JP3266848B2 - 塗布装置と塗布方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハやＬ
ＣＤ等の基板にレジスト液や反射防止膜（ＡＲＣ膜）用
溶液等の溶剤を塗布する塗布装置と塗布方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】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においては、半導体ウ
エハ（以下、「ウエハ」という）の表面にレジスト膜を
形成するレジスト塗布処理と、レジスト塗布後のウエハ
に対し露光処理を挟んで現像処理が行われる。

【０００３】現在、ウエハにレジスト液等を塗布する方
法としてはスピンコーティング法が主流をなしている。
このスピンコーティング法では、ウエハをスピンチャッ
クにて真空吸着した状態で回転させ、その回転中心の真
上からウエハ表面にレジスト液を滴下・供給し、遠心力
によってウエハ中心からその周囲全域にレジスト液を広
げる、ことによって行われる。

【０００４】この種のレジスト塗布装置では、図１１に
示すように、タンク２０１内に蓄えられたレジスト液を
ポンプ２０２により吸入してフィルタ２０３にて濾過
し、パーティクルやゲル化したレジスト等を除いたレジ
スト液をオペレートバルブ２０４、ノズル２０５等を通
してウエハＷに供給している。

【０００５】ところが、このようなレジスト供給系にお
いては、フィルタの一次側と二次側との間でレジスト液
の吐出速度に依存した比較的大きな差圧が生じ、この差
圧の影響でフィルタにて捕捉されていたパーティクルや
ゲル化したレジスト等がフィルタの孔を通過し、ウエハ
の表面に付着することで、ウエハに塗布されたレジスト
膜に欠陥が生じ、歩留りの低下をもたらすという問題が
ある。

【０００６】また、近年、ウエハの大径化や微細化に応
えるために表面活性剤を混入した低粘度なレジスト液や
反射防止膜（ＡＲＣ膜）用溶剤が用いられるようになっ
てきている。このような低粘度の液剤を用いた場合、上
記差圧の影響によってフィルタ通過後の液中に気泡が発
生し易く、このような気泡を含んだ液がそのままウエハ
に塗布されることで、やはり塗布膜に欠陥が現れる恐れ
がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のレ
ジスト液や反射防止膜（ＡＲＣ膜）用溶剤等の処理液の
塗布装置においては、処理液を濾過するためのフィルタ
の一次側と二次側との差圧の影響により、フィルタにて
捕捉されていたパーティクル等の処理液中の除去対象物
がフィルタの孔を通じて二次側に押し出され、また気泡
が発生するなどして、被処理基板の塗布膜に欠陥をもた
らし、歩留りを低下させると言う問題があった。

【０００８】本発明はこのような課題を解決するための
もので、フィルタの一次側と二次側との差圧を大幅に低
減してパーティクル等の処理液中の除去対象物のフィル
タ漏出や発泡現象も最小限に抑制し、以て処理液の塗布
ムラの発生を効果的に抑制することのできる塗布装置と
塗布方法の提供を目的とする。

【０００９】また、本発明は、１つのポンプで、処理液
の塗布ムラの発生を効果的に抑制することのできる塗布
装置と塗布方法の提供を目的とする。

【００１０】さらに、本発明は、ポンプ室内で発生した
泡を効率的に排出することのできる塗布装置の提供を目
的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の塗布装置は、請求項１に記載されるよに
う、処理液を供給する処理液供給源と、被処理基板の表
面に処理液をかけるノズルと、処理液を瀘過するフィル
タを当該フィルタ外側とポンプ室内壁との間にフィルタ
外の空間を形成するよう内蔵するポンプ室と、前記フィ
ルタ内部に開口する吸入配管と、前記フィルタ外の空間
に開口する吐出配管とを具備し、前記処理液供給源より
前記吸入配管を通して前記ポンプ室内に処理液を吸引
し、前記フィルタ外の空間から前記吐出配管を通して前
記ノズルへ向けて処理液を吐出するポンプと、前記ポン
プ室への処理液の吸入速度および前記ポンプ室からの処
理液の吐出速度を制御し、かつ前記吸入速度が前記吐出
速度よりも低速となるように制御する制御手段とを具備
することを特徴とする。

【００１２】また、本発明の塗布装置は、請求項２に記
載されるよにう、処理液を供給する処理液供給源と、被
処理基板の表面に処理液をかけるノズルと、処理液を瀘
過するフィルタを当該フィルタ外側とポンプ室内壁との
間にフィルタ外の空間を形成するよう内蔵するポンプ室
と、前記フィルタ内部に開口する吸入配管と、前記フィ
ルタ外の空間に開口する吐出配管とを具備し、前記処理
液供給源より前記吸入配管を通して前記ポンプ室内に処
理液を吸引し、前記フィルタ外の空間から前記吐出配管
を通して前記ノズルへ向けて処理液を吐出するポンプと
を具備し、前記吸入配管を通じての前記ポンプ室への処
理液の吸入時に、前記フィルタを通過することで前記処
理液の瀘過が行われ、前記吐出配管を通じての吐出時に
瀘過が終了した前記処理液が吐出されるよう構成された
ことを特徴とする。

【００１３】

【００１４】また、本発明の塗布装置は、請求項３に記
載されるよにう、請求項１または２記載の塗布装置にお
いて、前記ポンプ室が、内圧を増減して処理液の吸引と
吐出を行うように容量を可変させる容量可変手段を有す
ることを特徴とする。本発明においては、ポンプ室の容
量を増大してポンプ室を減圧したとき、処理液がフィル
タを通過して濾過されながらポンプ室内に吸入される。
ポンプ室の容量を減少してポンプ室を加圧すると、濾過
済みの処理液がノズルへ向けて吐出され、被処理基板に
塗布される。本発明では、このようにポンプ室への処理
液の吸入時に処理液の濾過が行われるので、濾過速度は
処理液の吐出速度に依存せず処理液の吸入速度に依存す
ることになる。処理液の吐出速度は、所望の塗布厚を得
るために必要な値に規定されるのに対して、処理液の吸
入速度は処理液を吐出してから次の吐出を行うまでの時
間間隔において所要量の処理液を吸入できる範囲におい
て自由に選択することができる。したがって、吸入速度
を吐出速度に対して極めて低速の範囲において設定する
ことができ、この結果、フィルタの一次側と二次側との
差圧を小さくでき、パーティクル等の処理液中の除去対
象物のフィルタ漏出や発泡現象を最小限に抑制でき、処
理液の塗布ムラの発生を効果的に抑制することが可能と
なる。

【００１５】また、本発明の塗布装置は、請求項４に記
載されるように、ポンプ室の容量を可変する容量可変手
段に、ポンプ室内をフィルタを収容した空間と、フィル
タを収納しない空間とに仕切る可撓性の隔膜と、この隔
膜に圧力を伝達するための媒体が封入され、伸縮自在な
ベローズ部とを有するチューブフラムを用いたことで、
ポンプ室内の容量可変特性が長期にわたり安定した装置
を提供することができる。さらに、請求項５に記載され
るように、ポンプ室に、ポンプ室の上部に開口し、ボン
プ室内から気飽を排出するベントを設けることによっ
て、フィルタの二次側空間に溜った泡を適宜排出するこ
とができる。

【００１６】また、請求項６に記載されるように、ポン
プ室のベントの開口を処理液の吐出口より高い位置に設
けたことで、泡が処理液吐出配管内に浸入しにくくな
り、被処理基板に供給される処理液中の気泡の量を低減
できる。

【００１７】さらに、請求項７に記載されるように、ポ
ンプ室の泡抜き用ベントの開口が頂点付近に位置するよ
うにポンプ室を傾けて配置することで、泡抜き用ベント
の開口付近に泡が集中し、泡の排出を効率的に行うこと
が可能となる。

【００１８】本発明の塗布装置は、請求項８に記載され
るように、処理液を供給する処理液供給源と、被処理基
板の表面に処理液をかけるノズルと、前記処理液供給源
より処理液を吸引し、前記ノズルへ向けて処理液を吐出
するポンプと、前記処理液供給源と前記ポンプとの間に
配置され処理液を瀘過するフィルタと、前記ポンプへの
処理液の吸入速度が前記ポンプからの処理液の吐出速度
よりも低速となるように制御する制御手段とを具備し、
前記ポンプへの吸入時に処理液が前記フィルタを通過す
ることにより処理液の瀘過が行われるよう構成されたこ
とを特徴とする。 本発明の塗布方法は、請求項９に記載
されるように、処理液供給源より供給された処理液を、
ポンプにより吸引しつつフィルタにて瀘過し、瀘過され
た処理液をノズルを通して被処理基板に塗布する方法に
おいて、前記ポンプを駆動させ、前記処理液を第１の流
速で、前記ポンプのポンプ室内に設けられたフィルタを
通過させながら前記ポンプ室に吸入する吸入工程と、前
記ポンプを駆動させ、前記ポンプ室内の処理液を前記第
１の流速より高速の第２の流速で前記ノズルへ向けて吐
出する吐出工程とを有することを特徴とする。

【００１９】本発明の塗布方法では、ポンプ室への処理
液の吸入時に処理液の濾過が行われるので、吸入速度を
低く設定することによって、フィルタの一次側と二次側
との差圧を小さくでき、パーティクル等の処理液中の除
去対象物のフィルタ漏出や発泡現象を最小限に抑制で
き、処理液の塗布ムラの発生を効果的に抑制することが
できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図に基
づいて説明する。

【００２１】図１〜図３は本発明の実施形態である塗布
装置が採用された半導体ウエハ（以下、「ウエハ」とい
う）の塗布現像処理システム１の全体構成の図であっ
て、図１は平面、図２は正面、図３は背面を夫々示して
いる。

【００２２】この塗布現像処理システム１は、被処理基
板としてウエハＷをウエハカセットＣＲで複数枚、例え
ば２５枚単位で外部からシステムに搬入したり、あるい
はシステムから搬出したり、ウエハカセットＣＲに対し
てウエハＷを搬入・搬出したりするためのカセットステ
ーション１０と、塗布現像工程の中で１枚ずつウエハＷ
に所定の処理を施す枚葉式の各種処理ユニットを所定位
置に多段配置してなる処理ステーション１１と、この処
理ステーション１１に隣接して設けられる露光装置（図
示せず）との間でウエハＷを受け渡しするためのインタ
ーフェース部１２とを一体に接続した構成を有してい
る。

【００２３】前記カセットステーション１０では、図１
に示すように、カセット載置台２０上の位置決め突起２
０ａの位置に、複数個例えば４個までのウエハカセット
ＣＲが、夫々のウエハ出入口を処理ステーション１１側
に向けてＸ方向（図１中の上下方向）一列に載置され、
このカセット配列方向（Ｘ方向）およびウエハカセッ卜
ＣＲ内に収納されたウエハのウエハ配列方向（Ｚ方向；
垂直方向）に移動可能なウエハ搬送体２１が各ウエハカ
セットＣＲに選択的にアクセスするようになっている。

【００２４】さらにこのウエハ搬送体２１は、θ方向に
回転自在に構成されており、後述するように処理ステー
ション１１側の第３の処理ユニット群Ｇ₃ の多段ユニッ
ト部に属するアライメントユニット（ＡＬＩＭ）および
イクステンションユニット（ＥＸＴ）にもアクセスでき
るようになっている。

【００２５】前記処理ステーション１１には、図１に示
すように、ウエハ搬送装置を備えた垂直搬送型の主ウエ
ハ搬送機構２２が設けられ、その周りに全ての処理ユニ
ットが１組または複数の組に亙って多段に配置されてい
る。

【００２６】主ウエハ搬送機構２２は、図３に示すよう
に、筒状支持体４９の内側に、ウエハ搬送装置４６を上
下方向（Ｚ方向）に昇降自在に装備している。筒状支持
体４９はモータ（図示せず）の回転軸に接続されてお
り、このモータの回転駆動力によって、前記回転軸を中
心としてウエハ搬送装置４６と一体に回転し、それによ
りこのウエハ搬送装置４６は、θ方向に回転自在となっ
ている。なお筒状支持体４９は前記モータによって回転
される別の回転軸（図示せず）に接続するように構成し
てもよい。

【００２７】ウエハ搬送装置４６は、搬送基台４７の前
後方向に移動自在な複数本の保持部材４８を備え、これ
らの保持部材４８によって各処理ユニット間でのウエハ
Ｗの受け渡しを実現している。

【００２８】また、この例では、５つの処理ユニット群
Ｇ₁ 、Ｇ₂ 、Ｇ₃ 、Ｇ₄ 、Ｇ₅ が配置可能な構成であ
り、第１および第２の処理ユニット群Ｇ₁ 、Ｇ₂ の多段
ユニットは、システム正面（図１において手前）側に配
置され、第３の処理ユニット群Ｇ₃ の多段ユニットはカ
セットステーション１０に隣接して配置され、第４の処
理ユニット群Ｇ₄ の多段ユニットはインターフェース部
１２に隣接して配置され、第５の処理ユニット群Ｇ₅ の
多段ユニットは背面側に配置されることが可能である。

【００２９】図２に示すように、第１の処理ユニット群
Ｇ₁ では、カップＣＰ内でウエハＷをスピンチャックに
載せて所定の処理を行う２台のスピンナ型処理ユニッ
ト、例えば塗布ユニット（ＣＯＴ）および現像ユニット
（ＤＥＶ）が下から順に２段に重ねられている。第２の
処理ユニット群Ｇ₂ でも、２台のスピンナ型処理ユニッ
ト、例えば塗布ユニット（ＣＯＴ）および現像ユニット
（ＤＥＶ）が下から順に２段に重ねられている。これら
塗布ユニット（ＣＯＴ）は、レジスト液や反射防止膜
（ＡＲＣ膜）用溶剤等の塗布液の排液が機構的にもメン
テナンスの上でも面倒であることから、このように下段
に配置するのが好ましい。しかし、必要に応じて適宜上
段に配置することももちろん可能である。

【００３０】図３に示すように、第３の処理ユニット群
Ｇ₃ では、ウエハＷを載置台ＳＰに載せて所定の処理を
行うオーブン型の処理ユニット、例えば冷却処理を行う
クーリングユニット（ＣＯＬ）、疏水化処理を行うアド
ヒージョンユニット（ＡＤ）、位置合わせを行うアライ
メントユニット（ＡＬＩＭ）、イクステンションユニッ
ト（ＥＸＴ）、露光処理前の加熱処理を行うプリベーキ
ングユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）および露光処理後の加
熱処理を行うポストベーキングユニット（ＰＯＢＡＫ
Ｅ）が、下から順に例えば８段に重ねられている。第４
の処理ユニット群Ｇ₄ でも、オーブン型の処理ユニッ
ト、例えばクーリングユニット（ＣＯＬ）、イクステン
ション・クーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）、イクス
テンションユニット（ＥＸＴ）、クーリングユニッ卜
（ＣＯＬ）、プリベーキングユニット（ＰＲＥＢＡＫ
Ｅ）およびポストベーキングユニット（ＰＯＢＡＫＥ）
が下から順に、例えば８段に重ねられている。

【００３１】このように処理温度の低いクーリングユニ
ット（ＣＯＬ）、イクステンション・クーリングユニッ
ト（ＥＸＴＣＯＬ）を下段に配置し、処理温度の高いベ
ーキングユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）、ポストベーキン
グユニット（ＰＯＢＡＫＥ）およびアドヒージョンユニ
ット（ＡＤ）を上段に配置することで、ユニット間の熱
的な相互干渉を少なくすることができる。もちろん、ラ
ンダムな多段配置としてもよい。

【００３２】前記インターフェース部１２は、奥行方向
（Ｘ方向）については、前記処理ステーション１１と同
じ寸法を有するが、幅方向についてはより小さなサイズ
に設定されている。そしてこのインターフェース部１２
の正面部には、可搬性のピックアップカセットＣＲと、
定置型のバッファカセットＢＲが２段に配置され、他方
背面部には周辺露光装置２３が配設され、さらにまた中
央部にはウエハ搬送体２４が設けられている。このウエ
ハ搬送体２４は、Ｘ方向、Ｚ方向に移動して両カセット
ＣＲ、ＢＲおよび周辺露光装置２３にアクセスするよう
になつている。前記ウエハ搬送体２４は、θ方向にも回
転自在となるように構成されており、前記処理ステーシ
ョン１１側の第４の処理ユニット群Ｇ₄ の多段ユニット
に属するイクステンションユニット（ＥＸＴ）や、さら
には隣接する露光装置側のウエハ受渡し台（図示せず）
にもアクセスできるようになっている。

【００３３】また前記塗布現像処理システム１では、既
述の如く主ウエハ搬送機構２２の背面側にも破線で示し
た第５の処理ユニット群Ｇ₅ の多段ユニットが配置でき
るようになっているが、この第５の処理ユニット群Ｇ₅
の多段ユニットは、案内レール２５に沿って主ウエハ搬
送機構２２からみて、側方へシフトできるように構成さ
れている。従って、この第５の処理ユニット群Ｇ₅ の多
段ユニットを図示の如く設けた場合でも、前記案内レー
ル２５に沿ってスライドすることにより、空間部が確保
されるので、主ウエハ搬送機構２２に対して背後からメ
ンテナンス作業が容易に行えるようになっている。なお
第５の処理ユニット群Ｇ₅ の多段ユニッ卜は、そのよう
に案内レール２５に沿った直線状のスライドシフトに限
らず、図１中の一点鎖線の往復回動矢印で示したよう
に、システム外方へと回動シフトさせるように構成して
も、主ウエハ搬送機構２２に対するメンテナンス作業の
スペース確保が容易である。

【００３４】次に、本実施形態における塗布ユニット
（ＣＯＴ）について説明する。図４および図５は、塗布
ユニット（ＣＯＴ）の全体構成を示す略断面図および略
平面図である。

【００３５】この塗布ユニット（ＣＯＴ）の中央部には
環状のカップＣΡが配設され、カップＣΡの内側にはス
ピンチャック５２が配置されている。スピンチャック５
２は真空吸着によって半導体ウエハＷを固定保持した状
態で駆動モータ５４によって回転駆動される。駆動モー
タ５４は、ユニット底板５０に設けられた開口５０ａに
昇降移動可能に配置され、たとえばアルミニウムからな
るキャップ状のフランジ部材５８を介してたとえばエア
シリンダからなる昇降駆動手段６０および昇降ガイド手
段６２と結合されている。

【００３６】半導体ウエハＷの表面にレジスト液や反射
防止膜（ＡＲＣ膜）用溶剤等の塗布液を供給するための
ノズル８６は、ノズルスキャンアーム９２の先端部にノ
ズル保持体１００を介して着脱可能に取り付けられてい
る。このノズルスキャンアーム９２は、ユニット底板５
０の上に一方向（Ｙ方向）に敷設されたガイドレール９
４上で水平移動可能な垂直支持部材９６の上端部に取り
付けられており、図示しないＹ方向駆動機構によって垂
直支持部材９６と一体にＹ方向に移動するようになって
いる。

【００３７】また、ノズルスキャンアーム９２は、ノズ
ル待機部９０でノズル８６を選択的に取り付けるために
Ｙ方向と直角なΧ方向にも移動可能であり、図示しない
Χ方向駆動機構によってΧ方向にも移動するようになっ
ている。さらに、ノズル待機部９０でノズル８６の吐出
口が溶媒雰囲気室の口９０ａに挿入され、中で溶媒の雰
囲気に晒されることで、ノズル先端の塗布液が固化また
は劣化しないようになっている。また、複数本のノズル
８６，８６，…が設けられ、レジスト液や反射防止膜
（ＡＲＣ膜）用溶剤等の塗布液の種類・粘度に応じてそ
れらのノズルが使い分けられるようになっている。

【００３８】さらに、ガイドレール９４上には、ノズル
スキャンアーム９２を支持する垂直支持部材８６だけで
なく、リンスノズルスキャンアーム１２０を支持しＹ方
向に移動可能な垂直支持部材１２２も設けられている。
このリンスノズルスキャンアーム１２０の先端部にはサ
イドリンス用のリンスノズル１２４が取り付けられてい
る。Ｙ方向駆動機構（図示せず）によってリンスノズル
スキャンアーム１２０およびリンスノズル１２４はカッ
プＣＰの側方に設定されたリンスノズル待機位置（実線
の位置）とスピンチャック５２に設置されている半導体
ウエハＷの周辺部の真上に設定されたリンス液吐出位置
（点線の位置）との間で並進または直線移動するように
なっている。

【００３９】ノズル８６は、塗布液供給管８８を介して
塗布ユニット（ＣＯＴ）の下方室内に配設された塗布液
供給装置に接続されている。

【００４０】この塗布液供給装置は、図６に示すよう
に、塗布液を貯溜したタンク７１と、タンク７１から吸
入配管７２を通じて塗布液を吸入し、ポンプ室内に内蔵
された例えばＰＴＦＥ、高分子ポエチレン等からなるフ
ィルタ７３（孔径例えば０．１μｍ以下）にて濾過して
吐出配管７４に吐出するフィルタ一体型のベローズポン
プ７５と、ベローズポンプ７５の吐出配管７４とノズル
８６との間の流路を開閉するバルブ７６とを備えて構成
される。

【００４１】図７にフィルタ一体型ベローズポンプ７５
の詳細を示す。同図に示すように、ベローズポンプ７５
としては、ポンプ室６３内の圧力を室内容量を変動させ
ることにより可変して塗布液の吸液・吐出を行うチュー
ブフラムポンプを採用している。ポンプ室６３は略円柱
状に設けられ、その周囲内壁は、流体（液体）を封入し
た例えばＰＦＡからなるチューブフラム６４の弾性膜６
４ａにより形成されている。そしてこのポンプ室６３の
周囲内壁面はチューブフラム６４におけるベローズ部６
５の伸縮運動によって膨脹・収縮変位し、以てポンプ室
６３の容量と圧が可変されるようになっている。

【００４２】ベローズ部６５はモータ例えばステッピン
グモータ６６の動力によって高精度に伸縮駆動され、図
示しないコントローラによってその伸縮動作タイミング
や伸縮速度、つまり塗布液の吸入・吐出タイミングや吸
入・吐出速度が設定条件に従って制御されるようになっ
ている。また、ステッピングモータ６６にはエンコーダ
６９が接続され、ステッピングモータ６６の動作量をコ
ントローラにフィードバックしている。また、６７は光
透過型のセンサであり、このセンサ６７はベローズ部６
５の可動支持部６８に取り付けられたシャッタ部材６８
ａと干渉して、例えばベローズ部６５の伸縮の初期位置
或いは終了位置の検出を行う。その検出信号はコントロ
ーラに出力されることによって、ステッピングモータ６
６の制御に供される。

【００４３】ここで、ポンプ室６３内に塗布液を導入す
るための吸入配管７２は、その先端部周面に多数穿設さ
れた孔をフィルタ７３内に開口せしめた状態でポンプ室
６３と接続され、一方、吐出配管７４はポンプ室６３内
のフィルタ外の空間に開口せしめた状態で接続されてい
る。すなわち、このフィルタ一体型のベローズポンプ７
５において、塗布液はポンプ室６３内の減圧による吸入
過程でフィルタ７３を通過してその濾過が行われ、ポン
プ室６３内の加圧時には既に濾過を終えた塗布液が吐出
されるようになっている。なお、吸入配管７２及び吐出
配管７４の開口近傍には逆流防止のためのボール式のチ
ャッキ弁（図示せず）が各々設けられてる。

【００４４】フィルタ７３としては、ポリテトラフルオ
ロエチレン（ＰＴＦＥ）や高分子ポリエチレンからなる
多孔質或いは繊維質の円筒成形体等をフィルタエレメン
トとして有したものを挙げることができる。フィルタエ
レメントの細孔の平均孔径は例えば０．０５μｍ以下で
あることが望ましい。

【００４５】チューブフラム６４に封入される流体とし
ては、テフロンオイルやその他のオイル、更には純水な
どの液体であることが望ましい。液体をチューブフラム
６４に封入することによって、気体を封入したものに比
べてチューブフラム６４内の経年的な容量変化を抑制で
き、ポンプ室周囲内壁面の膨脹・収縮変位特性の長期安
定化を図ることができる。なお、チューブフラム６４の
弾性膜６４ａには、例えばテトラフルオロエチレン−パ
ーフルオロアルギビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）等
が使用可能である。

【００４６】フィルタ一体型のチュープフラムポンプに
は、ポンプ室６３内のフィルタ外の空間に開口した泡抜
き用のベント３１が設けられている。このベント３１の
開口と吐出配管７４の開口との間には高低差ｈが設けら
れており、ポンプ室６３内で発生した泡は吐出配管７４
の開口よりも高い位置に滞留し、そこから泡抜き用のベ
ント３１により排出されるようになっている。これによ
り、泡が吐出配管７４内に浸入しにくくなり、ウエハＷ
に供給される塗布液中の気泡の量を低減することができ
る。なお、泡抜き用のベント３１には図示しないバルブ
が接続され、定期的に例えばタンク７１を交換する都
度、バルブを開いてポンプ室６３内の上部に溜った泡を
排出できるようにしている。

【００４７】また、このようなフィルタ一体型のチュー
プフラムポンプは、図９に示すように、泡抜き用のベン
ト３１の開口位置がもっとも高い位置にくるように、水
平レベルに対して例えば１度から２０度傾けて配置する
ことが望ましい。このようにすることで、泡抜き用のベ
ント３１の開口付近にポンプ室６３内の泡３２が集中
し、泡の排出を効率的に行うことが可能となる。

【００４８】次に、以上説明したフィルタ一体型チュー
プフラムポンプの動作を説明する。

【００４９】本実施形態では、ポンプ室６３内への塗布
液の吸入過程でフィルタ７３での塗布液の濾過を行う。
すなわち、図７に示したように、ステッピングモータ６
６を駆動してチューブフラム６４のベローズ部６５を矢
印方向へ引き伸ばし、ポンプ室６３の周囲内壁面を非膨
脹（非突出）状態にしてポンプ室６３内を大気圧に対し
て減圧し、タンク７１内の塗布液を吸入配管７２を通じ
てポンプ室６３内に吸入する。このとき、吸入配管７２
はその先端部周面に多数穿設された孔をフィルタ７３の
内部にて開口させてあるので、塗布液はフィルタ７３内
を通過してポンプ室６３に吸入され、これにより塗布液
の濾過が行われる。

【００５０】その後、図８に示すように、ステッピング
モータ６６を駆動してチューブフラム６４のベローズ部
６５を圧縮し、ポンプ室６３の周囲内壁面を膨脹突出状
態にしてポンプ室６３内の容量を下げることによりポン
プ室６３内の圧力を上げ、ポンプ室６３内の濾過を終え
た塗布液を吐出配管７４より吐出し、バルブ７６、ノズ
ル８６を通じてウエハＷに供給する。

【００５１】ここで、塗布液の吐出速度は所望の塗布厚
を得るために必要な値に規定されているのに対し、吸入
速度は塗布液を吐出してから次の吐出を行うまでの時間
間隔において所要量の塗布液を吸入できる範囲において
自由に選択することができる。例えば、塗布液の１秒間
当たりの吐出量（吐出速度）を約２ｃｃ、吐出時間を１
秒とし、次の塗布液吐出までの時間間隔をおよそ１分と
した場合、約１分の間に約２ｃｃの塗布液をポンプ室６
３に吸入できればよく、よって塗布液の吸入速度は吐出
速度に比べて遥かに遅い速度で済む。

【００５２】以上の実施形態では、塗布液濾過用のフィ
ルタとポンプとが一体化された塗布液供給装置について
説明したが、例えば、図１０に示すように、ポンプとフ
ィルタとを位置的に切り離して構成することも可能であ
る。この塗布液供給装置において、フィルタ１７３はポ
ンプ１７５の上流側に配管１７２を通じて接続配置され
ている。ポンプ１７５には、図７に示したベローズポン
プの他、塗布液の吸入速度と吐出速度を個々に調整制御
できるものであれば、どのような構成のポンプを採用し
てもかまわない。ポンプ１７５の下流にはバルブ１７６
を介してノズル１８６が配置され、バルブ１７６の開放
時、ポンプ１７５から吐出された塗布液はノズル１８６
からウエハＷの表面に供給される。

【００５３】このように本実施形態においては、ポンプ
室６３への塗布液の吸入時に塗布液の濾過を行い、次の
液吐出が行われるまでの期間に所要量の液をゆっくり吸
入することによって、１つのポンプで（フィルタの前後
にポンプを接続しなくても）、フィルタ７３の一次側と
二次側との差圧を大幅に低減することができる。よっ
て、パーティクルやゲル化した塗布液のフィルタ漏出を
効果的に防止できると同時に塗布液の発泡現象も最小限
に抑制することができ、塗膜に欠陥ができることを防止
して、歩留りの向上を図ることができる。

【００５４】さらに、本発明は、半導体ウエハ以外の基
板、例えばＬＣＤ基板にレジスト液やその他の処理液を
塗布する装置にも適用可能である。

【００５５】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ポンプ室への処理液の吸入時に処理液の濾過を行うよう
にしたことで、吸入速度を低く設定することによってフ
ィルタの一次側と二次側との差圧を低減でき、この結
果、パーティクル等の処理液中の除去対象物のフィルタ
漏出や発泡現象を最小限に抑制でき、処理液の塗布ムラ
の発生を効果的に抑制することが可能となり、しかも、
１つのポンプで、処理液の塗布ムラの発生を効果的に抑
制できる塗布装置を実現することができる。

【００５６】また、本発明によれば、液体封入型のベロ
ーズ付きチューブフラムを用いることによって、気体を
封入したものに比べてチューブフラム内の経年的な容量
変化を低減でき、ポンプ室内の容量変動特性の長期安定
化を図ることができる。

【００５７】さらに、本発明によれば、ポンプ室にフィ
ルタ外の空間に開口した泡抜き用のベントを設けること
によって、フィルタの二次側空間に溜った泡を適宜排出
することができる。

【００５８】さらに、本発明によれば、ポンプ室の泡抜
き用ベントの開口と処理液吐出管の開口との間に高低差
を設け、ポンプ室の泡抜き用ベントの開口をより高い位
置に設けることで、泡が処理液吐出配管内に浸入しにく
くなり、被処理基板に供給される処理液中の気泡の量を
低減することができる。

【００５９】また、本発明によれば、ポンプ室の泡抜き
用ベントの開口が頂点付近に位置するようにポンプ室を
傾けて配置することで、泡抜き用ベントの開口付近に泡
が集中し、泡の排出を効率的に行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である半導体ウエハの塗布
現像処理システムの全体構成を示す平面図

【図２】図１の塗布現像処理システムの構成を示す正面
図

【図３】図１の塗布現像処理システムの構成を示す背面
図

【図４】図１の塗布現像処理システムにおける塗布ユニ
ットの全体構成を示す断面図

【図５】図４の塗布ユニットの構成を示す平面図

【図６】図４の塗布ユニットにおける塗布液供給装置の
構成を示す図

【図７】図６のフィルタ一体型ベローズポンプの吸入時
の状態を示す断面図

【図８】図６のフィルタ一体型ベローズポンプの吐出時
の状態を示す断面図

【図９】図６のフィルタ一体型ベローズポンプの配置方
法を示す図

【図１０】図４の塗布ユニットにおける塗布液供給装置
の他の構成を示す図

【図１１】従来のレジスト塗布装置のレジスト供給装置
の構成を示す図

【符号の説明】

Ｗ……半導体ウエハ ３１……泡抜き用ベント ６３……ポンプ室 ６４……チューブフラム ６５……ベローズ部 ６６……ステッピングモータ ７１……タンク ７２……吸入配管 ７３……フィルタ ７４……吐出配管 ７５……フィルタ一体型のベローズポンプ ８６……ノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ // Ｂ０５Ｃ 11/08 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６４Ｄ Ｂ０１Ｄ 35/02 Ｂ (56)参考文献 特開 平６−77122（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−29207（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−184827（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−9635（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B05C 11/08,11/10 B01D 35/02 B05D 3/00 G03F 7/16 H01L 21/027

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理液を供給する処理液供給源と、 被 処理基板の表面に処理液をかけるノズルと、処理液を瀘過するフィルタを当該フィルタ外側とポンプ
   室内壁との間にフィルタ外の空間を形成するよう内蔵す
   るポンプ室と、前記フィルタ内部に開口する吸入配管
   と、前記フィルタ外の空間に開口する吐出配管とを具備
   し、前記処理液供給源より前記吸入配管を通して前記ポ
   ンプ室内に処理液を吸引し、前記フィルタ外の空間から
   前記吐出配管を通して前記ノズルへ向けて処理液を吐出
   するポンプと、 前記ポンプ室への処理液の吸入速度および前記ポンプ室
   からの処理液の吐出速度を制御し、かつ前記吸入速度が
   前記吐出速度よりも低速となるように制御する制御手段
   とを具備することを特徴とする塗布装置。
2. 【請求項２】 処理液を供給する処理液供給源と、 被 処理基板の表面に処理液をかけるノズルと、処理液を瀘過するフィルタを当該フィルタ外側とポンプ
   室内壁との間にフィルタ外の空間を形成するよう内蔵す
   るポンプ室と、前記フィルタ内部に開口する吸入配管
   と、前記フィルタ外の空間に開口する吐出配管とを具備
   し、前記処理液供給源より前記吸入配管を通して前記ポ
   ンプ室内に処理液を吸引し、前記フィルタ外の空間から
   前記吐出配管を通して前記ノズルへ向けて処理液を吐出
   するポンプとを具備し、 前記吸入配管を通じての前記ポンプ室への処理液の吸入
   時に、前記フィルタを通過することで前記処理液の瀘過
   が行われ、前記吐出配管を通じての吐出時に瀘過が終了
   した前記処理液が吐出されるよう構成された ことを特徴
   とする塗布装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の塗布装置におい
   て、 前記ポンプ室が、内圧を増減して処理液の吸引と吐出を
   行うように容量を可変させる容量可変手段を有すること
   を特徴とする塗布装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の塗布装置において、 前記容量可変手段が、 前記ポンプ室内を前記フィルタを収容した空間と、前記
   フィルタを収容しない空間とに仕切る可撓性の隔膜と、 この隔膜に圧力を伝達するための媒体が封入され、伸縮
   自在なベローズ部とを有するチューブフラムを具備する
   ことを特徴とする塗布装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４いずれか一項記載の塗布装
   置において、 前記ポンプ室の上部に開口し、前記ポンプ室内から気泡
   を排出するベントを有することを特徴とする塗布装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の塗布装置において、 前記ベントの開口が、前記ポンプ室の吐出口より高い位
   置に設けられていることを特徴とする塗布装置。
7. 【請求項７】 請求項５又は６記載の塗布装置におい
   て、 前記ベントが前記ポンプ室の頂点付近に開口するように
   前記ポンプ室を傾けて配置したことを特徴とする塗布装
   置。
8. 【請求項８】 処理液を供給する処理液供給源と、 被処理基板の表面に処理液をかけるノズルと、 前記処理液供給源より処理液を吸引し、前記ノズルへ向
   けて処理液を吐出するポンプと、 前記処理液供給源と前記ポンプとの間に配置され処理液
   を瀘過するフィルタと、 前記ポンプへの処理液の吸入速度が前記ポンプからの処
   理液の吐出速度よりも低速となるように制御する制御手
   段とを具備し、 前記ポンプへの吸入時に処理液が前記フィルタを通過す
   ることにより処理液の瀘過が行われるよう構成されたこ
   とを特徴とする塗布装置。
9. 【請求項９】 処理液供給源より供給された処理液を、
   ポンプにより吸引しつつフィルタにて瀘過し、瀘過され
   た処理液をノズルを通して被処理基板に塗布する方法に
   おいて、 前記ポンプを駆動させ、前記処理液を第１の流速で、前
   記ポンプのポンプ室内に設けられたフィルタを通過させ
   ながら前記ポンプ室に吸入する吸入工程と、 前記ポンプを駆動させ、前記ポンプ室内の処理液を前記
   第１の流速より高速の第２の流速で前記ノズルへ向けて
   吐出する吐出工程とを有することを特徴とする塗布方
   法。