JP4046628B2 - Treatment liquid supply mechanism and treatment liquid supply method - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体デバイス等の製造プロセスにおいて、レジスト液等の処理液を供給する処理液供給機構および処理液供給方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおいては、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」と記す）の表面にレジスト液を供給してレジスト膜を形成し、レジスト塗布後のウエハに対して所定のパターンに対応して露光処理を行った後に当該ウエハのレジスト膜に形成された露光パターンを現像するという、いわゆるフォトリソグラフィー技術により所定のパターンを形成するためのマスクとしてレジストパターンが形成される。そして、上記工程のうちレジスト塗布処理においては、ウエハ表面にレジスト液を均一に塗布するための方法としてスピンコーティング法が多用されている。
【０００３】
このスピンコーティング法では、スピンチャックに真空吸着によってウエハを固定保持した状態で、回転駆動手段によりスピンチャックとともにウエハを回転させながら、ウエハの上方に配置されたレジストノズルからウエハ表面の中央にレジスト液を吐出する。吐出されたレジスト液は、遠心力によってウエハの径方向外方に向かって広がり、ウエハの表面全体にレジスト膜が形成される。その後レジスト液の吐出を停止し、ウエハの回転を継続してウエハの表面の余分なレジスト液を振り切って膜厚を整えるとともに乾燥を行う。
【０００４】
ところで、レジストパターンを高精度で形成するためには、レジスト膜をウエハ全面に亘って均一な所定の膜厚で形成する必要があり、そのためには、ウエハの回転速度や回転時間の他、レジスト液吐出レートや時間等を厳密に制御することが重要である。
【０００５】
従来は、これらを装置のソフトウエアにて制御することにより、レジスト膜の膜厚および膜厚分布の管理を行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のレジスト液供給機構においては、一つのレジスト液吐出ポンプに複数のレジスト塗布処理ユニットのレジスト吐出ノズルが接続されており、これらの揚程差等の設置条件に起因して、同じレシピであっても使用するレジスト液吐出ノズルによってレジスト液の吐出レートや吐出タイミングにばらつきが生じてしまう場合がある。また、レジスト液吐出ポンプの個体差によってもレジスト液の吐出レートや吐出タイミングにばらつきが生じてしまう。このような吐出レート等のばらつきはかつては問題になるほどではなかったが、近時、半導体デバイスの微細化や処理基板の大口径化が益々進み、これにともなって、レジスト膜の膜厚精度および膜厚均一性に対する要求も極めて高いものとなっているため、上述した揚程差や個体差等による吐出レートのばらつきさえも膜厚および膜厚均一性に大きな影響を及ぼすようになっている。また、レジスト吐出量の削減（省レジスト化）によっても、吐出量の変動や吐出速度の変化に影響が出ている。
【０００７】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、レジスト液等の処理液の吐出レートを高精度で制御することができる処理液供給機構および処理液供給方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の第１の観点では、処理液による処理を行う複数の処理ユニットが上下に積層されてなる処理装置において、各処理ユニットに処理液を供給するための処理液供給機構であって、処理液を供給する処理液供給源と、前記複数の処理ユニットにそれぞれ設けられ、択一的に処理液を吐出する複数の処理液吐出ノズルと、前記処理液供給源から延びる主管と主管から分岐してそれぞれ前記複数の処理液吐出ノズルに至る複数の副管とを有する配管と、前記配管の主管に設けられ、前記処理液吐出ノズルから処理液を吐出させるためのポンプと、前記ポンプ内における処理液の圧力を検出する第１の圧力検出手段と、前記複数の処理液吐出ノズルの近傍の処理液の圧力をそれぞれ検出する複数の第２の圧力検出手段と、前記第１および第２の圧力検出手段による検出値と、予め求められている処理液の圧力および処理液の吐出レートの関係とに基づいて、前記各処理液吐出ノズルからの処理液の吐出レートが所定の値になるように、前記ポンプの内圧を制御する制御手段とを具備することを特徴とする処理液供給機構を提供する。
【０００９】
本発明の第２の観点では、処理液による処理を行う複数の処理ユニットが上下に積層されてなる処理装置において各処理ユニットに処理液を供給するための処理液供給機構であって、処理液を供給する処理液供給源と、前記複数の処理ユニットにそれぞれ設けられ、択一的に処理液を吐出する複数の処理液吐出ノズルと、前記処理液供給源から延びる主管と主管から分岐してそれぞれ前記複数の処理液吐出ノズルに至る複数の副管とを有する配管と、前記配管の主管に設けられ、前記処理液吐出ノズルから処理液を吐出させるためのポンプと、前記複数の処理液吐出ノズルの近傍の処理液の圧力をそれぞれ検出する複数の圧力検出手段と、各処理液吐出ノズルから処理液を吐出する際に、各処理液吐出ノズル近傍に設けられた圧力検出手段による検出値の値が略同一になるように、前記ポンプの内圧を制御する制御手段とを具備することを特徴とする処理液供給機構を提供する。
【００１０】
本発明の第３の観点では、処理液による処理を行う複数の処理ユニットが上下に積層されてなる処理装置において、処理液供給源の処理液を配管を介して前記各処理ユニットに供給する処理液供給方法であって、ポンプを駆動させて前記処理液供給源から前記配管を介して処理液を供給し、前記各処理ユニットにそれぞれ設けられた処理液吐出ノズルのいずれかから択一的に処理液を吐出させる工程と、前記ポンプ内の処理液の圧力および前記処理液が供給される処理液吐出ノズル近傍の処理液の圧力を検出する工程と、その検出値と、予め求められている処理液の圧力および処理液の吐出レートの関係とに基づいて、前記各処理液吐出ノズルからの処理液の吐出レートが所定の値になるように、前記ポンプの内圧を制御する工程とを有することを特徴とする処理液供給方法を提供する。
【００１１】
本発明の第４の観点では、処理液による処理を行う複数の処理ユニットが上下に積層されてなる処理装置において、処理液供給源の処理液を配管を介して前記各処理ユニットに供給する処理液供給方法であって、ポンプを駆動させて前記処理液供給源から前記配管を介して処理液を供給し、前記各処理ユニットにそれぞれ設けられた処理液吐出ノズルのいずれかから択一的に処理液を吐出させる工程と、前記複数の処理液吐出ノズルの近傍の処理液の圧力をそれぞれ検出し、その検出値の値が略同一になるように、前記ポンプの内圧を制御する工程とを有することを特徴とする処理液供給方法を提供する。
【００１２】
従来、レジスト液等の処理液の供給機構においては、設定されたレシピに基づいて厳密に処理液の吐出レート等を制御しているにもかかわらず、ポンプの固体間における吐出レートのばらつき、および同じポンプに接続されたノズル間における吐出レートのばらつきが生じていた。この原因について検討した結果、このようなばらつきの原因が処理液の圧力差に起因することが判明した。
【００１３】
そこで、本発明の第１の観点および第３の観点では、上述のように、処理液による処理を行う複数の処理ユニットが上下に積層されてなる処理装置において各処理ユニットに処理液を供給するに際し、ポンプ内における処理液の圧力と、複数の処理液吐出ノズルの近傍の処理液の圧力とを検出し、これらの検出値と、予め求められている処理液の圧力および処理液の吐出レートの関係とに基づいて、処理液の吐出レートが所定の値になるように、ポンプの内圧を制御するようにしたので、処理液の圧力差に起因する吐出レートのばらつきを有効に抑制することができる。
【００１４】
また、本発明の第２の観点および第４の観点では、上述のように、処理液による処理を行う複数の処理ユニットが上下に積層されてなる処理装置において各処理ユニットに処理液を供給するに際し、複数の処理液吐出ノズルの近傍の処理液の圧力をそれぞれ検出し、その検出値の値が略同一になるように、前記ポンプの内圧を制御するので、複数のノズル間での処理液の圧力差に起因する吐出レートのばらつきを有効に抑制することができる。
【００１６】
上記第１の観点および第２の観点において、前記処理液吐出ノズルからの処理液の吐出および停止を切り換えるバルブをさらに具備することができる。
【００１７】
前記ポンプは、圧力媒体の圧力により移動して圧力媒体の圧力を処理液に及ぼして処理液を吐出させる加圧体を有するものが好ましい。そして、このようなポンプとしては、チューブフラムポンプが特に好ましい。このように圧力媒体の圧力を処理液に及ぼして処理液を吐出させる加圧体を有するポンプは、ポンプの内部圧力の制御が容易である。
【００１８】
また、前記配管には、前記処理液を一時貯留するバッファタンクを介在させることができる。また、ポンプに泡抜き部を設け、前記ポンプの泡抜き部から吐出された処理液を前記バッファタンクに回収する回収配管を設けることができる。これにより、処理液への泡の巻き込みや気泡による圧力の干渉を抑止することができ、かつ処理液の消費量を少なくすることができる。
【００１９】
前記配管にフィルターを介在させることが好ましい。この場合に、前記制御手段は、フィルターの圧力損失データに基づいて前記ポンプの内圧を制御することができる。また、フィルターを前記ポンプの上流側に介在させ、前記ポンプの処理液入り口部分にリザーバータンクを設けることが好ましい。これによりポンプから吐出された処理液に対するフィルターによる気泡の影響を回避することができる。さらに、フィルターに泡抜き部を設け、前記フィルターの泡抜き部から吐出された処理液を前記バッファタンクに回収する回収配管を設けることができる。これにより、処理液への泡の巻き込みを少なくすることができ、かつ処理液の消費量を少なくすることができる。
【００２０】
上記第１の観点および第２の観点において、処理液としてレジスト液を適用することができる。この場合に、前記制御手段は、レジスト液の吐出初期に吐出速度が大きくなるように前記ポンプの内圧を制御することができる。また、前記制御手段は、前記ポンプに自動的にポンプ駆動のためのパルスを与えて行き、そのパルス数と前記圧力検出手段により検出される圧力との関係を求め、それと予め記憶された気泡がない正常な場合におけるパルス数と圧力との関係とを比較し、気泡ありと判定した場合に泡抜き動作を行う指令を出力するように構成することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２２】
図１は本発明の処理液供給機構の一実施形態であるレジスト液供給機構が適用されたレジスト塗布処理ユニットを含むレジスト塗布現像処理システムを示す概略平面図、図２はその正面図、図３はその背面図である。
【００２３】
このレジスト塗布現像処理システム１は、搬送ステーションであるカセットステーション１１と、複数の処理ユニットを有する処理ステーション１２と、処理ステーション１２に隣接して設けられる露光装置１４と処理ステーション１２との間でウエハＷを受け渡すためのインターフェイスステーション１３と、を有している。
【００２４】
レジスト塗布／現像処理システム１において処理を行う複数枚（例えば、２５枚）のウエハＷが収容されたウエハカセット（ＣＲ）が他のシステムからカセットステーション１１へ搬入される。また逆にレジスト塗布／現像処理システム１における処理が終了したウエハＷが収容されたウエハカセット（ＣＲ）がカセットステーション１１から他のシステムへ搬出される。さらにカセットステーション１１はウエハカセット（ＣＲ）と処理ステーション１２との間でのウエハＷの搬送を行う。
【００２５】
カセットステーション１１においては、図１に示すように、カセット載置台２０上にＸ方向に沿って１列に複数（図１では５個）の位置決め突起２０ａが形成されている。ウエハカセット（ＣＲ）はウエハ搬入出口を処理ステーション１２側に向けてこの突起２０ａの位置に載置できるようになっている。なお、ウエハカセット（ＣＲ）内においては、ウエハＷは水平姿勢で垂直方向（Ｚ方向）に略平行に配列されている（図２および図３参照）。
【００２６】
カセットステーション１１には、ウエハ搬送機構２１がカセット載置台２０と処理ステーション１２との間に位置するように設けられている。このウエハ搬送機構２１は、カセット配列方向（Ｘ方向）およびウエハカセット（ＣＲ）中のウエハＷの配列方向（Ｚ方向）に移動可能なウエハ搬送用ピック２１ａを有しており、このウエハ搬送用ピック２１ａは、図１中に示されるθ方向に回転可能である。こうしてウエハ搬送用ピック２１ａはいずれかのウエハカセット（ＣＲ）に対して選択的にアクセスでき、かつ、後述する処理ステーション１２の第３処理ユニット群Ｇ３に設けられたトランジションユニット（ＴＲＳ−Ｇ３）にアクセスできるようになっている。
【００２７】
処理ステーション１２では、システム背面側（図１上方）に、カセットステーション１１側から順に、第３処理ユニット群Ｇ３、第４処理ユニット群Ｇ４および第５処理ユニット群Ｇ５が配置されている。また第３処理ユニット群Ｇ３と第４処理ユニット群Ｇ４との間に第１主搬送部Ａ１が設けられ、第４処理ユニット群Ｇ４と第５処理ユニット群Ｇ５との間に第２主搬送部Ａ２設けられている。さらにシステム前面側（図１下方）に、カセットステーション１１側から順に、第１処理ユニット群Ｇ１と第２処理ユニット群Ｇ２が設けられている。
【００２８】
図３に示すように、第３処理ユニット群Ｇ３では、ウエハＷを載置台に載せて所定の処理を行うオーブン型の処理ユニット、例えばウエハＷに所定の加熱処理を施す高温度熱処理ユニット（ＢＡＫＥ）、ウエハＷに精度のよい温度管理下で加熱処理を施す高精度温調ユニット（ＣＰＬ−Ｇ３）、温調ユニット（ＴＣＰ）、カセットステーション１１と第１主搬送部Ａ１との間でのウエハＷの受け渡し部となるトランジションユニット（ＴＲＳ−Ｇ３）が、例えば１０段に重ねられている。なお、第３処理ユニット群Ｇ３には下から３段目にスペアの空間が設けられており、所望のオーブン型処理ユニット等を設けることができるようになっている。
【００２９】
第４処理ユニット群Ｇ４では、例えば、レジスト塗布後のウエハＷに加熱処理を施すプリベークユニット（ＰＡＢ）、現像処理後のウエハＷに加熱処理を施すポストベークユニット（ＰＯＳＴ）、高精度温調ユニット（ＣＰＬ−Ｇ４）が、例えば１０段に重ねられている。第５処理ユニット群Ｇ５では、例えば、露光後現像前のウエハＷに加熱処理を施すポストエクスポージャーベークユニット（ＰＥＢ）、高精度温調ユニット（ＣＰＬ−Ｇ５）が、例えば１０段に重ねられている。
【００３０】
図１および図３に示すように、第１主搬送部Ａ１の背面側には、アドヒージョンユニット（ＡＤ）と、ウエハＷを加熱する加熱ユニット（ＨＰ）とを有する第６処理ユニット群Ｇ６が設けられている。ここで、アドヒージョンユニット（ＡＤ）にはウエハＷを温調する機構を持たせてもよい。
【００３１】
第２主搬送部Ａ２の背面側には、ウエハＷのエッジ部のみを選択的に露光する周辺露光装置（ＷＥＥ）と、レジスト膜厚を測定する膜厚測定装置（ＦＴＩ）とを有する第７処理ユニット群Ｇ７が設けられている。ここで、周辺露光装置（ＷＥＥ）は多段に配置しても構わない。また、第２主搬送部Ａ２の背面側には、第１主搬送部Ａ１の背面側と同様に加熱ユニット（ＨＰ）等の熱処理ユニットを配置することもできる。
【００３２】
図１および図２に示すように、第１処理ユニット群Ｇ１では、カップ（ＣＰ）内でウエハＷをスピンチャックＳＰに載せて所定の処理を行う液供給ユニットとしての５台のスピンナ型処理ユニット、例えば、３つのレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）と、露光時の光の反射を防止する反射防止膜を形成するボトムコーティングユニット（ＢＡＲＣ）が計５段に重ねられている。また第２処理ユニット群Ｇ２では、５台のスピンナ型処理ユニット、例えば、現像ユニット（ＤＥＶ）が５段に重ねられている。
【００３３】
第１主搬送部Ａ１には第１主ウエハ搬送装置１６が設けられ、この第１主ウエハ搬送装置１６は、第１処理ユニット群Ｇ１、第３処理ユニット群Ｇ３、第４処理ユニット群Ｇ４と第６処理ユニット群Ｇ６に備えられた各ユニットに選択的にアクセスできるようになっている。また、第２主搬送部Ａ２には第２主ウエハ搬送装置１７が設けられ、この第２主ウエハ搬送装置１７は、第２処理ユニット群Ｇ２、第４処理ユニット群Ｇ４、第５処理ユニット群Ｇ５、第７処理ユニット群Ｇ７に備えられた各ユニットに選択的にアクセスできるようになっている。
【００３４】
図４は第１主ウエハ搬送装置１６の概略構造を示す斜視図である。第１主ウエハ搬送装置１６は、ウエハＷを保持する３本のアーム７ａ（上段）・７ｂ（中段）・７ｃ（下段）と、アーム７ａ〜７ｃのそれぞれの基端に取り付けられたアーム支持板５１（アーム７ａに取り付けられたもののみを図示）と、各アーム支持板５１と係合している基台５２と、基台５２等を支持する支持部５３と、支持部５３に内蔵された図示しないモータと、基台５２とモータとを連結する回転ロッド５４と、第１処理ユニット群Ｇ１および第２処理ユニット群Ｇ２側に設けられ、鉛直方向にスリーブ５５ａが形成された支柱５５と、スリーブ５５ａに摺動可能に係合し、かつ支持部５３と連結されたフランジ部材５６と、フランジ部材５６を昇降させる図示しない昇降機構と、を有している。
【００３５】
基台５２上には基台５２の長手方向と平行にアーム支持板５１毎にレール（図示せず）が敷設されており、各アーム支持板５１はこのレールに沿ってスライド自在となっている。また、支持部５３に内蔵されたモータを回転させると回転ロッド５４が回転し、これにより基台５２はＸ−Ｙ面内で回転することができるようになっている。さらに、支持部５３はＺ方向に移動可能なフランジ部材５６に取り付けられているために、基台５２もまたＺ方向に移動可能である。
【００３６】
このような構成によって、第１主ウエハ搬送装置１６のアーム７ａ〜７ｃは、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の各方向に移動可能であり、これにより先に述べたように、第１処理ユニット群Ｇ１、第３処理ユニット群Ｇ３、第４処理ユニット群Ｇ４および第６処理ユニット群Ｇ６の各ユニットにそれぞれアクセス可能となっている。
【００３７】
基台５２の先端部両側には垂直部材５９ａが取り付けられている。また、これら垂直部材５９ａには、アーム７ａとアーム７ｂとの間に両アームからの放射熱を遮る遮蔽板８が取り付けられ、さらにこれら垂直部材５９ａ間に架橋部材５９ｂが取り付けられている。この架橋部材５９ｂの中央および基台５２の先端には一対の光学的センサ（図示せず）が設けられており、これにより各アーム７ａ〜７ｃにおけるウエハＷの有無とウエハＷのはみ出し等が確認されるようになっている。第２主ウエハ搬送装置１７は第１主ウエハ搬送装置１６と同様の構造を有している。
【００３８】
なお、図４中に示す壁部５７は、第１処理ユニット群Ｇ１側にある第２主搬送部Ａ２のハウジングの一部である。壁部５７に設けられた窓部５７ａは、第１処理ユニット群Ｇ１に設けられた各ユニットとの間でウエハＷの受け渡しを行うためのものである。また、第２主搬送部Ａ２の底部に設けられている４台のファン５８は、第２主搬送部Ａ２内の気圧および温湿度を制御している。
【００３９】
第１処理ユニット群Ｇ１とカセットステーション１１との間および第２処理ユニット群Ｇ２とインターフェイスステーション１３との間にはそれぞれ、第１処理ユニット群Ｇ１と第２処理ユニット群Ｇ２に所定の処理液を供給する液温調ポンプ２４・２５が設けられており、さらにレジスト塗布／現像処理システム１外に設けられた図示しない空調器からの清浄な空気を各処理ユニット群Ｇ１〜Ｇ５の内部に供給するためのダクト２８・２９が設けられている。
【００４０】
第１処理ユニット群Ｇ１〜第７処理ユニット群Ｇ７は、メンテナンスのために取り外しが可能となっており、処理ステーション１２の背面側のパネルも取り外しまたは開閉可能となっている。また、第１処理ユニット群Ｇ１と第２処理ユニット群Ｇ２のそれぞれの最下段には、第１処理ユニット群Ｇ１と第２処理ユニット群Ｇ２に所定の処理液を供給するケミカルユニット（ＣＨＭ）２６・２７が設けられている。カセットステーション１１の下方部にはこのレジスト塗布／現像処理システム１全体を制御する集中制御部１９が設けられている。
【００４１】
インターフェイスステーション１３は、処理ステーション１２側の第１インターフェイスステーション１３ａと、露光装置１４側の第２インターフェイスステーション１３ｂとから構成されており、第１インターフェイスステーション１３ａには第５処理ユニット群Ｇ５の開口部と対面するように第１ウエハ搬送体６２が配置され、第２インターフェイスステーション１３ｂにはＸ方向に移動可能な第２ウエハ搬送体６３が配置されている。
【００４２】
第１ウエハ搬送体６２の背面側には、上から順に、周辺露光装置（ＷＥＥ）、露光装置１４に搬送されるウエハＷを一時収容するイン用バッファカセット（ＩＮＢＲ）、露光装置１４から搬出されたウエハＷを一時収容するアウト用バッファカセット（ＯＵＴＢＲ）が積み重ねられた第８処理ユニット群Ｇ８が配置されている。イン用バッファカセット（ＩＮＢＲ）とアウト用バッファカセット（ＯＵＴＢＲ）は、例えば、ウエハＷを２５枚収容できるようになっている。また、第１ウエハ搬送体６２の正面側には、上から順に、トランジションユニット（ＴＲＳ−Ｇ９）と、２段の高精度温調ユニット（ＣＰＬ−Ｇ９）が積み重ねられた第９処理ユニット群Ｇ９が配置されている。
【００４３】
第１ウエハ搬送体６２は、Ｚ方向に移動可能かつθ方向に回転可能であり、かつＸ−Ｙ面内において進退自在なウエハ受け渡し用のフォーク６２ａを有している。このフォーク６２ａは、第５処理ユニット群Ｇ５、第８処理ユニット群Ｇ８、第９処理ユニット群Ｇ９の各ユニットに対してアクセス可能であり、これにより各ユニット間でのウエハＷの搬送を行うことができるようになっている。
【００４４】
第２ウエハ搬送体６３は、Ｘ方向およびＺ方向に移動可能であり、かつ、θ方向に回転可能であり、さらにＸ−Ｙ面内において進退自在なウエハ受け渡し用のフォーク６３ａを有している。このフォーク６３ａは、第９処理ユニット群Ｇ９の各ユニットと、露光装置１４のインステージ１４ａおよびアウトステージ１４ｂに対してアクセス可能であり、これら各部の間でウエハＷの搬送を行うことができるようになっている。
【００４５】
このように構成されるレジスト塗布現像処理システム１においては、ウエハカセット（ＣＲ）から処理前のウエハＷを１枚ずつウエハ搬送機構２１により取り出し、このウエハＷをトランジションユニット（ＴＲＳ−Ｇ３）に搬送する。次いで、ウエハＷに対し、温調ユニット（ＴＣＰ）で温調処理を行った後、第１処理ユニット群Ｇ１に属するボトムコーティングユニット（ＢＡＲＣ）で反射防止膜の形成、加熱ユニット（ＨＰ）における加熱処理、高温度熱処理ユニット（ＢＡＫＥ）におけるベーク処理を行う。ボトムコーティングユニット（ＢＡＲＣ）によるウエハＷへの反射防止膜の形成前にアドヒージョンユニット（ＡＤ）によりアドヒージョン処理を行ってもよい。また、反射防止膜を形成せずに、アドヒージョンユニット（ＡＤ）によりアドヒージョン処理を行ってもよい。次いで、高精度温調ユニット（ＣＰＬ−Ｇ４）でウエハＷの温調を行った後、ウエハＷを第１処理ユニット群Ｇ１に属するレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）へ搬送後、レジスト液の塗布処理を行う。その後、第４処理ユニット群Ｇ４に設けられたプリベークユニット（ＰＡＢ）でウエハＷにプリベーク処理を施し、周辺露光装置（ＷＥＥ）で周辺露光処理を施した後、高精度温調ユニット（ＣＰＬ−Ｇ９）等で温調する。その後、ウエハＷを第２ウエハ搬送体６３により露光装置１４内に搬送する。露光装置１４により露光処理がなされたウエハＷを第２ウエハ搬送体６３によってトランジションユニット（ＴＲＳ−Ｇ９）に搬入し、第１ウエハ搬送体６２によって、第５処理ユニット群Ｇ５に属するポストエクスポージャーベークユニット（ＰＥＢ）にてポストエクスポージャーベーク処理を施し、さらに第２処理ユニット群Ｇ２に属する現像ユニット（ＤＥＶ）へ搬送して現像処理を施した後、ポストベークユニット（ＰＯＳＴ）でポストベーク処理を行い、高精度温調ユニット（ＣＰＬ−Ｇ３）で温調処理を行った後、トランジションユニット（ＴＲＳ−Ｇ３）を介してカセットステーション１１のウエハカセット（ＣＲ）の所定位置へ搬送する。
【００４６】
次に、本発明の一実施形態が適用されたレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）について図５〜図９を参照して説明する。
【００４７】
上述したようにレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）は第１処理ユニット群Ｇ１において３段積み重ねられており、そのうち最上段のものについて説明する。図５に示すように、最上段のレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）は、第１主ウエハ搬送装置１６のアーム７ａ〜７ｃが進入するための開口７０ａを有するケーシング７０を有し、その中にウエハＷを収容する収容容器であるカップＣＰが設けられ、そのカップ内にウエハＷを真空吸着によって水平に保持するスピンチャック７１が設けられている。このスピンチャック７１は、カップＣＰの下方に設けられたパルスモーターなどの駆動モータ７２によって回転可能となっており、その回転速度も任意に制御可能となっている。カップＣＰの底部の中央寄りの部分には排気管７３が接続され、また外側よりの部分には排液管７４が接続されている。そして、排気管７３からカップＣＰ内の気体が排気されるとともに、排液管７４からは、塗布処理にともなって飛散したレジスト液や溶剤が排出される。なお、スピンチャック７１は、図示しないエアシリンダー等の昇降機構により昇降可能となっている。
【００４８】
図６に示すように、ケーシング７０内のカップＣＰの外側部分には、基本的に同一の構造を有する４つの噴頭８０を保持可能な保持部７５が設けられている。これら噴頭８０は、いずれもレジスト液が溶解可能な溶剤を供給する溶剤吐出ノズル８８と塗布液であるレジスト液を供給するレジスト液吐出ノズル９０ａとを有し、これらを近接させた状態でベース部材８２に取り付けた構造を有している。レジスト液が溶解可能な溶剤は、レジスト液の濡れ性を良くしてレジストの低消費化を図るものであり、レジスト液の溶媒であってもよいが、それに限らずレジスト塗布液を溶解可能なものであればよく、典型的にはシンナーが用いられる。なお、保持部７５には各ノズルのノズル口を乾燥固化させないように、各ノズルのノズル口を溶剤雰囲気に置くための挿入部（図示せず）が設けられている。
【００４９】
これら噴頭８０は、取り付け部８３により、いずれかがアーム８１の先端部に取り付け可能となっており、それぞれ異なる種類のレジスト液を供給可能となっている。そして、これらのうち選択された一つがアーム８１に取り付けられ、駆動機構８７により図５および図６に示したＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向に移動され、アーム８１に取り付けられた噴頭８０は、スピンチャック７１の直上位置と退避位置との間で移動可能となっている。
【００５０】
図５に示すように、噴頭８０には、レジスト液吐出ノズル９０ａから吐出されるレジスト液の温度が一定になるように温度調節するために温度調節流体を循環するチューブ８５ａ，８５ｂ、および、溶剤吐出ノズル８８から吐出される溶剤の温度が一定になるように温度調節するために温度調節流体を循環するチューブ８６ａ，８６ｂが設けられている。チューブ８５ａはレジスト液吐出ノズル９０ａに連続する配管の周囲に設けられて往路を構成し、チューブ８５ｂは復路を構成している。また、チューブ８６ａは溶剤吐出ノズル８８に連続する配管の周囲に設けられて往路を構成し、チューブ８６ｂは復路を構成している。
【００５１】
なお、本実施形態では、各噴頭８０ごとに溶剤吐出ノズル８８とレジスト液吐出ノズル９０ａを取り付けているが、これに限らず、各噴頭にはレジスト液吐出ノズルのみを取り付け、溶剤吐出ノズルは、これら噴頭８０に共通に１つのみ設けてもよい。この場合、溶剤吐出ノズルのために別途駆動用のアームを設けてもよいし、溶剤吐出ノズルを予めアーム８１に取り付けておき、選択された一つの噴頭と一体的に移動する構成としてもよい。
【００５２】
上から２段目および３段目のレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）も基本的には同様に構成されている。そして、これら３つのレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）に対し、同じ種類のレジスト液については共通のレジスト液供給機構により供給される。
【００５３】
以下、このようなレジスト液供給機構について図７を参照しながら説明する。上述のように最上段のレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）においてはレジスト液吐出ノズル９０ａを有しているが、２段目および３段目のレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）は、それぞれレジスト液吐出ノズル９０ｂおよび９０ｃを有しており、図７のレジスト液供給機構１００は、これらレジスト液吐出ノズル９０ａ，９０ｂ，９０ｃを含んでいる。
【００５４】
レジスト液供給機構１００は、レジスト液供給源としてレジスト液Ｌ１を貯留したボトル１０１と、ボトル１０１内から供給されたレジスト液Ｌ１を一旦貯留するバッファタンク１０２と、ボトル１０１からレジスト液吐出ノズル９０ａ，９０ｂ，９０ｃへレジスト液を供給するためのポンプ１０３と、レジスト液Ｌ１中の異物等を除去するフィルター１０４とを有している。ボトル１０１の上部には圧送ガスであるＮ２ガスを供給するＮ２ガス配管１１０が接続されており、この配管１１０にはエアオペレーションバルブ１１１が介装されている。また、ボトル１０１の交換等の際に、ボトル１０１内の圧力を開放するためのバルブ１１６が設けられている。さらに、ボトル１０１の上方からその中のレジスト液Ｌ１に浸漬されるようにレジスト液送給配管１１２が挿入されており、このレジスト液送給配管１１２にはエアオペレーションバルブ１１３が介装されている。レジスト液送給配管１１２はバッファタンク１０２の上方からその中に挿入されている。したがって、Ｎ２ガス配管１１０から供給されるＮ２ガスの圧力でボトル１０１内のレジスト液Ｌ１がバッファタンク１０２に供給される。
【００５５】
バッファタンク１０２の側方には、バッファタンク１０２内のレジスト液の液面を検出する液面センサ１１７が設けられている。この液面センサ１１７は、液面がフルになったことを検出するためのフルセンサ１１７ａと、エンプティになったことを検出するためのエンプティセンサ１１７ｂとを有しており、さらにフルセンサ１１７ａおよびエンプティセンサ１１７ｂの間に設けられた、レジスト液がフルになる直前の状態を検出するための直前フルセンサ１１７ｃと、エンプティになる直前の状態を検出するための直前エンプティセンサ１１７ｄとを有している。
【００５６】
バッファタンク１０２の底部にはレジスト液送給配管１１４が接続されており、このレジスト液送給配管１１４の他端は前記ポンプ１０３に接続されている。レジスト液送給配管１１４のポンプ１０３近傍部分にはチェックバルブ１３３が設けられている。ポンプ１０３の排出側にはレジスト液送給配管１１５が接続されており、このレジスト液送給配管１１５のポンプ１０３近傍部分にはエアオペレーションバルブ１３４が設けられている。上記フィルター１０４は、このレジスト液送給配管１１５に介装されている。配管１１５は、分岐管１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃに分岐しており、これら分岐管１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃの先端にそれぞれ前記ノズル９０ａ，９０ｂ，９０ｃが設けられている。したがって、ポンプ１０３の駆動力により、バッファタンク１０２のレジスト液Ｌ１がレジスト液送給配管１１４，１１５を経て、分岐管１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃのいずれかに至り、対応するレジスト液吐出ノズルからレジスト液が吐出される。
【００５７】
分岐管１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃには、それぞれエアオペレーションバルブ１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ、およびサックバックバルブ１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃが設けられている。エアオペレーションバルブ１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃが開閉されることにより、分岐管１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃを介してレジスト液吐出ノズル９０ａ，９０ｂ，９０ｃからのレジスト液の吐出がオン・オフされる。また、サックバックバルブ１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃは、それぞれレジスト液吐出ノズル９０ａ，９０ｂ，９０ｃからのレジスト液吐出後、その先端内壁部に表面張力によって残留しているレジスト液をレジスト液吐出ノズル９０ａ，９０ｂ，９０ｃ内に引き戻し、これによって残留レジスト液の固化を阻止する。
【００５８】
上記バッファタンク１０２の上部には空気抜き配管１２３が接続されており、この空気抜き配管１２３にはエアオペレーションバルブ１２４が介装されている。また、ポンプ１０３には後述するように泡抜き部が設けられており、その泡抜き部から排出されたレジスト液が回収配管１２５を通ってバッファタンク１０２に戻されるようになっている。また、フィルター１０４にも泡抜き部（図示せず）が設けられており、その泡抜き部から排出されたレジスト液が回収配管１２７を通ってバッファタンク１０２に戻されるようになっている。回収配管１２７は回収配管１２５に接続されており、回収配管１２５，１２７には、それぞれエアオペレーションバルブ１２６，１２８が介装されている。また、回収配管１２７とレジスト液送給配管１１５とは配管１２９で繋がれている。配管１２９にはエアオペレーションバルブ１３０が介装されている。このように泡抜き部を設け、回収されたレジスト液を回収することにより、レジスト液への泡の巻き込みや気泡による圧力の干渉を抑止することができ、かつレジスト液の消費量を少なくすることができる。
【００５９】
ポンプ１０３には圧力センサー１３１が設けられており、また、分岐管１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃにおけるエアオペレーションバルブ１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃの上流側には、それぞれ圧力センサー１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃが設けられている。これら圧力センサー１３１，１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃの検出信号は、コントローラ１３５に入力され、その検出値に基づいて所定の演算を行い、ポンプ１０３に制御信号を送ってポンプ１０３の内圧を制御するようになっている。
【００６０】
なお、レジスト液には活性剤が含まれることがあり、このような場合にはバッファタンク１０２内でレジスト液が発泡しやすくなり、液面センサ１１７が誤検知を起こしやすくなる。そこで、このような誤検知を起こし難くするために、図８に示すように仕切板１１８を設けることが有効である。発泡は、レジスト液がレジスト液送給配管１１２からバッファタンク１０２に供給される時に主に発生するため、仕切板１１８は、図示するように、バッファタンク１０２内の液面センサ側の部分に垂直に設けることが好ましい。これによりレジスト液供給部分で発生した気泡が仕切板１１８に遮られてバッファタンク１０２の液面センサ側には侵入せず、液面センサ１１７の誤検知が防止される。
【００６１】
次に、ポンプ１０３の構造について説明する。
【００６２】
ポンプ１０３としては、圧力媒体の圧力により移動して圧力媒体の圧力を処理液に及ぼして処理液を吐出させる加圧体を有するものが好ましく、本実施形態はそのようなポンプの例であるチューブフラムポンプを適用している。
【００６３】
図９はポンプ１０３を示す断面図である。ポンプ１０３は、ケーシング１４１を有し、ケーシング１４１の中には、前記レジスト液送給配管１１４および１１５が接続されたチューブフラム１４２を有している。このチューブフラム１４２内にはレジスト液Ｌ１が貯留され、矢印で示す水平方向に移動可能となっている。このチューブフラム１４２は容器１４３内に収容されており、この容器１４３内には圧力媒体Ｌ２が満たされている。容器１４３には配管１４４を介してベローズ１４５が接続されており、配管１４４およびベローズ１４５の内部にも圧力媒体Ｌ２が満たされている。ベローズ１４５には駆動部１４６が接続されており、この駆動部１４６によりベローズ１４５が伸縮される。そして駆動部１４６を作動させてベローズ１４５を押し上げて縮めることにより圧力媒体が加圧され、チューブフラム１４２に圧力が及ぼされてレジスト液Ｌ１がレジスト液送給配管１１５を通っていずれかのレジスト吐出ノズルへ供給される。逆に、駆動部１４６によりベローズ１４５を伸ばすと、チューブフラム１４２が膨張し、バッファタンク１０２内のレジスト液Ｌ１がレジスト液送給配管１１４を介してチューブフラム１４２内に供給される。駆動部１４６は、コントローラ１３５から送られてくるパルスにより駆動される。上記圧力センサー１３１は、圧力媒体Ｌ２の配管１４４に設けられている。圧力センサー１３１は本体１５１と、本体内に圧力媒体Ｌ２を導く導入路１５２と、導入路１５２の先端部に設けられたセンサー素子１５３とを有しており、センサー素子１５３により圧力媒体Ｌ２の圧力を直接検出するようになっている。この圧力値がレジスト液Ｌ１に及ぼされる圧力となる。チューブフラム１４２には泡抜き部１４７が設けられており、この泡抜き部１４７に前記回収配管１２５が接続されている。そして、泡抜き部１４７から泡抜きを行った際に排出されたレジスト液が上述したようにしてバッファタンク１０２に回収される。
【００６４】
なお、上記構成では、ベローズ１４５を伸縮させ、圧力媒体Ｌ２の加圧を制御したが、ベローズに代えてプランジャー方式を用いることもできる。また、コントローラ１３５は、実際にはエアオペレーションバルブやサックバックバルブや、駆動モータ７２等、ポンプ１０３以外の装置の制御も行うが、ここでは説明を省略する。
【００６５】
次に、このように構成されるレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）におけるレジスト液塗布処理の動作および制御について説明する。
【００６６】
第１主ウエハ搬送装置１６のアーム７ａ〜７ｃのいずれかによってケーシング７０の開口７０ａを通ってレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）内のカップＣＰの真上までウエハＷが搬送されると、そのウエハＷは、図示しない昇降機構によって上昇してきたスピンチャック７１によって真空吸着される。第１主ウエハ搬送装置１６はウエハＷをスピンチャック７１に真空吸着せしめた後、アームをレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）内から引き戻し、レジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）へのウエハＷの受け渡しを終える。
【００６７】
次いで、スピンチャック７１はウエハＷがカップＣＰ内の定位置になるまで下降され、まず、駆動モータ７２によってスピンチャック７１を１０００ｒｐｍ程度の回転速度で回転させ、ウエハＷの温度を均一にする。
【００６８】
その後、スピンチャック７１の回転を停止させ、駆動機構８７によって噴頭８０をＹ方向に沿ってウエハＷの直上位置まで移動させ、溶剤吐出ノズル８８の吐出口がスピンチャック７１の中心（ウエハＷの中心）上に到達したところで、レジストが溶解するシンナー等の溶剤を静止しているウエハＷ表面の略中心に供給し、好ましくは１０００ｒｐｍ以下の所定の回転速度でウエハＷを回転させてウエハＷ表面に供給された溶剤をウエハＷの全面に広げるプリウエット処理を行う。これによりレジスト液の濡れ性が向上し、ウエハＷに吐出するレジストの量を少なくすることができる。
【００６９】
続いて、駆動機構８７によりレジスト液吐出ノズル９０ａ（９０ｂ，９０ｃ）の吐出口がスピンチャック７１の中心（ウエハＷの中心）上に到達するまで装着された噴頭をＹ方向に移動し、ウエハＷの回転速度を所定値まで上昇させて、レジスト液吐出ノズルの吐出口からレジスト液を回転するウエハＷ表面の略中心に供給し、遠心力によりレジスト液を外方に拡散させ、ウエハＷ表面へのレジスト塗布処理を行う。このレジスト塗布処理に際しては、最初に、レジスト液を広げるためにレジスト液を吐出しながら比較的高速で回転させる。この際の回転速度は、２００ｍｍウエハの場合には２０００〜６０００ｒｐｍ、３００ｍｍウエハの場合には１０００〜４０００ｒｐｍであることが好ましい。その後、レジスト液の供給を停止して、ウエハＷの回転速度を減速する。これにより、膜厚調整機能が発揮され、ウエハＷ面内の膜厚均一化が促進される。このような効果を奏するのは、ウエハＷの回転速度を減速した際には、この減速の際の加速度により半導体ウエハＷ上のレジスト液に中心へ向かう力が作用し、しかも、被処理基板の回転が低速であることからレジスト液の乾燥が遅く、結果として膜厚を整える機能が発揮されるからである。すなわち、この減速によって作用する内側へ向かう力により、ウエハＷ外方へ飛散するレジスト量が抑制され、外周部にも中央部と同様にレジストが保持されてレジスト膜の膜厚がより均一化することとなる。この際の回転速度は５０〜１０００ｒｐｍが好ましい。特に、５００ｒｐｍ以下であれば、レジストの乾燥がほとんど進行せず、膜厚調整の自由度が高い。この際の保持時間は、例えば、３秒までの適宜の時間に設定される。なお、この際の回転の減速は必須なものではなく、必要に応じて行われる。
【００７０】
その後、ウエハＷの回転速度を上昇させて、残余のレジスト液を振り切る。この際の回転速度は、２００ｍｍウエハの場合には１５００〜４０００ｒｐｍ、３００ｍｍウエハの場合には１０００〜３０００ｒｐｍであることが好ましい。
【００７１】
その後、ウエハＷの回転を継続させレジスト膜の乾燥を行う。この際の回転速度は、２００ｍｍウエハの場合には１０００〜２０００ｒｐｍ、３００ｍｍウエハの場合には５００〜１５００ｒｐｍであることが好ましい。この工程を所定時間行った後、レジスト塗布工程が終了する。
【００７２】
次に、レジスト液供給機構１００によるレジスト液の供給動作について詳細に説明する。
【００７３】
ボトル１０１内のレジスト液Ｌ１は、Ｎ２ガス配管１１０を介して圧送ガスであるＮ２ガスが送り込まれることにより、レジスト液送給配管１１２を介してバッファタンク１０２に至る。バッファタンク１０２内のレジスト液Ｌ１は、ポンプ１０３の駆動部１４６によりベローズ１４５を下方に移動させて、圧力媒体Ｌ２の圧力を低下させることによりチューブフラム１４２内に供給され、チューブフラム１４２内のレジスト液Ｌ１は、駆動部１４６によりベローズ１４５を上方に移動させて圧力媒体Ｌ２を加圧することによりレジスト液送給配管１１５へ至る。そして、分岐管１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃのいずれかのエアオペレーションバルブ１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃを開にして、レジスト塗布処理を行うレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）に対応するレジスト液吐出ノズルからレジスト液を吐出させる。
【００７４】
ボトル１０１の交換時やフィルター１０４の交換時等には、レジスト液の実吐出に先だってポンプ１０３のチューブフラム１４２の泡抜き部１４７およびフィルター１０４の泡抜き部から泡抜きのためにレジスト液を排出する。また、レジストの塗布処理中においても必要に応じてこのような泡抜きを行う。このように泡抜きを行うことにより吐出されるレジスト液への泡の巻き込みを抑制することができ、レジスト液の吐出の安定性を高くすることができる。ポンプとして従来から使用していたベローズポンプは泡抜け性が悪いが、チューブフラムポンプ１０３はこのように泡抜け部１４７を設けることにより容易に泡抜けを行うことができる。また、泡抜きのために排出したレジスト液は従来ドレインへ接続して廃棄していたが、本実施形態では回収配管１２５，１２７を介してバッファタンク１０２に回収されるので、レジスト液の消費量を少なくすることができる。
【００７５】
レジスト液吐出に際しては、３つのレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）は３段に重ねられているから、このように同一のポンプでこれらレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）へレジスト液を供給する場合には、使用するレジスト液吐出ノズルによって揚程差があり、各レジスト液吐出ノズル近傍でのレジスト液の内圧には差がある。そのため、このままでは同じレシピで同じ調整を行ってもレジスト液の吐出速度や吐出タイミングが異なることとなり、ユニットによってレジスト膜の膜厚プロファイルにばらつきが生じる。
【００７６】
そこで、本実施形態では、圧力センサー１３１，１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃによる検出値と、予め求められているレジスト液の圧力およびレジスト液の吐出レートの関係とに基づいて、レジスト液の吐出レートが所定の値になるように、ポンプ１０３の内圧を制御する。具体的には、圧力センサー１３１，１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃによる検出値が、所望の吐出量になる値からずれている場合に、これら圧力センサーによる検出値が予め設定されている所望の吐出量に対応する値になるように、コントローラ１３５によりポンプ１０３の駆動部１４６を制御してポンプ１０３の内圧を制御する。この場合の制御方式は特に限定されるものではなく、種々の制御方式を採用することができる。例えば、ＰＩＤ制御であってもよいし、ファジー制御であってもよい。また、上記のようなフィードバック制御に限らず、フィードフォワード制御であってもよい。さらに、実績に基づいて学習機能をもたせてもよい。
【００７７】
従来は、このようなレジスト液の圧力については考慮していなかったため、揚程差等に起因してレジスト液の吐出速度や吐出タイミングにばらつきが生じていたが、本実施形態ではこのように所定の位置でのレジスト液の圧力を検出し、その検出値が所定の吐出速度に対応するような値になるようにポンプ１０３の内圧を制御するので、いずれのレジスト液吐出ノズルからレジスト液を吐出する場合にも、揚程差にかかわらず、レジスト液吐出ノズル近傍でのレジスト液の内圧をほぼ同じ値にすることができ、レジスト液の吐出レートおよび吐出タイミングを一定にすることができる。したがって、ユニット間でのレジスト膜の膜厚プロファイルにばらつきを解消することができる。
【００７８】
また、一般的に、この種のポンプはポンプの入側および出側の両方にチェックバルブが設けられているのが一般的である。しかし、ポンプの出側のチェックバルブがある場合には、ポンプ内の圧力と出側の配管の圧力との間に差が生じるため、精度良くポンプの内圧制御を行うことは困難である。これに対して、本実施形態のようにポンプ出側のレジスト液送給配管１１５にチェックバルブを設けないことにより、ポンプ１０３内と出側のレジスト液送給配管１１５が繋がった領域を形成するため、これらの間に圧力差が生じず、ポンプ１０３の内圧制御が容易となる。
【００７９】
なお、ポンプ１０３に設けた圧力センサー１３１のみでも同様の制御を行うことができる。すなわち、３つのレジスト液吐出ノズル９０ａ，９０ｂ，９０ｃのそれぞれについて、圧力センサー１３１の検出値とレジスト液の吐出レートとの関係を求めておき、各レジスト液吐出ノズルからレジスト液を吐出する際に、その関係に基づいてポンプ１０３の内圧を制御する。ただし、レジスト液吐出ノズル９０ａ，９０ｂ，９０ｃの近傍に圧力センサー１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃを設けたほうが制御精度が高い。
【００８０】
圧力センサー１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃのみを用いて以上とは異なる方式の制御を行うこともできる。例えば、これら圧力センサー１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃによる検出値の値が略同一になるように、ポンプ１０３の内圧を制御するようにすることもできる。具体的には、いずれか一つのレジスト液吐出ノズルに対応する圧力センサーを基準とし、他のレジスト液吐出ノズルの圧力センサーの値が同一になるようにポンプ１０３の内圧を制御する。
【００８１】
このような制御によっても、複数のノズル間での処理液の圧力差に起因する吐出レートのばらつきを有効に抑制することができる。
【００８２】
次に、本発明の他の実施形態に係るレジスト液供給機構ついて図１０を参照しながら説明する。
【００８３】
図１０のレジスト液供給機構１００′は、バッファタンク１０２から延びるレジスト液送給配管１１４′にフィルター１０４′を設け、かつポンプ１０３の下流側にレジスト液送給配管１１４′からのレジスト液を一旦貯留するリザーバータンク１６０を設けている。また、ポンプ１０３の泡抜き部から排出されたレジスト液は回収配管１２５′を通ってリザーバータンク１６０に戻される。フィルター１０４′の泡抜き部（図示せず）から排出されたレジスト液は配管１２７′を通ってドレインへ廃棄される。リザーバータンク１６０には空気抜き配管１６１が接続されており、この空気抜き配管１６１にはエアオペレーションバルブ１６２が介装されている。他の構成は図７のレジスト液供給機構１００と同様である。
【００８４】
このような構成によれば、気泡を発生する可能性があるフィルター１０４′がポンプ１０３の下流側に設けられているので、レジスト液吐出ノズル９０ａ，９０ｂ，９０ｃから吐出されるレジスト液に気泡が巻き込まれるおそれを一層低減することができ、より安定したレジスト液の吐出を行うことができる。また、フィルター１０４′を通過することにより巻き込まれた気泡は、リザーバータンク１６０によりトラップすることが可能であるから、ポンプへの気泡の影響を小さくすることができる。また、リザーバータンク１６０の液位を調整することにより補助的にポンプ１０３の内圧制御を行うこともできる。
【００８５】
以上のような図７および図１０に示すレジスト液供給機構によるポンプ１０３の内圧制御は、ポンプの揚程差を補償する場合のみならず、種々の目的で行うことができる。
【００８６】
例えば、ウエハ上にレジスト液を吐出して広げる場合、レジスト液の初期の吐出レートが高ければ広がりやすいが、吐出レートの高いままレジスト液の吐出を続けると無駄になるレジストが多くなってしまう。そこで、図１１示すように、コントローラ１３５は、レジスト液吐出の初期の短い時間だけポンプ１０３の内圧を高くしてレジスト液の吐出レートを高くし、その後定常状態に戻るように制御を行う。この場合の制御は、上述のように圧力センサーの検出値に基づいて行われる。このような制御に代えて、所定数の固定パルスをポンプ１０３に与えてポンプ１０３の内圧を上げることによっても同様の効果を得ることができる。
【００８７】
また、フィルター１０４の種類や材質により圧力損失が異なり、それによって、ポンプの内圧とレジスト液吐出レートとの関係、およびポンプの内圧とレジスト液の吐出タイミングとの関係が変化するので、コントローラ１３５にフィルター１０４の情報を設定しておき、コントローラ１３５は、フィルター間格差がなくなるようにポンプ１０３の内圧を制御する。通常よりも圧損の大きいフィルターを使用する場合には、このような制御に代えて、所定数の固定パルスをポンプ１０３に与えてポンプ１０３の内圧を上げることによっても同様の効果を得ることができる。
【００８８】
さらに、ポンプ１０３の内圧を制御する場合に、初期設定の際の大気圧から大気圧が変動すると、圧力センサーの値とポンプ内圧との関係が変動する。それを回避するため、大気圧をモニターし、圧力制御の大気圧補正を行うことが有効である。
【００８９】
配管内に気泡がある場合、レジスト液を正常に吐出することができない。この場合には、上記圧力センサーの検出値を利用して、以下のようにして気泡の影響を排除することができる。レジスト液の圧力を所定値に調整後、駆動部１４６にパルスを与えて行くと、図１２に示すように、配管内に気泡がある場合には、駆動部１４６に与えられるパルス数とレジスト液の実際の圧力との関係が気泡がない場合と異なり、レジスト液の圧力が上昇し難くなる。そこで、コントローラ１３５は、レジスト液の圧力を調整後、自動的に駆動部１４６にパルスを与えて行き、駆動部１４６に与えられるパルス数と圧力センサー１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃにより検出される圧力との関係を求め、それと予め記憶された気泡がない正常な場合におけるパルス数とレジスト液の圧力との関係とを比較し、所定パルス数において圧力の差が所定値よりも大きい場合に気泡ありと判定し、泡抜きのためのエアオペバルブ１２６に指令を送り、気泡の排出を行わせる。
【００９０】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、３つのレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）に共通のポンプを設けた場合について示したが、１つのレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）に対して１つのポンプを設けるようにしてもよい。この場合には、ポンプ間の圧力の差に起因するレジスト液吐出速度の変化を低減することができる。また、上記実施形態では圧力センサーの検出値に基づいてコントローラにてポンプ内圧を制御するようにしたが、圧力センサーの検出値に基づいてオペレータがポンプ内圧を調整するようにしてもよい。さらに、吐出検査装置による定期的な処理液の吐出量の測定結果により、予め求められている処理液の圧力および処理液の吐出レートの関係に基づくポンプ内圧の制御値を補正するようにしてもよい。さらにまた、処理液としてレジスト液を用いた場合について示したが、必ずしもレジスト液に限らず厳密に吐出量の制御が必要な他の処理液であってもよい。さらにまた、ポンプとしてチューブフラムポンプを用いた場合について示したが、これに限るものではなく、圧力媒体の圧力により移動して圧力媒体の圧力を処理液に及ぼして処理液を吐出させる加圧体を有する他のポンプ、例えばダイヤフラムポンプを好適に用いることができる。
【００９１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、処理液による処理を行う複数の処理ユニットが上下に積層されてなる処理装置において各処理ユニットに処理液を供給するに際し、ポンプ内における処理液の圧力と、複数の処理液吐出ノズルの近傍の処理液の圧力とを検出し、これらの検出値と、予め求められている処理液の圧力および処理液の吐出レートの関係とに基づいて、処理液の吐出レートが所定の値になるように、ポンプの内圧を制御するようにしたので、処理液の圧力差に起因する吐出レートのばらつきを有効に抑制することができる。
【００９２】
また、処理液による処理を行う複数の処理ユニットが上下に積層されてなる処理装置において各処理ユニットに処理液を供給するに際し、複数の処理液吐出ノズルの近傍の処理液の圧力をそれぞれ検出し、その検出値の値が略同一になるように、前記ポンプの内圧を制御するので、複数のノズル間での処理液の圧力差に起因する吐出レートのばらつきを有効に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の処理液供給機構の一実施形態であるレジスト液供給機構が適用されたレジスト塗布処理ユニットを含むレジスト塗布現像処理システムを示す概略平面図。
【図２】図１のレジスト塗布現像処理システムの概略正面図。
【図３】図１のレジスト塗布現像処理システムの概略背面図。
【図４】図１のレジスト塗布現像処理システムに備えられた主ウエハ搬送装置の概略構造を示す斜視図。
【図５】図１のレジスト塗布現像処理システムに搭載されたレジスト塗布処理ユニットの全体構成を示す断面図。
【図６】図５のレジスト塗布処理ユニットの平面図。
【図７】図５のレジスト塗布処理ユニットに適用されたレジスト液供給機構の一実施形態を示す概略構成図。
【図８】図７のレジスト供給機構に用いられたバッファタンクの他の例を示す断面。
【図９】図７のレジスト液供給機構に用いられたポンプを示す断面図。
【図１０】レジスト液供給機構の他の実施形態を示す断面図。
【図１１】レジスト液吐出の際のポンプ内圧制御の他の例を説明するための図。
【図１２】レジスト液圧力の検出値を利用した自動的脱気制御を説明するための図。
【符号の説明】
９０ａ，９０ｂ，９０ｃ……レジスト液吐出ノズル
１００……レジスト液供給機構
１０１……ボトル
１０２……バッファタンク
１０３……ポンプ
１０４……フィルタ
１１４，１１５……レジスト液送給配管
１３１，１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃ……圧力センサー
１３５……コントローラ
Ｌ１……レジスト液（処理液）
Ｗ……半導体ウエハ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a processing liquid supply mechanism and a processing liquid supply method for supplying a processing liquid such as a resist liquid in a manufacturing process of a semiconductor device, for example.
[0002]
[Prior art]
For example, in a semiconductor device manufacturing process, a resist solution is formed on the surface of a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as “wafer”) to form a resist film, and the wafer after resist application corresponds to a predetermined pattern. After performing the exposure process, a resist pattern is formed as a mask for forming a predetermined pattern by a so-called photolithography technique in which the exposure pattern formed on the resist film of the wafer is developed. In the resist coating process among the above steps, a spin coating method is frequently used as a method for uniformly applying a resist solution to the wafer surface.
[0003]
In this spin coating method, while the wafer is fixed and held on the spin chuck by vacuum suction, the resist solution is moved from the resist nozzle disposed above the wafer to the center of the wafer surface while rotating the wafer together with the spin chuck by the rotation driving means. Is discharged. The discharged resist solution spreads outward in the radial direction of the wafer by centrifugal force, and a resist film is formed on the entire surface of the wafer. Thereafter, the discharge of the resist solution is stopped, the rotation of the wafer is continued, the excess resist solution on the surface of the wafer is shaken off to adjust the film thickness, and drying is performed.
[0004]
By the way, in order to form a resist pattern with high accuracy, it is necessary to form a resist film with a uniform predetermined film thickness over the entire surface of the wafer. For this purpose, in addition to the rotation speed and rotation time of the wafer, the resist film is formed. It is important to strictly control the liquid discharge rate and time.
[0005]
Conventionally, the resist film thickness and film thickness distribution are managed by controlling these with software of the apparatus.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional resist solution supply mechanism, the resist discharge nozzles of a plurality of resist coating processing units are connected to one resist solution discharge pump, and due to the installation conditions such as the lift difference, the same recipe is used. Even in such a case, the resist liquid discharge rate and the discharge timing may vary depending on the resist liquid discharge nozzle used. In addition, the resist solution discharge rate and the discharge timing vary depending on individual differences of the resist solution discharge pumps. Such variations in discharge rate and the like have not been a problem in the past, but recently, the miniaturization of semiconductor devices and the increase in the diameter of processing substrates have progressed, and accordingly, the film thickness accuracy of the resist film and Since the demand for the film thickness uniformity is extremely high, even the variation in the discharge rate due to the above-described lift difference and individual difference greatly affects the film thickness and film thickness uniformity. In addition, a reduction in resist discharge amount (resist saving) also affects the change in discharge amount and the change in discharge speed.
[0007]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a processing liquid supply mechanism and a processing liquid supply method capable of controlling the discharge rate of a processing liquid such as a resist liquid with high accuracy. .
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, in the first aspect of the present invention, In a processing apparatus in which a plurality of processing units for processing with a processing solution are stacked one above the other, each processing unit A processing liquid supply mechanism for supplying a processing liquid, a processing liquid supply source for supplying the processing liquid; Provided in each of the plurality of processing units, alternatively Discharge treatment liquid plural A treatment liquid discharge nozzle; A main pipe extending from the processing liquid supply source, and a plurality of sub pipes branched from the main pipe and reaching the plurality of processing liquid discharge nozzles, respectively. Piping and said piping Supervision of The process liquid is discharged from the process liquid discharge nozzle. Make A pump for, A first pressure detecting means for detecting the pressure of the processing liquid in the pump; a plurality of second pressure detecting means for detecting the pressure of the processing liquid in the vicinity of the plurality of processing liquid discharge nozzles; , The first and second Based on the detection value by the pressure detection means and the relationship between the pressure of the processing liquid and the discharge rate of the processing liquid that are obtained in advance, From each treatment liquid discharge nozzle There is provided a processing liquid supply mechanism comprising control means for controlling the internal pressure of the pump so that the discharge rate of the processing liquid becomes a predetermined value.
[0009]
In a second aspect of the present invention, In each processing unit in a processing apparatus in which a plurality of processing units for processing with a processing liquid are stacked one above the other A processing liquid supply mechanism for supplying a processing liquid, a processing liquid supply source for supplying the processing liquid; Provided in each of the plurality of processing units; Alternatively, a pipe having a plurality of processing liquid discharge nozzles for discharging the processing liquid, a main pipe extending from the processing liquid supply source, and a plurality of sub pipes branched from the main pipe to the plurality of processing liquid discharge nozzles, respectively. The treatment liquid is provided from the treatment liquid discharge nozzle provided in the main pipe of the pipe. Make And a plurality of pressure detection means for detecting the pressure of the processing liquid in the vicinity of the plurality of processing liquid discharge nozzles, and the vicinity of each processing liquid discharge nozzle when discharging the processing liquid from each processing liquid discharge nozzle And a control means for controlling the internal pressure of the pump so that the values detected by the pressure detection means provided in the pump are substantially the same.
[0010]
In a third aspect of the present invention, In a processing apparatus in which a plurality of processing units that perform processing with a processing liquid are stacked one above the other, Processing liquid from the processing liquid supply source via piping For each processing unit A processing liquid supply method for supplying the pipe from the processing liquid supply source by driving a pump Through Supply processing solution And alternatively, the processing liquid is discharged from one of the processing liquid discharge nozzles provided in each of the processing units. Process, The pressure of the processing liquid in the pump and the pressure of the processing liquid in the vicinity of the processing liquid discharge nozzle to which the processing liquid is supplied On the basis of the detected value, the relationship between the pressure of the treatment liquid and the discharge rate of the treatment liquid, which are obtained in advance, From each treatment liquid discharge nozzle And a step of controlling the internal pressure of the pump so that the discharge rate of the processing liquid becomes a predetermined value.
[0011]
In a fourth aspect of the present invention, In a processing apparatus in which a plurality of processing units that perform processing with a processing liquid are stacked one above the other, Processing liquid from the processing liquid supply source via piping For each processing unit A processing liquid supply method for supplying the pipe from the processing liquid supply source by driving a pump Through Supply processing solution And alternatively, the processing liquid is discharged from one of the processing liquid discharge nozzles provided in each of the processing units. And a step of detecting the pressure of the processing liquid in the vicinity of the plurality of processing liquid discharge nozzles and controlling the internal pressure of the pump so that the detected values are substantially the same. A processing liquid supply method is provided.
[0012]
Conventionally, in a processing liquid supply mechanism such as a resist liquid, the discharge rate variation between pump solids, despite strictly controlling the processing liquid discharge rate based on a set recipe, and There was a variation in discharge rate between nozzles connected to the same pump. As a result of examining this cause, it has been found that the cause of such variation is due to the pressure difference of the processing liquid.
[0013]
Therefore, in the first aspect and the third aspect of the present invention, as described above, When processing liquid is supplied to each processing unit in a processing apparatus in which a plurality of processing units for processing with processing liquid are stacked one above the other, the pressure of the processing liquid in the pump and the processing in the vicinity of the plurality of processing liquid discharge nozzles Liquid pressure and Detect these The internal pressure of the pump is controlled so that the processing liquid discharge rate becomes a predetermined value based on the detected value and the relationship between the processing liquid pressure and the processing liquid discharge rate obtained in advance. In addition, it is possible to effectively suppress the variation in the discharge rate due to the pressure difference of the processing liquid.
[0014]
In the second and fourth aspects of the present invention, as described above, When supplying the processing liquid to each processing unit in a processing apparatus in which a plurality of processing units that perform processing with the processing liquid are stacked one above the other, Since the pressure of the processing liquid in the vicinity of the plurality of processing liquid discharge nozzles is detected and the internal pressure of the pump is controlled so that the detected values are substantially the same, the pressure of the processing liquid between the plurality of nozzles Variations in the discharge rate due to the difference can be effectively suppressed.
[0016]
In the first and second aspects, the apparatus may further include a valve that switches between discharge and stop of the processing liquid from the processing liquid discharge nozzle.
[0017]
The pump preferably has a pressure body that is moved by the pressure of the pressure medium and applies the pressure of the pressure medium to the processing liquid to discharge the processing liquid. And as such a pump, a tube diaphragm pump is particularly preferable. As described above, the pump having the pressurizing body that discharges the processing liquid by applying the pressure of the pressure medium to the processing liquid can easily control the internal pressure of the pump.
[0018]
Further, a buffer tank for temporarily storing the processing liquid can be interposed in the pipe. Moreover, a bubble removal part can be provided in a pump and the collection | recovery piping which collect | recovers the process liquid discharged from the bubble removal part of the said pump to the said buffer tank can be provided. Thereby, entrainment of bubbles in the treatment liquid and interference of pressure due to bubbles can be suppressed, and consumption of the treatment liquid can be reduced.
[0019]
It is preferable that a filter is interposed in the pipe. In this case, the control means can control the internal pressure of the pump based on the pressure loss data of the filter. Further, it is preferable that a filter is interposed on the upstream side of the pump, and a reservoir tank is provided at a processing liquid inlet portion of the pump. Thereby, the influence of the bubble by the filter with respect to the process liquid discharged from the pump can be avoided. Furthermore, a bubble removal part can be provided in the filter, and a recovery pipe for collecting the processing liquid discharged from the bubble removal part of the filter in the buffer tank can be provided. Thereby, entrainment of bubbles in the processing liquid can be reduced, and consumption of the processing liquid can be reduced.
[0020]
In the first and second aspects, a resist solution can be applied as the processing solution. In this case, the control means can control the internal pressure of the pump so that the discharge speed is increased at the initial discharge of the resist solution. Further, the control means automatically gives a pulse for driving the pump to the pump, obtains the relationship between the number of pulses and the pressure detected by the pressure detection means, and the previously stored bubbles are It is possible to compare the relationship between the number of pulses and the pressure when there is no normal state, and to output a command to perform a bubble removal operation when it is determined that there is a bubble.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
[0022]
FIG. 1 is a schematic plan view showing a resist coating and developing system including a resist coating processing unit to which a resist solution supplying mechanism according to an embodiment of the present invention is applied, FIG. 2 is a front view thereof, and FIG. Is a rear view thereof.
[0023]
This resist coating and developing processing system 1 includes a cassette station 11 as a transfer station, a processing station 12 having a plurality of processing units, and an exposure apparatus 14 provided adjacent to the processing station 12 and a processing station 12 between the wafers. And an interface station 13 for delivering W.
[0024]
A wafer cassette (CR) containing a plurality of (for example, 25) wafers W to be processed in the resist coating / development processing system 1 is carried into the cassette station 11 from another system. Conversely, the wafer cassette (CR) containing the wafer W that has been processed in the resist coating / development processing system 1 is unloaded from the cassette station 11 to another system. Further, the cassette station 11 carries the wafer W between the wafer cassette (CR) and the processing station 12.
[0025]
In the cassette station 11, as shown in FIG. 1, a plurality of (five in FIG. 1) positioning projections 20 a are formed on the cassette mounting table 20 in one row along the X direction. The wafer cassette (CR) can be placed at the position of the projection 20a with the wafer loading / unloading port facing the processing station 12 side. In the wafer cassette (CR), the wafers W are arranged in a horizontal posture and substantially parallel to the vertical direction (Z direction) (see FIGS. 2 and 3).
[0026]
In the cassette station 11, a wafer transfer mechanism 21 is provided between the cassette mounting table 20 and the processing station 12. The wafer transfer mechanism 21 has a wafer transfer pick 21a that can move in the cassette arrangement direction (X direction) and the arrangement direction (Z direction) of the wafers W in the wafer cassette (CR). The pick 21a is rotatable in the θ direction shown in FIG. Thus, the wafer transfer pick 21a can selectively access any one of the wafer cassettes (CR), and can access a transition unit (TRS-G3) provided in a third processing unit group G3 of the processing station 12 to be described later. It can be accessed.
[0027]
In the processing station 12, a third processing unit group G3, a fourth processing unit group G4, and a fifth processing unit group G5 are arranged in order from the cassette station 11 side on the rear side of the system (upper side in FIG. 1). A first main transport unit A1 is provided between the third processing unit group G3 and the fourth processing unit group G4, and a second main transport unit is provided between the fourth processing unit group G4 and the fifth processing unit group G5. A2 is provided. Furthermore, a first processing unit group G1 and a second processing unit group G2 are provided in order from the cassette station 11 side on the system front side (lower side in FIG. 1).
[0028]
As shown in FIG. 3, in the third processing unit group G3, an oven-type processing unit that performs predetermined processing by placing the wafer W on the mounting table, for example, a high-temperature heat treatment unit (BAKE) that performs predetermined heat processing on the wafer W. ), Wafer W between High Precision Temperature Control Unit (CPL-G3), Temperature Control Unit (TCP), Cassette Station 11 and First Main Transfer Unit A1 for Heating Wafer W under Accurate Temperature Control Transition units (TRS-G3) serving as W transfer units are stacked, for example, in 10 stages. In the third processing unit group G3, a spare space is provided in the third stage from the bottom so that a desired oven-type processing unit or the like can be provided.
[0029]
In the fourth processing unit group G4, for example, a pre-bake unit (PAB) that heat-treats the wafer W after resist application, a post-bake unit (POST) that heat-treats the wafer W after development, and a high-precision temperature control unit (CPL-G4) is stacked, for example, in 10 stages. In the fifth processing unit group G5, for example, a post-exposure bake unit (PEB) that heat-treats the wafer W after exposure and before development, and a high-precision temperature control unit (CPL-G5) are stacked in, for example, 10 stages. .
[0030]
As shown in FIGS. 1 and 3, a sixth processing unit group G6 having an adhesion unit (AD) and a heating unit (HP) for heating the wafer W on the back side of the first main transfer portion A1. Is provided. Here, the adhesion unit (AD) may be provided with a mechanism for controlling the temperature of the wafer W.
[0031]
On the back side of the second main transfer portion A2, a seventh exposure exposure device (WEE) that selectively exposes only the edge portion of the wafer W and a film thickness measurement device (FTI) that measures the resist film thickness. A processing unit group G7 is provided. Here, the peripheral exposure apparatus (WEE) may be arranged in multiple stages. In addition, a heat treatment unit such as a heating unit (HP) can be arranged on the back side of the second main transfer unit A2 similarly to the back side of the first main transfer unit A1.
[0032]
As shown in FIGS. 1 and 2, in the first processing unit group G1, five spinner type processing units as liquid supply units that perform predetermined processing by placing the wafer W on the spin chuck SP in a cup (CP). For example, three resist coating units (COT) and a bottom coating unit (BARC) for forming an antireflection film for preventing reflection of light during exposure are stacked in a total of five stages. In the second processing unit group G2, five spinner type processing units, for example, development units (DEV) are stacked in five stages.
[0033]
The first main wafer transfer device 16 is provided with a first main wafer transfer device 16, and the first main wafer transfer device 16 includes a first processing unit group G1, a third processing unit group G3, and a fourth processing unit group G4. Each unit provided in the sixth processing unit group G6 can be selectively accessed. The second main wafer transfer device 17 is provided with a second main wafer transfer device 17, and the second main wafer transfer device 17 includes a second processing unit group G2, a fourth processing unit group G4, and a fifth processing unit group. Each unit provided in G5 and the seventh processing unit group G7 can be selectively accessed.
[0034]
FIG. 4 is a perspective view showing a schematic structure of the first main wafer transfer device 16. The first main wafer transfer device 16 includes three arms 7a (upper), 7b (middle), 7c (lower) holding the wafer W, and arm support plates attached to the base ends of the arms 7a to 7c. 51 (only the one attached to the arm 7a is shown), a base 52 engaged with each arm support plate 51, a support 53 for supporting the base 52 and the like, and a built-in in the support 53 A motor (not shown), a rotating rod 54 that connects the base 52 and the motor, a support column 55 that is provided on the first processing unit group G1 and second processing unit group G2 side and in which a sleeve 55a is formed in the vertical direction; A flange member 56 slidably engaged with the sleeve 55 a and connected to the support portion 53, and a lifting mechanism (not shown) that lifts and lowers the flange member 56 are provided.
[0035]
On the base 52, rails (not shown) are laid for each arm support plate 51 in parallel with the longitudinal direction of the base 52, and each arm support plate 51 is slidable along this rail. . Further, when the motor built in the support portion 53 is rotated, the rotating rod 54 is rotated, whereby the base 52 can be rotated in the XY plane. Furthermore, since the support portion 53 is attached to a flange member 56 that is movable in the Z direction, the base 52 is also movable in the Z direction.
[0036]
With such a configuration, the arms 7a to 7c of the first main wafer transfer device 16 can move in the X direction, the Y direction, and the Z direction, and as described above, as described above, the first processing unit. Each unit of the group G1, the third processing unit group G3, the fourth processing unit group G4, and the sixth processing unit group G6 can be accessed.
[0037]
Vertical members 59 a are attached to both sides of the distal end portion of the base 52. In addition, a shielding plate 8 that shields radiant heat from both arms is attached between the arms 7a and 7b, and a bridging member 59b is attached between the vertical members 59a. A pair of optical sensors (not shown) are provided at the center of the bridging member 59b and the tip of the base 52, thereby confirming the presence or absence of the wafer W and the protrusion of the wafer W in each arm 7a to 7c. It has come to be. The second main wafer transfer device 17 has the same structure as the first main wafer transfer device 16.
[0038]
Note that the wall portion 57 shown in FIG. 4 is a part of the housing of the second main transport portion A2 on the first processing unit group G1 side. The window part 57a provided in the wall part 57 is for delivering the wafer W to / from each unit provided in the first processing unit group G1. In addition, the four fans 58 provided at the bottom of the second main transport unit A2 control the atmospheric pressure and temperature / humidity in the second main transport unit A2.
[0039]
Between the first processing unit group G1 and the cassette station 11 and between the second processing unit group G2 and the interface station 13, a predetermined processing liquid is supplied to the first processing unit group G1 and the second processing unit group G2, respectively. Liquid temperature control pumps 24 and 25 are provided, and clean air from an air conditioner (not shown) provided outside the resist coating / development processing system 1 is supplied into the processing unit groups G1 to G5. Ducts 28 and 29 are provided.
[0040]
The first processing unit group G1 to the seventh processing unit group G7 can be removed for maintenance, and the panel on the back side of the processing station 12 can be removed or opened / closed. A chemical unit (CHM) 26 for supplying a predetermined processing liquid to the first processing unit group G1 and the second processing unit group G2 is provided at the lowermost stage of each of the first processing unit group G1 and the second processing unit group G2. -27 is provided. A central control unit 19 for controlling the resist coating / development processing system 1 as a whole is provided below the cassette station 11.
[0041]
The interface station 13 includes a first interface station 13a on the processing station 12 side and a second interface station 13b on the exposure apparatus 14 side. The first interface station 13a has an opening of a fifth processing unit group G5. A first wafer transfer body 62 is arranged so as to face the second wafer station 63, and a second wafer transfer body 63 movable in the X direction is arranged at the second interface station 13b.
[0042]
On the back side of the first wafer transfer body 62, the peripheral exposure apparatus (WEE), the in-buffer cassette (INBR) for temporarily storing the wafer W transferred to the exposure apparatus 14, and the exposure apparatus 14 are sequentially carried out from the top. An eighth processing unit group G8 in which out buffer cassettes (OUTBR) for temporarily storing the wafers W are stacked is disposed. The in buffer cassette (INBR) and the out buffer cassette (OUTBR) can accommodate, for example, 25 wafers W. In addition, on the front side of the first wafer transfer body 62, a ninth processing unit group G9 in which a transition unit (TRS-G9) and two stages of high-precision temperature control units (CPL-G9) are stacked in order from the top. Is arranged.
[0043]
The first wafer transfer body 62 includes a wafer transfer fork 62a that is movable in the Z direction and rotatable in the θ direction, and is movable back and forth in the XY plane. The fork 62a is accessible to each unit of the fifth processing unit group G5, the eighth processing unit group G8, and the ninth processing unit group G9, thereby carrying the wafer W between the units. Can be done.
[0044]
The second wafer transfer body 63 has a fork 63a for wafer transfer that can move in the X and Z directions, can rotate in the θ direction, and can move forward and backward in the XY plane. . The fork 63a can access each unit of the ninth processing unit group G9 and the in-stage 14a and the out-stage 14b of the exposure apparatus 14 so that the wafer W can be transferred between these units. It has become.
[0045]
In the resist coating and developing processing system 1 configured as described above, unprocessed wafers W are taken out one by one from the wafer cassette (CR) by the wafer transfer mechanism 21 and transferred to the transition unit (TRS-G3). To do. Next, the wafer W is subjected to temperature control processing by the temperature control unit (TCP), then formed of an antireflection film by the bottom coating unit (BARC) belonging to the first processing unit group G1, and heated by the heating unit (HP). Processing and baking in a high temperature heat treatment unit (BAKE) are performed. Before the antireflection film is formed on the wafer W by the bottom coating unit (BARC), an adhesion process may be performed by the adhesion unit (AD). Moreover, you may perform an adhesion process by an adhesion unit (AD), without forming an antireflection film. Next, after the temperature of the wafer W is controlled by the high-precision temperature control unit (CPL-G4), the wafer W is transferred to the resist coating unit (COT) belonging to the first processing unit group G1, and then the resist solution is coated. Do. Thereafter, the wafer W is pre-baked by a pre-bake unit (PAB) provided in the fourth processing unit group G4, the peripheral exposure process is performed by a peripheral exposure apparatus (WEE), and then a high-precision temperature control unit (CPL-G9). ) Etc. to adjust the temperature. Thereafter, the wafer W is transferred into the exposure apparatus 14 by the second wafer transfer body 63. The wafer W that has been subjected to exposure processing by the exposure apparatus 14 is loaded into the transition unit (TRS-G9) by the second wafer transfer body 63, and the post-exposure bake unit belonging to the fifth processing unit group G5 by the first wafer transfer body 62. (PEB) is subjected to post-exposure baking, and further transferred to the development unit (DEV) belonging to the second processing unit group G2, and then subjected to development, and then post-baking is performed in the post-bake unit (POST). After the temperature adjustment process is performed by the high-precision temperature adjustment unit (CPL-G3), the wafer is transferred to a predetermined position of the wafer cassette (CR) of the cassette station 11 via the transition unit (TRS-G3).
[0046]
Next, a resist coating unit (COT) to which an embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIGS.
[0047]
As described above, the resist coating processing units (COT) are stacked in three stages in the first processing unit group G1, and the uppermost one will be described. As shown in FIG. 5, the uppermost resist coating unit (COT) has a casing 70 having an opening 70a for the arms 7a to 7c of the first main wafer transfer device 16 to enter, and a wafer 70 therein. A cup CP which is a container for containing W is provided, and a spin chuck 71 for holding the wafer W horizontally by vacuum suction is provided in the cup. The spin chuck 71 can be rotated by a drive motor 72 such as a pulse motor provided below the cup CP, and the rotation speed can be arbitrarily controlled. An exhaust pipe 73 is connected to a portion near the center of the bottom of the cup CP, and a drainage pipe 74 is connected to a portion from the outside. Then, the gas in the cup CP is exhausted from the exhaust pipe 73, and the resist solution and the solvent scattered by the coating process are discharged from the drain pipe 74. The spin chuck 71 can be moved up and down by a lifting mechanism such as an air cylinder (not shown).
[0048]
As shown in FIG. 6, a holding portion 75 capable of holding four nozzles 80 having basically the same structure is provided on the outer portion of the cup CP in the casing 70. Each of these nozzles 80 includes a solvent discharge nozzle 88 that supplies a solvent in which the resist solution can be dissolved and a resist solution discharge nozzle 90a that supplies a resist solution that is a coating solution. 82 is attached. The solvent in which the resist solution can be dissolved is intended to improve the wettability of the resist solution to reduce the consumption of the resist, and may be a solvent for the resist solution, but is not limited thereto and can dissolve the resist coating solution. Any material can be used, and thinner is typically used. The holding portion 75 is provided with an insertion portion (not shown) for placing the nozzle port of each nozzle in a solvent atmosphere so as not to dry and solidify the nozzle port of each nozzle.
[0049]
One of these nozzles 80 can be attached to the tip of the arm 81 by an attachment part 83, and different types of resist solutions can be supplied. A selected one of these is attached to the arm 81 and moved in the X, Y, and Z directions shown in FIGS. 5 and 6 by the drive mechanism 87, and the jet head 80 attached to the arm 81 is It can move between a position directly above the spin chuck 71 and a retracted position.
[0050]
As shown in FIG. 5, the jet head 80 includes tubes 85a and 85b for circulating a temperature adjusting fluid for adjusting the temperature of the resist solution discharged from the resist solution discharge nozzle 90a to be constant, and a solvent. Tubes 86a and 86b for circulating a temperature adjusting fluid are provided in order to adjust the temperature of the solvent discharged from the discharge nozzle 88 to be constant. The tube 85a is provided around a pipe continuous with the resist solution discharge nozzle 90a to form a forward path, and the tube 85b forms a return path. In addition, the tube 86a is provided around a pipe continuous with the solvent discharge nozzle 88 to form a forward path, and the tube 86b forms a return path.
[0051]
In the present embodiment, the solvent discharge nozzle 88 and the resist solution discharge nozzle 90a are attached to each nozzle 80, but not limited to this, only the resist solution discharge nozzle is attached to each nozzle, Only one of these nozzles 80 may be provided in common. In this case, a separate drive arm may be provided for the solvent discharge nozzle, or the solvent discharge nozzle may be attached to the arm 81 in advance and moved integrally with one selected nozzle.
[0052]
The second and third-stage resist coating units (COT) from the top are basically configured in the same manner. The same type of resist solution is supplied to these three resist coating units (COT) by a common resist solution supply mechanism.
[0053]
Hereinafter, such a resist solution supply mechanism will be described with reference to FIG. As described above, the uppermost resist coating processing unit (COT) has the resist solution discharge nozzle 90a. However, the second and third resist coating processing units (COT) each have a resist solution discharging nozzle. The resist solution supply mechanism 100 shown in FIG. 7 includes these resist solution discharge nozzles 90a, 90b, and 90c.
[0054]
The resist solution supply mechanism 100 includes a bottle 101 that stores a resist solution L1 as a resist solution supply source, a buffer tank 102 that temporarily stores the resist solution L1 supplied from the bottle 101, and a resist solution discharge nozzle 90a, A pump 103 for supplying the resist solution to 90b and 90c and a filter 104 for removing foreign matters and the like in the resist solution L1 are provided. Connected to the upper portion of the bottle 101 is an N2 gas pipe 110 for supplying N2 gas, which is a pressurized gas, and an air operation valve 111 is interposed in the pipe 110. Further, a valve 116 for releasing the pressure in the bottle 101 when the bottle 101 is exchanged is provided. Further, a resist solution supply pipe 112 is inserted from above the bottle 101 so as to be immersed in the resist solution L1 therein, and an air operation valve 113 is interposed in the resist solution supply pipe 112. . The resist solution supply pipe 112 is inserted into the buffer tank 102 from above. Therefore, the resist solution L1 in the bottle 101 is supplied to the buffer tank 102 with the pressure of the N2 gas supplied from the N2 gas pipe 110.
[0055]
A liquid level sensor 117 that detects the level of the resist solution in the buffer tank 102 is provided on the side of the buffer tank 102. The liquid level sensor 117 includes a full sensor 117a for detecting that the liquid level is full, and an empty sensor 117b for detecting that the liquid level is full, and further includes a full sensor 117a and an empty sensor. It has a just-before-full sensor 117c provided between 117b for detecting a state immediately before the resist solution becomes full, and a just-before empty sensor 117d for detecting a state just before becoming empty.
[0056]
A resist solution supply pipe 114 is connected to the bottom of the buffer tank 102, and the other end of the resist solution supply pipe 114 is connected to the pump 103. A check valve 133 is provided near the pump 103 of the resist solution supply pipe 114. A resist solution supply pipe 115 is connected to the discharge side of the pump 103, and an air operation valve 134 is provided in the vicinity of the pump 103 of the resist solution supply pipe 115. The filter 104 is interposed in the resist solution supply pipe 115. The pipe 115 is branched into branch pipes 115a, 115b, and 115c, and the nozzles 90a, 90b, and 90c are provided at the tips of the branch pipes 115a, 115b, and 115c, respectively. Therefore, due to the driving force of the pump 103, the resist solution L1 in the buffer tank 102 passes through the resist solution supply pipes 114 and 115 to one of the branch pipes 115a, 115b, and 115c, and the resist solution is discharged from the corresponding resist solution discharge nozzle. Is discharged.
[0057]
The branch pipes 115a, 115b, and 115c are provided with air operation valves 121a, 121b, and 121c and suck back valves 122a, 122b, and 122c, respectively. By opening and closing the air operation valves 121a, 121b, and 121c, the resist solution discharge from the resist solution discharge nozzles 90a, 90b, and 90c is turned on and off via the branch pipes 115a, 115b, and 115c. The suck back valves 122a, 122b, and 122c, after discharging the resist solution from the resist solution discharge nozzles 90a, 90b, and 90c, respectively, remove the resist solution remaining on the inner wall portion of the tip due to surface tension from the resist solution discharge nozzles 90a, It is pulled back into 90b, 90c, thereby preventing the residual resist solution from solidifying.
[0058]
An air vent pipe 123 is connected to the upper portion of the buffer tank 102, and an air operation valve 124 is interposed in the air vent pipe 123. Further, the pump 103 is provided with a bubble removal portion as will be described later, and the resist solution discharged from the bubble removal portion is returned to the buffer tank 102 through the recovery pipe 125. Further, the filter 104 is also provided with a bubble removing portion (not shown), and the resist solution discharged from the bubble removing portion is returned to the buffer tank 102 through the recovery pipe 127. The recovery pipe 127 is connected to the recovery pipe 125, and air operation valves 126 and 128 are interposed in the recovery pipes 125 and 127, respectively. The recovery pipe 127 and the resist solution supply pipe 115 are connected by a pipe 129. An air operation valve 130 is interposed in the pipe 129. In this way, by providing a bubble removal part and collecting the recovered resist solution, it is possible to suppress bubble entrainment in the resist solution and interference of pressure due to bubbles, and reduce consumption of the resist solution Can do.
[0059]
The pump 103 is provided with a pressure sensor 131, and pressure sensors 132a, 132b, and 132c are provided upstream of the air operation valves 121a, 121b, and 121c in the branch pipes 115a, 115b, and 115c, respectively. . The detection signals of these pressure sensors 131, 132a, 132b, 132c are input to the controller 135, perform a predetermined calculation based on the detected values, and send a control signal to the pump 103 to control the internal pressure of the pump 103. It has become.
[0060]
The resist solution may contain an activator. In such a case, the resist solution easily foams in the buffer tank 102, and the liquid level sensor 117 is liable to cause erroneous detection. Therefore, in order to make it difficult for such erroneous detection to occur, it is effective to provide a partition plate 118 as shown in FIG. Foaming mainly occurs when the resist solution is supplied from the resist solution supply pipe 112 to the buffer tank 102. Therefore, the partition plate 118 is perpendicular to the portion on the liquid level sensor side in the buffer tank 102 as shown in the figure. It is preferable to provide in. As a result, bubbles generated at the resist solution supply portion are blocked by the partition plate 118 and do not enter the liquid level sensor side of the buffer tank 102, and erroneous detection of the liquid level sensor 117 is prevented.
[0061]
Next, the structure of the pump 103 will be described.
[0062]
The pump 103 preferably has a pressure body that is moved by the pressure of the pressure medium and applies the pressure of the pressure medium to the processing liquid to discharge the processing liquid, and this embodiment is a tube that is an example of such a pump. Flam pump is applied.
[0063]
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the pump 103. The pump 103 has a casing 141, and the casing 141 has a tube frame 142 to which the resist solution supply pipes 114 and 115 are connected. The resist solution L1 is stored in the tube frame 142 and can move in the horizontal direction indicated by an arrow. The tube frame 142 is accommodated in a container 143, and the container 143 is filled with a pressure medium L2. A bellows 145 is connected to the container 143 via a pipe 144, and the pressure medium L <b> 2 is filled in the pipe 144 and the bellows 145. A driving unit 146 is connected to the bellows 145, and the bellows 145 is expanded and contracted by the driving unit 146. Then, the pressure medium is pressurized by operating the drive unit 146 to push up and contract the bellows 145, and pressure is applied to the tube frame 142, so that the resist solution L1 is discharged through the resist solution supply pipe 115. Supplied to the nozzle. Conversely, when the bellows 145 is extended by the drive unit 146, the tube diaphragm 142 expands, and the resist solution L1 in the buffer tank 102 is supplied into the tube diaphragm 142 via the resist solution supply pipe 114. The drive unit 146 is driven by pulses sent from the controller 135. The pressure sensor 131 is provided in the piping 144 of the pressure medium L2. The pressure sensor 131 includes a main body 151, an introduction path 152 that guides the pressure medium L <b> 2 into the main body, and a sensor element 153 provided at the tip of the introduction path 152, and the pressure of the pressure medium L <b> 2 is detected by the sensor element 153. Is directly detected. This pressure value is a pressure exerted on the resist solution L1. The tube diaphragm 142 is provided with a bubble removal portion 147, and the recovery pipe 125 is connected to the bubble removal portion 147. Then, the resist solution discharged when the bubbles are removed from the bubble removing portion 147 is collected in the buffer tank 102 as described above.
[0064]
In the above configuration, the bellows 145 is expanded and contracted to control the pressurization of the pressure medium L2, but a plunger method can be used instead of the bellows. The controller 135 also actually controls devices other than the pump 103 such as an air operation valve, suck back valve, drive motor 72, etc., but the description thereof is omitted here.
[0065]
Next, the operation and control of the resist solution coating process in the resist coating unit (COT) configured as described above will be described.
[0066]
When the wafer W is transferred by the arm 7a to 7c of the first main wafer transfer device 16 through the opening 70a of the casing 70 to the position just above the cup CP in the resist coating unit (COT), the wafer W is transferred. Is vacuum-sucked by a spin chuck 71 that has been lifted by a lifting mechanism (not shown). The first main wafer transfer device 16 vacuum-sucks the wafer W to the spin chuck 71, and then pulls back the arm from the resist coating unit (COT) to finish the delivery of the wafer W to the resist coating unit (COT).
[0067]
Next, the spin chuck 71 is lowered until the wafer W reaches a fixed position in the cup CP. First, the spin motor 71 is rotated at a rotational speed of about 1000 rpm by the drive motor 72 to make the temperature of the wafer W uniform.
[0068]
Thereafter, the rotation of the spin chuck 71 is stopped, the driving mechanism 87 moves the nozzle 80 along the Y direction to a position immediately above the wafer W, and the discharge port of the solvent discharge nozzle 88 is positioned at the center of the spin chuck 71 (the center of the wafer W). ) When reaching the upper side, a solvent such as thinner that dissolves the resist is supplied to the approximate center of the surface of the stationary wafer W, and the wafer W is preferably rotated at a predetermined rotational speed of 1000 rpm or less to the surface of the wafer W. A prewetting process for spreading the supplied solvent over the entire surface of the wafer W is performed. Thereby, the wettability of the resist solution is improved, and the amount of resist discharged onto the wafer W can be reduced.
[0069]
Subsequently, the mounted jet head is moved in the Y direction until the discharge port of the resist solution discharge nozzles 90a (90b, 90c) reaches the center of the spin chuck 71 (the center of the wafer W) by the drive mechanism 87. Is rotated to a predetermined value, and the resist solution is supplied from the discharge port of the resist solution discharge nozzle to the substantially center of the rotating wafer W surface, and the resist solution is diffused outward by centrifugal force to the wafer W surface. The resist coating process is performed. In this resist coating process, first, the resist solution is rotated at a relatively high speed while discharging the resist solution in order to spread the resist solution. In this case, the rotation speed is preferably 2000 to 6000 rpm for a 200 mm wafer and 1000 to 4000 rpm for a 300 mm wafer. Thereafter, the supply of the resist solution is stopped, and the rotation speed of the wafer W is reduced. Thereby, the film thickness adjusting function is exhibited, and the film thickness uniformity in the wafer W surface is promoted. This effect is achieved because when the rotational speed of the wafer W is decelerated, a force directed toward the center acts on the resist solution on the semiconductor wafer W due to the acceleration during the decelerating operation. This is because, since the rotation is slow, the drying of the resist solution is slow, and as a result, the function of adjusting the film thickness is exhibited. That is, the amount of resist scattered to the outside of the wafer W is suppressed by the inward force acting by this deceleration, and the resist is held at the outer peripheral portion in the same manner as the central portion, so that the thickness of the resist film becomes more uniform. It will be. The rotation speed at this time is preferably 50 to 1000 rpm. In particular, if it is 500 rpm or less, the drying of the resist hardly proceeds and the degree of freedom of film thickness adjustment is high. The holding time at this time is set to an appropriate time up to 3 seconds, for example. In addition, the deceleration of rotation at this time is not essential, and is performed as necessary.
[0070]
Thereafter, the rotational speed of the wafer W is increased, and the remaining resist solution is shaken off. In this case, the rotation speed is preferably 1500 to 4000 rpm for a 200 mm wafer and 1000 to 3000 rpm for a 300 mm wafer.
[0071]
Thereafter, the rotation of the wafer W is continued and the resist film is dried. The rotational speed at this time is preferably 1000 to 2000 rpm for a 200 mm wafer and 500 to 1500 rpm for a 300 mm wafer. After performing this process for a predetermined time, the resist coating process is completed.
[0072]
Next, the resist solution supply operation by the resist solution supply mechanism 100 will be described in detail.
[0073]
The resist solution L1 in the bottle 101 reaches the buffer tank 102 via the resist solution supply pipe 112 when N2 gas, which is a pressure-feed gas, is sent through the N2 gas pipe 110. The resist solution L1 in the buffer tank 102 is supplied into the tube frame 142 by moving the bellows 145 downward by the drive unit 146 of the pump 103 to lower the pressure of the pressure medium L2, and the resist solution L1 in the tube frame 142 is supplied. The liquid L1 reaches the resist liquid supply pipe 115 by moving the bellows 145 upward by the drive unit 146 and pressurizing the pressure medium L2. Then, the air operation valves 121a, 121b, and 121c of the branch pipes 115a, 115b, and 115c are opened, and the resist solution is discharged from the resist solution discharge nozzle corresponding to the resist coating processing unit (COT) that performs the resist coating processing. Let
[0074]
When the bottle 101 is replaced or when the filter 104 is replaced, the resist solution is discharged from the bubble removal portion 147 of the tube frame 142 of the pump 103 and the bubble removal portion of the filter 104 prior to the actual discharge of the resist solution. To do. Further, such defoaming is performed as necessary during the resist coating process. By removing bubbles as described above, entrainment of bubbles in the discharged resist solution can be suppressed, and the discharge stability of the resist solution can be increased. The bellows pump that has been used conventionally as a pump has poor bubble removal properties, but the tube diaphragm pump 103 can easily remove bubbles by providing the bubble removal portion 147 in this way. In addition, the resist solution discharged for removing bubbles is conventionally connected to the drain and discarded. However, in the present embodiment, the resist solution is recovered to the buffer tank 102 via the recovery pipes 125 and 127. Can be reduced.
[0075]
When the resist solution is discharged, the three resist coating processing units (COT) are stacked in three stages. Thus, when the resist solution is supplied to these resist coating processing units (COT) with the same pump, There is a difference in the head height depending on the resist solution discharge nozzle used, and there is a difference in the internal pressure of the resist solution in the vicinity of each resist solution discharge nozzle. For this reason, even if the same adjustment is performed with the same recipe, the discharge speed and discharge timing of the resist solution are different, and the film thickness profile of the resist film varies depending on the unit.
[0076]
Therefore, in this embodiment, the discharge rate of the resist solution is determined based on the detection values obtained by the pressure sensors 131, 132a, 132b, and 132c and the relationship between the resist solution pressure and the resist solution discharge rate obtained in advance. The internal pressure of the pump 103 is controlled so that Specifically, when the detection values by the pressure sensors 131, 132a, 132b, and 132c are deviated from the values at which the desired discharge amount is obtained, the detection values by these pressure sensors are set to a predetermined desired discharge amount. The controller 135 controls the drive unit 146 of the pump 103 to control the internal pressure of the pump 103 so that the corresponding value is obtained. The control method in this case is not particularly limited, and various control methods can be employed. For example, PID control or fuzzy control may be used. Moreover, not only the feedback control as described above but also a feed forward control may be used. Furthermore, a learning function may be provided based on the results.
[0077]
Conventionally, since the pressure of the resist solution has not been taken into consideration, the discharge speed and discharge timing of the resist solution vary due to the difference in the head height. Since the pressure of the resist solution at the position is detected and the internal pressure of the pump 103 is controlled so that the detected value corresponds to a predetermined discharge speed, the resist solution is discharged from any of the resist solution discharge nozzles. Even in this case, the internal pressure of the resist solution in the vicinity of the resist solution discharge nozzle can be set to substantially the same value regardless of the head difference, and the discharge rate and discharge timing of the resist solution can be made constant. Therefore, it is possible to eliminate variations in the resist film thickness profile between units.
[0078]
In general, this type of pump is generally provided with check valves on both the inlet side and the outlet side of the pump. However, if there is a check valve on the outlet side of the pump, there is a difference between the pressure in the pump and the pressure in the piping on the outlet side, so that it is difficult to accurately control the internal pressure of the pump. On the other hand, a region where the inside of the pump 103 and the resist liquid supply pipe 115 on the outlet side are connected is formed by not providing a check valve in the resist liquid supply pipe 115 on the pump outlet side as in this embodiment. Therefore, there is no pressure difference between them, and the internal pressure control of the pump 103 becomes easy.
[0079]
The same control can be performed only with the pressure sensor 131 provided in the pump 103. That is, for each of the three resist solution discharge nozzles 90a, 90b, and 90c, the relationship between the detection value of the pressure sensor 131 and the discharge rate of the resist solution is obtained, and the resist solution is discharged from each resist solution discharge nozzle. The internal pressure of the pump 103 is controlled based on the relationship. However, the control accuracy is higher when the pressure sensors 132a, 132b, and 132c are provided in the vicinity of the resist solution discharge nozzles 90a, 90b, and 90c.
[0080]
It is also possible to perform control using a method different from the above using only the pressure sensors 132a, 132b, and 132c. For example, the internal pressure of the pump 103 can be controlled so that the values detected by the pressure sensors 132a, 132b, and 132c are substantially the same. Specifically, with the pressure sensor corresponding to any one of the resist solution discharge nozzles as a reference, the internal pressure of the pump 103 is controlled so that the pressure sensor values of the other resist solution discharge nozzles are the same.
[0081]
Such control can also effectively suppress the variation in the discharge rate due to the pressure difference of the processing liquid among the plurality of nozzles.
[0082]
Next, a resist solution supply mechanism according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0083]
In the resist solution supply mechanism 100 ′ shown in FIG. 10, a filter 104 ′ is provided in the resist solution supply pipe 114 ′ extending from the buffer tank 102, and the resist solution from the resist solution supply pipe 114 ′ is temporarily provided downstream of the pump 103. A reservoir tank 160 is provided for storage. In addition, the resist solution discharged from the bubble removing portion of the pump 103 is returned to the reservoir tank 160 through the recovery pipe 125 ′. The resist solution discharged from the bubble removal portion (not shown) of the filter 104 ′ is discarded to the drain through the pipe 127 ′. An air vent pipe 161 is connected to the reservoir tank 160, and an air operation valve 162 is interposed in the air vent pipe 161. Other configurations are the same as those of the resist solution supply mechanism 100 of FIG.
[0084]
According to such a configuration, since the filter 104 ′ that may generate bubbles is provided on the downstream side of the pump 103, bubbles are generated in the resist solution discharged from the resist solution discharge nozzles 90 a, 90 b, and 90 c. The risk of being caught can be further reduced, and more stable discharge of the resist solution can be performed. In addition, since the air bubbles entrained by passing through the filter 104 ′ can be trapped by the reservoir tank 160, the influence of the air bubbles on the pump can be reduced. In addition, the internal pressure control of the pump 103 can be supplementarily performed by adjusting the liquid level in the reservoir tank 160.
[0085]
The internal pressure control of the pump 103 by the resist solution supply mechanism shown in FIGS. 7 and 10 as described above can be performed not only for compensating the pump head difference but also for various purposes.
[0086]
For example, when a resist solution is discharged and spread on a wafer, the resist solution is likely to spread if the initial discharge rate of the resist solution is high. However, if the resist solution is continuously discharged with a high discharge rate, more resist is wasted. Therefore, as shown in FIG. 11, the controller 135 performs control such that the internal pressure of the pump 103 is increased for a short initial time of resist solution discharge to increase the resist solution discharge rate, and then return to a steady state. The control in this case is performed based on the detection value of the pressure sensor as described above. In place of such control, the same effect can be obtained by applying a predetermined number of fixed pulses to the pump 103 to increase the internal pressure of the pump 103.
[0087]
In addition, the pressure loss varies depending on the type and material of the filter 104, which changes the relationship between the internal pressure of the pump and the resist solution discharge rate and the relationship between the internal pressure of the pump and the discharge timing of the resist solution. Information on the filter 104 is set in advance, and the controller 135 controls the internal pressure of the pump 103 so that there is no gap between the filters. When using a filter having a pressure loss larger than usual, the same effect can be obtained by increasing the internal pressure of the pump 103 by applying a predetermined number of fixed pulses to the pump 103 instead of such control. .
[0088]
Further, when the internal pressure of the pump 103 is controlled, if the atmospheric pressure varies from the atmospheric pressure at the initial setting, the relationship between the value of the pressure sensor and the pump internal pressure varies. In order to avoid this, it is effective to monitor the atmospheric pressure and correct the atmospheric pressure for pressure control.
[0089]
If there are bubbles in the pipe, the resist solution cannot be discharged normally. In this case, the influence of bubbles can be eliminated as follows using the detection value of the pressure sensor. When the pressure of the resist solution is adjusted to a predetermined value and pulses are given to the drive unit 146, as shown in FIG. 12, if there are bubbles in the pipe, the number of pulses given to the drive unit 146 and the resist solution Unlike the case where there is no bubble, the relationship between the actual pressure and the pressure of the resist solution is difficult to increase. Therefore, the controller 135 automatically gives a pulse to the drive unit 146 after adjusting the pressure of the resist solution, and the number of pulses given to the drive unit 146 and the pressure detected by the pressure sensors 132a, 132b, and 132c. Find the relationship and compare the relationship between the number of pulses and the pressure of the resist solution when there is no bubble stored in advance and the pressure of the resist solution. Then, a command is sent to the air operated valve 126 for removing bubbles, and the bubbles are discharged.
[0090]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible. For example, in the above-described embodiment, a case where a common pump is provided for three resist coating units (COT) has been described. However, one pump is provided for one resist coating unit (COT). Also good. In this case, the change in the resist solution discharge speed due to the pressure difference between the pumps can be reduced. Moreover, in the said embodiment, although the pump internal pressure was controlled by the controller based on the detected value of a pressure sensor, an operator may adjust a pump internal pressure based on the detected value of a pressure sensor. Further, the control value of the pump internal pressure based on the relationship between the processing liquid pressure and the processing liquid discharge rate, which is obtained in advance, may be corrected based on the periodic measurement result of the processing liquid discharge amount by the discharge inspection apparatus. Good. Furthermore, although the case where the resist solution is used as the processing solution has been described, the processing solution is not necessarily limited to the resist solution, and may be another processing solution that requires strict control of the discharge amount. Furthermore, although the case where the tube diaphragm pump was used as the pump was shown, it is not limited to this, and the pressurizing body that moves by the pressure of the pressure medium and applies the pressure of the pressure medium to the processing liquid to discharge the processing liquid Other pumps having, for example, a diaphragm pump can be suitably used.
[0091]
【The invention's effect】
As explained above, according to the present invention, When processing liquid is supplied to each processing unit in a processing apparatus in which a plurality of processing units for processing with processing liquid are stacked one above the other, the pressure of the processing liquid in the pump and the processing in the vicinity of the plurality of processing liquid discharge nozzles Liquid pressure and Detect these The internal pressure of the pump is controlled so that the processing liquid discharge rate becomes a predetermined value based on the detected value and the relationship between the processing liquid pressure and the processing liquid discharge rate obtained in advance. In addition, it is possible to effectively suppress the variation in the discharge rate due to the pressure difference of the processing liquid.
[0092]
Also, When supplying the processing liquid to each processing unit in a processing apparatus in which a plurality of processing units that perform processing with the processing liquid are stacked one above the other, Since the pressure of the processing liquid in the vicinity of the plurality of processing liquid discharge nozzles is detected and the internal pressure of the pump is controlled so that the detected values are substantially the same, the pressure of the processing liquid between the plurality of nozzles Variations in the discharge rate due to the difference can be effectively suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view showing a resist coating and developing processing system including a resist coating processing unit to which a resist solution supplying mechanism according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a schematic front view of the resist coating and developing treatment system of FIG. 1;
FIG. 3 is a schematic rear view of the resist coating and developing treatment system of FIG. 1;
4 is a perspective view showing a schematic structure of a main wafer transfer device provided in the resist coating and developing treatment system of FIG. 1. FIG.
5 is a cross-sectional view showing an overall configuration of a resist coating processing unit mounted in the resist coating and developing processing system of FIG. 1;
6 is a plan view of the resist coating unit in FIG. 5;
7 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a resist solution supply mechanism applied to the resist coating unit of FIG.
8 is a cross-sectional view showing another example of a buffer tank used in the resist supply mechanism of FIG.
9 is a sectional view showing a pump used in the resist solution supply mechanism of FIG.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing another embodiment of a resist solution supply mechanism.
FIG. 11 is a diagram for explaining another example of pump internal pressure control when discharging a resist solution;
FIG. 12 is a diagram for explaining automatic deaeration control using a detected value of the resist solution pressure.
[Explanation of symbols]
90a, 90b, 90c: Resist solution discharge nozzle
100: Resist solution supply mechanism
101 …… Bottle
102 …… Buffer tank
103 …… Pump
104 …… Filter
114, 115 ... Resist liquid supply piping
131, 132a, 132b, 132c ... Pressure sensor
135 …… Controller
L1: Resist solution (treatment solution)
W …… Semiconductor wafer

Claims (16)

処理液による処理を行う複数の処理ユニットが上下に積層されてなる処理装置において、各処理ユニットに処理液を供給するための処理液供給機構であって、
処理液を供給する処理液供給源と、
前記複数の処理ユニットにそれぞれ設けられ、択一的に処理液を吐出する複数の処理液吐出ノズルと、
前記処理液供給源から延びる主管と主管から分岐してそれぞれ前記複数の処理液吐出ノズルに至る複数の副管とを有する配管と、
前記配管の主管に設けられ、前記処理液吐出ノズルから処理液を吐出させるためのポンプと、
前記ポンプ内における処理液の圧力を検出する第１の圧力検出手段と、
前記複数の処理液吐出ノズルの近傍の処理液の圧力をそれぞれ検出する複数の第２の圧力検出手段と、
前記第１および第２の圧力検出手段による検出値と、予め求められている処理液の圧力および処理液の吐出レートの関係とに基づいて、前記各処理液吐出ノズルからの処理液の吐出レートが所定の値になるように、前記ポンプの内圧を制御する制御手段と
を具備することを特徴とする処理液供給機構。 In a processing apparatus in which a plurality of processing units that perform processing with processing liquid are stacked one above the other, a processing liquid supply mechanism for supplying processing liquid to each processing unit ,
A treatment liquid supply source for supplying the treatment liquid;
A plurality of processing liquid discharge nozzles that are respectively provided in the plurality of processing units and that alternatively discharge the processing liquid;
A pipe having a main pipe extending from the processing liquid supply source and a plurality of sub pipes branched from the main pipe and respectively reaching the plurality of processing liquid discharge nozzles ;
Provided main pipe of the pipe, a pump for causing ejecting the processing liquid from said processing liquid discharge nozzle,
First pressure detecting means for detecting the pressure of the processing liquid in the pump;
A plurality of second pressure detection means for detecting the pressure of the processing liquid in the vicinity of the plurality of processing liquid discharge nozzles ;
Based on the detected values by the first and second pressure detection means and the relationship between the processing liquid pressure and the processing liquid discharge rate obtained in advance , the processing liquid discharge rate from each of the processing liquid discharge nozzles And a control means for controlling the internal pressure of the pump so as to have a predetermined value. 処理液による処理を行う複数の処理ユニットが上下に積層されてなる処理装置において各処理ユニットに処理液を供給するための処理液供給機構であって、
処理液を供給する処理液供給源と、
前記複数の処理ユニットにそれぞれ設けられ、択一的に処理液を吐出する複数の処理液吐出ノズルと、
前記処理液供給源から延びる主管と主管から分岐してそれぞれ前記複数の処理液吐出ノズルに至る複数の副管とを有する配管と、
前記配管の主管に設けられ、前記処理液吐出ノズルから処理液を吐出させるためのポンプと、
前記複数の処理液吐出ノズルの近傍の処理液の圧力をそれぞれ検出する複数の圧力検出手段と、
各処理液吐出ノズルから処理液を吐出する際に、各処理液吐出ノズル近傍に設けられた圧力検出手段による検出値の値が略同一になるように、前記ポンプの内圧を制御する制御手段と
を具備することを特徴とする処理液供給機構。A processing liquid supply mechanism for supplying a processing liquid to each processing unit in a processing apparatus in which a plurality of processing units that perform processing with a processing liquid are stacked vertically ,
A treatment liquid supply source for supplying the treatment liquid;
A plurality of processing liquid discharge nozzles that are respectively provided in the plurality of processing units and that alternatively discharge the processing liquid;
A pipe having a main pipe extending from the processing liquid supply source and a plurality of sub pipes branched from the main pipe and respectively reaching the plurality of processing liquid discharge nozzles;
Provided main pipe of the pipe, a pump for causing ejecting the processing liquid from said processing liquid discharge nozzle,
A plurality of pressure detecting means for respectively detecting the pressure of the processing liquid in the vicinity of the plurality of processing liquid discharge nozzles;
Control means for controlling the internal pressure of the pump so that when the treatment liquid is discharged from each treatment liquid discharge nozzle, the value of the detection value by the pressure detection means provided in the vicinity of each treatment liquid discharge nozzle is substantially the same; A treatment liquid supply mechanism comprising: 前記処理液吐出ノズルからの処理液の吐出および停止を切り換えるバルブをさらに具備することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の処理液供給機構。 The processing liquid supply mechanism according to claim 1 , further comprising a valve that switches between discharging and stopping the processing liquid from the processing liquid discharge nozzle. 前記ポンプは、圧力媒体の圧力により移動して圧力媒体の圧力を処理液に及ぼして処理液を吐出させる加圧体を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の処理液供給機構。The said pump has a pressurization body which moves with the pressure of a pressure medium, applies the pressure of a pressure medium to a process liquid, and discharges a process liquid, The said any one of Claim 1 to 3 characterized by the above-mentioned. The treatment liquid supply mechanism described. 前記ポンプはチューブフラムポンプであることを特徴とする請求項４に記載の処理液供給機構。The processing liquid supply mechanism according to claim 4 , wherein the pump is a tube diaphragm pump. 前記配管に介在された、前記処理液を一時貯留するバッファタンクをさらに具備することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の処理液供給機構。The pipe being interposed, the process liquid supply mechanism as claimed in any one of claims 5, characterized in that it further comprises a buffer tank for storing temporarily the treatment liquid. 前記ポンプに設けられた泡抜き部と、前記ポンプの泡抜き部から吐出された処理液を前記バッファタンクに回収する回収配管とをさらに具備することを特徴とする請求項６に記載の処理液供給機構。The processing liquid according to claim 6 , further comprising a foam removal part provided in the pump, and a recovery pipe for recovering the processing liquid discharged from the foam removal part of the pump to the buffer tank. Supply mechanism. 前記配管に介在されたフィルターをさらに具備することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の処理液供給機構。The processing liquid supply mechanism according to any one of claims 1 to 7 , further comprising a filter interposed in the pipe. 前記配管の前記ポンプの上流側に介在されたフィルターと、前記ポンプの処理液入り口部分に設けられたリザーバータンクとをさらに具備することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の処理液供給機構。8. The apparatus according to claim 1 , further comprising a filter interposed on the upstream side of the pump of the pipe and a reservoir tank provided at a processing liquid inlet of the pump. The processing liquid supply mechanism described in 1. 前記フィルターに設けられた泡抜き部と、前記フィルターの泡抜き部から吐出された処理液を前記リザーバータンクに回収する回収配管とをさらに具備することを特徴とする請求項９に記載の処理液供給機構。The processing liquid according to claim 9 , further comprising a foam removal part provided in the filter, and a recovery pipe for collecting the processing liquid discharged from the foam removal part of the filter in the reservoir tank. Supply mechanism. 前記制御手段は、前記フィルターの圧力損失データに基づいて前記ポンプの内圧を制御することを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載の処理液供給機構。11. The processing liquid supply mechanism according to claim 8 , wherein the control unit controls an internal pressure of the pump based on pressure loss data of the filter. 前記処理液はレジスト液であることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の処理液供給機構。Process liquid supply mechanism as claimed in any one of claims 11, wherein the processing solution is a resist solution. 前記制御手段は、レジスト液の吐出初期に吐出速度が大きくなるように前記ポンプの内圧を制御することを特徴とする請求項１２に記載の処理液供給機構。The processing liquid supply mechanism according to claim 12 , wherein the control unit controls an internal pressure of the pump so that a discharge speed increases at an initial stage of discharge of the resist liquid. 前記制御手段は、前記ポンプに自動的にポンプ駆動のためのパルスを与えて行き、そのパルス数と前記圧力検出手段により検出される圧力との関係を求め、それと予め記憶された気泡がない正常な場合におけるパルス数と圧力との関係とを比較し、気泡ありと判定した場合に泡抜き動作を行う指令を出力することを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の処理液供給機構。The control means automatically gives a pulse for driving the pump to the pump, obtains the relationship between the number of pulses and the pressure detected by the pressure detection means, and there is no bubble stored in advance. comparing the relationship between the number of pulses and the pressure in the case, according to any one of claims 13 claim 1, characterized in that outputs a command to perform the bubble removing operation when it is determined that there is a bubble Treatment liquid supply mechanism. 処理液による処理を行う複数の処理ユニットが上下に積層されてなる処理装置において、処理液供給源の処理液を配管を介して前記各処理ユニットに供給する処理液供給方法であって、
ポンプを駆動させて前記処理液供給源から前記配管を介して処理液を供給し、前記各処理ユニットにそれぞれ設けられた処理液吐出ノズルのいずれかから択一的に処理液を吐出させる工程と、
前記ポンプ内の処理液の圧力および前記処理液が供給される処理液吐出ノズル近傍の処理液の圧力を検出する工程と、
その検出値と、予め求められている処理液の圧力および処理液の吐出レートの関係とに基づいて、前記各処理液吐出ノズルからの処理液の吐出レートが所定の値になるように、前記ポンプの内圧を制御する工程と
を有することを特徴とする処理液供給方法。 In a processing apparatus in which a plurality of processing units that perform processing with a processing liquid are stacked one above the other, a processing liquid supply method for supplying a processing liquid of a processing liquid supply source to each processing unit via a pipe,
A step of driving a pump to supply a processing liquid from the processing liquid supply source through the pipe, and alternatively discharging the processing liquid from one of the processing liquid discharge nozzles provided in each processing unit ; ,
Detecting the pressure of the processing liquid in the pump and the pressure of the processing liquid in the vicinity of the processing liquid discharge nozzle to which the processing liquid is supplied ;
Based on the detected value and the relationship between the treatment liquid pressure and the treatment liquid discharge rate obtained in advance, the treatment liquid discharge rate from each treatment liquid discharge nozzle is set to a predetermined value. And a step of controlling the internal pressure of the pump. 処理液による処理を行う複数の処理ユニットが上下に積層されてなる処理装置において、処理液供給源の処理液を配管を介して前記各処理ユニットに供給する処理液供給方法であって、
ポンプを駆動させて前記処理液供給源から前記配管を介して処理液を供給し、前記各処理ユニットにそれぞれ設けられた処理液吐出ノズルのいずれかから択一的に処理液を吐出させる工程と、
前記複数の処理液吐出ノズルの近傍の処理液の圧力をそれぞれ検出し、その検出値の値が略同一になるように、前記ポンプの内圧を制御する工程と
を有することを特徴とする処理液供給方法。 In a processing apparatus in which a plurality of processing units that perform processing with a processing liquid are stacked one above the other, a processing liquid supply method for supplying a processing liquid of a processing liquid supply source to each processing unit via a pipe,
A step of driving a pump to supply a processing liquid from the processing liquid supply source through the pipe, and alternatively discharging the processing liquid from one of the processing liquid discharge nozzles provided in each processing unit ; ,
And a step of detecting the pressure of the processing liquid in the vicinity of the plurality of processing liquid discharge nozzles, and controlling the internal pressure of the pump so that the detected values are substantially the same. Supply method.
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