JP6942497B2 - 処理液供給装置 - Google Patents
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Description
なお、特許文献1の処理液供給装置には、処理液を貯留するレジスト液供給源を交換する際に装置の稼働を止めないために、処理液を一時的に貯留するバッファタンクが上記レジスト液供給源とフィルタの間に設けられている。
しかし、フィルタ通過時の処理液の液圧は、上記バッファタンクとフィルタの位置関係や両者間の配管等により所望のものとならないことがある。また、例えば処理液供給装置を高地に設置する場合もフィルタ通過時の処理液の液圧として所望のものを得ることができないことがある。
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及び図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。
バッファタンク202を構成するチューブフラムポンプは、例えば、図8に示すように、ダイヤフラム202aと外周壁202cを有する。このバッファタンク202においては、円筒状の外周壁202cにより形成される空間が、可撓性を有するダイヤフラム202aにより貯留室202bと作動室202dとに仕切られている。作動室202d内の圧力を電空レギュレータ207により制御することにより、レジスト液供給源201から貯留室202bにレジスト液を移送したり、貯留室202bからレジスト液を所望の液圧で圧送したりすることができる。
バッファタンク202の下部には、ポンプ211へレジスト液を移送する第2の処理液供給管257が設けられている。言い換えると、第2の処理液供給管257におけるバッファタンク202の下流側にはポンプ211が設けられている。
さらに、第2の処理液供給管257におけるフィルタ212の上流側には供給弁214が設けられ、第2の処理液供給管257におけるフィルタ212とポンプ211の間には切替弁215が設けられている。
図9に示すように、制御部からの制御信号に基づいて、第1の処理液供給管251に介設された供給弁203を開状態とすると共に、電空レギュレータ207及び減圧源209によりバッファタンク202の貯留室202b内を減圧し、これによりレジスト液供給源201からバッファタンク202の貯留室202b内にレジスト液を供給する。この際、貯留室202b内の圧力すなわち作動室202d内の圧力は、圧力センサ210での測定結果に基づいてフィートバック制御される。
なお、図9及び以降の図においては、開状態の弁を白塗りで、閉状態の弁を黒塗りで、レジスト液等の流体が流通している管を太線で示すことで、その他の弁の開閉状態については説明を省略する。
バッファタンク202の貯留室202b内に所定量のレジスト液が供給/補充されると、図10に示すように、供給弁203を閉状態とし、第2の処理液供給管257に介設された供給弁214、切替弁215を開状態とする。それと共に、電空レギュレータ207によりバッファタンク202の接続先を加圧源208に切り替えて、バッファタンク202の貯留室202bを加圧することで、バッファタンク202から貯留室202b内のレジスト液を第2の処理液供給管257に圧送する。圧送されたレジスト液は、フィルタ212を通過した後、ポンプ211に移される。この際、第3の処理液供給管262内の圧力、すなわちフィルタ212の2次側の圧力と等しくなる上記供給管262に連通するポンプ211内の圧力が、圧力センサ219により測定されている。そして、該測定結果に基づいて、バッファタンク202の貯留室202bから処理液を圧送する時の液圧は、圧力センサ219により測定されるフィルタ212の2次側の液圧が所望の値となるようにフィードバック制御される。
ポンプ211内に所定量のレジスト液が供給/補充されると、図11に示すように、供給弁214、切替弁215を閉状態とし、第3の処理液供給管262に介設された切替弁220、供給制御弁221を開状態とする。それと共に、電空レギュレータ216によりポンプ211の接続先を加圧源217に切り替えて、ポンプ211からレジスト液を第3の処理液供給管262に圧送する。これにより、ポンプ211に移送されたレジスト液の一部(例えば5分の1)が塗布ノズル142を介してウェハに吐出される。この際、ポンプ211内の圧力は、圧力センサ219による第3の処理液供給管262内の圧力の測定結果に基づいてフィートバック制御される。
所定量のレジスト液がポンプ211から排出されると、図12に示すように、切替弁220、供給制御弁221を閉状態とし、戻り制御弁222、供給弁214を開状態とする。それと共に、ポンプ211の圧力がバッファタンク202の貯留室202b内の圧力よりも大きくなるように、圧力センサ210及び圧力センサ219での測定結果に基づいて電空レギュレータ216を制御する。これにより、ポンプ211内の残りのレジスト液(例えば5分の4)が戻り管263を介してバッファタンク202に戻される。
したがって、レジスト液供給装置200は、以下の効果を有する。すなわち、バッファタンクが従来のものであると、装置設置条件や装置内レイアウトによっては、バッファタンクからポンプ211へレジスト液を補充する際にフィルタ212における液圧を所望のものとすることができない。しかし、レジスト液供給装置200はバッファタンク202が圧送機能を有しているため、同様の装置設置条件や装置内レイアウトであっても、レジスト液供給装置200ではポンプ211へレジスト液を補充する際にフィルタ212における液圧を所望のものとすることができる。
レジスト液供給源201内にレジスト液が無くなり、バッファタンクの貯留室内のレジスト液が減った場合、通常のバッファタンクであれば、貯留室内のレジスト液の液面が下がり、貯留室内の内周面と空気が触れて乾燥し、その結果、処理後のウェハに欠陥が生じることがある。
それに対し、レジスト液供給装置200は上述のようにバッファタンク202の貯留室202bが変形するため、貯留室202b内のレジスト液の量が減ったとしても貯留室202bの内周面と空気が触れないようにし乾燥することがないようにすることができる。
上述の例では、フィルタ212の2次側の液圧が所定の値で一定になるように圧送液圧をフィードバック制御していた。しかし、これに代えて、圧力センサ219により測定されたフィルタ212の2次側の液圧が所定の範囲内にあり、測定結果に異常が見られない場合は以下のようにしてもよい。すなわち、バッファタンク202に、より具体的には、バッファタンク202の貯留室202bに、電空レギュレータ207を用いて所定の一定の圧力を加えることにより、バッファタンク202から処理液を圧送させるようにしてもよい。
図13は、バッファタンク202から圧送する際の制御の別の例を説明する図である。
図13のレジスト液供給装置200は、第2の処理液供給管257におけるバッファタンク202と供給弁214との間に、第2の処理液供給管257内の液圧を測定する圧力センサ223が設けられている。
この圧力センサ223で測定されるフィルタ212の一次側の液圧が所定の値で一定になるように、電空レギュレータ207を用いて圧送液圧をフィードバック制御するようにしてもよい。
図14は、本発明の第2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15は、比較の形態に係るレジスト液供給装置の構成の概略を示す図である。
本実施形態及び比較の形態に係るレジスト液供給装置のバッファタンクより下流の構成は、図6のレジスト液供給装置200と同様であるため、図示を省略する。
したがって、レジスト液供給装置300´では、以下の問題がある。レジスト液供給源201からバッファタンク202へ補充ができなくなると、一方のバッファタンク202からレジスト液を圧送したときに、該一方のバッファタンク202の貯留室202bが縮小するようにダイヤフラム202aは変形し元の形には戻らない。したがって、より大きな圧力を該一方のバッファタンク202の貯留室202bに加えなければ所望の圧力でレジスト液を圧送することができない。しかし、該一方のバッファタンク202の貯留室202b内の圧力を上げようとすると、所望の圧力が得られる他方のバッファタンク202の貯留室202b内の圧力までも上がり、該他方のバッファタンク202の貯留室202bから圧送するときの圧力が所望のものより大きくなってしまう。
図16は、本発明の第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16のレジスト液供給装置400は、図15のレジスト液供給装置300´と同様に、2つのバッファタンク202に対し共通の電空レギュレータ207が設けられている。しかし、図16のレジスト液供給装置400は、図15のレジスト液供給装置300´と異なり、第1の処理液供給管251におけるレジスト液供給源201とバッファタンク202との間に、別のバッファタンク401が設けられている。この別のバッファタンク401は圧送機能を有さない通常のタンクである。
なお、第1の処理液供給管251における別のバッファタンク401とバッファタンク202との間には切替弁402が設けられている。
図17は、本発明の第4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2の処理液供給管551におけるバッファタンク202とポンプ211との間には、フィルタ212が設けられている。また、第2の処理液供給管551において、バッファタンク202とフィルタ212の間には供給弁214が設けられ、該供給弁214とフィルタ212との間には切替弁215が設けられている。さらに、第2の処理液供給管551におけるフィルタ212とポンプ211との間には、切替弁501が設けられている。
そして、レジスト液供給装置500では、ポンプ211と電空レギュレータ216との間に設けられた給排気管259に気体流量計504が設けられている。
まず、図18に示すように、第2の処理液供給管551に介設された切替弁501、戻り管553に介設された切替弁503を閉状態としたまま、供給弁214、切替弁215を開状態とし、さらに供給制御弁221を開状態とする。この状態で、バッファタンク202からレジスト液を送出する。そして、このときの第3の処理液供給管552内の液圧を圧力センサ219で測定する。測定した液圧は、バッファタンク202からのレジスト液供給/補充時にポンプ211に加わる背圧に略等しい。
まず、図18に示すように、第2の処理液供給管551に介設された切替弁501及び戻り管553に介設された切替弁503を閉状態としたまま、供給弁214、切替弁215を開状態とし、さらに供給制御弁221を開状態とする。この状態で、バッファタンク202からレジスト液を送出する。そして、フィルタ212の2次側の圧力、具体的には、第3の処理液供給管552内の液圧を、圧力センサ219で測定する。この圧力測定と共に電空レギュレータ207によりバッファタンク202内の作動室の圧力を制御して、圧力センサ219で測定した圧力が目標の圧力(例えば50kPa)となるよう、フィードバック制御する。
レジスト液の吐出の際は、図22に示すように、第2の処理液供給管551に介設された切替弁501及び第3の処理液供給管552に介設された供給制御弁221を開状態とする。それと共に、電空レギュレータ216によりポンプ211の接続先を加圧源217とし、ポンプ211の切替弁501側のポートからレジスト液を第2の処理液供給管551を介して第3の処理液供給管552に圧送する。これにより、フィルタ212に通されポンプ211内に貯留されたレジスト液が、塗布ノズル142を介してウェハに吐出される。
図23に示すように、第2の処理液供給管551に介設された切替弁215、第3の処理液供給管552に介設された供給制御弁221、及び、戻り管553に介設された切替弁503を開状態とする。それと共に、電空レギュレータ216によりポンプ211の接続先を加圧源217とし、ポンプ211の戻り管553側のポートからレジスト液を戻り管553及び第2の処理液供給管551を介して第3の処理液供給管552に圧送する。これにより、フィルタ212に通されポンプ211内に貯留されたレジスト液を、再度フィルタ212に通した後にウェハに吐出することができる。このように構成することで、ウェハに欠陥が発生する可能性をさらに低下させることができる。
以下では、図23のようにレジスト液を再度フィルタ212に通してからウェハに吐出する方式をダブルパス方式、図22のようにレジスト液を再度フィルタ212に通さずにウェハに吐出する方式をシングルパス方式という。
ダブルパス方式とシングルパス方式は目的等に応じて選択可能であることが好ましい。例えば、通常はダブルパス方式を使用し、パージをする時や、短時間でレジスト液を吐出する必要がある時等にシングルパス方式を使用する。
ベントの際は、例えばまず、図24に示すように、第2の処理液供給管551に介設された供給弁214及び戻り管553に介設された切替弁503を閉状態としたまま、切替弁215、供給制御弁221を開状態とし、さらに排出弁213を開状態とする。そして、このときの第3の処理液供給管552内の液圧を圧力センサ219で測定する。測定した液圧は、ベント時にポンプ211に加わる背圧に略等しい。
ベントの方式としては、上述のフィルタ212を介して排出するフィルタベント方式の他、バッファタンク202に戻すリターンベント方式がある。
リターンベント方式では、ベントを行う前に、例えばまず、図18に示すように、切替弁501及び切替弁503が閉状態とされ、供給弁214、切替弁215及び供給制御弁221を開状態とする。この状態で、バッファタンク202からレジスト液を送出する。そして、フィルタ212の2次側の圧力、具体的には、第3の処理液供給管552内の液圧を、圧力センサ219で測定する。この圧力測定と共に電空レギュレータ207によりバッファタンク202内の作動室の圧力を制御して、圧力センサ219で測定した圧力が所定の圧力となるよう、フィードバック制御を行う。次いで、圧力センサ219で測定した圧力が所定の圧力となったときのバッファタンク202の作動室の圧力に基づいて、ポンプ211のベント開始時の圧力を補正する。例えば、所定の圧力となったときの上記作動室の圧力が大きければ、ポンプ211のベント開始時の圧力が高くなるように補正し、小さければ、上記圧力が小さくなるように補正する。
ポンプ211内のレジスト液をバッファタンク202へ戻すこと、すなわちリターンベントを開始する。
バッファタンク202の貯留室内の圧力は該貯留室内のレジスト液の量により変わるため、リターンベント開始時のポンプ211の圧力を一定とすると、適切にリターンベントを行うことができない。しかし、本例では、リターンベント開始時のポンプ211の圧力が、バッファタンク202の貯留室内の圧力に対応するバッファタンク202の作動室の圧力に基づいて補正されているため、適切にリターンベントを行うことができる。
ベント量は、ポンプ211への補充量とレジスト液の吐出量との差分で定まる。
図の例では、液体流量計502が設けられているため、液体流量計502での測定結果に基づいて、実際のレジスト液の吐出量を算出することができる。したがって、ベント量を正確に算出することができる。
液体流量計502が設けられていない場合は、ポンプ211に対して設けられた気体流量計504によって、ポンプ211に対して送出された気体の流量を測定し、該測定結果を用いて算出する。気体流量計504は、質量流量計であり、測定された質量の積算値を体積に変換することで、レジスト液の吐出量を算出することができる。質量と体積の関係は、圧力と温度に依存するため、質量からの体積への変換は、ポンプ211内の温度が20℃でありポンプ211内の圧力が1気圧であるものとして行ってもよいし、ポンプ211内の温度が23℃のときに測定したポンプ211の作動室の圧力に基づいて行ってもよい。
ベント量を正確に決定することでベントの時間を適切に設定することができる。
リターンベントは、レジスト液を滞留させないために行うものであり、例えば定期的に行われる。
フィルタベントは、ポンプ211内等のレジスト液の洗浄度が低いときに行うものであり、例えば、立ち上げ時に行われたり、定期的に行われたり、フィルタ212の一次側で泡が検出されたときに行われたりする。
上記泡の検出器は、例えば、第2の処理液供給管551における戻り管553の接続部と供給弁214との間の部分に設けられることが好ましい。当該部分は、実際のレジスト液供給装置500では、フィルタ212及びポンプ211の鉛直方向上方に位置する。そのため、フィルタの一次側で発生した泡を、より具体的には、フィルタ212やポンプ211、泡検出器が設けられた部分からフィルタ212やポンプ211に至る系路で発生した泡を、確実に検出することができる。
レジスト液供給装置500では、ポンプ211の貯留室を構成するダイヤフラムが時間とともに伸びるため、ダイヤフラムを変形させるための圧力すなわち電空レギュレータ216により制御されるポンプ211内の作動室の圧力(EV圧)は、ダイヤフラムの伸びに合わせて大きくする必要がある。
そこで、レジスト液供給装置500では、EV圧を測定し、圧力センサ219で測定した圧力(液圧)と比較する。ダイヤフラムの伸びが許容範囲を超えたりその他の異常が発生したりして、EV圧と液圧の差が所定値以上になったら、音情報や視覚情報等でエラーを通知する。
また、エラー通知と共に、加圧源217によるポンプ211の作動室の加圧を停止し、EV圧を大気圧とする。その際、供給弁214や、切替弁215、切替弁501は開状態とすることが好ましい。
バッファタンク202についてもポンプ211と同様にバッファタンク内の作動室の圧力に基づいてエラーを検知するようにしてもよい。
1次側の圧力センサは、例えば、第2の処理液供給管551における切替弁215とフィルタ212との間の部分に設けられる。当該部分に設けられた1次側の圧力センサと2次側の圧力センサ219との差圧は、フィルタ212の目詰まりの状態によって変化する。したがって、上記部分に1次側の圧力センサ219を設けることにより、差圧に基づいてフィルタ212の状態を判別することができる。
また、上述の部分に1次側の圧力センサを設けると、バッファタンク202から一次側の圧力センサまでの圧損は、バッファタンク202から2次側の圧力センサ219までの圧損に比べて小さい。したがって、一次側の圧力センサでの測定結果を、バッファタンク202の作動室の圧力にフィードバックすれば、2次側の圧力センサ219での測定結果をフィードバックする場合に比べて、バッファタンク202でのレジスト液に対する加圧の大きさをより所望のものにすることができる。
なお、レジスト液供給装置500において、一次側の圧力センサを、第2の処理液供給管551におけるバッファタンク202と供給弁214と間の部分に設けても、上述のように切替弁215とフィルタ212との間の部分に設けるときと同様の効果が得られる。
比較例1及び比較例2では、第4の実施形態に係るレジスト液供給装置500を用いて、バッファタンク202からレジスト液をポンプ211に補充し、ダブルパス方式でポンプ211からレジスト液を供給し、レジスト膜を形成したが、補充時にバッファタンク202による加圧を行わなかった。
また、実施例1及び比較例1と実施例2及び比較例2とでは、バッファタンクとフィルタの位置関係や両者間の配管、処理液供給装置を設置場所等が異なる。
それに対し、実施例1及び実施例2では、図28(B)及び図28(D)に示すように、パーティクルの数は少なく、特に、泡起因と思われるパーティクルの数はゼロである。
200,300,400,500…レジスト液供給装置
201…レジスト液供給源
202…バッファタンク
202a…ダイヤフラム
202b…貯留室
207…電空レギュレータ
210…圧力センサ
211…ポンプ
212…フィルタ
216…電空レギュレータ
219…圧力センサ
223…圧力センサ
Claims (5)
- 被処理体に処理液を吐出する処理液吐出部に、処理液を供給する処理液供給装置であって、
処理液を貯留する処理液供給源から供給される処理液を一時的に貯留し、貯留している処理液を圧送する圧送機能を有する一時貯留装置と、
前記一時貯留装置からの処理液中の異物を除去するフィルタと、
該フィルタにより異物が除去された処理液を前記処理液吐出部に送出するポンプと、
前記一時貯留装置より下流側に設けられ、前記フィルタの1次側及び2次側の少なくとも一方における処理液の液圧を測定する圧力測定装置と、
前記圧力測定装置での測定結果に基づいて、少なくとも前記一時貯留装置からの処理液の圧送を制御する制御装置と、
上流側から順に前記一時貯留装置、前記フィルタ及び前記ポンプが設けられた処理液供給管と、を備え、
前記ポンプは、処理液を貯留する貯留室を有し、
前記処理液供給管は、前記一時貯留装置と前記フィルタとの間に一のバルブを、前記フィルタと前記ポンプとの間に他のバルブを有し、
前記制御装置は、
前記一時貯留装置の圧送による、前記フィルタにより異物が除去された処理液の、前記ポンプの貯留室への補充の際、
前記一のバルブを開け、前記他のバルブを閉じた状態で、前記一時貯留装置から処理液を圧送させたときに、前記圧力測定装置で測定された前記フィルタの2次側の圧力と、前記一のバルブを閉じ、前記他のバルブを開けた状態で、前記圧力測定装置で測定された前記フィルタの2次側の圧力と、が等しくなるように、前記貯留室内の圧力を制御し、
その状態で、前記一のバルブ及び前記他のバルブを開け、前記補充を開始することを特徴とする処理液供給装置。 - 前記圧力測定装置は、前記フィルタの2次側の液圧を測定し、
前記制御装置は、前記フィルタの2次側の液圧が一定になるように、前記圧送時の液圧を制御することを特徴とする請求項1に記載の処理液供給装置。 - 前記圧力測定装置は、前記フィルタの2次側の液圧を測定し、
前記制御装置は、前記フィルタの2次側の液圧が所定の範囲内にある場合は、前記一時貯留装置に所定の圧力を加え、処理液を圧送させることを特徴とする請求項1に記載の処理液供給装置。 - 前記圧力測定装置は、前記フィルタの1次側の液圧を測定し、
前記制御装置は、前記フィルタの1次側の液圧が一定になるように、前記圧送時の液圧を制御することを特徴とする請求項1に記載の処理液供給装置。 - 前記一時貯留装置は、チューブフラムポンプであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の処理液供給装置。
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