JP2004330101A

JP2004330101A - 流動体吐出装置

Info

Publication number: JP2004330101A
Application number: JP2003130273A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Ayaguchi; 靖夫綾口
Original assignee: Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd; Kansai Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd; Kansai Nippon Electric Co Ltd
Priority date: 2003-05-08
Filing date: 2003-05-08
Publication date: 2004-11-25

Abstract

【課題】従来のレジスト吐出装置１では、脱泡機能がなかったことに加えて、レジスト３と空気とが直接、接しているためレジスト３内に気泡１４が混入する心配があった。
【解決手段】本発明のレジスト吐出装置１０１は、先端に吐出ノズル部２を有する後端開放のレジスト３を収容するシリンジ４と、シリンジ４内をレジスト収容領域１０２と空間領域１５とに仕切る仕切板１０３と、仕切板１０３に設けた貫通孔１０４近傍に取付けられた逆止弁１０５と、シリンジ４を密閉する蓋部５と、接続孔６と配管７で並列接続された加圧ポンプ８および減圧ポンプ１０６と、３方弁１０７，圧力ゲージ１０，タイマ１１を備え、流通経路を切替えると共に圧力や時間を制御する圧力制御部１０８とで構成されている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、半導体基板上にレジスト膜を形成する際に流動体としてのレジストを一定量吐出させる場合に利用される流動体吐出装置に関する。
【０００２】
従来の流動体吐出装置の一例として、レジスト吐出装置の要部断面図を図３に示す。
【０００３】
従来のレジスト吐出装置１は、図３に示すように、先端に吐出ノズル部２を有する後端開放のレジスト３を収容するシリンジ４と、そのシリンジ４後端に装着してシリンジ４を密閉する蓋部５と、その蓋部５に設けた接続孔６と配管７によって接続された加圧ポンプ８と、配管７経路の途中に配置され、２方弁９，圧力ゲージ１０，タイマ１１を備え、加圧の圧力や時間を制御する圧力制御部１２とで構成されている。
【０００４】
このレジスト吐出装置１の使用方法は、先ず、図４（ａ）に示すように、先端側を下向けて、吐出ノズル部２をキャップ１３で閉じ、後端開放状態のシリンジ４内にレジスト３を収容させる。ここで、この作業は通常、大気開放状態で行うため慎重に作業しても、レジスト３内に若干の気泡１４が混入することは避けられなかった。
【０００５】
次に、図４（ｂ）に示すように、シリンジ４後端に蓋部５を装着して密閉し、配管７によって、蓋部５に設けた接続孔６と圧力制御部１２と加圧ポンプ８とをこの順に接続する。この状態でレジスト３は、シリンジ４の先端側に溜り、シリンジ４の後端側は空間領域１５となっている。
【０００６】
次に、図４（ｃ）に示すように、吐出ノズル部２のキャップを取外して加圧ポンプ８を作動させ、圧力制御部１２で制御しながら空間領域１５に所定圧力を加えてレジスト３表面を加圧し、所定時間経過後、加圧を停止することで、吐出ノズル部２から一定量のレジスト３を吐出させる。順次、このようなレジスト３の吐出動作を繰り返していく（例えば、特許文献１。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−２８２７５７号公報（第２頁、０００２〜０００６段落，図５）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように、通常、レジスト３をシリンジ４内に収容させる作業は大気開放状態で行うため慎重に作業しても、レジスト３内に若干の気泡１４が混入することは避けられなかった。特に、レジスト３が高粘度である場合、何らかの方法で強制的に脱泡しない限り気泡１４は浮力だけでは抜け切れず、レジスト３内に滞留した。従来のレジスト吐出装置１では、強制的な脱泡機能がなかったことに加えて、シリンジ４内でレジスト３と空気とが直接、接しているため吐出作業中においても、レジスト３内に気泡１４が混入していくことがあった。そして、レジスト３内の気泡１４が増加増大すると、吐出されるレジスト３にも気泡１４が含まれ、その結果、ムラのないレジスト膜が得られないと言う問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、シリンジ内の流動体に気泡が混入することを極力防止し、万一、流動体内に気泡が混入しても、それを強制的に脱泡する機能を備えた流動体吐出装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の流動体吐出装置は、
少なくとも、
先端に吐出ノズル部を有する後端開放のシリンジと、
シリンジ内に配置され、シリンジ内を先端側の流動体収容領域と後端側の空間領域とに仕切る仕切板と、
仕切板に設けた貫通孔の空間領域側の開口部近傍に取付けられ、流動体収容領域側から空間領域側には流通可能とし、空間領域側から流動体収容領域側には流通不可能とする逆止弁と、
シリンジ後端に装着してシリンジを密閉する蓋部と、
蓋部に設けた接続孔と配管によって並列接続された加圧ポンプおよび減圧ポンプと、
配管経路の途中に配置され、流通経路を加圧ポンプ側または減圧ポンプ側に切替える切替弁を具備するとともに、加圧または減圧の圧力や時間を制御する圧力制御部とを備えたことを特徴とする流動体吐出装置である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の流動体吐出装置の一例として、レジスト吐出装置の要部断面図を図１に示す。尚、図３と同一部分には同一符号を付す。
【００１２】
本発明のレジスト吐出装置１０１は、図１に示すように、先端に吐出ノズル部２を有する後端開放のレジスト３を収容するシリンジ４と、シリンジ４内に配置され、シリンジ４内を先端側のレジスト収容領域１０２（図中の破線部）と後端側の空間領域１５とに仕切る本発明の特徴である仕切板１０３と、その仕切板１０３の中央に設けた貫通孔１０４の空間領域１５側の開口部近傍に取付けられ、レジスト収容領域１０２側から空間領域１５側には流通可能とし、空間領域１５側からレジスト収容領域１０２側には流通不可能な本発明の特徴である逆止弁１０５と、そのシリンジ４後端に装着してシリンジ４を密閉する蓋部５と、蓋部５に設けた接続孔６と配管７によって並列接続された加圧ポンプ８および減圧ポンプ１０６と、配管７経路の途中に配置され、３方弁１０７，圧力ゲージ１０，タイマ１１を備え、流通経路を加圧ポンプ８側または減圧ポンプ１０６側に切替えると共に圧力や時間を制御する本発明の特徴である圧力制御部１０８とで構成されている。ここで、仕切板１０３の外径は、シリンジ４の内径よりも若干小さ目とし、仕切板１０３はシリンジ４内をスムーズに摺動可能となっている。
【００１３】
また、貫通孔１０４のレジスト収容領域１０２側の開口部近傍には、気泡１４は容易に通過させ、レジスト３は通過させにくいメッシュフィルタ１０９が取付けられており、脱泡の際にレジスト３が空間領域１５に逆流しにくくしてある。
【００１４】
また、仕切板１０３のレジスト収容領域１０２側の面は、貫通孔１０４の位置を頂点とする凸状面１０３ａとなっており、脱泡時に浮上して来た気泡１４が、凸状面１０３ａに沿って貫通孔１０４に集まり脱泡しやすいようになっている。
【００１５】
また、シリンジ４の外部には、超音波信号を利用して気泡１４を検出する気泡検出センサ１１０が配備されており、圧力制御部１０８と接続され、気泡検出センサ１１０の信号に基づいて、脱泡状態を定量的に把握しながら圧力や時間が制御可能となっている。
【００１６】
このレジスト吐出装置１０１の使用方法は、先ず、図２（ａ）に示すように、先端を下向けて、吐出ノズル部２をキャップ１３で閉じ、後端開放状態のシリンジ４内にレジスト３を収容させる。ここで、この作業は通常、大気開放状態で行うため慎重に作業しても、レジスト３内に若干の気泡１４が混入することは避けられなかった。
【００１７】
次に、図２（ｂ）に示すように、シリンジ４内に仕切板１０３をレジスト３表面と接するところまで挿嵌した後、シリンジ４後端に蓋部５を装着して密閉し、配管７によって、蓋部５に設けた接続孔６と圧力制御部１０８と加圧ポンプ８および減圧ポンプ１０６とを接続する。尚、この状態でレジスト３は、シリンジ４の先端側に溜り、仕切板１０３を介してシリンジ４の後端側は空間領域１５となっている。また、シリンジ４の外部には、圧力制御部１０８と接続された気泡検出センサ１１０が配備され、気泡検出センサ１１０の信号に基づいて圧力や時間が制御可能となっている。
【００１８】
そして、先ず、流通経路を減圧ポンプ１０６側にして、減圧ポンプ１０６を作動させ、空間領域１５を減圧させると共に、貫通孔１０４を通してレジスト３内に混入した気泡１４の強制脱泡を行う。このとき、圧力制御部１０８で減圧の圧力や時間を制御する。減圧の圧力レベルはメッシュフィルタ１０９を通してレジスト３が空間領域１５に逆流しない程度とし、減圧時間は気泡検出センサ１１０で検出する気泡１４が予め設定した基準値以下になるまで脱泡するようにする。尚、この脱泡でレジスト３表面に浮上してきた気泡１４は仕切板１０３の凸状面１０３ａに沿って貫通孔１０４に集まり脱泡が効率よく行える。
【００１９】
次に、強制脱泡が完了したら、図２（ｃ）に示すように、流通経路を加圧ポンプ８側に切替えて、吐出ノズル部２のキャップを取外して加圧ポンプ８を作動させ、圧力制御部１２で制御しながら空間領域１５に所定圧力を加えて仕切板１０３を介してレジスト３を加圧し、所定時間経過後、加圧を停止することで、吐出ノズル部２から一定量のレジスト３を吐出させる。このように、レジスト３収容領域１０２は、仕切板１０３とそれに取付けられた逆止弁１０５によって空間領域１５と隔離されているため、レジスト３内に気泡１４が混入する心配はない。順次、このようにして気泡１４が混入する心配のないレジスト３の吐出動作を繰り返していく。
【００２０】
尚、上記では、シリンジ４の外部に気泡検出センサ１１０を配備する構成で説明したが、構成を簡単にするため、気泡検出センサ１１０を配備せず、予め、設定した減圧の圧力と時間だけ脱泡した後、自動的に加圧ポンプ８に切替える構成としてもよいことは言うまでもない。
【００２１】
【発明の効果】
本発明のレジスト吐出装置１０１によれば、シリンジ４内に逆止弁１０５を取付けた仕切板１０３が挿嵌されているため、レジスト３と空間領域１５とが、直接、接することがなくレジスト３内に気泡１４が混入する心配がない。また、万一、気泡１４が混入しても、減圧ポンプ１０６に切替えて逆止弁１０５を通して強制的に脱泡できるため、気泡１４の混入のないレジスト３を吐出でき、結果的にムラのないレジスト膜が得られる。また、貫通孔１０４のレジスト収容領域１０２側の開口部近傍に、気泡１４は容易に通過させ、レジスト３は通過させにくいメッシュフィルタ１０９を配置すると脱泡時にレジスト３の逆流を防止できる。また、仕切板１０３のレジスト収容領域１０２側の面を貫通孔１０４の位置を頂点とする凸状面１０３ａとしておくと、脱泡時に浮上して来た気泡１４が、凸状面１０３ａに沿って貫通孔１０４に集まり脱泡しやすい。また、シリンジ４の外部に気泡検出センサ１１０を配備すると、気泡１４の脱泡状態を定量的に把握しながら脱泡できて好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の流動体吐出装置の一例としてのレジスト吐出装置の要部断面図
【図２】本発明のレジスト吐出装置の使用方法の説明図
【図３】従来の流動体吐出装置の一例としてのレジスト吐出装置の要部断面図
【図４】従来のレジスト吐出装置の使用方法の説明図
【符号の説明】
１従来のレジスト吐出装置
２吐出ノズル部
３レジスト
４シリンジ
５蓋部
６接続孔
７配管
８加圧ポンプ
９２方弁
１０圧力ゲージ
１１タイマ
１２従来の圧力制御部
１３キャップ
１４気泡
１５空間領域
１０１本発明のレジスト吐出装置
１０２レジスト収容領域
１０３仕切板
１０３ａ凸状面
１０４貫通孔
１０５逆止弁
１０６減圧ポンプ
１０７３方弁
１０８圧力制御部
１０９メッシュフィルタ

Claims

少なくとも、
先端に吐出ノズル部を有する後端開放のシリンジと、
前記シリンジ内に配置され、前記シリンジ内を先端側の流動体収容領域と後端側の空間領域とに仕切る仕切板と、
前記仕切板に設けた貫通孔の前記空間領域側の開口部近傍に取付けられ、前記流動体収容領域側から前記空間領域側には流通可能とし、前記空間領域側から前記流動体収容領域側には流通不可能とする逆止弁と、
前記シリンジ後端に装着して前記シリンジを密閉する蓋部と、
前記蓋部に設けた接続孔と配管によって並列接続された加圧ポンプおよび減圧ポンプと、
前記配管経路の途中に配置され、流通経路を前記加圧ポンプ側または前記減圧ポンプ側に切替える切替弁を具備するとともに、加圧または減圧の圧力や時間を制御する圧力制御部とを備えたことを特徴とする流動体吐出装置。
前記仕切板の流動体収容領域側の面は、前記貫通孔の位置を頂点とする凸状面となっていることを特徴とする請求項１に記載の流動体吐出装置。
前記貫通孔の流動体収容領域側の開口部近傍に、気泡は容易に通過させ、前記流動体は通過させにくいフィルタを、さらに配置したことを特徴とする請求項１、または、請求項２に記載の流動体吐出装置。
前記シリンジの外部に、前記流動体に混入した気泡を検出する気泡検出センサを、さらに配置したことを特徴とする請求項１、乃至、請求項３に記載の流動体吐出装置。
前記圧力制御部は、前記気泡検出センサの信号に基づいて制御されることを特徴とする請求項４に記載の流動体吐出装置。