KR101276444B1 - 도포 장치 및 도포 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도포장치 및 도포방법에 관한 것으로서 기판 (G)의 전단부가 레지스트 노즐 (78)의 바로 아래 부근의 설정 위치 즉 도포 개시 위치에 도착한 시점에서 기판 반송을 정지하고 2차 측정 검사를 실시하고 광학식 거리 센서 (162)에 기판 (G)의 상면 및 하면까지의 거리 (L_d, L_e)를 측정시킨다. 그 다음에 상기 기판 (G)의 두께 측정값 (D) 및 부상 높이 측정값 (H_b)를 각각의 설정값 또는 기준치[D] , [H_b]와 비교하고 비교 오차 │[D] -D │, │[H_b] -H_b│의 어느쪽도 각 소정의 허용 범위내에 들어가 있으면 「정상」이라고 판단하고 그렇지 않으면 「이상」이라고 판단하는 부상 반송식의 스핀레스 도포법에 의해 피처리 기판상에 처리액을 도포하는 도포 처리의 택트 타임을 단축함과 동시에 부상 스테이지와 기판과 노즐과의 사이의 높이 위치 관계를 확실하게 관리해 기판상에 처리액의 도포막을 균일한 막두께로 형성하는 기술을 제공한다.

Description

도포 장치 및 도포 방법{COATING APPARATUS AND COATING METHOD}

도 1은 본 발명의 적용 가능한 도포 현상 처리 시스템의 구성을 나타내는 평면도이다.

도 2는 실시 형태의 도포 현상 처리 시스템에 있어서의 처리의 순서를 나타내는 플로차트이다.

도 3은 실시 형태의 도포 현상 처리 시스템에 있어서의 레지스트 도포 유니트 및 감압 건조 유니트의 전체 구성을 나타내는 대략 평면도이다.

도 4는 실시 형태에 있어서의 레지스트 도포 유니트의 전체 구성을 나타내는 사시도이다.

도 5는 실시 형태에 있어서의 레지스트 도포 유니트의 전체 구성을 나타내는 대략 정면도이다.

도 6은 상기 레지스트 도포 유니트내의 스테이지 도포 영역에 있어서의 분출구와 흡입구의 배열 패턴의 일례를 나타내는 평면도이다.

도 7은 상기 레지스트 도포 유니트에 있어서의 기판 반송부의 구성을 나타내는 일부 단면 대략 측면도이다.

도 8은 상기 레지스트 도포 유니트에 있어서의 기판 반송부의 보유 지지부의 구성을 나타내는 확대 단면도이다.

도 9는 상기 레지스트 도포 유니트에 있어서의 기판 반송부의 패드부의 구성을 나타내는 사시도이다.

도 10은 상기 레지스트 도포 유니트에 있어서의 기판 반송부의 보유 지지부의 하나의 변형 예를 나타내는 사시도이다.

도 11은 상기 레지스트 도포 유니트에 있어서의 노즐 승강기구, 압축 공기 공급 기구 및 진공 공급 기구의 구성을 나타내는 도이다.

도 12는 상기 레지스트 도포 유니트에 있어서의 레지스트 노즐 및 광학식 거리 센서의 지지 구조(노즐 지지체)를 나타내는 일부 단면 측면도이다.

도 13 상기 레지스트 도포 유니트에 있어서의 제어계의 주요한 구성을 나타내는 블럭도이다.

도 14는 실시 형태에 있어서의 일련의 도포 처리 동작 중에서 본 발명의 갭 관리 기능과 관련되는 주요한 순서를 나타내는 플로차트도이다.

도 15는 실시 형태에 있어서의 갭 관리 기능의 일 단계를 나타내는 사시도이다.

도 16은 실시 형태에 있어서의 갭 관리 기능의 일 단계를 나타내는 측면도이다.

도 17은 실시 형태에 있어서의 갭 관리 기능의 일 단계를 나타내는 사시도이다.

도 18은 실시 형태에 있어서의 갭 관리 기능의 일 단계를 나타내는 측면도이다.

도 19는 실시 형태에 있어서의 갭 관리 기능의 일 단계를 나타내는 사시도이다.

도 20은 실시 형태에 있어서의 갭 관리 기능의 일 단계를 나타내는 측면도이다.

도 21은 실시 형태에 있어서의 도포 주사를 나타내는 측면도이다.

도 22는 실시 형태의 도포 주사에 있어서의 한 장면을 나타내는 측면도이다.

도 23은 실시 형태의 이상 원인 해석 처리에 있어서의 판정 알고리즘의 테이블을 나타내는 도이다.

도 24는 실시 형태의 이상 원인 해석 처리에 있어서의 삼차 측정 검사를 나타내는 측면도이다.

도 25는 실시 형태에 있어서의 하나의 변형 예의 구성을 나타내는 측면도이다.

도 26은 실시 형태의 하나의 변형 예로 구해지는 하나의 기능을 나타내는 측면도이다.

**주요부위를 나타내는 도면부호의 설명**

40 레지스트 도포 유니트(CT)

75 노즐 승강기구

76 스테이지

78 레지스트 노즐

84 기판 반송부

88 분출구

90 흡인구

93 레지스트액 공급원

100 반송 구동부

102 보유 지지부

Lo4 흡착 패드

126 스테이지 기판 부상부

134 노즐 지지체

162 광학식 거리 센서

164 리니어 스케일

166 접촉식 거리 센서

170 컨트롤러

174 광학식 거리 센서

M₁ 반입 영역

M₃ 도포 영역

M₅ 반출 영역

본 발명은 피처리 기판상에 액체를 도포해 도포막을 형성하는 도포 방법 및 도포 장치에 관한다.

LCD등의 플랫 패널 디스플레이(FPD)의 제조 프로세스에 있어서의 포트리소그래피공정에는 슬릿 형상의 토출구를 가지는 긴형의 레지스트 노즐을 주사 해 피처리 기판(유리 기판 등)상으로 레지스트액을 도포하는 스핀레스의 도포법이 자주 이용되고 있다.

이러한 스핀레스 도포법은 예를 들어 특허 문헌 1에 개시되는 바와 같이 흡착 보유 지지형의 재치대 또는 스테이지상으로 기판을 수평으로 재치하여 이 스테이지상의 기판과 긴형 레지스트 노즐의 토출구의 사이에 100 μm정도의 작을 갭을 설정하고 기판 윗쪽에서 레지스트 노즐을 주사 방향(일반적으로 노즐 긴 방향과 직교하는 수평 방향)으로 이동시키면서 기판상에 레지스트액을 띠형상으로 토출시켜 도포한다. 긴형 레지스트 노즐을 기판의 일단으로부터 타단까지 1회 이동시키는 것만으로 레지스트액을 기판의 밖에 떨어뜨리지 않고 원하는 막두께로 레지스트 도포막을 기판상에 형성할 수가 있다.

상기와 같은 스핀레스법의 도포 장치에 있어서는 기판상에 레지스트액을 원하는 막두께로 도포하기 위해서 상기 노즐-기판간의 갭을 설정값에 맞추는 갭 관리가 요구된다. 이 갭 관리는 기판의 두께(판두께)가 파라미터가 된다. 대체로 기판의 두께는 일정은 아니고, 공차내의 불균형이 있다. 예를 들어, 유리 기판의 두께가 공칭 0.7 mm로 공차가±0.03 mm의 경우 0.67 mm~0.73 mm의 범위내에서 판두께에 불균형이 있다. 레지스트 노즐의 레지스트액을 토출하는 높이 위치가 고정되어 있 으면 판두께의 불균형이 그대로 상기 갭의 불균형이 되어 나아가서는 레지스트 막두께의 불균형이 된다. 거기서 레지스트 도포에 앞서 기판의 두께를 측정해 그 두께 측정값에 따라 레지스트 노즐의 토출구의 높이 위치를 조정해 상기 갭을 설정값에 맞추도록 하고 있다. 기판 두께 측정법으로서는 스테이지상의 기판에 윗쪽으로부터 다이얼 게이지의 촉침을 눌러 게이지 독취값으로부터 기판 상면의 높이 위치를 측정해 그 측정값으로부터 스테이지 상면의 높이 위치(기존의 값)를 공제해 기판의 두께를 요구하는 방법이 이용되고 있다. 최근에는 기판 두께 측정부를 레지스트 노즐에 설치해 기판 두께 측정을 위한 특별한 점유 스페이스나 구동 기구를 생략하는 구성이 취해지고 있다. 또, 다이얼 게이지 대신에 광학식의 거리 센서도 이용되고 있다.

[특허 문헌 1] 일본국 특개평10-156255

상기와 같은 흡착 보유 지지형의 스테이지를 이용하는 스핀레스 방식의 레지스트 도포 장치에서는 처리완료의 기판을 스테이지로부터 언로딩 내지 반출해 스테이지 상면을 완전하게 빈상태로 하지 않는 이상 후속의 새로운 기판을 스테이지상으로 반입 내지 재치 할 수가 없다. 이 때문에, 레지스트 노즐을 주사시키는 동작의 소요 시간(T_c)에 미처리의 기판을 스테이지상으로 반입 내지 로딩하는 동작의 소요 시간(T_in)과 처리 완료의 기판을 스테이지에서 언로딩 내지 반출하는 동작의 소요 시간(T_out)을 서로 더한 도포 처리 1 사이클의 소요 시간(T_c+T_IN+T_out)이 그대로 택트 타임이 되어 택트 타임의 단축화가 어렵다고 하는 문제가 있다.

본 발명은, 상기와 같은 종래 기술의 문제점에 비추어 이루어진 것으로 스핀레스 방식에서 피처리 기판상에 처리액을 도포하는 도포 처리의 택트 타임을 단축하는 부상 반송 방식의 도포 장치 및 도포 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 부상 반송 방식에 있어서 부상 스테이지와 기판과 노즐의 사이의 높이 위치 관계를 확실하게 관리해 기판상에 처리액의 도포막을 균일한 막두께로 형성할 수 있도록 한 도포 장치 및 도포 방법을 제공하는 것에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 도포 장치는, 피처리 기판을 기체의 압력으로 띄우는 제1의 부상 영역을 가지는 스테이지와 부상 상태의 상기 기판을 소정의 반송 방향으로 반송해 상기 제1의 영역을 통과시키는 기판 반송부와 상기 제1의 부상 영역의 윗쪽에 승강 가능하게 배치되는 노즐을 갖고, 상기 제1의 부상 영역을 통과하는 상기 기판상에 처리액을 도포하기 위해서 상기 노즐에서 상기 처리액을 토출시키는 처리액공급부와 상기 노즐을 승강 이동시키기 위한 노즐 승강부와 상기 제1의 부상 영역에서 상기 처리액을 도포시키기 직전의 상기 기판에 대해서 상기 기판의 두께와 상기 스테이지에 대한 상기 기판의 부상 높이를 측정하는 제1의 측정부를 가진다.

또, 본 발명의 도포 방법은 스테이지상으로 반송 방향을 따라 피처리 기판을 상기 스테이지에 반입하기 위한 반입 영역과 상기 반송 방향으로 이동하는 기판상에 윗쪽의 긴형 노즐에서 처리액을 공급해 도포막을 형성하기 위한 도포 영역과 도포 처리 후의 상기 기판을 상기 스테이지로부터 반출하기 위한 반출 영역을 이 순 서로 일렬로 설치해 상기 스테이지의 상면에서 분출하는 기체의 압력으로 상기 기판을 띄우고 상기 도포 영역에서는 상기 기판에 거의 균일한 부상력을 주어 상기 기판을 상기 반입 영역으로부터 상기 반출 영역까지 반송하는 도중 상기 도포 영역에서 상기 처리액을 도포시키기 직전의 상기 기판에 대해서 상기 기판의 두께와 상기 스테이지에 대한 상기 기판의 부상 높이를 측정한다.

본 발명에 있어서는 기판을 스테이지상에서 공중에 띄워 스테이지의 제1의 부상 영역(도포 영역)을 통과하는 도중에 긴형 노즐에서 토출되는 처리액의 공급을 받는 것으로 기판상에 처리액의 도포막이 형성된다. 본 발명에 의하면 제1의 부상 영역을 사이에 두어 하류측(반출 영역)에서 처리 완료의 기판을 스테이지의 밖에 반출하는 동작과 상류측(반입 영역)에서 다음에 처리를 받는 신규의 기판을 스테이지상으로 반입하는 동작을 독립적 또는 병렬적으로 실시할 수 있으므로 택트타임을 짧게 할 수가 있다.

무엇보다 이러한 스핀레스법의 도포 처리에서는 노즐-기판간의 도포 갭을 설정값에 정확하게 맞출 필요가 있는 바 스테이지상에서 기판이 부상하고 있기 때문에 기판의 두께의 불균형이나 기판의 부상 높이의 불균형에 도포 갭이 좌우되어 나아가서는 도포막의 품질이 좌우되기 쉽다. 이 점에 관해서 본 발명은 도포 영역에서 처리액을 도포시키기 직전의 기판에 대해서 해당 기판의 두께와 스테이지에 대한 해당 기판의 부상 높이를 측정함으로써 도포 갭을 적절히 제어 또는 관리한다.

본 발명의 매우 적합한 한 종류에 의하면 제1의 측정부에서 구해진 기판의 두께의 측정값 및 부상 높이의 측정값이 각각 소정의 범위내에 있는 것을 확인하고 나서 기판에 대한 도포 처리를 실행한다. 이것에 의해 부상 반송식의 스핀레스 도포법에 의한 도포 처리의 품질을 안정시킬 수가 있다.

또, 매우 적합한 한종류에 있어서는 노즐 승강부가 노즐을 지지해 이것과 일체로 승강 이동하는 노즐 지지체를 갖고, 제1의 측정부가 스테이지 또는 기판의 상면과의 거리 간격을 측정하기 위해서 노즐 지지체에 장착된 제1의 광학식 거리 센서를 가진다. 이 경우 제1의 광학식 거리 센서는 노즐 지지체를 개재하여 노즐과 일체적으로 승강 이동해 센서로부터 측정한 스테이지 또는 기판의 상면과의 거리에 근거해 노즐과 스테이지 또는 기판의 상면과의 거리를 구할 수가 있다.

또, 매우 적합한 한 종류에 있어서는 기판의 두께의 측정값 및 부상 높이의 측정값이 각각 소정의 범위내에 있는 것을 확인한 후에 노즐의 토출구와 기판의 상면의 사이에 도포 처리용의 갭을 형성하기 위해서 노즐 승강부에 의해 노즐을 내리고, 제1의 광학식 거리 센서에 의해 기판의 상면과의 거리 간격을 측정해 갭을 확인한다. 이 경우 기판의 두께의 측정값 및 부상 높이의 측정값 또 스테이지 상면의 높이 위치등으로부터 원하는 도포 갭을 얻기 위한 노즐의 높이 위치를 계산하여 구할 수가 있다. 그러나, 스테이지로부터 기판에게 전해지는 기체 압력에 변동이 생기면 실제의 기판 부상 높이는 이론치대로는 가지 않게 된다. 거기서, 도포 처리의 개시 직전에 제1의 광학식 거리 센서에 의해 실제 또는 지금의 기판의 높이를 측정해 도포 갭이 정상적인 것을 확인한다. 이것에 의해 부상 반송식의 스핀레스 도포법에 의한 도포 처리의 신뢰성을 한층 향상시킬 수가 있다.

또, 매우 적합한 한 종류에 의하면 도포 처리중에 제1의 광학식 거리 센서에 의해 기판의 상면과의 거리 간격을 측정하면서 노즐 승강부에 의해 노즐의 높이 위치를 가변 조정해 갭의 사이즈를 설정값으로 유지한다. 이와 같이, 제1의 광학식 거리 센서의 거리 측정 기능을 갭 유지 관리를 위한 피드백 제어에 이용할 수도 있다.

또, 매우 적합한 한 종류에 의하면, 제1의 광학식 거리 센서의 측정 정밀도를 검사하기 위해서 노즐 지지체의 높이 위치를 측정하는 제2의 측정부가 설치된다. 바람직하게는 이 제2의 측정부가 노즐 승강기구에 장착되는 리니어 스케일을 가진다.

매우 적합한 한 종류에 있어서는 제1의 광학식 거리 센서의 측정 정밀도와 관련되는 검사를 실시하기 전에 미리 측정 지그를 이용해 노즐을 소정의 기준 높이 위치에 실측으로 맞추었을 때에 제1의 광학식 거리 센서에서 구해지는 제1의 측정값과 제2의 측정부에서 구해지는 제2의 측정값을 기억한다. 그리고, 상기 검사는 측정 지그를 이용하지 않고 제2의 측정부에서 제2의 측정값을 구할 수 있을 때 제1의 광학식 거리 센서에서 구해지는 측정값이 제1의 측정값에 소정의 허용 범위내에서 일치 내지 근사하는지 아닌지를 판정한다. 이 제1의 광학식 거리 센서의 측정 정밀도와 관련되는 검사는 바람직하게는 기판에 대한 제1의 측정부의 측정 처리에 앞서 실행되어도 좋다.

또한 매우 적합한 한 종류에 의하면 노즐의 장착 위치 정밀도를 검사하기 위해서 노즐 승강부로부터 독립해 스테이지와 노즐의 사이의 거리 간격을 측정하는 제3의 측정부가 설치된다. 바람직하게는, 이 제3의 측정부가 스테이지 측에 설치되 어 노즐의 하단에 촉침을 맞혀 거리를 측정하는 접촉식 거리 센서 혹은 노즐의 하단에 광 빔을 맞혀 거리를 측정하는 제2의 광학식 거리 센서를 가진다. 이 노즐의 장착 위치 정밀도와 관련되는 검사는 바람직하게는 기판에 대한 제 1의 측정부의 측정 처리에 앞서 실행되어도 좋다.

또, 매우 적합한 한 종류에 의하면 제1의 측정부가 기판의 두께를 측정하기 위해서 노즐 지지체에 장착된 제3의 광학식 거리 센서, 기판의 두께를 측정하기 위해서 스테이지 측에 설치된 제4의 광학식 거리 센서 및/또는 스테이지에 대한 기판의 부상 높이를 측정하기 위해서 스테이지 측에 설치된 제5의 광학식 거리 센서를 가진다.

또, 본 발명의 도포 장치는 매우 적합한 한 종류로서 스테이지의 제1의 부상 영역내에 다수 설치된 기체를 분출하는 분출구와 스테이지의 제1의 부상 영역내에 상기 분출구와 혼재하고 다수 설치된 기체를 흡입하는 흡인구와 제1의 부상 영역을 통과하는 기판에 대해서 분출구에서 더해지는 수직 오름새의 압력과 흡인구에서 더해지는 수직 아래로 향한 압력의 밸런스를 제어하는 부양 제어부를 가진다.

이 경우, 바람직하게는 스테이지가 반송 방향에 있어서 제1의 부상 영역의 상류 측에 기판 (4)를 띄우는 제2의 부상 영역을 가진다. 이 제2의 부상 영역내에는 기판을 반입하기 위한 반입부가 설치되어도 좋다. 그리고 바람직한 한 종류로서 기판 반송부가 기판을 제2의 부상 영역으로부터 제1의 부상 영역으로 향해 반송하고 기판상의 전단부에 설정된 도포 개시 위치가 노즐의 바로 아래에 온 지점에서 기판을 일시정지시켜 제 1의 측정부가 일시정지중의 기판에 대해서 기판의 두께와 스테이지에 대한 기판의 부상 높이를 측정한다.

바람직한 한 종류로서 스테이지가 반송 방향에 있어서 제1의 부상 영역의 하류 측에 기판을 띄우는 제3의 부상 영역을 가진다. 이 제3의 부상 영역내에는 기판을 반출하기 위한 반출부가 설치되어도 좋다.

또, 바람직한 한 종류에 의하면 기판 반송부가 기판의 이동하는 방향과 평행하게 늘어나도록 상기 스테이지의 한쪽측 또는 양측으로 배치되는 가이드 레일과 가이드 레일을 따라 이동 가능한 슬라이더와 이 슬라이더를 가이드 레일을 따라 이동하도록 구동하는 반송 구동부와 슬라이더로부터 스테이지의 중심부로 향해 연장하고 기판의 측 테두리부를 착탈 가능하게 보유 지지하는 보유 지지부를 가진다.

이하, 첨부도를 참조해 본 발명의 매우 적합한 실시 형태를 설명한다.

도 1에, 본 발명의 도포 방법 및 도포 장치의 적용 가능한 구성예로서 도포 현상 처리 시스템을 나타낸다. 이 도포 현상 처리 시스템은 클린 룸내에 설치되어 예를 들어 LCD 기판을 피처리 기판으로 하고 LCD 제조 프로세스에 있어서 포트리소그래피 공정안의 세정, 레지스트 도포, 프리베이크, 현상 및 포스트베이크의 각 처리를 실시하는 것이다. 노광 처리는 이 시스템에 인접해 설치되는 외부의 노광 장치(도시하지 않음)로 행해진다.

이 도포 현상 처리 시스템은 크게 나누어 카셋트 스테이션(C/S, 10)과 프로세스 스테이션(P/S, 12)와 인터페이스부(I/F, 14)로 구성된다.

시스템의 일단부에 설치되는 카셋트 스테이션(C/S, 10)은 복수의 기판 (G)를 수용하는 카셋트 (C)를 소정수 예를 들어 4개까지 재치 가능한 카셋트 스테이지 (16)과 이 카셋트 스테이지 (16)상의 측쪽으로 또한 카셋트 (C)의 배열 방향과 평행하게 설치된 반송로 (17)과 이 반송로 (17)상에서 이동 자유롭게 스테이지 (16)상의 카셋트 (C)에 대해서 기판 (G)의 출입을 실시하는 반송 기구 (20)을 갖추고 있다. 이 반송 기구 (20)은 기판 (G)를 보유 지지할 수 있는 수단 예를 들어 반송 아암을 갖고 X, Y, Z, θ의 4축으로 동작 가능하고 후술 하는 프로세스 스테이션(P/S) , 12) 측의 반송 장치 (38)과 기판 (G)의 수수를 실시할 수 있게 되어 있다.

프로세스 스테이션(P/S, 12)는 상기 카셋트 스테이션(C/S, 10)측으로부터 차례로 세정 프로세스부 (22)와 도포 프로세스부 (24)와 현상 프로세스부 (26)을 기판 중계부 (23), 약액 공급 유니트 (25) 및 스페이스 (27)을 개재하여 횡일렬로 설치하고 있다.

세정 프로세스부 (22)는 2개의 스크러버 세정 유니트(SCR, 28)과 상하 2단의 자외선 조사/냉각 유니트(UV/COL, 30)과 가열 유니트(HP, 32)와 냉각 유니트(COL,34)를 포함하고 있다.

도포 프로세스부 (24)는 스핀레스 방식의 레지스트 도포 유니트(CT, 40)과 감압 건조 유니트(VD, 42)와 상하 2단형 애드히젼/냉각 유니트(AD/COL, 46)과 상하 2단형 가열/냉각 유니트(HP/COL, 48)과 가열 유니트(HP, 50)을 포함하고 있다.

현상 프로세스부 (26)은 3개의 현상 유니트(DEV, 52)와 2개의 상하 2단형 가열/냉각 유니트(HP/COL, 53)과 가열 유니트(HP, 55)를 포함하고 있다.

각 프로세스부 (22, 24, 26)의 중앙부에는 긴 방향에 반송로(36, 51, 58)이 설치되고 반송 장치 (38, 54, 60)이 각각 반송로(36, 51, 58)을 따라 이동해 각 프로세스 부내의 각 유니트에 액세스하고 기판 (G)의 반입/반출 또는 반송을 실시하게 되어 있다. 또한 이 시스템에서는, 각 프로세스부 (22, 24, 26)에 있어서 반송로(36, 51, 58)의 한쪽측에 액처리계의 유니트(SCR, CT, DEV등)가 배치되고 한쪽측에 열처리계의 유니트(HP, COL등)가 배치되고 있다.

시스템의 타단부에 설치되는 인터페이스부(I/F, 14)는 프로세스 스테이션 (12)와 인접하는 측에 익스텐션(기판 수수부, 56) 및 버퍼 스테이지 (57)을 설치해 노광 장치와 인접하는 측에 반송 기구 (59)를 설치하고 있다. 이 반송 기구 (59)는 Y방향으로 연장하는 반송로 (19)상에서 이동 자유롭고 버퍼 스테이지 (57)에 대해서 기판 (G)의 출입을 행하는 것 외에 익스텐션(기판 수수부, 56)이나 근처의 노광 장치와 기판 (G)의 수수를 실시하게 되어 있다.

도 2에 이 도포 현상 처리 시스템에 있어서의 처리의 순서를 나타낸다. 먼저 카셋트 스테이션(C/S, 10)에 있어서 반송 기구 (20)이 스테이지 (12)상의 소정의 카셋트 (C)중에서 1개의 기판 (G)를 꺼내 프로세스 스테이션(P/S, 16)의 세정 프로세스부 (22)의 반송 장치 (38)에 넘긴다(스텝 S1).

세정 프로세스부 (22)에 있어서 기판 (G)는 먼저 자외선 조사/냉각 유니트(UV/COL, 30)에 차례로 반입되고 최초의 자외선 조사 유니트(UV)에서는 자외선 조사에 의한 건식 세정을 실시시키고 다음의 냉각 유니트(COL)에서는 소정 온도까지 냉각된다(스텝 S2). 이 자외선 세정에서는 주로 기판 표면의 유기물이 제거된다.

다음에 기판 (G)는 스크러버 세정 유니트(SCR, 28)의 하나로 스크러빙 세정 처리를 받아 기판 표면으로부터 입자 형상의 더러움이 제거된다(스텝 S3). 스크러빙 세정후 기판 (G)는 가열 유니트(HP, 32)로 가열에 의한 탈수 처리를 받고(스텝 S4) 그 다음에 냉각 유니트(COL, 34)로 일정한 기판 온도까지 냉각된다(스텝 S5). 이것으로 세정 프로세스부 (22)에 있어서의 사전 처리가 종료하고 기판 (G)는 반송 장치 (38)에 의해 기판 수수부 (23)을 개재하여 도포 프로세스부 (24)로 반송된다.

도포 프로세스부 (24)에 있어서 기판 (G)는 먼저 애드히젼/냉각 유니트(AD/COL, 46)에 차례로 반입되어 최초의 애드히젼유닛트(AD)에서는 소수화 처리(HMDS)를 받고(스텝 S6) 다음의 냉각 유니트(COL)로 일정한 기판 온도까지 냉각된다(스텝 S7).

그 후, 기판 (G)는 레지스트 도포 유니트(CT, 40)으로 스핀레스법에 의해 레지스트액을 도포시키고 그 다음에 감압 건조 유니트(VD, 42)로 감압에 의한 건조 처리를 받는다(스텝 S8).

다음에, 기판 (G)는 가열/냉각 유니트(HP/COL, 48)에 차례로 반입되어 최초의 가열 유니트(HP)에서는 도포 후에 베이킹(프리베이크)을 하고(스텝 S9), 다음에 냉각 유니트(COL)로 일정한 기판 온도까지 냉각된다(스텝 S10). 또한 이 도포 후의 베이킹에 가열 유니트(HP, 50)을 이용할 수도 있다.

상기 도포 처리 뒤 기판 (G)는 도포 프로세스부 (24)의 반송 장치 (54)와 현상 프로세스부 (26)의 반송 장치 (60)에 의해 인터페이스부(I/F, 14)에 반송되어 그곳으로부터 노광 장치에 넘겨진다(스텝 S11). 노광 장치에서는 기판 (G)상의 레 지스트에 소정의 회로 패턴을 노광시킨다. 그리고, 패턴 노광을 끝낸 기판 (G)는 노광 장치로부터 인터페이스부(I/F, 14)에 되돌려진다. 인터페이스부(I/F, 14)의 반송 기구 (59)는 노광 장치로부터 받은 기판 (G)를 익스텐션 (56)을 개재하여 프로세스 스테이션(P/S, 12)의 현상 프로세스부 (26)에 넘긴다(스텝 S11).

현상 프로세스부 (26)에 있어서 기판 (G)는 현상 유니트(DEV, 52)의 어느쪽이든 1개로 현상 처리를 받고(스텝 S12), 그 다음에 가열/냉각 유니트(HP/COL) 53의 하나에 차례로 반입되어 최초의 가열 유니트(HP)에서는 포스트베이킹을 하고(스텝 S13), 다음에 냉각 유니트(COL)로 일정한 기판 온도까지 냉각된다(스텝 S14). 이 포스트베이킹에 가열 유니트(HP, 55)를 이용할 수도 있다.

현상 프로세스부 (26)에서의 일련의 처리가 끝난 기판 (G)는 프로세스 스테이션(P/S, 12)내의 반송 장치 (60, 54, 38)에 의해 카셋트 스테이션(C/S, 10)까지 되돌려져 거기서 반송 기구 (20)에 의해 어느쪽이든 1개의 카셋트 (C)에 수용된다(스텝 S1).

이 도포 현상 처리 시스템에 있어서는 예를 들어 도포 프로세스부 (24)의 레지스트 도포 유니트(CT, 40)에 본 발명을 적용할 수가 있다. 이하, 도 3~도 26에 대해 본 발명을 레지스트 도포 유니트(CT, 40)에 적용한 한 실시 형태를 설명한다.

도 3에 이 실시 형태에 있어서의 레지스트 도포 유니트(CT, 40) 및 감압 건조 유니트(VD, 42)의 전체 구성을 나타낸다.

도 3에 나타나는 바와 같이 지지대 또는 지지 프레임 (70) 위에 레지스트 도포 유니트(CT, 40)과 감압 건조 유니트(VD, 42)가 X방향으로 횡일렬로 배치되고 있 다. 도포 처리를 받아야 할 새로운 기판 (G)는 반송로 (51)측의 반송 장치 (54,도 1)에 의해 화살표 FA로 나타나는 바와 같이 레지스트 도포 유니트(CT, 40)에 반입된다. 레지스트 도포 유니트(CT, 40)으로 도포 처리가 끝난 기판 (G)는 지지대 (70)상의 가이드 레일 (72)에 안내되는 X방향으로 이동 가능한 반송 아암 (74)에 의하고 화살표 Fs로 나타내도록(듯이) 감압 건조 유니트(VD, 42)에 전송된다. 감압 건조 유니트(VD, 42)로 건조 처리를 끝낸 기판 (G)는 반송로 (51)측의 반송 장치 (54,도 1)에 의해 화살표 (Fc)로 나타내도록 취해진다.

레지스트 도포 유니트(CT, 40)은 X방향으로 길게 늘어나는 스테이지 (76)을 갖고 이 스테이지 (76)상으로서 기판 (G)를 동방향으로 평설거지대로 반송하면서 스테이지 (76)의 윗쪽에 배치된 긴형의 레지스트 노즐 (78)에서 기판 (G)상으로 레지스트액을 공급하고 스핀레스법으로 기판 상면(피처리면)에 일정 막두께의 레지스트 도포막을 형성하도록 구성되고 있다. 유니트(CT, 40)내의 각부의 구성 및 작용은 후에 상술한다.

감압 건조 유니트(VD, 42)는 상면이 개구하고 있는 트레이 또는 저천용기형의 하부 챔버 (80)과 이 하부 챔버 (80)의 상면에 기밀하게 밀착 또는 끼워맞춤 가능하게 구성된 뚜껑 형상의 상부 챔버(도시하지 않음)를 가지고 있다. 하부 챔버 (80)은 거의 사각형으로 중심부에는 기판 (G)를 수평으로 재치해 지지하기 위한 스테이지 (82)가 설치되어 바닥면의 네 모서리에는 배기구 (83)이 설치되고 있다. 각 배기구 (83)은 배기관(도시하지 않음)을 개재하여 진공 펌프(도시하지 않음)에 통하고 있다. 하부 챔버 (80)에 상부 챔버를 씌운 상태로 양챔버내의 밀폐된 처리 공 간을 상기 진공 펌프에 의해 소정의 진공도까지 감압할 수 있게 되어 있다.

도 4 및 도 5에 본 발명의 한 실시 형태에 있어서의 레지스트 도포 유니트(CT, 40)내의 더욱 상세한 전체 구성을 나타낸다.

이 실시 형태의 레지스트 도포 유니트(CT, 40)에 있어서는 스테이지 (76)이 종래와 같이 기판 (G)를 고정 보유 지지하는 재치대로서 기능하는 것이 아니라 기판 (G)를 공기압의 힘으로 공중에 띄우기 위한 기판 부상대로서 기능한다. 그리고, 스테이지 (76)의 양사이드에 배치되고 있는 직진 운동형의 기판 반송부 (84)가 스테이지 (76)상으로서 떠 있는 기판 (G)의 양측 테두리부를 각각 착탈 가능하게 보유 지지해 스테이지 긴 방향(X방향)에 기판 (G)를 반송하도록 되어 있다.

상세하게는 스테이지 (76)은 그 긴 방향(X방향)에 있어서 5개의 영역 (M₁, M₂, M₃, M₄, M₅)으로 분할되어 있다(도 5). 좌단의 영역 (M₁)은 반입 영역이고, 도포 처리를 받아야 할 신규의 기판 (G)는 이 영역 (M₁)내의 소정 위치에 반입된다. 이 반입 영역 (M₁)에는 반송 장치 (54,도 1)의 반송 아암으로부터 기판 (G)를 받아 스테이지 (76)상으로 로딩하기 위해서 스테이지 하부의 원위치와 스테이지 윗쪽의 재치 위치의 사이에 승강 이동 가능한 복수 라인의 리프트 핀 (86)이 소정의 간격을 두어 설치되고 있다. 이들의 리프트 핀 (86)은 예를 들어 에어 실린더(도시하지 않음)를 구동원에 이용하는 반입용의 리프트 핀 승강부 (85, 도 13)에 의해 승강 구동된다.

이 반입 영역 (M₁)은 부상식의 기판 반송이 개시되는 영역이기도 하고 이 영역내의 스테이지 상면에는 기판 (G)를 반입용의 부상 높이 또는 부상량 (H_a)로 띄우기 위해서 고압 또는 정압의 압축 공기를 분출하는 분출구 (88)이 일정한 밀도로 다수 설치되고 있다. 여기서 반입 영역 (M₁)에 있어서의 기판 (G)의 부상 높이 (Ha)는 특히 높은 정밀도를 필요로 하지 않고 예를 들어 100~150μm의 범위내로 유지되면 좋다. 또, 반송 방향(X방향)에 있어서 반입 영역 (M₁)의 사이즈는 기판 (G)의 사이즈를 웃돌고 있는 것이 바람직하다. 또한 반입 영역 (M₁)에는 기판 (G)를 스테이지 (76)상에서 위치 맞춤하기 위한 얼라인먼트부(도시하지 않음)도 설치되어 좋다.

스테이지 (76)의 중심부에 설정된 영역 (M₃)은 레지스트액 공급 영역 또는 도포 영역이고, 기판 (G)는 이 도포 영역 (M₃)을 통과할 때에 윗쪽의 레지스트 노즐 (78)로부터 레지스트액 (R)의 공급을 받는다. 도포 영역 (M₃)에 있어서의 기판 부상 높이 (H_b)는 노즐 (78)의 하단(토출구)과 기판 상면(피처리면)의 사이의 갭 (S, 예를 들어 100 μm)를 규정한다. 이 갭 (S)는 레지스트 도포막의 막두께나 레지스트 소비량을 좌우하는 중요한 파라미터이고 높은 정밀도로 일정하게 유지될 필요가 있다. 이것으로부터 도포 영역 (M₃)의 스테이지 상면에는 예를 들어 도 6에 나타나는 바와 같은 배열 또는 분포 패턴으로 기판 (G)를 원하는 부상 높이 (H_b)로 띄우기 위해서 고압 또는 정압의 압축 공기를 분출하는 분출구 (88)과 부압으로 공기를 흡입하는 흡인구 (90)을 혼재시켜 설치하고 있다. 그리고, 기판 (G)의 도포 영역 (M₃)내를 통과하고 있는 부분에 대해서 분출구 (88)로부터 압축 공기에 의한 수직 오름새의 힘을 더하는 것과 동시, 흡인구 (90)에서 부압흡인력에 의한 수직 아래로 향한 힘을 더하고 상대 저항하는 쌍방향의 힘의 밸런스를 제어하는 것으로, 도포용의 부상 높이 (H_b)를 설정값 (Hs, 예를 들어 50μm) 부근에 유지하도록 하고 있다. 반송 방향(X방향)에 있어서의 도포 영역 (M₃)의 사이즈는 레지스트 노즐 (78)의 바로 아래에 상기와 같은 좁은 도포 갭 (S)를 안정되게 형성할 수 있을 정도의 여유가 있으면 좋고 통상은 기판 (G)의 사이즈보다 작아서 좋고 예를 들어1/3~1/4정도로 좋다.

도 6에 나타나는 바와 같이 도포 영역 (M₃) 에 있어서는 기판 반송 방향(X방향)에 대해서 일정한 경사진 각도를 이루는 직선 (C)상으로 분출구 (88)과 흡인구 (90)을 교대로 배치하고 인접하는 각 열의 사이에 직선 (C)상의 피치에 적당한 오프셋 (α)를 설치하고 있다. 관련하는 배치 패턴에 의하면 분출구 (88) 및 흡인구 (90)의 혼재 밀도를 균일하게 해 스테이지상의 기판 부상력을 균일화 가능할 뿐만 아니라 기판 (G)가 반송 방향(X방향)으로 이동할 때에 분출구 (88) 및 흡인구 (90)과 대향하는 시간의 비율을 기판 각부에서 균일화하는 것도 가능하고, 이것에 의해 기판 (G)상으로 형성되는 도포막에 분출구 (88) 또는 흡인구 (90)의 트레스 또는 전사 흔적이 남는 것을 방지할 수가 있다. 도포 영역 (M₃)의 입구에서는 기판 (G)의 선단부가 반송 방향과 직교하는 방향(Y방향)으로 균일한 부상력을 안정되게 받도록, 동방향(직선 J상)으로 배열하는 분출구 (88) 및 흡인구 (90)의 밀도를 높게 하는 것이 바람직하다. 또, 도포 영역 (M₃)에 있어서도 스테이지 (76)의 양 측 주변부(직선 K상)에는 기판 (G)의 양측주변부가 늘어지는 것을 방지하기 위해서 분출구 (88)만을 배치하는 것이 바람직하다.

반입 영역 (M₁)과 도포 영역 (M₃)의 사이로 설정된 중간의 영역 (M₂)는 반송중에 기판 (G)의 높이 위치를 반입 영역 (M₁)에 있어서의 부상 높이 (H_a)로부터 도포 영역 (M₃)에 있어서의 부상 높이 (H_b)에 변화 또는 천이시키기 위한 천이 영역이다. 이 천이 영역 (M₂)내에서도 스테이지 (76)의 상면에 분출구 (88)과 흡인구 (90)을 혼재시켜 배치할 수가 있다. 그 경우는 흡인구 (90)의 밀도를 반송 방향을 따라 점차 크게 하고 이것에 의해 반송중에 기판 (G)의 부상 높이가 점차적으로 H_a로부터 H_b로 옮기도록 해도 좋다. 혹은 이 천이 영역 (M₂) 에 있어서는 흡인구 (90)을 포함하지 않고 분출구 (88)만을 설치하는 구성도 가능하다.

도포 영역 (M₃)의 하류측 근처의 영역 (M₄)는 반송중에 기판 (G)의 부상 높이를 도포용의 부상 높이 (H_b)로부터 반출용의 부상 높이 (Hc, 예를 들어 100~150μm)로 바꾸기 위한 천이 영역이다. 이 천이 영역 (M₄)에서도 스테이지 (76)의 상면에 분출구 (88)과 흡인구 (90)을 혼재시켜 배치해도 좋고 그 경우는 흡인구 (90)의 밀도를 반송 방향을 따라 점차 작게 하는 것이 좋다. 혹은 흡인구 (90)을 포함하지 않고 분출구 (88)만을 설치하는 구성도 가능하다. 또, 도 6에 나타나는 바와 같이 도포 영역 (M₃)과 같게 천이 영역 (M₄)에서도 기판 (G)상으로 형성된 레지스트 도포막에 전사 흔적이 남는 것을 방지하기 위해서 흡인구 (90, 및 분출구 (88))을 기판 반송 방향(X방향)에 대해서 일정한 경사진 각도를 이루는 직선 E상으로 배치하고 인접하는 각 열간에 배열 피치에 적당한 오프셋 (β)를 설치하는 구성이 바람직하다.

스테이지 (76)의 하류단(우단)의 영역 (M₅)는 반출 영역이다. 레지스트 도포 유니트(CT, 40)으로 도포 처리를 받은 기판 (G)는 이 반출 영역 (M5)내의 소정 위치 또는 반출 위치로부터 반송 아암 (74,도 3)에 의해 하류측 근처의 감압 건조 유니트(VD, 42,도 3)에 반출된다. 이 반출 영역 (M5)에는 기판 (G)를 반출용의 부상 높이 (Hc)로 띄우기 위한 분출구 (88)이 스테이지 상면에 일정한 밀도로 다수 설치되고 있는 것과 동시에 기판 (G)를 스테이지 (76)상에서 언로딩 해 반송 아암 (74,도 3)에 수수하기 위해서 스테이지 아래쪽의 원위치와 스테이지 윗쪽의 재치 위치의 사이에 승강 이동 가능한 복수 라인의 리프트 핀 (92)가 소정의 간격을 두어 설치되고 있다. 이들의 리프트 핀 (92)는 예를 들어 에어 실린더(도시하지 않음)를 구동원에 이용하는 반출용의 리프트 핀 승강부 (91,도 13)에 의해 승강 구동된다.

레지스트 노즐 (78)은 스테이지 (76)상의 기판 (G)를 일단으로부터 타단까지 커버 할 수 있는 길이로 반송 방향과 직교하는 수평 방향(Y방향)으로 늘어나는 긴길이 형상의 노즐 본체를 갖고, 문형 또는 역コ자형의 노즐 지지체 (130)에 수직 직선 운동 기구 (132) 및 노즐 지지체 (134)를 개재하여 승강 가능하게 지지를 받고(도 11), 레지스트액 공급원 (93, 도 13)으로부터의 레지스트액 공급관 (94, 도 4)에 접속되고 있다.

도 4, 도 7 및 도 8에 나타나는 바와 같이 기판 반송부 (84)는 스테이지 (76)의 좌우양사이드에 평행하게 배치된 한 쌍의 가이드 레일 (96)과 각 가이드 레일 (96)상으로 축방향(X방향)으로 이동 가능하게 장착된 슬라이더 (98)과 각 가이드 레일 (96)상에서 슬라이더 (98)을 직진 이동시키는 반송 구동부 (100)과 각 슬라이더 (98)로부터 스테이지 (76)의 중심부로 향해 늘어나 기판 (G)의 좌우 양측주변부를 착탈 가능하게 보유 지지하는 보유 지지부 (102)를 각각 가지고 있다.

여기서, 반송 구동부 (100)은 직진형의 구동 기구 예를 들어 리니어 모터에 의해 구성되고 있다. 또, 보유 지지부 (102)는, 기판 (G)의 좌우 양측주변부의 하면에 진공 흡착력으로 결합하는 흡착 패드 (104)와 선단부에서 흡착 패드 (104)를 지지하고 슬라이더 (98)측의 기단부를 지점으로서 선단부의 높이 위치를 바꿀 수 있도록 탄성변형 가능한 판용수철형의 패드 지지부 (106)을 각각 가지고 있다. 흡착 패드 (104)는 일정한 피치로 일렬로 배치되어 패드 지지부 (106)은 각각의 흡착 패드 (104)를 독립하여 지지하고 있다. 이것에 의해 개개의 흡착 패드 (104) 및 패드 지지부 (106)이 독립한 높이 위치에서(다른 높이 위치에서도) 기판 (G)를 안정되게 유지할 수 있게 되어 있다.

도 7 및 도 8에 나타나는 바오 같이 실시 형태에 있어서의 패드 지지부 (106)은 슬라이더 (98)의 내측면에 승강 가능하게 장착된 판 형상의 패드 승강 부재 (108)에 장착되고 있다. 슬라이더 (98)에 탑재되고 있는 예를 들어 에어 실린더로부터 되는 패드액츄에이터 (109, 도 13)가 패드 승강 부재 (108)을 기판 (G)의 부상 높이 위치보다 낮은 원위치(퇴피 위치)와 기판 (G)의 부상 높이 위치에 대응 하는 주행위치(결합 위치)의 사이에 승강 이동시키게 되어 있다.

도 9에 나타나는 바와 같이 각각의 흡착 패드 (104)는 예를 들어 합성고무제로 직방체 형상의 패드 본체 (110)의 상면에 복수의 흡인구 (112)를 설치하고 있다. 이들의 흡인구 (112)는 슬릿 형상의 긴 구멍이지만 고리나 구형의 작은 구멍이라도 좋다. 흡착 패드 (104)에는 예를 들어 합성고무로부터 이루어지는 띠형상의 진공관 (114)가 접속되고 있다. 이들의 진공관 (114)의 관로 (116)은 패드 흡착 제어부 (115, 도 13)의 진공원에 각각 통하고 있다.

보유 지지부 (102)에 있어서는 도 4에 나타나는 바와 같이 한쪽측 일렬의 진공 흡착 패드 (104) 및 패드 지지부 (106)이 1조 마다 분리하고 있는 분리형 또는 완전 독립형의 구성이 바람직하다. 그러나, 도 10에 나타나는 바와 같이 노치 부분 (118)을 설치한 한 장의 판용수철로 한쪽측 일렬분의 패드 지지부 (120)을 형성해 그 위에 한쪽측 일렬의 진공 흡착 패드 (104)를 배치하는 일체형의 구성도 가능하다.

상기와 같이 스테이지 (76)의 상면에 형성된 다수의 분출구 (88) 및 그들로 부상력 발생용의 압축 공기를 공급하는 압축 공기 공급 기구 (122,도 11), 또 스테이지 (76)의 도포 영역 (M₃)내에 분출구 (88)과 혼재해 형성된 다수의 흡인구 (90) 및 그들에 진공의 압력을 공급하는 진공 공급 기구 (124,도 11)에 의하고 반입 영역 (M₁)이나 반출 영역 (M₅)에서는 기판 (G)를 반입출이나 고속 반송으로 적절한 부상량으로 띄우고 도포 영역 (M₃)에서는 기판 (G)를 안정하고 또한 정확한 레지스트 도포 주사에 적절한 설정 부상량 (Hs)로 띄우기 위한 스테이지 기판 부상부 (126,도 13)이 구성되고 있다.

도 11에 노즐 승강기구 (75), 압축 공기 공급 기구 (122) 및 진공 공급 기구 (124)의 구성을 나타낸다. 노즐 승강기구 (75)는 도포 영역 (M₃) 위를 반송 방향(X방향)과 직교하는 수평 방향(Y방향)으로 넘도록 가설된 문형 프레임 (130)과 이 문형 프레임 (130)에 장착된 수직 직선 운동 기구 (132)와 이 수직 직선 운동 기구 (132)의 이동체(승강체)인 노즐 지지체 (134)를 가진다. 여기서, 직선 운동 기구 (132)의 구동부는 전동 모터 (138), 볼 나사 (140) 및 가이드 부재 (142)를 가지고 있다. 전동 모터 (138)의 회전력이 볼 나사 기구(140, 142, 134)에 의해 수직 방향의 직선 운동으로 변환되어 승강체의 노즐 지지체 (134)와 일체로 노즐 (78)이 수직 방향으로 승강 이동한다. 전동 모터 (138)의 회전량 및 회전 정지 위치에 의해 레지스트 노즐 (78)의 승강 이동량 및 높이 위치를 임의로 제어할 수 있게 되어 있다. 노즐 지지체 (134)는 도 12에 나타나는 바와 같이 예를 들어 각기둥의 강체로 이루어지고, 그 하면 또는 측면으로 레지스트 노즐 (78)을 플랜지, 볼트등을 개재하여 착탈 가능하게 장착하고 있다.

압축 공기 공급 기구 (122)는 스테이지 (76) 상면에서 분할된 복수의 지역별로 분출구 (88)에 접속된 정압매니폴드 (144)와 그들 정압매니폴드 (144)에 예를 들어 공장용력의 압축 공기 공급원 (146)으로부터의 압축 공기를 보내는 압축 공기 공급관 (148)과 이 압축 공기 공급관 (148)의 도중에 설치되는 레귤레이터 (150)을 가지고 있다. 진공 공급 기구 (124)는 스테이지 (76) 상면에서 분할된 복수의 지역별로 흡인구 (90)에 접속된 부압매니폴드 (152)와 그러한 부압매니폴드 (152)에 예를 들어 공장용력의 진공원 (154)로부터의 진공을 보내는 진공관 (156)과 이 진공관 (156)의 도중에 설치되는 조임밸브 (158)을 가지고 있다.

이 레지스트 도포 유니트(CT, 40)은 스테이지 (76)의 도포 영역 (M₃) 에 있어서 레지스트 노즐 (78)과 기판 (G)의 사이의 갭 (S) 및 기판 (G)의 부상 높이 (Hb)를 확실하게 관리하기 위해서 도포 처리로 중요한 파라미터가 되는 각부의 거리 또는 위치를 측정하는 복수의 측정부 또는 측정 수단을 갖추고 있다.

즉, 스테이지 (76) 또는 기판 (G)노즐의 거리 간격을 측정하기 위해서 지지체 (134)에 광학식의 거리 센서 (162)가 장착되고 있다(도 4, 도 5, 도 7, 도 11, 도 12). 이 광학식 거리 센서 (162)는, 레지스트 노즐 (78)의 한측쪽(바람직하게는 반송 상류측 또는 반입 영역 (M₁)측)에게 레지스트 노즐 (78)과 일체로 승강 가능하게 배치되어 임의의 높이 위치에서 바로 아래의 물체 즉 스테이지 (76) 또는 기판 (G)와의 거리를 광학적으로 측정한다. 이 광학적인 거리 측정을 위해서(때문에), 광학식 거리 센서 (162)는 수직 하부에 광 빔을 투광하는 투광부와 상기 광 빔이 맞은 물체(스테이지 (76) 또는 기판 (G))로부터 반사해 오는 빛을 측정 거리에 따른 위치에서 수광하는 수광부를 포함하고 있다. 도시의 구성예는 레지스트 노즐 (78)의 긴 방향(Y방향)으로 광학식 거리 센서 (162)를 좌우에 한 쌍 설치하고 스테이지 (76) 또는 기판 (G)와의 거리를 좌우 양단부에서 각각 측정하고 양측정값의 평균을 잡도록 하고 있다. 이 광학식 거리 센서 (162)의 측정 정밀도는 주로 수직 직선 운동 기구 (132)의 기계 정밀도에 좌우되어 경시적으로 변화하는 경우가 있 다.

또, 상기 광학식 거리 센서 (162)의 측정 정밀도를 검사 내지 감시하기 위해서 문형 프레임 (130)과 노즐 지지체 (134)의 사이에 리니어 스케일 (164)가 장착되고 있다(도 11). 이 리니어 스케일 (164)는 문형 프레임 (130)에 고정된 Z방향으로 늘어나는 눈금부 (164a)와 이 눈금부 (164a)를 노즐 지지체 (134)의 높이 위치에 따른 레벨로 광학적으로 읽어내도록 노즐 지지체 (134)에 고정된 눈금 독취부 (164b)로 구성되고 있다. 문형 프레임 (130)이 견고하게 바닥에 정확히 고정되고 있는 한 이 리니어 스케일 (164)의 측정 정밀도가 미치는 것은 대부분 없고 노즐 지지체 (134)내지 광학식 거리 센서 (162)의 높이 위치를 항상 정확하게 측정할 수가 있다.

또한 노즐 지지체 (134)에 착탈 가능하게 장착되는 레지스트 노즐 (78)의 장착 위치 정밀도를 검사 내지 감시하기 위해서 스테이지 (76) 측에 접촉식의 거리 센서 (166)이 설치되고 있다(도 7, 도 11). 이 접촉식 거리 센서 (166)은 예를 들어 다이얼 게이지로부터 이루어지고 레지스트 노즐 (78)의 하단에 아래로부터 수직에 촉침을 눌러 레지스트 노즐 (78)과의 거리 나아가서는 스테이지 (76) 상면에 대한 레지스트 노즐 (78)의 높이 위치를 직접 측정한다. 도시의 구성예는 접촉식 거리 센서 (166)을 스테이지 (76)의 좌우 양측면에 한 쌍 장착하여, 레지스트 노즐 (78)의 좌우 양단부의 높이 위치를 각각 측정하고 양측정값의 평균을 잡도록 하고 있다.

도 13에, 이 실시 형태의 레지스트 도포 유니트(CT, 40)에 있어서의 제어계 의 주요한 구성을 나타낸다. 컨트롤러 (170)은, 마이크로 컴퓨터로부터 이루어지고 상기 광학식 거리 센서 (162), 리니어 스케일 (164), 접촉식 거리 센서 (166)으로부터 각 측정값을 받아 유니트내의 각부 특히 레지스트액 공급원 (93), 노즐 승강기구 (75), 스테이지 기판 부상부 (126), 반송 구동부 (100), 패드 흡착 제어부 (115), 패드액츄에이터 (109), 반입용 리프트 핀 승강부 (85), 반출용 리프트 핀 승강부 (91)등의 개개의 동작과 전체의 동작(순서)을 제어한다. 또한 컨트롤러 (170)은 이 도포 현상 처리 시스템의 전체를 통괄 제어하는 호스트 컨트롤러나 다른 외부 장치에도 접속되고 있다.

다음에, 이 실시 형태의 레지스트 도포 유니트(CT, 40)에 있어서의 도포 처리 동작을 설명한다. 컨트롤러 (170)은 예를 들어 광디스크등의 기억 매체에 격납되고 있는 레지스트 도포 처리 프로그램을 주메모리에 넣어 실행하고 프로그램된 일련의 도포 처리 동작을 제어한다. 이 일련의 도포 처리 동작 중서 본 발명의 갭 관리 기능과 관련되는 주요한 순서를 도 14의 플로차트에 나타낸다.

반송 장치 (54,도 1)에서 미처리의 새로운 기판 (G)가 스테이지 (76)의 반입 영역 (M₁)에 반입되면 리프트 핀 (86)이 재치 위치에서 상기 기판 (G)를 받는다. 반송 장치 (54)가 퇴출 한 후 리프트 핀 (86)이 하강해 기판 (G)를 반송용의 높이 위치 즉 부상 위치 (Ha,도 5)까지 내린다. 그 다음에 얼라인먼트부(도시하지 않음)가 작동하고 부상 상태의 기판 (G)에 사방으로부터 누름 부재(도시하지 않음)를 눌러 기판 (G)를 스테이지 (76)상에서 위치 맞춤한다. 얼라인먼트 동작이 완료하면 그 직후에 기판 반송부 (84)에 있어서 패드액츄에이터 (109)가 작동하고 흡착 패드 (104)를 원위치(퇴피 위치)로부터 재치 위치(결합 위치)에 상승(UP)시킨다. 흡착 패드 (104)는 그 전부터 진공이 온하고 있어 부상 상태의 기판 (G)의 측주변부에 접촉하거나 진공 흡착력으로 결합한다. 흡착 패드 (104)가 기판 (G)의 측주변부에 결합한 직후에 얼라인먼트부는 누름 부재를 소정 위치로 퇴피시킨다.

다음에 기판 반송부 (84)는 보유 지지부 (102)로 기판 (G)의 측주변부를 보유 지지한 채로 슬라이더 (98)을 반송 시점 위치로부터 반송 방향(X방향)에 비교적 고속의 일정 속도로 직진 이동시킨다. 이렇게 해 기판 (G)가 스테이지 (76)상을 뜬 상태로 반송 방향(X방향)에 직진 이동하고 기판 (G)의 전단부가 레지스트 노즐 (78)의 바로아래 부근의 설정 위치 즉 도포 개시 위치에 도착한 지점에서 기판 반송부 (84)가 제1 단계의 기판 반송을 정지한다(도 14의 스텝 S6).

이 때, 레지스트 노즐 (78)은 도 17에 나타나는 바와 같이 윗쪽의 높이 위치 (Za)로 대기하고 있다. 여기서, 이 노즐 높이 위치 (Za)는 스테이지 (76)의 상면을 기준면으로 하는 레지스트 노즐 (78)의 하단 즉 토출구의 높이 위치이고 직전에 실시되고 있는 일차 측정 검사(스텝 S1~S5)로 Za의 값이 허용 범위내에 있는 것이 확인되고 있다. 또, 이 때의 광학식 거리 센서 (162)의 측정 정밀도도 일차 측정 검사(스텝 S1~S5)로 허용 범위내에 있는 것이 확인되고 있다.

이 일차 측정 검사(스텝 S1~S5)는 도 15 및 도 16에 나타나는 바와 같은 방법으로 행해진다. 즉, 도 15에 나타나는 바와 같이 먼저 레지스트 노즐 (78)을 소정의 윗쪽 퇴피 위치로부터 상기 Za의 높이 위치까지 내린다. 이 경우, 컨트롤러 (170)은 리니어 스케일 (164)가 나타내는 측정값이 메모리에 기억하고 있는 절대 기준 위치 (Zc)에 일치할 때까지 노즐 지지체 (134)를 내린다(스텝 S1). 그리고, 도 16에 나타나는 바와 같이 광학식 거리 센서 (162)에 스테이지 (76)의 상면까지의 거리 (L_b)를 측정시킨다(스텝 S2). 한편, 스테이지 (76)측의 접촉식 거리 센서 (166)은 그 촉침 (166a)를 레지스트 노즐 (78)의 하단에 맞혀 스테이지 (76) 상면과 레지스트 노즐 (78)의 거리 간격 (L_a) 즉 노즐 높이 위치 (Za)를 측정한다(스텝 S3).

컨트롤러 (170)은 광학식 거리 센서 (162)로 구해진 거리 측정값 (L_b)를 메모리에 기억하고 있는 비교 기준치 (LB)와 비교한다(스텝 S4). 여기서, 비교 기준치 (L_B)는 이 레지스트 도포 유니트(CT, 40)의 조립시 또는 메인터넌스시에 행해지는 활성 검사 또는 정기 검사로 리니어 스케일 (164)의 절대 기준 위치 (Zc)와 대응 또는 연관해 광학식 거리 센서 (162)로 구해진 거리 측정값이다. 즉, 예를 들어 심(shim) 등의 지그를 이용해 레지스트 노즐 (78)의 높이 위치 또는 스테이지 상면으로부터의 거리를 소정의 기준치 Lo(예를 들어 1mm)에 실측으로 맞추었을 때에 리니어 스케일 (164)가 나타낸 높이 위치의 측정값을 절대 기준 위치 (Zc)로서 메모리에 기억하고 동시에 광학식 거리 센서 (162)가 나타낸 거리 측정값을 비교 기준치 (L_B)로서 메모리에 기억해 둔다. 그리고, 유니트 가동중은 리니어 스케일 (164)의 측정 정밀도에 변화나 이상은 없는 것으로 간주하고 상기와 같이 리니어 스케일 (164)의 측정값이 절대 기준 위치 (Zc)에 일치할 때까지 노즐 지지체 (134)를 내린다(스텝 S1).

따라서, 가동시에 광학식 거리 센서 (162)가 상기 활성 검사 또는 정기 검사 때와 같은 측정 정밀도를 유지하고 있으면 거리 측정값 (L_b)는 비교 기준치 (L_B)에 동일한 값이고, 그 측정 정밀도가 열화 또는 저하하는 만큼 양자의 비교 오차 │L_B-L_b│는 커진다. 거기서, 컨트롤러 (170)은 비교 오차 │L_B-L_b│가 일정한 허용 범위내(예를 들어5% 이내)에 있으면 광학식 거리 센서 (162)의 측정 정밀도는 「정상」이라고 판정한다(스텝 S5). 그러나, 비교 오차 │L_B-L_b│가 상기 허용 범위로부터 빗나가 있을 때는 광학식 거리 센서 (162)의 측정 정밀도에 이상이 생겼는지 혹은 그 밖에 어떠한 이상이 있는 것으로 판정하고 후술하는 이상 원인 해석 처리를 실시한다(스텝 S5→S13).

한편, 컨트롤러 (170)은 접촉식 거리 센서 (166)에 의해 구해지는 노즐-스테이지간의 거리 측정값 (L_a)를 상기 기준치 (L_O, 1mm)와 비교한다(스텝 S4). 그리고, 양자의 비교 오차 │L_O -L_a│가 일정한 허용 범위내(예를 들어5% 이내)에 있으면, 레지스트 노즐 (78)의 장착 위치가 활성 검사 또는 정기 검사 때와 거의 변함없다, 즉 「정상」이라고 판정한다(스텝 S5). 그러나, 비교 오차 │L_O-L_a│가 상기 허용 범위로부터 빗나가 있을 때는 레지스트 노즐 (78)의 장착 위치가 어긋나고 있는지 혹은 그 밖에 어떠한 이상이 있는 것으로 판정 하고 후술 하는 이상 원인 해석 처리를 실시한다(스텝 S5→S13).

상기와 같은 일차 측정 검사로 광학식 거리 센서 (162)의 측정 정밀도 및 레지스트 노즐 (78)의 높이 위치의 모두 「정상」이라고 판단했을 때는(스텝 S5), 직후에 기판 (G)가 도포 개시 위치에서 정지하고 나서(도 17, 스텝 S6), 2차 측정 검사(스텝 S7~Sg)를 실시하기 위해서, 광학식 거리 센서 (162)에 기판 (G)의 상면 및 하면까지의 거리 (L_d, L_e)를 측정시킨다(도 18). 이 경우, 광학식 거리 센서 (162)는 바로 아래의 기판 (G)를 향해 1개 또는 복수 라인의 광 빔을 투광하고 기판 (G)의 상면 및 하면으로부터의 반사광을 각각 수광한 위치로부터 측정 거리 (L_d, L_e)를 구한다. 컨트롤러 (170)은 이들의 거리 측정값 (L_d, L_e)를 기본으로 다음식(1), (2)를 연산해 해당 기판 (G)의 두께 측정값 (D) 및 부상 높이 측정값 (H_b)를 구한다(스텝 S7).

D=L_e-L_d ···· (1)

H_b=L_b-L_e ···· (2)

그 다음에, 컨트롤러 (170), 상기와 같이 하여 구한 상기 기판 (G)의 두께 측정값 (D) 및 부상 높이 측정값 (H_b)를 각각의 설정값 또는 기준치[D] [H_b]와 비교한다(스텝 S8). 그리고, 비교 오차 │[D] -D │, │[H_b] -H_b│의 어느쪽도 각 소정의 허용 범위내에 들어가 있으면 「정상」이라고 판단하고 그렇지 않으면 「이상」이라고 판단한다(스텝 S9). 여기서 「이상」이라고 판단했을 때는 알람 출력 처리를 실시한다 (스텝 S9→S14).

또한 도포 영역 (M₃, 특히 노즐 (78)의 바로 아래) 에 있어서 기판 (G)의 부상 높이 (H_b)가 설정값 [H_b]부근에 있는 것은, 도포 갭 (S)를 일정하게 유지할 뿐만 아니라 기판 (G)의 수평도를 유지하는데도 중요하다. 즉, 부상 높이 설정값[H_b]는 기판 (G)가 스테이지 (76)의 상면을 마찰할 우려가 없고, 또한 부상 상태의 기판 (G)를 수평으로 유지하는데 충분한 강성(기판 부상 강성)을 얻는데 최적인것으로 선택되고 있다. 실제의 기판 부상 높이 (H_b)가 설정값 [H_b]보다 크면 기판 부상 강성이 감소하고 기판 (G)가 상하로 흔들리거나 수평도를 잃어 도포 얼룩짐이 생기기 쉽다. 한편, 기판 부상 높이 (H_b)가 설정값 [H_b]보다 작으면 부상 반송중의 기판 (G)에 스테이지 (76)상의 쓰레기등의 이물이 닿거나 부착하는 등의 지장이 생기기 쉽다. 따라서, 2차 측정 검사로 부상 높이 측정값 (H_b)가 허용 범위로부터 빗나가 있을 때는 부상 반송식의 스핀레스법에 의한 레지스트 도포 처리의 품질을 보증 할수 없게 된다.

상기와 같은 2차 측정 검사로 「정상」이라고 판단했을 때는 도 19에 나타나는 바와 같이 레지스트 노즐 (78)의 토출구와 기판 (G)의 상면의 사이에 원하는 사이즈(예를 들어 100μm)의 갭 (S)를 형성하는 높이 위치 (Z_d)까지 레지스트 노즐 (78)을 내린다(스텝 S10). 이 경우의 강하량(Z_a-Z_d)는 다음식 (3)에서 주어진다.

Z_a-Z_d=L_a- (S+D+H_b) ···· (3)

한편, 컨트롤러 (170)은 노즐 강하 완료 후에 광학식 거리 센서 (162)에 기 판 (G)상면과의 거리 (L_f)를 측정시킨다. 이론적으로는, 이 측정 거리 (L_f)는 다음식(4)에서 구해지는 값[L_f]에 일치한다.

[L_f] =L_d- (Z_a-Z_d)

=L_d-L_a+ (S+D+H_b) ···· (4)

그러나, 하등의 이유로써 거리 측정값 (L_f)가 이론치[L_f]와 일치하지 않는 경우도 있을 수 있다. 예를 들어, 스테이지 기판 부상부 (126)으로 압축 공기 및/또는 진공의 압력이 변동하고 그 영향으로 기판 (G)의 부상 높이 (H_b)가 변동했을 경우는 이론치대로는 가지 않게 된다. 거기서, 도포 처리(스텝 S12)에는, 실제 또는 지금의 값인 거리 측정값 (L_f)를 우선적으로 이용한다. 또, 도포 처리 개시전에 거리 측정값 (L_f)를 노즐 승강기구 (75)에 피드백 해 도포 갭 (S)를 설정값에 맞추는 것도 가능하다.

도포 처리(스텝 S12)에서는 레지스트액공급원 (93)을 온 시켜 레지스트 노즐 (78)에서 기판 (G)의 상면을 향해 레지스트액의 토출을 개시시킨다. 이 때, 최초로 미량의 레지스트액을 내어 노즐 토출구와 기판 (G) 어느 갭 (S)를 완전하게 막고 나서 정규의 유량으로 토출을 개시하는 것이 바람직하다. 한편, 기판 반송부 (84)에 제2 단계의 기판 반송을 개시시킨다. 이 제2 단계 즉 도포시의 기판 반송에는, 비교적 저속의 일정 속도로 행해진다. 이렇게 하고 도포 영역 (M₃)내에 있어서, 기판 (G)가 수평 자세로 반송 방향(X방향)으로 일정 속도로 이동하는 것과 동시에, 긴형의 레지스트 노즐 (78)이 바로 아래의 기판 (G)를 향해 레지스트액 (R)를 일정한 유량으로 띠형상으로 토출하는 것으로 도 21에 나타나는 바와 같이 기판 (G)의 전단측으로부터 후단 측에 향해 레지스트액의 도포막 (RM)이 형성되어 간다.

이 도포 주사중도 광학식 거리 센서 (162)는 기판 (G)상면과의 거리 (L_f)를 측정하고 그 측정값을 컨트롤러 (170)에 계속 보낼 수가 있다. 컨트롤러 (170)은 광학식 거리 센서 (162)로부터의 거리 측정값 (L_f)를 노즐 승강기구 (75)에 피드백 하는 것으로 도 22에 나타나는 바와 같이, 예를 들어 스테이지 기판 부상부 (126)에 있어서의 압력의 변동에 의해 기판 (G)가 상하에 흔들려도 도포 갭 (S)를 설정값으로 유지할 수가 있다. 또한 레지스트 노즐 (78)의 높이 위치를 고속으로 또한약하게 변위시키기 때문에 노즐 승강기구 (75)에 압전 소자등을 구성하는 것도 가능하다.

도포 영역 (M₃)에서 상기와 같은 도포 처리(스텝 Sl2)가 끝나면 즉 기판 (G)의 후단부가 레지스트 노즐 (78)의 바로 아래를 지나면 레지스트액 공급원 (93)이 레지스트 노즐 (78)으로부터의 레지스트액 (R)의 토출을 종료시킨다. 이것과 동시에 노즐 승강기구 (75)가 레지스트 노즐 (78)을 수직 윗쪽으로 들어 올려 기판 (G)로부터 퇴피시킨다. 한편, 기판 반송부 (84)는 반송 속도의 비교적 큰 제3 단계의 기판 반송으로 전환한다. 그리고, 기판 (G)가 반출 영역 (M5)내의 반송 종점 위치에 도착하면 기판 반송부 (84)는 제3 단계의 기판 반송을 정지한다. 이 직후에, 패드 흡착 제어부 (115)가 흡착 패드 (104)에 대한 진공의 공급을 멈추어 이것과 동시에 패드액츄에이터 (109)가 흡착 패드 (104)를 주행위치(결합 위치)에서 원위치(퇴피 위치)에 내리고 기판 (G)의 양측 단부로부터 흡착 패드 (104)를 분리시킨다. 이 때, 패드 흡착 제어부 (115)는 흡착 패드 (104)에 정압(압축 공기)을 공급하고 기판 (G)로부터의 분리를 빨리 한다. 대신에 리프트 핀 (92)가 기판 (G)를 언로딩 하기 위해서 스테이지 하부의 원위치에서 스테이지 윗쪽의 주행위치로 상승한다.

그 후, 반출 영역 (M₅)에 반출기 즉 반송 아암 (74)가 액세스하고 리프트 핀 (92)로부터 기판 (G)를 받아 스테이지 (76)의 밖에 반출한다. 기판 반송부 (84)는 기판 (G)를 리프트 핀 (92)에 건네주었다면 즉시 반입 영역 (M₁)에 고속도로 되돌린다. 반출 영역 (M₅)로 상기와 같이 처리 완료의 기판 (G)가 반출되는 무렵에, 반입 영역 (M₁)에서는 다음에 도포 처리를 받아야 할 새로운 기판 (G)에 대해서 반입, 얼라인먼트 내지 반송 개시를 한다.

여기서, 이상 원인 해석 처리(스텝 S13)에 대해서 설명한다. 이 실시 형태에서는 상술한 것처럼 부상 반송 방식의 갭 관리를 위해서 복수의 거리 또는 위치 센서 (162,164,166)을 이용하고 있으므로, 일차 측정 검사(스텝 S1~S5)로 구해진 각 센서의 측정 결과(정상/이상)로부터 도 23의 판정 알고리즘에 따라 이상 원인을 밝혀낼 수가 있다. 또한 도 23에서는, 광학식 거리 센서 (162)를 「광 센서」라고 약기하고 접촉식 거리 센서 (166)을 「접촉 센서」라고 약기하고 있다.

즉, 광학식 거리 센서 (162)의 측정 결과가 「이상」이고, 또한 접촉식 거리 센서 (166)의 측정 결과도 「이상」일 때는, 스테이지 (76)에 원인(예를 들어 위치 어긋남)이 있다고 판정한다. 예를 들어, 스테이지 (76) 상면의 높이가 어떠한 원인으로 예를 들어 10μm 내렸을 경우는 광학식 거리 센서 (162) 및 접촉식 거리 센서 (166)의 측정값은 각각 각 기준치로부터 10 μm를 넘게 되고 어느 쪽으로부터도 「이상」의 측정 결과가 구해진다.

광학식 거리 센서 (162)의 측정 결과가「이상」으로, 접촉식 거리 센서 (166)의 측정 결과가 「정상」일 때는, 광학식 거리 센서 (162)의 장착 위치 혹은 광학적 기능에 어긋남 또는 오차가 생기고 있는 것으로 판정한다.

광학식 거리 센서 (162)의 측정 결과가 「정상」으로 접촉식 거리 센서 (166)의 측정 결과가 「이상」일 때는, 2가지의 원인을 생각할 수 있다. 즉, 접촉식 거리 센서 (166)의 장착 위치 혹은 게이지 기능에 어긋남 또는 오차가 생기고 있는 경우 (1)과 레지스트 노즐 (78)의 장착 위치 정밀도에 어긋남이 생기고 있는 경우 (2)이다. 이 2개의 케이스(1)(2)의 구별을 짓기 위해서 예를 들어 도 24에 나타나는 바오 같은 삼차 측정 검사를 실시해도 좋다. 이 삼차 측정 검사는 기준 블럭 (172)를 기준 위치 비록 스테이지 (76)의 상면 높이 위치에 배치하고 이 기준 블럭 (172)에 대한 거리 (L_g)를 접촉식 거리 센서 (166)에 측정시킨다. 이 거리 측정값 (L_g)가 정상적이면, 접촉식 거리 센서 (166) 자체에 이상은 없고, 레지스트 노즐 (78)의 장착 위치 정밀도가 어긋나고 있다, 즉 케이스 (1)이라고 판정한다. 그러나, 거리 측정값 (L_g)에 이변이 있으면 접촉식 거리 센서 (166)의 측정 정밀도에 이상이 생기고 있다 즉 케이스 (2)라고 판정한다.

이와 같이, 컨트롤러 (170)은 일차 측정 검사(스텝 S1~S5)로 이상을 찾아냈을 때는 이상 원인 해석 처리(스텝 S13)에 의해 그 원인을 밝혀낼 수가 있다. 그리고, 알람 출력 처리(스텝 S14) 시에 알람 신호와 함께 이상 원인의 데이터를 호스트 컨트롤러에 보낼 수가 있다.

상기와 같이, 이 실시 형태에 있어서는 스테이지 (76)상으로 반입 영역 (M₁), 도포 영역 (M₃), 반출 영역 (M₅)를 따로 따로 설치해 그러한 각 영역에 기판을 차례로 전송하고 기판 반입 동작, 레지스트액 공급 동작, 기판 반출 동작을 각 영역에서 독립 또는 병렬적으로 실시하도록 하고 있고 이것에 의해 1매의 기판 (G)에 대해서 스테이지 (76)상으로 반입하는 동작에 필요로 하는 시간 (T_IN)과 스테이지 (76)상으로서 반입 영역 (M₁)로부터 반출 영역 (M₅)까지 반송하는데 필요로 하는 시간 (T_c)와 반출 영역 (M₅)로부터 반출하는데 필요로 하는 시간(T_out)을 서로 더한 도포 처리 1 사이클의 소요 시간(T_c+T_IN+T_ou)보다, 택트 타임을 단축할 수가 있다.

더구나 스테이지 (76)의 상면에 설치한 분출구 (88)에서 분출하는 기체의 압력을 이용해 기판 (G)를 공중에 띄워 떠 있는 기판 (G)를 스테이지 (76)상으로서 반송하면서 긴형 레지스트 노즐 (78)에서 기판 (G)상으로 레지스트액을 공급해 도포하도록 했으므로, 기판의 대형화에 무리없이 효율적으로 대응할 수가 있다.

그리고, 스테이지 (76)과 기판 (G)와 레지스트 노즐 (78)의 사이의 높이 위치 관계를 확실하게 관리하도록 했으므로, 부상 반송식의 스핀레스 도포법으로 기판 (G)상으로 레지스트 도포막을 원하는 또한 균일한 막두께로 형성하는 도포 처리의 재현성 및 신뢰성을 크게 향상시킬 수가 있다.

이상, 본 발명의 매우 적합한 실시 형태를 설명했지만 본 발명은 상기 실시 형태로 한정되는 것은 아니고, 그 기술적 사상의 범위내에서 여러 가지의 변형이 가능하다.

예를 들어, 상기한 실시 형태에 있어서의 접촉식 거리 센서 (166)을 도 25에 나타나는 바와 같이 광학식 거리 센서 (174)에 치환할 수가 있다. 이 광학식 거리 센서 (174)는 레지스트 노즐 (78)의 바로 밑의 소정의 높이 위치에서 스테이지 (76)의 한 측면 또는 양 측면에 장착되어 레지스트 노즐 (78)의 하단과의 거리 (L_i)를 광학적으로 측정한다. 이 경우, 광학식 거리 센서 (174)와 스테이지 (76) 상면의 고도차이 또는 거리를 (H_e, 기존의 값)으로 하면, 레지스트 노즐 (78)과 스테이지 (76) 상면의 사이의 거리 (L_a)는 L_a=L_i-H_e로 구해진다. 이 광학적인 거리 측정을 위해서광학식 거리 센서 (174)는 수직 윗쪽에 광 빔을 투광하는 투광부와 상기 광 빔이 맞은 물체(레지스트 노즐 (78)의 하단)로부터 반사해 오는 빛을 측정 거리에 따른 위치에서 수광하는 수광부를 갖추고 있다.

또한 이 스테이지측의 하부 광학식 거리 센서 (174)는 스테이지 (76)상으로서 레지스트 노즐 (78)의 바로 아래에 기판 (G)가 들어 오면 도 26에 나타나는 바와 같이 이 기판 (G)와의 거리를 측정할 수가 있다. 따라서, 2차 측정 검사(스텝 S6~S9)로 기판 (G)의 두께 (D) 및 부상 높이 (H_b)를 측정할 때는, 레지스트 노즐 (78)측의 상부 광학식 거리 센서 (162)가 기판 (G)의 상면과의 거리 (L_d)를 측정하고 하부 광학식 거리 센서 (174)가 기판 (G)의 하면과의 거리 (L_j)를 측정해도 좋다. 이 경우, 기판 (G)의 부상 높이 (H_b)는 H_b=L_j-H_e로 구해진다. 또, 기판 (G)의 두께 (D)는 D=L_b-(L_d+H_b)로 구해진다.

또한 상부 광학식 거리 센서 (162) 또는 하부 광학식 거리 센서 (174)를 좌우 양측으로 설치하는 구성에 있어서 좌우 각각의 측정값이 크게 다른 경우에는, 기판 (G)가 경사하고 있는 등의 이상 사태가 생기고 있는 것으로 판정해도 좋다. 그리고, 알람을 출력하거나 도포 처리 동작을 중단 또는 중지해도 괜찮다.

상기한 실시 형태에 있어서의 기판 반송부 (84)의 보유 지지부 (102)는 진공 흡착식의 패드 (104)를 가지는 것이었지만, 기판 (G)의 측주변부를 매커니컬로(예를 들어 협착하여) 보유 지지하는 패드등도 가능하다. 또, 패드 (104)를 기판 (G)의 측주변부에 착탈 자유롭게 결합하기 위한 기구(패드 지지부 (106), 패드 승강부 (108), 패드 액츄에이터 (109))에도 여러 가지의 방식, 구성을 채용할 수가 있다. 또, 상기 실시 형태에 있어서의 기판 반송부 (84)는 기판 (G)의 좌우 양측 주변부를 보유 지지해 반송했지만, 기판 (G)의 한쪽측의 측주변부만을 보유 지지해 기판 반송을 실시하는 것도 가능하다.

상기한 실시 형태는 LCD 제조의 도포 현상 처리 시스템에 있어서의 레지스트 도포 장치와 관련되는 것이었지만 본 발명은 피처리 기판상에 처리액을 공급하는 임의의 처리 장치나 어플리케이션에 적용 가능하다. 따라서, 본 발명에 있어서의 처리액으로서는 레지스트액 이외로도 예를 들어 층간 절연 재료, 유전체 재료, 배선 재료등의 도포액도 가능하고, 현상액이나 린스액등도 가능하다. 본 발명에 있어서의 피처리 기판은 LCD 기판에 한정하지 않고 다른 플랫 패널 디스플레이용 기판, 반도체 웨이퍼, CD기판, 유리 기판, 유리기판, 포토마스크 기판등도 가능하다.

본 발명의 도포 장치 또는 도포 방법에 의하면 상기와 같은 구성과 작용에 의해 피처리 기판상에 스핀레스 방식에서 처리액을 도포하는 도포 처리의 택트 타임을 단축할 수 있는 것과 동시에, 부상 반송식의 스핀레스 도포법에 있어서 부상 스테이지와 기판과 노즐의 사이의 높이 위치 관계를 확실하게 관리해 기판상에 처리액의 도포막을 균일한 막두께로 형성할 수가 있다.

Claims (25)

1. 피처리 기판을 기체의 압력으로 띄우는 제1의 부상 영역을 가지는 스테이지와,

   부상 상태의 상기 기판을 소정의 반송 방향으로 반송해 상기 제1의 부상 영역을 통과시키는 기판 반송부와,

   상기 제1의 부상 영역의 윗쪽에 승강 가능하게 배치되는 노즐을 갖고, 상기 제1의 부상 영역을 통과하는 상기 기판상에 처리액을 도포하기 위해서 상기 노즐에서 상기 처리액을 토출시키는 처리액공급부와,

   상기 노즐을 승강 이동시키기 위해, 상기 노즐을 지지해 이것과 일체로 승강 이동하는 노즐 지지체를 갖는 노즐 승강부와,

   상기 스테이지 또는 상기 기판의 상면과의 거리 간격을 측정하기 위해서 상기 노즐 지지체에 장착된 제1의 광학식 거리 센서를 가지는 상기 제1의 부상 영역에서 상기 처리액을 도포시키기 직전의 상기 기판에 대해서 상기 기판의 두께와 상기 스테이지에 대한 상기 기판의 부상 높이를 상기 제1의 광학식 거리 센서를 이용하여 측정하는 제1의 측정부와,

   바닥에 고정되고 있는 고정 지지 부재와 상기 노즐 지지체의 사이에 장착된 리니어 스케일을 갖고, 상기 제1의 광학식 거리 센서의 측정 정밀도를 검사하기 위해서 상기 노즐 지지체의 높이 위치를 상기 리니어 스케일을 이용하여 측정하는 제2의 측정부를 가지는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
2. 피처리 기판을 기체의 압력으로 띄우는 제1의 부상 영역을 가지는 스테이지와,

   부상 상태의 상기 기판을 소정의 반송 방향으로 반송해 상기 제1의 부상 영역을 통과시키는 기판 반송부와,

   상기 제1의 부상 영역의 윗쪽에 승강 가능하게 배치되는 노즐을 갖고, 상기 제1의 부상 영역을 통과하는 상기 기판상에 처리액을 도포하기 위해서 상기 노즐에서 상기 처리액을 토출시키는 처리액공급부와,

   상기 노즐을 승강 이동시키기 위한 노즐 승강부와,

   상기 제1의 부상 영역에서 상기 처리액을 도포시키기 직전의 상기 기판에 대해서 상기 기판의 두께와 상기 스테이지에 대한 상기 기판의 부상 높이를 측정하는 제1의 측정부와,

   상기 노즐의 장착 위치 정밀도를 검사하기 위해서 상기 노즐 승강부로부터 독립해 상기 스테이지와 상기 노즐 사이의 거리 간격을 측정하는 제3의 측정부를 가지는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서,

   상기 제1의 측정부에서 구해진 상기 기판의 두께의 측정값 및 상기 부상 높이의 측정값이 각각 소정의 범위내에 있는 것을 확인하고 나서, 상기 기판에 대한 도포 처리를 실행하는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
4. 청구항 1 또는 2에 있어서,

   상기 기판의 두께의 측정값 및 상기 부상 높이의 측정값이 각각 소정의 범위내에 있는 것을 확인한 후에, 상기 노즐의 토출구와 상기 기판의 상면의 사이에 도포 처리용의 갭을 형성하기 위해서 상기 노즐 승강부에 의해 상기 노즐을 내리고, 상기 제1의 광학식 거리 센서에 의해 상기 기판의 상면과의 거리 간격을 측정해 상기 갭을 확인하는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
5. 청구항 4에 있어서,

   도포 처리중에 상기 제1의 광학식 거리 센서에 의해 상기 기판의 상면과의 거리 간격을 측정하면서 상기 노즐 승강부에 의해 상기 노즐의 높이 위치를 가변 조정하고 상기 갭의 사이즈를 설정값으로 유지하는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
6. 청구항 2에 있어서,

   바닥에 고정되고 있는 고정 지지 부재와 상기 노즐 지지체의 사이에 장착된 리니어 스케일을 갖고, 상기 제1의 광학식 거리 센서의 측정 정밀도를 검사하기 위해서 상기 노즐 지지체의 높이 위치를 상기 리니어 스케일을 이용하여 측정하는 제2의 측정부를 가지는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
7. 청구항 1 또는 6에 있어서,

   상기 제1의 광학식 거리 센서의 측정 정밀도와 관련되는 검사를 실시하기 전에 미리 측정 지그를 이용해 상기 노즐을 소정의 기준 높이 위치에 실측으로 맞추었을 때에 상기 제1의 광학식 거리 센서에서 구해지는 제 1의 측정값과 상기 제2의 측정부에서 구해지는 제2의 측정값을 기억하고, 상기 검사에서는 상기 측정 지그를 이용하지 않고 상기 제2의 측정부에서 상기 제2의 측정값을 구해졌을 때 상기 제1의 광학식 거리 센서에서 구해지는 측정값이 상기 제1의 측정값에 소정의 허용 범위내에서 일치 내지 근사하는지 아닌지를 판정하는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
8. 청구항 6에 있어서,

   상기 제1의 광학식 거리 센서의 측정 정밀도와 관련되는 검사는 상기 기판에 대한 상기 제1의 측정부의 측정 처리에 앞서 행해지는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
9. 청구항 7에 있어서,

   상기 제1의 광학식 거리 센서의 측정 정밀도와 관련되는 검사는 상기 기판에 대한 상기 제1의 측정부의 측정 처리에 앞서 행해지는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
10. 청구항 1에 있어서,

    상기 노즐의 장착 위치 정밀도를 검사하기 위해서 상기 노즐 승강부로부터 독립해 상기 스테이지와 상기 노즐 사이의 거리 간격을 측정하는 제3의 측정부를 가지는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
11. 청구항 2 또는 10에 있어서,

    상기 제3의 측정부가 상기 스테이지 측에 설치되어 상기 노즐의 하단에 촉침을 맞혀 거리를 측정하는 접촉식 거리 센서를 가지는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
12. 청구항 2 또는 10에 있어서,

    상기 제3의 측정부가 상기 스테이지 측에 설치되어 상기 노즐의 하단에 광 빔을 맞혀 거리를 측정하는 제2의 광학식 거리 센서를 가지는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
13. 청구항 2 또는 10에 있어서,

    상기 노즐의 장착 위치 정밀도와 관련되는 검사는 상기 기판에 대한 상기 제1의 측정부의 측정 처리에 앞서 행해지는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
14. 청구항 1 또는 2에 있어서,

    상기 제1의 측정부가, 상기 기판의 두께를 측정하기 위해서 상기 노즐 지지체에 장착된 제3의 광학식 거리 센서를 가지는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
15. 청구항 1 또는 2에 있어서,

    상기 제1의 측정부가 상기 기판의 두께를 측정하기 위해서 상기 스테이지 측에 설치된 제4의 광학식 거리 센서를 가지는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
16. 청구항 1 또는 2에 있어서,

    상기 제1의 측정부가 상기 스테이지에 대한 상기 기판의 부상 높이를 측정하기 위해서 상기 스테이지 측에 설치된 제5의 광학식 거리 센서를 가지는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
17. 청구항 1 또는 2에 있어서,

    상기 스테이지의 제1의 부상 영역내에 다수 설치된 기체를 분출하는 분출구와,

    상기 스테이지의 제1의 부상 영역내에 상기 분출구와 혼재해 다수 설치된 기체를 흡입하는 흡인구와,

    상기 제1의 부상 영역을 통과하는 상기 기판에 대해서 상기 분출구에 의해 가해지는 수직 상향의 압력과 상기 흡인구에 의해 가해지는 수직 하향의 압력의 밸런스를 제어하는 부양 제어부를 가지는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
18. 청구항 1 또는 2에 있어서,

    상기 스테이지가 상기 반송 방향에 있어서 상기 제1의 부상 영역의 상류측에 상기 기판을 띄우는 제2의 부상 영역을 가지는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
19. 청구항 18에 있어서,

    상기 제2의 부상 영역내에 상기 기판을 반입하기 위한 반입부가 설치되는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
20. 청구항 18에 있어서,

    상기 기판 반송부가 상기 기판을 상기 제2의 부상 영역으로부터 상기 제1의 부상 영역으로 향해 반송하고 상기 기판상의 전단부에 설정된 도포 개시 위치가 상기 노즐의 바로 아래에 온 시점에서 상기 기판을 일시정지시키고,

    상기 제1의 측정부가, 일시정지중의 상기 기판에 대해서 상기 기판의 두께와 상기 스테이지에 대한 상기 기판의 부상 높이를 측정하는 것을 특징으로 하는 도포 장치
21. 청구항 1 또는 2에 있어서,

    상기 스테이지가 상기 반송 방향에 있어서 상기 제1의 부상 영역의 하류 측 에 상기 기판을 띄우는 제3의 부상 영역을 가지는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
22. 청구항 21에 있어서,

    상기 제3의 부상 영역내에 상기 기판을 반출하기 위한 반출부가 설치되는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
23. 청구항 1 또는 2에 있어서,

    상기 기판 반송부가,

    상기 기판의 이동하는 방향과 평행하게 연장하도록 상기 스테이지의 한쪽측 또는 양측으로 배치되는 가이드 레일과,

    상기 가이드 레일을 따라 이동 가능한 슬라이더와,

    상기 슬라이더를 상기 가이드 레일을 따라 이동하도록 구동하는 반송 구동부와,

    상기 슬라이더로부터 상기 스테이지의 중심부로 향해 연장하고 상기 기판의 측 테두리부를 착탈 가능하게 보유 지지하는 보유 지지부를 가지는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
24. 스테이지상으로 반송 방향을 따라 피처리 기판을 상기 스테이지에 반입하기 위한 반입 영역과 상기 반송 방향으로 이동하는 기판상에 윗쪽의 긴형 노즐에서 처리액을 공급해 도포막을 형성하기 위한 도포 영역과 도포 처리 후의 상기 기판을 상기 스테이지로부터 반출하기 위한 반출 영역을 이 순서로 일렬로 설치하고,

    상기 스테이지의 상면에서 분출하는 기체의 압력으로 상기 기판을 띄워 상기 도포 영역에서는 상기 기판에 균일한 부상력을 전하고,

    상기 노즐 승강부로부터 독립해 상기 스테이지와 상기 노즐 사이의 거리 간격을 측정하고, 상기 노즐의 장착 위치 정밀도를 검사하여,

    상기 검사로 상기 노즐의 장착 위치 정밀도가 정상이라고 판단했을 때는, 상기 기판을 상기 반입 영역으로부터 상기 반출 영역까지 반송하는 도중 상기 도포 영역에서 상기 처리액을 도포시키기 직전의 상기 기판에 대해서 상기 기판의 두께와 상기 스테이지에 대한 상기 기판의 부상 높이를 측정하여,

    상기 기판의 두께의 측정값 및 상기 부상 높이의 측정값이 각각 소정의 범위내에 있는 것을 확인하고 나서 상기 기판에 대한 도포 처리를 실행하는 것을 특징으로 하는 도포 방법.
25. 삭제

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