JP2008166478A

JP2008166478A - レジスト液供給装置及び基板処理システム

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Publication number: JP2008166478A
Application number: JP2006354139A
Authority: JP
Inventors: Shoji Terada; 尚司寺田; Itsuki Motomatsu; 一騎元松
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2006-12-28
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2008-07-17
Anticipated expiration: 2026-12-28
Also published as: KR101413832B1; JP4365404B2; KR20080063119A

Abstract

【課題】基板に所定の膜厚のレジスト膜を形成するために、適正な濃度のレジスト液を基板に供給することを目的とする。
【解決手段】第１のポンプ１０３、第２のポンプ１０４、スタティックミキサー１０６を一の系統に有するレジスト液供給装置１００には、スタティックミキサー１０６で生成されたレジスト液の濃度を測定する分光光度計１０７が設けられている。分光光度計１０７で測定された濃度は制御部１５０に出力され、制御部１５０では、測定濃度に基づいて第１のポンプ１０３と第２のポンプ１０４を制御し、レジスト原液と溶剤の供給量を制御する。その結果、適正な濃度のレジスト液が生成される。
【選択図】図５

Description

本発明は、基板に塗布されるレジスト液を供給するレジスト液供給装置及び基板処理システムに関する。

例えば、液晶ディスプレイの製造プロセスのフォトリソグラフィー工程では、ガラス基板上にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布処理が行われている。

このレジスト塗布処理は、レジスト塗布処理装置において行われ、例えばステージにガラス基板が載置され、そのガラス基板の上面をノズルが移動しながらレジスト液を吐出することにより行われている。この吐出されるレジスト液の濃度は予め定められた設定濃度に調整されており、そのレジスト液をガラス基板に塗布することによって、ガラス基板に設定膜厚のレジスト膜を形成している。

従来より、高濃度のレジスト原液とシンナーを混合して所定の濃度のレジスト液を生成し、このレジスト液をガラス基板に塗布する塗布装置が提案されている。この塗布装置は、レジスト原液とシンナーをそれぞれ貯留する２個のタンクと、レジスト原液とシンナーをそれぞれ供給するための２個のポンプと、レジスト原液とシンナーを混合するミキサーと、レジスト原液とシンナーの混合率を制御する制御部と、を有している。そしてレジスト液の生成にあたっては、先ず制御部において、ガラス基板に形成するレジスト膜の設定膜厚に基づいてレジスト原液とシンナーの混合率、すなわちレジスト液の濃度が設定され、設定された濃度からレジスト原液の供給量とシンナーの供給量が演算される。演算された供給量は２個のポンプにそれぞれ出力され、この供給量のレジスト原液とシンナーがミキサーに供給される。そしてミキサーでレジスト原液とシンナーを混合して、レジスト液が生成される（特許文献１参照）。

特開平１０−２４２０４５号公報

しかしながら、従来の塗布装置を用いる場合、例えばポンプの故障等の不具合が発生すると、所定の供給量のレジスト原液とシンナーがミキサーに供給されず、設定された濃度のレジスト液が生成されないことがあった。そしてこのレジスト液がガラス基板に塗布されると、ガラス基板上に所望の膜厚のレジスト膜が形成されなくなる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、基板に所定の膜厚のレジスト膜を形成するために、適正な濃度のレジスト液を基板に供給することを目的とする。

前記の目的を達成するため、本発明においては、基板に塗布するレジスト液を供給するレジスト液供給装置であって、レジスト原液と溶剤を混合する混合部と、前記レジスト原液を前記混合部に供給するための第１のポンプと、前記溶剤を前記混合部に供給するための第２のポンプと、前記混合部で生成されたレジスト液の濃度を測定する濃度測定部と、前記濃度測定部で測定されたレジスト液の測定濃度に基づいて、基板に塗布されるレジスト液の濃度が予め定められた設定濃度になるように、前記第１のポンプから供給されるレジスト原液と前記第２のポンプから供給される溶剤の供給量を制御する制御部と、を有することを特徴とする、レジスト液供給装置が提供される。

本発明のレジスト液供給装置によれば、混合部で生成されたレジスト液の濃度を濃度測定部で測定し、この測定濃度に基づいてレジスト原液と溶剤の供給量を制御することによって、適正な濃度のレジスト液を生成することができる。その結果、このように適正な濃度に生成されたレジスト液は基板に塗布され、その結果、基板に所定の膜厚のレジスト膜を形成することができる。

前記第１のポンプは、レジスト原液供給管によって前記混合部に接続され、前記第２のポンプは、溶剤供給管によって前記混合部に接続され、前記混合部は、レジスト液供給管によって基板にレジスト液を塗布するレジスト塗布処理装置に接続され、前記レジスト液供給管には、前記濃度測定部に通じる分岐管が接続されていてもよい。

前記濃度測定部には、当該濃度測定部内のレジスト液を前記レジスト液供給管に戻す配管が接続されていてもよい。これによって、例えばレジスト液の測定濃度が設定濃度と同じ場合に、濃度測定部で測定されたレジスト液をレジスト塗布処理装置に供給することができ、このレジスト液を無駄にすることなく有効に使用することができる。

前記レジスト液供給管には、前記レジスト液の測定濃度が前記設定濃度と異なる場合に、少なくとも前記レジスト液供給管内のレジスト液を回収するタンクが接続されていてもよい。これによって、濃度測定器で測定されたレジスト液の濃度が設定濃度と異なる場合でも、このレジスト液を一旦タンクに回収して、例えばタンク内のレジスト液の濃度を設定濃度に調整することにより、レジスト液を有効に使用することができる。

前記第１のポンプと前記第２のポンプは、前記レジスト液供給管、前記レジスト原液供給管及び前記溶剤供給管と別の配管によって、前記タンクにそれぞれ接続されていてもよく、あるいはレジスト原液を供給するための第３のポンプと溶剤を供給するための第４のポンプを別途設けて、第３のポンプと第４のポンプがタンクに接続されていてもよい。これによって、タンクにレジスト原液あるいは溶剤を供給することができるので、タンクに貯留されているレジスト液の濃度を調整することができる。

前記制御部は、前記タンクに回収されたレジスト液の濃度が前記設定濃度になるように、前記タンクに対する前記レジスト原液又は前記溶剤のいずれかの供給量を制御してもよい。制御部では、タンク内に貯留されているレジスト液の濃度が設定濃度になるように、タンクに供給するレジスト原液あるいは溶剤の必要供給量を演算する。そしてこの演算結果に基づいて、例えば第１〜第４のいずれかのポンプを制御することによって、必要供給量のレジスト原液あるいは溶剤をタンクに供給することで、タンク内のレジスト液の濃度を設定濃度に調製することができる。

少なくとも前記レジスト液供給管内のレジスト液をガスによって前記タンクに送出するガス供給部を有していてもよい。これによって、レジスト液供給管内にレジスト液が残留せず、このレジスト液がその後混合部で生成されるレジスト液にはレジスト液が混入することがない。したがって、後に生成されるレジスト液の濃度を設定濃度に維持することができる。

前記濃度測定部には、当該濃度測定部内のレジスト液を前記タンクに導入する配管が接続されていてもよい。これによって、例えばレジスト液の測定濃度が設定濃度と異なる場合に、濃度測定部で測定されたレジスト液をタンクに導入して設定濃度に調整することができ、このレジスト液を無駄にすることなく有効に使用することができる。

前記制御部は、少なくとも基板に塗布されるレジスト液の塗膜の厚さとレジスト液の種類に基づいて前記設定濃度を決定し、その設定濃度になるように前記レジスト原液と前記溶剤の供給量を制御してもよい。

前記濃度測定部は、分光光度計を有していてもよい。分光光度計では、測定されるレジスト液に光を照射してレジスト液の吸光度を測定し、この吸光度に基づいてレジスト液の濃度を演算することができる。そして分光光度計は光の波長を調節することができるので、例えばレジスト液の種類が変更された場合でも、そのレジスト液の特性に応じた波長を選択してレジスト液の濃度を測定することができる。

前記分光光度計で使用される光の測定波長は、測定対象となるレジスト液が感光しない波長であって、かつ測定対象となるレジスト液の最大の吸光度と最小の吸光度との差が０．５ａｂｓ〜１．５ａｂｓとなる波長に設定してもよい。感光したレジスト液と感光前のレジスト液とでは吸光度が異なるため、レジスト液が感光しない波長の光を使用することにより、レジスト液の吸光度を厳密に測定することができる。また分光光度計の測定能力を考慮すれば、測定対象のレジスト液の最大の吸光度と最小の吸光度との差が０．５ａｂｓ〜１．５ａｂｓとなる波長の光を使用すると、測定対象の吸光度を厳密に測定することができる。このように光の測定波長を決定することで、分光光度計内でレジスト液の吸光度を厳密に測定することができ、レジスト液の濃度を適正に測定することができる。

前記レジスト液供給装置は、基板にレジスト液を塗布するレジスト塗布処理装置と同一の基板処理システム内に設置されていてもよい。これによって、インラインでレジスト液を供給して、基板にレジスト液を塗布することができるので、一連の基板の処理を円滑に行うことができる。

本発明によれば、適正な濃度のレジスト液を基板に供給することができ、基板に所定の膜厚のレジスト膜を形成することができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかるレジスト液供給装置としてのレジスト液供給装置１００を搭載した塗布現像処理システム１の構成の概略を示す平面図である。

塗布現像処理システム１は、図１に示すように例えば複数のガラス基板Ｇをカセット単位で外部に対して搬入出するためのカセットステーション２と、フォトリソグラフィー工程の中で枚葉式に所定の処理を施す各種処理装置が配置された処理ステーション３と、処理ステーションに３に隣接して設けられ、処理ステーション３と露光装置４との間でガラス基板Ｇの受け渡しを行うインターフェイスステーション５とを一体に接続した構成を有している。

カセットステーション２には、カセット載置台１０が設けられ、当該カセット載置台１０は、複数のカセットＣをＸ方向（図１中の上下方向）に一列に載置自在になっている。カセットステーション２には、搬送路１１上をＸ方向に向かって移動可能な基板搬送体１２が設けられている。基板搬送体１２は、カセットＣに収容されたガラス基板Ｇの配列方向（Ｚ方向；鉛直方向）にも移動自在であり、Ｘ方向に配列された各カセットＣ内のガラス基板Ｇに対して選択的にアクセスできる。

基板搬送体１２は、Ｚ軸周りのθ方向に回転可能であり、後述する処理ステーション３側のエキシマＵＶ照射装置２０や冷却処理装置３３に対してもアクセスできる。

処理ステーション３は、例えばＹ方向（図１の左右方向）に延びる２列の搬送ラインＡ、Ｂを備えている。この搬送ラインＡ、Ｂは、ローラコンベアによるコロ搬送より、ガラス基板Ｇを水平方向に直線的に搬送できる。処理ステーション３の正面側（Ｘ方向負方向側（図１の下側））にある基板搬送路としての搬送ラインＡには、カセットステーション２側からインターフェイスステーション５側に向けて順に、例えばガラス基板Ｇ上の有機物を除去するエキシマＵＶ照射装置２０、ガラス基板Ｇを洗浄するスクラバ洗浄装置２１、ガラス基板Ｇを加熱処理する加熱処理装置２２、ガラス基板Ｇを冷却処理する冷却処理装置２３、ガラス基板Ｇにレジスト液を塗布するレジスト塗布処理装置２４、ガラス基板Ｇを減圧乾燥する減圧乾燥装置２５、加熱処理装置２６、冷却処理装置２７及びガラス基板Ｇを一時的に待機させるアウトステージ２８が直線的に一列に配置されている。レジスト塗布処理装置２４には、レジスト塗布処理装置２４にレジスト液を供給するレジスト液供給装置１００が接続されている。

処理ステーション３の背面側（Ｘ方向正方向側（図１の上方側））の搬送ラインＢには、インターフェイスステーション５側からカセットステーション２側に向けて順に、例えばガラス基板Ｇを現像処理する現像処理装置３０、ガラス基板Ｇの脱色処理を行うｉ線ＵＶ照射装置３１、加熱処理装置３２及び冷却処理装置３３が直線状に一列に配置されている。

搬送ラインＡのアウトステージ２８と搬送ラインＢの現像処理装置３０との間には、この間のガラス基板Ｇの搬送を行う搬送体４０が設けられている。この搬送体４０は、後述するインターフェイスステーション５のエクステンション・クーリング装置６０に対してもガラス基板Ｇを搬送できる。

インターフェイスステーション５には、例えば冷却機能を有しガラス基板Ｇの受け渡しを行うエクステンション・クーリング装置６０と、ガラス基板Ｇを一時的に収容するバッファカセット６１と、外部装置ブロック６２が設けられている。外部装置ブロック６２には、ガラス基板Ｇに生産管理用のコードを露光するタイトラーと、ガラス基板Ｇの周辺部を露光する周辺露光装置が設けられている。インターフェイスステーション５には、上記エクステンション・クーリング装置６０、バッファカセット６１、外部装置ブロック６２及び露光装置４に対して、ガラス基板Ｇを搬送可能な基板搬送体６３が設けられている。

次に、本実施の形態にかかるレジスト塗布処理装置２４とレジスト液供給装置１００の構成について説明する。

レジスト塗布処理装置２４には、図２及び図３に示すように搬送ラインＡに沿ったＹ方向に長いステージ７０が設けられている。ステージ７０の上面には、図３に示すように多数のガス噴出口７１が形成されている。ステージ７０の幅方向（Ｘ方向）の両側には、Ｙ方向に延びる一対の第１のガイドレール７２、７２が形成されている。第１のガイドレール７２には、ガラス基板Ｇの幅方向の両端部を保持して第１のガイドレール７２上を移動する２つの保持アーム７３、７４がそれぞれ設けられている。ガス噴出口７１からガスを噴出することにより、ガラス基板Ｇを浮上させ、その浮上したガラス基板Ｇを保持アーム７３又は７４により保持して、ガラス基板Ｇを搬送ラインＡに沿って移動させることができる。２つの保持アーム７３、７４により、ステージ７０上で２枚のガラス基板Ｇを同時に搬送できる。

レジスト塗布処理装置２４のステージ７０上には、ガラス基板Ｇにレジスト液を吐出するノズル８０が設けられている。ノズル８０は、図３及び図４に示すようにＸ方向に向けて長い略直方体形状に形成されている。ノズル８０は、例えばガラス基板ＧのＸ方向の幅よりも長く形成されている。ノズル８０の下端部には、図４に示すようにスリット状の吐出口８０ａが形成されている。ノズル８０の上部には、後述するレジスト液供給装置１００に通じるレジスト液供給管１１８が接続されている。

図３に示すようにノズル８０の両側には、Ｙ方向に延びる第２のガイドレール８３、８３が形成されている。ノズル８０は、第２のガイドレール８３上を移動するノズルアーム８４によって保持されている。ノズル８０は、ノズルアーム８４の駆動機構により、第２のガイドレール８３に沿ってＹ方向に移動できる。また、例えばノズルアーム８４には、昇降機構が設けられており、ノズル８０は、所定の高さに昇降できる。かかる構成により、ノズル８０は、ガラス基板Ｇにレジスト液を吐出する吐出位置Ｅと、それよりＹ方向負方向側にある後述する回転ロール９０及び待機部９２との間を移動できる。

図２及び図３に示すようにノズル８０の吐出位置Ｅよりも上流側、つまりノズル８０の吐出位置ＥのＹ方向負方向側には、ノズル８０の試し出しが行われる回転ロール９０が設けられている。回転ロール９０は、回転軸をＸ方向に向けて、例えばノズル８０よりも長く形成されている。回転ロール９０は、例えばこの回転ロール９０を洗浄するための洗浄タンク９１内に収容されている。回転ロール９０の最上部にノズル８０の吐出口８０ａを近接させ、回転ロール９０を回転させながら、吐出口８０ａから回転ロール９０にレジスト液を吐出することにより、ノズル８０の吐出口８０ａにおけるレジスト液の付着状態を整えて、レジスト液の吐出状態を安定させることができる。

回転ロール９０のさらに上流側には、ノズル８０の待機部９２が設けられている。この待機部９２には、例えばノズル８０を洗浄する機能やノズル８０の乾燥を防止する機能が設けられている。

以上のように構成されたレジスト塗布処理装置２４より下流側の搬送ラインＡ、つまりレジスト塗布処理装置２４からアウトステージ２８までの搬送ラインＡには、複数のロールＲが直線的に並べられており、ガラス基板Ｇをコロ搬送できる。

次にレジスト塗布処理装置２４に接続するレジスト液供給装置１００の構成について説明する。

レジスト液供給装置１００は、図５に示すようにレジスト原液を貯留するレジスト原液タンク１０１と、溶剤として例えばシンナーを貯留する溶剤タンク１０２を有している。レジスト原液タンク１０１の上流側には、配管１１２を介してレジスト液供給装置１００の外部にあるレジスト原液供給源１１０が接続され、配管１１２にはバルブ１３０が介設されている。レジスト原液タンク１０１の上部には、レジスト原液がオーバーフローした場合にレジスト原液をレジスト原液タンク１０１外に排出する配管１２５と、レジスト原液タンク１０１内の空気圧を調節する配管１２６が設けられている。溶剤タンク１０２の上流側には、配管１１３を介してレジスト液供給装置１００の外部にある溶剤供給源１１１が接続され、配管１１３にはバルブ１３１が介設されている。溶剤タンク１０２の上部には、溶剤がオーバーフローした場合に溶剤を溶剤タンク１０２外に排出する配管１２７と、溶剤タンク１０２内の空気圧を調節する配管１２８が設けられている。

レジスト原液タンク１０１の下流側には、配管１１４を介して、レジスト原液タンク１０１内のレジスト原液を吸上げ混合ブロック１０５に導入する第１のポンプ１０３が接続されている。配管１１４には、バルブ１３２が介設されている。溶剤タンク１０２の下流側には、配管１１５を介して、溶剤タンク１０２内の溶剤を吸上げ混合ブロック１０５に導入する第２のポンプ１０４が接続されている。配管１１５には、バルブ１３３が介設されている。第１のポンプ１０３と第２のポンプ１０４では、後述する制御部１５０の制御によりそのストロークを調整して、レジスト原液と溶剤の供給量をそれぞれ調整することができる。なお、第１のポンプ１０３と第２のポンプ１０４には、例えばボールネジパルス制御駆動のプランジャポンプが用いられる。

第１のポンプ１０３と第２のポンプ１０４の下流側には、レジスト原液供給管１１６と溶剤供給管１１７をそれぞれ介して、レジスト原液と溶剤の流路を同時に開閉して両者を合流させる混合部としての混合ブロック１０５が接続されている。レジスト原液供給管１１６と溶剤供給管１１７には、それぞれバルブ１３４とバルブ１３５が介設されている。

混合ブロック１０５は、レジスト液供給管１１８を介して、レジスト塗布装置２４に接続されている。レジスト液供給管１１８には、混合ブロック１０５を通過したレジスト原液と溶剤とを攪拌混合するスタティックミキサー１０６が介設されている。スタティックミキサー１０６の下流側のレジスト液供給管１１８には、３方口バルブ１３６が介設されている。

３方口バルブ１３６の下流側には、設定濃度を有さないレジスト液を排出するための配管１２３が接続されている。３方口バルブ１３６では、後述する制御部１５０の制御により、スタティックミキサー１０６で混合されたレジスト液をレジスト液供給管１１８、あるいは配管１２３のいずれに流すかを選択することができる。

スタティックミキサー１０６と３方口バルブ１３６のレジスト液供給管１１８には、分岐管１２１を介して、レジスト液の濃度を測定する分光光度計１０７が接続されている。分岐管１２１にはバルブ１３７が介設されている。分光光度計１０７の内部には、図６に示すように測定対象のレジスト液に対して光を照射する発光部１４０と、発光部から照射された光を受光する受光部１４１が設けられている。発光部１４０と受光部１４１の間には、測定対象のレジスト液を一時的に貯留するセル１４２が設けられている。セル１４２の上流側には分岐管１２１が接続され、セル１４２の下流側には測定の終了したレジスト液を分光光度計１０７の外に排出するための配管１２４が接続されている。なお、セル１４２の材料には例えば石英が用いられている。

受光部１４１では受光した光の吸光度（特定の波長の光に対して物質の吸収強度を示す尺度）を測定し、この測定結果は分光光度計１０７内の演算部１４３に出力される。演算部１４３では、受光部１４１で測定された吸光度に基づいてレジスト液の濃度を演算する。演算部１４３で演算されたレジスト液の濃度は、後述する制御部１５０に出力される。

本実施の形態において、発光部１４０からレジスト液に照射される光の波長は、５３０ｎｍ〜５５０ｎｍに設定されている。分光光度計では測定対象の特性に応じて光の波長を選択することができるが、本実施の形態の光の波長５３０ｎｍ〜５５０ｎｍは、次のように決められている。先ず、測定対象のレジスト液が感光しない波長を選択する。感光したレジスト液と感光前のレジスト液とでは吸光度が異なるので、レジスト液が感光しない波長の光を使用することにより、レジスト液の吸光度を厳密に測定することができる。レジスト液が感光する波長は３５０ｎｍ以下であるので、測定波長は少なくとも３５０ｎｍ以上とする。次に、測定対象のレジスト液の最大の吸光度と最小の吸光度との差が０．５ａｂｓ〜１．５ａｂｓとなる波長を選択する。分光光度計１０７の測定能力を考慮すると、かかる波長の光を使用した場合に測定対象の吸光度を厳密に測定することができる。したがって本発明においては、図７に示すように、最も高い吸光度の測定対象であるレジスト原液ａ（最も濃度の高いレジスト液）と、最も低い吸光度の測定対象であるレジスト原液を１０倍に希釈したレジスト液ｂ（最も濃度の低いレジスト液）との吸光度の差Ｒが０．５ａｂｓ〜１．５ａｂｓとなる波長の光を選択する。そしてこの測定される吸光度は、セル１４２の厚みを変更することで変化させることができる。発明者らがセル１４２の厚みを変更しながら吸光度の差Ｒが０．５ａｂｓ〜１．５ａｂｓとなる光の波長を調べたところ、適正な波長は５３０ｎｍ〜５５０ｎｍであることが判った。したがって、前記の両方の条件を満たす５３０ｎｍ〜５５０ｎｍの波長の光を用いることにより、レジスト液の吸光度を厳密に測定することができ、その結果、分光光度計１０７においてレジスト液の濃度を適正に測定することができる。

制御部１５０は、レジスト塗布処理装置２４内で塗布されるレジスト液の塗膜の厚さとレジスト液の種類等から、レジスト液の設定濃度を決定するための対応テーブルを有している。制御部１５０では、この対応テーブルに基づいてレジスト液の設定濃度を決定し、レジスト原液と溶剤の必要供給量を演算する。さらに演算された供給量に基づいて、第１のポンプ１０３と第２のポンプ１０４のストロークを演算する。この際、レジスト原液と溶剤が一定の比率で混合ブロック１０５に供給されるように、レジスト液と溶剤の供給速度も考慮してストロークを演算する。そしてこの演算結果が第１のポンプ１０３と第２のポンプ１０４に出力され、レジスト原液と溶剤の供給量を制御する。またこの第１のポンプ１０３と第２のポンプ１０４の制御と同時に、レジスト原液と溶剤をそれぞれレジスト原液タンク１０１と溶剤タンク１０２から混合ブロック１０５に供給するために、バルブ１３２〜１３５の開閉の制御も行う。

また制御部１５０では、レジスト原液と溶剤の供給量のフィードバック制御を行う。制御部１５０では、分光光度計１０７で測定されたレジスト液の測定濃度に基づいて、レジスト液の濃度が設定濃度になるように、レジスト原液と溶剤の供給量の補正値を演算する。さらに演算された供給量に基づいて、第１のポンプ１０３と第２のポンプ１０４のストロークを演算し、この演算結果が第１のポンプ１０３と第２のポンプ１０４に出力され、レジスト原液と溶剤の供給量が補正される。この場合、例えばレジスト液の測定濃度が設定濃度よりも低い場合、レジスト原液の供給量を増加させるか、あるいは溶剤の供給量を減少させるように制御する。また例えばレジスト液の測定濃度が設定濃度よりも高い場合、レジスト原液の供給量を減少させるか、あるいは溶剤の供給量を増加させるように制御する。

さらに制御部１５０では、３方口バルブ１３６の開方向の制御を行う。例えば分光光度計１０７で測定されたレジスト液の測定濃度が設定濃度と同じである場合、３方口バルブ１３６のレジスト液供給管１１８側を開けるように制御し、レジスト液はレジスト液供給管１１８を通ってレジスト塗布処理装置２４に供給される。また例えばレジスト液の測定濃度が設定濃度と異なる場合、３方口バルブ１３６の配管１２３側を開けるように制御し、レジスト液は配管１２３を通ってレジスト液供給装置１００の外に排出される。

制御部１５０は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、第１のポンプ１０３と第２のポンプ１０４のストローク、バルブ１３２〜１３５の開閉、あるいは３方口バルブ１３６の開方向等を制御するプログラムが格納されている。なお、このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録されていたものであって、その記録媒体から制御部１５０にインストールされたものであってもよい。

本実施の形態にかかる塗布現像処理システム１は以上のように構成されており、次にその塗布現像処理システム１で行われるガラス基板の処理について説明する。

先ず、カセットステーション２のカセットＣ内の複数のガラス基板Ｇが、基板搬送体１２によって、順次処理ステーション３のエキシマＵＶ照射装置２０に搬送される。ガラス基板Ｇは、直線的な搬送ラインＡに沿ってコロ搬送により、エキシマＵＶ照射装置２０、スクラバ洗浄装置２１、加熱処理装置２２、冷却処理装置２３、レジスト塗布処理装置２４、減圧乾燥装置２５、加熱処理装置２６及び冷却処理装置２７に順に搬送され、各処理装置において所定の処理が施される。冷却処理の終了したガラス基板Ｇは、アウトステージ２８に搬送される。その後、ガラス基板Ｇは、搬送体４０によって、インターフェイスステーション５に搬送され、基板搬送体６３によって露光装置４に搬送される。

露光装置４において露光処理の終了したガラス基板Ｇは、基板搬送体６３によってインターフェイスステーション５に戻され、搬送体４０によって処理ステーション３の現像処理装置３０に搬送される。ガラス基板Ｇは、直線的な搬送ラインＢに沿ってコロ搬送により、現像処理装置３０、ｉ線ＵＶ照射装置３１、加熱処理装置３２と冷却処理装置３３に順に搬送され、各処理装置において所定の処理が施される。冷却処理装置３３において冷却処理の終了したガラス基板Ｇは、基板搬送体１２によってカセットステーション２のカセットＣに戻されて、一連のフォトリソグラフィー工程が終了する。

次に、レジスト液供給装置１００でレジスト液を生成してレジスト塗布処理装置２４へレジスト液を供給し、レジスト塗布処理装置２４でレジスト液をガラス基板Ｇに塗布する一連のレジスト塗布処理について説明する。

先ず、バルブ１３０が開けられ、レジスト原液供給源１１０から配管１１２を通ってレジスト原液タンク１０１に所定の量のレジスト原液が供給される。供給されたレジスト液は、一旦レジスト原液タンク１０１に貯留される。バルブ１３１も開けられ、溶剤供給源１１１から配管１１３を通って溶剤タンク１０２に所定の量の溶剤が供給され、溶剤は一旦溶剤タンク１０２に貯留される。

次に制御部１５０において、ガラス基板Ｇに塗布するレジスト液の塗膜の厚さとレジスト液の種類等に基づいて、第１のポンプ１０３と第２のポンプ１０４のストロークが演算され、この演算結果が第１のポンプ１０３と第２のポンプ１０４に出力される。そして先ずバルブ１３２を開いて、レジスト原液タンク１０１から第１のポンプ１０３にレジスト原液が吸上げられる。次にバルブ１３２を閉じた後、バルブ１３４を開いて、第１のポンプ１０３から混合ブロック１０５に必要量のレジスト原液が供給される。同様にバルブ１３３とバルブ１３５の開閉を制御して、第２のポンプ１０４によって溶剤タンク１０２から混合ブロック１０５に必要量の溶剤が供給される。

混合ブロック１０５に供給されたレジスト原液と溶剤は、混合ブロック１０５内で合流して、スタティックミキサー１０６に導入される。そしてスタティックミキサー１０６でレジスト原液と溶剤が攪拌混合され、レジスト液が生成される。

スタティックミキサー１０６でレジスト液が生成されると、バルブ１３７が開けられ、生成されたレジスト液の一部が分岐管１２１を通って分光光度計１０７に導入される。導入されたレジスト液は、セル１４２内に一旦貯留され、発光部１４０からセル１４２内のレジスト液に向けて光が発せられる。そして発光部１４０から発せられた光は受光部１４１で受光され、受光部１４１でレジスト液の吸光度が測定される。この測定結果は演算部１４３に出力され、演算部１４３でレジスト液の濃度が演算される。なお、測定の終了したレジスト液は配管１２４を通って、分光光度計１０７の外に排出される。

分光光度計１０７で測定された濃度は、制御部１５０に出力される。制御部１５０では、このレジスト液の測定濃度と設定濃度とを比較し、３方口バルブ１３６の開方向の制御を行う。測定濃度と設定濃度が同じ場合、３方口バルブ１３６のレジスト液供給管１１８側が開くように制御し、レジスト液はレジスト液供給管１１８を通ってレジスト塗布処理装置２４に供給される。測定濃度が設定濃度と異なる場合、３方口バルブ１３６の配管１２３側が開くように制御し、レジスト液は配管１２３を通ってレジスト液供給装置１００の外に排出される。

また制御部１５０では、測定濃度に基づいて、レジスト液の濃度が設定濃度になるように、レジスト原液と溶剤の供給量の補正値を演算し、演算された供給量に基づいて、第１のポンプと第２のポンプのストロークを演算する。この演算結果が第１のポンプと第２のポンプに出力され、レジスト原液と溶剤の供給量が補正される。

補正された供給量のレジスト原液と溶剤は、前記のように第１のポンプ１０３と第２のポンプ１０４によって、混合ブロック１０５に供給され、スタティックミキサー１０６で攪拌混合される。そして適正な濃度のレジスト液が生成され、レジスト塗布処理装置２４に供給される。

レジスト塗布処理装置２４では、ノズル８０にレジスト液が供給されると、先ず図２に示すようにノズル８０が回転ロール９０の上方に移動する。そして回転ロール９０が回転した状態で、ノズル８０から回転ロール９０にレジスト液が吐出されて、レジスト液の試し出しが行われる。その後、ノズル８０が所定の吐出位置Ｅに移動し、ステージ７０上のガラス基板Ｇが、保持アーム７３、７４によって同時に一体となってＹ方向正方向側に搬送される。このとき、ノズル８０からレジスト液が吐出され、ノズル８０の下方を通過するガラス基板Ｇにレジスト液が連続して塗布される。

以上の実施の形態によれば、スタティックミキサー１０６で混合されたレジスト液の濃度を分光光度計１０７で測定し、制御部１５０で測定された濃度に基づいてレジスト原液と溶剤の供給量を適正に制御することができる。したがって、適正な濃度のレジスト液を生成してガラス基板Gに供給することができ、その結果、ガラス基板Ｇに所定の膜厚のレジスト膜を形成することができる。

本実施の形態においては、制御部１５０で３方口バルブ１３６の開方向を制御しているので、設定濃度を有するレジスト液のみをレジスト塗布処理装置２４に供給することができる。

本実施の形態においては、レジスト液の濃度を測定する装置として、光の波長を調節することができる分光光度計１０７を用いているので、レジスト液の特性に応じた波長を選択して用いることができる。本実施の形態においては、例えば５３０ｎｍ〜５５０ｎｍの波長の光を用いることにより、レジスト液の濃度を厳密に測定することができる。

以上の実施の形態の配管１２３には、図８に示すようにスタティックミキサー１０６と３方口バルブ１３６の間のレジスト液供給管１１８の内部にレジスト液を回収するレジスト液タンク１６０が接続されていてもよい。レジスト液タンク１６０は、配管１６１を介してレジスト原液供給管１１６に接続され、また配管１６２を介して溶剤供給管１１７に接続されている。配管１６１と配管１６２には、バルブ１６３とバルブ１６４がそれぞれ介設されている。またレジスト液タンク１６０は、配管１２９を介して３方口バルブ１３６とレジスト塗布処理装置２４の間のレジスト液供給管１１８に接続されている。レジスト液タンク１６０の内部には、例えば攪拌器（図示せず）が設けられている。

制御部１５０では、レジスト液タンク１６０内に貯留されたレジスト液の濃度から、この貯留されたレジスト液の濃度を設定濃度にするために必要なレジスト原液、または溶剤の供給量を演算する。この演算結果に基づいて、第１のポンプ１０３あるいは第２のポンプ１０４のストロークが演算され、第１のポンプ１０３と第２のポンプに出力される。そして制御部１５０ではバルブ１６３とバルブ１６４の開閉も制御し、レジスト液タンク１６０に必要量のレジスト原液あるいは溶剤が供給される。

さらにスタティックミキサー１０６と３方口バルブ１３６の間のレジスト液供給管１１８には、配管１６５を介して、レジスト液供給管１１８に不活性ガス、例えば窒素ガスを供給して、レジスト液供給管１１８内に残留するレジスト液をレジスト液タンク１６０に導入するためのガス供給部１６６が接続されている。なお、ガス供給部１６６は、例えばレジスト原液供給管１１６と溶剤供給管１１７に接続されていてもよく、この場合レジスト原液供給管１１６内のレジスト原液と溶剤供給管１１７内の溶剤をレジスト液タンク１６０に導入することができる。

以上のレジスト液供給装置１００によれば、例えばスタティックミキサー１０６で生成されたレジスト液の濃度が設定濃度と異なる場合、制御部１５０で３方口バルブ１３６の配管１２３側が開くように制御する。そしてレジスト液はレジスト液タンク１６０に導入されて貯留される。同時にガス供給部１６６から不活性ガスをスタティックミキサー１０６と３方口バルブ１３６の間のレジスト液供給管１１８内に噴出して、レジスト液供給管１１８内に残留するレジスト液をレジスト液タンク１６０に導入させる。レジスト液タンク１６０にレジスト液が貯留されると、制御部１５０で第１のポンプ１０３及びバルブ１６３、あるいは第２のポンプ１０４及びバルブ１６４を制御して、必要量のレジスト原液あるいは溶剤をレジスト液タンク１６０に供給する。そしてレジスト液タンク１６０内の攪拌器を稼動させてレジスト液を混合し、設定濃度のレジスト液を生成する。このように生成されたレジスト液は、配管１２９とレジスト液供給管１１８を通ってレジスト塗布処理装置２４に供給される。

かかる場合、スタティックミキサー１０６で生成されたレジスト液の濃度が設定濃度と異なる場合でも、このレジスト液を一旦レジスト液タンク１６０に回収し、レジスト原液あるいは溶剤をレジスト液タンク１６０内に加えることで、レジスト液を設定濃度に調整することができる。したがって、このレジスト液を排出せずに有効に利用することができる。また、ガス供給部１６６を設けることによって、スタティックミキサー１０６と３方口バルブ１３６の間のレジスト液供給管１１８に残留するレジスト液をレジスト液タンク１６０に送出し、レジスト液を設定濃度に調整することができる。この場合、レジスト液供給管１１８にレジスト液が残留しないので、このレジスト液がその後スタティックミキサー１０６で生成されるレジスト液に混入しない。その結果、後に生成されるレジスト液の濃度を設定濃度に維持することができる。

以上の実施の形態では、レジスト液タンク１６０に接続される配管１６１と配管１６２は、それぞれレジスト原液供給管１１６と溶剤供給管１１７に接続されていたが、レジスト液タンク１６０は、図９に示すようにレジスト原液タンク１０１と溶剤タンク１０２に接続されていてもよい。レジスト液タンク１６０とレジスト原液タンク１０１との間には、レジスト原液タンク１０１内のレジスト原液を吸上げレジスト液タンク１６０に供給する第３のポンプ１７０が設けられている。レジスト液タンク１６０と第３のポンプ１７０は配管１７２で接続され、配管１７２にはバルブ１７６が介設されている。レジスト原液タンク１０１と第３のポンプ１７０は配管１７４で接続され、配管１７４にはバルブ１７８が介設されている。レジスト液タンク１６０と溶剤タンク１０２との間には、溶剤タンク１０２内の溶剤を吸上げレジスト液タンク１６０に供給する第４のポンプ１７１が設けられている。レジスト液タンク１６０と第４のポンプ１７１は配管１７３で接続され、配管１７３にはバルブ１７７が介設されている。溶剤タンク１０２と第４のポンプ１７１は配管１７５で接続され、配管１７５にはバルブ１７９が介設されている。なお、第３のポンプ１７０と第４のポンプ１７１には、例えばボールネジパルス制御駆動のプランジャポンプが用いられる。

かかる場合、制御部１５０では、レジスト液タンク１６０内のレジスト液の濃度に基づいて、第３のポンプ１７０と第４のポンプ１７１のストロークを制御する。また同時に、制御部１５０ではバルブ１７６〜１７９の開閉の制御も行う。これによって、レジスト液タンク１６０に必要量のレジスト原液あるいは溶剤を供給することができる。その結果、レジスト液タンク１６０内のレジスト液の濃度を設定濃度にすることができ、レジスト液を排出せずに有効に利用することができる。

以上の実施の形態では、分光光度計１０７で測定の終わったレジスト液は、配管１２４を通って排出されていたが、図１０に示すように配管１２４の他端に３方口バルブ１８０を設けて、レジスト液を３方口バルブ１３６とレジスト塗布処理装置２４の間のレジスト液供給管１１８、あるいはレジスト液タンク１６０に流すようにしてもよい。３方口バルブ１８０の下流側は、配管１８１を介してレジスト液供給管１１８に接続され、また配管１８２を介してレジスト液タンク１６０に接続されている。そして例えばレジスト液の測定濃度が設定濃度と同じである場合、制御部１５０で３方口バルブ１８０の配管１８１側が開くように制御することで、レジスト液をレジスト液供給管１１８に導入しレジスト塗布処理装置２４に供給することができる。また例えば測定濃度が設定濃度と異なる場合、制御部１５０で３方口バルブ１８０の配管１８２側が開くように制御することで、レジスト液をレジスト液タンク１６０に導入し、レジスト液タンク１６０内で設定濃度にすることができる。これによって、分光光度計１０７で測定の終わったレジスト液も排出せずに有効に利用することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に相到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。本発明は、ＬＣＤ基板以外の基板例えば半導体ウェハ、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板である場合にも適用できる。

本発明は、基板に塗布されるレジスト液を供給するレジスト液供給装置及び基板処理システムに有用である。

本実施の形態にかかるレジスト液供給装置を搭載した、塗布現像処理システムの構成の概略を示す平面図である。レジスト塗布処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。レジスト塗布処理装置の構成の概略を示す平面図である。ノズルの斜視図である。本実施の形態にかかるレジスト液供給装置の構成の概略を示す平面図である。分光光度計の構成の概略を示す平面図である分光光度計の光の波長とレジスト液の吸光度との関係を示した説明図である。他の形態にかかるレジスト液供給装置の構成の概略を示す平面図である。他の形態にかかるレジスト液供給装置の構成の概略を示す平面図である。他の形態にかかるレジスト液供給装置の構成の概略を示す平面図である。

符号の説明

１塗布現像処理システム
２４レジスト塗布処理装置
８０ノズル
１００レジスト液供給装置
１０１レジスト原液タンク
１０２溶剤タンク
１０３第１のポンプ
１０４第２のポンプ
１０５混合ブロック
１０６スタティックミキサー
１０７分光光度計
１１６レジスト原液供給管
１１７溶剤供給管
１１８レジスト液供給管
１２１分岐管
１５０制御部
１６０レジスト液タンク
１６６ガス供給部
１７０第３のポンプ
１７１第４のポンプ

Claims

基板に塗布するレジスト液を供給するレジスト液供給装置であって、
レジスト原液と溶剤を混合する混合部と、
前記レジスト原液を前記混合部に供給するための第１のポンプと、
前記溶剤を前記混合部に供給するための第２のポンプと、
前記混合部で生成されたレジスト液の濃度を測定する濃度測定部と、
前記濃度測定部で測定されたレジスト液の測定濃度に基づいて、基板に塗布されるレジスト液の濃度が予め定められた設定濃度になるように、前記第１のポンプから供給されるレジスト原液と前記第２のポンプから供給される溶剤の供給量を制御する制御部と、を有することを特徴とする、レジスト液供給装置。
前記第１のポンプは、レジスト原液供給管によって前記混合部に接続され、
前記第２のポンプは、溶剤供給管によって前記混合部に接続され、
前記混合部は、レジスト液供給管によって基板にレジスト液を塗布するレジスト塗布処理装置に接続され、
前記レジスト液供給管には、前記濃度測定部に通じる分岐管が接続されていることを特徴とする、請求項１に記載のレジスト液供給装置。
前記濃度測定部には、当該濃度測定部内のレジスト液を前記レジスト液供給管に戻す配管が接続されていることを特徴とする、請求項２に記載のレジスト液供給装置。
前記レジスト液供給管には、前記レジスト液の測定濃度が前記設定濃度と異なる場合に、少なくとも前記レジスト液供給管内のレジスト液を回収するタンクが接続されていることを特徴とする、請求項２又は３に記載のレジスト液供給装置。
前記第１のポンプと前記第２のポンプは、前記レジスト液供給管、前記レジスト原液供給管及び前記溶剤供給管と別の配管によって、前記タンクにそれぞれ接続されていることを特徴とする、請求項４に記載のレジスト液供給装置。
前記タンクには、レジスト原液を供給するための第３のポンプと、溶剤を供給するための第４のポンプが接続されていることを特徴とする、請求項４に記載のレジスト液供給装置。
前記制御部は、前記タンクに回収されたレジスト液の濃度が前記設定濃度になるように、前記タンクに対する前記レジスト原液又は前記溶剤のいずれかの供給量を制御することを特徴とする、請求項５又は６のいずれかに記載のレジスト液供給装置。
少なくとも前記レジスト液供給管内のレジスト液をガスによって前記タンクに送出するガス供給部を有していることを特徴とする、請求項４〜７のいずれかに記載のレジスト液供給装置。
前記濃度測定部には、当該濃度測定部内のレジスト液を前記タンクに導入する配管が接続されていることを特徴とする、請求項４〜８のいずれかに記載のレジスト液供給装置。
前記制御部は、少なくとも基板に塗布されるレジスト液の塗膜の厚さとレジスト液の種類に基づいて前記設定濃度を決定し、その設定濃度になるように前記レジスト原液と前記溶剤の供給量を制御することを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載のレジスト液供給装置。
前記濃度測定部は、分光光度計を有することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載のレジスト液供給装置。
前記分光光度計で使用される光の測定波長は、
測定対象となるレジスト液が感光しない波長であって、
かつ測定対象となるレジスト液の最大の吸光度と最小の吸光度との差が０．５ａｂｓ〜１．５ａｂｓとなる波長に設定されることを特徴とする、請求項１１に記載のレジスト液供給装置。
請求項１〜１２のいずれかに記載のレジスト液供給装置と、基板にレジスト液を塗布するレジスト塗布処理装置と、を有することを特徴とする、基板処理システム。