(57)【要約】【課題】  駆動部を有しない逆止弁機能を持つ部材を具備し、従来の逆止弁が流路に設けられたポンプにおける問題点を解決できる容積吐出式ポンプを提供する。【解決手段】  ダイヤフラム３０を有し内容積が変化するポンプ室２８と、ポンプ室２８の吸入側に設けられ、多孔質膜で形成されて、ポンプ室内の液体圧力が降下するときに吸入側配管２２からポンプ室内への液体の流入を許容し、ポンプ室内から吸入側配管への液体の逆流を阻止する逆止弁機能を持つ吸入側機能膜３２と、ポンプ室２８の吐出側に設けられ、多孔質膜で形成されて、ポンプ室内の液体圧力が上昇するときにポンプ室内から吐出側配管２４への液体の流出を許容し、吐出側流路からポンプ室内への液体の逆流を阻止する逆止弁機能を持つ吐出側機能膜３４と、ポンプ室２８のダイヤフラム３０を作動させてポンプ室の内容積を変化させる手段とを備えた。【選択図】  図１
2006097475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管の途中に介挿して設けられ液体を送給する容積吐出式ポンプにおいて、
作動部を有し、その作動部が作動することにより内容積が変化するポンプ室と、
このポンプ室の吸入側に設けられ、多数の微細孔を有する多孔質膜で形成されて、ポンプ室内の液体圧力が降下するときに吸入側流路からポンプ室内への液体の流入を許容し、ポンプ室内から吸入側流路への液体の逆流を阻止する逆止弁機能を持つ吸入側機能膜と、
前記ポンプ室の吐出側に設けられ、多数の微細孔を有する多孔質膜で形成されて、ポンプ室内の液体圧力が上昇するときにポンプ室内から吐出側流路への液体の流出を許容し、吐出側流路からポンプ室内への液体の逆流を阻止する逆止弁機能を持つ吐出側機能膜と、
前記ポンプ室の作動部を作動させてポンプ室の内容積を変化させる作動手段と、
を備えたことを特徴とする容積吐出式ポンプ。
【請求項２】
液体が親水性であり、前記吸入側機能膜のポンプ室側表面が撥水性であって流路側表面が親水性であり、前記吐出側機能膜のポンプ室側表面が親水性であって流路側表面が撥水性である請求項１記載の容積吐出式ポンプ。
【請求項３】
前記吸入側機能膜および前記吐出側機能膜が、親水性材料で形成された多孔質膜の片面側表面を撥水化処理したものである請求項２記載の容積吐出式ポンプ。
【請求項４】
前記吸入側機能膜および前記吐出側機能膜が、撥水性材料で形成された多孔質膜の片面側表面を親水化処理したものである請求項２記載の容積吐出式ポンプ。
【請求項５】
液体が親油性であり、前記吸入側機能膜のポンプ室側表面が撥油性であって流路側表面が親油性であり、前記吐出側機能膜のポンプ室側表面が親油性であって流路側表面が撥油性である請求項１記載の容積吐出式ポンプ。
【請求項６】
前記吸入側機能膜および前記吐出側機能膜が、親油性材料で形成された多孔質膜の片面側表面を撥油化処理したものである請求項５記載の容積吐出式ポンプ。
【請求項７】
前記吸入側機能膜および前記吐出側機能膜が、撥油性材料で形成された多孔質膜の片面側表面を親油化処理したものである請求項５記載の容積吐出式ポンプ。
【請求項８】
前記ポンプ室の作動部がダイヤフラムである請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の容積吐出式ポンプ。
【請求項９】
前記作動手段が、前記ダイヤフラムによって前記ポンプ室と流路的に隔絶された加圧室と、この加圧室に流路接続されたエアー供給源と、このエアー供給源と前記加圧室とを流路接続する管路の途中に介挿して設けられ、エアー供給源から加圧室への圧縮空気の供給と加圧室からの排気とを択一的に切り替える流路切替手段とを備えて構成された請求項８記載の容積吐出式ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶表示装置（ＬＣＤ）用ガラス基板、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、半導体ウエハ、光ディスク用基板等の基板の表面へ塗布液（レジスト液）、現像液、洗浄液等の処理液を供給する場合などに使用される容積吐出式ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＬＣＤ、ＰＤＰ等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用のガラス基板の表面にレジスト液を塗布する場合に、基板を水平姿勢に保持するステージ、下端にスリット状の吐出口を有しステージ上の基板の一端から他端へ水平移動するスリットノズル、このスリットノズルを移動させる機構、スリットノズルへレジスト液を供給する機構などを備えた塗布装置が使用される。このような塗布装置においてスリットノズルへレジスト液を供給する機構は、レジスト液を貯留するタンク、このタンクとスリットノズルとを流路接続する配管、この配管の途中に介挿して設けられる容積吐出方式のポンプなどを備えて構成される。そして、従来、容積吐出式ポンプの前・後の流路には、ポンプからレジスト液を吐出しポンプへ液体を吸入するためにメカニカル方式の逆止弁がそれぞれ設けられていた。また、逆止弁の代わりに、圧力差で開閉動作する逆止弁機能を有する薄膜で形成された逆止弁膜を具備したポンプも提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−１３８６１号公報（第６−７頁、図４、図５および図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
流路にメカニカル方式の逆止弁が設けられた容積吐出式ポンプにおいては、液体の吐出・吸入の動作に遅延を生じる、といった問題点がある。すなわち、逆止弁は、機械的に液体の流れを遮断するものであるので、弁の開放時には、作動圧力を超えるまで開動作しないし、また、弁の閉止時には、ポンプ室内の圧力が降下して、弁体が完全に閉じるまでに時間がかかり、このため、液体の吐出・吸入の動作に遅れを生じる、といった問題点がある。また、従来の逆止弁は、構造的に揺動軸、ばね等の摺動部があるため、パッキング等からパーティクルが発生して液体中に混入する恐れがあり、また、ボディ、弁座、ばね、継手などの構成部品が必要であるために、小型化するのにも限界がある。さらに、逆止弁の取付部分において流路が狭まるために、逆止弁の下流側で気泡が発生する可能性があり、また、流路の途中に逆止弁といった障害物が存在することになるため、渦流や液溜りが発生して、液体がゲル化したり滞留したりする原因となる。また、従来の逆止弁では、流路を遮断する部分が弁体部だけであるため、シール不良が発生する可能性があり、さらに、液体の流動条件によっては弁体部で振動が発生し、ポンプによって送液される液体に脈動が発生する原因ともなる、といった種々の問題点がある。
【０００４】
特許文献１に記載されたポンプでは、従来の逆止弁の代わりに逆止弁機能を有する薄膜で形成された逆止弁膜を使用するため、ばねなどが不要となり、小型化するのに有利である。しかしながら、逆止弁膜は、やはり圧力差による撓み動作によって開閉動作を行うものであり、従来の逆止弁を用いたポンプにおける上記した問題点のうちの小型化に関する点以外については、同様の問題点がある。
【０００５】
この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、逆止弁機能を有する部材であって駆動部を有しない部材を具備し、従来の逆止弁が流路に設けられたポンプにおける問題点を全て解決することができる容積吐出式ポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、配管の途中に介挿して設けられ液体を送給する容積吐出式ポンプにおいて、作動部を有し、その作動部が作動することにより内容積が変化するポンプ室と、このポンプ室の吸入側に設けられ、多数の微細孔を有する多孔質膜で形成されて、ポンプ室内の液体圧力が降下するときに吸入側流路からポンプ室内への液体の流入を許容し、ポンプ室内から吸入側流路への液体の逆流を阻止する逆止弁機能を持つ吸入側機能膜と、前記ポンプ室の吐出側に設けられ、多数の微細孔を有する多孔質膜で形成されて、ポンプ室内の液体圧力が上昇するときにポンプ室内から吐出側流路への液体の流出を許容し、吐出側流路からポンプ室内への液体の逆流を阻止する逆止弁機能を持つ吐出側機能膜と、前記ポンプ室の作動部を作動させてポンプ室の内容積を変化させる作動手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の容積吐出式ポンプにおいて、液体が親水性であり、前記吸入側機能膜のポンプ室側表面が撥水性（疎水性）であって流路側表面が親水性であり、前記吐出側機能膜のポンプ室側表面が親水性であって流路側表面が撥水性であることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項２記載の容積吐出式ポンプにおいて、前記吸入側機能膜および前記吐出側機能膜が、親水性材料で形成された多孔質膜の片面側表面を撥水化（疎水化）処理したものであることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係る発明は、請求項２記載の容積吐出式ポンプにおいて、前記吸入側機能膜および前記吐出側機能膜が、撥水性材料（疎水性材料）で形成された多孔質膜の片面側表面を親水化処理したものであることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に係る発明は、請求項１記載の容積吐出式ポンプにおいて、液体が親油性であり、前記吸入側機能膜のポンプ室側表面が撥油性であって流路側表面が親油性であり、前記吐出側機能膜のポンプ室側表面が親油性であって流路側表面が撥油性であることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に係る発明は、請求項５記載の容積吐出式ポンプにおいて、前記吸入側機能膜および前記吐出側機能膜が、親油性材料で形成された多孔質膜の片面側表面を撥油化処理したものであることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に係る発明は、請求項５記載の容積吐出式ポンプにおいて、前記吸入側機能膜および前記吐出側機能膜が、撥油性材料で形成された多孔質膜の片面側表面を親油化処理したものであることを特徴とする。
【００１３】
請求項８に係る発明は、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の容積吐出式ポンプにおいて、前記ポンプ室の作動部がダイヤフラムであることを特徴とする。
【００１４】
請求項９に係る発明は、請求項８記載の容積吐出式ポンプにおいて、前記作動手段を、前記ダイヤフラムによって前記ポンプ室と流路的に隔絶された加圧室と、この加圧室に流路接続されたエアー供給源と、このエアー供給源と前記加圧室とを流路接続する管路の途中に介挿して設けられ、エアー供給源から加圧室への圧縮空気の供給と加圧室からの排気とを択一的に切り替える流路切替手段とを備えて構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る発明の容積吐出式ポンプにおいては、作動手段によりポンプ室の作動部を作動させてポンプ室の内容積を減少（収縮）させたとき、ポンプ室の内容積の減少に伴ってポンプ室内の液体の圧力が上昇し、ポンプ室内から吐出側機能膜の多数の微細孔を通して吐出側流路へ液体が流出する。この際、吸入側機能膜は逆止弁機能を持っているため、ポンプ室内から吸入側流路への液体の逆流が阻止される。一方、ポンプ室の作動部が元の状態に戻ろうとするときは、ポンプ室の内容積の増加（復元）に伴ってポンプ室内の液体の圧力が降下して負圧となり、吸入側流路から吸入側機能膜の多数の微細孔を通してポンプ室内へ液体が流入する。この際、吐出側機能膜は逆止弁機能を持っているため、吐出側流路からポンプ室内への液体の逆流が阻止される。このようにして、ポンプ室内への液体の吸入・ポンプ室内からの液体の吐出が行われ、配管を通して液体が送給される。そして、このポンプにおいて逆止弁としての機能を果たす吸入側機能膜および吐出側機能膜は、それぞれ多孔質膜であって、それ自体は駆動されることがなく、ポンプ室内と吸入側流路および吐出側流路とをそれぞれ仕切っているだけであり、従来の逆止弁のように機械的に液体の流れを遮断する、といったものではない。
したがって、請求項１に係る発明の容積吐出式ポンプを使用すると、液体の吐出・吸入の動作に遅延を生じることがなく、パーティクルが発生して液体中に混入する恐れも無い。また、気泡が発生する可能性が無く、渦流や液溜りが発生して液体のゲル化や滞留を生じることもない。さらに、シール不良の心配が無く、液体に脈動が発生する恐れも無くなる。しかも、このポンプは、小型化が容易であり、ポンプ構造によってはマイクロマシンに適用することも可能である。
【００１６】
請求項２に係る発明の容積吐出式ポンプによると、請求項１に係る発明の作用効果が確実に奏される。
すなわち、図５の（ａ）に示すように、ポンプ室１を収縮させたとき、ポンプ室１の内容積の減少に伴ってポンプ室１内の液体の圧力が上昇する。
【００１７】
ここで、吸入側機能膜２および吐出側機能膜３は、それぞれ多孔質膜であって、一方の片面側表面が親水性で他方の片面側表面が撥水性である。このような多孔質膜に親水性の液体を透過させる場合において、親水性表面の片面側から撥水性表面の片面側へ液体が透過するときの圧損（流路抵抗）をＰ１とし、撥水性表面の片面側から親水性表面の片面側へ液体が透過するときの圧損（流路抵抗）をＰ２とすると、Ｐ１＜Ｐ２となる。これは、親水性の液体が撥水性表面の片面側から親水性表面の片面側へ透過するときには、表面張力によって液体の透過が阻害されるためである。したがって、親水性表面の片面側から撥水性表面の片面側へ液体を透過させるためには、ポンプ室１内と吸入側流路Ａ（大気圧）または吐出側流路Ｂ（大気圧）との間にＰ１以上の圧力差があればよいのに対し、撥水性表面の片面側から親水性表面の片面側へ液体を透過させるためには、ポンプ室１内と吸入側流路Ａ（大気圧）または吐出側流路Ｂ（大気圧）との間にＰ１より大きいＰ２以上の圧力差がある必要がある。換言すれば、Ｐ１＜ΔＰ＜Ｐ２（ΔＰ＝ＰＣ−大気圧、あるいは、ΔＰ＝大気圧−ＰＣ）であるときには、親水性の液体は、多孔質膜の親水性表面の片面側から撥水性表面の片面側へは透過するが、撥水性表面の片面側から親水性表面の片面側へは透過しないことになる。
【００１８】
元に戻って、ポンプ室１の内容積の減少に伴ってポンプ室１内の液体の圧力が上昇し、ポンプ室１内の液体の圧力がＰＣ（Ｐ１＜ΔＰ＜Ｐ２；ΔＰ＝ＰＣ−大気圧）となると、液体が親水性であり、吸入側機能膜２のポンプ室１側表面は撥水性であるため、吸入側機能膜２によってポンプ室１内から吸入側流路Ａへの液体の逆流が阻止され、一方、吐出側機能膜３のポンプ室１側表面は親水性であるため、ポンプ室１内から吐出側機能膜３を透過して吐出側流路Ｂへ液体が流出することとなる。このようにして、ポンプ室１内からの液体の吐出が行われる。
【００１９】
次に、図５の（ｂ）に示すように、ポンプ室１を復元させたとき、ポンプ室１の内容積の増加に伴ってポンプ室１内の液体の圧力が降下して負圧となる。そして、ポンプ室１内の液体の圧力がＰＣ（Ｐ１＜ΔＰ＜Ｐ２；ΔＰ＝大気圧−ＰＣ）となると、液体が親水性であり、吸入側機能膜２の流路側表面は親水性であるため、吸入側流路Ａから吸入側機能膜２を透過してポンプ室１内へ液体が流入し、一方、吐出側機能膜３の流路側表面は撥水性であるため、吐出側機能膜３によって吐出側流路Ｂからポンプ室１内への液体の逆流が阻止されることとなる。このようにして、ポンプ室１内への液体の吸入が行われる。
【００２０】
請求項３に係る発明の容積吐出式ポンプでは、一方の片面側表面が親水性であり他方の片面側表面が撥水性である多孔質膜で形成された吸入側機能膜および吐出側機能膜が得られる。
【００２１】
請求項４に係る発明の容積吐出式ポンプでは、一方の片面側表面が撥水性であり他方の片面側表面が親水性である多孔質膜で形成された吸入側機能膜および吐出側機能膜が得られる。
【００２２】
請求項５に係る発明の容積吐出式ポンプによると、請求項１に係る発明の作用効果が確実に奏される。
すなわち、図５の（ａ）に示すように、ポンプ室１を収縮させたとき、ポンプ室１の内容積の減少に伴ってポンプ室１内の液体の圧力が上昇する。
【００２３】
ここで、吸入側機能膜２および吐出側機能膜３は、それぞれ多孔質膜であって、一方の片面側表面が親油性で他方の片面側表面が撥油性である。このような多孔質膜に親油性の液体を透過させる場合において、親油性表面の片面側から撥油性表面の片面側へ液体が透過するときの圧損（流路抵抗）をＰ１とし、撥油性表面の片面側から親油性表面の片面側へ液体が透過するときの圧損（流路抵抗）をＰ２とすると、Ｐ１＜Ｐ２となる。これは、親油性の液体が撥油性表面の片面側から親油性表面の片面側へ透過するときには、表面張力によって液体の透過が阻害されるためである。したがって、親油性表面の片面側から撥油性表面の片面側へ液体を透過させるためには、ポンプ室１内と吸入側流路Ａ（大気圧）または吐出側流路Ｂ（大気圧）との間にＰ１以上の圧力差があればよいのに対し、撥油性表面の片面側から親油性表面の片面側へ液体を透過させるためには、ポンプ室１内と吸入側流路Ａ（大気圧）または吐出側流路Ｂ（大気圧）との間にＰ１より大きいＰ２以上の圧力差がある必要がある。換言すれば、Ｐ１＜ΔＰ＜Ｐ２（ΔＰ＝ＰＣ−大気圧、あるいは、ΔＰ＝大気圧−ＰＣ）であるときには、親油性の液体は、多孔質膜の親油性表面の片面側から撥油性表面の片面側へは透過するが、撥油性表面の片面側から親油性表面の片面側へは透過しないことになる。
【００２４】
元に戻って、ポンプ室１の内容積の減少に伴ってポンプ室１内の液体の圧力が上昇し、ポンプ室１内の液体の圧力がＰＣ（Ｐ１＜ΔＰ＜Ｐ２；ΔＰ＝ＰＣ−大気圧）となると、液体が親油性であり、吸入側機能膜２のポンプ室１側表面は撥油性であるため、吸入側機能膜２によってポンプ室１内から吸入側流路Ａへの液体の逆流が阻止され、一方、吐出側機能膜３のポンプ室１側表面は親油性であるため、ポンプ室１内から吐出側機能膜３を透過して吐出側流路Ｂへ液体が流出することとなる。このようにして、ポンプ室１内からの液体の吐出が行われる。
【００２５】
次に、図５の（ｂ）に示すように、ポンプ室１を復元させたとき、ポンプ室１の内容積の増加に伴ってポンプ室１内の液体の圧力が降下して負圧となる。そして、ポンプ室１内の液体の圧力がＰＣ（Ｐ１＜ΔＰ＜Ｐ２；ΔＰ＝大気圧−ＰＣ）となると、液体が親油性であり、吸入側機能膜２の流路側表面は親油性であるため、吸入側流路Ａから吸入側機能膜２を透過してポンプ室１内へ液体が流入し、一方、吐出側機能膜３の流路側表面は撥油性であるため、吐出側機能膜３によって吐出側流路Ｂからポンプ室１内への液体の逆流が阻止されることとなる。このようにして、ポンプ室１内への液体の吸入が行われる。
【００２６】
請求項６に係る発明の容積吐出式ポンプでは、一方の片面側表面が親油性であり他方の片面側表面が撥油性である多孔質膜で形成された吸入側機能膜および吐出側機能膜が得られる。
【００２７】
請求項７に係る発明の容積吐出式ポンプでは、一方の片面側表面が撥油性であり他方の片面側表面が親油性である多孔質膜で形成された吸入側機能膜および吐出側機能膜が得られる。
【００２８】
請求項８に係る発明の容積吐出式ポンプでは、ダイヤフラムの撓み動作によりポンプ室の内容積が変化して、ポンプ室内からの液体の吐出およびポンプ室内への液体の吸入が確実に行われる。
【００２９】
請求項９に係る発明の容積吐出式ポンプでは、流路切替手段の切替えによってエアー供給源と加圧室とを連通させ、エアー供給源から加圧室へ圧縮空気を供給して、加圧室内の圧力を上昇させることにより、ダイヤフラムがポンプ室側へ撓んで、ポンプ室の内容積が減少し、また、流路切替手段の切替えによって加圧室から排気することにより、ダイヤフラムが復元して、ポンプ室の内容積が増加する。これらの動作の繰り返しによって、ポンプ室内からの液体の吐出およびポンプ室内への液体の吸入が確実に行われる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、この発明の最良の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１および図２は、この発明の実施形態の１例を示し、図１は、容積吐出式ポンプの概略構成を示す断面図であり、図２は、そのポンプの構成要素である吸入側機能膜および吐出側機能膜を構成する多孔質膜の構造を示す断面図である。
【００３１】
容積吐出式ポンプは、例えば、図３に示すようにＬＣＤ、ＰＤＰ等のＦＰＤ用のガラス基板の表面にレジスト液を塗布する塗布装置において使用される。図３に示した塗布装置は、基板Ｗを水平姿勢に保持するステージ１０を備え、図示していないが、基板Ｗが載置されるステージ１０の上面には、基板Ｗを吸着して保持するための多数の真空吸着孔が開口しており、また、基板Ｗを押し上げて上面から離間させる複数本のリフトピンが設けられている。ステージ１０の上方には、下端にスリット状の吐出口を有するスリットノズル１２が配設されており、スリットノズル１２は、図示していないが、支持機構によって水平姿勢に支持され、昇降機構によって上下方向へ移動可能とされるとともに、走行機構によりステージ１０上の基板Ｗの一端と他端との間で水平方向へ往復移動可能とされている。また、塗布装置は、スリットノズル１２にレジスト液を供給する液供給機構１４を備えており、液供給機構１４は、レジスト液１６を貯留するタンク１８、レジスト液を送給する容積吐出式ポンプ２０、タンク１８とポンプ２０とを流路接続する吸入側配管２２、ポンプ２０とスリットノズル１２とを流路接続する吐出側配管２４などから構成されている。このような構成を備えた塗布装置において、液供給機構１４によってスリットノズル１２へレジスト液が供給され、スリットノズル１２がステージ１０上の基板Ｗの一端から他端へ基板Ｗの表面に沿って水平移動しつつ、スリットノズル１２下端のスリット状吐出口からレジスト液が基板上へ吐出されることにより、基板Ｗの表面にレジスト液２６が均一な厚みで塗布されるようになっている。
【００３２】
液供給機構１４において使用される容積吐出式ポンプ２０は、図１に示すように、配管２２、２４の途中に介挿して設けられ、作動部、例えばダイヤフラム３０が撓み動作することにより内容積が変化するポンプ室２８を備えている。ポンプ室２８は、吸入側配管２２と吸入側機能膜３２によって仕切られ、吐出側配管２４と吐出側機能膜３４によって仕切られている。また、ポンプ室２８には、気泡排出管３６が連通しており、気泡排出管３６がポンプ室２８に連通する境界部分に脱気用機能膜３８が装着されている。
【００３３】
吸入側機能膜３２および吐出側機能膜３４は、多数の微細孔を有する多孔質膜でそれぞれ形成されており、送液すべきレジスト液が親水性である場合には、図２に示すように、多孔質膜４０は、その一方の片面側表面４２が親水性であり、他方の片面側表面４４が撥水性（疎水性）である。ここで、撥水性の表面（疎水性の表面）とは、液体（水）との接触角が４５°以上となる表面であり、例えば多孔質ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）膜では、水との接触角が７０°以上、１１０°以下となる表面である。そして、吸入側機能膜３２は、ポンプ室２８側の表面が撥水性で流路２２側表面が親水性となるように装着され、吐出側機能膜３４は、ポンプ室２８側表面が親水性で流路２４側表面が撥水性となるように装着される。これらの吸入側機能膜３２および吐出側機能膜３４は、その周縁部が、ポンプ室２８を形成する壁面端部に超音波溶着等によって固着される。また、脱気用機能膜３８は、少なくともポンプ室２８側の表面が撥水性である多孔質膜によって形成される。
【００３４】
なお、送液すべき液体が親油性である場合には、多孔質膜４０は、その一方の片面側表面４２が親油性であり、他方の片面側表面４４が撥油性とされる。そして、吸入側機能膜３２は、ポンプ室２８側の表面が撥油性で流路２２側表面が親油性となるように装着され、吐出側機能膜３４は、ポンプ室２８側表面が親油性で流路２４側表面が撥油性となるように装着される。また、脱気用機能膜３８は、少なくともポンプ室２８側の表面が撥油性である多孔質膜によって形成される。
【００３５】
多孔質膜４０は、例えば、膜厚が５０μｍ〜５００μｍ程度である可撓性シート材で形成され、そのシート材に孔径が０．０２μｍ〜１０μｍ以下、好ましくは０．０２μｍ〜１μｍ以下である多数の微細孔が形成された膜である。多孔質膜４０は、その圧損を最小にして動作遅延を最小にするためには、膜厚を可能な範囲で薄くすることが好ましい。また、多孔質膜４０の厚みや微細孔の径は、送給しようとする液体の種類や性状によって調整するようにすればよい。可撓性シート材は、例えばＰＴＦＥ等のフッ素樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのシート材である。そして、一方の片面側表面４２が親水性で他方の片面側表面４４が撥水性である多孔質膜４０を得るのには、ポリエチレンやポリプロピレンなどの親水性材料で形成された多孔質シート材の片面側表面を撥水化処理したり、ＰＴＦＥなどの撥水性材料で形成された多孔質シート材の片面側表面を親水化処理したりすればよい。また、一方の片面側表面４２が親油性で他方の片面側表面４４が撥油性である多孔質膜４０を得るのには、ＰＴＦＥなどの親油性材料で形成された多孔質シート材の片面側表面を撥油化処理したり、ポリエチレンやポリプロピレンなどの撥油性材料で形成された多孔質シート材の片面側表面を親油化処理したりすればよい。
【００３６】
ダイヤフラム３０を撓み動作させてポンプ室２８の内容積を変化させる手段としては、圧縮空気のエアー圧をダイヤフラム３０に作用させたり、圧電体膜の両面に薄膜状電極を貼り合わせるなどした圧電アクチュエータと金属薄板とを貼り合わせてダイヤフラム３０を構成し、圧電アクチュエータの薄膜状電極間に交流電圧を印加してダイヤフラム３０を振動させるようにしたり、電歪ポリマーアクチュエータ自体でダイヤフラム３０を構成し、電歪ポリマーアクチュエータの電極に電圧を印加して電歪ポリマーアクチュエータを伸長させ、周縁部が固着された電歪ポリマーアクチュエータからなるダイヤフラム３０を所定側へ屈曲させるようにしたりするものなどが使用される。
【００３７】
上記した構成を備えた容積吐出式ポンプ２０においては、ポンプ室２８のダイヤフラム３０を作動させてポンプ室２８の内容積を減少（収縮）させたとき、ポンプ室２８の内容積の減少に伴ってポンプ室２８内のレジスト液の圧力が上昇し、ポンプ室２８内から吐出側機能膜３４を透過して吐出側流路２４へレジスト液が流出する。この際、吸入側機能膜３２は、ポンプ室２８側表面が撥水性であるため、逆止弁として機能し、ポンプ室２８内から吸入側流路２２へのレジスト液の逆流が阻止される。一方、ポンプ室２８のダイヤフラム３０が元の状態に戻ろうとするときは、ポンプ室２８の内容積の増加（復元）に伴ってポンプ室２８内の液体の圧力が降下して負圧となり、吸入側流路２２から吸入側機能膜３２を透過してポンプ室２８内へレジスト液が流入する。この際、吐出側機能膜３４は、流路２４側表面が撥水性であるため、逆止弁として機能し、吐出側流路２４からポンプ室２８内へのレジスト液の逆流が阻止される。このようにして、ポンプ室２８内へのレジスト液の吸入・ポンプ室２８内からのレジスト液の吐出が行われ、配管２２、２４を通してレジスト液がスリットノズル１２へ送給される。なお、吸入側機能膜３２および吐出側機能膜３４は、逆止弁としての機能を有するほか、その構造上、フィルタとしても機能する。また、この容積吐出式ポンプ２０における１回の吸入・吐出動作による送液量は、例えば３０ｃｃ〜２００ｃｃ程度である。
【００３８】
この容積吐出式ポンプ２０によるレジスト液の送給は、上記したような動作で行われるが、このポンプ２０が最適に使用される態様は、ワンショット、すなわち、ポンプ室２８内へのレジスト液の吸入・ポンプ室２８内からのレジスト液の吐出の各１回の動作により、レジスト液がスリットノズル１２へ供給されて、スリットノズル１２による１枚の基板Ｗへの塗布操作が終了する、といった場合である。これにより、スリットノズル１２のスリット状開口から均等にレジスト液を吐出して、基板Ｗの表面全体に均一な厚みでレジスト液を塗布することが可能になる。また、この容積吐出式ポンプ２０には、ポンプ室２８に気泡排出管３６が付設され、気泡排出管３６に脱気用機能膜３８が装着されていることにより、仮にポンプ室２８内のレジスト液中で気泡が発生したとしても、気体だけが脱気用機能膜３８を透過してポンプ室２８内から排出される。これにより、安定した吐出圧力でレジスト液を送給することができる。
【００３９】
図４は、エアー圧を利用してダイヤフラムを撓み動作させる作動機構を備えた容積吐出式ポンプの構成例を示す概略断面図である。この容積吐出式ポンプ４６の基本構成は、図１に示した容積吐出式ポンプ２０と同じであり、図１に関して説明した各構成部材と同一の機能・作用を持つ各部材には、図１で使用した符号と同一の符号をそれぞれ付すことにより、重複する説明を省略する。
【００４０】
図４に示した容積吐出式ポンプ４６には、ポンプ室４８に加圧室５２が付設されており、ダイヤフラム５０によって記ポンプ室４６と加圧室５２とが流路的に隔絶されている。加圧室５２にはエアー配管５４が連通接続されており、エアー配管５４は流路切替弁５６に接続されている。また、流路切替弁５６には、エアー供給配管５８および排気管６０がそれぞれ接続されており、エアー供給配管５８はエアー供給源に流路接続されている。流路切替弁５６は、コントローラ６２によって制御され、流路切替弁５６により、エアー配管５４とエアー供給配管５８および排気管６０との連通・遮断が切り替えられて、エアー供給源から加圧室５２への圧縮空気の供給と加圧室５２からの排気とが択一的に行われるように構成されている。そして、エアー供給源から加圧室５２へ圧縮空気が供給されるときは、加圧室５２内の圧力が上昇して、二点鎖線で示すようにダイヤフラム５０がポンプ室４８側へ撓んで、ポンプ室の内容積が減少し、加圧室５２から排気されるときは、実線で示すようにダイヤフラム５０が復元して、ポンプ室４８の内容積が増加する。これらの動作の繰り返しにより、上記したようにポンプ室４８内からの液体の吐出およびポンプ室４８内への液体の吸入が行われる。
【００４１】
上記した実施形態では、ＦＰＤ用のガラス基板の表面にレジスト液を塗布する塗布装置においてこの容積吐出式ポンプを使用する場合について説明したが、この発明に係る容積吐出式ポンプは、ＦＰＤ用ガラス基板以外の基板への塗布処理、あるいは塗布処理以外の各種処理において、現像液、洗浄液等の各種の薬液を送給するためにも使用し得るものである。また、ダイヤフラムを撓み動作させる手段は、上記実施形態で説明した以外のものであってもよく、さらに、ポンプ室の内容積を変化させる手段も、上記実施形態で説明したダイヤフラム以外のもの、例えばベローズを利用したものなどであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明の実施形態の１例を示し、容積吐出式ポンプの概略構成を示す断面図である。
【図２】図１に示した容積吐出式ポンプの構成要素である吸入側機能膜および吐出側機能膜を構成する多孔質膜の構造を示す断面図である。
【図３】図１に示した容積吐出式ポンプが使用される塗布装置の概略構成の１例を示す模式図である。
【図４】エアー圧を利用してダイヤフラムを撓み動作させる作動機構を備えた容積吐出式ポンプの構成例を示す概略断面図である。
【図５】この発明に係る容積吐出式ポンプにおける液体の吸入・吐出動作を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０  ステージ
１２  スリットノズル
１４  液供給機構
１６  レジスト液
１８  タンク
２０、４６  容積吐出式ポンプ
２２  吸入側配管
２４  吐出側配管
２８、４８  ポンプ室
３０、５０  ダイヤフラム
３２  吸入側機能膜
３４  吐出側機能膜
３６  気泡排出管
３８  脱気用機能膜
４０  多孔質膜
５２  加圧室
５４  エアー配管
５６  流路切替弁
５８  エアー供給配管
６０  排気管
６２  コントローラ
Ｗ  基板
【図１】
2006097475.tif 000003
【図２】
2006097475.tif 000004
【図３】
2006097475.tif 000005
【図４】
2006097475.tif 000006
【図５】
2006097475.tif 000007