JP2865753B2 - 薬液供給方法および薬液供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は薬液を被処理物上に供給する技術、特に、薬
液から不純物を除去して供給するために用いて効果のあ
る技術に関するものである。

〔従来の技術〕

半導体の製造においては、純水、有機溶剤、フォトレ
ジストなどの液体を用いた処理が多用されている。この
ような処理用液体は、半導体ウェハなどに異物が付着す
るのを防止するため、高純度に保持されていることが望
まれている。例えば、薬液処理プロセスを用いた半導体
装置の製造プロセスにあっては、要求加工寸法が0.8μ
ｍ〜0.5μｍへと微細化が進んでいる。

このため、薬液中に混入した微小な異物に起因する形
状不良や特性不良が多発している。そこで、薬液の高度
な清浄化が要求されている。

これに対処するため、従来は、薬液の供給系内にフィ
ルタを設け、液内の異物を除去する構成を採用してい
た。

ところで、本発明者は、薬液の供給系における液溜ま
りの影響について検討した。

以下は、本発明者によって検討された技術であり、そ
の概要は次の通りである。

第４図は従来の薬液供給装置の一例を示す系統図であ
る（なお、ここでは薬液として、レジスト液を例に説明
する）。

レジスト液は容器１に収納され、配管２、開閉弁３及
び配管４の各々を介してポンプ５が接続され、容器１内
からレジスト液を吸引できるようにされている。ポンプ
５には、配管６を介して薬液中の異物を除去するための
フィルタ７が接続され、フィルタ７には配管８を介して
開閉弁９が接続されている。

さらに、開閉弁９には配管10を介してサックバック弁
11が接続され、このサックバック弁11には配管12を介し
て温度調整器13が接続され、その出力側には配管14を介
してノズル15が接続されている。ノズル15の直下には、
ウェハ16を保持しながら回転するスピンチャク17が配設
されている。このスピンチャク17及びノズル15は、不図
示の塗布装置内に配設されている。なお、温度調整器13
は、ウェハ16上に膜厚を一様に形成することを目的とし
て用いられるものであるが、レジスト液の温度制御効率
を高めるために、薬液が接触する部分にはステンレス鋼
材を用いている。

以上の構成において、レジスト液を供給する場合、開
閉弁３を開け、開閉弁９を閉じてポンプ５を稼働させ、
容器１からレジスト液を吸引する。吸引されたレジスト
液は、ポンプ５によってフィルタ７へ圧送される。フィ
ルタ７の濾過部材を通過する過程でレジスト液中の異物
が除去され、清浄にされたレジスト液が開閉弁９、サッ
クバック弁11を介して温度調整器13に供給される。

温度調整器13は、供給されたレジスト液を塗布装置が
要求する温度に調整し、ノズル15へ送出する。ノズル15
からは、清浄化され、更に温度調整の行われたレジスト
液が、ウェハ16の中心部に向けて噴射され、ウェハ16の
回転による遠心力によってウェハ16上に一様な厚みに展
開され、レジスト膜が形成される。

また、レジスト液の供給を停止するときには、サック
バック弁11を作動させて、ノズル15の吐出口にサックバ
ックを形成させる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、前記の如き薬液供給装置においては、フィ
ルタと温度調整器とが独立しているため、両者間を配管
で接続せざるを得ず、このためにフィルタ以後の液溜ま
り量が多くなり、液の滞留による薬液の劣化やゲル状異
物を発生させるという問題がある。

また、温度調整器の温度制御部にステンレス鋼材を用
いているため、金属溶出不純物を薬液に混入させるとい
う問題も生じさせていることが本発明者によって見出さ
れた。

なお、この種の装置の濾過の問題を追求したものに、
例えば、日本ミリポア・リミテッド社（インダストリー
技術営業部編）、エレクトロニクステクニカルブリーフ
No.6「フォトレジストの濾過について」がある。

そこで、本発明の目的は、薬液の供給系における液溜
まりを低減し、最適な状態の薬液を処理雰囲気に供給で
きるようにした薬液供給方法および装置を提供すること
にある。

本発明の前記目的と新規な特徴は、本明細書の記述及
び添付図面から明らかになるであろう。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものの
概要を簡単に説明すれば、以下の通りである。

上記目的は、薬液を濾過する濾過部材を含むフィルタ
部と、前記薬液の温度を調整する温度調整手段とを有す
る薬液供給装置を用いた薬液供給方法であって、前記濾
過部材は第１の濾過部材と第２の濾過部材とを有し、前
記温度調整手段は、温度制御媒体を有し、前記第１の濾
過部材と前記第２の濾過部材の間を前記温度制御媒体が
流れることにより、前記第１及び第２の濾過部材に対し
て熱交換し、前記薬液は、前記熱交換された前記第１及
び第２の濾過部材を通過して、被加工物上に供給される
ことを特徴とする薬液供給方法、また、薬液を濾過する
濾過部材を含むフィルタ部と、前記薬液の温度を調整す
る温度調整手段とを有する薬液供給装置であって、前記
濾過部材は複数存在し、前記濾過部材と濾過部材との間
には、前記濾過部材に対して熱交換するための温度制御
媒体が流れる空間を有することを特徴とする薬液供給装
置により達成することができる。

〔作用〕

上記した手段によれば、フィルタと温度調整器が一体
化されたフィルタ部を設けたことにより、薬液内の異物
の除去と温度制御とを同一場所で行え、従来構成で存在
したフィルタと温度調整器との間の配管容積に相当する
液溜まりが存在せず、フィルタ部以後の液溜まり量は極
めて少量となる。したがって、液溜まり量の多さに起因
して発生していた液の滞留による薬液の劣化やゲル状異
物の発生が低減され、製品の歩留り向上が可能になる。

〔実施例〕

第１図は本発明による薬液供給装置の主要部の構成を
示す正面断面図、第２図は第１図の実施例のII−II矢視
断面図である。また、第３図は本発明による薬液供給装
置の全体構成を示す系統図である。

本発明を簡単に説明すれば、従来、別々に設けられて
いたフィルタと温度調整器を一体化して両者間の経路を
不必要にし、この部分の液溜まりを減らせるようにした
ものである。以下、実施例に基づいて詳細に説明する。

円筒状のハウジング18に対し、その両側に蓋としての
入側ハウジング19及び出側ハウジング20がビス止めなど
によって取り付けられている。入側ハウジング19及び出
側ハウジング20の中心部は開口し、不図示の配管を接続
できるように、薬液供給口28及び薬液排出口29が形成さ
れている。そしてハウジングの各々は、例えば、フッ素
樹脂を用いて加工される。

ハウジング18の両端部には、軸方向に配設される複数
（本実施例においては５個）のフィルタ部材21を保持す
るための円板状の保持部材が設けられている。さらにハ
ウジング18内には、十文字形に仕切り壁22が設けられ、
フィルタ部材21の各々を保持すると共に壁面には温度制
御媒体を流通させるための貫通孔23が所定間隔に形成さ
れている。

フィルタ部材21は、その材料としてフッ素樹脂（例え
ば、PTFE＝四ふっ化エチレン樹脂、PFA;四ふっ化エチレ
ン；パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂など）
が用いられ、内部を流通する処理液30に対し、不純物が
混入しないようにしている。また、フィルタ部材21は、
温度制御媒体に接する表面積ができるだけ多くなるよう
に仕切り壁22に保持されている。

さらに、フィルタ部材21を加工するに際しては、複数
の部材を溶着により組立ててもよいし、成形加工によっ
て作成してもよい。

また、仕切り壁22で仕切られた温度制御媒体循環室26
の下部の１つに連通させて、温度制御媒体流出口24が円
板状の保持部材及び入側ハウジング19を貫通するように
形成され、同様に、上部の対角位置にある温度制御媒体
循環室26には温度制御媒体流入口25が保持部材及び出側
ハウジング20を貫通するようにして形成されている。

以上の構成によれば、例えば、被処理雰囲気（例え
ば、スピン塗布雰囲気）が要求する温度にした温水など
が温度制御媒体27として温度制御媒体流入口25から供給
され、温度制御媒体循環室26に流入する。最初の温度制
御媒体循環室26を分散して流れた温度制御媒体27は、そ
の室内に露出するフィルタ部材21に対して熱交換し、さ
らに仕切り壁22に設けられた貫通孔23の各々を通過して
隣接する温度制御媒体循環室26へ流入し、同様に室内に
露出するフィルタ部材21の熱交換を行う。ついで、温度
制御媒体27は、温度制御媒体流出口24に連通する温度制
御媒体循環室26に流入し、室内に露出するフィルタ部材
21に対し熱交換を行ったのち、温度制御媒体流出口24へ
流出し、第３図に示す温度制御装置へ回収される。

一方、ポンプ側から供給される薬液（レジスト液）30
は、入側ハウジング19の開口を通して供給され、フィル
タ部材21の各々に圧送される。フィルタ部材21を通過す
る間に、濾材に異物などが吸着し、清浄にされ且つ上記
したように温度調整のされた薬液30が入側ハウジング19
の開口へ排出される。

以上のように、薬液の濾過を行うと同時に温度制御が
実施されるため、液溜まり量を従来の数分の一（例え
ば、従来22ccであった液溜まり量を、本実施例では3cc
に出来た）にすることが可能になる。

次に、上記構成によるフィルタ部を備えた第３図の実
施例について説明する。なお、第３図においては、前記
第４図の従来構成に用いたと同一または同一機能を有す
るものには同一引用数字を用いたので、以下においては
重複する説明を省略する。

供給系は、容器１、開閉弁３、ポンプ５、第１図及び
第２図に示したフィルタ部31、開閉弁９、サックバック
弁11、及びノズル15の順序に直列配設されている。フィ
ルタ部31の温度制御媒体流出口24及び温度制御媒体流入
口25には、温度制御装置32が接続され、温度調節した温
度制御媒体27をフィルタ部31に供給すると共に熱交換の
終了した温度制御媒体27を再度温度調節している。

ポンプ５、温度制御装置32、サックバック弁11の各々
の稼働・停止を制御するために制御部33が設けられてい
る。この制御部33は、外部から与えられる滴下初期条件
情報34（例えば、滴下量、滴下スピード、ホトレジスト
液温など）に基づいて制御対象を制御する。

次に、第３図の構成の薬液供給装置の動作について説
明する。

滴下初期条件情報34を制御部33に与えて始動させる
と、制御部33は温度制御装置32を制御し、フィルタ部31
に所定の温度の温度制御媒体27を供給する。フィルタ部
31内の薬液30が所定の温度に到達した段階で、制御部33
はポンプ５を始動させ、容器１から薬液を吸引させる。
ポンプ５は吸引した薬液をフィルタ部31に圧送する。

フィルタ部31では、第１図及び第２図で説明したよう
に、薬液中の異物、不純物を除去すると共に所定の温度
にし、これを開閉弁９及びサックバック弁11を介してノ
ズル15に供給し、ノズル15からウェハ16上へ滴下する。
滴下後、制御部33はサックバック弁11を作動させ、薬液
をサックバックする。

以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づ
き具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定され
るものでは無く、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更
可能であることは言うまでもない。

たとえば、温度制御媒体には、水などを用いるものと
したが、高温ガスを用いてもよい。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものに
よって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りで
ある。

すなわち、容器などから圧送される薬液に対し、途中
で濾過及び温度調整を行って処理雰囲気へ供給する薬液
供給装置であって、前記濾過と前記温度調整とを同一筐
体内で同時に行うフィルタ部を薬液供給路中に配設する
ようにしたので、液の滞留による薬液の劣化やゲル状異
物の発生が低減され、製品の歩留り向上が可能になる。

また、以上の説明では、主として本発明者によってな
された発明をその利用分野である半導体ウェハのレジス
ト処理に適用した場合について説明したが、これに限定
されるものではなく、例えば、磁気ディスク製造、バイ
オ関連製造、化学薬品製造などに適用可能である。ま
た、半導体製造分野では、塗布、現像、エッチング、洗
浄及びメッキの各処理に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による薬液供給装置の主要部の構成を示
す正面断面図、 第２図は第１図の実施例のII−II矢視断面図、 第３図は本発明による薬液供給装置の全体構成を示す系
統図、 第４図は従来の薬液供給装置の一例を示す系統図であ
る。 １……容器、2,4,68,10,12,14……配管、3,9……開閉
弁、５……ポンプ、７……フィルタ、11……サックバッ
ク弁、13……温度調整器、15……ノズル、16……ウェ
ハ、17……スピンチャク、18……ハウジング、19……入
側ハウジング、20……出側ハウジング、21……フィルタ
部材、22……仕切り壁、23……貫通孔、24……温度制御
媒体流出口、25……温度制御媒体流入口、26……温度制
御媒体循環室、27……温度制御媒体、28……薬液供給
口、29……薬液排出口、30……薬液、31……フィルタ
部、32……温度制御装置、33……制御部、34……滴下初
期条件情報。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】薬液を濾過する濾過部材を含むフィルタ部
   と、 前記薬液の温度を調整する温度調整手段とを有する薬液
   供給装置を用いた薬液供給方法であって、 前記濾過部材は第１の濾過部材と第２の濾過部材とを有
   し、 前記温度調整手段は、温度制御媒体を有し、 前記第１の濾過部材と前記第２の濾過部材の間を前記温
   度制御媒体が流れることにより、前記第１及び第２の濾
   過部材に対して熱交換し、 前記薬液は、前記熱交換された前記第１及び第２の濾過
   部材を通過して、被加工物上に供給されることを特徴と
   する薬液供給方法。
2. 【請求項２】前記温度制御媒体は、前記第１及び第２の
   濾過部材を取り囲んで流れることを特徴とする請求項１
   記載の薬液供給方法。
3. 【請求項３】前記薬液はホトレジストであり、前記被加
   工物は半導体ウエハであることを特徴とする請求項１記
   載の薬液供給方法。
4. 【請求項４】薬液を濾過する濾過部材を含むフィルタ部
   と、 前記薬液の温度を調整する温度調整手段とを有する薬液
   供給装置であって、 前記濾過部材は複数存在し、 前記濾過部材と濾過部材との間には、前記濾過部材に対
   して熱交換するための温度制御媒体が流れる空間を有す
   ることを特徴とする薬液供給装置。
5. 【請求項５】前記濾過部材は、仕切り板により保持され
   ていることを特徴とする請求項４記載の薬液供給装置。