JP3461725B2 - 処理液供給装置及び処理液供給方法 - Google Patents

処理液供給装置及び処理液供給方法

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JP3461725B2
JP3461725B2 JP18043398A JP18043398A JP3461725B2 JP 3461725 B2 JP3461725 B2 JP 3461725B2 JP 18043398 A JP18043398 A JP 18043398A JP 18043398 A JP18043398 A JP 18043398A JP 3461725 B2 JP3461725 B2 JP 3461725B2
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liquid
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D19/00Degasification of liquids
    • B01D19/0063Regulation, control including valves and floats

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体ウエハや
LCD基板上にレジスト液や現像液等の処理液を供給す
る処理液供給装置及び方法に関し、特に、処理液中に溶
存するガス成分を除去するのに適した処理液供給装置及
び方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体デバイスの製造工程のうちフォト
リソフグラフィ工程では、レジストや現像液等の処理液
をウエハ表面に供給する工程がある。近年、半導体回路
パターンの精細化及び高集積化が進む中で、これら処理
液の供給に対してよりシビアな条件が要求されてきてい
る。
【0003】例えばレジスト液中には酸素、窒素、アル
ゴン、二酸化炭素等の気体(溶存ガス)が溶存してい
る。レジスト液供給配管中でこれらの溶存ガス成分が気
泡になると、その分だけレジスト液の塗布量が少なくな
り塗布むらなどの原因となる。すなわち、1回に塗布さ
れるレジスト液の総量は数mlと少量ではあるが、少量
であるだけに気泡がレジスト膜の膜厚均一性に及ぼす影
響は無視できないほど大きなものとなる恐れがある。
【0004】また、前記溶存ガス成分が塗布ノズルの部
分で気泡になると、例えば半導体ウエハに塗布されたレ
ジスト液に気泡が混入し、吐出精度が悪化する他、パタ
ーンニングに悪影響を及ぼすおそれもある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、半
導体回路パターンの精細化及び高集積化が進む中で、レ
ジスト液等の処理液の供給についてシビアな条件が課さ
れることが考えられ、特に、レジスト液中に溶存する溶
存ガスの除去を効果的に行なえる処理液供給装置が望ま
れている。
【0006】この発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたものであり、処理液中の未だ気泡となっていない溶
存ガス成分の気泡化を促進し、それらを除去した状態で
処理液を供給できる処理液供給装置及び方法を提供する
ことを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、処理液供給源と、この処理液供給源に
一端側が連通する供給管と、この供給管の他端側に連通
するノズルと、前記供給管に設けられ、処理液を前記処
理液供給源側から前記ノズル側へ吐出するポンプと、前
記ポンプよりも上流側で、かつ前記ポンプと処理液供給
源との間の供給管に設けられた上流側開閉弁と、前記上
流側開閉弁とポンプとの間の供給管に設けられ、処理液
内の溶存ガス成分を除去する溶存ガス除去手段と、前記
上流側開閉弁の開閉動作とポンプの吸引動作とを所定の
タイミングで制御し、前記上流側開閉弁を閉じた状態で
前記ポンプを吸引動作させ、これにより前記上流側開閉
弁と前記ポンプとの間の処理液供給配管内を減圧し、該
処理液供給配管内に存在する処理液中に含まれる溶存ガ
スを気泡化させ、該気泡を前記溶存ガス除去手段により
前記処理液供給管から除去させる制御部と、を具備する
ことを特徴とする。
【0008】このような構成によれば、ポンプと処理液
供給源との間に上流側開閉弁を設けたので、このポンプ
よりも上流側の上流側開閉弁を閉じた状態で、ポンプで
処理液の吸引動作を行なうと、上流側開閉弁とポンプと
の間の処理液供給配管内を負圧にすることができる。こ
れにより処理液中の溶存ガス成分の溶解度を低下させ気
泡化を促進することができ、この気泡を溶存ガス除去手
段によって処理液供給配管内から除去することができ
る。
【0009】本発明によれば、処理液供給配管内で溶存
ガス成分を気泡として実体化させ、実体化した気泡を処
理液から除去するので、ノズルから吐出する処理液の量
を一定に保つことができ、塗布不良の発生を有効に防止
することができる。
【0010】
【0011】また、この処理液供給装置は、基板に処理
液を塗布するためのレジスト塗布装置に対し、処理液と
してのレジスト液を供給する装置として用いられること
が望ましい。
【0012】さらに、前記ポンプとしては、所定量の処
理液を吸込んで保持する液体保持部を有するものを用い
るようにすれば、溶存ガスの除去動作中、ノズルからの
液だれが生じることを有効に防止できる。なお、レジス
ト塗布装置に適用する場合、この液体保持部の保持量
は、レジスト塗布装置で1回で塗布するレジスト液の量
に設定することが望ましい。
【0013】また、前記の処理液供給装置において、
らに、前記ポンプよりも下流側で、かつ前記ポンプとノ
ズルとの間の供給管に設けられた下流側開閉弁を設ける
ことが好ましく、この場合、下流側開閉弁の開閉動作と
前記ポンプの吸引動作を所定のタイミングで制御する制
御部を具備することが望ましい。このような構成によれ
ば、溶存ガスの除去動作中、ノズルからの液だれが生じ
ることを有効に防止できる。
【0014】また、この発明の第2の特徴は、ポンプに
よって処理液を間欠送り供給する処理液供給方法におい
て、ポンプの上流側の配管流路を閉じる工程と、ポンプ
内に配管の上流側から処理液を吸い込むことでポンプ上
流側の配管流路内を負圧にして処理液内の溶存ガス成分
を除去する工程と、ポンプ上流側の配管流路を開く工程
と、ポンプ内の処理液をポンプ下流側の配管内に吐出す
る工程とを有することを特徴とする処理液供給方法であ
る。
【0015】このような構成によれば、処理液を所定量
だけ吐出するための一連の工程の中で脱気処理を行なう
ことができる。また、溶存ガス成分の除去作業中に不要
な液だれが生じることを有効に防止できる。なお、制御
部は、開閉弁を閉じた状態でポンプを吸引動作させ、こ
れにより開閉弁とポンプとの間の供給管内を減圧し、該
配管内に存在する処理液中に含まれる溶存ガスを気泡化
させるようにすることが望ましい。また、制御部は、開
閉弁を閉じるとともにポンプの吸引動作を開始し、ポン
プの吸引動作中に開閉弁を開け、開閉弁とポンプとの間
の供給管内の処理液を流動させ、溶存ガス除去手段によ
り気泡化した溶存ガスを除去させることが望ましい。こ
の場合に、制御部は、溶存ガス除去手段により処理液中
の気泡を除去した後に、ポンプの吐出動作を行わせるこ
とが好ましい。また、ポンプは、液体保持部に処理液を
吸い込む第一の動作と、液体保持部に吸い込んだ処理液
を吐出する第二の動作と、を行うことが望ましい。ま
た、ポンプに設けられ、第一の動作の終了を検出する第
一の検出器と、前記第二の動作の終了を検出する第二の
検出器と、をさらに具備することが望ましい。また、ポ
ンプは、前記液体保持部を構成するベローズと、該ベロ
ーズヘの処理液の流入のみを許容する吸い込み側弁と、
前記ベローズからの処理液の流出のみを許容する吐出側
弁と、をさらに具備することが望ましい。本発明に係る
処理液供給装置は、処理液供給源と、この処理液供給源
に一端側が連通する供給管と、この供給管の他端側に連
通するノズルと、前記供給管に取り付けられ、処理液を
前記処理液供給源側から前記ノズル側へ送液するポンプ
と、を具備する液処理装置であって、前記供給管の内部
が部分的に減圧されるように設定することと、前記減圧
設定した供給管の部分に処理液を供給する際に、その減
圧状態を解除するように設定することとを選択的に行う
制御機構を有することを特徴とする。本発明に係る処理
液供給装置は、処理液供給源と、この処理液供給源に一
端側が連通する供給管と、この供給管の他端側に連通す
るノズルと、前記供給管に取り付けられ、処理液を前記
処理液供給源側から前記ノズル側へ送液するポンプと、
を具備する液処理装置であって、被処理基板に処理液を
供給する際には、前記ポンプよりも上流側の供給管の内
部が部分的に減圧されるように設定し、前記減圧設定し
た部分よりも更に上流側の部分から該減圧設定した部分
に処理液を供給する際には、その減圧状態を解消する制
御機構を有することを特徴とする。なお、ポンプの上流
側の配管流路を閉じる工程は、前記ポンプの吸引動作開
始から所定時間だけ行い、その後にポンプ上流側の配管
流路を開いて配管流路内から溶存ガスを除去することが
望ましい。また、ポンプ内の処理液をポンプ下流側の配
管内に吐出する工程は、前記ポンプ上流側の配管流路を
閉じた後に行うことが望ましい。また、ポンプは、処理
液を保持する液体保持部を有し、溶存ガス成分を除去す
る工程は、液体保持部内に処理液を吸い込む第一の動作
を実行することで行い、ポンプ内の処理液をポンプ下流
側の配管内に吐出する工程は、液体保持部内に吸い込ん
だ処理液を吐出する第二の動作を実行することで行うこ
とが望ましい。また、第一の動作の終了を検出すること
に基づいて、ポンプ上流側の流路を閉じるとともに、ポ
ンプ下流側の流路を開き、前記第二の動作を行わせ、該
第二の動作の終了を検出することに基づいてポンプ下流
側の流路を閉じて第一の動作を行わせ、第一の動作の開
始所定時間後にポンプ上流側の流路を閉じることが望ま
しい。本発明に係る液処理方法は、処理液供給源と、こ
の処理液供給源に一端側が連通する供給管と、この供給
管の他端側に連通するノズルと、前記供給管に取り付け
られ、処理液を前記処理液供給源側から前記ノズル側へ
送液するポンプとを具備する液処理装置を用いて基板を
処理する液処理方法であって、前記供給管の内部を部分
的に減圧する工程と、前記供給管の減圧部分に処理液を
供給する際に、その減圧状態を解消する工程と、を具備
することを特徴とする。本発明に係る液処理方法は、処
理液供給源と、この処理液供給源に一端側が連通する供
給管と、この供給管の他端側に連通するノズルと、前記
供給管に取り付けられ、処理液を前記処理液供給源側か
ら前記ノズル側へ送液するポンプとを具備する液処理装
置を用いて基板を処理する液処理方法であって、基板に
処理液を供給する際は、前記供給管の内部を部分的に減
圧する工程と、前記供給管の減圧部分に向けて上流側か
ら処理液を供給する際は、その減圧状態を解消する工程
と、を具備することを特徴とする。本発明に係る液処理
方法は、処理液供給源と、この処理液供給源に一端側が
連通する供給管と、この供給管の他端側に連通するノズ
ルと、前記供給管に取り付けられ、処理液を前記処理液
供給源側から前記ノズル側へ送液するポンプとを具備す
る液処理装置を用いて基板を処理する液処理方法であっ
て、基板に処理液を供給する際には、前記ポンプよりも
上流側の供給管の内部が部分的に減圧されるように設定
する工程と、前記減圧設定した部分よりも更に上流側の
部分から該減圧設定した部分に処理液を供給する際に
は、その減圧状態を解消する工程と、を具備することを
特徴とする。
【0016】
【発明の実施の形態】この発明の処理液供給装置は、例
えば、半導体製造装置に設けられるレジスト塗布装置や
現像装置に対し、レジスト液や現像液等の処理液を供給
するための装置であるが、この実施形態ではレジスト塗
布装置に適用する場合を例にとって説明する。
【0017】(基本構成)図1は、半導体製造装置に設
けられたレジスト塗布装置1と、このレジスト塗布装置
1に接続されたレジスト液供給装置2(この発明の処理
液供給装置)とを示した概略構成図である。
【0018】レジスト塗布装置1は、レジスト液(処理
液)を図に3で示す半導体ウエハ(処理基板)の表面に
滴下するためのノズルユニット4と、前記半導体ウエハ
3を吸着保持し回転駆動するスピンチャック機構5とを
有する。このスピンチャック機構5は、半導体ウエハ3
を回転させることで、この半導体ウエハ3上に滴下され
たレジスト液を拡散させ、半導体ウエハ3の全面に亘っ
て塗布させる機能を有する。
【0019】一方、レジスト液供給装置2は、レジスト
液を貯留するレジスト液タンク7(処理液供給源)と、
このレジスト液タンク7から延出され最終的に前記レジ
スト塗布装置1の塗布ノズルユニット4に接続されるレ
ジスト液供給配管8とを有する。このレジスト液供給配
管8には、残量検出を行なうための中間タンク9と、レ
ジスト液を間欠的に送出するための単動式ポンプ10
(ベローズ型ポンプ)と、このポンプ10と協動してレ
ジスト液の送出タイミングを制御するためにポンプ10
の下流側に設けられた下流側開閉弁11(エアオペレー
ションバルブ)とが設けられている。
【0020】また、図に12で示すのはレジスト液中の
不純物を除去するためのフィルター、13で示すのはレ
ジスト液の温度調節を行なうために設けられたウォータ
ジャケットである。
【0021】この発明では、特に、前記ポンプ10とし
て往動時に吸込みを行ない復動時に吐出を行なう単動式
の容積型ポンプを採用すると共に、この単動式ポンプ1
0と中間タンク9との間に上流側開閉弁15を設けてい
る。そして、前記単動式ポンプ10による吸込み動作の
際に前記上流側開閉弁15を閉じ、この単動式ポンプ1
0と上流側開閉弁15との間のレジスト液を所定レベル
の負圧にすることによってレジスト液中の溶存ガス成分
を気泡化させる。そして、気泡化した溶存ガスを上流側
開閉弁15とポンプ10との間に設けられた気泡収集タ
ンク16(気泡収集器)によって収集・除去(脱気)す
るようにしている。
【0022】以下、まずレジスト塗布装置1の構成を簡
単に説明した後、このような脱気処理機構を含むレジス
ト液供給装置2についての説明を行うこととする。 (レジスト塗布装置)レジスト塗布装置1は、前述した
ように、塗布ノズルユニット4とスピンチャック機構5
を有し、これらを図示しないチャンバ内に保持してい
る。このチャンバには図示しない給排気システムが接続
されており、前記スピンチャック機構5の周囲を所定の
処理雰囲気に保つようになっている。そして、処理対象
となる半導体ウエハ3は、図示しないウエハ搬送アーム
によってこのチャンバ内に挿入され、前記スピンチャッ
ク機構5上に受け渡されるようになっている。
【0023】前記ノズルユニット4は、前記ウエハ3上
にレジストを滴下するためのレジスト塗布ノズル20
と、この塗布ノズル20を保持するホルダ21と、この
ホルダ21を例えばZθ方向に位置決め駆動するノズル
駆動機構22とを有する。
【0024】前記レジスト塗布ノズル20はその吐出口
を前記半導体ウエハ3に対向させた状態で前記ホルダ2
1の下面に固定されている。そして、前記ホルダ21
は、前記レジスト液供給装置から延出されたレジスト液
供給配管8を前記ノズル20に連結する機能を有する。
【0025】このノズルユニット4は、前記ノズル駆動
機構22を作動させることで、前記塗布ノズル20を前
記半導体ウエハ3の所望の位置に対向位置決めする。こ
のことに基づいて、前記レジスト液供給装置2は、適宜
に制御された量のレジスト液を所定のタイミングで送り
出し、前記塗布ノズル20から半導体ウエハ3上に滴下
させる。
【0026】一方、前記スピンチャック機構5は、図に
25で示す真空装置を作動させることによって前記半導
体ウエハ3を吸着保持すると共に、回転駆動機構26を
作動させることでこの半導体ウエハ3を所定の速度で回
転駆動する。このことで、半導体ウエハ3の表面に滴下
されたレジスト液は回転遠心力により拡散し、このウエ
ハ3の全面に塗布される。
【0027】また、このスピンチャック機構5は、カッ
プ28内に保持されており、前記半導体ウエハ3の縁部
からはみ出した余剰のレジスト液はこのカップ28によ
り受け止められ飛散することが防止される。また、この
カップ28の底部には排気管29が取り付けられてお
り、余剰のレジスト液はこの排気管29を通って図示し
ないタンクに収集されるように構成されている。
【0028】次に、前記ノズル20に接続されたレジス
ト液供給装置2について詳しく説明する。 (レジスト液供給装置)前述したように、この発明のレ
ジスト液供給装置2は、レジスト液供給配管8に、前記
下流側開閉弁11、単動式ポンプ10、上流側開閉弁1
5及び気泡収集タンク16とからなる脱気機構を設けた
ことを特徴とするものである。図2は、前記単動式ポン
プ10の一例を示す概略構成図、図3は、前記単動式ポ
ンプ10、下流側開閉弁11及び上流側開閉弁15の動
作を示すタイミングチャートである。
【0029】まず、レジスト液供給装置2全体の制御系
を図1に基いて説明する。図1中30は、このレジスト
液供給装置を制御するための制御部である。この制御部
30には、前記中間タンク9に設けられたリミットセン
サ31及びエンプティセンサ32が接続されている。制
御部30は、これらのセンサ31、32による中間タン
ク内の水面検知に基づいて液タンク7の残検出を行な
い、レジスト液タンク7の交換時期を決定する。
【0030】また、この制御部30には、前記下流、上
流側開閉弁11、15を作動させるためのエア源34、
35が接続されている。すなわち、前記下流、上流側開
閉弁11、15は、空気圧により作動し流路を開閉する
いわゆるエアオペレーションバルブであり、前記制御部
30により前記エア源34、35が制御されることで、
それぞれ配管8の流路を開閉するように動作する。
【0031】さらに、前記制御部30には、前記単動式
ポンプ10を作動させるためのエア源36及び、単動式
ポンプ10の作動状態を検出するための検出センサ3
7、38がそれぞれ接続されている。
【0032】図2は、前記単動式ポンプ10を示す縦断
面図である。この単動式ポンプ10は、吸込側弁40と
吐出側弁41とが設けられた本体42と、この本体42
に取り付けられ容積可変のポンプ室44a(処理液保持
部)を構成する伸縮可能なベローズ部44と、このベロ
ーズ部44を伸縮方向に駆動するためのエアシリンダ装
置45とを有する。
【0033】このポンプ10は往復動作を1サイクルと
して、往動で吸い込み動作(第1の動作)、次の復動で
吐出動作(第2の動作)を行なう。このようなポンプ1
0は一方向にのみ送液が可能なことから単動式と称され
る。
【0034】前記吸込側弁40は、第1の弁座40aの
ポンプ室44a内側の面に球状の第1の弁体40bを設
けており、前記吐出側弁41は、第2の弁座41aのポ
ンプ室44a外側の面に球状の第2の弁体41bを設け
られている。したがって、前記ベローズ部44を図に実
線矢印αで示す方向に駆動し(往復させ)ポンプ室44
aの容積を増大させると、ポンプ室44aの圧力が配管
8内の圧力よりも低下するから、前記第1の弁体40b
第1の弁座40aから離れる方向に吸引駆動され、吸
い込み側弁40が開かれる。このとき、前記第2の弁体
41bは、前記第1の弁体40bとは逆に第2の弁座4
1aに押しつけられることとなるから、吐出側弁41は
閉じられる。このことによって配管8の上流側からのレ
ジスト液の吸い込み動作(第1の動作)が行なわれる。
【0035】一方、前記ベローズ部44を図に点線矢印
βで示す方向に駆動し(復動させ)ポンプ室44aの容
積を低下させると、ポンプ室44aの圧力が配管8内の
圧力よりも増大するから、前記第2の弁体41bが第2
の弁座41aから離れる方向に押圧駆動され、吐出側弁
41が開かれる。このとき、前記第1の弁体40bは第
1の弁座40aに押し付けられることとなるから、吸込
側弁40は閉じられる。このことによって前記ポンプ室
44a内に吸込まれたレジスト液の吐出動作(第2の動
作)が行なわれる。
【0036】吸込み動作と吐出動作は、第1、第2の近
接センサ37、38によって検出される。この近接セン
サ37、38は、それぞれ発光部37a、38aと、受
光部37b、38bを有し、それらの間にベローズ部4
4が進入しているかを検出できるように構成されてい
る。
【0037】すなわち、前記制御部30は、前記第1、
第2の近接センサ37、38の双方の光路がベローズ部
44に設けられた検出板47によって遮られたことに基
づいてポンプ10の吸込み動作を検出でき、第1、第2
の近接センサ37、38の双方の光路が検出板47によ
って遮られないことに基づいてポンプ10の吐出動作を
検出できる。
【0038】前記制御部30は、この第1、第2の近接
37、38による検出に基いて前記下流側開閉弁11と
上流側開閉弁15をシーケンシャルに作動させ、吸込
み、脱気、吐出の各動作を行なわせる。
【0039】以下、この動作を図3に示すタイミングチ
ャートに基いて説明する。まずタイミングt1では、上
流側開閉弁15(第2の開閉弁)は閉じられている。こ
の状態から前記単動式ポンプ10を吸込み方向に作動さ
せる(タイミングt1)。このことにより吸込側弁40
が開かれて吸込みが開始するが、上流側開閉弁15が閉
じられているため、この単動式ポンプ10と上流側開閉
弁15の間の配管8内は負圧となる。このことによっ
て、この部分の配管8内に存在するレジスト液のガス溶
解度が低下するから溶存ガス成分の気泡化が促進され
る。
【0040】ここで、配管8内の負圧度は、前記単動式
ポンプ10と上流側開閉弁15間(負圧部分)の配管寸
法によって自由に規定することができる。すなわち、単
動式ポンプ10の一回の吸込み容量はレジスト液の一回
の吐出量に対応して2mlであるから、前記単動式ポン
プ10と上流側開閉弁15間の配管容積によって負圧度
を規定することができる。この実施形態では、前記負圧
部分の配管長は2m、内径は4.35mmである。
【0041】また、負圧時間も重要であるが、この実施
形態では、前記単動式ポンプ10が往動方向に駆動され
たことを前記近接センサ37、38により検知したこと
に基き、その2秒後に上流側開閉弁15(第2の開閉
弁)を開く(タイミングt2)。このことにより、レジ
スト液タンク7側からレジスト液が前記負圧部分に供給
(液送り)され、負圧状態が解消される。
【0042】1回の液送り量は、レジスト液の1回の吐
出量に対応して2ml/回であり、順次前記気泡収集タ
ンク16を通過する。この気泡収集タンク16内に収集
された溶存ガスの気泡は、一定時間毎にドレン管16a
を通してタンク外へ除去される。
【0043】次に、タイミングt3で、前記単動式ポン
プ10を吐出方向に、すなわち復動方向に作動させる。
このことにより吐出側弁41が開かれ、前記ポンプ室4
4a内に吸込まれていたレジスト液が下流側開閉弁11
側へ吐出される。
【0044】前記単動式ポンプ10が復動方向に駆動さ
れると、このことが前記近接センサ37、38を介して
前記制御部によって検知されるから、前記制御部30
は、これに基いて上流側開閉弁15(第2の開閉弁)
閉じると共に、下流側開閉弁11(第1の開閉弁)を開
く(タイミングt4)。このことにより、配管8内のレ
ジスト液がノズル20側へ押し出され、前記ウエハ3に
対するレジスト液の塗布がなされる。
【0045】そして、配管8内の圧力とポンプ室44a
内の圧力が平衡した時点で前記単動式ポンプ10が吸込
み方向に、すなわち往動方向に作動される(タイミング
t5)。このことが前記近接センサ37、38を通して
検知されると、前記制御部30は、前記下流側開閉弁1
(第1の開閉弁)を閉じる(タイミングt6)。
【0046】ここで、前記タイミングt1とタイミング
t5は同じであり、以後タイミングt2からt5が繰り
返されることで気泡化、吸込み(脱気)、吐出が間欠的
に行なわれる。
【0047】このような構成によれば、まず、レジスト
液が負圧となる状態を積極的に作り出すことによって、
通常の状態では気泡化しない溶存ガスの気泡化を促進す
ることができ、これらを有効に除去できる効果がある。
【0048】すなわち、レジスト液中には酸素、窒素、
アルゴン、二酸化炭素等の気体(溶存ガス成分)が溶存
している。レジスト供給配管中でこれらの溶存ガス成分
が気泡になると、その分だけレジストの塗布量が少なく
なり塗布むらなどの原因となる。1回に塗布されるレジ
ストの総量は数mlと少量ではあるが、少量であるだけ
に気泡がレジストの膜厚均一性に及ぼす影響は無視でき
ないほど大きなものとなる恐れがある。
【0049】また、前記溶存ガス成分が、塗布ノズルの
部分で気泡になると、例えば半導体ウエハに塗布された
レジスト液に気泡が混入し、パターンニングに悪影響を
及ぼすおそれもある。
【0050】これに対して、この発明では、単動式ポン
プ10の上流側に上流側開閉弁15(第2の開閉弁)
挿入し、一連の吐出動作の中で単動式ポンプ10と上流
側開閉弁15との間に負圧の状態を生成し、これにより
溶存ガス成分の溶解度を低下させて気泡化を促進するよ
うにした。したがって、通常の状態では除去できない溶
存ガス成分でさえもこの部分で除去することができ、配
管8内の他の部分、特に、ノズル20の付近で溶存ガス
成分が気泡化することを有効に防止できる。
【0051】なお、この発明では、単動式10のポンプ
を採用することによって、通常の間欠送り動作を変更す
ることなくレジスト液を負圧下におくことができるか
ら、スループットに影響を与えることは少ない。
【0052】また、この発明は上記一実施形態に限定さ
れるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で種々
変形可能であることは勿論である。まず、この処理液供
給装置によって実現される負圧度は上記一実施形態のも
のに限定されるものではなく、必要な脱気レベルが得ら
れるような負圧度を適宜選択して採用すれば良い。ま
た、この負圧度は、負圧状態を保持する時間に応じて決
定することが好ましい。この負圧を保持する時間につい
ても前記一実施形態のものに限定されるものではない。
【0053】さらに、前述したように、この処理液供給
装置は、レジスト液供給装置2に限定されるものではな
く、現像装置に現像液を供給する供給装置に適用される
ものであってもよい。
【0054】また、前記一実施形態では、前記ノズルユ
ニット4は、レジスト液供給配管8の下流端が直接ノズ
ル20に接続されているもの(ストレートタイプ)であ
ったが、レジスト液供給配管8の下流端が一旦液溜に合
流され、この液溜から多数本のノズルが延出されてなる
もの(マルチノズルタイプ若しくはシャワータイプ)で
あってもよい。
【0055】また、単動式ポンプの駆動はエア源に限定
されるものではなう、モータ駆動によるものであっても
良い。さらに、前記下流側開閉弁11の下流側にサック
バック弁装置を設けてもよい。このサックバック弁装置
は、前記レジスト供給管の下流端からの空気の吸い込み
を防止するための特殊弁装置である。
【0056】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
上流側開閉弁の開閉動作とポンプの吸引動作とを所定の
タイミングで制御することにより、供給配管内において
処理液中の未だ気泡となっていない溶存ガス成分の気泡
化を促進し、それらを除去した状態の処理液をノズルに
供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態を示す概略構成図。
【図2】単動式ポンプを示す縦断面図。
【図3】脱気、吸込み、吐出工程を説明するためのタイ
ミングチャート。
【符号の説明】
1…レジスト塗布装置 2…レジスト液供給装置 3…半導体ウエハ 4…ノズルユニット 5…スピンチャック機構 7…レジスト液タンク 8…レジスト液供給配管 9…中間タンク 10…単動式ポンプ 11…下流側開閉弁 15…上流側開閉弁 16…気泡収集タンク 16a…ドレン管 20…塗布ノズル 21…ホルダ 22…ノズル駆動機構 26…回転駆動機構 28…カップ 29…排気管 30…制御部 31…リミットセンサ 32…エンプティセンサ 36…エア源 40…吸込側弁 40a…第1の弁座 40b…第1の弁体 40…込み側弁 41…吐出側弁 41a…第2の弁座 41b…第2の弁体 42…本体 44a…ポンプ室 44…ベローズ部 45…エアシリンダ装置 47…検出板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石坂 信和 熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地 東 京エレクトロン九州株式会社熊本事業所 内 (72)発明者 葉瀬川 泉 熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地 東 京エレクトロン九州株式会社熊本事業所 内 (56)参考文献 特開 平4−197434(JP,A) 特開 昭62−165919(JP,A) 特開 昭63−86519(JP,A) 特開 平10−57850(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/027 B05C 7/00 - 21/00

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 処理液供給源と、 この処理液供給源に一端側が連通する供給管と、 この供給管の他端側に連通するノズルと、 前記供給管に設けられ、処理液を前記処理液供給源側か
    ら前記ノズル側へ吐出するポンプと、 前記ポンプよりも上流側で、かつ前記ポンプと処理液供
    給源との間の供給管に設けられた上流側開閉弁と、 前記上流側開閉弁とポンプとの間の供給管に設けられ、
    処理液内の溶存ガス成分を除去する溶存ガス除去手段
    と、 前記上流側開閉弁の開閉動作とポンプの吸引動作とを所
    定のタイミングで制御し、前記上流側開閉弁を閉じた状
    態で前記ポンプを吸引動作させ、これにより前記上流側
    開閉弁と前記ポンプとの間の処理液供給配管内を減圧
    し、該処理液供給配管内に存在する処理液中に含まれる
    溶存ガスを気泡化させ、該気泡を前記溶存ガス除去手段
    により前記処理液供給管から除去させる制御部と、 を具備することを特徴とする処理液供給装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の装置において、 前記ポンプは、処理液を所定量吸込んで保持する液体保
    持部を有するものであることを特徴とする処理液供給装
    置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の装置において、 さらに、前記ポンプよりも下流側で、かつ前記ポンプと
    ノズルとの間の供給管に設けられた下流側開閉弁を有す
    ることを特徴とする処理液供給装置。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の装置において、 前記制御部は、前記下流側開閉弁の開閉動作と前記ポン
    プの吸引動作を所定のタイミングで制御することを特徴
    とする処理液供給装置。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の装置において、 前記ガス除去手段は、溶存ガス収集タンクと、 このタンク内に収集したガスを排気する排気手段と、 これらタンクと排気手段との排気流路を開閉する開閉手
    段とを有することを特徴とする処理液供給装置。
  6. 【請求項6】 請求項1記載の装置において、 前記制御部は、前記上流側開閉弁を閉じるとともに前記
    ポンプの吸引動作を開始し、前記ポンプの吸引動作中に
    前記上流側開閉弁を開け、前記上流側開閉弁と前記ポン
    プとの間の処理液供給配管内の処理液を流動させ、前記
    溶存ガス除去手段により気泡化した溶存ガスを除去させ
    ることを特徴とする処理液供給装置。
  7. 【請求項7】 請求項4記載の装置において、 前記制御部は、前記溶存ガス除去手段により処理液中の
    気泡を除去した後に、前記下流側開閉弁を開け、前記ポ
    ンプに吐出動作を行わせることを特徴とする処理液供給
    装置。
  8. 【請求項8】 請求項2記載の装置において、 前記ポンプは、前記液体保持部に処理液を吸い込む第一
    の動作と、前記液体保持部に吸い込んだ処理液を吐出す
    る第二の動作と、を行うことを特徴とする処理液供給装
    置。
  9. 【請求項9】 請求項8に記載の装置において、 前記ポンプに設けられ、前記第一の動作の終了を検出す
    る第一の検出器と、前記第二の動作の終了を検出する第
    二の検出器と、をさらに具備することを特徴とする処理
    液供給装置。
  10. 【請求項10】 請求項8または9のいずれか一方に記
    載の装置において、 前記ポンプは、前記液体保持部を構成するベローズと、
    該ベローズヘの処理液の流入のみを許容する吸い込み側
    弁と、前記ベローズからの処理液の流出のみを許容する
    吐出側弁と、をさらに具備することを特徴とする処理液
    供給装置。
  11. 【請求項11】 ポンプによって処理液を間欠送り供給
    する処理液供給方法において、 ポンプの上流側の配管流路を閉じる工程と、 ポンプ内に配管の上流側から処理液を吸い込むことでポ
    ンプ上流側の配管流路内を負圧にして処理液内の溶存ガ
    ス成分を除去する工程と、 ポンプ上流側の配管流路を開く工程と、 ポンプ内の処理液をポンプ下流側の配管内に吐出する工
    程とを有することを特徴とする処理液供給方法。
  12. 【請求項12】 請求項11記載の方法において、 前記ポンプの上流側の配管流路を閉じる工程は、前記ポ
    ンプの吸引動作開始から所定時間だけ行い、その後に前
    記ポンプ上流側の配管流路を開いて配管流路内から溶存
    ガスを除去することを特徴とする処理液供給方法。
  13. 【請求項13】 請求項11記載の方法において、 前記ポンプ内の処理液をポンプ下流側の配管内に吐出す
    る工程は、前記ポンプ上流側の配管流路を閉じた後に行
    うことを特徴とする処理液供給方法。
  14. 【請求項14】 請求項11記載の方法において、 前記ポンプは、処理液を保持する液体保持部を有し、前
    記溶存ガス成分を除去する工程は、前記液体保持部内に
    処理液を吸い込む第一の動作を実行することで行い、前
    記ポンプ内の処理液をポンプ下流側の配管内に吐出する
    工程は、前記液体保持部内に吸い込んだ処理液を吐出す
    る第二の動作を実行することで行うことを特徴とする処
    理液供給方法。
  15. 【請求項15】 請求項14記載の方法において、 前記第一の動作の終了を検出することに基づいて、ポン
    プ上流側の流路を閉じるとともに、ポンプ下流側の流路
    を開き、前記第二の動作を行わせ、該第二の動作の終了
    を検出することに基づいてポンプ下流側の流路を閉じて
    第一の動作を行わせ、第一の動作の開始所定時間後にポ
    ンプ上流側の流路を閉じることを特徴とする処理液供給
    方法。
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