CN109994408B - 药液排出机构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种药液排出机构，在用于排出粘度较高的药液的药液排出机构中，能够使该药液的排液路径所占的高度变小。该药液排出机构包括：储存部，其具有用于储存药液的储存空间；稀释液供给口，其开口于储存空间，以便供给用于使药液的粘度降低的稀释液；涡流形成部，其用于向储存空间供给流体而使稀释液和药液形成涡流，以便对稀释液和药液进行搅拌；以及排液口，其通过供给稀释液来使搅拌完成后的稀释液和药液流入到该排液口而自储存空间排出。采用这样的结构，能够使自排液口排出的废液的粘度降低，从而不必使与该排液口相连接的排液路径相对于水平面较大地倾斜。

Description

药液排出机构
本申请是申请号为201510401651.6、申请日为2015年7月9日、发明名称为“药液排出机构、液处理装置以及药液排出方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种在用于对基板进行液处理的液处理装置中使用的药液排出机构。
背景技术
在半导体装置的制造工序中，使用作为一种液处理装置的涂敷装置来对作为基板的半导体晶圆(以下，记载为晶圆)供给抗蚀剂等各种药液。因自晶圆飞散或溢出的药液流向例如构成所述涂敷装置的、以包围晶圆的方式设置的杯的底部并作为废液流向与该杯的底部相连接的排液管而被去除。所述排液管以例如朝向下方倾斜的方式设置，以便使药液在重力的作用下自然地流动。在专利文献1中，示出了具有所述杯和排液管的涂敷装置。
另外，作为所述药液，有时使用粘度较高的药液。为了即使药液的粘度如此较高也能使该药液在所述排液管中流动，以相对于水平面较大的角度设置了所述排液管。但是，如此设置排液管会存在如下问题：位于杯的下方的排液管所占的高度变大，因而难以谋求涂敷装置的小型化。
说明了来自杯的废液，但如在本发明的实施方式中详细说明那样，在涂敷装置中，存在向杯以外的部位供给药液且该药液成为废液的情况。根据与杯相连接的排液管相同的理由，用于供该废液流动的排液管的高度也有可能变大而妨碍涂敷装置的小型化。另外，在将粘度如此较高的药液排出时的问题并不限于所述涂敷装置那样用于对晶圆进行处理的装置、所谓用于进行半导体制造工序的预处理的装置。在半导体制造工序的后处理中，在将晶圆切断而形成芯片之后，向该芯片供给液状的树脂等药液而使该药液固化，以形成覆盖芯片的封装。通常，该封装形成用的药液的粘度也较高，因此，在设置用于将该药液排出的排液管时，与所述杯相连接的排液管同样地，高度也有可能变大。
在所述专利文献1中，记载了具有所述排液路径和用于收集废液的罐的系统，但没有记载能够解决所述问题的方法。另外，在专利文献2中，记载了在罐内形成涡流而使罐内的被混合物混合的内容，但没有提及所述问题。另外，该被混合物自与罐的下方相连接的配管通过设置在该配管上的阀的开闭而被自罐排出，因此，会花费因对该阀进行开闭的劳力和时间以及设置阀而导致的制造成本。
专利文献1：日本特开2012－33886号公报
专利文献2：日本特开平5－7674号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明是考虑到这样的情况而做出的，其目的在于，提供一种在用于排出粘度较高的药液的药液排出机构中能够使该药液的排液路径所占的高度变小的技术。
用于解决问题的方案
本发明提供一种药液排出机构，其特征在于，该药液排出机构包括：储存部，其具有用于储存药液的储存空间；稀释液供给口，其开口于所述储存空间，以便供给用于使所述药液的粘度降低的稀释液；涡流形成部，其用于向所述储存空间供给流体而使所述稀释液和所述药液形成涡流，以便对所述稀释液和所述药液进行搅拌；以及排液口，其在所述储存空间中的位于所述稀释液供给口的上方的部位开口，以便通过供给所述稀释液来使搅拌完成后的所述稀释液和所述药液流入到该排液口而自所述储存空间排出。
发明的效果
采用本发明，在储存空间中形成涡流而对药液和稀释液进行搅拌，通过供给所述稀释液而将被搅拌了的药液和稀释液自稀释液供给口的上方的排液口排出。由此，能够充分地降低向所述排液路径中流入的药液的粘度，因此，不必使与所述排液口相连接的排液路径较大地倾斜。因而，能够抑制所述排液路径所占的高度，由此能够抑制应用有本发明的装置的高度。
附图说明
图1是应用有本发明的药液排出机构的抗蚀剂涂敷装置的侧视图。
图2是所述抗蚀剂涂敷装置的俯视图。
图3是设于所述抗蚀剂涂敷装置的排液系统的立体图。
图4是构成所述排液系统的杯排液机构的抗蚀剂液储存部的纵剖侧视图。
图5是所述抗蚀剂液储存部的横剖俯视图。
图6是表示在所述抗蚀剂液储存部排出抗蚀剂液的情形的说明图。
图7是表示在所述抗蚀剂液储存部排出抗蚀剂液的情形的说明图。
图8是表示在所述抗蚀剂液储存部排出抗蚀剂液的情形的说明图。
图9是构成所述排液系统的喷嘴槽的纵剖立体图。
图10是所述喷嘴槽的侧视图。
图11是构成所述喷嘴槽的预分配(日文：プリディスペンス)用的液体储存部和所述排气排液罐的纵剖侧视图。
图12是构成所述喷嘴槽的虚拟分配用的液体储存部和构成所述排液系统的排气排液罐的纵剖侧视图。
图13是所述抗蚀剂涂敷装置中的处理的时序图。
图14是表示在所述预分配用的液体储存部排出抗蚀剂液的情形的说明图。
图15是表示在所述预分配用的液体储存部排出抗蚀剂液的情形的说明图。
图16是表示在所述预分配用的液体储存部排出抗蚀剂液的情形的说明图。
图17是所述虚拟分配的时序图。
图18是表示所述杯排液机构的抗蚀剂液储存部的其他结构的纵剖侧视图。
图19是表示所述抗蚀剂液储存部的其他结构的纵剖立体图。
图20是表示所述抗蚀剂液储存部的其他结构的纵剖立体图。
图21是表示所述抗蚀剂液储存部的其他结构的纵剖侧视图。
图22是表示所述抗蚀剂液储存部的其他结构的横剖俯视图。
图23是表示所述抗蚀剂液储存部的其他结构的横剖俯视图。
图24是表示所述抗蚀剂液储存部的其他结构的纵剖立体图。
图25是表示所述抗蚀剂液储存部的其他结构的纵剖立体图。
具体实施方式
参照图1的纵剖侧视图和图2的俯视图来说明作为具有本发明的药液排出机构的液处理装置的一实施方式的抗蚀剂涂敷装置1。抗蚀剂涂敷装置1用于向作为基板的晶圆W供给抗蚀剂液而形成抗蚀膜，其由处理部1A、1B、喷嘴机构1C以及排液系统4构成。
说明处理部1A，处理部1A包括作为基板载置部的旋转卡盘11，该基板载置部通过对晶圆W的背面中央部进行真空吸附来将该晶圆W保持为水平。图中的附图标记12是旋转机构，其经由轴部13与旋转卡盘11相连接，用于使该旋转卡盘11绕铅垂轴线旋转。图中的附图标记14是包围轴部13的环状板，图中的附图标记15是沿上下方向贯穿环状板14的升降销。图中的附图标记16是升降机构，用于使升降销15升降。升降销15用于在旋转卡盘11与图2所示的抗蚀剂涂敷装置1的外部的输送机构17之间交接晶圆W。
以包围被载置在所述旋转卡盘11上的晶圆W的侧方的方式设有上方开口的杯2。杯2接收自旋转中的晶圆W飞散或溢出的废液并将该废液引导至该杯2的底部。图中的附图标记21是构成杯2的引导构件，其设于环状板14的外侧。为了如所述那样引导废液，引导构件21沿着晶圆W的周向设置且其纵剖侧面形成为山型。在该引导构件21上设有背面清洗喷嘴22，该背面清洗喷嘴22用于向晶圆W的背面喷射稀释剂而进行清洗。
杯2的下方侧构成为截面看呈凹部状的液体接收部23，该液体接收部23以包围轴部13的方式呈环状设置并构成杯2的底部。在液体接收部23的底面开设有用于将流动到液体接收部23的废液去除的排液口24。排液管25的一端自杯2的外侧与所述排液口24相连接。排液管25的另一端向杯2的下方延伸并与构成所述排液系统4的后述的杯排液机构41A相连接。图中的附图标记26是以沿上下方向贯穿液体接收部23的方式设置的排气管，设有两根排气管26，但在图1中，仅示出了1根排气管26。排气管26与未图示的排气风门相连接，以期望的排气量对杯2内进行排气。
另外，处理部1A具有膜去除用稀释剂喷嘴31，膜去除用稀释剂喷嘴31向形成有抗蚀膜的晶圆W的周缘部局部地供给稀释剂而将该周缘部的抗蚀膜去除。图中的附图标记32是与膜去除用稀释剂喷嘴31相连接的喷嘴臂。图2中的附图标记33是移动机构，其用于使喷嘴臂32在载置在旋转卡盘11上的晶圆W的周缘部上与杯2的外侧之间移动。附图标记34是用于使移动机构33移动的引导件。
除了杯2的排液管25与构成排液系统4的后述的杯排液机构41B相连接之外，处理部1B与以上说明的处理部1A同样地构成。
接着，说明喷嘴机构1C。喷嘴机构1C具有4根抗蚀剂液喷嘴35和1根稀释剂喷嘴36。各抗蚀剂液喷嘴35单独地经由抗蚀剂液供给管与互不相同的抗蚀剂液供给源相连接。于是，向晶圆W供给种类互不相同的抗蚀剂液。省略了所述抗蚀剂液供给管和抗蚀剂液供给源的图示。利用后述的控制部10来选择与晶圆W的批次相对应地使用的抗蚀剂液喷嘴35。
抗蚀剂液喷嘴35和稀释剂喷嘴36以沿水平方向排成一列的方式设置在喷嘴臂37上，分别用于向铅垂下方供给抗蚀剂液、稀释剂。向被供给抗蚀剂液之前的晶圆W供给该稀释剂，该稀释剂是为了进行用于提高晶圆W相对于抗蚀剂液而言的润湿性的预湿处理而使用的。抗蚀剂液和稀释剂被供给到晶圆W的中心部并通过在晶圆W的旋转所产生的离心力的作用下向晶圆W的周缘部延展的、所谓的旋涂而涂敷在整个晶圆W上。
图2中的附图标记38是用于使喷嘴臂37移动的移动机构，能够利用该移动机构38使喷嘴臂37沿抗蚀剂液喷嘴35和稀释剂喷嘴36的排列方向和上下方向移动。由此，各抗蚀剂液喷嘴35和稀释剂喷嘴36能够在构成排液系统4的后述的喷嘴槽51内与载置在旋转卡盘11上的晶圆W的中心部上之间移动。图2中的附图标记39是用于使喷嘴臂37沿水平方向移动的引导件。
所述处理部1A、1B共用以上说明的喷嘴机构1C，利用处理部1A、1B单独地对晶圆W进行处理。
接着，说明排液系统4。排液系统4具有如下作用，即，在自所述抗蚀剂液喷嘴35供给的抗蚀剂液的粘度较高时，排液系统4将成为废液后的该抗蚀剂液稀释而使其粘度降低，之后自抗蚀剂涂敷装置1排出。在图3中示出了排液系统4的立体图，排液系统4具有稀释剂供给机构40、杯排液机构41A、41B、喷嘴槽51、以及排气排液罐61。杯排液机构41A、41B和喷嘴槽51分别构成本发明的药液排出机构。
说明稀释剂供给机构40，稀释剂供给机构40分别经由单独的稀释剂供给管50与杯排液机构41A、41B、喷嘴槽51相连接，用于向各稀释剂供给管50供给稀释剂。该稀释剂是抗蚀剂液的溶剂，是用于将该抗蚀剂液稀释而使其粘度降低的稀释液。根据来自后述的控制部10的控制信号来独立地调整向各稀释剂供给管50供给的稀释剂的供给量。
接着，说明杯排液机构41A、41B。这些杯排液机构41A、41B由分别在处理部1A的杯2的下方、处理部1B的杯2的下方设置的抗蚀剂液储存部42构成。除了设置抗蚀剂液储存部42的部位之外，杯排液机构41A、41B彼此同样地构成，下面，作为代表说明杯排液机构41A。
图4、图5分别示出了杯排液机构41A的抗蚀剂液储存部42的纵剖侧视图、横剖俯视图。抗蚀剂液储存部42在其内部具有储存空间43，所述杯2的排液管25的下游端在该储存空间43的上侧开口，作为废液而流入到杯2的液体接收部23内的抗蚀剂液自排液管25流入到该储存空间43内。如图5所示，储存空间43构成为俯视圆形，在其中心设有自储存空间43的下端朝向上方的轴部44。如后述那样，在储存空间43内，因稀释剂而形成涡流(旋转流)，而对该稀释剂与抗蚀剂液之间进行搅拌，但俯视的储存空间43的中心的液体的流速慢于周缘的液体的流速，从而使该搅拌程度较低。因此，通过在该中心设置轴部44而成为不被供给抗蚀剂液和稀释剂的结构，从而提高了所述搅拌程度。也就是说，轴部44构成为用于限制储存空间43内的抗蚀剂液和稀释剂的流动的限制构件。
在储存空间43的下端部，用于将稀释剂沿着该储存空间43的底面供给的稀释剂供给口45朝向侧方开口。如图5所示，稀释剂供给口45构成为，通过沿俯视的储存空间43的切线方向开口而能够形成涡流。图中的附图标记46是稀释剂的流路，其形成为在抗蚀剂液储存部42与稀释剂供给口45相连接。该流路46与所述稀释剂供给管50相连接。另外，在储存空间43内的位于稀释剂供给口45的上方的部位，排液口47以朝向该储存空间43的外侧的方式向斜下方开口，排液管48的上游端自抗蚀剂液储存部42的外侧与该排液口47相连接。排液管48的下游端朝向斜下方去而与所述排气排液罐61相连接。
此处，使用图6～图8来说明杯排液机构41A的动作的概要。在图6～图8中，以附图标记20来表示稀释剂，以附图标记30来表示抗蚀剂液，以附图标记39来表示稀释剂20和抗蚀剂液30的混合液(被稀释了的抗蚀剂液)。在该例子中，设为始终自稀释剂供给机构40向储存空间43供给稀释剂20，设为首先成为以例如100mL/分钟供给稀释剂20的状态。在该状态下，所供给的稀释剂20的流量较小，此时，没有在储存空间43内形成涡流。供给至储存空间43内的多余的稀释剂20自排液口47流入到排液管48内。排液管48如上所述那样向下方倾斜，由于稀释剂20的粘度较低，因此流入到排液管48内的稀释剂20在重力的作用下在排液管48内向下游流动而被自储存空间43去除。
然后，在处理部1A中，对晶圆W涂敷抗蚀剂液30，自晶圆W溢出或飞散的抗蚀剂液30自杯2被供给至储存空间43而储存起来(图6)，此时，增加自稀释剂供给机构40向储存空间43供给的稀释剂20的流量而使其成为例如400mL/分钟。以如此较大的流量自供给口45喷射到储存空间43内的稀释剂20沿着储存空间43的侧周面在该储存空间43中沿俯视的周向流动而形成涡流(图7)。在图7和图5中，利用箭头示出了涡流的朝向。
在储存空间43中，利用如此形成涡流的稀释剂20来对抗蚀剂液30进行搅拌，从而使形成该涡流的稀释剂20与抗蚀剂液30迅速地混合。也就是说，利用稀释剂20使储存在储存空间43内的抗蚀剂液30稀释，所述涡流由所述混合液39构成。并且，由于继续自储存空间43的下部侧供给稀释剂20，该混合液39的涡流被该稀释剂20冲到上部侧而自排液口47流入到排液管48内。由于该混合液39含有稀释剂20，因此该混合液39的粘度低于抗蚀剂液30的粘度。因此，与稀释剂20同样地，流入到排液管48内的混合液39在重力的作用下在排液管48内向下游侧流动而被自抗蚀剂液储存部42去除。在停止向晶圆W供给抗蚀剂液30并停止向储存空间43供给抗蚀剂液30之后，使稀释剂20的流量降低而再次成为100mL/分钟，停止形成涡流(图8)。在后面示出例子来进一步说明稀释剂的流量发生变化的时刻。
另外，在停止向储存空间43供给抗蚀剂液30时以较低的流量供给稀释剂20的原因在于，抑制稀释剂20的无谓的消耗，并防止在储存空间43内残留有抗蚀剂液30的情况下该抗蚀剂液30干燥、固化而使储存空间43闭塞。也就是说，在涡流的形成停止之后，即使在储存空间43内残留有抗蚀剂液30，由于在接下来增加向储存空间43供给稀释剂的供给量而使储存空间43内形成涡流之前的这段时间内一直供给稀释剂，因此，储存空间43不会干燥，保持该抗蚀剂液30的流动性。并且，接下来，在形成涡流时，该抗蚀剂液30与稀释剂20混合而被自储存空间43去除。
这样，通过重复以较大的流量(第1流量)供给稀释剂的操作和以较小的流量(第2流量)供给稀释剂的操作，从而将储存空间43内的抗蚀剂液30更可靠地排出。稀释剂的流量并不限于所述例子。另外，当使稀释剂的流量在能够如此形成涡流的第1流量与比第1流量小的第2流量之间发生变化的情况下，第2流量也可以为能够形成涡流的流量。
返回排液系统4的结构的说明，说明作为液体接收部的喷嘴槽51。如图1～图3所示，喷嘴槽51以被处理部1A、1B的杯2夹着的方式设于这些杯2的外侧，其构成为大致长方体形状。在喷嘴槽51内，与杯排液机构41A、41B同样地，具有因稀释剂而形成涡流、从而对该稀释剂与抗蚀剂液之间进行搅拌的储存空间43，将被搅拌而稀释了的抗蚀剂液自该储存空间43排出。在喷嘴槽51内设有3个储存空间43，自抗蚀剂液喷嘴35向各储存空间43喷射抗蚀剂液。
3个储存空间43中的1个储存空间43是在进行例如抗蚀剂涂敷装置1的维护时被喷射抗蚀剂液的空间，其用于将储存在抗蚀剂液喷嘴35内和与该抗蚀剂液喷嘴35的上游侧相连接的抗蚀剂液供给管(省略了图示)内的抗蚀剂液排出、即用于进行虚拟分配。该虚拟分配是通过例如抗蚀剂涂敷装置1的用户从后述的控制部10发出指示而进行的动作，是为了对自抗蚀剂液喷嘴35喷射的抗蚀剂液的喷射状态、喷射抗蚀剂液后的抗蚀剂液喷嘴35中的液体排空(日文：液切れ)的状态、抗蚀剂液喷嘴35的污浊等进行确认而进行的。
储存空间43的其他两个储存空间43是为了在抗蚀剂液喷嘴35即将向晶圆W供给抗蚀剂液之前进行将抗蚀剂液喷嘴35内的旧的抗蚀剂液排出的预分配而设置的。两根抗蚀剂液喷嘴35共用1个用于进行预分配的储存空间43。
为了方便说明，以附图标记43A来表示虚拟分配用的储存空间，以附图标记43B、43B来表示预分配用的储存空间，同时参照图9、图10来继续说明喷嘴槽51。图9是喷嘴槽51的纵剖立体图，图10是喷嘴槽51的主视图。对于这些储存空间43A、43B中的与杯排液机构41A、41B的储存空间43同样地构成的部位，标注与对储存空间43标注的附图标记相同的附图标记而省略说明。
储存空间43A、43B、43B以构成一列的方式沿横向设置在喷嘴槽51上，这些储存空间43A、43B、43B的排列方向与抗蚀剂液喷嘴35和稀释剂喷嘴36这两者的排列方向一致。在1个储存空间43B的上方，以与该储存空间43B相连通的方式设有两个圆形的开口部52，开口部52在喷嘴槽51的上方开口。也就是说在，喷嘴槽51上设有4个开口部52，各抗蚀剂液喷嘴35以其顶端部(下端部)进入到各开口部52内的状态待机。另外，在喷嘴槽51上设有在该喷嘴槽51的上方开口的、圆形的开口部53。在抗蚀剂液喷嘴35在开口部52内待机时，稀释剂喷嘴36以其顶端部进入到开口部53内的状态待机。在图9、图10中，示出了分别在开口部52、53内待机的抗蚀剂液喷嘴35和稀释剂喷嘴36。
另外，在储存空间43A的上方设有圆形的开口部54，该开口部54与该储存空间43A相连通且在喷嘴槽51的上方开口。所述虚拟分配是通过抗蚀剂液喷嘴35中的1个抗蚀剂液喷嘴35在该开口部54的上方位置经由该开口部54向储存空间43A喷射抗蚀剂液而进行的，为了防止自该位置喷射的抗蚀剂液飞散，开口部54的直径形成得大于开口部52、53的直径。
与所述的杯排液机构41A、41B的储存空间43同样地，在储存空间43A、43B、43B分别设有轴部44、稀释剂供给口45、排液口47。另外，与各稀释剂的供给口45相连接的流路46形成于喷嘴槽51。各流路46分别与稀释剂供给管50相连接，能够自稀释剂供给机构40分别向储存空间43A、43B、43B供给稀释剂。
另外，在喷嘴槽51的正面侧设有流路形成构件55(参照图1～图3)。图11示出了该流路形成构件55和储存空间43B的纵剖侧面，同时参照该图11继续进行说明。储存空间43B的排液口47与设于流路形成构件55的排液路径56的一端相连接，排液路径56的另一端朝向斜下方形成。在该排液路径56的另一端上连接有排液管57的一端，排液管57的另一端朝向铅垂下方去而与排气排液罐61相连接。自储存空间43B流入到排液口47的所述的稀释剂和稀释了的抗蚀剂液在重力的作用下在排液路径56和排液管57内自动地向下游流动而流入到排气排液罐61内。
另外，图12示出了储存空间43A的纵剖侧面。如该图12所示，储存空间43A的排液口47与排液管58的一端相连接。排液管58的另一端在朝向斜下方去之后，被弯曲并朝向铅垂下方去而与排气排液罐61相连接。通过如此形成排液管58，与流入到所述储存空间43B的排液路径56内的稀释剂和稀释了的抗蚀剂液同样地，自储存空间43A流入到所述排液口47内的这些液体在重力的作用下在该排液管58内自动地向下游流动而流入到排气排液罐61内。
接着，参照所述图11、图12说明排气排液罐61。图11、图12分别示出了排气排液罐61的互不相同的位置处的纵剖侧面。排气排液罐61在其内部具有空间62。与所述虚拟分配用的储存空间43A相连接的排液管58的下游端在该空间62内开口(图12)。另外，所述杯排液机构41A、41B的排液管48的下游端与排气排液罐61的侧方相连接，经由形成于该排气排液罐61的开口部63将排液管48内和空间62相连通。所述开口部63分别针对杯排液机构41A、41B设置，但在图中，仅示出了与杯排液机构41A相连接的开口部63。
另外，在排气排液罐61的侧方形成有排液口64，该排液口64在空间62的下端部的侧面开口。排气排液罐61内的底面形成为倾斜面。自与开口部63相连接的杯排液机构41A、41B、与喷嘴槽51相连接的排液管58分别流到排气排液罐61的底面的、所述稀释了的抗蚀剂液和稀释剂的废液被引导至该排液口64。另外，排液管65的一端自排气排液罐61的外侧与该排液口64相连接(参照图1～图3)，排液管65的另一端向斜下方延伸并与设有抗蚀剂涂敷装置1的工厂的排液路径相连接。被自所述排气排液罐61内的底面引导至排液口64的废液在重力的作用下在排液管65内自动地向下游流动并流到所述工厂的排液路径而被去除。
另外，排气路径66的一端在排气排液罐61的空间6开口，该排气路径66的另一端经由排气管67与排气机构68相连接，利用该排气机构68来始终对空间62进行排气。在图11、图12中，使用点线的箭头来表示因该排气机构68的排气而形成于各部分的排气气流。
并且，如图11所示，与所述预分配用的储存空间43B相连接的排液管57的端部以在所述空间62内朝向下方去的方式设置。以包围该排液管57的端部的方式设有有底的筒构件69，筒构件69的上端与排气排液罐61内的顶部相接触。在筒构件69的侧方的比所述排液管57的下端高的位置形成有排液口71。在筒构件69的内部，排液口71的下方构成为液体储存部72，在排液管57内流动的废液、即稀释剂和稀释了的抗蚀剂液(混合液)被储存在该液体储存部72内，并被自排液管57继续流过来的废液冲到筒构件69的外部而向排气排液罐61内的底面落下。然后，该废液被倾斜了的所述底面引导至排液口64，并与自开口部63以及排液管58流动过来的废液一起被从排气排液罐61去除，该开口部63与所述杯排液机构41A、41B相连接，该排液管58与储存空间43A相连接。
说明如此在排气排液罐61内形成液体储存部72的理由。与例如杯排液机构41A、41B的储存空间43同样地，向喷嘴槽51的储存空间43A、43B始终供给稀释剂。详细而言，与向储存空间43供给的稀释剂的流量同样地，向储存空间43A、43B供给的稀释剂的流量例如在100mL/分钟和400mL/分钟之间切换，由此在形成有涡流的状态与没有形成的状态之间切换。通过如此向喷嘴槽51的储存空间43B始终供给稀释剂，从而使废液始终向利用图11说明的液体储存部72内流动，液体储存部72内成为储存有该废液的状态。
因而，即使利用排气机构68来对排气排液罐61的空间62进行排气，排液管57的下端被该储存了的废液密封，因此不会对构成与该排液管57相连接的第1药液排出机构的储存空间43B和抗蚀剂液喷嘴35所待机的开口部52内进行排气。因此，通过供给至储存空间43B的稀释剂来使成为喷嘴的待机区域的开口部52内始终保持为稀释剂气氛，因此，在抗蚀剂液喷嘴35待机期间，防止该抗蚀剂液喷嘴35内的抗蚀剂液干燥而该抗蚀剂液喷嘴35堵塞。另一方面，通过利用排气机构68对空间62进行排气，从而经由排液管58对构成第2药液排出机构的喷嘴槽51的储存空间43A和开口部53内进行排气(参照图12)。因而，抑制稀释剂气氛自开口部53扩散到喷嘴槽51的外部，其结果，能够抑制晶圆W的周围被该稀释剂气氛污染。
如图1所示，在抗蚀剂涂敷装置1中设有作为计算机的控制部10。在控制部10内安装有程序，该程序存储在例如软盘、光盘、硬盘、MO(光磁盘)以及存储卡等存储介质中。被安装的程序为了向抗蚀剂涂敷装置1的各部分发送控制信号以控制其动作而编入有命令(各步骤)。具体而言，利用所述程序来控制以下动作：利用旋转机构12并经由旋转卡盘11引起的晶圆W的旋转、抗蚀剂液喷嘴35和稀释剂喷嘴36的移动、利用稀释剂供给机构40向各稀释剂供给管50供给的稀释剂的流量的切换、升降销15的升降等。
接着，说明晶圆W的处理时的所述抗蚀剂涂敷装置1的动作。图13是用于说明该动作的时序图，在对晶圆W进行的一系列的处理中，以实线的条形图来表示自抗蚀剂液喷嘴35供给抗蚀剂液的期间。另外，在该时序图中，将向杯排液机构41A的储存空间43、喷嘴槽51的储存空间43B供给的稀释剂的流量分别为400mL/分钟的期间作为涡流形成期间，以与所述抗蚀剂液的供给期间相关联地利用条形图来表示。另外，还适当参照表示储存空间43B的状态的图14～图16。在图14～图16中，与图6～图8同样地，以附图标记20来表示稀释剂，以附图标记30来表示抗蚀剂液，以附图标记39来表示稀释剂20和抗蚀剂液30的混合液(稀释了的抗蚀剂液)。
首先，使抗蚀剂液喷嘴35、稀释剂喷嘴36分别在开口部53内、开口部54内待机，成为向喷嘴槽51的储存空间43A、43B和杯排液机构41A、41B的储存空间43以100mL/分钟供给稀释剂20的状态。所述图11示出了此时的储存空间43B。在这样的状态下，将批次的开头的晶圆W输入到例如处理部1A的杯2中并将该晶圆W的背面中央部保持于旋转卡盘11。自以对该批次进行处理的方式设定的抗蚀剂液喷嘴35向储存空间43B供给该抗蚀剂液喷嘴35所含有的旧的抗蚀剂液30而开始预分配(时序图中的时刻t1、图14)。
停止自抗蚀剂液喷嘴35供给抗蚀剂液30而使预分配结束，并将向供给有该抗蚀剂液30的储存空间43B供给的稀释剂的流量增加到400mL(时刻t2)。由此，与利用图7说明的、向储存空间43供给的稀释剂20的流量成为400mL的情况同样地，在该储存空间43B内形成涡流。利用该涡流来对稀释剂20和抗蚀剂液30进行搅拌，使抗蚀剂液30稀释而成为混合液39，该混合液39作为废液流入到排液口47。如利用图11说明那样，流入到该排液口47内的混合液39被供给至排气排液罐61并被自抗蚀剂涂敷装置1去除。如此进行混合液39的排出，另一方面，使稀释剂喷嘴36和抗蚀剂液喷嘴35向被输入到处理部1A中的晶圆W的上方移动(图15)。
然后，使稀释剂喷嘴36位于晶圆W的中心部之上，向晶圆W的中心部供给稀释剂(时刻t3)，使晶圆W旋转而使稀释剂延展至晶圆W的整个表面，进行预湿处理。另一方面，在储存空间43B中，继续对稀释剂20和抗蚀剂液30进行搅拌和继续将这些混合液39排出。停止自稀释剂喷嘴36向晶圆W供给稀释剂而使预湿处理结束(时刻t4)，之后，使进行了预分配的抗蚀剂液喷嘴35位于晶圆W的中心部之上，向晶圆W的中心部供给抗蚀剂液(时刻t5)。该抗蚀剂液在晶圆W的旋转的离心力的作用下延展到晶圆W的周缘部，从而使晶圆W的整个表面被涂敷有抗蚀剂液。自该晶圆W飞散或溢出的抗蚀剂液30被引导至杯2，并如利用图6说明那样被供给至杯排液机构41A的储存空间43而储存起来。
继续向晶圆W供给抗蚀剂液30，另一方面，在喷嘴槽51中向储存空间43B供给的稀释剂的流量降低至100mL/分钟，涡流的形成停止(时刻t6)。然后，向杯排液机构41A的储存空间43供给的稀释剂20的流量增加至400mL/分钟(时刻t7)，如利用图7说明那样形成涡流而对稀释剂20和抗蚀剂液30进行搅拌，由这些稀释剂20稀释了的抗蚀剂液30构成的混合液39作为废液自储存空间43流入到排液口47，如利用图11、图12说明那样将该废液供给至排气排液罐61并将其自抗蚀剂涂敷装置1去除。之后，停止向晶圆W供给抗蚀剂液(时刻t8)，也停止向杯排液机构41A的储存空间43供给抗蚀剂液30。然后，向该储存空间43供给的稀释剂的供给量降低至100mL，停止涡流的形成(时刻t9)。
使抗蚀剂液喷嘴35、稀释剂喷嘴36返回到喷嘴槽51的开口部52、53内并待机。在处理部1A的杯2中，使晶圆W继续旋转，进行涂敷了的抗蚀剂液的干燥而形成抗蚀膜。然后，自背面清洗喷嘴22向旋转中的晶圆W的背面供给稀释剂而开始清洗背面(时刻t10)，接着，自膜去除用稀释剂喷嘴31开始向晶圆W的周缘部供给稀释剂(时刻t11)，在晶圆W的周缘部，抗蚀膜被局部地去除。然后，停止自膜去除用稀释剂喷嘴31供给稀释剂(时刻t12)，接着，停止自背面清洗喷嘴22供给稀释剂(时刻t13)。在稀释剂的供给停止后，也使晶圆W继续旋转，从而进行被供给到晶圆W上的稀释剂的干燥。
另一方面，例如，向处理部1B的杯2输送后续的晶圆W。在处理部1A的杯2中，处理完成后的晶圆W停止旋转，将该晶圆W自杯2输出，另一方面，为了对处理部1B的晶圆W进行处理而在喷嘴槽51中开始所述预分配(时刻t14)。也就是说，进行与所述的时刻t1相同的动作。之后，在与对处理部1A的晶圆W进行处理的情况相同的时刻，依次进行与所述的在时刻t2～t14说明的动作相同的动作。由此，被输送到处理部1B中的晶圆W受到与被输送到处理部1A中的晶圆W同样的处理，另一方面，在喷嘴槽51、与处理部1B的杯2相对应的杯排液机构41B中，与该晶圆W的处理并行地，利用稀释剂20来形成涡流，因抗蚀剂液30的稀释形成混合液39，排出该混合液39。之后，向处理部1A、处理部1B交替地输送晶圆W，同样地进行晶圆W的处理和自涂敷装置1的抗蚀剂液的排出。
接着，对于进行虚拟分配的情况，与图13同样地，参照作为表示喷射抗蚀剂液的期间和形成涡流的期间的时序图的图17，以其与进行预分配的情况之间的差异点为中心来进行说明。例如，用户通过控制部10来指定用于进行虚拟分配的抗蚀剂液喷嘴35和进行虚拟分配的时刻。在指定的时刻，在开口部52内待机的抗蚀剂液喷嘴35自该开口部52上升而向指定的抗蚀剂液喷嘴35能够向喷嘴槽51的开口部54喷射抗蚀剂液的位置移动。将该位置设定在该开口部54的上方，以不使喷嘴槽51与抗蚀剂液喷嘴35以及稀释剂喷嘴36相干涉，在所述图12中，示出了移动到该位置的抗蚀剂液喷嘴35。在如此指定的抗蚀剂液喷嘴35移动到开口部54的上方时，向储存空间43A供给的稀释剂的流量为100mL/分钟，没有在储存空间43A内形成涡流。
然后，自指定的抗蚀剂液喷嘴35喷射抗蚀剂液(时序图中的时刻s1)，从而将抗蚀剂液喷嘴35内和与抗蚀剂液喷嘴35相连接的抗蚀剂液的供给管内的旧的抗蚀剂液经由所述开口部54储存在喷嘴槽51的储存空间43A内。自抗蚀剂液的供给源向旧的抗蚀剂液被排出后的抗蚀剂液喷嘴35内和供给管内供给新的抗蚀剂液。
然后，向储存空间43A供给的稀释剂的流量增加至400mL/分钟，与所述的向储存空间43、43B供给的稀释剂增加的情况同样地，在该储存空间43A中形成涡流，由此，使抗蚀剂液成为与稀释剂混合的混合液并被自储存空间43A排出(时刻s2)。在将所述抗蚀剂液喷嘴35内和抗蚀剂液的供给管内的旧的抗蚀剂液全部排出并置换为新的抗蚀剂液时，停止喷射抗蚀剂液(时刻s3)，之后，稀释剂的流量降低而再次成为100mL/分钟，涡流的形成停止(时刻s4)。接着，在这样的抗蚀剂液的置换之后，作为用于确认是否能够正常地进行喷射的动作，再次开始喷射抗蚀剂液(时刻s5)，然后，向储存空间43A供给的稀释剂的流量再次成为400mL/分钟而形成涡流(时刻s6)。在喷射规定量的抗蚀剂液之后，停止喷射抗蚀剂液(时刻s7)，之后，使稀释剂的流量降低至100mL/分钟，涡流的形成停止(时刻s8)。
采用该抗蚀剂涂敷装置1，在杯排液机构41A、41B、喷嘴槽51的各储存空间43、43A、43B内储存有自杯2或抗蚀剂液喷嘴35供给过来的抗蚀剂液。然后，以形成涡流的方式向各储存空间43、43A、43B供给稀释剂，通过供给该稀释剂来对抗蚀剂液进行搅拌，从而该抗蚀剂液被稀释剂稀释而粘度降低。通过自储存空间43的下方侧供给稀释剂，该稀释了的抗蚀剂液被冲到储存空间43、43A、43B的上方侧的排液口47而被自该排液口47去除。由于如此向排液口47供给粘度降低了的抗蚀剂液，因此，即使不使该排液口47的下游侧的各排液管48、58、65、排液路径56以及排气排液罐61内的底面相对于水平面较大地倾斜，抗蚀剂液也会沿着该倾斜自然地流动而被排出。因而，能够防止抗蚀剂涂敷装置1的大型化。
接着，对于杯排液机构41A的另一结构例，以其与所述的例子之间的差异点为中心进行说明。图18示出了针对所述杯排液机构41A设置了空气供给口81的例子。与稀释剂供给口45同样地，空气供给口81以沿俯视的储存空间43的切线方向开口的方式形成于抗蚀剂液储存部42的内壁，该空气供给口81用于沿着该储存空间43的底面喷射空气。图中的附图标记82是形成于抗蚀剂液储存部42的空气的供给路径。图中的附图标记83是空气供给源，其用于经由供给路径82向空气供给口81供给空气。在图中，以附图标记84来表示空气的气泡。
在储存空间43内储存有抗蚀剂液和自稀释剂供给口45供给过来的稀释剂的状态下，自空气供给口81供给空气，由此，即使在停止自稀释剂供给口45供给稀释剂的状态下，也能够使储存了的稀释剂和抗蚀剂液形成涡流而进行搅拌。在该例子中，通过自空气供给口81喷射的空气而形成的涡流的朝向与通过自稀释剂供给口45喷射的稀释剂而形成的涡流的朝向相同。因此，如所述那样与自稀释剂供给口45供给稀释剂并行地自空气供给口81供给空气，从而能够在储存空间43内形成更高流速的涡流，能够更可靠地对稀释剂与抗蚀剂液进行搅拌。
说明使用该图18所示的杯排液机构41A的处理例。将在利用所述图13的时序图示出的处理例中的、喷射的稀释剂的流量为100mL/分钟的期间作为待机期间且将稀释剂的流量为400mL/分钟的期间作为处理期间来进行说明，则在所述处理期间中，如所述那样将稀释剂和空气一起向储存空间43供给而形成涡流。并且，在待机期间内，在停止喷射稀释剂的状态下仅喷射空气而使储存于储存空间43的稀释剂形成涡流。也就是说，在利用处理部1A的杯2重复处理晶圆W时，交替地重复进行如下操作：形成基于稀释剂和空气的涡流；形成仅基于空气的涡流。通过如此进行处理，能够在待机期间内对残留于储存空间43的抗蚀剂液和稀释剂进行搅拌，从而能够更可靠地防止因所述的抗蚀剂液的干燥、固化引起储存空间43堵塞。另外，由于在待机期间中停止喷射稀释剂，因此能够削减稀释剂的使用量，由此，能够谋求处理的低成本化。
另外，在所述处理期间中，既可以是，以能够形成涡流的流量来供给稀释剂，也可以是，以不能形成涡流的流量来供给稀释剂而在供给空气的作用下形成涡流。在该情况下，通过在例如涡流的形成停止后向储存空间43供给稀释剂，从而将搅拌了的稀释剂和抗蚀剂液的混合液冲到排液口49而自储存空间43去除。也就是说，并不限于利用液体来形成涡流，也可以使用气体来形成涡流。即，能够利用流体来形成涡流。
另外，作为所述抗蚀剂液，其成分有时凝固而形成块，该块难以与稀释剂混合。因此，在图19所示的杯排液机构41A的储存空间43中设有用于将该块粉碎而与该块碰撞的碰撞构件85。碰撞构件85为起立的板状，设置在自轴部44到抗蚀剂液储存部42的内侧壁的整个范围内，并构成为在其面方向上具有多个孔的网。在形成涡流时，在俯视时块顺着该涡流在储存空间43中周向流动。然后，该块与该网碰撞而被粉碎，在微细化后通过网眼。如此微细化后的块与稀释剂混合并经由排液口47被自储存空间43排出。此外，在图19的杯排液机构41A中，在储存空间43的周向上的排液口47的位置以及稀释剂的流路46的位置与所述各例子不同，但与所述各例子同样地形成涡流。
所述碰撞构件85并不限于如图19那样以起立的方式设置，也可以是，如图20所示，沿横向扩展的方式设置在排液口47的下方。由于涡流如所述那样朝向上方去，因此，在抗蚀剂液的块被该涡流冲走而在储存空间43中朝向上方去时，该块会与碰撞构件85碰撞而被粉碎并微细化，从而与稀释剂混合而被自储存空间43排出。通过设置该图19、图20所示的那样的碰撞构件85，能够对抗蚀剂液和稀释剂更可靠地进行搅拌而使抗蚀剂液的粘度降低。
图21、22分别是杯排液机构41A的又一结构例的纵剖侧视图、横剖俯视图。在该杯排液机构41A中，不仅形成有稀释剂供给口45，而且还形成有稀释剂供给口86。稀释剂供给口86除了在储存空间43的周向上的开口位置与稀释剂供给口45不同之外，与稀释剂供给口45同样地构成。也就是说，稀释剂供给口86能够与稀释剂供给口45同样地向储存空间供给稀释剂而形成涡流。在图22中，利用箭头示出了自各稀释剂供给口45、86供给过来的稀释剂的流动，自稀释剂供给口45、86供给过来的稀释剂在储存空间43的周向上沿相同的方向流动而形成相同朝向的涡流。此外，利用图18说明的空气供给口81在例如俯视时与该供给口86同样地开口。
在图21中，附图标记87是与供给口86相连接的稀释剂的流路，同与稀释剂供给口45相连接的流路46同样地经由稀释剂供给管50与稀释剂供给机构40相连接。在例如自稀释剂供给口45喷射的稀释剂的流量成为较大的第1流量时，自供给口86喷射的稀释剂的流量也成为所述第1流量，从而在储存空间43内形成涡流。在例如来自稀释剂供给口45的稀释剂的供给量成为较小的第2流量时，来自供给口86的稀释剂的供给量也成为所述第2流量，从而涡流的形成停止。这样，通过形成多个能够形成涡流的稀释剂的供给口，能够提高所形成的涡流的流速，由此能够更可靠地对稀释剂和抗蚀剂液进行搅拌。
在杯排液机构41A中，所述稀释剂供给口86也可以如图23所示那样形成。在图23中，利用实线的箭头表示自稀释剂供给口45喷射的稀释剂的流动，利用点线的箭头表示自稀释剂供给口86喷射的稀释剂的流动，自稀释剂供给口45喷射的稀释剂和自稀释剂供给口86喷射的稀释剂在储存空间43的周向上沿彼此相反的朝向流动。在自稀释剂供给口45以能够形成涡流的流量喷射稀释剂时，不自稀释剂供给口86喷射稀释剂，相反地，在自稀释剂供给口86以能够形成涡流的流量喷射稀释剂时，不自稀释剂供给口45喷射稀释剂。也就是说，自稀释剂供给口45、86交替地供给稀释剂，从而形成彼此相反的朝向的涡流。更具体而言，在所述图13的时序图中的、作为杯排液机构41A中的涡流形成期间的时刻t7～t9期间，进行1次或多次的涡流的朝向切换。由此，在储存空间43中产生紊流，能够谋求提高稀释剂和抗蚀剂液的搅拌效果。
在图24中，示出了再一杯排液机构41A的结构例。在该例子中，起立的筒构件91以包围轴部44的方式绕轴部44的轴线旋转自如地设置。4个立板自该筒构件91呈放射状朝向储存空间43的周缘延伸而分别构成为叶片构件92。利用自稀释剂供给口45供给的稀释剂来推压叶片构件92，使叶片构件92沿储存空间43的周向旋转，从而在储存空间43内更可靠地形成涡流。由此，能够更可靠地对储存空间43内的稀释剂和抗蚀剂液进行搅拌。
在图25中，示出了再一个杯排液机构41A的结构例。在该例子中，在储存空间43内的周缘部设有板状构件93。板状构件93以包围轴部44且在储存空间43中自下方朝向上方去呈螺旋状的方式形成。此外，图25为纵剖视图，因此以剖切的方式示出了板状构件93的一部分。板状构件93用于在向储存空间43供给稀释剂时对稀释剂和稀释了的抗蚀剂液进行引导，从而更可靠地形成涡流。也就是说，板状构件93构成为与轴构件44一起限制储存空间43中的液体流动的限制构件，是为了谋取提高搅拌效果而设置的。
说明再一杯排液机构41A。以例如包围储存空间43的方式设有用于对该储存空间43进行加热的加热器，根据来自控制部100的控制信号来对向该加热器供给的电力进行控制。也就是说，该加热器的温度根据该控制信号而发生变化，将为了如此控制加热器的温度而对向该加热器供给的电力进行控制的控制信号称作温度控制信号。另外，根据自控制部100向稀释剂供给机构40输出的控制信号如例如所述各例子那样对来自稀释剂供给机构40的稀释剂的流量进行切换。将用于对该稀释剂的流量进行切换的控制信号称作稀释剂供给信号，以与稀释剂供给信号的输出同步的方式输出所述温度控制信号而对向所述加热器供给的电力进行控制。
更具体而言，控制部100输出稀释剂供给信号而将自稀释剂供给机构40供给的稀释剂的流量自100mL/分钟切换为400mL/分钟，且控制部100输出温度控制信号而使所述加热器的温度自规定的温度上升到例如80度。使自稀释剂供给机构40向储存空间43供给的稀释剂的温度为比作为加热器的温度的80度低的温度、例如为23度。然后，利用所述加热器对供给到储存空间43而进行旋转的稀释剂进行加热而使其温度上升到例如40度左右。通过使稀释剂的温度如此上升，在储存空间43中使抗蚀剂液相对于稀释剂的溶解速度变快，从而迅速地进行搅拌。然后，控制部100输出稀释剂供给信号而将自稀释剂供给机构40供给的稀释剂的流量自400mL/分钟切换为100mL/分钟，且控制部100输出温度控制信号而使所述加热器的温度降低至比80度低的规定的温度。也可以是，不是如此在储存空间43中加热稀释剂的结构，而是设为能够利用稀释剂供给机构40来加热稀释剂那样的结构，使向储存空间43供给的稀释剂的温度预先成为例如40度。
作为杯排液机构41A的结构例、处理例进行说明的所述各例子能够相互组合。另外，也能够将作为杯排液机构41A的结构进行说明的各例子应用于杯排液机构41B和喷嘴槽51。并且，说明了作为药液而向晶圆W供给抗蚀剂液的液处理装置，但药液并不限于抗蚀剂液。在向晶圆W供给例如绝缘膜形成用的聚酰亚胺等的情况下，由于药液的粘度比较高，因此本发明的结构也是有效的。另外，并不限于将本发明应用于对晶圆W进行处理的装置，也能够将本发明应用于其他半导体制造用的液处理装置。具体而言，例如在背景技术的项目中所说明的那样，也能够将本发明应用于对切断晶圆W而形成的芯片供给用于形成封装的药液的液处理装置。另外，若能够通过供给稀释液来将搅拌了的液体自储存空间43排出，则排液口47也可以不如所述那样在储存空间42的侧方开口，排液口47也可以例如自储存空间42朝向上方开口。
附图标记说明
1、抗蚀剂涂敷装置；1A、1B、处理部；1C、喷嘴机构；2、杯；4、排液系统；40、稀释剂供给机构；41A、41B、杯排液机构；42、抗蚀剂液储存部；43、43A、43B、储存空间；45、稀释剂供给口；47、排液口；51、喷嘴槽；61、排气排液罐。

Claims (6)

1.一种药液排出机构，其特征在于，具备：
储存部，其具备用于存储药液且俯视为圆形的储存空间；
稀释液供给口，其开口于所述储存空间，以便供给用于使所述药液的粘度降低的稀释液；
涡流形成部，其用于向所述储存空间供给流体而使该稀释液和药液形成涡流，以便对所述稀释液和所述药液进行搅拌；
排液口，其在该储存空间中的位于所述稀释液供给口的上方的部位沿横向开口，以便通过供给所述稀释液来使搅拌完成后的所述稀释液和药液流入到该排液口而自所述储存空间排出；以及
限制构件，其用于限制所述储存空间中的药液和稀释液的液体流动，
其中，所述限制构件具备轴构件，该轴构件设置在俯视的所述储存空间的中心部，并且沿着该储存空间的高度方向从该储存空间的底部伸出，
所述轴构件的上端设置在比所述排液口的下端高的位置。
2.根据权利要求1所述的药液排出机构，其特征在于，
所述涡流形成部包括沿俯视的所述储存空间的切线方向供给所述稀释液的所述稀释液供给口。
3.根据权利要求1或2所述的药液排出机构，其特征在于，
所述轴构件形成为随着趋向下方而逐渐扩展。
4.根据权利要求1或2所述的药液排出机构，其特征在于，
在纵截面看到的所述储存空间的宽度随着趋向该储存空间的底部而变窄。
5.根据权利要求1或2所述的药液排出机构，其特征在于，
用于向所述储存空间供给所述药液的药液供给口在所述轴构件的上方沿轴构件的伸长方向开口。
6.根据权利要求1或2所述的药液排出机构，其特征在于，
为了粉碎所述药液的成分凝固而形成的块，与该块相碰撞的碰撞构件被设置为包围所述轴构件并且在上下方向上划分所述储存空间，
在该碰撞构件中沿横向设置有多个用于使被稀释了的药液流通的沿上下方向开口的贯通孔。
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