KR101907351B1 - 액 처리 방법 및 필터 내의 기체의 제거 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 과제는 약액 중의 불순물을 제거하는 필터에 포함되는 기체를 제거하는 기술을 제공하는 것이다.
약액 중의 불순물을 제거하기 위한 필터(42)를 구비한 필터부(4)에, 웨이퍼(W)의 액 처리 시에 약액을 통류시킬 때의 압력보다 높은 압력으로 액체를 공급한다. 이에 의해, 필터 내의 액체에 가해지는 압력이 높아지므로, 이 액체의 액압에 의해 필터에 포함되는 기체가 약액에 용해되고, 이렇게 해서, 필터(42) 내의 기체를 제거할 수 있다. 계속해서, 약액을 상기 필터(4)를 통해 도포 모듈(8)의 도포 노즐(85)에 공급함으로써, 불순물 및 기체 함유량이 매우 적은 약액을 사용해서 웨이퍼(W)에 대하여 액 처리를 행할 수 있어, 결함의 발생을 억제할 수 있다.

Description

액 처리 방법 및 필터 내의 기체의 제거 장치 {LIQUID TREATMENT METHOD AND REMOVAL SYSTEM OF GAS IN FILTER}
본 발명은, 예를 들어 반도체 디바이스나 LCD(액정 디스플레이) 등의 제조 프로세스에 있어서, 현상액이나 레지스트액 등의 약액의 불순물을 제거하기 위해서 사용되는 필터에 포함되는 기체를 제거하는 기술에 관한 것이다.
반도체 디바이스나 LCD 기판 등의 기판의 제조 프로세스에 있어서는, 기판인 반도체 웨이퍼(W)(이하,「웨이퍼(W)」라고 함)에 대하여 레지스트액을 도포하고, 노광한 후, 현상액을 공급해서 현상 처리를 행함으로써, 레지스트 패턴이 형성되어 있다. 이때, 레지스트액이나 레지스트액을 용해하는 시너액, 현상액 등의 다양한 약액이 사용되고 있다. 이들 약액에는 원래 미세한 불순물이 용해되어 있고, 또한 약액을 공급하기 위한 배관으로부터도 불순물이 발생하고, 이것이 약액 내로 들어가는 경우가 있다. 이로 인해, 불순물 제거를 위한 필터에 약액을 통과시킴으로써, 약액 중의 불순물을 제거하고 있다.
이때, 디바이스의 미세화에 수반하여, 종래보다도 미세한 불순물을 제거할 필요가 있어, 포아 사이즈(필터 구멍부의 크기)가 예를 들어 3㎚ 내지 10㎚로 매우 작은 필터가 사용되고 있다. 그리고 필터를 사용할 때는, 우선 필터에 약액을 공급하고, 이 약액의 통류에 의해 필터에 원래 포함되어 있는 기체(기포)의 제거를 행하고나서, 불순물 제거를 위해서 필터에 약액을 통과시키는 것이 행해진다.
그러나 포아 사이즈가 작은 필터에는, 나노 버블이나 마이크로 버블이라 불리는 매우 미세한 기포가 포함되어 있지만, 이 미세한 기포는 필터로부터 제거되기 어렵다. 따라서, 약액을 통류시켜도 완전히 제거할 수는 없어, 불순물 제거를 위해서 약액을 필터에 통과시킬 때에, 필터에 잔존하는 기포가 조금씩 약액 중에 용해되어 버린다. 이렇게 해서 약액 중에 용해된 기포는, 약액에 가해지는 압력이나 온도 변화에 따라, 약액 중에 미세한 기포로서 나타나거나, 미세한 기포가 핵이 되어 약액 중의 기포를 발포시켜, 큰 기포를 발생시키지만, 웨이퍼(W)에 대하여 약액과 함께 공급되면, 결함의 발생 원인이 된다. 기포 부분은 공동(空洞)이 되므로, 약액이 레지스트액일 경우에는 레지스트액이 도포되지 않고, 약액이 현상액일 경우에는 현상 처리가 행해지지 않는 영역이 존재해 버리기 때문이다. 약액에 포함되는 기포는 매우 미세한 기포이지만, 디바이스 패턴의 선 폭이 미세해짐에 따라, 이러한 작은 기포라도 결함의 발생 원인이 되어, 이 문제가 현재화되고 있다.
그런데, 특허문헌 1에는 도포액의 공급 장치에 있어서, 도포액의 토출을 안정되게 행하기 위해, 도포액 공급원 내에 불활성 가스를 공급해서 소정의 압력으로 가압하고, 도포액 노즐에 도포액을 압송하는 기술이 기재되어 있다. 그러나 이 기술에는, 필터 내의 기체를 제거하는 것에 대해서는 전혀 시사되어 있지 않아, 본 발명의 과제를 해결할 수는 없다.
일본 특허 공개 제2009-166007호 공보
본 발명은, 이러한 사정 하에 이루어진 것으로, 약액 중의 불순물을 제거하는 필터에 포함되는 기체를 제거할 수 있는 기술을 제공하는 데 있다.
이로 인해, 본 발명의 액 처리 방법은, 약액에 의해 기판을 액 처리하는 방법에 있어서,
액체의 통류로에 배치되어, 약액 중의 불순물을 제거하기 위한 필터에, 기판의 액 처리 시에 약액을 통류시킬 때의 압력보다 높은 압력으로 액체를 공급하고, 당해 액체의 액압에 의해 필터 내의 기체를 당해 액체에 용해시키는 가압 공정과,
계속해서, 약액 공급원으로부터의 약액을 상기 필터를 통해 기판에 대하여 공급하고, 액 처리를 행하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 필터 내의 기체의 제거 장치는,
액체의 통류로에 배치된, 약액 중의 불순물을 제거하기 위한 필터와,
상기 통류로에 있어서의 필터의 상류측에 액체를 공급하는 액체 공급부와,
상기 통류로에 있어서의 필터의 하류측에 설치되어, 상기 필터를 통과한 액체에 포함되는 기체를 제거하는 탈기부와,
탈기부에서 기체가 제거된 액체를 상기 통류로에 있어서의 필터의 상류측으로 송액하는 송액로를 구비하고,
상기 필터에, 상기 기판의 액 처리 시에 통류시킬 때의 압력보다 높은 압력으로 액체를 공급하고, 이 액체의 액압에 의해 필터 내의 기체를 당해 액체에 용해시켜서 제거하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 반도체 제조 공정에 있어서 기판의 액 처리에 사용되는 약액 중의 불순물을 제거하기 위한 필터로부터 기체를 제거하는데 있어서, 액체의 통류로에 설치된 상기 필터에, 기판의 액 처리 시에 약액을 통류시킬 때의 압력보다 높은 압력으로 액체를 공급하고 있다. 이에 의해, 필터 내의 액체에 가해지는 압력이 높아지므로, 이 액체의 액압에 의해 필터에 포함되는 기체가 약액에 용해되고, 이렇게 해서, 필터 내의 기체를 제거할 수 있다. 또한, 약액 공급원으로부터의 약액을 상기 필터를 통해 기판에 대하여 공급함으로써, 불순물 및 기체 함유량이 매우 적은 약액을 사용해서 액 처리를 행할 수 있어, 결함의 발생을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 기체 제거 장치의 일 실시 형태를 도시하는 구성도다.
도 2는 저류부의 일례를 도시하는 종단면도다.
도 3은 저류부의 일례를 도시하는 종단면도다.
도 4는 중간 탱크의 일례를 도시하는 종단면도다.
도 5는 중간 탱크의 일례를 도시하는 종단면도다.
도 6은 필터부의 일례를 도시하는 종단면도다.
도 7은 필터부의 일례를 도시하는 종단면도다.
도 8은 탈가스 모듈의 일례를 도시하는 종단면도다.
도 9는 도포 모듈의 일례를 도시하는 종단면도다.
도 10은 기체 제거 장치의 작용을 도시하는 구성도다.
도 11은 기체 제거 장치의 작용을 도시하는 구성도다.
도 12는 기체 제거 장치의 작용을 도시하는 흐름도다.
도 13은 필터부의 작용을 도시하는 종단면도다.
도 14는 기체 제거 장치의 작용을 도시하는 구성도다.
도 15는 기체 제거 장치의 작용을 도시하는 구성도다.
도 16은 기체 제거 장치의 작용을 도시하는 구성도다.
도 17은 기체 제거 장치의 다른 실시 형태를 도시하는 구성도다.
도 18은 기체 제거 장치의 다른 실시 형태를 도시하는 구성도다.
도 19는 기체 제거 장치의 또 다른 실시 형태를 도시하는 구성도다.
도 20은 기체 제거 장치의 또 다른 실시 형태를 도시하는 구성도다.
도 21은 기체 제거 장치의 또 다른 실시 형태를 도시하는 구성도다.
도 22는 기체 제거 장치의 또 다른 실시 형태를 도시하는 구성도다.
도 23은 기체 제거 장치의 또 다른 실시 형태를 도시하는 구성도다.
도 24는 벨로즈 펌프를 도시하는 종단면도다.
도 25는 벨로즈 펌프를 도시하는 종단면도다.
도 26은 기체 제거 장치의 또 다른 실시 형태를 도시하는 구성도다.
이하에 본 발명에 관한 액 처리 방법을 실시하는 필터 내의 기포의 제거 장치의 일례에 대해서, 웨이퍼(W)에 레지스트액을 도포하는 도포 모듈에 약액을 공급하는 약액 공급계에 적용한 경우를 예로 들어, 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 이 필터의 기체 제거 장치의 배관 구성도이며, 도면 중 부호 1은, 약액을 저류하는 약액 공급원을 이루는 저류부다. 본 실시 형태에서는, 액체로서 웨이퍼(W)에 대하여 액 처리를 행하기 위한 약액 예를 들어 레지스트액을 사용하는 경우를 예로 들어 설명한다. 이로 인해, 본 예의 저류부(1)는, 후술하는 바와 같이, 통류로에 있어서의 필터의 상류측에 액체를 공급하는 액체 공급부에 상당한다.
상기 저류부(1)는, 예를 들어 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 간접 가압 보틀로 구성되어 있다. 구체적으로는, 예를 들어 PE(폴리에틸렌) 수지에 의해 구성된 외장체(11)의 내부에, 가압에 의해 변형 가능하며, 액체 및 기체를 투과시키지 않는 재료로 구성된 용기부(12)를 구비하여 구성되어 있다. 이 용기부(12)는 예를 들어 변형 가능한 주머니체 등에 의해 구성되어 있고, 그 내부에는 액체를 이루는 약액(10)이 공급되고 있어, 당해 용기부(12)로부터 하류측으로 약액을 공급하기 위한 통류로(13)가 설치되어 있다. 상기 용기부(12)를 구성하는 재질로서는, 플라스틱, 나일론, EVOH(에틸렌-비닐알코올 공중합 수지), 폴리올레핀 혹은 다른 천연 또는 합성 중합체를 포함하는 1종류 이상의 중합체가 사용된다. 또한, 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 플루오네이트 에틸렌프로필렌(FEP), 퍼플루오로알콕시(PFA)와 같은 플루오로 중합체를 사용하도록 해도 좋다.
또한, 저류부(1)에는 용기부(12)의 상단부측 개구부를 덮도록 캡부(19)가 설치되어 있고, 이 캡부(19)를 통해 외장체(11)와 용기부(12) 사이에 가압용 가스를 도입하기 위한 가스 도입로(14)가 설치되어 있다. 이 가스 도입로(14)는, 밸브(V1)를 통해 가압용 가스의 공급원(15)에 접속되어 있다. 가압용 가스로서는 예를 들어 질소(N2) 가스 등이 사용되고, 용기부(12)의 내부에는, 예를 들어 기체 농도가 10ppm 이하인 레지스트액으로 이루어지는 약액(10)이 저류되어 있다.
이 저류부(1)에서는, 도 3에 도시한 바와 같이, 외장체(11)와 용기부(12) 사이의 공간(S)에 가압용의 N2 가스를 도입하면, 당해 공간(S)의 압력이 높아져, 용기부(12)가 N2 가스에 의해 가압된다. 이렇게 해서, 용기부(12) 내부의 약액(10)이 통류로(13)를 통해 저류부(1)의 하류측으로 압출되는 상태로 유출되어 간다. 이러한 저류부(1)에서는, 용기부(12) 내의 약액(10)이 가압용의 기체와 접촉되지 않으므로, 약액(10)으로의 기체의 용해가 억제된다.
이 저류부(1)의 하류측에는 통류로(13)를 통해 삼방 밸브(2)가 설치되어 있고, 이 삼방 밸브(2)에는 상기 통류로(13) 외에, 중간 탱크(3)에 접속되는 통류로(21)와, 가스 농도 검출부(7)에 접속되는 통류로(71)가 접속되어 있다. 상기 중간 탱크(3)는 약액(10)을 저류하기 위한 밀폐 용기이며, 예를 들어 도 4에 도시한 바와 같이, 당해 중간 탱크(3)에 약액을 공급하기 위한 통류로(21)가 접속되는 동시에, 당해 중간 탱크(3)로부터 약액을 유출시키기 위한 통류로(31)가 접속되어 있다. 또한, 중간 탱크(3)의 천장부(30)에는, 벤트용의 보조 유로(32)가 접속되고, 이 보조 유로(32)에는 중간 탱크(3)의 외부 근방에 예를 들어 액 검지 센서(33)가 설치되는 동시에, 이 액 검지 센서(33)보다도 외측에 밸브(V2)가 설치되어 있다.
이렇게 해서, 중간 탱크(3)에서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 밸브(V2)를 개방한 상태에서, 중간 탱크(3) 내에 약액(10)을 공급하면, 중간 탱크(3) 내에 약액(10)이 서서히 저류되어 간다. 그리고 중간 탱크(3) 내에 약액(10)이 채워져 보조 유로(32)까지 도달하고, 약액(10)이 액 검지 센서(33)가 설치된 레벨까지 도달한 것이 검출되면, 밸브(V2)가 폐쇄되도록 구성되어 있다(도 5 참조). 이에 의해, 중간 탱크(3) 내에 약액(10)을 공급할 때에, 당해 중간 탱크(3) 내에서, 약액(10)에 용해되어 있던 기체가 발포되어, 기체가 발생되었다고 해도, 당해 기체를 보조 유로(32)를 통해 배기할 수 있다. 또한, 중간 탱크(3)는 밀폐 구조이므로, 당해 중간 탱크(3)에 약액(10)을 공급할 때에 기체와 접촉하지 않고, 약액(10)으로의 기체의 용해가 억제된다.
중간 탱크(3)의 하류측에는, 통류로(31)를 통해 필터부(4)가 설치되어 있다. 이 필터부(4)는, 예를 들어 도 6에 도시한 바와 같이, 필터 본체(41)의 내부에 불순물 제거용의 필터(42)를 설치하여 구성되고, 예를 들어 배관계에 대하여 착탈 가능하게 설치되어 있다. 이 배관계는, 상기 중간 탱크(3)에 접속된 약액 공급용의 통류로(31)와, 필터부(4)의 하류측을 향해 약액을 유출시키기 위한 통류로(43)와, 벤트용의 보조 유로(44)를 구비하고 있다. 그리고 보조 유로(44)에는, 중간 탱크(3)의 보조 유로(32)와 마찬가지로, 그 상류측[필터 본체(41)측]에 액 검지 센서(45)가 설치되는 동시에, 액 검지 센서(45)보다도 하류측에 밸브(V3)가 설치되어 있다.
상기 필터 본체(41)는 예를 들어 통 형상의 밀폐 용기로 이루어져, 그 천장부(40)에는 상기 공급용의 통류로(31)와, 유출용의 통류로(43)와, 보조 유로(44)에 각각 접속되는 개구부(40a, 40b, 40c)가 형성되어 있다. 그리고 도 7에 도시한 바와 같이, 필터 본체(41)의 개구부(40a 내지 40c)를 각각 대응하는 배관계[통류로(31, 43, 44)]에 접속함으로써, 필터부(4)가 배관계에 대하여 착탈할 수 있도록 구성되어 있다.
한편, 필터 본체(41)의 내부에는, 예를 들어 그 중앙부에 상기 공급용의 통류로(31)와 연통하도록, 필터 본체(41)의 길이 방향으로 신장하는 유로(46a)가 구획 부재(47a)에 의해 형성되어 있다. 또한, 이 구획 부재(47a)의 주위에는, 당해 구획 부재(47a)와의 사이 및 필터 본체(41)의 내벽과의 사이에 각각 유로(46b, 46c)를 필터(42)의 길이 방향을 따라서 형성하도록, 예를 들어 평면에서 보아 링 형상의 통 형상의 필터(42)가 설치되어 있다. 필터(42)는, 예를 들어 UPE(초고분자량 폴리에틸렌)에 의해 구성되고, 그 구멍부의 크기(포아 사이즈)는 3㎚ 내지 10㎚ 정도인 것이 사용된다.
그리고 상기 구획 부재(47a)는, 필터(42)의 하방측에서 굴곡해서 가로 방향으로 신장하고, 이렇게 해서, 상기 유로(46a)와 접속되는 유로(46d)가 필터(42)의 하방측에 형성되어, 이 유로(46d)를 통해 필터(42)의 외주측 유로(46c)와 접속되어 있다. 또한, 필터(42)의 상부측에도 구획 부재(47b)에 의해, 상기 유출용의 통류로(43)와 접속되는 유로(46e)가 형성되어 있다. 이에 의해, 필터 본체(41)의 내부에는, 그 중앙 유로(46a)로부터 공급된 약액(10)이 필터(42)의 하방측 유로(46d)에 의해, 필터(42)의 외주측 유로(46c)로 유도된다. 그리고 유로(46c)의 약액은, 필터(42)를 통과하여 필터(42)의 내측 유로(46b)로 통류해 가, 필터 본체(41)의 천장부(40) 근방에 형성된 유로(46e)를 통해 유출용 통류로(43)로부터 유출되어 간다. 이와 같이, 필터(42)는 액체의 통류로에 배치되게 된다.
필터부(4)의 하류측에는 통류로(43)를 통해 펌프(5)가 설치되어 있다. 이 펌프(5)는, 상기 필터부(4)에 통류로(43)에 의해 접속되는 동시에, 유출용의 통류로(51)를 통해 탈기부를 이루는 탈가스 모듈(6)에 접속되어 있다. 또한, 펌프(5)에는 벤트용의 보조 유로(52)가 설치되어 있고, 이 보조 유로(52)에는 중간 탱크(3)의 보조 유로(32) 등과 마찬가지로, 그 상류측[펌프(5)측]에 액 검지 센서(53)가 설치되는 동시에, 액 검지 센서(53)보다도 하류측에 밸브(V5)가 설치되어 있다. 그리고 이 펌프(5)는, 흡인함으로써 필터부(4)로부터 약액을 펌프(5)로 끌어들이고, 끌어들여진 약액(10)을 탈가스 모듈(6)을 향해 송액할 수 있도록 구성되어 있다.
본 예의 탈가스 모듈(6)은, 예를 들어 도 8에 도시한 바와 같이, 용기 본체(61)의 내부에, 복수 개의 관 형상의 기체 제거 부재(62)를 구비하여 구성되어 있다. 이 기체 제거 부재(62)는, 기체 투과막(63)으로 구성된 관 형상체다. 당해 기체 제거 부재(62)는, 그 일단부측이 상기 펌프(5)로부터의 통류로(51)에 접속되어 있고, 그 타단부측은 유출용의 통류로(64)를 통해 가스 농도 검출부(7)에 접속되어 있다. 상기 기체 투과막(63)은, 액체는 투과시키지 않고 기체만 투과시키는 것이며, 예를 들어 PTFE, PFA, FEP 등의 불소 수지에 의해 구성되어 있다.
또한, 용기 본체(61)에는 배기로(65)를 통해 배기 기구(66) 예를 들어 진공 펌프가 접속되어 있다. 이 탈가스 모듈(6)에서는, 배기 기구(66)에 의해 용기 본체(61) 내부를 진공 배기한 상태에서, 기체 제거 부재(62)의 일단부측으로부터 약액(10)이 공급된다. 이 약액(10)은 기체 제거 부재(62)의 내부를 통류하고, 그 타단부측으로부터 유출되지만, 이때, 약액(10) 중의 기체는 기체 투과막(63)을 투과하여 기체 제거 부재(62)의 외측으로 이동해 간다. 상기 용기 본체(61) 내는 배기 기구(66)에 의해 진공 배기되고 있으므로, 약액 중의 기체는 기체 투과막(63)을 통해 용기 본체(61)로 흡인되어 가, 약액으로부터 기체가 빠르게 제거된다.
가스 농도 검출부(7)로서는, 전기 화학적으로 약액(10) 중의 산소, 질소, 수소, 이산화탄소, 오존 등의 각각의 농도를 검출하는 기구 등의 주지의 구성을 사용할 수 있다. 이 가스 농도 검출부(7)는, 통류로(71)를 통해 상기 삼방 밸브(2)에 접속되어 있다. 또한, 이 통류로(71)에는 분기로(72)가 접속되어 있고, 이 분기로(72)의 선단부측에는 도포 모듈(8)의 도포 노즐(85)이 접속되어 있다. 이들 통류로(71) 및 분기로(72)에는, 각각 밸브(V6, V7)가 개재 장착되어 있고, 후술하는 바와 같이 제어부(100)에 의해 개폐 타이밍이 제어되도록 구성되어 있다.
상기 도포 모듈(8)의 구성에 대해서, 도 9를 사용해서 설명하면, 도면 중 부호 81은, 웨이퍼(W)를 대략 수평하게 보유 지지하기 위한 스핀 척이며, 구동 기구(81a)에 의해 회전 가능 및 승강 가능하게 구성되어 있다. 이 스핀 척(81)에 보유 지지된 웨이퍼(W)의 주연부에는, 웨이퍼(W)의 측방 및 이면측 주연부를 덮도록, 웨이퍼(W)로부터 비산하는 레지스트액 등의 약액을 회수하기 위한 액 수용 컵(82)이 설치되어 있다. 이 액 받침 컵(82)의 하부측은 액 수용부(83)로서 구성되어 있고, 그 하면에는 드레인이나 배기 등을 행하기 위한 드레인관(84a)이나 배기관(84b)이 접속되어 있다.
또한, 도포 모듈(8)은 스핀 척(81)에 보유 지지된 웨이퍼(W)에 대하여 레지스트액을 토출하기 위한 도포 노즐(85)과, 웨이퍼(W)에 대하여 레지스트액의 용제인 시너액을 토출하기 위한 용제 노즐(86)이 설치되어 있다. 이들 노즐(85, 86)은, 예를 들어 웨이퍼(W)의 대략 중심에 레지스트액이나 용제를 토출하는 처리 위치와, 액 받침 컵(82)의 외측의 대기 위치와의 사이에서 이동 가능, 승강 가능하게 설치되어 있다. 상기 도포 노즐(85)은, 레지스트액의 공급계인 상기 기체 제거 장치의 분기로(72)에 접속되어 있고, 용제 노즐(86)은 용제 공급계(86a)에 접속되어 있다.
이러한 도포 모듈(8)에서는, 스핀 척(81)에 보유 지지된 웨이퍼(W)를 회전시키면서, 이 웨이퍼(W)의 대략 중심에 용제 노즐(86)로부터 레지스트액의 용제인 시너액을 토출한 후, 도포 노즐(85)로부터 레지스트액을 토출함으로써, 웨이퍼(W)의 표면 전체에 레지스트액이 도포되도록 되어 있다.
또한, 상기 기체 제거 장치나 도포 모듈(8)은 제어부(100)에 의해 제어되도록 구성되어 있다. 이 제어부(100)는, 예를 들어 컴퓨터로 이루어지는 프로그램 저장부를 갖고 있으며, 프로그램 저장부에는, 후술하는 바와 같은 당해 기체 제거 장치나 도포 모듈(8)의 작용, 즉, 기체 제거 장치의 각 밸브나 펌프 제어나, 웨이퍼(W)의 수수 및 웨이퍼(W)의 처리 등이 실시되도록 명령이 짜여진, 예를 들어 소프트웨어로 이루어지는 프로그램이 저장된다. 그리고 당해 프로그램이 제어부(100)에 판독됨으로써, 당해 제어부(100)는 상기 작용을 제어한다. 또, 이 프로그램은, 예를 들어 하드 디스크, 콤팩트 디스크, 마그네트 옵티컬 디스크 등의 기억 매체에 수납된 상태에서 프로그램 저장부에 저장된다.
계속해서 당해 실시 형태의 작용에 대해서, 도 10 내지 도 18을 참조하여 설명한다. 본 발명의 필터(42)의 기체 제거는, 액 처리 모듈의 보수 시나, 약액을 교환할 때, 혹은 액 처리 모듈을 구비한 도포, 현상 장치의 기동 시 등에 실시된다. 우선, 필터부(4)의 벤트용의 보조 유로(44)를 개방하여, 필터부(4) 내에 약액(10)을 공급하고, 필터부(4) 내의 큰 기포를 제거하는 공정을 실시한다(도 12 중 스텝 S1). 이 공정에서는, 도 10에 도시한 바와 같이, 필터부(4)를 배관계에 접속하고, 필터부(4)와 펌프(5) 사이의 밸브(V4)를 폐쇄하는 동시에, 중간 탱크(3)의 보조 유로(32)의 밸브(V2) 및 필터부(4)의 보조 유로(44)의 밸브(V3)를 개방한다. 그리고 밸브(V1)를 개방해서 저류부(1)에 가압용의 N2 가스를 공급하고, 삼방 밸브(2)는 저류부(1)와 중간 탱크(3)를 접속하도록 설정한다. 도면 중, 개방되어 있는 밸브에 대해서는 「O」, 폐쇄되어 있는 밸브에 대해서는 「C」를 붙이고 있다.
이렇게 해서, 저류부(1)를 N2 가스에 의해 가압해서 약액(10)의 공급을 계속하면, 필터부(4)의 하류측의 밸브(V4)가 폐쇄되어 있으므로, 서서히 하류측으로부터 약액(10)이 채워져 간다. 그리고 필터부(4)에서는, 밸브(V3)를 개방한 상태에서 약액(10)을 공급하고 있으므로, 약액(10)은 필터 본체(41) 내의 유로(46a, 46d, 46c)를 통해 필터(42)에 이르고, 당해 필터(42)를 통과하여 유로(46b, 46e)를 향해 통류해 간다. 이때, 필터 본체(41) 내에 존재하는 기체나, 약액(10)이나 필터(42)에 포함되는 큰 기포는, 벤트용의 보조 유로(44)를 통해 배기된다. 그리고 유로(46a 내지 46e)가 모두 약액(10)으로 채워지면, 약액(10)은 보조 유로(44)로 통류해 가, 액 검지 센서(45)에 의해 액면 레벨을 검출했을 때에 밸브(V3)를 폐쇄함으로써, 필터 본체(41) 내의 유로(46a 내지 46e) 모두가 약액(10)으로 채워진다.
또한, 저류부(1)로부터의 약액(10)의 공급을 계속하면, 중간 탱크(3) 내에 약액(10)이 서서히 저류되어 가, 이미 서술한 바와 같이, 액 검지 센서(33)에 의해 액면 레벨을 검출했을 때에 밸브(V2)를 폐쇄하게 된다. 이렇게 해서, 도 11에 도시한 바와 같이, 저류부(1)로부터 펌프(5)의 상류측까지의 구간이 약액(10)으로 채워진 상태가 된다. 여기서, 도 11에서는 약액(10)으로 채워진 통류로를 굵은 라인으로 나타내고 있다.
계속해서, 필터부(4)를 가압하여, 필터(42)로부터 기포를 제거하는 가압 공정을 실시한다(스텝 S2). 이 공정에서는, 도 11에 도시한 바와 같이, 필터부(4)의 하류측 밸브(V4), 필터부(4)의 보조 유로(44)의 밸브(V3) 및 중간 탱크(3)의 보조 유로(32)의 밸브(V2)를 모두 폐쇄한다. 그리고 밸브(V1)를 개방해서 저류부(1)를 N2 가스에 의해 가압하고, 삼방 밸브(2)를 저류부(1)와 중간 탱크(3)를 접속하도록 설정한다. 이에 의해, 저류부(1) 내의 약액(10)은, 계속해서 중간 탱크(3)를 통해 필터부(4)로 송액된다. 필터 본체(41) 내에서는, 이미 서술한 바와 같이, 모든 유로(46a 내지 46e)가 약액(10)으로 채워져 있으므로, 새로운 약액(10)의 공급에 의해 서서히 필터 본체(41) 내의 압력이 높아져 간다.
이렇게 해서, 필터(42)에, 상기 웨이퍼(W)의 액 처리 시에 통류시킬 때의 압력보다 높은 압력으로 약액(10)이 공급된다. 이에 의해, 필터(42) 중의 액체에 가해지는 압력이 높아지므로, 이 높은 액체의 액압에 의해 필터(42)에 포함되는 기체(기포)가 약액(10)에 용해된다. 이렇게 해서, 필터(42) 내의 나노 사이즈나 마이크로 사이즈의 매우 미소한 기포를 약액(10)에 용해시켜, 필터(42)로부터 제거한다.
이때, 필터(42)에 약액(10)을 공급할 때의 압력은, 필터(42)를 사용해서 도포 노즐(85)로부터 약액(10)을 토출할 때의 압력 예를 들어 15psi(103.4kPa)보다도 큰 압력이다. 이렇게 해서, 소정 시간 예를 들어 10분 정도, 필터부(4)에의 약액(10)의 공급을 계속하여, 필터부(4) 내를 가압하고, 필터(42) 중의 미소한 기포를 제거한다.
계속해서, 필터부(4)로부터 기체가 용해된 약액(10)을 배출하는 공정을 실시한다(스텝 S3). 예를 들어 도 14에 도시한 바와 같이, 밸브(V1)를 폐쇄하여, 저류부(1)에의 N2 가스의 가압을 정지하는 동시에, 필터부(4)의 하류측 밸브(V4)를 개방하여, 펌프(5)를 작동시켜, 필터부(4) 내의 약액(10)을 흡인한다. 이때, 펌프(5)에서는 보조 유로의 밸브(V5)를 개방해 둔다. 또한, 중간 탱크(3)의 밸브(V2) 및 필터부(4)의 밸브(V3)를 폐쇄한 상태로 하여, 삼방 밸브(2)를 저류부(1)와 중간 탱크(3)를 접속하도록 설정한다.
이에 의해, 저류부(1)의 하류측 통류로(13, 21, 31, 43)와 보조 유로(32, 44)에 존재하는 약액(10)은 펌프(5)의 흡인에 의해 펌프(5)를 향해 이동해 가, 필터부(4)에서는 필터(42)의 기포가 용해된 약액(10)이 배출된다. 이 상태로부터, 펌프(5)에 의해, 하류측으로 약액(10)을 송액하여, 약액(10)으로부터 기체를 제거하는 탈기 공정(스텝 S4)과, 약액(10)의 가스 농도를 측정하는 공정(스텝 S5)을 실시한다. 이때, 도 15에 도시한 바와 같이, 밸브(V6)를 개방하고 밸브(V7)를 폐쇄하고, 삼방 밸브(2)를 가스 농도 검출부(7)와 저류부(1)를 접속하도록 설정한다. 그 밖의 밸브(V)의 개폐는, 도 14에 도시한 예와 마찬가지이다. 이에 의해, 약액(10)은 펌프(5)의 하류측 탈가스 모듈(6)로 송액되어, 이미 서술한 바와 같이, 기체의 제거가 행해진다(스텝 S4). 이렇게 해서, 기체가 제거된 약액(10)은 가스 농도 검출부(7)로 송액되어, 약액(10) 중의 가스 농도가 측정된다(스텝 S5). 이 가스 농도의 측정은, 소정의 타이밍 예를 들어 10초마다 행한다.
그리고 가스 농도가 제1 허용치에 들어가 있는지의 여부를 판정하고(스텝 S6), 들어가 있는 경우에는, 도 16에 도시한 바와 같이, 밸브(V6)를 폐쇄하고, 밸브(V7)를 개방하여, 도포 모듈(8)의 도포 노즐(85)에 약액(10)을 공급하고, 이미 서술한 레지스트액의 도포 처리에 사용된다. 이 제1 허용치라 함은, 약액(10)인 레지스트액의 가스 농도가 예를 들어 1ppm 이하이며, 레지스트액의 도포 처리에 사용해도 지장이 없는 값이다. 또한, 이미 서술한 바와 같이 약액(10)을 필터(42)에 통과시키고 있으므로, 필터(42)에 의해 불순물이 제거되어, 가스 농도가 낮은 약액(10)(레지스트액)이 도포 모듈(8)로 송액되게 된다.
한편, 상기 가스 농도가 제1 허용치를 초과한 경우에는, 밸브(V6)를 개방하고, 밸브(V7)를 폐쇄하여, 삼방 밸브(2)를 통해 저류부(1)로 송액한다. 그리고 다시, 스텝 S1로 복귀하여, 저류부(1)로부터 필터부(4)를 향해 상기 탈가스 모듈(6)에 의해 기체가 제거된 약액(10)을 송액하고, 탈기 공정에서 기체가 제거된 약액(10)을 가압 공정에서 재사용하기 위해, 필터(42)로 송액하는 송액 공정이 실시된다. 따라서, 본 예에서는 탈가스 모듈(6)로부터 저류부(1)로 약액(10)을 송액하는 통류로와, 저류부(1)로부터 필터부(4)로 약액을 송액하는 통류로가 탈가스 모듈에 의해 기체가 제거된 약액(10)을 필터로 송액하는 송액로에 상당한다.
계속해서, 필터부(4) 내를 가압하여, 필터(42)의 기포를 제거하는 가압 공정(스텝 S2), 필터부(4)로부터 약액(10)을 배출하는 배출 공정(스텝 S3), 약액(10)으로부터 기체를 제거하는 탈기 공정(스텝 S4), 약액(10) 중의 가스 농도를 검출하는 공정(스텝 S5)을 다시 실시한다. 이렇게 해서, 가스 농도가 제1 허용치 내에 들어갈 때까지, 약액(10)을 필터부(4)로 순환시켜, 스텝 S1 내지 스텝 S6을 반복해서 실행한다.
이상에 있어서, 본 예에서는, 펌프(5)의 후단측에, 탈가스 모듈(6)과 가스 농도 검출부(7)를 이 순서로 배치했지만, 펌프(5)의 후단측에, 가스 농도 검출부(7)와 탈가스 모듈(6)을 이 순서로 배치해도 좋고, 이 경우에도 상술한 실시 형태와 마찬가지의 처리를 행할 수 있다.
상술한 실시 형태에 의하면, 필터(42)에, 웨이퍼(W)의 액 처리 시에 약액(10)을 통류시킬 때의 압력보다 높은 압력으로 약액(10)을 공급하고, 당해 약액(10)의 액압을 높이고 있으므로, 이 가압에 의해 필터(42) 내의 기체를 약액(10) 중에 용해시킬 수 있다. 이렇게 해서, 포아 사이즈가 작은 필터(42)로부터 나노 사이즈나 마이크로 사이즈의 미세한 기포를 빠르게 제거할 수 있다.
이때, 필터(42) 내의 기체가 용해되는 약액(10)을 탈가스 모듈(6)에 의해 탈기하고, 다시 필터(42)의 가압을 위해 재사용하면, 약액(10)의 가스 농도가 저감하는 데다가, 필터(42)의 기체 제거를 위한 약액(10)의 소비량을 억제할 수 있다.
또한, 필터(42)의 기포를 제거하기 위해 필터(42)에 공급되는 액체로서, 웨이퍼(W)의 액 처리에 사용하는 약액을 사용함으로써, 약액 공급계에 상술한 필터 내의 기체 제거 장치를 내장할 수 있어, 필터(42)의 기포가 제거된 후는 유로의 전환을 행함으로써, 당해 약액을 필터(42)를 통해 웨이퍼(W)에 빠르게 공급할 수 있다.
게다가, 상기 가압 공정과, 탈기 공정과, 탈기된 약액(10)을 필터부(4)로 송액하는 송액 공정을 반복해서 행함으로써, 1회의 가압 공정의 실시에서는 필터(42)로부터 기포를 전부 제거할 수 없는 경우였다고 해도, 서서히 필터(42)로부터 기포가 제거되어 가므로, 확실하게 필터(42)로부터 기포를 제거할 수 있다. 또한, 반복해서 필터(42)에 통과시킴으로써, 약액 중의 불순물이 제거되는 동시에, 약액(10) 중의 기체 농도도 저감되어 가므로, 불순물 및 기체의 함유량이 매우 적은 약액(10)을 얻을 수 있다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 약액(10)의 가스 농도를 소정의 타이밍에서 검출하고 있으므로, 필터(42)의 기체 제거의 종료 타이밍을 실시간으로 파악할 수 있다. 이로 인해, 필터(42)의 기체 제거가 종료된 단계에서 빠르게, 약액(10)을 도포 모듈(8)에 공급할 수 있으므로, 처리량의 저하가 억제된다.
또한, 기포가 제거된 필터(42)를 통해 약액(10)을 웨이퍼(W)에 공급함으로써, 불순물 및 기체의 함유량이 매우 적은 약액(10)을 웨이퍼(W)에 공급해서 액 처리를 행할 수 있다. 이로 인해, 기포의 존재에 의한 레지스트액이나 현상액의 미도포 영역의 발생이 억제된다. 이 결과, 디바이스가 미세화되는 현상에 있어서도 결함의 발생을 억제할 수 있으므로, 수율의 저하가 억제되어, 본 발명의 효과는 크다.
계속해서, 본 발명의 다른 실시 형태에 대해서, 도 17 및 도 18을 참조하여 설명한다. 본 실시 형태가 상술한 실시 형태와 다른 점은, 당해 기체 제거 장치 내에 있어서, 약액(10) 중에 원래 용존하고 있는 기체를 필터를 통하지 않고 탈기할 수 있는 점이다. 이로 인해, 당해 실시 형태에서는, 중간 탱크(3)와 펌프(5) 사이에, 필터부(4)를 경유하는 통류로(31, 43) 외에, 필터부(4)를 우회하는 통류로(34)를 형성하고, 통류로(31)와 통류로(34)에 각각 밸브(V8), 밸브(V9)를 설치하고 있다.
본 예에서는, 당해 기체 제거 장치 내에 있어서, 약액(10) 중의 탈기 처리를 행할 때에는, 도 17에 도시한 바와 같이, 밸브(V8)를 폐쇄하고, 밸브(V9)를 개방한다. 그리고 저류부(1) 내의 약액(10)을 중간 탱크(3) → 통류로(34) → 펌프(5) → 탈가스 모듈(6) → 가스 농도 검출부(7) → 저류부(1)의 루트로 통류시키도록, 밸브(V1 내지 V9)의 개폐나 펌프(5)의 구동을 제어한다.
약액(10)은 탈가스 모듈(6)을 통과할 때에 기체가 제거되므로, 가스 농도가 제2 허용치로 될 때까지, 이미 서술한 루트로 통류시킨다. 이 제2 허용치는, 예를 들어 약액(10) 중의 가스 농도가 필터(42)의 기체의 제거 처리에 사용할 수 있을 정도의 농도로 설정되어, 예를 들어 5ppm 이하다.
이렇게 해서, 약액(10) 중의 가스 농도가 제2 허용치 이하가 되면, 도 18에 도시한 바와 같이, 밸브(V8)를 개방하고, 밸브(V9)를 폐쇄하여, 필터(42)의 기체의 제거 처리를 실시한다. 이때, 저류부(1) 내의 약액(10)은, 중간 탱크(3) → 필터부(4) → 펌프(5) → 탈가스 모듈(6) → 가스 농도 검출부(7) → 저류부(1)의 루트로 통류시키도록, 밸브(V1 내지 V9)의 개폐나 펌프(5)의 구동을 제어한다. 그리고 약액(10) 중의 가스 농도가 제1 허용치 이하가 되면, 밸브(V6)를 폐쇄하고, 밸브(V7)를 개방하여, 약액(10)을 도포 모듈(8)로 공급하고, 소정의 액 처리를 행한다.
본 실시 형태에 의하면, 약액(10)의 탈기를 할 수 있으므로, 처음에 필터부(4)에 공급되는 약액(10)의 가스 농도가 필터(42)의 기체 제거에 적합한 가스 농도보다도 높은 경우라도, 상기 필터(42)의 기체 제거에 적합한 가스 농도 이하까지 저감시킨 후, 필터(42)의 기체 제거에 사용할 수 있다.
이상에 있어서, 본 발명에서는 필터부(4)로부터 배출되는 기체를 포함한 약액(10)은 필터부(4)로 송액하지 않고, 폐기하도록 해도 된다. 이 경우의 구성예에 대해서, 도 19를 참조하여 설명한다. 도면 중, 부호 1A는 액체의 저류부이며, 본 예에서는, 예를 들어 가스 농도가 10ppm 이하인 레지스트액의 용제인 시너액이 저류되어 있다. 이 저류부(1A)는, 상술한 약액(10)인 레지스트액을 저류하는 저류부(1)와 마찬가지로 구성되어 있고, 유출용의 통류로(13A)를 통해 제1 삼방 밸브(2A)가 접속되고, 이 제1 삼방 밸브(2A)는 통류로(13B)를 통해, 저류부(1)의 하류측에 설치된 제2 삼방 밸브(2B)와 접속되는 동시에, 통류로(13C)를 통해, 도포 모듈(8)의 용제 노즐(86)에 접속되어 있다. 이 통류로(13C)에는 액 검지 센서(17)와 필터(18)가 설치되어 있다.
또한, 탈가스 모듈(6)에 의해 기체가 제거된 액체를 필터부(4)로 송액하는 송액로를 설치하지 않고, 가스 농도 검출부(7)의 하류측에 밸브(V10)를 구비한 통류로(71)를 통해, 폐기된 액체를 저류하는 폐기 탱크(16)를 설치한다. 이 이외의 구성에 대해서는, 상술한 도 1의 장치와 마찬가지로 구성되어 있다.
본 예에서는, 우선, 필터(42)의 기체 제거를 행할 때에는, 밸브(V7)를 폐쇄하고, 밸브(V10)를 개방하여, 제1 및 제2 삼방 밸브(2A, 2B)를 통해 저류부(1A)와 중간 탱크(3)를 접속하도록 설정한다. 그리고 도 19에 도시한 바와 같이, 저류부(1A)로부터 시너액으로 이루어지는 액체를, 중간 탱크(3) → 필터부(4) → 펌프(5) → 탈가스 모듈(6) → 가스 농도 검출부(7) → 폐기 탱크(16)의 루트로 통류시킨다. 그리고 약액(10) 중의 가스 농도가 상기 제1 허용치 이하가 되면, 제1 삼방 밸브(2A)를 저류부(1A)와 용제 노즐(86)을 접속하도록 설정하는 동시에, 제2 삼방 밸브(2B)를 저류부(1)와 중간 탱크(3)를 접속하도록 설정한다.
이렇게 해서, 도 20에 도시한 바와 같이, 저류부(1)로부터 레지스트액으로 이루어지는 약액(10)을, 중간 탱크(3) → 필터부(4) → 펌프(5) → 탈가스 모듈(6) → 가스 농도 검출부(7) → 폐기 탱크(16)의 루트로 통류시킨다. 그리고 소정량의 레지스트액을 통류시킨 후, 밸브(V10)를 폐쇄하고, 밸브(V7)를 개방하여, 약액(10)을 분기로(72)를 통해 도포 모듈(8)의 도포 노즐(85)로 공급하고, 소정의 액 처리를 행하도록 밸브(V1 내지 V3, V5, V7, V10)의 개폐나 펌프(5)의 구동을 제어한다.
이와 같이 하여, 액체인 용제를 필터부(4)에 공급하여, 필터(42)의 기체 제거를 행하고, 계속해서, 약액인 레지스트액을 필터부(4)를 통해 도포 모듈(8)에 공급하고, 웨이퍼(W)에 대하여 레지스트액의 도포 처리가 행해진다.
본 예에서는, 레지스트액에 비해 염가인 용제를 필터부(4)에 공급하여, 필터(42)의 기체 제거를 행하고, 계속해서, 약액인 레지스트액을 필터부(4)를 통해 도포 모듈(8)에 공급하고, 웨이퍼(W)에 대하여 레지스트액의 도포 처리가 행해진다.
또한, 본 발명의 필터부(4)는 액 수용부를 이루는 필터 본체(41)와 필터(42)를 일체로 설치하지 않고, 필터 본체(41)는 약액 공급계에 고정해서 설치하고, 필터(42)를 필터 본체(41)에 착탈하는 구성이라도 좋다. 이 경우라도, 도 1의 기체 제거 장치와 마찬가지로 구성된다. 그리고 예를 들어 약액(10) 중의 가스 농도가 높은 경우에는, 필터(42)를 장착하기 전에, 저류부(1) 내의 약액(10)을 중간 탱크(3) → 필터 본체(41) → 펌프(5) → 탈가스 모듈(6) → 가스 농도 검출부(7) → 저류부(1)의 루트로 통류시키도록, 밸브(V1 내지 V7)의 개폐나 펌프(5)의 구동을 제어한다.
그리고 약액(10) 중의 가스 농도가 상기 제2 허용치 이하가 되면, 필터 본체(41)에 필터(42)를 장착한다. 그리고 저류부(1) 내의 약액(10)을, 중간 탱크(3) → 필터부(4) → 펌프(5) → 탈가스 모듈(6) → 가스 농도 검출부(7) → 저류부(1)의 루트로 통류시키도록, 밸브(V1 내지 V7)의 개폐나 펌프(5)의 구동을 제어한다. 이렇게 해서, 약액(10) 중의 가스 농도가 상기 제1 허용치 이하가 되면, 밸브(V6)를 폐쇄하고, 밸브(V7)를 개방하여, 약액(10)을 도포 모듈(8)로 공급하고, 소정의 액 처리를 행한다.
계속해서, 복수 개의 필터의 기체 제거 장치를 구비한 구성예에 대해서, 도 21 내지 도 26을 참조하여 설명한다. 도 21은, 복수 개 예를 들어 4개의 도포 모듈(8)에 약액을 공급하는 약액 공급계에, 각각 기체 제거 장치를 내장하는 경우의 구성예이며, 도포 모듈(8)마다, 이미 서술한 기체 제거 장치를 구비한 약액 공급계가 준비되는 예이다. 본 예에서는, 1개의 도포 모듈(8)에 대응하는 기체 제거 장치(110)는, 탈가스 모듈(6)의 전단에 가스 농도 검출부(7)가 설치되어 있는 이외는, 도 1에 도시한 예와 마찬가지로 구성되어 있고, 필터부(4)의 가압용의 액체로서는, 예를 들어 레지스트액으로 이루어지는 약액(10)이 사용된다.
또한, 각각의 기체 제거 장치(110)에 있어서의 중간 탱크(3)의 벤트용의 보조 유로(32), 필터부(4)의 벤트용의 보조 유로(44), 펌프(5)의 벤트용의 보조 유로(52)는, 각각 공통의 벤트용의 통류로(320, 440, 520)에 접속되어 있다. 본 예에서는, 각 기체 제거 장치(110)에 있어서, 각각 필터(42)의 기체 제거와, 약액(10)의 기체 제거(탈가스)가 행해진다. 즉, 저류부(1) 내의 약액(10)을, 중간 탱크(3) → 필터부(4) → 펌프(5) → 가스 농도 검출부(7) → 탈가스 모듈(6)의 루트로 송액하고, 약액(10) 중의 가스 농도가 제1 허용치 이하가 될 때까지, 저류부(1) 내의 약액(10)을 필터부(4)로 순환 공급하여, 필터(42)의 기체 제거와, 약액(10)의 탈가스를 행하고, 약액(10) 중의 가스 농도가 제1 허용치 이하가 되면, 도포 모듈(8)로 약액(10)을 공급한다.
또한, 도 22에 도시한 예에서는, 4개의 도포 모듈(8)마다 각각 이미 서술한 기체 제거 장치를 구비한 약액 공급계가 준비되는 경우에, 공통의 가스 농도 검출부(7)를 사용하는 예이다. 본 예에서는, 1개의 도포 모듈(8)마다 준비된 약액 공급계(120)는, 각각 펌프(5)의 후단에, 공통의 가스 농도 검출부(7)가 설치되는 동시에, 공통의 가스 농도 검출부(7)의 후단에는 각각 탈가스 모듈(6)이 설치되어 있다.
본 예에서는, 각 약액 공급계(120)에서는 각각 필터(42)의 기체 제거가 행해지고, 필터(42)로부터 배출된 기체를 포함하는 약액(10)은, 각 펌프(5)에 의해, 각각 가스 농도 검출부(7)로 송액되어, 각각 가스 농도가 검출된다. 계속해서, 약액(10)은 각각의 탈가스 모듈(6)로 송액되고, 여기에서 약액(10)의 탈가스가 행해진다. 그리고 약액(10) 중의 가스 농도가 제1 허용치 이하가 될 때까지, 필터부(4)로 약액(10)의 순환 공급과, 필터부(4)의 기체 제거와, 약액(10)의 탈가스가 행해지고, 약액(10) 중의 가스 농도가 제1 허용치 이하가 되면, 도포 모듈(8)로 약액(10)이 공급된다.
이상에 있어서, 본 발명에서는 반드시 기체 제거 장치를 도포 모듈에 접속할 필요는 없다. 예를 들어 도 23에 도시한 바와 같이, 중간 탱크(3)와 필터부(4)와 펌프(5)와 탈가스 모듈(6)과 가스 농도 검출부(7)를 통류로(130)에 의해 접속해서 하나의 기체 제거 장치(140)를 구성하고, 이 기체 제거 장치(140)를 복수 예를 들어 4개 조합하도록 해도 좋다. 본 예에서는, 필터부(4)의 가압용 액체로서 예를 들어 레지스트액으로 이루어지는 약액(10)이 사용되고 있고, 당해 약액(10)을 저류하는 저류부가 2개 설치되어, 이들로부터 각각의 기체 제거 장치(140)의 통류로(130)로 약액(10)이 공급된다.
각각의 기체 제거 장치(140)에서는 필터부(4)에 있어서의 필터(42)의 기체 제거가 행해지고, 필터(42)로부터 배출된 기체를 포함하는 약액(10)은, 탈가스 모듈(6)에 의해 약액(10)의 탈가스가 행해진다. 계속해서, 약액(10)은 가스 농도 검출부(7)에 의해 가스 농도가 검출되어, 저류부(1)로 송액된다. 그리고 약액(10) 중의 가스 농도가 제1 허용치 이하가 될 때까지, 저류부(1)로부터 필터부(4)로의 약액(10)의 공급과, 필터부(4)의 기체 제거와, 약액(10)의 탈가스가 행해지고, 약액(10) 중의 가스 농도가 제1 허용치 이하가 되면, 기체 제거 처리가 종료된다.
이렇게 해서, 필터부(4)는 필터(42)의 기포가 제거되고 있으므로, 필터부(4)마다 또는 필터(42)만 취출하여, 액 처리 모듈의 약액의 불순물 제거에 사용된다. 또한, 저류부(1) 내의 약액(10)은 기포가 제1 허용치 이하이므로, 웨이퍼(W)의 액 처리에 사용해도 좋다.
또한, 본 발명에서는, 저류부로서 벨로즈 펌프(9)를 사용하도록 해도 좋다. 이 벨로즈 펌프(9)에 대해서는, 도 24 및 도 25를 참조하여 설명하면, 도면 중 부호 91은 용기 본체이며, 이 용기 본체(91)는 상단부측의 개구부가 덮개(91a)에 의해 덮여 있다. 또한 용기 본체(91)의 내부에는, 이 용기 본체(91) 내를 상하 방향으로 미끄럼 이동 가능하게 이동하는 가압용의 피스톤(92)을 구비하고 있다. 이 피스톤(92)은, 도 24 및 도 25에 도시한 바와 같이, 용기 본체(91) 내를 상측의 액실(B1)과, 하측의 유체실(B2)로 구획하고 있다. 상기 덮개(91a)의 하면과 피스톤(92)의 상면에는 벨로즈체(93)의 양단부가 각각 부착되어 있다. 이 벨로즈체(93)는 신축 가능하게 설치되어 있고, 피스톤(92)으로부터의 압력에 따라서 신축하도록 구성되어 있다.
상기 덮개(91a)에는, 액의 도입구(94a)와, 액의 토출구(94b)와, 기포 제거를 위한 기포 제거구(94c)가 마련되어 있다. 상기 토출구(94b)에는, 벨로즈 펌프(9)의 후단측에 액을 공급하기 위한 통류로, 상기 도입구(94a)에는 당해 벨로즈 펌프(9)로 액을 보급하기 위한 액 보급로, 상기 기포 제거구(94c)에는 기포 제거를 위한 드레인관이 각각 접속된다.
한편, 용기 본체(91)의 저벽에는 접속구(95)가 형성되어 있고, 이 접속구(95)에는 유체실(B2)에 유체를 공급해서 유체실(B2) 내를 가압하거나, 유체실(B2) 내를 감압 수단에 의해 감압하기 위한 급배기관이 접속된다. 또한, 도 24 및 도 25에서는, 상기 통류로, 액 보급로, 드레인관, 급배기관에 대해서는 도시를 생략하고 있다. 또한, 도면 중 부호 96은 위치 검출용의 마그네트, 97a는 액이 완전히 비게 된 상태를 검출하기 위한 엠프티(empty) 센서, 97b는 액이 완전히 비기 직전을 검출하기 위한 직전 엠프티 센서, 97c는 액이 완전히 충전되어서 가득 찬 상태를 검출하기 위한 풀 센서다. 이들 센서(97a 내지 97c)는 마그네트(96)의 자계를 검출함으로써, 피스톤(92)의 위치를 검지할 수 있도록 되어 있다.
이 벨로즈 펌프(9)에서는, 상기 접속구(95)를 통해 유체실(B2) 내가 감압되어, 상기 피스톤(92)이 하부 방향으로 구동되면, 상기 도입구(94a)를 통해 액이 액실(B1) 내로 도입된다. 그리고 유체실(B2) 내로 N2 가스가 도입됨으로써, 피스톤(92)이 상측 방향으로 구동되어 액실(B1) 내의 액을 가압하고, 이렇게 해서 액실(B1) 내의 액이 상기 토출구(94b)를 통해 토출된다. 이때, 상기 기포 제거구(94c)를 통해 액 중의 기포가 배기되도록 되어 있다.
이 벨로즈 펌프(9)를, 상술한 도 1의 기체 제거 장치에 저류부(1)로서 내장할 경우에는, 예를 들어 토출구(94b)에 통류로(13)를 접속한다. 이때, 탈가스 모듈(6)에 의해 탈가스된 약액(10)을 필터부(4)로 송액할 경우에는, 가스 농도 검출부(7)와 도입구(94a)를 접속하는 통류로를 설치하고, 가스 농도 검출부(7)에 의해 가스 농도가 검출된 약액(10)을 도입구(94a)를 통해 용기 본체(91)의 액실(B1) 내에 공급한다.
또한, 벨로즈 펌프(9)를 구비한 기체 제거 장치의 또 다른 실시 형태에 대해서, 도 26을 사용해서 설명한다. 도면 중, 도 1 및 도 21과 마찬가지의 구성 부재에 대해서는, 동일한 부호를 부여하고 있다. 상술한 실시 형태와 다른 점을 중심으로 설명하면, 벨로즈 탱크(9A)에는 예를 들어 필터부(4)의 가압용의 액체로서 레지스트액의 용제가 저류되고, 벨로즈 탱크(9B)에는 액 처리용의 약액으로서 레지스트액이 저류되어 있다. 또한, 벨로즈 탱크(9A)의 하류측에 제1 삼방 밸브(2A)가 설치되고, 벨로즈 탱크(9B)의 하류측에는 제2 삼방 밸브(2B)가 설치되어 있다. 제1 삼방 밸브(2A)는 통류로(210)를 통해 제2 삼방 밸브(2B)와 접속되는 동시에, 통류로(220)를 통해 액 검지 센서(221), 불순물 제거용의 필터(223)를 통해 예를 들어 도포 모듈(8)의 용제 노즐(86)에 접속되어 있다.
또한, 제2 삼방 밸브(2B)에는 통류로(230)를 통해 중간 탱크(3)가 설치된다. 이 중간 탱크(3)의 하류측은 예를 들어 4개의 분기로(231 내지 234)로 분기하고 있고, 각각의 분기로(231 내지 234)에는, 각각 필터부(4), 펌프(5)가 상류측으로부터 설치되어 있다. 각각의 펌프(5)는, 분기로(231 내지 234)를 통해, 공통의 가스 농도 검출부(7)와 탈가스 모듈(6)에 접속되고, 이 탈가스 모듈(6)은 상기 제2 삼방 밸브(2B)에 접속되어 있다. 또한, 각각의 분기로(231 내지 234)는 도시하지 않은 전환 밸브를 통해, 예를 들어 도포 모듈(8)의 도포 노즐(85)에 접속되어 있다.
본 예에서는, 예를 들어 필터(42)의 기체 제거를 행할 때에는, 벨로즈 탱크(9A) 내의 액체를 제1 및 제2 삼방 밸브(2A, 2B), 중간 탱크(3)를 통해 각각의 분기로(231 내지 234)에 공급한다. 각각의 분기로(231 내지 234)에서는, 이 액체의 공급에 의해, 필터부(4) 내를 가압해서 필터(42)의 기포가 제거된다. 그리고 필터(42)의 기포가 용해된 액체는, 각각의 분기로(231 내지 234)의 펌프(5)에 의해, 가스 농도 검출부(7) 및 탈가스 모듈(6)로 차례로 송액되어, 당해 액체 중의 가스 농도가 검출된 후, 탈가스되어, 일단 벨로즈 탱크(9A) 내로 복귀된다.
이렇게 해서, 액체의 가스 농도가 상기 제2 허용치 이하가 될 때까지, 벨로즈 탱크(9A)로부터 각각의 분기로(231 내지 234)의 필터부(4)로의 액체 공급과, 필터부(4)의 기체 제거와, 액체의 탈가스를 행하고, 액체 중의 가스 농도가 상기 제2 허용치 이하가 되면, 기체 제거 처리를 종료한다. 이 후, 벨로즈 탱크(9A)의 액체는, 용제 노즐(86)에 공급하여, 레지스트액의 도포의 전처리에 사용된다.
한편, 액체의 가스 농도가 상기 제2 허용치 이하가 되면, 제1 및 제2 삼방 밸브(2A, 2B)를, 벨로즈 탱크(9B) 내의 레지스트액이 중간 탱크(3)로 송액되도록 설정하고, 각각의 분기로(231 내지 234)에 공급한다. 그리고 기포가 제거된 필터부(4)에 의해 레지스트액의 불순물이 제거된 약액(10)은, 펌프(5)에 의해 도포 노즐(85)에 공급되어, 레지스트액의 도포 처리에 실시된다.
이상에 있어서, 본 발명의 필터 내의 기체의 제거 장치는, 예를 들어 액 처리 모듈로서 레지스트액의 도포 모듈이나, 현상 처리를 행하는 현상 모듈을 구비한 도포, 현상 장치의 약액 공급계에 내장하는 것이 바람직하다.
또한, 불순물 제거용의 필터는 통류로에 배치되어, 웨이퍼(W)의 액 처리 시에 약액을 통류시킬 때의 압력보다 높은 압력으로 액체를 공급하는 구성이면, 반드시 액체를 수용하는 필터 본체(41)는 필요하지 않다. 중간 탱크(3)는 반드시 설치할 필요는 없고, 또한 상술한 예에서는 탈가스 모듈(6)에 의해 탈기된 약액을 일단 저류부(1)로 복귀시키도록 하였지만, 중간 탱크(3)로 복귀시키도록 해도 좋다.
또한, 본 발명은, 이미 서술한 레지스트액의 도포 처리 이외에, 현상 처리, 기판 세정 등의 액 처리에 적용된다. 또한, 필터의 기체 제거에 사용하는 액체는 웨이퍼(W)에 대하여 액 처리를 행하는 약액 예를 들어 레지스트액이나 현상액, 레지스트액의 용제, 린스액 등이라도 좋고, 액 처리에 사용하지 않는 액체라도 좋다.
또한, 필터의 기체 제거의 종료 타이밍은, 미리 실험에 의해, 필터부(4)로 액체(또는 약액)를 순환 공급하여, 필터부(4)에 의해 가압 공정을 실시하는 횟수를 파악해 두고, 이 횟수만큼 가압 공정을 실시하여, 필터의 기체 제거 처리를 종료하도록 해도 좋다. 또한, 필터에 액체를 통류하고 있는 시간이나, 액체의 유량, 펌프의 구동량 등과 액체의 가스 농도의 상관 관계를 취득하여, 이 상관 관계를 기초로 하여, 필터의 기체 제거 종료의 타이밍을 파악하도록 해도 좋다. 또한, 펌프(5)의 하류측에 액 중 불순물 카운터를 설치하여 액 중의 기포나 불순물을 모니터하고, 필터의 기체 제거 처리를 종료하도록 해도 좋다.
W : 반도체 웨이퍼
1, 1B : 저류부
3 : 중간 탱크
4 : 필터부
42 : 필터
5 : 펌프
6 : 탈가스 모듈
7 : 가스 농도 검출부
8 : 도포 모듈
85 : 도포 노즐
86 : 용제 노즐

Claims (16)

  1. 기판을 액 처리하기 위한 약액 중의 파티클을 제거하기 위한 필터 내의 기체를 제거하는 방법에 있어서,
    유로를 구성하는 용기의 입구와 출구의 사이에 필터를 설치하여 구성되고, 액체의 통류로에 배치된 필터부에 액체를 채우는 공정과,
    이어서, 상기 필터부 내의 유로 및 이 유로에 연통하는 통류로를 밀폐한 상태에서, 상기 액체를 가압 기구에 의해, 당해 가압 기구를 제외한 부위의 액체의 가압 전의 용적을 유지한 채 가압하여, 가압하는 상태를 미리 설정한 시간 유지하고, 당해 액체의 액압에 의해 필터 내의 기체를 당해 액체에 용해시키는 가압 공정과,
    상기 가압 공정이 행해지고, 필터 내의 기체가 용해된 액체를 폐기하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 필터 내의 기체의 제거 방법.
  2. 유로를 구성하는 용기의 입구와 출구의 사이에, 기판을 액 처리하기 위한 약액 중의 파티클을 제거하기 위한 필터를 설치하여 구성되고, 액체의 통류로에 배치된 필터부의 당해 필터 내의 기체를 제거하는 방법에 있어서,
    상기 필터부의 하류측에 설치된 탈기부에, 액체를 상기 필터부를 통하지 않고 송액하고, 당해 액체로부터 기체를 제거하는 기체 제거 공정과,
    상기 필터부에, 상기 기체 제거 공정에 의해 기체가 제거된 액체를 채우는 공정과,
    이어서, 상기 필터부 내의 유로 및 이 유로에 연통하는 통류로를 밀폐한 상태에서, 상기 액체를 가압 기구에 의해, 당해 가압 기구를 제외한 부위의 액체의 가압 전의 용적을 유지한 채 가압하여, 가압하는 상태를 미리 설정한 시간 유지하고, 당해 액체의 액압에 의해 필터 내의 기체를 당해 액체에 용해시키는 가압 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 필터 내의 기체의 제거 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가압 공정은, 상기 기판의 액 처리 시에 필터를 통류할 때의 약액에 가해지는 압력보다 높은 압력에서, 상기 액체를 가압 기구에 의해 가압하는 것을 특징으로 하는, 필터 내의 기체의 제거 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가압 공정 후, 상기 필터부의 하류측의 밸브를 개방하고, 상기 가압 공정이 행해진 액체를, 상기 필터부의 하류측으로부터 상기 밸브 및 복귀용 유로를 통해 상기 필터부의 상류측으로 복귀시켜 필터부 내에 액체를 채우는 공정과, 이어서 상기 가압 공정을 다시 행하는 공정을 반복하는 것을 특징으로 하는, 필터 내의 기체의 제거 방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 필터부의 하류측에 설치된 탈기부에 의해, 필터에 포함되는 기체가 용해된 액체로부터 기체를 제거하는 탈기 공정과,
    상기 탈기 공정에서 기체가 제거된 액체를 상기 가압 공정에서 재사용하기 위해서, 상기 필터부에 송액하는 송액 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 필터 내의 기체의 제거 방법.
  6. 제2항 또는 제5항에 있어서, 상기 액체는 기판에 대하여 상기 액 처리를 행하기 위한 약액인 것을 특징으로 하는, 필터 내의 기체의 제거 방법.
  7. 제2항 또는 제5항에 있어서, 상기 가압 공정이 행해진 액체에 대하여, 당해 액체 중의 기체 농도를 검출하는 공정을 포함하고,
    상기 액체 중의 기체 농도가 미리 설정된 허용값 이하로 되었을 때, 상기 가압 공정을 종료하는 것을 특징으로 하는, 필터 내의 기체의 제거 방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 액체는 기판에 대하여 상기 액 처리를 행하기 위한 약액이며,
    상기 가압 공정이 행해진 약액에 대하여, 당해 약액 중의 기체 농도를 검출하는 공정을 포함하고,
    상기 약액 중의 기체 농도가 허용값을 초과할 때는, 상기 송액 공정에 의해 필터부에 약액을 송액하여 상기 가압 공정과 탈기 공정을 행하고, 상기 약액 중의 기체 농도가 상기 허용값 이하로 되었을 때, 상기 송액 공정을 행하지 않고, 약액을 필터부를 통해 기판에 공급하여 액 처리를 행하는 것을 특징으로 하는, 필터 내의 기체의 제거 방법.
  9. 제8항에 있어서, 가압 공정에서 필터에 약액을 통과시켰을 때의 약액의 통과량의 총량을 검출하고, 상기 총량이 설정값을 초과할 때에는, 상기 약액 중의 기체 농도가 상기 허용값 이하여도, 상기 약액을 기판에 공급하지 않고 폐기하는 것을 특징으로 하는, 필터 내의 기체의 제거 방법.
  10. 유로를 구성하는 용기의 입구와 출구의 사이에 기판의 액 처리에 사용되는 약액 중의 파티클을 제거하기 위한 필터를 설치하여 구성되고, 액체의 통류로에 배치된 필터부와,
    상기 필터부에 액체를 채우기 위한 액체 공급부와,
    상기 필터부의 용기의 하류측에 설치된 밸브와,
    상기 필터부에 액체를 채운 후, 상기 액체의 액압에 의해 필터 내의 기체를 당해 액체에 용해시켜 제거하기 위해서, 상기 필터부 내의 유로 및 이 유로에 연통하는 통류로를 밀폐한 상태에서 당해 액체를 가압하여, 가압하는 상태를 미리 설정한 시간 유지하기 위한 가압 기구와,
    상기 가압 기구에 의한 액체의 가압에 의해 필터 내의 기체가 용해된 액체를 폐기하도록 명령을 출력하는 제어부를 구비하고,
    상기 밀폐된 유로 및 통류로는, 상기 가압 기구에 의한 가압이 액체의 가압 전의 용적을 유지한 채 행하여지도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 필터 내의 기체의 제거 장치.
  11. 유로를 구성하는 용기의 입구와 출구의 사이에 기판의 액 처리에 사용되는 약액 중의 파티클을 제거하기 위한 필터를 설치하여 구성되고, 액체의 통류로에 배치된 필터부와,
    상기 필터부의 하류측에 설치된 탈기부와,
    액체 공급부로부터 액체를 상기 필터부를 통하지 않고 상기 탈기부에 보내기 위한 송액로와,
    상기 필터부의 용기의 하류측에 설치된 밸브와,
    상기 액체 공급부로부터 상기 송액로를 통해 상기 탈기부에 보내지고, 탈기된 액체를 상기 필터부에 채운 후, 상기 필터부 내의 유로 및 이 유로에 연통하는 통류로를 밀폐한 상태에서 당해 액체를 가압하여, 가압하는 상태를 미리 설정한 시간 유지하기 위한 가압 기구를 구비하고,
    상기 밀폐된 유로 및 통류로는, 상기 가압 기구에 의한 가압이 액체의 가압 전의 용적을 유지한 채 행하여지도록 구성되고,
    상기 액체의 액압에 의해 필터 내의 기체를 당해 액체에 용해시켜 제거하는 것을 특징으로 하는, 필터 내의 기체의 제거 장치.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 가압 기구는, 상기 기판의 액 처리 시에 필터를 통류할 때의 약액에 가해지는 압력보다 높은 압력에서, 상기 액체를 가압하는 것임을 특징으로 하는, 필터 내의 기체의 제거 장치.
  13. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 필터부의 용기 내의 액체를 당해 필터부의 하류측으로부터 당해 용기의 상류측으로 복귀시키기 위한 복귀용 유로와,
    상기 가압하는 상태를 미리 설정한 시간 유지한 후, 상기 밸브를 개방하고, 상기 가압 기구에 의한 가압이 행해진 액체를, 상기 필터부의 하류측으로부터 상기 밸브 및 복귀용 유로를 통해 상기 필터부의 상류측으로 복귀시켜 필터부 내에 액체를 채우는 스텝과, 이어서 상기 가압 기구에 의한 가압을 다시 행하는 스텝을 행하도록 제어 신호를 출력하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는, 필터 내의 기체의 제거 장치.
  14. 제11항에 있어서, 상기 통류로에 있어서의 필터부의 하류측에 설치되고, 상기 필터를 통과한 액체에 포함되는 기체를 제거하는 탈기부와,
    탈기부에서 기체가 제거된 액체를 상기 통류로에 있어서의 필터부의 상류측에 송액하는 송액로를 구비한 것을 특징으로 하는, 필터 내의 기체의 제거 장치.
  15. 제11항 또는 제14항에 있어서, 상기 통류로에 있어서의 필터부의 하류측에, 액체 중의 기체 농도를 검출하는 검출부를 설치하는 것을 특징으로 하는, 필터 내의 기체의 제거 장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 송액로 내에 액체를 송액하는 기구와,
    상기 액체 중의 기체 농도가 허용값을 초과할 때에는, 액체를 송액로를 통해 상기 필터의 상류측에 송액하도록 상기 송액하는 기구를 제어하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 필터 내의 기체의 제거 장치.
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