KR20090031823A - 상압 건조장치 및 기판처리장치 및 기판처리방법 - Google Patents

Abstract

피처리기판상에 도포된 처리액의 막에 대해서, 건조얼룩의 발생을 확실하고 용이하게 방지하여 도포막의 막질향상을 효율적으로 실현하는 것.

상류측 근처의 레지스트 도포 유닛으로 레지스트액이 도포된 기판(G)은, 가열용 부상 스테이지(106)상에서 그때까지의 상온으로부터 그때보다 높은 온도에서 가열된다. 이 기판 뒤편으로부터의 가열에 의해서, 기판(G)상의 레지스트 도포막의 벌크부에 있어서의 용제의 액상확산이 촉진된다. 한편, 냉풍 노즐(130)과 흡입구(132)와의 사이에서, 기판(G)상의 레지스트 도포막의 표면이 냉풍(A)에 쬐어진다. 이것에 의해, 레지스트 도포막의 표층부에 있어서의 용제의 확산, 특히 공중에의 기상확산은 억제된다.

Description

상압 건조장치 및 기판처리장치 및 기판처리방법{NORMAL PRESSURE DRYING DEVICE, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}

본 발명은, 피처리기판상에 용제를 포함한 처리액의 도포막을 형성하는 기판처리장치 및 기판처리방법에 관한 것으로, 특히 도포막을 베이킹 공정에 앞서 적당한 정도로 건조시키기 위한 건조장치에 관한 것이다.

액정 디스플레이(LCD)의 제조에 있어서는, 포토리소그래피공정 중에서 피처리기판(유리기판)상에 레지스트를 도포한 후에 레지스트중의 잔존 용제를 증발시키는 가열처리 즉 프리베이킹을 즉석에서 실시하면, 가열처리 유닛내에서 기판과 접촉하는 리프트 핀, 지지 핀 또는 진공 홈 등으로부터의 열적인 영향을 받아 용제의 증발이 불균일하게 되어, 레지스트의 막두께에 얼룩이 나타난다고 하는 문제가 있다. 따라서, 프리베이킹에 앞서, 감압 분위기중에서, 기판상의 레지스트중의 잔존 용제를 일정 단계까지 휘발시킴으로써 레지스트 도포막의 표면에 단단한 층(일종의 변질층)을 형성하는 감압 건조처리가 실시되고 있다. 이와 같이 레지스트 도포막의 내부 또는 벌크부를 액상으로 유지하면서 표층부만을 고체화하는 감압 건조법에 의하면, 프리베이킹 시에 벌크 레지스트의 유동을 억제하여 건조얼룩의 발생을 저 감할 수 있을 뿐만 아니라, 현상 처리시의 레지스트의 비용해성 또는 막감소량을 줄여, 레지스트 해상도가 높아지는 효과도 얻을 수 있다.

전형적인 감압 건조장치는, 예를 들면 특허문헌 1에 기재되는 바와 같이, 상면이 개구하고 있는 트레이 또는 바닥이 얕은 용기형의 하부 챔버와, 이 하부 챔버의 상면에 기밀하게 밀착 또는 끼워맞춤 가능하게 구성된 뚜껑형상의 상부 챔버를 갖고 있다. 하부 챔버안에는 스테이지가 배치되어 있고, 이 스테이지상에 레지스트 도포 처리가 끝난 기판을 수평으로 얹어놓고, 챔버를 닫고(상부 챔버를 하부 챔버에 밀착시키고) 실내를 배기하여 감압상태로 한다. 챔버로 기판을 반입출 할 때, 상부 챔버를 크레인 등으로 상승시켜 챔버를 개방하고, 나아가서는 기판의 로딩/언로딩을 위해서 스테이지를 실린더 등으로 적절히 상승시키도록 하고 있다. 그리고, 기판의 반입출 내지 로딩/언로딩은, 감압 건조장치 주위에서 기판의 반송을 실시하는 외부의 반송 로봇의 핸들링에 의해 실시하고 있다. 또한, 스테이지의 상면에 다수의 지지 핀이 돌출하여 설치되고, 기판은 그들 지지 핀 위에 얹어놓게 되어 있다.

[특허문헌 1] 일본 특허공개공보 2000-181079

상기와 같은 감압 건조장치는, 거의 절대 진공까지 감압도를 올리기 위해서 챔버 강도를 크게 할 필요가 있어, 대규모로 비용이 매우 높게 들고 있다. 게다가, 기판을 챔버에 반입출 할 때마다 상부 챔버를 올리고 내리고(개폐) 하기 때문에, 기판의 대형화에 수반하여 여러 가지 불편한 점이 나오고 있다.

즉, 기판의 사이즈가 LCD용 유리기판과 같이 한 변이 2m를 넘는 크기가 되면, 챔버도 현저하게 대형화되어 상부 챔버만으로도 2톤 이상의 중량이 되어, 대규모인 승강기구를 필요로 하여, 큰 진동에 의한 먼지발생의 문제나 작업원에 대한 안전상의 문제가 표면화되어 오고 있다. 또한, 반송 로봇도, 점점 더 대형화되고 있지만, 큰 기판을 수평으로 유지하고 반송하는 것이 어려워지고 있어, 레지스트 도포 직후의 기판을 부채와 같이 휜 상태로 반송하는 것에 의해서, 감압 건조장치의 챔버에 있어서의 기판의 반입출 내지 로딩/언로딩시에 위치 어긋남이나 충돌 내지 파손 등의 에러가 일어나기 쉬워지고 있다.

또한, 챔버 중에서 기판은 스테이지 상면으로부터 돌출하는 핀의 위에서 감압 건조처리를 받기 때문에, 감압 건조의 단계에서 기판상의 레지스트막에 핀의 흔적이 전사되는 경우도 있어, 이 점도 문제가 되고 있다.

한편, 챔버가 커질수록, 감압 분위기의 균일성을 유지하는 것이 어려워지고, 기판상의 전체영역에서 레지스트 도포막을 얼룩 없이 균일하게 건조시키는 것이 어려워지고 있다.

본 발명은, 상기와 같은 종래 기술의 문제점에 감안하여 이루어진 것으로서, 피처리기판상에 도포된 처리액의 막에 대해서, 건조얼룩의 발생을 확실하고 용이하게 방지하여 도포막의 막질향상을 효율적으로 실현하는 상압 건조장치, 기판처리장치 및 기판처리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 상압 건조장치는, 용제를 포함한 처리액이 도포된 피처리기판을 소정의 반송로상에서 평류로 반송하는 평류 반송부와, 상기 평류의 반송중에, 상압의 분위기하에서, 상기 기판상의 처리액의 도포막을 기판의 이면측으로부터 상온보다 높은 온도에서 가열하는 이면 가열부와, 상기 평류의 반송중에, 상압의 분위기하에서, 상기 이면 가열부와 반대측으로부터 상기 기판상의 도포막의 표면을 상온보다 낮은 온도에서 냉각하는 표면 냉각부를 갖는다.

본 발명의 기판처리장치는, 상기 상압 건조장치와, 상기 기판의 반송방향에서 상기 상압 건조장치의 상류측 근처에 배치되고, 상기 기판을 평류로 반송하면서 상기 기판상에 상기 처리액을 도포하는 도포 유닛과, 상기 기판의 반송방향에서 상기 상압 건조장치의 하류측 근처에 배치되어, 상기 기판을 평류로 반송하면서 가열하는 베이킹 유닛을 갖는다.

또한, 본 발명의 기판처리방법은, 피처리기판상에 용제를 포함한 처리액을 도포하는 도포공정과, 상기 기판을 제 1 반송로상에서 평류로 반송하고, 상기 평류의 반송중에, 상압의 분위기하에서, 상기 기판상의 처리액의 도포막을 기판의 이면 측으로부터 상온보다 높은 온도로 가열하면서, 상기 기판상의 도포막의 표면을 상온보다 낮은 온도에서 반대측으로부터 냉각하여, 상기 도포막을 건조시키는 제 1 건조공정을 갖는다.

본 발명에 있어서는, 도포 유닛에 있어서 기판상에 형성된 처리액의 도포막은 상온·상압하에서 자연 건조를 개시하여, 도포막내에서, 액상확산 및 기상확산을 일정한 속도로 진행시키면서 상압 건조장치에 반입된다. 상압 건조장치에서는, 평류 반송부가 기판을 평류로 반송하는 동안에, 이면 가열부에 의해 기판상의 도포막이 기판을 통해서 상온보다 높은 온도에서 가열시키는 한편으로, 표면 냉각부에 의해 도포막의 표면이 상온보다 높은 온도에서 반대측(위쪽)으로부터 냉각된다. 이것에 의해, 기판 뒤편으로부터의 가열에 의해서 도포막의 벌크부의 액상확산이 촉진(평균화)되는 것과 함께, 위쪽으로부터의 냉각에 의해서 표층부의 기상확산이 억제되는 것에 의해, 도포막내의 건조 정도에 편차를 일으키는 일없이 휘어짐과 면적분할과 막두께가 균일하게 감소하여, 얼룩이 없는 균일한 건조 도포막을 얻을 수 있다. 게다가, 평류방식이므로, 장치 구성의 간이화, 소형화, 저비용화 등도 도모할 수 있다.

본 발명의 적합한 한 형태에 의하면, 평류 반송부가, 기판을 기체의 압력에 의해 띄우는 제 1 부상 스테이지와, 제 1 부상 스테이지상에서 상기 기판을 반송방향으로 이동시키는 부상 반송 이동부를 갖고, 이면 가열부가, 제 1 부상 스테이지를 통해서 기판을 가열하는 가열기구를 갖는다.

별도의 적합한 한 형태에 의하면, 평류 반송부가, 다수의 롤러를 일정 간격 으로 부설해서 이루어지는 제 1 롤러 반송로와, 이 제 1 롤러 반송로상에서 기판을 반송방향으로 이동시키기 위해서 롤러를 구동하는 제 1 롤러 반송 구동부를 갖고, 이면 가열부가, 롤러 반송로의 서로 인접하는 롤러의 틈새로부터 기판을 가열하는 가열기구를 갖는다.

또한, 적합한 한 형태로서, 표면 냉각부는, 기판상의 도포막의 표면을 냉풍에 노출하기 위한 냉풍 공급기구를 갖는다. 혹은, 다른 적합한 한 형태로서, 기판상의 도포막의 표면을 공기의 갭을 통하여 차게 하는 냉각 플레이트를 가져도 좋다.

또한, 적합한 한 형태에 있어서는, 반송로를 따라서 이면 가열부의 하류측에 배치되어, 평류의 반송중에, 상압의 분위기하에서, 기판상의 처리액의 도포막을 기판의 이면측으로부터 상온보다 낮은 온도로 냉각하는 이면 냉각부가 설치된다. 이러한 기판 이면측으로부터의 냉각(제 2 건조공정)에 의해, 도포막에 있어서 표층부에 있어서의 용제의 기상확산의 속도와 벌크부에 있어서의 액상확산의 속도와의 사이에 전자가 후자보다 크게 되는 관계에서 차이가 생겨, 벌크부의 생건조상태를 적당하게 유지하면서 표층부를 먼저 건조 고체화할 수 있다. 그 결과, 상압 건조에 의해서도, 종래의 감압 건조법을 이용한 경우와 동질의 도포막 개질효과를 얻을 수 있다.

또한, 다른 적합한 한 형태에 있어서는, 반송로를 따라서 이면 가열부의 하류측에 배치되어, 평류의 반송중에, 상압의 분위기하에서, 이면 냉각부와 서로 마주하여 기판상의 도포막의 표면을 상온보다 높은 온도로 가열하는 표면 가열부가 설치된다. 이러한 기판 표면으로의 가열(제 2 건조공정)에 의해서도, 도포막에 있어서 표층부에 있어서의 용제의 기상확산의 속도와 벌크부에 있어서의 액상확산의 속도와의 사이에 전자가 후자보다 크게 되는 관계로 차이가 생겨, 벌크부의 생건조 상태를 적당하게 유지하면서 표층부를 먼저 건조 고체화할 수 있다. 그 결과, 상압 건조에 의해서도, 종래의 감압 건조법을 이용한 경우와 동질의 도포막개질 효과를 얻을 수 있다.

상기와 같은 이면 냉각부와 표면 가열부를 병용하는 것에 의해, 제 2 건조공정에 의해 도포막의 표층부에 있어서의 용제의 확산속도와 벌크부에 있어서의 용제의 확산속도와의 사이에 차이를 내는 작용효과를 증대시켜, 상기와 같은 도포막 개질효과를 한층 높일 수 있다.

본 발명의 상압 건조장치, 기판처리장치 및 기판처리방법에 의하면, 상기와 같은 구성 및 작용에 의해, 피처리기판상에 도포된 처리액의 막에 대해서 건조얼룩의 발생을 확실하고 용이하게 방지하여 도포막의 막질향상을 효율적으로 실현할 수 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 적합한 실시형태를 설명한다.

도 1에, 본 발명의 상압 건조장치, 기판처리장치 및 기판처리방법을 적용할 수 있는 한 구성예로서의 도포현상 처리시스템을 나타낸다. 이 도포현상 처리시스템(10)은, 클린 룸내에 설치되어, 예를 들어 유리기판을 피처리기판으로 하여, LCD 제조 프로세스에 있어서 포토리소그래피 공정내의 세정, 레지스트 도포, 프리베이크, 현상 및 포스트베이크 등의 일련의 처리를 실시하는 것이다. 노광처리는, 이 시스템에 인접하여 설치되는 외부의 노광장치(12)로 실시된다.

이 도포현상 처리시스템(10)은, 중심부에 가로로 긴 프로세스 스테이션 (P/S)(16)을 배치하고, 그 길이방향(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 포트로서, 기판 (G)을 다단으로 겹쳐 쌓도록 하여 복수매수용 가능한 카세트(C)를 수평인 한 방향(Y방향)에 4개까지 나열하여 얹어놓을 수 있는 카세트 스테이지(20)와, 이 스테이지(20)상의 카세트(C)에 대해서 기판(G)의 출입을 실시하는 반송기구(22)를 구비하고 있다. 반송기구(22)는, 기판(G)을 1매 단위로 유지할 수 있는 반송아암(22a)을 갖고, X, Y, Z, θ의 4축으로 동작 가능하고, 인접하는 프로세스 스테이션 (P/S)(16)측과 기판(G)의 주고받음을 실시할 수 있게 되어 있다.

프로세스 스테이션(P/S)(16)은, 수평인 시스템 길이방향(X방향)으로 연장하는 평행하고 역방향인 한 쌍의 라인 A, B에 각 처리부를 프로세스 플로우 또는 공정의 순서로 배치하고 있다.

보다 상세하게는, 카세트 스테이션(C/S)(14)측으로부터 인터페이스 스테이션(I/F)(18)측으로 향하는 상류부의 프로세스 라인(A)에는, 반입 유닛(IN PASS) (24), 세정 프로세스부(26), 제 1 열적 처리부(28), 도포 프로세스부(30) 및 제 2 열적 처리부(32)가 제 1 평류 반송로(34)를 따라서 상류측으로부터 이 순서로 일렬 로 배치되어 있다.

보다 상세하게는, 반입유닛(IN PASS)(24)은 카세트 스테이션(C/S)(14)의 반송기구(22)로부터 미처리의 기판(G)을 받아, 소정의 택트로 제 1 평류 반송로(34)에 투입하도록 구성되어 있다. 세정 프로세스부(26)는, 제 1 평류 반송로(34)를 따라서 상류측으로부터 순서대로 엑시머 UV 조사유닛(E-UV)(36) 및 스크러버 세정유닛(SCR)(38)을 설치하고 있다. 제 1 열적 처리부(28)는, 상류측으로부터 순서대로 어드히젼유닛(AD)(40) 및 냉각유닛(COL)(42)을 설치하고 있다. 도포 프로세스부(30)는, 상류측으로부터 순서대로 레지스트 도포유닛(COT)(44) 및 상압 건조유닛 (VD)(46)을 설치하고 있다. 제 2 열적 처리부(32)는, 상류측으로부터 순서대로 프리베이크 유닛(PRE-BAKE)(48) 및, 냉각유닛(COL)(50)을 설치하고 있다. 제 2 열적 처리부(32)의 하류측 근처에 위치하는 제 1 평류 반송로(34)의 종점에는 패스유닛 (PASS)(52)이 설치되어 있다. 제 1 평류 반송로(34)상을 평류로 반송되어 온 기판 (G)은, 이 종점의 패스유닛(PASS)(52)으로부터 인터페이스 스테이션((I/F)(18)에 건네지도록 되어 있다.

한편, 인터페이스 스테이션(I/F)(18)측으로부터 카세트 스테이션(C/S)(14)측으로 향하는 하류부의 프로세스 라인(B)에는, 현상유닛(DEV)(54), 포스트베이크 유닛(POST-BAKE)(56), 냉각유닛(COL)(58), 검사유닛(AP)(60) 및 반출유닛(OUT-PASS)(62)가 제 2 평류 반송로(64)를 따라서 상류측으로부터 이 순서로 일렬로 배치되어 있다. 여기서, 포스트베이크 유닛(POST-BAKE)(56) 및, 냉각유닛(COL)(58)은 제 3 열적 처리부(66)를 구성한다. 반출유닛(OUT-PASS)(62)은, 제 2 평류 반송 로(64)로부터 처리가 끝난 기판(G)을 1매씩 받아, 카세트 스테이션(C/S)(14)의 반송기구(22)에 건네주도록 구성되어 있다.

양 프로세스 라인(A,B)의 사이에는 보조반송공간(68)이 설치되어 있고, 기판 (G)을 1매 단위로, 수평으로 재치가능한 셔틀(70)이 도시하지 않은 구동기구에 의해서 프로세스 라인방향(X방향)으로 쌍방향으로 이동할 수 있게 되어 있다.

인터페이스 스테이션(I/F)(18)은, 상기 제 1 및 제 2 평류 반송로(34,64)나 인접하는 노광장치(12)와 기판(G)의 교환을 행하기 위한 반송장치(72)를 갖고, 이 반송장치(72)의 주위에 로터리 스테이지(R/S)(74) 및 주변장치(76)를 배치하고 있다. 로터리 스테이지(R/S)(74)는, 기판(G)을 수평면내에서 회전시키는 스테이지이며, 노광장치(12)와의 주고받음에 있어서 장방형의 기판(G)의 방향을 변환하기 위해서 이용된다. 주변장치(76)는, 예를 들어 타이틀러(TITLER)나 주변 노광장치 (EE) 등을 제 2 평류 반송로(64)에 접속하고 있다.

도 2에, 이 도포현상 처리시스템에 있어서의 1매의 기판(G)에 대한 전체공정의 처리순서를 나타낸다. 먼저, 카세트 스테이션(C/S)(14)에 있어서, 반송기구 (22)가, 스테이지(20)상의 어느 1개의 카세트(C)로부터 기판(G)을 1매 꺼내고, 그 꺼낸 기판(G)을 프로세스 스테이션(P/S)(16)의 프로세스 라인(A)측의 반입유닛(IN PASS)(24)에 반입한다(스텝 S1). 반입유닛(IN PASS)(24)로부터 기판(G)은 제 1 평류 반송로(34)상에 이재 또는 투입된다.

제 1 평류 반송로(34)에 투입된 기판(G)은, 최초로 세정 프로세스부(26)에 있어서 엑시머 UV 조사유닛(E-UV)(36) 및 스크러버 세정유닛(SCR)(38)에 의해 자외 선 세정처리 및 스크러빙 세정처리를 차례차례 실시된다(스텝 S2, S3). 스크러버 세정유닛(SCR)(38)은, 평류 반송로(34)상을 수평으로 이동하는 기판(G)에 대해서, 브러싱 세정이나 블로우 세정을 실시하는 것에 의해 기판 표면으로부터 입자상태의 오물을 제거하고, 그 후에 린스 처리를 실시하고, 마지막으로 에어 나이프 등을 이용하여 기판(G)을 건조시킨다. 스크러버 세정유닛(SCR)(38)에 있어서의 일련의 세정처리를 끝내면, 기판(G)은 그대로 제 1 평류 반송로(34)를 내려가 제 1 열적 처리부(28)를 통과한다.

제 1 열적 처리부(28)에 있어서, 기판(G)은, 최초로 어드히젼유닛(AD)(40)에서 증기상태의 HMDS를 이용하는 어드히젼처리가 실시되어, 피처리면이 소수화된다(스텝 S4). 이 어드히젼처리의 종료후에, 기판(G)은 냉각유닛(COL)(42)으로 소정의 기판 온도까지 냉각된다(스텝 S5). 이 후도, 기판(G)은 제 1 평류 반송로(34)를 내려가 도포 프로세스부(30)에 반입된다.

도포 프로세스부(30)에 있어서, 기판(G)은 최초로 레지스트 도포유닛(COT) (44)에서 평류인채로 슬릿노즐을 이용하는 스핀레스법에 의해 기판 표면(피처리면)에 레지스트액이 도포되고, 직후에 하류측 근처의 상압 건조유닛(VD)(46)에서 후술하는 상압 분위기하의 레지스트 건조처리를 받는다(스텝 S6).

도포 프로세스부(30)를 나온 기판(G)은, 제 1 평류 반송로(34)를 내려가 제 2 열적 처리부(32)를 통과한다. 제 2 열적 처리부(32)에 있어서, 기판(G)은, 최초로 프리베이크 유닛(PRE-BAKE)(48)으로 레지스트 도포 후의 열처리 또는 노광전의 열처리로서 프리베이킹을 받는다(스텝 S7). 이 프리베이킹에 의해서, 기판(G)상의 레지스트막중에 잔류하고 있던 용제가 증발하여 제거되어, 기판에 대한 레지스트막의 밀착성이 강화된다. 다음에, 기판(G)은, 냉각유닛(COL)(50)으로 소정의 기판 온도까지 냉각된다 (스텝 S8). 그러한 후, 기판(G)은, 제 1 평류 반송로(34)의 종점의 패스유닛(PASS)(52)으로부터 인터페이스 스테이션(I/F)(18)의 반송장치(72)에 맡겨진다.

인터페이스 스테이션(I/F)(18)에 있어서, 기판(G)은, 로터리 스테이지(74)에서 예를 들어 90도의 방향 변환을 받고 나서 주변장치(76)의 주변 노광장치(EE)에 반입되며, 따라서 기판(G)의 주변부에 부착하는 레지스트를 현상시에 제거하기 위한 노광을 받은 후에, 근처의 노광장치(12)로 보내진다(스텝 S9).

노광장치(12)에서는 기판(G)상의 레지스트에 소정의 회로패턴이 노광된다. 그리고 패턴노광을 끝낸 기판(G)은, 노광장치(12)로부터 인터페이스 스테이션 (I/F)(18)에 되돌려지면(스텝 S9), 먼저 주변장치(76)의 타이틀러(TITLER)에 반입되고, 따라서, 기판상의 소정의 부위에 소정의 정보가 기록된다(스텝 S10). 그런 후, 기판(G)은, 반송장치(72)에 의해 프로세스 스테이션(P/S)(16)의 프로세스라인 (B)측에 부설되어 있는 제 2 평류 반송로(64)의 현상유닛(DEV)(54)의 시점에 반입된다.

그리고, 기판(G)은, 이번은 제 2 평류 반송로(64)상을 프로세스라인(B)의 하류측을 향하여 반송된다. 최초의 현상유닛(DEV)(54)에 있어서, 기판(G)은, 평류로 반송되는 사이에 현상, 린스, 건조의 일련의 현상처리가 실시된다(스텝 S11).

현상유닛(DEV)(54)에서 일련의 현상처리를 끝낸 기판(G)은, 그대로 제 2 평 류 반송로(64)에 실린 채로 제 3 열적 처리부(66) 및, 검사유닛(AP)(60)을 차례차례 통과한다. 제 3 열적 처리부(66)에 있어서, 기판(G)은, 최초로 포스트베이크 유닛(POST-BAKE)(56)에서 현상 처리 후의 열처리로서 포스트베이킹을 받는다(스텝 S12). 이 포스트베이킹에 의해서, 기판(G)상의 레지스트막에 잔류하고 있던 현상액이나 세정액이 증발하여 제거되고, 기판에 대한 레지스트 패턴의 밀착성이 강화된다. 다음에, 기판(G)은, 냉각유닛(COL)(58)으로 소정의 기판 온도로 냉각된다(스텝 S13). 검사유닛(AP)(60)에서는, 기판(G)상의 레지스트 패턴에 있어서 비접촉의 선폭 검사나 막질·막두께 검사 등을 한다(스텝 S14).

반출유닛(OUT-PASS)(62)은, 제 2 평류 반송로(64)로부터 전체공정의 처리를 끝내 온 기판(G)을 받고, 카세트 스테이션(C/S)(14)의 반송기구(22)에 건네준다. 카세트 스테이션(C/S)(14)측에서는, 반송기구(22)가, 반출유닛(OUT-PASS)(62)으로부터 받은 처리가 끝난 기판(G)을 어느 1개(통상은 원래)의 카세트(C)에 수용한다(스텝 S1).

이 도포현상 처리시스템(10)에 있어서는, 도포 프로세스부(30)의 레지스트 도포유닛(CT)(44)으로부터 제 2 열적 처리부(32)의 프리베이크 유닛(PRE-BAKE)(48)까지의 평류식의 레지스트 처리부(44,46,48), 특히 상압 건조유닛(VD)(46)에 본 발명을 적용할 수 있다. 이하, 도 3 내지 도 6에 있어서, 본 발명의 적합한 실시형태에 있어서의 평류식 레지스트 처리부(44,46,48)의 구성 및 작용을 상세하게 설명한다.

도 3은, 이 실시형태에 있어서의 도포 프로세스부(30)의 레지스트 도포 유닛 (CT)(44) 및 상압 건조유닛(VD)(46)의 구성을 나타내는 평면도이다.

도 3에 있어서, 레지스트 도포유닛(COT)(44)은, 제 1 평류 반송로(34)(도 1)의 일부 또는 1구간을 구성하는 도포용의 부상 스테이지(80)와, 이 도포용 부상 스테이지(80)상에서 공중에 떠 있는 기판(G)을 부상 스테이지 길이방향(X방향)으로 반송하는 기판반송기구(82)와, 부상 스테이지(80)상으로 반송되는 기판(G)의 상면에 레지스트액을 공급하는 레지스트 노즐(84)과, 도포처리의 사이에 레지스트 노즐 (84)을 리프레쉬하는 노즐 리프레쉬부(86)를 갖고 있다.

부상 스테이지(80)의 상면에는 소정의 가스(예를 들어 에어)를 위쪽으로 분사하는 다수의 가스 분사구멍(88)이 설치되어 있고, 그들 가스 분사구멍(88)으로부터 분사되는 가스의 압력에 의해서 기판(G)이 스테이지 상면으로부터 일정한 높이로 부상하도록 구성되어 있다.

기판반송기구(82)는, 부상 스테이지(80)를 사이에 두고 X방향으로 연이어 있는 한 쌍의 가이드 레일(90A,90B)과, 이들 가이드 레일(90A,90B)을 따라서 왕복이동 가능한 슬라이더(92)와, 부상 스테이지(80)상에서 기판(G)의 양측 끝단부를 착탈 가능하게 유지하도록 슬라이더(92)에 설치된 흡착 패드 등의 기판유지부재(도시하지 않음)를 구비하고 있고, 직진이동기구(도시하지 않음)에 의해 슬라이더(92)를 반송방향(X방향)으로 이동시키는 것에 의해서, 부상 스테이지(80)상에서 기판(G)의 부상 반송을 실시하도록 구성되어 있다.

레지스트 노즐(84)은, 부상 스테이지(80)의 위쪽을 반송방향(X방향)과 직교하는 수평방향(Y방향)으로 횡단하여 늘어나는 긴 형상의 노즐이고, 소정의 도포 위 치에서 그 바로 아래를 통과하는 기판(G)의 상면에 대해서 슬릿형상의 토출구로부터 레지스트액을 띠형상으로 토출하도록 되어 있다. 또한, 레지스트 노즐(84)은, 이 노즐을 지지하는 노즐지지부재(94)와 일체로 X방향으로 이동 가능, 또한 Z방향으로 승강 가능하게 구성되어 있고, 상기 도포 위치와 노즐 리프레쉬부(86)와의 사이에 이동할 수 있게 되어 있다.

노즐 리프레쉬부(86)는, 부상 스테이지(80)의 위쪽의 소정 위치에서 지지기둥부재(96)에 유지되어 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 분위기중에 유지하기 위한 노즐버스(100)와, 레지스트 노즐(84)의 레지스트 토출구 근방에 부착한 레지스트를 제거하기 위한 노즐 세척기구(102)를 구비하고 있다.

여기서, 레지스트 도포유닛(COT)(44)에 있어서의 주된 작용을 설명한다. 우선, 전단의 제 1 열적 처리부(28)(도 1)로부터 예를 들어 롤러 반송으로 보내져 온 기판(G)이 부상 스테이지(80)상의 전단측에 설정된 반입부에 반입되고, 따라서 대기하고 있던 슬라이더(92)가 기판(G)을 유지하고 받는다. 부상 스테이지(80)상에서 기판(G)은 가스 분사구멍(88)으로부터 분사되는 가스(에어)의 압력을 받아 대략 수평인 자세로 부상 상태를 유지한다.

그리고, 슬라이더(92)가 기판을 유지하면서 상압 건조유닛(VD)(46)측을 향하여 반송방향(X방향)으로 이동하여, 기판(G)이 레지스트 노즐(84)의 아래를 통과할 때에, 레지스트 노즐(84)이 기판(G)의 상면을 향하여 액상의 레지스트액을 띠형상 으로 토출하는 것에 의해, 기판(G)상에 기판 전단으로부터 후단을 향하여 카펫을 까는 것 처럼하여 레지스트액의 도포막(RM)(도 5)이 한면에 형성된다. 이렇게 하여 레지스트가 도포된 기판(G)은, 그 후도 슬라이더(92)에 의해 부상 스테이지(80)상에서 부상 반송되고, 부상 스테이지(80)의 후단을 넘으면, 주고받음용 및 부상 반송 구동용의 롤러(104)를 통하여 그대로 평류로 후단의 상압 건조유닛(VD)(46)에 반입된다.

도포 처리가 끝난 기판(G)을 상기와 같이 하여 상압 건조유닛(VD)(46)측으로 보낸 후, 슬라이더(92)는 다음의 기판(G)을 받기 위해서 부상 스테이지(80)의 전단측의 반입부로 돌아온다. 또한, 레지스트 노즐(84)은, 1회 또는 여러 차례의 도포 처리를 끝내면, 도포 위치(레지스트 토출위치)로부터 노즐 리프레쉬부(86)에 이동하여 따라서 노즐세정이나 프라임 처리 등의 리프레쉬내지 사전 준비를 하고 나서, 도포 위치로 돌아온다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 레지스트 도포유닛(COT)(44)의 도포용 부상 스테이지(80)의 연장선상(하류측)에는 제 1 주고받음 및 부상 반송 구동용의 롤러 (104)를 끼우고 상압 건조유닛(VD)(46)의 평류 반송로를 구성하는 가열용 부상 스테이지(106)가 배치되고, 또한 그 연장선상(하류측)에는 프리베이크 유닛(PRE-BAKE)(48)의 평류 반송로를 구성하는 롤러 반송로(108)가 배치되어 있다. 레지스트 도포유닛(COT)(44) 및 프리베이크 유닛(PRE-BAKE)(48)의 모두 반송방향(X방향)에 있어서는 기판(G)보다 상당히 작은(1/2이하도 가능한) 사이즈로 구성할 수 있다.

도 4에, 상압 건조유닛(VD)(46) 및 프리베이크 유닛(PRE-BAKE)(48)내의 보다 상세한 구성을 대략 단면도로 나타낸다.

상압 건조유닛(VD)(46)에 있어서, 가열용 부상 스테이지(106)의 상면에는, 대기압 또는 상압하에서 기판(G)을 바람직하게는 100㎛ 이하(예를 들어 50㎛)의 미소 갭 또는 부상높이로 띄우기 위해서, 고압 또는 정압의 압축공기를 분출하는 분사구멍(110)과, 부압으로 공기를 빨아들이는 흡인구멍(112)을 적당한 배열 패턴으로 혼재시켜 설치하고 있다. 그리고, 도 5에 나타내는 바와 같이, 부상 스테이지 (106)의 위에서 기판(G)을 반송할 때는, 분사구멍(110)으로부터 압축공기에 의한 수직으로 위를 향하는 힘을 가하는 것과 함께, 흡인구멍(112)으로부터 부압 흡인력에 의한 수직으로 아래를 향하는 힘을 가하여, 상대 저항하는 쌍방향의 힘의 밸런스를 제어함으로써, 기판(G)의 부상높이 Hs를 부상 반송 및 기판 냉각에 적절한 설정치(예를 들어 50㎛) 부근에 유지하도록 하고 있다.

한편, 상술한 레지스트 도포유닛(COT)(44)의 도포용 부상 스테이지(80)에 있어서도, 기판 부상높이를 안정화시키기 위해서, 분사구멍(88)에 혼재시켜 흡인구멍(도시하지 않음)을 설치하여, 분사구멍(88)으로부터 기판(G)에 주어지는 수직으로 위를 향하는 힘(부상력)과 흡인구멍으로부터 기판(G) 에 주어지는 수직으로 아래를 향하는 힘(인력)과의 밸런스를 취하도록 해도 좋다.

가열용 부상 스테이지(106)의 내부에는, 각 분사구멍(110)에 접속된 정압 매니폴드(114)와, 각 흡인구멍(112)에 접속된 부압 매니폴드(116)와, 예를 들어 저항발열소자로 이루어지는 발열소자(118)가 설치되어 있다.

정압 매니폴드(114)는, 부상 스테이지(106)의 밖의 압축공기 공급원(120)으로부터 가스 공급관(122)을 사이에 두고 소정 압력의 압축공기를 도입하고, 부상 스테이지(106) 상면의 각 분사구멍(110)에 대략 균일한 압력으로 압축공기를 분배 공급한다. 압축공기 공급원(120)은, 예를 들어 컴프레서 혹은 공장용 동력을 사용해도 좋고, 압축공기의 압력을 안정화시키기 위한 레귤레이터 등도 구비하고 있다.

부압 매니폴드(116)는, 부상 스테이지(106)의 밖의 진공원(124)에 진공관(126)을 사이에 두고 접속되어 있고, 부상 스테이지(106) 상면의 각 흡인구멍(112)의 흡인력을 대략 균일하게 하는 압력 완충 작용을 이룬다. 진공원(124)은, 예를 들어 진공 펌프 혹은 공장용 동력을 사용해도 좋다. 무엇보다, 가열용 부상 스테이지(106)에 있어서, 진공기구[흡인구멍(112), 부압 매니폴드(116), 진공원(124) 등]는, 부상 반송에 반드시 필요한 것은 아니기 때문에, 생략하는 것도 가능하다.

발열소자(118)는, 부상 스테이지(106)의 상부와 열적으로 결합되어 있고, 히터전원(128)으로부터 전력의 공급을 받으면 통전하여 쥬울열을 발생하고, 스테이지 상면을 설정온도(예를 들어 50℃)로 가열하게 되어 있다.

가열용 부상 스테이지(106)의 위쪽에는, 길이가 긴 형태의 냉풍 노즐(130) 및 흡입구(132)가 반송방향(X방향)으로 적당한 간격을 두고 한 세트로 배치되어 있다. 도시의 예에서는, 냉풍노즐(130)은 흡입구(132)보다 반송방향(X방향)의 상류측에 배치되어 있다. 냉풍 노즐(130)의 토출구는, 부상 스테이지(106)상의 기판 (G)과 소정거리(예를 들어 5∼15mm)의 갭을 사이에 두고 반송방향과 직교하는 방향 (Y방향)으로 슬릿형상으로 연장되어 있다. 흡입구(배기구)(132)도 냉풍 노즐(130)의 토출구와 평행하게 슬릿형상으로 연장되어 있다.

냉풍 노즐(130) 및 흡입구(132)는, 통상은, 기판(G)이 부상 스테이지(106)의 위를 통과할 때만 작동해도 좋다. 즉, 냉풍 노즐(130)은, 냉풍 공급부(134)로부터 냉풍 공급관(136)을 사이에 두고 보내져 오는 상온(통상 25℃)보다 저온(예를 들어 5∼20℃)의 가스(예를 들어 청정한 공기 혹은 질소 가스)를 도입하여, 도입한 저온 가스를 노즐내의 다공판(130a)에 통과시켜 슬릿형상 토출구보다 바로 아래의 기판 (G)을 향해서 소정의 압력(풍압) 및 균일한 층류의 냉풍(A)으로서 분출하게 되어 있다. 한편, 냉풍 공급부(134)는, 가스 공급원, 냉각기, 송풍 팬(또는 컴프레서) 등으로 구성되어도 좋다.

냉풍 노즐(130)로부터 토출된 냉풍(A)이 기판(G)의 상면 즉 레지스트 도포막 (RM)의 표면을 어루만지도록, 냉풍 노즐(130)을 비스듬하게 눕혀 배치하는 것이 바람직하다. 흡입구(132)는, 배기 펌프 또는 배기 팬 내장의 배기부(138)에 배기관 (140)을 사이에 두고 통하고 있고, 냉풍노즐(130)로부터 기판(G)의 상면을 따라서 흘러 오는 냉풍(A)을 빨아들이는 것과 함께, 후술하는 바와 같이 기판(G)상의 레지스트 도포막(RM)으로부터 증발한 용제도 함께 빨아들이게 되어 있다. 한편, 냉풍 노즐(130)을 하류측에, 흡입구(132)를 상류 측에 배치하고, 냉풍(A)을 반송방향과 반대방향으로 흘려도 좋다.

도 4에 있어서, 프리베이크 유닛(PRE-BAKE)(48)은, 롤러 반송로(108)에 근접시켜 서로 인접하는 롤러(142)와 롤러(142)의 사이에 가열처리용의 히터로서 예를 들어 평판형의 시이즈 히터(144)를 반송방향(X방향)으로 1매 또는 복수매 나열하고 배치하고 있다. 각 시이즈 히터(144)는, 그 표면(상면)에 예를 들어 세라믹 코팅을 갖고 있고, 히터 전원(146)보다 전기케이블(148)을 사이에 두고 공급되는 전력에 의해 통전하여 발열하여, 그 고온의 표면으로부터 방사하는 열을 지근거리로부터 롤러 반송로(108)상의 기판(G)에 주도록 되어 있다.

또한, 프리베이크 유닛(PRE-BAKE)(48)에는, 롤러 반송로(108)를 따라서 그 위쪽에 예를 들어 그레이팅패널로 이루어지는 배기용의 흡입 천정판(다공판)(150)이 설치되어 있다. 이 배기용 흡입 천정판(150)은, 롤러 반송로(108)의 반송면으로부터 소정 거리의 갭을 사이에 두고 수평으로 배치되어 있고, 그 뒤쪽에 버퍼실 (152)이 형성되어 있다. 이 버퍼실(152)은, 배기관 또는 배기로(154)를 사이에 두고 배기 펌프 또는 배기 팬 등을 갖는 배기부(156)에 통하고 있다. 후술하는 바와 같이, 롤러 반송로(108)상에서 기판(G)상의 레지스트 도포막(RM)으로부터 증발한 용제는 주위의 공기와 함께 배기용 흡입 천정판(150)안으로 빨려 들여가, 배기부 (156)에 보내지게 되어 있다.

한편, 실시형태에 있어서의 모든 롤러, 예를 들어 주고 받음 및 부상 반송 구동용의 롤러(104), 롤러 반송로(108)를 구성하는 롤러(144) 등은, 도시 생략하지만, 예를 들어 프레임 등에 고정된 베어링에 회전 가능하게 지지되어 있어, 전기모터 등의 반송 구동원에 톱니바퀴기구 또는 벨트기구 등의 전동 기구를 사이에 두고 접속되어 있다.

또한, 상술한 레지스트 도포유닛(COT)(44)내의 각 부 뿐만이 아니라, 상압 건조유닛(VD)(46) 및 프리베이크 유닛(PRE-BAKE)(48)내의 각 부도, 도시하지 않는 컨트롤러에 의해서 제어된다. 컨트롤러를 마이크로 컨트롤러로 구성한 경우는, 상기 컨트롤러에 장치 전체의 동작(순서)을 통괄 제어시킬 수도 있다.

다음에, 상압 건조유닛(VD)(46) 및 프리베이크 유닛(PRE-BAKE)(48)에 있어서의 작용을 설명한다.

상기한 바와 같이, 상류측 근처의 레지스트 도포유닛(COT)(44)으로 레지스트액이 도포된 기판(G)은, 도포용 부상 스테이지(80)로부터 롤러(104)를 사이에 두고 상압 건조유닛(VD)(46)의 가열용 부상 스테이지(106)에 반입되어, 롤러(104)의 구동력에 의해서 그때까지와 같은 평류로 부상 스테이지(106)의 위를 동일방향(X방향)으로 반송된다. 이렇게 하여, 레지스트액이 도포된 직후의 기판(G)은, 상온 또는 상압하의 상태로 가열용 부상 스테이지(106)의 위에 반입된다.

기판(G)은, 가열용 부상 스테이지(106)상에서 열전도적으로는 접촉하고 있는 것과 같은 정도의 미소한 부상높이로 부상하므로, 열용량이 큰 스테이지(106)와의 열교환에 의해서 그때까지의 상온으로부터 스테이지 상면과 대략 같은 온도(예를 들어 50℃)까지 가열된다. 이 기판 뒤편으로부터의 가열에 의해서, 도 6에 나타내는 바와 같이, 기판(G)상의 레지스트 도포막(RM)내의 경계층 내지 중간층의 벌크부에 있어서의 용제의 액상확산, 특히 휘발하는 방향(위쪽)으로의 액상확산이 촉진된다. 즉, 벌크부에 있어서의 액상확산의 속도가, 상온하에서의 그때까지보다 빨라진다.

한편, 기판(G)이 냉풍 노즐(130) 아래를 통과할 때에, 혹은 통과한 직후부 터, 기판(G)상의 레지스트 도포막(RM)은 냉풍 노즐(130)로부터의 냉풍(A)에 쬐어진다. 이것에 의해, 도 6에 나타내는 바와 같이, 레지스트 도포막(RM)의 표층부에 있어서의 용제의 확산, 특히 공중으로의 기상확산(휘발)은 억제된다. 즉, 표층부에 있어서의 액상확산의 속도가, 상온하에서의 그때까지보다 둔화한다. 이것에 의해, 레지스트 도포막(RM)내에서, 벌크부에서 위쪽에의 액상확산도 표층부에서 억제되어, 벌크부의 용제는 수평방향에의 확산을 강하게 하여 평균화 또는 균일화된다. 한편, 기판(G)상의 레지스트 도포막(RM)으로부터 증발한 용제는, 냉풍(A) 및 주위의 공기에 섞여 흡입구(132)에 빨려 들여가, 배기부(138)에 보내진다.

이렇게 하여, 기판(G)상의 레지스트 도포막(RM)은, 기판 뒤편으로부터의 가열에 의해서 벌크부의 액상확산이 촉진(평균화)되는 것과 동시에, 위(공중)로부터의 냉풍(A)에 의해서 표층부의 기상확산이 억제되는 것에 의해, 레지스트 도포막 (RM)내의 건조 정도에 편차(건조얼룩)를 일으키는 일 없이 면분포와 막두께가 면내 균일하게 건조 초기치(예를 들어 8㎛)로부터 원하는 건조 목표치(예를 들어 2∼3㎛)까지 감소하게 된다.

상압 건조유닛(VD)(46)에서 상기와 같은 상압 건조처리를 끝낸 기판(G)은, 다음에 롤러 반송로(108)를 타고 평류로 프리베이크 유닛(PRE-BAKE)(48)에 반입된다. 롤러 반송로(108)상에서 기판(G)은, 프리베이크 유닛(PRE-BAKE)(48)에 반입되면, 거기서 가장 가까운 거리의 시이즈 히터(144)로부터 기판 이면에 방사열을 받는다. 이 급속 가열로부터, 롤러 반송로(108)상을 평류로 이동하는 사이에 기판 (G)의 온도는 소정 온도(예를 들어 180∼200℃정도)까지 상승하여, 단시간의 사이 에 레지스트 도포막(RM)중의 잔류 용매의 대부분이 증발하여 막이 한층 얇고 단단해져, 기판(G)와의 밀착성을 높일 수 있다. 이 프리베이킹의 가열처리시에, 시이즈 히터(144)로부터의 열적인 영향을 받아도, 전 공정의 상압 건조처리에 의해서 레지스트 도포막(RM)의 벌크부내의 용제가 평균화 내지 균일화되어 있고, 또한 막두께도 충분히(예를 들어 2∼3㎛까지) 얇아지고 있으므로, 이 가열 공정에서도 레지스트 도포막(RM)에 얼룩은 발생하기 어렵다. 한편, 레지스트 도포막(RM)으로부터 증발한 용제는, 주위의 공기와 함께 배기용 흡입 천정판(150)안에 빨려 들여가, 배기부(156)에 보내진다.

프리베이크 유닛(PRE-BAKE)(48)에서 프리베이킹의 가열처리를 끝낸 기판(G)은 그대로 롤러 반송로(108)상을 롤러 반송의 평류으로 이동하여 하류측 근처의 냉각유닛(COL)(50)(도 1)에 보내진다.

상기와 같이, 이 실시형태의 평류식 레지스트 처리부(44,46,48)는, 레지스트 도포로부터 레지스트 프리베이크까지의 일련의 처리 공정을 모두 동일 반송 라인의 평류에 의해 실시한다. 이것에 의해, 장치 구성의 대폭적인 간이화, 소형화, 저비용화를 도모할 수 있다.

상압 건조유닛(VD)(46)에 있어서는, 기판(G)상의 레지스트 도포막(RM)에 대해서 상압하에서 건조얼룩의 발생을 수반하지 않는 건조처리를 실시할 수 있다. 또한, 반송 로봇은 불필요하고, 기판을 부채와 같이 휘게 해버려 로딩/언로딩시에 위치 어긋남이나 충돌·파손 등의 에러를 일으키지 않아도 된다. 게다가, 지지 핀을 이용하지 않아도 되므로, 상압 건조유닛(VD)(46)내에서 기판(G)상의 레지스트에 전사흔적이 발생할 우려도 없다. 덧붙여, 기판(G)의 사이즈에 관계없이 기판 각부에 균일한 건조처리를 실시할 수 있으므로, 품질면에서도 기판의 대형화에 용이하게 대응할 수 있다.

한편, 레지스트 도포유닛(COT)(44)으로 기판(G)상에 레지스트액이 도포된 직후부터, 레지스트 도포막(RM)내에서는 자연 건조에 의해서 용제의 액상확산 및 기상확산이 시작되어, 상온·상압하에서도 그러한 확산은 진행(지속)한다. 종래의 감압 건조법으로는, 감압건조장치로의 기판의 반입에 시간이 걸리기 때문에, 감압 건조처리를 개시하기 전에 레지스트 도포막이 너무 건조해 버려, 감압 건조의 효력이 저감할 우려도 있었다. 이에 대해서, 이 실시형태에서는, 레지스트 도포유닛(COT)(44)으로부터 상압 건조유닛(VD)(46)에의 기판의 반송을 평류로 스무스하게 단시간에 실시할 수 있으므로, 상압 건조유닛(VD)(46)에 의한 건조처리의 개시의 타이밍을 늦추는 일 없이, 도포막개질의 효력을 안정하고 확실히 보증할 수 있다. 이 점에서도, 기판의 대형화에 유리에 대응할 수 있다.

이상 본 발명을 적합한 일실시형태에 있어서 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태로 한정되는 것이 아니고, 그 기술적 사상의 범위내에서 여러 가지의 변형이 가능하다.

예를 들어, 상압 건조유닛(VD)(46)에 있어서, 평류의 반송중에, 기판(G)상의 레지스트막(RM)에 대해서, 상기와 같은 이면 가열 및 표면 냉각의 건조처리(제 1 건조처리)를 실시한 직후에서, 프리베이크 유닛(PRE-BAKE)(48)에 반입되기 전에, 제 2 건조처리를 적절히 실시해도 좋다.

예를 들어, 도 7에 나타내는 바와 같이, 가열용 부상 스테이지(106)의 반송방향 하류측에 제 2 주고받음 및 부상 반송 구동용의 롤러(160)를 사이에 두고 이면 냉각용의 냉각용 부상 스테이지(162)를 설치하여, 냉풍 공급기구(130∼140)의 반송방향 하류측에 표면 가열용의 온풍 공급기구(188∼198)를 설치할 수 있다.

도 7의 장치 구성에 있어서, 냉각용 부상 스테이지(162)는, 가열용 부상 스테이지(106)와 같은 부상 기구를 가져도 좋고, 고압 또는 정압의 압축공기를 분출하는 분사구멍(164)과, 부압으로 공기를 빨아들이는 흡인구멍(166)을 적당한 배열 패턴으로 스테이지 상면에 혼재 배치하고, 분사구멍(164)에 압축공기를 보내기 위한 압축공기 공급기구[정압 매니폴드(168), 가스 공급관(170), 압축공기 공급원(172)]와 흡인구멍(166)으로부터 공기를 빨아들이는 진공기구[부압 매니폴드(174), 진공관(176), 진공원(178)]를 구비하고 있다. 무엇보다, 진공 기구는 부상 반송에 반드시 필요한 것은 아니기 때문에, 생략할 수 있다.

그리고, 냉각용 부상 스테이지(162)는, 이면 냉각을 위해서, 냉매통로(180)를 갖고 있다. 이 냉매통로(180)는 냉각용 부상 스테이지(162)의 상부, 특히 스테이지 상면과 열적으로 결합되어 있고, 부상 스테이지(162)의 밖에 배치되어 있는 칠러 유닛(182)으로부터 상온보다 낮은 온도의 냉각수가 배관(184,186)을 사이에 두고 냉매통로(180)에 순환 공급된다. 부상 스테이지(162)는 열전도율 및 가공성이 높은 재질 예를 들어 알루미늄으로 구성되어 있고, 냉매통로(180)를 흐르는 냉각수에 의해서 스테이지 상면이 상온보다 낮은 설정 온도(예를 들어 5∼10℃)에 냉각 또는 온도조절된다. 온도 센서(도시하지 않음)를 이용한 피드 백 방식의 온도 제어도 가능하다.

냉각용 부상 스테이지(162)의 위쪽에는, 길이가 긴 형상의 온풍노즐(188) 및 흡입구(190)가 반송방향(X방향)으로 적당한 간격을 두고 한 세트로 배치되어 있다. 도시의 예에서는, 온풍노즐(188)은 흡입구(190)보다 반송방향(X방향)의 하류측에 배치되어 있다. 온풍노즐(188)의 토출구는, 냉각용 부상 스테이지(162)상의 기판 (G)과 소정 거리의 갭을 사이에 두고 반송방향과 직교하는 방향(Y방향)으로 슬릿형상으로 늘어나 있다. 흡입구(배기구)(190)나 온풍노즐(188)의 토출구와 평행하게 슬릿형상으로 늘어나 있다.

온풍노즐(188) 및 흡입구(190)도, 통상은, 기판(G)이 냉각용 부상 스테이지 (162)의 위를 통과할 때만 작동해도 좋다. 즉, 온풍노즐(188)은, 온풍 공급부 (192)보다 온풍 공급관(194)을 사이에 두고 보내져 오는 상온보다 고온(예를 들어 50℃)의 가스(예를 들어 청정한 공기 혹은 질소가스)를 도입하고, 도입한 고온가스를 노즐내의 다공판(188a)에 통과시켜 슬릿형상 토출구보다 바로 아래의 기판(G)을 향하여 소정의 압력(풍압) 및 균일한 층류의 온풍 B로서 분출하게 되어 있다. 한편, 온풍 공급부(192)는, 가스 공급원, 가열기, 송풍 팬(또는 컴프레서) 등으로 구성되어도 좋다.

온풍노즐(188)도, 그 토출한 온풍(B)이 기판(G)의 상면 즉 레지스트 도포막 (RM)의 표면을 어루만지도록, 비스듬하게 눕혀서 배치되는 것이 바람직하다. 흡입구(190)는, 배기펌프 또는 배기 팬 내장의 배기부(196)에 배기관(198)을 사이에 두고 통하고 있고, 온풍노즐(188)로부터 기판(G)의 상면을 따라서 흘러 오는 온풍(B) 을 빨아들이는 것과 함께, 기판(G)상의 레지스트 도포막(RM)으로부터 증발한 용제도 함께 빨아들이게 되어 있다.

기판(G)이 냉각용 부상 스테이지(162)의 위를 평류의 부상 반송으로 이동할 때, 기판(G)은 냉각용 부상 스테이지(162)와의 열교환에 의해서 스테이지 상면과 대략 같은 온도(예를 들어 10℃)까지 냉각된다. 이 기판 뒤편으로부터의 냉각에 의해서, 기판(G)상의 레지스트 도포막(RM)은 하면으로부터 냉각되어, 도 8에 나타내는 바와 같이, 레지스트 도포막(RM)내의 하층 내지 중간층의 벌크부에 있어서의 용제의 액상확산이 둔화한다.

한편, 기판(G)이 흡입구(190)의 아래를 통과한 근처로부터, 온풍노즐(188)로부터의 온풍(B)이 기판(G)의 상면 즉 레지스트 도포막(RM)의 표면에 닿게 된다. 이것에 의해, 도 8에 나타내는 바와 같이, 레지스트 도포막(RM)의 표층부에 있어서의 용제의 확산, 특히 공중에의 기상확산(휘발)이 촉진된다. 한편, 기판(G)상의 레지스트 도포막(RM)으로부터 증발한 용제는, 온풍(B) 및 주위의 공기에 섞여서 흡입구(190)에 빨려 들여가고, 배기부(196)에 보내진다.

이렇게 하여, 상압 건조유닛(VD)(46)의 후반부(제 2 건조처리부)에 있어서, 평류의 반송중에 기판(G)상의 레지스트 도포막(RM)은, 기판 뒤편으로부터의 냉각에 의해서 벌크부의 액상확산이 억제되는 것과 동시에, 위(공중)로부터의 온풍(B)에 의해서 표층부의 기상확산이 촉진시켜지는 것에 의해, 벌크부의 생건조 상태를 유지하면서 표층부만을 먼저 건조 고체화시킬 수 있다. 결과적으로, 감압 건조법을 이용한 경우와 동질의 레지스트 표면 처리막을 얻는 것이 가능하고, 현상 처리시에 는 레지스트의 비용해성 또는 막 감소량을 줄여, 레지스트 해상도를 높게 할 수 있다.

한편, 도 7의 상압 건조유닛(VD)(46)의 후반부에 있어서, 이면 냉각부(162∼186) 또는 표면 가열부(188∼198)의 어느 한쪽을 생략하는 것도 가능하다. 즉, 이면 냉각부(162∼186)를 설치하고 표면 가열부(188∼198)를 생략한 경우, 혹은 표면 가열부(188∼198)를 설치하고 이면 냉각부(162∼186)를 생략한 경우에서도, 레지스트 도포막(RM)에 대해서 뒤편과 겉쪽으로부터 실질적인 온도차를 줄 수 있으므로, 어느 정도까지 상기와 같은 효과를 얻을 수 있다.

게다가, 도 9에 나타내는 바와 같이, 상압 건조유닛(VD)(46)의 각 부에 대해서 여러 가지 변형 또는 치환이 가능하다. 예를 들어, 전반부(제 1 건조처리부)에 있어서, 평류 반송로를 롤러 반송로(200)로 구성하고, 이면 가열부를 롤러 반송로 (200)의 서로 인접하는 롤러(202)와 롤러(202)의 틈새에 배치된 방열히터 예를 들어 평판형 시이즈 히터(204)로 구성하고, 표면 냉각부를 롤러 반송로(200)의 위쪽에 배치된 냉각 플레이트(206)로 구성해도 좋다. 냉각 플레이트(206)는, 칠러 유닛(208)으로부터 냉매의 공급을 받는 냉매 통로를 갖고, 바로 아래를 통과하는 기판(G)상의 레지스트 도포막(RM)의 표면에 미소한 공기 갭을 사이에 두고 냉기를 준다.

또한, 후반부(제 2 건조처리부)에 있어서는, 평류 반송로를 롤러 반송로 (210)로 구성하고, 이면 냉각부를 롤러 반송로(210)의 롤러(212)로 구성하고, 표면 가열부를 롤러 반송로(210)의 위쪽에 배치된 방열 플레이트(214)로 구성해도 좋다. 이 경우, 롤러(212)의 내부에 냉각통로를 설치하여, 칠러 유닛(216)보다 배관(218)을 사이에 두고 롤러내의 냉각 통로에 냉각수를 통과시켜도 좋다. 이것에 의해, 롤러 반송로(210)상을 이동하는 기판(G)을 롤러(212)를 통하여 냉각하고, 기판(G)상의 레지스트 도포막(RM)을 기판 이면측으로부터 상온보다 낮은 원하는 온도로 차게 할 수 있다. 한편, 롤러(212)는, 기판(G)의 이면과의 접촉 면적을 크게 취할 수 있도록, 굵기(바깥지름)가 축방향으로 똑같은 파이프형의 것을 이용해도 좋다. 또한, 방열 플레이트(214)와 일체적으로, 또는 그것과 인접하여, 배기용의 흡입구 또는 다공판을 설치해도 좋다.

본 발명의 상압 건조법은, 일반적으로는 상기 실시형태에 있어서의 같은 포지티브형의 레지스트에 적용하여 적합하지만, 네거티브형 레지스트에도 적용 가능하고, 컬러 레지스트나 유기 레지스트 등에도 적용 가능하다.

본 발명에 있어서의 피처리기판은 LCD용의 유리기판에 한정하는 것이 아니라, 다른 플랫 패널 디스플레이용 기판이나, 반도체 웨이퍼, CD기판, 포토마스크, 프린트기판 등도 가능하다.처리액도 레지스트액에 한정하지 않고, 예를 들어 층간 절연재료, 유전체재료, 배선재료 등의 처리액도 가능하다.

도 1은 본 발명의 적용 가능한 도포현상 처리시스템의 구성을 나타내는 평면도이다.

도 2는 상기 도포현상 처리시스템에 있어서의 처리 순서를 나타내는 플로우차트이다.

도 3은 실시형태에 있어서의 레지스트 처리부의 전체 구성을 나타내는 평면도이다.

도 4는 실시형태에 있어서의 상압 건조유닛 및 프리베이크 유닛의 구성을 나타내는 측면도이다.

도 5는 실시형태의 가열용 부상 스테이지에 있어서의 기판 부상높이의 제어를 설명하기 위한 대략 측면도이다.

도 6은 실시형태에 있어서의 제 1 건조처리의 작용을 모식적으로 설명하기 위한 단면도이다.

도 7은 실시형태의 일 변형예에 의한 상압 건조유닛의 구성을 모식적으로 나타내는 측면도이다.

도 8은 실시형태에 있어서의 제 2 건조처리의 작용을 모식적으로 설명하기 위한 단면도이다.

도 9는 실시형태의 일 변형예에 의한 상압 건조유닛내의 각부의 구성을 모식적으로 나타내는 측면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 도포현상 처리시스템

44 : 레지스트 도포 유닛(COT)

46 : 상온 건조 유닛(VD)

48 : 프리베이크 유닛(PRE-BAKE)

80 : 도포용 부상 스테이지

84 : 레지스트 노즐

106 : 가열용 부상 스테이지

108 : 롤러 반송로

118 : 발열소자

128 : 히터 전원

130 : 냉풍 노즐

134 : 냉풍 공급부

132 : 흡입구

138 : 배기부

162 : 냉각용 부상 스테이지

180 : 냉매 통로

182 : 칠러 유닛

188 : 온풍노즐

190 : 흡입구

192 : 온풍 공급부

196 : 배기부

Claims (22)

1. 용제를 포함한 처리액이 도포된 피처리기판을 소정의 반송로상에서 평류로 반송하는 평류 반송부와,

   상기 평류의 반송중에, 상압의 분위기하에서, 상기 기판상의 처리액의 도포막을 기판의 이면측으로부터 상온보다 높은 온도로 가열하는 이면 가열부와,

   상기 평류의 반송중에, 상압의 분위기하에서, 상기 이면 가열부와 반대측으로부터 상기 기판상의 도포막의 표면을 상온보다 낮은 온도로 냉각하는 표면 냉각부를 갖는 상압 건조장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 평류 반송부가, 상기 기판을 기체의 압력에 의해 띄우는 제 1 부상 스테이지와, 상기 제 1 부상 스테이지상에서 상기 기판을 반송방향으로 이동시키는 부상 반송 이동부를 가지며,

   상기 이면 가열부가, 상기 제 1 부상 스테이지를 통해서 상기 기판을 가열하는 가열기구를 갖는 상압 건조장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 평류 반송부가, 다수의 롤러를 일정 간격으로 부설해서 이루어지는 제 1 롤러 반송로와, 상기 제 1 롤러 반송로상에서 상기 기판을 상기 반송방향으로 이동시키기 위해서 상기 롤러를 구동하는 제 1 롤러 반송 구동부를 갖고,

   상기 이면 가열부가, 상기 롤러 반송로의 서로 인접하는 롤러의 틈새로부터 상기 기판을 가열하는 가열기구를 갖는 상압 건조장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 표면 냉각부가, 상기 기판상의 도포막의 표면을 냉풍에 노출하기 위한 냉풍 공급기구를 갖는 상압 건조장치.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 표면 냉각부가, 상기 기판상의 도포막의 표면을 공기의 갭을 통하여 차게 하는 냉각 플레이트를 갖는 상압 건조장치.
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 반송로를 따라서 상기 이면 가열부의 하류측에 배치되고, 상기 평류의 반송중에 상압의 분위기하에서, 상기 기판상의 처리액의 도포막을 기판의 이면측으로부터 상온보다 낮은 온도로 냉각하는 이면 냉각부를 갖는 상압 건조장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 평류 반송부가, 상기 이면 가열부의 하류측에서 상기 기판을 기체의 압력에 의해 띄우는 제 2 부상 스테이지와, 상기 제 2 부상 스테이지상에서 상기 기판을 반송방향으로 이동시키는 제 2 부상 반송 이동부를 갖고,

   상기 이면 냉각부가, 상기 제 2 부상 스테이지를 통해서 상기 기판을 냉각하 는 냉각기구를 갖는 상압 건조장치.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 평류 반송부가, 상기 이면 가열부의 하류측에서 다수의 롤러를 일정 간격으로 부설해서 이루어지는 제 2 롤러 반송로와, 상기 제 2 롤러 반송로상에서 상기 기판을 상기 반송방향으로 이동시키기 위해서 상기 롤러를 구동하는 제 2 롤러 반송 구동부를 갖고,

   상기 이면 냉각부가, 상기 제 2의 롤러 반송로의 롤러를 통해서 상기 기판을 냉각하는 냉각기구를 갖는 상압 건조장치.
9. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 반송로를 따라서 상기 이면 가열부의 하류측에 배치되고, 상기 평류의 반송중에, 상압의 분위기하에서, 상기 이면 냉각부와 서로 마주하여 상기 기판상의 도포막의 표면을 상온보다 높은 온도로 가열하는 표면 가열부를 갖는 상압 건조장치.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 표면 가열부가, 상기 기판상의 도포막의 표면을 온풍에 노출하기 위한 온풍 공급 기구를 갖는 상압 건조장치.
11. 제 9 항에 있어서, 상기 표면 가열부가, 상기 기판상의 도포막의 표면을 공기의 갭을 통하여 가열하는 방열 플레이트를 갖는 상압 건조장치.
12. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서의 상압 건조장치와,

    상기 기판의 반송방향에서 상기 상압 건조장치의 상류측 근처에 배치되어, 상기 기판을 평류로 반송하면서 상기 기판상에 상기 처리액을 도포하는 도포 유닛과,

    상기 기판의 반송방향에서 상기 상압 건조장치의 하류측 근처에 배치되어, 상기 기판을 평류로 반송하면서 가열하는 베이킹 유닛을 갖는 기판처리장치.
13. 피처리기판상에 용제를 포함한 처리액을 도포하는 도포공정과,

    상기 기판을 제 1 반송로상에서 평류로 반송하고, 상기 평류의 반송중에, 상압의 분위기하에서, 상기 기판상의 처리액의 도포막을 기판의 이면측으로부터 상온보다 높은 온도로 가열하면서, 상기 기판상의 도포막의 표면을 상온보다 낮은 온도로 반대측으로부터 냉각하여, 상기 도포막을 건조시키는 제 1 건조공정을 갖는 기판 처리 방법.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 제 1의 건조공정에서, 상기 기판을 제 1 부상 스테이지상에서 기체의 압력에 의해 띄워 반송하고, 상기 제 1 부상 스테이지를 통해서 상기 기판을 가열하는 기판처리방법.
15. 제 13 항에 있어서, 상기 제 1 건조공정에서, 상기 기판을 롤러 반송로상에서 반송하고, 상기 롤러 반송로의 서로 인접하는 롤러의 틈새로부터 상기 기판을 가열하는 기판처리방법.
16. 제 13 항 내지 제 15 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 건조공정에서, 상기 기판의 도포막의 표면을 냉풍에 노출하는 기판처리방법.
17. 제 13 항 내지 제 15 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 건조공정에서, 상기 기판의 도포막의 표면을 공기의 갭을 통하여 냉각 플레이트에 의해 냉각하는 기판처리방법.
18. 제 13 항 내지 제 15 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 기판을 상기 제 1 반송로와 연속하는 제 2 반송로 상에서 평류로 반송하고, 상기 평류의 반송중에, 상압의 분위기하에서, 상기 기판상의 도포막을 기판의 이면측으로부터 상온보다 낮은 온도로 냉각하고, 상기 도포막을 더 건조시키는 제 2 건조공정을 갖는 기판처리방법.
19. 제 13 항 내지 제 15 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 기판을 상기 제 1 반송로와 연속하는 제 2 반송로 상에서 평류로 반송하고, 상기 평류의 반송중에, 상압의 분위기하에서, 상기 기판상의 도포막의 표면을 상온보다 높은 온도에서 위쪽으로부터 가열하여, 상기 도포막을 더 건조시키는 제 2 건조공정을 갖는 기판처리방법.
20. 제 13 항 내지 제 15 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 기판을 상기 제 1 반송로와 연속하는 제 2 반송로 상에서 평류로 반송하고, 상기 평류의 반송중에, 상압의 분위기하에서, 상기 기판상의 도포막을 기판의 이면측으로부터 상온보다 낮은 온도로 냉각하면서, 상기 기판상의 도포막의 표면을 상온보다 높은 온도로 위쪽으로부터 가열하여, 상기 도포막을 더 건조시키는 제 2 건조공정을 갖는 기판처리방법.
21. 제 13 항 내지 제 15 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 도포공정에서, 상기 기판을 상기 제 1 반송로와 연속하는 상류측의 제 3 반송로상에서 평류로 반송하면서, 긴 형상의 처리액 노즐로부터 상기 기판을 향해서 상기 처리액을 토출하여, 상기 기판상에 상기 처리액의 도포막을 형성하는 기판처리방법.
22. 제 13 항 내지 제 15 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 건조공정의 후에, 상기 기판상의 도포막에 잔류하고 있는 용제를 증발시키고, 또한 상기 기판에 대한 도포막의 밀착성을 강화하기 위해서, 상기 기판을 상기 반송로와 연속하는 하류측의 반송로상에서 평류로 반송하면서 가열하는 베이킹 공정을 갖는 기판처리방법.

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