JPH03242535A

JPH03242535A - 表面張力の測定方法

Info

Publication number: JPH03242535A
Application number: JP3906790A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Shirakawa; 英一白川; Akinobu Eto; 衛藤　昭信
Original assignee: Tokyo Electron Ltd; Tokyo Electron Kyushu Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd; Tokyo Electron Kyushu Ltd
Priority date: 1990-02-20
Filing date: 1990-02-20
Publication date: 1991-10-29

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的コ（産業上の利用分野）本発明は、液体の表面張力を測定する方法に関する。

（従来の技術）従来より、液体の表面張力を測定する種々の方ｌ去が知
られており、例えば液滴法、毛管上昇法等かある。

上記７夜滴法は、毛細管の下端より２種類の液滴を静か
に落丁させ、２種類の液体についての上記液滴の質量ｍ
ｌ、ｍ２を測定する。

この際、２種類の液体の表面張力（値）をそれぞれγ１
．γ２とした場合に、 γ１／γ２　””　ｍ　１／　ｍ　２が成立することから、その一方の例えばγ、が既知であ
れば、他方の表面張力γ２を求めることができる。

また、毛管上昇法は毛管に沿って液体が上昇した高さに
より液体の表面張力を測定する方法であり、その他にも
輪環法、垂直板法、懸濁法などの測定方法が存在する。

（発明が解決しようとする課８）しかし、従来における上記戚滴広では、同一の毛細管を
用いて２種類の液体について計測を行う必要があり、し
かも、それぞれの液滴の質量を測定する必要があるので
、測定作業か煩雑で測定時間も要するという問題がある
。

また、毛管上昇法は、毛管に沿って上昇する液体の高さ
を検出する必要があるが、この高さの測定精度が期待で
きず、しかも、測定する度に管内の液体を吐き出し、か
つ毛細管壁をよく鷹らす必要かあることから、管壁の清
掃に注意しなければならないという問題がある。

この他、輪環峡、垂直板法、懸濁注等かあるが、いずれ
も測定器に適用する原理としては煩雑であり、例えば種
々の７夜吐出装置において表面張力を測定する場合にも
容易に適用できなかった。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、その１」
的とするところは、作業が簡単でかつ測定時間がかから
す、戚吐出装置などにも容易に適用できる表面張力の測
定方法を提供することにある。

［発明の構成］（諌題を解決するための手段）」−記１」的を達成するために、本発明は、供給管より
供給される供給ｌ夜の表面張力を測定するに際し、上記
供給管に一定流量の供給戚を供給し、］二紀供給７夜の
液滴か落下する周期を測定し、上記流量と周期から表面
張力を測定することを特徴とする。

（作　用）上記構成によれば、半径ｒの供給管の下端より落下する
液滴の重さＷは、液体の表面張力をγとすると、Ｗ−２π　ｒ　γ となる。そして、単位時間あたりの流量をｑ、測定対象
液体の比重をρとすると、落下する周期Ｔは、Ｔ−Ｗ／　　（ｑ　　・　ρ）−２π　ｒ　γ／（ｑ　
　・　ρ）となる。

従って、表面張力γは、 γ−ｆ（Ｑ・ρ）／２πｒ）　・Ｔて演算されることになり、液体の流量と落下周期により
容易に求めることができる。

（実施例）以下、本発明の実施例について図面を参照しながら具体
的に説明する。

第１図には、本発明の表面張力の渭１定方法を実施する
表面張力Ｍ１定装置の概略構成か示されており、被測定
対象となる液体１０はポンプ１２により液体供給管例え
ば毛細管１４内に供給される。

このＬ細管１４は半径ｒの管となっている。なお、この
ｆ　？Ｉ　ｒは一般に毛細管１４の先端部外径によって
規定されるか、管壁があまりぬれない岐を使用する場合
には、毛細管１４の先端部内径により規定される。また
、ポンプ１２は毛細管１４の先端に７夜滴か形成される
所定の流量ｑにて液体１０をｔ細管１４内に流通させる
。そうすると、毛細管１４の先端からは図示されるよう
に、重さＷの液ａ１６が所定の周期で順次静的に落下す
ることになり、このｄｉｌ、６の重さＷは表面張力の大
きさに応した値となる。

そして、ｕｍＷ１４の下端にはｌ夜温１６を受はル受け
ＩＩＩ　１８か論は与れ、二の受けｍｌ　１．８の底部
には液滴１６の落下を検出するマイクロホン２０が課け
１）れている。また、上記マイクロホン２０には液層１
６の落下周期Ｔを計測する周期計測器２２か接続され、
二の同期計測期２２には７夜体の表：ｆｌＪ張力γを演
算する表面張力演算器２４か接続される。

乞定明は、表面張力を液体１０の流量ｑとｌ夜温１６の
落下周期Ｔにより測定することを特徴としており、上記
表面張力演算器２４は、上述したように、 γ−ｆ（ｑ　　・　ρ）／２π　ｒ）　・　Ｔによって
表面張力γを演算することになる。

すなわち、上記液体１０の流量ｑは単位時間当りに流れ
る量であるから、１秒当りに供給される波体１０の重さ
は、ｑ・ρ／　ｓｅｃとなるが、ン夜滴１６か落下する
最終の重さＷは、ｗ−２πｒγであるから、このＷを上
記ｑ・ρ／ｓｅｃで除算すれば、落下周期Ｔか求められ
る。そして、この落下周期Ｔは、Ｔ＝ｗ／（ｑ・ρ）−
２πｒγ／（ｑ・ρ）で表されるので、二の式を変形す
ると、上記式が成立し、これにより表面張力γを求める
ことかできる。

このようにして、本発明はｌ＆体１ｏの流ｆｆ１ｑと？
夜温１６の落下周期Ｔにより表面張力を容易に求めるこ
とができ、従来のべ滴注のように２種類のン夜体を比較
する必要がないので、作業が煩雑になることはなく、ま
た短時間に測定を終了することがてきる。更に、毛管上
昇法等の他の測定方法に比べても、その有用性は著しく
高くなる。

そして、表面張力測定に測定対象の液体以外の液体を用
いる必要かない二と、また容易に測定が可能なことから
、本発明は？ｆ１体吐出装置において吐出７夜の状態を
把握し、調整することなとに適用することができる。

例えば、半導体製造工程の一つに現像工程かあるか、こ
の現像工程で小さな半導体ウェハに現像液を府盛り状態
で供給するパドル式現像の場合の表面張力測定に利用す
ることができ、この状態が第２図に示されている。

第２図において、回転するスピンチャック２６上には露
光済の半導体ウェハ２８か置かれており、この゛ｒ導体
ウェハ２８の上に現（ｇ！ｌ夜１０ａを毛細管１４から
供給するようになっている。この場合、半導体ウェハ２
８上に載せられる現像ｉ＆　１０　ａは表面張力の値に
よってその量か変化することになるので、現像液供給の
際に、図示されていない別の場所で上記のような方法に
て表面張力を測定することかできる。

これによれば、表面張力の値を監視することにより、半
導体ウェハ２８上に供給する現像液の表面張力を一定に
維持することができ、また逆に測定された表面張力に基
づいて供給量を調整することも可能となる。更に、レジ
スト戒等の塗布液に超音波ミストが発生した場合に、戒
の表面張力を調整するためなどにも適用することができ
る。

上記実施例では、液滴１６の落下周期Ｔの測定をマイク
ロホン２０により音で検出するようにしたが、これに限
らず、例えば遠赤外光等を利用した光センサーを液滴１
６か落下する位置に設け、検出光を液滴１６か遮る周期
で測定するようにしてもよい。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、供給管の下端よ
り液滴を落下させ、この液滴の落下周期と液体の流量か
らｌ皮体の表面張力を測定するようにしたので、従来の
戚ａ広のように、２種類の液体を用いることなく、７夜
体の表面張力を容易に測定することができ、また短時間
に測定を終了することか可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る表面張力の測定７５法を
実権する装置の概略構成図、第２図は半導体製造におけ
るパドル式現像をする際の現像波供給状態を示す図であ
る。１０１夜体、１２・・・ポンプ、１４・−毛細管、１６・・液滴、１８−・−受は皿、２０・・マイクロホン、２２−周期
計測器、２４・表面張力演算器、２８　゛ト導体ウェハ
。第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）供給管より供給される供給液の表面張力を測定す
るに際し、上記供給管に一定流量の供給液を供給し、上
記供給液の液滴が落下する周期を測定し、上記流量と周
期から表面張力を測定することを特徴とする表面張力の
測定方法。