JPH08316118A - 薬液供給装置および薬液供給装置のノズル待機方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノズル中の薬液の良好な待機状態を維持でき
る薬液供給装置の提供。 【構成】 ノズル３０の先端部分を格納する待機装置４
０は、支持体３２、ノズル受け３４および支持体３２と
ノズル受け３４とをＯ−リング３８を介して圧接するた
めのクランプ３６を以って構成されている。また、ノズ
ルの先端部分は、薬液供給装置の待機状態時に、外部と
隔離し内部に密閉して格納される。また、この待機装置
４０には、その内部４０ａを不活性気体で加圧するため
の構造として、ノズル受け３４の内部に不活性気体を導
入するための導入経路４２を設けてある。この導入経路
４２は、供給孔４２ａによって待機装置の内部４０ａと
導通している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、薬液供給装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば半導体装置の製造工程にお
けるフォトリソグラフィおよびエッチングの工程におい
ては、ウエハ表面へのレジスト（感光性高分子材料）の
塗布、露光したレジストへの現像液の供給またはリンス
の供給といった、薬液一般の供給に薬液供給装置が用い
られている。

【０００３】そして、従来の薬液供給装置においては、
待機状態時のノズルの先端からの液だれを回避するた
め、待機状態時に薬液のノズル内部へ引込みが行われて
いる。この引込みにあたっては、通常、薬液供給装置の
ポンプおよび開閉バルブを用いて、ノズルの内部へ薬液
を薬液を吸引する。この吸引量は、ポンプの作動時間お
よび開閉バルブの開閉のタイミングの時間管理によって
調節される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
薬液供給装置において通常の引込みを行っても、一旦薬
液を供給した後、次の薬液供給動作を開始するまでの待
機状態が長くなると（例えば、薬液の粘度が５〜５０ｃ
ｐのレジストでは、５分間程度以上経過した場合）、ノ
ズル内の薬液の自重によってノズル先端で液だれが生じ
てしまう。一方、この液だれを回避するために薬液の引
込量をさらに多くすると、ノズル先端の内壁に残留付着
した薬液が乾燥固化してしまう。この乾燥固化した残留
付着物は、次回の薬液供給時に内壁から剥離して異物と
して薬液に混入する。その結果、ノズルから供給される
薬液の清浄度が低下してしまう。

【０００５】また、従来の薬液供給装置においては、通
常、薬液中の異物を捕捉、除去するために、薬液の経路
中にフィルタを挿入する。このフィルタを挿入する位置
は、挿入目的からノズルの直近であることが望ましい。
ところで、待機状態時のノズル先端の薬液の液だれ防止
のための引込量（通常０．１ｍｌ以下）に対して、フィ
ルタ内容量（通常５０ｍｌ程度）は遥かに大きい。この
ため、薬液の引込量を調節する手段（開閉バルブおよび
吸引装置）は、フィルタとノズルとの間に設ける必要が
あった。この開閉バルブや吸引装置は滞留部分となるた
め、たとえそれが微小容積であってもそこに異物が発生
し易い。しかも、このフィルタ以降の経路において生じ
た異物は、ノズルから薬液と共に供給されてしまう。

【０００６】このため、ノズル中の薬液の良好な待機状
態を維持できる薬液供給装置の実現が望まれていた。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

（第１の発明）この出願に係る第１の発明の薬液供給装
置によれば、薬液を供給するためのノズルを具えた薬液
供給装置において、この薬液供給装置の待機状態時に、
このノズルの先端部分を外部と隔離し内部に密閉して格
納するための待機装置であって、当該待機装置のこの内
部を不活性気体で加圧するための構造を有する待機装置
を具えてなることを特徴とするまた、第１の発明の薬液
供給装置において、好ましくは、不活性気体に、薬液の
溶剤を混合し、待機装置の内部にこの溶剤雰囲気を供給
するための溶剤雰囲気生成器を具えてなると良い。

【０００８】（第２の発明）また、この出願に係る第２
の発明の薬液供給装置によれば、薬液を供給するための
ノズルを具えた薬液供給装置において、この薬液供給装
置の待機状態時に、このノズルの先端を、実質的に鉛直
上向きに向けた状態にするためのノズル支持体を具えて
なることを特徴とする。

【０００９】（第３の発明）また、この出願に係る第３
の発明の薬液供給装置によれば、薬液を供給するための
ノズルを具えた薬液供給装置において、このノズルの先
端部分を通過する前記薬液の圧力によって変形して、待
機状態時の開口径が薬液の供給時の開口径よりも小さく
なるノズルチップをノズルの先端部分に具えてなること
を特徴とする。

【００１０】（第４の発明）また、この出願に係る第４
の発明の薬液供給装置によれば、薬液を供給するための
ノズルを具えた薬液供給装置において、このノズルの先
端付近に、このノズル中の薬液の先端面を検出するため
の薬液検出装置を具え、この薬液検出装置による検出情
報に基づいて、ノズル中の薬液の引込量を調整するため
の吸引部を有する吸引装置を具えてなることを特徴とす
る。

【００１１】また、第４の発明の記載の薬液供給装置お
いて、好ましくは、吸引部にフィルタを具えると良い。

【００１２】（第５の発明）また、この出願に係る第５
の発明の薬液供給装置のノズル待機方法によれば、薬液
を供給するためのノズルを具えた薬液供給装置の待機状
態時に、待機装置にこのノズルを外部から隔離しかつ密
閉して格納し、かつ、当該ノズルが格納されたこの待機
装置の内部に、不活性ガスを供給することにより、この
内部を加圧することを特徴とする。

【００１３】また、第５の発明の薬液供給装置のノズル
の待機方法において、好ましくは、待機装置の内部に、
不活性ガスと共に、当該薬液の溶剤の雰囲気を供給する
と良い。

【００１４】（第６の発明）また、第６の発明の薬液供
給装置のノズル待機方法によれば、薬液を供給するため
のノズルを具えた薬液供給装置の待機状態時に、このノ
ズルの先端を実質的に鉛直上向きにすることを特徴とす
る。

【００１５】（第７の発明）また、第７の発明の薬液供
給装置のノズル待機方法によれば、薬液を供給するため
のノズルを具えた薬液供給装置の待機状態時に、このノ
ズル中の薬液面の検出を行い、この検出の結果に基づい
て薬液の引込量を調節することを特徴とする。

【００１６】

【作用】

（第１および第５の発明）この出願に係る第１の発明の
薬液供給装置および第５の発明の薬液供給装置のノズル
待機方法によれば、待機状態時に、ノズルを隔離密閉
し、ノズルを格納した待機装置の内部を、不活性気体を
導入して加圧する。この加圧によって、ノズルの先端の
薬液の引込みを実現する。その結果、薬液の液だれを抑
制することができる。

【００１７】また、第１および第５の発明では、不活性
気体を用いた加圧によって、薬液の引込みを実現するた
め、フィルタとノズルとの間に吸引装置を設ける必要が
ない。このため、吸引装置の滞留部分が存在しないの
で、ノズルから供給される薬液の清浄度を向上させるこ
とができる。

【００１８】さらに、第１および第５の発明において、
待機装置の内部を加圧するにあたり、不活性気体に薬液
の溶剤を混合して溶剤雰囲気で加圧すれば、ノズルの内
壁の残留薬液の乾燥固化をより効果的に抑制することが
できる。

【００１９】（第２および第６の発明）また、この出願
に係る第２の発明の薬液供給装置および第６の発明の薬
液供給装置のノズル待機方法によれば、待機状態時に、
ノズルの先端を実質的に鉛直上向きにする。その結果、
ノズル内の薬液は、自重によってノズル内部に引込まれ
る。このため、待機状態時の液だれの発生を抑制するこ
とができる。

【００２０】また、第２および第６の発明では、自重に
より薬液の引込みを行うため、フィルタとノズルとの間
に吸引装置を設ける必要がない。このため、吸引装置の
滞留部分が存在しないので、ノズルから供給される薬液
の清浄度を向上させることができる。

【００２１】（第３の発明）また、この出願に係る第３
の発明の薬液供給装置によれば、ノズルの先端に、ノズ
ルを通過する薬液の圧力によってその開口径を変化させ
るノズルチップを設ける。その結果、ノズルの先端の開
口径は、待機状態時に薬液供給時によりも小さくなる。
開口径が小さい程液だれは生じにくくなる。このため、
第３の発明によれば、特に引込みを行わなくとも液だれ
を抑制することができる。また、引込みを行わなけれ
ば、ノズル内壁の残留薬液が乾燥固化して異物となるこ
ともない。

【００２２】また、第３の発明では、薬液の引込みを行
う必要がないため、第３の発明では吸引装置が必要な
い。このため、吸引装置の滞留部分が存在しないので、
ノズルから供給される薬液の清浄度を向上させることが
できる。

【００２３】（第４および第７の発明）また、この出願
に係る第４の発明の薬液供給装置および第７の発明の薬
液供給装置のノズル待機方法によれば、ノズルの先端付
近にノズル内部の薬液面を検出する検出器を設け、この
検出器の検出情報に基づいてノズル内の薬液を吸引する
吸引部とを具えている。この結果、待機時間が長くなっ
ても、所望の引込量を安定して得ることができる。その
結果、液だれを抑制し、かつ、薬液の引込みすぎによる
異物の発生を抑制して、供給される薬液の清浄度を向上
させることができる。

【００２４】さらに、第４の発明において、吸引装置の
吸引部にフィルタを介在させれば、ノズルの直近で、薬
液中の異物を捕捉、除去することができる。このため、
薬液の清浄度をより効果的に向上させることができる。

【００２５】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明の薬液供給
装置の例について説明する。尚、参照する図面は、この
発明が理解できる程度に各構成成分の大きさ、形状およ
び配置関係を概略的に示してあるにすぎない。従って、
これらの発明は図示例にのみ限定されるものではない。

【００２６】＜比較例＞先ず、この出願に係る発明の理
解を容易にするため、実施例の説明に先立ち、従来の薬
液供給装置の比較例について説明する。

【００２７】図１３は、比較例の薬液供給装置の構成図
である。従来の薬液供給装置においては、薬液の供給源
としての薬液瓶１０とノズル１２とを繋ぐ薬液移送配管
１４上に、薬液瓶１０側から順次に、ポンプ１６、フィ
ルタ１８、開閉バルブ２０および吸引装置２２が設けて
ある。

【００２８】この比較例では、薬液分１０中に、薬液と
してレジストを充填してある。また、このポンプ１６
は、薬液移送圧力を生じさせるためのポンプであって、
一般にベローズ１６ａを用いて加圧・吸引動作をさせる
ベローズ形ポンプが用いられている。また、このフィル
タは１８は、薬液中の不純物をろ過する目的で用いられ
ている。また、この吸引装置２２は、開閉バルブ２０の
開閉動作時に、開閉バルブ２０よりノズル１２側の薬液
移送配管１２内に弱い陰圧を生じさせる。

【００２９】薬液の供給時、即ち、レジストの塗布時に
は、ノズル１２をウエハ２４の直上に移動して配置す
る。また、待機状態時には、ノズル１２を待機装置（例
えばノズル受け）２６の直上に移動して待機させる。

【００３０】次に、比較例の薬液供給装置の供給動作に
ついて、下記の表１を参照して説明する。表１は、供給
動作時の薬液供給装置の各構成部分の状態を示してい
る。

【００３１】

【表１】

【００３２】供給動作は、シーケンス１〜４に分けて考
えられる。シーケンス１は供給動作開始時、シーケンス
２は供給中、シーケンス３は供給停止時、そして、シー
ケンス４は待機状態の動作を指す。

【００３３】先ず、シーケンス１では、ポンプ１６のベ
ローズ１６ａの圧縮による薬液加圧によって薬液供給装
置が動作し始める。しかし、この段階では、開閉バルブ
２０はまだ閉じているため、ノズル１２からの薬液の供
給は開始されない。薬液の粘度により異なるが、約０．
５〜２秒後に、シーケンス２に移行する。このシーケン
ス１は、次のシーケンス２における開閉バルブ２０の開
動作と同時かつ円滑にノズル１２から薬液を供給する目
的で利用される。

【００３４】次に、シーケンス２では、ポンプ１６は加
圧状態とし、開閉バルブ２０を開いてノズル１２から薬
液を供給する。

【００３５】次に、シーケンス３では、ポンプ１６のベ
ローズ１６ａの膨張による薬液の吸引動作によって、薬
液瓶１０からポンプ１６内に薬液を導引すると共に、ノ
ズルからの薬液供給を停止させ、かつノズル内に薬液を
若干引込む動作をさせる。そして、約０．１〜０．５秒
後にシーケンス４に移行する。このシーケンス３は、薬
液供給停止時に液切れを良好な状態とする目的で利用さ
れるが、このシーケンス４に移行するまでの時間が長過
ぎると、薬液移送配管１４の内部が陰圧であるために薬
液の引込量が過大となる。このため、この時間管理は正
確に行わなければならない。

【００３６】次に、シーケンス４では、開閉バルブ２０
を閉じ、ポンプ１６の吸引動作によるポンプ内への薬液
導引をさせる。また、吸引装置２２によって、開閉バル
ブ２０とノズル１２との間の薬液移送配管１４中を陰圧
とすることにより、ノズル１２中の薬液の引込みを完了
して待機状態に入る。

【００３７】ところで、この待機状態が長くなると、図
１３の（Ｂ）に示す様にノズル内の薬液の自重によって
液だれが生じてしまう。また、引込量が多過ぎると、ノ
ズルの内壁に残留付着した薬液が乾燥固化して異物とな
る。このため、薬液の供給を再開する際には、通常、ウ
エハ等への塗布動作の前に１回以上の予備供給動作を行
う。

【００３８】また、ノズル１２から供給される薬液の清
浄度を維持するためには、フィルタ１８はノズル１２の
直近に挿入することが望ましい。しかし、前述した様に
フィルタの内容量が薬液の引込量よりも遥かに大きいた
め、この比較例ではポンプ１６と開閉バルブ２０との間
にフィルタ１８を挿入している。このため、フィルタ１
８以降の配管１４上の開閉バルブ２０および吸引装置２
２において異物が発生しても、この比較例の薬液供給装
置は、この異物を捕捉・除去することができない。

【００３９】＜第１実施例＞第１実施例では、第１の発
明の薬液供給装置および第５の発明の薬液供給装置のノ
ズル待機方法の一例について併せて説明する。

【００４０】図２は、第１実施例の薬液供給装置の構成
図である。図２では、上述した図１３中と同一の構成成
分には、図１３中と同一の符号を付してある。また、図
２では、ノズルの待機装置の図示を一部省略してある。

【００４１】第１実施例の薬液供給装置では、比較例に
おいて設けた吸引装置２２が必要ない。これは、後述す
る様に加圧によってノズル先端部での引込量を確保する
ためである。また、吸引装置を設けない分、フィルタ１
８とノズル３０との間の滞留部分を減らすことができ
る。その結果、供給する薬液の清浄度を比較例よりも向
上させることができる。

【００４２】次に、待機状態時の待機装置に格納された
ノズルについて説明する。図１の（Ａ）は、第１実施例
の薬液供給装置の主要部の断面図である。また、図１の
（Ｂ）は、第１実施例の薬液供給装置の主要部の側面外
観図である。

【００４３】第１実施例のノズル３０は、内壁にテフロ
ン加工が施されたフレキシブルな材質からなり、支持体
３２によって支持されている。この支持体３２は、駆動
装置（図示せず）に接続されており、鉛直方向の並進動
作および鉛直方向を回転軸とする回転動作を行うことが
できる。駆動装置としては、例えばエアーシリンダある
いはモータといった従来周知のものを使用すると良い。

【００４４】また、ノズル３０の先端部分を格納する待
機装置４０は、支持体３２、ノズル受け３４および支持
体３２とノズル受け３４とを圧接するためのクランプ３
６を以って構成されている。さらに、この実施例では、
支持体３２とノズル受け３４との圧接面にパッキンとし
てＯ−リング３８を装着している。このＯ−リング３８
は、供給される薬液に対する耐性を有し、かつ、適当な
柔軟性を有している。そして、この待機装置４０によっ
て、ノズルの先端部分は、薬液供給装置の待機状態時に
外部と隔離し内部に密閉して格納される。

【００４５】また、この待機装置４０には、その内部４
０ａを不活性気体で加圧するための構造を設けてある。
この実施例では、ノズル受け３４の内部に不活性気体を
導入するための導入経路４２を設けてある。この導入経
路４２は、供給孔４２ａによって待機装置の内部４０ａ
と導通している。また、この導入経路４２は、導入配管
４２ｂを介して三方弁４４に繋がっている。

【００４６】ここで、図４の（Ａ）に三方弁４４を概略
的に示す。この三方弁４４は、導入配管４２と、不活性
気体の供給元または圧力開放端とを必要に応じて切換え
て導通させる。

【００４７】次に、図３の（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、
薬液供給装置のノズル待機方法について説明する。図３
の（Ａ）〜（Ｃ）は、待機装置４０の動作の説明に供す
る断面図である。

【００４８】先ず、図３の（Ａ）に薬液の供給を停止し
たノズル３０がノズル受け３４の直上に移動した状態を
示す。この段階では、クランプ３６は、ノズル３０およ
び支持体３２の降下に干渉しないようにノズル受け３４
の側方に移動している。

【００４９】次に、図３の（Ｂ）にノズル３０および支
持体３２を降下させて、クランプ３６によってＯーリン
グ３８を介してノズル受け３４と密着させる。その結
果、待機装置４０の内部４０ａのノズル３０の先端部分
は、外部から隔離、密閉される。

【００５０】次に、図３の（Ｃ）に、待機装置４０の内
部４０ａに不活性気体を導入して加圧した状態を示す。
不活性気体の導入にあたっては、三方弁４４において導
入配管と供給源とを導通させる。供給源からは、例え
ば、窒素ガスのような不活性気体を供給し、ノズル受け
３４内の導入配管４２を通じて供給孔４２ａから待機装
置４０の内部４０ａに不活性気体を導入する。

【００５１】この加圧によって、ノズル３０の先端部分
の薬液面を押し上げられる。加圧圧力を調節することに
より、所望の引込量を維持することができる。従って、
液だれを抑制することができる。

【００５２】薬液として、例えば粘度５〜６０ｃｐのレ
ジストを使用する場合は、気体の圧力は０．０５〜０．
５ｋｇｆ／ｃｍ² 程度が望ましい。

【００５３】また、再び薬液の供給を開始する際には、
先ず、三方弁４４において導入配管と圧力開放端とを導
通させ、次に、クランプ３６を解放してノズル受け３４
から支持体３２が離間できる状態にする。

【００５４】さらに、第１実施例では、溶剤雰囲気生成
器において、不活性気体にレジストの溶剤を混合して待
機装置の内部にこの溶剤雰囲気を供給する。図４の
（Ｂ）に溶剤雰囲気生成器５０を模式的に示す。不活性
気体の供給源に繋がる供給配管４６は、溶剤雰囲気生成
器５０の密閉容器４８中の溶剤５２中にその先端４６ａ
を挿入してある。そして、この先端４６ａから溶剤雰囲
気生成器５０に不活性気体を送り込んでバブリングす
る。そして、溶剤雰囲気は、密閉容器４８中の溶剤５２
上に口を開いている導入配管４２ｂを通じて待機装置４
０の内部４０ａに導入される。尚、溶剤雰囲気で加圧す
る場合は、三方弁４４の圧力開放端に、液体回収タンク
のような除害装置を付加することが望ましい。また、不
活性気体だけでなく溶剤雰囲気を導入した場合も、待機
装置４０の動作および引込量の調節は、不活性気体を導
入した場合と同じである。

【００５５】また、溶剤雰囲気を導入すれば、ノズルの
内壁に残留付着した薬液が乾燥固化することを抑制する
ことができる。このため、ノズル内での異物の発生を抑
制することができる。その結果、薬液の供給再開時の予
備供給動作を省略することができる。従って、薬液の消
費量を節約することができる。

【００５６】＜第２実施例＞第２実施例では、第２の発
明の薬液供給装置および第６の発明の薬液供給装置のノ
ズル待機方法の一例について併せて説明する。

【００５７】図５は、第２実施例の薬液供給装置の構成
図である。図５では、上述した図１３中と同一の構成成
分には、図１３中と同一の符号を付してある。また、図
５では、ノズルの待機装置の図示を一部省略してある。

【００５８】第２実施例の薬液供給装置では、比較例に
おいて設けた吸引装置２２が必要ない。これは、後述す
る様に、ノズル先端を上向きにして薬液の自重によって
引込量を確保するためである。また、第２実施例では、
吸引装置を設けない分、支持体５４に支持されたノズル
３０とフィルタ１８との間の滞留部分を減らすことがで
きる。その結果、供給する薬液の清浄度を比較例よりも
向上させることができる。

【００５９】第２実施例のノズル３０は、内壁にテフロ
ン加工が施されたフレキシブルな材質からなり、支持体
５４によって支持されている。この支持体５４は、駆動
装置（図示せず）に接続されており、図６の（Ａ）に示
すように、鉛直方向の並進動作、鉛直方向を回転軸とす
る回転動作および支持体５４のアーム部分５４ａに沿っ
た方向を回転軸とする回転動作を行うことができる。駆
動装置としては、例えばエアーシリンダあるいはモータ
といった従来周知のものを使用すると良い。

【００６０】そして、待機状態時に、ノズルの先端を実
質的に鉛直上向きとすることができる。待機状態時に
は、図６の（Ｂ）に断面を示す様に、ノズル受け５６を
かぶせてノズル受け５６と支持体５４の周辺物とを密着
させておくと良い。ノズル受けをかぶせることにより、
待機状態時の薬液の乾燥を抑制することができる。

【００６１】次に、図７を参照して、ノズルの動作につ
いて説明する。図７の（Ａ）〜（Ｄ）は、第２実施例の
ノズルの動作の説明に供する図である。図７の（Ａ）、
（Ｃ）および（Ｄ）は、ノズルの側面図であり、図７の
（Ｂ）は、ノズルの上面図である。ここでは、ウエハ上
にレジストを塗布する場合のノズルの動作について説明
する。

【００６２】先ず、図７の（Ａ）では、ウエハ２４上に
レジスト２８を塗布している状態を示す。

【００６３】次に、図７の（Ｂ）に、レジストの塗布を
停止した後、鉛直方向を回転軸とする回転動作によっ
て、ノズル３０がウエハ２４の直上を避けた状態を示
す。

【００６４】次に、図７の（Ｃ）の状態から、アーム部
分５４ａに沿った方向を回転軸とする回転動作を行っ
て、ノズル３０の先端を実質的に鉛直上向きとする。
尚、この鉛直上向きは、厳密に鉛直方向である必要はな
い。また、アーム部分を回転軸として回転すると、ノズ
ル３０はフレキシブルな材質でできているため、ノズル
の根本側の部分がアーム部分５４ａの周りを巻く形とな
るが問題はない。

【００６５】次に、図７の（Ｄ）に、ノズルの先端を上
向きにした支持体５４を、鉛直方向に並進動作させて、
支持体５４の周辺部をノズル受け５６と密着させる。
尚、レジストの塗布を再開する場合は、上述した動作を
逆に行っていく。

【００６６】＜第３実施例＞第３実施例では、第３の発
明の薬液供給装置の一例について説明する。図８の
（Ａ）は、第２実施例の薬液供給装置の構成図である。
図８では、上述した図１３中と同一の構成成分には、図
１３中と同一の符号を付してある。また、図８では、ノ
ズルの待機装置の図示を一部省略してある。

【００６７】第２実施例の薬液供給装置では、比較例に
おいて設けた吸引装置２２が必要ない。これは、後述す
る様に、ノズルチップの開口径の変化によって液だれ抑
制するためである。また、第２実施例では、吸引装置を
設けない分、支持体５４に支持されたノズル３０とフィ
ルタ１８との間の滞留部分を減らすことができる。その
結果、供給する薬液の清浄度を比較例よりも向上させる
ことができる。

【００６８】第２実施例のノズル６０は、図８の（Ｂ）
に示す様に、薬液移送配管１４に繋がった薬液供給配管
６２、配管支持体６４および先端部分のノズルチップ６
６からなる。そして、薬液供給配管６２、配管支持体６
４およびノズルチップ６６の内壁は滑らかに接続されて
いる。

【００６９】ここで、ノズルに要求される性能について
説明する。先ず、ノズルの開口径が小さい場合には、一
定量の薬液を供給するために、大きな供給圧力または長
い供給時間を必要とする。供給圧力が大きいと、フィル
タ１８をゲル上の異物が通過していまうことがある。ま
た、供給時間が長いと、供給中に薬液（例えば塗布され
たレジスト）が乾燥して塗布膜厚の均一性を劣化させ
る。

【００７０】一方、ノズルの開口径が大きい場合には、
低圧力、短時間での薬液の供給が可能となるが、供給停
止時の液切れが悪くなる。さらに、待機状態時の液だれ
をが生じ易くなる。

【００７１】従って、ノズルの開口径には、厳密な寸法
最適化が要求される。最適な開口径は、薬液の粘度、ノ
ズルの内壁と薬液とのなじみ易さといった条件によって
決まる。通常、粘度５〜２０ｃｐ程度のレジストを供給
する場合は、ノズルの開口径は、１．５〜２．０ｍｍの
ものが使われている。開口径は、前述の塗布特性を優先
させた結果である。即ち、開口径は大きく設定されてい
る。従って、液切れ、および液だれについての性能は劣
ることになる。このため、従来は、比較例に示した様
に、吸引装置２２を設けて待機状態時にノズル内の薬液
の引込みを行っていた。

【００７２】そこで、第３実施例では、ノズルの先端部
分に、薬液の供給時と待機状態時とでノズルの開口径が
変化するノズルチップを設けている。このノズルチップ
は、ノズルの先端部分を通過する前記薬液の圧力によっ
て変形して、待機状態時の開口径が前記薬液の供給時の
開口径よりも小さくなる。このノズルチップは、薬液に
対する耐性を有しかつ、適当な柔軟性（弾力性）を有す
る。例えば、薬液としてレジストを供給する場合には、
デュポン社製のカルレッツ（商品名）の様な高分子材料
を使用すると良い。

【００７３】この実施例のノズルチップの外形は先端の
欠けた円錐状である。また、ノズルチップの内径は、薬
液供給配管６２、配管支持体６４との接合部においては
配管の内径と同一としかつノズルチップの先端部に向け
て徐々に小さくしてある。従って、このノズルチップの
縦断面形状は、図８の（Ｂ）に示す様に、ナイフエッジ
形状となる。ノズルチップをこの様な形状とする理由
は、ノズルチップ先端の開口径を、薬液の供給圧力によ
って伸長し易く、かつ、供給停止時に収縮し易くするた
めである。供給停止時に開口径が収縮して小さくなるこ
とによって、液切れを良好な状態にすることができる。

【００７４】次に、図９を参照して、第３実施例のノズ
ルの動作について説明する。図９の（Ａ）は、待機状態
時のノズルの断面図であり、図９の（Ｂ）は、薬液供給
時のノズルの断面図である。

【００７５】待機状態時には、図９の（Ａ）に示す様
に、ノズルチップの先端部分が収縮した状態であり、そ
の開口径は薬液供給配管６２や配管支持体６４の内径よ
りも小さくなっている。例えば、粘度５〜２０ｃｐのレ
ジストでは、開口径を１ｍｍ以下にする。待機状態時に
は開閉バルブ２０は閉じられているので、ノズルチップ
には薬液の供給圧力は係っていない。

【００７６】次に、薬液の供給を開始するために、ポン
プ１６を駆動し、薬液移送配管１４何薬液を圧縮し始め
る。圧縮開始の約０．５〜２秒後に、開閉バルブ２０を
開いて加圧薬液をノズル６０に移送する。

【００７７】薬液供給時には、図９の（Ｂ）に示す様
に、ノズルチップの先端部は、薬液の供給圧力によって
伸長した状態となる。そしてノズルチップの先端部の開
口径は、薬液供給配管６２等の内径と同等となる。その
結果、低圧力、短時間で薬液の供給を行うことができ
る。従って、均一な膜厚にレジストの塗布を行うことが
できる。

【００７８】次に、薬液の供給を停止するため、にポン
プ１６を停止し、ポンプ１６の停止と同時またはポンプ
停止の約０．１〜０．５秒後に開閉バルブ２０を閉じ
る。この薬液供給停止に伴って、薬液の供給圧力は漸次
低下する。供給圧力の低下に伴って、ノズルチップの先
端部は収縮して開口径が小さくなる。開口径が小さくな
ることによって、液切れを良好にし、かつ、待機状態時
の液だれの発生を抑制することができる。

【００７９】＜第４実施例＞第４実施例では、第４の発
明の薬液供給装置および第７の発明の薬液供給装置のノ
ズル待機方法について併せて説明する。

【００８０】図１０は、第４実施例の薬液供給装置の構
成図である。図１０では、上述した図１３中と同一の構
成成分には、図１３中と同一の符号を付してある。第４
実施例の薬液供給装置では、従来の薬液供給装置と同様
に、薬液の供給源としての薬液瓶１０とノズル１２とを
繋ぐ薬液移送配管１４上に、薬液瓶１０側から順次に、
ポンプ１６、フィルタ１８および開閉バルブ２０が設け
ている。

【００８１】そして、この実施例では、ノズル１２の先
端付近にノズル内部の薬液面を検出する検出器７０を設
けてある。さらに、この検出器の検出結果に基づいてノ
ズル内の薬液を吸引する吸引部７２をノズル１２と開閉
バルブ２０との間の薬液移送配管１４上に設けている。
この吸引部のシリンダーの引込量は駆動装置で調整す
る。

【００８２】次に、図１１を参照して、第４実施例の検
出器７０および吸引部７２について説明する。図１１
は、第４実施例の薬液供給装置の主要部断面図である。

【００８３】第４実施例では、この検出器７０によっ
て、薬液面（薬液端）を検出する。検出した結果は、駆
動部７４に回帰し、隔壁７２ｃを動かすことによって、
シリンダー内の薬液容量を変化させる。また、検出器７
０は、薬液としてレジストを供給する場合、ノズルの先
端から２〜５ｍｍ程度上方に接地すると良い。検出器７
０を設ける位置は、薬液の粘性等によって異なる。

【００８４】シリンダ７２ーは、外殻７２ａとピストン
７２ｂとからなり、ピストン７２ｂは、ピストンヘッド
の隔壁７２ｃとこの隔壁７２に接続したロッド７２ｄと
からなる。シリンダー７２の最大容量は、薬液がレジス
トの場合は外殻７２ａの内径Ｌの長さに相当する薬液移
送配管１４中の容量Ｖ₀ に約１ｍｌ程度を加えた容量が
妥当である。尚、最大容量は、薬液の種類、粘度等によ
って異なる。ロッド７２ｄは駆動装置７４によって動か
され（図１１中に矢印ｒで示す方向）、このロッド７２
ｄと共に隔壁７２ｃが動く。

【００８５】また、薬液移送配管１４は、この外殻７２
を貫通している。ここでは、吸引部７２よりも開閉バル
ブ２０側の薬液移送配管１４を導入配管１４ａ、吸引部
７２よりもノズル側の薬液移送配管１４を吐出配管１４
ｂと称する。

【００８６】さらに、第４実施例では、シリンダー内に
吸引部とノズルとの間に、フィルタ７６を設ける。この
フィルタの内容量は高々２〜３ｍｌであるので、フィル
タを設けても、吸引量、即ち、引込量（０．１ｍｌ程
度）を円滑に調節することができる。その結果、ノズル
の直近において、薬液中の異物の捕捉、除去ができる。
このため、供給する薬液の清浄度を比較例よりも効果的
に向上させることができる。

【００８７】次に、図１２を参照して、第４実施例の薬
液供給装置のノズル待機方法、即ち、待機状態時の薬液
の引込量の調節方法について説明する。図１２の（Ａ）
は、吸引動作前の薬液供給装置の主要部の断面図であ
る。また、図１２の（Ｂ）は、吸引動作後の薬液供給装
置の主要部の断面図である。

【００８８】先ず、薬液の供給停止後、待機状態の時間
の経過に伴って、ノズル１２内の薬液が自重によって液
だれを生じ始める。図１２の（Ａ）は、この状態を示
す。液だれが生じ始めて、薬液端が検出器を配置した位
置まで下がってくると、発光部から受光部へ届く光強度
が低下もしくは光が遮られる。これをもって薬液端を検
出する。この検出結果（検出情報）を駆動装置に送り、
シリンダー内の薬液容量を増加させる。これによってノ
ズル内の薬液の引込みを行わせる。

【００８９】薬液の引込みにより薬液端が上昇して、受
光部へ届く光強度が増加または発光部からの光は受光部
が検出した時点で薬液の引込み動作の終了とし、この検
出情報を駆動装置に送って吸引部（シリンダー）の吸引
を停止する（図１２の（Ｂ））。

【００９０】このように第４実施例では、待機状態時に
常に検出器７０によって薬液端を監視、検出し、この検
出情報に基づいて駆動装置７４を介して吸引部７２の吸
引量を調節する。その結果、薬液の所望の引込み量を安
定に得ることができる。

【００９１】また、薬液の供給を再開する場合には、ポ
ンプ１６を駆動し、この駆動開始の約０．５〜２秒後に
開閉バルブ２０を開く。開閉バルブ２０を開くと同時に
吸引部７０の容積を最小として、検出器７０の機能を停
止する。

【００９２】また、薬液の供給を停止する場合は、開閉
バルブ２０を閉じると同時に、検出器７０の機能を作動
開始し、引込量の検出器による常時監視に移行する。

【００９３】上述した各実施例では、これらの発明を特
定の材料を用い、特定の構造で構成した例について説明
したが、これらの発明は多くの変更および変形を行うこ
とができる。例えば、上述した実施例では、薬液として
レジストを塗布するための薬液供給装置の例について説
明したが、これらの発明は、例えば、露光したレジスト
の現像に用いる現像液やリンス液を薬液として供給する
装置としても用いることができる。また、薬液は、フォ
トレジストおよびエッチング工程に用いるものに限定さ
れない。

【００９４】また、第４実施例では、ノズルの薬液端を
光学的に検出したが、第４および第７発明では、薬液端
の検出方法は、例えば静電容量を検出する方法等、光学
的方法に限定されない。また、上述した第１〜第４の実
施例は、任意に組み合わせて実施しても良い。

【００９５】

【発明の効果】

（第１および第５の発明）第１の発明の薬液供給装置お
よび第５の発明の薬液供給装置のノズル待機方法によれ
ば、待機状態時に、ノズルを隔離密閉し、ノズルを格納
した待機装置の内部を、不活性気体を導入して加圧す
る。この加圧によって、ノズルの先端の薬液の引込みを
実現する。その結果、薬液の液だれを抑制することがで
きる。

【００９６】また、第１および第５の発明では、不活性
気体を用いた加圧によって、薬液の引込みを実現するた
め、フィルタとノズルとの間に吸引装置を設ける必要が
ない。このため、吸引装置の滞留部分が存在しないの
で、ノズルから供給される薬液の清浄度を向上させるこ
とができる。

【００９７】さらに、第１および第５の発明において、
待機装置の内部を加圧するにあたり、不活性気体に薬液
の溶剤を混合して、溶剤雰囲気で加圧すれば、ノズルの
内壁の残留薬液の乾燥固化をより効果的に抑制すること
ができる。

【００９８】（第２および第６の発明）また、第２の薬
液供給装置および第６の発明の薬液供給装置のノズル待
機方法によれば、待機状態時に、ノズルの先端を実質的
に鉛直上向きにする。その結果、ノズル内の薬液は、自
重によってノズル内部に引込まれる。このため、待機状
態時の液だれの発生を抑制することができる。

【００９９】また、第２および第６の発明では、自重に
より薬液の引込みを行うため、フィルタとノズルとの間
に吸引装置を設ける必要がない。このため、吸引装置の
滞留部分が存在しないので、ノズルから供給される薬液
の清浄度を向上させることができる。

【０１００】（第３の発明）また、第３の発明の薬液供
給装置によれば、ノズルの先端に、ノズルを通過する薬
液の圧力によってその開口径を変化させるノズルチップ
を設ける。その結果、ノズルの先端の開口径は、待機状
態時には、薬液供給時によりも小さくなる。開口径が小
さい程、液だれは生じにくくなる。このため、第３の発
明によれば、特に吸引を行わなくとも、液だれを抑制す
ることができる。また、吸引を行わなければ、ノズル内
壁の残留薬液が乾燥固化して異物となることもない。

【０１０１】また、第３の発明では薬液の引込みを行う
必要がないため、第３の発明では吸引装置が必要ない。
このため、吸引装置の滞留部分が存在しないので、ノズ
ルから供給される薬液の清浄度を向上させることができ
る。

【０１０２】（第４および第７の発明）また、第４の発
明の薬液供給装置および第７の発明の薬液供給装置のノ
ズル待機方法によれば、ノズルの先端付近に、ノズル内
部の薬液面を検出する検出器を設け、この検出器の検出
情報に基づいてノズル内の薬液を吸引する吸引部とを具
えている。この結果、待機時間が長くなっても、所望の
引込量を安定して得ることができる。その結果、液だれ
を抑制し、かつ、薬液の引込みすぎによる異物の発生を
抑制して、供給される薬液の清浄度を向上させることが
できる。

【０１０３】さらに、第４の発明において、吸引装置の
吸引部にフィルタを介在させれば、薬液の清浄度をより
効果的に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は、第１実施例の薬液供給装置の主要断
面図であり、（Ｂ）は、側面外観図である。

【図２】第１実施例の薬液供給装置の構成図である。

【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は、第１実施例の薬液供給装置
の待機装置の動作の説明に供する断面図である。

【図４】（Ａ）は、溶剤雰囲気生成器の説明図であり、
（Ｂ）は、三方弁の説明図である。

【図５】第２実施例の薬液供給装置の構成図である。

【図６】（Ａ）は、第２実施例の薬液供給装置のノズル
の支持体の説明に供する図であり、（Ｂ）は、ノズルの
待機状態の説明に供する断面図である。

【図７】（Ａ）〜（Ｄ）は、第２実施例におけるノズル
の動作の説明に供する図である。

【図８】（Ａ）は、第３実施例の薬液供給装置の構成図
であり、（Ｂ）は、ノズル部分の拡大図である。

【図９】（Ａ）は、待機状態時のノズルの断面図であ
り、（Ｂ）は、薬液供給時のノズルの断面図である。

【図１０】第４実施例の薬液供給装置の構成図である。

【図１１】第４実施例の薬液供給装置の主要部断面図で
ある。

【図１２】（Ａ）および（Ｂ）は、第４実施例の薬液供
給装置の動作の説明に供する図である。

【図１３】（Ａ）は比較例の薬液供給装置の説明に供す
る構成図であり、（Ｂ）は、比較例の薬液供給装置にお
ける液だれの説明に供する図である。

【符号の説明】

１０：薬液瓶 １２：ノズル １４：薬液移送配管 １６：ポンプ １６ａ：ベローズ １８：フィルタ ２０：開閉バルブ ２２：吸引装置 ２４：ウエハ ２６：待機装置（ノズル受け） ２８：薬液（レジスト） ３０：ノズル ３２：支持体 ３４：ノズル受け ３６：クランプ ３８：Ｏ−リング ４０：待機装置 ４２：導入経路 ４２ａ：供給孔 ４２ｂ：導入配管 ４４：三方弁 ４６：供給配管 ４６ａ：先端 ４８：密閉容器 ５０：溶剤雰囲気生成器 ５２：溶剤 ５４：支持体 ５４ａ：アーム部分 ５６：ノズル受け ６０：ノズル ６２：薬液供給配管 ６４：配管支持体 ６６：ノズルチップ ７０：検出器 ７０ａ：発光部 ７０ｂ：受光部 ７２：吸引部（シリンダー） ７２ａ：外殻 ７２ｂ：ピストン ７２ｃ：隔壁 ７２ｄ：ロッド ７４：駆動部 ７６：フィルタ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 薬液を供給するためのノズルを具えた薬
   液供給装置において、 該薬液供給装置の待機状態時に、該ノズルの先端部分を
   外部と隔離し内部に密閉して格納するための待機装置で
   あって、当該待機装置の該内部を不活性気体で加圧する
   ための構造を有する待機装置を具えてなることを特徴と
   する薬液供給装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の薬液供給装置におい
   て、 前記不活性気体に前記薬液の溶剤を混合し、前記待機装
   置の内部に該溶剤雰囲気を供給するための溶剤雰囲気生
   成器を具えてなることを特徴とする薬液供給装置。
3. 【請求項３】 薬液を供給するためのノズルを具えた薬
   液供給装置において、 該薬液供給装置の待機状態時に、該ノズルの先端を、実
   質的に鉛直上向きに向けた状態にするためのノズル支持
   体を具えてなることを特徴とする薬液供給装置。
4. 【請求項４】 薬液を供給するためのノズルを具えた薬
   液供給装置において、 前記ノズルの先端部分を通過する前記薬液の圧力によっ
   て変形して、待機状態時の開口径が前記薬液の供給時の
   開口径よりも小さくなるノズルチップを該ノズルの先端
   部分に具えてなることを特徴とする薬液供給装置。
5. 【請求項５】 薬液を供給するためのノズルを具えた薬
   液供給装置において、 該ノズルの先端付近に、該ノズル中の前記薬液の先端面
   を検出するための薬液検出装置を具え、 該薬液検出装置による検出情報に基づいて、ノズル中の
   前記薬液の引込量を調整するための吸引部を有する吸引
   装置を具えてなることを特徴とする薬液供給装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の薬液供給装置おいて、 前記吸引部にフィルタを具えてなることを特徴とする薬
   液供給装置。
7. 【請求項７】 待機装置と薬液を供給するためのノズル
   とを具えた薬液供給装置の待機状態時に、該待機装置に
   該ノズルを外部から隔離しかつ密閉して格納し、 当該ノズルが格納された該待機装置の内部に不活性ガス
   を供給することにより該内部を加圧することを特徴とす
   る薬液供給装置のノズルの待機方法。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の薬液供給装置のノズル
   の待機方法において、 前記待機装置の内部に、前記不活性ガスと共に前記薬液
   の溶剤の雰囲気を供給することを特徴とする薬液供給装
   置のノズルの待機方法。
9. 【請求項９】 薬液を供給するためのノズルを具えた薬
   液供給装置の待機状態時に、 該ノズルの先端を実質的に鉛直上向きにすることを特徴
   とする薬液供給装置のノズルの待機方法。
10. 【請求項１０】 薬液を供給するためのノズルを具えた
    薬液供給装置の待機状態時に、 該ノズル中の薬液面の検出を行い、この検出の結果に基
    づいて薬液の引込量を調節することを特徴とする薬液供
    給装置のノズルの待機方法。