TW201227177A - Chemical supply system, substrate processing apparatus having chemical supply system, and application development system - Google Patents

Chemical supply system, substrate processing apparatus having chemical supply system, and application development system Download PDF

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Takahiro Ookubo
Kousuke Yoshihara
Yusuke Yamamoto
Steffen Hornig
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Tokyo Electron Ltd
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Description

201227177 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於對使用藥液處理基板的基板處理裝置供 給藥液的藥液供給系統，具備彼之基板處理裝置，及具備 此基板處理裝置之塗布顯影系統。 【先前技術】 於半導體裝置或平面面板顯示器（FPD)之製造所不 可欠缺的光蝕刻步驟，會起因於用在此步驟的材料，而有 種種缺陷產生。例如，於光阻液或有機溶劑等藥液包含細 微的微粒（particle )，特別在包含高分子分散質的藥液 ，隨著時間的經過，會在藥液中局部產生固化（或者凝膠 狀化），而有因此產生缺陷的可能性。爲了減低這樣的缺 陷，藥液在藉由過濾器過濾後，往旋轉塗布機之分發噴嘴 供給（例如，參照專利文獻1或2 ) ^ 〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕 〔專利文獻1〕日本專利特開昭62-2(M877號公報 〔專利文獻2〕日本專利特開2008-305980號公報 【發明內容】 〔發明所欲解決之課題〕 此處，參照圖1同時說明藥液供給系統之數例。圖1 ( a )係本案發明人等利用的特別適於溶劑的供給之藥液供 -5- 201227177 給系統的槪略圖。如圖所示，此藥液供給系統ιοί ’係由 暫時貯留從罐槽（canister tank) CT供給的溶劑之液端槽 LE、過濾溶劑之過濾器F、把貯留於液端槽LE內的溶劑往 過濾器F供給之泵Pa，測定通過過濾器F的藥液的流量之流 量計FM所構成。此外，液端槽LE、泵Pa及過濾器F設有排 氣閥（vent valve ) V，藉此使溶存於溶劑中的溶存空氣脫 氣。這樣構成的藥液供給系統101，例如，被配置於塗布 顯影系統內的光阻塗布裝置或顯影處理裝置的內部或者附 近，藉由藥液供給系統101清淨化的溶劑，往設於光阻塗 布裝置或顯影裝置的附有流量控制功能的閥C供給，藉由 此閥C的開閉，控制來自分配器噴嘴DN的溶劑供給。又， 於圖1，被保持於分配器噴嘴DN下方的晶圓省略圖示。 圖1 ( b )係適於光阻液的供給之藥液供給系統1 02的 槪略圖。如圖所示，藥液供給系統1 02，係由液端槽LE、 過濾器F、捕捉器（trap ) T、泵Pb、及外捕捉器OT所構成 。與圖1 ( a )之溶劑用藥液供給系統1 01相比，液端槽LE 與泵Pb間配置過濾器F這一點不同。此外，過濾器F與泵Pb 之間被配設有捕捉器T。捕捉器T是爲了除去僅藉由設在過 濾器F的排氣閥V無法完全除去的比較大的氣泡而使用的。 例如，在過濾器F之交換後於過濾器F內殘留比較大量的空 氣，所以在交換之後大量的空氣會與光阻液一起由過濾器 F排出。此空氣藉由捕捉器T容易對大氣開放。設於泵Pb下 游的外捕捉器OT，同樣是爲了除去會殘留在泵Pb內的空氣 而使用的。 -6- 201227177 圖1(c)係適於光阻液的供給之其他藥液供給系統 103的槪略圖。於此藥液供給系統103，於過濾器F的上游 設進給泵FP，於下游設分裝泵（dispenser pump) DP。進 給泵FP朝向過濾器F壓出光阻液，分裝泵DP由過濾器F抽 出光阻液。藉此，可不對光阻液施加大的壓力（應力）而 以一定的速度進行過濾。此外，於藥液供給系統103，設 於分裝栗DP的排氣閥VP與進給泵FP連接。藉此，能夠使 無法以設在過濾器F的排氣閥V除去而到達分裝泵DP的光 阻液中的氣泡再度回到進給泵FP，藉由過濾器F的排氣閥V 而除去。因此，與圖1 (b)所示的藥液供給系統102不同 ，沒有設捕捉器T與外捕捉器OT。 其次，針對藥液供給系統如何對光阻塗布裝置提供藥 液，以圖1 ( b )所示之藥液供給系統1 02爲例進行說明。 首先，特定量之光阻液，由光阻瓶B往液端槽LE供給 ，被貯留於液端槽LE內。接著，於光阻塗布裝置，打開設 於分配噴嘴DN的上游側之開閉閥C1時，藉由藥液供給系 統102的泵Pb使被加壓的光阻液由分配噴嘴DN往晶圓上吐 出。同時，藉由泵Pb，使與被供給至晶圓上的量相同量的 光阻液由液端槽LE抽吸（吸液）。此時，光阻液通過過濾 器F，過濾掉光阻液中所含的不純物等。如此，往晶圓之 吐出、補充被吐出的光阻液之吸液、伴隨著吸液之過濾形 成一個循環。 於這樣的藥液供給系統爲了提高過濾器F的過濾效果 ，最好使光阻液通過過濾器F的速度（過濾速率）降低。 201227177 如此一來，不得不使往晶圓上之光阻液的吐出花上比較多 的時間，會使得光阻塗布裝置之生產量降低。此外，爲了 提高過濾效果而使用網目大小（孔洞尺寸）比較小的過濾 器F的話，無法提高過濾速率，會招致生產量的降低。此 外，會有可使用的過濾器F受限的問題。 相反的，爲了提高生產量，以短時間進行吸液及過濾 即可，所以可考慮使用具有比較大的過濾面之過濾器。但 是，藥液不限於通過過濾面全體，而是通過壓力低的部分 ，所以通過速率不一定能夠提高。此外，對光阻塗布裝置 設2系統之藥液供給系統的話，雖然可能提高生產量，但 是隨著泵的個體差異，會有無法再現性佳地吐出光阻液之 本發明係有鑑於前述情形，而提供不會降低生產量， 可以提高過濾效果的藥液供給系統。 〔供解決課題之手段〕 根據本發明之第1態樣的話，提供一種藥液供給系統 ，具備：貯留藥液的第1容器及第2容器；設於連接第1容 器與第2容器的第1配管，使貯留於第1容器的藥液往第2容 器流動的第1泵；被設於第1配管，使由第1容器往第2容器 而流動於第1配管內的藥液進行過濾之第1過濾器；連接第 1容器與第2容器的第2配管；以及設於第2配管，使被貯留 於第2容器的藥液往第1容器流動的第2泵。 根據本發明之第2態樣的話，提供一種基板處理裝置 -8 - 201227177 ' ，係使用藥液處理基板的基板處理裝置，具備：保持進行 處理的基板之基板保持部，及第1態樣之藥液供給系統， 以及使來自藥液供給系統的藥液往基板供給的供給部。 根據本發明之第3態樣的話，提供一種塗布顯影系統 ‘，係於基板形成光阻膜，顯影曝光的光阻膜之塗布顯影系 '統，具備：包含保持處理的基板而旋轉之基板保持旋轉部 ，與對藉由基板保持旋轉部保持的基板供給光阻液之供給 部之光阻塗布單元；包含保持處理的基板旋轉之基板保持 旋轉部，及對形成在塗布單元的，具有經曝光的光阻膜， 且藉由基板保持旋轉部保持的基板，供給顯影液的供給部 之顯影處理單元；爲第1態樣之藥液供給系統，且係對光 阻塗布單元供給光阻液作爲藥液之第1藥液供給系統；以 及爲第1態樣之藥液供給系統，且係對前述塗布顯影單元 供給顯影液作爲藥液之第2藥液供給系統。 〔發明之效果〕 根據本發明之實施型態，提供不會降低生產量，可以 提高過濾效果的藥液供給系統。 【實施方式】 以下，參照附圖說明本發明之適切的實施型態。於以 下之說明，對於同一或對應的零件或構件賦予同一或對應 的參照符號，而省略重複的說明。 圖2係顯示根據本實施型態之塗布顯影系統之平面圖 201227177 。如圖所示，塗布顯影系統1，具備：將例如可以收容13 枚半導體晶圓（以下簡稱晶圓）W的晶圓載具（carrier ) 20搬進搬出之載具區塊S1、被配置處理裝置群B、U1、棚 單元U2、U3以及主臂A之處理區塊S2、及被配置於處理區 塊S2與曝光裝置S4之間的介面區塊S3。 於載具區塊S1，設有複數個可載置晶圓載具20的載置 台2 1、被設於載置台2 1背後之壁的開閉部22、通過開閉部 22將晶圓W由晶圓載具20取出，往晶圓載具20收容的搬送 臂C。此搬送臂C，係以可以在晶圓載具20與後述之處理區 塊S2之棚單元U2之間遞送晶圓W的方式，自由升降、自由 繞著鉛直軸周圍旋轉、自由移動於晶圓載具20的排列方向 (X軸方向）、及自由伸縮於晶圓載具20的方向（Y軸方 向）地被構成。 載具區塊S 1的背面（與設開閉部22之壁相反側之面·） 被連接著處理區塊S2。於處理區塊S2，被配置著包含種種 處理單元的處理裝置群B、於處理區塊S2被配置於載具區 塊S1側的棚區塊U2、於處理區塊S2被配置於介面區塊S3側 的棚區塊U3、於棚區塊U2及U3間自由移動地構成的主臂A 、以及包含與處理裝置群B同樣的種種處理單元之處理裝 置群U1。 處理裝置群B，如圖3所示，包含被層積的5個單位區 塊B1至B5。各單位區塊B1至B5，可以具有例如光阻塗布 單元、顯影處理單元、加熱單元、疏水化處理單元、冷卻 單元等。例如，單位區塊B1及B2，可以具有光阻膜被曝光 -10- 201227177 以後之加熱晶圓W的曝光後加熱單元、把藉由曝光後加熱 單元加熱的晶圓W調整爲特定溫度的冷卻單元、顯影被曝 光的光阻膜之顯影處理單元、供乾燥顯影後的晶圓W而加 熱的烘焙單元等處理單元。另一方面，單位區塊B3至B5， 可以具有後述之塗布單元。例如，參照圖4的話，於單位 區塊B3設有塗布單元50，於塗布單元50，在晶圓W上滴下 光阻液，使晶圓W旋轉而形成光阻膜。此外，於塗布單元 50，於晶圓W上滴下防反射膜用之藥液，藉由使晶圓W旋 轉而可以形成防反射膜。 處理裝置群U1，如圖5所示，中介著後述之搬送臂A3 之可移動區域以與單位區塊B3對向的方式被配置。如圖所 示，處理裝置群U1，於本實施型態，包含冷卻單元COL31 至COL33、加熱單元CHP3 1至CHP33、疏水化處理單元 ADH、及周緣曝光單元WEE等種種處理單元。藉此，於單 位區塊B3之防反射膜塗布單元5 0B形成防反射膜之前，可 以例如以冷卻單元COL3 1把晶圓W調整爲特定的溫度，或 是例如以加熱單元CHP3 1將被形成防反射膜的晶圓W進行 加熱處理。此外，於晶圓W上塗布光阻液之前，爲了提高 光阻液與晶圓W之密接性，亦可以用疏水化處理單元ADH 進行疏水化處理。進而，在把被形成光阻膜的晶圓W往曝 光裝置S4搬送之前，僅使晶圓W的周緣部以周緣曝光單元 WEE選擇性曝光亦可。 又，處理裝置群U1之各處理單元與單位區塊B3之塗布 單元50之間的晶圓W的遞送，如圖4所示，係藉由對應於 201227177 單位區塊B3而設的搬送臂A3來進行的。搬送臂A3，具有 可以保持晶圓W的2個叉61、62，可以沿著延伸於Y軸方向 的軌道65移動。於這樣的主臂A ’包含對應於單位區塊B1 至B5而設的搬送臂A1至A5 (參照圖5)。搬送臂Al、A2、 A4、A5也與搬送臂A3同樣具有2個叉，可以沿著Y軸方向 移動。 此外，把具有與處理裝置群U1同樣構成的處理裝置群 對單位區塊B4、B5設置亦可。 參照圖5的話，棚單元U2，具有對應於單位區塊B1至 B5而設的平台TFS1至TRS5。例如，對於單位區塊B1設有2 個平台TRS1，各平台TRS1被配置爲可藉由單位區塊B1的 搬送臂A1而存取，可以保持藉由搬送臂A1搬入的晶圓W。 藉此，例如以單位單元B1之處理單元來處理的晶圓W，藉 由搬送臂A1由該處理單元取出，被搬入而保持於2個平台 TRS1之一方。藉由該平台TFS1保持的晶圓W，例如藉由載 具區塊S1的搬送臂C而往晶圓載具20收容。又，如圖2所示 ，鄰接於棚單元U2設有搬送臂D1。搬送臂D1被構成爲進 退自如及升降自如。藉此，由棚單元U2的平台TRS1至 TRS 5之間可以遞送晶圓W。 此外，於棚單元U2設有平台TRS-F。平台TRS-F，主 要是利用於藉由載具區塊S1的搬送臂C來暫時保持由晶圓 載具20取出的晶圓W之用。 棚單元U3，具有對應於單位區塊B1至B5而設的平台 TFS6至TRS10。例如，於棚單元U3，對於單位區塊B5設有 -12- 201227177 2個平台TRS10，各平台TRS10被配置爲可藉由單位區塊B5 的搬送臂A5而存取，可以保持藉由搬送臂A5搬入的晶圓W 。藉此，例如以單位單元B5之處理單元來處理的晶圓W， 藉由搬送臂A5由該處理單元取出，被搬入而保持於2個平 台TRS10之一方。藉由該平台TFS10保持的晶圓W，例如藉 由介面區塊S3的介面臂E (後而取出，往曝光裝置S4 (圖2)搬出。又，如圖2所示，鄰接於棚單元U3設有搬送 臂D2。搬送臂D2被構成爲進退自如與升降自如，藉此， 由棚單元U3的平台TRS5至TRS10之間可以遞送晶圓W。 再次參照圖2的話，處理區塊S2之與載具區塊S1相反 側處被連接著介面區塊S3。介面區塊S3，包含對處理區塊 S2的棚單元U3與曝光裝置S4進行晶圓W的遞送之用的介面 臂E，與具有分別保持複數枚晶圓W之複數棚之緩衝區83 。介面臂E，作爲處理區塊S2與曝光裝置S4之間的晶圓W 的搬送機構而發揮功能。於本實施型態，介面臂E，被構 成爲升降自如，繞著鉛直軸旋轉自如，於X軸方向上進退 自如，藉此，在對應於單位區塊B1至B5的棚U3之平台 TRS6至TRS10與緩衝區83的各棚之間進行晶圓W的遞送。 又，緩衝區83，適用於曝光裝置S4與處理區塊S2之間 的生產量的調整，或是在曝光條件變更時，暫時先保管例 如被形成光阻膜的晶圓W，而依序往曝光裝置S4搬送的場 合。如此進行的話，可以使處理區塊S2之處理配合於曝光 裝置S4的處理速度，此外於每一批次，適當變更曝光強度 或十字線（reticle)等而進行曝光處理》 -13- 201227177 其次，說明例如設於處理裝置群B的單位區塊B3之塗 布單元50。參照圖6(a)的話，塗布單元50，具有：藉由 吸附而保持晶圓W的背面中央部的夾盤51、透過被結合於 夾盤51的旋轉軸51a而使夾盤51旋轉的馬達52、對被保持 於夾盤51的晶圓W滴下光阻液等藥液之分配器56、具有凹 形狀，以包圍被保持於夾盤51的晶圓W的方式設置的杯部 53 - 杯部53具有上杯53U、底杯53B、及杯基座53E。係以 可以承接由分配器56對晶圓W滴下，而藉由旋轉由晶圓W 吹飛的藥液的方式，將上杯53 U配置於底杯53B的上端。於 底杯53B的底部被連接廢液管54a，往底杯53B流入落下的 藥液通過廢液管54a由杯部53排出》此外，底杯53 B的底部 被連接著複數之排氣管5 4b，於排氣管5 4b，被連接著未圖 示的排氣部》排氣部，例如可以是被設置光阻塗布顯影系 統1的無塵室所具備的排氣處理設備。藉此，通過排氣管 54b排掉杯部53內的空氣，排氣由滴下至晶圓W上的光阻 液等藥液所蒸發的有機溶劑等。亦即，藉由通過排氣管 5 4 b排氣，可以減低光阻塗布顯影系統1內之有機溶劑等導 致之交叉汙染。 分配器56，如圖6(b)所示，具有對導軌565中介著 基部5 6b而安裝的臂部56a，及設於臂部5 6a的先端部的光 阻噴嘴56R及溶劑噴嘴56L。基部56b，藉由未圖示的驅動 機構，可沿著導軌5 65滑動，藉此，臂部56a可以位於晶圓 W的上方，此外，可以位於上杯53U的外側方向。 -14 - 201227177 於光阻噴嘴56R被連接著導管56t的一端，導管56t的 另一端’於塗布單元50的外部，對根據本發明的實施型態 之藥液供給系統57中介著開閉閥58而連接著。導管56t， 以不妨礙分配器56的移動的方式具有可撓性，亦可爲例如 乙烯塑膠製的管子。藉由這樣的構成，臂部5 6a沿著導軌 5 65移動，光阻噴嘴56R位於晶圓W的幾乎中央部的上方， 打開開閉閥58時，由藥液供給系統57對晶圓W上吐出光阻 液。 此外，溶劑噴嘴56L，係先於由光阻噴嘴56R吐出光阻 液，而爲了以溶劑潤濕晶圓W的表面（所謂的預濕潤）而 設的。溶劑噴嘴5 6L，雖省略圖示，但與光阻噴嘴5 6 R同樣 ，藉由導管，中介著開閉閥而連接於根據本發明的實施型 態之藥液供給系統。此藥液供給系統，係以可以供給溶劑 ，例如稀釋劑的方式構成的。藉此，臂部56a沿著導軌565 移動，溶劑噴嘴56L位於晶圓W的幾乎中央部的上方，打 開開閉閥時，由藥液供給系統5 7對晶圓W上吐出稀釋劑。 此後，以特定的旋轉速度在特定期間，藉由夾盤51使晶圓 W旋轉的話，可以使晶圓W的表面成爲以溶劑潤濕的狀態
I 〇 此外，於塗布單元50，如圖6 ( b )所示，於晶圓W上 形成光阻膜之後，爲了除去被形成於晶圓W的邊緣部的光 阻膜，設有對邊緣部供給潤濕液的EBR ( Edge Bead Removal ;邊緣液滴移除）分配器55。EBR分配器55，被 安裝於可滑動於導軌565而設的基部5 5b。此外，雖省略圖 -15- 201227177 示，但EBR分配器55，藉由導管，中介著開閉閥而連接於 根據本發明的實施型態之藥液供給系統。此藥液供給系統 ，係以可以供給潤濕液的方式構成的。於被保持於夾盤5 1 的晶圓W上形成光阻膜後，藉由夾盤5 1使晶圓W維持旋轉 ，而EBR分配器55之臂部55a沿著導軌5 65移動，EBR分配 器55位於晶圓W的邊緣部的上方，打開開閉閥時，由藥液 供給系統對邊緣部吐出潤濕液。藉此，除去晶圓W的邊緣 部的光阻膜。 又，被配置於塗布顯影系統1之處理區塊S2的顯影處 理單元，除了以分配器56的光阻噴嘴56R或溶劑噴嘴56L吐 出顯影液的方式構成這一點以外，具有與塗布單元5 0相同 的構成亦可。於這樣的顯影處理單元，於塗布單元50被形 成於晶圓上，於曝光裝置具有被曝光的光阻膜的晶圓被保 持於夾盤51，對此晶圓由分配器56吐出顯影液，使被曝光 的光阻膜顯影。 以下，參照圖7同時說明根據本發明的實施型態之藥 液供給系統5 7 »如圖所示，藥液供給系統5 7，包含入口槽 71、一次泵73、過濾器74、二次泵75、出口槽76、返回配 管77以及返回泵78。 入口槽71，藉由未圖示的光阻瓶與配管IL連接，通過 配管IL貯留由光阻瓶供給的光阻液。此外，於入口槽71被 連接著配管72的一端，配管72的另一端被連接著出口槽76 〇 於配管72，由入口槽71朝向出口槽76依序設有一次泵 201227177 73、過濾器74及二次泵75。被貯留於入口槽71的光阻液， 藉由一次泵73往過濾器74壓出，通過過濾器74藉由過濾器 74過濾的光阻液，藉由二次泵75抽吸而往出口槽76供給。 因而，於出口槽76，被貯留藉由過濾器74過濾而清淨化的 光阻液。 於出口槽76被連接出口配管OL的一端，出口配管OL 的另一端，被連接於設在塗布單元50的開閉閥58 (參照圖 6(b))。通過出口配管〇L，被貯留於出口槽76的被清淨 化的光阻液往塗布單元50供給。此外，於出口槽76被連接 著返回配管77的一端’返回配管77的另一端被連接著入口 槽71。藉此，入口槽71與出口槽76通過返回配管77而連通 。於返回配管77設有返回泵78，藉由返回泵78’被貯留於 出口槽76的清淨化的光阻液可以回到入口槽71。 又，與一次泵73倂列地設有旁通管73a，藉由打開設 於旁通管73a的未圖示的停止閥’使來自入口槽71的光阻 液通過旁通管7 3 a往過濾器74流去。藉由使用的光阻液或 過濾器F，也藉者僅二次泵75’可以不對光阻液施加過度 的應力而使通過過爐器74 °於這樣的場合’不使用一次栗 73，而利用旁通管73a爲較佳。此外’在此場合’不把— 次泵73也不把旁通管73a設於配管72’而直接連接入口槽 71與過濾器74亦可。 同樣地，於二次泵75也設有旁通管75a’藉由未圖示 的停止閥的開/閉’可以選擇二次栗75之使用/不使用。 g卩使不藉由二次泉75來將光阻液由過爐器74抽吸，也可以 -17- 201227177 僅藉由一次泵73將光阻液往出口槽76供給的場合，以不利 用二次泵75而使用旁通管75a爲較佳。此外，在此場合， 不把二次泵75也不把旁通管75 a設於配管72，而直接連接 過濾器54與出口槽76亦可。 此外，入口槽71、過濾器74、以及出口槽76，設有排 氣管VL (省略排氣閥的圖示），藉此放出光阻液中所含的 氣泡。排氣管VL，被連接於無塵室具備的排氣設備，對由 排氣管VL放出的氣體進行特定的除害處理等之後，往大氣 中放出。 其次，說明本實施型態之藥液供給系統57如何對光阻 塗布裝置提供光阻液。於藥液供給系統5 7，被貯留於入口 槽71的特定量的光阻液，藉由一次泵73及二次泵75通過過 濾器74，被過濾而貯留於出口槽76。分配器5 6之光阻噴嘴 5 6R位於晶圓W的幾乎中心部的上方，打開設於塗布單元 50的開閉閥58時，被貯留於出口槽76的光阻液通過出口配 管OL往分配器56供給，由光阻噴嘴56R往晶圓W上吐出》 另一方面，被貯留於出口槽76的光阻液藉由返回泵7 8通過 返回配管77回到入口槽71。回到入口槽71的光阻液，與由 光阻瓶供給的光阻液一起暫時貯留於入口槽7 1，藉由一次 泵73及二次泵75而通過過濾器74，可以被過濾而再度回到 出口槽76。亦即，光阻液，通過配管72及返回配管77，可 以依序環流於入口槽71、一次泵73、過濾器74、二次栗75 、出口槽76、以及返回泵78，每次通過過濾器74時被過濾 。這樣的環流，係與被貯留於出口槽76的光阻液之往塗布 -18- 201227177 單元50的供給獨立進行的。 此外，藉由過濾清淨化的一定量之光阻液被貯留於出 口槽76，由此處光阻液對塗布單元5 0供給，所以與往晶圓 W上吐出的光阻液同量的光阻液往出口槽76吸液的時機， 沒有必要配合吐出的時機。（即使因吐出而使出口槽76內 的光阻液減少，於出口槽76內仍殘留下次吐出所必要的光 阻液）。 亦即，往晶圓W上的光阻液吐出，與光阻液之往出口 槽76的吸液，係可以與根據過濾器74之過濾獨立地進行。 亦即，藉由使前述環流以比較慢的速度進行（藉由減低過 濾速率）可以維持高的過濾效率，同時可以藉由提高吐出 速率而提高生產量。 以上的動作，與先前說明的圖1 (b)的藥液供給系統 102的動作對比而顯示於圖8。參照圖8 (a)的話，於根據 本實施型態的藥液供給系統57，於特定的期間內特定量的 光阻液由出口槽76往塗布單元50供給，由分配器56往晶圓 上吐出後（吐出步驟之後），與吐出之量相同量的光阻液 被補充（吸液）（吸液步驟）。此時，於出口槽76殘留有 剩餘的光阻液，所以此吸液步驟，亦可不是往出口槽76的 吸液，而是由光阻瓶（未圖示）往入口槽71之吸液。於由 光阻瓶往入口槽71之配管IL不設過濾器，所以此吸液步驟 可在短時間內進行。接著，由入口槽71往出口槽76之光阻 液的移送，及/或在入口槽71與出口槽76之間的光阻液的 環流，係與吐出步驟及吸液步驟平行地進行。藉由這樣移 -19- 201227177 動或環流時，進行光阻液藉由通過過濾器74而被過濾的過 濾步驟。亦即，根據藥液供給系統57之往塗布單元50之光 阻液供給循環，只須包含吐出步驟，與比較短時間的吸液 步驟即可，可以在短時間內反覆運作。因此，可以進行同 步於例如塗布單元50之晶圓的搬入、晶圓W表面之預濕潤 、光阻液的塗布、晶圓的旋轉' EBR ( Edge Bead Removal )步驟、以及晶圓的搬出等之循環的光阻液的供給。 另一方面，參照圖8(b)的話，於圖1 (b)之藥液供 給系統102，由分配噴嘴DN (圖1(b))往晶圓上於特定 期間內吐出特定量的光阻液的步驟之後（或者與吐出步驟 重複），開始將與其同量的光阻液由液端槽LE吸液的步驟 ，但在液端槽LE與泵Pb之間設有過濾器F，所以光阻液通 過過濾器F會花些時間。因此，如圖8 ( b )所示，於吸液 及過濾的步驟，會花上比吐出步驟更長的時間。亦即，例 如要使其與在塗布單元50可實現的循環同步是很難的，應 該要設等待期間而使其同步。在圖示之例，根據本實施型 態之藥液供給系統57的話，於進行2次的吐出步驟的期間 ，在圖1 ( b )之藥液供給系統1 02只能夠進行1次的吐出步 驟。藉由以上的說明，可以理解根據本發明的實施型態之 藥液供給系統57的優點/效果。 此外，因爲在入口槽71與出口槽76之間可以使光阻液 環流，所以被過濾的光阻液不會跨長時間被貯留於出口槽 76。即使一度被過濾，只要在出口槽76內長時間貯留的話 ，在出口槽76內光阻液會劣化，光阻成分會進行高分子化 -20- 201227177 等而會成爲缺陷的原因，因爲藉由環流而可以總是維持於 清淨化的狀態，所以可以排除那樣的缺陷原因。此外，藉 由光阻液的環流，不會使光阻液跨長期間滯留於過濾器74 ，所以可以抑制過濾器74的阻塞。藉此，可以延長過濾器 74的壽命，也可減低維修的頻率，所以可以透過減低藥液 供給系統57的停機時間而提高生產量。 此外，根據本實施型態之藥液供給系統57的話，因爲 可以獨立控制吸液步驟、過濾步驟、以及吐出步驟，所以 可以獨立設定過濾速率、由出口槽76往入口槽71之返回量 、吐出量等，因而，可以進行塗布單元50之彈性化的處理 〇 其次，參照圖9，同時說明相關於本實施型態之藥液 供給系統57的變形例。 (變形例1 ) 圖9 ( a )係顯示根據本實施型態之變形例1之藥液供 給系統57A之槪略圖。於此藥液供給系統57A，於入口槽 71與出口槽76之間被連接2條配管721、722。於配管721依 序設一次泵731、過濾器74 1、及二次泵751，於配管72 2依 序設有一次泵732、過濾器742、及二次栗752。此外，於 —次泵731、732，對應被設有旁通管731a' 732a’於二次 泵751、752被對應設有旁通管751a、752a。 根據這樣的構成，由入口槽71往出口槽76之光阻的移 送（過濾），係通過2條配管721、722而進行的。此外， -21 - 201227177 於藥液供給系統57A也設有返回配管77與返回泵78 ’所以 在入口槽71與出口槽76之間光阻液被環流。亦即’於變形 例1之藥液供給系統57A也發揮與圖7所示的藥液供給系統 5 7 A同樣的效果。此外，於變形例1之藥液供給系統5 7 A ’ 沒有必要總是利用2條配管721、722，例如於2條配管721 、722，在一次栗731、7 32的上游，與二次泵751、752的 下游設停止閥，利用2條配管721、722之一方亦可。這對 於例如在配管721的使用中交換配管722的過濾器742的場 合來說是適合的。 (變形例2 ) 圖9(b)係顯示根據本實施型態之變形例2之藥液供 猞系統57B之槪略圖。於此藥液供給系統57B，於連接入口 槽71與出口槽76的返回配管77設有一次泵78a、過濾器78b 、及二次泵78c。據此，被貯留於出口槽76的光阻液，藉 由一次泵78a及二次泵78c往入口槽71返回時，也藉由過濾 器7 8b來過濾。亦即，在入口槽71與出口槽76之間光阻液 環流1次時，被過濾2次，所以不僅可以發揮與圖7所示的 藥液供給系統57同樣的效果，而且可以更爲提高過濾效果 。此外，於藥液供給系統57B，也對於一次泵78a倂列地設 有旁通管78 d，對二次泵78c倂列地設有旁通管78e。 此外，於變形例2之藥液供給系統57B，不僅把往塗布 單元50供給光阻液的出口配管〇Ll連接於出口槽76，把同 樣的出口配管OL2連接於入口槽71亦可。例如，由未圖示 -22- 201227177 的光阻瓶往入口槽71供給特定量的光阻液之後，在入口槽 71與出口槽76之間使其環流特定的期間的話，被貯留於入 口槽71的光阻液也藉由過濾而被清淨化。而且，藉由2個 過濾器74、78b可以發揮高的過濾效果，所以可使被貯留 於入口槽7 1內的光阻液在比較短的時間內清淨化。如此一 來，變成可以由入口槽71通過出口配管OL2往塗布單元50 供給清淨化的光阻液。 又，替代圖9 (a)所示的藥液供給系統57A的返回泵 78，而把圖9(b)所示的一次泵78a、過濾器78b、以及二 次泵78c，設於圖9 ( a )所示的藥液供給系統57A的返回配 管77亦可。在此場合，於藥液供給系統57A的入口槽71設 圖9(b)的出口配管OL2亦可。 以上，參照實施型態及變形例，同時說明了本發明， 但本發明並不以前述實施型態等爲限，可以參照添附的申 請專利範圍而進行種種的變形。 例如，於前述實施型態，說明對塗布單元50供給光阻 液的藥液供給系統5 7，但供給的藥液不限於光阻液，例如 供給防反射膜用的藥液的場合，也可以使用藥液供給系統 57 ° 進而，對使被曝光的光阻膜顯影的顯影處理單元供給 顯影液之用的藥液供給系統，也可以使用根據本發明的實 施型態之藥液供給系統57。此外，把聚醯亞胺膜，或低介 電率（low-k)介電質膜等所謂的旋塗式介電材料（Spin-on-Dielectric; SOD)膜形成於晶圓上之用的藥液，也可以 -23- 201227177 適用本發明。 又，在顯影液或潤濕液的供給上利用根據本發明的實 施型態之藥液供給系統的場合，不是由貯留顯影液或潤濕 液之罐槽（canister tank)，而由無塵室全體所共用的藥 液供給設備來將顯影液或潤濕液往入口槽71供給亦可。 此外，特別是在供給潤濕液的場合，對於複數之塗布 單元且/或顯影處理單元，設一個藥液供給系統5 7等由一 個藥液供給系統57等往複數之塗布單元且/或顯影處理單 元供給潤濕液亦可。進而，於塗布單元且/或顯影處理單 元設複數之分配器或者分配噴嘴的場合（例如EBR分配器 與背潤濕噴嘴），由一個藥液供給系統5 7等往複數之分配 器等供給潤濕液亦可。又，由一個藥液供給系統57等往複 數之單元或分配器等供給藥液，例如使同一批次的藥液對 同一批次的晶圓來使用，在可以提高晶圓間之例如膜厚或 裝置特性的均一性這一點來說是較佳的。此外，即使在使 用比較容易劣化而應該在短時間內使用的藥液的場合，也 以由一個藥液供給系統5 7等往複數之單元或者分配器等供 給藥液爲較佳。 此外，配管72、721、722以及返回配管77，亦可設有 比這些配管的內徑更小的孔口 （開口）之節流閥（ restrictor)。這樣的節流閥，不僅控制流動於配管的藥液 流量，而且可以對藥液施加特定的壓力。特別是在節流閥 的入口對藥液施加壓力，通過孔口後其壓力被開放。如此 一來，伴隨著壓力的減少使得溶存於藥液中的溶存氣體可 -24- 201227177 以顯在化。亦即’可以除去溶存氣體。也就是說’可以減 低會由於溶存氣體而產生的缺陷。 例如於藥液供給系統57 (圖7 )，於過濾器74的上游 側置換一次泵73而設或者追加設節流閥亦可’於過濾器74 的下游側置換二次泵75而設或者追加設節流閥亦可。此外 ，於返回泵78的上游側或下游測配置節流閥亦可。又，把 節流閥與一次泵73置換的場合，可以藉由此節流閥而調整 過濾器74的入口側的壓力，可以使過濾器74的過濾效果例 如維持爲一定。此外，把節流閥與二次泵75置換的場合， 可以藉由此節流閥而調整過濾器74的出口側的壓力，可以 使過濾器74的過濾效果例如維持爲一定。此外，於返回泵 78的上游側設節流閥的話，在返回泵78之前藉由使藥液減 壓化使溶存氣體積極地顯在化，可以由設在返回泵78的排 氣閥（未圖示）放出溶存氣體。進而，於返回泵78的下游 側設節流閥的話，在入口槽71之前藉由使藥液減壓化使溶 存氣體積極地顯在化’可以由設在入口槽71的排氣管VL放 出溶存氣體。又，在連結入口槽71，與光阻瓶或罐槽（ canister tank )(未圖示）的配管IL (圖7)設節流閥（ restrictor)亦可。進而，亦可於節流閥適當組合排氣閥。 此外，於藥液供給系統57A (圖9(a))，於過濾器 741 (或者742 )的上游側置換一次栗731 (或732 )而設或 者追加設節流閥亦可，於過濾器741 (或742 )的下游側置 換二次泵751 (或75 2 )而設或者追加設節流閥亦可。此外 ，於返回泵78的上游側或下游測配置節流閥亦可。 -25- 201227177 進而，於藥液供給系統57B (圖9 ( b )) ’於過濾器 74的上游側置換一次泵73而設或者追加設節流閥亦可’於 過濾器74的下游側置換二次泵75而設或者追加設節流閥亦 可》此外，於返回配管77的一次泵78a (圖9(b))的上 游側或下游側配置節流閥亦可’此外於返回配管77的二次 泵78c (圖9(b))的上游側或下游側配置節流閥亦可。 於變形例1之藥液供給系統57A，作爲過濾器741、742 ，亦可使用網目尺寸（細孔尺寸；pore size)不同的過濾 器亦可。此外，於變形例2之藥液供給系統5 7B，作爲設於 配管72的過濾器74，利用網目尺寸小的過濾器，作爲設於 返回配管77的過濾器78b，利用網目尺寸比較大的過濾器 亦可。此外，與此相反，使設於返回配管77的過濾器78b 之網目尺寸爲更小亦可。 此外，作爲一次泵73等以及二次泵75等，使用空氣式 泵、機械式泵、以及附有流量控制功能的泵之任一種均可 。空氣式泵，對藥液施加的剪應力爲固定，所以例如在供 給光阻液或防反射膜用的藥液等的場合，可以抑制溶劑的 混合比的變動這一點，以及可以減低溶存氣體這一點是較 佳的。此外，使用附有流量控制功能的泵的話，例如使此 泵之啓動時的吐出量徐徐增加的話，可以抑制對過濾器74 等施加急遽之壓力。例如藥液供給系統57等及塗布單元50 由待機狀態起動時，藥液急遽流動而對於過濾器74等施加 急遽的壓力時，會有不純物穿越過濾器74等的可能性。亦 即，使用附有流量控制功能的泵，避免對過濾器74等施加 •26- 201227177 急遽的壓力爲較佳。在此場合，作爲一次泵73等而利用附 有流量控制功能的泵是更佳的。 此外，於過濾器74等之上游側與下游側設壓力感測器 亦可。據此，藉由監視差壓，可以容易把握過濾器74等的 交換時期。 入口槽71及出口槽76的容量，只要隨著處理的晶圓的 (1批次的）枚數等而適當決定即可。又，替代測定過濾 器74等的差壓之壓力感測器而設置或者追加而設其他的壓 力感測器亦可。其位置例如以一次泵73的下游側爲佳。藉 此，可以監視對藥液施加的壓力，可以減低壓力的施加導 致的溶存氣體。此外，於配管72(721、722)設置測定流 過配管72 ( 72 1、722 )的藥液的流量之流量計亦可。據此 ，可以根據測得的流量値，配合例如於塗布單元50等所使 用的藥液之量，而準備清淨化的藥液。這樣的流量計，設 於返回配管77亦可。 此外，適當組合而使用前述之壓力感測器、流量計、 及附有流量控制機能的泵的話，可以使藥液供給系統5 7、 57A、57B之藥液的流動進而控制爲最佳，可以把清淨化的 ，溶存氣體也很少的藥液往塗布單元供給。 此外，於圖7所示的藥液供給系統57，於配管72之一 次泵73的下游側設有把配管72分離爲複數枝管的分歧管， 於分歧管之各個設過濾器74亦可。在此場合，於二次泵75 的上游側，當然要設置使枝管合流的分歧管。此外，於各 枝管設停止閥，而選擇使用複數的過濾器74之一或二以上 -27- 201227177 之過濾器亦可。 此外，根據本發明的實施型態的藥液供給系統，不僅 供往塗布單元或顯影處理單元供給藥液來使用，也可以適 用於洗淨晶圓的洗淨裝置。此外，不限於利用在處理半導 體晶圓的塗布單元或顯影處理單元，在處理FPD用的玻璃 基板的場合也可以利用。 【圖式簡單說明】 圖1係本案發明人等於完成本發明的過程利用的藥液 供給系統之槪略圖》 圖2係顯示根據本發明的實施型態之塗布顯影系統之 平面圖。 圖3係圖1之塗布顯影系統之立體圖。 圖4係顯示圖1之塗布顯影系統內之處理單元區塊之立 體圖。 圖5係圖1之塗布顯影系統之側面圖。 圖6係顯示具備根據本發明的實施型態之塗布顯影系 統的塗布單元之槪略圖。 圖7係顯示根據本發明的實施型態之藥液供給系統之 槪略圖。 圖8係與圖1 ( b )所示之藥液供給系統的動作相對比 而說明圖7的藥液供給系統的動作之用的時序圖。 圖9係顯示根據本發明的實施型態之變形例之藥液供 給系統之槪略圖。 -28- 201227177 【主要元件符號說明】 1 :塗布顯影系統 51 :載具區塊 52 :處理區塊 S 3 :介面區塊 54 :曝光裝置 B，U1 :處理裝置群 U2，U3 :棚區塊 50 :塗布單元 5 1 :夾盤 5 2 .馬達 53 :杯部 55 : EBR分配器 56 :分配器 57 :藥液供給系統 71 :入口槽 73 : —次泵 74 :過濾器 75 :二次泵 7 6 :出口槽 77 :返回配管 78 :返回栗 OL :出口配管 -29

Claims (1)

  1. 201227177 七、申請專利範圍： 1 ·—種藥液供給系統，其具備： 貯留藥液的第1容器及第2容器， 設於連接前述第1容器與前述第2容器的第1配管，使 貯留於前述第1容器的藥液往前述第2容器流動的第1泵， 被設於前述第1配管，使由前述第1容器往前述第2容 器而流動於前述第1配管內的藥液進行過濾之第1過濾器， 連接前述第1容器與前述第2容器的第2配管，以及 設於前述第2配管，使被貯留於前述第2容器的藥液往 前述第1容器流動的第2泵。 2 .如申請專利範圍第1項之藥液供給系統，其中 進而具備設於前述第2配管的第2過濾器。 3 .如申請專利範圍第1或2項之藥液供給系統，其中進 而具備： 連接前述第1容器與前述第2容器的第3配管， 設於前述第3配管，使被貯留於前述第1容器的藥液往 前述第2容器流動的第3泵’ 設於前述第3配管’使由前述第1容器往前述第2容器 而流動於前述第3配管內的藥液進行過濾之第3過濾器。 4.如申請專利範圍第1至3項之任—項之藥液供給系統 ，其中 進而具備設於前述第1配管的第4泵’ 於前述第1配管，在前述第1泵與前述第4泵之間被配 設前述第1過濾器。 -30- 201227177 5. 如申請專利範圍第1至4項之任一項之藥液供給系統 ，其中 進而具備設於前述第1配管，具有比該第1配管的內徑 更小的孔口之節流閥（restrictor)。 6. 如申請專利範圍第1至5項之任一項之藥液供給系統 ，其中 進而具備設於前述第1配管，測定流動於該第1配管內 的藥液的流量之流量計。 7. 如申請專利範圍第1至6項之任一項之藥液供給系統 ，其中 進而具備設於前述第1配管’測定流動於該第1配管內 的藥液的壓力之壓力計。 8. 如申請專利範圍第2項之藥液供給系統，其中 進而具備設於前述第2配管的第5泵， 於前述第2配管，在前述第2泵與前述第5泵之間被配 設前述第2過濾器。 9. 如申請專利範圍第3項之藥液供給系統，其中 進而具備設於前述第3配管，具有比該第3配管的內徑 更小的孔口之節流閥。 10. 如申請專利範圍第3或9項之藥液供給系統’其中 進而具備設於前述第3配管’測定流動於該第3配管內 的藥液的流量之流量計。 11. 如申請專利範圍第3、9及10項之任一項之藥液供 給系統，其中 -31 - 201227177 進而具備設於前述第3配管，測定流動於該第3配管內 的藥液的壓力之壓力計。 12. —種基板處理裝置，係使用藥液處理基板的基板 處理裝置，其具備： 保持進行處理的基板之基板保持部，及 申請專利範圍第1至11項之任一項記載之藥液供給系 統，以及 使來自前述藥液供給系統的藥液往前述基板供給的供 給部。 13. —種塗布顯影系統，係於基板形成光阻膜，顯影 曝光的前述光阻膜之塗布顯影系統，其具備： 光阻塗布單元，係包含：保持處理的基板而旋轉之基 板保持旋轉部，與對藉由該基板保持旋轉部保持的前述基 板供給光阻液之供給部； 顯影處理單元，係包含：保持處理的基板而旋轉之基 板保持旋轉部；及對形成在前述光阻塗布單元的，具有經 曝光的光阻膜，且藉由前述基板保持旋轉部保持的前述基 板，供給顯影液的供給部： 第1藥液供給系統，爲申請專利範圍第1至Π項之任一 項之藥液供給系統，且係對前述光阻塗布單元供給光阻液 作爲藥液：以及 第2藥液供給系統，爲申請專利範圍第1至1 1項之任一 項之藥液供給系統，且係對前述塗布顯影單元供給顯影液 作爲藥液。 -32-
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