(57)【要約】【課題】構成および制御が極めて簡単で設置スペースも少なくて済み、従来と同等の効果が得られるサックバックシステムを備えた装置を提供する。【解決手段】処理液供給管１４の、ノズル１２とエアー開閉弁１８との間に介挿されるサックバックユニット１６を、処理液供給管の管内流路の途中に設けられた処理液収容室２６を有するダイヤフラム部２８と、永久磁石３０を有しダイヤフラム部に対して変位可能に支持された変位部３２と、変位部に対向して固定され通電によって変位部を変位させる電磁石３６と、電磁石と変位部との間に介設され電磁石への通電時における変位部の変位方向と反対方向へ変位部を付勢するばね部３４と、エアー開閉弁が閉じられた直後に変位部を、ダイヤフラム部の処理液収容室の内容積を増加させるように変位させるように電磁石への通電・電流遮断を制御するコントローラ２４とを備えて構成した。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に対向して配置され基板表面へ処理液を吐出するノズルと、
このノズルに接続された処理液供給管と、
この処理液供給管を通して前記ノズルへ処理液を送給する処理液送給手段と、
前記処理液供給管の途中に介挿された開閉弁と、
前記処理液供給管の、前記ノズルと開閉弁との間に介挿され、前記開閉弁が閉じられた直後に、前記ノズルの先端部に存在する処理液を僅かに管内側へ引き戻すサックバックユニットと、
を備えた基板への処理液供給装置において、
前記サックバックユニットを、
前記処理液供給管の管内流路の途中に設けられた処理液収容室を有するダイヤフラム部と、
永久磁石を有し、前記ダイヤフラム部に対して変位可能に支持され、変位動作に伴って前記処理液収容室の内容積を変化させる変位部と、
この変位部に対向して固定され、通電によって変位部を変位させる電磁石と、
この電磁石と前記変位部との間に介設され、電磁石への通電時における変位部の変位方向と反対方向へ変位部を付勢して、電磁石への電流遮断に伴って変位部を変位させる弾発手段と、
前記開閉弁が閉じられた直後に前記変位部を、前記ダイヤフラム部の処理液収容室の内容積を増加させるように変位させて、処理液収容室内へ処理液が吸引されるように、前記電磁石への通電・電流遮断を制御する制御手段と、
を備えて構成したことを特徴とする基板への処理液供給装置。
【請求項２】
基板の表面に対向して配置され基板表面へ処理液を吐出するノズルと、
このノズルに接続された処理液供給管と、
この処理液供給管を通して前記ノズルへ処理液を送給する処理液送給手段と、
前記処理液供給管の途中に介挿された開閉弁と、
前記処理液供給管の、前記ノズルと開閉弁との間に介挿され、前記開閉弁が閉じられた直後に、前記ノズルの先端部に存在する処理液を僅かに管内側へ引き戻すサックバックユニットと、
を備えた基板への処理液供給装置において、
前記サックバックユニットを、
前記処理液供給管の管内流路の途中に設けられた処理液収容室を有するダイヤフラム部と、
電磁石を有し、前記ダイヤフラム部に対して変位可能に支持され、変位動作に伴って前記処理液収容室の内容積を変化させる変位部と、
この変位部に対向して固定され、前記電磁石への通電に伴って変位部を変位させる永久磁石と、
この永久磁石と前記変位部との間に介設され、前記電磁石への通電時における変位部の変位方向と反対方向へ変位部を付勢して、電磁石への電流遮断に伴って変位部を変位させる弾発手段と、
前記開閉弁が閉じられた直後に前記変位部を、前記ダイヤフラム部の処理液収容室の内容積を増加させるように変位させて、処理液収容室内へ処理液が吸引されるように、前記電磁石への通電・電流遮断を制御する制御手段と、
を備えて構成したことを特徴とする基板への処理液供給装置。
【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、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等の基板の表面へ塗布液（フォトレジスト）、現像液、洗浄液等の処理液を供給する基板への処理液供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、半導体デバイスの製造工程において、スピンコータ（回転式塗布装置）を使用して半導体ウエハの表面に塗布液を塗布する場合、ウエハをスピンチャック上に水平姿勢で保持して鉛直軸回りに回転させながら、ウエハ表面の中心部に吐出口が対向するように配置されたノズルからウエハ表面の中心部へ塗布液を吐出し、その塗布液を遠心力でウエハの表面全体に広げて、ウエハの表面に塗布液の薄膜が形成されるようにしている。このような塗布処理において、ウエハへの塗布液の吐出終了時にはノズルの先端部に塗布液が残るが、この塗布液をノズルの先端部に残したままにしておくと、塗布液が乾燥して次のウエハの塗布処理に不都合を生じる。このため、ウエハへ塗布液を供給する装置には、ノズルの先端部で塗布液が乾燥するのを防ぐために塗布液をサックバックして、ノズルの先端部に存在する塗布液を僅かに管内側へ引き戻すシステムが設けられている。このサックバックシステムとしては、一般に、塗布液供給路の途中に設けられたダイヤフラムや蛇腹をエアー（圧縮空気）の力で変位させてその内容積を変化させる、といった方式のものが利用されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図３は、従来のサックバックシステムの１例を示し、基板への処理液供給装置の概略構成を、一部を縦断面で示す図である。
【０００４】
この処理液供給装置は、スピンチャック１０に水平姿勢で保持された基板Ｗの表面に吐出口が対向するように下向きに配置されたノズル１２、このノズル１２に接続された処理液供給管１４、この処理液供給管１４を通してノズル１２へ処理液、例えば塗布液を送給する処理液送給部（図示せず）、処理液供給管１４の途中に介設されたサックバックバルブ１、処理液供給管１４の、サックバックバルブ１の上流側に介挿されたエアー開閉弁（空圧操作開閉弁）１８などを備えて構成されている。
【０００５】
サックバックバルブ１は、処理液供給管１４の管内流路の途中に設けられた処理液収容室２を有するダイヤフラム部３と、このダイヤフラム部３に対して上下方向へ変位可能に支持され、変位動作に伴って処理液収容室２の内容積を変化させる弁体４と、この弁体４を上向きに付勢して、弁体４にエアー圧が作用していないときに弁体４を引き上げるばね部５と、弁体４を上下方向へ移動可能に収容するエアー作動室６と、このエアー作動室６に連通したエアー通路７と、弁体４のストロークを調節する調整用ねじ８とを備えて構成され、エアー通路７にエアー配管９が連通接続されている。図示していないが、エアー配管９には流路切換弁が介挿されており、エアー供給源からエアー配管９を通してエアー作動室６へエアーを送り込み、また、エアー作動室６からエアー配管９を通ってエアーを大気へ放出するように、流路を切り換えることができるようになっている。
【０００６】
図３に示したサックバックバルブ１を備えた処理液供給装置においては、エアー開閉弁１８を開き、処理液送給部から処理液供給管１４を通してノズル１２へ塗布液を送給し、スピンチャック１０上に保持されて鉛直軸回りに回転している基板Ｗの表面へノズル１２から塗布液を吐出して塗布処理を行っているときは、エアー供給源からエアー配管９を通してエアー作動室６へエアーを送り込む。これにより、エアーの圧力で弁体４が押し下げられ、弁体４が下方向へ変位して、ダイヤフラム部３が図３に示したように偏位し、処理液収容室２の内容積が減少する。そして、塗布処理が終了し、エアー開閉弁１８を開じると、その直後にエアー配管９に介挿された流路切換弁を切換え操作して、エアー作動室６からエアー配管９を通ってエアーを大気へ放出させる。これにより、弁体４にエアーの圧力が作用しなくなって、弁体４がばね部５の付勢力によって引き上げられ、弁体４が上方向へ変位して、ダイヤフラム部３が元の状態に復帰し、処理液収容室２の内容積が増加する。この結果、処理液供給管１４の、サックバックバルブ１より下流側における管内部を満たしている塗布液が処理液収容室２内へ吸引され、ノズル１２の先端部に存在する塗布液も処理液収容室２の内容積の増加分だけ管内側へ引き戻されることになる。
【０００７】
また、エアーの圧力でダイヤフラム部３を動作させるのに代えて、モータによってダイヤフラム部を動作させるサックバックシステムも実用化されている。
【０００８】
【特許文献１】
実開昭５８−９８６４１号公報（明細書第６頁、第１図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図３に示したような従来のサックバックシステムでは、エアーの供給源が必要であり、また、エアー配管を敷設し流路切換弁を設置する必要がある。このため、設備の設置作業が面倒で、設置コストが高くなり、設置スペースも多く必要とし、制御も複雑になる。また、弁体４のストロークを調節する調整用ねじ８が時間の経過とともに緩み、調整ずれを生じるなどして長期安定性に欠ける面があった。さらに、エアー供給源から供給するエアーのスピードをスピードコントローラにより調整する必要があり、装置の調整に時間を要するという問題点がある。さらに、モータによってダイヤフラム部を動作させるサックバックシステムでは、モータおよびモータを駆動させるためのドライバなどが必要であり、構成および制御が複雑となり、コスト高にもなる、といった問題点がある。
【００１０】
この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、構成および制御が極めて簡単で設置スペースも少なくて済み、かつ、従来と同等の効果が得られるサックバックシステムを備えた基板への処理液供給装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、基板の表面に対向して配置され基板表面へ処理液を吐出するノズルと、このノズルに接続された処理液供給管と、この処理液供給管を通して前記ノズルへ処理液を送給する処理液送給手段と、前記処理液供給管の途中に介挿された開閉弁と、前記処理液供給管の、前記ノズルと開閉弁との間に介挿され、前記開閉弁が閉じられた直後に、前記ノズルの先端部に存在する処理液を僅かに管内側へ引き戻すサックバックユニットと、を備えた基板への処理液供給装置において、前記サックバックユニットを、前記処理液供給管の管内流路の途中に設けられた処理液収容室を有するダイヤフラム部と、永久磁石を有し、前記ダイヤフラム部に対して変位可能に支持され、変位動作に伴って前記処理液収容室の内容積を変化させる変位部と、この変位部に対向して固定され、通電によって変位部を変位させる電磁石と、この電磁石と前記変位部との間に介設され、電磁石への通電時における変位部の変位方向と反対方向へ変位部を付勢して、電磁石への電流遮断に伴って変位部を変位させる弾発手段と、前記開閉弁が閉じられた直後に前記変位部を、前記ダイヤフラム部の処理液収容室の内容積を増加させるように変位させて、処理液収容室内へ処理液が吸引されるように、前記電磁石への通電・電流遮断を制御する制御手段と、を備えて構成したことを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明は、基板の表面に対向して配置され基板表面へ処理液を吐出するノズルと、このノズルに接続された処理液供給管と、この処理液供給管を通して前記ノズルへ処理液を送給する処理液送給手段と、前記処理液供給管の途中に介挿された開閉弁と、前記処理液供給管の、前記ノズルと開閉弁との間に介挿され、前記開閉弁が閉じられた直後に、前記ノズルの先端部に存在する処理液を僅かに管内側へ引き戻すサックバックユニットと、を備えた基板への処理液供給装置において、前記サックバックユニットを、前記処理液供給管の管内流路の途中に設けられた処理液収容室を有するダイヤフラム部と、電磁石を有し、前記ダイヤフラム部に対して変位可能に支持され、変位動作に伴って前記処理液収容室の内容積を変化させる変位部と、この変位部に対向して固定され、前記電磁石への通電に伴って変位部を変位させる永久磁石と、この永久磁石と前記変位部との間に介設され、前記電磁石への通電時における変位部の変位方向と反対方向へ変位部を付勢して、電磁石への電流遮断に伴って変位部を変位させる弾発手段と、前記開閉弁が閉じられた直後に前記変位部を、前記ダイヤフラム部の処理液収容室の内容積を増加させるように変位させて、処理液収容室内へ処理液が吸引されるように、前記電磁石への通電・電流遮断を制御する制御手段と、を備えて構成したことを特徴とする。
【００１３】
請求項１に係る発明の基板への処理液供給装置においては、処理液供給管に介挿された開閉弁を開き、処理液送給手段により処理液供給管を通してノズルへ処理液を送給し、ノズルから基板の表面へ処理液を吐出しているときは、制御手段によりサックバックユニットの電磁石へ通電する（もしくは電流遮断する）。これにより、電磁石に極性を生じて電磁石に対し永久磁石が反発し（もしくは電磁石の極性が消失して電磁石による永久磁石の吸引力が解除され）、永久磁石が設けられた変位部が弾発手段による付勢力に抗して（もしくは弾発手段による付勢力によって）ダイヤフラム部側へ変位し、ダイヤフラム部が偏位して処理液収容室の内容積が減少する。そして、基板の表面への処理液の供給が終了し、処理液供給管に介挿された開閉弁を開じると、その直後に、制御手段により電磁石への通電を遮断する（もしくは電磁石へ通電する）。これにより、電磁石の極性が消失して電磁石に対する永久磁石の反発力が解除され（もしくは電磁石に極性を生じて電磁石に永久磁石が吸引され）、永久磁石が設けられた変位部が弾発手段による付勢力によって（もしくは弾発手段による付勢力に抗して）ダイヤフラム部の反対側へ変位し、ダイヤフラム部が偏位して処理液収容室の内容積が増加する。この結果、処理液供給管の、サックバックユニットより下流側における管内部を満たしている処理液が処理液収容室内へ吸引され、ノズルの先端部に存在する処理液も処理液収容室の内容積の増加分だけ管内側へ引き戻されることになる。
【００１４】
請求項２に係る発明の基板への処理液供給装置においては、処理液供給管に介挿された開閉弁を開き、処理液送給手段により処理液供給管を通してノズルへ処理液を送給し、ノズルから基板の表面へ処理液を吐出しているときは、制御手段によりサックバックユニットの電磁石へ通電する（もしくは電流遮断する）。これにより、電磁石に極性を生じて永久磁石に対し電磁石が反発し（もしくは電磁石の極性が消失して永久磁石による電磁石の吸引力が解除され）、電磁石が設けられた変位部が弾発手段による付勢力に抗して（もしくは弾発手段による付勢力によって）ダイヤフラム部側へ変位し、ダイヤフラム部が偏位して処理液収容室の内容積が減少する。そして、基板の表面への処理液の供給が終了し、処理液供給管に介挿された開閉弁を開じると、その直後に、制御手段により電磁石への通電を遮断する（もしくは電磁石へ通電する）。これにより、電磁石の極性が消失して永久磁石に対する電磁石の反発力が解除され（もしくは電磁石に極性を生じて永久磁石に電磁石が吸引され）、電磁石が設けられた変位部が弾発手段による付勢力によって（もしくは弾発手段による付勢力に抗して）ダイヤフラム部の反対側へ変位し、ダイヤフラム部が偏位して処理液収容室の内容積が増加する。この結果、処理液供給管の、サックバックユニットより下流側における管内部を満たしている処理液が処理液収容室内へ吸引され、ノズルの先端部に存在する処理液も処理液収容室の内容積の増加分だけ管内側へ引き戻されることになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１は、この発明の１実施形態を示し、基板への処理液供給装置の概略構成を示す図であって、サックバックユニットの部分を縦断面で示す図である。処理液供給装置の基本構成は、上記した従来の装置と同様であるので、重複する説明を省略する。また、図１では、処理液供給管に設けられるフィルタなどの図示を省略している。
【００１７】
この処理液供給装置には、処理液供給管１４の、エアー開閉弁１８より下流側（ノズル１２とエアー開閉弁１８との間）にサックバックユニット１６が介挿されて設置されている。エアー開閉弁１８には、その操作部にエアー配管２０が連通接続されており、エアー配管２０は、エアー供給源に流路接続されている。エアー配管２０の途中には、流路切換弁２２が介設されており、流路切換弁２２は、コントローラ２４からの制御信号によって切換え操作されるようになっている。
【００１８】
サックバックユニット１６は、処理液供給管１４の管内流路の途中に設けられた処理液収容室２６を有するダイヤフラム部２８と、永久磁石３０を有しダイヤフラム部２８に対して上下方向へ変位可能に支持され、変位動作に伴って処理液収容室２６の内容積を変化させる変位部３２と、この変位部３２を上向きに付勢して、永久磁石３０に他の磁力が作用していないときに変位部３２を引き上げるばね部３４と、このばね部３４を介在させて変位部３２に対向するように固定され、通電によって変位部３２を下方向へ変位させる電磁石３６とを備えて構成されている。電磁石３６は、交流電源３８に電気的に接続されており、交流電源３８から電磁石３６への通電および電流遮断を切り換える切換スイッチ４０が回路中に設けられている。切換スイッチ４０は、流路切換弁２２の切換え操作と連動させてコントローラ２４からの制御信号により切換え操作されるようになっている。
【００１９】
図２により、変位部３２の変位動作について説明する。電磁石３６に通電されていないときは、図２の（ａ）に示すように、電磁石３６が磁性を帯びていないので、永久磁石３０に対して電磁石３６からの力は作用しない。このため、永久磁石３０が設けられた変位部３２は、ばね部３４の弾発力（収縮力）によって電磁石３６に対し接近する方向へ変位する。一方、電磁石３６に通電されたときは、図２の（ｂ）に示すように、電磁石３６が磁性を帯びて、電磁石３６および永久磁石３０の互いに対向する各面が同一極（図示例ではＮ極）同士となるので、電磁石３６に対して永久磁石３０が反発する。このため、永久磁石３０が設けられた変位部３２は、ばね部３４の弾発力（収縮力）に抗して電磁石３６から離れる方向へ変位する。そして、電磁石３６への通電が遮断されると、再び、図２の（ａ）に示すように、永久磁石３０が設けられた変位部３２がばね部３４の弾発力によって電磁石３６に対し接近する方向へ変位する。
【００２０】
次に、上記した構成のサックバックユニット１６を備えた処理液供給装置における動作について説明する。
【００２１】
コントローラ２４からの制御信号により、エアー配管２０に介挿された流路切換弁２２を切換え操作して（図１に示した状態とは異なる状態に切換え操作して）、処理液供給管１４に介挿されたエアー開閉弁１８を開き、処理液送給部から処理液供給管１４を通してノズル１２へ処理液、例えば塗布液を送給し、スピンチャック１０上に保持された半導体ウエハ等の基板Ｗの表面へノズル１２から塗布液を吐出して、基板Ｗを塗布処理する。このとき、コントローラ２４からの制御信号により、切換スイッチ４０を図１に実線で示すようにオンにして、サックバックユニット１６の電磁石３６へ通電する。これにより、図２の（ｂ）に示したように、電磁石３６に極性を生じて電磁石３６に対し永久磁石３０が反発し、永久磁石３０が設けられた変位部３２がばね部３４の弾発力に抗して下方向（ダイヤフラム部２８側）へ変位する。この結果、図１に示したように、ダイヤフラム部２８が変位部３２によって下向きに押圧され、処理液収容室２６の内容積が減少する。
【００２２】
基板Ｗの表面への塗布液の供給が終了すると、コントローラ２４からの制御信号により、エアー配管２０に介挿された流路切換弁２２を図１に示した状態に切換え操作して、処理液供給管１４に介挿されたエアー開閉弁１８を閉じ、ノズル１２への塗布液の送給を停止する。そして、エアー開閉弁１８を閉じた直後に、コントローラ２４からの制御信号により、切換スイッチ４０を図１に二点鎖線でで示すようにオフにして、電磁石３６への通電を遮断する。これにより、図２の（ａ）に示したように、電磁石３６の極性が消失して電磁石３６に対する永久磁石３０の反発力が解除され、永久磁石３０が設けられた変位部３２がばね部３４の付勢力によって上方向（ダイヤフラム部２８の反対側）へ変位する。この結果、ダイヤフラム部２８が元の状態に復帰し、この動作に伴って処理液収容室２６の内容積が増加する。そして、処理液収容室２６の内容積が増加することにより、処理液供給管１４の、サックバックユニット１６より下流側における管内部を満たしている塗布液が処理液収容室２６内へ吸引され、ノズル１２の先端部に存在する塗布液も処理液収容室２６の内容積の増加分だけ管内側へ引き戻される。サックバック量やサックバックスピードは、電磁石３６に流す電流値を調節することにより変化させることができるようにする。
【００２３】
なお、上記した実施形態では、電磁石３６に通電していないときに、永久磁石３０が設けられた変位部３２を、ばね部３４の弾発力（収縮力）によって電磁石３６に対し接近する方向へ変位させ、一方、電磁石３６に通電することにより、電磁石３６および永久磁石３０の互いに対向する各面が同一極となるようにして、電磁石３６に対して永久磁石３０を反発させ、永久磁石３０が設けられた変位部３２を、ばね部３４の弾発力（収縮力）に抗して電磁石３６から離れる方向へ変位させるようにしているが、電磁石３６に通電していないときに、永久磁石３０が設けられた変位部３２を、ばね部３４の弾発力（伸長力）によって電磁石３６から離れる方向へ変位させ、一方、電磁石３６に通電することにより、電磁石３６および永久磁石３０の互いに対向する各面が反対極となるようにして、電磁石３６に対して永久磁石３０を引き寄せ、永久磁石３０が設けられた変位部３２を、ばね部３４の弾発力（伸長力）に抗して電磁石３６に対し接近する方向へ変位させるようにしてもよい。この場合には、サックバックの際に、電磁石３６に対し電流遮断した状態から通電状態へ切り換えることになる。
【００２４】
また、上記した実施形態では、電磁石３６を固定し、永久磁石３０を変位部３２に取着するようにしているが、永久磁石を固定し、電磁石を変位部に取着するようにしてもよい。この場合において、電磁石に通電していないときに、電磁石が設けられた変位部を、ばね部の弾発力（収縮力）によって永久磁石に対し接近する方向へ変位させ、一方、電磁石に通電することにより、電磁石および永久磁石の互いに対向する各面が同一極となるようにして、永久磁石に対して電磁石を反発させ、電磁石が設けられた変位部を、ばね部の弾発力（収縮力）に抗して永久磁石から離れる方向へ変位させるようにしてもよいし、電磁石に通電していないときに、電磁石が設けられた変位部を、ばね部３４の弾発力（伸長力）によって永久石から離れる方向へ変位させ、一方、電磁石に通電することにより、電磁石および永久磁石の互いに対向する各面が反対極となるようにして、永久磁石に対して電磁石を引き寄せ、電磁石が設けられた変位部を、ばね部の弾発力（伸長力）に抗して永久磁石に対し接近する方向へ変位させるようにしてもよい。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１および請求項２に係る各発明によると、構成および制御が極めて簡単で、設置スペースも少なくて済み、設置コストも低廉であり、かつ、従来と同等の効果が得られる基板への処理液供給装置を提供することができる。また、各発明に係る処理液供給装置は、調整用ねじの緩み等による調整ずれのおそれがないため、長期にわたって安定的に駆動することができる。さらに、エアーの供給スピードを調整する必要がないため、装置の調整に要する時間を削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の１実施形態を示し、基板への処理液供給装置の概略構成を示す図であって、サックバックユニットの部分を縦断面で示す図である。
【図２】図１に示した装置におけるサックバックユニットの変位部の変位動作について説明するための模式図である。
【図３】従来のサックバックシステムの１例を示し、基板への処理液供給装置の概略構成を、一部を縦断面で示す図である。
【符号の説明】
Ｗ  基板
１０  スピンチャック
１２  ノズル
１４  処理液供給管
１６  サックバックユニット
１８  エアー開閉弁
２２  流路切換弁
２４  コントローラ
２６  処理液収容室
２８  ダイヤフラム部
３０  永久磁石
３２  変位部
３４  ばね部
３６  電磁石
３８  交流電源
４０  切換スイッチ
【図１】
2004179289.tif 000003
【図２】
2004179289.tif 000004
【図３】
2004179289.tif 000005