KR20120104935A - 기판 처리 장치 및 처리액 공급방법 - Google Patents

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KR20120104935A
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

매엽처리되는 기판간의 처리시간 간격을 단축하고, 생산 효율을 향상한다.
제어수단(10)은, 노즐(11)의 토출구(11a)로부터 프라이밍 롤러(35)에 소정량의 처리액(R)을 토출시키고, 프라이밍 처리부(36)에 의해 상기 프라이밍 롤러를 회전시키는 한편, 펌프(22)에, 흡입관(21)을 통하여 처리액 공급원(20)으로부터 처리액을 흡입시킨다.

Description

기판 처리 장치 및 처리액 공급방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND PROCESSING SOLUTION SUPPLY METHOD}
본 발명은, 펌프에 처리액을 충전하고, 상기 펌프로부터 노즐에 처리액을 공급하는 것에 의해, 피처리 기판에 소정의 도포막을 형성하는 기판 처리 장치 및 처리액 공급방법에 관한 것이다.
예를 들면, FPD(플랫 패널 디스플레이)의 제조에 있어서는, 이른바 포토리소그래피 공정에 의해 회로 패턴을 형성하는 것이 행하여지고 있다.
이 포토리소그래피 공정에서는, 유리 기판 등의 피처리 기판에 소정의 막을 성막한 후, 처리액인 포토레지스트(이하, 레지스트라고 부른다)가 도포되어 레지스트막(감광막)이 형성된다. 그리고, 회로 패턴에 대응하여 상기 레지스트막이 노광되고, 이것이 현상 처리되어 패턴 형성된다.
이러한 포토리소그래피 공정에 있어서, 피처리 기판에 레지스트액을 도포하여 레지스트막을 형성하는 방법으로서, 예를 들면 특허문헌 1에 개시된 바와 같이 슬릿 형상의 노즐 토출구로부터 레지스트액을 띠 형상으로 토출하고, 레지스트를 기판상에 도포하는 방법이 있다.
이 방법을 이용한 종래의 레지스트 도포 장치에 대해서, 도 7을 이용하여 간단하게 설명한다.
도 7에 도시하는 레지스트 도포 장치(200)는, 기판(G)이 그 위에 반송되는 장척(長尺)의 스테이지(201)와, 이 스테이지(201)의 상방에 배치되는 레지스트 공급 노즐(202)과, 스테이지(201)의 길이방향(X방향)을 따라서 기판(G)을 반송하는 기판 반송 수단(203)을 구비하고 있다. 레지스트 공급 노즐(202)에는, 기판의 폭방향(Y방향)으로 연장되는 미소한 간극을 갖는 슬릿 형상의 토출구(202a)가 설치되고, 레지스트액 공급원(204)으로부터 펌프(205)를 통하여 공급된 레지스트액이 토출구(202a)로부터 토출되는 구성으로 되어 있다.
또한, 기판 반송 수단(203)은, 스테이지(201)를 따라서, 그 좌우 양측에 부설된 한 쌍의 레일(203a)과, 레일(203a)을 따라서 이동 가능한 한 쌍의 슬라이더(203b)와, 이 슬라이더(203b)에 각각 설치되어, 기판(G)의 모서리부를 각각 하방으로부터 흡착 유지하는 기판 유지부(203c)를 가지고 있다. 즉, 기판(G)의 네 모서리는 기판 유지부(203c)에 의해서 유지되어, 레일(203a)을 따라서 슬라이더(203b)가 이동하는 것에 의해 기판(G)이 스테이지(201)상을 이동하도록 되어 있다.
한편, 도 7에 도시하는 구성에 있어서는, 기판(G)의 하면이 스테이지(201)와 접촉하지 않도록, 기판(G)은 스테이지(201)상에서 부상한 상태로 되어 있다. 구체적으로는, 스테이지(201)상면에는, 에어를 분출하는 복수의 에어구멍(201a)이 설치되어, 이들 에어구멍(201a)으로부터 분출한 에어류(流)에 의해서 기판(G)의 하면을 들어올리게 된다.
이와 같이 구성된 레지스트 도포 장치(200)에 있어서, 기판(G)에 레지스트막을 도포 형성하는 경우, 노즐(202)의 토출구(202a)로부터 레지스트액을 토출하면서 기판 반송 수단(203)에 의해서 스테이지(201)상에 반송되는 기판(G)에 대해서 노즐(202)의 토출구(202a)가 상대적으로 주사(走査)된다. 이것에 의해, 기판(G)상에는 레지스트액이 막 형상으로 도포 형성된다.
그런데, 이 레지스트 도포 처리 장치(200)에 있어서는, 복수의 기판(G)에의 레지스트 도포를 매엽(枚葉)처리하는 데에 있어서, 각 기판(G)에 대한 도포 처리 마다 1회분의 양의 레지스트액이, 펌프(205)에 충전된다(리로드 공정이라고 부른다).
도 8을 이용하여 설명하면, 레지스트 공급원(204)은, 레지스트액(R)을 저장하는 보틀(210)과, 이 보틀(210)의 레지스트액(R)을 흡인하는 펌프(205)와, 보틀 (210)과 펌프(205)를 접속하는 흡입관(211)을 구비한다.
또한, 레지스트액(R)이 충전된 펌프(205)는, 레지스트액 공급관(212)을 통하여 노즐(202)에 레지스트액(R)을 공급하도록 되어 있다.
또한, 노즐(202)과 펌프(205) 사이의 레지스트액 공급관(212)에는, 노즐 (202)에 공급되는 레지스트액(R)의 유로를 개폐하기 위한 밸브(V1)가 설치되고, 보틀(210)과 펌프(205)의 사이의 흡입관(211)에는, 펌프(205)가 흡인하는 레지스트액(R)의 유로를 개폐하기 위한 밸브(V2)가 설치되어 있다.
또한, 펌프(205)의 동작 및 밸브(V1,V2)의 동작은 제어부(215)에 의해서 제어되는 구성으로 되어 있다.
이 구성에 있어서, 펌프(205)에 새롭게 레지스트액(R)을 충전하는 경우, 도 9의 스텝 St1에 도시하는 바와 같이 펌프(205)로부터 노즐(202)에 레지스트액(R)이 공급된 후(도포 처리 후), 밸브(V1)가 닫히고 밸브(V2)가 열린다(도 9의 스텝 St2).
그리고, 다음에 도포 처리를 행하는 기판이 있는 경우에(도 9의 스텝 St3), 스텝 St4에서, 보틀(210)로부터 레지스트액(R)이 압송(壓送)되는 동시에 펌프(205)의 흡인 동작이 이루어지고, 이것에 의해 흡입관(211)을 통하여 펌프(205)에 새롭게 레지스트액(R)이 충전된다(레지스트액(R)의 리로드 공정이 완료된다).
또한, 리로드 공정이 완료되면, 밸브(V1)가 열리고 밸브(V2)가 닫히고(도 9의 스텝 St5), 다시, 스텝 St1의 도포 처리를 한다.
일본 공개특허공보 2005-243670호
그러나, 상기와 같이 각 기판(G)에의 도포 처리(스텝 St1) 후에 리로드 공정 (스텝 St4)을 실시하는 경우, 리로드 공정에 복수의 스텝(밸브(V1) 닫힘, 밸브(V2) 열림, 펌프에의 흡입, 밸브(V2) 닫힘, 내압 조정 등)이 필요하다.
그 결과, 리로드 공정에 긴 시간을 필요로 하기 때문에, 매엽처리되는 기판간의 처리시간 간격(도포 처리 완료 후부터 다음의 기판(G)에의 도포 처리 개시까지의 시간 간격)이 길어져, 생산 효율이 저하된다고 하는 과제가 있었다.
본 발명은, 상기와 같은 종래 기술의 문제점에 감안하여 이루어진 것으로, 펌프에 처리액을 충전하고, 상기 펌프로부터 노즐에 처리액을 공급하는 것에 의해, 피처리 기판에 소정의 도포막을 형성하는 기판 처리 장치 및 처리액 공급방법에 있어서, 매엽처리되는 기판간의 처리시간 간격을 단축하고, 생산 효율을 향상할 수 있는 기판 처리 장치 및 처리액 공급방법을 제공한다.
상기한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 관한 기판 처리 장치는, 기판에 대해 슬릿 형상의 토출구를 갖는 노즐로부터 처리액을 공급하고, 소정의 도포막을 형성하는 기판 처리 장치로서, 상기 노즐의 하방으로 자유로이 진퇴되도록 설치되어, 상기 노즐의 토출구로부터 소정량의 처리액이 토출된 프라이밍 롤러를 회전시키는 것에 의해, 상기 노즐의 토출구에 부착된 처리액을 정돈하는 프라이밍 처리부와, 처리액이 충전 가능하고, 충전된 처리액을, 처리액 공급관을 통하여 상기 노즐에 공급하는 펌프와, 상기 펌프에, 흡입관을 통하여 처리액을 공급 가능한 처리액 공급원과, 상기 처리액 공급관에 설치되어, 처리액의 유로를 개폐하는 제 1 밸브와, 상기 흡입관에 설치되어, 처리액의 유로를 개폐하는 제 2 밸브와, 상기 프라이밍 처리부와 상기 펌프와 상기 처리액 공급원과 상기 제 1 밸브와 상기 제 2 밸브의 동작 제어를 행하는 제어수단을 구비하고, 상기 제어수단은, 상기 제 1 밸브를 여는 동시에 상기 제 2 밸브를 닫고, 상기 노즐의 토출구로부터 상기 프라이밍 롤러에 소정량의 처리액을 토출시키고, 상기 프라이밍 처리부에서 상기 프라이밍 롤러를 회전시키는 한편, 상기 제 1 밸브를 닫는 동시에 상기 제 2 밸브를 열고, 상기 펌프에, 상기 흡입관을 통하여 상기 처리액 공급원으로부터 처리액을 흡입시키는 것에 특징을 갖는다.
이와 같이 구성하는 것에 의해, 펌프에 상기 처리액 공급원으로부터 처리액을 충전하는 리로드 공정은, 프라이밍 롤러의 회전에 의한 프라이밍 처리와 병행하여 행할 수 있다. 여기서, 리로드 공정에 필요로 하는 시간보다, 프라이밍 처리에 있어서 필요하게 되는 프라이밍 롤러의 회전동작의 시간이 길기 때문에, 프라이밍 처리의 종료 전에 상기 리로드 공정을 완료시킬 수 있다.
따라서, 매엽처리되는 기판간의 처리시간 간격(도포 처리 완료 후부터 다음의 기판에의 도포 처리 개시까지의 시간 간격)을 종래보다 단축할 수 있어, 생산 효율을 향상할 수 있다.
또한, 상기 제 1 밸브와 상기 노즐과의 사이의 상기 처리액 공급관에 설치되고, 상기 제 1 밸브가 닫혀졌을 때에 상기 처리액 공급관에 흐르는 소정량의 처리액을 흡인 가능한 카운터 밸런스 밸브를 구비하고, 상기 제어수단은, 상기 제 1 밸브를 닫는 동시에 상기 제 2 밸브를 열고, 또한 상기 카운터 밸런스 밸브를 연 상태로, 상기 펌프에, 상기 흡입관을 통하여 상기 처리액 공급원으로부터 처리액을 흡입시키는 것이 바람직하다.
혹은, 상기 제어수단은, 상기 제 1 밸브를 닫는 동시에 상기 제 2 밸브를 열고, 상기 펌프에, 상기 흡입관을 통하여 상기 처리액 공급원으로부터 처리액을 흡입시키고, 상기 제 1 밸브를 여는 동시에 상기 제 2 밸브를 닫고, 상기 펌프에 의해 소정량의 처리액을 흡인시키도록 해도 좋다.
이와 같이 구성하는 것에 의해, 상기 제 1 밸브가, 그 닫힘 동작에 의해 노즐에 여분의 양의 처리액을 공급해 버리는 구성의 경우에는, 그 여분의 양의 처리액을 흡인하는 것이 가능해져서, 도포 처리시의 불량의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 혹은, 상기 제 1 밸브는, 상기 처리액 공급관의 유입측 단부와 유출측 단부가 접속된 실린더와, 상기 실린더내에서 상기 유출측 단부를 자유로이 개폐되도록 설치된 밸브체와, 상기 밸브체의 변위 동작에 수반하여 요곡(撓曲)하고, 상기 실린더내에서의 처리액의 유로를 형성하는 다이어프램을 갖고, 상기 제어수단은, 상기 제 1 밸브를 닫는 동시에 상기 제 2 밸브를 열고, 상기 펌프에, 상기 흡입관을 통하여 상기 처리액 공급원으로부터 처리액을 흡입시키는 구성으로 해도 좋다.
이와 같이 제 1 밸브를 구성하는 것에 의해, 밸브체의 이동에 수반하여 다이어프램이 크게 휘기 때문에, 밸브 개폐에 수반하는 실린더내의 용적 변화를 작게 억제할 수 있다.
즉, 이것에 의해 노즐에의 여분의 처리액의 공급을 억제하고, 도포 처리시의 불량의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 상기한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 관한 처리액 공급방법은, 기판에 대해 슬릿 형상의 토출구로부터 처리액을 토출하는 노즐과, 상기 노즐의 하방으로 자유로이 진퇴되도록 설치되어, 상기 노즐의 토출구로부터 소정량의 처리액이 토출된 프라이밍 롤러를 회전시키는 것에 의해, 상기 노즐의 토출구에 부착된 처리액을 정돈하는 프라이밍 처리부와, 처리액이 충전 가능하고, 충전된 처리액을, 처리액 공급관을 통하여 상기 노즐에 공급하는 펌프와, 상기 펌프에, 흡입관을 통하여 처리액을 공급 가능한 처리액 공급원과, 상기 처리액 공급관에 설치되어, 처리액의 유로를 개폐하는 제 1 밸브와, 상기 흡입관에 설치되어, 처리액의 유로를 개폐하는 제 2 밸브를 구비하는 기판 처리 장치에서, 처리액을 상기 노즐에 공급한 상기 펌프에 대해, 새롭게 처리액을 충전시키는 처리액 공급방법으로서, 상기 제 1 밸브를 여는 동시에 상기 제 2 밸브를 닫고, 상기 노즐의 토출구로부터 상기 프라이밍 롤러에 소정량의 처리액을 토출시키는 스텝과, 상기 프라이밍 처리부에 의해 상기 프라이밍 롤러를 회전시키는 한편, 상기 제 1 밸브를 닫는 동시에 상기 제 2 밸브를 열고, 상기 펌프에, 상기 흡입관을 통하여 상기 처리액 공급원으로부터 처리액을 흡입시키는 스텝을 포함하는 것에 특징을 갖는다.
이러한 방법에 의하면, 펌프에 상기 처리액 공급원으로부터 처리액을 충전하는 리로드 공정은, 프라이밍 롤러의 회전에 의한 프라이밍 처리와 병행하여 행할 수 있다. 여기서, 리로드 공정에 필요로 하는 시간보다, 프라이밍 처리에 있어서 필요하게 되는 프라이밍 롤러의 회전동작의 시간이 길기 때문에, 프라이밍 처리의 종료 전에 상기 리로드 공정을 완료시킬 수 있다.
따라서, 매엽처리되는 기판간의 처리시간 간격(도포 처리 완료 후부터 다음의 기판에의 도포 처리 개시까지의 시간 간격)을 종래보다 단축할 수 있어, 생산 효율을 향상할 수 있다.
또한, 상기 제 1 밸브와 상기 노즐 사이의 상기 처리액 공급관에 설치되고, 상기 제 1 밸브가 닫혀졌을 때에 상기 처리액 공급관에 흐르는 소정량의 처리액을 흡인 가능한 카운터 밸런스 밸브를 구비하는 상기 기판 처리 장치에서, 상기 제 1 밸브를 여는 동시에 상기 제 2 밸브를 닫고, 상기 노즐의 토출구로부터 상기 프라이밍 롤러에 소정량의 처리액을 토출시키는 스텝 후, 상기 프라이밍 처리부에 의해 상기 프라이밍 롤러를 회전 개시시키는 스텝과, 상기 제 1 밸브를 닫는 동시에 상기 제 2 밸브를 열고, 또한 상기 카운터 밸런스 밸브를 여는 스텝과, 상기 펌프에, 상기 흡입관을 통하여 상기 처리액 공급원으로부터 처리액을 흡입시키는 스텝을 실시하는 것이 바람직하다.
혹은, 상기 제 1 밸브를 여는 동시에 상기 제 2 밸브를 닫고, 상기 노즐의 토출구로부터 상기 프라이밍 롤러에 소정량의 처리액을 토출시키는 스텝 후, 상기 프라이밍 처리부에 의해 상기 프라이밍 롤러를 회전 개시시키는 스텝과, 상기 제 1 밸브를 닫는 동시에 상기 제 2 밸브를 여는 스텝과, 상기 펌프에, 상기 흡입관을 통하여 상기 처리액 공급원으로부터 처리액을 흡입시키는 스텝과, 상기 제 1 밸브를 여는 동시에 상기 제 2 밸브를 닫는 스텝과, 상기 펌프에 의해 소정량의 처리액을 흡인하는 스텝을 실시해도 좋다.
이와 같이 하면, 상기 제 1 밸브가, 그 닫힘 동작에 의해 노즐에 여분의 양의 처리액을 공급해 버리는 구성의 경우에는, 그 여분의 양의 처리액을 흡인하는 것이 가능해져서, 도포 처리시의 불량의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 혹은, 상기 제 1 밸브는, 상기 처리액 공급관의 유입측 단부와 유출측 단부가 접속된 실린더와, 상기 실린더내에서 상기 유출측 단부를 자유로이 개폐되도록 설치된 밸브체와, 상기 밸브체의 변위 동작에 수반하여 요곡하고, 상기 실린더내에서의 처리액의 유로를 형성하는 다이어프램을 갖는 상기 기판 처리 장치에서, 상기 제 1 밸브를 여는 동시에 상기 제 2 밸브를 닫고, 상기 노즐의 토출구로부터 상기 프라이밍 롤러에 소정량의 처리액을 토출시키는 스텝 후, 상기 프라이밍 처리부에 의해 상기 프라이밍 롤러를 회전 개시시키는 스텝과, 상기 제 1 밸브를 닫는 동시에 상기 제 2 밸브를 여는 스텝과, 상기 펌프에, 상기 흡입관을 통하여 상기 처리액 공급원으로부터 처리액을 흡입시키는 스텝을 실시해도 좋다.
이러한 방법에 의해, 밸브체의 이동에 수반하여 다이어프램이 크게 휘기 때문에, 밸브 개폐에 수반하는 실린더내의 용적 변화를 작게 억제할 수 있다.
즉, 이것에 의해 노즐에의 여분의 처리액의 공급을 억제하고, 도포 처리시의 불량의 발생을 방지할 수 있다.
본 발명에 의하면, 펌프에 처리액을 충전하고, 상기 펌프로부터 노즐에 처리액을 공급하는 것에 의해, 피처리 기판에 소정의 도포막을 형성하는 기판 처리 장치 및 처리액 공급방법에 있어서, 매엽처리되는 기판간의 처리시간 간격을 단축하고, 생산 효율을 향상할 수 있는 기판 처리 장치 및 처리액 공급방법을 얻을 수 있다.
도 1은, 본 발명에 관한 기판 처리 장치가 갖는 레지스트 공급부의 제 1 실시형태의 개략 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는, 도 1의 레지스트 공급부가 구비하는 밸브의 구성을 나타내는 단면도로서, 도 2(a)는 밸브 열림 상태, 도 2(b)는 밸브 닫힘 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은, 도 1의 레지스트 공급부의 일련의 동작을 나타내는 플로우이다.
도 4는, 본 발명에 관한 기판 처리 장치가 갖는 레지스트 공급부의 제 2 실시형태의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5(a), 도 5(b)는, 도포 처리시에 생기는 불량을 설명하기 위한 노즐의 정면도로서, 노즐 토출구에 부착된 레지스트액 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은, 본 발명에 관한 기판 처리 장치가 갖는 레지스트 공급부의 제３ 실시형태에 관한 밸브의 구성을 나타내는 단면도로서, 도 6(a)는 밸브 열림 상태, 도 6(b)는 밸브 닫힘 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은, 종래의 도포 처리 유닛의 개략 구성을 설명하기 위한 사시도이다.
도 8은, 종래의 레지스트 공급부의 개략 구성을 나타내는 블록도이다.
도 9는, 종래의 리로드 공정의 실시 타이밍을 설명하기 위한 플로우이다.
이하, 본 발명의 기판 처리 장치 및 처리액 공급방법에 관한 실시형태를, 도면에 기초하여 설명한다. 한편, 이 실시형태에 있어서는, 본 발명에 관한 기판 처리 장치를, 피처리 기판인 유리 기판을 부상(浮上) 반송하면서, 상기 기판에 대해 처리액인 레지스트액의 도포 처리를 행하는 레지스트 도포 처리 유닛에 적용하는 경우를 예를 들어 설명한다. 본 발명에 관한 기판 처리 장치는, 이미 도 7에 도시한 종래의 구성과 같이, 슬릿 형상의 토출구를 갖는 노즐을 기판에 대해 상대적으로 주사하면서 처리액인 레지스트액의 도포 처리를 행하는 것이다.
도 1은, 본 발명에 관한 레지스트 도포 처리 유닛에 구비되어, 노즐에 레지스트액을 공급하는 레지스트 공급부의 제 1 실시형태의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1에 도시하는 레지스트 공급부(30)는, 적어도 도포 처리 1회분(기판 1장분)의 레지스트액(R)을 충전 가능한 레지스트 펌프(22)와, 이 레지스트 펌프(22)와 노즐(11)을 접속하는 레지스트액 공급관(23)을 구비하고 있다.
도포 처리시에 있어서는, 레지스트 펌프(22)로부터 레지스트액(R)이 레지스트액 공급관(23)을 통하여 노즐(11)에 압송되어, 노즐(11)로부터 기판(G)상에 레지스트액(R)이 토출되도록 되어 있다.
상기 레지스트 펌프(22)는, 예를 들면 실린지 펌프로 이루어지고, 펌프실을 갖는 펌프 본체(22a)와, 펌프실의 용적을 임의로 바꾸기 위한 플런저(22b)와, 이 플런저(22b)를 왕복 운동시키기 위한 펌프 구동부(22c)를 가지고 있다.
또한, 레지스트액 공급관(23)에는, 예를 들면 에어 오퍼레이트 밸브로 이루어지는 밸브(V1)(제 1 밸브)가 설치되고, 레지스트액 공급관(23)에서의 레지스트액(R)의 흐름을 온(전부 열림 도통) 또는 오프(차단)하는 것이 가능한 구성이 되어 있다.
즉, 상기 밸브(V1)는, 도 2(a), 도 2(b)에 도시하는 바와 같이, 원통 형상으로 형성된 실린더(16)를 구비하고, 이 실린더(16)의 측부에 레지스트액 공급관(23)의 유입측 단부(23a)가 접속되고, 실린더(16)의 바닥부 중앙에 레지스트액 공급관(23)의 유입측 단부(23b)가 접속되어 있다.
또한, 밸브(V1)는, 상기 유입측 단부(23b)를 자유로이 개폐되도록 설치되는 밸브체로서의 니들부(17)와, 이 니들부(17)의 상부에 연결된 원판 형상의 피스톤(18)을 구비한다. 피스톤(18)은, 그 외주면이 실린더(16)의 내주면에 대해 자유로이 미끄럼 이동되도록 설치되고, 상기 피스톤(18)상에 있어서 상기 니들부(17)와 동축상에 배치된 피스톤 로드(19)가 구동되는 것에 의해 실린더(16)내를 왕복 이동하도록 되어 있다.
한편, 이 밸브(V1)의 밸브를 열 때에는, 도 2(a)에 도시하는 바와 같이 피스톤 로드(19)의 구동에 의해 니들부(17) 및 피스톤(18)이 상방으로 이동되고, 레지스트액 공급관(23)의 유입측 단부(23a)와 유출측 단부(23b)가 연이어 통한다.
한편, 밸브(V1)의 밸브가 닫혔을 때에는, 도 2(b)에 도시하는 바와 같이 피스톤 로드(19)의 구동에 의해 니들부(17) 및 피스톤(18)이 하방으로 이동되고, 니들부(17)가 유출측 단부(23b)를 닫는다.
또한, 레지스트액 공급관(23)에는, 압력 센서(26)가 부착되어 있다. 이 압력 센서(26)는, 예를 들면 게이지 압력계로 이루어지고, 대기압을 기준으로 하여 센서 부착위치에서의 레지스트액 공급관(23)내의 레지스트액(R)의 압력을 계측하고, 압력 측정값을 게이지 압력으로 나타내는 전기신호를 출력하도록 되어 있다. 이 압력 센서(26)의 출력은, 피드백 제어 등을 위해서 제어부(10)에 공급되는 구성으로 되어 있다.
또한, 레지스트 공급부(30)는, 레지스트액(R)을 저장하는 보틀(20)과, 이 보틀(20)과 레지스트 펌프(22)를 접속하는 흡입관(21)을 구비하고 있다.
상기 보틀(20)은 밀폐되어 있고, 보틀내의 액면을 향하여 가스관(27)으로부터 압송 가스(예를 들면 N2가스)가 일정한 압력으로 공급되도록 되어 있다. 또한, 가스관(27)에는, 예를 들면 에어 오퍼레이트 밸브로 이루어지는 밸브(V3)가 설치되어 있다.
또한, 흡입관(21)에는, 예를 들면 에어 오퍼레이트 밸브로 이루어지는 밸브 (V2)(제 2 밸브)가 설치되어, 흡입관(21)에서의 레지스트액(R)의 흐름을 온(전부 열림 도통) 또는 오프(차단)하는 것이 가능한 구성으로 되어 있다. 한편, 이 밸브 (V2)는, 상기 밸브(V1)와 같은 구조를 가지고 있다.
또한, 본 발명에 관한 레지스트 도포 처리 유닛에 있어서는, 기판(G)에의 도포 처리전에 노즐 선단의 토출구(11a)에 부착되어 있는 레지스트액을 정돈하기 위한 프라이밍 유닛(36)(프라이밍 처리부)을 구비하고 있다.
이 프라이밍 유닛(36)은, 원기둥 형상 또는 원통 형상의 프라이밍 롤러(35)를 갖고, 이 프라이밍 롤러(35)는 축 주위에 회전 가능하게 설치되어 있다. 또한, 프라이밍 유닛(36)은, 프라이밍 구동부(37)의 구동에 의해서, 노즐(11)의 하방으로 진퇴 가능하게 설치되어 있다.
프라이밍 유닛(36)에 의해, 노즐 선단의 레지스트액(R)을 정돈하는 프라이밍 처리를 행하는 경우에는, 프라이밍 롤러(35)가 노즐 선단에 근접되어, 롤러 표면에 토출구(11a)로부터 소정량의 레지스트액(R)이 토출되고, 그 후, 프라이밍 롤러(35)가 소정 방향으로 회전된다.
이것에 의해, 슬릿 형상의 노즐 토출구(11a)에 부착되어 있는 레지스트액(R)이 정돈되도록 구성되어 있다.
또한, 노즐(11)은, 노즐 승강부(13)의 구동에 의해서 승강 이동 가능하게 구성되고, 기판(G)에의 도포 처리시에는, 하강 이동하는 것에 의해서 기판(G)에 근접한 상태가 된다.
또한, 기판(G)은, 기판 유지부(7)에 의해서 유지되고, 도포 처리시에 있어서는, 상기 기판 유지부(7)가 설치된 슬라이더(6)가, 반송 구동부(8)의 구동에 의해서 레일(5)을 따라서 노즐(11)의 하방을 이동하고, 그것에 의해 기판(G)의 상면을 노즐(11)이 상대적으로 주사하도록 되어 있다.
또한, 레지스트 공급부(30)의 각 부와, 프라이밍 처리 유닛과, 노즐 승강부 (13)와, 반송 구동부(8)는, 제어부(10)(제어수단)에 의해서 구동 제어되는 구성으로 되어 있다.
계속하여, 이와 같이 구성된 레지스트 공급부(30)에서 실시되는 레지스트 펌프(22)에의 레지스트액(R)의 리로드 공정, 및 기판(G)에의 도포 처리에서의 레지스트액(R)의 공급 동작에 대해 도 3에 기초하여 설명한다. 도 3은, 레지스트 공급부 (30)의 일련의 동작을 나타내는 플로우이다.
복수의 기판(G)에 대한 레지스트액(R)의 도포 처리를 매엽처리로 행하는 경우, 최초로, 노즐 토출구(11a)에 부착한 레지스트액(R)을 정돈하는 프라이밍 처리가 행하여진다.
이 프라이밍 처리에 있어서는, 프라이밍 구동부(37)의 구동에 의해, 프라이밍 유닛(36)이 노즐(11) 직하로 이동된다. 또한, 제어부(10)의 제어에 의해 밸브 (V2)가 닫히고, 밸브(V1)가 열린 상태가 된다.
그리고, 노즐 토출구(11a)로부터 프라이밍 롤러(35)의 표면에 대해, 소정량의 레지스트액(R)이 토출된다(도 3의 스텝 S1).
다음에 프라이밍 롤러(35)가 소정 방향으로 회전 개시되고, 프라이밍 처리가 개시된다(도 3의 스텝 S2).
상기 프라이밍 롤러(35)의 회전동작이 계속하여 행하여지는 동안, 제어부 (10)의 제어에 의해 밸브(V1)가 닫히는 동시에, 밸브(V2)가 열린다(도 3의 스텝 S3).
그리고, 밸브(V3)가 열려 N2가스가 보틀(20)로 송출되고, 펌프 구동부(22c)의 구동에 의해서 펌프(22)는 흡인 동작을 행한다. 즉, 펌프 본체(22a)에 도포 처리 1회분의 레지스트액(R)이 흡입되는 리로드 공정이 행하여진다(도 3의 스텝 S4). 이 리로드 공정은, 상기 프라이밍 롤러(35)의 회전동작이 종료하기까지 완료된다.
상기 리로드 공정이 완료된 후, 프라이밍 롤러(35)의 회전이 정지되고, 프라이밍 처리가 종료된다(도 3의 스텝 S5).
프라이밍 처리가 종료되면, 프라이밍 구동부(37)의 구동에 의해, 프라이밍 유닛(36)이 노즐(11)의 하방으로부터 퇴피된다.
또한, 노즐 승강부(13)의 구동에 의해 노즐(11)이 하강 이동하여, 토출구 (11a)가 기판(G)에 근접된다.
또한, 제어부(10)의 제어에 의해 밸브(V1)가 열리는 동시에 밸브(V2)가 닫히고(도 3의 스텝 S6), 노즐 토출구(11a)로부터 소정량의 레지스트액(R)이 기판(G)상에 토출된다(도 3의 스텝 S7). 이것에 의해, 노즐 선단의 레지스트액(R)이 기판(G)에 착액(着液)하고, 토출구(11a)와 기판(G)의 상면이 레지스트액(R)으로 연결된 상태가 된다.
다음에, 제어부(10)는, 반송 구동부(8)를 제어하고, 소정의 초기 속도로 기판(G)을 반송 개시시키는 동시에, 펌프 구동부(22c)를 제어하고, 소정의 압력치에 의해 노즐 토출구(11a)로부터 레지스트액(R)을 토출시킨다. 이것에 의해 기판(G)에 레지스트액(R)의 도포 처리가 실시된다(도 3의 스텝 S8).
도포 처리가 종료되면, 그 기판(G)은 후단의 처리부에 반출되고, 다음의 기판(G)이 있는 경우에는(도 3의 스텝 S9), 다시 프라이밍 처리(도 3의 스텝 S1) 이후의 처리가 반복된다.
이상과 같이, 본 발명에 관한 실시형태에 의하면, 레지스트 펌프(22)에의 리로드 공정에서는, 프라이밍 처리에 있어서 노즐 토출구(11a)로부터 소정량의 레지스트액(R)이 프라이밍 롤러(35)상에 토출되고, 프라이밍 롤러(35)가 회전 개시된 후에, 밸브(V1)가 닫혀져 실시된다.
이 때문에, 상기 리로드 공정은, 프라이밍 롤러(35)의 회전동작과 병행하여 행하여지지만, 리로드 공정에 필요로 하는 시간보다, 프라이밍 롤러의 회전동작의 소요시간이 길기 때문에(프라이밍 처리시간이 길기 때문에), 프라이밍 처리의 종료 전에 리로드 공정을 완료시킬 수 있다.
따라서, 매엽처리되는 기판간의 처리시간 간격(도포 처리 완료 후부터 다음의 기판에의 도포 처리 개시까지의 시간 간격)을 종래보다 단축할 수 있어, 생산 효율을 향상할 수 있다.
계속하여, 본 발명에 관한 레지스트 도포 처리 유닛이 구비하는 레지스트 공급부(30)의 제 2 실시형태에 대해서 설명한다.
도 4는, 레지스트 공급부(30)의 제 2 실시형태의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 4에 도시하는 레지스트 공급부(30)에 있어서는, 도 1에 도시한 구성에 대해, 밸브(V4)를 추가한 구성이 된다.
이 밸브(V4)는, 밸브(V1)와 같은 구성으로서, 밸브(V1)와 노즐(11)과의 사이에 카운터 밸런스 밸브로서 설치된다. 이것에 의해, 노즐 토출구(11a)에 부착되어 있는 레지스트액(R)의 상태를 균일하게 유지할 수 있다.
구체적으로 설명하면, 이 밸브(V4)를 설치하지 않은 경우, 도 3의 스텝 S3에서 밸브(V1)를 닫으면, 도 2(b)에 도시하는 바와 같이 피스톤(18)이 하방으로 이동하기 때문에, 실린더(10)내의 용적이 감소한다. 이 용적이 감소한 만큼의 레지스트액(R)은, 노즐(11)에 공급되게 되기 때문에, 프라이밍 처리되고 있는 토출구(11a)의 레지스트액(R)(도 5(a)의 상태)에 대해 부가된다. 그리고, 도 5(b)에 도시하는 바와 같이, 이 부가된 레지스트액(R)에 의해서, 토출구(11a)의 중앙부가 부풀어 오르고, 그 양단부에는 단차(R1)가 생긴다. 이 때문에, 도포 처리에 있어서, 기판(G)에 형성된 도포막의 양단 부분에 줄무늬 얼룩이 생길 우려가 있다.
따라서, 상기 밸브(V4)를 설치하고, 도 3의 스텝 S3에서 밸브(V1)를 닫는 동시에 밸브(V4)를 여는 것에 의해, 밸브(V1)를 닫았을 때에 노즐(11)에 공급되는 양의 레지스트액(R)을 밸브(V4)로 흡수할 수 있다.
즉, 노즐 토출구(11a)의 양단부에 레지스트액(R)의 단차(R1)를 발생시키는 일 없이, 레지스트액(R)의 상태를 균일하게 유지할 수 있다.
한편, 이 밸브(V4)를 설치하는 경우에는, 그 외의 밸브(V1)의 개폐 동작 시에도, 그 동작과 동기하여, 밸브(V1)와는 반대의 개폐 동작을 행하도록 제어하는 것이 바람직하다.
계속하여, 본 발명에 관한 레지스트 도포 처리 유닛이 구비하는 레지스트 공급부(30)의 제３ 실시형태에 대해서 설명한다.
도 6(a), 도 6(b)는, 이 제３ 실시형태에서의 밸브(V1)의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 6(a)는 밸브가 열린 상태를 나타내고, 도 6(b)는 밸브가 닫힌 상태를 나타내고 있다. 도시하는 바와 같이, 이 밸브(V1)는, 제 1 실시형태에 있어서 도 2에 도시한 구성에 대해, 피스톤(18)을 대신하여 다이어프램(25)을 구비한다.
다이어프램(25)은, 그 바깥가장자리부가 실린더(16)의 내주면에 대해 자유로이 미끄럼 이동되도록 설치되고, 상기 다이어프램(25)상에서 상기 니들부(17)와 동축상에 배치된 피스톤 로드(19)가 구동되는 것에 의해서, 실린더(16)내를 상하 이동하도록 되어 있다.
이 구성에 있어서, 밸브(V1)의 밸브를 열 때에는, 도 6(a)에 도시하는 바와 같이 피스톤 로드(19)의 구동에 의해 니들부(17) 및 다이어프램(25)이 휘면서 상방으로 이동되고, 레지스트액 공급관(23)의 유입측 단부(23a)와 유출측 단부(23b)가 연이어 통한다.
한편, 밸브(V1)의 밸브가 닫혔을 때에는, 도 6(b)에 도시하는 바와 같이 피스톤 로드(19)의 구동에 의해 니들부(17) 및 다이어프램(25)이 휘면서 하방으로 이동되고, 니들부(17)가 유출측 단부(23b)를 닫는다.
이와 같이, 이 밸브(V1)에서의 밸브 열림 및 밸브 닫힘의 동작시에는, 니들부(17)의 변위 동작에 수반하여, 다이어프램(25)이 크게 요곡한다. 이 때문에, 니들부(17)의 변위에 대해서 다이어프램(25)의 바깥가장자리부의 변위가 짧아지고, 실린더(16)내의 용적 변화가 작게 억제된다.
즉, 도 6에 도시하는 밸브(V1)의 구성에 의하면, 도 3의 스텝 S3에서, 밸브 (V1)를 닫는 동작이 행하여져도, 실린더(10)내의 용적을 대부분 변화시키지 않고, 유출측 단부(23b)를 닫을 수 있다. 이 때문에, 도 5(b)에 도시한 레지스트액(R)의 단차(R1)의 발생을 방지할 수 있다.
한편, 상기 제 2 실시형태, 및 제３ 실시형태에 있어서는, 제 1 실시형태의 구성으로 개량을 가한 구성으로 했지만, 제 1 실시형태의 장치 구성이더라도 펌프 동작의 제어에 의해, 도 5(b)에 도시한 레지스트액(R)의 단차(R1)의 발생을 방지할 수 있다.
즉, 도포 처리를 위해서 도 3의 스텝 S6에서 밸브(V1)를 연 후, 펌프(22)를 흡인 동작(Suck back)시키고, 밸브(V1)로부터 노즐(11)에 여분으로 공급된 양의 레지스트액(R)을 흡인시켜도 좋다.
10 : 제어부(제어수단)
11 : 노즐
11a : 노즐 토출구
20 : 보틀(처리액 공급원)
21 : 흡입관(처리액 공급원)
23 : 레지스트액 공급관(처리액 공급관)
35 : 프라이밍 롤러
36 : 프라이밍 처리부
G : 유리 기판(피처리 기판)
R : 레지스트액(처리액)
V1 : 밸브(제 1 밸브)
V2 : 밸브(제 2 밸브)

Claims (8)

  1. 기판에 대해 슬릿 형상의 토출구를 갖는 노즐로부터 처리액을 공급하고, 소정의 도포막을 형성하는 기판 처리 장치로서,
    상기 노즐의 하방으로 자유로이 진퇴되도록 설치되어, 상기 노즐의 토출구로부터 소정량의 처리액이 토출된 프라이밍 롤러를 회전시키는 것에 의해, 상기 노즐의 토출구에 부착된 처리액을 정돈하는 프라이밍 처리부와,
    처리액이 충전 가능하고, 충전된 처리액을, 처리액 공급관을 통하여 상기 노즐에 공급하는 펌프와,
    상기 펌프에, 흡입관을 통하여 처리액을 공급 가능한 처리액 공급원과,
    상기 처리액 공급관에 설치되어, 처리액의 유로를 개폐하는 제 1 밸브와,
    상기 흡입관에 설치되어, 처리액의 유로를 개폐하는 제 2 밸브와,
    상기 프라이밍 처리부와 상기 펌프와 상기 처리액 공급원과 상기 제 1 밸브와 상기 제 2 밸브의 동작 제어를 행하는 제어수단을 구비하고,
    상기 제어수단은,
    상기 제 1 밸브를 여는 동시에 상기 제 2 밸브를 닫고, 상기 노즐의 토출구로부터 상기 프라이밍 롤러에 소정량의 처리액을 토출시키고,
    상기 프라이밍 처리부에서 상기 프라이밍 롤러를 회전시키는 한편, 상기 제 1 밸브를 닫는 동시에 상기 제 2 밸브를 열고, 상기 펌프에, 상기 흡입관을 통하여 상기 처리액 공급원으로부터 처리액을 흡입시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 밸브와 상기 노즐 사이의 상기 처리액 공급관에 설치되고, 상기 제 1 밸브가 닫혀졌을 때에 상기 처리액 공급관에 흐르는 소정량의 처리액을 흡인 가능한 카운터 밸런스 밸브를 구비하고,
    상기 제어수단은,
    상기 제 1 밸브를 닫는 동시에 상기 제 2 밸브를 열고, 또한 상기 카운터 밸런스 밸브를 연 상태로, 상기 펌프에, 상기 흡입관을 통하여 상기 처리액 공급원으로부터 처리액을 흡입시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 밸브는,
    상기 처리액 공급관의 유입측 단부와 유출측 단부가 접속된 실린더와, 상기 실린더내에서 상기 유출측 단부를 자유로이 개폐되도록 설치된 밸브체와, 상기 밸브체의 변위 동작에 수반하여 요곡되고, 상기 실린더내에서의 처리액의 유로를 형성하는 다이어프램을 갖고,
    상기 제어수단은,
    상기 제 1 밸브를 닫는 동시에 상기 제 2 밸브를 열고, 상기 펌프에, 상기 흡입관을 통하여 상기 처리액 공급원으로부터 처리액을 흡입시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제어수단은,
    상기 제 1 밸브를 닫는 동시에 상기 제 2 밸브를 열고, 상기 펌프에, 상기 흡입관을 통하여 상기 처리액 공급원으로부터 처리액을 흡입시키고,
    상기 제 1 밸브를 여는 동시에 상기 제 2 밸브를 닫고, 상기 펌프에 의해 소정량의 처리액을 상기 노즐로부터 기판에 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 기판에 대해 슬릿 형상의 토출구로부터 처리액을 토출하는 노즐과,
    상기 노즐의 하방으로 자유로이 진퇴되도록 설치되어, 상기 노즐의 토출구로부터 소정량의 처리액이 토출된 프라이밍 롤러를 회전시키는 것에 의해, 상기 노즐의 토출구에 부착된 처리액을 정돈하는 프라이밍 처리부와,
    처리액이 충전 가능하고, 충전된 처리액을, 처리액 공급관을 통하여 상기 노즐에 공급하는 펌프와,
    상기 펌프에, 흡입관을 통하여 처리액을 공급 가능한 처리액 공급원과,
    상기 처리액 공급관에 설치되어, 처리액의 유로를 개폐하는 제 1 밸브와,
    상기 흡입관에 설치되어, 처리액의 유로를 개폐하는 제 2 밸브를 구비하는 기판 처리 장치에서,
    처리액을 상기 노즐에 공급한 상기 펌프에 대해, 새롭게 처리액을 충전시키는 처리액 공급방법으로서,
    상기 제 1 밸브를 여는 동시에 상기 제 2 밸브를 닫고, 상기 노즐의 토출구로부터 상기 프라이밍 롤러에 소정량의 처리액을 토출시키는 스텝과,
    상기 프라이밍 처리부에 의해 상기 프라이밍 롤러를 회전시키는 한편, 상기 제 1 밸브를 닫는 동시에 상기 제 2 밸브를 열고, 상기 펌프에, 상기 흡입관을 통하여 상기 처리액 공급원으로부터 처리액을 흡입시키는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 처리액 공급방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 밸브와 상기 노즐 사이의 상기 처리액 공급관에 설치되고, 상기 제 1 밸브가 닫혀졌을 때에 상기 처리액 공급관에 흐르는 소정량의 처리액을 흡인 가능한 카운터 밸런스 밸브를 구비하는 상기 기판 처리 장치에서,
    상기 제 1 밸브를 여는 동시에 상기 제 2 밸브를 닫고, 상기 노즐의 토출구로부터 상기 프라이밍 롤러에 소정량의 처리액을 토출시키는 스텝 후,
    상기 프라이밍 처리부에 의해 상기 프라이밍 롤러를 회전 개시시키는 스텝과,
    상기 제 1 밸브를 닫는 동시에 상기 제 2 밸브를 열고, 또한 상기 카운터 밸런스 밸브를 여는 스텝과,
    상기 펌프에, 상기 흡입관을 통하여 상기 처리액 공급원으로부터 처리액을 흡입시키는 스텝을 실시하는 것을 특징으로 하는 처리액 공급방법.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 밸브는, 상기 처리액 공급관의 유입측 단부와 유출측 단부가 접속된 실린더와,
    상기 실린더내에서 상기 유출측 단부를 자유로이 개폐되도록 설치된 밸브체와,
    상기 밸브체의 변위 동작에 수반하여 요곡되고, 상기 실린더내에서의 처리액의 유로를 형성하는 다이어프램을 갖는 상기 기판 처리 장치에서,
    상기 제 1 밸브를 여는 동시에 상기 제 2 밸브를 닫고, 상기 노즐의 토출구로부터 상기 프라이밍 롤러에 소정량의 처리액을 토출시키는 스텝 후, 상기 프라이밍 처리부에 의해 상기 프라이밍 롤러를 회전 개시시키는 스텝과,
    상기 제 1 밸브를 닫는 동시에 상기 제 2 밸브를 여는 스텝과,
    상기 펌프에, 상기 흡입관을 통하여 상기 처리액 공급원으로부터 처리액을 흡입시키는 스텝을 실시하는 것을 특징으로 하는 처리액 공급방법.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 밸브를 여는 동시에 상기 제 2 밸브를 닫고, 상기 노즐의 토출구로부터 상기 프라이밍 롤러에 소정량의 처리액을 토출시키는 스텝 후, 상기 프라이밍 처리부에 의해 상기 프라이밍 롤러를 회전 개시시키는 스텝과,
    상기 제 1 밸브를 닫는 동시에 상기 제 2 밸브를 여는 스텝과,
    상기 펌프에, 상기 흡입관을 통하여 상기 처리액 공급원으로부터 처리액을 흡입시키는 스텝과,
    상기 제 1 밸브를 여는 동시에 상기 제 2 밸브를 닫는 스텝과,
    상기 펌프에 의해 소정량의 처리액을 상기 노즐로부터 기판에 공급하는 스텝을 실시하는 것을 특징으로 하는 처리액 공급방법.
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