(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体流入口と液体流出口とに連通する膨張収縮室を区画形成するとともに弾性変形する可撓性部材を有するポンプと、非圧縮性媒体が充填されるポンプ室を前記可撓性部材とともに区画形成するポンプ駆動部材と、前記ポンプ駆動部材に設けられ前記ポンプ駆動部材を往復動する往復動部材とを有する薬液供給装置であって、
前記ポンプ駆動部材に前記ポンプ室に連通して形成される開口部と、
前記ポンプ室内に非圧縮性媒体が注入された後に前記開口部内に挿入されて前記開口部を閉塞するプラグと、
前記プラグが挿入された後に前記開口部内に挿入される融着部材とを有し、
前記プラグよりも外側の前記融着部材と前記開口部とを加熱して融着により前記開口部を閉塞することを特徴とする薬液供給装置。
【請求項２】
液体流入口と液体流出口とに連通する膨張収縮室を区画形成するとともに弾性変形する可撓性部材を有するポンプと、非圧縮性媒体が充填されるポンプ室を前記可撓性部材とともに区画形成するポンプ駆動部材と、前記ポンプ駆動部材に設けられ前記ポンプ駆動部材を往復動する往復動部材とを有する薬液供給装置の製造方法であって、
前記ポンプ室内に非圧縮性媒体を注入する工程と、
前記ポンプ室内に非圧縮性媒体が注入された後に、前記ポンプ駆動部材に形成された開口部内にプラグを挿入して前記開口部を閉塞する工程と、
前記プラグが前記開口部内に挿入された後に前記開口部内に融着部材を挿入する工程と、
前記開口部のうち前記プラグよりも外側の部分と前記融着部材とを融着により閉塞する融着工程とを有することを特徴とする薬液供給装置の製造方法。
【請求項３】
請求項２記載の薬液供給装置の製造方法において、前記プラグを前記開口部内に挿入した後に前記開口部を洗浄することを特徴とする薬液供給装置の製造方法。
【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供給するための薬液供給装置およびその製造方法に関する。
【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、液体供給口と液体吐出口とに連通する膨張収縮室を有するポンプを可撓性部材によって形成したものがある。このような薬液供給装置にあっては、ポンプを弾性変形させて内部の膨張収縮室を膨張させることによって液体供給口から逆止弁を介して膨張収縮室内に液体が流入し、膨張収縮室を収縮させることによって液体は液体吐出口から逆止弁を介して吐出することになる。
【０００４】
モータや空気圧シリンダなどにより駆動される駆動部の機械的往復運動をポンプの弾性変形に伝達するために、駆動部とポンプとの間に非圧縮性媒体が間接液として封入された加圧室つまりポンプ室を設け、ポンプ室を駆動部により変形させてポンプを膨張収縮させるようにした技術が、たとえば、特開平10-61558号公報に開示されている。
【０００５】
非圧縮性媒体が封入された加圧室を有する薬液供給装置を製造するには、ポンプ室内に非圧縮性媒体を間接液として封入する作業が不可避である。従来では、ポンプ室を形成する隔壁部に形成された注入口から非圧縮性媒体を注入した後に、Ｏリングやパッキンなどのシール材が設けられたプラグを注入口に挿入してシール材によりポンプ室を封止するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように駆動部の往復運動を間接液を介してポンプ内の膨張収縮室の膨張収縮運動に変換する場合には、間接液の容量を最適値に保持することが重要となる。しかしながら、シール材によって加圧室を封止するようにした薬液供給装置にあっては、装置を長期間使用していると、シール材が劣化しシール部から空気が内部に流入したり、非圧縮性媒体からなる間接液がポンプ室内の圧力によって外部に僅かずつ漏出することがある。間接液が漏出すると、駆動部の往復動ストロークとポンプ内の膨張収縮室の変形量との関係が崩れることになり、ポンプからの正確な吐出量の液体を吐出させることができなくなる。また、間接液の中に空気が流入すると、間接液は非圧縮性ではなくなり、正確なポンプ動作を維持できなくなる。
【０００７】
特に、間接液は一度充填したら供給されることがないので、間接液が漏れたり、内部に空気が流入すると、それ以降は性能が低下したままポンプが使用されることになり、所定量の液体を吐出することができなくなる。また、漏れ量が増えたり、流入空気量が増えるとポンプは機能しなくなるという問題点がある。
【０００８】
本発明の目的は、間接液が充填されたポンプ室内からの間接液の漏出と内部への空気の流入を防止することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の薬液供給装置は、液体流入口と液体流出口とに連通する膨張収縮室を区画形成するとともに弾性変形する可撓性部材を有するポンプと、非圧縮性媒体が充填されるポンプ室を前記可撓性部材とともに区画形成するポンプ駆動部材と、前記ポンプ駆動部材に設けられ前記ポンプ駆動部材を往復動する往復動部材とを有する薬液供給装置であって、前記ポンプ駆動部材に前記ポンプ室に連通して形成される開口部と、前記ポンプ室内に非圧縮性媒体が注入された後に前記開口部内に挿入されて前記開口部を閉塞するプラグと、前記プラグが挿入された後に前記開口部内に挿入される融着部材とを有し、前記プラグよりも外側の前記融着部材と前記開口部とを加熱して融着により前記開口部を閉塞することを特徴とする。
【００１０】
本発明の薬液供給装置の製造方法は、液体流入口と液体流出口とに連通する膨張収縮室を区画形成するとともに弾性変形する可撓性部材を有するポンプと、非圧縮性媒体が充填されるポンプ室を前記可撓性部材とともに区画形成するポンプ駆動部材と、前記ポンプ駆動部材に設けられ前記ポンプ駆動部材を往復動する往復動部材とを有する薬液供給装置の製造方法であって、前記ポンプ室内に非圧縮性媒体を注入する工程と、前記ポンプ室内に非圧縮性媒体が注入された後に、前記ポンプ駆動部材に形成された開口部内にプラグを挿入して前記開口部を閉塞する工程と、前記プラグが前記開口部内に挿入された後に前記開口部内に融着部材を挿入する工程と、前記開口部のうち前記プラグよりも外側の部分と前記融着部材とを融着により閉塞する融着工程とを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の薬液供給装置の製造方法においては、前記プラグを挿入した後に、前記開口部内に融着部材を挿入し、前記融着工程において前記融着部材と前記開口部とを融着させることを特徴とし、前記プラグを前記開口部内に挿入した後に前記開口部を洗浄することを特徴とする。
【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。図１（Ａ）〜図１（Ｃ）はそれぞれ薬液供給装置の基本構造を示す概略図である。図１（Ａ）に示す薬液供給装置はポンプ１０を有し、ポンプ１０は液体流入口１１ａが形成された流入側アダプター１１と、液体流出口１２ａが形成された流出側アダプター１２とに両端部が接合された弾性変形自在の可撓性チューブ１３とにより形成されている。可撓性チューブ１３の内部は液体流入口１１ａと液体流出口１２ａとに連通する膨張収縮室１４となっており、この膨張収縮室１４は可撓性チューブ１３が径方向外方に弾性変形することによって膨張して容積が大きくなり、可撓性チューブ１３が径方向内方に弾性変形すると収縮して容積が小さくなる。
【００１３】
液体流入口１１ａは供給側流路１５により薬液タンク１６に接続され、液体流出口１２ａは吐出側流路１７により塗布ノズル１８に接続されている。供給側流路１５には膨張収縮室１４が膨張するときには開いて薬液タンク１６内の薬液を膨張収縮室１４内に案内し、収縮するときには閉じる開閉弁１５ａが設けられ、吐出側流路１７には膨張収縮室１４が収縮するときには開いて薬液を塗布ノズル１８に向けて案内し、膨張するときには閉じる開閉弁１７ａが設けられている。それぞれの開閉弁１５ａ，１７ａとしては逆止弁が用いられているが、ソレノイドによって作動する電磁弁あるいは空気圧によって操作するエアオペレイトバルブを用いても良い。
【００１４】
径方向に弾性変形する可撓性チューブ１３は、薬液タンク１６内に収容された薬液がフォトレジスト液である場合には、薬液と反応しないように、フッ素樹脂である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、アダプター１１，１２も同様にフッ素樹脂により形成されている。
【００１５】
可撓性チューブ１３の外側にはポンプ駆動部材としてのベローズ２１が取り付けられている。このベローズ２１は可撓性チューブ１３の流入側端部に取り付けられるエンドブロック２２と、吐出側端部に取り付けられるエンドブロック２３とを有している。これらの軸方向中央部分に設けられた駆動リング部２４とエンドブロック２２の間には有効径Ｄの大型ベローズ部２５が設けられ、駆動リング部２４とエンドブロック２３との間には、有効径Ｄよりも小径となった有効径ｄの小型ベローズ部２６が設けられており、これらは一体となっている。このベローズ２１と可撓性チューブ１３の材質はフッ素樹脂により形成されているが、ベローズ２１と可撓性チューブ１３を金属により形成するようにしても良い。
【００１６】
ベローズ２１と可撓性チューブ１３とによりポンプ室２７が区画形成されており、このポンプ室２７内には非圧縮性媒体２８が間接液として充填されている。この間接液としては、水、アルコール、油などのように非圧縮性を有する液体が使用される。また、ベローズ２１は、これの外側を覆うようにしてエンドブロック２２，２３に固定されたホルダー２９により支持されており、このホルダー２９を外部から貫通する往復動部材３０が駆動リング部２４に連結されている。この駆動リング部２４は往復動部材３０を図示しない駆動装置によって往復動することにより、軸方向に駆動される。この駆動装置としては、前述した特開平10-61558号公報に記載されるように、モータにより駆動されるボールねじの他、空気圧シリンダなどを使用することができる。
【００１７】
このように、非圧縮性媒体２８が充填されるポンプ室２７を区画して形成するポンプ駆動部材としてのベローズ２１の駆動リング部２４を往復動部材３０によって小型ベローズ部２６側に変位させると、ベローズ２１の全体では小径部が短くなり、大径部が長くなる。これにより、ベローズ２１の内側の容積が大きくなり、可撓性チューブ１３は径方向に膨張してその内部の膨張収縮室１４の容積が大きくなって薬液タンク１６内の薬液は膨張収縮室１４内に流入する。
【００１８】
一方、駆動リング部２４を大型ベローズ部２５側に変位させると、ベローズ２１は全体的に大径部が短くなり、小径部が長くなるとことから、膨張収縮室１４の容積が小さくなる。これにより、可撓性チューブ１３は径方向に収縮してその内部の膨張収縮室１４の容積が小さくなり、可撓性チューブ１３内の薬液は塗布ノズル１８に向けて吐出される。
【００１９】
図１（Ｂ）に示す薬液供給装置は、前述したものがベローズチューブ式のものであるのに対して、ダイヤフラム式の薬液供給装置であり、前述したものと共通する部材には同一の符号が付されている。この場合のポンプ１０はそれぞれ凹部が形成された２つのポンプブロック３１ａ，３１ｂを、弾性変形する可撓性部材であるダイヤフラム３２を介して合わせることにより形成されている。このダイヤフラム３２とポンプブロック３１ａとにより膨張収縮室１４が区画形成されている。
【００２０】
一方、ポンプ１０に隣接して駆動シリンダ３３が設けられ、この駆動シリンダ３３の内部には、駆動部３４ａと固定フランジ部３４ｂとこれらの間のベローズ部３４ｃとを有するポンプ駆動部材しての駆動ベローズ３４が組み込まれている。駆動シリンダ３３はポンプ１０に流路３５により連結され、ダイヤフラム３２とポンプブロック３１ｂとにより区画される空間と、駆動ベローズ３４と駆動シリンダ３３とにより区画される空間と、流路３５内の空間とによってポンプ室２７が形成され、このポンプ室２７には非圧縮性媒体２８が間接液として充填されている。駆動部３４ａには往復動部材３０が連結されるようになっており、この往復動部材３０によって駆動ベローズ３４を伸縮させると、ダイヤフラム３２が弾性変形して膨張収縮室１４を膨張収縮させてポンプ動作が行われる。
【００２１】
図１（Ｃ）に示す薬液供給装置は、図１（Ｂ）に示す薬液供給装置の変形例であり、図１（Ｃ）にあっては図１（Ｂ）に示す場合と共通する部材には同一の符号が付されている。この薬液供給装置は、ポンプブロック３１ａ，３１ｂ内に可撓性のストレートなチューブ３６を組み込むことにより、ストレートチューブ式となっている。チューブ３６の内部は膨張収縮室１４となり、外部はポンプ室２７となっており、ポンプ室２７には非圧縮性媒体２８が充填されている。
【００２２】
図２は図１（Ａ）に示された薬液供給装置の一部を拡大して示す断面図であり、図２にあっては可撓性チューブ１３とベローズ２１が組み立てられた状態を示し、ポンプ室２７内には非圧縮性媒体２８が充填されていない状態を示す。ベローズ２１の一方のエンドブロック２３には、ポンプ室２７に連通して開口部４１が形成されている。この開口部４１はポンプ室２７内に非圧縮性媒体２８を充填するための注入口として設けられており、開口部４１には外方に突出した円筒部４２が設けられ、その径方向の外方は凹部４３となっている。
【００２３】
図３（Ａ）〜図３（Ｆ）は薬液供給装置を製造する工程における非圧縮性媒体２８の充填手順を示す工程図であり、まず、図３（Ａ）に示すように、開口部４１内に注入チューブ４４を挿入してこの注入チューブ４４からポンプ室２７内に間接液としての非圧縮性媒体２８を注入する。注入時にはポンプ室２７内の空気が外部に排出されることになるが、その空気は注入チューブ４４と開口部４１との間の隙間から外部に排出されることになる。ただし、エンドブロック２３に注入口としての開口部と排気口としての開口部とをそれぞれ別々に設けるようにしても良く、ポンプ室２７内の空気が確実に外部に排出されるように、間接液を注入しながらベローズ２１に振動を加えるようにしても良い。
【００２４】
間接液の注入が終了したら、図３（Ｂ）に示すように、開口部４１内にプラグ４５を圧入して開口部４１を閉塞する。このプラグ４５は球体つまりボールによって形成されており、このプラグ４５の素材としては金属あるいはフッ素樹脂などを用いることができる。ただし、プラグとしては図３（Ｂ）に符号４５ａを付して示すように、断面円形の棒材を用いるようにしても良く、その棒材４５ａの外周にシール材４５ｂを取り付けるようにしても良い。プラグ４５の圧入が終了したら、圧入時に開口部４１から漏出した間接液を除去するために、図３（Ｃ）に示す洗浄工程において、水やアルコールなどの洗浄液を用いてベローズ２１の開口部４１の周りを洗浄する。洗浄方式としては、洗浄液を用いることなく、空気を吹き付けるようにしても良い。
【００２５】
次いで、図３（Ｄ）に示すように、開口部４１内に融着部材４６を挿入する。この融着部材４６は、ベローズ２１と同様の材質により形成されており、たとえば、ベローズ２１が前述したＰＦＡによって成形されているのであれば、同様の材質により形成されている。これにより、ベローズ２１のエンドブロック２３の軟化点温度や融点は融着部材４６とほぼ同様の温度となる。
【００２６】
融着部材４６の挿入が終了したら、図３（Ｅ）に示すように、カートリッジヒータ４７を一体に設けた加熱型４７ａを用いて、開口部４１に設けられた円筒部４２と融着部材４６とを加熱してこれらをそれぞれ軟化させたり、溶融状態とすることにより、相互に組織的に接合つまり融着する。これにより、図３（Ｆ）に示すように、薬液供給装置の製造工程における間接液の充填が完了する。図３（Ｅ）に示すように、加熱型４７ａには円筒部４２および融着部材４６が入り込む凹部４７ｂが形成されており、この凹部４７ｂの底部は円錐形となっている。
【００２７】
このような製造工程を有することから、融着部材４６と円筒部４２とが組織的に接合されて開口部４１が閉塞されるので、長期間に渡って薬液供給装置が使用されても、間接液である非圧縮性媒体２８が外部に漏出したり、ポンプ室２７の内部に空気が流入することを防止でき、薬液供給装置の耐久性を向上させることができる。
【００２８】
図３（Ａ）〜（Ｆ）は、図１（Ａ）に示した薬液供給装置の製造工程を示すが、図１（Ｂ）および図１（Ｃ）に示した薬液供給装置についても、同様の工程によりポンプ室２７内に間接液を充填することができる。たとえば、図１（Ｂ）に示した薬液供給装置にあっては、ポンプブロック３１ｂ、駆動シリンダ３３あるいは流路３５に開口部４１を形成することになり、図１（Ｃ）に示した薬液供給装置にあっては、さらに、ポンプブロック３１ａに開口部４１を形成するようにしても良い。
【００２９】
本発明は前記実施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。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、ポンプ室内に所定の非圧縮性媒体が充填された後には、この非圧縮性媒体を注入したり、内部の空気を排出するための開口部を融着によって閉塞するようにしたので、内部から非圧縮性媒体の漏出や内部空気の排出を確実に防止することができ、薬液供給装置の耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ本発明の一実施の形態である薬液供給装置の概略構造を示す断面図である。
【図２】図１（Ａ）の一部を拡大して示す断面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｆ）はそれぞれ本発明の薬液供給装置の製造工程を示す工程図である。
【符号の説明】
１０      ポンプ
１１      流入側アダプター
１１ａ    液体流入口
１２      流出側アダプター
１２ａ    液体流出口
１３      可撓性チューブ
１４      膨張収縮室
１５      供給側流路
１５ａ    開閉弁
１６      薬液タンク
１７      吐出側流路
１７ａ    開閉弁
１８      塗布ノズル
２１      ベローズ
２２      エンドブロック
２３      エンドブロック
２４      駆動リング部
２５      大型ベローズ部
２６      小型ベローズ部
２７      ポンプ室
２８      非圧縮性媒体
２９      ホルダー
３０      往復動部材
３１ａ，３１ｂ    ポンプブロック
３２      ダイヤフラム
３３      駆動シリンダ
３４      駆動ベローズ
３５      流路
３６      チューブ
４１      開口部
４２      円筒部
４３      凹部
４４      注入チューブ
４５      プラグ
４５ａ    棒材
４５b    シール材
４６      融着部材
４７      カートリッジヒータ
４７ａ    加熱型
【図１】
0003853641.tif 000002
【図２】
0003853641.tif 000003
【図３】
0003853641.tif 000004