JP4421290B2 - Bellows pump and resist coating apparatus using the same - Google Patents
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Description
本発明は、液体の送給に用いられるベローズポンプ、およびそれを用いたレジスト塗布装置に関する。 The present invention relates to a bellows pump used for liquid supply and a resist coating apparatus using the same.
従来、例えば半導体製造工程における各種の処理時に、薬液などを送給するためにベローズポンプが使用されている(特許文献1〜3を参照)。また、液晶ディスプレイの製造時におけるリソグラフィ工程では、レジスト液をノズルから基板上に滴下して塗布する際に、レジスト液貯槽部からノズルへレジスト液を送給するためにベローズポンプが使用されている。
Conventionally, for example, a bellows pump has been used to supply a chemical solution or the like during various processes in a semiconductor manufacturing process (see
このようなベローズポンプを用いたレジスト塗布装置の一例を図12に示す。このレジスト塗布装置はスピンコーティング法による基板への塗布に使用されるものであり、この装置が備えるベローズポンプ101には、内部にポンプ室126が形成されたハウジング127に、吸入口107と吐出口108が開設されている。吸入口107は吸入管150を介してレジスト液貯槽部147と連通され、吐出口108は供給管148を介して吐出ノズル151と連通されている。また、吸入口107にはレジスト液のポンプ室126への流入のみを許容する吸入側逆止弁111が設けられ、吐出口108にはレジスト液のポンプ室126からの流出のみを許容する吐出側逆止弁112が設けられている。
An example of a resist coating apparatus using such a bellows pump is shown in FIG. This resist coating apparatus is used for coating on a substrate by a spin coating method. A
ハウジング127内にはベローズ103が設けられ、駆動部材152を軸方向に移動させることによって伸縮するように構成されている。このベローズ103を軸方向に収縮させることにより、レジスト液貯槽部147からのレジスト液がポンプ室126へ吸入される。一方、ベローズ103を軸方向に伸長させることにより、ポンプ室126が加圧されて吐出ノズル151からレジスト液が吐出され、基板149へ供給される。
同図のような構造のベローズポンプ101では、吸入口107および吐出口108に連通するポンプ室126の開口が、ベローズ103の蛇腹部153から離間した位置に設けられている。しかし、このような構造では、駆動部材152によるベローズ103の伸縮に伴うポンプ室126内外へのレジスト液の流れがベローズ103の蛇腹部153まで充分に行き渡らず、この蛇腹部153にレジスト液および気泡が滞留し易くなる。
In the
このため、長く滞留したレジスト液が酸化、ゲル化などにより劣化し、あるいはマイクロバブルを発生することがあり、劣化したレジスト液が吐出口108などを詰まらせたり、あるいは残留気泡が突然吐出口108から出ることでレジスト膜に欠陥(レジスト不良)が発生したりすることがあった。
For this reason, the resist solution that stays for a long time may deteriorate due to oxidation, gelation, or the like, or microbubbles may be generated. The deteriorated resist solution may clog the
本発明は上述したような従来技術における問題点を解決するために為されたものであり、その目的は、蛇腹部に滞留している液体および気泡を迅速にポンプ室外へ排出可能なべローズポンプ、およびそれを用いたレジスト塗布装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems in the prior art, and its purpose is to provide a bellows pump capable of quickly discharging liquid and bubbles remaining in the bellows portion to the outside of the pump chamber, Another object is to provide a resist coating apparatus using the same.
本発明のベローズポンプは、液体を吸入する吸入口および前記液体を吐出する吐出口が設けられたポンプヘッドと、
前記ポンプヘッドに取り付けられた伸縮自在のベローズと、
前記吸入口および吐出口と連通するとともに、前記ベローズで画成されたポンプ室とを備え、
前記ベローズを伸縮軸方向へ駆動することにより、前記吸入口および吐出口を介して前記液体の吸入および吐出を行うベローズポンプであって、
前記ポンプヘッドに、前記ベローズのポンプ室内方へ延びる突出部が設けられ、
前記ベローズの固定端近傍に、前記突出部の水平開口が設けられ、
前記水平開口の開口端部が、前記ポンプ室のポンプヘッド側の底面と一致する位置に、ベローズと対峙して開口するように形成され、これにより、
前記ベローズを伸長駆動した際に、前記液体が前記ポンプ室内にベローズの伸縮軸方向に対して略直角である方向へ流入するとともに、前記ベローズを収縮駆動した際に、前記液体がポンプ室外にベローズの伸縮軸方向に対して略直角である方向へ流出するように構成されていることを特徴とする。
The bellows pump of the present invention includes a pump head provided with a suction port for sucking liquid and a discharge port for discharging the liquid;
A telescopic bellows attached to the pump head;
The pump chamber communicated with the suction port and the discharge port, and defined by the bellows,
A bellows pump that sucks and discharges the liquid through the suction port and the discharge port by driving the bellows in a telescopic axis direction,
The pump head is provided with a protrusion that extends toward the pump chamber of the bellows,
In the vicinity of the fixed end of the bellows, a horizontal opening of the protrusion is provided,
The opening end of the horizontal opening is formed so as to open facing the bellows at a position that coincides with the bottom surface of the pump chamber on the pump head side.
When the bellows is driven to extend, the liquid flows into the pump chamber in a direction substantially perpendicular to the direction of the bellows expansion and contraction, and when the bellows is driven to contract, the liquid is bellows outside the pump chamber. It is configured to flow out in a direction substantially perpendicular to the direction of the telescopic axis.
このように構成された本発明では、突出部とベローズの蛇腹部との間に、蛇腹部に沿った間隙が形成され、ポンプで送給するレジスト液などの液体は、突出部に形成された水平開口を介して流出入するとともに、液体吸入時には、この間隙を通る蛇腹部に沿った下方への流れにより、蛇腹部に滞留している液体および気泡を引き込みポンプ室内へ押し下げるように液体が吸入される。一方、液体吐出時には、この間隙を通る蛇腹部に沿った上方への流れにより、蛇腹部に滞留している液体および気泡を引き込み水平開口側へ押し上げて液体が排出される。 In the present invention configured as described above, a gap along the bellows portion is formed between the protruding portion and the bellows portion of the bellows, and a liquid such as a resist solution fed by a pump is formed in the protruding portion. While flowing in and out through the horizontal opening, at the time of liquid inhalation, the liquid is sucked so that the liquid and bubbles staying in the bellows part are drawn and pushed down into the pump chamber by the downward flow along the bellows part passing through this gap Is done. On the other hand, when the liquid is discharged, the liquid and bubbles staying in the bellows part are drawn by the upward flow along the bellows part passing through the gap, and the liquid is discharged by pushing it up to the horizontal opening side.
したがって、蛇腹部に滞留している液体および気泡を確実且つ迅速にポンプ室外に排出することができる。 Therefore, the liquid and bubbles staying in the bellows part can be reliably and rapidly discharged out of the pump chamber.
突出部の水平開口は、ベローズの固定端近傍に設けられ、水平開口の開口端部が、前記ポンプ室のポンプヘッド側の底面と一致する位置に、ベローズと対峙して開口するように形成されていることが好ましく、これにより突出部と蛇腹部との間隙を通って蛇腹部に滞留している液体および気泡を押し出す流れは蛇腹部の固定端側端部まで行き渡るため、蛇腹部全体に渡って、蛇腹部に滞留している液体および気泡を確実且つ迅速にポンプ室外に排出することができる。
The horizontal opening of the protrusion is provided in the vicinity of the fixed end of the bellows, and the opening end of the horizontal opening is formed to be opposed to the bellows at a position that coincides with the bottom surface of the pump chamber on the pump head side. As a result, the flow of pushing out the liquid and bubbles remaining in the bellows portion through the gap between the protrusion and the bellows portion reaches the fixed end side end portion of the bellows portion. Thus, the liquid and bubbles remaining in the bellows part can be reliably and quickly discharged out of the pump chamber.
また、突出部が円柱状であり、水平開口が突出部の側周部に複数形成されていることが好ましい。これにより、ベローズと円柱状の突出部との間に形成された断面略環状の間隙全体に渡り、蛇腹部に滞留している液体および気泡を押し出す充分な流れを生じ、蛇腹部に滞留している液体および気泡を確実且つ迅速にポンプ室外に排出することができる。 Moreover, it is preferable that a protrusion part is a column shape and multiple horizontal openings are formed in the side periphery part of a protrusion part. As a result, a sufficient flow for pushing out the liquid and bubbles staying in the bellows part over the entire gap having a substantially annular cross section formed between the bellows and the columnar protruding part is generated and stays in the bellows part. The liquid and bubbles that are present can be discharged out of the pump chamber reliably and quickly.
本発明のベローズポンプは、前記突出部の先端部に、前記ベローズを伸長駆動した際に、前記液体が前記ポンプ室内にベローズの伸縮軸方向に対して略平行な方向へ流入する鉛直開口が形成されていることを特徴とする。 In the bellows pump according to the present invention, a vertical opening is formed in the tip of the protruding portion so that the liquid flows into the pump chamber in a direction substantially parallel to the expansion / contraction axis direction of the bellows when the bellows is extended. It is characterized by being.
このように構成された本発明では、液体吸入時において、ポンプ室内へ吸入される液体の一部は鉛直開口から流入する。この鉛直開口からの液体は、水平開口から突出部と蛇腹部との間隙を通って蛇腹部に滞留している液体および気泡を引き込んでポンプ室内へ流入した液体とは異なり、フレッシュな液体であるため、液体吐出時には滞留液体および気泡の少ないフレッシュな液体を用いて、突出部と蛇腹部との間隙を通して蛇腹部に滞留していた液体および気泡を引き込み水平開口からポンプ室外へ押し出すことができる。 In the present invention configured as described above, a part of the liquid sucked into the pump chamber flows from the vertical opening during the liquid suction. The liquid from the vertical opening is a fresh liquid, unlike the liquid staying in the bellows part through the gap between the protrusion and the bellows part from the horizontal opening and the liquid flowing into the pump chamber by drawing bubbles. Therefore, at the time of discharging the liquid, it is possible to draw in the liquid and bubbles that have stayed in the bellows through the gap between the protrusion and the bellows using a stagnant liquid and a fresh liquid with few bubbles, and push it out of the pump chamber through the horizontal opening.
したがって、蛇腹部に滞留していた液体および気泡を確実且つ迅速にポンプ室外に排出することができる。 Therefore, the liquid and air bubbles staying in the bellows part can be reliably and quickly discharged out of the pump chamber.
また、本発明のベローズポンプを、いわゆるスピンレス法によるレジスト塗布装置に使用する場合には、後述するように、レジスト液吐出時にポンプ室内のレジスト液による加
圧によってフッ素樹脂のような樹脂材で形成された蛇腹部が変形することを防止するため、ベローズ外周部に、蛇腹部の外側凹部と嵌合するベローズ保護部材を設けることが好ましい。しかしながら、レジスト液吸入時においては逆に、ポンプ室内に負圧が発生し、このポンプ室内の負圧により蛇腹部の外側凸部が変形する場合があるが、このベローズ保護部材ではこの変形を防止することができない。
In addition, when the bellows pump of the present invention is used in a so-called spinless resist coating apparatus, as will be described later, it is formed of a resin material such as a fluororesin by pressurizing with a resist solution in the pump chamber when discharging the resist solution. In order to prevent the deformed bellows portion from being deformed, it is preferable to provide a bellows protective member fitted to the outer concave portion of the bellows portion on the bellows outer peripheral portion. However, when the resist solution is inhaled, negative pressure is generated in the pump chamber, and the negative pressure in the pump chamber may deform the outer convex portion of the bellows portion. This bellows protection member prevents this deformation. Can not do it.
しかし、突出部の先端部に鉛直開口を設けることによってレジスト液吸入時におけるポンプ室内への液体流量を増やすことができるため、この蛇腹部の外側凸部の変形を抑制し、蛇腹部の残留変形、破損などを防止することができる。 However, by providing a vertical opening at the tip of the protrusion, it is possible to increase the liquid flow rate into the pump chamber when the resist solution is inhaled. Therefore, deformation of the outer convex portion of the bellows portion is suppressed, and residual deformation of the bellows portion is suppressed. Can prevent damage, etc.
本発明のベローズポンプは、前記鉛直開口から前記突出部の内部へ形成された前記液体の流路に、前記ベローズを伸長駆動した際に、前記流路を開放して前記鉛直開口から前記ポンプ室内への前記液体の流入を許容するとともに、前記ベローズを収縮駆動した際に、前記流路を閉止して前記鉛直開口から前記ポンプ室外への前記液体の流出を防止する逆止弁を備えることを特徴とする。 The bellows pump of the present invention opens the flow path when the bellows is extended and driven from the vertical opening to the liquid flow path formed inside the projecting portion. And a check valve that closes the flow path and prevents the liquid from flowing out of the pump chamber when the bellows is driven to contract. Features.
このように構成された本発明では、液体吸入時には鉛直開口からの流路が開放され、上述したように鉛直開口からフレッシュな液体が流入する一方、液体吐出時には逆止弁により鉛直開口からの流路が閉止され、鉛直開口からポンプ室外へ液体の流出が阻止される。このため、ポンプ室内の液体は全て、突出部と蛇腹部との間隙を通って蛇腹部に滞留していた液体および気泡を引き込んで水平開口からポンプ室外へ排出される。 In the present invention configured as above, the flow path from the vertical opening is opened at the time of liquid inhalation, and fresh liquid flows from the vertical opening as described above, while the flow from the vertical opening by the check valve at the time of liquid discharge. The passage is closed, and the outflow of liquid from the vertical opening to the outside of the pump chamber is prevented. For this reason, all the liquid in the pump chamber is drawn out of the pump chamber through the horizontal opening by drawing in the liquid and air bubbles remaining in the bellows portion through the gap between the protrusion and the bellows portion.
したがって、液体吸入時にはフレッシュな液体をポンプ室内へ流入させるとともに、液体吐出時にはこのフレッシュな液体を用いてポンプ室内における全ての液体を水平開口からポンプ室外へ押し出すことができ、蛇腹部に滞留していた液体および気泡を確実且つ迅速にポンプ室外に排出することができる。 Accordingly, fresh liquid can flow into the pump chamber during liquid inhalation, and all liquid in the pump chamber can be pushed out of the pump chamber from the horizontal opening by using this fresh liquid during liquid discharge, and is retained in the bellows portion. The liquid and bubbles can be discharged out of the pump chamber reliably and quickly.
上述した本発明のベローズポンプは、レジスト塗布装置に好適に用いられる。 The bellows pump of the present invention described above is suitably used for a resist coating apparatus.
本発明のべローズポンプおよびそれを用いたレジスト塗布装置によれば、蛇腹部に滞留している液体および気泡を迅速にポンプ室外へ排出することができる。 According to the bellows pump and the resist coating apparatus using the bellows pump of the present invention, the liquid and bubbles remaining in the bellows can be quickly discharged out of the pump chamber.
以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。図1は本発明の一実施形態におけるベローズポンプの断面図、図2は図1のベローズポンプのA−A線での断面図、図3は図1のベローズポンプのレジスト液吸入時における状態、図4は図1のベローズポンプのレジスト液吐出時における状態を示す。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 is a cross-sectional view of a bellows pump according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of the bellows pump of FIG. 1 taken along line AA, FIG. 3 is a state of the bellows pump of FIG. FIG. 4 shows a state when the bellows pump of FIG.
図1〜4に示した本実施形態のベローズポンプ1は、レジスト塗布装置に使用するものであり、特に、近年用いられているLCD基板のような比較的大型の基板の上方でレジスト液吐出ノズルを相対移動または走査させながら細線状のレジスト液を連続的に吐出させることにより、基板面へ所望の膜厚でレジスト液の塗布を行ういわゆるスピンレス法に使用するためのものであり、基板1枚分のレジスト液を収容するような大容量で且つ高耐圧のベローズポンプである。このベローズポンプ1は、通常は縦置きで使用される。 The bellows pump 1 of this embodiment shown in FIGS. 1 to 4 is used for a resist coating apparatus, and in particular, a resist solution discharge nozzle above a relatively large substrate such as an LCD substrate used in recent years. Is used for a so-called spinless method in which a resist solution is applied to a substrate surface with a desired film thickness by continuously discharging a thin-line resist solution while moving or scanning the substrate. It is a bellows pump having a large capacity and a high pressure resistance that can accommodate a minute amount of resist solution. The bellows pump 1 is usually used in a vertical position.
このベローズポンプ1は、レジスト液を吸入する吸入口7およびレジスト液を吐出する吐出口8が設けられたポンプヘッド2と、ポンプヘッド2に取り付けられた伸縮自在のベローズ3と、吸入口7および吐出口8と連通するとともに、ベローズ3で画成されたポンプ室6とを備えている。なお、18はポンプヘッド2を支持する柱状の支持部材、19は
固定板である。
The bellows pump 1 includes a
ベローズ3は、固定端4において、Oリング17を挟んでベローズ押さえ板16でポンプヘッド2に取り付けられている。一方、可動端5では、ベローズアダプタ20を介してボールネジ21およびベアリング22を備えるボールネジ機構が取り付けられ、これによってベローズ3を伸縮軸方向へ駆動することにより、吸入口7および吐出口8を介して液体の吸入および吐出が行われる。
The
ポンプヘッド2には、ポンプ室6の内方へ延びる円柱状の突出部13が設けられている。この突出部13には、ベローズ3の伸縮軸方向に対して略直角方向を向いた水平開口14が形成されている。この水平開口14は、円柱の根元位置における側周部に、ベローズ3の固定端4の近傍となる位置に4つ開設され、図2のA−A断面図に示されるように円周に沿って等間隔に、各開口14、14・・・が四方へ向くように配置されている。
The
一方、突出部13の先端部には、ベローズ3の伸縮軸方向に対して略平行な方向を向いた鉛直開口15が形成されている。
On the other hand, a
レジスト液は、これらの水平開口14および鉛直開口15からポンプ室6内へ吸入され、ポンプ室6外へ吐出される。
The resist solution is sucked into the
スピンレス法では、孔径の非常に小さい(例えば100μm程度)吐出孔を多数有するレジスト液吐出ノズルを使用するため、高い吐出圧を要する。さらに、吐出前にレジスト液の気泡を除去するためにフィルタを通過させる場合には、このフィルタによる抵抗圧が発生する。このため、レジスト液吐出時の液圧が高くなり(最大で1MPa程度)、ポンプ室6内の高圧のレジスト液が、ベローズ3の蛇腹部の外側凹部3aを押し潰すように変形させ、これに起因して繰り返し疲労による残留変形、または破損を生じることがある。そこで本実施形態では、ベローズ3の外周に、フランジ形状のベローズ保護部材30が取り付けられている。
In the spinless method, a high discharge pressure is required because a resist solution discharge nozzle having a large number of discharge holes having a very small hole diameter (for example, about 100 μm) is used. Further, when the filter is passed through in order to remove the bubbles of the resist solution before discharging, a resistance pressure is generated by the filter. For this reason, the liquid pressure at the time of discharging the resist liquid becomes high (about 1 MPa at the maximum), and the high-pressure resist liquid in the
図9(a)は、図1のベローズポンプのベローズ保護部材を示したものであり、図10は、そのA−A線による拡大断面図である。図10に示したように、このベローズ保護部材30は、フランジ形状の内周に沿った端部31の断面輪郭が、ベローズ3の収縮時における外側凹部3aの断面輪郭と略同一の形状である膨出状に形成されている。
FIG. 9A shows a bellows protection member of the bellows pump of FIG. 1, and FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view taken along line AA. As shown in FIG. 10, in the
すなわち、端部31の断面輪郭を、ポンプ室6の容積が最小となるまでベローズ3を収縮した際における無加圧の状態での外側凹部3aの断面輪郭に沿った形状としているため、ベローズ3は、レジスト液吐出時の加圧下においても、ポンプ室6側からの加圧力が外側凹部3aの無加圧下での形状に沿った端部31で受け止められるため、その加圧力による変形を受けない。
That is, since the cross-sectional contour of the
したがって、外側凹部3aは、特に加圧時の変形に起因する吸入と吐出の繰り返し疲労による残留変形や破損を生じることがない。さらに、ベローズ3を伸縮駆動するボールねじ機構における駆動部材の移動距離と、吐出口8からのレジスト液吐出量との関係も、吐出時の加圧に対して蛇腹部の外側凸部3bの形状変化が少ないために直線性が良好であり、吐出ノズル51からレジスト液を均一な塗布量で塗布することができる。
Therefore, the
ベローズ保護部材30は、例えば、図9(b)に示したようにフランジ形状を2分割した金属製のフランジ形成部材32a、32bと、これらを固定してフランジ形状を形成する固定部材(固定金具33、螺子38)とから構成することができ、これらの部材からベローズ保護部材30を形成し、蛇腹部の外側凹部3aへ組み付ける際には、先ず2枚のフランジ形成部材32a、32bで外側凹部3aを挟持し、この状態で固定金具33を螺子孔34が一致するように重ねて、螺子38で紙面裏側の方向から螺合して固定させる。
The bellows
次に、以上のように構成されたベローズポンプ1の吸入および吐出動作を説明する。レジスト液をポンプ内に吸入する際における液の流れは、図3に示したようになる。ボールねじ機構により可動端5を引張りベローズ3を伸長させることによって、レジスト液貯槽部47からのレジスト液は吸入口7から流入する。この際、吸入側逆止弁11は流路を開放するとともに、吐出側逆止弁12は流路を閉止して、吸入口7からのレジスト液は水平開口14および鉛直開口15よりポンプ室6内へ吸入される。
Next, the suction and discharge operations of the bellows pump 1 configured as described above will be described. The flow of the liquid when the resist liquid is sucked into the pump is as shown in FIG. By pulling the
水平開口14から水平方向に向かって流入したレジスト液は、突出部13の円柱側周部とベローズ3の蛇腹部との間に狭幅に形成された環状の間隙を通り下方へ流れる。上述したように、この水平開口14は円柱の根元位置における側周部に、ベローズ3の固定端4の近傍となる位置に四方に開設されている。このため、突出部13とベローズ3の蛇腹部との間に形成された間隙全体に渡り、ベローズ3の蛇腹部の固定端側端部から蛇腹部に沿った下方への流れが生じ、この蛇腹部に沿った流れにより、蛇腹部の内側部(内側凹部)に滞留している液体および気泡を引き込んでポンプ室6内方へ押し下げ、ポンプ室6の突出部13よりも下方側の空間へ流入する。
The resist solution that flows in in the horizontal direction from the
一方、鉛直開口15よりポンプ室6内へ流入したフレッシュなレジスト液は、そのままポンプ室6の突出部13よりも下方側の空間に貯留される。
On the other hand, the fresh resist solution that has flowed into the
このようにしてポンプ室6内に吸入されたレジスト液を吐出ノズル51から吐出する際における液の流れは、図4に示したようになる。すなわち、ボールねじ機構により可動端5を押してベローズ3を収縮させることにより、レジスト液は水平開口14および鉛直開口15からポンプ室6外へ流出する。この際、吐出側逆止弁12は流路を開放するとともに、吸入側逆止弁11は流路を閉止して、レジスト液は吐出口8から流出して供給管48を通り吐出ノズル51から吐出される。
The flow of the liquid when the resist liquid sucked into the
ポンプ室6から水平開口14を介して吐出される場合、ポンプ室6内のレジスト液は、突出部13とベローズ3の蛇腹部との間に形成された環状の間隙を上方へ流れる。この際、この蛇腹部に沿った流れにより、蛇腹部の内側部に滞留している液体および気泡を引き込んで水平開口14へ押し上げ、ポンプ室6外へ排出する。
When discharged from the
一方、ポンプ室6内に吸入されたレジスト液の一部は、鉛直開口15からもポンプ室6外へ排出される。
On the other hand, a part of the resist solution sucked into the
このように、本実施形態ではポンプヘッド2にポンプ室6の内方へ延びる円柱状の突出部13を設けるとともに、その側周部の根元に複数の水平開口14を形成しているため、突出部13とベローズ3の蛇腹部との間に狭幅の間隙が形成され、この間隙を通る蛇腹部に沿った流れにより蛇腹部の内側部に滞留している液体および気泡が引き込まれ、吸入時にはポンプ室内方へ押し下げられ、吐出時には水平開口14へ押し上げられて排出される。
Thus, in this embodiment, since the
したがって、蛇腹部に滞留している液体および気泡を確実且つ迅速にポンプ室外に排出することができ、滞留により劣化したレジスト液が吐出口8などを詰まらせたり、あるいは残留気泡が突然吐出口8から出ることでレジスト不良を発生させたりすることを防止できる。また、装置の使用開始時などにおいて調整運転する際に、ポンプ室内のレジスト液および気泡を迅速に排出することができるため、装置の調整時間を短くすることができる。
Therefore, the liquid and bubbles staying in the bellows can be reliably and quickly discharged out of the pump chamber, and the resist solution deteriorated by the stay clogs the
さらに、円柱状の突出部13の先端部には鉛直開口15が形成され、レジスト液吸入時にこの鉛直開口15からフレッシュなレジスト液が吸入されるため、レジスト液吐出時には、滞留液体および気泡の少ないレジスト液が突出部13と蛇腹部との間隙を通ることになり、この比較的フレッシュなレジスト液で蛇腹部に滞留していたレジスト液および気泡を引き込み水平開口14からポンプ室外へ押し出すことができる。
Further, a
また、上述したようにレジスト液吐出時にポンプ室6内のレジスト液による加圧によってフッ素樹脂のような樹脂材で形成された蛇腹部が変形することを防止するため、ベローズ3の外周に、蛇腹部の外側凹部3aと嵌合するベローズ保護部材30を設けているが、レジスト液吸入時においては逆に、ポンプ室6内には負圧が発生し、この負圧により蛇腹部の外側凸部3bが変形する場合があり、ベローズ保護部材30ではこの変形を防止することができない。しかし、鉛直開口15を設けることによってレジスト液吸入時におけるポンプ室6内への流量を増やすことができるため、この蛇腹部の外側凸部3bの変形を抑制し、蛇腹部の残留変形、破損などを防止することができる。
Further, as described above, in order to prevent deformation of the bellows portion formed of a resin material such as fluororesin due to pressurization with the resist solution in the
図5は本発明の他の実施形態におけるベローズポンプの断面図である。上述した実施形態では円柱状の突出部13の先端部に鉛直開口15を設けたが、本実施形態では突出部13に水平開口14のみを設けている。このような構成であっても、突出部13とベローズ3の蛇腹部との間に形成された間隙を通るレジスト液の流れにより、蛇腹部の内側部に滞留している液体および気泡が引き込まれ、吸入時にはポンプ室6内方へ押し下げられ、吐出時には水平開口14へ押し上げられ排出される。したがって、蛇腹部に滞留しているレジスト液および気泡を確実且つ迅速にポンプ室外に排出することができる。レジスト液吸入時における、ポンプ室6内の負圧による蛇腹部の変形が問題とならない場合などでは、本実施形態のベローズポンプ1を用いることも可能である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a bellows pump according to another embodiment of the present invention. In the embodiment described above, the
図6は本発明の他の実施形態におけるベローズポンプの断面図、図7は図6のベローズポンプのレジスト液吸入時における状態、図8は図6のベローズポンプのレジスト液吐出時における状態を示す。 6 is a cross-sectional view of a bellows pump according to another embodiment of the present invention, FIG. 7 is a state when the bellows pump of FIG. 6 is inhaled with a resist solution, and FIG. 8 is a state when the bellows pump of FIG. .
本実施形態では、鉛直開口15から突出部13の内部へ形成されたレジスト液の流路に、逆止弁25が設けられている。この逆止弁25は、ベローズ3を伸長駆動した際に流路を開放して鉛直開口15からポンプ室6内へのレジスト液の流入を許容するとともに、ベローズ3を収縮駆動した際に流路を閉止して鉛直開口15からポンプ室6外へのレジスト液の流出を防止する。
In the present embodiment, a
このため、レジスト液吸入時には鉛直開口15からの流路が開放されてこの鉛直開口15からポンプ室6内方へフレッシュな液体が流入する一方、レジスト液吐出時には逆止弁25により鉛直開口15からの流路が閉止され、鉛直開口15からポンプ室6外へのレジスト液の流出が阻止される。よって、レジスト液吐出時には、鉛直開口15からのフレッシュなレジスト液を含んでいるポンプ室6内へ吸入されたレジスト液は全て、突出部13とベローズ3の蛇腹部との間隙を通って水平開口14からポンプ室6外へ流出し、この際に蛇腹部に滞留していたレジスト液および気泡を引き込んで水平開口14からポンプ室6外へ押し出す。
Therefore, the flow path from the
このように、吸入時にはフレッシュなレジスト液をポンプ室6内へ流入させるとともに、吐出時にはこのフレッシュなレジスト液を用いてポンプ室6内における全てのレジスト液を水平開口14からポンプ室6外へ押し出すことができ、蛇腹部に滞留していた液体および気泡を確実且つ迅速にポンプ室外に排出することができる。
In this way, a fresh resist solution flows into the
図1のベローズポンプを用いたスピンレス法によるレジスト塗布装置の構成の一例を図11に示す。このレジスト塗布装置60は、レジスト液貯槽部47と、吐出ノズル51と、レジスト液貯槽部47からレジスト液を吸入して吐出ノズル51に向けて押し出すベローズポンプ1とを備えている。
FIG. 11 shows an example of the configuration of a resist coating apparatus by a spinless method using the bellows pump of FIG. The resist
レジスト液貯槽部47とベローズポンプ1とは吸入管50で連通され、ベローズポンプ1と吐出ノズル51とは供給管48で連通されている。ベローズポンプ1では、ポンプ室6に吸入側逆止弁11を介して連通する吸入口7が吸入管50の終端に接続されるとともに、ポンプ室6に吐出側逆止弁12を介して連通する吐出口8が供給管48の始端に接続される。供給管48の途中には、気泡などを除去するフィルタ63と開閉弁67が設けられている。
The resist
ベローズポンプ1は、ベローズ3を伸縮させる伸縮駆動部に、ボールネジ機構を介してベローズ3を軸方向に伸縮させる電動モータ61を有している。電動モータ61は、例えばパルスモータからなり、制御部64によって電動モータ61の回転(回転方向、回転量および回転速度など)が制御され、これによりベローズポンプ1の吸入・吐出動作が制御される。62は、制御部64が電動モータ61の回転動作を確認するためのロータリエンコーダである。
The bellows pump 1 has an
吐出ノズル51は、ノズル走査機構66により基板の上方をXY方向に走査されながら基板49上へレジスト液を吐出する。また、吐出ノズル51には、レジスト液の吐出圧力を検出するための圧力センサ65が取り付けられ、測定された圧力に基づいて所定の制御が行われるようになっている。これらのノズル走査機構66および圧力センサ65と開閉弁67は、それぞれマイクロコンピュータからなる制御部64に接続され、この制御部64によってノズル走査などの所定の制御が行われる。
The
以上、各実施形態のベローズポンプおよびレジスト塗布装置について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されることはなく、本発明の効果を有する範囲で種々の変形、変更が可能である。例えば、突出部における水平開口の数および開設位置、ベローズを伸縮駆動する機構などは適宜選択することができる。また、本発明のベローズポンプはレジスト塗布用以外の用途にも勿論使用可能である。 Although the bellows pump and the resist coating apparatus of each embodiment have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the effects of the present invention. For example, the number and opening positions of the horizontal openings in the protrusion, the mechanism for extending and retracting the bellows, and the like can be selected as appropriate. Of course, the bellows pump of the present invention can be used for applications other than resist coating.
1 ベローズポンプ
2 ポンプヘッド
3 ベローズ
3a 外側凹部
3b 外側凸部
4 固定端
5 可動端
6 ポンプ室
7 吸入口
8 吐出口
9 吸入側継手
10 吐出側継手
11 吸入側逆止弁
12 吐出側逆止弁
13 突出部
14 水平開口
15 鉛直開口
16 ベローズ押さえ板
17 Oリング
18 支持部材
19 固定板
20 ベローズアダプタ
21 ボールネジ
22 ベアリング
25 逆止弁
30 ベローズ保護部材
31 端部
32a フランジ形成部材
32b フランジ形成部材
33 固定金具
34 螺子孔
38 螺子
45 ナット
46 ナット
47 レジスト液貯槽部
48 供給管
49 基板
50 吸入管
51 吐出ノズル
60 レジスト塗布装置
61 電動モータ
62 ロータリエンコーダ
63 フィルタ
64 制御部
65 圧力センサ
66 ノズル走査機構
67 開閉弁
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ポンプヘッドに取り付けられた伸縮自在のベローズと、
前記吸入口および吐出口と連通するとともに、前記ベローズで画成されたポンプ室とを備え、
前記ベローズを伸縮軸方向へ駆動することにより、前記吸入口および吐出口を介して前記液体の吸入および吐出を行うベローズポンプであって、
前記ポンプヘッドに、前記ベローズのポンプ室内方へ延びる突出部が設けられ、
前記ベローズの固定端近傍に、前記突出部の水平開口が設けられ、
前記水平開口の開口端部が、前記ポンプ室のポンプヘッド側の底面と一致する位置に、ベローズと対峙して開口するように形成され、これにより、
前記ベローズを伸長駆動した際に、前記液体が前記ポンプ室内にベローズの伸縮軸方向に対して略直角である方向へ流入するとともに、前記ベローズを収縮駆動した際に、前記液体がポンプ室外にベローズの伸縮軸方向に対して略直角である方向へ流出するように構成されていることを特徴とするベローズポンプ。 A pump head provided with a suction port for sucking liquid and a discharge port for discharging the liquid;
A telescopic bellows attached to the pump head;
The pump chamber communicated with the suction port and the discharge port, and defined by the bellows,
A bellows pump that sucks and discharges the liquid through the suction port and the discharge port by driving the bellows in a telescopic axis direction,
The pump head is provided with a protrusion that extends toward the pump chamber of the bellows,
In the vicinity of the fixed end of the bellows, a horizontal opening of the protrusion is provided,
The opening end of the horizontal opening is formed so as to open facing the bellows at a position that coincides with the bottom surface of the pump chamber on the pump head side.
When the bellows is driven to extend, the liquid flows into the pump chamber in a direction substantially perpendicular to the direction of the bellows expansion and contraction, and when the bellows is driven to contract, the liquid is bellows outside the pump chamber. A bellows pump configured to flow out in a direction substantially perpendicular to the direction of the telescopic axis.
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