(57)【要約】【課題】従来の薬液ポンプ３０では、タンク側配管３２からシリンダー３１内に吸い込まれた泡３８がノズル側配管３３に流れるため、ウェハー４０上の薬液３６に泡３８が混ざり、フォトリソグラフィー不良が発生していた。【解決手段】本発明の泡抜き機構付き薬液ポンプ１０では、ピストン１２の形を円筒の端面に円錐台をつないだ形にし、シリンダー１１側面に泡抜き配管１３を取り付けた。またタンク側配管１５、ノズル側配管１６はシリンダー１１の底面に取り付けた。薬液１９中の泡２０は上昇してピストン１２のテーパー部に溜まり、泡抜き配管１３に入り、薬液タンクに戻る。泡はノズル側配管１６に行かないから、泡２０を含んだ薬液１９がウェハーに滴下される可能性は無い。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形のシリンダー内を往復運動するピストンにより、薬液を吸い込み、また押し出す薬液ポンプにおいて、前記ピストンの形が円筒に円錐台または円錐をつないだ形であり、前記シリンダー側面に泡抜き配管が取り付けられ、前記泡抜き配管の入り口が前記ピストンの上下動により開閉され、タンク側配管とノズル側配管が前記シリンダーの底部または底部に近い側面に取り付けられていることを特徴とする泡抜き機構付き薬液ポンプ。
【請求項２】
請求項１記載の泡抜き機構付き薬液ポンプにおいて、前記薬液がフォトレジストであることを特徴とする泡抜き機構付き薬液ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は定量吐出の薬液ポンプ、その中でも特に泡抜き機構を備えた薬液ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体のパターン形成にはフォトリソグラフィーが多用されている。フォトリソグラフィーの中で、ウェハーにフォトレジストを塗布するには通常スピンコートが使われる。スピンコートでは、まずウェハーの中央にノズルから適量のフォトレジストを滴下し、次にウェハーを高速で自転させてフォトレジストをウェハー表面全体に薄く一様に伸ばす。このさいフォトレジストを滴下するため、フォトレジストのタンクから薬液ポンプで一定量のフォトレジストがノズルに送られる。
【０００３】
上述のフォトレジストは薬液ポンプの一例で、半導体産業、電子部品産業では薬液ポンプで一定量の薬液を送る設備がたくさん使われている。
【０００４】
図６は従来の薬液ポンプ３０の一部断面斜視図である。シリンダー３１の上面に薬液タンク（図示せず）から来ているタンク側配管３２とノズル（図示せず）へ行くノズル側配管３３が取り付けられている。タンク側配管３２には逆止弁３４が、ノズル側配管３３には逆止弁３５がついているため、タンク側配管３２では薬液タンク（図示せず）からシリンダー３１へ入る方向、ノズル側配管３３ではシリンダー３１からノズル（図示せず）へ出る方向だけに薬液３６が流れる。
【０００５】
シリンダー３１の中には上下動するピストン３７がある。ピストン３７が下がるとき、タンク側配管３２を通って薬液タンク（図示せず）からシリンダー３１内に薬液３６が吸い込まれる。次にピストン３７が上がるとき、ノズル側配管３３を通ってシリンダー３１内の薬液３６がノズル（図示せず）の方に押し出される。このようにして一定量の薬液３６がノズル（図示せず）に供給される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし従来の薬液ポンプには泡が薬液に混ざるという問題がある。以下図を用いてそれを説明する。図７は従来の薬液ポンプ３０でピストン３７が最上点にあるときの断面図である。この位置からピストン３７を下げると、薬液３６が図８のようにタンク側配管３２からシリンダー３１内に吸い込まれる。（図８はピストン３７が最下点にあるときの断面図である。）しかし薬液３６と一緒に泡３８も入り込む。この泡３８は薬液タンク（図示せず）に初めからあったもの、薬液３６中に溶けていた空気が減圧されて出てきたもの、配管（図示せず）の継ぎ目から入ったものなど色々である。
【０００７】
次にピストン３７を上げると薬液３６は図９のようにノズル側配管３３を通って押し出される。しかしシリンダー３１内にあった泡３８も一緒にノズル側配管３３に流れていく。
【０００８】
図１０のように、泡３８を含んだ薬液３６がノズル３９からウェハー４０に滴下されると、泡３８がウェハー４０表面に載る。このウェハー４０を高速で自転させて薬液３６を薄い膜（図示せず）にしても、泡３８の名残が膜のむらになる。膜のむらはフォトリソグラフィー不良の原因になる。
【０００９】
つまり従来の薬液ポンプ３０では、泡３８がノズル側配管３３に流れるためウェハー４０上の薬液３６に泡３８が混ざり、フォトリソグラフィー不良が発生していた。本発明の目的は、泡３８がノズル側配管３３に流れないような薬液ポンプを実現することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の泡抜き機構付き薬液ポンプでは、ピストンの形を円筒の端面に円錐台をつないだ形にし、シリンダー側面に泡抜き配管を取り付ける。そしてピストンを最も高い位置にしたとき、ピストンの円錐台の部分が泡抜き配管と同じ高さになるようにする。またピストンを低くして薬液を押し出していくときは、ピストンの円筒の部分が泡抜き配管をふさぐようにする。また泡はシリンダー内で上昇する傾向にあるから、タンク側配管、ノズル側配管はシリンダーの底面に取り付ける。
【００１１】
薬液中の泡は上昇してピストンのテーパー部に溜まり、泡抜き配管に入り、薬液タンクに戻る。泡はノズル側配管に行かないから、泡を含んだ薬液がノズルに到達し、ウェハーに滴下され、フォトリソグラフィー不良を発生させる可能性は無くなる。
【００１２】
請求項１記載の発明は、円筒形のシリンダー内を往復運動するピストンにより、薬液を吸い込み、また押し出す薬液ポンプにおいて、ピストンの形が円筒に円錐台または円錐をつないだ形であり、シリンダー側面に泡抜き配管が取り付けられ、泡抜き配管の入り口がピストンの上下動により開閉され、タンク側配管とノズル側配管がシリンダーの底部または底部に近い側面に取り付けられていることを特徴とする泡抜き機構付き薬液ポンプである。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の泡抜き機構付き薬液ポンプにおいて、薬液がフォトレジストであることを特徴とする泡抜き機構付き薬液ポンプである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図を用いて本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の泡抜き機構付き薬液ポンプの一例１０の一部断面斜視図である。シリンダー１１の中に上下動するピストン１２がある。ピストン１２の形は通常のような円筒ではなく、上部が円筒で下部が円錐台（円錐でも良い）である。このピストン１２の形が本発明の第一の特徴である。シリンダー１１側面には泡抜き配管１３が取り付けられている。この泡抜き配管１３が本発明の第二の特徴である。泡抜き配管１３の先は薬液タンク（図示せず）につながっている。泡抜き配管１３の途中に逆止弁１４があるため、泡抜き配管１３内の薬液はシリンダー１１から出て薬液タンク（図示せず）に行く方向だけに流れる。図１では泡抜き配管１３は２本であるが、本数を限定する必要はない。シリンダー１１の底面にタンク側配管１５とノズル側配管１６が取り付けられている。シリンダー１１の底面（または底面に近い側面でも良い）にタンク側配管１５とノズル側配管１６を持ってきたのが本発明の第三の特徴である。タンク側配管１５には逆止弁１７、ノズル側配管１６には逆止弁１８がある。そのためタンク側配管１５では薬液タンク（図示せず）からシリンダー１１へ入る方向、ノズル側配管１６ではシリンダー１１からノズル（図示せず）へ出る方向だけに薬液が流れる。
【００１５】
次に本発明の泡抜き機構付き薬液ポンプの一例１０の動作を図２〜図５を用いて説明する。まず図２はピストン１２が最下点にあるときの断面図である。このとき泡抜き配管１３はピストン１２の円筒部によりふさがれている。薬液１９はピストン１２の下方にある。
【００１６】
次に図３のようにピストン１２を引き上げると、薬液１９がタンク側配管１５からシリンダー１１の中に入ってくる。しかし同時に泡２０も入ってくる。この泡２０は薬液タンク（図示せず）に初めからあったもの、薬液１９中に溶けていた空気が減圧されて出てきたもの、配管（図示せず）の継ぎ目から入ったものなど色々である。ピストン１２を引き上げるとき逆止弁１８が働くのでノズル側配管１６は閉じた状態になる。同じくピストン１２を引き上げるとき逆止弁１４の働きにより泡抜き配管１３も閉じた状態になる。
【００１７】
図３はピストン１２が最上点にあるときの断面図である。このときピストン１２の円錐台のテーパー部が泡抜き配管１３の入り口と高さが合っている。泡２０は薬液１９の中を上昇し、ピストン１２のテーパー部に沿って移動し、泡抜き配管１３の中に入っていく。泡２０は上昇する傾向にあるから、下方にあるノズル側配管１６の方には行きにくい。
【００１８】
次に図４のようにピストン１２を押し下げる。当初ピストン１２が泡抜き配管１３をふさぐまでは、薬液１９は泡抜き配管１３とノズル側配管１６の両方に押し出される（このときは逆止弁１４、逆止弁１８が開き、逆止弁１７は閉じる）。泡２０は泡抜き配管１３を通る薬液１９と一緒に薬液タンク（図示せず）へ戻る。ノズル側配管１６の近傍には泡２０が無いので、ノズル側配管１６を通って出て行く薬液１９に混入する泡２０は無い。
【００１９】
図４はそれよりもピストン１２が下に来て、ピストン１２が泡抜き配管１３をふさいだ状態を示している。図４の状態では薬液１９はノズル側配管１６だけから押し出されている。泡２０はピストン１２のテーパー部に集中しているので、ノズル側配管１６を通って出て行く薬液１９に混入する泡２０は無い。
【００２０】
図５はピストン１２が最下点に来たときの断面図である。泡２０はピストン１２のテーパー部に集中している。このあとピストン１２を引き上げると泡２０はピストン１２について上昇し、ピストン１２の位置が高くなって泡抜き配管１３の入り口が開くと、泡２０は泡抜き配管１３の中に入り込んでいく。泡２０の混ざった薬液１９は泡抜き配管１３を通って薬液タンク（図示せず）に戻る。いったん泡抜き配管１３の中に入った泡２０が再びシリンダー１１の中に戻ることは無い。したがって次にピストン１２が下がるとき、泡２０がノズル側配管１６の中に入る可能性は無い。
【００２１】
以上説明したように、本発明の泡抜き機構付き薬液ポンプ１０を用いることにより、泡２０を含んだ薬液１９がノズル３９（図１０）に到達し、ウェハー４０（図１０）に滴下され、フォトリソグラフィー不良を発生させる可能性は無くなる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の泡抜き機構付き薬液ポンプでは、ピストンの形を円筒の端面に円錐台をつないだ形にし、シリンダー側面に泡抜き配管を取り付けた。また泡はシリンダー内で上昇する傾向にあるから、タンク側配管、ノズル側配管はシリンダーの底面に取り付けた。薬液中の泡は上昇してピストンのテーパー部に溜まり、泡抜き配管に入り、薬液タンクに戻る。泡はノズル側配管に行かないから、泡を含んだ薬液がノズルに到達し、ウェハーに滴下され、フォトリソグラフィー不良を発生させる可能性が無くなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の泡抜き機構付き薬液ポンプ１０の一部断面斜視図
【図２】本発明の泡抜き機構付き薬液ポンプ１０でピストン１２が最下点の断面図
【図３】本発明の泡抜き機構付き薬液ポンプ１０でピストン１２が最上点の断面図
【図４】本発明の泡抜き機構付き薬液ポンプ１０でピストン１２が下降中の断面図
【図５】本発明の泡抜き機構付き薬液ポンプ１０でピストン１２が最下点の断面図
【図６】従来の薬液ポンプ３０の一部断面斜視図
【図７】従来の薬液ポンプ３０でピストン３７が最上点の断面図
【図８】従来の薬液ポンプ３０でピストン３７が最下点の断面図
【図９】従来の薬液ポンプ３０でピストン３７が上昇中の断面図
【図１０】泡３８を含んだ薬液３６がウェハー４０に滴下される斜視図
【符号の説明】
１０　本発明の薬液ポンプ
１１　シリンダー
１２　ピストン
１３　泡抜き配管
１４　逆止弁
１５　タンク側配管
１６　ノズル側配管
１７　逆止弁
１８　逆止弁
１９　薬液
２０　泡
３０　従来の薬液ポンプ
３１　シリンダー
３２　タンク側配管
３３　ノズル側配管
３４　逆止弁
３５　逆止弁
３６　薬液
３７　ピストン
３８　泡
３９　ノズル
４０　ウェハー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004019544.tif 000008
【図７】
2004019544.tif 000009
【図８】
2004019544.tif 000010
【図９】
2004019544.tif 000011
【図１０】
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