JP4985191B2 - バッファタンク、中間貯留装置、液処理装置及び処理液の供給方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば半導体ウエハや液晶ディスプレイ用のガラス基板（ＬＣＤ基板）といった基板にレジスト液等の処理液を塗布する液処理装置に処理液を供給する技術に関する。

半導体製造装置の中には、半導体ウエハ（以下ウエハという）の表面に処理液を供給して液処理をする装置がある。このような液処理としては、レジスト液、現像液、絶縁膜の前駆体を含む溶液を処理液とする処理が挙げられる。

この液処理は、図１３に例示した液処理装置１００の液処理ユニット１１０ａにおいて行われる。液処理ユニット１１０ａでは、カップ体１０８内のスピンチャック１０６にウエハＷを水平に保持し、駆動機構１０７によりウエハＷを回転させながら供給ノズル１０９より処理液を吐出することにより行う。

この液処理ユニット１１０ａへの処理液の供給は、液処理装置１００内の供給ユニット１１０ｂにより行われる。供給ユニット１１０ｂは、処理液を貯めた供給タンク１０１と、残量検出タンク１０２と、処理液中の不純物や気泡を除去するためのフィルタ１０３と、フィルタ１０３を透過した気泡を処理液から分離するための２次トラップ１０４と、各機器に備え付けられたベントから気泡を排出するためのバルブ１０２ａ〜１０４ａと、送液手段とが配管で接続されている。送液手段には例えばエアオペレーティドバルブ１１１ｂとサックバルブ１１１ａとが用いられ、処理液を一定量ずつ供給ノズル１０９へ送ることができるようになっている。なお、１０５は、供給タンク内を加圧して、処理液を送り出すための加圧部である。

残量検出タンク１０２は、特許文献１にも記載されているように、供給タンク１０１内の処理液が空になって、残量検出タンク１０２内に貯留されている処理液の使用を開始すると、この残量検出タンク１０２に設置されている図示しない残量液面センサを作動して、供給タンク１０１が空になったことを報知し、供給タンク１０１の交換時期を知らせる役割を果たす。

このような従来の液処理装置１００は、残量検出タンク１０２やフィルタ１０３等、複数の機器を備え、夫々の機器や配管を継手により接続しているのでメンテナンス時等における作業性が悪いうえ、液漏れの可能性も大きかった。また、供給ユニット１１０ｂに多くの機器を備えているので、塗布・現像装置の小型化、省スペース化に対する妨げともなっていた。

なお特許文献１には、供給ユニット１１０ｂの経路を流れるレジスト液を負圧とし溶存しているガスを気泡化させることによりレジスト液中の気泡を確実に除去する技術が記載されている。しかしながらこの技術は、液処理装置の省スペース化とは課題が異なっている。
特開２０００−１２４４９号公報：０００８〜０００９段落、図１

本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、作業性がよく、装置構成がコンパクトで液漏れ等のトラブルの少ないバッファタンク、中間貯留装置、液処理装置及び処理液の供給方法を提供することにある。

本発明に係るバッファタンクは、基板の表面に供給ノズルから処理液を供給して所定の液処理を行う液処理装置に用いられ、処理液の供給タンクと供給ノズルとの間の処理液の流路に備えられるバッファタンクにおいて、
前記供給タンクからの処理液をバッファタンク本体内に導入するための導入ポート部と、
前記バッファタンク本体内を、前記導入ポートから導入された処理液を貯留するための第１の貯留領域と、第２の貯留領域と、に仕切り、その底面がバッファタンク本体の底面よりも上方に位置する筒状体からなる仕切り部材と、
前記導入ポート部と接続され、前記筒状体の底面の下方側に処理液を導入する流路と、
前記第１の貯留領域に溜まった気泡を排出するための第１のベントポート部と、
前記筒状体の下部側を構成すると共に、前記第１の貯留領域から第２の貯留領域へ処理液が通過する通路を形成し、当該処理液をろ過するためのフィルタと、
このフィルタにてろ過された処理液を供給ノズル側に供給するための供給ポート部と、を備え、
前記バッファタンク本体は、前記筒状体の上部側を格納する上部容器と、当該筒状体の下部側のフィルタを格納する下部容器と、から構成され、これら上部容器と下部容器とは互いに着脱自在に連結されていることを特徴とする。
このバッファタンクは、処理液と気泡との比重差を利用して、前記フィルタを透過した気泡を処理液から分離する気液分離部と、この気液分離部に溜まった気泡を排出するための第２のベントポート部と、を前記第２の貯留領域に更に備えていると更によい。

また前記第２の貯留領域において、前記フィルタに臨む領域と供給ポート部の通液口に臨む領域との間を仕切る仕切り壁が設けられ、フィルタを通過した処理液が仕切り壁の上端を越えて前記供給ポート部の通液口に流入するように構成されていることが好ましく、前記導入ポート部及び供給ポート部は、前記バッファタンク本体の上面に設けられるように構成するとよい。

また、本発明に係る中間貯留装置は、上述した各バッファタンクと、前記供給タンク内が空になったことを知らせるために第１の貯留領域の液面レベルを検知する第１の検知手段を備えたことを特徴とする。また、他の発明に係る中間貯留装置は、上述の各バッファタンクと、前記第１の貯留領域におけるフィルタよりも上方位置の液面レベルであって、前記供給ノズルへの処理液の供給を停止するための下限液面レベルを検知する第２の検知手段を備えたことを特徴とする。ここで、前記第１の検知手段や第２の検知手段は、前記バッファタンクの側部で着脱自在に設けられるように構成することが好ましい。
また、中間貯留装置は、その上面に導入ポート部及び供給ポート部が設けられたバッファタンクを固定すると共に、前記導入ポート部及び供給ポート部に夫々ワンタッチで着脱される継手部を備えた固定ユニットを設けてあることが好ましい。ここで、前記供給タンク内が空になったことを知らせるために第１の貯留領域の液面レベルを検知する第１の検知手段と前記供給ノズルへの処理液の供給を停止するための下限液面レベルを検知する第２の検知手段とを前記固定ユニットに設けておくとよい。

次いで本発明に係る液処理装置は、基板保持部に略水平に保持された基板の表面に、供給ノズルから処理液を供給して、基板の表面を液処理する液処理装置において、
処理液を供給する供給タンクと、
この供給タンクから供給ノズルへと供給される処理液の供給経路の途中に設けられた上記の各種中間貯留装置と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、供給タンクの交換時にその中の処理液を液処理装置に供給するバッファタンクにフィルタを一体化しているため、これらを別々の機器で構成していた従来の装置構成と比較して液処理装置に組み込む機器が少なく、配管作業の容易化等により作業性を向上させることができる。また、従来の装置構成に比べて液処理装置に組み込む機器をコンパクトにすることができるので、液処理装置の省スペース化や装置コストの低減に貢献することができる。

基板であるウエハに対して塗布液であるレジスト液をスピンコーティングにより塗布する塗布装置に本発明を適用した実施の形態について以下に説明する。図１は、液処理装置１０の概略の構成図である。液処理装置１０は、ウエハＷに対してレジスト液のスピンコーティングを実行する液処理ユニット１０ａと、液処理ユニット１０ａにレジスト液を供給する供給ユニット１０ｂとから構成されている。

背景技術において説明したように、液処理ユニット１０ａは、カップ体７０内にウエハＷを水平に保持するためのスピンチャック６１が格納されており、このスピンチャック６１は駆動機構６３によって回転及び昇降自在に構成されている。またカップ体７０底部には、ウエハＷに塗布されなかった余分なレジスト液をドレインやミストの状態で排出する排出口７１が設けられている。

供給ノズル８１は、基台やアームに支持された状態で、スピンチャック６１に保持されたウエハＷの中央にレジスト液を吐出することができるように構成されている。また供給ノズル８１には細孔からなる吐出口が形成されており、この吐出口は上流においてエアオペレーティドバルブ８５ｂとサックバックバルブ８５ａとを介して供給ユニット１０ｂと接続されている。サックバックバルブ８５ａは、例えばダイヤフラムにより構成された吸引室を有しており、レジスト液を吐出していないときにはバキューム圧等によってこのダイヤフラムを拡張させて吸引室に負圧を生じさせ、レジスト液の先端面を供給ノズル８１の先端から引き込む役割を果たす。

次に供給ユニット１０ｂの詳細について説明する。供給ユニット１０ｂは、液処理ユニット１０ａに供給されるレジスト液を溜めた供給タンク２と、供給経路の途中でレジスト液を貯留する着脱自在のバッファタンク３とを備えている。供給タンク２は加圧部５と接続されており、加圧部５は供給タンク２にガスを供給してその内部を加圧することにより供給タンク２内のレジスト液を液処理ユニット１０ａへ向けて送液する役割を果たす。加圧部５と供給タンク２との間には切り替えバルブ２１が設置されており、加圧部５より供給されるガスの供給先を供給タンク２からバッファタンク３へと切り替えることができるようになっている。

バッファタンク３は、供給タンク２と液処理ユニット１０ａのサックバックバルブ８５ａとの間のレジスト液の供給経路上に設置されており、後述するように、当該バッファタンク３内にてレジスト液より分離された気泡を供給ユニット１０ｂの外へと排出する２本のベントを備えている。図中の３４ａ、３５ａは、バッファタンク３より気泡を排出する際に、ベントを系外と導通させるためのバルブである。また、バッファタンク３の側壁には、バッファタンク３内に貯留されているレジスト液の液面位置をタンク３の外側から検知するための例えば２つのセンサ４ａ、４ｂが取り付けられている。これらのうち４ａは、供給タンク２が液切れとなってバッファタンク３内に貯留しているレジスト液の消費を開始したことを検知するための第１の検知手段に相当する残量液面センサである。また、４ｂは、バッファタンク３より供給不可能なレジスト液の液面位置を検知するための第２の検知手段に相当する処理液エンプティセンサである。

更に液処理装置１０は制御部９を備えており、この制御部９は液処理装置１０を構成する各機器と接続されて液処理装置１０の動作を統括制御する役割を果たす。

次に、バッファタンク３の構成について図２〜図４を参照しながら詳細に説明する。図２は、バッファタンク３及びこれを固定する固定ユニット４０の外観を表した斜視図である。バッファタンク３は、例えば円筒形状を有する構造となっており、バッファタンク３本体をなすバッファタンク容器３１は使用後には液処理装置１０より取り外して廃棄可能な使い捨てカートリッジとして構成されている。バッファタンク容器３１は、例えばテフロン（登録商標）やポリエチレン、ポリプロピレン等の透明または半透明の樹脂材料によって構成され、内部に貯留されているレジスト液の液面位置をバッファタンク容器３１の外側から例えば光学的に検知することができる。

バッファタンク容器３１の上面には４本の管路部材３３〜３６が列設された接続ポートを構成している。夫々の管路部材は供給タンク２から送液されたレジスト液をバッファタンク３に導入するための導入ポート部３３、バッファタンク３内に溜まった気泡を排出するための１次ベントポート部３４及び２次ベントポート部３５、バッファタンク３内のレジスト液を液処理ユニット１０ａに向けて供給するための供給ポート部３６としての役割を果たす。なお、管路部材３３〜３６の配置は、誤接続をしないように直線上の並びを避け、例えば図４（ｂ）のＡＡ’線と交差する配置にすればよい。

次に固定ユニット４０の構成について説明する。固定ユニット４０は、側板４１の上下に底板４２と天板４３を備えた構造を有している。天板４３は、図２に示した方向に回動可能なようにヒンジ４８ｂによって側板４１に取り付けられている。一方、側板４１に固定された底板４２の反対側の側面には、バッファタンク３を天板４３と底板４２との間で挟持して固定するための固定棒４９が取り付けられている。固定棒４９の一端は、第１の固定部材４９ａを介して底板４２に取り付けられており、図２に示した方向に回動可能なように構成されている。また、固定棒４９の他端側にはネジが切られており、天板４３に取り付けられた第２の固定部材４８ａに、この固定棒４９を蝶ナット４９ｂによって固定し、管路部材３３〜３６を締め込み、外れや緩みを防止することができるようになっている。なお、天板４３を回動させる代わりに上下にスライドさせることによりバッファタンク３を天板４３と底板４２との間で挟持してもよいし、天板４３を固定して底板４２を回動させたりスライドさせたりすることでバッファタンク３を挟持してもよいことは勿論である。

また、天板４３はバッファタンク３に列設された夫々の管路部材に対応する位置に、導入配管４４、１次ベント配管４５、２次ベント配管４６、供給配管４７の４本の配管の継手部を支持した支持部材として構成されている。図２の一点鎖線で囲んだ領域内に示したように、バッファタンク３側の管路部材３３〜３６の上端部には、例えばＯリングが２重にはめ込まれており、天板４３下面側の配管４４〜４７の継手部に位置を合わせて天板４３を押し込んだり、引き抜いたりするだけで各配管４４〜４７と管路部材３３〜３６とを気密に脱着できるようになっている。

また固定ユニット４０には、バッファタンク３内のレジスト液の消費を開始したことを示す液面の位置と、バッファタンク３より供給可能なレジスト液が無くなったことを示す液面の位置とに夫々対応して例えば反射型のフォトセンサからなる既述の残量液面センサ４ａ及び処理液エンプティセンサ４ｂが固定されている。各フォトセンサ４ａ、４ｂは、例えば図示しないレーザダイオード等からなる発光素子と、フォトダイオード等からなる受光素子とを備えており、発光素子からバッファタンク容器３１へ向けて照射されたレーザ光の反射光を受光素子にて受光し、その受光した信号レベルに基づいて液が存在するか否か、即ち液面が光軸上のレベルより上にあるか否かを検知できるようになっている。

以上の構成により、図３に示すようにバッファタンク３は、天板４３と底板４２との間に挟持され、固定棒４９によって固定された状態で固定ユニット４０に固定されて、液処理装置１０の各配管４４〜４７とバッファタンク３側の管路部材３３〜３６とを接続することにより、バッファタンク３を供給ユニット１０ｂに取り付けることができる。また、バッファタンク３を交換しても常に同じ液位で残量液面センサ４ａや処理液エンプティセンサ４ｂを作動させることが可能となる。

図４(ａ)は、バッファタンク３の縦断面図である。本実施の形態におけるバッファタンク３は、レジスト液を貯留する機能と、供給タンク２より供給されたレジスト液中の不純物や気泡を除去する機能とを兼ね備えている。以下、これらの機能を実現するためのバッファタンク３の内部構成について説明する。

バッファタンク３内は、バッファタンク容器３１の底面よりも上方に位置する筒状体からなり、仕切り部材をなす隔壁部３９ａによって外側と内側とに仕切られている。この隔壁部３９ａの外側は、処理液エンプティセンサ４ｂによって検知される液面の位置を境界として上部側の空間と下部側の空間とに分けられている。上部側の空間はレジスト液を貯留するための第１の貯留領域である貯留部３７ａとなっている。一方、隔壁部３９ａ外側の下部側の空間は、供給タンク２から供給されたレジスト液をろ過するためのフィルタ３８ａを格納するフィルタ格納部３７ｂとなっている。また、隔壁部３９ａの内側は、フィルタ３８ａでろ過されたレジスト液の通流する第２の貯留領域となっている。なお図中の「ＬＬ（Limit Level）」の文字を付した一点鎖線は残量液面センサ４ａにより検知される液面の位置を示し、「ＥＬ（Empty Level）」の文字を付した一点鎖線は処理液エンプティセンサ４ｂにより検知される液面の位置を示している。

貯留部３７ａは、バッファタンク容器３１と、このバッファタンク容器３１の上面に固定された円筒状の隔壁部３９ａとからなる略同心の二重円筒間に形成される空間である。貯留部３７ａは、例えば塗布・現像装置にて１ロット（例えば後述するキャリアＣ１内に格納された枚数）分のウエハＷを処理する期間中に当該液処理装置１０で消費されるレジスト液を貯留可能な容量を有している。

フィルタ３８ａは、ろ過部であるメンブレンフィルタにより構成され、供給タンク２から供給されたレジスト液中の不純物や気泡を除去する役割を果たす。フィルタ３８ａは、例えば多数の貫通孔を備えた円筒形状を有し、フィルタ３８ａを保持するための樹脂製のフィルタコア３８ｂに固定されている。また、上述の隔壁部３９ａの下部側は、多数の貫通孔を備え、フィルタコア３８ｂを外嵌することが可能な円筒形状の通流部３９ｂとなっている。そして、この通流部３９ｂをフィルタコア３８ｂの円筒内に嵌挿した状態でフィルタ３８ａをフィルタ格納部３７ｂ内に格納することにより、フィルタ３８ａが貯留部３７ａから気液分離部３７ｃへの通路をなすように構成されている。

なお、フィルタ３８ａの取り付けられている位置よりも高い位置に「ＥＬ」の位置を設定してあるのは、フィルタ３８ａは大気に触れると劣化したりフィルタ部材に空気が入って抜けなくなったりするため、貯留部３７ａ内の液位が下がってもフィルタ３８ａを大気に触れさせないようにするためである。また「ＬＬ」の位置は、貯留部３７ａに貯留されているレジスト液の消費開始を直ちに検知可能な位置に設定されている。

バッファタンク容器３１の上面に取り付けられた導入ポート部３３は、バッファタンク容器３１に沿って延伸された流路と接続されており、バッファタンク容器３１の略底面中央であって、筒状の通流部３９ｂ（仕切り部材をなす隔壁部３９ａ）の底面の下方に形成された導入口３３ａからレジスト液を供給するこことにより、バッファタンク容器３１内に均等な流れを形成できるように構成されている。

また、フィルタ格納部３７ｂのフィルタ３８ａの外側の空間と、貯留部３７ａとは連通した状態となっており、導入口３３ａより供給されたレジスト液の一部を、この貯留部３７ａに滞留させることにより所定量のレジスト液を貯留することができる。さらに、貯留部３７ａの天井部には一次ベントポート部３４が設置されており、フィルタ３８ａを透過できない気泡は、比重差によって天井部に溜まって、その気泡をバッファタンク容器３１外へ排出できるようになっている。

次に、気液分離部３７ｃについて説明する。気液分離部３７ｃは、隔壁部３９ａの内部に形成された第２の貯留領域であって、フィルタ３８ａを透過したレジスト液を通流させる空間である。気液分離部３７ｃの天井部には、レジスト液を供給先に向けて供給する供給ポート部３６が設置されており、この供給ポート部３６は気液分離部３７ｃの空間内へ垂直下方に延伸された管を有している。また、気液分離部３７ｃ内には図示したように、フィルタ３８ａに臨む領域と供給ポート部３６に延伸された管（供給ポート通液口）の抜き出し口に臨む領域との間を仕切る仕切り壁３９ｃを設けてあり、フィルタ３８ａを通過した処理液は、この仕切り壁３９ｃの上端を越えてから供給ポート部３６の抜き出し口に流入するように構成されている。このような構成により、フィルタ３８ａを透過した小気泡を含むレジスト液を直接供給ポート部３６へ流入させずに、比重差によって気泡を分離してからレジスト液を供給ポート部３６へと抜き出すことが可能となる。また、気液分離部３７ｃの天井部には２次ベントポート部３５が設置されており、小さい気泡が集合する等して天井部に溜まった気泡をバッファタンク容器３１外へ排出することができるようになっている。

次に、制御部９の構成と機能とについて説明する。図５は、制御部９の構成や液処理装置１０の各機器との関係を説明するためのブロック図である。制御部９は、本実施の形態に係る液処理装置１０を含む塗布・現像装置全体を統括制御する機能を備えたコンピュータとして構成されている。制御部９は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）９１と、プログラム格納部９２とを有している。

本実施の形態に係る機能に関して、プログラム格納部９２は、供給ユニット１０ｂ内の各機器やサックバックバルブ８５ａ等を動作させてウエハＷにレジスト液を供給する動作を実行するためのステップ群を備えたコンピュータプログラム（「レジスト液供給管理プログラム」と示してある）を格納する役割を果たす。なお、プログラム格納部９２は、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリーカード等の記憶手段により構成されている。

また制御部９は、残量液面センサ４ａ、処理液エンプティセンサ４ｂや加圧部５、切り替えバルブ２１、サックバックバルブ８５ａと接続されており、夫々のセンサ４ａ、４ｂよりレジスト液液面の検知信号を取得し、液面の検知された液位（即ち貯留部３７ａ内のレジスト液の液量）に応じて加圧部５、切り替えバルブ２１、エアオペレーティドバルブ８５ｂ、サックバックバルブ８５ａを作動させ、レジスト液の供給元を供給タンク２からバッファタンク３へと切り替えたり、レジスト液の供給を停止したりすることができるようになっている。

また、制御部９には表示部９３が接続されており、表示部９３は各センサ４ａ、４ｂの検知結果に応じてユーザに各種の案内表示をする役割を果たす。

次に、本実施の形態の作用について説明する。図６は、レジスト液の残量に応じたバッファタンク３内部の様子を表した模式図である。図中、斜線で塗りつぶされた部分はレジスト液で満たされていることを示している。また、図中の実線の矢印はレジスト液の流れを示し、破線の矢印はレジスト液に含まれる気泡の流れを示している。

初めに、図１に示した供給タンク２よりレジスト液が供給される通常の運転状態について説明する。供給タンク２より送液されたレジスト液は、図６（ａ）に示すように導入ポート部３３を通って導入口３３ａよりフィルタ格納部３７ｂ底部に導入され、導入口３３ａの出口に実線の矢印で示したようにフィルタ３８ａ内に均等に分散される。このとき、第１の貯留領域である貯留部３７ａはレジスト液で満たされており、１ロット分のウエハＷを処理する期間中に消費される量に相当するレジスト液が貯留されている。なお、最初の送液時は、ベントバルブ３４ａ、３５ａを開いてから送液を行い、１次ベントポート部３４、２次ベントポート部３５からレジスト液が出たらベントバルブ３４ａ、３５ａを閉じる。

バッファタンク容器３１内に供給されたレジスト液は、図６（ａ）に示すようにフィルタ３８ａを通って、不純物、異物や気泡の除去された状態で第２の貯留領域である気液分離部３７ｃに流入する。ここで、フィルタ３８ａを透過できなかった気泡は、貯留部３７ａに示した破線の矢印のように貯留部３７ａ内を上昇する。そして、随時図１に示したベントバルブ３５ａを開くことにより、貯留部３７ａの天井部に溜まった気泡を含むレジスト液はバッファタンク容器３１の外に排出される。

一方で、気液分離部３７ｃに流入したレジスト液は、仕切り壁３９ｃに沿って上昇し、仕切り壁３９ｃの上端を越えて下降流となってから供給ポート部３６の延伸された供給ポート通液口に流入する。気液分離部３７ｃにこのような流れを形成することによって、レジスト液に含まれる気泡の一部がフィルタ３８ａを透過した場合であっても、気泡を含むレジスト液の供給ポート部３６への流入を妨げることができる。そして、図６（ａ）の気液分離部３７ｃに破線の矢印で示したように、気泡はレジスト液から分かれて上昇し、天井部へ溜まった後２次ベントポート部３５より随時排出される。

次いで、供給タンク２より供給可能なレジスト液がなくなった場合について説明する。供給タンク２内のレジスト液がなくなると、加圧部５より供給されたガスはレジスト液の供給経路を通って導入ポート部３３よりバッファタンク容器３１内に供給される。そして、このガスの圧力により貯留部３７ａに貯留されていたレジスト液を押し出して液処理ユニット１０ａへのレジスト液の供給を継続する。

貯留部３７ａ内のレジスト液の消費開始に伴って貯留部３７ａに液面を生じ、図６（ｂ）に示すようにこの液面の位置が「ＬＬ」の位置に達すると残量液面センサ４ａにて検知される。この検知結果に基づいて、液処理装置１０は供給タンク２の液切れをアラームとして報知する画面を表示部９３に表示すると共に、切り替えバルブ２１を切り替えて加圧部５よりバッファタンク３へ直接ガスを供給し、液切れとなった供給タンク２を取り替え可能な状態とする。

そして、オペレータにより供給タンク２が取り替えられるまでの期間中、貯留部３７ａに貯留されているレジスト液を使用して液処理装置１０の運転を継続する。供給タンク２を取り替えずにそのまま運転を継続すると、図６（ｃ）に示すようにレジスト液の液面の位置が「ＥＬ」の位置に到達し、この液面を処理液エンプティセンサ４ｂにて検知する。液処理装置１０はこの検知結果に基づいて加圧部５からのガスの供給を停止し、エアオペレーティドバルブ８５ｂ、サックバックバルブ８５ａを作動させて供給ユニット１０ｂから液処理ユニット１０ａへのレジスト液の供給を停止する。

本実施の形態によれば以下のような効果がある。供給タンク２より送液されたレジスト液から不純物、異物や気泡を除去するためのフィルタ３８ａをバッファタンク３内に備えているので、図１３に示したように残量検出タンク１０２とフィルタ１０３とを別々の機器で構成していた従来の装置構成と比較して、配管や継手によるタンクやフィルタの接続が無くなり、配管作業の容易化や液処理装置１０に組み込む機器のコンパクト化に貢献することができる。この結果、作業性が向上すると共に液処理装置１０の省スペース化や装置コストの低減に資することができる。更に、フィルタ３８ａの２次側にフィルタ３８ａを透過した気泡を、処理液と気泡との比重差により分離する気液分離部３７ｃや分離された気泡を排出するための２次ベントポート部３５を設けることにより、従来装置に設けられていた２次トラップ１０４（図１３参照）の設置が不要となり、省スペースや装置コスト低減に一層貢献できる。

また、従来３つの機器に分かれていた機能を１つのバッファタンク３に統合することにより配管と機器とを接続する継手部の数を減らせるので、継手部からの液漏れ発生の危険性を小さくできる。また、従来は各機器に取り付けられ合計３つあった気泡を排出するためのベントの数を２つに減らすことができるので、ベントから気泡と共に排出されてしまうレジスト液の量を減らすことが可能となりコストの削減に貢献する。

更に、配管との継手部をバッファタンク容器３１の外部上面に備えているので、液処理装置１０に脱着する際の操作性もよく、このような継手部を下面側に備える場合と比べて取り外したときの液だれも少ない。

また、液処理装置１０はバッファタンク３内に貯留されている液容量を検知するためのセンサ４ａ、４ｂを備えているのでこの検知結果を利用して供給タンク２の液切れを報知したり、レジスト液の供給を停止したりすることが可能となる。

なお、本発明に適用可能な液量センサは実施の形態に示したものに限られず、例えばレジスト液の液面位置を検知するための各センサ４ａ、４ｂはバッファタンク容器３１の側部に直接取り付けられていてもよい。また、これらのセンサ４ａ、４ｂのタイプも電極間の静電容量変化を検知するタイプのものや、バッファタンク内にプローブを差し込んで液面位置を検知するタイプのもの等でもよい。

また図７に示すように、筒状体の上部側（隔壁部３９ａ）を格納する上部容器３１ａと、フィルタ３８ａを含む下部容器３１ｂとにバッファタンク容器３１全体を上下に分割し、これらのうち上部容器３１ａ側は繰り返し使用するリサイクル使用部３ａとし、下部容器３１ｂ側は使用後に取り外して廃棄する使い捨て（ディスポーザブル）部３ｂとするように構成してもよい。ここで上部容器３１ａと下部容器３１ｂとの連結は、例えば導入ポート３３から導入口３３ａへ延伸されたレジスト液の流路の途中（導入流路連結部５１ａ、５１ｂ）、貯留部３７ａとフィルタ格納部３７ｂとの境界部（外筒連結部５２ａ〜５３ａ、５２ｂ〜５３ｂ）及び、隔壁部３９ａと通流部３９ｂとの境界部（内筒連結部５４ａ、５４ｂ）にて行われている。

図８に示す斜視図は、これら連結部５１ａ〜５４ａ、５１ｂ〜５４ｂの外観構成を示しており、上部容器３１ａについてはその底面が上向きとなるように上下を反転させた状態で示してある。図８に示すように上部容器３１ａの連結部５１ａ〜５４ａは、当該容器３１ａ底面に対して垂直となるように、４つの円管を列設した構成となっており、下部容器３１ｂ側の連結部５１ｂ〜５４ｂについても同様の構成となっている。なお図７、図８においては、内筒連結部５４ａ、５４ｂを挟んで左右に２つの外筒連結部５２ａ〜５３ａ、５２ｂ〜５３ｂを設けた例を示したが、例えば内筒連結部５４ａ、５４ｂを中心として周方向に沿って３つ以上の外筒連結部を設けてもよい。

これらの連結部５１ａ〜５４ａ、５４ｂ〜５４ｂのうち、例えば導入路連結部５１ａ、５１ｂに着目すると、上部側（上部容器３１ａ側）の導入路連結部５１ａの下端部内周面は、下部側（下部容器３１ｂ側）の導入路連結部５１ｂの外周面よりも大口径となっていて、上部側の連結部５１ａ内に、下部側の連結部５１ｂを嵌入させることができる。また他の外筒連結部５２ａ〜５３ａ、５２ｂ〜５３ｂ及び、内筒連結部５４ａ、５４ｂについても、上述の導入路連結部５１ａ、５１ｂの場合と同様に下部側の連結部５２ｂ〜５４ｂを上部側の連結部５２ａ〜５４ａに嵌入可能な構成となっている。なお図示の便宜上、図７においては、上部側の連結部５１ａ〜５４ａの管径と下部側の各連結部５１ｂ〜５４ｂの管径とを同じ径で示してある。

そしてこれらの連結部５１ａ〜５４ａ、５１ｂ〜５４ｂ（以下これらをまとめて「５０ａ、５０ｂ」の符号を付す）の例えば下部側の連結部５０ｂにはＯリング５５が装着されており、図９（ａ）に示すように上部側の連結部５０ａと、この内部に嵌入された下部側の連結部５０ｂとの間を密閉して、処理液の漏れを防ぐ構造となっている。

また、連結部５０ａ、５０ｂの構成の変形例として、図８（ｂ）に示すように、上部側の連結部５０ａの管径と下部側の連結部５０ｂの管径とをほぼ等しく構成すると共に、連結部５０ａの下面と５０ｂの上面とに夫々溝部５０１ａ、５０１ｂを形成してもよい。この場合には、これらの溝部５０１ａ、５０１ｂ内に面当てＯリング５６を嵌め込んだ後、図２、図３に示した天板４３、底板４２により上部容器３１ａと下部容器３１ｂとを互いに押圧することにより、これらの連結部５０ａ、５０ｂが密着固定される。なお図９（ｂ）においては、溝部５０１ａ、５０１ｂを図示する便宜上、右側の連結部５０ａ、５０ｂにのみ面当てＯリング５６を記載した。

上述のバッファタンク３を交換する際には、例えばバッファタンク３全体を固定ユニット４０から取り外した後、これをリサイクル使用部３ａと使い捨て部３ｂとに分解し、リサイクル使用部３ａは洗浄して再使用する一方で、使い捨て部３ｂは新たなものと交換する。このとき、複数のリサイクル使用部３ａを用意しておくことにより、取り外したリサイクル使用部３ａの洗浄や乾燥の完了を待たずにバッファタンク３を固定ユニット４０に装着することができる。当該実施の形態によれば、バッファタンク容器３１が一体となっている場合と比較して使い捨てになる部品が少なく、コスト低減、省資源に貢献する。更に、リサイクル使用部３ａ、使い捨て部３ｂ夫々の内部構造は、これらが一体となっている場合に比べて簡素であるため、製造工程の簡素化や製造コストの低減につながる。

また、バッファタンク３内の構成も実施の形態に例示したものに限定されず、例えば図１０に示すようにフィルタ３８ａ等を取り込む第２の隔壁部３９ｄを設け、この第２の隔壁部３９ｄとバッファタンク容器３１との間に形成される空間を、貯留部３７ａをなす第１の貯留領域とするように構成してもよい。このような構成により貯留部３７ａの容量を増やすことが可能となり、バッファタンク３よりレジスト液を供給可能な期間を長くして供給タンク２を取り替えるまでの時間に余裕を持たせることができる。なおこの場合には、従来の１次ベントポート３４ａに加えて、隔壁部３９ａと第２の隔壁部３９ｄとの間の天井部に溜まった気泡を排出するための第２の１次ベントポート部３４ｂを設けるように構成するとよい。

また、実施の形態においては、ウエハＷにレジスト液を塗布する塗布装置に本発明を適用した液処理装置１０について説明したが、ウエハＷに塗布する処理液は例えば反射防止膜を形成するための処理液でもよいし、ウエハＷ上に層間絶縁膜を形成するための前駆体となる処理液、例えばＳＯＤ（Spin-on-Dielectric）処理液やＳＯＧ（Spin-on-Glass）処理液でもよい。この他、当該液処理装置１０は露光後の基板に対して現像を行う現像装置にも適用することができる。

次に塗布、現像装置に上述した液処理装置１０を適用した一例について簡単に説明する。図１１は塗布、現像装置に露光装置が接続されたシステムの平面図であり、図１２は同システムの斜視図である。図中Ｓ１はキャリアブロックであり、ウエハＷが例えば１３枚密閉収納されたキャリアＣ１を搬入出するための載置部１２１を備えたキャリアステーション１２０と、このキャリアステーション１２０から見て前方の壁面に設けられる開閉部１２２と、開閉部１２２を介してキャリアＣ１からウエハＷを取り出すためのトランスファーアームＣとが設けられている。

キャリアブロックＳ１の奥側には筐体１２４にて周囲を囲まれる処理ブロックＳ２が接続されており、処理ブロックＳ２には手前側から順に加熱・冷却系のユニットを多段化した棚ユニットＰ１、Ｐ２、Ｐ３及び液処理ユニットＰ４、Ｐ５と、搬送手段（メインアーム）１８、１９とが交互に設けられている。搬送手段１８、１９はこれら各ユニット間のウエハＷの受け渡しを行う役割を果たす。搬送手段１８、１９は、キャリアブロックＳ１から見て前後方向に配置される棚ユニットＰ１、Ｐ２、Ｐ３の一面側と、右側の液処理ユニットＰ４、Ｐ５側の一面側と、左側の一面側をなす背面部とで構成される区画壁により囲まれる空間１２３内に置かれている。ここで、液処理ユニットＰ４、Ｐ５は、既述の本実施の形態に示した液処理ユニット１０ａと略同様に構成されている。

棚ユニットＰ１、Ｐ２、Ｐ３は、液処理ユニットＰ４、Ｐ５にて行われる処理の前処理及び後処理を行うための各種ユニットを複数段積層した構成とされている。積層された各種ユニットにはウエハＷを加熱(ベーク)する複数の加熱ユニット(ＰＡＢ)や、ウエハＷを冷却する冷却ユニット等が含まれる。

また液処理ユニットＰ４、Ｐ５は、レジスト液や現像液等の薬液収納部の上に下部反射防止膜塗布ユニット１３３、レジスト塗布ユニット１３４、ウエハＷに現像液を供給して現像処理する現像ユニット１３１等を複数段、例えば５段に積層して構成されている。ここで、上述した薬液収納部には実施の形態に示した供給ユニット１０ｂを複数収めており、各液処理ユニットＰ４、Ｐ５は夫々の供給ユニット１０ｂと接続されている。

インターフェイスブロックＳ３は、処理ブロックＳ２と露光装置Ｓ４との間に前後に設けられる第１の搬送室３Ａ及び第２の搬送室３Ｂにより構成されており、夫々に昇降自在、鉛直軸回りに回転自在かつ進退自在なウエハ搬送機構１３１Ａ、１３１Ｂを備えている。

第１の搬送室３Ａには、棚ユニットＰ６及びバッファカセットＣＯが設けられている。棚ユニットＰ６にはウエハ搬送機構１３１Ａとウエハ搬送機構１３１Ｂとの間でウエハＷの受け渡しを行うための受け渡しステージ（ＴＲＳ）、露光処理を行ったウエハＷを加熱処理する加熱ユニット（ＰＥＢ）及び冷却プレートを有する高精度温調ユニット等が上下に積層された構成となっている。

続いて、この塗布、現像装置におけるウエハＷの流れについて説明する。先ず外部からウエハＷの収納されたキャリアＣ１がキャリアブロックＳ１に搬入されると、ウエハＷは、トランスファーアームＣ→棚ユニットＰ１の受け渡しユニット（ＴＲＳ）→搬送手段１８→下部反射防止膜形成ユニット（ＢＡＲＣ）１３３→搬送手段１８（１９）→加熱ユニット→搬送手段１８（１９）→冷却ユニット→疎水化処理ユニット→搬送手段１８（１９）→冷却ユニット→搬送手段１８（１９）→レジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）１３４→搬送手段１８（１９）→加熱ユニット→搬送手段１８（１９）→冷却ユニット→搬送手段１９→棚ユニットＰ３の受け渡しユニット（ＴＲＳ）→ウエハ搬送機構１３１Ａ→棚ユニットＰ６の受け渡しユニット（ＴＲＳ）→ウエハ搬送機構１３１Ｂ→露光装置Ｓ４の順に搬送される。

露光処理を受けたウエハＷは、ウエハ搬送機構１３１Ｂ→棚ユニットＰ６の受け渡しステージ（ＴＲＳ）→ウエハ搬送機構１３１Ａ→棚ユニットＰ６の加熱ユニット→ウエハ搬送機構１３１Ａ→棚ユニットＰ６の温調ユニット→ウエハ搬送機構１３１Ａ→棚ユニットＰ３の受け渡しステージ（ＴＲＳ）→搬送手段１９→現像ユニット１３１→搬送手段１８→棚ユニットＰ１の受け渡しユニット（ＴＲＳ）→トランスファーアームＣの順で搬送され、キャリアＣ１に戻されて塗布、現像処理が完了する。

実施の形態に係る液処理装置の構成図である。 実施の形態に係るバッファタンク及びその固定ユニットの斜視図である。 上記バッファタンクを固定ユニットに固定した状態における斜視図である。 上記バッファタンクの内部構造を示す縦断面図及び横断面図である。 上記液処理装置の電気的構成を示すブロック図である。 上記バッファタンクの作用を説明するための説明図である。 上記バッファタンクの変形例を示す縦断面図である。 上記変形例における上部容器及び下部容器の連結部の外観構成を示す斜視図である。 上記連結部の構成例を示す縦断面図である。 バッファタンクの他の実施の形態を示す縦断面図である。 本発明に係る塗布ユニットが適用される塗布、現像装置の平面図である。 上記塗布、現像装置の斜視図である。 液処理装置の従来例を示す構成図である。

符号の説明

Ｗ ウエハ
２ 供給タンク
３ バッファタンク
３ａ リサイクル使用部
３ｂ 使い捨て（ディスポーザブル）部
４ａ 残量液面センサ
４ｂ 処理液エンプティセンサ
５ 加圧部
９ 制御部
１０ 液処理装置
１０ａ 液処理ユニット
１０ｂ 供給ユニット
２１ 切り替えバルブ
３１ バッファタンク容器
３１ａ 上部容器
３１ｂ 下部容器
３３ 導入ポート部
３３ａ 導入口
３４、３４ａ
１次ベントポート部
３４ｂ 第２の１次ベントポート部
３４ａ ベントバルブ
３５ ２次ベントポート部
３５ａ ベントバルブ
３６ 供給ポート部
３７ａ 貯留部
３７ｂ フィルタ格納部
３７ｃ 気液分離部
３８ａ フィルタ
３８ｂ フィルタコア
３９ａ 隔壁部
３９ｂ 通流部
３９ｃ 仕切り壁
３９ｄ 第２の隔壁部
４０ 固定ユニット
４１ 側板
４２ 底板
４３ 天板
４４ 導入配管
４５ １次ベント配管
４６ ２次ベント配管
４７ 供給配管
４８ａ 第２の固定部材
４８ｂ ヒンジ
４９ 固定棒
４９ａ 第１の固定部材
４９ｂ 蝶ナット
５０ａ、５０ｂ
連結部
５１ａ、５１ｂ
導入流路連結部
５２ａ〜５３ａ、５２ｂ〜５３ｂ
外筒連結部
５４ａ、５４ｂ
内筒連結部
６１ スピンチャック
６３ 駆動機構
７０ カップ体
７１ 排出口
８１ 供給ノズル
８５ａ サックバックバルブ
８５ｂ エアオペレーティドバルブ
９１ 中央演算処理装置（ＣＰＵ）
９２ プログラム格納部
９３ 表示部
５０１ａ、５０１ｂ
溝部

Claims (11)

1. 基板の表面に供給ノズルから処理液を供給して所定の液処理を行う液処理装置に用いられ、処理液の供給タンクと供給ノズルとの間の処理液の流路に備えられるバッファタンクにおいて、
   前記供給タンクからの処理液をバッファタンク本体内に導入するための導入ポート部と、
   前記バッファタンク本体内を、前記導入ポートから導入された処理液を貯留するための第１の貯留領域と、第２の貯留領域と、に仕切り、その底面がバッファタンク本体の底面よりも上方に位置する筒状体からなる仕切り部材と、
   前記導入ポート部と接続され、前記筒状体の底面の下方側に処理液を導入する流路と、
   前記第１の貯留領域に溜まった気泡を排出するための第１のベントポート部と、
   前記筒状体の下部側を構成すると共に、前記第１の貯留領域から第２の貯留領域へ処理液が通過する通路を形成し、当該処理液をろ過するためのフィルタと、
   このフィルタにてろ過された処理液を供給ノズル側に供給するための供給ポート部と、を備え、
   前記バッファタンク本体は、前記筒状体の上部側を格納する上部容器と、当該筒状体の下部側のフィルタを格納する下部容器と、から構成され、これら上部容器と下部容器とは互いに着脱自在に連結されていることを特徴とするバッファタンク。
2. 処理液と気泡との比重差を利用して、前記フィルタを透過した気泡を処理液から分離する気液分離部と、この気液分離部に溜まった気泡を排出するための第２のベントポート部と、を前記第２の貯留領域に更に備えたことを特徴とする請求項１に記載のバッファタンク。
3. 前記第２の貯留領域において、前記フィルタに臨む領域と供給ポート部の通液口に臨む領域との間を仕切る仕切り壁が設けられ、フィルタを通過した処理液が仕切り壁の上端を越えて前記供給ポート部の通液口に流入するように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のバッファタンク。
4. 前記導入ポート部及び供給ポート部は、前記バッファタンク本体の上面に設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載のバッファタンク。
5. 請求項１ないし４のいずれか一つに記載のバッファタンクと、前記供給タンク内が空になったことを知らせるために第１の貯留領域の液面レベルを検知する第１の検知手段を備えたことを特徴とする中間貯留装置。
6. 前記第１の検知手段は、前記バッファタンクの側部で着脱自在に設けられることを特徴とする請求項５記載の中間貯留装置。
7. 請求項１ないし４のいずれか一つに記載のバッファタンクと、前記第１の貯留領域におけるフィルタよりも上方位置の液面レベルであって、前記供給ノズルへの処理液の供給を停止するための下限液面レベルを検知する第２の検知手段を備えたことを特徴とする中間貯留装置。
8. 前記第２の検知手段は、前記バッファタンクの側部で着脱自在に設けられることを特徴とする請求項７記載の中間貯留装置。
9. その上面に導入ポート部及び供給ポート部が設けられたバッファタンクを固定すると共に、前記導入ポート部及び供給ポート部に夫々ワンタッチで着脱される継手部を備えた固定ユニットを設けたことを特徴とする請求項５ないし８のいずれか一つに記載の中間貯留装置。
10. 前記供給タンク内が空になったことを知らせるために第１の貯留領域の液面レベルを検知する第１の検知手段と前記供給ノズルへの処理液の供給を停止するための下限液面レベルを検知する第２の検知手段とを前記固定ユニットに設けたことを特徴とする請求項９記載の中間貯留装置。
11. 基板保持部に略水平に保持された基板の表面に、供給ノズルから処理液を供給して、基板の表面を液処理する液処理装置において、
    処理液を供給する供給タンクと、
    この供給タンクから供給ノズルへと供給される処理液の供給経路の途中に設けられた請求項５ないし１０のいずれか一つに記載の中間貯留装置と、を備えたことを特徴とする液処理装置。

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