JP2008062207A - 塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ノズル内の処理液の圧力を正確に測定することができる塗布装置を提供する。
【解決手段】 ポンプ４から吐出した処理液はフィルタ５及びオン・オフバルブ６を介してスリットノズル２に送られる。スリットノズル２内に供給された処理液の一部はノズル下端の吐出口から処理基板表面に塗布され、残りの処理液は排出管８を介して回収される。このとき排出管８内の処理液の圧力は圧力センサ９によって測定される。
【選択図】 図１

Description

本発明は半導体ウェーハやガラス基板などの処理基板にレジスト液やカラーフィルタ用の塗布液などの処理液を塗布する装置に関する。

半導体ウェーハ表面にレジスト液を供給したり、ガラス基板表面にカラーフィルタ用の塗布液を供給する塗布装置は、一般にタンク内の処理液（レジスト液やカラーフィルタ用の塗布液など）をポンプで吸引し、吸引した処理液を配管を介してノズルに圧送し、ノズルから被処理基板（半導体ウェーハやガラス基板）表面に供給する構造になっている。（特許文献１〜３）

特許文献１には、ポンプの上流側にポンプの吸引圧を測定するセンサを設け、ポンプの下流側にポンプの吐出圧を測定するセンサを設け、吸引圧を測定するセンサの値からタンク内の液切れを検出し、吐出圧を測定するセンサの値からフィルタの目詰まりを検出するようにしている。

特許文献２には、ポンプよりも下流側の処理液供給配管に圧力差発生器を設け、この圧力差発生器とポンプとの間に圧力センサを設け、圧力差発生器によって圧力差を発生させることで、脈動をなくして整流化を行い、塗布ムラの発生を抑制する構成が開示されている。

特許文献３には、ポンプよりも下流側に圧力センサを設け、この圧力センサの検出値をポンプにフィードバックすることで膜厚プロファイルを微細に調整できるようにした内容が開示されている。

また、薬液の搬送に適したポンプとして、特許文献４に開示されるものがある。このポンプは薬液を搬送するチューブの外側に、小径ベローズ部と大径ベローズ部を連接し、小径ベローズ部を伸張し大径ベローズを圧縮することでチューブを圧縮して吐出を行い、小径ベローズ部を圧縮し大径ベローズを伸張することでチューブを膨張させて吸引を行うようにしたものである。

特許第３１６６０５６号公報 特開２００５−２６２０８１号公報 特開２００５−２８８３８７号公報 特許第３５５４１１５号公報

特許文献１〜３の先行文献はいずれもポンプの下流側にセンサを設け、ポンプの吐出圧を検出している。しかしながらこれら先行技術にあっては、直接ノズル内の圧力を測定しているわけではない。即ち、ノズルの形状には吐出口がスリット状をなすタイプなどがありノズル内で流路面積が変化するため、配管内の圧力とノズル内の圧力とは必ずしも一致しない。このため圧力センサの検出値をフィードバックしても精度の高いコントロール行えないなどの不具合がある。
また特許文献４は単にポンプの構造を開示するのみで、ノズルとの関係については一切開示がない。

上記課題を解決するため本発明は、処理液タンク内の処理液をポンプにて吸引し、ポンプから吐出する処理液を配管を介してノズルに送り込む塗布装置において、前記ノズルから導出される処理液の排出管に圧力センサを取り付けた。
この場合、ノズルから導出される処理液の排出管内の圧力はノズル内の圧力と等しいため、排出管に圧力センサを取り付けることでノズル内の圧力を正確に検出することができる。

本発明は、ノズルから導出される処理液の排出管だけでなく、処理液の供給用配管に圧力センサを設ける場合も含む。
例えば、処理液の供給用配管の途中に設けられたフィルタの前後に圧力センサを設けてフィルタの目詰まりを検出したり、処理液の供給用配管の途中に設けられた開閉弁とノズルとの間に圧力センサを設け、この圧力センサと前記処理液の排出管に設けた圧力センサとの検出値の差から、ノズルからの処理液の吐出量を割り出すことも可能である。

更に、前記処理液タンクとポンプとの間にポンプの吸引圧を測定する圧力センサを設けてもよい。このように吸引圧を測定する圧力センサを設けることで、タンクの液切れを検知できる。

本発明によれば、塗布装置のノズル内の圧力を正確に検出することができる。したがって、当該検出値に基づいて、ポンプの吐出圧を調整でき、基板表面に形成される塗膜の厚さも正確にコントロールすることができる。

また、処理液を搬送する配管の他の箇所に設けた圧力センサと組み合わせて用いることで、塗布状態の監視を常時行え、必要なときには瞬時にインターロックをかけることもできる。

以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る塗布装置の構成図、図２はノズルの拡大斜視図、図３はポンプの断面図であり、本発明に係る塗布装置は、レジスト液などの処理液を貯留するタンク（バッファタンク）１と前記処理液を半導体やガラス基板の表面に塗布するスリットノズル２とをつなぐ処理液供給配管３を備え、この処理液供給配管３に上流側（タンクに近い側）から順に、処理液圧送用のポンプ４、フィルタ５およびオン・オフバルブ６を設けている。

前記スリットノズル２の上面中央にはジョイント部７が設けられ、このジョイント部７に前記処理液供給配管３の端部が連結され、またジョイント部７からは排出管８が導出され、この排出管８に圧力センサ９が取り付けられている。

一方、この実施例ではポンプ４としてチューブフラムを用いている。このチューブフラム４は図３に示すように、処理液を搬送するチューブ１０の外側に、小径ベローズ部１１と大径ベローズ部１２をディスク１３を介して連接し、これら小径ベローズ部１１と大径ベローズ部１２の内側とチューブ１０の外側の間に形成される空間１４内に作動油を封入した構造になっている。

以上において、ディスク１３を図３においてＡ方向に移動すると小径ベローズ部１１が伸張し大径ベローズ１２が圧縮せしめられ、空間１４の容積が縮小しようとする。しかしながら空間１４内の作動油は非圧縮性であるので、チューブ１０が縮小してチューブ１０内の処理液がポンプ４から吐出する。また、ディスク１３をＢ方向に移動すると小径ベローズ部１１が圧縮し大径ベローズ１２が伸張せしめられ、空間１４の容積が拡大しようとする。しかしながら空間１４内の作動油は非圧縮性であるので、チューブ１０が膨張してチューブ１０内に処理液が吸引される。これを繰り返すことによって、処理液供給配管３内を一定方向に処理液が流れる。尚、処理液が流れる方向を一定にするため、配管には逆止弁を設けてもよい。

ポンプ４から吐出した処理液はフィルタ５及びオン・オフバルブ６を介してスリットノズル２に送られる。スリットノズル２内に供給された処理液の一部はノズル下端の吐出口から処理基板表面に塗布され、残りの処理液は排出管８を介して回収される。このとき排出管８内の処理液の圧力は圧力センサ９によって測定される。この測定値はスリットノズル２内の処理液の圧力と同じである。

図４及び図５は別実施例に係る塗布装置の構成図である。図４に示す塗布装置にあっては、フィルタ５の上流側と下流側に圧力センサ１５，１６を設け、またオン・オフバルブ６の下流側に圧力センサ１７を設けている。圧力センサ１５，１６の差圧によってフィルタ５の目詰まり状態を知ることができ、また圧力センサ１７と圧力センサ９の差圧によってノズル内の異常を検出することができる。

図５に示す塗布装置にあっては、ポンプ４の上流側に圧力センサ１８を設けている。この圧力センサ１８によってタンク１内の液切れを検出することができる。

本発明に係る塗布装置は、レジスト液やカラーフィルター用塗布液などの処理液を半導体ウェーハやガラス基板表面に塗布する場合に利用できる。

本発明に係る塗布装置の構成図 ノズルの拡大斜視図 ポンプの断面図 同塗布装置の別実施例の構成図 同塗布装置の別実施例の構成図

符号の説明

１…タンク、２…スリットノズル、３…処理液供給配管、４…ポンプ、５…フィルタ、６…オン・オフバルブ、７…ジョイント、８…排出管、９，１５，１６，１７，１８…圧力センサ、１０…チューブ、１１…小径ベローズ部、１２…大径ベローズ部、１３…ディスク、１４…空間。

Claims (3)

1. 処理液タンク内の処理液をポンプにて吸引し、ポンプから吐出する処理液を配管を介してノズルに送り込む塗布装置において、前記ノズルから導出される処理液の排出管に圧力センサを取り付けたことを特徴とする塗布装置。
2. 請求項１に記載の塗布装置において、前記ポンプとノズルとをつなぐ配管にはフィルタと開閉弁がこの順序で設けられ、前記フィルタの上流側と下流側、及び前記開閉弁とノズルとの間にはそれぞれ圧力センサが設けられていることを特徴とする塗布装置。
3. 請求項１に記載の塗布装置において、前記処理液タンクとポンプとの間には圧力センサが設けられていることを特徴とする塗布装置。