KR20090031271A - 상압 건조 장치 및 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

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, 냉각용 부상 스테이지(106) 상에서 그때까지의 상온으로부터 그보다도 낮은 온도까지 냉각된다. 이 기판 이면측으로부터의 냉각에 의해 기판(G) 상의 레지스트 도포막은 하면으로부터 냉각된다. 한편, 기판(G)이 가스 노즐(134)의 아래를 통과할 때에, 혹은 통과한 직후에 가스 노즐(134)로부터 건조용 공기 A가 기판(G)의 상면, 즉 레지스트 도포막의 표면에 쏘여진다.

피처리 기판, 레지스트 도포 유닛, 가스 노즐, 부상 스테이지, 액막

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 처리액을 도포하여 막을 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 반송 라인을 따라 수평 진행으로 반송하는 수평 진행 반송부와, 상기 수평 진행 반송 중에 상온 또는 그보다도 높은 온도의 상압 분위기하에서 상기 기판 상의 처리액의 도포막을 기판의 이면측으로부터 상온보다도 낮은 온도로 냉각하면서 건조시키는 건조 처리부를 갖는다.

본 발명의 기판 처리 장치는, 상기 상압 건조 장치와, 상기 반송 라인을 따라 상기 상압 건조 장치의 상류측에 인접하게 배치되고, 상기 기판을 수평 진행으로 반송하면서 상기 기판 상에 상기 처리액을 도포하는 도포 유닛과, 상기 반송 라인을 따라 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 반송 라인을 따라 수평 진행으로 반송하고, 반송 중에 상온 또는 그보다도 높은 온도의 상압 분위기하에서 상기 기 판 상의 처리액의 도포막을 기판의 이면측으로부터 상온보다도 낮은 온도로 냉각하면서 건조시키는 건조 공정을 갖는다.

본 발명에 있어서는, 도포 유닛에 있어서 기판 상에 형성된 처리액의 도포막은 상온·상압하에서 자연 건조를 개시하고, 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 도포막의 표면(상면)이 상온 또는 그보다도 높은 온도의 상압 분위기하에 노출되는 한편, 도포막의 하면이 기판을 통과하여 상온보다도 낮은 온도로 냉각된다. 이에 의해, 도포막에 있어서 표층부에 있어서의 용제의 기상 확산의 속도와 벌크부에 있어서의 액상 확산의 속도 사이에 전자가 후자보다도 커지는 관계에서 차이가 발생하여(혹은 차이가 확대되어), 벌크부의 액상 내지 덜 마른 상태가 적당하게 유지되면서 표층부만이 적당하게 건조 고화된다. 그 결과, 상압 건조에 있어서도 종래의 감압 건조법을 이용한 경우와 동질인 도포막 개질 처리 결과를 얻을 수 있다. 게다가, 수평 진행 방식이므로 장치 구성의 간이화, 소형화, 저비용화 등도 도모된다.

본 발명의 적합한 일 형태에 따르면, 상압 건조 장치에 있어서의 수평 진행 반송부는, 기판을 기체의 압력에 의해 띄우는 제1 부상 스테이지와, 이 제1 부상 스테이지 상에서 기판을 반송 라인을 따라 이동시키는 부상 반송 이동부를 갖는다. 또한, 건조 처리부는 제1 부상 스테이지를 통과하여 기판을 냉각하는 냉각 기구를 갖는다. 이 경우, 냉각 기구의 적합한 일 형태로서 제1 부상 스테이지 내에 설치 된 냉매 통로와, 이 냉매 통로에 온도 조절된 냉매를 공급하는 냉매 공급부를 가져도 좋다. 또한, 부상 스테이지에 의한 냉각 기능의 효과 및 정밀도를 높이기 위해, 기판의 부상 높이를 기판이 제1 부상 스테이지와 열적으로 결합될 정도로 충분히 작은 갭으로 설정하고, 냉각 기구에 의해 제1 부상 스테이지의 상면을 상온보다도 낮은 설정 온도로 냉각하는 구성이 바람직하다.

혹은, 다른 적합한 일 형태로서, 수평 진행 반송부가, 기판을 다수의 구름 장치를 일정 간격으로 부설하여 이루어지는 구름 반송로와, 이 구름 반송로 상에서 기판을 반송 라인을 따라 이동시키기 위해 구름 장치를 구동하는 구름 반송 구동부를 갖는다. 그리고 건조 처리부가, 구름 장치를 통과하여 기판을 냉각하는 냉각 기구를 갖는다. 이 경우 냉각 기구는, 바람직하게는 구름 장치 내에 설치된 냉매 통로와, 이 냉매 통로에 온도 조절된 냉매를 공급하는 냉매 공급부를 가져도 좋다.

또한, 적합한 일 형태에 있어서는, 건조 처리부가, 반송 라인의 상방에 배치되는 가스 노즐을 구비하고, 이 가스 노즐로부터 건조용 가스를 토출시켜 기판 상의 도포막의 표면에 쏘인다. 건조용 가스로서는, 예를 들어 공기, 질소 등을 사용해도 좋고, 건조용 가스를 가열하여 따뜻하게 해도 좋다. 이와 같이, 건조용 가스를 기판 상의 도포막의 표면에 쏘이도록 도포막에 있어서의 용제의 기상 확산을 증대시킬 수 있다.

또한, 적합한 일 형태에 따르면, 건조 처리부가, 기판 상의 도포막을 기판의 이면측으로부터 상온보다도 낮은 제1 온도에서 냉각하면서 건조시키는 제1 건조 처리 구간과, 반송 라인을 따라 제1 건조 처리 구간보다도 하류측에 설정되고, 기판 상의 도포막을 기판의 이면측으로부터 상온보다도 낮게 또한 제1 온도로부터 독립하여 설정되는 제2 온도에서 냉각하면서 건조시키는 제2 건조 처리 구간을 갖는다. 이러한 구성에 의해, 도포막에 상이한 냉각 내지 건조 작용을 부여하는 2단계의 건조 처리를 실시할 수 있다.

또한, 본 발명의 기판 처리 장치에 있어서의 적합한 일 형태로서, 도포 유닛은 기판을 기체의 압력에 의해 띄우는 제2 부상 스테이지와, 이 제2 부상 스테이지 상에서 기판을 반송 라인의 방향으로 이동시키는 제2 부상 반송 이동부와, 제2 부상 스테이지의 상방에 배치된 장척형(長尺形)의 처리액 노즐을 갖고, 처리액 노즐로부터 수평 진행으로 이동 중인 기판을 향해 처리액을 토출시키는 처리액 공급부를 갖는다. 이 경우, 처리액 노즐보다도 반송 라인의 하류측의 구간에서, 제2 부상 스테이지에 제1 부상 스테이지를 겸용시키는 것도 가능하고, 이에 의해 처리액의 도포막을 형성하고 나서 제1 부상 스테이지 상에서 상압 건조를 개시할 때까지의 상온·상압 건조 시간을 가급적 짧게 할 수 있다.

본 발명의 상압 건조 장치, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 따르면, 상기와 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 갖고, 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 유 닛(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 장치(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 반송로(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 스테이션(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 도8에 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 수평 진행식 레지스트 처리부(44, 46, 48)의 전체 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 높이로 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 부 재(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 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 부착된 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)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.

또한, 본 실시 형태에서는 용제로서 PGMEA(프로필렌·글리콜·모노메틸·에테르·아세테이트)를 포함하는 포지티브형 레지스트를 기판(G) 상에 도포하는 것으로 한다.

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 도포용 부상 스테이지(80)의 연장선상(하류측)에는 제1 전달 및 부상 반송 구동용 구름 장치(104)를 사이에 두고 상압 건조 유닛(VD)(46)의 냉각용 부상 스테이지(106)가 배치되고, 또한 그 연장선상(하류측)에는 제2 전달 및 부상 반송 구동용 구름 장치(108)를 사이에 두고 프리 베이크 유닛(PRE-BAKE)(48)의 가열용 부상 스테이지(110)가 배치되어 있다. 레지스트 도포 유닛(COT)(44) 및 프리 베이크 유닛(PRE-BAKE)(48) 모두, 반송 방향(X방향)에 있어서는 기판(G)보다도 상당히 작은(1/2 이하도 가능한) 사이즈로 구성되어 있다.

도4에 상압 건조 유닛(VD)(46) 및 프리 베이크 유닛(PRE-BAKE)(48) 내의 보다 상세한 구성을 개략 단면도로 도시한다.

상압 건조 유닛(VD)(46)에 있어서, 냉각용 부상 스테이지(106)의 상면에는 상압 또는 상압하에서 기판(G)을 바람직하게는 100 ㎛ 이하(예를 들어, 50 ㎛)의 미소 갭 또는 부상 높이로 띄우기 위해, 고압 또는 정압(正壓)의 압축 공기를 분출하는 분사 구멍(111)과, 부압(負壓)으로 공기를 흡입하는 흡인 구멍(112)을 적당한 배열 패턴으로 혼재시켜 마련하고 있다. 그리고 도5에 도시하는 바와 같이, 부상 스테이지(106) 상에서 기판(G)을 반송할 때에는, 분사 구멍(111)으로부터 압축 공기에 의한 수직 상향의 힘을 가하는 동시에, 흡인 구멍(112)으로부터 부압 흡인력에 의한 수직 하향의 힘을 가하여, 서로 대항하는 쌍방향의 힘의 균형을 제어함으로써 기판(G)의 부상 높이 H_S를 부상 반송 및 기판 냉각에 적합한 설정값(예를 들 어, 50 ㎛) 부근으로 유지하도록 하고 있다.

또한, 상술한 레지스트 도포 유닛(COT)(44)의 도포용 부상 스테이지(80)에 있어서도, 기판 부상 높이를 안정화시키기 위해 분출 구멍(88)에 혼재시켜 흡인 구멍(도시하지 않음)을 마련하여, 분사 구멍(88)으로부터 기판(G)에 부여되는 수직 상향의 힘(부상력)과 흡인 구멍으로부터 기판(G)에 부여되는 수직 하향의 힘(인력)의 균형을 맞추도록 해도 좋다.

냉각용 부상 스테이지(106)의 내부에는, 각 분사 구멍(111)에 접속된 정압 매니폴드(114)와, 각 흡인 구멍(112)에 접속된 부압 매니폴드(116)와, 냉매 통로(118)가 설치되어 있다.

정압 매니폴드(114)는 부상 스테이지(106)의 외부의 압축 공기 공급원(120)으로부터 가스 공급관(122)을 통해 소정 압력의 압축 공기를 도입하여, 부상 스테이지(106) 상면의 각 분사 구멍(111)에 대략 균일한 압력으로 압축 공기를 분배 공급한다. 압축 공기 공급원(120)은, 예를 들어 압축기 혹은 공장용력(工場用力)을 사용해도 좋고, 압축 공기의 압력을 안정화시키기 위한 레귤레이터 등도 구비하고 있다.

부압 매니폴드(116)는 부상 스테이지(106)의 외부의 진공원(124)에 진공관(126)을 통해 접속되어 있고, 부상 스테이지(106) 상면의 각 흡인 구멍(112)의 흡인력을 대략 균일하게 하는 압력 완충 작용을 발휘한다. 진공원(124)은, 예를 들어 진공 펌프 혹은 공장용력을 사용해도 좋다.

냉매 통로(118)는 부상 스테이지(106)의 상부, 특히 스테이지 상면과 열적으 로 결합되어 있고, 부상 스테이지(106)의 외부에 배치되어 있는 칠러 유닛(128)으로부터 상온보다도 낮은 온도의 냉각수가 배관(130, 132)을 통해 냉매 통로(118)에 순환 공급된다. 스테이지(106)는 열전도율 및 가공성이 높은 재질, 예를 들어 알루미늄으로 구성되어 있고, 냉매 통로(118)를 흐르는 냉각수에 의해 스테이지 상면이 상온(통상 25 ℃)보다도 낮은 설정 온도(예를 들어, 5 내지 10 ℃)로 냉각 또는 온도 조절된다. 온도 센서(도시하지 않음)를 사용한 피드백 방식의 온도 제어도 가능하다.

냉각용 부상 스테이지(106)의 상방에는 장척형의 가스 노즐(134) 및 흡입구(136)가 반송 방향(X방향)으로 적당한 간격을 두고 원 세트로 배치되어 있다. 도시한 예에서는, 가스 노즐(134)은 흡입구(136)보다도 반송 방향(X방향)의 상류측에 배치되어 있다. 가스 노즐(134)의 토출구는 부상 스테이지(106) 상의 기판(G)과 소정 거리(예를 들어, 5 내지 15 ㎜)의 갭을 두고 반송 방향과 직교하는 방향(Y방향)으로 슬릿 형상으로 연장되어 있다. 흡입구(배기구)(136)도 가스 노즐(134)의 토출구와 평행하게 슬릿 형상으로 연장되어 있다.

가스 노즐(134) 및 흡입구(136)는, 통상은 기판(G)이 부상 스테이지(106) 상을 통과할 때만 작동해도 좋다. 즉, 가스 노즐(134)은 건조용 가스 공급원(138) 및 송풍기(140)로부터 가스 공급관(142)을 통해 보내져 오는 건조용 가스, 예를 들어 청정한 건조용 공기 A를 도입하고, 도입한 건조용 공기 A를 노즐 내의 다공판(134a)에 통과시켜 슬릿 형상 토출구로부터 바로 아래의 기판(G)을 향해 소정의 압력(풍압) 및 균일한 층류로 분출하도록 되어 있다. 여기서, 가스 노즐(134)로부 터 토출된 건조용 공기 A의 흐름(바람)이 기판(G)의 상면, 즉 레지스트 도포막(RM)의 표면을 스치도록 가스 노즐(134)을 비스듬히 눕혀 배치하는 것이 바람직하다. 흡입구(136)는 배기 펌프 또는 배기 팬 내장의 배기부(144)에 배기관(146)을 통해 통과되어 있고, 가스 노즐(134)로부터 기판(G)의 상면을 따라 흘러 오는 건조용 공기 A를 주위의 공기나 건조 처리 중에 기판(G) 상의 레지스트 도포막(RM)으로부터 증발한 용제와 함께 흡입되도록 되어 있다. 또한, 건조용 공기 A의 온도는 상온 이상이 바람직하다.

다음에, 프리 베이크 유닛(PRE-BAKE)(48)의 구성을 설명한다. 이 유닛에 있어서도, 상압 또는 상압하에서 기판(G)을 안정적으로 미소 갭 또는 부상 높이로 띄우기 위해, 가열용 부상 스테이지(110)의 상면에는 고압 또는 정압의 압축 공기를 분출하는 분사 구멍(150)과, 부압으로 공기를 흡입하는 흡인 구멍(152)을 적당한 배열 패턴으로 혼재시켜 배치하고 있다. 그리고 도5에 도시하는 바와 같이, 분사 구멍(150)으로부터 압축 공기에 의한 수직 상향의 힘을 가하는 동시에, 흡인 구멍(152)으로부터 부압 흡인력에 의한 수직 하향의 힘을 가하여, 서로 대항하는 쌍방향의 힘의 균형을 제어함으로써 기판(G)의 부상 높이 H_S를 부상 반송 및 기판 가열에 적합한 설정값 부근으로 유지하도록 하고 있다.

가열용 부상 스테이지(110)의 내부에는 각 분사 구멍(150)에 접속된 정압 매니폴드(154)와, 각 흡인 구멍(152)에 접속된 부압 매니폴드(156)와, 예를 들어 저항 발열 소자로 이루어지는 발열 소자(158)가 설치되어 있다.

정압 매니폴드(154)는 각 분사 구멍(111)에 있어서의 분사 압력을 균일화하기 위한 것으로, 부상 스테이지(110)의 외부의 압축 공기의 공급원(160)에 가스 공급관(162)을 통해 접속되어 있다. 부압 매니폴드(156)는 각 흡인 구멍(152)에 있어서의 흡인력을 균일화하기 위한 것으로, 스테이지(110)의 외부의 진공원(164)에 진공 공급관(166)을 통해 접속되어 있다. 발열 소자(158)는 부상 스테이지(110)의 상부와 열적으로 결합되어 있고, 히터 전원(168)으로부터 전력의 공급을 받으면 통전하여 줄열을 발생하여, 스테이지 상면을 설정 온도(예를 들어, 90 ℃ 내지 130 ℃)로 가열하도록 되어 있다.

가열용 부상 스테이지(110)의 연장선상(하류측)에는 반송 라인을 따라 다수의 구름 장치(170)를 일정 간격으로 부설하여 이루어지는 구름 반송로(172)가 설치되어 있다. 이 구름 반송로(172)는 냉각 유닛(COL)(50) 및 패스 유닛(PASS)(52)(도1)까지 연장되어 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서의 모든 구름 장치, 예를 들어 제1 및 제2 전달 및 부상 반송 구동용 구름 장치(104, 108) 및 구름 반송로(172)의 구름 장치(170) 등은 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 건조 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, 도포용 부상 스테이지(80)로부터 구름 장치(104)를 통해 상압 건조 유닛(VD)(46)의 냉각용 부상 스테이지(106)로 반입되고, 구름 장치(104)의 구동력에 의해 그때까지와 동일한 수평 진행으로 부상 스테이지(106) 상을 동일한 방향(X방향)으로 반송된다. 이와 같이 하여, 레지스트액이 도포된 직후의 기판(G)은 상온 또한 상압하의 상태에서 냉각용 부상 스테이지(106) 상으로 반입된다.

기판(G)은 냉각용 부상 스테이지(106) 상에서 열전도적으로는 접촉하고 있는 것과 동일한 정도의 미소한 부상 높이로 부상하므로, 열용량이 큰 스테이지(106)와의 열교환에 의해 그때까지의 상온으로부터 스테이지 상면과 대략 동일한 온도(예를 들어, 5 내지 10 ℃)까지 냉각된다. 이 기판 이면측으로부터의 냉각에 의해 기판(G) 상의 레지스트 도포막(RM)은 하면으로부터 냉각되고, 도6에 도시하는 바와 같이 레지스트 도포막(RM) 내의 하층 또는 중간층의 벌크부에 있어서의 용제의 액상 확산, 특히 휘발하는 방향(상방)으로의 액상 확산이 억제된다. 즉, 액상 확산의 속도가 상온하에서의 속도보다도 늦어진다.

한편, 기판(G)이 가스 노즐(134) 아래를 통과할 때에, 혹은 통과한 직후에 가스 노즐(134)로부터 건조용 공기 A가 기판(G)의 상면, 즉 레지스트 도포막(RM)의 표면에 쏘여진다. 이에 의해, 도6에 도시하는 바와 같이 레지스트 도포막(RM)의 표층부에 있어서의 용제의 확산, 특히 공중으로의 기상 확산(휘발)이 촉진된다.

이와 같이, 상압 건조 유닛(VD)(46)에 있어서, 기판(G) 상의 레지스트 도포막(RM)은 상압하에서의 부상 반송 중에, 부상 스테이지(106)를 통해 기판 이면측으로부터 상온 이하의 온도로 냉각되면서 상방의 가스 노즐(134)로부터 막 표면에 상온 이상의 온도에서 건조용 공기 A를 쏘인다. 이와 같이 하여, 레지스트 도포막(RM)의 표층부에 있어서의 기상 확산의 속도 V_U와 하층 내지 중간층의 벌크부에 있어서의 액상 확산의 속도 V_L 사이에 V_U > V_L의 대소 관계에서 차이가 발생하고(또는 차이가 확대되고), 이에 의해 벌크부의 액상 내지 덜 마른 상태를 유지하면서 표층부만을 적당하게 건조 고화시킬 수 있다. 그 결과, 감압 건조법을 이용한 경우와 동질인 레지스트 표면 처리막을 얻을 수 있다.

상압 건조 유닛(VD)(46)에서 상기와 같은 상압 건조 처리를 마친 기판(G)은, 구름 장치(1O8)를 통해 프리 베이크 유닛(PRE-BAKE)(48)의 가열용 부상 스테이지(110)로 반입되고, 구름 장치(108)의 구동력에 의해 그때까지와 동일한 수평 진행으로 부상 스테이지(110) 상을 동일한 방향(X방향)으로 반송된다.

가열용 부상 스테이지(110) 상에서 기판(G)은 냉각용 부상 스테이지(106) 상에서 열전도적으로는 접촉하고 있는 것과 동일한 정도의 미소한 부상 높이로 부상하므로, 열용량이 큰 스테이지(110)와의 열교환에 의해 스테이지 상면과 대략 동일한 온도(예를 들어, 90 ℃ 내지 130 ℃)까지 가열된다. 이 기판 이면측으로부터의 고온 또한 급속 가열에 의해 기판(G) 상의 레지스트 도포막(RM)에서는 벌크부에 있어서의 상방으로의 액상 확산 및 기상 확산(휘발)이 촉진되어, 기판(G)에 대한 레지스트 도포막(RM)의 밀착성이 강화된다. 또한, 프리 베이킹의 가열 처리시에 외부로부터의 열적인 영향을 받아 레지스트 도포막(RM)의 벌크부의 움직임이 불균일해지려고 해도, 표층의 고화층에 의해 불균일한 움직임이 억제되므로 레지스트 도포막(RM)에 건조 불균일은 발생하기 어렵다.

프리 베이크 유닛(PRE-BAKE)(48)에서 프리 베이크 처리를 마친 기판(G)은 구름 반송로(172)를 타고 구름 반송의 수평 진행으로 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, 상기한 실시 형태에서는 상압 건조 유닛(VD)(46)에 있어서 냉각용 부상 스테이지(106) 및 가스 노즐(134)을 각각 하나씩 설치하였다. 그러나, 복수대의 부상 스테이지(106) 혹은 복수개의 가스 노즐(134)을 설치하는 것도 가능하 다.

복수대의 부상 스테이지[106(106A, 106B)]를 설치하는 경우는, 각각에 개별 칠러 유닛(128A, 128B)을 사용하여 각 부상 스테이지(106A, 106B)의 기판 냉각 온도를 독립적으로 설정해도 좋다. 여기서, 각각의 부상 스테이지(106A, 106B) 상에서 가스 노즐(134)에 의한 기상 확산의 촉진을 행하는 것도 가능하다. 그러나, 예를 들어 도7에 도시하는 바와 같이, 전방단의 부상 스테이지(106A) 상에서는 가스 노즐(134)에 의한 기상 확산의 촉진을 행하지 않고, 부상 스테이지(106A)측으로부터의 기판 냉각에 의해 레지스트 도포막(RM) 내의 액상 확산 내지 기상 확산의 속도를 적절하게 억제 또는 조정하고, 후방단의 부상 스테이지(106B) 상에서 가스 노즐(134)에 의한 기상 확산의 촉진과 부상 스테이지(106B)에 의한 액상 확산의 억제를 동시에 행하도록 해도 좋다.

또한, 도시 생략하지만 레지스트 도포 유닛(COT)(44)의 레지스트 노즐(84)보다도 반송 하류측의 구간에서 도포용 부상 스테이지(80)에 도7의 전방단 건조용 부상 스테이지(106A) 또는 전방단 건조 및 후방단 건조용 부상 스테이지(106A, 106B)를 조립하는 구성, 혹은 도4의 부상 스테이지(106)를 조립하는 구성 등도 가능하다. 이 경우는 기판(G) 상에 레지스트액을 도포한 후에 즉시 본 발명의 상압 건조 처리를 개시할 수 있다.

또한, 도7에 도시하는 바와 같이 건조 공기 공급 라인에 가열기(174)를 설치하여, 가스 노즐(134)로부터 건조용 공기 A를 상온보다도 고온(예를 들어 50 ℃ 이상)의 온풍으로 기판(G)의 상면에 쏘이는 것도 가능하고, 이에 의해 가스 노 즐(134)에 의한 기상 확산 촉진 효과를 증대시킬 수 있다. 또한, 건조용 가스는 공기에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 질소 가스 등이라도 좋다.

상압 건조 유닛(VD)(46)에 있어서, 부상 스테이지(106) 이외의 수평 진행 반송로로서 예를 들어 벨트 반송로도 가능하고, 혹은 도8에 도시하는 바와 같이 구름 반송로(176)를 사용하는 것도 가능하다. 이 경우, 구름 반송로(176)를 구성하는 구름 장치(178)의 내부에 냉각 통로를 설치하여, 칠러 유닛(180)으로부터 적당한 배관을 통해 구름 장치 내의 냉각 통로에 냉각수를 통과시켜도 좋다. 이에 의해, 구름 반송로(176) 상을 이동하는 기판(G)을 구름 장치(178)를 통해 냉각하고, 기판(G) 상의 레지스트 도포막(RM)을 하면으로부터 상온보다도 낮은 원하는 온도에서 냉각할 수 있다. 또한, 구름 장치(178)는 기판(G)의 이면과의 접촉 면적을 크게 취할 수 있도록 굵기(외경)가 축방향에서 일정한 파이프형인 것을 사용해도 좋다.

또한, 가스 노즐(134)로부터 건조용 공기 A를 쏘이는 방향은 임의여도 좋고, 도8에 도시하는 바와 같이 흡입구(136)를 상류측에, 가스 노즐(134)을 하류측에 배치하여 기판의 반송과 역방향으로 건조용 공기 A를 흐르게 하는 것도 가능하다.

또한, 가스 노즐(134)을 일체 사용하지 않고, 즉 기판(G)의 상면에 건조용 가스의 바람을 특별히 쏘이지 않고 기판(G) 상의 레지스트 도포막(RM)의 표면을 상온 이상의 온도의 상압 분위기 중에 두고, 수평 진행 반송로측으로부터의 냉각만으로 본 발명의 상온 건조 처리를 실시하는 것도 가능하다.

냉각용 스테이지(106)나 가열용 스테이지(110)에 있어서, 진공 기구[흡인 구멍(112, 152), 부압 매니폴드(116, 156), 진공원(124, 164) 등]는 기판 부상 높이 의 정밀도·안정성을 높이기 위한 것이며, 부상 반송에 반드시 필요한 것은 아니다. 따라서, 스테이지 구성의 간이화를 위해 이러한 종류의 진공 기구를 생략하는 것도 가능하다.

또한, 도8에 도시하는 바와 같이 프리 베이크 유닛(PRE-BAKE)(48)에 있어서는 부상 스테이지(110) 이외의 수평 진행 가열 수단으로서, 구름 반송로(183)를 설치하여 서로 인접하는 구름 장치(184, 184)의 사이에 방열판(186)을 설치하는 구성도 가능하다.

본 발명의 상압 건조법은, 일반적으로는 상기 실시 형태에 있어서와 같은 포지티브형의 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 층간 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 형태의 냉각용 부상 스테이지 및 가열용 부상 스테이지에 있어서의 기판 부상 높이의 제어를 설명하기 위한 개략 측면도.

도6은 실시 형태에 있어서의 상압 건조 처리의 작용을 모식적으로 설명하기 위한 단면도.

도7은 실시 형태의 일 변형예에 의한 상압 건조 유닛의 구성을 모식적으로 도시하는 측면도.

도8은 실시 형태의 일 변형예에 의한 상압 건조 유닛 및 프리 베이크 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

106 : 냉각용 부상 스테이지

110 : 가열용 부상 스테이지

118 : 냉매 통로

128 : 칠러 유닛

134 : 가스 노즐

136 : 흡입(배기)구

138 : 건조용 가스 공급원

140 : 송풍기

158 : 발열 소자

Claims (20)

1. 용제를 포함하는 처리액이 도포된 피처리 기판을 소정의 반송 라인을 따라 수평 진행으로 반송하는 수평 진행 반송부와,

   상기 수평 진행 반송 중에, 상온 또는 그보다도 높은 온도의 상압 분위기하에서 상기 기판 상의 처리액의 도포막을 기판의 이면측으로부터 상온보다도 낮은 온도로 냉각하면서 건조시키는 건조 처리부를 갖는 상압 건조 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 수평 진행 반송부가, 상기 기판을 기체의 압력에 의해 띄우는 제1 부상 스테이지와, 상기 제1 부상 스테이지 상에서 상기 기판을 상기 반송 라인을 따라 이동시키는 부상 반송 이동부를 갖고,

   상기 건조 처리부가, 상기 제1 부상 스테이지를 통해 상기 기판을 냉각하는 냉각 기구를 갖는 상압 건조 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 냉각 기구가, 상기 제1 부상 스테이지 내에 설치된 냉매 통로와, 상기 냉매 통로에 온도 조절된 냉매를 공급하는 냉매 공급부를 갖는 상압 건조 장치.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 기판의 부상 높이를 상기 기판이 상기 제1 부상 스테이지와 열적으로 결합될 정도로 충분히 작은 갭으로 설정하고, 상기 냉각 기구에 의해 상기 제1 부상 스테이지의 상면을 상온보다도 낮은 설정 온도로 냉각하는 상압 건조 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 수평 진행 반송부가, 다수의 구름 장치를 일정 간격으로 부설하여 이루어지는 구름 반송로와, 상기 구름 반송로 상에서 상기 기판을 상기 반송 라인을 따라 이동시키기 위해 상기 구름 장치를 구동하는 구름 반송 구동부를 갖고,

   상기 건조 처리부가, 상기 구름 장치를 통과하여 상기 기판을 냉각하는 냉각 기구를 갖는 상압 건조 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 냉각 기구가, 상기 구름 장치 내에 설치된 냉매 통로와, 상기 냉매 통로에 온도 조절된 냉매를 공급하는 냉매 공급부를 갖는 상압 건조 장치.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 건조 처리부가, 상기 반송 라인의 상방에 배치되는 가스 노즐을 구비하고, 상기 가스 노즐로부터 건조용 가스를 토출시켜 상기 기판 상의 도포막의 표면에 쏘이는 상압 건조 장치.
8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 건조 처리부가,

   상기 기판 상의 도포막을 기판의 이면측으로부터 상온보다도 낮은 제1 온도 에서 냉각하면서 건조시키는 제1 건조 처리 구간과,

   상기 반송 라인을 따라 상기 제1 건조 처리 구간보다도 하류측에 설정되고, 상기 기판 상의 도포막을 기판의 이면측으로부터 상온보다도 낮게 또한 상기 제1 온도로부터 독립하여 설정되는 제2 온도에서 냉각하면서 건조시키는 제2 건조 처리 구간을 갖는 상압 건조 장치.
9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 상압 건조 장치와,

   상기 반송 라인을 따라 상기 상압 건조 장치의 상류측에 인접하게 배치되고, 상기 기판을 수평 진행으로 반송하면서 상기 기판 상에 상기 처리액을 도포하는 도포 유닛과,

   상기 반송 라인을 따라 상기 상압 건조 장치의 하류측에 인접하게 배치되고, 상기 기판을 수평 진행으로 반송하면서 가열하는 베이킹 유닛을 갖는 기판 처리 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 도포 유닛이,

    상기 기판을 기체의 압력에 의해 띄우는 제2 부상 스테이지와,

    상기 제2 부상 스테이지 상에서 상기 기판을 상기 반송 라인의 방향으로 이동시키는 제2 부상 반송 이동부와,

    상기 제2 부상 스테이지의 상방에 배치된 장척형의 처리액 노즐을 갖고, 상기 처리액 노즐로부터 수평 진행으로 이동 중인 상기 기판을 향해 상기 처리액을 토출시키는 처리액 공급부를 갖는 기판 처리 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 처리액 노즐보다도 상기 반송 라인의 하류측의 구간에서, 상기 제2 부상 스테이지에 상기 제1 부상 스테이지를 겸용시키는 기판 처리 장치.
12. 피처리 기판 상에 용제를 포함하는 처리액을 도포하는 도포 공정과,

    상기 기판을 소정의 반송 라인을 따라 수평 진행으로 반송하고, 반송 중에 상온 또는 그보다도 높은 온도의 상압 분위기하에서 상기 기판 상의 처리액의 도포막을 기판의 이면측으로부터 상온보다도 낮은 온도로 냉각하면서 건조시키는 건조 공정을 갖는 기판 처리 방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 건조 공정에 있어서 상기 기판을 수평 진행식 반송로 상에서 반송하고, 상기 반송로측으로부터 상기 기판을 냉각하는 기판 처리 방법.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 건조 공정에 있어서, 상기 기판 상의 도포막의 표면에 건조용 가스를 쏘이는 기판 처리 방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 건조용 가스를 따뜻하게 하여 상기 기판 상의 도포막의 표면에 쏘이는 기판 처리 방법.
16. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 건조 공정에 있어서, 상기 반송 라인을 따라 제1 및 제2 반송 구간을 설정하고, 상류측의 제1 반송 구간과 하류측의 제2 반송 구간에서 냉각 온도를 독립적으로 설정하는 기판 처리 방법.
17. 제16항에 있어서, 상기 제1 반송 구간에서는 상기 기판 상의 도포막의 표면에 상기 건조용 가스를 쏘이지 않고, 상기 제2 반송 구간에서 상기 기판 상의 도포막의 표면에 상기 건조용 가스를 쏘이는 기판 처리 방법.
18. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도포 공정에 있어서, 상기 기판을 제2 부상 스테이지 상에서 기체의 압력에 의해 띄워 상기 반송 라인을 따라 수평 진행으로 반송하면서, 상기 제2 부상 스테이지의 상방에 배치한 장척형의 처리액 토출 노즐로부터 상기 기판을 향해 상기 처리액을 토출하여, 상기 기판상에 상기 처리액의 도포막을 형성하는 기판 처리 방법.
19. 제18항에 있어서, 상기 건조 공정에 있어서, 상기 처리액 토출 노즐보다도 상기 반송 라인의 하류측의 구간에서, 상기 제2 부상 스테이지에 상기 제1 부상 스테이지를 겸용시키는 기판 처리 방법.
20. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 건조 공정 후에, 상기 기 판 상의 도포막에 잔류하고 있는 용제를 증발시키고, 또한 상기 기판에 대한 도포막의 밀착성을 강화하기 위해, 상기 기판을 상기 반송 라인을 따라 수평 진행으로 반송하면서 가열하는 베이킹 공정을 갖는 기판 처리 방법.

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