JPH11283913A - フィルタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 既設の処理液供給配管にも、脱気機能や気体
溶存機能を有する部材を容易に取り付けることができ、
配管の取回しが最小限で済んで装置間の互換性を保つこ
とができ、処理液供給装置の小型化および低コスト化を
図ることができるフィルタ装置を提供する。 【解決手段】 処理液流入口３６、処理液流出口３８お
よび通気口６２を有する密閉容器３０の内部に平面状の
パーティクル除去部材３２を配設し、気体のみを透過さ
せる気体透過膜材で通気路が形成されその通気路が通気
口６２に連通した平面状の気体透過部材３４を密閉容器
３０の内部に配設して、通気口６２を減圧手段または気
体供給手段に連通させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体ウエハ、
液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基
板、光ディスク用基板などの各種基板の表面に現像液、
フォトレジスト液、ポリイミド樹脂、ＳＯＧ（シリカ系
被膜形成材）液等の塗布液、純水等の洗浄液などの処理
液を供給して現像、塗布、洗浄などの所定の処理を行う
基板処理部へ処理液を供給する処理液供給配管に介在し
て設けられるフィルタ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】基板処理装置、例えば基板回転式現像装
置では、半導体ウエハ等の基板を水平姿勢に保持して鉛
直軸回りに回転させながら、その基板表面に被着形成さ
れた露光済みのフォトレジスト膜を現像処理する場合
に、現像液を貯留している現像液タンクから現像液供給
配管を通して基板処理部にある吐出ノズルへ現像液を送
り込んで、吐出ノズルの吐出口から基板の表面へ現像液
を供給するようにしている。そして、この際、基板の表
面へ供給される現像液にパーティクルが含まれている
と、現像むら等の不都合を生じるので、現像液供給配管
には、通常、現像液に含まれているパーティクルを除去
して現像液を清浄にするために、その内部にパーティク
ル除去部材を配設したフィルタ装置が介在して設けられ
ている。

【０００３】ところが、現像液中には、現像液タンクか
ら現像液供給配管を通して基板処理部にある吐出ノズル
へ現像液を送り込む際のエアー噛みに起因する気泡や、
最初から溶け込んでいる極く微細な気泡が存在している
場合がある。このように気体が溶存している現像液をそ
のまま吐出ノズルから基板の表面へ供給すると、現像液
中の気体が基板上のフォトレジスト膜面に気泡として付
着することになる。この結果、気泡の付着部位における
現像処理が阻害され、現像不良を起こすことになる。こ
れと同様の問題は、基板現像装置に限らず各種の基板処
理装置においても起こる。例えば、基板塗布装置では、
基板の表面へ供給されたフォトレジスト液に気泡が含ま
れていると、その塗布部位の膜厚が極端に薄くなり、あ
るいは全くフォトレジスト液の無い部位（いわゆるピン
ホール）を生じて、塗布不良を起こすことになる。特
に、近年における半導体プロセスでは益々微細化が進ん
でいるため、現像液やフォトレジスト液などの処理液に
気体が溶存していると、それによる悪影響は非常に大き
なものとなる。

【０００４】そこで、処理液に気体が溶存することによ
って引き起こされる処理不良を無くすために、フィルタ
装置の他に、気体のみを透過させる気体透過作用を有す
る気体透過膜材（気体交換膜材、気体浸透膜材あるいは
脱気膜材とも呼ばれる）によって通気路が形成された気
体透過部材（脱気モジュール）を内部に配設した脱気装
置を、処理液タンクから基板処理部の吐出ノズルへ至る
処理液供給配管に介在させて設けるようにしている。そ
して、気体透過部材の通気路を真空ポンプなどに流路接
続して通気路内を減圧し、脱気装置内を処理液が通過す
る際に、気体透過膜材を通して処理液中の気体を通気路
内へ移行させて、処理液中から気体を除去するようにし
ている。

【０００５】また、基板洗浄装置のように純水を使用す
る装置では、純水は比抵抗値が極めて大きく帯電し易い
ため、例えば、純水を洗浄液として基板の表面へ供給し
た際に、静電破壊により、基板上に形成された回路パタ
ーンなどにダメージを与えることがある。そこで、この
ような不具合が生じないように、純水の比抵抗値を下げ
て帯電が起こりにくくした上で、純水を基板表面へ供給
する、といったことが行われている。すなわち、純水中
に誘電率の高い気体、例えば二酸化炭素を溶存させるこ
とにより、純水の比抵抗値を下げるようにしている。そ
して、二酸化炭素を純水中に溶存させるために、上記し
たような気体透過部材を内部に配設した気体溶存装置を
使用し、気体透過部材の通気路を炭酸ガスボンベなどに
流路接続して通気路内へ二酸化炭素を供給し、気体溶存
装置内を純水が通過する際に、気体透過膜材を通して二
酸化炭素を純水中へ移行させるようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、既設の基板
処理装置に、上記したような脱気装置や気体溶存装置を
追加して取り付けるためには、その取付けのためのスペ
ースを必要とする。しかしながら、通常は、システム内
に余分なスペースはほとんど無く、このため、追加の装
置の取付け作業が非常に困難となり、あるいはその取付
けを全く行うことができない、といった問題点がある。
また、脱気装置や気体溶存装置の取付けを行うことがで
きたとしても、配管の取回しが複雑になったり、また、
同一機種の装置であっても他の装置とは配管経路が違っ
たものになって互換性が無くなる、といった問題点があ
る。

【０００７】また、脱気装置や気体溶存装置を含めた基
板処理システムを新規に設計する場合にも、フィルタ装
置の他に脱気装置や気体溶存装置の取付けのためのスペ
ースを確保する必要があって、システム全体のスペース
が大きくなり、また、装置の製造コストも高くなる、と
いった問題点がある。

【０００８】この発明は、以上のような事情に鑑みてな
されたものであり、既設の基板処理装置の処理液供給装
置の処理液供給配管にも、脱気機能や気体溶存機能を有
する部材を容易に取り付けることができるとともに、装
置間の互換性を保つことができ、また、パーティクル除
去機能の他に脱気機能や気体溶存機能を有する処理液供
給装置を新規に設置する場合には、装置の小型化および
低コスト化を図ることができるフィルタ装置を提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明では、基板に所
定の処理を行う基板処理部へ処理液を供給する処理液供
給装置の処理液供給配管に介在して設けられたフィルタ
装置において、処理液に含まれているパーティクルを除
去するためのパーティクル除去部材と、処理液中に溶存
している気体を除去しあるいは処理液中に気体を溶存さ
せるための気体透過部材とを一体化することにより、上
記目的を達成した。すなわち、請求項１に係る発明は、
処理液流入口および処理液流出口ならびに減圧手段また
は気体供給手段と連通された通気口を有する密閉容器
と、密閉容器の内部を処理液流入側と処理液流出側とに
仕切るように配設された平面状のパーティクル除去部材
と、前記密閉容器の内部に配設され、通気口に連通され
た通気路を形成し、気体のみを透過させる気体透過膜材
を有する平面状の気体透過部材とを備えたことを特徴と
する。

【００１０】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
フィルタ装置において、気体透過部材を、気体のみを透
過させる気体透過膜材によって形成された多数の細管を
一方向に並列させて構成し、それらの細管の少なくとも
一方の端部を密閉容器の通気口に連通させたことを特徴
とする。

【００１１】請求項３に係る発明は、請求項１または請
求項２に記載のフィルタ装置において、密閉容器を、パ
ーティクル除去部材の配設部分と気体透過部材の配設部
分とに分割可能として、密閉容器を分割することにより
パーティクル除去部材および気体透過部材をそれぞれ着
脱自在としたことを特徴とする。

【００１２】請求項１に係る発明のフィルタ装置におい
ては、処理液供給配管内から処理液流入口を通って密閉
容器内へ流入した処理液は、密閉容器の内部に配設され
たパーティクル除去部材を透過して、その際にパーティ
クルが除去され、パーティクルが除去された処理液は、
密閉容器内から処理液流出口を通って流出し、処理液供
給配管を通って基板処理部へ供給される。そして、この
装置では、密閉容器の内部の、パーティクル除去部材の
上流側もしくは下流側あるいはその両側に気体透過部材
が配設されているため、処理液は、パーティクル除去部
材を透過するとともに気体透過部材を通過する。その際
に、通気路を形成している気体透過膜材を通して処理液
中の気体が、密閉容器の通気口に接続された減圧手段に
よって減圧された通気路内へ移行して、処理液中から気
体が除去され、あるいは、密閉容器の通気口に連通され
た気体供給手段によって供給された気体、例えば二酸化
炭素が、通気路内から気体透過膜材を通して処理液、例
えば純水中へ移行して、純水中に二酸化炭素が溶存させ
られる。

【００１３】請求項２に係る発明のフィルタ装置では、
気体透過部材を構成している多数の並列した細管の内部
が減圧されることにより、あるいは、気体透過部材を構
成している多数の並列した細管の内部へ気体、例えば二
酸化炭素が供給されることにより、処理液中に溶存して
いる気体が気体透過膜材を通して多数の細管の内部へ移
行して、処理液中から気体が除去され、あるいは、多数
の細管内部の二酸化炭素が気体透過膜材を通して処理
液、例えば純水中へ移行して、純水中に二酸化炭素が溶
存させられる。

【００１４】請求項３に係る発明のフィルタ装置では、
密閉容器が分割可能で、その密閉容器を分割することに
よりパーティクル除去部材および気体透過部材がそれぞ
れ着脱自在とされているので、それぞれの部材の保守・
点検や交換などの作業が容易になる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
について図面を参照しながら説明する。

【００１６】図１は、基板処理装置の１例である基板回
転式現像装置へ現像液を供給する現像液供給系の概略構
成の１例を示す図である。基板処理部である基板回転式
現像装置１０は、スピンチャック１２上に基板Ｗを水平
姿勢で吸着保持した状態で、基板Ｗを鉛直軸回りに回転
させながら、吐出ノズル１４の吐出口から基板Ｗの表面
へ現像液を供給して、基板Ｗ表面に形成された露光済み
のフォトレジスト膜を現像処理するようになっている。

【００１７】現像装置１０の吐出ノズル１４へ現像液を
供給する現像液供給系は、密閉容器からなり現像液１６
を貯留する現像液タンク１８、この現像液タンク１８の
上部からそのタンク１８内の上部空間へ窒素ガスを供給
するための窒素ガス供給配管２０、および、一端側が現
像液タンク１８内の現像液１６中へ差し入れられ、他端
側が現像装置１０の吐出ノズル１４に接続された現像液
供給配管２２を備えて構成されている。そして、窒素ガ
スボンベ等の窒素ガス供給源から窒素ガス供給配管２０
を通って現像液タンク１８内の上部空間へ窒素ガスを供
給することにより、タンク１８内の現像液１６の液面を
押圧して現像液供給配管２２内へ現像液１６を送り出
し、現像液供給配管２２を通って吐出ノズル１４へ現像
液を送り込むようになっている。なお、窒素ガスの圧力
によって現像液を送り込む構成に代えて、ポンプなどに
より現像液を送り込むような構成としてもよい。

【００１８】現像液タンク１８から吐出ノズル１４へ至
る現像液供給配管２２には、後述するような構成を備え
現像液に含まれるパーティクルを除去するパーティクル
除去作用および現像液中に溶存している気体を除去する
脱気作用を有するフィルタ装置２４、配管２２内を流通
する現像液の流量を確認するための流量計２６、ならび
に、吐出ノズル１４への現像液の供給および供給停止を
切り替える開閉制御弁２８がそれぞれ介在して配設され
ている。

【００１９】フィルタ装置２４は、図２に縦断面図を示
すように、軸線方向の寸法が短くされた円筒状の密閉容
器３０の内部に、パーティクル除去作用を有する平面状
のパーティクル除去部材３２を配設しており、パーティ
クル除去部材３２の一方側に、パーティクル除去部材３
２と間隔をあけて平行に、脱気作用を有する平面状の気
体透過部材３４が配設されている。パーティクル除去部
材３２は、平面形状が円形で、フィルタ素材を３層に重
ね合わせた積層構造を有している。また、気体透過部材
３４の平面形状も円形状をなしている。

【００２０】密閉容器３０には、その一端面（図２では
下端面）の中央部に現像液流入口３６が設けられてお
り、他端面（図２では上端面）の中央部に現像液流出口
３８が設けられている。密閉容器３０は、３つのブロッ
ク３０ａ、３０ｂ、３０ｃに分割可能であり、３つのブ
ロック３０ａ、３０ｂ、３０ｃに互いの位置を合わせて
螺刻された複数の雌ねじ４０（図２には１つの雌ねじ４
０だけを示している）にそれぞれボルト４２を貫通させ
て螺着することにより一体化される。ブロック３０ａ、
３０ｂの内周面には、パーティクル除去部材３２の周縁
部を装着するための段付き部４４ａ、４４ｂが形成され
ており、ブロック３０ｃの内周面には、気体透過部材３
４の周縁部を装着するための段付き部４４ｃが形成され
ている。また、ブロック３０ｃには、通気管４６を外部
へ導き出すための開口部４８が形成されている。そし
て、密閉容器３０の内部にパーティクル除去部材３２お
よび気体透過部材３４を配設して図２に示すように組み
付けたときに、密閉容器３０内から現像液が漏れ出さな
いように液密状態を保つために、ブロック３０ａ、３０
ｂの段付き部４４ａ、４４ｂとパーティクル除去部材３
２の周縁部との間、ブロック３０ｂの下面およびブロッ
ク３０ｃの段付き部４４ｃと気体透過部材３４の周縁部
との間、ならびに、両ブロック３０ａ、３０ｂの互いの
各接合面との間にそれぞれＯ−リング５０が配設されて
いる。

【００２１】気体透過部材３４は、図３に部分拡大断面
図を示すように、例えばポリエチレン系樹脂からなる気
体透過膜材によって形成された多数の細管５２を一方向
に並列させ、円板状に密集させて構成されている。そし
て、それぞれの細管５２の内部が通気路５４となり、細
管５２と細管５２との間に液通路５６が形成されるよう
になっている。それぞれの細管５２は、気体のみを透過
させ液体を透過させない微細孔５８を多数有しており、
細管５２の外側の液通路５６を通って現像液が流れる
と、現像液中に溶存している気体のみが気体透過膜材を
透過して細管５２内部の通気路５４内へ移行するように
なっている。

【００２２】気体透過部材３４を構成している多数の細
管５２の内部のそれぞれの通気路５４の一端（図２では
左端側）は、気密に閉塞されており、それぞれの通気路
５４の他端（図２では右端側）は、通気管４６に連通し
た通気部６０に集合的に連通している。なお、多数の細
管５２の内部のそれぞれの通気路５４の一端を気密に閉
塞することなく、それぞれの通気路の両端を環状の通気
部にそれぞれ集合的に連通させるようにしてもよい。通
気部６０に連通した通気管４６の通気口６２には、図１
に示すように真空ポンプ６４と連通されている。なお、
真空ポンプ６４を用いる代わりに、クリーンルームなど
に配備されている真空ユーティリティに通気口６２を連
通するようにしてもよい。

【００２３】以上のような構成を有するフィルタ装置２
４は、現像液流入口３６が上流側すなわち現像液タンク
１８側となり現像液流出口３８が下流側すなわち現像装
置１０の吐出ノズル１４側となるように、現像液供給配
管２２に、それぞれ図示しない管継手を介して接続され
る。また、密閉容器３０に設けられている通気管４６の
通気口６２が、真空ポンプ６４に接続された配管６６に
図示しない管継手を介して接続され、気体透過部材３４
の多数の細管５２の内部の通気路５４内が所定の圧力に
減圧されるようになっている。そして、現像液供給配管
２２内に現像液を流すと、現像液は、図２に矢印で示す
ように、現像液供給配管２２内から現像液流入口３６を
通って密閉容器３０内へ流入し、気体透過部材３４を通
過した後、パーティクル除去部材３２を透過する。そし
て、現像液が気体透過部材３４を通過する際に、現像液
中に溶存している気体が、気体透過部材３４の通気路５
４を形成している気体透過膜材を通して減圧状態の通気
路５４内へ移行して、現像液中から気体が除去され、現
像液がパーティクル除去部材３２を透過する際に、現像
液に含まれているパーティクルがパーティクル除去部材
３２によって除去される。パーティクルが除去されて清
浄化されるとともに脱気された現像液は、現像液流出口
３８を通ってフィルタ装置２４から流出し、現像液供給
配管２２を通って現像装置１０の吐出ノズル１４へ送ら
れる。

【００２４】このフィルタ装置２４は、密閉容器３０の
内部にパーティクル除去部材３２と共に気体透過部材３
４を配設しているので、パーティクル除去機能のみを有
するフィルタ装置が現像液供給配管に介設された既設の
現像液供給系に、現像液中に溶存する気体を除去する脱
気機能を付加しようとする場合には、このフィルタ装置
２４を、パーティクル除去機能のみを有するフィルタ装
置と交換して配設すればよい。したがって、従来のよう
に、フィルタ装置とは別に脱気装置を現像液供給配管に
追加して設置する、といったことを行わなくてもよいの
で、脱気装置の取付けのための余分なスペースを必要と
することがない。また、パーティクル除去機能と共に脱
気機能を有する現像液供給系を新規に設計しようとする
場合には、従来のように、フィルタ装置の他に脱気装置
の取付けのためのスペースを確保する、といった必要が
無いので、現像液供給系の設置スペースが少なくて済
み、また、コスト的にも有利となる。

【００２５】なお、上記した実施形態では、フィルタ装
置２４において、現像液を、密閉容器３０の一端側（図
２では下端側）から密閉容器３０内へ流入させて、気体
透過部材３４を通過させた後にパーティクル除去部材３
２を透過させるようにしているが、図２に示したフィル
タ装置２４の現像液流入口３６を現像液流出口とし、現
像液流出口３８を現像液流入口として、現像液を矢印で
示した方向とは逆向きに流すようにしてもよい。この場
合には、現像液流入口を通って密閉容器３０内へ流入し
た現像液は、パーティクル除去部材３２を透過した後に
気体透過部材３４を通過して、密閉容器３０内から現像
液流出口を通って流出することになる。また、パーティ
クル除去部材の両側にそれぞれ気体透過部材を配設した
り、気体透過部材の両側にそれぞれパーティクル除去部
材を配設するようにしてもよい。

【００２６】また、上記した実施形態では、基板回転式
現像装置へ現像液を供給する現像液供給系にこの発明を
適用して、フィルタ装置２４の密閉容器３０に設けられ
気体透過部材３４の通気路５４に連通した通気口６２に
真空ポンプ６４を連通させた例について説明したが、こ
の発明を、例えば、洗浄液として純水を基板の表面へ吐
出する基板洗浄装置へ洗浄液（純水）を供給する洗浄液
供給系に適用する場合には、図１中に便宜的に示したよ
うに、フィルタ装置２４の密閉容器３０に設けられた通
気口６２に、例えば、液化した二酸化炭素が充填された
ガスボンベ６８と液化二酸化炭素を気化させるガス発生
器７０とから構成された気体供給手段を、ガス供給配管
７２を介して連通する。このような構成とした場合に
は、気体透過部材３４の通気路５４内へ二酸化炭素を供
給することができ、通気路５４内の二酸化炭素を、気体
透過部材３４を通過する純水中へ気体透過膜材を通して
移行させ、純水中に二酸化炭素を溶存させることができ
る。これにより、純水の比抵抗値を下げて帯電が起こり
にくくした上で、純水を基板表面へ供給することができ
るようになる。なお、純水中に溶存させる気体として
は、二酸化炭素に限らず、誘電率の高い気体であればよ
い。

【００２７】

【発明の効果】請求項１に係る発明のフィルタ装置を使
用すると、既設の基板処理装置の処理液供給装置の処理
液供給配管にも、パーティクル除去機能のみを有するフ
ィルタ装置と交換するだけで、脱気機能や気体溶存機能
を容易に付加することができるとともに、配管の取回し
が最小限で済むので、同一機種の装置間での互換性を保
つことができ、また、処理液供給装置を新規に設置する
場合には、装置の小型化および低コスト化を図ることが
できる。

【００２８】請求項２に係る発明のフィルタ装置では、
気体透過部材が気体透過膜材で形成された多数の並列し
た細管から構成されているので、気体透過膜材を介在さ
せた気液接触面の面積が大きくなり、このため、処理液
中からの気体の除去作用、あるいは、処理液中への気体
の溶存作用、例えば純水中への二酸化炭素の溶存作用が
効率良く行われることになる。

【００２９】請求項３に係る発明のフィルタ装置では、
パーティクル除去部材および気体透過部材の保守・点検
や交換などを容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】基板処理装置の１例である基板回転式現像装置
へ現像液を供給する現像液供給系の概略構成の１例を示
す図である。

【図２】この発明の１実施形態を示すフィルタ装置の縦
断面図である。

【図３】図２に示したフィルタ装置の構成要素の１つで
ある気体透過部材の部分拡大断面図である。

【符号の説明】

Ｗ 基板１０ 基板処理部である基板回転式現像装置１
２ スピンチャック１４ 吐出ノズル１６ 現像液１８
現像液タンク２０ 窒素ガス供給配管２２ 現像液供
給配管２４ フィルタ装置３０ 密閉容器３２ パーテ
ィクル除去部材３４ 気体透過部材３６ 現像液流入口
３８ 現像液流出口４２ ボルト４６ 通気管４８ 開
口部５０ Ｏ−リング５２ 気体透過膜材によって形成
された細管５４ 通気路５６ 液通路５８ 微細孔６０
通気部６２ 通気管の通気口６４ 真空ポンプ６６
配管６８ 液化した二酸化炭素が充填されたガスボンベ
７０ ガス発生器７２ ガス供給配管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/304 ６４３ Ｈ０１Ｌ 21/304 ６４３Ａ 21/30 ５６４Ｃ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板に所定の処理を行う基板処理部へ処
   理液を供給する処理液供給装置の処理液供給配管に介在
   して設けられたフィルタ装置であって、処理液流入口お
   よび処理液流出口ならびに減圧手段または気体供給手段
   と連通された通気口を有する密閉容器と、前記密閉容器
   を処理液流入側と処理液流出側とに仕切るように配設さ
   れた平面状のパーティクル除去部材と、前記密閉容器の
   内部に配設され、前記通気口に連通された通気路を形成
   し、気体のみを透過させる気体透過膜材を有する平面状
   の気体透過部材とを備えたことを特徴とするフィルタ装
   置。
2. 【請求項２】 気体透過部材が、気体のみを透過させる
   気体透過膜材によって形成された多数の細管を一方向に
   並列させて構成され、それらの細管の少なくとも一方の
   端部が密閉容器の通気口に連通させられた請求項１記載
   のフィルタ装置。
3. 【請求項３】 密閉容器が、パーティクル除去部材の配
   設部分と気体透過部材の配設部分とに分割可能であっ
   て、密閉容器が分割されることによりパーティクル除去
   部材および気体透過部材がそれぞれ着脱自在とされた請
   求項１または請求項２記載のフィルタ装置。