KR20060124583A - 도포 방법 및 도포 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 도포방법 및 도포장치에 관한 것으로서 면형상 도포 유니트(ACT· 40)에서는 스테이지 (80)상에 기판 (G)를 재치하여 레지스트액 공급 기구 (86) 및 노즐 이동 기구 (88)을 동작시키면 긴 노즐 (82)의 도포 주사에 의해 기판 (G)상에 기판의 일단으로부터 타단으로 향하여 레지스트액의 면형상 도포막 (100)이 형성되어 간다. 그 때 면형상 레지스트 도포막 (100)이 기판 (G)의 외측으로 향하여 퍼지는 과정에서 라인 형상 레지스트 도포막 (76)과 접촉하지 않고 일체화하고 라인 형상 레지스트 도포막 (76)에 의해 면형상 레지스트 도포막 (100)의 외주변의 위치가 규정되는 것과 동시에 막두께도 제어되는 도포막의 막두께 제어 특히 주변부의 막두께 균일화를 용이하게 실시하는 기술을 제공한다.

Description

도포 방법 및 도포 장치{COATING METHOD AND COATING APPARATUS}
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 포함되는 라인 형상 도포 유니트내의 주요부의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 4는 실시 형태에 있어서 기판상에 형성되는 라인 형상 레지스트 도포막의 평면시 패턴을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 5는 실시 형태에 있어서 기판상에 형성되는 라인 형상 레지스트 도포막의 도포 위치 및 단면 형상을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 6은 실시 형태의 도포 현상 처리 시스템에 포함되는 면형상 도포 유니트내의 주요부의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 7은 실시 형태의 면형상 도포 유니트내의 작용을 나타내는 사시도이다.
도 8은 실시 형태에 있어서 기판상에 형성되는 면형상 레지스트 도포막의 평면시 패턴을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 9는 실시 형태에 있어서의 라인 형상 레지스트 도포막의 하나의 작용을 모식적으로 나타내는 부분 단면도이다.
도 10은 실시 형태에 있어서의 라인 형상 레지스트 도포막의 하나의 작용을 모식적으로 나타내는 부분 단면도이다.
도 11은 실시 형태에 있어서의 라인 형상 레지스트 도포막의 하나의 작용을 모식적으로 나타내는 부분 단면도이다.
도 12는 실시 형태에 있어서의 라인 형상 레지스트 도포막의 하나의 작용을 모식적으로 나타내는 부분 단면도이다.
도 13은 실시 형태에 있어서의 라인 형상 레지스트 도포막의 하나의 작용을 모식적으로 나타내는 부분 단면도이다.
도 14는 실시 형태에 있어서 면형상 도포 처리 장치에 라인 형상 도포 처리 장치를 조립하는 하나의 변형예의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 15는 도 14의 구성예에 의한 도포 처리의 작용을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 16은 도 14의 구성예에 가열 건조 장치를 조립하는 구성예를 나타내는 대략 측면도이다.
도 17은 실시 형태에 있어서의 선행 레지스트 도포막의 패턴의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 18은 실시 형태에 있어서의 선행 도포막의 작용을 나타내는 평면도이다.
도 19는 실시 형태에 있어서의 선행 도포막의 다른 패턴예를 나타내는 평면도이다.
도 20은 실시 형태에 있어서의 선행 도포막의 다른 패턴예를 나타내는 평면도이다.
도 21은 실시 형태에 있어서의 선행 도포막의 다른 패턴예를 나타내는 평면도이다.
도 22는 종래 기술의 스핀레스 도포 처리에 의해 기판상에 구해지는 레지스트 도포막의 평면시 패턴을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 23은 종래 기술의 스핀레스 도포 처리의 작용을 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 24는 종래 기술에 있어서의 문제점을 모식적으로 나타내는 부분 단면도이다.
도 25는 종래 기술에 있어서의 문제점을 모식적으로 나타내는 부분 단면도이다.
도 26은 종래 기술에 있어서의 문제점을 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 27은 종래 기술에 있어서의 문제점을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
**주요부위를 나타내는 도면부호의 설명**
40 면형상 도포 유니트(ACT)
44 라인 형상 도포 유니트(LCT)
62 스테이지
64 잉크젯식 레지스트 노즐(잉크젯 노즐)
68 Y가이드 레일
70 X가이드 레일
72 Y방향 구동부
74 캐리지
76 라인 형상 레지스트 도포막
80 스테이지
82 긴형 레지스트 노즐(긴노즐)
84 도포 처리부
86 레지스트액 공급 기구
88 노즐 이동 기구
100 면형상 레지스트 도포막
102 온풍 히터
110 선행 레지스트 도포막
112 면형상 레지스트 도포막
114 합성 레지스트 도포막
G 유리 기판(피처리 기판)
RE 도포 영역
본 발명은 피처리 기판상에 액을 도포하는 기술과 관련되고 특히 스핀레스 방식에서 기판상에 도포막을 형성하는 도포 방법 및 도포 장치에 관한다.
최근 플랫 패널 디스플레이(FPD)의 제조 프로세스에 있어서의 포트리소그래피 공정에서는 피처리 기판(예를 들어 유리 기판)의 대형화에 유리한 레지스트 도포법으로서 긴형의 레지스트 노즐을 그 슬릿 형상의 토출구에서 레지스트액을 띠형상으로 토출시키면서 기판에 대해서 상대적으로 이동 또는 주사시키는 것으로 회전운동을 필요로 하는 경우 없이 기판상에 원하는 막두께로 레지스트액을 도포하도록한 스핀레스 방식(예를 들어 특허 문헌 1 참조)이 보급되어 있다.
스핀레스 방식(슬릿식으로도 호칭된다)을 채용하는 레지스트 프로세스에 있어서도 그 사전 처리로서 세정 처리 및 애드히젼 처리를 하고 세정 처리에서는 기판 표면의 입자나 유기물 등의 더러움이 제거된다. 애드히젼 처리에서는 기판과 레지스트막의 밀착성을 향상시키기 위해서 증기 형상의 HMDS가 기판상에 도포된다. 그리고 레지스트 도포 처리는 애드히젼 처리 후의 무지의 기판상에 대해서 행해지고 있다.
[특허 문헌 1] 일본국 특개평10-156255
그렇지만 종래의 스핀레스 방식은 기판상에 형성하는 레지스트 도포막의 막두께 제어에 개선의 여지를 남기고 있고 특히 면내 균일성의 향상이 과제가 되고 있다. 구체적으로는 도포 개시부에서는 도포막의 막두께가 떨어지는 한편으로 도포 중간부에서는 도포막의 막두께가 좌우 양단부에서 제어 불능이 되어 도포 종단부에서는 도포막이 빈번히 산형상되기 쉽다고 하는 문제가 있다.
보다 상세하게는 종래의 스핀레스 방식에 의하면 도 22에 나타나는 바와 같 은 평면시의 패턴으로 기판 (G)상에 레지스트액의 도포막 (200)이 형성된다. 여기서 도포 개시부 (A)에서는 도 23의 (A)에 나타나는 바와 같이 긴형의 레지스트 노즐 (202)가 기판 (G)와의 갭 (DA)를 좁게 해 레지스트액의 전치(前置)토출 또는 착액을 실시하는 것이지만 레지스트 노즐 (202)의 슬릿 형상 토출구 (202a)로부터 나온 레지스트액이 기판 (G)상에서 외측(특히 노즐 긴 방향 외측)에 넘치게 퍼지기 쉽다. 이 결과 도 24에 나타나는 바와 같이 도포 개시부 (A)(특히 그 좌우 사각 구석부)로 레지스트 도포막 (200)의 막두께가 외측으로 향하여 늘어지도록 처진다.
도포 주사중은 도 23의 (B)에 나타나는 바와 같이 레지스트 노즐 (202)가 기판 (G)의 갭 (DB)를 도포 개시때보다 크게 하여 그 배후 하단부에 메니스커스를 형성하면서 기판 (G)의 윗쪽을 이동하고 기판 (G)상으로 토출된 직후의 레지스트액이 노즐 (202)에 끌려가기 때문에 도 25에 나타나는 바와 같이 도포 중간부 (B)의 좌우 양단부에서 레지스트액이 내측으로 편중되어 산형상 (204)을 형성하기 쉽다. 이 산형상 (204)는 주사 속도를 크게 하는 만큼 혹은 갭 (DB)를 크게 하는 만큼 점선 (204')로 나타나는 바와 같이 커지는 경향이 있다.
그리고 레지스트 노즐 (202)가 레지스트액의 토출을 종료할 때에는 윗쪽으로 이동하여 퇴피함으로써 그 슬릿 형상 토출구 (202a)의 양단으로부터 레지스트액의 액분리가 시작되기 때문에 도포 종단부 (C)(특히 그 좌우 사각 구석부)에서는 레지스트액의 내측으로의 편중이 더 강해져 한층 큰 산형상을 형성하기 쉽다.
상기와 같은 레지스트 도포막의 막두께 변동 또는 불균일성은 레지스트 프로 세스의 사양이나 조건에 따라 레지스트 노즐 (202)의 토출 구조를 최적화함으로써 어느 정도까지 해소할 수 있다. 그렇지만 이 수법은 범용성이 없고 사양(예를 들어 막두께)이나 조건(예를 들어 레지스트의 종류)을 변경할 때마다 레지스트 노즐의 하드웨어적인 교환을 필요로 하고 코스트나 운용의 면에서 실용상의 불리한 점이 크다.
또한 종래의 스핀레스 방식으로는 도 26에 나타나는 바와 같이 도포 개시 위치 (A)에 있어서의 전치토출에 즈음하여 레지스트 노즐 (202)와 기판 (G)의 사이의 갭이 레지스트액으로 완전하게 채워지고 하지 않고서 간격(착액 불량 지점,206)이 발생하는 것이 많이 있었다. 이러한 착액불량 지점 (206)이 있는 상태로 도포 주사를 개시하면 도 27에 나타나는 바와 같이 레지스트 노즐 (202)의 배후 하부에 형성되는 메니스커스의 정상 라인(웨트 라인)이 착액불량 지점 (206)에서 파이고 그 위치에 대응하는 레지스트 도포막 (200)상의 위치에서 주사 방향으로 줄무늬 형상의 도포 얼룩 (208)이 생기기 쉽다.
본 발명은 관련하는 종래 기술의 문제점에 비추어 이루어진 것으로서 도포막의 막두께 제어 특히 주변부의 막두께 균일화를 용이하게 실시할 수 있는 스핀레스 방식의 도포 방법 및 도포 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 도포 개시 위치에서 노즐과 피처리 기판의 사이의 갭에 처리액을 확실히 간격없이 채워 도포 얼룩을 방지하도록 한 스핀레스 방식의 도포 방법 및 도포 장치를 제공하는 것에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 도포 방법은 피처리 기판상에 설정된 도포 영역에 대해서 그 주변부의 일부 또는 전부에 처리액을 도포하고 라인 형상의 도포막을 형성하는 라인 형상 도포 공정과 상기 기판상의 상기 도포 영역에 처리액을 도포하여 면형상의 도포막을 형성하는 면형상 도포 공정을 가진다.
또 본 발명의 도포 장치는 피처리 기판상에 설정된 도포 영역에 대해서 그 주변부의 일부 또는 전부에 처리액을 도포하여 라인 형상의 도포막을 형성하는 라인 형상 도포 처리부와 상기 기판상의 상기 도포 영역에 처리액을 도포하여 면형상의 도포막을 형성하는 면형상 도포 처리부를 가진다.
본 발명에 의하면 기판상의 도포 영역 일면에 처리액을 도포하는 면형상 도포 공정에 선행하여 라인 형상 도포 공정에 의해 상기 도포 영역의 주변부의 일부 또는 전부에 처리액을 도포하여 라인 형상의 도포막을 형성해 둔다. 면형상 도포 공정에서는 기판상에 면형상에 도포된 처리액이 도포 영역의 주변부로 라인 형상 도포막과 접촉 내지 일체화하는 것으로 라인 형상 도포막의 프로 파일에 따른 막두께의 제어를 받는다.
본 발명에 있어서 매우 적합한 하나의 실시 형태에 의하면 면형상 도포 공정 에 있어서 기판상에 도포된 처리액의 확대가 라인 형상 도포막에 의해 저지되도록 라인 형상 도포막의 프로 파일이 선정된다. 다른 매우 적합한 하나의 실시 형태에 의하면 면형상 도포 공정에 있어서 기판상에 도포된 처리액이 라인 형상 도포막의 부착에 의한 인장력에 의해 도포 영역의 주변측에 늘어나도록 라인 형상 도포막의 프로 파일이 선정된다. 본 발명의 도포법에서는 라인 형상 도포막을 면형상 도포 공정전에 가열해 건조시키는 것이 바람직하다. 따라서 본 발명의 도포 장치에 있어서도 면형상 도포 공정전에 라인 형상 도포막을 가열하여 건조시키는 건조 수단을 설치하는 것이 바람직하다.
또 매우 적합한 하나의 실시 형태에 의하면 라인 형상 도포 처리부가 거의 수평 상태의 기판을 향해 윗쪽으로부터 처리액을 선상으로 토출하는 제 1의 노즐과 이 제 1의 노즐에서 기판상으로 토출된 처리액으로 라인 형상 도포막이 형성되도록제 1의 노즐을 기판에 대해서 상대적으로 이동시키는 제 1의 도포 주사부를 가진다. 이 제 1의 노즐은 전기적인 구동 신호에 따라 노즐내의 처리액을 가압해 액체방울로서 분사하는 잉크젯 방식의 노즐을 매우 적합하게 이용할 수가 있다.
또 매우 적합한 하나의 실시 형태에 의하면 면형상 도포 처리부가 거의 수평 상태의 기판을 향해 윗쪽으로부터 처리액을 띠형상으로 토출하는 제 2의 노즐과 이 제 2의 노즐에서 기판상으로 토출된 처리액으로 도포 영역이 일면에 도포되도록 제 2의 노즐을 기판에 대해서 상대적으로 이동시키는 제 2의 도포 주사부를 가진다. 이 제 2의 노즐은 하나의 방향에 있어서 도포 영역의 일단으로부터 타단까지 커버 하는 길이가 슬릿 형상의 토출구를 가지는 긴형의 노즐을 매우 적합하게 이용할 수가 있다. 면형상 도포 공정에서는 이 긴형 노즐을 기판과 평행으로 또한 노즐 긴 방향과 거의 직교 하는 방향으로 상대 이동시켜도 좋다.
매우 적합한 하나의 실시 형태에 의하면 면형상 도포 공정의 개시시에 상기 제 2의 노즐에서 기판상에 도포된 처리액이 라인 형상의 도포막과 부착해 갭을 막도록 라인 형상 도포막의 프로 파일이 선정된다.
본 발명에 있어서는 라인 형상 도포 처리와 면형상 도포 처리가 개별의 기판 지지부에서(장소를 바꾸어) 행해져도 좋고 동일한 기판 지지부(같은 장소)에서 행해져도 괜찮다.
본 발명의 다른 관점에 있어서의 도포 방법은 피처리 기판과 긴형 노즐의 토출구를 작은 갭을 두고 거의 수평으로 대향시켜 상기 기판에 대해서 상기 노즐에서 처리액을 토출시키면서 상기 노즐을 상대적으로 수평 방향으로 이동시키는 도포 주사를 실시하고 상기 기판상에 상기 처리액의 면형상 도포막을 형성하는 도포 방법 으로서 상기 기판상의 상기 도포 주사가 종료하는 위치 부근에 상기 도포 주사에 있어서 상기 처리액으로부터 이루어지는 선행의 도포막을 원하는 패턴으로 형성하고 상기 도포 주사에 의해 상기 기판상에 형성되는 면형상 도포막의 종단에 상기 선행 도포막이 합쳐져 상기 선행 도포막이 상기 면형상 도포막의 확장 부분이 되도록 한다.
또 본 발명의 다른 관점에 있어서의 도포 장치는 피처리 기판과 긴형 노즐의 토출구를 작은 갭을 두고 거의 수평으로 대향시켜 상기 기판에 대해서 상기 노즐에서 처리액을 토출시키면서 상기 노즐을 상대적으로 수평 방향으로 이동시키는 도포 주사를 실시하고 상기 기판상에 상기 처리액의 면형상 도포막을 형성하는 면형상 도포 처리부와 상기 기판상의 상기 도포 주사가 종료하는 위치 부근에 상기 면형상 도포 처리부의 상기 도포 주사에 있어서 상기 처리액으로 이루어지는 선행의 도포막을 원하는 패턴으로 형성하는 선행 도포막 형성부를 갖고 상기 면형상 도포 처리부의 도포 주사에 의해 상기 기판상에 형성되는 면형상 도포막의 종단에 상기 선행 도포막이 합쳐져 상기 선행 도포막이 상기 면형상 도포막의 확장 부분이 되도록 한다.
본 발명의 매우 적합한 한 형태에 있어서는 기판이 사각형이고 선행 도포막은 기판상의 도포 주사가 종료하는 측의 사각 구석부에 형성된다.
상기의 방식에 의하면 면형상 도포 처리 시에 도포 주사의 종료 위치 부근에서 면형상 도포막이 선행 도포막에 합쳐져(일체화해) 선행 도포막이 면형상 도포막의 확장 부분이 되므로 도포 종단부에 있어서의 면형상 도포막의 아우트라인을 임의로 조정할 수가 있다.
이하 도 1~도 21을 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 LCD용의 유리 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 구비하고 있다. 이 반송 기구 (20)은 기판 (G)를 보지할 수 있는 수단 예를 들어 반송 암을 갖고 X; Y ;Z ;θ의 4축으로 동작 가능하고 후술하는 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 순서에 세정 프로세스부 (22)와 도포 프로세스부 (24)와 현상 프로세스부 (26)을 기판 중계부 (23) 약액 공급 유니트 (25) 및 스페이스 (27)을 개재하여(끼워서) 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 면형상 도포 유니트(ACT, 40)과 감압 건조 유니트(VD, 42)와 라인 형상 도포 유니트(LCT, 44)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, 47, 58)이 설치되고 반송 장치 (38, 54, 60)이 각각 반송로 (36, 47, 58)을 따라 이동하고 각 프로세스부내의 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, 47, 58)의 한쪽 측에 액처리계의 유니트 (SCR, CT, DEV 등)이 배치되고 한쪽 측에 열처리계의 유니트(HP, COL등)이 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 설치하고 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 카세트 스테이지 (16)상의 소정의 카셋트 (C)중에서 1개의 기판 (G)를 꺼내 프로세스 스테이션 (P/S,12)의 세정 프로세스부 (22)의 반송 장치 (38)에 건네준다(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 세정이 실시되고 다음의 냉각 유니트(COL)로 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 베이크 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)에 반송된다.
도포 프로세스부, 24)에 있어서 기판 (G)는 최초로 라인 형상 도포 유니트(LCT, 44)에 반입되고 거기서 후술 하는 바와 같이 기판 (G)상에 설정된 도포 영역의 외주위 또는 주변부에 레지스트액을 라인 형상으로 도포된다(스텝 S6). 이렇게 해 기판 (G)상에 형성된 라인 형상의 레지스트 도포막은 직후에 가열 유니트 (HP, 50)에 있어서 가열 처리에 의해 건조된다(스텝 S7). 다음에 기판 (G)는 애드히젼/냉각 유니트(AD/COL, 46)에 차례로 반입되어 최초의 애드히젼유니트(AD)에서는 소수화 처리(HMDS)를 받고(스텝 S8) 다음의 냉각 유니트(COL)로 일정한 기판 온도까지 냉각된다(스텝 S9). 또한 가열 건조 공정 (HP)와 소수화공정(HMDS)의 사이에 냉각 처리(COL)를 넣어도 괜찮다.
그 후 기판 (G)는 면형상 도포 유니트 (ACT, 40)으로 스핀레스법에 의해 도포 영역 일면에 레지스트액을 도포시키고 그 다음에 감압 건조 유니트(VD, 42)로 감압에 의한 건조 처리를 받는다(스텝 SI0).
다음에 기판 (G)는 가열/냉각 유니트 (HP/COL, 48)에 차례로 반입되어 최초의 가열 유니트(HP)에서는 도포 후 베이킹(프리베이크)이 행해지고(스텝 S11) 다음 에 냉각 유니트(COL)로 일정한 기판 온도까지 냉각된다(스텝 S12). 또한 이 도포 후 베이킹에 가열 유니트 (HP, 50)을 이용할 수도 있다.
상기 도포 처리후 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 건네진다(스텝 S13). 노광 장치에서는 기판 (G)상의 레지스트에 소정의 회로 패턴을 노광하신다. 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 건네준다(스텝 S13).
현상 프로세스부 (26)에 있어서 기판 (G)는 현상 유니트(DEV, 52)의 어느쪽이든 1개로 현상 처리를 받고(스텝 S14) 그 다음에 가열/냉각 유니트 (HP/COL, 53)의 하나에 차례로 반입되어 최초의 가열 유니트(HP)에서는 포스트베이킹을 하고(스텝 S15) 다음에 냉각 유니트(COL)로 일정한 기판 온도까지 냉각된다(스텝 S16). 이 포스트베이킹에 가열 유니트(HP, 55)를 이용할 수도 있다.
현상 프로세스부 (26)으로 일련의 처리가 끝난 기판 (G)는 프로세스 스테이션(P/S, 12)의 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 도포 프로세스부 (24) 특히 라인 형상 도포 유니트(LCT, 44) 및 면형상 도포 유니트(ACT, 40)에 본 발명을 적용할 수가 있다. 이하 도 3~도 14에 따라 본 발명의 하나의 실시형태에 있어서의 라인 형상 도포 유니트(LCT, 44) 및 면형상 도포 유니트(ACT, 40)의 구성 및 작용을 상세하게 설명한다.
도 3에 이 실시 형태에 있어서의 라인 형상 도포 유니트(LCT, 44)내의 주요부의 구성을 나타낸다. 이 라인 형상 도포 유니트(LCT, 44)는 기판 (G)를 수평에 재치하여 보지하기 위한 스테이지 (62)와 이 스테이지 (62)상의 기판 (G)에 대해서 레지스트액을 도트 형상 또는 실형상으로 토출하는 잉크젯식의 레지스트 노즐(이하 「잉크젯 노즐」이라고 칭한다, 64)를 XY방향으로 이동시키는 노즐 주사 기구 (66)과 각부를 제어하는 콘트롤러(도시하지 않음)를 가지고 있다.
노즐 주사 기구 (66)에 있어서는 Y방향으로 연장하는 한 쌍의 Y가이드 레일 (68, 68)이 스테이지 (62)의 좌우 양측으로 배치되어 스테이지 (62) 윗쪽을 횡단하여 X방향으로 연장하는 1개의 X가이드 레일 (70)이 예를 들어 전기 모터를 가지는 Y방향 구동부 (72)에 의해 Y가이드 레일 (68, 68)상에서 Y방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 또한 X가이드 레일 (70)에는 X방향으로 예를 들어 자주식 또는 외부 구동식으로 이동할 수 있는 캐리지(반송체, 74)가 탑재되고 있고 이 캐리지 (74)에 잉크젯 노즐 (64)가 장착되고 있다. Y방향 구동부 (72)에 의한 Y방향의 이동과 캐리지 (74)에 의한 X방향의 이동의 조합에 의해 스테이지 (62) 윗쪽의 XY면상에서 잉크젯 노즐 (64)를 임의의 2점간으로 혹은 임의의 직선 또는 곡선 루트로 이동시킬 수가 있다.
잉크젯 노즐 (64)는 그 토출구의 심부에 분사 수단으로서 예를 들어 피에조 소자를 내장하고 있고 상기 콘트롤러로부터의 전기적인 구동 신호로 상기 피에조 소자를 수축 동작시켜 그 수축 압력에 의해 노즐내의 레지스트액을 가압해 액체방울로서 토출구에서 제트 분사하도록 구성되고 있다. 또한 레지스트액공급부(도시하지 않음)가 탱크로서 직접 혹은 배관(도시하지 않음)을 개재하여 잉크젯 노즐 (64)에 접속되고 있다.
이 라인 형상 도포 유니트(LCT, 44)에서는 상기와 같은 구성에 의해 기판 (G)상의 미리 설정된 도포 영역에 대해서 그 주변부의 일부 또는 전부에 처리액을 도포하여 라인 형상의 레지스트 도포막을 형성할 수가 있다. 예를 들어 도 4에 나타나는 바와 같이 잉크젯 노즐 (64)를 노즐 주사 기구 (66)에 의해 기판 (G)의 4변을 따라 (1)→(2)→(3)→(4)의 루트로 이동시켜 이 루트상의 각 점에 잉크젯 노즐 (64)보다 원하는 양의 레지스트액을 적하함으로써 도포 영역 (RE)의 주변부에 직사각형의 라인 형상 레지스트 도포막 (76)을 형성할 수가 있다. 여기서 도포 영역 (RE)는 후술하는 면형상 도포 유니트(ACT,40)에 있어서 레지스트액이 스핀레스법으로 면형상에 도포되는 기판 (G)상의 영역이다. 통상 도포 영역 (RE)의 외주변 위치는 기판 (G)의 단으로부터 약간(예를 들어 10mm) 내측으로 설정된다.
라인 형상 레지스트 도포막 (76)의 평면시 패턴의 형상은 기판 (G)에 맞춘 형상(사각형)을 표준으로 하지만 후속 공정의 면형상 레지스트 도포(ACT)에 있어서의 요구 사양이나 처리 조건에 맞추어 임의의 변화를 가져올 수 있다. 예를 들어,도 22~도 27에 대해서 기술한 바와 같은 종래 기술에 있어서의 레지스트 도포막 (200)의 엣지부의 막두께 변동 또는 불균일성을 더욱 효과적으로 저감 하기 위해서 후속 공정의 면형상 레지스트 도포(ACT)로 도포 개시 위치 (A)가 되는 X방향의 기판 일단부측에서 라인 형상 레지스트 도포막 (76)의 각부 (76A)를 도 8안의 원내 부분 확대도 (LA)로 나타나는 바와 같이 둥굴려 내측에 대는 패턴이나 도포 종단 위치 (C)가 되는 X방향의 기판외 단부측에서 라인 형상 레지스트 도포막 (76)의 각부 (76C)를 도 8안의 원내 부분 확대도 (LC)로 나타나는 바와 같이 예각으로 예리하게 하여 외측에 넓히는 패턴 등이 매우 적합하다.
또 도 5에 나타나는 바와 같이 라인 형상 레지스트 도포막 (76)의 단면 형상이나 사이즈(특히 폭 W나 높이 H등 )도 일정한 제한내에 임의로 선택할 수 있다. 도중 점선 (J)는 기판 (G)상의 제품 영역과 비제품 영역의 경계를 나타낸다. 통상 도포 영역 (RE)의 외주위 위치는 경계 (J)의 외측으로 설정되므로 라인 형상 레지스트 도포막 (76)도 경계 (J)의 외측에 형성되어도 좋다.
상기와 같이 라인 형상 도포 유니트(LCT, 44)로 기판 (G)상에 형성된 라인 형상 레지스트 도포막 (76)은 직후에 가열 유니트(HP, 50)에 있어서 가열 처리에 의해 건조된다(스텝 S7). 이 가열 건조는 라인 형상 레지스트 도포막 (76)에 잔류하고 있는 용제를 증발시켜 기판 (G)의 밀착성을 높이기 위해서 행해지는 것이지만 프리베이크(스텝 S11)만큼의 건조일 필요는 없고 반건조라도 좋다.
도 6에 면형상 도포 유니트(ACT, 40)내의 주요부의 구성을 나타낸다. 이 면형상 도포 유니트(ACT, 40)은 기판 (G)를 수평으로 재치하여 보지하기 위한 스테이지 (80)과 이 스테이지 (80)상에 재치되는 기판 (G)의 상면(정확하게는 도포 영역 (RE))에 긴형의 레지스트 노즐(이하 「긴노즐」이라고 칭한다, 82)를 이용해 스핀 레스법으로 레지스트액을 면형상으로 도포하기 위한 도포 처리부 (84)를 가지고 있다.
도포 처리부 (84)는 긴노즐 (82)를 포함한 레지스트액 공급 기구 (86)과 도포 처리시에 긴노즐 (82)를 스테이지 (80) 윗쪽에서 X방향으로 수평 이동시키는 노즐 이동 기구 (88)을 가진다. 레지스트액 공급 기구 (86)에 있어서 긴노즐 (82)는 스테이지 (80)상의 기판 (G)를 일단으로부터 타단까지 커버 할 수 있는 길이로 Y방향으로 연장하는 슬릿 형상의 토출구를 가지고 있고 레지스트액 공급원(도시하지 않음)으로부터의 레지스트액 공급관 (90)에 접속되고 있다. 노즐 이동 기구 (88)은 긴노즐 (82)를 수평으로 지지하는 역 コ자형 또는 문형의 노즐 지지체 (92)와 이 노즐 지지체 (92)를 X방향으로 쌍방향으로 직진 이동시키는 직진 구동부 (94)를 가진다. 이 직진 구동부 (94)는 예를 들어 가이드 첨부의 리니어 모터 기구 또는 볼나사 기구로 구성되어도 좋다. 또 긴노즐 (82)의 높이 위치를 변경 또는 조절하기 위한 가이드 첨부의 승강기구 (96)이 예를 들어 노즐 지지체 (92)와 긴노즐 (82)를 접속하는 죠인트부 (98)에 설치되고 있다. 승강기구 (96)이 긴노즐 (82)의 높이 위치를 조절 또는 가변하는 것으로 긴노즐 (82)의 하단 또는 토출구와 스테이지 (80)상의 기판 (G)의 상면(피처리면)의 사이의 거리 간격 즉 갭의 크기를 임의로 조정 또는 가변할 수가 있다.
긴노즐 (82)는 예를 들어 스텐레스 강철 등의 방수성(rustproof)과 가공성이 뛰어난 금속으로부터 이루어지고 하단의 슬릿 형상 토출구에 향하여 가는선단의 테이퍼면을 가지고 있다. 긴노즐 (82)의 슬릿 형상 토출구의 전체 길이는 기판 (G)의 폭사이즈 혹은 후술하는 대향 하는 라인 형상 레지스트 도포막간의 폭(거리 간격)에 대응하고 있다. 이것에 의해 긴노즐 (82)의 토출구의 양단이 기판 (G)상의 도포 영역 (RE)의 좌우 양단의 거의 바로 위를 X방향으로 이동하게 되어 있다.
이 면형상 도포 유니트(ACT, 40)에 있어서는 스테이지 (80)상에 기판 (G)를 재치해 콘트롤러(도시하지 않음)의 제어아래에서 레지스트액 공급 기구 (86) 및 노즐 이동 기구 (88) 등을 소정의 순서로 동작시키는 것으로 도 8에 나타나는 바와 같이 기판 (G)상의 도포 영역 (RE)에 즉 라인 형상 레지스트 도포막 (76)의 사각형틀또는 제방으로 둘러싸인 영역내에 면형상의 레지스트 도포막 (100)을 원하는 막두께로 형성할 수가 있다.
보다 상세하게는 도 6에 나타나는 바와 같이 스테이지 (80)의 윗쪽을 소정의 높이로 X방향으로 종단 또는 주사 하도록 긴노즐 (82)를 노즐 이동 기구 (88)에 의해 일정 속도로 이동시키면서 레지스트액 공급 기구 (86)에 있어서 긴노즐 (82)의 슬릿 형상 토출구에서 Y방향으로 퍼지는 띠형상의 토출류로 레지스트액을 스테이지 (80)상의 기판 (G)의 도포 영역 (RE)에 공급한다. 이러한 긴노즐 (82)의 도포 주사에 의해 도 7에 나타나는 바와 같이 기판 (G)상에는 긴노즐 (82)가 쫓아가도록해 기판의 일단으로부터 타단에 향하여 레지스트액의 면형상 도포막 (100)이 형성되어 간다. 그 때 면형상 레지스트 도포막 (100)이 기판 (G)의 외측(특히 좌우 외측)에 향하여 퍼지는 과정에서 라인 형상 레지스트 도포막 (76)과 접촉 내지 일체화하고 라인 형상 레지스트 도포막 (76)에 의해 면형상 레지스트 도포막 (100)의 외주변의 위치가 규정되는 것과 동시에 막두께도 제어된다.
즉 도포 개시 위치 (A)에서는 긴노즐 (82)가 기판 (G)와의 갭을 좁게 하고 레지스트액의 전치토출 또는 착액을 실시하기 위해서 긴노즐 (82)의 슬릿 형상 토출구에서 나온 레지스트액이 기판 (G)상에서 외측(특히 노즐 긴 방향 외측)에 과도하게 퍼지기 쉽다. 그렇지만 이 실시 형태에 있어서는 도포 영역 (RE)의 외주변부에 앞서 라인 형상 레지스트 도포막 (76)이 형성되고 있다. 이것에 의해 도 9에 나타나는 바와 같이 면형상 레지스트 도포막 (100)의 외주변이 라인 형상 레지스트 도포막 (76)의 제방부에 의해 규제되기 때문에 그것보다 외측에 퍼지는 경우는 없고(뱅크 효과) 가상선 (100')로 나타나는 바와 같은 막두께의 가는선단(파임)이 저지된다. 특히 도 8안의 원내 부분 확대도 (LA)에 나타나는 바와 같이 도포 개시 위치 (A)측에서 라인 형상 레지스트 도포막 (76)의 각부(코너부)를 둥굴리는 패턴에 있어서는 상기와 같은 뱅크 효과 내지 막두께 파임 방지의 효과를 한층 높일 수가 있다.
한편 도포 주사중은 도 7에 나타나는 바와 같이 긴노즐 (82)가 그 배후 하단부에 메니스커스를 형성한 상태로 기판 (G) 윗쪽을 X방향으로 이동하는 것으로 기판 (G)상으로 토출된 직후의 레지스트액이 긴노즐 (82)에 끌려가기 때문에 도포 중간부 (B)의 좌우 양단부에서는 레지스트액이 내측으로 편중되는 것 같은 힘을 받는다. 그렇지만 이 실시 형태에 있어서는 도포 영역 (RE)의 외주변부에 앞서 라인 형상 레지스트 도포막 (76)이 형성되고 있으므로 도 10에 나타나는 바와 같이 면형상 레지스트 도포막 (100)의 외주변부가 라인 형상 레지스트 도포막 (76)과의 부착(새어있음)에 의한 인력으로 소정의 외주위 위치에 머물기 때문에 내측으로 편중되는 경우없이 가상선 (100')로 나타나는 바와 같은 막두께의 산형상이 억제된다.
또 도포 종료부 (C)에서는 기판 (G)상으로 토출된 직후의 레지스트액이 도포 중간부 (B) 보다 한층 큰 내향의 힘을 긴노즐 (82)측에서 받지만 역시 라인 형상 레지스트 도포막 (76)과의 부착(새어있음)에 의한 인력으로 소정의 외주위 위치에 머물어 내측으로 편중되는 경우 없이 막두께의 산형상이 방지된다. 특히 도 8안의 원내 부분 확대도 (LC)에 나타나는 바와 같이 도포 종료 위치 (C)측에서 라인 형상 레지스트 도포막 (76)의 각부 (76C)를 예각으로 해 외측으로 펼치는 패턴에 있어서는 도포 종료의 직전에 긴노즐 (82)에서 토출된 과분량의 레지스트액을 그 영역 확장 부분에 이끌어 라인 형상 레지스트 도포막 (76)에 새어있는 부착력으로 확실히 보지시킬 수가 있고 거기에 따라 상기와 같은 막두께 산형상 방지의 효과를 한층 높일 수가 있다.
또한 이 실시 형태에서는 도포 주사의 개시 직전 또는 개시시에 도포 개시 위치 (A)로 긴노즐 (82)와 기판 (G)의 사이의 갭을 레지스트액으로 막기 위한 착액을 재현성 좋게 양호하게 실시할 수가 있다. 즉 도 12에 나타나는 바와 같이 도포 개시 위치 (A) 또는 그 X방향 외측 근방에 앞서 라인 형상 레지스트 도포막 (76)이 형성되고 있으므로 긴노즐 (82)의 슬릿 형상 토출구 (82a)에서 토출된 착액용의 레지스트액 (R)은 라인 형상 레지스트 도포막 (76)에 위로부터 겹치도록 부착 내지 일체화해 노즐 긴 방향(Y방향)에 퍼지는 것으로 갭내에 레지스트액 (R)을 간격 없이 채워 완전하게 막을 수가 있다.
이와 같이 긴노즐 (82)와 기판 (G)의 갭을 레지스트액으로 완전하게 채운 상 태로 도포 주사를 개시함으로써 도 7에 나타나는 바와 같이 긴노즐 (82)의 배후 하부에 형성되는 메니스커스의 정상 라인(웨트 라인,WL)이 수평 일직선으로 안정되어 기판 (G)상에 도포 얼룩이 없는 평탄면의 레지스트 도포막 (100)을 형성할 수가 있다.
이 실시 형태에 있어서는 레지스트 프로세스의 여러가지 사양이나 조건에 대해서 긴노즐 (82)의 하드웨어적인 변경 또는 교환을 필요로 하는 경우 없이 라인 형상 레지스트 도포막 (76)의 프로 파일(도포 위치 높이 H ; 폭W 등 )을 적절히 선택함으로써 상기와 같은 균일화의 막두께 제어를 용이하게 실현될 수가 있다.
예를 들어 주사 속도나 레지스트 특성 등의 도포 조건을 바꾸지 않고 면형상 레지스트 도포막 (100)의 막두께 설정값을 Ta로부터 예를 들어 약 2배의 Tb로 변경하면 도포 주사 중간부 (B)에서는 긴노즐 (82)에 의해 내측으로 편중되는 힘보다 기판에서 새는 외측으로 퍼지려고 하는 레지스트액의 양적인 힘이 세고 좌우 양단부에서 막두께가 산형상을 이루던지 밖으로 향하여 늘어지기(파임) 쉬어진다.
이 경우는 도 11에 나타나는 바와 같이 라인 형상 레지스트 도포막 (76)의 도포 위치를 기판 내측(제품 영역측)으로 편중하는 것으로 라인 형상 레지스트 도포막 (76)에 면형상 레지스트 도포막 (100)의 외주변부의 확대를 저지하는 뱅크 효과의 기능을 갖게 할 수가 있다. 이것에 의해 가상선(일점쇄선, 100')로 나타나는 바와 같은 면형상 레지스트 도포막 (100)에 있어서의 막두께의 늘어짐 또는 파임 없이 막두께의 균일화를 도모할 수가 있다.
상기한 바와 같이 이 실시 형태에 의하면 스핀레스 방식의 레지스트 도포에 있어서 기판 (G)상에 설정되는 도포 영역 (RE)의 외주에 앞서 라인 형상의 레지스트 도포막 (76)을 형성함으로써 정규의 스핀레스 도포 처리에 있어서 면형상 레지스트 도포막 (100)의 막두께 제어 특히 주변부의 막두께 균일화 제어를 용이하게 실시할 수가 있다. 또한 도포 개시시 또는 직전의 착액 동작으로 긴노즐 (82)와 기판 (G) 사이의 갭을 레지스트액으로 재현성 좋게 확실히 막는 것이 가능하고 이것에 의해 도포 주사로 줄무늬 형상의 도포 얼룩이 발생하는 것을 방지하고 평탄면의 양질인 레지스트막을 얻을 수 있다.
상기의 실시 형태에서는 기판 (G)상에 라인 형상의 레지스트 도포막 (76)을 형성하는 처리를 전용의 라인 형상 도포 유니트(LCT, 44)로 실시하는 구성으로 하고 있다. 그러나 라인 형상 도포 처리를 실시하는 장치를 면형상 도포 유니트(ACT, 40)내에 병설 또는 조립하는 구성도 가능하다.
예를 들어 도 14에 나타나는 바와 같이 면형상 도포 유니트(ACT, 40)에 있어서 노즐 이동 기구 (88)의 노즐 지지체 (92)에 상기 라인 형상 도포 유니트(LCT,41)내의 라인 형상 도포 처리 장치(도 3)를 구성한 것과 같은 X가이드 레일 (70) 캐리지 (74)를 개재하여 잉크젯 노즐 (64)를 탑재하는 것도 가능하다. 이 경우는 노즐 이동 기구 (88)에 의해 스테이지 (80) 윗쪽에서 긴노즐 (82)를 소정 방향(X방향)으로 이동시키는 도포 주사에 있어서 잉크젯 노즐 (64)는 긴노즐 (82)의 전방 위치에서 스테이지 (80) 윗쪽을 이동할 수가 있고 긴노즐 (82)에 의한 면형상 도포 주사에 선행하여 잉크젯 노즐 (64)에 의한 라인 형상 도포 주사를 실행시킬 수가 있다.
이와 같이 면형상 도포 유니트(ACT, 40)내에 라인 형상 도포 처리 장치를 설치하는 경우는 기판 (G)상에 형성된 직후의 라인 형상 레지스트 도포막 (76)을 건조하는 수단도 유니트 (ACT, 40)내에 설치하는 것이 바람직하다. 예를 들어 도 16에 나타나는 바와 같이 잉크젯 노즐 (64)의 배후에서 온풍 히터 (102)를 주사 시키는 구성도 가능하다. 이 온풍 히터 (102)는 예를 들어 저항 발열 수단으로 이루어지는 발열부 (104)를 갖고 가스관 (106)을 개재하여 에어 또는 질소 가스를 끌어 들여 온풍히터 (102)에서 기판 (G)상의 라인 형상 레지스트 도포막 (76)을 향해 건조용의 온풍을 불어낸다. 혹은 라인 형상 레지스트 도포막 (76)의 작용 효과를 어느 정도 저하시키는 것에는 되지만 라인 형상 도포 처리후에 특별한 건조 처리를 실시하지 않고 면형상 도포 처리를 실시하는 것도 가능하다.
상기 실시 형태에서는 기판 (G)상을 일주 하도록 도포 영역 (RE)의 외주변의 전부에 라인 형상 레지스트 도포막 (76)을 형성했다. 그러나 도포 영역 (RE)의 외주의 일부에만 예를 들어 도포 개시 위치 부근에만 혹은 도포 주사 중간부에만 혹은 도포 종단부에만 혹은 각부에만 국소적인 라인 형상 레지스트 도포막 (76)을 형성하는 것도 가능하다. 또 도 8의 확대도 (LC)에 나타내는 도포 패턴의 하나의 변형례로서 각부(코너부)의 라인 형상 레지스트막 (76)을 결합시키지 않고 간격을 두고 형성해도 좋고 그 구성에 의해도 상기와 같은 효과를 얻는 것이 가능하다.
상기 실시 형태에 있어서의 도포 주사는 스테이지 (80)상에서 기판 (G)를 고정하고 그 위쪽으로 잉크젯 노즐 (64) 혹은 긴노즐 (82)를 소정 방향 또는 루트로 이동시키는 방식이었다. 그러나 노즐 (64, 82)를 고정하고 기판 (G)를 소정 방향 으로 이동하는 방식 혹은 노즐 (64, 82)와 기판 (G)의 쌍방을 동시에 이동시키는 방식도 가능하다. 도포 주사중에 기판 (G)를 공중으로 부상시켜 이동시키는 부상 반송식도 가능하다.
상기 실시 형태에 있어서는 도포 개시시의 착액에 대해서 긴노즐 (82)보다 기판 (G)와의 협갭에 미량의 레지스트액을 토출하도록 하고 있지만 다른 방법으로서 프라이밍 처리법에 의한 착액도 가능하다. 프라이밍 처리법에 의하면 스테이지 (80)의 근처에 설치한 프라이밍 처리부에서 긴노즐 (82)의 토출구 부근에 레지스트액을 밑칠하고 나서 긴노즐 (82)를 스테이지 (80) 윗쪽에 이동시켜 기판 (G)와 소정의 협갭을 형성하는 높이까지 떨어뜨리고 기판 (G)의 하단에 부착하고 있는 레지스트액의 액막을 기판 (G)의 도포 개시 위치에 부착한다. 본 발명에 의하면 도포 개시 위치의 근방에 앞서 라인 형상의 레지스트 도포막을 형성하고 있으므로 프라이밍 처리법에 의한 착액도 재현성 좋고 양호하게 실시할 수가 있다.
또한 긴노즐 (82)로부터 토출된 레지스트액이 처음으로 라인 형상 레지스트 도포막 (76)에 접액 할 때까지는 긴노즐 (82)를 정지 또는 이동 정지하게 하는 것이 바람직하다. 일단 레지스트가 라인 형상 레지스트 도포막 (76)에 접액 해 버리면 후에는 긴노즐 (82)를 이동시켜도 라인 형상 레지스트 도포막 (76)에 흡입 편중되고 라인 형상 레지스트 도포막 (76)과의 사이에 간격 없이 레지스트를 공급할 수가 있다. 레지스트를 토출하는 긴노즐 (82)가 이동을 개시할 때까지의 시간은 미리 실험등으로 구해 두면 좋다.
또 긴노즐 (82)로부터 레지스트를 토출하여 신속하게 라인 형상 레지스트막 (76)에 접액 하도록 초기 단계에서는 레지스트를 소정량보다 많이 토출하는 토출하는 레지스트가 라인 형상 레지스트 도포막 (76)에 접액 한 후에 잉여량의 레지스트를 긴노즐 (82)내에 흡인하도록 해도 괜찮다. 레지스트의 토출로부터 흡인 개시까지의 시간도 미리 실험 등으로 구해두면 좋다.
또 도시 생략 하지만 라인 형상 도포 유니트(LCT, 44)에 있어서 기판의 각변에 각각 대응하는 복수(예를 들어 4개)의 노즐 (64)를 구비하고 기판의 각변을 따라 동시에 라인 형상 레지스트 도포막 (76)을 형성하는 장치 구성도 좋다. 이 경우 보다 짧은 시간에 기판상에 원하는 라인 형상 레지스트 도포막 (76)을 형성할 수가 있다.
본 발명에 이용하는 라인 형상 레지스트막 도포용의 노즐 및 면형상 레지스트 도포용의 노즐의 구성도 여러 가지의 변형이 가능하다. 예를 들어 잉크젯 노즐 (64) 대신에 미세 구멍의 토출구를 가지는 전자 밸브 온/오프식의 노즐도 사용 가능하다. 또 긴노즐 (82)의 토출구는 슬릿 타입에 한정하는 것이 아닌 다수의 미세구멍 토출구를 일렬로 배열한 것도 가능하다.
또한 라인형상 도포공정에 있어서 라인 형상 레지스트 도포막 (76)의 형상을 라인 이외의 임의의 패턴으로 변형하는 것도 가능하다. 특히 스핀레스법의 면형상 도포에 있어서는 상기와 같이 레지스트액막이 기판 (G)상의 도포 종단부(특히 좌우 사각구석부)에서 안쪽(도포 주사 방향과 직교하는 방향에 있어서 기판 중심측)에 크게 편중하기 쉽다. 본 발명에 의하면 기판 (G)상의 면형상 레지스트 도포막의 종단 부근(특히 좌우 사각 구석부)에 앞서(예를 들어 상기 라인 형상 도포 공정과 같 은 선행 도포 공정에 있어서) 면형상 레지스트 도포막의 아우트라인 특히 좌우 사각 구석부의 아우트라인을 확장하기 위한 선행 레지스트 도포막을 원하는 패턴으로 형성할 수가 있다.
예를 들어 도 17에 나타나는 바와 같이 기판 (G)상의 면형상 도포 후단측의 좌우 사각 구석부에 대략 직각의 「형태 또는」형태의 패턴으로 선행 레지스트 도포막 (110)을 형성해도 좋다. 이 경우 면형상 도포 공정에 있어서는 기판 (G)상에 형성되는 면형상 레지스트 도포막 (112)가 도포 주사 종단부에서 내측으로 편중하여도 도 18에 나타나는 바와 같이(특히 원내 부분 확대도 LD에 나타나는 바와 같이) 기판 (G)상의 좌우 사각 구석부로 면형상 레지스트 도포막 (112)가 선행 레지스트 도포막 (110)에 일부 겹치도록 해 합쳐져(일체화해) 선행 레지스트 도포막 (110)이 면형상 레지스트 도포막 (112)의 확장 부분으로서 각부의 형상(직각 형상)을 규정하는 것 같은 합성 레지스트 도포막 (114)를 구할 수 있다.
그 밖에도 본 발명에 있어서 선행 레지스트 도포막 (110)의 패턴 또는 레이아웃을 임의로 변형할 수가 있다. 예를 들어 도 19에 나타나는 바와 같은 원형의 패턴 도 20에 나타나는 바와 같은 면형상 도포 주사 방향으로 연장하는 긴직사각형상 또는 사각형의 패턴 도 21에 나타나는 바와 같은 면형상 도포 주사 방향과 직교 하는 방향으로 연장하는 긴직사각형 또는 사각형의 패턴 등이 가능하다. 이들의 경우에도 역시 면형상 도포 주사의 종단으로 면형상 레지스트 도포막 (112)가 선행 레지스트 도포막 (110)에 합쳐져(일체화해) 선행 레지스트 도포막 (110)이 면형상 레지스트 도포막 (112)의 연장 부분으로서 각부의 형상을 규정하는 바와 같은 합성 레지스트 도포막 (114)를 얻을 수 있다.
또 본 발명에 있어서의 선행 도포막을 레지스트액 대신에 용제 예를 들어 시너를 이용해 상기와 같은 패턴 또는 레이아웃으로 형성하는 것도 가능하다. 이 경우 도시 생략 하지만 면형상 도포 공정에 있어서 면형상 레지스트 도포막이 선행 시너 도포막에 합쳐지면 면형상 레지스트 도포막의 레지스트액이 선행 시너 도포막 위를 새어 나와 확산하고 결과적으로 면형상 레지스트 도포막의 아우트라인이 선행 시너 도포막의 아우트라인까지 확장 또는 연장한다. 이것에 의해 면형상 레지스트 도포막이 도포 주사 종단부에서 내측으로 편중하여도 좌우 각부의 도포막아우트라인을 원하는 형상(예를 들어 직각 형상)으로 할 수 있다.
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 재료 등의 도포액도 가능하고 현상액이나 린스액 등도 가능하다. 본 발명에 있어서의 피처리 기판은 LCD 기판에 한정하지 않고 다른 플랫 패널 디스플레이용 기판 ; 반도체 웨이퍼; CD기판 ;유리 기판 ;포토마스크; 프린트 기판 등도 가능하다.
본 발명의 도포 방법 또는 도포 장치에 의하면 상기와 같은 구성 및 작용에 의해 스핀레스 방식의 도포 처리에 있어서 도포막의 막두께 제어 특히 주변부의 막두께 균일화를 용이하게 실시할 수가 있다. 또한 도포 개시 위치에서 노즐과 피처 리 기판의 사이의 갭에 처리액을 확실히 간격 없이 채워 도포 얼룩을 방지할 수도 있다.

Claims (20)

  1. 피처리 기판상에 설정된 도포 영역에 대해서 그 주변부의 일부 또는 전부에 처리액을 도포하여 라인 형상의 도포막을 형성하는 라인 형상 도포 공정과,
    상기 기판상의 상기 도포 영역에 처리액을 도포해 면형상의 도포막을 형성하는 면형상 도포 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 도포 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 면형상 도포 공정에 있어서 상기 기판상에 도포된 처리액의 퍼짐이 상기 라인 형상의 도포막에 의해 저지되도록, 상기 라인 형상 도포 공정에 있어서 상기 라인 형상 도포막의 프로 파일이 선정되는 것을 특징으로 하는 도포 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 면형상 도포 공정에 있어서 상기 기판상에 도포된 처리액이 상기 라인 형상의 도포막과의 부착에 의한 인력에 의해 상기 도포 영역의 주변측에 퍼지도록,상기 라인 형상 도포 공정에 있어서 상기 라인 형상 도포막의 프로 파일이 선정되는 것을 특징으로 하는 도포 방법.
  4. 청구항 1 내지 3중 어느 한항에 있어서,
    상기 라인 형상 도포 공정이 처리액을 선상으로 토출하는 제 1의 노즐을 상 기 기판에 대해서 상대적으로 이동시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 도포 방법.
  5. 청구항 1 내지 3중 어느 한항에 있어서,
    상기 면형상 도포 공정이 처리액을 띠형상으로 토출하는 제 2의 노즐을 상기 기판에 대해서 상대적으로 이동시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 도포 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제 2의 노즐이 슬릿 형상의 토출구를 가지는 긴형의 노즐이고,
    상기 면형상 도포 공정에 있어서 상기 긴형 노즐을 상기 기판과 평행으로 또한 노즐 긴 방향과 거의 직교 하는 방향으로 상대 이동시키는것을 특징으로 하는 도포 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 면형상 도포 공정의 개시시에 상기 제 2의 노즐에서 상기 기판상에 도포된 처리액이 상기 라인 형상의 도포막과 부착하여 상기 갭을 막도록 상기 라인 형상 도포막의 프로 파일이 선정되는 것을 특징으로 하는 도포 방법.
  8. 청구항 2 또는 3에 있어서,
    상기 라인 형상 도포막의 프로 파일은 그 도포막의 막두께 라인폭 및 기판상의 위치안의 적어도 1개를 포함하는 것을 특징으로 하는 도포 방법.
  9. 청구항 1 내지 3중 어느 한 항에 있어서,
    상기 라인 형상 도포 공정에 의해 형성된 라인 형상 도포막을 상기 면형상 도포 공정전에 가열해 건조시키는 것을 특징으로 하는 도포 방법.
  10. 피처리 기판상에 설정된 도포 영역에 대해서 그 주변부의 일부 또는 전부에 처리액을 도포해 라인 형상의 도포막을 형성하는 라인 형상 도포 처리부와,
    상기 기판상의 상기 도포 영역에 처리액을 도포하여 면형상의 도포막을 형성하는 면형상 도포 처리부를 가지는 것을 특징으로 하는 도포장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 라인 형상 도포 처리부가,
    거의 수평 상태의 상기 기판을 향해 윗쪽으로부터 처리액을 선상으로 토출하는 제 1의 노즐과,
    상기 제 1의 노즐에서 상기 기판상으로 토출된 처리액으로 상기 라인 형상 도포막이 형성되도록 상기 제 1의 노즐을 상기 기판에 대해서 상대적으로 이동시키는 제 1의 도포 주사부를 가지는 것을 특징으로 하는 도포장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제 1의 노즐이 전기적인 구동 신호에 따라 노즐내의 처리액을 가압해 액체방울로서 분사하는 제트 방식의 노즐로부터 이루어지는 것을 특징으로 하는 도포장치.
  13. 청구항 10 내지 12중 어느 한항에 있어서,
    상기 면형상 도포 처리부가,
    거의 수평 상태의 상기 기판을 향해 윗쪽으로부터 처리액을 띠형상으로 토출하는 제 2의 노즐과,
    상기 제 2의 노즐에서 상기 기판상으로 토출된 처리액으로 상기 도포 영역이 일면에 도포되도록 상기 제 2의 노즐을 상기 기판에 대해서 상대적으로 이동시키는 제 2의 도포 주사부를 가지는 것을 특징으로 하는 도포장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제 2의 노즐이 한방향에 있어서 상기 도포 영역의 일단으로부터 타단까지 커버 하는 길이가 슬릿 형상의 토출구를 가지는 긴형의 노즐로부터 이루어지는 것을 특징으로 하는 도포장치.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 라인 형상 도포 처리부 및 상기 면형상 도포 처리부가 상기 기판을 수 평 상태에 지지하기 위한 각각 독립한 지지부를 가지는 것을 특징으로 하는 도포장치.
  16. 청구항 13에 있어서,
    상기 라인 형상 도포 처리부 및 상기 면형상 도포 처리부가 상기 기판을 수평 상태로 지지하기 위한 공통의 지지부를 가지는 것을 특징으로 하는 도포장치.
  17. 청구항 10 내지 12중 어느 한항에 있어서,
    상기 라인 형상 도포 처리부에 의해 상기 기판상에 형성된 상기 라인 형상 도포막을 가열해 건조시키는 건조 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 도포장치.
  18. 피처리 기판과 긴형 노즐의 토출구를 약간의 갭을 두고 거의 수평으로 대향시켜 상기 기판에 대해서 상기 노즐에서 처리액을 토출시키면서 상기 노즐을 상대적으로 수평 방향으로 이동시키는 도포 주사를 실시하여 상기 기판상에 상기 처리액의 면형상 도포막을 형성하는 도포 방법으로서,
    상기 기판상의 상기 도포 주사가 종료하는 위치 부근에 상기 도포 주사에 있어서 상기 처리액으로 이루어지는 선행의 도포막을 원하는 패턴으로 형성하고,
    상기 도포 주사에 의해 상기 기판상에 형성되는 면형상 도포막의 종단에 상기 선행 도포막이 합쳐져 상기 선행 도포막이 상기 면형상 도포막의 확장 부분이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 도포 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 기판은 사각형이고 상기 선행 도포막은 상기 기판상의 도포 주사가 종료하는 측의 사각 구석부에 형성되는 것을 특징으로 하는 도포 방법.
  20. 피처리 기판과 긴형 노즐의 토출구를 약간의 갭을 두고 거의 수평으로 대향시켜 상기 기판에 대해서 상기 노즐에서 처리액을 토출시키면서 상기 노즐을 상대적으로 수평 방향으로 이동시키는 도포 주사를 실시하여 상기 기판상에 상기 처리액의 면형상 도포막을 형성하는 면형상 도포 처리부와,
    상기 기판상의 상기 도포 주사가 종료하는 위치 부근에 상기 면형상 도포 처리부의 상기 도포 주사에 있어서 상기 처리액으로 이루어지는 선행의 도포막을 원하는 패턴으로 형성하는 선행 도포막 형성부를 갖고,
    상기 면형상 도포 처리부의 도포 주사에 의해 상기 기판상에 형성되는 면형상 도포막의 종단에 상기 선행 도포막이 합쳐져 상기 선행 도포막이 상기 면형상 도포막의 확장 부분이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
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