JP2012204813A - Bubble detection method, resist application method, and resist application device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、気泡検出方法及びレジスト塗布方法並びにレジスト塗布装置に関する。 The present invention relates to a bubble detection method, a resist coating method, and a resist coating apparatus.
従来から、半導体装置の製造工程において、微細な回路パターンを形成するためのフォトリソグラフィー工程で半導体ウエハ等の被処理基板にフォトレジストを塗布するレジスト塗布装置が使用されている。このようなレジスト塗布装置としては、半導体ウエハを保持し、回転させるためのスピンチャックと、スピンチャック上の半導体ウエハ表面にフォトレジストを供給するためのフォトレジスト供給機構と、スピンチャック上の半導体ウエハの周囲を囲むように配置されたカップ等を具備したものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a semiconductor device manufacturing process, a resist coating apparatus that applies a photoresist to a substrate to be processed such as a semiconductor wafer in a photolithography process for forming a fine circuit pattern has been used. Such a resist coating apparatus includes a spin chuck for holding and rotating a semiconductor wafer, a photoresist supply mechanism for supplying a photoresist to the surface of the semiconductor wafer on the spin chuck, and a semiconductor wafer on the spin chuck. The thing which equipped the cup etc. which were arrange | positioned so that the circumference | surroundings of this may be enclosed is known (for example, refer patent document 1).
また、配管内を流れる液体、気体等の流体の流量を測定するための流量センサとして、配管の外側に設けられ配管内部の流体を加熱するための加熱機構と、加熱された流体が配管内部を流れることによって生じる温度変化を測定するための温度測定機構とを具備し、測定される温度情報から配管内部を流れる流体の流量(質量流量)を求める流量センサが知られている(例えば、特許文献2参照。)。 In addition, as a flow rate sensor for measuring the flow rate of fluid such as liquid and gas flowing in the pipe, a heating mechanism is provided outside the pipe for heating the fluid inside the pipe, and the heated fluid passes through the pipe. 2. Description of the Related Art A flow sensor that includes a temperature measurement mechanism for measuring a temperature change caused by flowing and obtains a flow rate (mass flow rate) of a fluid flowing in a pipe from a measured temperature information is known (for example, Patent Literature) 2).
上記のレジスト塗布装置では、フォトレジスト供給機構に設けられたベローズポンプ等で一定量のフォトレジストを半導体ウエハ表面に供給し、この後、スピンチャックによって半導体ウエハを回転させることによって、フォトレジストを半導体ウエハの全面に拡散させ、余分なフォトレジストをカップ内に飛散させて半導体ウエハ表面から除去するようになっている。 In the above resist coating apparatus, a certain amount of photoresist is supplied to the surface of the semiconductor wafer by a bellows pump or the like provided in the photoresist supply mechanism, and then the semiconductor wafer is rotated by a spin chuck, thereby removing the photoresist from the semiconductor. The entire surface of the wafer is diffused, and excess photoresist is scattered in the cup and removed from the surface of the semiconductor wafer.
上記のように、従来のレジスト塗布装置では、ある程度余裕を見込んだ量のフォトレジストを半導体ウエハ表面に供給し、余分なフォトレジストをスピンチャックの回転によって振り切って除去するようになっている。しかしながら、近年では半導体装置の回路パターンが微細化される傾向にあり、微細な回路パターンの形成を可能とする高価なフォトレジストを使用することが多くなってきている。 As described above, in a conventional resist coating apparatus, an amount of photoresist with a certain allowance is supplied to the surface of the semiconductor wafer, and excess photoresist is shaken off by the rotation of the spin chuck and removed. However, in recent years, the circuit pattern of a semiconductor device tends to be miniaturized, and an expensive photoresist capable of forming a fine circuit pattern is increasingly used.
このため、フォトレジストの使用量を削減することが求められている。この場合、フォトレジストの供給量を高精度で制御し、必要最低限のフォトレジストを半導体ウエハに供給することが考えられる。しかしながら、フォトレジストの供給量は、0.5ml程度であり、このような少量の流体の流量を精度よく測定することは困難である。また、フォトレジストの供給配管系には、金属等の汚染物が混入することを防止するため、PFA(ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂)等の樹脂製の配管が使用されており、金属配管やガラス配管を用いた流量センサは使用することができないという問題がある。 For this reason, it is required to reduce the amount of photoresist used. In this case, it is conceivable that the supply amount of the photoresist is controlled with high accuracy and the minimum necessary photoresist is supplied to the semiconductor wafer. However, the supply amount of the photoresist is about 0.5 ml, and it is difficult to accurately measure the flow rate of such a small amount of fluid. In addition, in order to prevent contaminants such as metals from entering the photoresist supply piping system, resin piping such as PFA (perfluoroalkoxy fluororesin) is used. Metal piping and glass piping are used. There is a problem that the used flow rate sensor cannot be used.
また、フォトレジスト中に気泡が混入し、この気泡が半導体ウエハに供給されると、レジストの塗布状態が不良となり、歩留まりの低下を招くという問題がある。 Further, when bubbles are mixed in the photoresist and the bubbles are supplied to the semiconductor wafer, there is a problem that the resist application state becomes poor and the yield is lowered.
本発明は、上記従来の事情に対処してなされたもので、フォトレジスト中への金属等の不純物の溶出を抑制することができるとともに、フォトレジストの流量と気泡の有無を検出することのできる気泡検出方法及びレジスト塗布方法並びにレジスト塗布装置を提供しようとするものである。 The present invention has been made in response to the above-described conventional circumstances, and can suppress elution of impurities such as metals into the photoresist, and can detect the flow rate of the photoresist and the presence or absence of bubbles. An object of the present invention is to provide a bubble detection method, a resist coating method, and a resist coating apparatus.
本発明の気泡検出方法一態様は、内部に流体が流通される樹脂製配管と、前記樹脂製配管の外部に設けられ、前記流体を加熱するための加熱機構と、前記樹脂製配管の外部に設けられ、前記流体の流れによる温度変化を検出するための温度検出機構と、を具備した流量センサを、内部にフォトレジストが流通されるフォトレジスト供給配管に介挿し、前記流量センサからの信号に基づいて前記フォトレジスト供給配管内を流通する前記フォトレジストの流量を検出するとともに、前記フォトレジスト中の気泡の有無を検出することを特徴とする。 One aspect of the bubble detection method of the present invention includes a resin pipe through which a fluid flows, a heating mechanism for heating the fluid provided outside the resin pipe, and an outside of the resin pipe. A flow rate sensor provided with a temperature detection mechanism for detecting a temperature change due to the flow of the fluid, and inserted in a photoresist supply pipe through which the photoresist is circulated, and a signal from the flow rate sensor Based on this, the flow rate of the photoresist flowing through the photoresist supply pipe is detected, and the presence or absence of bubbles in the photoresist is detected.
本発明のレジスト塗布方法の一態様は、被処理基板を保持して回転させる回転保持機構と、内部にフォトレジストが流通されるフォトレジスト供給配管を有し、前記回転保持機構に保持された前記被処理基板の表面にフォトレジストを供給するフォトレジスト供給機構と、を具備したレジスト塗布装置を用いて前記被処理基板にフォトレジストを塗布するレジスト塗布方法であって、内部に流体が流通される樹脂製配管と、前記樹脂製配管の外部に設けられ前記流体を加熱するための加熱機構と、前記樹脂製配管の外部に設けられ前記流体の流れによる温度変化を検出するための温度検出機構とを有する流量センサを前記フォトレジスト供給配管に介挿し、前記流量センサからの信号に基づいて、前記フォトレジストの流量を検出するとともに前記フォトレジスト中の気泡の有無を検出し、これらの検出結果に基づいて前記被処理基板への前記フォトレジストの供給を制御することを特徴とする。 One aspect of the resist coating method of the present invention includes a rotation holding mechanism that holds and rotates a substrate to be processed, and a photoresist supply pipe through which the photoresist is circulated, and is held by the rotation holding mechanism. A resist coating method for applying a photoresist to a substrate to be processed using a resist coating apparatus provided with a photoresist supply mechanism for supplying a photoresist to the surface of the substrate to be processed, wherein a fluid is circulated therein. A resin pipe, a heating mechanism provided outside the resin pipe for heating the fluid, and a temperature detection mechanism provided outside the resin pipe for detecting a temperature change caused by the flow of the fluid; And a flow rate sensor having a flow rate of the photoresist on the basis of a signal from the flow rate sensor. Wherein detecting the presence or absence of bubbles in the photoresist, and controlling the supply of the photoresist to the substrate to be processed on the basis of these detection results.
本発明のレジスト塗布装置の一態様は、被処理基板を保持して回転させる回転保持機構と、内部にフォトレジストが流通されるフォトレジスト供給配管を有し、前記回転保持機構に保持された前記被処理基板の表面にフォトレジストを供給するフォトレジスト供給機構と、内部に流体が流通される樹脂製配管と、前記樹脂製配管の外部に設けられ前記流体を加熱するための加熱機構と、前記樹脂製配管の外部に設けられ前記流体の流れによる温度変化を検出するための温度検出機構とを有し、前記フォトレジスト供給配管に介挿された流量センサと、前記流量センサからの信号に基づいて、前記フォトレジストの流量を検出するとともに前記フォトレジスト中の気泡の有無を検出し、これらの検出結果に基づいて前記被処理基板への前記フォトレジストの供給を制御する制御部とを具備したことを特徴とする。 One aspect of the resist coating apparatus of the present invention includes a rotation holding mechanism that holds and rotates a substrate to be processed, and a photoresist supply pipe through which the photoresist is circulated, and is held by the rotation holding mechanism. A photoresist supply mechanism for supplying a photoresist to the surface of the substrate to be processed; a resin pipe through which a fluid flows; a heating mechanism for heating the fluid provided outside the resin pipe; A temperature detection mechanism provided outside the resin pipe for detecting a temperature change due to the flow of the fluid, and based on a flow sensor inserted in the photoresist supply pipe and a signal from the flow sensor In addition, the flow rate of the photoresist is detected and the presence or absence of bubbles in the photoresist is detected. Based on the detection results, the photoresist on the substrate to be processed is detected. Characterized by comprising a control unit for controlling the supply of the resist.
本発明によれば、フォトレジスト中への金属等の不純物の溶出を抑制することができるとともに、フォトレジストの流量と気泡の有無を検出することのできる気泡検出方法及びレジスト塗布方法並びにレジスト塗布装置を提供することができる。 According to the present invention, a bubble detection method, a resist coating method, and a resist coating apparatus capable of suppressing the elution of impurities such as metals into the photoresist and detecting the flow rate of the photoresist and the presence or absence of bubbles. Can be provided.
以下、本発明の詳細を、図面を参照して実施形態について説明する。 Hereinafter, details of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係るレジスト塗布装置100の構成を示すものである。同図に示すように、レジスト塗布装置100は、被処理基板としての半導体ウエハWを保持して回転させるための回転保持機構としてのスピンチャック101を具備している。スピンチャック101の周囲には、スピンチャック101及び半導体ウエハWの周囲を囲むように、カップ102が設けられており、スピンチャック101の上方には、レジスト供給ノズル103と、溶剤供給ノズル104とが配設されている。これらのレジスト供給ノズル103、溶剤供給ノズル104は、ノズル駆動機構105に接続されており、図中矢印で示すように、上下及び水平方向に移動可能とされている。
FIG. 1 shows a configuration of a
レジスト供給ノズル103は、レジスト供給配管106を介してフォトレジスト供給源107に接続されている。レジスト供給配管106は、PFA製の樹脂製配管からなり、レジスト供給配管106には、上流側(フォトレジスト供給源107側)から順に、ポンプ108、フィルタ109、気泡除去機構110、流量センサ111、開閉バルブ112、サックバックバルブ113が介挿されている。流量センサ111は、後述するように、レジスト供給配管106と同一のPFA製の樹脂製配管10(図1には図示せず。)を備えている。一方、溶剤供給ノズル104は、溶剤供給配管114を介して溶剤供給源115に接続されている。溶剤供給配管114には、開閉弁116が介挿されている。
The
上記したスピンチャック101、ノズル駆動機構105、ポンプ108、気泡除去機構110、流量センサ111、開閉バルブ112、サックバックバルブ113、開閉弁116は、制御部120に接続されている。そして、流量センサ111の検出信号等は、制御部120に送られ、スピンチャック101、ノズル駆動機構105、ポンプ108、気泡除去機構110、開閉バルブ112、サックバックバルブ113、開閉弁116等は、制御部120によって制御される。
The
上記構成のレジスト塗布装置では、スピンチャック101上に半導体ウエハWを載置し、スピンチャック101に吸着保持する。そして、この半導体ウエハWに、レジスト供給ノズル103から、所定量のフォトレジストを供給し、スピンチャック101によって、半導体ウエハWを回転させることによって、フォトレジストを半導体ウエハWの全面に拡散させて所定膜厚のフォトレジストの塗布を行う。この時、制御部120は、流量センサ111で正確に流量を測定しつつ、フォトレジストを半導体ウエハWに供給する。これによって、必要最低限の量のフォトレジストを正確に供給することができる。
In the resist coating apparatus having the above configuration, the semiconductor wafer W is placed on the
なお、上記のフォトレジストの塗布に先だって、必要により、半導体ウエハW表面に溶剤供給ノズル104から溶剤を供給し、半導体ウエハWの表面を溶剤によって濡らした状態とした後、レジスト供給ノズル103からフォトレジストを供給する。
Prior to the application of the photoresist, if necessary, a solvent is supplied to the surface of the semiconductor wafer W from the
また、制御部120は、流量センサ111によって、フォトレジスト中の気泡の有無を検出し、この検出結果に基づいて、フォトレジストの供給状態を制御する。すなわち、例えば、フォトレジスト中への気泡の混入が検出された場合は、レジスト供給ノズル103からの半導体ウエハWへのフォトレジストの供給を停止する。そして、気泡がレジスト供給ノズル103から排出されるまでフォトレジストを排出する。これによって、気泡が半導体ウエハWに供給され、半導体ウエハW上のフォトレジスト膜の塗布状態が不良となることを防止することができる。
Further, the
次に、上記流量センサ111の構成について説明する。図2は、本発明の一実施形態に用いる流量センサの製造工程を説明するための図である。図2(a)に示すように、この流量センサでは、内部に流体であるフォトレジストが流通される樹脂製配管10を用いる。本実施形態において、樹脂製配管10は、PFA(ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂)から構成されており、内径(直径)が例えば3mm、外径(直径)が例えば4mm、管壁の厚さが例えば500μmとされている。
Next, the configuration of the
この流量センサを製造する場合、まず、図2(b)に示すように、樹脂製配管10の長手方向中間部に、管壁を外側から切削して薄くした薄肉部10aを設ける。この薄肉部10aにおける管壁の厚さは、例えば、100μm程度とすることが好ましい。すなわち、厚さが500μmの管壁を、略400μm切削して残りの管壁厚が略100μm程度とすることが好ましい。
When manufacturing this flow sensor, first, as shown in FIG. 2 (b), a thin-
そして、この樹脂製配管10の薄肉部10aに、図3に示すように、加熱機構としてのヒータ11と、温度検出機構としての上流側温度センサ12a、下流側温度センサ12bを配設する。なお、上流側温度センサ12aは、樹脂製配管10の内部を流通する被測定流体の流れ方向(図3中に矢印で示す。)に対して、ヒータ11より上流側に配置されており、下流側温度センサ12bは、ヒータ11より下流側に配置されている。
Then, as shown in FIG. 3, a
図4に示すように、ヒータ11は、電力供給回路8に電気的に接続されており、電力供給回路8からヒータ11に電力が供給されるようになっている。また、上流側温度センサ12aの測定信号及び下流側温度センサ12bの測定信号は、流量算出モジュール7及び2つの熱容量測定回路9に夫々別々に入力されるようになっている。流量算出モジュール7は、信号線によって電力供給回路8及び2つの熱容量測定回路9に接続されており、電力供給回路8と2つの熱容量測定回路9も信号線によって接続されている。
As shown in FIG. 4, the
流量算出モジュール7は、温度差検出回路4、流量演算回路5、物性データ変更回路6を具備している。温度差検出回路4は、上流側温度センサ12a及び下流側温度センサ12bの測定信号からこれらの温度差ΔTを検出する。流量演算回路5は、温度差検出回路4によって検出された温度差ΔT、物性データ変更回路6からの物性データとしての係数ks(又はka)、及び電力供給回路8からヒータ11に供給された電力量に基づく被測定流体の加熱量Wによって被測定流体の流量(質量流量)を算出する。
The flow rate calculation module 7 includes a temperature
すなわち、流量演算回路5は、較正用の流体Sの比熱Cp、流体Sの熱容量Cs等により定まる流体Sの物性データとしての係数ks及び温度差検出回路4からの温度差ΔTに次式(1)の関係があることに基づいて、質量流量Fを算出する。
W=ks・Cp・F・ΔT (1)
That is, the flow
W = ks · Cp · F · ΔT (1)
任意の被測定流体Aについては、熱容量測定回路9によって測定された被測定流体Aの熱容量Caを用いて、物性データ変更回路6において、次式(2)に基づいて流量算出に必要な被測定流体Aの係数kaを求める。
ka=Ca/Cs (2)
For an arbitrary fluid A to be measured, using the heat capacity Ca of the fluid A to be measured measured by the heat capacity measuring circuit 9, the physical property
ka = Ca / Cs (2)
なお、熱容量測定回路9は、上流側温度センサ12a及び下流側温度センサ12bの測定信号及び電力供給回路8からヒータ11に供給された電力量に基づく被測定流体の加熱量Wによって被測定流体Aの熱容量Caを算出し、算出した被測定流体Aの熱容量Caを流量算出モジュール7の物性データ変更回路6に出力する。ここで、熱容量が既知の被測定流体のみの流量を測定する場合は、熱容量測定回路9を省略し、物性データ変更回路6に、各被測定流体の熱容量等の物性データとしての上記した係数を記憶させておき、被測定流体を指定することによって、物性データ変更回路6に記憶された物性データとしての係数を用いて被測定流体の流量を算出するようにしてもよい。
The heat capacity measuring circuit 9 is configured to measure the fluid A to be measured based on the measurement amount of the fluid to be measured W based on the measurement signals from the
上記構成の流量センサでは、PFA(ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂)から構成された樹脂製配管10を用いている。このPFA製の樹脂製配管10は、レジスト塗布装置100のレジスト供給配管106に使用される樹脂製配管と、材質及び内径、外径が同一のものである。このような樹脂製配管10を使用することによって、フォトレジスト中に金属等の不純物が溶出することを抑制することができる。
The flow sensor having the above configuration uses a
また、上記樹脂製配管10の薄肉部10aに、ヒータ11、上流側温度センサ12a、下流側温度センサ12bを配設しているので、樹脂製配管10内を流通するフォトレジストを効率良く短時間で加熱することができるとともに、高感度でフォトレジストの流れによる温度変化を検出することができる。これによって、高精度でフォトレジストの流量を測定することができる。
Further, since the
したがって、余裕を見込んで必要最低限の量以上の多量のフォトレジストを供給する必要がなく、フォトレジストの消費量の低減を図ることができる。フォトレジストは高価であるため、これによって製造コストの低減を図ることができる。 Therefore, it is not necessary to supply a large amount of photoresist more than the necessary minimum amount in anticipation of a margin, and the consumption of the photoresist can be reduced. Since the photoresist is expensive, the manufacturing cost can be reduced.
また、フォトレジスト中に気泡が混入した場合は、検出される上記の温度変化が、気泡の無い場合と異なるので、気泡の有無も検出することができる。 Further, when bubbles are mixed in the photoresist, the detected temperature change is different from the case where there are no bubbles, and therefore the presence or absence of bubbles can also be detected.
図5のグラフは、縦軸を温度差ΔT(℃)、横軸を時間(s)として、フォトレジスト中に気泡が有る場合と、無い場合の温度差ΔTの時間変化の相違を示すものである。同図に示すように、フォトレジスト中に気泡が有る場合、フォトレジストを流した際の温度差ΔTの上昇が停滞する。これによって、フォトレジスト中の気泡の存在を検知することができる。前述したとおり、フォトレジスト中に気泡が存在することが検知されると、制御部120は、フォトレジストの供給状態を通常の状態から変更するように制御する。すなわち、例えば、フォトレジスト中への気泡の混入が検出された場合は、レジスト供給ノズル103からの半導体ウエハWへのフォトレジストの供給を停止する。そして、気泡がレジスト供給ノズル103から排出されるまでフォトレジストを排出する。これによって、気泡が半導体ウエハWに供給され、半導体ウエハW上のフォトレジスト膜の塗布状態が不良となることを防止することができる。
The graph of FIG. 5 shows the difference in time change of the temperature difference ΔT when the bubble is present in the photoresist and when there is no bubble, with the temperature difference ΔT (° C.) on the vertical axis and the time (s) on the horizontal axis. is there. As shown in the figure, when bubbles exist in the photoresist, the rise in temperature difference ΔT when the photoresist is flowed is stagnant. Thereby, the presence of bubbles in the photoresist can be detected. As described above, when it is detected that bubbles are present in the photoresist, the
なお、上記の例では樹脂製配管10に薄肉部10aを設けた流量センサを用いた場合について説明したが、図6に示すように、PFA(ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂)から構成され、内径が3mm、外径が4mm、管壁の厚さが500μmで薄肉部を有しない樹脂製配管20の外側に、ヒータ11、上流側温度センサ12a、下流側温度センサ12bを配設した流量センサを用いてもよい。但しこの場合、薄肉部10aを設けた流量センサを用いた場合に比べて検出精度が低下する。
In the above example, the case where the flow sensor provided with the
図6に示すように構成した流量センサを用いた場合における上流側温度センサ12a、下流側温度センサ12bで測定される温度検出信号と、図3に示したように、樹脂製配管10の厚さが100μmの薄肉部10aに、ヒータ11、上流側温度センサ12a、下流側温度センサ12bを配設した場合における上流側温度センサ12a、下流側温度センサ12bで測定される温度検出信号をシミュレーションして比較した結果を図7、図8のグラフに示す。
When the flow rate sensor configured as shown in FIG. 6 is used, the temperature detection signals measured by the
図7、図8のグラフにおいて、縦軸は温度、横軸は時間である。シミュレーションは、ヒータ11の上流側0.3mmの位置に上流側温度センサ12a、下流側0.3mmの位置に下流側温度センサ12bを配設し、被測定流体としてシクロヘキサノンの物性値を用いて行った。また、被測定流体の流量がゼロの状態で、時間0〜18秒までヒータ11による加熱を行い、その後、時間18〜20秒の間、流量0.25ml/sで被測定流体を流した場合についてシミュレーションを行った。図7のグラフは、図6に示した構成の場合であり、図8のグラフは図3に示した構成の場合である。
In the graphs of FIGS. 7 and 8, the vertical axis represents temperature and the horizontal axis represents time. The simulation is performed using an
これらの図7,8のグラフに示されるように、時間0〜18秒までの間は、図6の構成の場合の方が、温度上昇幅が大きくなっている。これは、PFAの熱伝導率が0.25W/m・Kであるのに対して、シクロヘキサノンの熱伝導率が0.12W/m・Kと低く、管壁の厚みが厚い方が、ヒータ11から管壁を伝わって上流側温度センサ12a及び下流側温度センサ12bに届く熱が多いことによる。
As shown in the graphs of FIGS. 7 and 8, the temperature increase width is larger in the case of the configuration of FIG. This is because the thermal conductivity of PFA is 0.25 W / m · K, whereas the thermal conductivity of cyclohexanone is as low as 0.12 W / m · K, and the tube wall is thicker, the
熱式流量センサとして重要な特性は、被測定流体が流れた時間18〜20秒において、上流側温度センサ12a及び下流側温度センサ12bによって検出される温度差が大きいことである。この温度差については、図8の場合の方が明らかに大きくなっている。したがって、図6に示されるように薄肉部10aを設けない構成の場合に比べて、図3に示した薄肉部10aを設けた構成の場合、高精度でフォトレジストの流量を測定することができる。また、フォトレジストが流れ続けた時に、上流側温度センサ12a及び下流側温度センサ12bにおける測定温度が一定温度に達するまでの時間も短くなる。
An important characteristic of the thermal flow sensor is that the temperature difference detected by the
また、図9に示すように、ヒータ11、上流側温度センサ12a及び下流側温度センサ12b(図9には図示せず。)を、フレキシブル基板50に形成し、フレキシブル基板50を薄肉部10aの周囲に巻き付けるように配設することによって、ヒータ11、上流側温度センサ12a及び下流側温度センサ12bと、薄肉部10aとが線接触状態で接触するようにすることが好ましい。
Further, as shown in FIG. 9, the
これによって、例えば、図10に示すように、ヒータ11、上流側温度センサ12a及び下流側温度センサ12b(図10には図示せず。)を、硬質な基板51に形成し、ヒータ11、上流側温度センサ12a及び下流側温度センサ12bと、薄肉部10aとが点接触状態で接触する場合に比べて、ヒータ11の熱を、樹脂製配管10内の被測定流体に効率良く伝達することができる。また、上流側温度センサ12a及び下流側温度センサ12bによって、効率良く温度を検出することができ、結果として、流量測定を精度良く行うことができる。
Thus, for example, as shown in FIG. 10, the
図11のグラフは、縦軸を温度差、横軸を時間として、図9に示す構成の場合と、図10に示す構成の場合によって、被測定流体を流した際に上流側温度センサ12a及び下流側温度センサ12bで検出される温度差の相違をシミュレーションによって調べた結果を示している。図11中、曲線Aは図9に示す線接触の構成の場合、曲線Bは図10に示す点接触の構成の場合を示している。上流側温度センサ12a及び下流側温度センサ12bの設置位置は、ヒータ11から上流側及び下流側に0.3mm離れた位置、ヒータによる加熱は37℃以下、ポンプによる流量設定は0.25ml/sである。
In the graph of FIG. 11, the temperature difference on the vertical axis and the time on the horizontal axis, the
図11のグラフに示されるように、曲線Aの線接触の構成の場合、曲線Bの点接触の構成の場合に比べて、検出することのできる温度差が明らかに大きくなっている。これによって、フレキシブル基板50を用いた線接触となる構成とすれば、硬質な基板51を用いた点接触の構成の場合に比べて、より効率的に、精度良く被測定流体の流量を測定することができる。
As shown in the graph of FIG. 11, the temperature difference that can be detected is clearly larger in the case of the line contact configuration of the curve A than in the case of the point contact configuration of the curve B. Thus, if the configuration is a line contact using the
図12のグラフは、縦軸を温度、横軸を時間として、図9に示す構成の場合と、図10に示す構成の場合によって生じる被測定流体の温度上昇の相違を、シミュレーションによって調べた結果を示している。図12において、曲線Aは図9に示す線接触の構成の場合、曲線Bは図10に示す点接触の構成の場合を示している。 The graph of FIG. 12 is a result of examining, by simulation, the difference in temperature rise of the fluid to be measured that occurs between the case of the configuration shown in FIG. 9 and the case of the configuration shown in FIG. Is shown. In FIG. 12, curve A shows the case of the line contact configuration shown in FIG. 9, and curve B shows the case of the point contact configuration shown in FIG.
この図12に示されるように、図9に示されるようにフレキシブル基板50を用いた構成とした場合、図10に示されるように硬質な基板51を用いた場合に比べて、より効率的に被測定流体にヒータ11の熱を伝えることができ、短時間でより高い温度に被測定流体を加熱することができる。したがって、フレキシブル基板50を用いた線接触となる構成とすれば、硬質な基板51を用いた点接触の構成の場合に比べて、より効率的に、精度良く被測定流体の流量を測定することができる。
As shown in FIG. 12, the configuration using the
また、上記した流量センサでは、薄肉部10aにおける機械的な強度が低下する。このため、図13に示す構成の流量センサを用いることが好ましい。この流量センサでは、樹脂製配管10の薄肉部10aに、図13(a)に示すように、加熱機構としてのヒータ11と、温度検出機構としての上流側温度センサ12a、下流側温度センサ12bを配設する。なお、上流側温度センサ12aは、樹脂製配管10の内部を流通する被測定流体の流れ方向に対して、ヒータ11より上流側に配置されており、下流側温度センサ12bは、ヒータ11より下流側に配置されている。これらのヒータ11、上流側温度センサ12a、下流側温度センサ12bは、例えば、可撓性を有するフレキシブル基板13上に配設し、フレキシブル基板13を薄肉部10aの周りに巻回すること等によって配設することができる。図14に、上記の薄肉部10a、ヒータ11、上流側温度センサ12a、下流側温度センサ12bの位置関係を、縦断面において模式的に示す。なお、図14に示す矢印は、樹脂製配管10の内部を流通する被測定流体の流れ方向を示している。
Moreover, in the above-described flow rate sensor, the mechanical strength in the
そして、上記のように、薄肉部10aに、ヒータ11、上流側温度センサ12a、下流側温度センサ12bを配設した樹脂製配管10に対して、チューブ状の補強部材となる熱収縮性チューブ14を被せて図13(b)の状態とする。なお、この段階では、熱収縮性チューブ14は、樹脂製配管10の外径より、大きな内径を有している。これによって、樹脂製配管10の外側に熱収縮性チューブ14を被せ、この状態で熱収縮性チューブ14を、樹脂製配管10の管軸方向に沿って移動できるようになっている。なお、この時、熱収縮性チューブ14に予め切れ目を入れておき、その切れ目からヒータ11への給電線、上流側温度センサ12a及び下流側温度センサ12bの信号線等のケーブルを接続するための電極パッドが形成されたフレキシブル基板13の一部を熱収縮性チューブ14の外側に取り出しておく。
As described above, the heat-
次に、図13(c)に示すように、熱収縮性チューブ14を加熱して収縮させることによって、熱収縮性チューブ14を薄肉部10aの外側に密着させる。これによって、薄肉部10aの外側を覆う、熱収縮性チューブ14製のチューブ状の補強部材を配設することができる。そして、予め熱収縮性チューブ14の外側に取り出してあるフレキシブル基板13の電極パッドにヒータ11への給電線、上流側温度センサ12a及び下流側温度センサ12bの信号線等のケーブルを接続する。なお、熱収縮性チューブ14の管壁の厚さは、図13(c)に示すように、熱収縮性チューブ14を収縮させた状態で、薄肉部10aの部分の管壁の厚さ100μmと熱収縮性チューブ14の管壁の厚さを足し合わせたものが、樹脂製配管10の他の部分管壁の厚さ500μmと同じ程度となるようにすることが好ましい。すなわち、この場合収縮させた状態で熱収縮性チューブ14の管壁の厚さが400μm程度となるようにすることが好ましい。
Next, as shown in FIG. 13 (c), the heat-
薄肉部10aは、樹脂製配管10の他の部分に比べてその管壁が薄肉とされていることによって物理的強度が低い状態となっている。このため、流量センサを配管に着脱する際等に応力が加わって破損を起こす可能性が高いが、薄肉部10aに熱収縮性チューブ14製のチューブ状の補強部材を配設することによって、上記のような破損が起きる可能性を低減し、十分な堅牢性を確保することができる。熱収縮性チューブ14としては、例えば、樹脂製配管10と同様なPFA(ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂)製のものを使用することができる。しかし、PFA製のものに限られるものではなく、他の材質の熱収縮性チューブを用いてもよい。
The
以上、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、各種の変形が可能であることは、勿論である。 As described above, the present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications are possible.
10……樹脂製(PFA製)配管、10a……薄肉部、11……ヒータ、12a……上流側温度センサ、12b……下流側温度センサ。
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記樹脂製配管の外部に設けられ、前記流体を加熱するための加熱機構と、
前記樹脂製配管の外部に設けられ、前記流体の流れによる温度変化を検出するための温度検出機構と、
を具備した流量センサを、内部にフォトレジストが流通されるフォトレジスト供給配管に介挿し、前記流量センサからの信号に基づいて前記フォトレジスト供給配管内を流通する前記フォトレジストの流量を検出するとともに、前記フォトレジスト中の気泡の有無を検出する
ことを特徴とする気泡検出方法。 Resin piping through which fluid is circulated;
A heating mechanism that is provided outside the resin pipe and heats the fluid;
A temperature detection mechanism that is provided outside the resin pipe and detects a temperature change caused by the flow of the fluid;
And a flow rate sensor comprising: a photo-resist supply pipe in which a photo-resist is circulated, and detecting a flow rate of the photo-resist flowing through the photo-resist supply pipe based on a signal from the flow-rate sensor. And detecting the presence or absence of bubbles in the photoresist.
前記フォトレジスト中に気泡が有る場合と、無い場合の温度差ΔTの経時的変化によって、前記フォトレジスト中の気泡の有無を検知することを特徴とする気泡検出方法。 The bubble detection method according to claim 1,
A bubble detection method comprising detecting the presence or absence of bubbles in the photoresist based on a change with time of a temperature difference ΔT between when the bubbles are present and when there is no bubbles.
前記樹脂製配管の一部に、管壁の厚さを薄くした薄肉部を設け、当該薄肉部に前記加熱機構及び前記温度検出機構を配置した
ことを特徴とする気泡検出方法。 The bubble detection method according to claim 1 or 2,
A bubble detection method comprising: providing a thin part with a thin pipe wall in a part of the resin pipe, and arranging the heating mechanism and the temperature detection mechanism in the thin part.
前記樹脂製配管が、PFA(ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂)から構成されていることを特徴とする気泡検出方法。 It is a bubble detection method of any one of Claims 1-3,
The bubble detection method, wherein the resin pipe is made of PFA (perfluoroalkoxy fluororesin).
前記薄肉部は、前記樹脂製配管の外側を切削することによって形成されていることを特徴とする気泡検出方法。 It is a bubble detection method of any one of Claims 1-4,
The thin-walled portion is formed by cutting the outside of the resin pipe.
前記温度検出機構が、前記加熱機構より前記被測定流体の流れに対して上流側に配設された上流側温度検出機構と、下流側に配設された下流側温度検出機構とによって構成されている
ことを特徴とする気泡検出方法。 It is a bubble detection method of any one of Claims 1-5,
The temperature detection mechanism includes an upstream temperature detection mechanism disposed upstream from the heating mechanism with respect to the flow of the fluid to be measured, and a downstream temperature detection mechanism disposed downstream. A bubble detection method characterized by comprising:
前記加熱機構及び前記温度検出機構がフレキシブル基板に形成され、前記薄肉部の周囲に、前記フレキシブル基板が、少なくともその一部が巻回されるように配置されている
ことを特徴とする気泡検出方法。 The bubble detection method according to any one of claims 1 to 6,
The bubble detection method, wherein the heating mechanism and the temperature detection mechanism are formed on a flexible substrate, and the flexible substrate is disposed around the thin portion so that at least a part thereof is wound. .
内部にフォトレジストが流通されるフォトレジスト供給配管を有し、前記回転保持機構に保持された前記被処理基板の表面にフォトレジストを供給するフォトレジスト供給機構と、
を具備したレジスト塗布装置を用いて前記被処理基板にフォトレジストを塗布するレジスト塗布方法であって、
内部に流体が流通される樹脂製配管と、前記樹脂製配管の外部に設けられ前記流体を加熱するための加熱機構と、前記樹脂製配管の外部に設けられ前記流体の流れによる温度変化を検出するための温度検出機構とを有する流量センサを前記フォトレジスト供給配管に介挿し、
前記流量センサからの信号に基づいて、前記フォトレジストの流量を検出するとともに前記フォトレジスト中の気泡の有無を検出し、これらの検出結果に基づいて前記被処理基板への前記フォトレジストの供給を制御する
ことを特徴とするレジスト塗布方法。 A rotation holding mechanism for holding and rotating the substrate to be processed;
A photoresist supply mechanism for supplying a photoresist to the surface of the substrate to be processed held by the rotation holding mechanism;
A resist coating method for applying a photoresist to the substrate to be processed using a resist coating apparatus comprising:
Resin piping through which fluid is circulated, a heating mechanism provided outside the resin piping for heating the fluid, and temperature changes caused by the flow of the fluid provided outside the resin piping A flow rate sensor having a temperature detection mechanism for inserting into the photoresist supply pipe,
Based on the signal from the flow sensor, the flow rate of the photoresist is detected and the presence or absence of bubbles in the photoresist is detected, and the supply of the photoresist to the substrate to be processed is performed based on the detection results. A resist coating method characterized by controlling.
前記フォトレジスト中に気泡が有る場合と、無い場合の温度差ΔTの経時的変化によって、前記フォトレジスト中の気泡の有無を検知することを特徴とするレジスト塗布方法。 The resist coating method according to claim 8, wherein:
A resist coating method, wherein presence or absence of bubbles in the photoresist is detected based on a change over time in a temperature difference ΔT between when the bubbles are present and when bubbles are absent.
前記フォトレジスト中への気泡の混入が検出された場合、前記フォトレジストの供給を停止することを特徴とするレジスト塗布方法。 A resist coating method according to claim 8 or 9, wherein
A resist coating method, wherein supply of the photoresist is stopped when air bubbles are detected in the photoresist.
前記樹脂製配管の一部に、管壁の厚さを薄くした薄肉部を設け、当該薄肉部に前記加熱機構及び前記温度検出機構を配置する
ことを特徴とするレジスト塗布方法。 A resist coating method according to any one of claims 8 to 10,
A resist coating method comprising: providing a thin part with a thin pipe wall in a part of the resin pipe, and disposing the heating mechanism and the temperature detection mechanism in the thin part.
内部にフォトレジストが流通されるフォトレジスト供給配管を有し、前記回転保持機構に保持された前記被処理基板の表面にフォトレジストを供給するフォトレジスト供給機構と、
内部に流体が流通される樹脂製配管と、前記樹脂製配管の外部に設けられ前記流体を加熱するための加熱機構と、前記樹脂製配管の外部に設けられ前記流体の流れによる温度変化を検出するための温度検出機構とを有し、前記フォトレジスト供給配管に介挿された流量センサと、
前記流量センサからの信号に基づいて、前記フォトレジストの流量を検出するとともに前記フォトレジスト中の気泡の有無を検出し、これらの検出結果に基づいて前記被処理基板への前記フォトレジストの供給を制御する制御部と
を具備したことを特徴とするレジスト塗布装置。 A rotation holding mechanism for holding and rotating the substrate to be processed;
A photoresist supply mechanism for supplying a photoresist to the surface of the substrate to be processed held by the rotation holding mechanism;
Resin piping through which fluid is circulated, a heating mechanism provided outside the resin piping for heating the fluid, and temperature changes caused by the flow of the fluid provided outside the resin piping A flow rate sensor inserted into the photoresist supply pipe, and a temperature detection mechanism for
Based on the signal from the flow sensor, the flow rate of the photoresist is detected and the presence or absence of bubbles in the photoresist is detected, and the supply of the photoresist to the substrate to be processed is performed based on the detection results. And a control unit for controlling the resist coating apparatus.
前記フォトレジスト中に気泡が有る場合と、無い場合の温度差ΔTの経時的変化によって、前記フォトレジスト中の気泡の有無を検知することを特徴とするレジスト塗布装置。 The resist coating apparatus according to claim 12,
A resist coating apparatus, wherein presence or absence of bubbles in the photoresist is detected based on a change over time of a temperature difference ΔT between when the bubbles are present and when there are bubbles.
前記フォトレジスト中への気泡の混入が検出された場合、前記フォトレジストの供給を停止することを特徴とするレジスト塗布装置。 The resist coating apparatus according to claim 12 or 13,
A resist coating apparatus that stops supply of the photoresist when it is detected that air bubbles are mixed into the photoresist.
前記樹脂製配管の一部に、管壁の厚さを薄くした薄肉部を設け、当該薄肉部に前記加熱機構及び前記温度検出機構を配置した
ことを特徴とするレジスト塗布装置。 The resist coating apparatus according to any one of claims 12 to 14,
A resist coating apparatus, wherein a thin wall portion having a thin pipe wall is provided in a part of the resin pipe, and the heating mechanism and the temperature detection mechanism are arranged in the thin wall portion.
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