(57)【要約】【課題】基板に供給される処理液に異物が混入することを抑制する液処理装置を提供する。【解決手段】処理液供給源（２３）から供給された基板を処理するための処理液を、当該基板に吐出するノズル（２２）と、前記処理液供給源（２３）と前記ノズル（２２）とを接続する主流路と、前記主流路に設けられるフィルタ（２６）と、前記主流路から分岐した分岐路（４１Ａ）と、前記分岐路（４１Ａ）の端部に設けられるポンプ（４２）と、前記処理液供給源（２３）から供給された前記処理液が前記分岐路（４１Ａ）へ流入するように前記ポンプ（４２）による吸液を行う第１のステップと、次いで前記ノズル（２２）から前記処理液が吐出されるように、前記ポンプ（４２）から前記分岐路（４１Ａ）へ当該分岐路（４１Ａ）の容量よりも少ない量の当該処理液を吐出する第２のステップと、を行うように制御信号を出力する制御部（１０）と、を備える装置を構成する。
2019182036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理液供給源から供給された基板を処理するための処理液を、当該基板に吐出するノズルと、  前記処理液供給源と前記ノズルとを接続する主流路と、  前記主流路に設けられるフィルタと、  前記主流路から分岐した分岐路と、  前記分岐路の端部に設けられるポンプと、  前記処理液供給源から供給された前記処理液が前記分岐路へ流入するように前記ポンプによる吸液を行う第１のステップと、次いで前記ノズルから前記処理液が吐出されるように、前記ポンプから前記分岐路へ当該分岐路の容量よりも少ない量の当該処理液を吐出する第２のステップと、を行うように制御信号を出力する制御部と、  を備えることを特徴とする液処理装置。
【請求項２】
前記主流路は、循環路と、当該循環路の第１の位置から分岐して前記ノズルに接続される第１の接続流路と、前記循環路において前記第１の位置とは処理液の循環方向に異なる第２の位置から分岐して前記処理液供給源に接続される第２の接続流路と、を備え、  前記フィルタは前記循環路に設けられ、前記分岐路は、当該循環路において第１の位置、第２の位置とは前記循環方向に異なる第３の位置から分岐していることを特徴とする請求項１記載の液処理装置。
【請求項３】
前記主流路は、循環路と、当該循環路の第１の位置から分岐して前記ノズルに接続される第１の接続流路と、前記循環路において前記第１の位置とは処理液の循環方向に異なる第２の位置から分岐して前記処理液供給源に接続される第２の接続流路と、を備え、前記フィルタ及び前記ポンプはそれぞれ前記循環路において前記第１の位置と前記第２の位置で分けられた領域に設けられていることを特徴とする請求項１記載の液処理装置。
【請求項４】
前記ポンプには、前記分岐路とは別個に前記処理液の吐出が可能な排液路が接続され、  前記制御部は、前記ポンプから前記排液路に処理液を吐出する第３のステップを行うように制御信号を出力し、  前記第１のステップにおける前記ポンプへの吸液量は、第２のステップ及び第３のステップにおける前記ポンプからの吐出量の合計量以上の量であることを特徴とする請求項１記載の液処理装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記循環路を介して前記フィルタの一次側へ前記処理液が供給されるように前記ポンプから処理液を吐出する第４のステップを行うように制御信号を出力し、前記第１のステップにおける前記ポンプへの吸液量は、前記第２のステップ及び前記第４のステップにおける前記ポンプからの吐出量の合計量以上の量であることを特徴とする請求項２記載の液処理装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記第３のステップ及び第４のステップを行うように制御信号を出力し、  前記第１のステップにおける前記ポンプへの吸液量は、第２〜第４のステップにおける前記ポンプからの吐出量の合計量と同じであることを特徴とする請求項５記載の液処理装置。
【請求項７】
前記分岐路には、前記分岐路における前記処理液の流量を検出する第１の流量検出部が設けられ、  前記制御部は当該第１の流量検出部により検出された流量に基づいて、異常の有無を判定することを特徴とする請求項１記載の液処理装置。
【請求項８】
前記第１の流量検出部は、前記分岐路において前記主流路に対して接続される位置よりも前記ポンプ寄りの位置に設けられていることを特徴とする請求項７記載の液処理装置。
【請求項９】
前記主流路には、前記分岐路における前記処理液の流量を検出する第２の流量検出部が設けられ、  前記制御部は、当該第１の流量検出部及び第２の流量検出部により各々検出された流量に基づいて、異常の有無を判定することを特徴とする請求項１記載の液処理装置。
【請求項１０】
前記フィルタから前記第１の位置まで設けられた配管の容量は、前記第１のステップにおける前記ポンプの吸液量未満であることを特徴とする請求項３に記載の液処理装置。
【請求項１１】
前記第１の位置から前記ポンプまで設けられた配管の容量は、前記ポンプが補充可能な容量未満であることを特徴とする請求項３に記載の液処理装置。
【請求項１２】
前記制御部は、前記循環路を介して前記フィルタの一次側へ前記処理液が供給されるように前記ポンプから処理液を吐出する第４のステップを行うように制御信号を出力し、前記第２の位置から前記フィルタまで設けられた配管の容量は、前記第４のステップにおける前記ポンプからの吐出量未満であることを特徴とする請求項３に記載の液処理装置
【請求項１３】
基板を処理するための処理液を、ノズルから当該基板に吐出する工程と、  前記処理液供給源と前記ノズルとを接続すると共にフィルタが設けられる主流路に前記処理液を通液する工程と、  前記主流路から分岐して形成され、その端部にポンプが設けられた分岐路に処理液を流通させる工程と、  前記処理液供給源から供給された前記処理液が分岐路へ流入するように前記ポンプの吸液を行う第１の工程と、次いで前記ノズルから処理液が吐出されるように、前記ポンプから前記分岐路へ当該分岐路の容量よりも少ない量の処理液を吐出する第２の工程と、  を備えることを特徴とする液処理方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本開示は、基板に処理液を供給して処理を行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】  半導体装置の製造工程においては、基板である半導体ウエハ（以下、ウエハと記載する）に対して処理液を供給する液処理が行われ、この液処理としては、例えばレジストなどの塗布液をウエハに供給して塗布膜を形成する処理がある。そのような液処理を行う液処理装置はポンプを備えている。そして、貯留部に貯留された処理液が当該ポンプにより吸引され、ノズルへと圧送される。例えば特許文献１に、このような液処理装置の一例が示されている。【０００３】  ポンプは処理液の吸引及び吐出を行うために駆動すること及び処理液を吸引して貯留するために比較的大きな接液面積を有することから、このポンプ内においてパーティクルが異物として処理液に混入する懸念が有る。上記の特許文献１には、このような問題に対処する方法は記載されていない。従って、そのように異物が混入した処理液によって、ウエハへの処理に異常が発生することを防ぐことが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１４０００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  本開示はこのような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、基板に供給される処理液に異物が混入することを抑制する技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  本開示における液処理装置は、処理液供給源から供給された基板を処理するための処理液を、当該基板に吐出するノズルと、  前記処理液供給源と前記ノズルとを接続する主流路と、  前記主流路に設けられるフィルタと、  前記主流路における分岐点から分岐した分岐路と、  前記分岐路の端部に設けられるポンプと、  前記主流路における前記分岐点の上流側から前記処理液が分岐路へ流入するように前記ポンプによる吸液を行う第１のステップと、次いで前記ノズルから前記処理液が吐出されるように、前記ポンプから前記分岐路へ当該分岐路の容量よりも少ない量の当該処理液を吐出する第２のステップと、を含むサイクルが繰り返し行うように制御信号を出力する制御部と、  を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】  本開示によれば、基板に供給される処理液への異物の混入を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本開示の一実施形態であるレジスト塗布装置の構成図である。
【図２】前記レジスト塗布装置を構成するポンプ及び配管の模式図である。
【図３】前記レジスト塗布装置におけるバルブの開閉状態及び液流れを示す説明図である。
【図４】前記レジスト塗布装置におけるバルブの開閉状態及び液流れを示す説明図である。
【図５】前記レジスト塗布装置におけるバルブの開閉状態及び液流れを示す説明図である。
【図６】前記レジスト塗布装置におけるバルブの開閉状態及び液流れを示す説明図である。
【図７】前記レジスト塗布装置におけるレジストの状態を示す説明図である。
【図８】前記レジスト塗布装置におけるレジストの状態を示す説明図である。
【図９】前記レジスト塗布装置におけるレジストの状態を示す説明図である。
【図１０】前記レジスト塗布装置におけるレジストの状態を示す説明図である。
【図１１】レジスト塗布装置の他の構成例を示す説明図である。
【図１２】他の実施形態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】  液処理装置の一実施形態であるレジスト塗布装置１について、図１を参照しながら説明する。レジスト塗布装置１は、スピンコートによりレジストを塗布する装置であり、ウエハ載置部１１と、レジスト供給機構２とを備えている。ウエハ載置部１１は、スピンチャック１２と、回転機構１３と、カップ１４とを備えている。スピンチャック１２はウエハＷの載置部であり、ウエハＷの裏面中央部を水平に吸着保持する。回転機構１３はスピンチャック１２を介して、ウエハＷを回転させる。カップ１４は、スピンチャック１２に保持されたウエハＷを囲み、スピンコートによるウエハＷからのレジストの飛散を防ぐ。
【００１０】続いて、レジスト供給機構２について説明する。レジスト供給機構２は、レジスト供給配管２１と、当該レジスト供給配管２１の下流端に接続されたノズル２２と、レジスト供給配管２１の上流端に夫々接続されたボトル２３と、を備えている。ノズル２２は、上記のウエハＷの中心部にレジストを供給する。ボトル２３にはレジストが貯留されている。図示は省略するが、ボトル２３内を加圧してボトル２３内のレジストを、レジスト供給配管２１の下流側に流通させる加圧機構が設けられている。
【００１１】レジスト供給配管２１には、供給制御バルブＶ１、流量計２４、トラップタンク２５、フィルタ２６、バルブＶ２、バッファタンク２７が、この順に介設されている。第２の流量検出部である流量計２４は、レジスト供給配管２１における当該流量計２４が設けられる部位を流通するレジストの流量に対応する検出信号を、後述の制御部１０に送信する。トラップタンク２５及びフィルタ２６には、バルブＶ３、Ｖ４が各々介設された配管３１、３２の一端が接続されている。配管３１の他端は配管３２におけるバルブＶ４よりも他端側に接続され、配管３２の他端は、工場のドレイン（排液路）に接続されている。このように構成されることで、トラップタンク２５及びフィルタ２６においてトラップされた気泡を排出することができる。バッファタンク２７はレジストを一時的に貯留するタンクであり、ボトル２３と共にレジストの供給源として構成される。
【００１２】レジスト供給配管２１においてトラップタンク２５と流量計２４との間の位置から分岐するように配管４１が形成されている。この配管４１の端部は、レジスト塗布装置１を構成するポンプ４２における吸液及び吐出を行うための吸液吐出ポートに接続されている。また、配管４１から分岐するように配管４３が形成されており、配管４３の端部は、バルブＶ５を介してバルブＶ２とバッファタンク２７との間の位置に接続されている。配管４１は、レジスト供給配管２１においてレジストを流動させるための配管であり、以降は液駆動用配管４１として記載する。配管４３は液駆動用配管４１に流入したレジストをバッファタンク２７に戻すための配管であり、以降はリターン配管４３として記載する。
【００１３】上記のように各配管が接続されているため、レジスト供給配管２１の一部と、液駆動用配管４１の一部と、リターン配管４３とにより、レジストの循環路５１が形成されている。そして、レジスト供給配管２１の下流側は、循環路５１の第１の位置から分岐して前記ノズル２２に接続される第１の接続流路５２をなしている。また、レジスト供給配管２１の上流側は、循環路５１において第１の位置とはレジストの循環方向に異なる第２の位置から分岐してボトル２３に接続される第２の接続流路５３をなしている。これら循環路５１、第１の接続流路５２及び第２の接続流路５３によりレジストの主流路が構成される。また、液駆動用配管４１におけるポンプ４２寄りの部位は、上記の循環路５１における第１の位置及び第２の位置とはレジストの循環方向に異なる第３の位置から分岐した分岐路をなしており、以降は説明の便宜上、当該部位を分岐管４１Ａとし、その内部は主流路から分岐した分岐路として構成される。そして、液駆動用配管４１において、循環路５１を構成する部位については、循環路形成管４１Ｂとする。
【００１４】上記の分岐管４１Ａにおいては第１の流量検出部である流量計４４が介設されており、当該分岐管４１Ａにおいてこの流量計４４が設けられる部位を流通するレジストの流量に対応する検出信号を、後述の制御部１０に送信する。この流量計４４はポンプ４２から吐出されたレジストの異常の有無を判定するために設けられるが、後に詳しく述べるようにポンプ４２から液駆動用配管４１に吐出されるレジストは、循環路形成管４１Ｂには到達しないため、当該流量計４４は、このように分岐管４１Ａに設けられる。より具体的には、流量計４４は、ポンプ４２における吸液吐出ポートの手前に設けられている。ポートの手前とはポートの近傍であり、従ってリターン配管４３が接続される位置よりもポンプ４２寄りの位置に設けられている。
【００１５】また、ポンプ４２には当該ポンプ４２からの排液を行うためのドレインポートが設けられ、当該ドレインポートには配管であるドレイン管４６の一端が接続されている。ドレイン管４６の他端は工場のドレインに接続されており、当該ドレイン管４６にはバルブＶ６が介設されている。ポンプ４２は、吸液したレジストを吸液吐出ポート、ドレインポートのうちのいずれかに吐出することができる。つまりレジストの供給先を液駆動用配管４１、ドレイン管４６との間で切り替えることができる。
【００１６】このレジスト塗布装置１の動作を概略的に述べると、ポンプ４２の駆動によって液駆動用配管４１とポンプ４２との間でレジストを移動させることで、レジスト供給配管２１から液駆動用配管４１へのレジストの引き込みと、引き込まれたレジストのレジスト供給配管２１を介してのノズル２２への圧送とが行われる。このポンプ４２について、図２も参照しながら、さらに詳しく説明する。このポンプ４２はダイヤフラムポンプであるが、チューブフラムポンプなどの他の種類のポンプであってもよい。図２ではポンプ４２の概略を示しており、図中３３はダイヤフラムであり、図中３４はダイヤフラム３３の駆動により容量が変化するポンプ室である。図中Ｖ７、Ｖ８は例えばポンプ４２の吸液吐出ポート、ドレインポートに夫々設けられるバルブである。つまり、この例では上記の液駆動用配管４１、ドレイン管４６は、バルブＶ７、Ｖ８を夫々介してポンプ室３４に接続されている。後述の制御部１０からの制御信号に基づいて、バルブＶ７、Ｖ８の開閉及びダイヤフラム３３の駆動が制御され、後述するポンプ４２による各動作が行われる。
【００１７】１枚のウエハＷを処理するにあたり、ポンプ４２については吸液動作とそれに続く吐出動作とが行われる。従って、ウエハＷが複数枚処理されるにあたり、吸液動作と吐出動作とからなるサイクルが繰り返し複数回行われる。そして、このポンプ４２の吐出動作には、配管４１への吐出動作とドレイン管４６へのレジストの排液用の吐出動作とが含まれている。さらにこの配管４１への吐出動作としては、配管４１のレジストをノズル２２へ向けて供給する処理用の吐出動作と、リターン配管４３を介してレジストをバッファタンク２７へと一旦戻す帰還用の吐出動作とが含まれる。排液用の吐出動作及び帰還用の吐出動作が行われる理由については後述する。
【００１８】上記の吸液動作で液駆動用配管４１からポンプ４２が吸液するレジストの量をＡ１ｍＬとする。そして、処理用の吐出動作でポンプ４２から液駆動用配管４１に吐出されるレジストの量をＡ２ｍＬ、排液用の吐出動作でポンプ４２からドレイン管４６に吐出されるレジストの量をＡ３ｍＬ、帰還用の吐出動作でポンプ４２から配管４１に吐出されるレジストの量をＡ４ｍＬとすると、Ａ１ｍＬ＝Ａ２ｍＬ＋Ａ３ｍＬ＋Ａ４ｍＬとなるように設定されている。例えばＡ２＞Ａ４＞Ａ３であり、より具体的には例えばＡ１＝１．５５、Ａ２＝１．２、Ａ３＝０．０５、Ａ４＝０．３である。
【００１９】背景技術の項目で説明したように、駆動機構であるポンプ４２から発塵することにより、当該ポンプ４２に流入したレジストはパーティクルを含む可能性が有る。そこでこのレジスト塗布装置１においては、ポンプ４２に吸引されて貯留されたレジストが当該ポンプ４２から液駆動用配管４１に吐出されるにあたり、分岐管４１Ａを超えて、循環路形成管４１Ｂ及びリターン配管４３に流入しないように構成されている。液駆動用配管４１におけるリターン配管４３が接続される位置をＰ１として言い換えると、この位置Ｐ１よりもレジスト供給配管２１寄りには、ポンプ４２に貯留されたレジストが移動しないということである。上記の位置Ｐ１について詳しく述べておくと、リターン配管４３が接続される領域Ｃのうち、最もポンプ４２寄りの位置である。また、ポンプ４２に貯留されたとは、ポンプ４２に設けられるレジストの流路を構成する駆動部を通過したことである。
【００２０】従って、分岐管４１Ａによって構成される流路（分岐路）について、上記の位置Ｐ１から、ポンプ４２を構成する駆動部で最もレジスト供給配管２１寄りに位置するバルブＶ７に至るまでの容量をＢ１とすると、容量Ｂ１ｍＬ＞処理用の吐出動作における吐出量Ａ２ｍＬ＋帰還用の吐出動作における吐出量Ａ４ｍＬであり、そのような構成によってパーティクルを含む可能性が有るレジストの循環路形成管４１Ｂ及びリターン配管４３への流入を防ぐことができる。さらに補足しておくと、容量Ｂ１は上記の位置Ｐ１からポンプ４２を構成する当該位置Ｐ１寄りの駆動部に至るまでの流路の容量であり、従って上記のバルブＶ７が設けられない場合には、位置Ｐ１から駆動部であるダイヤフラム３３に至るまでの流路の容量である。
【００２１】また、Ｂ１−（Ａ２＋Ａ４）＝αｍＬとすると、このαの量が大きいほど、ポンプ４２に流入済みとなったレジストが、循環路形成管４１Ｂ及びリターン配管４３に流入することを、より確実に抑制することができる。その観点から、例えばαｍＬは１０ｍＬ以上であることが好ましい。そして、上記のようにＢ１ｍＬ＞Ａ２ｍＬ＋Ａ４ｍＬとするために、分岐管４１Ａの長さＬ１については大きいほど好ましく、例えば１ｍ以上とされる。なお、図２では、液駆動用配管４１とレジスト供給配管２１との接続位置についてＰ２として示している。
【００２２】図１に示すように、レジスト塗布装置１にはコンピュータである制御部１０が設けられている。制御部１０には、例えばコンパクトディスク、ハードディスク、ＭＯ（光磁気ディスク）、メモリーカード、ＤＶＤなどの記憶媒体に格納されたプログラムがインストールされる。インストールされたプログラムは、レジスト塗布装置１の各部に制御信号を送信してその動作を制御し、後述する処理を行うことができるように命令（各ステップ）が組み込まれている。具体的には、回転機構１３によるウエハＷの回転数の変更、配管の各バルブＶ１〜Ｖ６の開閉動作及びポンプ４２の各部の動作がプログラムにより制御される。また、制御部１０は流量計２４、４４から出力された検出信号に基づいて、後述のようにアラームを出力できるようにモニターやスピーカーからなるアラーム発生機構を備えている。上記のアラームは、例えば所定の画面表示や音声である。
【００２３】続いて、レジスト塗布装置１によるウエハＷの処理について、図３〜図６を参照して説明する。図３〜図６では、各配管でレジストの流動が起きている部位における当該レジストを太線により示すことで、レジストの流動が起きてない部位と区別して示している。図３ではそのレジストについて、異なる模様を付しているが、この模様については後述する。
【００２４】先ず、ウエハＷがスピンチャック１２に載置される。そしてバルブＶ１〜Ｖ６が閉じられた状態からバルブＶ２が開かれると、ポンプ４２の吸液動作が行われ、バッファタンク２７から液駆動用配管４１を介してポンプ４２へ向かうようにレジストが流通する（図３、ステップＳ１）。然る後、バルブＶ２が閉じられると共にポンプ４２による吸液動作が停止する。続いてバルブＶ１が開かれ、ポンプ４２から液駆動用配管４１にレジストが圧送される。つまり、上記のポンプ４２の処理用の吐出動作が行われる（図４、ステップＳ２）。この圧送されたレジストにより、レジスト供給配管２１において液駆動用配管４１が接続される位置Ｐ２より下流側に位置するレジストがノズル２２へ向けて押し出される。そして、当該レジストがスピンチャック１２に保持されて回転するウエハＷの中心部にノズル２２から吐出されてスピンコートが行われ、当該ウエハＷにレジスト膜が形成される。
【００２５】このステップＳ２のポンプ４２から液駆動用配管４１へのレジストの圧送中、流量計２４、４４から各々送信される検出信号に基づいて、制御部１０は流量計２４、４４が各々設けられた部位を各々流通するレジストの流量を検出する。そして、それらの流量の検出値についての差分値を演算し、その差分値が許容範囲内に含まれるか否かを判定する。そして許容範囲から外れたときは、例えばノズル２２から吐出されたレジストに気泡が含まれる異常が発生したと判定して、アラームを出力する。許容範囲内であるときには当該異常の発生は無いものと判定して、アラームの出力は行われない。
【００２６】然る後、バルブＶ１が閉じられると共にバルブＶ６が開かれ、ポンプ４２からのレジストの吐出先が液駆動用配管４１からドレイン管４６へと切り替わり、当該ドレイン管４６から排液される。つまり、上記の排液用の吐出動作が行われる（図５、ステップＳ３）。その後、バルブＶ６が閉じられると共にバルブＶ５が開かれ、ポンプ４２からのレジストの吐出先が液駆動用配管４１に切り替わり、バッファタンク２７に向けてレジストが流通する。つまり、上記の帰還用の吐出動作が行われる（図６、ステップＳ４）。その後は図示しない搬送機構により、スピンチャック１２にはレジスト膜が形成済みのウエハＷの代わりに、未処理のウエハＷが載置される。そして、ステップＳ１〜Ｓ４からなるサイクルが実施され、このウエハＷに対してレジスト膜が形成される。以降も、新たなウエハＷがスピンチャック１２に載置される度に、上記のサイクルが実施されて処理が行われる。
【００２７】ところで上記のステップＳ４では、フィルタ２６の上流側（一次側）に位置するバッファタンク２７へレジストを戻している。そのようにレジストを戻すことで、ポンプ４２の吸液動作における吸液量Ａ１が比較的大きく設定され、フィルタ２６を通過するレジストの量が比較的大きくなる。それにより、フィルタ２６内にレジストが長く滞留することで当該フィルタ２６を構成する材料の成分が当該レジスト中に溶出してしまうことを抑制することができる。即ち、レジストの変質を防ぐことができる。また、このようにレジストをフィルタ２６の一次側に戻すことで、当該レジストがノズル２２へ向かうまでにフィルタ２６を繰り返し通過することになるので、当該フィルタ２６によるレジスト中の異物の捕集効果を高くすることができる。
【００２８】また、図３は上記のステップＳ１におけるポンプ４２の吸液動作が停止する直前の状態を示している。そして、この図３ではポンプ４２による吸液動作の開始前において、レジスト供給配管２１と液駆動用配管４１とが接続される位置Ｐ２より上流側に位置していたレジストにドットを付し、液駆動用配管４１に位置していたレジストにハッチングを付している。このレジスト塗布装置１においては、上記のようにポンプ４２の動作によって、液駆動用配管４１をなす分岐管４１Ａとポンプ４２との間でレジストを流動させるが、当該分岐管４１Ａ及びポンプ４２において同じレジストが長く滞留すると、当該レジストの変質が進行し、ウエハＷの処理に影響するおそれが有る。上記のステップＳ３の排液用の吐出動作は、そのようなレジストの滞留を防ぐために行われる。
【００２９】さらに詳しく述べると、ポンプ４２から吐出されたレジストが循環路形成管４１Ｂに流れないように当該液駆動用配管４１の容量は比較的大きく構成されるので、図３に示すように１回の吸液動作によってレジスト供給配管２１の位置Ｐ２から液駆動用配管４１に流れ込んだレジストはポンプ４２に到達しない。しかし、上記の排液用の吐出動作を行うことによって、１つのサイクルにおいてポンプ４２の液駆動用配管４１からの吸液量は、当該液駆動用配管４１への吐出量よりも大きくなる。従って、後に図を用いて詳細に説明するが、既述のように液駆動用配管４１に流れ込んだレジストは、その後にサイクルが繰り返される度にポンプ４２寄りの位置に移動して当該ポンプ４２に流入する。従って、上記の分岐管４１Ａ及びポンプ４２におけるレジストの滞留を防ぐことができる。
【００３０】以下に、上記のサイクルが繰り返し行われる場合における各配管のレジストの流れを詳細に説明する。図７（ａ）は、任意のサイクル（便宜上、Ｎ回目のサイクルとする。Ｎは正の整数である）のステップＳ１の吸液動作が終了し、レジスト塗布装置１が待機している状態を示しており、ポンプ４２に流入済みのレジスト、つまりポンプ４２内及びドレイン管４６に位置するレジストに網掛け模様を付してＲ１としている。また、レジスト供給配管２１の位置Ｐ２の上流側のレジストにはドットを付してＲ２として示している。また、レジストＲ１、Ｒ２以外の液駆動用配管４１及びリターン配管４３におけるレジストにハッチングを付し、Ｒ３として示しており、以降、レジストＲ２、Ｒ３の動きを説明する。なお、サイクルの実行中、レジストＲ２、Ｒ３のうちポンプ４２に流入したものについては、レジストＲ１に変化するものとする。
【００３１】図７（ａ）に示す状態からステップＳ２の処理用の吐出動作が行われ、液駆動用配管４１へレジストＲ１が供給される。既述のように、このレジストＲ１はリターン配管４３が接続される位置Ｐ１へは到達せず、分岐管４１Ａに留まる。そして、このレジストＲ１によって、液駆動用配管４１のレジストＲ３が、レジスト供給配管２１における位置Ｐ２の下流側へ押し出される（図７（ｂ））。続いて、ステップＳ３（第３のステップ）の排液用の吐出動作が行われ、レジストＲ１がポンプ４２から排出される（図７（ｃ））。その後、ステップＳ４（第４のステップ）の帰還用の吐出動作が行われて、液駆動用配管４１へレジストＲ１がさらに供給され、リターン配管４３に当該液駆動用配管４１をなす分岐管４１ＡからレジストＲ３が供給される。既述のように、このステップＳ４が行われてもレジストＲ１は位置Ｐ１に到達せず、分岐管４１Ａに留まる（図７（ｄ））。
【００３２】続いて、Ｎ＋１回目のサイクルが実行される。つまり、ステップＳ１の吸液動作が行われ、ポンプ４２が液駆動用配管４１のレジストＲ１、Ｒ３を吸液し、レジスト供給配管２１におけるレジストＲ２が液駆動用配管４１に引き込まれる（図８（ａ））。そして、ステップＳ２の処理用の吐出動作が行われ、分岐管４１ＡへレジストＲ１が供給されることで、液駆動用配管４１に引き込まれたレジストＲ２の一部はレジスト供給配管２１の位置Ｐ２の下流側へと押し出される。そして、当該位置Ｐ２の下流側に位置していたレジストＲ３が、ノズル２２へ向けて押し出される（図８（ｂ））。ステップＳ１のポンプ４２の吸液量よりも、このステップＳ２のポンプ４２からの吐出量の方が小さいので、この吐出終了時には液駆動用配管４１にレジストＲ２が流入した状態となる。
【００３３】然る後、ステップＳ３の排液用の吐出動作が行われ、レジストＲ１がポンプ４２から排出される（図８（ｃ））。その後、ステップＳ４の帰還用の吐出動作が行われ、液駆動用配管４１へレジストＲ１がさらに供給され、リターン配管４３にレジストＲ３が供給される。先のサイクルのステップＳ４と同様に、このサイクルのステップＳ４においてもレジストＲ１は、位置Ｐ１へは到達しない（図８（ｄ））。
【００３４】続いて、Ｎ＋２回目のサイクルが実行される。つまり、ステップＳ１の吸液動作が行われ、ポンプ４２が液駆動用配管４１のレジストＲ１〜Ｒ３を吸液し、レジスト供給配管２１におけるレジストＲ２が液駆動用配管４１に引き込まれる（図９））。ステップＳ１の開始前に液駆動用配管４１に進入していたレジストＲ２は、当該液駆動用配管４１を、よりポンプ４２寄りの位置に移動する。
【００３５】このようにサイクルが繰り返される度にレジストＲ２は液駆動用配管４１においてポンプ４２寄りの位置へと移動して当該ポンプ４２に流入するので、液駆動用配管４１内のレジストは次第にＲ３からＲ２に入れ替わることになる。そして、そのように液駆動用配管４１内にレジストＲ３の代わりにレジストＲ２が供給されることで、液駆動用配管４１からリターン配管４３に供給されるレジストもＲ２となる。図１０（ａ）は、そのように液駆動用配管４１及びリターン配管４３におけるレジストがＲ２となった状態で、Ｎ＋Ｍ回目のサイクルのステップＳ１が行われた状態を示している。なお、Ｍは正の整数である。
【００３６】続いて、ステップＳ２の処理用の吐出動作が行われ、液駆動用配管４１にレジストＲ１が供給される（図１０（ｂ））。そして、ステップＳ３の排液用の吐出動作が行われ（図１０（ｃ））、さらにステップＳ４の帰還用の吐出動作が行われる（図１０（ｄ））。このステップＳ４の終了時においては、他のサイクルのステップＳ４と同じくレジストＲ１は、分岐管４１Ａに留まっている。以降もサイクルが繰り返し行われるが、そのサイクルではレジストＲ１、Ｒ２については、図１０（ａ）〜図１０（ｄ）に示した状態となる。
【００３７】  このレジスト塗布装置１によれば、ノズル２２とレジストが貯留されたボトル２３との間に設けられる循環路５１から分岐する分岐管４１Ａにポンプ４２を設けている。そして、ポンプ４２と分岐管４１Ａとの間におけるレジストの移動により、循環路５１をなすレジスト供給配管２１におけるレジストを移動させるが、ノズル２２から吐出を行う際において分岐管４１Ａへのポンプ４２からの吐出量Ａ２＜分岐管４１Ａにより構成される流路の容積Ｂ１とされている。このような構成により、ボトル２３から供給されてフィルタ２６を通過したレジストが、ポンプ４２に流入せずにノズル２２に供給される。従って、ノズル２２から吐出されるレジストに対して、装置の構成部材が接液する面積を比較的小さく抑えることができる。また、当該レジストはフィルタ２６を通過した後、バルブＶ１以外の駆動部を通過しない。従って、当該レジストに対する異物の混入が抑制される。その結果として、ウエハＷから製造される半導体装置の歩留りの低下を抑制することができる。
【００３８】さらに、レジスト塗布装置１によれば、ウエハＷに供給されるレジストが分岐管４１Ａ及びポンプ４２を通過しないことで、装置の立ち上げ時やメンテナンス時に配管中に洗浄液を供給して洗浄を行うにあたり、その洗浄が必要な領域が大きくなることを抑制することができる。その結果として、この洗浄時間の短縮と、洗浄液の使用量の低減とを図ることができる。
【００３９】ところで、上記のレジスト塗布装置１によれば流量計２４、４４に基づいて、異常の検出を行っているが、流量計２４、４４のいずれかを設けて異常の検出を行ってもよい。つまり、流量計２４または流量計４４により検出された流量が許容範囲を越えた場合に、異常である旨を示すアラームが出力されるようにしてもよい。ここで、上記のように処理用の吐出動作において、ポンプ４２から吐出されたレジストは液駆動用配管４１における分岐管４１Ａに留まる。従って、流量計２４、４４のうち流量計４４のみを設けた場合は、この流量計４４からパーティクルがレジストに混入しても、当該パーティクルがウエハＷに供給されることを抑制することができるという利点が有る。
【００４０】上記のステップＳ３の排液用の吐出動作については行われた方が好ましいが、行われなくてもよい。当該排液用の吐出動作が行われない場合には、ステップＳ１における吸液量Ａ１＝ステップＳ２におけるポンプ４２からの吐出量Ａ２＋ステップＳ４におけるポンプ４２からの吐出量Ａ４である。排液用の吐出動作が行われる場合には上記のように吸液量Ａ１＝吐出量Ａ２＋吐出量Ａ３＋吐出量Ａ４であることから、吸液量Ａ１＞吐出量Ａ２＋吐出量Ａ４であるため、吸液量Ａ１は、吐出量Ａ２及びＡ４の合計量以上の量に設定されることになる。さらに、このステップＳ３の排液用の吐出動作は、１サイクルにおいて１回行われることには限られず、例えば複数サイクルにおいて１回行われるようにしてもよい。
【００４１】また図１１に示すように、リターン配管４３が設けられず、上記のステップＳ４の帰還用の吐出動作が行われないようにレジスト塗布装置１を構成してもよい。この場合は、上記の処理用の吐出動作が行われるときにポンプ４２から吐出されるレジストがレジスト供給配管２１に流入しないように、液駆動用配管４１の容量が設定されていればよい。つまり、液駆動用配管４１におけるポンプ４２から位置Ｐ２（図２参照）までの容量をＢ２とすると、ステップＳ２におけるポンプ４２からの吐出量Ａ２＋ステップＳ３におけるポンプ４２の吐出量Ａ３＜容量Ｂ２となるように、当該液駆動用配管４１が構成される。そして、このようにステップＳ４が行われない場合には、例えばステップＳ１におけるポンプ４２の吸液量Ａ１＝ステップＳ２におけるポンプ４２からの吐出量Ａ２＋ステップＳ３におけるポンプ４２からの吐出量Ａ３として設定される。
【００４２】リターン配管４３が設けられてステップＳ４の帰還用の吐出動作が行われる場合には、上記のように吸液量Ａ１＝吐出量Ａ２＋吐出量Ａ３＋吐出量Ａ４であることから、吸液量Ａ１＞吐出量Ａ２＋吐出量Ａ３である。従って、吸液量Ａ１は、吐出量Ａ２、Ａ３の合計量以上の量に設定されることになる。なお、このステップＳ４についても、１サイクルにおいて１回行われることには限られず、例えば複数サイクルにおいて１回行われるようにしてもよい。
【００４３】また図１２に示すように、リターン配管４３を配管４１から分岐させて設けるのではなく、配管４１が接続されているものとは別のポンプ４２における吸液吐出ポートに接続されていてもよい。つまり、循環路５１において、上記の第１の位置と第２の位置で二分された領域それぞれに、フィルタ２６とポンプ４２が分けて設けられることになる。この場合は、図１で示す例と比べると、ポンプ４２側からフィルタ２６の一次側へレジストを送る際に、図１で示すような配管４１から分岐された配管ではなく、配管４１とは別のリターン配管４３にレジストを通流させて行われる。換言すると、上記のステップ４の帰還動作を行う場合に、ポンプ４２に貯留されたレジストから移動し、上記の処理用の吐出動作時とは異なる配管流路を流れる。つまり、処理に用いる液へパーティクルを付与するリスクを無くしながら、ポンプ４２に貯留したレジストを再度フィルタ２６に通して清浄度を上げることができる。毎処理間など一定期間で上記の帰還動作を行うことでポンプ４２内を含めて配管流路全体におけるレジストの清浄度を保つこともできる。
【００４４】フィルタ２６の出口から上記の第１の位置までの配管の容量をＣ１とし、上記の第１の位置からポンプ４２を構成する駆動部で最もレジスト供給配管２１寄りに位置するバルブＶ７に至るまでの容量、つまり配管４１の容量をＣ２とする。また、同様にリターン配管４３の容量をＣ３とし、上記の第２の位置からフィルタ２６の入口までの配管の容量をＣ４とする。なお、上記のフィルタ２６の入口と出口とは、フィルタ２６に配管が接続される接続用ポートである。
【００４５】フィルタ２６の出口から第１の位置までの配管が、Ｃ１＜Ａ１となるように設けられている。なお、配管容量は、配管の長さや径により決定されている。これにより、フィルタ２６を通過して吸液されるレジスト液が第１の位置からポンプ４２へ向かう配管４１に確実に流れこむため、処理用の吐出動作にてフィルタを通過した清浄なレジストをノズル２２側へ送り込むことができる。
【００４６】また、配管４１は、Ａ２＜Ｃ２＜ポンプ４２が補充可能な容量（以降、Ｃｐ）となるように設けられている。ここでいうＣｐとは、ポンプ４２の吸液動作で内部に引き込み貯留可能な容量である。Ａ２＜Ｃ２であることから、図１で示す例と同じく、処理用の吐出の際に、ポンプ４２内に貯留されたレジスト液をレジスト供給配管２１に流入させないことで、処理に用いられるレジストでのパーティクル発生を防ぐことができる。Ｃ２＜Ｃｐであることから、ポンプ４２の吸液動作等によりレジスト供給配管２１からポンプ４２へ向けて分岐する配管４１内のレジストを置換し易くなり、ポンプ４２内に限らず配管４１内での滞留によるパーティクル発生のリスクも抑えられる。また、Ｃ３＜Ｃｐとすると、帰還用の吐出の量を制御してのリターン配管４３内のレジストの置換性も良好になるので好ましい。また、Ｃ２+Ａ２＜Ｃｐ及びＣ３+Ａ２＜Ｃｐとすると、処理用の吐出を行った後でも配管４１やリターン配管４３内のレジストを置換できるようになるので、より好ましい。つまり、リターン配管４３へポンプ４２から液を供給し、リターン配管４３内の液をすべて置換するものとする。そのような場合、上記のようにＣ３＜Ｃｐ、Ｃ３+Ａ２＜Ｃｐとされていると、ポンプ４２には液がまだ残留しているので、ポンプ４２は吸液動作を行わずに続けてノズル２２からの液の吐出動作などを行えるので好ましい。また、ノズル４２から液を吐出した後、Ｃ２+Ａ２＜Ｃｐであればポンプ４２は吸液動作を行わずに配管４１の液がすべて置換されるように液を吐出できるため好ましいということである。
【００４７】上記の第２の位置からフィルタ２６の入口までの配管は、Ｃ４＜Ａ４となるように設けられている。このため、帰還用の吐出の際に、効率的にレジストをフィルタ２６を通過させてパーティクルを捕集することができる。なお、既述したＣ１〜Ｃ４、Ｃｐの単位は、Ａ１〜Ａ４の単位と同じである。
【００４８】上記のように図１２に示す例では、他の図で示す例と比べて、帰還用の吐出動作の際にレジストが通流する配管流路が異なり、処理や排出など他の吐出動作は同様に行うことができる。補足しておくと、この図１２に示す例では、ポンプ４２が吸液動作するときには、リターン配管４３から吸液されず、配管４１から吸液される。そして、ポンプ４２内の液がリターン配管４３に供給される。なお、例えばポンプ４２の吸液量Ａ１は自由に設定することができ、この吸液量Ａ１の最大設定値が上記のＣｐである。そして図１などで示した構成例のように、ポンプ４２の吸液、ノズル２２への液供給、ポンプ４２からの排液、リターン配管４３への液供給がこの順に繰り返し行われてもよいし、その順番で行われなくてもよい。具体的には、ポンプ４２からの排液を行わなくてもよいし、ポンプ４２の吸液及びノズル２２への液供給が複数回行われる毎にリターン配管４３への液供給を１回行ってもよい。
【００４９】なお、フィルタ２６については既述の位置に設けることには限られず、例えばリターン配管４３に設けてもよい。つまり、リターン配管４３によって構成される循環路５１においてレジストを循環させた後、上記のステップＳ１〜Ｓ４のサイクルを行い、レジストをウエハＷに吐出させてもよい。また、そのように循環路５１にフィルタ２６を設けることには限られず、第１の接続流路５２または第２の接続流路５３にフィルタを設けてもよい。
【００５０】処理液についてはレジストであることには限られず、ポンプにより基板に供給され他の処理液であってもよい。レジスト以外の処理液としては例えば、反射防止膜形成用の薬液、絶縁膜形成用の薬液、現像液及び基板同士を貼り合わせる接着剤が挙げられる。その他の処理液としては、レジストの前にウエハＷに供給することで当該レジストに対する濡れ性を高くするためのシンナーが挙げられる。なお、既述した各実施形態は、適宜変更したり適宜組み合わせたりすることができる。
【符号の説明】
【００５１】Ｗ              ウエハＷ１              レジスト塗布装置１０            制御部１２            スピンチャック２１            主配管２２            ノズル２３            ボトル２６            フィルタ２７            バッファタンク４２            ポンプ４４            流量計 
【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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【手続補正書】
【提出日】令和2年10月28日(2020.10.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理液供給源から供給された基板を処理するための処理液を、当該基板に吐出するノズルと、
前記処理液供給源と前記ノズルとを接続する主流路と、
前記主流路に設けられるフィルタと、
前記主流路から分岐した分岐路と、
前記分岐路の端部に設けられるポンプと、
前記処理液供給源から供給された前記処理液が前記分岐路へ流入するように前記ポンプによる吸液を行う第１のステップと、次いで前記ノズルから前記処理液が吐出されるように、前記ポンプから前記分岐路へ当該分岐路の容量よりも少ない量の当該処理液を吐出する第２のステップと、を行うように制御信号を出力する制御部と、
を備えることを特徴とする液処理装置。
【請求項２】
前記主流路は、循環路と、当該循環路の第１の位置から分岐して前記ノズルに接続される第１の接続流路と、前記循環路において前記第１の位置とは処理液の循環方向に異なる第２の位置から分岐して前記処理液供給源に接続される第２の接続流路と、を備え、
前記フィルタは前記循環路に設けられ、
前記分岐路は、当該循環路において第１の位置、第２の位置とは前記循環方向に異なる第３の位置から分岐していることを特徴とする請求項１記載の液処理装置。
【請求項３】
前記主流路は、循環路と、当該循環路の第１の位置から分岐して前記ノズルに接続される第１の接続流路と、前記循環路において前記第１の位置とは処理液の循環方向に異なる第２の位置から分岐して前記処理液供給源に接続される第２の接続流路と、を備え、
前記フィルタ及び前記ポンプはそれぞれ前記循環路において前記第１の位置と前記第２の位置で分けられた領域に設けられていることを特徴とする請求項１記載の液処理装置。
【請求項４】
前記ポンプには、前記分岐路とは別個に前記処理液の吐出が可能な排液路が接続され、
前記制御部は、前記ポンプから前記排液路に処理液を吐出する第３のステップを行うように制御信号を出力し、
前記第１のステップにおける前記ポンプへの吸液量は、第２のステップ及び第３のステップにおける前記ポンプからの吐出量の合計量以上の量であることを特徴とする請求項２または３記載の液処理装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記循環路を介して前記フィルタの一次側へ前記処理液が供給されるように前記ポンプから処理液を吐出する第４のステップを行うように制御信号を出力し、
前記第１のステップにおける前記ポンプへの吸液量は、前記第２のステップ及び前記第４のステップにおける前記ポンプからの吐出量の合計量以上の量であることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか一つに記載の液処理装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記第３のステップ及び第４のステップを行うように制御信号を出力し、
前記第１のステップにおける前記ポンプへの吸液量は、第２〜第４のステップにおける前記ポンプからの吐出量の合計量と同じであることを特徴とする請求項５記載の液処理装置。
【請求項７】
前記分岐路には、前記分岐路における前記処理液の流量を検出する第１の流量検出部が設けられ、
前記制御部は当該第１の流量検出部により検出された流量に基づいて、異常の有無を判定することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一つに記載の液処理装置。
【請求項８】
前記第１の流量検出部は、前記分岐路において前記主流路に対して接続される位置よりも前記ポンプ寄りの位置に設けられていることを特徴とする請求項７記載の液処理装置。
【請求項９】
前記主流路には、前記分岐路における前記処理液の流量を検出する第２の流量検出部が設けられ、
前記制御部は、当該第１の流量検出部及び第２の流量検出部により各々検出された流量に基づいて、異常の有無を判定することを特徴とする請求項７または８記載の液処理装置。
【請求項１０】
前記フィルタから前記第１の位置まで設けられた配管の容量は、前記第１のステップにおける前記ポンプの吸液量未満であることを特徴とする請求項３に記載の液処理装置。
【請求項１１】
前記第１の位置から前記ポンプまで設けられた配管の容量は、前記ポンプが補充可能な容量未満であることを特徴とする請求項３または１０記載の液処理装置。
【請求項１２】
前記制御部は、前記循環路を介して前記フィルタの一次側へ前記処理液が供給されるように前記ポンプから処理液を吐出する第４のステップを行うように制御信号を出力し、
前記第２の位置から前記フィルタまで設けられた配管の容量は、前記第４のステップにおける前記ポンプからの吐出量未満であることを特徴とする請求項３、１０または１１記載の液処理装置
【請求項１３】
基板を処理するための処理液を、ノズルから当該基板に吐出する工程と、
前記処理液供給源と前記ノズルとを接続すると共にフィルタが設けられる主流路に前記処理液を通液する工程と、
前記主流路から分岐して形成され、その端部にポンプが設けられた分岐路に処理液を流通させる工程と、
前記処理液供給源から供給された前記処理液が分岐路へ流入するように前記ポンプの吸液を行う第１の工程と、次いで前記ノズルから処理液が吐出されるように、前記ポンプから前記分岐路へ当該分岐路の容量よりも少ない量の処理液を吐出する第２の工程と、
を備えることを特徴とする液処理方法。
【国際調査報告】
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