JPH0622464Y2 - 薬液吐出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、半導体製造装置における塗布機や現像機に付
設される薬液吐出装置に関し、特に、吐出後に余分の薬
液がノズルから滴下することを防止するようにした装置
に関する。

〔従来の技術〕

半導体製造工程で使用される塗布機や現像機に、適量の
処理用薬液を供給する手段として、たとえば実開昭61-8
5145号公報（考案の名称「基板表面処理液供給装置」）
のように、薬液吐出駆動用のベローズポンプと、ベロー
ズポンプの吸引側及び吐出側それぞれに連設した逆流防
止弁と、ノズル内の薬液を一定量引戻すための引戻し手
段とを、薬液を貯溜した容器からノズルへ配管した吐出
管の途中に配置した薬液吐出装置（以下、第１の従来技
術という）が知られている。

また、特開昭63-278234号公報（発明の名称「シリカガ
ラス液吐出装置」）のように、薬液を貯溜した密閉容器
に気体を常時圧入しておき、密閉容器からノズルへ至る
吐出管を伸縮可能な配管とし、その配管を直接挾むピン
チバルブを開閉することによって、薬液の吐出制御をす
る装置（以下、第２の従来技術という）が知られてい
る。

なお、特開昭62-241575号（発明の名称「塗布装置」）
や、特開昭63-128629号（発明の名称「薬液吐出装
置」）のように、ノズルの先にセンサを付設することに
より、薬液供給後の薬液再落下を検知したり、薬液不足
による塗布や現像等の処理不良を検知する装置（以下、
第３の従来技術という）が知られている。

〔考案が解決しようとする課題〕

第１の従来技術は、吐出管の途中にベローズポンプや、
逆流防止弁、引戻し手段などの各種動作手段を配置して
いるために、薬液がこれらの動作手段に接触して汚染さ
れる惧れがある。また、引戻し手段によつて吐出後に薬
液を引戻す際に、その引戻し量が大きすぎると、ノズル
先端部に侵入する空気量が大きくなり、次回の薬液吐出
時に薬液に気泡が混入して、不良処理の原因となること
がある。

第２の従来技術は、これらの動作手段を備えていないた
め、薬液汚染の惧れはないものの、引戻し手段を配置し
ていないために、薬液供給後に薬液再落下の惧れがあ
る。

また、第３の従来技術は、薬液供給後の薬液再落下を検
知するにすぎず、その再落下を防止する機能を備えるも
のではない。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、薬液を貯溜する容器を密閉型とし、容器に加
圧気体を送入することにより薬液を吐出し、また、容器
内を減圧することにより薬液を引戻すようにし、薬液吐
出用ノズルの先端部に、ノズル内の薬液の存在を検出す
る一対のセンサ装置を、ノズル軸線に沿って所要間隔で
配設し、それらのセンサ装置のうち、先端側が薬液の存
在を検出せず、かつ、基端側が薬液の存在を検出した状
態、すなわち、薬液の先端部が一対のセンサ装置の中間
に位置する状態で停止するように、薬液の吐出と引戻し
の切替を制御するものである。

すなわち、本考案は、 薬液を貯溜した密閉型の容器に加圧気体を送入すること
により、容器に連設したノズルから薬液を吐出し、か
つ、吐出終了後に容器内を減圧することにより、ノズル
先端部の薬液を容器側に向けて引き戻すようにした薬液
吐出装置であって、 ノズル先端部に面して設置され、ノズル内の薬液の存在
を検出する第１のセンサ装置と、 前記第１のセンサ装置からノズルの軸線に沿って所要の
間隔を設けて配設され、同じくノズル内の薬液の存在を
検出する第２のセンサ装置と、 前記第１及び第２のセンサ装置の薬液検出信号に基づい
て、吐出後に薬液の先端が、第１及び第２のセンサ装置
による検出位置の中間で停止するように、容器内に対す
る加圧及び減圧を制御する制御装置と、よりなる薬液吐
出装置である。

〔作用〕

ノズル先端部に面して、ノズルの軸線に沿って所要の間
隔を設けて配置した２個のセンサ装置の中、先端側の第
１のセンサ装置が薬液の存在を検出せず、かつ、それよ
り所要の間隔を設けて配設した第２のセンサ装置が薬液
の存在を検出している状態では、ノズル内の薬液の先端
は、２個のセンサ装置による検出位置の中間に位置する
ことになる。

したがって、薬液吐出終了後に、この状態が保持される
ように、２個のセンサ装置の検出出力に基づいて、容器
内に対する加圧及び減圧を制御することにより、ノズル
内の薬液先端部がノズルの先端から所要量だけ引き戻さ
れた位置に停止させることができ、余分の薬液のノズル
からの滴下、及び、ノズル内への過剰の空気の侵入によ
る吐出時の気泡の発生を、ともに防止することができ
る。

〔実施例〕

第１図及び第２図は、それぞれ本考案を適用した薬液吐
出装置の各１実施例を示す概略図である。

まず、第１図示装置について説明する。

吐出すべき薬液(10)を貯溜する容器(11)は、気密に構成
され、かつ、送吸気管(12)及び吐出管(16)が上蓋部を貫
通して付設してある。

送吸気管(12)の先端は、容器(11)内の薬液(10)の液面よ
り上部で開口し、また、容器(11)外に付設した切替バル
ブ(13)を介して、送気管(14)と吸気管(15)が接続してあ
り、後述する制御装置(20)により、いずれか一方に切り
替えて連通するか、あるいは、いずれにも連通しないよ
うにしてある。

送気管(14)は、容器(11)内に加圧気体を送り込むもの
で、加圧気体としては、薬液(10)の酸化等による変質を
防ぐために、不活性ガス、たとえば窒素(N₂)を適用する
ことが望ましい。

吸気管(15)は、図示を省略した真空ポンプか、あるいは
適宜の真空発生装置に接続されて、切替バルブ(13)の操
作により送吸気管(12)に連通されたとき、容器(11)内を
減圧するものである。

一方、吐出管(16)の基端は、容器(11)の底部の薬液(10)
内に浸漬し、また、容器(11)外に突出する先端部は、薬
液吐出用のノズル(17)を形成する。この実施例では、ノ
ズル(17)の全体もしくは先端部の所要範囲を透光性材料
で形成してある。

ノズル(17)の最先端部に、第１の光センサ(18)を設置
し、それよりノズル(17)の軸線に沿って所要の間隔を設
けて、第２の光センサ(19)を設置する。

また、図示を省略した光源によりノズル(17)の先端部を
照射し、ノズル(17)を透過した光が、２個の光センサ(1
8)(19)にそれぞれ入射するように構成する。この透過光
は、ノズル(17)内に薬液が存在しない場合は、透光性の
ノズル(17)を透過して各光センサ(18)(19)に入射する
が、各光センサ(18)(19)が対向する部分に薬液が存在す
る場合は遮蔽されて、光センサが受光しないように構成
してある。

なお、図示実施例では、各光センサ(18)(19)にノズル(1
7)を透過した光が入射するようにしているが、光源を各
光センサと同じ側に配置して、ノズル(17)からの反射光
を受光するようにしてもよい。

２個の光センサ(18)(19)の出力信号は制御回路(20)に入
力し、制御回路(20)はこの出力信号に基づいて、切替バ
ルブ(13)に対する制御信号を出力する。

第１図示装置の作動は、以下の通りである。

所要の処理工程にあっては、切替バルブ(13)を送気管(1
4)が送吸気管(12)に連通する状態に設定して、加圧気体
を容器(11)内に送り込み、薬液(10)の液面を加圧する。
これにより薬液(10)は、吐出管(16)を介してノズル(17)
に押し出され、所要の処理部に吐出される。

第３図は、薬液吐出時のノズル(17)の状態を模式的に示
したもので、透光性のノズル(17)に対向して配置された
２個の光センサ(18)(19)は、ノズル(17)内に薬液が存在
するために、透過光が遮蔽されていずれも受光せず、２
個とも出力がない。

薬液供給処理が終了すると、切替バルブ(13)が吸気管(1
5)側に切替られて、加圧気体の送入が停止し、ノズル(1
7)からの薬液吐出が停止するとともに、容器(11)内が減
圧されて、ノズル(17)内の薬液を容器(11)側へ向けて引
き戻す。

ノズル(17)の先端部で、薬液が容器(11)側へ向けて引き
戻されると、まず、第１の光センサ(18)が対向設置され
た領域の薬液が存在しなくなり、この部分を光が透過し
て、第１の光センサ(18)から信号が出力する。第４図
は、このときの状態を示す。

制御回路(20)は、第１の光センサ(18)からの信号に基づ
き、切替バルブ(13)に制御信号を出力して、減圧を停止
させる。これにより、ノズル(17)内の薬液は、その先端
部が第１の光センサ(18)の設置部であるノズル(17)の最
先端部から、いくらか容器(11)側に引き戻された位置で
停止することになる。

このとき、切替バルブ(13)の作動タイミングの遅れ等の
原因により、薬液の引戻し量が過剰となり、薬液先端部
が第２の光センサ(19)が対向設置された領域を超えた位
置まで後退すると、第２の光センサ(19)も受光して、信
号を出力する。

制御回路(20)は、第２の光センサ(19)からも信号が入力
すると、切替バルブ(13)を制御して、送気管(14)から適
量の加圧気体を容器(11)に送りこみ、ノズル(17)内の薬
液を、その先端部が第２の光センサ(19)の設置領域を超
える位置まで前進させる。

すなわち、２個の光センサ(18)(19)の受光状態に基づい
て、切替バルブ(13)を制御し、容器(11)内に対する加圧
と減圧を調節することにより、ノズル(17)内の薬液を、
その先端部が２個の光センサ(18)(19)の対向設置領域の
中間に位置するように保持することができる。なお、余
分に引戻しすぎたときのノズル(17)内の薬液は、気泡が
混入している場合があるので、ノズル(17)の直下に液回
収皿（図示省略）を配置しておき、ノズル(17)内の薬液
を過分に排出させた後に、ノズル(17)内の薬液の先端部
を、２個の光センサ(18)(19)の対向設置領域の中間に位
置させるようにしてもよい。

したがって、２個の光センサ(18)(19)を、ノズル(17)の
軸線に沿った所要の位置に配置することにより、吐出終
了後における薬液先端部を、ノズル(17)の吐出端から所
要量後退した位置に停止させ、かつ、その位置に保持す
ることが可能となり、余分の薬液の滴下、及び、次回の
吐出に際しての薬液に気泡が混入する不都合を解消する
ことができる。

次に、第２図示実施例装置は、基本的には、上述第１図
示装置と同様であり、第１図示装置では、容器(11)内に
対する加圧と減圧を、上蓋を貫通する１本の送吸気管(1
2)をもつて行うのに対し、第２図示装置は、個別の送気
管(21)と吸気管(23)によって行うようにしたものであ
る。送気管(21)にはバルブ(22)が、吸気管(23)にはバル
ブ(24)が、それぞれ付設され、これらのバルブ(22)(24)
は、制御回路(20)からの信号により開閉制御される。

すなわち、処理工程に際して容器(11)内の薬液(10)を吐
出管(16)に送りだす際には、バルブ(22)を開いて加圧気
体を容器(11)内に送入する。所要の吐出工程が終了する
と、バルブ(22)を閉じて加圧気体の送入を停止し、次い
で、バルブ(24)を開いて容器(11)内を減圧して、ノズル
(17)内の薬液を容器(11)側に向けて引き戻す。

第２図示装置においても、前述に準じて２個の光センサ
(18)(19)の出力状態に基づいて、制御回路(20)により２
個のバルブ(22)及び(24)の開閉を制御し、ノズル(17)内
の薬液先端部が、２個の光センサ(18)(19)が対向設置さ
れた領域の中間に停止させて保持することにより、吐出
処理終了後の薬液滴下、及び、次回の吐出における気泡
の混入の不都合を解消することができる。

〔その他の実施例〕

上述は、ノズル内の薬液の存在を検出する手段として、
光センサを適用した実施例について説明したが、その他
のセンサ手段を用いて本考案を実施することも可能であ
る。

たとえば、ノズル内に薬液が存在するかしないかによ
り、対象部分の静電容量が変化することを利用して、上
述実施例の光センサに代えて、静電容量センサを適用し
てもよい。

また、圧電センサを適用して、ノズルの内壁に対する薬
液の圧力を検出することによって、本考案を実施するこ
とも可能である。

〔考案の効果〕

(1)薬液が通過する配管の途中に、ベローズポンプや逆
流防止弁、引戻し手段などの動作手段を配置していない
ので、薬液を汚染する惧れがない。

(2)薬液吐出後に、薬液を貯溜した容器内を減圧するこ
とにより、余分の薬液がノズルから溢れて滴下する不都
合を防止する。

(3)２つのセンサでノズル内の薬液の先端部を検知し、
薬液の吐出と引戻しを制御するようにしているため、過
剰な引戻しを防いで、次回の吐出に際して、薬液に気泡
が混入するトラブルを解消することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を適用した薬液吐出装置の１実施例を示
す概略図、第２図は同じく他の１実施例装置を示す概略
図、第３図及び第４図は薬液吐出ノズルと光センサの出
力状態を示す模式図である。 (10)……薬液、(11)……気密性容器、 (12)……送吸気管、(13)……切替バルブ、 (14)……送気管、(15)……吸気管、 (16)……吐出管、(17)……ノズル、 (18)……第１の光センサ、 (19)……第２の光センサ、 (20)……制御回路、 (21)……送気管、(23)……吸気管、 (22)(24)……バルブ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】薬液を貯溜した密閉型の容器に加圧気体を
   送入することにより、容器に連設したノズルから薬液を
   吐出するようにした薬液吐出装置において、 ノズル先端部に設置され、ノズル内の薬液の存在を検出
   する第１のセンサ装置と、 前記第１のセンサ装置からノズルの軸線に沿って所要の
   間隔を設けて配設され、同じくノズル内の薬液の存在を
   検出する第２のセンサ装置と、 前記第１及び第２のセンサ装置の薬液検出信号に基づい
   て、吐出後に薬液の先端が、第１及び第２のセンサ装置
   による検出位置の中間で停止するように、容器内に対す
   る加圧及び減圧を制御する制御装置と、よりなる薬液吐
   出装置。