KR20110074657A - 약액 공급 노즐 및 약액 공급 방법 - Google Patents

약액 공급 노즐 및 약액 공급 방법 Download PDF

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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 저비용으로 약액의 건조를 억제할 수 있는 약액 공급 노즐을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 약액 공급 노즐은, 유로 부재의 선단부에 접속되는 노즐 본체에 차단 밸브와, 약액을 흡인 유로에 흡인하는 흡인부가 설치되어 있다. 따라서 약액 토출 후에 상기 차단 밸브의 하류측에 잔류하는 약액을, 차단 밸브의 상류측으로 흡인하여 제거하여, 차단 밸브에 의해 노즐 본체 안의 약액 유로를 차단할 수 있다. 이것에 의해, 상기 약액 유로에서의 약액의 건조 및 고화를 억제할 수 있다. 또한, 약액 유로의 하류에 시너 등을 흡인하여 약액 유로를 막을 필요가 없고, 더미 디스펜스의 횟수도 억제할 수 있기 때문에, 처리 비용의 상승을 억제할 수 있다.

Description

약액 공급 노즐 및 약액 공급 방법{CHEMICAL LIQUID SUPPLY NOZZLE AND CHEMICAL LIQUID SUPPLY METHOD}
본 발명은, 약액 유로로부터 약액을 공급하는 약액 공급 노즐 및 약액 공급 방법에 관한 것이다.
반도체 제조 공정의 하나인 포토레지스트 공정에 있어서는, 반도체 웨이퍼(이하 웨이퍼라고 함)의 표면에 약액을 공급하여 액처리가 행해진다. 이 액처리를 행하는 모듈로서는, 예컨대 웨이퍼에 레지스트를 공급하는 레지스트 도포 모듈(레지스트 도포 장치)이 있고, 이 레지스트 도포 모듈에는, 웨이퍼에 레지스트를 공급하는 레지스트 공급 노즐이 설치되어 있다. 이 레지스트 공급 노즐은 지지체에 부착되어 있고, 파손시나 오염이 심해졌을 때에는 이 지지체 및 약액 공급관으로부터 분리하여 교환할 수 있게 되어 있다.
그런데, 이 레지스트 공급 노즐에 있어서, 레지스트 토출 후에 노즐의 선단 및 노즐 내부의 유로를 구성하는 내벽에 레지스트가 부착된 채 남아 있으면, 그 레지스트가 건조 및 고화되어 버린다. 그러면, 나중에 웨이퍼에 처리를 행할 때에 정상적으로 레지스트가 토출되지 않을 우려가 있기 때문에, 그것을 막기 위해, 레지스트 공급 노즐의 상류측 배관에 석백(suck back) 밸브가 설치되는 경우가 있다. 이 석백 밸브는, 상기 석백 밸브로부터 하류측 유로에서의 유체를, 상기 유로의 상류측을 향해 흡인한다.
이와 같이 배관에 석백 밸브가 설치된 경우에서의 레지스트 공급 노즐(201)의 동작에 대해서 설명한다. 레지스트 공급 노즐(201)로부터 웨이퍼에 레지스트를 토출한 후, 상기 석백 밸브에 의해 유로(200)가 흡인되어, 유로(200)의 선단 및 이 선단 주위에 남은 레지스트(202)가 유로(200)의 상류측으로 흡인된다. 또한, 레지스트 공급 노즐(201)의 외부로부터 유로(200) 안으로 공기가 인입되어, 유로(200)의 선단에 공기층(203)이 형성된다. 계속해서, 레지스트 도포 모듈에 설치된 시너의 저류부로부터, 석백 밸브에 의해 시너(204)가 유로(200)의 선단에 흡인된다.
도 23은, 이와 같이 시너(204)가 흡인되었을 때의 레지스트 공급 노즐(201) 선단의 모습을 도시하고 있다. 시너(204)에 의해 유로(200)가 밀폐되어, 레지스트(202)의 건조가 억제된다. 공기층(203)은 시너(204)와 레지스트(202)의 혼합에 의하여 레지스트(202)의 희석을 막는 역할을 한다. 도 23의 상태로부터 웨이퍼에 레지스트의 도포 처리를 행하는 경우에는, 웨이퍼의 외측에 시너(204)를 토출하여, 폐액한 후 처리를 행한다.
그런데, 이와 같이 시너(204)를 레지스트 공급 노즐(201)의 선단에 흡인하고 있어도, 시너(204)가 휘발하면, 레지스트(202)가 건조되어 버리기 때문에, 통상은 웨이퍼를 처리하는 것을 목적으로 하지 않는 레지스트 토출 처리, 소위 더미 디스펜스가 병용된다. 그 외에 레지스트 공급 노즐(201)의 선단을 시너로 세정하여, 레지스트 공급 노즐(201) 선단에서의 레지스트의 건조 및 고화를 막는 경우도 있다.
그러나, 이들 시너(204)에 의한 레지스트 공급 노즐(201)의 유로의 밀폐화, 더미 디스펜스, 시너에 의한 레지스트 공급 노즐(201)을 세정하는 것은, 시너 및 레지스트의 사용량을 증가시키게 된다. 그 결과로서 비용의 증가를 초래해버리는 문제가 있다. 또한, 레지스트 공급 노즐(201)의 이동중에 상기 레지스트 공급 노즐(201)에 가해지는 충격 등의 원인에 의해, 유로(200) 안의 시너(204) 및 레지스트(202)가 웨이퍼에 낙하하여, 제품에 결함이 생겨 버릴 우려가 있다.
특허문헌 1에는 배관에 개재되어, 하류측에의 액체의 공급을 차단하는 차단 밸브가 설치된 액체 이송 장치에 대해서 나타나 있다. 그러나, 이러한 장치에서는, 상기 차단 밸브로부터 배관의 하류단의 노즐까지의 거리가 길어지기 때문에, 건조되어 있는 레지스트의 양이 많아진다. 따라서, 더미 디스펜스하는 액체의 양이 많아져 버린다. 또한 이러한 액체 이송 장치에 있어서 상기와 같이 관로중에서의 액체의 건조를 막기 위해 석백을 행하는 경우, 상기 차단 밸브보다 상류측에 액체를 흡인해야 하기 때문에, 흡인량이 많아져, 작업 처리량의 저하를 초래한다.
또한, 특허문헌 2에는, 노즐의 상류측 배관에, 차단 밸브와, 석백 밸브를 설치한 레지스트 공급 장치에 대해서 기재되어 있다. 그러나 특허문헌 2에서는 특허문헌 1과 같은 문제가 발생한다. 또한 특허문헌 3에서는 노즐의 상류측 배관에 있어서, 석백 밸브와 차단 밸브가 설치된 액체 공급 장치에 대해서 기재되어 있다. 그러나, 이들 밸브는 배관에 설치되어 있기 때문에 특허문헌 1과 같은 문제가 발생하고, 석백 밸브는 차단 밸브의 하류측에 설치되어 있기 때문에, 차단 밸브의 개폐에 의해 흡인한 약액의 건조를 막을 수 없다.
특허문헌 1: 일본 공개 실용 신안 소62-58399 특허문헌 2: 일본 특허 공개 평10-57850 특허문헌 3: 일본 공개 실용 신안 소53-92390
본 발명은 이러한 사정 하에서 이루어진 것으로, 그 목적은 저비용으로 약액의 건조를 억제할 수 있는 약액 공급 노즐 및 약액 공급 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 약액 공급 노즐은,
약액을 통류(通流)시키는 유로 부재의 선단부에 접속되는 노즐 본체와,
상기 노즐 본체에 설치되고, 상기 유로 부재로부터 공급되는 약액이 유통하는 약액 유로와,
상기 약액 유로에 설치되고, 상기 약액 유로의 차단 및 개방을 행하는 차단 밸브와,
상기 차단 밸브의 상류측에서 상기 약액 유로에 접속되는 흡인 유로와,
상기 노즐 본체에 설치되고, 상기 약액 유로의 약액을 상기 흡인 유로에 흡인하는 것에 의해, 상기 약액 유로의 하류측으로부터 약액 토출 후에 상기 차단 밸브의 하류측에 잔류하는 약액을, 차단 밸브의 상류측으로 흡인하여 제거하는 흡인부
를 포함한 것을 특징으로 한다.
예컨대, 상기 약액 유로에 있어서 흡인 유로의 하류측에, 상기 약액 유로에 접속되는 제1 유체 통류 공간이 형성되고,
약액 유로 차단부는, 상기 제1 유체 통류 공간과 약액 유로를 구획하고 약액 유로에의 진입 및 약액 유로로부터의 후퇴가 가능한 제1 밸브 본체와,
상기 제1 유체 통류 공간을 향하는 벽면에 상기 제1 밸브 본체를 세게 눌러 약액 유로를 차단하기 위해, 상기 제1 유체 통류 공간에 유체를 공급하여 상기 제1 유체 통류 공간의 압력을 상승시키는 제1 유체 공급 유로와,
상기 벽면으로부터 상기 제1 밸브 본체를 이격시켜 약액 유로를 개방하기 위해, 제1 유체 통류 공간으로부터 상기 유체를 제거하여 제1 유체 통류 공간의 압력을 저하시키는 제1 유체 제거 유로
를 포함한다. 이 경우, 예컨대 상기 벽면을 향해 상기 제1 밸브 본체를 압박하는 압박 수단이 설치된다. 또한, 예컨대 제1 유체 제거 유로와 제1 유체 공급 유로는 공통화되어, 제1 공통 유체 유로를 구성하고 있다.
상기 제1 밸브 본체는, 가요성을 갖는 막형체를 구비하고 있어도 좋다. 예컨대 상기 흡인부는, 상기 흡인 유로를 상기 약액 유로를 향하는 약액 저류 공간과 약액 유로로부터 이격된 제2 유체 통류 공간으로 구획하고, 약액 유로에 대하여 흡인 유로를 진퇴시킬 수 있는 제2 밸브 본체와,
제2 밸브 본체가 약액 유로를 향하도록, 상기 제2 유체 통류 공간에 유체를 공급하여 상기 제2 유체 통류 공간의 압력을 상승시키는 제2 유체 공급 유로와,
상기 제2 밸브 본체를 약액 유로로부터 이격시키도록 이동시켜 약액 유로에서의 약액을 흡인 유로에 흡인하기 위해, 제2 유체 통류 공간으로부터 유체를 제거하여 제2 유체 통류 공간의 압력을 저하시키는 제2 유체 제거 유로
를 포함하고 있어도 좋다. 이 경우, 예컨대 약액 유로를 향해 상기 제2 밸브 본체를 압박하는 압박 수단이 설치된다. 상기 압박 수단은, 예컨대 스프링에 의해 구성된다. 제2 유체 제거 유로와 제2 유체 공급 유로가 공통화되어, 제2 공통 유체 유로를 구성하고 있어도 좋다.
또한, 약액 공급 노즐은 복수개 묶이고,
각 약액 공급 노즐의 제1 공통 유체 유로 및 제2 공통 유체 유로의 상류측은 각 노즐에서 공용화되는 주 유로에 접속되며, 주 유로로부터 각 제1 공통 유체 유로 및 각 제2 공통 유체 유로에의 유체 공급 및 유체의 제거를, 각 약액 공급 노즐마다 제어하는 제어 수단이 설치되어 있어도 좋다.
본 발명의 약액 공급 방법은, 약액을 통류시키는 유로 부재로부터, 상기 유로 부재의 선단부에 접속되는 노즐 본체에 약액을 공급하는 공정과,
상기 노즐 본체에 설치된 약액 유로에 약액을 유통시키는 공정과,
상기 약액 유로에 설치된 차단 밸브에 의해 상기 약액 유로의 차단 및 개방을 행하는 공정과,
상기 차단 밸브의 상류측에서 상기 약액 유로에 접속되는 흡인 유로에, 상기 노즐 본체에 설치된 흡인부에 의해 약액 유로의 약액을 흡인하는 공정과,
상기 약액 유로의 하류단으로부터 약액 토출 후에 상기 차단 밸브의 하류측에 잔류하는 약액을, 차단 밸브의 상류측으로 흡인하여 제거하는 공정
을 포함한 것을 특징으로 한다.
예컨대, 상기 약액 유로에 있어서 흡인 유로의 하류측에, 상기 약액 유로에 접속되는 제1 유체 통류 공간이 형성되고,
약액 유로 차단부를 구성하며, 상기 제1 유체 통류 공간과 약액 유로를 구획하도록 설치된 제1 밸브 본체를 약액 유로에 진입시키는 공정과,
제1 밸브 본체를 약액 유로로부터 후퇴시키는 공정과,
제1 유체 공급 유로에 유체를 공급하여 상기 제1 유체 통류 공간의 압력을 상승시키는 공정과,
제1 유체 통류 공간을 향하는 벽면에 상기 제1 밸브 본체를 세게 눌러 약액 유로를 차단하는 공정과,
제1 유체 제거 유로를 통해 제1 유체 통류 공간으로부터 상기 유체를 제거하여 제1 유체 통류 공간의 압력을 저하시키는 공정과,
상기 벽면으로부터 상기 제1 밸브 본체를 이격시켜 약액 유로를 개방하는 공정
을 포함하고 있다.
상기 흡인부는, 예컨대 상기 흡인 유로를, 상기 약액 유로를 향하는 약액 저류 공간과 약액 유로로부터 이격된 제2 유체 통류 공간으로 구획하고, 약액 유로에 대하여 흡인 유로를 진퇴시킬 수 있는 제2 밸브 본체를 포함하고,
제2 유체 공급 유로를 통해 제2 유체 통류 공간에 유체를 공급하여 상기 제2 유체 통류 공간의 압력을 상승시키는 공정과,
제2 밸브 본체를 약액 유로를 향해 이동시키는 공정과,
제2 유체 제거 유로를 통해 제2 유체 통류 공간으로부터 유체를 제거하여 제2 유체 통류 공간의 압력을 저하시키는 공정과,
상기 제2 밸브 본체를 약액 유로로부터 이격시키도록 이동시켜 약액 유로에서의 약액을 흡인 유로에 흡인하는 공정을 포함하고 있다.
본 발명의 약액 공급 노즐은, 유로 부재에 접속되는 노즐 본체에 차단 밸브와, 약액을 흡인 유로로 흡인하는 흡인부가 설치되어 있다. 따라서 약액 토출 후에 상기 차단 밸브의 하류측에 잔류하는 약액을, 차단 밸브의 상류측으로 흡인하여 제거하고, 차단 밸브에 의해 노즐 본체에 설치된 약액 유로를 차단할 수 있다. 이것에 의해, 상기 약액 유로에서의 약액의 건조 및 고화를 억제할 수 있다. 또한, 약액 유로의 하류에 시너 등을 흡인하여 약액 유로를 막을 필요가 없고, 더미 디스펜스의 횟수도 억제할 수 있기 때문에, 처리 비용의 상승을 억제할 수 있다. 또한 약액 유로로부터의 약액의 낙하도 막을 수 있다. 또한 이들 차단 밸브 및 흡인부는, 배관이 아니라 노즐 본체에 설치되기 때문에, 흡인하는 양이 적어져, 작업 처리량의 향상을 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 레지스트 도포 장치의 사시도.
도 2는 상기 레지스트 도포 장치의 평면도.
도 3은 상기 레지스트 도포 장치의 도포 처리부의 구성도.
도 4는 상기 레지스트 공급부의 복합 노즐부의 정면도.
도 5는 상기 복합 노즐부의 횡단 평면도.
도 6은 상기 복합 노즐부에 설치된 전자(電磁) 밸브의 사시도.
도 7은 상기 복합 노즐부를 구성하는 레지스트 공급 노즐의 측면의 종단 평면도.
도 8은 상기 복합 노즐부를 구성하는 레지스트 공급 노즐의 측면의 종단 평면도.
도 9는 레지스트 공급 노즐의 정면의 종단 평면도.
도 10은 레지스트 공급 노즐에 설치된 흡인부의 사시도.
도 11은 레지스트 공급 노즐에 설치된 차단 밸브의 사시도.
도 12는 레지스트 공급 노즐의 동작을 설명하는 공정도.
도 13은 레지스트 공급 노즐의 동작을 설명하는 공정도.
도 14는 레지스트 공급 노즐의 동작을 설명하는 공정도.
도 15는 레지스트 공급 노즐의 동작을 설명하는 공정도.
도 16은 다른 레지스트 공급 노즐의 측면의 종단 평면도.
도 17은 차단 밸브의 사시도.
도 18은 레지스트 공급 노즐의 동작을 설명하는 공정도.
도 19는 레지스트 공급 노즐의 동작을 설명하는 공정도.
도 20은 레지스트 공급 노즐의 동작을 설명하는 공정도.
도 21은 다른 차단 밸브의 종단 측면도.
도 22는 또 다른 차단 밸브의 종단 측면도.
도 23은 시너를 흡인한 상태의 레지스트 공급 노즐의 종단 측면도.
(제1 실시형태)
본 발명에 따른 약액 토출 노즐을 포함하는 레지스트 도포 장치(1)에 대해서, 그 사시도, 평면도인 도 1, 도 2를 각각 참조하면서 설명한다. 레지스트 도포 장치(1)는, 3개의 도포 처리부(11a, 11b, 11c)와, 베이스(31)를 구비하고 있고, 베이스(31)에는, 레지스트 공급부(3)가 지지되어 있다. 도포 처리부(11a∼11c)는 베이스(31) 위에, 가로 방향으로 일렬로 배열되어 있다.
각 도포 처리부(11a∼11c)는 각각 동일하게 구성되어 있고, 여기서는 도포 처리부(11a)를 예로 들어, 그 종단측면을 도시한 도 3을 참조하면서 설명한다. 도포 처리부(11a)는 웨이퍼(W)의 이면 중앙부를 흡착하여 수평으로 유지하는 스핀척(12a)을 구비하고, 스핀척(12a)은 회전축(13a)을 통해 회전 구동 기구(14a)에 접속되어 있다. 스핀척(12a)은 회전 구동 기구(14a)를 통해 웨이퍼(W)를 유지한 상태로 수직축 둘레로 회전 가능하게 구성되어 있다. 회전 구동 기구(14a)는 후술의 제어부(80)로부터의 제어 신호를 받아 스핀척(12a)의 회전수를 제어한다.
스핀척(12a) 주위에는 스핀척(12a) 위의 웨이퍼(W)를 둘러싸도록 하여 상측에 개구부(20a)를 갖춘 컵(21a)이 설치되어 있고, 컵(21a)의 바닥부측에는, 예컨대 오목부형을 이루는 액 수용부(23a)가 형성되어 있다. 액 수용부(23a)는, 칸막이 벽(24a)에 의해 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리 하측에 전체 둘레에 걸쳐 외측 영역과 내측 영역으로 구획되어 있다. 외측 영역의 바닥부에는 배액구(25a)가 형성되어 있고, 내측 영역의 바닥부에는 처리 분위기를 배기하기 위한 배기구(26a)가 형성되어 있다. 도면 중 15a는 승강 가능하게 구성된 승강핀이고, 컵(21a) 안에 3개 설치되어 있다(도 3에서는 편의상 2개만 표시하고 있음). 레지스트 도포 장치(1)에 웨이퍼(W)를 반송하는 도시하지 않는 기판 반송 수단의 동작에 따라, 승강 기구(16a)가 승강핀(15a)을 승강시키고, 상기 기판 반송 수단과 스핀척(12a) 사이에서 웨이퍼(W)가 전달된다.
도포 처리부(11b, 11c)에 있어서, 도포 처리부(11a)의 각 부에 대응하는 부분에 관해서는, 도포 처리부(11a)의 설명에서 이용한 숫자와 동일한 숫자를 이용하고, a 대신에 b, c를 각각 붙여 각 도면중에 도시하고 있다.
다음에, 레지스트 공급부(3)의 구성에 대해서 설명한다. 이 레지스트 공급부(3)는, 도포 처리부(11a∼11c)에 공유화된, 웨이퍼(W)에의 레지스트 공급 수단이다. 레지스트 공급부(3)는, 베이스(31)에 설치된 구동 기구(32)를 구비하고 있고, 구동 기구(32)로부터 수평 방향으로 아암(33)이 연장되어 있으며, 아암(33)의 선단에는 복합 노즐부(4)가 설치되어 있다. 베이스(31)에는 도포 처리부(11a∼11c)의 배열 방향을 향해 가이드(34)가 설치되어 있다. 구동 기구(32)는, 이 가이드(34)를 따라 이동하고, 또한 복합 노즐부(4)는 아암(33)을 통해 구동 기구(32)에 의해 승강 가능하게 구성된다. 이것에 의해 복합 노즐부(4)는, 각 도포 처리부(11a∼11c)의 웨이퍼(W)로부터 미리 정해진 높이로 이동할 수 있다.
도 4는, 아암(33) 선단의 정면을 도시하고 있고, 상기 복합 노즐부(4)는 농도나 성분이 상이한 9종류의 레지스트를 각각 공급하는 9개의 레지스트 공급 노즐(41)과 하나의 시너 공급 노즐(41A)을 구비하고 있다. 약액 공급 노즐인 각 레지스트 공급 노즐(41) 및 시너 공급 노즐(41A)은, 아암(33)의 이동 방향과 병행하여 수평으로 배열되어 있고, 상기 아암(33)으로부터 착탈 가능하게 구성된다. 시너 공급 노즐(41A)은, 웨이퍼(W)에 공급하는 약액이, 레지스트 대신에 시너인 것 외는 레지스트 공급 노즐(41)과 같은 구성이고, 같은 토출 동작을 행한다. 이하, 레지스트 공급 노즐(41)을 중심으로 설명한다.
또한, 복합 노즐부(4)는, 아암(33) 선단의 측방에 설치된 배관 접속부(42)와, 배관 접속부(42)로부터 각 레지스트 공급 노즐(41) 위를 수평 방향으로 연장한 판형의 에어 유로 형성부(43)를 구비하고 있다. 이들 배관 접속부(42) 및 에어 유로 형성부(43)는, 각 레지스트 공급 노즐(41) 및 시너 공급 노즐(41A)에 대하여 각각 에어 공급과 배기를 행하기 위해 다수로 분기된 에어 유로를 구비한 매니폴드 구조로 되어 있다.
배관 접속부(42)에는 에어 유로(42A, 42B)가 형성되어 있고, 도 3에 도시하는 바와 같이 에어 유로(42A, 42B)에는, 각각 에어 공급관(35A) 및 배기관(35B)의 일단이 접속되어 있다. 에어 공급관(35A)의 타단은 유량 제어부(36A)를 통해 에어가 저류된 에어 공급원(37)이 접속되어 있다. 배기관(35B)의 타단은 유량 제어부(36B)를 통해 진공 펌프 등에 의해 구성되는 배기 수단(38)에 접속되어 있다. 유량 제어부(36A, 36B)는, 밸브 및 매스플로 컨트롤러 등을 구비하고, 제어부(80)로부터 송신되는 제어 신호에 따라서, 복합 노즐부(4)에의 에어 공급량, 복합 노즐부(4)의 배기량을 각각 제어한다.
도 5는 에어 유로 형성부(43)의 횡단 평면을 도시하고 있다. 에어 유로 형성부(43)는, 예컨대 배관 접속부(42)의 에어 유로(42A, 42B)에 각각 접속되는, 주 공급 유로(44A), 주 배기 유로(44B)를 구비하고, 주 공급 유로(44A) 및 주 배기 유로(44B)는 서로 병행되어 에어 유로 형성부(43)의 길이 방향으로 연장되어 있다. 또한, 에어 유로 형성부(43)는, 각 레지스트 공급 노즐(41) 및 시너 공급 노즐(41A) 위에서 2개씩, 주 공급 유로(44A)로부터 분기되어, 주 배기 유로(44B)를 향해 연장되고, 상기 주 배기 유로(44B)에 접속되는 에어 유로(45, 46)를 구비하고 있다. 에어 유로(45, 46)는 후술하는 노즐 본체(51)의 에어 유로(60, 70)에 각각 접속되어 있다. 에어 유로 형성부(43) 위에는 전자 밸브군으로 이루어지는 에어 유로 차단부(47)가 설치되어 있고, 상기 전자 밸브는 에어 유로(45, 46) 위에 각각 에어 유로(45, 46)의 형성 방향을 따라 2대씩 설치되어 있다. 에어 유로(45) 위에 있는 전자 밸브를 48a, 에어 유로(46) 위에 있는 전자 밸브를 48b로서 각각 나타낸다.
도 6에 도시하는 바와 같이 전자 밸브(48a, 48b)의 아래쪽에는 에어 유로 차단부(49)가 설치되어 있다. 제어부(80)로부터 송신되는 제어 신호에 따라서, 각 에어 유로 차단부(49)가 서로 독립적으로 승강한다. 도 5중, 에어 유로(45, 46)에 설치된 폭 확장부(40)는, 이 에어 유로 차단부(49)의 진입로를 구성하고 있다. 전자 밸브(48a)에 의해, 상기 에어 유로(60)와, 주 공급 유로(44A) 및 주 배기 유로(44B)와의 접속 및 차단이 제어된다. 또한, 전자 밸브(48b)에 의해, 에어 유로(70)와, 주 공급 유로(44A) 및 주 배기 유로(44B)와의 접속 및 차단이 제어된다.
도 7 및 도 8은 레지스트 공급 노즐(41)의 측방 종단 평면을 도시하고 있고, 도 7에는 에어 유로(45)의 단면을, 도 8에는 에어 유로(46)의 단면을 각각 도시하고 있다. 또한, 도 9는 레지스트 공급 노즐의 정면 종단 평면도이다. 레지스트 공급 노즐(41)은, 예컨대 사각형의 노즐 본체(51)를 구비하고 있다. 노즐 본체(51)에는 약액 유로(52)가 형성되어 있고, 이 약액 유로(52)는, 노즐 본체(51)의 아래쪽을 향한 후, 굴곡하여 레지스트 공급 노즐(41)의 전방측(도 7중 좌측)을 향해 형성되어 있다. 또한, 약액 유로(52)의 하측에는 약액 유로(53)가 형성되어 있다. 약액 유로(53)는, 노즐 본체의 후방측(도 7중 우측)을 향한 후, 굴곡하여 하측으로 연장되도록 형성되어 있고, 노즐 본체(51)의 하측에 형성된 노즐 선단부(54)의 토출구(55)에 접속되어 있다.
노즐 본체(51)에는, 상기 노즐 본체(51)의 전후 방향으로 연장되는 원기둥형의 공간(61)이 형성되어 있고, 이 공간(61)에 약액 유로(52)의 하류단 및 약액 유로(53)의 상류단이 접속되어 있다. 공간(61)에는, 노즐 본체(51)에 있어서 레지스트의 유통을 차단하기 위한 차단 밸브(62)가 설치되어 있다. 도 10도 참조하면서, 차단 밸브(62)에 대해서 설명한다. 차단 밸브(62)는 링 부재(63), 실린더(64), 차단 밸브 본체(65) 및 스프링(66)에 의해 구성되어 있다.
링 부재(63)는, 공간(61)을 레지스트 공급 노즐(41)의 전후 방향으로 분할하도록 상기 공간(61)에 고정되어 있고, 링 부재(63)의 전방측(도 7중 좌측)에 형성되는 공간을 67로 한다. 이 링 부재(63)에 원통형의 실린더(64)가 레지스트 공급 노즐(41)의 전후 방향으로 삽입되어 있고, 약액 유로(52, 53)측 실린더(64)의 선단에는 원판형의 차단 밸브 본체(65)가 상기 실린더(64)에 고정되어 설치되어 있다. 공간(67)에는 스프링(66)이 설치되고, 이 스프링(66)에 의해, 실린더(64) 및 차단 밸브 본체(65)가 항시 레지스트 공급 노즐(41)의 전방측에 압박되어 있다. 또한, 공간(61)에 있어서, 상기 링 부재(63)와 차단 밸브 본체(65) 사이에 형성되는 공간을 에어 유통 공간(제1 유체 통류 공간)(68)으로 하고, 이 에어 유통 공간(68)은 상기 공간(67)으로부터 구획되어 있다.
에어 유통 공간(68)은, 노즐 본체(51)의 상하 방향으로 형성된 제1 공통 유체 유로를 이루는 에어 유로(60)를 통해, 에어 유로 형성부(43)의 에어 유로(45)에 접속되어 있다. 에어 유통 공간(68)이 상압 및 정압인 경우에는 스프링(66)의 압박력에 의해, 공간(61)을 구성하는 벽면(61a)에 세게 눌린다. 이것에 의해 약액 유로(52)의 하류단 및 약액 유로(53)의 상류단이 막혀, 약액 유로(52, 53) 사이에서 레지스트의 유통이 차단된다. 상기 에어 유로(60)로부터 배기되어, 에어 유통 공간(68)이 부압인 경우에는, 스프링(66)의 압박력에 대항하여 실린더(64) 및 차단 밸브 본체(65)가 레지스트 공급 노즐(41)의 전방측으로 이동하여, 에어 유통 공간(68)의 용적이 작아지고, 차단 밸브 본체(65)가 상기 벽면(61a)으로부터 이격된다. 그것에 의해 차단 밸브 본체(65)와 벽면(61a) 사이에, 에어 유통 공간(68)으로부터 구획된 약액 통류 공간(69)이 형성되고, 상기 약액 통류 공간(69)을 통해 약액 유로(52, 53)가 연통한다.
노즐 본체(51)에 있어서 약액 유로(52)의 전방측에는, 상기 노즐 본체(51)를 전후 방향으로 연장하는 원기둥형의 공간(71)이 형성되어 있고, 이 공간(71)에는 약액의 흡인부를 이루는 석백 밸브(72)가 설치되어 있다. 도 11도 참조하면서, 석백 밸브(72)에 대해서 설명한다. 석백 밸브(72)는 링 부재(73), 실린더(74), 석백 밸브 본체(75) 및 스프링(76)에 의해 구성되어 있다.
링 부재(73)는, 공간(71)을 레지스트 공급 노즐(41)의 전후 방향으로 분할하도록 상기 공간(71)에 고정되어 있고, 링 부재(73)의 전방측(도 7중 좌측)에 형성되는 공간을 에어 유통 공간(제2 유체 통류 공간)(77)으로 한다. 이 링 부재(73)에 원통형의 실린더(74)가 레지스트 공급 노즐(41)의 전후 방향으로 삽입되어 있고, 약액 유로(52)측의 실린더(74)의 선단에는 원판형의 석백 밸브 본체(75)가 상기 실린더(74)에 고정되어 설치되어 있다. 또한 공간(71)에 있어서, 상기 링 부재(73)와 석백 밸브 본체(75) 사이에 형성되는 공간을 공간(78)으로 한다. 이 공간(78)은 상기 에어 유통 공간(77)으로부터 구획되어 있다. 또한, 공간(78)에는 스프링(76)이 설치되고, 이 스프링(76)에 의해, 실린더(74) 및 석백 밸브 본체(75)가 항시 레지스트 공급 노즐(41)의 전방측에 압박되어 있다.
에어 유통 공간(77)은, 노즐 본체(51)의 상하를 향해 형성된 제2 공통 유체 유로를 이루는 에어 유로(70)를 통해, 에어 유로 형성부(43)의 에어 유로(46)에 접속되어 있다. 에어 유통 공간(77)이 상압 및 정압인 경우에는, 스프링(76)의 압박력에 의해, 석백 밸브 본체(75)가 벽면(71a)에 세게 눌려, 약액 흡인 공간(79)의 레지스트가 하류측으로 압출된다. 상기 에어 유로(70)로부터 배기되어, 에어 유통 공간(77)이 부압인 경우에는, 스프링(76)의 압박력에 대항하여 실린더(74) 및 석백 밸브 본체(75)가 레지스트 공급 노즐(41)의 전방측으로 이동하여, 에어 유통 공간(77)의 용적이 작아지고, 석백 밸브 본체(75)가 벽면(71a)으로부터 이격된다. 그것에 의해 석백 밸브 본체(75)와 벽면(71a) 사이에는, 공간(78)으로부터 구획된 약액 흡인 공간(79)이 형성된다. 이 약액 흡인 공간(79)에, 이 약액 흡인 공간(79)보다 하류측의 약액 유로(52), 약액 유로(53), 약액 통류 공간(69) 및 토출구(55)에 잔류한 레지스트가 흡인된다.
상기 약액 유로(52)에는, 레지스트를 공급하는 유로 부재를 이루는 약액 공급관(56)의 일단이 접속되어 있고, 이 일단은 노즐 본체(51)로부터 착탈 가능하게 구성되어 있다. 도 3에 도시하는 바와 같이 약액 공급관(56)의 타단은 약액 공급 유닛(57)에 접속되어 있다. 약액 공급 유닛(57)은, 레지스트 공급 노즐(41)에 각각 공급하는 레지스트가 저류된 탱크와, 탱크 안을 가압하여 상기 탱크 안의 레지스트를 노즐에 송액하기 위한 송액 수단을 구비한 레지스트 공급 기구(58)에 의해 구성되어 있고, 레지스트 공급 기구(58)는 레지스트 공급 노즐(41)과 동일한 수인 9대 설치되어 있다. 따라서 사용하는 레지스트 공급 노즐(41)을 전환함으로써, 웨이퍼(W)에 공급하는 레지스트의 종류를 전환할 수 있다.
또한, 약액 공급 유닛(57)은, 약액 공급관(56)을 통해 시너 공급 노즐(41A)에 시너를 공급하는 시너 공급 기구(58A)를 구비하고 있고, 시너 공급 기구(58A)는, 레지스트 공급 기구(58)와 마찬가지로 구성되어 있다. 각 약액 공급관(56)에는 밸브나 매스플로 컨트롤러를 포함하는 유량 제어부(59)가 개재되어 있고, 제어부(80)로부터의 제어 신호를 받아 유량 제어부(59)는, 각각 노즐에 약액의 공급량을 각각 제어한다.
도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이 베이스(31)의 길이 방향의 일단에는 노즐 버스(81)가 설치되어 있다. 노즐 버스(81)는, 상측이 개구된 컵형으로 형성되어 있고, 웨이퍼(W)에 처리를 행하지 않을 때에는 복합 노즐부(4)는 이 노즐 버스(81) 안에 수납되어 대기한다. 또한 레지스트 도포 장치(1)는, 각 도포 처리부(11a∼11c)에서 각각 형성된 레지스트막의 둘레 가장자리부를 각각 제거하고, 상기 레지스트막의 박리를 방지하는 3대의 둘레 가장자리부 제거 기구(82)를 구비하고 있다. 둘레 가장자리부 제거 기구(82)는, 레지스트의 용제인 시너를 공급하는 시너 공급 노즐(83)을 구비하고, 이 시너 공급 노즐(83)은 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부 위와, 각 컵(21a∼21c)의 측방에 설치된 노즐 버스(84) 사이에서 이동 가능하게 구성되어 있다. 도면 중 85는 시너 공급 노즐(83)을 지지하는 아암, 86은 아암을 승강시키며 자신이 베이스(31)의 길이 방향으로 이동하는 구동부이다.
이 레지스트 도포 장치(1)에는, 컴퓨터로 이루어지는 제어부(80)가 설치되어 있다. 제어부(80)는 프로그램, 메모리, CPU로 이루어지는 데이터 처리부 등을 구비하고 있고, 상기 프로그램에는, 제어부(80)로부터 레지스트 도포 장치(1)의 각 부에 제어 신호를 보내어, 이미 기술한 각 처리 공정을 진행시키도록 명령(각 단계)이 포함되어 있다. 그리고 회전 구동 기구(14a)에 의한 웨이퍼(W)의 회전이나 승강핀(15a)에 의한 웨이퍼(W)의 전달, 유량 제어부에 의한 노즐 본체(51)의 각 공간에의 에어의 공급 및 각 공간으로부터의 배기, 에어 유로 차단부(47)에 의한 각 유로의 개방 및 차단 등의 동작이 제어된다. 이 프로그램(처리 파라미터의 입력 조작이나 표시에 관한 프로그램도 포함)은, 컴퓨터 기억 매체, 예컨대 플렉시블 디스크, 콤팩트 디스크, 하드 디스크, MO(광자기 디스크) 메모리 카드 등의 기억 매체에 저장되어 제어부(80)에 인스톨된다.
계속해서, 상기한 레지스트 도포 장치(1)에 의한 웨이퍼(W)에의 레지스트 도포 처리에 대해서 도 12∼도 15를 참조하면서 설명한다. 이들 도 12∼도 15에서는 각 공간에의 에어의 공급 및 각 공간으로부터의 배기를 설명하기 위해 도면의 하측, 상측에 에어 유로(45), 에어 유로(46)를 각각 도시하고 있다. 우선 레지스트 도포 장치(1)에 반송되는 각 웨이퍼(W)에 대해서 미리, 11a∼11c 중 어느 도포 처리부(11)에서, 어느 레지스트 공급 기구(58)의 레지스트가 도포될지가, 예컨대 사용자에 의해 설정된다. 그리고, 도시하지 않는 반송 수단에 의해 웨이퍼(W)가 레지스트 도포 장치(1)의 도포 처리부(11a∼11c) 중 어느 하나에 순차 반송된다. 각 도포 처리부(11a∼11c)에서 마찬가지로 웨이퍼(W)는 처리되지만, 여기서는 도포 처리부(11a)에서의 처리에 대해서 설명한다.
상기 반송 수단으로부터 승강핀(15a)을 통해, 웨이퍼(W)가 스핀척(12a)에 전달되어, 웨이퍼(W)의 이면 중앙부가 스핀척(12a)에 흡착 유지된다. 계속해서, 웨이퍼(W)가 미리 정해진 회전수, 예컨대 100 rpm으로 수직축 둘레로 회전하고 노즐 버스(81)에서 대기하고 있던 복합 노즐부(4)가, 상기 노즐 버스(81)로부터 상승한 후, 상기 웨이퍼(W) 위에 수평 이동하여, 시너 공급 노즐(41A)이 웨이퍼(W) 중심부 위에 위치한다. 복합 노즐부(4)가, 하강하여 웨이퍼(W)로부터 미리 정해진 높이에 위치하면, 시너가 웨이퍼(W)의 중심부에 토출되고, 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부로 퍼진다. 이와 같이, 소위 스핀코팅에 의해 웨이퍼(W) 표면 전체에 시너가 도포되어, 웨이퍼(W) 위에서의 레지스트의 젖음성이 높여진다.
계속해서, 복합 노즐부(4)가 수평 이동하여, 이 웨이퍼(W)에 대하여 처리를 행하도록 설정된 레지스트 공급 노즐(41)이, 이 웨이퍼(W) 중심부 위에 위치한다. 도 12(a)는, 이 때의 각 레지스트 공급 노즐(41)의 모습을 도시하고 있다. 유로 형성부(43)의 주 공급 유로(44A)에는 에어가 공급되어 있고, 주 배기 유로(44B)는 배기되어 있다. 에어 유통 공간(68)은, 전자 밸브(48a)에 의해 주 공급 유로(44A) 및 주 배기 유로(44B)로부터 차단된 상태로 상압으로 되어 있고, 차단 밸브(62)가 약액 유로(52, 53) 사이를 차단하고 있다.
또한, 전자 밸브(48b)에 의해 에어 유통 공간(77)은, 주 배기 유로(44B)에 접속되고 주 공급 유로(44A)로부터는 차단되는 것에 의해, 배기되어 부압으로 되어 있다. 그것에 의해, 석백 밸브 본체(75)가 약액 유로(52)로부터 후퇴하여, 약액 흡인 공간(79)에 흡인된 레지스트(88)가 저류되며, 약액 유로(53) 및 토출구(55)에서는 레지스트(88)가 제거되어 있다. 이 이후에 설명하는 차단 밸브(62) 및 석백 밸브(72)의 동작은, 상기 웨이퍼(W)의 중심 위에 위치한 레지스트 공급 노즐(41)에 대해서만 행해진다.
웨이퍼(W)의 회전수가, 예컨대 2000 rpm∼3000 rpm으로 상승하는 한편, 전자 밸브(48b)에 의해 에어 유통 공간(77)과 주 배기 유로(44B)가 차단되고, 에어 유통 공간(77)이 주 공급 유로(44A)에 접속된다. 주 공급 유로(44A)로부터 에어가 상기 에어 유통 공간(77)에 유입하여, 에어 유통 공간(77)이 정압이 되고, 석백 밸브 본체(75)가 약액 흡인 공간(79)의 레지스트(88)를 약액 유로(52)로 압박한다[도 12(b)].
그 후, 전자 밸브(48b)에 의해 에어 유통 공간(77)이 주 공급 유로(44A)로부터 차단되고, 전자 밸브(48a)에 의해 에어 유통 공간(68)이 주 배기 유로(44B)에 접속된다. 에어 유통 공간(68)이 배기되어 부압이 되고, 차단 밸브 본체(65)가 약액 유로(52, 53)로부터 후퇴하여 약액 통류 공간(69)이 형성되며, 약액 유로(52)와 약액 유로(53)가 상기 약액 통류 공간(69)을 통해 연통한다. 그리고, 석백 밸브(72)에 의해 약액 흡인 공간(79)으로부터 압출된 레지스트(88)가 약액 유로(52)를 통해 토출구(55)로부터 토출된다.
그리고, 에어 유통 공간(77)은, 그 용적이 넓어지는 것에 의해, 정압으로부터 상압으로 압력이 저하되고, 약액 흡인 공간(79)으로부터는 레지스트(88)가 모두압출되며, 석백 밸브 본체(75)가 벽면(71a)에 밀착되어 약액 흡인 공간(79)이 없어진다. 이 약액 흡인 공간(79)으로부터의 레지스트(88)의 토출이 종료하면 대략 동시에, 레지스트 공급 기구(58)로부터 레지스트 공급 노즐(41)에 레지스트(88)가 미리 정해진 유량으로 공급되고, 레지스트 공급 노즐(41)로부터 레지스트(88)의 토출이 계속된다[도 13(a)]. 웨이퍼(W)의 중심부에 토출된 레지스트(88)는 원심력에 의해 시너에 젖은 웨이퍼(W) 표면에, 둘레 가장자리부로 조속히 퍼지게 되어, 웨이퍼(W) 표면 전체에 레지스트(88)가 도포된다.
그 후, 레지스트 공급 기구(58)로부터 레지스트 공급 노즐(41)에의 레지스트 공급이 정지되고[도 13(b)], 전자 밸브(48b)에 의해 에어 유통 공간(77)과 주 배기 유로(44B)가 접속되어, 에어 유통 공간(77)이 배기되어 부압이 된다. 석백 밸브 본체(75)가 약액 유로(52)로부터 후퇴하여, 재차 약액 흡인 공간(79)이 형성되고, 이 약액 흡인 공간(79)보다 하류측의 레지스트(88)가 상기 약액 흡인 공간(79)으로 흡인되어, 토출구(55), 약액 유로(53) 및 약액 통류 공간(69)의 레지스트(88)가 제거된다[도 14(a)].
계속해서, 전자 밸브(48a)에 의해 에어 유통 공간(68)이, 주 배기 유로(44B)로부터 차단되고 주 공급 유로(44A)에 접속된다. 주 공급 유로(44A)로부터 에어가 에어 유통 공간(68)에 공급되어, 에어 유통 공간(68)의 압력이 상압이 된다. 이것에 의해, 차단 밸브 본체(65)가 벽면(61a)에 밀착되어, 약액 통류 공간(69)이 없어지고, 약액 유로(52)와 약액 유로(53)가 서로 차단된다[도 14(b)]. 그리고, 전자 밸브(48a)에 의해, 에어 유통 공간(68)이 주 공급 유로(44A)로부터 차단되어, 에어 유통 공간(68)에의 에어의 공급이 정지한다. 약액 유로(53)중의 레지스트(88)에 포함되는 용제가 휘발하고, 약액 유로(53)에 있어서 레지스트(88)의 하류측 공간(89)이 용제 분위기가 된다. 도 15에서는 이와 같이 용제 분위기가 된 공간(89)을 메시상으로서 도시하고 있다.
복합 노즐부(4)는, 도포 처리부(11a)로 이동했을 때와는 반대의 동작으로 노즐 버스(81)에 복귀한다. 또한 웨이퍼(W)의 회전수가 저하되고, 웨이퍼(W) 위에 공급된 레지스트(88)가 건조된 후, 노즐 버스(84)에서 대기하고 있던 시너 공급 노즐(83)이 상승하여, 도포 처리부(11a)의 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부 위로 이동한다. 그 후, 웨이퍼(W)로부터 미리 정해진 높이 위치로 하강하여, 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리에 시너를 공급한다. 이것에 의해 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부의 레지스트막이 제거된다. 그 후, 시너 공급 노즐(83)은 노즐 버스(84)에 복귀되고, 웨이퍼(W)의 회전이 정지한다. 웨이퍼(W)는, 승강핀을 통해 반송 수단에 전달되어 레지스트 도포 장치(1)로부터 반출된다.
이 제1 실시형태의 레지스트 공급 노즐(41)에 의하면, 약액 공급관(56)이 접속되는 노즐 본체(51)에 상류측의 약액 유로(52)와, 하류측의 약액 유로(53) 사이를 차단하는 차단 밸브(62)와, 차단 밸브(62)로부터 상류측에 레지스트를 흡인하는 석백 밸브(72)를 구비하고 있다. 상기와 같이 레지스트를 토출한 후, 약액 유로(52)에 레지스트를 흡인한 후, 약액 유로(52, 53) 사이를 차단하는 것에 의해, 약액 유로(52)의 레지스트는, 레지스트 공급 노즐(41) 외부의 대기 분위기로부터 구획된다. 또한, 약액 유로(52)가 용제 분위기가 되기 때문에, 레지스트의 건조가 억제된다. 따라서, [배경기술]에서 설명한 바와 같이 시너를 노즐의 선단부에 흡인할 필요가 없고, 또한 시너에 의해 레지스트 공급 노즐(41)을 세정하는 횟수나 더미 디스펜스의 횟수의 삭감을 도모할 수 있다. 따라서, 레지스트 도포 처리의 저비용화를 도모할 수 있다. 또한 레지스트 공급 노즐(41)의 이동중에 레지스트가, 상기 레지스트 공급 노즐(41)의 유로로부터 웨이퍼(W)에 낙하하는 것이 억제되기 때문에, 제품의 수율의 저하를 억제할 수 있다.
또한, 차단 밸브(62) 및 석백 밸브(72)는 에어에 의해 동작하기 때문에, 차단 밸브(62) 및 석백 밸브(72)를 전력에 의해 동작하는 밸브로서 구성하는 경우에 비해, 이들 차단 밸브(62) 및 석백 밸브(72)로부터의 발열량의 저하를 도모할 수 있다. 이것에 의해, 약액 유로(52) 중 레지스트의 건조를 보다 확실하게 억제할 수 있다.
또한, 이 레지스트 공급 노즐(41)에서는 상기 레지스트 공급 노즐(41)에 설치된 차단 밸브(62)의 동작에 의해 웨이퍼(W)에 레지스트의 공급 및 정지를 제어하고 있다. 따라서, 약액 공급 배관(56)에 이러한 차단 밸브(62)를 설치하는 경우에 비해, 레지스트의 토출 동작과 웨이퍼(W)에의 레지스트의 공급 타이밍의 어긋남이 작기 때문에, 이 토출 타이밍의 제어가 용이하다. 또한 이와 같이 차단 밸브(62) 및 석백 밸브(72)가 노즐 본체(51)에 설치됨으로써, 건조를 막기 위해 흡인하는 레지스트의 양이 억제된다. 따라서, 웨이퍼(W)를 처리한 후, 다음 웨이퍼(W)에 레지스트를 토출할 때까지의 시간을 짧게 할 수 있기 때문에, 작업 처리량의 향상을 도모할 수 있다.
(제2 실시형태)
계속해서 제2 실시형태의 레지스트 공급 노즐(91)에 대해서, 그 종단 측면도인 도 16을 참조하면서 레지스트 공급 노즐(41)과의 차이점을 중심으로 설명한다. 레지스트 공급 노즐(41)과 마찬가지로 구성되는 각 부에 대해서는 레지스트 공급 노즐(41)에서 이용한 부호와 같은 부호를 이용하여 설명한다. 이 레지스트 공급 노즐(91)은, 약액 유로 형성부(92)를 통해 아암(33)의 선단에 고정되고, 상기 약액 유로 형성부(92)로부터 착탈 가능하게 구성된다.
약액 유로 형성부(92)에는 약액 유로(93)가 형성되어 있고, 약액 유로(93)의 상류측에 약액 공급관(56)이 접속되어 있다. 레지스트 공급 노즐(91)의 노즐 본체(51)에는 가로 방향으로 약액 유로(94)가 형성되어 있고, 약액 유로(94)의 상류측은 약액 유로(93)에 접속되어 있다. 약액 유로 형성부(92)와 레지스트 공급 노즐(91)은, 약액 유로(93, 94)를 둘러싸도록 설치된 링형의 시일 부재(95)를 통해 접속되어 있다. 이 시일 부재(95)는, 예컨대 O링이나 패킹이다.
약액 유로(94)의, 예컨대 위쪽에 공간(71)이 형성되고, 공간(71)은 약액 유로(93)에 접속되어 있다. 이 공간(71)은, 상하 방향으로 연장되는 원기둥 형상으로 형성되는 것 외는 제1 실시형태와 마찬가지로 구성되고, 그 내부에 석백 밸브(72)를 구비하고 있다. 상기 공간(71)의 상부를 이루는 에어 유통 공간(71)은, 유로(70)를 통해 에어 유통관(97)의 일단에 접속되어 있다. 에어 유통관(97)의 타단측은 분기되어, 유량 제어부(36A, 36B)가 각각 개재된 에어 공급관(35A), 배기관(35B)을 구성하고 있다.
약액 유로(94)의 하류단은 편평한 원형 형상의 공간(101)에 접속되어 있고, 공간(101)의 중앙 하부에는, 약액 유로(96)가 접속되어 있다. 약액 유로(96)는, 공간(101)보다 소직경의 원기둥 형상이고, 노즐 본체(51)를 상하 방향으로 형성하고, 그 하측은 토출구(55)에 접속되어 있다.
공간(101)에는 차단 밸브(102)가 설치되어 있고, 도 17에는 상기 차단 밸브(102)의 사시도를 도시하고 있다. 공간(101)의 측벽으로부터 중앙 아래쪽을 향하도록, 링형의 가요성을 갖는 막인 다이어프램(103)이 설치되어 있다. 이 다이어프램(103)의 직경은, 예컨대 10 ㎜ 정도이고, 중심의 구멍 직경은, 예컨대 1 ㎜이다. 다이어프램(103)의 중심부에는 상기 구멍을 막도록 원형상의 차단 밸브 본체(104)가 설치되어 있다. 이 다이어프램(103) 및 차단 밸브 본체(104)에 의해, 공간(101)은, 상기 공간(101)의 상측을 이루는 에어 유통 공간(105)과, 상기 공간(101)의 하측을 이루는 약액 유통 공간(106)으로 구획되어 있고, 상기 약액 유로(94)는 약액 유통 공간(106)에 접속된다.
에어 유통 공간(105)에는, 노즐 본체(51)의 상하 방향으로 형성된 에어 유로(107)의 일단이 접속되어 있고, 에어 유로(107)의 타단에는 에어 유통관(108)의 일단이 접속되어 있다. 에어 유통관(108)의 타단측은 분기되어, 유량 제어부(36A, 36B)가 각각 개재된 에어 공급관(35A), 배기관(35B)을 구성하고 있다. 도면 중 109는, 에어 유통관(97, 108)을 노즐 본체(51)에 접속하기 위한 이음매이다.
에어 유통관(108)을 통한 에어의 공급 및 배기에 의해 에어 유통 공간(105)의 압력이 제어된다. 에어 유통 공간(105)의 압력이, 약액 통류 공간(106)의 압력보다 높아지면, 차단 밸브 본체(104)가 공간(101)을 구성하는 하측 벽면(110)에 밀착되어, 약액 유통 공간(106)과 약액 유로(96)로 구획된다. 또한, 약액 유통 공간(106)이 배기되어, 약액 통류 공간(106)의 압력보다 낮아지면, 차단 밸브 본체(104)가 벽면(110)으로부터 이격되어, 약액 유통 공간(106)과 약액 유로(96)가 연통한다.
또한, 에어 유통 공간(105)에는 액면 접촉 센서(111)가 설치되어 있고, 제어부(80)에 검출 신호를 송신하고 있다. 다이어프램(103)이 찢어져, 에어 유통 공간(105)이 감압되었을 때에는 레지스트가 에어 유통 공간(105)에 진입하여, 액면 접촉 센서(111)에 접촉한다. 이 때, 제어부(80)에 송신하는 검출 신호가 변화하여, 제어부(80)는 도시하지 않는 알람 발생부에 제어 신호를 송신하여 알람을 발생시켜, 사용자에게 통지한다. 이 알람은, 예컨대 디스플레이에서의 이상을 나타내는 표시나 경고음 등이다.
계속해서, 도 18∼도 20을 참조하면서 이 레지스트 공급 노즐(91)의 동작에 대해서 설명한다. 도 18(a)에서는 에어 유통 공간(105)에 에어가 공급되어, 상압인 약액 통류 공간(106)보다 그 압력이 높고, 정압으로 되어 있다. 그것에 의해, 차단 밸브 본체(104)가 벽면(110)에 압박되고, 약액 유로(96)와 약액 유통 공간(106)을 구획하고 있다. 에어 유통 공간(77)은 배기되어, 부압으로 되어 있다. 그것에 의해, 석백 밸브 본체(75)는 벽면(71a)으로부터 이격되어, 약액 유통 공간(106)으로부터 레지스트가 제거되고, 약액 흡인 공간(79)에 저류되어 있다.
에어 유통 공간(77)의 배기가 정지되고, 상기 에어 유통 공간(77)에 에어가 공급되어, 에어 유통 공간(77)이 정압이 되며, 석백 밸브 본체(75)가 약액 흡인 공간(79)의 레지스트를 레지스트 유로(94)에 압박한다[도 18(b)]. 에어 통류 공간(77)에의 에어 공급이 정지하고, 계속해서, 에어 유통 공간(105)에의 에어 공급이 정지된 후, 에어 유통 공간(105)이 배기되어 부압이 된다. 그리고, 차단 밸브 본체(104)가 벽면(110)으로부터 이격되어, 약액 유로(96)와 약액 유통 공간(106)이 연통한다. 이것에 의해, 약액 흡인 공간(79)으로부터 압박되고, 약액 유로(96)에 압출된 레지스트(88)가, 약액 유통 공간(106), 약액 유로(96)를 유통하여, 토출구(55)로부터 웨이퍼(W)에 공급된다.
그리고, 석백 밸브 본체(75)가 벽면(71a)에 밀착되어, 약액 흡인 공간(79)의 레지스트(88)가 모두 압출되는 한편, 레지스트 공급 기구(58)로부터 레지스트 유로(94)에 레지스트(88)가 공급된다. 그 레지스트 공급 기구(58)로부터 공급된 레지스트(88)는, 약액 흡인 공간(79)에 저류되어 있던 레지스트(88)에 계속해서 토출구(55)로부터 웨이퍼(W)에 공급된다[도 19(a)].
그 후, 레지스트 공급 기구(58)로부터 레지스트 유로(94)에의 레지스트(88)의 공급이 정지한다[(도 19(b)]. 에어 유통 공간(77)이 배기되어 부압이 되고, 석백 밸브 본체(75)가 벽면(71a)으로부터 이격되어, 석백 밸브 본체(75)와 벽면(71a) 사이의 약액 흡인 공간(79)에, 상기 약액 흡인 공간(79)의 하류측 레지스트(88)가 흡인된다. 그리고, 토출구(55), 레지스트 유로(96), 약액 통류 공간(106)으로부터 레지스트(88)가 제거된다[도 20(a)].
에어 유통 공간(105)의 배기가 정지되고, 상기 에어 유통 공간(105)에 에어가 공급되어, 상기 에어 유통 공간(105)이 정압이 되며, 차단 밸브 본체(104)가 벽면(110)에 밀착되어, 약액 통류 공간(106)과 레지스트 유로(96)가 차단된다[도 20(b)]. 그 후, 레지스트 유로(94)의 레지스트(88)의 용제에 포함되는 시너가 휘발되어, 약액 통류 공간(106)이 시너 분위기가 된다. 이 레지스트 공급 노즐(91)에 있어서도, 석백 밸브(72)가 약액 유로의 상류측에, 차단 밸브(102)가 약액 유로의 하류측에 각각 설치되어 있기 때문에, 레지스트 공급 노즐(41)과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
(제2 실시형태의 변형예)
그런데, 차단 밸브의 구성으로서는, 상기한 예에 한정되는 것이 아니다. 도 21(a), (b)에는, 차단 밸브(121)를 구비한 레지스트 공급 노즐(120)을 도시하고 있다. 이 레지스트 공급 노즐(120)에 대해서, 레지스트 공급 노즐(91)과의 차이점을 중심으로 설명한다. 상기 차단 밸브(121)는 다이어프램(103) 및 차단 밸브 본체(104) 대신에 벨로프램(122)을 구비하고 있다. 벨로프램(122)은 가용성을 갖는 박막으로 이루어진다, 상측이 개구된 용기이다. 벨로프램(122)의 상측 가장자리부는 공간(101)의 측벽에 고정되어 있다.
에어 유통 공간(105)에 에어가 공급되고, 상기 에어 유통 공간(105)이 정압일 때에는, 도 21(a)에 도시하는 바와 같이 벨로프램(122)은, 공간(101)의 측벽면(101b)에 밀착되어, 약액 유로(94)의 하류단을 막고, 상기 약액 유로(94)로부터 약액 유통 공간(106)에의 레지스트(88)의 유통을 차단한다. 에어 유통 공간(105)이 배기되어, 부압일 때에는, 도 21(b)에 도시하는 바와 같이 벨로프램(122)은, 그 바닥부가 위쪽을 향해, 올라가도록 변형한다. 그것에 의해, 공간(101)의 측벽면(101b)으로부터 이격되어, 약액 유로(94)와 약액 유통 공간(106)이 연통한다.
레지스트 공급 노즐(120)의 에어 유통 공간(105)에는 액면 접촉 센서(111) 대신에 변위 센서(123)가 설치되어 있다. 변위 센서(123)는 에어 유통 공간(105)이 배기되었을 때, 벨로프램(122)의 상기 바닥부의 높이를 검출하고, 그 높이에 따라 검출 신호를 제어부(80)에 출력한다. 벨로프램(122)이 파손되어 있을 때에는 벨로프램(122)이 올라가는 것이 억제되고, 그것을 변위 센서(123)가 검출함으로써, 제어부(80)가 알람을 발생시킨다. 단, 변위 센서(123)에 상관없이, 액면 접촉 센서(111)를 에어 유통 공간(105)에 배치하여, 벨로프램(122)의 파손을 검출하여도 좋다. 이러한 변위 센서(123) 및 액면 접촉 센서(111)는, 예컨대 각 실시형태의 석백 밸브 및 차단 밸브에 의해 구성되는 각 에어 유통 공간에 설치하여, 이들 석백 밸브 및 차단 밸브의 파손을 검출하여도 좋다.
또한, 이 레지스트 공급 노즐(120)은 볼록부(124)가 형성되고, 약액 유로 형성부(92)에는 오목부(125)가 형성되어 있다. 볼록부(124)와 오목부(125)는 서로 끼워 맞춰, 볼록부(124), 오목부(125)에 각각 약액 유로(94, 93)가 형성되어 있다. 이러한 구성에 의해, 약액 유로(93, 94)의 밀폐성을 높여, 레지스트의 건조를 막고 있다. 이러한 볼록부(124) 및 오목부(125)를 형성하는 구성은 다른 실시형태에도 적용할 수 있다.
또한, 도 22(a) (b)에는, 차단 밸브로서 가요성을 갖는 막으로 이루어지는 튜브프램(132)을 구비한 레지스트 공급 노즐(131)에 대해서 도시하고 있다. 도 22(a)에 도시하는 바와 같이 튜브프램(132) 안의 공간(133)에 에어가 공급되면, 상기 튜브프램(132)이 팽창되어, 약액 유로(94)의 하류단을 막고, 약액 유로(94)와 토출구(55)를 차단한다. 도 22 (b)에 도시하는 바와 같이 튜브프램(132)으로부터 에어가 제거되어, 튜브프램(132)이 오므라지고, 약액 유로(94)와 토출구(55)가 연통한다.
또한, 이 레지스트 공급 노즐(131)은 아암(33)의 선단 아래쪽에 설치되어 있고, 아암(33)에는 레지스트가 유통하는 약액 유로(134)가 형성되어 있다. 이 약액 유로(134)와, 레지스트 공급 노즐(131)의 약액 유로(94)가 튜브(135)를 통해 서로 접속되어 있고, 튜브(135)의 일단, 타단은 각각 이음매(136, 137)를 통해 레지스트 공급 노즐(131), 아암(33)에 각각 착탈 가능하게 접속되어 있다.
본 발명의 노즐로부터 공급하는 약액으로서는 레지스트나 시너에 한정되는 것이 아니라, 현상액이나 반사 방지막을 형성하기 위한 약액을 공급하여도 좋다.
1: 레지스트 도포 장치, 11a, 11b, 11c: 도포 처리부, 3: 레지스트 공급부, 4: 복합 노즐부, 41: 레지스트 공급 노즐, 48a, 48b: 전자 밸브, 51: 노즐 본체, 52, 53: 약액 유로, 55: 토출구, 56: 약액 공급관, 62: 차단 밸브, 65: 차단 밸브 본체, 68: 에어 통류 공간, 69: 약액 통류 공간, 72: 석백 밸브, 75: 석백 밸브 본체, 77: 에어 통류 공간, 79: 약액 흡인 공간, 80: 제어부

Claims (13)

  1. 약액을 통류(通流)시키는 유로 부재의 선단부에 접속되는 노즐 본체와,
    상기 노즐 본체에 설치되고, 상기 유로 부재로부터 공급되는 약액이 유통하는 약액 유로와,
    상기 약액 유로에 설치되고, 상기 약액 유로의 차단 및 개방을 행하는 차단 밸브와,
    상기 차단 밸브의 상류측에서 상기 약액 유로에 접속되는 흡인 유로와,
    상기 노즐 본체에 설치되고, 상기 약액 유로의 약액을 상기 흡인 유로에 흡인하는 것에 의해, 상기 약액 유로의 하류단으로부터 약액 토출 후에 상기 차단 밸브의 하류측에 잔류하는 약액을, 차단 밸브의 상류측으로 흡인하여 제거하는 흡인부
    를 포함한 것을 특징으로 하는 약액 공급 노즐.
  2. 제1항에 있어서, 상기 약액 유로에 있어서 흡인 유로의 하류측에, 상기 약액 유로에 접속되는 제1 유체 통류 공간이 형성되고,
    약액 유로 차단부는, 상기 제1 유체 통류 공간과 약액 유로를 구획하며, 약액 유로에의 진입 및 약액 유로로부터의 후퇴가 가능한 제1 밸브 본체와,
    상기 제1 유체 통류 공간을 향하는 벽면에 상기 제1 밸브 본체를 세게 눌러 약액 유로를 차단하기 위해, 상기 제1 유체 통류 공간에 유체를 공급하여 상기 제1 유체 통류 공간의 압력을 상승시키는 제1 유체 공급 유로와,
    상기 벽면으로부터 상기 제1 밸브 본체를 이격시켜 약액 유로를 개방하기 위해, 제1 유체 통류 공간으로부터 상기 유체를 제거하여 제1 유체 통류 공간의 압력을 저하시키는 제1 유체 제거 유로
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 노즐.
  3. 제2항에 있어서, 상기 벽면을 향해 상기 제1 밸브 본체를 압박하는 압박 수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 약액 공급 노즐.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 제1 유체 제거 유로와 제1 유체 공급 유로는 공통화되어, 제1 공통 유체 유로를 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 약액 공급 노즐.
  5. 제2항에 있어서, 상기 제1 밸브 본체는, 가요성을 갖는 막형체를 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 노즐.
  6. 제4항에 있어서, 상기 흡인부는, 상기 흡인 유로를 상기 약액 유로를 향하는 약액 저류 공간과, 약액 유로로부터 이격된 제2 유체 통류 공간으로 구획하고, 약액 유로에 대하여 흡인 유로를 진퇴시킬 수 있는 제2 밸브 본체와,
    제2 밸브 본체가 약액 유로를 향하도록, 상기 제2 유체 통류 공간에 유체를 공급하여 상기 제2 유체 통류 공간의 압력을 상승시키는 제2 유체 공급 유로와,
    상기 제2 밸브 본체를 약액 유로로부터 이격시키도록 이동시켜 약액 유로에서의 약액을 흡인 유로로 흡인하기 위해, 제2 유체 통류 공간으로부터 유체를 제거하여 제2 유체 통류 공간의 압력을 저하시키는 제2 유체 제거 유로
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 노즐.
  7. 제6항에 있어서, 약액 유로를 향해 상기 제2 밸브 본체를 압박하는 압박 수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 약액 공급 노즐.
  8. 제3항에 있어서, 상기 압박 수단은 스프링에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 약액 공급 노즐.
  9. 제6항에 있어서, 제2 유체 제거 유로와 제2 유체 공급 유로가 공통화되어, 제2 공통 유체 유로를 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 약액 공급 노즐.
  10. 제9항에 있어서, 약액 공급 노즐은 복수개 묶이고,
    각 약액 공급 노즐의 제1 공통 유체 유로 및 제2 공통 유체 유로의 상류측은 각 노즐에서 공용화되는 주 유로에 접속되며, 주 유로로부터 각 제1 공통 유체 유로 및 각 제2 공통 유체 유로에의 유체 공급 및 유체의 제거를, 각 약액 공급 노즐마다 제어하는 제어 수단이 설치된 것을 특징으로 하는 약액 공급 노즐.
  11. 약액을 통류시키는 유로 부재로부터, 상기 유로 부재의 선단부에 접속되는 노즐 본체에 약액을 공급하는 공정과,
    상기 노즐 본체에 설치된 약액 유로에 약액을 유통시키는 공정과,
    상기 약액 유로에 설치된 차단 밸브에 의해 상기 약액 유로의 차단 및 개방을 행하는 공정과,
    상기 차단 밸브의 상류측에서 상기 약액 유로에 접속되는 흡인 유로에, 상기 노즐 본체에 설치된 흡인부에 의해 약액 유로의 약액을 흡인하는 공정과,
    상기 약액 유로의 하류단으로부터 약액 토출 후에 상기 차단 밸브의 하류측에 잔류하는 약액을, 차단 밸브의 상류측으로 흡인하여 제거하는 공정
    을 포함한 것을 특징으로 하는 약액 공급 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 약액 유로에 있어서 흡인 유로의 하류측에, 상기 약액 유로에 접속되는 제1 유체 통류 공간이 형성되고,
    약액 유로 차단부를 구성하며, 상기 제1 유체 통류 공간과 약액 유로를 구획하도록 설치된 제1 밸브 본체를 약액 유로에 진입시키는 공정과,
    상기 제1 밸브 본체를 약액 유로로부터 후퇴시키는 공정과,
    제1 유체 공급 유로에 유체를 공급하여 상기 제1 유체 통류 공간의 압력을 상승시키는 공정과,
    제1 유체 통류 공간을 향하는 벽면에 상기 제1 밸브 본체를 세게 눌러 약액 유로를 차단하는 공정과,
    제1 유체 제거 유로를 통해 제1 유체 통류 공간으로부터 상기 유체를 제거하여 제1 유체 통류 공간의 압력을 저하시키는 공정과,
    상기 벽면으로부터 상기 제1 밸브 본체를 이격시켜 약액 유로를 개방하는 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 흡인부는, 상기 흡인 유로를, 상기 약액 유로를 향하는 약액 저류 공간과, 약액 유로로부터 이격된 제2 유체 통류 공간으로 구획하고, 흡인 유로를 약액 유로에 대하여 진퇴시킬 수 있는 제2 밸브 본체를 포함하고,
    제2 유체 공급 유로를 통해 제2 유체 통류 공간에 유체를 공급하여, 상기 제2 유체 통류 공간의 압력을 상승시키는 공정과,
    상기 제2 밸브 본체를 약액 유로를 향해 이동시키는 공정과,
    제2 유체 제거 유로를 통해 제2 유체 통류 공간으로부터 유체를 제거하여, 제2 유체 통류 공간의 압력을 저하시키는 공정과,
    상기 제2 밸브 본체를 약액 유로로부터 이격시키도록 이동시켜 약액 유로에서의 약액을 흡인 유로로 흡인하는 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 방법.
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