KR101884946B1

KR101884946B1 - 약액 토출 밸브 및 약액 공급 시스템

Info

Publication number: KR101884946B1
Application number: KR1020120001736A
Authority: KR
Inventors: 요시후미 니시오; 쇼지 아즈마; 도시끼 마루따; 노부야 스즈끼
Original assignee: 시케이디 가부시키가이샤
Priority date: 2011-01-12
Filing date: 2012-01-06
Publication date: 2018-08-02
Also published as: JP5711541B2; JP2012145164A; KR20120081942A; US20120175001A1

Abstract

액적화를 억제하면서 약액의 적하 유량을 감소시키는 기술을 제공한다.
본 발명은, 회전하는 웨이퍼 상에 약액을 공급하기 위한 약액 토출 밸브를 제공한다. 본 약액 토출 밸브는, 밸브 폐쇄 상태와 최대 리프트량 사이에서 리프트량을 조작함으로써, 약액 공급구와 약액 토출구 사이의 유로 상태를 변화시키는 접촉부를 갖는 다이어프램 밸브와, 작동 가스의 공급량을 조작하기 위한 제1 개방도를 연속적으로 조정 가능한 제1 비례 제어 밸브(51)와, 작동 가스의 배출량을 조작하기 위한 제2 개방도를 연속적으로 조정 가능한 제2 비례 제어 밸브(52)와, 상기 제1 비례 제어 밸브(51)와 상기 제2 비례 제어 밸브(52)를 접속하는 중간 유로에 형성되어 있는 작동 가스 공급구를 갖는 작동 가스 공급부와, 작동 가스 공급구로부터 공급된 작동 가스의 공급 압력에 따라 리프트량을 조작하는 액추에이터부를 구비한다. 액추에이터부는, 최대 리프트량을 조정 가능하게 제한하는 리프트량 제한부를 갖는다.

Description

약액 토출 밸브 및 약액 공급 시스템{LIQUID CHEMICAL DISCHARGE VALVE AND LIQUID CHEMICAL SUPPLY SYSTEM}

본 발명은, 펌프에 의해 약액을 공급하는 약액 공급 시스템에 관한 것으로, 특히 약액을 간헐적으로 공급하는 약액 토출 밸브에 관한 것이다.

반도체 제조 장치의 약액 사용 공정에 있어서는, 약액 공급 시스템으로부터 공급된 포토레지스트액 등의 다양한 약액이 반도체 웨이퍼에 소정량만 도포된다. 도포 방법은, 예를 들어 포토리소그래피에서는, 스핀 코터에 의해 감광성 유기 물질인 포토레지스트(레지스트액)가 도포된다. 스핀 코터란, 반도체 웨이퍼의 회전에 의해 포토레지스트를 얇고 균일하게 도포하는 장치이다. 포토레지스트의 막 두께는, 스핀 코터의 회전 수, 레지스트의 점성, 온도 환경 등에 따라 수십 ㎚로부터 수㎛로 조정할 수 있다. 약액 공급 시스템은, 정확한 양의 약액을 노즐로부터 반도체 웨이퍼 상에 적하함으로써 약액을 공급한다.

종래는, 약액 공급에 대해서는, 정확한 양의 적하를 실현하기 위하여 석백(suck back) 밸브의 장비나 밸브 폐쇄 속도의 조정과 같은 방법이 제안되고 있다. 석백 밸브는, 밸브 폐쇄 후에 약액을 노즐로부터 되돌림으로써 드리핑을 방지할 수 있으므로, 드리핑에 기인하는 과적하의 문제를 해결할 수 있다. 밸브 폐쇄 속도의 조정은, 밸브 폐쇄 속도를 워터 해머 현상(압력 맥동)에 기인하는 약액 유로의 내부에 있어서의 기포 발생을 억제하여, 기포에 기인하는 적하 부족의 문제를 해결할 수 있다. 한편, 미리 설정된 유량 제어 패턴에 기초하여 약액의 유량을 제어하여 드리핑을 억제하는 기술(특허문헌 1)이나 개폐 밸브의 밸브 폐쇄 조작과 석백 밸브의 흡인 동작을, 다른 구동 신호에 기초하여 독립적으로 제어함으로써 드리핑을 방지하는 기술(특허문헌 2)도 제안되어 있다. 이렇게 종래는, 노즐로부터의 약액의 토출 특성의 개선을 도모해 왔다.

일본 특허 공개 제2000-161514호 공보 일본 특허 공개 제2010-171295호 공보 일본 특허 공개 평11-82763호 공보 일본 특허 공개 제2005-128816호 공보

그러나, 레지스트액의 도포의 박막화의 요청에 수반하여 약액의 적하량을 감소시키면, 드리핑이나 기포가 발생하지 않아도 도포막의 두께에 불균일한 부분이 발생하는 것이 본 발명자에 의해 새롭게 발견되었다. 본 발명자는, 종래와 같이 노즐로부터의 약액의 토출 특성에만 주목하는 것이 아니고, 고속 카메라를 사용하여 노즐로부터 토출된 공중의 약액의 물리적 특성까지 분석 대상을 확대하여 그 원인을 밝혀내는 데 성공했다.

본 발명은, 상술한 종래의 과제 중 적어도 일부를 해결하기 위하여 창작된 것이며, 액적화를 억제하면서 약액의 적하 유량을 감소시키는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이하, 상기 과제를 해결하는 데 유효한 수단 등에 대해, 필요에 따라 효과 등을 나타내면서 설명한다.

수단 1. 회전하는 웨이퍼 상에 약액을 공급하기 위한 약액 토출 밸브이며,

상기 약액이 공급되는 약액 공급구와, 상기 약액을 토출하는 약액 토출구가 형성되어 있는 밸브실을 갖는 밸브 본체와,

상기 약액 토출구에 있어서의 밸브실측의 단부와의 거리인 리프트량을 밸브 폐쇄 상태와 최대 리프트량 사이에서 조작함으로써, 상기 약액 공급구와 상기 약액 토출구 사이의 유통 상태를 변화시키는 접촉부를 갖는 다이어프램 밸브와,

작동 가스의 공급량을 조작하기 위한 제1 개방도를 연속적으로 조정 가능한 제1 비례 제어 밸브와, 작동 가스의 배출량을 조작하기 위한 제2 개방도를 연속적으로 조정 가능한 제2 비례 제어 밸브와, 상기 제1 비례 제어 밸브와 상기 제2 비례 제어 밸브를 접속하는 중간 유로에 접속되어 있는 작동 가스 공급구를 갖는 작동 가스 공급부와,

상기 작동 가스 공급구로부터 공급된 작동 가스의 공급 압력에 따라 상기 접촉부를 구동하고, 상기 접촉부의 구동에 의해 상기 리프트량을 조작하는 액추에이터부를 구비하고,

상기 액추에이터부는, 상기 최대 리프트량을 조정 가능하게 제한하는 리프트량 제한부를 갖는 약액 토출 밸브.

수단 1에서는, 리프트량의 개폐 조작은, 제1 비례 제어 밸브와 제2 비례 제어 밸브를 접속하는 중간 유로에 접속되어 있는 작동 가스 공급구로부터 공급된 작동 가스의 공급 압력에 따라 다이어프램 밸브의 접촉부를 구동함으로써 행하여진다. 제1 비례 제어 밸브와 제2 비례 제어 밸브는 연속적으로 밸브 개방도를 조작 가능하므로, 일반적으로 사용되고 있는 전자기 밸브의 온/오프 동작에 기인하는 약액류의 맥류를 배제할 수 있다. 이에 의해, 특히 밸브 폐쇄 조작 시에 있어서의 약액류의 요란을 억제하여 표면 장력에 의한 공중에서의 액적화를 저감시킬 수 있으므로, 약액의 소량 공급의 안정화를 실현할 수 있다.

한편, 액추에이터부는, 최대 리프트량을 조정 가능하게 제한하는 리프트량 제한부를 가지므로, 정상적인 유량 상태를 실현하기 위한 리프트량으로서 최대 리프트량을 조정하여, 밸브 폐쇄 조작의 제어 내용을 조정 후의 최대 리프트량부터 밸브 폐쇄 상태까지의 리프트 조작에 한정할 수도 있다. 이러한 하드웨어 구성은, 정상적인 유량 상태에 있어서의 리프트 조작의 정지와, 정위치(최대 리프트량)로부터의 리프트 조작에 의한 밸브 폐쇄 조작이 이용 가능한 제어 대상으로서 구성되어 있게 되므로, 간이한 제어계의 실장으로 재현성이 높은 안정된 동작을 실현할 수 있다. 이에 의해, 높은 신뢰성으로 액적화를 저감시킬 수 있으므로, 약액의 소량 공급의 안정화를 실현할 수 있다. 이 결과, 높은 신뢰성으로 액적의 발생에 기인하는 프로세스의 열화를 간이하게 억제할 수 있다.

수단 1의 액추에이터부는, 작동 가스의 공급 압력에 따라 리프트량을 조작하는 기능을 갖고 있음에도 불구하고, 최대 리프트량을 조정 가능하게 제한하는 리프트량 제한부도 갖고 있다. 이와 같은 구성의 조합은, 약액의 소량 공급에 기인하는 액적화를 약액류 중의 요란의 억제로 방지하기 위한 고유 조합이며, 출원 시의 당업자의 기술 상식에 반하는 것이라고 할 수 있다.

수단 2. 상기 액추에이터부는, 상기 작동 가스의 공급 압력에 따라 상기 접촉부를 구동하기 위한 피스톤과, 상기 피스톤을 수용하는 실린더실이 형성되어 있는 실린더를 갖고,

상기 피스톤은, 상기 실린더실을 O링으로 밀봉하는 미끄럼 이동부를 갖는 수단 1에 기재된 약액 토출 밸브.

수단 2에서는, 피스톤이 실린더실을 O링으로 밀봉하는 미끄럼 이동부를 가지므로, 피스톤은, 약액 토출 밸브에 일반적으로 사용되는 Y 패킹 등과 비교하여 실린더실에 대하여 큰 히스테리시스로 미끄럼 이동하게 된다. 즉, 본 미끄럼 이동은, 운동 마찰력과 정지 마찰력의 차가 현저하게 큰 마찰 상태로 되므로, 밸브 폐쇄 조작에 있어서는, 한번 운동 마찰 상태로 들어가면 정지 마찰 상태로 천이되기 어려운 상태로 된다.

이러한 특성은, 피스톤 위치의 조작으로 밸브 개방도를 제어하는 약액 토출 밸브의 구성에는 일반적으로는 바람직하지 않다는 것이 출원 시의 당업자의 일반적인 기술 상식이다. 그러나, 본 구성은, 정지 마찰 상태로의 천이를 방지하여 운동 마찰 상태에서의 안정된 밸브 개방 조작이나 밸브 폐쇄 조작을 실현할 수 있으므로, 스틱 슬립 현상을 예방하여 액적화의 원인인 약액류의 요란을 억제할 수 있다.

수단 3. 상기 약액은, 포토리소그래피 프로세스에 사용되는 레지스트액인 수단 1 또는 2에 기재된 약액 토출 밸브.

포토리소그래피 프로세스에서는, 평탄면에 균일하고 매우 얇은 고품질의 박막 형성이 요청되는 한편, 레지스트액(R)의 효율적인 이용도 요망되고 있다. 따라서, 미소 유량의 레지스트액을 안정적이고 또한 액적화되지 않고, 웨이퍼 상에 적하하는 것이 바람직하므로, 본 발명은 현저한 효과를 발휘하게 된다.

수단 4. 약액 공급 시스템이며,

수단 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 약액 토출 밸브와,

상기 제1 개방도와 상기 제2 개방도의 연속적인 조정에 의해, 상기 작동 가스의 공급 압력을 조작하여 상기 약액의 공급량을 제어하는 제어부를 구비하고,

상기 제어부는, 상기 밸브 폐쇄 상태로 유지시키는 밸브 폐쇄 유지 조작과, 상기 밸브 폐쇄 상태로부터 상기 최대 리프트량으로 되도록 상기 리프트량을 증대시키는 밸브 개방 조작과, 상기 리프트량을 상기 최대 리프트량으로 유지하는 밸브 개방 유지 조작과, 상기 최대 리프트량으로부터 상기 밸브 폐쇄 상태로 되도록 상기 리프트량을 감소시키는 밸브 폐쇄 조작을 순서대로 상기 액추에이터부에 실행시킴으로써 간헐적으로 상기 약액을 토출하는 약액 공급 시스템.

수단 4의 약액 공급 시스템에서는, 밸브 폐쇄 유지 조작과, 밸브 개방 조작과, 밸브 개방 유지 조작과, 밸브 폐쇄 조작을 순서대로 액추에이터부에 실행시킴으로써 간헐적으로 약액이 토출된다. 밸브 폐쇄 유지 조작과 밸브 개방 유지 조작은, 모두 최저 상태의 동작이므로, 목표값 근방에서의 리프트량의 제어나 정지 마찰 상태와 운동 마찰 상태 사이의 천이에 기인하는 리프트량의 맥동을 발생시키지 않는다.

밸브 개방 조작과 밸브 폐쇄 조작은, 모두 정지를 전제로 하는 동작이 아니고, 밸브 폐쇄 상태와 밸브 폐쇄 상태 사이의 동작에 있어서의 리프트량 조작이다. 따라서, 본 구성은, 목표값 근방에서의 리프트량의 제어나 정지 마찰 상태와 운동 마찰 상태 사이의 천이에 기인하는 리프트량의 맥동을 발생시키지 않게 된다. 이와 같이, 본 약액 공급 시스템은, 리프트량의 맥동이 발생하지 않는 동작에 의해 간헐적으로 약액을 토출할 수 있으므로, 약액의 소량 공급의 안정화를 실현할 수 있다.

수단 5. 수단 4에 기재된 약액 공급 시스템이며,

상기 제2 비례 제어 밸브는, 비통전으로 폐쇄 상태로 되는 밸브이며,

상기 제어부는, 상기 밸브 개방 유지 조작에 있어서는, 상기 제1 비례 제어 밸브를 개방 상태로 제어하고, 상기 제2 비례 제어 밸브를 비통전으로 하는 약액 공급 시스템.

수단 5의 약액 공급 시스템에서는, 제어부가 밸브 개방 유지 조작에 있어서는 제2 비례 제어 밸브를 비통전으로 하여 폐쇄 상태로 되므로, 작동 가스의 공급 압력을 높은 상태로 유지할 수 있다. 밸브 개방 유지 조작에서는, 작동 가스의 공급 압력을 높은 상태로 유지하는 것만으로, 리프트량 제한부에 의해 최대 리프트량으로 유지되므로, 제2 비례 제어 밸브로의 전력 공급을 정지한 상태에서 밸브 개방 유지 조작이 실현되고 있다. 이에 의해, 전력 소비를 억제하는 동시에, 약액 토출 밸브의 온도 상승을 저감시킬 수 있다.

또한, 제1 비례 제어 밸브의 동작은, 운용 형태에 따라, 비통전에 의한 폐쇄 상태로 해도 좋고, 작은 리프트량으로 개방 상태로 제어해도 좋다. 이에 의해, 전력 소비나 열 발생을 더 억제할 수 있다. 밸브 개방 유지 조작은 최저 상태에 있어서의 동작이므로, 작동 가스의 공급 압력이 맥동해도 되기 때문이다.

본 발명은, 약액 공급 시스템뿐만 아니라, 예를 들어 약액 공급 시스템의 제어 기능을 구현화하는 컴퓨터 프로그램, 그 프로그램을 저장하는 프로그램 매체와 같은 형태로 구현화할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태의 약액 공급 시스템(90)과 스핀 코터(60)를 도시하는 회로도.
도 2는 약액 토출 밸브(100)의 내부 구성을 도시하는 단면도.
도 3은 폐쇄 상태에 있어서의 에어 오퍼레이트 밸브(120)의 내부 구성을 도시하는 확대 단면도.
도 4는 개방 상태에 있어서의 에어 오퍼레이트 밸브(120)의 내부 구성을 도시하는 확대 단면도.
도 5는 실시 형태에 있어서의 약액 토출 밸브(100)의 제어 블록도.
도 6은 실시 형태와 비교예의 약액 토출 밸브의 작동 에어의 압력을 대비하여 나타내는 그래프.
도 7은 비교예에 있어서의 약액의 토출 상태를 고속 카메라로 촬영한 모습을 도시하는 도면.
도 8은 실시예에 있어서의 약액의 토출 상태를 고속 카메라로 촬영한 모습을 도시하는 도면.
도 9는 에어 오퍼레이트 밸브(120)와 석백 장치(130)의 작동 시퀀스를 나타내는 타임챠트.

이하, 본 발명을 구현화한 실시 형태에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 본 실시 형태에서는, 반도체 장치 등의 제조 라인에서 사용되는 약액 공급 시스템에 대하여 구체화하고 있으며, 그것을 도 1 내지 도 4에 기초하여 설명한다. 본 실시 형태에서는, 약액의 공급 유량의 맥동을 억제하기 위한 구성과, 약액의 맥동의 억제로 약액의 소량 공급을 안정시키는 메커니즘의 순으로 설명된다.

(실시 형태의 약액 공급 시스템의 구성)

도 1은, 본 발명의 실시 형태의 약액 공급 시스템(90)과 스핀 코터(60)를 도시하는 회로도이다. 약액 공급 시스템(90)은, 스핀 코터(60)에 약액으로서의 레지스트액(R)을 공급하는 시스템이다. 스핀 코터(60)는, 반도체 웨이퍼(W) 상에 레지스트액(R)으로 박막을 형성하는 장치이다. 스핀 코터(60)는, 회전판(61)과, 회전판(61) 상에 적재된 반도체 웨이퍼(W)의 중심 위치에 약액으로서의 레지스트액(R)을 공급(적하)하는 약액 토출 노즐(62)과, 약액 토출 노즐(62)에 약액을 공급하는 약액 유로(63)를 구비하고 있다.

레지스트액(R)은, 본 실시 형태에서는, 포토리소그래피에 사용되는 약액이다. 포토리소그래피는, 감광성 유기 물질인 포토레지스트를 도포한 기판 표면에, 포토마스크를 통하여 패턴 형상으로 노광시킴으로써 미세 패턴을 제작하는 프로세스이다. 포토리소그래피 프로세스에서는, 평탄면에 균일하고 매우 얇은 박막이 형성되고, 그 후에 노광 장치(도시하지 않음)에 보내어져 미세한 회로 패턴이 전사된다. 박막 형성 공정에서는, 특히 환경 보호와 자원 절약화의 관점에서, 폐액량을 저감시키는 동시에 레지스트액(R)을 절약하기 위하여 레지스트액(R)의 효율적인 이용이 바람직하다.

스핀 코터(60)에 의한 박막 형성 프로세스는 이하와 같다. 스핀 코터(60)는, 레지스트액(R)의 적하 전에 있어서는 반도체 웨이퍼(W)를 일정한 회전 수로 회전시키고 있다. 스핀 코터(60)는, 레지스트액(R)의 적하 후에 회전 수를 상승시켜 원심력으로 레지스트액(R)을 반도체 웨이퍼(W) 상에 퍼뜨린다. 이에 의해, 반도체 웨이퍼(W) 상으로부터 여분의 레지스트액(R)이 제거되어 적당량의 레지스트액(R)이 남게 된다. 스핀 코터(60)는, 더 회전시킴으로써 용매를 증발시켜 감광성 유기 물질만을 반도체 웨이퍼(W) 상에 균일하게 코팅할 수 있다. 레지스트의 막 두께는, 회전판(61)의 회전 속도, 레지스트의 점성 및 온도 환경 등을 제어함으로써 수십 ㎚로부터 수㎛로 조정할 수 있다. 레지스트의 막 두께는, 일반적으로 회전판(61)의 회전 속도를 빠르게 할수록 얇게 할 수 있다.

약액 공급 시스템(90)은, 약액 공급 저류 장치(20)와, 펌프 장치(30)와, 약액 토출 밸브(100)와, 이들을 제어하는 컨트롤러(10)를 구비하고 있다. 약액 공급 저류 장치(20)는, 레지스트액(R)을 저류하는 레지스트 보틀(21)과, 레지스트 보틀(21)로부터 펌프 장치(30)에 레지스트액(R)을 공급하는 흡입 배관(22)과, 흡입 배관(22)을 개폐 조작하는 흡인측 밸브(23)와, 흡인측 밸브(23)에 작동 에어를 공급하는 작동 에어 공급원(25)과, 작동 에어의 공급 압력을 조작하는 압력 제어 밸브(24)를 구비하고 있다. 압력 제어 밸브(24)는, 컨트롤러(10)에 의해 제어되고 있다.

펌프 장치(30)는, 약액 공급 저류 장치(20)의 흡입 배관(22)으로부터 레지스트액(R)을 흡인하여 약액 토출 밸브(100)에 토출하는 장치이다. 컨트롤러(10)는, 흡인측 밸브(23)를 조작하여 흡입 배관(22)을 개방으로 하고 펌프 장치(30)를 조작하여 약액 토출 밸브(100)의 입구측 유로(111)에 토출압을 인가시킨다. 펌프 장치(30)는, 예를 들어 작동 에어에 의해 구동되는 다이어프램(도시하지 않음)을 갖는 다이어프램 펌프로서 구성할 수 있다.

약액 토출 밸브(100)는, 에어 오퍼레이트 밸브(120)와 작동 에어 공급부(50)와 석백 장치(130)를 구비하고 있다. 에어 오퍼레이트 밸브(120)는, 작동 에어 공급부(50)로부터 공급되는 작동 에어의 공급 압력에 따라 밸브 개방도가 조작되는 밸브이다. 작동 에어 공급부(50)는, 에어 오퍼레이트 밸브(120)에 대하여 작동 에어를 공급하는 장치이다.

작동 에어 공급부(50)는, 제1 비례 제어 밸브(51)와 제2 비례 제어 밸브(52)와 압력 센서(53)와 서브 컨트롤러(190)를 구비하고 있다. 제1 비례 제어 밸브(51)는, 작동 에어 공급 유로(55)를 통하여 작동 에어 공급원(25)에 접속되고, 작동 에어 중간 유로(54)를 통하여 에어 오퍼레이트 밸브(120)에 접속되어 있다. 제2 비례 제어 밸브(52)는, 작동 에어 중간 유로(54)를 통하여 에어 오퍼레이트 밸브(120)에 접속되고, 작동 에어 배출 유로(56)를 통하여 작동 에어 배기구에 접속되어 있다. 압력 센서(53)는, 작동 에어 중간 유로(54)에 접속되어, 에어 오퍼레이트 밸브(120)에의 작동 에어의 공급 압력을 계측한다.

석백 장치(130)는, 에어 오퍼레이트 밸브(120)의 밸브 폐쇄 시의 레지스트액(R)의 드리핑을 방지하기 위한 장치이다. 석백 장치(130)는, 에어 오퍼레이트 밸브(도시하지 않음)와 그 에어 오퍼레이트 밸브에 작동 에어를 공급하는 장치(도시하지 않음)를 구비하고 있다.

도 2는, 실시 형태에 있어서의 약액 토출 밸브(100)의 내부 구성을 도시하는 단면도이다. 도 3은, 폐쇄 상태에 있어서의 에어 오퍼레이트 밸브(120)의 내부 구성을 도시하는 확대 단면도이다. 도 4는, 개방 상태에 있어서의 에어 오퍼레이트 밸브(120)의 내부 구성을 도시하는 확대 단면도이다. 약액 토출 밸브(100)는, 스핀 코터(60)(도 1 참조)에 레지스트액(R)을 공급하기 위한 내부 유로(110)를 구비하고 있다. 내부 유로(110)에는, 레지스트액(R)의 흐름을 제어하는 에어 오퍼레이트 밸브(120)와, 에어 오퍼레이트 밸브(120)의 밸브 폐쇄 시의 레지스트액(R)의 드리핑을 방지하기 위한 석백 장치(130)가 직렬로 접속되어 있다.

내부 유로(110)는, 펌프 장치(30)로부터 토출된 레지스트액(R)을 에어 오퍼레이트 밸브(120)에 공급하는 입구측 유로(111)와, 에어 오퍼레이트 밸브(120)로부터 토출된 레지스트액(R)을 석백 장치(130)에 공급하는 중간 유로(112)와, 석백 장치(130)로부터 토출된 레지스트액(R)을 약액 토출 노즐(62)에 공급하는 출구측 유로(113)를 구비하고 있다. 입구측 유로(111), 중간 유로(112) 및 출구측 유로(113)는, 본 실시 형태에서는 직선 형상으로 배치되어 있다.

에어 오퍼레이트 밸브(120)는, 입구측 유로(111)와 중간 유로(112)에 연통하는 밸브실(121)을 구비하고, 밸브실(121)과 중간 유로(112)의 연통 구멍(112h)(도 2 및 도 3 참조)을 개폐함으로써 내부 유로(110)에 있어서의 레지스트액(R)의 흐름을 제어하는 밸브이다. 에어 오퍼레이트 밸브(120)는, 연통 구멍(112h)을 개폐하는 접촉부(122t)를 갖는 다이어프램(122)과, 실린더실(127)과 작동 에어 공급구(128)가 형성되어 있는 밸브 본체(129)와, 피스톤 로드(123)와, 피스톤(124)과, 압박 스프링(125)과, 리프트량 제한 기구(126)와, 실린더실(127)을 밀봉하는 막체(127m)를 구비하고 있다. 또한, 연통 구멍(112h)은, 약액 토출구라고도 한다. 입구측 유로(111)와 밸브실(121)의 연통구는, 약액 공급구라고도 한다. 작동 에어 공급구(128)는 작동 가스 공급구라고도 한다.

리프트량 제한 기구(126)는, 피스톤 로드(123)의 이동량을 제한함으로써, 리프트량(L)의 최대값을 조정 가능하게 제한하는 기구이다. 리프트량(L)은, 도 4에 도시된 바와 같이 다이어프램(122)의 접촉부(122t)와 연통 구멍(112h) 사이의 거리이며, 에어 오퍼레이트 밸브(120)의 밸브 개방도에 상당한다. 리프트량 제한 기구(126)는, 나사 결합에 의해 장착되어 있으므로 회전시키는 것에 미세 조정이 가능하다. 이에 의해, 약액 토출 밸브(100) 등의 개체차를 흡수하여 약액 공급 시스템(90)에 있어서의 정상 유량을 설정할 수 있다.

이에 의해, 약액 공급 시스템(90)은, 펌프 장치(30)의 토출압이 소정의 값으로 설정된 상태에 있어서, 리프트량 제한 기구(126)에 의한 리프트량(L)의 최대값의 조정에 의해 레지스트액(R)의 정상적인 토출량이 조정 가능하게 구성되어 있다. 또한, 리프트량(L)의 최대값은, 본 발명자에 의한 실시예에서는 0.2mm 정도로 설정되었다.

피스톤 로드(123)는, 이하의 구성을 갖고 있다. 피스톤 로드(123)는, 이동 방향으로 중심축선을 갖는 원기둥 형상의 피스톤 로드 본체(123a)와, 체결 너트(123c)와, 2개의 와셔(123w)를 구비하고 있다. 피스톤 로드 본체(123a)는, 그 일단부에 피스톤(124)이 장착되는 장착축부(123d)와, 수나사부(123b)를 갖고, 이들은 피스톤 로드 본체(123a)와 일체를 이루고 있다. 장착축부(123d)에는, 피스톤(124)이 장착되고, 그것이 체결 너트(123c)로 수나사부(123b)에 체결되어 있다. 한편, 피스톤 로드 본체(123a)에는, 다이어프램(122)이 장착되기 위한 암나사부(123e)가 형성되어 있다.

또한, 수나사부(123b)와 리프트량 제한 기구(126) 사이의 밸브 폐쇄 시의 갭은, 밸브 개방 시에 있어서의 리프트량(L)의 최대값인 최대 리프트량(Lmax)에 상당하게 된다(0.2mm 정도로 설정).

피스톤 로드(123)는, 다이어프램(122)이 장착되기 위한 암나사부(123e)부터 수나사부(123b)까지 일체적으로 구성되어 있는 피스톤 로드 본체(123a)를 갖고 있게 된다. 수나사부(123b)는, 리프트량(L)의 증대에 따라 리프트량 제한 기구(126)에 접촉하도록 구성되어 있다. 수나사부(123b)는, 피스톤 로드 본체(123a)와 암나사부(123e)와 중심축을 공유하여 일직선 상에 구성되어 있으므로, 다이어프램(122)의 리프트량(L)을 높은 강성으로 제한할 수 있다. 이에 의해, 피스톤 로드(123)의 최저 시의 과도한 진동을 방지할 수 있다.

피스톤 로드(123)는, 그 미끄럼 이동면(123g)이 끼워 맞춤 구멍(123h)에 미끄럼 이동하는 상태로 장착되어 있다. 피스톤 로드(123)의 미끄럼 이동면(123g)과 끼워 맞춤 구멍(123h) 사이는 O링(123f)으로 밀봉되어 있다. O링(123f)으로부터 누설된 작동 에어는, 배기 유로(129h)를 통하여 배출되도록 구성되어 있다. O링(123f)은, 에어 오퍼레이티드 밸브에 일반적으로 사용되는 저 히스테리시스의 Y 패킹 등과 비교하여 큰 히스테리시스를 갖고 있다. 즉, O링(123f)은, 정지 마찰력과 운동 마찰력 사이에 큰 차를 갖고 있다.

본 발명자는, 일반적인 기술 상식에 반하여, 피스톤 로드(123)에 대하여 O링(123f)으로 밀봉함으로써 스틱 슬립 현상을 억제하는 데 성공하였다. 스틱 슬립 현상은, 「자려」라고도 속칭되는 진동 현상이며, 예를 들어 정지 마찰 상태(정지 상태)와 운동 마찰 상태(이동 상태)를 반복함으로써 발생하는 현상이다. 피스톤 로드(123)는, O링(123f)에 의한 밀봉으로 큰 히스테리시스를 갖고 있으므로, 일단 운동 마찰 상태로 되면, 정지 마찰 상태로 되기 어렵다는 특질을 갖고 있다. 즉, O링(123f)은, 피스톤 로드(123)가 한번 움직이기 시작하면 멈추기 어려운 성질을 실현하므로, 밸브 개방 조작이나 밸브 폐쇄 조작에 있어서 스틱 슬립 현상을 억제할 수 있게 된다.

단, 이러한 성질은, 피스톤 로드(123)의 위치를 중간 위치로 멈추게 하는 제어를 곤란하게 하므로, 밸브 개방도를 조정하는 것이 요망되는 일반적인 에어 오퍼레이티드 밸브에는 적합하지 않은 것이 당업자의 기술 상식으로 되어 있다. 본 실시 형태는, 에어 오퍼레이티드 밸브임에도 불구하고, 리프트량 제한 기구(126)에 의한 리프트량(L)의 최대값의 조정에 의해 레지스트액(R)의 정상적인 토출량이 조정되도록 구성되어 있으므로, 피스톤 로드(123)의 위치를 중간 위치에 멈추게 하는 것을 필요로 하지 않는 점을 주목하여 일반적인 기술 상식에 반하는 방향으로 창작된 것이다.

이와 같이, 본 구성은, O링(123f)을 사용함으로써, 피스톤 로드(123)의 이동 중에서의 마찰의 비선형성(운동 마찰력과 정지 마찰력의 큰 차)에 기인하는 히스테리시스를 굳이 이용하여, 스틱 슬립 현상이라는 비선형 현상을 방지하고 있는 것이다. 그 결과, 에어 오퍼레이트 밸브(120)는, 그 개폐에 있어서의 다이어프램(122)의 맥동을 억제할 수 있다는 고유 특징을 갖고 있게 된다.

에어 오퍼레이트 밸브(120)의 개폐는, 다이어프램(122)의 구동에 의해 조작된다. 다이어프램(122)은, 피스톤 로드(123)를 통하여 피스톤(124)에 의해 구동된다. 피스톤(124)은, 실린더실(127)의 내부의 작동 에어의 압력에 의해 리프트량(L)을 크게 하는 방향으로 구동된다. 한편, 피스톤(124)은, 압박 스프링(125)에 의해 리프트량(L)을 작게 하는 방향으로 압박되어 있다. 또한, 다이어프램(122)을 구동하는 피스톤 로드(123), 피스톤(124), 압박 스프링(125), 리프트량 제한 기구(126) 및 실린더실(127)은, 액추에이터부라고도 불린다.

이에 의해, 피스톤(124)은, 작동 에어 공급구(128)로부터 실린더실(127)에 공급되는 작동 에어의 압력에 의한 구동력과 압박 스프링(125)의 압박력의 차로서의 하중과, 피스톤 로드(123) 및 피스톤(124) 등의 관성력이 균형잡힌 가속도로 조작되게 된다.

작동 에어 공급구(128)에는 에어 오퍼레이트 밸브(120)에 장착되어 있는 작동 에어 공급 부재(57)를 통하여 작동 에어 공급부(50)로부터 작동 에어가 공급된다. 작동 에어 공급 부재(57)에는 작동 에어 공급로(58)가 형성되고, 작동 에어 공급로(58)와 작동 에어 공급구(128) 사이에는 오리피스(59)가 장착되어 있다. 오리피스(59)는, 작동 에어 공급로(58)와 작동 에어 공급구(128) 사이에서 가장 작은 오리피스 직경을 가져, 작동 에어 공급구(128)에 공급되는 작동 에어의 맥동을 억제하고 있다.

(실시 형태의 약액 토출 밸브의 제어 내용)

도 5는, 실시 형태에 있어서의 약액 토출 밸브(100)의 제어 블록도이다. 서브 컨트롤러(190)는, 에어 오퍼레이트 밸브(120)로의 작동 에어의 공급 압력을 압력 명령값(Pt)에 접근하도록 제어한다. 본 제어는, 제1 비례 제어 밸브(51)와 제2 비례 제어 밸브(52)의 밸브 개방도를 연속적으로 조작함으로써 행하여진다. 컨트롤러(10) 및 서브 컨트롤러(190)는 제어부라고도 불린다.

서브 컨트롤러(190)는, 편차 증폭기(191)와, 바이어스 발생부(193)와, 반전기(192)와, 2개의 비교기(194, 195)와, 컨트롤러(10)와의 통신과 전력 공급을 위한 커넥터(199)(도 2 참조)를 구비하고 있다. 편차 증폭기(191)는, 압력 명령값(Pt)과 압력 센서(53)의 계측값(Pm)의 편차(δ1)를 증폭하여 증폭값(δ2)으로 한다. 비교기(194)는, 증폭값(δ2)과 바이어스값(B)의 가산값과 임계값을 비교하여, 그 가산값이 임계값보다 클 때에는 제2 비례 제어 밸브(52)의 개방도를 작게 한다. 한편, 비교기(195)는, 반전기(192)에 의해 반전(정부 역회전)된 음의 증폭값(δ2)과 바이어스값(B)의 가산값과 임계값을 비교하여, 그 가산값이 임계값보다 클 때에는 제2 비례 제어 밸브(52)의 개방도를 작게 한다.

이에 의해, 제1 비례 제어 밸브(51) 및 제2 비례 제어 밸브(52)는, 압력 명령값(Pt)에 압력 센서(53)의 계측값(Pm)이 근접하도록 조작되게 된다. 바이어스 발생부(193)는, 2개의 비교기(194, 195)에 입력되는 제어 신호를 모두 양의 값으로 하는 동시에, 제1 비례 제어 밸브(51) 및 제2 비례 제어 밸브(52)에서의 압력 조작 시의 배기 속도를 조정하는 역할을 할 수 있다. 또한, 제1 비례 제어 밸브(51)와 제2 비례 제어 밸브(52)의 개방도는, 각각 제1 개방도와 제2 개방도라고도 한다.

도 6은, 실시 형태의 약액 토출 밸브(100)와 비교예의 약액 토출 밸브의 작동 에어의 압력을 대비하여 나타내는 그래프이다. 비교예의 약액 토출 밸브는, 제1 비례 제어 밸브(51)와 제2 비례 제어 밸브(52)에 대응하는 한 쌍의 전자기 밸브(도시하지 않음)가 비례 제어 밸브로부터 온/오프 밸브로 치환되어, 펄스폭 변조에 의해 밸브 개방도의 제어가 행하여지는 밸브이다. 본 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 비교예의 약액 토출 밸브에서는, 곡선 A로 나타낸 바와 같이 한 쌍의 온/오프 밸브(도시하지 않음)의 개폐에 수반하여 작동 에어의 맥동이 발생하고 있다. 이에 대해, 본 실시 형태의 작동 에어 공급부(50)는, 제1 비례 제어 밸브(51)와 제2 비례 제어 밸브(52)의 연속적인 개방도 조정에 의해 작동 에어의 공급 압력을 조작하므로, 곡선 B로 나타낸 바와 같이 펄스폭 변조에 기인하는 맥동을 발생시키지 않고 연속적으로 작동 에어의 공급 압력을 조작할 수 있다.

한편, 피스톤 로드(123)는, 전술한 바와 같이 O링(123f)을 사용함으로써 이동 중인 스틱 슬립 현상의 발생을 억제하고, 이에 의해 에어 오퍼레이트 밸브(120)의 개폐 시의 다이어프램(122)의 맥동을 억제할 수 있다. 작동 에어 공급부(50)는, 오리피스(59)를 통하여 에어 오퍼레이트 밸브(120)에 조작 에어를 공급하므로, 목표값으로서의 압력 명령값(Pt)의 근방에서의 제어(수정 동작)에 기인하는 맥동도 현저하게 억제할 수 있다.

이에 의해, 약액 토출 밸브(100)는, 다이어프램(122)의 맥동을 억제할 수 있다. 다이어프램(122)의 맥동은 밸브실(121)의 내부의 약액에 대하여 약액의 맥동의 원인이 되는 압력 진동을 인가하므로, 다이어프램(122)의 맥동의 억제는, 약액 토출 밸브(100)로부터 토출되는 약액의 맥동의 억제에 연결되게 된다.

이와 같이, 본 발명자는, (1) 작동 에어의 압력 제어에 기인하는 맥동 억제, (2) 작동 에어의 공급 유로의 오리피스(59)에 의한 맥동 저감 및 (3) 피스톤 로드(123)의 스틱 슬립 현상의 예방이라는 여러 관점에서 대책을 실시함으로써, 약액 토출 밸브(100)의 개폐 작동 시에 있어서의 약액의 맥동을 억제하는 데 성공했다. 또한, 본 발명자는, 약액의 정상 토출 시에는 리프트량 제한 기구(126)에 의해 다이어프램(122)을 정지함으로써 약액의 맥동을 억제하는 구성으로 하고 있다.

(약액의 맥동의 억제로 약액의 소량 공급이 안정되는 메커니즘)

도 7은, 비교예에 있어서의 약액의 토출 상태를 고속 카메라로 촬영한 모습을 도시하는 도면이다. 도 8은, 실시예에 있어서의 약액의 토출 상태를 고속 카메라로 촬영한 모습을 도시하는 도면이다. 도 7의 (a)는 비교예의 약액 토출 밸브의 밸브 폐쇄 개시 시의 상태를 도시하고 있다. 도 7의 (b), (c), (d)는, 순서대로 약액의 공급 유량이 제로(액 소진 시)로 될 때까지의 과정을 도시하고 있다. 도 8의 (a)는 실시예의 약액 토출 밸브의 밸브 폐쇄 개시 시의 상태를 도시하고 있다. 도 8의 (b), (c), (d)는, 순서대로 약액의 공급 유량이 제로(액 소진 시)로 될 때까지의 과정을 도시하고 있다.

비교예에 있어서의 약액의 토출 상태는, 도 7로부터 알 수 있듯이 약액의 공급 유량이 제로에 근접함에 따라 액적화가 진행되어 약액의 흐름이 흐트러지는 것을 알았다. 약액류의 혼란은, 본 발명자의 해석에 의하면 레지스트액(R)의 표면 장력에 기인하는 것이다. 이에 대해, 실시예에 있어서의 약액의 토출 상태는, 도 8로부터 알 수 있듯이 약액의 공급 유량이 제로에 접근해도 액적화가 억제되어 약액의 흐름이 거의 흐트러지지 않는 것을 알았다.

비교예에 있어서의 약액의 액적화는, 레지스트액(R)이 고속으로 적하되고 있으므로, 육안으로 인식하는 것이 어려워 당업자에 의한 연구도 진행되지 않았다. 한편, 표면 장력의 문제는, 가령 인식되었다고 해도 레지스트액(R)의 특성의 조정에 의해 표면 장력을 작게 하는 것이 일반적이며 기술 상식이었다. 그러나, 본 발명자는, 표면 장력에 의한 액적화가 약액의 토출 시에 있어서 발생하는 요란에 의해 촉진되어, 그 요란의 주요인이 다이어프램(122)의 맥동에 기인하고 있는 것을 실험에 의해 밝혀낸 것이다. 즉, 본 발명자는, 다이어프램(122)의 맥동을 억제하면, 표면 장력에 의한 액적화를 억제할 수 있는 것을 본 실험에 의해 확인하게 된다.

도 9는, 에어 오퍼레이트 밸브(120)와 석백 장치(130)의 작동 시퀀스를 도시하는 타임챠트이다. 컨트롤러(10)(도 1 참조)는, 약액 토출 밸브(100)에 밸브 개방 조작을 명령한다. 밸브 개방 조작의 명령은, 약액 토출 밸브(100)로의 압력 명령값(Pt)을 상승시킴으로써 행해진다. 즉, 컨트롤러(10)는, 압력 명령값(Pt)을 상승시켜, 시각(t1)부터 리프트량(L)이 제로로부터 일정한 속도로 커진다.

이러한 밸브 개방 조작에 의해, 에어 오퍼레이트 밸브(120)는, 압력의 급변을 발생시키지 않고 원활하게 약액의 유통을 개시할 수 있다. 본 실시 형태의 밸브 개방 조작은, 밸브 폐쇄 상태로부터 밸브 개방 상태로의 리프트량의 동작이므로, 전술한 바와 같이 목표값 근방에서의 리프트량의 제어나 정지 마찰 상태와 운동 마찰 상태 사이의 천이에 기인하는 리프트량의 맥동을 발생시키지 않는다.

한편, 컨트롤러(10)는, 시각(t1)에 있어서 석백 장치(130)에 셋업 공정을 개시시킨다. 셋업 공정이란, 에어 오퍼레이트 밸브(120)의 밸브 폐쇄 시의 드리핑을 방지하기 위한 석백 공정을 행하기 위한 준비 공정이다. 석백 공정은, 석백 밸브실(131)로부터 다이어프램(133)을 후퇴시켜 석백 밸브실(131)을 확장하고, 이에 의해 약액을 약액 토출 노즐(62)의 측으로부터 흡인하여 드리핑을 방지하는 공정이다. 준비 공정은, 석백 밸브실(131)측에 다이어프램(133)을 미리 이동시켜 석백 밸브실(131)을 축소시키는 공정이다.

에어 오퍼레이트 밸브(120)는, 시각(t2)에 있어서 리프트량(L)이 최대 리프트량(Lmax)으로 되어 리프트량(L)이 안정(고정)된다. 이러한 밸브 폐쇄 유지 조작에 의해, 에어 오퍼레이트 밸브(120)는 미리 설정된 약액의 유량으로 정확하면서도 안정되게 약액을 약액 토출 노즐(62)에 공급할 수 있다. 이때에는, 다이어프램(122)은, 리프트량 제한 기구(126)에 의해 위치가 구속되어 있으므로, 리프트량(L)도 기계적으로 고정되어 있게 된다.

또한, 약액 토출 밸브(100)는, 리프트량(L)도 기계적으로 고정되어 있으므로, 제2 비례 제어 밸브(52)를 정지하여 전력 소비를 저감시키도록 구성해도 좋다. 이렇게 하면, 약액 토출 밸브(100)에 있어서의 열 발생을 억제할 수 있다. 한편, 제1 비례 제어 밸브의 동작은, 운용 형태에 따라, 비통전에 의한 폐쇄 상태로 해도 좋고, 작은 리프트량으로 개방 상태로 제어해도 좋다. 이에 의해, 전력 소비나 열 발생을 더 억제할 수 있다. 밸브 개방 유지 조작은 최저 상태에 있어서의 동작이므로, 작동 에어의 공급 압력이 맥동해도 되기 때문이다.

컨트롤러(10)(도 1 참조)는, 약액 토출 밸브(100)에 밸브 폐쇄 조작을 명령한다. 밸브 폐쇄 조작의 명령은, 약액 토출 밸브(100)로의 압력 명령값(Pt)을 하강시킴으로써 행해진다. 압력 명령값(Pt)의 하강에 의해, 리프트량(L)은, 시각(t3)부터 리프트량(L)이 최대 리프트량(Lmax)으로부터 일정한 속도로 작아진다.

이러한 밸브 폐쇄 조작에 의해, 에어 오퍼레이트 밸브(120)는, 과도한 워터 해머 현상을 발생시키지 않고 약액의 유통을 정지할 수 있다. 본 실시 형태의 밸브 폐쇄 조작은, 밸브 개방 상태로부터 밸브 폐쇄 상태로의 리프트량의 동작이므로, 목표값 근방에서의 리프트량의 제어나 정지 마찰 상태와 운동 마찰 상태 사이의 천이에 기인하는 리프트량의 맥동을 발생시키지 않는다.

컨트롤러(10)는, 시각(t4)에 있어서 석백 장치(130)에 석백 공정을 개시시킨다. 시각(t4)은, 약액 토출 밸브(100)에 밸브 폐쇄 조작의 개시 시기(시각(t3)) 근방의 타이밍이다. 석백 공정의 개시 시기(시각(t4))는, 약액 토출 밸브(100)의 밸브 폐쇄 조작의 개시 시기(시각(t3)) 전후의 소정의 범위에서 설정할 수 있도록 해도 좋다. 석백 공정은, 시각(t4)에 있어서 급격하게 레지스트액(R)을 흡인하여 약액 토출 노즐(62)로부터 약액을 재흡인시키는 공정이다. 이에 의해, 양호한 액 소진을 실현하다가, 시각(t6)까지 천천히 흡인함으로써 약액 토출 노즐(62)로부터의 드리핑을 방지할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시 형태는, 약액 토출 밸브(100)의 모든 동작으로 약액의 맥동을 현저하게 저감시켜 약액류의 요란을 억제할 수 있다. 이에 의해, 레지스트액(R)의 표면 장력을 약화시키지 않고, 약액류의 요란에 유기되어 표면 장력에 의해 발생하는 액적화를 억제하면서 레지스트액(R)의 토출 유량을 작게 할 수 있다.

또한, 실시 형태는 상기한 내용에 한정되지 않고, 예를 들어 다음과 같이 실시해도 좋다.

(1) 상기의 실시 형태에서는, (가) 작동 에어의 압력 제어에 기인하는 맥동 억제, (나) 작동 에어의 공급 유로의 오리피스(59)에 의한 맥동 저감 및 (다) 피스톤 로드(123)의 스틱 슬립 현상의 예방이라는 여러 관점에서 대책을 실시하고 있지만, 반드시 모두 장비할 필요는 없고, 적어도 1개를 실장하면 된다.

(2) 상기 실시 형태에서는, 포토리소그래피에 있어서, 약액으로서 레지스트액(R)을 반도체 웨이퍼(W)에 도포하는 예가 기재되어 있지만, 프로세스나 약액의 종류는 이것에 한정되지 않고, 약액의 공급이 행해지는 시스템에 적용할 수 있다.

(3) 상기 실시 형태에서는, 작동 에어에 의해 구동되고 있지만, 예를 들어 질소 가스로 구동하도록 해도 되는데, 일반적으로 작동 가스로 구동되는 것이면 된다.

10: 컨트롤러
20: 약액 공급 저류 장치
30: 펌프 장치
50: 작동 에어 공급부
51: 제1 비례 제어 밸브
52: 제2 비례 제어 밸브
53: 압력 센서
59: 오리피스
60: 스핀 코터
61: 회전판
62: 약액 토출 노즐
123f: O링
126: 리프트량 제한 기구
127: 실린더실
127m: 막체
130: 석백 장치

Claims

회전하는 웨이퍼 상에 약액을 공급하기 위한 약액 토출 밸브이며,
상기 약액이 공급되는 약액 공급구와, 상기 약액을 토출하는 약액 토출구가 형성되어 있는 밸브실을 갖는 밸브 본체와,
상기 약액 토출구에 있어서의 밸브실측의 단부와의 거리인 리프트량을 밸브 폐쇄 상태와 최대 리프트량 사이에서 조작함으로써, 상기 약액 공급구와 상기 약액 토출구 사이의 유통 상태를 변화시키는 접촉부를 갖는 다이어프램 밸브와,
작동 가스의 공급량을 조작하기 위한 제1 개방도를 연속적으로 조정 가능한 제1 비례 제어 밸브와, 작동 가스의 배출량을 조작하기 위한 제2 개방도를 연속적으로 조정 가능한 제2 비례 제어 밸브와, 상기 제1 비례 제어 밸브와 상기 제2 비례 제어 밸브를 접속하는 중간 유로에 접속되어 있는 작동 가스 공급구를 갖는 작동 가스 공급부와,
상기 작동 가스 공급구로부터 공급된 작동 가스의 공급 압력에 따라 상기 접촉부를 구동하고, 상기 접촉부의 구동에 의해 상기 리프트량을 조작하는 액추에이터부를 구비하고,
상기 액추에이터부는, 상기 최대 리프트량을 조정 가능하게 제한하는 리프트량 제한부를 갖는, 약액 토출 밸브.
제1항에 있어서, 상기 액추에이터부는, 상기 작동 가스의 공급 압력에 따라 상기 접촉부를 구동하기 위한 피스톤과, 상기 피스톤이 장착된 피스톤 로드를 갖고,
상기 다이어프램 밸브는, 상기 피스톤 로드에 장착되어 있고,
상기 리프트량 제한부는, 상기 피스톤 로드의 이동량을 제한함으로써, 상기 최대 리프트량을 조정 가능하게 제한하는, 약액 토출 밸브.
제2항에 있어서, 상기 피스톤 로드의 상기 이동량은, 상기 피스톤 로드가 상기 리프트량 제한부에 접촉함으로써 제한되는, 약액 토출 밸브.
제3항에 있어서, 상기 다이어프램 밸브의 상기 밸브 폐쇄 상태에 있어서의 상기 피스톤 로드와 상기 리프트량 제한부 사이의 갭이, 상기 최대 리프트량에 상당하는, 약액 토출 밸브.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액추에이터부는, 상기 작동 가스의 공급 압력에 따라 상기 접촉부를 구동하기 위한 피스톤과, 상기 피스톤을 수용하는 실린더실이 형성되어 있는 실린더를 갖고,
상기 피스톤은, 상기 실린더실을 O링으로 밀봉하는 미끄럼 이동부를 갖는, 약액 토출 밸브.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 약액은, 포토리소그래피 프로세스에 사용되는 레지스트액인, 약액 토출 밸브.
약액 공급 시스템이며,
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 약액 토출 밸브와,
상기 제1 개방도와 상기 제2 개방도의 연속적인 조정에 의해, 상기 작동 가스의 공급 압력을 조작하여 상기 약액의 공급량을 제어하는 제어부를 구비하고,
상기 제어부는, 상기 밸브 폐쇄 상태로 유지시키는 밸브 폐쇄 유지 조작과, 상기 밸브 폐쇄 상태로부터 상기 최대 리프트량으로 되도록 상기 리프트량을 증대시키는 밸브 개방 조작과, 상기 리프트량을 상기 최대 리프트량으로 유지하는 밸브 개방 유지 조작과, 상기 최대 리프트량으로부터 상기 밸브 폐쇄 상태로 되도록 상기 리프트량을 감소시키는 밸브 폐쇄 조작을 순서대로 상기 액추에이터부에 실행시킴으로써 간헐적으로 상기 약액을 토출하는, 약액 공급 시스템.
제7항에 기재된 약액 공급 시스템이며,
상기 제2 비례 제어 밸브는, 비통전으로 폐쇄 상태로 되는 밸브이며,
상기 제어부는, 상기 밸브 개방 유지 조작에 있어서는, 상기 제1 비례 제어 밸브를 개방 상태로 제어하고, 상기 제2 비례 제어 밸브를 비통전으로 하는, 약액 공급 시스템.