KR960002242B1 - 도포장치 및 방법 - Google Patents

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KR960002242B1
KR960002242B1 KR1019890007138A KR890007138A KR960002242B1 KR 960002242 B1 KR960002242 B1 KR 960002242B1 KR 1019890007138 A KR1019890007138 A KR 1019890007138A KR 890007138 A KR890007138 A KR 890007138A KR 960002242 B1 KR960002242 B1 KR 960002242B1
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미츠루 우시지마
오사무 히라카와
마사미 아키모토
요시오 키무라
노리유키 아나이
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도오교오 에레구토론 가부시끼가이샤
이노우에 아키라
도오교오 에레구토론 큐우슈우 가부시끼가이샤
다카시마 히로시
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Abstract

내용 없음.

Description

도포장치 및 방법
제1도는 종래의 도포장치를 도식적으로 나타낸 평면도.
제2도는 종래의 다른 형태의 도포장치를 도식적으로 나타낸 평면도.
제3도는 종래의 액채 적하용 노즐의 앞끝단부의 일부를 절결하여 나타낸 부분 종단면도.
제4도는 본 발명의 실시예에 관한 도포장치의 개략적인 구성을 나타내고, 장치내에서의 액체의 흐름을 설명하기 위한 도면.
제5도는 본 발명의 실시예에 관한 도포장치를 도식적으로 나타낸 평면도.
제6도는 본 발명의 실시예에 관한 도포장치의 노즐대기 용기의 내부를 나타낸 종단면도.
제7도는 본 발명의 실시예에 관한 도포장치의 노즐을 나타낸 종단면도.
제8도는 본 발명의 실시예에 관한 도포장치의 노즐 앞끝단부를 확대하여 나타낸 종단면도.
제9도는 본 발명의 다른 실시예에 관한 도포장치를 도식적으로 나타낸 평면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 기본대 2 : 에어 실린더
2a : 가이드 3 : 아암
4 : 노즐 5 : 노즐
6 : 컵 7 : 반도체 웨이퍼
8 : 기본대 9 : 모우터
10 : 제1아암 11 : 제1노즐
12 : 용기 13 : 컵
14 : 모우터 15 : 제2아암
16 : 제2노즐 17 : 용기
18 : 튜우브 19 : 노즐 팁(tip)
20 : 기본대 21 : 컵
22 : 개구 30,30a,30b,30c,30d : 노즐
37 : 튜우브 44 : 모우터
45 : 웨이퍼 처크 46 : 반도체 웨이퍼(피처리체)
47 : 온도 조절수 48 : 호울더
50 : 레지스트액(처리액) 51 : 호스
52 : 호스 53 : 온도 조절장치
54 : 튜우브 55 : 열교환기
58 : 출구(물공급구) 59 : 매니포울드(manifold)
60 : 밸브 62 : 드레인관
73 : 노즐조작기구 74 : 가이드레일
75 : 모우터 76 : 보올 스크류우
77 : 지지부재 78 : 이동대
79 : 가이드 레일 80 : 지지부재
81 : 지지부재 82 : 이동대
83 : 풀리 84 : 모우터
85 : 풀리 86 : 벨트
87 : 에어 실린더 88 : 이동판
90a : 노즐 보호지지부재 90b : 노즐 보호지지부재
91 : 에어 실린더 97a,97b,97c,97d : 개구
100 : 노즐 대기 용기 101 : 몸체
102 : 솔벤트 욕 103 : 상실(上室)
104 : 하실(下室) 105 : 개구
106 : 드레인관 107 : 유기용제
112 : 노즐팁 113 : 통로
114 : 액체 입구부 115 : 액체 토출구
116 : 테이퍼부 119 : 수나사
120 : 시일링 121 : 암나사
122 : 너트 123 : 테이퍼면
124 : 제1아암 125 : 제2아암
126 : 축 127 : 고정축
129 : 호스 죠인트(joint) 131 : 호스 죠인트
본 발명은, 반도체 웨이퍼에 액체를 도포하는 도포장치 및 도포방법에 관한 것으로, 특히, 도포되어야할 레지스트액을 반도체 웨이퍼 위에 적하(適下)하는 액체 공급노즐 기구 및 노즐 기구에 의한 도포방법에 관한 것이다.
근년에, IC 또는 LSI등의 반도체 디바이스의 집적도가 증가함에 따라, 더욱 가공 공정이 미세화되는 경향이 있다.
이에 따라, 반도체 웨이퍼에 레지스트액을 도포하는 도포공정 및 그의 현상공정도 복잡화되고 있다.
통상적으로, 레지스트액 도포공정 및 현상액 도포공정에서는, 스핀식 도포장치(spin coater)가 사용된다. 스핀식 도포장치는, 복잡한 도포공정의 요구에 따르기 위하여, 복수개의 액체공급 노즐을 갖고 있다.
즉, 동일의 도포장치가 복수개의 레지스트액 공급용 노즐(고해상도 레지스트, 염료를 넣은 레지스트, 고 내열성 레지스트 등) 및 현상액 공급용 노즐을 구비하고 있으며, 각각의 공정에 따라 노즐조작기구에 의하여 복수개의 노즐중에서 필요한 노즐이 선택되고, 선택된 노즐로부터 반도체 웨이퍼 위로 소망의 액체가 적하된다.
제1도에 나타낸 바와같이, 종래의 도포장치는, 에이실린더(2) 및 가이드(2a)가 기본대(1)의 면을 따라 기본대(1) 위에 형성되고, 아암(3)의 한쪽끝단부에는 실린더(2)의 로드가 연결되고, 아암(3)의 다른쪽끝단부(앞끝단부)에는 2개의 노즐(4),(5)이 착설되어 있다.
이 종래의 도포장치는, 노즐(4),(5)의 비사용시에는 아암(3)을 기분대(1)의 한쪽방향측으로 밀어서 도면에서 2점 쇄선으로 나타낸 대기 위치에 대기시켜 둔다.
노즐(4),(5)을 사용할때에는, 아암(a)을 기본대(1)의 중앙을 향하여 이동시켜, 노즐(4) 또는 노즐(5)을 반도체 웨이퍼(7)의 중심위치 바로위에 위치시킨다. 반도체 웨이퍼(7)는, 컵(6)의 안쪽에 배치된 웨이퍼 처크(도시않됨)에 보호지지되어 있다.
아암(3)을 소정의 위치에 정지시켜, 예를들면, 노즐(4)로 부터 소정량의 레지스트액을 반도체 웨이퍼(7)의 중심 위치에 적하시킨다.
그리고, 반도체 웨이퍼(7)를 회전시켜, 레지스트액을 반도체 웨이퍼(7)의 면 전체에 균일하게 분산시킨다. 즉, 아암(3)의 정지위치를 제어함으로써, 노즐(4),(5)중에서 하나가 선택된다.
그러나, 상기한 도포장치에서는, 사용하고 있지 않는 쪽의 노즐(예를들면 노즐(5))로 부터 레지스트액이 반도체 웨이퍼 위로 적하하는 경우가 있다.
또한, 사용하지 않는 노즐의 액체 통로내에서 레지스트액이 건조되어, 액체의 점도가 상승하므로, 도포얼룩이 발생한다.
이 결과, 반도체 웨이퍼의 표면위에 균일하고 또한 소정 두께의 레지스트층을 형성할 수가 없다는 결점이 있다. 제2도에 다른 종래의 도포장치를 나타낸다.
이러한 형식의 장치에서는, 웨이퍼처크(도시않됨)를 갖는 컵(13)이 기본대(8)의 대략 중앙부에 형성되고, 컵(13)을 좌, 우 양쪽에서 사이에 두고, 제1아암(10) 및 제2아암(15)이 각각 배열설치되어 있다. 각 아암(10),(15)의 한쪽끝단부는 지지축에 의하여 지지되고, 각 지지측은 각각 모우터(9),(14)의 구동축에 기어 또는 벨트를 개재하여 연결되어 있다. 제1아암(10)의 다른쪽 끝단부(양끝단부)에는 제1노즐(11)이 형성되고, 제2아암(15)의 다른쪽 끝단부(앞끝단부)에는 제2노즐(16)이 형성되어 있다.
각 노즐(11),(16)의 앞쪽 끝단아래쪽에는, 각각 레지스트액 저류용의 용기(12),(17)가 형성되어, 각 노즐의 레지스트액의 건조를 방지하도록 되어 있다.
이러한 형식의 종래의 장치에서는 ,제1노즐(11) 및 제2노즐(16)중의 어느하나를 선택한다.
예를들면, 제1노즐(11) 쪽을 사용할때에는 아암(10)을 지지축 주위로 회전시켜, 반도체 웨이퍼(7)의 중심위치 바로위에 노즐(11)을 위치킨다.
이어서, 노즐(11)로부터 반도체 웨이퍼(7) 위로 소정량의 레지스트액을 적하하고, 반도체 웨이퍼(7)를 회전시켜서 레지스트액을 반도체 웨이퍼(7)의 전체면에 균일하게 분산시킨다.
그러나, 상기한 형식의 도포장치에서는, 노즐의 수가 증가함에 따라 노즐조작기구가 대형화ㆍ복잡화 된다는 결점이 있다.
또한, 노즐의 수가 증가하면, 각 아암 상호간에 간섭이 발생하여, 확실한 동작을 확보할 수가 없다는 문제점이 있다.
그런데, 액체 공급용의 노즐은, 반도체 웨이퍼 위로 적하되는 액체의 량을 일정하게 하기 위하여, 액체중에 기포 혼입되지 않도록, 액체통로가 특수형상을 이루고 있다.
또한, 액체의 온도도 도포막 두께에 영향을 주기 때문에, 노즐내의 액체가 적정한 온도로 조정되는 경우도 있다.
종래의 노즐은, 예를들면, PTA((4불화 에틸렌 수지) 또는 연질의 PTFE(4불화 에틸렌 수지) 등의 불화 에틸렌 수지제의 튜우브를 내장하고, 이 수지튜우브의 앞끝판부분을 액체공급통로로서 사용한다
그러나, 종래의 노즐에서는, 튜우브의 앞끝단부에서 튜우브의 두께부분을 레지스트액이 부착되고, 이것이 건조 고화되어 액체 공급구가 좁아지므로, 적하되는 액체의 량이 변화한다는 결점이 있다.
또한, 반도체 웨이퍼의 취급 조작중, 또는 도포장치의 컵을 교환할 때에, 노즐과, 반도체 웨이퍼, 컵이나 그외의 부재가 서로 충돌하여, 노즐이 변형ㆍ파손되는 사고가 발생한다. 이 경우에, 노즐이 손상을 받게되면, 노즐 자체가 배관 튜우브이기 때문에, 그의 교환, 착설 및 조정을 위한 작업에 대단히 많은 시간을 필요로 한다.
이와같은 종래 노즐의 결점을 해소하기 위하여, 제3도에 나타낸 바와같이, 스테인레스강제의 튜우브(18)의 앞끝단부에 액체 토출용의 노즐 팁(19)을 착설하고, 팁(19)을 통하여 액체가 적하되도록 개량한 노즐이 있다.
즉, 팁(19)의 앞끝단부를 얇은 두께로 하고 있는 것이어서, 팁의 앞끝단에 액체가 부착되지 않게된다.
노즐 팁(19)에는, 예를들면, 4불화 에틸렌수지(PEA) 또는 3불화 염화에틸렌 수지(PCTFE)등의 불화에틸렌수지제튜우브를 사용한다.
그러나, 상기한 종래의 노즐은, 튜우브(18)가 스테인레스강제이기 때문에, 튜우브(18)내로 혼입된 기포를 눈으로 보아서 확인할 수가 없다.
또한, 노즐 팁(19)은 튜우브(18)의 앞끝단에 눌러 넣음으로써 착설되어 있기 때문에, 장시간 사용하면 눌러넣은 부분이 열화(劣火)되므로, 헐거워진 눌러넣은 부분에서 액체통로내로 가스가 침입하여 기포가 발생한다는 결점이 있다.
본 발명의 목적은, 여러종류의 액체 적하용 노즐중에서 필요한 액체 적하용 노즐만을 선택하여 반도체 웨이퍼 위로 액체를 적하하는 경우에, 불필요한 액체가 반도체 웨이퍼 위로 적하되는 일이없이, 필요한 종류와 필요한 량의 액체를 적하할 수가 있는 도포장치를 제공하는데에 있다.
또한, 본 발명이 목적은, 도포얼룩을 발생기키는 일이 없이 균일한 두께의 액체막을 얻기 위하여, 액체중에로의 기포의 혼입을 방지할 수가 있는 도포장치용의 액체 적하용 노즐을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 피검사체에 액체를 도포하는 도포장치 ; 액체 공급원으로부터 액체가 공급되어, 피검사체에 여러종류의 액체를 적하하기 위한 복수개의 액체 적하노즐 수단과, 상기 액체 적하노즐 수단을 사용하지 않을때에, 액체 적하노즐 수단의 토출구부 근방의 액체를 소정의 상태로 유지하면서, 이것을 대기시켜 두는 노즐 대기용기와, 상기 노즐 대기용기에서 대기하는 액체 적하노즐수단중에서 필요한 갯수의 액체 적하노즐 수단만을 선택하고, 이것을 피검사체까지 반송하는 노즐조작수단과를 가지며, 상기 노즐조작수단에 의하여 반송된 액체 적하노즐 수단만에 의하여 피검사체에 액체를 도포한다.
상기 노즐조작수단은, 액체 토출구부를 XYZ측 방향으로 각각 직선이동시키는 XYZ측 이동기구를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 상기 노즐조작 수단은, 액체 토출구부를 X, Y면 내에서 이동시키는 다관질 아암부재를 이동기구를 갖는것이 바람직하다.
또한, 상기 노즐조작 수단은, 개폐가 자유로운 1쌍의 노즐 부재를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 상기 액체 적하노즐 수단의 액체 토출구부는, 액체공급원으로 연이어 통하는 액체공급통로에서 붙이고 뗄수 있도록 되어 있는 것이 바람직하다.
액체 적하노즐 수단의 액체 토출구부와 액체공급통로와의 사이에는, 시일링부재가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이 경우에, 시일링부재가, 액체 공급통로 및 액체토출구부를 구성하는 부재보다 연질인 수지로 만들어진다. 예를들면, 연질의 4불화 에틸렌 수지로 만들어진다.
또한, 액체 적하노즐수단은, 액체의 온도를 조정하기 위한 온도 조절수(水)가 통하여 흐르는 호울더 부재를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 상기 액체 적하노즐수단의 액체 토출구는, 액체 토출통로의 개구에서 나팔형상으로 열려있는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 도포방법은 ; 복수개의 액체 적하노즐에 의하여 여러가지 종류의 처리액을 피처리체 위에 도포하는 방법에 있어서, 여러가지 종류의 처리액에 대응하는 복수개의 액체적하노즐은 미리 준비하여 노즐대기용기에 담겨진 유기용제의 휘발증기 분위기중에 대기시켜두고, 피처리제위에 어떠한 처리액을 적하할때에는, 이에 대응하는 전용의 액체적하노즐을 선택하여, 상기 피처리제의 윗쪽으로 이동시켜서 처리액을 도포하도록 한 것을 특징으로 한다.
[실시예]
다음에, 본 발명의 여러가지 실시예에 대하여, 레지스트액 도포 공정에 사용되는 도포장치의 경우를 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.
제4도에 나타낸 바와 같이, 반도체 웨이퍼(46)는 웨이퍼 처크(45)에 의하여 흡착 보호지지되고, 레지스트액 적하용의 노즐(30)은 반도체 웨이퍼(46)의 윗면에 대면하고 있다. 웨이퍼 처크(45)는 모우터(44)에 의하여 수직측주위로 회전이 가능하게 지지되어 있다. 모우터(44)는, 컴퓨터 시스템의 콘크롤러에 의하여 회전속도 및 회전시간이 제어되도록 되어 있다. 노즐(30)은, 호울더(48)에 의하여 보호지지되어 있다. 호울더(48)내의 온도 조절수 입구에는 호스(51)의 한쪽끝단이 접속되어, 온도 조절수 출구에는 호스(52)의 한쪽끝단이 접속되어 있다. 호스(51)의 다른쪽 끝단은 온도 조절장치(53)의 출구(58)에 접속되어 있다.
한편, 호스(53)의 다른쪽 끝단은 매니포울드(59)에 접속되어 있다. 매니포울드(59)는, 밸브(60) 및 드레인관(62)을 갖는다. 밸브(60)를 통하여 매니포울드(59)와 온도조절장치(53)에 연이어 통하게 되고, 온도 조절수(47)가 장치(53)에 되돌려지도록 되어 있다.
또한, 매니포울드(59)내의 온도 조절수(47)의 일부는 드레인관(62)을 통하여 배출된다. 온도 조절장치(53)에는 4개의 계통의 액체 공급시스템이 형성되어 있다.
각 액체공급시스템은, 노즐(30), 액체 공급용 튜우브(37),(54) 및 열교환기(55)에 의하여 구성되어 있다. 튜우브(37)는 호스(51)내에 형성되어 있다.
제5도에 나타낸 바와같이, 기본대(20) 외에는 웨이퍼 처크(45) 및 노즐조작기구(73)가 형성되어 있다. 웨이퍼 처크(45)위의 반도체 웨이퍼(46)를 에워싸도록 컵(21)이 형성되어 있다.
컵(21)은, 원심력에 의하여 반도체 웨이퍼(46)에서 이탈된 액체가 주위로 날아흩어지는 것을 방지하도록 만들어져 있다.
또한, 컵(21)의 윗쪽에는 반도체 웨이퍼(46)를 도포장치로 반입, 반출하기 위한 개구(22)가 형성되어 있다. 노즐조작기구(73)는 컵(21)에 인접하여 형성되어 있다. 이 노즐조작기구(73)는, 1쌍의 노즐 보호지지부재(90a),(90b)와, 노즐 보호지지부재(90a),(90b)를 각각 X축, Y축, Z축을 따라 이동시키는 기구와, 비사용시에 4종류의 노즐(30a),(30b),(30c),(30d)을 대기시켜 두는 노즐대기용기(100)와를 갖는다.
노즐 보호지지부재(90a),(90b)는 이동판(88)위에 탑재되고, 또한, 이동판(88)은 이동대(82)위에 탑재되어 있다. 한쪽의 노즐 보호지지부재(90b)는, 에어실린더(91)의 피스톤로드에 연결되어, X축을 따라 이동된다.
이에 의하여, 노즐 보호지지부재(90a)와 노즐 보호지지부재(90b)의 상호간격이 변화하여, 마치 핀세트와 같이 개폐되어 노즐(30a),(30b),(30c),(30d)이 잡혀진다.
또한, 이동판(88)은, 에이실린더(87)이 피스톤로드에 연결되어, Z축에 따라 상하 이동된다.
또한, 이동대(82)는, 벨트(86)의 일부에 연결되어, 가이드레일(79)을 따라 X축방향으로 안내 이동된다. 가이드레일(79)의 양쪽끝단에는 지지부재(80),(81)가 형성되며, 레일(79)은 이동대(78)위에 지지되어 있다. 이동대(78)위에는 모우터(84)가 형성되고, 모우터(84)의 구동축에 풀리(83)가 끼워넣어져 있다.
또한, 한쪽의 지지부재(81)에도 풀리(85)가 착설되어 있다. 벨트(86)는, 풀리(83),(85)의 사이에 걸쳐져 있다.
또한, 이동대(78)는, 모우터(75)로서 회전구동되는 보울 스크류우(76)에 너트(도시되지않음)를 개재하여 연결되고, 가이드레일(74)을 따라 Y축 방향으로 안내 이동된다. 가이드레일(74) 및 보울스크류우(76)는, 각각의 양쪽 끝단부에서 1쌍의 지지부재(77)에 의하여 기본대(20)위에 지지되어 있다. 노즐대기용기(100)는, 웨이퍼 처크(45) 및 노즐조작기구(73)의 사이에 형성되어 있다. 노즐대기용기(100)의 윗면에는 4개의 개구(97a),(97b),(97c),(97d)가 형성되어 있다.
개구(97a),(97b),(97c),(97d)는 X축을 따라 배열되고, 각 개구의 각각을 통하여 노즐(30a),(30b),(30c),(30d)의 앞끝단 부가용기(100)내에 삽입된다.
다음에, 제6도를 참조하면서, 노즐 대기 용기(100)에 대하여 상세히 설명한다. 용기(100)의 몸체(101) 내부의 중간부근에 용제예를들면 신나가 수용되는 솔벤트욕(102)이 형성되고, 솔벤트욕(102)에 저류된 유기용제(107)에서 휘발된 증기에 의하여 용기의 상실(上室)(103)의 내부가 가득채워져 있다. 솔벤트욕(102)에는 개구(105)가 형성되고, 개구(105)에 의하여 용기의 상실(103)과 하실(下室)(104)이 연이어 통하고 있다. 개구(105)는 노즐 삽입용 개구(97a) 내지 (97d)이 아래쪽에 형성되어 있다.
대기중인 노즐(30a) 내지 (30d)은 상기 유기용제(107)의 휘발증기중에 마련되어 노즐내의 처리액 예를들면 레지스트액의 건조를 방지함과 동시에, 각각 방울져서 떨어지는 액체방울은 개구(105)를 통하여 하실(104)내에 떨어져서, 드레인관(106)을 통하여 배출되도록 되어 있다.
다음에, 제7도 및 제8도를 참조하면서, 액체 적하용 노즐에 대하여 설명한다.
또한, 4개의 노즐은 각각은 실질적으로 동일한 구성이기 때문에, 여기에서는 제1의 노즐(30a)을 대표하여 설명하고, 다른 노즐에 대하여는 설명을 생략한다.
제7도에 나타낸 바와같이, 노즐(30a)은 호울더(48)의 하부에 장착되어 있다.
이 호울더(48)는 속이빈 상태를 이루고, 2개의 호스 죠인트(jount)(129),(131)가 호울더(48)의 상부에 형성되어 있다. 각 호스 죠인트(129),(131)에는 각각 호스(51),(52)가 접속되어 있다.
제4도에 나타낸 바와같이, 호스(51)의 상류끝단부는 온도 조절장치(53)의 물공급구(58)에 접속되고, 호스(52)의 하류 끝단부는 매니포울드(59)의 입구에 접속되어 있다.
즉, 호스(51)를 통하여 호울더(48)내로 온도 조절수(47)가 유입되고, 호스(52)를 통하여 온도 조절수(47)가 호울더(48)에서 유출되도록 되어 있다.
한쪽의 호스(51)내에는 레지스트액 공급용의 튜우브(37)가 끼워져 통하고, 튜우브(37)내의 레지스트액(50)이 온도 조절수(47)에 의하여 온도가 조절된다.
제8도에 나타낸 바와같이, 노즐(30a)의 앞끝단부분에는 노즐 팁(112)이 착설되어 있다. 팁(112)의 기초 끝단부에는 수나사(119)가 형성되고, 이 수나사(119)가 너트(122)의 암나사(121)에 나사맞춤되어 있다. 너트(132)와 액체 공급용 튜우브(37)와의 사이에는 시일링(120)에 형성되어 있다.
시일링(120)의 상부 테이퍼면(123)과 너트(122)의 테이퍼면은 서로 맞닿고 있다.
노즐 팁(112)을 너트(122)에 나사로 끼워넣으면 넣을수록 시일링(120)이 이 튜우브(37)의 바깥둘레벽에 밀어붙여지므로, 간격이 링(120)에 의하여 시일된다.
노즐 팁(112)의 액체 입구부(114)는 ,튜우브(37)에 대하여 액체 토출구(115)쪽을 향하여 좁아지게 가공되고, 테이퍼부(116)가 형성되어 있다.
또한, 액체 토출구(115)는, 대기중인 액체(50)의 낙하방지를 위하여, 나팔형상으로 형성되어 있다. 이 경우에, 액체 토출구(115)의 부분은, 칼날형상으로 두께가 얇게 형성하는 방법이 바람직하다.
또한, 액체 공급용 튜우브(37)는, 4불화 에틸렌수지(PFA)로 만들어져 있다.
또한, 시일링(120)은, 연질의 4불화 에틸렌 수지(PTFE)로 만들어져 있다.
다음에, 제4도 내지 제6도를 참조하여, 용기(100)에서 제1노즐(30a)을 배내어, 반도체 웨이퍼(46)에 레지스트액을 도포하는 경우에 대하여 설명한다.
(1) 반송기구(도시않됨)에 의하여 처리전의 반도체 웨이퍼(46)를, 개구(22)를 통하여 컵(21)내로 반입하고, 웨이퍼 처크(45)에 얹어 놓는다.
반도체 웨이퍼(46)를 웨이퍼 처크(45)에 의하여 흡착 보호지지한다.
(2) 반도체 웨이퍼(46)의 설정이 완료되면, 컴퓨터 시스템(도시않됨)으로부터 노즐조작기구(73)로 동작개시 신호가 전달되고, 노즐조작기구(73)가 동작을 개시한다.
이 경우에, 컴퓨터 시스템에는, 기구(73)가 고해상도 레지스트액 적하용의 제1노즐(30a)을 선택하기 위한 프로그래밍 데이타가 미리 입력되어 있다.
(3) 컴퓨터 제어에 따라, 모우터(75)로서 스크류우(76)를 회전시켜, 이동대(78)를 Y축 방향으로 후퇴시킨다(즉, 노즐 보호지지부재(90a)(90b)를 웨이퍼 처크(45)의 위치로부터 멀리 떨어지는 방향으로 이동시킨다.
(4) 다음에, 모우터(84)에 의하여 벨트(86)를 구동시켜서, 이동대(82)를 X축 방향으로 이동시켜, 노즐 보호지지부재(90a),(90b)를 노즐대기용기(100)의, 프로그램에 의하여 선택된 제1노즐(30a)의 윗쪽근방에 위치시킨다.
(5) 에어 실린더(91)를 동작시켜서 한쪽의 노즐 보호지지(90b)를 다른쪽의 부재(90a)로부터 멀리 떨어지게 한다(노즐 보호지지부재(90a),(90b)의 개방동작).
(6) 이동대(78)를 Y축 방향으로 전진시켜, XY 평면내에서 보호지지부재(90a),(90b)를 노즐(30a)의 바로위에 위치시킨다.
(7) 실린더(87)에 의하여 이동대(88)를 하강시켜, 보호지지부재(90a),(90b)의 사이에 제1노즐(30a)이 위치하도록 이동대(88)를 정지시킨다.
(8) 실린더(91)에 의하여 보호지지부재(90a),(90b)를 폐쇄 동작시켜, 부재(90a),(90b)에 의하여 제1노즐(30a)을 잡는다.
(9) 실린더(87)에 의하여 이동대(88)를 상승시켜서, 제1노즐(30a)을 용기(100)로부터 들어올리고, 이것을 소정의 높이에서 정지시킨다.
(10) 다음에, 모우터(75)의 구동에 의하여 이동대(78)를 y축 방향으로 후퇴시킨 후, 모우터(84)의 구동에 의하여 이동대(82)를 X축 방향으로 이동시켜, 부재(90a),(90b)에 잡힌 상태에서 제1노즐(30a)를 반도체 웨이퍼(46)의 중심선 상에 위치시킨다.
(11) 모우터(75)의 구동에 의하여 이동대(78)를 Y축 방향으로 전진시켜서, 제1노즐(30a)을 반도체 웨이퍼(46)의 중심위치에 바로위에 이동시킨다.
(12) 실린더(87)의 구동에 의하여 이동판(88)을 하강시켜, 제1노즐(30a)을 반도체 웨이퍼(46)에 접근시키고, 노즐(30a)의 액체 토출구(115)로부터 웨이퍼(46)의 윗면까지의 간격이 소정의 거리로 될때에 이것을 정지시킨다.
(13) 다음에, 제4도를 참조하여 제1노즐(30a)에 레지스트액(50)을 공급하는 공정에 대하여 설명한다.
레지스트액(50)은, 액체 탱크(도시않됨)의 밸브(도시않됨), 색백밸브(도시않됨)를 통하여 튜우브(54)에서 온도 조절장치(53)로 유입된다.
온도 조절장치(53)내에서는, 레지스트액(50)은 열교환기(55)에 의하여 소정의 온도로 조정된다.
열 교환기(55)는, 열교환율이 높은 금속 튜우브로 구성되어 있다.
다음에, 레지스트액(50)은, 온도 조절장치(53)의 출구(58)에서 튜우브(37)내를 통하여 흘러, 노즐(30a)의 액체 토출구(115)에서 소정량이 밀려 나온다.
이것이, 액체 방울로 되어서 반도체 웨이퍼(46)의 중심위치를 향하여 떨어진다.
(14) 모우터(44)에 의하여 웨이퍼 처크(45)를 예를들면 1000 내지 6000RPM 범위의 소정의 회전속도로 회전시킨다. 이 결과, 적하된 레지스트액이 반도체 웨이퍼(46)의 전체면으로 분산되어, 소정의 두께를 갖는 레지스트액의 도포층이 형성된다.
(15) 레지스트액의 도포가 종료되면, 상기한 공정(3) 내지 (12)를 반대의 순서로 행하여, 제1노즐(30a)을 용기(100)의 개구(97a)로 되돌림과 동시에, 노즐 보호지지부재(90a),(90b)를 소정의 위치에 대기시킨다.
(16) 노즐(30a)을 대기 위치로 되돌린 후에, 웨이퍼 처크(45)에 의한 반도체 웨이퍼(46)의 흡착보호지지를 해제하고, 핸들링장치(도시않됨)에 의하여 반도체 웨이퍼(46)를 도포장치에서 반출한다.
(17) 또한, 그후, 반도체 웨이퍼(46)에 현상액을 도포하는 경우는, 노출처리후의 반도체 웨이퍼(46)를 웨이퍼 처크(45)에 의하여 흡착보호지지하고, 예를들면 제4노즐(30d)을 노즐조작장치(73)에 의하여 반도체 웨이퍼(46)의 중심위치 바로위로 반송하여, 소정량의 현상액을 반도체 웨이퍼(46)에 도포한다.
상기 제1의 실시예에 의하면, 공정 및 웨이퍼의 종류에 따라, 복수개의 액체 적하용 노즐중에서 1개만을 선택하고, 선택된 1개의 노즐만을 반도체 웨이퍼 위로 반송하고, 다른 노즐은 용기에서 대기하고 있다. 이로 인하여, 반도체 웨이퍼 위로 불필요한 액체가 떨어지는 사고를 회피할 수가 있으므로, 도포얼룩의 발생을 방지할 수가 있다.
또한, 상기 노즐 팁(112) 및 너트(122)는, 스테인레스강 또는 3불화 염화 에틸렌수지(PCRFE) 등의 고 강도수지로 만들어져 있다.
이 경우에, PCTFE는 경도가 높고, 가공 정밀도도 높기 때문에, 액체 토출구(115)의 형상안정성이 우수하고, 또한, 연질의 시일링(120)을 밀어누르기에 적합하다.
또한, 일반적으로, 튜우브(37)로서 형상안정성이 떨어지는 수제튜우브를 사용하였을 경우에 있어서도, 시일링(120)이 변형됨으로서 액체가 새지 않는 상태를 형성하여 유지할 수가 있으므로, 전체적으로 효과있게 시일작용을 하는 기능이 발휘된다.
또한, 튜우브(37)와 팁(112)과의 밀착을 용이하고, 또한 확실하게 행함과 동시에, 팁(112)이 파손되었을 경우에도 간단하게 붙이고 뗄수가 있다.
또한, 상기 노즐의 토출액 통로(113)에는, 액체의 모아짐이나 기포의 모아짐이 발생하는 원인으로 되기 쉬운 오목볼록부가 형성되지 않고, 튜우브(37) 및 팁(112)의 안쪽면도 연속하여 접속되는 것이어서, 액체의 모아짐이나 기포의 모아짐의 발생하지 않게 된다.
따라서, 안정한 토출량을 얻을 수가 있다.
[제2실시예]
다음에, 제9도를 참조하면서, 제2실시예에 대하여 설명한다.
또한, 제2실시예와 상기 제1실시예가 공통되는 부분에 대하여는 설명 및 도시를 생략한다.
이 제2실시예의 도포장치에서는, 노즐조작기구를 변경하고 있다. 고정축(127)이 기본대(20)위에 고정되고, 제1아암(124)이 고정축(127)의 주위로 회전이 가능하게 되어 있다. 고정축(127)에는 도시하지 아니한 모우터의 구동측이 연결되어 있다.
또한, 고정축(127)은 노즐대기용기(100)의 길이 연장선상에 형성되어 있다.
또한, 제2아암(125)은 축(126)을 개재하여 제1아암(124)에 연결되어 있다.
즉, 제1 및 제2아암(124),(125)에 의하여 다관절 아암으로 이루어지는 노즐조작기구가 형성된다. 이 다관질 아암의 앞끝단에 노즐 보호지지부재(90a),(90b)가 착설되어 있다.
또한, 다관절 아암은, 고정축(127)을 중심으로 도시한 바와같이 절곡되므로, 그의 앞끝단에 형성된 부재(90a),(90b)를 용기(100)의 각 노즐 보호지지 장소에 위치시킬 수가 있다.
상기한 제2실시예의 장치에서는, 고정축(127)의 주의로 제1아암(124)을 소정의 각도만큼 회전 구동시켜, 보호지지부재(90a),(90b)에 의하여 제3노즐(30c)을 잡고, 이것을 반도체 웨이퍼(46)의 중심위치 바로위로 반송하여, 웨이퍼(46)에 소정량의 레지스트액을 적하한다.
상기한 제2실시예에 의하면, 기본대 위에 설치되는 노즐조작기구를 소형화 할 수가 있다.
또한, 상기 실시예에서는, 4개의 노즐중에서 1개의 노즐을 선택하는 경우에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것만은 아니고, 2개, 3개, 5개등 복수개의 노즐군(群)중에서 1개 또는 2개의 노즐을 선택하도록 할 수도 있다.
이상에서 설명한 바와같이, 본 발명의 도포장치 및 노즐에 의하면, 액체를 반도체 웨이퍼위에 확실하게 필요한 량만큼 적하할 수가 있으므로, 도포얼룩을 발생하는 일이없이, 균일하게 액체를 도포할 수가 있다.
이로 인하여, 도포공정의 신뢰성이 향상되므로, 반도체 웨이퍼의 생산성의 향상을 도모할 수가 있다.

Claims (11)

  1. 액체 공급원으로부터 액체가 공급되어, 피처리체(46)에 여러종류의 액체를 적하하기 위한 복수개의 액체 적하노즐 수단과, 상기 액체 적하노즐 수단을 사용하지 않을때에, 액체 적하노즐 수단의 토출구부(115) 근방의 액체를 소정의 상태로 유지하면서, 이것을 대기시켜두는 노즐 대기 용기(100)와, 상기 노즐대기 용기(100)에서 대기하는 액체 적하 노즐수단중에서 필요한 갯수의 액체적하노즐 수단만을 선택하고, 이것을 피처리체(46)까지 반송하는 노즐조작수단과를 가지며, 상기 노즐조작수단에 의하여 반송된 액체 적하 노즐 수단만에 의하여 피처리체(46)에 액체를 도포하는 것인 도포 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 노즐조작 수단은, 액체 토출구부(115)를 X,Y,Z축 방향으로 각각 직선 이동 시키는 X,Y,Z축 이동 기구를 갖는 것인 도포 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 노즐조작 수단은, 액체 토출구부(115)를 X,Y면 내에서 이동시키는 다관절 아암 부재를 갖는 것인 도포 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 노즐조작 수단은, 개폐가 자유로운 1쌍의 노즐 보호지지부재(90a),(90b)를 갖는 것인 도포 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 액체 적하 노즐 수단의 액체 토출구부(115)는, 액체 공급원으로 연이어 통하는 액체 공급 통로(113)에서 붙이고 뗄 수 있도록 되어 있는 것인 도포 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 액체 적하 노즐 수단의 액체 토출구부(115)와 액체 공급 통로(113)와의 사이에, 시일링 부재가 형성되어 있는 것인 도포 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 시일링 부재는, 액체 공급 통로(113) 및 액체 토출구부(115)를 구성하는 부재보다 연질인 수지로 만들어져 있는 것인 도포 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 시일링 부재에 테이퍼면(123)에 형성되어 있는 것인 도포 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 액체 적하 노즐 수단은, 액체의 온도를 조정하기 위한 온도 조절수(47)가 통하여 흐르는 호울더 부재를 갖는 것인 도포 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 액체 적하 노즐 수단의 액체 토출구부(115)는, 액체 토출 통로(113)의 개구에서 나팔형상으로 개방되어 있는 것인 도포 장치.
  11. 복수개의 액체 적하 노즐에 의하여 여러가지 종류의 처리액을 피처리체 위에 도포하는 방법에 있어서, 여러가지 종류의 처리액(50)에 대응하는 복수개의 액체 적하 노즐(30a), (30b), (30c), (30d)을 미리 준비하여 노즐 대기용기(100)에 담겨진 유기 용제(107)의 휘발증기 분윅중에 대기시켜 두고, 피처리제(46) 위에 어떠한 처리액(50)을 적하 할때에는, 이에 대응하는 전용의 액체 적하 노즐(30a), (30b), (30c), (30d)을 선택하여, 상기 피처리체(46)의 윗쪽으로 이동시켜서 처리액(50)을 도포하도록 한 것을 특징으로 하는 도포 방법.
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