JP4104898B2

JP4104898B2 - Chemical supply system

Info

Publication number: JP4104898B2
Application number: JP2002128893A
Authority: JP
Inventors: 田祐己濱; 森啓一藤
Original assignee: 株式会社プロデュース
Priority date: 2002-04-30
Filing date: 2002-04-30
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2022-04-30
Also published as: JP2003320280A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体基板、ディスプレイ基板、ガラス、その他の工業用の膜形成対象物等に対し各種処理の薬液を塗布する際の薬液供給システムに関し、詳しくは、薬液タンクからの薬液を負圧吸引して噴射するノズルを利用して薬液供給の微少流量制御を可能とする薬液供給システムに係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体装置、液晶表示装置などの製造工程において、半導体基板やディスプレイ基板などに薄膜を塗布するには、図７に示すように、例えばウェハ１を水平支持して高速回転させ、その上方から該ウェハ１の中心孔２寄りの位置に薬液３を滴下する薬液供給システムが用いられている。そして、上記高速回転するウェハ１上に滴下された薬液３に働く遠心力の作用により、該薬液３をウェハ１の表面上で放射状に伸ばして、該ウェハ１の表面全体に薄膜を塗布していた。
【０００３】
また他の例として、半導体基板やディスプレイ基板などにスプレーコーティングにより薬液を塗布する場合は、図８に示すように、内部に薬液５を収容した薬液タンク６と、この薬液タンク６に接続された薬液供給パイプ７と、この薬液供給パイプ７に接続され上記薬液タンク６から薬液５を供給されて吐出するノズル８とを有する薬液供給システムが用いられている。なお、上記薬液供給パイプ７の途中には、ノズル８への薬液５の供給流量を制御するための例えばニードルバルブ等の流量調整バルブ９が設けられている。そして、上記薬液タンク６内の薬液５を加圧したり、図示省略のポンプで圧送して、流量調整バルブ９で薬液供給の流量を制御してノズル８から薬液５を吐出して塗布していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図７に示す従来例では、ウェハ１上に滴下する薬液３の量があまり少なくては拡散せず、例えば１０ml/min以上の量を滴下することとなる。そして、この場合、薬液３は高速回転するウェハ１により遠心力で外周方向へ拡散されて、一部はウェハ１の表面に塗布されるが、他の部分は該ウェハ１の外側に捨てられるものであった。このように、薬液３を滴下する量が多いことと、該薬液３がウェハ１の外側に捨てられる量が多いことから、薬液塗布の効率が低下すると共に、薬液が無駄に消費され非経済的であった。また、ウェハ１の外側に捨てられる薬液３によってその周辺が汚染されることがあった。
【０００５】
また、図８に示す従来例では、ノズル８に供給する薬液５の流量制御を、薬液供給パイプ７の途中に設けられたニードルバルブ等の流量調整バルブ９で行っていたので、このような流量調整バルブ９では例えば１ml/min程度或いはそれ以下のレベルでの流量制御はできないものであった。したがって、例えば１ml/min以下の流量制御により薬液５を供給して、対象物に対して薄膜を均一に塗布することが難しかった。また、薬液タンク６内の薬液５にゴミやカーボン等の異物が混入していると、ノズル８への供給途中で上記流量調整バルブ９のところで詰まりが発生して、ノズル８へ薬液５を供給できない状態となることがあった。したがって、薬液塗布の工程がスムーズに進まないことがあった。
【０００６】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、薬液タンクからの薬液を負圧吸引して噴射するノズルを利用して薬液供給の微少流量制御を可能とする薬液供給システム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】
上記目的を達成するために、本発明による薬液供給システムは、内部に薬液を収容して密閉可能とされた薬液タンクと、外部からの高圧気体の送気により内部の負圧発生部に負圧が発生して上記薬液タンクからの薬液を吸引して噴射することが可能なノズルと、このノズルの負圧発生部に一端部が接続され他端部が上記薬液タンクの上面に接続されて、上記ノズルへの高圧気体の送気により負圧発生部に発生する負圧を利用して薬液タンクの内部空間の空気を吸引して負圧を発生させる空気吸引手段と、上記薬液タンクの底面とノズルの負圧発生部との間に接続され、上記ノズルへの高圧気体の送気により負圧発生部に発生する負圧を利用して薬液タンク内の薬液をノズルへ供給する薬液供給パイプと、上記薬液タンクの内部空間に対し任意圧力の正圧ガスを供給する正圧供給手段と、上記薬液タンクとノズル、該ノズルと空気吸引手段、上記薬液タンクと正圧供給手段との間に配設された配管系及びこれらの配管系の途中に設けられた開閉バルブと、を備え、上記配管系の開閉バルブを所定順序で開閉して上記ノズルを動作させ、上記薬液タンクの内部空間の負圧とノズルの負圧発生部の負圧とが等しくなるように調整した状態で、上記正圧供給手段により薬液タンクの内部空間に供給する正圧ガスの圧力を調整して、上記薬液タンクの内部空間の圧力とノズルの負圧発生部の圧力との差圧により上記ノズルへの薬液の供給流量を制御し、該ノズルから薬液を噴射するものである。
【０００８】
このような構成により、密閉可能とされた薬液タンクで内部に薬液を収容しておき、外部からの高圧気体の送気により内部の負圧発生部に負圧が発生するノズルで、上記薬液タンクからの薬液を吸引して噴射することを可能とし、このノズルの負圧発生部に一端部が接続され他端部が上記薬液タンクの上面に接続された空気吸引手段で、上記ノズルへの高圧気体の送気により負圧発生部に発生する負圧を利用して薬液タンクの内部空間の空気を吸引して負圧を発生させ、上記薬液タンクの底面とノズルの負圧発生部との間に接続された薬液供給パイプで、上記ノズルへの高圧気体の送気により負圧発生部に発生する負圧を利用して薬液タンク内の薬液をノズルへ供給し、正圧供給手段で上記薬液タンクの内部空間に対し任意圧力の正圧ガスを供給し、上記薬液タンクとノズル、該ノズルと空気吸引手段、上記薬液タンクと正圧供給手段との間に配設された配管系の開閉バルブを所定順序で開閉して上記ノズルを動作させ、上記薬液タンクの内部空間の負圧とノズルの負圧発生部の負圧とが等しくなるように調整した状態で、上記正圧供給手段により薬液タンクの内部空間に供給する正圧ガスの圧力を調整して、上記薬液タンクの内部空間の圧力とノズルの負圧発生部の圧力との差圧により上記ノズルへの薬液の供給流量を制御し、該ノズルから薬液を噴射する。
【０００９】
また、上記正圧供給手段と薬液タンクとの間には、薬液タンクに供給する正圧ガスの圧力を調整する圧力制御手段を備えたものである。これにより、薬液タンクに供給する正圧ガスの圧力を容易に調整する。
【００１０】
さらに、上記圧力制御手段は、正圧ガスの質量流量を測定して流量を調整するマスフローコントローラを用いてもよい。これにより、圧力や温度変化の影響を受けず、薬液タンクに供給する正圧ガスの流量を質量流量に比例して安定に調整を行って、薬液タンクに供給する正圧ガスの圧力を容易に調整する。
【００１１】
さらにまた、上記正圧供給手段には、大気又は不活性ガスを供給するものである。特に、不活性ガスを供給した場合は、薬液タンク内の薬液に影響を与えず安定に保つことができる。
【００１２】
また、上記高圧気体の送気により負圧発生部に負圧が発生するノズルを、該ノズルに接続された空気吸引手段及び薬液供給パイプに対する真空吸引手段として用いてもよい。これにより、空気吸引手段及び薬液供給パイプに別個に真空ポンプ等を設けなくてもよい。
【００１３】
さらに、上記薬液タンクと薬液供給パイプと配管系とを、金属でできた直方体状のブロック部材を削り込んで形成し、この削り込みをしたブロック部材に対して上記薬液供給パイプにつながるようにノズルを接続し、上記ブロック部材の側面部には上記薬液供給パイプや配管系につながるようにそれぞれの開閉バルブを接続して、一つの部材として一体型に形成してもよい。これにより、薬液タンク、薬液供給パイプ及びノズル等をコンパクトに形成できると共に、システム構成の全体を小型化し、システム構成が容易にできる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明による薬液供給システムの実施の形態を示すシステム概要図である。この薬液供給システムは、例えば半導体基板、ディスプレイ基板、ガラス、その他の工業用の膜形成対象物等に対し各種処理の薬液を塗布する際に薬液を供給するもので、薬液タンク１０と、ノズル１１と、空気吸引手段１２と、薬液供給パイプ７と、正圧供給手段１３と、配管系及び開閉バルブと、を備えている。
【００１５】
上記薬液タンク１０は、工業用の膜形成対象物等に塗布する各種の薬液５を内部に収容しておくもので、所定の大きさの容器状に形成され、上面に蓋をして密閉可能とされている。そして、薬液タンク１０内には負圧空間が形成されるようになっている。なお、薬液タンク１０の上面には、該薬液タンク１０内に薬液５を供給するためのパイプライン１４が接続されている。また、符号Ｖ1は上記パイプライン１４の途中に設けられた開閉バルブを示している。
【００１６】
上記薬液タンク１０の例えば底面には薬液供給パイプ７が接続され、この薬液供給パイプ７の先端にノズル１１が接続されている。なお、上記薬液供給パイプ７の途中には、ノズル１１への供給路を開閉する開閉バルブＶ2が設けられている。上記ノズル１１は、外部からの高圧気体の送気により内部の負圧発生部に発生する負圧を利用して上記薬液タンク１０からの薬液５を負圧吸引して該薬液５を噴射するもので、該ノズル１１の側面部に上記薬液供給パイプ７の先端が接続され、ノズル１１の軸心部に高圧気体供給パイプ１７が接続されている。なお、符号１８は上記高圧気体供給パイプ１７の後端に設けられたコンプレッサを示している。
【００１７】
図２及び図３は、上記ノズル１１の具体的な構造の一例を示す断面図である。図２は上記薬液供給パイプ７が接続される面を含む縦断面図であり、図３は図２の断面と直交する縦断面図である。図２において、ノズル１１の側面部の内方に薬液送入口１９（負圧発生部となる）が形成され、この薬液送入口１９に上記薬液供給パイプ７の先端が接続される。また、ノズル１１の軸心部の後端には高圧気体送入口２０が形成され、この高圧気体送入口２０に上記高圧気体供給パイプ１７の先端が接続される。
【００１８】
この状態で、図１に示すコンプレッサ１８の運転により高圧気体供給パイプ１７を介して送られた高圧気体は、図２に示す高圧気体送入口２０からノズル１１内の軸心部に流入し、小口径の一次気体噴出口２１を通って高速噴射し内部混合室２２に入る。このとき、図１に示す薬液供給パイプ７が接続された薬液送入口１９の位置にベンチュリ管の原理により負圧を生じ、上記薬液供給パイプ７からの薬液５を内部混合室２２内に吸引する。上記一次気体噴出口２１から噴出する高速気体は、薬液送入口１９より吸引する薬液５を破砕し、広くなった内部混合室２２の中で薬液５と混合され、流速を落としてノズル先端の噴出口２３から噴射される。
【００１９】
一方、図３に示すように、上記高圧気体送入口２０からノズル１１内に流入した高圧気体は、ノズル１１内の軸心部の外側に形成された二次気体通路２４を通って、ノズル１１の先端部にスパイラル状に形成された二次気体噴出溝２５に至り、高速な旋回流となって噴射される。このとき、上記噴出口２３から噴射される薬液５を二次混合しながら破砕微粒化して前方に噴射する。なお、図２及び図３では、旋回流を発生して噴射するノズル１１の例を示したが、本発明はこれに限られず、旋回流を発生しない通常のノズルであってもよい。
【００２０】
上記薬液供給パイプ７と薬液タンク１０の上面との間には、図１に示すように、空気吸引手段１２が接続されている。この空気吸引手段１２は、上記薬液供給パイプ７に対しノズル１１が接続された部位の近傍から分岐されて薬液タンク１０の上面に接続されその内部空間Ｓの空気を吸引して負圧を発生させるもので、上記ノズル１１内に発生した負圧を薬液タンク１０の内部に連通するフィードバックラインから成る。なお、この空気吸引手段１２としてのフィードバックラインの基端部は、上記薬液供給パイプ７上にて開閉バルブＶ2とノズル１１との間に接続されている。また、このフィードバックライン１２上にてその基端部の近傍には、薬液タンク１０の内部への連通路を開閉する開閉バルブＶ3が設けられている。
【００２１】
また、上記薬液タンク１０の例えば上面には、正圧供給手段１３が接続されている。この正圧供給手段１３は、上記薬液タンク１０内に形成される負圧空間Ｓに対し任意圧力の正圧ガスを供給するもので、基端部に１〜２気圧の不活性ガス、例えば窒素ガス（Ｎ₂）を供給する窒素ガスボンベなどが接続されたパイプラインから成る。そして、上記正圧供給手段１３と薬液タンク１０との間には、圧力コントローラ２８が設けられている。この圧力コントローラ２８は、薬液タンク１０に供給する正圧ガスの圧力を調整する圧力制御手段となるもので、上記窒素ガスボンベから供給される窒素ガスの圧力を制御するようになっている。なお、上記正圧供給手段１３としてのパイプラインの途中には、薬液タンク１０への正圧供給路を開閉する開閉バルブＶ4が設けられている。
【００２２】
そして、上記正圧供給手段１３により薬液タンク１０の内部空間Ｓに正圧ガスを供給し、圧力コントローラ２８により正圧ガスの圧力を調整することによって、上記ノズル１１への薬液の供給流量を制御するようになっている。
【００２３】
次に、このように構成された薬液供給システムの動作について説明する。まず、図１において、薬液タンク１０の底面に接続された薬液供給パイプ７の途中の開閉バルブＶ2を閉じると共に、パイプライン１４の途中の開閉バルブＶ1を開いて薬液タンク１０内に薬液５を所定量だけ供給する。その後、上記開閉バルブＶ1を閉じると共に、正圧供給手段１３の途中の開閉バルブＶ4を閉じて、上記薬液タンク１０内を密閉状態とする。
【００２４】
この状態で、薬液供給パイプ７から分岐したフィードバックライン１２の開閉バルブＶ3を開けて、コンプレッサ１８から高圧気体供給パイプ１７を介してノズル１１へ高圧気体を送る。すると、図２を参照して説明したようにノズル１１内の薬液送入口１９の位置に負圧（例えば0.1〜0.4気圧）が発生して、この負圧が上記フィードバックライン１２を介して薬液タンク１０の内部空間Ｓに連通され、該内部空間Ｓの空気を吸引する。この空気吸引により、上記薬液タンク１０の内部空間Ｓが負圧Ｐ₂（例えば0.1〜0.4気圧）とされる。この状態で、上記フィードバックライン１２の開閉バルブＶ3を閉じる。
【００２５】
次に、上記開閉バルブＶ2を開くと共に、図１に示すコンプレッサ１８から高圧気体供給パイプ１７を介してノズル１１へ高圧気体を送る。すると、前述のようにノズル１１内の薬液送入口１９の位置に負圧（例えば0.1〜0.4気圧）が発生して薬液供給パイプ７からの薬液５を吸引しようとする。このとき、薬液タンク１０の内部空間Ｓは上述のように負圧とされているので、ノズル１１内に発生する負圧（Ｐ₁）と、上記内部空間Ｓの負圧（Ｐ₂）とが等しくなるように調整する。ここで、開閉バルブＶ2よりも下流側の薬液供給パイプ７に圧力Ｐ₁を計測する圧力計を取り付け、薬液タンク１０の内部空間Ｓの圧力Ｐ₂を計測する圧力計を取り付けてもよい。
【００２６】
この状態では、Ｐ₁＝Ｐ₂となって薬液５は流れず、薬液供給パイプ７内で薬液５が安定して停止する。そして、この状態をもって薬液供給の初期状態とし、ここから薬液供給の工程がスタートする。なお、このとき、薬液５は図２に示すノズル１１内の薬液送入口１９の付近で停止することとなるので、ノズル１１へ至る経路が乾くことがない。したがって、その後において、上記ノズル１１から薬液５をすぐに噴射することができる。
【００２７】
次に、ノズル１１の噴出口２３を薬液５の塗布対象物に向けてセットし、上記と同様にコンプレッサ１８から高圧気体供給パイプ１７を介してノズル１１へ高圧気体を送る。しかし、この状態ではＰ₁＝Ｐ₂であるので、薬液５はノズル１１から噴射されない。そこで、図１に示す正圧供給手段１３の途中の開閉バルブＶ4を開き、圧力コントローラ２８を適宜調整して、薬液タンク１０に供給する正圧ガスの圧力を調整する。すると、上記薬液タンク１０内の圧力が変化して圧力Ｐ₂が大きくなって、Ｐ₂とＰ₁との差が生じてこの差圧により薬液タンク１０からノズル１１に薬液５が供給される。これにより、上記ノズル１１から薬液５が噴射される。
【００２８】
このとき、上記圧力コントローラ２８による圧力調整を細かく行うことにより、圧力Ｐ₂とＰ₁との差を微細に調整して、ノズル１１への薬液５の供給流量を微少に制御することができる。例えば、従来は不可能であった１ml/min程度或いはそれ以下のレベル（例えば0.1~0.9ml/min程度）での流量制御が可能となる。また、ノズル１１へ至る薬液供給パイプ７の途中には従来のようなニードルバルブ等の流量調整バルブが設けられていないので、この部分に異物が詰まることはなく、スムーズに薬液５がノズル１１に供給される。さらに、薬液５が粘度の高いものであっても、ノズル１１の負圧及び圧力Ｐ₂とＰ₁との差圧により薬液５が供給される。
【００２９】
なお、図１においては、正圧供給手段１３の圧力制御手段として圧力コントローラ２８を設けたものとしたが、本発明はこれに限られず、正圧ガスの質量流量を測定して流量を調整するマスフローコントローラ（MFC）を用いてもよい。この場合は、圧力や温度変化の影響を受けず、薬液タンク１０に供給する正圧ガスの流量を質量流量に比例して安定に調整を行って、該薬液タンク１０に供給する正圧ガスの圧力を容易に調整することができる。また、上記正圧供給手段１３に窒素ガスを供給する代わりに、大気を供給してもよい。
【００３０】
図４は、図１に示す実施形態による薬液供給システムの具体的な実施例を示す構成図である。この実施例では、薬液タンク１０に薬液供給タンク３１と第１の洗浄液タンク３２ａとを接続し、上記薬液タンク１０内に薬液を供給したり、洗浄液を供給するようになっている。また、薬液供給パイプ７に第２の洗浄液タンク３２ｂを接続し、上記ノズル１１に洗浄液を供給するようになっている。
【００３１】
上記薬液供給タンク３１には薬液吸上げパイプ３３が挿入され、開閉バルブＶ1を介して薬液タンク１０内に薬液５を供給するためのパイプライン１４に接続されている。また、上記第１の洗浄液タンク３２ａには洗浄液吸上げパイプ３５が挿入され、開閉バルブＶ5を介して上記パイプライン１４に接続されている。さらに、上記第２の洗浄液タンク３２ｂには洗浄液吸上げパイプ３６が挿入され、開閉バルブＶ6を介してノズル１１に洗浄液を供給するための他のパイプライン３８に接続されている。
【００３２】
そして、上記薬液供給タンク３１の上面には、薬液補充パイプ３７が接続され、この薬液補充パイプ３７の薬液補充口の手前には開閉バルブＶ7が設けられている。また、上記第１の洗浄液タンク３２ａの上面には、洗浄液補充パイプ３９が接続され、この洗浄液補充パイプ３９の洗浄液補充口の手前には開閉バルブＶ8が設けられている。さらに、上記第２の洗浄液タンク３２ｂの上面には、他の洗浄液補充パイプ４０が接続され、この洗浄液補充パイプ４０の洗浄液補充口の手前には開閉バルブＶ9が設けられている。
【００３３】
このような構成で、薬液タンク１０に薬液を供給するには、まず、洗浄液吸上げパイプ３５の開閉バルブＶ5を閉じると共に、薬液吸上げパイプ３３の開閉バルブＶ1を開き、正圧供給手段１３の途中の開閉バルブＶ4を閉じ、且つ薬液タンク１０の薬液供給パイプ７の開閉バルブＶ2を閉じておく。次に、フィードバックライン１２の開閉バルブＶ3を開け、コンプレッサ１８から高圧気体供給パイプ１７を介してノズル１１へ高圧気体を送る。すると、前述のようにノズル１１内に負圧が発生して、この負圧が上記フィードバックライン１２を介して薬液タンク１０の内部空間Ｓに連通し、その内部空間Ｓの空気を吸引して負圧を発生させる。これにより、上記内部空間Ｓの負圧によって薬液供給タンク３１から薬液を吸い上げ、パイプライン１４を介して薬液が薬液タンク１０内に供給される。その後、上記開閉バルブＶ1を閉じて薬液の供給を終了する。このとき、上記薬液タンク１０の内部空間Ｓは負圧に保たれる。
【００３４】
このように薬液が供給されたところで、上記薬液供給パイプ７の開閉バルブＶ2を開くと共に、コンプレッサ１８から高圧気体供給パイプ１７を介してノズル１１へ高圧気体を送ることにより、図１を参照して説明したと同様に動作してノズル１１から薬液が噴射される。
【００３５】
次に、所定の薬液の塗布を終了して薬液タンク１０及び薬液供給パイプ７等を洗浄するときは、上記薬液タンク１０から薬液を排出して、該薬液タンク１０に第１の洗浄液タンク３２ａから洗浄液を供給する。まず、薬液吸上げパイプ３３の開閉バルブＶ1を閉じると共に、洗浄液吸上げパイプ３５の開閉バルブＶ5を開き、薬液タンク１０の薬液供給パイプ７の開閉バルブＶ2を閉じておく。次に、フィードバックライン１２の開閉バルブＶ3を開け、コンプレッサ１８から高圧気体供給パイプ１７を介してノズル１１へ高圧気体を送る。すると、前述のようにノズル１１内に負圧が発生して、この負圧が上記フィードバックライン１２を介して薬液タンク１０の内部空間Ｓに連通し、その内部空間Ｓの空気を吸引して負圧を発生させる。これにより、上記内部空間Ｓの負圧によって第１の洗浄液タンク３２ａから洗浄液を吸い上げ、パイプライン１４を介して洗浄液が薬液タンク１０内に供給される。
【００３６】
このようにして、洗浄液が薬液タンク１０内に満杯になった状態で、引き続きノズル１１へ高圧気体を送って該ノズル１１内に負圧を発生させると、洗浄液は薬液タンク１０から上記フィードバックライン１２を通って吸引され、上記ノズル１１から外部へ排出される。これにより、洗浄液を薬液タンク１０及びフィードバックライン１２並びにノズル１１内に流して洗浄することができる。その後、ノズル１１への高圧気体の送気を停止してフィードバックライン１２による吸引を停止し、洗浄を終了する。
【００３７】
さらに、薬液タンク１０内に薬液が入っている状態でノズル１１のみを洗浄するには、該ノズル１１に第２の洗浄液タンク３２ｂから洗浄液を供給する。まず、洗浄液吸上げパイプ３６の開閉バルブＶ6を開き、薬液タンク１０の薬液供給パイプ７の開閉バルブＶ2を閉じると共に、フィードバックライン１２の開閉バルブＶ3を閉じておく。そして、コンプレッサ１８から高圧気体供給パイプ１７を介してノズル１１へ高圧気体を送る。すると、前述のようにノズル１１内に負圧が発生して、この負圧がパイプライン３８を介して第２の洗浄液タンク３２ｂ内に連通する。これにより、上記第２の洗浄液タンク３２ｂから洗浄液を吸い上げ、パイプライン３８を介して洗浄液がノズル１１に供給され、外部へ排出される。この結果、洗浄液をノズル１１内に流して、該ノズル１１のみを洗浄することができる。その後、ノズル１１への高圧気体の送気を停止して、洗浄を終了する。
【００３８】
図４に示すシステム構成においては、上記コンプレッサ１８からの高圧気体の送気により内部に負圧が発生するノズル１１を、該ノズル１１に接続された各種配管系に対する真空吸引手段として用いることができる。したがって、それぞれの配管系に別個に真空ポンプ等を設けなくてもよく、システム構成を簡略化できると共に、コスト低下を図ることができる。
【００３９】
図５及び図６は、図４に示すシステム構成において用いる薬液タンク１０やノズル１１等の具体的な形状、構造を示す正面断面図及び左側断面図である。この例では、上記薬液タンク１０と、薬液供給パイプ７と、配管系とを、金属でできた直方体状のブロック部材を削り込んで形成し、この削り込みをしたブロック部材に対して上記薬液供給パイプ７につながるようにノズル１１を接続し、上記ブロック部材の側面部には上記薬液供給パイプ７や配管系につながるようにそれぞれの開閉バルブＶ 1 〜Ｖ 6 を接続して、一つの部材として一体型に形成したものである。例えば、鉄やアルミニウム等の金属でできた直方体状のブロック部材を削り込んで、内部に薬液タンク１０となる孔部が穿設され、この薬液タンク１０からノズル１１まで延びる薬液供給パイプ７となる配管が形成され、また、上記薬液タンク１０から開閉バルブＶ3を介して薬液供給パイプ７までつながるフィードバックライン１２となる配管が形成されている。
【００４０】
そして、このような削り込みをしたブロック部材に対して、その底面部に継手を介してノズル１１が薬液供給パイプ７につながるように接続され、該ブロック部材の側面部には上記薬液供給パイプ７やフィードバックライン１２等につながるように各開閉バルブＶ1〜Ｖ6が接続されている。なお、図６において、符号４１ａ，４１ｂは、薬液タンク１０内に収容される薬液５の量を計測する透明パイプから成る液面計を取り付ける接続口部である。
【００４１】
このような状態で、図１又は図４に示す薬液タンク１０、薬液供給パイプ７及びノズル１１並びにそれらを接続する配管系、開閉バルブＶ1〜Ｖ6等が一体型に形成される。したがって、薬液タンク１０、薬液供給パイプ７及びノズル１１等をコンパクトに形成できると共に、システム構成の全体を小型化し、システム構成が容易にできる。また、コスト低下を図ることができる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されたので、請求項１に係る発明によれば、密閉可能とされた薬液タンクで内部に薬液を収容しておき、外部からの高圧気体の送気により内部の負圧発生部に負圧が発生するノズルで、上記薬液タンクからの薬液を吸引して噴射することを可能とし、このノズルの負圧発生部に一端部が接続され他端部が上記薬液タンクの上面に接続された空気吸引手段で、上記ノズルへの高圧気体の送気により負圧発生部に発生する負圧を利用して薬液タンクの内部空間の空気を吸引して負圧を発生させ、上記薬液タンクの底面とノズルの負圧発生部との間に接続された薬液供給パイプで、上記ノズルへの高圧気体の送気により負圧発生部に発生する負圧を利用して薬液タンク内の薬液をノズルへ供給し、正圧供給手段で上記薬液タンクの内部空間に対し任意圧力の正圧ガスを供給し、上記薬液タンクとノズル、該ノズルと空気吸引手段、上記薬液タンクと正圧供給手段との間に配設された配管系の開閉バルブを所定順序で開閉して上記ノズルを動作させ、上記薬液タンクの内部空間の負圧とノズルの負圧発生部の負圧とが等しくなるように調整した状態で、上記正圧供給手段により薬液タンクの内部空間に供給する正圧ガスの圧力を調整して、上記薬液タンクの内部空間の圧力とノズルの負圧発生部の圧力との差圧により上記ノズルへの薬液の供給流量を制御し、該ノズルから薬液を噴射することができる。これにより、ノズルへの薬液供給を微少流量で制御することができる。したがって、対象物に対して薬液を均一に塗布することができる。また、薬液の使用量を低減して、薬液塗布の効率を向上できると共に、経済性を改善することができる。さらに、真空ポンプ等を用いずに薬液タンクの内部空間を負圧とすることができ、システム全体の構成を簡略化することができる。
【００４３】
また、請求項２に係る発明によれば、上記正圧供給手段と薬液タンクとの間に、薬液タンクに供給する正圧ガスの圧力を調整する圧力制御手段を備えたことにより、薬液タンクに供給する正圧ガスの圧力を容易に調整することができる。したがって、薬液タンク内の圧力調整により、上記ノズルへの薬液供給を微少流量で制御することができる。
【００４４】
さらに、請求項３に係る発明によれば、上記圧力制御手段として、正圧ガスの質量流量を測定して流量を調整するマスフローコントローラを用いることにより、圧力や温度変化の影響を受けず、薬液タンクに供給する正圧ガスの流量を質量流量に比例して安定に調整を行って、薬液タンクに供給する正圧ガスの圧力を容易に調整することができる。したがって、薬液タンク内の圧力を容易かつ安定に調整して、上記ノズルへの薬液供給を微少流量で制御することができる。
【００４５】
さらにまた、請求項４に係る発明によれば、上記正圧供給手段に、大気又は不活性ガスを供給するものとしたことにより、特に、不活性ガスを供給した場合は、薬液タンク内の薬液に影響を与えず安定に保つことができる。
【００４６】
また、請求項５に係る発明によれば、上記高圧気体の送気により負圧発生部に負圧が発生するノズルを、該ノズルに接続された空気吸引手段及び薬液供給パイプに対する真空吸引手段として用いることにより、空気吸引手段及び薬液供給パイプに別個に真空ポンプ等を設けなくてもよい。したがって、システム構成を簡略化できると共に、コスト低下を図ることができる。
【００４７】
さらに、請求項６に係る発明によれば、上記薬液タンクと薬液供給パイプと配管系とを、金属でできた直方体状のブロック部材を削り込んで形成し、この削り込みをしたブロック部材に対して上記薬液供給パイプにつながるようにノズルを接続し、上記ブロック部材の側面部には上記薬液供給パイプや配管系につながるようにそれぞれの開閉バルブを接続して、一つの部材として一体型に形成することにより、薬液タンク、薬液供給パイプ及びノズル等をコンパクトに形成できると共に、システム構成の全体を小型化し、システム構成が容易にできる。また、コスト低下を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による薬液供給システムの実施の形態を示すシステム概要図である。
【図２】上記薬液供給システムに用いるノズルの具体的な構造の一例を示す断面図である。
【図３】図２に示す断面と直交する断面における上記ノズルの具体的な構造の一例を示す断面図である。
【図４】図１に示す実施形態による薬液供給システムの具体的な実施例を示す構成図である。
【図５】図４に示すシステム構成において用いる薬液タンクやノズル等の具体的な形状、構造を示す正面断面図である。
【図６】図５の左側断面図である。
【図７】従来技術において半導体基板やディスプレイ基板などに薄膜を塗布する状態を示す説明図である。
【図８】従来技術において対象基板などにスプレーコーティングにより薬液を塗布する場合の薬液供給システムを示すシステム概要図である。
【符号の説明】
５…薬液
７…薬液供給パイプ
１０…薬液タンク
１１…ノズル
１２…空気吸引手段
１３…正圧供給手段
Ｖ1〜Ｖ9…開閉バルブ
１７…高圧気体供給パイプ
１８…コンプレッサ
２８…圧力コントローラ
３１…薬液供給タンク
３２ａ，３２ｂ…洗浄液タンク[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a chemical solution supply system for applying a chemical solution for various treatments to, for example, semiconductor substrates, display substrates, glass, and other industrial film forming objects, and more specifically, negative pressure is applied to a chemical solution from a chemical tank. The present invention relates to a chemical supply system that enables fine flow rate control of chemical supply using a nozzle that performs suction and injection.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a manufacturing process of a semiconductor device, a liquid crystal display device, etc., in order to apply a thin film to a semiconductor substrate, a display substrate, etc., for example, as shown in FIG. A chemical solution supply system for dropping the chemical solution 3 at a position near the center hole 2 of the wafer 1 is used. Then, due to the action of centrifugal force acting on the chemical solution 3 dropped on the wafer 1 rotating at high speed, the chemical solution 3 is radially extended on the surface of the wafer 1 and a thin film is applied to the entire surface of the wafer 1. It was.
[0003]
As another example, when a chemical solution is applied to a semiconductor substrate or a display substrate by spray coating, as shown in FIG. 8, a chemical solution tank 6 containing a chemical solution 5 is connected to the chemical solution tank 6. A chemical solution supply system including a chemical solution supply pipe 7 and a nozzle 8 connected to the chemical solution supply pipe 7 to supply and discharge the chemical solution 5 from the chemical solution tank 6 is used. A flow rate adjusting valve 9 such as a needle valve for controlling the supply flow rate of the chemical solution 5 to the nozzle 8 is provided in the middle of the chemical solution supply pipe 7. Then, the chemical solution 5 in the chemical solution tank 6 is pressurized or pumped by a pump (not shown), the flow rate of the chemical solution supply is controlled by the flow rate adjusting valve 9, and the chemical solution 5 is discharged from the nozzle 8 and applied. .
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional example shown in FIG. 7, if the amount of the chemical solution 3 dropped on the wafer 1 is too small, it does not diffuse, and, for example, an amount of 10 ml / min or more is dropped. In this case, the chemical solution 3 is diffused in the outer peripheral direction by centrifugal force by the wafer 1 rotating at high speed, and a part is applied to the surface of the wafer 1, while the other part is discarded outside the wafer 1. Met. As described above, since the amount of the chemical solution 3 dripped is large and the amount of the chemical solution 3 discarded to the outside of the wafer 1 is large, the efficiency of the chemical solution application is reduced, and the chemical solution is wasted and is uneconomical. Met. Further, the periphery of the wafer 1 may be contaminated by the chemical solution 3 discarded outside the wafer 1.
[0005]
Further, in the conventional example shown in FIG. 8, the flow rate control of the chemical solution 5 supplied to the nozzle 8 is performed by the flow rate adjusting valve 9 such as a needle valve provided in the middle of the chemical solution supply pipe 7. The regulating valve 9 cannot control the flow rate at a level of about 1 ml / min or less, for example. Therefore, for example, it is difficult to supply the chemical solution 5 by controlling the flow rate of 1 ml / min or less and uniformly apply the thin film to the object. Further, if foreign matter such as dust or carbon is mixed in the chemical solution 5 in the chemical solution tank 6, clogging occurs at the flow rate adjusting valve 9 during supply to the nozzle 8, and the chemical solution 5 is supplied to the nozzle 8. There were times when it was impossible. Therefore, the chemical solution application process may not proceed smoothly.
[0006]
Therefore, the present invention addresses such problems and provides a chemical solution supply system that enables fine flow rate control of chemical solution supply using a nozzle that sucks and injects chemical solution from a chemical solution tank under negative pressure. With the goal.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a chemical supply system according to the present invention includes a chemical tank that contains a chemical and is capable of being sealed, and a negative pressure is generated in an internal negative pressure generator by supplying high-pressure gas from the outside. a nozzle capable of morphism injection by sucking liquid medicine from the liquid tank but occurs, the other end one end connected to the negative pressure generating portion of the nozzle is connected to the upper surface of the liquid tank An air suction means for generating a negative pressure by sucking the air in the internal space of the chemical liquid tank by using a negative pressure generated in the negative pressure generating section by supplying a high pressure gas to the nozzle, and a bottom surface of the chemical liquid tank A chemical solution supply pipe that is connected between the nozzle and the negative pressure generating portion of the nozzle and supplies the chemical solution in the chemical solution tank to the nozzle by using the negative pressure generated in the negative pressure generating portion by supplying high-pressure gas to the nozzle If any to the internal space of the liquid tank A positive pressure supply means for supplying a positive pressure gas force, the chemical liquid tank and the nozzle, the nozzle and the air suction means, a piping system and their piping system arranged between the liquid tank and the positive pressure supply means An open / close valve provided in the middle of the nozzle, and the open / close valve of the piping system is opened and closed in a predetermined order to operate the nozzle, and the negative pressure in the internal space of the chemical liquid tank and the negative pressure generating portion of the nozzle are With the pressure adjusted to be equal, the pressure of the positive pressure gas supplied to the internal space of the chemical liquid tank is adjusted by the positive pressure supply means to generate the pressure in the internal space of the chemical liquid tank and the negative pressure of the nozzle The supply flow rate of the chemical liquid to the nozzle is controlled by the differential pressure with respect to the pressure of the section, and the chemical liquid is ejected from the nozzle .
[0008]
With such a configuration, the chemical liquid tank contains the chemical liquid in the chemical liquid tank that can be hermetically sealed, and generates a negative pressure in the internal negative pressure generating portion by supplying high-pressure gas from the outside. It is possible to suck and inject the chemical liquid from the nozzle, and an air suction means having one end connected to the negative pressure generating portion of this nozzle and the other end connected to the upper surface of the chemical liquid tank , the high pressure to the nozzle Using the negative pressure generated in the negative pressure generating part by gas supply, the air in the internal space of the chemical liquid tank is sucked to generate negative pressure, and between the bottom surface of the chemical liquid tank and the negative pressure generating part of the nozzle in the connected chemical liquid supply pipe, by utilizing a negative pressure generated in the negative pressure generating portion by the air of the high pressure gas to said nozzle to supply the chemical liquid in the chemical liquid tank to the nozzle, the chemical in the positive pressure supply means a positive pressure gas for any pressure to the internal space of the tank Feeding, and the chemical liquid tank and the nozzle, the nozzle and the air suction means, the opening and closing valve disposed the piping system between the liquid tank and the positive pressure supply means is opened and closed in a predetermined order to operate the nozzle, The pressure of the positive pressure gas supplied to the internal space of the chemical liquid tank by the positive pressure supply means is adjusted so that the negative pressure of the internal space of the chemical liquid tank and the negative pressure of the negative pressure generating portion of the nozzle are equal. By adjusting , the supply flow rate of the chemical liquid to the nozzle is controlled by the differential pressure between the pressure in the internal space of the chemical liquid tank and the negative pressure generating portion of the nozzle, and the chemical liquid is ejected from the nozzle .
[0009]
Further, a pressure control means for adjusting the pressure of the positive pressure gas supplied to the chemical liquid tank is provided between the positive pressure supply means and the chemical liquid tank. Thereby, the pressure of the positive pressure gas supplied to a chemical | medical solution tank is adjusted easily.
[0010]
Furthermore, the pressure control means may use a mass flow controller that measures the mass flow rate of the positive pressure gas and adjusts the flow rate. As a result, the positive pressure gas supplied to the chemical tank can be easily adjusted by adjusting the flow rate of the positive pressure gas supplied to the chemical tank in proportion to the mass flow rate without being affected by pressure and temperature changes. adjust.
[0011]
Furthermore, the positive pressure supply means supplies air or an inert gas. In particular, when an inert gas is supplied, it can be kept stable without affecting the chemical solution in the chemical solution tank.
[0012]
Further, a nozzle that generates a negative pressure in the negative pressure generating part by supplying the high-pressure gas may be used as an air suction unit connected to the nozzle and a vacuum suction unit for the chemical liquid supply pipe . Accordingly, it is not separately provided vacuum pump or the like to the air suction means and the chemical liquid supply pipe.
[0013]
Further, the chemical liquid tank, the chemical liquid supply pipe, and the piping system are formed by cutting a rectangular block member made of metal, and the nozzle is connected to the chemical supply pipe with respect to the cut block member. May be connected to each side surface of the block member so as to be connected to the chemical solution supply pipe and the piping system, and may be integrally formed as one member. Accordingly, the chemical liquid tank , the chemical liquid supply pipe, the nozzle, and the like can be formed in a compact manner, and the entire system configuration can be miniaturized to facilitate the system configuration.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a system outline diagram showing an embodiment of a chemical solution supply system according to the present invention. This chemical solution supply system supplies chemical solutions when applying chemical solutions for various treatments to, for example, semiconductor substrates, display substrates, glass, and other industrial film-forming objects, and includes a chemical solution tank 10 and a nozzle 11. And an air suction means 12, a chemical liquid supply pipe 7, a positive pressure supply means 13, a piping system and an on-off valve .
[0015]
The chemical solution tank 10 contains various chemical solutions 5 to be applied to industrial film-forming objects and the like, and is formed in a container shape of a predetermined size, and can be sealed with a lid on the upper surface. It is said that. A negative pressure space is formed in the chemical tank 10. A pipeline 14 for supplying the chemical solution 5 into the chemical solution tank 10 is connected to the upper surface of the chemical solution tank 10. Reference numeral V1 denotes an open / close valve provided in the middle of the pipeline 14.
[0016]
For example, a chemical solution supply pipe 7 is connected to the bottom surface of the chemical solution tank 10, and a nozzle 11 is connected to the tip of the chemical solution supply pipe 7. An opening / closing valve V2 for opening and closing the supply path to the nozzle 11 is provided in the middle of the chemical solution supply pipe 7. The nozzle 11 uses a negative pressure generated in an internal negative pressure generating part by feeding high-pressure gas from the outside, and sucks the chemical solution 5 from the chemical solution tank 10 to inject the chemical solution 5. The tip of the chemical solution supply pipe 7 is connected to the side surface of the nozzle 11, and the high-pressure gas supply pipe 17 is connected to the axial center of the nozzle 11. Reference numeral 18 denotes a compressor provided at the rear end of the high-pressure gas supply pipe 17.
[0017]
2 and 3 are sectional views showing an example of a specific structure of the nozzle 11. 2 is a longitudinal sectional view including a surface to which the chemical solution supply pipe 7 is connected, and FIG. 3 is a longitudinal sectional view orthogonal to the section of FIG. In FIG. 2, a chemical solution inlet 19 (becomes a negative pressure generating portion) is formed inside the side surface of the nozzle 11, and the tip of the chemical solution supply pipe 7 is connected to the chemical solution inlet 19. A high pressure gas inlet 20 is formed at the rear end of the axial center of the nozzle 11, and the tip of the high pressure gas supply pipe 17 is connected to the high pressure gas inlet 20.
[0018]
In this state, the high pressure gas sent through the high pressure gas supply pipe 17 by the operation of the compressor 18 shown in FIG. 1 flows from the high pressure gas inlet 20 shown in FIG. High speed injection through the primary gas outlet 21 of the caliber enters the internal mixing chamber 22. At this time, a negative pressure is generated by the principle of the venturi tube at the position of the chemical solution inlet 19 to which the chemical solution supply pipe 7 shown in FIG. 1 is connected, and the chemical solution 5 from the chemical solution supply pipe 7 is sucked into the internal mixing chamber 22. . The high-speed gas ejected from the primary gas ejection port 21 crushes the chemical solution 5 sucked from the chemical solution inlet 19 and is mixed with the chemical solution 5 in the widened internal mixing chamber 22, reducing the flow velocity and ejecting the nozzle tip. Injected from the outlet 23.
[0019]
On the other hand, as shown in FIG. 3, the high-pressure gas that has flowed into the nozzle 11 from the high-pressure gas inlet 20 passes through the secondary gas passage 24 formed outside the axial center in the nozzle 11 and passes through the nozzle 11. Reaches the secondary gas ejection groove 25 formed in a spiral shape at the tip of the gas and is ejected as a high-speed swirling flow. At this time, the chemical solution 5 ejected from the ejection port 23 is crushed and atomized while being secondarily mixed and ejected forward. 2 and 3, the example of the nozzle 11 that generates and jets the swirling flow is shown, but the present invention is not limited to this and may be a normal nozzle that does not generate the swirling flow.
[0020]
As shown in FIG. 1, an air suction means 12 is connected between the chemical solution supply pipe 7 and the upper surface of the chemical solution tank 10. The air suction means 12 is branched from the vicinity of the portion where the nozzle 11 is connected to the chemical solution supply pipe 7 and connected to the upper surface of the chemical solution tank 10 to suck the air in the internal space S and generate a negative pressure. Therefore, it comprises a feedback line for communicating the negative pressure generated in the nozzle 11 to the inside of the chemical tank 10. The base end portion of the feedback line as the air suction means 12 is connected between the open / close valve V2 and the nozzle 11 on the chemical solution supply pipe 7. An open / close valve V3 for opening and closing the communication path to the inside of the chemical liquid tank 10 is provided on the feedback line 12 in the vicinity of the base end.
[0021]
Further, a positive pressure supply means 13 is connected to, for example, the upper surface of the chemical liquid tank 10. The positive pressure supply means 13 supplies a positive pressure gas having an arbitrary pressure to the negative pressure space S formed in the chemical liquid tank 10, and has an inert gas of 1 to 2 atmospheres, for example, nitrogen, at the base end portion. It consists of a pipeline connected to a nitrogen gas cylinder or the like for supplying gas (N ₂ ). A pressure controller 28 is provided between the positive pressure supply means 13 and the chemical liquid tank 10. The pressure controller 28 serves as a pressure control means for adjusting the pressure of the positive pressure gas supplied to the chemical tank 10 and controls the pressure of the nitrogen gas supplied from the nitrogen gas cylinder. In the middle of the pipeline as the positive pressure supply means 13, an open / close valve V4 for opening and closing the positive pressure supply path to the chemical tank 10 is provided.
[0022]
The positive pressure supply means 13 supplies positive pressure gas to the internal space S of the chemical liquid tank 10 and the pressure controller 28 adjusts the pressure of the positive pressure gas, thereby controlling the supply flow rate of the chemical liquid to the nozzle 11. It is supposed to be.
[0023]
Next, the operation of the chemical solution supply system configured as described above will be described. First, in FIG. 1, the open / close valve V2 in the middle of the chemical liquid supply pipe 7 connected to the bottom surface of the chemical liquid tank 10 is closed, and the open / close valve V1 in the middle of the pipeline 14 is opened to place the chemical liquid 5 in the chemical tank 10. Supply only a fixed amount. Thereafter, the on-off valve V1 is closed and the on-off valve V4 in the middle of the positive pressure supply means 13 is closed to make the inside of the chemical tank 10 sealed.
[0024]
In this state, the open / close valve V3 of the feedback line 12 branched from the chemical liquid supply pipe 7 is opened, and high pressure gas is sent from the compressor 18 to the nozzle 11 via the high pressure gas supply pipe 17. Then, as described with reference to FIG. 2, a negative pressure (for example, 0.1 to 0.4 atm) is generated at the position of the chemical inlet 19 in the nozzle 11, and this negative pressure is supplied to the chemical tank via the feedback line 12. The internal space S is communicated with 10 and the air in the internal space S is sucked. By this air suction, the internal space S of the chemical liquid tank 10 is set to a negative pressure P ₂ (for example, 0.1 to 0.4 atm). In this state, the open / close valve V3 of the feedback line 12 is closed.
[0025]
Next, the on-off valve V2 is opened, and a high-pressure gas is sent from the compressor 18 shown in FIG. Then, as described above, a negative pressure (for example, 0.1 to 0.4 atm) is generated at the position of the chemical solution inlet 19 in the nozzle 11 and attempts to suck the chemical solution 5 from the chemical solution supply pipe 7. At this time, since the internal space S of the chemical liquid tank 10 has a negative pressure as described above, a negative pressure (P ₁ ) generated in the nozzle 11 and a negative pressure (P ₂ ) in the internal space S are generated. Adjust to be equal. Here, a pressure gauge that measures the pressure P ₁ may be attached to the chemical liquid supply pipe 7 on the downstream side of the on-off valve V _2, and a pressure gauge that measures the pressure P ₂ in the internal space S of the chemical liquid tank 10 may be attached.
[0026]
In this state, P ₁ = P ₂ and the chemical solution 5 does not flow, and the chemical solution 5 stably stops in the chemical solution supply pipe 7. Then, this state is set as an initial state of chemical solution supply, and the chemical solution supply process starts from here. At this time, since the chemical liquid 5 stops near the chemical liquid inlet 19 in the nozzle 11 shown in FIG. 2, the path to the nozzle 11 does not dry. Therefore, the chemical liquid 5 can be immediately ejected from the nozzle 11 thereafter.
[0027]
Next, the jet port 23 of the nozzle 11 is set toward the application target of the chemical solution 5, and high pressure gas is sent from the compressor 18 to the nozzle 11 through the high pressure gas supply pipe 17 in the same manner as described above. However, since P ₁ = P ₂ in this state, the chemical liquid 5 is not ejected from the nozzle 11. Therefore, the opening / closing valve V4 in the middle of the positive pressure supply means 13 shown in FIG. 1 is opened, and the pressure controller 28 is adjusted as appropriate to adjust the pressure of the positive pressure gas supplied to the chemical liquid tank 10. Then, the pressure in the chemical liquid tank 10 changes and the pressure P ₂ increases, and a difference between P ₂ and P ₁ occurs, and the chemical liquid 5 is supplied from the chemical liquid tank 10 to the nozzle 11 by this differential pressure. Thereby, the chemical solution 5 is ejected from the nozzle 11.
[0028]
At this time, by performing fine pressure adjustment by the pressure controller 28, and the difference finely adjust the pressure P ₂ and P _1, the supply flow rate of the liquid medicine 5 to the nozzle 11 can be minutely controlled. For example, it is possible to control the flow rate at a level of about 1 ml / min or less (for example, about 0.1 to 0.9 ml / min), which was impossible in the past. Further, since a flow rate adjusting valve such as a conventional needle valve is not provided in the middle of the chemical solution supply pipe 7 leading to the nozzle 11, no foreign matter is clogged in this portion, and the chemical solution 5 smoothly enters the nozzle 11. Supplied. Furthermore, even if the chemical solution 5 has a high viscosity, the chemical solution 5 is supplied by the negative pressure of the nozzle 11 and the differential pressure between the pressures P ₂ and P ₁ .
[0029]
In FIG. 1, the pressure controller 28 is provided as the pressure control means of the positive pressure supply means 13. However, the present invention is not limited to this, and the mass flow rate of the positive pressure gas is measured to adjust the flow rate. A mass flow controller (MFC) may be used. In this case, the flow of the positive pressure gas supplied to the chemical liquid tank 10 is stably adjusted in proportion to the mass flow rate without being affected by the pressure and temperature change, and the positive pressure gas supplied to the chemical liquid tank 10 is adjusted. The pressure can be easily adjusted. Further, instead of supplying nitrogen gas to the positive pressure supply means 13, air may be supplied.
[0030]
FIG. 4 is a configuration diagram illustrating a specific example of the chemical liquid supply system according to the embodiment illustrated in FIG. 1. In this embodiment, a chemical liquid supply tank 31 and a first cleaning liquid tank 32a are connected to the chemical liquid tank 10, and chemical liquid is supplied into the chemical liquid tank 10 or cleaning liquid is supplied. Further, a second cleaning liquid tank 32 b is connected to the chemical liquid supply pipe 7 so that the cleaning liquid is supplied to the nozzle 11.
[0031]
A chemical liquid suction pipe 33 is inserted into the chemical liquid supply tank 31 and is connected to a pipeline 14 for supplying the chemical liquid 5 into the chemical liquid tank 10 through an on-off valve V1. A cleaning liquid suction pipe 35 is inserted into the first cleaning liquid tank 32a, and is connected to the pipeline 14 through an open / close valve V5. Further, a cleaning liquid suction pipe 36 is inserted into the second cleaning liquid tank 32b, and is connected to another pipeline 38 for supplying the cleaning liquid to the nozzle 11 via the opening / closing valve V6.
[0032]
A chemical solution replenishing pipe 37 is connected to the upper surface of the chemical solution supply tank 31, and an opening / closing valve V 7 is provided in front of the chemical solution replenishing port of the chemical solution replenishing pipe 37. A cleaning liquid replenishing pipe 39 is connected to the upper surface of the first cleaning liquid tank 32a, and an opening / closing valve V8 is provided in front of the cleaning liquid replenishing port of the cleaning liquid replenishing pipe 39. Further, another cleaning liquid replenishing pipe 40 is connected to the upper surface of the second cleaning liquid tank 32b, and an opening / closing valve V9 is provided in front of the cleaning liquid replenishing port of the cleaning liquid replenishing pipe 40.
[0033]
In order to supply the chemical liquid to the chemical liquid tank 10 with such a configuration, first, the open / close valve V5 of the cleaning liquid suction pipe 35 is closed and the open / close valve V1 of the chemical liquid suction pipe 33 is opened. The on-off valve V4 in the middle is closed, and the open / close valve V2 of the chemical liquid supply pipe 7 of the chemical tank 10 is closed. Next, the open / close valve V3 of the feedback line 12 is opened, and high pressure gas is sent from the compressor 18 to the nozzle 11 via the high pressure gas supply pipe 17. Then, as described above, a negative pressure is generated in the nozzle 11, and this negative pressure communicates with the internal space S of the chemical liquid tank 10 via the feedback line 12, and the air in the internal space S is sucked to be negative. Generate pressure. Thereby, the chemical solution is sucked up from the chemical solution supply tank 31 by the negative pressure of the internal space S, and the chemical solution is supplied into the chemical solution tank 10 through the pipeline 14. Thereafter, the on-off valve V1 is closed to end the supply of the chemical solution. At this time, the internal space S of the chemical liquid tank 10 is maintained at a negative pressure.
[0034]
When the chemical liquid is supplied in this way, the on-off valve V2 of the chemical liquid supply pipe 7 is opened and high pressure gas is sent from the compressor 18 to the nozzle 11 via the high pressure gas supply pipe 17 with reference to FIG. The chemical solution is ejected from the nozzle 11 by operating in the same manner as described above.
[0035]
Next, when the application of the predetermined chemical solution is finished and the chemical solution tank 10 and the chemical solution supply pipe 7 are cleaned, the chemical solution is discharged from the chemical solution tank 10 to the chemical solution tank 10 from the first cleaning solution tank 32a. Supply cleaning solution. First, the open / close valve V1 of the chemical liquid suction pipe 33 is closed, the open / close valve V5 of the cleaning liquid suction pipe 35 is opened, and the open / close valve V2 of the chemical liquid supply pipe 7 of the chemical liquid tank 10 is closed. Next, the open / close valve V3 of the feedback line 12 is opened, and high pressure gas is sent from the compressor 18 to the nozzle 11 via the high pressure gas supply pipe 17. Then, as described above, a negative pressure is generated in the nozzle 11, and this negative pressure communicates with the internal space S of the chemical liquid tank 10 via the feedback line 12, and the air in the internal space S is sucked to be negative. Generate pressure. Thereby, the cleaning liquid is sucked up from the first cleaning liquid tank 32 a by the negative pressure of the internal space S, and the cleaning liquid is supplied into the chemical liquid tank 10 through the pipeline 14.
[0036]
In this way, when the cleaning liquid is filled in the chemical liquid tank 10 and the high pressure gas is continuously sent to the nozzle 11 to generate a negative pressure in the nozzle 11, the cleaning liquid is supplied from the chemical liquid tank 10 to the feedback line 12. It is sucked through and discharged from the nozzle 11 to the outside. Accordingly, the cleaning liquid can be cleaned by flowing into the chemical liquid tank 10, the feedback line 12 and the nozzle 11. Thereafter, the supply of the high-pressure gas to the nozzle 11 is stopped, the suction by the feedback line 12 is stopped, and the cleaning is finished.
[0037]
Further, in order to clean only the nozzle 11 with the chemical liquid in the chemical liquid tank 10, the cleaning liquid is supplied to the nozzle 11 from the second cleaning liquid tank 32b. First, the open / close valve V6 of the cleaning liquid suction pipe 36 is opened, the open / close valve V2 of the chemical liquid supply pipe 7 of the chemical liquid tank 10 is closed, and the open / close valve V3 of the feedback line 12 is closed. Then, the high pressure gas is sent from the compressor 18 to the nozzle 11 via the high pressure gas supply pipe 17. Then, a negative pressure is generated in the nozzle 11 as described above, and this negative pressure is communicated with the second cleaning liquid tank 32b via the pipeline 38. Accordingly, the cleaning liquid is sucked up from the second cleaning liquid tank 32b, and the cleaning liquid is supplied to the nozzle 11 through the pipeline 38 and discharged to the outside. As a result, only the nozzle 11 can be cleaned by flowing the cleaning liquid into the nozzle 11. Thereafter, the supply of the high-pressure gas to the nozzle 11 is stopped, and the cleaning is finished.
[0038]
In the system configuration shown in FIG. 4, the nozzle 11 in which a negative pressure is generated by the supply of the high-pressure gas from the compressor 18 can be used as a vacuum suction means for various piping systems connected to the nozzle 11. . Therefore, it is not necessary to separately provide a vacuum pump or the like for each piping system, the system configuration can be simplified, and the cost can be reduced.
[0039]
FIGS. 5 and 6 are a front sectional view and a left sectional view showing specific shapes and structures of the chemical tank 10 and the nozzle 11 used in the system configuration shown in FIG. In this example, the chemical tank 10, the chemical supply pipe 7, and the piping system are formed by cutting a rectangular parallelepiped block member made of metal, and the chemical solution is supplied to the cut block member. A nozzle 11 is connected so as to be connected to the pipe 7, and open / close valves V 1 to V 6 are connected to the side surface of the block member so as to be connected to the chemical solution supply pipe 7 and the piping system. It is formed integrally. For example, a rectangular parallelepiped block member made of metal such as iron or aluminum is cut, and a hole serving as the chemical liquid tank 10 is formed inside, thereby forming the chemical liquid supply pipe 7 extending from the chemical liquid tank 10 to the nozzle 11. A pipe is formed, and a pipe serving as a feedback line 12 connected from the chemical tank 10 to the chemical supply pipe 7 through the opening / closing valve V3 is formed.
[0040]
Further, the nozzle member 11 is connected to the bottom surface of the block member that has been cut in such a manner as to be connected to the chemical solution supply pipe 7 via a joint, and the chemical solution supply pipe 7 is connected to the side surface portion of the block member. The open / close valves V1 to V6 are connected so as to be connected to the feedback line 12 and the like. In FIG. 6, reference numerals 41 a and 41 b are connection ports to which a liquid level gauge composed of a transparent pipe for measuring the amount of the chemical liquid 5 accommodated in the chemical liquid tank 10 is attached.
[0041]
In such a state, the chemical liquid tank 10 , the chemical liquid supply pipe 7 and the nozzle 11 shown in FIG. 1 or FIG. 4, the piping system connecting them, the open / close valves V1 to V6, and the like are integrally formed. Therefore, the chemical liquid tank 10 , the chemical liquid supply pipe 7, the nozzle 11 and the like can be formed compactly, and the entire system configuration can be reduced in size and the system configuration can be facilitated. Moreover, cost reduction can be achieved.
[0042]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, according to the first aspect of the present invention, the chemical liquid is stored inside the chemical liquid tank that can be hermetically sealed, and the internal pressure is increased by supplying high-pressure gas from the outside. A nozzle that generates a negative pressure at the negative pressure generating section, and can suck and inject the chemical liquid from the chemical liquid tank. One end is connected to the negative pressure generating section of the nozzle and the other end is the chemical liquid tank. in connection air suction means on the upper surface, to generate a negative pressure by sucking the air in the interior space of the liquid tank by utilizing negative pressure generated in the negative pressure generating portion by the air of the high pressure gas to the nozzle The chemical liquid tank connected between the bottom surface of the chemical liquid tank and the negative pressure generating portion of the nozzle, utilizing the negative pressure generated in the negative pressure generating portion by supplying high pressure gas to the nozzle supplying a chemical liquid of the inner to the nozzle, the chemical in the positive pressure supply means Supplying a positive pressure gas for any pressure to the internal space of the tank, the liquid tank and the nozzle, the nozzle and the air suction means, the opening and closing valve of the piping system arranged between the liquid tank and the positive pressure supply means Are opened and closed in a predetermined order to operate the nozzle, and the chemical liquid is adjusted by the positive pressure supply means in a state in which the negative pressure in the internal space of the chemical liquid tank and the negative pressure in the negative pressure generating portion of the nozzle are adjusted to be equal. The pressure of the positive pressure gas supplied to the internal space of the tank is adjusted, and the supply flow rate of the chemical liquid to the nozzle is controlled by the differential pressure between the pressure of the internal space of the chemical liquid tank and the pressure of the negative pressure generating portion of the nozzle. The chemical liquid can be ejected from the nozzle . Thereby, the chemical solution supply to the nozzle can be controlled with a minute flow rate. Therefore, the chemical solution can be uniformly applied to the object. In addition, the usage amount of the chemical solution can be reduced to improve the efficiency of the chemical solution application, and the economy can be improved. Furthermore, the internal space of the chemical solution tank can be set to a negative pressure without using a vacuum pump or the like, and the configuration of the entire system can be simplified.
[0043]
According to the second aspect of the present invention, the chemical tank is provided with pressure control means for adjusting the pressure of the positive pressure gas supplied to the chemical tank between the positive pressure supply means and the chemical tank. The pressure of the positive pressure gas to be supplied can be easily adjusted. Therefore, the chemical liquid supply to the nozzle can be controlled with a minute flow rate by adjusting the pressure in the chemical tank.
[0044]
Furthermore, according to the invention according to claim 3, by using a mass flow controller that measures the mass flow rate of the positive pressure gas and adjusts the flow rate as the pressure control means, the chemical solution is not affected by pressure or temperature change. By adjusting the flow rate of the positive pressure gas supplied to the tank stably in proportion to the mass flow rate, the pressure of the positive pressure gas supplied to the chemical solution tank can be easily adjusted. Therefore, it is possible to easily and stably adjust the pressure in the chemical solution tank, and to control the supply of the chemical solution to the nozzle with a minute flow rate.
[0045]
Furthermore, according to the invention according to claim 4, since the atmospheric pressure or the inert gas is supplied to the positive pressure supply means, particularly when the inert gas is supplied, the chemical solution in the chemical solution tank is supplied. Can be kept stable without affecting.
[0046]
According to the invention of claim 5, the nozzle that generates a negative pressure in the negative pressure generating section by supplying the high-pressure gas is used as an air suction means connected to the nozzle and a vacuum suction means for the chemical supply pipe. By using it, it is not necessary to provide a vacuum pump or the like separately for the air suction means and the chemical solution supply pipe . Therefore, the system configuration can be simplified and the cost can be reduced.
[0047]
Furthermore, according to the invention which concerns on Claim 6, the said chemical | medical solution tank, a chemical | medical solution supply pipe, and a piping system are formed by carving the rectangular parallelepiped block member made of metal, and with respect to this shaved block member A nozzle is connected to connect to the chemical solution supply pipe, and each open / close valve is connected to the side surface of the block member to connect to the chemical solution supply pipe and piping system, so that it is formed as a single member. by, chemical tanks, together with the chemical liquid supply pipes and nozzles etc. can be formed compactly, the entire system configuration is miniaturized, the system configuration can be easily. Moreover, cost reduction can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system outline diagram showing an embodiment of a chemical liquid supply system according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a specific structure of a nozzle used in the chemical solution supply system.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a specific structure of the nozzle in a cross section orthogonal to the cross section shown in FIG. 2;
4 is a configuration diagram showing a specific example of the chemical liquid supply system according to the embodiment shown in FIG. 1. FIG.
5 is a front cross-sectional view showing a specific shape and structure of a chemical tank, nozzle, and the like used in the system configuration shown in FIG.
6 is a left side sectional view of FIG. 5. FIG.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a state in which a thin film is applied to a semiconductor substrate, a display substrate, or the like in the prior art.
FIG. 8 is a system schematic diagram showing a chemical solution supply system when applying a chemical solution to a target substrate or the like by spray coating in the prior art.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 ... Chemical solution 7 ... Chemical solution supply pipe 10 ... Chemical solution tank 11 ... Nozzle 12 ... Air suction means 13 ... Positive pressure supply means V1-V9 ... Open / close valve 17 ... High pressure gas supply pipe 18 ... Compressor 28 ... Pressure controller 31 ... Chemical solution supply tank 32a, 32b ... Cleaning liquid tank

Claims

A chemical tank that contains a chemical solution inside and can be sealed;
A nozzle capable of negative pressure in the negative pressure generating portion of the interior by the air of the high pressure gas is generated to morphism injection by sucking liquid medicine from the liquid tank from the outside,
One end of the nozzle is connected to the negative pressure generator, the other end is connected to the upper surface of the chemical tank, and the negative pressure generated in the negative pressure generator by the supply of high-pressure gas to the nozzle is utilized. Air suction means for sucking air in the internal space of the chemical tank and generating negative pressure;
Connected between the bottom surface of the chemical liquid tank and the negative pressure generating portion of the nozzle, the chemical liquid in the chemical liquid tank is supplied to the nozzle by using the negative pressure generated in the negative pressure generating portion by supplying high-pressure gas to the nozzle. A chemical supply pipe to supply,
A positive pressure supply means for supplying a positive pressure gas of any pressure to the internal space of the chemical tank;
The chemical liquid tank and nozzle, the nozzle and air suction means, a piping system disposed between the chemical liquid tank and the positive pressure supply means, and an open / close valve provided in the middle of these piping systems ,
In a state where the opening and closing valves of the piping system are opened and closed in a predetermined order to operate the nozzle, and the negative pressure in the internal space of the chemical liquid tank and the negative pressure of the negative pressure generating portion of the nozzle are adjusted to be equal, The pressure of the positive pressure gas supplied to the internal space of the chemical liquid tank is adjusted by the positive pressure supply means, and the chemical liquid to the nozzle is determined by the differential pressure between the pressure of the internal space of the chemical liquid tank and the pressure of the negative pressure generating portion of the nozzle A chemical supply system characterized by controlling the supply flow rate of the liquid and ejecting the chemical from the nozzle .

2. The chemical liquid supply system according to claim 1, further comprising pressure control means for adjusting the pressure of the positive pressure gas supplied to the chemical liquid tank between the positive pressure supply means and the chemical liquid tank.

3. The chemical solution supply system according to claim 2, wherein the pressure control means uses a mass flow controller that measures the mass flow rate of the positive pressure gas and adjusts the flow rate.

The chemical solution supply system according to any one of claims 1 to 3, wherein the positive pressure supply means is supplied with air or an inert gas.

A nozzle negative pressure is generated in the negative pressure generating portion by the air of the high-pressure gas, the chemical liquid of claim 1, wherein the use as a vacuum suction means for air suction means and the chemical liquid supply pipe connected to the nozzle Supply system.

The chemical tank, chemical supply pipe and piping system are formed by cutting a rectangular block member made of metal, and a nozzle is connected to the cut block member so as to connect to the chemical supply pipe and, on a side surface portion of the block member to connect each of the opening and closing valve so as to be connected to the chemical supply pipe or pipe system, according to claim 1 or 5, wherein the formed in one piece as a single member Chemical supply system.