KR20060107377A - 도포 방법, 도포 장치 및 포토 마스크 블랭크의 제조 방법 - Google Patents

도포 방법, 도포 장치 및 포토 마스크 블랭크의 제조 방법 Download PDF

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KR20060107377A
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Abstract

본 발명은 기판에 형성되는 도포 막의 막 두께를 신속하고 또한 용이하게 균일화할 수 있는 도포 방법을 제공하는 것이다.
도포 시스템(30)의 노즐(82)의 선단 개구부에 도달한 도포 액을 기판(28)의 피 도포 면(28A)에 접액시키고 기판과 노즐을 상대적으로 주사시킴으로써, 피 도포 면에 도포 액을 도포하여 도포 막을 형성하는 도포 장치(10)를 이용한 도포 방법에 있어서, 상기 기판과 상기 노즐의 상대적인 주사 속도를, 상기 기판의 상기 피 도포 면에서의 상기 기판과 상기 노즐의 상대적인 주사 방향을 따른 각 도포 영역마다, 기판과 노즐을 상대적으로 주사시킬 때의 주사 속도와 도포된 막 두께와의 상관 관계와, 앞서 형성된 도포 막의 주사 방향을 따른 각 도포 영역마다의 막 두께 데이터에 기초하여, 상기 각 도포 영역마다 형성되는 도포 막의 막 두께가 원하는 범위가 되도록 변경하여 보정하고, 상기 보정한 주사 속도를 이용하여 상기 도포 액을 도포하는 것이다.
도포, 레지스트, 포토 마스크 블랭크

Description

도포 방법, 도포 장치 및 포토 마스크 블랭크의 제조 방법{A method for coating, an apparatus for coating and a method for manufacturing a photo mask blank}
도 1은 본 발명에 따른 도포 장치에 있어서의 제1 실시예를 나타낸 개략적 측면도.
도 2는 도 1의 도포 시스템을 나타낸 정면도.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따른 단면도.
도 4는 도 3의 액조 및 노즐을 확대해서 나타낸 단면도.
도 5는 기판에서의 피 도포 면의 도포 영역과, 기판에 형성된 도포 막의 막 두께 측정 위치(측정점)를 나타내고, (A)가 기판의 평면도, (B)가 기판의 측면도.
도 6은 기판과 노즐의 상대적인 주사 속도와, 기판에 형성되는 도포 막의 막 두께와의 상관 관계를 나타내는 그래프.
도 7은 도 1의 제어 장치가 실시하는 이동 테이블에 의한 기판의 주사 속도설정 순서를 나타낸 흐름도.
도 8은 본 발명에 따른 도포 장치에 있어서의 제2 실시예에 있어서, 제어 장치가 실시하는 이동 테이블에 의한 기판의 주사 속도 설정 순서를 나타낸 흐름도.
(도면의 주요 부분에 대한 참조 부호의 설명)
10 도포 장치
11 제어 장치(제어 수단)
13 메모리(기억 수단)
16 이동 프레임(주사 수단)
28 기판
28A 피 도포 면
30 도포 시스템
33 승강 기구부(접리 수단)
66 액조
82 노즐
83 선단 개구부
101 도포 막
102 막 두께 측정 장치(측정 수단)
103 측정점
112 막 두께 측정 장치
M 기판의 주사 방향
D 막 두께 측정 데이터
Dave 막 두께 평균 데이터
S 보정 속도
본 발명은 기판의 피 도포 면에 모관 현상을 이용하여 도포 액을 도포하는 도포 장치에 관한 것이다.
종래, 포토 레지스트 등의 도포 액을 실리콘 웨이퍼 등의 기판에 도포하는 도포 장치(코터,coater)로서, 기판의 중앙에 도포 액을 적하(滴下)하고, 이어서 기판을 고속 회전시킴으로써 원심력의 작용에 의해 도포 액을 확산시켜 기판 표면에 도포 막을 형성하는 스핀 코터가 사용되어 왔다.
그런데 상기 스핀 코터는, 기판의 엣지부에 레지스트의 프린지(fringe)라고 불리는 불거짐이 발생해 버리는 경우가 있다. 특히 액정 표시 장치나 액정 표시 장치 제조용의 포토 마스크에 있어서는, 대형 기판(예를 들면 한 변이 300mm이상인 기판)에 레지스트를 도포할 필요가 있어, 프린지의 발생이 현저하였다.
그래서 근래에는 패턴의 고 정밀도화나, 기판 사이즈의 대형화에 수반하여 대형 기판에 균일한 레지스트 막을 도포하는 기술의 개발이 요구되고 있었다.
그래서 대형 기판에 균일한 레지스트 막을 도포하는 기술로서, CAP 코터(도포 장치)의 기술이 제공되고 있다(예를 들면, 특개 2001-62370호 공보).
이 CAP 코터는 도포 액이 저장된 액조(液槽)에 모관 형상 틈새를 갖는 노즐을 빠뜨려 두고, 피 도포 면이 하방을 향한 자세로 유지되어 있는 기판의 해당 피 도포 면 근방까지 노즐을 상승시키고, 이 노즐의 모관 형상 틈새로부터 모관 현상 을 이용해서 도포 액을 상승시키고, 노즐의 선단 개구부에 도달한 도포 액을 상기 피 도포 면에 접액하고, 이어서 노즐을 피 도포 면에 걸쳐 상대적으로 주사함으로써 해당 피 도포 면에 도포 액을 도포하여 도포 막을 형성하는 것이다.
그러나 상기 특개 2001-62370호 공보에 기재된 CAP 코터에서는, 기판의 피 도포 면에 형성되는 도포 막에, 기판과 노즐의 상대적인 주사 방향을 따라 막 두께의 불균일이 발생하는 경우가 있다. 이 막 두께 불균일을 해소시키기 위해서는, 통상 노즐 승강 기구 등의 장치 구조의 설치 상태를 조사하여 그 설치를 조정하여야 한다. 장치가 중량물인 것을 고려하면, 상기 장치 구조의 설치의 조정은 엄청난 노동력과 시간을 필요로 하는 작업이 된다.
본 발명의 목적은 상술한 문제점을 고려하여 행해진 것으로서, 기판에 형성되는 도포 막의 막 두께를 신속하고 또한 용이하게 균일화할 수 있는 도포 방법 및 도포 장치를 제공 하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 제 1항에 기재된 본 발명에 따른 도포 방법은, 노즐을 통과하여 선단 개구부에 도달한 도포 액을 기판의 피 도포 면에 접액(接液)시키고, 상기 기판과 상기 노즐을 상대적으로 주사시킴으로써 상기 피 도포 면에 도포 액을 도포하여 도포 막을 형성하는 도포 방법에 있어서, 상기 기판과 상기 노즐의 상대적인 주사 속도를, 상기 기판의 상기 피 도포 면에서의 상기 기판과 상기 노즐의 상대적인 주사 방향을 따른 각 도포 영역마다 적절히 변경하여 보정하고, 이 보정한 주사 속도를 이용하여 상기 도포 액을 도포한다.
제 2항에 기재된 본 발명에 따른 도포 방법은 제 1항에 기재된 발명에 있어서, 상기 보정한 주사 속도는, 기판과 노즐을 상대적으로 주사시킬 때의 주사 속도와 도포된 막 두께와의 상관 관계와, 먼저 형성된 도포 막의 주사 방향을 따른 각 도포 영역마다의 막 두께 데이터에 기초하여, 상기 각 도포 영역마다 형성되는 도포 막의 막 두께가 원하는 범위가 되도록 상기 각 도포 영역마다 설정한다.
제 3항에 기재된 본 발명에 따른 도포 방법은 제 2항에 기재된 발명에 있어서, 상기 막 두께 데이터는, 다른 기판에 대하여 먼저 형성된 도포 막의 막 두께 데이터이다.
제 4항에 기재된 본 발명에 따른 도포 방법은 제 2항에 기재된 발명에 있어서, 상기 막 두께 데이터는, 기판의 피 도포 면에 도포 액을 도포하고 있는 과정에서 도포 직후의 도포 영역에서 측정한 도포 막의 막 두께 데인접로서, 상기 보정한 주사 속도를 상기 막 두께 데이터를 측정한 상기 도포 영역에 인접하는 다음 도포 영역의 도포에 적용한다.
제 5항에 기재된 본 발명에 따른 도포 방법은, 기판상에 차광막과 레지스트 막을 가지는 포토 마스크 블랭크의 제조 방법에 있어서, 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 기재된 도포 방법에 의해 레지스트를 도포한다.
제 6항에 기재된 본 발명에 따른 도포 방법은, 선단 개구부에 연통하는 틈새를 구비하고, 도포 액을 상기 틈새를 거쳐 상기 선단 개구부로 유도하는 노즐과, 이 노즐의 상기 선단 개구부를 기판의 피 도포 면에 대하여 접근 또는 분리시켜서, 상기 선단 개구부에 도달한 도포 액을 상기 피 도포 면에 접액 가능하게 하는 접리(接離) 수단과, 상기 노즐과 상기 기판을 상기 피 도포 면에 평행한 주사 방향으로 상대적으로 주사시켜서, 상기 피 도포 면에 접액한 상기 선단 개구부 내의 도포 액를 해당 피 도포 면에 도포하여 도포 막을 형성 가능하게 하는 주사 수단과, 상기 기판과 상기 노즐의 상대적인 주사 속도를, 상기 기판의 상기 피 도포 면에서의 상기 기판과 상기 노즐의 상대적인 주사 방향을 따른 각 도포 영역마다 적절하게 변경하여 보정하고, 이 보정한 주사 속도를 이용하여 각 도포 영역에 도포를 실시시키는 제어 수단을 가진다.
제 7항에 기재된 본 발명에 따른 도포 방법은, 선단 개구부에 연통하는 틈새를 구비하고, 도포 액을 상기 틈새를 거쳐 상기 선단 개구부로 유도하는 노즐과, 이 노즐의 상기 선단 개구부를 기판의 피 도포 면에 대하여 접근 또는 분리시켜서, 상기 선단 개구부에 도달한 도포 액을 상기 피 도포 면에 접액 가능하게 하는 접리 수단과, 상기 노즐과 상기 기판을 상기 피 도포 면에 평행한 주사 방향으로 상대적으로 주사시켜서, 상기 피 도포 면에 접액한 상기 선단 개구부 내의 도포 액을 해당 피 도포 면에 도포하여 도포 막을 형성 가능하게 하는 주사 수단과, 상기 기판과 상기 노즐을 상대적으로 주사시킬 때의 주사 속도와 도포된 막 두께와의 상관 관계를 미리 기억하는 기억 수단과, 먼저 형성된 상기 도포 막의, 주사 방향을 따른 각 도포 영역마다의 막 두께를 측정하는 측정 수단과, 상기 기억 수단에 기억된 상기 상관 관계 및 상기 측정 수단으로 측정된 상기 각 도포 영역마다의 막 두께 데이터에 기초하여 상기 각 도포 영역마다 형성되는 상기 도포 막의 막 두께가 원 하는 범위가 되도록 상기 주사 속도를 상기 도포 영역마다 보정하고, 이 보정한 주사 속도를 이용하여 각 도포 영역에 도포를 실시시키는 제어 수단을 가진다.
제 8항에 기재된 본 발명에 따른 도포 방법은 제 7항에 기재된 발명에 있어서, 상기 막 두께 데이터는, 다른 기판에 대하여 먼저 형성된 도포 막의 막 두께 데이터이다.
제 9항에 기재된 본 발명에 따른 도포 방법은 제 7항에 기재된 발명에 있어서, 상기 막 두께 데이터는, 기판의 피 도포 면에 도포 액을 도포하고 있는 과정에서 도포 직후의 도포 영역에서 측정한 도포 막의 막 두께 데이터로서, 상기 제어 수단은, 보정한 주사 속도를 상기 막 두께 데이터를 측정한 상기 도포 영역에 인접하는 다음 도포 영역의 도포에 적용하여 도포를 실시한다.
제 10항에 기재된 본 발명에 따른 도포 방법은 제 6항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서, 상기 기판이 포토 마스크 블랭크이고, 도포 액이 레지스트이다.
제 11항에 기재된 본 발명에 따른 도포 방법은, 기판상에 차광막과 레지스트 막을 가지는 포토 마스크 블랭크의 제조 방법에 있어서, 제 6항 내지 제 9항의 도포 장치를 이용하여 도포를 실시한다.
이하 본 발명을 실시하기 위한 바람직한 실시예를 도면에 기초하여 설명한다.
[A] 제1 실시예(도 1∼도 7)
도 1은 본 발명에 따른 도포 장치에서의 제1 실시예를 나타낸 개략 측면도이 다. 도 2는 도 1의 도포 시스템을 나타낸 정면도이다. 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따른 단면도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 도포 장치(10)는 베이스 프레임(12)과, 이 베이스 프레임(12)에 설치된 도포 시스템(30)과, 베이스 프레임(12) 상에 수평 이동 가능하게 지지되는 이동 프레임(16)과, 이 이동 프레임(16)에 설치되어 기판(28)을 흡착하는 흡착 테이블(24(suction table);이하, 간단히 테이블이라고 함)과, 기판(28)을 착탈 가능하게 유지하는 유지 시스템(26)과, 도포 장치(10)의 동작을 제어하는 제어 수단으로서의 제어 장치(11)를 가지고 구성된다.
상기 기판(28)은 투명 기판에 차광 막 등이 형성된 포토 마스크 블랭크이다. 이 기판(28)에 도포되는 도포 액은 레지스트이고, 기판(28) 상에 차광막 패턴 등을 형성하고, 이 기판(28)을 포토 마스크로 하기 위한 레지스트 막을 형성하는 것이다.
상기 이동 프레임(16)은 테이블(24)을 사이에 두고 기판(28)을 흡착 유지하고, 이 기판(28)을 도포 시스템(30)에 대하여 수평 방향으로 이동(주사)시키는 기구로서, 주사 수단으로서 기능한다. 이 이동 프레임(16)은, 대향하는 한 쌍의 측판(미도시)과, 이들 측판을 연결하는 천판(天板;미도시)이 일체적으로 연결되어서 구성되어 있고, 베이스 프레임(12)에 설치된 선형 웨이(14;linear way)에 이동 가능하게 지지된다. 이동 프레임(16)의 일방의 측판에는 이동 부(22)가 부착되고, 이 이동 부(22)의 너트부(미도시)가 베이스 프레임(12)에 배치된 볼 스크류(18)와 나사 결합한다. 또한 이동 프레임(16)의 천판의 거의 중앙부에 복수의 흡착 홀이 설 치된 상기 테이블(24)이 부착되어 있다.
상기 볼 스크류(18)는, 베이스 프레임(12)에 설치된 모터(20)에 의해 회전 구동된다. 이 모터(20)의 회전에 의해, 볼 스크류(18) 및 이동 부(22)를 통해 이동 프레임(16)은 선형 웨이(14)를 따라 베이스 프레임(12) 상을 수평 방향으로 이동하여, 테이블(24)에 흡착 유지된 기판(28)을 도 1에 나타낸 흡착 위치, 도포 위치, 도포 종료 위치의 사이에서 이동(주사)시킨다. 후술하는 바와 같이, 기판(28)의 피 도포 면(28A)이 수평 상태로 테이블(24)에 흡착되므로, 이동 프레임(16)은 테이블(24)에 흡착된 기판(28)의 피 도포 면(28A)에 평행한 주사 방향을 따라 해당 기판(28)을 주사시킨다. 또한 이동 프레임(16)은 기판(28)을 도포 위치부터 도포 종료 위치까지 주사시키는 사이에, 후술하는 바와 같이 기판(28)의 피 도포 면(28A)에 접액한 노즐(82)의 선단 개구부(83) 내의 도포 액을 해당 피 도포 면(28A)에 도포하여 도포 막(101)을 형성 가능하게 한다.
상기 유지 시스템(26)은, 도포 장치(10) 밖으로부터 반입된 기판(28)을, 우선 거의 수직으로 경사진 상태로 유지하고, 다음으로 이 기판(28)을 수평 상태로 하여 이동 프레임(16)의 테이블(24)에 넘기고, 또한 도포 장치(10)의 도포 시스템(30)에 의해 도포 액이 도포된 기판(28)을 상술한 바와 반대의 조작에 의해 도포 장치(10) 밖으로 반출시키기 위한 기구이다. 이 유지 시스템(26)은 기판(28)의 피 도포 면(28A)이 하방, 즉 도포 시스템(30) 측으로 향해진 상태로 해당 기판(28)을 유지함과 함께, 이 기판(28)을 피 도포 면(28A)이 도포 시스템(30) 측으로 향해진 수평 상태로 테이블(24)의 흡착 면(27)에 흡착시킨다.
상기 도포 시스템(30)은, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이 베이스 프레임(12)의 좌우 방향으로 배치된 베이스 플레이트(32)를 기초로 구성되어 있다. 베이스 플레이트(32)의 상면에는, 좌우 한 쌍의 이동 코터(34, 36)가 설치되어 있다. 이 중, 우측에 위치하는 이동 코터(36)는 베이스 플레이트(32)의 상면에 좌우 방향으로 배치된 선형 웨이(38)을 따라 이동 가능하다. 또한 이동 코터(36)의 상면은 경사면(40;斜面)이 되어 있어, 좌측이 우측보다도 낮아져 있다. 그리고 이 경사면(40) 상에도 선형 웨이(42)가 설치되어 있다. 이동 코터(34)도 마찬가지로 베이스 플레이트(32)에 대하여 선형 웨이(44)를 이용하여 좌우 방향으로 이동 가능하게 되어 있고, 또한 경사면(46) 상에 선형 웨이(48)가 설치되어 있다.
좌우 한 쌍의 이동 코터(34, 36)에는 연결 샤프트(50)가 설치되고, 이 연결 샤프트(50)의 우단 부에는 서보 모터(52)이 배치되어 있다. 연결 샤프트(50)의 이동 코터(34, 36)에 대응하는 위치에 수 나사부(미도시)가 설치되고, 이동 코터(34, 36) 내부에는 암 나사부(미도시)가 설치되어 있다. 이 서보 모터(52)를 회전시킴으로써 연결 샤프트(50)가 회전하고, 이동 코터(34, 36)가 선형 웨이(38, 44)를 따라 좌우 방향으로 이동한다.
한 쌍의 이동 코터(34, 36)의 상방에는 지지 플레이트(54)가 설치되어 있다.이 지지 플레이트(54)는 좌우 방향을 따라 연장하는 지지판(56)과, 이 지지판(56)의 하단으로부터 전후 방향으로 연장한 기저부(58;基部)로 이루어진다.
이 기저부(58)의 하면에는 좌우 한 쌍의 지지 레그(60, 62)가 설치되어 있다.지지 레그(60, 62)의 하면은 경사면이 되어 있고, 상기 이동 코터(34, 36)의 경 사면 상에 형성된 선형 웨이(42, 48)를 따라 이동 가능하게 되어 있다. 또한 베이스 플레이트(32)로부터 지지 플레이트(54)의 기저부(58)의 중앙부에 상하 이동용의 가이드 샤프트(64)가 돌출되어 있다. 지지 플레이트(54)는 이 가이드 샤프트(64)를 따라 상하 운동 가능하고, 또한 좌우 방향의 이동이 규제된다. 지지 플레이트(54)의 상단부에는 도포 액을 저장하기 위한 액조(66;후술)가 설치되어 있다.
지지 플레이트(54)의 지지판(56)에는 좌우 한 쌍의 선형 웨이(68)를 사이에 두고 좌우 이동 플레이트(70)가 설치되어 있다. 이 선형 웨이(68)는 좌우 방향으로 배치되어 있다. 좌우 이동 플레이트(70)는 에어 실린더(71)에 의해 선형 웨이(68)를 따라 좌우 방향으로 이동 가능하게 되어 있다.
좌우 이동 플레이트(70)의 전면(前面)에는 선형 웨이(72)를 사이에 두고 상하 이동 플레이트(74)가 설치된다. 이 선형 웨이(72)는 비스듬한 방향으로 배치되어 있다. 또한 상하 이동 플레이트(74)는 지지 플레이트(54)의 기저부(58)로부터 돌출한 좌우 한 쌍의 가이드 샤프트(76)를 따라 상하 방향 이동 가능하게 되어 있고, 또한 좌우 방향의 이동이 규제되어 있다.
상하 이동 플레이트(74)의 좌단부 근방, 중앙부 근방, 우단부 근방으로부터 각각 노즐 지지 샤프트(78, 79, 80)가 돌출하고, 이들 노즐 지지 샤프트(78, 79, 80)에 노즐(82;후술)이 지지된다.
상술한 이동 코터(34) 및 (36), 연결 샤프트(50), 서보 모터(52), 지지 레그(60) 및 (62), 지지 플레이트(54), 좌우 이동 플레이트(70), 선형 웨이(72), 상하 이동 플레이트(74) 및 노즐 지지 샤프트(78, 79) 및 (80)을 가지고 접리 수단으로 서의 승강 기구부(33)가 구성된다. 이 승강 기구부(33)에 의해 액조(66) 및 노즐(82)이 기판(28)에 대하여 승강되고, 노즐(82)의 후술하는 선단 개구부(83)이 기판(28)의 피 도포 면(28A)에 대하여 접근 또는 분리된다. 노즐(82)의 선단 개구부(83)가 기판(28)의 피 도포 면(28A)에 접근했을 때에, 후술하는 바와 같이 노즐(82)의 선단 개구부(83) 내에 도달한 도포 액이 기판(28)의 피 도포 면(28A)에 접액 가능하게 된다.
상기 지지 플레이트(54)의 지지판(56)의 상부에 지지된 상기 액조(66)는 좌우 방향으로 연장하고 있고, 도 4에 나타낸 바와 같이 측면 형상은 사다리꼴이 되어 있다. 액조(66)의 상단부 중앙부(경사면의 정상부)에는 좌우 방향으로 연장하는 슬릿(84)이 형성되어 있다. 이 슬릿(84)은 액조(66)의 바깥 쪽에 설치된 뚜껑(미도시)에 의해 폐쇄 가능하게 되어 있다.
이 액조(66)에 노즐(82)이 내장되어 있다. 이 노즐(82)은 좌우 방향으로 연장하는 모관 형상 틈새(88)를 사이에 두고 전후 한 쌍의 전방(前) 노즐 부재(90)와 전방(後) 노즐 부재(92)로 구성된다. 이들 전방 노즐 부재(90)와 전방 노즐 부재(92)는 전후 대칭으로, 상방쪽이 부리와 같이 뾰족한 단면 형상이 되고 있고, 그 사이에 모관 형상 틈새(88)가 설치된다. 이 모관 형상 틈새(88)의 상단 부분은 좌우 방향을 따라 개구하고, 하단 부분도 좌우 방향을 따라 개구하고 있다. 상기 모관 형상 틈새(88)의 상단 부분을 선단 개구부(83)라고 한다. 액조(66) 내의 도포 액은 노즐(82)의 모관 형상 틈새(88)를 거쳐 선단 개구부(83)로 유도된다.
노즐(82)의 좌단부, 중앙부 근방, 우단부에는 상기 노즐 지지 샤프트(78, 79, 80)가 거치대(93)를 사이에 두고 부착되어 있다. 이러한 노즐 지지 샤프트(78, 79, 80)는 액조(66)의 바닥면에 개구한 홀(94, 95, 96) 내를 슬라이드 운동하는 것이다. 노즐(82) 또는 거치대(93)의 바닥면으로부터 액조(66)의 바닥면에 걸쳐, 주름 호스 형상의 폐쇄 부재(98, 99, 100)가 설치되어 있다. 이에 따라 지지 샤프트(78, 79, 80)가 승강해도 주름 호스 형상의 폐쇄 부재(98, 99, 100)가 상하 방향으로 신축하여, 홀(94, 95, 96)로부터 도포 액이 새어나가지 않도록 되어 있다.
상기 제어 장치(11)는, 도 1에 나타낸 바와 같이 도포 시스템(30), 유지 시스템(26), 이동 테이블(16)용의 모터(20), 및 테이블(24)에 접속되고, 이들 (30, 26, 20, 24)로 제어 신호를 출력한다.
즉 제어 장치(21)는 유지 시스템(26)으로 제어 신호를 출력함으로써, 이 유지 시스템(26)이 기판(28)을 도포 장치(10) 밖으로부터 받아서 테이블(24)로 넘기거나, 또는 도포 막(101;도 4)이 형성된 기판(28)을 테이블(24)로부터 받아서 도포 장치(10)로 넘긴다. 또한 테이블(24)은 제어 장치(11)로부터의 제어 신호에 의해 유지 시스템(26)으로부터 받은 기판(28)을 흡착하여 유지한다. 또한 모터(20)는 테이블(24)에 기판(28)이 흡착된 후에, 제어 장치(11)로부터의 제어 신호에 의해 이동 테이블(16)을 흡착 위치부터 도포 개시 위치로 이동(주사)시키고, 이 이동 테이블(16)을 다음에 상세히 설명하는 주사 속도로, 기판(28)에 도포 액을 도포시키기 위하여 도포 종료 위치까지 이동(주사)시키고, 그 후에 이 이동 테이블(16)을 도포 종료 위치와 흡착 위치와의 사이에서 왕복 이동시킨다.
상기 도포 시스템(30)은, 도 2에 나타낸 바와 같이 서보 모터(52) 및 에어 실린더(71)가 제어 장치(11)에 접속되어 있다. 제어 장치(11)로부터의 제어 신호에 의해 서보 모터(52)가 동작하여 액조(66) 및 노즐(82)을 승강시키고, 또한 제어 장치(11)로부터의 제어 신호에 의해 에어 실린더(71)가 동작하여 액조(66)에 대하여 노즐(82)을 승강시킨다. 유지 시스템(26), 테이블(24), 모터(20) 및 도포 시스템(30)(서보 모터(52) 및 에어 실린더(71))이 상술한 바와 같이 제어 장치(11)에 의해 제어됨으로써 실시되는 도포 동작의 개략을 다음에 나타낸다.
기판(28)에 도포 액을 도포하는 경우에는, 제어 장치(11)는 우선, 도 1에 나타낸 이동 프레임(16)을 제어하여 테이블(24)을 도포 종료 위치에 위치시킨다. 이 상태에서 유지 시스템(26)에 기판(28)이 세트된다. 다음으로 제어 장치(11)는 이동 프레임(16)을 제어하여 테이블(24)을 흡착 위치에 위치시키고, 유지 시스템(26)에 의해 피 도포 면(28A)이 하방을 향하도록 기판(28)을 테이블(24)의 흡착 면(27)에 흡착시킨다. 그 후 제어 장치(11)는 이동 프레임(16)을 제어하여 테이블(24)에 흡착된 기판(28)을 도포 개시 위치까지 이동시킨다.
베이스 프레임(12)의 도포 위치에 설치된 도포 시스템(30)에서는, 액조(66)에 도포 액이 원하는 높이까지 채워지고, 이 액조(66) 내에서 노즐(82)이 도포 액 중에 가라앉은 상태로 되어 있다. 제어 장치(11)는 도포 개시 위치에 기판(28)이 위치된 단계에서 액조(66)를 노즐(82)과 함께 기판(28)의 하방 위치까지 상승시킨다.
이 액조(66) 및 노즐(82)을 상승시키는 방법은, 도 2에 나타낸 바와 같이 서보 모터(52)를 회전시켜서 좌우 한 쌍의 이동 코터(34, 36)를 이동시킨다. 그러면 좌우 방향으로 이동이 규제된 지지 플레이트(54)가 이동 코터(34, 36)의 경사면(40, 46)에 설치된 선형 웨이(42, 48)를 따라 상방으로만 이동한다. 지지 플레이트(54)가 상방으로 이동하면 액조(66)와 노즐(82)이 동시에 상방으로 이동한다. 액조(66)가 기판(28)의 하방까지 상승했을 때, 제어 장치(11)는 그 상승을 일단 정지시킨다.
다음으로 제어 장치(11)는 상술한 바와 같이 하여 상승한 액조(66)로부터 노즐(82) 만을 돌출시킨다. 이를 위해 제어 장치(11)는 좌우 이동 플레이트(70)를 에어 실린더(71)에 의해 좌우 방향으로 이동시킨다. 이 경우, 상하 이동 플레이트(74)는 가이드 샤프트(76)에 의해 좌우 방향으로의 이동이 규제되어 있기 때문에, 좌우 이동 플레이트(70)가 좌우 방향으로 이동하면 선형 웨이(72)가 비스듬히 설치되어 있으므로 상하 이동 플레이트(74)는 상방으로만 이동한다. 상하 이동 플레이트(74)가 상방으로 이동하면 노즐 지지 샤프트(78, 79, 80)도 동시에 상방으로 이동하여 노즐(82)이 상승한다. 노즐(82)이 액조(66)의 도포 액으로부터 상승할 때에, 그 모관 형상 틈새(88)의 사이에 도포 액이 채워져 있기 때문에, 노즐(82)은 모관 형상 틈새(88)에 도포 액이 선단(선단 개구부(83))까지 채워진 상태에서 상승한다. 그리고 제어 장치(11)는, 그 노즐(82)의 상승을 정지시킨다.
제어 장치(11)는 상술한 바와 같이 노즐(82)이 돌출한 상태에서 액조(66)를 다시 상승시켜 노즐(82)의 선단 개구부(83)를 기판(28)의 피 도포 면(28A)에 접근시키고, 노즐(82)의 모관 형상 틈새(88) 내에 채워진 도포 액을 노즐(82)의 선단 개구부(83)로부터 기판(28)의 피 도포 면(28A)에 접액시킨다. 다음으로 제어 장치 (11)는 상술한 바와 같이 접액한 상태에서, 노즐(82)과 함께 액조(66)를 도포 높이의 위치까지 하강시킨다. 이때 노즐(82)의 선단의 위치와 기판(28)의 피 도포 면(28A)과의 거리가 도포 두께가 된다.
상술한 바와 같이 노즐(82)을 도포 높이의 위치까지 하강시킨 후, 제어 장치(11)는 기판(28)을 이동 프레임(16)에 의해 원하는 주사 속도(이후에 상세히 설명)로 도포 종료 위치까지 도포 시스템(30)에 대하여 상대 이동시킨다. 그러면 도포 액은 모관 현상의 작용으로 노즐(82)의 모관 형상 틈새(88) 내를 유동하고, 이 모관 형상 틈새(82)의 선단 개구부(83)를 거쳐 기판(28)의 피 도포 면(28A)에 있어서 좌우 방향(즉, 노즐(82)에 평행한 방향)으로 접액된 상태에서, 기판(28)이 전후 방향으로 이동함으로써 상기 피 도포 면(28A)에 평면 상태로 도포된다. 즉 도포 액이 기판(28)의 피 도포 면(28A)에 원하는 도포 두께로 평면 상태로 도포되어 도포 막(101;도 4)이 형성된다. 또한 이 기판(28)의 이동 중에 기판(28)의 전후 방향(즉 기판(28)의 주사 방향(M))의 자세, 및 좌우 방향의 자세는 어느 쪽도 수평으로 유지된다.
제어 장치(11)는 기판(28)을 도포 종료 위치에서 일단 정지시키고 노즐(82) 및 액조(66)를 각각 도포 높이의 위치로부터 하강시켜, 노즐(82)의 선단 개구부(83)를 기판(28)으로부터 분리한다. 노즐(82)이 기판(28)의 피 도포 면(28A)으로부터 멀어진 후, 제어 장치(11)는 도 1에 나타낸 바와 같이 테이블(24)을 후방으로 이동시켜 흡착 위치에 위치시킨다. 제어 장치(11)는 이 흡착 위치에서 유지 시스템(26)에 의해 기판(28)을 테이블(24)로부터 분리한다. 그 후 테이블(24)이 제어 장 치(11)에 의해 도포 종료 위치로 이동하고, 기판(28)이 유지 시스템(26)으로부터 분리되어 일련의 도포 동작이 종료된다.
그런데 상기 제어 장치(11)가 실시하는 상술한 도포 동작 중, 도포 막(101)의 막 두께를 균일화하기 위하여 행해지는 기판(28)과 노즐(82)의 상대적인 주사 속도, 본 실시예에서는 기판(28)의 주사 속도의 제어에 대하여 이하에 설명한다.
일반적으로 기판(28)의 피 도포 면(28A)에 형성되는 도포 막(101)의 막 두께는, 도 6에 나타낸 바와 같이 기판(28)의 이동 프레임(16)에 의한 주사 속도에 대하여 상관 관계(즉, 거의 비례 관계)를 가진다. 이 도포 막(101)의 막 두께와 기판(28)의 주사 속도의 관계 데이터(막 두께-주사 속도 데이터)가 제어 장치(11)의 기억 수단으로서의 메모리(13;도 1)에 기억된다.
도 1에 나타낸 바와 같이 도포 장치(10)에는, 기판(28)의 주사에 의해 도포 시스템(30)이 피 도포 면(28A)에 도포 액을 도포할 때의 해당 기판(28)의 주사 방향(M)에 있어서, 상기 도포 시스템(30)의 하류 측에 측정 수단으로서의 막 두께 측정 장치(102)가 설치된다. 이 막 두께 측정 장치(102)는, 도 5에 나타낸 바와 같이 기판(28)의 주사 방향(M)을 따른 복수의 도포 영역(예를 들면 도포 영역(Y1, Y2, Y3, Y4, T5))마다, 도포 시스템(30)의 노즐(82)에 평행한 복수의 위치(Ⅹ1, Ⅹ2, Ⅹ3, Ⅹ4, Ⅹ5)에 대응하여 설정된 복수의 측정 점(103)에 있어서, 기판(28)의 피 도포 면(28A)에 형성된 도포 막(101)의 막 두께를, 예를 들면 기판(28)의 상기 주사 방향(M)으로의 주사 중에 측정하고, 그 막 두께 실측 데이터를 제어 장치(11)로 출력한다.
실제로는 도 1에 나타낸 막 두께 측정 장치(102)는, 예를 들면 광 간섭 식 막 두께 측정 장치를 이용할 수 있다. 즉, 이 광 간섭 식 막 두께 측정 장치가 도포 막(101)이 형성된 기판(28)으로 조사한, 상기 도포 막(101)을 감광하지 않는 파장의 빛의 반사 스펙트럼을 측정하여 제어 장치(11)로 출력하고, 이 제어 장치(11)가 상기 반사 스펙트럼으로부터 해당 기판(28)에서의 도포 막(101)의 막 두께를 구한다. 도포 막(101)이 형성된 기판(28)으로부터의 반사광 강도는, 도포 막(101)의 표면으로부터의 반사광과 도포 막(101)의 이면으로부터의 반사광에 의해 간섭하고, 파장의 변화에 따라 변동하므로, 상기 반사 스펙트럼은 간섭파를 그리게 된다. 이 간섭파의 극대 및 극소의 파장을 구함으로써 도포 막(101)의 막 두께를 구하는 것이 가능해 진다.
제어 장치(11)는 또한, 도 5에 나타낸 각 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4, T5)마다, 노즐(82)에 평행한 복수의 측정점(103)에서의 도포 막(101)의 막 두께 실측 데이터를 평균화하고, 각 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4, T5)마다 막 두께 평균 데이터를 산출한다.
제어 장치(11)는, 막 두께 측정 장치(102)로 측정된 막 두께 실측 데이터로부터 산출한 각 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4, T5)마다의 막 두께 평균 데이터와, 미리 기억한 도포 막의 막 두께와 기판의 주사 속도와의 관계 데이터(막 두께-주사 속도 데이터;도 6 참조)에 기초하여 기판(28)의 피 도포 면(28A)에 도포 액을 도포하기 위한 기판(28)의 주사 속도를, 기판(28)의 피 도포 면(28A)에 있어서 노즐(82)로부터의 도포 액에 접하는 각 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4, T5)마다 적절히 변 경하여 보정한다.이 보정한 주사 속도를 보정 주사 속도라고 한다.
예를 들면 각 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4 또는 Y5)에서의 도포 막(101)의 막 두께 평균 데이터가 막 두께 허용 범위의 상한α(도 5(B))보다도 높을 때에는, 상기 막 두께-주사 속도 데이터로부터 기판(28)의 주사 속도를, 해당 도포 영역의 막 두께를 막 두께 허용 범위로 하기 위해 느리게 설정하여 보정 주사 속도로 한다. 또한 각 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4 또는 Y5)에서의 도포 막(101)의 막 두께 평균 데이터가 막 두께 허용 범위의 하한β(도 5(B))보다도 낮을 때에는, 상기 막 두께-주사 속도 데이터로부터 기판(28)의 주사 속도를, 해당 도포 영역의 막 두께를 막 두께 허용 범위내로 하기 위해 빠르게 설정하여 보정 주사 속도로 한다.
제어 장치(11)는, 먼저 다른 기판(28)에 형성된 도포 막(101)에 대하여, 모든 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4, T5)의 복수의 측정점(103)에서 막 두께 측정 장치(102)에 의해 측정된 막 두께 실측 데이터로부터, 상술한 바와 같이 각 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4, T5)마다 막 두께 평균 데이터를 산출한다. 제어 장치(11)는 이들 막 두께 평균 데이터와 상기 막 두께-주사 속도 데이터(도 6 참조)로부터, 도포 시스템(30)의 노즐(82)로부터 다음에 도포 액을 도포할 때의 기판(28)의 주사 속도를, 기판(28)의 피 도포 면(28A)에서의 각 도포 영역(Y1, Y2 , Y3, Y4, T5)마다 변경하여 보정 주사 속도를 설정한다. 이 보정 주사 속도의 설정은 한 장 또는 원하는 매수의 기판(28)에 도포 액을 도포할 때마다 실시한다. 그리고 제어 장치(11)는, 다음에 도포해야 할 기판(28)의 피 도포 면(28A)에 도포 액을 도포할 경우에, 상기 각 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4, T5)마다 설정한 보정 주사 속도를 적용하여 이 동 테이블(16)의 모터(20) 및 도포 시스템(30)을 제어하고, 이 다음에 도포해야 할 기판(28)의 피 도포 면(28A)에 도포 액을 도포시킨다.
상술한 도포시의 기판(28)의 주사 속도 제어를, 도 7의 흐름도를 참조하여 더욱 상세히 설명한다.
제어 장치(11)는, 먼저 타겟 막 두께(Do)의 도포 막(101)을 도포하기 위하여 이동 테이블(16)에 의해 기판(28)을 주사 속도(So)로 도포 시스템(30)에 대하여 주사시켜 기판(28)의 피 도포 면(28A)에 도포 막(101)을 형성한다. 막 두께 측정 장치(102)는, 이 도포 막(101)의 막 두께를 기판(28)의 주사 방향(M)을 따른 각 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4, T5)마다 도포 시스템(30)의 노즐(82)에 평행한 복수의 측정점(103;도 5)에서 측정하여, 예를 들면 막 두께 실측 데이터(D)(Xm, Yn;m, n은 1∼5의 정수)를 얻는다. 제어 장치(11)는 이 막 두께 실측 데이터(D)를 각 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4, T5)마다 평균하여 막 두께 평균 데이터(Dave)(Xave, Yn)를 산출한다 (STl).
각 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4, T5)에서의 막 두께 평균 데이터(Dave)와 상기 타겟 막 두께(Do)와의 막 두께 차(△D)(Xave, Yn)는, 기판(28)에서의 주사 속도의 속도 차(△ S)(Xave, Yn)와의 사이에서, 상관 관계
△D=K·△S(도 6 참조)
를 가지므로, 제어 장치(11)는 이 일차 근차식의 상관 계수(K;정수)를 미리 통계적으로 구해 둔다(ST2).
제어 장치(11)는 단계(STl)에서 구한 각 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4, T5)마다의 막 두께 평균 데이터(Dave)(Xave, Yn)와 상기 타겟 막 두께(Do)로부터, 각 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4, T5)마다의 막 두께 차(△D)(Xave, Yn)를 다음 식과 같이 산출한다.
△D=Do·Dave
다음으로 제어 장치(11)는, 각 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4, T5)마다 상기 상관 계수(K)를 이용하여 주사 속도의 속도 차(△S)(Xave, Yn)를 다음 식과 같이 산출한다.
△S= (Do·Dave)/K
또한 제어 장치(11)는, 상기 속도 차(△S)를 이용하여 기판(28)의 주사 속도를 보정하는 보정 주사 속도(S)(Xave, Yn)를, 각 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4, T5)마다 다음 식과 같이 산출한다(ST3).
S = So+△S
= So+(Do·Dave)/K
다음 회에 도포해야 할 기판(28)으로의 도포시에, 제어 장치(11)는 상술한 바와 같이 산출한 각 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4, T5)마다의 보정 주사 속도(S)를 적용한다. 즉 제어 장치(11)는, 이 다음에 도포해야 할 기판(28)의 각 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4, T5)에 도포 시스템(30)의 노즐(82)이 접액할 때, 그때의 해당기 판(28)의 주사 속도를 상술한 바와 같이 각 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4, T5)마다 산출한 보정 주사 속도(S)의 값으로 변경하여 설정하고, 각 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4, T5)에 도포 액을 도포한다(ST4).
또한 제어 장치(11)는, 단계(ST4)에서 도포 액을 도포하여 기판(28)에 도포 막(101)을 형성한 후, 막 두께 측정 장치(102)를 이용하여 도포 막(101)의 막 두께를 각 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4, T5)마다 복수의 측정점(103)에서 측정하고(ST5), 이들 막 두께 실측 데이터와, 이 기판(28)을 도포했을 때의 각 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4, T5)에서의 주사 속도와의 관계를, 단계(ST2)에서의 막 두께 차(△D)와 속도 차(△S)와의 상관 관계에 반영시켜도 무방하다.
이상과 같이 구성됨으로써, 상기 실시예에 의하면 다음의 효과 (1)∼(3)를 얻는다.
(1) 제어 장치(11)가 기판(28)의 피 도포 면(28A)에 도포 액을 도포하기 위한 기판(28)의 주사 속도를, 도포 막(101)의 각 측정점(103)에서의 막 두께 실측 데이터, 및 도포 막의 막 두께와 기판의 주사 속도와의 관계 데이터(막 두께-주사 속도 데이터;도 6 참조)에 기초하여 기판(28)의 피 도포 면(28A)에서의 각 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4, T5)마다 변경하여 보정하고, 이 보정 주사 속도를 이용하여 각 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4, T5)에 도포 액을 도포시킨다. 이 보정 주사 속도는 기판(28)의 피 도포 면(28A)에서의 각 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4, T5)에 형성되는 도포 막(101)의 막 두께가 원하는 범위의 값이 되도록 각 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4, T5)마다 설정한 것으로서, 기판(28)의 피 도포 면(28A)에 형성되는 도포 막(101) 의, 기판(28)의 주사 방향(M)을 따른 막 두께 불균일(편차)을 억제할 수 있어 도포 막(101)의 막 두께를 균일화할 수 있다.
(2) 기판(28)에 형성되는 도포 막(101)의 막 두께의 균일화가, 기판(28)의 주사 속도를 기판(28)의 피 도포 면(28A)에서의 주사 방향(M)을 따른 각 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4, T5)마다 변경하여 보정 함으로써 실현되므로, 노즐(82)의 승강 기구 등, 도포 장치(10)의 장치 구조의 설치를 조사하여 조정할 필요가 없으므로, 기판(28)에서의 도포 막(101)의 막 두께의 균일화를 신속하고 또한 용이하게 실시할 수 있어, 도포 막(101)이 형성된 기판(28)의 생산성을 향상시킬 수 있다.
(3) 다른 기판(28)에 있어서 먼저 형성된 도포 막(101)의 모든 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4, T5)마다의 막 두께 데이터(막 두께 평균 데이터 등) 등에 기초하여 설정한 보정 주사 속도를 이용하여, 다음에 도포해야 할 기판(28)의 피 도포 면(28A)에 도포 액을 도포함으로써, 다른 기판(28)에 대하여 먼저 형성된 도포 막(101)의 전면의 막 두께 데이터를 다음에 도포해야 할 기판(28)으로의 도포 액의 도포시에 반영시킬 수 있으므로, 이 도포해야 할 기판(28)에 형성되는 도포 막(101)의 막 두께를 도포 막(101)의 전면에 걸쳐 균일화할 수 있다.
[B] 제2 실시예(도 8)
도 8은 본 발명에 따른 도포 장치에서의 제 2 실시예에 있어서, 제어 장치가 실시하는 이동 테이블에 의한 기판의 주사 속도 설정 순서를 나타낸 흐름도이다. 이 제 2 실시예에 있어서, 상기 제 1 실시예와 동일한 부분은 동일한 부호를 붙임으로써 설명을 생략한다.
이 밖의 실시예에서의 도포 장치(10)에서는, 도 4의 2 점쇄 선으로 나타낸 바와 같이, 측정 수단으로서의 막 두께 측정 장치(112)는, 도포 시스템(30)에서의 액조(66)의 슬릿(84) 근방에서 기판(28)의 피 도포 면(28A)에 형성되는 도포 막(101)에 대향하여 배치된다. 이 막 두께 측정 장치(112)는 기판(28)의 피 도포 면(28A)에서의 주사 방향(M)을 따른 각 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4, T5)에 있어서, 노즐(82)에 의해 도포된 직후의 상기 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4 또는 Y5)에 형성된 도포 막(101)의 막 두께를 노즐(82)에 평행한 복수의 측정점(103)에서 상기 막 두께 측정 장치(102)와 동일하게 측정한다.
제어 장치(11)는 도포 시스템(30)의 노즐(82)에 의한 기판(28)의 피 도포 면(28)으로의 도포 동작 중에, 막 두께 측정 장치(112)에 의해 측정된 하나의 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4 또는 Y5)에서의 도포 막(101)의 막 두께 실측 데이터를 리얼타임으로 입력하고, 이 막 두께 실측 데이터로부터 해당 하나의 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4, T5)의 막 두께 평균 데이터를 산출하고, 다음으로 이 막 두께 평균 데이터와 메모리(13)에 미리 기억한 도포 막의 막 두께와 기판의 주사 속도와의 관계 데이터(막 두께-주사 속도 데이터;도 6 참조)에 기초하여, 현재 도포 동작중인 기판(28)에서의 다른 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4 또는 Y5)(즉, 막 두께 실측 데이터를 측정한 상기 하나의 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4, T5)에 인접하는 다음으로 도포해야 할 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4 또는 Y5))에 도포 액을 도포하기 위한 기판(28)의 주사 속도를 변경하여 보정하여, 이 다른 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4 또는 Y5)에 노즐(82)로부터 도포 액을 도포시킨다. 상기 보정 주사 속도의 설정은, 도포 영역의 막 두께를 허용 범위 내로 하기 위해, 하나의 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4 또는 Y5)의 막 두께 평균 데이터가 막 두께 허용 범위의 상한α(도 5)보다도 높을 경우에 느리게 설정하고, 막 두께 허용 범위의 하한β보다도 낮을 경우에 빠르게 설정한다.
상술한 도포시에서의 기판(28)의 주사 속도 제어를, 도 8의 흐름도를 참조하여 추가로 설명한다.
제어 장치(11)는, 먼저 타겟 막 두께(Do)의 도포 막(101)을 형성하기 위하여 이동 테이블(16)에 의해 기판(28)을 일정 속도(So)로 도포 시스템(30)에 대하여 주사시키고, 해당 기판(28)에서의 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4, T5)에 있어서, 주사 방향(M)을 따른 최초의 도포 영역(Y1;도 5)에 도포 액을 도포하고 도포 막(101)을 형성한다(ST11).
막 두께 측정 장치(112)는, 최초의 도포 영역(Y1)에 도포되어 형성된 도포 막(101)의 막 두께를 노즐(82)에 평행한 복수의 측정점(103)에서 측정하여, 막 두께 실측 데이터(D)(Xm, Y1)를 얻는다. 제어 장치(11)는 이 막 두께 실측 데이터(D)를 평균하여 막 두께 평균 데이터(Dave)(Xave, Y1)를 산출한다(ST12).
도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4, T5)에서의 막 두께 평균 데이터(Dave)(Xave, Yn)와 상기 타겟 막 두께(Do)와의 막 두께 차(△D)(Xave, Yn)는, 기판(28)에서의 주사 속도의 속도 차(△ S)(Xave, Yn)와의 사이에서, 상술한 바와 같이 상관 관계
△D=K·△S
를 가지므로, 제어 장치(11)는 이 일차 근차 식의 상관 계수(K;정수)를 미리 통계적으로 구해 둔다(ST13).
제어 장치(11)는 단계(STl2)에서 최초의 도포 영역(Yl)의 막 두께 평균 데이터(Dave)(Xave, Y1)와 상기 타겟 막 두께(Do)로부터, 이 도포 영역(Yl)에서의 막 두께 차(△D)(Xave, Y1)를,
△D=Do·Dave
와 같이 산출하고, 해당 도포 영역(Y1)에 있어서 기판(28)의 주사 속도의 속도 차(△S)(Xave, Y1)를,
△S= (Do·Dave)/K
로서 산출한다. 또한 제어 장치(11)는, 상기 속도 차(△S)를 이용하여 기판(28)의 주사 속도를 보정하는 보정 주사 속도(S)(Xave, Y1)를,
S = So+△S
= So+(Do·Dave)/K
와 같이 산출한다(ST14).
제어 장치(11)는 현재 도포 동작중인 기판(28)의 다른 도포 영역(예를 들면 도포 영역(Y1)에 가장 인접하는 다음 도포 영역(Y2))으로의 도포 동작시에, 상술한 바와 같이 하여 산출한 보정 주사 속도(S)(Xave, Y1)를 적용하여 이 다른 도포 영역 (Y2)에 도포 액을 도포시켜서 도포 액(101)을 형성한다(ST15).
이 다른 도포 영역(Y2)에 도포 액을 형성한 직후, 이 다른 도포 영역(Y2)에서의 도포 막의 막 두께를 막 두께 측정 장치(112)가 측정하고(ST12), 이 막 두께 실측 데이터(D)(Xm, Y2)를 제어 장치(11)가 평균하여 막 두께 평균 데이터(Dave)(Xave, Y2)를 산출하고, 제어 장치(11)는 또한, 이 막 두께 평균 데이터(Dave)에 기초하여 상술한 바와 동일하게 하여, 보정 주사 속도(S)(Xave, Y2)를 산출한다(ST14). 제어 장치(11)는 이 보정 속도(S)를 현재 도포중인 기판(28)에서의 다음의 다른 도포 영역(예를 들면 도포 영역(Y2)에 가장 인접하는 다른 도포 영역(Y3))에 적용하여 해당 다음의 다른 도포 영역(Y3)에 도포 막(101)을 형성한다(ST15).
이와 같이 하여 현재 도포중인 기판(28)의 모든 도포 영역(Y1~Y5)에 도포 액이 도포된다. 또한 최후에 도포를 실시한 도포 영역(Y5)에 형성된 도포 막(101)의 막 두께를 복수의 측정점(103)에서 막 두께 측정 장치(112)가 측정하고, 이들 막 두께 측정 데이터와 이 도포 영역(Y5)을 도포했을 때의 기판(28)의 주사 속도와의 관계를, 단계(ST13)에서의 막 두께 차(△D)와 속도 차(△S)와의 상관 관계에 반영시켜도 무방하다.
이상과 같이 구성됨으로써, 상기 제2 실시예에 있어서도 상기 제1 실시예의 효과(1) 및 (2)와 동일한 효과를 얻는 외에, 다음의 효과(4)를 얻는다.
(4) 기판(28)의 피 도포 면(28A)에 도포 액을 도포하고 있는 과정에서, 도포 직후의 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4 또는 Y5)에서의 도포 막(101)의 막 두께 데이터 와, 도포시의 도포 막의 막 두께와 기판의 주사 속도와의 관계 데이터(막 두께-주사 속도 데이터;도 6 참조)에 기초하여, 해당 기판(28)의 피 도포 면(28A)에서의 다음 다른 도포 영역(Yl, Y2, Y3, Y4 또는 Y5)에 도포 액을 도포하기 위한 기판(28)의 주사 속도를 실시간으로 변경하여 보정함으로써, 현재 도포를 실시하고 있는 기판(28)에 대하여 도포 막(101)의 막 두께의 균일화를 도모할 수 있다.
이상 본 발명을 상기 실시예에 기초하여 설명했으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면 상기 실시예에서는, 기판(28)에 형성되는 도포 막(101)의 막 두께를 균일하게 하는 경우를 설명했으나, 이 도포 막(101)을 기판(28)의 주사 방향(M)을 따라 부분적 또는 연속적으로 변화시키는 것이라도 무방하다. 또한 상기 실시예에서는, 이동 테이블(16)에 의해 기판(28)을 도포 시스템(30)에 대하여 주사하는 것을 설명했으나, 도포 시스템(30)의 노즐(82)을 기판(28)에 대하여 주사시켜도 무방하다.
제 1항, 제 2항, 제 5항, 제 6항, 제 7항 또는 제 10항에 기재된 발명에 의하면, 기판과 노즐의 상대적인 주사 속도를, 기판의 피 도포 면에서의 기판과 노즐의 상대적인 주사 방향에 따른 각 도포 영역마다 적절히 변경하여 보정하고, 이 보정한 주사 속도를 이용하여 도포 액이 도포된다. 도포 막의 막 두께는, 기판과 노즐의 상대적인 주사 속도에 대하여 상관 관계를 가지므로, 상술한 바와 같이 기판의 피 도포 면에서의 각 도포 영역마다 상기 주사 속도를 적절히 변경하여 보정, 예를 들면 상기 주사 속도와 막 두께와의 상관 관계와, 먼저 형성된 도포 막의 주사 방향에 따른 각 도포 영역마다의 막 두께 데이터로부터, 각 도포 영역마다 형성되는 도포 막의 막 두께가 원하는 범위가 되도록 보정 함으로써 도포 막의 주사 방향의 막 두께의 편차를 저감할 수 있다. 이 결과 기판의 피 도포 면에 형성되는 도포 막의 막 두께를 균일화할 수 있어, 막 두께 불균일의 발생을 억제할 수 있다.
또한 도포 막의 막 두께의 균일화가, 기판과 노즐의 상대적인 주사 속도를 기판의 피 도포 면에서의 주사 방향에 따른 각 도포 영역마다 적절히 변경하여 보정 함으로써 실현되므로, 노즐의 승강 기구 등의 장치 구조의 설치를 조정할 필요가 없기 때문에, 도포 막의 막 두께의 균일화를 신속하고 또한 용이하게 실시할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다.
제 3항 또는 제 8항에 기재된 발명에 의하면, 막 두께 데이터가, 다른 기판에 대하여 먼저 형성된 도포 막의 막 두께 데이터로서, 이 막 두께 데이터 등에 기초하여 보정한 주사 속도를 이용하여 다음으로 도포해야 할 기판의 피 도포 면에 도포 액을 도포함으로써, 다른 기판에 대하여 먼저 형성된 도포 막 전면의 막 두께 데이터를 다음으로 도포해야 할 기판으로의 도포 액의 도포에 반영하여, 이 도포해야 할 기판에 형성되는 도포 막의 막 두께를 도포 막의 전면에 걸쳐 균일화할 수 있다.
제 4항 또는 제 9항에 기재된 발명에 의하면, 막 두께 데이터가, 기판의 피 도포 면에 도포 액을 도포하고 있는 과정에서 도포 직후의 도포 영역에서 측정한 도포 막의 막 두께 데이터로서, 이 막 두께 데이터 등에 기초하여 보정 한 주사 속 도를 막 두께 데이터를 측정한 도포 영역에 인접하는 다음 도포 영역의 도포에 적용함으로써, 현재 도포를 실시하고 있는 기판에 대하여 도포 막의 막 두께의 균일화를 도모할 수 있다.

Claims (11)

  1. 노즐을 통과하여 선단 개구부에 도달한 도포 액을 기판의 피 도포 면에 접액시키고, 상기 기판과 상기 노즐을 상대적으로 주사시킴으로써 상기 피 도포 면에 도포 액을 도포하여 도포 막을 형성하는 도포 방법에 있어서,
    상기 기판과 상기 노즐의 상대적인 주사 속도를, 상기 기판의 상기 피 도포 면에서의 상기 기판과 상기 노즐의 상대적인 주사 방향에 따른 각 도포 영역마다 적절히 변경하여 보정하고, 상기 보정한 주사 속도를 이용하여 상기 도포 액을 도포하는 것을 특징으로 하는 도포 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 보정한 주사 속도는, 기판과 노즐을 상대적으로 주사시킬 때의 주사 속도와 도포된 막 두께와의 상관 관계와, 먼저 형성된 도포 막의 주사 방향에 따른 각 도포 영역마다의 막 두께 데이터에 기초하여, 상기 각 도포 영역마다 형성되는 도포 막의 막 두께가 원하는 범위가 되도록 상기 각 도포 영역마다 설정하는 것을 특징으로 하는 도포 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 막 두께 데이터는, 다른 기판에 대하여 먼저 형성된 도포 막의 막 두께 데이터인 것을 특징으로 하는 도포 방법.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 막 두께 데이터는, 기판의 피 도포 면에 도포 액을 도포하고 있는 과정에서 도포 직후의 도포 영역에서 측정한 도포 막의 막 두께 데이터로서,
    상기 보정한 주사 속도를 상기 막 두께 데이터를 측정한 상기 도포 영역에 인접하는 다음 도포 영역의 도포에 적용한 것을 특징으로 하는 도포 방법.
  5. 기판상에 차광막과 레지스트 막을 가지는 포토 마스크 블랭크의 제조 방법에 있어서, 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 기재된 도포 방법에 의해 레지스트를 도포하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크 블랭크의 제조 방법.
  6. 선단 개구부에 연통하는 틈새를 구비하고, 도포 액을 상기 틈새를 거쳐 상기 선단 개구부로 유도하는 노즐과,
    상기 노즐의 상기 선단 개구부를 기판의 피 도포 면에 대하여 접근 또는 분리시켜서, 상기 선단 개구부에 도달한 도포 액을 상기 피 도포 면에 접액 가능하게 하는 접리 수단과,
    상기 노즐과 상기 기판을 상기 피 도포 면에 평행한 주사 방향으로 상대적으로 주사시켜서, 상기 피 도포 면에 접액한 상기 선단 개구부 내의 도포 액를 해당 피 도포 면에 도포하여 도포 막을 형성 가능하게 하는 주사 수단 및
    상기 기판과 상기 노즐의 상대적인 주사 속도를, 상기 기판의 상기 피 도포 면에서의 상기 기판과 상기 노즐의 상대적인 주사 방향에 따른 각 도포 영역마다 적절하게 변경하여 보정하고, 상기 보정한 주사 속도를 이용하여 각 도포 영역에 도포를 실시하는 제어 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
  7. 선단 개구부에 연통하는 틈새를 구비하고, 도포 액을 상기 틈새를 거쳐 상기 선단 개구부로 유도하는 노즐과,
    상기 노즐의 상기 선단 개구부를 기판의 피 도포 면에 대하여 접근 또는 분리시켜서, 상기 선단 개구부에 도달한 도포 액을 상기 피 도포 면에 접액 가능하게 하는 접리 수단과,
    상기 노즐과 상기 기판을 상기 피 도포 면에 평행한 주사 방향으로 상대적으로 주사시켜서, 상기 피 도포 면에 접액한 상기 선단 개구부 내의 도포 액를 해당 피 도포 면에 도포하여 도포 막을 형성 가능하게 하는 주사 수단과,
    상기 기판과 상기 노즐을 상대적으로 주사시킬 때의 주사 속도와 도포된 막 두께와의 상관 관계를 미리 기억하는 기억 수단과,
    먼저 형성된 상기 도포 막의, 주사 방향에 따른 각 도포 영역마다의 막 두께를 측정하는 측정 수단 및
    상기 기억 수단에 기억된 상기 상관 관계와, 상기 측정 수단으로 측정된 상기 각 도포 영역마다의 막 두께 데이터에 기초하여 상기 각 도포 영역마다 형성되는 상기 도포 막의 막 두께가 원하는 범위가 되도록 상기 주사 속도를 상기 도포 영역마다 보정하고, 상기 보정한 주사 속도를 이용하여 각 도포 영역에 도포를 실시하는 제어 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 막 두께 데이터는, 다른 기판에 대하여 먼저 형성된 도포 막의 막 두께 데이터인 것을 특징으로 하는 도포 장치.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 막 두께 데이터는, 기판의 피 도포 면에 도포 액을 도포하고 있는 과정에서 도포 직후의 도포 영역에서 측정한 도포 막의 막 두께 데이터로서,
    상기 제어 수단은, 보정한 주사 속도를 상기 막 두께 데이터를 측정한 상기 도포 영역에 인접하는 다음 도포 영역의 도포에 적용하여 도포를 실시하는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
  10. 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판이 포토 마스크 블랭크이고, 도포 액이 레지스트인 것을 특징으로 하는 도포 장치.
  11. 기판상에 차광막과 레지스트 막을 가지는 포토 마스크 블랭크의 제조 방법에 있어서, 제 6항 내지 제 9항의 도포 장치를 이용하여 도포를 실시하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크 블랭크의 제조 방법.
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