JP3628895B2

JP3628895B2 - 処理液供給装置

Info

Publication number: JP3628895B2
Application number: JP1955199A
Authority: JP
Inventors: 優樹岩見
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1999-01-28
Filing date: 1999-01-28
Publication date: 2005-03-16
Anticipated expiration: 2019-01-28
Also published as: JP2000223393A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等（以下、単に「基板」と称する）を処理するためのフォトレジスト（以下、単に「レジスト」とする）等の処理液を供給する処理液供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、上記基板に対しては、レジスト塗布処理、露光処理、現像処理およびそれらに付随する熱処理を順次行わせることにより一連の基板処理を達成している。これらの処理のうちレジスト塗布処理、現像処理は、吐出ノズルからレジストまたは現像液を基板に吐出することによって行われる。そして、吐出ノズルには処理液供給装置からレジストまたは現像液が供給されるようにされている。
【０００３】
図５は、従来の処理液供給装置の概略構成を示す図である。この処理液供給装置は、レジストを供給する装置であり、レジスト供給源たるボトルＢＴからレジストを導き、吐出ノズルに供給する。ボトルＢＴのレジストは、供給ラインＬ１、Ｌ２によって吐出ノズルまで導かれる。
【０００４】
供給ラインＬ１と供給ラインＬ２との間には、レジストを一時的に貯留するトラップタンク１１０が設けられている。トラップタンク１１０に貯留されたレジストは、ポンプ１２０によって供給ラインＬ２内を送られ、フィルタ１２１、供給バルブ１２２を介して図外の吐出ノズルに供給される。
【０００５】
また、トラップタンク１１０には、その上部に排気ラインＬ３が接続されており、排気ラインＬ３には排気バルブ１３０が設けられている。通常、図５の処理液供給装置によって吐出ノズルにレジストが供給されているときは、排気バルブ１３０は閉鎖されるとともに、供給バルブ１２２は開放されている。
【０００６】
レジストの供給を続けていると、やがて、ボトルＢＴのレジストが空になる。すると、供給ラインＬ１からエアを導入することとなり、トラップタンク１１０内のレジストの液面レベル（液位）が低下する。液面レベルが所定のライン以下にまで低下すると、その旨を液面検知センサ１４０が検知し、アラームを発する。この時点において、ボトルＢＴの交換を行うとともにトラップタンク１１０に流入したエアを抜く作業を行う。
【０００７】
従来におけるエア抜きの作業の手順は以下の通りである。すなわち、まず、空になったボトルＢＴを新しいボトルＢＴに交換する。次に、排気ラインＬ３の排気バルブ１３０を開放するとともに、供給バルブ１２２を閉鎖する。そして、新しいボトルＢＴに加圧用配管ＰＬを接続する。
【０００８】
加圧用配管ＰＬによってボトルＢＴ内が加圧されると、ボトルＢＴのレジストが供給ラインＬ１を介してトラップタンク１１０に圧送される。このときに、排気バルブ１３０が開放されるとともに、供給バルブ１２２が閉鎖されているため、トラップタンク１１０内の液面レベルは上昇し、エアは排気ラインＬ３から送り出され、ドレンに排気される。
【０００９】
トラップタンク１１０内の液面レベルが最適なラインまで上昇したことを作業者が目視にて確認すると、排気ラインＬ３の排気バルブ１３０を閉鎖し、ボトルＢＴに接続した加圧用配管ＰＬを外す。その後、供給ラインＬ２の供給バルブ１２２を開放することにより、再び吐出ノズルへのレジスト供給が行われる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来の処理液供給装置におけるエア抜き作業は、非常に煩雑なものであった。そして、ボトルＢＴはガラスまたは樹脂で作製されている場合が多く、加圧用配管ＰＬを接続することによってボトルＢＴ内を加圧すると、ボトルＢＴが破損する可能性があった。
【００１１】
また、エア抜き作業時において、排気ラインＬ３の排気バルブ１３０を閉鎖するタイミングは、作業者の目視に頼っている。ここで、加圧用配管ＰＬからの加圧は、工場内の加圧ラインを利用しており、他の装置の動作状況によって、その圧力が微妙に変化する場合がある。しかも、レジストの種類によって、その粘度が異なるため、供給ラインＬ１を介してトラップタンク１１０に圧送されるレジストの流量は必ずしも一定ではない。したがって、エア抜き作業時に、トラップタンク１１０内の液面レベルを適当な位置に停止させるように排気バルブ１３０を閉鎖することは非常に困難なことであった。
【００１２】
排気バルブ１３０を閉鎖するタイミングが遅れると、液面レベルが最適ラインを超えて上昇し、レジストが排気ラインＬ３に流入してドレンに捨てられることとなる。レジストは非常に高価なものであるため、少量であっても無駄にすることはコスト上昇という問題に繋がる。
【００１３】
逆に、排気バルブ１３０を閉鎖するタイミングが早過ぎると、液面レベルが最適ラインまで到達せず、トラップタンク１１０の上部に多くのエアが滞留したままとなる。レジストは空気に触れると変質するため、トラップタンク１１０内に多くのエアが滞留することは好ましくない。
【００１４】
なお、これと同様の問題は、現像液を供給する装置においても生ずる。
【００１５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、処理液供給源を破損することなくかつ容易に貯留容器の空気抜きを行うことができる処理液供給装置を提供することを目的とする。
【００１６】
また、本発明は、空気抜き作業時に、処理液の液面レベルを最適ラインに正確に停止させることができる処理液供給装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、基板を処理するための処理液を供給する処理液供給装置であって、(a) 処理液供給源から前記処理液を導く処理液供給経路に設けられ、前記処理液を一時貯留する貯留容器と、(b) 前記処理液供給経路における前記貯留容器よりも下流に設けられた供給弁と、(c) 前記貯留容器の上部に接続され、前記貯留容器内に滞留した空気を排出する空気排出経路と、(d) 前記空気排出経路に設けられ、前記貯留容器内を吸引する吸引手段と、(e) 前記貯留容器に貯留された処理液の液面レベルを検知する検知手段と、 (f) 前記吸引手段が前記貯留容器内を吸引する際、前記貯留容器の所定レベル以上に前記処理液が貯留されたことを前記検知手段が検知したときに、一定量の吸引をさらに行った後に吸引を停止するように前記吸引手段を制御する制御手段と、を備えている。
【００１９】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明にかかる処理液供給装置において、前記吸引手段に、定められた量を吸引することができる定量ポンプを含ませている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明にかかる処理液供給装置の概略構成を示す図である。この処理液供給装置は、レジストを供給する装置であり、交換可能に設置されたレジスト供給源たるボトルＢＴからレジストを導き、図外の吐出ノズルに供給する。ボトルＢＴのレジストは、供給ラインＬ１、Ｌ２によって吐出ノズルまで導かれる。
【００２２】
ボトルＢＴからレジストを導く処理液供給経路途中、すなわち供給ラインＬ１と供給ラインＬ２との間には、レジストを一時的に貯留するトラップタンク１０が設けられている。図２は、トラップタンク１０を示す断面図である。トラップタンク１０は、３つの出入口を有する密閉容器である。３つの出入口としては、処理液入口１１と、処理液出口１３と、通気口１２とが設けられている。なお、トラップタンク１０の形状は図示の形状に限定されるものではなく、処理液を貯留できるものであれば如何なる形状のものであってもよい。
【００２３】
トラップタンク１０の側方には、トラップタンク１０に貯留されたレジストの液面レベルを検知するための液面検知センサ４０が設けられている。本実施形態では、液面検知センサ４０として、非接触式の静電容量センサを用いている。液面検知センサ４０は、トラップタンク１０に貯留されたレジストの液面レベルが基準レベルＴＨに達しているか否かを検知することができる。なお、液面検知センサ４０としては、静電容量センサに限らず、例えば発光素子と光電変換素子とを組み合わせた光電式センサを用いてもよい。
【００２４】
図１に戻り、トラップタンク１０よりも下流側であって処理液出口１３に接続される供給ラインＬ２には、ポンプ２０と、フィルタ２１と、供給バルブ２２とが設けられている。ポンプ２０は、トラップタンク１０に貯留されたレジストを図外の吐出ノズルまで送給する駆動源としての役割を有する。また、フィルタ２１は、供給ラインＬ２を流れるレジストを浄化する。トラップタンク１０に貯留されたレジストは、ポンプ２０によって供給ラインＬ２内を送られ、フィルタ２１、供給バルブ２２を介して吐出ノズルに供給される。
【００２５】
トラップタンク１０よりも上流側であって処理液入口１１には、供給ラインＬ１が接続されている。供給ラインＬ１の他端は、ボトルＢＴのレジストに浸漬されている。
【００２６】
トラップタンク１０の上端部に設けられた通気口１２には、トラップタンク１０内に滞留した空気を排出する空気排出経路として排気ラインＬ３が接続されている。本発明にかかる処理液供給装置においては、トラップタンク１０内を吸引する吸引手段としてポンプ３０を排気ラインＬ３に設けている。ポンプ３０は、定められた量を吸引することができる定量ポンプであり、例えばストロークが一定のシリンダー式ポンプや一定量の回転によって一定量を吸引することができるスクリュー型ポンプを採用することができる。
【００２７】
また、本発明にかかる処理液供給装置は、コンピュータを用いて構成される制御部５０を備えている。制御部５０は、少なくともポンプ３０、液面検知センサ４０および供給バルブ２２と電気的に接続されている。制御部５０は予め入力されたプログラムに従ってこれらの動作を制御するのであるが、その態様については後述する。
【００２８】
次に、上述の構成を有する処理液供給装置の動作について説明する。通常処理時に、吐出ノズルにレジストが供給されているときは、ポンプ３０が停止されるとともに、供給ラインＬ２の供給バルブ２２は開放されている。トラップタンク１０に貯留されているレジストは、ポンプ２０によって供給ラインＬ２内を送られ、フィルタ２１によって浄化された後、吐出ノズルに供給される。トラップタンク１０は密閉容器であるため、吐出ノズルに供給されるのと等量のレジストが供給ラインＬ１を介してボトルＢＴから吸引される。したがって、ボトルＢＴに貯留されているレジストの液面レベルは、通常処理時においては常に一定の高さに維持されている。
【００２９】
処理が進行し、やがて、ボトルＢＴが空になると、供給ラインＬ１からエアを吸引するようになる。吸引されたエアは、トラップタンク１０内にて上方に溜まるため、供給ラインＬ２から吐出ノズルに入り込むおそれはない。しかし、供給ラインＬ１から吸引されたエアの量が増加するに従って、トラップタンク１０に貯留されたレジストの液面レベルは徐々に低下し、やがて基準レベルＴＨよりも低くなる。レジストの液面レベルが基準レベルＴＨよりも低くなると、液面検知センサ４０がその旨を検知し、制御部５０に伝達するとともにアラームを発する。
【００３０】
アラームが発せられると、エア抜き作業が行われる。なお、このときには、新たな基板の払い出しは中断されるとともに、処理途中にある基板についてはそのまま処理が続行される。従って、トラップタンク１０における基準レベルＴＨは、少なくとも処理途中にある基板の処理を続行できるだけのレジストを確保できる位置に設定しておくのが好ましい。
【００３１】
処理途中にある基板についてもレジスト塗布処理が終了し、吐出ノズルに新たなレジストを供給する必要がなくなると、空のボトルＢＴを新たなボトルＢＴに交換するとともに、供給ラインＬ２の供給バルブ２２を閉鎖する。そして、排気ラインＬ３に設けられたポンプ３０を動作させることによってエア抜き作業を実行する。
【００３２】
ポンプ３０を動作させると、トラップタンク１０内に滞留していたエアがポンプ３０によって吸引され、排気ラインＬ３を介して装置外に排出される。このときに、供給バルブ２２は閉鎖されているため供給ラインＬ２からレジストが逆流することはなく、供給ラインＬ１を介して新たなボトルＢＴからレジストが吸引される。なお、ポンプ３０を動作させるのと同時に、装置がエア抜き作業状態にあることを制御部５０に認識させるようにしておく。
【００３３】
トラップタンク１０内に滞留していたエアが吸引・排出されるに従って、トラップタンク１０内のレジストの液面レベルは徐々に上昇し、やがて基準レベルＴＨに到達する。レジストの液面レベルが基準レベルＴＨに到達した時点にて、液面検知センサ４０がその旨を検知し、制御部５０に伝達する。装置がエア抜き作業状態にあることを認識中の制御部５０は、液面検知センサ４０からレジストの液面レベルが基準レベルＴＨに到達した旨の信号を受けたときに、一定量の吸引をさらに行った後に吸引を停止するようにポンプ３０を制御する。ここで、「一定量」とは、レジストが排気ラインＬ３に流れ込むことはなく、かつトラップタンク１０の上部に滞留するエアがレジスト変質の観点から許容限度以下となるような最適ラインまでレジスト液面レベルが上昇するような吸引量である。すなわち、ポンプ３０の吸引停止後のレジストの液面レベルが最適ラインとなるように、「一定量」は定められるのである。
【００３４】
ポンプ３０は、制御部５０からの指示に従って一定量をさらに吸引した後、吸引動作を停止する。その後、再び供給バルブ２２が開放され、トラップタンク１０に貯留されているレジストは、ポンプ２０によって供給ラインＬ２内を送られ、吐出ノズルに供給されて通常の処理が行われる。
【００３５】
このようにすれば、エア抜き作業は、ポンプ３０の吸引動作のみによって行われるため、従来に比較して容易なものとなる。また、エア抜き作業は、ポンプ３０の吸引動作によって行われ、ボトルＢＴを加圧する必要がなくなるため、ボトルＢＴを破損するおそれはない。
【００３６】
また、制御部５０は、液面検知センサ４０からレジストの液面レベルが基準レベルＴＨに到達した旨の信号を受けたときに、一定量の吸引をさらに行った後に吸引を停止するようにポンプ３０を制御しているため、上述の如く、その「一定量」を予め適切に設定しておけば、吸引停止後のトラップタンク１０内のレジストの液面レベルを最適ラインとすることができる。換言すれば、エア抜き作業時に、レジストの液面レベルを最適ラインに正確に停止させることができるのである。
【００３７】
従って、レジストが排気ラインＬ３から無駄に排出されることが防止される。また、トラップタンク１０に滞留する空気は最小限にまで減らされるため、レジストが必要以上に空気と接触することがなくなり、レジストの変質を防止することができる。
【００３８】
さらに、ポンプ３０は一定量を吸引することができる定量ポンプであるため、排気ラインＬ３内を逆流させてトラップタンク１０およびボトルＢＴを加圧するおそれはない。
【００３９】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、上記実施形態の処理液供給装置は、レジストを供給する装置であったが、これに代えて現像液を供給する装置としてもよい。
【００４０】
また、ポンプ３０の吸引動作は制御部５０からの制御により停止させていたが、これを手動によって行ってもよい。ポンプ３０の吸引圧は、従来の加圧用配管の圧力のように変化することがないため、トラップタンク１０内のレジストの液面レベルの上昇速度は概ね一定であり、手動であっても比較的容易に最適ライン近傍に液面レベルを停止させることができる。もっとも、上記実施形態のように、制御部５０にポンプ３０を制御させた方が、より正確に安定してレジストの液面レベルを最適ラインに停止させることができる。
【００４１】
また、上記実施形態においては、１本のボトルＢＴを順次交換する方式の装置としていたが、これを２本以上のボトルを接続しておき、それを適宜切り替えて使用する方式の装置としても良い。図３は、２本以上のボトルが接続される処理液供給装置を示す概略構成図である。
【００４２】
図３に示すように、この処理液供給装置は、２つのトラップタンク１０ａ、１０ｂを備えている。トラップタンク１０ａには、供給ラインＬ１ａが接続され、供給ラインＬ１ａの他端はボトルＢＴ１に浸漬されている。また、トラップタンク１０ａには、空気排出経路たる排気ラインＬ３ａが接続され、排気ラインＬ３ａには吸引手段たるポンプ３１が設けられている。さらに、トラップタンク１０ａの側方には、検知手段たる液面検知センサ４１が設けられている。
【００４３】
一方、トラップタンク１０ｂには、供給ラインＬ１ｂが接続され、供給ラインＬ１ｂの他端はボトルＢＴ２に浸漬されている。また、トラップタンク１０ｂには、空気排出経路たる排気ラインＬ３ｂが接続され、排気ラインＬ３ｂには吸引手段たるポンプ３２が設けられている。さらに、トラップタンク１０ｂの側方には、検知手段たる液面検知センサ４２が設けられている。
【００４４】
トラップタンク１０ａおよびトラップタンク１０ｂは、三方弁６０を介して供給ラインＬ２に接続されている。供給ラインＬ２には、上記実施形態と同様のポンプ２０、フィルタ２１、供給バルブ２２が設けられている。
【００４５】
なお、トラップタンク１０ａ，１０ｂは上記実施形態のトラップタンク１０と同じである。同様に、ポンプ３１，３２はポンプ３０と、液面検知センサ４１，４２は液面検知センサ４０と同じである。
【００４６】
すなわち、図３の処理液供給装置においては、上記実施形態のトラップタンク１０、ポンプ３０、液面検知センサ４０からなる構成が三方弁６０を介して２つ接続されていることになる。そして、ポンプ３１，３２、液面検知センサ４１，４２および三方弁６０は制御部５０に電気的に接続され、これによって制御されている。
【００４７】
このように構成すれば、例えば、ボトルＢＴ１が空になったときは、三方弁６０を切り替えて、トラップタンク１０ｂ、すなわちボトルＢＴ２からレジストを吐出ノズルに供給することができる。従って、上記実施形態のように、新たな基板の払い出しを中断する必要はなく、通常の基板処理を連続して行うことができる。
【００４８】
そして、三方弁６０を切り替えた後、空のボトルＢＴ１を新たなボトルＢＴ１に交換し、トラップタンク１０ａのエア抜き作業を行う。このときのエア抜き作業は上記実施形態と同じである。すなわち、制御部５０による制御の下、ポンプ３１の吸引動作によって行う。但し、図３の処理液供給装置では、ボトルＢＴ２からの通常のレジスト供給が続行されているため、エア抜き作業に時間的余裕を持たせることができる。
【００４９】
その後、ボトルＢＴ２が空になったときは、三方弁６０を切り替え、トラップタンク１０ａ、すなわちボトルＢＴ１からレジストを吐出ノズルに供給する。以下、同様の手順を繰り返すことにより、吐出ノズルへのレジスト供給を中断することなく、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５０】
図４も２本以上のボトルが接続される処理液供給装置を示す概略構成図である。図４の処理液供給装置は、図１の装置の供給ラインＬ１に三方弁７０を設け、その分岐先をそれぞれボトルＢＴ１およびボトルＢＴ２としているのである。三方弁７０は制御部５０と電気的に接続され、それによって制御されている。その他の構成については、図１の処理液供給装置と同じであり、同一の符号を付している。
【００５１】
図４の処理液供給装置において、例えば、ボトルＢＴ１が空になると、三方弁７０を切り替えて、ボトルＢＴ２からレジストを吐出ノズルに供給する。このときに、レジストは吐出ノズルから連続的に吐出されているのではなく、一定の間隔にて断続的に吐出されている。従って、その一定間隔に同期させて、断続的にボトルＢＴ２からレジストを供給すれば、図３の装置と同様に、新たな基板の払い出しを中断する必要はなく、通常の基板処理を連続して行うことができるのである。
【００５２】
そして、吐出ノズルにレジストを供給する必要のない時間を利用して、トラップタンク１０のエア抜き作業を行う。具体的には、吐出ノズルにレジストを供給する必要のない時間においては、供給バルブ２２を閉鎖するとともに、三方弁７０をボトルＢＴ１に切り替え、ポンプ３０を動作させる。一方、吐出ノズルにレジストを供給するときは、供給バルブ２２を開放するとともに、三方弁７０をボトルＢＴ２に切り替え、ポンプ３０を停止する。
【００５３】
これを繰り返すことにより、トラップタンク１０のエア抜き作業が完了し、やがてボトルＢＴ２が空になると、上記と逆の動作が繰り返される。
【００５４】
このようにしても、図３の処理液供給装置と同様に、吐出ノズルへのレジスト供給を中断することなく、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。但し、図４の処理液供給装置を図３の装置と比較すると、機械的な構成は簡易なものとなるが、吐出ノズルにレジスト供給を行うタイミングに同期させて各バルブおよびポンプを頻繁に動作させる必要があり、制御部５０の処理プログラムは複雑なものとならざるを得ない。
【００５５】
なお、図３および図４の装置を３本以上のボトルが接続される処理液供給装置としても良いことは勿論である。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、貯留容器からの空気排出経路に吸引手段を設けているため、貯留容器の空気抜きを行うときに処理液供給源を加圧する必要がなく、処理液供給源を破損することなくかつ容易に貯留容器の空気抜きを行うことができる。また、吸引手段が貯留容器内を吸引する際、貯留容器の所定レベル以上に処理液が貯留されたことを検知手段が検知したときに、一定量の吸引をさらに行った後に吸引を停止するように吸引手段を制御しているため、その一定量の吸引により処理液の液面レベルを最適ラインに正確に停止させることができる。
【００５８】
また、請求項２の発明によれば、吸引手段に、定められた量を吸引することができる定量ポンプを含ませているため、請求項１の発明による効果を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる処理液供給装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１の処理液供給装置のトラップタンクを示す断面図である。
【図３】本発明にかかる処理液供給装置の他の例の概略構成を示す図である。
【図４】本発明にかかる処理液供給装置の他の例の概略構成を示す図である。
【図５】従来の処理液供給装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１０、１０ａ、１０ｂトラップタンク
２２供給バルブ
３０ポンプ
４０、４１、４２液面検知センサ
５０制御部
ＢＴ、ＢＴ１、ＢＴ２ボトル
Ｌ１、Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ、Ｌ２供給ライン
Ｌ３、Ｌ３ａ、Ｌ３ｂ排気ライン

Claims

基板を処理するための処理液を供給する処理液供給装置であって、
(a) 処理液供給源から前記処理液を導く処理液供給経路に設けられ、前記処理液を一時貯留する貯留容器と、
(b) 前記処理液供給経路における前記貯留容器よりも下流に設けられた供給弁と、
(c) 前記貯留容器の上部に接続され、前記貯留容器内に滞留した空気を排出する空気排出経路と、
(d) 前記空気排出経路に設けられ、前記貯留容器内を吸引する吸引手段と、
(e) 前記貯留容器に貯留された処理液の液面レベルを検知する検知手段と、
(f) 前記吸引手段が前記貯留容器内を吸引する際、前記貯留容器の所定レベル以上に前記処理液が貯留されたことを前記検知手段が検知したときに、一定量の吸引をさらに行った後に吸引を停止するように前記吸引手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする処理液供給装置。
請求項１記載の処理液供給装置において、
前記吸引手段は、定められた量を吸引することができる定量ポンプを含むことを特徴とする処理液供給装置。