KR100613968B1 - 레지스트 도포처리장치 및 레지스트 도포처리방법 - Google Patents

Abstract

(해결수단) 레지스트 토출 노즐이 노즐 암의 선단부에 설치되고, 기판은 스핀 척에 장착되어 있다. 이 레지스트 토출 노즐중 어느 하나로부터 기판에 레지스트액을 토출시키면서 노즐 이동기구에 의해 노즐 암과 함께 레지스트 토출 노즐을 기판 상으로 이동시킴과 동시에, 기판회전기구에 의해 스핀 척과 함께 기판을 회전시켜, 레지스트 토출 노즐의 어느 하나와 기판에 상대적인 스크롤 동작을 시키면서 레지스트액을 기판상에 스크롤 형상으로 도포한다. 이것에 의해, 레지스트액이 확산하기 어려운 경우라도, 적은 레지스트액 토출량으로 레지스트액을 기판상에 균일하게 도포 할 수 있다.

Description

레지스트 도포처리장치 및 레지스트 도포처리방법{RESIST COATING APPARATUS AND RESIST COATING METHOD}

도 1은 본 발명이 적용되는 LCD의 컬러 필터 레지스트 도포·현상처리 시스템을 나타내는 평면도이다.

도 2는 레지스트 도포처리유닛(CT), 건조처리유닛 및 에지 리무버(Edge Remover:ER)를 나타내는 개략도이다.

도 3은 레지스트 도포처리유닛(CT), 건조처리유닛 및 에지 리무버(ER)를 나타내는 측면도이다.

도 4는 레지스트 토출 노즐암의 평면도 및 측면도이다.

도 5는 본 발명의 일실시형태에 관한 레지스트 도포처리유닛(CT)을 모식적으로 나타내는 평면도이다.

도 6은 본 발명의 일실시형태에 관한 레지스트 도포처리유닛(CT)의 제어계를 나타내는 개략도이다.

도 7은 본발명의 일실시형태에 관한 레지스트 도포처리유닛(CT)에 이용하는 레지스트 토출 노즐의 측면도 및 정면도이다.

도 8은 레지스트 도포처리유닛(CT)에 이용하는 레지스트 토출노즐의 예를 모식적으로 나타내는 도이다.

도 9는 스크롤 도포직후의 레지스트의 도포상태를 나타내는 모식도이다.

도 10은 센터 토출의 경우와 스크롤 도포의 경우에 대하여 막 두께 프로필을 나타내는 그래프이다.

도 11은 본 발명의 다른 실시형태에 관한 노즐의 구성을 나타내는 단면도이다.

도 12는 본 발명의 별개의 실시형태에 관한 노즐의 구성을 나타내는 단면도이다.

도 13은 침상부재(針狀部材)의 변형된 예를 나타내는 정면도이다.

도 14는 침상부재의 다른 변형된 예를 나타내는 정면도이다.

도 15는 침상부재의 또 다른 변형된 예를 나타내는 정면도이다.

도 16은 도 15에 나타내는 노즐의 세정기구를 나타내는 도면이다.

도 17은 본 발명의 또 다른 별개의 실시형태에 관한 노즐의 정면도이다.

도 18은 또 다른 별개의 실시형태에 관한 노즐의 평면도이다.

도 19는 본 발명의 또 다른 실시형태에 관한 노즐의 정면도이다.

도 20은 본 발명의 별개의 실시형태에 관한 노즐의 측면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

22 ; 레지스트 도포 처리 유닛(CT) 51 ; 스핀 척

55 ; 레지스트 토출 노즐 암 56a∼56d ; 색채 레지스트 토출 노즐

57a∼56d ; 색채 레지스트 공급관 81 ; 토출구

90 ; 컨트롤러 91 ; 노즐 이동기구

92 ; 기판회전기구 G ; 컬러 필터용 기판

본 발명은, 컬러 액정 디스플레이(LCD)의 컬러 필터 등의 기판에 레지스트액을 도포하는 레지스트액 도포처리장치 및 레지스트액 도포처리방법에 관한 것이다.

컬러 액정 디스플레이(LCD)의 컬러 필터 제조에 있어서는, 유리제의 직사각형 기판에, 4색(레드, 그린, 블루 및 블랙)의 색채 레지스트를 도포하여 이것을 노광하고, 이것을 현상처리하는 소위 포토리소그래피 기술에 의해 컬러 필터를 형성하고 있다.

이러한 컬러 필터의 포토리소그래피 공정에 있어서는, 각 색마다 색채 레지스트 도포처리 및 노광·현상처리를 행하고 있다. 즉, 예를 들면 레드 색채 레지스트를 도포하여 노광·현상처리하고, 다음에 그린 색채 레지스트를 도포하여 노광·현상처리하고, 그 후 블루, 블랙에 관해서도 같은 처리를 행하고 있다.

상술한 처리공정중, 각 색채 레지스트 도포공정에서는, 직사각형의 기판을 레지스트 도포유닛에 반입하여 스핀 척에 장착하고, 기판이 정지한 상태에서 레지스트 토출노즐로부터 대략 기판의 중심에 각 색채 레지스트액을 토출하며, 그 후 스핀 척에 의해 기판을 회전시켜 원심력에 의해 각 색채 레지스트액을 확산하여, 기판상에 각 색채 레지스트를 성막(成膜)하고 있다.

그런데, 컬러 필터의 표면에는 패턴이 형성되어 있고, 이 영향으로 레지스트액이 정확한 원 형상으로 확산하지 않는다. 이 영향으로 회전 성막시에 레지스트액이 덜 칠해진 곳이 발생할 우려가 있고, 덜 칠해지는 것을 해소하기 위해 레지스트 사용량이 증가하게 된다. 또 색채 레지스트액은, 반도체 웨이퍼 등에 이용하는 통상의 레지스트액과 달리, 색채를 위한 안료 또는 수지(樹脂)를 포함하고 있는 것으로, 기판을 회전시켜 색채 레지스트액을 확산할 때, 기판 상에서 색채 레지스트액이 확산하기 어렵고, 같은 량의 레지스트액을 공급해도 레지스트 확산면적은 감소하고, 기판 전면에 도포하기 위한 레지스트액 사용량이 증가해 버린다. 반대로, 레지스트액의 사용량을 증가시키지 않으면, 바로 레지스트 확산 면적이 감소해져 버리기 때문에, 회전후의 성막이 불가능하게 된다.

이러한 현상은, 컬러 필터만이 아니라, 패턴 등에 의해 기판의 마찰저항이 크거나, 또 레지스트액의 점성이 높은 경우 등의 원인으로, 다른 기판에서도 생기는 것이다.

따라서, 이러한 경우에도 레지스트액 토출 노즐로부터의 레지스트액의 토출량을 증가시키지 않고, 최대의 레지스트 절약화를 도모하고, 동시에 레지스트액을 기판 상에 균일하게 도포하는 것이 요망되어지고 있다.

본 발명은 이러한 사정에 비추어 이루어진 것이어서, 레지스트액이 확산하기 힘든 경우에도 적은 레지스트액 토출량으로 레지스트액을 기판 상에 균일하게 도포 하는 것이 가능한 레지스트 도포처리장치 및 레지스트 도포처리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은 기판에 레지스트액을 도포하기 위한 레지스트 도포처리장치로서,

기판에 도포액을 토출하는 레지스트액 토출 노즐과,

이 레지스트액 토출 노즐을 이동시키는 노즐 이동기구와,

기판을 회전시키는 기판회전기구를 구비하고,

상기 레지스트액 토출노즐로부터 기판에 도포액을 토출시키면서 상기 노즐이동기구에 의해 상기 레지스트액 토출 노즐을 기판 상에서 이동시킴과 동시에, 상기 기판회전기구에 의해 기판을 회전시켜, 상기 레지스트액 토출 노즐과 기판과의 사이에 상대적인 스크롤 동작을 시키면서 레지스트액을 스크롤 형상으로 기판 상에 도포하는 것을 특징으로 하는 레지스트 도포처리장치를 제공한다.

또한 본 발명은, 기판에 레지스트액을 도포함에 있어서, 레지스트액 토출노즐로부터 기판에 도포액을 토출시키면서 상기 레지스트액 토출노즐을 기판 상에서 이동시킴과 동시에 기판을 회전시켜, 상기 레지스트액 토출 노즐과 기판과의 사이에 상대적인 스크롤 동작을 시키면서 레지스트액을 스크롤 형상으로 기판 상에 도포하는 것을 특징으로 하는 레지스트 도포처리방법을 제공한다.

본 발명에 의하면, 레지스트액 토출노즐로부터 기판에 레지스트액을 토출하면서 레지스트액 토출노즐을 기판 상에 이동시킴과 동시에 기판을 회전시켜, 이것에 의해 레지스트 토출노즐과 기판에 상대적인 스크롤 동작을 시키면서 레지스트액 을 기판상에 스크롤 형상으로 도포하기 때문에, 레지스트액의 토출량이 그렇게 많지 않아도 레지스트액을 기판상의 넓은 면적에 걸쳐 넓히는 것이 가능하고, 레지스트액이 확산하기 어려운 경우에도 적은 레지스트액 토출량으로 레지스트액을 기판 상에 균일하게 도포하는 것이 가능하다.

상기 레지스트액 토출장치에 있어서, 레지스트액 토출 노즐은 편평한 형상으로 레지스트액을 토출하도록 구성하는 것이 바람직하다. 레지스트액이 기판 상에 스크롤 형상으로 도포되어질 때, 노즐의 토출구가 예를 들어 원형상이고, 토출 폭이 좁은 경우에는, 스크롤 형상으로 토출되어진 레지스트액의 사이에 간격이 생겨 도포 얼룩의 원인이 될 우려가 있지만, 레지스트액 토출노즐을, 편평한 형상으로 레지스트액을 토출할 수 있는 구조로 하는 것에 의해, 토출 폭을 넓게 하는 것이 가능하고, 스크롤 형상으로 토출된 레지스트액의 사이에 간격이 생기는 것을 회피하는 것이 가능하다. 그 때문에, 기판상에 도포되어진 레지스트액이 전체로서 원형상이 되고, 도포 얼룩을 방지하는 것이 가능하다. 구체적으로는, 레지스트액 토출 노즐의 선단을, 슬릿(Slit) 형상으로 하거나 또는 내부에 레지스트액 유통공이 형성된 다수의 침상부재를 갖도록 함으로써 이와 같은 편평한 모양으로 레지스트를 토출하는 것이 가능하다.

더욱이, 노즐 이동기구는 레지스트액 토출 노즐을 대략 기판의 중심에서 바깥쪽을 향하여 이동하도록 구성되어져 있는 것이 바람직하다. 이렇게 하는 것에 의해, 레지스트액 토출방향과 확산방향이 같기 때문에, 도포 얼룩의 우려를 없앨 수 있다. 반대로 레지스트액 토출 노즐을 바깥쪽에서 대략 기판의 중심을 향해 이동시 키도록 구성되어 있는 경우에는, 기판이 회전되어 그 원심력에 의해 레지스트액이 확산되어지고 있기 때문에, 토출 방향과, 확산 방향이 반대가 되어, 도포 얼룩의 우려가 있다.

더욱이, 노즐 이동기구는 노즐의 이동 속도가 가변인 것이 바람직하다. 이것에 의해, 레지스트액의 도포상황에 따라 노즐의 이동 속도를 변화시켜 레지스트액 도포량을 조절하는 것이 가능하다. 구체적으로는, 레지스트액 토출 노즐이 기판의 바깥쪽으로 이동하는 만큼, 그 이동 속도를 저하시키도록 하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 레지스트 토출과 기판에 상대적인 스크롤 동작을 시키면서, 레지스트액을 기판 상에 스크롤 형상으로 도포할 때, 그 안둘레측과 바깥둘레측의 레지스트액 도포량을 균등하게 할 수 있다.

또한, 기판 회전기구는 회전 속도가 가변인 것이 바람직하다. 이것에 의해 레지스트액의 도포 상황에 따라 기판 회전 속도를 변화시켜 레지스트액 도포량을 조절할 수 있다.

또한, 기판 회전기구에 의한 기판의 회전 속도는, 기판 상의 레지스트액의 바깥둘레가 방사상으로 퍼지지 않을 정도로 유지되는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 레지스트액의 바깥둘레가 기판 바깥둘레로부터 바깥둘레로 비산하여 레지스트액이 낭비되는 것을 방지할 수 있다.

노즐 이동기구 및 기판 화전기구를 제어하는 제어기구를 가지고, 제어기구는, 레지스트액 토출 노즐로부터 기판에 도포액이 토출되어 있을 때에 노즐 이동기구에 의해 레지스트액 토출 노즐을 이동시킴과 동시에, 기판 회전기구에 의해 기판 을 회전시켜, 레지스트액 토출 노즐과 기판과의 사이에 상대적인 스크롤 동작을 시키는 것이 바람직하다. 이 경우에, 제어기구는 도포 처리시에, 노즐의 이동속도 및 기판의 회전속도를 제어하도록 하는 것이 바람직하다.

또, 복수의 레지스트 토출 노즐이 하나의 노즐 암의 선단에 일체적으로 유지되어 있도록 구성할 수 있다. 이것에 의해, 예를 들면 레드, 그린, 블루, 및 블랙의 색채 레지스트액을 도포할 경우에 노즐 암을 이동시키는 것만으로 대응할 수 있기 때문에, 극히 효율적으로 레지스트 도포를 행할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시형태를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 LCD 컬러 필터의 도포·현상처리 시스템을 나타내는 평면도이다.

이 도포·현상 처리시스템은, 복수의 컬러 필터 기판(G)을 수용하는 카세트 (C)를 재치하는 카세트 스테이션(1)과, 기판(G)에 레지스트 도포 및 현상을 포함하는 일련의 처리를 실시하기 위한 복수의 처리 유닛을 갖춘 처리부(2)와, 노광장치(도시하지 않음)와의 사이에서 기판(G)의 전달을 행하기 위한 인터페이스부(3)를 갖추고 있고, 처리부(2)의 양단에 각각 카세트 스테이션(2) 및 인터페이스부(3)가 배치되어 있다.

카세트 스테이션(1)은, 카세트(C)와 처리부(2)와의 사이에서 기판(G)의 반송을 행하기 위한 반송기구(10)를 갖추고 있다. 그리고, 카세트 스테이션(1)에 있어서 카세트(c)의 반입 및 반출이 행해진다. 또 반송 기구(10)는 카세트의 배열방향 을 따라 설치되어진 반송로(10a)상을 이동가능한 반송 암(11)을 갖추고, 이 반송 암(11)에 의해 카세트(C)와 처리부(2)와의 사이에서 기판(G)의 반송이 행하여진다.

처리부(2)는, 전단부(前段部)(2a)와 중단부(中段部)(2b)와 후단부(後段部) (2c)로 나뉘어져 있고, 각각 중앙에 반송로(12,13,14)를 가지고, 이 반송로들의 양측에 각 처리 유닛이 배열설치되어 있다. 그리고 이들 사이에는 중계부(15,16)가 설치되어 있다.

전단부(2a)는, 반송로(12)를 따라 이동 가능한 주반송장치(17)를 갖추고 있고, 반송로(12)의 한쪽에는 두 개의 세정 유닛(SCR)(21a,21b)이 배치되어 있고, 반송로(12)의 다른 쪽에는, 각각 두 개의 가열처리장치(HP)가 상하 2단으로 겹쳐져 이루어진 가열처리유닛(25,26) 및 냉각장치(COL)가 상하 2단으로 겹쳐져 이루어진 냉각유닛(27)이 배치되어 있다.

또, 중단부(2b)는, 반송로(13)를 따라 이동가능한 주반송장치(18)를 갖추고 있고, 반송로(13)의 한 쪽에는 색채 레지스트를 도포하기 위한 레지스트 도포처리유닛(CT)(22) 및 기판(G)의 둘레가장자리부의 색채 레지스트를 제거하는 에지리무버(ER)(23)가 설치되어 있으며, 레지스트 도포처리유닛(CT)(22)과 에지리무버(ER) (23)와의 사이에, 건조처리유닛(40)이 설치되어 있다. 반송로(13)의 다른 쪽에는, 두 개의 가열처리장치(HP)가 상하로 겹쳐져 이루어진 가열처리유닛(28), 가열처리장치(HP)와 냉각장치(COL)가 상하로 겹쳐져 이루어진 가열처리/냉각유닛(29) 및 2개의 냉각장치(COL)가 상하로 겹쳐져 이루어진 냉각유닛(30)이 배치되어 있다.

또, 후단부(2c)는, 반송로(14)를 따라 이동가능한 주반송장치(19)를 갖추고 있고, 반송로(14)의 한쪽에는 3개의 현상처리유닛(24a,24b,24c)이 배치되어 있고, 반송로(14)의 다른 한쪽에는 두 개의 가열처리장치(HP)가 상하로 겹쳐져 이루어진 가열처리유닛(31) 및 가열처리장치(HP)와 냉각처리장치(COL)가 상하로 적층되어져 이루어진 2개의 가열처리/냉각유닛(32,33)이 배치되어 있다.

즉, 처리부(2)는 반송로를 사이에 두고 한 쪽에 세정처리유닛(21a), 레지스트 처리유닛(22), 현상 처리유닛(24a)과 같은 스피너(Spinner)계 유닛만을 배치하고 있으며, 다른 쪽에 가열처리유닛이나 냉각처리유닛 등의 열계(熱係) 처리유닛만을 배치하는 구조로 되어 있다.

상기 주반송장치(17,18,19)는, 각각 수평면내의 두방향의 X축 구동기구, Y축 구동기구 및 수직방향의 Z축 구동기구를 갖추고 있고, 더욱이 Z축을 중심으로 회전하는 회전구동기구를 갖추고 있으며, 각각 기판(G)을 지지하는 암(17a,18a,19a)을 갖지고 있다.

또한, 중계부(15,16)의 스피너계 유닛 배치측의 부분에는, 약액공급유닛(34)이 배치되어 있고, 메인터넌스(Maintenance)를 위한 스페이스(35)가 설치되어 있다.

상기 주반송장치(17)는, 반송기구(10)의 암(11)과의 사이에서 기판(G)의 전달을 행함과 동시에, 전단부(2a)의 각 처리유닛에 대한 기판(G)의 반입·반출 또는 중계부(15)와의 사이에서 기판(G)의 전달을 행하는 기능을 가지고 있다. 또 주반송장치(18)는 중계부(15)와의 사이에서 기판(G)의 전달을 행함과 동시에, 중계부(2b)의 각 처리유닛에 대한 기판(G)의 반입·반출 또는 중계부(16)와의 사이의 기판(G) 의 전달을 행하는 기능을 가지고 있다. 또 주반송장치(19)는 중계부(16)와의 사이에서 기판(G)의 전달을 행함과 동시에, 후단부(2c)의 각 처리유닛에 대한 기판(G)의 반입·반출 또는 인터페이스부(3)와의 사이의 기판(G)의 전달을 행하는 기능을 가지고 있다. 즉 중계부(15,16)는 냉각 플레이트로서도 기능한다.

인터페이스부(3)는, 처리부(2)와의 사이에서 기판을 전달할 때에 일시적으로 기판을 유지하는 엑스텐션(Extension)(36)과, 또 그 양측에 설치되어진 버퍼 (Buffer) 카세트를 배치하는 2개의 버퍼 스테이지(37)와, 이들과 노광장치(도시하지 않음)와의 사이의 기판(G)의 반입 및 반출을 행하는 반송기구(38)를 갖추고 있다. 반송기구(38)는 엑스텐션(36) 및 버퍼 스테이지(37)의 배열 방향을 따라 설치되어진 반송로(38a)상을 이동가능한 반송 암(39)을 갖추고, 이 반송 암(39)에 의해 처리부(2)와 노광장치와의 사이에서 기판(G)의 반송이 행하여진다.

이와 같이 각 처리유닛을 집약하여 일체화하는 것에 의해, 스페이스 절약화 및 처리의 효율화를 도모할 수 있다.

이와 같이 구성되는 도포·현상 처리시스템에 있어서는, 카세트(C)내의 기판 (G)이 처리부(2)에 반송되고, 처리부(2)에서는 우선 전단부(2a)의 세정유닛(SRC) (21a,21b)에서 스크레버 세정이 실시되고, 가열처리유닛(25,26)의 어느 하나의 가열처리장치(HP)에서 가열 건조된 후, 냉각유닛(27)의 어느 하나의 냉각장치(COL)에서 냉각된다.

그 후, 기판(G)은 중단부(2b)에 반송되고, 레지스트 도포유닛(CT)(22)에서 색채 레지스트가 도포되고, 건조처리유닛(40)에 의해 건조 처리되며, 에지 리무버 (ER)(23)에서 기판(G)의 둘레가장자리의 여분의 색채 레지스트가 제거된다. 그 후, 기판(G)은 중단부(2b)내의 가열처리장치(HP)의 하나로서 프리베이크 처리되어, 유닛(29 또는 30)의 하단의 냉각장치(COL)에서 냉각된다.

그 후, 기판(G)은 중계부(16)로부터 주반송장치(19)에서 인터페이스부(3)를 매개로 하여 노광장치로 반송되어 거기에서 소정의 패턴이 노광된다. 그리고, 기판 (G)은 다시 인터페이스부(3)를 매개로 하여 반입되고, 현상처리유닛(DEV)(24a, 24b,24c)의 어느 하나에서 현상처리된다. 현상처리된 기판(G)은 후단부(2c)의 어느 하나의 가열처리유닛(HP)에서 포스트베이크 처리가 실시되어진 후, 냉각유닛(COL)에서 냉각된다.

이러한 각 색채마다의 일련의 처리가 미리 설정되어진 레시피(recipe)를 따라 실행된다. 예를 들면 레드의 도포·노광·현상처리가 종료한 기판(G)은, 차례로 그린, 블루, 블랙의 도포·노광·현상처리가 실시되지만, 후술하는 것과 같이, 도포유닛(CT)(22)에 있어서 다른 색채의 노즐을 이용하는 것 외에는, 각 색채 모두 거의 똑같이 처리된다. 완성한 컬러 필터의 기판은, 주반송장치(19,18,17) 및 반송기구(10)에 의해 카세트 스테이션(1) 상의 소정의 카세트에 수용된다.

다음에, 이러한 컬러 필터의 레지스트 도포·현상 처리시스템에 설치되어진 레지스트 도포처리유닛(CT), 감압 건조처리유닛(VD) 및 에지 리무버(ER)에 대하여 설명한다. 도 2 및 도 3은 레지스트 도포처리유닛(CT), 감압 건조처리유닛(VD) 및 에지 리무버(ER)를 나타내는 개략 평면도 및 개략 측면도이다.

도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 이 레지스트 도포처리유닛(CT)(22), 감압 건조처리유닛(VD)(40) 및 에지 리무버(ER)(23)는, 동일한 스테이지에 일체적으로 병렬설치되어 있다. 레지스트 도포처리유닛(CT)(22)에서 소정의 색채 레지스트가 도포된 기판(G)은, 한 쌍의 반송 암(41)에 의해 가이드 레일(43)을 따라 감압 건조처리유닛(VD)(40)에 반송되고, 이 감압 건조처리유닛(VD)(40)에서 건조 처리된 기판(G)은, 한 쌍의 반송 암(42)에 의해 가이드 레일(43)을 따라 에지 리무버(ER) (23)에 반송되도록 되어 있다.

레지스트 도포처리유닛(CT)(22)은, 기판(G)을 흡착 유지하는 수평회전 가능한 스핀척(51), 이 스핀척(51)의 상단부를 둘러싸고 또 이 스핀척(51)에 흡착 유지된 기판(G)을 포위하여 상단부가 개구된 바닥이 있는 개구원통형상의 회전 컵(52), 회전 컵(52)의 상단 개구에 씌워진 뚜껑(도시하지 않음), 회전 컵(52)의 바깥둘레를 둘러싸도록 고정 배치되어지는 코터(Coater) 컵(53)을 가지고 있다. 그리고, 후술하는 색채 레지스트의 적하(滴下)시에는, 뚜껑이 열려진 상태에서 기판(G)이 스핀 척(51)에 의해 회전되고, 색채 레지스트의 확산시에는, 기판(G)이 스핀척(51)에 의해 회전됨과 동시에, 뚜껑(도시하지 않음)이 닫혀진 상태의 회전 컵(52)이 회전되도록 되어 있다. 즉, 코터 컵(53)의 바깥둘레에는 아우터 커버(54)가 설치되어 있다.

또, 레지스트 도포처리유닛(CT)(22)은, 유리제의 직사각형 기판(G)에, 4색(레드, 그린, 블루 및 블랙)의 색채 레지스트를 토출하기 위한 레지스트 토출 노즐 암(55)을 가지고 있다. 색채 레지스트의 적하시에는, 이 레지스트 토출 노즐 암 (55)의 선단이, 도 2에 나타내는 퇴피(退避) 위치로부터, 기판(G)의 중심까지 이동 되도록 되어 있다.

도 4에 상세하게 나타낸 바와 같이, 레지스트 토출 노즐 암(55)의 선단에는, 레드 색채 레지스트 노즐(56a), 그린 색채 레지스트 노즐(56b), 블루 색채 레지스트 노즐(56c), 블랙 색채 레지스트 노즐(56d) 및 신너(Thinner) 노즐(56e)이 설치되어 있다. 각 색채 레지스트용의 노즐(56a∼56d)에는, 각각 레지스트 공급관(57a∼57d)이 접속되고, 이들 레지스트 공급관(57a∼57d)은, 2개의 큰지름관(58a,58b)내에 수납되어 있다. 그리고 각 레지스트 공급관에는, 각각 레지스트 공급원으로서의 2개의 탱크(도시하지 않음)가 접속되어 있다. 또 신너 노즐(56e)은, 신너 공급관(57e)을 매개로 하여, 신너 공급원(도시하지 않음)에 접속되어 있다.

이와 같이 구성되어 있기 때문에, 색채 노즐(56a∼56d)의 하나에 의해, 하나의 색채 레지스트를 기판(G)에 도포한 후, 다른 색채의 노즐에 의해 도포 처리를 행하는 것이 용이하다. 예를 들면 다음 기판에 도포할 레지스트 색채가 달라도, 노즐을 바꾸는 것만으로 용이하게 대응할 수 있다.

감압 건조처리유닛(40)은 로우 챔버(Low Chamber)(61)와, 그 위를 덮도록 설계되어지고, 내부의 처리실을 기밀(氣密)하게 유지하는 어퍼 챔버(Upper Chamber) (62)를 가진다. 이 로우 챔버(61)에는, 기판(G)을 재치하기 위한 스테이지(63)가 설치되고, 로우 챔버(61)의 각 코너부에는 4개의 배기구(64)가 설치되며, 이 배기구(64)에 연통된 배기관(65)(도 3)이 터보 분자 배기펌프 등의 배기펌프(도시하지 않음)에 접속되고, 이것에 의해, 로우 챔버(61)와 어퍼 챔버(62)와의 사이의 처리실내의 가스가 배기되어, 소정의 진공도, 예를 들면 0.1Torr로 감압되도록 구성되 어 있다. 즉 스테이지(63)에는 흡착기구는 설치되어 있지 않고, 단순하게 기판(G)이 재치되도록 되어 있다. 또 스테이지(63)에는 기판(G)의 전달용 핀(도시하지 않음)이 출몰 가능하도록 설치되어 있다. 이들 핀은 기판의 처리에 악영향을 주지 않기 위해, 기판의 처리 영역 이외의 부분에 맞닿는 위치에 배치되어 있다.

에지 리무버(ER)(23)(단면처리)에는, 기판(G)을 재치하기 위한 스테이지(71)가 설치되고, 이 스테이지(71) 상의 2개의 코너부에는 기판(G)의 위치 결정하기 위한 2개의 얼라이먼트 기구(72)가 설치되어 있다. 상술한 바와 같이 감압 건조유닛 (VD)(40)의 스테이지(63)에는 흡착기구가 설치되어 있지 않고, 단순하게 기판(G)을 재치하고 있을 뿐이므로, 에지 리무버(ER)(23)에 의한 단면 레지스트 제거 처리에 앞서 얼라이먼트 기구(72)에 의해 기판(G)의 얼라이먼트를 행한다.

이 기판(G)의 사변에는 각각, 기판(G) 사변의 에지에서 여분의 색채 레지스트를 제거하기 위한 4개의 리무버 헤드(73)가 설치되어 있다. 각 리무버 헤드(73)는, 내부에서 신너를 토출하도록 단면이 대략 U자 모양을 가지고, 기판(G)의 사변을 따라 이동기구(도시하지 않음)에 의해 이동되도록 되어 있다. 따라서, 각 리무버 헤드(73)는, 기판(G)의 각변을 따라 이동하여 신너를 토출하면서, 기판(G)의 사변의 에지에 부착한 여분의 색채 레지스트를 제거하는 것이 가능하다.

또, 본 실시형태에서는, 레지스트 도포처리 유닛(CT)(22)에 있어서는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 레지스트 토출 노즐(56a∼56d)중 어느 하나의 노즐로부터 기판(G)에 각 색채 레지스트액을 토출하면서, 노즐 암(55)을 화살표 방향으로 이동하여 레지스트 토출 노즐(56a∼56d)을 기판 상에서 이동시킴과 동시에, 스핀 척(51) 에 의해 기판(G)을 화살표 방향으로 회전시킨다. 이것에 의해, 레지스트 토출 노즐 (56a∼56d)과 기판(G)과의 사이에 상대적인 스크롤 동작이 생기고, 각 색채 레지스트액이 기판(G) 상에 스크롤 모양으로 도포된다. 이 때에 도 6에 나타낸 바와 같이, 레지스트 토출 노즐(56a∼56d)은, 노즐 이동기구(91)에 의해 노즐 암(55)과 함께 이동되고, 스핀 척(51)상의 기판(G)은, 기판 회전기구(92)에 의해 회전된다. 그리고, 이 노즐 이동기구(91) 및 기판 회전기구(92)는 컨트롤러(90)에 의해 제어되고, 상술한 상대적인 스크롤 동작이 실현된다. 또 노즐 이동기구(91)는 노즐을 이동시킬 때의 속도가 가변되고, 기판 회전기구(92)도 회전속도가 가변되어, 이들 이동속도 및 회전속도도 컨트롤러(70)에 의해 제어된다. 예를 들면, 노즐(56a∼ 56d)의 이동(요동)속도와, 기판(G)의 회전속도를 다단으로 제어하고, 색채 레지스트액의 종류에 의해서도 적절히 조정 제어하도록 구성하는 것이 가능하다.

또, 노즐 이동기구(91)는, 레지스트 토출 노즐(56a∼56d)을 기판(G)의 대략 중심으로부터 외부로 향하여 이동하도록 노즐 암을 이동(요동)시키도록 구성되어 있다. 이와같이 함으로써 레지스트액 토출 방향과 확산 방향이 같기 때문에, 도포 얼룩의 우려를 없앨 수 있다. 반대로 레지스트 토출 노즐(56a∼56d))을 바깥쪽에서 기판의 대략 중심을 향하여 이동하도록 구성되어 있는 경우에는, 기판(G)이 회전되어 그 원심력에 의해 레지스트액이 확산되고 있기 때문에, 토출방향과, 확산방향이 반대가 되고, 도포 얼룩의 우려가 있기 때문에 바람직하지 않다. 그러나 다른 목적으로 레지스트 토출 노즐(56a∼56d)을 바깥쪽에서 기판의 대략 중심을 향하여 이동하는 것은 가능하다.

또한, 노즐 이동기구(91)는, 노즐 암(55)에 의해 레지스트 토출 노즐(56a∼ 56d)이 기판(G)의 바깥쪽으로 이동(요동)하는 만큼, 그 이동속도를 저하시키도록 구성되어 있다. 이것에 의해 레지스트 토출 노즐(56a∼56d)과 기판(G)에 상대적인 스크롤 동작을 시키면서, 색채 레지스트액을 기판(G)상에 스크롤 형상으로 도포할 때, 그 안둘레측과 바깥둘레측의 색채 레지스트액의 도포량을 균등하게 하는 것이 가능하다.

예를 들면, 노즐 암(55)을 구동하기 위한 노즐 이동기구(91)를 스테핑 모터로 구성하고, 그 펄스 수를 노즐(56a∼56d)이 기판(G)의 대략 중심에 있을 때에는, 예를들어 320pps로 이동(요동) 속도를 비교적 빠르게 하지만, 노즐(56a∼56d)이 기판(G)의 대략 중심으로부터 바깥쪽으로 이동(요동)됨에 따라 320pps에서 250pps로 서서히 또는 단계적으로 저감(低減)하도록 구성할 수 있다.

또, 기판 회전기구(92)에 의한 기판(G)의 회전속도는, 기판상의 레지스트액의 바깥둘레가 방사상으로 퍼지지 않을 정도로 유지되는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 레지스트액의 바깥둘레가 기판 바깥둘레로부터 바깥쪽으로 비산하여 레지스트액이 낭비되는 것을 방지할 수 있다. 또 기판(G)의 회전속도의 하한치는, 색채 레지스트액이 기판(G)상에서 확산하는 데에 필요한 회전속도 이상으로 설정된다. 이것을 고려하여 기판(G)의 회전속도는, 색채 레지스트액의 종류 등에 대해, 예를 들어 30∼40rpm의 범위에서 적절히 선택된다.

레지스트 토출 노즐(56a∼56d)은, 편평한 모양으로 레지스트액을 토출하도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 예를 들면 도 7의 (a), (b)에 나타낸 바와 같이, 색 채 레지스트액 토출 폭이 넓은 편평한 모양의 토출구(81)를 가지고 있다. 이것에 의해, 색채 레지스트액이 띠 모양으로 기판(G)상에 토출되도록 되어 있다.

레지스트 토출 노즐(56a∼56d)은, 도 8(a)에 나타낸 바와 같이 내부에 아무것도 존재시키지 않고, 레지스트액이 슬릿 모양의 토출구(81)의 넓힘에 대응하도록 하여도 되지만, 이 경우에는 토출구(81)의 토출 폭은, 10∼15mm가 한계이고, 그 이상 넓히는 것은 곤란하다.

이것에 대하여, 레지스트 토출 노즐(56a∼56d)의 내부에, 도 8(b)에 나타낸 바와 같이, 다수의 사절판(82)을 설치하고, 색채 레지스트액이 바깥쪽으로 움직이도록 하는 것에 의해, 토출구(81)의 폭을 상기 도 8(a)의 경우보다도 넓게 할 수 있어, 예를 들면 20∼100mm의 토출폭을 확보하는 것이 가능하다.

또, 편평한 형상으로 레지스트액을 토출하기 위해서는 도 8(c)에 나타낸 바와 같이, 토출 노즐(56a∼56d)의 선단에 다수의 작은 구멍이 설치된 원호형상의 플레이트(83)를 설치하고, 이 플레이트(83)에 설치되어진 작은 구멍에 연속하여 작은 구멍을 가지는 주사바늘 형상의 다수의 토출관(84)을 방사상으로 설치한 갈퀴 타입이어도 좋다. 이 경우에도 토출폭을 상기 도 8의 (a)의 경우보다도 넓게 할 수 있어, 예를 들면 20∼10mm의 토출폭을 확보할 수 있다. 이 경우의 토출관(84) 구멍의 지름은, 예를 들면 0.3mm이다.

다음으로, 이와같이 일체적으로 구성된 레지스트 도포처리유닛(CT)(22), 건조처리유닛(VD)(40) 및 에지 리무버(ER)(23)에 있어서의 기판의 처리에 대해 설명한다.

우선, 레지스트 도포 처리유닛(CT)(22)에 있어서, 소정의 색채 레지스트, 예를 들면 레드의 색채 레지스트의 노즐(56a)을 스핀 척(51)의 중심(기판G의 중심)에 도달시키고, 도 5의 화살표로 나타낸 바와 같이, 노즐 암(55)에 의해 지름 방향 바깥쪽으로 이동시키면서, 기판(G)을 회전시켜, 그 기판(G)상에 레드 색채 레지스트액을 토출시킨다. 이것에 의해, 레지스트액이 스크롤 형상으로 기판(G)에 도포된다. 그 후 기판(G)의 회전수를 예를 들어 800rpm정도까지 상승시켜, 레지스트액을 기판(G)의 구석구석까지 넓힘과 동시에, 레지스트막의 두께를 조절한다.

이렇게 스크롤 형상으로 도포하는 것에 의해, 레지스트액의 토출량이 어느 정도 많아져도, 레지스트액을 기판(G)상의 넓은 면적에 걸쳐 퍼지게 하는 것이 가능하기 때문에, 본 실시형태와 같이 안료를 포함하는 점성이 높은 색채 레지스트를 이용할 경우나, 기판(G)에 패턴이 형성된 컬러 필터 기판의 경우처럼, 레지스트액이 확산하기 어려운 경우에도, 보다 적은 레지스트액 토출량으로 레지스트액을 기판 상에 균일하게 도포하는 것이 가능하다.

색채 레지스트액이 기판(G) 상에 스크롤 형상으로 도포될 때, 노즐(56a∼ 56d)의 토출구가 예를 들면 원형상이고, 토출 폭이 좁은 경우에는, 스크롤 형상으로 토출된 색채 레지스트액 사이에, 향취선향(香取線香) 모양으로 간격이 생기고, 도포 얼룩의 원인이 될 우려가 있다. 그러나 상술한 바와 같이, 노즐(56a∼56d)을 편평한 형상으로 레지스트액을 토출하도록 구성하는 것에 의해 토출폭을 넓게 할 수 있고, 기판(G)상에 스크롤 형상으로 도포된 색채 레지스트액에 간격이 생기는 것을 회피할 수 있다. 따라서 기판상에 대략 원형상으로 레지스트액을 도포할 수 있어, 도포 얼룩을 방지하는 것이 가능하다(도 9 참조).

즉, 이러한 레지스트액의 토출에 앞서, 신너 노즐(56e)에서 기판(G)의 중심에 신너를 공급하고, 기판(G)을 회전시켜 기판(G)의 전면에 퍼지도록 해도 좋다.

이렇게 하여, 레드 색채 레지스트가 도포된 기판(G)은, 반송 암(41)에 의해 감압 건조 처리유닛(40)에 반송되고, 로우 챔버(61)와 어퍼 챔버(62) 사이의 처리실내의 가스가 배기되고, 소정의 진공도, 예를 들면 0.1Torr로 감압되는 것에 의해 색채 레지스트 내의 신너 등의 용제(溶劑)가 어느 정도 증발되어 레지스트 중의 용제가 서서히 방출되고, 레지스트에 악영향을 주는 일 없이 레지스트의 건조를 촉진시킬 수 있어, 기판(G) 상에 전사(轉寫)가 생기는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

이 건조된 기판(G)은, 반송 암(42)에 의해 에지 리무버(ER)(23)에 반송되고, 얼라이먼트 기구(72)에 의해 얼라이먼트된 후, 4개의 리무버 헤드(73)가 기판(G)의 각 변을 따라 이동하고, 토출된 신너에 의해 기판(G)의 사변의 에지에 부착한 여분의 색채 레지스트가 제거된다. 이 경우에 도포된 레지스트막은 감압건조유닛(VD) (40)에 의해 어느 정도 건조되고 있기 때문에, 극히 용이하게 레지스트 제거를 행하는 것이 가능하다.

이 후, 레지스트 도포 처리유닛(CT)(22)에는 다른 기판(G)이 반입되고, 같은 레드 또는 다른 색채의 레지스트가 도포된다. 같은 색채의 경우에는 동일한 동작을 반복하여 행하면 좋고, 다른 색채의 경우에도 다른 색채 노즐로부터 다른 색채의 레지스트를 적하하는 것만으로 다른 것과 같은 처리로 좋기 때문에, 극히 용이하게 대응할 수 있다.

한편, 상술한 레드 색채 레지스트가 도포된 기판(G)은, 노광·현상처리되고, 다시 세정 처리 후, 레지스트 도포 처리유닛(CT)(22)에 반입되며, 두 번째의 색채 레지스트, 예를 들면 그린 색채 레지스트의 노즐(56b)에서 그린 색채 레지스트가 기판(G)에 도포되어, 상술한 처리 공정이 똑같이 반복된다. 마찬가지로 하여 세번째의 색채 레지스트, 예를 들면 블루가 도포되고, 네번째의 색채 레지스트, 예를 들면 블랙이 도포된다.

다음으로, 본발명의 다른 실시형태에 대해 설명한다.

이 실시형태의 노즐은 도 11에 나타낸 바와 같이, 노즐 본체(111)의 상부에 레지스트 액을 본체(112)내에 도입하기 위한 도입구(113)를 가지고, 본체(112)내 상부는 도입구(113)를 향해 경사진 경사부(114)를 가지고 있다. 이 경우, 레지스트 액을 토출하기 위한 각 침상부재(115)는 노즐 본체(111)의 하부에 열(列)을 이루도록 접속되어 있다.

본 실시형태에서는, 이러한 경사부(114)를 가지는 것으로, 레지스트액에 포함되어져 있는 거품은 경사부(114)를 걸쳐 도입구(113)에 의해 외부로 배출하는 것이 가능하다.

또한, 다른 실시형태를 도 12에 나타낸다.

도 12에 나타낸 바와 같이, 이 실시형태의 노즐에서는 각 침상부재(121)를 레지스트 본체(122)의 상면(123)에 접속하고, 이 침상부재(121)가 아래쪽을 향하여 레지스트액을 공급하도록 만곡되어 있는 것이다.

본 실시형태에서는, 특히 침상부재(121)에서 잔존하는 레지스트액이 대량으로 흘러 넘치는 일이 없어진다. 레지스트액의 흘러 넘침에 의한 불량을 격감하는 것이 가능하다.

즉, 각 침상부재(121)는 도 13에 나타낸 바와 같이, 기판 회전기구(92)에 의해 회전되는 기판(G)의 바깥쪽을 향하여 경사하도록 노즐 본체(122)에 접속해도 좋다. 이것에 의해, 각 침상부재(121)에서 토출된 레지스트액은 기판(G)의 바깥쪽으로 퍼지고, 균일한 도포가 가능해진다.

또, 도 14에 나타낸 바와 같이, 각 침상부재(121)는 노즐 본체(122)의 바깥쪽으로 갈수록 바깥족을 향하여 경사지게 하여도 좋다. 이것에 의해 보다 넓은 범위에 걸쳐 레지스트액을 공급하는 것이 가능해진다.

또, 도 15에 나타낸 바와 같이, 인접하는 침상부재(121) 사이를, 결합부재 (151)에 의해 결합하도록 구성해도 좋다. 이것에 의해 도 16에 나타낸 바와 같이, 침상부재(121)를 향해 예를 들면 신너(162)를 토출하는 노즐 세정기구(161)에 의해 침상부재(121)를 세정할 때에, 신너(162)가 결합부재(151)를 걸쳐 침상부재(121)에 공급되고, 효율적으로 세정을 행할 수 있다.

도 17은 본 발명의 또 다른 별개의 실시형태를 설명하기 위한 도면이다.

도 17에 나타낸 바와 같이, 이 실시형태에서는 각 침상부재(121)마다 레지스트액을 공급하기 위한 펌프(171)를 접속하고, 제어부(172)가 각 펌프(171)의 구동을 제어하는 것으로 각 침상부재(121)마다 레지스트액의 토출량을 제어할 수 있도록 한 것이다. 본 실시형태에서는 보다 균일한 레지스트 도포가 가능해진다.

도 18은 본 발명의 또 다른 별개의 실시형태를 설명하기 위한 도면이다.

이 실시형태에서는, 도 18에 나타낸 바와 같이, 노즐 본체(181)를 회전하는 회전기구(182)에 설치하고, 침상부재의 열(183)이 기판 회전기구에 의해 회전되는 기판(G)의 바깥쪽으로 갈수록 회전하는 기판(G)의 절선(切線) 방향(184)에 근접하도록, 노즐 본체(181)를 회전하도록 한 것이다. 이것에 의해 기판(G)의 안쪽과 바깥쪽에서 레지스트액을 균일하게 도포하는 것이 가능해진다.

도 19는 본 발명의 또 다른 실시형태를 설명하기 위한 도면이다.

도 19에 나타낸 바와 같이 이 실시형태에서는, 기판 회전기구(92)에 의해 회전되는 기판(G)과 레지스트액 토출 노즐(191)과의 간격을 계측하는 센서(192)를 예를 들어 레지스트액 토출 노즐(191)에 설치하고, 제어부(193)가 계측 결과에 근거하여 기판(G)과 레지스트액 토출 노즐(191)과의 간격이 일정해지도록 승강기구 (194)에 의해 레지스트액 토출 노즐(191)을 승강하는 것이다.

슬릿 타입 노즐의 경우, 기판(G)과 레지스트액 토출 노즐(191)과의 간격에 대하여 기판(G)상에 공급되는 레지스트액의 슬릿 방향의 폭이 변동한다. 따라서 본 실시형태와 같이 기판(G)과 레지스트액 토출 노즐(19)과의 간격이 일정하게 되도록 제어하는 것으로, 레지스트액을 균일하게 공급하는 것이 가능해진다.

다음으로, 본 발명의 별개의 실시형태를 설명한다.

도 20에 나타낸 바와 같이, 각 침상부재(121)의 레지스트액에 포함되는 거품을 검출하기 위한 거품 검출센서(201)를 레지스트 본체(122)에 붙인 것이다. 그 경우 침상부재(121)는 투명하면서 내용제성(耐溶劑性)이 강한, 예를 들면 폴리메틸펜 텐 등을 사용하는 것이 바람직하다. 그리고, 레지스트액에 거품이 포함되어 있는 혹은 소정이상의 거품이 포함되어 있는 경우에는, 장치를 정지하든지, 경보를 울리도록 구성하면 좋다.

즉, 본 발명은 상기 실시형태 및 실시예에 한정하지 않고, 여러 가지 변형이 가능하다. 예를 들면 상기 실시형태에서는, 컬러 필터에 있어서의 레지스트 도포 처리에 대해 나타냈지만, 이것에 한정하지 않고, LCD기판이나 반도체 기판 등 다른 기판의 레지스트 도포 처리에도 적용할 수 있다.

(실시예 1)

맨 유리 기판의 중심에 레지스트액을 토출하여 기판의 회전에 의해 확산시키는 종래의 경우와, 맨 유리 기판에 레지스트액을 스크롤 형상으로 도포하는 경우에 대하여 실험을 행하였다. 실험 결과를 표 1에 나타낸다.

맨 유리에의 도포

레지스트 사용량	30ml	25ml	20ml	17.5ml	15ml
센터 토출	○ (230)	○ (200)	△ (180)	× (160)	× (140)
스크롤 도포	○ (280)	○ (275)	○ (270)	○ (260)	△ (240)

※ ○ : 전면 도포 가능(Na 램프에 얼룩의 확인 불가)

△ : 전면 도포 가능(Na 램프에 얼룩 확인 가능)

× : 전면 도포 가능

( )안은 레지스트 넓이 부분의 직경

예를 들면, 종래의 레지스트액 사용량이 30ml일 경우와, 스크롤 도포 레지스 트액 사용량이 17.5ml의 경우와 비교하면, 레지스트액의 넓이 부분의 직경은 230∼260mm로, 거의 동등해져 있고, 스크롤 도포의 경우에는, 레지스트액의 사용량이 종래의 거의 반으로 동등한 레지스트 퍼지는 면적을 확보하는 것이 가능한 것이 확인되었다.

또, 맨 유리의 기판에 도포 얼룩없이 레지스트액을 도포할 수 있는 레지스트액의 사용량은, 종래에는 25ml였던 것에 대해, 실시예 1에서는 17.5ml이고, 레지스트액의 사용량을 거의 2/3로 삭감할 수 있는 것이 확인되었다.

(실시예 2)

패턴이 있는 기판의 중심에 레지스트액을 토출하여 기판의 회전에 의해 확산시키는 종래의 경우와, 패턴이 있는 기판에 레지스트액을 스크롤 형상으로 도포할 경우에 대해 실험을 행하였다. 실험결과를 표 2에 나타낸다.

패턴이 붙은 기판(2면 취함)에의 도포

레지스트 사용량	30ml	25ml	20ml	17.5ml	15ml
센터 토출	○ (180)	× (170)	× (160)	× (140)	× (120)
스크롤 도포	○ (280)	○ (275)	○ (270)	○ (260)	△ (240)

※ ( )안은 레지스트 퍼짐 부분의 직경

패턴이 있는 기판에 도포 얼룩없이 레지스트액을 도포할 수 있는 레지스트액의 사용량은, 종래에는 30ml였던 것에 비해, 스크롤 도포의 경우에는, 17.5ml이고, 레지스트액의 사용량을 거의 반으로 삭감할 수 있는 것이 확인되었다.

(실시예 3)

레지스트 토출 노즐로서, 상술한 도 8의 (a)에 나타내는 슬릿 타입과 도 8의 (c)에 나타내는 갈퀴 타입을 이용하여 비교 실험을 행하였다. 슬릿 타입으로는 토출폭을 10mm로 하고, 슬릿 폭을 0.8mm로 하였다. 또 갈퀴 타입에서는 토출관을 11개, 토출 폭을 20mm로 하고, 토출관 구멍의 지름을 0.3mm로 하였다. 이것을 이용하여 맨 유리 기판에 레지스트액을 스크롤 형상으로 도포했다.

레지스트액의 사용량을 20ml로 하였을 때, 도 9에 나타낸 바와 같이, 스크롤 형상으로 토출된 레지스트액의 사이에, 간격이 생기는지 아닌지에 대한 판별을 행하였다. 즉, 도 9의 (a)에 나타낸 바와 같이 기판상의 레지스트가 원형이 되었을 경우를 양호(○)로 하고, (b)에 나타낸 바와 같이 회오리 모양이 되었을 경우를 불량(×)으로 했다. 그 결과를 표 3에 나타낸다.

슬릿 타입 노즐 토출폭 10mm	레지스트 도포후 직경	200mm	240mm	260mm	280mm	300mm
	도포성부	○	○	○	×	×
슬릿 타입 노즐 토출폭 10mm	레지스트 도포후 직경	270mm	300mm	330mm	350mm	380mm
	도포성부	○	○	○	△	×

※레지스트 사용량 20ml

토출폭이 10mm인 슬릿 타입 노즐의 경우에는, 레지스트 도포 직후의 레지스트 도포 부분의 직경이 260mm이하일 때, 도 9의 (a)에 나타낸 바와 같이 스크롤 형상으로 토출된 레지스트액의 사이에 틈이 생기지 않고, 도포 상태는 양호하지만, 이 직경이 280mm 이상일 때에는, 도 9의 (b)에 나타낸 바와 같이, 스크롤 형상으로 토출된 레지스트액의 사이에 틈이 생기고, 도포 상태는 불량으로 되어 있다.

한편, 토출폭이 20mm인 갈퀴 타입의 노즐의 경우에는, 레지스트 도포 직후의 직경이 330mm이하일 때, 도 9의 (a)에 나타낸 바와 같이, 스크롤 형상으로 토출된 레지스트액의 사이에 틈은 생기지 않고, 도포 상태는 양호하지만, 이 직경이 350mm이상일 때에는, 도 9의 (b)에 나타낸 바와 같이, 스크롤 형상으로 토출된 레지스트액의 사이에 틈이 생기고, 도포 상태는 불량으로 되어 있다.

결국, 레지스트액을 스크롤 형상으로 도포하는 도포방식에서는, 노즐의 토출폭이 넓을 경우가, 틈이 없이 도포할 수 있는 도포 가능 면적을 넓게 할 수 있는 것이 확인되었다.

다음으로, 똑같이 레지스트 사용량을 바꿔, 종래의 기판 중심에 레지스트액을 토출하여 도포할 경우(센서 토출), 상기 토출폭 10mm의 슬릿 타입의 노즐을 이용하여 스크롤 도포를 행했을 경우, 및 상기 토출 폭(20mm)의 갈퀴 타입의 노즐을 이용하여 스크롤 도포를 행했을 경우에 대해, 회전전 레지스트 직경을 측정하였다. 그 결과를 표 4에 나타낸다.

레지스트 사용량	30ml	25ml	20ml	18.5ml	16ml
센터 토출	○(240)	○(210)	△(180)	△(160)	×(120)
스크롤 도포(슬릿 타입 토출폭 10mm)	○(275)	○(270)	○(260)	○(250)	△(250)
스크롤 도포(슬릿 타입 토출폭 20mm)	○(400)	○(370)	○(330)	○(300)	△(280)

※ 괄호 안은 회전전 레지스트 직경(mm)

○ : 얼룩 없음

△ : 방사 얼룩 있음

× : 줄 얼룩 있음

표 4에 나타낸 바와 같이 종래의 센터 토출의 경우에는, 레지스트액의 사용량이 25ml이상이 아니면, 도포 얼룩이 생기는 것에 비해, 스크롤 도포의 경우에는 슬릿 타입의 노즐을 사용한 경우 및 갈퀴 타입의 노즐을 이용한 경우의 어느 쪽도 18.5ml까지 도포 얼룩이 생기지 않았다. 또 회전 전 레지스트 직경에 대해서는, 센터 토출의 경우에는 레지스트 토출량이 30ml라도 회전 전 레지스트 직경이 240mm였던 것에 비해, 스크롤 도포의 경우에는, 18.5ml라도 슬릿 타입으로 250mm, 갈퀴 타입으로 300mm가 되었다. 이 것에서 스크롤 도포에 의해 레지스트액의 사용량을 종래와 비교하여 삭감할 수 있는 것이 확인되었다.

또, 스크롤 도포 방식 중에서, 토출 폭이 10mm인 슬릿 타입의 노즐과 토출폭이 20mm인 갈퀴 타입의 노즐을 비교했을 경우, 어느 쪽의 레지스트 사용량에 있어서도 토출폭이 넓은 갈퀴 타입 쪽이 회전 전 레지스트 직경이 큰 것이 확인되었다.

(실시예 4)

다음으로, 스크롤 도포한 경우의 막 두께 균일성에 대하여 파악하였다. 표 5에 레지스트 토출시간 및 레지스트 사용량을 변화시켜 스크롤 도포한 경우의 토출 후의 레지스트 직경 및 막 두께 균일성을 나타낸다. 표 5에 나타낸 바와 같이, 토출 시간이 길수록 중심부 막 두께가 두꺼워지고, 주변부가 얇어지는 경향이 있다. 도 10에 토출 시간 18.5sec에서 레지스트 사용량이 28ml로서 스크롤 도포를 행하였을 경우와, 센터 토출을 행하였을 경우에서 대각선상의 막 두께 프로필을 나타내는 그래프이다. 이 그래프에서 명백한 바와 같이, 토출 시간이 길고, 레지스트 사용량이 많은 경우에도, 센터 토출의 경우보다도 다소 막 두께 균일성이 나빠질 뿐인 것 이 확인되었다. 이 점에서, 스크롤 도포에서는 토출 시간 및 레지스트 사용량을 조정하는 것에 의해, 센터 토출의 경우와 동등한 막 두께 균일성을 얻을 수 있는 것이 파악된다.

토출 시간	10.5sec	14.4sec	16.5sec	17.5sec	18.5sec
레지스트 사용량	20ml	20ml	25ml	25ml	28ml
레지스트 도포후 직경	260mm	300mm	340mm	370mm	400mm
막 두께 균일성	±2.38%	±3.98%	±4.53%	±5.32%	±5.28%

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 레지스트액 토출 노즐로부터 기판에 레지스트액을 토출하면서, 레지스트액 토출 노즐을 기판상에서 이동시킴과 동시에 기판을 회전시켜, 이것에 의해, 레지스트 토출 노즐과 기판에 상대적인 스크롤 동작을 시키면서, 레지스트액을 기판상에 스크롤 형상으로 도포하기 때문에, 레지스트액의 토출량이 그 만큼 많지 않아도, 레지스트액을 기판상의 넓은 면적에 걸쳐 퍼지게 할 수 있어, 레지스트액이 확산하기 어려운 경우라도, 작은 레지스트액 토출량으로 레지스트액을 기판상에 균일하게 도포할 수 있다.

이 경우에, 레지스트액 토출 노즐을 편평한 모양으로 레지스트액을 토출하도록 구성하는 것에 의해, 토출폭을 넓게 할 수 있고, 스크롤 형상으로 토출된 레지스트액의 사이에 틈이 생기는 것을 회피할 수 있다. 그 때문에, 기판상에 도포된 레지스트액이 전체적으로 원형상이 되고, 도포 얼룩을 방지하는 것이 가능하다.

Claims (21)

1. 기판에 레지스트액을 도포하기 위한 레지스트 도포 처리 장치로서,

   기판에 편평한 형상으로 레지스트액을 토출하는 레지스트액 토출 노즐과,

   이 레지스트액 토출 노즐을 이동시키는 노즐 이동기구와,

   기판을 회전시키는 기판 회전기구를 구비하고,

   상기 레지스트액 토출 노즐로부터 기판에 도포액을 토출시키면서 상기 노즐 이동기구에 의해 상기 레지스트액 토출 노즐을 기판 상에서 이동시킴과 동시에, 상기 기판 회전기구에 의해 기판을 회전시키고, 상기 레지스트액 토출 노즐과 기판과의 사이에 상대적인 스크롤 동작을 시키면서, 레지스트액을 스크롤 형상으로 기판 상에 도포하는 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 처리 장치.
2. 기판에 복수의 색채 레지스트액을 차례로 도포하기 위한 레지스트 도포 처리장치로서,

   각 색채 레지스트액에 대해 각각 설치되어, 기판에 색채 레지스트액을 토출하는 복수의 레지스트액 토출 노즐과,

   상기 복수의 레지스트액 토출 노즐을 이동시키는 노즐 이동기구와,

   기판을 회전시키는 기판 회전기구와,

   색채 레지스트액의 종류에 따라, 상기 레지스트액 토출 노즐의 이동속도 및 기판의 회전속도를 다단계로 조절제어하는 콘트롤러를 구비하고,

   상기 레지스트액 토출 노즐로부터 기판에 색채 레지스트액을 토출시키면서 상기 노즐 이동기구에 의해 상기 레지스트액 토출 노즐을 기판상에서 이동시킴과 동시에, 상기 기판 회전기구에 의해 기판을 회전시키고, 상기 레지스트액 토출 노즐과 기판과의 사이에 상대적인 스크롤 동작을 시켜서, 색채 레지스트액을 스크롤 형상으로 기판상에 도포하도록 하고, 또한, 상기 콘트롤러에 의해 상기 레지스트액 토출 노즐의 이동속도 및 기판의 회전속도를 색채 레지스트액마다 제어하도록 한 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 처리 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 레지스트액 토출 노즐은, 편평한 형상으로 색채 레지스트액을 토출하는 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 처리 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 레지스트액 토출 노즐의 선단은, 슬릿 형상을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 처리 장치.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 레지스트액 토출 노즐은, 노즐 본체와, 상기 노즐 본체에 열(列)을 이루도록 접속되고, 내부에 레지스트액 유통공이 형성된 다수의 침상부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 처리 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 노즐 본체의 상부에 레지스트액을 본체 내에 도입하기 위한 도입구를 가지고, 본체 내 상부는 상기 도입구를 향해 경사지고 있는 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 처리 장치.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 각 침상부재는, 상기 노즐 본체 상면에 접속되어, 아래쪽을 향하여 레지스트액을 공급하도록 만곡(彎曲)하고 있는 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 처리 장치.
8. 제 5 항에 있어서, 상기 각 침상부재는, 상기 기판 회전기구에 의해 회전되는 기판의 바깥쪽을 향해 경사지도록 상기 노즐 본체에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 처리 장치.
9. 제 5 항에 있어서, 상기 각 침상부재는, 상기 노즐 본체의 바깥쪽으로 가는 만큼 바깥쪽을 향하여 경사지고 있는 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 처리 장치.
10. 제 5 항에 있어서, 인접하는 상기 침상부재 사이는 결합부재에 의해 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 처리 장치.
11. 제 5 항에 있어서, 상기 각 침상부재마다 레지스트액의 토출량을 제어하는 제어기구를 가지는 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 처리 장치.
12. 제 5 항에 있어서, 상기 노즐 본체를 회전시키는 회전 기구를 더불어 가지고,

    상기 침상부재의 열(列)이 상기 기판 회전기구에 의해 회전되는 기판의 바깥쪽으로 가는 만큼 회전하는 기판의 접선 방향에 가까워지도록, 상기 노즐 본체를 회전시키는 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 처리 장치.
13. 제 4 항에 있어서, 상기 기판 회전기구에 의해 회전되는 기판과 상기 레지스트액 토출 노즐의 간격을 계측하는 센서와,

    상기 계측 결과에 근거하여 상기 기판 회전기구에 의해 회전되는 기판과 상기 레지스트액 토출 노즐과의 간격이 일정해지도록 상기 레지스트액 토출 노즐을 승강시키는 승강기구를 더욱 구비하는 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 처리 장치.
14. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 레지스트액 토출 노즐의 레지스트액에 포함되는 거품을 검출하는 거품 검출센서를 더욱 구비하는 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 처리 장치.
15. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐 이동기구는, 상기 레지스트액 토출 노즐의 이동속도가 가변인 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 처리 장치.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 노즐 이동기구는, 상기 레지스트액 토출 노즐이 기판의 바깥쪽으로 이동할수록, 그 이동 속도를 저하시키는 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 처리 장치.
17. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판 회전기구는 회전 속도가 가변인 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 처리 장치.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 기판 회전기구에 의한 기판의 회전속도는, 기판상의 레지스트액의 바깥둘레가 방사상으로 퍼지지 않을 정도로 유지되는 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 처리 장치.
19. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 레지스트 토출 노즐이 하나의 노즐 암의 선단에 일체적으로 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 처리 장치.
20. 기판에 레지스트액을 도포하는 레지스트 도포 처리방법으로서, 기판에 편평한 형상으로 레지스트액을 토출하는 레지스트액 토출 노즐에서, 기판에 레지스트액을 토출시키면서 상기 레지스트액 토출 노즐을 기판상에서 이동시킴과 동시에 기판을 회전시키고, 상기 레지스트액 토출 노즐과 기판의 사이에 상대적인 스크롤 동작을 시키면서, 레지스트액을 스크롤 형상으로 기판상에 도포하는 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 처리 방법.
21. 기판에 복수의 색채 레지스트액을 차례로 도포하는 레지스트 도포 처리방법으로서,

    색채 레지스트마다 설치된 레지스트액 토출 노즐에서 기판에 하나의 색채 레지스트액을 토출시키면서 상기 레지스트액 토출 노즐을 기판상에서 이동시킴과 동시에 기판을 회전시키고, 상기 레지스트액 토출 노즐과 기판과의 사이에 상대적인 스크롤 동작을 시켜서 상기 색채 레지스트액을 스크롤 형상으로 기판상에 도포하는 도포공정을 가지고

    상기 레지스트액 토출 노즐의 이동속도 및 기판의 회전속도를 색채 레지스트액마다 조절제어하여, 상기 도포공정을 각 색채 레지스트액에 대하여 행하는 것을 특징으로 하는 레지스트액 도포 처리방법.

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