(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタ入口に接続される液体導入流路を介して液体収容部に連通されるフィルタと、ポンプ入口流路を介してフィルタ出口に接続され拡張収縮するポンプ室を有するポンプと、ポンプ出口に液体吐出流路を介して接続された液体吐出部と、前記ポンプから吐出された液体を前記液体導入流路側に戻す戻し流路とを有する薬液供給装置を用いた薬液供給方法であって、
前記戻し流路と前記液体吐出流路とを閉じた状態のもとで、前記ポンプ室を拡張させて前記液体収容部内の液体を前記フィルタを介して前記ポンプ室内に吸入する吸入工程と、
前記フィルタのベントポートと前記戻し流路とを開きかつ前記液体導入流路と前記液体吐出流路と前記ポンプ入口流路とを閉じた状態のもとで、前記ポンプ室を収縮させて前記ポンプ室内の液体を前記フィルタ側に戻して前記フィルタ内の空気を外部に排気する排気工程と、
前記戻し流路と前記ポンプ入口流路とを閉じた状態のもとで、前記ポンプ室を収縮させて前記液体吐出部から液体を吐出する吐出工程とを有することを特徴とする薬液供給方法。
【請求項２】
請求項１記載の薬液供給方法において、前記吸入工程と前記排気工程とを複数回繰り返した後に前記吐出工程を行うことを特徴とする薬液供給方法。
【請求項３】
フィルタ入口に接続される液体導入流路を介して液体収容部に連通されるフィルタと、ポンプ入口流路を介してフィルタ出口に接続され拡張収縮するポンプ室を有するポンプと、ポンプ出口に液体吐出流路を介して接続された液体吐出部と、前記ポンプから吐出された液体を前記液体導入流路側に戻す戻し流路とを有する薬液供給装置を用いた薬液供給方法であって、
前記戻し流路と前記液体吐出流路とを閉じた状態のもとで、前記ポンプ室を拡張させて前記液体収容部内の液体を前記フィルタを介して前記ポンプ室内に吸入する吸入工程と、
前記戻し流路と前記液体導入流路とを開きかつ前記液体吐出流路と前記ポンプ入口流路とを閉じた状態のもとで、前記ポンプ室を収縮させて前記ポンプ室内の液体を前記液体導入流路側に戻す帰還工程と、
前記戻し流路と前記液体吐出流路とを閉じた状態のもとで、前記ポンプ室を拡張させて前記液体導入流路内に戻された液体を再度前記フィルタを介して前記ポンプ室側に吸入する再吸入工程と、
前記戻し流路と前記ポンプ入口流路とを閉じた状態のもとで、前記ポンプ室を収縮させて前記液体吐出部から液体を吐出する吐出工程とを有することを特徴とする薬液供給方法。
【請求項４】
請求項３記載の薬液供給方法において、所定の時間を隔てて行われる前記吐出工程相互間に、前記帰還工程と前記再吸入工程とを繰り返すことを特徴とする薬液供給方法。
【請求項５】
請求項１，２，３または４のいずれか１項に記載の薬液供給方法において、吐出工程の後に前記液体吐出流路を開いた状態のもとで、前記ポンプ室を拡張して前記液体吐出部内に液体を戻すサックバック工程を有することを特徴とする薬液供給方法。
【請求項６】
拡張収縮するポンプ室を有し、前記ポンプ室の拡張時にポンプ入口から前記ポンプ室内に液体を吸入し収縮時にポンプ出口から液体を吐出するポンプと、
液体を収容する液体収容部に液体導入流路を介して連通されるフィルタ入口、および前記ポンプ入口に接続されたポンプ入口流路が接続されるフィルタ出口を有するフィルタと、
前記ポンプ出口に接続された液体吐出流路に接続されて液体を吐出する液体吐出部と、
前記ポンプ室を拡張させて前記フィルタを通過した液体を前記ポンプ室に向けて吸入する時のポンプ作動速度と、前記ポンプ室を収縮させて前記ポンプ出口から液体を吐出させる時のポンプ作動速度とを独立して制御する制御手段とを有することを特徴とする薬液供給装置。
【請求項７】
請求項６記載の薬液供給装置において、前記ポンプから吐出した液体を前記フィルタ側に戻す戻し流路を有し、前記戻し流路を介して前記フィルタ内に液体を戻し、前記フィルタ内に捕捉された空気を外部に排気するようにしたことを特徴とする薬液供給装置。
【請求項８】
請求項６記載の薬液供給装置において、前記ポンプから吐出した液体を前記フィルタ側に戻す戻し流路を有し、前記戻し流路を介して前記液体導入流路側に液体を帰還した後に、帰還した液体を再度前記フィルタを透過させて循環ろ過するようにしたことを特徴とする薬液供給装置。
【請求項９】
請求項６，７または８のいずれか１項に記載の前記ポンプ、前記フィルタおよび前記ポンプを駆動するポンプ駆動部が組み込まれた薬液供給ユニットと、
それぞれの前記薬液供給ユニットに設けられた液体導入流路、液体吐出流路および排気流路のそれぞれのジョイント部に接続される流路接続部が設けられたマザーボードとを有し、
前記それぞれの薬液供給ユニットを前記マザーホードに集積して装着し得るようにしたことを特徴とする薬液供給装置。
【請求項１０】
請求項９記載の薬液供給装置において、それぞれの前記薬液供給ユニットに設けられた配管接続部に共通に接続される配管接続ポートを前記マザーボードに設け、それぞれの前記薬液供給ユニット内の電装部に電気的に接続されたコネクタに共通に接続される共通コネクタを前記マザーボードに設けたことを特徴とする薬液供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は薬液などの液体を所定量吐出するようにした薬液供給技術に関し、たとえば、半導体ウエハの表面にフォトレジスト液などの処理液を塗布するために使用して好適な薬液供給技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハ製造技術を始めとして、液晶基板製造技術、磁気ディスク製造技術および多層配線基板製造技術などの種々の技術分野における製造プロセスにあっては、フォトレジスト液、スピニオンガラス液、ポリイミド樹脂液、純水、現像液、エッチング液、洗浄液、有機溶剤などの化学薬液が使用されている。
【０００３】
たとえば、半導体ウエハの表面にフォトレジスト液を塗布する場合には、半導体ウエハを水平面内において回転させた状態のもとで、半導体ウエハの表面にフォトレジスト液を塗布ノズルから滴下するようにしている。このようなフォトレジスト液の塗布のために使用される薬液供給装置にあっては、フォトレジスト液の中の気泡や異物を除去するためにフィルタが設けられている。液体タンク内で収容された状態のフォトレジスト液にゲル化した部分が発生するとそれが異物となり、ゲル化した異物が半導体ウエハに塗布されると、半導体集積回路装置の製造歩留りが低下することになる。
【０００４】
従来の薬液供給装置にあっては、フォトレジスト液などの液体を吐出するために弾性変形自在のチューブや蛇腹形状のベローズからなる容積変化式のポンプが設けられている。このようなポンプを有する従来の薬液供給装置にあっては、ポンプの二次側つまり吐出側にフィルタを配置し、ポンプからの吐出圧によって液体がフィルタを透過するようにしており、フィルタによりろ過された液体はフィルタの二次側に設けられた塗布ノズルから塗布されるようになっている（たとえば、米国特許第5527161 号および同第5490765 号参照) 。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、ポンプの二次側にフィルタを配置するようにした場合には、ポンプの吐出動作によって塗布ノズルから液体を吐出させる際に液体をフィルタによりろ過することになるので、塗布ノズルからの液体の吐出流量ないし流速と、フィルタ内でのろ過時の流量ないし流速は同一となる。
【０００６】
フォトレジスト液はゲル化することがあり、ゲル化した部分を含むフォトレジスト液が半導体ウエハに塗布されると半導体集積回路装置の製造歩留りが低下することになり、同様にフォトレジスト液が気泡を含む状態で塗布されると、歩留りを低下させることになる。ゲル化した部分や気泡を捕捉するために、フィルタが設けられているが、フォトレジスト液の種類や吐出流量などによっては、これらがフィルタを通過してしまうことがあった。つまり、ポンプの吐出速度を塗布ノズルからの吐出速度に対応させて設定し、その吐出速度でフィルタに薬液を供給すると、気泡やゲル化した部分がフィルタを通過してしまうことがあった。
【０００７】
実験の結果、フォトレジスト液などの薬液はその種類によって粘度などが相違しているので、塗布ノズルからの薬液の吐出流量は薬液の種類によって最適な流量があり、フィルタを通過させる流量も薬液の種類によって最適な流量があることが判明し、フィルタを通過させる薬液の流量を塗布ノズルからの吐出流量よりも小さくすると、フィルタによりゲル化した部分や気泡などの品質不良部分を捕捉するために有効であることが判明した。
【０００８】
本発明の目的は、液体中の気泡やゲル化した部分などの品質不良部分を除去して清浄度を高めて液体を吐出し得るようにすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の薬液供給方法は、フィルタ入口に接続される液体導入流路を介して液体収容部に連通されるフィルタと、ポンプ入口流路を介してフィルタ出口に接続され拡張収縮するポンプ室を有するポンプと、ポンプ出口に液体吐出流路を介して接続された液体吐出部と、前記ポンプから吐出された液体を前記液体導入流路側に戻す戻し流路とを有する薬液供給装置を用いた薬液供給方法であって、前記戻し流路と前記液体吐出流路とを閉じた状態のもとで、前記ポンプ室を拡張させて前記液体収容部内の液体を前記フィルタを介して前記ポンプ室内に吸入する吸入工程と、前記フィルタのベントポートと前記戻し流路とを開きかつ前記液体導入流路と前記液体吐出流路と前記ポンプ入口流路とを閉じた状態のもとで、前記ポンプ室を収縮させて前記ポンプ室内の液体を前記フィルタ側に戻して前記フィルタ内の空気を外部に排気する排気工程と、前記戻し流路と前記ポンプ入口流路とを閉じた状態のもとで、前記ポンプ室を収縮させて前記液体吐出部から液体を吐出する吐出工程とを有することを特徴とする。前記吸入工程と前記排気工程とを複数回繰り返した後に前記吐出工程を行うようにしても良い。
【００１０】
本発明の薬液供給方法は、フィルタ入口に接続される液体導入流路を介して液体収容部に連通されるフィルタと、ポンプ入口流路を介してフィルタ出口に接続され拡張収縮するポンプ室を有するポンプと、ポンプ出口に液体吐出流路を介して接続された液体吐出部と、前記ポンプから吐出された液体を前記液体導入流路側に戻す戻し流路とを有する薬液供給装置を用いた薬液供給方法であって、前記戻し流路と前記液体吐出流路とを閉じた状態のもとで、前記ポンプ室を拡張させて前記液体収容部内の液体を前記フィルタを介して前記ポンプ室内に吸入する吸入工程と、前記戻し流路と前記液体導入流路とを開きかつ前記液体吐出流路と前記ポンプ入口流路とを閉じた状態のもとで、前記ポンプ室を収縮させて前記ポンプ室内の液体を前記液体導入流路側に戻す帰還工程と、前記戻し流路と前記液体吐出流路とを閉じた状態のもとで、前記ポンプ室を拡張させて前記液体導入流路内に戻された液体を再度前記フィルタを介して前記ポンプ室側に吸入する再吸入工程と、前記戻し流路と前記ポンプ入口流路とを閉じた状態のもとで、前記ポンプ室を収縮させて前記液体吐出部から液体を吐出する吐出工程とを有することを特徴とする。所定の時間を隔てて行われる前記吐出工程相互間に、前記帰還工程と前記再吸入工程とを繰り返すようにしても良い。また、吐出工程の後に前記液体吐出流路を開いた状態のもとで、前記ポンプ室を拡張して前記液体吐出部内に液体を戻すサックバック動作を行うようにしても良い。
【００１１】
本発明の薬液供給装置は、拡張収縮するポンプ室を有し、前記ポンプ室の拡張時にポンプ入口から前記ポンプ室内に液体を吸入し収縮時にポンプ出口から液体を吐出するポンプと、液体を収容する液体収容部に液体導入流路を介して連通されるフィルタ入口、および前記ポンプ入口に接続されたポンプ入口流路が接続されるフィルタ出口を有するフィルタと、前記ポンプ出口に接続された液体吐出流路に接続されて液体を吐出する液体吐出部と、前記ポンプ室を拡張させて前記フィルタを通過した液体を前記ポンプ室に向けて吸入する時のポンプ作動速度と、前記ポンプ室を収縮させて前記ポンプ出口から液体を吐出させる時のポンプ作動速度とを独立して制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
前記ポンプから吐出した液体を前記フィルタ側に戻す戻し流路を有し、前記戻し流路を介して前記フィルタ内に液体を戻し、前記フィルタ内に捕捉された空気を外部に排気するようにしても良い。また、前記ポンプから吐出した液体を前記フィルタ側に戻す戻し流路を有し、前記戻し流路を介して前記液体導入流路に液体を帰還した後に、帰還した液体を再度前記フィルタを透過させて循環ろ過するようにしても良い。
【００１３】
本発明の薬液供給装置は、前記ポンプ、前記フィルタおよび前記ポンプを駆動するポンプ駆動部が組み込まれた薬液供給ユニットと、それぞれの前記薬液供給ユニットに設けられた液体導入流路、液体吐出流路および排気流路のそれぞれのジョイント部に接続される流路接続部が設けられたマザーボードとを有し、それぞれの前記薬液供給ユニットを前記マザーボードに集積して装着し得るようにしたことを特徴とする。それぞれの前記薬液供給ユニットに設けられた配管接続部に共通に接続される配管接続ポートを前記マザーボードに設け、さらに、それぞれの前記薬液供給ユニット内の電装部に電気的に接続されたコネクタに共通に接続される共通コネクタを前記マザーボードに設けるようにしても良い。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施の形態である薬液供給装置を示す断面図であり、図２は図１に示された薬液供給装置の薬液の流れの概略を示す液体回路図であり、図３は図１に示されたポンプ部を拡大して示す断面図である。
【００１６】
この薬液供給装置は、ハウジング１０内に組み込まれるポンプ１１とポンプ駆動部１２とを有しており、ポンプ１１は弾性材料により形成されて径方向に弾性拡張収縮自在の可撓性チューブ１３と、この外側に配置されるとともに弾性材料により形成されて軸方向に弾性変形自在のベローズ１４とを備えている。
【００１７】
可撓性チューブ１３の一端部には入口側アダプタ１５が取り付けられ、他端部には出口側アダプタ１６が取り付けられており、両方のアダプタ１５，１６の間における可撓性チューブ１３内は拡張収縮するポンプ室１７となっている。
【００１８】
ベローズ１４は、図３に示すように、軸方向中央部の作動ディスク部２１と、有効径ｄを有する小型ベローズ部２２と、有効径ｄよりも大きな有効径Ｄを有する大型ベローズ部２３とを有し、両方のベローズ部２２，２３は作動ディスク部２１を介して一体となっている。ベローズ１４の両端部には固定ディスク部２４，２５が一体となって設けられており、大型ベローズ部２３側の固定ディスク部２４は可撓性チューブ１３を介して入口側アダプタ１５に固定され、小型ベローズ部２２側の固定ディスク部２５は可撓性チューブ１３を介して出口側アダプタ１６に固定されている。
【００１９】
この可撓性チューブ１３は、図示する場合には供給される薬液がフォトレジスト液であることから、薬液と反応しないように、フッ素樹脂であるテトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）により形成されており、アダプタ１５，１６も同様の材料により形成されている。また、ベローズ１４も、同様の樹脂材料により、ディスク部２１，２４，２５とベローズ部２２，２３とが一体となって形成されている。ただし、樹脂材料としては、ＰＦＡに限られず、弾性変形する材料であれば、可撓性チューブ１３およびベローズ１４についても、他の樹脂材料を使用するようにしても良い。また、可撓性チューブ１３とベローズ１４とを一体に形成するようにしても良く、その場合にはアダプタ１５，１６は不要となる。さらに、ベローズ１４については、金属製としても良い。
【００２０】
可撓性チューブ１３とこの外側に配置されたベローズ１４との間の空間は駆動室２６となっており、この駆動室２６内には液体等の非圧縮性媒体２７が充填されている。したがって、ベローズ１４をその中央部分の作動ディスク部２１で軸方向に弾性変形すると、ベローズ１４の全長は変化することなく、小型ベローズ部２２と大型ベローズ部２３の内側の容積が変化することになる。これにより、非圧縮性媒体２７を介して可撓性チューブ１３が径方向つまり横方向に拡張収縮して可撓性チューブ１３のポンプ室１７はポンプ動作することになる。図３に示すポンプ１１の構造は、本出願人が提案した特開平10-61558号公報に記載されたものと基本的に同様となっており、可撓性チューブ１３の断面形状としては、前記公報に記載されるように、長円形、円形、あるいは異形断面など種々の形状とすることができる。
【００２１】
ハウジング１０内には支持台３０が固定され、固定ディスク部２４には支持台３０に固定された固定ブラケット３１が嵌め込まれ、固定ディスク部２５には支持台３０に固定された固定ブラケット３２が嵌め込まれており、ベローズ１４はそれぞれの固定ディスク部２４，２５の部分で支持台３０に取り付けられるようになっている。
【００２２】
作動ディスク部２１を軸方向に変位させてポンプ動作を行うために、作動ディスク部２１に嵌め込まれた作動ブラケット３３は、支持台３０にベローズ１４と平行に延びて回転自在に取り付けられたボールねじ軸３４にねじ結合されたボールナット３５に連結されている。ボールナット３５は支持台３０に設けられたガイドレール３６に対して摺動自在に接触しており、ボールねじ軸３４の回転によって軸方向に駆動されるようになっている。このボールねじ軸３４を回転駆動するために、支持台３０に取り付けられたモータ３７のシャフトに固定されたプーリー３８と、ボールねじ軸３４に固定されたプーリー３９との間にはベルト４０が装着されている。
【００２３】
ハウジング１０内にはフィルタ４１が着脱自在に組み込まれるようになっており、このフィルタ４１のフィルタ入口４１ａに接続される液体導入流路４２がハウジング１０内に設けられている。この液体導入流路４２はハウジング１０に設けられたジョイント部４３ａに接続されており、このジョイント部４３ａには継手４４ａにより液体導入パイプ４５が取り付けられ、この液体導入パイプ４５は液体導入流路４２の一部をなしてフォトレジスト液を収容する液体収容部つまり液体タンク４６に接続されるようになっている。したがって、フィルタ４１はフィルタ入口に接続された液体導入流路４２を介して液体タンク４６に接続されている。
【００２４】
フィルタ出口４１ｂとポンプ入口１５ａとの間には、フィルタ４１により浄化された液体をポンプ室１７内に案内するためのポンプ入口流路４７が接続されている。
【００２５】
ハウジング１０に設けられたジョイント部４３ｂとポンプ出口１６ａとの間には、液体吐出流路４８が接続されており、ジョイント部４３ｂには継手４４ｂにより液体吐出パイプ４９が取り付けられ、この液体吐出パイプ４９の先端には半導体ウエハにフォトレジスト液を塗布する塗布ノズル５０が、図２に示すように、液体吐出部として設けられている。
【００２６】
フィルタ４１のベントポート４１ｃには排気流路５１が接続され、この排気流路５１はハウジング１０に設けられたジョイント部４３ｃに接続されており、このジョイント部４３ｃには継手４４ｃにより排気パイプ５２が取り付けられるようになっている。これにより、フィルタ４１により捕捉された液体内の空気は、排気パイプ５２により外部に排出されることになる。
【００２７】
液体吐出流路４８と液体導入流路４２との間にはこれらを連通させる戻し流路５３が接続されており、液体吐出流路４８にポンプから吐出された液体が戻し流路５３を介して液体導入流路４２に案内されるようになっている。
【００２８】
これらの液体導入流路４２、ポンプ入口流路４７，液体吐出流路４８および戻し流路５３は、前述したＰＦＡなどの樹脂により出口側アダプタ１６などともに一体に成形されたブロックの中に形成されているが、ホースなどにより形成するようにしても良い。
【００２９】
液体導入流路４２にはこの流路を開閉するために開閉弁Ｖ１が設けられ、排気流路５１にはこの流路を開閉するために開閉弁Ｖ２が設けられ、ポンプ入口流路４７にはこの流路を開閉するために開閉弁Ｖ３が設けられ、戻し流路５３にはこの流路を開閉するために開閉弁Ｖ４が設けられ、液体吐出流路４８にはこの流路を開閉するために開閉弁Ｖ５が設けられている。これらの開閉弁Ｖ１〜Ｖ５としては、電気信号により作動するソレノイドバルブ、または空気圧により作動するエアオペレートバルブなどを用いることができる。図示する場合には、ＰＦＡ製のブロックの中にそれぞれの開閉弁を組み込むようにしているが、前記それぞれの流路をホースなどにより形成した場合には、それぞれのホースに取り付けるようにしても良い。
【００３０】
それぞれの開閉弁Ｖ１〜Ｖ５の作動を制御するために、ハウジング１０に設けられたコネクタ５４を介して外部の制御部５６から作動信号が送られ、モータ３７の作動を制御するために、ハウジング１０に設けられたコネクタ５５を介してモータ３７は外部の制御部５６に接続されている。
【００３１】
図４は前述した薬液供給装置により半導体ウエハに塗布ノズル５０からフォトレジスト液を塗布するための基本動作を示す工程図であり、それぞれの開閉弁Ｖ１〜Ｖ５に示したＯＰの符号は開閉弁が開いた状態であることを示し、ＣＬの符号は閉じた状態であることを示す。
【００３２】
フォトレジスト液を塗布するには、図４（Ａ）に示すように、開閉弁Ｖ２，Ｖ４およびＶ５を閉じて、排気流路５１，戻し流路５３および液体吐出流路４８が閉じ、さらに、開閉弁Ｖ１およびＶ３を開いて液体導入流路４２およびポンプ入口流路４７が開いた状態のもとで、ポンプ室１７を拡張するようにモータ３７を駆動する。つまり、ベローズ１４の大型ベローズ部２３の長さを長くする方向に作動ディスク部２１を変位させる。これにより、ポンプ室１７が拡張されて、液体タンク４６内のフォトレジスト液はフィルタ４１を介してポンプ室１７内に吸入される。
【００３３】
このようにして吸入動作つまり吸入工程が終了した後に、図４（Ｂ）に示すように、開閉弁Ｖ１，Ｖ３およびＶ５を切り換えて、ポンプ入口流路４７を閉じた状態のもとで、ポンプ室１７を収縮するようにモータ３７を駆動する。つまり、小型ベローズ部２２の長さを長くする方向に作動ディスク部２１を変位させる。これにより、ポンプ室１７が収縮されて、ポンプ室１７内のフォトレジスト液は塗布ノズル５０から吐出されて半導体ウエハの表面に塗布される。この吐出工程つまり吐出動作に際しては、開閉弁Ｖ１を開いた状態としても良い。
【００３４】
所定量のフォトレジスト液が塗布されたならば、ポンプ１１の作動を停止した後に、図４（Ｃ）に示すように、サックバック動作つまりサックバック工程を行う。このサックバック動作は、塗布ノズル５０からの液垂れを防止するための動作であり、それぞれの開閉弁を図４（Ｂ）に示す場合と同様の状態のままで、ポンプ室１７を拡張するように駆動する。これにより、塗布ノズル５０の中にフォトレジスト液が入り込んで液垂れが防止される。
【００３５】
このように、フィルタ４１の下流側つまり二次側にポンプ１１が設けられているので、塗布ノズル５０から液体を吐出させる吐出動作のときには、ポンプ入口流路４７を閉じるとフィルタ４１には液体の流れが発生せず、ポンプ室１７内に液体を供給させる吸入動作のときにのみフィルタ４１に流れが発生する。このように、制御部５６からの制御信号によって、ポンプ室１７を拡張させてフィルタ４１を通過した液体をポンプ室１７に向けて吸入する時のポンプ作動速度と、ポンプ室１７を収縮させてポンプ出口１６ａから液体を吐出させる時のポンプ作動速度とを相違させることができ、液体に種類に応じてフィルタの通過速度と塗布ノズル５０からの吐出速度とを任意の速度に設定できる。
【００３６】
したがって、たとえば、液体の種類に応じて、吐出動作よりも吸入動作の時間を長く設定すれば、フィルタ４１を液体が通過するときには、塗布ノズル５０から液体を吐出する場合よりも流量を少なくするように、ゆっくりとポンプ室１７を拡張させることができ、液体タンク４６内に収容された液体の中にゲル化して固化した部分や気泡を含む品質不良の部分が含まれていても、品質不良部分はフィルタ４１を通過することなく、液状の部分のみのフォトレジスト液がフィルタ４１を通過することになる。
【００３７】
また、吐出動作時にはフィルタ４１に液体が流れないので、フィルタの圧力損失の影響を受けることがなく、吐出動作時における液体の吐出量や流速を高い精度とすることができる。つまり、従来のように、フィルタをポンプの二次側に配置すると、吐出する際にポンプとフィルタとの間に圧力が発生し、これにより、フィルタのハウジング、ポンプおよび配管チューブが膨らみ、これが吐出量の精度の劣化につながるが、フィルタの二次側にポンプを配置することにより、高精度で液体の吐出動作を行うことができる。
【００３８】
この薬液供給装置は、液体タンク４６内に収容されている液体の中に微細な気泡となって含まれる空気を外部に排出するために、空気抜き動作を行うことができる。
【００３９】
図５は液体の中の空気を除去するための空気抜き動作を示す工程図であり、図５（Ａ）は図４（Ａ）と同様の状態にそれぞれの開閉弁Ｖ１〜Ｖ５を作動させた吸入動作を示し、戻し流路５３と液体吐出流路４８とを閉じた状態のもとで、ポンプ室１７を拡張させて液体タンク４６内の液体をフィルタ４１を介してポンプ室１７内に吸入する。
【００４０】
次いで、図５（Ｂ）に示す排気動作つまり排気工程が実行される。この排気動作にあっては、排気流路５１に設けられた開閉弁Ｖ２を開くことによりベントポート４１ｃが開き、開閉弁Ｖ４により戻し流路５３が開いた状態となり、さらに、液体導入流路４２とポンプ入口流路４７とをそれぞれ開閉弁Ｖ１，Ｖ３により閉じた状態のもとで、ポンプ室１７を収縮させる。これにより、ポンプ室１７内の液体は戻し流路５３を介してフィルタ４１側に戻されるように流れて、フィルタ４１内に捕捉された空気がベントポート４１ｃから外部に排出される。
【００４１】
図５（Ａ）に示す吸入動作と、図５（Ｂ）に示す排気動作とを繰り返すことにより、フィルタ４１内に捕捉された空気は確実に外部に排出される。したがって、新たな液体タンク４６が図１に示す薬液供給装置に装填されたときには、図５に示す空気抜き動作を所定回数繰り返して、図４に示す液体塗布動作を行う状態に準備することができる。また、図４（Ｂ）に示す吐出動作を行う前に、図５に示す吸入動作と排気動作とを複数回繰り返して、塗布ノズル５０から吐出される液体の中に空気が入り込むことを防止できる。
【００４２】
図６は液体の中の品質不良部分を高精度で除去するための循環ろ過動作を示す工程図であり、図６（Ａ）は図４（Ａ）と同様にそれぞれの開閉弁Ｖ１〜Ｖ５を作動させた吸入動作を示し、戻し流路５３と液体吐出流路４８とを閉じた状態のもとで、ポンプ室１７を拡張させて液体タンク４６内の液体をフィルタ４１を介してポンプ室１７内に吸入する。
【００４３】
次いで、図６（Ｂ）に示す帰還動作つまり帰還工程が実行される。この帰還動作にあっては、戻し流路５３と液体導入流路４２とを開き、液体吐出流路４８とポンプ入口流路４７とを閉じた状態のもとでポンプ室１７が収縮される。これにより、ポンプ室１７内の液体は液体導入流路４２側に戻される。
【００４４】
戻された液体を再度フィルタ４１を通過させてろ過するために、図６（Ｃ）に示す再吸入動作が実行される。この再吸入動作にあっては、開閉弁Ｖ１〜Ｖ５は吸入動作と同様の状態となる。帰還動作で液体導入流路４２側に戻された液体は既にフィルタ４１を通過した液体であり、フィルタ４１によって浄化されており、再吸入動作により再度フィルタ４１により浄化されるので、塗布される液体の清浄度が高められる。図６（Ａ）の吸入動作の後に、帰還動作と再吸入動作とを複数回繰り返すことにより、液体の中に含まれる品質不良部分の除去処理が複数回行われ、液体の清浄度をより高めることができる。
【００４５】
図６（Ｂ）に示す帰還動作により液体は戻し流路５３を介して液体導入流路４２側に戻されることになるが、ポンプ室１７からの１回のポンプ動作によって戻される液体の量に比して、液体導入パイプ４５の先端までを含めた液体導入流路内の容積を大きくすれば、帰還動作に際して戻される液体は液体タンク４６にまで達することはなく、流路内に留まることになる。
【００４６】
ただし、液体導入パイプ４５の先端までの流路の長さが短い場合には、液体導入流路４２に１回のポンプによる戻り液量以上の容積を持つバッファタンク５７を図６に示すように設けるようにしても良い。液体タンク４６の中にまで液体を戻すようにした場合には、液体タンク４６内の液体が循環することになり、図６に示す循環ろ過動作によって液体タンク４６内の液体も直接ろ過することができる。
【００４７】
図４（Ｂ）に示す吐出動作により１つの半導体ウエハにフォトレジスト液が塗布されてから、次の半導体ウエハにフォトレジスト液を塗布するまでの間には、塗布済みの半導体ウエハを取り出して新たなものを装填するために所定の待機時間があり、その間に、図５に示した空気抜き動作と図６に示した循環ろ過動作とを複数回実行することにより、フォトレジスト液中に含まれる気泡つまり空気やゲル化した部分などの品質不良部分の除去を確実に行うことができ、半導体ウエハに形成される集積回路を高品質に歩留り良く製造することができる。
【００４８】
図７（Ａ）は本発明他の実施の形態である薬液供給装置を示す液体回路図であり、図２に示した場合には戻し流路５３の開閉と、液体吐出流路４８の開閉を別々の開閉弁Ｖ４，Ｖ５によって行っているが、この場合には１つの三方弁Ｖ６によって両方の流路の開閉を行うようにしている。この場合にも前述した場合と同様の動作を行うことができる。
【００４９】
図７（Ｂ）は本発明他の実施の形態である薬液供給装置を示す液体回路図であり、図２に示した場合には液体導入流路４２とポンプ入口流路４７の開閉を行う開閉弁Ｖ１，Ｖ３をそれぞれ制御部からの信号により作動するようにしているが、図７（Ｂ）に示す場合にはそれぞれの開閉弁に代えて逆止弁つまりチェッキ弁Ｖ１c ，Ｖ３c が用いられている。この場合には循環ろ過動作を行うことはできないが、空気抜き動作を行うことができる。
【００５０】
図８は図１に示された薬液供給装置がユニット化された６つの薬液供給ユニット６１をラックないしケース６２などからなる集積保持部材に着脱自在に組み込むようにした薬液供給装置の正面側を示し、図９はその背面側を示す。ケース６２は底壁部と左右側壁部と天壁部とからなるケース本体６３を有し、このケース本体６３内にはコントロールユニット６０と６つの薬液供給ユニット６１が設けられている。ケース本体６３の背面側には図９に示すようにマザーボード６４が設けられている。この集積保持部材であるケース６２としては、図示した場合に限られず、フレーム材などの種々の部材により形成することができ、複数の薬液供給ユニット６１をマザーボード６４に集積つまり寄せ集めて保持することができるものであればどのようなものでも良い。
【００５１】
図１０は各々の薬液供給ユニット６１の正面側を示し、図１１はその背面側を示し、図１２はその断面図を示す。薬液供給ユニット６１の内部構造は図２に示した薬液供給装置とほぼ同様であり、ハウジング１０の正面側のプレート１０ａには取手６５と表示部６６が設けられ、背面側のプレート１０ｂには液体導入流路４２と液体吐出流路４８と排気流路５１のジョイント部４３ａ〜４３ｃが設けられている。
【００５２】
背面側のプレート１０ｂには、さらに空気、Ｎ2 ガスの供給や排出を行うための配管接続部６７ａ〜６７ｃと、モータ３７や開閉弁を作動するための電力や制御信号を送るコネクタ６８とが設けられ、図１２に示すように、ハウジング１０内にはモータ３７や開閉弁の作動を制御するための制御装置を有する電装部６８ａが設けられている。
【００５３】
一方、マザーボード６４には、図９の各々の薬液供給ユニット６１のジョイント部４３ａ〜４３ｃに対応させて流路が接続されたジョイント部７１ａ〜７１ｃが設けられ、各々の配管接続部６７ａ〜６７ｃに共通して接続される配管接続ポート７２ａ〜７２ｃが設けられ、さらに、電装部６８ａやコントロールユニット６０に電気的に接続される共通コネクタ７３がマザーボード６４に設けられている。
【００５４】
したがって、各々の薬液供給ユニット６１はこれをケース６２内に挿入してマザーボード６４のジョイント部７１ａ〜７１ｃに薬液供給ユニット６１のジョイント部４３ａ〜４３ｃを対応させて接続し、配管接続部６７ａ〜６７ｃを共通の配管接続ポート７２ａ〜７２ｃに接続し、各々の薬液供給ユニット６１のコネクタ６８を共通コネクタ７３に接続することにより使用可能状態となる。
【００５５】
半導体集積回路装置を製造するための前工程においては、同一の処理液を複数系統で供給したり、フォトレジスト液以外に種々の処理液が半導体ウエハに塗布されており、従来では、それぞれは別々の薬液供給装置によって供給するようにしている。このため、それぞれの薬液供給装置に対する配管や配線の接続は、端子台を介して這い回しており、複雑かつ煩雑となっていた。しかしながら、図９〜図１２に示す薬液供給装置にあっては、それぞれの薬液供給装置をユニット化してケース６２内に着脱自在に装着することによって、電源ライン、信号ライン、ガスラインおよび液ラインなどの種々のラインのうち共通化できるものを、マザーボード６４に対して１系統設けるだけで済ませることができる。これにより、半導体集積回路装置を製造するための製造装置における配管や配線を簡素化することができ、製造装置の信頼性を向上させることができる。
【００５６】
複数の薬液供給ユニット６１の正面側および背面側が揃っており、それぞれの薬液供給ユニット６１の操作性が向上するとともに、配管や配線が背面側に集中して設けられているので、スペース効率が良好となる。
【００５７】
各々の薬液供給ユニット６１はケース６２に対して着脱自在となっているので、各ユニット６１の定期点検、およびフィルタ４１の交換や修理を行う際には、ユニット６１を取り外すことにより容易に行うことができ、短時間で作動させることができる。また、交換用のユニットを用意しておけば、ユニットの交換作業のみで、製造ラインの停止時間を短時間とすることができ、製造装置を２４時間稼働させる場合に有益となる。
【００５８】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００５９】
たとえば、以上の説明では、薬液供給装置を半導体ウエハにフォトレジスト液を塗布するために使用した場合について説明したが、レジスト液に限られず、種々の液体の供給のために本発明を適用することが可能であり、特に、結晶化しやすい物質を含む液や、気泡が発生しやすい液をフィルタを透過させて吐出する場合に用いて有用である。また、ポンプの形式としては、図３に示されるもの以外に、容積変化式のポンプであれば、ダイヤフラム式のポンプでも良い。図８に示される薬液供給装置において、ケース６２に着脱自在に装着される薬液供給ユニット６１の数は、図示する場合に限られず、任意の数とすることができる。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、ポンプの一次側にフィルタを配置しており、液体はポンプの吸入動作時にフィルタによりろ過されることになり、吐出動作に際しては液体はフィルタを通過することがない。これにより、フィルタを通過させてろ過する際の液体の流速と、液体吐出部から液体を吐出させる際の吐出流速とを相違させることができる。ろ過する際の流速を吐出する際の吐出流速よりも低くすることにより、ゆっくりとポンプの吸入動作を行うことができ、ゲル化した部分や気泡などの品質不良部分がフィルタを通過することを防止できる。
【００６１】
これにより、吐出される液体の清浄度を高めることができ、半導体集積回路装置の製造工程に本発明の薬液供給技術を適用すると、半導体集積回路装置の製造歩留りを高めることができる。
【００６２】
ポンプから吐出された液体を１つのポンプによってフィルタに戻し流路を介して戻すことにより、簡単な構造で確実に液体中に含まれる気泡を排出することができる。
【００６３】
フィルタを通過させる際のポンプ作動速度と、ポンプ出口から吐出させる際のポンプ作動速度とを独立して制御することができるので、吐出時には液体をフィルタを通過させることを防止することによって、フィルタの圧力損失の影響を受けることがなく、液体の吐出量ないし吐出流量を高精度とすることができる。また、フィルタを通過させる速度と吐出部からの吐出速度とを別々にそれぞれ最適速度に設定することができる。
【００６４】
液体導入流路からフィルタを通過した液体を戻し流路により液体導入流路に戻した後に再度フィルタを通過させる循環ろ過を複数回繰り返すことにより、ゲル化した部分や気泡を確実にフィルタにより除去することができ、気泡などの品質不良部を含まない高品質の液体を吐出させることができる。
【００６５】
薬液供給ユニットをマザーボードに積層ないし集積して着脱自在に装着するようにしたので、マザーボードに対して配管を集中的に接続することにより、スペース効率が良好となる。また、電源ライン、信号ライン、ガスラインおよび液ラインなどの種々のラインのうち共通化できるものを、マザーボードに対して１系統設けるだけで済ませることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である薬液供給装置を示す断面図である。
【図２】図１に示された薬液供給装置の液体の流れの概略を示す液体回路図である。
【図３】図１に示されたポンプを拡大して示す断面図である。
【図４】薬液供給装置による液体の塗布を行う場合の基本動作を示す工程図である。
【図５】液体の中の気泡を除去するための空気抜き動作を示す工程図である。
【図６】液体中の異物を高精度で除去するための循環ろ過動作を示す工程図である。
【図７】（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれ本発明の他の実施の形態である薬液供給装置の液体の流れの概略を示す液体回路図である。
【図８】本発明の他の実施の形態である薬液供給装置の正面図である。
【図９】図８の背面図である。
【図１０】薬液供給装置に設けられた薬液供給ユニットを示す正面図である。
【図１１】図１０の背面図である。
【図１２】図１０の断面図である。
【符号の説明】
１０        ハウジング
１１        ポンプ
１２        ポンプ駆動部
１３        可撓性チューブ
１４        ベローズ
１５        入口側アダプタ
１５ａ      ポンプ入口
１６        出口側アダプタ
１６ａ      ポンプ出口
１７        ポンプ室
２１        作動ディスク部
２２        小型ベローズ部
２３        大型ベローズ部
２４，２５  固定ディスク部
２６        駆動室
２７        非圧縮性媒体
３０        支持台
３４        ボールねじ軸
４１        フィルタ
４１ａ      フィルタ入口
４１ｂ      フィルタ出口
４１ｃ      ベントポート
４２        液体導入流路
４３ａ〜４３ｃ    ジョイント部
４５        液体導入パイプ（液体導入流路）
４６        液体タンク（液体収容部）
４７        ポンプ入口流路
４８        液体吐出流路
４９        液体吐出パイプ（液体吐出流路）
５０        塗布ノズル（液体吐出部）
５１        排気流路
５２        排気パイプ（排気流路）
５３        戻し流路
５６        制御部（制御手段）
５７        バッファタンク
６１        薬液供給ユニット
６２        ケース
６３        ケース本体
６４        マザーボード
６８        コネクタ
６７ａ〜６７ｃ    配管接続部
７１ａ〜７１ｃ    ジョイント部
７２ａ〜７２ｃ    配管接続ポート
７３        共通コネクタ
【図１】
0004011210.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0004011210.tif 000007
【図７】
0004011210.tif 000008
【図８】
0004011210.tif 000009
【図９】
0004011210.tif 000010
【図１０】
0004011210.tif 000011
【図１１】
0004011210.tif 000012
【図１２】
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