(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理液による処理を行う複数の処理ユニットが上下に積層されてなる処理装置において、各処理ユニットに処理液を供給するための処理液供給機構であって、
処理液を供給する処理液供給源と、
前記複数の処理ユニットにそれぞれ設けられ、択一的に処理液を吐出する複数の処理液吐出ノズルと、
前記処理液供給源から延びる主管と主管から分岐してそれぞれ前記複数の処理液吐出ノズルに至る複数の副管とを有する配管と、
前記配管の主管に設けられ、前記処理液吐出ノズルから処理液を吐出させるためのポンプと、
前記ポンプ内における処理液の圧力を検出する第１の圧力検出手段と、
前記複数の処理液吐出ノズルの近傍の処理液の圧力をそれぞれ検出する複数の第２の圧力検出手段と、
前記第１および第２の圧力検出手段による検出値と、予め求められている処理液の圧力および処理液の吐出レートの関係とに基づいて、前記各処理液吐出ノズルからの処理液の吐出レートが所定の値になるように、前記ポンプの内圧を制御する制御手段と
を具備することを特徴とする処理液供給機構。
【請求項２】
処理液による処理を行う複数の処理ユニットが上下に積層されてなる処理装置において各処理ユニットに処理液を供給するための処理液供給機構であって、
処理液を供給する処理液供給源と、
前記複数の処理ユニットにそれぞれ設けられ、択一的に処理液を吐出する複数の処理液吐出ノズルと、
前記処理液供給源から延びる主管と主管から分岐してそれぞれ前記複数の処理液吐出ノズルに至る複数の副管とを有する配管と、
前記配管の主管に設けられ、前記処理液吐出ノズルから処理液を吐出させるためのポンプと、
前記複数の処理液吐出ノズルの近傍の処理液の圧力をそれぞれ検出する複数の圧力検出手段と、
各処理液吐出ノズルから処理液を吐出する際に、各処理液吐出ノズル近傍に設けられた圧力検出手段による検出値の値が略同一になるように、前記ポンプの内圧を制御する制御手段と
を具備することを特徴とする処理液供給機構。
【請求項３】
前記処理液吐出ノズルからの処理液の吐出および停止を切り換えるバルブをさらに具備することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の処理液供給機構。
【請求項４】
前記ポンプは、圧力媒体の圧力により移動して圧力媒体の圧力を処理液に及ぼして処理液を吐出させる加圧体を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の処理液供給機構。
【請求項５】
前記ポンプはチューブフラムポンプであることを特徴とする請求項４に記載の処理液供給機構。
【請求項６】
前記配管に介在された、前記処理液を一時貯留するバッファタンクをさらに具備することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の処理液供給機構。
【請求項７】
前記ポンプに設けられた泡抜き部と、前記ポンプの泡抜き部から吐出された処理液を前記バッファタンクに回収する回収配管とをさらに具備することを特徴とする請求項６に記載の処理液供給機構。
【請求項８】
前記配管に介在されたフィルターをさらに具備することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の処理液供給機構。
【請求項９】
前記配管の前記ポンプの上流側に介在されたフィルターと、前記ポンプの処理液入り口部分に設けられたリザーバータンクとをさらに具備することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の処理液供給機構。
【請求項１０】
前記フィルターに設けられた泡抜き部と、前記フィルターの泡抜き部から吐出された処理液を前記リザーバータンクに回収する回収配管とをさらに具備することを特徴とする請求項９に記載の処理液供給機構。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記フィルターの圧力損失データに基づいて前記ポンプの内圧を制御することを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載の処理液供給機構。
【請求項１２】
前記処理液はレジスト液であることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の処理液供給機構。
【請求項１３】
前記制御手段は、レジスト液の吐出初期に吐出速度が大きくなるように前記ポンプの内圧を制御することを特徴とする請求項１２に記載の処理液供給機構。
【請求項１４】
前記制御手段は、前記ポンプに自動的にポンプ駆動のためのパルスを与えて行き、そのパルス数と前記圧力検出手段により検出される圧力との関係を求め、それと予め記憶された気泡がない正常な場合におけるパルス数と圧力との関係とを比較し、気泡ありと判定した場合に泡抜き動作を行う指令を出力することを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の処理液供給機構。
【請求項１５】
処理液による処理を行う複数の処理ユニットが上下に積層されてなる処理装置において、処理液供給源の処理液を配管を介して前記各処理ユニットに供給する処理液供給方法であって、
ポンプを駆動させて前記処理液供給源から前記配管を介して処理液を供給し、前記各処理ユニットにそれぞれ設けられた処理液吐出ノズルのいずれかから択一的に処理液を吐出させる工程と、
前記ポンプ内の処理液の圧力および前記処理液が供給される処理液吐出ノズル近傍の処理液の圧力を検出する工程と、
その検出値と、予め求められている処理液の圧力および処理液の吐出レートの関係とに基づいて、前記各処理液吐出ノズルからの処理液の吐出レートが所定の値になるように、前記ポンプの内圧を制御する工程と
を有することを特徴とする処理液供給方法。
【請求項１６】
処理液による処理を行う複数の処理ユニットが上下に積層されてなる処理装置において、処理液供給源の処理液を配管を介して前記各処理ユニットに供給する処理液供給方法であって、
ポンプを駆動させて前記処理液供給源から前記配管を介して処理液を供給し、前記各処理ユニットにそれぞれ設けられた処理液吐出ノズルのいずれかから択一的に処理液を吐出させる工程と、
前記複数の処理液吐出ノズルの近傍の処理液の圧力をそれぞれ検出し、その検出値の値が略同一になるように、前記ポンプの内圧を制御する工程と
を有することを特徴とする処理液供給方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体デバイス等の製造プロセスにおいて、レジスト液等の処理液を供給する処理液供給機構および処理液供給方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおいては、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」と記す）の表面にレジスト液を供給してレジスト膜を形成し、レジスト塗布後のウエハに対して所定のパターンに対応して露光処理を行った後に当該ウエハのレジスト膜に形成された露光パターンを現像するという、いわゆるフォトリソグラフィー技術により所定のパターンを形成するためのマスクとしてレジストパターンが形成される。そして、上記工程のうちレジスト塗布処理においては、ウエハ表面にレジスト液を均一に塗布するための方法としてスピンコーティング法が多用されている。
【０００３】
このスピンコーティング法では、スピンチャックに真空吸着によってウエハを固定保持した状態で、回転駆動手段によりスピンチャックとともにウエハを回転させながら、ウエハの上方に配置されたレジストノズルからウエハ表面の中央にレジスト液を吐出する。吐出されたレジスト液は、遠心力によってウエハの径方向外方に向かって広がり、ウエハの表面全体にレジスト膜が形成される。その後レジスト液の吐出を停止し、ウエハの回転を継続してウエハの表面の余分なレジスト液を振り切って膜厚を整えるとともに乾燥を行う。
【０００４】
ところで、レジストパターンを高精度で形成するためには、レジスト膜をウエハ全面に亘って均一な所定の膜厚で形成する必要があり、そのためには、ウエハの回転速度や回転時間の他、レジスト液吐出レートや時間等を厳密に制御することが重要である。
【０００５】
従来は、これらを装置のソフトウエアにて制御することにより、レジスト膜の膜厚および膜厚分布の管理を行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のレジスト液供給機構においては、一つのレジスト液吐出ポンプに複数のレジスト塗布処理ユニットのレジスト吐出ノズルが接続されており、これらの揚程差等の設置条件に起因して、同じレシピであっても使用するレジスト液吐出ノズルによってレジスト液の吐出レートや吐出タイミングにばらつきが生じてしまう場合がある。また、レジスト液吐出ポンプの個体差によってもレジスト液の吐出レートや吐出タイミングにばらつきが生じてしまう。このような吐出レート等のばらつきはかつては問題になるほどではなかったが、近時、半導体デバイスの微細化や処理基板の大口径化が益々進み、これにともなって、レジスト膜の膜厚精度および膜厚均一性に対する要求も極めて高いものとなっているため、上述した揚程差や個体差等による吐出レートのばらつきさえも膜厚および膜厚均一性に大きな影響を及ぼすようになっている。また、レジスト吐出量の削減（省レジスト化）によっても、吐出量の変動や吐出速度の変化に影響が出ている。
【０００７】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、レジスト液等の処理液の吐出レートを高精度で制御することができる処理液供給機構および処理液供給方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の第１の観点では、処理液による処理を行う複数の処理ユニットが上下に積層されてなる処理装置において、各処理ユニットに処理液を供給するための処理液供給機構であって、処理液を供給する処理液供給源と、前記複数の処理ユニットにそれぞれ設けられ、択一的に処理液を吐出する複数の処理液吐出ノズルと、前記処理液供給源から延びる主管と主管から分岐してそれぞれ前記複数の処理液吐出ノズルに至る複数の副管とを有する配管と、前記配管の主管に設けられ、前記処理液吐出ノズルから処理液を吐出させるためのポンプと、前記ポンプ内における処理液の圧力を検出する第１の圧力検出手段と、前記複数の処理液吐出ノズルの近傍の処理液の圧力をそれぞれ検出する複数の第２の圧力検出手段と、前記第１および第２の圧力検出手段による検出値と、予め求められている処理液の圧力および処理液の吐出レートの関係とに基づいて、前記各処理液吐出ノズルからの処理液の吐出レートが所定の値になるように、前記ポンプの内圧を制御する制御手段とを具備することを特徴とする処理液供給機構を提供する。
【０００９】
本発明の第２の観点では、処理液による処理を行う複数の処理ユニットが上下に積層されてなる処理装置において各処理ユニットに処理液を供給するための処理液供給機構であって、処理液を供給する処理液供給源と、前記複数の処理ユニットにそれぞれ設けられ、択一的に処理液を吐出する複数の処理液吐出ノズルと、前記処理液供給源から延びる主管と主管から分岐してそれぞれ前記複数の処理液吐出ノズルに至る複数の副管とを有する配管と、前記配管の主管に設けられ、前記処理液吐出ノズルから処理液を吐出させるためのポンプと、前記複数の処理液吐出ノズルの近傍の処理液の圧力をそれぞれ検出する複数の圧力検出手段と、各処理液吐出ノズルから処理液を吐出する際に、各処理液吐出ノズル近傍に設けられた圧力検出手段による検出値の値が略同一になるように、前記ポンプの内圧を制御する制御手段とを具備することを特徴とする処理液供給機構を提供する。
【００１０】
本発明の第３の観点では、処理液による処理を行う複数の処理ユニットが上下に積層されてなる処理装置において、処理液供給源の処理液を配管を介して前記各処理ユニットに供給する処理液供給方法であって、ポンプを駆動させて前記処理液供給源から前記配管を介して処理液を供給し、前記各処理ユニットにそれぞれ設けられた処理液吐出ノズルのいずれかから択一的に処理液を吐出させる工程と、前記ポンプ内の処理液の圧力および前記処理液が供給される処理液吐出ノズル近傍の処理液の圧力を検出する工程と、その検出値と、予め求められている処理液の圧力および処理液の吐出レートの関係とに基づいて、前記各処理液吐出ノズルからの処理液の吐出レートが所定の値になるように、前記ポンプの内圧を制御する工程とを有することを特徴とする処理液供給方法を提供する。
【００１１】
本発明の第４の観点では、処理液による処理を行う複数の処理ユニットが上下に積層されてなる処理装置において、処理液供給源の処理液を配管を介して前記各処理ユニットに供給する処理液供給方法であって、ポンプを駆動させて前記処理液供給源から前記配管を介して処理液を供給し、前記各処理ユニットにそれぞれ設けられた処理液吐出ノズルのいずれかから択一的に処理液を吐出させる工程と、前記複数の処理液吐出ノズルの近傍の処理液の圧力をそれぞれ検出し、その検出値の値が略同一になるように、前記ポンプの内圧を制御する工程とを有することを特徴とする処理液供給方法を提供する。
【００１２】
従来、レジスト液等の処理液の供給機構においては、設定されたレシピに基づいて厳密に処理液の吐出レート等を制御しているにもかかわらず、ポンプの固体間における吐出レートのばらつき、および同じポンプに接続されたノズル間における吐出レートのばらつきが生じていた。この原因について検討した結果、このようなばらつきの原因が処理液の圧力差に起因することが判明した。
【００１３】
そこで、本発明の第１の観点および第３の観点では、上述のように、処理液による処理を行う複数の処理ユニットが上下に積層されてなる処理装置において各処理ユニットに処理液を供給するに際し、ポンプ内における処理液の圧力と、複数の処理液吐出ノズルの近傍の処理液の圧力とを検出し、これらの検出値と、予め求められている処理液の圧力および処理液の吐出レートの関係とに基づいて、処理液の吐出レートが所定の値になるように、ポンプの内圧を制御するようにしたので、処理液の圧力差に起因する吐出レートのばらつきを有効に抑制することができる。
【００１４】
また、本発明の第２の観点および第４の観点では、上述のように、処理液による処理を行う複数の処理ユニットが上下に積層されてなる処理装置において各処理ユニットに処理液を供給するに際し、複数の処理液吐出ノズルの近傍の処理液の圧力をそれぞれ検出し、その検出値の値が略同一になるように、前記ポンプの内圧を制御するので、複数のノズル間での処理液の圧力差に起因する吐出レートのばらつきを有効に抑制することができる。
【００１６】
上記第１の観点および第２の観点において、前記処理液吐出ノズルからの処理液の吐出および停止を切り換えるバルブをさらに具備することができる。
【００１７】
前記ポンプは、圧力媒体の圧力により移動して圧力媒体の圧力を処理液に及ぼして処理液を吐出させる加圧体を有するものが好ましい。そして、このようなポンプとしては、チューブフラムポンプが特に好ましい。このように圧力媒体の圧力を処理液に及ぼして処理液を吐出させる加圧体を有するポンプは、ポンプの内部圧力の制御が容易である。
【００１８】
また、前記配管には、前記処理液を一時貯留するバッファタンクを介在させることができる。また、ポンプに泡抜き部を設け、前記ポンプの泡抜き部から吐出された処理液を前記バッファタンクに回収する回収配管を設けることができる。これにより、処理液への泡の巻き込みや気泡による圧力の干渉を抑止することができ、かつ処理液の消費量を少なくすることができる。
【００１９】
前記配管にフィルターを介在させることが好ましい。この場合に、前記制御手段は、フィルターの圧力損失データに基づいて前記ポンプの内圧を制御することができる。また、フィルターを前記ポンプの上流側に介在させ、前記ポンプの処理液入り口部分にリザーバータンクを設けることが好ましい。これによりポンプから吐出された処理液に対するフィルターによる気泡の影響を回避することができる。さらに、フィルターに泡抜き部を設け、前記フィルターの泡抜き部から吐出された処理液を前記バッファタンクに回収する回収配管を設けることができる。これにより、処理液への泡の巻き込みを少なくすることができ、かつ処理液の消費量を少なくすることができる。
【００２０】
上記第１の観点および第２の観点において、処理液としてレジスト液を適用することができる。この場合に、前記制御手段は、レジスト液の吐出初期に吐出速度が大きくなるように前記ポンプの内圧を制御することができる。また、前記制御手段は、前記ポンプに自動的にポンプ駆動のためのパルスを与えて行き、そのパルス数と前記圧力検出手段により検出される圧力との関係を求め、それと予め記憶された気泡がない正常な場合におけるパルス数と圧力との関係とを比較し、気泡ありと判定した場合に泡抜き動作を行う指令を出力するように構成することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２２】
図１は本発明の処理液供給機構の一実施形態であるレジスト液供給機構が適用されたレジスト塗布処理ユニットを含むレジスト塗布現像処理システムを示す概略平面図、図２はその正面図、図３はその背面図である。
【００２３】
このレジスト塗布現像処理システム１は、搬送ステーションであるカセットステーション１１と、複数の処理ユニットを有する処理ステーション１２と、処理ステーション１２に隣接して設けられる露光装置１４と処理ステーション１２との間でウエハＷを受け渡すためのインターフェイスステーション１３と、を有している。
【００２４】
レジスト塗布／現像処理システム１において処理を行う複数枚（例えば、２５枚）のウエハＷが収容されたウエハカセット（ＣＲ）が他のシステムからカセットステーション１１へ搬入される。また逆にレジスト塗布／現像処理システム１における処理が終了したウエハＷが収容されたウエハカセット（ＣＲ）がカセットステーション１１から他のシステムへ搬出される。さらにカセットステーション１１はウエハカセット（ＣＲ）と処理ステーション１２との間でのウエハＷの搬送を行う。
【００２５】
カセットステーション１１においては、図１に示すように、カセット載置台２０上にＸ方向に沿って１列に複数（図１では５個）の位置決め突起２０ａが形成されている。ウエハカセット（ＣＲ）はウエハ搬入出口を処理ステーション１２側に向けてこの突起２０ａの位置に載置できるようになっている。なお、ウエハカセット（ＣＲ）内においては、ウエハＷは水平姿勢で垂直方向（Ｚ方向）に略平行に配列されている（図２および図３参照）。
【００２６】
カセットステーション１１には、ウエハ搬送機構２１がカセット載置台２０と処理ステーション１２との間に位置するように設けられている。このウエハ搬送機構２１は、カセット配列方向（Ｘ方向）およびウエハカセット（ＣＲ）中のウエハＷの配列方向（Ｚ方向）に移動可能なウエハ搬送用ピック２１ａを有しており、このウエハ搬送用ピック２１ａは、図１中に示されるθ方向に回転可能である。こうしてウエハ搬送用ピック２１ａはいずれかのウエハカセット（ＣＲ）に対して選択的にアクセスでき、かつ、後述する処理ステーション１２の第３処理ユニット群Ｇ３に設けられたトランジションユニット（ＴＲＳ−Ｇ３）にアクセスできるようになっている。
【００２７】
処理ステーション１２では、システム背面側（図１上方）に、カセットステーション１１側から順に、第３処理ユニット群Ｇ３、第４処理ユニット群Ｇ４および第５処理ユニット群Ｇ５が配置されている。また第３処理ユニット群Ｇ３と第４処理ユニット群Ｇ４との間に第１主搬送部Ａ１が設けられ、第４処理ユニット群Ｇ４と第５処理ユニット群Ｇ５との間に第２主搬送部Ａ２設けられている。さらにシステム前面側（図１下方）に、カセットステーション１１側から順に、第１処理ユニット群Ｇ１と第２処理ユニット群Ｇ２が設けられている。
【００２８】
図３に示すように、第３処理ユニット群Ｇ３では、ウエハＷを載置台に載せて所定の処理を行うオーブン型の処理ユニット、例えばウエハＷに所定の加熱処理を施す高温度熱処理ユニット（ＢＡＫＥ）、ウエハＷに精度のよい温度管理下で加熱処理を施す高精度温調ユニット（ＣＰＬ−Ｇ３）、温調ユニット（ＴＣＰ）、カセットステーション１１と第１主搬送部Ａ１との間でのウエハＷの受け渡し部となるトランジションユニット（ＴＲＳ−Ｇ３）が、例えば１０段に重ねられている。なお、第３処理ユニット群Ｇ３には下から３段目にスペアの空間が設けられており、所望のオーブン型処理ユニット等を設けることができるようになっている。
【００２９】
第４処理ユニット群Ｇ４では、例えば、レジスト塗布後のウエハＷに加熱処理を施すプリベークユニット（ＰＡＢ）、現像処理後のウエハＷに加熱処理を施すポストベークユニット（ＰＯＳＴ）、高精度温調ユニット（ＣＰＬ−Ｇ４）が、例えば１０段に重ねられている。第５処理ユニット群Ｇ５では、例えば、露光後現像前のウエハＷに加熱処理を施すポストエクスポージャーベークユニット（ＰＥＢ）、高精度温調ユニット（ＣＰＬ−Ｇ５）が、例えば１０段に重ねられている。
【００３０】
図１および図３に示すように、第１主搬送部Ａ１の背面側には、アドヒージョンユニット（ＡＤ）と、ウエハＷを加熱する加熱ユニット（ＨＰ）とを有する第６処理ユニット群Ｇ６が設けられている。ここで、アドヒージョンユニット（ＡＤ）にはウエハＷを温調する機構を持たせてもよい。
【００３１】
第２主搬送部Ａ２の背面側には、ウエハＷのエッジ部のみを選択的に露光する周辺露光装置（ＷＥＥ）と、レジスト膜厚を測定する膜厚測定装置（ＦＴＩ）とを有する第７処理ユニット群Ｇ７が設けられている。ここで、周辺露光装置（ＷＥＥ）は多段に配置しても構わない。また、第２主搬送部Ａ２の背面側には、第１主搬送部Ａ１の背面側と同様に加熱ユニット（ＨＰ）等の熱処理ユニットを配置することもできる。
【００３２】
図１および図２に示すように、第１処理ユニット群Ｇ１では、カップ（ＣＰ）内でウエハＷをスピンチャックＳＰに載せて所定の処理を行う液供給ユニットとしての５台のスピンナ型処理ユニット、例えば、３つのレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）と、露光時の光の反射を防止する反射防止膜を形成するボトムコーティングユニット（ＢＡＲＣ）が計５段に重ねられている。また第２処理ユニット群Ｇ２では、５台のスピンナ型処理ユニット、例えば、現像ユニット（ＤＥＶ）が５段に重ねられている。
【００３３】
第１主搬送部Ａ１には第１主ウエハ搬送装置１６が設けられ、この第１主ウエハ搬送装置１６は、第１処理ユニット群Ｇ１、第３処理ユニット群Ｇ３、第４処理ユニット群Ｇ４と第６処理ユニット群Ｇ６に備えられた各ユニットに選択的にアクセスできるようになっている。また、第２主搬送部Ａ２には第２主ウエハ搬送装置１７が設けられ、この第２主ウエハ搬送装置１７は、第２処理ユニット群Ｇ２、第４処理ユニット群Ｇ４、第５処理ユニット群Ｇ５、第７処理ユニット群Ｇ７に備えられた各ユニットに選択的にアクセスできるようになっている。
【００３４】
図４は第１主ウエハ搬送装置１６の概略構造を示す斜視図である。第１主ウエハ搬送装置１６は、ウエハＷを保持する３本のアーム７ａ（上段）・７ｂ（中段）・７ｃ（下段）と、アーム７ａ〜７ｃのそれぞれの基端に取り付けられたアーム支持板５１（アーム７ａに取り付けられたもののみを図示）と、各アーム支持板５１と係合している基台５２と、基台５２等を支持する支持部５３と、支持部５３に内蔵された図示しないモータと、基台５２とモータとを連結する回転ロッド５４と、第１処理ユニット群Ｇ１および第２処理ユニット群Ｇ２側に設けられ、鉛直方向にスリーブ５５ａが形成された支柱５５と、スリーブ５５ａに摺動可能に係合し、かつ支持部５３と連結されたフランジ部材５６と、フランジ部材５６を昇降させる図示しない昇降機構と、を有している。
【００３５】
基台５２上には基台５２の長手方向と平行にアーム支持板５１毎にレール（図示せず）が敷設されており、各アーム支持板５１はこのレールに沿ってスライド自在となっている。また、支持部５３に内蔵されたモータを回転させると回転ロッド５４が回転し、これにより基台５２はＸ−Ｙ面内で回転することができるようになっている。さらに、支持部５３はＺ方向に移動可能なフランジ部材５６に取り付けられているために、基台５２もまたＺ方向に移動可能である。
【００３６】
このような構成によって、第１主ウエハ搬送装置１６のアーム７ａ〜７ｃは、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の各方向に移動可能であり、これにより先に述べたように、第１処理ユニット群Ｇ１、第３処理ユニット群Ｇ３、第４処理ユニット群Ｇ４および第６処理ユニット群Ｇ６の各ユニットにそれぞれアクセス可能となっている。
【００３７】
基台５２の先端部両側には垂直部材５９ａが取り付けられている。また、これら垂直部材５９ａには、アーム７ａとアーム７ｂとの間に両アームからの放射熱を遮る遮蔽板８が取り付けられ、さらにこれら垂直部材５９ａ間に架橋部材５９ｂが取り付けられている。この架橋部材５９ｂの中央および基台５２の先端には一対の光学的センサ（図示せず）が設けられており、これにより各アーム７ａ〜７ｃにおけるウエハＷの有無とウエハＷのはみ出し等が確認されるようになっている。第２主ウエハ搬送装置１７は第１主ウエハ搬送装置１６と同様の構造を有している。
【００３８】
なお、図４中に示す壁部５７は、第１処理ユニット群Ｇ１側にある第２主搬送部Ａ２のハウジングの一部である。壁部５７に設けられた窓部５７ａは、第１処理ユニット群Ｇ１に設けられた各ユニットとの間でウエハＷの受け渡しを行うためのものである。また、第２主搬送部Ａ２の底部に設けられている４台のファン５８は、第２主搬送部Ａ２内の気圧および温湿度を制御している。
【００３９】
第１処理ユニット群Ｇ１とカセットステーション１１との間および第２処理ユニット群Ｇ２とインターフェイスステーション１３との間にはそれぞれ、第１処理ユニット群Ｇ１と第２処理ユニット群Ｇ２に所定の処理液を供給する液温調ポンプ２４・２５が設けられており、さらにレジスト塗布／現像処理システム１外に設けられた図示しない空調器からの清浄な空気を各処理ユニット群Ｇ１〜Ｇ５の内部に供給するためのダクト２８・２９が設けられている。
【００４０】
第１処理ユニット群Ｇ１〜第７処理ユニット群Ｇ７は、メンテナンスのために取り外しが可能となっており、処理ステーション１２の背面側のパネルも取り外しまたは開閉可能となっている。また、第１処理ユニット群Ｇ１と第２処理ユニット群Ｇ２のそれぞれの最下段には、第１処理ユニット群Ｇ１と第２処理ユニット群Ｇ２に所定の処理液を供給するケミカルユニット（ＣＨＭ）２６・２７が設けられている。カセットステーション１１の下方部にはこのレジスト塗布／現像処理システム１全体を制御する集中制御部１９が設けられている。
【００４１】
インターフェイスステーション１３は、処理ステーション１２側の第１インターフェイスステーション１３ａと、露光装置１４側の第２インターフェイスステーション１３ｂとから構成されており、第１インターフェイスステーション１３ａには第５処理ユニット群Ｇ５の開口部と対面するように第１ウエハ搬送体６２が配置され、第２インターフェイスステーション１３ｂにはＸ方向に移動可能な第２ウエハ搬送体６３が配置されている。
【００４２】
第１ウエハ搬送体６２の背面側には、上から順に、周辺露光装置（ＷＥＥ）、露光装置１４に搬送されるウエハＷを一時収容するイン用バッファカセット（ＩＮＢＲ）、露光装置１４から搬出されたウエハＷを一時収容するアウト用バッファカセット（ＯＵＴＢＲ）が積み重ねられた第８処理ユニット群Ｇ８が配置されている。イン用バッファカセット（ＩＮＢＲ）とアウト用バッファカセット（ＯＵＴＢＲ）は、例えば、ウエハＷを２５枚収容できるようになっている。また、第１ウエハ搬送体６２の正面側には、上から順に、トランジションユニット（ＴＲＳ−Ｇ９）と、２段の高精度温調ユニット（ＣＰＬ−Ｇ９）が積み重ねられた第９処理ユニット群Ｇ９が配置されている。
【００４３】
第１ウエハ搬送体６２は、Ｚ方向に移動可能かつθ方向に回転可能であり、かつＸ−Ｙ面内において進退自在なウエハ受け渡し用のフォーク６２ａを有している。このフォーク６２ａは、第５処理ユニット群Ｇ５、第８処理ユニット群Ｇ８、第９処理ユニット群Ｇ９の各ユニットに対してアクセス可能であり、これにより各ユニット間でのウエハＷの搬送を行うことができるようになっている。
【００４４】
第２ウエハ搬送体６３は、Ｘ方向およびＺ方向に移動可能であり、かつ、θ方向に回転可能であり、さらにＸ−Ｙ面内において進退自在なウエハ受け渡し用のフォーク６３ａを有している。このフォーク６３ａは、第９処理ユニット群Ｇ９の各ユニットと、露光装置１４のインステージ１４ａおよびアウトステージ１４ｂに対してアクセス可能であり、これら各部の間でウエハＷの搬送を行うことができるようになっている。
【００４５】
このように構成されるレジスト塗布現像処理システム１においては、ウエハカセット（ＣＲ）から処理前のウエハＷを１枚ずつウエハ搬送機構２１により取り出し、このウエハＷをトランジションユニット（ＴＲＳ−Ｇ３）に搬送する。次いで、ウエハＷに対し、温調ユニット（ＴＣＰ）で温調処理を行った後、第１処理ユニット群Ｇ１に属するボトムコーティングユニット（ＢＡＲＣ）で反射防止膜の形成、加熱ユニット（ＨＰ）における加熱処理、高温度熱処理ユニット（ＢＡＫＥ）におけるベーク処理を行う。ボトムコーティングユニット（ＢＡＲＣ）によるウエハＷへの反射防止膜の形成前にアドヒージョンユニット（ＡＤ）によりアドヒージョン処理を行ってもよい。また、反射防止膜を形成せずに、アドヒージョンユニット（ＡＤ）によりアドヒージョン処理を行ってもよい。次いで、高精度温調ユニット（ＣＰＬ−Ｇ４）でウエハＷの温調を行った後、ウエハＷを第１処理ユニット群Ｇ１に属するレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）へ搬送後、レジスト液の塗布処理を行う。その後、第４処理ユニット群Ｇ４に設けられたプリベークユニット（ＰＡＢ）でウエハＷにプリベーク処理を施し、周辺露光装置（ＷＥＥ）で周辺露光処理を施した後、高精度温調ユニット（ＣＰＬ−Ｇ９）等で温調する。その後、ウエハＷを第２ウエハ搬送体６３により露光装置１４内に搬送する。露光装置１４により露光処理がなされたウエハＷを第２ウエハ搬送体６３によってトランジションユニット（ＴＲＳ−Ｇ９）に搬入し、第１ウエハ搬送体６２によって、第５処理ユニット群Ｇ５に属するポストエクスポージャーベークユニット（ＰＥＢ）にてポストエクスポージャーベーク処理を施し、さらに第２処理ユニット群Ｇ２に属する現像ユニット（ＤＥＶ）へ搬送して現像処理を施した後、ポストベークユニット（ＰＯＳＴ）でポストベーク処理を行い、高精度温調ユニット（ＣＰＬ−Ｇ３）で温調処理を行った後、トランジションユニット（ＴＲＳ−Ｇ３）を介してカセットステーション１１のウエハカセット（ＣＲ）の所定位置へ搬送する。
【００４６】
次に、本発明の一実施形態が適用されたレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）について図５〜図９を参照して説明する。
【００４７】
上述したようにレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）は第１処理ユニット群Ｇ１において３段積み重ねられており、そのうち最上段のものについて説明する。図５に示すように、最上段のレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）は、第１主ウエハ搬送装置１６のアーム７ａ〜７ｃが進入するための開口７０ａを有するケーシング７０を有し、その中にウエハＷを収容する収容容器であるカップＣＰが設けられ、そのカップ内にウエハＷを真空吸着によって水平に保持するスピンチャック７１が設けられている。このスピンチャック７１は、カップＣＰの下方に設けられたパルスモーターなどの駆動モータ７２によって回転可能となっており、その回転速度も任意に制御可能となっている。カップＣＰの底部の中央寄りの部分には排気管７３が接続され、また外側よりの部分には排液管７４が接続されている。そして、排気管７３からカップＣＰ内の気体が排気されるとともに、排液管７４からは、塗布処理にともなって飛散したレジスト液や溶剤が排出される。なお、スピンチャック７１は、図示しないエアシリンダー等の昇降機構により昇降可能となっている。
【００４８】
図６に示すように、ケーシング７０内のカップＣＰの外側部分には、基本的に同一の構造を有する４つの噴頭８０を保持可能な保持部７５が設けられている。これら噴頭８０は、いずれもレジスト液が溶解可能な溶剤を供給する溶剤吐出ノズル８８と塗布液であるレジスト液を供給するレジスト液吐出ノズル９０ａとを有し、これらを近接させた状態でベース部材８２に取り付けた構造を有している。レジスト液が溶解可能な溶剤は、レジスト液の濡れ性を良くしてレジストの低消費化を図るものであり、レジスト液の溶媒であってもよいが、それに限らずレジスト塗布液を溶解可能なものであればよく、典型的にはシンナーが用いられる。なお、保持部７５には各ノズルのノズル口を乾燥固化させないように、各ノズルのノズル口を溶剤雰囲気に置くための挿入部（図示せず）が設けられている。
【００４９】
これら噴頭８０は、取り付け部８３により、いずれかがアーム８１の先端部に取り付け可能となっており、それぞれ異なる種類のレジスト液を供給可能となっている。そして、これらのうち選択された一つがアーム８１に取り付けられ、駆動機構８７により図５および図６に示したＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向に移動され、アーム８１に取り付けられた噴頭８０は、スピンチャック７１の直上位置と退避位置との間で移動可能となっている。
【００５０】
図５に示すように、噴頭８０には、レジスト液吐出ノズル９０ａから吐出されるレジスト液の温度が一定になるように温度調節するために温度調節流体を循環するチューブ８５ａ，８５ｂ、および、溶剤吐出ノズル８８から吐出される溶剤の温度が一定になるように温度調節するために温度調節流体を循環するチューブ８６ａ，８６ｂが設けられている。チューブ８５ａはレジスト液吐出ノズル９０ａに連続する配管の周囲に設けられて往路を構成し、チューブ８５ｂは復路を構成している。また、チューブ８６ａは溶剤吐出ノズル８８に連続する配管の周囲に設けられて往路を構成し、チューブ８６ｂは復路を構成している。
【００５１】
なお、本実施形態では、各噴頭８０ごとに溶剤吐出ノズル８８とレジスト液吐出ノズル９０ａを取り付けているが、これに限らず、各噴頭にはレジスト液吐出ノズルのみを取り付け、溶剤吐出ノズルは、これら噴頭８０に共通に１つのみ設けてもよい。この場合、溶剤吐出ノズルのために別途駆動用のアームを設けてもよいし、溶剤吐出ノズルを予めアーム８１に取り付けておき、選択された一つの噴頭と一体的に移動する構成としてもよい。
【００５２】
上から２段目および３段目のレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）も基本的には同様に構成されている。そして、これら３つのレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）に対し、同じ種類のレジスト液については共通のレジスト液供給機構により供給される。
【００５３】
以下、このようなレジスト液供給機構について図７を参照しながら説明する。上述のように最上段のレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）においてはレジスト液吐出ノズル９０ａを有しているが、２段目および３段目のレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）は、それぞれレジスト液吐出ノズル９０ｂおよび９０ｃを有しており、図７のレジスト液供給機構１００は、これらレジスト液吐出ノズル９０ａ，９０ｂ，９０ｃを含んでいる。
【００５４】
レジスト液供給機構１００は、レジスト液供給源としてレジスト液Ｌ１を貯留したボトル１０１と、ボトル１０１内から供給されたレジスト液Ｌ１を一旦貯留するバッファタンク１０２と、ボトル１０１からレジスト液吐出ノズル９０ａ，９０ｂ，９０ｃへレジスト液を供給するためのポンプ１０３と、レジスト液Ｌ１中の異物等を除去するフィルター１０４とを有している。ボトル１０１の上部には圧送ガスであるＮ２ガスを供給するＮ２ガス配管１１０が接続されており、この配管１１０にはエアオペレーションバルブ１１１が介装されている。また、ボトル１０１の交換等の際に、ボトル１０１内の圧力を開放するためのバルブ１１６が設けられている。さらに、ボトル１０１の上方からその中のレジスト液Ｌ１に浸漬されるようにレジスト液送給配管１１２が挿入されており、このレジスト液送給配管１１２にはエアオペレーションバルブ１１３が介装されている。レジスト液送給配管１１２はバッファタンク１０２の上方からその中に挿入されている。したがって、Ｎ２ガス配管１１０から供給されるＮ２ガスの圧力でボトル１０１内のレジスト液Ｌ１がバッファタンク１０２に供給される。
【００５５】
バッファタンク１０２の側方には、バッファタンク１０２内のレジスト液の液面を検出する液面センサ１１７が設けられている。この液面センサ１１７は、液面がフルになったことを検出するためのフルセンサ１１７ａと、エンプティになったことを検出するためのエンプティセンサ１１７ｂとを有しており、さらにフルセンサ１１７ａおよびエンプティセンサ１１７ｂの間に設けられた、レジスト液がフルになる直前の状態を検出するための直前フルセンサ１１７ｃと、エンプティになる直前の状態を検出するための直前エンプティセンサ１１７ｄとを有している。
【００５６】
バッファタンク１０２の底部にはレジスト液送給配管１１４が接続されており、このレジスト液送給配管１１４の他端は前記ポンプ１０３に接続されている。レジスト液送給配管１１４のポンプ１０３近傍部分にはチェックバルブ１３３が設けられている。ポンプ１０３の排出側にはレジスト液送給配管１１５が接続されており、このレジスト液送給配管１１５のポンプ１０３近傍部分にはエアオペレーションバルブ１３４が設けられている。上記フィルター１０４は、このレジスト液送給配管１１５に介装されている。配管１１５は、分岐管１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃに分岐しており、これら分岐管１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃの先端にそれぞれ前記ノズル９０ａ，９０ｂ，９０ｃが設けられている。したがって、ポンプ１０３の駆動力により、バッファタンク１０２のレジスト液Ｌ１がレジスト液送給配管１１４，１１５を経て、分岐管１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃのいずれかに至り、対応するレジスト液吐出ノズルからレジスト液が吐出される。
【００５７】
分岐管１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃには、それぞれエアオペレーションバルブ１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ、およびサックバックバルブ１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃが設けられている。エアオペレーションバルブ１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃが開閉されることにより、分岐管１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃを介してレジスト液吐出ノズル９０ａ，９０ｂ，９０ｃからのレジスト液の吐出がオン・オフされる。また、サックバックバルブ１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃは、それぞれレジスト液吐出ノズル９０ａ，９０ｂ，９０ｃからのレジスト液吐出後、その先端内壁部に表面張力によって残留しているレジスト液をレジスト液吐出ノズル９０ａ，９０ｂ，９０ｃ内に引き戻し、これによって残留レジスト液の固化を阻止する。
【００５８】
上記バッファタンク１０２の上部には空気抜き配管１２３が接続されており、この空気抜き配管１２３にはエアオペレーションバルブ１２４が介装されている。また、ポンプ１０３には後述するように泡抜き部が設けられており、その泡抜き部から排出されたレジスト液が回収配管１２５を通ってバッファタンク１０２に戻されるようになっている。また、フィルター１０４にも泡抜き部（図示せず）が設けられており、その泡抜き部から排出されたレジスト液が回収配管１２７を通ってバッファタンク１０２に戻されるようになっている。回収配管１２７は回収配管１２５に接続されており、回収配管１２５，１２７には、それぞれエアオペレーションバルブ１２６，１２８が介装されている。また、回収配管１２７とレジスト液送給配管１１５とは配管１２９で繋がれている。配管１２９にはエアオペレーションバルブ１３０が介装されている。このように泡抜き部を設け、回収されたレジスト液を回収することにより、レジスト液への泡の巻き込みや気泡による圧力の干渉を抑止することができ、かつレジスト液の消費量を少なくすることができる。
【００５９】
ポンプ１０３には圧力センサー１３１が設けられており、また、分岐管１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃにおけるエアオペレーションバルブ１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃの上流側には、それぞれ圧力センサー１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃが設けられている。これら圧力センサー１３１，１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃの検出信号は、コントローラ１３５に入力され、その検出値に基づいて所定の演算を行い、ポンプ１０３に制御信号を送ってポンプ１０３の内圧を制御するようになっている。
【００６０】
なお、レジスト液には活性剤が含まれることがあり、このような場合にはバッファタンク１０２内でレジスト液が発泡しやすくなり、液面センサ１１７が誤検知を起こしやすくなる。そこで、このような誤検知を起こし難くするために、図８に示すように仕切板１１８を設けることが有効である。発泡は、レジスト液がレジスト液送給配管１１２からバッファタンク１０２に供給される時に主に発生するため、仕切板１１８は、図示するように、バッファタンク１０２内の液面センサ側の部分に垂直に設けることが好ましい。これによりレジスト液供給部分で発生した気泡が仕切板１１８に遮られてバッファタンク１０２の液面センサ側には侵入せず、液面センサ１１７の誤検知が防止される。
【００６１】
次に、ポンプ１０３の構造について説明する。
【００６２】
ポンプ１０３としては、圧力媒体の圧力により移動して圧力媒体の圧力を処理液に及ぼして処理液を吐出させる加圧体を有するものが好ましく、本実施形態はそのようなポンプの例であるチューブフラムポンプを適用している。
【００６３】
図９はポンプ１０３を示す断面図である。ポンプ１０３は、ケーシング１４１を有し、ケーシング１４１の中には、前記レジスト液送給配管１１４および１１５が接続されたチューブフラム１４２を有している。このチューブフラム１４２内にはレジスト液Ｌ１が貯留され、矢印で示す水平方向に移動可能となっている。このチューブフラム１４２は容器１４３内に収容されており、この容器１４３内には圧力媒体Ｌ２が満たされている。容器１４３には配管１４４を介してベローズ１４５が接続されており、配管１４４およびベローズ１４５の内部にも圧力媒体Ｌ２が満たされている。ベローズ１４５には駆動部１４６が接続されており、この駆動部１４６によりベローズ１４５が伸縮される。そして駆動部１４６を作動させてベローズ１４５を押し上げて縮めることにより圧力媒体が加圧され、チューブフラム１４２に圧力が及ぼされてレジスト液Ｌ１がレジスト液送給配管１１５を通っていずれかのレジスト吐出ノズルへ供給される。逆に、駆動部１４６によりベローズ１４５を伸ばすと、チューブフラム１４２が膨張し、バッファタンク１０２内のレジスト液Ｌ１がレジスト液送給配管１１４を介してチューブフラム１４２内に供給される。駆動部１４６は、コントローラ１３５から送られてくるパルスにより駆動される。上記圧力センサー１３１は、圧力媒体Ｌ２の配管１４４に設けられている。圧力センサー１３１は本体１５１と、本体内に圧力媒体Ｌ２を導く導入路１５２と、導入路１５２の先端部に設けられたセンサー素子１５３とを有しており、センサー素子１５３により圧力媒体Ｌ２の圧力を直接検出するようになっている。この圧力値がレジスト液Ｌ１に及ぼされる圧力となる。チューブフラム１４２には泡抜き部１４７が設けられており、この泡抜き部１４７に前記回収配管１２５が接続されている。そして、泡抜き部１４７から泡抜きを行った際に排出されたレジスト液が上述したようにしてバッファタンク１０２に回収される。
【００６４】
なお、上記構成では、ベローズ１４５を伸縮させ、圧力媒体Ｌ２の加圧を制御したが、ベローズに代えてプランジャー方式を用いることもできる。また、コントローラ１３５は、実際にはエアオペレーションバルブやサックバックバルブや、駆動モータ７２等、ポンプ１０３以外の装置の制御も行うが、ここでは説明を省略する。
【００６５】
次に、このように構成されるレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）におけるレジスト液塗布処理の動作および制御について説明する。
【００６６】
第１主ウエハ搬送装置１６のアーム７ａ〜７ｃのいずれかによってケーシング７０の開口７０ａを通ってレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）内のカップＣＰの真上までウエハＷが搬送されると、そのウエハＷは、図示しない昇降機構によって上昇してきたスピンチャック７１によって真空吸着される。第１主ウエハ搬送装置１６はウエハＷをスピンチャック７１に真空吸着せしめた後、アームをレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）内から引き戻し、レジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）へのウエハＷの受け渡しを終える。
【００６７】
次いで、スピンチャック７１はウエハＷがカップＣＰ内の定位置になるまで下降され、まず、駆動モータ７２によってスピンチャック７１を１０００ｒｐｍ程度の回転速度で回転させ、ウエハＷの温度を均一にする。
【００６８】
その後、スピンチャック７１の回転を停止させ、駆動機構８７によって噴頭８０をＹ方向に沿ってウエハＷの直上位置まで移動させ、溶剤吐出ノズル８８の吐出口がスピンチャック７１の中心（ウエハＷの中心）上に到達したところで、レジストが溶解するシンナー等の溶剤を静止しているウエハＷ表面の略中心に供給し、好ましくは１０００ｒｐｍ以下の所定の回転速度でウエハＷを回転させてウエハＷ表面に供給された溶剤をウエハＷの全面に広げるプリウエット処理を行う。これによりレジスト液の濡れ性が向上し、ウエハＷに吐出するレジストの量を少なくすることができる。
【００６９】
続いて、駆動機構８７によりレジスト液吐出ノズル９０ａ（９０ｂ，９０ｃ）の吐出口がスピンチャック７１の中心（ウエハＷの中心）上に到達するまで装着された噴頭をＹ方向に移動し、ウエハＷの回転速度を所定値まで上昇させて、レジスト液吐出ノズルの吐出口からレジスト液を回転するウエハＷ表面の略中心に供給し、遠心力によりレジスト液を外方に拡散させ、ウエハＷ表面へのレジスト塗布処理を行う。このレジスト塗布処理に際しては、最初に、レジスト液を広げるためにレジスト液を吐出しながら比較的高速で回転させる。この際の回転速度は、２００ｍｍウエハの場合には２０００〜６０００ｒｐｍ、３００ｍｍウエハの場合には１０００〜４０００ｒｐｍであることが好ましい。その後、レジスト液の供給を停止して、ウエハＷの回転速度を減速する。これにより、膜厚調整機能が発揮され、ウエハＷ面内の膜厚均一化が促進される。このような効果を奏するのは、ウエハＷの回転速度を減速した際には、この減速の際の加速度により半導体ウエハＷ上のレジスト液に中心へ向かう力が作用し、しかも、被処理基板の回転が低速であることからレジスト液の乾燥が遅く、結果として膜厚を整える機能が発揮されるからである。すなわち、この減速によって作用する内側へ向かう力により、ウエハＷ外方へ飛散するレジスト量が抑制され、外周部にも中央部と同様にレジストが保持されてレジスト膜の膜厚がより均一化することとなる。この際の回転速度は５０〜１０００ｒｐｍが好ましい。特に、５００ｒｐｍ以下であれば、レジストの乾燥がほとんど進行せず、膜厚調整の自由度が高い。この際の保持時間は、例えば、３秒までの適宜の時間に設定される。なお、この際の回転の減速は必須なものではなく、必要に応じて行われる。
【００７０】
その後、ウエハＷの回転速度を上昇させて、残余のレジスト液を振り切る。この際の回転速度は、２００ｍｍウエハの場合には１５００〜４０００ｒｐｍ、３００ｍｍウエハの場合には１０００〜３０００ｒｐｍであることが好ましい。
【００７１】
その後、ウエハＷの回転を継続させレジスト膜の乾燥を行う。この際の回転速度は、２００ｍｍウエハの場合には１０００〜２０００ｒｐｍ、３００ｍｍウエハの場合には５００〜１５００ｒｐｍであることが好ましい。この工程を所定時間行った後、レジスト塗布工程が終了する。
【００７２】
次に、レジスト液供給機構１００によるレジスト液の供給動作について詳細に説明する。
【００７３】
ボトル１０１内のレジスト液Ｌ１は、Ｎ２ガス配管１１０を介して圧送ガスであるＮ２ガスが送り込まれることにより、レジスト液送給配管１１２を介してバッファタンク１０２に至る。バッファタンク１０２内のレジスト液Ｌ１は、ポンプ１０３の駆動部１４６によりベローズ１４５を下方に移動させて、圧力媒体Ｌ２の圧力を低下させることによりチューブフラム１４２内に供給され、チューブフラム１４２内のレジスト液Ｌ１は、駆動部１４６によりベローズ１４５を上方に移動させて圧力媒体Ｌ２を加圧することによりレジスト液送給配管１１５へ至る。そして、分岐管１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃのいずれかのエアオペレーションバルブ１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃを開にして、レジスト塗布処理を行うレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）に対応するレジスト液吐出ノズルからレジスト液を吐出させる。
【００７４】
ボトル１０１の交換時やフィルター１０４の交換時等には、レジスト液の実吐出に先だってポンプ１０３のチューブフラム１４２の泡抜き部１４７およびフィルター１０４の泡抜き部から泡抜きのためにレジスト液を排出する。また、レジストの塗布処理中においても必要に応じてこのような泡抜きを行う。このように泡抜きを行うことにより吐出されるレジスト液への泡の巻き込みを抑制することができ、レジスト液の吐出の安定性を高くすることができる。ポンプとして従来から使用していたベローズポンプは泡抜け性が悪いが、チューブフラムポンプ１０３はこのように泡抜け部１４７を設けることにより容易に泡抜けを行うことができる。また、泡抜きのために排出したレジスト液は従来ドレインへ接続して廃棄していたが、本実施形態では回収配管１２５，１２７を介してバッファタンク１０２に回収されるので、レジスト液の消費量を少なくすることができる。
【００７５】
レジスト液吐出に際しては、３つのレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）は３段に重ねられているから、このように同一のポンプでこれらレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）へレジスト液を供給する場合には、使用するレジスト液吐出ノズルによって揚程差があり、各レジスト液吐出ノズル近傍でのレジスト液の内圧には差がある。そのため、このままでは同じレシピで同じ調整を行ってもレジスト液の吐出速度や吐出タイミングが異なることとなり、ユニットによってレジスト膜の膜厚プロファイルにばらつきが生じる。
【００７６】
そこで、本実施形態では、圧力センサー１３１，１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃによる検出値と、予め求められているレジスト液の圧力およびレジスト液の吐出レートの関係とに基づいて、レジスト液の吐出レートが所定の値になるように、ポンプ１０３の内圧を制御する。具体的には、圧力センサー１３１，１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃによる検出値が、所望の吐出量になる値からずれている場合に、これら圧力センサーによる検出値が予め設定されている所望の吐出量に対応する値になるように、コントローラ１３５によりポンプ１０３の駆動部１４６を制御してポンプ１０３の内圧を制御する。この場合の制御方式は特に限定されるものではなく、種々の制御方式を採用することができる。例えば、ＰＩＤ制御であってもよいし、ファジー制御であってもよい。また、上記のようなフィードバック制御に限らず、フィードフォワード制御であってもよい。さらに、実績に基づいて学習機能をもたせてもよい。
【００７７】
従来は、このようなレジスト液の圧力については考慮していなかったため、揚程差等に起因してレジスト液の吐出速度や吐出タイミングにばらつきが生じていたが、本実施形態ではこのように所定の位置でのレジスト液の圧力を検出し、その検出値が所定の吐出速度に対応するような値になるようにポンプ１０３の内圧を制御するので、いずれのレジスト液吐出ノズルからレジスト液を吐出する場合にも、揚程差にかかわらず、レジスト液吐出ノズル近傍でのレジスト液の内圧をほぼ同じ値にすることができ、レジスト液の吐出レートおよび吐出タイミングを一定にすることができる。したがって、ユニット間でのレジスト膜の膜厚プロファイルにばらつきを解消することができる。
【００７８】
また、一般的に、この種のポンプはポンプの入側および出側の両方にチェックバルブが設けられているのが一般的である。しかし、ポンプの出側のチェックバルブがある場合には、ポンプ内の圧力と出側の配管の圧力との間に差が生じるため、精度良くポンプの内圧制御を行うことは困難である。これに対して、本実施形態のようにポンプ出側のレジスト液送給配管１１５にチェックバルブを設けないことにより、ポンプ１０３内と出側のレジスト液送給配管１１５が繋がった領域を形成するため、これらの間に圧力差が生じず、ポンプ１０３の内圧制御が容易となる。
【００７９】
なお、ポンプ１０３に設けた圧力センサー１３１のみでも同様の制御を行うことができる。すなわち、３つのレジスト液吐出ノズル９０ａ，９０ｂ，９０ｃのそれぞれについて、圧力センサー１３１の検出値とレジスト液の吐出レートとの関係を求めておき、各レジスト液吐出ノズルからレジスト液を吐出する際に、その関係に基づいてポンプ１０３の内圧を制御する。ただし、レジスト液吐出ノズル９０ａ，９０ｂ，９０ｃの近傍に圧力センサー１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃを設けたほうが制御精度が高い。
【００８０】
圧力センサー１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃのみを用いて以上とは異なる方式の制御を行うこともできる。例えば、これら圧力センサー１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃによる検出値の値が略同一になるように、ポンプ１０３の内圧を制御するようにすることもできる。具体的には、いずれか一つのレジスト液吐出ノズルに対応する圧力センサーを基準とし、他のレジスト液吐出ノズルの圧力センサーの値が同一になるようにポンプ１０３の内圧を制御する。
【００８１】
このような制御によっても、複数のノズル間での処理液の圧力差に起因する吐出レートのばらつきを有効に抑制することができる。
【００８２】
次に、本発明の他の実施形態に係るレジスト液供給機構ついて図１０を参照しながら説明する。
【００８３】
図１０のレジスト液供給機構１００′は、バッファタンク１０２から延びるレジスト液送給配管１１４′にフィルター１０４′を設け、かつポンプ１０３の下流側にレジスト液送給配管１１４′からのレジスト液を一旦貯留するリザーバータンク１６０を設けている。また、ポンプ１０３の泡抜き部から排出されたレジスト液は回収配管１２５′を通ってリザーバータンク１６０に戻される。フィルター１０４′の泡抜き部（図示せず）から排出されたレジスト液は配管１２７′を通ってドレインへ廃棄される。リザーバータンク１６０には空気抜き配管１６１が接続されており、この空気抜き配管１６１にはエアオペレーションバルブ１６２が介装されている。他の構成は図７のレジスト液供給機構１００と同様である。
【００８４】
このような構成によれば、気泡を発生する可能性があるフィルター１０４′がポンプ１０３の下流側に設けられているので、レジスト液吐出ノズル９０ａ，９０ｂ，９０ｃから吐出されるレジスト液に気泡が巻き込まれるおそれを一層低減することができ、より安定したレジスト液の吐出を行うことができる。また、フィルター１０４′を通過することにより巻き込まれた気泡は、リザーバータンク１６０によりトラップすることが可能であるから、ポンプへの気泡の影響を小さくすることができる。また、リザーバータンク１６０の液位を調整することにより補助的にポンプ１０３の内圧制御を行うこともできる。
【００８５】
以上のような図７および図１０に示すレジスト液供給機構によるポンプ１０３の内圧制御は、ポンプの揚程差を補償する場合のみならず、種々の目的で行うことができる。
【００８６】
例えば、ウエハ上にレジスト液を吐出して広げる場合、レジスト液の初期の吐出レートが高ければ広がりやすいが、吐出レートの高いままレジスト液の吐出を続けると無駄になるレジストが多くなってしまう。そこで、図１１示すように、コントローラ１３５は、レジスト液吐出の初期の短い時間だけポンプ１０３の内圧を高くしてレジスト液の吐出レートを高くし、その後定常状態に戻るように制御を行う。この場合の制御は、上述のように圧力センサーの検出値に基づいて行われる。このような制御に代えて、所定数の固定パルスをポンプ１０３に与えてポンプ１０３の内圧を上げることによっても同様の効果を得ることができる。
【００８７】
また、フィルター１０４の種類や材質により圧力損失が異なり、それによって、ポンプの内圧とレジスト液吐出レートとの関係、およびポンプの内圧とレジスト液の吐出タイミングとの関係が変化するので、コントローラ１３５にフィルター１０４の情報を設定しておき、コントローラ１３５は、フィルター間格差がなくなるようにポンプ１０３の内圧を制御する。通常よりも圧損の大きいフィルターを使用する場合には、このような制御に代えて、所定数の固定パルスをポンプ１０３に与えてポンプ１０３の内圧を上げることによっても同様の効果を得ることができる。
【００８８】
さらに、ポンプ１０３の内圧を制御する場合に、初期設定の際の大気圧から大気圧が変動すると、圧力センサーの値とポンプ内圧との関係が変動する。それを回避するため、大気圧をモニターし、圧力制御の大気圧補正を行うことが有効である。
【００８９】
配管内に気泡がある場合、レジスト液を正常に吐出することができない。この場合には、上記圧力センサーの検出値を利用して、以下のようにして気泡の影響を排除することができる。レジスト液の圧力を所定値に調整後、駆動部１４６にパルスを与えて行くと、図１２に示すように、配管内に気泡がある場合には、駆動部１４６に与えられるパルス数とレジスト液の実際の圧力との関係が気泡がない場合と異なり、レジスト液の圧力が上昇し難くなる。そこで、コントローラ１３５は、レジスト液の圧力を調整後、自動的に駆動部１４６にパルスを与えて行き、駆動部１４６に与えられるパルス数と圧力センサー１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃにより検出される圧力との関係を求め、それと予め記憶された気泡がない正常な場合におけるパルス数とレジスト液の圧力との関係とを比較し、所定パルス数において圧力の差が所定値よりも大きい場合に気泡ありと判定し、泡抜きのためのエアオペバルブ１２６に指令を送り、気泡の排出を行わせる。
【００９０】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、３つのレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）に共通のポンプを設けた場合について示したが、１つのレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）に対して１つのポンプを設けるようにしてもよい。この場合には、ポンプ間の圧力の差に起因するレジスト液吐出速度の変化を低減することができる。また、上記実施形態では圧力センサーの検出値に基づいてコントローラにてポンプ内圧を制御するようにしたが、圧力センサーの検出値に基づいてオペレータがポンプ内圧を調整するようにしてもよい。さらに、吐出検査装置による定期的な処理液の吐出量の測定結果により、予め求められている処理液の圧力および処理液の吐出レートの関係に基づくポンプ内圧の制御値を補正するようにしてもよい。さらにまた、処理液としてレジスト液を用いた場合について示したが、必ずしもレジスト液に限らず厳密に吐出量の制御が必要な他の処理液であってもよい。さらにまた、ポンプとしてチューブフラムポンプを用いた場合について示したが、これに限るものではなく、圧力媒体の圧力により移動して圧力媒体の圧力を処理液に及ぼして処理液を吐出させる加圧体を有する他のポンプ、例えばダイヤフラムポンプを好適に用いることができる。
【００９１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、処理液による処理を行う複数の処理ユニットが上下に積層されてなる処理装置において各処理ユニットに処理液を供給するに際し、ポンプ内における処理液の圧力と、複数の処理液吐出ノズルの近傍の処理液の圧力とを検出し、これらの検出値と、予め求められている処理液の圧力および処理液の吐出レートの関係とに基づいて、処理液の吐出レートが所定の値になるように、ポンプの内圧を制御するようにしたので、処理液の圧力差に起因する吐出レートのばらつきを有効に抑制することができる。
【００９２】
また、処理液による処理を行う複数の処理ユニットが上下に積層されてなる処理装置において各処理ユニットに処理液を供給するに際し、複数の処理液吐出ノズルの近傍の処理液の圧力をそれぞれ検出し、その検出値の値が略同一になるように、前記ポンプの内圧を制御するので、複数のノズル間での処理液の圧力差に起因する吐出レートのばらつきを有効に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の処理液供給機構の一実施形態であるレジスト液供給機構が適用されたレジスト塗布処理ユニットを含むレジスト塗布現像処理システムを示す概略平面図。
【図２】図１のレジスト塗布現像処理システムの概略正面図。
【図３】図１のレジスト塗布現像処理システムの概略背面図。
【図４】図１のレジスト塗布現像処理システムに備えられた主ウエハ搬送装置の概略構造を示す斜視図。
【図５】図１のレジスト塗布現像処理システムに搭載されたレジスト塗布処理ユニットの全体構成を示す断面図。
【図６】図５のレジスト塗布処理ユニットの平面図。
【図７】図５のレジスト塗布処理ユニットに適用されたレジスト液供給機構の一実施形態を示す概略構成図。
【図８】図７のレジスト供給機構に用いられたバッファタンクの他の例を示す断面。
【図９】図７のレジスト液供給機構に用いられたポンプを示す断面図。
【図１０】レジスト液供給機構の他の実施形態を示す断面図。
【図１１】レジスト液吐出の際のポンプ内圧制御の他の例を説明するための図。
【図１２】レジスト液圧力の検出値を利用した自動的脱気制御を説明するための図。
【符号の説明】
９０ａ，９０ｂ，９０ｃ……レジスト液吐出ノズル
１００……レジスト液供給機構
１０１……ボトル
１０２……バッファタンク
１０３……ポンプ
１０４……フィルタ
１１４，１１５……レジスト液送給配管
１３１，１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃ……圧力センサー
１３５……コントローラ
Ｌ１……レジスト液（処理液）
Ｗ……半導体ウエハ
【図１】
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【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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