JP4024639B2 - 薬液ポンプ、配管システム、基板処理ユニット、基板処理装置、薬液吐出方法、配液方法および基板処理方法 - Google Patents
薬液ポンプ、配管システム、基板処理ユニット、基板処理装置、薬液吐出方法、配液方法および基板処理方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板の表面（処理面）に薬液を吐出する技術に関する。
【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薬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、保持した基板を回転させつつ薬液を塗布するスピンコータが知られている。このような塗布処理ユニットは、例えば、特許文献１に紹介されている。図１７は、このような一般的なスピンコータである塗布処理ユニット１００の構成を示す図である。塗布処理ユニット１００は、レジスト液などの薬液を供給する薬液ボトル１０１、レジスト液を所定の方向に流すための電動ポンプ１０２、電動ポンプを駆動するモータ１０３、レジスト液から汚染物などを取り除くフィルタ１０４、レジスト液の流路の開閉を行う吐出バルブ１０５、レジスト液を基板Ｗに向けて吐出するノズル１０６、基板Ｗを所定の位置に保持するチャック１０７、およびチャック１０７に保持された基板Ｗを回転させるスピンモータ１０８を備える。
【０００４】
塗布処理ユニット１００が基板Ｗの表面にレジスト液を塗布する処理を簡単に説明すると、予めモータ１０３が電動ポンプ１０２を駆動することにより薬液ボトル１０１から所定量のレジスト液を吸引して汲み上げておく。次に、スピンモータ１０８がチャック１０７に保持された基板Ｗの回転させる。さらに、吐出バルブ１０５を開くとともに、モータ１０３が電動ポンプ１０２を駆動することにより、汲み上げておいた所定量のレジスト液を押し出すことによって、レジスト液をノズル１０６から基板Ｗの表面に吐出する。吐出されたレジスト液は、基板Ｗの遠心力により基板Ｗの表面全体に広がり、基板Ｗの表面にレジスト液の塗布膜が形成される。このとき、吐出されるレジスト液がフィルタ１０４を通過することによってレジスト液から気泡や汚染物などが取り除かれる。
【０００５】
基板の製造工程におけるレジスト膜の形成は、その膜厚が所望の膜厚になるように高精度に制御されなければならないため、レジスト液の吐出量、吐出タイミング、吐出時間、平均吐出速度などが厳密に管理される。しかし、これらの値を同一となるように制御しても、吐出の過程（主に吐出開始から吐出終了までの間の吐出速度分布、以下単に「吐出速度分布」と称する）が異なれば、形成される塗布膜の形状が毎回異なるものとなってしまい、塗布膜の再現性が確保されないという問題があった。
【０００６】
レジスト液の吐出速度分布は、電動ポンプ１０２の２次側（ノズル１０６側）に配置されたフィルタ１０４の状態（フィルタ１０４のなじみ、圧損、目詰まりの進行状況など）に左右される。したがって、塗布処理ユニット１００では、フィルタ１０４の経時変化や品質によって、塗布膜厚の品質が左右されるという問題があった。
【０００７】
このような問題を解決するために、フィルタ１０４を電動ポンプ１０２の１次側（薬液ボトル１０１側）に設けることも考えられる。このような塗布処理ユニットが、例えば、特許文献２に紹介されている。図１８は、フィルタ１０４を１次側に配置した塗布ユニット１１０の構成を示す図である。なお、塗布ユニット１１０の各構成の機能は、塗布処理ユニット１００と同様であるため、説明は省略する。
【０００８】
塗布ユニット１１０では、電動ポンプ１０２からレジスト液が押し出される場合、２次側にフィルタ１０４が配置されていないために、ノズル１０６から吐出されるレジスト液の速度がフィルタ１０４の状態によって影響をうけることがない。したがって、予め所望の塗布膜が得られる条件を実験などで求めておけば、レジスト液の吐出速度分布の再現性が確保されていることから、毎回ほぼ同一の塗布膜を形成することができ、塗布膜の膜厚を高精度に制御することができる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−１７２８８１号公報
【特許文献２】
特開平５−２５１３２８号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記塗布ユニット１１０では、電動ポンプ１０２がレジスト液を吸引する場合に、減圧吸引を行うため、フィルタ１０４の内部も減圧され、その結果フィルタ１０４内でレジスト液の発泡が促進される。塗布ユニット１１０では、２次側にフィルタが配置されていないために、このようにして発生した気泡をレジスト液から取り除くことができず、エア噛みやマイクロバブル現象などの重要な問題が発生し、塗布処理の精度が低下するという問題があった。
【００１１】
また、塗布処理において、エア噛みやマイクロバブル現象を発生させないためには、装置の起動時や薬液ボトル１０１の交換時に配管やフィルタ１０４内のエアを十分に抜くことが重要となる。ここで上記塗布処理ユニット１００，１１０の電動ポンプ１０２は、精度のよい吐出を行うために、レジスト液の汲み上げ動作と押し出し動作とを交互に行うことから、配管内においてレジスト液が移動と停止とを交互に繰り返すこととなる。
【００１２】
図１９は、エア抜きを行っている際の配管内の気泡の様子を示す図である。図１９（ａ）に示すように、気泡が配管の曲部に残留している場合、電動ポンプ１０２がレジスト液を駆動することにより、気泡は図１９（ｂ）に示す位置に押し出される。しかし、この状態でレジスト液がしばらく停止するため、図１９（ｃ）に示すように気泡が上昇し、図１９（ａ）の状態に戻る。このように、電動ポンプ１０２が汲み上げ動作と押し出し動作とを交互に行うと、エアが十分に抜けず、結果としてエア噛みやマイクロバブル現象などが発生し、塗布処理の精度が低下するという問題があった。
【００１３】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、薬液を吐出する際のエア噛みやマイクロバブル現象を防止することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、薬液に所定の作用を及ぼすフィルタ手段と組み合わせて使用され、前記薬液を前記フィルタ手段を通して圧送する薬液ポンプであって、可動の仕切り部材によって第１室と第２室に分割された加圧室と、前記仕切り部材を駆動して往復移動させることにより、前記第１室と前記第２室との容積の総和を一定としつつ前記第１室と前記第２室との容積比を変更する１つの駆動手段とを備え、前記フィルタ手段が、前記加圧室の外部において前記第１室と前記第２室とを連通する配管に介挿され、前記仕切り部材の第１方向の駆動によって前記配管とは異なる配管によって前記第１室に吸引導入された薬液が、前記仕切り部材の第２方向の駆動によって前記加圧室の外部に設けた前記フィルタ手段を経由して前記第２室に移動し、さらに前記仕切り部材の前記第１方向の駆動によって前記薬液が前記第２室から吐出される。
【００１５】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る薬液ポンプであって、前記１つの駆動手段が、モータの駆動力によって前記仕切部材を駆動する。
【００１６】
また、請求項３の発明は、請求項１または２の発明に係る薬液ポンプであって、前記第１室に薬液が吸引導入されるときにおいて、前記配管は前記第１室との連通が遮断される。
また、請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明に係る薬液ポンプであって、前記加圧室は、前記仕切り部材の駆動によってその形状が変化する蛇腹状の部材を有する。
また、請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかの発明に係る薬液ポンプであって、前記仕切り部材は、前記１つの駆動手段によりその形状が変化する膜状部材を有する。
【００１７】
また、請求項６の発明は、配管によって薬液を所定の処理部に導く配管システムであって、前記配管システムの動作モードを前記配管内のエアを抜くためのメンテナンスモードと、前記薬液を前記所定の処理部に導く通常モードとの間で切り替える切替手段と、前記切替手段により切り替えられた前記動作モードに応じて前記配管を開閉する開閉手段とを備え、前記配管が、請求項１ないし５のいずれかの発明に係る薬液ポンプに接続される。
【００１８】
また、請求項７の発明は、基板に薬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、前記基板を保持する保持部と、前記保持部に保持された前記基板に前記薬液を吐出するノズルと、前記ノズルに供給する前記薬液を貯留しておく薬液槽と、請求項１ないし５のいずれかの発明に係る薬液ポンプと、請求項６の発明に係る配管システムと、を備える。
【００１９】
また、請求項８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であって、請求項７の発明に係る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。
【００２０】
また、請求項９の発明は、薬液を吸引して吐出する薬液吐出方法であって、表面積が表裏側で略同一の可動の仕切り部材を加圧室内で第１の方向に駆動することにより、前記仕切り部材を境界として前記加圧室の一方側と他方側とに分割された第１室と第２室のうちの前記第１室の容積を増加させつつ前記第２室の容積を減少させ、それによって前記第１室に連通する配管を介して前記第１室に薬液を吸引導入する工程と、前記仕切り部材を前記加圧室内で第２の方向に移動させることによって前記第１室の容積を減少させつつ前記第２室の容積を増加させ、それによって、前記加圧室の外部において前記配管と異なる第１室と前記第２室とを連通する配管に介挿され前記薬液に所定の作用を及ぼすフィルタ手段を経由して前記薬液を前記第１室から前記第２室側へと移動させる工程と、前記仕切り部材によって前記第１室の容積を再び増加させつつ前記第２室の容積を再び減少させ、それによって、前記薬液を前記第２室から吐出させる工程とを有する。
【００２１】
また、請求項１０の発明は、配管によって薬液を所定の処理部に導く配液方法であって、請求項１ないし５のいずれかの発明に係る薬液ポンプによって前記薬液を駆動する駆動工程と、前記駆動工程により駆動された前記薬液を前記配管によって導く配液工程と、を有し、前記配液工程が、前記配管内のエアを抜くためのメンテナンス工程と、前記薬液を前記所定の処理部に導く通常工程と、前記配管の所定の位置に設けられたバルブを開閉する開閉工程と、前記開閉工程により前記バルブを開閉することによって、前記メンテナンス工程と前記通常工程とを切り替える切替工程とを有する。
【００２２】
また、請求項１１の発明は、基板に薬液を供給して所定の処理を行う基板処理方法であって、前記基板を保持する保持工程と、請求項１ないし５のいずれかの発明に係る薬液ポンプにより薬液を駆動する駆動工程と、請求項６の発明に係る配管システムによって前記駆動工程により駆動された前記薬液を導く配液工程と、前記配液工程によって導かれた前記薬液を、前記保持工程において保持された前記基板に吐出する吐出工程とを有する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付の図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００２４】
＜１． 第１の実施の形態＞
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ＸＹＺ直交座標系を付している。
【００２５】
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。
【００２６】
基板処理装置１は、ＬＳＩなどの電子部品を製造するための円形の半導体基板を被処理基板としているが、液晶表示装置の画面パネルを製造するための角形ガラス基板や、フラットパネルディスプレイ用の種々の基板に対して前述の処理を行う装置として変形利用することもできる。
【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 casette)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、当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（薬液）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、本発明に係る薬液ポンプや配管システムなど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ないし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ないし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の如き基板に薬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ないし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ないし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Ｗを回転させつつレジスト液を塗布するいわゆるスピンコータとして構成されている。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、本実施の形態における塗布処理ユニットＳＣ１の要部構成を示す図である。塗布処理ユニットＳＣ１は、前述のように、基板Ｗの表面に形成された電極層などを選択的にエッチングするプロセスにおいて、基板Ｗの表面に薬液としてのレジスト液を、基板Ｗを回転させつつ塗布するいわゆるスピンコータとして構成されている。
【００５４】
塗布処理ユニットＳＣ１は、レジスト液を溜めておく薬液ボトル１１、薬液ボトル１１から汲み上げた（吸引した）レジスト液を加圧しつつ吐出する薬液ポンプ１２、レジスト液の流路（配管）を開閉する吐出バルブ１３、レジスト液を基板Ｗに対して吐出するノズル１４、基板Ｗを所定の位置に保持するチャック１５、および基板Ｗを回転させるスピンモータ１６を備える。
【００５５】
薬液ポンプ１２は、レジスト液の減圧および加圧を行う加圧室２０と、作用体としてのフィルタ部２１とを有している。図６は、薬液ポンプ１２の加圧室２０の構成を示す図である。加圧室２０には、仕切部材２２、駆動機構２３、および複数の逆止弁２４が設けられている。
【００５６】
加圧室２０は、主に内部が中空構造の剛体部材で構成され、内部の空間（容積Ｖ）は、ＹＺ平面に略平行な方向の断面積ＳがＸ軸方向に等しい形状となっており、仕切部材２２によって浄化用加圧室２０ａ（容積Ｖａ）と吐出用加圧室２０ｂ（容積Ｖｂ）とに分割されている。
【００５７】
フィルタ部２１は、加圧室２０の外部に設けられ、浄化用加圧室２０ａと吐出用加圧室２０ｂとを連通する配管２１１と、配管２１１に介挿され、配管２１１を通過するレジスト液から気泡や汚染物などを取り除くことによってレジスト液を清浄化するフィルタ２１０とを備える。図５に示すように、配管２１１が浄化用加圧室２０ａと吐出用加圧室２０ｂとを接続していることにより、レジスト液は浄化用加圧室２０ａと吐出用加圧室２０ｂとを順次に通過することとなるが、詳細は後述する。なお、本実施の形態における塗布処理ユニットＳＣ１では、薬液に所定の作用を及ぼす作用体としてフィルタ部２１を設けているが、作用体としてはこれに限られるものではなく、例えば、薬液の温度を調整する装置などであってもよい。
【００５８】
仕切部材２２は、レジスト液を透過しない部材で構成されるとともに、その外周部が加圧室２０の内壁に密着しており、浄化用加圧室２０ａと吐出用加圧室２０ｂとの間でレジスト液が直接行き来することができないようにされている。すなわち、仕切部材２２の浄化用加圧室２０ａ側の表面積Ｓａと吐出用加圧室２０ｂ側の表面積Ｓｂとが共に加圧室２０の断面積Ｓとなっており、レジスト液を遮断する機能を有している。また、仕切部材２２は、体積変化および形状変化が無視できる部材で一体的に構成され、浄化用加圧室２０ａ側の表面と吐出用加圧室２０ｂ側の表面との相対位置は変化しない。なお、本実施の形態において、体積変化および形状変化が無視できる部材とは、温度変化による膨張・収縮や摩滅による形状変化など多少の変質は許容する趣旨であり、所定以上の硬度を有する金属や合金、セラミックなどが該当し、ゴムなどの弾性体や粘土など塑性体を除く意味である。
【００５９】
駆動機構２３は、仕切部材２２を移動させるための駆動力を生成するモータ２３０と、仕切部材２２の移動方向を規定するガイド部材２３１とを備えている。モータ２３０は、コントローラＣＲからの制御信号に基づいて、回転方向、回転量、および回転速度を正確に制御することが可能とされている。
【００６０】
これにより、例えば、シリンダ機構などによって仕切部材２２を移動させる場合に比べて、仕切部材２２の移動方向、移動量、および移動速度を正確に制御することができる。
【００６１】
ガイド部材２３１は、ＹＺ平面における断面積がＸ軸方向の各位置ごとに等しいシャフト状の部材であり、図５に示すように、加圧室２０の内部にＸ軸と略平行方向に加圧室２０を貫通するように配置され、モータ２３０の駆動力を仕切部材２２に伝達するとともに、仕切部材２２の移動方向をＸ軸方向に規定する機能を有する。
【００６２】
このような構成の駆動機構２３が仕切部材２２をＸ軸方向に滑らかに往復移動させることにより、浄化用加圧室２０ａの容積Ｖａと吐出用加圧室２０ｂの容積Ｖｂとが変更可能とされ、容積Ｖａと容積Ｖｂとの容積比が任意に変更される。
【００６３】
これにより、浄化用加圧室２０ａおよび吐出用加圧室２０ｂの容積は可変とされており、それぞれの容積が増加する場合には内部が減圧されレジスト液を吸引し、容積が減少する場合には内部が加圧されレジスト液を吐出する。なお、駆動機構２３（主にガイド部材２３１）は、仕切部材２２と同様に体積変化および形状変化が無視できる部材で構成され、図９（ａ），（ｂ）に示すように、仕切部材２２の移動によって加圧室２０内に存在する体積および形状が変化しないように配置される。すなわち、駆動機構２３は、仕切部材２２を駆動することにより、浄化用加圧室２０ａと吐出用加圧室２０ｂとの容積の総和（加圧室２０の容積）が一定となるように浄化用加圧室２０ａと吐出用加圧室２０ｂとの容積比を変更する機能を有しており、数１が成立する。
【００６４】
【数１】
【００６５】
加圧室２０に設けられた開口部２５ないし２８には、それぞれ図６に示すように、逆止弁２４が設けられている。図７は、逆止弁２４の詳細を示す図である。逆止弁２４は、短い管状の筐体２４０と、筐体２４０内にＺ軸方向に移動可能に配置された球２４１とから構成されている。筐体２４０の開口部には、例えばレジスト液の配管などが接続され、筐体２４０の内部がレジスト液の流路となっている。
【００６６】
筐体２４０の内部の空間は（−Ｚ）方向ほど狭くなるように形成されており、球２４１が遮断位置（図３に実線で示す位置）より（−Ｚ）方向に移動しないようにされている。また、図示しないストッパ部材によって、球２４１が図３に２点鎖線で示す位置より（＋Ｚ）方向にも移動できないようにされている。また、球２４１が遮断位置にある場合には、図３に示すように、筐体２４０の内部（レジスト液の流路）が遮断され、レジスト液が流れないようになっている。すなわち、逆止弁２４では、レジスト液は（＋Ｚ）方向（図３の矢印で示す方向）にのみ流れることが可能とされている。なお、逆止弁２４の構造は、図７に示すものに限られるものではなく、例えば、電磁弁のようにレジスト液の流路の開閉をコントローラＣＲが制御するような構成でもよい。すなわち、レジスト液が所定のタイミングで所定の方向にのみ流れるよう機能する構造であればどのような周知の構造が用いられてもよい。
【００６７】
これにより、浄化用加圧室２０ａについては、開口部２５がレジスト液の入口となり、開口部２６が出口となる。また、吐出用加圧室２０ｂについては、開口部２７がレジスト液の入口となり、開口部２８が出口となる。したがって、例えば、浄化用加圧室２０ａが加圧された場合には、浄化用加圧室２０ａ内のレジスト液は、逆止弁２４が配置されているために、出口である開口部２６から外部に押し出され、入口である開口部２５から押し出されることはない。
【００６８】
以上が、本実施の形態における塗布処理ユニットＳＣ１の構成の説明である。次に、塗布処理ユニットＳＣ１における塗布処理の動作を説明する。図８は、本実施の形態における塗布処理ユニットＳＣ１の動作の詳細を示す流れ図である。なお、以下に示す各構成の動作制御は、特に断らない限りコントローラＣＲにより行われるものとする。
【００６９】
塗布処理ユニットＳＣ１では、まず、冷却処理の終了した基板Ｗが、搬送ロボットＴＲによって冷却ユニットＣＰ１から搬送されたか否かを判定する（ステップＳ１１）。基板Ｗが搬送された場合は、チャック１５が当該基板Ｗを保持し、スピンモータ１６が基板Ｗの回転を開始する（ステップＳ１２）。
【００７０】
次に、駆動機構２３のモータ２３０が回転を開始することにより、仕切部材２２を（−Ｘ）方向に移動させることによりレジスト液を駆動しつつ（ステップＳ１３）、吐出バルブ１３を開いてノズル１４からレジスト液を吐出させる（ステップＳ１４）。
【００７１】
図９は、薬液ポンプ１２の動作を示す図である。薬液ポンプ１２では、塗布処理を開始する前に、初期位置としてモータ２３０により仕切部材２２を図９（ａ）に実線で示す位置に移動させておく。なお、このときの浄化用加圧室２０ａの容積ＶａをＶａ１、吐出用加圧室２０ｂの容積ＶｂをＶｂ１とする。
【００７２】
ステップＳ１３により、仕切部材２２が（−Ｘ）方向に移動すると、それに伴って浄化用加圧室２０ａの容積Ｖａと、吐出用加圧室２０ｂの容積Ｖｂとの容積比が変更され、薬液ポンプ１２および配管内のレジスト液が駆動される。このときの浄化用加圧室２０ａの容積Ｖａの増加量をΔＶａ１、吐出用加圧室２０ｂの容積Ｖｂの減少量をΔＶｂ１とおくと、仕切部材２２が（−Ｘ）方向に移動することにより、浄化用加圧室２０ａは、ΔＶａ１だけ容積が増加する。したがって、体積ΔＶａ１分のレジスト液が薬液ボトル１１から開口部２５を通って浄化用加圧室２０ａに吸引される。また、吐出用加圧室２０ｂは、ΔＶｂ１だけ容積が減少するため、開口部２８から体積ΔＶｂ１分のレジスト液が吐出される。吐出用加圧室２０ｂから吐出されたレジスト液は、ステップＳ１４において吐出バルブ１３が開かれることにより、ノズル１４から基板Ｗの主面に対して吐出され、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。
【００７３】
すなわち、仕切部材２２を（−Ｘ）方向に移動させる動作は、薬液ポンプ１２にレジスト液を吸引する動作とレジスト液を吐出する動作とに相当する。なお、前述のように、開口部２６，２７には、それぞれ逆止弁２４が設けられているため、浄化用加圧室２０ａに対して開口部２６からのレジスト液の逆流、および吐出用加圧室２０ｂに対して開口部２７からのレジスト液の吐出は防止される。
【００７４】
本実施の形態における塗布処理ユニットＳＣ１では、図５に示すように、薬液ポンプ１２の２次側（開口部２８からノズル１４までの間）には、フィルタが設けられていないため、レジスト液を基板Ｗに吐出するときのレジスト液の吐出速度は仕切部材２２の移動速度にのみ依存する。したがって、コントローラＣＲがモータ２３０の回転速度を、仕切部材２２の移動速度が毎塗布処理ごとに同一の条件となるように制御すれば、フィルタ２１０の経時変化などの影響を受けることなく、レジスト液の吐出速度分布の再現性を確保することができる。
【００７５】
ノズル１４からのレジスト液の吐出が開始されると、コントローラＣＲが所定の吐出時間Ｔが経過したか否かを判定し（ステップＳ１５）、所定の吐出時間Ｔが経過すると吐出バルブ１３を閉じるとともに、仕切部材２２の移動を停止することにより、レジスト液の吐出を停止する（ステップＳ１６）。なお、当該吐出時間Ｔの間に、仕切部材２２は、図９（ａ）に二点鎖線で示す位置（図９（ｂ）に実線で示す位置）に移動するものとする。
【００７６】
ここで、仕切部材２２の移動速度および吐出時間Ｔは、毎塗布処理ごとの再現性を確保することができる値であるため、レジスト液の吐出中に（吐出時間Ｔが経過する間に）仕切部材２２が移動する量をΔＸとおくと、移動量ΔＸも再現性のある値である。また、前述のように、仕切部材２２は体積変化および形状変化が無視できる部材で構成されていることから、仕切部材２２がΔＸ移動した場合の吐出用加圧室２０ｂ側の表面の移動量は同じくΔＸであり、数２が成立する。
【００７７】
【数２】
【００７８】
仕切部材２２は、形状変化が無視できるため表面積Ｓｂは一定値であるから、塗布処理ユニットＳＣ１において、レジスト液の総吐出量ΔＶｂ１についても再現性が確保されている。また、レジスト液を吐出するタイミングは、コントローラＣＲがスピンモータ１６を制御しつつ、基板Ｗの回転速度などから判定することによって、再現性を確保することができる。
【００７９】
このようにして、塗布処理ユニットＳＣ１では、吐出量、吐出タイミング、吐出時間、平均吐出速度および吐出速度分布を再現性よく管理することができることから、各基板Ｗごとにレジスト液の塗布膜を再現性よく形成することができる。また、これらの条件は装置間差なく設定できることから、例えば、本実施の形態における基板処理装置１のように、基板Ｗが複数の塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２において処理される場合であっても、各基板Ｗごとにほぼ同一の塗布膜を形成することができる。すなわち、予め所望の塗布膜を形成することができる条件を実験により求めておき、当該条件による塗布処理を再現性よく行うことにより、塗布処理の精度を向上させることができる。
【００８０】
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（ステップＳ１７）。また、塗布処理ユニットＳＣ１では、搬送ロボットＴＲによる基板Ｗの搬送に並行して、モータ２３０が仕切部材２２の（＋Ｘ）方向への移動を開始する（ステップＳ１８）。ステップＳ１８が実行される際には、ステップＳ１３により仕切部材２２が、予め図９（ｂ）に実線で示す位置に配置されている。このときの浄化用加圧室２０ａの容積ＶａをＶａ２、吐出用加圧室２０ｂの容積ＶｂをＶｂ２とする。
【００８１】
ステップＳ１８により、仕切部材２２が（＋Ｘ）方向に移動すると、再び、浄化用加圧室２０ａの容積Ｖａと、吐出用加圧室２０ｂの容積Ｖｂとの容積比が変更され、レジスト液が駆動される。このときの浄化用加圧室２０ａの容積Ｖａの減少量をΔＶａ２、吐出用加圧室２０ｂの容積Ｖｂの増加量をΔＶｂ２とおくと、仕切部材２２が（＋Ｘ）方向に移動することにより、吐出用加圧室２０ｂの容積ＶｂはΔＶｂ２だけ増加する。仕切部材２２が直接レジスト液を通過させないことから、体積ΔＶｂ２分のレジスト液が開口部２７を通ってフィルタ部２１の２次側から吸引される。しかし、同時に浄化用加圧室２０ａの容積ＶａがΔＶａ２だけ減少することから、体積ΔＶａ２分のレジスト液が開口部２６からフィルタ部２１の１次側に供給される。
【００８２】
なお、前述のように、開口部２５，２８には、それぞれ逆止弁２４が設けられているため、浄化用加圧室２０ａについて開口部２５からのレジスト液の吐出、および吐出用加圧室２０ｂについて開口部２８からのレジスト液の逆流は防止される。
【００８３】
したがって、仕切部材２２が（＋Ｘ）方向に移動する動作は、ノズル１４が次回の塗布処理において吐出する分のレジスト液を吐出用加圧室２０ｂが予め吸引する動作に相当するとともに、浄化用加圧室２０ａがレジスト液をフィルタ部２１を介して吐出用加圧室２０ｂに供給することから、フィルタ２１０が気泡や汚染物を取り除いてレジスト液を清浄化する動作に相当する。
【００８４】
ここで、仕切部材２２が図９の二点鎖線に示す位置に移動した場合、数３，４が成立する。
【００８５】
【数３】
【００８６】
【数４】
【００８７】
本実施の形態における塗布処理ユニットＳＣ１では、加圧室２０の容積Ｖは一定であるから、数５が成立する。
【００８８】
【数５】
【００８９】
さらに、数３ないし数５より、数６が成立する。
【００９０】
【数６】
【００９１】
したがって、仕切部材２２が（＋Ｘ）方向に移動することにより、浄化用加圧室２０ａの容積Ｖａと吐出用加圧室２０ｂの容積Ｖｂとの容積比は変化するが、それぞれの変化量ΔＶａ２とΔＶｂ２とを等しくすることができる。また、数６は、仕切部材２２の移動量をΔＸとおくと、数７ないし数９からも導くことができる。
【００９２】
【数７】
【００９３】
【数８】
【００９４】
【数９】
【００９５】
このように、本実施の形態における薬液ポンプ１２では、浄化用加圧室２０ａの容積Ｖａと吐出用加圧室２０ｂの容積Ｖｂとの容積比を任意に変更しつつ、加圧室２０の容積Ｖが一定になるように制御することにより、レジスト液をフィルタ部２１の２次側から吸引する際に、数６が示すように、吸引するレジスト液と同じ量のレジスト液をフィルタ部２１の１次側に供給することができる。
【００９６】
これにより、フィルタ２１０においてレジスト液が減圧されることを抑制することができることから、レジスト液の発泡を防止することができる。したがって、薬液ポンプ１２の２次側にフィルタ２１０と同様の気泡を除去する機構を設けることなく、エア噛みやマイクロバブル現象などを防止することができ、塗布処理の精度を向上させることができる。
【００９７】
また、仕切部材２２が体積変化および形状変化を無視できる部材で一体的に構成され、１つの駆動機構２３が当該仕切部材２２を移動させてることにより、数３ないし数９は仕切部材２２が移動中においても精度よく成立する。すなわち、フィルタ部２１に供給するレジスト液の量と、フィルタ部２１から吸引するレジスト液の量とが同量となるように制御する場合、コントローラＣＲが複数の駆動機構を同期制御することによって、別々にそれらの量を制御する場合に比べて、正確に制御することができる。
【００９８】
塗布処理ユニットＳＣ１は、仕切部材２２が所定量（ΔＸ）移動し、図９（ｂ）に２点鎖線で示す位置（図９（ａ）に実線で示す位置）まで移動すると、仕切部材２２を停止させる（ステップＳ１９，Ｓ２０）。
【００９９】
さらに、基板処理装置１において、他に塗布処理を行う基板Ｗがあるか否かを判定し（ステップＳ２１）、処理すべき基板Ｗがある場合にはステップＳ１１に戻って処理を繰り返す。一方、他に処理すべき基板Ｗがない場合には処理を終了する。
【０１００】
以上により、第１の実施の形態における基板処理装置１は、フィルタ部２１の２次側から吸引するレジスト液と同じ量のレジスト液を、フィルタ部２１の１次側に供給することができる。したがって、吐出用加圧室２０ｂがレジスト液を吸引する際に、吐出用加圧室２０ｂの１次側にフィルタ部２１を配置したとしてもフィルタ２１０が減圧されることがなく、レジスト液の発泡を抑制することができる。これにより、薬液ポンプ１２の２次側にフィルタ部２１を配置することなく、エア噛みやマイクロバブル現象を抑制することができる。したがって、レジスト液を吐出する際の吐出速度分布が、フィルタの経時変化などの状態に影響されないため、塗布膜厚の再現性を確保することができ、塗布処理の精度を向上させることができる。
【０１０１】
また、基板処理装置１の塗布処理ユニットＳＣ１では、レジスト液をフィルタ部２１の１次側に供給する動作と、レジスト液をフィルタ部２１の２次側から吸引する動作とを１つの駆動機構２３によって行うことにより、複数の駆動機構を用いる場合に比べて正確に制御することができる。
【０１０２】
＜２． 第２の実施の形態＞
第１の実施の形態では、加圧室２０が剛体部材で構成されていたため、仕切部材２２が駆動されることによっても、その形状等が変化することはないようにされていたが、仕切部材２２の移動に伴って加圧室２０の容積Ｖが一定であれば、加圧室２０の形状が変化するような構造であってもよい。
【０１０３】
図１０は、このような原理に基づいて構成した第２の実施の形態における薬液ポンプ１２の概略図である。なお、第１の実施の形態と同様の機能を有する構成については、適宜、同符号を付してある。以下、他の実施の形態においても同様である。
【０１０４】
本実施の形態における薬液ポンプ１２の加圧室２０は、図１０に示すように、蛇腹状の部材で構成されており、Ｘ軸方向に伸縮が可能とされている。また、第１の実施の形態と同様に仕切部材２２により浄化用加圧室２０ａと吐出用加圧室２０ｂとに分割され、浄化用加圧室２０ａを構成する部材と吐出用加圧室２０ｂを構成する部材とが互いに対称となっている。
【０１０５】
浄化用加圧室２０ａの（＋Ｘ）方向の端部および吐出用加圧室２０ｂの（−Ｘ）方向の端部（いずれも逆止弁２４が取り付けられている方）は、塗布処理ユニットＳＣ１内の所定の位置に固設されている。一方、浄化用加圧室２０ａの（−Ｘ）方向の端部および吐出用加圧室２０ｂの（＋Ｘ）方向の端部は、それぞれ仕切部材２２に取り付けられている。
【０１０６】
第２の実施の形態における薬液ポンプ１２がこのような構造となっていることにより、仕切部材２２がＸ軸方向に移動した場合、浄化用加圧室２０ａと吐出用加圧室２０ｂとの容積比は仕切部材２２のＸ軸方向の位置によって変更され、その動作に伴ってレジスト液が駆動される。しかし、加圧室２０のＸ軸方向の巾は変化せず、浄化用加圧室２０ａの容積Ｖａの変化量が吐出用加圧室２０ｂの容積Ｖｂの変化量と等しく、加圧室２０の容積Ｖは一定となる。
【０１０７】
仕切部材２２は、第１の実施の形態と同様に形状等が変化しない部材で構成される。仕切部材２２は、加圧室２０の外部に設けられた駆動機構２３のガイド部材２３１にＸ軸方向の移動が可能な状態で取り付けられており、モータ２３０が回転することによって、ガイド部材２３１に沿ってＸ軸方向に移動する。
【０１０８】
逆止弁２４は、第１の実施の形態と同様に、一方向にのみレジスト液を通過させる機能を有しているが、図１０に示すように、その配置方向が第１の実施の形態における薬液ポンプ１２と異なっており、開口部２５，２８に取り付けられた逆止弁２４は（−Ｘ）方向にレジスト液を通過させるように配置され、開口部２６，２７に取り付けられた逆止弁２４は（＋Ｘ）方向にレジスト液を通過させるように配置されている。
【０１０９】
このような構成において、図１０（ａ）に示すように、駆動機構２３により仕切部材２２が（−Ｘ）方向に駆動されると、浄化用加圧室２０ａが伸びることによりその容積Ｖａが増加し、その内部が減圧され薬液ボトル１１から開口部２５を介してレジスト液が供給される。このとき、吐出用加圧室２０ｂが縮むことによりその容積Ｖｂが減少し、その内部が加圧され、開口部２８を介してノズル１４に向けて薬液が吐出される。
【０１１０】
一方、図１０（ｂ）に示すように、駆動機構２３により仕切部材２２が（＋Ｘ）方向に駆動されると、吐出用加圧室２０ｂが伸びることによりその容積Ｖｂが増加し、その内部が減圧され、開口部２７を介してフィルタ部２１の２次側から薬液が吸引される。このとき、浄化用加圧室２０ａが縮むことによりその容積Ｖａが減少し、その内部が加圧され開口部２６を介してレジスト液がフィルタ部２１の１次側に供給される。そして、浄化用加圧室２０ａの容積Ｖａの減少量が吐出用加圧室２０ｂの容積Ｖｂの増加量と等しいことから、フィルタ部２１の２次側から吸引するレジスト液の量とフィルタ部２１の１次側に供給されるレジスト液の量とが等しい。
【０１１１】
このように、第２の実施の形態における薬液ポンプ１２のように、仕切部材２２の移動に伴って加圧室２０の形状が変化する構造であっても、当該加圧室２０の容積Ｖが一定となる構造であれば、フィルタ部２１から吸引するレジスト液と同じ量のレジスト液を、フィルタ部２１の１次側に供給することができることから、第１の実施の形態における基板処理装置１と同様の効果を得ることができる。また、駆動機構２３が加圧室２０の外部に配置されていることから、レジスト液にパーティクルなどが混入することを防止することができる。
【０１１２】
＜３． 第３の実施の形態＞
上記実施の形態では、仕切部材２２が体積変化および形状変化を無視できる部材で構成されていたが、これに限られるものではなく、仕切部材２２の形状等がに変化するように構成されていてもよい。
【０１１３】
図１１は、このような原理に基づいて構成した第３の実施の形態における薬液ポンプ１２の概略図である。
【０１１４】
本実施の形態における薬液ポンプ１２の加圧室２０は、筒状の剛体部材で構成されており、２つの膜状部材２２０，２２１を有する仕切部材２２によって浄化用加圧室２０ａと吐出用加圧室２０ｂとに分割される。２つの膜状部材２２０，２２１は、それぞれの外周部が加圧室２０の内壁に固定されており、互いに中央部において支持部材２２２により連結されている。支持部材２２２は加圧室２０の外部に設けられた駆動機構２３のガイド部材２３１にＸ軸方向の移動が可能な状態で取り付けられており、モータ２３０が回転することによって、ガイド部材２３１に沿ってＸ軸方向に移動する。
【０１１５】
このような構造の仕切部材２２を用いることにより、図１１（ａ）に示すように、駆動機構２３が仕切部材２２の支持部材２２２を（−Ｘ）方向に駆動すると、浄化用加圧室２０ａ側の膜部材２２０が（−Ｘ）方向に凸状態に変形することから浄化用加圧室２０ａの容積Ｖａが増加し、その内部が減圧され薬液ボトル１１から開口部２５を介してレジスト液が供給される。このとき、吐出用加圧室２０ｂ側の膜部材２２１も同様（膜部材２２０と相似形を保った状態）に形状が変化することから吐出用加圧室２０ｂの容積Ｖｂが減少し、その内部が加圧され、開口部２８を介してノズル１４に向けて薬液が吐出される。
【０１１６】
一方、図１１（ｂ）に示すように、駆動機構２３により仕切部材２２が（＋Ｘ）方向に駆動されると、浄化用加圧室２０ａ側の膜部材２２０が（＋Ｘ）方向に凸状態に変形することから浄化用加圧室２０ａの容積Ｖａが減少し、その内部が加圧され開口部２６を介してレジスト液がフィルタ部２１の１次側に供給される。このとき、吐出用加圧室２０ｂ側の膜部材２２１も同様に形状が変化することから吐出用加圧室２０ｂの容積Ｖｂが増加し、その内部が減圧され、開口部２７を介してフィルタ部２１の２次側から薬液が吸引される。
【０１１７】
このように、第３の実施の形態における薬液ポンプ１２のように、仕切部材２２の形状が変化することによって、レジスト液を吸引・吐出するポンプであっても、加圧室２０の容積Ｖが一定となる構造であれば、フィルタ部２１から吸引するレジスト液と同じ量のレジスト液を、フィルタ部２１の１次側に供給することができることから、第１の実施の形態における基板処理装置１と同様の効果を得ることができる。
【０１１８】
＜４． 第４の実施の形態＞
エア噛みやマイクロバブル現象を抑制するためには、装置の駆動を開始したときなどに配管内やフィルタ内に溜まったエアを十分に除去しておくことも有効である。
【０１１９】
図１２ないし図１４は、このような原理に基づいて構成した第４の実施の形態における塗布処理ユニットＳＣ１の薬液ポンプ１２と、配管システム５０とを示す図である。
【０１２０】
本実施の形態における薬液ポンプ１２は第１の実施の形態と同様の構成を有するものを用いているが、第２あるいは第３の実施の形態における薬液ポンプ１２であってもよい。
【０１２１】
配管システム５０は、配管５１ないし５３と、切替バルブ５４，５５と、開閉バルブ５６とを備えており、切替バルブ５４，５５と、開閉バルブ５６とはコントローラＣＲにより制御される。
【０１２２】
配管５１は薬液ボトル１１と吐出用加圧室２０ｂの開口部２７とを接続する配管であり、配管５２は浄化用加圧室２０ａの開口部２６と吐出用加圧室２０ｂの開口部２８とを接続する配管であり、配管５３は図示しないブロアに接続されフィルタ２１０からエアを抜くための配管である。
【０１２３】
切替バルブ５４は、開閉バルブ５４０，５４１を備え、吐出用加圧室２０ｂの開口部２７に導くレジスト液を薬液ボトル１１から吸引するか、フィルタ２１０の２次側から吸引するかを選択的に切り替える。具体的には、薬液ボトル１１から吸引する場合は、図１２および図１３に示すように、開閉バルブ５４０を開くとともに開閉バルブ５４１を閉じる（以下、「メンテナンス状態」と称する）。一方、フィルタ２１０の２次側から吸引する場合は、図１４に示すように、開閉バルブ５４０を閉じるとともに開閉バルブ５４１を開く（以下、「通常状態」と称する）。
【０１２４】
切替バルブ５５は、開閉バルブ５５０，５５１を備え、吐出用加圧室２０ｂの開口部２８から吐出されたレジスト液を、フィルタ２１０の１次側に供給するか、ノズル１４に供給するかを選択的に切り替える。具体的には、フィルタ２１０の１次側に供給する場合は、図１２および図１３に示すように、開閉バルブ５５０を開くとともに開閉バルブ５５１を閉じる（以下、「メンテナンス状態」と称する）。一方、ノズル１４に供給する場合は、図１４に示すように、開閉バルブ５５０を閉じるとともに開閉バルブ５５１を開く（以下、「通常状態」と称する）。
【０１２５】
開閉バルブ５６は、前述のブロアによりエアを抜く場合は開放状態（以下、「メンテナンス状態」と称する）となり、その他の場合には閉鎖状態（以下、「通常状態」と称する）となる。なお、切替バルブ５４，５５および開閉バルブ５６は、コントローラＣＲに接続されており、コントローラＣＲからの制御信号に基づいて、メンテナンス状態と通常状態との間で状態が切り替えられる。すなわち、コントローラＣＲが主に本発明における切替手段に相当し、切替バルブ５４，５５および開閉バルブ５６が主に本発明における開閉手段に相当する。
【０１２６】
以上が本実施の形態における主に薬液ポンプ１２および配管システム５０の構成の説明である。次に、本実施の形態における基板処理装置１の動作について説明する。図１５および図１６は、第４の実施の形態における塗布処理ユニットＳＣ１の動作を示す流れ図である。
【０１２７】
塗布処理ユニットＳＣ１では、まず、コントローラＣＲが切替バルブ５４，５５および開閉バルブ５６を開閉することにより、それぞれをメンテナンス状態にし、配管システムをメンテナンスモードに切り替える（ステップＳ３１）。これにより、各バルブの開閉状態は図１２および図１３に示す状態となる。
【０１２８】
次に、駆動機構２３が仕切部材２２をＸ軸方向に移動させるとともに、前述のブロアが配管５３から吸引を行うことにより、レジスト液が駆動され配管やフィルタ２１０内のエアが抜かれる（ステップＳ３１）。
【０１２９】
ステップＳ３１を具体的に説明すると、まず、図１２に示すように、仕切部材２２が（−Ｘ）方向に移動している間は、浄化用加圧室２０ａが減圧され、吐出用加圧室２０ｂが加圧される。このとき、開口部２７に逆止弁２４が設けられ、切替バルブ５４の開閉バルブ５４１が閉じられていることから、浄化用加圧室２０ａには薬液ボトル１１から開口部２５を介してレジスト液が供給される。一方、吐出用加圧室２０ｂの開口部２８から吐出されたレジスト液は、切替バルブ５５の開閉バルブ５５１が閉じられ、開口部２６に逆止弁２４が設けられていることから配管５２を介してフィルタ２１０の２次側に供給される。さらに、フィルタ２１０の２次側に供給されたレジスト液は、開閉バルブ５６が開いており、切替バルブ５４の開閉バルブ５４１が閉じられていることから、配管５３を通って図示しないブロアに吸引され、エア抜きが行われる。
【０１３０】
また、図１３に示すように、仕切部材２２が（＋Ｘ）方向に移動している間は、浄化用加圧室２０ａが加圧され、吐出用加圧室２０ｂが減圧される。このとき、浄化用加圧室２０ａの開口部２６から吐出されたレジスト液は、切替バルブ５５の開閉バルブ５５１が閉じられ、開口部２８に逆止弁２４が設けられていることからフィルタ２１０の２次側に供給される。そして前述のように、フィルタ２１０の２次側に供給されたレジスト液は、開閉バルブ５６が開いており、切替バルブ５４の開閉バルブ５４１が閉じられていることから、配管５３を通って図示しないブロアに吸引され、エア抜きが行われる。一方、切替バルブ５４の開閉バルブ５４１が閉じられており、開口部２５に逆止弁２４が設けられていることから、吐出用加圧室２０ｂには薬液ボトル１１から配管５１および開口部２７を介してレジスト液が供給される。
【０１３１】
このように、薬液ポンプ１２の仕切部材２２がいずれの方向に移動している状態であっても、薬液ボトル１１から薬液ポンプ１２までの間の配管およびフィルタ２１０内をレジスト液が流れることから、従来の装置のように、レジスト液の吸引と吐出とを交互に行う場合に比べて、短時間でエア抜きを行うことができる。また、エア抜きを行っている間にレジスト液がしばらく停止することがないことから、図１９に示すように、レジスト液が停止している間に気泡が元の位置に戻ることを防止することができ、塗布処理に先立って配管などのエアを十分に抜くことができる。したがって、塗布処理において、エア噛みやマイクロバブル現象を防止することができる。
【０１３２】
塗布処理ユニットＳＣ１では、所定の時間が経過するまでステップＳ３２を繰り返し（ステップＳ３３）、所定の時間が経過すると、駆動機構２３が仕切部材２２を初期位置（図９（ａ）に実線で示す位置に相当する位置）に移動させ、コントローラＣＲが切替バルブ５４，５５および開閉バルブ５６を開閉することにより、それぞれを通常状態にし、配管システムを通常モードに切り替える（ステップＳ３４）。これにより、各バルブの開閉状態および仕切部材２２の位置は図１４に示す状態となり、通常モードに切り替わることにより、本実施の形態における塗布処理ユニットＳＣ１の薬液ポンプ１２および配管システム５０は、第１の実施の形態における薬液ポンプ１２（図５参照）と同様の配管状態となる。
【０１３３】
ステップＳ３４により通常モードに切り替えられると、本実施の形態における塗布処理ユニットＳＣ１は、第１の実施の形態における塗布処理ユニットＳＣ１の処理（図８：ステップＳ１１ないしＳ２１）と同様の処理を実行する。
【０１３４】
これらの処理を簡単に説明すると、搬送ロボットＴＲによって基板Ｗが搬送されるまで待ち（ステップＳ４１）、基板Ｗが搬送されると当該基板Ｗを保持した後、回転を開始する（ステップＳ４２）。基板Ｗが所定の回転数に達すると、仕切部材２２を（−Ｘ）方向に移動させることにより、レジスト液を駆動するとともに吐出バルブ１３を開き、所定の時間が経過するまで基板Ｗに対してノズル１４からレジスト液を吐出する（ステップＳ４３ないしＳ４５）。
【０１３５】
所定の時間が経過すると、吐出バルブ１３を閉じるとともに、基板搬出処理を行う（ステップＳ４６，４７）。さらに、仕切部材２２を（＋Ｘ）へ所定量移動するまで移動させることにより、レジスト液を駆動し、フィルタ２１０によりレジスト液を清浄化する（ステップＳ４８，４９）。このとき、上記実施の形態と同様に、薬液ポンプ１２は、フィルタ２１０の２次側から吐出用加圧室２０ｂに吸引されるレジスト液と同量のレジスト液を、浄化用加圧室２０ａからフィルタ２１０の１次側に供給する。したがって、本実施の形態においてもフィルタ２１０においてレジスト液が減圧されることがなく、発泡を抑制することができる。
【０１３６】
仕切部材２２が所定の位置（図１４に示す位置）に移動すると、仕切部材２２を停止させる（ステップＳ５０）。さらに、基板処理装置１において、他に塗布処理を行う基板Ｗがあるか否かを判定し（ステップＳ５１）、処理すべき基板Ｗがある場合にはステップＳ４１に戻って処理を繰り返す。一方、他に処理すべき基板Ｗがない場合には処理を終了する。
【０１３７】
以上により、第４の実施の形態における基板処理装置１においても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１３８】
また、配管システム５０をメンテナンスモードに切り替えることにより、薬液ポンプ１２の仕切部材２２がいずれの方向に移動している状態であっても、薬液ボトル１１から薬液ポンプ１２までの間の配管およびフィルタ２１０内のレジスト液を駆動することができることから、従来の装置のように、レジスト液の吸引と吐出とを交互に行う場合に比べて、短時間でエア抜きを行うことができる。
【０１３９】
また、エア抜きを行っている間にレジスト液がしばらく停止することがないことから、レジスト液が停止している間に気泡が元の位置に戻ることを防止することができ、塗布処理に先立って配管などのエアを十分に抜くことができる。したがって、塗布処理において、エア噛みやマイクロバブル現象を防止することができる。
【０１４０】
＜５． 変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【０１４１】
例えば、塗布処理ユニットＳＣ１が備えるバルブは、本実施の形態に示す数や位置に限られるものではない。例えば、第４の実施例において、開閉バルブ５４１と同期して開閉する開閉バルブをフィルタ２１０の２次側の直近に設けるなどしてもよい。あるいは、吐出バルブ１３と開閉バルブ５５１とを兼用し、吐出バルブ１３を開閉するタイミングで開閉するようにしてもよい。
【０１４２】
また、第４の実施の形態では、メンテナンスモードにおけるエア抜きを終了するタイミングを時間により判定しているが、例えば、操作ボタンなどを有する入力部を設け、オペレータからの指示入力によって判定するようにしてもよい。
【０１４３】
【発明の効果】
請求項１ないし５に記載の発明では、１つの駆動手段によって前記仕切り部材を駆動して往復移動させることにより、前記第１室と前記第２室との容積の総和を一定としつつ前記第１室と前記第２室との容積比を変更する。したがって、第１室の容積の変化量と第２室の容積の変化量とを正確かつ同時に等しくすることができるため、エア噛みやマイクロバブル現象が特に生じやすいフィルタ手段を薬液ポンプの２次側に設けることなく、エア噛みやマイクロバブル現象を抑制することができる。
【０１４４】
請求項２に記載の発明では、１つの駆動手段が、モータの駆動力によって前記仕切部材を駆動することにより、シリンダなどを用いる場合に比べて薬液を安定的に流すことができる。
【０１４６】
請求項６に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれかに記載の薬液ポンプに接続され配管と、配管システムの動作モードを配管内のエアを抜くためのメンテナンスモードと、薬液を所定の処理部に導く通常モードとの間で切り替える切替手段とを備えることにより、配管内のエア抜き時間を短縮することができる。また、配管内のエアをより完全に抜くことができる。したがって、エア噛みやマイクロバブル現象を抑制することができる。
【０１４７】
請求項７に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれかに記載の薬液ポンプと、請求項６に記載の配管システムとを備えることにより、エア噛みやマイクロバブル現象を抑制することができる。
【０１４８】
請求項８に記載の発明では、請求項７に記載の基板処理ユニットを備えることにより、エア噛みやマイクロバブル現象を抑制することができる。
【０１４９】
請求項９に記載の発明では、表面積が表裏側で略同一の可動の仕切り部材を加圧室内で第２の方向に移動させることによって第１室の容積を減少させつつ第２室の容積を増加させ、それによって、加圧室の外部において薬液に所定の作用を及ぼすフィルタ手段を経由して薬液を前記第１室から前記第２室側へと移動させることにより、第１室の容積の変化量と第２室の容積の変化量とを正確かつ同時に等しくすることができるため、フィルタ手段を薬液ポンプの２次側に設けることなく、エア噛みやマイクロバブル現象を抑制することができる。
【０１５０】
請求項１０に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれかに記載の薬液ポンプによって前記薬液を駆動する駆動工程を有することにより、配管内のエア抜きを短時間で行うことができる。また、配管内のエアをより完全に抜くことができることから、エア噛みやマイクロバブル現象を抑制することができる。
【０１５１】
請求項１１に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれかに記載の薬液ポンプにより薬液を駆動する駆動工程と、請求項６に記載の配管システムによって前記駆動工程により駆動された前記薬液を導く配液工程とを有することにより、エア噛みやマイクロバブル現象を抑制することができる。
【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】第１の実施の形態における薬液ポンプの概略図である。
【図７】逆止弁の構造を示す図である。
【図８】第１の実施の形態における塗布処理ユニットの動作の詳細を示す流れ図である。
【図９】図６の薬液ポンプ１２の動作を示す図である。
【図１０】第２の実施の形態における薬液ポンプの概略図である。
【図１１】第３の実施の形態における薬液ポンプの概略図である。
【図１２】第４の実施の形態における薬液ポンプおよび配管システムを示す図である。
【図１３】第４の実施の形態における薬液ポンプおよび配管システムを示す図である。
【図１４】第４の実施の形態における薬液ポンプおよび配管システムを示す図である。
【図１５】第４の実施の形態における塗布処理ユニットの動作を示す流れ図である。
【図１６】第４の実施の形態における塗布処理ユニットの動作を示す流れ図である。
【図１７】従来例における一般的なスピンコータである基板処理装置の構成を示す図である。
【図１８】従来例におけるフィルタを１次側に配置した基板処理装置の構成を示す図である。
【図１９】従来装置において、エア抜きを行っている際の配管内の気泡の様子を示す図である。
【符号の説明】
１ 基板処理装置
１１ 薬液ボトル
１２ 薬液ポンプ
１４ ノズル
１５ チャック
２０ 加圧室
２０ａ 浄化用加圧室
２０ｂ 吐出用加圧室
２１ フィルタ部
２２ 仕切部材
２３ 駆動機構
２３０ モータ
３１ａ，３１ｂ 搬送アーム
５０ 配管システム
５１，５２，５３ 配管
５４，５５ 切替バルブ
５４０，５４１，５５０，５５１，５６ 開閉バルブ
ＣＰ１，ＣＰ２，ＣＰ３，ＣＰ４，ＣＰ５，ＣＰ６ 冷却ユニット
ＣＲ コントローラ
ＨＰ１，ＨＰ２，ＨＰ３，ＨＰ４，ＨＰ５，ＨＰ６，ＨＰ７，ＨＰ８，ＨＰ９，ＨＰ１０ 加熱ユニット
ＳＣ１，ＳＣ２ 塗布処理ユニット
ＳＤ１，ＳＤ２ 現像処理ユニット
ＴＲ 搬送ロボット
Ｖ，Ｖａ，Ｖｂ 容積
Ｗ 基板
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板の表面（処理面）に薬液を吐出する技術に関する。
【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薬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、保持した基板を回転させつつ薬液を塗布するスピンコータが知られている。このような塗布処理ユニットは、例えば、特許文献１に紹介されている。図１７は、このような一般的なスピンコータである塗布処理ユニット１００の構成を示す図である。塗布処理ユニット１００は、レジスト液などの薬液を供給する薬液ボトル１０１、レジスト液を所定の方向に流すための電動ポンプ１０２、電動ポンプを駆動するモータ１０３、レジスト液から汚染物などを取り除くフィルタ１０４、レジスト液の流路の開閉を行う吐出バルブ１０５、レジスト液を基板Ｗに向けて吐出するノズル１０６、基板Ｗを所定の位置に保持するチャック１０７、およびチャック１０７に保持された基板Ｗを回転させるスピンモータ１０８を備える。
【０００４】
塗布処理ユニット１００が基板Ｗの表面にレジスト液を塗布する処理を簡単に説明すると、予めモータ１０３が電動ポンプ１０２を駆動することにより薬液ボトル１０１から所定量のレジスト液を吸引して汲み上げておく。次に、スピンモータ１０８がチャック１０７に保持された基板Ｗの回転させる。さらに、吐出バルブ１０５を開くとともに、モータ１０３が電動ポンプ１０２を駆動することにより、汲み上げておいた所定量のレジスト液を押し出すことによって、レジスト液をノズル１０６から基板Ｗの表面に吐出する。吐出されたレジスト液は、基板Ｗの遠心力により基板Ｗの表面全体に広がり、基板Ｗの表面にレジスト液の塗布膜が形成される。このとき、吐出されるレジスト液がフィルタ１０４を通過することによってレジスト液から気泡や汚染物などが取り除かれる。
【０００５】
基板の製造工程におけるレジスト膜の形成は、その膜厚が所望の膜厚になるように高精度に制御されなければならないため、レジスト液の吐出量、吐出タイミング、吐出時間、平均吐出速度などが厳密に管理される。しかし、これらの値を同一となるように制御しても、吐出の過程（主に吐出開始から吐出終了までの間の吐出速度分布、以下単に「吐出速度分布」と称する）が異なれば、形成される塗布膜の形状が毎回異なるものとなってしまい、塗布膜の再現性が確保されないという問題があった。
【０００６】
レジスト液の吐出速度分布は、電動ポンプ１０２の２次側（ノズル１０６側）に配置されたフィルタ１０４の状態（フィルタ１０４のなじみ、圧損、目詰まりの進行状況など）に左右される。したがって、塗布処理ユニット１００では、フィルタ１０４の経時変化や品質によって、塗布膜厚の品質が左右されるという問題があった。
【０００７】
このような問題を解決するために、フィルタ１０４を電動ポンプ１０２の１次側（薬液ボトル１０１側）に設けることも考えられる。このような塗布処理ユニットが、例えば、特許文献２に紹介されている。図１８は、フィルタ１０４を１次側に配置した塗布ユニット１１０の構成を示す図である。なお、塗布ユニット１１０の各構成の機能は、塗布処理ユニット１００と同様であるため、説明は省略する。
【０００８】
塗布ユニット１１０では、電動ポンプ１０２からレジスト液が押し出される場合、２次側にフィルタ１０４が配置されていないために、ノズル１０６から吐出されるレジスト液の速度がフィルタ１０４の状態によって影響をうけることがない。したがって、予め所望の塗布膜が得られる条件を実験などで求めておけば、レジスト液の吐出速度分布の再現性が確保されていることから、毎回ほぼ同一の塗布膜を形成することができ、塗布膜の膜厚を高精度に制御することができる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−１７２８８１号公報
【特許文献２】
特開平５−２５１３２８号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記塗布ユニット１１０では、電動ポンプ１０２がレジスト液を吸引する場合に、減圧吸引を行うため、フィルタ１０４の内部も減圧され、その結果フィルタ１０４内でレジスト液の発泡が促進される。塗布ユニット１１０では、２次側にフィルタが配置されていないために、このようにして発生した気泡をレジスト液から取り除くことができず、エア噛みやマイクロバブル現象などの重要な問題が発生し、塗布処理の精度が低下するという問題があった。
【００１１】
また、塗布処理において、エア噛みやマイクロバブル現象を発生させないためには、装置の起動時や薬液ボトル１０１の交換時に配管やフィルタ１０４内のエアを十分に抜くことが重要となる。ここで上記塗布処理ユニット１００，１１０の電動ポンプ１０２は、精度のよい吐出を行うために、レジスト液の汲み上げ動作と押し出し動作とを交互に行うことから、配管内においてレジスト液が移動と停止とを交互に繰り返すこととなる。
【００１２】
図１９は、エア抜きを行っている際の配管内の気泡の様子を示す図である。図１９（ａ）に示すように、気泡が配管の曲部に残留している場合、電動ポンプ１０２がレジスト液を駆動することにより、気泡は図１９（ｂ）に示す位置に押し出される。しかし、この状態でレジスト液がしばらく停止するため、図１９（ｃ）に示すように気泡が上昇し、図１９（ａ）の状態に戻る。このように、電動ポンプ１０２が汲み上げ動作と押し出し動作とを交互に行うと、エアが十分に抜けず、結果としてエア噛みやマイクロバブル現象などが発生し、塗布処理の精度が低下するという問題があった。
【００１３】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、薬液を吐出する際のエア噛みやマイクロバブル現象を防止することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、薬液に所定の作用を及ぼすフィルタ手段と組み合わせて使用され、前記薬液を前記フィルタ手段を通して圧送する薬液ポンプであって、可動の仕切り部材によって第１室と第２室に分割された加圧室と、前記仕切り部材を駆動して往復移動させることにより、前記第１室と前記第２室との容積の総和を一定としつつ前記第１室と前記第２室との容積比を変更する１つの駆動手段とを備え、前記フィルタ手段が、前記加圧室の外部において前記第１室と前記第２室とを連通する配管に介挿され、前記仕切り部材の第１方向の駆動によって前記配管とは異なる配管によって前記第１室に吸引導入された薬液が、前記仕切り部材の第２方向の駆動によって前記加圧室の外部に設けた前記フィルタ手段を経由して前記第２室に移動し、さらに前記仕切り部材の前記第１方向の駆動によって前記薬液が前記第２室から吐出される。
【００１５】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る薬液ポンプであって、前記１つの駆動手段が、モータの駆動力によって前記仕切部材を駆動する。
【００１６】
また、請求項３の発明は、請求項１または２の発明に係る薬液ポンプであって、前記第１室に薬液が吸引導入されるときにおいて、前記配管は前記第１室との連通が遮断される。
また、請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明に係る薬液ポンプであって、前記加圧室は、前記仕切り部材の駆動によってその形状が変化する蛇腹状の部材を有する。
また、請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかの発明に係る薬液ポンプであって、前記仕切り部材は、前記１つの駆動手段によりその形状が変化する膜状部材を有する。
【００１７】
また、請求項６の発明は、配管によって薬液を所定の処理部に導く配管システムであって、前記配管システムの動作モードを前記配管内のエアを抜くためのメンテナンスモードと、前記薬液を前記所定の処理部に導く通常モードとの間で切り替える切替手段と、前記切替手段により切り替えられた前記動作モードに応じて前記配管を開閉する開閉手段とを備え、前記配管が、請求項１ないし５のいずれかの発明に係る薬液ポンプに接続される。
【００１８】
また、請求項７の発明は、基板に薬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、前記基板を保持する保持部と、前記保持部に保持された前記基板に前記薬液を吐出するノズルと、前記ノズルに供給する前記薬液を貯留しておく薬液槽と、請求項１ないし５のいずれかの発明に係る薬液ポンプと、請求項６の発明に係る配管システムと、を備える。
【００１９】
また、請求項８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であって、請求項７の発明に係る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。
【００２０】
また、請求項９の発明は、薬液を吸引して吐出する薬液吐出方法であって、表面積が表裏側で略同一の可動の仕切り部材を加圧室内で第１の方向に駆動することにより、前記仕切り部材を境界として前記加圧室の一方側と他方側とに分割された第１室と第２室のうちの前記第１室の容積を増加させつつ前記第２室の容積を減少させ、それによって前記第１室に連通する配管を介して前記第１室に薬液を吸引導入する工程と、前記仕切り部材を前記加圧室内で第２の方向に移動させることによって前記第１室の容積を減少させつつ前記第２室の容積を増加させ、それによって、前記加圧室の外部において前記配管と異なる第１室と前記第２室とを連通する配管に介挿され前記薬液に所定の作用を及ぼすフィルタ手段を経由して前記薬液を前記第１室から前記第２室側へと移動させる工程と、前記仕切り部材によって前記第１室の容積を再び増加させつつ前記第２室の容積を再び減少させ、それによって、前記薬液を前記第２室から吐出させる工程とを有する。
【００２１】
また、請求項１０の発明は、配管によって薬液を所定の処理部に導く配液方法であって、請求項１ないし５のいずれかの発明に係る薬液ポンプによって前記薬液を駆動する駆動工程と、前記駆動工程により駆動された前記薬液を前記配管によって導く配液工程と、を有し、前記配液工程が、前記配管内のエアを抜くためのメンテナンス工程と、前記薬液を前記所定の処理部に導く通常工程と、前記配管の所定の位置に設けられたバルブを開閉する開閉工程と、前記開閉工程により前記バルブを開閉することによって、前記メンテナンス工程と前記通常工程とを切り替える切替工程とを有する。
【００２２】
また、請求項１１の発明は、基板に薬液を供給して所定の処理を行う基板処理方法であって、前記基板を保持する保持工程と、請求項１ないし５のいずれかの発明に係る薬液ポンプにより薬液を駆動する駆動工程と、請求項６の発明に係る配管システムによって前記駆動工程により駆動された前記薬液を導く配液工程と、前記配液工程によって導かれた前記薬液を、前記保持工程において保持された前記基板に吐出する吐出工程とを有する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付の図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００２４】
＜１． 第１の実施の形態＞
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ＸＹＺ直交座標系を付している。
【００２５】
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。
【００２６】
基板処理装置１は、ＬＳＩなどの電子部品を製造するための円形の半導体基板を被処理基板としているが、液晶表示装置の画面パネルを製造するための角形ガラス基板や、フラットパネルディスプレイ用の種々の基板に対して前述の処理を行う装置として変形利用することもできる。
【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 casette)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、当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（薬液）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、本発明に係る薬液ポンプや配管システムなど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ないし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ないし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の如き基板に薬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ないし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ないし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Ｗを回転させつつレジスト液を塗布するいわゆるスピンコータとして構成されている。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、本実施の形態における塗布処理ユニットＳＣ１の要部構成を示す図である。塗布処理ユニットＳＣ１は、前述のように、基板Ｗの表面に形成された電極層などを選択的にエッチングするプロセスにおいて、基板Ｗの表面に薬液としてのレジスト液を、基板Ｗを回転させつつ塗布するいわゆるスピンコータとして構成されている。
【００５４】
塗布処理ユニットＳＣ１は、レジスト液を溜めておく薬液ボトル１１、薬液ボトル１１から汲み上げた（吸引した）レジスト液を加圧しつつ吐出する薬液ポンプ１２、レジスト液の流路（配管）を開閉する吐出バルブ１３、レジスト液を基板Ｗに対して吐出するノズル１４、基板Ｗを所定の位置に保持するチャック１５、および基板Ｗを回転させるスピンモータ１６を備える。
【００５５】
薬液ポンプ１２は、レジスト液の減圧および加圧を行う加圧室２０と、作用体としてのフィルタ部２１とを有している。図６は、薬液ポンプ１２の加圧室２０の構成を示す図である。加圧室２０には、仕切部材２２、駆動機構２３、および複数の逆止弁２４が設けられている。
【００５６】
加圧室２０は、主に内部が中空構造の剛体部材で構成され、内部の空間（容積Ｖ）は、ＹＺ平面に略平行な方向の断面積ＳがＸ軸方向に等しい形状となっており、仕切部材２２によって浄化用加圧室２０ａ（容積Ｖａ）と吐出用加圧室２０ｂ（容積Ｖｂ）とに分割されている。
【００５７】
フィルタ部２１は、加圧室２０の外部に設けられ、浄化用加圧室２０ａと吐出用加圧室２０ｂとを連通する配管２１１と、配管２１１に介挿され、配管２１１を通過するレジスト液から気泡や汚染物などを取り除くことによってレジスト液を清浄化するフィルタ２１０とを備える。図５に示すように、配管２１１が浄化用加圧室２０ａと吐出用加圧室２０ｂとを接続していることにより、レジスト液は浄化用加圧室２０ａと吐出用加圧室２０ｂとを順次に通過することとなるが、詳細は後述する。なお、本実施の形態における塗布処理ユニットＳＣ１では、薬液に所定の作用を及ぼす作用体としてフィルタ部２１を設けているが、作用体としてはこれに限られるものではなく、例えば、薬液の温度を調整する装置などであってもよい。
【００５８】
仕切部材２２は、レジスト液を透過しない部材で構成されるとともに、その外周部が加圧室２０の内壁に密着しており、浄化用加圧室２０ａと吐出用加圧室２０ｂとの間でレジスト液が直接行き来することができないようにされている。すなわち、仕切部材２２の浄化用加圧室２０ａ側の表面積Ｓａと吐出用加圧室２０ｂ側の表面積Ｓｂとが共に加圧室２０の断面積Ｓとなっており、レジスト液を遮断する機能を有している。また、仕切部材２２は、体積変化および形状変化が無視できる部材で一体的に構成され、浄化用加圧室２０ａ側の表面と吐出用加圧室２０ｂ側の表面との相対位置は変化しない。なお、本実施の形態において、体積変化および形状変化が無視できる部材とは、温度変化による膨張・収縮や摩滅による形状変化など多少の変質は許容する趣旨であり、所定以上の硬度を有する金属や合金、セラミックなどが該当し、ゴムなどの弾性体や粘土など塑性体を除く意味である。
【００５９】
駆動機構２３は、仕切部材２２を移動させるための駆動力を生成するモータ２３０と、仕切部材２２の移動方向を規定するガイド部材２３１とを備えている。モータ２３０は、コントローラＣＲからの制御信号に基づいて、回転方向、回転量、および回転速度を正確に制御することが可能とされている。
【００６０】
これにより、例えば、シリンダ機構などによって仕切部材２２を移動させる場合に比べて、仕切部材２２の移動方向、移動量、および移動速度を正確に制御することができる。
【００６１】
ガイド部材２３１は、ＹＺ平面における断面積がＸ軸方向の各位置ごとに等しいシャフト状の部材であり、図５に示すように、加圧室２０の内部にＸ軸と略平行方向に加圧室２０を貫通するように配置され、モータ２３０の駆動力を仕切部材２２に伝達するとともに、仕切部材２２の移動方向をＸ軸方向に規定する機能を有する。
【００６２】
このような構成の駆動機構２３が仕切部材２２をＸ軸方向に滑らかに往復移動させることにより、浄化用加圧室２０ａの容積Ｖａと吐出用加圧室２０ｂの容積Ｖｂとが変更可能とされ、容積Ｖａと容積Ｖｂとの容積比が任意に変更される。
【００６３】
これにより、浄化用加圧室２０ａおよび吐出用加圧室２０ｂの容積は可変とされており、それぞれの容積が増加する場合には内部が減圧されレジスト液を吸引し、容積が減少する場合には内部が加圧されレジスト液を吐出する。なお、駆動機構２３（主にガイド部材２３１）は、仕切部材２２と同様に体積変化および形状変化が無視できる部材で構成され、図９（ａ），（ｂ）に示すように、仕切部材２２の移動によって加圧室２０内に存在する体積および形状が変化しないように配置される。すなわち、駆動機構２３は、仕切部材２２を駆動することにより、浄化用加圧室２０ａと吐出用加圧室２０ｂとの容積の総和（加圧室２０の容積）が一定となるように浄化用加圧室２０ａと吐出用加圧室２０ｂとの容積比を変更する機能を有しており、数１が成立する。
【００６４】
【数１】
加圧室２０に設けられた開口部２５ないし２８には、それぞれ図６に示すように、逆止弁２４が設けられている。図７は、逆止弁２４の詳細を示す図である。逆止弁２４は、短い管状の筐体２４０と、筐体２４０内にＺ軸方向に移動可能に配置された球２４１とから構成されている。筐体２４０の開口部には、例えばレジスト液の配管などが接続され、筐体２４０の内部がレジスト液の流路となっている。
【００６６】
筐体２４０の内部の空間は（−Ｚ）方向ほど狭くなるように形成されており、球２４１が遮断位置（図３に実線で示す位置）より（−Ｚ）方向に移動しないようにされている。また、図示しないストッパ部材によって、球２４１が図３に２点鎖線で示す位置より（＋Ｚ）方向にも移動できないようにされている。また、球２４１が遮断位置にある場合には、図３に示すように、筐体２４０の内部（レジスト液の流路）が遮断され、レジスト液が流れないようになっている。すなわち、逆止弁２４では、レジスト液は（＋Ｚ）方向（図３の矢印で示す方向）にのみ流れることが可能とされている。なお、逆止弁２４の構造は、図７に示すものに限られるものではなく、例えば、電磁弁のようにレジスト液の流路の開閉をコントローラＣＲが制御するような構成でもよい。すなわち、レジスト液が所定のタイミングで所定の方向にのみ流れるよう機能する構造であればどのような周知の構造が用いられてもよい。
【００６７】
これにより、浄化用加圧室２０ａについては、開口部２５がレジスト液の入口となり、開口部２６が出口となる。また、吐出用加圧室２０ｂについては、開口部２７がレジスト液の入口となり、開口部２８が出口となる。したがって、例えば、浄化用加圧室２０ａが加圧された場合には、浄化用加圧室２０ａ内のレジスト液は、逆止弁２４が配置されているために、出口である開口部２６から外部に押し出され、入口である開口部２５から押し出されることはない。
【００６８】
以上が、本実施の形態における塗布処理ユニットＳＣ１の構成の説明である。次に、塗布処理ユニットＳＣ１における塗布処理の動作を説明する。図８は、本実施の形態における塗布処理ユニットＳＣ１の動作の詳細を示す流れ図である。なお、以下に示す各構成の動作制御は、特に断らない限りコントローラＣＲにより行われるものとする。
【００６９】
塗布処理ユニットＳＣ１では、まず、冷却処理の終了した基板Ｗが、搬送ロボットＴＲによって冷却ユニットＣＰ１から搬送されたか否かを判定する（ステップＳ１１）。基板Ｗが搬送された場合は、チャック１５が当該基板Ｗを保持し、スピンモータ１６が基板Ｗの回転を開始する（ステップＳ１２）。
【００７０】
次に、駆動機構２３のモータ２３０が回転を開始することにより、仕切部材２２を（−Ｘ）方向に移動させることによりレジスト液を駆動しつつ（ステップＳ１３）、吐出バルブ１３を開いてノズル１４からレジスト液を吐出させる（ステップＳ１４）。
【００７１】
図９は、薬液ポンプ１２の動作を示す図である。薬液ポンプ１２では、塗布処理を開始する前に、初期位置としてモータ２３０により仕切部材２２を図９（ａ）に実線で示す位置に移動させておく。なお、このときの浄化用加圧室２０ａの容積ＶａをＶａ１、吐出用加圧室２０ｂの容積ＶｂをＶｂ１とする。
【００７２】
ステップＳ１３により、仕切部材２２が（−Ｘ）方向に移動すると、それに伴って浄化用加圧室２０ａの容積Ｖａと、吐出用加圧室２０ｂの容積Ｖｂとの容積比が変更され、薬液ポンプ１２および配管内のレジスト液が駆動される。このときの浄化用加圧室２０ａの容積Ｖａの増加量をΔＶａ１、吐出用加圧室２０ｂの容積Ｖｂの減少量をΔＶｂ１とおくと、仕切部材２２が（−Ｘ）方向に移動することにより、浄化用加圧室２０ａは、ΔＶａ１だけ容積が増加する。したがって、体積ΔＶａ１分のレジスト液が薬液ボトル１１から開口部２５を通って浄化用加圧室２０ａに吸引される。また、吐出用加圧室２０ｂは、ΔＶｂ１だけ容積が減少するため、開口部２８から体積ΔＶｂ１分のレジスト液が吐出される。吐出用加圧室２０ｂから吐出されたレジスト液は、ステップＳ１４において吐出バルブ１３が開かれることにより、ノズル１４から基板Ｗの主面に対して吐出され、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。
【００７３】
すなわち、仕切部材２２を（−Ｘ）方向に移動させる動作は、薬液ポンプ１２にレジスト液を吸引する動作とレジスト液を吐出する動作とに相当する。なお、前述のように、開口部２６，２７には、それぞれ逆止弁２４が設けられているため、浄化用加圧室２０ａに対して開口部２６からのレジスト液の逆流、および吐出用加圧室２０ｂに対して開口部２７からのレジスト液の吐出は防止される。
【００７４】
本実施の形態における塗布処理ユニットＳＣ１では、図５に示すように、薬液ポンプ１２の２次側（開口部２８からノズル１４までの間）には、フィルタが設けられていないため、レジスト液を基板Ｗに吐出するときのレジスト液の吐出速度は仕切部材２２の移動速度にのみ依存する。したがって、コントローラＣＲがモータ２３０の回転速度を、仕切部材２２の移動速度が毎塗布処理ごとに同一の条件となるように制御すれば、フィルタ２１０の経時変化などの影響を受けることなく、レジスト液の吐出速度分布の再現性を確保することができる。
【００７５】
ノズル１４からのレジスト液の吐出が開始されると、コントローラＣＲが所定の吐出時間Ｔが経過したか否かを判定し（ステップＳ１５）、所定の吐出時間Ｔが経過すると吐出バルブ１３を閉じるとともに、仕切部材２２の移動を停止することにより、レジスト液の吐出を停止する（ステップＳ１６）。なお、当該吐出時間Ｔの間に、仕切部材２２は、図９（ａ）に二点鎖線で示す位置（図９（ｂ）に実線で示す位置）に移動するものとする。
【００７６】
ここで、仕切部材２２の移動速度および吐出時間Ｔは、毎塗布処理ごとの再現性を確保することができる値であるため、レジスト液の吐出中に（吐出時間Ｔが経過する間に）仕切部材２２が移動する量をΔＸとおくと、移動量ΔＸも再現性のある値である。また、前述のように、仕切部材２２は体積変化および形状変化が無視できる部材で構成されていることから、仕切部材２２がΔＸ移動した場合の吐出用加圧室２０ｂ側の表面の移動量は同じくΔＸであり、数２が成立する。
【００７７】
【数２】
仕切部材２２は、形状変化が無視できるため表面積Ｓｂは一定値であるから、塗布処理ユニットＳＣ１において、レジスト液の総吐出量ΔＶｂ１についても再現性が確保されている。また、レジスト液を吐出するタイミングは、コントローラＣＲがスピンモータ１６を制御しつつ、基板Ｗの回転速度などから判定することによって、再現性を確保することができる。
【００７９】
このようにして、塗布処理ユニットＳＣ１では、吐出量、吐出タイミング、吐出時間、平均吐出速度および吐出速度分布を再現性よく管理することができることから、各基板Ｗごとにレジスト液の塗布膜を再現性よく形成することができる。また、これらの条件は装置間差なく設定できることから、例えば、本実施の形態における基板処理装置１のように、基板Ｗが複数の塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２において処理される場合であっても、各基板Ｗごとにほぼ同一の塗布膜を形成することができる。すなわち、予め所望の塗布膜を形成することができる条件を実験により求めておき、当該条件による塗布処理を再現性よく行うことにより、塗布処理の精度を向上させることができる。
【００８０】
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（ステップＳ１７）。また、塗布処理ユニットＳＣ１では、搬送ロボットＴＲによる基板Ｗの搬送に並行して、モータ２３０が仕切部材２２の（＋Ｘ）方向への移動を開始する（ステップＳ１８）。ステップＳ１８が実行される際には、ステップＳ１３により仕切部材２２が、予め図９（ｂ）に実線で示す位置に配置されている。このときの浄化用加圧室２０ａの容積ＶａをＶａ２、吐出用加圧室２０ｂの容積ＶｂをＶｂ２とする。
【００８１】
ステップＳ１８により、仕切部材２２が（＋Ｘ）方向に移動すると、再び、浄化用加圧室２０ａの容積Ｖａと、吐出用加圧室２０ｂの容積Ｖｂとの容積比が変更され、レジスト液が駆動される。このときの浄化用加圧室２０ａの容積Ｖａの減少量をΔＶａ２、吐出用加圧室２０ｂの容積Ｖｂの増加量をΔＶｂ２とおくと、仕切部材２２が（＋Ｘ）方向に移動することにより、吐出用加圧室２０ｂの容積ＶｂはΔＶｂ２だけ増加する。仕切部材２２が直接レジスト液を通過させないことから、体積ΔＶｂ２分のレジスト液が開口部２７を通ってフィルタ部２１の２次側から吸引される。しかし、同時に浄化用加圧室２０ａの容積ＶａがΔＶａ２だけ減少することから、体積ΔＶａ２分のレジスト液が開口部２６からフィルタ部２１の１次側に供給される。
【００８２】
なお、前述のように、開口部２５，２８には、それぞれ逆止弁２４が設けられているため、浄化用加圧室２０ａについて開口部２５からのレジスト液の吐出、および吐出用加圧室２０ｂについて開口部２８からのレジスト液の逆流は防止される。
【００８３】
したがって、仕切部材２２が（＋Ｘ）方向に移動する動作は、ノズル１４が次回の塗布処理において吐出する分のレジスト液を吐出用加圧室２０ｂが予め吸引する動作に相当するとともに、浄化用加圧室２０ａがレジスト液をフィルタ部２１を介して吐出用加圧室２０ｂに供給することから、フィルタ２１０が気泡や汚染物を取り除いてレジスト液を清浄化する動作に相当する。
【００８４】
ここで、仕切部材２２が図９の二点鎖線に示す位置に移動した場合、数３，４が成立する。
【００８５】
【数３】
【数４】
本実施の形態における塗布処理ユニットＳＣ１では、加圧室２０の容積Ｖは一定であるから、数５が成立する。
【００８８】
【数５】
さらに、数３ないし数５より、数６が成立する。
【００９０】
【数６】
したがって、仕切部材２２が（＋Ｘ）方向に移動することにより、浄化用加圧室２０ａの容積Ｖａと吐出用加圧室２０ｂの容積Ｖｂとの容積比は変化するが、それぞれの変化量ΔＶａ２とΔＶｂ２とを等しくすることができる。また、数６は、仕切部材２２の移動量をΔＸとおくと、数７ないし数９からも導くことができる。
【００９２】
【数７】
【数８】
【数９】
このように、本実施の形態における薬液ポンプ１２では、浄化用加圧室２０ａの容積Ｖａと吐出用加圧室２０ｂの容積Ｖｂとの容積比を任意に変更しつつ、加圧室２０の容積Ｖが一定になるように制御することにより、レジスト液をフィルタ部２１の２次側から吸引する際に、数６が示すように、吸引するレジスト液と同じ量のレジスト液をフィルタ部２１の１次側に供給することができる。
【００９６】
これにより、フィルタ２１０においてレジスト液が減圧されることを抑制することができることから、レジスト液の発泡を防止することができる。したがって、薬液ポンプ１２の２次側にフィルタ２１０と同様の気泡を除去する機構を設けることなく、エア噛みやマイクロバブル現象などを防止することができ、塗布処理の精度を向上させることができる。
【００９７】
また、仕切部材２２が体積変化および形状変化を無視できる部材で一体的に構成され、１つの駆動機構２３が当該仕切部材２２を移動させてることにより、数３ないし数９は仕切部材２２が移動中においても精度よく成立する。すなわち、フィルタ部２１に供給するレジスト液の量と、フィルタ部２１から吸引するレジスト液の量とが同量となるように制御する場合、コントローラＣＲが複数の駆動機構を同期制御することによって、別々にそれらの量を制御する場合に比べて、正確に制御することができる。
【００９８】
塗布処理ユニットＳＣ１は、仕切部材２２が所定量（ΔＸ）移動し、図９（ｂ）に２点鎖線で示す位置（図９（ａ）に実線で示す位置）まで移動すると、仕切部材２２を停止させる（ステップＳ１９，Ｓ２０）。
【００９９】
さらに、基板処理装置１において、他に塗布処理を行う基板Ｗがあるか否かを判定し（ステップＳ２１）、処理すべき基板Ｗがある場合にはステップＳ１１に戻って処理を繰り返す。一方、他に処理すべき基板Ｗがない場合には処理を終了する。
【０１００】
以上により、第１の実施の形態における基板処理装置１は、フィルタ部２１の２次側から吸引するレジスト液と同じ量のレジスト液を、フィルタ部２１の１次側に供給することができる。したがって、吐出用加圧室２０ｂがレジスト液を吸引する際に、吐出用加圧室２０ｂの１次側にフィルタ部２１を配置したとしてもフィルタ２１０が減圧されることがなく、レジスト液の発泡を抑制することができる。これにより、薬液ポンプ１２の２次側にフィルタ部２１を配置することなく、エア噛みやマイクロバブル現象を抑制することができる。したがって、レジスト液を吐出する際の吐出速度分布が、フィルタの経時変化などの状態に影響されないため、塗布膜厚の再現性を確保することができ、塗布処理の精度を向上させることができる。
【０１０１】
また、基板処理装置１の塗布処理ユニットＳＣ１では、レジスト液をフィルタ部２１の１次側に供給する動作と、レジスト液をフィルタ部２１の２次側から吸引する動作とを１つの駆動機構２３によって行うことにより、複数の駆動機構を用いる場合に比べて正確に制御することができる。
【０１０２】
＜２． 第２の実施の形態＞
第１の実施の形態では、加圧室２０が剛体部材で構成されていたため、仕切部材２２が駆動されることによっても、その形状等が変化することはないようにされていたが、仕切部材２２の移動に伴って加圧室２０の容積Ｖが一定であれば、加圧室２０の形状が変化するような構造であってもよい。
【０１０３】
図１０は、このような原理に基づいて構成した第２の実施の形態における薬液ポンプ１２の概略図である。なお、第１の実施の形態と同様の機能を有する構成については、適宜、同符号を付してある。以下、他の実施の形態においても同様である。
【０１０４】
本実施の形態における薬液ポンプ１２の加圧室２０は、図１０に示すように、蛇腹状の部材で構成されており、Ｘ軸方向に伸縮が可能とされている。また、第１の実施の形態と同様に仕切部材２２により浄化用加圧室２０ａと吐出用加圧室２０ｂとに分割され、浄化用加圧室２０ａを構成する部材と吐出用加圧室２０ｂを構成する部材とが互いに対称となっている。
【０１０５】
浄化用加圧室２０ａの（＋Ｘ）方向の端部および吐出用加圧室２０ｂの（−Ｘ）方向の端部（いずれも逆止弁２４が取り付けられている方）は、塗布処理ユニットＳＣ１内の所定の位置に固設されている。一方、浄化用加圧室２０ａの（−Ｘ）方向の端部および吐出用加圧室２０ｂの（＋Ｘ）方向の端部は、それぞれ仕切部材２２に取り付けられている。
【０１０６】
第２の実施の形態における薬液ポンプ１２がこのような構造となっていることにより、仕切部材２２がＸ軸方向に移動した場合、浄化用加圧室２０ａと吐出用加圧室２０ｂとの容積比は仕切部材２２のＸ軸方向の位置によって変更され、その動作に伴ってレジスト液が駆動される。しかし、加圧室２０のＸ軸方向の巾は変化せず、浄化用加圧室２０ａの容積Ｖａの変化量が吐出用加圧室２０ｂの容積Ｖｂの変化量と等しく、加圧室２０の容積Ｖは一定となる。
【０１０７】
仕切部材２２は、第１の実施の形態と同様に形状等が変化しない部材で構成される。仕切部材２２は、加圧室２０の外部に設けられた駆動機構２３のガイド部材２３１にＸ軸方向の移動が可能な状態で取り付けられており、モータ２３０が回転することによって、ガイド部材２３１に沿ってＸ軸方向に移動する。
【０１０８】
逆止弁２４は、第１の実施の形態と同様に、一方向にのみレジスト液を通過させる機能を有しているが、図１０に示すように、その配置方向が第１の実施の形態における薬液ポンプ１２と異なっており、開口部２５，２８に取り付けられた逆止弁２４は（−Ｘ）方向にレジスト液を通過させるように配置され、開口部２６，２７に取り付けられた逆止弁２４は（＋Ｘ）方向にレジスト液を通過させるように配置されている。
【０１０９】
このような構成において、図１０（ａ）に示すように、駆動機構２３により仕切部材２２が（−Ｘ）方向に駆動されると、浄化用加圧室２０ａが伸びることによりその容積Ｖａが増加し、その内部が減圧され薬液ボトル１１から開口部２５を介してレジスト液が供給される。このとき、吐出用加圧室２０ｂが縮むことによりその容積Ｖｂが減少し、その内部が加圧され、開口部２８を介してノズル１４に向けて薬液が吐出される。
【０１１０】
一方、図１０（ｂ）に示すように、駆動機構２３により仕切部材２２が（＋Ｘ）方向に駆動されると、吐出用加圧室２０ｂが伸びることによりその容積Ｖｂが増加し、その内部が減圧され、開口部２７を介してフィルタ部２１の２次側から薬液が吸引される。このとき、浄化用加圧室２０ａが縮むことによりその容積Ｖａが減少し、その内部が加圧され開口部２６を介してレジスト液がフィルタ部２１の１次側に供給される。そして、浄化用加圧室２０ａの容積Ｖａの減少量が吐出用加圧室２０ｂの容積Ｖｂの増加量と等しいことから、フィルタ部２１の２次側から吸引するレジスト液の量とフィルタ部２１の１次側に供給されるレジスト液の量とが等しい。
【０１１１】
このように、第２の実施の形態における薬液ポンプ１２のように、仕切部材２２の移動に伴って加圧室２０の形状が変化する構造であっても、当該加圧室２０の容積Ｖが一定となる構造であれば、フィルタ部２１から吸引するレジスト液と同じ量のレジスト液を、フィルタ部２１の１次側に供給することができることから、第１の実施の形態における基板処理装置１と同様の効果を得ることができる。また、駆動機構２３が加圧室２０の外部に配置されていることから、レジスト液にパーティクルなどが混入することを防止することができる。
【０１１２】
＜３． 第３の実施の形態＞
上記実施の形態では、仕切部材２２が体積変化および形状変化を無視できる部材で構成されていたが、これに限られるものではなく、仕切部材２２の形状等がに変化するように構成されていてもよい。
【０１１３】
図１１は、このような原理に基づいて構成した第３の実施の形態における薬液ポンプ１２の概略図である。
【０１１４】
本実施の形態における薬液ポンプ１２の加圧室２０は、筒状の剛体部材で構成されており、２つの膜状部材２２０，２２１を有する仕切部材２２によって浄化用加圧室２０ａと吐出用加圧室２０ｂとに分割される。２つの膜状部材２２０，２２１は、それぞれの外周部が加圧室２０の内壁に固定されており、互いに中央部において支持部材２２２により連結されている。支持部材２２２は加圧室２０の外部に設けられた駆動機構２３のガイド部材２３１にＸ軸方向の移動が可能な状態で取り付けられており、モータ２３０が回転することによって、ガイド部材２３１に沿ってＸ軸方向に移動する。
【０１１５】
このような構造の仕切部材２２を用いることにより、図１１（ａ）に示すように、駆動機構２３が仕切部材２２の支持部材２２２を（−Ｘ）方向に駆動すると、浄化用加圧室２０ａ側の膜部材２２０が（−Ｘ）方向に凸状態に変形することから浄化用加圧室２０ａの容積Ｖａが増加し、その内部が減圧され薬液ボトル１１から開口部２５を介してレジスト液が供給される。このとき、吐出用加圧室２０ｂ側の膜部材２２１も同様（膜部材２２０と相似形を保った状態）に形状が変化することから吐出用加圧室２０ｂの容積Ｖｂが減少し、その内部が加圧され、開口部２８を介してノズル１４に向けて薬液が吐出される。
【０１１６】
一方、図１１（ｂ）に示すように、駆動機構２３により仕切部材２２が（＋Ｘ）方向に駆動されると、浄化用加圧室２０ａ側の膜部材２２０が（＋Ｘ）方向に凸状態に変形することから浄化用加圧室２０ａの容積Ｖａが減少し、その内部が加圧され開口部２６を介してレジスト液がフィルタ部２１の１次側に供給される。このとき、吐出用加圧室２０ｂ側の膜部材２２１も同様に形状が変化することから吐出用加圧室２０ｂの容積Ｖｂが増加し、その内部が減圧され、開口部２７を介してフィルタ部２１の２次側から薬液が吸引される。
【０１１７】
このように、第３の実施の形態における薬液ポンプ１２のように、仕切部材２２の形状が変化することによって、レジスト液を吸引・吐出するポンプであっても、加圧室２０の容積Ｖが一定となる構造であれば、フィルタ部２１から吸引するレジスト液と同じ量のレジスト液を、フィルタ部２１の１次側に供給することができることから、第１の実施の形態における基板処理装置１と同様の効果を得ることができる。
【０１１８】
＜４． 第４の実施の形態＞
エア噛みやマイクロバブル現象を抑制するためには、装置の駆動を開始したときなどに配管内やフィルタ内に溜まったエアを十分に除去しておくことも有効である。
【０１１９】
図１２ないし図１４は、このような原理に基づいて構成した第４の実施の形態における塗布処理ユニットＳＣ１の薬液ポンプ１２と、配管システム５０とを示す図である。
【０１２０】
本実施の形態における薬液ポンプ１２は第１の実施の形態と同様の構成を有するものを用いているが、第２あるいは第３の実施の形態における薬液ポンプ１２であってもよい。
【０１２１】
配管システム５０は、配管５１ないし５３と、切替バルブ５４，５５と、開閉バルブ５６とを備えており、切替バルブ５４，５５と、開閉バルブ５６とはコントローラＣＲにより制御される。
【０１２２】
配管５１は薬液ボトル１１と吐出用加圧室２０ｂの開口部２７とを接続する配管であり、配管５２は浄化用加圧室２０ａの開口部２６と吐出用加圧室２０ｂの開口部２８とを接続する配管であり、配管５３は図示しないブロアに接続されフィルタ２１０からエアを抜くための配管である。
【０１２３】
切替バルブ５４は、開閉バルブ５４０，５４１を備え、吐出用加圧室２０ｂの開口部２７に導くレジスト液を薬液ボトル１１から吸引するか、フィルタ２１０の２次側から吸引するかを選択的に切り替える。具体的には、薬液ボトル１１から吸引する場合は、図１２および図１３に示すように、開閉バルブ５４０を開くとともに開閉バルブ５４１を閉じる（以下、「メンテナンス状態」と称する）。一方、フィルタ２１０の２次側から吸引する場合は、図１４に示すように、開閉バルブ５４０を閉じるとともに開閉バルブ５４１を開く（以下、「通常状態」と称する）。
【０１２４】
切替バルブ５５は、開閉バルブ５５０，５５１を備え、吐出用加圧室２０ｂの開口部２８から吐出されたレジスト液を、フィルタ２１０の１次側に供給するか、ノズル１４に供給するかを選択的に切り替える。具体的には、フィルタ２１０の１次側に供給する場合は、図１２および図１３に示すように、開閉バルブ５５０を開くとともに開閉バルブ５５１を閉じる（以下、「メンテナンス状態」と称する）。一方、ノズル１４に供給する場合は、図１４に示すように、開閉バルブ５５０を閉じるとともに開閉バルブ５５１を開く（以下、「通常状態」と称する）。
【０１２５】
開閉バルブ５６は、前述のブロアによりエアを抜く場合は開放状態（以下、「メンテナンス状態」と称する）となり、その他の場合には閉鎖状態（以下、「通常状態」と称する）となる。なお、切替バルブ５４，５５および開閉バルブ５６は、コントローラＣＲに接続されており、コントローラＣＲからの制御信号に基づいて、メンテナンス状態と通常状態との間で状態が切り替えられる。すなわち、コントローラＣＲが主に本発明における切替手段に相当し、切替バルブ５４，５５および開閉バルブ５６が主に本発明における開閉手段に相当する。
【０１２６】
以上が本実施の形態における主に薬液ポンプ１２および配管システム５０の構成の説明である。次に、本実施の形態における基板処理装置１の動作について説明する。図１５および図１６は、第４の実施の形態における塗布処理ユニットＳＣ１の動作を示す流れ図である。
【０１２７】
塗布処理ユニットＳＣ１では、まず、コントローラＣＲが切替バルブ５４，５５および開閉バルブ５６を開閉することにより、それぞれをメンテナンス状態にし、配管システムをメンテナンスモードに切り替える（ステップＳ３１）。これにより、各バルブの開閉状態は図１２および図１３に示す状態となる。
【０１２８】
次に、駆動機構２３が仕切部材２２をＸ軸方向に移動させるとともに、前述のブロアが配管５３から吸引を行うことにより、レジスト液が駆動され配管やフィルタ２１０内のエアが抜かれる（ステップＳ３１）。
【０１２９】
ステップＳ３１を具体的に説明すると、まず、図１２に示すように、仕切部材２２が（−Ｘ）方向に移動している間は、浄化用加圧室２０ａが減圧され、吐出用加圧室２０ｂが加圧される。このとき、開口部２７に逆止弁２４が設けられ、切替バルブ５４の開閉バルブ５４１が閉じられていることから、浄化用加圧室２０ａには薬液ボトル１１から開口部２５を介してレジスト液が供給される。一方、吐出用加圧室２０ｂの開口部２８から吐出されたレジスト液は、切替バルブ５５の開閉バルブ５５１が閉じられ、開口部２６に逆止弁２４が設けられていることから配管５２を介してフィルタ２１０の２次側に供給される。さらに、フィルタ２１０の２次側に供給されたレジスト液は、開閉バルブ５６が開いており、切替バルブ５４の開閉バルブ５４１が閉じられていることから、配管５３を通って図示しないブロアに吸引され、エア抜きが行われる。
【０１３０】
また、図１３に示すように、仕切部材２２が（＋Ｘ）方向に移動している間は、浄化用加圧室２０ａが加圧され、吐出用加圧室２０ｂが減圧される。このとき、浄化用加圧室２０ａの開口部２６から吐出されたレジスト液は、切替バルブ５５の開閉バルブ５５１が閉じられ、開口部２８に逆止弁２４が設けられていることからフィルタ２１０の２次側に供給される。そして前述のように、フィルタ２１０の２次側に供給されたレジスト液は、開閉バルブ５６が開いており、切替バルブ５４の開閉バルブ５４１が閉じられていることから、配管５３を通って図示しないブロアに吸引され、エア抜きが行われる。一方、切替バルブ５４の開閉バルブ５４１が閉じられており、開口部２５に逆止弁２４が設けられていることから、吐出用加圧室２０ｂには薬液ボトル１１から配管５１および開口部２７を介してレジスト液が供給される。
【０１３１】
このように、薬液ポンプ１２の仕切部材２２がいずれの方向に移動している状態であっても、薬液ボトル１１から薬液ポンプ１２までの間の配管およびフィルタ２１０内をレジスト液が流れることから、従来の装置のように、レジスト液の吸引と吐出とを交互に行う場合に比べて、短時間でエア抜きを行うことができる。また、エア抜きを行っている間にレジスト液がしばらく停止することがないことから、図１９に示すように、レジスト液が停止している間に気泡が元の位置に戻ることを防止することができ、塗布処理に先立って配管などのエアを十分に抜くことができる。したがって、塗布処理において、エア噛みやマイクロバブル現象を防止することができる。
【０１３２】
塗布処理ユニットＳＣ１では、所定の時間が経過するまでステップＳ３２を繰り返し（ステップＳ３３）、所定の時間が経過すると、駆動機構２３が仕切部材２２を初期位置（図９（ａ）に実線で示す位置に相当する位置）に移動させ、コントローラＣＲが切替バルブ５４，５５および開閉バルブ５６を開閉することにより、それぞれを通常状態にし、配管システムを通常モードに切り替える（ステップＳ３４）。これにより、各バルブの開閉状態および仕切部材２２の位置は図１４に示す状態となり、通常モードに切り替わることにより、本実施の形態における塗布処理ユニットＳＣ１の薬液ポンプ１２および配管システム５０は、第１の実施の形態における薬液ポンプ１２（図５参照）と同様の配管状態となる。
【０１３３】
ステップＳ３４により通常モードに切り替えられると、本実施の形態における塗布処理ユニットＳＣ１は、第１の実施の形態における塗布処理ユニットＳＣ１の処理（図８：ステップＳ１１ないしＳ２１）と同様の処理を実行する。
【０１３４】
これらの処理を簡単に説明すると、搬送ロボットＴＲによって基板Ｗが搬送されるまで待ち（ステップＳ４１）、基板Ｗが搬送されると当該基板Ｗを保持した後、回転を開始する（ステップＳ４２）。基板Ｗが所定の回転数に達すると、仕切部材２２を（−Ｘ）方向に移動させることにより、レジスト液を駆動するとともに吐出バルブ１３を開き、所定の時間が経過するまで基板Ｗに対してノズル１４からレジスト液を吐出する（ステップＳ４３ないしＳ４５）。
【０１３５】
所定の時間が経過すると、吐出バルブ１３を閉じるとともに、基板搬出処理を行う（ステップＳ４６，４７）。さらに、仕切部材２２を（＋Ｘ）へ所定量移動するまで移動させることにより、レジスト液を駆動し、フィルタ２１０によりレジスト液を清浄化する（ステップＳ４８，４９）。このとき、上記実施の形態と同様に、薬液ポンプ１２は、フィルタ２１０の２次側から吐出用加圧室２０ｂに吸引されるレジスト液と同量のレジスト液を、浄化用加圧室２０ａからフィルタ２１０の１次側に供給する。したがって、本実施の形態においてもフィルタ２１０においてレジスト液が減圧されることがなく、発泡を抑制することができる。
【０１３６】
仕切部材２２が所定の位置（図１４に示す位置）に移動すると、仕切部材２２を停止させる（ステップＳ５０）。さらに、基板処理装置１において、他に塗布処理を行う基板Ｗがあるか否かを判定し（ステップＳ５１）、処理すべき基板Ｗがある場合にはステップＳ４１に戻って処理を繰り返す。一方、他に処理すべき基板Ｗがない場合には処理を終了する。
【０１３７】
以上により、第４の実施の形態における基板処理装置１においても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１３８】
また、配管システム５０をメンテナンスモードに切り替えることにより、薬液ポンプ１２の仕切部材２２がいずれの方向に移動している状態であっても、薬液ボトル１１から薬液ポンプ１２までの間の配管およびフィルタ２１０内のレジスト液を駆動することができることから、従来の装置のように、レジスト液の吸引と吐出とを交互に行う場合に比べて、短時間でエア抜きを行うことができる。
【０１３９】
また、エア抜きを行っている間にレジスト液がしばらく停止することがないことから、レジスト液が停止している間に気泡が元の位置に戻ることを防止することができ、塗布処理に先立って配管などのエアを十分に抜くことができる。したがって、塗布処理において、エア噛みやマイクロバブル現象を防止することができる。
【０１４０】
＜５． 変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【０１４１】
例えば、塗布処理ユニットＳＣ１が備えるバルブは、本実施の形態に示す数や位置に限られるものではない。例えば、第４の実施例において、開閉バルブ５４１と同期して開閉する開閉バルブをフィルタ２１０の２次側の直近に設けるなどしてもよい。あるいは、吐出バルブ１３と開閉バルブ５５１とを兼用し、吐出バルブ１３を開閉するタイミングで開閉するようにしてもよい。
【０１４２】
また、第４の実施の形態では、メンテナンスモードにおけるエア抜きを終了するタイミングを時間により判定しているが、例えば、操作ボタンなどを有する入力部を設け、オペレータからの指示入力によって判定するようにしてもよい。
【０１４３】
【発明の効果】
請求項１ないし５に記載の発明では、１つの駆動手段によって前記仕切り部材を駆動して往復移動させることにより、前記第１室と前記第２室との容積の総和を一定としつつ前記第１室と前記第２室との容積比を変更する。したがって、第１室の容積の変化量と第２室の容積の変化量とを正確かつ同時に等しくすることができるため、エア噛みやマイクロバブル現象が特に生じやすいフィルタ手段を薬液ポンプの２次側に設けることなく、エア噛みやマイクロバブル現象を抑制することができる。
【０１４４】
請求項２に記載の発明では、１つの駆動手段が、モータの駆動力によって前記仕切部材を駆動することにより、シリンダなどを用いる場合に比べて薬液を安定的に流すことができる。
【０１４６】
請求項６に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれかに記載の薬液ポンプに接続され配管と、配管システムの動作モードを配管内のエアを抜くためのメンテナンスモードと、薬液を所定の処理部に導く通常モードとの間で切り替える切替手段とを備えることにより、配管内のエア抜き時間を短縮することができる。また、配管内のエアをより完全に抜くことができる。したがって、エア噛みやマイクロバブル現象を抑制することができる。
【０１４７】
請求項７に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれかに記載の薬液ポンプと、請求項６に記載の配管システムとを備えることにより、エア噛みやマイクロバブル現象を抑制することができる。
【０１４８】
請求項８に記載の発明では、請求項７に記載の基板処理ユニットを備えることにより、エア噛みやマイクロバブル現象を抑制することができる。
【０１４９】
請求項９に記載の発明では、表面積が表裏側で略同一の可動の仕切り部材を加圧室内で第２の方向に移動させることによって第１室の容積を減少させつつ第２室の容積を増加させ、それによって、加圧室の外部において薬液に所定の作用を及ぼすフィルタ手段を経由して薬液を前記第１室から前記第２室側へと移動させることにより、第１室の容積の変化量と第２室の容積の変化量とを正確かつ同時に等しくすることができるため、フィルタ手段を薬液ポンプの２次側に設けることなく、エア噛みやマイクロバブル現象を抑制することができる。
【０１５０】
請求項１０に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれかに記載の薬液ポンプによって前記薬液を駆動する駆動工程を有することにより、配管内のエア抜きを短時間で行うことができる。また、配管内のエアをより完全に抜くことができることから、エア噛みやマイクロバブル現象を抑制することができる。
【０１５１】
請求項１１に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれかに記載の薬液ポンプにより薬液を駆動する駆動工程と、請求項６に記載の配管システムによって前記駆動工程により駆動された前記薬液を導く配液工程とを有することにより、エア噛みやマイクロバブル現象を抑制することができる。
【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】第１の実施の形態における薬液ポンプの概略図である。
【図７】逆止弁の構造を示す図である。
【図８】第１の実施の形態における塗布処理ユニットの動作の詳細を示す流れ図である。
【図９】図６の薬液ポンプ１２の動作を示す図である。
【図１０】第２の実施の形態における薬液ポンプの概略図である。
【図１１】第３の実施の形態における薬液ポンプの概略図である。
【図１２】第４の実施の形態における薬液ポンプおよび配管システムを示す図である。
【図１３】第４の実施の形態における薬液ポンプおよび配管システムを示す図である。
【図１４】第４の実施の形態における薬液ポンプおよび配管システムを示す図である。
【図１５】第４の実施の形態における塗布処理ユニットの動作を示す流れ図である。
【図１６】第４の実施の形態における塗布処理ユニットの動作を示す流れ図である。
【図１７】従来例における一般的なスピンコータである基板処理装置の構成を示す図である。
【図１８】従来例におけるフィルタを１次側に配置した基板処理装置の構成を示す図である。
【図１９】従来装置において、エア抜きを行っている際の配管内の気泡の様子を示す図である。
【符号の説明】
１ 基板処理装置
１１ 薬液ボトル
１２ 薬液ポンプ
１４ ノズル
１５ チャック
２０ 加圧室
２０ａ 浄化用加圧室
２０ｂ 吐出用加圧室
２１ フィルタ部
２２ 仕切部材
２３ 駆動機構
２３０ モータ
３１ａ，３１ｂ 搬送アーム
５０ 配管システム
５１，５２，５３ 配管
５４，５５ 切替バルブ
５４０，５４１，５５０，５５１，５６ 開閉バルブ
ＣＰ１，ＣＰ２，ＣＰ３，ＣＰ４，ＣＰ５，ＣＰ６ 冷却ユニット
ＣＲ コントローラ
ＨＰ１，ＨＰ２，ＨＰ３，ＨＰ４，ＨＰ５，ＨＰ６，ＨＰ７，ＨＰ８，ＨＰ９，ＨＰ１０ 加熱ユニット
ＳＣ１，ＳＣ２ 塗布処理ユニット
ＳＤ１，ＳＤ２ 現像処理ユニット
ＴＲ 搬送ロボット
Ｖ，Ｖａ，Ｖｂ 容積
Ｗ 基板
Claims (11)
- 薬液に所定の作用を及ぼすフィルタ手段と組み合わせて使用され、前記薬液を前記フィルタ手段を通して圧送する薬液ポンプであって、
可動の仕切り部材によって第１室と第２室に分割された加圧室と、
前記仕切り部材を駆動して往復移動させることにより、前記第１室と前記第２室との容積の総和を一定としつつ前記第１室と前記第２室との容積比を変更する１つの駆動手段と、
を備え、
前記フィルタ手段が、前記加圧室の外部において前記第１室と前記第２室とを連通する配管に介挿され、
前記仕切り部材の第１方向の駆動によって前記配管とは異なる配管によって前記第１室に吸引導入された薬液が、前記仕切り部材の第２方向の駆動によって前記加圧室の外部に設けた前記フィルタ手段を経由して前記第２室に移動し、さらに前記仕切り部材の前記第１方向の駆動によって前記薬液が前記第２室から吐出されることを特徴とする薬液ポンプ。 - 請求項１に記載の薬液ポンプであって、
前記１つの駆動手段が、モータの駆動力によって前記仕切部材を駆動することを特徴とする薬液ポンプ。 - 請求項１または２に記載の薬液ポンプであって、
前記第１室に薬液が吸引導入されるときにおいて、前記配管は前記第１室との連通が遮断されることを特徴とする薬液ポンプ。 - 請求項１ないし３のいずれかに記載の薬液ポンプであって、
前記加圧室は、前記仕切り部材の駆動によってその形状が変化する蛇腹状の部材を有することを特徴とする薬液ポンプ。 - 請求項１ないし４に記載の薬液ポンプであって、
前記仕切り部材は、前記１つの駆動手段によりその形状が変化する膜状部材を有することを特徴とする薬液ポンプ。 - 配管によって薬液を所定の処理部に導く配管システムであって、
前記配管システムの動作モードを前記配管内のエアを抜くためのメンテナンスモードと、前記薬液を前記所定の処理部に導く通常モードとの間で切り替える切替手段と、
前記切替手段により切り替えられた前記動作モードに応じて前記配管を開閉する開閉手段と、
を備え、
前記配管が、請求項１ないし５のいずれかに記載の薬液ポンプに接続されることを特徴とする配管システム。 - 基板に薬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、
前記基板を保持する保持部と、
前記保持部に保持された前記基板に前記薬液を吐出するノズルと、
前記ノズルに供給する前記薬液を貯留しておく薬液槽と、
請求項１ないし５のいずれかに記載の薬液ポンプと、
請求項６に記載の配管システムと、
を備えることを特徴とする基板処理ユニット。 - 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７に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。 - 薬液を吸引して吐出する薬液吐出方法であって、
表面積が表裏側で略同一の可動の仕切り部材を加圧室内で第１の方向に駆動することにより、前記仕切り部材を境界として前記加圧室の一方側と他方側とに分割された第１室と第２室のうちの前記第１室の容積を増加させつつ前記第２室の容積を減少させ、それによって前記第１室に連通する配管を介して前記第１室に薬液を吸引導入する工程と、
前記仕切り部材を前記加圧室内で第２の方向に移動させることによって前記第１室の容積を減少させつつ前記第２室の容積を増加させ、それによって、前記加圧室の外部において前記配管と異なる第１室と前記第２室とを連通する配管に介挿され前記薬液に所定の作用を及ぼすフィルタ手段を経由して前記薬液を前記第１室から前記第２室側へと移動させる工程と、
前記仕切り部材によって前記第１室の容積を再び増加させつつ前記第２室の容積を再び減少させ、それによって、前記薬液を前記第２室から吐出させる工程と、
を有することを特徴とする薬液吐出方法。 - 配管によって薬液を所定の処理部に導く配液方法であって、
請求項１ないし５のいずれかに記載の薬液ポンプによって前記薬液を駆動する駆動工程と、
前記駆動工程により駆動された前記薬液を前記配管によって導く配液工程と、
を有し、
前記配液工程が、
前記配管内のエアを抜くためのメンテナンス工程と、
前記薬液を前記所定の処理部に導く通常工程と、
前記配管の所定の位置に設けられたバルブを開閉する開閉工程と、
前記開閉工程により前記バルブを開閉することによって、前記メンテナンス工程と前記通常工程とを切り替える切替工程と、
を有することを特徴とする配液方法。 - 基板に薬液を供給して所定の処理を行う基板処理方法であって、
前記基板を保持する保持工程と、
請求項１ないし５のいずれかに記載の薬液ポンプにより薬液を駆動する駆動工程と、
請求項６に記載の配管システムによって前記駆動工程により駆動された前記薬液を導く配液工程と、
前記配液工程によって導かれた前記薬液を、前記保持工程において保持された前記基板に吐出する吐出工程と、
を有することを特徴とする基板処理方法。
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