TWI613008B - 過濾單元之前處理方法、處理液供給裝置、過濾單元之加熱裝置及處理液供給通路之前處理方法 - Google Patents

過濾單元之前處理方法、處理液供給裝置、過濾單元之加熱裝置及處理液供給通路之前處理方法 Download PDF

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Abstract

本發明之目的在於提供一種為了除去「對被處理體進行液體處理,且含有溶劑的處理液中的異物」而對「處理液供給通路以及設置於處理液供給通路的過濾單元」進行前處理的技術。 為了達成上述目的,進行以下步驟:於處理液供給裝置安裝新式的過濾單元3,並在進行處理液的液體流通之前,利用溶劑浸漬過濾單元3,之後將該溶劑排出。在該步驟中的溶劑設定成「相對於過濾單元3中的過濾部31的溶解度,比處理液更高」。因此從過濾部31溶解於處理液中而成為異物(微粒)的成分會在處理液的液體流通之前溶解於溶劑中,故藉由將「含有該微粒的溶劑」從過濾單元3內排出,即可從過濾單元3內將微粒除去。

Description

過濾單元之前處理方法、處理液供給裝置、過濾單元之加熱裝置及處理液供給通路之前處理方法
本發明係關於一種為了除去「對被處理體進行液體處理,且含有溶劑的處理液中的異物」而對「處理液供給通路以及設置於處理液供給通路的過濾單元」進行前處理的技術。
在半導體製造過程中,具有「將處理液供給到基板上,以進行液體處理」的步驟。該等液體處理步驟,係藉由將「從處理液槽經由供給通路所輸送的處理液」從噴嘴吐出到基板上來進行,惟為了除去「處理液槽的處理液中所含有的異物」或是「因為配管或供給裝置而產生的異物」,會在處理液供給通路中設置過濾單元。
另外,在裝置的啟動時或藉由維修將新式的過濾單元安裝於配管時,過濾單元的過濾功能並不穩定,若就這樣開始處理,並無法進行正常的處理。因此,在過濾單元的安裝初期,會重複進行模擬注液或使溶劑長時間循環等的前處理,直到過濾單元的過濾功能穩定為止。另外,即使在新式過濾單元的處理開始之後,過濾單元的過濾功能仍會降低,因此模擬注液等的作業仍有其必要。
然而該等處理,溶劑的消耗量多,而且對基板所進行的液體處理的等待時間長,生産效率不佳。根據本發明人的研究發現,過濾單元的過濾功能不穩定的原因之一,係因為處理液中的溶劑的關係,使得樹脂從過濾單元的過濾部溶出,該溶出物成為異物而造成缺陷。在因為圖案的細微化需求,造成異物缺陷的容許程度更嚴格的現今技術的狀況下,來自該過濾部的溶出物會成為無法忽視之缺陷產生原因。
另外,在新安裝抗蝕劑液供給裝置時,或更換抗蝕劑液供給裝置所使用之抗蝕劑液的種類時,宜先將抗蝕劑液供給通路內部洗淨。因此會將例如純水盛滿於配管內,並放置既定時間。然而,洗淨處理需要長時間,洗淨液的使用量也多。另外,伴隨著電路圖案的複雜化,必須除去「配管內或供給設備中的接觸液體部位所附著之有機物」,並提高抗蝕劑液的清淨度,以避免產能的下降。
專利文獻1雖記載了在基板處理裝置中使過濾部的溫度變化,以降低相對於過濾部的異物吸附情況的方法,惟其與本發明在所欲解決的問題上仍有所不同。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2013-30690號公報
[發明所欲解決的問題] 有鑑於該等問題,本發明之目的在於提供一種技術,其在使含有溶劑的處理液通過「設置於處理液供給通路的過濾單元」,並對被處理體進行供給,以進行液體處理時,可抑制因為過濾單元所造成的被處理體的污染,並縮短因為過濾單元的前處理所產生的等待時間。本發明之另一目的在於提供一種技術,其在對被處理體供給處理液以進行液體處理時,可利用處理液供給通路的前處理抑制因為處理液供給通路內的有機物所造成的被處理體的污染,同時使前處理迅速地進行。 [解決問題的手段]
本發明之過濾單元的前處理方法,係在為了除去「對被處理體進行液體處理,且含有溶劑的處理液中的異物」而對「設置於處理液供給通路的過濾單元」進行前處理的方法中,包含以下步驟:使過濾部浸漬於「就相對於構成該過濾單元的過濾部的樹脂的溶解度而言,具有比該處理液所使用之溶劑的溶解度更高的溶解度的前處理用溶劑」中。
本發明之液體處理用的處理液供給裝置,係在對被處理體供給「用來對被處理體進行液體處理的含有溶劑的處理液」的處理液供給裝置中,包含:處理液供給通路,其在一端側設置了「用來對被處理體吐出處理液的處理液吐出部」,並在另一端側與處理液供給源連接;過濾單元,其為了除去處理液中的異物而設置於該處理液供給通路,並具有由樹脂所構成的過濾部;以及前處理機構,其形成:使過濾部浸漬於「就相對於該樹脂的溶解度而言,具有比該處理液所含有之溶劑的溶解度更高的溶解度的前處理用溶劑」中的狀態。處理液所含有之溶劑,在處理液的100%均為溶劑的情況下,為該溶劑。
本發明之過濾單元用的加熱裝置,係將過濾單元加熱的加熱裝置,該過濾單元為了除去「對被處理體進行液體處理,且含有溶劑的處理液中的異物」而設置於處理液供給通路,該加熱裝置具備:本體,其可收納過濾單元;以及加熱部,其用來加熱該本體;該加熱部具備:第1收納部,其用來收納第1反應物質;第2收納部,其為了收納「與該第1反應物質接觸會產生發熱反應的第2反應物質」,而與該第1收納部有所區隔;以及區隔解除部,其解除第1反應物質與第2反應物質的區隔狀態而使二者互相接觸。
本發明之處理液供給通路的前處理方法,係在為了除去「對被處理體進行液體處理,且含有溶劑的處理液中的異物」而對處理液供給通路進行前處理的方法中,包含:使「就相對於有機物的溶解度而言,具有比該液體處理所使用之溶劑的溶解度更高的溶解度的前處理用溶劑」流通於處理液供給通路的步驟;以及接著將該前處理用溶劑從處理液供給通路排出的步驟。本發明之另一處理液供給裝置,係在對被處理體供給「用來對被處理體進行液體處理且含有溶劑的處理液」的處理液供給裝置中,包含:處理液供給通路,其在一端側設置了「用來對被處理體吐出處理液的處理液吐出部」,並在另一端側與處理液供給源連接;以及前處理機構,其用來使「就相對於有機物的溶解度而言,具有比該處理液所含有之溶劑的溶解度更高的溶解度的前處理用溶劑」流通於處理液供給通路的內部。 [發明的功效]
本發明,在使含有溶劑的處理液通過「設置於處理液供給通路的過濾單元」,並供給到被處理體,以進行液體處理時,使過濾部浸漬於「就相對於構成過濾單元的過濾部的樹脂的溶解度而言,具有比對被處理體進行液體處理時所使用的處理液中的溶劑(包含:由溶劑構成處理液的情況,以及由溶劑與塗布膜的成分等其他成分構成處理液的情況,這二者)更高的溶解度的前處理用溶劑」中。因此在液體處理時,從該樹脂溶出的成分會事前積極地溶出,故即使發生「處理液長時間滯留於過濾單元」的情況,也能夠抑制該樹脂溶出到該處理液中,故可例如就這樣開始接下來的液體處理。另外在將新式的過濾單元安裝於處理液供給通路時,也能夠縮短安裝後緊接之前處理的時間。
另一發明,在使含有溶劑的處理液通過處理液供給通路,並供給到被處理體,以進行液體處理時,以「比起在液體處理時處理液所含有之溶劑而言,針對有機物具有較高溶解度的前處理用溶劑」洗淨處理液供給通路。因此前處理供給通路所附著之有機物會被前處理用溶劑除去,故能夠將處理液供給通路所附著之有機物以較高的除去率除去,而且可使前處理在短時間內進行。
(第1實施態樣) 圖1,係表示本發明之處理液供給裝置的一實施態樣的溶劑供給裝置的配管系統整體圖。該溶劑供給裝置,從上游側開始,依序配置:具有溶劑瓶的溶劑供給源21、液端槽23、過濾單元3、第1捕集器24、泵25、第2捕集器26、配送閥27、噴嘴13,在例如作為配管的溶劑供給通路1上而構成。V11~V25為閥,10為液體處理部。過濾單元3係用來除去溶劑中的異物(微粒)的構件,第1捕集器24、第2捕集器26係用來除去溶劑中的氣泡的構件。在本例中溶劑相當於處理液。
液體處理部10具備:旋轉夾頭11,其保持被處理體(例如晶圓W);以及杯具模組12,其設置在旋轉夾頭11的周圍。來自噴嘴13的溶劑,例如供給到晶圓W的旋轉中心,並擴散到晶圓W整個表面,藉此晶圓W的整個表面被溶劑潤濕。受到溶劑供給的晶圓W,例如由圖中未顯示的另一噴嘴供給抗蝕劑液,並受到旋轉塗布,進而形成抗蝕劑液膜。在本例中,溶劑係用於使抗蝕劑液在晶圓W上均勻擴散的液體處理,亦即預濕步驟。圖1所示的溶劑供給裝置具備:機構部分2,其進行「於新安裝之過濾單元3內的過濾部31浸漬溶劑,以形成過濾部31內未殘留氣泡之狀態的潤濕處理」;以及機構部分4,其進行將構成過濾部31的樹脂強制性溶解的前處理。
首先,針對進行潤濕處理的機構部分2簡單説明。該機構部分2具備:捕集槽28,其底部經由閥V18與過濾部31的口埠333連接;捕集槽29,其底部經由閥V19與過濾部31的流出口332所連接之供給通路的分岐通路連接;以及排氣通路201、202,其與該等捕集槽28、29各自的頂面連接。於捕集槽28、29的底部分別連接了排液通路203、204。
潤濕處理,以如下方式進行。首先,將乾燥狀態的過濾單元3,在各閥關閉的狀態下安裝於溶劑供給通路1。然後打開閥V11、V12、V14、V18、V21,使從溶劑供給源21開始經過液端槽23、過濾單元3、捕集槽28到達排液通路為止的路徑開放,利用N2 對溶劑供給源21內進行加壓,使過濾單元3被溶劑所浸漬。接著將閥V18關閉,將閥V19、V22打開,並利用N2 對溶劑供給源21內進行加壓,使溶劑從過濾單元3流通到捕集槽29。接著將閥V23、V24打開,從捕集槽28、29的排氣通路201、202排出氣體,藉此過濾單元3內部的壓力減小,過濾單元3內部的氣體被抽出,氣泡溶出於溶劑中。含有該氣泡的溶劑因為閥V15、V20打開而被收集到第1捕集器24,從排液通路205被排出。然後打開閥V16、V17、V25,使溶劑儲存於第2捕集器26,之後,打開配送閥27,並驅動泵25,從噴嘴13將溶劑(處理液)供給到液體處理部10。
接著,將進行前處理的機構部分4與過濾單元3的構造一起説明。過濾單元3,如圖2以及圖3所示,過濾單元3的上部以外的部位嵌合於有底筒狀的發熱蓋體41之中。過濾單元3係由過濾部31、外殼32以及內殼34所構成。過濾部31係例如,於超高分子聚乙烯(UPE)所構成之面狀過濾本體部分的兩面,貼合高密度聚乙烯(HDPE)所構成之網狀支持材料,形成片狀材料,並將該片狀材料折成手風琴狀,之後再捲成筒狀。內殼具備各自設有複數個液體流通口且設置成同心狀的外筒以及內筒,捲成筒狀的片狀材料(過濾部31)嵌入外筒與內筒之間的環狀空間。於外殼32的上部通到外部的開口存在3個(流入口331、流出口332、口埠333)。於外殼32與內殼34之間的周圍面設置了流通口,溶劑以箭號所示的方式流通。然後發熱蓋體41設置成圍繞外殼32的下部。
發熱蓋體41,由熱傳導性大的素材,例如鋁所構成,內部形成為中空。在發熱蓋體41的內部,夾著例如由聚乙烯所構成的面狀密封體42,形成二層構造,上層(第1收納部)43儲藏例如水(H2 O),下層(第2收納部)44儲藏例如碳酸鈣(CaO)。所儲藏的物質的組合只要是上層43的物質與下層44的物質發生反應,而產生「能夠有效進行後述之前處理」的熱量,且為比溶劑沸騰溫度更低的發熱量的組合即可,不限於H2 O與CaO。然後,用來破壞密封體42的例如針狀的密封切割器45從發熱蓋體41上方插入到內部。於密封切割器45上部,嵌入著阻擋器46,防止密封切割器45於非必要時破壞密封體42。
上述的溶劑供給裝置由控制部100所控制。控制部100係由CPU、主記憶體以及匯流排所構成,由組合有命令(各步驟)的程式進行控制,以進行各部位的控制並進行既定的處理。該程式,儲存於電腦記憶媒體,例如軟碟、光碟、硬碟、MO(磁光碟)等的記憶部,並安裝於主記憶體。在此安裝於主記憶體的程式,也包含用來控制旋轉夾頭11、N2 氣體供給源22、閥V11~V25、過濾單元3等構件的程式,在其被讀取到CPU之後,即可控制前述各部。
接著針對上述實施態樣的作用,一邊參照圖4所示之流程圖,一邊進行説明。將嵌入發熱蓋體41的全新過濾單元3連接於溶劑供給通路1,之後,以上述方式進行過濾部31的潤濕處理,於過濾部31浸漬溶劑,以形成過濾部31內並未殘留氣泡的狀態(步驟S1)。潤濕處理可由作業人員使用作為控制部100的一部分的操作面板,手動進行閥的操作,亦可將組合有潤濕處理的序列的程式儲存於控制部100的記憶體內,並啟動執行該程式。
接著對構成過濾單元3的過濾部31的樹脂,進行使溶出成分積極溶出的前處理(溶解處理)。具體而言,作業者取下阻擋器46,將密封切割器45壓入內部,將密封體42破壞,藉此使H2 O層43與CaO層44發生反應,進而使發熱蓋體41發熱(步驟S2)。藉此過濾單元3被加熱到例如60℃,在受到加熱的狀態下,將過濾單元3放置例如2小時(步驟S3)。接著,打開與口埠333連通的閥V18,以溶劑清洗過濾單元3內部(步驟S4)。在清洗結束後,更打開與流出口332連通的閥V19,再次以溶劑清洗過濾單元3內部(步驟S5)。
然後將過濾單元3內的溶劑從流出口332排出(步驟S6)。步驟S4到步驟S6的一連串步驟重複一定次數,例如2次。過濾單元3處於前述的加熱到60℃的狀態,直到該重複過程結束為止。在像這樣前處理結束之後,作為處理液的新溶劑從溶劑供給源21注入溶劑供給通路1(步驟S7),成為備以進行液體處理的待機狀態。另外,在上述態樣中,係將過濾單元3的加熱溫度設在60℃,惟加熱溫度並不限於此,只要在常溫的23℃以上且過濾部31不會變質的溫度範圍之內即可。
該步驟後的發熱蓋體41可就這樣安裝於過濾單元3,並進行之後的步驟,亦可取下。針對發熱蓋體41的H2 O以及CaO,可調整填充量,使其持續發熱「前述的前處理所需時間」,此時前處理結束後,過濾單元3的溫度會降溫到環境溫度。因此當對基板所進行的液體處理不會因為溶劑的溫度而受到影響時,亦可在前處理結束後繼續利用溶劑進行液體處理。然而當溶劑或之後的溶劑對基板所進行的液體處理會因為基板的溫度而受到影響時,則宜在前處理後從過濾單元3將發熱蓋體41取下,並使液體處理用溶劑升溫。之後利用溶劑供給裝置進行液體處理。藉由例如泵25的加壓,將溶劑吐出到晶圓W上,每次吐出例如0.1mL,並利用旋轉塗布法進行晶圓W上的溶劑塗布。
接著說明上述溶劑供給裝置的運轉方法所達成之功效。如上所述,過濾單元3的過濾部31,係由過濾本體部分以及支持材料所構成,該過濾本體部分係由UPE所構成,該支持材料從兩面支持過濾本體部分,且係由HDPE所構成。圖5表示UPE以及HDPE的分子量分布。根據圖5,UPE的分子量的峰值在450萬左右,另一方面,HDPE的分子量的峰值為10萬左右,兩者的分子量的分布幾乎不重疊。
針對「若使溶劑滯留於過濾單元3,則液中的微粒會增加」的上述問題,吾人推測係在構成過濾部31的支持材料的HDPE的成分之中,圖5中虛線的四個角所包圍的部分,亦即HDPE的低分子成分(低密度聚乙烯),溶出於溶劑中所造成。因此在本發明中,在將過濾單元3安裝於溶劑供給通路1時,過濾部31會與經過加熱的溶劑接觸。經過加熱的溶劑相當於前處理用溶劑,相對於樹脂的溶解度比液體處理所使用的溶劑的溶解度更大,故可在使用溶劑的主運轉之前,藉由溶劑的成分,使過濾部31的低分子成分積極地溶出。
藉此,即使發生「作為處理液的液體處理用溶劑滯留於過濾單元的時間太長」的情況,也能夠防止該樹脂溶出於該溶劑中。在本實施態樣中將經過加熱的溶劑供給到過濾單元3內,藉此使低密度聚乙烯溶出於經過加熱的溶劑中。亦即,發熱蓋體41可視為聚乙烯的強制溶解機構。另外,在上述實施態樣中,過濾單元3的加熱係在溶劑流通到過濾單元3之後才開始,惟亦可先使過濾單元3的加熱開始,之後再進行過濾單元3的液體流通。另外,如後述之第2實施態樣所示,亦可將過濾單元3的配管以加熱帶等構件預先加熱。
(第2實施態樣) 第2實施態樣,係對安裝於處理液供給裝置之前的新式過濾部3,用圖6所示之專用的前處理裝置5進行上述的前處理之方法。在前處理裝置5中,溶劑供給通路501伸入溶劑儲存瓶,溶劑供給通路501與過濾單元3的入口側331連接。過濾單元3的出口側332與溶劑排出通路503連接,同時過濾單元3的口埠333與流通管路502連接,流通管路502的下游側於溶劑排出通路504分流。V12、V51、V52為閥,21a為溶劑供給源,22a為N2 氣體供給源。過濾單元3,浸漬於液槽51內,液槽51內盛滿被加熱器53加熱的溫水。
圖6係表示過濾單元3安裝於前處理裝置5的狀態,惟新式過濾單元3係於例如圖1所示之溶劑供給裝置(並未使用發熱蓋體41)的溶劑供給通路1安裝過濾單元3,並以上述的方式進行潤濕處理。之後於前處理裝置5安裝過濾單元3,浸於液槽51中,將過濾單元3放置既定時間,藉此將過濾單元3內的溶劑加熱。然後在將閥V12以及V51打開並將閥V52關閉的狀態下,從N2 氣體供給源22a壓送N2 氣體,藉此從溶劑瓶21a壓送溶劑,並將口埠333打開,以清洗過濾單元3內部。然後,在將閥V51關閉的狀態下,將閥V52打開,從N2 氣體供給源22a壓出N2 氣體,從流出口332吐出溶劑,以清洗過濾單元3內部。然後將過濾單元3內的溶劑排出。將該等步驟重複一定次數,例如2次,最後將新的溶劑注入過濾單元3內。圖7顯示用以將過濾單元3浸於液槽51的升降機構52、54。
結束上述前處理的過濾單元3,從前處理裝置5取下,再次安裝於第1實施態樣的溶劑供給裝置,之後進行對晶圓W的液體處理。第2實施態樣,係例如在處理液供給裝置中,有需要避開火焰或高溫時的有效方法,另外在對過濾單元3所進行的前處理中,當需要控制溫度或時間時,對該等情況亦有所助益。另外,在將過濾單元3加熱時,為了防止「未受到加熱的溶劑流入過濾單元3內,使過濾單元3內的溫度降低而溶出物再次沈澱」的現象,亦可如圖8所示,設置成將配管501(過濾單元3的上游側的配管)的一部分浸漬於液槽51的構造。另外亦可取代將配管501浸漬於液槽51的構造,而設置成「利用加熱帶等構件將配管501預先加熱,以將流入過濾單元3的溶劑加熱,並防止微粒再次沈澱」的構造。
(第3實施態樣) 針對本發明之處理液供給裝置的另一實施態樣的溶劑供給裝置,一邊參照圖9一邊進行説明。針對與第1實施態樣之溶劑供給裝置相同的構成要件,會賦予相同的符號並省略説明。在本實施態樣之溶劑供給裝置中,比閥V14更靠下游側的構造,於進行前處理的機構部分4並無發熱蓋體41,除此以外,與第1實施態樣之溶劑供給裝置相同。在比「介設有過濾單元3之溶劑供給通路105的閥V14」的上游側,溶劑供給通路105透過切換閥V26分成2條分岐通路(101+102;103+104),於其中一方的分岐通路,從上游側開始設置了N2 氣體供給源22、第1溶劑供給源21、液端槽23。於另一方的分岐通路,從上游側開始設置了N2 氣體供給源62、第2溶劑供給源61、液端槽63。
接著説明本實施態樣之溶劑供給裝置的運轉方法。首先,將切換閥V26切換到溶劑瓶61側。然後在溶劑供給裝置的啟動時或維修保養時,於溶劑供給裝置安裝新式的過濾單元3。然後,用第2溶劑,進行第1實施態樣的潤濕處理。對結束潤濕處理的過濾單元3,接著利用第2溶劑進行前處理。在此,在本實施態樣中第1實施態樣的發熱蓋體41不存在,因此在「並未加熱過濾單元3的情況下進行該前處理」此點與第1實施態樣不同。
然後用溶劑供給裝置對晶圓W進行液體處理。具體而言,係將切換閥V26切換到溶劑瓶21側,從N2 氣體供給源22將N2 氣體壓送到溶劑瓶21內,以從第1溶劑供給源21將第1溶劑供給到溶劑供給通路1a內。然後藉由例如泵25的加壓,將第1溶劑吐出到晶圓W上,並利用例如旋轉塗布法在晶圓W上塗布第1溶劑,並形成液膜。第1溶劑在本例中為液體處理用溶劑(處理液)。
接著,説明可在本實施態樣中使用的第2溶劑的種類。在本實施態樣中所使用的第2溶劑,相當於前處理用溶劑,係「相對於作為過濾部的聚乙烯的溶解度」比「相對於該聚乙烯的第1溶劑的溶解度」更高的溶劑。作為表示溶劑性質的指標之一,漢森溶解度參數(SP)已為人所習知。溶解度參數,係由分散項、極性項以及氫鍵結項所構成,溶劑具有該等3個參數値,如圖10所示,其性質可用合成向量200規定之。分散項係源自於分子間的凡得瓦力的能量,極性項係源自於分子間的極性力的能量,氫鍵結項係源自於分子間的氫鍵結力的能量。各溶解度參數的値,為只要特定出溶劑的分子構造便可無歧義地決定的値。
針對圖11詳細説明,其係就各溶媒的漢森溶解度參數之中的極性項的大小以及氫鍵結項的大小而言,表示與聚乙烯的差分圖。就各項而言,差分越接近0,與聚乙烯性質越類似,因此越靠近圖中原點的溶媒,對聚乙烯的可溶性越高。本發明不限於如後所述的將溶劑當作處理液,亦可應用於:將抗蝕劑液當作處理液的抗蝕劑塗布裝置所使用的抗蝕劑液供給裝置。然後若以抗蝕劑塗布裝置為例,作為抗蝕劑液的溶媒(第1溶劑),例如可使用丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)、丙二醇甲醚(PGME)或該等溶媒的混合溶媒。該等溶媒相當於液體處理用溶劑。因此比該等溶媒溶解度更高的溶劑,亦即在圖11中比PGMEA或PGME更靠近原點的溶劑,例如十氫化萘、環己酮、正丁胺,適合作為本實施態樣中的第2溶劑。
本發明,係就「相對於構成過濾單元的過濾部的樹脂(例如聚乙烯)的溶解度」而言,將具有比「對被處理體進行液體處理時所使用的液體處理用溶劑(處理液)的溶解度」更高的溶解度的溶劑當作前處理用溶劑使用。因此在第1以及第2實施態樣中使用「經過加熱的液體處理用溶劑」作為前處理用溶劑,在第3實施態樣中,就上述溶解度而言,係將「相同溫度下比液體處理用溶劑的溶解度更高、且與該液體處理用溶劑種類不同的溶劑」當作前處理用溶劑使用。亦即,第2溶劑供給機構可視為聚乙烯的強制溶解機構。
(第4實施態樣) 亦可採用如圖12所示的「使用超音波的前處理裝置」,作為第1~第3實施態樣的替代實施態樣,或者與該等實施態樣組合。在圖12中7為使用超音波的前處理裝置,容器72為用來收納過濾單元3的容器,在該容器72內盛滿用來傳導超音波的媒體,亦即液體,例如水。71為超音波產生部。過濾單元3藉由超音波產生部71所施加的超音波,使內部的低分子成分溶解於溶劑中。亦即,藉由對液體處理用溶劑施加超音波,使上述的溶解度變大,施加了超音波的溶劑相當於前處理用溶劑。然後一邊施加超音波,一邊以例如圖4所示之流程的方式,進行前處理。在本例中亦可獲得與上述實施態樣相同的功效。該前處理裝置7可組裝於上述的溶劑供給裝置,或者亦可為個別的專用裝置。
另外,在上述實施態樣中係使過濾部積極地溶出,惟亦可用不易溶出的材質構成過濾單元3的過濾部31。例如過濾部31的支持構件亦可用「相對於有機溶劑難以溶解、且為水溶性的物質(例如矽樹脂)」構成。再者,在上述實施態樣中,係使用預濕所用的溶劑作為液體處理用溶劑,惟塗布液等的處理液中所含有的溶劑,亦可作為該液體處理用溶劑。
作為處理液,不限於成分的100%均為溶劑的情況,亦可為例如將抗蝕劑溶解於溶劑中的處理液、將絶緣膜的前驅體溶解於溶劑中的處理液、將塗布膜的成分溶解於溶劑中的液體等。此時,處理液所使用的溶劑,相當於作為將抗蝕劑或絶緣膜的前驅體溶解的溶媒的溶劑。再者,對於前處理用溶劑僅單純說明為「溶劑」,惟並不限於成分的100%均為溶劑的情況,亦可為例如「與含有溶劑的處理液相同成分、且經過加熱的液體」。作為具體例,在抗蝕劑液供給裝置中,將過濾部31浸漬於「比液體處理時(對晶圓W供給抗蝕劑液時)的抗蝕劑液的溫度更高的抗蝕劑液」中的情況,亦相當於「將過濾部31浸於前處理用溶劑」中的步驟。
(第5實施態樣) 圖13係表示「將本發明之處理液供給裝置應用於抗蝕劑液供給裝置的第5實施態樣」的圖式。在圖1中,關於溶劑供給源21以及液端槽23的構造,係記載為用來供給作為處理液的溶劑的構造。相對於此,在圖13中,就溶劑供給源以及液端槽而言,與圖1相同或相當的部位係以相同的符號表示,惟溶劑並非液體處理用,而係當作用來進行前處理(亦即用來洗淨配管內部)的溶劑使用。然後對作為處理液的抗蝕劑液的供給源(抗蝕劑液瓶)以及液端槽(緩衝槽),分別賦予符號301以及303。302為N2 氣體供給源,V301~V304為閥。另外,就抗蝕劑液供給通路而言,由於與第1~第4實施態樣的溶劑供給通路1為相同構造,故為了方便以相同的符號1表示。
第5實施態樣,係用來將「作為抗蝕劑液供給通路1的配管內或閥等的供給裝置零件的接觸液體部位所附著之異物(亦即有機物)」以溶劑洗淨除去的構造,故並未設置第1實施態樣所記載之「覆蓋過濾單元3的發熱蓋體41」。另外,於液端槽23安裝了套式加熱器71a,在液端槽23內部設置了溫度檢測部TD。再者控制部100,具備用來實施「後述的作用所述之『以溶劑進行洗淨處理』」的程式,該程式組合有複數步驟以實施後述的作用。後文所述之實施態樣的裝置中也設置了相同的控制部100。
接著説明本實施態樣的作用。抗蝕劑液供給通路1的洗淨,例如係在將新的抗蝕劑液供給裝置組裝於液體處理裝置時,或是將抗蝕劑液更換成不同種類的抗蝕劑液時進行。首先在將隔設於抗蝕劑液供給源301與緩衝槽303之間的閥V302關閉的狀態下,使液端槽23、緩衝槽303以及緩衝槽303下游側的抗蝕劑液供給通路1內充滿溶劑供給源21內的溶劑。接著以套式加熱器71a將液端槽23內部的溶劑加熱。加熱的目標液溫(設定溫度)為可將後述抗蝕劑液供給通路1內所附著之有機物溶解的溫度,且為過濾單元3不會發生變質的溫度。更詳細而言,溶劑的設定溫度只要是「即使在溶劑移動到噴嘴13時,溶劑因為與配管接觸而冷卻,也能夠溶解有機物的溫度」即可。設定溫度例如為60~100℃,其中一例為70℃。
在液端槽23內部的溶劑到達設定溫度後,將閥V14、V15、V16、V18、V21、V23打開,使泵25內減壓,從液端槽23的內部經由抗蝕劑液供給通路1,將經過加熱的溶劑吸引到泵25內。然後在使溶劑滯留於泵25內一定時間(例如10秒鐘)之後,將閥V25以及配送閥27打開,將泵25加壓,使溶劑從噴嘴13吐出。在將泵25內的溶劑吐出之後,再次將全部的閥關閉。
接著比較溫度檢測部TD所檢測到的溶劑的溫度與設定溫度,當溶劑的溫度與設定溫度的差距收斂在一定的範圍內時,即再次進行將溶劑吸入到泵25內以及從噴嘴13吐出溶劑的動作。當溶劑的溫度下降到距離設定溫度一定範圍時,即再次進行溶劑的加熱,直到溶劑的溫度到達設定溫度為止。然後在溶劑到達設定溫度的時點,再次進行將溶劑吸入泵25內以及從噴嘴13吐出溶劑的動作。
上述經過加熱的溶劑吸入到泵25內的吸入步驟以及噴嘴13的吐出步驟,各自重複例如100次,直到吐出例如配管容積分量的液體的2倍容量為止。另外,為了防止液端槽23的空燒,亦可以在泵25的吸入時,將閥V12打開,而使適量的溶劑從溶劑供給源21補充到液端槽23的內部的方式,構成溶劑供給裝置。
然後,以抗蝕劑液供給裝置進行抗蝕劑液的液體處理。首先例如將閥V303關閉,將抗蝕劑液供給通路1內部的溶劑排出,接著,將閥V301、V302、V304打開,從抗蝕劑液供給源301對抗蝕劑液供給通路1內供給抗蝕劑液。然後,藉由泵25的加壓,將緩衝槽303內的抗蝕劑液吐出到晶圓W上,例如每次吐出0.1mL,並利用旋轉塗布法進行晶圓W上的溶劑塗布。
以下説明上述溶劑供給裝置所進行的運轉的功效。在本實施態樣中,在將抗蝕劑液供給到晶圓W上的主運轉之前,在液端槽23將溶劑加熱,並供給到抗蝕劑液供給通路1內部。抗蝕劑液係將抗蝕劑成分溶解到溶劑之中者,對晶圓W供給抗蝕劑液並進行液體處理(抗蝕劑膜的成膜處理)時的抗蝕劑液的溫度為常溫。因此經過加熱的溶劑,其相對於有機物的溶解度比液體處理時所使用的溶劑更大。另外,由於將溶劑加熱會使其相對於有機物的親和性變大,故溶劑更容易進入配管的內壁或閥等的零件的接觸液體部位與有機物之間。再者,由於有時候有機物本身會因為受到加熱而軟化,而且有機物會變得更容易溶解,並從配管的內壁等部位剝離,故抗蝕劑液供給通路1內的洗淨可在短時間內進行,另外溶劑的消耗量也會降低。如是,即可在使用抗蝕劑液的液體處理之前,利用溶劑減少抗蝕劑液供給通路1內所附著之有機物的量。
另外,在上述實施態樣中,溶劑的加熱係於液端槽23安裝套式加熱器71a,並利用套式加熱器71a的加熱進行,惟亦可取代套式加熱器71a,構成以加熱帶加熱液端槽23的構造。另外,將液端槽23整體以調溫水加溫的構造亦可獲得相同的效果。
(第6實施態樣) 圖14係表示本發明之處理液供給裝置的一實施態樣的溶劑供給裝置的配管系統全體圖。在之後的實施態樣中,針對與第5實施態樣相同的裝置等,會賦予相同的符號並省略説明。在本實施態樣中,與第5實施態樣的差異在於,取代對液端槽23安裝套式加熱器71a,而係在配管系統中以加熱帶72a包覆從溶劑供給源21通到噴嘴13的配管表面,另一方面,溫度檢測部TD係設置在例如配送閥27之前的配管表面。
在第6實施態樣中,利用加熱帶72a將抗蝕劑液供給通路1內部的溶劑加熱到設定溫度。然後與第5實施態樣相同,將「利用泵25吸引溶劑的步驟以及在一定時間後利用泵25將溶劑從噴嘴13吐出的步驟」重複既定的次數。像這樣,使經過加熱的溶劑在抗蝕劑液供給通路1內部流通,藉此即可獲得與第5實施態樣相同的功效。
(第7實施態樣) 圖15係表示本發明之第7實施態樣的配管系統整體圖。在本實施態樣中,與第5實施態樣的差異點在於,取代套式加熱器71a,對過濾單元3安裝第1實施態樣的發熱蓋體41,另外針對抗蝕劑液供給通路1,設置從配送閥27之前經由閥V73到液端槽23的「使溶劑循環的分支通路73」。在本實施態樣中,溫度檢測部TD係設置在例如過濾單元3之後緊接的下游側。
接著説明本實施態樣的作用。首先在將「隔設在抗蝕劑液供給源301與緩衝槽303之間的閥V302」關閉的狀態下,令溶劑供給源21內的溶劑充滿「包含液端槽23、緩衝槽303以及緩衝槽303的下游側的過濾單元3在內的抗蝕劑液供給通路1內部」。接著,以發熱蓋體41將過濾單元3內部的溶劑加熱。
在過濾單元3內部的溶劑到達設定溫度之後,將閥V14、V15、V16、V18、V21、V23打開,使泵25內減壓,將經過加熱的溶劑從液端槽23的內部經由抗蝕劑液供給通路1吸引到泵25內。然後在使溶劑滯留於泵25內一定時間之後,將閥V17、V73打開,將泵25加壓,使溶劑循環到液端槽23。在泵25內的溶劑吐出之後,將閥V17、V73關閉。上述經過加熱的溶劑吸入到泵25內的步驟以及從泵25到液端槽23的循環步驟亦可重複進行,直到循環了例如配管容積分量的液體的2倍容量為止。
在本實施態樣中,由於係在抗蝕劑液供給通路1內部將溶劑於過濾單元3加熱,並使經過加熱的溶劑經由分支通路73循環,故溶劑的溫度不易下降。而且,可減少溶劑的消耗量。
在本實施態樣中係於過濾單元3設置發熱蓋體41,並將過濾單元3加熱,藉此將抗蝕劑液供給通路1內所流通的溶劑加熱以及保溫,惟在抗蝕劑液供給通路1中將溶劑加熱的部位不限於過濾單元3。例如亦可將液端槽23或泵25加熱,或是將配管在長度方向上局部地加熱。
上述第5實施態樣到第7實施態樣的各裝置構造,亦可互相組合。例如可將第5實施態樣之設有套式加熱器71a的液端槽23與第6實施態樣之被加熱帶72a所包覆的抗蝕劑液供給通路1組合。藉由該構造,即可在液端槽23將溶劑加熱之後,一邊利用加熱帶72a防止溶劑的溫度下降,一邊使溶劑流通到噴嘴13。
另外,亦可將上述第5實施態樣到第7實施態樣的各裝置構造與第1實施態樣到第4實施態樣的過濾單元3的洗淨功能組合。例如亦可在從液端槽將經過加熱的溶劑供給到抗蝕劑液供給通路1以從抗蝕劑液供給通路1內部將有機物排出之後,將可溶解成為微粒之來源的過濾單元3內的樹脂的溶劑供給到抗蝕劑液供給通路1,以進行過濾單元3的洗淨。另外,亦可對過濾單元3安裝第1實施態樣的發熱蓋體41等的加熱部,並利用該加熱部進行溶劑等的加熱,藉此進行抗蝕劑液供給通路1以及過濾單元3的洗淨。
在第5實施態樣到第7實施態樣中,處理液供給裝置係舉抗蝕劑液供給裝置為例,惟例如在第1實施態樣中所説明的,亦可應用於在將抗蝕劑液供給到晶圓W之前將晶圓W的表面以溶劑預濕用的溶劑供給裝置。此時,在用來供給作為處理液的溶劑的處理用的溶劑供給源(溶劑槽)21的下游側的溶劑供給通路上,可採用第5實施態樣到第7實施態樣所記載的構造、方法。另外亦可採用從處理用的溶劑供給源(溶劑槽)21的下游側的溶劑供給通路分支並連接用來供給洗淨用的專用的經過加熱的溶劑的洗淨用溶劑供給源的構造。此時,可在進行溶劑供給通路(處理液供給通路)的洗淨處理時例如藉由閥的切換,將溶劑供給通路的連接元從處理用的溶劑供給源21切換到用來供給經過加熱之溶劑的洗淨用溶劑供給源。 [實施例]
茲詳述用來評價本發明的評價測試以及用來確認本發明之功效的比較測試。 A.關於過濾流通液體後的溶劑滯留與微粒數的相關關係的評價測試 (評價測試A):使用從上述第1實施態樣的溶劑供給裝置省略發熱蓋體41的液體處理裝置,安裝新式過濾單元並進行以下的測試。首先在第1天將1加侖的稀釋劑(OK73稀釋劑,登記商標,東京應化工業公司製)以23℃導入裝置內並進行氣泡的除去。接著從溶劑瓶使0.5L(公升)的液體流通到溶劑供給通路內,之後從噴嘴吐出3mL的溶劑,供給到旋轉中的晶圓W的中心部位。然後計算殘留於該晶圓W的微粒數。再接著從溶劑瓶使0.5L(累積量為1L)的液體流通到溶劑供給通路,進行相同的測試,之後,吐出累積量1.5L、4.0L、8.0L,並測量各吐出後的晶圓W上的微粒數。在以上的一連串測試於第1天(第1日)進行過後,將溶劑滯留於溶劑供給通路內,並在第2天以新的1加侖溶劑清洗溶劑供給通路內部,同樣將溶劑吐出到晶圓W上並調查微粒數。之後在溶劑滯留於過濾單元內的狀態下放置1小時,同樣進行微粒數的檢査。然後分別在第3天、第30天、第75天、第150天進行與第2天相同的測試。另外,在測量微粒數時,係將直徑28nm以上的粒子定義為微粒,其他的測試也是相同。
將評價測試A的結果繪示於圖16。横軸係表示流通液量以及時間經過,縱軸係表示微粒數。根據圖中所顯示的結果,在第2天、第3天、第30天、第75天以及第150天中,均可確認到在將稀釋劑滯留於裝置內之後稀釋劑中的微粒數增加的現象。2天後的增加率最大,另一方面即使對裝置安裝新式過濾單元並經過數個月,仍可觀察到滯留後微粒數增加的現象。
B.關於過濾部前處理與微粒數的相關關係的評價測試1 (評價測試B):針對使用與上述第2實施態樣的前處理裝置5相同的前處理裝置進行加溫處理的過濾單元,進行用來評價前處理的功效的測試。在前處理裝置中對過濾單元以60℃進行前處理,之後於溶劑供給裝置的溶劑供給通路裝設過濾單元,並將與評價測試A所使用的相同稀釋劑清洗了2加侖之後的稀釋劑吐出3mL到晶圓W上。另外在該吐出後將稀釋劑滯留於溶劑供給通路內1小時,並將滯留後的稀釋劑同樣地吐出3mL到晶圓W上。針對各個晶圓W測量微粒數。再者作為比較例,針對並未進行前處理的過濾單元進行相同的液體處理,並同樣進行對晶圓W的吐出以及微粒數的測量。另外針對進行過前處理的過濾單元,將進行前處理的那一天視為第1天,在第2天、第3天、第7天將1加侖的稀釋劑導入溶劑供給通路內,並將稀釋劑吐出3mL到晶圓W上,然後在將稀釋劑滯留於裝置內1小時之後將過濾單元內的稀釋劑吐出3mL到晶圓W上。針對稀釋劑導入裝置內緊接之後與滯留後,分別測量微粒數。
將評價測試B的結果繪示於圖17。横軸係表示時間經過,縱軸係表示微粒數。並未進行前處理的過濾單元的結果顯示於左端作為對照。根據圖中所示的結果,可知當對過濾單元進行過前處理時,比起並未進行前處理的情況而言,更可抑制將稀釋劑滯留於裝置內之後的微粒數的增加。另外,在第3天以及第7天中,可觀察到在滯留後微粒數小幅增加,惟吾人推測該增加是因為過濾單元整體的稀釋劑浸漬程度比第1天、第2天更高,並未浸漬到稀釋劑的部分的微粒溶出到稀釋劑中。
C.關於過濾部前處理與微粒數的相關關係的評價測試2 (評價測試C):分別針對過濾部由UPE所構成的過濾單元以及過濾部由耐綸所構成的過濾單元,使用與前處理裝置5相同的前處理裝置,進行評價前處理的加溫功效的測試。具體而言針對各過濾單元準備各2組同批次的過濾,針對其中一方與評價測試B同樣進行伴隨加溫的前處理,針對另一方進行並未伴隨加溫的前處理作為對照。然後與評價測試B同樣將稀釋劑吐出到晶圓W上,並進行微粒數的測量。
將評價測試C的結果繪示於圖18、圖19。横軸係表示時間經過,縱軸係表示微粒數。在前處理中伴隨加溫的過濾單元的結果分別顯示於右側,作為對照在前處理中並未伴隨加溫的過濾單元的結果分別顯示於左側。圖18係過濾部由UPE所構成的過濾單元所排出的微粒數,圖19係過濾部由耐綸所構成的過濾單元所排出的微粒數。根據雙方的圖式,可確認出在對過濾單元進行前處理時進行過加溫的過濾單元,比起並未進行加溫的情況而言,更可抑制將稀釋劑滯留裝置內之後的微粒數的增加。若針對圖18以及圖19所顯示的微粒數進行變異數分析,即可確認出顯著差異。根據於此,吾人可以說,本發明之對過濾單元所進行的前處理,實可抑制因為將稀釋劑滯留於過濾單元內而使微粒數增加的現象。
1、1a‧‧‧溶劑供給通路
2‧‧‧機構部分
3‧‧‧過濾單元
4‧‧‧機構部分
5‧‧‧前處理裝置
10‧‧‧液體處理部
11‧‧‧旋轉夾頭
12‧‧‧杯具模組
13‧‧‧噴嘴
21、21a‧‧‧溶劑供給源
22、22a‧‧‧N2氣體供給源
23‧‧‧液端槽
24‧‧‧第1捕集器
25‧‧‧泵
26‧‧‧第2捕集器
27‧‧‧配送閥
28、29‧‧‧捕集槽
31‧‧‧過濾部
32‧‧‧外殼
34‧‧‧內殼
41‧‧‧發熱蓋體
42‧‧‧面狀密封體
43‧‧‧上層(第1收納部)
44‧‧‧下層(第2收納部)
45‧‧‧密封切割器
46‧‧‧阻擋器
51‧‧‧液槽
52‧‧‧升降機構
53‧‧‧加熱器
54‧‧‧升降機構
61‧‧‧第2溶劑供給源
62‧‧‧N2氣體供給源
63‧‧‧液端槽
71‧‧‧超音波產生部
71a‧‧‧套式加熱器
72‧‧‧容器
72a‧‧‧加熱帶
73‧‧‧分支通路
100‧‧‧控制部
101~104‧‧‧分岐通路
105‧‧‧供給通路
200‧‧‧合成向量
201~202‧‧‧排氣通路
203~205‧‧‧排液通路
301‧‧‧供給源(抗蝕劑液瓶)
302‧‧‧N2氣體供給源
303‧‧‧液端槽(緩衝槽)
331‧‧‧流入口
332‧‧‧流出口
333‧‧‧口埠
501‧‧‧溶劑供給通路
502‧‧‧流通管路
503~504‧‧‧溶劑排出通路
W‧‧‧晶圓
V11~V26、V51~V52、V61~V63、V73、V301~V304‧‧‧閥
TD‧‧‧溫度檢測部
S1~S7‧‧‧步驟
[圖1]係表示本發明之第1實施態樣的溶劑供給裝置的配管圖。 [圖2]係表示第1實施態樣的過濾單元的縱斷側視圖。 [圖3]係表示第1實施態樣的過濾單元的一個態樣的縱斷側視圖。 [圖4]係表示該溶劑供給裝置的運轉方法的流程圖。 [圖5]係表示超高分子聚乙烯以及高密度聚乙烯的分子量分布圖。 [圖6]係表示本發明之第2實施態樣所使用的過濾單元的前處理之進行裝置的一個態樣的配管圖。 [圖7](a)~(b)係表示用於第2實施態樣的主要部位的具體例的縱剖面圖。 [圖8]係表示用於第2實施態樣的主要部位的另一例的縱剖面圖。 [圖9]係表示本發明之第3實施態樣的溶劑供給裝置的配管圖。 [圖10]係漢森溶解度參數的説明圖。 [圖11]係表示各溶劑相對於聚乙烯的溶解度的圖式。 [圖12]係表示本發明之第4實施態樣所使用的過濾單元的前處理之進行裝置的概略圖。 [圖13]係表示本發明之第5實施態樣的溶劑供給裝置的配管圖。 [圖14]係表示本發明之第6實施態樣的溶劑供給裝置的配管圖。 [圖15]係表示本發明之第7實施態樣的溶劑供給裝置的配管圖。 [圖16]係表示評價測試的結果圖。 [圖17]係表示評價測試的結果圖。 [圖18]係表示評價測試的結果圖。 [圖19]係表示評價測試的結果圖。
3‧‧‧過濾單元
4‧‧‧機構部分
31‧‧‧過濾部
32‧‧‧外殼
34‧‧‧內殼
41‧‧‧發熱蓋體
42‧‧‧面狀密封體
43‧‧‧上層(第1收納部)
44‧‧‧下層(第2收納部)
45‧‧‧密封切割器
46‧‧‧阻擋器
331‧‧‧流入口
332‧‧‧流出口
333‧‧‧口埠

Claims (9)

  1. 一種處理液供給裝置,其將用來對被處理體進行液體處理的含有溶劑的處理液供給到被處理體,其特徵為包含:處理液供給通路,其在一端側設置了「用來對被處理體吐出處理液的處理液吐出部」,並在另一端側與處理液供給源連接;以及前處理機構,其用來使「就相對於有機物的溶解度而言,具有比該處理液所含有之溶劑的溶解度更高的溶解度的前處理用溶劑」流通於該處理液供給通路的內部,其中該前處理用溶劑於該處理液供給通路之內部的流通包含將該處理液供給通路之內部的前處理用溶劑置換成新的前處理用溶劑。
  2. 如申請專利範圍第1項之處理液供給裝置,其中,該前處理機構,包含用來將該處理液供給通路加熱的加熱機構。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之處理液供給裝置,其中,該前處理機構,包含對該處理液供給通路的內部供給經過加熱之溶劑的溶劑供給機構。
  4. 如申請專利範圍第3項之處理液供給裝置,更包含溫度檢測部,設置在該處理液供給源內並且用來檢測溶劑的溫度。
  5. 如申請專利範圍第4項之處理液供給裝置,其中,該處理液供給裝置,根據該溫度檢測部所檢測到的溫度來控制該前處理用溶劑往該處理液供給通路之內部的流通以及該前處理用溶劑從該處理液供給通路之內部的吐出。
  6. 如申請專利範圍第3項之處理液供給裝置,更包含加熱帶,包覆從該處理液供給源到該處理液吐出部的配管表面。
  7. 如申請專利範圍第6項之處理液供給裝置,更包含溫度檢測部,設置在該處理液吐出部之前的配管表面並且用來檢測溶劑的溫度。
  8. 如申請專利範圍第7項之處理液供給裝置,其中,該處理液供給裝置,根據該溫度檢測部所檢測到的溫度來控制該前處理用溶劑往該處理液供給通路之內部的流通以及該前處理用溶劑從該處理液供給通路之內部的吐出。
  9. 如申請專利範圍第3項之處理液供給裝置,更包含分支通路,與該處理液供給通路連接,以使溶劑在該處理液供給通路進行循環。
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