JP2010135535A - 処理液供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】処理液の無駄をなくすことができると共に、廃液中に溶存するガスを効率的に除去でき、かつ処理液の種類に影響を受けることなく処理の最適化が図れると共に、処理効率の向上が図れるようにする。
【解決手段】気体供給管路６ａを介してＮ２ガス供給源７１に接続される薬液ボトルと、被処理基板に処理液を供給する供給ノズル７０ａとを接続する供給管路７ａ，７ｂにバッファタンク２とフィルタ３を介設する。バッファタンクを大気側に連通可能に形成すると共に、気体供給管路６ｂを介してＮ２ガス供給源７１とバッファタンクとを接続する。フィルタ３に接続するドレイン管路７ｃと、ドレイン管路から分岐され、薬液ボトルとバッファタンクとの間の供給管路に接続する戻り管路８ａとからなる循環管路８を設け、循環管路に設けた可変絞り９によって循環管路中を流れるレジスト液の液圧を低下してレジスト液中に溶存する気体を気泡化して除去する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、例えば半導体ウエハや液晶ディスプレイ用のガラス基板（ＦＰＤ基板）等の被処理基板にレジスト液や現像液等の処理液を供給する処理液供給装置に関するものである。

一般に、半導体デバイスの製造のフォトリソグラフィ技術においては、半導体ウエハやＦＰＤ基板等にフォトレジストを塗布し、これにより形成されたレジスト膜を所定の回路パターンに応じて露光し、この露光パターンを現像処理することによりレジスト膜に回路パターンが形成されている。

このようなフォトリソグラフィ工程において、レジスト液や現像液等の処理液をウエハ等に供給する装置として、処理液が貯留された処理液貯留容器と処理液供給ノズルとを接続する供給管路に、リキッドエンドセンサ、供給ポンプ、処理液を濾過して気泡を除去するフィルタ及び吐出ポンプを介設し、フィルタと吐出ポンプに混入している気泡を含む処理液を、戻し管路を介して貯留容器側の供給配管に戻すことで、泡の除去を行う構造のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、別のこの種の装置として、処理液貯留容器と処理液供給ノズルとを接続する供給管路に、リキッドエンドセンサ、トラップタンク、ポンプ及びフィルタを介設し、ポンプの循環口とトラップタンクに接続される循環配管を具備し、トラップタンクによって処理液中の気泡を除去する構造のものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００１−７７０１５号公報（特許請求の範囲、図１２，図１３） 特開２００１−２６９６０８号公報（特許請求の範囲、図１７）

ところで、この種の処理液供給装置においては、処理液の供給が一定の状態すなわち処理液中に溶存するガスを除去（脱気処理）して一定量を供給することができ、かつ処理効率の向上を図ることが重要である。

しかしながら、特許文献１に記載の技術においては、フィルタから廃液される処理液の無駄を省くことができるが、戻された処理液は再びフィルタによって泡抜きされるため、処理液中に溶存するガスを効率良く除去することができないという懸念がある。

また、特許文献２に記載の技術においては、循環配管によってポンプから戻された気泡を含む処理液中の気泡をトラップタンクによって除去すると共に、ポンプの二次側に配設されたフィルタによって処理液中の気泡を除去することができるが、フィルタによって気泡を完全に除去することができないという懸念がある。また、特許文献２に記載の構造においては、ポンプの構造が特定される、すなわち上部に気泡を分離するための循環口を設け、下部に吐出口を設けた構造のものに特定され、目的に応じたポンプを使用できないという懸念もある。

また、この種の処理液供給装置における泡抜き処理を行うタイミングは、処理の開始前、所定の処理を行った後又は処理液貯留タンクの交換後等である。しかしながら、所定の処理を行った後の泡抜き処理においては、処理液の種類によってはガスの発生しやすさが異なるため、処理液毎の泡抜き処理すなわち供給ノズルからの処理液の吐出回数や吐出時間毎の設定を行う必要があり、処理液毎によって異なる処理の最適化を図る必要がある。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、フィルタから廃棄される処理液の無駄をなくすことができると共に、廃液中に溶存するガスを効率的に除去でき、かつ処理液の種類に影響を受けることなく処理の最適化が図れると共に、処理効率の向上が図れるようにすることを目的とする。

上記課題を解決するために、この発明の処理液供給装置は、被処理基板に処理液を供給する供給ノズルと、上記処理液を貯留する処理液貯留容器と、上記供給ノズルと処理液貯留容器とを接続する供給管路と、気体供給管路を介して上記処理液貯留容器内の処理液を加圧して処理液を圧送する加圧気体供給源と、上記供給管路に介設され、上記処理液貯留容器から圧送された処理液を一時貯留する一時貯留容器と、上記一時貯留容器の二次側の供給管路に介設され、上記処理液を濾過して異物を除去すると共に、処理液中に混入している気泡を除去するフィルタと、上記フィルタの二次側の供給管路に介設されるポンプと、を具備する処理液供給装置において、 上記一時貯留容器を大気側に連通可能に形成し、 上記フィルタに接続するドレイン管路と、このドレイン管路から分岐され、上記処理液貯留容器と一時貯留容器との間の供給管路に接続する戻り管路とからなる循環管路と、 上記加圧気体供給源と上記一時貯留容器とを接続する第２の気体供給管路と、 上記循環管路に介設され、該循環管路中を流れる処理液の液圧を低下して処理液中に溶存する気体を気泡化する絞り手段と、を具備してなることを特徴とする（請求項１）。この場合、上記絞り手段を可変調整絞りにて形成するか、あるいは、循環管路を連通・遮断する流量調整可能な開閉弁にて形成することができる（請求項２，３）。

このように構成することにより、フィルタの泡抜きによって廃液された処理液を循環管路によって再び処理液貯留容器と一時貯留容器との間の供給管路に戻すことができる。また、戻される処理液は、循環管路に介設された絞り手段によって液圧が低下し、液中に溶存するガスが顕在化して気泡が発生される。この気泡を含む処理液を循環管路から供給管路を介して再びフィルタを通過させることで、フィルタによって気泡が除去される。

また、この発明において、上記第２の気体供給管路に、上記一時貯留容器と上記加圧気体供給源側又は大気側との連通を選択的に切り換える切換弁を介設する方が好ましい（請求項４）。

このように構成することにより、一時貯留容器内に貯留された処理液を大気と接触させることで、一時貯留容器内の圧力を低下させ、処理液中に溶存するガスを顕在化して気泡を発生させることができる。一時貯留容器内で発生した気泡は、一時貯留容器内で該一時貯留容器内の気液界面にて気液分離される。分離が十分でなかった気泡も処理液と共にフィルタを通過する際に除去される。

また、この発明において、上記供給管路の上記一時貯留容器との接続部に、処理液を一時貯留容器内の気体と接触させつつ一時貯留容器内に導く導入管を設ける方が好ましい（請求項５）。

このように構成することにより、処理液貯留容器及び循環管路から供給管路を介して一時貯留容器内に補充される処理液を一時貯留容器内の気体（大気）と接触させることで、処理液の大気接触面積の増大により処理液中に溶存するガスを顕在化して気泡を発生させることができる。そして、一時貯留容器内で発生した気泡は処理液と共にフィルタを通過する際に除去される。

また、この発明において、上記循環管路に、該循環管路を流れる処理液中の気泡を検出する気泡検出センサを介設し、上記気泡検出センサからの検出信号に基づいて、加圧気体供給源の加圧量、絞り手段の絞り量又は循環管路を流れる処理液の時間の少なくとも一つを制御する制御手段を更に具備する方が好ましい（請求項６）。

このように構成することにより、気泡検出センサによって循環管路を流れる処理液中の気泡を検出し、その検出信号を制御手段に伝達し、制御手段によって加圧気体供給源の加圧量、絞り手段の絞り量又は循環管路を流れる処理液の時間の少なくとも一つを制御することができる。

加えて、この発明において、上記フィルタとポンプとの間の供給管路に介設され、処理液中に溶存する気泡を分離する機能を有するトラップタンクを更に具備し、上記トラップタンクと循環管路とを開閉弁を介設したドレイン管路によって接続する構成とする方がよい（請求項７）。この場合、上記トラップタンクに、該トラップタンク内に貯留される処理液中の気泡を検出する気泡検出センサと、上記気泡検出センサからの検出信号に基づいて、加圧気体供給源の加圧量、絞り手段の絞り量又は循環管路を流れる処理液の時間の少なくとも一つを制御する制御手段と、を更に具備する方が好ましい（請求項８）。

このように構成することにより、フィルタによって除去されなかった処理液中に溶存するガスにより発生する気泡をトラップタンクによって除去することができると共に、開閉弁によってトラップタンクから排出される処理液の液圧を低下させて処理液中に溶存するガスを顕在化して気泡を発生させることができ、発生した気泡をドレイン管路から外部に排出することができる。その他の処理液を循環管路によって供給管路に戻し、供給管路を介して再びフィルタを通過する際に処理液中の気泡がフィルタによって除去される。この場合、気泡検出センサによってトラップタンク内の処理液中の気泡を検出し、その検出信号を制御手段に伝達し、制御手段によって加圧気体供給源の加圧量、絞り手段の絞り量又は循環管路を流れる処理液の時間の少なくとも一つを制御することができる。

この発明は、上記のように構成されているので、以下のような顕著な効果が得られる。

（１）請求項１，２，３記載の発明によれば、フィルタの泡抜きによって廃液された処理液を循環管路によって再び処理液貯留容器と一時貯留容器との間の供給管路に戻すことができるので、フィルタから廃液される処理液の無駄をなくすことができる。また、戻される処理液は、循環管路に介設された絞り手段によって液圧が低下し、液中に溶存するガスが顕在化して気泡が発生されるので、処理液中の気泡は、循環管路から供給管路を介して再びフィルタを通過する際にフィルタによって除去することができる。また、処理液の種類に関係なく処理液中に溶存するガスを効率的に除去することができるので、処理の最適化が図れると共に、処理効率の向上が図れる。

（２）請求項４記載の発明によれば、一時貯留容器内に貯留された処理液を大気と接触させることで、一時貯留容器内の圧力を低下させ、処理液中に溶存するガスを顕在化して気泡を発生させることができるので、上記（１）に加えて更に処理液中に溶存するガスを効率的に除去することができる。

（３）請求項５記載の発明によれば、一時貯留容器内に補充される処理液を一時貯留容器内の気体（大気）と接触させることで、処理液の大気接触面積の増大により処理液中に溶存するガスを顕在化して気泡を発生させることができるので、上記（１），（２）に加えて更に処理液中に溶存するガスを効率的に除去することができる。

（４）請求項６記載の発明によれば、気泡検出センサによって循環管路を流れる処理液中の気泡を検出し、その検出信号に基づいて加圧気体供給源の加圧量、絞り手段の絞り量又は循環管路を流れる処理液の時間の少なくとも一つを制御することができるので、上記（１）〜（３）に加えて更に処理の最適化が図れると共に、処理効率の向上が図れる。

（５）請求項７記載の発明によれば、フィルタによって除去されなかった処理液中に溶存するガスにより発生する気泡をトラップタンクによって除去し、この気泡を含む処理液を循環管路によって供給管路に戻し、供給管路を介して再びフィルタを通過する際に処理液中の気泡をフィルタによって除去することができる。したがって、上記（１）〜（４）に加えて、更に処理の最適化が図れると共に、処理効率の向上が図れる。この場合、気泡検出センサによってトラップタンク内の処理液中の気泡を検出し、その検出信号に基づいて加圧気体供給源の加圧量、絞り手段の絞り量又は循環管路を流れる処理液の時間の少なくとも一つを制御することで、更に処理の最適化が図れると共に、処理効率の向上が図れる。

以下に、この発明の最良の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。ここでは、この発明に係る処理液供給装置を半導体ウエハのレジスト液塗布・現像処理システムにおけるレジスト塗布処理装置に適用した場合について説明する。

図９は、この発明に係る処理液供給装置を具備する半導体ウエハのレジスト塗布・現像処理システムを示す概略平面図、図１０は、レジスト塗布・現像処理システムの概略正面図、図１１は、レジスト塗布・現像処理システムの概略背面図である。

上記レジスト塗布・現像処理システムＳは、図９に示すように、例えば２５枚のウエハＷをカセット単位で外部からレジスト塗布・現像処理システムＳに対して搬入出すると共に、カセットＣに対してウエハＷを搬入出するカセットステーションＳ１と、このカセットステーションＳ１に隣接して設けられ、塗布現像工程の中で枚葉式に所定の処理を施す各種処理ユニットを多段配置してなる処理ステーションＳ２と、この処理ステーションＳ２に隣接して設けられている露光装置（図示せず）との間でウエハＷの受け渡しをするインターフェース部Ｓ３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Ｓ１は、カセット載置台Ａ上の所定の位置に、複数のカセットＣを水平のＸ方向に一列に載置可能となっている。また、カセットステーションＳ１には、搬送路Ｂ上をＸ方向に沿って移動可能なウエハ搬送アームＤが設けられている。ウエハ搬送アームＤは、カセットＣに収容されたウエハＷのウエハ配列方向（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内のウエハＷに対して選択的にアクセスできるように構成されている。

また、ウエハ搬送アームＤは、Ｚ軸を中心としてθ方向に回転可能に構成されており、後述するように処理ステーションＳ２側の第３の処理ユニット群Ｇ３に属するトランジション装置（ＴＲＳ）３１に対してもアクセスできるように構成されている。

処理ステーションＳ２は、複数の処理ユニットが多段に配置された、例えば５つの処理ユニット群Ｇ１〜Ｇ５を備えている。図９に示すように、処理ステーションＳ２の正面側には、カセットステーションＳ１側から第１の処理ユニット群Ｇ１，第２の処理ユニット群Ｇ２が順に配置されている。また、処理ステーションＳ２の背面側には、カセットステーションＳ１側から第３の処理ユニット群Ｇ３，第４の処理ユニット群Ｇ４及び第５の処理ユニット群Ｇ５が順に配置されている。第３の処理ユニット群Ｇ３と第４の処理ユニット群Ｇ４との間には、第１の搬送機構１１０が設けられている。第１の搬送機構１１０は、第１の処理ユニット群Ｇ１，第３の処理ユニット群Ｇ３及び第４の処理ユニット群Ｇ４に選択的にアクセスしてウエハＷを搬送するように構成されている。第４の処理ユニット群Ｇ４と第５の処理ユニット群Ｇ５との間には、第２の搬送機構１２０が設けられている。第２の搬送機構１２０は、第２の処理ユニット群Ｇ２，第４の処理ユニット群Ｇ４及び第５の処理ユニット群Ｇ５に選択的にアクセスしてウエハＷを搬送するように構成されている。

第１の処理ユニット群Ｇ１には、図１０に示すように、ウエハＷに所定の処理液を供給して処理を行う液処理ユニット、例えばウエハＷにレジスト液を塗布する、この発明に係る処理液供給装置を具備するレジスト塗布処理装置を有するレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）１０，１１，１２、露光時の光の反射を防止するための紫外線硬化樹脂液を塗布して反射防止膜を形成するボトムコーティングユニット（ＢＡＲＣ）１３，１４が下から順に５段に重ねられている。第２の処理ユニット群Ｇ２には、液処理ユニット、例えばウエハＷに現像処理を施す現像処理ユニット（ＤＥＶ）２０〜２４が下から順に５段に重ねられている。また、第１の処理ユニット群Ｇ１及び第２の処理ユニット群Ｇ２の最下段には、各処理ユニット群Ｇ１及びＧ２内の前記液処理ユニットに各種処理液を供給するためのケミカル室（ＣＨＭ）２５，２６がそれぞれ設けられている。

一方、第３の処理ユニット群Ｇ３には、図１１に示すように、下から順に、温調ユニット（ＴＣＰ）３０、ウエハＷの受け渡しを行うためのトランジション装置（ＴＲＳ）３１及び精度の高い温度管理下でウエハＷを加熱処理する熱処理ユニット（ＵＬＨＰ）３２〜３８が９段に重ねられている。

第４の処理ユニット群Ｇ４では、例えば高精度温調ユニット（ＣＰＬ）４０、レジスト塗布処理後のウエハＷを加熱処理するプリベーキングユニット（ＰＡＢ）４１〜４４及び現像処理後のウエハＷを加熱処理するポストベーキングユニット（ＰＯＳＴ）４５〜４９が下から順に１０段に重ねられている。

第５の処理ユニット群Ｇ５では、ウエハＷを熱処理する複数の熱処理ユニット、例えば高精度温調ユニット（ＣＰＬ）５０〜５３、露光後のウエハＷを加熱処理するポストエクスポージャーベーキングユニット（ＰＥＢ）５４〜５９が下から順に１０段に重ねられている。

また、第１の搬送機構１１０のＸ方向正方向側には、図９に示すように、複数の処理ユニットが配置されており、例えば図１１に示すように、ウエハＷを疎水化処理するためのアドヒージョンユニット（ＡＤ）８０，８１、ウエハＷを加熱する加熱ユニット（ＨＰ）８２，８３が下から順に４段に重ねられている。また、第２の搬送機構１２０の背面側には、図９に示すように、例えばウエハＷのエッジ部のみを選択的に露光する周辺露光ユニット（ＷＥＥ）８４が配置されている。

また、図１０に示すように、カセットステーションＳ１、処理ステーションＳ２及びインターフェース部Ｓ３の各ブロックの上部には、各ブロック内を空調するための空調ユニット９０が備えられている。この空調ユニット９０により、カセットステーションＳ１，処理ステーションＳ２及びインターフェース部Ｓ３内は、所定の温度及び湿度に調整できる。また、図１１に示すように、例えば処理ステーションＳ２の上部には、第３の処理ユニット群Ｇ３、第４の処理ユニット群Ｇ４及び第５の処理ユニット群Ｇ５内の各装置に所定の気体を供給する、例えばＦＦＵ（ファンフィルタユニット）などの気体供給手段である気体供給ユニット９１がそれぞれ設けられている。気体供給ユニット９１は、所定の温度、湿度に調整された気体から不純物を除去した後、当該気体を所定の流量で送風できる。

インターフェース部Ｓ３は、図９に示すように、処理ステーションＳ２側から順に第１のインターフェース部１００と、第２のインターフェース部１０１とを備えている。第１のインターフェース部１００には、ウエハ搬送アーム１０２が第５の処理ユニット群Ｇ５に対応する位置に配設されている。ウエハ搬送アーム１０２のＸ方向の両側には、例えばバッファカセット１０３（図９の背面側），１０４（図９の正面側）が各々設置されている。ウエハ搬送アーム１０２は、第５の処理ユニット群Ｇ５内の熱処理装置とバッファカセット１０３，１０４に対してアクセスできる。第２のインターフェース部１０１には、Ｘ方向に向けて設けられた搬送路１０５上を移動するウエハ搬送アーム１０６が設けられている。ウエハ搬送アーム１０６は、Ｚ方向に移動可能で、かつθ方向に回転可能であり、バッファカセット１０４と、第２のインターフェース部１０１に隣接した図示しない露光装置に対してアクセスできるようになっている。したがって、処理ステーションＳ２内のウエハＷは、ウエハ搬送アーム１０２，バッファカセット１０４，ウエハ搬送アーム１０６を介して露光装置に搬送でき、また、露光処理の終了したウエハＷは、ウエハ搬送アーム１０６，バッファカセット１０４，ウエハ搬送アーム１０２を介して処理ステーションＳ２内に搬送できる。

なお、レジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）１０，１１，１２に適用されるこの発明に係る処理液供給装置を具備するレジスト塗布処理装置１５は、内部を密閉することができる処理容器６０内に配設されている。この処理容器６０の一側面には、図１２に示すように、ウエハＷの搬送手段である上記第１の搬送機構１１０の搬送領域に臨む面にウエハＷの搬入出口６０ａが形成され、搬入出口６０ａには、開閉シャッタ６３が開閉用昇降シリンダ６４によって開閉可能に設けられている。

レジスト塗布処理装置１５は、図１２に示すように、ウエハＷの保持手段としてその上面にウエハＷを水平に真空吸着保持するスピンチャック１６と、スピンチャック１６に軸部１６ａを介して連結され、ウエハＷを水平面内で回転させる例えばサーボモータ等にて形成される回転機構１６ｂと、ウエハＷの表面にレジスト液を供給する処理液供給ノズル７０ａを具備する集合ノズル７０を具備している。

集合ノズル７０は、回動軸６６を中心として旋回する移動部材としての回動アーム６５の先端に設けられている。集合ノズル７０には、後述する第２の処理液供給管路７ｂに接続されレジスト液を吐出する処理液供給ノズル７０ａと、溶剤供給管路７０ｃを介して溶剤供給源７０ｄに接続され溶剤を吐出する溶剤供給ノズル７０ｂが設けられおり、これらのノズル７０ａ，７０ｂはウエハＷの半径方向内側に相前後して並置され、集合ノズル７０の下面にいずれも開口している。すなわち、この処理液供給ノズル７０ａと溶剤供給ノズル７０ｂは、ウエハＷの半径方向内側に処理液供給ノズル７０ａが位置し、またウエハＷの半径方向外側に溶剤供給ノズル７０ｂが位置するように、互いに所定間隔だけ離して並置されている。そして、処理液供給ノズル７０ａからは第２の処理液供給管路７ｂにより供給されたレジスト液が、また溶剤供給ノズル７０ｂからは溶剤供給管路７０ｃにより供給された溶剤がそれぞれ独立に吐出されるように構成されている。

また、図１２に示すように、回動アーム６５は、処理容器６０の外側に鉛直に設けられた回動軸６６の上部に水平姿勢で固定されおり、回動軸６６の回転機構６７（ノズル移動機構）によって、水平面内で回動するように構成されている。回動アーム６５は、ウエハＷの上方において、ウエハＷの中心部付近に移動した状態と、処理容器６０よりも外側の待機位置（ホームポジション）に移動した状態との間を移動する。回動アーム６５を、これらの間で移動させることにより、ウエハＷ上に塗布膜を形成する処理を行う。

なお、処理容器６０内には、ウエハＷの外周側を包囲する上下移動可能な外カップ６１と、ウエハＷの下部側に配置される内カップ６２とが設けられている。また、処理容器６０の処理空間６０ｂには、上方から流れるダウンフローの清浄空気が下方に流れるように外カップ６１と内カップ６２との間に通気流路６０ｃが形成されている。

次に、この発明に係る処理液供給装置について、図１ないし図８を参照して説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、この発明に係る処理液供給装置の第１実施形態を示す概略断面図である。

上記処理液供給装置は、処理液Ｌ（レジスト液）を貯留する処理液貯留容器１（以下に薬液ボトル１という）と、この薬液ボトル１に気体供給管路６ａ（以下に第１の気体供給管路６ａという）を介して接続され、薬液ボトル１内のレジスト液Ｌを加圧する加圧手段である不活性ガス例えば窒素（Ｎ２）ガスの供給源７１（以下に、Ｎ２ガス供給源７１という）と、第１の処理液供給管路７ａを介して薬液ボトル１に接続され、薬液ボトル１から導かれた処理液を一時貯留する一時貯留容器であるバッファタンク２と、このバッファタンク２と処理液供給ノズル７０ａ（以下に供給ノズル７０ａという）を接続する第２の処理液供給管路７ｂと、第２の処理液供給管路７ｂにおいて、バッファタンク２側に介設され処理液中に混入している気泡を除去するフィルタ３と、フィルタ３の二次側に介設される小型のトラップタンク４と、トラップタンク４の二次側に介設され処理液を供給ノズル７０ａに供給するポンプ５とを具備している。

また、一端が第１の気体供給管路６ａから分岐され、他端がバッファタンク２の上部に接続する第２の気体供給管路６ｂが設けられている。この第２の気体供給管路６ｂには、バッファタンク２内と大気に開放する大気部７２又はＮ２ガス供給源７１と切換可能に連通する切換弁Ｖｃが介設されている。この場合、切換弁Ｖｃは、バッファタンク２側の１つのポートと、Ｎ２ガス供給源７１側と、大気部７２側の２つのポートとを切り換える３ポート２位置切換可能な電磁切換弁にて形成されており、この切換弁Ｖｃの切換操作によってバッファタンク２内が大気側又はＮ２ガス供給源７１側に連通可能に形成されている。

また、フィルタ３の上部にドレイン管路７ｃが接続されており、このドレイン管路７ｃから分岐される戻り管路８ａが薬液ボトル１とバッファタンク２との間の第１の処理液供給管路７ａに接続されて循環管路８を形成している。この循環管路８を構成するフィルタ側のドレイン管路７ｃと、ドレイン管路７ｃから分岐された戻り管路８ａには、それぞれ電磁式の開閉弁Ｖ１，Ｖ２が介設されており、開閉弁Ｖ１の二次側近傍には絞り手段である可変調整絞り９（以下に可変絞り９という）が介設されている。なお、ドレイン管路７ｃの排出側には電磁式のドレイン弁Ｖｄが介設されている。

上記のように循環管路８中に可変絞り９を介設することによって、フィルタ３から排出されてドレイン管路７ｃを流れる処理液すなわちレジスト液Ｌの液圧を低下させることができ、レジスト液中に溶存するガスが顕在化して気泡が発生する。発生した気泡はドレイン管路７ｃを介して外部に排出される。

なお、上記説明では、絞り手段が可変絞り９にて形成される場合について説明したが、図１に一点鎖線のブロックで示すように、開閉弁Ｖ１と可変絞り９とを一体化した電磁式の流量調整可能な開閉弁Ｖ３にて形成してもよい。

また、上記トラップタンク４はレジスト液中に溶存する気泡を分離する機能を有しており、このトラップタンク４の上部に接続するトラップタンク用ドレイン管路７ｄは循環管路８に接続されている。トラップタンク用ドレイン管路７ｄには電磁式の開閉弁Ｖ４が介設されており、この開閉弁Ｖ４によってトラップタンク４から排出されるレジスト液の液圧を低下させることができ、レジスト液中に溶存するガスが顕在化して気泡が発生する。発生した気泡はドレイン管路７ｃを介して外部に排出される。

また、第１の処理液供給管路７ａとバッファタンク２との接続部には、レジスト液をバッファタンク２内の気体と接触させつつバッファタンク２内に導く導入管７５が設けられている。この場合、導入管７５は、薬液ボトル１からバッファタンク２内に補充されるレジスト液Ｌがバッファタンク２内の気体と接触される構造であれば任意の形態でよく、例えば導入管７５をバッファタンク２の中程まで延びる半割れの樋状に形成することができる。

このように構成することにより、薬液ボトル１及び循環管路８から第１の処理液供給管路７ａを介してバッファタンク２内に補充されるレジスト液をバッファタンク２内の気体（大気）と接触させることで、レジスト液の大気接触面積の増大によりレジスト液中に溶存するガスを顕在化して気泡を発生させることができる。そして、バッファタンク２内で発生した気泡は、バッファタンク２内で該バッファタンク２内の気液界面にて気液分離される。分離が十分でなかった気泡もレジスト液と共にフィルタ３を通過する際に除去される。

また、薬液ボトル１とＮ２ガス供給源７１とを接続する第１の気体供給管路６ａには、可変調整可能な圧力調整手段である電空レギュレータＲが介設されている。この電空レギュレータＲは、後述する制御手段としての中央演算処理装置（ＣＰＵ）を主体として構成されるコントローラ２００からの制御信号出力によって作動する操作部例えば比例ソレノイドと、該ソレノイドの作動によって開閉する弁機構とを具備しており、弁機構の開閉によって圧力を調整するように構成されている。

上記第１の気体供給管路６ａの電空レギュレータＲと薬液ボトル１との間には電磁式の開閉弁Ｖ５が介設されている。また、第１の処理液供給管路７ａの薬液ボトル１とバッファタンク２との間には電磁式の開閉弁Ｖ６が介設され、第２の供給管路７ｂのポンプ５と供給ノズル７０ａとの間における供給ノズル７０ａ側には電磁式のエアーオペレーションバルブＶａとサックバックバルブＶｓが隣接して介設されている。

上記切換弁Ｖｃ，開閉弁Ｖ１〜Ｖ６，ドレイン弁Ｖｄ，エアーオペレーションバルブＶａ，サックバックバルブＶｓ及びポンプ５に内蔵される電磁式の開閉弁Ｖ７は、コントローラ２００と電気的に接続されており、コントローラ２００からの制御信号に基づいて、切換動作や開閉動作が行われるようになっている。なお、バッファタンク２にはバッファタンク２内のレジスト液Ｌの上限液面と下限液面を検知する上限液面センサ７３及び下限液面センサ７４が設けられており、これら上限液面センサ７３及び下限液面センサ７４によって検知された信号がコントローラ２００に伝達されるように形成されている。

次に、上記処理液供給装置の動作態様について、図２ないし図６を参照して説明する。なお、図２ないし図６においては、コントローラ２００等の制御系は省略してある。

＜バッファタンクへのレジスト液補充＞
まず、新規薬液ボトル１をセットした後、コントローラ２００からの制御信号に基づいて図２に示すように、第１の気体供給管路６ａに介設された開閉弁Ｖ５と第１の処理液供給管路７ａに介設された開閉弁Ｖ６が開放し、Ｎ２ガス供給源７１から薬液ボトル１内に供給されるＮ２ガスの加圧によってレジスト液Ｌをバッファタンク２内に供給する。このとき、切換弁Ｖｃは大気部７２側に切り換えられており、バッファタンク２内は大気に連通されている。薬液ボトル１から供給されたレジスト液Ｌが接続部の導入管７５を介してバッファタンク２に供給（補充）される際、レジスト液はバッファタンク２内の気体（大気）と接触することで、レジスト液の大気接触面積の増大によりレジスト液中に溶存するガスを顕在化して気泡が発生又は発生しやすくする。

＜レジスト液のＮ２加圧−レジスト液吐出（１）＞
バッファタンク２内に所定量のレジスト液Ｌが供給（補充）されると、上限液面センサ７３からの検知信号を受けたコントローラ２００からの制御信号に基づいて図３に示すように、開閉弁Ｖ５と開閉弁Ｖ６が閉じると共に、切換弁ＶｃがＮ２ガス供給源７１側に切り換わる。これにより、Ｎ２ガス供給源７１からＮ２ガスがバッファタンク２内に供給される一方、循環管路８の開閉弁Ｖ１，Ｖ２（Ｖ３）が開放してフィルタ３からドレイン管路７ｃに排出された気泡を含むレジスト液Ｌを循環管路８を介して薬液ボトル１内に戻す。このとき、ポンプ５が駆動して供給ノズル７０ａからレジスト液が被処理基板であるウエハ（図示せず）に供給（吐出）されて処理が施される。

この状態において、循環管路８を流れるレジスト液は可変絞り９（又は流量調整可能な開閉弁Ｖ３）によって液圧が低下されてレジスト液中に溶存するガスが顕在化して気泡が発生する。発生した気泡はドレイン管路７ｃを介して外部に排出され、また外部に排出されずにレジスト液中に残ったガスはレジスト液と共に薬液ボトル１内に戻された後、再びバッファタンク２に供給される際、大気と接触して大気側に排出（泡抜き）される。

なお、バッファタンク２内に供給されるＮ２ガスの圧力は、レジスト液が大気と接触して泡抜きするに足りる低加圧である方がよい。

＜レジスト液のＮ２加圧−レジスト液吐出（２）＞
上記レジスト液のＮ２加圧−レジスト液吐出（１）に代えて、循環管路８の開閉弁Ｖ１（Ｖ３）を閉じると共に、開閉弁Ｖ２を開放する一方、トラップタンク用ドレイン管路７ｃに介設された開閉弁Ｖ４を開放してトラップタンク４からトラップタンク用ドレイン管路７ｃに排出された気泡を含むレジスト液Ｌを循環管路８を介して薬液ボトル１内に戻す。このとき、ポンプ５が駆動して供給ノズル７０ａからレジスト液がウエハ（図示せず）に供給（吐出）されて処理が施される。

なお、レジスト液のＮ２加圧−レジスト液吐出（２）の工程において、その他の動作はレジスト液のＮ２加圧−レジスト液吐出（１）と同様である。例えば、コントローラ２００からの制御信号に基づいて図４に示すように、開閉弁Ｖ５と開閉弁Ｖ６が閉じると共に、切換弁ＶｃがＮ２ガス供給源７１側に切り換わる。

＜ポンプへのレジスト液補充＞
供給ノズル７０ａから所定量のレジスト液をウエハに供給（吐出）した後、図５に示すように、循環管路８に介設される開閉弁Ｖ１（Ｖ３）とトラップタンク用ドレイン管路７ｃに介設された開閉弁Ｖ４を閉じて、バッファタンク２内のレジスト液をポンプ５側に補充する。

なお、この発明に係る処理液供給装置では、ポンプ５に吸引式ポンプを使用することも可能である。この場合には、切換弁Ｖｃを大気側に切り換えた状態で吸引式ポンプを駆動してバッファタンク２内のレジスト液をポンプ側に補充する。この補充形式においてはポンプの吸引自体にも泡抜き効果があり、ポンプ側から泡抜きされたレジスト液をポンプが吸引できる。

＜薬液ボトル、バッファタンクの交換＞
バッファタンク２内のレジスト液Ｌの補充量が所定量以下になったとき、下限液面センサ７４からの検知信号がコントローラ２００に伝達され、コントローラ２００からの制御信号に基づいて図６に示すように、切換弁Ｖｃが大気部７２側に切り換わってバッファタンク２内が大気に連通する。この状態でバッファタンク２の交換が可能となる。なお、薬液ボトル１を交換する場合は、図６に示す状態から第１の気体供給管路６ａに介設された開閉弁Ｖ５及び循環管路８に介設された開閉弁Ｖ２を閉じた状態にしてＮ２ガス供給源７１からのＮ２ガスの供給を遮断した状態で薬液ボトル１を交換することができる。

薬液ボトル１を交換した後は、上述と同様の操作を行うことによってレジスト液中に溶存するガスを気泡化して除去することができる。

＜第２実施形態＞
図７は、この発明に係る処理液供給装置の第２実施形態を示す概略断面図である。

第２実施形態の処理液供給装置は、第１実施形態の処理液供給装置に加えて、循環管路８に、該循環管路８中を流れるレジスト液中の気泡を検出する気泡検出センサ７６を配設し、この気泡検出センサ７６によって検出された検出信号をコントローラ２００に伝達し、コントローラ２００からの制御信号に基づいて、電空レギュレータＲによるＮ２ガス供給源７１の加圧量、可変絞り９（開閉弁Ｖ３）の絞り量又は循環管路８を流れるレジスト液の時間の少なくとも一つを制御可能に形成されている。

このように構成することにより、フィルタ３から排出されて循環管路８を流れるレジスト液Ｌ中の気泡を気泡検出センサ７６によって検出して循環管路８を流れるレジスト液中の気泡の状態を監視することができる。そして、レジスト液中の気泡の量に応じてＮ２ガス供給源７１の加圧量、可変絞り９（開閉弁Ｖ３）の絞り量又は循環管路８を流れるレジスト液の時間の少なくとも一つを制御することで、循環管路８中を流れるレジスト液中の気泡の除去を効率的に行うことができる。なお、第２実施形態において、その他の構成は第１実施形態と同じであるので、説明は省略する。

＜第３実施形態＞
図８は、この発明に係る処理液供給装置の第３実施形態を示す概略断面図である。

第３実施形態の処理液供給装置は、第１，第２実施形態の処理液供給装置に加えて、トラップタンク４に、該トラップタンク４中を流れるレジスト液中の気泡を検出する気泡検出センサ７７を配設し、この気泡検出センサ７７によって検出された検出信号をコントローラ２００に伝達し、コントローラ２００からの制御信号に基づいて、トラップタンク用ドレイン管路７ｄに介設される切換弁Ｖ４を開放して、トラップタンク４から気泡を含むレジスト液Ｌを循環管路８に流す一方、コントローラ２００からの制御信号に基づいて、電空レギュレータＲによるＮ２ガス供給源７１の加圧量、可変絞り９（開閉弁Ｖ３）の絞り量又は循環管路８を流れるレジスト液の時間の少なくとも一つを制御可能に形成されている。

このように構成することにより、トラップタンク４中を流れるレジスト液Ｌ中の気泡を気泡検出センサ７７によって検出して、フィルタ３を通過してポンプ５に供給されるレジスト液中の気泡の状態を監視することができる。そして、トラップタンク４中のレジスト液中に気泡を検出した場合は、トラップタンク４から開閉弁Ｖ４を開放して気泡を含むレジスト液Ｌを循環管路８に流すことで、レジスト液Ｌの液圧を低下させてレジスト液中に溶存するガスを顕在化して気泡を発生させることができ、発生した気泡をドレイン管路７ｃから外部に排出することができる。また、トラップタンク４から排出されたレジスト液は循環管路８を流れるが、気泡検出センサ７７によって検出された検出信号を受けたコントローラ２００からの制御信号に基づいて、気泡の量に応じてＮ２ガス供給源７１の加圧量、可変絞り９（開閉弁Ｖ３）の絞り量又は循環管路８を流れるレジスト液の時間の少なくとも一つを制御することで、循環管路８中を流れるレジスト液中の気泡の除去を効率的に行うことができる。

なお、第３実施形態においても、第２実施形態と同様に、循環管路８に、該循環管路８中を流れるレジスト液中の気泡を検出する気泡検出センサ７６を配設し、この気泡検出センサ７６によって検出された検出信号をコントローラ２００に伝達し、コントローラ２００からの制御信号に基づいて、電空レギュレータＲによるＮ２ガス供給源７１の加圧量、可変絞り９（開閉弁Ｖ３）の絞り量又は循環管路８を流れるレジスト液の時間の少なくとも一つを制御可能に形成してもよい。このように構成することにより、レジスト液中の気泡の除去を更に効率的に行うことができる。なお、第３実施形態において、その他の構成は第１実施形態と同じであるので、説明は省略する。

＜その他の実施形態＞
上記実施形態では処理液貯留容器が薬液ボトル１にて形成され、Ｎ２ガス供給源７１から供給されるＮ２ガスを薬液ボトル１内のレジスト液Ｌの液面に直接加圧してレジスト液Ｌを圧送する場合について説明したが、バッファタンク２が上述したように大気に連通可能な状態であれば、薬液ボトル１に代えて、処理液貯留容器内に収容される内袋内にレジスト液を貯留し、内袋の外側を加圧してレジスト液を供給ノズル７０ａに供給するものに適用可能である。なおこの場合においても、内袋を連続加圧すると、内袋のＮ２ガス透過により溶存ガス濃度が上昇するので、この発明の処理液供給装置を用いることによってレジスト液中に溶存するガスを効率良く除去することができる。

なお、上記実施形態では、この発明に係る処理液供給装置をレジスト塗布処理装置に適用した場合について説明したが、レジスト以外の処理液例えば現像液等の供給装置や洗浄処理の供給装置にも適用可能である。

この発明に係る処理液供給装置の第１実施形態を示す概略断面図である。 上記処理液供給装置におけるバッファタンクへの処理液の補充動作状態を示す概略断面図である。 上記処理液供給装置における通常処理動作及び泡抜き動作状態の一例を示す概略断面図である。 上記処理液供給装置における通常処理動作及び泡抜き動作状態の別の例を示す概略断面図である。 上記処理液供給装置におけるポンプへの処理液の補充状態を示す概略断面図である。 上記処理液供給装置における処理液貯留容器内の処理液の空状態を示す概略断面図である。 この発明に係る処理液供給装置の第２実施形態を示す概略断面図である。 この発明に係る処理液供給装置の第３実施形態を示す概略断面図である。 この発明に係る処理液供給装置を適用したレジスト液塗布・現像処理システムの一例を示す概略平面図である。 上記レジスト液塗布・現像処理システムの概略正面図である。 上記レジスト液塗布・現像処理システムの概略背面図である。 上記レジスト液塗布・現像処理システムにおける塗布ユニットを示す概略断面図である。

符号の説明

１ 薬液ボトル（処理液貯留容器）
２ バッファタンク（一時貯留容器）
３ フィルタ
４ トラップタンク
５ ポンプ
６ａ 第１の気体供給管路
６ｂ 第２の気体供給管路
７ａ 第１の処理液供給管路
７ｂ 第２の処理液供給管路
７ｃ ドレイン管路
７ｄ トラップタンク用ドレイン管路
８ 循環管路
８ａ 戻り管路
９ 可変絞り
７１ Ｎ２ガス供給源（加圧気体供給源）
７２ 大気部
７５ 導入管
７６ 気泡検出センサ
７７ 気泡検出センサ
２００ コントローラ（制御手段）
Ｌ レジスト液（処理液）
Ｖ１〜Ｖ５，Ｖ７ 開閉弁
Ｖｃ 切換弁

Claims (8)

1. 被処理基板に処理液を供給する供給ノズルと、
   上記処理液を貯留する処理液貯留容器と、
   上記供給ノズルと処理液貯留容器とを接続する供給管路と、
   気体供給管路を介して上記処理液貯留容器内の処理液を加圧して処理液を圧送する加圧気体供給源と、
   上記供給管路に介設され、上記処理液貯留容器から圧送された処理液を一時貯留する一時貯留容器と、
   上記一時貯留容器の二次側の供給管路に介設され、上記処理液を濾過して異物を除去すると共に、処理液中に混入している気泡を除去するフィルタと、
   上記フィルタの二次側の供給管路に介設されるポンプと、を具備する処理液供給装置において、
   上記一時貯留容器を大気側に連通可能に形成し、
   上記フィルタに接続するドレイン管路と、このドレイン管路から分岐され、上記処理液貯留容器と一時貯留容器との間の供給管路に接続する戻り管路とからなる循環管路と、
   上記加圧気体供給源と上記一時貯留容器とを接続する第２の気体供給管路と、
   上記循環管路に介設され、該循環管路中を流れる処理液の液圧を低下して処理液中に溶存する気体を気泡化する絞り手段と、
   を具備してなることを特徴とする処理液供給装置。
2. 請求項１記載の処理液供給装置において、
   上記絞り手段が可変調整絞りである、ことを特徴とする処理液供給装置。
3. 請求項１記載の処理液供給装置において、
   上記絞り手段が循環管路を連通・遮断する流量調整可能な開閉弁である、ことを特徴とする処理液供給装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の処理液供給装置において、
   上記第２の気体供給管路に、上記一時貯留容器と上記加圧気体供給源側又は大気側との連通を選択的に切り換える切換弁を介設してなる、ことを特徴とする処理液供給装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の処理液供給装置において、
   上記供給管路の上記一時貯留容器との接続部に、処理液を一時貯留容器内の気体と接触させつつ一時貯留容器内に導く導入管を設けてなる、ことを特徴とする処理液供給装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の処理液供給装置において、
   上記循環管路に介設され、該循環管路を流れる処理液中の気泡を検出する気泡検出センサと、
   上記気泡検出センサからの検出信号に基づいて、加圧気体供給源の加圧量、絞り手段の絞り量又は循環管路を流れる処理液の時間の少なくとも一つを制御する制御手段と、を更に具備してなる、ことを特徴とする処理液供給装置。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の処理液供給装置において、
   上記フィルタとポンプとの間の供給管路に介設され、処理液中に溶存する気泡を分離する機能を有するトラップタンクを更に具備し、
   上記トラップタンクと循環管路とを開閉弁を介設したドレイン管路によって接続してなる、ことを特徴とする処理液供給装置。
8. 請求項７記載の処理液供給装置において、
   上記トラップタンクに、該トラップタンク内に貯留される処理液中の気泡を検出する気泡検出センサと、
   上記気泡検出センサからの検出信号に基づいて、加圧気体供給源の加圧量、絞り手段の絞り量又は循環管路を流れる処理液の時間の少なくとも一つを制御する制御手段と、を更に具備してなる、ことを特徴とする処理液供給装置。

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