JP3561438B2 - 処理液供給システム、これを用いた処理装置、および処理液供給方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体デバイスやＬＣＤ等の製造プロセスにおいて、現像液等の処理液を供給する処理液供給システム、これを用いた処理装置、および処理液供給方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、半導体デバイスの製造プロセス中のフォトリソグラフィー工程においては、ウエハにレジスト液を塗布してレジスト膜を形成し、その後、このレジスト膜上に所定のパターンを露光し、さらに現像処理を施すことでウエハ上に所定のパターンの回路を形成している。
【０００３】
このような一連の処理は、塗布・現像処理システムによって行われる。
この塗布・現像処理システムにおいては、現像液やシンナー等の処理液を、このシステムに設けられた各処理ユニット、すなわち、アドヒージョン処理ユニット、レジスト塗布ユニット、現像ユニット等に供給する必要がある。この場合、処理液は、工場配管に備えられたＮ２ガス圧送設備により中間タンクに圧送され一旦貯留された後、この中間タンクから各処理ユニットに供給されるようになっている。中間タンクからの供給手段としては、ポンプまたはＮ２ガス圧送設備が用いられている。
【０００４】
ところで、中間タンクの処理液を、ポンプを用いて各処理ユニットに圧送する場合には、処理液が繰り返し加圧されるため、処理ユニットに到達した処理液に脈動が生じている可能性がある。そのため、中間タンクから各処理ユニットへの圧送手段としては、Ｎ２ガス圧送設備を用いることが多くなっている。Ｎ２ガス圧送設備を用いる場合には、中間タンクに貯留された処理液に高圧のＮ２ガスを直接吹き付け、これにより加圧された処理液を中間タンクから各処理ユニットに圧送するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、Ｎ２ガス圧送設備を用いると、処理液に高圧のＮ２ガスが直接吹き付けられることから、処理液にＮ２ガスが混入し、処理液が各処理ユニットに到達して圧力が下がった時、Ｎ２ガスが処理液内で発泡して気泡化するという不都合が生じる場合がある。その結果、例えば、現像処理ユニットでは、現像液中にＮ２ガスの気泡が混入し、これにより現像ムラが生じる等、プロセスに悪影響を及ぼす可能性がある。
【０００６】
また、塗布・現像システムに用いられる電子式流量計の中にはマスフローメーターのように気泡の存在により流量が正確に測定することができないものがあるため、正確な量の処理液を供給することができない可能性もある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、吐出される処理液に脈動が生じることなく、さらに、吐出される処理液にＮ２ガス等の圧送ガスが混入することなく、現像液等の処理液を供給することができる処理液供給システムおよび処理液供給方法を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、処理液を常に一定の圧力で安定して吐出することができ、かつ、処理液を切れ目なく連続的に吐出することができる処理液供給システムを提供することにある。
【０００９】
本発明のさらに他の目的は、処理液中にＮ２ガス等の圧送ガスが混入している場合でも、これを有効に脱気することができる処理液供給システムを提供することにある。
【００１０】
本発明のさらに他の目的は、このような処理液供給システムを用いる処理装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の観点によれば、処理液を供給する処理液供給システムであって、処理液を供給する処理液供給源と、処理液供給源から供給された処理液を一旦貯留し、所定の圧力で再び吐出する少なくとも２つの中間貯溜機構と、各中間貯溜機構に貯留された処理液に圧力を作用させるための流体を、前記各中間貯溜機構に供給するための流体供給機構と、これら中間貯溜機構を選択的に切換える切換弁とを具備し、前記中間貯留機構は、処理液の導入口と吐出口とを有し、導入口を通って導入された処理液を貯溜し、かつこれを吐出することが可能な容器と、この容器内に設けられ、前記流体供給機構から供給された流体と処理液との間に介在し、この流体の圧力により直動して流体の圧力を処理液に作用させる加圧体とを有し、前記流体供給機構により前記加圧体に流体を作用させて、常に一定の圧力で一方向に前記容器内の処理液を加圧して処理液を吐出させるとともに、前記切換弁によって前記中間貯留機構を選択的に切り換えることにより、前記処理液を連続的に吐出させることを特徴とする処理液供給システムが提供される。
【００１２】
このような構成によれば、処理液を中間貯留機構の容器に一旦貯留し、流体の圧力により直動して流体の圧力を処理液に作用させる加圧体を用いて、常に一定の圧力で一方向に前記容器内の処理液を加圧して処理液を吐出させるので、従来のポンプによる圧送のように脈動が生じることなく安定した供給を行うことができ、また、処理液が圧力媒体であるＮ２ガス等の圧送ガスに直接接触することがないので処理液へのガスの混入が生じず、プロセスに悪影響を与えずに処理液を供給することができる。
【００１３】
また、前記中間貯溜機構を２以上有し、これらの中間貯溜機構を選択的に切換えて処理液の吐出を連続的に行わせる切換弁を有するので、処理液を切れ目なく連続的に吐出することができる。したがって、これらを切り換えることにより、処理液を常に一定の圧力で安定して長期間連続して吐出することができる。
【００１４】
さらに、前記容器には、前記処理液中の気泡をこの容器外へ排出するための泡抜き口を有することが好ましく、この場合、前記処理液の導入口に、導入される処理液の圧力を低下させることでこの処理液に溶存する気体を発泡させ気泡を生成する流路を設けることが望ましい。これにより、処理液中にＮ２ガス等の圧送ガスが混入している場合でも、これを有効に脱気することができる。
【００１５】
また、本発明の第２の観点によれば、処理液を供給する処理液供給源と、処理液供給源から供給された処理液を一旦貯留し、所定の圧力で再び吐出する少なくとも２つの中間貯溜機構と、各中間貯溜機構に貯留された処理液に圧力を作用させるための流体を、前記各中間貯溜機構に供給するための流体供給機構と、これら中間貯溜機構を選択的に切換える切換弁と、前記中間貯溜機構から吐出された処理液を用いて被処理体に所定の処理を施す処理部とを具備し、前記中間貯留機構は、処理液の導入口と吐出口とを有し、導入口を通って導入された処理液を貯溜し、かつこれを吐出することが可能な容器と、この容器内に設けられ、前記流体供給機構から供給された流体と処理液との間に介在し、この流体の圧力により直動して流体の圧力を処理液に作用させる加圧体とを有し、前記流体供給機構により前記加圧体に流体を作用させて、常に一定の圧力で一方向に前記容器内の処理液を加圧して処理液を吐出させるとともに、前記切換弁によって前記中間貯留機構を選択的に切り換えることにより、前記処理液を連続的に吐出させることを特徴とする処理装置が提供される。
【００１６】
また、本発明の第３の観点によれば、処理液の導入口と吐出口とを有し、導入口を通って導入された処理液を貯溜し、かつこれを吐出することが可能な容器と、この容器内に設 けられ、前記流体供給機構から供給された流体と処理液との間に介在し、この流体の圧力により直動して流体の圧力を処理液に作用させるピストンとを有する複数の中間貯留機構に、処理液供給源から供給された処理液を一旦貯留してから吐出する処理液供給方法であって、１の中間貯留機構において、その流体供給機構により前記ピストンに流体を作用させて、常に一定の圧力で一方向に前記容器内の処理液を加圧して処理液を吐出させる工程と、この１の中間貯留機構から処理液が吐出されている間に、他の１の中間貯留機構に処理液供給源から処理液を補給する工程と、前記１の中間貯留機構からの処理液の吐出が終了したことに基づいて、前記他の１の中間貯留機構からの処理液の吐出を開始させる工程と、前記他の中間貯留機構から、その流体供給機構により前記ピストンに流体を作用させて、常に一定の圧力で一方向に前記容器内の処理液を加圧して処理液を吐出させる工程とを具備することを特徴とする処理液供給方法が提供される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
まず、この発明の処理液供給システムが採用された塗布現像処理システムを図１〜図３に基づいて説明した後、図４以下に基づいて該処理液供給システムの実施形態について説明する。
【００１８】
図１〜図３は、塗布現像処理システム１の全体構成図であって、図１は平面、図２は正面、図３は背面をそれぞれ示している。
【００１９】
このレジスト塗布現像処理システム１は、搬送ステーションであるカセットステーション１０と、複数の処理ユニットを有する処理ステーション１１と、処理ステーション１１と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を受け渡すためのインターフェイス部１２とを具備している。
【００２０】
上記カセットステーション１０は、被処理体としての半導体ウエハＷ（以下、単にウエハと記す）を複数枚例えば２５枚単位でウエハカセットＣＲに搭載された状態で他のシステムからこのシステムへ搬入またはこのシステムから他のシステムへ搬出したり、ウエハカセットＣＲと処理ステーション１１との間でウエハＷの搬送を行うためのものである。
【００２１】
このカセットステーション１０においては、図１に示すように、カセット載置台２上に図中Ｘ方向に沿って複数（図では４個）の位置決め突起２０ａが形成されており、この突起２０ａの位置にウエハカセットＣＲがそれぞれのウエハ出入口を処理ステーション１１側に向けて一列に載置可能となっている。ウエハカセットＣＲにおいてはウエハＷが垂直方向（Ｚ方向）に配列されている。また、カセットステーション１０は、ウエハカセット載置台２０と処理ステーション１１との間に位置するウエハ搬送機構２１を有している。このウエハ搬送機構２１は、カセット配列方向（Ｘ方向）およびその中のウエハＷのウエハ配列方向（Ｚ方向）に移動可能なウエハ搬送用アーム２１ａを有しており、この搬送アーム２１ａによりいずれかのウエハカセットＣＲに対して選択的にアクセス可能となっている。また、ウエハ搬送用アーム２１ａは、θ方向に回転可能に構成されており、後述する処理ステーション１１側の第３の処理部Ｇ３に属するアライメントユニット（ＡＬＩＭ）およびエ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。
【００２２】
上記処理ステーション１１は、半導体ウエハＷへ対して塗布・現象を行う際の一連の工程を実施するための複数の処理ユニットを備え、これらが所定位置に多段に配置されており、これらにより半導体ウエハＷが一枚ずつ処理される。この処理ステーション１１は、図１に示すように、中心部に搬送路２２ａを有し、この中に主ウエハ搬送機構２２が設けられ、ウエハ搬送路２２ａの周りに全ての処理ユニットが配置されている。これら複数の処理ユニットは、複数の処理部に分かれており、各処理部は複数の処理ユニットが鉛直方向に沿って多段に配置されている。
【００２３】
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）の回転駆動力によって回転可能となっており、それにともなってウエハ搬送装置４６も一体的に回転可能となっている。
【００２４】
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。
【００２５】
また、図１に示すように、この実施の形態においては、４個の処理部Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４がウエハ搬送路２２ａの周囲に実際に配置されており、処理部Ｇ５は必要に応じて配置可能となっている。
【００２６】
これらのうち、第１および第２の処理部Ｇ１，Ｇ２はシステム正面（図１において手前）側に並列に配置され、第３の処理部Ｇ３はカセットステーション１０に隣接して配置され、第４の処理部Ｇ４はインターフェイス部１２に隣接して配置されている。また、第５の処理部Ｇ５は背面部に配置可能となっている。
【００２７】
この場合、図２に示すように、第１の処理部Ｇ１では、カップＣＰ内でウエハＷをスピンチャック（図示せず）に載置して所定の処理を行う２台のスピナ型処理ユニットが上下２段に配置されており、この実施形態においては、ウエハＷにレジストを塗布するレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）およびレジストのパターンを現像する現像ユニット（ＤＥＶ）が下から順に２段に重ねられている。第２の処理部Ｇ２も同様に、２台のスピナ型処理ユニットとしてレジスト塗布ユニット（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。
【００２８】
このようにレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）等を下段側に配置する理由は、レジスト液の廃液が機構的にもメンテナンスの上でも現像液の廃液よりも本質的に複雑であり、このように塗布ユニット（ＣＯＴ）等を下段に配置することによりその複雑さが緩和されるからである。しかし、必要に応じてレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）等を上段に配置することも可能である。
【００２９】
第３の処理部Ｇ３においては、図３に示すように、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が多段に重ねられている。すなわち冷却処理を行うクーリングユニット（ＣＯＬ）、レジストの定着性を高めるためのいわゆる疎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）、ウエハＷの搬入出を行うエクステンションユニット（ＥＸＴ）、露光処理前や露光処理後、さらには現像処理後にウエハＷに対して加熱処理を行う４つの加熱処理ユニット（ＨＰ）が下から順に８段に重ねられている。なお、アライメントユニット（ＡＬＩＭ）の代わりにクーリングユニット（ＣＯＬ）を設け、クーリングユニット（ＣＯＬ）にアライメント機能を持たせてもよい。
【００３０】
第４の処理部Ｇ４も、オーブン型の処理ユニットが多段に重ねられている。すなわち、クーリングユニット（ＣＯＬ）、クーリングプレートを備えたウエハ搬入出部であるエクステンション・クーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）、エクステンションユニット（ＥＸＴ）、クーリングユニット（ＣＯＬ）、および４つの加熱処理ユニット（ＨＰ）が下から順に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）、エクステンション・クーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）を下段に配置し、処理温度の高い加熱処理ユニット（ＨＰ）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】
上述したように、主ウエハ搬送機構２２の背部側に第５の処理部Ｇ５を設けることができるが、第５の処理部Ｇ５を設ける場合には、案内レール２５に沿って主ウエハ搬送機構２１から見て側方へ移動できるようになっている。したがって、第５の処理部Ｇ５を設けた場合でも、これを案内レール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２１に対して背後からメンテナンス作業を容易に行うことができる。この場合に、このような直線状の移動に限らず、回動させるようにしても同様にスペースの確保を図ることができる。なお、この第５の処理部Ｇ５としては、基本的に第３および第４の処理部Ｇ３，Ｇ４と同様、オープン型の処理ユニットが多段に積層された構造を有しているものを用いることができる。
【００３３】
上記インターフェイス部１２は、奥行方向（Ｘ方向）については、処理ステーション１１と同じ長さを有している。図１、図２に示すように、このインターフェイス部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、背面部には周辺露光装置２３が配設され、中央部には、ウエハ搬送体２４が配設されている。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にアクセス可能となっている。また、このウエハ搬送体２４は、θ方向に回転可能であり、処理ステーション１１の第４の処理部Ｇ４に属するエ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け渡し台（図示せず）にもアクセス可能となっている。
【００３４】
このようなレジスト塗布現像処理システムにおいては、まず、カセットステーション１０において、ウエハ搬送機構２１のウエハ搬送用アーム２１ａがカセット載置台２０上の未処理のウエハＷを収容しているウエハカセットＣＲにアクセスして、そのカセットＣＲから一枚のウエハＷを取り出し、第３の処理部Ｇ３のエクステンションユニット（ＥＸＴ）に搬送する。
【００３５】
ウエハＷは、このエクステンションユニット（ＥＸＴ）から、主ウエハ搬送機構２２のウエハ搬送装置４６により、処理ステーション１１に搬入される。そして、第３の処理部Ｇ３のアライメントユニット（ＡＬＩＭ）によりアライメントされた後、アドヒージョン処理ユニット（ＡＤ）に搬送され、そこでレジストの定着性を高めるための疎水化処理（ＨＭＤＳ処理）が施される。この処理は加熱を伴うため、その後ウエハＷは、ウエハ搬送装置４６により、クーリングユニット（ＣＯＬ）に搬送されて冷却される。
【００３６】
アドヒージョン処理が終了し、クーリングユニット（ＣＯＬ）で冷却さたウエハＷは、引き続き、ウエハ搬送装置４６によりレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）に搬送され、そこで塗布膜が形成される。塗布処理終了後、ウエハＷは処理部Ｇ３，Ｇ４のいずれかの加熱処理ユニット（ＨＰ）内でプリベーク処理され、その後いずれかのクーリングユニット（ＣＯＬ）にて冷却される。
【００３７】
冷却されたウエハＷは、第３の処理部Ｇ３のアライメントユニット（ＡＬＩＭ）に搬送され、そこでアライメントされた後、第４の処理部群Ｇ４のエクステンションユニット（ＥＸＴ）を介してインターフェイス部１２に搬送される。
【００３８】
インターフェイス部１２では、周辺露光装置２３により周辺露光されて余分なレジストが除去された後、インターフェイス部１２に隣接して設けられた露光装置（図示せず）により所定のパターンに従ってウエハＷのレジスト膜に露光処理が施される。
【００３９】
露光後のウエハＷは、再びインターフェイス部１２に戻され、ウエハ搬送体２４により、第４の処理部Ｇ４に属するエクステンションユニット（ＥＸＴ）に搬送される。そして、ウエハＷは、ウエハ搬送装置４６により、いずれかの加熱処理ユニット（ＨＰ）に搬送されてポストエクスポージャーベーク処理が施され、次いで、クーリングユニット（ＣＯＬ）により冷却される。
【００４０】
その後、ウエハＷは現像ユニット（ＤＥＶ）に搬送され、そこで露光パターンの現像が行われる。現像終了後、ウエハＷはいずれかの加熱処理ユニット（ＨＰ）に搬送されてポストベーク処理が施され、次いで、クーリングユニット（ＣＯＬ）により冷却される。このような一連の処理が終了した後、第３処理ユニット群Ｇ３のエクステンションユニット（ＥＸＴ）を介してカセットステーション１０に戻され、いずれかのウエハカセットＣＲに収容される。
【００４１】
このような塗布現像システムによれば、各処理ユニットが上下方向に積層されて構成されているから装置の設置面積を著しく減少させることができる。
【００４２】
次に、図４ないし図６を参照して、この発明の特徴を含む処理液供給システムについて説明する。この処理液供給システムは、前記塗布現像システムに組み込まれ、例えば、処理液としての現像液を前記現像処理ユニット（ＤＥＶ）に供給するものである。
【００４３】
図４は、本実施形態に係る処理液供給システムの配管構成図である。
この処理液供給システムは、工場配管等の供給源からＮ２ガス圧送またはポンプ圧送された現像液等の処理液を一旦受け取って貯留し、現像処理ユニット（ＤＥＶ）等の処理ユニットに圧送する役割を果たすものである。
【００４４】
そして、この処理液供給システムは、中間貯留機構としてシリンジポンプ５１，５２を用いることで、加圧用のＮ２ガスが直接処理液に触れることがなく、かつ処理液を常に一定の圧力で安定して吐出できるように構成している。
【００４５】
さらに、この処理液供給システムは、２つのシリンジポンプ５１，５２を使用することで、一方のシリンジポンプ５１からの処理液供給が終了した場合にでも、他のシリンジポンプ５２を使用することで処理液を切れ目無く継続的に供給できるように構成している。以下、これら２つのシリンジポンプを、それぞれ第１のシリンジポンプ５１、第２のシリンジポンプ５２と称して説明を行う。
【００４６】
この処理液供給システムの配管構成の詳細を説明する前に、図５の（ａ）を参照して、第１および第２のシリンジポンプ５１，５２の構成を説明する。なお、これら第１および第２のシリンジポンプ５１，５２は全く同一の構成を有するものであるから、第１のシリンジポンプ５１の構成のみを説明し、第２のシリンジポンプ５２の説明は省略する。
【００４７】
図５の（ａ）に示すように、第１のシリンジポンプ５１は、横置きされたシリンダ５３と、このシリンダ５３内を水平方向に摺動自在に移動するピストン６３とを有する。このピストン６３は、シリンダ５３内を左側の処理液室ＳＬと右側の駆動用ガス室ＧＬに区画されている。そして、このピストン６３は、前記駆動用ガス室ＧＬに例えばＮ２ガスが導入されることで左側（ＳＬ方向）方向に駆動され、処理液室ＳＬ内の処理液を加圧するようになっている。
【００４８】
上記シリンダ５３は、両端が開放した金属製の円筒本体５４ａと、この円筒本体５４ａの内周面に装着された耐処理液性を有する樹脂製のライナー５４ｂと、前記円筒本体５４ａの右側開放端を閉塞するカバー５５と、右側開放端を閉塞するヘッド５８とを有する。
【００４９】
上記カバー５５には、Ｎ２ガス供給配管７５（後述）の接続口５６と、リークセンサ５７とが設けられている。また、前記ヘッド５８には、処理液の吐出口６０と、処理液の導入口５９と、Ｎ２ガスの気泡除去のための泡抜き口６１とが、下側から上側へとこの順で設けられている。
【００５０】
さらに、このヘッド５８の内側には、樹脂製のライナー６２が装着されている。このライナー６２の前記導入口５９、吐出口６０、泡抜き口６１に対応する部分には連通孔６２ａ〜６２ｃが設けられており、このうち、前記導入口５９に対応する連通孔６２ａには、図５の（ｂ）、（ｃ）に拡大して示すように、複数のオリフィス孔６２ｄが形成されている。このオリフィス孔６２ｄは、例えば、前記導入口５９の直径が数ｍｍの場合、直径がその１／１０程度の細孔であり、数個設けられる。このような構成によれば、このオリフィス孔６２ｄを通過する処理液は、オリフィス効果により圧力が低下する。このことにより、仮に処理液中にＮ２ガスなどの気体が溶存していた場合であっても、その気体が発砲し気泡化することになる。したがって、前記泡抜き口６１を通じてその気泡を排出（泡抜き）することができるといった効果を得ることができる。
【００５１】
一方、図５の（ａ）に示すように、前記ピストン６３は、処理液に接する側に設けられた樹脂（例えばフッ素樹脂：商品名テフロン）製の表面部材６４と、この表面部材６４を支持する金属製のピストンベース６５とから構成されている。表面部材６４の外周面には、前記処理液室と駆動用ガス室とを機密かつ液密に仕切るための樹脂製のシールリング６６が嵌挿されている。また、ピストンベース６５の外周面には、位置検出用のマグネット６７が嵌合されている。
【００５２】
このような構成によれば、前記接続口５６を通して駆動ガス室ＧＬ内が減圧され、前記ピストン６３が右方向（ＧＬ方向）に駆動されると、前記導入口５９を通じて処理液が処理液室ＳＬ内に導入される。そして、前記接続口５６を通って駆動ガス室ＧＬ内にＮ２ガスが導入され、上記ピストン６３が左側に駆動されると、処理液室ＳＬ内の処理液が前記吐出口６０を通してこのシリンジポンプ５１から吐出される。また、この吐出直後に、前記泡抜き口６１を通って処理液中の気泡が排出されるようになっている。
【００５３】
また、シリンダ５３の外側には、ピストン６３が左端に移動して処理液が完全にエンプティになった状態を検出するためのエンプティセンサ７１と、ピストン６３が右端に移動して処理液が完全に充填されてフルになった状態を検出するためのフルセンサ７３とが設けられている。そして、前記各センサ７１、７３の内側には、処理液が完全にエンプティになる直前を検出するための直前エンプティセンサ７２と、処理液が完全にフルになる直前を検出するための直前フルセンサ７４とが設けられている。
【００５４】
これらのセンサ７１〜７４は、ピストンベース６５に外嵌されたマグネット６７の磁界を検出することにより、ピストン６３の位置を検知することができるようになっている。
【００５５】
次に、図４を参照して、これら第１および第２のシリンジポンプ５１，５２を使用した処理液供給機構の配管構成について具体的に説明する。
【００５６】
まず、シリンジポンプ駆動用のＮ２ガスの供給系統について説明する。
前述したように、第１および第２のシリンジポンプ５１，５２の駆動源としては、Ｎ２ガスが用いられている。したがって、工場配管から供給されるＮ２ガスを導くＮ２ガス供給配管７５が第１、第２のシリンジポンプ５１，５２の前記接続口５６に接続されている。
【００５７】
このＮ２ガス供給配管７５には、工場配管から供給されたＮ２ガスの圧力を調整するためのレギュレータ７６（圧力調整弁）が設けられており、その下流側には、第１および第２シリンジポンプ５１，５２へのＮ２ガスの供給を切り換える２つの第１および第２のＮ２ガス供給用三方弁７７，７８が設けられている。これらの第１および第２の三方弁７７，７８がレギュレータ７６側に切り換えられることで、レギュレータ７６によって略一定圧に調整されたＮ２ガスが第１および第２のシリンジポンプ５１，５２に供給されるようになっている。
【００５８】
また、これらの第１および第２の三方弁７７，７８は、前記第１および第２のシリンジポンプ５１、５２につながる流路を大気圧側（又は負圧側）に切り換えることができるように構成されている。そして、流路を大気圧側（又は負圧側）に切り換えることで、圧力差によって前記シリンジポンプ５１、５２のピストン６３が右側方向（図５の（ａ）参照）に移動し、処理液室ＳＬ内への処理液の導入がなされるようになっている。
【００５９】
また、配管７５の第１および第２シリンジポンプ５１，５２から三方弁７７，７８に至る部分には、リークセンサ７９が設けられている。
【００６０】
次に、処理液の供給系統について説明する。
図中８０は、工場配管からの処理液が導入される処理液配管である。この処理液配管８０には、前述のオリフィス孔６２ｄを設けない場合には前述のオリフィス工場配管から圧送された処理液内のＮ２ガスの気泡を除去するための脱気部材８１を設けることもできる。そして、処理液配管８０の下流側には前記第１および第２のシリンジポンプ５１，５２が、この処理液配管８０に対して並列に接続されている。
【００６１】
すなわち、この配管８０は下流側で二股に分岐され、それぞれ、第１および第２の導入側開閉弁８２，８３を介して前記第１および第２のシリンジポンプ５１、５２の導入口５９に接続されている。また、第１および第２のシリンジポンプ５１、５２の吐出口６０は、それぞれ、第１および第２の吐出側開閉弁８５、８６を経た後、一本の下流側配管８４に纏められている。
【００６２】
この下流側配管８４には、流量計８７と、パーティクルを除去するためのフィルター８８と、流量調整機能を備えた開閉弁８９，８９とが設けられ、最終的に処理ユニット、例えば現像処理ユニット（ＤＥＶ）に接続されている。
【００６３】
さらに、第１および第２シリンジポンプ５１，５２の泡抜き口６１，６１には、ドレイン配管９１が接続されている。このドレイン配管９１には、このドレイン配管９１を開閉する２つの第１および第２の泡抜き用開閉弁９２，９３が設けられている。さらに、フィルター８８からドレイン配管９１への分岐管には、第３の泡抜き用開閉弁９４が設けられている。
【００６４】
このような構成によれば、これらの開閉弁８２、８３、８５、８６、９２、９３、９４、ならびに前述した第１および第２の三方弁７７、７８を所定のタイミングで選択的に作動させることで、前記第１、第２のシリンジポンプ５１、５２のうちの一方を選択し、かつ、選択したシリンジポンプ５１，５２を用いた処理液の供給を行うことができる。なお、図中参照符号９６で示すのは、各弁を制御する制御装置である。
【００６５】
次に、この制御装置９６による前記開閉弁の開閉タイミングを図６を参照して説明する。
【００６６】
この図では、上側の部分に第１のシリンジポンプ５１のタイミングチャートが描かれ、下側の部分に第２のシリンジポンプ５２のタイミングチャートが描かれている。以下、説明の便宜上、両者の制御タイミングを分けて説明する。
【００６７】
まず、タイミングＴ１で、第１の吐出側開閉弁８５が開かれ、第１のシリンジポンプ５１による処理液の吐出が開始される。そして、前記直前エンプティセンサ７２で処理液室ＳＬ内が空になったことが検知されたならば、上記第１の吐出側開閉弁８５が閉じられ、処理液の吐出が停止される（タイミングＴ２）。吐出に要する時間は、ポンプの容量や処理液の使用量に左右される。
【００６８】
また、処理液の供給停止（タイミングＴ２）と同時に、第１の三方弁７７が大気圧もまたは負圧側に切換えられるとともに、導入側開閉弁８２が開かれる。これにより、図５の（ａ）に示すピストン６３が処理液の圧力に押されて右側に移動し、シリンダ５３の処理液室ＳＬ内に処理液が補給される。
【００６９】
なお、この時、処理液は上記導入口５９から、前記オリフィス孔６２ｄを通じてシリンダ５３内に導入される。これにより、処理液の圧力が一時的に低下するから、処理液中に溶存する例えばＮ２等のガス成分が気泡化する。
【００７０】
次いで、前記直前フルセンサ７４によって処理液が処理液室（ＳＬ）内に充填されたことが検出されたならば、導入側開閉弁８２が閉じられ、処理液の補給が終了する（タイミングＴ３）。また、処理液の補給が終了したならば、略同じタイミングＴ３で第１の泡抜き用開閉弁９２が開かれる。これにより、ヘッド５８に設けられた泡抜き口６１から、処理液中で気泡化したＮ２ガスが排出される。この泡抜き口６１はシリンダ５３の上端側に設けられているから、泡抜きを効果的に行うことができる。
【００７１】
また、泡抜きが開始されるのと同じタイミング（Ｔ３）で、第１の三方弁７７がレギュレータ７６側に切り換えられる。これにより、シリンダ５３の駆動ガス室ＧＬ内にＮ２ガスが導入され、このＮ２ガスの圧力で前記ピストン６３が左側に付勢され、前記処理液室ＳＬ内の処理液の加圧が開始され、かつ処理液中の気泡が泡抜き口６１側から有効に排出される。この泡抜きが終了したならば、第１の泡抜き用開閉弁が閉じられる（タイミングＴ４）。
【００７２】
この第１のシリンジポンプ５１は、以上のＴ１〜Ｔ４の動作を繰り返すことで処理液の吐出および補給を繰り返す。
【００７３】
一方、第２のシリンジポンプ５２は、図６に示すように、この第１のシリンジポンプ５１と同様の動作（処理液の吐出）を、第１のシリンジポンプ５１の処理液吐出終了タイミングＴ２にあわせて開始する（タイミングＴ１’）。さらに、第１のシリンジポンプ５１は、処理液の補給（Ｔ２〜Ｔ３）を第２のシリンジポンプ５２による処理液供給中（Ｔ１’〜Ｔ２’）に行い、第２のシリンジポンプ５２による処理液吐出終了タイミングＴ２’にあわせて再び処理液の吐出を開始する。
【００７４】
このような構成によれば、第１および第２のシリンジポンプを交互に使用することで処理液の供給が切れ目なく行われることができる。
【００７５】
なお、前記タイミングＴ３およびＴ４における前記Ｎ２ガス供給用三方弁７７、泡抜き用開閉弁９２及び導入側開閉弁８２の制御は、図７に示すタイミングで行うこともできる。
【００７６】
すなわち、まず、タイミングＴ２において、Ｎ２ガス供給用三方弁７７が大気圧側に切換えられる。このことで、Ｎ２ガス室ＧＬ内の圧力が低下する。そして、圧力が十分に低下して安定したところで、前記導入側開閉弁８２を開く。これにより、処理液室ＳＬ内に処理液の導入が開始される。直前フルセンサ７４によって処理液の充填が検出されると、タイミングＴ３でこの導入側開閉弁８２は閉じられる。そして、この状態で、シリンダ５３内の処理液が安定するまで放置される。この後、三方弁７７が加圧側に切り換えられ、前記ガス室ＧＬ内に駆動用のＮ２ガスが導入され、処理液室ＳＬ内に補充された処理液の加圧が開始される。そして、ガス室ＧＬ内の圧力が安定したところで、泡抜き用開閉弁９２が開かれ泡抜きが行われる。この泡抜き時間は、数秒間だけ泡抜き用開閉弁９２を開くことで実行される。このように制御することにより、吐出される処理液を、脈動を生じさせることなくさらに良好かつ安定的に供給できる。
【００７７】
以上説明した構成によれば、以下の効果を得ることができる。
まず、本実施形態では、シリンジポンプ５１，５２を用いて処理液を圧送しているため、Ｎ２ガスが処理液に直接触れることがない。このため、この処理液にＮ２ガスが混入することを防止できる。また、処理液を繰り返し加圧して送り出すのではなく、常に一定の圧力で一方向に加圧して吐出するようにしているから、吐出される処理液に脈動が生じることがない。
【００７８】
また、工場配管から導入された処理液にＮ２ガスが混入していた場合でも、処理液配管８０に設ける脱気部材８１、若しくは導入口５９に連通するオリフィス孔６２ｄおよび泡抜き口６１の作用によって良好な脱気が行えることになる。
【００７９】
さらに、上記構成によれば、２つのシリンジポンプ５１，５２を切り換えて、処理液を交互に加圧して各処理ユニットに圧送しているので、処理液を切れ目なく連続的に吐出することができ、しかも常時略一定圧力で加圧して圧送することができる。
【００８０】
さらにまた、この実施形態のように、第１および第２シリンジポンプ５１，５２を、ピストン６３，６３か略水平に移動するように配置する場合には、いわゆる縦置きの場合のように処理液の水頭の影響を受けることがなく、精密な圧力制御を行うことができる。
【００８１】
さらにまた、ピストン位置センサ７１〜７４により、ピストン６３、６３の位置を正確検出しているため、この検出信号に基づいて、開閉弁８２，８３、８５，８６を正確に制御することができる。
【００８２】
なお、この実施形態では、シリンジポンプ５１，５２の接続口５６を工場配管からのＮ２ガス（レギュレータ７６）と大気圧とに選択的に接続できるように構成しているが、処理液の供給圧が低い場合には、大気圧でなく負圧に接続することにより、強制的な給液が可能となる。図８は、負圧に接続できる構成を示すものである。ただし、図８は、第１および第２のシリンジポンプ５１、５２を含むＮ２ガス供給系統のみを示したものである。また、図４に示す配管構成と同一の構成要素には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【００８３】
この配管においては、前記第１、第２の三方弁７７、７８の代りにそれぞれ２つの開閉弁７７ａ、７７ｂ、７８ａ、７８ｂを用いている。すなわち、シリンジポンプの接続口５６に接続された配管の上流側は、２股に分岐され、一方は、Ｎ２ガス供給用開閉弁７７ａ、７８ａを介してＮ２ガス供給配管７５に接続されている。そして、他方の配管は、減圧用開閉弁７７ｂ、７８ｂを介して負圧発生用のエジェクタ９７に接続されている。
【００８４】
ここでエジェクタ９７は、空気圧により作動し、負圧を発生させるものであり、駆動用の空気配管１０１に接続されている。この空気配管１０１の上流側には、駆動用空気圧を制御するレギュレータ９８が配置され、このレギュレータ９８とエジェクタ９７との間にはエジェクタ用開閉弁９９が設けられている。
【００８５】
したがって、前記エジェクタ用開閉弁９９および前記減圧用開閉弁７７ｂ（７８ｂ）が開かれることで、前記第１、第２のシリンジポンプ５１、５２のガス室ＧＬがエジェクタ９７によって負圧に引かれることになる。
【００８６】
なお、この図において、符号１０２で示すのは液漏れを検出するためのリークセンサであり、前述のリークセンサ７９か、どちらか一方を設置する。また、１０３で示すのは負圧度を監視するためのバキュームゲージである。
【００８７】
このような構成によれば、供給液の補給を高速で行えるとともに、給液時に液圧を大気圧以下に下げることができるから脱気を効果的に行うことができる。
【００８８】
（第２の実施形態）
次に、この発明の第２の実施形態について説明する。
この実施形態は、前記第１および第２のシリンジポンプの代わりに第１および第２のベローズポンプ５１’、５２’を使用するものである。ベローズポンプの構成を図９に示す。なお、第１および第２のベローズポンプ５１’，５２’は全く同一の構成を有するものであるから、図９では第１のベローズポンプ５１’の構成のみを示す。また、図９において、前記第１の実施形態のシリンジポンプ５１、５２と同様の構成要素には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【００８９】
まず、このベローズポンプ５１’は、前記シリンジポンプ５１と同様に構成されたシリンダ５３、カバー５５、およびヘッド５８を有する。ただし、シリンダ５３内には、樹脂製のベローズ１００が伸縮自在に設けられ、このベローズ１００の基部１０５が金属または樹脂製のピストンベース６５に取り付けられている。これにより、ベローズ１００内に処理液を充填することができ、ピストンベース６５がＮ２ガスによって略一定圧力により上方向に押圧されると、ベローズ１００内の処理液が略一定圧力で加圧して吐出されるようになっている。
【００９０】
このベローズポンプ５１’は、第１の実施形態と異なり、ピストン６３の動作方向を略垂直にし、かつ前記ヘッド５８を上側にした縦置き状態で用いられる。これは、横置きで使用すると、ベローズ１００の「ひだ」部分に発泡した気泡が溜まり除去しにくくなる可能性があるからである。また、縦型で使用することにより、気泡の収集が容易になり泡抜き口６１からの泡抜きが容易になる効果もある。
【００９１】
また、吐出口６０には、ベローズ１００内を下方向に所定の寸法で伸びるポンプ内吐出管１０６が接続されている。このことによりヘッド５８の下面と処理液の吐出部分（ポンプ内吐出管１０６の下端）に上下方向のオフセットを設けることができるから、導入口６２ａのオリフィス孔６２ｄで発生した気泡が、前記吐出口６０を通って吐出されてしまうことを有効に防止できる。
【００９２】
このようなベローズポンプ５１’の場合には、ピストン６３のような摺動部分がないため、塵埃等の発生の虞れがないといった利点がある。さらに、ベローズ式の場合には、駆動用のＮ２ガスが処理液室ＳＬ内にリークするおそれがない。このため、ポンプにリークセンサを設ける必要がない。もちろん、ベローズポンプにおいてもベローズ破損時に接続口５６から流れ出た処理液を検出できるよう、その近くの配管に処理液検出センサを設けることが望ましい。
【００９３】
図１０は、２つのベローズポンプ５１’、５２’を用いた配管構成の例である。この図では、前記第１の実施形態（図４）と同様の構成には同一符号を付している。また、供給液の補給を行う手段としては、図８に示した負圧を用いた構成を採用している。図に示された配管構成は、全てすでに説明した構成であるので、再度の説明は省略する。
【００９４】
また、図１１は、この実施形態のシステムの動作を示すタイミングチャートである。このタイミングチャートは、基本的には、第１の実施形態のもの（図６および図７）と同じであるが、図６のタイミングチャートに、Ｎ２ガス供給用開閉弁７７ａ、７８ａ、減圧用開閉弁７７ｂ、７８ｂ及びエジェクタ用開閉弁９９の駆動タイミングを追加した点が異なる。
【００９５】
なお、Ｎ２ガス供給用開閉弁７７ａ（７８ａ）、減圧用開閉弁７７ｂ（７８ｂ）は、排他制御され、前記図６に示す三方弁７７と同じタイミングで作動する。また、エジェクタ用開閉弁９９の駆動タイミングは、減圧用開閉弁７７ｂ、７８ｂの「開」タイミングに一致する。
【００９６】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、発明の要旨を変更しない範囲で種々変形が可能である。例えば、供給する処理液は、現像液に限定されるものではなく、シンナーその他のものであってもよい。
【００９７】
また、上記処理装置においては、被処理基板として半導体ウエハＷを処理しているが、これに限らず、例えばＬＣＤ用ガラス基板であってもよい。また、加圧手段も上記実施の形態のものに限らない。
【００９８】
さらに、上記第１の実施形態のタイミングチャート（図６）においては、泡抜き用開閉弁９２の開閉を処理液補給（タイミングＴ３）後に行ったが、図１２のタイミングチャートに示されるように、処理液の吐出直後（タイミングＴ２）に行うようにしても良い。このような構成によれば、処理液吐出後に残った気泡を、残留する処理液と一緒に前記泡抜き口６１から排出することができる。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る処理液供給システムによれば、処理液を中間貯留機構の容器に一旦貯留し、流体の圧力により直動して流体の圧力を処理液に作用させる加圧体を用いて、常に一定の圧力で一方向に前記容器内の処理液を加圧して処理液を吐出させるので、従来のポンプによる圧送のように脈動が生じることなく安定した供給を行うことができ、また、処理液が圧力媒体であるＮ２ガス等の圧送ガスに直接接触することがないので処理液へのガスの混入が生じず、プロセスに悪影響を与えずに処理液を供給することができる。
【０１００】
また、前記中間貯溜機構を２以上有し、これらの中間貯溜機構を選択的に切換えて処理液の吐出を連続的に行わせる切換弁を有するので、処理液を切れ目なく連続的に吐出することができる。したがって、これらを切り換えることにより、処理液を常に一定の圧力で安定して長期間連続して吐出することができる。
【０１０１】
さらに、中間貯留機構の容器に、処理液中の気泡をこの容器外へ排出するための泡抜き口を設けることにより、またさらに、処理液の導入口に、導入される処理液の圧力を低下させることでこの処理液に溶存する気体を発泡させ気泡を生成する流路を設けることにより、処理液中にＮ２ガス等の圧送ガスが混入している場合でも、これを有効に脱気することができる。
【０１０２】
さらにまた、このような処理液供給システムを用いる処理装置、さらには上記効果を有する処理液供給方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の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の平面図。
【図２】図１に示す塗布現像処理システムの正面図。
【図３】図１に示す塗布現像処理システムの背面図。
【図４】本発明の一実施形態に係る処理液供給システムの配管構成図。
【図５】図４に示した処理液供給システムに用いるシリンジポンプを示す縦断面図、シリンジポンプの処理液導入口部分を拡大して示す縦断面図。
【図６】処理液供給システムの処理液供給動作を示すタイミングチャート。
【図７】図６の一部をさらに詳しく説明するためのタイミングチャート。
【図８】配管構成の他の例を示す図。
【図９】この発明の第２の実施形態で用いるベローズポンプを示す縦断面図。
【図１０】第２の実施形態における配管構成図。
【図１１】同実施形態における動作を示すタイミングチャート。
【図１２】脱気タイミングに関する別の例を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
１…塗布現像処理システム
５１，５２…シリンジポンプ（中間貯留機構）
５１’，５２’…ベローズポンプ（中間貯留機構）
５１''，５２''…ダイアフラムポンプ（中間貯留機構）
５３…シリンダ
６１…泡抜き口
６３…ピストン
７１〜７２…センサ
７５…ガス供給配管
７６…レギュレータ
７７，７８…ガス供給用三方弁
７９…リークセンサ
８０…処理液配管
９６…制御装置
１００…ベローズ
ＤＥＶ…現像ユニット
Ｗ…半導体ウエハ
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体デバイスやＬＣＤ等の製造プロセスにおいて、現像液等の処理液を供給する処理液供給システム、これを用いた処理装置、および処理液供給方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、半導体デバイスの製造プロセス中のフォトリソグラフィー工程においては、ウエハにレジスト液を塗布してレジスト膜を形成し、その後、このレジスト膜上に所定のパターンを露光し、さらに現像処理を施すことでウエハ上に所定のパターンの回路を形成している。
【０００３】
このような一連の処理は、塗布・現像処理システムによって行われる。
この塗布・現像処理システムにおいては、現像液やシンナー等の処理液を、このシステムに設けられた各処理ユニット、すなわち、アドヒージョン処理ユニット、レジスト塗布ユニット、現像ユニット等に供給する必要がある。この場合、処理液は、工場配管に備えられたＮ２ガス圧送設備により中間タンクに圧送され一旦貯留された後、この中間タンクから各処理ユニットに供給されるようになっている。中間タンクからの供給手段としては、ポンプまたはＮ２ガス圧送設備が用いられている。
【０００４】
ところで、中間タンクの処理液を、ポンプを用いて各処理ユニットに圧送する場合には、処理液が繰り返し加圧されるため、処理ユニットに到達した処理液に脈動が生じている可能性がある。そのため、中間タンクから各処理ユニットへの圧送手段としては、Ｎ２ガス圧送設備を用いることが多くなっている。Ｎ２ガス圧送設備を用いる場合には、中間タンクに貯留された処理液に高圧のＮ２ガスを直接吹き付け、これにより加圧された処理液を中間タンクから各処理ユニットに圧送するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、Ｎ２ガス圧送設備を用いると、処理液に高圧のＮ２ガスが直接吹き付けられることから、処理液にＮ２ガスが混入し、処理液が各処理ユニットに到達して圧力が下がった時、Ｎ２ガスが処理液内で発泡して気泡化するという不都合が生じる場合がある。その結果、例えば、現像処理ユニットでは、現像液中にＮ２ガスの気泡が混入し、これにより現像ムラが生じる等、プロセスに悪影響を及ぼす可能性がある。
【０００６】
また、塗布・現像システムに用いられる電子式流量計の中にはマスフローメーターのように気泡の存在により流量が正確に測定することができないものがあるため、正確な量の処理液を供給することができない可能性もある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、吐出される処理液に脈動が生じることなく、さらに、吐出される処理液にＮ２ガス等の圧送ガスが混入することなく、現像液等の処理液を供給することができる処理液供給システムおよび処理液供給方法を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、処理液を常に一定の圧力で安定して吐出することができ、かつ、処理液を切れ目なく連続的に吐出することができる処理液供給システムを提供することにある。
【０００９】
本発明のさらに他の目的は、処理液中にＮ２ガス等の圧送ガスが混入している場合でも、これを有効に脱気することができる処理液供給システムを提供することにある。
【００１０】
本発明のさらに他の目的は、このような処理液供給システムを用いる処理装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の観点によれば、処理液を供給する処理液供給システムであって、処理液を供給する処理液供給源と、処理液供給源から供給された処理液を一旦貯留し、所定の圧力で再び吐出する少なくとも２つの中間貯溜機構と、各中間貯溜機構に貯留された処理液に圧力を作用させるための流体を、前記各中間貯溜機構に供給するための流体供給機構と、これら中間貯溜機構を選択的に切換える切換弁とを具備し、前記中間貯留機構は、処理液の導入口と吐出口とを有し、導入口を通って導入された処理液を貯溜し、かつこれを吐出することが可能な容器と、この容器内に設けられ、前記流体供給機構から供給された流体と処理液との間に介在し、この流体の圧力により直動して流体の圧力を処理液に作用させる加圧体とを有し、前記流体供給機構により前記加圧体に流体を作用させて、常に一定の圧力で一方向に前記容器内の処理液を加圧して処理液を吐出させるとともに、前記切換弁によって前記中間貯留機構を選択的に切り換えることにより、前記処理液を連続的に吐出させることを特徴とする処理液供給システムが提供される。
【００１２】
このような構成によれば、処理液を中間貯留機構の容器に一旦貯留し、流体の圧力により直動して流体の圧力を処理液に作用させる加圧体を用いて、常に一定の圧力で一方向に前記容器内の処理液を加圧して処理液を吐出させるので、従来のポンプによる圧送のように脈動が生じることなく安定した供給を行うことができ、また、処理液が圧力媒体であるＮ２ガス等の圧送ガスに直接接触することがないので処理液へのガスの混入が生じず、プロセスに悪影響を与えずに処理液を供給することができる。
【００１３】
また、前記中間貯溜機構を２以上有し、これらの中間貯溜機構を選択的に切換えて処理液の吐出を連続的に行わせる切換弁を有するので、処理液を切れ目なく連続的に吐出することができる。したがって、これらを切り換えることにより、処理液を常に一定の圧力で安定して長期間連続して吐出することができる。
【００１４】
さらに、前記容器には、前記処理液中の気泡をこの容器外へ排出するための泡抜き口を有することが好ましく、この場合、前記処理液の導入口に、導入される処理液の圧力を低下させることでこの処理液に溶存する気体を発泡させ気泡を生成する流路を設けることが望ましい。これにより、処理液中にＮ２ガス等の圧送ガスが混入している場合でも、これを有効に脱気することができる。
【００１５】
また、本発明の第２の観点によれば、処理液を供給する処理液供給源と、処理液供給源から供給された処理液を一旦貯留し、所定の圧力で再び吐出する少なくとも２つの中間貯溜機構と、各中間貯溜機構に貯留された処理液に圧力を作用させるための流体を、前記各中間貯溜機構に供給するための流体供給機構と、これら中間貯溜機構を選択的に切換える切換弁と、前記中間貯溜機構から吐出された処理液を用いて被処理体に所定の処理を施す処理部とを具備し、前記中間貯留機構は、処理液の導入口と吐出口とを有し、導入口を通って導入された処理液を貯溜し、かつこれを吐出することが可能な容器と、この容器内に設けられ、前記流体供給機構から供給された流体と処理液との間に介在し、この流体の圧力により直動して流体の圧力を処理液に作用させる加圧体とを有し、前記流体供給機構により前記加圧体に流体を作用させて、常に一定の圧力で一方向に前記容器内の処理液を加圧して処理液を吐出させるとともに、前記切換弁によって前記中間貯留機構を選択的に切り換えることにより、前記処理液を連続的に吐出させることを特徴とする処理装置が提供される。
【００１６】
また、本発明の第３の観点によれば、処理液の導入口と吐出口とを有し、導入口を通って導入された処理液を貯溜し、かつこれを吐出することが可能な容器と、この容器内に設 けられ、前記流体供給機構から供給された流体と処理液との間に介在し、この流体の圧力により直動して流体の圧力を処理液に作用させるピストンとを有する複数の中間貯留機構に、処理液供給源から供給された処理液を一旦貯留してから吐出する処理液供給方法であって、１の中間貯留機構において、その流体供給機構により前記ピストンに流体を作用させて、常に一定の圧力で一方向に前記容器内の処理液を加圧して処理液を吐出させる工程と、この１の中間貯留機構から処理液が吐出されている間に、他の１の中間貯留機構に処理液供給源から処理液を補給する工程と、前記１の中間貯留機構からの処理液の吐出が終了したことに基づいて、前記他の１の中間貯留機構からの処理液の吐出を開始させる工程と、前記他の中間貯留機構から、その流体供給機構により前記ピストンに流体を作用させて、常に一定の圧力で一方向に前記容器内の処理液を加圧して処理液を吐出させる工程とを具備することを特徴とする処理液供給方法が提供される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
まず、この発明の処理液供給システムが採用された塗布現像処理システムを図１〜図３に基づいて説明した後、図４以下に基づいて該処理液供給システムの実施形態について説明する。
【００１８】
図１〜図３は、塗布現像処理システム１の全体構成図であって、図１は平面、図２は正面、図３は背面をそれぞれ示している。
【００１９】
このレジスト塗布現像処理システム１は、搬送ステーションであるカセットステーション１０と、複数の処理ユニットを有する処理ステーション１１と、処理ステーション１１と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を受け渡すためのインターフェイス部１２とを具備している。
【００２０】
上記カセットステーション１０は、被処理体としての半導体ウエハＷ（以下、単にウエハと記す）を複数枚例えば２５枚単位でウエハカセットＣＲに搭載された状態で他のシステムからこのシステムへ搬入またはこのシステムから他のシステムへ搬出したり、ウエハカセットＣＲと処理ステーション１１との間でウエハＷの搬送を行うためのものである。
【００２１】
このカセットステーション１０においては、図１に示すように、カセット載置台２上に図中Ｘ方向に沿って複数（図では４個）の位置決め突起２０ａが形成されており、この突起２０ａの位置にウエハカセットＣＲがそれぞれのウエハ出入口を処理ステーション１１側に向けて一列に載置可能となっている。ウエハカセットＣＲにおいてはウエハＷが垂直方向（Ｚ方向）に配列されている。また、カセットステーション１０は、ウエハカセット載置台２０と処理ステーション１１との間に位置するウエハ搬送機構２１を有している。このウエハ搬送機構２１は、カセット配列方向（Ｘ方向）およびその中のウエハＷのウエハ配列方向（Ｚ方向）に移動可能なウエハ搬送用アーム２１ａを有しており、この搬送アーム２１ａによりいずれかのウエハカセットＣＲに対して選択的にアクセス可能となっている。また、ウエハ搬送用アーム２１ａは、θ方向に回転可能に構成されており、後述する処理ステーション１１側の第３の処理部Ｇ３に属するアライメントユニット（ＡＬＩＭ）およびエ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。
【００２２】
上記処理ステーション１１は、半導体ウエハＷへ対して塗布・現象を行う際の一連の工程を実施するための複数の処理ユニットを備え、これらが所定位置に多段に配置されており、これらにより半導体ウエハＷが一枚ずつ処理される。この処理ステーション１１は、図１に示すように、中心部に搬送路２２ａを有し、この中に主ウエハ搬送機構２２が設けられ、ウエハ搬送路２２ａの周りに全ての処理ユニットが配置されている。これら複数の処理ユニットは、複数の処理部に分かれており、各処理部は複数の処理ユニットが鉛直方向に沿って多段に配置されている。
【００２３】
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）の回転駆動力によって回転可能となっており、それにともなってウエハ搬送装置４６も一体的に回転可能となっている。
【００２４】
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。
【００２５】
また、図１に示すように、この実施の形態においては、４個の処理部Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４がウエハ搬送路２２ａの周囲に実際に配置されており、処理部Ｇ５は必要に応じて配置可能となっている。
【００２６】
これらのうち、第１および第２の処理部Ｇ１，Ｇ２はシステム正面（図１において手前）側に並列に配置され、第３の処理部Ｇ３はカセットステーション１０に隣接して配置され、第４の処理部Ｇ４はインターフェイス部１２に隣接して配置されている。また、第５の処理部Ｇ５は背面部に配置可能となっている。
【００２７】
この場合、図２に示すように、第１の処理部Ｇ１では、カップＣＰ内でウエハＷをスピンチャック（図示せず）に載置して所定の処理を行う２台のスピナ型処理ユニットが上下２段に配置されており、この実施形態においては、ウエハＷにレジストを塗布するレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）およびレジストのパターンを現像する現像ユニット（ＤＥＶ）が下から順に２段に重ねられている。第２の処理部Ｇ２も同様に、２台のスピナ型処理ユニットとしてレジスト塗布ユニット（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。
【００２８】
このようにレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）等を下段側に配置する理由は、レジスト液の廃液が機構的にもメンテナンスの上でも現像液の廃液よりも本質的に複雑であり、このように塗布ユニット（ＣＯＴ）等を下段に配置することによりその複雑さが緩和されるからである。しかし、必要に応じてレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）等を上段に配置することも可能である。
【００２９】
第３の処理部Ｇ３においては、図３に示すように、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が多段に重ねられている。すなわち冷却処理を行うクーリングユニット（ＣＯＬ）、レジストの定着性を高めるためのいわゆる疎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）、ウエハＷの搬入出を行うエクステンションユニット（ＥＸＴ）、露光処理前や露光処理後、さらには現像処理後にウエハＷに対して加熱処理を行う４つの加熱処理ユニット（ＨＰ）が下から順に８段に重ねられている。なお、アライメントユニット（ＡＬＩＭ）の代わりにクーリングユニット（ＣＯＬ）を設け、クーリングユニット（ＣＯＬ）にアライメント機能を持たせてもよい。
【００３０】
第４の処理部Ｇ４も、オーブン型の処理ユニットが多段に重ねられている。すなわち、クーリングユニット（ＣＯＬ）、クーリングプレートを備えたウエハ搬入出部であるエクステンション・クーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）、エクステンションユニット（ＥＸＴ）、クーリングユニット（ＣＯＬ）、および４つの加熱処理ユニット（ＨＰ）が下から順に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）、エクステンション・クーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）を下段に配置し、処理温度の高い加熱処理ユニット（ＨＰ）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】
上述したように、主ウエハ搬送機構２２の背部側に第５の処理部Ｇ５を設けることができるが、第５の処理部Ｇ５を設ける場合には、案内レール２５に沿って主ウエハ搬送機構２１から見て側方へ移動できるようになっている。したがって、第５の処理部Ｇ５を設けた場合でも、これを案内レール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２１に対して背後からメンテナンス作業を容易に行うことができる。この場合に、このような直線状の移動に限らず、回動させるようにしても同様にスペースの確保を図ることができる。なお、この第５の処理部Ｇ５としては、基本的に第３および第４の処理部Ｇ３，Ｇ４と同様、オープン型の処理ユニットが多段に積層された構造を有しているものを用いることができる。
【００３３】
上記インターフェイス部１２は、奥行方向（Ｘ方向）については、処理ステーション１１と同じ長さを有している。図１、図２に示すように、このインターフェイス部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、背面部には周辺露光装置２３が配設され、中央部には、ウエハ搬送体２４が配設されている。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にアクセス可能となっている。また、このウエハ搬送体２４は、θ方向に回転可能であり、処理ステーション１１の第４の処理部Ｇ４に属するエ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け渡し台（図示せず）にもアクセス可能となっている。
【００３４】
このようなレジスト塗布現像処理システムにおいては、まず、カセットステーション１０において、ウエハ搬送機構２１のウエハ搬送用アーム２１ａがカセット載置台２０上の未処理のウエハＷを収容しているウエハカセットＣＲにアクセスして、そのカセットＣＲから一枚のウエハＷを取り出し、第３の処理部Ｇ３のエクステンションユニット（ＥＸＴ）に搬送する。
【００３５】
ウエハＷは、このエクステンションユニット（ＥＸＴ）から、主ウエハ搬送機構２２のウエハ搬送装置４６により、処理ステーション１１に搬入される。そして、第３の処理部Ｇ３のアライメントユニット（ＡＬＩＭ）によりアライメントされた後、アドヒージョン処理ユニット（ＡＤ）に搬送され、そこでレジストの定着性を高めるための疎水化処理（ＨＭＤＳ処理）が施される。この処理は加熱を伴うため、その後ウエハＷは、ウエハ搬送装置４６により、クーリングユニット（ＣＯＬ）に搬送されて冷却される。
【００３６】
アドヒージョン処理が終了し、クーリングユニット（ＣＯＬ）で冷却さたウエハＷは、引き続き、ウエハ搬送装置４６によりレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）に搬送され、そこで塗布膜が形成される。塗布処理終了後、ウエハＷは処理部Ｇ３，Ｇ４のいずれかの加熱処理ユニット（ＨＰ）内でプリベーク処理され、その後いずれかのクーリングユニット（ＣＯＬ）にて冷却される。
【００３７】
冷却されたウエハＷは、第３の処理部Ｇ３のアライメントユニット（ＡＬＩＭ）に搬送され、そこでアライメントされた後、第４の処理部群Ｇ４のエクステンションユニット（ＥＸＴ）を介してインターフェイス部１２に搬送される。
【００３８】
インターフェイス部１２では、周辺露光装置２３により周辺露光されて余分なレジストが除去された後、インターフェイス部１２に隣接して設けられた露光装置（図示せず）により所定のパターンに従ってウエハＷのレジスト膜に露光処理が施される。
【００３９】
露光後のウエハＷは、再びインターフェイス部１２に戻され、ウエハ搬送体２４により、第４の処理部Ｇ４に属するエクステンションユニット（ＥＸＴ）に搬送される。そして、ウエハＷは、ウエハ搬送装置４６により、いずれかの加熱処理ユニット（ＨＰ）に搬送されてポストエクスポージャーベーク処理が施され、次いで、クーリングユニット（ＣＯＬ）により冷却される。
【００４０】
その後、ウエハＷは現像ユニット（ＤＥＶ）に搬送され、そこで露光パターンの現像が行われる。現像終了後、ウエハＷはいずれかの加熱処理ユニット（ＨＰ）に搬送されてポストベーク処理が施され、次いで、クーリングユニット（ＣＯＬ）により冷却される。このような一連の処理が終了した後、第３処理ユニット群Ｇ３のエクステンションユニット（ＥＸＴ）を介してカセットステーション１０に戻され、いずれかのウエハカセットＣＲに収容される。
【００４１】
このような塗布現像システムによれば、各処理ユニットが上下方向に積層されて構成されているから装置の設置面積を著しく減少させることができる。
【００４２】
次に、図４ないし図６を参照して、この発明の特徴を含む処理液供給システムについて説明する。この処理液供給システムは、前記塗布現像システムに組み込まれ、例えば、処理液としての現像液を前記現像処理ユニット（ＤＥＶ）に供給するものである。
【００４３】
図４は、本実施形態に係る処理液供給システムの配管構成図である。
この処理液供給システムは、工場配管等の供給源からＮ２ガス圧送またはポンプ圧送された現像液等の処理液を一旦受け取って貯留し、現像処理ユニット（ＤＥＶ）等の処理ユニットに圧送する役割を果たすものである。
【００４４】
そして、この処理液供給システムは、中間貯留機構としてシリンジポンプ５１，５２を用いることで、加圧用のＮ２ガスが直接処理液に触れることがなく、かつ処理液を常に一定の圧力で安定して吐出できるように構成している。
【００４５】
さらに、この処理液供給システムは、２つのシリンジポンプ５１，５２を使用することで、一方のシリンジポンプ５１からの処理液供給が終了した場合にでも、他のシリンジポンプ５２を使用することで処理液を切れ目無く継続的に供給できるように構成している。以下、これら２つのシリンジポンプを、それぞれ第１のシリンジポンプ５１、第２のシリンジポンプ５２と称して説明を行う。
【００４６】
この処理液供給システムの配管構成の詳細を説明する前に、図５の（ａ）を参照して、第１および第２のシリンジポンプ５１，５２の構成を説明する。なお、これら第１および第２のシリンジポンプ５１，５２は全く同一の構成を有するものであるから、第１のシリンジポンプ５１の構成のみを説明し、第２のシリンジポンプ５２の説明は省略する。
【００４７】
図５の（ａ）に示すように、第１のシリンジポンプ５１は、横置きされたシリンダ５３と、このシリンダ５３内を水平方向に摺動自在に移動するピストン６３とを有する。このピストン６３は、シリンダ５３内を左側の処理液室ＳＬと右側の駆動用ガス室ＧＬに区画されている。そして、このピストン６３は、前記駆動用ガス室ＧＬに例えばＮ２ガスが導入されることで左側（ＳＬ方向）方向に駆動され、処理液室ＳＬ内の処理液を加圧するようになっている。
【００４８】
上記シリンダ５３は、両端が開放した金属製の円筒本体５４ａと、この円筒本体５４ａの内周面に装着された耐処理液性を有する樹脂製のライナー５４ｂと、前記円筒本体５４ａの右側開放端を閉塞するカバー５５と、右側開放端を閉塞するヘッド５８とを有する。
【００４９】
上記カバー５５には、Ｎ２ガス供給配管７５（後述）の接続口５６と、リークセンサ５７とが設けられている。また、前記ヘッド５８には、処理液の吐出口６０と、処理液の導入口５９と、Ｎ２ガスの気泡除去のための泡抜き口６１とが、下側から上側へとこの順で設けられている。
【００５０】
さらに、このヘッド５８の内側には、樹脂製のライナー６２が装着されている。このライナー６２の前記導入口５９、吐出口６０、泡抜き口６１に対応する部分には連通孔６２ａ〜６２ｃが設けられており、このうち、前記導入口５９に対応する連通孔６２ａには、図５の（ｂ）、（ｃ）に拡大して示すように、複数のオリフィス孔６２ｄが形成されている。このオリフィス孔６２ｄは、例えば、前記導入口５９の直径が数ｍｍの場合、直径がその１／１０程度の細孔であり、数個設けられる。このような構成によれば、このオリフィス孔６２ｄを通過する処理液は、オリフィス効果により圧力が低下する。このことにより、仮に処理液中にＮ２ガスなどの気体が溶存していた場合であっても、その気体が発砲し気泡化することになる。したがって、前記泡抜き口６１を通じてその気泡を排出（泡抜き）することができるといった効果を得ることができる。
【００５１】
一方、図５の（ａ）に示すように、前記ピストン６３は、処理液に接する側に設けられた樹脂（例えばフッ素樹脂：商品名テフロン）製の表面部材６４と、この表面部材６４を支持する金属製のピストンベース６５とから構成されている。表面部材６４の外周面には、前記処理液室と駆動用ガス室とを機密かつ液密に仕切るための樹脂製のシールリング６６が嵌挿されている。また、ピストンベース６５の外周面には、位置検出用のマグネット６７が嵌合されている。
【００５２】
このような構成によれば、前記接続口５６を通して駆動ガス室ＧＬ内が減圧され、前記ピストン６３が右方向（ＧＬ方向）に駆動されると、前記導入口５９を通じて処理液が処理液室ＳＬ内に導入される。そして、前記接続口５６を通って駆動ガス室ＧＬ内にＮ２ガスが導入され、上記ピストン６３が左側に駆動されると、処理液室ＳＬ内の処理液が前記吐出口６０を通してこのシリンジポンプ５１から吐出される。また、この吐出直後に、前記泡抜き口６１を通って処理液中の気泡が排出されるようになっている。
【００５３】
また、シリンダ５３の外側には、ピストン６３が左端に移動して処理液が完全にエンプティになった状態を検出するためのエンプティセンサ７１と、ピストン６３が右端に移動して処理液が完全に充填されてフルになった状態を検出するためのフルセンサ７３とが設けられている。そして、前記各センサ７１、７３の内側には、処理液が完全にエンプティになる直前を検出するための直前エンプティセンサ７２と、処理液が完全にフルになる直前を検出するための直前フルセンサ７４とが設けられている。
【００５４】
これらのセンサ７１〜７４は、ピストンベース６５に外嵌されたマグネット６７の磁界を検出することにより、ピストン６３の位置を検知することができるようになっている。
【００５５】
次に、図４を参照して、これら第１および第２のシリンジポンプ５１，５２を使用した処理液供給機構の配管構成について具体的に説明する。
【００５６】
まず、シリンジポンプ駆動用のＮ２ガスの供給系統について説明する。
前述したように、第１および第２のシリンジポンプ５１，５２の駆動源としては、Ｎ２ガスが用いられている。したがって、工場配管から供給されるＮ２ガスを導くＮ２ガス供給配管７５が第１、第２のシリンジポンプ５１，５２の前記接続口５６に接続されている。
【００５７】
このＮ２ガス供給配管７５には、工場配管から供給されたＮ２ガスの圧力を調整するためのレギュレータ７６（圧力調整弁）が設けられており、その下流側には、第１および第２シリンジポンプ５１，５２へのＮ２ガスの供給を切り換える２つの第１および第２のＮ２ガス供給用三方弁７７，７８が設けられている。これらの第１および第２の三方弁７７，７８がレギュレータ７６側に切り換えられることで、レギュレータ７６によって略一定圧に調整されたＮ２ガスが第１および第２のシリンジポンプ５１，５２に供給されるようになっている。
【００５８】
また、これらの第１および第２の三方弁７７，７８は、前記第１および第２のシリンジポンプ５１、５２につながる流路を大気圧側（又は負圧側）に切り換えることができるように構成されている。そして、流路を大気圧側（又は負圧側）に切り換えることで、圧力差によって前記シリンジポンプ５１、５２のピストン６３が右側方向（図５の（ａ）参照）に移動し、処理液室ＳＬ内への処理液の導入がなされるようになっている。
【００５９】
また、配管７５の第１および第２シリンジポンプ５１，５２から三方弁７７，７８に至る部分には、リークセンサ７９が設けられている。
【００６０】
次に、処理液の供給系統について説明する。
図中８０は、工場配管からの処理液が導入される処理液配管である。この処理液配管８０には、前述のオリフィス孔６２ｄを設けない場合には前述のオリフィス工場配管から圧送された処理液内のＮ２ガスの気泡を除去するための脱気部材８１を設けることもできる。そして、処理液配管８０の下流側には前記第１および第２のシリンジポンプ５１，５２が、この処理液配管８０に対して並列に接続されている。
【００６１】
すなわち、この配管８０は下流側で二股に分岐され、それぞれ、第１および第２の導入側開閉弁８２，８３を介して前記第１および第２のシリンジポンプ５１、５２の導入口５９に接続されている。また、第１および第２のシリンジポンプ５１、５２の吐出口６０は、それぞれ、第１および第２の吐出側開閉弁８５、８６を経た後、一本の下流側配管８４に纏められている。
【００６２】
この下流側配管８４には、流量計８７と、パーティクルを除去するためのフィルター８８と、流量調整機能を備えた開閉弁８９，８９とが設けられ、最終的に処理ユニット、例えば現像処理ユニット（ＤＥＶ）に接続されている。
【００６３】
さらに、第１および第２シリンジポンプ５１，５２の泡抜き口６１，６１には、ドレイン配管９１が接続されている。このドレイン配管９１には、このドレイン配管９１を開閉する２つの第１および第２の泡抜き用開閉弁９２，９３が設けられている。さらに、フィルター８８からドレイン配管９１への分岐管には、第３の泡抜き用開閉弁９４が設けられている。
【００６４】
このような構成によれば、これらの開閉弁８２、８３、８５、８６、９２、９３、９４、ならびに前述した第１および第２の三方弁７７、７８を所定のタイミングで選択的に作動させることで、前記第１、第２のシリンジポンプ５１、５２のうちの一方を選択し、かつ、選択したシリンジポンプ５１，５２を用いた処理液の供給を行うことができる。なお、図中参照符号９６で示すのは、各弁を制御する制御装置である。
【００６５】
次に、この制御装置９６による前記開閉弁の開閉タイミングを図６を参照して説明する。
【００６６】
この図では、上側の部分に第１のシリンジポンプ５１のタイミングチャートが描かれ、下側の部分に第２のシリンジポンプ５２のタイミングチャートが描かれている。以下、説明の便宜上、両者の制御タイミングを分けて説明する。
【００６７】
まず、タイミングＴ１で、第１の吐出側開閉弁８５が開かれ、第１のシリンジポンプ５１による処理液の吐出が開始される。そして、前記直前エンプティセンサ７２で処理液室ＳＬ内が空になったことが検知されたならば、上記第１の吐出側開閉弁８５が閉じられ、処理液の吐出が停止される（タイミングＴ２）。吐出に要する時間は、ポンプの容量や処理液の使用量に左右される。
【００６８】
また、処理液の供給停止（タイミングＴ２）と同時に、第１の三方弁７７が大気圧もまたは負圧側に切換えられるとともに、導入側開閉弁８２が開かれる。これにより、図５の（ａ）に示すピストン６３が処理液の圧力に押されて右側に移動し、シリンダ５３の処理液室ＳＬ内に処理液が補給される。
【００６９】
なお、この時、処理液は上記導入口５９から、前記オリフィス孔６２ｄを通じてシリンダ５３内に導入される。これにより、処理液の圧力が一時的に低下するから、処理液中に溶存する例えばＮ２等のガス成分が気泡化する。
【００７０】
次いで、前記直前フルセンサ７４によって処理液が処理液室（ＳＬ）内に充填されたことが検出されたならば、導入側開閉弁８２が閉じられ、処理液の補給が終了する（タイミングＴ３）。また、処理液の補給が終了したならば、略同じタイミングＴ３で第１の泡抜き用開閉弁９２が開かれる。これにより、ヘッド５８に設けられた泡抜き口６１から、処理液中で気泡化したＮ２ガスが排出される。この泡抜き口６１はシリンダ５３の上端側に設けられているから、泡抜きを効果的に行うことができる。
【００７１】
また、泡抜きが開始されるのと同じタイミング（Ｔ３）で、第１の三方弁７７がレギュレータ７６側に切り換えられる。これにより、シリンダ５３の駆動ガス室ＧＬ内にＮ２ガスが導入され、このＮ２ガスの圧力で前記ピストン６３が左側に付勢され、前記処理液室ＳＬ内の処理液の加圧が開始され、かつ処理液中の気泡が泡抜き口６１側から有効に排出される。この泡抜きが終了したならば、第１の泡抜き用開閉弁が閉じられる（タイミングＴ４）。
【００７２】
この第１のシリンジポンプ５１は、以上のＴ１〜Ｔ４の動作を繰り返すことで処理液の吐出および補給を繰り返す。
【００７３】
一方、第２のシリンジポンプ５２は、図６に示すように、この第１のシリンジポンプ５１と同様の動作（処理液の吐出）を、第１のシリンジポンプ５１の処理液吐出終了タイミングＴ２にあわせて開始する（タイミングＴ１’）。さらに、第１のシリンジポンプ５１は、処理液の補給（Ｔ２〜Ｔ３）を第２のシリンジポンプ５２による処理液供給中（Ｔ１’〜Ｔ２’）に行い、第２のシリンジポンプ５２による処理液吐出終了タイミングＴ２’にあわせて再び処理液の吐出を開始する。
【００７４】
このような構成によれば、第１および第２のシリンジポンプを交互に使用することで処理液の供給が切れ目なく行われることができる。
【００７５】
なお、前記タイミングＴ３およびＴ４における前記Ｎ２ガス供給用三方弁７７、泡抜き用開閉弁９２及び導入側開閉弁８２の制御は、図７に示すタイミングで行うこともできる。
【００７６】
すなわち、まず、タイミングＴ２において、Ｎ２ガス供給用三方弁７７が大気圧側に切換えられる。このことで、Ｎ２ガス室ＧＬ内の圧力が低下する。そして、圧力が十分に低下して安定したところで、前記導入側開閉弁８２を開く。これにより、処理液室ＳＬ内に処理液の導入が開始される。直前フルセンサ７４によって処理液の充填が検出されると、タイミングＴ３でこの導入側開閉弁８２は閉じられる。そして、この状態で、シリンダ５３内の処理液が安定するまで放置される。この後、三方弁７７が加圧側に切り換えられ、前記ガス室ＧＬ内に駆動用のＮ２ガスが導入され、処理液室ＳＬ内に補充された処理液の加圧が開始される。そして、ガス室ＧＬ内の圧力が安定したところで、泡抜き用開閉弁９２が開かれ泡抜きが行われる。この泡抜き時間は、数秒間だけ泡抜き用開閉弁９２を開くことで実行される。このように制御することにより、吐出される処理液を、脈動を生じさせることなくさらに良好かつ安定的に供給できる。
【００７７】
以上説明した構成によれば、以下の効果を得ることができる。
まず、本実施形態では、シリンジポンプ５１，５２を用いて処理液を圧送しているため、Ｎ２ガスが処理液に直接触れることがない。このため、この処理液にＮ２ガスが混入することを防止できる。また、処理液を繰り返し加圧して送り出すのではなく、常に一定の圧力で一方向に加圧して吐出するようにしているから、吐出される処理液に脈動が生じることがない。
【００７８】
また、工場配管から導入された処理液にＮ２ガスが混入していた場合でも、処理液配管８０に設ける脱気部材８１、若しくは導入口５９に連通するオリフィス孔６２ｄおよび泡抜き口６１の作用によって良好な脱気が行えることになる。
【００７９】
さらに、上記構成によれば、２つのシリンジポンプ５１，５２を切り換えて、処理液を交互に加圧して各処理ユニットに圧送しているので、処理液を切れ目なく連続的に吐出することができ、しかも常時略一定圧力で加圧して圧送することができる。
【００８０】
さらにまた、この実施形態のように、第１および第２シリンジポンプ５１，５２を、ピストン６３，６３か略水平に移動するように配置する場合には、いわゆる縦置きの場合のように処理液の水頭の影響を受けることがなく、精密な圧力制御を行うことができる。
【００８１】
さらにまた、ピストン位置センサ７１〜７４により、ピストン６３、６３の位置を正確検出しているため、この検出信号に基づいて、開閉弁８２，８３、８５，８６を正確に制御することができる。
【００８２】
なお、この実施形態では、シリンジポンプ５１，５２の接続口５６を工場配管からのＮ２ガス（レギュレータ７６）と大気圧とに選択的に接続できるように構成しているが、処理液の供給圧が低い場合には、大気圧でなく負圧に接続することにより、強制的な給液が可能となる。図８は、負圧に接続できる構成を示すものである。ただし、図８は、第１および第２のシリンジポンプ５１、５２を含むＮ２ガス供給系統のみを示したものである。また、図４に示す配管構成と同一の構成要素には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【００８３】
この配管においては、前記第１、第２の三方弁７７、７８の代りにそれぞれ２つの開閉弁７７ａ、７７ｂ、７８ａ、７８ｂを用いている。すなわち、シリンジポンプの接続口５６に接続された配管の上流側は、２股に分岐され、一方は、Ｎ２ガス供給用開閉弁７７ａ、７８ａを介してＮ２ガス供給配管７５に接続されている。そして、他方の配管は、減圧用開閉弁７７ｂ、７８ｂを介して負圧発生用のエジェクタ９７に接続されている。
【００８４】
ここでエジェクタ９７は、空気圧により作動し、負圧を発生させるものであり、駆動用の空気配管１０１に接続されている。この空気配管１０１の上流側には、駆動用空気圧を制御するレギュレータ９８が配置され、このレギュレータ９８とエジェクタ９７との間にはエジェクタ用開閉弁９９が設けられている。
【００８５】
したがって、前記エジェクタ用開閉弁９９および前記減圧用開閉弁７７ｂ（７８ｂ）が開かれることで、前記第１、第２のシリンジポンプ５１、５２のガス室ＧＬがエジェクタ９７によって負圧に引かれることになる。
【００８６】
なお、この図において、符号１０２で示すのは液漏れを検出するためのリークセンサであり、前述のリークセンサ７９か、どちらか一方を設置する。また、１０３で示すのは負圧度を監視するためのバキュームゲージである。
【００８７】
このような構成によれば、供給液の補給を高速で行えるとともに、給液時に液圧を大気圧以下に下げることができるから脱気を効果的に行うことができる。
【００８８】
（第２の実施形態）
次に、この発明の第２の実施形態について説明する。
この実施形態は、前記第１および第２のシリンジポンプの代わりに第１および第２のベローズポンプ５１’、５２’を使用するものである。ベローズポンプの構成を図９に示す。なお、第１および第２のベローズポンプ５１’，５２’は全く同一の構成を有するものであるから、図９では第１のベローズポンプ５１’の構成のみを示す。また、図９において、前記第１の実施形態のシリンジポンプ５１、５２と同様の構成要素には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【００８９】
まず、このベローズポンプ５１’は、前記シリンジポンプ５１と同様に構成されたシリンダ５３、カバー５５、およびヘッド５８を有する。ただし、シリンダ５３内には、樹脂製のベローズ１００が伸縮自在に設けられ、このベローズ１００の基部１０５が金属または樹脂製のピストンベース６５に取り付けられている。これにより、ベローズ１００内に処理液を充填することができ、ピストンベース６５がＮ２ガスによって略一定圧力により上方向に押圧されると、ベローズ１００内の処理液が略一定圧力で加圧して吐出されるようになっている。
【００９０】
このベローズポンプ５１’は、第１の実施形態と異なり、ピストン６３の動作方向を略垂直にし、かつ前記ヘッド５８を上側にした縦置き状態で用いられる。これは、横置きで使用すると、ベローズ１００の「ひだ」部分に発泡した気泡が溜まり除去しにくくなる可能性があるからである。また、縦型で使用することにより、気泡の収集が容易になり泡抜き口６１からの泡抜きが容易になる効果もある。
【００９１】
また、吐出口６０には、ベローズ１００内を下方向に所定の寸法で伸びるポンプ内吐出管１０６が接続されている。このことによりヘッド５８の下面と処理液の吐出部分（ポンプ内吐出管１０６の下端）に上下方向のオフセットを設けることができるから、導入口６２ａのオリフィス孔６２ｄで発生した気泡が、前記吐出口６０を通って吐出されてしまうことを有効に防止できる。
【００９２】
このようなベローズポンプ５１’の場合には、ピストン６３のような摺動部分がないため、塵埃等の発生の虞れがないといった利点がある。さらに、ベローズ式の場合には、駆動用のＮ２ガスが処理液室ＳＬ内にリークするおそれがない。このため、ポンプにリークセンサを設ける必要がない。もちろん、ベローズポンプにおいてもベローズ破損時に接続口５６から流れ出た処理液を検出できるよう、その近くの配管に処理液検出センサを設けることが望ましい。
【００９３】
図１０は、２つのベローズポンプ５１’、５２’を用いた配管構成の例である。この図では、前記第１の実施形態（図４）と同様の構成には同一符号を付している。また、供給液の補給を行う手段としては、図８に示した負圧を用いた構成を採用している。図に示された配管構成は、全てすでに説明した構成であるので、再度の説明は省略する。
【００９４】
また、図１１は、この実施形態のシステムの動作を示すタイミングチャートである。このタイミングチャートは、基本的には、第１の実施形態のもの（図６および図７）と同じであるが、図６のタイミングチャートに、Ｎ２ガス供給用開閉弁７７ａ、７８ａ、減圧用開閉弁７７ｂ、７８ｂ及びエジェクタ用開閉弁９９の駆動タイミングを追加した点が異なる。
【００９５】
なお、Ｎ２ガス供給用開閉弁７７ａ（７８ａ）、減圧用開閉弁７７ｂ（７８ｂ）は、排他制御され、前記図６に示す三方弁７７と同じタイミングで作動する。また、エジェクタ用開閉弁９９の駆動タイミングは、減圧用開閉弁７７ｂ、７８ｂの「開」タイミングに一致する。
【００９６】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、発明の要旨を変更しない範囲で種々変形が可能である。例えば、供給する処理液は、現像液に限定されるものではなく、シンナーその他のものであってもよい。
【００９７】
また、上記処理装置においては、被処理基板として半導体ウエハＷを処理しているが、これに限らず、例えばＬＣＤ用ガラス基板であってもよい。また、加圧手段も上記実施の形態のものに限らない。
【００９８】
さらに、上記第１の実施形態のタイミングチャート（図６）においては、泡抜き用開閉弁９２の開閉を処理液補給（タイミングＴ３）後に行ったが、図１２のタイミングチャートに示されるように、処理液の吐出直後（タイミングＴ２）に行うようにしても良い。このような構成によれば、処理液吐出後に残った気泡を、残留する処理液と一緒に前記泡抜き口６１から排出することができる。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る処理液供給システムによれば、処理液を中間貯留機構の容器に一旦貯留し、流体の圧力により直動して流体の圧力を処理液に作用させる加圧体を用いて、常に一定の圧力で一方向に前記容器内の処理液を加圧して処理液を吐出させるので、従来のポンプによる圧送のように脈動が生じることなく安定した供給を行うことができ、また、処理液が圧力媒体であるＮ２ガス等の圧送ガスに直接接触することがないので処理液へのガスの混入が生じず、プロセスに悪影響を与えずに処理液を供給することができる。
【０１００】
また、前記中間貯溜機構を２以上有し、これらの中間貯溜機構を選択的に切換えて処理液の吐出を連続的に行わせる切換弁を有するので、処理液を切れ目なく連続的に吐出することができる。したがって、これらを切り換えることにより、処理液を常に一定の圧力で安定して長期間連続して吐出することができる。
【０１０１】
さらに、中間貯留機構の容器に、処理液中の気泡をこの容器外へ排出するための泡抜き口を設けることにより、またさらに、処理液の導入口に、導入される処理液の圧力を低下させることでこの処理液に溶存する気体を発泡させ気泡を生成する流路を設けることにより、処理液中にＮ２ガス等の圧送ガスが混入している場合でも、これを有効に脱気することができる。
【０１０２】
さらにまた、このような処理液供給システムを用いる処理装置、さらには上記効果を有する処理液供給方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の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の平面図。
【図２】図１に示す塗布現像処理システムの正面図。
【図３】図１に示す塗布現像処理システムの背面図。
【図４】本発明の一実施形態に係る処理液供給システムの配管構成図。
【図５】図４に示した処理液供給システムに用いるシリンジポンプを示す縦断面図、シリンジポンプの処理液導入口部分を拡大して示す縦断面図。
【図６】処理液供給システムの処理液供給動作を示すタイミングチャート。
【図７】図６の一部をさらに詳しく説明するためのタイミングチャート。
【図８】配管構成の他の例を示す図。
【図９】この発明の第２の実施形態で用いるベローズポンプを示す縦断面図。
【図１０】第２の実施形態における配管構成図。
【図１１】同実施形態における動作を示すタイミングチャート。
【図１２】脱気タイミングに関する別の例を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
１…塗布現像処理システム
５１，５２…シリンジポンプ（中間貯留機構）
５１’，５２’…ベローズポンプ（中間貯留機構）
５１''，５２''…ダイアフラムポンプ（中間貯留機構）
５３…シリンダ
６１…泡抜き口
６３…ピストン
７１〜７２…センサ
７５…ガス供給配管
７６…レギュレータ
７７，７８…ガス供給用三方弁
７９…リークセンサ
８０…処理液配管
９６…制御装置
１００…ベローズ
ＤＥＶ…現像ユニット
Ｗ…半導体ウエハ
Claims (18)
- 処理液を供給する処理液供給システムであって、
処理液を供給する処理液供給源と、
処理液供給源から供給された処理液を一旦貯留し、所定の圧力で再び吐出する少なくとも２つの中間貯溜機構と、
各中間貯溜機構に貯留された処理液に圧力を作用させるための流体を、前記各中間貯溜機構に供給するための流体供給機構と、
これら中間貯溜機構を選択的に切換える切換弁と
を具備し、
前記中間貯留機構は、
処理液の導入口と吐出口とを有し、導入口を通って導入された処理液を貯溜し、かつこれを吐出することが可能な容器と、
この容器内に設けられ、前記流体供給機構から供給された流体と処理液との間に介在し、この流体の圧力により直動して流体の圧力を処理液に作用させる加圧体と
を有し、
前記流体供給機構により前記加圧体に流体を作用させて、常に一定の圧力で一方向に前記容器内の処理液を加圧して処理液を吐出させるとともに、前記切換弁によって前記中間貯留機構を選択的に切り換えることにより前記処理液を連続的に吐出させることを特徴とする処理液供給システム。 - 前記切換弁は、
任意の中間貯溜機構へ処理液を導入させる導入側切換弁と、
任意の中間貯溜機構から処理液を吐出させる吐出側切換弁と
を有することを特徴とする請求項１に記載の処理液供給システム。 - 前記導入側切換弁と吐出側切換弁を制御し、１の中間貯溜機構からの処理液の吐出を行っている最中に、他の中間貯溜機構への処理液の補給を行う切換弁制御装置をさらに具備することを特徴とする請求項２に記載の処理液供給システム。
- 前記中間貯溜機構の容器には、処理液中の気体を脱気するための脱気機構が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の処理液供給システム。
- 前記脱気機構は、前記容器に設けられ、前記処理液中の気泡をこの容器外へ排出するための泡抜き口を有することを特徴とする請求項４に記載の処理液供給システム。
- 前記泡抜き口は、容器の上端部分に設けられており、容器の上端部分に溜まった気泡を除去することを特徴とする請求項５に記載の処理液供給システム。
- 前記脱気機構は、前記処理液の導入口に設けられ、導入される処理液の圧力を低下させることでこの処理液に溶存する気体を発泡させ、気泡を生成する流路を有することを特徴とする請求項６に記載の処理液供給システム。
- 前記流体の圧力を略一定に調整する圧力調整弁をさらに具備することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の処理液供給システム。
- 前記流体供給機構は、Ｎ２ガスを前記加圧体に作用させて加圧体を移動させ、吐出を行わせるＮ２ガス供給機構を有することを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の処理液供給システム。
- 前記流体供給機構は、前記容器内から流体を除去することで加圧体を移動させ、処理液の補充を行わせる減圧機構を有することを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の処理液供給システム。
- 処理液を供給する処理液供給源と、
処理液供給源から供給された処理液を一旦貯留し、所定の圧力で再び吐出する少なくと も２つの中間貯溜機構と、
各中間貯溜機構に貯留された処理液に圧力を作用させるための流体を、前記各中間貯溜機構に供給するための流体供給機構と、
これら中間貯溜機構を選択的に切換える切換弁と、
前記中間貯溜機構から吐出された処理液を用いて被処理体に所定の処理を施す処理部とを具備し、
前記中間貯留機構は、
処理液の導入口と吐出口とを有し、導入口を通って導入された処理液を貯溜し、かつこれを吐出することが可能な容器と、
この容器内に設けられ、前記流体供給機構から供給された流体と処理液との間に介在し、この流体の圧力により直動して流体の圧力を処理液に作用させる加圧体とを有し、
前記流体供給機構により前記加圧体に流体を作用させて、常に一定の圧力で一方向に前記容器内の処理液を加圧して処理液を吐出させるとともに、前記切換弁によって前記中間貯留機構を選択的に切り換えることにより、前記処理液を連続的に吐出させることを特徴とする処理装置。 - 前記切換弁は、
任意の中間貯溜機構へ処理液を導入させる導入側切換弁と、
任意の中間貯溜機構から処理液を吐出させる吐出側切換弁と
を有することを特徴とする請求項１１に記載の処理装置。 - 前記導入側切換弁と吐出側切換弁を制御し、１の中間貯溜機構からの処理液の吐出を行っている最中に、他の中間貯溜機構への処理液の補給を行う切換弁制御装置を有することを特徴とする請求項１２に記載の処理装置。
- 前記中間貯溜機構の容器には、処理液中の気体を脱気するための脱気機構が設けられていることを特徴とする請求項１１ないし請求項１３のいずれか１項に記載の処理装置。
- 前記脱気機構は、前記容器に設けられ、前記処理液中の気泡をこの容器外へ排出するための泡抜き口を有することを特徴とする請求項２４に記載の処理装置。
- 前記脱気機構は、前記処理液の導入口に設けられ、導入される処理液の圧力を低下させることでこの処理液に溶存する気体を発泡させ、気泡を生成する流路を有することを特徴とする請求項１５に記載の処理装置。
- 処理液の導入口と吐出口とを有し、導入口を通って導入された処理液を貯溜し、かつこれを吐出することが可能な容器と、この容器内に設けられ、前記流体供給機構から供給された流体と処理液との間に介在し、この流体の圧力により直動して流体の圧力を処理液に作用させるピストンとを有する複数の中間貯留機構に、処理液供給源から供給された処理液を一旦貯留してから吐出する処理液供給方法であって、
１の中間貯留機構において、その流体供給機構により前記ピストンに流体を作用させて、常に一定の圧力で一方向に前記容器内の処理液を加圧して処理液を吐出させる工程と、
この１の中間貯留機構から処理液が吐出されている間に、他の１の中間貯留機構に処理液供給源から処理液を補給する工程と、
前記１の中間貯留機構からの処理液の吐出が終了したことに基づいて、前記他の１の中間貯留機構からの処理液の吐出を開始させる工程と、
前記他の中間貯留機構から、その流体供給機構により前記ピストンに流体を作用させて、常に一定の圧力で一方向に前記容器内の処理液を加圧して処理液を吐出させる工程と
を具備することを特徴とする処理液供給方法。 - さらに、中間貯留機構への処理液の補給後に処理液中の気泡を排気する泡抜き工程を有することを特徴とする請求項１７に記載の処理液供給方法。
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