JPH0845816A - 液体供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 配管内に気体が存在することを確実に検知
し、エア抜き時に廃棄される液体の量を低減する。 【構成】 ボトル１０内の液体が送出される第１の配管
４１を三方継手４４により第２の配管４２と第３の配管
４３とに分岐させ、第２の配管４２に第１のエアー弁４
６を介してノズル２０を接続し、第３の配管４３に第２
のエアー弁５０を介して廃液配管４８を接続する。第１
の配管４１には、その第１の配管４１内の気体を検出す
るセンサ５２を設ける。センサ５２が第１の配管４１内
の気泡を検出すると、第１のエアー弁４６を閉じ、ボト
ル１０の交換等の後、第２のエアー弁５０を開いてエア
抜きを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば半導体ウエ
ハ、液晶表示装置製造用ガラス基板、フォトマスク用ガ
ラス基板、光ディスク用基板等の電子部品製造用基板
（以下、単に基板と称する）に対して、ポリイミド樹脂
液、フォトレジスト液等の液体を供給する液体供給装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子部品製造工程において、例えば、半
導体ウエハやガラス基板等の基板を水平姿勢に保持し、
基板表面に所望の液体を供給して鉛直軸まわりで回転さ
せることによりその液体を塗布することが行われてい
る。かかる工程においては、所定の容器に入った液体を
所定量だけ基板の表面に供給する液体供給装置が使用さ
れる。

【０００３】例えばポリイミド樹脂液や高粘度のフォト
レジスト液を対象とする場合には、従来、図４に示すよ
うな装置が使用される。図４において、２は基板Ｗを水
平姿勢に吸着保持するチャック、４はチャック２を回転
駆動するモータ、６は保持された基板Ｗの周囲を囲って
余剰の液体を回収して周囲への飛散を防止するカップで
ある。１０はポリイミド樹脂液を収容した上部が開口し
たボトル、１２はボトル１０を収容する加圧容器、１４
は加圧容器１２内へ加圧配管１６を介して加圧された窒
素ガス（Ｎ₂）を送り込む加圧器である。１８はボトル
１０内の底近くまで挿入された薬液配管、２０は薬液配
管１８の先端に設けられチャック２上の基板Ｗに液体を
吐出するためのノズル、２２は薬液配管１８に介挿され
たエアー弁、２４は薬液配管１８に介挿され、所定量の
液体吐出後にノズル内に残留した液体を引き戻して残留
した液体が不所望に基板Ｗへ滴下されるのを防止するサ
ックバックバルブである。２６はいわゆるマイクロコン
ピュータ等からなり、モータ４、エアー弁２２、サック
バックバルブ２４を制御する制御部、２８は制御部２６
に対して、液体の１回の吐出量等のデータを入力するキ
ーボードからなる入力部、３０は制御部２６から出力さ
れるデータ、警報等を表示する表示部である。

【０００４】かかる装置において、ボトル１０内の液体
は所定圧力で加圧されており、エアー弁２２が開かれる
時間に応じた量の液体が基板Ｗ上へ吐出される。オペレ
ータは、あらかじめボトル１０内の液体の量、１回に吐
出すべき液体の量等のデータを入力部２８を操作して制
御部２６へ入力しておく。制御部２６はかかるデータに
基づいてエアー弁２２の１回の開放時間やタイミング、
モータ４の回転数等を等を制御して基板Ｗへの液体の塗
布処理を行う。このとき制御部２６は、あらかじめ与え
られた制御プログラムによって、エアー弁２２の開放回
数を積算記憶しておき、その回数に液体の１回の吐出量
を乗じて液体の使用量を算出し、またボトル１０内の残
量を算出する。そして、ボトル１０内の残量が減少する
と、その旨を表示部３０に表示し、オペレータへ液体の
補充、ボトル１０の交換等を促す。

【０００５】かかる装置では、オペレータが手動で入力
したボトル１０内の液体の量や１回の吐出液量等のデー
タに基づいて液体の残量の算出を行うので、入力ミス等
が起こりがちであり、ボトル１０内の液体が不足したた
めに、吐出量が不足したりあるいは気泡が混じった液体
が基板Ｗに供給されてしまったりする虞があった。ま
た、ポリイミド樹脂液や高粘度のフォトレジスト液を対
象として図４に示すような配管構成とすれば、一旦、ボ
トル１０内の液体が不足するなど何らかの原因で薬液配
管１８内に気体が入ってしまった場合、あるいはボトル
１０を新たなものと交換するような場合において、配管
のエア抜きをするためには、ノズル２０までの薬液配管
１８の内にある全ての液体を廃棄しなければならない。
したがって、エア抜きのために、高価な薬液を大量に廃
棄しなければならなくなり、不経済であった。また、ボ
トル１０内の液体の不足により薬液配管１８内に気体が
入ることがないようにするためには、ボトル１０内の液
体が不足しないうちに、相当の安全を見込んで早めにボ
トルの交換あるいは液体の補充等の作業をしなければな
らず、作業が煩雑になってしまう。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の事情
に鑑みてなされたものであり、配管内に気体が存在する
ことを確実に検知することができ、また、その際の配管
のエア抜きをするために廃棄される液体の量を低減で
き、これにより、作業を煩雑化することなく確実に液体
を供給でき、且つ、エア抜きの際に廃棄される液体の量
が低減できてランニングコストが低い液体供給装置を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、容器内の液体
を第１の配管へ送り出す送出手段と、前記第１の配管を
第２の配管と第３の配管とに分岐させる分岐手段と、前
記第２の配管に接続され当該第２の配管から供給される
液体を基板へ供給するノズルと、前記第３の配管に接続
された廃液配管と、前記第２の配管及び前記第３の配管
を開閉する開閉手段と、前記第１の配管内の気体を検出
する検出手段とを備えたことを特徴とする。

【０００８】また、本発明は、前記検出手段による第１
の配管の検出部位から前記分岐手段までの間の前記第１
の配管の容量を、１回の液体吐出量よりも大きくしたこ
とを特徴とする。

【０００９】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、第１の配管内
に存する気体は検出手段により検出される。第１の配管
内に気体が存する場合には、開閉手段により第１の配管
を第３の配管に連通させれば、気体は第３の配管から廃
液配管へ排出される。第１の配管を第２の配管と第３の
配管とに分岐させる分岐手段はノズルよりも容器に近い
位置に設けられているので、気体を第３の配管を介して
排出する場合に廃棄される液体の量はわずかですむ。

【００１０】請求項２に記載の発明によれば、検出手段
による第１の配管の検出部位から分岐手段までの間の第
１の配管の容量を、１回の液体吐出量よりも大きくして
あるので、１回の液体吐出の途中で検出手段が気体を検
出した場合であっても、当該１回の液体吐出を完了させ
てから、気体を第３の配管から排出する操作を行うこと
ができる。かかる場合に、当該１回の液体吐出を行って
いる間に、気体が分岐手段を通過して第２の配管へ入っ
てしまうことはなく、第３の配管から気体を確実に排出
することができ、且つ、当該１回の処理の途中であった
その基板の処理を中断する必要もなく、その基板を無駄
にしてしまうこともない。

【００１１】

【実施例】本発明の実施例である液体供給装置を使用し
た塗布装置を、図面を参照して以下に説明する。図１は
本発明の第１の実施例を示す要部の模式図である。な
お、この実施例の説明において、さきに説明した従来例
と同一もしくは対応する部分には同一符号を付し、説明
は省略する。

【００１２】図１において、４１はポリイミド樹脂液を
収容したボトル１０内の底近くまで挿入された第１の配
管、４４は第１の配管４１を第２の配管４２と第３の配
管４３とに分岐させる三方継手である。第２の配管４２
は、第１のエアー弁４６およびサックバックバルブ２４
が介挿され、ノズル２０へ接続される。４８は図示しな
い廃液処理装置に連通する廃液配管であって、第３の配
管４３は、第２のエアー弁５０が介挿され、廃液配管４
８へ接続される。第１の配管４１、第２の配管４２、第
３の配管４３の全ては、ほぼ無色透明なテフロンチュー
ブにより構成される。

【００１３】５２は第１の配管４１の途中に設けられ、
第１の配管４１内の当該箇所における気体、気泡の存在
や通過を検出する透過式のセンサである。センサ５２
は、図２に示すように、第１の配管４１をはさんで互い
に向かい合うよう設けられた投光素子５４と受光素子５
６とから構成される。センサ５２は制御部２６に接続さ
れて検出信号を伝え、制御部２６はかかる信号を参照し
て第１のエアー弁４６、第２のエアー弁５０、サックバ
ックバルブ２４およびモータ４を制御する。

【００１４】また、センサ５２による第１の配管４１の
検出部位から三方継手４４までの間の距離Ｌは以下のよ
うに設定される。すなわち、第１の配管４１のうち、前
記Ｌの間の部分の容量を、１回の液体吐出量よりも大き
くなるように設定する。例えば、塗布処理すべき基板Ｗ
が直径８インチの半導体ウエハである場合に、ポリイミ
ド樹脂液を塗布する場合は、液体すなわちポリイミド樹
脂液の１回の吐出量は約８グラム（約７．２ｃｃ）程度
であるので、それに対して若干の余裕を見て、前記Ｌの
間の部分の容量を約１２グラム（約１０．８ｃｃ）以上
と設定する。これに対応して、本実施例においては、第
１の配管４１として内径６ｍｍのテフロンチューブを使
用し、前記Ｌの長さは約４５ｃｍ程度以上に設定する。

【００１５】以上の構成による装置において、ボトル１
０内の液体は所定圧力で加圧されており、通常、第１の
エアー弁４６および第２のエアー弁５０はともに閉じて
いる。そして、第１のエアー弁４６が開かれると、その
開放時間に応じた量の液体が第１の配管４１、三方継手
４４、第２の配管４２を通って基板Ｗ上へ吐出される。
規定量の吐出が終わると第１のエアー弁４６は閉じ、そ
れとほぼ同時にサックバックバルブ２４が作動して、ノ
ズル２０内の残存液体を若干だけ引戻すことにより、残
存液体のノズル２０からの不所望な滴下を防止する。通
常はかかる動作が繰り返される。

【００１６】処理が繰り返されるうちに、ボトル１０内
の液体が減少して液面が第１の配管４１の先端付近まで
低下し、第１の配管４１内に気泡が入り込む場合があ
る。このように気泡を含んだ液体が基板Ｗに吐出されて
しまうと、吐出される液体が規定量よりも少なくなった
り、気泡のために塗布された膜にむらができたりする。
本装置においては、このような気泡が第１の配管４１の
センサ５２設置箇所を通過すると、かかるセンサ５２が
その気泡の存在を検出して、制御部２６に検出信号を発
する。制御部２６はかかる検出信号を受けると、その旨
を表示部３０に表示してボトル１０内の残量の確認およ
び液体の補充、ボトル１０の交換をオペレータに促す。
オペレータがボトル１０を、液体が十分に入った新たな
ものと交換し、その旨を入力部２８から入力すると、制
御部２６は第１のエアー弁４６を閉じ、第２のエアー弁
５０を所定の時間だけ開く。これにより、気泡を含んだ
液体はその気泡とともに、第１の配管４１から三方継手
４４を経て第３の配管４３を通り、廃液配管４８へ排出
される。所定時間経過後は、第２のエアー弁５０を閉
じ、次ぎなる液体の吐出に備える。なお、第２のエアー
弁５０が開く所定の時間は、制御部２６が内蔵している
タイマ機能の動作時間をオペレータが任意に設定するこ
とにより設定される。

【００１７】なお、上述のように、基板Ｗを直径８イン
チの半導体ウエハとし、液体の１回（約７．２ｃｃ）の
吐出の途中において、上述のように気泡が第１の配管４
１のセンサ５２設置箇所を通過し、センサ５２がその気
泡の通過を検出したとする。この場合、本装置では、セ
ンサ５２による第１の配管４１の検出部位から三方継手
４４までの間の距離Ｌを、第１の配管４１のうち、前記
Ｌの間の部分の容量を約１０．８ｃｃとするようにその
長さを設定されているので、当該１回の吐出を完全に終
えたとしても、センサ５２によって検出された気泡が三
方継手４４を通過して第２の配管４２に入ってしまうこ
とがない。したがって、この場合でも、当該１回の吐出
を中断する必要はなく、当該１回の吐出を完全に終えて
から第１のエアー弁４６を閉じ、その後にボトル１０の
交換等を行い、次いで第２のエアー弁５０を開けばよ
い。これにより、気泡を第２の配管４２に到達させるこ
となく、また、当該吐出の対象であった基板Ｗの処理を
失念することなく、第３の配管４３から排出させること
ができる。

【００１８】ボトル１０内の第１の配管４１の端部から
ノズル２０までの配管の全長は、一般的な装置において
は例えば約４００ｃｍ程度であり、従来の装置では、エ
ア抜きをするためにはその全体に残留している液体全部
を廃棄する必要があったが、本発明では、第１の配管４
１のうち図中Ｌで示した約４５ｃｍ程度の部分の液体の
みを廃棄するだけでエア抜きを完了させることができる
ので、エア抜き時に無駄に廃棄される液体量を約１／８
にまで減少させることができ、本発明は装置のランニン
グコストの低減に顕著に貢献する。また、センサ５２に
より配管内に気体が存在することを確実に検知すること
ができるので、気体を含んだ液体を基板Ｗに供給するの
を確実に防止でき、作業を煩雑化することなく確実に液
体を供給できる。

【００１９】以上の実施例では、ボトル１０が本発明に
おける容器に、加圧器１４と加圧容器１２が送出手段
に、三方継手４４が分岐手段に、第１のエアー弁４６と
第２のエアー弁５０とが開閉手段に、センサ５２が検出
手段に、それぞれ相当する。なお、以上の説明では、配
管内に気泡が生じる原因としてボトル１０内の液体の減
少を説明したが、これに限らず、例えば液体を第１の配
管４１へ送り出すために加圧する窒素ガスが液体に溶け
込み、何らかの原因で第１の配管４１内で気泡となって
現れるようなことも考えられ、本発明は、このような場
合においても気泡、気体の存在を検出して排出すること
ができる。また、センサ５２として、投光素子５４と受
光素子５６とからなる透過式のものを用いたが、これに
限らず、その他の光学式のセンサ、あるいは配管内の液
体、気体の有無に応じた静電容量の変化によって気体の
存在を検出するいわゆる静電容量センサ、あるいはさら
に他の種のセンサであってもよい。使用する液体が高粘
度のものである場合には、静電容量センサは検出精度が
低下する虞があり、この点では光学式のセンサを用いる
ことが望ましい。また、液体の送出も、窒素ガスで加圧
する本実施例のものに限らず、例えば圧縮空気によって
加圧するものであってもよいし、あるいはダイアフラム
ポンプ等によって送出するものであってもよい。また、
上記実施例では、第３の配管４３を開閉する手段とし
て、制御部２６が内蔵しているタイマ機能により閉止制
御される第２のエアー弁５０を設けたが、これに限ら
ず、例えばオペレータが第１の配管４１や第３の配管４
３内の気泡の移動の様子を監視しつつ手動で閉止操作す
る弁であってもよい。

【００２０】図３は本発明の第２の実施例の配管系統の
要部を示す図である。この第２の実施例を示す図３にお
いては、先に説明した第１の実施例と異なる部分のみを
図示しており、図示を省略した部分は第１の実施例と同
一である。本実施例では、第１の配管４１を、三方弁６
０によって第２の配管４２と第３の配管４３とに分岐さ
せており、第１の実施例にあった第２のエアー弁５０を
省略している。三方弁６０も、第１のエアー弁４６と同
様に、制御部２６によって制御される。その余の構成は
第１の実施例と同様であるので説明も省略する。

【００２１】この第２の実施例においては、通常、第１
の配管４１と第２の配管４２とが連通するように三方弁
６０を切り替え制御しておき、第１のエアー弁４６を開
閉すすることにより液体を基板Ｗに供給する。また、第
１の配管４１に気泡が入ったことがセンサ５２により検
出されると、制御部２６は、第１のエアー弁４６を閉じ
た状態で、ボトル１０の交換等をオペレータに促す。そ
して、ボトル１０の交換等の後に、第１の配管４１と第
３の配管４３とが連通するように三方弁６０を切り替え
て、エア抜きの動作を行う。エア抜き終了後は、三方弁
６０を、第１の配管４１と第２の配管４２とが連通する
ように切り替え、次なる液体の吐出に備える。この第２
の実施例によっても、エア抜き時に無駄に廃棄される液
体量を減少させることができ、装置のランニングコスト
を低減することができ、また、気体を含んだ液体を基板
Ｗに供給するのを確実に防止でき、作業を煩雑化するこ
となく確実に液体を供給できる。

【００２２】なお、この第２の実施例は、第１の実施例
における第２のエアー弁５０の機能を三方弁６０に兼用
させたもので、この実施例では三方弁６０が本発明にお
ける分岐手段に、また三方弁６０と第１のエアー弁４６
とが開閉手段に、それぞれ相当する。また、この第２の
実施例においては、センサ５２から三方弁６０までが、
第１の実施例でいうところの距離Ｌに相当する。

【００２３】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、配管内に気体
が存在することを確実に検知することができ、また、そ
の際の配管のエア抜きをするために廃棄される液体の量
を低減でき、これにより、作業を煩雑化することなく確
実に液体を供給でき、且つ、エア抜きの際に廃棄される
液体の量が低減できてランニングコストが低い液体供給
装置を提供できる。

【００２４】請求項２の発明によれば、１回の液体吐出
の途中で検出手段が気体を検出した場合であっても、当
該１回の液体吐出を完了させてから、気体を第３の配管
から排出する操作を行うことができ、かかる場合に、当
該１回の液体吐出を行っている間に、気体が分岐手段を
通過して第２の配管へ入ってしまうことはなく、第３の
配管から気体を確実に排出することができ、当該１回の
処理の途中であったその基板の処理を中断、失念するこ
と必要もなく、その基板を無駄にしてしまうこともな
く、装置の運転効率を向上させまた装置の運用を容易に
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例の液体供給装置を使用
した塗布装置の要部の模式図である。

【図２】図１に示した第１の実施例のセンサ部分を示す
模式的断面図である。

【図３】この発明の第２の実施例の配管系統の要部を示
す模式図である。

【図４】従来例の装置を示す要部の模式図である。

【符号の説明】

１０ ボトル １２ 加圧容器 １４ 加圧器１４ ４１ 第１の配管 ４２ 第２の配管 ４３ 第３の配管 ４４ 三方継手 ４６ 第１のエアー弁 ５０ 第２のエアー弁 ５２ センサ ６０ 三方弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器内の液体を第１の配管へ送り出す送
   出手段と、前記第１の配管を第２の配管と第３の配管と
   に分岐させる分岐手段と、前記第２の配管に接続され当
   該第２の配管から供給される液体を基板へ供給するノズ
   ルと、前記第３の配管に接続された廃液配管と、前記第
   ２の配管及び前記第３の配管を開閉する開閉手段と、前
   記第１の配管内の気体を検出する検出手段とを備えたこ
   とを特徴とする液体供給装置。
2. 【請求項２】 前記検出手段による第１の配管の検出部
   位から前記分岐手段までの間の前記第１の配管の容量
   を、１回の液体吐出量よりも大きくしたことを特徴とす
   る請求項１記載の液体供給装置。