JPH0614831Y2 - 滴下装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、半導体製造用レジスト液，レジストシンナ
ー，レジスト現像液，エッチング液及びリンス液等の液
体を滴下する装置に係り、特に前記液体を清浄に濾過す
るための移送と、濾過された液体の滴下とを同時に進行
させることが可能な滴下装置に関する。

［従来の技術］ 第３図は実開昭６１−１８８３５３号公報に開示された
従来の滴下装置の一例を示す。即ち、レジスト液等の液
体１を収容する容器２と、この容器２内の液体１を吸引
してフィルタ（濾過手段）４を経て容器２内に戻す系路
８に循環させる自給型ポンプ３と、液体１を精密濾過す
る前記フィルタ４と、濾過された液体１を滴下させるた
めのノズル７と、液体１をノズル７より滴下させるため
の二方弁５と、ノズル７から所望する量の液体１を滴下
した後、更にノズル７から不要の液体１をぼた落ちさせ
ないために、液体１を吸い戻す液体過滴下防止弁（以下
「ドローバックバルブ」という。）６とを具備してお
り、これらによって滴下装置２０を構成している。

次に、この滴下装置を用いて濾過したレジスト液を滴下
する方法を述べる。

先ず、濾過作業を行うには、二方弁５を閉じておき、自
給型ポンプ３を連続的に動作させ、容器２内に収容され
たレジスト液１を自給型ポンプ３により吸引し、フィル
タ４に送る。そして、フィルタ４により濾過されたレジ
スト液１を容器２に戻す。この循環を繰り返すことによ
って、レジスト液１を高精度に濾過する。

次に、滴下作業を行うには、自給型ポンプ３を作動し、
二方弁５を開いてノズル７からレジスト液１を滴下す
る。そして、滴下後直ちに二方弁５を閉じると共にドロ
ーバックバルブ６を作動させ、ノズル７から不要のレジ
スト液１を吸い戻すことによって、所望する量のレジス
ト液１を滴下する。

このようにして、滴下時以外の時は、レジスト液１の全
ては系路８を常時循環して濾過が行われており、一方レ
ジスト液１を滴下する時は、循環しているレジスト液１
の一部が二方弁５を通ってノズル７より滴下される。

［考案が解決しようとする課題］ ところで、従来の装置では、容器２内の液体１の清浄度
を高めるための循環系路が一系路であるために、液体１
をフィルタ４を経て循環させるための手段として、連続
的な移送に優れた加圧用不活性ガスが使えない。すなわ
ち、加圧用不活性ガスを用いて容器２内を加圧しても、
液体１に没している系路８の入口と出口とが同圧になっ
てしまうからである。このため、循環手段としては前記
した自給型ポンプ（例えば、ダイアフラム式ポンプ）に
限定されてしまうという問題がある。

また、循環手段を自給型ポンプにすると、その構造上液
体の移送が断続的に行われるため、フィルタ内の波動の
発生と強制的な液体の通過によって、液体の粘度変化物
や固形物がフィルタ４を通過したり、フィルタ４から脱
離したりするという問題があった。

本考案の目的は、容器内の液体を清浄にするための系路
を二系路とし、自給型ポンプを用いずに液体の往復移送
を行うことによって、上記した従来技術の問題点を解消
し、より清浄な液体を滴下することが可能な滴下装置を
提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本考案の滴下装置は、濾過すべき液体を収容する第１及
び第２の容器と、これら第１容器と第２容器との間を液
体が往復移送する往路及び復路と、液体を往復移送させ
るために液体をガス圧により圧送するための手段と、往
路と復路との間に設けられ、往路と復路とを共通する往
復路と、この往復路中又はこの往復路より上流側で、か
つ後記する第１の弁より下流側の往路及び復路中に設け
られ、往復移送される液体を濾過する手段と、この濾過
手段によって濾過された液体を滴下する手段とを具備し
ている。

そして更に、濾過手段の上流側の往路中及び復路中に設
けられ、第１容器又は第２容器から移送される液体を濾
過手段に選択的に送るべく制御する第１の弁と、濾過手
段の下流側の往路中及び復路中に設けられ濾過手段によ
って濾過された液体を第１容器と第２容器とに選択的に
送るべく制御する第２の弁と、第１容器及び第２容器に
収容される液体の液量をそれぞれ検出する手段と、液量
検出手段からの検出信号を受けて、滴下手段の滴下によ
り減少する液体の往復移送の切替えを行うように圧送手
段及び第１弁，第２弁を制御する制御装置とを設けてな
るものである。

なお、本考案の望ましい態様としては、装置を構成する
各部の少なくとも接液部が、液体の移送中に、この接液
部からの異物の混入を防止する耐薬品性の樹脂又は、硼
硅酸ガラスで製作されていることである。

［作用］ 液体を収容した第１容器にガス圧を連続して加えると、
第１容器内の液体は圧力変動や波動を伴うことなく往路
へ圧送される。すると、液体は第１弁を通って濾過手段
に導かれ、ここで安定に濾過された後、第２弁を経て第
２容器に移送される。この移送は、第１容器の流量検出
手段が液体を少量しか検出しなくなるか、又は第２容器
の液量検出手段が往復移送に必要な量の液体を検出する
まで、制御装置の制御下で続けられる。

上記した往路による移送が終わると、制御装置により制
御によりガス圧の供給が第１容器から第２容器へ切り替
えられ、第２容器の液体は復路へ圧送される。すると、
液体は第１弁を通って濾過手段に導かれ、ここで濾過さ
れた後、第２弁を経て第１容器に戻り移送される。この
戻り移送は第２容器の液量検出手段が液体を少量しか検
出しなくなるか、又は第１容器の液量検出手段が往復移
送に必要な量の液体を検出するまで制御装置の制御下で
続けられる。

このようにして、第１容器と第２容器との間を繰返し往
復移送されているうちに液体は精密濾過される。

ところで、この往復移送中であっても、濾過された液体
は滴下手段から、適宜滴下される。従って、この滴下に
より往復移送される液体が漸次減少していくことにな
る。液体量が少量になっても、なお移送を継続すると往
復路中に空気が入ってしまうことになる。しかし、その
前に液量検出手段がこれを未然に検出して往復移送を停
止し、そのような不具合が生じないようにしている。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を第１図〜第２図を用いて説明す
る。

第１図は本考案に係る滴下装置の一実施例を示す構成図
である。

本実施例の滴下装置は、先ず、濾過すべきレジスト液１
を収容する第１容器２及び第２容器１１を、第１容器２
と第２容器１１との間をレジスト液１が往復移送する往
路１６，１７及び復路１５，１８と、往路１６，１７と
復路１５，１８の間に設けられ、往路と復路とを共通す
る往復路５０と、レジスト液１を圧送により往復移送さ
せるために圧送手段としての加圧用不活性ガス（例え
ば、Ｎ_２ガス）を第１容器２と第２容器１１とにそれぞ
れ吹き込むための配管４１，４２と、往復路５０に設け
られ、往復移送されるレジスト液１を濾過するフィルタ
４と、このフィルタ４によって濾過されたレジスト液１
を滴下するノズル７と、ノズル７から所望する量以上の
レジスト液１が滴下すること防止するドローバックバル
ブ６（例えば、メイス テフロン フローコントロール
コンポーネンツ社製の９９０−０１）と、フィルタ４
とドローバックバルブ６との間に設けられフィルタ４か
ら排出されたレジスト液１をノズル７に送るべく制御す
る二方弁５（例えば、メイス テフロン フロー コン
ポーネンツ社製の８５６）とを具備している。

なお、上記した２つの容器は加圧容器として構成され
る。また上記往路，復路の関係は、第１容器２を出発容
器としたことにより付けた名称であり、第２容器１１を
出発容器とした場合には往路と復路との関係が逆転する
ことから、特に、その名称は固定した意味を持つもので
はない。

また、第１容器２と第２容器１１から移送されるレジス
ト液１をフィルタ４に選択的に送るべく制御する第１弁
が、前記フィルタ４の上流側の往路１６及び復路１８中
に設けられる。この第１弁は、図示例では往路１６に設
けられた逆止弁２３と、復路１８に設けられた逆止弁２
４とから構成される。一方の逆止弁２３は、第１容器２
から第２容器１１への行きの移送を許容するが、その逆
移送を阻止し、他方の逆止弁２４は、第２容器１１から
第１容器２への帰りの移送を許容するが、その逆移送を
阻止するようになっている。

また、フィルタ４によって濾過されたレジスト液１を第
１容器２と第２容器１１とに選択的に送るべく制御する
第２弁が、フィルタ４の下流側の往路１７及び復路１５
中に設けられる。この第２弁は、図示例では復路１５中
に設けられた二方弁２１と、往路１７中に設けられた二
方弁２２とから構成される。これら二方弁２１，２２は
前記した二方弁５と同じ構造のものが採用されている。

更に、第１容器２及び第２容器１１に、これら容器に収
容されるレジスト液１の液量の有無をそれぞれ検出する
手段が設けられる。この液量検出手段は、図示例では各
容器２，１１内のレジスト液１の液面を上，中，下の３
段階の高さに分けてそれぞれ検出する上限センサ３１，
５１、中間センサ３２，５２、下限センサ３３，５３
（例えば、立石電機製 静電容量形近接スイッチＥ２Ｋ
−Ｃ）から構成される。

そして、前記液量検出手段からの検出信号を受けて、ノ
ズル７からの滴下により漸次減少するレジスト液１の往
復移送の繰返しを過不足なく自動的に行うように前記圧
送手段及び第１弁，第２弁を制御する制御装置６０が設
けられる。

ここで制御装置６０による圧送手段の制御としては、例
えば配管４１，４２に図示しない三方弁をそれぞれ設
け、これらを制御することで第１容器２又は第２容器１
１の何れか一方の容器に供給していた不活性ガスを他方
の容器に切り替えると共に、大気開放を他方の容器から
一方の容器に切り替える。

ところで、上述したように第１容器２又は第２容器１１
の何れか一方ではなく、両方に液面検出センサを取り付
けるのは次の理由による。即ち、本例では、往復移送と
滴下とを同時に進行させているため、あるいは進行させ
ることができるため、第１容器２及び第２容器１１内の
レジスト液１の液量がレジスト液１の滴下によって減少
するので、容器の加圧切替を行うセンサが両容器に必要
になるからである。例えば、一方のみのセンサ付き容器
の場合でも、液量が変化しなければ、上限センサと下限
センサとによって容器の切替を行うことができる。しか
し本例のように、液量が減少する時は、上限センサの位
置まで液量があるとは限らないので、他方の容器にも上
限，下限センサを取り付けて、往復移送を制御する必要
がある。また往路及び／又は復路内に空気が混入し、レ
ジスト液１が固化するのを防ぐために、両容器の下限セ
ンサが同時にレジスト液１の存在する高さを検出しなく
なった時、往復移送を止めるためでもある。

また、容器内におけるセンサの機能及びこれらの位置，
相対的位置関係は次のように決められる。

先ず、上限センサ３１及び５１は、第１容器２及び第２
容器１１からレジスト液１がこぼれるのを防ぐために、
容器の圧力切替を行うためのセンサである。これらセン
サは、往復移送させておきたい量（滴下に使用する量＋
α）のレジスト液１と、容器内にレジスト液１が入って
いない状態から下限センサ３３，５３の位置までの容器
容量分とを合計した量のレジスト液１を、一方の容器の
みに収容した時の容器内液面の位置に、液面を検出する
状態で取り付ける。

次に、下限センサ３３及び５３は、往復路内に空気が混
入するのを防止するために、容器の切替を行うためのセ
ンサであり、各容器内に挿入された往復路１５，１６，
１７，１８の下端よりも若干上方に位置させる。

そして、中間センサ３２，５２は、往復移送を開始する
容器の選択に用いるセンサである。これらセンサは下限
センサ３３，５３よりも上方で、かつ上限センサ３１，
５１の位置から下限センサ３３，５３の位置までの容器
内容量の半分の容量の容器内液面よりも下方に位置させ
る。

なお、往復移送の開始時に第１容器２及び第２容器１１
の中間センサ３２及び５２が同時に液体の検出を行わな
い時は、滴下に使用する量に満たないため、レジスト液
１を第１容器２又は第２容器１１に補充する必要があ
る。

さて次に、本例によってレジスト液１を滴下する手順を
述べる。

先ず、濾過開始時のガス圧を加える容器の選定は、中間
センサ３２，５２の検出信号を受けた制御装置６０によ
って行われる。例えば、第１容器２の中間センサ３２
が、レジスト液１を検出している場合は、第２容器１１
の中間センサ５２の有無検出に関係無く、制御装置６０
は復路１５中の二方弁２１及びノズル７に通じる二方弁
５を閉じておき、第１容器２を配管４１から注入した不
活性ガスで加圧し、第１容器２内のレジスト液１を逆止
弁２３に向けて送る。この時、第２容器１１は制御装置
６０の制御により配管４２を通して大気に開放されてい
る。また、第２容器１１に至る往路１７中の二方弁２２
は第１容器２の加圧と同期して開かれる。逆止弁２３に
向けて送られたレジスト液１はフィルタ４を通過して、
二方弁２２から第２容器１１に移送される。この移送
は、第１容器２の下限センサ３３が液体を検出しなくな
るまで、または、第２容器１１の上限センサ５１が液体
検出するまでは続けられる。下限センサ３３又は、上限
センサ５１からの検出信号を制御装置６０が受け取る
と、これより第１容器２から第２容器１１への切替え
を、即ち加圧用不活性ガスの供給の切替えを瞬時に行
う。切替えを瞬時に行うのは、レジスト液１の滴下時に
切替えが生じても、適量のレジスト液１を滴下するため
である。

一方、第２容器１１内の中間センサ５２が液体検出して
いる状態で、なおかつ第１容器２の中間センサ３２が液
体検出していない状態の場合は、制御装置６０の制御に
より往路１７に設けた二方弁２２及び二方弁５を閉じて
おき、第２容器１１を配管４２から注入した不活性ガス
によって加圧し、第２容器１１内のレジスト液１を復路
１８の逆止弁２４に向けて送る。この時、第１容器２は
配管４１を介して大気に開放されている。また、復路１
５に設けられた第１容器２に至る二方弁２１は第２容器
１１の加圧に同期して開かれる。逆止弁２４に向けて送
られたレジスト液１はフィルタ４を通って二方弁２１か
ら第２容器２に戻り移送される。この戻り移送は、第２
容器１１の下限センサ５３が液体を検出しなくなるま
で、または、第１容器２の上限センサ３１が液体検出す
るまで続けられる。下限センサ５３又は、上限センサ３
１からの検出信号を制御装置６０が受け取ると、これよ
り第２容器１１から第１容器２への加圧用不活性ガス供
給の切替えを瞬時に行う。

このようにして、制御装置６０の制御下のもとで、第１
容器２と第２容器１１との間で往復移送が交互に自動的
に繰り返される。

なお、往復移送状態において、上限センサ３１と５２と
が同時に液体検出した場合と、下限センサ３３と５３と
が同時に液体を検出しない場合は、加圧を停止し、警報
する。

次に、レジスト液１を滴下するための手順を述べる。前
述したように、第１容器２と第２容器１１との間でレジ
スト液１の往復移送を繰返しておき、その状態でノズル
７に通じる二方弁５を開く。そうすると、第１容器２ま
たは第２容器１１の内のどちらが加圧状態にあっても、
いつでもフィルタ４から排出されたレジスト液１が二方
弁５を通ってノズル７より滴下される。このようにし
て、往復移送が絶えず繰り返されることにより、精密濾
過されるレジスト液１をノズル７から滴下させるので、
滴下されるレジスト液１が極めて清浄となる。そして、
この滴下後、二方弁５を閉じると共に、ドローバックバ
ルブ６を作動させて、ノズル７からレジスト液１がぼた
落ちするのを防止する。

以上述べたように、本実施例によればレジスト液が往復
移送される二系路構成であるから、不活性ガスによる加
圧圧送方式を採ることができるため、圧力変化及び波動
を最小にすることができる。したがって、一系路の場合
に採らざるを得ない自給式ポンプを使った場合に生じる
急激な圧力変化、波動に起因するフィルタからの粘度変
化物、固形物の発生を有効に防止することができる。そ
の結果、レジスト液の異物を確実に濾過することがで
き、レジスト液の清浄度を常に高く保つことができる。

また、本実施例では特に、往復移送と滴下とが同時進行
して、往復移送中の滴下によるレジスト液の減少を伴う
二系路構成を採用しているため、第１容器と第２容器と
の双方に液面を検出するセンサを取り付け、容器内の液
量を絶えず監視するようにしたので、容器からレジスト
液がこぼれるのは勿論のこと、液量不足が生じて往復路
内に空気が混入するのを未然に防止することができ、従
って、往復移送の切替えを適切に行うことができる。

なお、上記実施例では、往復路の上流側に逆止弁を設け
るようにしたが、逆止弁の代わりに二方弁を設けるよう
にしても何ら差し支えない。この場合、制御装置６０に
よって第１容器２の加圧と同時に一方の逆止弁２３の位
置に設けた二方弁を開き、第２容器１１の加圧と同時に
他方の逆止弁２４の位置に設けた二方弁を開ければよ
い。

また、濾過手段であるフィルタ４は、往復路５０に設け
られたが、第１図破線で示すように、往復路５０より上
流側で、第１弁２３，２４より下流側の往路１６及び復
路１８にそれぞれ設けてもよい。

また、第２図に示すように、逆止弁２３，２４の代わり
に三方弁７０を設けてもよい。この場合も、加圧する容
器によって三方弁７０の開閉方向を制御装置６０によっ
て制御する必要がある。

更に、液量検出センサとして液面センサを用いるように
したが、液体重量測定センサであってもよい。

［考案の効果］ 本考案によれば、容器を２個設け、容器内の液体を清浄
にするための系路を二系路とし、自給型ポンプを用い
ず、ガス圧圧送により液体の往復移送を行うようにした
ので、液体内の異物は圧力変動や波動を伴うことなく濾
過手段によって有効に捕捉され、より清浄な液体を滴下
することができ、このことは、特に半導体製造工程にお
いて歩留りを上げることができる。また、特に液体の液
量を検出する手段を両方の容器にもうけたので、液量が
滴下によって減少しても、往復移送のための圧送及び弁
の切替えを円滑且つ自動的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す概略構成図、第２図は
本考案の他の実施例を示す概略構成図、第３図は従来の
装置例を示す概略構成図である。 図中、１は液体の例示であるレジスト液、２は第１容
器、４は濾過手段としてのフィルタ、７は滴下手段とし
てのノズル、１１は第２容器、１６，１７は往路、１
５，１８は復路、２１，２２は第２弁としての二方弁、
２３，２４及び７０はそれぞれ第１弁としての逆止弁及
び三方弁、３１，３２，３３，５１，５２，５３は液量
検出手段としての液面センサ、５０は往復路、４１，４
２は圧送手段としての不活性ガスを注入するための配
管、６０は制御装置である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】濾過すべき液体を収容する第１及び第２の
   容器と、これら第１容器と第２容器との間を前記液体が
   往復移送する往路及び復路と、前記液体を往復移送させ
   るために前記液体をガス圧により圧送するための手段
   と、前記往路と前記復路との間に設けられ、往路と復路
   とを共通する往復路と、この往復路中又はこの往復路よ
   り上流側でかつ後記する第１の弁より下流側の往路及び
   復路中に設けられ、往復移送される液体を濾過する手段
   と、この濾過手段によって濾過された液体を滴下する手
   段と、前記濾過手段の上流側の往路中及び復路中に設け
   られ第１容器又は第２容器から移送される前記液体を前
   記濾過手段に選択的に送るべく制御する第１の弁と、前
   記濾過手段の下流側の往路中及び復路中に設けられ濾過
   手段によって濾過された液体を第１容器と第２容器とに
   選択的に送るべく制御する第２の弁と、前記第１容器及
   び第２容器に収容される液体の液量をそれぞれ検出する
   手段と、前記液量検出手段からの検出信号を受けて、前
   記滴下手段の滴下により減少する液体の往復移送の切替
   えを行うべく前記圧送手段及び第１弁，第２弁を制御す
   る制御装置とを備えたことを特徴とする滴下装置。