JP6905902B2 - 処理液供給装置 - Google Patents

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Description

本発明は、被処理体にレジスト液等の処理液を吐出する処理液吐出部に上記処理液を供給する処理液供給装置に関する。
半導体デバイス等の製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程では、半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という）等の被処理体上に反射防止膜やレジスト膜などの塗布膜を形成したり、露光後のレジスト膜を現像したりするために、レジスト液や現像液等の処理液が用いられる。
この処理液中には異物（パーティクル）が含まれていることがある。そのため、処理液供給装置にはフィルタが配設され、当該フィルタによってパーティクルの除去が行われている（特許文献１参照）。
また、処理液供給装置は、処理液塗布ノズルに処理液を送出する送出ポンプを備える。さらに、送出ポンプを駆動させる駆動動作と処理液塗布ノズルからの吐出動作には遅れがあるため、処理液塗布ノズルからの処理液の吐出タイミングの調節および処理液塗布ノズルにおける液切れ性向上を目的として、ディスペンスバルブが、送出ポンプの下流に設けられている（特許文献１参照）。
例えば、特許文献１の処理液供給装置では、上記ディスペンスバルブとして、開閉バルブとサックバックバルブとが隣接配置されたものが用いられている。なお、特許文献１の処理液供給装置では、ディスペンスバルブが下流に設けられた送出ポンプにフィルタが一体に設けられており、言い換えると、ディスペンスバルブがフィルタの下流に設けられている。
特開平１１−２０４４１６号公報
ところで、ディスペンスバルブに含まれる開閉バルブは、高い清浄度が確保されているものの、処理液の流路を開閉する構造を採用しているため、微細な異物が発生することがある。例えば、開閉バルブでは、流路を開閉する開閉部材と流路との接触面において上述の微細な異物が発生することがある。開閉バルブで生じた異物は、特許文献１のように当該開閉バルブがフィルタの下流に設けられている構成では、フィルタで取り除くことができないため、半導体デバイスの微細化がさらに進んだ場合に問題となることがある。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、より異物の少ない処理液を供給することができる処理液供給装置を提供することをその目的とする。
前記の目的を達成するため、本発明は、処理液中の異物を除去するフィルタと処理液を送出するチューブフラムポンプとが配設された供給経路を介して、処理液吐出部に処理液を供給する処理液供給装置であって、前記供給経路は、前記チューブフラムポンプおよび前記フィルタの上流側に開閉バルブが配設され、前記チューブフラムポンプおよび前記フィルタの下流側にサックバックバルブが配設され、当該処理液供給装置は、少なくとも前記チューブフラムポンプと前記開閉バルブと前記サックバックバルブとを制御する制御部を備え、該制御部は、前記チューブフラムポンプからの処理液の送出を停止させる制御と、前記サックバックバルブの作動により前記処理液吐出部からの処理液の吐出を中断させた後に、前記開閉バルブを閉止することで前記吐出を停止させる制御とを行う、ことを特徴としている。
本発明によれば、開閉バルブがフィルタの上流側に設けられているため、開閉バルブで発生した異物はフィルタにおいて捕集することができる。また、サックバックバルブの作動により処理液吐出部からの処理液の吐出を停止させた後に、開閉バルブを閉止することで処理液の流れが止まるよう制御するため、処理液吐出部における液切れ性が良い。
前記制御部は、処理液の吐出を停止させているときの前記処理液吐出部における処理液の液面を所定の位置に保持するための液面保持制御を行ってもよい。
前記制御部は、前記液面保持制御において、前記チューブフラムポンプが当該チューブフラムポンプより下流側の前記供給経路内の処理液を吸液するよう当該チューブフラムポンプを制御してもよい。
前記供給経路は、処理液を一時的に貯留する別のチューブフラムポンプが前記開閉バルブの上流側に配設され、前記制御部は、前記液面保持制御において、前記別のチューブフラムポンプが当該別のチューブフラムポンプより下流側の前記供給経路内の処理液を吸液するよう当該別のチューブフラムポンプを制御してもよい。
前記供給経路は、前記チューブフラムポンプおよび前記フィルタの下流側に別のサックバックバルブが配設され、前記制御部は、前記液面保持制御において、前記別のサックバックバルブが作動するよう当該別のサックバックバルブを制御してもよい。
前記チューブフラムポンプは、処理液を貯留する貯留室と、該貯留室内の圧力を調整するための作動液が充填された作動液充填室と、を備え、当該処理液供給装置は、前記作動液の温度を調節する温度調節機構を備え、前記制御部は、前記温度調節機構を制御して、前記作動液を温度調節することにより、前記貯留室内の処理液の温度を制御してもよい。
前記チューブフラムポンプは、前記作動液に加える圧力を調整するための駆動部を備え、前記処理液供給装置は、前記駆動部の熱から前記作動液充填室を断熱する断熱部材を備えてもよい。
別な観点による本発明は、上記処理液供給装置を備える基板処理システムであって、前記処理液供給装置から供給された処理液を前記処理液吐出部を介して被処理体上に塗布する塗布処理装置と、該塗布処理装置を収容する筐体と、を備え、該筐体内に、前記処理液供給装置の前記チューブフラムポンプから下流側の部分が配設されていることを特徴としている。
前記チューブフラムポンプから下流側の前記供給経路内の処理液の温度を調節する別の温度調節機構を備えてもよい。
前記筐体内は、所定の温度に調節されていてもよい。
本発明によれば、より異物の少ない処理液を供給することができる。
本発明の実施の形態に係る基板処理システムの構成の概略を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る基板処理システムの構成の概略を示す正面図である。 本発明の実施の形態に係る基板処理システムの構成の概略を示す背面図である。 レジスト塗布装置の構成の概略を示す縦断面図である。 レジスト塗布装置の構成の概略を示す横断面図である。 第１の実施形態に係るレジスト液供給装置の構成の概略を示す説明図である。 サックバックバルブの構成を簡略化して示す断面図である。 第１の実施形態に係るレジスト液供給装置によるレジスト液供給処理について説明する。 第２の実施形態に係るレジスト液供給装置の要部を示す図である。 第３の実施形態に係るレジスト液供給装置の構成の概略を示す説明図である。 第３の実施形態に係るレジスト液供給装置におけるポンプの周囲の構造を模式的に示す図である。
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
（第１の実施形態）
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る処理液供給装置としてのレジスト液供給装置を搭載した基板処理システム１の構成の概略を示す説明図である。図２および図３は、各々基板処理システム１の内部構成の概略を模式的に示す、正面図と背面図である。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
基板処理システム１は、図１に示すように複数枚のウェハＷを収容したカセットＣが搬入出されるカセットステーション１０と、ウェハＷに所定の処理を施す複数の各種処理装置を備えた処理ステーション１１と、処理ステーション１１に隣接する露光装置１２との間でウェハＷの受け渡しを行うインターフェイスステーション１３とを一体に接続した構成を有している。
カセットステーション１０には、カセット載置台２０が設けられている。カセット載置台２０には、基板処理システム１の外部に対してカセットＣを搬入出する際に、カセットＣを載置するカセット載置板２１が複数設けられている。
カセットステーション１０には、図１に示すようにＸ方向に延びる搬送路２２上を移動自在なウェハ搬送装置２３が設けられている。ウェハ搬送装置２３は、上下方向および鉛直軸周り（θ方向）にも移動自在であり、各カセット載置板２１上のカセットＣと、後述する処理ステーション１１の第３のブロックＧ３の受け渡し装置との間でウェハＷを搬送できる。
処理ステーション１１には、各種装置を備えた複数例えば４つのブロックＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４が設けられている。例えば処理ステーション１１の正面側（図１のＸ方向負方向側）には、第１のブロックＧ１が設けられ、処理ステーション１１の背面側（図１のＸ方向正方向側）には、第２のブロックＧ２が設けられている。また、処理ステーション１１のカセットステーション１０側（図１のＹ方向負方向側）には、第３のブロックＧ３が設けられ、処理ステーション１１のインターフェイスステーション１３側（図１のＹ方向正方向側）には、第４のブロックＧ４が設けられている。
例えば第１のブロックＧ１には、図２に示すように複数の塗布処理装置、例えばウェハＷを現像処理する現像処理装置３０、ウェハＷのレジスト膜の下層に反射防止膜（以下「下部反射防止膜」という）を形成する下部反射防止膜形成装置３１、ウェハＷにレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布装置３２、ウェハＷのレジスト膜の上層に反射防止膜（以下「上部反射防止膜」という）を形成する上部反射防止膜形成装置３３が下からこの順に配置されている。
例えば現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト塗布装置３２、上部反射防止膜形成装置３３は、それぞれ水平方向に３つ並べて配置されている。なお、これら現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト塗布装置３２、上部反射防止膜形成装置３３の数や配置は、任意に選択できる。
これら現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト塗布装置３２、上部反射防止膜形成装置３３といった塗布処理装置では、例えばウェハＷ上に所定の処理液を塗布するスピンコーティングが行われる。スピンコーティングでは、例えば塗布ノズルからウェハＷ上に処理液を吐出すると共に、ウェハＷを回転させて、処理液をウェハＷの表面に拡散させる。
例えば第２のブロックＧ２には、図３に示すようにウェハＷの加熱や冷却といった熱処理を行う熱処理装置４０や、レジスト液とウェハＷとの定着性を高めるためのアドヒージョン装置４１、ウェハＷの外周部を露光する周辺露光装置４２が上下方向と水平方向に並べて設けられている。これら熱処理装置４０、アドヒージョン装置４１、周辺露光装置４２の数や配置についても、任意に選択できる。
例えば第３のブロックＧ３には、複数の受け渡し装置５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６が下から順に設けられている。また、第４のブロックＧ４には、複数の受け渡し装置６０、６１、６２が下から順に設けられている。
図１に示すように第１のブロックＧ１〜第４のブロックＧ４に囲まれた領域には、ウェハ搬送領域Ｄが形成されている。ウェハ搬送領域Ｄには、例えばＹ方向、Ｘ方向、θ方向および上下方向に移動自在な搬送アーム７０ａを有する、ウェハ搬送装置７０が複数配置されている。ウェハ搬送装置７０は、ウェハ搬送領域Ｄ内を移動し、周囲の第１のブロックＧ１、第２のブロックＧ２、第３のブロックＧ３および第４のブロックＧ４内の所定の装置にウェハＷを搬送できる。
また、ウェハ搬送領域Ｄには、第３のブロックＧ３と第４のブロックＧ４との間で直線的にウェハＷを搬送するシャトル搬送装置８０が設けられている。
シャトル搬送装置８０は、例えば図３のＹ方向に直線的に移動自在になっている。シャトル搬送装置８０は、ウェハＷを支持した状態でＹ方向に移動し、第３のブロックＧ３の受け渡し装置５２と第４のブロックＧ４の受け渡し装置６２との間でウェハＷを搬送できる。
図１に示すように第３のブロックＧ３のＸ方向正方向側の隣には、ウェハ搬送装置１００が設けられている。ウェハ搬送装置１００は、例えばＸ方向、θ方向および上下方向に移動自在な搬送アーム１００ａを有している。ウェハ搬送装置１００は、ウェハＷを支持した状態で上下に移動して、第３のブロックＧ３内の各受け渡し装置にウェハＷを搬送できる。
インターフェイスステーション１３には、ウェハ搬送装置１１０と受け渡し装置１１１が設けられている。ウェハ搬送装置１１０は、例えばＹ方向、θ方向および上下方向に移動自在な搬送アーム１１０ａを有している。ウェハ搬送装置１１０は、例えば搬送アーム１１０ａにウェハＷを支持して、第４のブロックＧ４内の各受け渡し装置、受け渡し装置１１１および露光装置１２との間でウェハＷを搬送できる。
以上の基板処理システム１には、図１に示すように制御部Ｕが設けられている。制御部Ｕは、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、基板処理システム１におけるウェハＷの処理を制御するプログラムが格納されている。なお、前記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御部Ｕにインストールされたものであってもよい。
＜ウェハ処理＞
次に、以上のように構成された基板処理システム１を用いて行われるウェハ処理について説明する。
先ず、複数のウェハＷを収納したカセットＣが、基板処理システム１のカセットステーション１０に搬入され、カセット載置板２１に載置される。その後、ウェハ搬送装置２３によりカセットＣ内の各ウェハＷが順次取り出され、処理ステーション１１の第３のブロックＧ３の受け渡し装置５３に搬送される。
次に、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され温度調節処理される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって例えば第１のブロックＧ１の下部反射防止膜形成装置３１に搬送され、ウェハＷ上に下部反射防止膜が形成される。その後、ウェハＷは、第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され、加熱処理が行われる。その後、ウェハＷは、第３のブロックＧ３の受け渡し装置５３に戻される。
次に、ウェハＷは、ウェハ搬送装置１００によって同じ第３のブロックＧ３の受け渡し装置５４に搬送される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２のアドヒージョン装置４１に搬送され、疎水化処理が行われる。
その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によってレジスト塗布装置３２に搬送され、ウェハＷ上にレジスト膜が形成される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって熱処理装置４０に搬送されて、プリベーク処理される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第３のブロックＧ３の受け渡し装置５５に搬送される。
次に、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって上部反射防止膜形成装置３３に搬送され、ウェハＷ上に上部反射防止膜が形成される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって熱処理装置４０に搬送されて、加熱され、温度調節される。その後、ウェハＷは、周辺露光装置４２に搬送され、周辺露光処理される。
その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第３のブロックＧ３の受け渡し装置５６に搬送される。
次に、ウェハＷは、ウェハ搬送装置１００によって受け渡し装置５２に搬送され、シャトル搬送装置８０によって第４のブロックＧ４の受け渡し装置６２に搬送される。その後、ウェハＷは、インターフェイスステーション１３のウェハ搬送装置１１０によって露光装置１２に搬送され、所定のパターンで露光処理される。
次に、ウェハＷは、ウェハ搬送装置１１０によって第４のブロックＧ４の受け渡し装置６０に搬送される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって熱処理装置４０に搬送され、露光後ベーク処理される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって現像処理装置３０に搬送され、現像される。現像終了後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって熱処理装置４０に搬送され、ポストベーク処理される。その後、ウェハＷはカセット載置板２１上のカセットＣに搬送され、一連のフォトリソグラフィー工程が完了する。
続いて、上述のレジスト塗布装置３２の構成について説明する。図４は、レジスト塗布装置３２の構成の概略を示す縦断面図であり、図５は、レジスト塗布装置３２の構成の概略を示す横断面図である。
レジスト塗布装置３２は、図４に示すように内部を閉鎖可能な処理容器１２０を有している。処理容器１２０の側面には、図５に示すようにウェハＷの搬入出口１２１が形成され、搬入出口１２１には、開閉シャッタ１２２が設けられている。
処理容器１２０内の中央部には、図４に示すようにウェハＷを保持して回転させるスピンチャック１３０が設けられている。スピンチャック１３０は、水平な上面を有し、当該上面には、例えばウェハＷを吸引する吸引口（図示せず）が設けられている。この吸引口からの吸引により、ウェハＷをスピンチャック１３０上に吸着保持できる。
スピンチャック１３０は、例えばモータなどを備えたチャック駆動機構１３１を有し、そのチャック駆動機構１３１により所定の速度に回転できる。また、チャック駆動機構１３１には、シリンダなどの昇降駆動源が設けられており、スピンチャック１３０は上下動可能である。
スピンチャック１３０の周囲には、ウェハＷから飛散又は落下する液体を受け止め、回収するカップ１３２が設けられている。カップ１３２の下面には、回収した液体を排出する排出管１３３と、カップ１３２内の雰囲気を排気する排気管１３４が接続されている。
図５に示すようにカップ１３２のＸ方向負方向（図５の下方向）側には、Ｙ方向（図５の左右方向）に沿って延伸するレール１４０が形成されている。レール１４０は、例えばカップ１３２のＹ方向負方向（図５の左方向）側の外方からＹ方向正方向（図５の右方向）側の外方まで形成されている。レール１４０には、アーム１４１が取り付けられている。
アーム１４１には、図４および図５に示すようにレジスト液を吐出する塗布ノズル１４２が支持されている。アーム１４１は、図５に示すノズル駆動部１４３により、レール１４０上を移動自在である。これにより、塗布ノズル１４２は、カップ１３２のＹ方向正方向側の外方に設置された待機部１４４からカップ１３２内のウェハＷの中心部上方まで移動でき、さらに当該ウェハＷの表面上をウェハＷの径方向に移動できる。また、アーム１４１は、ノズル駆動部１４３によって昇降自在であり、塗布ノズル１４２の高さを調節できる。塗布ノズル１４２は、図４に示すようにレジスト液を供給するレジスト液供給装置２００に接続されている。
次に、レジスト塗布装置３２内の処理液吐出部としての塗布ノズル１４２に対しレジスト液を供給するレジスト液供給装置２００の構成について説明する。図６は、レジスト液供給装置２００の構成の概略を示す説明図である。なお、レジスト液供給装置２００は、例えば後述のレジスト液供給源２０１からポンプ２０７までの部分が、不図示のケミカル室内に設けられている。ケミカル室とは、各種処理液を塗布処理装置に供給するためのものである。
レジスト液供給装置２００は、処理液としてのレジスト液を内部に貯留するレジスト液供給源（以下、供給源）２０１と、供給源２０１と塗布ノズル１４２とを接続する供給経路２０２とを備える。
供給経路２０２には、構造体として、上流側から順に、供給弁２０３、バッファタンク２０４、開閉バルブ２０５、フィルタ２０６、ポンプ２０７、サックバックバルブ２０８が配設されている。また、供給経路２０２において、供給源２０１と供給弁２０３との間、サックバックバルブ２０８と塗布ノズル１４２との間、および、各構造体間はそれぞれ供給管２０９により接続されている。
供給弁２０３は、供給源２０１とバッファタンク２０４とを接続する流路を開閉するものである。
バッファタンク２０４は、取り替え可能な供給源２０１から移送されたレジスト液を不図示の貯留室に一時的に貯留するものであり、例えばチューブフラムポンプから構成される。このバッファタンク２０４は、供給源２０１内のレジスト液が無くなった場合における供給源２０１の取り換え中にも、該バッファタンク２０４内に貯留されているレジスト液を塗布ノズル１４２に供給することができる。バッファタンク２０４の上部には、バッファタンク２０４内のレジスト液を排出する際に用いられるドレイン管２１０が設けられている。なお、ドレイン管２１０には不図示の排出弁が設けられている。
開閉バルブ２０５は、フィルタ２０６の上流側に設けられ、バッファタンク２０４とフィルタ２０６との間を接続する流路を開閉するものであり、例えばエアオペレートバルブ（Air Operated Valve）からなる。
フィルタ２０６は、レジスト液中の異物を捕集して除去するものである。フィルタ２０６の上部には、レジスト液中に発生した気体（気泡）を排気するドレイン管２１１が設けられている。
ポンプ２０７は、塗布ノズル１４２にレジスト液を送出するものであり、チューブフラムポンプからなる。ポンプ２０７が送出するレジスト液は、不図示の貯留室に貯留される。該貯留室は、供給源２０１と塗布ノズル１４２とを接続しレジスト液が充填される流路の一部を構成する。なお。ポンプ２０７とフィルタ２０６とを接続する供給管２０９には、圧力センサ２１２が設けられている。ポンプ２０７とフィルタ２０６とを接続する供給管２０９はポンプ２０７の貯留室と連通しており、圧力センサ２１２より上記供給管２０９の圧力すなわちポンプ２０７の貯留室内の圧力を測定することができる。
サックバックバルブ２０８は、ポンプ２０７と塗布ノズル１４２との間の流路に体積変動を起こさせるものである。塗布ノズル１４２からのレジスト液の吐出が行われているときにサックバックバルブ２０８を動作させることにより、塗布ノズル１４２からの上記吐出を中断させることができる。
図７は、サックバックバルブ２０８の構成を簡略化して示す断面図である。
図７のサックバックバルブ２０８は、供給源２０１と塗布ノズル１４２とを接続しレジスト液が充填されるレジスト液流路の一部を構成する流路２２０が設けられている。また、サックバックバルブ２０８は、図中上下方向に移動可能にロッド２２１が設けられている。ロッド２２１の下面２２１は、流路２２０に対して露出している。このサックバックバルブ２０８を動作させると、ロッド２２１が上昇し、流路２２０の体積が増加するように、サックバックバルブ２０８は構成されている。
図６の説明に戻る。
レジスト液供給装置２００において、供給弁２０３やバッファタンク２０４、開閉バルブ２０５、ポンプ２０７、サックバックバルブ２０８などは、前述の制御部Ｕによって制御される。また、圧力センサ２１２での測定結果は、制御部Ｕに出力される。
次に、図８を用いて、レジスト液供給装置２００によるレジスト液供給処理について説明する。図８は、レジスト液供給処理に含まれる吐出中断処理の説明図である。図８（Ａ）および図８（Ｃ）は、レジスト液の吐出中断前後のサックバックバルブ２０８の動きを示し、図８（Ｂ）および（Ｄ）は、上記吐出中断前後の塗布ノズル１４２からの吐出の様子を示す図である。
（バッファタンク２０４への補充）
レジスト液供給処理では、まず、制御部Ｕからの制御信号に基づいて、供給弁２０３を開状態とすると共に、バッファタンク２０４の貯留室を減圧し、これにより供給源２０１からバッファタンク２０４の貯留室内にレジスト液を供給し、補充する。
（ポンプ２０７への補充）
バッファタンク２０４の貯留室内に所定量のレジスト液が補充されると、供給弁２０３を閉状態とし、開閉バルブ２０５を開状態とする。それと共に、ポンプ２０７の貯留室内の圧力を大気圧としたままバッファタンク２０４の貯留室を大気圧に対して加圧することで、バッファタンク２０４の貯留室内のレジスト液をポンプ２０７に向けて圧送する。圧送されたレジスト液は、フィルタ２０６を通過した後、ポンプ２０７の貯留室に移される。なお、以後、制御部Ｕは、バッファタンク２０４の貯留室を常時正圧保持制御する。すなわち、制御部Ｕは、圧力センサ２１２での測定結果に基づいて、バッファタンク２０４の貯留室内の圧力がポンプ２０７の貯留室内の圧力より高くなるよう制御を行う。
ポンプ２０７の貯留室内に所定量のレジスト液が補充されると、開閉バルブ２０５を閉状態とし、ポンプ２０７へのレジスト液の補充を終了する。また、バッファタンク２０４から圧送されるレジスト液の量は予め定められており、ポンプ２０７へのレジスト液の補充時に、圧送されたレジスト液がポンプ２０７を経て塗布ノズル１４２から漏れ出すことがないようにしている。
（吐出開始）
塗布ノズル１４２からの吐出の際は、開閉バルブ２０５を開状態としたまま、ポンプ２０７の貯留室を大気圧に対して加圧状態とする。これにより、ポンプ２０７内のレジスト液が当該ポンプ２０７から塗布ノズル１４２に向けて圧送され、塗布ノズル１４２からウェハＷへのレジスト液の吐出が開始される。なお、この際、バッファタンク２０４の貯留室の圧力は、圧力センサ２１２での測定結果に基づいて、ポンプ２０７の貯留室の圧力より高くなるよう制御する。これにより、ポンプ２０７から吐出された分のレジスト液をバッファタンク２０４から補充することができる。
（吐出中断）
塗布ノズル１４２から所定量のレジスト液が吐出されると、すなわち、ポンプ２０７から所定量のレジスト液が圧送されると、レジスト液供給装置２００では、サックバックバルブ２０８を制御し当該サックバックバルブ２０８を作動させる。具体的には、例えば図８（Ａ）のように下側に位置していたサックバックバルブ２０８のロッド２２１を図８（Ｃ）のように上昇させ、レジスト液Ｌで充填されている流路２２０（図７参照）の体積を増加させる。これにより、塗布ノズル１４２からの処理液の吐出を中断させる。言い換えると、図８（Ｂ）のように塗布ノズル１４２から処理液を吐出していた状態から、図８（Ｄ）のように処理液が吐出されていない状態に瞬時に切り替える。
また、上述のようにサックバックバルブを作動させると共に、ポンプ２０７からのレジスト液の圧送を停止するための制御信号（以下、停止制御信号）を制御部Ｕからポンプ２０７に送り、ポンプ２０７の貯留室内の圧力が大気圧になるよう制御する。なお、停止制御信号の送出タイミングとサックバックバルブ２０８を作動させるタイミングは、どちらが早くても良いし、同じであってもよい。ただし、後者のタイミングの方が早いか同じであることが好ましい。
（レジスト液の吐出の停止）
レジスト液供給装置２００では、停止制御信号の送出後であってサックバックバルブ２０８の作動により塗布ノズル１４２からの吐出が中断されている間に、開閉バルブ２０５を制御し、開閉バルブ２０５を閉状態とする。これにより、塗布ノズルからの吐出を完全に停止させる。
本実施形態によれば、開閉バルブ２０５がフィルタ２０６の上流側に設けられているため、開閉バルブ２０５で微量の異物が発生したとしても、その異物をフィルタ２０６により取り除くことができる。したがって、より異物の少ない処理液を塗布ノズル１４２に供給することができる。
なお、上述のレジスト液供給装置２００の構成からサックバックバルブ２０８を削除した構成を有するレジスト液供給装置において、塗布ノズル１４２からの吐出を停止する方法としては例えば以下の（１）、（２）の方法が考えられる。
（１）開閉バルブ２０５を開状態としたまま、ポンプ２０７およびバッファタンク２０４からの圧送を停止する方法（すなわち、開閉バルブ２０５を開状態としたまま、ポンプ２０７およびバッファタンク２０４の貯留室の圧力を大気圧にする方法）。
（２）ポンプ２０７からの圧送を停止すると共に、開閉バルブ２０５を閉状態とする方法。
しかし、上記（１）の方法では、圧送を停止するための停止制御信号を送信してから、ポンプ２０７およびバッファタンク２０４からのレジスト液の送液の停止が完了するまでに時間がかかる。したがって、塗布ノズル１４２における液切れ性が悪い。なお、「液切れ性が悪い」とは、所望のタイミングで液体の流れを完全に止められないことをいい、「液切れ性が良い」とは、所望のタイミングで液体の流れを完全に止められることをいう。塗布ノズル１４２における液切れ性が悪いと、レジスト塗布装置３２で所望のレジスト膜を得ることができない。
また、上記（２）の方法では、上記（１）の場合と同様に、圧送を停止するための停止制御信号を送信してからポンプ２０７からのレジスト液の送液の停止が完了するまでに時間がかかる。また、仮に、上記停止制御信号を送信してからすぐにレジスト液の送液の停止が完了したとしても、開閉バルブ２０５から塗布ノズルまでの流路の体積／容積が大きいため、バッファタンク２０４からの圧力が加わる当該流路中のレジスト液の流れは、開閉バルブ２０５を閉じた後も、該レジスト液に加わる慣性力によりすぐ止めることができない。したがって、塗布ノズル１４２における液切れ性が悪い。
それに対し、本実施形態のレジスト液供給装置２００では、ポンプ２０７からのレジストの圧送を停止させる制御すなわち圧送を停止させるための停止制御信号を送信する制御と共に、以下の制御を行う。すなわち、サックバックバルブ２０８の作動により塗布ノズル１４２からのレジスト液の吐出を中断させた後に、開閉バルブ２０５を閉状態とし塗布ノズル１４２からのレジスト液の吐出を完全に停止させる制御を行う。
したがって、上記停止制御信号を送信してからポンプ２０７からのレジスト液の送液が停止するまでに当該ポンプ２０７から流れ出したレジスト液は、サックバックバルブ２０８の作動により体積が増加する流路に収容することができる。また、開閉バルブ２０５を閉じた後に慣性力によりポンプ２０７より上流側に移動したレジスト液も、サックバックバルブ２０８の作動により体積が増加する流路に収容することができる。よって、本実施形態のレジスト液供給装置２００は、塗布ノズル１４２における液切れ性が良い。
次に、レジスト液供給装置２００のレジスト液供給処理に含まれる場合がある液面保持処理について説明する。
本実施形態のレジスト液供給装置２００のように塗布ノズル１４２からのレジスト液の吐出を停止させる制御をしたとしても、例えば、圧送を停止するための停止制御信号をポンプ２０７に送信してから当該ポンプ２０７からのレジスト液の送液の停止が完了するまでの時間が長いと以下の問題がある。すなわち、上記時間中にポンプ２０７から流れ出したレジスト液を、サックバックバルブ２０８の作動により体積が増加した流路に収容しきれない場合がある。また、収容しきれたとしても、レジスト液の吐出が停止しているときの塗布ノズル１４２におけるレジスト液の液面が所望の位置／所定の位置からずれた位置に保持される場合がある。上記塗布ノズル１４２におけるレジスト液の液面は例えばノズル１４２の先端から２〜３ｍｍ内側に位置することが好ましい。
したがって、レジスト液供給装置２００のレジスト液供給処理には、液面保持処理、すなわち、レジスト液の吐出が停止しているときの塗布ノズル１４２におけるレジスト液の液面を所定の位置に保持するための処理が含まれる場合がある。
（液面保持処理の一例）
液面保持処理では、ポンプ２０７が所定量のレジスト液を吸液するよう当該ポンプ２０７を制御する。具体的には、例えば、塗布ノズル１４２からのレジスト液の吐出を停止するために、ポンプ２０７に対して停止制御信号を送信すると共に、サックバックバルブ２０８が作動するよう制御した後、液面保持処理として、ポンプ２０７の貯留室が所定時間にわたって減圧状態となるように当該ポンプ２０７を制御する処理を行う。これにより、ポンプ２０７より下流側の供給経路２０２中のレジスト液がポンプ２０７に所定量戻される。そのため、レジスト液の吐出が停止しているときの塗布ノズル１４２におけるレジスト液の液面を所定の位置に保持することができる。
なお、本例の液面保持処理で行われる液面保持制御は、サックバックバルブ２０８を作動させる制御以降であれば、開閉バルブ２０５を閉状態とする制御の前後いずれに行ってもよい。
（液面保持処理の他の例）
液面保持処理の他の例では、チューブフラムポンプからなるバッファタンク２０４が所定量のレジスト液を吸液するよう当該バッファタンク２０４を制御する。具体的には、例えば、塗布ノズル１４２からのレジスト液の吐出を停止するために、ポンプ２０７に対して停止制御信号を送信すると共に、サックバックバルブ２０８が作動するよう制御した後、液面保持処理として、開閉バルブ２０５を開状態としたまま、バッファタンク２０４の貯留室が所定時間にわたって減圧状態となるように当該バッファタンク２０４を制御する処理を行う。これにより、バッファタンク２０４より下流側の供給経路２０２中のレジスト液がバッファタンク２０４に所定量戻される。そのため、レジスト液の吐出が停止しているときの塗布ノズル１４２におけるレジスト液の液面を所定の位置に保持することができる。
なお、本例の液面保持処理で行われる液面保持制御は、サックバックバルブ２０８を作動させる制御以降であって、開閉バルブ２０５を閉状態とする制御の前に行われる。
（第２の実施形態）
図９は、第２の実施形態に係るレジスト液供給装置の要部を示す図である。
図９のレジスト液供給装置は、図６のレジスト液供給装置２００と異なり、ポンプ２０７の下流側にサックバックバルブ２０８とは別にサックバックバルブ３００が配設されている。なお、サックバックバルブ３００の構造はサックバックバルブ２０８と同様である。また、本実施形態のレジスト液供給装置は、ポンプ２０７より上流側の構成は図６のものと同様であるため、図示等は省略する。
本実施形態のレジスト液供給装置における液面保持処理では、サックバックバルブ２０８が作動するよう制御を行った以降に、サックバックバルブ３００が作動するよう制御を行う。これにより、ポンプ２０７より下流側の流路中に所定量のレジスト液を収容することができる。そのため、レジスト液の吐出が停止しているときの塗布ノズル１４２におけるレジスト液の液面を所定の位置に保持することができる。
なお、本例の液面保持処理で行われる液面保持制御は、サックバックバルブ２０８を作動させる制御以降であれば、開閉バルブ２０５を閉状態とする制御の前後いずれに行ってもよい。
別のサックバックバルブ３００は１以上であれば複数であってもよい。また、本例では、別のサックバックバルブ３００は、サックバックバルブ２０８と直列に接続されていたが、並列に接続されていても良い。
サックバックバルブ３００が作動することによる流路の体積の変化量は、サックバックバルブ２０８のものと同じてあってもよいし、サックバックバルブ２０８のものと比べて大きくても小さくても良い。ただし、サックバックバルブ２０８、３００のうち最初に作動するものの上記変化量が最も大きいことが好ましい。
また、本実施形態のように、サックバックバルブを複数備える場合、例えば、サックバックバルブ２０８が作動するよう制御を行った後、バッファタンク２０４やポンプ２０７が所定量のレジスト液を吸液するよう制御し、さらにその後に、別のサックバックバルブ３００が作動するよう制御してもよい。
（第３の実施形態）
図１０は、第３の実施形態に係るレジスト液供給装置の構成の概略を示す説明図である。図１１は、図１０のレジスト液供給装置におけるポンプ２０７の周囲の構造を模式的に示す図である。
図１０のレジスト液供給装置２００は、その一部が、具体的には、ポンプ２０７を含むフィルタ２０６より上流側の部分が、レジスト塗布装置３２を収容する筐体４００内に配設されている。
筐体４００内には、該筐体４００の上面を覆うようにフィルタ４０１が設けられている。フィルタ４０１からは、温度および湿度が調整された清浄なエアが供給されており、これにより筐体４００内は所定の温度（例えば２３℃）および所定の湿度に管理／調節されている。
また、筐体４００において、ポンプ２０７の後述のモータ５１０の熱がレジスト塗布装置３２に影響を及ぼさないよう、ポンプ２０７とレジスト塗布装置３２との間には、断熱部材４１０が設けられている。さらに、筐体４００内には、ポンプ２０７より下流側の供給経路２０２内のレジスト液の温度調節を行う管路温度調節機構４２０が設けられている。
また、本実施形態において、ポンプ２０７は、図１１に示すように、レジスト液の容器５００と、駆動部としてのモータ５１０とを有する。
容器５００内には、可撓性を有するダイヤフラム５０１によって、レジスト液を一時的に貯留する貯留室５０２が形成されている。また、容器５００内には、貯留室５０２内のレジスト液の圧力を調整するための作動液としての作動油が充填された作動液充填室５０３が貯留室５０２の周囲に形成されている。
モータ５１０は、作動液充填室５０３内の作動油の圧力を調整するためのものであり、具体的には、作動液充填室５０３内の作動油の圧力を調整する不図示の調整手段を駆動するものである。
さらに、本実施形態では、レジスト液供給装置２００が、ポンプ２０７の容器５００とモータ５１０との間に断熱部材６００を有する。これにより、モータ５１０で発生した熱が容器５００内の作動油、ひいてはレジスト液に影響を及ぼすのを防ぐことができる。
また、レジスト液供給装置２００は、作動油の温度調節を行う温度調節機構６０１を、容器５００の外部であってモータ５１０とは反対側に有する。レジスト液供給装置２００は、制御部Ｕにより温度調節機構６０１を制御して容器５００内の作動油を温度調節することにより、貯留室５０２内のレジスト液の温度を制御することができる。
なお、温度調整機構による容器５００内の温度調節は、例えば温度調整された水（以下、温調水）や、ペルチェ素子を用いて行うことができ、また、温調された箱型の装置内に容器５００を収容することによっても行うことができる。温調水を用いて温度調節を行う方法としては、容器５００が載置された温調用プレートの内部に温調水を循環する方法や、温調水内に容器５００を直接浸す方法等がある。
本実施形態では、レジスト液供給装置２００のフィルタ２０６より上流側の部分が、内部が温度調節された筐体４００内に配設されている。したがって、レジスト液供給装置２００の全体を筐体４００外に配設する場合に比べて、ポンプ２０７のモータ５１０と容器５００との間に断熱部材６００を設けるだけで、外部の影響を受けない形で、作動液を温度調節することによるレジスト液の温度調節を行うことができる。
また、ポンプ２０７内のレジスト液の温度調節をしないとすると、温度調節されたレジスト液として得られるのは、ポンプ２０７と塗布ノズル１４２とを接続する供給管２０９内のレジスト液だけである。供給管２０９の径は大きくないため、所定量以上の温度調節されたレジスト液を確保するためには、供給管２０９の温度調節される部分の長さを大きくしなければならない。しかし、供給管２０９の温度調節される部分の長さは規格などにより所定の長さ以上にすることができない。それに対し、本実施形態では、ポンプ２０７内のレジスト液を温度調節するため、供給管２０９の温度調節される部分の長さを短くすることができる。また、レジスト液の温度調節の目標温度が、筐体４００内の管理された温度に近い場合は、供給管２０９での温度調節を省略することができる。
以上の各実施形態に係るレジスト液供給装置には、フィルタ２０６の温度調節を行うフィルタ用温度調節機構を設けるようにしてもよい。これにより、フィルタ２０６での異物の捕集効率を向上させることができる。
なお、以上では、本発明に係る処理液供給装置が供給する処理液としてレジスト液を例に説明していたが、例えば現像液を供給するようにしてもよい。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
本発明は被処理体に処理液を塗布する技術に有用である。
１ 基板処理システム
３２ レジスト塗布装置
１４２ 塗布ノズル
２００ レジスト液供給装置
２０１ 処理液供給源（供給源）
２０１ 液体供給源
２０２ 供給経路
２０３ 供給弁
２０４ バッファタンク
２０５ 開閉バルブ
２０６ フィルタ
２０７ ポンプ
２０８ サックバックバルブ
２０８、３００ サックバックバルブ
２０９ 供給管
２１２ 圧力センサ
４００ 筐体
４０１ フィルタ
４１０ 断熱部材
４２０ 管路温度調節機構
５００ 容器
５０１ ダイヤフラム
５０２ 貯留室
５０３ 作動液充填室
５１０ モータ
６００ 断熱部材
６０１ 温度調節機構
Ｕ 制御部
Ｗ ウェハ

Claims (10)

  1. 処理液中の異物を除去するフィルタと処理液を送出するチューブフラムポンプとが配設された供給経路を介して、処理液吐出部に処理液を供給する処理液供給装置であって、
    前記供給経路は、前記チューブフラムポンプおよび前記フィルタの上流側に開閉バルブが配設され、前記チューブフラムポンプおよび前記フィルタの下流側にサックバックバルブが配設され、
    当該処理液供給装置は、少なくとも前記チューブフラムポンプと前記開閉バルブと前記サックバックバルブとを制御する制御部を備え、
    該制御部は、
    前記チューブフラムポンプからの処理液の送出を停止させる制御と、
    前記サックバックバルブの作動により前記処理液吐出部からの処理液の吐出を中断させた後に、前記開閉バルブを閉止することで前記吐出を停止させる制御とを行う、ことを特徴とする処理液供給装置。
  2. 前記制御部は、処理液の吐出を停止させているときの前記処理液吐出部における処理液の液面を所定の位置に保持するための液面保持制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の処理液供給装置。
  3. 前記制御部は、前記液面保持制御において、前記チューブフラムポンプが当該チューブフラムポンプより下流側の前記供給経路内の処理液を吸液するよう当該チューブフラムポンプを制御する、ことを特徴とする請求項２に記載の処理液供給装置。
  4. 前記供給経路は、処理液を一時的に貯留する別のチューブフラムポンプが前記開閉バルブの上流側に配設され、
    前記制御部は、前記液面保持制御において、前記別のチューブフラムポンプが当該別のチューブフラムポンプより下流側の前記供給経路内の処理液を吸液するよう当該別のチューブフラムポンプを制御する、ことを特徴とする請求項２に記載の処理液供給装置。
  5. 前記供給経路は、前記チューブフラムポンプおよび前記フィルタの下流側に別のサックバックバルブが配設され、
    前記制御部は、前記液面保持制御において、前記別のサックバックバルブが作動するよう当該別のサックバックバルブを制御する、ことを特徴とする請求項２に記載の処理液供給装置。
  6. 前記チューブフラムポンプは、処理液を貯留する貯留室と、該貯留室内の圧力を調整するための作動液が充填された作動液充填室と、を備え、
    当該処理液供給装置は、前記作動液の温度を調節する温度調節機構を備え、
    前記制御部は、前記温度調節機構を制御して、前記作動液を温度調節することにより、前記貯留室内の処理液の温度を制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の処理液供給装置。
  7. 前記チューブフラムポンプは、前記作動液に加える圧力を調整するための駆動部を備え、
    前記処理液供給装置は、前記駆動部の熱から前記作動液充填室を断熱する断熱部材を備える、ことを特徴とする請求項６に記載の処理液供給装置。
  8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の処理液供給装置を備える基板処理システムであって、
    前記処理液供給装置から供給された処理液を前記処理液吐出部を介して被処理体上に塗布する塗布処理装置と、
    該塗布処理装置を収容する筐体と、を備え、
    該筐体内に、前記処理液供給装置の前記チューブフラムポンプから下流側の部分が配設されていることを特徴とする基板処理システム。
  9. 前記チューブフラムポンプから下流側の前記供給経路内の処理液の温度を調節する別の温度調節機構を備えることを特徴とする請求項８に記載の基板処理システム。
  10. 前記筐体内は、所定の温度に調節されていることを特徴とする請求項８または９に記載の基板処理システム。
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