CN107470051A - 处理液供给装置、设备单元、处理液供给方法和存储介质 - Google Patents

处理液供给装置、设备单元、处理液供给方法和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种抑制处理液中混入异物的技术。在供给抗蚀剂液的喷嘴(5)、连接抗蚀剂液供给源(4)和喷嘴(5)的处理液供给线路(2)中，从抗蚀剂液供给源侧设置缓冲罐(41)、第一泵(31)、第一三通阀(36)、过滤部(32)、第二三通阀(37)和第二泵，将一端侧连接了喷嘴(5)的排出流路(23)的另一端侧与第二三通阀连接。还设置有从第二泵的二次侧向第一三通阀返回抗蚀剂液的返回管路(26)。进一步在排出流路中从上游侧设置压力测定部(7)和供给控制阀(6)。因此，不在第二泵下游侧追加其他过滤部(3)就能够抑制向晶片(W)供给的抗蚀剂液中的颗粒。因此，能够抑制设备费用的成本上升。

Description

处理液供给装置、设备单元、处理液供给方法和存储介质
技术领域
本发明涉及将处理液经由过滤部和排出部供给到被处理体的技术领域。
背景技术
在制造半导体设备的光刻工序中，基于从喷嘴向基板供给处理液而进行液处理的工序。作为液处理，例如能够列举抗蚀剂图案形成系统中的抗蚀剂液和防反射膜形成用的药液的涂敷、或者绝缘膜形成用的药液的涂敷等。在进行液处理时，使用了从处理液供给源将处理液经由包含泵和过滤部等的处理液供给线路送至喷嘴的处理液供给装置。
作为这样的处理液供给装置，例如专利文献1所记载的那样，已知如下的结构：在过滤部的一次侧和二次侧分别设置有供给用泵和排出用泵，还设置有从排出用泵向供给用泵返回处理液的返回流路。
另一方面，由于抗蚀剂图案的微细化提高，附着于基板的颗粒的容许尺寸变得严格，抑制从处理液供给装置向半导体晶片(以下，称为“晶片”)供给的处理液中所含的颗粒成为课题。本发明的发明人发现，这样的微细的颗粒主要因泵的驱动而产生，排出用泵所产生的颗粒混入从喷嘴部排出的处理液。然而，泵通过驱动与处理液接触的部分并改变容积而进行处理液的供给和排出，因此，完全抑制由驱动部分产生的颗粒是困难的。另外，在排出用泵的下游侧设置过滤部时，存在处理液供给装置大型化且成本增加、过滤部的交换手续也增加的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2013－543270号公报(图2)
发明内容
发明想要解决的技术问题
本发明是基于上述事情而完成的发明，其目的在于：提供一种抑制处理液中混入异物的技术。
用于解决课题的方法
本发明的处理液供给装置从处理液供给源将处理液经由排出部供给被处理体，上述处理液供给装置的特征在于，包括：
第一泵，其设置于上述处理液供给源的下游侧；
过滤部，其设置于上述第一泵的下游侧，用于除去处理液中的异物；
第二泵，其设置于上述过滤部的下游侧；
返回流路，其连接上述第二泵的二次侧和上述第一泵的二次侧与过滤部的一次侧之间；
排出流路，其从上述过滤部的二次侧直至第二泵为止的流路分支并直至上述排出部为止；
切换部，其将通过上述过滤部的处理液的流路在到达上述第二泵的循环用的流路与上述排出流路之间进行切换；和
控制部，其实施：从上述处理液供给源向第一泵导入处理液的步骤；在将上述切换部切换至循环用的流路侧的状态下，使导入第一泵的处理液通过上述过滤部而供给到第二泵的步骤；和之后在将上述切换部切换至排出流路侧的状态下，将吸入上述第二泵的处理液经由返回流路返回上述过滤部的一次侧，使其通过上述过滤部，再经由上述排出流路而送出至排出部的步骤。
本发明的设备单元的特征在于，包括：
具有导入处理液的导入口的第一泵；
设置于上述第一泵的下游侧、用于除去处理液中的异物的过滤部；
设置于上述过滤部的下游侧的第二泵；
设置于上述过滤部的二次侧、并且设置于第二泵的一次侧的送出处理液的送出口；和
将通过上述过滤部的处理液的流路在到达上述第二泵的循环用的流路侧与送出口侧之间进行切换的切换部。
本发明的处理液供给方法使用从处理液供给源将处理液经由排出部供给到被处理体的处理液供给装置，上述处理液供给方法的特征在于：
上述处理液供给装置包括：
第一泵，其设置于上述处理液供给源的下游侧；
过滤部，其设置于上述第一泵的下游侧，用于除去处理液中的异物；
第二泵，其设置于上述过滤部的下游侧，
返回流路，其连接上述第二泵的二次侧和上述第一泵的二次侧与过滤部的一次侧之间；和
排出流路，其从上述过滤部的二次侧直至第二泵为止的流路分支并直至上述排出部为止，
上述处理液供给方法包括：
从上述处理液供给源向第一泵导入处理液的工序；
在将上述切换部切换至循环用的流路侧的状态下，使导入第一泵的处理液通过上述过滤部而供给第二泵的工序；和
之后在将上述切换部切换至排出流路侧的状态下，将吸入上述第二泵的处理液经由返回流路返回上述过滤部的一次侧，使其通过上述过滤部，再经由上述排出流路而送出至排出部的工序。
本发明的存储介质存储有从处理液供给源将处理液经由排出部供给到被处理体的处理液供给装置所使用的的计算机程序，该存储介质的特征在于：
上述计算机程序以实施上述的处理液供给方法的方式组成步骤组。
发明效果
本发明在将来自处理液供给源的处理液从排出部排出时，使从处理液供给源经由导入线路向第一泵导入的处理液从第一泵通过过滤部，向第二泵送液。然后，将处理液从第二泵的二次侧返回上述第一泵的二次侧与上述过滤部的一次侧之间，使其通过该过滤部，从过滤部的二次侧与第二泵的一次侧之间向排出部送液。从而，能够使从第二泵送出的处理液通过过滤部而向排出部送液，因此，能够抑制过滤部的个数，并且能够抑制从排出部排出的处理液所含的异物。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的抗蚀剂液供给装置的概略剖面图。
图2是表示抗蚀剂液供给装置中的第一和第二泵的概略剖面图。
图3是表示本发明的实施方式所涉及的抗蚀剂液供给装置的作用的说明图。
图4是表示本发明的实施方式所涉及的抗蚀剂液供给装置的作用的说明图。
图5是表示本发明的实施方式所涉及的抗蚀剂液供给装置的作用的说明图。
图6是表示本发明的实施方式的另一例子所涉及的抗蚀剂液供给装置的概略剖面图。
图7是表示本发明的实施方式所涉及的抗蚀剂液供给装置的作用的说明图。
图8是表示验证试验1的结果的特性图。
图9是表示实验例3和比较例的处理液中所含的颗粒的特性图。
附图标记说明
1 处理液供给装置
2 处理液供给线路
3 过滤部
4 抗蚀剂液供给源
5 喷嘴
6 供给控制阀
7 压力测定部
9 控制部
22 导入流路
23 排出流路
26 返回流路
27 分支线路
31 第一泵
32 第二泵
36 第一三通阀
37 第二三通阀。
具体实施方式
对将本发明的实施方式所涉及的处理液供给装置适用于抗蚀剂液供给装置的例子进行说明。图1表示作为将由抗蚀剂液供给装置1供给的抗蚀剂液涂敷于杯形模块10所保持的晶片W的液处理装置的抗蚀剂涂敷装置。
抗蚀剂液供给装置1具有贮存作为处理液的抗蚀剂液的抗蚀剂液供给源4、向晶片W供给抗蚀剂液的喷嘴5、以及连接抗蚀剂液供给源4和喷嘴5的处理液供给线路2。在处理液供给线路2中，从抗蚀剂液供给源4侧设置有缓冲罐41、第一泵31、第一三通阀36、过滤部3、第二三通阀37和第二泵32，将一端侧连接了喷嘴5的排出流路23的另一端侧与第二三通阀37连接。在排出流路23中，设置有从第二三通阀37侧对抗蚀剂液的压力进行测定的压力测定部7、和从喷嘴5控制抗蚀剂液的供给和停止(供给和切断)的供给控制阀6。供给控制阀6例如包括开关阀和回吸阀，通过打开供给控制阀6的开关阀，从喷嘴5的前端排出抗蚀剂液，通过关闭开关阀，在喷嘴5的前端进行抗蚀剂液的切断，排出停止。另外，回吸阀具有吸引处理液而使喷嘴5的前端的液面凹入、防止来自喷嘴5的前端的漏液的作用。
另外，返回流路26的一端侧与第二泵32的二次侧连接，返回流路26的另一端侧与第一三通阀36连接。对于处理液供给线路2，将抗蚀剂液供给源4与缓冲罐41之间称为补充流路21，将缓冲罐41与第一泵31之间称为导入流路22。
第一三通阀36切换处理液从第一泵31向过滤部3流动的流路和从返回流路26向过滤部3流动的流路。另外，第二三通阀37切换处理液从过滤部3向第二泵32流动的流路和从过滤部3向排出流路流动的流路。因此，第二三通阀37相当于切换部。
供给不活泼气体例如氮(N2)气的不活泼气体供给管42与抗蚀剂液供给源4连接，通过向抗蚀剂液供给源4供给N2气体，抗蚀剂液供给源4内的压力上升，构成为贮存于抗蚀剂液供给源4内的抗蚀剂液经由补充流路21向缓冲罐41供给。缓冲罐41是暂时贮存抗蚀剂液的容器，设置有用于除去抗蚀剂液中产生的气泡的排泄管路43。其中，图中的21A、42A和43A为阀。另外，设置于过滤部3的44和44A是用于除去抗蚀剂液中产生的气泡的排泄管路和阀。
第一泵31和第二泵32大致同样地构成。如图2所示，第一和第二泵31、32由下方侧开口的大致圆筒形状的外侧部件51、和在该外侧部件51的内部从下方插入的圆筒形状的进退部件52构成。
在外侧部件51的侧周面，以彼此相对的方式配置有从一次侧吸引抗蚀剂液的吸引口54和将抗蚀剂液向二次侧供给的排出口55。并且，在与这些吸引口54和排出口55连接的流路中分别设置有阀31A、31B(32A、32B)。
在进退部件52中，例如组合设置有步进电动机和伺服电动机等的驱动部53。驱动部53与控制部9连接，利用控制部9的控制信号对驱动部53进行驱动，该进退部件52构成为相对于外侧部件51的开口端，能够一边气密地接触该进退部件52的端部的周缘部一边进退。因此，在对第一泵31进行举例说明时，打开阀31A并关闭阀31B而使进退部件52后退(向从外侧部件51拉出的方向移动)时，抗蚀剂液从导入流路22经由吸引口54进入内部区域50。另外，关闭阀31A并打开阀31B而使进退部件52前进时(向外侧部件51的内部压入时)，内部区域50的容积变小，经由阀31B排出抗蚀剂液。其中，在说明书中，在进行使泵的进退部件52后退的吸引动作时，将抗蚀剂液进入的侧作为一次侧，在进行使泵的进退部件52前进的排出动作时，将排出抗蚀剂液的侧作为二次侧。
返回图1，对杯形模块10进行简单说明，杯形模块10构成为利用杯90接收从作为被处理基板的半导体晶片(以下，称为“晶片”)W飞散的抗蚀剂液并从排气管14排出，具有吸附并水平保持晶片W的背面中央部的旋转卡盘11。旋转卡盘11经由垂直延伸的旋转轴12与旋转机构13连接。旋转机构13具有未图示的旋转电动机等的旋转驱动源，构成为能够以规定的速度旋转。然后，从上述的抗蚀剂液供给装置1的喷嘴5向晶片W供给规定量的抗蚀剂液。
在抗蚀剂液供给装置1中，例如设置有由计算机构成的控制部9。控制部9具有程序存储部，在程序存储部中，按照后述的顺序存储有组入了进行利用第一和第二泵31、32的抗蚀剂液的供给和排出、第一和第二三通阀36、37的切换、利用压力测定部7的抗蚀剂液的压力的测定、供给控制阀6的控制以及杯形模块10的动作的控制的步骤组的程序。该程序例如利用软磁盘、光盘、硬盘、MO(光磁盘)、存储卡等存储介质进行存储并安装于控制部9中。
接着，对抗蚀剂液供给装置1的作用进行说明。首先，打开设置于补充流路21中的阀V21，然后，打开设置于不活泼气体供给管42中的阀V42。由此，抗蚀剂液供给源4内因N2气体的供给而被加压，抗蚀剂液向缓冲罐41供给。在向缓冲罐41供给规定的抗蚀剂液后，关闭阀V21、V42。
接着，如图3所示，在关闭第一泵31的排出口55侧的阀31B的状态下，打开吸引口54侧的阀31A，使进退部件52后退。由此，缓冲罐41内的抗蚀剂液经由导入流路22被吸入第一泵31。其中，在图3～图6中，用粗线表示抗蚀剂液流动的状态。
接着，使第一三通阀36成为连接第一泵31和过滤部3的状态，将第二三通阀37切换为连接过滤部3和第二泵32的状态。进而，如图4所示，关闭第一泵31的吸引口54侧的阀31A，打开排出口55侧的阀31B，在关闭第二泵32的排出口55侧的阀32B的状态下，打开吸引口54侧的阀32A。然后，使第一泵31的进退部件52前进，并且使第二泵32的进退部件52后退。由此，第一泵31内的抗蚀剂液从排出口55侧挤出，向过滤部3供给，在通过过滤部3后，被吸入第二泵32。
从第一泵31挤出抗蚀剂液并通过过滤部3，同时利用第二泵32吸引抗蚀剂液，由此能够使通过过滤部3的抗蚀剂液的流速稳定。另外，通过调整从第一泵31挤出的量和第二泵32的吸引量，能够调整抗蚀剂液的流速。过滤部3根据通过过滤部分的抗蚀剂液的流速而过滤效率发生变化，因此，通过改变抗蚀剂液的流速，能够调整过滤效率。
之后，如图5所示，对第一三通阀36进行切换，使得返回流路26和过滤部3连接，对第二三通阀37进行切换，使得过滤部3和排出流路23连接。另外，关闭第一泵31的排出口55侧的阀31B，关闭第二泵32的吸引口54侧的阀32B，并打开排出口55侧的阀32B。进而，打开供给控制阀6的开关阀，使第二泵32的进退部件52前进。由此，第二泵32内的抗蚀剂液被挤出，经由返回流路26、过滤部3的路径流入排出流路23，从喷嘴5的前端向晶片W排出。
另外，在从第二泵32挤出抗蚀剂液，并经由返回流路26、过滤部3、排出流路23的路径从喷嘴5排出抗蚀剂液时，利用压力测定部7对抗蚀剂液的压力进行测定。然后，反馈压力测定值，从控制部9发送控制信号，调整第二泵32的进退部件52的前进速度。由此，调整抗蚀剂液的排出量，进行调整使得过滤部3的下游侧的抗蚀剂液的压力成为一定。
上述实施方式将抗蚀剂液从第一泵31经由过滤部3送至第二泵32，接着将第二泵32内的抗蚀剂液经由返回流路26、过滤部3、排出流路23的路径从喷嘴5排出。即，抗蚀剂液在从喷嘴5排出之前，两次通过过滤部3，另外从第二泵32排出的抗蚀剂液在通过过滤部3后被送至喷嘴5。如后述的验证试验所示，存在因泵的驱动而产生微小的颗粒并混入处理液中的情况，但在该实施方式中，不在第二泵32下游侧追加其他过滤部，就能够抑制供给晶片W的抗蚀剂液中的颗粒。因此，能够抑制设备费用的成本上升，也能够抑制设备占有空间的增大。
进一步而言，通过测定在排出流路23中流动的抗蚀剂液的压力，并调整第二泵32的排出量，过滤部3的二次侧的抗蚀剂液的压力稳定，因此，能够使从喷嘴5排出的抗蚀剂液的流量稳定。
另外，第一泵31、第二泵32、和从第一泵31侧依次设置有第一三通阀36、过滤部3、第二三通阀37的过滤流路25可以作为设备单元构成，也可以在处理液供给线路2中能够装卸地构成。作为设备单元构成时，第一泵31的连接导入流路22的阀31A的入口相当于导入口，第二三通阀37的与排出流路23连接的部位相当于送液口。
另外，也可以在向晶片W供给抗蚀剂液前，使抗蚀剂液反复通过过滤部3，提高抗蚀剂液的洁净度。例如图6所示，代替设置图1所示的第一泵31与过滤部3之间的流路中所设置的第一三通阀36，设置从该流路返回第一泵31的第二分支线路27。进而构成为将分支线路27的分支端经由阀31C与第一泵31的吸入口连接，从分支线路27供给的处理液返回第一泵31。然后，在从第一泵31向过滤部3的流路中的分支线路27的分支点与过滤部3之间和返回流路26中分别设置阀25A、26A。
在这样的处理液供给装置中，从缓冲罐41向第一泵31供给抗蚀剂液(此时，阀31C关闭)后，关闭阀31A，打开阀31B，然后，关闭阀26A并打开阀25A，从而抗蚀剂液从第一泵31通过过滤部3，向第二泵32供给。接着，如图7所示，打开阀26A，关闭阀25A。再关闭第一泵31的阀31B，打开阀31C。然后，关闭第二泵32的吸引口54侧的阀32A，打开排出口55侧的阀32B，使第二泵32的进退部件52前进，并且使第一泵31的进退部件52后退。由此，抗蚀剂液从第二泵32被挤出，向返回流路26供给，经由分支线路27被吸引至第一泵31。然后，如上所述，再从第一泵31向第二泵32供给抗蚀剂液。
这样，通过重复使抗蚀剂液从第一泵31通过过滤部3而供给第二泵32的工序和从第二泵32经由返回流路26和分支线路27向第一泵31返回抗蚀剂液的工序，能够使抗蚀剂液多次通过过滤部而提高抗蚀剂液的洁净度。
另外，切换部并不限于三通阀，例如将排出流路23的上游侧端部与从过滤部3向第二泵32的流路连接，在排出流路23中和从过滤部3向第二泵32的流路中的比排出流路23的连接位置更靠下游侧分别设置阀，通过切换各阀的打开和关闭，也可以将从过滤部3向第二泵32的流路和从过滤部3向排出流路23的流路进行切换。
另外，也可以利用压力测定部7对压力测定值进行测定，在后续的对晶片W进行抗蚀剂液的排出时，调整从第二泵32排出的处理液的流量，并调整从喷嘴5排出的抗蚀剂的流量。
[验证试验1]
为了调查经由处理液供给线路供给的处理液所含的颗粒的产生源，进行了以下的试验。首先，用配管连接稀释剂供给源和喷嘴，不驱动泵而使稀释剂通过，对稀释剂所含的颗粒(直径20nm以上)进行计数，作为实验例1。另外，在实验例1的配管中设置泵，驱动泵而从喷嘴排出稀释剂，对该稀释剂所含的颗粒(直径20nm以上)进行计数，作为实验例2。
图8表示该结果，表示在实验例1和实验例2的各自中所计数的颗粒的个数。在实验例1中，颗粒为50个，但在实验例2中，颗粒为256.5个。根据该结果可知，泵的驱动成为产生大量颗粒的主要因素。
[验证试验2]
另外，作为实验例3，使用在连接喷嘴和稀释剂供给源的处理液供给线路中从稀释剂供给源侧按照图2所示的泵、过滤部、供给控制阀的顺序设置的稀释剂供给装置，在将稀释剂供给形成图案的检査用晶片时，对检査用晶片中的颗粒(直径20nm以上)和颗粒进行计数。另外，除了不设置过滤部以外，将与实验例3同样操作的例子作为比较例。在实验例3和比较例中，分别进行2次操作，对颗粒进行计数。
图9表示该结果，表示在实验例3和比较例中所计数的颗粒数。在比较例中，计数到了250～300个的颗粒，但在实验例3中，颗粒数为50个左右。根据该结果可知，通过使从泵排出的处理液通过过滤部，能够抑制处理液中的颗粒。

Claims (8)

1.一种处理液供给装置，其从处理液供给源将处理液经由排出部供给到被处理体，所述处理液供给装置的特征在于，包括：
第一泵，其设置于所述处理液供给源的下游侧；
过滤部，其设置于所述第一泵的二次侧，用于除去处理液中的异物；
第二泵，其设置于所述过滤部的二次侧；
返回流路，其连接所述第二泵的二次侧和所述第一泵的二次侧与过滤部的一次侧之间；
排出流路，其从所述过滤部的二次侧直至第二泵为止的流路分支并直至所述排出部为止；
切换部，其将通过所述过滤部的处理液的流路在到达所述第二泵的循环用的流路与所述排出流路之间进行切换；和
控制部，其实施：从所述处理液供给源向第一泵导入处理液的步骤；在将所述切换部切换至循环用的流路侧的状态下，使导入第一泵的处理液通过所述过滤部而供给到第二泵的步骤；和之后在将所述切换部切换至排出流路侧的状态下，将吸入所述第二泵的处理液经由返回流路、所述过滤部和所述排出流路而送至排出部的步骤。
2.如权利要求1所述的处理液供给装置，其特征在于：
在所述过滤部与排出部之间设置有对处理液的压力进行测定的压力传感器，
所述控制部根据所述压力传感器的压力测定值，输出用于对从所述第二泵供给的处理液的排出流量进行调整的控制信号。
3.如权利要求1或2所述的处理液供给装置，其特征在于：
在所述压力传感器与所述排出部之间具有用于进行处理液的供给和切断的阀。
4.如权利要求1～3中任一项所述的处理液供给装置，其特征在于：
具有从所述返回流路分支并与第一泵的一次侧连接的分支线路，
所述控制部包括：在向所述第二泵供给处理液后，使吸入所述第二泵的处理液经由所述返回流路和分支线路返回第一泵的步骤；和在将所述切换部切换至循环用的流路侧的状态下，使导入第一泵的处理液通过所述过滤部而供给到第二泵的步骤。
5.一种设备单元，其特征在于，具有：
具有导入处理液的导入口的第一泵；
设置于所述第一泵的二次侧、用于除去处理液中的异物的过滤部；
设置于所述过滤部的二次侧的第二泵；和
设置于所述过滤部的二次侧与第二泵的一次侧之间的流路、用于排出处理液的排出口。
6.如权利要求5所述的设备单元，其特征在于：
具有将通过所述过滤部的处理液的流路在到达所述第二泵的循环用的流路侧与排出口侧之间进行切换的切换部。
7.一种处理液供给方法，其使用从处理液供给源将处理液经由排出部供给到被处理体的处理液供给装置，所述处理液供给方法的特征在于：
所述处理液供给装置包括：
第一泵，其设置于所述处理液供给源的下游侧；
过滤部，其设置于所述第一泵的下游侧，用于除去处理液中的异物；
第二泵，其设置于所述过滤部的下游侧，
返回流路，其连接所述第二泵的二次侧和所述第一泵的二次侧与过滤部的一次侧之间；和
排出流路，其从所述过滤部的二次侧直至第二泵为止的流路分支并直至所述排出部为止，
所述处理液供给方法包括：
从所述处理液供给源向第一泵导入处理液的工序；
在将所述切换部切换至循环用的流路侧的状态下，使导入第一泵的处理液通过所述过滤部而供给到第二泵的工序；和
之后在将所述切换部切换至排出流路侧的状态下，使吸入所述第二泵的处理液经由返回流路，再经由所述过滤部和所述排出流路而送至排出部的工序。
8.一种存储介质，其存储有从处理液供给源将处理液经由排出部供给到被处理体的处理液供给装置所使用的计算机程序，所述存储介质的特征在于：
所述计算机程序以实施权利要求7所述的处理液供给方法的方式组成步骤组。
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