TW200819632A - Drug liquid supply device - Google Patents

Description

200819632 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於一種將光阻液等藥液定量排出的毕液供 • 給裝置。 市/ /、 . 【先前技術】 - 在半導體晶圓或玻祝基板專的表面上，利用光微影過 程及蝕刻過程而作成微細的電路圖案。在光微影過程 * 了在晶圓或玻璃基板的表面上塗敷光阻液等使用 "_供給裝置，其㈣納在容㈣的_利岐部而被吸 起，並通過所設置的過濾器等而從噴嘴塗敷在晶圓等被塗 敷物上。如在所塗敷的藥液中混入有塵土等粒子亦即微ς (particle)，則微粒會附著在被塗敷物上而引起圖案缺 陷二使製品的成品率下降。如容器内的藥液殘留在栗内，、 =液料生變質，有時變質的藥液會形成微粒，所以要 求排出樂液的泵部不能有殘留的藥液。 C的Ρ ί ^出)*液㈣部，是使用—種藉由彈性自如變形 、'ά^㈤咖聊）或管子（⑴⑹等分隔膜，而將藥液 舰縮，泵室進行分隔之泵部。在泵室中填充 -壓，1藉由分隔膜而對藥液進行加 :所記述那樣的風勺加M方式，包括如專利文獻1 那样…式㈤llows)，和如專利文獻2所記述 -那W利騎塞的針筒式（syringe)。 利文獻1〕日本專利特開平1〇_6丨558號公報 利文獻2〕美國專利第5167837號公報 8 200819632 口=非壓縮性媒體而使隔膜或管子產生彈性變妒 毯H 作’則可防止栗部的膨脹收縮室内的筚、、夜歹〔 ===;!而姆粒，但另=; .,/Λ 詹了决疋泵部性能的重要作用。亦即，如办 動傳達至隔膜或管子==忠κ地將風箱或活塞的移 藥液的排出量 ^風相或活基的移動種ί程(stroke)和 下，也同樣會使^等在非壓、缩性媒齡漏的情況 應，無法高料轉；㈣㈣排出量不對 塞的:周面相’通常是在針筒中設置與活

C 室内和活塞基端面側二卜部==頂端面側的驅動 封材料為界而在且右非没^之間進仃岔封，且活塞是以密 往返動作。因&，、右日媒體的部分和外部之間進行 周面上的狀態下而^壓縮性媒體會在附著於活塞的外 形成薄膜狀而進入；周。由於附著的非壓縮性媒體 封材料和活塞外周面的直 用，但另-方面，露出 ^ :揮作為潤滑劑的作 媒性的量減少。絲㈣失，使桃缩性 則在活塞外周φ上在 J卜相非_性媒體揮發， 會消失而形成油膜斷開：離，所非壓縮性媒體 外周面接觸，而加快密封材料的磨^封材料直接與活塞 9 Ο ί 200819632 液吸入到2 的系室膨服以將容器内的藥 負塵狀能= 基後退移動時，非塵縮性媒體成為 缸的内二=:侧空氣會從活塞外周面和氣 活塞的非壓縮性媒體的内部。該現象在與 性下降時變得滑=觸的密封材料產生磨耗而使密封 的負，二：:活塞而對働性媒體施加大 的’上述的風箱式縣部不使用與滑動面接觸 動i的以存在著填充有非麼縮性媒體的粟室或驅 非屍间的優點。但是’風箱式與針筒式相比，在 而使号=情況下，因過濾器的流通阻力增大， 力掸古至、ί力增鬲。當驅動風箱時，非壓縮性媒體的壓 縮，目Γη〜而有日守風箱只是略微地膨服收縮，若進行膨脹收 【發明的】移動衝程和藥液的排出量不能高精度地對應。 藥液ί ί H目的是提供—種能夠以高精度排出藥液的 、、舌窝日月的另—目的是提供—種不使非壓縮性媒體從 / 土和乳缸之間漏出的藥液供給裝置。 之間ΐ發Γ的又—另外目的是提供—種在將活塞和氣缸 可#封用的密封㈣中’介人以非壓縮媒體的膜， 铪1材料的潤滑性提高之藥液供給裝置。 本發明的藥液供給裝置的特徵在於，包括：泵部，其 10 200819632 設置有彈性自如地蠻 、— 流出口連通的泵室和二膜二二來f與液體流入口及 自如地組裝有活塞， "、，丁刀隔，氣紅，其往返動作 性媒體；驅鮮t，#於對料轉室供給或贼非壓縮 作，並藉由前述非壓線方向進行往返動 以及可彈性自如地 ^而使w躲室膨脹或收縮； Ο 氣紅之間，並愈前述—’其设置在现述活塞和前述 滑動部相連ml基的外周面和前述氣叙的内周面之 本發明的藥液供』性媒體的密封空間。 收縮室用的媒體供給排：::f在於’其具有形成膨脹 間相連通，並追隨前迷：往;亥:,縮，前述密封空 容積變化’而使非壓縮性;體；；=⑽密封空間的 本發明的藥液供給 泵部的栗箱和前述氣於’在具有構成前述 隔膜進行分隔件巾，職有前述分 連通的連通孔。 至和則述活基側驅動室相 本發明的藥液供給梦菩ώ/^士 央部安裝在前述活塞的^白4在於，將前述隔膜的中 安裝在前述氣缸上，且在亚將雨述隔膜的外周部 述密封空間。 ι |的突出部的外側形成前 本發明的藥液供給梦署 子。 衣置的特徵在於，前述分隔膜， 本發明的藥液供給裝署沾 衣置的特徵在於，前述分隔膜為民 200819632 1々— 在前述氣&上所安— 女衣在别述氣缸上， 二 '，相，將珂逑隔膜 驅動室進行分隔。利用别述隔膜，將前述粟室和前述 利用活塞來進行:脹使填非，縮性媒體的驅動室 Ο f麟，所以與利用風箱對=二宿:媒體使粟室膨 相ί，可對加塵的情況 泵至的膨脹收縮時對 、土 精此，即使在 利用在活塞=::：!= 且力’也可供給藥液。 的外周面和氣叙的内周面之滑二=成與活塞 —封空間中封入非塵縮性媒體。像這間，並在 的隔膜不具有滑動部，所以即使因利用、、=a、封空間用 f，而使内部的非軸生媒體從活塞和“之 = 動室加 出，該虔縮性媒體也會流入到密封空間内^滑動部漏 性媒體漏出到裝置的外部。 τ防止非壓縮 這樣，由於活塞外周面和氣紅内周面之 密封空間相連，所以是以活塞和氣缸之間進動部與 封材料為界，而使非壓縮性媒體附著且留存在的密 側，非壓縮性媒體是在密封材料上呈薄膜狀而附車:向： 密封材料的潤滑性提高，可防止密封材料的磨：考者’使 藉由沿著使驅動室膨脹的方向來對活塞進行 使因驅動室的壓力較外部的壓力低，而 壓縮性媒體進入到驅動室内’也不會在密; 氣等的壓縮性的流體，所以能夠使活塞的移動衝浐矛泵= 12 200819632

厶J厶厶1 jJH =形量·度地對f躲部轉出量達成高 的密封空ί : 成^由滑動部而與驅動室相連 材料即使因經年變化t故的滑動部上所設置的密封 Ο 得較長，且可的更換期間或維護的期間設定 【實施方式Γ 裝置的耐久性提高。 以下根據圖示，料 — 明。在各個圖示中，對施形態詳細地進行說 號。 、"有八同機忐的構件付以相同的符 圖1所示為本發明的—實施 的剖面圖，圖2 AIH 1从Λ …，口衣置10a 置10a呈右料，為線剖面圖。該藥液供給裝 罝10a具有使泵箱u的邱 ^ 合體構件Π，_ ll DH ^分^一體之 的圓筒形狀的空間14内，作千:丁。在泵箱11 Η甘料賴件一裝有可撓性管子 ㈣彡錢可沿餘方向而自如地進行膨脹 ]4m托ρ 相11和可撓性管子15構成。空間 官？ 15而被分隔為可撓性管子15内側的泵 二16和外侧的泵側驅動室17,且可撓性管子15構成分隔 月杲0 在可心!生g子15的兩末端安裝有配接器㈣叩㈣部 8、„在其中的—配接器部18上形成與泵室16相連 通的液體流人口 2i且連接著供給侧流路23，在另一配接 200819632 器部19上形成與泵室16相連 排出側流路24。供給側流路幻，夜肢&出口 22且連接著 液容器_k)25連接，排出側流敗、收納光阻液等藥液的藥 塗敷喷嘴27連接。 ”L 4經由過濾器26而與 可撓性官子15是由作為氟桂 ^ 乙烯基醚共聚物（PFA)所 曰的四鼠乙烯2全氟烷基 樣由PFA所形成。士 2成，且配接器部18、19也同 發生反声。_ β # g # Α所形成的這些構件不與光阻液 乂玍汉應但疋，根據藥液的種_ 從 要是彈性變形的频，也可_=1 於PFA，只 人^ 利用其他的樹脂材料或橡膠材 抖寺可撓性材料，作為可撓性管 的原料。 十15及配接器部！8、19 在供給侧流路23上設置有狀兮^ η ㈣该流路進行開關用的供 、'、5側開關閥28，在«侧舰24上設 開關用的排出侧開關閥29。作寻以肌路進仃 ^ ^ ^ ^ ^合個開關閥28、29，可# 用根據u氣信號來動作的電磁閥或根據 作闊。另/卜，也可使用單向閥，亦即止回_=1= 在乳紅12巾所形成的帶底的氣虹孔3〇上，组况 軸方向自如地往返動作的活塞31，且在活塞Μ _端^ 和氣缸孔30的底面32之間，形成有活塞侧驅動室％，而 且，利用在合體構件Π上所形成的連通孔％，使活夷側 驅動室33與泵侧,_室17連通。在泵侧驅動室17和、、舌塞 側驅動室33中封人有液體以作為非壓縮性媒體％，且^ 側驅動室17及活塞側驅動室33内的非壓縮性媒體％，細 由連通孔34而連通。因此，當使活塞31朝著底面32而 200819632 進f動時’活塞侧驅動室33 _，使該驅動室33 塵縮性媒體35流人到㈣驅動室17内 15的内側的栗室叫另-方面，當使活塞二ΐ 退方向而移動時，活塞側驅動室33膨服，使录側驅 縮性媒體35流入到活塞侧驅動室鄉 Ο 内的;。，在氣㈣ 33内的非_性媒體35的移兩個驅動室Π、 縮，並與泵室16的膨脹或收縮栗至16進行膨腸或收 28和吐出側開關閥29進行開 ，而使供給側開關閥 内的藥液供給到塗敷噴嘴27。構作，從而使藥液容器25 氣缸12形成—體並與氣缸12 泵广2〇的泵箱11是與 是形成在使泵箱Π和氣缸12开，而設置著，而連通孔34 所以可達成藥液供給裝置的小體，合體構件13上， 和氣缸12由不同的構件來形成。但是，也可將泵箱u (hose)或導管（pipe)將它們進疒彳有連通孔的軟管 圖2為圖1的A —A線剖面订連广。 管子15除了與配接器部18、19 ^作為系構件的可撓性 為橢圓形’並具有平坦部和圓=的4分以外，横斷面 當活塞31大致成為位於前進限度二^圖1所示那樣， 如圖2中以實線所示的那樣 立置日寸，可、撓性管子15 進行收縮變形。另一方面，當活_”垣部相互接近的形態而 置時，可撓性管子15如"中| 31成為位於後退限度位 又44線所示的那樣，膨 200819632 :=平坦部相互平行的橢圓形。但是，可撓性管子15 ===圓形，也可為其他的形狀。 -端安裝有支持板4卜丁於動作’在氣缸12上’於 安裝有驅動盒40，其中，經由隔離墊⑽叫43而 在支持板41的内侧利用 Ο 珠螺桿軸46被連社柃自地又到支持，且滾 上，並利用電動機、19而”為f動裝置的電動機49的主軸 旋轉驅動，其中，作為^反方向使滾珠螺桿軸46受到 48而固定在支持板ϋ 的電動機49是通過隔離墊 51 51 5 成—體的圓筒部，且八蜾52的端壁部和與此端壁部形 滾珠螺桿轴46呈同^、，52擰人而結合在活塞31上。 驅動套筒5J的開口 、、且入在驅動套筒51的内部，且在 著在滚珠螺桿轴46 =用螺母㈣)支持器54而固定 具有在螺母支持哭5仃擰入而結合的螺母53。螺母53 利用凸、緣55而被固定，擰入而固定的凸緣55，且螺母53 奶使滚珠螺桿輪在，母支持器54上。當利用電動機 螺母53而产Α 進仃旋轉驅動時，該驅動春钤y ζ一 46的扩 在軸方向上進行直绫咎、及#从 、、坐由 接=驅動時，為了^ Λ 在滾珠螺捍轴 46的頂端部螺桿轴46傾斜，而在滚 ，、生由無動相 ^有料〶5 6。當_電 束驅動活塞31時，為了綱驅動 16 200819632 軌57而滑動的滑動塊58，其中，f。。Μ上設置沿著導 40内。 ^ 57被安裝在驅動盒 為了對活塞31和氣红12之間谁一 + ^成環狀溝，並在該環狀溝中進=、封，而在氣幻2 觸。在虱虹12中，于氣缸孔3〇 才枓59進行滑動接 且為了覆蓋該凹部6〇,而在氣^2= 一側形成有凹部60, =設置彈性自如地變形的隔膜61，的突出端之 ’而：成封入有非壓縮性媒體35的宓：:缸12和隔膜 隔膜61包括環狀部64,其被固定::二間62。 f t ；^/65^ 的突出部和驅動套筒51之間；彈持在活塞 環狀部64和環狀部65之間。隔膜6ι是由橡 其處於 材料或金屬材料等的進行彈性變形的構件而开= 才料、樹脂 由於該藥液供給裝置10a是利用活塞31來對， ，33進行加壓’使非義性媒體35從活塞_< = ί、給到泵側驅動t 17，所以可提高粟側驅動冑！ 3 雖然活塞卿動室33 _非壓祕舰35是二。 料59來密封，但當利用活塞31來對活J ^才 加壓時，在活塞31的外周面上所附著的非壓縮性媒邮$ 有可能因活塞側,_室33的壓力而直接通衫封二5 59，而漏出到較氣缸12的開口端更外方處。但是二:枓 漏出到外部的非壓縮性媒體35會被取入到密封处門^亚 200819632 的非壓縮性媒體35中，而不會漏出到裝置的夕 膜61不具有滑動部，所以可防止從氣缸孔3〇 縮性媒體35從密封空間62向外部飛散。 &出9非壓 在活塞31進行後退移動而增纽塞側轉室 積時，即使活塞側驅動室33及泵側驅動室17 性媒體35形成狀態，因活塞31的突出末端是由^: 61從外部而遮蔽著，封人到密封空間62内的非壓縮= 體35即便倒流進入到活塞側驅動室33内，外部的* $ 不會混入到活塞側驅動室33内。 、二氣也 而且，由於活塞31和氣缸12之間的滑 的密封^間62相連，所以能夠使通過密封材料 表面之間的微細間隙而漏出到外部、或從外部進/ 土 之非壓縮性媒體35的量減少。與氣體相比 = 媒體35由於分子量大，所+ 宝本a Ρ…難通過该密封材料5 9和活 基表面之間的嘁細間隙。因此，在活塞31進行 情況下，非壓縮性媒體35從密封空間62向 33和泵側驅動室17進 至 卜^，可在長時間内維持著排出精 封材二為由界於31和氣缸12之間進行密封的密 、” '' 在，、軸方向兩側附著且殘留著非壓缩性 媒體35，所以在密封材料59上是呈薄膜狀_心'^ ‘性媒體35，使密封材料％的潤滑性提高 二 材料59的磨耗，從而使密封材料59的耐久性提高，= 18 200819632 延長裝置的壽命。 而且，即使密封材料59因經年變化而產生磨耗使密 封性下降，也可防止空氣混入到活塞侧驅動室33内，能夠 使活基31的往返動作衝程和可撓性管子Μ内所排出的藥 液的吐出量高精度地對應。因此，在對半導體晶圓塗敷光 阻液的情況下，能夠以高精度從塗敷喷嘴27排出一定量的 光阻液。 Γ

圖3所示為本發明的另一實施形態之藥液供給裝置的 剖面圖。在該藥液供給裝置1%中，於氣虹12的侧面上米 成有凹部67，且該凹部67利用連通孔68，而盘隔膜^ 和活塞31之間的密封空間62相連通，且凹部67經由穷 空間62及連通孔68而與活塞31的外周面相連通。在二 6 7上安裝有由橡膠等構成的彈性自如地變形的隔膜& 利用凹部67和隔膜71來形成容積可變的膨脹收縮室I 且在膨脹收縮室72 _部封人有非壓祕雜％，而且， 在氣缸12中’形成有凹部67的部分成為媒體供給排放部 二與隔膜61同樣是由橡膠材料等形成，i二 膚形’並在蓋構件74上形成換氣孔;r:; 脹:=r收縮的容積變化即可，= 在圖3所示的藥液供給裝置中， 動作，則密封細的容積根據該往4=::; 19 200819632 脹收縮室72内的容積追隨該容積變化而進行變化。亦即， 當活塞31移動至較圖3所示的位置更位於圖中的下方時， 由於密封空間62的容積增大，則追隨該容積增大量，非壓 縮性媒體35將從膨脹收縮室72流入到密封空間62内以進 行補充。藉此使膨脹收縮室72收縮。另一方面，當活塞 31沿相反方向進行移動而使密封空間62的容積縮小時， 密封空間62内的非壓縮性媒體35被排出到膨脹收縮室72 内，而使膨脹收縮室72膨脹。另外，也可將媒體供給排放 部73設置成由氣缸12分離，在這種情況下，是利用具有 連通孔68的軟管等，將氣缸12的部分和媒體供給排放部 73的部分進行連結。 圖4所示為本發明的另一實施形態之藥液供給裝置的 剖面圖。在該藥液供給裝置10c中，於氣缸12的端面上安 裝有泵箱81。泵箱81是由PFA形成，並一體設置有供給 側流路23和排出側流路24。但是，也可使供給侧流路23 和排出侧流路24設置成與泵箱81另成一體，而分別安裝 在泵箱81上。 在泵箱81和氣缸12之間，作為泵構件，安裝有由PTFE 等彈性材料所形成的隔膜82，並利用泵箱81和隔膜82而 構成泵部20。利用該隔膜82,而使泵箱81和氣缸12之間 的空間被分隔為泵室16和驅動室83，且隔膜82構成分隔 膜。 在圖4所示的藥液供給裝置10c中，利用隔膜82而被 分隔的驅動室83具有上述實施形態的泵側驅動室17和活 20 200819632 至33的機能，且藥液供給裝置1Ge可較上述的藥 液仏、、、a衣置l〇a、l〇b小型化。 個藥液供給裝置1%、1Ge中，也與藥液供給装置 5 ,地’可提南泵側驅動室17的壓力’且即使提高壓 壓&性媒體35也不會漏出到裝置的外部。而且，由 二不具有滑動部’所以可防止從氣缸孔30所漏出 的非以性媒體35由密封空間62向外部飛散。 Ο — 在使活基31進行後退移動而增大活塞侧驅動 、谷和日守，即使活基侧驅動室33及泵側驅動室17 内的非壓祕賴35形成貞壓絲，外部㈣氣也不會混 入到，驅動室33内。由於活塞31和氣缸。之間的滑 的㈣空間62相連’所以能夠使通過密封材 蚪和活基表面之間的微細間隙而漏出到外部、或從 進入到内部之非壓縮性媒體35的量減少。 ° 由於是以活塞31和氣缸12之間進行密封用的密封材 料59為界，而在其軸方向兩側上附著且殘留非壓 35’所以在密封材料59上是呈薄膜狀附著著非 ^ 35，使密封材料59的潤滑性提高，以防止密封材料59 ：； 磨耗，從而使密封材料59的耐久性提高，能夠延長事置的 壽命。即使密封_洲辭變化敲練而使^性下 降，也可防止空氣混入到活塞側驅動室33内。 而且，能夠使活塞31的往返動作衝程和系室b 出的藥液量高精度地對應。因此’在對半導體晶圓塗敷光 阻液的情況下，能夠以高精度從塗敷嘴嘴27排出—定量的 200819632 光阻液。 在圖4所示的藥液供給裝置10c中也可設置膨脹收縮 室72，其藉由圖3所示的隔膜71而使容積變化。 一 在圖3、圖4所示的藥液供給裝置10b、10c中，省略 ： 了藥液容器25及塗敷喷嘴27等，但各個藥液供給裝置可 . 將藥液塗敷在半導體晶圓等被塗敷物上。 本發明並不限定於前述實施形態，在不脫離其要旨的 範圍内可進行各種各樣的變更。例如，活塞31是利用電動 機49來驅動，但作為驅動裝置並不限定於電動機49，也 可使用空氣氣缸等其他的驅動裝置。 【圖式簡單說明】 圖1所示為本發明的一實施形態之藥液供給裝置的剖 面圖。 圖2為沿著圖1中的A — A線的剖面圖。 圖3所示為本發明的另一實施形態之藥液供給裝置的 剖面圖。 I 圖4所示為本發明的另一實施形態之藥液供給裝置的 剖面圖。 【主要元件符號說明】 • 10a、10b、10c :藥液供給裝置 ： 11 :泵箱 12 :氣缸 13 :合成構件 14 :空間 22 200819632 15 ： 可撓性管子 16 ： 泵室 17 ： 泵侧驅動室 18、 19 :連接器部 20 :泵部 21、22 :液體流入口 23 :供給側流路 24 :排出側流路 25 ··藥液容器 26 :過濾器 27 :塗敷喷嘴 28 :供給側開關閥 29 :排出側開關閥 30 :氣缸孔 31 :活塞 32 :底面 33 :活塞側驅動室 34 :連通孔 35 :非壓縮性媒體 40 :驅動盒 41 :支持板 42 :引導板 43 :隔離墊 44 :軸承支持器 23 200819632 厶j厶厶丨μ u 45 :軸承 46 :滾珠螺桿軸 48 :隔離墊 ^ 49 :電動機（驅動裝置） - 51 :驅動套筒 _ 52 :公螺絲部 53 :螺母 54 :螺母支持器 1 55 :凸緣 56 :引導環 57 :導執 58 :滑動塊 59 :密封材料 60 :凹部 61 :隔膜 62 :密封空間 63 :環狀溝 64、65 :環狀部 66 :彈性變形部 ^ 67 :凹部 ； 68 :連通孔 71 :隔膜 72 :膨脹收縮室 73 :媒體供給排放部 24 200819632 74 75 81 82 83 蓋構件 換氣孔 泵箱 隔膜 驅動室

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Claims (1)

1. ‘喝 19632 十、申請專利範圍： 液供給裝置，其特徵在於： 流二流形的分隔膜，將與液體 ，，其往返動作自如 動至供給或排放非壓縮性媒體； 土 於對Ml述驅 驅動裝置，甘付；#、丨、、、_ f) Ο 並藉由前述非壓縮: ，彈性自如地變====、， 牙論之間，並與前述 面:别述活基和前述 滑動部相連，且形_^外周面和耵述氣缸的内周面之 如申請專; 中，具有形成膨脹收縮室的1、=的樂液供給裝置，其 室與前述密封空間相連甘二厂排放部’該膨脹收縮 前述3密封空間的容積=，而的 士 3.如申請專利範圍帛】項或第 ^^且排出。 I置’其t，在具有構成前栗部、=樂液供給 體構件中，形成有利用二、+，、 ^的泵相和珂述氣缸之合 ^條中所形成的分==驅動室， 動室和前述活塞侧驅動室相連通的連通孔使㈣系側驅 4 ·如申請專利範圍第丨項或 裝置，其中，前述隔膜的中央部安、斤处的藥液供給 上，且前述隔膜的外周部安裝在:心活基的突出部 塞的突出部的外側形成前述密封空^上’並在前述活 26 200819632 ^ ^ l 卜/ΙΑ 5 ·如申請專利範圍第1項所述的藥液供給裝置，其 中，前述分隔膜為管子。 6 ·如申請專利範圍第1項所述的藥液供給裝置，其 中，前述分隔膜為隔膜。 : 7 ·如申請專利範圍第6項所述的藥液供給裝置，其 . 中，利用前述氣缸上所安裝的泵箱，將前述隔膜安裝在前 述氣缸上5並利用别述隔版’將别述栗室和别述驅動室進 行分隔。 ί 27