JPH0443900A - 液体供給装置 - Google Patents

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】 〔概要〕 液体供給装置、より詳しくは、スピンコーティング装置
での薬液を供給する装置に関し、加圧キャップ式での液
体供給装置におけるキャップ部でのリーク防止を向上さ
せ、ボトルの交換が容易に、迅速にかつ確実に行える機
構にした液体供給装置を提供することを目的とし、液体
を収容したボトルと；加圧気体導入管および液体供給管
を備えたキャップであって、前記ボトルの口部が衝合す
る部分に斜面を有するキャップと；前記ボトルおよび前
記キャップの少なくとも一方を昇降させて前記ボトルの
口部と前記キャップの斜面とを衝合させる昇降機と；か
らなることを特徴とする液体供給装置に構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、液体供給装置、より詳しくは、スピンコーテ
ィング装置での薬液を供給する装置に関する。

スピンコーティング装置は、半導体装置において、頻繁
ムこ使用され、選択エツチング、イオン注入などでのマ
スクとなる樹脂レジストの塗布や、ドーピング、層間絶
縁膜に使われるＳＯＣ（スピンオングラス）、ポリイミ
ドなどの塗布に必要な装置である。

〔従来の技術〕

液体を所定の容器（ボトル）から送り出すことは、容器
内液面下に排出管（供給管）を差し込んでおいて液面を
制御用加圧気体で加圧すること（いわゆる圧送方式）に
よって行われている。この正方式には、（１）加圧タン
ク式と（２）加圧キャップ式とがある。

加圧タンク式では、キャップをしない液体収容ボトル全
体をタンク内に入れる必要があり、使用済ボトルを新し
いボトルと交換するにはタンクの蓋を開閉しなければな
らず、さらに、蓋を確実に閉めて加圧気体の漏れを防止
しなければならず、面倒である。そして装置スペースも
加圧タンクの大きさに合わせてそれだけ大きくなってし
まう。

一方、加圧キャップ式では、通常、加圧気体導入管およ
び液体供給管を備えたネジ山付き口部を螺合して、ボト
ルを気密封止している。この螺合を利用したボトルのセ
ツティングが不十分であると、外気へのリークが生して
所望量の供給（滴下）が出来なくなる可能性があった。

このリークがないことを確認するには、ボトル内に圧力
ゲージの端子を装入して検知することになり、それだけ
液体供給装置は複雑になってしまう。また、螺合で締め
付けすぎれば、徐々にキャップ（またはボトル口部）が
変形してリークの原因となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、加圧キャップ式での液体供給装置にお
けるキャップ部でのリーク防止を向上させ、ボトルの交
換が容易に、迅速にかつ確実に行える機構にした液体供
給装置を提供することである。

さらに、キャップに取付けられた液体供給管（排気管）
のチューブ内に溜まっている液が、ボトル交換時にチュ
ーブとボトルとが触れる際などで垂れることがあり、ボ
ルト外に零れる問題がある。そこで、ボトル交換をゆっ
くりとかつ慎重に行えば、チューブとボトルとの接触は
回避できるわけであるが、面倒な作業となり、接触可能
性が依然として残っている。チューブとボトルとの接触
なしに容易にボトル交換できる液体供給装置を提供する
ことも本発明の目的である。

〔課題を解決するための手段〕

上述の目的が、≠液体を収容したボトルと；加圧気体導
入管および液体供給管を備えたキャップであって、ボト
ルの口部が衝合する部分に斜面を有するキャップと；ボ
トルおよびキャンプの少なくとも一方を昇降させてボト
ルの口部とキャップの斜面とを衝合させる昇降機と；か
らなることを特徴とする液体供給装置によって達成され
る。

昇降機が油空圧駆動のパンタグラフ式エレベータである
ことは好ましく、これによって垂直方向真っ直ぐな昇降
が長い距離で可能となる。これ以外のタイプの油空圧式
やネジ式昇降機を用いることもでき、それをボトル載置
台或いは／およびキャップに取りつけることができる。

ボトルを所定位置に確実に配置するために、ボトルの底
部形状に応じた嵌め込み凹所を備えたボトル載置台を昇
降機が有することは好ましい。

さらに、ボトルサイズ（ボトル直径ないしボトル高さ）
がその容量に応じて異なるわけであり、そのような場合
にも、ボトルを所定位置にしかつ高さを一定のままで良
いよう嵌め込み凹所を有しかつ所定厚さの着脱可能付加
載置台を昇降機のために用意することは好ましい。

ボトルサイズに応じた付加載置台を採用する代わりに、
ボトル載置台にボトルサイズ（底部形状）に応じた階段
状凹所を設け、それぞれの凹所にリミットスイッチを埋
め込んでおき、ボトルサイズの検出と昇降高さの設定と
を行う制御回路（例えば、ｃｐｕ）に接続した構成にす
ることもできる。

キャンプに圧力センサを備えて、ボトルとキャップとの
衝合を検出し、昇降機の動きを停止する制御回路を設け
た構成にすることもできる。

〔作用］ 本発明によると、昇降機に液体の入ったボトルをセット
し、持ち上げてボトルの円筒状口部がキャップの斜面に
衝合するようにすることでボトルの気密封止を行い、ボ
トル交換のために昇降機を下げるので、誰でも簡単に、
確実にかつ迅速にボトルの装填・取り外しく交換）がで
きる。逆に、キャップを降ろすことでボトルの気密封止
を行い、キャップを上げてボトル交換を行うようにして
もよい。

キャップは従来通りに加圧気体導入管および液体供給管
（排出管）を備え、その材料がボトルの材料よりも軟ら
かい（または、硬い）ので、衝合（押付け）によって多
少の弾性変形があって確実にシール（気密封止）が容易
に達成される。また、弾性体材料であれば、キャンプお
よびボトルを同一材料で製作してもよく、ボトルおよび
キャップをガラスのような剛体で作り、弾性体シールリ
ングを介在させてもよい。

〔実施例〕

以下、添付図面を参照して本発明の実施態様例によって
詳しく説明する。

第１Ａ図および第１Ｂ図は、本発明に係る液体供給装置
の概略図であり、第１Ａ図はキャップの下方にボトルを
配置したときの状態を示し、そして、第１Ｂ図はボトル
をキャップに衝合させて（押し付けて）気密封止してい
る状態を示す。

第１Ａ図に示すように、本発明に係るスピンコーティン
グ装置用液体供給製置は、レジストやＳＯＧなどの液体
（薬液）を収容したボトル２と、該ボトル２を載せた載
置台３を有するパンタグラフ式エレベータである昇降機
４と、加圧気体導入管５および液体供給管６を備えた固
定キャップ７とからなる。昇降機４は、空圧シリンダー
８によってパンタグラフを伸縮することで載置台３が昇
降しかつ第１Ｂ図に示すようにボトル２の円筒状口部２
Ａをキャップ７に押付けて保持することができる。ボト
ル２は、例えば、ポリプロピレン製ボトル（ビン）であ
って、円筒状口部２Ａ（例えば、外径２３．７ｍｍ、厚
さ３髄）および胴体部２Ｂ（外径８０■）からなる。載
置台３はこのボトル２が嵌め込まれる凹所３Ａを有して
おり、嵌め込むことでボトルの位置決めがなされる。キ
ャンプ７は、例えば、ポリエチレンで造られ、その下側
に円錐台状斜面７Ａとなる凹所を有し、口径サイズの異
なるボトルであっても斜面７Ａのどこかに衝合して（当
たって）シールが達成できる。キャップ７およびボトル
２の材料は、硬度に差があるようにすれば、適切な材料
（例えば、ガラス）を使用することができる。

本発明に係る液体供給装置を次のようにして使用する。

まず、第１Ａ図に示すように、昇降機４を下げた状態に
して、その載置台３の凹所３Ａ内に所定のボトル２を嵌
め込みセットする。次に、空圧シリンダー８によって昇
降機４を駆動してボトル２を上方へ持ち上げて、液体供
給管６をボトル２の口部２Ａと接触することなく、液体
１内に装入する。そして、ボトル２の口部２Ａがキャッ
プ７の斜面７Ａに突き当ったところが第１Ｂ図であり、
この状態（空圧シリンダー８からの力）を維持して、ボ
トル口部２への縁でのシール（気密封止）を維持する。

このときに、加圧気体導入管５から加圧気体（例えば、
加圧窒素ガス）を送り、ボトル２内圧力を上げて（液面
を加圧して）、液体１を液体供給管６から所定量流し出
す（スピンコーティング装置で液体を滴下する）。ボト
ル２内の液体ｌが無くなったところで、加圧気体の流入
を止め、弁１１を動かしてボトル２内気体を抜き、大気
圧と同じにする。そして、昇降機４を下げてボトル２を
キャップ７から離し、液体供給管６とボトル口部２Ａと
が接触しないようにボトル２を第１Ａ図の位置まで降ろ
す。次に、空のボトル２を載置台３から外し、新しいボ
トルをセットして、上述した液体供給を繰り返すことに
なる。

本発明の液体供給装置では加圧気体の圧力が０、５　ｋ
ｇ／ｅｌＮのときに、ボトル２内圧力は３０分経過時で
は変化なく　０．５　ｋｇ／Ｃ１ｉであり、３時間経過
時には０．４９　ｋｇ／ｃ１１１となっていた。一方、
従来のネジ込み式の液体供給装置では３０分経過時で０
．４８ｋｇ／ｃｉｌｌで、３時間経過時で０．４５　ｋ
ｇ／ｃｔｌＴであった。本発明の場合のほうが気密封止
性が良い。

上述の例でのキャップはボトルの口部よりもかなり大き
い外径を有しているが、第２図に示すにうに、ボトル口
部の内側に挿入されるように円錐台状のキャップ９でも
よい。この場合には、キャップ９の外側斜面９Ａの一部
がボトル口部の内側縁部と衝合して気密封止となる。

ボトルはその容量に応じて各種サイズのものがあり、場
合によっては異なるサイズのボトルを次に用いることが
ある。そのような場合に、第３図に示すような付加載置
台（アダプター）１３を予め作製して用いるのが便利で
ある。第３図の場合は、次に小サイズのボトル１２を使
用する場合であって、ボトルサイズの直径および高さ（
全長）が先に使用したボトルよりも小さいので、そのま
ま載置台３の凹所へいれても安定に保持できないが、ボ
トル１２の外径に合った凹所１３Ａを有する付加載置台
１３によって安定に保持できる。そして、この付加載置
台１３の外径を大きなボトルの外径と同しにしておいて
、載置台３の凹所に嵌め込むことでボトル１２を所定位
置に（キャップと適切に衝合する位置に）することがで
きる。さらに、ボトル高さの差と同じ厚さ（１）を有す
るように付加載置台１３をプラスチック（例えば、塩化
ビニール）で製作しておくことで、昇降機４の昇降距離
はそのまま一定でよい。従って、昇降１！４に取り付け
た載置台３の凹所を最大外径ボトルに合わせておき、そ
れよりも小径サイズボトル使用時にそれに合った付加載
置台を用いて、小径サイズボトルを昇ｆｉ１機に載せ、
使用後にボトルごと外せば良いので、容易に異なるサイ
ズボトルの交換が確実にできる。

また、付加載置台の代わりに、第４図に示すように、昇
降機４０載置台３３に階段状当所３３Ａをボトル３６Ａ
、３６Ｂ、３６Ｃの外径に合わせて形成してもよい。こ
の場合には、どのサイズのボトルを用いたのかが検知で
きるように、凹所３３Ａのそれぞれにリミットスイッチ
３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃを埋め込んでおく。これらリミ
ットスイッチはＣＰＵなどの演算制御回路３５に接続さ
れており、ボトルサイズに応した昇降機４の昇降距離を
求めて、空圧シリンダー８を駆動することでボトル３６
Ａ、３６Ｂまたは３６Ｃがキャップに確実な気密封止状
態にすることができる。

この場合には、交換ボトルを載置台３３に単に嵌め込む
ように載せるだけで済むので、作業が簡単であり、自動
化が図れる。

さらに、昇降機によるボトルとキャップとの衝合の際に
、衝合したことを検出する圧力センサ３８を、第５図に
示すように、キャップ７に備えてもよく、この場合には
内側円錐台状斜面７Ａに圧力センサ３８を付設しである
。この圧力センサ３８は昇ｌｉＩ機駆動の制御回路３９
に接続されてる。

また、油空圧駆動機に、衝合によるリアクションを検出
して自動停止する機構を備えてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、液体の入ったボ
トルを気密封止を高めて容易に、簡単に、確実にかつ迅
速に液体供給装置に装填し、取り外しできる。そのこと
が液体供給量（塗布量）の再現性（制御性）を高める効
果に到る。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図および第１Ｂ図は、本発明に係る液体供給装置
の概略図であり、第１Ａ図はキャップの下方にボトルを
配置したときの状態を示し、そして、第１Ｂ図はボトル
をキャップに衝合させている状態を示し、 第２図は、別の態様のキャップの概略断面図であり、 第３図は、付加載置台および載置台の概略断面図であり
、および 第４図は、別の態様での載置台の概略断面図であり、 第５図は、圧カセンサ付きキャップの概略断面図である
。 ２・・・ボトル ４・・・昇降機 ６・・・液体供給管 １３・・・付加載置台 ・・・載置台 ・・・加圧気体導入管 ・・・キャップ ５・・・制御回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、液体を収容したボトル（２）と； 加圧気体導入管（５）および液体供給管（６）を備えた
   キャップ（７）であって、前記ボトル（２）の口部（２
   Ａ）が衝合する部分に斜面（７Ａ）を有するキャップ（
   ７）と； 前記ボトル（２）および前記キャップ（７）の少なくと
   も一方を昇降させて前記ボトル（２）の口部（２Ａ）と
   前記キャップ（７）の斜面（７Ａ）とを衝合させる昇降
   機（４）と； からなることを特徴とする液体供給装置。 ２、前記キャップ（７）の材料硬度が前記ボトル（２）
   の材料硬度と異なることを特徴とする請求項１記載の液
   体供給装置。 ３、前記昇降機（４）は、前記ボトル（２）の底部を嵌
   め込む凹所（３Ａ）を備えたボトル載置台（３）を有す
   ることを特徴とする請求項１記載の液体供給装置。 ４、前記昇降機（４）は、ボトル底部形状に応じた嵌め
   込み凹所（１３Ａ）を有し、かつ一定な昇降高さで衝合
   するような厚さを有する着脱可能付加載置台（１３）を
   有することを特徴とする請求項３記載の液体供給装置。 ５、前記昇降機（４）の前記ボトル載置台（３３）は、
   ボトル底部形状に応じた階段状凹所（３３Ａ）を有し、
   それぞれの凹所にリミットスイッチ（３４Ａ、３４Ｂ、
   ３４Ｃ）が埋込まれており、ボトルサイズの検出と昇降
   高さの設定とを行う制御回路（３５）へ接続されている
   ことを特徴とする請求項３記載の液体供給装置。 ６、前記キャップ（７）が圧力センサ（３８）を備えて
   おり、前記ボトル（２）の口部（２Ａ）と前記キャップ
   （７）との衝合を該圧力センサ（３８）にて検出し、前
   記昇降機（４）の動きを停止する制御回路（３９）が設
   けられていることを特徴とする請求項１記載の液体供給
   装置。