JP2011023669A - Process liquid supplying device and process liquid supplying method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、処理液を送り出し部から供給ノズルを介して基板に供給する技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field in which a processing liquid is supplied from a delivery unit to a substrate via a supply nozzle.
半導体製造装置の一つとして、半導体ウエハ(以下ウエハという)やフラットパネルディスプレイ用のガラス基板などの基板の表面に処理液を供給して液処理を行う装置がある。この種の装置としては、レジスト膜を基板に形成するためのレジスト塗布装置、露光後の基板に現像液を供給する現像装置、絶縁膜の前駆物質を含む溶液を基板に供給する絶縁膜形成装置などがある。 As one of semiconductor manufacturing apparatuses, there is an apparatus that supplies a processing liquid to the surface of a substrate such as a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) or a glass substrate for a flat panel display and performs liquid processing. As this type of apparatus, a resist coating apparatus for forming a resist film on a substrate, a developing apparatus for supplying a developer to a substrate after exposure, and an insulating film forming apparatus for supplying a solution containing a precursor of an insulating film to the substrate and so on.
これら液処理装置における処理液の供給手法としては、処理液タンクから例えば吸引式のポンプにより処理液を吸引し、このポンプから所定量ずつ供給ノズルを介して基板の表面に処理液を供給することが行われている。ところでこの種の液処理装置においては、処理液の流量を監視することは行われていない。その理由は、流量が微小であり、また処理液の粘度が多様であることから流量を精度よく検出することが困難だからである。更にポンプの下流側では、処理液中の気泡の発生及び汚染を抑えるために、流路をできるだけ簡素化することが要求される。例えば熱式の流量計は流路が複雑になるという欠点があり、その上処理液に熱が加わることから前記液処理装置には不向きである。 As a method for supplying the processing liquid in these liquid processing apparatuses, the processing liquid is sucked from the processing liquid tank by, for example, a suction-type pump, and the processing liquid is supplied from the pump to the surface of the substrate through the supply nozzle by a predetermined amount. Has been done. By the way, in this type of liquid processing apparatus, the flow rate of the processing liquid is not monitored. The reason is that it is difficult to detect the flow rate with high accuracy because the flow rate is very small and the viscosity of the treatment liquid is various. Further, on the downstream side of the pump, it is required to simplify the flow path as much as possible in order to suppress the generation and contamination of bubbles in the processing liquid. For example, a thermal type flow meter has a drawback that the flow path becomes complicated, and furthermore, heat is applied to the processing liquid, so that it is not suitable for the liquid processing apparatus.
しかしながら流路に設けられたバルブなどの故障により処理液が吐出されないあるいは流量が設定値から外れた場合には、基板に対するプロセスに重大な不具合が生じ、その基板が不良になるばかりでなく、後続の基板も不良になってしまう。更に液処理装置における処理液の流路には、バルブの他にフィルタや処理液中の気泡を抜くための気泡トラップなどが設けられ、このため機器の数が多いなどの課題もある。
特許文献1〜3には、落下してくる液体の液滴を光電センサーにより検出することが記載されているが、処理液の供給ラインにおける機器の数を低減させることに関しては記載されていない。
However, if the processing liquid is not discharged or the flow rate deviates from the set value due to a failure of a valve or the like provided in the flow path, a serious problem occurs in the process for the substrate, and the substrate becomes defective, and the subsequent process The substrate will also be defective. Further, the flow path of the processing liquid in the liquid processing apparatus is provided with a filter and a bubble trap for removing bubbles in the processing liquid in addition to the valve, and there are problems such as a large number of devices.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は送り出し部から処理液を供給ノズルを介して基板に吐出するにあたり、処理液の流量を監視することができ、しかも流量の監視と処理液中の気泡のトラップとを同一の機器により行うことができる技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the object thereof is to monitor the flow rate of the processing liquid when discharging the processing liquid from the delivery unit to the substrate via the supply nozzle. It is an object of the present invention to provide a technique capable of performing monitoring and trapping of bubbles in the processing liquid using the same device.
本発明は、処理液の送り出し部と送り出された処理液を基板に吐出する供給ノズルとの間に設けられた処理液供給装置において、
気密な容器と、
この容器内の上部に開口し、前記送り出し部から処理液が送り出される第1の流路と、
前記第1の流路から容器内に処理液が供給されたときに当該液量分の処理液が容器内から押し出されてノズル側に送り出されるために当該容器の底部に接続され、途中に開閉バルブが設けられた第2の流路と、
この第1の流路から容器内に滴下される液滴を検知するために液滴の落下軌跡を横切るように光軸が形成された光電センサーと、
この光電センサーからの検知信号に基づいて処理液の流量を計測する流量監視部と、
前記容器の上部に設けられ、排気バルブを介して大気に開口する排気路と、
前記容器内の液面レベルが下限レベルに達したか否かを監視し、下限レベルに達したことを検知したときに、前記第2の流路の開閉バルブを閉じると共に排気バルブを開放し、容器内の液面が予め設定したレベルとなるように前記送り出し部から当該容器内に処理液を送り出すように制御信号を出力する制御部と、を備えたことを特徴とする。
The present invention provides a processing liquid supply apparatus provided between a processing liquid delivery unit and a supply nozzle for discharging the delivered processing liquid to a substrate.
An airtight container,
A first flow path that opens to an upper portion in the container and from which the processing liquid is sent out from the sending-out portion;
When the processing liquid is supplied into the container from the first flow path, the processing liquid corresponding to the liquid amount is pushed out from the container and sent to the nozzle side so that it is connected to the bottom of the container and is opened and closed in the middle A second flow path provided with a valve;
A photoelectric sensor in which an optical axis is formed so as to cross a drop trajectory of the droplet in order to detect a droplet dropped from the first flow path into the container;
A flow rate monitoring unit for measuring the flow rate of the processing liquid based on a detection signal from the photoelectric sensor;
An exhaust path provided at the top of the container and opening to the atmosphere via an exhaust valve;
Monitoring whether the liquid level in the container has reached the lower limit level, and when detecting that the lower limit level has been reached, close the opening and closing valve of the second flow path and open the exhaust valve; And a control unit that outputs a control signal so as to send the processing liquid from the delivery unit into the container so that the liquid level in the container becomes a preset level.
他の発明は、処理液の送り出し部から処理液を送り出し、供給ノズルから基板に吐出する処理液の供給方法において、
前記送り出し部から処理液を第1の流路を介して気密な容器内にその上部から滴下し、当該液量分の処理液が容器内から押し出されて、容器の底部に接続された第2の流路を介して前記供給ノズルに送り出される工程と、
前記容器内における液滴の落下軌跡を横切るように光軸が形成された光電センサーからの検知信号に基づいて処理液の流量を計測する工程と、
前記容器内の液面レベルが下限レベルに達したか否かを監視し、下限レベルに達したことを検知したときに、前記第2の流路の開閉バルブを閉じると共に前記容器の上部に接続された排気路を大気に開放し、容器内の液面が予め設定したレベルとなるように前記送り出し部から当該容器内に処理液を送り出す工程と、を含むことを特徴とする。
Another invention is a process liquid supply method for delivering a process liquid from a process liquid delivery unit and discharging the treatment liquid from a supply nozzle to a substrate.
A treatment liquid is dropped from the upper part into the airtight container via the first flow path from the delivery part, and the treatment liquid corresponding to the liquid amount is pushed out from the container and connected to the bottom of the container. A step of being sent to the supply nozzle through the flow path of
Measuring a flow rate of the processing liquid based on a detection signal from a photoelectric sensor in which an optical axis is formed so as to cross a drop trajectory of the droplet in the container;
Monitors whether the liquid level in the container has reached the lower limit level, and closes the open / close valve of the second flow path and connects to the upper part of the container when detecting that the lower limit level has been reached And a step of sending the processing liquid from the delivery section into the container so that the liquid level in the container reaches a preset level.
本発明によれば、送り出し部から処理液を供給ノズルを介して基板に吐出するにあたり、送り出し部の下流側に設けた容器内に滴下される液滴を光電センサーにより検知しているため、処理液の流量を監視することができる。そして容器内に滴下された処理液の液量だけ下流側に処理液を押し出す一方、容器内の液面が下限レベルになったときには、容器の上部に接続された排気路を大気に開放して、送り出し部から容器内に処理液を送り出し、これにより液面レベルを設定レベルまで上昇させるようにしているため、流量の監視と処理液中の気泡のトラップとを同一の機器により行うことができる。このため機器の数を少なくして供給流路を簡素化できるなどの効果がある。 According to the present invention, when the processing liquid is discharged from the delivery unit to the substrate through the supply nozzle, the droplets dropped in the container provided on the downstream side of the delivery unit are detected by the photoelectric sensor. The liquid flow rate can be monitored. While the processing liquid is pushed downstream by the amount of the processing liquid dripped into the container, when the liquid level in the container reaches the lower limit level, the exhaust path connected to the upper part of the container is opened to the atmosphere. Since the processing liquid is sent into the container from the sending part and the liquid level is thereby raised to the set level, the flow rate can be monitored and the bubbles in the processing liquid can be trapped by the same device. . For this reason, there is an effect that the number of devices can be reduced and the supply channel can be simplified.
本発明に係る処理液供給装置を、レジスト塗布を行う液処理モジュールを含む液処理装置に適用した実施の形態について説明する。図1は、この液処理装置10の全体の概略構成を示す構成図であり、先ず液処理モジュールについて簡単に述べておく。この液処理モジュール40は、カップ体41内に基板である半導体ウエハ(以下ウエハという)Wを水平に保持するためのスピンチャック42が格納されており、このスピンチャック42は駆動機構43によって回転及び昇降自在に構成されている。また、カップ体41の底部には、ウエハWに塗布されなかった余分なレジスト液をドレインやミストの状態で排出する排出口44が設けられている。
前記カップ体41の上方には供給ノズル45が設けられている。供給ノズル45は、アーム45aに支持された状態で、スピンチャック42に保持されたウエハWの中央にレジスト液を吐出することができるように構成されている。
An embodiment in which the processing liquid supply apparatus according to the present invention is applied to a liquid processing apparatus including a liquid processing module that performs resist coating will be described. FIG. 1 is a configuration diagram showing the overall schematic configuration of the liquid processing apparatus 10. First, the liquid processing module will be briefly described. In the
A
次に、前記供給ノズル45に処理液であるレジスト液を供給する処理液供給装置10について、上流側から説明する。図1において11は薬液(レジスト液)ボトル、12は加圧ガス源、13はバッファタンク、14はフィルタ、15はポンプ、3は流量計測部である。またV1〜V5はバルブ、21aはガス抜き用流路である。加圧ガス源12からの加圧ガス例えば窒素ガスなどの不活性ガスが配管21を介して薬液ボトル11内に送られると、薬液ボトル11内の薬液が押し出されて配管22を介してバッファタンク13に供給される。このバッファタンク13の底面には配管23の一端側が接続されると共に、この配管23の他端側はフィルタ14を介して、処理液の送り出し部に相当する吸引ポンプ16に接続されており、吸引式のポンプ16の吸引動作によりバッファタンク13内の薬液が当該ポンプ16に吸引される。
Next, the processing liquid supply apparatus 10 for supplying a resist liquid as a processing liquid to the
このポンプ16の下流側には流量計測部3が第1の供給路である第1の供給管24を介して接続されている。この流量計測部3の下流側には第2の供給路である第2の供給管25を介して前記供給ノズル45が接続されている。第2の供給管25にはサックバックバルブ25a及びエアオペレートバルブ25bが設けられている。サックバックバルブ25aは、レジスト液を吐出していないときにはバキューム圧等によって吸引室に負圧を生じさせ、レジスト液の先端面を供給ノズル45の先端から引き込む役割を有する。
The flow
次に前記流量計測部3に関して詳述する。図2に示すように、流量計測部3は、レジスト液Rを一時貯留する例えば円筒状の気密な容器31を備えている。この容器31の天井部の中央部には、既述の第1の供給管24が突入して接続され、第1供給管24の先端は下方に向かって口径が小さくなる狭窄部として構成されている。従って第1の供給管24の下流端は容器31の上部に開口していることになる。容器31の底部には第2の供給路をなす第2の供給管25の上流端が接続されている。容器31内は気密状態であることから、第1供給管24から容器内31にレジスト液Rが供給されると、容器31内の圧力が高くなるため容器31内のレジスト液Rが第2の供給管25に押し出される。即ち、第1の供給管24から容器31内に供給された液量分だけ容器31から第2供給管25に押し出されることになる。
Next, the flow
そして、この流量計測部3は、第1供給管24を流れるレジスト液の液量を、液滴の検知結果例えば単位時間当たりの液滴数に基づいて求めようとするものであることから、ポンプ15の吐出圧、第1供給管24の吐出口の口径及びレジスト液の粘度などからなるパラメータの組み合わせが、第1の供給管24から液滴で容器31内に落下する条件を満足しているということになる。つまり、レジスト液の粘度及び流量は設定されていることから、この条件の下において、第1供給管24から液滴群として容器31内に供給されるように、第1供給管24の吐出口の口径及びポンプ15の吐出圧が決められるということになる。
The flow
そして、第1の供給管24から滴下される液滴を検知するために、その光軸33cが液滴の落下軌跡を横切ように、例えば第1の供給管24の中心軸の延長線上を横切るように(交差例えば直交するように)容器31を挟んで当該容器31の側方に光電センサー33を構成する発光部33a、受光部33bが設けられている。前記光軸33cの高さ位置は、例えば第1供給管24の吐出口の近傍でかつ光軸33cを通過中の液滴が液面に接触しない程度に当該吐出口から離間している。
Then, in order to detect a droplet dropped from the
ところで、レジスト液R中には、ガス例えば薬液タンク11やバッファタンク13の貯留時に溶解した窒素ガス等が溶解しており、第1供給管24から容器31内に押し出されたときのように加圧状態から開放されたときに溶存ガスが気泡となって現れることがある。このようにレジスト液R中に気泡が発生すると容器31内の液溜り領域内を気泡が上昇して液面にて弾け、容器31内の気相領域の体積が増え、その結果レジスト液Rの液面レベルが下がる。そこで、容器31内のガスを抜くために容器31の上面に排気管32の一端が接続され、この排気管32の他端側は大気に開放されている。排気管32の途中には開閉バルブからなる排気バルブV4が設けられ、この排気バルブV4を閉じているときには、容器31内は気密雰囲気とされ、排気バルブV4が開いているときは大気に開放された状態となる。
By the way, in the resist solution R, gas such as nitrogen gas dissolved at the time of storage in the
既述のように容器31内が気密状態のままで、レジスト液R中の気泡の発生累積量が多くなるとレジスト液Rの液面レベルが下がり続けるため、レジストRの液面レベルの下限値(下限液面レベル)を設定している。具体的には下限液面レベルの高さ位置において容器31内に水平な光軸34cを形成する光電センサーからなる下限レベル検知部34が設けられている。また、後述するようにレジスト液Rの液面レベルが下限値に達すると排気バルブV4を開放して第1の供給管24から容器31内にレジスト液Rが供給され、これにより液面レベルが上昇するが、その上限液面レベルが設定されている。即ち、上限液面レベルの高さ位置において容器31内に水平な光軸35cを形成する光電センサーからなる上限レベル検知部が設けられている。これら下限レベル検知部34あるいは上限レベル検知部35をなす光電センサーは、容器31の側方に設けられている。容器31は例えば樹脂などにより構成されるが、透明な材質を用いない場合には光電センサー33〜35の各光軸33c〜35cが通る部位については透明部材により構成される。
As described above, when the accumulated amount of bubbles in the resist solution R increases while the inside of the
図3は、処理液供給装置10の制御系に関する部位を示す構成図である。コンピュータからなる制御部8は流量監視プログラム81、記憶部82、液面制御プログラム83、アラーム発生部84及びCPU85を備えている。86はデータバスである。87はカウンタ部であり、光電センサーからの液滴検出信号のパルス数をカウントしている。より具体的には、このカウンタ部87は光電センサーの受光部33bからの受光信号(アナログ電圧)をしきい値と比較する回路と、受光信号がしきい値以下になったときに現われるパルスをカウントするカウンタを備え、そのカウント数が制御部8に送られる。前記しきい値は液滴が光軸を遮ったか否かを判断できる値に設定されている。この例では、カウンタ部87と流量監視プログラム81とにより流量監視部が構成されているが、カウンタ部87におけるパルスカウント機能は流量監視プログラム81内にソフトウエアとして設けるようにしてもよい。
FIG. 3 is a configuration diagram illustrating a part related to the control system of the processing liquid supply apparatus 10. The control unit 8 including a computer includes a flow
記憶部82は、第1の供給管24から容器31内に滴下される液滴の体積の基準値と、この基準値の補正値とを記憶している。この基準値とは、例えば設計の段階において想定した液滴の体積(設計値)であり、補正値とは、例えば定期的に実測した液滴の体積(実測値)と前記設計値との比率、即ち実測値/基準値である。例えばレジスト液の一滴を1/50mlと想定して基準値とし、このときレジスト液の50滴分は1.0mlとなり、メスシリンダーで実際にレジスト液を50滴分収集したとき実測値が1.1mlだとすると、補正値は、1.1/1.0=1.1となる。補正値は、作業者が定期的にレジスト液を実測し、コンピュータの記憶部82内のデータを書き換えることで、新しい情報に更新される。
The
流量監視プログラム81は、既述の基準値、補正値及び液滴の1秒間当りのカウント数を使用し、計算式(補正値×基準値×カウント数/秒)を用いて、流量計測部3を流れるレジスト液の流量を演算し、この演算結果と流量設定値とを比較する。流量設定値とはプロセスレシピに応じて設定された単位時間当たりのポンプ15の吐出量(供給量)である。そして、流量監視プログラム81は、演算されたレジスト液の流量が流量設定値より許容範囲を超えた場合に、アラーム発生部84へ信号を発する。アラーム発生部84は例えば警報音発生部や警報ランプ点灯部などが相当するが、本発明でいう「アラームを発生する」とは、操作パネルに警報表示を行う場合なども含まれる。
The flow
ここでレジスト液の供給流量とパルス数との関係の具体例を挙げると、例えば液滴の体積が約0.1mlであり、流量が1ml/secであるとするとパルスのカウント数は10カウント/secとなり、流量が0.4ml/secの場合にはパルスのカウント数は3〜4カウントとなる。また液滴の体積が約0.03mlであるとすると、約0.1mlの場合に比べてカウント数がおよそ3倍程度となり、流量検知の分解能が約3倍大きくなる。液滴の体積は第1の供給路32の吐出口の口径が小さいほど少なくなるが、この口径サイズについては使用する流量の範囲やレジスト液の粘度などに基づいて選定される。
また、吐出圧と口径サイズが同じであれば、液滴のサイズはレジスト液の粘度により異なるため、前記補正値はレジスト液の種類(薬液成分の種類あるいは溶媒による希釈率)ごとに既述のように実測に基づいて求めて記憶部に記憶しておくことができる。
Here, a specific example of the relationship between the resist solution supply flow rate and the number of pulses will be described. For example, if the droplet volume is about 0.1 ml and the flow rate is 1 ml / sec, the pulse count is 10 counts / second. When the flow rate is 0.4 ml / sec, the pulse count is 3 to 4 counts. If the volume of the droplet is about 0.03 ml, the count number is about three times that of the case of about 0.1 ml, and the flow rate detection resolution is about three times larger. The volume of the droplet decreases as the diameter of the discharge port of the
If the discharge pressure and the aperture size are the same, the droplet size differs depending on the viscosity of the resist solution. Therefore, the correction value is as described above for each type of resist solution (type of chemical component or dilution rate with a solvent). Thus, it can obtain | require based on actual measurement and can memorize | store it in a memory | storage part.
液面制御プログラム83は、容器31内に気体が溜まったときにレジスト液の液面レベルを調整するためのプログラムであり、後述の作用説明において述べる図4に示すフローを実行するようにステップ群が組まれている。これらプログラム群は例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、MD、メモリーカードあるいはフラッシュメモリ等によって制御部8にインストールされる。
The liquid
次に上述実施の形態の作用について説明する。今、処理液供給装置10の吸引式のポンプ15内に既述のようにしてバッファタンク13内のレジスト液が吸引されているものとする。そして、基板であるウエハWが図示しない搬送アームにより図1に示すスピンチャック42上に載置された後、供給ノズル45をウエハWの中心部の上方に位置させ、スピンチャック42を回転させる。この状態でサックバルブ25aの吸引状態を開放すると共にオペレートバルブ25bを開状態として、ポンプ15の吐出動作を行う。これにより、第1の供給管24内のレジスト液が吐出されて液滴となって流量計測部3の容器31内を落下し、既述のようにその液滴と同量のレジスト液が第2の供給管25から供給ノズル45を介してウエハWの中心部に吐出される。このレジスト液はウエハWの周縁に遠心力で拡がって、ウエハWの表面にレジスト液の液膜が形成される。(スピンコーティングされる)。
Next, the operation of the above embodiment will be described. Now, it is assumed that the resist solution in the
このとき光電センサー33の光軸33cが液滴により遮られるため受光信号のレベルが低下し、従って受光信号を2値化処理して、さらにロジック回路で処理することにより、液滴が光軸を遮る度にパルスが得られ、このパルス数をカウンタ部87によりカウントする。流量監視プログラム81は単位時間当たりのカウント値、1滴当たりの体積の基準値及び補正値に基づいて、既述のように供給ノズル45からの平均吐出流量(前記単位時間の平均流量)を演算し、演算された流量を流量計測値として設定流量と比較し、その差分が許容範囲から外れたときにアラーム発生部84にアラーム発生動作を行わせる。アラームが発生した後の処理としては例えばレジスト液の吐出を停止し、かつウエハWの回転を停止させ、メンテナンスを行うといった対応を挙げることができるが、例えば前記差分が許容範囲外ではあるが予め定めた範囲内であれば、当該ウエハWの塗布処理も含めて同一ロットのウエハWについては塗布処理を行い、その後、アラームの立った状態で塗布処理が行われたウエハWについては膜厚検査を行うなどの対応をとるようにしてもよい。
At this time, since the
また、流量計測部3は、レジスト液の流量の計測と同時に、容器31内の液面レベルについても監視している。この様子を図4のフローチャート及び図5を参照して説明する。第1の供給管24より容器31内に吐出されたレジスト液は加圧状態から開放され、このときレジスト液中に窒素ガス等が溶解していると当該溶存ガスが気泡となって現れる。そして、発生した気泡は容器内31のレジスト液の液溜り中を上昇して気相領域へ移動し、容器内31の気相領域の体積が増加してレジスト液の液面が下がる。一方液面制御プログラム83が実行されており、下限レベル検知部34により液面のレベルが下限レベルか否かの判断がなされる(ステップS1)。
The flow
下限レベル検知部34の受光部34bからの受光信号に基づいて液面制御プログラム83により、レジスト液の液面レベルは下限液面レベルより上に位置していると判断されているときには通常処理が続行される。これ液面レベルが下限液面レベルより下側に位置していると判断されたときには、レジスト液をウエハWに吐出している状態であるか否かの判断がなされる(ステップS2)。このときウエハWへのレジスト液の吐出が行われているならば、引き続きレジスト液の吐出を行う。またレジスト液をウエハWに吐出していない場合は即ちレジスト塗布作業が終了している場合は、バルブ25aを閉じると共に排気バルブV4を開き、ポンプ15により容器31内へレジスト液を吐出する(ステップS3)。
液面レベルが下限レベルを下回るときには通常レジスト液の吐出がされているときであるから、その吐出を続行、終了した上で排気バルブV4の開放が行われる場合が多いと考えられる。
When the liquid
When the liquid level falls below the lower limit level, it is usually when the resist solution is being discharged. Therefore, it is considered that the exhaust valve V4 is often opened after the discharge is continued and completed.
そして容器31内へは第1の供給管24からレジスト液が液滴として供給され、供給された液の体積分だけ、容器31内の気体が排気管32を介して大気雰囲気に流出する(図5(a))。この結果、容器31内のレジスト液の液面が上昇する。このとき上限レベル検知部35からの受光信号に基づいて液面制御プログラム83により液面のレベルが上限レベルか否かの判断がなされる(ステップS4)。こうして液面が上昇し、液面のレベルが上限レベルに達すると(図5(b))。ポンプ15を停止し、バルブV4を閉じる(ステップS5)。
Then, the resist solution is supplied as droplets from the
上述の実施の形態によれば、ポンプ(送り出し部)15からレジスト液を供給ノズル45を介してウエハWに吐出するにあたり、ポンプ15の下流側に設けた容器31内に滴下される液滴をカウントして光電センサー33により検知しているため、レジスト液の流量を監視することができる。従ってポンプ15やバルブの不具合などによりレジスト液の吐出が正常に行われなかった場合にその異常を検出することができるため、製品不良を抑えることに寄与できる。
According to the above-described embodiment, when the resist solution is discharged from the pump (delivery unit) 15 to the wafer W via the
そして容器31内に滴下されたレジスト液の液量だけ下流側にレジスト液が押し出され、一方において容器31内の液面が下限レベルになったときには、排気バルブV4を開いて容器31内を大気に開放した状態でポンプ15から容器31内にレジスト液を送り出し、これにより液面レベルを設定レベルまで上昇させるようにしているため、流量の監視とレジスト液中の気泡のトラップとを同一の機器により行うことができる。つまり流量計測部3は気泡のトラップの機能を併せ持つことになる。このためレジスト液の供給路における機器の数を少なくして供給路を簡素化できるなどの効果がある。
Then, when the resist solution is pushed downstream by the amount of the resist solution dropped into the
続いて、他の実施形態(第2の実施形態)について、既述の実施形態(第1の実施形態)との差異点を中心に説明する。この第2の実施形態の液処理装置においては、第1供給管24から容器31内に液滴が落下する間隔(液滴の間隔時間)を求め、落下間隔に基づいて、第1供給管24を流れるレジスト液の液量を算出する。以下、図6〜図7を参照しながら説明する。図6は所定の時刻t1、t2における夫々の第1供給管24の先端の様子を示している。時刻t1では液滴M1、M2がこの順に第1供給管24から落下し、液滴M2が光軸33cの直下に位置した状態となっている。また、時刻t2では液滴M2に続いて第1供給管24から落下した液滴M3が光軸33cの直上に位置した状態を示している。液滴の落下間隔は、例えばこの時刻t1から時刻t2までのように、先の液滴が光軸33cを通過してから後の液滴が光軸33cにさしかかるまでの時間である。
Next, another embodiment (second embodiment) will be described focusing on differences from the above-described embodiment (first embodiment). In the liquid processing apparatus according to the second embodiment, an interval (droplet interval time) at which droplets drop from the
図7には、液滴M1〜M3が落下したときにおける光電センサー33の受光信号を2値化処理し、さらに例えば光電センサー33に含まれるロジック回路を経て出力されたパルス信号の波形を示している。この図7に示すように液滴により光軸33cが遮られている間は出力レベルが「L」(ローレベル)となり、液滴の落下間隔、つまり液滴により光軸が遮られていない間は出力レベルが「H」(ハイレベル)となる。この第2の実施形態ではこの図7で示すようなパルス信号がカウンタ部87を経由せずに、制御部8へ送信される。
FIG. 7 shows a waveform of a pulse signal output from a light receiving signal of the
この第2の実施形態の制御部8は第1の実施形態の制御部8と同様に構成され、流量監視プログラム81は上述の処理を行うようにステップが組まれている。そして、制御部8の記憶部82には予め実験をすることにより得られた液滴の落下間隔と、第1の供給管24におけるレジストの流量との対応関係を示すデータが記憶されている。その対応関係は例えば図8のグラフとして示される。このグラフの縦軸は液滴の落下間隔ΔT、横軸は第1の供給管24から供給されるレジスト液の流量である。
The control unit 8 of the second embodiment is configured in the same manner as the control unit 8 of the first embodiment, and the flow
ウエハWへレジスト液を供給するためにポンプ15の吐出動作が開始されると(吐出開始信号が出力されると)、流量監視プログラム81は、光電センサー33の受光信号に基づいて作成された図7に示すパルス信号において「H」の期間を計測すると共に予め決めた単位パルス数例えば10パルスをカウントし、この10パルスにおける各パルスの「H」の期間の平均値が計算される。そして、制御部8はその平均値を落下間隔ΔTとして、記憶部82に記憶されたデータから当該落下間隔ΔTに対応するレジスト液の流量を読み出し、読み出した値をレジスト液の流量の計測値として決定する。そして、その決定されたレジスト液の流量の計測値が、設定値から許容範囲以上外れていた場合に流量監視プログラム81は、第1の実施形態と同様にアラームを出力する。このような流量監視は、ポンプ15に対する吐出停止信号が制御部8から出力されると停止する。
ここで「H」の期間について上述のように単位パルス数ごとに平均値を求めても良いが、平均値を求めずに各パルスごとに求めた「H」の期間をそのまま落下間隔ΔTとして取り扱ってもよい。また落下間隔ΔTは、前記パルス列において「H」の期間とする代わりに、例えば「H」の立ち上がりの間隔(光軸に対して液滴が通過し終えた時点から次の液滴が通過し終える時点までの間隔)あるいは「H」の立ち下がりの間隔(光軸に対して液滴が通過し始めた時点から次の液滴が通過し始めた時点までの間隔)としてもよい。この第2の実施形態においても第1の実施形態と同様の効果が得られる。そして既述のように第1の実施形態ではレジスト液の液滴の体積が大きい場合には分解能が低下するが、第2の実施の形態では、液滴の体積が大きい場合であっても精度高く流量の測定を行うことができる。
When the discharge operation of the
Here, the average value may be obtained for each number of unit pulses for the “H” period as described above, but the “H” period obtained for each pulse without obtaining the average value is treated as the drop interval ΔT as it is. May be. The drop interval ΔT is, for example, the rising interval of “H” instead of the period of “H” in the pulse train (the next droplet has finished passing from the time when the droplet has passed with respect to the optical axis). (Interval up to the time point) or “H” falling interval (interval from the time when the liquid droplet starts to pass to the optical axis to the time when the next liquid droplet starts to pass). In the second embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained. As described above, in the first embodiment, the resolution decreases when the volume of the droplet of the resist solution is large. However, in the second embodiment, the accuracy is improved even when the volume of the droplet is large. High flow rate can be measured.
上述の各実施の形態では、レジスト液の供給流量の計測値が設定値から許容範囲以上外れていたときにアラームを出力するようにしたが、許容範囲から外れたときに計測値と設定値との差分に応じてポンプの吐出流量を調整し、計測値が設定値となるようにしてもよい。その場合、流量監視プログラム81が実施するステップとして、ポンプ11の駆動部の吐出速度の指令値を補正するステップが加わる。その補正値は、流量設定値と流量計測値との差分に応じて予め決められ、当該差分に対応付けて記憶部82に記憶されている。そして、流量監視プログラム81が前記差分に応じた補正値を読み出し、その補正値に応じて前記駆動部に指示を出す。具体的には補正後の吐出速度の指令値に対応するポンプ15の駆動モータの回転数指令値をモータ制御回路に出力する。このようにして、制御部8はレジスト液の供給流量が設定値となるように制御する。そしてこのような制御を行う場合であっても、例えば設定値との差分が±a1よりも小さければ、上述のようにポンプ15の駆動速度を調整し、差分が±a1以上であればアラームを発して先の実施形態と同様に対応するようにしてもよい。
In each of the above-described embodiments, an alarm is output when the measured value of the resist solution supply flow rate is out of the allowable range or more than the set value. The discharge flow rate of the pump may be adjusted according to the difference, and the measured value may be the set value. In that case, a step of correcting the command value of the discharge speed of the drive unit of the
以上において、流量検知用の光電センサー33は透過型に限られず、反射型の光電センサーを用いてもよい。反射型の光電センサーを用いる場合には、発受光部からの光軸上における容器31の内面を鏡面等の反射率の高い面にすることで実現できる。また上限液面レベル検知部及び下限液面レベル検知部は光電センサーに限られず、リミットスイッチを用いた液面計でも良い。また使用する処理液としては、レジスト液に限られず、例えば現像液、保護膜形成用のポリイミド液、絶縁膜の前駆物質を含む液でも良い。
In the above, the
10 液処理装置
11 薬液ボトル
13 バッファタンク
15 ポンプ
24 第1の供給管
25 第2の供給管
3 流量計測部
31 容器
33 光電センサー
33c 光軸
34 下限レベル検知部
35 上限レベル検知部
40 液処理モジュール
42 スピンチャック
8 制御部
81 流量監視プログラム
82 記憶部
83 液面制御プログラム
84 アラーム発生部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10
Claims (10)
気密な容器と、
この容器内の上部に開口し、前記送り出し部から処理液が送り出される第1の流路と、
前記第1の流路から容器内に処理液が供給されたときに当該液量分の処理液が容器内から押し出されてノズル側に送り出されるために当該容器の底部に接続され、途中に開閉バルブが設けられた第2の流路と、
この第1の流路から容器内に滴下される液滴を検知するために液滴の落下軌跡を横切るように光軸が形成された光電センサーと、
この光電センサーからの検知信号に基づいて処理液の流量を計測する流量監視部と、
前記容器の上部に設けられ、排気バルブを介して大気に開口する排気路と、
前記容器内の液面レベルが下限レベルに達したか否かを監視し、下限レベルに達したことを検知したときに、前記第2の流路の開閉バルブを閉じると共に排気バルブを開放し、容器内の液面が予め設定したレベルとなるように前記送り出し部から当該容器内に処理液を送り出すように制御信号を出力する制御部と、を備えたことを特徴とする処理液供給装置。 In the treatment liquid supply apparatus provided between the treatment liquid delivery part and the supply nozzle for discharging the delivered treatment liquid to the substrate,
An airtight container,
A first flow path that opens to an upper portion in the container and from which the processing liquid is sent out from the sending-out portion;
When the processing liquid is supplied into the container from the first flow path, the processing liquid corresponding to the liquid amount is pushed out from the container and sent to the nozzle side so that it is connected to the bottom of the container and is opened and closed in the middle A second flow path provided with a valve;
A photoelectric sensor in which an optical axis is formed so as to cross a drop trajectory of the droplet in order to detect a droplet dropped from the first flow path into the container;
A flow rate monitoring unit for measuring the flow rate of the processing liquid based on a detection signal from the photoelectric sensor;
An exhaust path provided at the top of the container and opening to the atmosphere via an exhaust valve;
Monitoring whether the liquid level in the container has reached the lower limit level, and when detecting that the lower limit level has been reached, close the opening and closing valve of the second flow path and open the exhaust valve; A processing liquid supply apparatus, comprising: a control unit that outputs a control signal so as to send the processing liquid from the sending part into the container so that the liquid level in the container becomes a preset level.
前記送り出し部から処理液を第1の流路を介して気密な容器内にその上部から滴下し、当該液量分の処理液が容器内から押し出されて、容器の底部に接続された第2の流路を介して前記供給ノズルに送り出される工程と、
前記容器内における液滴の落下軌跡を横切るように光軸が形成された光電センサーからの検知信号に基づいて処理液の流量を計測する工程と、
前記容器内の液面レベルが下限レベルに達したか否かを監視し、下限レベルに達したことを検知したときに、前記第2の流路の開閉バルブを閉じると共に前記容器の上部に接続された排気路を大気に開放し、容器内の液面が予め設定したレベルとなるように前記送り出し部から当該容器内に処理液を送り出す工程と、を含むことを特徴とする処理液の供給方法。 In the process liquid supply method, the process liquid is sent out from the process liquid delivery part and discharged from the supply nozzle to the substrate.
A treatment liquid is dropped from the upper part into the airtight container via the first flow path from the delivery part, and the treatment liquid corresponding to the liquid amount is pushed out from the container and connected to the bottom of the container. A step of being sent to the supply nozzle through the flow path of
Measuring a flow rate of the processing liquid based on a detection signal from a photoelectric sensor in which an optical axis is formed so as to cross a drop trajectory of the droplet in the container;
Monitors whether the liquid level in the container has reached the lower limit level, and closes the open / close valve of the second flow path and connects to the upper part of the container when detecting that the lower limit level has been reached Supplying the processing liquid to the atmosphere, and supplying the processing liquid from the sending section into the container so that the liquid level in the container is set at a preset level. Method.
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