정보에 기초하여, 상기 기판 상에 상기 도포노즐에 의해 약액을 도포함으로써 상기 패턴을 형성하는 공정(c)을 구비하는 것을 특징으로 하는 약액도포방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 공정(c)은, 소정의 약액도포영역을 2 회 이상 통과하도록 상기 도포노즐을 이동시킴으로써, 상기 소정의 약액도포영역에 상기 약액을 중복 도포하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 약액도포방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 공정(c)은, 상기 기판 상에 상기 도포노즐에 의해 2 종류 이상의 약액을 도포하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 약액도포방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 공정(c)은, 상기 약액을 용해시키는 용제를 상기 도포노즐에 의해 상기 기판 상에 도포함과 동시에, 상기 기판 상에 도포된 불필요한 상기 약액을 상기 패턴정보에 기초하여 제거하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 약액도포방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 공정(c)은, 상기 용제에 용해된 상기 약액을 상기 도포노즐로 흡인시켜 제거하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 약액도포방법.
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KR101458110B1 (ko) * 2010-04-19 2014-11-04 베이징 비오이 옵토일렉트로닉스 테크놀로지 컴퍼니 리미티드 접착물 도포장치 및 접착물 도포방법

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