KR101065876B1 - 도포방법 및 도포장치 - Google Patents

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KR101065876B1
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다나카시노부
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

기다란 형태의 도포 노즐에 양호한 웨트라인을 항상 안정적으로 얻을 수 있도록 하여, 피처리기판상에 막두께가 일정하고 도포 얼룩이 없는 도포막을 형성한다.
웨트라인 바탕처리부(125)는, 앞면으로부터 레지스트액이 스며 나오도록 구성된 도포 패드(162)에 유틸리티 유니트(172)내의 레지스트액 공급부로부터 레지스트액 또는 희석레지스트액을 공급하면서, 유틸리티 유니트(172)내의 누름부에 의해 도포 패드(162)를 노즐부 배면(160)의 하반부에 소정의 압력으로 압착하면서, 직진구동부(176)의 직진구동에 의해 도포 패드(162)를 노즐길이 방향(Y방향)으로 레지스트 노즐(120)의 일끝단으로부터 다른 끝단까지 직선적으로 또한 한번에 미끄럼동작시킨다.

Description

도포방법 및 도포장치{COATING METHOD AND COATING APPARATUS}
도 1은 본 발명을 적용할 수 있는 도포현상처리 시스템의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 2는 실시형태의 도포현상처리 시스템에 있어서의 열적처리부의 구성을 나타내는 측면도이다.
도 3은 실시형태의 도포현상처리 시스템에 있어서의 처리의 순서를 나타내는 플로우챠트이다.
도 4는 실시형태의 도포현상처리 시스템에 있어서의 도포 프로세스부의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 5는 실시형태의 도포 프로세스부에서의 도포처리부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 하나의 실시예에 의한 레지스트 노즐의 외관구성과 웨트라인 바탕처리부의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 7은 하나의 실시예에 의한 레지스트 노즐의 주요부의 구성과 웨트라인 바탕처리부의 주요부의 구성을 나타내는 주요부단면도이다.
도 8은 실시예에 있어서의 웨트라인 바탕처리부의 작용을 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 9는 실시예에 있어서의 웨트라인 바탕처리의 작용효과를 나타내는 단면도이다.
도 10은 실시예에 있어서의 웨트라인 바탕처리의 작용효과를 나타내는 사시도이다.
도 11은 하나의 변형예에 의한 웨트라인 바탕처리부의 주요부의 구성과 작용을 나타내는 사시도이다.
도 12는 다른 실시예에 의한 웨트라인 바탕처리부의 주요부의 구성과 작용을 나타내는 사시도이다.
도 13은 종래의 슬릿형 레지스트 노즐의 외관구성과 작용을 나타내는 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
16 : 프로세스 스테이션 28 : 도포 프로세스부
82 : 레지스트도포유니트(CT) 118 : 스테이지
120 : 레지스트 노즐 122 : 도포처리부
125 : 웨트라인 바탕처리부 150 : 노즐본체
152 : 토출구 156 : 노즐부
158 : 노즐부 앞면 160 : 노즐부 배면
162 : 도포 패드 163 : 마찰 패드
168 : 패드부재 170 : 지지관
171 : 지지부재 172 : 유틸리리 유니트
176 : 직진구동부 184 : 오목부
본 발명은, 기다란 형태의 도포 노즐을 사용하여 피처리기판상에 액체를 도포하여 도포막을 형성하는 도포방법 및 도포장치에 관한 것이다.
종래부터, LCD나 반도체 디바이스 등의 제조 프로세스에 있어서의 포토리소그래피공정에서는, 피처리기판(유리기판, 반도체 웨이퍼 등) 상에 레지스트액을 도포하기 위해서 사용하는 레지스트 노즐의 한 형식으로서, 예를 들면 특허문헌 1에 개시된 바와 같은 슬릿형상의 토출구를 가진 기다란 형태의 레지스트 노즐이 알려져 있다.
이러한 기다란 형태의 노즐을 사용하는 레지스트도포장치에서는, 도 13에 나타낸 바와 같이, 얹어놓음대 또는 유지판(도시하지 않음) 상에 수평으로 놓여지는 기판(G)과 기다란 형태의 레지스트 노즐(200)의 하단면의 토출구의 사이에 수백㎛ 이하의 미소한 갭을 설정하고, 기판(G)의 위쪽으로 레지스트 노즐(200)을 주사방향(일반적으로 노즐길이 방향과 직교하는 수평방향)으로 이동시키면서 기판(G) 상에 레지스트액을 토출시킨다. 그 때, 기판(G) 상에 토출된 레지스트액이 젖음(wet)현상에 의해 레지스트 노즐(200)의 배면하부(200a)에 부착하여 높이 방향으로 확대되고(부풀어오르고), 노즐길이 방향으로 이어지는 볼록면형상의 메니스커스가 형성된다. 이 메니스커스의 형상은 레지스트액의 표면장력 및 점도나 노즐토출부 내지 배면부의 형상 등에 의해서 정해지고, 정상상태(定常狀態)에서는 메니스커스의 정상(頂上)위치가 어떤 일정한 높이의 라인, 즉 웨트라인(WL)에서 안정된다. 이 웨트라인(WL)이 일정한 높이 위치에서 수평으로 있는 한, 기판(G) 상에는 일정한 막두께로 레지스트액의 도포막이 형성된다.
[특허문헌 1]
일본 특개평8-138991
상기한 바와 같이, 기다란 형태의 레지스트 노즐(200)을 사용하는 레지스트 도포장치에서는, 도포처리중에 레지스트 노즐(200)의 배면하부에 젖음 현상으로 부착하는 레지스트액의 정상(頂上)라인 또는 웨트라인(WL)이 기판상의 레지스트도포막의 프로파일에 관계되고, 웨트라인(WL)이 일정한 높이 위치에서 수평일직선으로 유지되고 있는 한 기판상에는 일정한 막두께로 레지스트도포막이 형성된다. 그러나, 종래 이러한 종류의 레지스트 도포장치에 있어서는, 수평일직선의 웨트라인(WL)을 항상 안정적으로 얻는 것이 어렵다고 하는 문제나, 레지스트액의 종류에 따라서는 물결형상의 메니스커스가 형성되기 쉬운 것이 있고, 도 13에 나타낸 바와 같이 그러한 물결형상 메니스커스의 파두부(波頭部, 202)에 대응하는 기판(G) 상의 위치에서 주사방향으로 이어지는 줄무늬모양의 도포얼룩(204)이 생긴다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은, 이러한 종래 기술의 문제점에 비추어 이루어진 것으로, 기다란 형태의 도포 노즐에 양호한 웨트라인을 항상 안정적으로 얻을 수 있도록 하여, 피 처리기판상에 막두께가 일정하고 도포 얼룩이 없는 도포막을 형성할 수 있도록 하는 도포방법 및 도포장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 도포방법은, 거의 수평인 피처리기판과 기다란 형상의 도포 노즐의 하단면에 설치된 토출구의 사이에 원하는 미소한 갭을 설정하고, 도포처리중에 상기 토출구로부터 상기 기판상에 토출된 도포액으로 상기 도포 노즐의 배면 하단부가 젖은 상태에서 상기 도포 노즐을 노즐길이방향과 거의 직교하는 수평방향으로 상대적으로 이동시켜, 상기 기판상에 상기 도포액을 도포하는 도포방법으로서, 도포처리에 앞서 상기 도포 노즐의 배면 하단부에 도포액 또는 이것을 희석한 희석도포액을 노즐길이 방향으로 바르는 웨트라인 바탕처리공정을 가진다.
본 발명의 도포장치는, 하단면에 토출구를 가진 기다란 형상의 도포 노즐과, 상기 도포 노즐에 도포액을 공급하기 위한 제 1 도포액공급부와, 피처리기판을 거의 수평으로 지지하기 위한 기판지지부와, 도포처리중에 상기 기판지지부에 지지되는 상기 기판에 대하여 원하는 미소한 갭을 사이에 두고 상기 도포 노즐을 지지하기 위한 노즐지지부와, 도포처리중에 상기 도포 노즐의 토출구로부터 상기 기판상에 토출된 도포액으로 상기 도포 노즐의 배면 하단부가 젖은 상태에서 상기 도포 노즐을 노즐길이 방향과 거의 직교하는 수평방향으로 상대적으로 이동하도록 상기 기판지지부와 상기 노즐지지부의 사이에서 상대적인 수평이동을 행하게 하기 위한 주사부와, 도포처리에 앞서 상기 도포 노즐의 배면 하단부에 도포액 또는 이것을 희석한 희석도포액을 노즐길이 방향으로 바르기 위한 웨트라인 바탕처리부를 가진다.
본 발명에서는, 도포처리에 앞서 웨트라인 바탕처리부에 있어서, 도포 노즐의 배면 하단부에 도포액 또는 이것을 희석한 희석도포액을 노즐길이 방향으로 바르는 것에 의해, 도포처리시에 도포 노즐로부터 토출된 도포액의 젖음 현상에 의한 도포 노즐배면 하단부에서의 확대를 원활하게 하는 동시에 액면정상위치 또는 웨트라인을 바르는 방향에 따라 안정화시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 하나의 형태에 의하면, 웨트라인 바탕처리공정에 있어서, 도포 노즐의 배면 하단부에 대하여, 도포액 또는 희석도포액이 스며 나오는 도포 패드를 눌러 놓으면서 노즐길이 방향으로 상대적으로 미끄럼동작시킨다. 이 경우, 도포 패드는 도포 노즐의 배면 하단부에 도포액 또는 희석도포액이 스며 나와 마찰하면서 노즐길이 방향으로 미끄럼동작하는 것에 의해, 웨트라인을 일직선으로 따르게 하기 위한 마찰 라인을 포함하는 도포액 바름 영역을 양호하고 또한 효과적으로 형성할 수가 있다. 바람직하게는, 도포 패드가 해면상물질 또는 다공질물질로 이루어지는 패드부재를 가지며, 도포 노즐의 배면 하단부에 해당 패드부재를 접촉시켜 미끄럼동작하도록 하여도 좋다. 또한, 양호한 직선적 마찰 라인을 얻기 위해서, 도포 패드를 도포 노즐의 배면 하단부의 일끝단으로부터 다른 끝단까지 한번에 미끄럼동작시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 하나의 형태에 의하면, 도포 패드가 도포 노즐의 배면 하단부와 접촉하는 패드 주면의 하단부에 노즐길이 방향과 평행하게 이어지는 오목 부를 가지며, 도포 노즐의 배면 하단부에 노즐길이 방향으로 이어지는 도포액 또는 희석도포액의 액체저장부가 형성되도록 한다. 도포 노즐의 배면 하단부에 이렇게 도포액 또는 희석도포액의 액체저장부를 붙인 상태에서 다음의 도포처리를 개시함으로써, 도포 노즐의 토출구로부터 기판상에 토출된 도포액이 젖음 현상에 의해 노즐부 배면의 하단부에 부착하여 높이 방향으로 확대되는 시간을 단축하여, 노즐주사의 개시를 빠르게 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 하나의 형태에 의하면, 웨트라인 바탕처리공정에 있어서, 도포 노즐의 배면 하단부에 대하여, 도포액 또는 희석도포액을 공급하면서 마찰 패드를 눌러 놓으면서 노즐길이 방향으로 상대적으로 미끄럼동작시킨다. 이 경우, 마찰 패드는 먼저 도포 노즐의 배면 하단부에 부착하고 있는 도포액 또는 희석도포액을 노즐길이 방향으로 이어지게 하면서 미끄럼동작시키는 것에 의해, 웨트라인을 일직선으로 따르게 하기 위한 마찰라인을 포함하는 도포액 바름 영역을 양호하고 또한 효과적으로 형성할 수가 있다. 바람직하게는, 마찰 패드가 해면상물질 또는 다공질물질로 이루어지는 패드부재를 가지며, 도포 노즐의 배면 하단부에 해당 패드부재를 접촉시켜 미끄럼동작하도록 하여도 좋다. 또한, 양호한 직선적 마찰 라인을 얻기 위해서, 마찰 패드를 도포 노즐의 배면 하단부의 일끝단으로부터 다른 끝단까지 한번에 미끄럼동작시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 웨트라인 바탕처리공정에서 도포 노즐의 배면 하단부에 바르는 도포액은 기판상에 도포하는 도포액과 같은 것이 가장 바람직하지만, 기본성분을 같게 한 것이면 성분비나 농도 등에 다소의 차이가 있어도 된다.
<발명의 실시형태>
이하, 도 1 ∼도 12를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 설명한다.
도 1에, 본 발명의 도포방법 및 도포장치를 적용할 수 있는 한 구성예로서의 도포현상처리 시스템을 나타낸다. 이 도포현상처리시스템(10)은, 크린룸내에 설치되고, 예를 들면 LCD 기판을 피처리기판으로 하여, LCD 제조 프로세스에 있어서 포토리소그래피공정의 중간 세정, 레지스트도포, 프리베이크, 현상 및 포스트베이크 등의 일련의 처리를 하는 것이다. 노광처리는, 이 처리 시스템에 인접하여 설치되는 외부의 노광장치(12)로 행하여진다.
이 도포현상처리시스템(10)은, 중심부에 가로길이의 프로세스 스테이션(P/S) (16)을 배치하고, 그 길이 방향(X방향) 양 끝단부에 카세트 스테이션(C/S)(14)과 인터페이스 스테이션(I/F)(18)을 배치하고 있다.
카세트 스테이션(C/S)(14)은, 시스템(10)의 카세트 반출입 포트이며, 각형의 유리기판(G)을 다단으로 적층하도록 하여 복수매 수용가능한 카세트(C)를 수평방향 예를 들면 Y방향으로 4개까지 나열하여 얹어 놓을 수 있는 카세트 스테이지(20)와, 이 스테이지(20)상의 카세트(C)에 대하여 기판(G)을 출입시키는 반송기구(22)를 구비하고 있다. 반송기구(22)는, 기판(G)을 유지할 수 있는 수단, 예를 들면 반송아암(22a)을 가지며, X, Y, Z, θ의 4축으로 동작가능하고, 인접한 프로세스 스테이션(P/S)(16)쪽과 기판(G)을 주고받을 수 있도록 되어 있다.
프로세스 스테이션(P/S)(16)은, 시스템 길이방향(X방향)으로 연재하는 평행하고 또한 역방향의 한 쌍의 라인(A, B)에 각 처리부를 프로세스 플로우 또는 공정 순으로 배치하고 있다. 보다 상세하게는, 카세트 스테이션(C/S)(14)쪽에서 인터페이스 스테이션(I/F)(18)쪽을 향하는 상류부의 프로세스라인(A)에는, 세정프로세스부(24)와, 제 1 열적처리부(26)와, 도포 프로세스부(28)와, 제 2 열적처리부(30)를 가로 일렬로 배치하고 있다. 한편, 인터페이스 스테이션(I/F)(18)쪽으로부터 카세트 스테이션(C/S)(14)쪽을 향하는 하류부의 프로세스라인(B)에는, 제 2 열적처리부(30)와, 현상프로세스부(32)와, 탈색프로세스부(34)와, 제 3 열적처리부(36)를 가로 일렬로 배치하고 있다. 이러한 라인형태에서는, 제 2 열적처리부(30)가, 상류측의 프로세스라인(A)의 최후미에 위치함과 동시에 하류측의 프로세스라인(B)의 선두에 위치하고 있으며, 양 라인 A, B 사이에 걸쳐 있다.
양 프로세스라인(A, B)의 사이에는 보조반송공간(38)이 설치되어 있고, 기판(G)을 1매 단위로 수평으로 얹어 놓을 수 있는 셔틀(40)이 도시하지 않은 구동기구에 의해서 라인방향(X방향)으로 쌍방향으로 이동할 수 있도록 되어 있다.
상류부의 프로세스라인(A)에서, 세정프로세스부(24)는, 스크러버 세정유니트(SCR)(42)를 포함하고 있고, 이 스크러버 세정유니트(SCR)(42)내의 카세트스테이션(C/S)(14)과 인접한 장소에 엑시머 UV 조사유니트(e-UV)(41)를 배치하고 있다. 스크러버 세정유니트(SCR)(42)내의 세정부는, 기판(G)을 롤러 반송 또는 벨트 반송에 의해 수평자세로 라인(A) 방향으로 반송하면서 기판(G)의 윗면(피처리면)에 브러싱세정이나 블로우세정을 실시하도록 되어 있다.
세정프로세스부(24)의 하류측에 인접하는 제 1 열적처리부(26)는, 프로세스라인(A)을 따라 중심부에 종형의 반송기구(46)를 설치하고, 그 전후양쪽에 복수의 낱장식 오븐 유니트를 기판 주고받음용의 패스유니트와 함께 다단으로 적층배치하여 이루어지는 다단유니트부 또는 오븐 타워(TB)(44, 48)를 설치하고 있다.
예를 들면, 도 2에 나타낸 바와 같이, 상류측의 오븐 타워(TB)(44)에는, 기판반입용의 패스유니트(PASSL)(50), 탈수베이크용의 가열유니트(DHP)(52, 54) 및 어드히젼유니트(AD)(56)가 아래로부터 차례로 적층된다. 여기서, 패스유니트(PASSL)(50)는, 스크러버세정유니트(SCR)(42)로부터의 세정처리가 끝난 기판(G)을 제 1 열적처리부(26)내로 반입하기 위한 스페이스를 제공한다. 하류측의 오븐 타워(TB)(48)에는, 기판반출용의 패스유니트(PASSR)(60), 기판온도조정용의 냉각유니트(COL)(62, 64) 및 어드히젼유니트(AD)(66)가 아래에서부터 차례로 적층된다. 여기서, 패스유니트(PASSR)(60)는, 제 1 열적처리부(26)에서 소요의 열처리가 끝난 기판(G)을 하류측의 도포 프로세스부(28)로 반출하기 위한 스페이스를 제공한다.
도 2에 있어서, 반송기구(46)는, 연직방향으로 연재하는 가이드레일(68)을 따라 승강이동가능한 승강반송체(70)와, 이 승강반송체(70)상에서 θ방향으로 회전 또는 선회가능한 선회반송체(72)와, 이 선회반송체(72)상에서 기판(G)을 지지하면서 전후방향으로 전진후퇴 또는 신축가능한 반송아암(74) 또는 핀셋을 가지고 있다. 승강반송체(70)를 승강구동하기 위한 구동부(76)가 수직가이드레일(68)의 기초끝단쪽에 설치되고, 선회반송체(72)를 선회구동하기 위한 구동부(78)가 승강반송체(70)에 부착되고, 반송아암(74)을 전진후퇴구동하기 위한 구동부(80)가 선회반송체(72)에 부착되어 있다. 각 구동부(76, 78, 80)는 예를 들면 전기모터 등으로 구 성되어도 좋다.
상기한 바와 같이 구성된 반송기구(46)는, 고속으로 승강 내지 선회운동하여 양 인접한 오븐 타워(TB)(44, 48) 중의 임의의 유니트에 억세스가능하고, 보조반송공간(38)쪽의 셔틀(40)과도 기판(G)을 주고받을 수 있도록 되어 있다.
제 1 열적처리부(26)의 하류측에 인접하는 도포 프로세스부(28)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 레지스트도포유니트(CT)(82)와 감압건조유니트(VD)(84)를 프로세스라인(A)을 따라 일렬로 배치하고 있다. 도포 프로세스부(28)내의 구성은 후에 상세히 설명한다.
도포 프로세스부(28)의 하류측에 인접하는 제 2 열적처리부(30)는, 상기 제 1 열적처리부(26)와 같은 구성을 가지며, 양 프로세스라인(A, B) 사이에 종형의 반송기구(90)를 설치하여, 프로세스라인(A)쪽(최후미)에 한쪽의 오븐 타워(TB)(88)를 설치하고, 프로세스라인(B)쪽(선두)에 다른 쪽의 오븐 타워(TB)(92)를 설치하고 있다.
도시는 생략하지만, 예를 들면, 프로세스라인(A)쪽의 오븐 타워(TB)(88)에는, 최하단에 기판반입용의 패스유니트(PASSL)가 배치되고, 그 위에 프리베이크용의 가열유니트(PREBAKE)가 예를 들면 3단으로 적층되어도 좋다. 또한, 프로세스라인(B)쪽의 오븐 타워(TB)(92)에는, 최하단에 기판반출용의 패스유니트(PASSR)가 배치되고, 그 위에 기판온도조정용의 냉각유니트(COL)가, 예를 들면 1단 포개어지고, 그 위에 프리베이크용의 가열유니트(PREBAKE)가, 예를 들면 2단으로 적층되어도 좋 다.
제 2 열적처리부(30)에 있어서의 반송기구(90)는, 양 오븐 타워(TB)(88, 92)의 각각의 패스유니트(PASSL), (PASSR)을 통해 도포 프로세스부(28) 및 현상 프로세스부(32)와 기판(G)을 1매 단위로 주고받을 수 있을 뿐만 아니라, 보조반송공간(38)내의 셔틀(40)이나 후술하는 인터페이스 스테이션(I/F)(18)과도 기판(G)을 1매 단위로 주고받을 수 있도록 되어 있다.
하류부의 프로세스라인(B)에 있어서, 현상 프로세스부(32)는, 기판(G)을 수평자세로 반송하면서 일련의 현상처리공정을 행하는 소위 수평흐름방식의 현상유니트(DEV)(94)를 포함하고 있다.
현상 프로세스부(32)의 하류측에는 탈색 프로세스부(34)를 끼워 제 3 열적처리부(36)가 배치된다. 탈색 프로세스부(34)는, 기판(G)의 피처리면에 i선(파장 365nm)을 조사하여 탈색처리를 하기 위한 i선 UV조사유니트(i-UV)(96)를 구비하고 있다.
제 3 열적처리부(36)는, 상기 제 1 열적처리부(26)나 제 2 열적처리부(30)와 같은 구성을 가지고 있으며, 프로세스라인(B)을 따라 종형의 반송기구(100)와 그 전후양쪽에 한 쌍의 오븐 타워(TB)(98, 102)를 설치하고 있다.
도시는 생략하지만, 예를 들면, 상류측의 오븐 타워(TB)(98)에는, 최하단에 기판반입용의 패스유니트(PASSL)가 놓여지고, 그 위에 포스트베이킹용의 가열유니트(POBAKE)가, 예를 들면 3단으로 적층되어도 좋다. 또한, 하류측의 오븐 타워 (TB)(102)에는, 최하단에 포스트베이킹·유니트(POBAKE)가 놓여지고, 그 위에 기판반출 및 냉각용의 패스·쿨링유니트(PASSR·COL)가 1단 포개어지고, 그 위에 포스트베이킹용의 가열유니트(POBAKE)가 2단으로 적층되어도 좋다.
제 3 열적처리부(36)에 있어서의 반송기구(100)는, 양 오븐 타워(다단유니트부)(TB)(98, 102)의 패스유니트(PASSL) 및 패스·쿨링유니트(PASSR·COL)를 통해 각각 i선 UV 조사유니트(i-UV)(96) 및 카세트 스테이션(C/S)(14)과 기판(G)을 1매 단위로 주고받을 수 있을 뿐만 아니라, 보조반송공간(38)내의 셔틀(40)과도 기판(G)을 1매 단위로 주고받을 수 있도록 되어 있다.
인터페이스 스테이션(I/F)(18)은, 인접한 노광장치(12)와 기판(G)의 주고받기를 하기 위한 반송장치(104)를 가지며, 그 주위에 버퍼·스테이지(BUF)(106), 엑스텐션·쿨링스테이지(EXT·COL)(108) 및 주변장치(110)를 배치하고 있다. 버퍼·스테이지(BUF)(106)에는 정치형(定置型)의 버퍼카세트(도시하지 않음)가 놓여진다. 엑스텐션·쿨링스테이지(EXT·COL)(108)는, 냉각기능을 구비한 기판 주고받음용의 스테이지이고, 프로세스 스테이션(P/S)(16)쪽과 기판(G)을 주고받기할 때에 사용된다. 주변장치(110)는, 예를 들면 타이틀러(TITLER)와 주변노광장치(EE)를 상하로 적층한 구성으로 하여도 좋다. 반송장치(104)는, 기판(G)을 유지할 수 있는 수단, 예를 들면 반송아암(104a)을 가지며, 인접한 노광장치(12)나 각 유니트(BUF)(106), (EXT·COL)(108), (TITLER/EE) (110)와 기판(G)을 주고받을 수 있도록 되어 있다.
도 3에, 이 도포현상처리시스템에 있어서의 처리의 순서를 나타낸다. 먼저, 카세트 스테이션(C/S)(14)에 있어서, 반송기구(22)가, 스테이지(20)상의 어느 하나의 카세트(C)중에서 1개의 기판(G)을 꺼내어, 프로세스 스테이션(P/S)(16)의 세정 프로세스부(24)의 엑시머 UV 조사유니트(e-UV)(41)에 반입한다(스텝 S1).
엑시머 UV 조사유니트(e-UV)(41)내에서 기판(G)은 자외선조사에 의한 건식세정이 실시된다(스텝 S2). 이 자외선세정으로는 주로 기판표면의 유기물이 제거된다. 자외선세정의 종료후에, 기판(G)은, 카세트 스테이션(C/S)(14)의 반송기구(22)에 의해서 세정 프로세스부(24)의 스크러버 세정유니트(SCR)(42)로 옮겨진다.
스크러버 세정유니트(SCR)(42)에서는, 상기한 바와 같이 기판(G)을 롤러반송 또는 벨트반송에 의해 수평자세로 프로세스라인(A) 방향으로 수평흐름으로 반송하면서 기판(G)의 윗면(피처리면)에 브러싱세정이나 블로우세정을 실시함으로써, 기판표면에서 입자상태의 오염을 제거한다(스텝 S3). 그리고, 세정후에도 기판(G)을 수평흐름으로 반송하면서 린스처리를 실시하고, 마지막에 에어 나이프 등을 사용하여 기판(G)을 건조시킨다.
스크러버 세정유니트(SCR)(42)내에서 세정처리가 끝난 기판(G)은, 제 1 열적처리부(26)의 상류측 오븐 타워(TB)(44)내의 패스유니트(PASSL)(50)에 수평흐름으로 반입된다.
제 1 열적처리부(26)에 있어서, 기판(G)은 반송기구(46)에 의해 소정의 시퀀스로 소정의 오븐유니트로 차례로 이송된다. 예를 들면, 기판(G)은, 제일 먼저 패 스유니트(PASSL)(50)로부터 가열유니트(DHP)(52, 54)의 하나로 옮겨지고, 거기서 탈수처리를 받는다(스텝 S4). 다음에, 기판(G)은, 냉각유니트(COL)(62, 64)의 하나로 옮겨지고, 거기서 일정한 기판온도까지 냉각된다(스텝 S5). 이후, 기판(G)은 어드히젼유니트(AD) (56)로 옮겨지고, 거기서 소수화처리를 받는다(스텝 S6). 이 소수화처리의 종료후에, 기판(G)은 냉각유니트(COL)(62, 64)의 하나로 일정한 기판온도까지 냉각된다(스텝 S7). 마지막으로, 기판(G)은 하류측 오븐 타워(TB)(48)내의 패스유니트(PASSR)(60)로 옮겨진다.
이와 같이, 제 1 열적처리부(26)내에서는, 기판(G)이, 반송기구(46)를 통해 상류측의 다단 오븐 타워(TB)(44)와 하류측의 오븐 타워(TB)(48)의 사이에서 임의로 왕래할 수 있도록 되어 있다. 또, 제 2 및 제 3 열적처리부(30, 36)에서도 같은 기판반송동작이 행하여진다.
제 1 열적처리부(26)에서 상기와 같은 일련의 열적 또는 열계의 처리를 받은 기판(G)은, 하류측 오븐 타워(TB)(48)내의 패스유니트(PASSR)(60)로부터 레지스트도포유니트(CT)(82)로 옮겨진다.
레지스트도포유니트(CT)(82)에 있어서, 기판(G)은, 후술하는 바와 같이 슬릿형의 레지스트 노즐을 사용하는 스핀레스법에 의해 기판 윗면(피처리면)에 레지스트액이 도포된다. 이어서, 기판(G)은, 하류측에 인접한 감압건조유니트(VD)(84)로 감압에 의한 건조처리를 받는다(스텝 S8).
상기와 같은 레지스트도포처리를 받은 기판(G)은, 감압건조유니트(VD)(84)로부터 인접한 제 2 열적처리부(30)의 상류측 오븐 타워(TB)(88)내의 패스유니트(PASSL)에 반입된다.
제 2 열적처리부(30)내에서, 기판(G)은, 반송기구(90)에 의해 소정의 시퀀스로 소정의 유니트로 차례로 이송된다. 예를 들면, 기판(G)은, 제일 먼저 패스유니트(PASSL)로부터 가열유니트(PREBAKE)의 하나로 옮겨지고, 거기서 프리베이킹의 가열처리를 받는다(스텝 S9). 다음에, 기판(G)은, 냉각유니트(COL)의 하나로 옮겨지고, 거기서 일정한 기판온도까지 냉각된다(스텝 S10). 이후, 기판(G)은 하류측 오븐 타워(TB)(92)쪽의 패스유니트(PASSR)를 경유하여, 혹은 경유하지 않고서 인터페이스 스테이션(I/F) (18)쪽의 엑스텐션·쿨링스테이지(EXT ·COL)(108)에 받아 넘겨진다.
인터페이스 스테이션(I/F)(18)에 있어서, 기판(G)은, 엑스텐션·쿨링스테이지(EXT·COL)(108)로부터 주변장치(110)의 주변노광장치(EE)에 반입되고, 거기서 기판(G)의 주변부에 부착하는 레지스트를 현상시에 제거하기 위한 노광을 받은 후에, 인접한 노광장치(12)로 보내진다(스텝 S11).
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 복귀되면(스텝 S11), 먼저 주변장치(110)의 타이틀러(TITLER)에 반입되 고, 거기서 기판상의 소정의 부위에 소정의 정보가 기록된다(스텝 S12). 이후, 기판(G)은 엑스텐션·쿨링스테이지(EXT·COL)(108)에 복귀된다. 인터페이스 스테이션(I/F)(18)에 있어서의 기판(G)의 반송 및 노광장치(12)와의 기판(G)의 주고받음은 반송장치(104)에 의해서 행하여진다.
프로세스 스테이션(P/S)(16)에서는, 제 2 열적처리부(30)에 있어서 반송기구(90)가 엑스텐션·쿨링스테이지(EXT·COL)(108)로부터 노광이 끝난 기판(G)을 받아들여, 프로세스라인(B)쪽의 오븐 타워(TB)(92)내의 패스유니트(PASSR)를 통해 현상 프로세스부(32)에 받아 넘겨진다.
현상 프로세스부(32)에서는, 해당 오븐 타워(TB)(92)내의 패스유니트(PASSR)에서 받아들인 기판(G)을 현상유니트(DEV)(94)에 반입한다. 현상유니트(DEV)(94)에 있어서 기판(G)은 프로세스라인(B)의 하류를 향하여 수평흐름 방식으로 반송되고, 그 반송중에 현상, 린스, 건조의 일련의 현상처리공정이 행하여진다(스텝 S13).
현상 프로세스부(32)에서 현상처리를 받은 기판(G)은 하류측에 인접한 탈색 프로세스부(34)로 수평흐름으로 반입되고, 거기서 i선 조사에 의한 탈색처리를 받는다(스텝 S14). 탈색처리가 끝난 기판(G)은, 제 3 열적처리부(36)의 상류측 오븐 타워(TB) (98)내의 패스유니트(PASSL)에 반입된다.
제 3 열적처리부(36)에 있어서, 기판(G)은, 제일 먼저 해당 패스유니트(PASSL)에서 가열유니트(POBAKE)의 하나로 옮겨지고, 거기서 포스트베이킹의 가열처 리를 받는다(스텝 S15). 다음에, 기판(G)은, 하류측 오븐 타워(TB)(102)내의 패스쿨링·유니트(PASSR·COL)로 옮겨지고, 거기서 소정의 기판온도로 냉각된다(스텝 S16). 제 3 열적처리부(36)에 있어서의 기판(G)의 반송은 반송기구(100)에 의해서 행하여진다.
카세트 스테이션(C/S)(14)쪽에서는, 반송기구(22)가, 제 3 열적처리부(36)의 패스쿨링·유니트(PASSR·COL)로부터 도포현상처리의 전체공정을 끝낸 기판(G)을 받아들이고, 받아들인 기판(G)을 스테이지(20)상의 어느 하나의 카세트(C)에 수용한다(스텝 S1).
이 도포현상처리 시스템(10)에 있어서는, 도포 프로세스부(28), 특히 레지스트도포유니트(CT)(82)에 본 발명을 적용할 수가 있다. 이하, 도 4 ∼도 12를 참조하여 본 발명을 도포 프로세스부(28)에 적용한 하나의 실시형태를 설명한다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 도포 프로세스부(28)는, 지지대(112) 위에 레지스트도포유니트(CT)(82)와 감압건조유니트(VD)(84)를 X방향으로{프로세스라인(A)을 따라} 일렬로 배치하고 있다. X방향으로 이어지는 한 쌍의 가이드레일(114, 114)이 지지대(112)의 양 끝단부에 평행하게 부설되고, 양 가이드레일(114, 114)로 안내되어 이동하는 1조(組) 또는 복수 조(組)의 반송아암(116, 116)에 의해, 레지스트도포유니트(CT)(82)로부터 감압건조유니트(VD)(84)로 기판(G)을 전송할 수 있도록 되어 있다. 더욱이, 양 가이드레일(114, 114)은, 도포 프로세스부(28)와 인접 하는 상류측 및 하류측의 유니트, 즉 제 1 열적처리부(26)의 하류측 오븐 타워(TB)(48)에 속하는 패스유니트(PASSR)(60)와, 제 2 열적처리부(30)의 상류측 오븐 타워(TB)(88)에 속하는 패스유니트(PASSL)에 밀어 넣어지고, 반송아암(116, 116)이 양측의 패스유니트(PASSR), (PASSL)에 출입 가능하게 되어 있다. 이렇게 해서, 반송아암(116, 116)에 의해, 오븐 타워(TB) (48)의 패스유니트(PASSR)로부터 도포처리전의 기판(G)을 레지스트도포유니트(CT)(82)에 반입하고, 감압건조유니트(VD)(84)로부터 오븐 타워(TB)(88)의 패스유니트(PASSL)로 도포처리가 끝난 기판(G)을 반출하도록 되어 있다.
레지스트도포유니트(CT)(82)는, 기판(G)을 수평으로 얹어 놓고 유지하기 위한 스테이지(118)와, 이 스테이지(118)상에 놓여지는 기판(G)의 윗면(피처리면)에 기다란 형태의 레지스트 노즐(120)을 사용하여 스핀레스법으로 레지스트액을 도포하기 위한 도포처리부(122)와, 레지스트 노즐(120)의 레지스트액 토출기능을 정상상태로 유지 또는 리프레쉬하기 위한 노즐 리프레쉬부(124)와, 도포처리시에 레지스트 노즐(120)에 있어서 수평일직선의 웨트라인(WL)을 안정적으로 확실히 얻기 위한 웨트라인 바탕처리를 하기 위한 웨트라인 바탕처리부(125) 등을 가지고 있다. 이 실시형태에서는, 웨트라인 바탕처리부(125)가 노즐 리프레쉬부(124)내에 설치된다. 레지스트도포유니트(CT)(82)내의 각 부의 구성 및 작용은 도 5∼도 12를 참조하여 후에 상술한다.
감압건조유니트(VD)(84)는, 윗면이 개구하고 있는 트레이 또는 바닥이 얕은 용기형의 하부챔버(126)와, 이 하부챔버(126)의 윗면에 기밀로 밀착 또는 끼워맞춤가능하게 구성된 덮개형상의 상부챔버(도시하지 않음)를 가지고 있다. 하부챔버(126)는 거의 사각형으로, 중심부에는 기판(G)을 수평으로 얹어 놓아 지지하기 위한 스테이지(128)가 배치되고, 바닥면의 네 모서리에는 배기구(130)가 설치되어 있다. 각 배기구(130)는 배기관(도시하지 않음)을 통해 진공펌프(도시하지 않음)에 통하고 있다. 하부챔버(126)에 상부챔버를 씌운 상태로, 양 챔버내의 밀폐된 처리공간을 해당 진공펌프에 의해 소정의 진공도까지 감압할 수 있도록 되어 있다.
도 5에, 레지스트도포유니트(CT)(82)에 있어서의 도포처리부(122)의 구성을 나타낸다. 도포처리부(122)는, 레지스트 노즐(120)을 포함하는 레지스트액공급부(132)와, 도포처리시에 레지스트 노즐(120)을 스테이지(118)의 위쪽으로 화살표방향(X-방향)으로 수평이동, 즉 주사시키는 주사부(134)를 가진다. 레지스트액공급부(132)에 있어서, 레지스트 노즐(120)은, 스테이지(118)상의 기판(G)을 일끝단으로부터 다른 끝단까지 커버할 수 있는 길이로 Y방향으로 이어지는 기다란 형상의 노즐본체(150)를 가지며, 레지스트액 공급원(도시하지 않음)으로부터의 레지스트액 공급관(136)에 접속되어 있다. 노즐본체(150)의 하단면에는 노즐길이 방향(Y방향)으로 이어지는 슬릿형상의 토출구(152)가 형성되어 있다. 주사부(134)는, 레지스트 노즐(120)을 수평으로 지지하는 '??'자형상의 지지체(138)와, 이 지지체(138)를 X방향에서 쌍방향으로 직진이동시키는 주사구동부(14O)를 가진다. 이 주사구동부(140)는, 예를 들면 가이드가 부착된 리니어모터기구 또는 볼나사기구로 구성되어 도 좋다. X방향으로 지지체(138)를 고정하고, 스테이지(118)쪽을 직진이동시키는 구성도 가능하다. 지지체(138)와 레지스트 노즐(120)을 접속하는 죠인트부(142)에는, 레지스트 노즐(120)의 높이 위치를 변경 또는 조절하기 위한 가이드가 부착된 승강기구를 설치하는 것이 바람직하다. 레지스트 노즐(120)의 높이 위치를 조절함으로써, 레지스트 노즐(120)의 하단면 또는 토출구(152)와 스테이지(118)상의 기판(G)의 윗면(피처리면)과의 사이의 거리간격, 즉 갭의 크기를 임의로 설정 또는 조정할 수 있다.
도 6 및 도 7에, 하나의 실시예에 의한 레지스트 노즐(120) 및 웨트라인 바탕처리부(125)의 구성을 나타낸다. 웨트라인 바탕처리부(125)는, 스테이지(118)와 노즐주사방향의 하류측(상류측이어도 좋다)에서 인접하는 노즐 리프레쉬부(124)내에 설치되어 있다.
레지스트 노즐(120)에 있어서, 노즐본체(150)는, 예를 들면 스텐레스강 등의 내부식성과 가공성에 뛰어난 금속으로 이루어지며, 각통형상의 버퍼부(154)와, 이 버퍼부(154)로부터 하단면의 토출구(152)를 향하여 테이퍼형상으로 이어지는 노즐부(156)를 가진다. 노즐부(156)가 서로 대향하는 테이퍼면(158, 160)중, 한쪽의 테이퍼면(158)이 앞면이고, 다른쪽의 테이퍼면(160)이 배면이 된다. 즉, 레지스트 노즐(120)은, 도포처리중에 노즐부(156)의 앞면(158)을 노즐주사방향(X-방향)의 앞쪽을 향하여, 노즐부(156)의 배면(160)을 같은 방향의 뒤쪽을 각각 향하여 이동시킨다(도 5, 도 9, 도 10). 버퍼부(154)의 내부에는, 레지스트액공급관(136)으로부터 도입한 레지스트액을 일단 저장하고 노즐길이 방향의 압력을 균일화하기 위한 버퍼실 또는 캐비티(도시하지 않음)가 형성된다. 노즐부(156)의 내부에는, 버퍼부(154)내의 캐비티로부터 하단의 토출구(152)까지 수직아래쪽으로 이어지는 슬릿형상의 유로(161)가 형성된다.
웨트라인 바탕처리부(125)는, 앞면으로부터 레지스트액이 스며 나오도록 구성된 도포 패드(162)와, 이 도포 패드(162)를 레지스트 노즐(120)의 노즐부(156)의 배면(160)의 하반부에 눌러 놓고 노즐길이 방향으로 상대적으로 미끄럼동작시키기 위한 도포 패드 미끄럼동작부(164)를 가지고 있다.
도포 패드(162)는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 앞면이 개구한 상자체(166)와, 이 상자체(166)내에 충전된 패드부재(168)를 가지고 있다. 패드부재(168)는, 팽윤성과 탄력성을 구비한 섬유질의 물질이 바람직하고, 예를 들면 해면상물질 또는 다공성물질로 이루어지는 것이어도 좋다. 상자체(166)의 배면에는 강성의 중공관으로 이루어지는 지지관(170)이 결합되어 있다. 웨트라인 바탕처리중에는, 후술하는 유틸리티 유니트(172)내의 레지스트액공급부로부터의 레지스트액이 이 지지관(170)의 유로를 통하여 상자체(166)내의 패드부재(168)에 공급되도록 되어 있다. 패드부재(168)의 내부에는, 상자체(166)의 배후쪽으로부터 도입된 레지스트액을 패드부재 전체에 균일하게 확대시키기 위한 캐비티(168a)가 형성되어도 좋다.
도포 패드미끄럼동작부(164)는, 노즐 리프레쉬부(124)내에 설치된 웨트라인 바탕처리용의 스테이션에서 레지스트 노즐(120)의 노즐배면부(160)와 대면하는 위치에 배치되어 있고, 각종 구동부나 용력부 등을 포함하는 유틸리티 유니트(172)와, 이 유틸리티 유니트(172)를 얹어 놓은 캐리지(174)와, 이 캐리지(174)를 레지 스트 노즐(120)의 길이 방향(Y 방향)으로 평행한 수평방향으로 일직선으로 이동시키기 위한 직진구동부(176)를 가지고 있다. 직진구동부(176)는, 예를 들면 가이드(도시하지 않음)가 부착된 볼나사 기구로 구성되어도 좋고, 혹은 리니어 모터기구나 벨트 기구 등으로 구성되어도 좋다. Y방향에서 유틸리티 유니트(172)쪽을 고정하고, 레지스트 노즐(120)을 직진이동시키는 구성도 가능하다. 유틸리티 유니트(172)내에는, 도포 패드(162)에 지지관(170)내의 유로를 통해 레지스트액을 공급하기 위한 레지스트액 공급부나, 도포 패드(162)를 지지관(170)을 통해 전후방향에서 이동가능하고 또한 수평으로 지지하는 지지부나, 도포 패드(162)를 지지관(170)과 일체로 앞쪽으로 밀어내기 위한 누름부 등이 수용되어 있다. 도시한 예에서는, 도포 패드(162)와 유틸리티 유니트(172)쪽의 스프링받음부(도시하지 않음)와의 사이에 지지관(170)을 지지축으로 하는 코일스프링(178)이 가설되어 걸쳐 있다. 유틸리티 유니트(172)내의 상기 누름부는, 예를 들면 에어실린더를 가지며, 코일스프링(178)의 스프링변형량에 따른 원하는 압력으로 도포 패드(162)를 레지스트 노즐(120)의 노즐부 배면(160)의 하반부에 압착하도록 되어 있다.
여기서, 도 6∼도 8에 대하여 웨트라인 바탕처리부(125)에 있어서의 작용을 설명한다. 스테이지(118)상의 기판(G)에 대한 도포처리가 끝나면, 다음 피처리기판(G)에 대한 도포처리를 위해서 주사부(134)가 레지스트 노즐(120)을 노즐 리프레쉬부(124)까지 이송하여, 웨트라인 바탕처리용의 스테이션에서 위치결정한다. 웨트라인 바탕처리부(125)에서는, 위치 결정된 레지스트 노즐(120)의 일끝단에 근접한 장소에서, 도포 패드미끄럼동작부(164)가 도포 패드(162)를 노즐부 배면(160)의 하반부에 대향시킨다. 그리고, 유틸리티 유니트(172)내의 레지스트액 공급부로부터 도포 패드(162)에 레지스트액을 공급하면서, 유틸리티 유니트(172)내의 누름부에 의해 도포 패드(162)를 노즐부 배면(160)의 하반부에 소정의 압력으로 압착하면서, 직진구동부(176)의 직진구동에 의해 도포 패드(162)를 노즐길이 방향(Y 방향)으로 레지스트 노즐(120)의 일끝단으로부터 다른 끝단까지 직선적으로 또한 한번에 미끄럼동작시킨다. 바람직하게는, 도포 패드(162)를 일정한 속도로 미끄럼동작시켜, 레지스트 노즐(120)의 다른 끝단부근에서 멈추거나 감속하지 않고 지나가게 하여도 좋다.
그 결과, 도 8에 나타낸 바와 같이, 노즐부 배면(160)의 하반부에는 도포 패드(162)와 통과하여 지나간 영역(180)에 레지스트액이 노즐길이 방향(Y방향)으로 발려진다. 이 노즐부 배면(160)에 있어서의 레지스트액이 발려지는 영역(180)내에는, 도포 패드(162)의 패드부재(168)가 마찰흔적으로서 노즐길이 방향(Y 방향)에 평행하고 또한 수평일직선으로 이어지는 다수 내지 무수한 라인(182)이 형성된다. 이들 마찰 라인(182)은, 다음 도포처리를 개시할 때에 기판(G) 상에 토출된 레지스트액이 젖음 현상으로 레지스트액이 발려지는 영역(180) 위를 높이 방향으로 확대될 때의 액면정상위치를 수평일직선으로 규제하기 위한 수평 가이드 라인 기능을 발휘하는 것이다. 여기서, 레지스트 노즐(120)의 하단면{토출구(152)}을 기준으로 하여, 레지스트액이 발려지는 영역(180)의 상단높이 위치(H)를 웨트라인(WL)의 높이 위치(예상치)(h)보다도 충분히 높게(예를 들면 2배 이상) 하는 것이 바람직하다. 일례로서, h=0.5mm에 대하여 H= 1.0∼2.0mm로 설정하여도 좋다.
이 레지스트도포유니트(CT)(82)에 있어서, 웨트라인 바탕처리부(125)에서 상기와 같은 웨트라인 바탕처리가 행하여진 후, 레지스트 노즐(120)을 주사부(134)에 의해 스테이지(118)의 상류쪽으로 이송해 놓는다. 그리고, 다음 미처리의 피처리기판(G)이 스테이지(118)상에 놓여지면, 주사부(134)에 의해 레지스트 노즐(120)을 해당 기판(G) 상의 상류측단부에 위치맞춤하고, 이어서 도 5에 나타낸 바와 같이 스테이지(118)의 위쪽을 X-방향에서 종단하도록 레지스트 노즐(120)을 일정한 속도로 주사시키면서, 레지스트액 공급부(132)에 있어서 레지스트 노즐(120)의 토출구(152)로부터 노즐길이 방향(Y 방향)으로 이어지는 라인형상의 토출흐름으로 레지스트액(R)을 스테이지(118) 상의 기판(G)의 윗면에 공급한다.
그 때, 도 9 및 도 10에 나타낸 바와 같이, 노즐토출구(152)로부터 기판(G) 상에 토출된 레지스트액(R)이 젖음 현상에 의해 레지스트 노즐(120)의 노즐부 배면(160)의 하단부에 부착하여 높이 방향으로 확대되고, 노즐길이 방향으로 이어지는 볼록면형상의 메니스커스가 형성된다. 이 때, 노즐부 배면(160)의 하반부에는 앞서의 웨트라인 바탕처리에 의해 레지스트액이 발려지는 영역(180)이 형성되어 있기 때문에, 기판(G) 상의 레지스트액(R)은 노즐부 배면(160)의 하단에서 레지스트액이 발려지는 영역(180)을 따라 동일영역내의 무수한 수평일직선의 마찰 라인(182)에 의한 수평 가이드 라인의 규제를 받으면서 높이 방향으로 확대되고, 어느 하나의 마찰 라인(182)을 따르도록 하여 액면정상위치가 안정화되어, 수평일직선의 웨트라인(WL)이 확립된다. 이에 따라 웨트라인(WL)의 하류측에서 기판(G) 상에 형성되는 레지스트도포막(RM)의 막두께(d)가 소기의 값으로 일정하게 유지된다.
또한, 도포처리에 사용되는 레지스트액의 종류에 따라 점성이 불안정하고 물결형상의 메니스커스가 형성되기 쉬운 경우에도, 본 실시형태에 의하면 상기와 같은 레지스트액이 발려지는 영역(180)에 있어서의 수평 가이드 라인 기능에 의해 메니스커스의 정상위치를 수평일직선으로 규제할 수가 있다. 이에 따라 레지스트도포막(RM)상에 줄무늬모양의 도포얼룩이 생길 가능성을 대폭 저감할 수 있다.
노즐 리프레쉬부(124)에 있어서는, 도시는 생략하지만, 레지스트 노즐(120)의 노즐부(156)를 세정하기 위한 노즐세정부나, 레지스트 노즐(120)에 노즐내의 레지스트액을 토출하여 교체하게 하게 하기 위한 더미 디스펜스부 등도 설치된다. 노즐세정 또는 더미 디스펜스를 할 때는, 그 후에 상기와 같은 웨트라인 바탕처리부(125)에 의한 웨트라인 바탕처리를 하여도 좋다.
도 11에, 상기한 실시예에 있어서의 웨트라인 바탕처리부(125)의 한 변형예를 나타낸다. 이 변형예는, 도포 패드(162)의 앞면(주면)의 하단부에 노즐길이 방향과 평행하게 이어지는 오목부(184)를 형성하고 있다. 도시한 예에서는, 도 11의 (A), (B)에 나타낸 바와 같이, 상자체(166) 및 패드부재(168)의 쌍방에 각각 오목부(184)를 형성하고 있다.
이러한 구성에 의하면, 도포 패드(162)를 노즐부 배면(160)의 하단부에 압착하면서 노즐길이 방향으로 미끄럼동작시킬 때에, 패드부(168)로부터 스며 나온 레지스트액이 오목부(184)에 고인 상태로 노즐부 배면(160)의 하단부에 부착한다. 그 결과, 도 11의 (C)에 나타낸 바와 같이, 노즐부 배면(160)의 하단부에 노즐길이 방향으로 이어지는 레지스트액의 액체저장부(186)가 형성된다. 이 상태에서 다음 도포처리를 개시하면, 레지스트 노즐(120)의 토출구(152)로부터 기판(G) 상에 토출된 레지스트액이 젖음 현상에 의해 노즐부 배면(160)의 하단부에 부착하여 높이 방향으로 확대되는 시간이 단축된다. 이에 따라, 노즐주사의 개시를 빨리 할 수 있다.
도 12에, 다른 실시예에 의한 웨트라인 바탕처리부(125)의 주요부의 구성을 나타낸다. 이 실시예는, 레지스트액이 스며 나오는 도포 패드(162)에 대신하여 마찰 전용의 마찰 패드(163)를 사용한다. 이 마찰 패드(163)를 지지하는 지지부재(171)에 레지스트액을 통과시키는 유로를 형성할 필요는 없다. 대신에, 레지스트 노즐(120)의 노즐부 배면(160)의 하단부에 레지스트액을 예를 들면 뿌려 공급하기 위한 레지스트액 부여부(188)를 마찰 패드(163)의 미끄럼동작방향상류측에 배치하고, 레지스트액부여부(188)와 마찰 패드(163)를 공통의 직진구동부(176)(도 6)에 의하여 노즐길이 방향으로 병진구동한다. 레지스트액 부여부(188)는 유틸리티 유니트(172)(도 6)내의 레지스트액 공급부에 접속되어 있어도 좋다. 마찰 패드(163)는, 상기 실시예의 도포 패드(162)와 같이 상자체내에 예를 들면 해면상물질 또는 다공질물질로 이루어지는 패드부재를 충전한 것이어도 좋고, 먼저 레지스트액부여부(188)로부터 노즐부 배면(160)에 붙어 있는 레지스트액을 노즐길이 방향으로 이어져 가면서 미끄럼동작한다. 이 마찰 패드(163)를 노즐부 배면(160)의 하반부에 소정의 압력으로 압착하면서, 노즐길이 방향으로 레지스트 노즐(120)의 일끝단으로부터 다른 끝단까지 일정한 속도로 직선적으로 또한 한번에 미끄럼동작시켜도 좋다.
이 실시예에서도, 노즐부 배면(160)의 하반부에는 마찰 패드(163)가 통과하여 지나간 후에, 상기 실시예와 같이 노즐길이 방향에 평행하고 또한 수평일직선으로 이어지는 다수 내지 무수한 마찰흔적 라인(도시하지 않음)을 포함하는 레지스트액이 발려지는 영역(180)이 형성된다. 따라서, 레지스트 노즐(120)에 있어서 수평일직선의 웨트라인(WL)을 항상 안정적으로 확립할 수 있는 동시에, 피처리기판상에 막두께가 일정하고 도포얼룩이 없는 레지스트도포막을 형성할 수 있다.
상기한 실시형태에서는, 웨트라인 바탕처리부(125)에 있어서 레지스트 노즐(120)의 노즐부 배면(160)의 하단부에 바르는 액으로서 레지스트액을 사용하였지만, 레지스트액을 적당한 용제로 희석하여 이루어지는 희석레지스트액도 사용할 수 있다. 웨트라인 바탕처리부(125)로 사용하는 레지스트액은 도포처리부(122)에서 사용하는 레지스트액과 동일한 것이 가장 바람직하지만, 주성분을 같이 하는 것이면 성분비나 농도 등에 다소의 차이가 있더라도 좋다.
또한, 상기 실시형태에서는, 레지스트 노즐(120)의 노즐부 앞면(158)과 노즐부 배면(160)을 고정하고, 한 면의 노즐부 배면(160)쪽에만 웨트라인 바탕처리를 실시하도록 하였다. 그러나, 쌍방향(X-방향, X+방향)의 노즐주사로 도포처리를 하는 경우에는, 노즐부(156)의 양면(158, 160)에 상기 실시형태의 웨트라인 바탕처리를 실시하여도 좋다. 또한, 한방향 또는 고정식의 경우라도, 노즐부 배면(160)과 함께 노즐부 앞면(158)에도 웨트라인 바탕처리를 실시하는 것은 상관없다.
또한, 본 발명에 있어서의 레지스트액이 발려지는 영역(180)에 있어서의 마찰 라인(182)은, 통상은 상기 실시형태와 같이 노즐길이 방향으로 수평일직선으로 이어지게 하는 것이 바람직하지만, 어플리케이션에 따라서 비스듬하게 일직선으로 이어지게 하는 형태나 만곡하여(예를 들면 중심부보다도 주변부쪽이 높아지도록) 이어지게 하는 형태 등도 가능하다.
또한, 웨트라인 바탕처리에 있어서, 노즐부 배면(160)에 레지스트액을 바른 후, 예를 들면 CCD 카메라 등의 촬상장치로 노즐부 배면(160)을 촬상하여 레지스트액의 칠이 남아져 있는지 아닌지를 검사하여도 좋다. 칠이 남아 있을 때는, 노즐부 배면(160)을 노즐세정부(도시하지 않음)로 세정하고, 그 후에 노즐부 배면(160)에 레지스트액을 다시 도포한다. 촬상장치는, 노즐 리프레쉬부(124) 또는 그 근방에 배치되어도 좋다. 이러한 검사기능 및 재도포기능에 의해, 웨트라인 바탕처리의 신뢰성을 한층 더 향상시키고, 나아가서는 도포막 품질의 신뢰성을 한층 더 향상시킬 수 있다.
상기한 실시형태는 슬릿형상의 토출구를 가진 기다란 형태의 도포 노즐에 관한 것이었지만, 본 발명은 노즐길이 방향으로 배열된 다수의 미세구멍으로 이루어지는 토출구를 가진 기다란 형태의 도포 노즐에도 적용가능하다. 또한, 상기 실시형태는 LCD 제조의 도포현상처리 시스템에 있어서의 레지스트도포장치에 관한 것이었지만, 본 발명은 피처리기판상에 도포액을 공급하는 임의의 어플리케이션에 적용할 수 있다. 본 발명에 있어서의 도포액으로는, 레지스트액 이외에도, 예를 들면 층간절연재료, 유전체재료, 배선재료 등의 여러가지 도포액이 포함된다. 본 발명에 있어서의 피처리기판에는 LCD 기판에 한정되지 않고, 다른 플랫 패널 디스플레이용 기판, 반도체웨이퍼, CD기판, 유리기판, 포토마스크, 프린트기판 등도 포함된 다.
본 발명의 도포방법 및 도포장치에 의하면, 상기와 같은 구성과 작용에 의해, 기다란 형태의 도포 노즐에 양호한 웨트라인을 항상 안정적으로 얻는 것이 가능하고, 이에 따라 피처리기판상에 막두께가 일정하고 도포 얼룩이 없는 도포막을 형성할 수가 있다.

Claims (17)

  1. 수평인 피처리기판과 기다란 형상의 도포 노즐의 하단면에 설치된 토출구의 사이에 원하는 미소한 갭을 설정하고, 도포처리중에 상기 토출구로부터 상기 기판상에 토출된 도포액으로 상기 도포 노즐의 배면 하단부가 젖은 상태로 상기 도포 노즐을 노즐길이 방향과 직교하는 수평방향으로 상대적으로 이동시켜, 상기 기판상에 상기 도포액을 도포하는 도포방법으로서,
    도포처리에 앞서 상기 도포 노즐의 배면 하단부에 도포액 또는 이것을 희석한 희석도포액을 노즐길이 방향으로 바르는 웨트라인 바탕처리공정을 가진 도포방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 웨트라인 바탕처리공정이, 상기 도포 노즐의 배면 하단부에 대하여, 상기 도포액 또는 희석도포액이 스며 나오는 도포 패드를 눌러 놓으면서 노즐길이 방향으로 상대적으로 미끄럼동작시키는 도포방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 도포 패드가, 해면상물질 또는 다공질물질로 이루어지는 패드부재를 상기 도포 노즐의 배면 하단부에 접촉시켜 미끄럼동작하는 도포방법.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 도포 패드를 상기 도포 노즐의 배면 하단부의 일끝단으로부터 다른 끝단까지 한번에 미끄럼동작시키는 도포방법.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 도포 노즐의 배면 하단부에 노즐길이 방향으로 이어지는 상기 도포액 또는 희석도포액의 액체저장부가 형성되는 도포방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 웨트라인 바탕처리공정이, 상기 도포 노즐의 배면 하단부에 대하여, 상기 도포액 또는 희석도포액을 공급하면서 마찰 패드를 눌러 놓으면서 노즐길이 방향으로 상대적으로 미끄럼동작시키는 도포방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 마찰 패드가, 해면상물질 또는 다공질물질로 이루어지는 패드부재를 상기 도포 노즐의 배면 하단부에 접촉시켜 미끄럼동작하는 도포방법.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 마찰 패드를 상기 도포 노즐의 배면 하단부의 일끝단으로부터 다른 끝단까지 직선적으로 또한 한번에 미끄럼동작시키는 도포방법.
  9. 하단면에 토출구를 가진 기다란 형태의 도포 노즐과,
    상기 도포 노즐에 도포액을 공급하기 위한 제 1 도포액공급부와,
    피처리기판을 수평으로 지지하기 위한 기판지지부와,
    도포처리중에 상기 기판지지부에 지지되는 상기 기판에 대하여 원하는 미소한 갭을 사이를 두고 상기 도포 노즐을 지지하기 위한 노즐지지부와,
    도포처리중에 상기 도포 노즐의 토출구로부터 상기 기판상에 토출된 도포액으로 상기 도포 노즐의 배면 하단부가 젖은 상태에서 상기 도포 노즐을 노즐길이 방향과 직교하는 수평방향으로 상대적으로 이동하도록 상기 기판지지부와 상기 노즐지지부의 사이에서 상대적인 수평이동을 행하게 하기 위한 주사부와,
    도포처리에 앞서 상기 도포 노즐의 배면 하단부에 도포액 또는 이것을 희석한 희석도포액을 노즐길이 방향으로 바르기 위한 웨트라인 바탕처리부를 가진 도포장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 웨트라인 바탕처리부가, 상기 도포액 또는 희석도포액이 스며 나오는 도포 패드와, 상기 도포 노즐의 배면 하단부에 상기 도포 패드를 눌러 놓으면서 노즐 길이 방향으로 상대적으로 미끄럼동작시키기 위한 도포패드 미끄럼동작부를 가진 도포장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 웨트라인 바탕처리부가, 상기 도포 패드에 상기 도포액 또는 희석도포액을 공급하는 제 2 도포액공급부를 가진 도포장치.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 도포 패드가 해면상물질 또는 다공 질물질로 이루어지는 패드부재를 가지며, 상기 도포 노즐의 배면 하단부에 상기 패드부재가 접촉하는 도포장치.
  13. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 도포 패드가, 상기 도포 노즐의 배면 하단부와 접촉하는 패드주면의 하단부에 노즐길이 방향과 평행하게 이어지는 오목부를 가진 도포장치.
  14. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 도포 패드 미끄럼동작부가, 상기 도포 패드를 상기 도포 노즐의 배면 하단부의 일끝단으로부터 다른 끝단까지 직선적으로 또한 한번에 미끄럼동작시키기 위한 직진구동부를 가진 도포장치.
  15. 제 9 항에 있어서, 상기 웨트라인 바탕처리부가, 상기 도포 노즐의 배면 하단부에 상기 도포액 또는 희석도포액을 부여하기 위한 도포액 부여수단과, 상기 도포 노즐의 배면 하단부를 마찰하기 위한 마찰 패드와, 상기 도포 노즐의 배면 하단부에 상기 마찰 패드를 눌러 놓아 노즐길이 방향으로 상대적으로 미끄럼동작시키기 위한 마찰 패드 미끄럼동작부를 가진 도포장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 마찰 패드가 해면상물질 또는 다공질물질로 이루어지는 패드부재를 가지며, 상기 도포 노즐의 배면 하단부에 상기 패드부재가 접촉하는 도포장치.
  17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서, 상기 마찰 패드 미끄럼동작부가, 상기 마찰 패드를 상기 도포 노즐의 배면 하단부의 일끝단으로부터 다른 끝단까지 한번에 미끄럼동작시키기 위한 직진구동부를 가진 도포장치.
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