(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体搬送のための装置であって、当該装置は、
流入口開口径を有する流入口開口及び流出口開口径を有する流出口開口を有する長手圧力制御チャネルを規定する圧力流体ハウジングであって、圧力制御流体流入口を有する圧力流体ハウジングと、
前記長手圧力制御チャネル内に位置付けられたブラダーであって、該ブラダーは処理流体流入口と処理流体流出口とを有し、該処理流体流入口は前記圧力流体ハウジングの流入口開口に挿入されており、該処理流体流出口は前記圧力流体ハウジングの流出口開口に挿入されており、該ブラダーは、該処理流体流入口と該処理流体流出口との間に長手方向の流路を規定し、該ブラダーは、該ブラダーによって規定される容積が増減し得るように、前記長手圧力制御チャネル内で膨張及び収縮するように構成され、ブラダー断面高さよりも大きいブラダー長さを有するブラダーと、
前記長手圧力制御チャネルであって、前記ブラダーが前記圧力流体ハウジングの流入口開口と前記圧力流体ハウジングの流出口開口でのみ前記圧力流体ハウジングと接触するように、前記長手圧力制御チャネルは前記ブラダーの外表面を包囲する圧力制御流体を含むように構成され、前記圧力制御流体流入口は、前記圧力制御流体が前記長手圧力制御チャネルに出入りし得るように構成される、長手圧力制御チャネルと、
流体流入導管を介して、前記前記流入口開口に接続され、処理流体が前記ブラダーに入る前に、あるフィルタリング速度で該処理流体をフィルタリングするように位置付けられた、フィルタと、
前記長手圧力制御チャネルから前記圧力制御流体を選択的に取り除いて、前記ブラダーの容積を増加させ、前記長手圧力制御チャネル内に前記圧力制御流体を選択的に増やして、前記ブラダーの容積を減少させる圧力制御システムを作動させるように構成されるコントローラと、を含み、
前記コントローラは、前記処理流体が前記ブラダー内に集まるように、前記流入口開口及び前記流出口開口よりも大きい径にまで前記ブラダーを膨張させ、その後、前記ブラダーの容積を収縮させて、前記フィルタリング速度よりも大きい、前記流出口開口を通じた流速を提供するように構築又は構成された、装置。
【請求項２】
前記長手圧力制御チャネル内にある前記圧力制御流体の圧力を検出する圧力センサをさらに含む、請求項1に記載の装置。
【請求項３】
流体流出導管を介して、前記流出口開口に接続されるディスペンスノズルをさらに含む、請求項1に記載に装置。
【請求項４】
前記ディスペンスノズルは、前記処理流体を基板上にディスペンスするように構成される、請求項3に記載の装置。
【請求項５】
前記ブラダーは、円形、楕円形及び矩形からなる群から選択される断面形状を有する、請求項1に記載の装置。
【請求項６】
前記圧力制御システムは、前記ブラダーを包囲するガスを選択的に増減させる気体式システムを有する、請求項1に記載の装置。
【請求項７】
前記圧力制御システムは、前記ブラダーを包囲する液体を選択的に増減させる液体式システムを有する、請求項1に記載の装置。
【請求項８】
前記ブラダーは、前記処理流体流入口及び前記処理流体流出口にフランジを有し、該フランジは前記圧力流体ハウジングに接続して、流体封止接続を形成する、請求項1に記載の装置。
【請求項９】
前記気体式システムは、前記長手圧力制御チャネルに前記圧力制御流体を出入りさせるピストンを用いる、請求項6に記載の装置。
【請求項１０】
流体搬送のための装置であって、当該装置は、
流入口開口径を有する流入口開口及び流出口開口径を有する流出口開口を有する圧力制御チャンバを規定する圧力流体ハウジングであって、圧力制御流体を含む、圧力流体ハウジングと、
前記圧力制御チャンバ内に位置付けられたブラダーであって、該ブラダーは処理流体流入口と処理流体流出口とを有し、該処理流体流入口は前記圧力制御チャンバの流入口開口に挿入されており、該処理流体流出口は前記圧力制御チャンバの流出口開口に挿入されており、該ブラダーは、該処理流体流入口と該処理流体流出口との間に実質的に線形な流路を規定し、該ブラダーは、該ブラダーによって規定される容積が増減し得るように、前記圧力制御チャンバ内で膨張及び収縮するように構成され、ブラダー断面高さよりも大きいブラダー長さを有するブラダーと、
前記ブラダーの外表面を周方向に包囲する圧力制御流体を含むように構成され、前記ブラダーが前記圧力制御チャンバの流入口開口と前記圧力制御チャンバの流出口開口でのみ前記圧力流体ハウジングと接触する前記圧力制御チャンバであって、前記圧力制御チャンバの流入口開口と前記圧力制御チャンバの流出口開口との間にある前記ブラダーの外表面にかかる、前記圧力制御流体の流体圧力を選択的に増減させる圧力制御機構と適合する、前記圧力制御チャンバと、
流体流入導管を介して、前記前記流入口開口に接続され、処理流体が前記ブラダーに入る前に、あるフィルタリング速度で該処理流体をフィルタリングするように位置付けられた、フィルタと、
圧力制御機構を作動させ、前記ブラダーによって規定される前記容積が選択的に増減するように、前記圧力制御チャンバの流入口開口と前記圧力制御チャンバの流出口開口との間にある前記ブラダーの外表面にかかる前記圧力制御流体の流体圧力を選択的に増減させるように構成されるコントローラと、を含み、
前記コントローラは、前記処理流体が前記ブラダー内に集まるように、前記流入口開口及び前記流出口開口よりも大きい径にまで前記ブラダーを膨張させ、その後、前記ブラダーの容積を減らして、前記流出口開口を通じて、前記フィルタリング速度よりも大きい流速を提供するように構築又は構成される、装置。
【請求項１１】
前記圧力制御機構は、前記ブラダーを包囲するガスを選択的に増減させる気体式システムを有する、請求項10に記載の装置。
【請求項１２】
前記圧力制御機構は、前記ブラダーを包囲する液体を選択的に増減させる液体式システムを有する、請求項10に記載の装置。
【請求項１３】
液体搬送のための当該装置は、半導体ウェハ上に流体をディスペンスするように構成されるコータデベロッパシステムのコンポーネントである、請求項10に記載の装置。
【請求項１４】
前記ブラダーの膨張又は収縮により生じる前記圧力制御流体の圧力変化に応じた圧力測定信号を送信するように構成される圧力センサをさらに含む、請求項10に記載の装置。
【請求項１５】
前記ブラダーは、ゴム、合成ゴム、エラストマー、シンウォール金属、ステンレス鋼及び塩化ポリマーエラストマーからなる群から選択される弾性のある材料で構築される、請求項1に記載の装置。
【請求項１６】
圧力検出のための装置であって、当該装置は、
流入口開口及び流出口開口を有する圧力制御チャンバを規定する圧力流体ハウジングであって、圧力制御流体流入口を有する圧力流体ハウジングと、
前記圧力制御チャンバ内に位置付けられるブラダーであって、該ブラダーは処理流体流入口及び処理流体流出口を有し、該処理流体流入口は前記圧力流体ハウジングの流入口開口に接続され、該処理流体流出口は前記圧力流体ハウジングの流出口開口に接続され、該ブラダーは、該処理流体流入口と該処理流体流出口との間に長手方向の流路を規定し、該ブラダーは、該ブラダーによって規定される容積が増減し得るように、前記圧力制御チャンバ内で膨張及び収縮するように構成され、ブラダー断面高さよりも大きいブラダー長さを有するブラダーと、
流体流入導管を介して、前記前記流入口開口に接続され、処理流体が前記ブラダーに入る前に、あるフィルタリング速度で該処理流体をフィルタリングするように位置付けられたフィルタであって、該フィルタを通り流れる該処理流体としてのフォトレジストの純度を上げるように構成されたフィルタと、
流体流出導管を介して、前記流出口開口に接続されたディスペンスノズルであって、半導体基板上方に位置決め可能なディスペンスノズルと、
前記ブラダーの外表面に接触する圧力制御流体を含むように構成された前記圧力制御チャンバであって、前記ブラダーの外表面にかかる、前記圧力制御流体の流体圧力を選択的に増減させる圧力制御機構を含む圧力制御チャンバと、
前記圧力制御機構を作動させ、選択的に、前記ブラダーが容積において膨張し、前記ブラダー内に処理流体を収集することをさせるコントローラと、を含み、
前記処理流体を収集したら、前記コントローラは、選択的に、前記圧力制御機構を作動させ、前記ブラダーが容積において収縮し、前記フィルタを通じた前記フィルタリング速度よりも大きい前記ディスペンスノズルを通じた流速で前記処理流体を前記ディスペンスノズルからディスペンスするようにさらに構成される、装置。
【請求項１７】
前記ブラダーは、ゴム、合成ゴム、エラストマー、シンウォール金属、ステンレス鋼及び塩化ポリマーエラストマーからなる群から選択される弾性のある材料で構築される、請求項16に記載の装置。
【請求項１８】
前記ブラダーの内面は、フォトレジスト及び乳酸エチル、シクロヘキサノンを含む溶媒を含む化学品に耐える化学耐性材料でコーティングされる、請求項17に記載の装置。
【請求項１９】
前記化学耐性材料は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)及びペルフルオロアルコキシアルカン(PFA)からなる群から選択される、請求項18に記載の装置。
【請求項２０】
前記化学耐性材料は、フィラメントアシスト化学気相付着又はイニシエーション化学気相付着を介して付着される、請求項19に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、2014年1月26日に出願された”Inline  Dispense  Capacitor”と題する、米国仮特許出願第61/931,680号の利益を主張する。この出願の全ての内容は、ここに参照として援用される。また、本願は、2014年5月1日に出願された”Inline  Dispense  Capacitor”と題する、米国仮特許出願第61/987,013号の利益も主張する。この出願の全ての内容は、ここに参照として援用される。
【０００２】
本開示は、半導体製造に関する。特に、膜のディスペンス/被覆及び現像の処理及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
コータ/デベロッパツールでの種々の処理では、特定種類の処理用に基板又はウェハにディスペンスされる様々な化学品が特定される。たとえば、種々のレジスト又はフォトレジストのコートが基板表面にディスペンスされ得る。また、種々の現像液及び溶液がウェハ上にディスペンスされ得る。しかし、種々の化学品をウェハ上にディスペンスする際に、ディスペンスされる化学品内にある不良を回避するという課題がある。化学品内にあるあらゆる小さな不純物又は凝固物は、ウェハに不良を形成し得る。半導体フィーチャはその大きさが小さくなり続けているため、ディスペンスされる化学品に由来する不良を回避及び除去することは増々重要になっている。
【発明の概要】
【０００４】
基板上にディスペンスされる液体に由来する不良を回避する一つの方策は、コータ/デベロッパツールで用いる前処理フィルタ化学品を購入することである。しかし、そのような前処理フィルタ化学品は、非常に高価であり得るし、前処理フィルタにも関わらず、搬送又は利用時に化学品中に不良を生じ得る。不良を回避する他の選択肢は、半導体製造ツール(例えば、コータ/デベロッパ)で、基板上にディスペンスする直前に化学品をフィルタリングすることである。ディスペンスの直前でフィルタリングすることにより流速の低下がある。例えば、純度要件を満たすように十分にフィルタされた流体を搬送するには、比較的微細なフィルタが必要となる。微細なフィルタを用いることによる課題は、そのようなフィルタは、流体化学品がこの比較的微細なフィルタを通して押されるときに、所与の化学品の流速が減少してしまうことである。多くの半導体製造処理は、特定のパラメータに忠実な流速で、特定の化学品をディスペンスする必要がある。そのような所与の特定の流速を上回る、又は下回る流速では基板に不良を生じうる。言い換えると、増々微細化するフィルタを通して、許容可能な程度に大きい速度で流体を押すことは難しい。
【０００５】
本明細書において開示した技術は、相対的に低速な流体フィルタリング速度を補償すると同時に、特定したディスペンス流速を提供する、システムを提供する。言い換えると、本明細書におけるシステムは、フィルタされた液体を、フィルタリング速度よりも大きいディスペンス速度で、基板上にディスペンスし得る。そのようなシステムは、フィルタとディスペンスノズルとの間に置かれたディスペンスキャパシタを含み得る。ディスペンスキャパシタは、流速及び/又は圧力を増減させるように選択的に曲がる弾性メンブレン又は表面を含む。さらに、ディスペンスキャパシタは、不良誘発構造には拘束されない実質的に線形の流速導管を規定する。一実施形態においては、システムは、フィルタとディスペンスノズルとの間にある搬送ライン内で流体の量を増加させるのに外側に膨らみ(flex)得る、並びに/又は、特定の圧力及び/若しく流速を維持するように搬送ライン内の流体の量を減少させるように収縮し得る、ブラダー又は弾性ラインコンポーネントを含み得る。そのようなシステムは、フィルタリング速度よりも大きい特定のディスペンス速度をそれでも維持しつつ、所与のディスペンス化学流体がウェハ上にディスペンスされる直前に、比較的微細なフィルタでフィルタリングされる点で、有益である。
【０００６】
当然のことながら、本明細書で記載するように、別々の工程についての説明を明確性の目的のためにある順序で提示する。一般的に、これらの工程は任意の適切な順序で実行され得る。また、本明細書において、別々の特徴、技術、構成等のそれぞれを、本開示の別々の箇所で説明するが、各概念は、互いに独立して実行しても、又は互いに組み合わせて実行してもよいものとする。したがって、本発明は多くの異なるやり方で具現化、及び評価し得る。
【０００７】
この発明の概要では、全ての実施形態及び/又は本開示若しくは特許請求の範囲に記載された発明の付加的な新規な観点を特定しない。代わりに、この発明の概要は、別々の実施形態の予備的な検討及びこれに対応する従来技術に対する新規な点のみを提供する。本発明及び実施形態の追加の詳細及び/又は可能性としてあり得る観点については、以下にさらに説明するように、本開示の詳細な説明及びこれに対応する図面を参照されたい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の種々の実施形態とそれらに伴う多くの効果についてのより完全な理解が、添付の図面とともに考慮される以下の詳細な説明を参照することにより、容易に得られる。図面は縮尺通りである必要はなく、代わりに、特徴、原理及び概念を図示することに強調が置かれている。
【０００９】
【図１】図1は、本明細書に記載する、ディスペンスキャパシタの概略断面図である。
【００１０】
【図２】図2は、本明細書に記載する、ディスペンスキャパシタの概略断面図である。
【００１１】
【図３】図3は、本明細書に記載する、ディスペンスキャパシタのための制御システムの簡略模式図である。
【００１２】
【図４】図4は、本明細書に記載する、ディスペンスキャパシタの実施形態例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本明細書の技術は、インラインディスペンスシステムとして具現化され得る。このインディスペンスシステムは、微細加工用の流体フィルタリングにしばしば伴うフィルタラグを補償する。本明細書におけるこのディスペンス溶液は不良生成の可能性を減少させる。従来は、(圧力測定装置、リザーバ等について)流体ラインにあるデッドラグ又はそこにある他の不連続性を有する流体搬送システムは、流体中に不良を生成する可能性が十分にあった。流体接続部は、流体導管壁(内側壁)上の不完全性を減らすように設計される。任意の粗い接続部又は屈曲部は、流体が再循環する場所、流速が落ちる場所、そうでなければ、フローが止まることにより、凝固物を生じさせ得る場所を生じさせる可能性がある。ゆえに、ピストン、バッフル又は側面に取り付けられたリザーバを有することで、詰まってしまう多くの望ましくない交差フロー及び場所を生じさせ得る。そのような交差フロー及び低速スポットは、流体内での粒子生成につながる可能性があり、所与の基板(シリコンウェハなど)上にディスペンスされるときに、それらの粒子が不良になる。
【００１４】
したがって、本明細書におけるシステムは、インライン(線形)ブラダー装置を含む。このインラインブラダーが、交差フローを有する流体、又は流体フローの低速化を許容しない貫通チューブ(大体均一の断面)として構成されるときに、より良好なディスペンス結果が得られる。非ディスペンス期間、つまり、流体が対応するノズルから基板にされていないときに、処理流体は、その処理流体が微細フィルタ(マイクロフィルタ)を通して押された後、このブラダーに集まり得る。一実施形態においては、ディスペンスキャパシタは、ディスペンスキャパシタに流入する直前にフィルタリングされた流体で充填されるように非ディスペンス期間で構成される。いくつかのディスペンス用途例においては、所与の流体が所定の流速でディスペンスされ(毎秒0.4〜1.4立方センチメートルなど)、この流体は、比較的短い時間(約1秒など)で(基板上に)ディスペンスされ、その後、流体ディスペンスシステムは残りの期間については再度利用されなくてよい。この残りの期間は、約15秒〜60秒、又はそれ以上でもよい。
【００１５】
ノズルからのディスペンスが再始動するときに、インラインのブラダーは処理流体を収集する状態から処理流体を排出する状態に逆転する。言い換えると、この実質的に線形のブラダーは、ある量の処理流体を収集するのに膨張し、その後、収集されたある量の流体を排出することによって、特定の処理流体流速の維持を補佐するのに選択的に収縮される。ゆえに、そのような構成は、ディスペンスキャパシタを有するシステムを提供し、このディスペンスキャパシタは、流体の蓄積を受け入れるのに膨張し、積み上げた流体の蓄積を放出するのを助けるのに収縮しつつ、その間、ブラダーを通した処理流体の実質的に線形の流路を維持する。
【００１６】
ディスペンスキャパシタの膨張及び収縮は、インラインのブラダーを包囲する圧力制御流体を制御する、結合された気体式又は液体式システムを介して得られる。インラインのブラダーは、円形、方形(square)、楕円形等の種々の断面形状であり得る。本明細書における実施形態を記述する際は、便宜上、大体楕円形又は円形を有するブラダーに主に焦点を当てる。異なる断面形状であれば、異なる利点がある。楕円の断面形状を有するブラダーを用いることによる一つの利点は、膨張及び収縮についての主なたわみ表面となり得る、二つの相対的に平坦な対向面があることである。実質的に均一又は対称の断面形状(円形の断面など)においては、全ての側壁表面がおおよそ均一に膨張及び収縮することができるだろう。
【００１７】
図1を参照して、液体搬送のための装置(ディスペンスキャパシタなど)の簡略模式図を図示し、本明細書で記載する。この装置は、圧力流体ハウジング120を含む。この圧力流体ハウジング120は、圧力制御チャンバ121を規定する。圧力流体ハウジングとは、種々の圧力下で、流体を受け取る、及び流体を包含するように構成されるハウジング又は構造を示す。圧力制御チャンバ121は流体流入口123と、流体流出口124とを有する。圧力流体ハウジングは、圧力制御流体127を含むように構成される。任意の材料を圧力流体ハウジング120の構成に用い得る。圧力制御チャンバは、種々の形状及び構成で具現化され得ることに留意する。例えば、いくつかの実施形態においては、圧力流体ハウジング120は、長手圧力制御チャネルを規定し得る。言い換えると、ブラダー115とおおよそ同じ形状を有するチャンバが規定される。そのような実施形態においては、圧力流体ハウジングは、圧力制御流体流入口を含み得る。他の実施形態においては、圧力制御ハウジングの全体側又は部分は、作動して圧力勾配を生成し得る。
【００１８】
ブラダー115、その他の膨張可能/収縮可能な導管は、圧力制御チャンバ121内に位置付けられる。ブラダー115は、圧力制御チャンバ121の流体流入口123に接続する処理流体流入口111を有する。ブラダー115は、また、圧力制御チャンバ121の流体流出口124に接続する処理流体流出口112を有する。ブラダー115は、処理流体流入口111と処理流体流出口112との間に大体線形の流路を規定する。ゆえに、処理フロー流体110は、一般的に、ブラダー115を通して線形に流れ得る。例として、処理フロー流体110は、所与の基板上への付着のための、フォトレジスト組成物、ブロック共重合体、溶媒等である。
【００１９】
ブラダー115は、ブラダーにより規定される容積が増減し得るように、圧力制御チャンバ内で(又は、長手方向の圧力制御チャネル)膨張及び収縮するように構成されている。ブラダー115は、そのブラダー断面高さよりも、大きいブラダー長さを有する。言い換えると、箱形又は球形を形成する従来のブラダー(燃料ブラダーなど)ではなく、本明細書におけるブラダー115は、概して、線形(流路)を有するように構成されている。
【００２０】
圧力制御チャンバ121(又は、長手圧力制御チャネル)は、ブラダー115を包囲する圧力制御流体127を含むように構成されている。圧力制御チャンバ121は、ブラダー115の外表面にかかる、圧力制御流体127の流体圧力を選択的に増減させる圧力制御機構140を含む。コントローラは圧力制御機構140を作動させるように構成されている。このコントローラは、ブラダーにより規定される容積が選択的に増減するように、ブラダー115の外表面にかかる、圧力制御流体127の流体圧力を選択的に増減させる。図1でのブラダー115は、膨張状態を示して図示していることに留意する。この膨張は、例示を目的としているだけであって、実際のそのような膨張は容易に視認できないので、縮尺通りではない。
【００２１】
一実施形態においては、圧力制御機構は、圧力制御流体127を圧力制御チャンバ121から引き抜くこと、及び圧力制御流体127を圧力制御チャンバ121に押し込むことを含み得る。そのような圧力制御機構又はシステムは、ブラダーを包囲するガス又は液体を選択的に増減させる気体式又は液体式システムを用いることを含み得る。そのようなシステムは、例えば、処理制御流体を圧力制御チャンバの内に入れたり、その外に出したりするように動かすピストンを用いる。いくつかの実施形態においては、そのようなピストンは、圧力制御チャンバの外に設置し得る。他の実施形態においては、ピストン面が圧力制御チャンバの一壁面又は内周面を規定し得る。
【００２２】
圧力制御チャンバ内でブラダー115を包囲するのは、圧力制御流体127である。圧力制御流体127は、圧力流体ハウジング内に含まれ得るのと同時に、処理フロー流体110から隔てられてもいる。ハウジング内に一以上の開口が用いられて、ハウジング内の圧力制御流体の量を増減させ得る。これには、圧力制御ハウジング結合した気体式又は液体式システムを用いる。圧力制御流体は、任意の液体の適合流体(鉱物油、石油、水等)であり得る。流体には、また、種々のガスが含まれ得る。別の方法としては、気体式システムが、処理フロー流体を充填及び排出するのに用いられ得る。さらに別の方法としては、ブラダーの表面を内側又は外側に物理的に動かす機械的システムがある。処理フロー流体110は、コーティング/デベロップ又はリソグラフィー処理で用いられる任意の流体数であり得る。処理流体には、フォトレジスト、デベロッパ、エッチング溶液、ポリマー溶液等が含まれ得る。圧力流体ハウジングのために選択される材料は、ブラダーの材料に比べて、一般的には硬質のものであるべきである。ブラダーの材料は、弾性はあるが流体不浸透性の種々の材料(種々のメンブレーン、金属、テフロン(登録商標)、重合体、エラストマー、ゴム、テフロン(登録商標)被覆ゴム材料等)から選択される。本質的には、ある量の流体を取集し、その収集した量の流体を流出口又はディスペンサ(ノズル)に向けて押し出すだけの十分なたわみを提供する任意の材料及び/又は材料厚さを有するものでよい。
【００２３】
図3は、流体ディスペンス装置例の使用を図示する簡略制御図である。動作においては、所与の処理流体が圧力制御液体アンプル150に格納されている。この圧力制御液体アンプルは、処理流体をアンプルから導管又はパイプを介してフィルタ133に向けて搬送する機構を含み得る。フィルタ133を通して処理流体を押すことは、高純度フィルタを用いるときは、比較的低速な処理となり得る。例として、フィルタリング速度は、処理流体を基板上に付着させる特定のディスペンス速度よりも遅い可能性がある。精製された処理フロー流体がフィルタ133を通過した後、処理フロー流体は流体ハウジング内のブラダー115内で集まり始める。ピストン142は圧力流体システムを作動させるのに用い得る。線形ドライブ144は、例えば、ピストン142を引いて、圧力制御チャンバ内の圧力制御流体の量を減少させる。これにより、ブラダー115は流体ハウジング内で膨張し、より多くの量の処理フロー流体を収集することが可能となる。
【００２４】
そのような処理フロー流体の取集は、ディスペンスバルブ136がオン及びオフ位置にいるときに発生する。ゆえに、液体ハウジングである圧力流体ハウジング120の内部にあるブラダー115内で処理フロー流体は集まる。十分な量の処理フロー流体がブラダー内で取集されると、ディスペンスキャパシタシステムは、ディスペンス液体を所与の基板にノズル137を介して特定のフロー速度でディスペンスする。このフロー速度は、フィルタリング速度よりも大であり得る。途中(in  the  line)の圧力は、(圧力制御液体アンプル150を用いて)処理フロー流体源で維持されて、高純度のフィルタを通した逆流を防止する。これは、ブラダー115が収縮している間でも、ある量の処理フロー流体がフィルタ133を通して動き続けられるような十分な圧力を有することによっても、得ることができる。フィルター逆流が防止されることで、線形ドライブ144はピストン142を動かして、より多くの圧力制御流体が圧力制御チャンバに流入するようにする。圧力制御流体の増量により、本質的にはブラダーが絞られて、このブラダーが、システム導管又はパイプを通してノズル及び、最終的には、基板105(目標ウェハなど)に向けて収集された処理フロー流体を継続する。いくつかの実施形態においては、ブラダーを制御するための圧力流体ハウジングの代わりに絞りを用い得る。
【００２５】
本明細書における技術は、フィルタ133を通じてフローの継続性を維持し得ることに留意する。つまり、ブラダーが充填している間、及びノズルがディスペンスしている間、処理流体は高純度フィルタを通り抜けて流れている。ディスペンス動作の間にフィルタを横切る方向での圧力の低下があったとしても、流体は、フィルタを通り抜け得る。フローの継続性(継続的なフィルタリングを含む)を維持することの利点は、フィルタの表面に蓄積した不純物(フィルタによって捕えられたもの)が溶液中に逆流する機会がないことである。他の実施形態においては、逆流が起きないように、ディスペンスバルブの前の途中の場所及び、フィルタとディスペンスキャパシタとの間のホース部に流体静力学ロックを用いることを含み得る。他の利点は、流体源とディスペンスノズルとの間等に、実施形態が流体搬送システムにデッドスペースを生じさせない(zero  dead  space)ようにし得ることである。デッドスペースが全く生じないこことで、不良が作成される機会がさらに制限される。
【００２６】
コントローラ145は、PID(比例/積分/微分)コントローラなどであり、気体又は液体の圧力を制御して、処理フロー流体がノズルから出射するときの処理フロー流体の特定の流速を生成するのに用いられ得る。ノズルでの流体のディスペンスが完了した後は、ノズルは閉じられて、処理フロー流体は次のディスペンス動作又は一連のディスペンス動作に備えて、ディスペンスキャパシタシステムのブラダー内での収集を再び開始する。圧力センサ147が、PIDコントローラにフィードバックを提供するように用いられ得ることに留意する。別の選択肢としては、圧力センサが圧力制御チャンバ内に統合され得る。それにより、ディスペンス動作中に処理フロー流体の圧力を読み取るための別途のT接続を設ける必要性を除くことができる。
【００２７】
図4は、流体搬送装置の実施形態例の断面図である。図4は、圧力流体ハウジング120、圧力制御チャンバ121及びブラダー115を示す。ブラダー115は、流体流入口及び流体流出口にそれぞれフランジを含み得ることに留意する。圧力制御流体流入口117は、圧力制御システムに取り付けられ得る。ブラダーは膨張及び収縮するため、ブラダーの各端をハウジングに固定することが適切な動作の維持に有益である。フランジ119はリップの周りで圧縮され、封止を生成することで、流体の漏出が防止され、また、処理フロー流体がそのような接続スポットで流体が遅くなることによる不良を形成しないようにする。ブラダー115は、いくつかの実施形態においては、大体楕円の断面形状を有し得る。楕円形状のブラダー又は角が丸められた矩形のブラダーを用いることによって、ブラダーのたわみが主に対向する平面で起きるように設計され得る。
【００２８】
種々の材料がブラダーを構成するのに選択し得る。弾性のある(flexible)材料例には、ゴム、合成ゴム、エラストマー、シンウォール金属、ステンレス鋼、塩化ポリマーエラストマー等が含まれ得る。いくつかの実施形態においては、ブラダーの内面は、保護、不良削減等のためにコーティングされ得る。内側コートは、フォトレジスト及び乳酸エチル、シクロヘキサノン等の溶媒並びに他のものに耐えるように選択される化学耐性材料を含み得る。化学耐性材料例には、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ペルフルオロアルコキシアルカン(PFA)が含まれる。化学気相付着(CVD)及びフィラメントアシストCVDを含む種々の付着技術によって、付着が行われ得る。化学気相付着については、比較的低い圧力環境が用いて、ブラダーの全長を通じて均一の範囲を確保する。別の実施形態としては、相対的シンウォール型に合成ゴム若しくはエラストマーを外側被覆する、又はポリテトラフルオロエチレン(PTEE)、ペルフルオロアルコキシアルカン(PFA)、塩化エラストマー等の化学耐性材料からできたものを挿入したものがある。いくつかの実施形態においては、シンウォール金属を用い得る。金属ブラダーとともにPTFE/PFA流体接続を用いると有益ではあり得る。他の実施形態は、2ショット成型を含む。この2ショット成型では、まず、ライナーとして化学耐性材料が形成され、エラストマーが所与の型の残りの部分を充填するように形成される。他の実施形態は、射出整形、ブロー成形又は、ゴム若しくはエラストマーを用いない、PFA、PTFE及び類似の材料のマッチングを用い得る。当業者は、ブラダーを通じて流される所与の処理流体に特有の多くの異なる種類の材料及び/又はコートが選択可能であると理解する点に留意する。
【００２９】
本明細書においいて、装置は、コータ、デベロッパ等の半導体製造ツール、リソグラフィーツール及び洗浄システムに組み込まれ得る。本明細書において、システムは、種々な粘度の流体に最適化され得る。種々の制御回路及び機構がディスペンス装置の動作を最適化するのに組み込まれ得るものと理解するべきである。例えば、圧力変換器、減圧器、粒子計測システム、デジタル・アナログ入出力、マイクロプロセッサ、電源等がある。
【００３０】
他の実施形態は、ディスペンスキャパシタ、圧力検知装置又はこれらの両方としての装置を用い得る。圧力検知機構としてのブラダー装置を用いるとT形状流路が必要とされない点で有益となり得る。可能な限り流路を滑らかかつ連続的に保つことで、凝固物が生じる可能性を減少させる。
【００３１】
一実施形態は、圧力センサ装置を含む。これは、圧力流体ハウジングを含む。この圧力流体ハウジングは、圧力測定チャンバ又は、長手圧力測定チャネルを規定する。ブラダーが、その圧力測定チャンバ又はその長手圧力測定チャネル内に位置付けられる。この実施形態は、対応する流体流入口および流出口を有する、上記のブラダーを含む。圧力センサは、その長手圧力測定チャネルが圧力測定流体で充填されるとき、その圧力センサがその圧力測定流体と接触するように、その長手圧力測定チャネル内に位置付けられる。その圧力センサは、そのブラダーの膨張又は収縮により生じたその圧力測定流体の圧力の変化に応じた圧力測定信号を送信する。いくつかの実施形態においては、圧縮不可能な流体が用いられ得る。そのような実施形態は、上記のディスペンス装置とは別々でも、組み合わせることもできる点に留意する。
【００３２】
この構成の一つの利点は、(フォトレジストなどの)処理流体が圧力センサと直接的に接触しないため、比較的不活性な流体が圧力測定流体として用いられ得ることである。圧力センサは、ブラダーの膨張又は収縮により生じた圧力測定流体の圧力の変化に応じた圧力測定信号を送信するように構成され得る。図2は、圧力センサ装置として、ブラダー及び圧力流体ハウジングを用いる実施形態例を図示している。図2の圧力センサ155が、別の選択肢として、図1に追加されて、合成されたディスペンスキャパシタ及び圧力センサの合成を作りだしてもよい。
【００３３】
前述の記載においては、処理システムの特定の構造、そこで用いられる様々なコンポーネント及び処理の記載等の特定の詳細が説明している。しかし、本明細書における技術は、それら特定の詳細とは異なる（depart  from）他の実施形態で実施してもよく、そして、そのような特定の詳細は、説明することを目的としているのであって、限定することを目的とはしていないと理解するべきである。本明細書において開示した実施形態は、添付の図面を参照して記載している。同様に、説明することを目的として、特定の番号、材料及び構成が完全な理解を提供するべく説明している。そうであっても、実施形態は、そのような特定の詳細がなくても実施される可能性がある。実質的に同じ機能的構成を有するコンポーネントは、類似する参照文字で示したため、冗長な委細は省略されている可能性がある。
【００３４】
様々な技術を、複数の個別の動作として記載していることにより、種々の実施形態を理解するのに役立っている。記載の順序は、それらの動作が必ず順序依存していることを示唆するものとして解釈するべきではない。全くもって、これらの動作は、提示した順序で実行する必要はない。記載した動作は、記載した実施形態とは異なる順序で実行してもよい。追加の実施形態においては、様々な追加の動作を実行してもよく、及び/又は記載の動作を省略してもよい。
【００３５】
本明細書において用いた「基板(substrate」又は「目標基板」は、概して、本発明に従って処理する対象物(object)を示す。基板は、装置、特には、半導体又は他の電子装置の任意の重要な部分又は構造を含んでよい。また、基板は、例えば、半導体ウェハ、レチクル等のベース基板構造又は、薄膜フィルム等のベース基板構造の上又は上位の層でもよい。つまり、基板は特定のベース構造、下層又は上層、パターン処理済又はパターン未処理のものには限定されず、むしろ、そのような層又はベース構造並びにそのような層及び/又はベース構造の任意の組み合わせを含むことが検討される。本明細書は、特定の種類の基板を参照している可能性があるが、説明することのみを目的としている。
【００３６】
本技術分野の当業者は、本発明と同じ目的を達成しつつ、上記に説明した技術の動作に対してなされる多くのバリエーションがあり得ることも理解するだろう。そのようなバリエーションは、本開示の範囲内であることが意図される。そのため、本発明の実施形態の上述の記載は、限定することを意図していない。むしろ、本発明の実施形態についての任意の限定事項は、次の特許請求の範囲で提示される。
【図１】
0006297170.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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