JP2003181364A - 塗布処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 塗布液の廃棄量を低減する塗布処理装置を提
供する。 【解決手段】 半導体ウエハＷに層間絶縁膜を形成する
ＳＯＤシステムは、ウエハＷに塗布液を塗布する塗布液
吐出ノズル８１を有する塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１
１と、塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１に塗布液を供給
する塗布液供給装置９５を具備する。塗布液供給装置９
５は、塗布液が充填されフィルタ８を内蔵したキャップ
９が取り付けられた容器１０と、容器１０を着脱可能に
保持する保持台３１と、フィルタ８を通して容器１０に
充填された塗布液を吸液する第１ポンプ３２と、第１ポ
ンプ３２から塗布液を吸液して、この塗布液を塗布液吐
出ノズル８１へ送る第２ポンプ３３と、第１ポンプ３２
および第２ポンプ３３に存在する気泡を多く含む一部の
塗布液を容器１０へ戻す循環用配管４４・４５を有す
る。容器１０を第１ポンプ３２に近接配置し、気泡を多
く含む塗布液を容器１０へ戻す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、半導体ウ
エハ等の基板に層間絶縁膜やフォトレジスト膜等の膜を
形成するために用いられる塗布処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造工程において層間
絶縁膜等の誘電体膜を形成する方法として、ＳＯＤ（sp
in on dielectric）システムを用いて、半導体ウエハに
塗布液を塗布して塗布膜を形成した後に加熱等の物理的
処理を施す方法が知られている。ここで、塗布膜の形成
方法としては、一般的に、停止または回転する半導体ウ
エハの略中心に塗布液を塗布し、その後に半導体ウエハ
を所定の回転数で回転させることによって塗布液を半導
体ウエハ全体に拡げる方法（スピンコート）が用いられ
ている。

【０００３】半導体ウエハに塗布液を吐出する塗布液供
給装置としては、塗布液が充填された１リットルボトル
等の容器から塗布液をポンプを用いて吸液し、続いてポ
ンプが吸液した塗布液に含まれる気泡を除去し、次に気
泡が除去された塗布液を塗布液吐出ノズルへ送り、最後
に塗布液吐出ノズルから一定量の塗布液を半導体ウエハ
に吐出する装置が用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の塗布液供給装置においては、塗布液が充填さ
れた容器を置く場所が、容器から塗布液を吸液するポン
プから離れているために、容器とポンプとの間の配管長
が長くなっていた。これにより、例えば、塗布液が充填
された容器を交換する際に、この配管内に残っている多
量の塗布液を廃棄しなければならず、また新しい塗布液
のインストールに時間が掛かるという問題が生じてい
る。さらに塗布液から気泡を抜く処理は、気泡と一緒に
所定量の塗布液を、気泡を含まない塗布液から分離して
廃棄することによって行われている。ＳＯＤ材料は一般
的に高価であるために、このような塗布液の廃棄量を低
減して生産コストを低減することが求められている。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、塗布液が充填された容器とこの容器から
塗布液を吸液するポンプとの配管長の短い塗布処理装置
を提供することを目的とする。また、本発明は、塗布液
の廃棄量を低減することができる塗布処理装置を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明によれ
ば、基板に塗布液を塗布して塗布膜を形成する塗布処理
装置であって、基板に塗布液を塗布する塗布処理部と、
前記塗布処理部に前記塗布液を供給する塗布液供給装置
と、を具備し、前記塗布処理部は、前記基板に前記塗布
液を吐出する塗布液吐出ノズルを有し、前記塗布液供給
装置は、前記塗布液が充填され、フィルタを内蔵したキ
ャップが取り付けられ、前記キャップが下側に位置する
ように保持される塗布液容器と、前記塗布液容器を着脱
可能に保持する容器保持機構と、前記容器に充填された
塗布液を前記フィルタを通して吸液し、この吸液された
塗布液を前記塗布液吐出ノズルへ送るポンプと、を有
し、前記容器保持機構は前記ポンプに近接した位置で前
記容器を保持することを特徴とする塗布処理装置、が提
供される。

【０００７】また本発明によれば、基板に塗布液を塗布
して塗布膜を形成する塗布処理装置であって、基板に塗
布液を塗布する塗布処理部と、前記塗布処理部に前記塗
布液を供給する塗布液供給装置と、を具備し、前記塗布
処理部は、前記基板に前記塗布液を吐出する塗布液吐出
ノズルを有し、前記塗布液供給装置は、前記塗布液が充
填され、フィルタを内蔵したキャップが取り付けられ、
前記キャップが下側に位置するように保持される塗布液
容器と、前記塗布液容器を着脱可能に保持する容器保持
機構と、前記フィルタを通して前記容器に充填された塗
布液を吸液する第１のポンプと、前記第１のポンプに送
られた塗布液を吸液し、この吸液した塗布液を前記塗布
液吐出ノズルへ送る第２のポンプと、前記第１のポンプ
および前記第２のポンプに存在する気泡を含む一部の塗
布液を前記容器へ戻す循環機構と、を有し、前記容器保
持機構は前記容器を前記ポンプに近接した位置で保持す
ることを特徴とする塗布処理装置、が提供される。

【０００８】このような塗布処理装置によれば、塗布液
が充填され、フィルタを内蔵したキャップが取り付けら
れた容器を、キャップが下側となるように逆さにして、
この容器から塗布液を吸液するポンプに近接して保持す
ることができる。これにより容器とポンプとの間の配管
長を短くすることができるために、塗布液が充填された
容器を交換する際にこの配管内に残っている塗布液の量
を低減し、塗布液の廃棄量を低減することができる。ま
た新しい塗布液のインストールを短時間で行うことが可
能となる。さらに本発明の塗布処理装置においては、容
器から吸液した塗布液に含まれる気泡を廃棄せずに容器
に戻す構造を採用している。これにより廃棄する塗布液
の量が低減されて、塗布液が有効に利用される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明について図面を参照
しながら具体的に説明する。ここでは本発明の塗布処理
装置をＳＯＤシステムに搭載されている塗布処理ユニッ
トに適用し、この塗布処理ユニットを用いて半導体ウエ
ハに層間絶縁膜を形成する場合について説明することと
する。

【００１０】図１は上記ＳＯＤシステムの平面図であ
り、図２は図１に示したＳＯＤシステムの側面図であ
り、図３は図１に示したＳＯＤシステム内に装着された
処理ユニット群の側面図である。

【００１１】このＳＯＤシステムは、大略的に、処理部
１と、サイドキャビネット２と、キャリアステーション
（ＣＳＢ）３とを有している。処理部１には、図１およ
び図２に示すように、手前側上部に塗布処理ユニット
（ＳＣＴ）１１・１２が設けられている。また塗布処理
ユニット（ＳＣＴ）１１・１２の下方には塗布処理ユニ
ット（ＳＣＴ）１１・１２で用いられる塗布液（薬液）
やこの塗布液を塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１・１２
へ送るためのポンプ等を内蔵したケミカルユニット１３
・１４が設けられている。

【００１２】処理部１の中央部には、図１および図３に
示すように、複数の処理ユニットを多段に積層してなる
処理ユニット群１６・１７が設けられ、これらの間に、
昇降して半導体ウエハ（ウエハ）Ｗを搬送するためのウ
エハ搬送機構１８が設けられている。

【００１３】ウエハ搬送機構１８は、Ｚ方向に延在し、
垂直壁５１ａ・５１ｂおよびこれらの間の側面開口部５
１ｃを有する筒状支持体５１と、その内側に筒状支持体
５１に沿ってＺ方向に昇降自在に設けられたウエハ搬送
体５２とを有している。筒状支持体５１はモータ５３の
回転駆動力によって回転可能となっており、それに伴っ
てウエハ搬送体５２も一体的に回転されるようになって
いる。

【００１４】ウエハ搬送体５２は、搬送基台５４と、搬
送基台５４に沿って前後に移動可能な３本のウエハ搬送
アーム５５・５６・５７とを備えており、ウエハ搬送ア
ーム５５〜５７は、筒状支持体５１の側面開口部５１ｃ
を通過可能な大きさを有している。これらウエハ搬送ア
ーム５５〜５７は、搬送基台５４内に内蔵されたモータ
およびベルト機構によりそれぞれ独立して進退移動する
ことが可能となっている。ウエハ搬送体５２は、モータ
５８によってベルト５９を駆動させることにより昇降す
るようになっている。なお、符号４０は駆動プーリー、
４１は従動プーリーである。

【００１５】左側の処理ユニット群１６は、図３に示す
ように、その上側から順に低温用のホットプレートユニ
ット（ＬＨＰ）１９と、２個の硬化（キュア）処理ユニ
ット（ＤＬＣ）２０と、２個のエージングユニット（Ｄ
ＡＣ）２１とが積層されて構成されている。また右側の
処理ユニット群１７は、その上から順に２個のベーク処
理ユニット（ＤＬＢ）２２と、低温用のホットプレート
ユニット（ＬＨＰ）２３と、２個のクーリングプレート
ユニット（ＣＰＬ）２４と、受渡ユニット（ＴＲＳ）２
５と、クーリングプレートユニット（ＣＰＬ）２６とが
積層されて構成されている。なお、受渡ユニット（ＴＲ
Ｓ）２５は、クーリングプレートの機能を兼ね備えるこ
とが可能である。また、ベーク処理ユニット（ＤＬＢ）
２２に代えて高温用のホットプレートユニット（ＯＨ
Ｐ）を設けることができる。

【００１６】サイドキャビネット２は、バブラー（Ｂｕ
ｂ）２７と各ユニットから排出される排気ガスの洗浄の
ためのトラップ（ＴＲＡＰ）２８とを有している。また
バブラー（Ｂｕｂ）２７の下方には、電力供給源（図示
せず）と、アドヒージョンプロモータや純水、アンモニ
ア（ＮＨ_３）ガス等を貯留するための薬液室（図示せ
ず）と、ＳＯＤシステムにおいて使用された処理液の廃
液を排出するためのドレイン２９とが設けられている。

【００１７】上記のように構成されたＳＯＤシステムに
おいて、例えば、ゾル−ゲル法によりウエハＷに層間絶
縁膜を形成する場合には、一般的には、ウエハＷを、ク
ーリングプレートユニット（ＣＰＬ）２４・２６、塗布
処理ユニット（ＳＣＴ）１１・１２、エージングユニッ
ト（ＤＡＣ）２１、ベーク処理ユニット（ＤＬＢ）２２
（または高温用のホットプレートユニット（ＯＨＰ））
の順序で搬送し、処理する。なお、エージングユニット
（ＤＡＣ）２１とベーク処理ユニット（ＤＬＢ）２２
（または高温用のホットプレートユニット（ＯＨＰ））
との間に、低温用のホットプレートユニット（ＬＨＰ）
１９・２３における処理を行ってもよい。

【００１８】またシルク法およびスピードフィルム法に
よりウエハＷに層間絶縁膜を形成する場合には、一般的
には、ウエハＷを、クーリングプレートユニット（ＣＰ
Ｌ）２４・２６、塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１２（ア
ドヒージョンプロモータの塗布）、低温用のホットプレ
ートユニット（ＬＨＰ）１９・２３、塗布処理ユニット
（ＳＣＴ）１１（本薬液の塗布）、低温用のホットプレ
ートユニット（ＬＨＰ）１９・２３、ベーク処理ユニッ
ト（ＤＬＢ）２２（または高温用のホットプレートユニ
ット（ＯＨＰ））、硬化処理ユニット（ＤＬＣ）２０の
順序で搬送し、処理する。

【００１９】さらにフォックス法によりウエハＷに層間
絶縁膜を形成する場合には、一般的には、ウエハＷを、
クーリングプレートユニット（ＣＰＬ）２４・２６、塗
布処理ユニット（ＳＣＴ）１１・１２、低温用のホット
プレートユニット（ＬＨＰ）１９・２３、ベーク処理ユ
ニット（ＤＬＢ）２２（または高温用のホットプレート
ユニット（ＯＨＰ））、硬化処理ユニット（ＤＬＣ）２
０の順序で搬送し、処理する。

【００２０】上述した各種の方法においてＬｏｗ−ｋ材
料の層間絶縁膜を形成する場合には、ウエハＷは、塗布
処理ユニット（ＳＣＴ）１１（または１２）で薬液が塗
布されて塗布膜が形成された後にエージングユニット
（ＤＡＣ）２１へ搬送されて処理され、次いで低温用の
ホットプレートユニット（ＬＨＰ）１９・２３、ベーク
処理ユニット（ＤＬＢ）２２（または高温用のホットプ
レートユニット（ＯＨＰ））、硬化処理ユニット（ＤＬ
Ｃ）２０の順序で搬送され、処理される。なお、これら
各種の方法によって形成される層間絶縁膜の材質には制
限はなく、有機系、無機系およびハイブリッド系の各種
材料を用いることが可能である。

【００２１】次に、上述した塗布処理ユニット（ＳＣ
Ｔ）１１・１２について説明する。塗布処理ユニット
（ＳＣＴ）１１・１２は同等の構造を有することから、
ここでは塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１を例に説明す
る。図４は塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１の全体構成
を示す概略断面図であり、図５はその概略平面図であ
る。

【００２２】塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１の中央部
には環状のコータカップ（ＣＰ）が配置され、コータカ
ップ（ＣＰ）の内側にはスピンチャック７１が配置され
ている。スピンチャック７１は真空吸着によってウエハ
Ｗを固定保持した状態で駆動モータ７２によって回転駆
動される。コータカップ（ＣＰ）の底部にはドレイン７
３が設けられており、不要な塗布液や、塗布液の塗布後
にウエハＷの裏面に吐出してバックリンスを行うリンス
液がここから排出される。

【００２３】駆動モータ７２は、ユニット底板７４に設
けられた開口７４ａに昇降移動可能に配置され、例えば
アルミニウムからなるキャップ状のフランジ部材７５を
介して例えばエアシリンダからなる昇降駆動機構７６お
よび昇降ガイド７７と結合されている。駆動モータ７２
の側面には、例えばＳＵＳからなる筒状の冷却ジャケッ
ト７８が取り付けられ、フランジ部材７５はこの冷却ジ
ャケット７８の上半部を覆うように取り付けられてい
る。

【００２４】塗布液の塗布時には、フランジ部材７５の
下端７５ａは開口７４ａの外周付近でユニット底板７４
に密着し、これによってユニット内部が密閉される。ス
ピンチャック７１とウエハ搬送機構１８のウエハ搬送ア
ーム５５〜５７のいずれかとの間でウエハＷの受け渡し
が行われるときは、昇降駆動機構７６が駆動モータ７２
およびスピンチャック７１を上方へ持ち上げることでフ
ランジ部材７５の下端がユニット底板７４から浮くよう
になっている。

【００２５】塗布液をウエハＷの表面に吐出する塗布液
吐出ノズル８１は、スキャンアーム８２の先端部にノズ
ル保持体８３を介して着脱可能に取り付けられ、塗布液
吐出ノズル８１には、塗布液供給装置９５から塗布液が
供給されるようになっている。なお、塗布液供給装置９
５については後に詳細に説明する。

【００２６】スキャンアーム８２は、ユニット底板７４
の上に一方向（Ｙ方向）に敷設されたガイドレール８４
上で水平移動可能な垂直支持部材８５の上端部に取り付
けられており、Ｙ軸駆動機構９６によって垂直支持部材
８５と一体にＹ方向に移動するようになっている。ま
た、塗布液吐出ノズル８１は、Ｚ軸駆動機構９７によっ
て上下方向（Ｚ方向）に移動可能となっている。スキャ
ンアーム８２は、塗布液吐出ノズル待機部９８で塗布液
吐出ノズル８１を選択的に取り付けるためにＹ方向と直
角なＸ方向にも移動可能であり、図示しないＸ方向駆動
機構によってＸ方向にも移動するようになっている。

【００２７】塗布液吐出ノズル待機部９８において、塗
布液吐出ノズル８１の吐出口８６は溶剤雰囲気室の口９
８ａに挿入され、その中で溶剤の雰囲気に晒される。こ
れにより塗布液吐出ノズル８１の先端の塗布液の固化ま
たは劣化が抑制されるようになっている。また、塗布液
吐出ノズル待機部９８には複数本の塗布液吐出ノズル８
１が設けられており、例えば塗布液の種類に応じてそれ
らのノズルが使い分けできるようになっている。

【００２８】ガイドレール８４上には、スキャンアーム
８２を支持する垂直支持部材８５だけでなく、リンスノ
ズルスキャンアーム１２１を支持しＹ方向に移動可能な
垂直支持部材１２４も設けられている。このリンスノズ
ルスキャンアーム１２１の先端部には、ウエハＷの表面
周辺部や側縁部にリンス液を吐出して塗布液を溶解除
去、洗浄するサイドリンス用のリンスノズル１２２が取
り付けられている。

【００２９】Ｙ軸駆動機構９６によってリンスノズルス
キャンアーム１２１およびリンスノズル１２２は、コー
タカップ（ＣＰ）の側方に設定されたリンスノズル待機
位置（実線の位置）とスピンチャック７１に設置されて
いるウエハＷの周辺部の真上に設定されたリンス液（洗
浄液）吐出位置（点線の位置）との間で並進または直線
移動するようになっている。また、スピンチャック７１
の下方周辺位置には、バックリンス用のリンスノズル１
２３が配設されており、ウエハＷの裏面に向かってリン
ス液を吐出させ、ウエハＷの裏面洗浄が可能となるよう
に構成されている。リンス液（洗浄液）としては、塗布
液に含まれる揮発性溶剤、例えばシンナー等が好適に用
いられる。

【００３０】塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１の駆動系
の運転は、制御部９０によって制御される。すなわち、
駆動モータ７２、Ｙ軸駆動機構９６、Ｚ軸駆動機構９
７、塗布液供給装置９５、図示しないリンス液供給部等
は、制御部９０の指令により駆動、制御される。

【００３１】次に、シルク法およびスピードフィルム法
により層間絶縁膜を形成する工程について説明する。キ
ャリアステーション（ＣＳＢ）３から受渡ユニット（Ｔ
ＲＳ）２５に搬送されたウエハＷは、ウエハ搬送機構１
８によってクーリングプレート（ＣＰＬ）２４・２６に
搬送されて冷却される。こうして、塗布前のウエハＷの
温度を一定とすることによって、形成される塗布膜の膜
厚および膜質の均質化を図ることができる。次いで、ウ
エハＷは塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１に搬送され
て、そこで塗布液がスピンコートにより塗布される。

【００３２】この塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１にお
ける塗布液のスピンコートについてより詳細に説明す
る。ウエハ搬送機構１８のウエハ搬送アーム５５〜５７
のいずれかによって塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１内
のコータカップ（ＣＰ）の真上までウエハＷが搬送され
ると、そのウエハＷは、例えば、エアシリンダからなる
昇降駆動機構７６および昇降ガイド７７によって上昇し
てきたスピンチャック７１によって真空吸着される。ウ
エハ搬送機構１８はウエハＷがスピンチャック７１に真
空吸着せしめた後、用いたウエハ搬送アーム５５〜５７
のいずれかを塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１内から引
き戻し、こうして塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１への
ウエハＷの受け渡しを終える。

【００３３】次いで、スピンチャック７１はウエハＷが
コータカップ（ＣＰ）内の所定位置に来るまで降下し、
駆動モータ７２によってスピンチャック７１の回転駆動
が開始される。その後、塗布液吐出ノズル待機部９８に
退避していたノズル保持体８３の移動が開始される。こ
のノズル保持体８３の移動はＹ方向に沿って行われ、ノ
ズル保持体８３は、塗布液吐出ノズル８１の吐出口８６
がウエハＷの中心上に到達するまでＹ方向に移動され
る。

【００３４】次いで、塗布液供給装置９５から塗布液吐
出ノズル８１に一定量の塗布液が送られ、この塗布液が
塗布液吐出ノズル８１から回転するウエハＷの表面の略
中心に向けて吐出される。塗布液供給装置９５から塗布
液吐出ノズル８１への塗布液の送液の形態については、
後に詳細に説明する。ウエハＷに吐出された塗布液は、
遠心力によってウエハＷの中心から周辺に向けて拡が
り、こうしてウエハＷ上に塗布膜が形成される。

【００３５】塗布液の吐出終了後には、ウエハＷの回転
速度を変化させる等して膜厚の調整を行うことも好まし
い。ウエハＷに吐出された塗布液のうち余分な量はウエ
ハＷの外周から振り切られる。その後、塗布液吐出ノズ
ル８１を塗布液吐出ノズル待機部９８へ収容するように
Ｙ方向へ移動させる。続いて、必要に応じてリンスノズ
ル１２３から洗浄液を所定の回転数で回転するウエハＷ
の背面に向けて吐出してバックリンス処理を施し、リン
スノズル１２２からウエハＷの側縁部に洗浄液を吐出し
てサイドリンス処理を施す。このようなバックリンス処
理やサイドリンス処理には、塗布液の溶剤成分のいずれ
かを用いることができる。

【００３６】所定時間の回転処理を行ってウエハＷに吐
出されたリンス液を振り切った後、ウエハＷの回転を停
止する。このようにして塗布液の塗布処理工程が終了し
たウエハＷは、先に搬送アーム５５〜５７のいずれかか
らスピンチャック７１にウエハＷを受け渡したときと逆
の手順により、搬送アーム５５〜５７のいずれかを用い
て塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１から搬出され、低温
用のホットプレート（ＬＨＰ）１９・２３に搬入され
る。ウエハＷはそこで適宜熱処理され、例えば、塗布膜
に含まれ比較的低温で蒸発する成分、例えば、水分の除
去が行われる。

【００３７】次いで、ウエハＷは、使用された塗布液に
含まれる溶剤等に応じて、ベーク処理ユニット（ＤＬ
Ｂ）２２による加熱処理を経た後に硬化処理ユニット
（ＤＬＣ）２０に搬送されて硬化処理が施され、または
直接に硬化処理ユニット（ＤＬＣ）２０に搬送されて硬
化処理が施される。

【００３８】ベーク処理ユニット（ＤＬＢ）２２におい
ては、低温用のホットプレート（ＬＨＰ）１９・２３に
おける処理温度よりも高い温度であって、かつ、後の硬
化処理ユニット（ＤＬＣ）２０における処理温度よりも
低い温度で加熱処理が行われる。これにより低温用のホ
ットプレート（ＬＨＰ）１９・２３における加熱処理で
は除去できなかった塗布液に含まれる溶剤成分等の蒸発
・昇華等による除去が行われる。また、硬化処理ユニッ
ト（ＤＬＣ）２０においては、ウエハＷには、ベーク処
理ユニット（ＤＬＢ）２２よりもさらに高温での熱処理
と、その後の冷却処理が施される。これにより塗布液の
塗布膜の硬化処理が行われ、ウエハＷに層間絶縁膜が形
成される。

【００３９】硬化処理ユニット（ＤＬＣ）２０において
冷却処理が終了したウエハＷは、ウエハ搬送機構１８の
搬送アーム５５〜５７のいずれかを用いて硬化処理ユニ
ット（ＤＬＣ）２０から搬出され、受渡ユニット（ＴＲ
Ｓ）２５を介してキャリアステーション（ＣＳＢ）３に
戻される。

【００４０】次に上述した塗布処理ユニット（ＳＣＴ）
１１に設けられた塗布液吐出ノズル８１へ塗布液を供給
する塗布液供給装置９５について説明する。塗布液供給
装置９５は、塗布液供給装置９５と塗布液吐出ノズル８
１との間の配管長を短くするために、塗布処理ユニット
（ＳＣＴ）１１の下段に位置するケミカルユニット１３
に設けられている。

【００４１】図６は塗布液供給装置９５の概略構成を示
す説明図である。塗布液供給装置９５は、塗布液が充填
され、フィルタ８を内蔵したキャップ９が取り付けられ
た容器１０を保持する保持台３１と、フィルタ８を通し
て容器１０に充填された塗布液を吸液する第１ポンプ３
２と、第１ポンプ３２に送られた塗布液を吸液し、この
吸液した塗布液を塗布液吐出ノズル８１へ送る第２ポン
プ３３と、第１ポンプ３２および第２ポンプ３３に存在
する気泡を含む一部の塗布液を容器１０へ戻す循環用配
管４４・４５とを有する。

【００４２】保持台３１はキャップ９が下側に位置する
ように容器１０を保持する。保持台３１には重量センサ
４８が取り付けられており、容器１０に残っている塗布
液の量を計測することができるようになっている。例え
ば、容器１０に充填された塗布液の重量が分かっている
場合には、容器１０を保持台３１に取り付けた際に、重
量センサ４８の指示値を塗布液の重量に合わせておけ
ば、容器１０に残っている塗布液の重量をリアルタイム
に知ることができる。なお、塗布液の量を計測する手段
として、重量センサに代えて静電容量センサを用いても
よい。

【００４３】容器１０から気泡のみが第１ポンプ３２へ
送られることを防止するために、重量センサ４８には警
報装置４９を設けることが好ましい。ここで容器１０内
の塗布液の残量に応じて、警報装置４９から多段階に警
報を発することも好ましい。例えば、塗布液を７０％使
用した時点で一度警報を出し、塗布液の９０％を使用し
た時点で二度目の警報を発し、塗布液の９５％を使用し
た時点で塗布液供給装置９５の稼働を停止するように設
定することができる。

【００４４】キャップ９は未使用の容器１０を密閉して
いる栓に代えて取り付けられる。キャップ９に内蔵され
ているフィルタ８は、塗布液を濾過してパーティクル等
の固形物や不純物等を除去する。キャップ９にはワンタ
ッチ継ぎ手３７の一方、例えば雄口が取り付けられてお
り、第１ポンプ３２が容器１０から吸液を行うための配
管４２の一端には、このワンタッチ継ぎ手３７の雌口が
設けられている。このワンタッチ継ぎ手３７によって、
配管４２をキャップ９に容易に着脱することができるよ
うになっている。

【００４５】配管４２は樹脂チューブ等のフレキシブル
な管材が用いられる。これによりワンタッチ継ぎ手３７
による配管４２のキャップ９に対する着脱は、容器１０
内の塗布液がこぼれないように、キャップ９を上に向け
て行うことができるようになっている。

【００４６】配管４２の途中には配管４２の流路を開閉
する第１バルブ６１が設けられている。第１バルブ６１
を開いた状態で第１ポンプ３２を運転させることによ
り、容器１０に充填された塗布液が配管４２を通って第
１ポンプ３２へ送られる。このとき容器１０の内部圧力
が減少することを防止するために、容器１０の内部圧力
が外気圧力とほぼ同等となるように、キャップ９を通し
て容器１０の上部に窒素ガス（Ｎ_２）を供給することが
できるようになっている。なお、この窒素ガスは塗布液
の液面よりも上側に供給されることが好ましい。

【００４７】第１ポンプ３２に送られた塗布液は、第１
ポンプ３２と第２ポンプ３３との間に設けられた配管４
３を通して第２ポンプ３３へ送られる。この送液を円滑
に行うために、第１ポンプ３２はその内部圧力を大気圧
に開放するための図示しないリークバルブを有してい
る。配管４３の途中には配管４３の流路を開閉する第２
バルブ６２が設けられている。第１ポンプ３２に送られ
た塗布液に含まれる気泡は、自然に第１ポンプ３２の上
部へ移動するために、第１ポンプ３２の底部近傍にある
気泡含有量の少ない塗布液が第２ポンプ３３へ送られ
る。

【００４８】第１ポンプ３２に送られた塗布液のうち気
泡を多く含む部分は、第２ポンプ３３と容器１０とをつ
なぐ循環用配管４４に連結された循環用配管４５を通し
て、第１ポンプ３２から容器１０へ戻される。このよう
に第１ポンプ３２は、容器１０からの吸液を行うのみな
らず、第１ポンプ３２内の一部の塗布液を排出し、送液
することができる。循環用配管４５の途中には循環用配
管４５の流路を開閉する第４バルブ６４が設けられてい
る。

【００４９】第２ポンプ３３に送られた塗布液にもわず
かに気泡が含まれることが予想され、この気泡は自然に
第２ポンプ３３の上部へ移動する。このために第２ポン
プ３３に送られた塗布液のうち気泡を多く含む上の部分
は、第２ポンプ３３と容器１０とをつなぐ循環用配管４
４を通して、第２ポンプ３３から容器１０へ戻される。
第２ポンプ３３は、第１ポンプ３２からの吸液を行うの
みならず、第２ポンプ３３内の一部の塗布液を排出する
ことができる。

【００５０】循環用配管４４の途中（循環用配管４５と
の連結部よりも第２ポンプ３３側）には、循環用配管４
４の流路を開閉する第５バルブ６５が設けられている。
また、循環用配管４４はワンタッチ継ぎ手３８によりキ
ャップ９と着脱容易である。ワンタッチ継ぎ手３８によ
る循環用配管４４のキャップ９に対する着脱は、容器１
０内の塗布液がこぼれないように、キャップ９を上に向
けて行う必要がある。このために、循環用配管４４には
配管４２と同様に樹脂チューブ等のフレキシブルな管材
が用いられる。

【００５１】第２ポンプ３３の底部近傍にある殆ど気泡
を含まない塗布液は、第２ポンプ３３と塗布液吐出ノズ
ル８１との間に設けられた配管４６を通して、第２ポン
プ３３から塗布液吐出ノズル８１へと送られる。この送
液を円滑に行うために、第２ポンプ３３はその内部圧力
を大気圧に開放する図示しないリークバルブを有してい
る。配管４６の途中には第３バルブ６３が設けられてい
る。

【００５２】このような構成を有する塗布液供給装置９
５においては、容器１０を第１ポンプ３２に近接した位
置で保持することが可能であり、これにより配管４２の
長さを短くすることが可能となる。配管４２の長さを短
くすることによって、容器１０を交換する際に配管４２
内に残っている塗布液の量を低減し、塗布液の廃棄量を
低減することができる。また、配管４２内で発生するパ
ーティクルの量を低減することができる。さらに容器１
０を交換した際の新しい塗布液のインストールを短時間
で行うことができる。

【００５３】続いて上述した塗布液供給装置９５の使用
形態について説明する。塗布液が充填された新品の容器
１０は、通常は厳重に封がされているために、この封止
栓を取り外し、フィルタ８を内蔵したキャップ９を容器
１０に取り付ける。次に、ワンタッチ継ぎ手３７により
キャップ９に配管４２を接続し、またワンタッチ継ぎ手
３８によりキャップ９に循環用配管４４を接続する。こ
うして配管４２と循環用配管４４が接続された容器１０
を逆さにして保持台３１に保持させる。この容器１０の
取り付けは、ＳＯＤシステムの側面から行うことができ
る。続いて重量センサ４８の指示値を調整し、容器１０
に充填された塗布液が一定量使用されたときに、警報装
置４９から警報が発せられるようにする。

【００５４】次に、第１バルブ６１を開き、第２バルブ
６２と第４バルブ６４を閉じて、第１ポンプ３２を運転
させる。これにより第１ポンプ３２は容器１０から一定
量の塗布液を吸液する。このとき窒素ガスを容器１０内
に一定量送り込んで容器１０内の圧力を調整する。一定
量の塗布液が第１ポンプ３２に充填されたら、第１バル
ブ６１を閉じて第４バルブ６４を開き、第１ポンプ３２
の上部から気泡を多く含む一定量の塗布液を容器１０へ
戻す。このとき容器１０内の圧力が極端に高くならない
ようにする。

【００５５】第１ポンプ３２の気泡抜きが終了したら、
第４バルブ６４を閉じて第２バルブ６２を開き、第３バ
ルブ６３と第５バルブ６５を閉じた状態として、第２ポ
ンプ３３を運転させる。これにより第２ポンプ３３は第
１ポンプ３２内の塗布液を吸液する。このとき第１ポン
プ３２の内部を大気圧に開放した状態としておくと、第
２ポンプ３３による吸液を円滑に行うことができる。一
定量の塗布液が第２ポンプ３３に充填されたら、第２バ
ルブ６２を閉じて第５バルブ６５を開き、第２ポンプ３
３の上部から気泡を多く含む一定量の塗布液を容器１０
へ戻す。このときも容器１０内の圧力が極端に高くなら
ないようにする。

【００５６】このように塗布液供給装置９５において
は、容器１０から吸液した塗布液に含まれる気泡を多く
含む塗布液は廃棄されずに容器１０へ戻される。これに
より廃棄する塗布液の量が低減され、塗布液が有効に利
用される。

【００５７】第５バルブ６５を閉じた後に、一度、第２
ポンプ３３内の圧力を大気圧に開放し、次に第３バルブ
６３を開いて、第２ポンプ３３を運転し、決められた一
定量の塗布液を塗布液吐出ノズル８１へ送る。これによ
り塗布液吐出ノズル８１からウエハＷに向けて塗布液が
吐出される。

【００５８】常に一定量の塗布液が第２ポンプ３３に存
在するように、このような一連の処理を警報装置４９に
よって警報が発せられるまで行う。警報装置４９により
容器１０の交換の警報が発せられたら、この警報を解除
して塗布液供給装置９５の運転を停止させる。保持台３
１から容器１０を取り外し、配管４２や循環用配管４４
から塗布液がこぼれないようにしてワンタッチ継ぎ手３
７・３８を分離して、キャップ９から配管４２と循環用
配管４４を取り外す。引き続いて新しい容器１０を塗布
液供給装置９５に取り付ける場合には、先に説明した手
順にしたがって操作を行えばよい。

【００５９】以上、本発明の実施の形態について説明し
てきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるもので
はない。例えば、図７にキャップ９の別の実施形態であ
るキャップ９´の概略断面図を示す。ここで、図７にお
いてはキャップ９´は容器１０に取り付けた状態で示さ
れている。

【００６０】キャップ９´には、隔壁板６７によって隔
離されたフィルタ８ａ・８ｂが設けられている。また、
ワンタッチ継ぎ手３７はフィルタ８ａ側に設けられ、ワ
ンタッチ継ぎ手３８がフィルタ８ｂ側に設けられてい
る。隔壁板６７は容器１０の内部を２つの領域に完全に
隔離するものではない。このために容器１０内の塗布液
の水面の高さが隔壁板６７の先端よりも低い位置となっ
た場合でも、フィルタ８ａ側とフィルタ８ｂ側とでは塗
布液の水位は常に同じ高さとなる。

【００６１】キャップ９´を用いた場合には、容器１０
に充填された気泡を殆ど含まない塗布液はフィルタ８ａ
を通って配管４２へ流れ、一方、第１ポンプ３２と第２
ポンプ３３から戻された気泡を多く含む塗布液は循環用
配管４４からフィルタ８ｂを通って容器１０に戻され
る。このとき容器１０に戻された塗布液に含まれる気泡
はフィルタ８ａ側へ巻き込まれることなく、確実に容器
１０の上部へ上昇する。これにより第１ポンプ３２へ気
泡が送られないようにすることができるため、第１ポン
プ３２から容器１０へ戻す気泡を多く含む塗布液の量を
低減することができる。

【００６２】なお、フィルタ８ｂを設けない構造とする
こともできるが、この場合には容器１０の内部が汚れや
すくなる。したがって、フィルタ８ｂを設けることによ
って容器１０内を清浄な状態に保持することが好まし
い。また、キャップ９´に直接にワンタッチ継ぎ手３７
・３８の一方（例えば雄口）を取り付けた形態を示した
が、例えば、キャップ９´とワンタッチ継ぎ手３７・３
８の一方との間に短い配管を設けてもよい。この短い配
管としては、ワンタッチ継ぎ手３７・３８の着脱を容易
に行うことができるように、フレキシブルなチューブを
用いることが好ましい。勿論、キャップ９についても、
キャップ９とワンタッチ継ぎ手３７・３８の一方との間
に短い配管を設けることができる。

【００６３】上記実施の形態においては、塗布液供給装
置９５に２台のポンプ（第１ポンプ３２と第２ポンプ３
３）を用いたが、塗布液供給装置９５を１台のポンプで
運転させることもできれば、３台以上のポンプを設けて
運転することも可能である。また、本発明を層間絶縁膜
を形成する塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１・１２と塗
布処理ユニット（ＳＣＴ）１１・１２へ塗布液を供給す
る塗布液供給装置９５に適用した場合について説明した
が、本発明は、例えば、基板にレジスト膜を形成するた
めに用いられる塗布処理ユニットとこの塗布処理ユニッ
トにレジスト液を供給するレジスト液供給機構や、塗布
処理ユニットにシンナー等の塗布液の溶剤を供給する溶
剤供給機構に対して適用することも可能である。また、
処理される基板として半導体ウエハを取り上げたが、基
板は、ＬＣＤ基板やセラミックス基板等の他の基板であ
っても構わない。

【００６４】

【発明の効果】上述の通り、本発明によれば、塗布液が
充填され、フィルタを内蔵したキャップが取り付けられ
た容器を、キャップが下側となるようにして、塗布液を
吸液するポンプに近接して着脱可能に保持することがで
きるために、容器とポンプとの間の配管長を短くするこ
とが可能である。これにより塗布液が充填された容器を
交換する際にこの配管内に残っている塗布液の量を低減
し、塗布液の廃棄量を低減することができる。また、配
管内で発生するパーティクルの量を低減して、形成され
る塗布膜の品質を高く保持することが可能となる。さら
に新しい塗布液のインストールを短時間で行うことが可
能となり、タクトを短くすることができる。本発明の塗
布処理装置においては、容器から吸液した塗布液に含ま
れる気泡を廃棄せずに容器に戻す構造を採用している。
これにより廃棄する塗布液の量が低減され、塗布液が有
効に利用される。なお、塗布液が充填された容器にフィ
ルタを内蔵したキャップを取り付ける方法を採用するこ
とにより、塗布処理装置における塗布液が充填された容
器の着脱（交換）を容易に行うことができる利点もあ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＳＯＤシステムの概略構造を示す平面図。

【図２】図１記載のＳＯＤシステムの側面図。

【図３】図１記載のＳＯＤシステム内に装着された処理
ユニット群の側面図。

【図４】塗布処理ユニット（ＳＣＴ）の一実施形態を示
す概略断面図。

【図５】図４記載の塗布処理ユニット（ＳＣＴ）の概略
平面図。

【図６】塗布液供給機構の一実施形態を示す説明図。

【図７】塗布液が充填された容器に取り付けられるキャ
ップの実施形態を示す断面図。

【符号の説明】

１；処理部 ２；サイドキャビネット ３；キャリアステーション（ＣＳＢ） ８・８ａ・８ｂ；フィルタ ９・９´；キャップ １０；容器 １１・１２；塗布処理ユニット（ＳＣＴ） １８；ウエハ搬送機構 ３７・３８；ワンタッチ継ぎ手 ３２；第１ポンプ ３３；第２ポンプ ４２・４３・４６；配管 ４４・４５；循環用配管 ４８；重量センサ ４９；警報装置 ６１；第１バルブ ６２；第２バルブ ６３；第３バルブ ６４；第４バルブ ６５；第５バルブ ６７；隔壁板 ８１；塗布液吐出ノズル ９５；塗布液供給装置 Ｗ；半導体ウエハ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板に塗布液を塗布して塗布膜を形成す
   る塗布処理装置であって、 基板に塗布液を塗布する塗布処理部と、 前記塗布処理部に前記塗布液を供給する塗布液供給装置
   と、 を具備し、 前記塗布処理部は、前記基板に前記塗布液を吐出する塗
   布液吐出ノズルを有し、 前記塗布液供給装置は、 前記塗布液が充填され、フィルタを内蔵したキャップが
   取り付けられ、前記キャップが下側に位置するように保
   持される塗布液容器と、 前記塗布液容器を着脱可能に保持する容器保持機構と、 前記容器に充填された塗布液を前記フィルタを通して吸
   液し、この吸液された塗布液を前記塗布液吐出ノズルへ
   送るポンプと、 を有し、 前記容器保持機構は前記ポンプに近接した位置で前記容
   器を保持することを特徴とする塗布処理装置。
2. 【請求項２】 前記塗布液供給装置はさらに、前記容器
   保持機構によって保持された容器の内部の上部へ不活性
   ガスを供給するガス供給機構を有することを特徴とする
   請求項１に記載の塗布処理装置。
3. 【請求項３】 前記塗布液供給装置はさらに、前記ポン
   プ内に存在する気泡を含む一部の塗布液を前記容器へ戻
   す循環機構を有することを特徴とする請求項１または請
   求項２に記載の塗布処理装置。
4. 【請求項４】 前記フィルタは、 前記容器内に充填された塗布液が前記ポンプへ送られる
   際に通過する第１の流路部と、 前記循環機構により前記気泡を含む一部の塗布液が前記
   ポンプから前記容器に戻される際に通過する第２の流路
   部と、 を有し、 第１の流路部と前記の第２流路部は隔離されていること
   を特徴とする請求項３に記載の塗布処理装置。
5. 【請求項５】 ワンタッチ継ぎ手によって着脱可能であ
   り、かつフレキシブルな送液配管が前記キャップと前記
   ポンプとの間に設けられていることを特徴とする請求項
   １から請求項４のいずれか１項に記載の塗布処理装置。
6. 【請求項６】 前記容器保持機構は、 前記容器内の塗布液の重量を測定する重量センサと、 前記容器内の塗布液の量が予め定められた一定量を下回
   ったことを示す値が前記重量センサによって測定された
   際に警報を発する警報装置と、 を具備することを特徴とする請求項１から請求項５のい
   ずれか１項に記載の塗布処理装置。
7. 【請求項７】 基板に塗布液を塗布して塗布膜を形成す
   る塗布処理装置であって、 基板に塗布液を塗布する塗布処理部と、 前記塗布処理部に前記塗布液を供給する塗布液供給装置
   と、 を具備し、 前記塗布処理部は、前記基板に前記塗布液を吐出する塗
   布液吐出ノズルを有し、 前記塗布液供給装置は、 前記塗布液が充填され、フィルタを内蔵したキャップが
   取り付けられ、前記キャップが下側に位置するように保
   持される塗布液容器と、 前記塗布液容器を着脱可能に保持する容器保持機構と、 前記フィルタを通して前記容器に充填された塗布液を吸
   液する第１のポンプと、 前記第１のポンプに送られた塗布液を吸液し、この吸液
   した塗布液を前記塗布液吐出ノズルへ送る第２のポンプ
   と、 前記第１のポンプおよび前記第２のポンプに存在する気
   泡を含む一部の塗布液を前記容器へ戻す循環機構と、 を有し、 前記容器保持機構は前記容器を前記ポンプに近接した位
   置で保持することを特徴とする塗布処理装置。