(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理液供給手段から基板に処理液を供給して基板に所定の処理を行う処理部と、前記処理部において基板の処理に使用され、かつ回収された処理液を再度前記処理液供給手段へ循環させる第１配管と、前記第１配管の途中に設けられ、前記第１配管に循環される処理液の粘度を検出する粘度検出手段と、前記処理部と前記粘度検出手段との間の前記第１配管に一端が接続されているとともに、他端が粘度調整液供給源に接続され、前記粘度調整液供給源から前記第１配管へ粘度調整液を流す第２配管と、前記第２配管の途中に設けられ、前記粘度検出手段の検出結果に基づいて前記粘度調整液供給源から前記第１配管へ流れる粘度調整液の量を調整する調整手段と、を有する基板処理装置において、
前記粘度検出手段は、
前記第１配管に連通接続される処理液の供給口及び処理液の排出口が形成され、処理液を収容するチャンバと、
前記チャンバの底部に取り付けられた第１蛇腹部材と、
前記第１蛇腹部材の上側に取り付けられた第１板状部材と、
前記第１板状部材の上面に取り付けられた第２蛇腹部材と、
前記第２蛇腹部材の上側に取り付けられた第２板状部材と、
前記第２板状部材の上側に取り付けられ、前記チャンバ内に収容された処理液を攪拌させる攪拌手段と、
前記第１蛇腹部材内に設けられ、かつ前記第１板状部材を上下方向に移動させることによって前記攪拌手段を上下方向に移動させて処理液を攪拌させる駆動手段と、
前記第２蛇腹部材内において前記第２板状部材の下面に取り付けられ、前記攪拌手段によって前記チャンバ内の処理液が攪拌されている際に、前記攪拌手段の抵抗力を検出して処理液の粘度を検出する圧電センサと、
を有し、
前記調整手段は、前記圧電センサの検出結果に基づいて前記粘度調整液供給源から前記第１配管へ流れる粘度調整液の量を調整することを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウエハや液晶ガラス基板等の基板に対してレジスト等の処理液を供給して基板に所定の処理を行う基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般には、半導体ウエハ等のような基板には、パターンを形成するための光等に対して感光性を持つレジストが塗布されるが、その基板に要求される性質に応じて塗布するレジストの膜厚を変化させる必要がある。
【０００３】
従来、基板にレジストを塗布する際には、基板を回転させつつノズルからレジストを噴射し、基板面にレジスト膜を均一に塗布する手法が用いられている。この手法において、レジストの膜厚を変化させるためには、基板の回転数を変化させたり、異なる粘度のレジストを使用する等の方法が利用されている。すなわち、基板の回転数を変化させる場合には、基板の回転数を多くすればするほど、薄いレジスト膜が形成され、逆に回転数を少なくすれば、厚いレジスト膜が形成される。また、異なる粘度のレジストを使用する場合には、高い粘度のレジストを使用すれば、厚いレジスト膜が形成され、低い粘度のレジストを使用すれば、薄いレジスト膜が形成される。
【０００４】
ところで、最近は、基板の大サイズ化が進んでおり、例えば、半導体ウエハでは直径３００ｍｍ以上のものも生産されてきている。
【０００５】
このように、大サイズの基板においては、レジストを均一に塗布できる基板の回転数が限られているとともに、その制御も難しく、その結果、レジスト膜厚を変化させるために、基板の回転数を変化させることは困難である。したがって、大サイズ化の基板のレジスト膜厚を変化させるためには、異なる粘度のレジストを使用するものが用いられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図４は、異なる粘度のレジストを使用する場合の従来のノズル構成の概念図である。図４に示すように、レジスト供給源Ａ，Ｂ，Ｃに対応して、ノズルＡ−１，Ｂ−１，Ｃ−１が設けられている。例えば、薄いレジスト膜を形成したい場合には、低粘度のレジスト供給源Ａ及びノズルＡ−１を使用し、中厚のレジスト膜を形成したい場合には、中粘度のレジスト供給源Ｂ及びノズルＢ−１を使用し、厚いレジスト膜を形成したい場合には、高粘度のレジスト供給源Ｃ及びノズルＣ−１を使用する。
【０００７】
したがって、この従来のノズルの構成では、基板処理装置全体として、それぞれ必要とされる膜厚ごとに、複数のレジスト供給源及びそれに対応する複数のノズルを設ける必要がある。そのため、配管系統も多数必要となり、基板処理装置の構成も複雑なものとなっていた。
【０００８】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、ノズル本数を少なくし、簡単な構成でレジスト等の処理液の粘度を調整して、膜厚を調整できる基板処理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】
請求項１に記載の基板処理装置は、処理液供給手段から基板に処理液を供給して基板に所定の処理を行う処理部と、前記処理部において基板の処理に使用され、かつ回収された処理液を再度前記処理液供給手段へ循環させる第１配管と、前記第１配管の途中に設けられ、前記第１配管に循環される処理液の粘度を検出する粘度検出手段と、前記処理部と前記粘度検出手段との間の前記第１配管に一端が接続されているとともに、他端が粘度調整液供給源に接続され、前記粘度調整液供給源から前記第１配管へ粘度調整液を流す第２配管と、前記第２配管の途中に設けられ、前記粘度検出手段の検出結果に基づいて前記粘度調整液供給源から前記第１配管へ流れる粘度調整液の量を調整する調整手段と、を有する基板処理装置において、前記粘度検出手段は、前記第１配管に連通接続される処理液の供給口及び処理液の排出口が形成され、処理液を収容するチャンバと、前記チャンバの底部に取り付けられた第１蛇腹部材と、前記第１蛇腹部材の上側に取り付けられた第１板状部材と、前記第１板状部材の上面に取り付けられた第２蛇腹部材と、前記第２蛇腹部材の上側に取り付けられた第２板状部材と、前記第２板状部材の上側に取り付けられ、前記チャンバ内に収容された処理液を攪拌させる攪拌手段と、前記第１蛇腹部材内に設けられ、かつ前記第１板状部材を上下方向に移動させることによって前記攪拌手段を上下方向に移動させて処理液を攪拌させる駆動手段と、前記第２蛇腹部材内において前記第２板状部材の下面に取り付けられ、前記攪拌手段によって前記チャンバ内の処理液が攪拌されている際に、前記攪拌手段の抵抗力を検出して処理液の粘度を検出する圧電センサと、を有し、前記調整手段は、前記圧電センサの検出結果に基づいて前記粘度調整液供給源から前記第１配管へ流れる粘度調整液の量を調整することを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る基板処理装置の実施の形態について詳細に説明する。この基板処理装置は、基板に処理液の一種であるレジストを塗布する塗布装置である。
【００１６】
図１は、本発明に係る基板処理装置の概略構成を示す図である。
この基板処理装置は、基板の一種であるウエハＷにレジストを供給して、ウエハＷの表面にレジストの薄膜を形成するための処理部１を備えている。この処理部１は、レジストをウエハＷの表面に供給するためのノズル１１と、ウエハＷをの裏面を吸着保持するための保持部１２と、ウエハＷを保持している保持部１２を回転させるために、回転軸１３を介して連結接続されているモータ１４とを備えている。ノズル１１は、保持部１２に保持されたウエハＷの表面中央部にレジストを供給するために、保持部１２中央部の上方に配置されている。
【００１７】
また、処理部１は、ウエハＷの表面に供給されたレジストがウエハＷの回転にともなってウエハＷの外周に飛散されたレジストを受け止める飛散防止カップ１１５と、ウエハＷの下方の位置においてレジストを下側へ導くための円筒状部材１６とを備えている。飛散防止カップ１５は、保持部１２に保持されたウエハＷの外周側に配置され、円筒状部材１６は、保持部１２に保持されたウエハＷの下側に配置されている。したがって、図１に示すように、飛散防止カップ１５と円筒状部材１６との位置関係は、飛散防止カップ１５が外周側、円筒状部材１６が内周側にそれぞれ配置されることになる。
【００１８】
ノズル１１、保持部１２、回転軸１３、モータ１４、飛散防止カップ１５及び円筒状部材１６は、処理チャンバ１０に収納されている。処理チャンバ１０の上側には、ノズル１１に連通接続されている配管２１用の孔１７が形成され、処理チャンバ１０の下側には、飛散防止カップ１５及び円筒状部材１６の間の位置に、ウエハＷへの処理に使用されたレジストを処理チャンバ１０外へ排出するための排出口１８が、それぞれ形成されている。
【００１９】
排出口１８には、配管２０の一側が連通接続されている。この配管２０の他側には、粘度検出部３の供給口３０１（図２参照）に連通接続されている。また、粘度検出部３の排出口３０２（図２参照）には、配管２１の一側が連通接続されている。この配管２１の他側には、処理チャンバ１０内のノズル１１に連通接続されている。なお、配管２０の途中には、処理チャンバ１０から配管２０、粘度検出部３、配管２１、ノズル１１へとレジストを循環させるレジスト循環用ポンプ２が設けられている。なお、配管２０及び配管２１が、本発明の第１配管に相当する。
【００２０】
また、配管２０には、第１供給用配管２２を介して、レジスト供給源４に連通接続されているとともに、第２供給用配管２３を介して溶媒供給源５に連通接続されている。配管２０に対して第１供給用配管２２が上流側、第２供給用配管２３が下流側となる。第１供給用配管２２の途中には、レジストの供給量を調整する調整弁２２０が設けられている。また、第２供給用配管２３の途中には、溶媒の供給量を調整する調整弁２３０が設けられている。なお、第２供給用配管２３は、本発明の第２配管に相当する。また、溶媒は、本発明の粘度調整液に相当するとともに、溶媒供給源５は、本発明の粘度調整液供給源に相当する。さらに、調整弁２３０は、本発明の調整手段に相当する。
【００２１】
次に、粘度検出部３について説明する。図２は、粘度検出部の側面図である。
【００２２】
粘度検出部３は、レジストを収容するチャンバ３０を有している。このチャンバ３０の側面一側には、配管２０に連通接続された供給口３０１が形成されている。また、このチャンバ３０の側面他側には、配管２１に連通接続された排出口３０２が形成されている。供給口３０１は、レジストをチャンバ３０内へ供給するためのものであり、排出口３０２は、レジストをチャンバ３０内から排出するためのものである。
【００２３】
また、このチャンバ３０の上面一端には、図示しない加圧機構に連通接続された供給口３０３が形成されている。また、このチャンバ３０の上面他端には、排気口３０４が形成されている。この供給口３０３からの加圧及び排気口３０４からの排気により、チャンバ３０内のレジストに対する圧力を制御する。
【００２４】
チャンバ３０内の底部には、円筒状の第１蛇腹部材３１０の下側が取り付けられており、第１蛇腹部材３１０の上側には、円盤状の第１板状部材３１１が取り付けられている。また、第１蛇腹部材３１０及び第１板状部材３１１により形成される空間内において、エアシリンダ等のような駆動機構３１２が、チャンバ３０内の底部に固着されている。この駆動機構３１２のシリンダヘッド３１３は、第１板状部材３１１の下面に取り付けられている。
【００２５】
第１板状部材３１１の上面には、円筒状の第２蛇腹部材３２０の下側が取り付けられており、第２蛇腹部材３２０の上側には、円盤状の第２板状部材３２１が取り付けられている。第２板状部材３２１の上面には、支持部材３２２が設けられており、この支持部材３２２の先端には攪拌フィン３２３が４つ取り付けられている。また、第１板状部材３１１、第２蛇腹部材３２０、及び第２板状部材３２１により形成される空間内において、圧電センサ３２４が設けられている。この圧電センサ３２４の上側は第２板状部材３２２の下面に取り付けられており、下側は第１板状部材３１１の上面に取り付けられている。
【００２６】
駆動機構３１２の上下駆動にともなってシリンダヘッド３１３の上側に取り付けられた第１板状部材３１１が上下方向に移動するとともに、第１蛇腹部材３１０が伸縮し、それにより、攪拌フィン３２３も上下方向に移動する。これにより、チャンバ３０内のレジストが攪拌される。圧電センサ３２４は、レジスト内で上下方向に移動する攪拌フィン３２３の抵抗力を検出して、チャンバ３０内にあるレジストの粘度を検出する。
【００２７】
次に、本発明に係る基板処理装置の制御系を説明する。図３は、基板処理装置の制御系を示すブロック図である。
【００２８】
制御部６は、内部に図示しないＣＰＵおよびメモリ等を備えており、ポンプ２、モータ１４、調整弁２２０、調整弁２３０、及び駆動機構３１２と接続されている。配管２０及び配管２１にレジストを循環させるために、制御部６によりポンプ２の駆動制御が行われる。また、制御部６は、モータ１４の駆動制御を行って、ウエハＷの回転数を制御する。また、制御部６は、調整弁２２０の開閉制御を行って、レジストの供給量を調整し、調整弁２３０の開閉制御を行って、粘度調整液である溶媒の供給量を調整する。また、制御部６は、駆動機構３１２の上下移動の制御を行う。
【００２９】
さらに、制御部６は、圧電センサ３２４と接続されている。この圧電センサ３２４は、上述したように攪拌フィン３２３の抵抗力を検出するものである。この圧電センサ３２４が「抵抗力大」と検出した場合、配管２０及び配管２１に循環されているレジストは「粘度大」となるので、制御部６は、調整弁２３０の開口を大きくして溶媒の配管への供給量を多くする。一方、この圧電センサ３２４が「抵抗力小」と検出した場合、配管２０及び配管２１に循環されているレジストは「粘度小」となるので、制御部６は、調整弁２３０の開口を小さくして溶媒の配管２０への供給量を少なくする。
【００３０】
上述した本発明に係る基板処理装置の実施の形態によれば、以下のような効果がある。
【００３１】
粘度検出部３で検出された検出結果に基づいて、溶媒供給源５から配管２０へ供給される溶媒の供給量を調整しているので、ノズルが複数本用いるようなこともなく、簡単な構成でレジストの粘度を調整して、膜厚を調整することができる。
【００３２】
また、チャンバ３０内において、攪拌フィン３２３におけるレジストの抵抗力を検出しているので、抵抗力という検出値から確実にレジストの粘度を求めることができる。
【００３３】
また、駆動機構３１２の駆動により攪拌フィン３２３を上下方向に移動させているので、簡単な構成でレジストの抵抗力を検出することができ、レジストと溶媒との攪拌も効果的に行うことができる。
【００３４】
また、駆動機構３１２は、第１蛇腹部材３１０内に設けられているので、駆動機構３１２にレジストが付着するのを防止できる。
【００３５】
さらに、圧電センサ３２４は、第２蛇腹部材３２０内に設けられているので、圧電センサ３２４にレジストが付着するのを防止できる。
【００３６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る基板処理装置によれば、第１配管の途中に設けられた粘度検出手段により第１配管に循環される処理液の粘度を検出し、その検出結果に基づいて、第２配管の途中に設けられた調整手段が、粘度調整液供給源から第１配管へ流れる粘度調整液の量を調整しているので、ノズル本数を少なくし、簡単な構成でレジストの粘度を調整して、膜厚を調整できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基板処理装置の概略構成を示す図である。
【図２】粘度検出部の側面図である。
【図３】基板処理装置の制御系を示すブロック図である。
【図４】異なる粘度のレジストを使用する場合の従来のノズル構成の概念図である。
【符号の説明】
１      処理部
２      レジスト循環用ポンプ
３      粘度検出部
５      溶媒供給源
１０    処理チャンバ
１１    ノズル
２０    配管
２１    配管
２３    第２供給用配管
３０    チャンバ
３０１  供給口
３０２  排出口
３１０  第１蛇腹部材
３１１  第１板状部材
３１２  駆動機構
３２０  第２蛇腹部材
３２１  第２板状部材
３２２  支持部材
３２３  攪拌フィン
３２４  圧電センサ
【図１】
0003725753.tif 000002
【図２】
0003725753.tif 000003
【図３】
0003725753.tif 000004
【図４】
0003725753.tif 000005