KR20200123017A - 도포 장치 및 도포 방법 - Google Patents

Abstract

[과제] 뛰어난 품질로 도포액을 기판에 도포한다.
[해결 수단] 이 발명은, 기판을 부상시키는 처리 스테이지와, 처리 스테이지 상에서 부상하는 기판을 반송 방향으로 반송하는 기판 반송부와, 기판 반송부에 의해 반송되는 기판의 상면에 처리액을 공급하는 노즐을 구비하고, 처리 스테이지는, 노즐의 하방에 위치하여 기판을 부상시키는 공급 부상 영역과, 반송 방향에 있어서 공급 부상 영역의 상류측에서 기판을 부상시키는 상류측 부상 영역과, 반송 방향에 있어서 공급 부상 영역의 하류측에서 기판을 부상시키는 하류측 부상 영역을 갖고, 반송 방향에 있어서의 상류측 부상 영역의 길이가 하류측 부상 영역의 길이보다 길게 되도록 구성하고 있다.

Description

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

이 발명은, 액정 표시 장치나 유기EL 표시 장치 등의 FPD용 유리 기판, 반도체 웨이퍼, 포토마스크용 유리 기판, 컬러 필터용 기판, 기록 디스크용 기판, 태양전지용 기판, 전자 종이용 기판 등의 정밀 전자 장치용 기판, 반도체 패키지용 기판(이하, 간단히 「기판」이라고 칭한다)에 노즐로부터 처리액을 공급하여 도포하는 도포 기술에 관한 것이다.

반도체 장치나 액정 표시 장치 등의 전자 부품 등의 제조 공정에서는, 기판의 상면에 처리액을 공급하는 기판 처리 장치의 일례로서 도포 장치가 이용된다. 예를 들면, 일본국 특허 제5437134호에 기재된 도포 장치는, 기판을 스테이지로부터 부상시킨 상태에서 당해 기판을 스테이지의 길이 방향으로 반송하면서 당해 기판의 상면에 대해서 처리액을 노즐의 토출구로부터 공급하여 기판의 거의 전체에 처리액을 도포한다.

일본국 특허 제5437134호에 기재된 장치에서는, 기판의 부상량을 정밀하게 제어하면서 노즐로부터 처리액을 기판에 공급할 수 있도록, 정밀 부상 스테이지(본 발명의 「처리 스테이지」에 상당)가 설치되어 있다. 이 정밀 부상 스테이지는, 노즐의 하방에서 기판을 부상시키는 도포 스테이지(본 발명의 「공급 부상 영역」에 상당)와, 기판의 반송 방향에 있어서 도포 스테이지의 상류측에서 기판을 부상시키는 이물 검출 스테이지(본 발명의 「상류측 부상 영역」에 상당)와, 기판의 반송 방향에 있어서 도포 스테이지의 하류측에서 기판을 부상시키는 진동 방지 스테이지(본 발명의 「하류측 부상 영역」에 상당)를 갖고 있다. 그리고, 이물 검출 스테이지는, 기판의 상면에 존재하는 이물을 검출하여 당해 이물과 노즐의 충돌을 회피하는 기능을 완수한다. 한편, 진동 방지 스테이지는, 기판의 진동을 억제함으로써 도포 스테이지에서의 처리액의 도포에 악영향이 미치는 것을 방지하는 기능을 완수한다.

그런데, 일본국 특허 제5437134호에 상세하게 기재되어 있지 않지만, 이물 검출 스테이지와 진동 방지 스테이지는 동일 구성을 갖고 있으며, 기판의 반송 방향에 있어서의 길이도 동일하게 설정되어 있다. 또한, 도포 처리는 전처리 장치로부터 반출된 기판을 수취(受取)하여, 도포 처리를 행한다(후에 설명하는 도 1 참조). 전처리 장치에서는, 약액이나 순수 등의 처리액에 의한 기판 세정과 에어 나이프 등에 의한 세정 후의 기판 건조를 조합한 전 공정이 실행되는 경우가 있다. 또한, 전 공정으로서, 수분 제거를 위한 기판 가열과 기판 냉각이 이 순서로 실행되기도 한다. 이 때문에, 전처리 장치로부터 도포 장치에 보내지는 기판의 온도가 도포 처리에 적절한 온도보다 비교적 높거나, 혹은 비교적 낮은 경우가 있다. 이러한 경우에도, 도포 장치의 내부에서 반송 방향으로 기판을 반송하고 있는 동안에 기판의 온도는 도포 장치 내의 온도, 즉 도포 처리에 적절한 온도에 근접해 온다. 그러나, 반송 방향에 있어서 이물 검출 스테이지와 진동 방지 스테이지가 동일 길이를 갖고 있는 종래 장치에서는, 반드시 기판의 균열화에 충분한 반송 거리나 반송 시간이 할당되어 있는 것은 아니며, 기판의 면내에 있어서 온도 불균일이 발생하는 경우가 있었다. 그 결과, 이것이 도포 불균일을 발생시키는 주요인의 하나가 되어, 도포 품질을 저하시키는 경우가 있었다.

이 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 뛰어난 품질로 도포액을 기판에 도포할 수 있는 도포 장치 및 도포 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이 발명의 한 양태는, 전처리 장치로부터 수취한 기판의 상면에 처리액을 공급하여 도포하는 도포 장치로서, 기판을 부상시키는 처리 스테이지와, 처리 스테이지 상에서 부상하는 기판을 반송 방향으로 반송하는 기판 반송부와, 기판 반송부에 의해 반송되는 기판의 상면에 처리액을 공급하는 노즐을 구비하고, 처리 스테이지는, 노즐의 하방에 위치하여 기판을 부상시키는 공급 부상 영역과, 반송 방향에 있어서 공급 부상 영역의 상류측에서 기판을 부상시키는 상류측 부상 영역과, 반송 방향에 있어서 공급 부상 영역의 하류측에서 기판을 부상시키는 하류측 부상 영역을 갖고, 반송 방향에 있어서의 상류측 부상 영역의 길이가 하류측 부상 영역의 길이보다 긴 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 이 발명의 다른 양태는, 전처리 장치로부터 수취한 기판을 처리 스테이지에 의해 부상시킨 상태에서 반송부에 의해 반송 방향으로 반송하면서 노즐로부터 처리액을 기판의 상면에 공급하여 도포하는 도포 방법으로서, 처리 스테이지 중, 노즐의 하방에 위치하여 기판을 부상시키는 영역을 공급 부상 영역으로 하고, 반송 방향에 있어서 공급 부상 영역의 상류측에서 기판을 부상시키는 영역을 상류측 부상 영역으로 하고, 반송 방향에 있어서 공급 부상 영역의 하류측에서 기판을 부상시키는 영역을 하류측 부상 영역이라고 정의했을 때, 반송 방향으로 반송되는 기판의 상류측 부상 영역을 통과하는 시간이 하류측 부상 영역을 통과하는 시간보다 긴 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같이 구성된 발명에서는, 전처리 장치로부터 주어진 기판이 상류측 부상 영역의 상방을 통과하여 공급 부상 영역의 상방으로 부상 반송되고, 당해 공급 부상 영역에서 노즐로부터 공급되는 처리액이 기판의 상면에 도포된다. 여기서, 기판을 수취한 시점에서의 기판의 온도가 처리액의 도포에 적절한 온도와 상이하면, 상기한 바와 같이 온도 불균일이 발생하기 쉽다. 그러나, 본 발명에서는, 반송 방향에 있어서의 상류측 부상 영역의 길이가 하류측 부상 영역의 길이보다 길어, 상류측 부상 영역에서의 기판의 반송 시간이 길게 되어 있다. 이 때문에, 상류측 부상 영역의 통과 중에 기판의 균열화가 진행되기 쉽고, 기판에 있어서의 온도 불균일이 억제되어, 그 결과, 처리액의 도포가 양호하게 실행된다.

또한, 상기와 같은 길이 관계를 갖는 점에서 반송 방향에 있어서의 하류측 부상 영역의 길이는 상류측 부상 영역에 비해 짧고, 상류측 부상 영역을 길게 하고 있음에도 불구하고, 반송 방향에 있어서의 처리 스테이지의 대형화를 억제할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 반송 방향에 있어서의 상류측 부상 영역의 길이가 하류측 부상 영역의 길이보다 길어, 기판의 상류측 부상 영역을 통과하는 시간이 하류측 부상 영역을 통과하는 시간보다 길어지도록 구성되어 있다. 이 때문에, 온도 불균일에 기인하는 도포 불균일을 억제하여, 뛰어난 품질로 도포액을 기판에 도포할 수 있다.

도 1은, 본 발명에 따른 도포 장치의 일실시 형태를 구비하는 기판 처리 시스템의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는, 도 1의 기판 처리 시스템에 장비되는 도포 장치의 전체 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 3은, 도 2에 나타내는 도포 장치에 장비되는 부상 스테이지부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는, 종래의 도포 장치에 장비되는 도포 스테이지의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는, 본 발명에 따른 도포 장치의 다른 실시 형태에 장비되는 부상 스테이지부의 부분 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은, 본 발명에 따른 도포 장치의 다른 실시 형태에 장비되는 부상 스테이지부의 부분 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은, 본 발명에 따른 도포 장치의 또 다른 실시 형태에 장비되는 부상 스테이지부의 부분 구성을 나타내는 도면이다.

도 1은 본 발명에 따른 도포 장치의 일실시 형태를 구비하는 기판 처리 시스템의 일례를 나타내는 도면이다. 이 기판 처리 시스템은, 기판(S)에 대해서 도포 처리를 실시하는 도포 장치(1)와, 도포 장치(1)에서 실행되는 도포 처리의 전 공정을 실행하는 전처리 장치(PR)와, 도포 처리를 받은 기판(S)에 대해서 후 공정을 실행하는 후처리 장치(PS)를 구비하고 있다. 전처리 장치(PR)는, 도포 처리를 행하기 전에 기판(S)을 세정하는 세정 공정과, 세정된 기판(S)을 건조시키는 건조 공정을 전 공정으로서 실행한다. 또한, 도포 장치(1)는 다음에 상세히 서술하는 바와 같이 전처리 장치(PR)로부터 수취한 기판(S)을 부상 반송하면서 기판(S)의 상면에 처리액을 공급하여 도포한다. 또한, 후처리 장치(PS)는 기판(S)을 가열하여 기판(S)에 도포된 처리액을 고화시키는 가열 공정을 후 공정으로서 실행한다. 또한, 전 공정 및 후 공정의 내용은 상기한 것에 한정되는 것은 아니다.

도 2는 도 1의 기판 처리 시스템에 장비되는 도포 장치의 전체 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다. 이 도포 장치(1)는, 도 2의 왼쪽측으로부터 오른쪽측을 향하여 수평 자세로 반송되는 기판(S)의 상면(Sf)에 처리액의 일례로서 도포액을 도포하는 슬릿 코터이다. 또한, 이하의 각 도면에 있어서 장치 각 부의 배치 관계를 명확하게 하기 위해서, 기판(S)의 반송 방향(X)과 관련지어 위치 관계를 나타낼 때, 「기판(S)의 반송 방향(X)에 있어서의 상류측」을 간단히 「상류측」으로, 또한 「기판(S)의 반송 방향(X)에 있어서의 하류측」을 간단히 「하류측」으로 간단히 하는 경우가 있다. 이 예에서는, 어느 기준 위치로부터 볼 때 상대적으로 (-X)측이 「상류측」, (＋X)측이 「하류측」에 상당한다.

우선 도 2를 이용하여 도포 장치(1)의 구성 및 동작의 개요를 설명하고, 그 후에 본 발명의 기술적 특징을 구비하는 부상 스테이지부(3)의 상세한 구조 및 동작에 대해 설명한다. 도포 장치(1)에서는, 기판(S)의 반송 방향(X)을 따라서, 입력 컨베이어(100), 입력 이재(移載)부(2), 부상 스테이지부(3), 출력 이재부(4), 출력 컨베이어(110)가 이 순으로 근접하여 배치되어 있으며, 이하에 상세히 서술하는 바와 같이, 이들에 의해 대략 수평 방향으로 연장되는 기판(S)의 반송 경로가 형성되어 있다.

처리 대상인 기판(S)은 도 2의 왼쪽측으로부터 입력 컨베이어(100)에 반입된다. 입력 컨베이어(100)는, 롤러 컨베이어(101)와, 이것을 회전 구동하는 회전 구동 기구(102)를 구비하고 있으며, 롤러 컨베이어(101)의 회전에 의해 기판(S)은 수평 자세로 하류측, 즉 (＋X)방향으로 반송된다. 입력 이재부(2)는, 롤러 컨베이어(21)와, 이것을 회전 구동하는 기능 및 승강시키는 기능을 갖는 회전·승강 구동 기구(22)를 구비하고 있다. 롤러 컨베이어(21)가 회전함으로써, 기판(S)은 더욱 (＋X)방향으로 반송된다. 또한, 롤러 컨베이어(21)가 승강함으로써 기판(S)의 연직 방향 위치가 변경된다. 이와 같이 구성된 입력 이재부(2)에 의해, 기판(S)은 입력 컨베이어(100)로부터 부상 스테이지부(3)에 이재된다.

부상 스테이지부(3)는, 기판의 반송 방향(X)을 따라서 3분할된 평판형의 스테이지를 구비한다. 즉, 부상 스테이지부(3)는 입구 부상 스테이지(31), 도포 스테이지(32) 및 출구 부상 스테이지(33)를 구비하고 있으며, 이러한 각 스테이지의 상면은 서로 동일 평면의 일부를 이루고 있다. 그리고, 부상 스테이지부(3)는 각 스테이지의 상면으로부터 연직 상방(＋Z)으로 기판을 부상시킨다. 또한, 이러한 스테이지 중 입구 부상 스테이지(31)에는, 도면에는 나타나지 않은 리프트 핀이 배치되어 있고, 부상 스테이지부(3)에는 이 리프트 핀을 승강시키는 리프트 핀 구동 기구(34)가 설치되어 있다. 또한, 도포 스테이지(32)에서의 부상량에 대해서는 센서(61, 62)에 의한 검출 결과에 의거하여 제어 유닛(9)에 의해 산출되고, 고정밀도로 조정 가능하게 되어 있다.

입력 이재부(2)를 개재하여 부상 스테이지부(3)에 반입되는 기판(S)은, 롤러 컨베이어(21)의 회전에 의해 (＋X)방향으로의 추진력을 부여받고, 입구 부상 스테이지(31) 상으로 반송된다. 입구 부상 스테이지(31), 도포 스테이지(32) 및 출구 부상 스테이지(33)는 기판(S)을 부상 상태로 지지하지만, 기판(S)을 수평 방향으로 반송하는 기능을 갖지 않는다. 부상 스테이지부(3)에 있어서의 기판(S)의 반송은, 입구 부상 스테이지(31), 도포 스테이지(32) 및 출구 부상 스테이지(33)의 하방에 배치된 기판 반송부(5)에 의해 행해진다.

기판 반송부(5)는, 기판(S)의 하면 주연부에 부분적으로 맞닿음으로써 기판(S)을 하방으로부터 지지하는 척 기구(51)와, 척 기구(51) 상단의 흡착 부재에 설치된 흡착 패드(도시 생략)에 부압을 부여하여 기판(S)을 흡착 유지시키는 기능 및 척 기구(51)를 X방향으로 왕복 주행시키는 기능을 갖는 흡착·주행 제어 기구(52)를 구비하고 있다. 척 기구(51)가 기판(S)을 유지한 상태에서는, 기판(S)의 하면(Sb)은 부상 스테이지부(3)의 각 스테이지의 상면보다 높은 위치에 위치하고 있다. 따라서, 기판(S)은, 척 기구(51)에 의해 주연부를 흡착 유지하면서, 부상 스테이지부(3)로부터 부여되는 부력에 의해 전체적으로 수평 자세를 유지한다. 또한, 척 기구(51)에 의해 기판(S)의 하면(Sb)을 부분적으로 유지한 단계에서 기판(S)의 상면의 연직 방향 위치를 검출하기 위해서 판두께 측정용 센서(61)가 롤러 컨베이어(21)의 근방에 배치되어 있다. 이 센서(61)의 바로 아래 위치에 기판(S)을 유지하지 않는 상태의 척(도시 생략)이 위치함으로써, 센서(61)는 흡착 부재의 상면, 즉 흡착면의 연직 방향 위치를 검출 가능하게 되어 있다.

입력 이재부(2)로부터 부상 스테이지부(3)에 반입된 기판(S)을 척 기구(51)가 유지하고, 이 상태에서 척 기구(51)가 (＋X)방향으로 이동함으로써, 기판(S)이 입구 부상 스테이지(31)의 상방으로부터 도포 스테이지(32)의 상방을 경유하여 출구 부상 스테이지(33)의 상방으로 반송된다. 반송된 기판(S)은, 출구 부상 스테이지(33)의 (＋X)측에 배치된 출력 이재부(4)에 수도(受渡)된다.

출력 이재부(4)는, 롤러 컨베이어(41)와, 이것을 회전 구동하는 기능 및 승강시키는 기능을 갖는 회전·승강 구동 기구(42)를 구비하고 있다. 롤러 컨베이어(41)가 회전함으로써, 기판(S)에 (＋X)방향으로의 추진력이 부여되고, 기판(S)은 반송 방향(X)을 따라서 더욱 반송된다. 또한, 롤러 컨베이어(41)가 승강함으로써 기판(S)의 연직 방향 위치가 변경된다. 롤러 컨베이어(41)의 승강에 의해 실현되는 작용에 대해서는 후술한다. 출력 이재부(4)에 의해, 기판(S)은 출구 부상 스테이지(33)의 상방으로부터 출력 컨베이어(110)에 이재된다.

출력 컨베이어(110)는, 롤러 컨베이어(111)와, 이것을 회전 구동하는 회전 구동 기구(112)를 구비하고 있으며, 롤러 컨베이어(111)의 회전에 의해 기판(S)은 더욱 (＋X)방향으로 반송되어, 최종적으로 후처리 장치(PS)(도 1)로 밀려나온다. 또한, 입력 컨베이어(100) 및 출력 컨베이어(110)는 도포 장치(1)의 구성의 일부로서 설치되어도 되는데, 도포 장치(1)와는 별체의 것이어도 된다. 예를 들면, 도포 장치(1)의 상류측에 설치되는 전처리 장치(PR)(도 1)의 기판 내줌 기구가 입력 컨베이어(100)로서 이용되어도 된다. 또한, 도포 장치(1)의 하류측에 설치되는 후처리 장치(PS)(도 1)의 기판 받아들임 기구가 출력 컨베이어(110)로서 이용되어도 된다.

이와 같이 하여 반송되는 기판(S)의 반송 경로 상에, 기판(S)의 상면(Sf)에 도포액을 도포하기 위한 도포 기구(7)가 배치된다. 도포 기구(7)는 슬릿 노즐인 노즐(71)을 갖고 있다. 노즐(71)에는, 도포액 공급 기구(8)로부터 도포액이 공급되어, 노즐 하부에 하향으로 개구하는 토출구로부터 도포액이 토출된다.

노즐(71)은, 도시를 생략하는 위치 결정 기구에 의해 X방향 및 Z방향으로 이동 위치 결정 가능하게 되어 있다. 위치 결정 기구에 의해, 노즐(71)이 도포 스테이지(32)의 상방의 도포 위치(도 2 중의 실선으로 나타내지는 위치)에 위치 결정된다. 이 도포 위치에 위치 결정된 노즐(71)로부터 도포액이 토출되고, 도포 스테이지(32)와의 사이를 반송되어 오는 기판(S)에 공급된다. 이렇게 하여 기판(S)으로의 도포액의 도포가 행해진다.

노즐(71)에 대해서 소정의 메인터넌스를 행하기 위해서, 도 2에 나타내는 바와 같이, 도포 기구(7)에는 노즐 세정 대기 유닛(72)이 설치되어 있다. 노즐 세정 대기 유닛(72)은, 주로 롤러(721), 세정부(722), 롤러 배트(723) 등을 갖고 있다. 그리고, 이들에 의해 노즐 세정 및 액 고임 형성을 행하여, 노즐(71)의 토출구를 다음의 도포 처리에 적절한 상태로 정비한다. 또한, 노즐 세정 대기 유닛(72)이 설치된 위치, 즉 메인터넌스 위치에 노즐(71)을 위치시켜, 최적화 처리에 있어서의 유사 토출이 실행된다.

이 외, 도포 장치(1)에는, 장치 각 부의 동작을 제어하기 위한 제어 유닛(9)이 설치되어 있다. 제어 유닛(9)은 소정의 제어 프로그램이나 각종 데이터를 기억하는 기억 수단, 이 제어 프로그램을 실행함으로써 장치 각 부에 소정의 동작을 실행시키는 CPU 등의 연산 수단, 사용자나 외부 장치와의 정보 교환을 담당하는 인터페이스 수단 등을 구비하고 있다. 본 실시 형태에서는, 연산 수단이 장치 각 부를 제어하여 다음에 설명하는 바와 같이 도포 스테이지(32)에서의 기판(S)의 부상량을 고정밀도로 제어하면서 노즐(71)로부터의 도포액의 공급을 행한다.

도 3은 도 2에 나타내는 도포 장치에 장비되는 부상 스테이지부의 구성을 나타내는 도면이며, 동일 도면 중의 상단에 나타내는 도면은 부상 스테이지부(3)의 부분 평면도이고, 중단 및 하단은 부상 스테이지부(3)에서의 기판(S)의 부상 반송 상태를 모식적으로 나타내는 측면도이다. 또한, 동일 도면 및 후에 설명하는 도 4 내지 도 7에 있어서는, 이해 용이의 목적으로, 필요에 따라서 각 부의 치수나 수를 과장 또는 간략화하여 그리고 있다.

부상 스테이지부(3)를 구성하는 3개의 스테이지 중, 입구 부상 스테이지(31) 및 출구 부상 스테이지(33)의 각각의 상면에는, 분출구(36)가 매트릭스형으로 다수 설치되어 있다. 또한, 각 분출구(36)에 대해서 일본국 특허 제5437134호에 기재된 장치와 동일하게 구성되는 부상 제어 기구(35)(도 2)가 접속되고, 분출구(36)로부터 압축 공기를 기판(S)의 하면(Sb)을 향하여 분출하여 입구 부상 스테이지(31) 및 출구 부상 스테이지(33)의 스테이지 상면과 기판(S)의 하면(Sb)의 사이의 공간에 압축 공기를 보낸다. 이것에 의해, 각 분출구(36)로부터 분출되는 기류로부터 부여되는 부력에 의해 기판(S)이 부상한다. 이렇게 하여 기판(S)의 하면(Sb)이 스테이지 상면으로부터 이격한 상태에서 수평 자세로 지지된다. 기판(S)의 하면(Sb)과 스테이지 상면의 거리, 즉 부상량은, 예를 들면, 10마이크로미터 내지 500마이크로 미터로 할 수 있다.

도포 스테이지(32)에서는, 반송 방향(X)을 따라서 3개의 영역(32A~32C)이 이 순서로 설치되어 있으며, 입구 부상 스테이지(31) 및 출구 부상 스테이지(33)보다 작은 부상량으로 기판(S)을 부상시키는 것이 가능하게 되어 있다. 영역(32A)은 스테이지 부재(321)의 스테이지 상면(321a)에 설치되어 있다. 영역(32B)은 스테이지 부재(322)의 스테이지 상면(322a)에 설치되어 있다. 영역(32C)은 스테이지 부재(323)의 스테이지 상면(323a)에 설치되어 있다.

영역(32A)에서는, 상기 분출구(36)와, 기판(S)의 하면(Sb)과 스테이지 상면(321a)의 사이의 공기를 흡인하는 흡인구(37)가 분산되어 설치되어 있다. 보다 자세하게는, 입구 부상 스테이지(31) 및 출구 부상 스테이지(33)에 설치된 분출구(36)보다 좁은 피치로 복수의 개구가 매트릭스형으로 분산되어 설치되어 있다. 이들 복수의 개구 중 절반은 상기 분출구(36)로서 기능하고, 나머지 절반은 흡인구(37)로서 기능하는 것이며, 분출구(36)와 흡인구(37)가 교대로 설치되어 있다. 그리고, 부상 제어 기구(35)는 영역(32A)의 분출구(36)와 접속되어, 분출구(36)로부터 압축 공기를 기판(S)의 하면(Sb)을 향하여 분출하여 스테이지 상면(321a)과 기판(S)의 하면(Sb)(도 2)의 사이의 공간에 압축 공기를 보낸다. 또한, 부상 제어 기구(35)는 영역(32A)의 흡인구(37)와 접속되어, 흡인구(37)를 개재하여 상기 공간으로부터 공기를 흡인한다. 이와 같이 상기 공간에 대해서 공기의 분출과 흡인이 행해짐으로써, 상기 공간에서는 각 분출구(36)로부터 분출된 압축 공기의 공기류는 수평 방향으로 확산한 후, 당해 분출구(36)에 인접하는 흡인구(37)로부터 흡인된다. 이 때문에, 상기 공간에 확산하는 공기층(압력 기체층)에 있어서의 압력 밸런스는, 보다 안정적으로 되어, 기판(S)의 부상량(Fa)(도 3 참조)을 고정밀도로, 게다가 안정되게 제어할 수 있다. 또한, 영역(32A)에 대응하여 일본국 특허 제5437134호에 기재된 장치와 동일한 구성을 갖는 이물 검출부(73)(도 2)가 설치되어, 부상량(Fa)으로 부상하고 있는 기판(S)에 대한 이물 검출을 행한다. 이와 같이, 본 실시 형태에서는, 영역(32A)이 이물 검출을 담보하는 상류측 부상 영역으로서 기능하고, 이하에 있어서는 「상류측 부상 영역(32A)」이라고 칭한다.

스테이지 부재(322)에서는, 스테이지 상면(322a)에 대해서, 상류측 부상 영역(32A)에 설치된 개구(=분출구(36)＋흡인구(37))의 피치보다 좁고, 기판(S)으로의 도포액의 도포에 적절한 피치로 복수의 개구가 매트릭스형으로 분산되어 설치되어 있다. 이들 복수의 개구 중 절반은 상기 분출구(36)로서 기능하고, 나머지 절반은 흡인구(37)로서 기능하는 것이며, 분출구(36)와 흡인구(37)가 교대로 설치되어 있다. 그리고, 부상 제어 기구(35)는 상류측 부상 영역(32A)과 동일하게 영역(32B)의 분출구(36) 및 흡인구(37)에 접속되어, 부상량(Fb)(도 3 참조)으로 기판(S)을 부상시킨다. 여기서, 영역(32B)은 노즐(71)의 하방에 위치하여 도포액의 공급을 받는 기판(S)을 부상시키기 위한 공급 부상 영역인 점에서, 분출구(36) 및 흡인구(37)의 배치 밀도가 상류측 부상 영역(32A)보다 높아짐과 더불어 부상 제어 기구(35)는 부상량(Fb)을 상류측 부상 영역(32A)에서의 부상량(Fa)보다 작게 하여 기판(S)으로의 도포액의 공급에 적합하게 하고 있다. 이렇게 하여, 영역(32B)에서는, 기판(S)의 부상이 초고정밀도로, 게다가 안정되게 제어된다. 이와 같이 영역(32B)은 초고정밀도의 공급을 담보하기 위한 공급 부상 영역으로서 기능하고, 이하에 있어서는 「공급 부상 영역(32B)」이라고 칭한다.

스테이지 부재(323)에서는, 스테이지 상면(323a)에 영역(32C)이 설치되어 있다. 이 영역(32C)에서는, 상류측 부상 영역(32A)과 동일하게, 소정의 피치로 분출구(36) 및 흡인구(37)가 교대로 설치되어 있으며, 이들을 매트릭스형으로 분산시킨 배치 구조가 형성되어 있다. 스테이지 부재(323)에서는, 스테이지 부재(322)측으로부터 반송되어 오는 기판(S)이 공급 부상 영역(32B)에서의 부상량(Fb)보다 큰 부상량(Fc)으로 부상된다. 여기서, 당해 기판(S)의 상면(Sf)에는, 도포액의 공급을 받아 도포막이 형성되어 있으며, 스테이지 부재(323)의 상방에서 기판(S)이 진동하면, 공급 부상 영역(32B)의 상방에서의 도포액의 도포에 악영향을 미칠 가능성이 있다. 그래서, 상기 피치 및 부상량(Fc)은 진동을 방지하는데 적합한 값으로 설정되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 피치 및 부상량(Fc)은 상류측 부상 영역(32A)과 같은 값으로 설정되어 있으며, 영역(32C)이 도포가 완료된 기판(S)의 진동 방지를 담보하기 위한 하류측 부상 영역으로서 기능하고, 이하에 있어서는 「하류측 부상 영역(32C)」이라고 칭한다.

여기서, 본 실시 형태의 기술적 특징은, 기판(S)의 반송 방향(X)에 있어서의 상류측 부상 영역(32A)의 길이(La)가 하류측 부상 영역(32C)의 길이(Lc)보다 길고, 반송 방향(X)으로 반송되는 기판(S)의 상류측 부상 영역(32A)을 통과하는 시간이 하류측 부상 영역(32C)을 통과하는 시간보다 길다는 점이다. 이러한 기술적 특징을 갖음으로써 기판(S)을 공급 부상 영역(32B)에 반송하기까지 기판(S)의 면내에 있어서의 온도 불균일의 발생을 억제하여, 도포 품질을 높일 수 있다. 이 점에 대해서, 상류측 부상 영역(32A) 및 하류측 부상 영역(32C)이 반송 방향(X)에 있어서 동일 길이로 설정되어 있는 종래 장치(도 4)와 비교하면서 설명한다.

도 4는 종래의 도포 장치에 장비되는 도포 스테이지의 구성을 나타내는 도면이다. 종래 장치에서는, 본 실시 형태에 따른 도포 장치(1)와 동일하게, 기판(S)의 반송 방향(X)을 따라서 상류측 부상 영역(32A), 공급 부상 영역(32B) 및 하류측 부상 영역(32C)이 이 순서로 배치되어 있다. 단, 상류측 부상 영역(32A)과 하류측 부상 영역(32C)은 완전히 동일한 구성을 갖고 있으며, 반송 방향(X)에 있어서 상류측 부상 영역(32A)의 길이(La')와 하류측 부상 영역(32C)의 길이(Lc')는 동일하다. 여기서, 양 영역(32A, 32C)의 기능은 상기한 바와 같이 서로 상이하다. 즉, 상류측 부상 영역(32A)은 이물 검출을 담보하기 위한 부상 영역인데 반해, 하류측 부상 영역(32C)은 기판(S)의 진동 방지를 담보하기 위한 영역이며, 각각 기능이 상이하다. 그러나, 종래 장치에서는, 이 점에 대해서 충분히 고려되어 있지 않다.

특히, 상류측 부상 영역(32A)을 기판(S)이 부상 반송되는 동안에 실행되는 기판(S)의 균열화에 대해서, 전혀 고려되어 있지 않다. 즉, 상류측 부상 영역(32A)에서는, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 노즐(71)로부터의 도포액이 기판(S)의 상면(Sf)에 공급되기 전에 기판(S)은 상류측 부상 영역(32A)에 있어서 스테이지 부재(321)의 스테이지 상면(321a)에 근접한 상태로 반송된다. 그 반송 중에 스테이지 부재(321)의 열영향에 의해 기판(S)의 균열화가 진행된다. 예를 들면, 전처리 장치(PR)로부터 수취한 시점에서의 기판(S)의 온도가 도포 장치(1) 내의 온도보다 낮은 경우, 상류측 부상 영역(32A)에서의 기판(S)의 반송 중에 스테이지 부재(321)로부터 기판(S)으로의 열방사에 의해 기판(S)의 온도가 도포 장치(1) 내의 온도, 즉 도포 처리의 온도에 근접한다. 따라서, 이상 검출을 행한다는 관점뿐만 아니라, 기판(S)이 균열할 수 있는 시간을 길게 하여 기판(S)에 있어서의 온도 불균일을 억제한다는 관점으로부터, 도 3에 나타내는 바와 같이, 반송 방향(X)에 있어서의 상류측 부상 영역(32A)을 길게 하는 것이 바람직하다.

한편, 하류측 부상 영역(32C)에서는 도포가 완료된 기판(S)이 반송되어 오기 때문에, 온도 불균일의 관점을 고려하지 않고, 진동 방지만을 고려하면 된다. 도포가 완료된 기판(S)을 방지하기 위해서는, 도 3이나 도 4에 나타내는 바와 같이, 반송 방향(X)에 있어서 기판(S)의 부상량이 일정하게 유지되는 수평 부상 범위(HR)를 하류측 부상 영역(32C)에 형성하면 되고, 반송 방향(X)에 있어서의 수평 부상 범위(HR)의 장단은 별로 중요하지 않다. 즉, 수평 부상 범위(HR)를 형성한다는 조건을 만족시키면서 반송 방향(X)에 있어서의 하류측 부상 영역(32C)의 단축이 가능하다. 구체적으로는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 반송 방향(X)에 있어서 하류측 부상 영역(32C)의 길이(Lc)를 공급 부상 영역(32B)의 길이(Lb)와 동일 정도로까지 단축하는 것이 가능하다.

본 실시 형태에서는, 이러한 고찰에 의거하여 하류측 부상 영역(32C)을 단축하는 한편, 그 단축량(=Lc'-Lc)만큼 상류측 부상 영역(32A)을 반송 방향(X)으로 신장시키고 있다. 이 때문에, 종래 장치(도 4)와 비교하면, 도 3에 나타내는 도포 장치(1)에서는 반송 방향(X)에 있어서의 도포 스테이지(32)의 길이를 변경시키지 않고, 길이(La)를 신장시켜 상류측 부상 영역(32A)에서의 기판(S)의 반송 시간(즉 기판(S)이 균열할 수 있는 시간)을 종래 장치에 비해 연장하여, 기판(S)에 있어서의 온도 불균일을 효과적으로 억제할 수 있다. 그 결과, 온도 불균일 및 진동의 영향을 받지 않고, 기판(S)의 상면(Sf)에 대해서 도포액을 균일하게 도포할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시 형태에서는, 반송 방향(X)에 있어서의 상류측 부상 영역(32A)의 길이(La)가 하류측 부상 영역(32C)의 길이(Lc)보다 길게 되어 있다. 이것에 의해, 상류측 부상 영역(32A)에서의 기판(S)의 반송 시간이 길고, 만일 전처리 장치(PR)로부터 수취한 시점에서의 기판(S)의 온도가 도포 장치(1) 내의 온도와 상이했다 하더라도, 상류측 부상 영역(32A)의 통과 중에 기판(S)의 균열화가 진행된다. 그 때문에, 기판(S)에 있어서의 온도 불균일을 효과적으로 억제할 수 있고, 도포액의 도포를 양호하게 실행할 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 수평 부상 범위(HR)가 형성되어 진동 방지 기구가 확보되는 것을 조건으로 하류측 부상 영역(32C)을 가능한 한 짧게 설정하는 한편으로, 그 만큼 상류측 부상 영역(32A)을 반송 방향(X)으로 확장하고 있다. 이와 같이 상류측 부상 영역(32A)을 길게 하고 있음에도 불구하고, 반송 방향(X)에 있어서의 도포 스테이지(32)의 대형화를 효과적으로 억제할 수 있다.

이상과 같이 상기 실시 형태에서는, 도포액이 발명의 「처리액」의 일례에 상당하고 있다. 또한, 도포 스테이지(32)가 본 발명의 「처리 스테이지」의 일례에 상당하고 있다.

또한, 본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 그 취지를 벗어나지 않는 한에 있어서 상술한 것 이외에 여러 가지 변경을 행하는 것이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시 형태에서는, 3개의 영역(32A~32C)을 3개의 스테이지 부재(321~323)에 배분하여 설치하고 있는데, 예를 들면, 도 5에 나타내는 바와 같이, 1개의 스테이지 부재(320)에 전체 영역(32A~32C)을 설치해도 된다. 또한, 영역(32A~32C)을 2개의 스테이지 부재에 배분하여 설치해도 된다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 상류측 부상 영역(32A), 공급 부상 영역(32B) 및 하류측 부상 영역(32C)에서는, 분출구(36) 및 흡인구(37)를 교대로 설치하여 매트릭스형으로 분산시키고 있는데, 분산 형태는 이것에 한정되는 것은 아니며, 분출구(36) 및 흡인구(37)를 격자형으로 설치할 수 있다. 즉, 분출구(36) 및 흡인구(37)를 격자형으로 설치하는 것으로서는, 상기 매트릭스형으로 설치하는 것 이외에, 예를 들면, 도 6에 나타내는 바와 같이 허니콤형으로 설치한 것이나 예를 들면, 도 7에 나타내는 바와 같이 X방향으로 배열하는 분출구(36) 및 흡인구(37)의 개구열(39)이 기판(S)의 반송 방향(X방향)에 대해서 경사지도록 설치한 것 등이 포함된다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 반송 방향(X)에 있어서의 각 영역(32A~32C)의 길이(La~Lc)가 다음 식

La＞Lc=Lb

를 만족하도록 구성되어 있는데, 반송 방향(X)에 있어서 하류측 부상 영역(32C)의 길이(Lc)를 공급 부상 영역(32B)의 길이(Lb)와 일치시키는 것은 필수 사항이 아니며, 수평 부상 범위(HR)를 형성하여 진동 방지 기구를 발휘하는 한에 있어서 임의이다. 또한, 길이(La, Lc)와의 관계에 대해서도, 도포 불균일을 방지하는데 충분한 균열화를 확보하기 위해서 길이(La)는 길이(Lc)의 1.5배를 초과하도록 설정하는 한편으로, 도포 스테이지(32)의 대형화를 억제하기 위해서 길이(La)는 10배 미만(예를 들면, 8배 미만)으로 설정하는 것이 바람직하다. 즉, 예를 들면, 다음 식

1.5×Lc＜La＜8×Lc

를 만족하도록 설정하는 것이 바람직하다.

이 발명은, 부상 반송되는 기판에 노즐로부터 처리액을 공급하여 도포하는 도포 기술 전반에 적용 가능하다.

1…도포 장치
5…기판 반송부
32…도포 스테이지(처리 스테이지)
32A…상류측 부상 영역
32B…공급 부상 영역
32C…하류측 부상 영역
71…노즐
73…이물 검출부
La…(반송 방향(X)에 있어서의 상류측 부상 영역(32A)의) 길이
Lc…(반송 방향(X)에 있어서의 하류측 부상 영역(32C)의) 길이
S…기판
Sb…(기판의) 하면
Sf…(기판의) 상면
X…반송 방향

Claims (4)

1. 전처리 장치로부터 수취(受取)한 기판의 상면에 처리액을 공급하여 도포하는 도포 장치로서,
   상기 기판을 부상시키는 처리 스테이지와,
   상기 처리 스테이지 상에서 부상하는 상기 기판을 반송 방향으로 반송하는 기판 반송부와,
   상기 기판 반송부에 의해 반송되는 상기 기판의 상면에 처리액을 공급하는 노즐을 구비하고,
   상기 처리 스테이지는,
   상기 노즐의 하방에 위치하여 상기 기판을 부상시키는 공급 부상 영역과,
   상기 반송 방향에 있어서 상기 공급 부상 영역의 상류측에서 상기 기판을 부상시키는 상류측 부상 영역과,
   상기 반송 방향에 있어서 상기 공급 부상 영역의 하류측에서 상기 기판을 부상시키는 하류측 부상 영역을 갖고,
   상기 반송 방향에 있어서의 상기 상류측 부상 영역의 길이가 상기 하류측 부상 영역의 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 도포 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 상류측 부상 영역의 상방에 배치되어 상기 기판의 상면에 존재하는 이물을 검출하는 이물 검출부를 구비하는 도포 장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 처리 스테이지는, 상기 반송 방향에 있어서 상기 기판의 부상량이 일정하게 유지되는 수평 부상 범위를 상기 하류측 부상 영역에 형성함으로써 상기 기판의 진동을 방지하는, 도포 장치.
4. 전처리 장치로부터 수취한 기판을 처리 스테이지에 의해 부상시킨 상태에서 반송부에 의해 반송 방향으로 반송하면서 노즐로부터 처리액을 상기 기판의 상면에 공급하여 도포하는 도포 방법으로서,
   상기 처리 스테이지 중, 상기 노즐의 하방에 위치하여 상기 기판을 부상시키는 영역을 공급 부상 영역으로 하고, 상기 반송 방향에 있어서 상기 공급 부상 영역의 상류측에서 상기 기판을 부상시키는 영역을 상류측 부상 영역으로 하고, 상기 반송 방향에 있어서 상기 공급 부상 영역의 하류측에서 상기 기판을 부상시키는 영역을 하류측 부상 영역이라고 정의했을 때,
   상기 반송 방향으로 반송되는 상기 기판의 상기 상류측 부상 영역을 통과하는 시간이 상기 하류측 부상 영역을 통과하는 시간보다 긴 것을 특징으로 하는 도포 방법.

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