JP2008305980A - 薬液供給システム及び薬液供給方法並びに記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】薬液から微細なパーティクルを除去する。
【解決手段】第１のベローズポンプ２Ａと第２のベローズポンプ２Ｂから塗布ユニット９に薬液を交互に連続して供給する。一方のベローズポンプ２Ａ（２Ｂ）から薬液を供給している間、他方のベローズポンプ２Ｂ（２Ａ）では、薬液室Ｂ１への薬液の補給を行い、次いで当該薬液室Ｂ１の薬液を循環路８１に循環させて、薬液をフィルタ８３に繰り返し通過させる。フィルタ８３では薬液を繰り返し通過させるうちに、微細なパーティクルがフィルタ８３に分子間力で付着していき、徐々に微細なパーティクルが除去される。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば半導体デバイスやＬＣＤ（液晶ディスプレイ）等の製造プロセスにおいて、現像液やレジスト液等の薬液を供給する薬液供給システム及び薬液供給方法並びに記憶媒体に関する。

半導体デバイスやＬＣＤ基板等の基板の製造プロセスにおける、レジストパターンの形成は、一般にレジスト液の塗布や現像を行う塗布、現像装置に露光装置を接続したレジストパターン形成装置を用いて行われる。前記塗布、現像装置内には、ウエハＷにレジスト液を塗布する塗布ユニットや、レジスト液が塗布され、露光された後のウエハＷに現像液を供給して現像処理を行う現像ユニット、ウエハＷに反射防止膜用の薬液を塗布して反射防止膜を形成する反射防止膜形成ユニット等、ウエハＷに対して薬液を供給する液処理ユニットが組み込まれている。

前記薬液としては、レジスト液やシンナー液、現像液やリンス液等が用いられており、これら薬液を液処理ユニットに供給する手法としては、例えば特許文献１に記載されたシステムが知られている。この供給システムは、図１２に示すように、薬液を中間貯留機構１１，１２に貯留させ、この中間貯留機構１１，１２内の薬液を図示しない加圧体を介して空圧駆動により押し出すことにより、吐出される薬液に脈動が生じることを抑えた状態で、薬液を液処理ユニット１３に供給するというものである。図中１４は、加圧体を駆動させるための気体供給路、図中１５は中間貯留機構１１，１２から液処理ユニット１３に薬液を供給するための薬液供給路、１６は中間貯留機構１１，１２に薬液を補給するための薬液補給路である。

ところで前記薬液にはもともと微細なパーティクルが混入しており、また薬液を液処理ユニット１３に供給するための配管からもパーティクルが発生し、これが薬液内に入り込むことがある。このため前記供給システムでは、中間貯留機構１１，１２と液処理ユニット１３を結ぶ薬液供給路１５において、液処理ユニット１３の上流側にフィルタ１７を介在させ、薬液をこのフィルタ１７を通過させることにより、薬液中のパーティクルを除去している。

しかしながら、デバイスの微細化に伴って従来よりも微細なパーティクルの除去の問題が顕在化してきており、上述のシステムでは、薬液はフィルタ１７を一回通過した段階で液処理ユニット１３に供給されるので、薬液中の微細なパーティクルを十分に除去することができない場合もあり、問題の解決が求められている。

このようなことから、本発明者らは、上記の薬液供給システムにおいて薬液をフィルタ１７に繰り返して通過させ、より微細なパーティクルを除去することについて検討している。この際、薬液をフィルタに循環させる機構が必要となるが、装置の小型化の要請から、システム全体の構成要素の増加を抑えることや、どのようなタイミングで薬液をフィルタに循環させるかが検討課題となる。ところで、特許文献２には、ウエハを洗浄槽内に納置した状態で、洗浄液をヒータ、フィルタ、オーバーフロー洗浄槽の順に循環させる技術が提案されている。しかしながら、この技術は基板の洗浄処理に関するものであり、上述の課題を解決するものではない。

特開２００２−７７３２４号公報：図１ 特開平９−１９９４６７号公報：図１、段落００３０

本発明は、このような事情の下になされたものであり、その目的は、薬液中の微細なパーティクルを除去することにある。

このため本発明の薬液供給システムは、薬液室の薬液を加圧体を介して流体の圧力で押圧し、これにより薬液を吐出するための複数の中間ポンプと、基板に対して薬液を供給して液処理を行う液処理ユニットと、を薬液供給路により接続し、この薬液供給路に設けられた供給切り換えバルブにより、前記液処理ユニットに薬液を供給する中間ポンプを選択的に接続して、複数の中間ポンプから交互に前記液処理ユニットに薬液を供給する薬液供給システムにおいて、
前記中間ポンプの薬液室に薬液を補給するために、前記複数の中間ポンプの夫々の薬液室に接続される複数の薬液補給路と、
前記薬液補給路に設けられ、前記薬液補給路に接続される中間ポンプを選択するための薬液補給用バルブと、
前記複数の中間ポンプの薬液室に接続され、この薬液室内に薬液を循環供給させるための循環路と、
この循環路に設けられ、薬液中のパーティクルを除去するための除去手段と、
前記循環路に設けられ、薬液を循環供給させる中間ポンプを選択するための切り換えバルブと、
前記複数の中間ポンプの一の中間ポンプにより液処理ユニットへの薬液の供給を終了した後、当該一の中間ポンプの薬液室に薬液を補給し、次いで前記補給が終了した後、この中間ポンプの薬液室内の薬液を循環路を介して循環させるように、前記供給切り換えバルブと薬液補給用バルブと切り換えバルブとを制御する手段と、を備えたことを特徴とする。

ここで前記バルブを制御する手段は、前記一の中間ポンプの薬液室に薬液を補給し、次いでこの中間ポンプの薬液室内の薬液を循環路を介して循環させた後、当該一の中間ポンプから前記液処理ユニットに薬液の供給を行うように、前記供給切り換えバルブと薬液補給用バルブと切り換えバルブとを制御するように構成してもよい。

また前記バルブを制御する手段は、前記一の中間ポンプの薬液室に薬液を補給し、次いでこの中間ポンプの薬液室内の薬液を循環路を介して循環させ、この循環路に薬液を循環させながら、当該一の中間ポンプから前記液処理ユニットに薬液の供給を行うように、前記供給切り換えバルブと薬液補給用バルブと切り換えバルブとを制御するように構成してもよい。

また本発明の薬液供給方法は、薬液室の薬液を加圧体を介して流体の圧力で押圧し、これにより薬液を吐出するための複数の中間ポンプの一の中間ポンプから、基板に対して薬液を供給して液処理を行う液処理ユニットに前記薬液を供給し、次いで前記複数の中間ポンプの他の中間ポンプから前記液処理ユニットに薬液を供給する薬液供給方法において、
前記一の中間ポンプにより液処理ユニットへの薬液の供給を終了した後、当該一の中間ポンプの薬液室に薬液を補給する工程と、
次いで前記補給が終了した後、この中間ポンプの薬液室内の薬液を、パーティクルを除去する除去手段を備えた循環路を介して循環させる工程と、を含むことを特徴とする。

ここで前記一の中間ポンプの薬液室内の薬液を、パーティクルを除去する除去手段を備えた循環路を介して循環させる工程を行い、続いて当該一の中間ポンプから液処理ユニットに薬液の供給を行う工程を行うようにしてもよいし、前記一の中間ポンプの薬液室内の薬液を、パーティクルを除去する除去手段を備えた循環路を介して循環させる工程を行いながら、当該一の中間ポンプから液処理ユニットに薬液の供給を行う工程を行うようにしてもよい。
また本発明の記憶媒体は、基板に対して薬液を供給して液処理を行なう液処理ユニットに薬液を供給する薬液供給システムに用いられるコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、
前記プログラムは、前記薬液供給方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする。

以上において本発明では、複数の中間ポンプから薬液を液処理ユニットに交互に供給するが、この際液処理ユニットへの薬液の供給を終了した中間ポンプに対して薬液の補給とパーティクルの除去処理を行ってから、再び液処理ユニットへの薬液の補給を行っているので、常に微細なパーティクルが除去された薬液を液処理ユニットに供給することができる。

またパーティクルの除去処理では、薬液をパーティクルの除去手段に繰り返し通過させており、前記除去手段では、薬液が通過する毎に微細なパーティクルが分子間力により除去手段に付着していくので、こうして薬液を循環路を循環させるうちに、次第に薬液から微細なパーティクルが除去されていき、微細なパーティクルの除去率が高められる。この際、中間ポンプの薬液室を前記循環路の一部に用いているので、装置点数の増加を抑えながらパーティクルの除去処理を行うことができる。

以下に本発明に係る薬液供給システムの実施の形態の一例として、例えば液処理ユニットとして、基板であるウエハＷにレジスト液を塗布する塗布ユニットを例にして図を参照して説明する。なおこのウエハＷの大きさとしては例えば１２インチサイズのものが用いられる。

図１はこの薬液供給システムの配管構成図であり、図中２Ａ，２Ｂは、薬液例えばシンナー液を一旦貯留し、再び塗布ユニットに供給するための第１及び第２のベローズポンプである。これら第１及び第２のベローズポンプ２Ａ，２Ｂは、同一に構成されており、本発明の中間ポンプをなすものである。これら第１及び第２のベローズポンプ２Ａ，２Ｂについて、図２を参照して説明すると、図中２１は容器本体であり、この容器本体は、例えば一端側が開口する円筒体により構成され、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂等により構成されている。

このベローズポンプ２Ａ，２Ｂは例えば夫々容器本体２１の長さ方向が上下方向に向き、かつ上端側が開口するように配置され、この上端側開口部２２は蓋体２３により塞がれている。また容器本体２１の内部には、この容器本体２１内を上下方向に摺動自在に移動する加圧体をなすピストン２４を備えている。このピストン２４は例えばポリテトラフルオロエチレン樹脂等により構成され、図２（ｂ）に示すように、容器本体２１内を上側の薬液室Ｂ１と、下側の流体室Ｂ２とに区画している。

前記蓋体２３の下面とピストン２４の上面には、例えばポリテトラフルオロエチレン樹脂により構成されたベローズ体２５の両端が夫々取り付けられている。このベローズ体２５は伸縮自在に設けられており、ピストン２４からの圧力に応じて伸縮するように構成されている。

前記蓋体２３には、薬液の吐出口３１と、薬液の導入口３２と、前記流体である例えばＮ_２ガスの気泡除去のための泡抜き口３３とが設けられていて、後述するように、前記吐出口３１には塗布ユニットに薬液を供給するための薬液供給管、前記導入口３２には当該ベローズポンプ２Ａ，２Ｂに薬液を補給するための薬液補給管、前記泡抜き口３３には前記気泡除去のためのドレイン管が夫々接続される。一方、容器本体２１の底壁には接続口３４が形成されており、この接続口３４には、後述するように、流体室Ｂ２に流体であるＮ_２ガスを供給して流体室Ｂ２内を加圧したり、流体室Ｂ２内を減圧手段により減圧するための給排気管が接続される。またピストン２４の外周面には、位置検出用のマグネット３５が嵌合されている。

また容器本体２１の外側には、ピストン２４が上端に移動して薬液が完全にエンプティになった状態を検出するためのエンプティセンサ３６と、薬液が完全にエンプティになる直前を検出するための直前エンプティセンサ３７と、ピストン２４が下端に移動して薬液が完全に充填されてフルになった状態を検出するためのフルセンサ３８とが設けられている。これらセンサ３６〜３８は、ピストン２４に外嵌されたマグネット３５の磁界を検出することにより、ピストン２４の位置を検知することができるようになっている。

こうしてこのベローズポンプ２Ａ，２Ｂでは、前記接続口３４を通して流体室Ｂ２内が減圧され、前記ピストン２４が下方向に駆動されると、前記導入口３２を通じて薬液が薬液室Ｂ１内に導入される。そして、前記接続口３４を通して流体室Ｂ２内にＮ_２ガスが導入されることで、ピストン２４が上側方向に駆動されて薬液室ＳＬ内の薬液を加圧し、こうして薬液室Ｂ１内の薬液が前記吐出口３１を通してこのベローズポンプ２Ａ，２Ｂから吐出される。またこの吐出直後に、前記泡抜き口３３を通って薬液中の気泡が排出されるようになっている。

続いてベローズポンプ駆動用の流体をなすＮ_２ガスの供給系について説明する。図１中４１は第１及び第２のベローズポンプ２Ａの接続口３４に接続される第１の給排気管、４２は第２のベローズポンプ２Ｂの接続口３４に接続される第２の給排気管であり、図中４３は前記Ｎ_２ガスの供給源、４４はＮ_２ガス供給管である。前記Ｎ_２ガス供給管４４には、Ｎ_２ガスの圧力を調整するためのレギュレータ（圧力調整弁）４５が設けられており、またＮ_２ガス供給管４４は、このレギュレータ４５の下流側にて２本に分岐して、夫々の分岐管の一端側は第１及び第２の加圧用バルブＶ１，Ｖ２を介して第１及び第２のベローズポンプ２Ａ，２Ｂの前記第１及び第２の給排気管４１，４２に接続されている。

また図中５１は減圧手段をなすエジェクタであり、このエジェクタ５１は、空気供給管５２を介して前記エジェクタ５１を作動させるための駆動用空気の供給源５３に接続されている。また前記空気供給管５２には、上流側から駆動用空気圧を制御するためのレギュレータ５４と、エジェクタ用バルブＶ３とがこの順序で設けられている。またエジェクタ５１の下流側には排気管５５が接続されており、この排気管５５は２本に分岐して、夫々の分岐管の一端側は第１及び第２の減圧用バルブＶ４，Ｖ５を介して第１及び第２のベローズポンプ２Ａ，２Ｂの前記第１及び第２の給排気管４１，４２に接続されている。図中５６は排気管５５に設けられた液漏れを検出するためのリークセンサであり、５７は負圧度を監視するためのバキュームゲージである。

続いて第１及び第２のベローズポンプ２Ａ，２Ｂへの薬液の供給系について説明する。図中６１は薬液供給源であり、６２は薬液補給管である。この薬液補給管６２は、第１の薬液補給管６２ａと第２の薬液補給管６２ｂの２本に分岐して、第１の薬液補給管６２ａは第１の薬液補給用バルブＶ６を介して前記第１のベローズポンプ２Ａ，２Ｂの導入口３２に、第２の薬液補給管６２ｂは第２の薬液補給用バルブＶ７を介して前記第２のベローズポンプ２Ｂの導入口３２に夫々接続されている。この例では前記薬液供給源６１と薬液補給管６２（６２ａ，６２ｂ）とにより本発明の薬液補給路が構成されている。

次いで第１及び第２のベローズポンプ２Ａ，２Ｂから塗布ユニット９への薬液の供給系について説明する。図中７１は第１のベローズポンプ２Ａから塗布ユニッ９に薬液を供給するための第１の薬液供給管、７２は第２のベローズポンプ２Ｂから塗布ユニット９に薬液を供給するための第２の薬液供給管であり、これら第１及び第２の薬液供給管７１，７２の上流端は、夫々第１及び第２のベローズポンプ２Ａ，２Ｂの吐出口３１に接続されている。これら第１及び第２の薬液供給管７１，７２には夫々第１及び第２の供給切り換えバルブＶ８，Ｖ９が設けられており、前記薬液供給管７１，７２は、これら供給切り換えバルブＶ８，Ｖ９の下流側にて一本の薬液供給管７３に纏められている。この薬液供給管７３には、流量計７４と、パーティクルを除去するためのフィルタ７５と、流量調整機能を備えた開閉バルブＶ１０，Ｖ１１とが設けられ、最終的に塗布ユニット９に接続されている。この例では薬液供給管７１〜７３により本発明の薬液供給路が構成されている。

さらに第１及び第２のベローズポンプ２Ａ,２Ｂの泡抜き口３３には、夫々第１及び第２のドレイン配管７６，７７が接続されている。これらドレイン配管７６，７７には、夫々第１及び第２の泡抜き用バルブＶ１２，Ｖ１３が設けられており、ドレイン配管７６，７７は、泡抜き用バルブＶ１２，Ｖ１３の下流側にて１本のドレイン管７８に纏められている。さらにフィルタ７５からドレイン管７８への分岐管にも第３の泡抜き用バルブＶ１４が設けられている。

次いで薬液をパーティクルの除去手段に循環供給するときの循環系について説明する。図中８１は、その途中に循環ポンプ８２と除去手段例えばフィルタ８３とが介在する循環路であり、この循環路８１の循環ポンプ８２の上流側は２本に分岐して、夫々前記薬液供給管７１，７２の供給切り換えバルブＶ８，Ｖ９の上流側に、夫々切り換えバルブＶ２１，Ｖ２２を介して接続されており、第１及び第２のベローズポンプ２Ａ，２Ｂの夫々の吐出口３１から薬液供給管７１，７２を介して循環路８１に薬液が供給されるようになっている。前記フィルタ８３としては、例えばナイロンやポリエチレン等により構成され、０．０５μｍ程度の大きさのパーティクルを除去することができるフィルタが用いられる。また除去手段としては、パーティクルを電気吸着により除去する構成のものを用いることもできる。

また循環路８１の他端側はフィルタ８３の下流側にて２本に分岐して、夫々前記薬液補給管６１ａ，６１ｂの薬液補給用バルブＶ６，Ｖ７の下流側に、夫々切り換えバルブＶ２３，Ｖ２４を介して接続されており、循環路８１から薬液補給管６１ａ，６１ｂを介して第１及び第２のベローズポンプ２Ａ,２Ｂの夫々の導入口３２に薬液が供給されるようになっている。

こうして切り換えバルブＶ２１，Ｖ２３を開き、切り換えバルブＶ２２，Ｖ２４を閉じることにより、第１のベローズポンプ２Ａの薬液室Ｂ１から薬液が循環路８１に向けて吐出され、前記薬液は、循環ポンプ８２によりフィルタ８３を通って、再び第１のベローズポンプ２Ａの薬液室Ｂ１に戻るように循環する。また切り換えバルブＶ２２，Ｖ２４を開き、切り換えバルブＶ２１，Ｖ２３を閉じることにより、第２のベローズポンプ２Ｂの薬液室Ｂ１から薬液が循環路８１に向けて吐出され、前記薬液は、循環ポンプ８２によりフィルタ８３を通って再び、第２のベローズポンプ２Ｂの薬液室Ｂ１に戻るように循環する。

この供給システムでは、前記第１及び第２の供給切り換えバルブＶ６，Ｖ７、第１及び第２の加圧用バルブＶ１，Ｖ２、エジェクタ用バルブＶ３、第１及び第２の減圧用バルブＶ４，Ｖ５、第１及び第２の薬液補給用バルブＶ６，Ｖ７、第１及び第２の供給切り換えバルブＶ８，Ｖ９、開閉バルブ１０，Ｖ１１、第１〜第３の泡抜き用バルブＶ１２〜Ｖ１４、切り換えバルブＶ２１〜Ｖ２４を所定のタイミングで選択的に作動させることで、前記第１及び第２のベローズポンプ２Ａ，２Ｂのうちの一方を選択して、塗布ユニット９への薬液の供給や、ベローズポンプ２Ａ，２Ｂへの薬液の補給や、薬液中のパーティクルの除去処理を行うことができる。

ここで簡単に塗布ユニット９の構成について図３を用いて説明すると、図中９１は、ウエハＷを略水平に保持するためのスピンチャックであり、駆動機構９２により回転自在及び昇降自在に構成されている。このスピンチャック９１に保持されたウエハＷの周縁部には、ウエハＷの側方及び裏面側周縁部を覆うように、ウエハＷから飛散するレジスト液等の薬液を回収するための液受けカップ９３が設けられている。この液受けカップ９３の下部側は液受け部９４として構成されており、その下面にはドレインや排気等を行うためのドレイン管９５や排気管９６が接続されている。

一方、スピンチャック９１に保持されたウエハＷの上方側には、ウエハＷに対して薬液であるレジスト液を吐出するための塗布ノズル９７が、例えばウエハＷのほぼ中心にレジスト液を吐出する処理位置と、液受けカップ９３の外側の待機位置との間で移動自在、昇降自在に設けられている。この塗布ノズル９７は、前記薬液供給システムの薬液供給路７３に接続されている。図３中、薬液供給系とは、図１のシステムにおいて、開閉バルブＶ１０，Ｖ１１の上流側の配管系を示している。このような塗布ユニット９では、スピンチャック９１に保持されたウエハＷを回転させながら、このウエハＷの略中心に塗布ノズル９７からレジスト液を吐出することにより、ウエハＷの表面全体にレジスト液が塗布されるようになっている。
また前記薬液供給システムや塗布ユニット９は制御部１００により制御されるように構成されている。この制御部１００は、例えばコンピュータからなるプログラム格納部を有しており、プログラム格納部には、後述するような当該薬液供給システムや塗布ユニット９の作用、つまりウエハＷの受け渡しや、ウエハＷの処理及び、薬液供給システムの各バルブや循環ポンプ８２の制御などが実施されるように命令が組まれた、例えばソフトウェアからなるプログラムが格納される。そして当該プログラムが制御部１００に読み出されることにより、当該制御部１００は前記作用を制御する。なおこのプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスクなどの記憶媒体に収納された状態でプログラム格納部に格納される。

続いて当該実施の形態の作用について図４及び図５を参照して簡単に説明する。この例は、第１及び第２のベローズポンプ２Ａ，２Ｂから塗布ユニット９に薬液であるシンナー液を交互に供給すると共に、塗布ユニット９に薬液を供給していないベローズポンプ２Ａ（２Ｂ）に対して、薬液の補給と薬液のパーティクルの除去を行うものである。

具体的には、例えば図４（ａ）に示すように、第１の薬液供給バルブＶ８と、第１の加圧用バルブＶ１を開き、第１のベローズポンプ２Ａから塗布ユニット９に薬液の供給を行ない、ベローズポンプ２Ａ内の薬液が無くなると、図４（ｂ）に示すように、第１の薬液供給バルブＶ８、第１の加圧用バルブＶ１を閉じ、第２の薬液供給バルブＶ９、第２の加圧用バルブＶ２を開き、第２のベローズポンプ２Ｂから塗布ユニット９に薬液の供給を開始する。

一方、第２のベローズポンプ２Ｂから薬液の供給を行っている間、第１のベローズポンプ２Ａでは、第１の薬液補給用バルブＶ６、エジェクタ用バルブＶ３（図示せず）、減圧用バルブＶ４を開いて薬液の補給を行う。これにより、流体室Ｂ２内の減圧と、薬液の圧力とによりピストン２４が下側に移動し、薬液室Ｂ１内に薬液が補給される。続いて図５（ａ）に示すように、第１の薬液補給用バルブＶ６、エジェクタ用バルブＶ３、減圧用バルブＶ４を閉じ、切り換えバルブＶ２１，Ｖ２３を開くと共に循環ポンプ８２を作動させて、第１のベローズポンプ２Ａの薬液室Ｂ１内の薬液を循環路８１に循環させ、こうしてフィルタ８３に薬液を繰り返し通過させて、薬液中のパーティクルの除去を行う。

そして、図５（ｂ）に示すように、例えば第２のベローズポンプ２Ｂの薬液が無くなるタイミングで、切り換えバルブＶ２１，Ｖ２３を閉じ、循環ポンプ８２を停止すると共に、第１の薬液供給バルブＶ８、加圧用バルブＶ１を開いて、第１のベローズポンプ２Ａから塗布ユニット８への薬液の供給を再び開始する。なお第１のベローズポンプ２Ａから薬液の供給を行っている間、第２のベローズポンプ２Ｂでは薬液の補給と、パーティクルの除去を行う。

このように、第１のベローズポンプ２Ａと第２のベローズポンプ２Ｂからは、既述のように、交互に塗布ユニット９に対して薬液の供給が行われ、一方のベローズポンプ２Ａ（２Ｂ）が薬液を供給している間に、他方のベローズポンプ２Ｂ（２Ａ）では薬液の補給と、パーティクルの除去が行われるように、各バルブの切り換えや、循環ポンプ８２の動作が制御部１００により制御される。この例では、第１のベローズポンプ２Ａと第２のベローズポンプ２Ｂからの塗布ユニット９への薬液の供給の切り換えは、絶え間なく連続して薬液供給管７３に薬液が供給されるタイミングでもよいし、第１のベローズポンプ２Ａと第２のベローズポンプ２Ｂとの切り換えのときに、薬液供給管７３に薬液が供給されない時間が存在するものであってもよい。

次に、この制御部１００による前記バルブの開閉タイミングを図６を参照して説明する。以下、説明の便宜上、第１及び第２のベローズポンプ２Ａ，２Ｂの制御タイミングを分けて説明する。先ず、第１のベローズポンプ２Ａについて説明すると、タイミングＴ１で、第１の供給切り換えバルブＶ８が開かれ、第１のベローズポンプ２Ａによる薬液の吐出が開始される。そして、前記直前エンプティセンサ３７で薬液室Ｂ１内が空になったことが検知されたら、上記供給切り換えバルブＶ８が閉じられ、薬液の吐出が停止される（タイミングＴ４）。ここで加圧用バルブＶ１は、タイミングＴ４に至るまで開かれたままであり、タイミングＴ４にて閉じられる。薬液吐出に要する時間は、ベローズポンプ２Ａの容量や薬液の使用量に左右される。

そして、薬液の供給停止（タイミングＴ４）から例えば５０秒経過後に第１の薬液補給用バルブＶ６を開き、第１のベローズポンプ２Ａの薬液室Ｂ１に対して薬液の補給を行う。ここで図示しないが、エジェクタ用バルブＶ３と、第１の減圧用バルブＶ４を所定のタイミングで開く。こうして薬液室Ｂ１内に薬液を補給し、前記フルセンサ３８によって薬液が薬液室Ｂ１内に充填されたことが検出されたならば、前記薬液補給用バルブＶ６、エジェクタ用バルブＶ３、第１の減圧用バルブＶ４が閉じられ、薬液の補給が終了する（タイミングＴ５）。

一方、この前記薬液補給の終了のタイミングＴ５から例えば１２０秒経過後のタイミングにおいて第１の加圧用バルブＶ１が開かれる。さらに、第１の加圧用バルブＶ１が開かれたタイミングから例えば１５秒経過後に第１の泡抜き用バルブＶ１２を開いて気泡の除去を行ない、所定時間経過後前記泡抜き用バルブＶ１２を閉じる（タイミングＴ６）。

この泡抜き用バルブＶ１２を閉じたタイミングＴ６にて、切り替えバルブＶ２１，Ｖ２３を開くと共に、駆動ポンプ８２の駆動を開始し、ベローズポンプ２Ａの薬液室Ｂ１内の薬液を循環路８１を介して循環させ、こうして前記薬液をフィルタ８３に繰り返して通過させて、薬液内のパーティクルの除去を行う。このパーティクルの除去を所定時間例えば３０秒程度行った後、切り替えバルブＶ２１，Ｖ２３を閉じると共に、駆動ポンプ８２の駆動を停止する（タイミングＴ１）。こうして第１のベローズポンプ２Ａは、以上の工程を繰り返すことで、薬液の吐出及び補給と、薬液中のパーティクルの除去を繰り返して行う。この例では、前記パーティクル除去の終了のタイミングＴ１は、第１のベローズポンプ２Ａから塗布ユニット９への薬液の供給の再開開始のタイミングであり、後述するように第２のベローズポンプ２Ｂから塗布ユニット９への薬液の供給停止のタイミングである。

一方、第２のベローズポンプ２Ｂについて説明すると、第２の供給切り換えバルブＶ９を、第１のベローズポンプ２Ａの薬液吐出終了タイミングＴ４に合わせて開き、塗布ユニット９への薬液の吐出を開始する。そして、薬液室Ｂ１内が空になったら、前記供給切り換えバルブＶ９が閉じられ、薬液の吐出が停止される（タイミングＴ１）。このタイミングＴ１にて第２の加圧用バルブＶ２も閉じられる。

そして、第１のベローズポンプ２Ａと同様に、薬液の供給停止から例えば５０秒経過後に第２の薬液補給用バルブＶ７を開き、第２のベローズポンプ２Ｂの薬液室Ｂ１に対して薬液の補給を行う。薬液が薬液室Ｂ１内に充填されたことが検出されたら、前記薬液補給用バルブＶ７が閉じられ、薬液の補給が終了する（タイミングＴ２）。

一方、この薬液補給の終了のタイミングＴ２から例えば１２０秒経過後のタイミングにおいて第２の加圧用バルブＶ２が開かれる。さらに第２の加圧用バルブＶ２が開かれたタイミングから例えば１５秒経過後に第２の泡抜き用バルブＶ１３を開いて、気泡の除去を行ない、所定時間後この泡抜き用バルブＶ１３を閉じる（タイミングＴ３）。

この泡抜き用バルブＶ１３を閉じたタイミングＴ３にて、切り替えバルブＶ２２，Ｖ２４を開くと共に、駆動ポンプ８２の駆動を開始し、ベローズポンプ２Ｂの薬液室Ｂ１内の薬液を循環路８１を介して循環させ、こうして前記薬液をフィルタ８３に繰り返して通過させて、薬液内のパーティクルの除去を行う。このパーティクルの除去処理を、例えば３０秒程度行った後、切り替えバルブＶ２２，Ｖ２４を閉じると共に、駆動ポンプ８２の駆動を停止する（タイミングＴ４）。こうして第２のベローズポンプ２Ｂは、以上の工程を繰り返すことで、薬液の吐出及び補給と、薬液中のパーティクルの除去を繰り返して行う。前記パーティクル除去の終了のタイミングＴ４は、第２のベローズポンプ２Ｂから塗布ユニット９への薬液の供給の再開開始のタイミングであり、第１のベローズポンプ２Ａから塗布ユニット９への薬液の供給停止のタイミングである。

このように、第１のベローズポンプ２Ａの薬液の吐出中に第２のベローズポンプ２Ｂでは、薬液の補給とパーティクルの除去が行われ、第１のベローズポンプ２Ａの薬液の吐出終了タイミングに合わせて、第２のベローズポンプ２Ｂの薬液の吐出を開始するようになっている。また第１のベローズポンプ２Ａでは、第２のベローズポンプ２Ｂの薬液の吐出中に薬液の補給とパーティクルの除去が行われ、第２のベローズポンプ２Ｂの薬液の吐出終了タイミングに合わせて、第１のベローズポンプ２Ａの薬液の吐出を再び開始するようになっている。

このような構成によれば、第１及び第２のベローズポンプ２Ａ，２Ｂから交互に薬液を供給することによって、薬液供給路７３に連続して切れ目なく薬液の供給を行なうことができ、薬液の供給に使用していないベローズポンプ２Ｂ（２Ａ）の薬液に対して、当該薬液中のパーティクルの除去を行なうことができる。このため、常に微細なパーティクルが除去された薬液を、塗布ユニット９に供給することができる。

この際、パーティクルの除去では、ベローズポンプ２Ｂ（２Ａ）の薬液室Ｂ１内の薬液を循環路８１を介して循環させて行っているので、薬液をフィルタ８３に繰り返して通過させることができる。これにより薬液をフィルタ８３に１回しか通過させなかったときには、除去仕切れなかった微細なパーティクルを確実に除去することができる。つまり図７に示すように、フィルタ８３に薬液を１回通過させたときには、例えば０．０７μｍ程度の大きさのパーティクルはフィルタ８３を通過できずに除去されるが、フィルタ８３の開口部８３ａよりも小さい、例えば０．０４μｍ程度の大きさの微細なパーティクルはフィルタ８３を通過してしまう。ところが約を何回もフィルタ８３を通過させるうちに、前記微細なパーティクルは分子間力によりフィルタ８３に付着し始め、その付着量は次第に多くなっていく（図５（ｂ），（ｃ）参照）。こうしてフィルタ８３に分子間力により付着する微細なパーティクルの量が増えると共に、これによりフィルタ８３の開口部８３ａ自体が狭まっていくので、より微細なパーティクルがトラップされるようになり、こうして薬液をフィルタ８３に繰り返して通過させることによって、薬液中の微細なパーティクルの除去率が高まっていく。

またこのように、２つのベローズポンプ２Ａ，２Ｂを有し、これらベローズポンプ２Ａ，２Ｂから交互に塗布ユニット９に薬液を供給する薬液供給システムにおいて、一方のベローズポンプ２Ａ（２Ｂ）から塗布ユニット９に薬液を供給している間に、他方のベローズポンプ２Ａ（２Ｂ）への薬液の補給とパーティクルの除去を行っているので、フィルタ８３に薬液を繰り返して通過させるというパーティクルの除去処理を行ったとしても、パーティクルの除去処理に新たな処理時間を確保する必要がなく、スループットの低下を招くおそれはない。

また薬液の供給に使用していないベローズポンプ２Ａ，２Ｂの薬液室Ｂ１を循環路８１の一部として使用し、切り換えバルブＶ２１〜Ｖ２４の開閉により、循環路８１に接続されるベローズポンプ２Ａ（２Ｂ）の薬液室Ｂ１を選択しているので、パーティクルの除去処理を行うにあたり、循環路８１とフィルタ８３と循環ポンプ８２と切り換えバルブＶ２１〜Ｖ２４という構成要素を追加するだけで済み、薬液供給システムのトータルの構成要素の大幅な増加を抑えながら、微細なパーティクルの除去処理を行うことができる。

以上において、前記パーティクルの除去処理は、ベローズポンプ２Ａ（２Ｂ）の薬液室Ｂ１に薬液を補給しながら行うようにしてもよい。この場合には、薬液補給用バルブＶ６（Ｖ７）を開き、これと同時かまたは所定時間経過後に、切り換えバルブＶ２１，Ｖ２３（Ｖ２２，Ｖ２４）を開くと共に、循環ポンプ８２を作動させる。そして薬液室Ｂ１が循環路８１を循環する薬液の量も含めた状態で充填された後、薬液補給用バルブＶ６（Ｖ７）を閉じ、そして所定時間経過後例えば、他方のベローズポンプ２Ｂ（２Ａ）から塗布ユニット９への薬液の供給が停止されるタイミングに合わせて、切り換えバルブＶ２１，Ｖ２３（Ｖ２２，Ｖ２４）を閉じ、循環ポンプ８２を停止させる。

さらに図６に示す例では、ベローズポンプ２Ａ（２Ｂ）のパーティクルの除去処理の終了のタイミングと、当該ベローズポンプ２Ａ（２Ｂ）の薬液の供給開始のタイミングを合わせているが、前記パーティクルの除去処理の終了のタイミングである切り換えバルブＶ２１，Ｖ２３（Ｖ２２，Ｖ２４）を閉じたタイミングから所定時間経過後に、供給切り換えバルブＶ８（Ｖ９）を開くようにしてもよい。

続いて本発明の他の例について説明すると、この例は、ベローズポンプ２Ａ（２Ｂ）に薬液を補給しているのみ循環路８１への薬液の循環を停止し、次いで薬液の補給が終了した後に循環路８１への薬液の循環を再開し、当該ベローズポンプ２Ａ（２Ｂ）から塗布ユニット９に薬液を供給している間も、循環路８１への薬液の循環供給を継続して行うものである。

例えば図８（ａ）に示すように、第１のベローズポンプ２Ａから塗布ユニット９への薬液を供給する際、切り換えバルブＶ２１，Ｖ２３を開いて、当該べローズポンプ２Ａの薬液室Ｂ１の薬液を循環路８１に循環させながら、前記供給処理を行う。一方、第２のベローズポンプ２Ｂの薬液室Ｂ１の薬液も循環路８１に循環させておく。

そして第１のベローズポンプ２Ａの薬液の供給が終了した後、図８（ｂ）に示すように、第１のベローズポンプ２Ａに薬液を補給するが、この際切り換えバルブＶ２１，Ｖ２３を閉じて薬液の循環路８１への循環を停止する。一方、第２のベローズポンプ２Ｂでは塗布ユニット９への薬液の供給が再開されるが、当該ベローズポンプ２Ｂにおいては、引き続き薬液室Ｂ１の薬液を循環路８１に循環させながら、薬液の供給を行う。

次いで図９（ａ）に示すように、第１のベローズポンプ２Ａの薬液室Ｂ１への薬液の補給が終了した後、切り換えバルブＶ２１，Ｖ２３を開いて、当該薬液室Ｂ１内の薬液の循環路８１への循環供給を再開する。一方、第２のベローズポンプ２Ｂでは、薬液の供給が終了した後、図９（ｂ）に示すように、切り換えバルブＶ２２，Ｖ２４を閉じて薬液の循環路８１への循環を停止した状態で、当該ベローズポンプ２Ｂの薬液室Ｂ１への薬液の補給を行う。

このような構成では、薬液が循環路８１に循環供給させる時間が長くとれるため、その分薬液中の微細なパーティクルの除去率をさらに高めることができる。

続いて前記薬液供給システムを組み込んだ塗布、現像装置に、露光装置を接続したレジストパターン形成システムの全体構成について図１０及び図１１を参照しながら簡単に説明する。図中Ｂ１は、基板例えばウエハＷが、例えば１３枚密閉収納されたキャリアＣを搬入出するためのキャリア載置部であり、キャリアＣの載置部１０１を複数個並べて載置可能なキャリアステーション１０２と、このキャリアステーション１０２から見て前方の壁面に設けられる開閉部１０３と、前記キャリアＣからウエハＷを取り出すための受け渡し手段Ａ１とが設けられている。

前記キャリア載置部Ｂ１の奥側には、筐体１０４にて周囲を囲まれる処理部Ｂ２が接続されており、この処理部Ｂ２には手前側から順に加熱・冷却系のユニットを多段化した棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３と、これら棚ユニットＵ１〜Ｕ３及び後述する液処理ユニットＵ４，Ｕ５の各ユニット間のウエハＷの受け渡しを行う主搬送手段Ａ２，Ａ３とが交互に配列して設けられている。即ち、棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３及び主搬送手段Ａ２，Ａ３はキャリア載置部Ｂ１側から見て前後一列に配列されており、各々の接続部位には図示しないウエハ搬送用の開口部が形成されていて、ウエハＷは処理部Ｂ２内を一端側の棚ユニットＵ１から他端側の棚ユニットＵ３まで自由に移動できるようになっている。

前記棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３は、液処理ユニットＵ４，Ｕ５にて行なわれる処理の前処理及び後処理を行うための各種ユニットを複数段例えば１０段に積層した構成とされており、その組み合わせは、受け渡しユニット、疎水化処理ユニット（ＡＤＨ）、ウエハＷを所定温度に調整するための温調ユニット（ＣＰＬ）、レジスト液の塗布前にウエハＷの加熱処理を行うための加熱ユニット（ＢＡＫＥ）、レジスト液の塗布後にウエハＷの加熱処理を行うためのプリベーキングユニットなどと呼ばれている加熱ユニット（ＰＡＢ）、現像処理後のウエハＷを加熱処理するポストベーキングユニットなどと呼ばれている加熱ユニット（ＰＯＳＴ）等が含まれている。

また液処理ユニットＵ４，Ｕ５は、例えば図１１に示すように、反射防止膜塗布ユニット（ＢＡＲＣ）、ウエハＷにレジスト液を塗布する塗布ユニット（ＣＯＴ）、ウエハＷに現像液を供給して現像処理する現像ユニット（ＤＥＶ）等を複数段、例えば５段に積層して構成されている。

前記処理部Ｂ２における棚ユニットＵ３の奥側には、インターフェイス部Ｂ３を介して露光装置Ｂ４が接続されている。このインターフェイス部Ｂ３は、処理部Ｂ２と露光装置Ｂ４との間に前後に設けられる第１の搬送室１０５及び第２の搬送室１０６により構成されており、夫々に昇降自在及び鉛直軸周りに回転自在かつ進退自在な第１の搬送アーム１０７及び第２の搬送アーム１０８を備えている。さらにまた、第１の搬送室１０５には、例えば受け渡しユニットや、高精度温調ユニット（ＣＰＬ）、及びウエハＷをポストエクスポージャーべーク処理する加熱・冷却ユニット（ＰＥＢ）等が上下に積層して設けられた棚ユニットＵ６が設けられている。
このようなレジストパターン形成システムにおけるウエハＷの流れの一例について説明すると、キャリア載置部Ｂ１に載置されたキャリアＣ内のウエハＷは、温調ユニット（ＣＰＬ）→反射防止膜形成ユニット（ＢＡＲＣ）→加熱ユニット（ＢＡＫＥ）→温調ユニット（ＣＰＬ）→塗布ユニット（ＣＯＴ）→加熱ユニット（ＰＡＢ）→露光装置Ｂ４の経路で搬送されて、ここで露光処理が行われる。露光処理後のウエハＷは、加熱ユニット（ＰＥＢ）→高精度温調ユニット（ＣＰＬ）→現像ユニット（ＤＥＶ）→加熱ユニット（ＰＯＳＴ）→温調ユニット（ＣＰＬ）→キャリア載置部Ｂ１のキャリアＣの経路で搬送される。

本発明は、液処理ユニットとして、上述の塗布ユニットのほか、反射防止膜形成ユニットや現像ユニット、疎水化処理ユニット等に適用することができる。また薬液は、例えばシンナー液の他、レジスト液や反射防止膜形成用の薬液、現像液や疎水化処理用の薬液などが含まれる。

中間ポンプとしては、ベローズポンプの他、シリンジポンプや、ダイヤフラムポンプ等、容器本体の内部を加圧体により薬液室と流体室とに区画し、流体の圧力により加圧体を押圧して、こうして薬液液から薬液を吐出するように構成されたポンプに適用することができる。また中間ポンプは少なくとも２個であればよく、３個以上の中間ポンプを用いるようにしてもよい。

また本発明は、半導体ウエハＷ以外に、例えばＬＣＤ基板、マスク基板などの処理にも適用できる。

本発明の薬液供給システムの配管系の一実施の形態を示す構成図である。 前記システムに用いられるベローズポンプを示す側部断面図である。 液処理ユニットである塗布ユニットを示す側部断面図である。 本発明の薬液供給方法を説明するための工程図である。 本発明の薬液供給方法を説明するための工程図である。 前記システムの薬液供給動作を示すタイミングチャートである。 フィルタの作用を示す工程図である。 本発明の薬液供給方法の他の例を説明するための工程図である。 本発明の薬液供給方法の他の例を説明するための工程図である。 前記薬液供給システムが適用されるレジストパターン形成装置の一例を示す平面図である。 前記レジストパターン形成装置の一例を示す斜視図である。 従来の薬液供給システムの配管系を示す構成図である。

符号の説明

Ｗ 半導体ウエハ
２Ａ，２Ｂ ベローズポンプ
Ｂ１ 薬液室
Ｂ２ 流体室
２１ 容器本体
２４ ピストン
２５ ベローズ
４１，４２ 給排気管
４４ Ｎ_２ガス供給管
５５ 排気管
６２ 薬液補給管
７３ 薬液供給管
８１ 循環路
８２ 循環ポンプ
８３ フィルタ
Ｖ１，Ｖ２ 加圧用バルブ
Ｖ４，Ｖ５ 減圧用バルブ
Ｖ６，Ｖ７ 薬液補給用バルブ
Ｖ８，Ｖ９ 供給切り換えバルブ
Ｖ２１〜Ｖ２４ 切り換えバルブ

Claims (7)

1. 薬液室の薬液を加圧体を介して流体の圧力で押圧し、これにより薬液を吐出するための複数の中間ポンプと、基板に対して薬液を供給して液処理を行う液処理ユニットと、を薬液供給路により接続し、この薬液供給路に設けられた供給切り換えバルブにより、前記液処理ユニットに薬液を供給する中間ポンプを選択的に接続して、複数の中間ポンプから交互に前記液処理ユニットに薬液を供給する薬液供給システムにおいて、
   前記中間ポンプの薬液室に薬液を補給するために、前記複数の中間ポンプの夫々の薬液室に接続される複数の薬液補給路と、
   前記薬液補給路に設けられ、前記薬液補給路に接続される中間ポンプを選択するための薬液補給用バルブと、
   前記複数の中間ポンプの薬液室に接続され、この薬液室内に薬液を循環供給させるための循環路と、
   この循環路に設けられ、薬液中のパーティクルを除去するための除去手段と、
   前記循環路に設けられ、薬液を循環供給させる中間ポンプを選択するための切り換えバルブと、
   前記複数の中間ポンプの一の中間ポンプにより液処理ユニットへの薬液の供給を終了した後、当該一の中間ポンプの薬液室に薬液を補給し、次いでこの中間ポンプの薬液室内の薬液を循環路を介して循環させるように、前記供給切り換えバルブと薬液補給用バルブと切り換えバルブとを制御する手段と、を備えたことを特徴とする薬液供給システム。
2. 前記バルブを制御する手段は、前記一の中間ポンプの薬液室に薬液を補給し、次いでこの中間ポンプの薬液室内の薬液を循環路を介して循環させた後、当該一の中間ポンプから前記液処理ユニットに薬液の供給を行うように、前記供給切り換えバルブと薬液補給用バルブと切り換えバルブとを制御することを特徴とする請求項１記載の薬液供給システム。
3. 前記バルブを制御する手段は、前記一の中間ポンプの薬液室に薬液を補給し、次いでこの中間ポンプの薬液室内の薬液を循環路を介して循環させ、この循環路に薬液を循環させながら、当該一の中間ポンプから前記液処理ユニットに薬液の供給を行うように、前記供給切り換えバルブと薬液補給用バルブと切り換えバルブとを制御することを特徴とする請求項１記載の薬液供給システム。
4. 薬液室の薬液を加圧体を介して流体の圧力で押圧し、これにより薬液を吐出するための複数の中間ポンプの一の中間ポンプから、基板に対して薬液を供給して液処理を行う液処理ユニットに前記薬液を供給し、次いで前記複数の中間ポンプの他の中間ポンプから前記液処理ユニットに薬液を供給する薬液供給方法において、
   前記一の中間ポンプにより液処理ユニットへの薬液の供給を終了した後、当該一の中間ポンプの薬液室に薬液を補給する工程と、
   次いでこの中間ポンプの薬液室内の薬液を、パーティクルを除去する除去手段を備えた循環路を介して循環させる工程と、を含むことを特徴とする薬液供給方法。
5. 前記一の中間ポンプの薬液室内の薬液を、パーティクルを除去する除去手段を備えた循環路を介して循環させる工程を行い、続いて当該一の中間ポンプから液処理ユニットに薬液の供給を行う工程を行うことを特徴とする請求項４記載の薬液供給方法。
6. 前記一の中間ポンプの薬液室内の薬液を、パーティクルを除去する除去手段を備えた循環路を介して循環させる工程を行いながら、当該一の中間ポンプから液処理ユニットに薬液の供給を行う工程を行うことを特徴とする請求項４記載の薬液供給方法。
7. 基板に対して薬液を供給して液処理を行なう液処理ユニットに薬液を供給する薬液供給システムに用いられるコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、
   前記プログラムは、請求項４ないし請求項６に記載された薬液供給方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする記憶媒体。

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