JP2004019544A - 泡抜き機構付き薬液ポンプ - Google Patents

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Keiichi Shudo
首藤 桂一
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Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
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Abstract

【課題】従来の薬液ポンプ30では、タンク側配管32からシリンダー31内に吸い込まれた泡38がノズル側配管33に流れるため、ウェハー40上の薬液36に泡38が混ざり、フォトリソグラフィー不良が発生していた。
【解決手段】本発明の泡抜き機構付き薬液ポンプ10では、ピストン12の形を円筒の端面に円錐台をつないだ形にし、シリンダー11側面に泡抜き配管13を取り付けた。またタンク側配管15、ノズル側配管16はシリンダー11の底面に取り付けた。薬液19中の泡20は上昇してピストン12のテーパー部に溜まり、泡抜き配管13に入り、薬液タンクに戻る。泡はノズル側配管16に行かないから、泡20を含んだ薬液19がウェハーに滴下される可能性は無い。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は定量吐出の薬液ポンプ、その中でも特に泡抜き機構を備えた薬液ポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体のパターン形成にはフォトリソグラフィーが多用されている。フォトリソグラフィーの中で、ウェハーにフォトレジストを塗布するには通常スピンコートが使われる。スピンコートでは、まずウェハーの中央にノズルから適量のフォトレジストを滴下し、次にウェハーを高速で自転させてフォトレジストをウェハー表面全体に薄く一様に伸ばす。このさいフォトレジストを滴下するため、フォトレジストのタンクから薬液ポンプで一定量のフォトレジストがノズルに送られる。
【0003】
上述のフォトレジストは薬液ポンプの一例で、半導体産業、電子部品産業では薬液ポンプで一定量の薬液を送る設備がたくさん使われている。
【0004】
図6は従来の薬液ポンプ30の一部断面斜視図である。シリンダー31の上面に薬液タンク(図示せず)から来ているタンク側配管32とノズル(図示せず)へ行くノズル側配管33が取り付けられている。タンク側配管32には逆止弁34が、ノズル側配管33には逆止弁35がついているため、タンク側配管32では薬液タンク(図示せず)からシリンダー31へ入る方向、ノズル側配管33ではシリンダー31からノズル(図示せず)へ出る方向だけに薬液36が流れる。
【0005】
シリンダー31の中には上下動するピストン37がある。ピストン37が下がるとき、タンク側配管32を通って薬液タンク(図示せず)からシリンダー31内に薬液36が吸い込まれる。次にピストン37が上がるとき、ノズル側配管33を通ってシリンダー31内の薬液36がノズル(図示せず)の方に押し出される。このようにして一定量の薬液36がノズル(図示せず)に供給される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし従来の薬液ポンプには泡が薬液に混ざるという問題がある。以下図を用いてそれを説明する。図7は従来の薬液ポンプ30でピストン37が最上点にあるときの断面図である。この位置からピストン37を下げると、薬液36が図8のようにタンク側配管32からシリンダー31内に吸い込まれる。(図8はピストン37が最下点にあるときの断面図である。)しかし薬液36と一緒に泡38も入り込む。この泡38は薬液タンク(図示せず)に初めからあったもの、薬液36中に溶けていた空気が減圧されて出てきたもの、配管(図示せず)の継ぎ目から入ったものなど色々である。
【0007】
次にピストン37を上げると薬液36は図9のようにノズル側配管33を通って押し出される。しかしシリンダー31内にあった泡38も一緒にノズル側配管33に流れていく。
【0008】
図10のように、泡38を含んだ薬液36がノズル39からウェハー40に滴下されると、泡38がウェハー40表面に載る。このウェハー40を高速で自転させて薬液36を薄い膜(図示せず)にしても、泡38の名残が膜のむらになる。膜のむらはフォトリソグラフィー不良の原因になる。
【0009】
つまり従来の薬液ポンプ30では、泡38がノズル側配管33に流れるためウェハー40上の薬液36に泡38が混ざり、フォトリソグラフィー不良が発生していた。本発明の目的は、泡38がノズル側配管33に流れないような薬液ポンプを実現することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の泡抜き機構付き薬液ポンプでは、ピストンの形を円筒の端面に円錐台をつないだ形にし、シリンダー側面に泡抜き配管を取り付ける。そしてピストンを最も高い位置にしたとき、ピストンの円錐台の部分が泡抜き配管と同じ高さになるようにする。またピストンを低くして薬液を押し出していくときは、ピストンの円筒の部分が泡抜き配管をふさぐようにする。また泡はシリンダー内で上昇する傾向にあるから、タンク側配管、ノズル側配管はシリンダーの底面に取り付ける。
【0011】
薬液中の泡は上昇してピストンのテーパー部に溜まり、泡抜き配管に入り、薬液タンクに戻る。泡はノズル側配管に行かないから、泡を含んだ薬液がノズルに到達し、ウェハーに滴下され、フォトリソグラフィー不良を発生させる可能性は無くなる。
【0012】
請求項1記載の発明は、円筒形のシリンダー内を往復運動するピストンにより、薬液を吸い込み、また押し出す薬液ポンプにおいて、ピストンの形が円筒に円錐台または円錐をつないだ形であり、シリンダー側面に泡抜き配管が取り付けられ、泡抜き配管の入り口がピストンの上下動により開閉され、タンク側配管とノズル側配管がシリンダーの底部または底部に近い側面に取り付けられていることを特徴とする泡抜き機構付き薬液ポンプである。
【0013】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の泡抜き機構付き薬液ポンプにおいて、薬液がフォトレジストであることを特徴とする泡抜き機構付き薬液ポンプである。
【0014】
【発明の実施の形態】
図を用いて本発明の実施形態を説明する。図1は本発明の泡抜き機構付き薬液ポンプの一例10の一部断面斜視図である。シリンダー11の中に上下動するピストン12がある。ピストン12の形は通常のような円筒ではなく、上部が円筒で下部が円錐台(円錐でも良い)である。このピストン12の形が本発明の第一の特徴である。シリンダー11側面には泡抜き配管13が取り付けられている。この泡抜き配管13が本発明の第二の特徴である。泡抜き配管13の先は薬液タンク(図示せず)につながっている。泡抜き配管13の途中に逆止弁14があるため、泡抜き配管13内の薬液はシリンダー11から出て薬液タンク(図示せず)に行く方向だけに流れる。図1では泡抜き配管13は2本であるが、本数を限定する必要はない。シリンダー11の底面にタンク側配管15とノズル側配管16が取り付けられている。シリンダー11の底面(または底面に近い側面でも良い)にタンク側配管15とノズル側配管16を持ってきたのが本発明の第三の特徴である。タンク側配管15には逆止弁17、ノズル側配管16には逆止弁18がある。そのためタンク側配管15では薬液タンク(図示せず)からシリンダー11へ入る方向、ノズル側配管16ではシリンダー11からノズル(図示せず)へ出る方向だけに薬液が流れる。
【0015】
次に本発明の泡抜き機構付き薬液ポンプの一例10の動作を図2〜図5を用いて説明する。まず図2はピストン12が最下点にあるときの断面図である。このとき泡抜き配管13はピストン12の円筒部によりふさがれている。薬液19はピストン12の下方にある。
【0016】
次に図3のようにピストン12を引き上げると、薬液19がタンク側配管15からシリンダー11の中に入ってくる。しかし同時に泡20も入ってくる。この泡20は薬液タンク(図示せず)に初めからあったもの、薬液19中に溶けていた空気が減圧されて出てきたもの、配管(図示せず)の継ぎ目から入ったものなど色々である。ピストン12を引き上げるとき逆止弁18が働くのでノズル側配管16は閉じた状態になる。同じくピストン12を引き上げるとき逆止弁14の働きにより泡抜き配管13も閉じた状態になる。
【0017】
図3はピストン12が最上点にあるときの断面図である。このときピストン12の円錐台のテーパー部が泡抜き配管13の入り口と高さが合っている。泡20は薬液19の中を上昇し、ピストン12のテーパー部に沿って移動し、泡抜き配管13の中に入っていく。泡20は上昇する傾向にあるから、下方にあるノズル側配管16の方には行きにくい。
【0018】
次に図4のようにピストン12を押し下げる。当初ピストン12が泡抜き配管13をふさぐまでは、薬液19は泡抜き配管13とノズル側配管16の両方に押し出される(このときは逆止弁14、逆止弁18が開き、逆止弁17は閉じる)。泡20は泡抜き配管13を通る薬液19と一緒に薬液タンク(図示せず)へ戻る。ノズル側配管16の近傍には泡20が無いので、ノズル側配管16を通って出て行く薬液19に混入する泡20は無い。
【0019】
図4はそれよりもピストン12が下に来て、ピストン12が泡抜き配管13をふさいだ状態を示している。図4の状態では薬液19はノズル側配管16だけから押し出されている。泡20はピストン12のテーパー部に集中しているので、ノズル側配管16を通って出て行く薬液19に混入する泡20は無い。
【0020】
図5はピストン12が最下点に来たときの断面図である。泡20はピストン12のテーパー部に集中している。このあとピストン12を引き上げると泡20はピストン12について上昇し、ピストン12の位置が高くなって泡抜き配管13の入り口が開くと、泡20は泡抜き配管13の中に入り込んでいく。泡20の混ざった薬液19は泡抜き配管13を通って薬液タンク(図示せず)に戻る。いったん泡抜き配管13の中に入った泡20が再びシリンダー11の中に戻ることは無い。したがって次にピストン12が下がるとき、泡20がノズル側配管16の中に入る可能性は無い。
【0021】
以上説明したように、本発明の泡抜き機構付き薬液ポンプ10を用いることにより、泡20を含んだ薬液19がノズル39(図10)に到達し、ウェハー40(図10)に滴下され、フォトリソグラフィー不良を発生させる可能性は無くなる。
【0022】
【発明の効果】
本発明の泡抜き機構付き薬液ポンプでは、ピストンの形を円筒の端面に円錐台をつないだ形にし、シリンダー側面に泡抜き配管を取り付けた。また泡はシリンダー内で上昇する傾向にあるから、タンク側配管、ノズル側配管はシリンダーの底面に取り付けた。薬液中の泡は上昇してピストンのテーパー部に溜まり、泡抜き配管に入り、薬液タンクに戻る。泡はノズル側配管に行かないから、泡を含んだ薬液がノズルに到達し、ウェハーに滴下され、フォトリソグラフィー不良を発生させる可能性が無くなった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の泡抜き機構付き薬液ポンプ10の一部断面斜視図
【図2】本発明の泡抜き機構付き薬液ポンプ10でピストン12が最下点の断面図
【図3】本発明の泡抜き機構付き薬液ポンプ10でピストン12が最上点の断面図
【図4】本発明の泡抜き機構付き薬液ポンプ10でピストン12が下降中の断面図
【図5】本発明の泡抜き機構付き薬液ポンプ10でピストン12が最下点の断面図
【図6】従来の薬液ポンプ30の一部断面斜視図
【図7】従来の薬液ポンプ30でピストン37が最上点の断面図
【図8】従来の薬液ポンプ30でピストン37が最下点の断面図
【図9】従来の薬液ポンプ30でピストン37が上昇中の断面図
【図10】泡38を含んだ薬液36がウェハー40に滴下される斜視図
【符号の説明】
10 本発明の薬液ポンプ
11 シリンダー
12 ピストン
13 泡抜き配管
14 逆止弁
15 タンク側配管
16 ノズル側配管
17 逆止弁
18 逆止弁
19 薬液
20 泡
30 従来の薬液ポンプ
31 シリンダー
32 タンク側配管
33 ノズル側配管
34 逆止弁
35 逆止弁
36 薬液
37 ピストン
38 泡
39 ノズル
40 ウェハー

Claims (2)

  1. 円筒形のシリンダー内を往復運動するピストンにより、薬液を吸い込み、また押し出す薬液ポンプにおいて、前記ピストンの形が円筒に円錐台または円錐をつないだ形であり、前記シリンダー側面に泡抜き配管が取り付けられ、前記泡抜き配管の入り口が前記ピストンの上下動により開閉され、タンク側配管とノズル側配管が前記シリンダーの底部または底部に近い側面に取り付けられていることを特徴とする泡抜き機構付き薬液ポンプ。
  2. 請求項1記載の泡抜き機構付き薬液ポンプにおいて、前記薬液がフォトレジストであることを特徴とする泡抜き機構付き薬液ポンプ。
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