CN1424742A - 药液供给装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供构造简单、可靠性高的药液供给装置。在径方向可弹性膨胀收缩的可挠性管13上，连接着设有供给侧开闭阀21和供给侧流路17和设有排出侧开闭阀22的排出侧流路19。在可挠性管13的外侧，配置着可在轴方向弹性变形的波纹管14。该波纹管14具有小型波纹管部24和大型波纹管部25。在可挠性管13与波纹管14之间的泵室42内，封入着非压缩性介质43。使小型波纹管部24与大型波纹管部25之间的作动盘部在轴方向变位，使波纹管14的容积变化，这样，可挠性管13在径方向膨胀收缩，进行泵动作。提供构造简单、可靠性高的药液供给装置。

Description

药液供给装置

技术领域

本发明涉及将药液等液体定量排出的药液供给装置，例如将光致抗蚀液涂敷到半导体晶片表面上时采用的药液供给装置。

背景技术

以半导体晶片制造技术为首，在液晶基板制造技术、磁盘制造技术、多层配线基板制造技术等各种技术领域中的制造工艺中，要使用光致抗蚀液、旋涂玻璃液、聚酰亚胺树脂液、纯水、显影液、腐蚀液、有机溶剂等的化学药液。

例如，在半导体晶片表面上涂敷光致抗蚀液时，是在使半导体晶片在水平面内旋转的状态下，将光致抗蚀液滴下到半导体晶片的表面上。用于涂敷该抗蚀液的药液供给装置，借助可弹性变形的管或波纹状的波纹管得到泵功能。

现有技术中，借助波纹管得到泵功能的药液供给装置，例如有图8所示的形式。图8(A)所示的药液供给装置中，在波纹管50的外侧形成泵室51，用组装在其内部的驱动杆52使波纹管50膨胀收缩，这样，将药液槽53内的药液导引到泵室51内，从涂敷管嘴54排出。图8(B)所示的药液供给装置中，在连接药液槽55与涂敷管嘴54的流路的一部分上设置可膨胀收缩的可挠性管55，将配置在其外侧的简体内的加压室56与波纹管50外侧的泵室51连接。

日本特开平5-29207号公报揭示的药液供给装置，与图8(B)同样地，采用可挠性管或可挠性膜涂敷药液，该装置中，将药液导引到可挠性膜的内侧，用促动器把非压缩性液体泵动作到可挠性膜的外侧。

但是，如该公报记载的那样，在远离可挠性膜的位置设置波纹管式的促动器，从促动器把非压缩性流体供给到可挠性膜的外侧时，装置全体的尺寸加大。而且装置的构造复杂，不容易更换与药液接触部分的零件，不容易把非压缩性流体充填到装置内，制造作业不容易。另外，非压缩性流体的管理困难，当产生泄漏时，不容易检测到该泄漏，装置的可靠性差。

另外，如图8(A)所示，用波纹形状的波纹管直接进行药液的泵动作时，在波纹管50的后端侧药液不流动，而且由于波纹管50的外面是凹凸形状，所以，药液会滞留在泵室内，由于滞留引起药液变质，成为涂敷时产生生尘的原因。

发明目的

本发明的目的是提供一种构造简单、可靠性高的药液供给装置。

本发明的上述及其它目的和特征，在说明书的描述和附图中将更加清楚。

技术方案

本发明的内容概要如下。

即，本发明的药液供给装置，其特征在于备有：波纹管、供给侧流路、排出侧流路、驱动机构；

上述波纹管，具有分别由弹性部件形成的小型波纹管部和大型波纹管部，该大型波纹管部的每轴方向单位变位量的容积变化比该小型波纹管部的大，该波纹管可在轴方向弹性变形；

上述供给侧流路，连接在上述波纹管的一端部与药液收容部之间，设有供给侧开闭阀；

上述排出侧流路，连接在上述波纹管的另一端部与药液排出部之间，设有排出侧开闭阀；

上述驱动机构，通过使波纹管在轴方向弹性变形而使小型波纹管部收缩，同时使大型波纹管部膨胀，另一方面，使小型波纹管部膨胀，同时使大型波纹部收缩。

另外，本发明的药液供给装置，其特征在于，备有：可挠性管、供给侧流路、排出侧流路、波纹管、非压缩性介质、驱动机构；

上述可挠性管，由弹性材料形成，可在径方向自由地弹性地膨胀收缩；

上述供给侧流路，连接在可挠性管的一端部与药液收容部之间，设有供给侧开闭阀；

上述排出侧流路，连接在可挠性管的另一端部与药液排出部之间，设有排出侧开闭阀；

上述波纹管，具有分别由弹性部件形成的小型波纹管部和大型波纹管部，该大型波纹管部的每轴方向单位变位量的容积变化比小型波纹管部的大，该波纹管配置在可挠性管的外侧，在轴方向上可弹性变形；

上述非压缩性介质被封入在可挠性管与波纹管之间；

上述驱动机构，使波纹管在轴方向弹性变形，而使小型波纹管部收缩，同时使大型波纹管部膨胀，另一方面，使小型波纹管部膨胀，同时使大型波纹管部收缩，而使可挠性管在径方向弹性变形。

也可以将上述波纹管相互平行地设置2个，将一方波纹管的小型波纹管部与另一方波纹管的大型波纹管部相邻配置，将一方波纹管的大型波纹管部与另一方波纹管的小型波纹管部相邻配置。

本发明的药液供给装置中，把药液导入具有小型波纹管部和大型波纹管部的波纹管内，借助波纹管的轴方向膨胀收缩进行泵动作，所以，药液贯流波纹管内，即使波纹管内面存在凹凸面，也可防止药液的滞留。

另外，本发明的药液供给装置中，在具有小型波纹管部和大型波纹管部的波纹管内配置可挠性管，通过充填在波纹管与可挠性管之间的非压缩性介质，借助波纹管的膨胀收缩动作，使可挠性管弹性变形，所以，波纹管的泵动作可迅速地传递到可挠性管，可得到应答特性好的药液供给装置，由于药液由内面平坦的可挠性管导引，所以，可防止药液滞留在可挠性管内。

附图说明

图1是表示本发明一实施例之药液供给装置的局部剖正视图。

图2是图1中的2-2线断面图。

图3(A)(B)是表示图1所示的药液供给装置的波纹管的泵动作的断面图。

图4是表示本发明另一实施例之药液供给装置的局部剖正视图。

图5(A)是表示本发明另一实施例之药液供给装置要部的断面图，(B)是图(A)中的可挠性管的断面图，(C)是表示可挠性管在径方向上收缩了的状态的断面图。

图6(A)是表示可挠性管的变型例的局部立体图，(B)是图(A)的断面图，(C)是表示可挠性管在径方向收缩了的状态的断面图。

图7是表示本发明另一实施例之药液供给装置的局部剖正视图。

图8(A)(B)是分别表示现有技术中的药液供给装置构造的概略断面图。

下面，参照附图详细说明本发明的实施例。

图1至图3表示本发明一实施例的药液供给装置。该药液供给装置具有泵部11和泵驱动部12，泵部11备有可挠性管13和波纹管14。可挠性管13由弹性材料形成，可在径方向弹性膨胀或收缩。波纹管14配置在可挠性管13的外侧，由弹性材料形成，可在轴方向自由弹性变形。

在可挠性管13的两端部安装着接头部15、16，在接头部15上连接着供给侧流路17，该供给侧流路17与作为药液收容部的药液槽18连接。在接头部16上连接着排出侧流路19，该排出侧流路19与作为药液排出部的涂敷管嘴20连接。在供给侧流路17上设有用于开闭该流路的供给侧开闭阀21，在排出侧流路19上设有用于开闭该流路的排出侧开闭阀22。这些开闭阀21、22可以采用由电气信号作动的电磁阀、由空气压作动的气动阀，也可以采用逆止阀即单向阀。

波纹管14具有轴方向中央部的作动盘部23、小型波纹管部24和大型波纹管部25。小型波纹管部24与作动盘部23成为一体，如图1所示，具有有效直径d。大型波纹管部25通过上述作动盘部23与小型波纹管部24成为一体，具有比小型波纹管部24的有效直径d大的有效内直径D。即，大型波纹管部25的断面积比小型波纹管部24的大。这里所说的有效直径d、D是指小型波纹管部24和大型波纹管部25在膨胀收缩过程中的各波纹管部24、25的平均内径。在波纹管14的两端部有成为一体的固定盘部26、27，大型波纹管部25侧的固定盘部26通过可挠性管13固定在接头部15上。小型波纹管部24侧的固定盘部27通过可挠性管13固定在接头部16上。

由于图示中供给的药液是光致抗蚀液，所以，为了不与药液反应，该可挠性管13由氟化乙稀树脂、即四氟乙烯-全氟烷基乙烯醚共聚物(PFA)形成，接头部15、16也由同样的材料形成。另外，波纹管14也是用同样的树脂材料，其盘部23、26、27和波纹管部24、25一体地形成。但是，树脂材料并不限于PFA，可挠性管13和波纹管14也可以采用其它树脂材料，只要是可弹性变形的材料即可。另外，也可以将可挠性管13和波纹管14形成为一体，这时，不需要接头15、16。另外，波纹管14也可以是金属制。

波纹管14，在其固定盘部26、27的部分安装在支承台28上，固定盘部26借助嵌入其内的固定支架31安装在支承台28上。固定盘部27借助嵌入其内的固定支架32安装在支承台28上。

当使波纹管14轴方向中央部的作动盘部23在轴方向变位时，波纹管14就进行泵动作。丝杠轴34平行于波纹管14并可自由旋转地安装在支承台28上，丝杆螺母35与该丝杠轴34螺合，嵌入作动盘部23的作动支架33与该丝杆螺母35连接。丝杆螺母35相对设在支承台28上的导轨36滑动接触，借助丝杠轴34的旋转，被沿着轴方向驱动。为了驱动该丝杠轴34旋转，在皮带轮38与皮带轮39之间安装着皮带41。皮带轮38固定在马达37的轴上，该马达37安装在支承台28上。皮带轮39固定在丝杠轴34上。

可挠性管13与配置在其外侧的波纹管14之间的空间作为泵室42，在该泵室42内充填着液体等的非压缩性介质43。因此，用中央部分的作动盘23使波纹管14在轴方向弹性变形时，波纹管14的全长不变，小型波纹管部24和大型波纹管部25的容积变化。这样，通过非压缩性介质43，可挠性管13在径方向即横方向膨胀收缩，可挠性管13进行泵动作。

如图2所示，可挠性管13的断面是长圆形，具有圆弧形部和平坦部，当泵室42的容积变化时，主要是平坦部弹性变形，与波纹管14内侧的容积变化相应地、可挠性管13只产生规定量的弹性变形。但是，可挠性管13的断面也可以是圆形或其它异形断面形状。

图3表示使作动盘部23在轴方向变位而产生泵动作。如图1所示，把作动盘部23位于波纹管14轴方向约中央位置的状态称为中立状态，从该状态借助马达37使作动盘部23朝小型波纹管部24侧变位时，在波纹管14整体中，小径部缩短，大径部加长，所以，波纹管14内侧的容积增大。即，由于大型波纹管部25的每轴方向单位变位量的容积变化比小型波纹管部24的大，所以，波纹管14内的容积变化。这样，可挠性管13在径方向膨胀，其内部容积增大，药液槽18内的药液被吸入可挠性管13内。这时，借助供给侧开闭阀21的作动，供给侧流路17的流路被打开，借助排出侧开闭阀22的作动，排出侧流路19的流路被关闭。

另一方面，当使作动盘部23朝大型波纹管部25侧变位时，波纹管14整体中，小径部加长，大径部缩短，波纹管14的内部容积缩小，这样，可挠性管13在径方向上收缩，其内部容积缩小。可挠性管13内的药液朝着涂敷管嘴20排出。这时，借助供给侧开闭阀21的作动，供给侧流路17的流路被关闭，借助排出侧开闭阀22的作动，排出侧流路19的流路被打开。

上述的泵动作时，由于在可挠性管13的外侧隔着非压缩性介质43配置着波纹管14，所以，波纹管14的容积变化被灵敏地传递给可挠性管13。如图8(B)所示，通过细的流路从泵室51把介质导引到可挠性管55外侧的加压室56时，由于存在着节流部分，所以，泵动作被传递到可挠性管55有延迟时间，而本实施例中，没有那样的延迟时间，可迅速地执行泵动作。

从涂敷管嘴20排出预定量的药液后，为了防止药液从涂敷管嘴20垂滴，有时需要进行囊后退动作。这时，关闭供给侧开闭阀21，打开排出侧开闭阀22，在该状态下，使作动盘部23朝小型波纹管部24侧变位，使可挠性管13膨胀。在进行该囊后退动作时，各开闭阀21、22不采用逆止阀，而采用借助外部信号开闭的电磁阀或气动阀。

这样，在图示的药液供给装置中，由于把波纹管14配置在可挠性管13的外侧，所以，装置的构造简单并可实现小型化，零件数目也可减少。另外，非压缩性介质43充填在可挠性管13与波纹管14之间的泵室42的空间内，可减少该非压缩性介质43的量。

把该介质43充填到泵室42内时，由于被介质43充填的空间形状是简单的形状，介质存在部位集中，所以，可容易地进行介质的充填作业。在上述公报或图8(B)所示的药液供给装置中，由于可挠性管外侧的加压室和波纹管外侧的泵室是用细的流路连接，流路形状复杂，使空气不进入地注入介质是非常困难的作业。而本发明中，可容易地注入介质。万一空气进入介质中，波纹管14的伸缩和可挠性管13的膨胀收缩这一对应关系就不能被高精度地保持，而本发明中，可高精度地确保该对应关系，可提高排出精度。

泵室42不是形状复杂的充填空间，介质的充填部位集中，所以，非压缩性介质43的泄漏危险部位少，即使该介质43泄漏，也可容易检测出其泄漏位置，可容易地进行泄漏的管理。即，泄漏的危险性少，即使泄漏也容易发现。现有技术中，由于介质被充填到复杂形状的空间内，所以，用于形成该空间的零件相互连接的部位多，产生了泄漏时也不容易判断其位置，而本发明中，不存在该问题，可提高装置的可靠性。

由于可挠性管13和波纹管14一体化，容易与泵驱动部12分离，所以，它们的更换容易。即，用图示的药液供给装置排出抗蚀液时，如果抗蚀液的变质物附着在可挠性管13的内面，则可能成为生尘的原因，所以，要定期地更换可挠性管13等那样的与液体接触的部分，这时，在已往的装置中，由于可挠性管和促动器部是分离配置着，不能容易地更换可挠性管，而本发明中很容易进行该作业。

图4是表示本发明另一实施例之药液供给装置的图。该装置中，由相互平行的2个可挠性管13a、13b，和配置在其外侧的2个波纹管14a、14b形成泵部11。一方波纹管14a的小型波纹管部24a和另一方波纹管14b的大型波纹管部25b位于供给侧流路17。一方波纹管14a的大型波纹管部25a和另一方波管14b的小型波纹管部24b位于排出侧流路19。这样，除了将2个波纹管14a、14b相互反向设置外，泵驱动部12的构造与上述实施例相同。

这时，借助马达37，使各作动盘部23a、23b朝图4中上方变位时，一方波纹管14a，其大型波纹管部25a收缩，小型波纹管部24a膨胀。另一方波纹管14b，其小型波纹管部24b收缩，大型波纹管部25b膨胀，所以，一方的可挠性管13a在径方向收缩，另一方的可挠性管13b膨胀。这样，在丝杆螺母35朝直线方向一方移动时(往动)和朝另一方移动(复动)时，都可进行泵动作。可连续地将药液从涂敷管嘴20排出。

图5(A)至图5(C)表示图1所示可挠性管13的变型例。该可挠性管13在其内部配置着与可挠性管13同一材质构成的带状阻挡板46，当泵室42的容积变小时，如图5(C)所示，可挠性管13的平坦部接触阻挡板46，这样，防止可挠性管13的圆弧部被过分压扁，防止在圆弧部产生折缝。该阻挡板根据可挠性管13的材质设置。

图6(A)至图6(C)表示可挠性管13的另一变型例。在该可挠性管13的平坦部上形成朝内方突出的突起部47。当可挠性管13为中立状态时，其横断面为图6(B)所示，当在径方向收缩时，其横断面为图6(C)所示，突起部47相互接触，防止可挠性管13的圆弧部被压扁。

图5和图6所示的可挠性管13，也可用于图1所示的药液供给装置和图4所示的药液供给装置。

图7表示本发明另一实施例之药液供给装置。该装置相当于去掉图1所示药液供给装置中的可挠性管13。因此，在波纹管14的固定盘部26上与泵室42连通地连接着供给侧流路17，在固定盘部27上与泵室42连通地连接着排出侧流路19，药液流过波纹管14内。

这样，药液在波纹管14内从一端流到另一端，所以，即使波纹管14的内面为凹凸状，也很少产生药液的滞留部，可防止药液变质。

该形式的药液供给装置中，也可以如图4所示地将2个波纹管相互反向设置。

上面，具体说明了本发明的实施例，但本发明并不限于上述实施例，在不超出其主旨的范围内，可作各种变更。

例如，除了涂敷抗蚀液外，本发明也可以作为供给各种液体的药液供给装置。另外，也可以不改变波纹管的全长地交替地使小型波纹管部和大型波纹管部的长度变化，将作动盘部23固定，使固定盘部26、27同步地在轴向变位，进行泵动作。另外，在图示实施例中，是用马达37通过丝杠轴34在轴方向驱动作动盘部23，但也可以采用气缸等其它驱动机构。另外，非压缩性介质除了水、油等液体以外，也可以采用粉体、粒体胶等。

本发明具有以下效果。

以下对由在本申请中公开的发明中的、代表性的装置获得的效果进行简单说明。

(1)通过使具有小型波纹管部和大型波纹管部的波纹管中的小型波纹管部和大型波纹管部在轴方向变位，使波纹管的容积膨胀收缩，进行泵动作，所以，可得到构造简单的药液供给装置。

(2)通过使药液贯流泵室内，即使波纹管内面有凹凸，药液也不滞留在波纹管内，可防止因滞留引起的药液变质。

(3)在波纹管的泵室内配置可挠性管，借助可挠性管的膨胀收缩，进行泵动作，这样，借助波纹管的变位引起其容积的膨胀收缩，可通过非压缩介质迅速使可挠性管动作，可得到灵敏度高的药液供给装置。

(4)由可挠性管和其外侧的波纹管构成内外2层构造的泵部，可以使装置全体小型化，构造简单，提高装置的可靠性。

(5)可容易地更换可挠性管，容易地进行装置的维护。

Claims (12)

1.药液供给装置，其特征在于，备有：可挠性管、供给侧流路、排出侧流路、波纹管、非压缩性介质、驱动机构；

上述可挠性管，由弹性材料形成，可在径方向弹性地膨胀收缩；

上述供给侧流路，连接在可挠性管的一端部与药液收容部之间，设有供给侧开闭阀；

上述排出侧流路，连接在可挠性管的另一端部与药液排出部之间，设有排出侧开闭阀；

上述波纹管，具有分别由弹性部件形成的小型波纹管部和大型波纹管部，该大型波纹管的轴方向每单位变位量的容积变化比小型波纹管的大，该波纹管配置在上述可挠性管的外侧，在轴方向可弹性变形；

上述非压缩性介质被封入在上述可挠性管与上述波纹管之间；

上述驱动机构，使波纹管在轴方向上弹性变形，使小型波纹管部收缩的同时、使大型波纹管部膨胀，从而使可挠性管在径方向弹性膨胀，另一方面，使小型波纹管部膨胀的同时、使大型波纹部收缩，从而使可挠性管在径方向弹性收缩。

2.如权利要求1所述的药液供给装置，其特征在于，将上述波纹管相互平行地设置2个，将第1波纹管的小型波纹管部与第2波纹管的大型波纹管部相邻地配置，将第1波纹管的大型波纹管部与第2波纹管的小型波纹管部相邻地配置；用上述驱动机构同时地驱动该第1及第2波纹管，从而连续地供给药液。

3.如权利要求1所述的药液供给装置，其特征在于，上述小型波纹管部的有效直径d小于大型波纹管部的有效直径D。

4.如权利要求1所述的药液供给装置，其特征在于，上述可挠性管的断面是具有圆弧部和平坦部的长圆形断面。

5.如权利要求4所述的药液供给装置，其特征在于，上述可挠性管的平坦部具有朝可挠性管内方突出的突起部。

6.如权利要求1所述的药液供给装置，其特征在于，上述可挠性管，在其内部具有带状阻挡部件。

7.如权利要求6所述的药液供给装置，其特征在于，上述阻挡部件由与可挠性管相同的材质形成。

8.如权利要求1所述的药液供给装置，其特征在于，上述可挠性管由氟化乙稀树脂形成。

9.药液供给装置，其特征在于备有：波纹管、供给侧流路、排出侧流路、驱动机构；

上述波纹管，具有由弹性部件形成的小型波纹管部和大型波纹管部，该大型波纹管的轴方向每单位变位量的容积变化比小型波纹管部的大，该波纹管可在轴方向弹性变形；

上述供给侧流路，连接在上述波纹管的一端部与药液收容部之间，设有供给侧开闭阀；

上述排出侧流路，连接在上述波纹管的另一端部与药液排出部之间，设有排出侧开闭阀；

上述驱动机构，通过使波纹管在轴方向弹性变形，使小型波纹管部收缩的同时、使大型波纹管部膨胀，另一方面，使小型波纹管部膨胀的同时、使大型波纹管部收缩。

10.如权利要求9所述的药液供给装置，其特征在于，将上述波纹管相互平行地设置2个，将第1波纹管的小型波纹管部与第2波纹管的大型波纹管部相邻地配置，将第1波纹管的大型波纹管部与第2波纹管的小型波纹管部相邻地配置；用上述驱动机构同时地驱动该第1及第2波纹管，从而连续地供给药液。

11.如权利要求9的述的药液供给装置，其特征在于，上述小型波纹管部的有效直径d小于大型波纹管部的有效直径D。

12.如权利要求9所述的药液供给装置，其特征在于，上述波纹管由氟化乙烯树脂形成。

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