JP3990567B2 - ダイヤフラムバルブ、基板処理ユニットおよび基板処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体が流入する１つの流入口と該液体が流出する１つの流出口とを有するダイヤフラムバルブ、そのダイヤフラムバルブを用いて半導体基板、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）にフォトレジスト（以下、単に「レジスト」と称する）等の処理液を供給してレジスト塗布処理等を行う基板処理ユニットおよびその基板処理ユニットを組み込んで基板にフォトリソグラフィー等の一連の処理を行う基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体や液晶ディスプレイなどの製品は、基板に対して洗浄、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、層間絶縁膜の形成、熱処理などの一連の諸処理を施すことにより製造されている。従来よりこれらの諸処理は、塗布処理ユニットや熱処理ユニット等の複数の処理ユニットを組み込んだ基板処理装置において行われる。基板処理装置内の搬送ロボットによって複数の処理ユニット間で基板を所定の順序に従って搬送し、各処理ユニットにて基板にそれぞれ処理を行うことにより一連の基板処理が進行するのである。
【０００３】
処理ユニットのうち基板に処理液を供給するユニット、例えば基板にレジストを吐出する塗布処理ユニットにおいては、レジストの吐出を開始および停止するためのバルブとして一般にテフロン（登録商標）のダイヤフラムバルブを使用している。これはダイヤフラムバルブであれば他のバルブを使用するよりも摺動による発塵が生じにくく、基板に供給する処理液を扱うのに適しているからである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来より吐出バルブとしてダイヤフラムバルブを使用した場合は以下のような問題が生じており、これについて図１４，１５を使用しつつ説明する。図１４および図１５は従来のダイヤフラムバルブの構成を示す図である。図１４は流路が開放されている状態であり、図１５は流路が閉鎖されている状態である。
【０００５】
ダイヤフラムバルブ１００は、レジストを送給するための配管１１０の経路途中に設けられている。配管１１０のうち上流側配管１１０ａは図外のレジスト供給源と連通接続され、下流側配管１１０ｂは図外のレジスト吐出ノズルと連通接続されている。レジスト供給源からは所定の圧力にてレジストが送り出されており、図１４の状態では、上流側配管１１０ａの上流側流路１１１から下流側配管１１０ｂの下流側流路１１２へとレジストが流れ、さらにレジスト吐出ノズルからのレジスト吐出が行われる。すなわち、ダイヤフラムバルブ１００は、液体が流入する１つの流入口１１３と該液体が流出する１つの流出口１１４とを有している。
【０００６】
図１４の状態において、図外のリークバルブを開放してエア配管１０４から空気が抜けるようにすると、収縮していたバネ１０３が伸張してピストン１０２が下降する。ピストン１０２の下端部はダイヤフラム１０１に固定接続されており、ピストン１０２が下降することによってダイヤフラム１０１が弁座１０５に押しつけられ、図１５に示す状態に移行する。図１５に示す状態では上流側流路１１１と下流側流路１１２とが遮断されており、レジストは下流側流路１１２へと流れず、レジスト吐出ノズルからのレジスト吐出も停止される。
【０００７】
図１５の状態において、エア配管１０４からダイヤフラムバルブ１００に空気を送り込むようにすると、ピストン１０２がバネ１０３の力に抗して上昇する。ピストン１０２が上昇することによってダイヤフラム１０１が弁座１０５から離間し、上流側流路１１１と下流側流路１１２とが連通した状態（図１４）へと移行し、レジスト吐出ノズルからのレジスト吐出が開始される。以上のようにしてダイヤフラムバルブ１００は、レジストの吐出開始および停止を行う。
【０００８】
ここで、ダイヤフラムバルブ１００が急速に開く、すなわちダイヤフラム１０１が弁座１０５から急速に離間するとダイヤフラムバルブ１００内の流路の容積が急速に増加する一方で、その瞬間には上流側流路１１１からレジストが流れ出さないため、瞬間的に下流側流路１１２において逆流が生じ、レジスト吐出ノズルからダイヤフラムバルブ１００にレジストが引き戻される現象が起こる。
【０００９】
また、ダイヤフラムバルブ１００が低速で開くと、ダイヤフラムバルブ１００内の流路の容積変化による影響が出るよりも先に上流側流路１１１からレジストが流れ出すため、レジスト吐出ノズルからレジストが引き戻されることはないが、ダイヤフラム１０１が弁座１０５から十分に離間していない間は、弁座１０５近傍の流路が狭く、レジスト吐出のための十分な流量が得られず、レジスト吐出ノズルの先端からレジストが途切れ途切れにでるという問題が生じる（いわゆるぼた落ち）。
【００１０】
逆に、ダイヤフラムバルブ１００が急速に閉じる、すなわちダイヤフラム１０１が弁座１０５に急速に密着すると、ダイヤフラムバルブ１００内の流路の容積が急速に減少し、下流側流路１１２にあるレジストが押し出され、バルブ閉鎖の瞬間にレジスト吐出ノズルからレジストが噴出することとなる。また、ダイヤフラムバルブ１００が低速で閉じると、上述した開く場合と同様に、弁座１０５近傍の流路が狭くなっている間はレジスト吐出のための十分な流量が得られず、レジスト吐出ノズルからのぼた落ちの問題が生じる。
【００１１】
上記のような現象はいずれも安定したレジスト供給の妨げとなり、塗布欠陥の原因となりうるものである。従って、上記の諸現象を極力防止する必要があり、そのためにはダイヤフラムバルブ１００の開閉速度を速すぎず、遅すぎない速度に設定しなければならなかった。このような最適速度のための条件設定は極めて微妙なものであり、しかもレジストの粘度や配管の状況によって様々に異なるものであるため、バルブ開閉速度の調整作業は非常に困難なものとなっていたのである。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、バルブ開閉時にも安定した液供給を行うことができるダイヤフラムバルブ並びにそれを組み込んだ基板処理ユニットおよび基板処理装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【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、液体が流入する１つの流入口と該液体が流出する１つの流出口とを有するダイヤフラムバルブにおいて、前記流入口から前記流出口に至る流路に設けられた弁座に密着することによって前記流路を閉鎖することとと前記弁座から離間することによって前記流路を開放することとが可能な開閉用ダイヤフラムと、前記流路を閉鎖する閉状態と前記流路を開放する開状態との間で前記開閉用ダイヤフラムを作動させる作動手段と、前記開閉用ダイヤフラムよりも前記流路の前記流出口側に設けられ、前記開閉用ダイヤフラムと略同一形状を有する補償用ダイヤフラムと、前記開閉用ダイヤフラムと前記補償用ダイヤフラムとを連結するリンク棒と、を備え、前記作動手段によって前記開閉用ダイヤフラムが前記流路を閉鎖するときには前記開閉用ダイヤフラムと前記リンク棒を介して機械的に連動する前記補償用ダイヤフラムに前記流路のうち前記開閉用ダイヤフラムよりも前記流出口側の二次側流路の容積を増加し、前記開閉用ダイヤフラムが前記流路を開放するときには前記補償用ダイヤフラムに前記二次側流路の容積を減少するように作動させている。
【００１６】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係るダイヤフラムバルブにおいて、前記補償用ダイヤフラムを、前記開閉用ダイヤフラムが作動する弁軸上に設け、前記リンク棒を前記弁軸に沿って配置している。
【００１９】
また、請求項３の発明は、基板に処理液を供給して所定の処理を行う基板処理ユニットにおいて、基板を保持する保持部と、前記保持部に保持された基板に処理液を吐出する吐出ノズルと、前記吐出ノズルに処理液を送給する送給源と、前記送給源と前記吐出ノズルとを連通して前記送給源からの処理液を前記吐出ノズルに導く配管と、前記配管の経路途中に設けられた請求項１または請求項２に記載のダイヤフラムバルブと、を備えている。
【００２０】
また、請求項４の発明は、請求項３の発明に係る基板処理ユニットにおいて、前記送給源から前記吐出ノズルに送給する処理液の流量を制御する流量制御手段と、前記吐出ノズルからの処理液吐出を停止する際に、前記送給源から前記吐出ノズルに送給する処理液の流量が所定値に到達した時点で前記開閉用ダイヤフラムが前記閉状態となるように前記作動手段を制御する開閉制御手段と、をさらに備えている。
【００２１】
また、請求項５の発明は、請求項３または請求項４の発明に係る基板処理ユニットにおいて、前記処理液をフォトレジストとしている。
【００２２】
また、請求項６の発明は、基板に複数工程からなる一連の処理を行う基板処理装置において、請求項５記載の基板処理ユニットと、基板に現像処理を行う現像処理ユニットと、基板に熱処理を行う熱処理ユニットと、前記各装置間にて基板を搬送する搬送手段と、を備えている。
【００２３】
また、請求項７の発明は、請求項６の発明に係る基板処理装置において、前記搬送手段に未処理基板を渡すとともに前記搬送手段から処理済基板を受け取るインデクサと、装置外部の露光ユニットと前記搬送手段との間で基板の受け渡しを行うインターフェイスと、をさらに備えている。
【００２４】
【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。
【００２５】
＜１．第１実施形態＞
図１は、本発明に係る基板処理装置１の全体構成を示す平面図である。なお、図１および以降の各図にはそれらの方向関係を明確にするため必要に応じてＺ軸方向を鉛直方向とし、ＸＹ平面を水平面とするＸＹＺ直交座標系を付している。
【００２６】
この基板処理装置１は、基板にレジスト塗布処理や現像処理を行う装置であって、基板の搬出入を行うインデクサＩＤと、基板に処理を行う複数の処理ユニットからなる第１処理部群ＰＧ１，第２処理部群ＰＧ２と、図示を省略する露光装置（ステッパ）との基板の受け渡しを行うインターフェイスＩＦと、搬送ロボットＴＲとを備えている。
【００２７】
インデクサＩＤは、複数枚の基板を収納可能なキャリア（図示省略）を載置するとともに移載ロボットを備え、未処理基板を当該キャリアから搬送ロボットＴＲに払い出すとともに処理済基板を搬送ロボットＴＲから受け取ってキャリアに格納する。なお、キャリアの形態としては、収納基板を外気に曝すＯＣ(open cassette)であっても良いし、基板を密閉空間に収納するＦＯＵＰ(front opening unified pod)や、ＳＭＩＦ(Standard Mechanical Inter Face)ポッドであっても良い。本実施形態では、キャリアに２５枚の基板を収納しているものとする。
【００２８】
インターフェイスＩＦは、搬送ロボットＴＲからレジスト塗布処理済の基板を受け取って図外の露光装置に渡すとともに、該露光装置から露光済の基板を受け取って搬送ロボットＴＲに渡す機能を有する。また、インターフェイスＩＦは、露光装置との受け渡しタイミングの調整を行うべく、露光前後の基板を一時的にストックするバッファ機能を有し、図示を省略しているが、搬送ロボットＴＲとの間で基板を受け渡すロボットと、基板を載置するバッファカセットとを備えている。
【００２９】
基板処理装置１は、基板に処理を行うための複数の処理ユニット（処理部）を備えており、そのうちの一部が第１処理部群ＰＧ１を構成し、残部が第２処理部群ＰＧ２を構成する。図２は、第１処理部群ＰＧ１および第２処理部群ＰＧ２の構成を示す図である。第１処理部群ＰＧ１は、液処理ユニットたる塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２（レジスト塗布処理部）の上方に複数の熱処理ユニットを配置して構成されている。なお、図２においては、図示の便宜上処理ユニットを平面的に配置しているが、実際にはこれらは高さ方向（Ｚ軸方向）に積層されているものである。
【００３０】
塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２は、基板主面にフォトレジストを供給し、基板を回転させることによって均一なレジスト塗布を行う、いわゆるスピンコータである。塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２には、本発明に係るダイヤフラムバルブが組み込まれているのであるが、これについては後に詳述する。
【００３１】
塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２の上方には３段に積層された熱処理ユニットが３列設けられている。すなわち、下から順に冷却ユニットＣＰ１、密着強化ユニットＡＨ（密着強化処理部）、加熱ユニットＨＰ１が積層された列と、冷却ユニットＣＰ２、加熱ユニットＨＰ２、加熱ユニットＨＰ３が積層された列と、冷却ユニットＣＰ３、加熱ユニットＨＰ４、加熱ユニットＨＰ５が積層された列とが設けられている。
【００３２】
同様に、第２処理部群ＰＧ２は、液処理ユニットたる現像処理ユニットＳＤ１，ＳＤ２の上方に複数の熱処理ユニットを配置して構成されている。現像処理ユニットＳＤ１，ＳＤ２は、露光後の基板上に現像液を供給することによって現像処理を行う、いわゆるスピンデベロッパである。現像処理ユニットＳＤ１，ＳＤ２の上方には３段に積層された熱処理ユニットが３列設けられている。すなわち、下から順に冷却ユニットＣＰ４、露光後ベークユニットＰＥＢ、加熱ユニットＨＰ６が積層された列と、冷却ユニットＣＰ５、加熱ユニットＨＰ７、加熱ユニットＨＰ８が積層された列と、冷却ユニットＣＰ６、加熱ユニットＨＰ９、加熱ユニットＨＰ１０が積層された列とが設けられている。
【００３３】
加熱ユニットＨＰ１〜ＨＰ１０は、基板を加熱して所定の温度にまで昇温する、いわゆるホットプレートである。また、密着強化ユニットＡＨおよび露光後ベークユニットＰＥＢもそれぞれレジスト塗布処理前および露光直後に基板を加熱する加熱ユニットである。冷却ユニットＣＰ１〜ＣＰ６は、基板を冷却して所定の温度にまで降温するとともに、基板を当該所定の温度に維持する、いわゆるクールプレートである。
【００３４】
本明細書においては、これら基板の温度調整を行う処理ユニット（加熱ユニットおよび冷却ユニット）を熱処理ユニットと称する。また、塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２および現像処理ユニットＳＤ１，ＳＤ２の如き基板に処理液を供給して所定の処理を行う処理ユニットを液処理ユニットと称する。そして、液処理ユニットおよび熱処理ユニットを総称して処理ユニットとする。
【００３５】
なお、熱処理ユニットの直下には、液処理ユニット側に温湿度の管理されたクリーンエアーのダウンフローを形成するフィルタファンユニットＦＦＵが設けられている。また、図示を省略しているが、搬送ロボットＴＲが配置された上方の位置にも、搬送空間に向けてクリーンエアーのダウンフローを形成するフィルタファンユニットが設けられている。
【００３６】
また、基板処理装置１の内部にはコントローラＣＲが設けられている。コントローラＣＲは、メモリやＣＰＵ等からなるコンピュータを用いて構成されている。コントローラＣＲは、所定の処理プログラムにしたがって搬送ロボットＴＲの搬送動作を制御するとともに、各処理ユニットに指示を与えて処理条件を設定する。
【００３７】
図３は、搬送ロボットＴＲの外観斜視図である。搬送ロボットＴＲは、伸縮体４０の上部に搬送アーム３１ａ，３１ｂを備えたアームステージ３５を設けるとともに、伸縮体４０によってテレスコピック型の多段入れ子構造を実現している。
【００３８】
伸縮体４０は、上から順に４つの分割体４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄによって構成されている。分割体４０ａは分割体４０ｂに収容可能であり、分割体４０ｂは分割体４０ｃに収容可能であり、分割体４０ｃは分割体４０ｄに収容可能である。そして、分割体４０ａ〜４０ｄを順次に収納していくことによって伸縮体４０は収縮し、逆に分割体４０ａ〜４０ｄを順次に引き出していくことによって伸縮体４０は伸張する。すなわち、伸縮体４０の収縮時においては、分割体４０ａが分割体４０ｂに収容され、分割体４０ｂが分割体４０ｃに収容され、分割体４０ｃが分割体４０ｄに収容される。一方、伸縮体４０の伸張時においては、分割体４０ａが分割体４０ｂから引き出され、分割体４０ｂが分割体４０ｃから引き出され、分割体４０ｃが分割体４０ｄから引き出される。
【００３９】
伸縮体４０の伸縮動作は、その内部に設けられた伸縮昇降機構によって実現される。伸縮昇降機構としては、例えば、ベルトとローラとを複数組み合わせたものをモータによって駆動する機構を採用することができる。搬送ロボットＴＲは、このような伸縮昇降機構によって搬送アーム３１ａ，３１ｂの昇降動作を行うことができる。
【００４０】
また、搬送ロボットＴＲは、搬送アーム３１ａ，３１ｂの水平進退移動および回転動作を行うこともできる。具体的には、分割体４０ａの上部にアームステージ３５が設けられており、そのアームステージ３５によって搬送アーム３１ａ，３１ｂの水平進退移動および回転動作を行う。すなわち、アームステージ３５が搬送アーム３１ａ，３１ｂのそれぞれのアームセグメントを屈伸させることにより搬送アーム３１ａ，３１ｂが水平進退移動を行い、アームステージ３５自体が伸縮体４０に対して回転動作を行うことにより搬送アーム３１ａ，３１ｂが回転動作を行う。
【００４１】
従って、搬送ロボットＴＲは、搬送アーム３１ａ，３１ｂを高さ方向に昇降動作させること、回転動作させることおよび水平方向に進退移動させることができる。つまり、搬送ロボットＴＲは、搬送アーム３１ａ，３１ｂを３次元的に移動させることができる。そして、基板Ｗを保持した搬送アーム３１ａ，３１ｂが３次元的に移動して複数の処理ユニットとの間で基板Ｗの受け渡しを行うことによりそれら複数の処理ユニットに対して基板Ｗを搬送して当該基板Ｗに種々の処理を行わせることができる。
【００４２】
次に、上記の基板処理装置１における基板処理の手順について簡単に説明する。図４は、基板処理装置１における基板処理の手順の一例を示す図である。まず、インデクサＩＤから搬送ロボットＴＲに払い出された未処理の基板Ｗは、密着強化ユニットＡＨに搬入される。密着強化ユニットＡＨは、基板Ｗに加熱処理を行って基板Ｗとレジストとの密着性を向上させる密着強化処理部であり、より正確には加熱した状態の基板Ｗにベーパ状にしたＨＭＤＳ（Hexa Methyl Di Silazan）を吹き付けることによって密着性を強化する。次に、搬送ロボットＴＲは、密着強化処理の終了した基板Ｗを密着強化ユニットＡＨから冷却ユニットＣＰ１に搬送する。冷却ユニットＣＰ１は、密着強化ユニットＡＨにて加熱処理が行われた基板Ｗの冷却処理を行うクールプレートである。
【００４３】
冷却処理の終了した基板Ｗは、搬送ロボットＴＲによって冷却ユニットＣＰ１から塗布処理ユニットＳＣ１へと搬送される。塗布処理ユニットＳＣ１は、基板Ｗの主面にレジストを供給し、基板を回転させてレジスト塗布処理を行う。供給されたレジストは遠心力によって基板Ｗの主面全体に拡がり、レジスト膜を形成する。
【００４４】
次に、レジスト塗布処理の終了した基板Ｗは、搬送ロボットＴＲによって塗布処理ユニットＳＣ１から加熱ユニットＨＰ１へと搬送される。加熱ユニットＨＰ１は、塗布処理ユニットＳＣ１にてレジスト塗布が行われた基板Ｗの加熱処理を行うホットプレートである。この加熱処理は「プリベーク」と称される熱処理であり、基板Ｗに塗布されたレジスト中の余分な溶媒成分を蒸発させ、レジストと基板Ｗとの密着性を強固にして安定した感度のレジスト膜を形成する処理である。
【００４５】
プリベークの終了した基板Ｗは、搬送ロボットＴＲによって加熱ユニットＨＰ１から冷却ユニットＣＰ２へと搬送される。冷却ユニットＣＰ２は、プリベーク後の基板Ｗの冷却処理を行う。
【００４６】
冷却処理終了後、搬送ロボットＴＲは、冷却ユニットＣＰ２からインターフェイスＩＦに基板Ｗを搬送する。インターフェイスＩＦは、搬送ロボットＴＲから受け取ったレジスト膜が形成された基板Ｗを露光装置（ステッパ）に渡す。露光装置はその基板Ｗに露光処理を行う。露光処理後の基板Ｗは露光装置から再びインターフェイスＩＦに戻される。
【００４７】
インターフェイスＩＦに戻された基板Ｗは、搬送ロボットＴＲによって露光後ベークユニットＰＥＢに搬送される。露光後ベークユニットＰＥＢは、光化学反応によって生じた生成物をレジスト膜内で均一に拡散させる熱処理（露光後ベーク）を行う。この熱処理によって露光部と未露光部との境界におけるレジストの波打ちが解消され、良好なパターンが形成される。
【００４８】
露光後ベークの終了した基板Ｗは、搬送ロボットＴＲによって露光後ベークユニットＰＥＢから冷却ユニットＣＰ３へと搬送される。冷却ユニットＣＰ３は、露光後ベーク後の基板Ｗの冷却処理を行う。その後、基板Ｗは搬送ロボットＴＲによって冷却ユニットＣＰ３から現像処理ユニットＳＤ１へと搬送される。現像処理ユニットＳＤ１は、露光後の基板Ｗの現像処理を行う。
【００４９】
現像後の基板Ｗは、搬送ロボットＴＲによって現像処理ユニットＳＤ１から加熱ユニットＨＰ２へと搬送される。加熱ユニットＨＰ２は、現像後の基板Ｗの加熱を行う。さらにその後、基板Ｗは搬送ロボットＴＲによって加熱ユニットＨＰ２から冷却ユニットＣＰ４へと搬送され、冷却される。
【００５０】
冷却ユニットＣＰ４にて冷却された基板Ｗは、搬送ロボットＴＲによってインデクサＩＤに戻され、キャリアに収納される。
【００５１】
以上のように、図４に示した手順にしたがって搬送ロボットＴＲが基板Ｗを搬送することにより、レジスト塗布処理、現像処理およびそれらに付随する熱処理からなる一連の処理が基板Ｗに行われる。なお、図４において塗布処理ユニットＳＣ１の代わりに、それと同等の機能を有する塗布処理ユニットＳＣ２を使用するようにしても良いし、塗布処理ユニットＳＣ１または塗布処理ユニットＳＣ２のいずれか空いている方に基板Ｗを搬入するといういわゆる並列処理を行うようにしても良い。このことは、現像処理ユニットＳＤ１、加熱ユニットＨＰ１、冷却ユニットＣＰ１等の同等の機能を有する他の処理ユニットが存在するものについて同様である。
【００５２】
以上、基板処理装置１の全体構成および基板処理装置１における処理手順の概略について説明したが、次に基板処理装置１に備えられた塗布処理ユニットＳＣ１についてさらに説明を続ける。なお、以下は塗布処理ユニットＳＣ１についての説明であるが、塗布処理ユニットＳＣ２についても同様である。
【００５３】
図５は、塗布処理ユニットＳＣ１の要部構成を示す図である。基板Ｗはスピンチャック４１によって略水平姿勢に保持されている。スピンチャック４１は、基板Ｗの裏面を真空吸着することによって基板Ｗを保持するいわゆるバキュームチャックである。なお、スピンチャック４１には、基板Ｗの端縁部を機械的に把持するいわゆるメカチャックを採用するようにしても良い。
【００５４】
スピンチャック４１の下面側中央部には図示を省略するモータのモータ軸４２が垂設されている。当該モータが駆動してモータ軸４２を正または逆方向に回転させることにより、スピンチャック４１およびそれに保持された基板Ｗも水平面内にて回転する。
【００５５】
塗布処理ユニットＳＣ１にはレジスト塗布処理時に回転する基板Ｗから飛散するレジストを受け止めて回収するカップ４３が設けられている。カップ４３はスピンチャック４１に対して相対的に昇降自在とされており、基板Ｗにレジスト塗布処理を行うときには図５に示す如くスピンチャック４１に保持された基板Ｗの周囲にカップ４３が位置する。この状態においては、回転する基板Ｗから飛散するレジストがカップ４３の内壁面によって受け止められ、下方の排出口（図示省略）へと導かれる。また、搬送ロボットＴＲが塗布処理ユニットＳＣ１に対して基板Ｗの搬出入を行うときには、カップ４３の上端よりもスピンチャック４１が突き出た状態となる。
【００５６】
レジスト塗布処理時には、スピンチャック４１に保持した基板Ｗを回転させつつ吐出ノズル４５から基板Ｗにレジストを吐出する。吐出ノズル４５は、レジスト配管２０を介してレジスト供給源たるレジストポンプ３０と連通接続されている。レジストポンプ３０と吐出ノズル４５とを連通するレジスト配管２０には、フィルター３７および本発明に係るダイヤフラムバルブ１０が設けられている。レジストポンプ３０は、レジスト瓶３６に貯留されているレジストを吸い上げてレジスト配管２０に送り出す。レジスト配管２０に送り出されたレジストはフィルター３７を通過して浄化される。ダイヤフラムバルブ１０が開放されているときには、浄化されたレジストがさらにダイヤフラムバルブ１０を通過して吐出ノズル４５に導かれ、吐出ノズル４５から回転する基板Ｗに向けて吐出される。
【００５７】
また、ダイヤフラムバルブ１０にはエア配管４７が連通接続されている。エア配管４７は、供給管４７ａとリーク管４７ｂとの２つに分岐されている。リーク管４７ｂにはリークバルブ４９が設けられている。一方、供給管４７ａには電磁弁４８およびエアポンプ４６が設けられている。ダイヤフラムバルブ１０の構成については後述するが、リークバルブ４９を閉鎖して電磁弁４８を開放することによりエア配管４７からダイヤフラムバルブ１０にエアを供給してダイヤフラムバルブ１０を開放することができる。逆に、リークバルブ４９を開放して電磁弁４８を閉鎖することによりエア配管４７を介してダイヤフラムバルブ１０から空気をリークしてダイヤフラムバルブ１０を閉鎖することができる。
【００５８】
また、既述したコントローラＣＲには流量制御部３８および開閉制御部３９が設けられている。流量制御部３８および開閉制御部３９はいずれもコントローラＣＲのＣＰＵが所定の処理プログラムを実行することによって実現される処理部である。レジストポンプ３０はレジスト配管２０に送り出すレジストの流量を調整する機能を有しており、流量制御部３８はレジスト配管２０に送り出されるレジストの流量が所定量となるようにレジストポンプ３０を制御する。一方、開閉制御部３９は電磁弁４８およびリークバルブ４９を制御してダイヤフラムバルブ１０にエアを供給することとダイヤフラムバルブ１０からエアをリークすることとを切り替え、ダイヤフラムバルブ１０の開閉を制御する。
【００５９】
図６および図７は、本発明に係るダイヤフラムバルブ１０の構造および動作を示す図である。ダイヤフラムバルブ１０は、レジスト配管２０の経路途中に設けられており、上流側配管２０ａ、開閉室１１、連結配管２０ｃ、補助室２１および下流側配管２０ｂを直列に連結して構成されている。従って、ダイヤフラムバルブ１０は、レジストが流入する１つの流入口２６と該レジストが流出する１つの流出口２７とを有する。なお、上流側配管２０ａおよび下流側配管２０ｂは、そのままレジスト配管２０の一部をも構成している。
【００６０】
上流側配管２０ａの端部は開閉室１１の底部に連通接続されている。なお、上流側配管２０ａの他端部はレジストポンプ３０に（厳密にはフィルター３７に）接続されている。よって、レジストポンプ３０から送り出されたレジストは上流側配管２０ａ内の上流側流路２５ａを通過して開閉室１１に流れ込む。
【００６１】
開閉室１１は中空の箱状部材であり、その内部にはピストン１２と、バネ１３と、隔壁１４と、ダイヤフラム１５とが設けられている。ピストン１２は、開閉室１１の内部にて図面の縦方向に沿って摺動自在に構成されている。バネ１３は、ピストン１２の上面と開閉室１１の上部内壁面との間に配置されている。
【００６２】
隔壁１４は開閉室１１の内部を上下に仕切る平板状の部材であって、その中央部にはピストン１２が貫通している。ピストン１２は隔壁１４に対して摺動自在ではあるものの、ピストン１２と隔壁１４との接触部分は完全にシールされており、エア配管４７から開閉室１１に空気が送り込まれたときにその空気が隔壁１４よりも下側（ダイヤフラム１５側）に漏れることはない。
【００６３】
ダイヤフラム１５の周縁部は開閉室１１の内壁面に固設されている。ダイヤフラム１５は、レジストに直接接触するためフッ化樹脂（例えばテフロン（登録商標））を用いて形成するのが好ましい。ダイヤフラム１５の中央部はピストン１２の下端部と固設されている。また、ダイヤフラム１５の中央部はリンク棒２３の一端部とも固設されている。
【００６４】
開閉室１１の底部中央には弁座１６が設けられている。連結配管２０ｃは、開閉室１１の弁座１６と補助室２１とを連通接続する。また、連結配管２０ｃの内側にはリンク棒２３が遊挿されている。リンク棒２３は、弁体であるダイヤフラム１５が作動する方向の中心軸である弁軸Ｑに沿って配置されている。
【００６５】
補助室２１の内部にはダイヤフラム２２が配置されている。ダイヤフラム２２の周縁部は補助室２１の内壁面に固設されている。ダイヤフラム２２は、ダイヤフラム１５と同一のものであり、同じ部材を用いた同一形状のものとされている。そして、ダイヤフラム２２の中央部にはリンク棒２３の他端部が固設されている。よって、図示の如くダイヤフラム２２は上記の弁軸Ｑ上に設けられていることとなる。
【００６６】
下流側配管２０ｂの端部は補助室２１であってダイヤフラム２２よりも上側部分、つまりレジストが流れ込む領域に連通接続されている。下流側配管２０ｂもレジスト配管２０の一部であり、その他端部はそのまま吐出ノズル４５に連通接続されている。
【００６７】
以上のようなダイヤフラムバルブ１０の構成において、リークバルブ４９を閉鎖しつつ電磁弁４８を開放すると、図６中矢印ＡＲ６にて示すようにエア配管４７から開閉室１１内部にエアが供給され、ピストン１２がバネ１３の弾性力に抗して押し上げられた状態（図６の状態）となる。ピストン１２が押し上げられると、それに固設されたダイヤフラム１５が変形されて弁座１６から離間する。また、ダイヤフラム１５とダイヤフラム２２とは同一形状のものであってかつ両者はリンク棒２３にて連結されているため、ピストン１２が押し上げられると、ダイヤフラム２２もダイヤフラム１５と全く同じ変形挙動を示す。
【００６８】
図６に示すように、弁体であるダイヤフラム１５が弁座１６から離間すると、上流側流路２５ａと下流側流路２５ｂとが連通状態となり、レジストポンプ３０から送り出されたレジストは上流側流路２５ａから下流側流路２５ｂを経て吐出ノズル４５に到達し、吐出ノズル４５から基板Ｗに向けて吐出されることとなる。すなわち、図６に示す状態が流入口２６から流出口２７に至る流路２５が開放された開状態である。なお、本実施形態では、流入口２６から流出口２７に至る流路２５に開閉用のダイヤフラム１５が設けられており、流路２５のうちダイヤフラム１５よりも上流側を上流側流路２５ａとし、下流側を下流側流路２５ｂとしている。
【００６９】
逆に、電磁弁４８を閉鎖してリークバルブ４９を開放すると、バネ１３の復元力に抗してピストン１２を押し上げる圧力が存在しなくなる。このため、バネ１３の復元力によってピストン１２が押し下げられ、開閉室１１内部のエアは図７中矢印ＡＲ７にて示すようにエア配管４７から押し出される。ピストン１２が押し下げられると、それに固設されたダイヤフラム１５が変形されて弁座１６に密着する。また、上記と同様に、ピストン１２が押し下げられると、ダイヤフラム２２もダイヤフラム１５と全く同じ変形挙動を示す。
【００７０】
図７に示すように、弁体であるダイヤフラム１５が弁座１６に密着すると、上流側流路２５ａと下流側流路２５ｂとが遮断された状態となり、レジストポンプ３０から送り出されたレジストは下流側流路２５ｂへと流れることができず、吐出ノズル４５に到達することもない。従って、吐出ノズル４５からのレジスト吐出は停止される。すなわち、図７に示す状態が流入口２６から流出口２７に至る流路２５が閉鎖された閉状態である。
【００７１】
このように、吐出ノズル４５からのレジスト吐出の開始および停止は、ダイヤフラム１５（開閉用ダイヤフラム）が弁座１６から離間および弁座１６に密着することによって流入口２６から流出口２７に至る流路２５を開閉することにより実現される。そして、電磁弁４８、リークバルブ４９、ピストン１２およびバネ１３等がダイヤフラム１５を作動させる作動手段として機能するものである。レジスト塗布処理を行うときには、開閉制御部３９がリークバルブ４９を閉鎖して電磁弁４８を開放することによりダイヤフラム１５を弁座１６から離間させて上記流路２５を開放し、逆にレジスト塗布処理を行わないときには、開閉制御部３９がリークバルブ４９を開放して電磁弁４８を閉鎖することによりダイヤフラム１５を弁座１６に密着させて流路２５を閉鎖する。
【００７２】
ところで、既述したように、ダイヤフラム１５の作動に伴って流入口２６から流出口２７に至る流路２５に容積変化が生じる。流路２５のうち上流側流路２５ａの端部はレジストポンプ３０によって閉じられているのに対し、下流側流路２５ｂの端部は吐出ノズル４５として開放されているため、ダイヤフラム１５の作動にともなう容積変化の影響は専ら下流側流路２５ｂに生じる。すなわち、ダイヤフラム１５が弁座１６から離間するときには下流側流路２５ｂにレジストの引き戻しが生じ、ダイヤフラム１５が弁座１６に密着するときには下流側流路２５ｂにレジストの押し出しが生じる。特に、本実施形態のように、電磁弁４８およびリークバルブ４９の開閉のみによってダイヤフラム１５を急速に作動させるときにはレジストを引き戻すまたは押し出す圧力が強く作用することとなる。
【００７３】
そこで、本実施形態においては、開閉用のダイヤフラムであるダイヤフラム１５よりも流路２５の流出口２７側にダイヤフラム２２を設けている。ダイヤフラム２２はダイヤフラム１５と同一形状であって、しかもダイヤフラム２２とダイヤフラム１５とはリンク棒２３によって連結されている。
【００７４】
従って、ダイヤフラム２２はダイヤフラム１５と機械的に連動され、ダイヤフラム１５が流路２５を閉鎖するとき（ダイヤフラム１５が弁座１６に密着するとき）には、下流側流路２５ｂ（二次側流路）の容積を増加するようにダイヤフラム２２が作動する。逆に、ダイヤフラム１５が流路２５を開放するとき（ダイヤフラム１５が弁座１６から離間するとき）には、下流側流路２５ｂの容積を減少するようにダイヤフラム２２が作動する。しかも、ダイヤフラム２２とダイヤフラム１５とは同一形状であるため、ダイヤフラム１５の作動にともなう容積変化と全く等量であって逆向きの容積増減がダイヤフラム２２の作動によって達成されるのである。
【００７５】
換言すれば、ダイヤフラム１５が作動したときに流路２５のうちダイヤフラム１５よりも流出口２７側の二次側流路である下流側流路２５ｂに生じる容積変化を補償するようにダイヤフラム２２は作動する。
【００７６】
従って、電磁弁４８およびリークバルブ４９の開閉のみによってダイヤフラム１５を急速に作動させたとしても、それにともなう容積変化はダイヤフラム１５に連動するダイヤフラム２２によって直ちに補償され、下流側流路２５ｂにレジストの引き戻しや押し出しが生じることはない。その結果、ダイヤフラムバルブ１０の開閉時にも安定したレジスト供給を行うことができ、不安定なレジスト供給に起因した塗布欠陥を抑制することができる。また、エア配管４７における空気の流速を調整する機構が不要になるとともに、ダイヤフラムバルブ１０の開閉速度を調整するという困難な作業も不要となる。
【００７７】
特に、第１実施形態においては、ダイヤフラム１５が作動する方向の中心軸である弁軸Ｑ上に容積補償のためのダイヤフラム２２が設けられ、その弁軸Ｑに沿ってリンク棒２３が配置されている。従って、ダイヤフラム１５の作動による圧力波が生じる方向（弁軸Ｑに沿った方向）にダイヤフラム２２が設けられ、しかもその圧力波が生じる方向に沿ってダイヤフラム２２も作動する。よって、ダイヤフラム１５の作動による容積変化がより効果的にダイヤフラム２２によって吸収されることとなる。
【００７８】
また、上述したように、流量制御部３８はレジストポンプ３０から吐出ノズル４５に送給するレジスト流量を制御し、開閉制御部３９は電磁弁４８およびリークバルブ４９を制御してダイヤフラムバルブ１０の開閉を切り替える。図８は、レジストポンプ３０から吐出ノズル４５に送給するレジスト流量の変化の一例を示す図である。流量制御部３８は図８の如きルックアップテーブルを保有し、それに従ってレジストポンプ３０を制御し、レジストポンプ３０から吐出ノズル４５に送給するレジスト流量を調整する。そして、開閉制御部３９は、吐出ノズル４５からのレジスト吐出を停止する際に、レジストポンプ３０から吐出ノズル４５に送給されるレジスト流量が所定値に到達した時点でダイヤフラム１５が流路２５を閉鎖するように電磁弁４８およびリークバルブ４９を制御する。
【００７９】
具体的には、流量制御部３８がレジストポンプ３０を制御することによってレジスト流量が図８に示すような変化を示すときに、そのレジスト流量が例えばＱ１の時点（例えば時刻ｔ１）にてダイヤフラム１５が流路２５を閉鎖するように開閉制御部３９が電磁弁４８およびリークバルブ４９を制御する。
【００８０】
従来であれば、レジスト配管２０内をレジストが流れているときにダイヤフラム１５が流路２５を急速に閉鎖するといわゆるウォーターハンマー（水撃作用）によって騒音、振動、あるいはレジスト配管２０自体の破損等を招くおそれがあった。しかし、本実施形態のように、ダイヤフラム１５の作動による容積変化をダイヤフラム２２によって吸収するようにすれば、ダイヤフラム１５が流路２５を急速に閉鎖することに起因した圧力波がダイヤフラム２２による容積変化によって緩和され、ウォーターハンマーを防止することができる。
【００８１】
しかも、レジストポンプ３０から吐出ノズル４５に送給されるレジスト流量が所定値に到達した時点でダイヤフラム１５が流路２５を閉鎖すれば、従来のサックバックを不要にすることができる。すなわち、従来のレジスト吐出機構においては、吐出ノズル先端からの液だれを防ぐために、レジストの吐出停止後にレジスト配管を吸引して吐出ノズル先端近傍の液を若干引き戻すサックバックを行っており、そのための特別な機構も設けていた。
【００８２】
ここで、本実施形態のように、ダイヤフラム１５の作動による容積変化をダイヤフラム２２によって吸収するようにすれば、吐出ノズル４５からのレジスト吐出を安定して停止することができるとともに、吐出停止時点のレジスト流量にほぼ比例した量の液が流れのエネルギーによって吐出ノズル４５の先端から抜け出ることとなるため、サックバックと同様のことを行うことができるとともに、しかもレジスト吐出停止時のレジスト先端位置をコントロールすることができる。
【００８３】
図９は、吐出ノズル４５におけるレジスト停止位置を示す図である。レジストポンプ３０から吐出ノズル４５に送給されるレジスト流量がＱ１の時点（例えば時刻ｔ１）にてダイヤフラム１５が流路２５を閉鎖すれば、レジスト吐出停止時のレジスト先端位置はＬ１となる。また、レジスト流量がＱ２の時点（時刻ｔ２）にてダイヤフラム１５が流路２５を閉鎖すれば、レジスト吐出停止時のレジスト先端位置はＬ２となる。同様に、レジスト流量がＱ３の時点（時刻ｔ３）にてダイヤフラム１５が流路２５を閉鎖すれば、レジスト吐出停止時のレジスト先端位置はＬ３となる。このように、ダイヤフラム１５が流路２５を閉鎖する時点におけるレジストポンプ３０から吐出ノズル４５に送給されるレジスト流量に応じて吐出停止時のレジスト先端位置が規定され、レジスト流量が所定値に到達した時点でダイヤフラム１５が流路２５を閉鎖するように開閉制御部３９が電磁弁４８およびリークバルブ４９を制御することにより、サックバックが不要になるとともに吐出停止時のレジスト先端位置を調整することができる。
【００８４】
＜２．第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態が第１実施形態と異なるのは、ダイヤフラムバルブの構成であり、残余の部分（例えば基板処理装置の全体構成および処理手順）は第１実施形態と同じであるためその説明は省略する。
【００８５】
図１０および図１１は、第２実施形態のダイヤフラムバルブ６０の構造および動作を示す図である。なお、第１実施形態と同一の部材については同一の符号を付している。
【００８６】
ダイヤフラムバルブ６０は、レジスト配管２０の経路途中に設けられており、上流側配管２０ａ、開閉室６１および下流側配管２０ｂを直列に連結して構成されている。従って、ダイヤフラムバルブ６０は、レジストが流入する１つの流入口２６と該レジストが流出する１つの流出口２７とを有する。
【００８７】
上流側配管２０ａの端部は開閉室６１の底部に連通接続されている。そして、開閉室６１内の上流側配管２０ａが連通接続される部分に弁座１６が形成されている。なお、上流側配管２０ａの他端部はレジストポンプ３０に接続されている。よって、レジストポンプ３０から送り出されたレジストは上流側配管２０ａ内の上流側流路２５ａを通過して開閉室６１に流れ込む。
【００８８】
開閉室６１の内部にはピストン１２と、バネ１３と、隔壁６４と、ダイヤフラム１５と、ダイヤフラム６２とが設けられている。ピストン１２およびバネ１３の機能は第１実施形態と同じであり、電磁弁４８およびリークバルブ４９の開閉状態によってピストン１２がエアにより押し上げられまたはバネ１３により押し下げられた状態となる。ダイヤフラム１５も第１実施形態と同じであり、ピストン１２が押し上げられるとダイヤフラム１５が弁座１６から離間し（図１０）、ピストン１２が押し下げられるとダイヤフラム１５が弁座１６に密着する（図１１）。
【００８９】
隔壁６４は開閉室６１の内部を上下に仕切る平板状の部材であって、その一部にはピストン１２が貫通している。ピストン１２は隔壁６４に対して摺動自在ではあるものの、ピストン１２と隔壁６４との接触部分は完全にシールされており、エア配管４７から開閉室６１に空気が送り込まれたときにその空気が隔壁６４よりも下側（ダイヤフラム１５側）に漏れることはなく、また逆に隔壁６４とダイヤフラム１５との間に満たされた油が隔壁６４よりも上側に漏れ出ることはない。
【００９０】
ここで第２実施形態の隔壁６４は、金属等の高い剛性を有する材料にて構成されており、ダイヤフラム１５を弁座１６から離間させるときにエア配管４７から開閉室６１に送り込まれる空気の空気圧によっては実質的に変形しない。
【００９１】
ダイヤフラム６２は、開閉室６１内であってダイヤフラム１５よりも流路２５の流出口２７側に設けられている。第２実施形態のダイヤフラム６２はダイヤフラム１５と同一形状でなくても良い。ここで、ダイヤフラム１５の内側およびダイヤフラム６２の内側は相互に連通されつつ隔壁６４によってシールされた１つの密閉空間６５とされている。そして、密閉空間６５には非圧縮性流体である油によって満たされている。この油が流路２５に漏れ出ないように、ダイヤフラム１５およびダイヤフラム６２が開閉室６１と隙間なく接続されていることは勿論である。
【００９２】
第２実施形態のようなダイヤフラムバルブ６０の構成において、リークバルブ４９を閉鎖しつつ電磁弁４８を開放すると、図１０中矢印ＡＲ１０にて示すようにエア配管４７から開閉室６１内部にエアが供給され、ピストン１２がバネ１３の弾性力に抗して押し上げられた状態（図１０の状態）となる。ピストン１２が押し上げられると、それに固設されたダイヤフラム１５が変形されて弁座１６から離間する。このときに、密閉空間６５内部は完全にシールされてかつ非圧縮性流体である油によって満たされているため、密閉空間６５内の容積はそのまま維持されることとなる。密閉空間６５内の容積が維持されつつダイヤフラム１５が内側に変形されると、ダイヤフラム６２が油圧によって外側（流路２５側）に変形される。しかも、ダイヤフラム１５による容積変化量とダイヤフラム６２による容積変化量は等しく、ダイヤフラム１５によって流路２５の容積が増えた分だけダイヤフラム６２によって流路２５の容積が減ることとなる。
【００９３】
図１０に示すように、弁体であるダイヤフラム１５が弁座１６から離間すると、上流側流路２５ａと下流側流路２５ｂとが連通状態となり、レジストポンプ３０から送り出されたレジストは上流側流路２５ａから下流側流路２５ｂを経て吐出ノズル４５に到達し、吐出ノズル４５から基板Ｗに向けて吐出されることとなる。すなわち、図１０に示す状態が流入口２６から流出口２７に至る流路２５が開放された開状態である。なお、第２実施形態でも、流入口２６から流出口２７に至る流路２５に開閉用のダイヤフラム１５が設けられており、流路２５のうちダイヤフラム１５よりも上流側を上流側流路２５ａとし、下流側を下流側流路２５ｂとしている。
【００９４】
逆に、電磁弁４８を閉鎖してリークバルブ４９を開放すると、バネ１３の復元力に抗してピストン１２を押し上げる圧力が存在しなくなる。このため、バネ１３の復元力によってピストン１２が押し下げられ、開閉室６１内部のエアは図１１中矢印ＡＲ１１にて示すようにエア配管４７から押し出される。ピストン１２が押し下げられると、それに固設されたダイヤフラム１５が変形されて弁座１６に密着する。このときに、上記と同様に、密閉空間６５内の容積が維持されつつダイヤフラム１５が外側に変形されると、ダイヤフラム６２が油圧によって内側（密閉空間６５側）に変形される。しかも、ダイヤフラム１５による容積変化量とダイヤフラム６２による容積変化量は等しく、ダイヤフラム１５によって流路２５の容積が減った分だけダイヤフラム６２によって流路２５の容積が増えることとなる。
【００９５】
図１１に示すように、弁体であるダイヤフラム１５が弁座１６に密着すると、上流側流路２５ａと下流側流路２５ｂとが遮断された状態となり、レジストポンプ３０から送り出されたレジストは下流側流路２５ｂへと流れることができず、吐出ノズル４５に到達することもない。従って、吐出ノズル４５からのレジスト吐出は停止される。すなわち、図１１に示す状態が流入口２６から流出口２７に至る流路２５が閉鎖された閉状態である。
【００９６】
このように、第２実施形態でも吐出ノズル４５からのレジスト吐出の開始および停止は、ダイヤフラム１５（開閉用ダイヤフラム）が弁座１６から離間および弁座１６に密着することによって流入口２６から流出口２７に至る流路２５を開閉することにより実現される。そして、電磁弁４８、リークバルブ４９、ピストン１２およびバネ１３等がダイヤフラム１５を作動させる作動手段として機能するものである。レジスト塗布処理を行うときには、開閉制御部３９がリークバルブ４９を閉鎖して電磁弁４８を開放することによりダイヤフラム１５を弁座１６から離間させて上記流路２５を開放し、逆にレジスト塗布処理を行わないときには、開閉制御部３９がリークバルブ４９を開放して電磁弁４８を閉鎖することによりダイヤフラム１５を弁座１６に密着させて流路２５を閉鎖する。
【００９７】
ここで第２実施形態においても第１実施形態と同様に、ダイヤフラム１５の作動に伴って流入口２６から流出口２７に至る流路２５に容積変化が生じる。流路２５のうち上流側流路２５ａの端部はレジストポンプ３０によって閉じられているのに対し、下流側流路２５ｂの端部は吐出ノズル４５として開放されているため、ダイヤフラム１５の作動にともなう容積変化の影響は専ら下流側流路２５ｂに生じる。すなわち、ダイヤフラム１５が弁座１６から離間するときには下流側流路２５ｂにレジストの引き戻しが生じ、ダイヤフラム１５が弁座１６に密着するときには下流側流路２５ｂにレジストの押し出しが生じる。
【００９８】
第２実施形態においては、開閉用のダイヤフラムであるダイヤフラム１５よりも流路２５の流出口２７側にダイヤフラム６２を設けている。そして、上述の如く、ダイヤフラム１５の内側およびダイヤフラム６２の内側は相互に連通されつつ隔壁６４によってシールされた１つの密閉空間６５とされ、密閉空間６５には非圧縮性流体である油によって満たされている。
【００９９】
従って、ダイヤフラム６２はダイヤフラム１５と機械的に連動され、ダイヤフラム１５が流路２５を閉鎖するとき（ダイヤフラム１５が弁座１６に密着するとき）には、下流側流路２５ｂ（二次側流路）の容積を増加するようにダイヤフラム６２が作動する。逆に、ダイヤフラム１５が流路２５を開放するとき（ダイヤフラム１５が弁座１６から離間するとき）には、下流側流路２５ｂの容積を減少するようにダイヤフラム６２が作動する。しかも、密閉空間６５には非圧縮性流体である油によって満たされているためダイヤフラム１５による容積変化量とダイヤフラム６２による容積変化量は等しく、ダイヤフラム１５の作動にともなう容積変化と全く等量であって逆向きの容積増減がダイヤフラム６２の作動によって達成されるのである。
【０１００】
換言すれば、ダイヤフラム１５が作動したときに流路２５のうちダイヤフラム１５よりも流出口２７側の二次側流路である下流側流路２５ｂに生じる容積変化を補償するようにダイヤフラム６２は作動する。
【０１０１】
従って、電磁弁４８およびリークバルブ４９の開閉のみによってダイヤフラム１５を急速に作動させたとしても、それにともなう容積変化はダイヤフラム１５に連動するダイヤフラム６２によって直ちに補償され、下流側流路２５ｂにレジストの引き戻しや押し出しが生じることはない。その結果、ダイヤフラムバルブ６０の開閉時にも安定したレジスト供給を行うことができ、不安定なレジスト供給に起因した塗布欠陥を抑制することができる。また、エア配管４７における空気の流速を調整する機構が不要になるとともに、ダイヤフラムバルブ６０の開閉速度を調整するという困難な作業も不要となる。
【０１０２】
特に、第２実施形態においては、密閉空間６５に満たされた非圧縮性流体である油を媒介にしてダイヤフラム１５とダイヤフラム６２とを連動させており、油の容積は常に一定であるため、ダイヤフラム６２の材質や形状がダイヤフラム１５と異なったとしてもダイヤフラム１５の作動による容積変化をダイヤフラム６２によって確実に補償することができる。よって、ダイヤフラムバルブ６０の設計の自由度が高まることとなる。
【０１０３】
さらに、第２実施形態のダイヤフラムバルブ６０は密閉空間６５にエアが溜まるおそれがないため、確実な容積変化補償動作を行うことができる。
【０１０４】
＜３．第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態が第１実施形態と異なるのは、ダイヤフラムバルブの構成であり、残余の部分（例えば基板処理装置の全体構成および処理手順）は第１実施形態と同じであるためその説明は省略する。
【０１０５】
図１２および図１３は、第３実施形態のダイヤフラムバルブ７０の構造および動作を示す図である。なお、第１実施形態と同一の部材については同一の符号を付している。
【０１０６】
ダイヤフラムバルブ７０は、レジスト配管２０の経路途中に設けられており、上流側配管２０ａ、開閉室７１および下流側配管２０ｂを直列に連結して構成されている。従って、ダイヤフラムバルブ７０は、レジストが流入する１つの流入口２６と該レジストが流出する１つの流出口２７とを有する。
【０１０７】
上流側配管２０ａの端部は開閉室７１の底部に連通接続されている。そして、開閉室７１内の上流側配管２０ａが連通接続される部分に弁座１６が形成されている。なお、上流側配管２０ａの他端部はレジストポンプ３０に接続されている。よって、レジストポンプ３０から送り出されたレジストは上流側配管２０ａ内の上流側流路２５ａを通過して開閉室７１に流れ込む。
【０１０８】
開閉室７１の内部にはピストン１２と、バネ１３と、隔壁７４と、ダイヤフラム７５とが設けられている。ピストン１２およびバネ１３の機能は第１実施形態と同じであり、電磁弁４８およびリークバルブ４９の開閉状態によってピストン１２がエアにより押し上げられまたはバネ１３により押し下げられた状態となる。
【０１０９】
隔壁７４は開閉室７１の内部を上下に仕切る平板状の部材であって、その中央部にはピストン１２が貫通している。ピストン１２は隔壁７４に対して摺動自在ではあるものの、ピストン１２と隔壁７４との接触部分は完全にシールされており、エア配管４７から開閉室７１に空気が送り込まれたときにその空気が隔壁７４よりも下側（ダイヤフラム７５側）に漏れることはなく、また逆に隔壁７４とダイヤフラム７５との間に満たされた油が隔壁７４よりも上側に漏れ出ることはない。
【０１１０】
ここで第３実施形態の隔壁７４は、金属等の高い剛性を有する材料にて構成されており、ダイヤフラム７５を弁座１６から離間させるときにエア配管４７から開閉室７１に送り込まれる空気の空気圧によっては実質的に変形しない。
【０１１１】
ダイヤフラム７５の周縁部は隔壁７４の下面に固設されている。また、ダイヤフラム７５の中央部はピストン１２の下端部と固設されている。このため、ピストン１２が押し上げられるとダイヤフラム７５が弁座１６から離間し（図１０）、ピストン１２が押し下げられるとダイヤフラム７５が弁座１６に密着する（図１１）。
【０１１２】
ダイヤフラム７５は、ゴム等の弾性部材の表面側（流路２５側）をフッ化樹脂等にてコーティングしたものにて構成するのが好ましい。そして、ダイヤフラム７５の内側は隔壁７４によってシールされた１つの密閉空間７６とされている。密閉空間７６には非圧縮性流体である油によって満たされている。なお、この油が流路２５に漏れ出ないように、ダイヤフラム７５が隔壁７４と隙間なく接続されていることは勿論である。
【０１１３】
第３実施形態のようなダイヤフラムバルブ７０の構成において、リークバルブ４９を閉鎖しつつ電磁弁４８を開放すると、図１２中矢印ＡＲ１２にて示すようにエア配管４７から開閉室７１内部にエアが供給され、ピストン１２がバネ１３の弾性力に抗して押し上げられた状態（図１２の状態）となる。ピストン１２が押し上げられると、それに固設されたダイヤフラム７５が変形されて弁座１６から離間する。このときに、密閉空間７６内部は完全にシールされてかつ非圧縮性流体である油によって満たされているため、密閉空間７６内の容積はそのまま維持されることとなる。密閉空間７６内の容積が維持されつつピストン１２が押し上げられると、弾性部材で構成されたダイヤフラム７５の一部（ピストン１２と固設されていない部分）が油圧によって外側（流路２５側）に膨張する。しかも、ピストン１２が押し上げられたことによるダイヤフラム７５の容積変化量と油圧により膨張したダイヤフラム７５の容積変化量は相殺され、ダイヤフラム７５が弁座１６から離間しても流路２５に容積変化は生じないこととなる。
【０１１４】
図１２に示すように、弁体であるダイヤフラム７５が弁座１６から離間すると、上流側流路２５ａと下流側流路２５ｂとが連通状態となり、レジストポンプ３０から送り出されたレジストは上流側流路２５ａから下流側流路２５ｂを経て吐出ノズル４５に到達し、吐出ノズル４５から基板Ｗに向けて吐出されることとなる。すなわち、図１２に示す状態が流入口２６から流出口２７に至る流路２５が開放された開状態である。なお、第３実施形態でも、流入口２６から流出口２７に至る流路２５に開閉用のダイヤフラム７５が設けられており、流路２５のうちダイヤフラム７５よりも上流側を上流側流路２５ａとし、下流側を下流側流路２５ｂとしている。
【０１１５】
逆に、電磁弁４８を閉鎖してリークバルブ４９を開放すると、バネ１３の復元力に抗してピストン１２を押し上げる圧力が存在しなくなる。このため、バネ１３の復元力によってピストン１２が押し下げられ、開閉室７１内部のエアは図１３中矢印ＡＲ１３にて示すようにエア配管４７から押し出される。ピストン１２が押し下げられると、それに固設されたダイヤフラム７５が変形されて弁座１６に密着する。このときに、上記と同様に、密閉空間７６内の容積が維持されつつピストン１２が押し下げられると、弾性部材で構成されたダイヤフラム７５の一部（ピストン１２と固設されていない部分）が油圧によって内側（隔壁７４側）にくぼむ。しかも、ピストン１２が押し下げられたことによるダイヤフラム７５の容積変化量と油圧によりくぼんだダイヤフラム７５の容積変化量は相殺され、ダイヤフラム７５が弁座１６から離間しても流路２５に容積変化は生じないこととなる。
【０１１６】
図１３に示すように、弁体であるダイヤフラム７５が弁座１６に密着すると、上流側流路２５ａと下流側流路２５ｂとが遮断された状態となり、レジストポンプ３０から送り出されたレジストは下流側流路２５ｂへと流れることができず、吐出ノズル４５に到達することもない。従って、吐出ノズル４５からのレジスト吐出は停止される。すなわち、図１３に示す状態が流入口２６から流出口２７に至る流路２５が閉鎖された閉状態である。
【０１１７】
このように、第３実施形態でも吐出ノズル４５からのレジスト吐出の開始および停止は、ダイヤフラム７５（開閉用ダイヤフラム）が弁座１６から離間および弁座１６に密着することによって流入口２６から流出口２７に至る流路２５を開閉することにより実現される。そして、電磁弁４８、リークバルブ４９、ピストン１２およびバネ１３等がダイヤフラム７５を作動させる作動手段として機能するものである。レジスト塗布処理を行うときには、開閉制御部３９がリークバルブ４９を閉鎖して電磁弁４８を開放することによりダイヤフラム７５を弁座１６から離間させて上記流路２５を開放し、逆にレジスト塗布処理を行わないときには、開閉制御部３９がリークバルブ４９を開放して電磁弁４８を閉鎖することによりダイヤフラム７５を弁座１６に密着させて流路２５を閉鎖する。
【０１１８】
ここで、上述したように、第３実施形態においては、ダイヤフラム７５の作動によっては流路２５に容積変化が生じない。すなわち、ダイヤフラム７５の内側は隔壁７４によってシールされた１つの密閉空間７６とされ、密閉空間７６には非圧縮性流体である油によって満たされている。よって、密閉空間７６の容積は常に一定であり、ダイヤフラム７５がどのように作動しても流路２５に容積変化が生じないのである。
【０１１９】
従って、電磁弁４８およびリークバルブ４９の開閉のみによってダイヤフラム７５を急速に作動させたとしても、それにともなう流路２５での容積変化はなく、下流側流路２５ｂにレジストの引き戻しや押し出しが生じることはない。その結果、ダイヤフラムバルブ７０の開閉時にも安定したレジスト供給を行うことができ、不安定なレジスト供給に起因した塗布欠陥を抑制することができる。また、エア配管４７における空気の流速を調整する機構が不要になるとともに、ダイヤフラムバルブ７０の開閉速度を調整するという困難な作業も不要となる。
【０１２０】
特に、第３実施形態においては、密閉空間７６に非圧縮性流体である油を満たすことによって１つのダイヤフラム７５にて第１実施形態および第２実施形態と同等の機能を実現している。よって、ダイヤフラムバルブ７０の構造をより簡易なものとすることができる。
【０１２１】
さらに、第３実施形態のダイヤフラムバルブ７０は密閉空間７６にエアが溜まるおそれがないため、確実な容積変化補償動作を行うことができる。
【０１２２】
＜４．変形例＞
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、上記の各実施形態においては、開閉用のダイヤフラム１５（７５）を作動させるのにエアおよびピストン１２、バネ１３等を使用していたが、これに限定されるものではなく、例えばアクチュエータ等を使用して開閉用のダイヤフラム１５（７５）を作動させても良い。但し、ダイヤフラム１５（７５）を作動させる速度が遅いと瞬間的に弁座１６近傍の流路が狭くなって十分なレジスト流量が得られず、既述したような吐出ノズル４５からのぼた落ちの問題が生じるため、ある程度の作動速度の得られるものが好ましい。
【０１２３】
また、第１実施形態においては、レジストポンプ３０自体がレジスト配管２０に送り出すレジストの流量を調整する機能を有していたが、レジストポンプ３０とは別にレジスト流量を調整するマスフロコントローラを設け、流量制御部３８が該マスフロコントローラを制御するようにしても良い。
【０１２４】
また、上記の第２、第３実施形態においては、非圧縮性流体として油を用いていたが、これに限定されるものではなく、他の非圧縮性流体、例えば水を使用するようにしても良い。
【０１２５】
また、上記の第１実施形態においてはリンク棒２３によって、第２実施形態においては油によって２つのダイヤフラムを機械的に連動させていたが、これらに限定されるものではなく、開閉用のダイヤフラムが作動したときに下流側流路２５ｂに生じる容積変化を補償することができるようなリンク機構であれば種々の機構を採用することができる。
【０１２６】
また、第３実施形態においては、ダイヤフラム７５の内側を隔壁７４によってシールされた１つの密閉空間７６とし、密閉空間７６を非圧縮性流体である油で満たすようにしていたが、これに代えて、非圧縮性と変形能を有する物体、例えばゲル状物質をフッ化樹脂膜にて包み込んだものをダイヤフラムとし、それを隔壁７４に貼り付けるようにしても良い。このようにしてもダイヤフラムの作動によっては流路２５に容積変化が生じないため、第３実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１２７】
また、上記各実施形態においては、本発明に係るダイヤフラムバルブを塗布処理ユニットのレジスト吐出機構に組み込むようにしていたが、これに限定されるものではなく、本発明に係るダイヤフラムバルブは他の処理液（例えば、ポリイミド、現像液、リンス用の純水等）を基板に吐出する基板処理ユニットに組み込むようにしても良い。特に、基板に純水を吐出して該基板の洗浄処理を行う洗浄処理ユニットの純水吐出機構に本発明に係るダイヤフラムバルブを組み込んだ場合は以下のような効果が得られる。
【０１２８】
すなわち、従来の洗浄処理ユニットでは、洗浄処理終了時にバルブを徐々に閉めて純水吐出ノズルからの純水吐出を徐々に弱めていたために、吐出された純水の軌跡は必ず基板の端縁を通過していた。このため、端縁部を通過するときに生じた純水のミストが基板の裏面側に回り込み、これが新たな汚染源となっていたのである。これを防止すべく、バルブを急激に閉じるとウォーターハンマーが生じるおそれがあった。
【０１２９】
これに対して、洗浄処理ユニットの純水吐出機構に本発明に係るダイヤフラムバルブを組み込んだ場合は、該ダイヤフラムバルブを急激に閉鎖したとしても上述した如くウォーターハンマーを抑制することができる。従って、所定以上の流量にて吐出ノズルから純水を吐出しつつダイヤフラムバルブを急激に閉鎖すれば、ウォーターハンマーを抑制しつつも吐出された純水の軌跡が基板の端縁を通過することを防止でき、純水のミストが基板の裏面側に回り込むことを防止することができる。
【０１３０】
【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、開閉用ダイヤフラムよりも流路の流出口側に設けられ、開閉用ダイヤフラムと略同一形状を有する補償用ダイヤフラムを備え、作動手段によって開閉用ダイヤフラムが流路を閉鎖するときには開閉用ダイヤフラムとリンク棒を介して機械的に連動する補償用ダイヤフラムが流路のうち開閉用ダイヤフラムよりも流出口側の二次側流路の容積を増加し、開閉用ダイヤフラムが流路を開放するときには補償用ダイヤフラムが二次側流路の容積を減少するように作動するため、開閉用ダイヤフラムを急速に作動させたとしても、それにともなう容積変化が直ちに補償され、二次側流路に液体の引き戻しや押し出しが生じることがなくなり、その結果、バルブ開閉時にも安定した液供給を行うことができる。
【０１３３】
また、請求項２の発明によれば、開閉用ダイヤフラムが作動する弁軸上に補償用ダイヤフラムが設けられ、リンク棒が弁軸に沿って配置されているため、開閉用ダイヤフラムの作動による圧力波が生じる方向に補償用ダイヤフラムが設けられることとなり、しかもその圧力波が生じる方向に沿って補償用ダイヤフラムも作動する。その結果、開閉用ダイヤフラムの作動による容積変化がより効果的に補償用ダイヤフラムによって吸収されることとなる。
【０１３６】
また、請求項３の発明によれば、基板処理ユニットに基板を保持する保持部と、保持部に保持された基板に処理液を吐出する吐出ノズルと、吐出ノズルに処理液を送給する送給源と、送給源と吐出ノズルとを連通して送給源からの処理液を吐出ノズルに導く配管と、配管の経路途中に設けられた請求項１または請求項２に記載のダイヤフラムバルブと、を備えるため、基板処理ユニットにおいてバルブ開閉時にも安定した処理液供給を行うことができる。
【０１３７】
また、請求項４の発明によれば、送給源から吐出ノズルに送給する処理液の流量を制御する流量制御手段と、吐出ノズルからの処理液吐出を停止する際に、送給源から吐出ノズルに送給する処理液の流量が所定値に到達した時点で開閉用ダイヤフラムが閉状態となるように作動手段を制御する開閉制御手段と、をさらに備えるため、処理液吐出停止時の吐出ノズルにおける処理液先端位置をコントロールすることができる。
【０１３８】
また、請求項５の発明によれば、処理液がフォトレジストであり、バルブ開閉時にも安定したフォトレジスト供給を行うことができる。
【０１３９】
また、請求項６の発明によれば、基板処理装置に請求項５記載の基板処理ユニットと、基板に現像処理を行う現像処理ユニットと、基板に熱処理を行う熱処理ユニットと、各装置間にて基板を搬送する搬送手段と、を備えるため、基板処理装置においてバルブ開閉時にも安定したフォトレジスト供給を行うことができる。
【０１４０】
また、請求項７の発明によれば、搬送手段に未処理基板を渡すとともに搬送手段から処理済基板を受け取るインデクサと、装置外部の露光ユニットと搬送手段との間で基板の受け渡しを行うインターフェイスと、をさらに備えるため、基板処理装置においてバルブ開閉時にも安定したフォトレジスト供給を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基板処理装置の全体構成を示す平面図である。
【図２】図１の基板処理装置の第１処理部群および第２処理部群の構成を示す図である。
【図３】図１の基板処理装置の搬送ロボットの外観斜視図である。
【図４】図１の基板処理装置における基板処理の手順の一例を示す図である。
【図５】図１の基板処理装置の塗布処理ユニットの要部構成を示す図である。
【図６】本発明に係るダイヤフラムバルブの構造および動作の一例を示す図である。
【図７】本発明に係るダイヤフラムバルブの構造および動作の一例を示す図である。
【図８】レジストポンプから吐出ノズルに送給するレジスト流量の変化の一例を示す図である。
【図９】吐出ノズルにおけるレジスト停止位置を示す図である。
【図１０】本発明に係るダイヤフラムバルブの構造および動作の他の例を示す図である。
【図１１】本発明に係るダイヤフラムバルブの構造および動作の他の例を示す図である。
【図１２】本発明に係るダイヤフラムバルブの構造および動作の他の例を示す図である。
【図１３】本発明に係るダイヤフラムバルブの構造および動作の他の例を示す図である。
【図１４】従来のダイヤフラムバルブの構成を示す図である。
【図１５】従来のダイヤフラムバルブの構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 基板処理装置
１０，６０，７０ ダイヤフラムバルブ
１２ ピストン
１３ バネ
１４，６４，７４ 隔壁
１５，２２，６２，７５ ダイヤフラム
１６ 弁座
２０ レジスト配管
２３ リンク棒
２５ 流路
２５ａ 上流側流路
２５ｂ 下流側流路
２６ 流入口
２７ 流出口
３０ レジストポンプ
３８ 流量制御部
３９ 開閉制御部
４５ 吐出ノズル
４８ 電磁弁
４９ リークバルブ
６５，７６ 密閉空間
ＣＰ１，ＣＰ２ 塗布処理ユニット
ＩＤ インデクサ
ＩＦ インターフェイス
Ｑ 弁軸
ＴＲ 搬送ロボット
Ｗ 基板

Claims (7)

1. 液体が流入する１つの流入口と該液体が流出する１つの流出口とを有するダイヤフラムバルブであって、
   前記流入口から前記流出口に至る流路に設けられた弁座に密着することによって前記流路を閉鎖することとと前記弁座から離間することによって前記流路を開放することとが可能な開閉用ダイヤフラムと、
   前記流路を閉鎖する閉状態と前記流路を開放する開状態との間で前記開閉用ダイヤフラムを作動させる作動手段と、
   前記開閉用ダイヤフラムよりも前記流路の前記流出口側に設けられ、前記開閉用ダイヤフラムと略同一形状を有する補償用ダイヤフラムと、
   前記開閉用ダイヤフラムと前記補償用ダイヤフラムとを連結するリンク棒と、
   を備え、
   前記作動手段によって前記開閉用ダイヤフラムが前記流路を閉鎖するときには前記開閉用ダイヤフラムと前記リンク棒を介して機械的に連動する前記補償用ダイヤフラムが前記流路のうち前記開閉用ダイヤフラムよりも前記流出口側の二次側流路の容積を増加し、前記開閉用ダイヤフラムが前記流路を開放するときには前記補償用ダイヤフラムが前記二次側流路の容積を減少するように作動することを特徴とするダイヤフラムバルブ。
2. 請求項１記載のダイヤフラムバルブにおいて、
   前記補償用ダイヤフラムは、前記開閉用ダイヤフラムが作動する弁軸上に設けられ、
   前記リンク棒は前記弁軸に沿って配置されていることを特徴とするダイヤフラムバルブ。
3. 基板に処理液を供給して所定の処理を行う基板処理ユニットであって、
   基板を保持する保持部と、
   前記保持部に保持された基板に処理液を吐出する吐出ノズルと、
   前記吐出ノズルに処理液を送給する送給源と、
   前記送給源と前記吐出ノズルとを連通して前記送給源からの処理液を前記吐出ノズルに導く配管と、
   前記配管の経路途中に設けられた請求項１または請求項２に記載のダイヤフラムバルブと、
   を備えることを特徴とする基板処理ユニット。
4. 請求項３記載の基板処理ユニットにおいて、
   前記送給源から前記吐出ノズルに送給する処理液の流量を制御する流量制御手段と、
   前記吐出ノズルからの処理液吐出を停止する際に、前記送給源から前記吐出ノズルに送給する処理液の流量が所定値に到達した時点で前記開閉用ダイヤフラムが前記閉状態となるように前記作動手段を制御する開閉制御手段と、
   をさらに備えることを特徴とする基板処理ユニット。
5. 請求項３または請求項４に記載の基板処理ユニットにおいて、
   前記処理液は、フォトレジストであることを特徴とする基板処理ユニット。
6. 基板に複数工程からなる一連の処理を行う基板処理装置であって、
   請求項５記載の基板処理ユニットと、
   基板に現像処理を行う現像処理ユニットと、
   基板に熱処理を行う熱処理ユニットと、
   前記各装置間にて基板を搬送する搬送手段と、
   を備えることを特徴とする基板処理装置。
7. 請求項６記載の基板処理装置において、
   前記搬送手段に未処理基板を渡すとともに前記搬送手段から処理済基板を受け取るインデクサと、
   装置外部の露光ユニットと前記搬送手段との間で基板の受け渡しを行うインターフェイスと、
   をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。

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