JP2010171295A - Out-of-liquid control method in process liquid supply system - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば半導体ウエハや液晶ガラス基板(FPD基板)等の処理液供給システムにおける液切れ制御方法に関するものである。 The present invention relates to a liquid breakage control method in a processing liquid supply system such as a semiconductor wafer or a liquid crystal glass substrate (FPD substrate).
一般に、半導体デバイスの製造においては、例えば半導体ウエハやFPD基板等(以下にウエハ等という)にノズルからレジスト液を供給(吐出)して塗布し、これにより形成されたレジスト膜を所定の回路パターンに応じて露光処理し、この露光パターンを現像処理することによりレジスト膜に回路パターンが形成されている。 In general, in the manufacture of semiconductor devices, for example, a resist solution is supplied (discharged) from a nozzle to a semiconductor wafer, an FPD substrate, etc. (hereinafter referred to as a wafer) and applied, and a resist film formed thereby is applied to a predetermined circuit pattern. The circuit pattern is formed on the resist film by performing an exposure process in accordance with the exposure pattern and developing the exposure pattern.
このようなフォトリソグラフィ工程において、近年のデバイスパターンの微細化、薄膜化に伴い処理液であるレジスト液の膜厚の均一性が重要な要素となっている。そのため、レジスト液の供給(吐出)を停止した際に、ノズルの吐出口からレジスト液の液だれが生じないように液切れを調整する必要がある。 In such a photolithography process, with the recent miniaturization and thinning of device patterns, the uniformity of the film thickness of a resist solution that is a processing solution has become an important factor. For this reason, when the supply (discharge) of the resist solution is stopped, it is necessary to adjust the drainage so that the resist solution does not drip from the discharge port of the nozzle.
この液切れには、主に供給流路に介設された開閉バルブの閉弁時間で調整されるが、閉弁時間はレジスト液の粘度や表面張力等の特性や配管条件等、供給ライン毎に条件が異なる他、これらが同条件である同一の供給ライン内でも吐出条件(主に、吐出レートすなわち吐出流量,吐出流速等)によって最適値が変化するため、ノズル毎の調整及び定期的な調整を必要としていた。 This liquid breakage is adjusted mainly by the closing time of the on-off valve provided in the supply flow path. The valve closing time is adjusted for each supply line, such as the resist solution viscosity and surface tension characteristics and piping conditions. In addition, the optimum values vary depending on the discharge conditions (mainly discharge rate, that is, discharge flow rate, discharge flow rate, etc.) even within the same supply line where these are the same conditions. Needed adjustment.
従来、液だれを防止する技術として、電動アクチュエータの駆動作用下に、開閉バルブの閉弁指示時から予め設定された吐出口より流出されるレジスト液の流線がくびれた状態となる急速弁閉動作位置に到達するまでの時間に対する弁体のリフト量を制御する工程と、上記急速弁閉動作位置に到達した後、そのリフト量を制御することがなく上記開閉バルブの弁体を閉止位置に変位させる工程と、を有し、上記開閉バルブの閉弁指示時から吐出口より流出されるレジスト液の流線がくびれた状態となる急速弁閉動作位置に到達するまでの時間に対する弁体のリフト量を、レジスト液の特性に応じて記憶手段に複数記憶された動作制御パターンに従って制御する液だれ防止方法が知られている(例えば特許文献1参照)。 Conventionally, as a technique for preventing dripping, a rapid valve closing in which the streamline of the resist solution flowing out from a preset discharge port is constricted from the time when the opening / closing valve is instructed to close under the drive action of an electric actuator. A step of controlling the lift amount of the valve body with respect to the time to reach the operating position, and after reaching the rapid valve closing operation position, the valve body of the on-off valve is set to the closed position without controlling the lift amount. And a step of displacing the valve body with respect to the time from the time when the opening / closing valve is instructed to reach the rapid valve closing operation position where the flow line of the resist solution flowing out from the discharge port becomes constricted. A liquid dripping prevention method is known in which the lift amount is controlled according to an operation control pattern stored in a plurality of storage means according to the characteristics of the resist liquid (see, for example, Patent Document 1).
ところで、開閉バルブは開閉動作時に内部の圧力が変動する内圧挙動が生じる。すなわち、図9に示すように、開閉バルブの開弁時(吐出開始時)には、図9中のIで示すようなウォーターハンマー現象が生じる。この現象は開閉バルブの一次側の圧力,バルブ開放速度及びバルブ開度(固定)等に依存する。一方、開閉バルブの閉弁時(吐出終了時)には、流体の慣性起因で負圧が発生して図9中のIIで示すようなウォーターハンマー現象が生じる。この現象は開閉バルブの一次側の圧力(流速),バルブ閉止速度及びバルブ開度(固定)等に依存する。 By the way, the open / close valve has an internal pressure behavior in which the internal pressure fluctuates during the open / close operation. That is, as shown in FIG. 9, when the opening / closing valve is opened (at the start of discharge), a water hammer phenomenon as indicated by I in FIG. 9 occurs. This phenomenon depends on the pressure on the primary side of the open / close valve, the valve opening speed, the valve opening (fixed), and the like. On the other hand, when the open / close valve is closed (at the end of discharge), a negative pressure is generated due to the inertia of the fluid, and a water hammer phenomenon as indicated by II in FIG. 9 occurs. This phenomenon depends on the pressure (flow velocity) on the primary side of the open / close valve, the valve closing speed, the valve opening (fixed), and the like.
しかしながら、特許文献1の技術は、開閉バルブの弁体のリフト量を制御して液だれを防止する技術であるため、開閉バルブの弁体をゆっくり閉じる、つまり開閉バルブの閉弁時間を長くすることで、閉弁時(吐出終了時)のウォーターハンマー現象(圧力脈動)を抑制することができるが、閉弁時間が長くなるほどバルブ動作にバラツキが増える傾向にあるため、バルブを複雑に制御する必要がある。また、開閉バルブの閉弁動作制御のみでは、異なる液体の特性に応じて最適な液切れ状態すなわち次工程の吐出前の最適状態の維持が十分でない懸念がある。ここで、次工程の吐出前の最適状態とは、前の工程終了後におけるノズルの吐出口内の処理液が次工程の吐出時に最適な状態で吐出できるような状態であって、吐出前の待機中に吐出口先端に処理液が露呈したり、吐出口の内方で乾燥(結晶)されない状態をいう。
However, since the technique of
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、バルブの複雑な制御を行うことなく、開閉バルブとサックバックバルブを別々に制御して異なる液体の特性に応じて液だれを防止すると共に、次工程の吐出前の最適状態を維持する液切れの安定化を図れるようにした液切れ制御方法を提供することを目的とする。 This invention was made in view of the above circumstances, and without performing complicated control of the valve, the open / close valve and the suck back valve are separately controlled to prevent dripping according to the characteristics of different liquids, It is an object of the present invention to provide a liquid shortage control method capable of stabilizing liquid shortage that maintains an optimum state before discharge in the next step.
上記課題を解決するために、この発明の処理液供給システムにおける液切れ制御方法は、処理液供給源と処理液供給ノズルとを接続する処理液供給流路に開閉バルブとサックバックバルブを介設してなる処理液供給システムにおいて、上記開閉バルブを閉じた際に、上記処理液供給ノズルの吐出口から上記処理液の液だれが発生することを防止するための液切れ制御方法であって、 上記開閉バルブの閉弁動作と上記サックバックバルブの吸引動作とを別の駆動信号に基づいて行い、上記サックバックバルブの吸引動作は、上記開閉バルブの閉止時の内圧挙動を抑制すべく処理液の特性に応じて上記開閉バルブの閉弁動作に重ねて制御される、ことを特徴とする(請求項1)。 In order to solve the above-mentioned problem, the liquid runout control method in the processing liquid supply system according to the present invention includes an open / close valve and a suck-back valve in a processing liquid supply channel connecting a processing liquid supply source and a processing liquid supply nozzle. In the processing liquid supply system, when the open / close valve is closed, a liquid runout control method for preventing dripping of the processing liquid from the discharge port of the processing liquid supply nozzle, The valve closing operation of the opening / closing valve and the suction operation of the suck back valve are performed based on different driving signals, and the suction operation of the suck back valve is performed with a treatment liquid to suppress the internal pressure behavior when the opening / closing valve is closed. In accordance with the characteristics of the opening / closing valve, the valve is controlled to be overlapped with the closing operation of the opening / closing valve (claim 1).
このように構成することにより、開閉バルブの閉止時に処理液の慣性起因で負圧が発生するウォーターハンマー現象等の内圧挙動(圧力脈動)を、開閉バルブの閉弁動作制御とサックバックバルブの吸引動作制御によって抑制して、液切れのタイミングを安定化させることができる。 By configuring in this way, the internal pressure behavior (pressure pulsation) such as the water hammer phenomenon, in which negative pressure is generated due to the inertia of the processing liquid when the open / close valve is closed, the open / close valve closing control and the suck back valve suction It can be suppressed by operation control, and the timing of running out of liquid can be stabilized.
この発明において、上記処理液の特性が低粘度例えば10cp以下{通常の閉弁時間300msecレベル(ウォータハンマー最小)までで、処理液供給ノズル先端で液がきれいに切れないレベル}である場合には、上記サックバックバルブの吸引セットアップ動作を、上記開閉バルブの閉弁動作と重ね合わせて制御する方が好ましい(請求項2)。 In the present invention, when the characteristic of the processing liquid is low viscosity, for example, 10 cp or less {normal valve closing time up to 300 msec level (water hammer minimum), the level at which the liquid does not cut cleanly at the tip of the processing liquid supply nozzle} It is preferable to control the suction set-up operation of the suck back valve so as to overlap with the valve closing operation of the open / close valve.
このように構成することにより、サックバックバルブの吸引セットアップ動作を開閉バルブの閉弁動作と重ね合わせることで、低粘度例えば10cp以下の液だれし易い処理液の閉弁時の液だれを、サックバックバルブの吸引動作制御によって防止することができると共に、吐出終了時に供給ノズルの吐出口先端部に露呈する傾向にある低粘度例えば10cp以下の処理液の液切れの安定化を図ることができる。 By constructing in this way, the suction setup operation of the suck back valve is overlapped with the closing operation of the open / close valve, so that the dripping at the time of closing of the processing liquid having a low viscosity, for example, 10 cp or less, that is liable to be dripped can be reduced. It can be prevented by controlling the suction operation of the back valve, and it is possible to stabilize the running out of the treatment liquid having a low viscosity, for example, 10 cp or less, which tends to be exposed to the discharge nozzle tip at the end of the discharge.
また、この発明において、上記処理液の特性が高粘度例えば80cp以上{閉弁時間を最短(ウォーターハンマー最大)にしても、処理液供給ノズル先端で液が切れないレベル}である場合には、上記サックバックバルブの吸引開始動作を、上記開閉バルブの閉弁動作に重ね合わせて制御する方が好ましい(請求項3)。 Further, in the present invention, when the characteristic of the processing liquid is high viscosity, for example, 80 cp or more {the level at which the liquid does not run out at the front end of the processing liquid supply nozzle even when the valve closing time is the shortest (maximum water hammer)> It is preferable that the suction start operation of the suck back valve is controlled so as to overlap the valve closing operation of the open / close valve.
このように構成することにより、サックバックバルブの吸引開始動作を開閉バルブの閉弁動作と重ね合わせることで、処理液の閉弁時の液だれを防止すると共に、吐出終了時に供給ノズルの吐出口の内方位置で液切れする傾向にある高粘度例えば80cp以上の液切れし難い処理液の閉弁時の内部挙動(圧力脈動)を増大させて、液切れ効果を向上させることができる。 By configuring in this way, the suction start operation of the suck back valve is overlapped with the valve closing operation of the open / close valve to prevent dripping when the processing liquid is closed, and at the end of discharge, the discharge port of the supply nozzle By increasing the internal behavior (pressure pulsation) at the time of valve closing of the processing liquid having a high viscosity, for example, 80 cp or higher, which tends to run out at the inner position, it is possible to improve the liquid running effect.
この発明によれば、上記のように構成されているので、バルブの複雑な制御を行うことなく、開閉バルブとサックバックバルブを別々に制御して異なる液体の特性に応じて液だれを防止すると共に、次工程の吐出前の最適状態を維持する液切れの安定化を図ることができる。 According to this invention, since it is configured as described above, the open / close valve and the suck back valve are separately controlled to prevent dripping according to the characteristics of different liquids without performing complicated control of the valves. At the same time, it is possible to stabilize the out of liquid that maintains the optimum state before discharging in the next step.
以下に、この発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。ここでは、この発明に係る処理液供給システムを半導体ウエハのレジスト液塗布・現像処理システムにおけるレジスト塗布処理装置に適用した場合について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Here, a case where the processing liquid supply system according to the present invention is applied to a resist coating processing apparatus in a semiconductor wafer resist coating / development processing system will be described.
図1は、この発明に係る処理液供給システムを具備する半導体ウエハのレジスト液塗布・現像処理システムを示す概略平面図、図2は、レジスト液塗布・現像処理システムの概略正面図、図3は、レジスト液塗布・現像処理システムの概略背面図である。 FIG. 1 is a schematic plan view showing a resist solution coating / development processing system for a semiconductor wafer having a processing solution supply system according to the present invention, FIG. 2 is a schematic front view of the resist solution coating / development processing system, and FIG. 1 is a schematic rear view of a resist solution coating / development processing system.
上記レジスト液塗布・現像処理システムSは、図1に示すように、例えば25枚のウエハWをカセット単位で外部からレジスト液塗布・現像処理システムSに対して搬入出すると共に、カセットCに対してウエハWを搬入出するカセットステーションS1と、このカセットステーションS1に隣接して設けられ、塗布現像工程の中で枚葉式に所定の処理を施す各種処理ユニットを多段配置してなる処理ステーションS2と、この処理ステーションS2に隣接して設けられている露光装置(図示せず)との間でウエハWの受け渡しをするインターフェース部S3とを一体に接続した構成を有している。 As shown in FIG. 1, the resist solution application / development processing system S carries, for example, 25 wafers W from the outside in units of cassettes to / from the resist solution application / development processing system S. A cassette station S1 for loading and unloading the wafer W, and a processing station S2 provided adjacent to the cassette station S1 and arranged in a multi-stage with various processing units for performing predetermined processing in a single wafer type in the coating and developing process. And an interface unit S3 for transferring the wafer W to and from an exposure apparatus (not shown) provided adjacent to the processing station S2.
カセットステーションS1は、カセット載置台A上の所定の位置に、複数のカセットCを水平のX方向に一列に載置可能となっている。また、カセットステーションS1には、搬送路B上をX方向に沿って移動可能なウエハ搬送アームDが設けられている。ウエハ搬送アームDは、カセットCに収容されたウエハWのウエハ配列方向(Z方向;鉛直方向)にも移動自在であり、X方向に配列された各カセットC内のウエハWに対して選択的にアクセスできるように構成されている。 In the cassette station S1, a plurality of cassettes C can be placed in a row in a horizontal X direction at a predetermined position on the cassette placement table A. The cassette station S1 is provided with a wafer transfer arm D that can move along the X direction on the transfer path B. The wafer transfer arm D is also movable in the wafer arrangement direction (Z direction; vertical direction) of the wafers W accommodated in the cassette C, and is selective to the wafers W in each cassette C arranged in the X direction. Is configured to be accessible.
また、ウエハ搬送アームDは、Z軸を中心としてθ方向に回転可能に構成されており、後述するように処理ステーションS2側の第3の処理ユニット群G3に属するトランジション装置(TRS)31に対してもアクセスできるように構成されている。 Further, the wafer transfer arm D is configured to be rotatable in the θ direction about the Z axis, and as described later, with respect to the transition device (TRS) 31 belonging to the third processing unit group G3 on the processing station S2 side. Even it is configured to be accessible.
処理ステーションS2は、複数の処理ユニットが多段に配置された、例えば5つの処理ユニット群G1〜G5を備えている。図1に示すように、処理ステーションS2の正面側には、カセットステーションS1側から第1の処理ユニット群G1,第2の処理ユニット群G2が順に配置されている。また、処理ステーションS2の背面側には、カセットステーションS1側から第3の処理ユニット群G3,第4の処理ユニット群G4及び第5の処理ユニット群G5が順に配置されている。第3の処理ユニット群G3と第4の処理ユニット群G4との間には、第1の搬送機構110が設けられている。第1の搬送機構110は、第1の処理ユニット群G1,第3の処理ユニット群G3及び第4の処理ユニット群G4に選択的にアクセスしてウエハWを搬送するように構成されている。第4の処理ユニット群G4と第5の処理ユニット群G5との間には、第2の搬送機構120が設けられている。第2の搬送機構120は、第2の処理ユニット群G2,第4の処理ユニット群G4及び第5の処理ユニット群G5に選択的にアクセスしてウエハWを搬送するように構成されている。
The processing station S2 includes, for example, five processing unit groups G1 to G5 in which a plurality of processing units are arranged in multiple stages. As shown in FIG. 1, on the front side of the processing station S2, a first processing unit group G1 and a second processing unit group G2 are sequentially arranged from the cassette station S1 side. On the back side of the processing station S2, a third processing unit group G3, a fourth processing unit group G4, and a fifth processing unit group G5 are sequentially arranged from the cassette station S1 side. A
第1の処理ユニット群G1には、図2に示すように、ウエハWに所定の処理液を供給して処理を行う液処理ユニット、例えばウエハWにレジスト液を塗布する、この発明に係る処理液供給システムを具備するレジスト塗布処理装置を有するレジスト塗布ユニット(COT)10,11,12、露光時の光の反射を防止するための紫外線硬化樹脂液を塗布して反射防止膜を形成するボトムコーティングユニット(BARC)13,14が下から順に5段に重ねられている。第2の処理ユニット群G2には、液処理ユニット、例えばウエハWに現像処理を施す現像処理ユニット(DEV)20〜24が下から順に5段に重ねられている。また、第1の処理ユニット群G1及び第2の処理ユニット群G2の最下段には、各処理ユニット群G1及びG2内の前記液処理ユニットに各種処理液を供給するためのケミカル室(CHM)25,26がそれぞれ設けられている。 As shown in FIG. 2, the first processing unit group G1 is a liquid processing unit that supplies a predetermined processing liquid to the wafer W and performs processing, for example, a wafer W is coated with a resist solution. Resist coating units (COT) 10, 11, and 12 having a resist coating processing apparatus having a liquid supply system, and a bottom for forming an antireflection film by applying an ultraviolet curable resin liquid for preventing reflection of light during exposure. Coating units (BARC) 13 and 14 are stacked in five stages in order from the bottom. In the second processing unit group G2, liquid processing units, for example, development processing units (DEV) 20 to 24 that perform development processing on the wafer W are stacked in five stages in order from the bottom. Further, at the bottom of the first processing unit group G1 and the second processing unit group G2, a chemical chamber (CHM) for supplying various processing liquids to the liquid processing units in the processing unit groups G1 and G2. 25 and 26 are provided, respectively.
一方、第3の処理ユニット群G3には、図3に示すように、下から順に、温調ユニット(TCP)30、ウエハWの受け渡しを行うためのトランジション装置(TRS)31及び精度の高い温度管理下でウエハWを加熱処理する熱処理ユニット(ULHP)32〜38が9段に重ねられている。 On the other hand, as shown in FIG. 3, the third processing unit group G3 includes, in order from the bottom, a temperature control unit (TCP) 30, a transition device (TRS) 31 for delivering the wafer W, and a highly accurate temperature. Heat treatment units (ULHP) 32 to 38 that heat-treat the wafer W under management are stacked in nine stages.
第4の処理ユニット群G4では、例えば高精度温調ユニット(CPL)40、レジスト塗布処理後のウエハWを加熱処理するプリベーキングユニット(PAB)41〜44及び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(POST)45〜49が下から順に10段に重ねられている。 In the fourth processing unit group G4, for example, a high-precision temperature control unit (CPL) 40, pre-baking units (PAB) 41 to 44 for heat-treating the resist-coated wafer W, and the wafer W after development processing are heat-treated. Post baking units (POST) 45 to 49 are stacked in 10 stages in order from the bottom.
第5の処理ユニット群G5では、ウエハWを熱処理する複数の熱処理ユニット、例えば高精度温調ユニット(CPL)50〜53、露光後のウエハWを加熱処理するポストエクスポージャーベーキングユニット(PEB)54〜59が下から順に10段に重ねられている。 In the fifth processing unit group G5, a plurality of heat treatment units that heat-treat the wafer W, for example, high-precision temperature control units (CPL) 50 to 53, post-exposure baking units (PEB) 54 to heat-treat the exposed wafer W, 59 are stacked in 10 steps from the bottom.
また、第1の搬送機構110のX方向正方向側には、図1に示すように、複数の処理ユニットが配置されており、例えば図3に示すように、ウエハWを疎水化処理するためのアドヒージョンユニット(AD)80,81、ウエハWを加熱する加熱ユニット(HP)82,83が下から順に4段に重ねられている。また、第2の搬送機構120の背面側には、図9に示すように、例えばウエハWのエッジ部のみを選択的に露光する周辺露光ユニット(WEE)84が配置されている。
Further, as shown in FIG. 1, a plurality of processing units are arranged on the positive side in the X direction of the
また、図2に示すように、カセットステーションS1、処理ステーションS2及びインターフェース部S3の各ブロックの上部には、各ブロック内を空調するための空調ユニット90が備えられている。この空調ユニット90により、カセットステーションS1,処理ステーションS2及びインターフェース部S3内は、所定の温度及び湿度に調整できる。また、図3に示すように、例えば処理ステーションS2の上部には、第3の処理ユニット群G3、第4の処理ユニット群G4及び第5の処理ユニット群G5内の各装置に所定の気体を供給する、例えばFFU(ファンフィルタユニット)などの気体供給手段である気体供給ユニット91がそれぞれ設けられている。気体供給ユニット91は、所定の温度、湿度に調整された気体から不純物を除去した後、当該気体を所定の流量で送風できる。
As shown in FIG. 2, an
インターフェース部S3は、図1に示すように、処理ステーションS2側から順に第1のインターフェース部100と、第2のインターフェース部101とを備えている。第1のインターフェース部100には、ウエハ搬送アーム102が第5の処理ユニット群G5に対応する位置に配設されている。ウエハ搬送アーム102のX方向の両側には、例えばバッファカセット103(図1の背面側),104(図1の正面側)が各々設置されている。ウエハ搬送アーム102は、第5の処理ユニット群G5内の熱処理装置とバッファカセット103,104に対してアクセスできる。第2のインターフェース部101には、X方向に向けて設けられた搬送路105上を移動するウエハ搬送アーム106が設けられている。ウエハ搬送アーム106は、Z方向に移動可能で、かつθ方向に回転可能であり、バッファカセット104と、第2のインターフェース部101に隣接した図示しない露光装置に対してアクセスできるようになっている。したがって、処理ステーションS2内のウエハWは、ウエハ搬送アーム102,バッファカセット104,ウエハ搬送アーム106を介して露光装置に搬送でき、また、露光処理の終了したウエハWは、ウエハ搬送アーム106,バッファカセット104,ウエハ搬送アーム102を介して処理ステーションS2内に搬送できる。
As shown in FIG. 1, the interface unit S3 includes a
なお、レジスト塗布ユニット(COT)10,11,12に適用されるこの発明に係る処理液供給システムを具備するレジスト塗布処理装置15は、内部を密閉することができる処理容器60内に配設されている。この処理容器60の一側面には、図4に示すように、ウエハWの搬送手段である上記第1の搬送機構110の搬送領域に臨む面にウエハWの搬入出口60aが形成され、搬入出口60aには、開閉シャッタ63が開閉用昇降シリンダ64によって開閉可能に設けられている。
The resist
レジスト塗布処理装置15は、図4に示すように、ウエハWの保持手段としてその上面にウエハWを水平に真空吸着保持するスピンチャック16と、スピンチャック16に軸部16aを介して連結され、ウエハWを水平面内で回転させる例えばサーボモータ等にて形成される回転機構16bと、ウエハWの表面にレジスト液を供給(吐出)する処理液供給ノズル70aを具備する集合ノズル70を具備している。
As shown in FIG. 4, the resist
集合ノズル70は、回動軸66を中心として旋回する移動部材としての回動アーム65の先端に設けられている。集合ノズル70には、処理液供給流路である後述する第2の処理液供給管路7bに接続されレジスト液を吐出する処理液供給ノズル70aと、溶剤供給管路70cを介して溶剤供給源70dに接続され溶剤を吐出する溶剤供給ノズル70bが設けられおり、これらのノズル70a,70bはウエハWの半径方向内側に相前後して並置され、集合ノズル70の下面にいずれも開口している。すなわち、この処理液供給ノズル70aと溶剤供給ノズル70bは、ウエハWの半径方向内側に処理液供給ノズル70aが位置し、またウエハWの半径方向外側に溶剤供給ノズル70bが位置するように、互いに所定間隔だけ離して並置されている。そして、処理液供給ノズル70aからは第2の処理液供給管路7bにより供給されたレジスト液が、また溶剤供給ノズル70bからは溶剤供給管路70cにより供給された溶剤がそれぞれ独立に吐出されるように構成されている。
The
また、図4に示すように、回動アーム65は、処理容器60の外側に鉛直に設けられた回動軸66の上部に水平姿勢で固定されおり、回動軸66の回転機構67(ノズル移動機構)によって、水平面内で回動するように構成されている。回動アーム65は、ウエハWの上方において、ウエハWの中心部付近に移動した状態と、処理容器60よりも外側の待機位置(ホームポジション)に移動した状態との間を移動する。回動アーム65を、これらの間で移動させることにより、ウエハW上に塗布膜を形成する処理を行う。
Further, as shown in FIG. 4, the
なお、処理容器60内には、ウエハWの外周側を包囲する上下移動可能な外カップ61と、ウエハWの下部側に配置される内カップ62とが設けられている。また、処理容器60の処理空間60bには、上方から流れるダウンフローの清浄空気が下方に流れるように外カップ61と内カップ62との間に通気流路60cが形成されている。
In the
次に、この発明に係る処理液供給システムを構成する処理液供給装置について、図5を参照して説明する。 Next, a processing liquid supply apparatus constituting the processing liquid supply system according to the present invention will be described with reference to FIG.
上記処理液供給装置は、処理液L(レジスト液)を貯留する処理液貯留容器1(以下に薬液ボトル1という)と、この薬液ボトル1に気体供給管路6を介して接続され、薬液ボトル1内のレジスト液Lを加圧する加圧手段である不活性ガス例えば窒素(N2)ガスの供給源71(以下に、N2ガス供給源71という)と、第1の処理液供給管路7aを介して薬液ボトル1に接続され、薬液ボトル1から導かれた処理液を一時貯留する一時貯留容器であるバッファタンク2と、このバッファタンク2と上記処理液供給ノズル70a(以下に供給ノズル70aという)を接続する第2の処理液供給管路7bと、第2の処理液供給管路7bにおいて、バッファタンク2側に介設され処理液を供給ノズル70aに供給するポンプ3と、処理液中に混入している気泡を除去するフィルタ4と、フィルタ4の二次側に隣接して介設される開閉バルブAV及びサックバックバルブSVとを具備している。
The processing liquid supply apparatus is connected to a processing liquid storage container 1 (hereinafter referred to as a chemical liquid bottle 1) for storing a processing liquid L (resist liquid), and the chemical
この場合、開閉バルブAVは例えば電空レギュレータ等の電磁開閉式のエアーオペレーションバルブにて形成され、またサックバックバルブSVも電磁式に形成されている。このように形成される開閉バルブAVとサックバックバルブSVは、制御手段としての中央演算処理装置(CPU)を主体として構成されるコントローラ200からの制御信号(トリガー信号)に基づいて作動するようになっている。これら開閉バルブAVの開閉動作及びサックバックバルブSVの動作は、後述するようにコントローラ200からの制御信号に基づいて作動するポンプ3と連動して制御されるようになっている(図6及び図7参照)。なお、開閉バルブAVを電空レギュレータ等の電磁開閉式のエアーオペレーションバルブに代えて、スピードコントローラを組み合わせた電磁開閉式のバルブにて形成してもよい。
In this case, the open / close valve AV is formed by an electromagnetic open / close air operation valve such as an electropneumatic regulator, and the suck back valve SV is also formed electromagnetically. The on-off valve AV and suck back valve SV formed in this way are operated based on a control signal (trigger signal) from a
また、薬液ボトル1とN2ガス供給源71とを接続する気体供給管路6には、可変調整可能な圧力調整手段である例えば電空レギュレータRが介設されている。この電空レギュレータRは、コントローラ200からの制御信号出力によって作動する操作部例えば比例ソレノイドと、該ソレノイドの作動によって開閉する弁機構とを具備しており、弁機構の開閉によって圧力を調整するように構成されている。上記気体供給管路6の電空レギュレータRと薬液ボトル1との間には電磁式の開閉弁V3が介設されている。
In addition, for example, an electropneumatic regulator R, which is a pressure adjustment means that can be variably adjusted, is interposed in the
また、バッファタンク2の上部に接続する排気管路8と、フィルタ4の上部に接続するドレイン管路9にはそれぞれ開閉バルブV1,V2が介設されており、これら開閉バルブV1,V2は、コントローラ200からの制御信号出力によって開閉動作が行われるようになっている。なお、バッファタンク2にはバッファタンク2内のレジスト液Lの上限液面と下限液面を検知する上限液面センサ5a及び下限液面センサ5bが設けられており、これら上限液面センサ5a及び下限液面センサ5bによって検知された信号がコントローラ200に伝達されるように形成されている。
On the other hand, on the exhaust pipe 8 connected to the upper part of the
次に、上記処理液供給装置の動作態様について、図6ないし図8を参照して、従来の処理液供給システムと比較しながら説明する。薬液ボトル1からバッファタンク2内に補充されたレジスト液Lを供給ノズル70aからウエハW上に供給(吐出)するには、従来では、図8に示すように、ポンプ3と共に開閉バルブAVとサックバックバルブSVが同期して作動し、所定量のレジスト液Lを供給(吐出)している。レジスト液Lの供給(吐出)を停止する際、供給ノズル70aからの液だれを防止するために、従来では、開閉バルブAVの弁体のリフト量を制御して液だれを防止している。この際、開閉バルブAVの開弁時間及び閉弁時間は、通常50〜300msecであり、これに対してサックバックバルブSVのセットアップ時間は300〜1000msec、サックバック時間は2000msecに設定されている。これにより、ポンプ3の吐出時及び吐出停止時のウォーターハンマー現象(圧力脈動)を抑制している。
Next, the operation mode of the processing liquid supply apparatus will be described with reference to FIGS. 6 to 8 while comparing with the conventional processing liquid supply system. Conventionally, in order to supply (discharge) the resist solution L replenished from the
しかし、開閉バルブAVの閉弁動作制御のみでは、異なる液体の特性(粘度,表面張力)に応じて最適な液切れ状態すなわち次工程の吐出前の最適状態の維持が十分でない懸念がある。例えば、レジスト液の特性が低粘度,低表面張力である場合には、図10(a)に示すように、供給ノズル70aの吐出口72の液切れ位置が低くなり、サックバック調整を行うと、図10(b)に示すように、サックバック高さHの最適値(例えば3mm)に対して引き不足となる。また、レジスト液の特性が高粘度,高表面張力である場合には、図11(a)に示すように、供給ノズル70aの吐出口72の液切れ位置が高くなり、サックバック調整を行うと、図11(b)に示すように、サックバック高さHの最適値(例えば3mm)に対して引きすぎとなる。ここで、サックバックバルブ高さHの最適値とは、次工程の吐出前にはレジスト液Lが結晶せず、開閉バルブAVの開弁動作による吐出時には遅れることなく円滑に吐出される状態にある高さ位置をいう。
However, there is a concern that only the closing operation control of the opening / closing valve AV is not sufficient to maintain the optimum liquid run-out state, that is, the optimum state before discharge in the next process, according to the characteristics (viscosity and surface tension) of different liquids. For example, when the characteristics of the resist solution are low viscosity and low surface tension, as shown in FIG. 10 (a), the liquid breakage position of the
この発明の実施形態では、レジスト液Lの特性が低粘度例えば10cp以下である場合には、サックバックバルブSVの吸引セットアップ動作を、開閉バルブAVの閉弁動作に重ね合わせて制御する。具体的には、図6に示すように、サックバックバルブSVの吸引セットアップの開始時期を、開閉バルブAVの閉弁動作の開始時又は開始前とすることにより、低粘度例えば10cp以下の液だれし易いレジスト液Lの閉弁時の液切れを良好にし、サックバックバルブSVの吸引動作制御によってサックバック高さHを、次工程の吐出前にレジスト液Lが結晶しない最適値(例えば3mm)とすることができる(図12(a),(b)参照)。 In the embodiment of the present invention, when the characteristic of the resist solution L is low viscosity, for example, 10 cp or less, the suction setup operation of the suck back valve SV is superposed on the valve closing operation of the open / close valve AV. Specifically, as shown in FIG. 6, by setting the suction setup start time of the suck back valve SV at the start or before the start of the closing operation of the opening / closing valve AV, the liquid dripping with a low viscosity, for example, 10 cp or less. The resist solution L is easy to be removed when the valve is closed, the suck back height SV is controlled by the suction operation control of the suck back valve SV, and the optimum value (for example, 3 mm) at which the resist solution L does not crystallize before discharging in the next process. (See FIGS. 12A and 12B).
また、この発明の実施形態では、レジスト液Lの特性が高粘度例えば80cp以上である場合には、サックバックバルブSVの吸引停止動作を、開閉バルブAVの閉弁動作に重ね合わせて制御する。具体的には、図7に示すように、サックバックバルブSVの吸引動作の開始時期を、開閉バルブAVの閉弁動作の開始前又は動作中とすることにより、高粘度例えば80cp以上の液切れし難いレジスト液Lの閉弁時の内部挙動(圧力脈動)を増大させて、液切れ効果を向上させ、サックバックバルブSVの吸引動作制御によってサックバック高さHを、次工程の吐出前にレジスト液Lが結晶しない最適値(例えば3mm)}とすることができる(図12(a),(b)参照)。 In the embodiment of the present invention, when the characteristic of the resist solution L is high viscosity, for example, 80 cp or more, the suction stop operation of the suck back valve SV is superposed on the valve closing operation of the on-off valve AV. Specifically, as shown in FIG. 7, when the suction operation of the suck back valve SV is started before or during the start of the closing operation of the opening / closing valve AV, the liquid runs out with a high viscosity, for example, 80 cp or more. The internal behavior (pressure pulsation) of the resist liquid L that is difficult to increase is increased to improve the effect of running out of the liquid, and the suck back height H is controlled by the suction operation control of the suck back valve SV before discharging in the next process. The optimum value at which the resist solution L does not crystallize (for example, 3 mm)} can be set (see FIGS. 12A and 12B).
なお、上記実施形態においては、レジスト液Lの特性(粘度)が異なる場合においてサックバック高さHを同じにして説明したが、実際にはレジスト液Lの特性によってサックバック高さHは変わる。 In the embodiment described above, the suck back height H is the same when the characteristics (viscosity) of the resist liquid L are different. However, the suck back height H actually varies depending on the characteristics of the resist liquid L.
なお、上記実施形態では、この発明に係る処理液供給システムをレジスト液塗布処理装置に適用した場合について説明したが、レジスト液以外の処理液例えば現像液等の供給装置や洗浄処理の供給装置にも適用可能である。 In the above-described embodiment, the case where the processing liquid supply system according to the present invention is applied to the resist solution coating processing apparatus has been described. However, the processing liquid supply system according to the present invention is applied to a processing liquid other than the resist liquid, Is also applicable.
W 半導体ウエハ(被処理基板)
1 薬液ボトル(処理液供給源)
3 ポンプ
7a,7b 処理液供給管路(処理液供給流路)
200 コントローラ(制御手段)
AV 開閉バルブ
SV サックバックバルブ
L レジスト液(処理液)
W Semiconductor wafer (substrate to be processed)
1 Chemical bottle (Processing liquid supply source)
3
200 controller (control means)
AV Open / close valve SV Suck back valve L Resist liquid (treatment liquid)
Claims (3)
上記開閉バルブの閉弁動作と上記サックバックバルブの吸引動作とを別の駆動信号に基づいて行い、上記サックバックバルブの吸引動作は、上記開閉バルブの閉止時の内圧挙動を抑制すべく処理液の特性に応じて上記開閉バルブの閉弁動作に重ねて制御される、ことを特徴とする処理液供給システムにおける液切れ制御方法。 In a processing liquid supply system in which an opening / closing valve and a suck back valve are provided in a processing liquid supply channel connecting a processing liquid supply source and a processing liquid supply nozzle, the processing liquid supply is performed when the opening / closing valve is closed. A liquid runout control method for preventing dripping of the treatment liquid from the nozzle outlet,
The valve closing operation of the opening / closing valve and the suction operation of the suck back valve are performed based on different drive signals, and the suction operation of the suck back valve is performed with a treatment liquid to suppress internal pressure behavior when the opening / closing valve is closed A liquid runout control method in a treatment liquid supply system, characterized in that the control is performed in accordance with the characteristics of the open / close valve and the valve closing operation.
上記処理液の特性が低粘度である場合には、上記サックバックバルブの吸引セットアップ動作は、上記開閉バルブの閉弁動作に重ねて制御される、ことを特徴とする処理液供給システムにおける液切れ制御方法。 In the liquid running out control method in the processing liquid supply system according to claim 1,
When the characteristic of the processing liquid is low viscosity, the suction setup operation of the suck back valve is controlled in superposition with the valve closing operation of the opening / closing valve. Control method.
上記処理液の特性が高粘度である場合には、上記サックバックバルブの吸引開始動作は、上記開閉バルブの閉弁動作に重ねて制御される、ことを特徴とする処理液供給システムにおける液切れ制御方法。 In the liquid running out control method in the processing liquid supply system according to claim 1,
In the processing liquid supply system, the suction start operation of the suck back valve is controlled in superposition with the closing operation of the opening / closing valve when the characteristic of the processing liquid is high viscosity. Control method.
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