JP2014072401A

JP2014072401A - 薬液吐出量計測用治具、薬液吐出量計測機構及び薬液吐出量計測方法

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Publication number: JP2014072401A
Application number: JP2012217857A
Authority: JP
Inventors: Hikaru Akata; 光赤田
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2012-09-28
Publication date: 2014-04-21
Anticipated expiration: 2032-09-28
Also published as: JP5847681B2

Abstract

【課題】基板へ薬液を塗布する塗布処理装置において、ノズルからの基板への薬液の吐出量を、作業員の手作業を介することなく測定する。
【解決手段】スピンチャックにウェハを保持し、ウェハに供給ノズルから薬液を吐出してウェハの塗布処理を行う塗布処理装置において、供給ノズルからのウェハへの薬液の吐出量を計測する薬液吐出量計測用治具１は、スピンチャックに保持される測定用ウェハＷと、測定用ウェハＷに設けられた静電容量計と、静電容量計での測定結果に基づいて薬液の吐出量を算出する制御部１００と、を有している。測定用ウェハＷの上面には、下方に凹に窪んだ、容量計測用貯留部５０が形成され、静電容量計は、容量計測用貯留部５０に貯留された薬液の容量に応じて静電容量が変化するように、容量計測用貯留部５０の内部に設けられている。
【選択図】図３

Description

本発明は、薬液供給手段により基板へ薬液を塗布する塗布処理装置において、薬液供給手段から基板への薬液の吐出量を計測する計測用治具、計測機構及び計測方法に関する。

例えば半導体デバイスの製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程では、例えば半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）上にレジスト液を塗布しレジスト膜を形成するレジスト塗布処理、当該レジスト膜を所定のパターンに露光する露光処理、露光されたレジスト膜を現像する現像処理などが順次行われ、ウェハ上に所定のレジストパターンが形成される。

上述したレジスト液の塗布処理では、スピンチャックによりウェハを保持しながら回転させた状態でウェハの中心部に供給ノズルからレジスト液を供給し、遠心力によりウェハ上でレジスト液を拡散させる塗布処理装置によって、ウェハ上にレジスト膜を形成するいわゆるスピンコートが広く知られている。

このようなスピンコートにおいてウェハの表面に形成されるレジスト膜の膜厚を高精度に制御するためには、供給ノズルからウェハに吐出するレジスト液の吐出量を精度よく制御する必要がある。そのため、上記の塗布処理装置においては、定期的に供給ノズルからの吐出量を測定し、必要に応じて当該供給ノズルにレジスト液を送るポンプの吐出圧の設定作業が行なわれる。

例えば特許文献１には、供給ノズルからのレジスト液の供給量を測定するための機構を備えたレジスト塗布処理装置が提案されている。具体的には、不使用の供給ノズルを待機させる待機位置に所定の量のレジスト液を貯留できる容器を設置し、この待機位置において供給ノズルから容器内にレジスト液を吐出する。そして、作業員によりこの容器がレジスト塗布処理装置から搬出され、作業員の手作業により、例えばメスシリンダーなどで供給ノズルからのレジスト液の吐出量が測定される。そして、必要に応じてポンプの吐出圧の調整が行われる。

特開平４−２３６４１９号公報

しかしながら、上述の容器をレジスト塗布処理装置から搬出したりメスシリンダーにより計測する際に、薬液が飛散して作業員にかかったり、塗布処理装置の駆動系機器により作業員が怪我をする恐れがある。そのため、作業員による塗布処理装置内での作業が発生しない吐出量の測定手法が求められている。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、基板へ薬液を塗布する塗布処理装置において、ノズルからの基板への薬液の吐出量を、作業員の手作業を介することなく測定することを目的としている。

前記の目的を達成するため、本発明は、基板保持部に基板を保持し、当該保持された基板に薬液供給手段から薬液を吐出して基板の塗布処理を行う塗布処理装置において、前記薬液供給手段からの基板への薬液の吐出量を計測するための計測用治具であって、前記基板保持部に保持される測定用基板と、前記測定用基板に設けられた静電容量計と、前記測定用基板の上面に設けられた、前記薬液供給手段から吐出された薬液を貯留する容量計測用貯留部と、を有し、前記静電容量計を構成する電極は、前記容量計測用貯留部に貯留された薬液の液面高さの変化に応じて薬液との接触面積が変化するように、前記容量計測用貯留部の内部において、少なくとも水平から傾いた状態で設けられていることを特徴としている。

本発明によれば、測定用基板の上面に容量計測用貯留部が設けられ、当該容量計測用貯留部には、貯留された薬液の容量に応じて静電容量が変化するように静電容量計が設けられているため、静電容量計の計測値から容量計測用貯留部に貯留された薬液の液面高さを求めることができる。したがって、薬液吐出量計測用治具での測定結果に基づいて、容量計測用貯留部の貯留薬液量、換言すれば薬液供給手段から吐出された薬液の量を求めることができる。したがって、作業員の手作業を介することなく、薬液供給手段からの基板への薬液の吐出量を測定することができる。

前記容量計測用貯留部は下に向かって平面視における面積が狭まるように傾斜し、前記静電容量計は、前記容量計測用貯留部に放射状に複数設けられていてもよい。

前記測定用基板の上面には、前記薬液供給手段から吐出された薬液を貯留する誘電率計測用貯留部が形成され、前記誘電率計測用貯留部には前記静電容量計が、当該誘電率計測用貯留部に吐出される量の薬液により全て薬液中に浸るように設けられていてもよい。

前記静電容量計を構成する電極は、前記容量計測用貯留部に放射状に形成された溝に沿って対向配置されていてもよい。

前記静電容量計を構成する電極は、前記誘電率計測用貯留部に放射状に形成された溝に沿って対向配置されていてもよい。

前記容量計測用貯留部の表面は、前記薬液に対する撥水性を有していてもよく、前記誘電率計測用貯留部の表面は、前記薬液に対する撥水性を有していることを特徴とする、請求項３または５のいずれかに記載の薬液吐出量計測用治具。

別の観点による本発明は、基板保持部に基板を保持し、当該保持された基板に薬液供給手段から薬液を吐出して基板の塗布処理を行う塗布処理装置において、前記薬液供給手段からの基板への薬液の吐出量を計測する計測機構であって、前記基板保持部に保持される測定用基板と、前記測定用基板に設けられた静電容量計と、前記測定用基板の上面に設けられた、前記薬液供給手段から吐出された薬液を貯留する容量計測用貯留部と、前記静電容量計での測定結果に基づいて薬液の吐出量を算出する演算部と、を有し、前記静電容量計を構成する電極は、前記容量計測用貯留部に貯留された薬液の液面高さの変化に応じて薬液との接触面積が変化するように、前記容量計測用貯留部の内部において、少なくとも水平から傾いた状態で設けられていることを特徴としている。

前記容量計測用貯留部の表面は、前記薬液に対する撥水性を有していてもよく、前記誘電率計測用貯留部の表面は、前記薬液に対する撥水性を有していてもよい。

また、別の観点による本発明は、前記の薬液吐出量計測用治具を用いて前記薬液供給手段からの基板への薬液の吐出量を計測する計測方法であって、前記薬液供給手段により前記容量計測用貯留部に薬液を吐出し、前記静電容量計での測定結果に基づいて薬液の吐出量を算出することを特徴としている。

本発明によれば、基板へ薬液を塗布する塗布処理装置において、ノズルからの基板への薬液の吐出量を、作業員の手作業を介することなく測定できる。

本実施の形態にかかる塗布処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。本実施の形態にかかる塗布処理装置の構成の概略を示す横断面図である。測定用ウェハの構成の概略を示す斜視図である。容量計測用貯留部の構成の概略を示す斜視図である。容量計測用貯留部の構成の概略を示す平面図である。溝の近傍の構成を示す説明図である。誘電率計測用貯留部の構成の概略を示す斜視図である。静電容量値と電極間の薬液の量との関係を表した説明図である。貯留部の断面形状を示す説明図である。薬液の吐出量測定の主な工程を示すフロー図である。誘電率計測用貯留部に薬液を吐出した状態を示す説明図である。容量計測用貯留部に薬液を吐出した状態を示す説明図である。測定用ウェハを洗浄する様子を示した説明図である。

以下、本発明の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、薬液吐出量測定用治具１が用いられる塗布処理装置１０の構成の概略を示す縦断面図である。図２は、塗布処理装置１０の構成の概略を示す横断面図である。

塗布処理装置１０は、図１に示すように処理容器１１を有している。処理容器１１内の中心部には、基板を保持して回転させる保持部としてのスピンチャック２０が設けられている。スピンチャック２０は、水平な上面を有し、当該上面には、例えば基板を吸引する吸引口（図示せず）が設けられている。この吸引口からの吸引により、ウェハＷをスピンチャック２０上に吸着保持できる。本実施の形態におけるウェハＷは、薬液吐出量測定用治具１である。この薬液吐出量測定用治具１の詳細については後述する。

スピンチャック２０は、例えばモータなどを備えたチャック駆動機構２１を有し、そのチャック駆動機構２１により所定の速度に回転できる。また、チャック駆動機構２１には、シリンダなどの昇降駆動源が設けられており、スピンチャック２０は上下動可能になっている。

スピンチャック２０の周囲には、ウェハＷから飛散又は落下する液体を受け止め、回収するカップ２２が設けられている。カップ２２の下面には、回収した液体を排出する排出管２３と、カップ２２内の雰囲気を排気する排気管２４が接続されている。

図２に示すようにカップ２２のＸ方向負方向（図２の下方向）側には、Ｙ方向（図２の左右方向）に沿って延伸するレール３０が形成されている。レール３０は、例えばカップ２２のＹ方向負方向（図２の左方向）側の外方からＹ方向正方向（図２の右方向）側の外方まで形成されている。レール３０には、例えば二本のアーム３１、３２が取り付けられている。

第１のアーム３１には、図１及び図２に示すようにウェハＷに薬液を供給する薬液供給手段としての供給ノズル３３が支持されている。

第１のアーム３１は、図２に示すノズル駆動部３４により、レール３０上を移動自在である。これにより、供給ノズル３３は、カップ２２のＹ方向正方向側の外方に設置された待機部３５からカップ２２内のウェハＷの中心部上方まで移動でき、さらに当該ウェハＷの表面上をウェハＷの径方向に移動できる。また、第１のアーム３１は、ノズル駆動部３４によって昇降自在であり、供給液ノズル３３の高さを調整できる。待機部３５には、複数の供給ノズル３３が差し込み可能な待機ブロック３５ａが設けられている。待機ブロック３５ａは、供給ノズル３３が複数、例えば８本差し込み可能に構成されており、待機部３５において第１のアーム３１により任意の供給ノズル３３を保持できる。

供給ノズル３３には、図１に示すように、薬液供給源３６に連通する供給管３７が接続されている。薬液供給源３６内には、薬液が貯留されており、当該薬液を供給ノズル３３に対して圧送するポンプ（図示せず）が設けられている。供給管３７には、薬液の流れを制御するバルブや流量調節部等を含む供給機器群３８が設けられている。なお、本実施の形態における薬液は、例えばレジスト液である。

第２のアーム３２には、洗浄液としての純水を供給する純水ノズル４０が支持されている。第２のアーム３２は、図２に示す、ノズル移動機構としてのノズル駆動部４１によってレール３０上を移動自在であり、純水ノズル４０を、カップ２２のＹ方向負方向側の外方に設けられた待機部４２からカップ２２内のウェハＷの中心部上方まで移動させることができる。また、ノズル駆動部４１によって、第２のアーム３２は昇降自在であり、純水ノズル４０の高さを調節できる。

純水ノズル４０には、図１に示すように純水供給源４３に連通する供給管４４が接続されている。純水供給源４３内には、純水が貯留されている。供給管４４には、純水の流れを制御するバルブや流量調節部等を含む供給機器群４５が設けられている。

次に薬液吐出量測定用治具１の構成について説明する。図３に示すように、薬液吐出量測定用治具１は、半導体デバイスに製造に用いられる半導体ウェハよりも厚みが厚い略円盤形状の測定用ウェハＷを有している。測定用ウェハＷの上面には図３及び図４に示すように、下方に凹に窪んだ、供給ノズル３３から吐出されたレジスト液を貯留する容量計測用貯留部５０が設けられている。この容量計測用貯留部５０は、測定用ウェハＷの外周部近傍に同心円状に複数、本実施の形態においては、例えば８箇所に所定の間隔で配置されている。また、測定用ウェハＷの上面には、容量計測用貯留部５０と同心円状に、下方に凹に窪んだ、供給ノズル３３から吐出されたレジスト液を貯留する誘電率計測用貯留部５１が１箇所に設けられている。容量計測用貯留部５０と誘電率計測用貯留部５１の設けられた領域の内側、即ち測定用ウェハＷの中心部には、所定の電気回路やメモリなどのデバイス及び電源を有する回路基板５２が設けられている。回路基板５２は、後述する制御部１００に信号を伝送する発信器（図示せず）を備えている。

図４に示すように、容量計測用貯留部５０は略円錐形状の窪みである。容量計測用貯留部５０の表面には、図５に示すように、複数の溝６０が容量計測用貯留部５０の中心である下端部から放射状に複数、例えば８本形成されている。溝６０は、容量計測用貯留部５０の上端まで延伸している。

図６に示すように、溝６０は断面形状が矩形状である。溝６０の側壁６０ａには、当該側壁６０ａに沿って平板状の２枚の電極６１、６１が対向して平行に設けられている。即ち、電極６１、６１はコンデンサを形成し、容量計測用貯留部５０に貯留された薬液の液面高さに応じてその容量が変化する静電容量計として機能する。この２枚の電極６１、６１は配線（図示せず）により回路基板５２に接続されている。なお、図６においては図示の都合上、側壁６０ａよりも幅の狭い電極６１を描図しているが、電極６１は側壁６０ａの全面を覆う大きさであってもよい。

図７に示すように、誘電率計測用貯留部５１も容量計測用貯留部５０と同様に、略円錐形状の窪みである。誘電率計測用貯留部５１の表面にも複数の溝７０が形成されている。溝７０は、溝６０と同様に誘電率計測用貯留部５１の下端部から放射状に８本形成されている。この溝７０は、溝６０とは異なり、誘電率計測用貯留部５１の上端まで延伸していないが、その他の構成については溝６０と同様である。即ち溝７０は矩形状の断面を有し、その側壁には静電容量計として機能する電極６１、６１が設けられている。溝７０の具体的な長さは、供給ノズル３３から一度に吐出される量の薬液により、溝７０の電極６１、６１の全部が浸る長さに設定されている。本実施の形態では、例えば誘電率計測用貯留部５１の２／３程度の高さまで形成されている。

上述のスピンチャック２０の回転動作と上下動作、ノズル駆動部３４による現像液ノズル３３の移動動作、供給機器群３８による現像液ノズル３３の現像液の供給動作、ノズル駆動部４１による純水ノズル４０の移動動作、供給機器群４５による純水ノズル４０の純水の供給動作などの駆動系の動作は、制御部１００により制御されている。また、制御部１００は回路基板５２からの伝送信号を受信可能に構成されている。制御部１００は、例えばＣＰＵやメモリなどを備えたコンピュータにより構成され、例えばメモリに記憶されたプログラムを実行することによって、塗布処理装置１０における塗布処理を実現できる。また、制御部１００は、回路基板５２からの伝送信号の処理を実行する演算部としても機能する。また、塗布処理装置１０における現像処理を実現するための各種プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）、メモリーカードなどの記憶媒体Ｈに記憶されていたものであって、その記憶媒体Ｈから制御部１００にインストールされたものが用いられている。

次に、以上のように構成された薬液吐出量測定用治具１による、塗布処理装置１０での供給吐出測定について説明するにあたり、先ずその測定原理について説明する。

電極６１、６１により構成したコンデンサ（静電容量計）の静電容量Ｃは、εＳ／ｄで表される。ここで、εは電極６１、６１間の誘電体の誘電率であり、Ｓは電極６１の面積、ｄは電極６１、６１間の距離である。したがって、例えば容量計測用貯留部５０に薬液が貯留され、溝６０の電極６１、６１が薬液に浸ると、薬液の液面高さ及び薬液の誘電率に応じて、図８に示すように静電容量が変化する。より具体的には、通常は薬液の比誘電率は空気の誘電率より大きいため、容量計測用貯留部５０に貯留される薬液の量が多く、液面高さが高くなるほど、静電容量は大きくなる。

そのため、薬液の誘電率εが予め分かっていれば、電極６１、６１間の静電容量Ｃを求めることで、電極６１のうち、薬液に浸っている部分の長さＸを次の式（１）から求めることができる。
Ｘ＝ｄＣ／εＷ・・・（１）
ここで、Ｗは電極６１の幅である。

そして、薬液に浸っている電極の長さＸが求まれば、容量計測用貯留部５０に貯留されている薬液の体積Ｖは、円錐形の体積の公式である式（２）から求めることができる。
Ｖ＝１／３π（Ｘｃｏｓθ）^２Ｘｓｉｎθ ・・・（２）
ここで、θは、図９に示すように、容量計測用貯留部５０及び誘電率計測用貯留部５１の断面形状における、傾斜の角度であり、Ｘｃｏｓθは容量計測用貯留部５０及び誘電率計測用貯留部５１において薬液Ｋが貯留された領域の半径、Ｘｓｉｎθは薬液Ｋが貯留された領域の鉛直方向の高さである。

なお、薬液の誘電率εが既知の場合は上記式（１）、（２）から容量計測用貯留部５０の薬液の体積を求めることができるが、誘電率εが未知の薬液の場合は別途誘電率εを求める必要がある。ただし、誘電率εを求めるには作業者により薬液の搬送等を行なう必要がある。そこで、本実施の形態にかかる薬液吐出量測定用治具１においては、誘電率εが未知の薬液について、誘電率εを求めるための誘電率計測用貯留部５１を設けている。次に誘電率計測用貯留部５１について説明する。

上述のとおり、電極６１、６１間の静電容量ＣはεＳ／ｄにより求めることができるので、容量計測用貯留部５０においては面積Ｓの変化に応じた静電容量Ｃの値を求める。これに対して、誘電率計測用貯留部５１では、電極６１の面積Ｓと電極６１、６１間の幅ｄを一定として静電容量Ｃを求めることで、未知の値である薬液Ｋの誘電率εを求める。

本実施の形態では、誘電率計測用貯留部５１の溝７０が供給ノズル３３から一度に吐出される量の薬液により電極６１、６１の全部が浸る高さに設定されている。そのため、電極６１の面積Ｓと電極６１、６１間の幅ｄは一定であり、電極６１、６１間の静電容量Cを測定することで、作業員の手作業が介入することなく誘電率εを求めることできる。

そして、誘電率計測用貯留部５１により求めた誘電率εを式（１）に用いることで、誘電率εが未知の薬液の場合であっても、容量計測用貯留部５０に貯留された薬液の体積を式（２）から求めることができる。

以上の式（１）、（２）は、予め制御部１００のメモリにプログラムとして記憶されている。

本実施の形態にかかる薬液吐出量測定用治具１及び当該部薬液吐出量測定用治具１が用いられる塗布処理装置１０は以上のように構成されており、次に、薬液吐出量測定用治具１を用いた供給ノズル３３からの吐出量の測定のプロセスについて説明する。図１０は、かかる現像処理の主な工程の例を示すフローチャートである。

供給ノズル３３からの薬液の吐出量の測定を行うにあたり、先ず薬液吐出量測定用治具１が塗布処理装置１０の処理容器１１内に図示しない搬送機構により搬入される（図１０の工程Ｓ１）。塗布処理装置１０に搬入された薬液吐出量測定用治具１は、先ず、スピンチャック２０に吸着保持される。

続いて、第１のアーム３１により待機部３５の供給ノズル３３が測定用ウェハＷの周辺部の上方まで移動される（図１０の工程Ｓ２）。なお、この場合の測定用ウェハＷの周辺部とは、測定用ウェハWの容量計測用貯留部５０及び誘電率計測用貯留部５１の同心円状の位置である。

次に、供給ノズル３３の下方に誘電率計測用貯留部５１が位置するようにスピンチャック２０を回転させる。次いで、測定用ウェハＷが停止している状態で、供給ノズル３３から所定量の薬液を吐出して、図１１に示すように、誘電率計測用貯留部５１に薬液Kを貯留させる（図１０の工程Ｓ３）。そして、回路基板５２から伝送された信号に基づいて制御部１００で当該誘電率計測用貯留部５１に貯留された薬液Kの誘電率εを求める（図１０の工程Ｓ４）。

その後、スピンチャック２０により、容量計測用貯留部５０が供給ノズル３３の下方に位置するように測定用ウェハWを回転させる。次いで、測定用ウェハＷが停止している状態で、供給ノズル３３から所定量の薬液Kを吐出して、図１２に示すように容量計測用貯留部５０に薬液Kを貯留させる（図１０の工程Ｓ５）。そして、回路基板５２から伝送された信号と誘電率計測用貯留部５１により求めた誘電率εとに基づいて、制御部１００により容量計測用貯留部５０に貯留された電極６１、６１間の静電容量Cを求める。そして、制御部１００では、更にこの静電容量Cと式（１）及び式（２）に基づいて、容量計測用貯留部５０に貯留された薬液Kの体積、即ち供給ノズル３３から吐出された薬液Kの量が求められる（図１０の工程Ｓ６）。

一つの供給ノズル３３について吐出量の測定が流量すると、第１のアーム３１は待機部３５へ移動する。そして、他の供給ノズル３３を再び測定用ウェハWの周辺部に移動させ、この供給ノズル３３についても吐出量の測定を行なう。そして、８本全ての供給ノズル３３について吐出量の測定が順次行なわれる。

供給ノズル３３の吐出量の測定が終了すると、次に第２のアーム３２により待機部４２の純水ノズル４０が測定用ウェハＷの中心部の上方まで移動される。次いで、測定用ウェハWを回転させながら純水ノズル４０から測定用ウェハＷの中心部に純水を供給し、図１３に示すように薬液吐出量測定用治具１の純水Ｐによる洗浄が行われる（図１０の工程Ｓ７）。この際、測定用ウェハWに形成された容量計測用貯留部５０及び誘電率計測用貯留部５１は円錐形状であるため、遠心力により容量計測用貯留部５０及び誘電率計測用貯留部５１内から薬液Kが容易に排出される。

その後、薬液吐出量測定用治具１は搬送機構（図示せず）により塗布処理装置１０から搬送され、一連の測定作業が終了する。また、それと並行して、制御部１００により供給ノズル３３からの吐出量が所望の値となっているか否かが判定され、所望の値となっていない場合には、薬液供給源３６のポンプの吐出圧や、供給機器群３８の流量調節部等の設定値が変更される。

以上の実施の形態によれば、測定用ウェハWの上面に容量計測用貯留部５０が設けられ、当該容量計測用貯留部５０には、容量計測用貯留部５０に貯留された薬液の液面高さに応じてその容量が変化する静電容量計である電極６１、６１が設けられている。そのため、電極６１、６１の静電容量Cにより容量計測用貯留部５０の電極６１のうち、薬液Kに浸っている部分の長さＸを求めることができる。そして、それに基づいて制御部１００において容量計測用貯留部５０の貯留薬液量、換言すれば供給ノズル３３から吐出された薬液Kの量を求めることができる。したがって、本発明によれば、作業員の手作業を介することなく、供給ノズル３３からの測定用ウェハWへの薬液Kの吐出量を測定することができる。

以上の実施の形態では、容量計測用貯留部５０を複数同心円状に設けたが、容量計測用貯留部５０の設置数や配置は本実施の形態に限定されるものではなく、供給ノズル３３の設置数などに応じて任意に設定が可能である。

以上の実施の形態では、誘電率計測用貯留部５１を１つ設けていたが、複数の供給ノズル３３により種類の異なる複数の薬液Kを供給する場合には、誘電率計測用貯留部５０も薬液Kの種類に応じて複数設けてもよい。また、薬液Kの誘電率εが既知のものである場合は、誘電率計測用貯留部５１は必ずしも設ける必要がない。

なお、以上の実施の形態では、容量計測用貯留部５０や誘電率計測用貯留部５１を円錐形状としていたが、容量計測用貯留部５０や誘電率計測用貯留部５１は必ずしも円錐形状である必要はなく、容量計測用貯留部５０や誘電率計測用貯留部５１の下方にむかうにつれて平面視における開口面積が狭まるように傾斜した形状であれば、例えば四角錐や三角錐でもよい。例えば、容量計測用貯留部５０や誘電率計測用貯留部５１の形状が、底面が平坦な円筒形状などである場合、容量計測用貯留部５０や誘電率計測用貯留部５１の窪みの中心とノズルの中心が一致していないと、窪み部の底部の体積が大きいことと相俟って、液の形状が一定にならない可能性がある。その場合、容量計測用貯留部５０及び誘電率計測用貯留部５１の開口面積を小さくすることが考えられるが、開口面積を小さくすると容量計測用貯留部５０や誘電率計測用貯留部５１と供給ノズル３３の中心位置との位置調整を厳密に行う必要が生じる。それに対して容量計測用貯留部５０や誘電率計測用貯留部５１を円錐や四角錐とすることで、供給ノズル３３が容量計測用貯留部５０や誘電率計測用貯留部５１の中心位置からずれていても、薬液Ｋが自重により窪みの中心に集まり、容量計測用貯留部５０や誘電率計測用貯留部５１の底部の体積が小さいことと相俟って、薬液Ｋの形状を貯留部５０、５１の内部で一定とすることができる。また、液を容量計測用貯留部５０や誘電率計測用貯留部５１の中心に集めるという観点からは、容量計測用貯留部５０や誘電率計測用貯留部５１の下端部は必ずしも尖っている必要はなく、平坦であってもよく、容量計測用貯留部５０や誘電率計測用貯留部５１の表面が薬液Ｋに対して撥水性を有するように表面処理が施してあってもよい。

また、容量計測用貯留部５０や誘電率計測用貯留部５１は窪みではなく、測定用ウェハＷの上面に配置した容器であってもよい。

また、以上の実施の形態では、静電容量計は平板状の電極６１、６１であったが、静電容量計の構成については本実施の形態に限定されるものではなく、例えば線状の導電体とその導電体の周囲を同心円状に囲む筒状の導体によりコンデンサを形成するものであってもよく、平板状の電極と線状の導電体によりコンデンサを形成したものであってもよい。

以上の実施の形態では、溝６０、７０は各貯留部５０、５１に８本ずつ放射状に設けられていたが、溝６０、７０の本数は、本実施の形態に限定されない。上述の測定原理上、溝６０、７０が１本あれば吐出量及び誘電率εの測定が可能であるが、電極６１と薬液Kとの接触面積を多くすることで、静電容量Cの測定誤差を小さくできるので、溝６０、７０は複数設けることが好ましい。また、溝６０、７０の配置についても、各溝６０、７０の各電極６１が、貯留部５０、５１に貯留された薬液Kに対して等しく浸るように配置されていれば任意に設定が可能である。例えば溝を螺旋状に配置したり、V字状に配置したりしてもよい。また、例えば電極として同心円状の導体を用いる場合は、溝６０、７０の形状も電極に合わせて円形の断面形状としてもよい。

以上の実施の形態では、静電容量計としての電極６１、６１を溝６０、７０に沿って平行に配置していたが、電極６１、６１の配置や構成は本実施の形態に限定されるものではなく、容量計測用貯留部５０に貯留された薬液Ｋの液面高さの変化に応じて薬液Ｋとの接触面積が変化するように配置されていれば任意に設定が可能であり、溝６０、７０を設けずに、容量計測用貯留部５０や誘電率計測用貯留部５１の内面に直接配置してもよい。容量計測用貯留部５０に貯留された薬液Ｋの液面高さの変化に応じて薬液Ｋとの接触面積が変化するような配置とは、容量計測用貯留部５０や誘電率計測用貯留部５１の内部において、電極６１、６１が高さ方向に長さを有するように配置することを意味する。なお、高さ方向に長さを有するとは、鉛直方向のみではなく、例えば斜め上方に延伸する場合も含む。また、電極６１、６１が高さ方向に長さを有するような配置とは、換言すれば、電極６１、６１が、少なくとも平行から傾いた状態で配置されることを意味する。例えば平板状の平行な電極６１、６１を水平に設けた場合、薬液Ｋの液面高さが変動しても、電極６１、６１との接触面積が変動しないが、僅かでも平行から傾いていれば、薬液Ｋの液面高さの変動に伴い、電極６１、６１と薬液Ｋとの接触面積が変化し、静電容量Ｃが変化するということである。

以上の実施の形態では、回路基板５２から伝送した信号に基づいて制御部１００で薬液Ｋの容量を求めたが、例えば回路基板５２のメモリに式（１）及び式（２）その他の演算用のプログラムを格納し、回路基板５２内で薬液Ｋの容量を算出するようにしてもよい。この場合、回路基板５２が演算部として機能し、演算の結果が制御部１００に伝送される。なお、薬液吐出量測定用治具１及び演算部により、容量計測用貯留部５０や誘電率計測用貯留部５１での静電容量Ｃの測定から容量計測用貯留部５０や誘電率計測用貯留部５１に貯留された薬液Ｋの体積の算出、換言すれば、供給ノズル３３からの吐出量の算出までを一貫して行なう薬液吐出量測定機構が構成される。

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想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。例えば、薬液としてはレジスト液のほかに、現像液やエッチング液などの他の処理液などを用いる場合にも本発明は適用できる。また、上述した実施の形態は、半導体ウェハの塗布処理装置における例であったが、本発明は、半導体ウェハ以外のＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板の塗布処理装置である場合にも適用できる。

本発明は、基板へ薬液を塗布する塗布処理装置において、ノズルからの基板への薬液の吐出量測定する際に有用である。

１薬液吐出量測定機構
１０塗布処理装置
１１処理容器
２０スピンチャック
２１チャック駆動機構
２２カップ
２３排出管
２４排気管
３０レール
３１、３２アーム
３３供給ノズル
３４ノズル駆動部
３５待機部
３６薬液供給源
３７供給管
３８供給機器群
４０純水ノズル
４１ノズル駆動部
４２待機部
４３純水供給源
４４供給管
４５供給機器群
５０容量計測用貯留部
５１誘電率計測用貯留部
５２回路基板
６０溝
６１電極
７０溝
１００制御部
Ｗ測定用ウェハ
K 薬液
P 純水

Claims

基板保持部に基板を保持し、当該保持された基板に薬液供給手段から薬液を吐出して基板の塗布処理を行う塗布処理装置において、前記薬液供給手段からの基板への薬液の吐出量を計測するための計測用治具であって、
前記基板保持部に保持される測定用基板と、
前記測定用基板に設けられた静電容量計と、
前記測定用基板の上面に設けられた、前記薬液供給手段から吐出された薬液を貯留する容量計測用貯留部と、を有し、
前記静電容量計を構成する電極は、前記容量計測用貯留部に貯留された薬液の液面高さの変化に応じて薬液との接触面積が変化するように、前記容量計測用貯留部の内部において、少なくとも水平から傾いた状態で設けられていることを特徴とする、薬液吐出量計測用治具。
前記容量計測用貯留部は下に向かって平面視における面積が狭まるように傾斜し、
前記静電容量計は、前記容量計測用貯留部に放射状に複数設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の薬液吐出量計測用治具。
前記測定用基板の上面には、前記薬液供給手段から吐出された薬液を貯留する誘電率計測用貯留部が形成され、
前記誘電率計測用貯留部には前記静電容量計が、当該誘電率計測用貯留部に吐出される量の薬液により全て薬液中に浸るように設けられていることを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の薬液吐出量計測用治具。
前記静電容量計を構成する電極は、前記容量計測用貯留部に放射状に形成された溝に沿って対向配置されていることを特徴とする、請求項２または３に記載の薬液吐出量計測用治具。
前記静電容量計を構成する電極は、前記誘電率計測用貯留部に放射状に形成された溝に沿って対向配置されていることを特徴とする、請求項３に記載の薬液吐出量計測用治具。
前記容量計測用貯留部の表面は、前記薬液に対する撥水性を有していることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の薬液吐出量計測用治具。
前記誘電率計測用貯留部の表面は、前記薬液に対する撥水性を有していることを特徴とする、請求項３または５のいずれかに記載の薬液吐出量計測用治具。
基板保持部に基板を保持し、当該保持された基板に薬液供給手段から薬液を吐出して基板の塗布処理を行う塗布処理装置において、前記薬液供給手段からの基板への薬液の吐出量を計測する計測機構であって、
前記基板保持部に保持される測定用基板と、
前記測定用基板に設けられた静電容量計と、
前記測定用基板の上面に設けられた、前記薬液供給手段から吐出された薬液を貯留する容量計測用貯留部と、
前記静電容量計での測定結果に基づいて薬液の吐出量を算出する演算部と、を有し、
前記静電容量計を構成する電極は、前記容量計測用貯留部に貯留された薬液の液面高さの変化に応じて薬液との接触面積が変化するように、前記容量計測用貯留部の内部において、少なくとも水平から傾いた状態で設けられていることを特徴とする、薬液吐出量計測機構。
前記容量計測用貯留部は下に向かって平面視における面積が狭まるように傾斜し、
前記静電容量計は、前記容量計測用貯留部に放射状に複数設けられていることを特徴とする、請求項８に記載の薬液吐出量計測機構。
前記測定用基板の上面には、前記薬液供給手段から吐出された薬液を貯留する誘電率計測用貯留部が形成され、
前記誘電率計測用貯留部には前記静電容量計が、当該誘電率計測用貯留部に吐出される量の薬液により全て薬液中に浸るように設けられていることを特徴とする、請求項８または９のいずれかに記載の薬液吐出量計測機構。
前記静電容量計を構成する電極は、前記容量計測用貯留部に放射状に形成された溝に沿って対向配置されていることを特徴とする、請求項９または１０に記載の薬液吐出量計測機構。
前記静電容量計を構成する電極は、前記誘電率計測用貯留部に放射状に形成された溝に沿って対向配置されていることを特徴とする、請求項１０に記載の薬液吐出量計測機構。
前記容量計測用貯留部の表面は、前記薬液に対する撥水性を有していることを特徴とする、請求項８〜１２のいずれかに記載の薬液吐出量計測機構。
前記誘電率計測用貯留部の表面は、前記薬液に対する撥水性を有していることを特徴とする、請求項１０または１２のいずれかに記載の薬液吐出量計測機構。
請求項１〜７のいずれかに記載の薬液吐出量計測用治具を用いた前記薬液供給手段からの基板への薬液の吐出量を計測する計測方法であって、
前記薬液供給手段により前記容量計測用貯留部に薬液を吐出し、
前記静電容量計での測定結果に基づいて薬液の吐出量を算出することを特徴とする、薬液吐出量計測方法。