JPH11230048A

JPH11230048A - 薬液供給装置

Info

Publication number: JPH11230048A
Application number: JP3077998A
Authority: JP
Inventors: Takeo Yajima; 丈夫矢島
Original assignee: Koganei Corp
Current assignee: Koganei Corp
Priority date: 1998-02-13
Filing date: 1998-02-13
Publication date: 1999-08-24
Anticipated expiration: 2018-02-13
Also published as: JP3865920B2

Abstract

(57)【要約】【課題】薬液供給装置のポンプ特性を向上するととも
に耐久性を向上する。【解決手段】可撓性チューブ２１は、弾性材料により
形成されており、その両端部に設けられた固定端部２１
ａにより流入側のジョイント部１２と流出側のジョイン
ト部１３に固定され、外側に供給された加圧媒体Ｍの圧
力によって膨張収縮してポンプ機能を発揮する。可撓性
チューブ２１のそれぞれの固定端部２１ａの内方はテー
パー部２１ｂとなっており、これらのテーパー部２１ｂ
の間は扁平部２１ｃとなっている。扁平部２１ｃの幅方
向中央部分には内方あるいは外方に変形した屈曲部６２
が形成され、幅方向両側部は潰れ部６１となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は薬液などの液体を所
定量吐出するようにした薬液供給装置に関し、たとえ
ば、半導体ウエハの表面にフォトレジスト液を塗布する
ために使用して好適な薬液供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハ製造技術を始めとして、液
晶基板製造技術、磁気ディスク製造技術および多層配線
基板製造技術などの種々の技術分野における製造プロセ
スにあっては、フォトレジスト液、スピニオンガラス
液、ポリイミド樹脂液、純水、現像液、エッチング液、
有機溶剤などの化学薬液が使用されている。

【０００３】たとえば、半導体ウエハの表面にフォトレ
ジスト液を塗布する場合には、半導体ウエハを水平面内
において回転させた状態のもとで、半導体ウエハの表面
にフォトレジスト液を滴下するようにしている。このよ
うなレジスト液の塗布のために使用される薬液供給装置
としては、ポンプ機能を弾性変形自在のチューブや蛇腹
形状のベローズによって得るようにしたものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ベローズによってポン
プ機能を得るようにした薬液供給装置としては、これま
でに、たとえば、図７に示すようなものが開発されてい
る。図７（Ａ）はベローズ７０の外側にポンプ室７１を
形成し、ベローズ７０をこの内部に組み込まれた駆動ロ
ッド７２によって膨張収縮することにより、薬液タンク
７３内の薬液をボンプ室７１内に案内して塗布ノズル７
４から吐出するようにした薬液供給装置を示す。このよ
うに、蛇腹形状のベローズによって直接薬液のポンプ動
作を行う場合には、ベローズ７０の後端側には薬液の流
れが発生せず、しかも、ベローズ７０の外面が凹凸形状
となっているので、ポンプ室に薬液が滞留する可能性が
あり、滞留によって薬液が変質して塗布時に発塵の原因
となることがある。

【０００５】図７（Ｂ）は薬液タンク７３と塗布ノズル
７４とを接続する流路の一部に膨張収縮自在の断面円形
あるいは長円形の可撓性チューブ７５を設け、その外側
に配置された筒体内の加圧室７６とベローズ７０の外側
のポンプ室７１とを接続するようにした薬液供給装置を
示す。

【０００６】この場合には、可撓性チューブ７５内にお
ける薬液の滞留を防止することはできるが、可撓性チュ
ーブ７５を断面円形とした場合には、加圧室７６内に圧
力を加えた場合には、可撓性チューブ７５が変形しにく
いことから、これに大きな圧力を加える必要があるのみ
ならず、圧力と変形との対応を所望の対応関係に設定す
ることが困難であり、良好なポンプ特性を得ることがで
きなかった。また、可撓性チューブ７５の断面形状を長
円形とした場合には、円形の場合に比して比較的少ない
圧力で可撓性チューブ７５を変形させることができる
が、図６（Ｂ）において二点鎖線で示すように、チュー
ブ７５の中央部分が両端部に比して変形し易く、変形量
の多い部分は他の部分に比して劣化したり破損すること
が早いので、耐久性に欠けるという問題点がある。

【０００７】本発明の目的は、薬液供給装置のポンプ特
性を向上するとともに耐久性を向上することにある。

【０００８】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００１０】すなわち、本発明の薬液供給装置は、一端
に流入側のジョイント部が設けられ、他端に流出側のジ
ョイント部が設けられ、かつ内部に収容室が形成された
ハウジングと、前記流入側と流出側のジョイント部に両
端部が固定されて前記収容室内に配置され、かつ弾性材
料により形成された膨張収縮自在の可撓性チューブと、
前記可撓性チューブと前記ハウジングとの間の空間内に
加圧媒体を供給して前記可撓性チューブを膨張収縮させ
るポンプとを有し、前記可撓性チューブをそれぞれ前記
ジョイント部に取り付けられる筒形状の固定端部と、そ
れぞれの前記固定端部の内方のテーパー部と、これらの
テーパー部の間の扁平部とにより形成し、前記扁平部の
幅方向中央部分に内方あるいは外方に変形した屈曲部を
形成し、前記加圧媒体の圧力によって前記可撓性チュー
ブの前記扁平部の全体が変形するようにしたことを特徴
とする。

【００１１】また、本発明の薬液供給装置は、流入側の
ジョイント部、流出側のジョイント部、およびこれらの
間に設けられて内部に収容室を有する膨張収縮自在のポ
ンプ部材とを有するポンプ本体と、前記流入側と流出側
のジョイントに両端部が固定されて前記収容室内に配置
されて前記ポンプ本体との間でポンプ室を形成し、かつ
弾性材料により形成された膨張収縮自在の可撓性チュー
ブと、前記ポンプ部材を駆動し、ポンプ室内に封入され
た加圧媒体を介して前記可撓性チューブを膨張収縮する
駆動手段とを有し、前記可撓性チューブをそれぞれ前記
ジョイント部に取り付けられる筒形状の固定端部と、そ
れぞれの前記固定端部の内方のテーパー部と、これらの
テーパー部の間の扁平部とにより形成し、前記扁平部の
幅方向中央部分に内方あるいは外方に変形した屈曲部を
形成し、前記加圧媒体の圧力によって前記可撓性チュー
ブの前記扁平部の全体が変形するようにしたことを特徴
とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００１３】図１は本発明の一実施の形態である薬液供
給装置を示す断面図であり、装置のハウジング１０は内
部に収容室を有する円筒形状の本体部１１と、この一端
に設けられる流入側のジョイント部１２と、他端に設け
られる流出側のジョイント部１３とを有している。流入
側のジョイント部１２には供給側流路１４が接続され、
この供給側流路１４は薬液収容部としての薬液タンク１
５に接続されている。流出側のジョイント部１３には流
出側流路１６が接続され、この流出側流路１６は薬液吐
出部としての塗布ノズル１７に接続されている。塗布ノ
ズル１７から半導体ウエハの表面にフォトレジスト液を
塗布する場合には、薬液タンク１５内にはフォトレジス
ト液が収容される。

【００１４】供給側流路１４にはこの流路を開閉するた
めの供給側開閉弁１８が設けられ、流出側流路１６には
この流路を開閉するための流出側開閉弁１９が設けられ
ている。それぞれの開閉弁１８，１９としては、電気信
号により作動するソレノイドバルブ、空気圧により作動
するエアオペレートバルブを用いても良く、さらには、
逆止弁つまりチェッキ弁を用いるようにしても良い。

【００１５】流入側のジョイント部１２と流出側のジョ
イント部１３の間には、弾性材料により形成された膨張
収縮自在の可撓性チューブ２１が本体部１１内の収容室
に位置させて固定されている。

【００１６】この可撓性チューブ２１は、図示する場合
には、供給される薬液がフォトレジスト液であることか
ら、薬液と反応しないように、フッ素樹脂であるテトラ
フルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル
共重合体（ＰＦＡ）により形成されており、ジョイント
部１２，１３も同様の材料により形成されている。ま
た、本体部１１は同様の材料により形成しても良いが、
金属により形成しても良い。ただし、樹脂材料として
は、ＰＦＡに限られず、弾性変形する材料であれば、可
撓性チューブ２１およびジョイント部１２，１３につい
ても、他の樹脂材料を使用するようにしても良い。ま
た、可撓性チューブ２１とジョイント部１２，１３とを
一体に形成するようにしても良い。

【００１７】可撓性チューブ２１とハウジング１０との
間の空間は加圧室２２となっており、この中には加圧媒
体Ｍとして液体などの非圧縮性の流体ないし流動体が、
ハウジング１０に形成された供給ポート２３から供給さ
れるようになっている。この加圧室内に加圧媒体Ｍを加
圧供給したり、吸引排出することによって可撓性チュー
ブ２１を膨張収縮させるために、ポンプ２４が流路２５
により供給ポート２３に接続されている。このポンプ２
４はポンプハウジング２６内に駆動ロッド２７によって
膨張収縮自在となったベローズ２８が組み込まれてお
り、駆動ロッド２７を電動モータやアクチュエータなど
の駆動手段によって往復動することにより可撓性チュー
ブ２１が膨張収縮される。

【００１８】なお、ポンプ２４としては、図示する場合
に限られず、油圧シリンダなどと同様の構造のアキシャ
ルポンプや他のタイプのポンプなど種々のタイプのもの
を使用することができる。

【００１９】図２は本発明の一実施の形態である薬液供
給装置を示す図であり、この薬液供給装置はポンプ部３
１とポンプ駆動部３２とを有しており、ポンプ部３１は
図１に示した場合と同様に弾性材料により形成されて径
方向に弾性膨張収縮自在の可撓性チューブ２１と、この
外側に配置されるポンプ本体３３とを有している。

【００２０】ポンプ本体３３は流入側のジョイント部３
４と流出側のジョイント部３５とこれらの間に一体に設
けられ、内部に収容室を有する膨張収縮自在のポンプ部
材３６とを有している。図１に示す場合と同様に、流入
側のジョイント部３４には供給側流路１４が接続され、
流出側のジョイント部３５には流出側流路１６が接続さ
れている。

【００２１】ポンプ部材３６は全体的に円筒形状となっ
ており、軸方向中央部の作動ディスク部４１と、これに
一体に成形され有効径ｄを有する小型ベローズ部４２
と、作動ディスク部４１を介して小型ベローズ部４２と
一体となり、小型ベローズ部４２の有効径ｄよりも大き
な有効径Ｄを有する大型ベローズ部４３とを有してい
る。ここで、有効径ｄ，Ｄとは、小型ベローズ部４２と
大型ベローズ部４３の膨張収縮過程におけるそれぞれの
ベローズ部４２，４３の平均内径を意味する。ポンプ本
体３３の両端部には固定ディスク部４４，４５が一体と
なっており、大型ベローズ部４３側の固定ディスク部４
４は可撓性チューブ２１を介して流入側のジョイント部
３４に固定され、小型ベローズ部４２側の固定ディスク
部４５は可撓性チューブ２１を介してジョイント部３５
に固定されている。

【００２２】この可撓性チューブ２１は、図１に示す場
合と同様のフッ素樹脂により形成され、ポンプ部材３６
も可撓性チューブ２１と同様の材料により形成されてい
る。

【００２３】ポンプ部材３６はそれぞれの固定ディスク
部４４，４５の部分で支持台４６に取り付けられてお
り、固定ディスク部４４はこれに嵌め込まれた固定ブラ
ケット４７により支持台４６に取り付けられ、固定ディ
スク部４５はこれに嵌め込まれた固定ブラケット４８に
より支持台４６に取り付けられている。

【００２４】ポンプ部材３６はその軸方向中央部の作動
ディスク部４１を軸方向に変位させることにより、ポン
プ動作がなされるようになっており、作動ディスク部４
１に嵌め込まれた作動ブラケット４９は、支持台４６に
ポンプ部材３６と平行に延びて回転自在に取り付けられ
たボールねじ軸５１にねじ結合されたボールナット５２
に連結されている。ボールナット５２は支持台４６に設
けられたガイドレール５３に対して摺動自在に装着され
ており、ボールねじ軸５１の回転によって軸方向に駆動
されるようになっている。このボールねじ軸５１を回転
駆動するために、支持台４６に取り付けられたモータ５
４のシャフトに固定されたプーリー５５と、ボールねじ
軸５１に固定されたプーリー５６との間にはベルト５７
が装着されている。

【００２５】可撓性チューブ２１とこの外側に配置され
たポンプ部材３６との間の空間はポンプ室５８となって
おり、このポンプ室５８内には液体等の非圧縮性流体な
いし流動体からなる加圧媒体Ｍが封入されている。した
がって、ポンプ部材３６をその中央部分の作動ディスク
部４１で軸方向に弾性変形すると、ポンプ部材３６の全
長は変化することなく、小型ベローズ部４２と大型ベロ
ーズ部４３の内側の容積が変化することになる。これに
より、加圧媒体Ｍを介して可撓性チューブ２１が径方向
つまり横方向に膨張収縮して可撓性チューブ２１はポン
プ動作することになる。

【００２６】ポンプ部材３６としては、図示する場合に
限られず、部材の機械的運動を加圧媒体Ｍの容積変化に
変換するものであれば、どのようなものでも良い。

【００２７】図１および図２に示された可撓性チューブ
２１は、いずれも同様の構造となっており、この可撓性
チューブ２１を示すと、図３および図４の通りである。

【００２８】可撓性チューブ２１は両端部にそれぞれ流
入側と流出側のジョイント部に取り付けられる円筒形状
の固定端部２１ａを有しており、それぞれの固定端部２
１ａの長手方向の内側にはテーパー部２１ｂが設けら
れ、それぞれのテーパー部２１ｂの間は扁平部２１ｃと
なっている。扁平部２１ｃは全体的に横断面がほぼ長円
形となっており、図４に示す場合には横断面形状が繭形
となっている。したがって、扁平部２１ｃの幅方向両側
部分は断面が半円よりもやや大きい円形部となり、この
部分が潰れ部６１となっている。そして、両側の潰れ部
６１に連なり両面側における幅方向中央部分は内方に円
弧状に突出して変形しており、この部分は屈曲部６２と
なり、その屈曲部６２は長手方向つまり軸方向に沿って
扁平部２１ｃの全体にわたって延びている。

【００２９】このように、可撓性チューブ２１の両端部
の内側にテーパー部２１ｂを設け、それぞれのテーパー
部２１ｂの間の部分を扁平形状とし、その幅方向中央部
分に内方に突出した屈曲部６２をその長手方向に沿って
設けることにより、扁平部２１ｃの幅方向中央部分の強
度が長手方向に渡って高くなる。これにより、可撓性チ
ューブ２１が外側から媒体Ｍによって加圧力を受ける
と、図４（Ｃ）に示すように、幅方向両側部の潰れ部６
１が大きく変形して、両面側の屈曲部６２は相互に接近
するように変形して可撓性チューブ２１は収縮すること
になる。その際に、両面側の屈曲部６２は長手方向の各
部分が長手方向の全体において相互に同一の間隔を保持
するようにして変形することになる。

【００３０】したがって、可撓性チューブ２１の外側に
加圧媒体Ｍにより圧力が加えられると、図３（Ａ）にお
いて二点鎖線で示すように、屈曲部６２は長手方向の特
定の部位が集中的に変位することなく、全体的に相互に
接近するように変位することになる。このように特定の
部位の集中的な変位が発生することなく、潰れ部６１の
変形と屈曲部６２の変形とにより可撓性チューブ２１の
膨張収縮が達成されるので、可撓性チューブ２１の耐久
性が向上するとともに、加えられる圧力と可撓性チュー
ブ２１の変形量との対応関係が直線性を有することにな
り、ポンプ特性が向上することになる。

【００３１】図５は可撓性チューブ２１の他の実施の形
態を示す図であり、この可撓性チューブ２１の屈曲部６
２は扁平部２１ｃの幅方向中央部分に円弧状に突出する
ように変形させることにより形成されている。

【００３２】図６は可撓性チューブ２１のさらに他の実
施の形態を示す図であり、この可撓性チューブ２１の屈
曲部６２は、全体的にほぼ長円形に形成された扁平部２
１ｃの幅方向中央部分に肉厚部を設けることによって形
成されている。

【００３３】図５および図６に示すように屈曲部６２を
形成しても、両方の屈曲部６２が膨張収縮時に長手方向
における間隔を全体的に均一に保持しながら、接近離反
するように変形し、前述した場合と同様に、ポンプ特性
の向上と可撓性チューブ２１の耐久性を向上させること
が可能である。

【００３４】図示する場合には、それぞれ屈曲部６２を
扁平部２１ｃの長手方向のほぼ全体に形成するようにし
ているが、図３（Ａ）において破線で示すように、扁平
部２１ｃの長手方向中央部分のみに屈曲部６２を形成す
るようにしても良い。

【００３５】以上、本発明者によってなされた発明を実
施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記の
形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない
範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００３６】たとえば、屈曲部６２の形状としては、扁
平部２１ｃにおける両側部分が全長にわたり均一に変形
する形状であれば、図示する場合に限られず、図４に示
すように内方に突出した形状、あるいは外方に突出した
形状とすることに加えて、長手方向に所定の間隔毎に肉
厚部を形成するようにしても良い。また、固定端部の横
断面形状としては、図示する場合には円形としている
か、多角形状の筒形状としても良い。

【００３７】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００３８】(1).可撓性チューブを筒形状の固定端部
と、その長手方向内方のテーパー部と、これらのテーパ
ー部の間の扁平部とにより形成し、扁平部に屈曲部を設
けたことから、扁平部の特定の部分が集中して変形する
ことが防止される。

【００３９】(2).これにより、可撓性チューブの耐久性
を向上させることができる。

【００４０】(3).また、可撓性チューブを膨張収縮する
加圧媒体の圧力に対して、可撓性チューブの膨張収縮量
が直線的に変化することになり、ポンプ特性を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の一実施の形態である薬液供給
装置を示す断面図であり、（Ｂ）は同図（Ａ）における
１Ｂ−１Ｂ線に沿う断面図である。

【図２】本発明の他の実施の形態である薬液供給装置を
示す断面図である。

【図３】（Ａ）は図１および図２に示された可撓性チュ
ーブを示す断面図であり、（Ｂ）は同図（Ａ）における
３Ｂ−３Ｂ線に沿う断面図であり、（Ｃ）は同図（Ａ）
の平面図である。

【図４】（Ａ）は可撓性チューブの一部切り欠き斜視図
であり、（Ｂ）は可撓性チューブの横断面図であり、
（Ｃ）は可撓性チューブが収縮した状態を示す横断面図
である。

【図５】（Ａ）は本発明の他の実施の形態である可撓性
チューブの一部切り欠き斜視図であり、（Ｂ）は可撓性
チューブの横断面図であり、（Ｃ）は可撓性チューブが
収縮した状態を示す横断面図である。

【図６】本発明の他の実施の形態である可撓性チューブ
の横断面図である。

【図７】（Ａ）は従来の薬液供給装置を示す概略図であ
り、（Ｂ）は他の従来の薬液供給装置を示す概略図であ
る。

【符号の説明】

１０ハウジング１１本体部１２流入側のジョイント部１３流出側のジョイント部１４供給側流路１５薬液タンク１６流出側流路１７塗布ノズル１８供給側開閉弁１９流出側開閉弁２１可撓性チューブ２１ａ固定端部２１ｂテーパー部２１ｃ扁平部２２加圧室２３供給ポート２４ポンプ２５流路２６ポンプハウジング２７駆動ロッド２８ベローズ３１ポンプ部３２ポンプ駆動部３３ポンプ本体３４流入側のジョイント部３５流出側のジョイント部３６ポンプ部材４１作動ディスク部４２小型ベローズ部４３大型ベローズ部４４，４５固定ディスク部４６支持台４７，４８固定ブラケット４９作動ブラケット５１ボールねじ軸５２ボールナット５３ガイドレール５４モータ５５，５６プーリー５７ベルト５８ポンプ室６１潰れ部６２屈曲部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一端に流入側のジョイント部が設けら
れ、他端に流出側のジョイント部が設けられ、かつ内部
に収容室が形成されたハウジングと、前記流入側と流出側のジョイント部に両端部が固定され
て前記収容室内に配置され、かつ弾性材料により形成さ
れた膨張収縮自在の可撓性チューブと、前記可撓性チューブと前記ハウジングとの間の空間内に
加圧媒体を供給して前記可撓性チューブを膨張収縮させ
るポンプとを有し、前記可撓性チューブをそれぞれ前記ジョイント部に取り
付けられる筒形状の固定端部と、それぞれの前記固定端
部の内方のテーパー部と、これらのテーパー部の間の扁
平部とにより形成し、前記扁平部の幅方向中央部分に内方あるいは外方に変形
した屈曲部を形成し、前記加圧媒体の圧力によって前記可撓性チューブの前記
扁平部の全体が変形するようにしたことを特徴とする薬
液供給装置。
【請求項２】流入側のジョイント部、流出側のジョイ
ント部、およびこれらの間に設けられて内部に収容室を
有する膨張収縮自在のポンプ部材とを有するポンプ本体
と、前記流入側と流出側のジョイントに両端部が固定されて
前記収容室内に配置されて前記ポンプ本体との間でポン
プ室を形成し、かつ弾性材料により形成された膨張収縮
自在の可撓性チューブと、前記ポンプ部材を駆動し、ポンプ室内に封入された加圧
媒体を介して前記可撓性チューブを膨張収縮する駆動手
段とを有し、前記可撓性チューブをそれぞれ前記ジョイント部に取り
付けられる筒形状の固定端部と、それぞれの前記固定端
部の内方のテーパー部と、これらのテーパー部の間の扁
平部とにより形成し、前記扁平部の幅方向中央部分に内方あるいは外方に変形
した屈曲部を形成し、前記加圧媒体の圧力によって前記可撓性チューブの前記
扁平部の全体が変形するようにしたことを特徴とする薬
液供給装置。
【請求項３】請求項１または２記載の薬液供給装置に
おいて、前記屈曲部を肉厚部として内方あるいは外方に
突出変形して形成したことを特徴とする薬液供給装置。