JPH0261377A - レジスト塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、ベローズポンプに関する。

（従来の技術） この種のベローズポンプの一例として、半導体ウェハな
どのレジスト塗布装置に用いられるベローズポンプを挙
げることができる。

すなわち、半導体製造工程のうちのレジスト工程では、
半導体ウェハにレジスト液を均一に塗布する必要があり
、このため例えばスピン塗布が行われている。そして、
このスピン塗布の際のレジスト液の半導体ウェハ上への
滴下には、一般に定容量型ポンプが用いられている。こ
の理由は、レジストは非常に高価な材料であり、消費量
を少なくすることが望まれるが、必要量以下であると塗
布むら原因になりやすいので、吐出量か安定している高
精度の定容量型ポンプとして上記ベローズポンプが用い
られている。

従来のベローズポンプは、３図に示すように吸入口３及
び吐出口４を具備したポンプヘッド１のフランジ２にベ
ローズ５の一端を固定し、その他端をエアーシリンダ６
のロッド７に固定し、このロッド７を第３図の上下方向
に駆動することで、ベローズ５が密着状態と伸張状態と
に駆動されるように構成している。

そして、上記エアーシリンダ６におけるロッド７のスト
ロークを調整するために、上記エアーシリンダ６の下端
にはストローク調整部１０が配置されている。このスト
ローク調整部１０は、第４図に示すように、エアーシリ
ンダ６の下端に形成されたねじ部６ａに螺合するナツト
部１２を有し、その内底面に突起状に形成されたストッ
パー１４を具備して構成されている。そして、上記エア
ーシリンダ６のロッド７がその最下点で上記ストッパー
１４に当接することで、ロッド７のストロークが決定さ
れ、上記ストローク調整部１０のエアーシリンダ６に対
する上下位置を調整することで、上記ストロークの調整
が可能となっている。

このようなベローズポンプでは、上記エアーシリンダ６
の駆動により、ロッド７を第３図の位置より下側に移動
させ、上記ストッパー１４にロッド７の下端が当接する
まで上記移動をｆａ枕する際に、ベローズ５が伸張し、
吸入口３より逆止弁８を介してベローズ空間９内にレジ
ストが吸引される。その後、エアーシリンダ６の駆動に
よりロッド７を上昇させると、上記ベローズ５が密着す
るまで収縮し、この時ベローズ５内の作動空間９は圧縮
されるので、レジストは吐出口４を介して吐出されるこ
とになる。

上記のようなベローズポンプでは、吐出の際にベローズ
５が密着するため、気泡がベローズ５に食い込んでいて
もこれを゛除去することができ、気泡の混入による吐出
！精度の悪化を防止することができる。

（発明が解決しようとする問題点） 上述した従来のベローズポンプの欠点としては、ロッド
７のストローク調整すなわち吐出量の調整が極めて困難
であるという問題があった。

すなわち、−船釣にレジストポンプでは、レジスト塗布
工程ではレジストを吸引した状態で待機し、ウェハが処
理される時間になるとただちに吐出を開始できるように
設定されている。

ところで、上記構造のベローズポンプでは、吐出量を調
整するためにロッド７を最下点に設定する必要があり、
すなわち、ポンプの吸引時にストローク調整を実行する
必要がある６そして、上述したように、上記ポンプでは
エアーシリンダ６のロッド７がストッパー１４に当接し
た状態で待機していることとなっているので、この状態
でストッパー１４の位置を調整する際には一端エアーを
切り、吐出側を開放した状態で吐出量を調整する必要が
あった。

しかし、上記作業は極めて煩雑であり、操作上不都合と
なっていた。

また、上記構造のベローズポンプでは、吐出量の調整に
際して、ロッド７の吸引時の移動端位置を調整している
ので、実際には作動空間でのレジスト吸引量を調整して
いることになり、積極的にレジストの吐出量をＪ［して
いるのではなかった。

したがって、構造的に吐出量がばらつく可能性もあった
。

そこで、本発明の目的とするところは、上述した従来の
問題点を解決し、吐出量自体の調整が容易であって、か
つ、高精度な吐出を実行することができるベローズポン
プを提供することにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、中空筒状のポンプボディ内に配置された伸縮
自在なベローズと、 上記ベローズと接続され、上記ポンプボディ内壁とベロ
ーズ外壁との間のポンプ作動室内に流体を吸引するとき
には、ベローズの一端を下死点側に移動して圧縮し、吐
出するときにはベローズの一端を上死点側に移動して伸
張するように往復動する往復動手段と、 この往復動手段の上死点位置を調整することで、吐出量
を調整する吐出量調整手段とを設けてベローズポンプを
構成している。

（作用） 本発明のベローズポンプによれば、往復動手段によりベ
ローズを圧縮した場合の下死点は、ベローズのひだが相
互に密着する位置で決定され、ベローズが伸張する場合
の上死点位置を吐出量調整手段によって調整可能として
いる。そして、この種のベローズポンプの待機状態は、
液体を吸引して待機している場合が多くなっている。こ
のようなベローズポンプの待機状態にあっては、本発明
のベローズポンプではベローズが下死点位置にあるため
、この際にはベローズの上死点位置の調整は、往復動手
段の影響を受けずに自由に実施することができる。した
がって、吐出量の調整作業が従来よりも簡易化される。

さらに、本発明の場合には、吐出量の調整にあたって、
吐出量を決定するためのベローズの上死点位置を調整、
しているので、吐出量自体を直接的に調整でき、従来の
ように吸引量を調整して吐出量調整とするものと比べれ
ば、吐出量精度の向上を図ることができる。

（実施例） 以下、本発明を半導体ウェハに対するレジスト塗布装置
に使用されるベローズポンプに適用した一実施例を、図
面を参照して具体的に説明する。

まず、レジスト塗布装置について簡単に説明する。

スピンチャック２０は、たとえば真空吸着によって半導
体ウェハ２１を載置固定し、これを回転できるものであ
り、このスピンチャック２０は、モータ２２の出力軸に
固定され、回転駆動されるようになっている。モータ２
２は、加速性に優れた高性能モータで構成されている。

前記チャック２０に支持されるウェハ２１の上方には、
ウェハ２１のほぼ中心位置よりレジスト液を滴下するレ
ジストノズル３０が設けられ、このレジストノズル３０
はスキャナー３１によって移動自在となっている。たと
えばロットの切れ目等でノズル３０からのディスペンス
が所定時間実行されない場合には、ノズル３０先端でレ
ジスト液が長時間空気と接触されることにより固まって
しまうことがあるので、ダミーディスペンスを実行する
必要があり、この場合にはノズル３０をチャック１０よ
り外した位置まで退避させる必要があるので、この種の
移動を前記スキャナー３１によって実行するようになっ
ている。

また、レジスト液塗布時にレジスト液が装置外部へ飛散
することを防止するために、処理容器としてのカップ４
０がウェハ１の周囲に形成されている。なお、このカッ
プ４０は、上下動可能であって、レジスト液塗布時には
第２図の位置まで上昇されて停止し、ウェハ１の搬入出
時には上記位置よりも下降するように構成されている。

なお、このカップ４０の下面には、図示しないドレイン
管及び排気管が接続されている。

次に、このレジストノズル３０へのレジスト液の供給系
について説明すると、レジスト液収容部３２、ベローズ
ポンプ５０．フィルター容器３４及び前記ベローズポン
プ５０と連動して開閉されるバルブｖ１．サックバック
バルブｖ２等が設けられている。なお、前記サックバッ
クバルブｖ２は、レジストノズル３０からのレジスト液
吐出後、レジストノズル３０先端部で表面張力によって
露出しているレジスト液をレジストノズル３０内に引き
戻すためのバルブであり、レジスト液の固化を防止する
ためのものである。

次に、本実施例装置の特徴的構成である前記ベローズポ
ンプ５０について、第１図を参照して説明する。

前記ベローズボン１５０は、ポンプボディ５２とエアー
シリンダ７０のボディ７１とを連結して構成されている
。

上記ポンプボディ５２内には、ベローズ５４が配置され
、上記ポンプボディ５２の内壁とベローズ５４の外壁と
の間の空間かポンプ作動室５６となっている。

このベローズポンプ５０は、横置きで使用され、上記ポ
ンプボディ５２の下側には逆止弁５８を介して吸入口６
０が接続され、これと対向するポンプボディ５２の上側
には吐出口６２が設けられている。

また、上記エアーシリンダボディ７１内には、エアー駆
動によって第１図の左右方向に駆動されるピストン７２
が摺動自在に配置されている。

上記ベローズ５４の第１図の左端にはベローズコア６４
を介して上記ピストン７２に連結固定され、ピストン７
２の駆動によってベローズ５４を伸縮可能となっている
。

次に、上記ベローズポンプ５０での吐出量調整、すなわ
ちピストン７２のストローク調整のための機構について
説明する。

上記ピストン７２の第１図の右端には、ストップリング
７４が固着され、また、上記ピストン７２の上死点にて
上記ストップリング７４と当接するためのアジャストね
じ７６が、上記エアーシリンダボディ７１の外側に形成
されたねじ部７８に螺合して設けられ、第１図の左右方
向でその位置を可変としている。

次に、作用について説明する。

このベローズポンプ５０にてレジストを吐出する場合に
は、まずエアーシリンダ７０のエアー駆動によりピスト
ン７２を第１図（Ａ）の状態より右側に移動し、ベロー
ズ５４が密着状態となるまで圧縮する（第１図（Ｂ）参
照）、なお、このビスント７２が後退し切った時には、
上記ベローズ５４か密着するように予め調整されている
。このとき、ベローズ５４の外壁とポンプボディ５２の
内壁との間のポンプ作動室５６の容量が増加するため、
逆止弁５８を介して吸入口６０よりポンプ作動室５６内
にレジストが吸入される。

この後、エアーシリンダ７０のエアー作動を切り換え、
ピストン７２を第１図（Ｂ）の状態より左側に移動させ
、この結果ベローズ５４が伸張すると共に、ポンプ作動
室５６は縮められ、レジストは吐出口６２を介して吐出
されることになる。

そして、ピストン７２に固定されたストップリング７４
がアジャストねじ７６の端面に当接することで、１回の
動作で吐出されるべき所定量のレジストが吐出されるこ
とになる。

ここで、本実施例のベローズポンプ５０では、上記のピ
ストン７２の往復移動により、ポンプ作動室５内に下側
から吸入されたレジストは、そのポンプ作動室５６を下
側から上側に移動し、はぼ直線的に移動することになる
ので複雑な流路とならず、ポンプ作動室５６内のレジス
トの流れが極めてスムーズになる。このように管路が単
純であるため、圧力損失も少ないという効果もある。

また、ポンプ作動室５６より吐出されるレジストは、レ
ジストの吸引時に予めベローズ５４が密着することでベ
ローズ５４のひだ間の気泡が取り除かれ、上記の直線的
なレジストの吐出経路に沿って速やかに吐出されるので
、ベローズ５４のひだ間に気泡が停留することに起因す
る吐出量精度の悪化を防止することができる。なお、こ
のようにしてベローズポンプ５０より吐き出された気泡
は、後段のフィルタ容器３４にてレジスト吐出経路より
除去されるので、吐出ノズル３０に気泡が送出されるこ
とはない。

次に、上記ベローズポンプ５０での吐出量の調整動作に
ついて説明すると、本実施例のベローズポンプ５０では
、ポンプ吸入時においてアジャストねじ７６とストップ
リング７４とは離れているので、このような吸入状態（
すなわち、ベローズポンプ５０の待機状態）ではアジャ
ストねじ７６の調整は容易であり、ピストン７２のスト
ローク調整による吐出量の調整を容易に実行することが
できる。

さらに、本実施例の場合には、吐出量の調整にあたって
、吐出量を決定するなめのベローズ５４の上死点位置を
調整しているので、吐出量自体を直接的に調整でき、従
来のように吸引址を調整して吐出量調整とするものと比
べれば、吐出量精度の向上を図ることができる。

また、本実施例のベローズポンプ５０の場合には、ポン
プ作動室５６はベローズ５４の外径とポンプボディ５２
の内径の空間で決定され、この寸法差（第１図図示のδ
であり、本実施例の場合はδ＝　Ｉ　Ｉｍ　）を少なく
することにより、ポンプ作動室５６の空間容積を著しく
小さくすることができる。第３図に示す従来の構造では
、ベローズ５内部にレジストを吸引するようになってい
るので、ベローズ５自体を小さくしない限り内部容積は
小さくならず、ベローズ５を小さくしようとしても強度
低下等の理由で限界があった。したがって、本実施例で
はベローズポンプ５０の小型化の点でも優れている。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

本発明に係わるベローズポンプは、必ずしも半導体ウェ
ハのレジスト塗布装置に適用されるものではなく、吐出
量調整を要する種々のベローズポンプ、好ましくは低吐
出量高精度の液体吐出用ポンプとして好適に実施でき、
レジスト塗布以外では医薬品１食料品などの製造にも好
適に実施することができる。

また、吐出量調整手段としては、上記実施例のものに限
らず、ベローズの上死点位置を可変調整可能な種々の変
形実施かが可°能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば吐出量自体の調整
を容易に行うことができ、しかも高精度の吐出動作を実
行することができるベローズポンプを提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）、（Ｂ）は、本発明に係わるベローズポン
プの一実施例を説明するための概略説明図、 第２図は、上記ベローズポンプを半導体ウェハのレジス
ト塗布装置に適用したー構成例を説明するための概略説
明図、 第３図は、従来のベローズポンプを説明するための概略
説明図、 第４図は、第３図のベローズポンプにおける吐出量調整
のための機構の拡大断面図である。 ５０・・・ベローズポンプ、 ５２・・・ポンプボディ、 ５４・・・ベローズ、 ５６・・・ポンプ作動室、 ７２・・・ピストン、 ７４．７６・・・吐出量調整手段。 代理人　　弁理士　井　上　　−（他１名）第 図 第 図 １４ス）−ハ゛

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 中空筒状のポンプボディ内に配置された伸縮自在なベロ
   ーズと、 このベローズと接続され、上記ポンプボディ内壁とベロ
   ーズ外壁との間のポンプ作動室内に流体を吸引するとき
   には、ベローズの一端を下死点側に移動して圧縮し、吐
   出するときにはベローズの一端を上死点側に移動して伸
   張するように往復動する往復動手段と、 この往復動手段の上死点位置を調整することで、吐出量
   を調整する吐出量調整手段とを有することを特徴とする
   ベローズポンプ。