KR20060064541A

KR20060064541A - 처리 장치 및 처리액 공급 방법 및 처리액 공급 프로그램

Info

Publication number: KR20060064541A
Application number: KR1020050118620A
Authority: KR
Inventors: 요시타카 오츠카; 후미히코 이케다
Original assignee: 동경 엘렉트론 주식회사
Priority date: 2004-12-08
Filing date: 2005-12-07
Publication date: 2006-06-13
Also published as: JP4422006B2; JP2006165305A; KR101096847B1

Abstract

본 발명은 처리장치 및 처리액 공급방법 및 처리액 공급프로그램에 관한 것으로서 이 레지스트액 공급 기구(132)는 레지스트액(R)을 저장하는 병(146)에서 흡입관(148)을 개재하여 적어도 도포 처리 1회 분의 레지스트액(R)을 펌프(150)에 미리 충전해 두어 도포 처리시에 펌프(150)에서 레지스트액을 토출관(136)을 개재하여 레지스트 노즐(120)에 소정의 압력으로 압송하고 레지스트 노즐(120)로부터 기판(G)상에 레지스트액(R)을 소정의 유량으로 토출하도록 되어 있다. 콘트롤러 (160)는 프로그램된 순서 및 각종 설정 값에 따라 레지스트액 공급 기구(132)의 각 개폐 밸브(152 ; 158 ; 162) ; 펌프(150)나 노즐 이동 기구(134)를 제어하는 노즐에서 처리액을 토출하는 압력(특히 토출 개시시의 압력)의 재현성을 개선하여 처리 품질을 향상시키는 기술을 제공한다.

Description

처리 장치 및 처리액 공급 방법 및 처리액 공급 프로그램{PROCESSING ΔPPARATUS AND PROCESSING LIQUID SUPPLY METHOD AND PROCESSING LIQUID SUPPLY PROGRAM}

도 1은 본 발명이 적용 가능한 도포 현상 처리 시스템의 구성을 나타내는 평면도이다.

도 2는 실시 형태의 도포 현상 처리 시스템에 있어서의 열적 처리부의 구성을 나타내는 측면도이다.

도 3은 실시 형태의 도포 현상 처리 시스템에 있어서의 처리의 순서를 나타내는 플로차트이다.

도 4는 실시 형태의 도포 현상 처리 시스템에 있어서의 도포 프로세스부의 전체 구성을 나타내는 평면도이다.

도 5는 실시 형태의 레지스트 도포 유니트에 있어서의 도포 처리부의 구성을 나타내는 사시도이다.

도 6은 실시 형태의 레지스트 도포 유니트에 있어서의 레지스트액 공급 기구의 구성을 나타내는 블럭도이다.

도 7은 실시 형태의 레지스트액 공급 기구에 있어서의 펌프 회전의 구성(제 1의 상태)을 나타내는 블럭도이다.

도 8은 실시 형태의 레지스트액 공급 기구에 있어서의 펌프 회전의 구성(제 2의 상태)을 나타내는 블럭도이다.

도 9는 실시 형태에 있어서의 콘트롤러의 펌프에 대한 피드백 제어계의 구성을 나타내는 블럭도이다.

도 10은 실시 형태의 레지스트액 공급 기구에 있어서의 전체 동작의 순서를 나타내는 플로차트도이다.

도 11은 실시 형태에 있어서의 레지스트 토출(도포) 동작의 상세한 순서를 나타내는 플로차트도이다.

도 12는 실시 형태에 있어서의 레지스트 흡입(충전) 동작의 상세한 순서를 나타내는 플로차트도이다.

도 13은 실시 형태에 있어서의 잔압조정의 상세한 순서를 나타내는 플로차트도이다.

도 14는 실시 형태에 있어서의 각부의 시간적인 특성을 나타내는 파형도이다.

도 15는 실시 형태에 있어서의 프라이밍 처리와 기판 로딩을 나타내는 일부 단면 측면도이다.

도 16은 도 15의 프라이밍 처리의 주요부를 확대해 나타내는 도이다.

도 17은 프라이밍 처리에 의해 레지스트 노즐의 하단부에 형성되는 액막상태를 나타내는 단면도이다.

도 18은 실시 형태에 있어서 레지스트 노즐을 도포 개시 위치에 붙여 도포 처리를 개시할 때의 상태를 나타내는 대략 정면도이다.

도 19는 실시 형태에 있어서 도포 처리중에 레지스트 노즐의 후방에 레지스트 도포막이 형성되어 가는 모습을 나타내는 대략 단면도이다.

도 20은 실시 형태에 있어서 도포 처리중에 레지스트 노즐의 후방에 레지스트 도포막이 형성되어 가는 모습을 나타내는 사시도이다.

도 21은 실시 형태의 일변형례에 의한 레지스트액 공급 기구의 구성을 나타내는 블럭도이다.

**주요부위를 나타내는 도면부호의 설명**

10 : 프로세스 스테이션

28 : 도포 프로세스부

82 : 레지스트 도포 유니트(CT)

118 : 스테이지

120 : 레지스트 노즐

122 : 도포 처리부

124 : 노즐 리플레쉬부

132 : 레지스트액 공급 기구

134 : 노즐 이동 기구

136 : 토출관

146 : 탱크

148 : 흡입관

150 : 펌프

150b : 피스톤

150c : 펌프 구동부

158 : 흡입용의 개폐 밸브

160 : 콘트롤러

162 : 토출용의 개폐 밸브

164, 230 : 압력 센서

174 : 써보모터

190 : 흡입·토출 제어 신호 생성부

192 : 압력 설정부

196 : 대기 압력 제어 신호 생성부

본 발명은 피처리 기판에 노즐에서 소정의 처리액을 공급해 원하는 처리를 가하는 처리 장치 ; 처리액 공급 방법 및 처리액 공급 프로그램에 관한다.

종래부터 LCD 등의 플랫 패널 디스플레이(FPD)의 제조 프로세스에 있어서의 포트리소그래피 공정에는 슬릿 형상의 토출구를 가지는 긴형의 레지스트 노즐을 이용하여 피처리 기판(유리 기판등) 상에 레지스트액을 스핀레스법으로 도포하는 도포 장치가 자주 이용되고 있다.

이러한 스핀레스 방식의 도포 장치에서는 예를 들어 특허 문헌 1에 개시되는 바와 같이 재치대 또는 스테이지 상에 기판을 수평으로 재치 해 이 스테이지 상의 기판과 긴형 레지스트 노즐의 토출구의 사이에 1OO ㎛정도의 약간의 갭을 설정해 기판 윗쪽에서 레지스트 노즐을 주사 방향(일반적으로 노즐 긴 방향과 직교하는 수평 방향)으로 이동시키면서 기판상에 레지스트액을 띠형상으로 토출시켜 도포한다. 긴형 레지스트 노즐을 기판의 일단으로부터 타단까지 1회 이동시키는 것만으로 레지스트액을 기판 밖에 떨어뜨리지 않고 원하는 막두께로 레지스트 도포막을 형성할 수가 있다.

[특허 문헌 1] 일본국 특개평10-156255

상기와 같은 스핀레스 방식의 도포 장치로 중시되고 있는 요구 성능은 레지스트 막두께의 균일성이고 특히 도포 개시 직후의 재현성이다. 도포 처리안에서 주사 속도는 충분히 높은 정밀도로 재현성을 확보할 수 있지만 토출 동작의 재현성이 과제가 되고 있다.

통상 이런 종류의 도포 장치에서는 레지스트 공급부의 펌프에 피스톤 펌프를 사용해 1회분 즉 기판 1매 분의 도포 처리로 토출하는 레지스트액의 액양에 따른 일정한 스트로크로 피스톤을 왕복 운동시키도록 하고 있다. 즉 도포 처리에 앞서 피스톤을 설정 스트로크만 후진구동 시켜 레지스트 공급원보다 설정량의 레지스트액을 펌프에 흡입 또는 충전해 둔다. 그리고 도포 처리가 개시되면 노즐 주사와 연동하여 피스톤을 설정 스트로크 즉 후진구동시와 같은 스트로크만 소정의 속도로 전진이동시켜 펌프에서 설정량(먼저 흡입해 둔 양)의 레지스트액을 소정의 압력으 로 노즐을 향해 압송하고 노즐로부터 기판상에 레지스트액을 소정의 유량으로 토출하도록 하고 있다.

그렇지만 도포 개시시의 펌프 압력에 격차가 있고 재현성이 높은 막두께 제어가 곤란하게 되어 있다. 특히 도포 개시시에 펌프 내압이 너무 높아 노즐로부터 레지스트액이 떨어지거나 반대로 펌프 내압이 너무 낮아 노즐 토출구로부터 기포가 레지스트액 안에 혼입하는 일이 있다. 또한 도포 개시시의 펌프 내압의 오차가 도포중의 펌프 토출 압력에도 영향을 주어 도포막 전체의 막두께가 설정대로 안 되는 경우도 있다.

본 발명은 관련되는 종래 기술의 문제점에 비추어 이루어진 것으로 노즐에서 처리액을 토출하는 압력(특히 토출 개시시의 압력)의 재현성을 개선해 처리 품질을 향상시키는 처리 장치 처리액 공급 방법 및 처리액 공급 프로그램을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위해서 하기 위해서 본 발명의 처리 장치는 피처리 기판에 대해서 소정의 처리액을 토출하는 노즐과 상기 처리액을 저장하는 저장부와 상기 저장부에서 제 1의 배관을 개재하여 상기 처리액을 흡입하고 상기 처리액을 상기 노즐을 향해 제 2의 배관을 개재하여 압송하는 펌프와 상기 제 1의 배관에 설치되는 제 1의 밸브와 상기 제 2의 배관에 설치되는 제 2의 밸브와 상기 펌프가 상기 저장부에서 상기 처리액을 흡입하고 끝마친 후에 상기 제 2의 밸브가 닫혀 있는 상태 아래에서 상기 펌프와 상기 제 2의 밸브 사이의 유로내에 머무는 상기 처리액 의 압력을 미리 설정한 기준 대기 압력에 일치시키도록 압력 피드백 방식에서 상기 펌프를 제어하는 대기 압력 제어부를 가진다.

본 발명의 처리액 공급 방법은 저장부에 저장되고 있는 처리액을 제 1의 밸브가 설치되고 있는 제 1의 배관을 개재하여 펌프에 충전하고 이 펌프로부터 제 2의 밸브가 설치되고 있는 제 2의 배관을 개재하여 처리액을 노즐에 압송하고 상기 노즐에서 처리액을 토출 하는 피처리 기판에 공급하는 처리액 공급 방법으로서 제 1의 밸브를 열린 상태로 하는 것과 동시에 제 2의 밸브를 닫힌 상태로 하여 펌프에 소정 스트로크의 흡입 동작을 실시시키고 저장부에서 처리액을 상기 스트로크에 따른 액양만 펌프에 충전하는 제 1의 스텝과 제 2의 밸브를 닫힌 상태에 유지한 채로 제 1의 밸브를 열린 상태로부터 닫힌 상태로 전환해 펌프와 제 2의 밸브 사이의 유로내에 머무는 처리액의 압력을 원하는 기준 대기 압력에 일치시키도록 압력 피드백 방식에서 펌프를 제어하는 제 2의 스텝과 제 1의 밸브를 닫힌 상태에 유지한 채로 제 2의 밸브를 닫힌 상태로부터 열린 상태로 전환하여 펌프에 소정 스트로크의 토출 동작을 실시시키고 노즐에서 기판을 향해 처리액을 상기 스트로크에 따른 액양만 토출하는 제 3의 스텝을 가진다.

또 본 발명의 처리액 공급 프로그램은 저장부에 저장되고 있는 처리액을 제 1의 밸브가 설치되고 있는 제 1의 배관을 개재하여 펌프에 충전하고 이 펌프로부터 제 2의 밸브가 설치되고 있는 제 2의 배관을 개재하여 처리액을 노즐에 압송하고 이 노즐에서 처리액을 토출하는 피처리 기판에 공급하는 처리액 공급 프로그램으로서 제 1의 밸브를 열린 상태로 하는 것과 동시에 제 2의 밸브를 닫힌 상태로 하여 펌프에 소정 스트로크의 흡입 동작을 실시하게 하고 저장부에서 처리액을 상기 스트로크에 따른 액양만 펌프에 충전하는 제 1의 스텝과 제 2의 밸브를 닫힌 상태로 유지한 채로 제 1의 밸브를 열린 상태로부터 닫힌 상태로 전환하여 펌프와 제 2의 밸브의 사이의 유로내에 머무는 처리액의 압력을 원하는 기준 대기 압력에 일치시키도록 압력 피드백 방식에서 펌프를 제어하는 제 2의 스텝과 제 1의 밸브를 닫힌 상태로 유지한 채로 제 2의 밸브를 닫힌 상태로부터 열린 상태로 전환하여 펌프에 소정 스트로크의 토출 동작을 실시하게 해 노즐에서 기판을 향해 처리액을 상기 스트로크에 따른 액양만 토출하는 제 3의 스텝을 실행한다.

본 발명에 있어서는 토출 동작에 의해 펌프보다 처리액을 토출하는 후에 흡입 동작을 실시해 펌프에 처리액을 재충전해 압력 피드백 제어에 의해 펌프출 측의 압력을 기준 대기 압력에 일치시켜 이 상태로 다음의 토출 동작에 대비한다. 이것에 의해 다음의 피처리 기판에 대해서 처리액 토출 동작을 개시할 때에 노즐에 있어서 빠짐이나 기포의 혼입을 확실히 방지할 수 있는 것과 동시에 펌프 압력을 일정한 상승 특성으로 원하는 토출 압력에 상승시켜 안정된 유량으로 처리액을 기판에 공급할 수가 있다.

본 발명의 매우 적합한 한 종류에 의하면 펌프가 처리액을 수용하는 용적 가변의 펌프실과 이 펌프실의 용적을 바꾸기 위한 소정의 행로상에서 쌍방향으로 이동 가능한 왕복 구동부재와 대기 압력 제어부에서 주어지는 제어 신호에 따라 왕복 구동부재를 이동시키는 구동부를 가진다. 더욱 바람직하게는 왕복 구동부재가 직선적인 행로상에서 쌍방향으로 직진 이동 가능한 피스톤을 가져도 좋다. 구동부가 전 기 모터와 이 전기 모터의 회전 구동력을 피스톤의 직진 구동력으로 변환하는 전동 기구를 가져도 좋다.

또 매우 적합한 한 종류에 의하면 대기 압력 제어부가 펌프와 제 2의 밸브 사이에 제 2의 배관내의 처리액의 압력을 측정하는 제 1의 압력 측정부와 이 제 1의 압력 측정부에 의해 측정되는 처리액의 압력을 기준 대기 압력과 비교해 비교 오차를 요구하는 제 1의 비교부와 구동부에 전하는 제어 신호를 비교 오차에 근거해 생성하는 제 1의 제어 신호 생성부를 가진다. 이 경우 대기 압력 제어부가 제 1의 비교부에서 구해지는 비교 오차를 소정의 한계치와 비교하고 비교 오차가 한계치보다 작아진 시점에서 펌프에 대한 압력 피드백 제어를 정지해도 좋다.

또 매우 적합한 한 종류에 의하면 제 1의 압력 측정부가 처리액의 압력을 대기압에 대한 상대적인 압력으로서 측정한다. 또 기준 대기 압력이 대기압에 실질적으로 동일한 값으로 설정된다.

혹은 다른 매우 적합한 한 종류에 의하면 기준 대기 압력으로서 노즐내 또는 제 2의 밸브와 노즐의 토출구과의 사이의 유로내에 머무는 처리액의 압력을 이용한다. 이 경우 대기 압력 제어부가 노즐내 또는 제 2의 밸브와 노즐 사이의 제 2의 배관내의 처리액의 압력을 기준 대기 압력으로서 측정하는 제 2의 압력 측정부를 더 가지는 구성으로서 좋다.

또 본 발명의 매우 적합한 한 종류에 의하면 기판상에 처리액을 도포하기 위해서 제 2의 밸브를 닫힌 상태로부터 열린 상태로 전환해 펌프를 소정의 스트로크만 전진구동 시킨다. 이 경우 펌프보다 처리액을 노즐을 향해 압송할 때에 펌프의 압력이 미리 설정한 기준 토출 압력에 모방하도록 압력 피드백 방식에서 펌프를 제어하는 토출 압력 제어부를 갖출 수 있어 좋다.

또 매우 적합한 한 종류에 의하면 이 토출 압력 제어부가 제 1의 압력 측정부에 의해 측정되는 처리액의 압력을 기준 토출 압력과 비교해 비교 오차를 요구하는 제 2의 비교부와 펌프에 전하는 제어 신호를 비교 오차에 근거하여 생성하는 제 2의 제어 신호 생성부를 가진다.

또 본 발명의 매우 적합한 한 종류에 의하면 기판상에 처리액을 도포한 후에 펌프에 처리액을 재충전하기 위해서 제 2의 밸브를 열린 상태로부터 닫힌 상태로 전환하는 것과 동시에 제 1의 밸브를 닫힌 상태로부터 열린 상태로 전환해 펌프를 상기 소정 스트로크만 후진구동 시킨다.

또 본 발명의 매우 적합한 한 종류에 의하면 기판상에 처리액을 도포할 때에 펌프의 전진구동과 연동해 노즐을 기판에 대해서 소정의 방향으로 상대적으로 이동시키는 주사부가 설치된다. 이 주사부는 바람직하게는 처리액의 토출을 개시하고 나서 소정 시간 늦게 노즐의 상대 이동을 개시하여 펌프의 압력이 상승하여 안정값에 도달하는 타이밍에 맞추어 노즐의 상대 이동 속도를 설정 속도까지 상승하여 좋다.

이하 첨부도를 참조해 본 발명의 매우 적합한 실시의 형태를 설명한다.

도 1에 본 발명의 처리 장치 처리액 공급 방법 및 처리액 공급 프로그램을 적용할 수 있는 1 구성예로서의 도포 현상 처리 시스템을 나타낸다. 이 도포 현상 처리 시스템(10)은 클린룸내에 설치되고 예를 들어 LCD 기판을 피처리 기판으로 해 LCD 제조 프로세스에 있어서 포트리소그래피 공정안의 세정 레지스트 도포 프리베이크 현상 및 포스트베이크 등의 일련의 처리를 실시하는 것이다. 노광 처리는 이 처리 시스템에 인접하여 설치되는 외부의 노광 장치(12)로 행해진다.

이 도포 현상 처리 시스템(10)은 중심부에 횡길이의 프로세스 스테이션(P /S,16)를 배치하고 그 긴 방향(X방향) 양단부에 카셋트 스테이션(C/S, 14)과 인터페이스 스테이션(I/F, 18)을 배치하고 있다.

카셋트 스테이션(C/S,14)은 시스템(10)의 카셋트 반입출 포트이고 각형의 유리 기판(G)을 다단으로 겹쳐 쌓도록 하여 복수매 수용 가능한 카셋트(C)를 수평 방향 예를 들어 Y방향으로 4개까지 나열하여 재치 가능한 카셋트 스테이지(20)와 이 스테이지(20)상의 카셋트(C)에 대해서 기판(G)의 출입을 실시하는 반송 기구(22)를 구비하고 있다. 반송 기구(22)는 기판(G)을 보지할 수 있는 수단 예를 들어 반송 암(22a)을 갖고 X; Y; Z; θ의 4축으로 동작 가능하고 인접하는 프로세스 스테이션(P/S, 16)측과 기판(G)의 인도를 실시할 수 있게 되어 있다.

프로세스 스테이션(P/S, 16)은 시스템 긴 방향(X방향)에 연재하는 평행 또한 역방향의 한 쌍의 라인(A) ; B에 각 처리부를 프로세스 플로우 또는 공정 순서로 배치하고 있다. 더욱 상세하게는 카셋트 스테이션(C/S, 14)측으로부터 인터페이스 스테이션(I/F, 18)측으로 향하는 상류부의 프로세스 라인(A)에는 세정 프로세스부 (24)와 제 1의 열적 처리부(26)와 도포 프로세스부(28)와 제 2의 열적 처리부(30)를 횡 일렬로 배치하고 있다. 한편 인터페이스 스테이션(I/F, 18)측으로부터 카셋 트 스테이션(C/S,14)측으로 향하는 하류부의 프로세스 라인(B)에는 제 2의 열적 처리부(30)와 현상 프로세스부(32)와 탈색 프로세스부(34)와 제 3의 열적 처리부(36)을 횡 일렬로 배치하고 있다. 이 라인 형태에서는 제 2의 열적 처리부(30)가 상류측의 프로세스 라인(A)의 최후미에 위치함과 동시에 하류측의 프로세스 라인(B)의 선두에 위치하고 있고 양라인(A ; B)간에 걸치고 있다.

양쪽 프로세스 라인(A; B)의 사이에는 보조 반송 공간(38)이 설치되고 있고 기판(G)을 1매 단위로 수평으로 재치 가능한 셔틀(40)이 도시하지 않는 구동 기구에 의해 라인 방향(X방향)으로 쌍방향으로 이동할 수 있게 되어 있다.

상류부의 프로세스 라인(A)에 있어서 세정 프로세스부(24)는 스크러버 세정 유니트(SCR, 42)를 포함하고 있고 이 스크러버 세정 유니트(SCR, 42)내의 카셋트 스테이션(C/S, 14)과 인접하는 장소에 엑시머 UV조사 유니트(e-UV, 41)를 배치하고 있다. 스크러버 세정 유니트(SCR, 42)내의 세정부는 기판(G)을 회전자 반송 또는 벨트 반송에 의해 수평 자세로 라인 (A)방향으로 반송하면서 기판(G)의 상면(피처리면)에 브러싱 세정이나 블로우 세정을 실시하게 되어 있다.

세정 프로세스부(24)의 하류 측에 인접하는 제 1의 열적 처리부(26)는 프로세스 라인 (A)를 따라 중심부에 세로형의 반송 기구(46)를 설치하고 그 전후 양측으로 복수의 매엽식 오븐 유니트를 기판 인도용의 패스 유니트와 함께 다단으로 적층 배치하여 이루어지는 다단 유니트부 또는 오븐 타워(TB,44,48)를 설치하고 있다.

예를 들어 도 2에 나타나는 바와 같이 상류측의 오븐 타워(TB, 44)에는 기판 반입용의 패스 유니트(PASS_L, 50) 탈수 베이크용의 가열 유니트(DHP, 52 ; 54) 및 애드히젼 유니트(AD, 56)가 아래로부터 차례로 쌓인다. 여기서 패스 유니트(PASS_L, 50)는 스크러버 세정 유니트(SCR,42)로부터의 세정 처리가 끝난 기판(G)을 제 1의 열적 처리부(26)내에 반입하기 위한 스페이스를 제공한다. 하류측의 오븐 타워(TB, 48)에는 기판 반출용의 패스 유니트(PASS_L, 50); 기판 온도 조정용의 냉각 유니트(COL,62 ; 64) 및 애드히젼 유니트(PASS_R, 66)가 아래로부터 차례로 쌓인다. 여기서 패스 유니트(PASS_L, 50)는 제 1의 열적 처리부(26)에서 필요한 열처리가 끝난 기판(G)을 하류측의 도포 프로세스부(28)에 반출하기 위한 스페이스를 제공한다.

도 2에 있어서 반송 기구(46)는 수직 방향으로 연장하는 가이드 레일(68)을 따라 승강 이동 가능한 승강 반송체(70)와 이 승강 반송체(70)상에서 θ방향으로 회전 또는 선회 가능한 선회 반송체(72)와 이 선회 반송체(72)상에서 기판(G)을 지지하면서 전후방향으로 진퇴 또는 신축 가능한 반송 암 또는 핀셋(74)을 가지고 있다. 승강 반송체(70)를 승강 구동하기 위한 구동부(76)가 수직 가이드 레일(68)의 기단 측에 설치되고 선회 반송체(72)를 선회 구동하기 위한 구동부(78)가 승강 반송체(70)에 장착되고 반송 암(74)을 진퇴 구동하기 위한 구동부(80)가 회전 반송체(72)에 장착되고 있다. 각 구동부(76,78,80)는 예를들면 전기 모터등으로 구성되어 도 좋다.

상기와 같이 구성된 반송 기구(46)는 고속으로 승강 내지 선회 운동하고 서 로 이웃하는 오븐 타워(TB, 44 ;48)안의 임의의 유니트에 액세스 가능하고 보조 반송 공간(38)측의 셔틀(40)과도 기판(G)을 인도할 수 있게 되어 있다.

제 1의 열적 처리부(26)의 하류 측에 인접하는 도포 프로세스부(28)는 도 1에 나타나는 바와 같이 레지스트 도포 유니트(CT,82)와 감압 건조 유니트(VD,84)를 프로세스 라인 (A)를 따라 일렬로 배치하고 있다. 도포 프로세스부(28)내의 구성은 후에 상세하게 설명한다.

도포 프로세스부(28)의 하류 측에 인접하는 제 2의 열적 처리부(80)는 상기 제 1의 열적 처리부(26)과 같은 구성을 가지고 있고 양프로세스 라인 (A,B)의 사이에 세로형의 반송 기구(90)를 설치하고 프로세스 라인 (A)측(최후미)에 한쪽의 오븐 타워(TB, 88)를 설치하고 프로세스 라인(B)측(선두)에 다른쪽의 오븐 타워(TB, 92)를 설치하고 있다.

도시는 생략 하지만 예를 들어 프로세스 라인(A)측의 오븐 타워(TB, 88)에는 최하단에 기판 반입용의 패스 유니트(PASS_L)가 배치되고 그 위에 프리베이크용의 가열 유니트(PREBAKE)가 예를 들어 3 단 쌓기로 겹쳐질 수 있어 좋다. 또 프로세스 라인(B)측의 오븐 타워(TB, 92)에는 최하단에 기판 반출용의 패스 유니트(PASS_L)가 배치되고 그 위에 기판 온도 조정용의 냉각 유니트(COL)가 예를 들어 1단 겹쳐지고그 위에 프리베이크용의 가열 유니트(PREBAKE)가 예를 들어 2 단 쌓기로 겹쳐질 수 있어 좋다.

제 2의 열적 처리부(30)에 있어서의 반송 기구(90)는 양오븐 타워(TB, 88 ;92)의 각각의 패스 유니트(PASS_L, PASS_R)를 개재하여 도포 프로세스부(28) 및 현상 프로세스부(32)와 기판(G)을 1매 단위로 인도 가능할 뿐만 아니라 보조 반송 공간(38)내의 셔틀(40)이나 후술하는 인터페이스 스테이션(I/F, 18)과도 기판(G)을 1매 단위로 인도할 수 있게 되어 있다.

하류부의 프로세스 라인(B)에 있어서 현상 프로세스부(32)는 기판(G)을 수평 자세로 반송하면서 일련의 현상 처리 공정을 실시하는 이른바 평류하는 방식의 현상 유니트(DEV, 94)를 포함하고 있다.

현상 프로세스부(32)의 하류 측에는 탈색 프로세스부(34)를 사이에 두고 제 3의 열적 처리부(36)가 배치된다. 탈색 프로세스부(34)는 기판(G)의 피처리면에 i선(파장 365 nm)을 조사해 탈색 처리를 행하기 위한 i선 UV조사 유니트(i-UV, 96)를 구비하고 있다.

제 3의 열적 처리부(36)는 상기 제 1의 열적 처리부(26)나 제 2의 열적 처리부(30)와 동일한 구성을 가지고 있고 프로세스 라인(B)을 따라 세로형의 반송 기구 (100)와 그 전후 양측으로 한 쌍의 오븐 타워(TB, 98 ;102)를 설치하고 있다.

도시는 생략 하지만 예를 들어 상류측의 오븐 타워(TB, 98)에는 최하단에 기판 반입용의 패스 유니트(PASS_L)가 놓여지고 그 위에 포스트베이킹용의 가열 유니트(POBAKE)가 예를 들어 3 단 쌓기로 겹쳐질 수 있어 좋다. 또 하류측의 오븐 타워(TB, 102)에는 최하단에 포스트베이킹·유니트(POBAKE)가 놓여져 그 위에 기판 반출 및 냉각용의 패스·쿨링 유니트(PASS_R·COL)가 1단 겹쳐질 수 있고 그 위에 포스 트베이킹용의 가열 유니트(POBAKE)가 2 단 쌓기로 겹쳐질 수 있어 좋다.

제 3의 열적 처리부(36)에 있어서의 반송 기구(100)는 양다단 유니트부(TB ,98 ; 102)의 패스 유니트(PASSL) 및 패스·쿨링 유니트(PASS_R·COL)를 개재하여 각각 i선 UV조사 유니트(i-UV, 96) 및 카셋트 스테이션(C/S, 14)과 기판(G)을 1매 단위로 인도 가능할 뿐만 아니라 보조 반송 공간(38)내의 셔틀(40)과도 기판(G)을 1매 단위로 인도할 수 있게 되어 있다.

인터페이스 스테이션(I/F, 18)은 인접하는 노광 장치(12)와 기판(G)의 교환을 행하기 위한 반송 장치(104)를 갖고 그 주위에 버퍼·스테이지(BUF,106) ; 익스텐션·쿨링 스테이지(EXT · COL, 108) 및 주변장치(110)를 배치하고 있다. 버퍼·스테이지(BUF,106)에는 정치형(定置型)의 버퍼 카셋트(도시하지 않음)가 놓여진다. 익스텐션·쿨링 스테이지(EXT · COL,108)는 냉각 기능을 갖춘 기판 인도용의 스테이지이고 프로세스 스테이션(P/S, 16)측과 기판(G)을 교환할 때에 이용된다. 주변장치(110)는 예를 들어 타이틀러(TITLER)와 주변 노광 장치(EE)를 상하로 겹쳐 쌓은 구성으로서 좋다. 반송 장치(104)는 기판(G)을 보지할 수 있는 수단 예를 들어 반송 암(104a)을 갖고 인접하는 노광 장치(12)나 각 유니트 (BUF,106) ; (EXT · COL,108) ; (TITLER/EE, 110)와 기판(G)의 인도를 실시할 수 있게 되어 있다.

도 3에 이 도포 현상 처리 시스템에 있어서의 처리의 순서를 나타낸다. 먼저 카셋트 스테이션(C/S,14)에 있어서 반송 기구(22)가 스테이지(20)상의 몇개의 카셋트(C)중에서 1개의 기판(G)을 꺼내 프로세스 스테이션(P/S, 16)의 세정 프로세스부 (24)의 엑시머 UV조사 유니트(e-UV, 41)에 반입한다(스텝 S1).

엑시머 UV조사 유니트(e-UV, 41)내에서 기판(G)은 자외선 조사에 의한 건식 세정이 실시된다(스텝 S2). 이 자외선 세정에서는 주로 기판 표면의 유기물이 제거된다. 자외선 세정의 종료후에 기판(G)은 카셋트 스테이션(C/S, 14)의 반송 기구(22)에 의해 세정 프로세스부(24)의 스크러버 세정 유니트(SCR,42)에 옮겨진다.

스크러버 세정 유니트(SCR, 42)에서는 상기한 바와 같이 기판(G)을 회전자 반송 또는 벨트 반송에 의해 수평 자세로 프로세스 라인(A)방향으로 평류하여 반송하면서 기판(G)의 상면(피처리면)에 브러싱 세정이나 블로우 세정을 실시하는 것으로 기판 표면으로부터 입자 형상의 더러움을 제거한다(스텝 S3). 그리고 세정 후도 기판(G)을 평류하여 반송하면서 린스 처리를 가해 마지막에 에어 나이프 등을 이용해 기판(G)을 건조시킨다.

스크러버 세정 유니트(SCR, 42)내에서 세정 처리가 끝난 기판(G)은 제 1의 열적 처리부(26)의 상류측 오븐 타워(TB, 44)내의 패스 유니트(PASS_L , 50)에 평류하여 반입된다.

제 1의 열적 처리부(26)에 있어서 기판(G)은 반송 기구(46)에 의해 소정의 순서로 소정의 오븐 유니트에 차례로 이송된다. 예를 들어 기판(G)은 최초로 패스 유니트(PASS_L, 50)으로부터 가열 유니트(DHP,52 ; 54)의 하나에 옮겨져 거기서 탈수 처리를 받는다(스텝 S4). 다음에 기판(G)은 냉각 유니트(COL, 62 ; 64)의 하나에 옮겨져 거기서 일정한 기판 온도까지 냉각된다(스텝 S5). 그 후 기판(G)은 애드히 젼 유니트(AD, 56)에 옮겨져 거기서 소수화 처리를 받는다(스텝 S6). 이 소수화 처리 종료후에 기판(G)은 냉각 유니트(COL, 62 ; 64)의 하나로 일정한 기판 온도까지 냉각된다(스텝 S7). 마지막에 기판(G)은 하류측 오븐 타워(TB, 48)내의 패스 유니트(PASS_R, 60)에 옮겨진다.

이와 같이 제 1의 열적 처리부(26)내에서는 기판(G)이 반송 기구(46)를 개재하여 상류측의 다단 오븐 타워 (TB, 44)와 하류측의 오븐 타워(TB, 48)의 사이에 임의로 왕래할 수 있게 되어 있다. 또한 제 2 및 제 3의 열적 처리부(30, 36)에서도 같은 기판 반송 동작이 행해진다.

제 1의 열적 처리부(26)에서 상기와 같은 일련의 열적 또는 열 처리를 받은 기판(G)은 하류측 오븐 타워(TB, 48)내의 패스 유니트(PASS_R , 60)로부터 도포 프로세스부(28)의 레지스트 도포 유니트(CT, 82)에 옮겨진다.

레지스트 도포 유니트(CT, 82)에 있어서 기판(G)은 후술 하는 바와 같이 긴형의 레지스트 노즐을 이용하는 스핀레스법에 의해 기판 상면(피처리면)에 레지스트액을 도포시킨다. 그 다음에 기판(G)은 하류측 근처의 감압 건조 유니트(VD, 84)로 감압에 의한 건조 처리를 받는다(스텝 S8).

상기와 같은 레지스트 도포 처리를 받은 기판(G)은 감압 건조 유니트(VD, 84)로부터 근처의 제 2의 열적 처리부(30)의 상류측 오븐 타워(TB, 88)내의 패스 유니트(PASS_L)에 반입된다.

제 2의 열적 처리부(30)내에서 기판(G)은 반송 기구(90)에 의해 소정의 순서 로 소정의 유니트에 차례차례 이송된다. 예를 들어 기판(G)은 최초로 패스 유니트(PASS_L)로부터 가열 유니트(PREBAKE)의 하나에 옮겨져 거기서 프리베이킹의 가열 처리를 받는다(스텝 S9). 다음에 기판(G)은 냉각 유니트(COL)의 하나에 옮겨져 거기서 일정한 기판 온도까지 냉각된다(스텝 S10). 그 후 기판(G)은 하류측 오븐 타워(TB, 92)측의 패스 유니트(PASS_L)를 경유하여 혹은 경유하지 않고 인터페이스 스테이션(I/F, 18)측의 익스텐션·쿨링 스테이지(EXT · COL, 108)로 인도된다.

인터페이스 스테이션(I/F, 18)에 있어서 기판(G)은 익스텐션·쿨링 스테이지(EXT · COL, 108)로부터 주변장치(110)의 주변 노광 장치(EE)에 반입되고 거기서 기판(G)의 주변부에 부착하는 레지스트를 현상시에 제거하기 위한 노광을 받은 후에 근처의 노광 장치(12)에 보내진다(스텝 S11).

노광 장치(12)에서는 기판(G)상의 레지스트에 소정의 회로 패턴이 노광된다. 그리고 패턴 노광을 끝낸 기판(G)은 노광 장치(12)로부터 인터페이스 스테이션(I/F, 18)에 되돌려지면(스텝 S11) 먼저 주변장치(110)의 타이틀러(TITLER)에 반입되고 거기서 기판상의 소정의 부위에 소정의 정보가 기록된다(스텝 S12). 그 후 기판(G)은 익스텐션·쿨링 스테이지(EXT · COL, 108)에 되돌려진다. 인터페이스 스테이션(I/F, 18)에 있어서의 기판(G)의 반송 및 노광 장치(12)와의 기판(G)의 교환은 반송 장치(104)에 의해 행해진다.

프로세스 스테이션(P/S, 16)에서는 제 2의 열적 처리부(30)에 있어서 반송 기구(90)가 익스텐션·쿨링 스테이지(EXT · COL,108)에서 노광완료의 기판(G)을 수취하고 프로세스 라인(B)측의 오븐 타워(TB, 92)내의 패스 유니트(PASS_R)를 개재하여 현상 프로세스부(32)에 인도한다.

현상 프로세스부(32)에서는 상기 오븐 타워(TB, 92)내의 패스 유니트(PASSR)로부터 수취한 기판(G)을 현상 유니트(DEV, 94)에 반입한다. 현상 유니트(DEV, 94)에 있어서 기판(G)은 프로세스 라인(B)의 하류로 향하여 평류하는 방식에서 반송되어 그 반송중에 현상 린스 건조의 일련의 현상 처리 공정이 실시된다(스텝 S13).

현상 프로세스부(32)에서 현상 처리를 받은 기판(G)은 하류측 근처의 탈색 프로세스부(34)에 평류하여 반입되어 거기서 i선 조사에 의한 탈색 처리를 받는다(스텝 S14). 탈색 처리가 끝난 기판(G)은 제 3의 열적 처리부(36)의 상류측 오븐 타워(TB, 98) 내의 패스 유니트(PASS_L)에 반입된다.

제 3의 열적 처리부(36)에 있어서 기판(G)은 최초로 상기 패스 유니트(PASS_L)로부터 가열 유니트(POBAKE)의 하나에 옮겨져 거기서 포스트베이킹의 가열 처리를 받는다(스텝 S15). 다음에 기판(G)은 하류측 오븐 타워(TB, 102)내의 패스 쿨링·유니트(PASSR·COL)에 옮겨져 거기서 소정의 기판 온도로 냉각된다(스텝 S16). 제 3의 열적 처리부(36)에 있어서의 기판(G)의 반송은 반송 기구(100)에 의해 행해진다.

카셋트 스테이션(C/S,14)측에서는 반송 기구(22)가 제 3의 열적 처리부(36)의 패스 쿨링·유니트(PASSR·C0L)로부터 도포 현상 처리의 전공정을 끝낸 기판(G)을 받아 받은 기판(G)을 스테이지(20)상의 몇개의 카셋트(C)에 수용한다(스텝 S1).

이 도포 현상 처리 시스템(10)에 있어서는 도포 프로세스부(28)의 레지스트 도포 유니트(CT, 82)에 본 발명을 적용할 수가 있다. 이하 도 4~도 21을 참조해 본 발명을 레지스트 도포 유니트(CT, 82)로 적용한 실시 형태를 설명한다.

도 4에 나타나는 바와 같이 도포 프로세스부(28)는 지지대(112) 위에 레지스트 도포 유니트(CT, 82)와 감압 건조 유니트(VD, 84)를 X방향으로(프로세스 라인(A)를 따라) 일렬로 배치하고 있다. X방향으로 늘어나는 한 쌍의 가이드 레일(114, 114)가 지지대(112)의 양단부에 평행하게 위치 설치되고 양 가이드 레일(114, 114)에 안내되어 이동하는 1조 또는 복수조의 반송 암(116, 116)에 의해 레지스트 도포 유니트(CT, 82)로부터 감압 건조 유니트(VD, 84)에 기판(G)을 전송 할 수 있게 되어 있다. 또한 반송 암(116, 116)에 의해 인접하는 오븐 타워(TB, 48)의 패스 유니트(PASS_L)로부터 도포 처리전의 기판(G)을 레지스트 도포 유니트(CT, 82)에 반입해 감압 건조 유니트(VD, 84)로부터 인접하는 오븐 타워(TB, 88)의 패스 유니트(PASSD에 도포 처리 완료 기판(G)을 반출하도록 되어 있다.

레지스트 도포 유니트(CT, 82)는 기판(G)을 수평에 재치하여 보지하기 위한 스테이지(118)와 이 스테이지(118)상에 재치되는 기판(G)의 상면(피처리면)에 긴형의 레지스트 노즐(120)을 이용해 스핀레스법으로 레지스트액을 도포하기 위한 도포 처리부(122)와 도포 처리를 실시하지 않는 동안에 레지스트 노즐(120)의 레지스트액 토출 기능을 회복하여 다음에 대비하기 위한 노즐 리플레쉬부(124) 등을 가진다. 레지스트 도포 유니트(CT, 82)내의 각부의 구성 및 작용은 도 5~도 21을 참조 하여 다음에 상세하게 기술한다.

감압 건조 유니트(VD, 84)는 상면이 개구하고 있다 트레이 또는 얕은 깊이의 용기형의 하부 챔버(126)와 이 하부 챔버(126)의 상면에 기밀하게 밀착 또는 끼워맞춤 가능하게 구성된 뚜껑 형상의 상부 챔버(도시하지 않음)를 가지고 있다. 하부 챔버(126)는 거의 사각형으로 중심부에는 기판(G)을 수평에 재치하여 지지하기 위한 스테이지(128)가 배설되고 저면의 사각모서리에는 배기구(130)가 설치되고 있다. 각 배기구(130)는 배기관(도시하지 않음)을 개재하여 진공 펌프(도시하지 않음)에 통하고 있다. 하부 챔버(126)에 상부 챔버를 씌운 상태로 양 챔버내의 밀폐된 처리 공간을 상기 진공 펌프에 의해 소정의 진공도까지 감압할 수 있게 되어 있다.

도 5에 레지스트 도포 유니트(CT, 82)에 있어서의 도포 처리부(122)의 구성을 나타낸다. 도포 처리부(122)는 레지스트 노즐(120)을 포함한 레지스트액 공급 기구(132)와 도포 처리시에 레지스트 노즐(120)을 스테이지(118)의 윗쪽에서 X방향으로 수평 이동시키는 노즐 이동 기구(134)를 가진다. 레지스트액 공급 기구(132)에 있어서 레지스트 노즐(120)은 스테이지(118)상의 기판(G)을 일단으로부터 타단까지 커버 할 수 있는 길이로 Y방향으로 늘어나는 긴형의 노즐이고 후술하는 레지스트 펌프(150,도 6)로부터 끌려 있는 토출관(136)에 접속되고 있다. 노즐 이동 기구(134)는 레지스트 노즐(120)을 수평으로 지지하는 역コ 자형상 또는 문형의 지지체(138)와 이 지지체(138)를 X방향으로 쌍방향으로 직진 이동시키는 직진 구동부 (140)를 가진다. 이 직진 구동부(140)는 예를 들어 가이드 부착의 리니어 모터 기 구 또는 볼 나사 기구로 구성되어도 좋다. 또 레지스트 노즐(120)의 높이 위치를 변경 또는 조절하기 위한 가이드 첨부의 승강기구(135)가 예를 들어 지지체(138)와 레지스트 노즐(120)을 접속하는 조인트부(142)에 설치되고 있다. 승강기구(135)가 레지스트 노즐(120)의 높이 위치를 조절하는 것으로 레지스트 노즐(120)의 하단 또는 토출구(120a)와 스테이지(118) 상의 기판(G)의 상면(피처리면) 사이의 거리 간격 즉 갭의 크기를 임의로 설정 또는 조정할 수가 있다.

이 실시 형태에서는 레지스트 노즐(120)의 양단부에 한 쌍의 조인트부(142L, 142R)를 접속해 레지스트 노즐(120)의 높이 조정을 좌우 양단으로 독립적으로 제어할 수 있게 되어 있다. 여기서 도포 처리시의 진행 방향을 기준으로 하여 레지스트 노즐(120)의 좌측 단부에 접속되는 조인트부(142L)를 왼쪽 조인트부로 하고 반대측(레지스트 노즐(120)의 우측 단부)에 접속되는 조인트부(142R)를 오른쪽 조인트부로 한다. 승강기구(135)는 왼쪽 조인트부(142L)측의 왼쪽 Z축기구(135L)와 오른쪽 조인트부(142R)측의 오른쪽 Z축기구(135R)로 구성된다. 좌우의 양 Z축기구(135L,135R)는 각각 독립한 안내부와 구동부를 가지고 있다.

레지스트 노즐(120)은 예를 들어 스텐레스 강철 등의 대장성과 가공성이 뛰어난 금속으로 이루어지고 하단의 토출구(120a)를 향하여 끝이 가는 테이퍼면(120b, 120c ; 도 19)을 가지고 있다. 여기서 한쪽의 테이퍼면(120b)은 도포 처리시의 진행 방향으로 전방을 향하는 전면이고 다른쪽의 테이퍼면(120c)은 도포 처리시의 진행 방향으로 후방을 향하는 배후면이다. 토출구(120a)는 노즐 긴 방향에 늘어나는 슬릿형으로서 좋으며 혹은 미세지름의 토출구멍을 노즐 긴 방향에 일정 피 치로 배열한 다공형으로서도 좋다.

도 6에 레지스트액 공급 기구(132)의 전체 구성을 나타낸다. 이 레지스트액 공급 기구(132)는 레지스트액(R)을 저장하는 병(146)에서 흡입관(148)을 개재하여 적어도 도포 처리 1회분 (기판 1매분 )의 레지스트액(R)을 펌프(150)에 미리 충전해 두고 도포 처리시에 펌프(150)에서 레지스트액을 토출관(136)을 개재하여 레지스트 노즐(120)에 소정의 압력으로 압송하고 레지스트 노즐(120)로부터 기판(G)상에 레지스트액(R)을 소정의 유량으로 토출하도록 되어 있다.

병(146)은 밀폐되어 이 병내의 액면을 향해 가스관(144)에서 압송 가스 예를 들어 N₂가스가 일정한 압력(예를 들어 대기압을 기준으로 하는 게이지 압력으로 3kPa)로 공급되게 되어 있다. 가스관(144)에는 예를 들어 에어 오퍼레이트 밸브로 이루어지는 개폐 밸브(152)가 설치되고 있다.

흡입관(148)의 도중에는 필터(154) ; 탈기(脫氣)모듈(156) 및 개폐 밸브(158)가 설치되어 있다. 필터(154)는 병(146)에서 보내져 오는 레지스트액(R)안의 이물(쓰레기류)을 제거하고 탈기 모듈(156)은 레지스트액안의 기포를 제거한다. 개폐 밸브(158)는 예를 들어 에어 오퍼레이트 밸브로 이루어지고 콘트롤러(160)의 제어 아래에서 흡입관(148)에 있어서의 레지스트액(R)의 흐름을 온(전개 도통) 또는 오프(차단) 하도록 되어 있다.

펌프(150)는 바람직하게는 피스톤 펌프로 이루어지고 펌프실을 가지는 펌프 본체(150a)와 펌프실의 용적을 임의로 바꾸기 위한 피스톤(150b)과 이 피스톤 (150b)을 왕복 운동시키기 위한 펌프 구동부(150c)를 가지고 있다. 여기서 펌프 구동부(150c)는 동력원으로서 피드백 제어용의 전기 모터 예를 들어 써보모터를 갖고 콘트롤러(160)의 제어 아래에서 흡입·토출 동작을 위한 피스톤 구동을 실시하는 것과 동시에 잔압 조정 또는 대기 압력 제어를 위한 피스톤 구동도 실시할 수 있게 되어 있다.

토출관(136) 도중에는 유체 기기로서 개폐 밸브(162)만이 설치되고 필터나 석백 밸브 등은 일절 설치되지 않았다. 개폐 밸브(162)는 예를 들어 에어 오퍼레이트 밸브로 이루어지고 콘트롤러(160)의 제어 아래에서 토출관(136)에 있어서의 레지스트액(R)의 흐름을 온(전개 도통) 또는 오프(차단) 하도록 되어 있다.

토출관(136)에는 펌프(150)와 개폐 밸브(162)의 사이의 적당한 위치에 압력 센서(164)가 장착되고 있다. 이 압력 센서(164)는 게이지 압력계로 이루어지고 대기압을 기준으로 하여 센서 장착 위치에 있어서의 토출관(136) 내의 레지스트액(R)의 압력을 측정하고 측정 압력을 게이지 압력으로 나타내는 전기신호(압력 검출 신호)를 출력한다. 이 압력 검출 신호는 콘트롤러(160)에 전해진다.

콘트롤러(160)는 마이크로 컴퓨터로 이루어지고 예를 들어 광디스크 등의 기억 매체에 격납되고 있는 레지스트액 공급 프로그램 및 그 외의 프로그램을 주메모리에 로드하여 실행하고 프로그램된 순서 및 각종 설정값에 따라 레지스트 도포 유니트(CT, 82)내의 각부 특히 레지스트액 공급 기구(132)의 각 개폐 밸브(152,158, 162); 펌프(150)나 노즐 이동 기구(134) ; 승강기구(135) 등을 제어한다.

도 7 및 도 8에 레지스트액 공급 기구(132)에 있어서의 펌프(150)의 1 구성 예를 나타낸다. 이 펌프(150)는 레지스트액(R)을 저장 또는 충전하는 펌프실을 용적 가변의 탄력적인 튜브프램(166)으로 구성하고 펌프 본체(150a)내에서 튜브프램(166)을 둘러싸는 압력 매체실(172)에 고정 배관(170)을 개재하여 벨로스 (168)를 접속해 벨로스(168)를 피스톤(150b)에서 신축시키도록 하고 있다. 튜브프램(166)은 일단(입구)이 흡입관(148)에 접속되고 타단(출구)이 토출관(136)에 접속되고 있다.

벨로스(168) ; 고정 배관(170) 및 압력 매체실(172)은 서로 연통하고 있고 그들 내부에 일정량의 압력 매체 예를 들어 실리콘 오일(S)이 봉입되어 있다. 펌프 구동부(150c)는 회전 토르크를 발생하는 써보모터(174)와 이 써보모터(174)의 회전 구동력을 피스톤(150b)의 직진 구동력으로 변환하는 전동장치(176)을 가진다. 이 전동장치(176)는 예를 들면 볼 나사 기구나 직진 가이드부 등으로 구성되어도 좋다. 피스톤(150b)의 첨단부는 벨로스(168)의 일단(가동단)에 결합 되고 있다. 벨로스(168)의 타단(고정단)은 고정 배관(170)에 결합 되고 있다.

써보모터(174)가 예를 들어 정방향으로 회전하여 피스톤(150b)을 전진 또는 전진구동시키면 벨로스(168)의 가동단이 고정단에 접근하는 방향으로 이동하고 벨로스(168)가 오그라들고 벨로스(168)로부터 실리콘 오일(S)이 고정 배관(170)을 통하여 압력 매체실(172)에 이송되고 튜브프램(166)에 부가되는 압력이 증대한다. 이 때 흡입관(148)의 개폐 밸브(158)가 닫혀 토출관(136)의 개폐 밸브(162)가 열려 있으면 튜브프램(166)은 수축하여 레지스트액(R)을 토출관(136)측에 토출한다. 토출 압력은 피스톤(150b)의 이동(전진구동 ) 속도에 비례하고 토출양은 피스톤 (150b)의 전진 구동거리(전진구동 스트로크)에 비례한다. 도포 처리의 토출 동작에서는 피스톤(150b)의 첨단(벨로스(168)의 가동단)이 도 7의 위치(Ha)로부터 도 8의 위치(Hb)에 설정 스트로크(L)만 전진구동하게 되어 있다.

써보모터(174)가 역방향으로 회전해 피스톤(150b)을 후퇴 또는 후진구동 시키면 벨로스(168)의 가동단이 고정단으로부터 멀어지는 방향으로 이동해 벨로스(168)가 신장하고 압력 매체실(172)로부터 실리콘 오일(S)이 고정 배관(170)을 통하여 벨로스(168)에 흡입되어 튜브프램(166)에 부가되는 압력이 감소 한다. 이 때 흡입관(148)의 개폐 밸브(158)가 열려 토출관(136)의 개폐 밸브(162)가 닫혀 있으면 튜브프램(166)은 팽창하고 탱크(146)측으로부터 레지스트액(R)을 흡입한다. 흡입 압력은 피스톤(150b)의 이동(후진구동) 속도에 비례하고 흡입량은 피스톤 (150b)의 후진구동거리(후진구동스트로크)에 비례한다. 도포 처리 후의 흡입 또는 충전 동작에서는 피스톤(150b)의 선단이 도 8의 위치(Hb)로부터 도 7의 위치(Ha)로 설정 스트로크(L)만 후진구동하게 되어 있다.

펌프 구동부(150c)의 써보모터(174)는 콘트롤러(160)로부터의 제어 신호에 의해 회전동작 한다. 이 실시 형태에서는 써보모터(174) 또는 전동장치(176)에 써보모터(174)의 회전량(회전 속도) 또는 피스톤(150b)의 이동거리(이동 속도)를 검출하기 위한 엔코더(178)가 설치되고 있고 흡입·토출 동작시에는 엔코더(178)와 콘트롤러(160)와 써보모터(174)의 사이에 이동거리/이동 속도 피드백·루프가 형성되게 되어 있다. 또한 상기와 같이 펌프(150)와 개폐 밸브(162)의 사이에 토출관(136)내의 압력을 검출하는 압력 센서(164)가 설치되어 있고 흡입 동작 후의 잔압조정시에는 압력 센서(164)와 콘트롤러(160)와 펌프구동부(펌프 구동부 150c ; 피 스톤 150b ; 펌프 본체 150a)의 사이에 압력 피드백·루프가 형성되도록 되어 있다.

도 9에 이 실시 형태에 있어서의 콘트롤러(160)의 펌프(150)에 대한 피드백 제어계의 구성을 나타낸다.

이동거리/이동 속도 피드백·루프는 속도 설정부(180) ; 스트로크 설정부 (182) 미분 회로(184) 비교기(186, 188) 및 흡입·토출 제어 신호 생성부(190)를 가진다. 여기서 속도 설정부(180)는 흡입·토출 동작에 있어서의 피스톤(150b)의 이동 속도 또는 써보모터(174)의 회전 속도를 설정하고 속도 설정값을 속도 지령값으로서 비교기(186)에 전한다. 스트로크 설정부(182)는 흡입·토출 동작에 있어서의 피스톤(150b)의 이동거리(스트로크) 또는 써보모터(174)의 회전량을 설정해 스트로크 설정값을 위치 지령값으로서 비교기(188)에 전한다. 미분 회로(184)는 펌프(150)에 장착되고 있는 엔코더(178)의 출력 신호를 미분하여 피스톤 이동 속도(모터 회전 속도)를 나타내는 속도 검출 신호를 생성한다.

비교기(186)는 미분 회로(184)로부터의 이동 속도 검출 신호를 속도 설정부(180)로부터의 속도 지령값과 비교해 속도오차 또는 편차를 요구한다. 비교기(188)는 엔코더(178)로부터의 이동거리(회전량) 검출 신호를 스트로크 설정부(182)로부터의 위치 지령값과 비교해 위치 오차 또는 편차를 요구한다. 흡입·토출 제어 신호 생성부(190)는 양비교기(186, 188)에서 주어지는 오차의 값에 따라 펌프(150)의 써보모터(174)에 대한 제어 신호를 생성한다.

압력 피드백·루프는 압력 설정부(192); 비교기(194) 및 대기 압력 제어 신 호 생성부(196)를 가진다. 압력 설정부(192)는 잔압조정을 위한 잔압 또는 기준 대기 압력을 설정하고 압력 설정값(Ps)를 압력 지령값으로서 비교기(194)에게 전한다. 비교기(194)는 압력 센서(164)로부터의 압력 검출 신호(Px)를 압력 설정값(Ps)과 비교해 비교 오차 또는 차압치(ΔP)를 요구한다. 대기 압력 제어 신호 생성부(196)는 비교기(194)에서 주어지는 차압치(ΔP)에 따라 펌프(150)의 써보모터(174)에 대한 제어 신호를 생성한다. 통상 기준 대기 압력 또는 압력 설정값(Ps)은 노즐(120)의 토출구(120a)의 외압 즉 대기압에 동일한 값(게이지 압력으로 OkPa)으로 설정되어도 좋다.

씨퀀스 제어부(198)는 레지스트 도포 유니트(CT, 82)내의 각부 내지 전체의 동작을 씨퀀스면에서 제어하는 것으로 레지스트액 공급 기구(132)내의 펌프·피드백 제어계에 대해서는 이동거리/이동 속도 피드백·루프와 압력 피드백·루프를 소정의 타이밍으로 선택적으로 전환하여 동작시킨다. 한계치 설정부(200) 및 판정부 (202)는 잔압 조정시에 압력 피드백·루프의 동작을 멈추는 타이밍을 결정하기 위한 것이다. 판정부(202)가 압력 비교기(194)에서 구해지는 차압치(ΔP)를 한계치 설정부(200)로부터의 설정값 또는 한계치 A와 비교하고 ΔP≤A가 된 시점에서 소정의 판정 신호 또는 모드 종료 신호를 씨퀀스 제어부(198)를 향해 출력 하도록 되어 있다. 또한 판정부(202)는 차압치(ΔP)를 적분 또는 평균화하여 한계치 A와 비교해도 괜찮다.

도 10~도 13에 이 레지스트 도포 유니트(CT, 82)에 있어서 기판(G)에 대한 레지스트액 공급 기구(132)의 주요한 동작의 순서(콘트롤러(160)의 제어 순서)를 플로차트로 나타낸다. 도 10은 전체 동작의 순서를 나타내 도 11; 도 12 및 도 13은 도 10의 각 동작(스텝 A2 ; A3 ; A4)의 상세 순서를 나타낸다. 또 도 14에 각부의 시간적인 특성을 파형도로 나타낸다.

콘트롤러(160)는 기판(G)이 유니트(CT, 82)내에 반입되고 스테이지(118)상에 재치되면(스텝 Al) 노즐 이동 기구(134)에 노즐(120)을 도포 개시 위치에 붙이고 나서 레지스트액 공급 기구(132)에 있어서 레지스트 토출(도포) 동작을 실행한다(스텝 A2). 레지스트액 공급 기구(132)에서는 레지스트 토출 동작을 개시하기 직전에 펌프(150)가 도 7에 나타나는 바와 같은 상태로 되어 있다. 즉 피스톤(150b)은 후진 구동위치 또는 대기 위치(Ha)에 위치하고 펌프 본체(150a)의 펌프실 또는 튜브프램(166)은 레지스트액(R)을 소정량 충전한 상태로 되어 있다. 또 흡입용의 개폐 밸브(158) 및 토출용의 개폐 밸브(162)가 모두 닫힌 상태로 되어 있다.

레지스트 토출 동작(스텝 A2) 에 있어서 콘트롤러(160)는 도 14의(A, C)에 나타나는 바와 같이 펌프(150)의 운전 개시에 앞서 토출용의 개폐 밸브(162)를 닫힌 상태로부터 열린 상태로 전환한다(스텝 B1). 이 실시 형태에 있어서는 후술 하는 잔압조정(스텝 A4)에 의해 펌프 내압이 기준 대기 압력(Ps) 즉 대기압(0kPa)에 동일한 압력으로 보지되고 있기 때문에 개폐 밸브(162)를 열어도 펌프(150)와 노즐(120)의 토출구(120a)의 사이로 즉 토출관(136) 내에서 레지스트액(R)은 거의 정지한채로 이동(유동)하는 경우는 없다. 이것에 의해 노즐(120)의 토출구(120a)로부터 레지스트액(R)이 분출하는 경우도 없으면 노즐(120)의 토출구(120a)의 안쪽에 레지스트액(R)이 빨려 들어와 레지스트액(R)안에 기포가 혼입하는 경우도 없다.

이렇게 하여 개폐 밸브(162)가 열리고 소정 시간(△t1)을 경과하고 나서 펌프(150)에 있어서 토출을 위한 피스톤(150b)의 전진구동을 개시한다(스텝 B2). 이 피스톤 전진구동에서는 상기의 이동거리/이동 속도 피드백·루프(도 9)가 동작하고흡입·토출 제어 신호 생성부(190)에서 예를 들어 PID (비례·시간 미분·시간 적분) 방식의 제어 신호를 펌프(150)의 써보모터(174)에게 전한다.

피스톤(150b)의 전진구동이 개시하면 펌프(150)의 압력(토출 압력)이 상승하고 펌프(150)로부터 노즐(120)로의 레지스트액(R)의 압송이 개시되고 노즐(120)로부터 기판(G)상으로의 레지스트액(R)의 토출이 개시된다. 토출관(136)에 필터나 석백 밸브 등이 설치되어 있지 않고 또한 상기와 같이 토출 개시시의 펌프 내압이 기준 대기 압력(Ps)에 동일한 압력으로 항상 일정하기 때문에 도 14의 것(A)에 나타나는 바와 같이 펌프 압력은 일정한 상승 특성으로 소정의 토출 압력까지 자연스럽게 상승하고 레지스트액(R)의 토출 유량도 안정적으로 상승한다.

한편 콘트롤러(160)는 레지스트액 공급 기구(132)에 있어서의 토출 동작의 개시와 서로 비슷하게 노즐 이동 기구(124)에 있어서 노즐(120)의 이동 또는 주사를 개시시킨다. 펌프 압력의 첫 시작 개시 직후는 레지스트액(R)의 토출 유량도 아직 상승하지 않기 때문에 도 14의(A;B;E)에 나타나는 바와 같이 피스톤(150b)의 전지구동개시부터 소정 시간(△t₂)만 늦게 노즐 주사를 개시하는 것이 바람직하고 펌프 압력이 설정 토출 압력에 도달하는 무렵에 노즐 이동 속도를 설정 주사 속도에 도달시키는 것이 바람직하다.

상기와 같은 이동거리/이동 속도 피드백·루프의 기능에 의해 피스톤(150b)은 소정의 정속도로 전진구동 운동한다. 이것에 의해 펌프(150)로부터 레지스트액(R)이 일정한 토출 압력(예를 들어 게이지 압력으로 5kPa)으로 노즐(120)측에 압송되고 일정 속도로 주사 이동하는 노즐(120)로부터 레지스트액(R)이 일정한 유량으로 띠형상으로 토출되고 기판(G)상에 마치 융단을 깔듯이 소정의 막두께로 레지스트액(R)이 도포된다.

그리고 전진구동 스트로크가 설정값(L)에 이를 즈음에 콘트롤러(160)는 피스톤(150b)의 전진구동 운동을 멈추고(스텝 B3 B4) 토출용의 개폐 밸브(162)를 닫고(스텝 B5) 레지스트 토출 동작(스텝 A2)을 종료한다. 이 시점에서 펌프(150)는 도 8에 나타나는 바와 같은 상태로 되어 있다. 즉 피스톤(150b)이 전진구동 위치 Hb에 위치 해 펌프 본체 (150a)의 펌프실 또는 츄프후람 166은 설정량(기판 1매분 )의 레지스트액(R)을 토해낸 상태가 되어 있다. 또 흡입용의 개폐 밸브(158) 및 토출용의 개폐 밸브(162)가 모두 닫힌 상태로 되어 있다.

다음에 콘트롤러(160)는 상기와 같은 레지스트 토출 동작(스텝 A2)을 종료하고 나서 잠시 간격(시간 △t3)을 두고 레지스트 흡입 동작(스텝 A3)을 실행한다. 레지스트 흡입 동작에서는 도 14의(B, D)에 나타나는 바와 같이 흡입용의 개폐 밸브(158)를 여는 것과 거의 동시에 피스톤(150b)의 후진구동을 개시한다(스텝 C1 , C2). 이 피스톤 후진구동 운동에서도 상기의 이동거리/이동 속도 피드백·루프가 동작하고 흡입·토출 제어 신호 생성부(190, 도 9)에서 PID 방식의 제어 신호를 펌프(150)의 써보모터(174)에게 전한다. 이것에 의해 피스톤(150b)은 소정의 정속도 로 후진구동 운동하고 탱크(146)측으로부터 레지스트액(R)이 일정한 흡입 압력(예를 들어 게이지 압력으로―2kPa)로 흡입된다. 이렇게 하여 레지스트액 공급 기구(132)에 레지스트 흡입 동작을 실시하게 하고 있는 동안에 콘트롤러(160)는 노즐 이동 기구(134)에 레지스트 노즐(120)을 도포 종료 위치로부터 도포 개시 위치 부근 또는 노즐 리플레쉬부(124)에 되돌리는 동작을 실시시켜도 좋다.

이윽고 펌프(150)에 있어서 후진구동 스트로크가 설정값(L)에 이르면 콘트롤러(160)는 피스톤(150b)의 후진구동 운동을 멈추고(스텝 C3 C4) 흡입용의 개폐 밸브(158)를 닫고(스텝 C5) 레지스트 흡입 동작(스텝 A3)을 종료한다. 이 시점에서 펌프(150)는 도 7에 나타나는 바와 같은 상태로 되어 있다. 즉 피스톤(150b)아 원위치(Ha) 부근으로 돌아가고 펌프 본체(150a)의 튜브프램(166)은 소정량의 레지스트액(R)을 재충전한 상태로 되어 있다. 또 흡입용의 개폐 밸브(158) 및 토출용의 개폐 밸브(162)가 모두 닫힌 상태로 되어 있다. 그러나 펌프(150)의 나오는측의 압력이 기준 대기 압력(Ps)으로 되돌가고 있는지 어떤지는 불확정하다. 오히려 재현성이 낮은 것이 실제이고 종래 기술의 문제점이기도 했다.

이 실시 형태에서는 콘트롤러(160)가 레지스트 흡입 동작(스텝 A3)을 종료하면 그 직후 혹은 조금 사이(△t4)를 두고 잔압조정(스텝 A4)을 실행한다. 이 잔압조정(스텝 A4)에서는 상기의 압력 피드백·루프(도 9)가 동작하고 압력 센서(164)가 측정하는 압력을 피드백 하여 대기 압력 제어 신호 생성부(196)에서 예를 들어 I (시간 적분) 방식의 제어 신호를 펌프(150)의 써보모터(174)에게 전한다(스텝 D1 D2). 이렇게 하여 펌프(150)의 나오는 측의 압력 또는 내압은 압력 피드백 제어 에 의해 신속하고 정확하게 기준 대기 압력(Ps)에 수렴(convergence) 내지 일치 하게 된다(스텝 D3 D4 →Dl··). 콘트롤러(160)는 오차 또는 차압(ΔP)이 한계치 A이하가 된 시점에서 잔압조정(스텝 A4)을 종료한다. 이후 다음의 기판(G)에 대한 도포 처리를 실행할 때까지 레지스트액 공급 기구(132)내의 각부는 홀드상태에 놓여져 펌프(150)의 내압은 기준 대기 압력(Ps)에 보지된다.

상기와 같이 이 실시 형태에서는 1매의 기판에 대한 도포 처리를 끝낸 후에 레지스트액 공급 기구(132)에 있어서 펌프(150)에 다음의 도포 처리를 위한 레지스트액을 탱크(146)로부터 보급 또는 재충전하기 위한 흡입 동작을 실시하게 하고 이 흡입 동작에 이어 흡입측의 개폐 밸브(158)와 토나오는 측의 개폐 밸브(162)를 닫은 상태 아래에서 펌프(150)의 나오는 측의 압력 또는 내압을 압력 피드백 제어에 의해 기준 대기 압력(Ps)에 일치시키도록 하고 있다. 이것에 의해 다음의 기판에 대해서 도포 처리를 개시할 때에 레지스트 노즐(120)에 있어서 빠짐이나 기포의 혼입을 확실히 방지할 수 있는 것과 동시에 펌프 압력을 일정한 상승 특성으로 소정의 토출 압력까지 상승하게 할 수가 있다. 그 결과 레지스트 도포막의 막두께 제어가 용이하게 되어 막두께 균일성이나 재현성도 크게 개선된다.

또한 잔압조정(스텝 A4)을 종료한 후 다음의 기판(G)에 대한 도포 처리를 실행할 때까지의 기간중에 노즐 리플레쉬부(124)로 레지스트 노즐(120)의 배후면(120c) 하부에 레지스트액을 초벌칠하는 프라이밍 처리를 실시하는 것도 가능하다. 이하 이 실시 형태에 있어서의 프라이밍 처리에 대해서 설명한다.

도 15에 노즐 리플레쉬부(124)에 설치되는 프라이밍 처리부(210)의 구성을 나타낸다. 이 프라이밍 처리부(210)는은 레지스트 노즐(120)의 전체 길이를 커버 하는 길이로 Y방향으로 늘어나는 원통형 또는 원주형상의 프라이밍 롤러(212)를 용제 욕실(214)안에 배치하고 있다. 용제 욕실(214)내에는 프라이밍 롤러(212)의 하부가 잠기는 정도의 액면레벨로 용제 또는 세정액(예를 들어 시너)이 수용되고 있다. 프라이밍 롤러(212)는 회전 기구(도시하지 않음)에 의해 회전 구동되게 되어 있다. 또 용제 욕실(214)내의 세정액보다 윗쪽의 위치에서 프라이밍 롤러(212)의 외주위면과 접하는 와이퍼(216)가 설치되고 있다.

레지스트 도포 유니트(CT, 82)내에 새로운 기판(G)이 반입되어 스테이지(118)상에서 상기 기판(G)의 로딩을 하는 것과 병행하여 프라이밍 처리부(210)로 프라이밍 처리를 한다. 이 프라이밍 처리에서는 노즐 토출구(120a)가 프라이밍 롤러(212)의 정상부와 약간의 갭을 두고 대향하는 위치까지 레지스트 노즐(120)을 근접시켜 거기서 레지스트 노즐(120)에 레지스트액(R)을 토출시켜 이것과 동시에 프라이밍 롤러(212)를 회전 기구에 의해 일정 방향(도 15에서는 반시계회전)으로 회전시킨다. 그리하면 도 16에 확대하여 나타나는 바와 같이 레지스트 노즐(120)의 토출구(120a)에서 나온 레지스트액(R)이 노즐 배후면(120c)측으로 돌아 들어가고 나서 프라이밍 롤러(212)의 외주면에 감긴다. 레지스트액을 감은 프라이밍 롤러(212)의 외주면은 직후에 용제의 욕조에 들어가 레지스트액(R)을 씻어낸다. 그리고 용제 욕조로부터 올라온 프라이밍 롤러(212)의 외주면은 와이퍼(216)에 의해 액을 털어내고 청정한 면을 복구하고 나서 다시 레지스트 노즐(120)의 토출구(120a) 아래를 통과해 거기서 레지스트액을 수취한다. 또한 레지스트 노즐(120)의 토출구와 프라이밍 롤러(212)의 사이에 형성되는 갭의 크기(거리)는 도포 처리시에 레지스트 노즐(120)의 토출구와 스테이지(118)상의 기판(G)과의 사이에 형성되는 갭과 동일 또는 근사 한 값(예를 들어 40~150 ㎛)으로 설정되어도 좋다.

이 프라이밍 처리에 즈음해서는 상기와 같이 도포 처리를 개시하는 경우와 동일게 앞의 잔압조정(스텝 A4)에 의해 펌프(150)의 내압을 기준 대기 압력(Ps, 게이지 압력으로 0kPa)으로 유지한 상태로부터 토출 동작을 개시하므로 레지스트 노즐(120)로부터 프라이밍 롤러(212)상에 레지스트액(R)을 유연하게 토출시켜 노즐 배후(120c)측에 레지스트액(R)을 재현성 좋게 안정적으로 회입 할 수가 있다. 이렇게 하여 프라이밍 처리를 끝낸 후도 도 17에 나타나는 바와 같이 레지스트 노즐(120)의 하단부에 특히 토출구(120a)로부터 테이퍼 배후면(120c)에 걸쳐 레지스트액의 액막(RF)이 남는다.

또한 도 15에 있어서 도포 처리부(122)측에서는 기판(G)을 스테이지(118)상에 재치하기 위해서 스테이지(118)안에서 복수 라인의 리프트 핀(218)이 상승 또는 돌출하여 반송 암(116,116 ;도 4)으로부터 기판(G)을 수취한다. 그 다음에 리프트 핀(218)이 기판(G)을 수평으로 지지한 채로 스테이지(118) 안에 하강 또는 퇴피함으로써 기판(G)이 스테이지(118)의 상면에 이재된다. 리프트 핀(218)은 수평 구동핀(220)을 개재하여 실린더 등의 리프트 핀·액츄에치터(도시하지 않음)에 결합되고 있다. 기판(G)이 스테이지(118)상에 재치되면 흡착 고정부(222)로 개폐 밸브 (224)가 온(열린 상태)로 변환되어 진공원(도시하지 않음)으로부터의 버큠력이 부압 유로를 개재하여 스테이지 상면의 흡인구(226)에 전해진다. 이것에 의해 스테이 지(118)상에서 기판(G)은 흡인구(226)보다 진공 흡착력을 받아 고정된다.

상기와 같은 프라이밍 처리를 받은 레지스트 노즐(120)은 승강기구(135) 및 노즐 이동 기구(134)에 의해 프라이밍 처리부(210)로부터 도포 처리부(122)내에 이송되어 스테이지(118) 상의 기판(G)의 일단부로 설정된 도포 개시 위치에 위치 결정된다. 이렇게 하여 도포 개시 위치에 있어서 수평 자세의 레지스트 노즐(120)의 토출구(120a)와 스테이지(118) 상의 기판(G) 사이로 설정 거리 D의 갭이 형성되는 것과 동시에 노즐 긴 방향에 일단(우단)으로부터 타단(좌단)까지 간격 없이 액막(RF)이 갭을 막은 상태가 된다. 이 상태로 도포 처리가 개시된다.

이 실시 형태에서는 프라이밍 처리를 종료하고 나서 스테이지(118)상에서 도포 처리를 개시 할 때까지 동안에 흡입 동작(스텝 A3)과 잔압조정(스텝 A4)을 재차 실행할 수가 있다. 이것에 의해 펌프(150)의 내압을 기준 대기 압력(Ps, 게이지 압력으로 0kPa)으로 유지한 상태에서 토출(도포) 동작을 개시하므로 도 18에 나타나는 바와 같이 레지스트 노즐(120)의 토출구에서 레지스트액이 유연하게하게 띠형상으로 나와 노즐 배후면 하부로 돌아 들어가서 노즐 긴 방향에 일직선으로 늘어나는 돌출면 형상의 메니스커스를 형성할 수가 있다. 도포 처리중에도 도 19 및 도 20에 나타나는 바와 같이 메니스커스의 정상 라인(WL)은 수평으로 일직선으로 안정된다. 이것에 의해 레지스트 도포막(RM) 상에 줄무늬 모양의 도포 얼룩이 생길 가능성이 큰폭으로 저감 한다.

이상 매우 적합한 실시 형태에 대해서 설명했지만 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 여러 가지의 변형이 가능하다. 예를 들어 상기한 실시 형태에서는 잔압 조정의 압력 피드백·루프에 있어서의 기준 대기 압력(Ps)을 대기압에 동일한 값으로 설정했다. 그러나 대기중 즉 토출용의 개폐 밸브(162)를 열기 전의 기간중 레지스트 노즐(120)의 토출구 부근의 표면장력 등에 기인해 노즐내의 레지스트액의 압력이 대기압보다 높은 상태가 되는 경우는 기준 대기 압력(Ps)을 대기압보다 조금 높이 오프셋 한 값으로 설정해도 괜찮다. 혹은 예를 들어 도 21에 나타나는 바와 같이 레지스트 노즐(120) 또는 개폐 밸브(162)와 레지스트 노즐(120) 사이의 토출관(136))에 압력 센서(230)을 장착하고 이 압력 센서(230)로 측정하는 노즐(120)내 또는 노즐(120) 집합의 배관(136)내의 레지스트액의 압력을 기준 대기 압력(Ps)로 하는 것도 가능하다.

또 상기한 실시 형태에서는 도포중의 펌프 토출 압력이 피스톤(150b)의 전진구동 속도에 의해 속하도록 되어 있다. 다른 방식으로서 흡입·토출 동작에 있어서도 압력 피드백·루프를 움직여 펌프 토출 압력을 설정압력으로 모방하게 하는 것도 가능하다. 이 경우 도 9에 있어서 압력 설정부(192)는 흡입 또는 토출 동작용의 설정압력을 비교기(194)에게 주어 흡입·토출 제어 신호 생성부(190, 도 9)는 비교기(186)로부터의 속도 오차에 따라서 비교기(194)로부터의 압력 오차에 따라 펌프(150)에 대한 제어 신호를 생성해도 좋다.

상기 실시 형태에 있어서의 튜브 다이어프램형의 피스톤 펌프(150)의 구성도 일례이고 임의 형식·구성의 피스톤 펌프 혹은 왕복 구동형 펌프를 사용할 수가 있다. 또 흡입용의 개폐 밸브(158)를 체크밸브로 치환하는 것도 가능하다. 또 상기 실시 형태에서는 기판 또는 스테이지를 고정하여 노즐을 이동시키는 주사 방식이었 지만 노즐을 고정하여 기판 또는 스테이지를 이동시키는 주사 방식 등도 가능하다.

상기한 실시 형태는 LCD 제조의 도포 현상 처리 시스템에 있어서의 레지스트 도포 장치와 관련되는 것이었지만 본 발명은 피처리 기판상에 노즐을 이용해 처리액을 공급하는 임의의 처리 장치나 어플리케이션으로 적용 가능하다. 따라서 본 발명에 있어서의 처리액으로서는 레지스트액 이외로도 예를 들어 층간 절연 재료 ; 유전체 재료 ; 배선 재료 등의 도포액도 가능하고 현상액이나 린스액 등도 가능하다. 본 발명에 있어서의 피처리 기판은 LCD 기판에 한정하지 않고 다른 플랫 패널 디스플레이용 기판 반도체 웨이퍼 ; CD기판 ; 유리 기판 ; 포토마스크 ; 프린트 기판 등도 가능하다.

본 발명의 처리 장치; 처리액 공급 방법 또는 처리액 공급 프로그램에 의하면 상기와 같은 구성 및 작용을 가지는 것으로 노즐에서 처리액을 토출하는 압력(특히 토출 개시시의 압력)의 재현성을 개선하여 처리 품질을 향상시킬 수가 있다.

Claims

피처리 기판에 대해서 소정의 처리액을 토출하는 노즐과,

상기 처리액을 저장하는 저장부와,

상기 저장부에서 제 1의 배관을 개재하여 상기 처리액을 흡입하고 상기 처리액을 상기 노즐을 향해 제 2의 배관을 개재하여 압송하는 펌프와,

상기 제 1의 배관에 설치되는 제 1의 밸브와,

상기 제 2의 배관에 설치되는 제 2의 밸브와,

상기 펌프가 상기 저장부에서 상기 처리액을 흡입 끝마친 후에 상기 제 2의 밸브가 닫혀 있는 상태 아래에서 상기 펌프와 상기 제 2의 밸브 사이의 유로내에 머무는 상기 처리액의 압력을 미리 설정한 기준 대기 압력에 일치시키도록 압력 피드백 방식에서 상기 펌프를 제어하는 대기 압력 제어부를 가지는 것을 특징으로 하는 처리 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 펌프가,

상기 처리액을 수용하는 용적 가변의 펌프실과,

상기 펌프실의 용적을 바꾸기 위한 소정의 행로상에서 쌍방향으로 이동 가능한 왕복구동 부재와,

상기 대기 압력 제어부에서 주어지는 제어 신호에 따라 상기 왕복구동 부재 를 이동시키는 구동부를 가지는 것을 특징으로 하는 처리 장치.
청구항 2에 있어서,

상기 왕복 구동부재가 직선적인 행로상에서 쌍방향으로 직진 이동 가능한 피스톤을 갖고,

상기 구동부가 전기 모터와 이 전기 모터의 회전 구동력을 상기 피스톤의 직진 구동력으로 변환하는 전동 기구를 가지는 것을 특징으로 하는 처리 장치.
청구항 1 내지 3중 어느 한항에 있어서,

상기 대기 압력 제어부가,

상기 펌프와 상기 제 2의 밸브 사이에 상기 제 2의 배관내의 상기 처리액의 압력을 측정하는 제 1의 압력 측정부와,

상기 제 1의 압력 측정부에 의해 측정되는 상기 처리액의 압력을 상기 기준 대기 압력과 비교하여 비교 오차를 요구하는 제 1의 비교부와,

상기 구동부에 전하는 제어 신호를 상기 비교 오차에 근거하여 생성하는 제 1의 제어 신호 생성부를 가지는 것을 특징으로 하는 처리 장치.
청구항 4에 있어서,

상기 대기 압력 제어부가 상기 제 1의 비교부에서 구해지는 비교 오차를 소정의 한계치와 비교하고 상기 비교 오차가 상기 한계치보다 작아진 시점에서 상기 펌프에 대한 피드백 제어를 정지하는 것을 특징으로 하는 처리 장치.
청구항 4에 있어서,

상기 제 1의 압력 측정부가 상기 처리액의 압력을 대기압에 대한 상대적인 압력으로서 측정하는 것을 특징으로 하는 처리 장치.
청구항 3에 있어서,

상기 기준 대기 압력이 대기압에 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 처리 장치.
청구항 3에 있어서,

상기 기준 대기 압력이 상기 제 2의 밸브와 상기 노즐의 토출구 사이의 유로내에 머무는 상기 처리액의 압력에 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 처리 장치.
청구항 8에 있어서,

상기 대기 압력 제어부가 상기 노즐내 또는 상기 제 2의 밸브와 상기 노즐 사이의 상기 제 2의 배관내의 상기 처리액의 압력을 상기 기준 대기 압력으로서 측정하는 제 2 압력 측정부를 가지는 것을 특징으로 하는 처리 장치.
청구항 3에 있어서,

상기 기판상에 상기 처리액을 도포하기 위해서 상기 제 2의 밸브를 닫힌 상태로부터 열린 상태로 전환하여 상기 펌프를 소정의 스트로크만 전진구동 시키는 것을 특징으로 하는 처리 장치.
청구항 10에 있어서,

상기 펌프보다 상기 처리액을 상기 노즐을 향해 압송할 때에 상기 펌프의 압력이 미리 설정한 기준 토출 압력에 모방하도록 압력 피드백 방식에서 상기 펌프를 제어하는 토출 압력 제어부를 가지는 것을 특징으로 하는 처리 장치.
청구항 11에 있어서,

상기 토출 압력 제어부가,

상기 제 1의 압력 측정부에 의해 측정되는 상기 처리액의 압력을 상기 기준 토출 압력과 비교해 비교 오차를 요구하는 제 2의 비교부와,

상기 펌프에 전하는 제어 신호를 상기 비교 오차에 근거하여 생성하는 제 2의 제어 신호 생성부를 가지는 것을 특징으로 하는 처리 장치.
청구항 3에 있어서,

상기 기판상에 상기 처리액을 도포한 후에 상기 펌프에 상기 처리액을 재충전하기 위해서 상기 제 2의 밸브를 열린 상태로부터 닫힌 상태로 전환하는 것과 동 시에 상기 제 1의 밸브를 닫힌 상태로부터 열린 상태로 전환해 상기 펌프를 상기 소정 스트로크만 후진구동 시키는 것을 특징으로 하는 처리 장치.
청구항 3에 있어서,

상기 기판상에 상기 처리액을 도포할 때에 상기 펌프의 전진구동 운동과 연동하여 상기 노즐을 상기 기판에 대해서 소정의 방향으로 상대적으로 이동시키는 주사부를 가지는 것을 특징으로 하는 처리 장치.
청구항 14에 있어서,

상기 주사부가 상기 처리액의 토출을 개시하고 나서 소정 시간 늦게 상기 노즐의 상대 이동을 개시하고 상기 펌프의 압력이 상승하여 안정값에 도달하는 타이밍에 맞추어 상기 노즐의 상대 이동 속도를 설정 속도까지 상승하는 것을 특징으로 하는 처리 장치.
저장부에 저장되고 있는 처리액을 제 1의 밸브가 설치되고 있는 제 1의 배관을 개재하여 펌프에 충전하고 상기 펌프로부터 제 2의 밸브가 설치되고 있는 제 2의 배관을 개재하여 상기 처리액을 노즐에 압송하고 상기 노즐에서 상기 처리액을 토출하는 피처리 기판에 공급하는 처리액 공급 방법으로서,

상기 제 1의 밸브를 열린 상태로 하는 것과 동시에 상기 제 2의 밸브를 닫힌 상태로 하여 상기 펌프에 소정 스트로크의 흡입 동작을 실시시키고 상기 저장부에 서 상기 처리액을 상기 스트로크에 따른 액양만 상기 펌프에 충전하는 제 1의 스텝과,

상기 제 2의 밸브를 닫힌 상태로 유지한 채로 상기 제 1의 밸브를 열린 상태로부터 닫힌 상태로 전환하여 상기 펌프와 상기 제 2의 밸브 사이의 유로내에 머무는 상기 처리액의 압력을 원하는 기준 대기 압력에 일치시키도록 압력 피드백 방식에서 상기 펌프를 제어하는 제 2의 스텝과,

상기 제 1의 밸브를 닫힌 상태로 유지한 채로 상기 제 2의 밸브를 닫힌 상태로부터 열린 상태로 전환하여 상기 펌프에 소정 스트로크의 토출 동작을 실시시키고 상기 노즐에서 상기 기판을 향해 상기 처리액을 상기 스트로크에 따른 액양만 토출하는 제 3의 스텝을 가지는 것을 특징으로 하는 처리액 공급방법.
저장부에 저장되고 있는 처리액을 제 1의 밸브가 설치되고 있는 제 1의 배관을 개재하여 펌프에 충전하고 상기 펌프로부터 제 2의 밸브가 설치되고 있는 제 2의 배관을 개재하여 상기 처리액을 노즐에 압송하고 상기 노즐에서 상기 처리액을 토출하는 피처리 기판에 공급하는 처리액 공급 프로그램으로서,

상기 제 1의 밸브를 열린 상태로 하는 것과 동시에 상기 제 2의 밸브를 닫힌 상태로 하여 상기 펌프에 소정 스트로크의 흡입 동작을 실시시키고 상기 저장부에서 상기 처리액을 상기 스트로크에 따른 액양만 상기 펌프에 충전하는 제 1의 스텝과,

상기 제 2의 밸브를 닫힌 상태로 유지한 채로 상기 제 1의 밸브를 열린 상태 로부터 닫힌 상태로 전환하여 상기 펌프와 상기 제 2의 밸브 사이의 유로내에 머무는 상기 처리액의 압력을 원하는 기준 대기 압력에 일치시키도록 압력 피드백 방식에서 상기 펌프를 제어하는 제 2의 스텝과,

상기 제 1의 밸브를 닫힌 상태로 유지한 채로 상기 제 2의 밸브를 닫힌 상태로부터 열린 상태로 전환하여 상기 펌프에 소정 스트로크의 토출 동작을 실시시키고 상기 노즐에서 상기 기판을 향해 상기 처리액을 상기 스트로크에 따른 액양만 토출하는 제 3의 스텝을 실행하는 것을 특징으로 하는 처리액 공급 프로그램.