JP5173874B2 - Coating apparatus and nozzle standby method - Google Patents
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Description
本発明は、基板に薬液を塗布する塗布装置及びノズルの待機方法に係り、特に半導体ウェハ等の基板上にSOG溶液等の薬液よりなる薬液膜を塗布する塗布装置及びノズルの待機方法に関する。 The present invention relates to a coating apparatus for applying a chemical solution to a substrate and a nozzle standby method, and more particularly to a coating apparatus and a nozzle standby method for applying a chemical film made of a chemical solution such as an SOG solution on a substrate such as a semiconductor wafer.
一般に、半導体デバイスの製造工程において、たとえば半導体ウェハ(以下「ウェハ」という。)等の被処理体の表面上にフォトリソグラフィ技術を用いて所定の回路パターンの転写を行っている。 In general, in a semiconductor device manufacturing process, a predetermined circuit pattern is transferred onto the surface of an object to be processed such as a semiconductor wafer (hereinafter referred to as “wafer”) using a photolithography technique.
また、近年の回路パターンの集積度の向上に伴い、回路配線の多層化が進んでおり、このような多層配線構造においては、下層配線の凹凸を可及的に少なくすることが肝要であり、そのため、下層配線と上層配線との間を相互に絶縁するための層間絶縁膜を平坦化するための技術が必要である。 In addition, with the recent improvement in circuit pattern integration, circuit wiring has become multi-layered. In such a multi-layer wiring structure, it is important to reduce the unevenness of the lower layer wiring as much as possible. Therefore, a technique for flattening the interlayer insulating film for insulating the lower layer wiring and the upper layer wiring from each other is required.
そこで、従来では、層間絶縁膜を形成する際の平坦化技術として、塗布ガラス(SOG;Spin On Glass)を用いる方法が知られている。このSOG塗布方法は、膜となる成分(例えばシラノール化合物(Si(OH4))と溶媒(例えばエチルアルコール)とを混合した薬液を被処理体であるウェハ上に塗布し、熱処理で溶媒を蒸発させ重合反応を進めて絶縁膜を形成する技術である。具体的には、まず、回路パターンが形成されたウェハをスピンチャック上に載置して、ウェハを回転(800〜6000rpm)させながら、供給管を介してノズルからウェハ上に圧送ガスによって圧送されるSOG溶液よりなる薬液を滴下し塗布してSOG膜を形成する。次に、プレヒート工程で100〜140℃の温度下で熱処理することによって溶媒を蒸発した後、加熱装置内にウェハを搬入して約400℃の温度下で熱処理することにより、SOG膜をシロキサン結合している。また、SOG膜を多層に形成する場合には、ウェハ上にSOG溶液よりなる薬液を塗布して溶媒を蒸発する工程を繰り返して行った後に、塗布後のウェハを加熱装置内に搬入して熱処理を行う工程を繰り返して多層のSOG膜を形成している(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, conventionally, a method using coating glass (SOG: Spin On Glass) is known as a planarization technique for forming an interlayer insulating film. In this SOG coating method, a chemical solution in which a film component (for example, a silanol compound (Si (OH 4 )) and a solvent (for example, ethyl alcohol) are mixed is coated on a wafer as a target object, and the solvent is evaporated by heat treatment. Specifically, the polymerization reaction is advanced to form an insulating film.Specifically, first, a wafer on which a circuit pattern is formed is placed on a spin chuck, and the wafer is rotated (800 to 6000 rpm) A chemical solution made of an SOG solution that is pumped by a pumping gas from a nozzle through a supply pipe is dropped and applied to form an SOG film, and then heat treated at a temperature of 100 to 140 ° C. in a preheating step. After evaporating the solvent, the SOG film is siloxane-bonded by carrying the wafer into a heating device and heat-treating it at a temperature of about 400 ° C. In the case where the SOG film is formed in multiple layers, after repeating the process of applying a chemical solution made of SOG solution on the wafer and evaporating the solvent, the applied wafer is carried into a heating device and subjected to heat treatment. A multi-layered SOG film is formed by repeating the process (for example, see Patent Document 1).
ここで、薬液をウェハ上へ塗布する塗布装置において、薬液をウェハ上へ塗布する部分であるノズルの先端部には、ノズルチップと呼ばれる交換可能なノズルが使用される。ノズルチップは、ノズルの先端部が塗布装置又は塗布装置内のノズルが配置される各塗布モジュール内の雰囲気に接触される場合、ノズルの先端部に保持されるか又は付着している薬液が、高分子化等の反応に起因して固化してしまうことがある。従って、塗布装置は、ノズルチップが容易に交換できる構造を有している。 Here, in a coating apparatus that applies a chemical solution onto a wafer, a replaceable nozzle called a nozzle chip is used at the tip of the nozzle that is a portion for applying the chemical solution onto the wafer. When the tip of the nozzle is brought into contact with the atmosphere in each coating module in which the nozzle in the coating device or the coating device is disposed, the chemical solution held or attached to the tip of the nozzle is Solidification may occur due to reactions such as polymerization. Therefore, the coating device has a structure in which the nozzle tip can be easily replaced.
また、塗布装置のノズルの先端部に保持されるか又は付着している薬液の固化を防止する方法として、ノズルを洗浄する方法がある。ノズルを洗浄する方法として、例えば、定期的にノズルチップの周辺に薬液の溶剤であるシンナーを流し、ノズルチップの先端部の洗浄を行う方法がある(例えば、特許文献2参照)。 In addition, as a method for preventing solidification of the chemical liquid held or attached to the tip of the nozzle of the coating apparatus, there is a method of cleaning the nozzle. As a method for cleaning the nozzle, for example, there is a method in which a thinner, which is a chemical solvent, is periodically flowed around the nozzle tip to clean the tip of the nozzle tip (see, for example, Patent Document 2).
ところが、上記のSOG溶液等の薬液を塗布する塗布装置において、ノズルチップの先端部の洗浄を行うか、又はノズルチップの交換を行う場合、次のような問題があった。 However, in the coating apparatus for applying the chemical solution such as the SOG solution described above, when the tip of the nozzle tip is cleaned or the nozzle tip is replaced, there are the following problems.
ノズルチップの外壁と先端部は、シンナーを流して洗浄することができる。一方、ノズルチップの内壁は、シンナーで十分に洗浄することができないため、固化が発生しやすい。ノズルチップが固化した場合、塗布ウェハに斑やパーティクルなどの塗布不良が確認される。塗布不良が確認されると、ノズルチップを新品に交換しなくてはならない。しかしながら、ノズルチップを新品に交換する場合には、装置の稼動を停止する必要がある。また、交換後、復旧させる際にも、薬液を捨てる必要があり、その分余計に薬液を消費することになるため、生産コストが増大する。更に、ノズルチップの交換の頻度が高くなると、生産のスケジュールに遅滞が発生するという問題があった。 The outer wall and the tip of the nozzle tip can be cleaned by flowing thinner. On the other hand, since the inner wall of the nozzle tip cannot be sufficiently cleaned with thinner, solidification tends to occur. When the nozzle chip is solidified, coating defects such as spots and particles are confirmed on the coated wafer. If application failure is confirmed, the nozzle tip must be replaced with a new one. However, when replacing the nozzle tip with a new one, it is necessary to stop the operation of the apparatus. In addition, when recovering after replacement, it is necessary to throw away the chemical solution, and the chemical solution is consumed more by that amount, which increases the production cost. Furthermore, when the frequency of nozzle tip replacement increases, there is a problem that production schedules are delayed.
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ノズルチップの先端での薬液の固化を抑制し、塗布不良の発生を抑制し、ノズルチップの交換頻度を低減することができる塗布装置及びノズルの待機方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and a coating apparatus capable of suppressing solidification of a chemical solution at the tip of a nozzle chip, suppressing occurrence of defective coating, and reducing the frequency of nozzle chip replacement, and It is to provide a nozzle standby method.
上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention is characterized by the following measures.
第1の発明は、基板に塗布する薬液を供給するノズルと、前記ノズルを前記薬液の溶剤の蒸気を含む雰囲気中に待機させるノズル待機部とを有する塗布装置であって、前記ノズル待機部から前記溶剤を排出する排出管を有し、前記ノズル待機部の雰囲気中に、前記排出管を介して、不活性ガスを供給することを特徴とする。
1st invention is a coating device which has a nozzle which supplies the chemical | medical solution apply | coated to a board | substrate, and the nozzle standby part which makes the said nozzle stand by in the atmosphere containing the vapor | steam of the solvent of the said chemical | medical solution, Comprising: From the said nozzle standby part A discharge pipe for discharging the solvent is provided, and an inert gas is supplied into the atmosphere of the nozzle standby portion through the discharge pipe.
第2の発明は、第1の発明に係る塗布装置において、前記排出管はトラップ管を有し、前記トラップ管を介して、不活性ガスを供給することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the coating apparatus according to the first aspect , the discharge pipe has a trap pipe, and an inert gas is supplied through the trap pipe.
第3の発明は、第1の発明又は第2の発明に係る塗布装置において、前記薬液の溶剤に不活性ガスをバブリングすることにより、前記不活性ガスを前記溶剤の蒸気と混合し、前記溶剤の蒸気と混合した前記不活性ガスを供給することを特徴とする。
According to a third invention, in the coating apparatus according to the first or second invention , the inert gas is mixed with the vapor of the solvent by bubbling the inert gas into the solvent of the chemical solution, and the solvent The inert gas mixed with the vapor is supplied.
第4の発明は、基板に塗布する薬液を供給するノズルと、該ノズルを前記薬液の溶剤の蒸気を含む雰囲気中に待機させるノズル待機部と、該ノズル待機部から前記溶剤を排出する排出管とを有する塗布装置におけるノズルの待機方法であって、前記ノズル待機部の雰囲気中に、前記排出管を介して、不活性ガスを供給することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a nozzle for supplying a chemical solution to be applied to the substrate, a nozzle standby portion for allowing the nozzle to stand by in an atmosphere containing the solvent vapor of the chemical solution , and a discharge pipe for discharging the solvent from the nozzle standby portion. a waiting process of the nozzle in the coating apparatus having the bets, in an atmosphere of the nozzle standby unit, through the discharge pipe, and supplying an inert gas.
本発明によれば、SOG溶液等の薬液を塗布する塗布装置において、ノズルチップの先端での薬液の固化を抑制し、塗布不良の発生を抑制し、ノズルチップの交換頻度を低減することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the coating device which apply | coats chemical | medical solutions, such as a SOG solution, solidification of the chemical | medical solution at the front-end | tip of a nozzle chip can be suppressed, generation | occurrence | production of a coating defect can be suppressed, and the replacement frequency of a nozzle chip can be reduced. .
次に、本発明を実施するための形態について図面と共に説明する。
(実施の形態)
始めに、図1及び図2を参照し、本実施の形態に係る塗布装置を説明する。
Next, a mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment)
First, the coating apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
図1は、本実施の形態に係る塗布装置を示す概略構成図である。図2は、本実施の形態に係る塗布装置の上面図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a coating apparatus according to the present embodiment. FIG. 2 is a top view of the coating apparatus according to the present embodiment.
図1及び図2に示すように、塗布装置1は、ベース2と、ベース2に保持され上面にウェハWを保持するスピンチャック機構3と、ベース2に固定されスピンチャック機構3の周囲を覆うカップ状の容器4と、スピンチャック機構3の上方に対向可能に設けられ、ウェハW上にSOG溶液等の薬液を滴下し、本願発明のノズルに相当する薬液吐出ノズル5と、スピンチャック機構3の上方に対向可能に設けられ、ウェハWに溶剤としてのシンナーを供給する溶剤吐出ノズル6と、薬液吐出ノズル5を待機させるノズル待機部50とを有する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
また、本実施の形態に係る塗布装置1は、メインアーム機構7を有する。メインアーム機構7は、スピンチャック機構3に対し、薬液の塗布処理を行うウェハWを供給する。
The
次に、各機構について詳しく説明する。 Next, each mechanism will be described in detail.
まず、スピンチャック機構3は、スピンチャック9と、スピンチャック9を回転駆動するためのサーボモータよりなるモータ10とを有する。スピンチャック9は、その上面に真空チャック溝11を有し、真空チャック溝11は、スピンチャック9を通してバキューム装置12に接続されている。
First, the spin chuck mechanism 3 includes a spin chuck 9 and a
従って、バキューム装置12を作動させることによってウェハWをスピンチャック9上に吸着保持することができ、且つ、モータ10を作動させることで吸着保持したウェハWを回転させることができるようになっている。
Accordingly, the wafer W can be sucked and held on the spin chuck 9 by operating the
スピンチャック9の上面には、微細な突起14が散設されており、吸着保持されたウェハWとスピンチャック9との間に所定の隙間を生じさせるように構成され、突起14の高さは、スピンチャック9上にウェハWを確実に吸着保持することができる寸法に調節されている。
モータ10及びバキューム装置12は中央制御装置15に接続されており、スピンチャック機構3は、中央制御装置15からの指令によって作動するようになっている。
The
ベース2には、ウェハWの裏面に向けて溶剤としてのシンナーを噴射する溶剤噴射ノズル16が設けられる。溶剤噴射ノズル16は、制御弁18を介して溶剤供給源19に接続される。また、ベース2の周縁部には、複数の排液管17が設けられ、ベース2上で受けた不要な薬液又は溶剤を排出できるように構成されている。
The
容器4は、ベース2に取付けられた内カップ20と、内カップ20の外側を覆うように設けられた外カップ21とよりなる。内カップ20は、径方向外側に向かってしだいに高さが低くなるように傾斜し、不要な排出気液をこの方向に導く傾斜部22と、傾斜部22に連結され略垂直に下方向に延出された分離板23を有する。外カップ21は、内カップ20の傾斜部22及び分離板23を外側から囲むように設けられ、分離板23と共に断面略U字状の気液流路28を形成する外側壁部24と、外側壁部24の内側に配置され、U字状の気液流路28を通過した排出気体を容器4の下方向へ排出する排気口25とを有する。また、U字状の気液流路28の底面には、排液口26が設けられる。
The container 4 includes an
このような構成によれば、分離板23によって液体と気体とが分離され、液体は、気液流路28の底面に設けられた排液口26から排出され、気体は、排気口25から排出される。なお、排気口25に接続された排気管29の途中にはオートダンパ30が設けられ、容器4内の雰囲気の排気/停止を中央制御装置15の指令により切り換えるように制御される。
According to such a configuration, the liquid and the gas are separated by the
薬液吐出ノズル5は、スピンチャック機構3及び容器4の直上に対向可能に設けられたアーム32に保持される。薬液吐出ノズル5は、ホルダ33を介してアーム32に着脱自在に取付けられている。また、薬液吐出ノズル5の先端部には、後述するように、交換可能なノズルチップ5aが取り付けられている。
The
薬液吐出ノズル5は、図示しない温度制御機構によって温度制御される供給管35を介し、薬液供給タンク36に接続される。供給管35の途中には、薬液供給用のバルブ37及びポンプ38(例えばベローズポンプ)が設けられる。バルブ37、ポンプ38は、例えばエア源39から供給されるエアにより作動するようになっている。エア源39は、中央制御装置15からの指令に基づいて動作することによって、薬液供給タンク36から薬液を吸い上げ、薬液吐出ノズル5を通じてウェハW上に滴下するようになっている。
The
薬液吐出ノズル5を保持したアーム32は、図2に示されるように、Y駆動機構44によってY方向位置決め駆動可能に保持される。Y駆動機構44は、Y方向に沿って容器4の外側まで延出されたYレール45を有し、薬液吐出ノズル5をウェハWに対向する位置とノズル待機部50との間で駆動できるようになっている。
As shown in FIG. 2, the
ノズル待機部50には、ホルダ33に保持された3つの薬液吐出ノズル5が待機させられる。各薬液吐出ノズル5は、それぞれ異なる種類のSOG溶液等の薬液を収納する図示しない薬液タンクに接続されており、アーム32に保持されている薬液吐出ノズル5と交換できるようになっている。従って、本実施の形態では、3種類の薬液を選択的に供給することができるように構成されている。また、ノズル待機部50は、各薬液吐出ノズル5をX方向に駆動してアーム32の先端部に対向位置決めできるように構成される。
In the
更に、塗布装置1は、図2に示すように、サイドリンスノズル47を有する。サイドリンスノズル47は、アーム48に保持され、ウェハWの周縁部のみに溶剤を供給し、不要な薬液よりなる膜を溶解して除去する。また、サイドリンスノズル47を保持したアーム48も、図2に示されるように、Y駆動機構44によってY方向位置決め駆動可能に保持される。
Furthermore, the
次に、図3を参照し、本実施の形態に係る塗布装置におけるノズル待機部を説明する。 Next, with reference to FIG. 3, the nozzle standby part in the coating device which concerns on this Embodiment is demonstrated.
図3は、本実施の形態に係る塗布装置を説明するための図であり、ノズル待機部の周辺の構造を示す一部縦断面を含む図である。図4は、本実施の形態に係る塗布装置を説明するための図であり、ノズル待機部の周辺の構造を示す斜視図である。図5は、本実施の形態に係る塗布装置を説明するための図であり、ノズル待機部の周辺の構造を示す上面図である。図3は、図5のA−A線に沿う縦断面を含む。 FIG. 3 is a view for explaining the coating apparatus according to the present embodiment, and is a view including a partial longitudinal section showing a structure around the nozzle standby portion. FIG. 4 is a diagram for explaining the coating apparatus according to the present embodiment, and is a perspective view showing the structure around the nozzle standby portion. FIG. 5 is a diagram for explaining the coating apparatus according to the present embodiment, and is a top view showing the structure around the nozzle standby portion. FIG. 3 includes a longitudinal section along the line AA in FIG.
ノズル待機部であるソルベントバス50は、ノズル収容室51、溶剤供給手段である溶剤供給管52、第1の溶剤溜部53、第2の溶剤溜部54、開口部55、を有する。
The
ノズル収容室51は、ノズル待機部であるソルベントバス50の上面に開口して設けられる。ノズル収容室51は、薬液吐出ノズル5を収容するためのものである。ノズル収容室51は、収容される薬液吐出ノズル5の径と略等しいか又は薬液吐出ノズル5の径よりも若干大きな径を有する略円筒形状の空間である。その体積は、例えば50mlとすることができる。ノズル収容室51は、上部が開口された開口部55を有する。図4及び図5に示すように、開口部55は、ノズル待機部であるソルベントバス50の上面に設けられ、平面視において、略円形形状を有する。また、ノズル収容室51は、複数並べて設けてもよく、ノズル収容室51に対応して設けられる開口部55も、複数並べて設けてもよい。図4及び図5には、3つのノズル収容室51及び対応する開口部55が設けられた例を示す。
The
薬液吐出ノズル5は、図示しない上下駆動機構により上下移動可能に設けられ、開口部55の上方から下降し、開口部55を通ってノズル収容室51に挿入され、ノズル収容室51に収容される。なお、図3は、ノズル待機部であるソルベントバス50のノズル収容室51に薬液吐出ノズル5が収容されて待機させられている状態を示し、図4及び図5は、ノズル待機部であるソルベントバス50に薬液吐出ノズル5が待機させられていない状態を示す。また、薬液吐出ノズル5は、前述したように、ホルダ33、ノズルチップ5a、供給管35を有する。
The chemical
溶剤供給手段である溶剤供給管52は、ノズル待機部であるソルベントバス50の一側面においてノズル待機部であるソルベントバス50に接続される。溶剤供給管52は、後述するようなシンナー等の溶剤を、ノズル待機部であるソルベントバス50の第1の溶剤溜部53、第2の溶剤溜部54に供給するためのものである。図4及び図5に示すように、ノズル待機部であるソルベントバス50には一系統の溶剤供給管52が接続されるだけでもよい。この場合、一系統の溶剤供給管52をノズル待機部であるソルベントバス50の中の複数のノズル収容室51に分配するように供給することができる。
A
第1の溶剤溜部53は、図3に示すように、ノズル収容室51の下端でノズル収容室51に連通して設けられる溝形状の部分である。第1の溶剤溜部53は、シンナー等の溶剤を溜め、蒸発した溶剤の蒸気をノズルチップ5aの先端の周辺に供給し、ノズルチップ5aの先端の周辺の薬液が固化することを防止するためのものである。図5に示すように、第1の溶剤溜部53は、ノズル待機部であるソルベントバス50に設けられた複数のノズル収容室51を互いに連通させるように、複数のノズル収容室51の配列方向に沿って連続して一体に設けられている。溶剤供給手段である溶剤供給管52から供給されたシンナー等の溶剤は、ノズル待機部であるソルベントバス50に導入される際に最初に第1の溶剤溜部53に溜められる。
As shown in FIG. 3, the first
第2の溶剤溜部54は、図3に示すように、ノズル収容室51に収容される薬液吐出ノズル5のノズルチップ5aの先端の下方に設けられる。第2の溶剤溜部54は、第1の溶剤溜部53と同様に、シンナー等の溶剤を溜め、蒸発した溶剤の蒸気をノズルチップ5aの先端の周辺に供給し、ノズルチップ5aの先端の周辺の薬液が固化することを防止するためのものである。第2の溶剤溜部54は、第1の溶剤溜部53の下方に設けられ、溶剤を溜める貯留溝54aと、ノズル収容室51と貯留溝54aとの間に設けられた空間54bを有する。
As shown in FIG. 3, the second
図5に示すように、第2の溶剤溜部54は、ノズル待機部であるソルベントバス50に設けられた複数のノズル収容室51に対応して、複数のノズル収容室51の配列方向に沿って個別に設けられている。溶剤供給手段である溶剤供給管52から供給されたシンナー等の溶剤は、ノズル待機部であるソルベントバス50に導入される際に最初に第1の溶剤溜部53に溜められた後、第1の溶剤溜部53から溢れて第2の溶剤溜部54の貯留溝54aに溜められる。あるいは、溶剤供給管52から供給されたシンナー等の溶剤が、第1の溶剤溜部53を経由せずに直接第2の溶剤溜部54の貯留溝54aに溜められるようにしてもよい。
As shown in FIG. 5, the second
なお、薬液吐出ノズル5がノズル待機部であるソルベントバス50に待機させられる場合、ノズルチップ5aの先端が、ノズル収容室51から空間54bに若干入った位置に来るように、ノズル収容室51の高さを設計してもよい。
In addition, when the chemical
本実施の形態において、塗布装置1は、ノズル待機部であるソルベントバス50の下方に、ノズル待機部であるソルベントバス50の第1の溶剤溜部53、第2の溶剤溜部54から溶剤を排出する排出管56を有する。排出管56は、例えば、図3に示すように、ノズル待機部であるソルベントバス50の下面であって、平面視において第2の溶剤溜部54に隣接する位置で接続するように設けられ、ノズル待機部であるソルベントバス50の内部において、第2の溶剤溜部54の貯留溝54aの上端近傍に設けられる開口部54cを介して第2の溶剤溜部54と連通する。
In the present embodiment, the
溶剤供給手段である溶剤供給管52から供給されたシンナー等の溶剤は、第1の溶剤溜部53に溜められ、第1の溶剤溜部53から溢れて第2の溶剤溜部54の貯留溝54aに溜められた後、第2の溶剤溜部54の貯留溝54aから溢れて排出管56に排出される。あるいは、溶剤供給管52から供給されたシンナー等の溶剤が、第1の溶剤溜部53を経由せずに直接第2の溶剤溜部54の貯留溝54aに溜められ、その後排出管56から排出されるようにしてもよい。
A solvent such as thinner supplied from a
次に、本実施の形態に係る塗布装置1における不活性ガス供給手段である不活性ガス供給管について説明する。
Next, an inert gas supply pipe which is an inert gas supply unit in the
図3に示すように、本実施の形態に係る塗布装置1において、排出管56の途中の位置P1に不活性ガス供給手段である不活性ガス供給管57を接続し、排出管56の途中の位置P1に不活性ガスを供給する。また、図3において、不活性ガスの流れを太実線の矢印Iで示す。また、図3において、溶剤が蒸発した蒸気の流れを太点線の矢印Sで示す。
As shown in FIG. 3, in the
図3に示すように、不活性ガス供給手段である不活性ガス供給管57を通って位置P1で排出管56に供給された不活性ガスは、排出管56を上方へ流れ、開口部54cを通過して第2の溶剤溜部54の貯留溝54aの上方の空間54bに流れ込む。第2の溶剤溜部54の貯留溝54aの上方の空間54bに流れ込んだ不活性ガスは、更に上方へ流れ、ノズル収容室51へ流れ込む。ノズル収容室51へ流れ込んだ不活性ガスは、開口部55において、薬液吐出ノズル5とノズル待機部であるソルベントバス50との隙間を通過し、ノズル待機部であるソルベントバス50の外部へ放出される。
As shown in FIG. 3, the inert gas supplied to the
不活性ガスとして、後述するように、水分、酸素等がノズルチップ5aの先端の周辺に混入しなければよく、N2ガスを始めとする各種不活性ガスを用いることができる。
As will be described later, moisture, oxygen and the like need not be mixed around the tip of the
次に、本実施の形態に係る塗布装置におけるノズルの待機方法、及び本実施の形態に係る塗布装置におけるノズルの待機方法を行うことによって、ノズルチップの先端での薬液の固化を抑制することができる作用効果について説明する。 Next, by performing the nozzle standby method in the coating apparatus according to the present embodiment and the nozzle standby method in the coating apparatus according to the present embodiment, the solidification of the chemical solution at the tip of the nozzle tip can be suppressed. The possible effects will be described.
本実施の形態に係る塗布装置1のノズル待機部であるソルベントバス50において、SOG薬液は、図3に示すように、薬液吐出ノズル5の内部に設けられた配管5b、及び薬液吐出ノズル5の先端部であるノズルチップ5aの内部等に保持されている。また、ノズルチップ5aの先端において、薬液は外部の雰囲気と接触している。
In the
本実施の形態に係る塗布装置1において、ウェハWに塗布処理を行う時以外は、図3に示すように、薬液吐出ノズル5を、ノズル待機部であるソルベントバス50のノズル収容室51に収容することにより、ホームポジションであるノズル待機部であるソルベントバス50に待機させる。
In the
一方、薬液吐出ノズル5をノズル待機部であるソルベントバス50に待機させる場合、ノズル待機部であるソルベントバス50の下方から、微量のN2ガス等の不活性ガスを吐出させ、ノズル待機部であるソルベントバス50内をN2ガス等の不活性ガスで充満させる。ノズル待機部であるソルベントバス50内をN2ガス等の不活性ガスで充満させることによって、ノズル待機部であるソルベントバス50内に存在する水分、酸素等をノズル待機部であるソルベントバス50の外部へ追い出す。
On the other hand, when the chemical
すなわち、排出管56の途中の位置に接続された不活性ガス供給手段である不活性ガス供給管57から、N2ガス等の不活性ガスを供給する。排出管56の途中の位置P1から供給された不活性ガスを、図3に示すように、ノズル待機部であるソルベントバス50の第1の溶剤溜部53、第2の溶剤溜部54の付近を通過させ、ノズル待機部であるソルベントバス50に導入することにより、不活性ガスに、第1の溶剤溜部53、第2の溶剤溜部54に溜められた溶剤であるシンナーの蒸気を混入させる。これにより、まず、ノズルチップ5aの内部等に保持されている薬液、とりわけノズルチップ5aの先端において外部の雰囲気と接触している薬液が乾燥することを防止することができる。
That is, an inert gas such as N 2 gas is supplied from an inert
加えて、ノズル待機部であるソルベントバス50の内部にN2ガス等の不活性ガスを導入することにより、ノズルチップ5aの先端及びノズルチップ5aの先端付近の雰囲気は、水分、酸素等を含んだ大気からN2ガス等の不活性ガスに置換される。ノズル待機部であるソルベントバス50の内部の雰囲気が十分に不活性ガス雰囲気に置換された後、N2ガス等の不活性ガスは、開口部55において、薬液吐出ノズル5とノズル待機部であるソルベントバス50との隙間を通過し、ノズル待機部であるソルベントバス50の外部へ放出される。
In addition, by introducing an inert gas such as N 2 gas into the
また、本実施の形態において、N2ガス等の不活性ガスを供給する供給流量(供給速度)が所定の値になるように、N2ガス等の不活性ガスの供給を継続し、ノズル待機部であるソルベントバス50の内部の圧力を、ノズル待機部であるソルベントバス50の外部の圧力に比べて高くすることによって、陽圧に保つことができる。具体的には、前述したように、容積を例えば50ml程度としたノズル収容室51から水分、酸素等を追い出すためには、例えば3l/minの供給流量(供給速度)でN2ガス等の不活性ガスを供給することによって、ノズル待機部であるソルベントバス50の内部の圧力を、ノズル待機部であるソルベントバス50の外部の圧力に比べて例えば5kPa高くすることができる。これにより、ソルベントバス50の外部からソルベントバス50の内部へ水分、酸素等が混入することを防止することができる。
Further, in the present embodiment, the supply of the inert gas such as N 2 gas is continued so that the supply flow rate (supply speed) for supplying the inert gas such as N 2 gas becomes a predetermined value, and the nozzle waits. By making the pressure inside the
また、N2ガス等の不活性ガスを連続して供給するだけでなく、供給と停止を周期的に繰り返すことによって、N2ガス等の不活性ガスを間欠的に供給してもよい。例えば、上記の条件で10秒間供給する供給動作を60秒毎に繰り返すこともできる。これにより、ソルベントバス50の外部からソルベントバス50の内部へ水分、酸素等が混入することを防止することができるとともに、N2ガス等の不活性ガスの使用量を削減することができる。
Further, not only the inert gas such as N 2 gas is continuously supplied, but the inert gas such as N 2 gas may be intermittently supplied by periodically repeating supply and stop. For example, the supply operation of supplying for 10 seconds under the above conditions can be repeated every 60 seconds. As a result, it is possible to prevent moisture, oxygen, and the like from entering the
更に、薬液吐出ノズル5をノズル待機部であるソルベントバス50に待機させていない間は、N2ガス等の不活性ガスの供給を停止することができる。これにより、N2ガス等の不活性ガスの使用量を更に削減することができる。
Furthermore, the supply of the inert gas such as N 2 gas can be stopped while the chemical
次に、本実施の形態における薬液について説明し、本実施に形態において、不活性ガスを供給して薬液が固化することを防止することができる作用効果について説明する。 Next, the chemical solution in the present embodiment will be described, and in this embodiment, an effect that can supply the inert gas and prevent the chemical solution from solidifying will be described.
本実施の形態において、基板に塗布する薬液として、例えばペルヒドロポリシラザンを用いることができる。ペルヒドロポリポリシラザンは、ポリシラザンの側鎖全部が水素であり、以下ペルヒドロポリシラザンのことを「ポリシラザン」という。 In the present embodiment, for example, perhydropolysilazane can be used as the chemical solution applied to the substrate. In perhydropolypolysilazane, all of the side chains of polysilazane are hydrogen, and perhydropolysilazane is hereinafter referred to as “polysilazane”.
図6は、ポリシラザンの構造を示す図である。図7は、ポリシラザンが加水分解して固化する反応を構造式を用いて示す図である。 FIG. 6 is a diagram showing the structure of polysilazane. FIG. 7 is a diagram showing a reaction in which polysilazane is hydrolyzed and solidified using a structural formula.
図6に示すように、ポリシラザンは、シリコン、窒素、水素を含む高分子化合物である。また、図7及び式(1)に示すように、ポリシラザンは、酸素、水分の存在下で、水酸基(−OH)を有する化学物質と反応し、加水分解される。 As shown in FIG. 6, polysilazane is a polymer compound containing silicon, nitrogen, and hydrogen. Moreover, as shown in FIG. 7 and Formula (1), polysilazane reacts with a chemical substance having a hydroxyl group (—OH) in the presence of oxygen and moisture to be hydrolyzed.
なお、本実施の形態に係る塗布装置1において、ノズル待機部であるソルベントバス50の第1の溶剤溜部53、第2の溶剤溜部54に溜められる溶剤として、シンナー(HC−100(商品名:AZエレクトロニックマテリアルズ社製)、HC−300(商品名:AZエレクトロニックマテリアルズ社製)等を用いることができる。
In the
本実施の形態に係る塗布装置では、上述したように、水分、酸素等を含む大気がノズル待機部であるソルベントバス50の内部に混入することがない。従って、ノズルチップ5aの先端において、薬液は水分、酸素等を含む大気と接触しないため、上記した薬液の反応を抑制することができ、ノズルチップ5aの先端における薬液が固化することを防止することができる。また、第1の薬液溜部53、第2の薬液溜部54においても、溜められている薬液が水分、酸素等を含む大気と接触しないため、上記した薬液の反応を抑制することができる。
In the coating apparatus according to the present embodiment, as described above, air containing moisture, oxygen, or the like does not enter the inside of the
以上、本実施の形態に係る塗布装置によれば、ノズル待機部であるソルベントバス50内を薬液が加水分解等の反応を起こさないガスで充満させることにより、薬液と反応する水分、酸素等を、ノズル待機部であるソルベントバス50の外部に追い出すことができる。従って、ノズルチップ5aに付着している薬液の固化を抑制することができるため、塗布不良になるウェハを削減することができる。塗布不良になるウェハを削減することができれば、ノズルチップ5aを交換する周期である交換周期を長くすることができる。これにより、ノズルチップ5aを交換する際に排出しなくてはならない薬液の分のコストを削減することができる。また、ノズルチップ5aを交換する際のメンテナンス作業時間を削減することができるため、塗布装置全体のメンテナンス作業時間を削減することができ、塗布装置を用いて塗布処理するウェハの単位時間当たりの処理枚数を増大させることができる。
As described above, according to the coating apparatus according to the present embodiment, the inside of the
なお、本実施の形態においては、排出管56の途中の位置に不活性ガス供給手段である不活性ガス供給管57を接続し、排出管56の途中の位置に不活性ガスを供給するが、ノズル待機部であるソルベントバス50の開口部55から水分や酸素を含んだ大気が流入しないようにすることができればよい。従って、排出管56以外のノズル待機部であるソルベントバス50のいずれの位置において不活性ガス供給管57を接続して不活性ガスを供給してもよい。
In the present embodiment, an inert
また、本実施の形態によれば、基板に塗布する薬液を供給する薬液吐出ノズル5と、薬液吐出ノズル5を薬液の溶剤の蒸気を含む雰囲気中に待機させるノズル待機部であるソルベントバス50とを有する塗布装置1において、ノズル待機部の雰囲気中に、不活性ガスを供給することを特徴とする。しかしながら、上述したように、水分、酸素等をノズル収容室51から追い出すことによって、薬液の固化を防止することができるため、薬液の溶剤を供給せず、不活性ガスのみを供給してもよい。この場合、基板に塗布する薬液を供給する薬液吐出ノズル5と、薬液吐出ノズル5を待機させるノズル待機部であるソルベントバス50とを有する塗布装置において、ノズル待機部の雰囲気中に、不活性ガスを供給することを特徴とする。
(実施の形態の第1の変形例)
次に、図8を参照し、本発明の実施の形態の第1の変形例に係る塗布装置を説明する。
In addition, according to the present embodiment, the chemical
(First Modification of Embodiment)
Next, a coating apparatus according to a first modification of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図8は、本変形例に係る塗布装置を説明するための図であり、ノズル待機部の周辺の構造を示す一部縦断面を含む図である。ただし、以下の文中では、先に説明した部分には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある(以下の変形例についても同様)。 FIG. 8 is a view for explaining a coating apparatus according to this modification, and includes a partial vertical cross section showing a structure around the nozzle standby portion. However, in the following text, the parts described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof may be omitted (the same applies to the following modified examples).
本変形例に係る塗布装置は、排出管はトラップ管を有し、トラップ管を介して不活性ガスを供給する点で、実施の形態に係る塗布装置と相違する。 The coating apparatus according to this modification is different from the coating apparatus according to the embodiment in that the discharge pipe has a trap pipe and an inert gas is supplied via the trap pipe.
図8を参照するに、実施の形態において、排出管56の途中の位置P1において不活性ガス供給手段である不活性ガス供給管57を接続し、排出管56の途中の位置P1に不活性ガスを供給するのと相違し、本変形例においては、排出管56aは排出管56aの途中にトラップ管58を有しており、トラップ管58のノズル待機部であるソルベントバス50と反対側の位置P2に不活性ガス供給手段である不活性ガス供給管57を接続し、位置P2に不活性ガスを供給する。また、図8において、不活性ガスの流れを太実線の矢印Iで示す。また、図8において、溶剤が蒸発した蒸気の流れを太点線の矢印Sで示す。
Referring to FIG. 8, in the embodiment, an inert
図8に示すように、トラップ管58はS字形状を有しており、溶剤供給手段である溶剤供給管52から供給されたシンナー等の溶剤は、第1の溶剤溜部53、第2の溶剤溜部54を順次溢れて排出され、排出された溶剤がS字形状のトラップ管58に溜められる。
As shown in FIG. 8, the
図8に示すように、不活性ガス供給手段である不活性ガス供給管57を通って位置P2で排出管56aに供給された不活性ガスは、排出管56aを上方へ流れ、トラップ管58のS字形状の部分に溜められたシンナー等の溶剤中を通過した後、トラップ管58から更に排出管56aを上方へ流れ、開口部54cを通過して第2の溶剤溜部54の貯留溝54aの上方の空間54bに流れ込む。第2の溶剤溜部54の貯留溝54aの上方の空間54bに流れ込んだ不活性ガスは、更に上方へ流れ、ノズル収容室51へ流れ込み、ノズル収容室51へ流れ込んだ不活性ガスは、開口部55において、薬液吐出ノズル5とノズル待機部であるソルベントバス50との隙間を通過し、ノズル待機部であるソルベントバス50の外部へ放出されるのは、実施の形態と同様である。
As shown in FIG. 8, the inert gas supplied to the
本変形例に係る塗布装置におけるノズル待機方法においても、不活性ガスを供給して薬液が固化することを防止することができる作用効果は、実施の形態に係る塗布装置におけるノズル待機方法と同様である。 Also in the nozzle standby method in the coating apparatus according to this modification, the effect that can prevent the chemical liquid from solidifying by supplying an inert gas is the same as the nozzle standby method in the coating apparatus according to the embodiment. is there.
特に、ノズルチップの先端において、薬液は水分、酸素等を含む大気と接触しないため、上記した薬液の反応を抑制することができ、ノズルチップの先端における薬液が固化することを防止することができる作用効果は、実施の形態と同様である。 In particular, since the chemical solution does not come into contact with the atmosphere containing moisture, oxygen, etc. at the tip of the nozzle tip, the reaction of the chemical solution described above can be suppressed, and the chemical solution at the tip of the nozzle tip can be prevented from solidifying. The effects are the same as in the embodiment.
加えて、本変形例では、薬液の溶剤である不活性ガスをトラップ管58のS字形状の部分に溜められたシンナー等の溶剤中にバブリングする。薬液の溶剤に不活性ガスをバブリングすることにより、不活性ガスを溶剤の蒸気と混合し、溶剤の蒸気と混合した不活性ガスを供給することができる。従って、不活性ガスが溶剤の蒸気と混合することにより、溶剤の蒸気の分圧を飽和蒸気圧に近い圧力まで高めることができるため、薬液中の溶剤の揮発を抑制し、ノズルチップの先端における薬液が固化することをより確実に防止することができる。
(実施の形態の第2の変形例)
次に、図9を参照し、本発明の実施の形態の第2の変形例に係る塗布装置を説明する。
In addition, in this modification, an inert gas, which is a chemical solvent, is bubbled into a solvent such as thinner stored in an S-shaped portion of the
(Second modification of the embodiment)
Next, a coating apparatus according to a second modification of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図9は、本変形例に係る塗布装置を説明するための図であり、ノズル待機部の周辺の構造を示す一部縦断面を含む図である。ただし、以下の文中では、先に説明した部分には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。 FIG. 9 is a view for explaining a coating apparatus according to this modification, and includes a partial longitudinal section showing a structure around the nozzle standby portion. However, in the following text, the same reference numerals are given to the parts described above, and the description may be omitted.
本変形例に係る塗布装置は、不活性ガス供給手段である不活性ガス供給管の途中に溶剤トラップを有し、溶剤トラップを介して不活性ガスを供給する点で、実施の形態の第1の変形例に係る塗布装置と相違する。 The coating apparatus according to the present modification has a solvent trap in the middle of an inert gas supply pipe that is an inert gas supply means, and supplies the inert gas via the solvent trap. This is different from the coating apparatus according to the modified example.
図9を参照するに、実施の形態の第1の変形例において、排出管56aは排出管56aの途中にトラップ管58を有しており、トラップ管58のノズル待機部であるソルベントバス50と反対側の位置P2に不活性ガス供給手段である不活性ガス供給管57を接続し、位置P2に不活性ガスを供給するのと相違し、本変形例においては、排出管56はトラップ管を有していてもいなくてもよく、不活性ガス供給手段である不活性ガス供給管57aの途中に溶剤トラップ59を有しており、不活性ガスをバブリングすることにより、不活性ガスを溶剤の蒸気と混合し、予め溶剤の蒸気と混合した不活性ガスを排出管56に供給する。ここでは、排出管56がトラップ管を有していない場合について説明する。また、図9において、不活性ガスの流れを太実線の矢印Iで示す。また、図9において、溶剤が蒸発した蒸気の流れを太点線の矢印Sで示す。
Referring to FIG. 9, in the first modified example of the embodiment, the
図9に示すように、不活性ガス供給手段である不活性ガス供給管57aを通って位置P1で排出管56に供給された不活性ガスは、排出管56を上方へ流れ、開口部54cを通過して第2の溶剤溜部54の貯留溝54aの上方の空間54bに流れ込む。第2の溶剤溜部54の貯留溝54aの上方の空間54bに流れ込んだ不活性ガスは、更に上方へ流れ、ノズル収容室51へ流れ込み、ノズル収容室51へ流れ込んだ不活性ガスは、ノズル収容室51の開口部55において、薬液吐出ノズル5とノズル待機部であるソルベントバス50との隙間を通過し、ノズル待機部であるソルベントバス50の外部へ放出されるのは、実施の形態と同様である。
As shown in FIG. 9, the inert gas supplied to the
本変形例に係る塗布装置におけるノズル待機方法においても、不活性ガスを供給して薬液が固化することを防止することができる作用効果、特に、ノズルチップ5aの先端において、薬液は水分、酸素等を含む大気と接触しないため、上記した薬液の反応を抑制することができ、ノズルチップ5aの先端における薬液が固化することを防止することができる作用効果は、実施の形態と同様である。
Also in the nozzle standby method in the coating apparatus according to the present modification, the effect of being able to prevent the chemical liquid from being solidified by supplying an inert gas, in particular, the chemical liquid is moisture, oxygen, etc. at the tip of the
また、本変形例では、不活性ガスを溶剤トラップ59に溜められた薬液の溶剤であるシンナー等の溶剤中にバブリングする。薬液の溶剤に不活性ガスをバブリングすることにより、不活性ガスを溶剤の蒸気と混合し、溶剤の蒸気と混合した不活性ガスを供給することができる。従って、不活性ガスが溶剤の蒸気と混合することにより、溶剤の蒸気の分圧を飽和蒸気圧に近い圧力まで高めることができるため、薬液中の溶剤の揮発を抑制し、ノズルチップ5aの先端における薬液が固化することをより確実に防止することができる。
Further, in this modification, the inert gas is bubbled into a solvent such as thinner which is a solvent for the chemical solution stored in the
更に、本変形例では、排出管56が途中にトラップ管を有していない場合にも、不活性ガスを溶剤にバブリングして供給することができるという効果を有する。
Furthermore, in this modification, even when the
なお、本変形例においては、排出管56の途中の位置P1に不活性ガス供給手段である不活性ガス供給管57aを接続し、排出管56の途中の位置P1に不活性ガスを供給するが、ノズル待機部であるソルベントバス50の開口部55から水分や酸素を含んだ大気が流入しないようにすることができればよい。従って、排出管56以外のノズル待機部であるソルベントバス50に連通するいずれの位置において不活性ガス供給管57aを接続してもよく、排出管56以外のノズル待機部であるソルベントバス50のいずれの位置に不活性ガスを供給してもよい。
In this modification, an inert
以上、本発明の好ましい実施の形態について記述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. Can be modified or changed.
2 ベース
3 スピンチャック機構
4 容器
5 薬液吐出ノズル
5a ノズルチップ
6 溶剤吐出ノズル
7 メインアーム機構
9 スピンチャック
10 モータ
11 真空チャック溝
12 バキューム装置
14 突起
15 中央制御装置
16 溶剤噴射ノズル
17 排液管
18 制御弁
19 溶剤供給源
32 アーム
33 ホルダ
35 供給管
36 薬液供給タンク
37 バルブ
38 ポンプ
39 エア源
44 Y駆動機構
45 Yレール
50 ノズル待機部(ソルベントバス)
51 ノズル収容室
52 溶剤供給管
53 第1の溶剤溜部
54 第2の溶剤溜部
54a 貯留溝
54b 空間
54c 開口部
55 開口部
56、56a 排出管
57、57a 不活性ガス供給管
58 トラップ管
59 溶剤トラップ
W ウェハ
P1、P2 位置
2 Base 3 Spin chuck mechanism 4
51
W Position of wafers P1 and P2
Claims (4)
前記ノズルを前記薬液の溶剤の蒸気を含む雰囲気中に待機させるノズル待機部と
を有する塗布装置であって、
前記ノズル待機部から前記溶剤を排出する排出管を有し、
前記ノズル待機部の雰囲気中に、前記排出管を介して、不活性ガスを供給することを特徴とする塗布装置。 A nozzle for supplying a chemical to be applied to the substrate;
A coating device having a nozzle standby section for waiting the nozzle in an atmosphere containing a vapor of the solvent of the chemical solution,
A discharge pipe for discharging the solvent from the nozzle standby section;
A coating apparatus, wherein an inert gas is supplied into the atmosphere of the nozzle standby portion through the discharge pipe.
前記トラップ管を介して、不活性ガスを供給する、ことを特徴とする請求項1に記載の塗布装置。 The discharge pipe has a trap pipe;
The coating apparatus according to claim 1, wherein an inert gas is supplied through the trap tube.
前記ノズル待機部の雰囲気中に、前記排出管を介して、不活性ガスを供給することを特徴とするノズルの待機方法。
In a coating apparatus, comprising: a nozzle that supplies a chemical solution to be applied to a substrate; a nozzle standby portion that causes the nozzle to stand by in an atmosphere containing the solvent vapor of the chemical solution; and a discharge pipe that discharges the solvent from the nozzle standby portion. A nozzle standby method,
A nozzle standby method, wherein an inert gas is supplied into the atmosphere of the nozzle standby portion through the discharge pipe.
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