JP3619616B2 - 薬液供給装置の駆動方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフォトレジスト液などの薬液を塗布する薬液供給装置の駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハの製造技術分野を始め、液晶基板製造技術分野や多層配線基板製造技術などの分野では、フォトレジスト液、アルカリ性や酸性の処理液など薬液が使用されている。それぞれの薬液は薬液貯蔵槽内からポンプの作動により薬液吐出部に流路を介して案内される。
【０００３】
このような薬液供給ポンプを有する薬液供給装置としては、たとえば、米国特許第５，０６１，１５６号公報に開示されているように、ベローズタイプのポンプを用いたものが開発されている。
【０００４】
図１は開発対象となった薬液供給装置を示す図であり、この装置は容器（薬液貯留槽）１に収容されたレジスト液等の薬液Ｌを半導体ウエハＷに塗布するために使用されている。図示するように、ハウジング２に往復動自在に設けられたべローズ３を駆動するためにハウジング２には駆動部材４が設けられており、ベローズ３の往復動によって吸入側と吐出側の２つの逆止弁５ａ，５ｂを介して薬液Ｌはノズル（薬液吐出部）６に供給される。ノズル６と吐出側の逆止弁５ｂの間に設けられた吐出側流路には、薬液Ｌ内の異物を除去するフィルタ７と、供給路を開閉するダイヤフラムバルブ８と、サックバックバルブ９とがそれぞれ設けられている。
【０００５】
図示する薬液供給装置を用いて薬液Ｌを半導体ウエハＷに塗布する場合には、ベローズ３を後退移動させることにより、吸入側の逆止弁５ａを介して薬液Ｌをポンプ室内に流入し、次いでベローズ３を前進移動させることにより、逆止弁５ｂを介してノズル６に薬液Ｌが供給される。所定の量の薬液Ｌをノズル６から吐出した後には、ノズル６からの液垂れを防止するために、ダイヤフラムバルブ８を閉じてサックバックバルブ９を作動させて、ノズル６の先端部内に薬液を吸引するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ダイヤフラムバルブ８を用いて流路を閉じると、ダイヤフラムバルブの変形による流路内の容積の変化によりノズル６から薬液が吐出してしまうことがあるので、サックバックバルブを用いることなく、ポンプ動作によってサックバックを行う方式が考慮された。
【０００７】
その場合には、図１におけるダイヤフラムバルブ８とサックバックバルブ９を用いることなく、それぞれの逆止弁５ａ，５ｂに代えてそれぞれ外部からの信号により流路を開閉する開閉バルブが使用される。この場合には、まず、吸入側の開閉バルブを開いてベローズ３を後退移動させてポンプ室内に薬液を注入した後に、吸入側の開閉バルブを閉じる。薬液を吐出するには、吐出側の開閉バルブを開いてベローズ３を前進移動させることにより、ポンプ室内の薬液がノズル６から吐出される。次いで、サックバック動作を行うには、吐出側の開閉バルブを開いてベローズ３を僅かに後退させて、ノズル６の先端部内の薬液を吸引する。
【０００８】
このように、ポンプ動作によってサックバックを行う場合には、薬液の吐出動作終了時の液切れを良くするために、ベローズ３の前進移動終了と同時に吐出側の開閉バルブを閉じることが望ましいということが判明した。もしも、吐出側バルブを開いた状態のままとすると、ベローズ３の前進移動終了後もベローズ３が定常状態に戻るように変形するなどの現象によってポンプ室の容積が収縮することがあり、これにより、薬液がノズル６からだらだらと吐出されてしまうからである。
【０００９】
したがって、液切れを良くするにはベローズの前進移動終了後には吐出側のバルブを閉じることが好ましいが、このバルブを閉じると、薬液吐出時のポンプ室内の圧力が残圧としてポンプ室内に残ってしまい、次のサックバックの段階において吐出側バルブを開いたときに残圧が開放され、これと同時にノズル６に向けて薬液の流れが発生することがある。そして、その発生量が多いとノズル６から薬液が吐出されてしまうことがある。
【００１０】
このような流れが発生すると、ノズル６から垂れないような僅かな量であっても、吐出量の精度やサックバック後のノズル６内の液面位置のコントロールに悪影響を及ぼすことが判明した。
【００１１】
一方、吸入動作においては、ベローズ３の後退終了と同時に吸入側の開閉バルブを閉じると、吸入時の薬液の流れの慣性力によってポンプ室内に正の圧力がかかった状態となってしまい、これが残圧としてポンプ室内に加わることになる。したがって、次の吐出動作時に吐出側のバルブを開いたときに残圧が開放されると同時に薬液がノズル６から吐出してしまうことがある。これは吐出量の精度や吐出流量のむらを発生させるなどの悪影響となる。
【００１２】
また、たとえば、ポンプとノズル６との間にフィルタ７を設けた場合には、薬液の吐出後にポンプ室とフィルタ７の間に残圧が発生する。したがって、ポンプの吐出動作以後に薬液がノズル６から吐出したり、残圧によって次の吐出精度に影響が与えられることになる。
【００１３】
さらに、図１に示す薬液供給装置において、吸入側のバルブとして図示するように逆止弁５ａを使用した場合には、吸入動作の終了時に薬液の慣性力によってポンプ室内に圧力が発生し、これも残圧としてプラスされることがある。
【００１４】
本発明の目的は、ポンプ室内の残圧の影響を防止して薬液吐出部から所定量の薬液を高精度で吐出し得るようにすることにある。
【００１５】
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。
【００１６】
【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。
【００１７】
すなわち、本発明の薬液供給装置の駆動方法は、ダイヤフラムまたはベローズにより形成されるポンプ室を有しこのポンプ室の容積を変化させる往復動部材と、前記ポンプ室と薬液吐出部とを結ぶ吐出側流路を開閉する吐出側バルブと、薬液貯留室内の薬液を前記ポンプ室に案内する吸入側流路を開閉する吸入側バルブとを有する薬液供給装置の駆動方法であって、前記吸入側バルブを閉じかつ前記吐出側バルブを開いた状態のもとで前記往復動部材を吐出移動させて前記薬液吐出部から薬液を吐出する吐出工程と、吐出工程終了後に前記吸入側バルブを開いて前記ポンプ室内の残圧を除去する残圧除去工程と、残圧が除去された後に前記吸入側バルブを閉じかつ前記吐出側バルブを開いた状態のもとで前記往復動部材を吸入移動させて前記薬液吐出部内の薬液を戻すサックバック工程と、サックバック工程終了後に前記吐出側バルブを閉じかつ前記吸入側バルブを開いた状態のもとで前記往復動部材を吸入移動させて前記薬液貯留室内の薬液を前記ポンプ室に案内する吸入工程とを有することを特徴とする。
【００１８】
本発明の薬液供給装置の駆動方法は、前記残圧除去工程は前記吸入側バルブと吐出側バルブとを交互に１回または複数回開閉させることを特徴とする。
【００１９】
本発明にあっては、薬液の吐出動作終了後にポンプ室内の残圧を除去することができ、サックバック動作の段階で吐出側バルブを開放状態としても薬液吐出部先端の液面位置の変動を防止することができる。また、薬液をポンプ室に吸入した後にポンプ室の残圧を除去することができ、薬液吸入時における薬液の慣性力に起因したポンプ室における残圧の発生が防止される。
【００２０】
【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。
【００２１】
図２は薬液供給装置の基本構造を示す図である。図３および図４は図２に示された薬液供給装置の具体的構造を示す図であり、図３は図４におけるＩＩＩ −ＩＩＩ 線に沿う断面図であり、図４は図３におけるＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【００２２】
この薬液供給装置のハウジング１１内には、駆動部５０により往復動される往復動部材としてのダイヤフラム２８が設けられており、このダイヤフラム２８によりポンプ室２７が形成されている。薬液Ｌが収容された容器（液体貯留槽）１とポンプ室２７とを結ぶ流入側流路３１を形成する流入ホース３０ａにはフィルタ７が設けられ、流路３１を開閉するために吸入側バルブ３４が設けられている。一方、ポンプ室２７とノズル６とを結ぶ吐出側流路３２を形成する流出ホース３０ｂを有し、流路３２を開閉するために吐出側バルブ３５が設けられている。
【００２３】
それぞれのバルブ３４，３５には従動側の永久磁石が内蔵されており、これを作動させるための駆動側の永久磁石が設けられた駆動ロッド４２ａ，４２ｂをそれぞれ駆動部材４０ａ，４０ｂで作動させることにより、バルブ３４，３５が開閉駆動される。
【００２４】
図３および図４に示すように、ハウジング１１は、バルブハウジング１１ａとポンプハウジング１１ｂとにより形成されており、これらは相互に分離自在となっている。バルブハウジング１１ａは、中央ブロック１２と２つの外側ブロック１３，１４と端板１５，１６とを有し、３つのブロック１２〜１４はそれぞれフッ素樹脂であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの樹脂により形成され、図４に示す２本のボルト１７によって組み立てられている。このバルブハウジング１１ａの一方面には鉄などの磁性体からなる締結プレート１８が設けられ、他方面には止め板１９が設けられ、これらはボルト２０により固定されている。
【００２５】
ポンプハウジング１１ｂはバルブハウジング１１ａの内面に接触する締結プレート２１とこれに固定されたカバー２２とにより形成されており、図５に示すように、締結プレート２１に形成された４つの凹部２３内には磁石２４が埋め込まれ、締結プレート１８に形成された位置決め用の突部２５を磁石２４に対向させて凹部２３内に嵌合することにより、両方のハウジング１１ａ，１１ｂは相互に連結された状態となって組み付けられる。磁石２４の磁力に抗して強くバルブハウジング１１ａを引くと、これをポンプハウジング１１ｂから分離することができる。なお、符号２６は磁気回路形成部材を示す。
【００２６】
磁石２４の磁力による２つのハウジング１１ａ，１１ｂの締結に代えて、クランプ部材を用いて締結するようにしても良く、磁力による締結に加えてクランプ部材を付加するようにしても良い。
【００２７】
バルブハウジング１１ａに形成されたポンプ室２７は、中央ブロック１２とこれに固定された往復動部材としてのダイヤフラム２８とにより形成されている。ダイヤフラム２８は中心部の連結部２８ａと環状の止め付け部２８ｂとこれらの間を繋ぐ弾性変形部２８ｃとを有し、ＰＴＦＥにより形成されている。連結部２８ａを図３において左右方向に往復動させることにより、弾性変形部２８ｃが変形してポンプ動作が達成される。
【００２８】
バルブハウジング１１ａには流入ホース３０ａの一端部が接続されており、このホース３０ａの他端部はレジスト液などの薬液が収容された薬液貯留槽に接続されている。この流入ホース３０ａの流路とポンプ室２７とを接続するために、バルブハウジング１１ａには容器１内の薬液Ｌをポンプ室２７に案内する吸入側流路３１が図４に示されるように形成されている。
【００２９】
バルブハウジング１１ａには流出ホース３０ｂの一端部が接続され、このホース３０ｂの他端部には薬液吐出部としてのノズル６が接続されている。この流出ホース３０ｂの流路とポンプ室２７とを接続するために、バルブハウジング１１ａには、ポンプ室２７内の薬液をノズルに案内する吐出側流路３２が図４に示されるように形成されている。
【００３０】
流入ホース３０ａには図２に示されるようにフィルタ７が設けられているが、流出ホース３０ｂにこのフィルタ７を設けるようにしても良い。また、両方のホース３０ａ，３０ｂをそれぞれＰＴＦＥなどの樹脂製のものを使用するようにしても良い。
【００３１】
吸入側流路３１には弁室３３ａが形成され、この弁室３３ａ内には吸入側流路３１を開閉する吸入側バルブ３４が設けられている。また、吐出側流路３２には弁室３３ｂが形成され、この弁室３３ｂ内には吐出側流路３２を開閉する吐出側バルブ３５が設けられている。このように、それぞれのバルブ３４，３５はそれぞれ流路内に配置させているので、開閉動作がなされる際には、流路内における薬液の流れが発生することを防止することができる。
【００３２】
図６は吐出側バルブ３５の部分を拡大して示す断面図であり、弁室３３ｂの下部には弁座３６ｂが取り付けられ、吐出側流路３２はポンプ室２７から垂直に延びて弁室３３ｂに至る部分と、この弁室３３ｂの側部から傾斜して流出ホース３０ｂに至る部分とを有している。吐出側バルブ３５は弁座３６ｂに接触するセラミック製のボール３７を有しており、このボール３７にはＰＴＦＥ製の弁本体３８によって従動側の磁石４１が組み付けられている。図６は吐出側バルブ３５を示すが、吸入側バルブ３４も同様の構造となっており、弁座３６ａに接触して吸入側流路３１を開閉するセラミック製のボール３７を有している。
【００３３】
図３に示すように、バルブハウジング１１ａには弁室３３ａに隣接させて駆動ロッド４２ａが軸方向に摺動自在に取り付けられており、この摺動方向は吸入側バルブ３４の移動方向に対してほぼ直角の方向となっている。同様に、バルブハウジング１１ａには弁室３３ｂに隣接させて駆動ロッド４２ｂが軸方向に摺動自在に取り付けられており、この摺動方向は駆動ロッド４２ａの摺動方向と平行となっている。
【００３４】
駆動ロッド４２ａには２つの駆動側の磁石４３ａ，４４ａが設けられており、駆動ロッド４２ａを軸方向に摺動させることにより、一方の磁石が従動側の磁石４１の位置に対応することになる。磁石４３ａは磁石４１を反発させる磁界を作用させて吸入側バルブ３４に対して吸入側流路３１を閉塞する方向の磁力を加える。他方の磁石４４ａは磁石４１を引き寄せる磁界を作用させて吸入側バルブ３４に対して流路３１を開放する方向の磁力を加える。
【００３５】
駆動ロッド４２ａは締結プレート２１に取り付けられた環状スリーブ４５ａを貫通してポンプハウジング１１ｂ内に突出している。
【００３６】
ポンプハウジング１１ｂ内には駆動ロッド４２ａを駆動するための空気圧シリンダ４６ａが設けられ、この空気圧シリンダ４６ａは締結プレート２１に固定されている。この空気圧シリンダ４６ａ内に設けられたピストン４７ａには駆動ロッド４２ａが取り付けられており、ピストン４７ａを原点位置に戻すために圧縮コイルばね４８ａがシリンダ４６ａ内に装着されている。ピストン４７ａが原点位置となると、駆動側の磁石４３ａが従動側の磁石４１の位置となる。
【００３７】
空気圧シリンダ４６ａには空気圧配管４９ａが接続され、バルブユニット５１を介して図示しない空気圧源からの圧縮空気がシリンダ４６ａに供給されるようになっており、圧縮空気がシリンダ４６ａ内に供給されると、ピストン４７ａは前進限位置となる。このときには、駆動側の磁石４４ａが従動側の磁石４１の位置となる。
【００３８】
吐出側バルブ３５も吸入側バルブ３４と同様の構造の駆動ロッド４２ｂおよび空気圧シリンダ４６ｂによって駆動されるようになっており、図３においては、吸入側バルブ３４を駆動する部材と共通する部材には同一の参照番号に符号ｂを付して吐出側バルブ３５を駆動する部材の説明を省略している。
【００３９】
ダイヤフラム２８を図３において左右方向に往復動するために、駆動部材５２が締結プレート２１に形成された貫通孔５３から突出してポンプハウジング１１ｂに軸方向に往復動自在に設けられており、この駆動部材５２に取り付けられたボールねじナット５４にねじ結合されるボールねじ５５がベアリング５６によりポンプハウジング１１ｂ内に回転自在に設けられている。このボールねじ５５は継手５７を介してモータ５８の主軸に連結されている。図３にあっては、駆動部材５２、ベアリング５６、およびモータ５８を支持する部材が図示省略されている。
【００４０】
駆動部材５２にダイヤフラム２８を連結するために、ダイヤフラム２８の連結部２８ａには磁性材料からなる連結部材６１が設けられ、駆動部材５２には磁性材料からなる磁気回路形成部材６２と磁石６３とが設けられている。磁石６３は磁気回路形成部材６２に密着しており、この磁気回路形成部材６２と連結部材６１とが磁力により密着することにより、ダイヤフラム２８は駆動部材５２に連結される。
【００４１】
図７は図２〜図５に示す薬液供給装置の駆動方法を示すタイムチャートであり、図７を参照しつつ薬液Ｌをノズル６から吐出する手順について説明する。
【００４２】
薬液Ｌをノズル６から半導体ウエハＷに塗布するには、空気圧シリンダ４６ｂに圧縮空気を供給してピストン４７ｂを前進させ、駆動ロッド４２ｂを前進させて駆動側の磁石４４ｂを吐出側バルブ３５の従動側の磁石４１に対応する位置にする。これにより、従動側の磁石４１が駆動側の磁石４４ｂによって吸引され、図７において符号Ｔ１ で示すように、吐出側バルブ３５が弁座３６ｂから離れて吐出側流路３２が開放状態となる。
【００４３】
これと同時に、図７に示すように、モータ５８を吐出側に駆動すると、駆動部材５２が図３において左側に移動し、ダイヤフラム２８がポンプ室２７を収縮するように変形する。これにより、流出ホース３０ｂを介して薬液Ｌがノズル６に案内されてノズル６から吐出される。図７において符号Ｔ２ で示すように、モータ５８の駆動を停止すると薬液の吐出が停止され、モータ５８の駆動停止とともに、駆動ロッド４２ｂを後退させて吐出側バルブ３５により吐出側流路３２を閉塞する。
【００４４】
このようにして、薬液の吐出動作が終了した後に、空気圧シリンダ４６ａに圧縮空気を供給してピストン４７ａを前進させることにより、駆動ロッド４２ａを前進させて駆動側の磁石４４ａを従動側の磁石４１に対応する位置に設定する。これにより、図７において符号Ｔ３ で示すように、吸入側バルブ３４が開放状態となり、ポンプ室２７内における残圧が除去される。所定時間吸入側バルブ３４を開いた後に、駆動ロッド４２ａを後退させることにより、図７において符号Ｔ４ で示すように吸入側バルブ３４を閉塞する。このようにして、図７に示すリリーフ時間Ｔ４ −Ｔ３ の間に残圧の除去がなされる。
【００４５】
残圧除去動作が完了した後に、空気圧シリンダ４６ｂに圧縮空気を供給して吐出側バルブ３５の従動側の磁石４１の位置に駆動側の磁石４４ｂを位置させて、符号Ｔ５ で示すように、吐出側バルブ３５を開放位置とする。これと同時に、モータ５８を駆動させてポンプ室２７を広げるようにダイヤフラム２８を図３において右方向に僅かに後退させる。これにより、サックバック動作が行われてノズル６の先端部内の薬液が吸引されて、液垂れが防止される。
【００４６】
サックバック動作が符号Ｔ６ の時点で終了した後、次の吐出に要する薬液をポンプ室２７内に吸入するために、符号Ｔ７ で示すように、空気圧シリンダ４６ａに圧縮空気を供給させて駆動ロッド４２ａを前進移動させることにより吸入側バルブ３４を開放するとともに、モータ５８を駆動させてポンプ室２７を広げるようにダイヤフラム２８を図３において右方向に後退移動させる。符号Ｔ８ で示す時点でダイヤフラム２８が後退限位置となると、薬液の吸入動作が終了し、吸入動作終了とともに吸入側バルブ３４が閉塞される。
【００４７】
次いで、符号Ｔ９ で示すように、空気圧シリンダ４６ａに圧縮空気を供給して駆動ロッド４２ａを前進させて駆動側の磁石４４ａを従動側の磁石４１に対応する位置に設定する。これにより、吸入側バルブ３４が開放状態となり、ポンプ室２７内における残圧が除去される。所定時間吸入側バルブ３４を開いた後に、符号Ｔ１０で示すように、駆動ロッド４２ａを後退させることにより、吸入側バルブ３４を閉塞する。このようにして、図７に示すリリーフ時間Ｔ１０−Ｔ９ の間にわたり残圧の除去がなされる。
【００４８】
薬液の吸入動作によりポンプ室２７内に発生した残圧が除去されて、次の薬液の吐出が準備される。
【００４９】
図２に示すように、フィルタ７を吸入側流路３１に設けているが、このフィル夕７を吐出側流路３２に設けることも可能である。その場合には、薬液の吐出動作時にポンプ室２７とフィルタ７の流入側との間に残圧が発生することがある。それを除去する際には、図７において二点鎖線で示すように、吸入側バルブ３４と吐出側バルブ３５を交互に１回または複数回開閉させることにより、この部分における残圧を除去することができる。これにより、ポンプの吐出動作後に残圧に起因して薬液がノズル６から出てしまうということを防止することができ、吐出量を高精度に制御することができる。
【００５０】
図７に示す場合には、ポンプ室２７内の残圧除去を吸入側バルブ３４を開くことによって行うようにしているが、吐出側バルブ３５を開くことにより残圧除去を行うようにしても良い。さらに、図７に示すタイムチャートにおけるＴ２ とＴ３ を同時に行うようにしても良く、同様にＴ４ とＴ５ をほぼ同時とするようにしても良い。また、符号Ｔ８ 〜Ｔ９ の間で吸入側バルブ３４を開閉することなく、吸入動作終了後にも吸入側バルブ３４を直ちに閉じることなく、Ｔ１０の時点で吸入側バルブ３４を閉塞するようにしても良い。
【００５１】
バルブハウジング１１ａとポンプハウジング１１ｂとを分離するには、これらを強く引き離すだけで、ポンプハウジング１１ｂの締結プレート２１とバルブハウジング１１ａの締結プレート１８とを相互に離反させ、連結部材６１と駆動部材５２とを相互に離反させることができる。分離後には２本の駆動ロッド４２ａ，４２ｂが締結プレート２１から突出した状態となる。この状態のもとで、バルブハウジング１１ａ全体あるいはこれの構成部品を交換することができる。
【００５２】
バルブハウジング１１ａの全体を交換する際には、バルブ３４，３５を駆動するための駆動ロッド４２ａ，４２ｂがそれぞれバルブ３４，３５から離れており、ポンプハウジング１１ｂに取り付けられているので、薬液が漏れることなく、交換作業を容易に行うことができる。
【００５３】
吸入側と吐出側のそれぞれのバルブ３４，３５の形態としては、たとえば、特願平７−８６７７２号明細書および図面に記載されたように種々のタイプのものを使用することができ、駆動ロッドについても同様に前記出願の明細書などに記載された構成とすることができる。
【００５４】
以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例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。たとえば、図示する薬液供給装置にあっては、吸入側と吐出側の２つのバルブを磁石によって開閉作動するようにしているが、一方のバルブのみを磁石によって作動させるようにしても良い。また、それぞれのバルブとしては、磁石により作動させることなく、ダイヤフラム式のバルブを使用するようにしても良い。さらに、往復動部材としては、ダイヤフラム２８を用いることなく、図１に示すベローズ３を用いるようにしても良い。それぞれの駆動ロッド４２ａ，４２ｂについても空気圧シリンダを使用することなく、ソレノイドによって駆動するようにしても良く、あるいはモータにより駆動するようにしても良い。
【００５５】
【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。
【００５６】
（１）．薬液の吐出動作終了後にポンプ室内の残圧を除去することができ、これにより、サックバック動作の段階で吐出側バルブを開放状態としても薬液吐出部先端の液面位置の変動を防止することができる。
【００５７】
（２）．薬液をポンプ室に吸入した後にポンプ室の残圧を除去することができ、これにより、薬液吸入時における薬液の慣性力に起因したポンプ室における残圧の発生が防止される。
【００５８】
（３）．このように、ポンプ室内の残圧に起因する薬液吐出部の液面変動がなくなることから、薬液の吐出精度を大幅に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】開発対象となった薬液供給装置を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施の形態である薬液供給装置の基本構造を示す概略図である。
【図３】図２の薬液供給装置の図４におけるＩＩＩ −ＩＩＩ 線に沿う断面図である。
【図４】図３におけるＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５】（ａ）は図３に示された締結プレートを示す斜視図であり、（ｂ）は同図（ａ）におけるＶｂ −Ｖｂ 線に沿う断面図である。
【図６】（ａ）は図３の要部拡大断面図であり、（ｂ）は同図（ａ）に示された弁体の斜視図である。
【図７】本発明の一実施の形態である薬液供給装置の駆動方法を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１ 容器（液体貯留槽）
２ ハウジング
３ ベローズ
４ 駆動部材
５ａ，５ｂ 逆止弁
６ ノズル
７ フィルタ
８ ダイヤフラムバルブ
９ サックバックバルブ
１１ ハウジング
１１ａ バルブハウジング
１１ｂ ポンプハウジング
１２ 中央ブロック
１３，１４ 外側ブロック
１５，１６ 端板
１７ ボルト
１８ 締結プレート
１９ 止め板
２０ ボルト
２１ 締結プレート
２２ カバー
２３ 凹部
２４ 磁石
２５ 突部
２６ 磁気回路形成部材
２７ ポンプ室
２８ ダイヤフラム
２８ａ 連結部
２８ｂ 止め付け部
２８ｃ 弾性変形部
３０ａ 流入ホース
３０ｂ 流出ホース
３１ 吸入側流路
３２ 吐出側流路
３３ａ，３３ｂ 弁室
３４ 吸入側バルブ
３５ 吐出側バルブ
３６ａ，３６ｂ 弁座
３７ ボール
３８ 弁本体
４０ａ，４０ｂ 駆動部材
４１ 磁石（従動側の磁石）
４２ａ，４２ｂ 駆動ロッド
４３ａ，４３ｂ 磁石（駆動側の磁石）
４４ａ，４４ｂ 磁石（駆動側の磁石）
４５ａ，４５ｂ 環状スリーブ
４６ａ，４６ｂ 空気圧シリンダ
４７ａ，４７ｂ ピストン
４８ａ，４８ｂ ばね
４９ａ，４９ｂ 空気圧配管
５０ 駆動部
５１ バルブユニット
５２ 駆動部材
５３ 貫通孔
５４ ボールねじナット
５５ ボールねじ
５６ ベアリング
５７ 継手
５８ モータ
６１ 連結部材
６２ 磁気回路形成部材
６３ 磁石
Ｌ 薬液
Ｗ 半導体ウエハ
【発明の属する技術分野】
本発明はフォトレジスト液などの薬液を塗布する薬液供給装置の駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハの製造技術分野を始め、液晶基板製造技術分野や多層配線基板製造技術などの分野では、フォトレジスト液、アルカリ性や酸性の処理液など薬液が使用されている。それぞれの薬液は薬液貯蔵槽内からポンプの作動により薬液吐出部に流路を介して案内される。
【０００３】
このような薬液供給ポンプを有する薬液供給装置としては、たとえば、米国特許第５，０６１，１５６号公報に開示されているように、ベローズタイプのポンプを用いたものが開発されている。
【０００４】
図１は開発対象となった薬液供給装置を示す図であり、この装置は容器（薬液貯留槽）１に収容されたレジスト液等の薬液Ｌを半導体ウエハＷに塗布するために使用されている。図示するように、ハウジング２に往復動自在に設けられたべローズ３を駆動するためにハウジング２には駆動部材４が設けられており、ベローズ３の往復動によって吸入側と吐出側の２つの逆止弁５ａ，５ｂを介して薬液Ｌはノズル（薬液吐出部）６に供給される。ノズル６と吐出側の逆止弁５ｂの間に設けられた吐出側流路には、薬液Ｌ内の異物を除去するフィルタ７と、供給路を開閉するダイヤフラムバルブ８と、サックバックバルブ９とがそれぞれ設けられている。
【０００５】
図示する薬液供給装置を用いて薬液Ｌを半導体ウエハＷに塗布する場合には、ベローズ３を後退移動させることにより、吸入側の逆止弁５ａを介して薬液Ｌをポンプ室内に流入し、次いでベローズ３を前進移動させることにより、逆止弁５ｂを介してノズル６に薬液Ｌが供給される。所定の量の薬液Ｌをノズル６から吐出した後には、ノズル６からの液垂れを防止するために、ダイヤフラムバルブ８を閉じてサックバックバルブ９を作動させて、ノズル６の先端部内に薬液を吸引するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ダイヤフラムバルブ８を用いて流路を閉じると、ダイヤフラムバルブの変形による流路内の容積の変化によりノズル６から薬液が吐出してしまうことがあるので、サックバックバルブを用いることなく、ポンプ動作によってサックバックを行う方式が考慮された。
【０００７】
その場合には、図１におけるダイヤフラムバルブ８とサックバックバルブ９を用いることなく、それぞれの逆止弁５ａ，５ｂに代えてそれぞれ外部からの信号により流路を開閉する開閉バルブが使用される。この場合には、まず、吸入側の開閉バルブを開いてベローズ３を後退移動させてポンプ室内に薬液を注入した後に、吸入側の開閉バルブを閉じる。薬液を吐出するには、吐出側の開閉バルブを開いてベローズ３を前進移動させることにより、ポンプ室内の薬液がノズル６から吐出される。次いで、サックバック動作を行うには、吐出側の開閉バルブを開いてベローズ３を僅かに後退させて、ノズル６の先端部内の薬液を吸引する。
【０００８】
このように、ポンプ動作によってサックバックを行う場合には、薬液の吐出動作終了時の液切れを良くするために、ベローズ３の前進移動終了と同時に吐出側の開閉バルブを閉じることが望ましいということが判明した。もしも、吐出側バルブを開いた状態のままとすると、ベローズ３の前進移動終了後もベローズ３が定常状態に戻るように変形するなどの現象によってポンプ室の容積が収縮することがあり、これにより、薬液がノズル６からだらだらと吐出されてしまうからである。
【０００９】
したがって、液切れを良くするにはベローズの前進移動終了後には吐出側のバルブを閉じることが好ましいが、このバルブを閉じると、薬液吐出時のポンプ室内の圧力が残圧としてポンプ室内に残ってしまい、次のサックバックの段階において吐出側バルブを開いたときに残圧が開放され、これと同時にノズル６に向けて薬液の流れが発生することがある。そして、その発生量が多いとノズル６から薬液が吐出されてしまうことがある。
【００１０】
このような流れが発生すると、ノズル６から垂れないような僅かな量であっても、吐出量の精度やサックバック後のノズル６内の液面位置のコントロールに悪影響を及ぼすことが判明した。
【００１１】
一方、吸入動作においては、ベローズ３の後退終了と同時に吸入側の開閉バルブを閉じると、吸入時の薬液の流れの慣性力によってポンプ室内に正の圧力がかかった状態となってしまい、これが残圧としてポンプ室内に加わることになる。したがって、次の吐出動作時に吐出側のバルブを開いたときに残圧が開放されると同時に薬液がノズル６から吐出してしまうことがある。これは吐出量の精度や吐出流量のむらを発生させるなどの悪影響となる。
【００１２】
また、たとえば、ポンプとノズル６との間にフィルタ７を設けた場合には、薬液の吐出後にポンプ室とフィルタ７の間に残圧が発生する。したがって、ポンプの吐出動作以後に薬液がノズル６から吐出したり、残圧によって次の吐出精度に影響が与えられることになる。
【００１３】
さらに、図１に示す薬液供給装置において、吸入側のバルブとして図示するように逆止弁５ａを使用した場合には、吸入動作の終了時に薬液の慣性力によってポンプ室内に圧力が発生し、これも残圧としてプラスされることがある。
【００１４】
本発明の目的は、ポンプ室内の残圧の影響を防止して薬液吐出部から所定量の薬液を高精度で吐出し得るようにすることにある。
【００１５】
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。
【００１６】
【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。
【００１７】
すなわち、本発明の薬液供給装置の駆動方法は、ダイヤフラムまたはベローズにより形成されるポンプ室を有しこのポンプ室の容積を変化させる往復動部材と、前記ポンプ室と薬液吐出部とを結ぶ吐出側流路を開閉する吐出側バルブと、薬液貯留室内の薬液を前記ポンプ室に案内する吸入側流路を開閉する吸入側バルブとを有する薬液供給装置の駆動方法であって、前記吸入側バルブを閉じかつ前記吐出側バルブを開いた状態のもとで前記往復動部材を吐出移動させて前記薬液吐出部から薬液を吐出する吐出工程と、吐出工程終了後に前記吸入側バルブを開いて前記ポンプ室内の残圧を除去する残圧除去工程と、残圧が除去された後に前記吸入側バルブを閉じかつ前記吐出側バルブを開いた状態のもとで前記往復動部材を吸入移動させて前記薬液吐出部内の薬液を戻すサックバック工程と、サックバック工程終了後に前記吐出側バルブを閉じかつ前記吸入側バルブを開いた状態のもとで前記往復動部材を吸入移動させて前記薬液貯留室内の薬液を前記ポンプ室に案内する吸入工程とを有することを特徴とする。
【００１８】
本発明の薬液供給装置の駆動方法は、前記残圧除去工程は前記吸入側バルブと吐出側バルブとを交互に１回または複数回開閉させることを特徴とする。
【００１９】
本発明にあっては、薬液の吐出動作終了後にポンプ室内の残圧を除去することができ、サックバック動作の段階で吐出側バルブを開放状態としても薬液吐出部先端の液面位置の変動を防止することができる。また、薬液をポンプ室に吸入した後にポンプ室の残圧を除去することができ、薬液吸入時における薬液の慣性力に起因したポンプ室における残圧の発生が防止される。
【００２０】
【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。
【００２１】
図２は薬液供給装置の基本構造を示す図である。図３および図４は図２に示された薬液供給装置の具体的構造を示す図であり、図３は図４におけるＩＩＩ −ＩＩＩ 線に沿う断面図であり、図４は図３におけるＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【００２２】
この薬液供給装置のハウジング１１内には、駆動部５０により往復動される往復動部材としてのダイヤフラム２８が設けられており、このダイヤフラム２８によりポンプ室２７が形成されている。薬液Ｌが収容された容器（液体貯留槽）１とポンプ室２７とを結ぶ流入側流路３１を形成する流入ホース３０ａにはフィルタ７が設けられ、流路３１を開閉するために吸入側バルブ３４が設けられている。一方、ポンプ室２７とノズル６とを結ぶ吐出側流路３２を形成する流出ホース３０ｂを有し、流路３２を開閉するために吐出側バルブ３５が設けられている。
【００２３】
それぞれのバルブ３４，３５には従動側の永久磁石が内蔵されており、これを作動させるための駆動側の永久磁石が設けられた駆動ロッド４２ａ，４２ｂをそれぞれ駆動部材４０ａ，４０ｂで作動させることにより、バルブ３４，３５が開閉駆動される。
【００２４】
図３および図４に示すように、ハウジング１１は、バルブハウジング１１ａとポンプハウジング１１ｂとにより形成されており、これらは相互に分離自在となっている。バルブハウジング１１ａは、中央ブロック１２と２つの外側ブロック１３，１４と端板１５，１６とを有し、３つのブロック１２〜１４はそれぞれフッ素樹脂であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの樹脂により形成され、図４に示す２本のボルト１７によって組み立てられている。このバルブハウジング１１ａの一方面には鉄などの磁性体からなる締結プレート１８が設けられ、他方面には止め板１９が設けられ、これらはボルト２０により固定されている。
【００２５】
ポンプハウジング１１ｂはバルブハウジング１１ａの内面に接触する締結プレート２１とこれに固定されたカバー２２とにより形成されており、図５に示すように、締結プレート２１に形成された４つの凹部２３内には磁石２４が埋め込まれ、締結プレート１８に形成された位置決め用の突部２５を磁石２４に対向させて凹部２３内に嵌合することにより、両方のハウジング１１ａ，１１ｂは相互に連結された状態となって組み付けられる。磁石２４の磁力に抗して強くバルブハウジング１１ａを引くと、これをポンプハウジング１１ｂから分離することができる。なお、符号２６は磁気回路形成部材を示す。
【００２６】
磁石２４の磁力による２つのハウジング１１ａ，１１ｂの締結に代えて、クランプ部材を用いて締結するようにしても良く、磁力による締結に加えてクランプ部材を付加するようにしても良い。
【００２７】
バルブハウジング１１ａに形成されたポンプ室２７は、中央ブロック１２とこれに固定された往復動部材としてのダイヤフラム２８とにより形成されている。ダイヤフラム２８は中心部の連結部２８ａと環状の止め付け部２８ｂとこれらの間を繋ぐ弾性変形部２８ｃとを有し、ＰＴＦＥにより形成されている。連結部２８ａを図３において左右方向に往復動させることにより、弾性変形部２８ｃが変形してポンプ動作が達成される。
【００２８】
バルブハウジング１１ａには流入ホース３０ａの一端部が接続されており、このホース３０ａの他端部はレジスト液などの薬液が収容された薬液貯留槽に接続されている。この流入ホース３０ａの流路とポンプ室２７とを接続するために、バルブハウジング１１ａには容器１内の薬液Ｌをポンプ室２７に案内する吸入側流路３１が図４に示されるように形成されている。
【００２９】
バルブハウジング１１ａには流出ホース３０ｂの一端部が接続され、このホース３０ｂの他端部には薬液吐出部としてのノズル６が接続されている。この流出ホース３０ｂの流路とポンプ室２７とを接続するために、バルブハウジング１１ａには、ポンプ室２７内の薬液をノズルに案内する吐出側流路３２が図４に示されるように形成されている。
【００３０】
流入ホース３０ａには図２に示されるようにフィルタ７が設けられているが、流出ホース３０ｂにこのフィルタ７を設けるようにしても良い。また、両方のホース３０ａ，３０ｂをそれぞれＰＴＦＥなどの樹脂製のものを使用するようにしても良い。
【００３１】
吸入側流路３１には弁室３３ａが形成され、この弁室３３ａ内には吸入側流路３１を開閉する吸入側バルブ３４が設けられている。また、吐出側流路３２には弁室３３ｂが形成され、この弁室３３ｂ内には吐出側流路３２を開閉する吐出側バルブ３５が設けられている。このように、それぞれのバルブ３４，３５はそれぞれ流路内に配置させているので、開閉動作がなされる際には、流路内における薬液の流れが発生することを防止することができる。
【００３２】
図６は吐出側バルブ３５の部分を拡大して示す断面図であり、弁室３３ｂの下部には弁座３６ｂが取り付けられ、吐出側流路３２はポンプ室２７から垂直に延びて弁室３３ｂに至る部分と、この弁室３３ｂの側部から傾斜して流出ホース３０ｂに至る部分とを有している。吐出側バルブ３５は弁座３６ｂに接触するセラミック製のボール３７を有しており、このボール３７にはＰＴＦＥ製の弁本体３８によって従動側の磁石４１が組み付けられている。図６は吐出側バルブ３５を示すが、吸入側バルブ３４も同様の構造となっており、弁座３６ａに接触して吸入側流路３１を開閉するセラミック製のボール３７を有している。
【００３３】
図３に示すように、バルブハウジング１１ａには弁室３３ａに隣接させて駆動ロッド４２ａが軸方向に摺動自在に取り付けられており、この摺動方向は吸入側バルブ３４の移動方向に対してほぼ直角の方向となっている。同様に、バルブハウジング１１ａには弁室３３ｂに隣接させて駆動ロッド４２ｂが軸方向に摺動自在に取り付けられており、この摺動方向は駆動ロッド４２ａの摺動方向と平行となっている。
【００３４】
駆動ロッド４２ａには２つの駆動側の磁石４３ａ，４４ａが設けられており、駆動ロッド４２ａを軸方向に摺動させることにより、一方の磁石が従動側の磁石４１の位置に対応することになる。磁石４３ａは磁石４１を反発させる磁界を作用させて吸入側バルブ３４に対して吸入側流路３１を閉塞する方向の磁力を加える。他方の磁石４４ａは磁石４１を引き寄せる磁界を作用させて吸入側バルブ３４に対して流路３１を開放する方向の磁力を加える。
【００３５】
駆動ロッド４２ａは締結プレート２１に取り付けられた環状スリーブ４５ａを貫通してポンプハウジング１１ｂ内に突出している。
【００３６】
ポンプハウジング１１ｂ内には駆動ロッド４２ａを駆動するための空気圧シリンダ４６ａが設けられ、この空気圧シリンダ４６ａは締結プレート２１に固定されている。この空気圧シリンダ４６ａ内に設けられたピストン４７ａには駆動ロッド４２ａが取り付けられており、ピストン４７ａを原点位置に戻すために圧縮コイルばね４８ａがシリンダ４６ａ内に装着されている。ピストン４７ａが原点位置となると、駆動側の磁石４３ａが従動側の磁石４１の位置となる。
【００３７】
空気圧シリンダ４６ａには空気圧配管４９ａが接続され、バルブユニット５１を介して図示しない空気圧源からの圧縮空気がシリンダ４６ａに供給されるようになっており、圧縮空気がシリンダ４６ａ内に供給されると、ピストン４７ａは前進限位置となる。このときには、駆動側の磁石４４ａが従動側の磁石４１の位置となる。
【００３８】
吐出側バルブ３５も吸入側バルブ３４と同様の構造の駆動ロッド４２ｂおよび空気圧シリンダ４６ｂによって駆動されるようになっており、図３においては、吸入側バルブ３４を駆動する部材と共通する部材には同一の参照番号に符号ｂを付して吐出側バルブ３５を駆動する部材の説明を省略している。
【００３９】
ダイヤフラム２８を図３において左右方向に往復動するために、駆動部材５２が締結プレート２１に形成された貫通孔５３から突出してポンプハウジング１１ｂに軸方向に往復動自在に設けられており、この駆動部材５２に取り付けられたボールねじナット５４にねじ結合されるボールねじ５５がベアリング５６によりポンプハウジング１１ｂ内に回転自在に設けられている。このボールねじ５５は継手５７を介してモータ５８の主軸に連結されている。図３にあっては、駆動部材５２、ベアリング５６、およびモータ５８を支持する部材が図示省略されている。
【００４０】
駆動部材５２にダイヤフラム２８を連結するために、ダイヤフラム２８の連結部２８ａには磁性材料からなる連結部材６１が設けられ、駆動部材５２には磁性材料からなる磁気回路形成部材６２と磁石６３とが設けられている。磁石６３は磁気回路形成部材６２に密着しており、この磁気回路形成部材６２と連結部材６１とが磁力により密着することにより、ダイヤフラム２８は駆動部材５２に連結される。
【００４１】
図７は図２〜図５に示す薬液供給装置の駆動方法を示すタイムチャートであり、図７を参照しつつ薬液Ｌをノズル６から吐出する手順について説明する。
【００４２】
薬液Ｌをノズル６から半導体ウエハＷに塗布するには、空気圧シリンダ４６ｂに圧縮空気を供給してピストン４７ｂを前進させ、駆動ロッド４２ｂを前進させて駆動側の磁石４４ｂを吐出側バルブ３５の従動側の磁石４１に対応する位置にする。これにより、従動側の磁石４１が駆動側の磁石４４ｂによって吸引され、図７において符号Ｔ１ で示すように、吐出側バルブ３５が弁座３６ｂから離れて吐出側流路３２が開放状態となる。
【００４３】
これと同時に、図７に示すように、モータ５８を吐出側に駆動すると、駆動部材５２が図３において左側に移動し、ダイヤフラム２８がポンプ室２７を収縮するように変形する。これにより、流出ホース３０ｂを介して薬液Ｌがノズル６に案内されてノズル６から吐出される。図７において符号Ｔ２ で示すように、モータ５８の駆動を停止すると薬液の吐出が停止され、モータ５８の駆動停止とともに、駆動ロッド４２ｂを後退させて吐出側バルブ３５により吐出側流路３２を閉塞する。
【００４４】
このようにして、薬液の吐出動作が終了した後に、空気圧シリンダ４６ａに圧縮空気を供給してピストン４７ａを前進させることにより、駆動ロッド４２ａを前進させて駆動側の磁石４４ａを従動側の磁石４１に対応する位置に設定する。これにより、図７において符号Ｔ３ で示すように、吸入側バルブ３４が開放状態となり、ポンプ室２７内における残圧が除去される。所定時間吸入側バルブ３４を開いた後に、駆動ロッド４２ａを後退させることにより、図７において符号Ｔ４ で示すように吸入側バルブ３４を閉塞する。このようにして、図７に示すリリーフ時間Ｔ４ −Ｔ３ の間に残圧の除去がなされる。
【００４５】
残圧除去動作が完了した後に、空気圧シリンダ４６ｂに圧縮空気を供給して吐出側バルブ３５の従動側の磁石４１の位置に駆動側の磁石４４ｂを位置させて、符号Ｔ５ で示すように、吐出側バルブ３５を開放位置とする。これと同時に、モータ５８を駆動させてポンプ室２７を広げるようにダイヤフラム２８を図３において右方向に僅かに後退させる。これにより、サックバック動作が行われてノズル６の先端部内の薬液が吸引されて、液垂れが防止される。
【００４６】
サックバック動作が符号Ｔ６ の時点で終了した後、次の吐出に要する薬液をポンプ室２７内に吸入するために、符号Ｔ７ で示すように、空気圧シリンダ４６ａに圧縮空気を供給させて駆動ロッド４２ａを前進移動させることにより吸入側バルブ３４を開放するとともに、モータ５８を駆動させてポンプ室２７を広げるようにダイヤフラム２８を図３において右方向に後退移動させる。符号Ｔ８ で示す時点でダイヤフラム２８が後退限位置となると、薬液の吸入動作が終了し、吸入動作終了とともに吸入側バルブ３４が閉塞される。
【００４７】
次いで、符号Ｔ９ で示すように、空気圧シリンダ４６ａに圧縮空気を供給して駆動ロッド４２ａを前進させて駆動側の磁石４４ａを従動側の磁石４１に対応する位置に設定する。これにより、吸入側バルブ３４が開放状態となり、ポンプ室２７内における残圧が除去される。所定時間吸入側バルブ３４を開いた後に、符号Ｔ１０で示すように、駆動ロッド４２ａを後退させることにより、吸入側バルブ３４を閉塞する。このようにして、図７に示すリリーフ時間Ｔ１０−Ｔ９ の間にわたり残圧の除去がなされる。
【００４８】
薬液の吸入動作によりポンプ室２７内に発生した残圧が除去されて、次の薬液の吐出が準備される。
【００４９】
図２に示すように、フィルタ７を吸入側流路３１に設けているが、このフィル夕７を吐出側流路３２に設けることも可能である。その場合には、薬液の吐出動作時にポンプ室２７とフィルタ７の流入側との間に残圧が発生することがある。それを除去する際には、図７において二点鎖線で示すように、吸入側バルブ３４と吐出側バルブ３５を交互に１回または複数回開閉させることにより、この部分における残圧を除去することができる。これにより、ポンプの吐出動作後に残圧に起因して薬液がノズル６から出てしまうということを防止することができ、吐出量を高精度に制御することができる。
【００５０】
図７に示す場合には、ポンプ室２７内の残圧除去を吸入側バルブ３４を開くことによって行うようにしているが、吐出側バルブ３５を開くことにより残圧除去を行うようにしても良い。さらに、図７に示すタイムチャートにおけるＴ２ とＴ３ を同時に行うようにしても良く、同様にＴ４ とＴ５ をほぼ同時とするようにしても良い。また、符号Ｔ８ 〜Ｔ９ の間で吸入側バルブ３４を開閉することなく、吸入動作終了後にも吸入側バルブ３４を直ちに閉じることなく、Ｔ１０の時点で吸入側バルブ３４を閉塞するようにしても良い。
【００５１】
バルブハウジング１１ａとポンプハウジング１１ｂとを分離するには、これらを強く引き離すだけで、ポンプハウジング１１ｂの締結プレート２１とバルブハウジング１１ａの締結プレート１８とを相互に離反させ、連結部材６１と駆動部材５２とを相互に離反させることができる。分離後には２本の駆動ロッド４２ａ，４２ｂが締結プレート２１から突出した状態となる。この状態のもとで、バルブハウジング１１ａ全体あるいはこれの構成部品を交換することができる。
【００５２】
バルブハウジング１１ａの全体を交換する際には、バルブ３４，３５を駆動するための駆動ロッド４２ａ，４２ｂがそれぞれバルブ３４，３５から離れており、ポンプハウジング１１ｂに取り付けられているので、薬液が漏れることなく、交換作業を容易に行うことができる。
【００５３】
吸入側と吐出側のそれぞれのバルブ３４，３５の形態としては、たとえば、特願平７−８６７７２号明細書および図面に記載されたように種々のタイプのものを使用することができ、駆動ロッドについても同様に前記出願の明細書などに記載された構成とすることができる。
【００５４】
以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例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。たとえば、図示する薬液供給装置にあっては、吸入側と吐出側の２つのバルブを磁石によって開閉作動するようにしているが、一方のバルブのみを磁石によって作動させるようにしても良い。また、それぞれのバルブとしては、磁石により作動させることなく、ダイヤフラム式のバルブを使用するようにしても良い。さらに、往復動部材としては、ダイヤフラム２８を用いることなく、図１に示すベローズ３を用いるようにしても良い。それぞれの駆動ロッド４２ａ，４２ｂについても空気圧シリンダを使用することなく、ソレノイドによって駆動するようにしても良く、あるいはモータにより駆動するようにしても良い。
【００５５】
【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。
【００５６】
（１）．薬液の吐出動作終了後にポンプ室内の残圧を除去することができ、これにより、サックバック動作の段階で吐出側バルブを開放状態としても薬液吐出部先端の液面位置の変動を防止することができる。
【００５７】
（２）．薬液をポンプ室に吸入した後にポンプ室の残圧を除去することができ、これにより、薬液吸入時における薬液の慣性力に起因したポンプ室における残圧の発生が防止される。
【００５８】
（３）．このように、ポンプ室内の残圧に起因する薬液吐出部の液面変動がなくなることから、薬液の吐出精度を大幅に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】開発対象となった薬液供給装置を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施の形態である薬液供給装置の基本構造を示す概略図である。
【図３】図２の薬液供給装置の図４におけるＩＩＩ −ＩＩＩ 線に沿う断面図である。
【図４】図３におけるＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５】（ａ）は図３に示された締結プレートを示す斜視図であり、（ｂ）は同図（ａ）におけるＶｂ −Ｖｂ 線に沿う断面図である。
【図６】（ａ）は図３の要部拡大断面図であり、（ｂ）は同図（ａ）に示された弁体の斜視図である。
【図７】本発明の一実施の形態である薬液供給装置の駆動方法を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１ 容器（液体貯留槽）
２ ハウジング
３ ベローズ
４ 駆動部材
５ａ，５ｂ 逆止弁
６ ノズル
７ フィルタ
８ ダイヤフラムバルブ
９ サックバックバルブ
１１ ハウジング
１１ａ バルブハウジング
１１ｂ ポンプハウジング
１２ 中央ブロック
１３，１４ 外側ブロック
１５，１６ 端板
１７ ボルト
１８ 締結プレート
１９ 止め板
２０ ボルト
２１ 締結プレート
２２ カバー
２３ 凹部
２４ 磁石
２５ 突部
２６ 磁気回路形成部材
２７ ポンプ室
２８ ダイヤフラム
２８ａ 連結部
２８ｂ 止め付け部
２８ｃ 弾性変形部
３０ａ 流入ホース
３０ｂ 流出ホース
３１ 吸入側流路
３２ 吐出側流路
３３ａ，３３ｂ 弁室
３４ 吸入側バルブ
３５ 吐出側バルブ
３６ａ，３６ｂ 弁座
３７ ボール
３８ 弁本体
４０ａ，４０ｂ 駆動部材
４１ 磁石（従動側の磁石）
４２ａ，４２ｂ 駆動ロッド
４３ａ，４３ｂ 磁石（駆動側の磁石）
４４ａ，４４ｂ 磁石（駆動側の磁石）
４５ａ，４５ｂ 環状スリーブ
４６ａ，４６ｂ 空気圧シリンダ
４７ａ，４７ｂ ピストン
４８ａ，４８ｂ ばね
４９ａ，４９ｂ 空気圧配管
５０ 駆動部
５１ バルブユニット
５２ 駆動部材
５３ 貫通孔
５４ ボールねじナット
５５ ボールねじ
５６ ベアリング
５７ 継手
５８ モータ
６１ 連結部材
６２ 磁気回路形成部材
６３ 磁石
Ｌ 薬液
Ｗ 半導体ウエハ
Claims (3)
- ダイヤフラムまたはベローズにより形成されるポンプ室を有しこのポンプ室の容積を変化させる往復動部材と、前記ポンプ室と薬液吐出部とを結ぶ吐出側流路を開閉する吐出側バルブと、薬液貯留室内の薬液を前記ポンプ室に案内する吸入側流路を開閉する吸入側バルブとを有する薬液供給装置の駆動方法であって、
前記吸入側バルブを閉じかつ前記吐出側バルブを開いた状態のもとで前記往復動部材を吐出移動させて前記薬液吐出部から薬液を吐出する吐出工程と、
吐出工程終了後に前記吸入側バルブを開いて前記ポンプ室内の残圧を除去する残圧除去工程と、
残圧が除去された後に前記吸入側バルブを閉じかつ前記吐出側バルブを開いた状態のもとで前記往復動部材を吸入移動させて前記薬液吐出部内の薬液を戻すサックバック工程と、
サックバック工程終了後に前記吐出側バルブを閉じかつ前記吸入側バルブを開いた状態のもとで前記往復動部材を吸入移動させて前記薬液貯留室内の薬液を前記ポンプ室に案内する吸入工程とを有することを特徴とする薬液供給装置の駆動方法。 - 請求項１記載の薬液供給装置の駆動方法において、前記残圧除去工程は前記吸入側バルブと吐出側バルブとを交互に１回または複数回開閉させることを特徴とする薬液供給装置の駆動方法。
- 請求項１または２記載の薬液供給装置の駆動方法において、前記吸入工程終了後に前記吸入側バルブを開いて前記ポンプ室内の残圧を除去する第２の残圧除去工程を有することを特徴とする薬液供給装置の駆動方法。
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