(57)【要約】【課題】スピンコーティング法による感光液塗布時の問題点を解決できる感光物質蒸着装置及びこれを利用した感光膜形成法を提供する。【解決手段】感光物質蒸着装置は、基板１０１がローディングされる真空チャンバ１０４と、真空チャンバ１０４に連結されている感光液貯蔵タンク１１７と、感光液貯蔵タンク１１７に連結されて感光液貯蔵タンク１１７内の感光液を蒸発させ、ヒューム状の感光物質を真空チャンバ１０４内に導入できる圧電素子１２１とを含む。感光液貯蔵タンク１１７で感光液を蒸発させ、低圧の真空チャンバ１０４で感光液をヒューム状で蒸着するために、基板１０１上に形成される感光膜の厚さ均一度を大きく向上させうる。また、基板回転による基板破損を解決して生産性と原価低減とを具現できる。また、蒸着工程実施後に別途に基板縁部の感光液を除去させる必要がないので、生産性を大きく向上させうる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板がローディングされる基板支持台を内部に有する真空チャンバと、
前記真空チャンバに連結されている感光液貯蔵タンクと、
前記感光液貯蔵タンクに連結されて前記感光液貯蔵タンクの内部の感光液を蒸発させ、ヒューム状の感光物質を前記真空チャンバの内部に導入可能である圧電素子と、
を備えることを特徴とする感光物質蒸着装置。
【請求項２】
前記真空チャンバの上部胴体には前記ヒューム状の感光物質を導入可能な感光物質供給配管が貫通して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の感光物質蒸着装置。
【請求項３】
前記基板支持台にローディングされた基板上のエッジには前記基板のエッジに感光膜が形成されないように保護するエッジ覆いが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の感光物質蒸着装置。
【請求項４】
前記真空チャンバの内部の基板上部には前記ヒューム状の感光物質が等しく広まるように整流板が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の感光物質蒸着装置。
【請求項５】
前記感光液貯蔵タンクには感光液容器の感光液を吸入した後で加圧し、前記感光液貯蔵タンクに流出する感光液ポンプが連結されていることを特徴とする請求項１に記載の感光物質蒸着装置。
【請求項６】
前記感光液貯蔵タンクには内部圧力を調節可能なポンプが連結されていることを特徴とする請求項１に記載の感光物質蒸着装置。
【請求項７】
前記圧電素子は、前記感光液貯蔵タンクの下部に接触している、または前記感光液貯蔵タンクの内部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の感光物質蒸着装置。
【請求項８】
真空チャンバ内の基板支持台に基板をローディングする段階と、
感光液が保存されている感光液貯蔵容器から前記真空チャンバと連結されている感光液貯蔵タンクに感光液を移送する段階と、
前記感光液貯蔵タンクに移送された感光液を圧電素子で蒸発させ、ヒューム状の感光物質を基板上に蒸着して感光膜を形成する段階と、
を含むことを特徴とする感光膜形成方法。
【請求項９】
前記感光液貯蔵タンクに感光液を移送すると同時に移送された感光液を蒸発させ、ヒューム状の感光物質に変換することを特徴とする請求項８に記載の感光膜形成方法。
【請求項１０】
前記感光膜を形成する段階後に前記基板を加熱し、感光膜内に含まれたソルベントを除去することを特徴とする請求項８に記載の感光膜形成方法。
【請求項１１】
前記感光膜を形成する時に前記真空チャンバの圧力は、６．６５×１０４Ｐａ〜１．３３×１０−ｎ＋２Ｐａ（ｎは０または自然数）の低圧であることを特徴とする請求項８に記載の感光膜形成方法。
【請求項１２】
前記圧電素子は、前記感光液貯蔵タンクの下部に接触している、または前記感光液貯蔵タンクの内部に設けられ、前記感光液を蒸発させることを特徴とする請求項８に記載の感光膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、感光物質蒸着装置及びこれを利用した感光膜形成方法に関し、より詳細には半導体基板やガラス基板上に感光物質を蒸着できる感光物質蒸着装置及びこれを利用した感光膜形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、集積回路半導体素子、液晶表示装置、プラズマ表示装置などの製造のために半導体基板やガラス基板上に所定の物質膜パターンを形成する必要がある。このために、半導体基板やガラス基板上の物質膜上に感光液を塗布した後、露光して感光膜パターンを形成する。
【０００３】
次に、前記感光膜パターンをエッチングマスクとして前記物質膜をエッチングすることにより、物質膜パターンを形成する。前記半導体基板やガラス基板上に感光液を塗布する時に感光液塗布装置が利用されるが、図１を参照して従来の感光液塗布装置を説明する。
【０００４】
図１は、従来技術による感光液塗布装置を示す模式図である。
具体的に、従来の感光液塗布装置はバス内に基板１３、例えば半導体基板やガラス基板を真空でホールディングできる真空チャック１５と、前記真空チャック１５にアーム１７を介して連結されて前記基板１３を回転させることができるモータＭ１９とを含み、前記基板１３上部には基板１３上に感光液２１を塗布できる感光液ノズル２３を含む。これにより、従来の感光液塗布装置は、モータ１９及びアーム１７を利用して真空チャック１５上に配置された基板１３を一定速度で回転させつつ基板１３表面に多量の感光液２１を塗布した後、遠心力を利用して基板１３上に感光膜を比較的均一に形成するスピンコーティング法を採用する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の従来の感光液塗布装置はスピンコーティング法で感光液を塗布するために、基板上に形成される感光膜の厚さ均一度が低くこれを大きく向上させ難い短所があり、感光液塗布時に高速回転をするので、基板が大きくなる状況では基板に破損率が高まり、感光膜の厚さ均一度を大きく向上させることはほとんど不可能である。
【０００６】
また、従来技術による感光液塗布装置はスピンコーティング法を採用するために感光液の使用量が多く、コーティング後に基板縁部の感光液を除去する工程を追加で行うことになる短所がある。
従って、本発明の目的は、感光膜の厚さ均一度が低い問題、回転による基板破損問題、基板縁部の感光液除去のための再作業、感光液の使用量増加問題など、前記スピンコーティング法による感光液塗布時の問題点を解決できる感光物質蒸着装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、前記感光物質蒸着装置を利用した適切な感光膜形成方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を達成するために、本発明の感光物質蒸着装置は、基板がローディングされる基板支持台を内部に含む真空チャンバと、前記真空チャンバに連結されている感光液貯蔵タンクと、前記感光液貯蔵タンクに連結されて前記感光液貯蔵タンク内の感光液を蒸発させ、ヒューム状の感光物質を前記真空チャンバ内に導入できる圧電素子とを備える。
【０００８】
前記真空チャンバの上部胴体には前記ヒューム状の感光物質を導入できる感光物質供給配管が貫通して設けられうる。前記基板支持台にローディングされた基板上のエッジには、前記基板のエッジに感光膜が形成されないように保護するエッジ覆いが設けられうる。
【０００９】
前記真空チャンバ内の基板上部に前記ヒューム状の感光物質が等しく広まるように整流板が設けられうる。前記感光液貯蔵タンクには感光液容器の感光液を吸入した後で加圧し、感光液貯蔵タンクに流出できる感光液ポンプが連結されうる。
【００１０】
前記感光液貯蔵タンクには内部圧力を調節できるポンプが連結されうる。前記圧電素子は前記感光液貯蔵タンクの下部に接触しているか、または前記感光液貯蔵タンクの内部に設けられうる。  前記他の課題を達成するために、本発明の感光膜形成方法は真空チャンバ内の基板支持台に基板をローディングする段階と、感光液が保存されている感光液貯蔵容器から前記真空チャンバと連結されている感光液貯蔵タンクに感光液を移送する段階と、前記感光液貯蔵タンクに移送された感光液を圧電素子で蒸発させ、ヒューム状の感光物質を前記基板上に蒸着して感光膜を形成する段階とを含む。
【００１１】
前記感光液貯蔵タンクに感光液を移送すると共に移送された感光液を蒸発させ、ヒューム状の感光物質に変換させることもできる。前記感光膜を形成する段階後に前記基板を加熱し、感光膜内に含まれたソルベントを除去できる。
前記感光膜を形成する時、前記真空チャンバの圧力は５００Ｔｏｒｒ〜１０−ｎＴｏｒｒ（６．６５×１０４Ｐａ〜１．３３×１０−ｎ＋２Ｐａ、ここでｎは０または自然数）までの低圧に保持できる。前記圧電素子は前記感光液貯蔵タンクの下部に接触しているか、または前記感光液貯蔵タンクの内部に設けられ、前記感光液を蒸発させうる。
以上の本発明の感光物質蒸着装置を利用した感光膜形成方法は、感光液貯蔵タンクにて感光液を蒸発させ、低圧の真空チャンバで感光液をヒューム状で蒸着するために、基板上に形成される感光膜の厚さ均一度を大きく向上させうる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。しかし、次に例示する本発明の実施例はさまざまな他の形態に変形でき、本発明の範囲が後述する実施例に限定されるものではない。本発明の実施例は当業者に本発明をより完全に説明するために提供される。
【００１３】
図２は、本発明の一実施例による感光物質蒸着装置を示す模式図である。
具体的に、本実施例による感光物質蒸着装置は基板１０１がローディングされうる基板支持台１０３を内部に含む真空チャンバ１０４を備える。前記真空チャンバ１０４は胴体１０５により内部空間が限定される。前記基板支持台１０３の基板１０１上のエッジにはローディングされた基板のエッジに感光膜が形成されないように保護するエッジ覆い１０６が設けられている。前記真空チャンバ１０４には前記真空チャンバ１０４内の圧力を調節できる第１ポンプ１０７が連結されている。前記真空チャンバ１０４の胴体１０５内には前記真空チャンバ１０４内の温度を調節できるヒータ１０９が設けられている。
【００１４】
前記真空チャンバ１０４の上部の胴体１０５にはヒューム状の感光物質が供給（注入）される感光物質供給配管１１１が貫通して設けられ、前記真空チャンバ１０４内にヒューム状の感光物質が供給される。前記真空チャンバ１０４内の基板１０１上部には真空チャンバ１０４内部に導入されるヒューム状の感光物質が等しく広まりうるように整流板１１３が設けられている。前記整流板１１３を通過したヒューム状の感光物質は前記真空チャンバ１０４の下部の胴体１０５と基板支持台１０３との間を経て第１ポンプ１０７に抜け出る。前記感光液をヒューム状で供給する手段については後述する。
【００１５】
前記感光物質供給配管１１１には流量調節器（Ｍａｓｓ  Ｆｌｏｗ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ：ＭＦＣ、以下、「流量調節器」をＭＦＣと記する）１１５及び感光液貯蔵タンク１１７が順次連結されている。換言すれば、前記感光物質供給配管１１１を介して前記感光液貯蔵タンク１１７は真空チャンバ１０４と連結される。前記感光液貯蔵タンク１１７には内部圧力を調節できる第２ポンプ１１９が連結されている。前記感光液貯蔵タンク１１７には前記感光液貯蔵タンク１１７内の感光液を蒸発させ、ヒューム状の感光物質を前記真空チャンバ１０４内に導入できる圧電素子１２１、例えば振動子が連結されている。図２では前記圧電素子１２１が前記感光液貯蔵タンク１１７の下部に接触していることが表示されているが、前記圧電素子を前記感光液貯蔵タンク内部に設けることもできる。結論的に、前記圧電素子１２１は圧電素子調節器１２３と連結され、前記感光液貯蔵タンク１１７内に保存されている感光液にエネルギーを伝達して蒸発させる役割を果たす。もちろん、感光液の蒸発量などは前記感光液貯蔵タンク１１７の内部圧力、圧電素子１２１の制御能力などにより調節できる。
【００１６】
前記感光液貯蔵タンク１１７は感光液貯蔵容器１２５と連結されている。前記感光液貯蔵容器１２５は、前記感光液貯蔵容器１２５の感光液を吸入した後で加圧し、感光液供給配管１２６に連結された第１フィルタ１２７及びインレット弁１２９の枠組を介して感光液貯蔵タンク１１７に流出しうる感光液ポンプ１３１が連結されている。前記第１フィルタ１２７は異物を除去する役割を果たす。
【００１７】
そして、前記感光液貯蔵タンク１１７は窒素ガスやヘリウムガスのような不活性ガスを供給できる不活性ガスライン１３３が連結されており、感光液貯蔵タンク１１７の内部圧力を調節したり、前記感光物質供給配管１１１を介して前記真空チャンバ１０４内の内部圧力を調節する。前記不活性ガスライン１３３にも不純物を除去する第２フィルタ１３５が設けられている。
【００１８】
以下では、本実施例の感光物質蒸着装置を利用して基板上に感光膜を形成する方法を図２及び図３を利用して説明する。
図３は、本発明の実施例による感光物質蒸着装置を利用した感光膜形成方法を説明するためのフロー図である。
【００１９】
具体的には、真空チャンバ１０４内の基板支持台１０３に基板１０１をローディングする（ステップ２０１）。次に、前記真空チャンバ１０４に連結された第１ポンプ１０７を作動させて前記真空チャンバを低圧、例えば５００Ｔｏｒｒ〜１０−ｎＴｏｒｒ（６．６５×１０４Ｐａ〜１．３３×１０−ｎ＋２Ｐａ、ここでｎは０または自然数）に保持する（ステップ２０３）。次に、前記ヒータ１０９を利用して真空チャンバ１０４内の基板支持台１０３の温度を設定温度、例えば２５〜２００℃に保持する（ステップ２０５）。
【００２０】
次に、前記第２ポンプ１１９を利用して前記感光液貯蔵タンク１１７の圧力を低圧、例えば１００〜２００Ｔｏｒｒ（１３．３〜２６．６ｋＰａ）に保持する（ステップ２０７）。次に、感光液ポンプ１３１を利用して前記感光液貯蔵容器１２５内の感光液を第１フィルタ１２７及びインレット弁１２９を経て感光液貯蔵タンク１１７に一定量供給（移送）する（ステップ２０９）。前記インレット弁１２９は感光液を感光液貯蔵タンク１１７に流入させたり止めたりするオン／オフ弁である。
【００２１】
次に、圧電素子１２１及び圧電素子調節器１２３を利用して移送された感光液貯蔵タンク１１７内の感光液をヒューム状の感光物質に変換する（ステップ２１１）。換言すれば、前記圧電素子１２１は前述の如く前記感光液貯蔵タンク１１７の下部に接触しているか、または前記感光液貯蔵タンク１１７の内部に設けられ、前記感光液をヒューム状の感光物質に蒸発させる。変換されたヒューム状の感光物質は感光液貯蔵タンク１１７に１次的に保存される。前記感光液貯蔵タンク１１７に感光液を供給する段階（ステップ２０９）、ならびに感光液貯蔵タンク１１７内の感光液をヒューム状の感光物質に変換する段階（ステップ２１１）は本実施例では便宜上別々に説明した。しかし、前記感光液貯蔵タンク１１７に感光液を供給すると共に感光液貯蔵タンク１１７内の感光液をヒューム状の感光物質に変換することもできる。
【００２２】
次に、前記感光液貯蔵タンク１１７内のヒューム状の感光物質を感光物質供給配管１１１及びＭＦＣ１１５を介して一定圧力及び一定時間真空チャンバ１０４内に供給する。それにより、ヒューム状の感光物質が基板支持台にローディングされている基板１０１上に蒸着されて感光膜が形成される（ステップ２１３）。このようにヒューム状の感光物質を利用して、低圧状態の真空チャンバ１０４内に配置された基板１０１上に感光膜を形成する場合、感光膜の厚さ均一度を画期的に向上させうる。さらに、ヒューム状の感光物質を使用するために従来の感光液を使用する場合より感光液の使用量を大きく減らすことができる。
【００２３】
次に、ヒューム状の感光物質の供給を中止する（ステップ２１５）。すなわち、インレット弁１２９をオフにして前記感光液貯蔵タンク１１７に感光液を供給することを中止し、圧電素子１２１及び圧電素子調節器１２３を作動させず感光液貯蔵タンク１１７の感光液をヒューム状の感光物質に変換することを中止する。
【００２４】
次に、前記感光液貯蔵タンク１１７及び真空チャンバ１０４内に不活性ガスライン１３３を利用して窒素またはヘリウムガスを供給することにより、残っているヒューム状の感光物質を除去する（ステップ２１７）。
次に、ヒータ１０９を利用して前記真空チャンバ１０４内の基板支持台１０３を加熱し、感光膜内に含まれたソルベントを蒸発させて除去する（ステップ２１９）。特に、本実施例の感光物質蒸着装置は、従来、感光液を塗布した後で別途の装置でソルベントを除去したことを一つの装備で行うことができる。このようにする場合、感光膜形成時に発生するパーティクルなどを画期的に減らすことができ、工程ステップを短縮して半導体素子などの生産性と単価とを画期的に下げることができる。
【００２５】
次に、前記不活性ガスライン１３３を利用して真空チャンバに不活性ガスを供給し、真空チャンバ１０４を常圧に保持した後で真空チャンバ１０４内の基板１０１をアンローディング（ステップ２２１）する。それにより、基板１０１上に感光膜を形成する一つの製造工程が完了する。
【００２６】
前述の如く本実施例の感光物質蒸着装置は低圧状態の真空チャンバで感光物質をヒューム状で蒸着するために、基板上に形成される感光膜の厚さ均一度を画期的に向上させることができ、基板を高速回転させないで既存方式の短所である回転による基板破損を根源的に解決し、生産性と原価削減とを同時に具現できる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明による感光物質蒸着装置は、従来と異なりスピンコーティング法を採用しないために感光液の使用量を大きく減らすことができ、基板エッジ部の感光液を別途に除去する必要がないので生産性を高めることができる。
そして、本発明による感光物質蒸着装置は基板を加熱することもでき、感光膜を形成した後で直ちにソルベントを除去できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術による感光液塗布装置を示す模式図である。
【図２】本発明の実施例による感光物質蒸着装置を示す模式図である。
【図３】本発明の実施例による感光物質蒸着装置を利用した感光膜形成方法を説明するためのフロー図である。
【符号の説明】
１０１  基板
１０３  基板支持台
１０４  真空チャンバ
１０５  胴体
１０６  エッジ覆い
１０７  第１ポンプ
１１１  感光物質供給配管
１１３  整流板
１１７  感光液貯蔵タンク
１１９  第２ポンプ
１２１  圧電素子
１３１  感光液ポンプ
【図１】
2004172384.tif 000003
【図２】
2004172384.tif 000004
【図３】
2004172384.tif 000005