JP3576835B2 - 薬液供給システムおよび基板処理システム、ならびに液処理方法 - 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基板等の製造プロセスにおいて、現像液等の薬液を各処理ユニットに供給する薬液供給システムおよび基板処理システム、ならびに液処理方法に関する。
【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いては、被処理基板である半導体ウエハにフォトレジスト液を塗布し、回路パターンを縮小してフォトレジスト膜を露光し、これを現像処理することによって回路パターンに対応したレジストパターンを形成する、いわゆるフォトリソグラフィ技術が採用されている。
【０００３】
このような処理工程においては、半導体ウエハを洗浄ユニットにて洗浄した後、半導体ウエハにアドヒージョン処理ユニットにて疎水化処理を施し、冷却処理ユニットにて冷却した後、レジスト塗布ユニットにてフォトレジスト膜すなわち感光膜を塗布形成する。そして、フォトレジスト膜を熱処理ユニットにて加熱してベーキング処理を施した後、露光ユニットにて所定のパターンを露光し、そして、露光後の半導体ウエハを現像ユニットにて現像液を塗布して所定のレジストパターンを形成した後に、ベーキング処理を施して高分子化のための熱変成、半導体ウエハとレジストパターンとの密着性を強化している。
【０００４】
このような塗布・現像処理システムにおいて、現像液、シンナー等の薬液を各処理ユニットに供給する際には、例えば、薬液を貯留したタンク内に高圧のＮ２ガスを供給し、そのガスの圧力で薬液を各処理ユニットに圧送する圧送方式が採用されている。
【０００５】
しかし、このようなＮ２ガス圧送により薬液を各処理ユニットに送る場合、薬液に高圧のＮ２ガスを供給することから、薬液にＮ２ガスが混入し、薬液が各処理ユニットに到達して圧力が下がった時、Ｎ２ガスが薬液内で発泡するといったことがある。その結果、例えば、現像処理ユニットでは、圧送後に圧力が下がった現像液内でＮ２ガスが発泡し、このＮ２ガスの気泡により現像ムラが生じるおそれがある。また、その他の薬液でもこのような気泡により処理に悪影響を及ぼすおそれがある。
【０００６】
このようなことから、現像液、シンナー等の薬液を各処理ユニットに供給する際には、ポンプにより薬液を各処理ユニットに供給している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ポンプにより薬液を各処理ユニットに供給する場合には、現像液等の薬液がポンプにより繰り返し加圧されるため、処理ユニットに到達した薬液が脈動する。その結果、例えば、現像処理ユニットでは、現像液吐出ノズルから現像液が脈動しながら吐出されることにより、現像ムラが生じるおそれがあり、プロセス的に悪影響があるといった問題がある。
【０００８】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、ポンプによる脈動を生じることなく、常時所定の一定圧力により現像液等の薬液を各処理ユニットに圧送することができる薬液供給システムおよび基板処理システム、ならびに液処理方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１の観点によれば、薬液供給源から各処理ユニットに薬液を供給するための薬液供給システムであって、
前記薬液供給源から薬液流路を介して供給された薬液を貯留するためのバッファタンクと、
加圧気体供給源から前記バッファタンクに加圧気体を案内するための気体流路および前記気体流路に介装された気体流路切換弁を有し、前記バッファタンクから各処理ユニットに、薬液を所定量ごとに吐出するための吐出手段と、
前記薬液流路に介装され、薬液流路を開閉する薬液流路開閉弁と、
前記加圧気体供給源から前記気体流路を介して加圧気体を前記バッファタンクに導入し薬液を加圧して薬液を所定量ごとに吐出するように、前記気体流路切換弁をバッファタンク側に開になるように切り換えるとともに、前記バッファタンクからの薬液の所定量ごとの吐出が終了する度ごとに、前記薬液供給源から前記バッファタンクに薬液を導入して補填するように、前記薬液流路開閉弁を開にする制御手段と
を具備することを特徴とする薬液供給システムが提供される。
【００１０】
本発明の第２の観点によれば、薬液供給源から薬液を供給する薬液供給システムから供給された薬液を用いて、各処理ユニットにより基板の処理を行う基板処理システムであって、
前記薬液供給システムは、
前記薬液供給源から薬液流路を介して供給された薬液を貯留するためのバッファタンクと、
加圧気体供給源から前記バッファタンクに加圧気体を案内するための気体流路および前記気体流路に介装された気体流路切換弁を有し、前記バッファタンクから各処理ユニットに、薬液を所定量ごとに吐出するための吐出手段と、
前記薬液流路に介装され、薬液流路を開閉する薬液流路開閉弁と、
前記加圧気体供給源から前記気体流路を介して加圧気体を前記バッファタンクに導入し薬液を加圧して薬液を所定量ごとに吐出するように、前記気体流路切換弁をバッファタンク側に開になるように切り換えるとともに、前記バッファタンクからの薬液の所定量ごとの吐出が終了する度ごとに、前記薬液供給源から前記バッファタンクに薬液を導入して補填するように、前記薬液流路開閉弁を開にする制御手段と
を具備することを特徴とする基板処理システムが提供される。
【００１１】
本発明の第３の観点によれば、薬液供給源から薬液をタンク内に収容させる工程と、
薬液が収容された前記タンク内を減圧してタンク内の薬液を脱気する工程と、 その後気体により前記薬液の液面を押圧して一回処理分の前記薬液を被処理体に供給して処理する工程と、
前記薬液供給後、一回処理分の薬液を前記タンク内に供給する工程と
を具備することを特徴とする液処理方法が提供される。
【００１２】
本発明によれば、薬液が薬液供給源から薬液流路を介してバッファタンクに供給され、加圧気体供給源から気体流路切換弁にて開閉される気体流路を介して加圧気体をバッファタンクに導入し薬液を加圧することで、このバッファタンクから各処理ユニットに薬液が所定量ごとに吐出され、この薬液の所定量ごとの吐出が終了する度ごとに、薬液供給源からバッファタンクに薬液が補填されるようになっている。したがって、薬液が薬液供給源からポンプにより供給されて、バッファタンクに到達した時点で脈動していたとしても、薬液は、バッファタンクに一旦貯留された後に処理ユニットに供給されているため、処理ユニットには、常時所定の一定圧力により薬液が供給され、処理ユニットでは薬液の脈動が生じない。したがって、処理ユニットにおいて薬液が脈動することによって生じる不都合、例えば現像処理ユニットにおいて現像液の脈動による現像ムラが生じることを防止することができる。
【００１３】
この場合に、前記吐出手段が、加圧気体供給源から前記バッファタンクに加圧気体を案内するための気体流路と、この気体流路に介装された気体流路切換弁とを有し、前記制御手段は、前記加圧気体供給源から前記気体流路を介して加圧気体を前記バッファタンクに導入し薬液を加圧して薬液を所定量ごとに吐出するように、前記気体流路切換弁をバッファタンク側に開になるように切り換えるようにすることにより、加圧気体（例えばＮ２ガス）の量は少量でよく、加圧気体が薬液に混入するおそれが小さい。
【００１４】
また、バッファタンク内の薬液を脱気する脱気手段と、前記バッファタンクから薬液内混入ガスを脱気手段に案内するための薬液内混入ガス流路と、この薬液内混入ガス流路に介装された薬液内混入ガス流路切換弁とをさらに具備し、前記制御手段は、前記バッファタンク内の薬液内混入ガスが前記薬液内混入ガス流路を介して脱気されるように、前記薬液内混入ガス流路切換弁を排気手段側に開になるように切り換えるようにすることにより、たとえバッファタンク内の薬液に気体が混入しても、脱気手段により薬液内混入ガス（例えばＮ２ガス）が放出され、脱気が十分に行われているため、例えば、現像処理ユニットでＮ２ガスの気泡による現像ムラが生じることを確実に防止することができる。
【００１５】
さらに、前記脱気手段が、ガスが通流される配管を有し、前記薬液内混入ガス流路は前記配管に接続され、配管を流れるガスによって前記バッファタンク内の薬液内混入ガスが薬液内混入ガス流路を介して吸引されるものとすることにより、簡易な構造でバッファタンク内の薬液を脱気することができる。
【００１６】
さらにまた、前記バッファタンク内の薬液の液位を検出して、検出信号を前記制御手段に入力するための液位検出器をさらに具備することにより、処理ユニットに所定量の薬液の吐出が行われる度ごとに、その減少量を容易に把握ことができ、バッファタンクに、吐出された量に応じた薬液を補充することができる。
【００１７】
さらにまた、前記制御手段は、前記吐出手段による薬液の所定量ごとの吐出が終了した後、前記液位検出器が薬液の高液位レベルを検出するまで、前記薬液流路開閉弁を開にし、薬液を導入して補填するようにすることにより、常に必要量の薬液をバッファタンクに保持させておくことができる。
【００１８】
さらにまた、前記バッファタンク内の薬液が所定の高液位レベルを超えてオーバーフローした場合に、これを検出するためのオーバーフロー検出器と、前記薬液内混入ガス流路に介装されたオーバーフロー用切換弁とをさらに具備し、前記制御手段は、オーバーフローした薬液を前記薬液内混入ガス流路を介してドレン管に排出するように、前記オーバーフロー用切換弁をドレン管に開になるように切り換えるようにすることにより、バッファタンクに必要量以上の薬液が供給されるトラブルが生じても、余分な薬液がドレン管に排出され、処理に対する悪影響が生じない。
【００１９】
【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。図１ないし図３は、本発明の実施に用いられる半導体ウエハ（以下、「ウエハ」という）の塗布・現像処理システム１の全体構成を示す図であって、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。
【００２０】
この塗布現像処理システム１は、図１に示すように、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イス部１２とを一体に接続した構成を有している。
【００２１】
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２０ａの位置に、複数個例えば４個までのウエハカセット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Ｘ方向に一列に載置され、このカセット配列方向（Ｘ方向）およびウエハカセット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。
【００２２】
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。
【００２３】
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亘って多段に配置されている。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
また、図１に示すように、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はインターフェイス部１２に隣接して配置される。また、第５の処理ユニット群Ｇ５は背面側に配置されることが可能である。
【００２７】
第１の処理ユニット群Ｇ１は、図２に示すように、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。第２の処理ユニット群Ｇ２も、２台のスピンナ型処理ユニット、例えば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。これらレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）は、レジスト液の排液が機械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、必要に応じて上段に配置することももちろん可能である。
【００２８】
第３の処理ユニット群Ｇ３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、例えば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）、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（ＰＯＢＡＫＥ）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）、クーリングユニット（ＣＯＬ）、プリベーキングユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）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。
【００２９】
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、これ以外の多段配置としてもよい。
【００３０】
前記インターフェイス部１２は、図１に示すように、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、他方、背面部には周辺露光装置２３が配置され、さらに、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っている。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け渡し台（図示せず）にもアクセスできるようになっている。
【００３０】
また前記塗布現像処理システム１では、図１に示すように、記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を配置することが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。したがって、この第５の処理ユニット群Ｇ５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は第４または第３の処理ユニット群Ｇ３，Ｇ４と同様に、オープン型のユニットが多段に積層されて構成されている。また、第５の処理ユニット群Ｇ５は、上述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。
【００３２】
次に、本実施形態における現像処理ユニット（ＤＥＶ）について説明する。図４および図５は、現像処理ユニット（ＤＥＶ）の全体構成を示す概略断面図および概略平面図である。
【００３３】
図４に示すように、この現像処理ユニット（ＤＥＶ）の中央部には環状のカップＣＰが配置され、カップＣＰの内側にはスピンチャック５１が配置されている。スピンチャック５１は真空吸着によってウエハＷを固定保持した状態で駆動モータ５２によって回転駆動される。駆動モータ５２は、ユニット底板５３の開口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５４を介してたとえばエアシリンダからなる昇降駆動手段５５および昇降ガイド手段５６と結合されている。駆動モータ５２の側面にはたとえばＳＵＳからなる筒状の冷却ジャケット５７が取り付けられ、フランジ部材５４は、この冷却ジャケット５７の上半部を覆うように取り付けられている。
【００３４】
現像液塗布時、フランジ部材５４の下端は、ユニット底板５３の開口の外周付近でユニット底板５３に密着し、これによりユニット内部が密閉される。スピンチャック５１と主ウエハ搬送機構２２との間でウエハＷの受け渡しが行われる時は、昇降駆動手段５５が駆動モータ５２ないしスピンチャック５１を上方へ持ち上げることでフランジ部材５４の下端がユニット底板５３から浮くようになっている。
【００３５】
ウエハＷの表面に現像液を供給するための現像液供給ノズル６１は、現像液供給管６２を介して図示しない現像液供給部に接続されている。この現像液供給ノズル６１はノズルスキャンアーム６３の先端部に着脱可能に取り付けられている。このスキャンアーム６３は、ユニット底板５３の上に一方向（Ｙ方向）に敷設されたガイドレール６５上で水平移動可能な垂直支持部材６６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６６と一体にＹ方向に移動するようになっている。
【００３６】
図４に示すように、現像液供給ノズル６１は、ウエハＷの径方向に直線状に延ばされており、その下面に設けられた吐出口から全体として帯状に現像液を吐出するようになっている。そして、現像液の塗布の際には、ウエハＷの上方に位置する現像液供給ノズル６１から現像液が帯状に吐出されながら、ウエハＷが例えば１回転されることにより、現像液がウエハＷ全面に塗布される。この現像液供給ノズル６１は、複数のノズルが並列されたものであってもよく、スリットノズルのようなものであってもよい。また、現像液吐出の際には、ウエハＷを回転させずに現像液供給ノズル６１をガイドレール６５に沿ってスキャンさせてもよい。なお、現像液供給ノズル６１は、このようなタイプに限定されるものではなく、他のタイプのものであってもよい。
【００３７】
また、洗浄液を吐出するためのリンスノズル６７が設けられ、このリンスノズル６７は、ガイドレール６５上をＹ方向に移動自在に設けられたノズルスキャンアーム６８の先端に取り付けられている。これにより、現像液による現像処理の終了後、ウエハＷ上に移動して、洗浄液をウエハＷに吐出するようになっている。
【００３８】
さらに、現像液供給ノズル６１は、ノズル待機部６９において、このノズル６１の吐出口が現像液雰囲気室の挿入口に挿入され、現像液雰囲気に晒されることで、ノズル先端のレジスト液が固化または劣化しないようになっている。
【００３９】
このように構成される現像処理ユニット（ＤＥＶ）においては、まず、所定のパターンが露光されポストエクスポージャーベーク処理および冷却処理されたウエハＷが、主ウエハ搬送機構２２によってカップＣＰの真上まで搬送され、昇降駆動手段５５によって上昇されたスピンチャック５１に真空吸着される。
【００４０】
次いで、現像液供給ノズル６１がウエハＷの上方に移動し、この現像液供給ノズル６１から現像液が帯状に噴霧されながら、ウエハＷが例えば１回転されることにより、現像液がウエハＷ全面に例えば１ｍｍの厚みになるように塗布される。
【００４１】
その後、ウエハＷがスピンチャック５１により比較的低速で回転され、現像液が攪拌され、現像処理される。現像処理が終了すると、現像液供給ノズル６１が退避位置に移動される。
【００４２】
そして、ウエハＷがスピンチャック５１により回転されて現像液が振り切られ、続いてリンスノズル６７がウエハＷの上方に移動され、リンスノズル６７から洗浄液が吐出されてウエハＷ上に残存する現像液が洗い流される。その後、スピンチャック５１が高速で回転され、ウエハＷ上に残存する現像液および洗浄液が吹き飛ばされてウエハＷが乾燥される。これにより、一連の現像処理が終了する。
【００４３】
次に、図６を参照しつつ、上記現像処理ユニット（ＤＥＶ）に現像液を供給するための現像液供給システムを説明する。図６は、本発明の実施の形態に係る現像液供給システムのブロック図である。
【００４４】
現像液供給源（図示略）からポンプ（図示略）により現像液を現像液処理ユニット（ＤＥＶ）に供給するため現像液流路７１，７２が設けられており、これら現像液流路７１，７２の間に、現像液を一旦貯留して吐出するためのバッファタンク７３が設けられている。また、現像液流路７１には、開閉制御弁７４が介装されている。
【００４５】
Ｎ２ガス供給源（図示略）から加圧されたＮ２ガスを導入するためのＮ２ガス流路７５が設けられており、このＮ２ガス流路７５には、フィルター７６および逆止弁７７が介装されている。このＮ２ガス流路７５は、流路７５ａと流路７５ｂとに分岐されており、流路７５ａには、切換制御弁７８が介装され、この流路７５ａは、バッファタンク７３の上部に接続されている。流路７５ｂには、開閉制御弁７９およびレギュレータ８０が介装され、この流路７５ｂは、分岐管８１によりバッファタンク７３の上部に接続されている。また、開閉制御弁７９は、空気圧により切り換えられる空気圧駆動切換弁８２により開閉制御されるようになっている。
【００４６】
切換制御弁７８からＮ２ガス放出路８３が延びており、このＮ２ガス放出路８３には切換制御弁８５が介装されている。このガス放出管８３は切換制御弁８５を介して配管８４に接続されている。また、切換制御弁８５の他方の側には、ドレン管８６が接続されている。
【００４７】
配管８４には図示しない駆動系により空気が通流されており、切換制御弁８５がガス放出管８３側に開になっている際に、配管８４を通流する空気によりガス放出管８３内が負圧になり、吸引力が作用する。したがって、この吸引力により、バッファタンク７３内の現像液を脱気することができる。
【００４８】
一方、上述した各種の制御弁に制御信号を送ってこれら制御弁を制御するためのコントロールユニット９０が設けられている。なお、このコントロールユニット９０は、現像処理ユニット（ＤＥＶ）を制御するためのコントローラと兼用されていてもよい。
【００４９】
バッファタンク７３の側壁外側には、バッファタンク７３内の現像液の高液位レベルを検出するための高液位検出センサー９１と、現像液の低液位レベルを検出するための低液位検出センサー９２とが設けられいてる。これら液位検出センサー９１，９２の検出信号は、上記コントローラユニット９０に入力されるようになっている。
【００５０】
このように構成された現像液供給システムにおいて、バッファタンク７３に現像液を充填する際には、コントロールユニット９０から現像液流路７１の開閉制御弁７４に制御信号が送られて、この開閉制御弁７４が開かれ、現像液供給源（図示略）からポンプ（図示略）により現像液がバッファタンク７３に充填される。そして、高液位検出センサー９１が現像液の高液位を検出し、検出信号がコントロールユニット９０に送られた場合には、現像液が所定の高液位まで充填されたとして、コントロールユニット９０から開閉制御弁７４に制御信号が送られて、この開閉制御弁７４が閉じられ、バッファタンク７３内への現像液の充填が完了する。
【００５１】
次いで、バッファタンク７３から現像処理ユニット（ＤＥＶ）に現像液を供給する際には、コントロールユニット９０からＮ２ガスの流路７５ａの切換制御弁７８に制御信号が送られて、加圧気体のＮ２ガスがバッファタンク７３内に導入されるように切換制御弁７８が流路７５ａ側に切り換えられる。これにより、バッファタンク７３の上部からＮ２ガスが所定時間導入されて、現像液が上方から加圧され、バッファタンク７３の下部から所定量の現像液が吐出され、現像液流路７２を介して現像処理ユニット（ＤＥＶ）に供給される。所定量の現像液の吐出が完了すると、コントロールユニット９０から切換制御弁７８に制御信号が送られて、この切換制御弁７８が、後述するようにＮ２ガスを放出するように切り換えられる。
【００５２】
この現像液の所定量ごとの吐出が完了する度毎に、現像液供給源（図示略）からバッファタンク７３に現像液が補填されるようになっている。すなわち、所定量の現像液の吐出が完了すると、コントロールユニット９０から開閉制御弁７４に制御信号が送られて、この開閉制御弁７４が開かれ、高液位検出センサー９１が現像液の高液位を検出するまで現像液がバッファタンク７３に補填される。
【００５３】
このように、現像液は、バッファタンク７３に一旦貯留された後に現像処理ユニット（ＤＥＶ）に供給されているため、現像液が現像液供給源（図示略）からポンプ（図示略）により供給され、バッファタンク７３に到達した時点で脈動していたとしても、現像処理ユニット（ＤＥＶ）には、常時所定の一定圧力により現像液が供給されるので、現像液の脈動が生じず、したがって脈動による現像ムラが生じない。
【００５４】
このように、現像液の所定量ごとの吐出が完了し、吐出した量に対応する現像液がバッファタンク７３に補填されると、バッファタンク７３内のＮ２ガス脱気が行われる。すなわち、現像液がバッファタンク７３に補填されると、コントロールユニット９０から切換制御弁７８に制御信号が送られて、この切換制御弁７８がＮ２ガス放出路８３側に開になるように切り換えられると共に、コントロールユニット９０から切換制御弁８５に制御信号が送られて、この切換制御弁８５がＮ２ガス放出路８３と配管８４とが連通するように切り換えられる。これにより、バッファタンク７３の上部がガス放出路８３を介して排気管８４に連通されるため、配管８４の空気の流れによって放出路８３に生じる負圧により、バッファタンク７３内が減圧されて、バッファタンク７３内の現像液が脱気され、現像液に混入されたＮ２ガスが配管８４を介して放出される。
【００５５】
このように、本実施形態では、バッファタンク７３から現像処理ユニット（ＤＥＶ）に現像液を吐出するためにＮ２ガスが用いられるが、その量は少量でよいため、Ｎ２ガスが混入するおそれが小さい。また、たとえＮ２ガスが混入したとしても、バッファタンク７３内が減圧されて、Ｎ２ガスの脱気が十分に行われているため、Ｎ２ガスの気泡による現像ムラが生じることを一層確実に防止することができる。
【００５６】
次に、バッファタンク７３内の現像液がオーバーフローした場合について説明する。この場合には、液位検出センサー９１，９２以外に、バッファタンク内の現像液が所定の高液位レベルを超えてオーバーフローした際に、これを検出するためのオーバーフロー検出器（図示略）が設けられている。このオーバーフロー検出器により現像液のオーバーフローが検出されると、コントロールユニット９０から空気圧駆動切換弁８２に制御信号が送られて、開閉制御弁７９がこの空気圧駆動切換弁８２によって流路７５ｂ側に開になるように切り換えられるとともに、コントロールユニット９０から切換制御弁８５に制御信号が送られて、この切換制御弁８５がＮ２ガス放出路８３とドレン管８６とが連通するように切り換えられる。これにより、加圧気体のＮ２ガスがバッファタンク７３内に導入されて、オーバーフローしている現像液が加圧され、Ｎ２ガス放出路８３を介してドレン管８６に排出される。また、このようなオーバーフローの際には、警報が作動されるように構成されていてもよい。
【００５７】
このように、オーバーフローした現像液はドレン管８６に排出されるようになっており、バッファタンク７３に必要量以上の薬液が供給されるトラブルが生じても、余分な薬液がドレン管８６に排出されるので処理に対する悪影響が生じない。
【００５８】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々変形が可能である。例えば、現像液を供給する場合について説明したが、これに限定されることなく、その他の薬液、例えばシンナー、レジスト液等を供給する場合にも適用することができる。さらに、被塗布体として半導体ウエハを用いたが、これに限らず、例えばＬＣＤ用ガラス基板であってもよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、薬液が薬液供給源から薬液流路を介してバッファタンクに供給され、このバッファタンクから各処理ユニットに薬液が所定量ごとに吐出され、この薬液の所定量ごとの吐出が終了する度ごとに、薬液供給源からバッファタンクに薬液が補填されるようになっているので、薬液が薬液供給源からポンプにより供給されて、バッファタンクに到達した時点で脈動していたとしても、薬液は、バッファタンクに一旦貯留された後に処理ユニットに供給され、処理ユニットには、常時所定の一定圧力により薬液が供給され、処理ユニットで薬液の脈動が生じることを防止することができる。したがって、処理液が脈動することによって生じる不都合、例えば現像処理ユニットにおいて現像液の脈動による現像ムラが生じることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る現像液供給システムが適用され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】図１に示した塗布現像処理システムに装着した現像処理ユニットの全体構成の断面図。
【図５】図４に示した現像処理ユニットの平面図。
【図６】本発明の実施の形態に係る現像液供給システムのブロック図。
【符号の説明】
７１；現像液流路（薬液流路）
７２；現像液流路（薬液流路）
７３；バッファタンク
７４；開閉制御弁（薬液流路開閉弁）
７５；Ｎ２ガス流路（気体流路）
７８；切換制御弁（気体流路切換弁）
７９；開閉制御弁（オーバーフロー用開閉弁）
８３；Ｎ２ガス放出路（薬液混入ガス流路）
８４；排気管
８５；切換制御弁（薬液混入ガス流路切換弁）
８６；ドレン管
９０；コントロールユニット（制御手段）
９１；高液位検出センサー
９２；低液位検出センサー
ＤＥＶ；現像液処理ユニット
Ｗ；半導体ウエハ（基板）
【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基板等の製造プロセスにおいて、現像液等の薬液を各処理ユニットに供給する薬液供給システムおよび基板処理システム、ならびに液処理方法に関する。
【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いては、被処理基板である半導体ウエハにフォトレジスト液を塗布し、回路パターンを縮小してフォトレジスト膜を露光し、これを現像処理することによって回路パターンに対応したレジストパターンを形成する、いわゆるフォトリソグラフィ技術が採用されている。
【０００３】
このような処理工程においては、半導体ウエハを洗浄ユニットにて洗浄した後、半導体ウエハにアドヒージョン処理ユニットにて疎水化処理を施し、冷却処理ユニットにて冷却した後、レジスト塗布ユニットにてフォトレジスト膜すなわち感光膜を塗布形成する。そして、フォトレジスト膜を熱処理ユニットにて加熱してベーキング処理を施した後、露光ユニットにて所定のパターンを露光し、そして、露光後の半導体ウエハを現像ユニットにて現像液を塗布して所定のレジストパターンを形成した後に、ベーキング処理を施して高分子化のための熱変成、半導体ウエハとレジストパターンとの密着性を強化している。
【０００４】
このような塗布・現像処理システムにおいて、現像液、シンナー等の薬液を各処理ユニットに供給する際には、例えば、薬液を貯留したタンク内に高圧のＮ２ガスを供給し、そのガスの圧力で薬液を各処理ユニットに圧送する圧送方式が採用されている。
【０００５】
しかし、このようなＮ２ガス圧送により薬液を各処理ユニットに送る場合、薬液に高圧のＮ２ガスを供給することから、薬液にＮ２ガスが混入し、薬液が各処理ユニットに到達して圧力が下がった時、Ｎ２ガスが薬液内で発泡するといったことがある。その結果、例えば、現像処理ユニットでは、圧送後に圧力が下がった現像液内でＮ２ガスが発泡し、このＮ２ガスの気泡により現像ムラが生じるおそれがある。また、その他の薬液でもこのような気泡により処理に悪影響を及ぼすおそれがある。
【０００６】
このようなことから、現像液、シンナー等の薬液を各処理ユニットに供給する際には、ポンプにより薬液を各処理ユニットに供給している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ポンプにより薬液を各処理ユニットに供給する場合には、現像液等の薬液がポンプにより繰り返し加圧されるため、処理ユニットに到達した薬液が脈動する。その結果、例えば、現像処理ユニットでは、現像液吐出ノズルから現像液が脈動しながら吐出されることにより、現像ムラが生じるおそれがあり、プロセス的に悪影響があるといった問題がある。
【０００８】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、ポンプによる脈動を生じることなく、常時所定の一定圧力により現像液等の薬液を各処理ユニットに圧送することができる薬液供給システムおよび基板処理システム、ならびに液処理方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１の観点によれば、薬液供給源から各処理ユニットに薬液を供給するための薬液供給システムであって、
前記薬液供給源から薬液流路を介して供給された薬液を貯留するためのバッファタンクと、
加圧気体供給源から前記バッファタンクに加圧気体を案内するための気体流路および前記気体流路に介装された気体流路切換弁を有し、前記バッファタンクから各処理ユニットに、薬液を所定量ごとに吐出するための吐出手段と、
前記薬液流路に介装され、薬液流路を開閉する薬液流路開閉弁と、
前記加圧気体供給源から前記気体流路を介して加圧気体を前記バッファタンクに導入し薬液を加圧して薬液を所定量ごとに吐出するように、前記気体流路切換弁をバッファタンク側に開になるように切り換えるとともに、前記バッファタンクからの薬液の所定量ごとの吐出が終了する度ごとに、前記薬液供給源から前記バッファタンクに薬液を導入して補填するように、前記薬液流路開閉弁を開にする制御手段と
を具備することを特徴とする薬液供給システムが提供される。
【００１０】
本発明の第２の観点によれば、薬液供給源から薬液を供給する薬液供給システムから供給された薬液を用いて、各処理ユニットにより基板の処理を行う基板処理システムであって、
前記薬液供給システムは、
前記薬液供給源から薬液流路を介して供給された薬液を貯留するためのバッファタンクと、
加圧気体供給源から前記バッファタンクに加圧気体を案内するための気体流路および前記気体流路に介装された気体流路切換弁を有し、前記バッファタンクから各処理ユニットに、薬液を所定量ごとに吐出するための吐出手段と、
前記薬液流路に介装され、薬液流路を開閉する薬液流路開閉弁と、
前記加圧気体供給源から前記気体流路を介して加圧気体を前記バッファタンクに導入し薬液を加圧して薬液を所定量ごとに吐出するように、前記気体流路切換弁をバッファタンク側に開になるように切り換えるとともに、前記バッファタンクからの薬液の所定量ごとの吐出が終了する度ごとに、前記薬液供給源から前記バッファタンクに薬液を導入して補填するように、前記薬液流路開閉弁を開にする制御手段と
を具備することを特徴とする基板処理システムが提供される。
【００１１】
本発明の第３の観点によれば、薬液供給源から薬液をタンク内に収容させる工程と、
薬液が収容された前記タンク内を減圧してタンク内の薬液を脱気する工程と、 その後気体により前記薬液の液面を押圧して一回処理分の前記薬液を被処理体に供給して処理する工程と、
前記薬液供給後、一回処理分の薬液を前記タンク内に供給する工程と
を具備することを特徴とする液処理方法が提供される。
【００１２】
本発明によれば、薬液が薬液供給源から薬液流路を介してバッファタンクに供給され、加圧気体供給源から気体流路切換弁にて開閉される気体流路を介して加圧気体をバッファタンクに導入し薬液を加圧することで、このバッファタンクから各処理ユニットに薬液が所定量ごとに吐出され、この薬液の所定量ごとの吐出が終了する度ごとに、薬液供給源からバッファタンクに薬液が補填されるようになっている。したがって、薬液が薬液供給源からポンプにより供給されて、バッファタンクに到達した時点で脈動していたとしても、薬液は、バッファタンクに一旦貯留された後に処理ユニットに供給されているため、処理ユニットには、常時所定の一定圧力により薬液が供給され、処理ユニットでは薬液の脈動が生じない。したがって、処理ユニットにおいて薬液が脈動することによって生じる不都合、例えば現像処理ユニットにおいて現像液の脈動による現像ムラが生じることを防止することができる。
【００１３】
この場合に、前記吐出手段が、加圧気体供給源から前記バッファタンクに加圧気体を案内するための気体流路と、この気体流路に介装された気体流路切換弁とを有し、前記制御手段は、前記加圧気体供給源から前記気体流路を介して加圧気体を前記バッファタンクに導入し薬液を加圧して薬液を所定量ごとに吐出するように、前記気体流路切換弁をバッファタンク側に開になるように切り換えるようにすることにより、加圧気体（例えばＮ２ガス）の量は少量でよく、加圧気体が薬液に混入するおそれが小さい。
【００１４】
また、バッファタンク内の薬液を脱気する脱気手段と、前記バッファタンクから薬液内混入ガスを脱気手段に案内するための薬液内混入ガス流路と、この薬液内混入ガス流路に介装された薬液内混入ガス流路切換弁とをさらに具備し、前記制御手段は、前記バッファタンク内の薬液内混入ガスが前記薬液内混入ガス流路を介して脱気されるように、前記薬液内混入ガス流路切換弁を排気手段側に開になるように切り換えるようにすることにより、たとえバッファタンク内の薬液に気体が混入しても、脱気手段により薬液内混入ガス（例えばＮ２ガス）が放出され、脱気が十分に行われているため、例えば、現像処理ユニットでＮ２ガスの気泡による現像ムラが生じることを確実に防止することができる。
【００１５】
さらに、前記脱気手段が、ガスが通流される配管を有し、前記薬液内混入ガス流路は前記配管に接続され、配管を流れるガスによって前記バッファタンク内の薬液内混入ガスが薬液内混入ガス流路を介して吸引されるものとすることにより、簡易な構造でバッファタンク内の薬液を脱気することができる。
【００１６】
さらにまた、前記バッファタンク内の薬液の液位を検出して、検出信号を前記制御手段に入力するための液位検出器をさらに具備することにより、処理ユニットに所定量の薬液の吐出が行われる度ごとに、その減少量を容易に把握ことができ、バッファタンクに、吐出された量に応じた薬液を補充することができる。
【００１７】
さらにまた、前記制御手段は、前記吐出手段による薬液の所定量ごとの吐出が終了した後、前記液位検出器が薬液の高液位レベルを検出するまで、前記薬液流路開閉弁を開にし、薬液を導入して補填するようにすることにより、常に必要量の薬液をバッファタンクに保持させておくことができる。
【００１８】
さらにまた、前記バッファタンク内の薬液が所定の高液位レベルを超えてオーバーフローした場合に、これを検出するためのオーバーフロー検出器と、前記薬液内混入ガス流路に介装されたオーバーフロー用切換弁とをさらに具備し、前記制御手段は、オーバーフローした薬液を前記薬液内混入ガス流路を介してドレン管に排出するように、前記オーバーフロー用切換弁をドレン管に開になるように切り換えるようにすることにより、バッファタンクに必要量以上の薬液が供給されるトラブルが生じても、余分な薬液がドレン管に排出され、処理に対する悪影響が生じない。
【００１９】
【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。図１ないし図３は、本発明の実施に用いられる半導体ウエハ（以下、「ウエハ」という）の塗布・現像処理システム１の全体構成を示す図であって、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。
【００２０】
この塗布現像処理システム１は、図１に示すように、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イス部１２とを一体に接続した構成を有している。
【００２１】
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２０ａの位置に、複数個例えば４個までのウエハカセット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Ｘ方向に一列に載置され、このカセット配列方向（Ｘ方向）およびウエハカセット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。
【００２２】
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。
【００２３】
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亘って多段に配置されている。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
また、図１に示すように、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はインターフェイス部１２に隣接して配置される。また、第５の処理ユニット群Ｇ５は背面側に配置されることが可能である。
【００２７】
第１の処理ユニット群Ｇ１は、図２に示すように、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。第２の処理ユニット群Ｇ２も、２台のスピンナ型処理ユニット、例えば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。これらレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）は、レジスト液の排液が機械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、必要に応じて上段に配置することももちろん可能である。
【００２８】
第３の処理ユニット群Ｇ３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、例えば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）、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（ＰＯＢＡＫＥ）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）、クーリングユニット（ＣＯＬ）、プリベーキングユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）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。
【００２９】
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、これ以外の多段配置としてもよい。
【００３０】
前記インターフェイス部１２は、図１に示すように、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、他方、背面部には周辺露光装置２３が配置され、さらに、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っている。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け渡し台（図示せず）にもアクセスできるようになっている。
【００３０】
また前記塗布現像処理システム１では、図１に示すように、記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を配置することが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。したがって、この第５の処理ユニット群Ｇ５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は第４または第３の処理ユニット群Ｇ３，Ｇ４と同様に、オープン型のユニットが多段に積層されて構成されている。また、第５の処理ユニット群Ｇ５は、上述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。
【００３２】
次に、本実施形態における現像処理ユニット（ＤＥＶ）について説明する。図４および図５は、現像処理ユニット（ＤＥＶ）の全体構成を示す概略断面図および概略平面図である。
【００３３】
図４に示すように、この現像処理ユニット（ＤＥＶ）の中央部には環状のカップＣＰが配置され、カップＣＰの内側にはスピンチャック５１が配置されている。スピンチャック５１は真空吸着によってウエハＷを固定保持した状態で駆動モータ５２によって回転駆動される。駆動モータ５２は、ユニット底板５３の開口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５４を介してたとえばエアシリンダからなる昇降駆動手段５５および昇降ガイド手段５６と結合されている。駆動モータ５２の側面にはたとえばＳＵＳからなる筒状の冷却ジャケット５７が取り付けられ、フランジ部材５４は、この冷却ジャケット５７の上半部を覆うように取り付けられている。
【００３４】
現像液塗布時、フランジ部材５４の下端は、ユニット底板５３の開口の外周付近でユニット底板５３に密着し、これによりユニット内部が密閉される。スピンチャック５１と主ウエハ搬送機構２２との間でウエハＷの受け渡しが行われる時は、昇降駆動手段５５が駆動モータ５２ないしスピンチャック５１を上方へ持ち上げることでフランジ部材５４の下端がユニット底板５３から浮くようになっている。
【００３５】
ウエハＷの表面に現像液を供給するための現像液供給ノズル６１は、現像液供給管６２を介して図示しない現像液供給部に接続されている。この現像液供給ノズル６１はノズルスキャンアーム６３の先端部に着脱可能に取り付けられている。このスキャンアーム６３は、ユニット底板５３の上に一方向（Ｙ方向）に敷設されたガイドレール６５上で水平移動可能な垂直支持部材６６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６６と一体にＹ方向に移動するようになっている。
【００３６】
図４に示すように、現像液供給ノズル６１は、ウエハＷの径方向に直線状に延ばされており、その下面に設けられた吐出口から全体として帯状に現像液を吐出するようになっている。そして、現像液の塗布の際には、ウエハＷの上方に位置する現像液供給ノズル６１から現像液が帯状に吐出されながら、ウエハＷが例えば１回転されることにより、現像液がウエハＷ全面に塗布される。この現像液供給ノズル６１は、複数のノズルが並列されたものであってもよく、スリットノズルのようなものであってもよい。また、現像液吐出の際には、ウエハＷを回転させずに現像液供給ノズル６１をガイドレール６５に沿ってスキャンさせてもよい。なお、現像液供給ノズル６１は、このようなタイプに限定されるものではなく、他のタイプのものであってもよい。
【００３７】
また、洗浄液を吐出するためのリンスノズル６７が設けられ、このリンスノズル６７は、ガイドレール６５上をＹ方向に移動自在に設けられたノズルスキャンアーム６８の先端に取り付けられている。これにより、現像液による現像処理の終了後、ウエハＷ上に移動して、洗浄液をウエハＷに吐出するようになっている。
【００３８】
さらに、現像液供給ノズル６１は、ノズル待機部６９において、このノズル６１の吐出口が現像液雰囲気室の挿入口に挿入され、現像液雰囲気に晒されることで、ノズル先端のレジスト液が固化または劣化しないようになっている。
【００３９】
このように構成される現像処理ユニット（ＤＥＶ）においては、まず、所定のパターンが露光されポストエクスポージャーベーク処理および冷却処理されたウエハＷが、主ウエハ搬送機構２２によってカップＣＰの真上まで搬送され、昇降駆動手段５５によって上昇されたスピンチャック５１に真空吸着される。
【００４０】
次いで、現像液供給ノズル６１がウエハＷの上方に移動し、この現像液供給ノズル６１から現像液が帯状に噴霧されながら、ウエハＷが例えば１回転されることにより、現像液がウエハＷ全面に例えば１ｍｍの厚みになるように塗布される。
【００４１】
その後、ウエハＷがスピンチャック５１により比較的低速で回転され、現像液が攪拌され、現像処理される。現像処理が終了すると、現像液供給ノズル６１が退避位置に移動される。
【００４２】
そして、ウエハＷがスピンチャック５１により回転されて現像液が振り切られ、続いてリンスノズル６７がウエハＷの上方に移動され、リンスノズル６７から洗浄液が吐出されてウエハＷ上に残存する現像液が洗い流される。その後、スピンチャック５１が高速で回転され、ウエハＷ上に残存する現像液および洗浄液が吹き飛ばされてウエハＷが乾燥される。これにより、一連の現像処理が終了する。
【００４３】
次に、図６を参照しつつ、上記現像処理ユニット（ＤＥＶ）に現像液を供給するための現像液供給システムを説明する。図６は、本発明の実施の形態に係る現像液供給システムのブロック図である。
【００４４】
現像液供給源（図示略）からポンプ（図示略）により現像液を現像液処理ユニット（ＤＥＶ）に供給するため現像液流路７１，７２が設けられており、これら現像液流路７１，７２の間に、現像液を一旦貯留して吐出するためのバッファタンク７３が設けられている。また、現像液流路７１には、開閉制御弁７４が介装されている。
【００４５】
Ｎ２ガス供給源（図示略）から加圧されたＮ２ガスを導入するためのＮ２ガス流路７５が設けられており、このＮ２ガス流路７５には、フィルター７６および逆止弁７７が介装されている。このＮ２ガス流路７５は、流路７５ａと流路７５ｂとに分岐されており、流路７５ａには、切換制御弁７８が介装され、この流路７５ａは、バッファタンク７３の上部に接続されている。流路７５ｂには、開閉制御弁７９およびレギュレータ８０が介装され、この流路７５ｂは、分岐管８１によりバッファタンク７３の上部に接続されている。また、開閉制御弁７９は、空気圧により切り換えられる空気圧駆動切換弁８２により開閉制御されるようになっている。
【００４６】
切換制御弁７８からＮ２ガス放出路８３が延びており、このＮ２ガス放出路８３には切換制御弁８５が介装されている。このガス放出管８３は切換制御弁８５を介して配管８４に接続されている。また、切換制御弁８５の他方の側には、ドレン管８６が接続されている。
【００４７】
配管８４には図示しない駆動系により空気が通流されており、切換制御弁８５がガス放出管８３側に開になっている際に、配管８４を通流する空気によりガス放出管８３内が負圧になり、吸引力が作用する。したがって、この吸引力により、バッファタンク７３内の現像液を脱気することができる。
【００４８】
一方、上述した各種の制御弁に制御信号を送ってこれら制御弁を制御するためのコントロールユニット９０が設けられている。なお、このコントロールユニット９０は、現像処理ユニット（ＤＥＶ）を制御するためのコントローラと兼用されていてもよい。
【００４９】
バッファタンク７３の側壁外側には、バッファタンク７３内の現像液の高液位レベルを検出するための高液位検出センサー９１と、現像液の低液位レベルを検出するための低液位検出センサー９２とが設けられいてる。これら液位検出センサー９１，９２の検出信号は、上記コントローラユニット９０に入力されるようになっている。
【００５０】
このように構成された現像液供給システムにおいて、バッファタンク７３に現像液を充填する際には、コントロールユニット９０から現像液流路７１の開閉制御弁７４に制御信号が送られて、この開閉制御弁７４が開かれ、現像液供給源（図示略）からポンプ（図示略）により現像液がバッファタンク７３に充填される。そして、高液位検出センサー９１が現像液の高液位を検出し、検出信号がコントロールユニット９０に送られた場合には、現像液が所定の高液位まで充填されたとして、コントロールユニット９０から開閉制御弁７４に制御信号が送られて、この開閉制御弁７４が閉じられ、バッファタンク７３内への現像液の充填が完了する。
【００５１】
次いで、バッファタンク７３から現像処理ユニット（ＤＥＶ）に現像液を供給する際には、コントロールユニット９０からＮ２ガスの流路７５ａの切換制御弁７８に制御信号が送られて、加圧気体のＮ２ガスがバッファタンク７３内に導入されるように切換制御弁７８が流路７５ａ側に切り換えられる。これにより、バッファタンク７３の上部からＮ２ガスが所定時間導入されて、現像液が上方から加圧され、バッファタンク７３の下部から所定量の現像液が吐出され、現像液流路７２を介して現像処理ユニット（ＤＥＶ）に供給される。所定量の現像液の吐出が完了すると、コントロールユニット９０から切換制御弁７８に制御信号が送られて、この切換制御弁７８が、後述するようにＮ２ガスを放出するように切り換えられる。
【００５２】
この現像液の所定量ごとの吐出が完了する度毎に、現像液供給源（図示略）からバッファタンク７３に現像液が補填されるようになっている。すなわち、所定量の現像液の吐出が完了すると、コントロールユニット９０から開閉制御弁７４に制御信号が送られて、この開閉制御弁７４が開かれ、高液位検出センサー９１が現像液の高液位を検出するまで現像液がバッファタンク７３に補填される。
【００５３】
このように、現像液は、バッファタンク７３に一旦貯留された後に現像処理ユニット（ＤＥＶ）に供給されているため、現像液が現像液供給源（図示略）からポンプ（図示略）により供給され、バッファタンク７３に到達した時点で脈動していたとしても、現像処理ユニット（ＤＥＶ）には、常時所定の一定圧力により現像液が供給されるので、現像液の脈動が生じず、したがって脈動による現像ムラが生じない。
【００５４】
このように、現像液の所定量ごとの吐出が完了し、吐出した量に対応する現像液がバッファタンク７３に補填されると、バッファタンク７３内のＮ２ガス脱気が行われる。すなわち、現像液がバッファタンク７３に補填されると、コントロールユニット９０から切換制御弁７８に制御信号が送られて、この切換制御弁７８がＮ２ガス放出路８３側に開になるように切り換えられると共に、コントロールユニット９０から切換制御弁８５に制御信号が送られて、この切換制御弁８５がＮ２ガス放出路８３と配管８４とが連通するように切り換えられる。これにより、バッファタンク７３の上部がガス放出路８３を介して排気管８４に連通されるため、配管８４の空気の流れによって放出路８３に生じる負圧により、バッファタンク７３内が減圧されて、バッファタンク７３内の現像液が脱気され、現像液に混入されたＮ２ガスが配管８４を介して放出される。
【００５５】
このように、本実施形態では、バッファタンク７３から現像処理ユニット（ＤＥＶ）に現像液を吐出するためにＮ２ガスが用いられるが、その量は少量でよいため、Ｎ２ガスが混入するおそれが小さい。また、たとえＮ２ガスが混入したとしても、バッファタンク７３内が減圧されて、Ｎ２ガスの脱気が十分に行われているため、Ｎ２ガスの気泡による現像ムラが生じることを一層確実に防止することができる。
【００５６】
次に、バッファタンク７３内の現像液がオーバーフローした場合について説明する。この場合には、液位検出センサー９１，９２以外に、バッファタンク内の現像液が所定の高液位レベルを超えてオーバーフローした際に、これを検出するためのオーバーフロー検出器（図示略）が設けられている。このオーバーフロー検出器により現像液のオーバーフローが検出されると、コントロールユニット９０から空気圧駆動切換弁８２に制御信号が送られて、開閉制御弁７９がこの空気圧駆動切換弁８２によって流路７５ｂ側に開になるように切り換えられるとともに、コントロールユニット９０から切換制御弁８５に制御信号が送られて、この切換制御弁８５がＮ２ガス放出路８３とドレン管８６とが連通するように切り換えられる。これにより、加圧気体のＮ２ガスがバッファタンク７３内に導入されて、オーバーフローしている現像液が加圧され、Ｎ２ガス放出路８３を介してドレン管８６に排出される。また、このようなオーバーフローの際には、警報が作動されるように構成されていてもよい。
【００５７】
このように、オーバーフローした現像液はドレン管８６に排出されるようになっており、バッファタンク７３に必要量以上の薬液が供給されるトラブルが生じても、余分な薬液がドレン管８６に排出されるので処理に対する悪影響が生じない。
【００５８】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々変形が可能である。例えば、現像液を供給する場合について説明したが、これに限定されることなく、その他の薬液、例えばシンナー、レジスト液等を供給する場合にも適用することができる。さらに、被塗布体として半導体ウエハを用いたが、これに限らず、例えばＬＣＤ用ガラス基板であってもよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、薬液が薬液供給源から薬液流路を介してバッファタンクに供給され、このバッファタンクから各処理ユニットに薬液が所定量ごとに吐出され、この薬液の所定量ごとの吐出が終了する度ごとに、薬液供給源からバッファタンクに薬液が補填されるようになっているので、薬液が薬液供給源からポンプにより供給されて、バッファタンクに到達した時点で脈動していたとしても、薬液は、バッファタンクに一旦貯留された後に処理ユニットに供給され、処理ユニットには、常時所定の一定圧力により薬液が供給され、処理ユニットで薬液の脈動が生じることを防止することができる。したがって、処理液が脈動することによって生じる不都合、例えば現像処理ユニットにおいて現像液の脈動による現像ムラが生じることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る現像液供給システムが適用され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】図１に示した塗布現像処理システムに装着した現像処理ユニットの全体構成の断面図。
【図５】図４に示した現像処理ユニットの平面図。
【図６】本発明の実施の形態に係る現像液供給システムのブロック図。
【符号の説明】
７１；現像液流路（薬液流路）
７２；現像液流路（薬液流路）
７３；バッファタンク
７４；開閉制御弁（薬液流路開閉弁）
７５；Ｎ２ガス流路（気体流路）
７８；切換制御弁（気体流路切換弁）
７９；開閉制御弁（オーバーフロー用開閉弁）
８３；Ｎ２ガス放出路（薬液混入ガス流路）
８４；排気管
８５；切換制御弁（薬液混入ガス流路切換弁）
８６；ドレン管
９０；コントロールユニット（制御手段）
９１；高液位検出センサー
９２；低液位検出センサー
ＤＥＶ；現像液処理ユニット
Ｗ；半導体ウエハ（基板）
Claims (8)
- 薬液供給源から各処理ユニットに薬液を供給するための薬液供給システムであって、
前記薬液供給源から薬液流路を介して供給された薬液を貯留するためのバッファタンクと、
加圧気体供給源から前記バッファタンクに加圧気体を案内するための気体流路および前記気体流路に介装された気体流路切換弁を有し、前記バッファタンクから各処理ユニットに、薬液を所定量ごとに吐出するための吐出手段と、
前記薬液流路に介装され、薬液流路を開閉する薬液流路開閉弁と、
前記加圧気体供給源から前記気体流路を介して加圧気体を前記バッファタンクに導入し薬液を加圧して薬液を所定量ごとに吐出するように、前記気体流路切換弁をバッファタンク側に開になるように切り換えるとともに、前記バッファタンクからの薬液の所定量ごとの吐出が終了する度ごとに、前記薬液供給源から前記バッファタンクに薬液を導入して補填するように、前記薬液流路開閉弁を開にする制御手段と
を具備することを特徴とする薬液供給システム。 - 前記バッファタンク内を脱気する脱気手段と、
前記バッファタンクから薬液内混入ガスを脱気手段に案内するための薬液内混入ガス流路と、
この薬液内混入ガス流路に介装された薬液内混入ガス流路切換弁とをさらに具備し、
前記制御手段は、前記バッファタンク内の薬液内混入ガスが前記薬液内混入ガス流路を介して脱気されるように、前記薬液内混入ガス流路切換弁を排気手段側に開になるように切り換えることを特徴とする請求項１に記載の薬液供給システム。 - 前記脱気手段は、ガスが通流される配管を有し、前記薬液内混入ガス流路は前記配管に接続され、配管を流れるガスによって前記バッファタンク内の薬液内混入ガスが薬液内混入ガス流路を介して吸引されることを特徴とする請求項２に記載の薬液供給システム。
- 前記バッファタンク内の薬液の液位を検出して、検出信号を前記制御手段に入力するための液位検出器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３のいずれか１項に記載の薬液供給システム。
- 前記制御手段は、前記吐出手段による薬液の所定量ごとの吐出が終了した後、前記液位検出器が薬液の高液位レベルを検出するまで、前記薬液流路開閉弁を開にし、薬液を導入して補填することを特徴とする請求項４に記載の薬液供給システム。
- 前記バッファタンク内の薬液が所定の高液位レベルを超えてオーバーフローした場合に、これを検出するためのオーバーフロー検出器と、
前記薬液内混入ガス流路に介装されたオーバーフロー用切換弁とをさらに具備し、
前記制御手段は、オーバーフローした薬液を前記薬液内混入ガス流路を介してドレン管に排出するように、前記オーバーフロー用切換弁をドレン管に開になるように切り換えることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の薬液供給システム。 - 薬液供給源から薬液を供給する薬液供給システムから供給された薬液を用いて、各処理ユニットにより基板の処理を行う基板処理システムであって、
前記薬液供給システムは、
前記薬液供給源から薬液流路を介して供給された薬液を貯留するためのバッファタンクと、
加圧気体供給源から前記バッファタンクに加圧気体を案内するための気体流路および前記気体流路に介装された気体流路切換弁を有し、前記バッファタンクから各処理ユニットに、薬液を所定量ごとに吐出するための吐出手段と、
前記薬液流路に介装され、薬液流路を開閉する薬液流路開閉弁と、
前記加圧気体供給源から前記気体流路を介して加圧気体を前記バッファタンクに導入し薬液を加圧して薬液を所定量ごとに吐出するように、前記気体流路切換弁をバッファタンク側に開になるように切り換えるとともに、前記バッファタンクからの薬液の所定量ごとの吐出が終了する度ごとに、前記薬液供給源から前記バッファタンクに薬液を導入して補填するように、前記薬液流路開閉弁を開にする制御手段と
を具備することを特徴とする基板処理システム。 - 薬液供給源から薬液をタンク内に収容させる工程と、
薬液が収容された前記タンク内を減圧してタンク内の薬液を脱気する工程と、
その後気体により前記薬液の液面を押圧して一回処理分の前記薬液を被処理体に供給して処理する工程と、
前記薬液供給後、一回処理分の薬液を前記タンク内に供給する工程と
を具備することを特徴とする液処理方法。
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