KR20090030231A - 상압 건조 장치 및 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

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KR20090030231A
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후미히꼬 이께다
히로시 나가따
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 과제는 피처리 기판 상에 도포된 처리액의 막에 대해, 감압 건조 방법을 이용하지 않고 도포막의 벌크 부분을 적당하게 액상 내지 덜 마른 상태로 유지한 채로 액막의 표면에 적당한 고화층을 형성하는 것이다.
상류측에 인접한 레지스트 도포 유닛에서 레지스트액이 도포된 기판(G)은, 구름 반송로(104)로 옮겨타고, 수평 진행 구름 반송으로 상압 건조 유닛(VD)(46)의 하우징(112) 내로 들어간다. 하우징(112) 내에서 구름 반송로(104) 상을 수평 진행으로 이동하는 기판(G)은 그때까지의 상온의 분위기보다도 현격하게 고온(예를 들어, 60 ℃)의 가열 분위기(HA) 중에 놓이게 된다. 이에 의해, 기판(G) 상의 레지스트 도포막(RM)의 표면에 가열 분위기(HA)의 열에너지가 직접 입사한다.
Figure P1020080091448
피처리 기판, 처리액, 도포 유닛, 구름 반송로, 하우징

Description

상압 건조 장치 및 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 {NORMAL PRESSURE DRYING DEVICE, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
본 발명은 피처리 기판 상에 용제를 포함하는 처리액의 도포막을 형성하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것으로, 특히 도포막을 베이킹 공정에 앞서 적당하게 건조시키기 위한 건조 장치에 관한 것이다.
액정 디스플레이(LCD)의 제조에 있어서는, 포토리소그래피 공정 중에서 피처리 기판(유리 기판) 상에 레지스트를 도포한 후에 레지스트 중의 잔존 용제를 증발시키는 가열 처리, 즉 프리 베이킹을 즉시 행하면 가열 처리 유닛 내에서 기판과 접촉하는 리프트 핀, 지지 핀 또는 진공 홈 등으로부터의 열적인 영향을 받아 용제의 증발이 불균일해져, 레지스트의 막 두께에 불균일이 나타난다고 하는 문제가 있다. 그래서, 프리 베이킹에 앞서, 감압 분위기 중에서 기판 상의 레지스트 중의 잔존 용제를 일정 단계까지 휘발시킴으로써 레지스트 도포막의 표면에 단단한 층(일종의 변질층)을 형성하는 감압 건조 처리가 행해지고 있다. 이와 같이 레지스트 도포막의 내부 또는 벌크부를 액상으로 유지하면서 표층부만을 고화하는 감압 건조법에 따르면, 프리 베이킹시에 벌크 레지스트의 유동을 억제하여 건조 불균일의 발생을 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 현상 처리시의 레지스트의 비용해성 또는 막 감소량을 적게 하여 레지스트 해상도가 높아지는 효과도 얻어진다.
전형적인 감압 건조 장치는, 예를 들어 특허 문헌 1에 기재되는 바와 같이, 상면이 개구되어 있는 트레이 또는 바닥이 얕은 용기형의 하부 챔버와, 이 하부 챔버의 상면에 기밀하게 밀착 또는 끼워 맞춤 가능하게 구성된 덮개 형상의 상부 챔버를 갖고 있다. 하부 챔버 내에는 스테이지가 배치되어 있고, 이 스테이지 상에 레지스트 도포 처리가 완료된 기판을 수평으로 적재하고, 챔버를 폐쇄하여(상부 챔버를 하부 챔버에 밀착시켜) 실내를 배기하여 감압 상태로 한다. 챔버에 기판을 반입출할 때에는, 상부 챔버를 크레인 등으로 상승시켜 챔버를 개방하거나, 또는 기판의 로딩/언로딩을 위해 스테이지를 실린더 등으로 적절하게 상승시키도록 하고 있다. 그리고 기판의 반입출 내지 로딩/언로딩은 감압 건조 장치 주위에서 기판의 반송을 행하는 외부의 반송 로봇의 핸들링에 의해 행하고 있다. 또한, 스테이지의 상면에 다수의 지지 핀이 돌출되어 설치되고, 기판은 그들 지지 핀 상에 적재되도록 되어 있다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 출원 공개 제2000-181079호 공보
상기와 같은 감압 건조 장치는 거의 절대 진공까지 감압도를 높이기 위해 챔버 강도를 크게 할 필요가 있어, 대규모이고 가격이 매우 높게 책정되어 있다. 게다가, 기판을 챔버에 반입출할 때마다 상부 챔버를 올렸다가 내렸다가(개폐)하기 때문에 기판의 대형화에 따라서 여러 가지 문제가 발생하고 있다.
즉, 기판의 사이즈가 LCD용 유리 기판과 같이 한 변이 2 m를 넘는 크기로 되면, 챔버도 현저하게 대형화되어 상부 챔버만으로도 2톤 이상의 중량으로 되어 대규모인 승강 기구를 필요로 하여, 큰 진동에 의한 분진 발생의 문제나 작업원에 대한 안전상의 문제가 현재화(顯在化)되고 있다. 또한, 반송 로봇도 점점 대형화되고 있지만, 큰 기판을 수평으로 보유 지지하여 반송하는 것이 어렵게 되고 있어, 레지스트 도포 직후의 기판을 큰 부채와 같이 휜 상태로 반송함으로써, 감압 건조 장치의 챔버에 있어서의 기판의 반입출 내지 로딩/언로딩시에 위치 어긋남이나 충돌 내지 파손 등의 에러가 발생되기 쉽게 되어 있다.
또한, 챔버 내에서 기판은 스테이지 상면으로부터 돌출되는 핀 상에서 감압 건조 처리를 받으므로, 감압 건조의 단계에서 기판 상의 레지스트막에 핀의 자국이 전사되는 경우도 있어, 이 점도 문제로 되고 있다.
덧붙여, 챔버가 커질수록 감압 분위기의 균일성을 유지하는 것이 어려워져, 기판 상의 전체 영역에서 레지스트 도포막을 불균일 없이 균일하게 건조시키는 것이 어렵게 되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점에 비추어 이루어진 것이며, 피처리 기판 상에 도포된 처리액의 막에 대해 감압 건조 방법을 사용하지 않고 도포막의 벌크 부분을 적당하게 액상 또는 덜 마른 상태로 유지한 채로 액막의 표면에 적당한 고화층을 형성하여, 건조 불균일의 발생의 방지나 도포막의 막질 향상을 효율적으로 실현할 수 있는 상압(常壓) 건조 장치, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 상압 건조 장치는, 용제를 포함하는 처리액이 도포된 피처리 기판을 소정의 반송로 상에서 수평 진행으로 반송하는 수평 진행 반송부와, 상기 수평 진행 반송 중에 상압의 분위기하에서 상기 기판 상의 처리액의 도포막에 그 표층부의 쪽이 하층부보다도 고온으로 가열되는 에너지를 부여하여 상기 도포막을 건조시키는 건조 처리부를 갖는다.
본 발명의 기판 처리 장치는, 상기 상압 건조 장치와, 상기 기판의 반송 방향에 있어서 상기 상압 건조 장치의 상류측에 인접하게 배치되고, 상기 기판을 수평 진행으로 반송하면서 상기 기판 상에 상기 처리액을 도포하는 도포 유닛과, 상기 기판의 반송 방향에 있어서 상기 상압 건조 장치의 하류측에 인접하게 배치되고, 상기 기판을 수평 진행으로 반송하면서 가열하는 베이킹 유닛을 갖는다.
또한, 본 발명의 기판 처리 방법은 피처리 기판 상에 용제를 포함하는 처리액을 도포하는 도포 공정과, 상기 기판을 소정의 반송로 상에서 수평 진행으로 반송하고, 상기 수평 진행 반송 중에 상압의 분위기하에서 상기 기판 상의 도포막에 그 표층부의 쪽이 하층부보다도 고온으로 가열되는 에너지를 부여하여 상기 도포막을 건조시키는 건조 공정을 갖는다.
본 발명에 있어서는, 도포 유닛에 있어서 기판 상에 형성된 처리액의 도포막은 상온ㆍ상압하에서 자연 건조를 개시하여, 도포막 내에서 액상 확산 및 기상 확산을 일정한 속도로 진행시키면서 상압 건조 장치로 반입된다. 상압 건조 장치에서는 수평 진행 반송부가 기판을 수평 진행으로 반송하는 동안에, 건조 처리부에 의해 기판 상의 도포막에 그 표층부의 쪽이 하층부보다도 고온으로 가열되는 에너지가 부여된다. 이에 의해, 도포막에 있어서 표층부에 있어서의 용제의 기상 확산의 속도와 벌크부에 있어서의 액상 확산의 속도 사이에 전자가 후자보다도 커지는 관계에서 상대적인 차이가 발생하여(혹은 상대차가 확대되어), 벌크부의 액상 또는 덜 마른 상태가 적당하게 유지되면서 표층부가 먼저 건조 고화된다. 그 결과, 상압 건조에 의해서도 종래의 감압 건조법을 이용한 경우와 동질의 도포막 개질 처리 결과를 얻을 수 있다. 게다가, 수평 진행 방식이므로 장치 구성의 간이화, 소형화, 저비용화 등도 도모된다.
본 발명의 적합한 일 형태에 따르면, 건조 처리부가 반송로 상의 분위기를 가열하기 위한 히터를 갖는다. 이 경우는, 반송로 상을 수평 진행으로 이동하는 기판 상의 도포막에 상기 분위기로부터 열에너지가 부여된다. 바람직하게는, 히터의 방사열이 미치는 소정 구간의 반송로를 포위하는 하우징이 구비된다. 그리고 하우징 내에 외부의 공기를 도입하기 위한 공기 도입구와, 하우징 내를 배기하기 위한 배기부가 설치되고, 하우징 내에서 기판 상의 도포막으로부터 증발한 용제는 주위의 공기와 함께 배기부로 보내진다. 이와 같이, 하우징 내에서는 기판 상의 도포막으로부터 증발한 용제를 배기하기 위해 공기가 유통되면 좋고, 기판 상의 도포막에 대해서는 실질적으로 무풍 상태로 하는 것이 가능해, 기류나 풍압의 변동에 기인하는 도포막의 건조 불균일을 용이하게 방지할 수 있다.
본 발명에 있어서, 반송로 상의 가열 분위기의 온도는 40 ℃ 이상이 바람직하고, 기판 상의 도포막을 효율적으로 건조시키기 위해서는 60 ℃ 이상이 보다 바람직하다.
또한, 다른 바람직한 일 형태로서, 건조 처리부가, 반송로 상을 수평 진행으로 이동하는 기판 상의 도포막에 흡수되기 쉽고, 또한 기판에 흡수되기 어려운 파장을 갖는 적외선을 상방으로부터 조사하는 적외선 히터를 가져도 좋다.
또한, 다른 바람직한 일 형태로서, 건조 처리부가, 반송로 상을 수평 진행으로 이동하는 기판 상의 도포막에 온풍을 상방으로부터 뿜어내는 가스 노즐을 가져도 좋다.
또한, 적합한 일 형태에 따르면, 수평 진행 반송로의 기판과 접촉 또는 근접하는 부품을 소정의 온도로 온도 조절하는 온도 조절부가 설치된다. 예를 들어, 수평 진행 반송로에 구름 반송로를 사용하는 경우는, 구름 반송로를 구성하는 구름 장치를 온도 조절해도 좋다. 이 경우, 반송로를 온도 조절하는 온도는 상온보다도 높고, 가열 분위기의 온도보다도 낮게 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 상압 건조 장치, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 따르면, 상 기와 같은 구성 및 작용에 의해, 피처리 기판 상에 도포된 처리액의 막에 대해 감압 건조 방법을 이용하지 않고 도포막의 벌크 부분을 적당하게 액상 또는 덜 마른 상태로 유지한 채로 액막의 표면에 적당한 고화층을 형성하는 것이 가능해, 건조 불균일의 발생의 방지 혹은 도포막의 막질 향상을 효율적으로 실현할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 적합한 실시 형태를 설명한다.
도1에 본 발명의 상압 건조 장치, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 적용할 수 있는 일 구성예로서의 도포 현상 처리 시스템을 도시한다. 이 도포 현상 처리 시스템(10)은 클린룸 내에 설치되고, 예를 들어 유리 기판을 피처리 기판으로 하고, LCD 제조 프로세스에 있어서 포토리소그래피 공정 중의 세정, 레지스트 도포, 프리 베이크, 현상 및 포스트 베이크 등의 일련의 처리를 행하는 것이다. 노광 처리는 이 시스템에 인접하여 설치되는 외부의 노광 장치(12)에서 행해진다.
이 도포 현상 처리 시스템(10)은 중심부에 가로로 긴 프로세스 스테이션(P/S)(16)을 배치하고, 그 길이 방향(X방향) 양단부에 카세트 스테이션(C/S)(14)과 인터페이스 스테이션(I/F)(18)을 배치하고 있다.
카세트 스테이션(C/S)(14)은 시스템(10)의 카세트 반입출 포트로, 기판(G)을 다단으로 적층하도록 하여 복수매 수용 가능한 카세트(C)를 수평인 일 방향(Y방향)으로 4개까지 나열하여 적재할 수 있는 카세트 스테이지(20)와, 이 스테이지(20) 상의 카세트(C)에 대해 기판(G)의 출입을 행하는 반송 기구(22)를 구비하고 있다. 반송 기구(22)는 기판(G)을 1매 단위로 보유 지지할 수 있는 반송 아암(22a)을 갖 고, X, Y, Z, θ의 4축에서 동작 가능해, 인접하는 프로세스 스테이션(P/S)(16)측으로 기판(G)의 전달을 행할 수 있도록 되어 있다.
프로세스 스테이션(P/S)(16)은 수평인 시스템 길이 방향(X방향)으로 연장되는 평행 또한 역방향의 한 쌍의 라인 A, B에 각 처리부를 프로세스 플로우 또는 공정의 순으로 배치하고 있다.
보다 상세하게는, 카세트 스테이션(C/S)(14)측으로부터 인터페이스 스테이션(I/F)(18)측을 향하는 상류부의 프로세스 라인 A에는 반입 유닛(IN PASS)(24), 세정 프로세스부(26), 제1 열적 처리부(28), 도포 프로세스부(30) 및 제2 열적 처리부(32)가 제1 수평 진행 반송로(34)를 따라 상류측으로부터 이 순서로 일렬로 배치되어 있다.
보다 상세하게는, 반입 유닛(IN PASS)(24)은 카세트 스테이션(C/S)(14)의 반송 기구(22)로부터 미처리 기판(G)을 수취하고, 소정의 택트로 제1 수평 진행 반송로(34)에 투입하도록 구성되어 있다. 세정 프로세스부(26)는 제1 수평 진행 반송로(34)를 따라 상류측으로부터 차례로 엑시머 UV 조사 유닛(E-UV)(36) 및 스크러버 세정 유닛(SCR)(38)을 설치하고 있다. 제1 열적 처리부(28)는 상류측으로부터 차례로 어드히전 유닛(AD)(40) 및 냉각 유닛(COL)(42)을 설치하고 있다. 도포 프로세스부(30)는 상류측으로부터 차례로 레지스트 도포 유닛(COT)(44) 및 상압 건조 유닛(VD)(46)을 설치하고 있다. 제2 열적 처리부(32)는 상류측으로부터 차례로 프리 베이크 유닛(PRE-BAKE)(48) 및 냉각 유닛(COL)(50)을 설치하고 있다. 제2 열적 처리부(32)의 하류측에 인접하게 위치하는 제1 수평 진행 반송로(34)의 종점에는 패스 유닛(PASS)(52)이 설치되어 있다. 제1 수평 진행 반송로(34) 상을 수평으로 반송되어 온 기판(G)은, 이 종점의 패스 유닛(PASS)(52)으로부터 인터페이스 스테이션(I/F)(18)으로 전달되도록 되어 있다.
한편, 인터페이스 스테이션(I/F)(18)측으로부터 카세트 스테이션(C/S)(14)측을 향하는 하류부의 프로세스 라인 B에는, 현상 유닛(DEV)(54), 포스트 베이크 유닛(POST-BAKE)(56), 냉각 유닛(COL)(58), 검사 유닛(AP)(60) 및 반출 유닛(OUT-PASS)(62)이 제2 수평 진행 반송로(64)를 따라 상류측으로부터 이 순서로 일렬로 배치되어 있다. 여기서, 포스트 베이크 유닛(POST-BAKE)(56) 및 냉각 유닛(COL)(58)은 제3 열적 처리부(66)를 구성한다. 반출 유닛(OUT PASS)(62)은 제2 수평 진행 반송로(64)로부터 처리가 완료된 기판(G)을 1매씩 수취하여, 카세트 스테이션(C/S)(14)의 반송 기구(22)로 전달하도록 구성되어 있다.
양 프로세스 라인 A, B의 사이에는 보조 반송 공간(68)이 설치되어 있고, 기판(G)을 1매 단위로 수평으로 적재 가능한 셔틀(70)이 도시하지 않은 구동 기구에 의해 프로세스 라인 방향(X방향)으로 쌍방향으로 이동할 수 있도록 되어 있다.
인터페이스 스테이션(I/F)(18)은 상기 제1 및 제2 수평 진행 반송로(34, 64)나 인접하는 노광 장치(12)로 기판(G)의 전달을 행하기 위한 반송 장치(72)를 갖고, 이 반송 장치(72)의 주위에 로터리 스테이지(R/S)(74) 및 주변 장치(76)를 배치하고 있다. 로터리 스테이지(R/S)(74)는 기판(G)을 수평면 내에서 회전시키는 스테이지이며, 노광 장치(12)로의 전달시에 직사각형의 기판(G)의 방향을 변환하기 위해 사용된다. 주변 장치(76)는, 예를 들어 타이틀러(TITLER)나 주변 노광 장 치(EE) 등을 제2 수평 진행 반송로(64)에 접속하고 있다.
도2에 이 도포 현상 처리 시스템에 있어서의 1매의 기판(G)에 대한 전체 공정의 처리 순서를 나타낸다. 우선, 카세트 스테이션(C/S)(14)에 있어서, 반송 기구(22)가 스테이지(20) 상의 어느 하나의 카세트(C)로부터 기판(G)을 1매 취출하고, 그 취출한 기판(G)을 프로세스 스테이션(P/S)(16)의 프로세스 라인 A측의 반입 유닛(IN PASS)(24)으로 반입한다(단계 S1). 반입 유닛(IN PASS)(24)으로부터 기판(G)은 제1 수평 진행 반송로(34) 상에 이동 적재 또는 투입된다.
제1 수평 진행 반송로(34)에 투입된 기판(G)은, 처음에 세정 프로세스부(26)에 있어서 엑시머 UV 조사 유닛(E-UV)(36) 및 스크러버 세정 유닛(SCR)(38)에 의해 자외선 세정 처리 및 스크러빙 세정 처리가 순차 실시된다(단계 S2, S3). 스크러버 세정 유닛(SCR)(38)은 수평 진행 반송로(34) 상을 수평으로 이동하는 기판(G)에 대해, 브러싱 세정이나 블로우 세정을 실시함으로써 기판 표면으로부터 입자 형상의 오염물을 제거하고, 그 후에 린스 처리를 실시하고, 마지막으로 에어 나이프 등을 사용하여 기판(G)을 건조시킨다. 스크러버 세정 유닛(SCR)(38)에 있어서의 일련의 세정 처리를 마치면, 기판(G)은 그대로 제1 수평 진행 반송로(34)를 내려가 제1 열적 처리부(28)를 통과한다.
제1 열적 처리부(28)에 있어서, 기판(G)은 처음에 어드히전 유닛(AD)(4O)에서 증기상의 HMDS를 사용하는 어드히전 처리가 실시되어, 피처리면이 소수화된다(단계 S4). 이 어드히전 처리의 종료 후에, 기판(G)은 냉각 유닛(COL)(42)에서 소정의 기판 온도까지 냉각된다(단계 S5). 이후도, 기판(G)은 제1 수평 진행 반송 로(34)를 내려가 도포 프로세스부(30)로 반입된다.
도포 프로세스부(30)에 있어서, 기판(G)은 처음에 레지스트 도포 유닛(COT)(44)에서 수평 진행 상태로 슬릿 노즐을 사용하는 스핀리스법에 의해 기판 상면(피처리면)에 레지스트액이 도포되고, 직후에 하류측에 인접한 상압 건조 유닛(VD)(46)에서 후술하는 상압 분위기하의 레지스트 건조 처리를 받는다(단계 S6).
도포 프로세스부(30)를 나온 기판(G)은, 제1 수평 진행 반송로(34)를 내려가 제2 열적 처리부(32)를 통과한다. 제2 열적 처리부(32)에 있어서, 기판(G)은 처음에 프리 베이크 유닛(PRE-BAKE)(48)에서 레지스트 도포 후의 열처리 또는 노광 전의 열처리로서 프리 베이킹을 받는다(단계 S7). 이 프리 베이킹에 의해 기판(G) 상의 레지스트막 중에 잔류하고 있었던 용제가 증발하여 제거되어, 기판에 대한 레지스트막의 밀착성이 강화된다. 다음에, 기판(G)은 냉각 유닛(COL)(50)에서 소정의 기판 온도까지 냉각된다(단계 S8). 그런 연후에, 기판(G)은 제1 수평 진행 반송로(34)의 종점의 패스 유닛(PASS)(52)으로부터 인터페이스 스테이션(I/F)(18)의 반송 장치(72)로 전달된다.
인터페이스 스테이션(I/F)(18)에 있어서, 기판(G)은 로터리 스테이지(74)에서 예를 들어 90도의 방향 변환을 받고 나서 주변 장치(76)의 주변 노광 장치(EE)로 반입되고, 그곳에서 기판(G)의 주변부에 부착되는 레지스트를 현상시에 제거하기 위한 노광을 받은 후에, 인접한 노광 장치(12)로 보내진다(단계 S9).
노광 장치(12)에서는 기판(G) 상의 레지스트에 소정의 회로 패턴이 노광된다. 그리고 패턴 노광을 마친 기판(G)은 노광 장치(12)로부터 인터페이스 스테이 션(I/F)(18)으로 복귀되면(단계 S9), 우선 주변 장치(76)의 타이틀러(TITLER)로 반입되고, 그곳에서 기판 상의 소정의 부위에 소정의 정보가 기록된다(단계 S10). 그런 연후에, 기판(G)은 반송 장치(72)로부터 프로세스 스테이션(P/S)(16)의 프로세스 라인 B측에 부설되어 있는 제2 수평 진행 반송로(64)의 현상 유닛(DEV)(54)의 시점으로 반입된다.
이와 같이 하여, 기판(G)은 다음에는 제2 수평 진행 반송로(64) 상을 프로세스 라인 B의 하류측을 향해 반송된다. 처음의 현상 유닛(DEV)(54)에 있어서, 기판(G)은 수평으로 반송되는 동안에 현상, 린스, 건조의 일련의 현상 처리가 실시된다(단계 S11).
현상 유닛(DEV)(54)에서 일련의 현상 처리를 마친 기판(G)은, 그대로 제2 수평 진행 반송로(64)에 얹어진 상태로 제3 열적 처리부(66) 및 검사 유닛(AP)(60)을 순차 통과한다. 제3 열적 처리부(66)에 있어서, 기판(G)은 처음에 포스트 베이크 유닛(POST-BAKE)(56)에서 현상 처리 후의 열처리로서 포스트 베이킹을 받는다(단계 S12). 이 포스트 베이킹에 의해, 기판(G) 상의 레지스트막에 잔류하고 있었던 현상액이나 세정액이 증발하여 제거되어, 기판에 대한 레지스트 패턴의 밀착성이 강화된다. 다음에, 기판(G)은 냉각 유닛(COL)(58)에서 소정의 기판 온도로 냉각된다(스텝 S13). 검사 유닛(AP)(60)에서는 기판(G) 상의 레지스트 패턴에 대해 비접촉 선폭 검사나 막질·막 두께 검사 등이 행해진다(단계 S14).
반출 유닛(OUT PASS)(62)은 제2 수평 진행 반송로(64)로부터 전체 공정의 처리를 마치고 온 기판(G)을 수취하여, 카세트 스테이션(C/S)(14)의 반송 기구(22)로 전달한다. 카세트 스테이션(C/S)(14)측에서는 반송 기구(22)가 반출 유닛(OUT PASS)(62)으로부터 수취한 처리 완료된 기판(G)을 어느 하나(통상은 본래)의 카세트(C)에 수용한다(단계 S1).
이 도포 현상 처리 시스템(10)에 있어서는, 도포 프로세스부(30)의 레지스트 도포 유닛(COT)(44)으로부터 제2 열적 처리부(32)의 프리 베이크 유닛(PRE-BAKE)(48)까지의 수평 진행식 레지스트 처리부(44, 46, 48), 특히 상압 건조 유닛(VD)(46)에 본 발명을 적용할 수 있다. 이하, 도3 내지 도6에 대해 본 발명의 적합한 실시 형태에 있어서의 수평 진행식 레지스트 처리부(44, 46, 48)의 구성 및 작용을 상세하게 설명한다.
도3은 본 실시 형태에 있어서의 도포 프로세스부(30)의 레지스트 도포 유닛(CT)(44) 및 상압 건조 유닛(VD)(46)의 구성을 도시하는 평면도이다.
도3에 있어서, 레지스트 도포 유닛(COT)(44)은 제1 수평 진행 반송로(34)(도1)의 일부 또는 1구간을 구성하는 도포용 부상 스테이지(80)와, 이 도포용 부상 스테이지(80) 상에서 공중에 떠 있는 기판(G)을 부상 스테이지 길이 방향(X방향)으로 반송하는 기판 반송 기구(82)와, 부상 스테이지(80) 상을 반송되는 기판(G)의 상면에 레지스트액을 공급하는 레지스트 노즐(84)과, 도포 처리하는 동안에 레지스트 노즐(84)을 리프레쉬하는 노즐 리프레쉬부(86)를 갖고 있다.
부상 스테이지(80)의 상면에는 소정의 가스(예를 들어, 에어)를 상방으로 분사하는 다수의 가스 분사 구멍(88)이 형성되어 있고, 그들 가스 분사 구멍(88)으로부터 분사되는 가스의 압력에 의해 기판(G)이 스테이지 상면으로부터 일정한 높이 로 떠오르도록 구성되어 있다.
기판 반송 기구(82)는 부상 스테이지(80)를 사이에 두고 X방향으로 연장되는 한 쌍의 가이드 레일(90A, 90B)과, 이들 가이드 레일(90A, 90B)을 따라 왕복 이동 가능한 슬라이더(92)와, 부상 스테이지(80) 상에서 기판(G)의 양측 단부를 착탈 가능하게 보유 지지하도록 슬라이더(92)에 설치된 흡착 패드 등의 기판 보유 지지 부재(도시하지 않음)를 구비하고 있고, 직진 이동 기구(도시하지 않음)에 의해 슬라이더(92)를 반송 방향(X방향)으로 이동시킴으로써, 부상 스테이지(80) 상에서 기판(G)의 부상 반송을 행하도록 구성되어 있다.
레지스트 노즐(84)은 부상 스테이지(80)의 상방을 반송 방향(X방향)과 직교하는 수평 방향(Y방향)으로 횡단하여 연장되는 장척형(長尺形) 노즐이며, 소정의 도포 위치에서 그 바로 아래를 통과하는 기판(G)의 상면에 대해 슬릿 형상의 토출구로부터 레지스트액을 띠 형상으로 토출하도록 되어 있다. 또한, 레지스트 노즐(84)은 이 노즐을 지지하는 노즐 지지 부재(94)와 일체로 X방향으로 이동 가능, 또한 Z방향으로 승강 가능하게 구성되어 있어, 상기 도포 위치와 노즐 리프레쉬부(86) 사이에서 이동할 수 있도록 되어 있다.
노즐 리프레쉬부(86)는 부상 스테이지(80)의 상방의 소정 위치에서 지지 기둥 부재(96)에 보유 지지되어 있고, 도포 처리를 위한 사전 준비로서 레지스트 노즐(84)에 레지스트액을 토출시키기 위한 프라이밍 처리부(98)와, 레지스트 노즐(84)의 레지스트 토출구를 건조 방지의 목적으로부터 용제 증기의 분위기 중에 유지하기 위한 노즐 버스(100)와, 레지스트 노즐(84)의 레지스트 토출구 근방에 부 착된 레지스트를 제거하기 위한 노즐 세정 기구(102)를 구비하고 있다.
여기서, 레지스트 도포 유닛(COT)(44)에 있어서의 주된 작용을 설명한다. 우선, 전방단의 제1 열적 처리부(28)(도1)로부터 예를 들어 구름 반송으로 보내져 온 기판(G)이 부상 스테이지(80) 상의 전단부측에 설정된 반입부로 반입되고, 그곳에서 대기하고 있었던 슬라이더(92)가 기판(G)을 보유 지지하여 수취한다. 부상 스테이지(80) 상에서 기판(G)은 가스 분사 구멍(88)으로부터 분사되는 가스(에어)의 압력을 받아 거의 수평인 자세로 부상 상태를 유지한다.
그리고 슬라이더(92)가 기판을 보유 지지하면서 상압 건조 유닛(VD)(46)측을 향해 반송 방향(X방향)으로 이동하고, 기판(G)이 레지스트 노즐(84) 아래를 통과할 때에 레지스트 노즐(84)이 기판(G)의 상면을 향해 액상의 레지스트액을 띠 형상으로 토출함으로써, 기판(G) 상에 기판 전단부로부터 후단부를 향해 융단이 깔리는 것과 같이 되어 레지스트액의 도포막(RM)(도5)이 일면에 형성된다. 이와 같이 하여 레지스트가 도포된 기판(G)은, 그 후에도 슬라이더(92)에 의해 부상 스테이지(80) 상에서 부상 반송되고, 부상 스테이지(80)의 후단부를 넘으면 전달용 및 부상 반송 구동용 구름 장치(105)를 통해 그대로 수평 진행으로 후방단의 상압 건조 유닛(VD)(46)으로 반입된다.
도포 처리가 완료된 기판(G)을 상기와 같이 하여 상압 건조 유닛(VD)(46)측으로 송출한 후, 슬라이더(92)는 다음 기판(G)을 수취하기 위해 부상 스테이지(80)의 전단부측의 반입부로 복귀된다. 또한, 레지스트 노즐(84)은 1회 또는 복수회의 도포 처리를 마치면, 도포 위치(레지스트 토출 위치)로부터 노즐 리프레쉬부(86)로 이동하여 그곳에서 노즐 세정이나 프라이밍 처리 등의 리프레쉬 또는 사전 준비를 한 후 도포 위치로 복귀된다.
도3에 도시하는 바와 같이, 레지스트 도포 유닛(COT)(44)의 스테이지(8O)의 연장선상(하류측)에는 제1 수평 진행 반송로(34)(도1)의 일부 또는 1구간을 구성하는 구름 반송로(104)가 부설되어 있다. 이 구름 반송로(104)는 기판(G)을 수평 진행으로 반송하기 위한 구름 장치(105)를 프로세스 라인 A의 방향(X방향)으로 일정한 간격으로 부설하여 이루어지고, 상압 건조 유닛(VD)(46)을 종단 또는 빠져나가 제2 열적 처리부(32)(도1)까지 계속되어 있다.
도4에 도시하는 바와 같이, 상압 건조 유닛(VD)(46)에 있어서는, 구름 반송로(104) 상을 수평 진행으로 이동하는 기판(G) 상의 레지스트 도포막(RM)에 대해 본 발명에 따른 건조용 가열 분위기(HA)를 부여하기 위한 방열 히터, 예를 들어 평판형 시즈 히터(106)가 구름 반송로(104)의 상방으로 1매 또는 복수매 나열되어 배치되어 있다. 시즈 히터(106)는 표면(하면)에 예를 들어 세라믹 코팅을 갖고 있고, 히터 전원(108)으로부터 전기 케이블(110)을 통해 공급되는 전력에 의해 통전하여 발열하고, 그 고온의 표면으로부터 방사하는 열에 의해 주위의 공기를 가열하고, 구름 반송로(104) 상에 상온(통상 25 ℃)보다도 현격하게 높은 소정 온도(바람직하게는 60 ℃ 이상)의 건조용 분위기(HA)를 형성한다.
상온 건조 유닛(VD)(46)은 구름 반송로(104) 및 시즈 히터(106)를 수용 또는 포위하는 하우징(112)을 구비하고 있다. 이 하우징(112)의 반송 방향(X방향)에 있어서 대향하는 양 측벽에는, 하우징(112) 내에 외부의 공기를 도입하기 위한 공기 도입구(114)가 구름 반송로(104)의 출입구를 겸하여 설치되어 있다. 또한, 하우징(112)의 저벽(底壁) 또는 반송 방향과 직교하는 방향(Y방향)에 있어서 대향하는 양 측벽에는 하우징(112)의 실내를 배기하기 위한 배기구(116)가 설치되어 있다. 각 배기구(116)는 배기관(118)을 통해 배기 펌프 또는 배기 팬이 내장된 배기부(120)에 통해 있다. 이와 같이 하우징(112) 내에 외부의 공기를 도입하여 실내를 배기하는 것은, 건조 처리시에 기판(G) 상의 레지스트 도포막(RM)으로부터 증발한 용제를 실외로 배출하기 위함이며, 기판(G) 상의 레지스트 도포막(RM)에 대해 적극적으로 바람을 쏘이는 것은 아니다.
하우징(112) 내에서 구름 반송로(104)는 건조용 가열 분위기(HA)의 온도보다도 낮은 온도로 온도 조절되는 것이 바람직하다. 도시한 예에서, 예를 들어 칠러(chiller) 장치를 포함하는 구름 장치 온도 조절부(122)로부터 배관(124)을 통해 하우징(112) 내의 각 구름 장치(105)의 내부에 냉각수를 순환 공급하여, 구름 장치(105)의 온도를 설정 온도(예를 들어, 30 ℃ 내지 40 ℃)로 유지하도록 하고 있다. 구름 장치(105) 내에 냉각수를 흐르게 하기 위해서는, 도시 생략하지만 구름 장치(105)의 축을 중공으로 하여 내부에 유체 통로를 형성하고, 구름 장치 축의 일단부로부터 내부 유체 통로 중으로 냉각수를 도입하여 타단부로부터 배출하도록 구성해도 좋다. 또한, 기판(G)에 대해 구름 장치(105)의 축을 직접 접촉시키는 것보다도 열전도율이 작은 재질, 예를 들어 수지로 이루어지는 복수개의 원판형 롤러를 구름 장치의 축에 일체로 장착하여 롤러의 외주면을 기판(G)의 이면에 접촉시켜 구름 반송을 행하는 것이 바람직하다.
도4에 있어서, 프리 베이크 유닛(PRE-BAKE)(48)은 구름 반송로(104)에 근접시켜 서로 인접하는 구름 장치(105)와 구름 장치(105) 사이에 가열 처리용 히터로서 예를 들어 평판형 시즈 히터(130)를 반송 방향(X방향)으로 1매 또는 복수매 나열하여 배치하고 있다. 각 시즈 히터(130)는 그 표면(상면)에 예를 들어 세라믹 코팅을 갖고 있고, 히터 전원(132)으로부터 전기 케이블(134)을 통해 공급되는 전력에 의해 통전하여 발열하고, 그 고온의 표면으로부터 방사하는 열을 가까운 거리로부터 구름 반송로(104) 상의 기판(G)에 부여하도록 되어 있다.
또한, 프리 베이크 유닛(PRE-BAKE)(48)에는 구름 반송로(104)를 따라 그 상방으로 예를 들어 그레이팅 패널로 이루어지는 배기용 흡입 천장판(다공판)(136)이 설치되어 있다. 이 배기용 흡입 천장판(136)은 구름 반송로(104)의 반송면으로부터 소정 거리의 갭을 두고 수평으로 배치되어 있고, 그 배면부에 버퍼실(138)이 형성되어 있다. 이 버퍼실(138)은 배기관 또는 배기로(140)를 통해 배기 펌프 또는 배기 팬 등을 갖는 배기부(142)에 통해 있다. 후술하는 바와 같이, 구름 반송로(104) 상에서 기판(G) 상의 레지스트 도포막(RM)으로부터 증발하는 용제는 주위의 공기와 함께 배기용 흡입 천장판(136) 내로 흡입되어 배기부(142)로 보내지도록 되어 있다.
또한, 구름 반송로(104)의 구름 장치(105)는 도시 생략하지만, 예를 들어 프레임 등에 고정된 베어링에 회전 가능하게 지지되어 있고, 전기 모터 등의 반송 구동원에 기어 기구 또는 벨트 기구 등의 전동 기구를 통해 접속되어 있다.
또한, 상술한 레지스트 도포 유닛(COT)(44) 내의 각 부뿐만 아니라, 상압 건 조 유닛(VD)(46) 및 프리 베이크 유닛(PRE-BAKE)(48) 내의 각 부도 도시하지 않은 컨트롤러에 의해 제어된다. 컨트롤러를 마이크로 컴퓨터로 구성한 경우는, 상기 컨트롤러에 장치 전체의 동작(시퀸스)을 통괄 제어시킬 수도 있다.
다음에, 상압 건조 유닛(VD)(46) 및 프리 베이크 유닛(PRE-BAKE)(48)에 있어서의 작용을 설명한다.
상기한 바와 같이, 상류측에 인접한 레지스트 도포 유닛(COT)(44)에서 레지스트액이 도포된 기판(G)은 상온 또한 상압하의 상태에서, 스테이지(80) 상의 부상 반송로로부터 구름 반송로(104)로 옮겨타고, 수평의 구름 반송으로 상압 건조 유닛(VD)(46)의 하우징(112) 내로 들어간다.
하우징(112) 내에서 구름 반송로(104) 상을 수평 진행으로 이동하는 기판(G)은 그때까지의 상온(약 25 ℃)의 분위기보다도 현격하게 고온(예를 들어 60 ℃)의 가열 분위기(HA) 내에 놓이게 되고, 기판(G) 상의 레지스트 도포막(RM)의 표면에 가열 분위기(HA)의 열에너지가 직접 입사한다. 이 열에너지의 직접 입사에 의해, 도5에 도시하는 바와 같이 레지스트 도포막(RM)의 표층부에 있어서의 용제의 확산, 특히 공중으로의 기상 확산(휘발)이 크게 촉진된다. 또한, 기판(G) 상의 레지스트 도포막(RM)으로부터 증발한 용제는 주위의 공기에 혼합된 배기구(116)로부터 배기부(120)로 보내진다.
한편, 기판(G) 상의 레지스트 도포막(RM)에는 기판을 통해 하면, 즉 이면측으로부터도 가열 분위기(HA)의 열에너지가 미친다. 그러나 기판(G)은 유리를 모재로 하고 열전도율이 낮으므로, 기판(G)의 이면에 가열 분위기(HA)의 열에너지가 입 사해도 기판 내부 안쪽 내지 기판 상면으로의 열의 전달이 느리다. 또한, 기판(G)의 이면과 접촉하는 구름 장치(105)는 가열 분위기(HA)보다도 상당히 낮고, 오히려 상온에 가까운 온도(예를 들어, 30 ℃)로 온도 조절되어 있으므로, 구름 장치(105)로부터의 입열도 적다. 이에 의해, 도5에 도시하는 바와 같이 레지스트 도포막(RM) 내의 하층 또는 중간층의 벌크부에 있어서의 용제의 액상 확산, 특히 휘발하는 방향(상방)으로의 액상 확산은 하우징(112)으로 반입되기 전의 상태, 즉 상온 분위기하에 놓여 있었을 때와 그다지 바뀌지 않거나, 약간 증대되는 것만으로 멈춘다.
이와 같이 하여, 레지스트 도포막(RM)의 표층부에 있어서의 기상 확산의 속도(VU)와 하층 또는 중간층의 벌크부에 있어서의 액상 확산의 속도(VL) 사이에 VU > VL의 대소 관계에서 상대적인 차이가 발생하고(또는 상대차가 확대되고), 이에 의해 벌크부의 액상 또는 덜 마른 상태를 유지하면서 표층부만을 먼저 건조 고화시킬 수 있다. 그 결과, 상압의 분위기하에서 감압 건조법을 이용한 경우와 동질인 레지스트 표면 처리막을 얻을 수 있다.
본 실시 형태에서는, 기판(G) 상의 레지스트 도포막(RM)을 실질적으로 무풍 상태의 가열 분위기 중에 두고 상압의 건조 처리를 행하므로, 기류 또는 풍압의 변동에 기인하는 레지스트 도포막(RM)의 건조 불균일을 용이하게 방지할 수 있다.
또한, 하우징(112) 내의 구름 장치(105)를 상온보다도 낮은 온도로 온도 조절하는 것도 가능하다. 단, 그 경우는 기판(G) 상의 가열 분위기(HA)의 온도와의 차이가 지나치게 있어, 레지스트 도포막(RM)에 바람직하지 않은 열적인 충격을 부여할 우려가 있다. 한편, 기판(G) 상의 가열 분위기(HA)의 온도를 낮추는(예를 들어 40 ℃ 이하로 하는) 것은, 레지스트 도포막(RM)으로부터 용매가 증발되기 어려워져 가열 분위기(HA)에 의한 건조 작용의 효력이 저하된다. 이것으로부터, 하우징(112) 내의 구름 장치(105)를 상온 부근 또는 상온 이상의 온도로 온도 조절하여, 가열 분위기(HA)를 충분히 높은 온도(60 ℃ 이상)로 설정하는 것이 바람직하다.
기판(G)이 구름 반송로(104) 상을 수평 진행으로 이동하면서 하우징(112)의 출구(114)로부터 밖으로 나오면, 상압 건조 유닛(VD)(46)에 의한 건조 처리가 그곳에서 종료된다. 직후에, 하류측의 구름 반송로(104) 상에서 다음 단계의 프리 베이크 유닛(PRE-BAKE)(48)에 의한 가열 처리를 받는다.
보다 상세하게는, 구름 반송로(104) 상의 기판(G)은 프리 베이크 유닛(PRE-BAKE)(48)으로 반입되면, 그곳에서 가까운 거리의 시즈 히터(130)로부터 기판 이면에 방사열을 받는다. 이 급속 가열로부터 반송로(104) 상을 구름 반송으로 이동하는 동안에 기판(G)의 온도는 소정 온도(예를 들어, 180 내지 200 ℃ 정도)까지 상승하고, 단시간 동안에 레지스트 도포막(RM) 중의 잔류 용매의 대부분이 증발하여 막이 한층 얇게 고화되어 기판(G)과의 밀착성이 높여진다. 또한, 레지스트 도포막(RM)으로부터 증발한 용제는 주위의 공기와 함께 배기용 흡입 천장판(136) 중으로 흡입되어 배기부(142)로 보내진다.
본 실시 형태에 있어서는, 프리 베이킹의 가열 처리시에 시즈 히터(130)로부 터의 열적인 영향을 받아 레지스트 도포막(RM)의 벌크부의 움직임이 불균일해지려고 해도, 전공정의 상압 건조 처리에서 형성된 표층의 고화층에 의해 불균일한 움직임이 억제되므로, 이 공정에서도 레지스트 도포막(RM)에 건조 불균일은 발생되기 어렵다.
프리 베이크 유닛(PRE-BAKE)(48)에서 프리 베이크 처리를 마친 기판(G)은 그대로 구름 반송로(104) 상을 구름 반송의 수평 진행으로 이동하여 하류측에 인접한 냉각 유닛(COL)(50)(도1)으로 보내진다.
상기와 같이 본 실시 형태의 수평 진행식 레지스트 처리부(44, 46, 48)는 레지스트 도포로부터 레지스트 베이크까지의 일련의 처리 공정을 모두 동일 반송 라인 상의 수평 진행에 의해 행한다. 이에 의해, 장치 구성의 대폭적인 간이화, 소형화 및 저비용화를 도모할 수 있다.
상압 건조 유닛(VD)(46)에 있어서는, 기판(G) 상의 레지스트 도포막(RM)에 대해 상압하의 건조 처리에 의해 감압 건조와 동등한 레지스트 표면 처리를 실시할 수 있다. 따라서, 다음 공정의 프리 베이킹시에는 벌크 레지스트의 유동을 억제하여 건조 불균일의 발생을 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 현상 처리시에는 레지스트의 비용해성 또는 막 감소량을 적게 하여 레지스트 해상도를 높게 할 수 있다. 또한, 반송 로봇은 불필요해, 기판을 부채와 같이 휘게 해 버려 로딩/언로딩시에 위치 어긋남이나 충돌·파손 등의 에러를 일으키지 않게 된다. 또한, 지지 핀을 사용하지 않아도 되므로, 상압 건조 유닛(VD)(46) 내에서 기판(G) 상의 레지스트에 전사 자국이 발생할 우려도 없다. 덧붙여, 기판(G)의 사이즈에 관계없이 기판 각 부에 균일한 건조 처리를 행할 수 있으므로, 품질면에서도 기판의 대형화에 용이하게 대응할 수 있다.
또한, 레지스트 도포 유닛(COT)(44)에서 기판(G) 상에 레지스트액이 도포된 직후로부터, 레지스트 도포막(RM) 내에서는 자연 건조에 의해 용제의 액상 확산 및 기상 확산이 개시되어, 상온·상압하에서도 그들의 확산은 진행(지속)된다. 종래의 감압 건조법에서는 감압 건조 장치로의 기판의 반입에 시간이 걸리므로, 감압 건조 처리를 개시하기 전에 레지스트 도포막이 지나치게 건조되어 버려, 감압 건조의 효력이 저감될 우려도 있었다. 이에 대해, 본 실시 형태에서는 레지스트 도포 유닛(COT)(44)으로부터 상압 건조 유닛(VD)(46)으로의 기판의 반송을 수평 진행으로 원활하게 단시간에 행할 수 있으므로, 상압 건조 유닛(VD)(46)에 의한 건조 처리의 개시의 타이밍을 지연시키는 일은 없고, 도포막 개질의 효력을 안정적으로 확실하게 보증할 수 있다. 이 점에서도, 기판의 대형화에 유리하게 대응할 수 있다.
이상 본 발명을 적합한 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 그 기술적 사상의 범위 내에서 다양하게 변형이 가능하다.
예를 들어, 상압 건조 유닛(VD)(46)에 있어서, 구름 반송로(104) 상에서 가열 분위기(HA)를 형성하기 위한 수단은 상기 실시 형태의 히터 구조에 한정되는 것은 아니며, 임의의 히터 구조를 채용할 수 있다.
혹은, 구름 반송로(104) 상에 가열 분위기(HA)를 형성하는 대신에, 도6에 도시하는 바와 같이 구름 반송로(104)를 따라 그 상방에 적외선 히터(144)를 설치하 여, 적외선 히터(144)로부터 구름 반송로(104) 상의 기판(G)을 향해 소정 파장, 즉 레지스트 도포막(RM)에 흡수되기 쉽고, 또한 기판(G)에 흡수되기 어려운 파장의 적외선 또는 원적외선을 조사하도록 구성하는 것도 가능하다. 이 경우, 적외선 히터(144)로부터 상방으로 방사된 적외선을 구름 반송로(104)측으로 반사시키는 반사판(146)을 설치해도 좋다.
이러한 적외선 가열 방식에 있어서도, 기판(G) 상의 레지스트 도포막(RM)에 대해 그 하층부보다도 그 표층부의 쪽을 고온으로 가열하는 에너지를 부여하는 것이 가능하고, 이에 의해 레지스트 도포막(RM)의 표층부에 있어서의 기상 확산의 속도(VU)와 하층 또는 중간층의 벌크부에 있어서의 액상 확산의 속도(VL) 사이에 VU > VL의 대소 관계에서 상대적인 차이를 발생시켜(또는 상대차를 확대시켜), 벌크부의 액상 또는 덜 마른 상태를 유지하면서 표층부만을 먼저 건조 고화시킬 수 있다. 그 결과, 상압의 분위기하에서 감압 건조법을 이용한 경우와 동질의 레지스트 표면 처리막을 얻을 수 있다. 또한, 구름 반송로(104) 상에 가열 분위기(HA)를 형성하는 상기 실시 형태와 마찬가지로, 기판(G) 상의 레지스트 도포막(RM)을 실질적으로 무풍 상태의 분위기 중에서 상압의 건조 처리를 행하는 것이 가능해, 기류나 풍압의 편차에 기인하는 레지스트 도포막(RM)의 건조 불균일을 용이하게 방지할 수 있다. 이러한 적외선 가열 방식을 상기 실시 형태에 있어서의 수평 진행 반송로 상의 분위기 가열 방식과 병용하는 것도 가능하다.
또한, 도시 생략하지만 구름 반송로(104)를 따라 그 상방에 1개 또는 복수개 의 가스 노즐(바람직하게는 장척형 노즐)을 배치하고, 가스 노즐로부터 구름 반송로(104) 상의 기판(G)을 향해 상부로부터 건조용 가스(예를 들어 공기, 질소 가스 등)를 쏘이는 방식도 가능하다. 그 경우, 건조용 가스의 온도를 적당한 가열 온도(예를 들어, 50 ℃ 이상)로 설정하여, 온풍으로 해도 좋다. 단, 상압 건조에 바람을 이용하는 경우는, 기류의 강약에 의해 레지스트 도포막(RM)의 표면에 건조 불균일이 발생하기 쉽기 때문에 풍속 또는 풍압의 균일성을 엄중하게 관리할 필요가 있다. 이 가스 분사 방식도 상기와 같은 적외선 가열 방식 혹은 수평 진행 반송로 상의 분위기 가열 방식과 병용할 수 있는 것은 물론이다.
또한, 도시 생략하지만 상압 건조 유닛(VD)(46) 내 또는 프리 베이크 유닛(PRE-BAKE)(48) 내에 있어서 구름 반송로(104)를 수평 진행용 부상 스테이지로 치환하는 것도 가능하다. 상압 건조 유닛(VD)(46)에 부상 스테이지를 설치하는 경우는, 부상 스테이지 상에 상기와 동일한 가열 분위기(HA)를 형성하는 것이 가능하다. 그 경우, 부상 스테이지의 상면을 가열 분위기(HA)보다도 적당하게 낮은 온도로 온도 조절하는 것이 바람직하다.
본 발명의 상압 건조법은, 일반적으로는 포지티브형 레지스트에 적용하기에 적합하지만, 네거티브형 레지스트에도 적용 가능하고, 컬러 레지스트나 유기 레지스트 등에도 적용 가능하다.
본 발명에 있어서의 피처리 기판은 LCD용 유리 기판에 한정되는 것은 아니며, 다른 플랫 패널 디스플레이용 기판이나, 반도체 웨이퍼, CD 기판, 포토마스크, 프린트 기판 등도 가능하다. 처리액도 레지스트액에 한정되지 않고, 예를 들어 층 간 절연 재료, 유전체 재료, 배선 재료 등의 처리액도 가능하다.
도1은 본 발명의 적용 가능한 도포 현상 처리 시스템의 구성을 도시하는 평면도.
도2는 상기 도포 현상 처리 시스템에 있어서의 처리 순서를 나타내는 흐름도.
도3은 실시 형태에 있어서의 레지스트 처리부의 전체 구성을 도시하는 평면도.
도4는 실시 형태에 있어서의 상압 건조 유닛 및 프리 베이크 유닛의 구성을 도시하는 측면도.
도5는 실시 형태에 있어서의 상압 건조법의 작용을 모식적으로 설명하기 위한 개략 단면도.
도6은 실시 형태의 일 변형예에 따른 상압 건조 유닛의 구성을 모식적으로 도시하는 측면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 도포 현상 처리 시스템
44 : 레지스트 도포 유닛(COT)
46 : 상압 건조 유닛(VD)
48 : 프리 베이크 유닛(PRE-BAKE)
80 : 도포용 부상 스테이지
84 : 레지스트 노즐
104 : 구름 반송로
105 : 구름 장치
106 : 시즈 히터(방열용 히터)
112 : 하우징
114 : 공기 도입구(구름 반송 출입구)
116 : 배기구
120 : 배기부
122 : 구름 장치 온도 조절부
144 : 적외선 히터

Claims (21)

  1. 용제를 포함하는 처리액이 도포된 피처리 기판을 소정의 반송로 상에서 수평 진행으로 반송하는 수평 진행 반송부와,
    상기 수평 진행 반송 중에, 상압의 분위기하에서 상기 기판 상의 처리액의 도포막에 그 표층부의 쪽이 하층부보다도 고온으로 가열되는 에너지를 부여하여 상기 도포막을 건조시키는 건조 처리부를 갖는 상압 건조 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 건조 처리부가 상기 반송로 상의 분위기를 가열하기 위한 히터를 갖는 상압 건조 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 히터의 방사열이 미치는 소정 구간의 상기 반송로를 포위하는 하우징을 갖는 상압 건조 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 하우징 내에 외부의 공기를 도입하기 위한 공기 도입구와, 상기 하우징 내를 배기하기 위한 배기부를 갖는 상압 건조 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 하우징 내를 상기 기판 상의 도포막에 대해서는 실질적으로 무풍인 상태로 하는 상압 건조 장치.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 히터에 의해 가열되는 상기 반송로 상의 분위기의 온도는 40 ℃ 이상인 상압 건조 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 분위기의 온도는 60 ℃ 이상인 상압 건조 장치.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 건조 처리부가, 상기 반송로 상을 수평 진행으로 이동하는 상기 기판 상의 도포막에 흡수되기 쉽고, 또한 상기 기판에 흡수되기 어려운 파장을 갖는 적외선을 상방으로부터 조사하는 적외선 히터를 갖는 상압 건조 장치.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 건조 처리부가, 상기 반송로 상을 수평 진행으로 이동하는 상기 기판 상의 도포막에 온풍을 상방으로부터 뿜어내는 가스 노즐을 갖는 상압 건조 장치.
  10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반송로의 상기 기판과 접촉 또는 근접하는 부품을 소정의 온도로 온도 조절하는 온도 조절부를 갖는 상압 건조 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 반송로를 온도 조절하는 온도는 상온보다도 높고, 상기 가열 분위기의 온도보다도 낮은 상압 건조 장치.
  12. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반송로는 기판의 반송 방향으로 구름 장치를 일정 간격으로 부설하여 이루어지는 구름 반송로를 갖는 상압 건조 장치.
  13. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 상압 건조 장치와,
    상기 기판의 반송 방향에 있어서 상기 상압 건조 장치의 상류측에 인접하게 배치되고, 상기 기판을 수평 진행으로 반송하면서 상기 기판 상에 상기 처리액을 도포하는 도포 유닛과,
    상기 기판의 반송 방향에 있어서 상기 상압 건조 장치의 하류측에 인접하게 배치되고, 상기 기판을 수평 진행으로 반송하면서 가열하는 베이킹 유닛을 갖는 기판 처리 장치.
  14. 피처리 기판 상에 용제를 포함하는 처리액을 도포하는 도포 공정과,
    상기 기판을 소정의 반송로 상에서 수평 진행으로 반송하고, 상기 수평 진행 반송 중에 상압의 분위기하에서 상기 기판 상의 도포막에 그 표층부의 쪽이 하층부보다도 고온으로 가열되는 에너지를 부여하여, 상기 도포막을 건조시키는 건조 공정을 갖는 기판 처리 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 건조 공정에 있어서 상기 반송로 상의 분위기를 실질 적으로 무풍 상태로 유지하는 기판 처리 방법.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 건조 공정에 있어서 상기 반송로 상의 분위기를 히터로 가열하는 기판 처리 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 반송로 상의 분위기의 온도를 40 ℃ 이상으로 하는 기판 처리 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 반송로 상의 분위기의 온도를 60 ℃ 이상으로 하는 기판 처리 방법.
  19. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 반송로의 상기 기판과 접촉 또는 근접하는 부분을, 상온보다도 높고 상기 분위기의 온도보다도 낮은 온도로 온도 조절하는 기판 처리 방법.
  20. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 도포 공정에 있어서 상기 기판을 상기 반송로와 연속되는 상류측의 반송로 상에서 수평 진행으로 반송하면서, 장척형의 처리액 노즐로부터 상기 기판을 향해 상기 처리액을 토출하여 상기 기판 상에 상기 처리액의 도포막을 형성하는 기판 처리 방법.
  21. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 건조 공정의 후에, 상기 기판 상의 도포막에 잔류하고 있는 용제를 증발시키고, 또한 상기 기판에 대한 도포막의 밀착성을 강화하기 위해 상기 기판을 상기 반송로와 연속되는 하류측의 반송로 상에서 수평 진행으로 반송하면서 가열하는 베이킹 공정을 갖는 기판 처리 방법.
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