(57)【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。
【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７４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１５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２４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３１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３４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４４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４１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５４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２１ａ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６１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６２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２１ｃ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
【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】
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【図７】
0003865920.tif 000008