JP2782679B2 - レジスト処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、レジスト処理装置に関する。

（従来の技術） 一般に、吐出液量に精度が要求される工程、例えば半
導体製造における半導体ウエハのレジスト塗布工程にお
いては、ベローズポンプと称される液吐出用ポンプが使
用されている。

このベローズポンプを使用した装置例として、実開昭
58-180630、特開昭59-100524、特開昭59-100525、特公
昭61-50658号公報等にて開示されたものがある。

そして、上記ベローズポンプは一般に次のような動作
にて使用されている。

第２図に示すように、ベローズポンプ（１）の軸
（２）に連結したエアーシリンダ（３）に、エアー供給
源（４）から供給される圧縮空気をソレノイドバルブ
（５）内を流通させスピードコントローラ（６）を介し
て流入させる。この時エアーシリンダー（３）、ベロー
ズポンプ（１）を引張る方向すなわちベローズポンプ
（１）のベローズ内容積を増加させる方向に動作し、そ
の結果逆止弁（７）を通して容器（８）内のレジスト液
（９）をベローズポンプ（１）内に吸引する。そして、
センサー（10）が軸（２）を検出して動作する位置に停
止する。

次に、ソレノイドバルブ（５）を動作させて圧縮空気
の流通を切換え、スピードコントローラ（11）を介して
エアーシリンダー（３）を上記と逆に動作させる。この
時、エアーシリンダー（３）は、ベローズポンプ（１）
を押す方向すなわちベローズポンプ（１）のベローズ内
容積を減少させる方向に動作し、その結果逆止弁（12）
を通してレジスト液（13）を吐出する。そして、例えば
センサー（10）がオフになった時点から制御装置（13）
により所定の吐出量になるまでの時間を計り、所定の時
間になればソレノイド（５）を当初の状態に戻し、再び
ベローズポンプ（１）でレジスト液（９）を吸引する。
以後、上記動作をくり返す。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述の従来装置では、吐出量を時間で
制御する構成のため、エアー供給源のエアー供給圧力が
変動したり、ソレノイドバルブの動作の変化、スピード
コントローラ、エアーシリンダー動作の変化などがある
と、上記時間と吐出量との関係が変動する可能性が大で
あり、吐出量に再現性があるとは言い難い。

本発明は，上述の従来事情に対処してなされたもの
で，吐出量が正確で安定しているレジスト処理装置を提
供しようとするものである。

（課題を解決するための手段） 請求項１は，ベローズを変位させてベローズ内容積を
増減することによりレジスト液を吸引吐出するベローズ
ポンプを備えたレジスト処理装置において，上記ベロー
ズ内容積の変位量を連続的に検出する検出手段と，該検
出手段による検出に基づいてベローズポンプの吐出量を
連続的に制御可能な制御手段と，ベローズポンプによる
レジスト液の吸引速度を調整するスピードコントロー
ラ，および／またはベローズポンプによるレジスト液の
吐出速度を調整するスピードコントローラを備え，上記
制御手段は，上記ベローズ内容積の変位量が所定値に達
した場合に，ベローズポンプを吐出状態から吸引状態に
切り替えるように構成されていることを特徴とする。

ここで，「変位量を連続的に検出する」とは，後述す
る実施例において行われるように，例えばスリット板と
光センサーなどを用いることによって，ベローズポンプ
の作動の上限と下限の間においてベローズ内容積の変位
量を連続的に検出することを意味している。

そして，上記検出手段は，請求項２に記載したよう
に，上記ベローズ内容積の変位量を連続的に検出する第
一のセンサと，上記ベローズ内容積の変位量の原点を設
定する第二のセンサを備えた構成とすることができる。

（作用） 本発明レジスト処理装置では，ベローズポンプのベロ
ーズ内容積の変位量を駆動軸の移動量に基づいて連続的
に検出することができ，ベローズ内容積の変位量が所定
値に達した場合に，ベローズポンプを吐出状態から吸引
状態に切り替えることにより，レジスト液の吐出量を正
確に細かく制御できる。

また，本発明レジスト処理装置では，スピードコント
ローラによってベローズポンプによるレジスト液の吸引
吐出速度を調整することも可能であり，例えば駆動用エ
アー供給源などの外部条件に変動があったような場合で
も，その変動が吸引量や吐出量に影響をおよぶすことを
回避でき，吸引吐出量を正確に維持できる。

（実施例） 以下，本発明レジスト処理装置の一実施例を図面を参
照して説明する。

先ず、構成を説明する。

ベローズ（100）を有したベローズポンプ（101）の吸
引口（102）は逆止弁（103）に配管接続されており、こ
の逆止弁（103）を介して容器（104）に収容されている
レジスト液（105）を吸引可能に構成されている。一
方、ベローズポンプ（101）の吐出口（106）は逆止弁
（107）に配管接続されており、さらにノズル（108）が
上記逆止弁（107）に配管接続されている。そして、逆
止弁（107）を介してノズル（108）先端からレジスト液
（109）を吐出可能に構成されている。

次に、ベローズポンプ（101）の駆動用の軸（110）に
は、例えば直進動作型のエアーシリンダー（111）が取
着されており、このエアーシリンダー（111）を動作さ
せることにより、上記ベローズポンプ（101）が吸引吐
出動作を行う。

また、エアーシリンダー（111）のエアー供給口Ａ（1
12）はベローズポンプ（111）の吸引速度を調整するた
めのスピードコントローラ（113）に、エアー供給口Ｂ
（114）はベローズポンプ（101）の吐出速度を調整する
ためのスピードコントローラ（115）にそれぞれ接続さ
れている。なおこのスピードコントローラＡ（113）、
Ｂ（115）はソレノイドバルブ（116）に配管接続されて
おり、エアー供給源（117）から供給される圧縮空気の
流通を上記ソレノイドバルブ（116）によって切換える
ことにより、例えば常時はベローズポンプ（101）が吸
引状態にありソレノイドバルブ（116）が動作時には吐
出状態になるように構成されている。

また、吐出量制御手段としてベローズポンプ（101）
の軸（110）の一端部には、光を透過する複数の穴例え
ばスリット（118）が所定間隔、形状に設けられた帯板
状のスリット板（119）が取着されている。そして、こ
のスリット板（119）の中間付近には、上記スリット（1
18）を検出するセンサー例えば透過型の光センサーＡ
（120）が配置され、またベローズポンプ（101）が吸引
状態のときのスリット板（119）先端位置付近にもこの
スリット板（119）の有無を検出する透過型の光センサ
ーＢ（121）が配置されている。

そして、例えば上記光センサーＢ（121）がスリット
板（119）を検出した位置を原点とし、スリット板（11
9）が吐出状態となって移動する際に通過するスリット
（118）を透過型の光センサーＡ（120）で検出し、計数
制御部（122）によって上記通過したスリット（118）数
を計数する。

このスリット（118）数と軸（110）の移動距離は比例
するので、このスリット（118）数とベローズ（100）の
内容積の変位量は比例関係にある。

上記スリット（118）の計数値が所定の数値に達する
とソレノイドバルブ（116）の動作を復帰して、ベロー
ズポンプ（101）を吐出状態から吸引状態に切換え可能
に構成されている。上記のように吐出量を制御する手段
が設けられている。

次に、動作について説明する。

先ず、ソレノイドバルブ（116）にエアー供給源（11
7）から圧縮空気を供給し、この圧縮空気をスピードコ
ントローラＡ（113）によって流量調整してエアーシリ
ンダー（111）のエアー供給口Ａ（112）に供給する。エ
アーシリンダー（111）は動作してベローズ（100）の内
容積が増加する方向、第１図において下方向に軸（11
0）を移動させる。

この時、ベローズ（100）の内容積は増加しようと
し、吐出口（106）側の逆止弁（107）は閉状態、吸引口
（102）側の逆止弁（103）は開状態になるので、吸引口
（102）側の逆止弁（103）を介して容器（104）に収容
されているレジスト液（105）をベローズポンプ（101）
内に吸引する。なお、この時点でベローズポンプ（10
1）内にはレジスト液（105）が満杯になっているものと
する。

軸（110）とスリット板（119）は、定められたストロ
ーク分だけエアーシリンダー（111）によって下方向に
移動して停止する。ここで、光センサーＢ（121）でス
リット板（119）を検出し、ここを原点すなわち吐出の
原点位置と共に、スリット（118）計数の０点とする。

次に、計数制御部（122）によりソレノイドバルブ（1
16）を動作させてエアーシリンダー（111）に供給する
圧縮空気の流れを切換え、スピードコントローラＢ（11
5）を介してエアー供給口Ｂ（114）に供給する。エアー
シリンダー（111）はベローズ（100）の内容積が減少す
る方向、第１図において上方向に軸（110）を移動する
ように動作する。

同時に、スリット板（119）も上方向に移動するので
光センサーＡ（120）で通過するスリット（118）を検出
し計数制御部（122）で計数する。

この時、ベローズ（100）の内容積は減少しようと
し、吸引口（102）側の逆止弁（103）は閉状態、吐出口
（106）側の逆止弁（107）は開状態になるので、吐出口
（106）側の逆止弁（107）を介してノズル（108）先端
からレジスト液（109）を吐出する。

計数制御部（122）で計数していたスリット（118）の
計数値が予め設定された値に達する、すなわちベローズ
ポンプ（101）によるレジスト液（109）の吐出量が設定
量に達すると、上記計数制御部（122）によりソレノイ
ドバルブ（116）の動作を復帰させて吐出を終え、上記
した動作により再び吸引状態になる。

したがって、スリット（118）数を計数することによ
り、つまりベローズ（100）内容積の変位量を検出する
ことによりレジスト液（109）の吐出量を制御すること
ができる。

例えば、ベローズポンプ（101）のベローズ（100）内
径を20mmφ、スリット板（119）のスリット（118）の間
隔を0.5mmとすると、スリット（118）の計数値が10でベ
ローズ（100）が5mm縮むので約1.57cc、計数値が20で約
3.14ccというようにスリット（118）の計数値に比例し
た量だけ吐出させることができる。しかも、ベローズ
（100）の内容量の変位を直接検出することにより吐出
量を制御することができるので、従来の時間制御による
場合のように、エアー供給圧力の変位、ソレノイドバル
ブ、エアーシリンダーの動作変化等の影響を受けること
はない。

なお、上記実施例ではスリット板として帯板状のスリ
ット板（119）を使用したものについて説明したが、他
の形状例えば分解能を上げるために円板状のものを使用
して直線運動を回転運動に変換する機構（図示せず）に
より上記円板状のスリット板（図示せず）を回転させて
スリットを検出するように構成してもよい。

さらに、センサーＡ（120）、Ｂ（121）として透過型
の光センサーを使用したが、反射型の光センサーを使用
してもよい。

上述のように本発明レジスト処理装置は、吐出量が正
確で安定しているので、上記説明のレジスト液を吐出す
る場合には半導体製造における半導体ウエハのレジスト
塗布工程のスピンコーターや、医薬品、食料品等の製造
に際し使用される高精度の液吐出装置として適用するこ
とができる。

（発明の効果） 本発明レジスト処理装置は吐出量が正確であり、駆動
用エアー供給源などの外部条件の変動の影響を受けず
に、安定したレジスト液の吐出ができる。更に、本発明
レジスト処理装置は、レジスト液の吐出量を任意に設定
することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明レジスト処理装置の一実施例を示す構成
図、第２図は従来例を示す図である。 100……ベローズ、101……ベローズポンプ、103,107…
…逆止弁、110……軸、111……エアーシリンダー、116
……ソレノイドバルブ、118……スリット、119……スリ
ット板、120……センサーＡ、121……センサーＢ、122
……計数制御部。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ベローズを変位させてベローズ内容積を増
   減することによりレジスト液を吸引吐出するベローズポ
   ンプを備えたレジスト処理装置において， 上記ベローズ内容積の変位量を連続的に検出する検出手
   段と， 該検出手段による検出に基づいてベローズポンプの吐出
   量を連続的に制御可能な制御手段と， ベローズポンプによるレジスト液の吸引速度を調整する
   スピードコントローラ，および／またはベローズポンプ
   によるレジスト液の吐出速度を調整するスピードコント
   ローラを備え， 上記制御手段は，上記ベローズ内容積の変位量が所定値
   に達した場合に，ベローズポンプを吐出状態から吸引状
   態に切り替えるように構成されていることを特徴とする
   レジスト処理装置。
2. 【請求項２】上記検出手段は，上記ベローズ内容積の変
   位量を連続的に検出する第一のセンサと，上記ベローズ
   内容積の変位量の原点を設定する第二のセンサを備えて
   いる請求項１に記載のレジスト処理装置。