JPH1085653A - 液体供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流通管路内の気泡および液体の有無を正確に
検出し、また流通管路内の気泡を取り除く。 【解決手段】 液体を収容したタンク１と、タンク１内
の液体を流す流通管路３とを有する液体供給装置におい
て、流通管路３に、複数の液体検出センサ５ａ，５ｂを
配設した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体を供給する液
体供給装置に関する。より詳しくは、例えば半導体製造
においてＳＯＧ（スピンオンガラス）等の液体をウエハ
上に供給する液体供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造において、ウエハに素子を形
成する等の際に、層間絶縁膜の形成や表面を平坦化する
ために使用されるＳＯＧあるいはレジスト等の液体（薬
液）をウエハ上に滴下供給することが行われる。ウエハ
上へのＳＯＧ等の薬液（液体）の供給は、その薬液を収
容したタンクからウエハ上へ滴下供給する液体供給装置
が用いられる。

【０００３】従来の液体供給装置は、液体が収容された
タンクと、タンクに接続された液体を流す流通管路と、
流通管路に設けられた屈折率の差によって液体の有無を
判断する１つの液体検出センサと、前記タンクに接続さ
れたそのタンク内の気圧を高めて液体を押し出す気圧圧
送ポンプとから構成され、前記液体検出センサで流通管
路内の液体の有無を検出している。

【０００４】このような液体供給装置を用いて、前記ポ
ンプにより窒素ガスをタンク内に圧送し、タンク内の液
体を押し出すことにより、スピナー上にセットされ回転
するウエハ上に液体を滴下している。この場合、１枚の
ウエハに対しポンプによる圧送を断続的に繰り返してそ
の圧送回数の合計により所定量の液体を滴下させてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ように気圧圧送ポンプにより一定量流しては液体の供給
を止めるような断続動作を繰り返し行う方式、即ち気圧
圧送ポンプによる圧力圧送回数等によって滴下量をコン
トロールするシステムにおいては、流通管路内に偶発的
に気泡（窒素ガス）が混入し易い。

【０００６】前記流通管路には、１つの液体検出センサ
が設けられているが、気泡が流れた場合、これを検出し
てタンク内の流体が空と判断し、タンクを無駄に交換す
る場合があった。

【０００７】この誤った検出を防止するために、検出応
答時間を長くして検出する方法、即ち、短時間の気体通
過は検出せず、気体状態が長く続いたときのみこれを検
出してタンクが空と判断する方法が採られるが、前述の
ように断続圧送方式では、センサの位置に気泡が停止す
る場合があり、この場合はセンサが検出してタンク空と
判断してしまう。

【０００８】従って、タンク内に充分液体が残っている
場合でも、これを空と判断して無駄に処分してしまう場
合があった。また従来の液体供給装置では、仮に計測等
によって気泡の存在が判っても、気泡を排除する方法が
なく、流通管路内から気泡を排除することができなかっ
た。従って、ウエハ上に所定量の液体が滴下されず、膜
厚精度の低下を来す場合があった。

【０００９】本発明は、上記従来技術の欠点に鑑みなさ
れたものであって、流通管路内の液体および気泡の有無
を正確に検出し、また流通管路内の気泡を取り除くこと
ができる液体供給装置の提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、液体を収容したタンクと、該タンク内の
液体を流す流通管路とを有する液体供給装置において、
前記流通管路に、複数の液体検出センサを配設したこと
を特徴とする液体供給装置を提供する。

【００１１】

【発明の実施の形態】好ましい実施の形態では、前記流
通管路の複数の液体検出センサを配設した下流側に、該
流通管路から分岐した気泡排出管路と、該分岐部に設け
た切換弁と、気泡排出管路の出口に設けられたドレンタ
ンクとからなる気泡排出系を備えたことを特徴とする。

【００１２】さらに好ましい実施の形態では、前記流通
管路の切換弁を設けた下流側に、気泡確認センサを配設
したことを特徴とする。

【００１３】さらに好ましい実施の形態では、前記流通
管路に、近接して２つの液体検出センサを配設したこと
を特徴とする。

【００１４】

【実施例】図１〜図２は、本発明に係る液体供給装置の
一実施例で、図１はその装置の概要図、図２は要部正面
図である。この装置は、例えばスピナー上にセットされ
た回転するウエハ上にレジストあるいはＳＯＧ等の液体
を供給する装置である。

【００１５】タンク１は、ＳＯＧ（スピンオンガラス）
等の薬液２からなる液体を収納する密閉された容器から
なる。タンク１には、タンク１内の薬液２を流す透明又
は半透明の合成樹脂製のチューブからなる流通管路３が
接続されている。また、タンク１には、タンク１内に圧
力窒素ガスを供給し、タンク１内の薬液２を押し出す気
圧圧送ポンプ４が圧送管路４ａを介して接続されてい
る。

【００１６】従って、気圧圧送ポンプ４を駆動すること
により、タンク１内の気圧が高まってタンク１内に収納
された薬液２が流通管路３内に押し出される。この場
合、１回のポンプ駆動時間が定められ、従って１回の駆
動で一定量の液体が供給される。ウエハ上に形成する膜
厚に応じてポンプ駆動回数を増減し必要量の液体をウエ
ハ上に滴下する。即ち、ウエハに必要な薬液２の滴下供
給量は、断続的に駆動される気圧圧送ポンプ４の圧力圧
送回数のコントロールによって行われる。

【００１７】前記流通管路３には、図２に示すように近
接して上下に設けた２つの液体検出センサ５ａ，５ｂが
配設されている。各液体検出センサ５ａ，５ｂは、それ
ぞれ薬液（液体）２が有る時と無い時の屈折率の差を見
るセンサから構成されており、図２〜図４に示すように
流通管路３にバンド６の結束により設けられた隔離材７
の外側に配置されてビスネジ８により取付ブロック９に
それぞれ固定され、また取付ブロック９がネジ１０によ
りプレート１１に固定され、各液体検出センサ５ａ，５
ｂが設置されている。

【００１８】従って、通常の状態においては、薬液２が
両液体検出センサ５ａ，５ｂが取り付けられた流通管路
３内を流れるため、両液体検出センサ５ａ，５ｂが薬液
２を検出してＯＮとなる。また、いずれかの液体検出セ
ンサ５ａ又は５ｂがＯＦＦの場合には、一方の液体検出
センサで薬液２を検出してＯＮとなり、近接する他の液
体検出センサがＯＦＦとなって気泡が混入していると判
断される。即ち、近接して２つの液体検出センサ５ａ，
５ｂを配設した場合において、いずれかの液体検出セン
サが薬液２を検出してＯＮとなり、他の液体検出センサ
がＯＦＦとなる時は、ＯＦＦ側に気泡がある場合で、液
体２が無い場合は両方の液体検出センサ５ａ，５ｂがＯ
ＦＦとなる。

【００１９】前記両液体検出センサ５ａ，５ｂが取り付
けられた流通管路３の下流側には、流通管路３から分岐
した気泡排出管路１２と、その分岐部に設けられた切換
弁１３と、気泡排出管路１２のポート（出口）１２ａに
設けられたドレンタンク１４からなる気泡排出系１５が
備えられている。従って、液体検出センサ５ａ，５ｂで
気泡を検出した時には、切換弁１３を切り換えることに
より、流通管路３内にある気泡を気泡排出管路１２を通
してドレンタンク１４に排出することができる。

【００２０】その気泡の排出方法は、例えば一方のＯＦ
Ｆになった液体検出センサ５ａ（又は５ｂ）の位置から
切換弁１３の通過時間を予測し、排出タイマで切換弁１
３を切り換えることにより行う。気泡排除後は、切換弁
１３を元に戻す。流通管路３の切換弁１３が設けられた
下流側には、流通管路３内の気泡が排除されたか否かを
確認するための１つの気泡確認センサ（液体検出セン
サ）１６が設けられている。そのため、気泡排出管路１
２を通して気泡が完全に排除されなかった時には、気泡
確認センサ１６がＯＦＦ状態になることにより気泡が確
認される。

【００２１】このようにすることで、流通管路３の先端
ノズル１７からウエハＷ上等に気泡のない薬液２を所定
量確実に供給することができる。薬液（ＳＯＧ）２をウ
エハＷに滴下供給する時には、まず、気圧圧送ポンプ４
を駆動して窒素ガスを圧送してタンク１内に収容された
薬液（ＳＯＧ）２を流通管路３に導く。

【００２２】次に、流通管路３に配設されたそれぞれ光
の屈折率の差で見る２つの液体検出センサ５ａ，５ｂで
薬液２の有無および気泡を検出する。この検出におい
て、薬液２が存在すれば、光の屈折率が大きく２つの液
体検出センサ５ａ，５ｂはＯＮとなる。２つの液体検出
センサ５ａ，５ｂのいずれかがＯＦＦ状態の場合は、気
泡が存在すると判断する。２つの液体検出センサ５ａ，
５ｂのいずれもＯＦＦ状態の場合には、薬液２が無いと
判断する。従って、両方の液体検出センサ５ａ，５ｂが
ＯＮにより薬液２の存在が検知でき、一方の液体検出セ
ンサ５ａ又は５ｂのＯＦＦにより気泡の存在が検知さ
れ、両方の液体検出センサ５ａ，５ｂのＯＦＦにより薬
液２が無いことが検知される。

【００２３】前記検知において、気泡が存在する時に
は、切換弁１３を切り換えて流通管路３内に存在する気
泡を気泡排出管路１２に導き、ドレンタンク１４に排出
する。これによって、ウエハＷ側へ供給される薬液２内
の気泡の混入が防止される。

【００２４】流通管路３内の気泡を排除した後、切換弁
１３を元に戻し、再び気圧圧送ポンプ４を駆動して薬液
２を流す。この際に、切換弁１３の下流側に設けた気泡
確認センサ１６で気泡の有無を確認し、気泡が存在しな
い時には、ウエハＷへの供給を行う。もし、気泡の存在
が認められた時には、一旦ウエハＷを外すあるいは気泡
を含む液体を別の部分に導く等の適切な処理を施した
後、再度供給を行う。

【００２５】このようにすることにより、気泡の無い薬
液２をウエハＷ上に一定量確実に滴下供給することがで
きる。従って、ウエハＷ上に気泡のない所定厚さの薬液
（ＳＯＧ）膜が形成される。また、上記液体検出センサ
５ａ，５ｂで薬液２の有無を確認することによって、供
給する薬液２がタンク１内に完全に無くなるまで、無駄
なく供給できる。

【００２６】上記実施例においては、部品点数が少ない
２つの液体検出センサ５ａ，５ｂが設けられているが、
液体および気泡の有無の検出手段を３以上の複数の液体
検出センサで構成することができる。この場合には、全
ての液体検出センサがＯＮとなった時に、液体（薬液）
が有ると判断され、ＯＦＦとなる液体検出センサが含ま
れる時には、気泡が有ると判断され、全ての液体検出セ
ンサがＯＦＦの時にはタンク１内に液体が無いと判断さ
れる。

【００２７】こうすることで、流通管路３に存在する薬
液２および気泡の有無がより確実に検出でき、ウエハＷ
上に気泡の無い良好な薬液２が供給される。また、気圧
圧送ポンプ４によりタンク１に供給する気圧等をコント
ロールすることにより、薬液２を所定量供給できる。従
って、ウエハＷ上に良好な所定厚さの薬液膜が形成され
る。この複数の液体検出センサで行う実施例は、特に流
通管路３が長い場合等に有効である。

【００２８】また、上記実施例は、供給する液体がＳＯ
Ｇ等からなる薬液を用いた例であるが、本発明はＳＯＧ
等の薬液に限らず、レジスト（感光性材料）又はその
他、半導体製造以外に用いる他の液体を所定の場所に供
給する場合にも適用される。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、流
通管路に複数の液体検出センサを配設したため、流通管
路内の液体および気泡の有無が確実に検出できる。従っ
て、気泡の通過と液体タンクの空状態が確実に区別さ
れ、気泡によるタンク空状態の誤検出が防止されるた
め、タンク内の液体が無駄なく全て使用される。また、
供給する液体内の気泡の混入が防止できる。特に気圧圧
送ポンプの断続駆動により供給量をコントロールする方
式において、気泡の無い液体を一定量正確に供給するこ
とができる。

【００３０】さらには流通管路に、切換弁で切り換えら
れる気泡排出管路を備えることにより、流通管路内に気
泡が存在する時には、切換弁により気泡排出管路側に切
り換えることによって気泡を排除できる。従って、流通
管路内の気泡を確実に排除可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る液体供給装置の一実施例の概要
図。

【図２】 図１の装置の要部正面図。

【図３】 図２の装置の平面図。

【図４】 図２の装置の側面図。

【符号の説明】

１：タンク、２：薬液（液体）、３：流通管路、５ａ，
５ｂ：液体検出センサ、１２：気泡排出管路、１２ａ：
ポート、１３：切換弁、１４：ドレンタンク、１５：気
泡排出系、１６：気泡確認センサ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体を収容したタンクと、 該タンク内の液体を流す流通管路とを有する液体供給装
   置において、 前記流通管路に、複数の液体検出センサを配設したこと
   を特徴とする液体供給装置。
2. 【請求項２】 前記流通管路の複数の液体検出センサを
   配設した下流側に、該流通管路から分岐した気泡排出管
   路と、該分岐部に設けた切換弁と、気泡排出管路の出口
   に設けられたドレンタンクとからなる気泡排出系を備え
   たことを特徴とする請求項１に記載の液体供給装置。
3. 【請求項３】 前記流通管路の切換弁を設けた下流側
   に、気泡確認センサを配設したことを特徴とする請求項
   １に記載の液体供給装置。
4. 【請求項４】 前記流通管路に、近接して２つの液体検
   出センサを配設したことを特徴とする請求項１に記載の
   液体供給装置。