KR20230050241A - 처리액 공급 장치 및 처리액 공급 방법 - Google Patents

처리액 공급 장치 및 처리액 공급 방법 Download PDF

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KR20230050241A
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마코토 오가타
카츠야 하시모토
신이치로 미사카
마사토 이마무라
타쿠야 타지리
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

기판에 대한 처리액의 토출부에 공급하는 처리액의 소비량을 억제하면서 당해 처리액의 청정도를 향상시킨다. 기판에 처리액을 토출하는 토출부에 상기 처리액을 공급하는 처리액 공급 장치로서, 상기 토출부에 접속된 공급 관로와, 상기 공급 관로에 개재 마련되어, 상기 처리액의 흡입과 송출을 동시에 행하고, 상기 토출부에 상기 처리액을 압송하는 제 1 펌프와, 상기 공급 관로에 있어서의 상기 제 1 펌프의 상류측에 개재 마련된 제 1 개폐 밸브와, 상기 공급 관로에 개재 마련되어, 상기 처리액을 여과하는 필터와, 상기 공급 관로에 있어서의 상기 제 1 펌프의 하류측에 개재 마련된 제 2 개폐 밸브와, 일단이 상기 공급 관로에 있어서의 상기 제 1 펌프 및 상기 필터와 상기 제 2 개폐 밸브와의 사이로부터 분기되고, 타단이 상기 공급 관로에 있어서의 상기 제 1 개폐 밸브의 하류측으로서 상기 제 1 펌프 및 상기 필터의 상류측에 접속된 복귀 관로와, 상기 복귀 관로에 개재 마련되어, 상기 복귀 관로의 상기 일단을 향해 상기 처리액을 압송하는 제 2 펌프와, 상기 복귀 관로에 있어서의 상기 일단과 상기 제 2 펌프와의 사이에 개재 마련된 제 3 개폐 밸브와, 상기 복귀 관로에 있어서의 상기 타단과 상기 제 2 펌프와의 사이에 개재 마련된 제 4 개폐 밸브를 구비한다.

Description

처리액 공급 장치 및 처리액 공급 방법 {PROCESSING LIQUID SUPPLY APPARATUS AND PROCESSING LIQUID SUPPLY METHOD}
본 개시는, 처리액 공급 장치 및 처리액 공급 방법에 관한 것이다.
특허 문헌 1에는, 레지스트액을 저류하는 처리액 용기와, 웨이퍼에 레지스트액을 토출하는 노즐과, 처리액 용기와 노즐을 접속하는 배관으로 이루어지는 레지스트액 공급로를 구비한 레지스트액 공급 장치가 개시되어 있다. 레지스트액 공급로에는, 처리액 용기로부터의 레지스트액을 일시적으로 저류하는 버퍼 탱크, 레지스트액을 여과하여 이물을 제거하기 위한 필터, 펌프, 유량 조정부, 오퍼레이션 밸브 및 석백 밸브가 상류측으로부터 이 순으로 마련되어 있다. 레지스트액의 토출은, 에어 오퍼레이션 밸브를 열고 또한 펌프를 동작시킴으로써, 처리액 용기로부터 보내진 버퍼 탱크 내의 레지스트액이 레지스트액 공급로를 지나 하류측으로 이동한다. 이 때문에 예를 들면 유량 조정부에서 설정된 유량으로 레지스트액이 노즐로부터 토출된다.
일본특허공개공보 2016-139665호
본 개시에 따른 기술은, 기판에 대한 처리액의 토출부에 공급하는 처리액의 소비량을 억제하면서 당해 처리액의 청정도를 향상시킨다.
본 개시의 일태양은, 기판에 처리액을 토출하는 토출부에 상기 처리액을 공급하는 처리액 공급 장치로서, 상기 토출부에 접속된 공급 관로와, 상기 공급 관로에 개재 마련되어, 상기 처리액의 흡입과 송출을 동시에 행하고, 상기 토출부로 상기 처리액을 압송하는 제 1 펌프와, 상기 공급 관로에 있어서의 상기 제 1 펌프의 상류측에 개재 마련된 제 1 개폐 밸브와, 상기 공급 관로에 개재 마련되어, 상기 처리액을 여과하는 필터와, 상기 공급 관로에 있어서의 상기 제 1 펌프의 하류측에 개재 마련된 제 2 개폐 밸브와, 일단이 상기 공급 관로에 있어서의 상기 제 1 펌프 및 상기 필터와 상기 제 2 개폐 밸브와의 사이로부터 분기되고, 타단이 상기 공급 관로에 있어서의 상기 제 1 개폐 밸브의 하류측으로서 상기 제 1 펌프 및 상기 필터의 상류측에 접속된 복귀 관로와, 상기 복귀 관로에 개재 마련되어, 상기 복귀 관로의 상기 일단을 향해 상기 처리액을 압송하는 제 2 펌프와, 상기 복귀 관로에 있어서의 상기 일단과 상기 제 2 펌프와의 사이에 개재 마련된 제 3 개폐 밸브와, 상기 복귀 관로에 있어서의 상기 타단과 상기 제 2 펌프와의 사이에 개재 마련된 제 4 개폐 밸브를 구비한다.
본 개시에 따르면, 기판에 대한 처리액의 토출부에 공급하는 처리액의 소비량을 억제하면서 당해 처리액의 청정도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 실시 형태에 따른 처리액 공급 장치의 구성의 개략을 나타내는 설명도이다.
도 2는 순환 토출 동작 시의 처리액 공급 장치의 상태를 나타내는 도이다.
도 3은 토출 동작 시의 처리액 공급 장치의 상태를 나타내는 도이다.
도 4는 보충 동작 시의 처리액 공급 장치의 상태를 나타내는 도이다.
반도체 디바이스 등의 제조 프로세스에 있어서의 포토리소그래피 공정에서는, 반도체 웨이퍼(이하, '웨이퍼'라 함) 등의 기판 상에 정해진 레지스트 패턴을 형성하기 위하여 일련의 처리가 행해진다. 상기 일련의 처리에는, 예를 들면, 기판 상에 레지스트액을 공급하여 레지스트막을 형성하는 레지스트 도포 처리, 레지스트막을 노광하는 노광 처리, 노광된 레지스트막에 현상액을 공급하여 현상하는 현상 처리 등이 포함된다.
레지스트액 또는 현상액 등의 처리액의 기판에 대한 토출은 토출 노즐을 개재하여 행해진다. 또한, 토출 노즐에 접속된 공급 관로에는, 처리액 중의 미세한 이물(파티클)을 제거하는 필터가 개재 마련되어 있다.
그러나, 상술한 바와 같이 필터를 마련했다 하더라도, 공급 관로 내에서 처리액이 체류하면, 기판에 토출하는 처리액에는 이물이 포함되고, 결함으로서 검출되는 경우가 있다.
이를 피하기 위하여, 공급 관로 내의 처리액을, 토출 노즐 등으로부터 정기적으로 배출하는 방법이 있는데, 이 방법은, 배출하는 만큼, 처리액의 소비량이 많아, 코스트의 면에서 개선의 여지가 있다.
따라서, 본 개시에 따른 기술은, 기판에 대한 처리액의 토출부에 공급하는 처리액의 소비량을 억제하면서 당해 처리액의 청정도를 향상시킨다.
이하, 본 실시 형태에 따른 처리액 공급 장치 및 처리액 공급 방법을, 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 가지는 요소에 대해서는, 동일한 부호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.
도 1은 본 실시 형태에 따른 처리액 공급 장치의 구성의 개략을 나타내는 설명도이다. 도 1의 처리액 공급 장치(100)는, 토출부로서의 토출 노즐에 처리액을 공급한다. 본 실시 형태에 있어서, 처리액 공급 장치(100)는, 복수(도면의 예에서는 4 개)의 토출 노즐(1a ~ 1d)에 처리액을 공급한다. 환언하면, 처리액 공급 장치(100)는, 복수의 토출 노즐(1a ~ 1d)과 공통이다. 단, 처리액 공급 장치(100)의 공급처의 토출 노즐의 수는 1 개여도 된다.
또한, 이하에서는, 처리액 공급 장치(100)에 관련된 부재 중, 토출 노즐(1a ~ 1d) 등, 기능이 공통되는 것에 대해서는, 참조 부호의 알파벳을 적절히 생략하여 설명한다. 예를 들면, '토출 노즐(1a ~ 1d)'에 대해서는, '토출 노즐(1)'로 적절히 생략하여 설명한다.
토출 노즐(1a ~ 1d)은 각각, 대응하는 유지부인 스핀 척(2) 상의 웨이퍼(W)(기판의 일례)에, 처리액을 토출한다. 처리액 공급 장치(100)가 공급하고 토출 노즐(1a ~ 1d)이 토출하는 처리액은 예를 들면 레지스트액이다.
처리액 공급 장치(100)는, 토출 노즐(1a ~ 1d)에 접속된 공급 관로(150a ~ 150d)를 구비하고 있다. 공급 관로(150)는 토출 노즐(1)마다 마련되고, 예를 들면, 하류측 끝이 토출 노즐(1)에 접속되고, 상류측 끝이 레지스트액 보틀(101)에 접속되어 있다.
공급 관로(150a ~ 150d)는 상류측이 합류하여 주 공급 관로(151)를 이루고 있다. 또한, 공급 관로(150a ~ 150d)는, 주 공급 관로(151)보다 상류측이 당해 주 공급 관로(151)로부터 분기 공급 관로(152a, 152b)로 분기되어 있고, 분기 공급 관로(152a, 152b) 각각의 상류 단부에 레지스트액 보틀(101a, 101b)이 접속되어 있다.
레지스트액 보틀(101)은, 내부에 레지스트액을 저류하는 액 공급원이며, 교환 가능한 것이다. 본 실시 형태에 있어서는, 레지스트액 보틀(101)이 복수(구체적으로 2 개) 마련되어 있고, 하나의 레지스트액 보틀(101)을 교환하고 있는 동안에도, 다른 레지스트액 보틀(101)로부터 레지스트액을 공급 가능하게 되어 있다. 레지스트액 보틀(101a, 101b)에 접속된 분기 공급 관로(152a, 152b)에는 개폐 밸브(V1a, V1b)가 개재 마련되어 있다.
또한, 레지스트액 보틀(101a, 101b)에는, 개폐 밸브(V2a, V2b)가 개재 마련된 기체 공급 관로(200a, 200b)도 접속되어 있다. 기체 공급 관로(200a, 200b)는, 질소 가스 등의 불활성 가스의 공급원인 가스 공급원(110a, 110b)과 레지스트액 보틀(101a, 101b)을 접속하는 것이며, 개폐 밸브(V2a, V2b)의 상류측에 압력 조정용의 전공 레귤레이터(111a, 111b)가 마련되어 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 제 1 펌프(102)와 레지스트액 보틀(101)은 직접 접속되어 있고, 버퍼 탱크 등의 중계 용기가 사이에 마련되어 있지 않다. 따라서, 제 1 펌프(102)로 흡입되는 레지스트액에, 중계 용기의 저류실의 내벽으로부터 발생한 이물이 혼입되지 않는다.
공급 관로(150a ~ 150d)에는, 제 1 펌프(102), 필터(103) 및 유량계(104)가 개재 마련되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 제 1 펌프(102), 필터(103) 및 유량계(104)는, 공급 관로(150) 간에서 공통이며, 주 공급 관로(151)에 개재 마련되어 있다. 또한, 제 1 펌프(102), 필터(103) 및 유량계(104)는, 예를 들면 상류측으로부터 이 순으로 마련되어 있다.
공급 관로(150a ~ 150d)에 있어서의 제 1 펌프(102)의 상류측에는, 제 1 개폐 밸브(V11)가 개재 마련되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 제 1 개폐 밸브(V11)도 공급 관로(150) 간에서 공통이며, 또한, 제 1 개폐 밸브(V11)는, 주 공급 관로(151)에 있어서의 제 1 펌프(102)의 상류측에 개재 마련되어 있다.
또한, 공급 관로(150a ~ 150d)에 있어서의 제 1 펌프(102)의 하류측에는, 제 2 개폐 밸브(V12a ~ V12d)가 개재 마련되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 제 2 개폐 밸브(V12)는, 공급 관로(150)마다 즉 토출 노즐(1)마다 마련되어 있다.
또한, 제 2 개폐 밸브(V12)는 토출 노즐(1)과 일체화되어 있다. 이에 의해, 제 2 개폐 밸브(V12)와 토출 노즐(1)을 접속하는 배관 내에서 레지스트액이 체류하여 청정도가 저하되는 것을 억제할 수 있다.
제 1 펌프(102)는, 레지스트액의 흡입과 송출을 동시에 행하도록 구성되어 있으며, 예를 들면 자기 부상형 원심 펌프이다. 제 1 펌프(102)는, 레지스트액 보틀(101) 등으로부터의 레지스트액을 흡입하여, 그 레지스트액을 토출 노즐(1) 등으로 압송한다. 이 제 1 펌프(102)는, 일정 유량 또한 일정 압력으로 레지스트액을 상시 송출할 수 있다. 또한, '레지스트액의 흡입과 송출을 동시에 행한다'란, 구체적으로, 레지스트액의 흡입 동작과 레지스트액의 송출 동작을, 기계적인 전환을 하지 않고 행하는 것을 의미한다.
필터(103)는, 레지스트액을 여과하여 파티클을 제거한다. 구체적으로, 필터(103)는, 제 1 펌프(102)로부터 송출된 레지스트액을 여과하여 당해 레지스트액 내의 파티클을 제거한다.
또한, 처리액 공급 장치(100)는 복귀 관로(160a ~ 160d)를 구비하고 있다. 복귀 관로(160)는, 공급 관로(150)마다 즉 토출 노즐(1)마다 마련되어 있다.
복귀 관로(160)의 일단은, 공급 관로(150)에 있어서의 제 1 펌프(102) 및 필터(103)와 제 2 개폐 밸브(V12)와의 사이로부터 분기되어 있다. 구체적으로, 복귀 관로(160)의 일단은, 대응하는 공급 관로(150)에 있어서의, 주 공급 관로(151)보다 하류측으로서 제 2 개폐 밸브(V12)보다 상류측으로부터 분기되어 있다.
한편, 복귀 관로(160)의 타단은, 공급 관로(150)에 있어서의 제 1 개폐 밸브(V11)의 하류측으로서 제 1 펌프(102) 및 필터(103)의 상류측에 접속되어 있다. 구체적으로, 복귀 관로(160)의 타단은, 주 공급 관로(151)에 있어서의 제 1 개폐 밸브(V11)와 제 1 펌프(102) 및 필터(103)와의 사이에 접속되어 있다.
따라서, 복귀 관로(160)는, 공급 관로(150)의 일부와 함께 레지스트액의 순환로를 구성한다. 구체적으로, 복귀 관로(160) 각각은, 대응하는 공급 관로(150)의 일부와 함께 레지스트액의 순환로를 구성한다. '공급 관로(150)의 일부'란, 공급 관로(150)에 있어서의 제 1 펌프(102) 및 필터(103)를 포함하는 부분이다.
또한, 복귀 관로(160a ~ 160d)는, 상기 타단이 합류되어 주 복귀 관로(161)를 이루고 있다.
또한, 복귀 관로(160a ~ 160d)에는, 제 2 펌프(105)가 개재 마련되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 제 2 펌프(105)는, 복귀 관로(160) 간에서 공통이며, 주 복귀 관로(161)에 개재 마련되어 있다.
복귀 관로(160a ~ 160d)에 있어서의 상기 일단과 제 2 펌프(105)와의 사이에는 유량계(106a ~ 106d) 및 제 3 개폐 밸브(V13a ~ V13d)가 개재 마련되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 유량계(106) 및 제 3 개폐 밸브(V13)는, 복귀 관로(160)마다 즉 토출 노즐(1)마다 마련되어 있다. 또한, 유량계(106) 및 제 3 개폐 밸브(V13)는, 주 복귀 관로(161)측으로부터 이 순으로 마련되어 있다.
또한, 복귀 관로(160a ~ 160d)에 있어서의 상기 타단과 제 2 펌프(105)와의 사이에는 제 4 개폐 밸브(V14)가 개재 마련되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 제 4 개폐 밸브(V14)는, 복귀 관로(160) 간에서 공통이며, 주 복귀 관로(161)에 개재 마련되어 있다.
제 2 펌프(105)는, 적어도 복귀 관로(160)에 있어서의 상기 일단을 향해, 즉, 적어도 토출 노즐(1)측을 향해, 레지스트액을 압송 가능하게 구성되어 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 제 1 펌프(102)로부터의 압송에 의해 레지스트액이 복귀 관로(160)에 있어서의 상기 일단으로부터 상기 타단을 향해 흐를 시, 즉, 복귀 관로(160)를 포함하는 순환로를 레지스트액이 순환할 시, 제 2 펌프(105)는 레지스트액의 압송을 행하지 않고, 단순한 관로가 된다. 따라서, 제 2 펌프(105)는, 예를 들면 다이어프램 펌프로 구성된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 주 공급 관로(151)에 있어서의 제 1 펌프(102)와 필터(103)와의 사이에는, 개폐 밸브(V15)가 마련되어 있다.
또한, 처리액 공급 장치(100)는, 제어부(M)를 구비한다. 제어부(M)는, 예를 들면 CPU 및 메모리 등을 구비한 컴퓨터이며, 프로그램 저장부(도시하지 않음)를 가지고 있다. 프로그램 저장부에는, 처리액 공급 장치(100)에 있어서의 처리를 제어하는 프로그램이 저장되어 있다. 또한, 상기 프로그램은, 컴퓨터에 판독 가능한 기억 매체(H)에 기록되어 있던 것으로, 당해 기억 매체(H)로부터 제어부(M)에 인스톨된 것이어도 된다. 기억 매체(H)는, 일시적인 것이어도 비일시적인 것이어도 된다. 또한, 프로그램의 일부 또는 전부는 전용 하드웨어(회로 기판)로 실현해도 된다.
처리액 공급 장치(100)에 마련된 각 밸브에는, 제어부(M)에 의해 제어 가능한 전자 밸브 및 공기 작동 밸브가 이용되고, 각 밸브와 제어부(M)는 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 제어부(M)는, 제 1 펌프(102) 및 제 2 펌프(105)와 전기적으로 접속되어 있다. 이 구성에 의해, 처리액 공급 장치(100)에 있어서의 일련의 처리는 제어부(M)의 제어 하에서, 자동으로 행하는 것이 가능하게 되어 있다.
제어부(M)는 또한 각 유량계에 접속되어 있다. 따라서, 제어부(M)는 유량계에 의한 측정 결과에 기초하여 제어를 행할 수 있다.
<처리액 공급 장치(100)의 동작>
다음으로, 도 2 ~ 도 4에 기초하여, 처리액 공급 장치(100)의 동작에 대하여 설명한다. 도 2 ~ 도 4는 각각, 순환 동작 시, 토출 동작 시, 보충 동작 시의 처리액 공급 장치(100)의 상태를 나타내는 도이다. 도 2 ~ 도 4에서는, 열린 상태의 밸브를 흰색으로, 닫힌 상태의 밸브를 검은색으로, 레지스트액 또는 불활성 가스가 유통하고 있는 관을 굵은선으로 나타냄으로써, 그 외의 밸브의 개폐 상태에 대해서는 설명을 적절히 생략한다. 또한, 순환 동작 및 토출 동작 각각의 전에 있어서, 공급 관로(150), 복귀 관로(160)는 미리 레지스트액이 충전되어 있는 것으로 한다. 또한, 이하의 각 동작은, 제어부(M)의 제어 하에서, 행해진다.
<순환>
처리액 공급 장치(100)에서는, 어느 토출 노즐(1)로도 레지스트액을 공급하지 않을 때, 즉, 어느 토출 노즐(1)로부터도 레지스트액의 토출이 행해지지 않을 때, 공급 관로(150) 내에 레지스트액이 체류하지 않도록, 복귀 관로(160)를 포함하는 순환로 내에서 레지스트액을 순환시킨다. 구체적으로, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제 1 개폐 밸브(V11) 및 모든 제 2 개폐 밸브(V12)가 닫힌 상태가 되고, 개폐 밸브(V15), 모든 제 3 개폐 밸브(V13) 및 제 4 개폐 밸브(V14)가 열린 상태가 된다. 그리고, 제 2 펌프가 구동되지 않고, 제 1 펌프(102)가 구동된다.
이에 의해, 제 1 펌프(102)에 의한 레지스트액의 흡입과 송출이 동시에 행해지고, 레지스트액이, 복귀 관로(160) 및 공급 관로(150)의 일부를 포함하는 순환로 내를, 필터(103)에 여과되면서 순환한다. 구체적으로, 복귀 관로(160a) 및 공급 관로(150a)의 일부를 포함하는 순환로 내와, 복귀 관로(160b) 및 공급 관로(150b)의 일부를 포함하는 순환로 내와, 복귀 관로(160c) 및 공급 관로(150c)의 일부를 포함하는 순환로 내와, 복귀 관로(160d) 및 공급 관로(150d)의 일부를 포함하는 순환로 내를, 레지스트액이 필터(103)에 여과되면서 순환한다.
순환 시, 제 1 펌프(102)가, 유량계(104)에서의 측정 결과가 원하는 값이 되도록, 레지스트액의 송출을 행한다. 또한, 순환 시에, 각 유량계(106)에서의 측정 결과가 원하는 값이 되도록, 대응하는 제 3 개폐 밸브(V13)의 개방도를 조정하고, 각 복귀 관로(160)의 레지스트액의 유량을 조정해도 된다.
또한, 순환 시에, 레지스트액이 제 2 펌프(105) 내도 통과하지만, 제 2 펌프는 작동하지 않고, 레지스트액이 통류하는 관로의 역할을 한다.
상술한 순환은, 처리액 공급 장치(100)의 가동 시 등에도 행해진다. 이 경우, 레지스트액이 필터(103)에 의해 복수 회 여과되도록, 상기 순환이 행해진다.
이와 같이 레지스트액의 순환을 행함으로써, 필터(103) 등에 부착하고 있던 파티클이, 체류에 의해 레지스트액에 혼입되는 것을 억제할 수 있다.
<토출>
처리액 공급 장치(100)에서는, 예를 들면, 복수의 토출 노즐(1a ~ 1d) 중 1 개에만 레지스트액을 공급하고, 당해 1 개로부터 레지스트액이 토출된다. 토출 노즐(1a)로부터의 토출 시는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 예를 들면, 개폐 밸브(V1a, V2a)가 열린 상태가 된다. 또한, 제 1 개폐 밸브(V11), 개폐 밸브(V15), 토출 노즐(1a)에 대응하는 제 2 개폐 밸브(V12a)가 열린 상태가 되고, 레지스트액의 공급 대상이 아닌 다른 토출 노즐(1b ~ 1d)에 대응하는 제 2 개폐 밸브(V12b ~ V12d)는 닫힌 상태가 된다. 이 상태에서, 가스 공급원(110a)으로부터 불활성 가스에 의해 레지스트액 보틀(101a) 내가 가압되고, 또한 제 1 펌프(102)가 구동된다.
이에 의해, 제 1 펌프(102)로부터 송액되고, 토출 노즐(1a)에 대응하는 공급 관로(150a)에 충전되어 있던, 필터(103)를 통과한 레지스트액이, 토출 노즐(1a)로 공급된다.
또한, 토출 노즐(1a)에 대응하는 제 3 개폐 밸브(V13a)가 열린 상태가 되고, 레지스트액의 공급 대상이 아닌 다른 토출 노즐(1b ~ 1d)에 대응하는 제 3 개폐 밸브(V13b ~ V13d) 및 제 4 개폐 밸브(V14)는 닫힌 상태가 된다. 그리고, 제 2 펌프(105)가 구동된다.
이에 의해, 제 2 펌프(105)로부터 송액되고, 토출 노즐(1a)에 대응하는 복귀 관로(160a)에 충전되어 있던 레지스트액이, 토출 노즐(1a)로 공급된다. 말하자면, 레지스트액이, 전술한 순환 시와는 역류하도록 흐르고, 복귀 관로(160a)를 거쳐, 토출 노즐(1a)로 공급된다.
따라서, 토출 노즐(1a)로부터의 토출 시에는, 제 1 펌프(102)로부터의 송출에 의한 레지스트액과, 제 2 펌프(105)로부터의 복귀 관로(160a)의 상기 일단을 향한 송출에 의한 레지스트액이 혼합되어, 토출 노즐(1a)로 공급된다.
또한, 복귀 관로(160) 내의 레지스트액도 필터(103)를 통과한 것이다.
레지스트액의 공급처의 토출 노즐(1)에 대응하는 제 3 개폐 밸브(V13)를 열린 상태로 하고 나서, 동일 대응하는 제 2 개폐 밸브(V12)를 열린 상태로 해도 된다. 이에 의해, 토출 노즐(1)로부터의 레지스트액의 토출압을 안정시킬 수 있다.
그런데, 필터(103)에는, 당해 필터(103)를 통과하는 레지스트액의 유량에 적정한 범위가 있다. 예를 들면, 필터(103)를 통과하는 레지스트액의 유량이 너무 낮으면, 레지스트액 내의 파티클이 필터(103) 내에 있어서 부분적으로 체류해 버릴 우려가 있다. 또한, 필터(103)를 통과하는 레지스트액의 유량이 높으면, 필터(103)의 멤브레인 등에 부착하고 있던 파티클이 레지스트액 내에 혼입해 버릴 우려 등이 있다.
이 점, 본 실시 형태에서는, 토출 노즐(1a)로부터의 토출 시에, 자기 부상형 원심 펌프 등으로 구성되는 제 1 펌프(102)가, 유량계(104)에서의 측정 결과가 원하는 값이 되도록, 레지스트액의 송출을 행한다. 따라서, 레지스트액의 청정도가 저하되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 필터(103)를 통과하는 레지스트액의 유량이 일정한 것이 바람직하다. 왜냐하면, 필터(103)를 통과하는 레지스트액의 유량이 안정되어 있지 않으면, 필터(103)의 멤브레인(막)이 통액 중에 움직여, 멤브레인으로부터 이물이 생기기 때문이다.
이 점에 관하여, 본 실시 형태에서는, 제 1 펌프(102)가, 예를 들면 자기 부상형 원심 펌프로 구성되어 있고, 토출 노즐(1a)로부터의 토출 시에, 레지스트액의 흡입과 송출을 동시에 행한다.
여기서, 제 1 펌프(102)가, 본 실시 형태와 달리, 하나의 다이어프램 펌프로 구성되고, 레지스트액의 흡입과 송출을 동시에 행할 수 없는 경우를 상정한다. 이 경우, 상기 하나의 다이어프램 펌프는 레지스트액의 흡입을 행하지 않고 레지스트액의 송출을 행한다. 구체적으로, 토출 노즐(1a)로부터의 토출 시, 다이어프램 펌프는, 다이어프램에 의해 형성되는 저류실 내로의 레지스트액의 흡입을 행하지 않고, 상기 저류실 내의 용적이 작아지도록 당해 저류실이 변형됨으로써, 저류실 내의 레지스트액의 송출을 행한다. 그러나, 이 방식에서는, 레지스트액의 유량을 원하는 값으로 하기 위해서는, 저류실 내의 레지스트액의 양에 따라, 레지스트액의 압력(구체적으로 다이어프램에 주는 압력)을 변화시키지 않으면 안 된다. 따라서, 제 1 펌프(102)가, 본 실시 형태와 달리, 하나의 다이어프램 펌프로 구성되고, 레지스트액의 흡입과 송출을 동시에 행할 수 없는 경우, 레지스트액을 원하는 유량 또한 일정한 압력으로 송출할 수 없다.
그에 대하여, 본 실시 형태에서는, 제 1 펌프(102)가, 상술한 바와 같이, 토출 노즐(1a)로부터의 토출 시, 레지스트액의 흡입과 송출을 동시에 행할 수 있기 때문에, 레지스트액을 원하는 유량으로 송출하기 위하여, 레지스트액의 압력을 변화시킬 필요가 없다.
따라서, 본 실시 형태에서는, 토출 노즐(1a)로부터의 토출 시에, 제 1 펌프(102)가, 레지스트액을 원하는 유량 또한 일정한 압력으로 송출할 수 있다. 즉, 필터(103)를 통과하는 레지스트액의 유량을 원하는 값으로 하면서, 상기 레지스트액의 압력을 일정하게 할 수 있다. 따라서, 레지스트액의 청정도를 더 향상시킬 수 있다.
단, 필터(103)에 적합한 유량으로 제 1 펌프(102)로부터 레지스트액의 송출을 행하면, 정해진 시간당 토출 노즐(1a)로부터의 토출량이 부족한 경우가 있다.
이 점, 본 실시 형태에서는, 토출 노즐(1a)로부터의 토출 시에, 제 1 펌프(102)로부터뿐 아니라, 제 2 펌프(105)로부터도 레지스트액의 송출이 행해지고, 토출 노즐(1a)에 대응하는 복귀 관로(160a)를 포함하는 순환로를 역류하도록 흐른 레지스트액이, 토출 노즐(1a)에 보조적으로 공급된다. 따라서, 필터(103)에 적합한 유량으로 제 1 펌프(102)로부터 레지스트액의 송출을 행해도, 정해진 시간당 토출 노즐(1a)로부터의 토출량이 부족한 경우가 없다.
또한, 토출 노즐(1a)로부터의 토출 시, 제 2 펌프(105)는, 토출 노즐(1a)에 대응하는 유량계(106a)에서의 측정 결과가 원하는 값 즉 설정값이 되도록, 레지스트액의 송출을 행한다.
제 2 펌프(105)로부터 송출되는 레지스트액의 설정 유량(즉 유량계(106a)에서의 측정 결과의 목표값)은, 토출 노즐(1)마다 결정되어도 된다. 이에 의해, 처리액 공급 장치(100)의 설치 상태(예를 들면, 공급처의 토출 노즐(1)로부터 제 2 펌프(105)까지의 거리 또는 공급처의 토출 노즐의 높이 위치 등)에 관계없이, 정해진 시간당 토출 노즐(1)로부터의 토출량을, 원하는 값으로 할 수 있어, 예를 들면, 토출 노즐(1) 간에서 동일하게 할 수 있다.
<보충>
처리액 공급 장치(100)에서는, 토출 노즐(1)로부터의 토출 후, 제 2 펌프(105)에 대한 레지스트액의 보충이 행해진다. 구체적으로, 도 4에 나타내는 바와 같이, 예를 들면, 개폐 밸브(V1a, V2a)가 열린 상태가 된다. 또한, 제 1 개폐 밸브(V11), 개폐 밸브(V15) 및 어느 하나의 제 3 개폐 밸브(V13)가 열린 상태가 되고, 다른 제 3 개폐 밸브(V13), 모든 제 2 개폐 밸브(V12) 및 제 4 개폐 밸브(V14)가 닫힌 상태가 된다. 이 상태에서, 가스 공급원(110a)으로부터 불활성 가스에 의해 레지스트액 보틀(101a) 내가 가압되고, 또한 제 2 펌프(105)가 구동되지 않고, 제 1 펌프(102)가 구동된다.
이에 의해, 제 2 펌프에 레지스트액이 보충된다. 보충이 종료되면, 전술한 순환 동작이 행해진다.
제 2 펌프(105)에 대한 보충 시에 있어서도, 제 1 펌프(102)는, 유량계(104)에서의 측정 결과가 원하는 값이 되도록, 레지스트액의 송출을 행한다. 이 때문에, 제 2 펌프(105)에 대한 보충 시에도, 필터(103) 내에 레지스트액이 체류하지 않는다.
즉, 본 실시 형태에서는, 순환 시, 토출 노즐로부터의 토출 시 및 제 2 펌프(105)에 대한 보충 중에도, 레지스트액이 필터(103)를 동일한 유량으로 끊임없이 통과한다. 따라서, 필터(103) 내의 멤브레인이 움직이는 것을 억제할 수 있다. 예를 들면, 토출 동작으로부터 제 2 펌프(105)에 대한 보충 동작으로 전환할 때, 또는 제 2 펌프에 대한 보충 동작으로부터 순환 동작으로 전환할 때 등에, 필터(103) 내의 멤브레인이 움직이는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 멤브레인으로부터의 이물의 발생을 억제할 수 있다.
<주된 효과>
이상과 같이, 본 실시 형태에서는, 관로의 일단이 공급 관로(150)에 있어서의 제 1 펌프(102) 및 필터(103)와 제 2 개폐 밸브(V12)와의 사이로부터 분기되고, 관로의 타단이 공급 관로(150)에 있어서의 제 1 개폐 밸브(V11)의 하류측으로서 제 1 펌프(102) 및 필터(103)의 상류측에 접속된 복귀 관로(160)가 마련되어 있다. 이 때문에, 이 복귀 관로(160)와 공급 관로(150)에 있어서의 제 1 펌프(102) 및 필터(103)를 포함하는 부분으로 순환로를 구성할 수 있다. 따라서, 토출 노즐(1)로부터의 토출을 행하지 않을 때에, 상술한 순환로 내에서 레지스트액을 순환시킬 수 있기 때문에, 레지스트액의 체류에 의해 레지스트액의 청정도가 악화되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 레지스트액의 청정도의 악화의 억제를 위하여, 토출 노즐(1) 등으로부터 레지스트액을 배출할 필요가 없기 때문에, 레지스트액의 소비량을 억제할 수 있다. 즉, 본 실시 형태에 따르면, 레지스트액의 소비량을 억제하면서, 레지스트액의 청정도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 레지스트액의 흡입과 송출을 동시에 행하도록 구성된 제 1 펌프(102)가 공급 관로(150)에 개재 마련되어 있다. 이 때문에, 전술한 바와 같이, 토출 노즐(1a)로부터의 토출 시, 이 제 1 펌프(102)로부터 레지스트액을 원하는 유량 또한 일정한 압력으로 송출할 수 있다. 따라서, 필터(103)를 통과하는 레지스트액의 유량을 원하는 값으로 하면서, 상기 레지스트액의 압력을 일정하게 할 수 있다. 따라서, 레지스트액의 청정도를 더 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 복귀 관로의 상기 일단을 향해 레지스트액을 압송하는 제 2 펌프(105)가 마련되어 있다. 이 때문에, 전술한 바와 같이, 필터(103)에 적합한 유량으로 제 1 펌프(102)로부터 레지스트액의 송출을 행해도, 정해진 시간당 토출 노즐(1)로부터의 토출량이 부족한 경우가 없다.
또한, 본 실시 형태에서는, 하나의 처리액 공급 장치(100)가, 복수의 토출 노즐(1)에 레지스트액을 공급한다. 따라서, 토출 노즐(1)로부터 토출되는 레지스트액의 상태를, 토출 노즐(1) 간에서 균일하게 할 수 있다.
(변형예)
이상의 예에서는, 필터(103)는, 공급 관로(150)에 있어서의 제 1 펌프(102)의 하류측에 마련되어 있었지만, 상류측에 마련되어도 된다.
또한, 이상의 예와 달리, 제 1 펌프(102)는, 복수의 다이어프램 펌프로 구성되어도 된다. 예를 들면, 제 1 펌프(102)에 있어서, 제 1 다이어프램 펌프로부터 레지스트액의 송출을 행하면서, 제 2 다이어프램 펌프로부터 제 1 다이어프램 펌프로 레지스트액을 보내고, 그 동안에, 제 3 다이어프램 펌프에 레지스트액의 보충 즉 레지스트액의 흡입을 행하도록 해도 된다. 이에 의해서도, 토출 동작 중 등에 있어서, 일정한 유량 또한 일정한 압력으로 필터(103)에 통액할 수 있다.
금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시로 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 상기의 실시 형태는, 첨부한 청구의 범위 및 그 주지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 된다.

Claims (11)

  1. 기판에 처리액을 토출하는 토출부에 상기 처리액을 공급하는 처리액 공급 장치로서,
    상기 토출부에 접속된 공급 관로와,
    상기 공급 관로에 개재 마련되어, 상기 처리액의 흡입과 송출을 동시에 행하고, 상기 토출부로 상기 처리액을 압송하는 제 1 펌프와,
    상기 공급 관로에 있어서의 상기 제 1 펌프의 상류측에 개재 마련된 제 1 개폐 밸브와,
    상기 공급 관로에 개재 마련되어, 상기 처리액을 여과하는 필터와,
    상기 공급 관로에 있어서의 상기 제 1 펌프의 하류측에 개재 마련된 제 2 개폐 밸브와,
    일단이 상기 공급 관로에 있어서의 상기 제 1 펌프 및 상기 필터와 상기 제 2 개폐 밸브와의 사이로부터 분기되고, 타단이 상기 공급 관로에 있어서의 상기 제 1 개폐 밸브의 하류측으로서 상기 제 1 펌프 및 상기 필터의 상류측에 접속된 복귀 관로와,
    상기 복귀 관로에 개재 마련되어, 상기 복귀 관로의 상기 일단을 향해 상기 처리액을 압송하는 제 2 펌프와,
    상기 복귀 관로에 있어서의 상기 일단과 상기 제 2 펌프와의 사이에 개재 마련된 제 3 개폐 밸브와,
    상기 복귀 관로에 있어서의 상기 타단과 상기 제 2 펌프와의 사이에 개재 마련된 제 4 개폐 밸브를 구비하는, 처리액 공급 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 개폐 밸브, 상기 제 2 개폐 밸브, 상기 제 3 개폐 밸브, 상기 제 4 개폐 밸브, 상기 제 1 펌프 및 상기 제 2 펌프를 제어하는 제어부를 더 구비하는, 처리액 공급 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 토출부로부터의 토출 시에 있어서, 상기 제 1 펌프로부터의 송출에 의한 상기 처리액과 상기 제 2 펌프로부터의 상기 복귀 관로의 상기 일단을 향한 송출에 의한 상기 처리액이 혼합되어 상기 토출부에 공급되도록, 상기 제 1 개폐 밸브, 상기 제 2 개폐 밸브, 상기 제 3 개폐 밸브, 상기 제 4 개폐 밸브, 상기 제 1 펌프 및 상기 제 2 펌프를 제어하는, 처리액 공급 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 토출부로부터의 토출 시에 있어서, 상기 제 3 개폐 밸브를 열린 상태로 하고 나서 상기 제 2 개폐 밸브를 열린 상태로 하는, 처리액 공급 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 복귀 관로는, 상기 공급 관로에 있어서의 상기 제 1 펌프 및 상기 필터를 포함하는 부분과 함께 상기 처리액의 순환로를 구성하고,
    상기 제어부는, 상기 토출부로부터의 토출 시 이외의 때에 있어서, 상기 처리액이 상기 순환로를 순환하도록, 상기 제 1 개폐 밸브, 상기 제 2 개폐 밸브, 상기 제 3 개폐 밸브, 상기 제 4 개폐 밸브, 상기 제 1 펌프 및 상기 제 2 펌프를 제어하는, 처리액 공급 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    복수의 상기 토출부에 상기 처리액을 공급하고,
    상기 공급 관로, 상기 제 2 개폐 밸브, 상기 제 3 개폐 밸브 및 상기 복귀 관로는, 상기 토출부마다 마련되고,
    상기 공급 관로는, 상류측이 합류하여 주 공급 관로를 이루고,
    상기 복귀 관로는, 상기 타단이 합류하여 주 복귀 관로를 이루고,
    상기 제 1 개폐 밸브, 상기 제 1 펌프 및 상기 필터는, 상기 주 공급 관로에 개재 마련되고,
    상기 제 2 펌프 및 상기 제 4 개폐 밸브는, 상기 주 복귀 관로에 개재 마련되어 있는, 처리액 공급 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 복귀 관로 각각은, 대응하는 상기 공급 관로와 함께 상기 처리액의 순환로를 구성하는, 처리액 공급 장치.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    하나의 상기 토출부로부터 토출될 때에, 다른 상기 토출부에 대한 상기 제 2 개폐 밸브 및 상기 제 3 개폐 밸브는 닫힌 상태가 되는, 처리액 공급 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 펌프로부터 송출되는 상기 처리액의 설정 유량은, 상기 토출부마다 결정되는, 처리액 공급 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 토출부는 상기 제 2 개폐 밸브와 일체화되어 있는, 처리액 공급 장치.
  11. 기판에 처리액을 토출하는 토출부에 처리액 공급 장치를 이용하여 상기 처리액을 공급하는 처리액 공급 방법으로서,
    상기 처리액 공급 장치는,
    상기 토출부에 접속된 공급 관로와,
    상기 공급 관로에 개재 마련되어, 상기 처리액의 흡입과 송출을 동시에 행하고, 상기 토출부로 상기 처리액을 압송하는 제 1 펌프와,
    상기 공급 관로에 있어서의 상기 제 1 펌프의 상류측에 개재 마련된 제 1 개폐 밸브와,
    상기 공급 관로에 개재 마련되어, 상기 처리액을 여과하는 필터와,
    상기 공급 관로에 있어서의 상기 제 1 펌프의 하류측에 개재 마련된 제 2 개폐 밸브와,
    일단이 상기 공급 관로에 있어서의 상기 제 1 펌프 및 상기 필터와 상기 제 2 개폐 밸브와의 사이로부터 분기되고, 타단이 상기 공급 관로에 있어서의 상기 제 1 개폐 밸브의 하류측으로서 상기 제 1 펌프 및 상기 필터의 상류측에 접속된 복귀 관로와,
    상기 복귀 관로에 개재 마련되어, 상기 복귀 관로의 상기 일단을 향해 상기 처리액을 압송하는 제 2 펌프와,
    상기 복귀 관로에 있어서의 상기 일단과 상기 제 2 펌프와의 사이에 개재 마련된 제 3 개폐 밸브와,
    상기 복귀 관로에 있어서의 상기 타단과 상기 제 2 펌프와의 사이에 개재 마련된 제 4 개폐 밸브를 구비하고,
    상기 복귀 관로는, 상기 공급 관로에 있어서의 상기 제 1 펌프 및 상기 필터를 포함하는 부분과 함께 상기 처리액의 순환로를 구성하고,
    상기 토출부로부터의 토출 시에는, 상기 제 1 펌프로부터 압송된 상기 처리액과 상기 제 2 펌프로부터 상기 복귀 관로의 상기 일단을 향해 압송된 상기 처리액을 혼합하여 상기 토출부에 공급하고,
    상기 토출부로부터의 토출 시 이외의 때에 있어서, 상기 제 1 펌프로부터 압송된 상기 처리액을, 상기 제 2 펌프 내를 통과시켜, 상기 순환로를 순환시키는, 처리액 공급 방법.
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JP2016139665A (ja) 2015-01-26 2016-08-04 東京エレクトロン株式会社 処理液供給装置、処理液供給方法及び記憶媒体

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