JP2019195017A - 温調機構及び液処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】目標温度に変更があったときに変更後の目標温度に短時間で処理液を温度調節する。【解決手段】温調ユニット１４３は、ウェハにレジスト液を吐出する吐出ノズルに、レジスト液をレジスト液目標温度に温度調節して供給するものであり、レジスト液の流路１６０ａが形成され、熱伝導性を有する本体部１６０と、本体部１６０の少なくとも一面に対し設けられたペルチェ素子１６１と、本体部１６０の温度を検出する温度センサ１６２と、温度センサ１６２での検出結果に基づいて、ペルチェ素子１６１を制御し、本体部１６０を本体部目標温度に温度調節することにより、レジスト液をレジスト液目標温度に温度調節する制御部２００とを有する。【選択図】図８

Description

本発明は、温調機構及び液処理装置に関する。

例えば半導体デバイスの製造工程におけるフォトリソグラフィー工程では、基板としての半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という）上にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布処理、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液で現像する現像処理等の一連の処理が順次行われ、ウェハ上に所定のレジストパターンが形成される。

上述の一連の処理では、レジスト液等の処理液は、温度調節されて用いられる（特許文献１参照）。
特許文献１の基板処理装置は、基板を保持する保持台と、一端部からレジスト液が供給され、このレジスト液を他端部から基板に対し供給する供給管と、内部に温調水が流通され、供給管の他端部付近を温度調整する温調部とを有する。

特開２００２−２５８８７号公報

しかし、特許文献１のように、処理液の温度調節を温調水で行う場合、目標温度が変更されたとき、まず温調水の温度を変更する必要があるが、温調水の温度の変更自体に時間を要する。そのため、特許文献１に開示の方法では、処理液を目標温度に温度調節する時間に改善の余地がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、目標温度に変更があったときに変更後の目標温度に短時間で処理液を温度調節することを目的とする。

上記課題を解決する本発明は、基板に処理液を吐出する吐出ノズルに、前記処理液を処理液目標温度に温度調節して供給する温調機構であって、前記処理液の流路が形成され、熱伝導性を有する本体部と、前記本体部の少なくとも一面に対し設けられた熱電素子と、前記本体部の温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部での検出結果に基づいて、前記熱電素子を制御し、前記本体部を本体部目標温度に温度調節することにより、前記処理液を前記処理液目標温度に温度調節する制御部と、を有する。

本発明によれば、処理液の流路が形成され、熱伝導性を有する本体部の温度を、該本体部に対し設けられた熱電素子を制御することにより、本体部目標温度に温度調節し、処理液を処理液目標温度に温度調節するため、処理液目標温度に変更があったときに、変更後の処理液目標温度に短時間で処理液を温度調節することができる。

前記熱電素子は、前記本体部における前記流路を挟むように設けられていてもよい。

前記熱電素子に対し熱的に接触し当該熱電素子の熱または冷熱を放出する放熱部を有していてもよい。

前記本体部及び前記熱電素子を収容する収容空間と、前記収容空間内に温調媒体を導入する温調媒体導入ポートとを有する筐体を有していてもよい。

前記本体部、前記熱電素子及び前記放熱部を収容する収容空間と、前記収容空間内に温調媒体を導入する温調媒体導入ポートとを有する筐体を有していてもよい。

前記筐体は、前記収容空間から前記温調媒体を排出する温調媒体排出ポートを有していてもよい。

前記温調媒体排出ポートから前記温調媒体は吸引排気されてもよい。

前記温調媒体は気体であってもよい。

前記温調媒体は液体であってもよい。

前記本体部は、当該本体部内に処理液を導入する処理液導入口と当該本体部内から処理液を供出する処理液供出口とを有し、前記流路は、前記処理液導入口と前記処理液供出口とを接続するものであり、前記処理液導入口と前記処理液供出口との間で折り返すように形成され、当該流路における前記熱電素子に最も近い部分は、前記処理液供出口に向かうように形成されていてもよい。

当該温調機構は、複数の前記吐出ノズルに前記処理液を供給するものであり、前記流路は、前記複数の吐出ノズルそれぞれに対応して複数設けられ、前記制御部は、前記複数の流路を流れる前記処理液を一括で同一の処理液目標温度に調節してもよい。

別な観点による本発明は、上記温調機構と、前記吐出ノズルとを有し、前記温調機構により温度調節され前記吐出ノズルから吐出された処理液を用いて基板を処理する、液処理装置である。

本発明によれば、目標温度に変更があったときに変更後の目標温度に短時間で処理液を温度調節することができる。

本実施の形態にかかる基板処理システムの内部構成の概略を示す平面図である。 本実施の形態にかかる基板処理システムの内部構成の概略を示す側面図である。 本実施の形態にかかる基板処理システムの内部構成の概略を示す側面図である。 レジスト膜形成装置の構成の概略を示す横断面図である。 レジスト膜形成装置の構成の概略を示す縦断面図である。 温調ユニットの上面図である。 温調ユニットの側面図である。 図６のＡ−Ａ断面における温調ユニットのみを示した図である。 図６のＢ−Ｂ断面を示した図である。 温調ユニットの本体部の斜視図であり、本体部の上部の一部を省略して示している。 供給管の断面図である。 レジスト膜形成装置の他の構成例の概略を示す横断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

基板処理システム１は、図１に示すように複数枚のウェハＷを収容したカセットＣが搬入出されるカセットステーション１０と、ウェハＷに所定の処理を施す複数の各種処理装置を備えた処理ステーション１１と、処理ステーション１１に隣接する露光装置１２との間でウェハＷの受け渡しを行うインターフェイスステーション１３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１０には、カセット載置台２０が設けられている。カセット載置台２０には、基板処理システム１の外部に対してカセットＣを搬入出する際に、カセットＣを載置するカセット載置板２１が複数設けられている。

カセットステーション１０には、図１に示すようにＸ方向に延びる搬送路２２上を移動自在なウェハ搬送装置２３が設けられている。ウェハ搬送装置２３は、上下方向及び鉛直軸周り（θ方向）にも移動自在であり、各カセット載置板２１上のカセットＣと、後述する処理ステーション１１の第３のブロックＧ３の受け渡し装置との間でウェハＷを搬送できる。

処理ステーション１１には、各種装置を備えた複数、例えば第１〜第４の４つのブロックＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４が設けられている。例えば処理ステーション１１の正面側（図１のＸ方向負方向側）には、第１のブロックＧ１が設けられ、処理ステーション１１の背面側（図１のＸ方向正方向側）には、第２のブロックＧ２が設けられている。また、処理ステーション１１のカセットステーション１０側（図１のＹ方向負方向側）には、第３のブロックＧ３が設けられ、処理ステーション１１のインターフェイスステーション１３側（図１のＹ方向正方向側）には、第４のブロックＧ４が設けられている。

例えば第１のブロックＧ１には、図２に示すように複数の液処理装置、例えばウェハＷを現像処理する現像処理装置３０、ウェハＷのレジスト膜の下層に反射防止膜（以下「下部反射防止膜」という）を形成する下部反射防止膜形成装置３１、ウェハＷ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膜形成装置３２、ウェハＷのレジスト膜の上層に反射防止膜（以下「上部反射防止膜」という）を形成する上部反射防止膜形成装置３３が下からこの順に配置されている。

例えば現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト膜形成装置３２、上部反射防止膜形成装置３３は、それぞれ水平方向に３つ並べて配置されている。なお、これら現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト膜形成装置３２、上部反射防止膜形成装置３３の数や配置は、任意に選択できる。

これら現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト膜形成装置３２、上部反射防止膜形成装置３３では、例えばウェハＷ上に所定の塗布液を塗布するスピンコーティングが行われる。スピンコーティングでは、例えば吐出ノズルからウェハＷ上に塗布液を吐出すると共に、ウェハＷを回転させて、塗布液をウェハＷの表面に拡散させる。なお、レジスト膜形成装置３２の構成については後述する。

例えば第２のブロックＧ２には、図３に示すようにウェハＷの加熱や冷却といった熱処理を行う熱処理装置４０や、レジスト液とウェハＷとの定着性を高めるためのアドヒージョン装置４１、ウェハＷの外周部を露光する周辺露光装置４２が上下方向と水平方向に並べて設けられている。これら熱処理装置４０、アドヒージョン装置４１、周辺露光装置４２の数や配置についても、任意に選択できる。

例えば第３のブロックＧ３には、複数の受け渡し装置５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６が下から順に設けられている。また、第４のブロックＧ４には、複数の受け渡し装置６０、６１、６２が下から順に設けられている。

図１に示すように第１のブロックＧ１〜第４のブロックＧ４に囲まれた領域には、ウェハ搬送領域Ｄが形成されている。ウェハ搬送領域Ｄには、例えばＹ方向、Ｘ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アーム７０ａを有する、ウェハ搬送装置７０が複数配置されている。ウェハ搬送装置７０は、ウェハ搬送領域Ｄ内を移動し、周囲の第１のブロックＧ１、第２のブロックＧ２、第３のブロックＧ３及び第４のブロックＧ４内の所定の装置にウェハＷを搬送できる。

また、ウェハ搬送領域Ｄには、第３のブロックＧ３と第４のブロックＧ４との間で直線的にウェハＷを搬送するシャトル搬送装置８０が設けられている。

シャトル搬送装置８０は、例えば図３のＹ方向に直線的に移動自在になっている。シャトル搬送装置８０は、ウェハＷを支持した状態でＹ方向に移動し、第３のブロックＧ３の受け渡し装置５２と第４のブロックＧ４の受け渡し装置６２との間でウェハＷを搬送できる。

図１に示すように第３のブロックＧ３のＸ方向正方向側の隣には、ウェハ搬送装置１００が設けられている。ウェハ搬送装置１００は、例えばＸ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アーム１００ａを有している。ウェハ搬送装置１００は、搬送アーム１００ａによってウェハＷを支持した状態で上下に移動して、第３のブロックＧ３内の各受け渡し装置にウェハＷを搬送できる。

インターフェイスステーション１３には、ウェハ搬送装置１１０と受け渡し装置１１１が設けられている。ウェハ搬送装置１１０は、例えばＹ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アーム１１０ａを有している。ウェハ搬送装置１１０は、例えば搬送アーム１１０ａにウェハＷを支持して、第４のブロックＧ４内の各受け渡し装置、受け渡し装置１１１及び露光装置１２との間でウェハＷを搬送できる。

以上の基板処理システム１には、図１に示すように制御部２００が設けられている。制御部２００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、レジスト液等の処理液の温調処理を含む基板処理システム１におけるウェハＷの処理を制御するプログラムが格納されている。また、プログラム格納部には、上述の各種処理装置や搬送装置などの駆動系の動作を制御して、基板処理システム１における後述の塗布処理を実現させるためのプログラムも格納されている。なお、前記プログラムは、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コンピュータに読み取り可能な記憶媒体Ｈに記録されていたものであって、その記憶媒体から制御部２００にインストールされたものであってもよい。

次に、以上のように構成された基板処理システム１を用いて行われるウェハ処理の概略について説明する。先ず、複数のウェハＷを収納したカセットＣが、基板処理システム１のカセットステーション１０に搬入され、ウェハ搬送装置２３によりカセットＣ内の各ウェハＷが順次処理ステーション１１の受け渡し装置５３に搬送される。

次にウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され温度調節処理される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって例えば第１のブロックＧ１の下部反射防止膜形成装置３１に搬送され、ウェハＷ上に下部反射防止膜が形成される。その後ウェハＷは、第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され、加熱処理が行われる。

その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され、温度調節処理される。その後、ウェハＷはウェハ搬送装置７０によって第１のブロックＧ１のレジスト膜形成装置３２に搬送され、ウェハＷ上にレジスト膜が形成される。その後ウェハＷは、熱処理装置４０に搬送され、プリベーク処理される。

次にウェハＷは、第１のブロックＧ１の上部反射防止膜形成装置３３に搬送され、ウェハＷ上に上部反射防止膜が形成される。その後、ウェハＷは第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され、加熱処理が行われる。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第３のブロックＧ３の受け渡し装置５６に搬送される。

次にウェハＷは、ウェハ搬送装置１００によって受け渡し装置５２に搬送され、シャトル搬送装置８０によって第４のブロックＧ４の受け渡し装置６２に搬送される。その後、ウェハＷは、インターフェイスステーション１３のウェハ搬送装置１１０によって露光装置１２に搬送され、所定のパターンで露光処理される。

次にウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって熱処理装置４０に搬送され、露光後ベーク処理される。これにより、レジスト膜の露光部において発生した酸により脱保護反応させる。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって現像処理装置３０に搬送され、現像処理が行われる。

現像終了後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって熱処理装置４０に搬送され、ポストベーク処理される。
その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第３のブロックＧ３の受け渡し装置５０に搬送され、カセットステーション１０のウェハ搬送装置２３によって所定のカセット載置板２１のカセットＣに搬送される。こうして、一連のフォトリソグラフィー工程が終了する。

次に、上述のレジスト膜形成装置３２の構成について説明する。図４は、レジスト膜形成装置３２の構成の概略を示す縦断面図であり、図５は、レジスト膜形成装置３２の構成の概略を示す横断面図である。

レジスト膜形成装置３２は、図４に示すように内部を閉鎖可能な処理容器１２０を有している。処理容器１２０の側面には、図５に示すようにウェハＷの搬入出口１２１が形成され、搬入出口１２１には、開閉シャッタ１２２が設けられている。

処理容器１２０内の中央部には、図４に示すようにウェハＷを保持して回転させるスピンチャック１３０が設けられている。スピンチャック１３０は、水平な上面を有し、当該上面には、例えばウェハＷ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１３０上に吸着保持できる。

スピンチャック１３０は、例えばモータなどを備えたチャック駆動機構１３１を有し、そのチャック駆動機構１３１により所定の速度に回転できる。また、チャック駆動機構１３１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１３０は上下動可能である。

スピンチャック１３０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１３２が設けられている。カップ１３２の下面には、回収した液体を排出する排出管１３３と、カップ１３２内の雰囲気を排気する排気管１３４が接続されている。

図５に示すようにカップ１３２のＸ方向負方向（図５の下方向）側には、Ｙ方向（図５の左右方向）に沿って延伸するレール１４０が形成されている。レール１４０は、例えばカップ１３２のＹ方向負方向（図５の左方向）側の外方からＹ方向正方向（図５の右方向）側の外方まで形成されている。レール１４０には、アーム１４１が取り付けられている。

アーム１４１には、処理液としてのレジスト液を吐出する複数の吐出ノズル１４２が、温調機構としての温調ユニット１４３及びノズルヘッド１４４を介して支持されている。なお、本実施形態では、１２個の吐出ノズル１４２が設けられているものとするが、吐出ノズル１４２の設置数については本実施形態の内容に限定されるものではなく、任意に設定できる。アーム１４１は、図５に示すノズル駆動部１４５により、レール１４０上を移動自在である。これにより、吐出ノズル１４２は、カップ１３２のＹ方向正方向側の外方に設置された待機部１４６からカップ１３２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、アーム１４１は、ノズル駆動部１４５によって昇降自在であり、吐出ノズル１４２の高さを調節できる。温調ユニット１４３は、図４に示すようにレジスト液を供給するレジスト液供給装置１５０に供給管１５１、１５２を介して接続されている。

次に、温調ユニット１４３の構成について説明する。図６は、温調ユニット１４３の上面図、図７は温調ユニット１４３の側面図である。図８は、図６のＡ−Ａ断面における温調ユニット１４３のみを示した図である。図９は、温調ユニット１４３の後述の本体部の斜視図であり、本体部の上部の一部を省略して示している。図１０は、図６のＢ−Ｂ断面を示した図である。図１１は、供給管１５１、１５２の断面図である。

温調ユニット１４３は、図６及び図７に示すように、一端に分配部１５３を介して供給管１５１、１５２が接続され、他端にノズルヘッド１４４を介して複数の吐出ノズル１４２が接続されている。この温調ユニット１４３は、供給管１５１、１５２から供給されたレジスト液をレジスト液目標温度に温度調節して吐出ノズル１４２に供給するものである。また、温調ユニット１４３は、吐出ノズル１４２の近傍でレジスト液をレジスト液目標温度に温度調節するものである、とも言える。なお、分配部１５３は、供給管１５１、１５２内の後述のレジスト液供給管１５１ｃ、１５２ｃそれぞれを、後述の本体部１６０の各流路１６０ａに接続し、温調媒体供給管である後述の内周管１５１ａを後述の温調媒体導入路１７０に接続し、温調媒体排出管である後述の内周管１５２ａを後述の温調媒体排出路１７１に接続するものである。また、レジスト液目標温度は、例えば２１℃〜２５℃の範囲で選択されて設定され、より具体的には例えば２３℃である。

温調ユニット１４３は、図８及び図９に示すように、本体部１６０と、熱電素子としてのペルチェ素子１６１と、温度検出部としての温度センサ１６２と、放熱部としての放熱フィン１６３と、筐体１６４とを有する。

本体部１６０は、レジスト液の流路１６０ａが形成されており、また、熱伝導性を有し、すなわち、１００Ｗ／ｍＫ以上の高い熱伝導率の材料（例えばＳｉＣやＡｌＮ等）から形成されている。上述の流路１６０ａの容量は、吐出ノズル１４２からの１回の吐出分のレジスト液が収容される容量である。上述の流路１６０ａは、図１０に示すように、複数の吐出ノズル１４２それぞれに対応して複数設けられており、本実施形態では１２個設けられている。

また、本体部１６０は、図８に示すように、当該本体部１６０内にレジスト液を導入する処理液導入口としてのレジスト液導入口１６０ｂと、当該本体部１６０からレジスト液を供出する処理液供出口としてのレジスト液供出口１６０ｃとを有する。流路１６０ａは、レジスト液導入口１６０ｂとレジスト液供出口１６０ｃとを接続するものであり、レジスト液導入口１６０ｂとレジスト液供出口１６０ｃとの間で折り返すように形成されている。また、上述のように折り返すように形成されている流路１６０ａにおける、ペルチェ素子１６１に最も近い部分は、レジスト液供出口１６０ｃに向かうように形成されている。なお、流路１６０ａは、本体部１６０におけるペルチェ素子１６１の搭載面すなわち上面及び下面に沿って形成されている。また、流路１６０ａが上述のように折り返すように形成した理由の１つとしては、後述のように本体部１６０からの伝熱によりレジスト液を温度調節するために流路断面積を小さくしつつ、流路１６０ａの容量として１回の吐出分のレジスト液の量である約１０ｃｃを確保するため、ということが挙げられる。

ペルチェ素子１６１は、本体部１６０の少なくとも１面に対し設けられ、好ましくは、本体部１６０における流路１６０ａを挟むように設けられ、本実施形態では本体部１６０の上面及び下面の両方に対し設けられている。このペルチェ素子１６１は、制御部２００の制御に基づいて、本体部１６０を冷却または加熱して温度調節する。

温度センサ１６２は、本体部１６０の温度を検出する。図８の例では、温度センサ１６２は、本体部１６０の上面におけるレジスト液供出口１６０ｃ側端に設けられているが、温度センサ１６２の設置位置は本実施形態の内容に限定されず、任意に設定できる。

放熱フィン１６３は、ペルチェ素子１６１における本体部１６０側の面とは反対側の放熱面に対し熱的に接触し、当該ペルチェ素子１６１に生じた熱または冷熱、具体的には、上記放熱面に生じた熱または冷熱を放出するものである。この放熱フィン１６３は、熱伝導率の高い金属材料から形成される。また、放熱フィン１６３のフィン形状は、特に限定されず、当該放熱フィン１６３の表面積を大きくとれる形状であればよい。
なお、図示は省略するが、本体部１６０とペルチェ素子１６１との間や、ペルチェ素子１６１と放熱フィン１６３との間には、熱伝導シリコンシート等の伝熱シートが設けられており、伝熱シートを挟む部材間の熱的な接触が良好になるようにしている。

筐体１６４は、本体部１６０、ペルチェ素子１６１及び放熱フィン１６３を収容する収容空間１６４ａと、収容空間１６４ａ内に温調媒体を導入する温調媒体導入ポート１６４ｂと、収容空間１６４ａから温調媒体を排出する温調媒体排出ポート１６４ｃとを有する。また、筐体１６４は、本体部１６０の流路１６０ａのレジスト液導入口１６０ｂに連通するレジスト液導入ポート１６４ｄと、本体部１６０の流路１６０ａのレジスト液供出口１６０ｃに連通するレジスト液供出ポート１６４ｅとを有する。

筐体１６４の温調媒体導入ポート１６４ｂに対しては、筐体１６４の外側から温調媒体導入路１７０が設けられており、圧送により供給管１５１から温調媒体導入路１７０を介して供給された温調媒体が、温調媒体導入ポート１６４ｂを介して筐体１６４の収容空間１６４ａ内に導入される。この収容空間１６４ａ内に導入された温調媒体により、放熱フィン１６３でのペルチェ素子１６１の熱または冷熱の放出が効率的に行われる。具体的には、ペルチェ素子１６１が本体部１６０を冷却する場合、ペルチェ素子１６１の本体部１６０とは反対側の面で生ずる熱は放熱フィン１６３を介して放出されるところ、放熱フィン１６３が温調媒体により冷却されることにより、放熱フィン１６３を介したペルチェ素子１６１の上記熱の放出が効率的に行われる。また、ペルチェ素子１６１が本体部１６０を加熱する場合、ペルチェ素子１６１の本体部１６０とは反対側の面で生ずる冷熱は放熱フィン１６３を介して放出されるところ、放熱フィン１６３が温調媒体により加熱されることにより、放熱フィン１６３を介したペルチェ素子１６１の上記冷熱の放出が効率的に行われる。なお、図９における白抜き矢印は温調媒体の流れを示している。温調媒体により放熱フィン１６３を冷却する場合も加熱する場合も、温調媒体の種類及び温度は同じ（例えば２３℃の気体）である。

また、筐体１６４の温調媒体排出ポート１６４ｃに対しては、筐体１６４の外側から温調媒体排出路１７１が設けられている。筐体１６４の収容空間１６４ａから温調媒体排出ポート１６４ｃを介して排出された温調媒体が、温調媒体排出路１７１及び供給管１５２を介して、不図示の排出ポンプにより吸引排出される。
温調媒体は、気体であっても液体であってもよい。

なお、供給管１５１は、図１１に示すように、内周管１５１ａと外周管１５１ｂとの２重管構造を有する。内周管１５１ａには、温調媒体導入路１７０に供給される温調媒体が通流する。また、内周管１５１ａと外周管１５１ｂとの間には、１本の吐出ノズル１４２に対するレジスト液を供給するレジスト液供給管１５１ｃが６本設けられている。
また、供給管１５２は、内周管１５２ａと外周管１５２ｂとの２重管構造を有する。内周管１５２ａは、温調媒体排出路１７１から排出された温調媒体を排出する。また、内周管１５２ａと外周管１５２ｂとの間には、上述のレジスト液供給管１５２ｃが６本設けられている。

なお、供給管１５１、１５２において、内周管１５１ａ、１５２ａと外周管１５１ｂ、１５２ｂとの間にも温調媒体が通流するようにしてもよい。
図示は省略するが、供給管１５１、１５２の少なくともいずれか１つに、電線が収納された電線管が設けられていてもよい。上記電線は、温調ユニット１４３内に引き込まれて用いられ、ペルチェ素子１６１に対し電力を供給したり温度センサ１６２からの出力を取得したりするためのものである。

なお、温調ユニット１４３は、放熱フィン１６３等の放熱部を有していなくてもよい。その場合、当然、筐体１６４の収容空間１６４ａ内には放熱フィン１６３等の放熱部は収容されないこととなる。

続いて、温調ユニット１４３の動作について説明する。

まず、温調ユニット１４３の本体部１６０の全ての流路１６０ａにレジスト液を補充する。このとき、制御部２００が温度センサ１６２での検出結果に基づいてペルチェ素子１６１を制御し、本体部１６０を冷却または加熱して、レジスト液目標温度に略等しい本体部目標温度に、本体部１６０を温度調節している。したがって、流路１６０ａに補充後、所定期間（例えば約２２秒）経過すると、各流路１６０ａ内に蓄えられたレジスト液は、本体部１６０からの伝熱によりレジスト液目標温度に温度調節される。

上述のように吐出ノズル１４２は複数設けられ、流路１６０ａが吐出ノズル１４２に対応して複数設けられている。そのため、制御部２００が上述のように本体部目標温度に本体部１６０を温度調節することにより、複数の流路を流れるレジスト液が一括で同一の処理液目標温度に温度調節される。
なお、レジスト液目標温度と本体部目標温度は全く等しくてもよい。

温調ユニット１４３により温調されたレジスト液は、複数の吐出ノズル１４２のうちの所望の吐出ノズル１４２から吐出される際、上記所望の吐出ノズル１４２に対応する流路１６０ａから供給される。この吐出／供給に合わせて、上記所望の吐出ノズルにレジスト液を供給した流路１６０ａにはレジスト液が再補充される。再補充され流路１６０ａに蓄えられたレジスト液は、再補充後、所定期間（例えば約２２秒）経過すると、レジスト液目標温度に略等しい本体部目標温度に温度調節された本体部１６０からの伝熱により、レジスト液目標温度に温度調節される。

また、処理レシピ等の変更によりレジスト液目標温度が変更されると、本体部目標温度も変更される。そして、制御部２００が温度センサ１６２での検出結果に基づいてペルチェ素子１６１を制御し、本体部１６０を冷却または加熱して、変更後の本体部目標温度に、本体部１６０を温度調節している。これにより、レジスト液目標温度の変更後、所定期間経過すると、各流路１６０ａ内に蓄えられたレジスト液は、本体部１６０からの伝熱により、変更後のレジスト液目標温度に温度調節される。

上述したように、本実施形態では、吐出ノズル１４２にレジスト液をレジスト液目標温度に温度調節して供給する温調ユニット１４３が、レジスト液の流路１６０ａが形成され、熱伝導性を有する本体部１６０と、本体部１６０の少なくとも一面に対し設けられたペルチェ素子１６１と、本体部１６０の温度を検出する温度センサ１６２と、温度センサ１６２での検出結果に基づいて、ペルチェ素子１６１を制御し、本体部１６０を本体部目標温度に温度調節することにより、レジスト液をレジスト液目標温度に温度調節する制御部２００と、を有する。したがって、温調水を用いてレジスト液を温調する場合に比べて、レジスト液目標温度に変更があったときに、レジスト液を変更後のレジスト液目標温度に短時間で温度調節することができ、具体的には、約１／１０倍以下の時間で変更後のレジスト液目標温度に温度調節することができる。その結果、温調ユニット１４３を有する液処理装置、及び、該液処理装置を有する基板処理システムにおける生産性／スループットも向上させることができる。

また、本実施形態によれば、ペルチェ素子１６１は、本体部１６０における流路１６０ａを挟むように本体部１６０の上面及び下面の両方に対し設けられている。したがって、上面及び下面のうちの一方に対しペルチェ素子１６１を設けた場合に比べて、レジスト液目標温度の変更がありそれに伴い本体部目標温度に変更があったときに、ペルチェ素子１６１による変更後の本体部目標温度への本体部１６０の温度調節を迅速に行うことができる。

さらに、本実施形態によれば、ペルチェ素子１６１に対し熱的に接触し、ペルチェ素子１６１の熱または冷熱を放出する放熱フィン１６３が設けられている。したがって、ペルチェ素子１６１による本体部１６０の冷却または加熱を効率的に行うことができる。

さらにまた、本実施形態によれば、筐体１６４に対し、温調媒体導入ポート１６４ｂが設けられている。したがって、筐体１６４の収容空間１６４ａ内に位置する放熱フィン１６３による、ペルチェ素子１６１の熱または冷熱の放出を温調媒体により効率的に行うことができるため、ペルチェ素子１６１による本体部１６０の冷却または加熱をさらに効率的に行うことができる。

以上の説明では、温調媒体導入ポート１６４ｂに対して供給される温調媒体は圧送され、温調媒体排出ポート１６４ｃから排出される温調媒体は吸引排出されていた。しかし、温調媒体導入ポート１６４ｂ側から圧送していれば、温調媒体排出ポート１６４ｃ側から吸引排気しなくてもよく、また、温調媒体排出ポート１６４ｃ側から吸引排気していれば、温調媒体導入ポート１６４ｂ側から圧送しなくてもよい。

また、温調媒体排出ポート１６４ｃ側から吸引排気するのであれば、温調媒体導入ポート１６４ｂに対して温調媒体導入路１７０を設けずに、温調媒体導入ポート１６４ｂを開放し、温調媒体導入ポート１６４ｂから温調媒体としてレジスト膜形成装置３２内の空気を取り込むようにしてもよい。
また、温調媒体が気体であり、温調媒体導入ポート１６４ｂ側から圧送するのであれば、温調媒体排出ポート１６４ｃに対して温調媒体排出路１７１を設けずに、温調媒体排出ポート１６４ｃを開放し、温調媒体排出ポート１６４ｃからレジスト膜形成装置３２内に温調媒体を排出してもよい。

さらに、温調媒体導入ポート１６４ｂ側から圧送するのであれば、温調媒体排出ポート１６４ｃに対して温調媒体排出路１７１を設けずに、温調媒体排出ポート１６４ｃを開閉自在としておくと共に、図１２に示すように、レジスト膜形成装置３２に対して回収部１８０を設けておいてもよい。回収部１８０は、吐出ノズル１４２が待機位置すなわち待機部１４６の上方に位置するときに温調ユニット１４３の温調媒体排出ポート１６４ｃに隣接し、開いた状態の温調媒体排出ポート１６４ｃから筐体１６４の収容空間１６４ａ内の温調媒体を回収するものである。なお、回収中は、温調媒体導入ポート１６４ｂ側からの圧送は停止することが好ましい。

なお、以上の説明では、温調ユニット１４３は複数の吐出ノズル１４２に対しレジスト液を供給するものとしていたが、単一の吐出ノズル１４２にレジスト液を供給するものであってもよい。

以上の説明では、基板は半導体ウェハであるものとしたが、基板は、これに限定されず、例えば、ガラス基板、ＦＰＤ（Flat Panel Display）基板等であってもよい。
また、以上の説明では、処理液はレジスト液であるものとしたが、レジスト膜とは異なる塗布膜を形成するための塗布液、例えば、ＳＯＣ（Spin On Carbon）膜やＳＯＤ（Spin on Dielectric）膜、ＳＯＧ（Spin on Glass）膜を形成するための塗布液であってもよい。また、処理液は、塗布液に限定されず、現像液等であってもよい。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

本発明は、基板に吐出する処理液の温度調節に有用である。

１ 基板処理システム
２３ ウェハ搬送装置
３２ レジスト膜形成装置
１４２ 吐出ノズル
１４３ 温調ユニット
１４４ ノズルヘッド
１４５ ノズル駆動部
１４６ 待機部
１５０ レジスト液供給装置
１５１、１５２ 供給管
１５１ａ、１５２ａ 内周管
１５１ｂ、１５２ｂ 外周管
１５１ｃ、１５２ｃ レジスト液供給管
１５３ 分配部
１６０ 本体部
１６０ａ 流路
１６０ｂ レジスト液導入口
１６０ｃ レジスト液供出口
１６１ ペルチェ素子
１６２ 温度センサ
１６３ 放熱フィン
１６４ 筐体
１６４ａ 収容空間
１６４ｂ 温調媒体導入ポート
１６４ｃ 温調媒体排出ポート
１６４ｄ レジスト液導入ポート
１６４ｅ レジスト液供出ポート
１７０ 温調媒体導入路
１７１ 温調媒体排出路
１８０ 回収部
２００ 制御部
Ｗ ウェハ

Claims (12)

1. 基板に処理液を吐出する吐出ノズルに、前記処理液を処理液目標温度に温度調節して供給する温調機構であって、
   前記処理液の流路が形成され、熱伝導性を有する本体部と、
   前記本体部の少なくとも一面に対し設けられた熱電素子と、
   前記本体部の温度を検出する温度検出部と、
   前記温度検出部での検出結果に基づいて、前記熱電素子を制御し、前記本体部を本体部目標温度に温度調節することにより、前記処理液を前記処理液目標温度に温度調節する制御部と、を有する、温調機構。
2. 前記熱電素子は、前記本体部における前記流路を挟むように設けられている、請求項１に記載の温調機構。
3. 前記熱電素子に対し熱的に接触し当該熱電素子の熱または冷熱を放出する放熱部を有する、請求項１または２に記載の温調機構。
4. 前記本体部及び前記熱電素子を収容する収容空間と、前記収容空間内に温調媒体を導入する温調媒体導入ポートとを有する筐体を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の温調機構。
5. 前記本体部、前記熱電素子及び前記放熱部を収容する収容空間と、前記収容空間内に温調媒体を導入する温調媒体導入ポートとを有する筐体を有する、請求項３に記載の温調機構。
6. 前記筐体は、前記収容空間から前記温調媒体を排出する温調媒体排出ポートを有する、請求項４または５に記載の温調機構。
7. 前記温調媒体排出ポートから前記温調媒体は吸引排気される、請求項６に記載の温調機構。
8. 前記温調媒体は気体である、請求項４〜７のいずれか１項に記載の温調機構。
9. 前記温調媒体は液体である、請求項４〜７のいずれか１項に記載の温調機構。
10. 前記本体部は、当該本体部内に処理液を導入する処理液導入口と当該本体部内から処理液を供出する処理液供出口とを有し、
    前記流路は、前記処理液導入口と前記処理液供出口とを接続するものであり、前記処理液導入口と前記処理液供出口との間で折り返すように形成され、当該流路における前記熱電素子に最も近い部分は、前記処理液供出口に向かうように形成されている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の温調機構。
11. 当該温調機構は、複数の前記吐出ノズルに前記処理液を供給するものであり、
    前記流路は、前記複数の吐出ノズルそれぞれに対応して複数設けられ、
    前記制御部は、前記複数の流路を流れる前記処理液を一括で同一の処理液目標温度に調節する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の温調機構。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の温調機構と、前記吐出ノズルとを有し、前記温調機構により温度調節され前記吐出ノズルから吐出された処理液を用いて基板を処理する、液処理装置。

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