JP2019079886A - Nozzle standby device, liquid processing unit and operation method of liquid processing unit and storage medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、乾燥により固化する処理液を吐出するためのノズルをノズル収容部に待機させ、ノズルの先端部に溶剤を吸い込んで溶剤の液層を形成する技術に関する。 The present invention relates to a technique for causing a nozzle for discharging a treatment liquid to be solidified by drying to stand by in a nozzle accommodating portion, and sucking a solvent to a tip portion of the nozzle to form a liquid layer of the solvent.
半導体デバイスの製造工程の中には、レジストパターンを形成するためにレジスト液を基板に塗布する処理がある。レジスト液の塗布は、例えばスピンチャックに保持された半導体ウエハ(以下「ウエハ」という)を回転させながら、このウエハのほぼ中心部にノズルからレジスト液を吐出することにより行なわれる。 Among semiconductor device manufacturing processes, there is a process of applying a resist solution to a substrate to form a resist pattern. The application of the resist solution is performed, for example, by discharging the resist solution from the nozzles substantially at the center of the wafer while rotating a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a “wafer”) held by a spin chuck.
レジスト液は有機材料よりなるレジスト膜の成分と、この成分の溶剤例えばシンナー液とを含むものであって、大気に接触すると乾燥し易い性質があり、乾燥により濃度等が変化するおそれがある。このため、ノズルの先端内部のレジスト液層の外側に空気層と溶剤層(溶剤の液層)とを形成して、ノズル内のレジスト液の乾燥を防止する手法が採られている。例えばこの手法は、ノズル内のレジスト液をダミー吐出してから、当該ノズル内を吸引して空気層を形成し、次いで、ノズルの先端部を溶剤に浸漬してノズル内を吸引することにより行われる。 The resist solution contains a component of a resist film made of an organic material and a solvent of the component, for example, a thinner solution, and has a property of being easily dried when it comes in contact with the air, and there is a possibility that the concentration etc. may change due to drying. For this reason, a method is employed in which the air layer and the solvent layer (solvent liquid layer) are formed outside the resist solution layer inside the tip of the nozzle to prevent the resist solution in the nozzle from drying. For example, this method dummy discharges the resist solution in the nozzle, then sucks the inside of the nozzle to form an air layer, and then immerses the tip of the nozzle in a solvent and sucks the inside of the nozzle. It will be.
特許文献1には、洗浄室にノズルを進入した後、ノズル内のレジスト液を吸引し、次いで、洗浄室内に溶剤の液溜まりを形成して、この液溜まりにノズルの先端を浸漬して吸引することにより、溶剤層を形成する手法が記載されている。洗浄室は逆円錐形の漏斗状に構成され、その下端に排出孔を介して排出路が設けられている。 In Patent Document 1, after the nozzle is moved into the cleaning chamber, the resist solution in the nozzle is sucked, and then, a liquid pool of the solvent is formed in the cleaning chamber, and the tip of the nozzle is immersed in the liquid pool and suctioned. The method of forming a solvent layer is described. The washing chamber is configured in the shape of a reverse conical funnel, and a discharge passage is provided at its lower end via the discharge hole.
ところで、3次元NAND型メモリ用のレジスト薄膜のように粘度が高いレジスト液を使用する場合には、レジスト液が排出孔の内壁に付着しやすく、次第に堆積していくため、排出孔で詰まりを引き起こし易くなる。このため、例えば次のレジスト液のダミー吐出時にレジスト液がオーバーフローし、ノズルの先端が汚染されるおそれがある。排出孔を拡大すればレジスト液の詰まりは改善されるが、洗浄室内に溶剤が貯留しにくくなり、洗浄室に液溜まりを形成するためには、溶剤の流量を増大せざるを得ず、溶剤の消費量が多くなるというデメリットがある。 By the way, when using a resist solution having a high viscosity, such as a resist thin film for a three-dimensional NAND memory, the resist solution easily adheres to the inner wall of the discharge hole and gradually accumulates. It becomes easy to cause. Therefore, for example, the resist solution may overflow at the time of the next dummy discharge of the resist solution, and the tip of the nozzle may be contaminated. Although the clogging of the resist solution is improved by enlarging the discharge hole, it becomes difficult to store the solvent in the cleaning chamber, and in order to form a liquid pool in the cleaning chamber, the flow rate of the solvent must be increased. The disadvantage is that the consumption of
特許文献2には、ノズル洗浄液の消費量を抑える手法が提案されている。この手法は、底面部に排出流路が設けられたノズル収容部内に洗浄液を供給すると共に、排出流路内にも洗浄液を供給して渦流を形成し、この渦流により排出流量を調整して、ノズル収容部内に洗浄液を貯留するときの洗浄液の消費量を抑えるものである。しかしながら、この手法はノズル収容部内に洗浄液を貯留するものであるため、排出流路の内径を大きくすれば、洗浄液の供給量は多くなり、本発明の課題の解決を図ることは困難である。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、処理液を吐出するためのノズルをノズル収容部に待機させ、ノズルの先端部に溶剤を吸い込んで溶剤の液層を形成するにあたり、ノズル収容部に供給される溶剤の省液化を図ることができる技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the object thereof is to make the nozzle for discharging the treatment liquid stand by in the nozzle accommodating portion, suck the solvent into the tip of the nozzle, and carry out the liquid layer of the solvent. In forming, it is providing the technique which can aim at the liquefaction reduction of the solvent supplied to a nozzle seat part.
このため、本発明は、乾燥により固化する処理液を吐出するためのノズルを待機させ、ノズルの先端部に溶剤を吸い込んで溶剤の液層を形成するためのノズル待機装置において、
前記ノズルの先端部を囲むように形成された内周面を含み、ノズルの吐出口と対向して排出口が形成されたノズル収容部と、
前記ノズル収容部内に開口し、吐出された溶剤が前記ノズル収容部の内周面に沿って案内されて前記排出口から排出されるように形成された溶剤吐出口と、
前記ノズルの先端部に溶剤の液層を形成するときに、溶剤吐出口に第1の流量で溶剤を供給し、当該溶剤により前記ノズルの吐出口を塞ぐように液膜が形成された後、溶剤吐出口に、前記ノズルの吐出口が溶剤により塞がれた状態を維持できる、前記第1の流量よりも少ない第2の流量で溶剤を供給する溶剤供給部と、を備えたことを特徴とする。
For this reason, the present invention is a nozzle standby device for making the nozzle for discharging the treatment liquid solidified by drying stand by and sucking the solvent into the tip of the nozzle to form the liquid layer of the solvent,
A nozzle housing portion including an inner circumferential surface formed so as to surround a tip end portion of the nozzle, and having a discharge port formed opposite to the discharge port of the nozzle;
A solvent discharge port which is opened in the nozzle storage portion and formed so that the discharged solvent is guided along the inner peripheral surface of the nozzle storage portion and discharged from the discharge port;
When forming a liquid layer of solvent at the tip of the nozzle, after a solvent is supplied at a first flow rate to the solvent discharge port and a liquid film is formed to close the discharge port of the nozzle by the solvent, The solvent discharge port is provided with a solvent supply unit capable of maintaining the discharge port of the nozzle closed by the solvent and supplying the solvent at a second flow rate smaller than the first flow rate. I assume.
また、本発明の液処理装置は、
基板を保持する基板保持部と、
乾燥により固化する処理液を、前記基板保持部に保持された基板の表面に吐出するためのノズルと、
前記ノズル待機装置と、
前記ノズル待機装置に待機するノズル内の流路を上流側に吸引して溶剤を吸い込むための吸引機構と、を備えたことを特徴とする。
Moreover, the liquid processing apparatus of the present invention is
A substrate holding unit for holding a substrate;
A nozzle for discharging a processing liquid solidified by drying onto the surface of the substrate held by the substrate holding unit;
The nozzle standby device;
And a suction mechanism for suctioning a solvent by sucking the flow path in the nozzle waiting on the nozzle standby device to the upstream side.
さらに、本発明の液処理装置の運転方法は、
乾燥により固化する処理液を、基板保持部に保持された基板の表面にノズルから吐出する工程と、
次いで前記ノズルを、ノズルの先端部を囲むように形成された内周面を含み、ノズルの吐出口と対向して排出口が形成されたノズル収容部に待機させる工程と、
前記ノズル収容部に待機しているノズルの吐出口から処理液を吐出して、当該吐出口と対向する排出口から処理液を排出する工程と、
続いて前記ノズル収容部内に開口する溶剤吐出口から第1の流量で溶剤を吐出し、吐出された溶剤が前記ノズル収容部の内周面に沿って案内され、当該溶剤により前記ノズルの吐出口を塞ぐように液膜を形成する工程と、
しかる後、前記ノズル収容部内に開口する溶剤吐出口から、前記ノズルの吐出口が溶剤により塞がれた状態を維持できる、前記第1の流量よりも少ない第2の流量で溶剤を吐出し、吐出された溶剤が前記ノズル収容部の内周面に沿って案内される工程と、を含むことを特徴とする。
Furthermore, the operation method of the liquid processing apparatus of the present invention is
Discharging a processing liquid solidified by drying from the nozzle onto the surface of the substrate held by the substrate holder;
And allowing the nozzle to stand by at a nozzle housing portion including an inner peripheral surface formed so as to surround the tip of the nozzle and having a discharge port formed opposite to the discharge port of the nozzle;
Discharging the processing liquid from the discharge port of the nozzle waiting in the nozzle housing portion and discharging the processing liquid from the discharge port facing the discharge port;
Subsequently, the solvent is discharged at a first flow rate from the solvent discharge port opened in the nozzle housing portion, and the discharged solvent is guided along the inner peripheral surface of the nozzle housing portion, and the solvent discharge port of the nozzle by the solvent. Forming a liquid film to block the
Thereafter, the solvent is discharged at a second flow rate smaller than the first flow rate, which can maintain a state in which the discharge port of the nozzle is blocked by the solvent, from the solvent discharge port opened in the nozzle housing portion. And D. a step of guiding the discharged solvent along the inner circumferential surface of the nozzle housing portion.
さらに、本発明の記憶媒体は、
乾燥により固化する処理液を、基板保持部に保持された基板の表面にノズルから吐出する液処理装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶する記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、前記液処理装置の運転方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする。
Furthermore, the storage medium of the present invention is
A storage medium storing a computer program used in a liquid processing apparatus for discharging a processing liquid solidified by drying on a surface of a substrate held by a substrate holding unit from a nozzle,
The computer program is characterized in that a step group is assembled to execute an operation method of the liquid processing apparatus.
本発明によれば、ノズル収容部において、処理液を吐出するためのノズルの先端部に溶剤を吸い込んで溶剤の液層を形成するにあたり、ノズル収容部の溶剤吐出口から第1の流量で溶剤を供給して、ノズルの吐出口を塞ぐように液膜を形成した後、第1の流量よりも少ない第2の流量で溶剤を供給している。第2の流量は、ノズルの吐出口が溶剤により塞がれた状態を維持できる流量であり、ノズルの吐出口に形成された液膜と溶剤とが接触することにより、表面張力によってノズルの先端部に溶剤が吸い込まれ、溶剤の液層が形成される。従って、ノズル収容部に溶剤の液溜まりを形成する必要がなく、また、溶剤吐出口から溶剤を供給する間に、その供給流量を第1の流量から第2の流量に少なくしているので、溶剤の省液化を図ることができる。 According to the present invention, when the solvent is sucked into the tip of the nozzle for discharging the processing liquid in the nozzle housing portion to form the liquid layer of the solvent, the solvent is discharged at a first flow rate from the solvent discharge port of the nozzle housing portion. After forming the liquid film so as to close the discharge port of the nozzle, the solvent is supplied at a second flow rate smaller than the first flow rate. The second flow rate is a flow rate capable of maintaining a state in which the discharge port of the nozzle is blocked by the solvent, and the liquid film formed on the discharge port of the nozzle and the solvent come in contact with each other. The solvent is sucked into the part to form a liquid layer of the solvent. Therefore, it is not necessary to form a liquid reservoir in the nozzle housing portion, and the supply flow rate is reduced from the first flow rate to the second flow rate while the solvent is supplied from the solvent discharge port, It is possible to reduce the liquefaction of the solvent.
図1及び図2は、本発明の一実施形態に係る液処理装置1の縦断側面図及び斜視図である。液処理装置1は、ウエハWの裏面中央部を吸着して水平に保持する基板保持部であるスピンチャック2を備えている。このスピンチャック2は、駆動軸21を介して駆動機構22により、ウエハWを保持した状態で鉛直軸回りに回転自在及び昇降自在に構成されており、その回転軸上にウエハWの中心が位置するように設定されている。スピンチャック2の周囲にはスピンチャック2上のウエハWを囲むようにして、上方側に開口部231を備えたカップ23が設けられており、カップ23の側周面上端側は内側に傾斜した傾斜部232を形成している。
1 and 2 are a longitudinal sectional side view and a perspective view of a liquid processing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. The liquid processing apparatus 1 includes a
カップ23の底部側には例えば凹部状をなす液受け部24が設けられている。液受け部24は、隔壁241によりウエハWの周縁下方側に全周に亘って外側領域と内側領域とに区画され、外側領域の底部には貯留したレジストなどを排出するための排液口25が設けられ、内側領域の底部には処理雰囲気を排気するための排気口26が設けられている。
On the bottom side of the
スピンチャック2に保持されたウエハ表面のほぼ中央には、ノズルユニット3の塗布ノズル41により塗布液が吐出されるように構成されている。このノズルユニット3は、図3に示すように、処理液を吐出するための複数本例えば10本の塗布ノズル41と、処理液の溶剤を吐出するための例えば1本の溶剤ノズル42と、を共通の支持部31に一体的に固定することにより構成されている。この例における処理液は乾燥により固化するものであり、溶剤は例えばシンナーである。処理液の例としては、例えば3次元NAND型メモリの製造に用いられる例えば粘度が50cp〜1000cpのレジスト液が挙げられる。塗布ノズル41が本発明のノズルに相当するものであり、以降、塗布ノズル41及び溶剤ノズル42をノズル41、42と記載する場合がある。
The coating solution is discharged from the
塗布ノズル41及び溶剤ノズル42は例えば同様に構成され、液処理装置1の横方向(Y軸方向)に沿って一直線上に配列されるように支持部31に固定されている。これらノズル41、42は、例えば図4に塗布ノズル41を例にして示すように、支持部31に接続される基端部43と、基端部43の下方側に鉛直方向に伸びる円筒部44と、この円筒部44から下方側に向けて縮径する略円錐状の先端部45と、を備えている。これら基端部43、円筒部44及び先端部45の内部には、鉛直方向に伸びる処理液の流路46が形成され、この流路46はノズル下方の先端側において、処理液の吐出口47として開口している。吐出口47は例えば平面形状が円形に形成されている。
The
これら塗布ノズル41及び溶剤ノズル42は、共通の支持部31により支持され、移動機構32により、スピンチャック2上のウエハWに処理液等を供給する処理位置と、後述する待機ユニット5に収容される待機位置との間で移動自在に構成されている。例えば移動機構32は、図2中横方向(Y軸方向)に伸びるガイド33に沿ってガイドされる水平移動部34と、この水平移動部34から水平に伸びると共に、水平移動部34に対して図示しない昇降機構により昇降するアーム部35とを備え、このアーム部35の先端に支持部31が設けられている。
The
図1に示すように、各塗布ノズル41は、例えば夫々異なる処理液供給路411を介して夫々異なる処理液供給源412に接続されている。各処理液供給路411には、例えば夫々途中にサックバックバルブVAや、開閉バルブやマスフローコントローラ等を備えた流量調整部413が設けられている。また、処理液供給路411は例えばフレキシブルな材料により構成され、ノズルユニット3が移動する際、ノズルユニット3の動きを妨げないようになっている。
As shown in FIG. 1, each
サックバックバルブVAは、対応する塗布ノズル41からの処理液の吐出を停止させた際に、塗布ノズル41の流路46内に残留する処理液の先端液面を処理液供給路411側に後退(サックバック)させるためのものであり、また、本発明の吸引機構を兼用している。サックバックバルブVAは、例えば内部に処理液供給路411に連通する吸引室が形成されたベローズを備えており、このベローズを伸張させて吸引室内を負圧にすることにより、塗布ノズル41内の処理液を処理液供給路411側に吸引するように構成されている。さらに、サックバックバルブVAにはニードルが設けられており、このニードルで吸引室の最大容積を変えることによって処理液の先端液面の後退する距離を調節することができるようになっている。
When the discharge of the processing liquid from the
流量調整部413は処理液の流量を調整するものであり、処理液供給源412には、例えば夫々種類の異なるレジスト液や、種類が同じであっても粘度等が異なるレジスト液、例えば3次元NAND型メモリのレジスト薄膜用のレジスト液が処理液として貯留されている。溶剤ノズル42は、溶剤供給路421を介して溶剤供給源422に接続されており、溶剤供給路421には、開閉バルブやマスフローコントローラ等を備えた流量調整部423が介設されている。サックバックバルブVAや流量調整部413、423は、後述する制御部6からの制御信号に基づいてその駆動が制御される。
The flow
カップ23の外面には、例えば図1及び図2に示すように、ノズル待機装置をなす待機ユニット5が設けられている。なお、図1においては、図示の便宜上、ノズルユニット3及び待機ユニット5を実際よりも大きく、簡略化して描いている。待機ユニット5には、例えば図5に示すように、各塗布ノズル41と溶剤ノズル42が夫々個別に収まるような筒状のノズル収容部51がノズルの数量分即ち11個設けられており、例えばこのノズル収容部51はY軸方向に一直線上に配列されている。
On the outer surface of the
塗布ノズル41用のノズル収容部51は同様に構成されており、このノズル収容部51について図4を参照して説明する。図4は、図5中最も左側のノズル収容部51を示すものである。ノズル収容部51は、塗布ノズル41の円筒部44及び先端部45を収容する部位が例えば円筒状であり、ノズル収容部51の下部側は、例えば下に向かうほど内径が小さくなる縮径部52として構成されている。また、ノズル収容部51の下端は排出口53を介して各ノズル収容部51共用の排液室54と連通している。排液室54に流入した液体は、排出路55を介して液処理装置1の外に排出される。
The
図4及び図5は、ノズルユニット3が待機ユニット5内に収容された待機位置にあるときを示しており、この待機位置では、例えば各塗布ノズル41の先端部45はノズル収容部51の縮径部52にあり、この縮径部52の内周面が塗布ノズル41の先端部を囲む内周面に相当する。そして、各ノズル41の吐出口47の下方側に、これら吐出口41と対向するように排出口53が位置している。この排出口53は、例えば平面形状が円形に構成され、塗布ノズル41の吐出口47に対応する部位の塗布ノズル41の外径よりも大きく形成されている。この例では、縮径部52と排液室54との間の最も内径が小さい部位が排出口53に相当する。
4 and 5 show the
また、塗布ノズル41用のノズル収容部51の下部側の側壁例えば縮径部52の側壁には、溶剤を供給するための溶剤吐出口56が設けられている。この溶剤吐出口56は、例えば溶剤を縮径部52の内周面に沿わせて供給するように形成され、このため、溶剤吐出口56は、例えば図4(b)に示すように、縮径部52の接線方向に設けられている。これにより、溶剤吐出口56から吐出された溶剤は、ノズル収容部51の内周面に沿って案内されて排出口53から排出され、縮径部52においては、溶剤吐出口56から吐出された溶剤が旋回流となって落下するように構成されている。
In addition, a
図5に示すように、これら溶剤吐出口56は、塗布ノズル41の各ノズル収容部51毎に、溶剤供給路57を介して溶剤供給源58に接続されており、各溶剤供給路57には、開閉バルブやマスフローコントローラ等を備えた流量調整部59が夫々介設されている。各流量調整部59は、例えば制御部6の制御信号により駆動が制御され、各ノズル収容部51に溶剤吐出口56から吐出する溶剤の供給量を調整する機構である。本発明の溶剤供給部は、溶剤供給路57と、流量調整部59と、溶剤供給源58と、を含むものである。この溶剤供給部は、後述するように、塗布ノズル41の先端部に溶剤の液層を形成するときに、溶剤吐出口56に第1の流量で溶剤を供給して、当該ノズル41の吐出口47を塞ぐように溶剤の液膜を形成した後、溶剤吐出口56に第1の流量よりも少ない第2の流量で溶剤を供給するように構成されている。また、溶剤ノズル42に対応するノズル収納部51は、例えば溶剤吐出口56が形成されていない以外は、塗布ノズル41に対応するノズル収容部51と同様に構成されている。
As shown in FIG. 5, these
後述するように、待機ユニット5では、塗布ノズル41からレジスト液がダミー吐出されるが、レジスト液の粘度が高い場合には、排出口53が小さいとレジスト液の詰まりが発生する。一方、排出口53が大きいと、塗布ノズル41の先端に溶剤の液層が形成できなくなる。このため、塗布ノズル41の吐出口47に対応する部位の塗布ノズル41の外径L1が例えば2.5mm〜3.0mmであるときには、排出口53の内径L2は、例えば直径3.2mm〜3.6mmに設定されることが好ましい。
As described later, in the
ノズルユニット3の塗布ノズル41及び溶剤ノズル42は、例えばウエハWの回転中心上を通る直線上に配列され、また、待機ユニット5の各ノズル収容部51も、ウエハWの回転中心上を通る直線上に位置するように配列されている。ノズルユニット3は、既述のように移動機構32により、ウエハWの回転中心上を通る直線上に移動すると共に、昇降自在に構成され、こうして、ノズルユニット3は、待機位置と、処理位置との間で移動される。待機位置とは、既述のように各塗布ノズル41の先端部45が各ノズル収容部51の縮径部52に収容される位置である。また、処理位置とは、塗布ノズル41、溶剤ノズル42のいずれか一つのノズルがウエハWの回転中心に処理液又は溶剤を供給する位置である。なお、ノズルユニット3は待機位置の上方側、例えばノズルユニット3の各塗布ノズル41の先端が待機ユニット5のノズル収容部51の上面よりも僅かに例えば1mm〜2mm程度上方側にある位置にて待機する場合もある。
The
この液処理装置1は制御部6を備えており、制御部6は例えばコンピュータからなり、不図示のプログラム格納部を有している。このプログラム格納部には、ウエハWの塗布処理、待機ユニット5における塗布ノズル41に対する処理等、各種の動作を行うことができるように命令(ステップ群)が組まれたプログラムが格納されている。そして、このプログラムによって制御部6から液処理装置1の各部に制御信号が出力されることで、当該液処理装置1の各部の動作が制御される。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またはメモリーカードなどの記憶媒体に収納された状態でプログラム格納部に格納される。
The liquid processing apparatus 1 includes a
次に、液処理装置1の作用について、ノズルユニット3の一の塗布ノズル41Aを用いてレジスト液の塗布処理を行う場合を例にして、図6及び図7を参照して説明する。先ず、例えば粘度が50cp〜1000cpのレジスト液を用いて、塗布ノズル41Aによりスピンチャック2に保持されたウエハWの表面にレジスト液を吐出して塗布処理を行う。即ち、スピンチャック2をカップ23の上方側まで上昇させ、図示しない基板搬送機構からウエハWを受け取る。そして、溶剤ノズル42がスピンチャック2に保持されたウエハWの回転中心に溶剤を供給する位置にノズルユニット3を移動し、溶剤であるシンナー液を供給する。次いで、スピンチャック2によりウエハWを回転させ、この遠心力によりシンナー液を周縁部まで拡散させる。
Next, the operation of the liquid processing apparatus 1 will be described with reference to FIGS. 6 and 7 by taking, as an example, a case where a resist liquid is applied using the one
次に、スピンチャック2の回転を中止し、塗布ノズル41Aがスピンチャック2に保持されたウエハWの回転中心にレジスト液を供給する位置にノズルユニット3を移動し、レジスト液を吐出する。そして、スピンチャック2によりウエハWを回転させ、この遠心力によりレジスト液をウエハWの中心部から周縁部まで拡散させる。レジスト液は、例えばシンナー液によりウエハ表面が濡れている状態で塗布され、このようにしてレジスト液が塗布されたウエハWは、基板搬送機構に受け渡される。
Next, the rotation of the
一方、塗布処理を終了した後、所定時間以上塗布液の吐出が行われない場合は、ノズルユニット3を待機ユニット5に対向する位置まで移動させてから降下させ、各塗布ノズル41の先端を夫々対応するノズル収容部51内に収容し、待機位置に位置させる。この状態で、塗布ノズル41Aの流路46の先端内部のレジスト液71をダミーディスペンスによりノズル収容部51内に吐出する(図6(a)参照)。
On the other hand, when the application liquid is not discharged for a predetermined time or more after the application processing is completed, the
レジスト液71は、ノズル収容部51の排出口53を介して排液室54側へ排出される。この例では、排出口53は塗布ノズル41Aの吐出口47に対応する部位のノズル41Aの外径よりも大きく、例えば直径3.6mmの大きさに形成されているので、レジスト液71の粘度が約1000cpとある程度高い場合にも、排出口53におけるレジスト液71の詰まりが抑えられる。
The resist
続いて、塗布ノズル41Aの処理液供給路411に設けられたサックバックバルブVAにより1回目の吸引を行なう。このようにすると、塗布ノズル41Aの流路46内のレジスト液71の液面は、図6(b)に示すように処理液供給路411側に後退して、当該液面は塗布ノズル41Aの先端から上昇する。例えば塗布ノズル41A内のレジスト液71の液面は、ノズル先端から1mm〜3mm程度上昇させるように、サックバックバルブVAにより吸引することが望ましい。
Subsequently, the first suction is performed by the suck back valve VA provided in the treatment
次いで、図6(c)に示すように、サックバックバルブVAにより2回目の吸引を行ないながら、溶剤吐出口56からノズル収容部51内に溶剤72を第1の流量で第1の供給時間で供給して、塗布ノズル41Aの流路46の先端部に溶剤の液膜73を形成する。液膜73とは、塗布ノズル41Aの吐出口47を塞ぐ膜であり、その厚さは例えば1mmである。溶剤吐出口56から吐出された溶剤72は、ノズル収容部51の縮径部52の内周面に沿って案内されて、旋回流となって落下していき、排出口53から排出される。
Next, as shown in FIG. 6C, while the second suction is performed by the suck back valve VA, the solvent 72 is introduced into the
このように溶剤72は、ノズル収容部51の内周面を伝わってスパイラル状に落下していくので、排出口53を大きくすると、溶剤72が排出口53を介して速やかに排出されていく。これにより、後述する評価試験からも明らかなように、溶剤72の供給量が第1の流量よりも少ないと、塗布ノズル41A内を吸引しても溶剤72をノズル内に吸い込めない。このため、溶剤72の供給量を第1の流量に設定して、吸引機構をなすサックバックバルブVAにより、塗布ノズル41内の流路46を上流側から吸引して吸い込んでいる。このようにすることにより、図7(a)に示すように、溶剤72を塗布ノズル41A側に引き寄せて、塗布ノズル41Aの先端部に溶剤の液膜73を形成する。
As described above, since the solvent 72 falls in a spiral shape along the inner peripheral surface of the
この例では、排出口53の直径が3.6mmであるため、第1の流量を90ml/分〜150ml/分例えば100ml/分、第1の供給時間を例えば1〜2秒に設定することにより、塗布ノズル41Aの先端部に溶剤の液膜73を形成することができる。なお、塗布ノズル41Aの吸引力を大きくすることによって、第1の流量を90ml/分よりも小さくすることも考えられるが、粘度の高いレジスト液を用いると、レジスト液が塗布ノズル41Aの流路46の内壁面に付着しやすい。このため、吸引力を大きくすると、レジスト液が千切れて分離するおそれがあり、後述するように塗布ノズル41Aの内部に溶剤の液層を形成するときに、レジスト液の液層と混合しやすくなってしまい、得策ではない。
In this example, since the diameter of the
続いて、図6(d)に示すように、サックバックバルブVAによる塗布ノズル41A内の流路46の吸引を続け、塗布ノズル41Aの先端に液膜73が形成された状態で、この液膜73と接触するように、溶剤吐出口56から溶剤を第2の流量で、例えば第1の供給時間よりも長い第2の供給時間で供給する。第2の流量とは、塗布ノズル41の吐出口47が溶剤により塞がれた状態を維持できる、第1の流量よりも少ない流量である。
Subsequently, as shown in FIG. 6D, the suction of the
これにより、図7(b)に示すように、液膜73に接触する溶剤72は、表面張力及び塗布ノズル41A内の流路46の吸引により、塗布ノズル41Aの流路46内に引き込まれていく。つまり、液膜73が起点となって、ノズル収容部51の縮径部52の内周面に供給された溶剤72が表面張力により、流路46に引き込まれる。溶剤72を第2の流量で吐出することにより、塗布ノズル41の吐出口47が溶剤により塞がれた状態を維持できるため、表面張力の利用により、ノズル収容部51に排出口53を塞ぐような溶剤の液溜まりを形成することなく、塗布ノズル41Aに溶剤を吸い込ませることができる。この例では、排出口53の直径が3.6mmであるため、第2の供給量を30ml/分〜60ml/分例えば40ml/分、第2の供給時間を例えば6〜7秒に設定している。
Thus, as shown in FIG. 7B, the solvent 72 in contact with the
第1の流量及び第1の供給時間、第2の流量及び第2の供給時間は、予め実験により求められたものである。レジスト液の粘度や、塗布ノズル41の吐出口47の大きさ、吐出口47に対応する部位のノズルの外径の大きさに応じて、ノズル収容部51の排出口53の大きさが設定され、この排出口53の大きさに基づいて、第1の流量及び第1の供給時間、第2の流量及び第2の供給時間が適宜求められる。
The first flow rate and the first supply time, the second flow rate and the second supply time are obtained in advance by experiment. The size of the
こうして、図6(e)に示すように、塗布ノズル41Aの流路46内に、処理液供給路411側から順に処理液層81と空気層82と溶剤の液層(溶剤層)83とが形成される。これにより、塗布ノズル41Aの先端内部の処理液(レジスト液)は空気層82と溶剤層83によって大気と遮断されるため、処理液の乾燥を防止することができる。
Thus, as shown in FIG. 6E, in the
例えば、塗布ノズル41A内の溶剤層83の液面は、塗布ノズル41Aの先端から5mm〜15mm程度上昇させるように、サックバックバルブVAにより吸引することが望ましい。なお、この後、溶剤吐出口56からの溶剤の供給を停止した状態で、サックバックバルブVAにより塗布ノズル41A内の流路46を吸引して、塗布ノズル41Aの先端内部において溶剤層83の外側にさらに空気層を形成するようにしてもよい。このように塗布ノズル41A内において溶剤層83よりも先端側に空気層を形成することにより、塗布ノズル41Aの先端内部への溶剤の滴の吸い込みを防止することができる。この状態で、ノズルユニット3の各塗布ノズル41は待機ユニット5内の待機位置において待機する。
For example, it is desirable that the liquid surface of the
続いて、各塗布ノズル41の先端に処理液層81と空気層82と溶剤層83とが形成されたノズルユニット3を用いて、液処理装置1にてウエハWの塗布処理を行なう場合について、ノズルユニット3の一の塗布ノズル41Aを用いる場合を例にして説明する。先ず、塗布ノズル41Aから溶剤層83を排出する処理を行う。つまり、塗布ノズル41Aを待機ユニット5の待機位置に配置し、当該ノズル41Aの流量調整部413により所定量のレジスト液を吐出させて、ノズル先端の溶剤層83を排出した後、レジスト液のサックバックを行う。この際、レジスト液の廃棄量を少なくするために、溶剤層83のみを排出するためのレジスト液の供給量は予め実験により求めておき、例えばレジスト液の液面を例えば2mm程度下降させ、こうして溶剤層83を排出する。
Subsequently, in the case where the liquid processing apparatus 1 performs the application processing of the wafer W using the
次いで、ノズルユニット3を塗布ノズル41AがウエハWに塗布液を供給する処理位置まで移動させて、この塗布ノズル41Aからレジスト液をウエハWに供給して、既述の手法にて塗布処理を行なう。そして、塗布処理を終了した後、所定時間以上塗布液の吐出が行われない場合は、使用した塗布ノズル41Aを待機ユニット5のノズル収容部51内に収容して、上述のように、塗布ノズル41Aの内部に、処理液供給路411側から順に処理液層81と空気層82と溶剤層83とを形成する。
Next, the
この後、上記一の塗布ノズル41Aとは異なる他の塗布ノズル41Bを用いて 塗布処理を行う場合には、塗布ノズル41Aと同様に、他の塗布ノズル41Bの 溶剤層83の排出を行う。次いで、この塗布ノズル41Bを用いてウエハWに処理液であるレジスト液の塗布処理を行い、続いて、ノズルユニット3を待機ユニット5の待機位置に配置し、この塗布ノズル41Bの先端内部に処理液層81と空気層82と溶剤層83とを形成するための処理を行う。
Thereafter, when the coating process is performed using another coating nozzle 41B different from the one
ここで、使用する塗布ノズル41Aの溶剤を排出し、所定の塗布処理を行い、次いで、当該塗布ノズル41Aの先端内部に処理液層81と空気層82と溶剤層83とを形成するための処理を行う一連の動作や、次いで、他の塗布ノズル41B等を用いて次の塗布処理を行なう際の一連の動作は、制御部6に格納されたプログラムに基づいて行われる。
Here, the solvent of the
上述の実施形態によれば、ノズル収容部51において、塗布ノズル41の先端部に溶剤の液層83を形成するにあたり、第1の流量で溶剤を供給して、塗布ノズル41の吐出口47を塞ぐように液膜73を形成した後、第1の流量よりも少ない第2の流量で溶剤を供給している。これにより、塗布ノズル41の吐出口47に形成された液膜73と溶剤とが接触することにより、表面張力によって塗布ノズル41の先端部に溶剤が吸い込まれ、溶剤の液層83が形成される。従って、ノズル収容部51に排出口53を覆うような溶剤の液溜まりを形成する必要がなく、ノズル収容部51への溶剤の供給途中で、その供給量を第1の流量から第2の流量に低減しているので、溶剤の省液化を図ることができる。
According to the above-described embodiment, in forming the
本発明は、塗布ノズル41の吐出口47に液膜73を形成するときには、溶剤の供給量は大流量である第1の流量が必要であるが、液膜73の形成後は、溶剤の供給量を第1の流量よりも少ない第2の流量に設定しても、溶剤が塗布ノズル41内に引き込まれることを見出したことにより成されたものである。このため、ノズル収容部51の排出口53が3.2mm〜3.6mmであっても、溶剤の省液化を図りながら、塗布ノズル41の先端部に溶剤の液層83を形成することができる。
According to the present invention, when the
従って、レジスト液の粘度が約1000cpと比較的大きい場合に、レジスト液の排出口53を大きく設定できるので、ダミーディスペンスの際のレジスト液の詰まりを抑制しながら、溶剤の省液化を図ることができる。例えば溶剤を第1の流量を100ml/分として1〜2秒供給し、次いで第2の流量を40ml/分として6〜7秒供給して、塗布ノズル41の先端に溶剤の液層83を形成する場合には、溶剤を第1の流量(100ml/分)で7〜8秒供給する場合に比べて、溶剤供給量を45%程度削減することができる。このように既存の設備を用い、溶剤の供給量の調整を行うことにより溶剤の省液化を図ることができる手法は有効である。
Therefore, when the viscosity of the resist solution is relatively large at about 1000 cp, the
(評価試験1)
以下、本発明を成すに至った実験例について説明する。先ず、ノズル収容部51の排出口53の大きさと、塗布ノズル41の溶剤層83の形成との関連性について評価した。図4に示す本発明のノズル収容部51において、排出口53を直径3.6mmとし、塗布ノズル41の吸引量を一定にして、溶剤吐出口56からの溶剤の供給量を20ml/分〜120ml/分の間で変化させて、塗布ノズル41に溶剤層83が形成されるか否かについて、目視で確認した。また、排出口53が3.0mmのノズル収容部51についても同様の評価を行った。
(Evaluation test 1)
Hereinafter, experimental examples for achieving the present invention will be described. First, the relationship between the size of the
この結果、排出口53が3.6mmの場合には、溶剤の供給量が100ml/分〜120ml/分であるときには溶剤層83が形成され、排出口53が3.0mmの場合には、溶剤の供給量が20ml/分〜120ml/分であるときに溶剤の液層が形成されることが認められた。排出口53を大きくすると、溶剤が排出口53から速やかに排出され、塗布ノズル41による吸引がしにくくなるため、溶剤層83を形成するためには、溶剤の供給流量を増大する必要があることが理解される。
As a result, when the
(評価試験2)
続いて、塗布ノズル41の先端の液膜73の有無と、塗布ノズル41の溶剤層83の形成との関連性について評価した。図4に示す本発明のノズル収容部51において、排出口53を直径3.6mmとし、塗布ノズル41に液膜73を形成したときとしないときに対して、溶剤吐出口56からの溶剤の供給量を20ml/分〜120ml/分の間で変化させて、溶剤層83が形成されるか否かの確認を行った。なお、塗布ノズル41の吸引量は一定とした。また、排出口53が3.0mmのノズル収容部51についても同様の評価を行った。
(Evaluation test 2)
Subsequently, the relationship between the presence or absence of the
この結果、塗布ノズル41に液膜73を形成した場合には、溶剤の供給量が40ml/分〜120ml/分であるときには溶剤層83が形成され、液膜73を形成しない場合には、溶剤の供給量が100ml/分〜120ml/分であるときに溶剤層83が形成されることが認められた。このように、排出口53が3.6mmと大きい場合でも、予め塗布ノズル41の先端に液膜73を保持した場合で溶剤を供給すると、その後の溶剤供給量が低流量であっても、液膜73が起点となり、ノズル収容部51の縮径部52の内周面の溶剤を引きこむ現象が観察された。これらの評価試験から、塗布ノズル41の吐出口47に液膜73を形成するときには、第1の流量で溶剤を供給し、次いで、第1の流量よりも低流量の第2の流量で供給することによって、塗布ノズル41内に溶剤層83を形成しながら溶剤の省液化を図ることができることが確認された。従って、排出口53の内径が3.2〜3.6mmの場合には、第1の流量が90ml/分〜150ml/分であれば、塗布ノズル41の先端に液膜73が形成され、第2の流量が30ml/分〜60ml/分であれば溶剤層83が形成されると理解される。
As a result, when the
以上において、上述の実施形態では、溶剤供給部から第1の流量で溶剤が供給される溶剤吐出口56と、溶剤供給部から第2の流量で溶剤が供給される溶剤吐出口56とは共通化されているが、第1の流量で溶剤を吐出する溶剤吐出口と、第2の流量で溶剤を吐出する溶剤吐出口とを、例えば縮径部52の側壁面に別個に設けるようにしてもよい。
In the above embodiment, the
本発明の処理液の例としては、レジスト液の他に、顔料レジスト(OCCF)や水溶性レジスト等が挙げられ、溶剤の例としては、PGMEAやOK73等のシンナーや、水等が挙げられる。また、上述の実施形態では、複数の塗布ノズル41を備えたノズルユニット3の例を示しているが、塗布ノズル41の本数は上述の例に限らず、1本の塗布ノズルを備える構成に対しても適用可能である。さらに、本発明は、半導体ウエハ以外の被処理基板、例えばFPD(フラットパネルディスプレイ)基板の液処理装置に適用できる。
Examples of the processing solution of the present invention include a pigment resist (OCCF), a water-soluble resist and the like in addition to the resist solution, and examples of the solvent include a thinner such as PGMEA and OK 73, water and the like. Moreover, although the above-mentioned embodiment shows an example of
1 液処理装置
2 スピンチャック
3 ノズルユニット
32 移動機構
41 塗布ノズル
42 溶剤ノズル
46 流路
47 吐出口
5 待機ユニット
51 ノズル収容部
52 縮径部
53 排出口
56 溶剤吐出口
57 溶剤供給路
59 流量調整部
6 制御部
81 処理液層
82 空気層
83 溶剤の液層(溶剤層)
VA サックバックバルブ
W 半導体ウエハ
Reference Signs List 1
VA Suck Back Valve W Semiconductor Wafer
Claims (9)
前記ノズルの先端部を囲むように形成された内周面を含み、ノズルの吐出口と対向して排出口が形成されたノズル収容部と、
前記ノズル収容部内に開口し、吐出された溶剤が前記ノズル収容部の内周面に沿って案内されて前記排出口から排出されるように形成された溶剤吐出口と、
前記ノズルの先端部に溶剤の液層を形成するときに、溶剤吐出口に第1の流量で溶剤を供給し、当該溶剤により前記ノズルの吐出口を塞ぐように液膜が形成された後、溶剤吐出口に、前記ノズルの吐出口が溶剤により塞がれた状態を維持できる、前記第1の流量よりも少ない第2の流量で溶剤を供給する溶剤供給部と、を備えたことを特徴とするノズル待機装置。 In a nozzle standby device for holding a nozzle for discharging a treatment liquid solidified by drying and for sucking the solvent into the tip of the nozzle to form a liquid layer of the solvent,
A nozzle housing portion including an inner circumferential surface formed so as to surround a tip end portion of the nozzle, and having a discharge port formed opposite to the discharge port of the nozzle;
A solvent discharge port which is opened in the nozzle storage portion and formed so that the discharged solvent is guided along the inner peripheral surface of the nozzle storage portion and discharged from the discharge port;
When forming a liquid layer of solvent at the tip of the nozzle, after a solvent is supplied at a first flow rate to the solvent discharge port and a liquid film is formed to close the discharge port of the nozzle by the solvent, The solvent discharge port is provided with a solvent supply unit capable of maintaining the discharge port of the nozzle closed by the solvent and supplying the solvent at a second flow rate smaller than the first flow rate. And a nozzle standby device.
前記ノズルの排出口の内径は、3.2mm〜3.6mmであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載のノズル待機装置。 The outer diameter of the nozzle at a portion corresponding to the discharge port of the nozzle is 2.5 mm to 3.0 mm,
The nozzle standby device according to any one of claims 1 to 3, wherein the inner diameter of the discharge port of the nozzle is 3.2 mm to 3.6 mm.
第2の流量は、30ml/分〜60ml/分であることを特徴とする1ないし4のいずれか一項に記載のノズル待機装置。 The first flow rate is 90 ml / min to 150 ml / min,
The nozzle standby device according to any one of 1 to 4, wherein the second flow rate is 30 ml / min to 60 ml / min.
乾燥により固化する処理液を、前記基板保持部に保持された基板の表面に吐出するためのノズルと、
請求項1ないし5のいずれか一項に記載のノズル待機装置と、
前記ノズル待機装置に待機するノズル内の流路を上流側に吸引して溶剤を吸い込むための吸引機構と、を備えた液処理装置。 A substrate holding unit for holding a substrate;
A nozzle for discharging a processing liquid solidified by drying onto the surface of the substrate held by the substrate holding unit;
A nozzle standby device according to any one of claims 1 to 5,
A liquid processing apparatus comprising: a suction mechanism for suctioning a solvent by sucking the flow path in the nozzle waiting on the nozzle standby device upstream.
次いで前記ノズルを、ノズルの先端部を囲むように形成された内周面を含み、ノズルの吐出口と対向して排出口が形成されたノズル収容部に待機させる工程と、
前記ノズル収容部に待機しているノズルの吐出口から処理液を吐出して、当該吐出口と対向する排出口から処理液を排出する工程と、
続いて前記ノズル収容部内に開口する溶剤吐出口から第1の流量で溶剤を吐出し、吐出された溶剤が前記ノズル収容部の内周面に沿って案内され、当該溶剤により前記ノズルの吐出口を塞ぐように液膜を形成する工程と、
しかる後、前記ノズル収容部内に開口する溶剤吐出口から、前記ノズルの吐出口が溶剤により塞がれた状態を維持できる、前記第1の流量よりも少ない第2の流量で溶剤を吐出し、吐出された溶剤が前記ノズル収容部の内周面に沿って案内される工程と、を含むことを特徴とする液処理装置の運転方法。 Discharging a processing liquid solidified by drying from the nozzle onto the surface of the substrate held by the substrate holder;
And allowing the nozzle to stand by at a nozzle housing portion including an inner peripheral surface formed so as to surround the tip of the nozzle and having a discharge port formed opposite to the discharge port of the nozzle;
Discharging the processing liquid from the discharge port of the nozzle waiting in the nozzle housing portion and discharging the processing liquid from the discharge port facing the discharge port;
Subsequently, the solvent is discharged at a first flow rate from the solvent discharge port opened in the nozzle housing portion, and the discharged solvent is guided along the inner peripheral surface of the nozzle housing portion, and the solvent discharge port of the nozzle by the solvent. Forming a liquid film to block the
Thereafter, the solvent is discharged at a second flow rate smaller than the first flow rate, which can maintain a state in which the discharge port of the nozzle is blocked by the solvent, from the solvent discharge port opened in the nozzle housing portion. And D. a step of guiding the discharged solvent along the inner peripheral surface of the nozzle housing portion.
前記コンピュータプログラムは、請求項8項に記載の液処理装置の運転方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする記憶媒体。
A storage medium storing a computer program used in a liquid processing apparatus for discharging a processing liquid solidified by drying on a surface of a substrate held by a substrate holding unit from a nozzle,
A storage medium characterized in that the computer program is configured to execute a method of operating a liquid processing apparatus according to claim 8.
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