JP4437744B2 - Liquid supply apparatus, substrate processing apparatus, and liquid supply method - Google Patents

Liquid supply apparatus, substrate processing apparatus, and liquid supply method Download PDF

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Description

本発明は、液体を供給する液体供給装置および液体供給方法に関し、好ましくは、液体供給装置は、基板を処理する基板処理装置に利用される。   The present invention relates to a liquid supply apparatus and a liquid supply method for supplying a liquid. Preferably, the liquid supply apparatus is used in a substrate processing apparatus for processing a substrate.

従来より、半導体基板(以下、単に「基板」という。)の洗浄では、純水の代わりに希薄な塩酸(HCl)を洗浄液として利用することにより、洗浄液中の微細なパーティクルがクーロン力により基板表面に付着することを防止する技術が知られている。また、希薄なフッ酸(HF)を用いて基板に対してエッチングを行ったり、希薄な酸溶液(塩酸やフッ酸等)を用いて基板の最終洗浄を行うこともある。   Conventionally, in the cleaning of a semiconductor substrate (hereinafter simply referred to as “substrate”), dilute hydrochloric acid (HCl) is used as a cleaning liquid instead of pure water, so that fine particles in the cleaning liquid are transferred to the substrate surface by Coulomb force. There is known a technique for preventing adhesion to the surface. Further, the substrate may be etched using dilute hydrofluoric acid (HF), or the substrate may be finally cleaned using a dilute acid solution (hydrochloric acid, hydrofluoric acid, or the like).

基板の洗浄装置では、塩酸の原液を1/1000以下に希釈した希釈液が用いられる。このような希釈液は、装置構成の簡素化や小型化等のため、通常、洗浄装置の純水配管に微量の塩酸の原液を直接注入する方法(いわゆる、ダイレクトミキシング方式)により製造されている。洗浄装置では、純水に注入される塩酸の流量を流量計により測定し、流量計からの出力に基づいて塩酸の流量を制御することにより希釈液が所望の濃度とされる。   In the substrate cleaning apparatus, a diluted solution obtained by diluting a stock solution of hydrochloric acid to 1/1000 or less is used. Such a diluting solution is usually manufactured by a method (so-called direct mixing method) in which a small amount of hydrochloric acid stock solution is directly injected into a pure water pipe of a cleaning device in order to simplify the apparatus configuration or reduce the size. . In the cleaning device, the flow rate of hydrochloric acid injected into the pure water is measured by a flow meter, and the flow rate of hydrochloric acid is controlled based on the output from the flow meter, so that the dilution liquid has a desired concentration.

このような流量計として、例えば、特許文献1および2では、流路内に設けられたノズルの前後における圧力差を計測して流量を測定する差圧式流量計が開示されている。また、特許文献3および4では、キャピラリ(毛細管)の両端における圧力差を計測することにより、微小流量の測定を安定して行う差圧式流量計が開示されている。   As such a flow meter, for example, Patent Documents 1 and 2 disclose a differential pressure type flow meter that measures a flow rate by measuring a pressure difference before and after a nozzle provided in a flow path. Patent Documents 3 and 4 disclose a differential pressure type flow meter that stably measures a minute flow rate by measuring a pressure difference between both ends of a capillary (capillary tube).

特許文献5では、流体の流量に応じて上下動するフロートを管路内に有するフローメータ(流量計)において、フロートの上下に突出する棒状体、並びに、フロートおよび棒状体の周囲を囲む管路に磁石を配設し、フロートを管路の中心軸上に保持して微小振動を防止することにより、流量の測定精度を向上する技術が開示されている。特許文献5では、当該フローメータが適用された基板処理装置において、フローメータからの出力に基づいて薬液の供給管に設けられたエア弁を制御することにより、薬液の供給量を調整する技術も開示されている。
米国特許5672832号明細書 米国特許6578435号明細書 特開2004−226142号公報 特開2004−226144号公報 特開平11−94608号公報
In Patent Document 5, in a flow meter (flow meter) having a float that moves up and down in accordance with the flow rate of a fluid, a rod-like body protruding above and below the float, and a pipeline that surrounds the float and the circumference of the rod-like body A technique for improving the flow rate measurement accuracy by disposing a magnet on the tube and holding the float on the central axis of the pipe to prevent minute vibrations is disclosed. In Patent Document 5, in the substrate processing apparatus to which the flow meter is applied, there is also a technique for adjusting the supply amount of the chemical liquid by controlling an air valve provided in the chemical liquid supply pipe based on an output from the flow meter. It is disclosed.
US Pat. No. 5,672,832 US Pat. No. 6,578,435 JP 2004-226142 A JP 2004-226144 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-94608

ところで、希釈液の製造では、極めて微量の原液を高精度に注入する必要がある。例えば、バッチ式の洗浄装置では原液の流量は通常100ml/min以下であり、この微小な流量を高精度に測定して制御しなければならない。また、枚葉式の洗浄装置では、測定対象である原液の流量は10ml/min以下とされる。   By the way, in the manufacture of the diluted solution, it is necessary to inject a very small amount of stock solution with high accuracy. For example, in a batch-type cleaning apparatus, the flow rate of the stock solution is usually 100 ml / min or less, and this minute flow rate must be measured and controlled with high accuracy. In the single wafer cleaning apparatus, the flow rate of the stock solution to be measured is 10 ml / min or less.

特許文献1および2の差圧式流量計は、ノズル近傍において乱流を生じさせて測定を行うため、流れが層流になる可能性が高い微小流量の測定には不向きである。一方、微小流量の測定に用いられる液体マスフロー流量計では、薬液に対する耐久性を向上するために内部が樹脂膜で覆われているものがあるが、フッ酸等に対する耐久性を得るためには厚い樹脂膜が必要となり、精度良く流量を測定することは難しい。   Since the differential pressure type flowmeters of Patent Documents 1 and 2 perform measurement by generating turbulent flow in the vicinity of the nozzle, they are not suitable for measuring a minute flow rate in which there is a high possibility that the flow becomes a laminar flow. On the other hand, some liquid mass flow flowmeters used for measuring minute flow rates are covered with a resin film in order to improve durability against chemicals, but are thick to obtain durability against hydrofluoric acid and the like. A resin film is required, and it is difficult to accurately measure the flow rate.

特許文献3および4の差圧式流量計では、圧損部として長いキャピラリを利用し、キャピラリ内の液体の流れが層流であるものと仮定して円管内層流における圧力損失の理論式に基づいて流量を求めている。しかしながら、流れが遷移域にあったり、あるいは、乱流である場合は、流量の測定精度が低下してしまうため、安定した層流を得ることが重要となる。また、実際には屈曲部を有するキャピラリを用いているにも関わらず、直線状の円管に関する上記理論式を用いて流量を求めているため、流量測定の誤差が大きくなってしまう。   In the differential pressure type flowmeters of Patent Documents 3 and 4, a long capillary is used as the pressure loss part, and it is assumed that the liquid flow in the capillary is a laminar flow. Seeking the flow rate. However, when the flow is in the transition zone or is turbulent, the flow rate measurement accuracy is lowered, so it is important to obtain a stable laminar flow. In addition, although a capillary having a bent portion is actually used, the flow rate is obtained using the above-described theoretical formula regarding a straight circular tube, and thus an error in flow rate measurement becomes large.

また、特許文献5の基板処理装置では、薬液の供給管に設けられたエア弁を制御することにより、エア弁の開度(すなわち、供給管の絞り具合)を変化させて薬液の流量を調整しているため、大流量の供給においては十分な精度で薬液を供給することができるが、微小流量の供給においては供給量の精度向上に限界がある。さらに、高濃度のフッ酸や塩酸が流れる流路では通常、エア弁等の流量調整バルブの接液部はフッ素樹脂により形成されるが、フッ素樹脂は金属等に比べて一般的に加工精度が低い上に外力や周囲の温度により変形しやすい。微細な流路の極めて小さい断面積を精度良く調整すべき流量調整バルブを、このような形状安定性が低い材料により形成することは困難である。   In the substrate processing apparatus of Patent Document 5, the flow rate of the chemical solution is adjusted by controlling the air valve provided in the chemical solution supply pipe to change the opening degree of the air valve (that is, the degree of throttling of the supply pipe). Therefore, the chemical solution can be supplied with sufficient accuracy when supplying a large flow rate, but there is a limit to improving the accuracy of the supply amount when supplying a very small flow rate. Furthermore, in the flow path through which high-concentration hydrofluoric acid or hydrochloric acid flows, the liquid contact part of a flow rate adjustment valve such as an air valve is usually formed of fluororesin, but fluororesin generally has higher processing accuracy than metal or the like. It is low and easily deformed by external force and ambient temperature. It is difficult to form a flow rate adjusting valve for adjusting an extremely small cross-sectional area of a fine channel with high accuracy using such a material having low shape stability.

一方、エア弁等の流量調整バルブを用いず、例えば、エアシリンダによる押し出しにより微小流量の液体を供給しようとした場合には、エアシリンダのピストンを極低速にて移動させる必要がある。この場合、シリンダとピストンとの間の摺動抵抗が静止摩擦と動摩擦との間で変動を繰り返すため、ピストンが振動したり、ピストンが停止した後に所定の速度よりも高速で移動することを繰り返す現象(いわゆる、ビビリやシャクリ)が発生して供給量の精度が低下してしまう。このようなシャクリを防止しつつエアシリンダを駆動する場合には通常、ピストンの移動速度を1mm/sec以下とすることは困難であるといわれている。   On the other hand, for example, when an attempt is made to supply a minute flow rate of liquid by pushing out with an air cylinder without using a flow rate adjusting valve such as an air valve, it is necessary to move the piston of the air cylinder at an extremely low speed. In this case, since the sliding resistance between the cylinder and the piston repeatedly fluctuates between static friction and dynamic friction, the piston vibrates or repeatedly moves at a speed higher than a predetermined speed after the piston stops. Phenomena (so-called chattering and shaving) occur and the accuracy of the supply amount decreases. When the air cylinder is driven while preventing such shackles, it is usually said that it is difficult to set the moving speed of the piston to 1 mm / sec or less.

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、流量を精度良く制御しつつ微小流量の液体を供給することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to supply a minute flow rate of liquid while accurately controlling the flow rate.

請求項1に記載の発明は、液体を供給する液体供給装置であって、変形可能な可変容器に圧力を加えて容積を減少させることにより流路に液体を送出するポンプ機構と、前記ポンプ機構の下流側に配置されて前記流路を流れる前記液体の単位時間当たりの流量を測定する流量計と、前記流量計により求められた前記液体の流量に基づいて、前記流路を流れる前記液体の流量が、前記可変容器の圧縮により前記液体が前記流路に送出される際の流量として予め設定された設定流量となるように前記可変容器に加えられる圧力を制御する電気信号を前記ポンプ機構に与える制御部とを備え、前記流量計が、前記流路の一部として設けられた圧損部である円管と、前記ポンプ機構と前記円管との間に配置されて前記円管に流入する前記液体の圧力を計測する第1圧力計と、前記円管の下流側に配置されて前記円管から流出する前記液体の圧力を計測する第2圧力計とを備える差圧式流量計であり、前記可変容器の1回の圧縮による前記流路への前記液体の送出が行われている間、前記流量計による前記液体の流量測定が行われる。 The invention according to claim 1 is a liquid supply apparatus for supplying a liquid, wherein a pump mechanism that sends liquid to a flow path by applying pressure to a deformable variable container to reduce its volume, and the pump mechanism A flow meter that is disposed on the downstream side of the liquid and that measures a flow rate per unit time of the liquid flowing through the flow path, and based on the flow rate of the liquid obtained by the flow meter, the liquid flowing through the flow path An electric signal for controlling the pressure applied to the variable container is supplied to the pump mechanism so that the flow rate becomes a preset flow rate set as a flow rate when the liquid is sent to the flow path by compression of the variable container. The flow meter is disposed between the circular pipe, which is a pressure loss part provided as a part of the flow path, and the pump mechanism and the circular pipe, and flows into the circular pipe. The pressure of the liquid A differential pressure type flow meter comprising a first pressure gauge to be measured and a second pressure gauge that is arranged downstream of the circular pipe and that measures the pressure of the liquid flowing out of the circular pipe. While the liquid is being delivered to the flow path by a single compression, the flow rate of the liquid is measured by the flow meter.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の液体供給装置であって、前記可変容器が樹脂製である。   The invention according to claim 2 is the liquid supply apparatus according to claim 1, wherein the variable container is made of resin.

請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の液体供給装置であって、前記可変容器がベローズを備える。   A third aspect of the present invention is the liquid supply apparatus according to the first or second aspect, wherein the variable container includes a bellows.

請求項4に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の液体供給装置であって、前記ポンプ機構が、前記可変容器を内部に収容する耐圧容器と、前記耐圧容器と前記可変容器との間の圧力を調整する電空レギュレータとを備える。   A fourth aspect of the present invention is the liquid supply apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the pump mechanism includes a pressure-resistant container that houses the variable container, the pressure-resistant container, and the variable And an electropneumatic regulator for adjusting the pressure between the container and the container.

請求項5に記載の発明は、請求項1または2に記載の液体供給装置であって、前記可変容器がベローズを備え、前記ポンプ機構が、前記可変容器を内部に収容する耐圧容器と、前記耐圧容器と前記可変容器との間の圧力を調整する電空レギュレータとを備え、前記可変容器の一端が前記耐圧容器に固定され、他端が自由端とされる。   Invention of Claim 5 is the liquid supply apparatus of Claim 1 or 2, Comprising: The said variable container is provided with the bellows, The said pump mechanism accommodates the said variable container inside, The said pressure vessel, An electropneumatic regulator that adjusts the pressure between the pressure vessel and the variable vessel is provided, and one end of the variable vessel is fixed to the pressure vessel and the other end is a free end.

請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の液体供給装置であって、前記ポンプ機構が、前記他端の前記耐圧容器に対する変位を検出する変位センサをさらに備える。   A sixth aspect of the present invention is the liquid supply apparatus according to the fifth aspect, wherein the pump mechanism further includes a displacement sensor that detects a displacement of the other end with respect to the pressure resistant container.

請求項7に記載の発明は、請求項4ないし6のいずれかに記載の液体供給装置であって、前記ポンプ機構が、前記耐圧容器の内側の底部に前記可変容器からの前記液体の漏出を検知する漏液センサをさらに備える。   A seventh aspect of the present invention is the liquid supply apparatus according to any one of the fourth to sixth aspects, wherein the pump mechanism prevents the liquid from leaking from the variable container at a bottom portion inside the pressure-resistant container. A liquid leakage sensor for detection is further provided.

請求項8に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の液体供給装置であって、前記ポンプ機構が、出力トルクが制御可能なモータと、前記モータから出力されるトルクにより前記可変容器に圧力を加える加圧機構とを備える。   The invention according to an eighth aspect is the liquid supply apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the pump mechanism includes a motor whose output torque is controllable and a torque output from the motor. A pressurizing mechanism for applying pressure to the variable container.

請求項9に記載の発明は、請求項1ないし8のいずれかに記載の液体供給装置であって、前記ポンプ機構と同構造のもう1つのポンプ機構をさらに備え、前記制御部の制御により、前記ポンプ機構の前記可変容器および前記もう1つのポンプ機構のもう1つの可変容器のうちの一方の圧縮、並びに、これと並行する他方の伸張が、前記可変容器および前記もう1つの可変容器に対して交互に行われる。   The invention according to claim 9 is the liquid supply apparatus according to any one of claims 1 to 8, further comprising another pump mechanism having the same structure as the pump mechanism, and controlled by the control unit, The compression of one of the variable container of the pump mechanism and the other variable container of the other pump mechanism, and the other extension in parallel with the other, are applied to the variable container and the other variable container. Alternately.

請求項10に記載の発明は、請求項9に記載の液体供給装置であって、前記可変容器および前記もう1つの可変容器のうちの一方の圧縮が停止される前に、他方の伸張が停止されて前記他方の圧縮が開始される。   The invention according to claim 10 is the liquid supply apparatus according to claim 9, wherein the expansion of the other of the variable container and the other variable container is stopped before the compression of one of the variable container and the other variable container is stopped. Then, the other compression is started.

請求項11に記載の発明は、請求項1ないし10のいずれかに記載の液体供給装置であって、前記流量計の前記円管において、レイノルズ数が2000以下である前記液体の流れが形成される。 An eleventh aspect of the present invention is the liquid supply apparatus according to any one of the first to tenth aspects, wherein the liquid flow having a Reynolds number of 2000 or less is formed in the circular pipe of the flow meter. The

請求項12に記載の発明は、請求項11に記載の液体供給装置であって、前記円管が樹脂製である。   A twelfth aspect of the present invention is the liquid supply apparatus according to the eleventh aspect, wherein the circular tube is made of resin.

請求項13に記載の発明は、基板を処理する基板処理装置であって、第1液体が流れる第1流路と、第2液体が流れるとともに前記第1流路と合流する第2流路と、前記第2流路の上流側に設けられるとともに前記第2液体を供給する請求項1ないし12のいずれかに記載の液体供給装置と、前記第1流路と前記第2流路との合流点よりも下流側に位置し、前記第1液体と前記第2液体との混合液である処理液を貯溜するとともに基板が浸漬される処理槽とを備える。   The invention according to claim 13 is a substrate processing apparatus for processing a substrate, wherein a first flow path through which the first liquid flows, and a second flow path through which the second liquid flows and merges with the first flow path, The liquid supply device according to any one of claims 1 to 12, wherein the second liquid is supplied while being provided upstream of the second flow path, and the merging of the first flow path and the second flow path. A processing tank is provided on the downstream side of the point and stores a processing liquid that is a mixed liquid of the first liquid and the second liquid and in which the substrate is immersed.

請求項14に記載の発明は、基板を処理する基板処理装置であって、基板を保持する基板保持部と、第1液体が流れる第1流路と、第2液体が流れるとともに前記第1流路と合流する第2流路と、前記第2流路の上流側に設けられるとともに前記第2液体を供給する請求項1ないし12のいずれかに記載の液体供給装置と、前記第1流路と前記第2流路との合流点よりも下流側に位置し、前記第1液体と前記第2液体との混合液である処理液を前記基板に供給する処理液供給部とを備える。   The invention described in claim 14 is a substrate processing apparatus for processing a substrate, wherein the substrate holding unit that holds the substrate, the first flow path through which the first liquid flows, the second liquid flows, and the first flow A liquid supply device according to any one of claims 1 to 12, wherein the second liquid is supplied while being provided upstream of the second flow path and the second flow path that merges with the path, and the first flow path. And a processing liquid supply unit that is located downstream of the confluence of the first flow path and the second flow path and supplies a processing liquid that is a mixed liquid of the first liquid and the second liquid to the substrate.

請求項15に記載の発明は、液体を供給する液体供給方法であって、a)ポンプ機構において変形可能な可変容器を伸張して容積を増大させ、液体供給源からの液体を前記可変容器に貯溜する工程と、b)前記可変容器に圧力を加えて容積を減少させることにより前記液体を流路に送出する工程とを備え、前記b)工程が、b1)前記ポンプ機構の下流側に配置された流量計により前記流路を流れる前記液体の単位時間当たりの流量を測定する工程と、b2)前記b1)工程において測定された流量に基づいて、前記流路を流れる前記液体の流量が、前記可変容器の圧縮により前記液体が前記流路に送出される際の流量として予め設定された設定流量となるように前記可変容器に加えられる圧力を制御する工程とを備え、前記流量計が、前記流路の一部として設けられた圧損部である円管と、前記ポンプ機構と前記円管との間に配置されて前記円管に流入する前記液体の圧力を計測する第1圧力計と、前記円管の下流側に配置されて前記円管から流出する前記液体の圧力を計測する第2圧力計とを備える差圧式流量計であり、前記可変容器の1回の圧縮による前記流路への前記液体の送出が行われている間、前記流量計による前記液体の流量測定が行われる。 The invention according to claim 15 is a liquid supply method for supplying a liquid, wherein a) a deformable variable container is expanded in a pump mechanism to increase its volume, and liquid from a liquid supply source is supplied to the variable container. A step of storing, and b) a step of sending the liquid to the flow path by reducing the volume by applying pressure to the variable container, wherein the step b) is disposed downstream of the pump mechanism. Measuring the flow rate per unit time of the liquid flowing through the flow path with the flow meter, and b2) based on the flow rate measured in the b1) step, the flow rate of the liquid flowing through the flow path is : A step of controlling the pressure applied to the variable container so as to be a preset flow rate set as a flow rate when the liquid is sent to the flow path by compression of the variable container, and the flow meter comprises: Said A circular tube is a pressure loss portion provided as part of the road, a first pressure meter for measuring the pressure of the liquid flowing into the circular pipe is disposed between the pump mechanism and the circular tube, the A differential pressure type flow meter disposed downstream of the circular pipe and measuring a pressure of the liquid flowing out of the circular pipe, and is supplied to the flow path by one compression of the variable container. While the liquid is being delivered, the flow rate of the liquid is measured by the flow meter.

請求項16に記載の発明は、請求項15に記載の液体供給方法であって、c)もう1つのポンプ機構において変形可能なもう1つの可変容器を伸張して容積を増大させ、前記液体供給源からの前記液体を前記もう1つの可変容器に貯溜する工程と、d)前記もう1つの可変容器に圧力を加えて容積を減少させることにより前記液体を前記流路に送出する工程とを備え、前記d)工程が、d1)前記もう1つのポンプ機構の下流側にて前記流量計により前記流路を流れる前記液体の単位時間当たりの流量を測定する工程と、d2)前記d1)工程において測定された流量に基づいて、前記流路を流れる前記液体の流量が前記設定流量となるように前記もう1つの可変容器に加えられる圧力を制御する工程とを備え、並行して行われる前記a)工程および前記d)工程と、並行して行われる前記b)工程および前記c)工程とが、交互に行われる。 The invention described in claim 16 is the liquid supply method according to claim 15, wherein c) another variable container that can be deformed in another pump mechanism is extended to increase the volume, and the liquid supply Storing the liquid from a source in the other variable container; and d) delivering the liquid to the flow path by reducing the volume by applying pressure to the other variable container. In the d1 step, d1) a step of measuring the flow rate per unit time of the liquid flowing through the flow path by the flowmeter on the downstream side of the another pump mechanism, and d2) the d1) step based on the measured flow rate, the flow rate of the liquid flowing through the passage and a step of controlling the pressure applied to said another variable container so that the set flow rate, is carried out concurrent wherein a) Engineering And said step d), the said b) step and the step c) is carried out concurrent, are alternately performed.

請求項17に記載の発明は、請求項16に記載の液体供給方法であって、前記b)工程の開始後の一定時間および前記b)工程の終了前の一定時間が、前記d)工程の終了前の一定時間と前記d)工程の開始後の一定時間とそれぞれ重なる。   The invention according to claim 17 is the liquid supply method according to claim 16, wherein the constant time after the start of the step b) and the constant time before the end of the step b) It overlaps with a certain time before the end and a certain time after the start of the step d).

本発明では、流量を精度良く制御しつつ微小流量の液体を供給することができる。請求項2および12の発明では、様々な種類の液体の供給を行うことができる。   In the present invention, it is possible to supply a liquid having a minute flow rate while accurately controlling the flow rate. In the inventions of claims 2 and 12, various kinds of liquid can be supplied.

請求項3の発明では、可変容器の容積を容易に変更することができるとともに可変容器の劣化を抑制することができる。請求項4の発明では、耐圧容器と可変容器との間の圧力を応答性良く高精度に制御することができる。請求項5の発明では、供給する液体の流量をより高精度に制御することができる。   In the invention of claim 3, the volume of the variable container can be easily changed and the deterioration of the variable container can be suppressed. In the invention of claim 4, the pressure between the pressure vessel and the variable vessel can be controlled with high responsiveness and high accuracy. In the invention of claim 5, the flow rate of the supplied liquid can be controlled with higher accuracy.

請求項6および7の発明では、装置の動作の信頼性を向上することができる。請求項8の発明では、装置の構成を簡素化することができる。   In the inventions of claims 6 and 7, the reliability of the operation of the apparatus can be improved. In the invention of claim 8, the configuration of the apparatus can be simplified.

請求項9および16の発明では、流量を精度良く制御しつつ微小流量の液体を長時間に亘って連続的に供給することができる。請求項10および17の発明では、圧力制御により、2つの可変容器の圧縮の切替時に生じる流量変動を容易に抑制することができる。   According to the ninth and sixteenth aspects of the present invention, a minute flow rate of liquid can be continuously supplied over a long period of time while accurately controlling the flow rate. According to the tenth and seventeenth aspects of the present invention, the flow rate fluctuation that occurs when the compression of the two variable containers is switched can be easily suppressed by the pressure control.

請求項11の発明では、高い精度にて安定して流量の測定を行うことができる。   In the invention of claim 11, the flow rate can be stably measured with high accuracy.

請求項13および14の発明では、第2液体が所望の濃度にて混合された処理液により基板を処理することができる。   In the inventions according to claims 13 and 14, the substrate can be processed with the processing liquid in which the second liquid is mixed at a desired concentration.

図1は、本発明の第1の実施の形態に係る液体供給装置1の構成を示す図である。液体供給装置1は、液体が流れる流路11、流路11の上流側に接続されて液体が貯溜される液体供給源12、液体供給源12の下流側に配置されて液体供給源12からの液体を貯溜するとともに流路11の下流側に液体を送出するポンプ機構13、ポンプ機構13の下流側に配置されて流路11を流れる液体の単位時間当たりの流量を測定する差圧式の流量計14、および、これらの機構を制御する制御部15を備える。流路11上には、液体供給源12とポンプ機構13との間に第1フィルタ111および第1チェックバルブ112が設けられ、ポンプ機構13と流量計14との間に第2チェックバルブ113が設けられ、さらに、流量計14の下流側に圧力調整用チューブ147および第2フィルタ114が設けられる。なお、図1では、断面の平行斜線を省略している。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a liquid supply apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention. The liquid supply apparatus 1 includes a flow path 11 through which liquid flows, a liquid supply source 12 that is connected to the upstream side of the flow path 11 and stores liquid, and is disposed on the downstream side of the liquid supply source 12. A pump mechanism 13 that stores liquid and delivers liquid to the downstream side of the flow path 11, a differential pressure type flow meter that is disposed on the downstream side of the pump mechanism 13 and measures the flow rate per unit time of the liquid flowing through the flow path 11 14 and a control unit 15 for controlling these mechanisms. On the flow path 11, a first filter 111 and a first check valve 112 are provided between the liquid supply source 12 and the pump mechanism 13, and a second check valve 113 is provided between the pump mechanism 13 and the flow meter 14. Further, a pressure adjusting tube 147 and a second filter 114 are provided downstream of the flow meter 14. In FIG. 1, the parallel oblique lines in the cross section are omitted.

液体供給源12は、接液部がフッ素樹脂(例えば、PTFE(ポリテトラフロロエチレン))により被覆されたボトルであり、大気開放されている。液体供給源12には塩酸やフッ酸等の原液が貯溜されており、これらの原液は流路11を介してポンプ機構13に供給される。第1フィルタ111は、例えば、PTFEにより形成されており、第1フィルタ111によりポンプ機構13に供給される液体からパーティクル等の不純物が除去される。第2フィルタ114も同様に、PTFE等のフッ素樹脂により形成されており、例えば、0.05μmのメッシュを有する。液体供給装置1では、第2フィルタ114により、液体供給装置1から他の装置等に供給される液体から不純物が除去される。   The liquid supply source 12 is a bottle whose liquid contact portion is covered with a fluororesin (for example, PTFE (polytetrafluoroethylene)), and is open to the atmosphere. Stock solutions such as hydrochloric acid and hydrofluoric acid are stored in the liquid supply source 12, and these stock solutions are supplied to the pump mechanism 13 via the flow path 11. The first filter 111 is formed of, for example, PTFE, and impurities such as particles are removed from the liquid supplied to the pump mechanism 13 by the first filter 111. Similarly, the second filter 114 is made of a fluororesin such as PTFE and has, for example, a 0.05 μm mesh. In the liquid supply device 1, impurities are removed from the liquid supplied from the liquid supply device 1 to other devices by the second filter 114.

第1チェックバルブ112および第2チェックバルブ113は、例えば、全体がPFA(パーフロロアルキルビニルエーテル)により形成されており、各チェックバルブの下流側から上流側へと液体が逆流することを防止する。第1チェックバルブ112および第2チェックバルブ113は、フッ素樹脂製の外筒部内にサファイアボールおよびサファイアバルブシートが設けられた構造を有するものとされてもよい。   The first check valve 112 and the second check valve 113 are, for example, entirely made of PFA (perfluoroalkyl vinyl ether) and prevent the liquid from flowing backward from the downstream side to the upstream side of each check valve. The first check valve 112 and the second check valve 113 may have a structure in which a sapphire ball and a sapphire valve seat are provided in an outer cylindrical portion made of a fluororesin.

液体供給源12の接液部、第1フィルタ111および第2フィルタ114、並びに、第1チェックバルブ112および第2チェックバルブ113は、フッ素樹脂等により形成されているため、様々な種類の液体に対して高い耐久性(主に、耐蝕性)を有する。圧力調整用チューブ147については、流量計14の詳細な説明と併せて後述する。   The liquid contact portion of the liquid supply source 12, the first filter 111 and the second filter 114, and the first check valve 112 and the second check valve 113 are made of fluororesin or the like. On the other hand, it has high durability (mainly corrosion resistance). The pressure adjusting tube 147 will be described later together with the detailed description of the flow meter 14.

ポンプ機構13は、変形可能な樹脂製の可変容器131、略円筒状の可変容器131を内部に収容する略円筒状の耐圧容器132、並びに、耐圧容器132内にエアを供給または排出して耐圧容器132と可変容器131との間の圧力を調整する電空レギュレータ133およびエジェクタ134を備える。可変容器131は、第1チェックバルブ112および第2チェックバルブ113の間において流路11に接続される。また、電空レギュレータ133およびエジェクタ134はそれぞれ、エア弁1331,1341を介して耐圧容器132に接続される。   The pump mechanism 13 includes a deformable resin variable container 131, a substantially cylindrical pressure-resistant container 132 that accommodates the substantially cylindrical variable container 131 therein, and air is supplied to or discharged from the pressure-resistant container 132. An electropneumatic regulator 133 and an ejector 134 that adjust the pressure between the container 132 and the variable container 131 are provided. The variable container 131 is connected to the flow path 11 between the first check valve 112 and the second check valve 113. In addition, the electropneumatic regulator 133 and the ejector 134 are connected to the pressure vessel 132 via air valves 1331 and 1341, respectively.

可変容器131は、ベローズ1311をその一部として備える。可変容器131の材料としては、PTFE、PFA、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)、PCTFE(ポリクロロトリフロロエチレン)、ETFE(エチレンテトラフロロエチレン)、FEP(フロリネイテッドエチレンプロピレン)等があり、取り扱う液体の種類等に基づいて可変容器131の材質が決定される。本実施の形態では、可変容器131はPFA等のフッ素樹脂により形成される。耐圧容器132は通常、可変容器131内に貯溜される液体と接することはないため、可変容器131よりも液体に対する耐久性がやや低い塩化ビニル等により形成されてよい。   The variable container 131 includes a bellows 1311 as a part thereof. The material of the variable container 131 includes PTFE, PFA, PEEK (polyether ether ketone), PCTFE (polychlorotrifluoroethylene), ETFE (ethylene tetrafluoroethylene), FEP (fluorinated ethylene propylene), and the like. The material of the variable container 131 is determined based on the type of liquid. In the present embodiment, the variable container 131 is formed of a fluororesin such as PFA. Since the pressure resistant container 132 does not normally come into contact with the liquid stored in the variable container 131, the pressure resistant container 132 may be formed of vinyl chloride or the like having a slightly lower durability against the liquid than the variable container 131.

電空レギュレータ133は、外部の圧縮空気供給源に接続される加圧のためのエアの流入口、圧力開放のための流出口、および、耐圧容器132の内部に接続されて耐圧容器132と可変容器131との間の圧力を調整するための出力口を備え、制御部15のフィードバックコントローラ151から与えられる電気信号に基づいて(例えば、入力電流等に比例して)、指示された圧力に一致するように耐圧容器132と可変容器131との間の圧力を無段階かつ連続的に制御する。電空レギュレータ133により耐圧容器132内の圧力が制御される際には、制御部15のシーケンスコントローラ152により駆動される電磁弁1332によりエア弁1331が開放される。   The electropneumatic regulator 133 is connected to an external compressed air supply source, an air inlet for pressurization, an outlet for pressure release, and an inside of the pressure vessel 132 and is variable from the pressure vessel 132. It has an output port for adjusting the pressure between the container 131 and matches the instructed pressure based on an electric signal given from the feedback controller 151 of the control unit 15 (for example, in proportion to the input current or the like). Thus, the pressure between the pressure vessel 132 and the variable vessel 131 is continuously and continuously controlled. When the pressure in the pressure vessel 132 is controlled by the electropneumatic regulator 133, the air valve 1331 is opened by the electromagnetic valve 1332 driven by the sequence controller 152 of the control unit 15.

エジェクタ134は、レギュレータ1343およびエア弁1344を介して外部の圧縮空気供給源と接続されており、エジェクタ134により耐圧容器132内のエアが排出される際には、シーケンスコントローラ152により駆動される電磁弁1342,1345によりエア弁1341,1344が開放され、圧縮空気供給源からのエアがエジェクタ134から高速度にて流出することにより、耐圧容器132内のエアがエジェクタ134を介して排出される。なお、ポンプ機構13では、エア弁1331,1341,1344に代えて電磁弁が用いられてもよい。   The ejector 134 is connected to an external compressed air supply source via a regulator 1343 and an air valve 1344. When the air in the pressure vessel 132 is discharged by the ejector 134, the ejector 134 is driven by the sequence controller 152. The air valves 1341 and 1344 are opened by the valves 1342 and 1345, and the air from the compressed air supply source flows out of the ejector 134 at a high speed, whereby the air in the pressure-resistant container 132 is discharged through the ejector 134. In the pump mechanism 13, electromagnetic valves may be used instead of the air valves 1331, 1341, 1344.

図2および図3は、ポンプ機構13の可変容器131および耐圧容器132近傍を拡大して示す図である。図2および図3はそれぞれ、可変容器131が伸張および圧縮された状態示す。ポンプ機構13では、ベローズ1311を有する可変容器131の上端部1312が耐圧容器132に固定されており、下端部1313が自由端とされる。   2 and 3 are enlarged views showing the vicinity of the variable container 131 and the pressure container 132 of the pump mechanism 13. 2 and 3 show the variable container 131 in an expanded and compressed state, respectively. In the pump mechanism 13, the upper end portion 1312 of the variable container 131 having the bellows 1311 is fixed to the pressure resistant container 132, and the lower end portion 1313 is a free end.

ポンプ機構13では、電空レギュレータ133(図1参照)により、耐圧容器132の底部(すなわち、可変容器131の下端部1313と対向する側の部位)から耐圧容器132内にエアが供給されて可変容器131に圧力を加えられることにより、図2に示す状態(以下、「伸張状態」という。)から可変容器131が圧縮されて図3に示す状態(以下、「圧縮状態」という。)へと徐々に変形する。このように、可変容器131に圧力を加えて容積を減少させることにより、可変容器131内の液体が流路11に送出される。可変容器131から送出された液体は、チェックバルブ112により液体供給源12側(すなわち、上流側)に流れることが防止され、チェックバルブ113を介して流量計14側(すなわち、下流側)へと流れる。   In the pump mechanism 13, the electropneumatic regulator 133 (see FIG. 1) supplies air from the bottom of the pressure-resistant container 132 (that is, the portion facing the lower end 1313 of the variable container 131) into the pressure-resistant container 132 and is variable. By applying pressure to the container 131, the variable container 131 is compressed from the state shown in FIG. 2 (hereinafter referred to as “extended state”) to the state shown in FIG. 3 (hereinafter referred to as “compressed state”). Deforms gradually. In this way, by applying pressure to the variable container 131 to reduce the volume, the liquid in the variable container 131 is sent to the flow path 11. The liquid delivered from the variable container 131 is prevented from flowing to the liquid supply source 12 side (that is, the upstream side) by the check valve 112, and flows to the flow meter 14 side (that is, the downstream side) via the check valve 113. Flowing.

また、ポンプ機構13では、エジェクタ134(図1参照)により、耐圧容器132の底部から耐圧容器132内のエアが排出されて耐圧容器132内が負圧へと減圧されることにより、可変容器131が図3に示す圧縮状態から図2に示す伸張状態へと徐々に変形する。このように、可変容器131を伸張して容積を増大させることにより、流路11およびチェックバルブ112を介して液体供給源12から液体が吸引されて可変容器131に流入し、可変容器131に貯溜される。このとき、チェックバルブ113により、ポンプ機構13よりも下流側から液体が吸引されることが防止される。   In the pump mechanism 13, the ejector 134 (see FIG. 1) discharges air in the pressure vessel 132 from the bottom of the pressure vessel 132, and the pressure vessel 132 is decompressed to a negative pressure, whereby the variable vessel 131. Gradually deforms from the compressed state shown in FIG. 3 to the expanded state shown in FIG. Thus, by expanding the variable container 131 to increase the volume, the liquid is sucked from the liquid supply source 12 via the flow path 11 and the check valve 112 and flows into the variable container 131, and is stored in the variable container 131. Is done. At this time, the check valve 113 prevents the liquid from being sucked from the downstream side of the pump mechanism 13.

ポンプ機構13では、可変容器131と耐圧容器132との間の空間、すなわち、電空レギュレータ133による圧力制御の対象となる空間の体積が小さくされることにより、液体供給源12から可変容器131への液体の吸引、および、可変容器131からの液体の送出の応答性を高めることができる。   In the pump mechanism 13, the volume of the space between the variable container 131 and the pressure-resistant container 132, that is, the space subject to pressure control by the electropneumatic regulator 133 is reduced, so that the liquid supply source 12 changes to the variable container 131. It is possible to enhance the responsiveness of the suction of the liquid and the delivery of the liquid from the variable container 131.

図2および図3に示すように、ポンプ機構13は、可変容器131の自由端である下端部1313の耐圧容器132に対する変位を検出する変位センサ135、および、万一可変容器131からの液体の漏出があった場合にこれを検出する漏液センサ136を備える。   As shown in FIGS. 2 and 3, the pump mechanism 13 includes a displacement sensor 135 that detects the displacement of the lower end portion 1313 that is a free end of the variable container 131 with respect to the pressure resistant container 132, and the liquid from the variable container 131 should be A liquid leakage sensor 136 is provided to detect this when there is leakage.

変位センサ135は、耐圧容器132の側面(すなわち、ベローズ1311の伸張および圧縮方向に平行な面)において、図2に示す伸張状態の可変容器131を挟んで互いに対向する光出射部1351および受光部1352を2組備える。ベローズ1311の伸張および圧縮方向における光出射部1351および受光部1352の取付位置は、1組は、伸張状態の可変容器131の下端部1313とほぼ同じであり、もう1組は、図3に示す圧縮状態の可変容器131の下端部1313よりも僅かに耐圧容器132の底部側とされる。   The displacement sensor 135 includes a light emitting unit 1351 and a light receiving unit which are opposed to each other with the variable container 131 in an expanded state shown in FIG. Two sets of 1352 are provided. As for the attachment position of the light emitting part 1351 and the light receiving part 1352 in the extension and compression directions of the bellows 1311, one set is substantially the same as the lower end part 1313 of the variable container 131 in the extended state, and the other set is shown in FIG. The pressure container 132 is slightly below the bottom end 1313 of the variable container 131 in the compressed state.

ポンプ機構13では、図2に示すように可変容器131が伸張状態である場合、2つの光出射部1351からの光が可変容器131に遮られ、変位センサ135により可変容器131が伸張状態であると判断される。また、図3に示すように可変容器131が圧縮状態である場合、2つの光出射部1351からの光が耐圧容器132の内部を通過して受光部1352に受け付けられ、変位センサ135により可変容器131が圧縮状態であると判断される。耐圧容器132の底部側の光出射部1351からの光が対向する受光部1352により受け付けられ、もう1つの光出射部1351からの光が受光部1352に届かない場合は、変位センサ135により可変容器131の状態が図2および図3に示す状態の中間であると判断される。   In the pump mechanism 13, when the variable container 131 is in the extended state as shown in FIG. 2, the light from the two light emitting portions 1351 is blocked by the variable container 131, and the variable container 131 is in the extended state by the displacement sensor 135. It is judged. Further, as shown in FIG. 3, when the variable container 131 is in a compressed state, light from the two light emitting units 1351 passes through the inside of the pressure-resistant container 132 and is received by the light receiving unit 1352, and the variable sensor 131 receives the variable container 131. It is determined that 131 is in a compressed state. When the light from the light emitting unit 1351 on the bottom side of the pressure vessel 132 is received by the opposing light receiving unit 1352 and the light from the other light emitting unit 1351 does not reach the light receiving unit 1352, the displacement sensor 135 can change the variable container. It is determined that the state 131 is intermediate between the states shown in FIGS.

漏液センサ136は1対の電極1361を備え、1対の電極1361は、耐圧容器132の内側の底部に設けられた溝1321の底部に配置される。ポンプ機構13では、可変容器131から液体が漏出した場合、漏出した液体が耐圧容器132の底部において溝1321に溜まり、1対の電極1361が溝1321内の液体(電解液)を介して互いに電気的に接続される。そして、漏液センサ136により1対の電極1361間の導通が検出されることにより、可変容器131からの液体の漏出が検知される。   The leak sensor 136 includes a pair of electrodes 1361, and the pair of electrodes 1361 is disposed at the bottom of a groove 1321 provided at the bottom inside the pressure vessel 132. In the pump mechanism 13, when liquid leaks from the variable container 131, the leaked liquid accumulates in the groove 1321 at the bottom of the pressure-resistant container 132, and the pair of electrodes 1361 are electrically connected to each other via the liquid (electrolyte) in the groove 1321. Connected. Then, the leakage of the liquid from the variable container 131 is detected by detecting the continuity between the pair of electrodes 1361 by the liquid leakage sensor 136.

図4および図5は、流量計14の構成を示す正面図および平面図である。図4および図5に示すように、流量計14は、流路11(図1参照)の一部として設けられた圧損部である円管状の圧損チューブ143、圧損チューブ143が取り付けられるチューブベース144、ポンプ機構13(図1参照)と圧損チューブ143との間(図4および図5中の左側)に配置されて圧損チューブ143に流入する液体の圧力を計測する第1圧力計141、圧損チューブ143の下流側に配置されて圧損チューブ143から流出する液体の圧力を計測する第2圧力計142を備え、さらに、図4に示すように、情報を記憶する記憶部145、および、種々の演算を行う演算部146を備える。   4 and 5 are a front view and a plan view showing the configuration of the flow meter 14, respectively. As shown in FIGS. 4 and 5, the flow meter 14 includes a tubular pressure loss tube 143 that is a pressure loss portion provided as a part of the flow path 11 (see FIG. 1), and a tube base 144 to which the pressure loss tube 143 is attached. The first pressure gauge 141 that is disposed between the pump mechanism 13 (see FIG. 1) and the pressure loss tube 143 (left side in FIGS. 4 and 5) and measures the pressure of the liquid flowing into the pressure loss tube 143, the pressure loss tube 2 is provided with a second pressure gauge 142 that measures the pressure of the liquid flowing out from the pressure drop tube 143, and further, as shown in FIG. 4, a storage unit 145 that stores information, and various calculations The calculating part 146 which performs is provided.

圧損チューブ143は樹脂製であり、様々な種類の液体に対して高い耐久性(主に、耐蝕性)を有する。また、圧損チューブ143は可撓性を有し、図4に示すように、チューブベース144の上側でコイル状に整形されている。圧損チューブ143の材料としては、PEEK、PTFE、PCTFE、PFA、ETFE、FEP等があり、測定対象の液体の種類や圧損チューブ143の内径等に基づいて圧損チューブ143の材質が決定される。本実施の形態では、圧損チューブ143はPFA製とされる。   The pressure loss tube 143 is made of resin and has high durability (mainly corrosion resistance) against various kinds of liquids. Further, the pressure loss tube 143 has flexibility, and is shaped in a coil shape on the upper side of the tube base 144 as shown in FIG. The material of the pressure loss tube 143 includes PEEK, PTFE, PCTFE, PFA, ETFE, FEP, and the like. The material of the pressure loss tube 143 is determined based on the type of liquid to be measured, the inner diameter of the pressure loss tube 143, and the like. In the present embodiment, the pressure loss tube 143 is made of PFA.

圧損チューブ143の内径は、流量計14の測定流量の上限値に基づき、圧損チューブ143内の液体の流れのレイノルズ数が2000以下となるように決定される。レイノルズ数とは流れの性質(すなわち、流れが層流であるか乱流であるか)を表す無次元数であり、レイノルズ数が臨界レイノルズ数(約2000〜2300)より小さい場合に流れが層流となる。円管状の圧損チューブ143のレイノルズ数Reは、圧損チューブ143の内径をD(m)として数1のように表される。   The inner diameter of the pressure drop tube 143 is determined based on the upper limit value of the flow rate measured by the flow meter 14 so that the Reynolds number of the liquid flow in the pressure drop tube 143 is 2000 or less. The Reynolds number is a dimensionless number representing the nature of the flow (i.e., whether the flow is laminar or turbulent). When the Reynolds number is smaller than the critical Reynolds number (about 2000 to 2300), the flow is laminar. It becomes a flow. The Reynolds number Re of the tubular pressure loss tube 143 is expressed by the following equation 1 where the inner diameter of the pressure loss tube 143 is D (m).

Figure 0004437744
Figure 0004437744

ここで、ρおよびμは圧損チューブ143内を流れる液体の密度(kg/m)および粘性係数(N・s/m)を示し、Uは圧損チューブ143の長手方向に垂直な断面における液体の平均流速(m/s)、Qは液体の流量(m/s)を示す。 Here, ρ and μ indicate the density (kg / m 3 ) and viscosity coefficient (N · s / m 2 ) of the liquid flowing in the pressure drop tube 143, and U is the liquid in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the pressure drop tube 143. Mean flow velocity (m / s), Q represents the flow rate of liquid (m 3 / s).

流量計14では、測定範囲内におけるレイノルズ数の最大値(すなわち、測定流量の上限におけるレイノルズ数)が2000以下とされて圧損チューブ143内において層流が形成される。このため、液体の流れが十分に発達する(すなわち、圧損チューブ143の断面内における流れの速度分布が静定する)までに要する助走距離X(m)は、レイノルズ数Reおよび圧損チューブ143の内径D(m)を用いて、ブジネスク(Boussinesq)の理論式として数2のように表される。   In the flow meter 14, the maximum value of the Reynolds number within the measurement range (that is, the Reynolds number at the upper limit of the measurement flow rate) is 2000 or less, and a laminar flow is formed in the pressure loss tube 143. Therefore, the run-up distance X (m) required until the liquid flow sufficiently develops (that is, the flow velocity distribution in the cross section of the pressure loss tube 143 is stabilized) is the Reynolds number Re and the inner diameter of the pressure loss tube 143. Using D (m), it is expressed as Equation 2 as a theoretical formula of Bousinesque.

Figure 0004437744
Figure 0004437744

圧損チューブ143の長さは、レイノルズ数が2000である場合であっても助走距離よりも長くなるように、内径の130倍以上とされることが好ましい。圧損チューブ143の長さは、圧損チューブ143において要求される圧力損失の大きさ(すなわち、圧損チューブ143の両端における差圧)により決定され、また、圧損チューブ143の外径は、樹脂製の圧損チューブ143の機械的強度を確保するために、内径の1.5倍以上とされる。   The length of the pressure loss tube 143 is preferably set to be 130 times or more of the inner diameter so as to be longer than the run-up distance even when the Reynolds number is 2000. The length of the pressure loss tube 143 is determined by the magnitude of the pressure loss required in the pressure loss tube 143 (that is, the differential pressure at both ends of the pressure loss tube 143), and the outer diameter of the pressure loss tube 143 is the pressure loss made of resin. In order to ensure the mechanical strength of the tube 143, the inner diameter is 1.5 times or more.

チューブベース144は樹脂製(例えば、フッ素樹脂であるPTFE製)のブロックであり、内部にL字状および逆L字状の流路を有する。図4に示すように、チューブベース144の上面には、圧損チューブ143の両端が樹脂製のチューブフィッティングを介して着脱可能に取り付けられる。チューブフィッティングとしては、液体クロマトグラフィ等に利用される種々の小径フィッティングが利用可能である。チューブベース144の内部の流路、圧損チューブ143、並びに、後述する第1圧力計141および第2圧力計142の内部の流路および受圧室1411,1421は、液体供給装置1の流路11の一部でもある。   The tube base 144 is a block made of resin (for example, made of PTFE, which is a fluororesin), and has L-shaped and inverted L-shaped flow paths inside. As shown in FIG. 4, both ends of the pressure drop tube 143 are detachably attached to the upper surface of the tube base 144 through a resin tube fitting. As the tube fitting, various small diameter fittings used for liquid chromatography and the like can be used. The flow path inside the tube base 144, the pressure drop tube 143, the flow paths inside the first pressure gauge 141 and the second pressure gauge 142, which will be described later, and the pressure receiving chambers 1411 and 1421 are provided in the flow path 11 of the liquid supply apparatus 1. There are also some.

図4および図5に示すように、第1圧力計141および第2圧力計142は、高さが低いため液体注入時のエア抜きが容易な(いわゆる、エア抜け性が良好な)略円筒状の受圧室1411,1421を備え、図4に示すように、受圧室1411,1421に設けられる接液部1412,1422は樹脂製(例えば、フッ素樹脂であるPTFE製)とされる。第1圧力計141および第2圧力計142では、内部の流路および受圧室1411,1421が枝分かれすることなく接続されているため、液体の滞留が防止される。また、第1圧力計141および第2圧力計142の内部の流路の両端部は、接続が容易な継ぎ手構造とされる。本実施の形態では、第1圧力計141および第2圧力計142の計測範囲は、0〜0.2MPa(メガパスカル)とされる。   As shown in FIGS. 4 and 5, the first pressure gauge 141 and the second pressure gauge 142 have a substantially cylindrical shape that is easy to vent when liquid is injected because of its low height (so-called air bleedability is good). 4 and the wetted parts 1412 and 1422 provided in the pressure receiving chambers 1411 and 1421 are made of resin (for example, made of PTFE which is a fluororesin). In the first pressure gauge 141 and the second pressure gauge 142, the internal flow path and the pressure receiving chambers 1411 and 1421 are connected without branching, so that liquid retention is prevented. In addition, both ends of the flow paths inside the first pressure gauge 141 and the second pressure gauge 142 have a joint structure that can be easily connected. In the present embodiment, the measurement range of the first pressure gauge 141 and the second pressure gauge 142 is 0 to 0.2 MPa (megapascal).

流量計14では、上流側から第1圧力計141に継続的に流入する液体が、第1圧力計141、チューブベース144および圧損チューブ143、並びに、第2圧力計142を順次通過して下流側へと流出する。そして、流量計14内を液体が流れ続けている間、継続的に液体の流量が測定される。以下、流量計14による液体の流量測定の流れについて説明する。   In the flow meter 14, the liquid that continuously flows into the first pressure gauge 141 from the upstream side sequentially passes through the first pressure gauge 141, the tube base 144, the pressure loss tube 143, and the second pressure gauge 142, and flows downstream. Spill into. Then, while the liquid continues to flow in the flow meter 14, the flow rate of the liquid is continuously measured. Hereinafter, the flow of liquid flow measurement by the flow meter 14 will be described.

流量計14では、液体が流れ続けている間、第1圧力計141により圧損チューブ143に流入する液体の圧力が計測され、第2圧力計142により圧損チューブ143から流出する液体の圧力が計測される。そして、第1圧力計141および第2圧力計142からの出力(例えば、両圧力計にて4〜20mA(ミリアンペア)の電気信号として取り込まれた圧力計測値)が演算部146の減算器1461に送られ、減算器1461において第1圧力計141の出力から第2圧力計142の出力が引かれて圧損チューブ143の両端における差圧が求められる。   In the flow meter 14, while the liquid continues to flow, the pressure of the liquid flowing into the pressure drop tube 143 is measured by the first pressure gauge 141, and the pressure of the liquid flowing out of the pressure drop tube 143 is measured by the second pressure gauge 142. The Then, outputs from the first pressure gauge 141 and the second pressure gauge 142 (for example, a pressure measurement value taken as an electric signal of 4 to 20 mA (milliampere) by both pressure gauges) are supplied to a subtracter 1461 of the calculation unit 146. Then, the subtracter 1461 subtracts the output of the second pressure gauge 142 from the output of the first pressure gauge 141 to obtain the differential pressure at both ends of the pressure loss tube 143.

図6は、圧損チューブ143の両端における差圧と圧損チューブ143を流れる液体の流量との関係(以下、「流量情報」という。)を示す図である。図6に示すように、流量計14では、差圧と流量とはほぼ比例関係にある。なお、圧損チューブ143内の流れはレイノルズ数2000以下の層流であるため、理論上は差圧と流量とは正比例するはずであるが、完全には比例しない理由は、圧損チューブ143の両端近傍における流れの影響、および、圧損チューブ143内面の表面状態等によるものと考えられる。   FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the differential pressure at both ends of the pressure loss tube 143 and the flow rate of the liquid flowing through the pressure loss tube 143 (hereinafter referred to as “flow rate information”). As shown in FIG. 6, in the flow meter 14, the differential pressure and the flow rate are in a substantially proportional relationship. Since the flow in the pressure loss tube 143 is a laminar flow having a Reynolds number of 2000 or less, the differential pressure and the flow rate should theoretically be directly proportional, but the reason for not being completely proportional is the vicinity of both ends of the pressure loss tube 143 This is considered to be due to the influence of the flow and the surface condition of the inner surface of the pressure loss tube 143.

流量情報は、流量計14が液体供給装置1に取り付けられる前に、以下の方法により予め求められる。まず、第1圧力計141の上流側にシリンジポンプが取り付けられ、一定の吐出量にて液体(好ましくは、純水)が注入される。注入された液体は、第1圧力計141、チューブベース144および圧損チューブ143、並びに、第2圧力計142を通過して流出し、第1圧力計141および第2圧力計142では、液体の通過時における圧力が計測されて差圧が求められる。そして、所定時間の経過後、流量計14から流出した液体の重量が計測され、差圧に対応する流量が求められる。その後、シリンジポンプの吐出量を変更して差圧および流量の計測を繰り返すことにより、図6に示す流量情報が求められる。このようにして求められた流量情報は、流量計14が実際に使用される前に、記憶部145に記憶される。   The flow rate information is obtained in advance by the following method before the flow meter 14 is attached to the liquid supply apparatus 1. First, a syringe pump is attached to the upstream side of the first pressure gauge 141, and a liquid (preferably pure water) is injected at a constant discharge amount. The injected liquid flows out through the first pressure gauge 141, the tube base 144 and the pressure drop tube 143, and the second pressure gauge 142, and the first pressure gauge 141 and the second pressure gauge 142 pass the liquid. The pressure at that time is measured to determine the differential pressure. Then, after a predetermined time has elapsed, the weight of the liquid flowing out of the flow meter 14 is measured, and a flow rate corresponding to the differential pressure is obtained. Thereafter, the flow rate information shown in FIG. 6 is obtained by changing the discharge amount of the syringe pump and repeating the measurement of the differential pressure and the flow rate. The flow rate information obtained in this way is stored in the storage unit 145 before the flow meter 14 is actually used.

図4に示す流量計14では、減算器1461により求められた圧損チューブ143の両端における差圧が、例えば、0〜5Vの電気信号としてリニアライザ1462に送られ、また、記憶部145に予め記憶された流量情報がリニアライザ1462により読み出される。リニアライザ1462では、差圧および流量情報に基づいて圧損チューブ143を流れる液体の単位時間当たりの流量が自動的に求められる。なお、記憶部145に記憶される流量情報は、例えば、表形式であってもよく、近似式であってもよい。   In the flow meter 14 shown in FIG. 4, the differential pressure at both ends of the pressure loss tube 143 obtained by the subtractor 1461 is sent to the linearizer 1462 as an electric signal of 0 to 5 V, for example, and stored in the storage unit 145 in advance. The flow rate information is read by the linearizer 1462. In the linearizer 1462, the flow rate per unit time of the liquid flowing through the pressure drop tube 143 is automatically obtained based on the differential pressure and flow rate information. The flow rate information stored in the storage unit 145 may be, for example, a table format or an approximate expression.

図1に示すように、流量計14と第2フィルタ114との間には、既述の圧力調整用チューブ147が設けられている。圧力調整用チューブ147は、圧損チューブ143と同様に、様々な種類の液体に対して高い耐久性を有する樹脂製であり、また、可撓性を有し、コイル状に整形されている。   As shown in FIG. 1, the aforementioned pressure adjusting tube 147 is provided between the flow meter 14 and the second filter 114. Similar to the pressure drop tube 143, the pressure adjusting tube 147 is made of a resin having high durability against various types of liquids, has flexibility, and is shaped into a coil shape.

液体供給装置1では、流量計14から流出した液体が第2フィルタ114を介して他の装置等に供給される前に、圧力調整用チューブ147を通過させることにより液体の圧力を相対的に低下させている。このため、液体供給装置1から供給される液体に要求される供給時の圧力が大気圧にほぼ等しい(すなわち、大気開放に近い)場合であっても、流量計14の第2圧力計142における計測圧力(すなわち、大気圧との差圧)が、計測精度が低くなるゼロ近傍となることを避けることができる。その結果、流量計14における流量の測定精度を向上することができる。流量の測定精度向上の観点からは、圧力調整用チューブ147の長さは、例えば、第2圧力計142により計測される圧力の最低値が、第2圧力計142の計測範囲の下限側から10%以上の範囲(本実施の形態では、20kPa以上)となるよう決定されることが好ましい。   In the liquid supply device 1, the liquid flowing out of the flow meter 14 is relatively lowered by passing through the pressure adjusting tube 147 before being supplied to another device or the like via the second filter 114. I am letting. For this reason, in the second pressure gauge 142 of the flow meter 14, even when the supply pressure required for the liquid supplied from the liquid supply apparatus 1 is substantially equal to the atmospheric pressure (that is, close to atmospheric release). It is possible to avoid the measurement pressure (that is, the differential pressure from the atmospheric pressure) from being near zero where the measurement accuracy is low. As a result, the measurement accuracy of the flow rate in the flow meter 14 can be improved. From the viewpoint of improving the measurement accuracy of the flow rate, the length of the pressure adjusting tube 147 is set such that, for example, the minimum value of the pressure measured by the second pressure gauge 142 is 10 from the lower limit side of the measurement range of the second pressure gauge 142. % Is preferably determined to be in the range of 20% or more (in this embodiment, 20 kPa or more).

次に、液体供給装置1による液体の供給の流れについて図7を参照して説明する。液体供給装置1により液体が供給される際には、まず、準備作業として、ポンプ機構13および流路11への液体の充填作業が、作業者の操作により行われる。充填作業に際しては、流路11の下流側の端部がドレンに接続される。   Next, the flow of liquid supply by the liquid supply apparatus 1 will be described with reference to FIG. When the liquid is supplied by the liquid supply device 1, first, as a preparatory work, a liquid filling operation to the pump mechanism 13 and the flow path 11 is performed by an operator's operation. During the filling operation, the downstream end of the flow path 11 is connected to the drain.

そして、図1に示す制御部15のシーケンスコントローラ152により、ポンプ機構13のエア弁1331が閉じられ、エア弁1341,1344が開放されることにより、可変容器131と耐圧容器132との間のエアがエジェクタ134により排出されて耐圧容器132内の減圧が開始される。これにより、予め圧縮状態(図3参照)とされていた可変容器131が伸張され、液体供給源12から液体が吸引されて可変容器131へと供給され、可変容器131に貯溜される。そして、変位センサ135(図2参照)により可変容器131が伸張状態(図2参照)となったことが検出されると、エア弁1341,1344が閉じられて可変容器131への液体の供給が停止される(ステップS11)。本実施の形態では、1回の伸張により可変容器131に供給される液体の量は30mlであり、伸張状態における可変容器131の容積は100mlである。   1, the air valve 1331 of the pump mechanism 13 is closed and the air valves 1341 and 1344 are opened by the sequence controller 152 of the control unit 15 shown in FIG. Is discharged by the ejector 134 and pressure reduction in the pressure vessel 132 is started. As a result, the variable container 131 that has been in a compressed state (see FIG. 3) is expanded, the liquid is sucked from the liquid supply source 12, supplied to the variable container 131, and stored in the variable container 131. When it is detected by the displacement sensor 135 (see FIG. 2) that the variable container 131 is in the extended state (see FIG. 2), the air valves 1341 and 1344 are closed to supply the liquid to the variable container 131. Stopped (step S11). In the present embodiment, the amount of liquid supplied to the variable container 131 by one extension is 30 ml, and the volume of the variable container 131 in the extended state is 100 ml.

続いて、可変容器131および流路11にエアが残存しているか否かが作業者により確認され(ステップS12)、エアが残存している場合には、シーケンスコントローラ152によりエア弁1331が開放され、電空レギュレータ133による可変容器131と耐圧容器132との間へのエアの供給が開始されて耐圧容器132内の圧力(すなわち、可変容器131の周囲の圧力)が増大する。これにより、可変容器131が圧縮されて可変容器131および流路11内のエアが、流路11の下流側から液体供給装置1の外部へと排出される。   Subsequently, whether or not air remains in the variable container 131 and the flow path 11 is confirmed by the operator (step S12). If air remains, the air valve 1331 is opened by the sequence controller 152. Then, the supply of air between the variable vessel 131 and the pressure vessel 132 by the electropneumatic regulator 133 is started, and the pressure in the pressure vessel 132 (that is, the pressure around the variable vessel 131) increases. Thereby, the variable container 131 is compressed, and the air in the variable container 131 and the flow path 11 is discharged from the downstream side of the flow path 11 to the outside of the liquid supply apparatus 1.

そして、変位センサ135により可変容器131が圧縮状態となったことが検出されると、エア弁1331が閉じられて可変容器131および流路11からのエアの排出が停止され(ステップS121)、ステップS11に戻って可変容器131への液体の供給が再度行われる。液体供給装置1では、可変容器131および流路11からエアが完全に排出されて液体が充填されるまで、可変容器131への液体の供給、並びに、可変容器131および流路11からのエアの排出(ステップS11〜S121)が繰り返される。   When the displacement sensor 135 detects that the variable container 131 is in a compressed state, the air valve 1331 is closed, and the discharge of air from the variable container 131 and the flow path 11 is stopped (step S121). Returning to S11, the supply of the liquid to the variable container 131 is performed again. In the liquid supply apparatus 1, the supply of the liquid to the variable container 131 and the supply of the air from the variable container 131 and the flow path 11 until the air is completely discharged from the variable container 131 and the flow path 11 and the liquid is filled. The discharge (steps S11 to S121) is repeated.

可変容器131および流路11からエアが完全に排出されると(ステップS12)、流路11の下流側の端部が供給対象の装置等に接続され、ステップS121と同様に、電空レギュレータ133により耐圧容器132の内部にエアが供給されて可変容器131に圧力が加えられ、伸張状態の可変容器131が圧縮されることにより、可変容器131内に貯溜されている液体が流路11に送出されて他の装置等に供給される(ステップS13)。液体供給装置1では、ポンプ機構13による可変容器131からの液体の送出が行われている間、図8に示す流量制御が継続して行われる。次に、液体供給装置1による流量制御の流れについて説明する。   When the air is completely discharged from the variable container 131 and the flow path 11 (step S12), the downstream end of the flow path 11 is connected to the supply target device and the like, and the electropneumatic regulator 133 is the same as in step S121. As a result, air is supplied to the inside of the pressure resistant container 132, pressure is applied to the variable container 131, and the expanded variable container 131 is compressed, so that the liquid stored in the variable container 131 is sent to the flow path 11. And supplied to other devices (step S13). In the liquid supply apparatus 1, while the liquid is being sent from the variable container 131 by the pump mechanism 13, the flow control shown in FIG. 8 is continuously performed. Next, the flow of flow control by the liquid supply apparatus 1 will be described.

液体供給装置1では、ポンプ機構13から流路11への液体の送出が開始されると、ポンプ機構13の下流側に配置される流量計14により、流路11を流れる液体の単位時間当たりの流量が測定され、制御部15のフィードバックコントローラ151に送られる(ステップS131)。続いて、フィードバックコントローラ151により、流量計14により求められた測定流量が予め外部から入力されて設定された設定流量に等しいか否かが判断される(ステップS132)。   In the liquid supply apparatus 1, when the delivery of the liquid from the pump mechanism 13 to the flow path 11 is started, the flow meter 14 disposed on the downstream side of the pump mechanism 13 causes the liquid per unit time flowing through the flow path 11 to be per unit time. The flow rate is measured and sent to the feedback controller 151 of the control unit 15 (step S131). Subsequently, the feedback controller 151 determines whether or not the measured flow rate obtained by the flow meter 14 is equal to a set flow rate set in advance by inputting from the outside (step S132).

測定流量が設定流量と異なる場合には、流路11を流れる液体の単位時間当たりの流量が設定流量となるように、測定流量に基づいてフィードバックコントローラ151からポンプ機構13の電空レギュレータ133へと圧力指令値が電気信号として与えられ、可変容器131に加えられる圧力が制御される(ステップS133)。また、測定流量が設定流量と同じ場合には、可変容器131に加えられる圧力はそのまま維持される。本実施の形態では、フィードバックコントローラ151による制御方法として、PID制御が用いられる。また、フィードバックコントローラ151から電空レギュレータ133へと送られる電気信号は、4〜20mAの電流とされる。   When the measured flow rate is different from the set flow rate, from the feedback controller 151 to the electropneumatic regulator 133 of the pump mechanism 13 based on the measured flow rate so that the flow rate per unit time of the liquid flowing through the flow path 11 becomes the set flow rate. The pressure command value is given as an electrical signal, and the pressure applied to the variable container 131 is controlled (step S133). Further, when the measured flow rate is the same as the set flow rate, the pressure applied to the variable container 131 is maintained as it is. In the present embodiment, PID control is used as a control method by the feedback controller 151. The electric signal sent from the feedback controller 151 to the electropneumatic regulator 133 is a current of 4 to 20 mA.

ポンプ機構13では、可変容器131が圧縮されるにしたがい、可変容器131のベローズ1311による反発力(すなわち、圧縮を押し返そうとする力)が徐々に大きくなるため、通常、可変容器131と耐圧容器132との間の圧力を徐々に増大させるように電空レギュレータ133の制御が行われて測定流量が設定流量に等しくされる。   In the pump mechanism 13, as the variable container 131 is compressed, the repulsive force of the variable container 131 due to the bellows 1311 (that is, the force to push back the compression) gradually increases. The electropneumatic regulator 133 is controlled so as to gradually increase the pressure between the container 132 and the measured flow rate is made equal to the set flow rate.

液体供給装置1では、ポンプ機構13からの液体の送出が終了したか否かが判断され(ステップS134)、可変容器131からの液体の送出が行われている間、流量を測定して可変容器131に加えられる圧力を制御する工程(ステップS131〜S133)が繰り返される。このように、液体供給装置1では、流路11を流れる液体の流量が設定流量となるように流量制御が行われつつ他の装置等への液体の供給が行われる。そして、変位センサ135により可変容器131が圧縮状態となったことが検出されると、エア弁1331が閉じられて可変容器131から流路11への液体の送出が終了し(ステップS134)、流量計14による流量測定および制御部15による電空レギュレータ133の制御も終了して他の装置等への液体の供給が終了する。本実施の形態では、可変容器131の1回の圧縮による液体の供給量は30mlである。   In the liquid supply apparatus 1, it is determined whether or not the liquid delivery from the pump mechanism 13 has been completed (step S 134), and the flow rate is measured while the liquid delivery from the variable container 131 is being performed. The process of controlling the pressure applied to 131 (steps S131 to S133) is repeated. As described above, in the liquid supply apparatus 1, the liquid is supplied to other apparatuses and the like while the flow rate is controlled so that the flow rate of the liquid flowing through the flow path 11 becomes the set flow rate. When the displacement sensor 135 detects that the variable container 131 is in a compressed state, the air valve 1331 is closed to finish sending the liquid from the variable container 131 to the flow path 11 (step S134). The flow rate measurement by the meter 14 and the control of the electropneumatic regulator 133 by the control unit 15 are also finished, and the supply of the liquid to other devices and the like is finished. In the present embodiment, the liquid supply amount by one compression of the variable container 131 is 30 ml.

なお、図7では図示を省略しているが、液体供給装置1による液体の供給を繰り返す場合には、ステップS13の後にステップS11に戻り、再び可変容器131を伸張して液体供給源12から液体を吸引する。この場合、可変容器131が伸張状態となったときに、可変容器131および流路11にはエアが残存しておらず液体が充填されているため、可変容器131および流路11からエアを排出する行程(ステップS12,S121)が省略されて、ステップS11,S13が繰り返される。   Although not shown in FIG. 7, when the liquid supply by the liquid supply apparatus 1 is repeated, the process returns to step S11 after step S13, and the variable container 131 is expanded again to supply the liquid from the liquid supply source 12. Aspirate. In this case, when the variable container 131 is in the extended state, air does not remain in the variable container 131 and the flow path 11 and the liquid is filled, so that air is discharged from the variable container 131 and the flow path 11. The process (steps S12 and S121) to be performed is omitted, and steps S11 and S13 are repeated.

以上に説明したように、液体供給装置1では、ポンプ機構13の可変容器131に圧力が加えられて可変容器131内の液体が流路11に送出されている間、流量計14により流路11を流れる液体の単位時間当たりの流量が測定され、測定流量が設定流量となるように、可変容器131に加えられる圧力がフィードバックコントローラ151により制御される。液体供給装置1では、可変容器131に加えられる圧力を高精度に制御することにより、流量を精度良く制御しつつ微小流量の液体を供給することができる。   As described above, in the liquid supply apparatus 1, while the pressure is applied to the variable container 131 of the pump mechanism 13 and the liquid in the variable container 131 is sent to the flow path 11, the flow meter 11 causes the flow path 11 to flow. The pressure applied to the variable container 131 is controlled by the feedback controller 151 so that the flow rate per unit time of the liquid flowing through the liquid is measured and the measured flow rate becomes the set flow rate. In the liquid supply apparatus 1, by controlling the pressure applied to the variable container 131 with high accuracy, it is possible to supply a liquid with a minute flow rate while accurately controlling the flow rate.

また、液体供給装置1では、ポンプ機構13の可変容器131、および、流量計14の圧損チューブ143が、様々な液体に対する高い耐久性を有する樹脂製であり、その他の液体に接触する種々の構成もフッ素樹脂等の高耐久性材料により形成されているため、様々な種類の液体の供給を行うことができる。   Further, in the liquid supply apparatus 1, the variable container 131 of the pump mechanism 13 and the pressure drop tube 143 of the flow meter 14 are made of resin having high durability against various liquids, and have various configurations that come into contact with other liquids. In addition, since it is made of a highly durable material such as a fluororesin, various types of liquid can be supplied.

ポンプ機構13では、可変容器131がベローズ1311を備えているため、可変容器131の容積を容易に、すなわち、小さい力で変更することができる。また、可変容器131を圧縮する際にベローズ1311が全体として縮み、圧縮時の可変容器131の屈曲が一部分に集中することが防止されるため、ポンプ機構13の使用時における可変容器131の圧縮と伸張の繰り返しによる劣化を抑制することができる。   In the pump mechanism 13, since the variable container 131 includes the bellows 1311, the volume of the variable container 131 can be changed easily, that is, with a small force. Further, when the variable container 131 is compressed, the bellows 1311 is contracted as a whole, and the bending of the variable container 131 during the compression is prevented from being concentrated on a part. Therefore, the compression of the variable container 131 when the pump mechanism 13 is used. Deterioration due to repeated stretching can be suppressed.

また、ポンプ機構13では、可変容器131が収容された耐圧容器132内の圧力を電空レギュレータ133により調整することにより、耐圧容器132と可変容器131との間の圧力を応答性良く高精度に制御することができる。   In the pump mechanism 13, the pressure between the pressure vessel 132 and the variable vessel 131 is adjusted with high responsiveness and high accuracy by adjusting the pressure in the pressure vessel 132 in which the variable vessel 131 is accommodated by the electropneumatic regulator 133. Can be controlled.

ポンプ機構13では、図2に示すように可変容器131の下端部1313が自由端とされる。図9は、可変容器の下端部が自由端ではないポンプ機構93の一部を比較例として示す図である。比較例のポンプ機構93では、耐圧容器932の下部に円筒状のシリンダ部9322が設けられ、シリンダ部9322の内側には、耐圧容器932の底部を貫通して可変容器931の下端部9313に接続されるピストン9323が設けられる。ピストン9323は、シリンダ部9322の内側に配置される円板状の底部9324、および、底部9324から上向きに突出して耐圧容器932の底部の貫通孔9326に挿入される円柱状の軸部9325を備える。底部9324の側面とシリンダ部9322の内側面との間、および、軸部9325の外側面と貫通孔9326の内側面との間はエアが漏れないようにシールされている。   In the pump mechanism 13, the lower end 1313 of the variable container 131 is a free end as shown in FIG. FIG. 9 is a diagram illustrating a part of the pump mechanism 93 whose lower end portion of the variable container is not a free end as a comparative example. In the pump mechanism 93 of the comparative example, a cylindrical cylinder portion 9322 is provided at the lower portion of the pressure vessel 932, and the inside of the cylinder portion 9322 passes through the bottom portion of the pressure vessel 932 and is connected to the lower end portion 9313 of the variable vessel 931. A piston 9323 is provided. The piston 9323 includes a disk-shaped bottom portion 9324 disposed inside the cylinder portion 9322 and a columnar shaft portion 9325 that protrudes upward from the bottom portion 9324 and is inserted into the through-hole 9326 in the bottom portion of the pressure-resistant container 932. . The space between the side surface of the bottom portion 9324 and the inner surface of the cylinder portion 9322 and the space between the outer surface of the shaft portion 9325 and the inner surface of the through hole 9326 are sealed so as not to leak air.

ポンプ機構93では、耐圧容器932と可変容器931との間にエアが供給されて可変容器931が圧縮されることにより、可変容器931内の液体が送出される。また、耐圧容器932の底部、シリンダ部9322、および、ピストン9323の底部9324に囲まれる空間にエアが供給され、ピストン9323の底部9324が耐圧容器932の底部から相対的に離れることにより、可変容器931が伸張されて可変容器931に液体が供給される。   In the pump mechanism 93, air is supplied between the pressure-resistant container 932 and the variable container 931 and the variable container 931 is compressed, so that the liquid in the variable container 931 is sent out. Air is supplied to the space surrounded by the bottom of the pressure vessel 932, the cylinder portion 9322, and the bottom 9324 of the piston 9323, and the bottom 9324 of the piston 9323 is relatively separated from the bottom of the pressure vessel 932, whereby the variable vessel The liquid 931 is extended and the liquid is supplied to the variable container 931.

ポンプ機構93では、可変容器931からの液体の送出および供給のいずれの際にも、可変容器931の下端部9313と共にピストン9323が上下に移動する。ピストン9323の移動時には、底部9324がシリンダ部9322の内側面に擦れ、軸部9325が貫通孔9326の内側面に擦れて摺動抵抗が生じるため、ピストン9323を低速にて移動する場合、可変容器931の下端部9313の上下動にいわゆるビビリやシャクリが発生してしまい、可変容器931の圧縮および伸張が不安定になってしまう。   In the pump mechanism 93, the piston 9323 moves up and down together with the lower end portion 9313 of the variable container 931 at any time of sending and supplying the liquid from the variable container 931. When the piston 9323 is moved, the bottom portion 9324 is rubbed against the inner surface of the cylinder portion 9322 and the shaft portion 9325 is rubbed against the inner surface of the through-hole 9326 to generate sliding resistance. So-called chattering or shaving occurs in the vertical movement of the lower end portion 9313 of the 931, and the compression and extension of the variable container 931 become unstable.

これに対して、上記実施の結果に係るポンプ機構13では、図2に示すように可変容器131の下端部1313が自由端とされるため、可変容器131の耐圧容器132に対する摺動を防止することにより、あるいは、摺動が発生した場合であっても摺動抵抗を非常に小さいものとすることにより、可変容器131を安定して(すなわち、ビビリやシャクリの発生を防止しつつ)圧縮することができる。その結果、液体供給装置1では、供給する液体の流量をより高精度に制御することができる。   On the other hand, in the pump mechanism 13 according to the above-described results, the lower end 1313 of the variable container 131 is a free end as shown in FIG. By making the sliding resistance very small even when sliding occurs, the variable container 131 is stably compressed (that is, preventing chatter and shackles). be able to. As a result, the liquid supply apparatus 1 can control the flow rate of the supplied liquid with higher accuracy.

ポンプ機構13では、可変容器131の下端部1313の変位を検出する変位センサ135が設けられることにより、耐圧容器132内部の可変容器131の動作を監視することができるため、液体供給装置1の動作の信頼性を向上することができる。また、耐圧容器132の底部に漏液センサ136が設けられることにより、万一可変容器131から液体が漏出した場合であっても、速やかに漏出を検知することができるため、液体供給装置1の動作の信頼性をさらに向上することができる。   In the pump mechanism 13, since the displacement sensor 135 that detects the displacement of the lower end portion 1313 of the variable container 131 is provided, the operation of the variable container 131 inside the pressure-resistant container 132 can be monitored. Reliability can be improved. Further, since the liquid leakage sensor 136 is provided at the bottom of the pressure resistant container 132, even if liquid leaks from the variable container 131, the leakage can be detected promptly. The reliability of operation can be further improved.

流量計14では、液体の流れが層流とされることにより圧損チューブ143の両端における差圧と流量との関係がほぼ比例関係となるため、差圧および流量の分解能が大きく変化してしまうことが防止され、差圧の大きさにかかわらず流量の測定精度をほぼ一定とすることができる。また、流量が差圧の平方根にほぼ比例する乱流域を利用する他の測定に比べて、差圧の変化量に対する流量の変化量が大きくなるため、測定精度を向上することができるだけでなく、測定できる流量の範囲を拡大することもできる。流量計14では、圧損チューブ143内の流れのレイノルズ数を2000以下として流れの状態が不安定になる遷移域を避け、流れを確実に層流とした上で差圧を求めることにより、液体の流量が微小である場合であっても、高い精度にて安定して流量の測定を行うことができる。その結果、液体供給装置1では、流量をより高精度に制御しつつ微小流量の液体を供給することができる。   In the flow meter 14, since the relationship between the differential pressure and the flow rate at both ends of the pressure loss tube 143 is almost proportional because the liquid flow is a laminar flow, the resolution of the differential pressure and the flow rate changes greatly. The flow rate measurement accuracy can be made substantially constant regardless of the magnitude of the differential pressure. Compared to other measurements that use a turbulent flow area in which the flow rate is approximately proportional to the square root of the differential pressure, the amount of change in the flow rate relative to the change in the differential pressure is large, so that not only can the measurement accuracy be improved, The range of flow rate that can be measured can be expanded. In the flow meter 14, the Reynolds number of the flow in the pressure drop tube 143 is set to 2000 or less to avoid a transition region where the flow state becomes unstable, and the flow is surely made laminar to obtain the differential pressure, thereby obtaining the liquid pressure. Even when the flow rate is very small, the flow rate can be measured stably with high accuracy. As a result, the liquid supply apparatus 1 can supply a liquid with a minute flow rate while controlling the flow rate with higher accuracy.

流量計14では、圧損部として長い圧損チューブ143を利用して液体の圧力を徐々に減少させることにより、微小流量の液体の流量測定であっても、圧損チューブ143の内径を極端に小さくすることなく有意な差圧を得ることができる。したがって、圧損チューブ143の内径を比較的大きくすることができ、圧損チューブ143を流れる液体の流速も極端に大きくする必要がない。その結果、圧損チューブ143に異物が詰まることが防止され、また、圧損チューブ143の下流側の端部近傍等におけるキャビテーションの発生も防止することができる。このように、流量計14は、微小流量の液体の高精度な流量測定が必要とされる液体供給装置1に特に適している。   In the flow meter 14, the inner diameter of the pressure loss tube 143 is extremely reduced even when measuring the flow rate of a minute flow rate liquid by gradually decreasing the liquid pressure by using the long pressure loss tube 143 as the pressure loss part. A significant differential pressure can be obtained. Therefore, the inner diameter of the pressure loss tube 143 can be made relatively large, and the flow rate of the liquid flowing through the pressure loss tube 143 does not need to be extremely increased. As a result, the pressure loss tube 143 can be prevented from being clogged with foreign matter, and the occurrence of cavitation in the vicinity of the downstream end portion of the pressure loss tube 143 can be prevented. As described above, the flow meter 14 is particularly suitable for the liquid supply apparatus 1 that requires highly accurate flow measurement of a liquid having a minute flow rate.

図10は、本発明の第2の実施の形態に係る液体供給装置1aの構成を示す図である。図10に示すように、液体供給装置1aは、図1に示す液体供給装置1と同様の構造を有し、ポンプ機構13と同構造のもう1つのポンプ機構13aをさらに備える。以下の説明では、ポンプ機構13とポンプ機構13aとを区別するために、それぞれ、「第1ポンプ機構13」および「第2ポンプ機構13a」という。その他の構成は図1と同様であり、以下の説明において同符号を付す。なお、図10では、断面の平行斜線を省略している。   FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a liquid supply apparatus 1a according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 10, the liquid supply apparatus 1 a has the same structure as the liquid supply apparatus 1 shown in FIG. 1, and further includes another pump mechanism 13 a having the same structure as the pump mechanism 13. In the following description, in order to distinguish between the pump mechanism 13 and the pump mechanism 13a, they are referred to as “first pump mechanism 13” and “second pump mechanism 13a”, respectively. Other configurations are the same as those in FIG. 1, and the same reference numerals are given in the following description. In FIG. 10, the parallel oblique lines of the cross section are omitted.

液体供給装置1aでは、液体供給源12と第1ポンプ機構13および第2ポンプ機構13aとの間において流路11が2つに分割され、第1ポンプ機構13および第2ポンプ機構13aと流量計14との間において分割された流路11が合流している。流路11の2つに分割された部位では、一方の分割流路上に設けられた第1チェックバルブ112および第2チェックバルブ113の間に第1ポンプ機構13が接続され、他方の分割流路上に設けられた第3チェックバルブ112aおよび第4チェックバルブ113aの間に第2ポンプ機構13aが接続される。また、流路11に流れる液体の単位時間当たりの流量を測定する流量計14は、上記分割流路の合流点よりも下流側に設けられる。   In the liquid supply apparatus 1a, the flow path 11 is divided into two parts between the liquid supply source 12, the first pump mechanism 13 and the second pump mechanism 13a, and the first pump mechanism 13, the second pump mechanism 13a and the flow meter are divided. The flow path 11 divided | segmented between 14 merges. In the part divided into two of the flow path 11, the first pump mechanism 13 is connected between the first check valve 112 and the second check valve 113 provided on one divided flow path, and on the other divided flow path. The second pump mechanism 13a is connected between the third check valve 112a and the fourth check valve 113a provided in the first check valve 112a. Moreover, the flow meter 14 for measuring the flow rate per unit time of the liquid flowing in the flow path 11 is provided on the downstream side of the junction of the divided flow paths.

第2ポンプ機構13aは、第1ポンプ機構13と同様に、変形可能な樹脂製の可変容器131a(以下、「第2可変容器131a」という。また、これと区別するために、第1ポンプ機構13の可変容器131を、「第1可変容器131」という。)、第2可変容器131aを内部に収容する耐圧容器132a、および、耐圧容器132aと第2可変容器131aとの間の圧力を調整する電空レギュレータ133aを備える。   Similarly to the first pump mechanism 13, the second pump mechanism 13a is a deformable resin variable container 131a (hereinafter referred to as "second variable container 131a". In order to distinguish from this, the first pump mechanism 13 variable containers 131 are referred to as “first variable containers 131”), a pressure container 132a that houses the second variable container 131a, and a pressure between the pressure container 132a and the second variable container 131a. An electropneumatic regulator 133a is provided.

第2可変容器131aは、第1可変容器131と同様にベローズ1311aを備え、ベローズ1311aの下端部は自由端とされる。また、耐圧容器132aには、図2に示す耐圧容器132と同様に、ベローズ1311aの下端部の耐圧容器132aに対する変位を検出する変位センサ、および、万一第2可変容器131aからの液体の漏出があった場合にこれを検出する漏液センサが設けられる。第2ポンプ機構13aにおいても、第2可変容器131aが圧縮状態であるか、伸張状態であるか、あるいは、その中間の状態であるかが変位センサにより検出される。   Similar to the first variable container 131, the second variable container 131a includes a bellows 1311a, and the lower end of the bellows 1311a is a free end. Further, similarly to the pressure vessel 132 shown in FIG. 2, the pressure vessel 132a includes a displacement sensor for detecting the displacement of the lower end portion of the bellows 1311a with respect to the pressure vessel 132a, and liquid leakage from the second variable vessel 131a. A liquid leakage sensor is provided to detect this when there is any. Also in the second pump mechanism 13a, the displacement sensor detects whether the second variable container 131a is in a compressed state, in an expanded state, or in an intermediate state.

耐圧容器132aは、エア弁1331aを介して電空レギュレータ133aと接続されており、また、エア弁1341aを介して第1ポンプ機構13のエジェクタ134と接続される。すなわち、第1ポンプ機構13および第2ポンプ機構13aは、エジェクタ134を共用している。エア弁1331a,1341aは、電磁弁1332a,1342aにより駆動される。第2ポンプ機構13aでは、これらの弁、電空レギュレータ133aおよびエジェクタ134が制御部15により制御されることにより、第2可変容器131aが圧縮および伸張し、液体供給源12から液体を吸引して貯溜し、また、流路11に液体を送出する。   The pressure vessel 132a is connected to the electropneumatic regulator 133a via the air valve 1331a, and is connected to the ejector 134 of the first pump mechanism 13 via the air valve 1341a. That is, the first pump mechanism 13 and the second pump mechanism 13a share the ejector 134. The air valves 1331a and 1341a are driven by electromagnetic valves 1332a and 1342a. In the second pump mechanism 13 a, these valves, the electropneumatic regulator 133 a and the ejector 134 are controlled by the control unit 15, so that the second variable container 131 a is compressed and expanded, and sucks liquid from the liquid supply source 12. The liquid is stored and delivered to the flow path 11.

液体供給装置1aでは、制御部15の制御により、第1ポンプ機構13の第1可変容器131、および、第2ポンプ機構13aの第2可変容器131aのうちの一方の圧縮、並びに、これと並行する他方の伸張が、第1可変容器131および第2可変容器131aに対して交互に行われることにより、液体の連続的な供給が行われる。   In the liquid supply apparatus 1a, under the control of the control unit 15, one of the first variable container 131 of the first pump mechanism 13 and the second variable container 131a of the second pump mechanism 13a is compressed, and in parallel therewith. The other expansion is alternately performed on the first variable container 131 and the second variable container 131a, so that the liquid is continuously supplied.

図11および図12は、液体供給装置1aによる液体の供給の流れを示す図である。図13は、後述するステップS23以降の各ステップにおける第1ポンプ機構13および第2ポンプ機構13aの動作の切り替えの様子を示す図であり、各ステップに対応する位置にそのステップの符号を付している。以下、図11〜図13を参照しつつ液体供給装置1aの動作の流れを説明する。   11 and 12 are diagrams showing a flow of liquid supply by the liquid supply apparatus 1a. FIG. 13 is a diagram showing how the operations of the first pump mechanism 13 and the second pump mechanism 13a are switched in each step after step S23, which will be described later, and the step symbols are given to the positions corresponding to the steps. ing. Hereinafter, the operation flow of the liquid supply apparatus 1a will be described with reference to FIGS.

液体供給装置1aにより液体が供給される際には、第1の実施の形態と同様に、第1ポンプ機構13、第2ポンプ機構13aおよび流路11に対する液体の充填作業が作業者により最初に行われる。まず、第1可変容器131と耐圧容器132との間のエアがエジェクタ134により排出されて耐圧容器132内が減圧され、第1可変容器131が圧縮状態(図3参照)から伸張状態(図2参照)へと伸張されることにより、液体供給源12から液体が吸引されて第1可変容器131に貯溜される。また、これと並行して、第2可変容器131aと耐圧容器132aとの間のエアがエジェクタ134により排出されて耐圧容器132a内が減圧され、第2可変容器131aが圧縮状態から伸張状態へと伸張されることにより、液体供給源12から液体が吸引されて第2可変容器131aに供給され、伸張状態となった第2可変容器131aに貯溜される(ステップS21)。   When the liquid is supplied by the liquid supply device 1a, as in the first embodiment, the operator first fills the first pump mechanism 13, the second pump mechanism 13a, and the flow path 11 with the liquid. Done. First, the air between the first variable container 131 and the pressure container 132 is discharged by the ejector 134, the pressure container 132 is depressurized, and the first variable container 131 is expanded from the compressed state (see FIG. 3) (FIG. 2). The liquid is sucked from the liquid supply source 12 and stored in the first variable container 131. In parallel with this, the air between the second variable container 131a and the pressure container 132a is discharged by the ejector 134, the pressure container 132a is decompressed, and the second variable container 131a is changed from the compressed state to the expanded state. By being expanded, the liquid is sucked from the liquid supply source 12, supplied to the second variable container 131a, and stored in the extended second variable container 131a (step S21).

第1可変容器131および第2可変容器131aが伸張状態になると、第1可変容器131、第2可変容器131aおよび流路11にエアが残存しているか否かが判断され(ステップS22)、エアが残存していると判断された場合には、電空レギュレータ133,133aにより第1可変容器131と耐圧容器132との間、および、第2可変容器131aと耐圧容器132aとの間にエアが供給されて耐圧容器132,132a内が加圧され、第1可変容器131および第2可変容器131aが伸張状態から圧縮状態へと圧縮されて第1可変容器131、第2可変容器131aおよび流路11内のエアが流路11の下流側から液体供給装置1aの外部へと排出される(ステップS221)。   When the first variable container 131 and the second variable container 131a are in the extended state, it is determined whether air remains in the first variable container 131, the second variable container 131a, and the flow path 11 (step S22). Is determined to remain, the electropneumatic regulators 133 and 133a cause air to flow between the first variable container 131 and the pressure container 132 and between the second variable container 131a and the pressure container 132a. The pressure-resistant containers 132 and 132a are supplied and pressurized, and the first variable container 131 and the second variable container 131a are compressed from the expanded state to the compressed state, and the first variable container 131, the second variable container 131a, and the flow path. 11 is discharged from the downstream side of the flow path 11 to the outside of the liquid supply apparatus 1a (step S221).

第1可変容器131および第2可変容器131aが圧縮状態とされると、ステップS21に戻って第1可変容器131および第2可変容器131aへの液体の供給が再度行われる。液体供給装置1aでは、第1可変容器131、第2可変容器131aおよび流路11からエアが完全に排出されて液体が充填されるまで、第1可変容器131および第2可変容器131aへの液体の供給、並びに、第1可変容器131、第2可変容器131aおよび流路11からのエアの排出(ステップS21〜S221)が繰り返される。   If the 1st variable container 131 and the 2nd variable container 131a are made into a compression state, it will return to step S21 and the supply of the liquid to the 1st variable container 131 and the 2nd variable container 131a will be performed again. In the liquid supply apparatus 1a, liquid is supplied to the first variable container 131 and the second variable container 131a until the air is completely discharged from the first variable container 131, the second variable container 131a, and the flow path 11 and is filled with the liquid. And the discharge of air from the first variable container 131, the second variable container 131a and the flow path 11 (steps S21 to S221) are repeated.

第1可変容器131、第2可変容器131aおよび流路11からエアが完全に排出されると(ステップS22)、第1ポンプ機構13の電空レギュレータ133により耐圧容器132の内部にエアが供給されて第1可変容器131に圧力が加えられ、伸張状態の第1可変容器131の圧縮が開始される。これにより、第1可変容器131内に貯溜されている液体の流路11への送出が開始され、他の装置等に液体が供給される(ステップS23)。   When the air is completely discharged from the first variable container 131, the second variable container 131a, and the flow path 11 (step S22), the air is supplied into the pressure-resistant container 132 by the electropneumatic regulator 133 of the first pump mechanism 13. Then, pressure is applied to the first variable container 131, and compression of the first variable container 131 in the expanded state is started. Thereby, the delivery of the liquid stored in the first variable container 131 to the flow path 11 is started, and the liquid is supplied to other devices and the like (step S23).

第2ポンプ機構13aでは、第1可変容器131の圧縮が停止されて第1ポンプ機構13からの液体の送出が停止されるよりも少し前に、電空レギュレータ133aによる耐圧容器132a内へのエアの供給が開始され、伸張状態の第2可変容器131aの圧縮が開始される。これにより、第2可変容器131a内に貯溜されている液体が第1可変容器131からの液体と並行して流路11に送出される(ステップS24)。   In the second pump mechanism 13a, the air into the pressure-resistant container 132a by the electropneumatic regulator 133a is shortly before the compression of the first variable container 131 is stopped and the liquid delivery from the first pump mechanism 13 is stopped. Is started, and compression of the second variable container 131a in the expanded state is started. Thereby, the liquid stored in the second variable container 131a is sent to the flow path 11 in parallel with the liquid from the first variable container 131 (step S24).

続いて、第1ポンプ機構13において第1可変容器131の圧縮が停止される(ステップS25)。液体供給装置1aでは、第1可変容器131の圧縮が停止された後も、第2ポンプ機構13aにおいて第2可変容器131aの圧縮が継続されるため、液体が途切れることなく流路11へ送出される。第1ポンプ機構13では、第1可変容器131の圧縮が停止されるとすぐに、エジェクタ134により耐圧容器132からのエアの排出が開始され、圧縮状態の第1可変容器131が伸張されることにより、液体供給源12から第1可変容器131へと液体が吸引されて第1可変容器131に貯溜される(ステップS26)。   Subsequently, the compression of the first variable container 131 is stopped in the first pump mechanism 13 (step S25). In the liquid supply device 1a, the compression of the second variable container 131a is continued in the second pump mechanism 13a even after the compression of the first variable container 131 is stopped, so that the liquid is sent to the flow path 11 without interruption. The In the first pump mechanism 13, as soon as the compression of the first variable container 131 is stopped, the ejector 134 starts to discharge air from the pressure-resistant container 132, and the compressed first variable container 131 is expanded. Thus, the liquid is sucked from the liquid supply source 12 to the first variable container 131 and stored in the first variable container 131 (step S26).

第1ポンプ機構13では、第2可変容器131aの圧縮が停止されて第2ポンプ機構13aからの液体の送出が停止される前に、エジェクタ134による耐圧容器132からのエアの排出が停止されて第1可変容器131の伸張が停止される(ステップS27)。その後、第2可変容器131aの圧縮が停止されるよりも少し前に、電空レギュレータ133による耐圧容器132内へのエアの供給が開始され、伸張状態の第1可変容器131の圧縮が開始されることにより、第1可変容器131内に貯溜されている液体が第2可変容器131aからの液体と並行して流路11に送出される(ステップS31)。   In the first pump mechanism 13, the discharge of the air from the pressure-resistant container 132 by the ejector 134 is stopped before the compression of the second variable container 131 a is stopped and the liquid delivery from the second pump mechanism 13 a is stopped. The extension of the first variable container 131 is stopped (step S27). Thereafter, shortly before the compression of the second variable container 131a is stopped, the supply of air into the pressure resistant container 132 by the electropneumatic regulator 133 is started, and the compression of the first variable container 131 in the expanded state is started. As a result, the liquid stored in the first variable container 131 is sent to the flow path 11 in parallel with the liquid from the second variable container 131a (step S31).

続いて、第2ポンプ機構13aにおいて第2可変容器131aの圧縮が停止される(ステップS32)。液体供給装置1aでは、第2可変容器131aの圧縮が停止された後も、第1ポンプ機構13において第1可変容器131の圧縮が継続されるため、液体が途切れることなく流路11へ送出される。第2ポンプ機構13aでは、第2可変容器131aの圧縮が停止されるとすぐに、エジェクタ134により耐圧容器132aからのエアの排出が開始され、圧縮状態の第2可変容器131aが伸張されて容積が増大することにより、液体供給源12から第2可変容器131aへと液体が吸引されて第2可変容器131aに貯溜される(ステップS33)。   Subsequently, the compression of the second variable container 131a is stopped in the second pump mechanism 13a (step S32). In the liquid supply apparatus 1a, the compression of the first variable container 131 is continued in the first pump mechanism 13 even after the compression of the second variable container 131a is stopped, so that the liquid is sent to the flow path 11 without interruption. The In the second pump mechanism 13a, as soon as the compression of the second variable container 131a is stopped, the ejector 134 starts to discharge air from the pressure-resistant container 132a, and the compressed second variable container 131a is expanded to have a volume. Increases, the liquid is sucked from the liquid supply source 12 to the second variable container 131a and stored in the second variable container 131a (step S33).

第2ポンプ機構13aでは、第1可変容器131の圧縮が停止されて第1ポンプ機構13からの液体の送出が停止される前に、エジェクタ134による耐圧容器132aからのエアの排出が停止されて第2可変容器131aの伸張が停止される(ステップS34)。そして、ステップS24に戻って、第1可変容器131の圧縮が停止されるよりも少し前に、電空レギュレータ133aによる耐圧容器132a内へのエアの供給が開始され、伸張状態の第2可変容器131aに圧力が加えられて圧縮が開始される。そして、第2可変容器131aの容積が減少することにより、第2可変容器131a内に貯溜されている液体が第1可変容器131からの液体と並行して流路11に送出される(ステップS24)。   In the second pump mechanism 13a, before the compression of the first variable container 131 is stopped and the liquid delivery from the first pump mechanism 13 is stopped, the discharge of air from the pressure-resistant container 132a by the ejector 134 is stopped. The extension of the second variable container 131a is stopped (step S34). Then, returning to step S24, shortly before the compression of the first variable container 131 is stopped, the supply of air into the pressure-resistant container 132a by the electropneumatic regulator 133a is started, and the second variable container in the expanded state is started. Pressure is applied to 131a and compression starts. Then, as the volume of the second variable container 131a decreases, the liquid stored in the second variable container 131a is sent to the flow path 11 in parallel with the liquid from the first variable container 131 (step S24). ).

続いて、第1可変容器131の圧縮が停止され(ステップS25)、第2可変容器131aの圧縮が停止されるよりも前に、第1可変容器131が伸張されて液体が吸引され(ステップS26,S27)、さらに、第1可変容器131が圧縮されて液体の送出が開始された後、第2可変容器131aの圧縮が停止される(ステップS31,S32)。その後、第1可変容器131の圧縮が停止されるよりも前に、第2可変容器131aが伸張されて液体が吸引され(ステップS33,S34)、再度ステップS24に戻る。   Subsequently, the compression of the first variable container 131 is stopped (step S25), and before the compression of the second variable container 131a is stopped, the first variable container 131 is expanded and the liquid is sucked (step S26). In addition, after the first variable container 131 is compressed and the delivery of the liquid is started, the compression of the second variable container 131a is stopped (steps S31 and S32). Thereafter, before the compression of the first variable container 131 is stopped, the second variable container 131a is expanded and the liquid is sucked (steps S33 and S34), and the process returns to step S24 again.

このように、液体供給装置1aでは、液体の供給が終了したと判断されるまで、ステップS24〜S34が繰り返される。換言すれば、ほぼ並行して行われる第2可変容器131aから流路への液体の送出および第1可変容器131への液体の貯溜、並びに、ほぼ並行して行われる第1可変容器131から流路への液体の送出および第2可変容器131aへの液体の貯溜が、交互に繰り返し行われる。その結果、液体供給装置1aでは、第1ポンプ機構13および/または第2ポンプ機構13aからの液体の送出が継続的に行われる。なお、液体供給装置1aでは、最初に第2可変容器131aが圧縮され、次に第1可変容器131が圧縮されてもよい。また、液体の供給に際して最初に行われる液体の充填作業は、第1可変容器131および第2可変容器131aの一方の圧縮、および、これと並行する他方の伸張を、両可変容器に対して交互に繰り返すことにより行われてもよい。   Thus, in the liquid supply apparatus 1a, steps S24 to S34 are repeated until it is determined that the supply of the liquid is completed. In other words, the delivery of the liquid from the second variable container 131a to the flow path and the storage of the liquid to the first variable container 131 performed in parallel and the flow from the first variable container 131 performed in substantially parallel. The delivery of the liquid to the path and the storage of the liquid in the second variable container 131a are alternately repeated. As a result, in the liquid supply apparatus 1a, the liquid is continuously delivered from the first pump mechanism 13 and / or the second pump mechanism 13a. In the liquid supply apparatus 1a, the second variable container 131a may be compressed first, and then the first variable container 131 may be compressed. In addition, the liquid filling operation that is performed first when supplying the liquid is performed by alternately compressing one of the first variable container 131 and the second variable container 131a and extending the other in parallel to the two variable containers. It may be performed by repeating.

液体供給装置1aでは、第1ポンプ機構13および第2ポンプ機構13aによる液体の送出が行われている間、すなわち、図11および図12に示すステップS23、並びに、繰り返されるステップS24〜S34の間、図14に示す流量制御が継続して行われる。次に、液体供給装置1aによる流量制御の流れについて説明する。   In the liquid supply apparatus 1a, while the liquid is being delivered by the first pump mechanism 13 and the second pump mechanism 13a, that is, between step S23 shown in FIGS. 11 and 12 and repeated steps S24 to S34. The flow control shown in FIG. 14 is continuously performed. Next, the flow of flow control by the liquid supply apparatus 1a will be described.

液体供給装置1aでは、ステップS23(図11,図13参照)において、第1ポンプ機構13から流路11への液体の送出が開始されると、第1の実施の形態と同様に、流量計14により流路11を流れる液体の流量が測定され、制御部15のフィードバックコントローラ151に送られる(ステップS41)。続いて、流量計14により求められた測定流量が設定流量に等しいか否かが判断される(ステップS42)。   In the liquid supply apparatus 1a, when the delivery of the liquid from the first pump mechanism 13 to the flow path 11 is started in step S23 (see FIGS. 11 and 13), the flowmeter is the same as in the first embodiment. 14, the flow rate of the liquid flowing through the flow path 11 is measured and sent to the feedback controller 151 of the control unit 15 (step S41). Subsequently, it is determined whether or not the measured flow rate obtained by the flow meter 14 is equal to the set flow rate (step S42).

測定流量が設定流量と異なる場合には、フィードバックコントローラ151により第1ポンプ機構13の電空レギュレータ133が制御され、測定流量が設定流量となるように、可変容器131に加えられる圧力が制御される(ステップS43)。第2の実施の形態でも、フィードバックコントローラ151による制御方法として、PID制御が用いられる。   When the measured flow rate is different from the set flow rate, the feedback controller 151 controls the electropneumatic regulator 133 of the first pump mechanism 13 to control the pressure applied to the variable container 131 so that the measured flow rate becomes the set flow rate. (Step S43). Also in the second embodiment, PID control is used as a control method by the feedback controller 151.

液体供給装置1aでは、第1ポンプ機構13および第2ポンプ機構13aからの液体の送出が終了したか否かが判断され(ステップS44)、終了していない場合はステップS41に戻って、流量を測定して第1可変容器131および/または第2可変容器131aに加えられる圧力を制御する工程(ステップS41〜S43)が繰り返される。   In the liquid supply apparatus 1a, it is determined whether or not the delivery of the liquid from the first pump mechanism 13 and the second pump mechanism 13a is finished (step S44). If not finished, the process returns to step S41, and the flow rate is reduced. The process of measuring and controlling the pressure applied to the first variable container 131 and / or the second variable container 131a (steps S41 to S43) is repeated.

液体供給装置1aでは、図13に示すステップS23〜S24の間、並びに、ステップS32〜S24の間、第1ポンプ機構13が制御されて測定流量が設定流量に等しくされる。また、ステップS25〜S31の間は、第2ポンプ機構13aよりも下流側に設けられた流量計14により流量が測定され、測定流量に基づいて、測定流量が設定流量となるように第2ポンプ機構13aの電空レギュレータ133aが制御され、第2可変容器131aに加えられる圧力が制御される。   In the liquid supply apparatus 1a, during the steps S23 to S24 shown in FIG. 13 and between the steps S32 to S24, the first pump mechanism 13 is controlled to make the measured flow rate equal to the set flow rate. In addition, during steps S25 to S31, the flow rate is measured by the flow meter 14 provided on the downstream side of the second pump mechanism 13a, and the second pump is set so that the measured flow rate becomes the set flow rate based on the measured flow rate. The electropneumatic regulator 133a of the mechanism 13a is controlled, and the pressure applied to the second variable container 131a is controlled.

また、ステップS24〜S25の間、並びに、ステップS31〜S32の間は、流量計14による測定流量に基づいて、第1ポンプ機構13および第2ポンプ機構13aの電空レギュレータ133,133aが制御され、第1可変容器131および第2可変容器131aに加えられる圧力が並列に制御される。換言すれば、液体供給装置1aでは、第1可変容器131からの液体の送出開始後の一定時間および送出終了前の一定時間は、第2可変容器131aからの液体の送出終了前の一定時間および送出開始後の一定時間とそれぞれ重なっており、これらの互いに重なる一定時間においては、流量計14による測定流量が設定流量と等しくなるように、第1可変容器131および第2可変容器131aに互いに等しい圧力が加えられて制御される。 In addition, during steps S24 to S25 and between steps S31 to S32, the electropneumatic regulators 133 and 133a of the first pump mechanism 13 and the second pump mechanism 13a are controlled based on the flow rate measured by the flow meter 14. The pressure applied to the first variable container 131 and the second variable container 131a is controlled in parallel. In other words, in the liquid supply apparatus 1a, the fixed time after the start of the delivery of the liquid from the first variable container 131 and the fixed time before the end of the delivery are the fixed time before the end of the delivery of the liquid from the second variable container 131a and overlaps transmission start a certain time after the respective in certain time these mutually overlapping, so that the measured flow rate by the flow meter 14 is equal to the set flow rate, equal to the first variable container 131 and the second variable chamber 131a Pressure is applied and controlled.

図15は、液体供給装置1aにおいて流路11を流れる液体の単位時間当たりの流量の変化を示す図である。液体供給装置1aでは、第1可変容器131および第2可変容器131aのうちの一方の圧縮が継続されている状態で他方の圧縮が開始される場合(すなわち、ステップS24,S31)、圧縮が開始される側の可変容器に加えるように電空レギュレータに与えられる圧力指令値は、上述のように、圧縮途上の一方の可変容器に加えられている圧力と同じとされる。このとき、圧縮が開始される側の可変容器は、圧縮途上の可変容器に比べて伸張状態となっており、圧縮する際のベローズによる反発力も小さいため、流路11に送出される液体の流量が、図14に示すようにステップS24〜S25の間、並びに、ステップS31〜S32の間において設定流量よりも僅かに大きくなる。   FIG. 15 is a diagram showing a change in the flow rate per unit time of the liquid flowing through the flow path 11 in the liquid supply apparatus 1a. In the liquid supply device 1a, when the compression of one of the first variable container 131 and the second variable container 131a is continued and the other compression is started (that is, steps S24 and S31), the compression starts. The pressure command value given to the electropneumatic regulator to be applied to the variable container on the side to be processed is the same as the pressure applied to one of the variable containers being compressed as described above. At this time, the variable container on the side where compression is started is in an expanded state as compared with the variable container being compressed, and the repulsive force by the bellows during compression is small, so the flow rate of the liquid delivered to the flow path 11 However, it becomes slightly larger than the set flow rate during steps S24 to S25 and between steps S31 to S32 as shown in FIG.

しかしながら、液体供給装置1aでは、上述のように流量計14による測定流量に基づいて流量制御が行われており、このような流量の僅かな乱れも速やかに抑えられるため、液体供給において問題となるような大きな流量変動が生じることが防止される。このように、液体供給装置1aでは、常にほぼ一定の流量を維持することができる。   However, in the liquid supply device 1a, the flow rate control is performed based on the flow rate measured by the flow meter 14 as described above, and even a slight disturbance of such a flow rate can be quickly suppressed. Such a large flow rate fluctuation is prevented. Thus, the liquid supply apparatus 1a can always maintain a substantially constant flow rate.

以上に説明したように、液体供給装置1aでは、第1ポンプ機構13の第1可変容器131、および、第2ポンプ機構13aの第2可変容器131aのうちの一方の圧縮、並びに、これと並行する他方の伸張が交互に行われ、流量計14により流路11を流れる液体の流量が測定され、さらに、測定流量に基づいて、第1可変容器131および第2可変容器131aに加えられる圧力がフィードバックコントローラ151により制御される。液体供給装置1aでは、第1可変容器131および第2可変容器131aに加えられる圧力を高精度に制御して、流量を精度良く制御しつつ微小流量の液体を長時間に亘って連続的に供給することができる。   As described above, in the liquid supply apparatus 1a, one of the first variable container 131 of the first pump mechanism 13 and the second variable container 131a of the second pump mechanism 13a is compressed, and in parallel therewith. The other expansion is alternately performed, the flow rate of the liquid flowing through the flow path 11 is measured by the flow meter 14, and the pressure applied to the first variable container 131 and the second variable container 131a is further determined based on the measured flow rate. Controlled by a feedback controller 151. In the liquid supply apparatus 1a, the pressure applied to the first variable container 131 and the second variable container 131a is controlled with high accuracy, and a minute flow rate of liquid is continuously supplied over a long period of time while accurately controlling the flow rate. can do.

また、液体供給装置1aでは、第1可変容器131および第2可変容器131aのうちの一方の圧縮が停止される前に他方の伸張が停止されて圧縮が開始される。このように、第1ポンプ機構13および第2ポンプ機構13aによる液体の送出動作の始期と終期とをオーバーラップさせることにより、圧力制御により、第1可変容器131および第2可変容器131aの圧縮の切り替え時に生じる流量変動を容易に抑制することができる。その結果、微小流量の液体の連続供給を安定して行うことができる。   Further, in the liquid supply apparatus 1a, before the compression of one of the first variable container 131 and the second variable container 131a is stopped, the other expansion is stopped and the compression is started. In this way, the first and second variable containers 131a and 131a are compressed by pressure control by overlapping the start and end of the liquid delivery operation by the first pump mechanism 13 and the second pump mechanism 13a. Flow rate fluctuations that occur during switching can be easily suppressed. As a result, continuous supply of a liquid with a minute flow rate can be performed stably.

液体供給装置1aでは、第2ポンプ機構13aが第1ポンプ機構13と同構造とされており、第2可変容器131aが様々な液体に対する高い耐久性を有する樹脂により形成されるため、様々な種類の液体の供給を行うことができる。また、ベローズ1311aを備える第2可変容器131aは、第1可変容器131と同様に、容積を容易に変更することができ、さらに、圧縮と伸張の繰り返しによる劣化を抑制することもできる。   In the liquid supply device 1a, the second pump mechanism 13a has the same structure as the first pump mechanism 13, and the second variable container 131a is formed of a resin having high durability against various liquids. The liquid can be supplied. Moreover, the 2nd variable container 131a provided with the bellows 1311a can change a volume easily similarly to the 1st variable container 131, and can also suppress degradation by repetition of compression and expansion | extension.

第2ポンプ機構13aでは、第2可変容器131aの圧縮に電空レギュレータ133aが利用されるため、耐圧容器132aと第2可変容器131aとの間の圧力を応答性良く高精度に制御することができる。また、第2可変容器131aの下端部が自由端とされることにより、第2可変容器131aを安定して圧縮することができるため、供給する液体の流量をより高精度に制御することもできる。さらには、耐圧容器132aに変位センサおよび漏液センサが設けられることにより、液体供給装置1の動作の信頼性を向上することができる。   In the second pump mechanism 13a, since the electropneumatic regulator 133a is used to compress the second variable container 131a, the pressure between the pressure-resistant container 132a and the second variable container 131a can be controlled with high responsiveness and high accuracy. it can. In addition, since the lower end portion of the second variable container 131a is a free end, the second variable container 131a can be stably compressed, so that the flow rate of the liquid to be supplied can be controlled with higher accuracy. . Furthermore, by providing the pressure sensor 132a with a displacement sensor and a liquid leakage sensor, the reliability of the operation of the liquid supply apparatus 1 can be improved.

液体供給装置1aでは、第1の実施の形態と同様に、流量計14により、液体の流量が微小である場合であっても、高い精度にて安定して流量の測定を行うことができる。   In the liquid supply apparatus 1a, similarly to the first embodiment, the flow meter 14 can stably measure the flow rate with high accuracy even when the flow rate of the liquid is very small.

次に、本発明の第3の実施の形態に係る液体供給装置について説明する。第3の実施の形態に係る液体供給装置では、図1に示す液体供給装置1のポンプ機構13に代えて、図16に示すポンプ機構13bが設けられる。その他の構成は図1と同様であり、以下の説明において同符号を付す。   Next, a liquid supply apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described. In the liquid supply apparatus according to the third embodiment, a pump mechanism 13b shown in FIG. 16 is provided instead of the pump mechanism 13 of the liquid supply apparatus 1 shown in FIG. Other configurations are the same as those in FIG. 1, and the same reference numerals are given in the following description.

第3の実施の形態に係る液体供給装置のポンプ機構13bでは、図1に示す液体供給装置1のポンプ機構13とは異なる駆動源であるモータにより可変容器131bの圧縮および伸張が行われる。図16に示すように、ポンプ機構13bでは、図1に示すポンプ機構13の耐圧容器132、電空レギュレータ133、エジェクタ134、並びに、各種エア弁および電磁弁に代えて、可変容器131bの下端部を上下方向に移動させることにより可変容器131bを圧縮または伸張する移動機構137、および、移動機構137を駆動するモータ138が設けられる。   In the pump mechanism 13b of the liquid supply apparatus according to the third embodiment, the variable container 131b is compressed and expanded by a motor that is a drive source different from the pump mechanism 13 of the liquid supply apparatus 1 shown in FIG. As shown in FIG. 16, in the pump mechanism 13b, instead of the pressure-resistant container 132, electropneumatic regulator 133, ejector 134, various air valves and electromagnetic valves of the pump mechanism 13 shown in FIG. A moving mechanism 137 that compresses or expands the variable container 131b by moving the container vertically and a motor 138 that drives the moving mechanism 137 are provided.

移動機構137は、可変容器131bの下端部に接続される移動板1371、上下方向に伸びるボールねじ1372、移動板1371に固定されるとともにボールねじ1372が挿入されるナット1373、移動板1371を上下方向に案内するガイド1374、および、ボールねじ1372をモータ138に接続するタイミングベルト1375を備える。モータ138は出力トルクが制御可能であり、モータ138にはトルク制御アンプ1381が接続される。   The moving mechanism 137 moves the moving plate 1371 connected to the lower end of the variable container 131b, the ball screw 1372 extending in the vertical direction, the nut 1373 fixed to the moving plate 1371 and the ball screw 1372 being inserted, and the moving plate 1371 up and down. A guide 1374 for guiding in the direction and a timing belt 1375 for connecting the ball screw 1372 to the motor 138 are provided. The motor 138 can control the output torque, and a torque control amplifier 1381 is connected to the motor 138.

移動機構137では、モータ138によりボールねじ1372が回転することにより、移動板1371がガイド1374に沿って上下方向に滑らかに移動する。モータ138により移動板1371が上向きに移動すると、可変容器131bの下端部も上向きに(すなわち、可変容器131bの上端部に近づく方向に)移動し、可変容器131bに圧力が加えられて可変容器131b内の液体が流路11に送出される。換言すれば、移動機構137は、モータ138から出力されるトルクにより可変容器131bに圧力を加える加圧機構の役割を果たす。   In the moving mechanism 137, the ball screw 1372 is rotated by the motor 138, so that the moving plate 1371 moves smoothly along the guide 1374 in the vertical direction. When the moving plate 1371 is moved upward by the motor 138, the lower end portion of the variable container 131b is also moved upward (that is, in a direction approaching the upper end portion of the variable container 131b), and pressure is applied to the variable container 131b to change the variable container 131b. The liquid inside is sent to the flow path 11. In other words, the moving mechanism 137 serves as a pressurizing mechanism that applies pressure to the variable container 131b by torque output from the motor 138.

また、モータ138により移動板1371が下向きに移動すると、可変容器131bの下端部が上端部から離れて可変容器131b(の内部)が減圧される。これにより、液体供給源12(図1参照)から液体が吸引されて可変容器131bに供給され、可変容器131bに貯溜される。   Further, when the moving plate 1371 is moved downward by the motor 138, the lower end portion of the variable container 131b is separated from the upper end portion, and the variable container 131b (inside) is decompressed. Thereby, the liquid is sucked from the liquid supply source 12 (see FIG. 1), supplied to the variable container 131b, and stored in the variable container 131b.

第3の実施の形態に係る液体供給装置では、ポンプ機構13bにおいて可変容器131bが圧縮されることにより、可変容器131b内の液体が流路11に送出され、流路11に液体が流れている間、ポンプ機構13bの下流側に配置された流量計14(図1参照)により、流路11を流れる液体の単位時間当たりの流量が測定される。そして、測定流量に基づいて、制御部15のフィードバックコントローラ151(図1参照)により、トルク制御アンプ1381を介してモータ138の出力トルクが制御され、測定流量が設定流量になるように可変容器131bに加えられる圧力が制御される。   In the liquid supply apparatus according to the third embodiment, the variable container 131b is compressed by the pump mechanism 13b, so that the liquid in the variable container 131b is sent to the flow path 11 and the liquid flows through the flow path 11. Meanwhile, the flow rate per unit time of the liquid flowing through the flow path 11 is measured by the flow meter 14 (see FIG. 1) arranged on the downstream side of the pump mechanism 13b. Based on the measured flow rate, the feedback controller 151 (see FIG. 1) of the control unit 15 controls the output torque of the motor 138 via the torque control amplifier 1381 so that the measured flow rate becomes the set flow rate. The pressure applied to the is controlled.

このように、第3の実施の形態に係る液体供給装置では、圧縮空気供給源や真空源等を利用することなくポンプ機構13bを駆動することができるため、液体供給装置の構成を簡素化することができる。   As described above, in the liquid supply device according to the third embodiment, the pump mechanism 13b can be driven without using a compressed air supply source, a vacuum source, or the like, so that the configuration of the liquid supply device is simplified. be able to.

次に、本発明の第4の実施の形態として、図1に示す液体供給装置1を備える基板処理装置2について図17を参照して説明する。基板処理装置2は、1つの半導体基板9(以下、単に「基板9」という。)に対してエッチングを行ういわゆる枚葉式の処理装置である。   Next, as a fourth embodiment of the present invention, a substrate processing apparatus 2 including the liquid supply apparatus 1 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. The substrate processing apparatus 2 is a so-called single wafer processing apparatus that performs etching on a single semiconductor substrate 9 (hereinafter simply referred to as “substrate 9”).

図17に示すように、基板処理装置2は、純水が流れる第1流路21、および、フッ酸が流れる第2流路22を備え、第1流路21および第2流路22は、両流路の下流側にて合流する。第1流路21および第2流路22の合流点にはミキシングバルブ241が設けられ、第1流路21からの純水と第2流路22からのフッ酸とが混合されて処理液が生成される。   As shown in FIG. 17, the substrate processing apparatus 2 includes a first flow path 21 through which pure water flows and a second flow path 22 through which hydrofluoric acid flows, and the first flow path 21 and the second flow path 22 are It merges on the downstream side of both flow paths. A mixing valve 241 is provided at the confluence of the first flow path 21 and the second flow path 22, and pure water from the first flow path 21 and hydrofluoric acid from the second flow path 22 are mixed to process the treatment liquid. Generated.

第1流路21は、上流側においてバルブ211およびレギュレータ212を介して外部の純水供給装置に接続される。第2流路22の上流側には、フッ酸を供給する第1の実施の形態に係る液体供給装置1が設けられる。以下、液体供給装置1の各構成については、図1中の符号を参照して説明する。   The first flow path 21 is connected to an external pure water supply device via a valve 211 and a regulator 212 on the upstream side. The liquid supply apparatus 1 according to the first embodiment for supplying hydrofluoric acid is provided on the upstream side of the second flow path 22. Hereinafter, each component of the liquid supply apparatus 1 will be described with reference to the reference numerals in FIG.

基板処理装置2では、純水とフッ酸との混合液である処理液が流れる第3流路24が、ミキシングバルブ241の下流側に設けられ、第3流路24の下流側(すなわち、第1流路21と第2流路22との合流点よりも下流側)には、基板9を保持する基板保持部26が配置される。また、基板保持部26の上方には、第3流路24の下流側に接続されるとともに基板9上に処理液を供給する処理液供給部であるノズル27が設けられる。   In the substrate processing apparatus 2, a third flow path 24 through which a processing liquid that is a mixed liquid of pure water and hydrofluoric acid flows is provided on the downstream side of the mixing valve 241. A substrate holding unit 26 that holds the substrate 9 is disposed on the downstream side of the junction of the first flow path 21 and the second flow path 22. In addition, above the substrate holding unit 26, a nozzle 27 that is connected to the downstream side of the third flow path 24 and that supplies a processing liquid onto the substrate 9 is provided.

基板保持部26は、略円板状の基板9を下側および外周側から保持するチャック261、基板9を回転する回転機構262、および、チャック261の外周を覆う処理カップ263を備える。回転機構262はチャック261の下側に接続されるシャフト2621、および、シャフト2621を回転するモータ2622を備え、モータ2622が駆動されることにより、シャフト2621およびチャック261と共に基板9が回転する。処理カップ263は、チャック261の外周に配置されて基板9上に供給された処理液の周囲への飛散を防止する側壁2631、および、処理カップ263の下部に設けられて基板9上に供給された処理液を排出する排出口2632を備える。   The substrate holding unit 26 includes a chuck 261 that holds the substantially disk-shaped substrate 9 from the lower side and the outer peripheral side, a rotating mechanism 262 that rotates the substrate 9, and a processing cup 263 that covers the outer periphery of the chuck 261. The rotation mechanism 262 includes a shaft 2621 connected to the lower side of the chuck 261 and a motor 2622 for rotating the shaft 2621. When the motor 2622 is driven, the substrate 9 rotates together with the shaft 2621 and the chuck 261. The processing cup 263 is disposed on the outer periphery of the chuck 261 and is provided on the substrate 9 provided on the side wall 2631 that prevents the processing liquid supplied on the substrate 9 from scattering to the periphery and the lower portion of the processing cup 263. A discharge port 2632 for discharging the treated liquid is provided.

基板処理装置2では、バルブ211が開放されることにより、純水供給装置から第1流路21へと純水が供給される。同時に、液体供給装置1のポンプ機構13(図1参照)が駆動され、予めフッ酸が貯溜されている可変容器131に圧力が加えられることにより、可変容器131内から流路11へとフッ酸が送出されて第2流路22へと供給される。第2流路22に供給されたフッ酸は、ミキシングバルブ241において第1流路21に供給された純水と混合され、希薄なフッ酸である処理液が生成される。   In the substrate processing apparatus 2, pure water is supplied from the pure water supply apparatus to the first flow path 21 by opening the valve 211. At the same time, the pump mechanism 13 (see FIG. 1) of the liquid supply apparatus 1 is driven and pressure is applied to the variable container 131 in which hydrofluoric acid is stored in advance, so that the hydrofluoric acid is transferred from the variable container 131 to the flow path 11. Is delivered and supplied to the second flow path 22. The hydrofluoric acid supplied to the second flow path 22 is mixed with the pure water supplied to the first flow path 21 in the mixing valve 241 to generate a treatment liquid that is dilute hydrofluoric acid.

ミキシングバルブ241において生成された処理液は、第3流路24を介してノズル27に供給され、ノズル27から基板9の中央に向けて必要量だけ吐出される。基板9は、基板保持部26により保持されて回転しており、ノズル27から供給された処理液は遠心力により基板9の上面を外周側へと移動しつつ基板9の上面全体に広がって基板9のエッチングが行われる。基板9の外縁まで移動した処理液は、基板9から離れて処理カップ263の側壁2631により受けられ、あるいは、処理カップ263の底部へと直接落下して排出口2632から排出される。   The processing liquid generated in the mixing valve 241 is supplied to the nozzle 27 through the third flow path 24 and is discharged from the nozzle 27 toward the center of the substrate 9 by a necessary amount. The substrate 9 is held and rotated by the substrate holding unit 26, and the processing liquid supplied from the nozzle 27 spreads over the entire upper surface of the substrate 9 while moving the upper surface of the substrate 9 to the outer peripheral side by centrifugal force. Etching 9 is performed. The processing liquid that has moved to the outer edge of the substrate 9 is received by the side wall 2631 of the processing cup 263 away from the substrate 9, or falls directly to the bottom of the processing cup 263 and is discharged from the discharge port 2632.

基板処理装置2の液体供給装置1では、流量計14(図1参照)により微小流量にて流れるフッ酸の流量が高い精度にて安定して測定され、制御部15(図1参照)により測定流量と予め設定されている設定流量とに基づいてポンプ機構13の可変容器131に加えられる圧力が制御されることにより、微小流量のフッ酸を精度良く流量制御しつつ第2流路22に供給することができる。このように、基板処理装置2では、ミキシングバルブ241へのフッ酸の微小な供給量が高精度に制御され、フッ酸が所望の濃度にて精度良く混合された処理液が生成される。その結果、基板処理装置2では、フッ酸が所望の濃度にて精度良く混合された処理液により基板9に対するエッチングを行うことができる。そして、高精度に濃度が制御された希薄なフッ酸によりエッチングが行われることにより、高精度にエッチングレートを制御し、より好ましい処理結果を得ることができる。また、エッチングレートを低くして基板9の中央と外縁側とにおける処理時間のばらつきを抑制し、基板9全体におけるエッチングの質の均一性を向上することができる。   In the liquid supply apparatus 1 of the substrate processing apparatus 2, the flow rate of hydrofluoric acid flowing at a minute flow rate is stably measured with high accuracy by the flow meter 14 (see FIG. 1), and measured by the control unit 15 (see FIG. 1). By controlling the pressure applied to the variable container 131 of the pump mechanism 13 based on the flow rate and a preset set flow rate, a very small amount of hydrofluoric acid is supplied to the second flow path 22 while accurately controlling the flow rate. can do. As described above, in the substrate processing apparatus 2, a minute supply amount of hydrofluoric acid to the mixing valve 241 is controlled with high accuracy, and a processing liquid in which hydrofluoric acid is accurately mixed at a desired concentration is generated. As a result, the substrate processing apparatus 2 can perform etching on the substrate 9 with a processing liquid in which hydrofluoric acid is accurately mixed at a desired concentration. Etching is performed with dilute hydrofluoric acid whose concentration is controlled with high accuracy, whereby the etching rate can be controlled with high accuracy and a more preferable processing result can be obtained. In addition, the etching rate can be lowered to suppress variations in processing time between the center and the outer edge side of the substrate 9, and the uniformity of the etching quality in the entire substrate 9 can be improved.

次に、本発明の第5の実施の形態として、図10に示す液体供給装置1aを備える基板処理装置2aについて図18を参照して説明する。基板処理装置2aは、複数の基板9に対して同時にエッチングを行ういわゆるバッチ式の処理装置である。図18に示すように、基板処理装置2aでは、図17に示す基板処理装置2の液体供給装置1に代えて、図10に示す液体供給装置1aが設けられ、また、基板保持部26およびノズル27に代えて、第3流路24の下流側(すなわち、第1流路21と第2流路22との合流点よりも下流側)において処理液を貯溜するとともに略円板状の基板9が起立姿勢で複数浸漬される処理槽25が設けられる。その他の構成は図17と同様であり、以下の説明において同符号を付す。また、液体供給装置1aの各構成については、図10中の符号を参照して説明する。   Next, as a fifth embodiment of the present invention, a substrate processing apparatus 2a including the liquid supply apparatus 1a shown in FIG. 10 will be described with reference to FIG. The substrate processing apparatus 2a is a so-called batch type processing apparatus that performs etching on a plurality of substrates 9 simultaneously. As shown in FIG. 18, in the substrate processing apparatus 2a, the liquid supply apparatus 1a shown in FIG. 10 is provided instead of the liquid supply apparatus 1 of the substrate processing apparatus 2 shown in FIG. In place of 27, the processing liquid is stored on the downstream side of the third flow path 24 (that is, downstream of the confluence of the first flow path 21 and the second flow path 22) and the substantially disk-shaped substrate 9 is stored. Is provided with a treatment tank 25 in which a plurality of the baths are immersed in a standing posture. Other configurations are the same as those in FIG. 17, and the same reference numerals are given in the following description. Each component of the liquid supply apparatus 1a will be described with reference to the reference numerals in FIG.

図18に示すように、基板処理装置2aは、第4の実施の形態と同様に、純水が流れる第1流路21、フッ酸が流れるとともにミキシングバルブ241において第1流路21と合流する第2流路22、第2流路22の上流側に設けられて第2流路22にフッ酸を供給する第2の実施の形態に係る液体供給装置1a、および、ミキシングバルブ241の下流に設けられて純水とフッ酸との混合液である処理液が流れる第3流路24を備える。   As shown in FIG. 18, the substrate processing apparatus 2 a joins the first flow path 21 through which pure water flows and hydrofluoric acid through the mixing valve 241 together with the first flow path 21, as in the fourth embodiment. The second flow path 22, the liquid supply apparatus 1 a according to the second embodiment that is provided upstream of the second flow path 22 and supplies hydrofluoric acid to the second flow path 22, and downstream of the mixing valve 241 A third flow path 24 is provided, through which a treatment liquid that is a mixed liquid of pure water and hydrofluoric acid flows.

基板処理装置2aでは、第4の実施の形態と同様に、第1流路21に供給された純水、および、第2流路22に供給されたフッ酸が、ミキシングバルブ241において混合されて希薄なフッ酸である処理液が生成される。このとき、液体供給装置1aでは、流量計14(図10参照)により微小流量にて流れるフッ酸の流量が高い精度にて安定して測定され、制御部15(図10参照)により測定流量と設定流量とに基づいて第1可変容器131および第2可変容器131a(図10参照)に加えられる圧力が制御されることにより、微小流量のフッ酸が精度良く流量制御されつつ第2流路22を介してミキシングバルブ241に供給される。その結果、フッ酸が所望の濃度にて精度良く混合された処理液が生成される。   In the substrate processing apparatus 2a, as in the fourth embodiment, the pure water supplied to the first flow path 21 and the hydrofluoric acid supplied to the second flow path 22 are mixed in the mixing valve 241. A treatment liquid that is dilute hydrofluoric acid is produced. At this time, in the liquid supply apparatus 1a, the flow rate of hydrofluoric acid flowing at a minute flow rate is stably measured with high accuracy by the flow meter 14 (see FIG. 10), and the measured flow rate is measured by the control unit 15 (see FIG. 10). By controlling the pressure applied to the first variable container 131 and the second variable container 131a (see FIG. 10) based on the set flow rate, the second flow path 22 is controlled while the flow rate of the fine flow hydrofluoric acid is accurately controlled. Is supplied to the mixing valve 241. As a result, a treatment liquid in which hydrofluoric acid is accurately mixed at a desired concentration is generated.

ミキシングバルブ241において生成された処理液は、第3流路24を介して処理槽25に底部から供給される。処理槽25では、処理槽25内に保持された複数の基板9が処理槽25に供給されて貯溜される処理液に下側から徐々に浸漬されることにより、基板9に対するエッチングが行われる。   The processing liquid generated in the mixing valve 241 is supplied from the bottom to the processing tank 25 through the third flow path 24. In the processing tank 25, the plurality of substrates 9 held in the processing tank 25 are gradually immersed from below in the processing liquid supplied to and stored in the processing tank 25, thereby etching the substrate 9.

基板処理装置2aにおいても、第4の実施の形態と同様に、フッ酸が所望の濃度にて精度良く混合された処理液により基板9に対するエッチングを行うことができる。そして、高精度に濃度が制御された希薄なフッ酸によりエッチングが行われることにより、高精度にエッチングレートを制御し、より好ましい処理結果を得ることができる。また、エッチングレートを低くして基板9の中央と外縁側とにおける処理時間のばらつきを抑制し、基板9全体におけるエッチングの質の均一性を向上することができる。   In the substrate processing apparatus 2a as well, as in the fourth embodiment, the substrate 9 can be etched with a processing liquid in which hydrofluoric acid is accurately mixed at a desired concentration. Etching is performed with dilute hydrofluoric acid whose concentration is controlled with high accuracy, whereby the etching rate can be controlled with high accuracy and a more preferable processing result can be obtained. In addition, the etching rate can be lowered to suppress variations in processing time between the center and the outer edge side of the substrate 9, and the uniformity of the etching quality in the entire substrate 9 can be improved.

基板処理装置2aでは、液体供給装置1aにより流量を精度良く制御しつつ微小流量のフッ酸を長時間に亘って連続的に供給することができるため、1回の処理に大量の処理液を必要とするバッチ式のエッチング(および、その他の基板処理)に特に適しているといえる。また、液体供給装置1aでは、第1ポンプ機構13および第2ポンプ機構13aによる液体の送出動作の始期と終期とをオーバーラップさせることにより、第1可変容器131および第2可変容器131aの圧縮の切り替え時に生じる流量変動を容易に抑制することができるため、基板9のエッチングに利用される処理液を容易に所望の濃度に維持することができる。   In the substrate processing apparatus 2a, a small amount of hydrofluoric acid can be continuously supplied over a long period of time while accurately controlling the flow rate by the liquid supply apparatus 1a, so that a large amount of processing liquid is required for one process. It can be said that it is particularly suitable for batch-type etching (and other substrate processing). Further, in the liquid supply apparatus 1a, the first variable container 131 and the second variable container 131a are compressed by overlapping the start and end of the liquid delivery operation by the first pump mechanism 13 and the second pump mechanism 13a. Since the flow rate fluctuation generated at the time of switching can be easily suppressed, the processing liquid used for etching the substrate 9 can be easily maintained at a desired concentration.

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention has been described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible.

例えば、上記実施の形態に係る液体供給装置の各ポンプ機構に設けられる可変容器は、樹脂以外の様々な材料により形成されていてもよい。また、各可変容器には、必ずしもベローズが設けられる必要はなく、例えば、可変容器の全体が略球状とされてもよい。この場合も、第1および第2の実施の形態に係る液体供給装置では、耐圧容器内において圧力を加えられた略球状の可変容器が圧縮されて流路11に液体が送出される。   For example, the variable container provided in each pump mechanism of the liquid supply apparatus according to the above embodiment may be formed of various materials other than resin. In addition, each variable container does not necessarily need to be provided with a bellows. For example, the entire variable container may be substantially spherical. Also in this case, in the liquid supply apparatus according to the first and second embodiments, the substantially spherical variable container to which pressure is applied in the pressure resistant container is compressed, and the liquid is delivered to the flow path 11.

第1および第2の実施の形態に係る液体供給装置では、可変容器を伸張して液体供給源12から液体を吸引する際に、必ずしも耐圧容器内が負圧になるまで減圧される必要はない。例えば、可変容器の周囲をある程度減圧して圧縮されたベローズの反発力によりベローズが伸張することにより、液体供給源12から液体が吸引されてもよい。また、液体供給源12が密閉された上で加圧機構が設けられ、液体供給源12内の液体が加圧されてポンプ機構に送出されることにより、可変容器に液体が供給されてもよい。   In the liquid supply devices according to the first and second embodiments, when the variable container is extended and the liquid is sucked from the liquid supply source 12, it is not always necessary to reduce the pressure until the pressure inside the pressure container becomes negative. . For example, the liquid may be sucked from the liquid supply source 12 by the bellows extending due to the repulsive force of the bellows compressed by reducing the pressure around the variable container to some extent. In addition, the liquid supply source 12 may be sealed and a pressurization mechanism may be provided, and the liquid in the liquid supply source 12 may be pressurized and sent to the pump mechanism to supply the liquid to the variable container. .

第2の実施の形態に係る液体供給装置1aでは、第1ポンプ機構13および第2ポンプ機構13aに代えて、第3の実施の形態に係る液体供給装置のポンプ機構13bが2つ設けられてもよい。   In the liquid supply apparatus 1a according to the second embodiment, two pump mechanisms 13b of the liquid supply apparatus according to the third embodiment are provided instead of the first pump mechanism 13 and the second pump mechanism 13a. Also good.

ポンプ機構13に設けられる変位センサ135および漏液センサ136は、上記実施の形態にて説明した構造には限定されず、様々な構造とされてよい。例えば、フロート式の漏液センサ136が利用されてもよく、また、可変容器内の液体の導電性が低い場合等、液体の検出に電気が使えない場合には、耐圧容器の底面に向けて出射された光の反射光を受光し、反射光の光特性の変化によって漏液を検知する構造とされてよい。   The displacement sensor 135 and the liquid leakage sensor 136 provided in the pump mechanism 13 are not limited to the structures described in the above embodiment, and may have various structures. For example, a float type liquid leakage sensor 136 may be used, and when electricity cannot be used to detect the liquid, such as when the conductivity of the liquid in the variable container is low, it is directed toward the bottom surface of the pressure resistant container. A structure may be adopted in which reflected light of the emitted light is received, and leakage is detected by a change in optical characteristics of the reflected light.

流量計14の圧損チューブ143は、必ずしも樹脂製である必要はなく、他の材料により形成されてもよい。この場合、圧損チューブ143は、様々な種類の液体に対する高い耐久性を有する材料により形成されることが好ましい。また、流量計14の記憶部145および演算部146は、制御部15のフィードバックコントローラ151に一体的に組み込まれてもよい。   The pressure loss tube 143 of the flow meter 14 is not necessarily made of resin, and may be formed of other materials. In this case, the pressure loss tube 143 is preferably formed of a material having high durability against various types of liquids. Further, the storage unit 145 and the calculation unit 146 of the flow meter 14 may be integrated into the feedback controller 151 of the control unit 15.

第4の実施の形態に係る基板処理装置2では、1つの可変容器131を有する液体供給装置1に代えて、2つの可変容器を有する液体供給装置1a、あるいは、モータ138を駆動源とする第3の実施の形態に係る液体供給装置が設けられてもよく、第5の実施の形態に係る基板処理装置2aでは、液体供給装置1aの代わりに液体供給装置や第3の実施の形態に係る液体供給装置が設けられてもよい。 In the substrate processing apparatus 2 according to the fourth embodiment, instead of the liquid supply apparatus 1 having one variable container 131, a liquid supply apparatus 1a having two variable containers or a motor 138 is used as a drive source. In the substrate processing apparatus 2a according to the fifth embodiment, the liquid supply apparatus 1 or the third embodiment may be used instead of the liquid supply apparatus 1a. Such a liquid supply apparatus may be provided.

第4および第5の実施の形態に係る基板処理装置では、純水およびフッ酸以外の液体が混合されて処理液が生成されてもよく、また、基板9に対してエッチング以外の他の処理(例えば、洗浄処理)が行われてもよい。   In the substrate processing apparatus according to the fourth and fifth embodiments, a liquid other than pure water and hydrofluoric acid may be mixed to generate a processing liquid, and other processing than etching may be performed on the substrate 9. (For example, a cleaning process) may be performed.

第1の実施の形態に係る液体供給装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the liquid supply apparatus which concerns on 1st Embodiment. 可変容器および耐圧容器近傍を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the vicinity of a variable container and a pressure vessel. 可変容器および耐圧容器近傍を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the vicinity of a variable container and a pressure vessel. 流量計の構成を示す正面図である。It is a front view which shows the structure of a flowmeter. 流量計の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of a flowmeter. 差圧と流量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a differential pressure | voltage and a flow volume. 液体供給装置による液体供給の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the liquid supply by a liquid supply apparatus. 液体供給装置による流量制御の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the flow control by a liquid supply apparatus. 比較例のポンプ機構を示す図である。It is a figure which shows the pump mechanism of a comparative example. 第2の実施の形態に係る液体供給装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the liquid supply apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 液体供給装置による液体供給の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the liquid supply by a liquid supply apparatus. 液体供給装置による液体供給の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the liquid supply by a liquid supply apparatus. 第1ポンプ機構および第2ポンプ機構の動作の切り替えの様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of switching of operation | movement of a 1st pump mechanism and a 2nd pump mechanism. 液体供給装置による流量制御の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the flow control by a liquid supply apparatus. 流量の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of a flow volume. 第3の実施の形態に係る液体供給装置のポンプ機構を示す図である。It is a figure which shows the pump mechanism of the liquid supply apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 第4の実施の形態に係る基板処理装置を示す図である。It is a figure which shows the substrate processing apparatus which concerns on 4th Embodiment. 第5の実施の形態に係る基板処理装置を示す図である。It is a figure which shows the substrate processing apparatus which concerns on 5th Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1,1a 液体供給装置
2,2a 基板処理装置
9 基板
11 流路
12 液体供給源
13 (第1)ポンプ機構
13a 第2ポンプ機構
13b ポンプ機構
14 流量計
15 制御部
21 第1流路
22 第2流路
25 処理槽
26 基板保持部
27 ノズル
131 (第1)可変容器
131a 第2可変容器
131b 可変容器
132,132a 耐圧容器
133,133a 電空レギュレータ
135 変位センサ
136 漏液センサ
137 移動機構
138 モータ
141 第1圧力計
142 第2圧力計
143 圧損チューブ
1311,1311a ベローズ
1312 上端部
1313 下端部
S11〜S13,S21〜S27,S31〜S34,S41〜S44,S121,S131〜S134,S221 ステップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1a Liquid supply apparatus 2,2a Substrate processing apparatus 9 Substrate 11 Flow path 12 Liquid supply source 13 (First) pump mechanism 13a Second pump mechanism 13b Pump mechanism 14 Flow meter 15 Control unit 21 First flow path 22 Second Flow path 25 Processing tank 26 Substrate holder 27 Nozzle 131 (First) Variable container 131a Second variable container 131b Variable container 132, 132a Pressure vessel 133, 133a Electropneumatic regulator 135 Displacement sensor 136 Leak sensor 137 Moving mechanism 138 Motor 141 First pressure gauge 142 Second pressure gauge 143 Pressure loss tube 1311, 1311a Bellows 1312 Upper end 1313 Lower end S11-S13, S21-S27, S31-S34, S41-S44, S121, S131-S134, S221 Step

Claims (17)

液体を供給する液体供給装置であって、
変形可能な可変容器に圧力を加えて容積を減少させることにより流路に液体を送出するポンプ機構と、
前記ポンプ機構の下流側に配置されて前記流路を流れる前記液体の単位時間当たりの流量を測定する流量計と、
前記流量計により求められた前記液体の流量に基づいて、前記流路を流れる前記液体の流量が、前記可変容器の圧縮により前記液体が前記流路に送出される際の流量として予め設定された設定流量となるように前記可変容器に加えられる圧力を制御する電気信号を前記ポンプ機構に与える制御部と、
を備え、
前記流量計が、
前記流路の一部として設けられた圧損部である円管と、
前記ポンプ機構と前記円管との間に配置されて前記円管に流入する前記液体の圧力を計測する第1圧力計と、
前記円管の下流側に配置されて前記円管から流出する前記液体の圧力を計測する第2圧力計と、
を備える差圧式流量計であり、
前記可変容器の1回の圧縮による前記流路への前記液体の送出が行われている間、前記流量計による前記液体の流量測定が行われることを特徴とする液体供給装置。
A liquid supply device for supplying a liquid,
A pump mechanism for delivering liquid to the flow path by reducing the volume by applying pressure to the deformable variable container;
A flowmeter that is disposed downstream of the pump mechanism and measures a flow rate of the liquid flowing through the flow path per unit time; and
Based on the flow rate of the liquid obtained by the flow meter, the flow rate of the liquid flowing through the flow path is set in advance as a flow rate when the liquid is sent to the flow path by compression of the variable container . A controller that provides an electric signal to the pump mechanism for controlling the pressure applied to the variable container so as to achieve a set flow rate;
With
The flow meter is
A circular pipe which is a pressure loss part provided as a part of the flow path;
A first pressure gauge that is disposed between the pump mechanism and the circular pipe and measures the pressure of the liquid flowing into the circular pipe;
A second pressure gauge that is disposed downstream of the circular pipe and measures the pressure of the liquid flowing out of the circular pipe;
A differential pressure type flow meter comprising:
The liquid supply device is characterized in that the flow rate of the liquid is measured by the flow meter while the liquid is being delivered to the flow path by one compression of the variable container.
請求項1に記載の液体供給装置であって、
前記可変容器が樹脂製であることを特徴とする液体供給装置。
The liquid supply apparatus according to claim 1,
The liquid supply apparatus, wherein the variable container is made of resin.
請求項1または2に記載の液体供給装置であって、
前記可変容器がベローズを備えることを特徴とする液体供給装置。
The liquid supply apparatus according to claim 1 or 2,
The liquid supply apparatus, wherein the variable container includes a bellows.
請求項1ないし3のいずれかに記載の液体供給装置であって、
前記ポンプ機構が、
前記可変容器を内部に収容する耐圧容器と、
前記耐圧容器と前記可変容器との間の圧力を調整する電空レギュレータと、
を備えることを特徴とする液体供給装置。
The liquid supply device according to any one of claims 1 to 3,
The pump mechanism is
A pressure vessel containing the variable container therein;
An electropneumatic regulator that adjusts the pressure between the pressure vessel and the variable vessel;
A liquid supply apparatus comprising:
請求項1または2に記載の液体供給装置であって、
前記可変容器がベローズを備え、
前記ポンプ機構が、
前記可変容器を内部に収容する耐圧容器と、
前記耐圧容器と前記可変容器との間の圧力を調整する電空レギュレータと、
を備え、
前記可変容器の一端が前記耐圧容器に固定され、他端が自由端とされることを特徴とする液体供給装置。
The liquid supply apparatus according to claim 1 or 2,
The variable container comprises a bellows;
The pump mechanism is
A pressure vessel containing the variable container therein;
An electropneumatic regulator that adjusts the pressure between the pressure vessel and the variable vessel;
With
One end of the variable container is fixed to the pressure-resistant container, and the other end is a free end.
請求項5に記載の液体供給装置であって、
前記ポンプ機構が、前記他端の前記耐圧容器に対する変位を検出する変位センサをさらに備えることを特徴とする液体供給装置。
The liquid supply device according to claim 5,
The liquid supply apparatus, wherein the pump mechanism further includes a displacement sensor that detects a displacement of the other end with respect to the pressure resistant container.
請求項4ないし6のいずれかに記載の液体供給装置であって、
前記ポンプ機構が、前記耐圧容器の内側の底部に前記可変容器からの前記液体の漏出を検知する漏液センサをさらに備えることを特徴とする液体供給装置。
The liquid supply device according to any one of claims 4 to 6,
The liquid supply device, wherein the pump mechanism further includes a liquid leakage sensor that detects leakage of the liquid from the variable container at a bottom portion inside the pressure resistant container.
請求項1ないし3のいずれかに記載の液体供給装置であって、
前記ポンプ機構が、
出力トルクが制御可能なモータと、
前記モータから出力されるトルクにより前記可変容器に圧力を加える加圧機構と、
を備えることを特徴とする液体供給装置。
The liquid supply device according to any one of claims 1 to 3,
The pump mechanism is
A motor whose output torque can be controlled;
A pressurizing mechanism for applying pressure to the variable container by torque output from the motor;
A liquid supply apparatus comprising:
請求項1ないし8のいずれかに記載の液体供給装置であって、
前記ポンプ機構と同構造のもう1つのポンプ機構をさらに備え、
前記制御部の制御により、前記ポンプ機構の前記可変容器および前記もう1つのポンプ機構のもう1つの可変容器のうちの一方の圧縮、並びに、これと並行する他方の伸張が、前記可変容器および前記もう1つの可変容器に対して交互に行われることを特徴とする液体供給装置。
A liquid supply apparatus according to any one of claims 1 to 8,
And further comprising another pump mechanism having the same structure as the pump mechanism,
By the control of the control unit, the compression of one of the variable container of the pump mechanism and the other variable container of the another pump mechanism, and the other extension in parallel with the compression of the variable container and the other variable container The liquid supply apparatus is alternately performed on another variable container.
請求項9に記載の液体供給装置であって、
前記可変容器および前記もう1つの可変容器のうちの一方の圧縮が停止される前に、他方の伸張が停止されて前記他方の圧縮が開始されることを特徴とする液体供給装置。
The liquid supply device according to claim 9,
2. The liquid supply apparatus according to claim 1, wherein before the compression of one of the variable container and the other variable container is stopped, the expansion of the other is stopped and the compression of the other is started.
請求項1ないし10のいずれかに記載の液体供給装置であって、
前記流量計の前記円管において、レイノルズ数が2000以下である前記液体の流れが形成されることを特徴とする液体供給装置。
The liquid supply apparatus according to any one of claims 1 to 10,
In the circular pipe of the flow meter, the liquid flow having a Reynolds number of 2000 or less is formed.
請求項11に記載の液体供給装置であって、
前記円管が樹脂製であることを特徴とする液体供給装置。
The liquid supply apparatus according to claim 11,
The liquid supply apparatus, wherein the circular pipe is made of resin.
基板を処理する基板処理装置であって、
第1液体が流れる第1流路と、
第2液体が流れるとともに前記第1流路と合流する第2流路と、
前記第2流路の上流側に設けられるとともに前記第2液体を供給する請求項1ないし12のいずれかに記載の液体供給装置と、
前記第1流路と前記第2流路との合流点よりも下流側に位置し、前記第1液体と前記第2液体との混合液である処理液を貯溜するとともに基板が浸漬される処理槽と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
A substrate processing apparatus for processing a substrate,
A first flow path through which the first liquid flows;
A second flow path where the second liquid flows and merges with the first flow path;
The liquid supply device according to any one of claims 1 to 12, wherein the liquid supply device is provided on an upstream side of the second flow path and supplies the second liquid.
A process in which a processing liquid that is a mixed liquid of the first liquid and the second liquid is stored and the substrate is immersed while being positioned downstream of the confluence of the first flow path and the second flow path A tank,
A substrate processing apparatus comprising:
基板を処理する基板処理装置であって、
基板を保持する基板保持部と、
第1液体が流れる第1流路と、
第2液体が流れるとともに前記第1流路と合流する第2流路と、
前記第2流路の上流側に設けられるとともに前記第2液体を供給する請求項1ないし12のいずれかに記載の液体供給装置と、
前記第1流路と前記第2流路との合流点よりも下流側に位置し、前記第1液体と前記第2液体との混合液である処理液を前記基板に供給する処理液供給部と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
A substrate processing apparatus for processing a substrate,
A substrate holder for holding the substrate;
A first flow path through which the first liquid flows;
A second flow path where the second liquid flows and merges with the first flow path;
The liquid supply device according to any one of claims 1 to 12, wherein the liquid supply device is provided on an upstream side of the second flow path and supplies the second liquid.
A processing liquid supply unit that is located downstream of the confluence of the first flow path and the second flow path and supplies a processing liquid that is a mixed liquid of the first liquid and the second liquid to the substrate. When,
A substrate processing apparatus comprising:
液体を供給する液体供給方法であって、
a)ポンプ機構において変形可能な可変容器を伸張して容積を増大させ、液体供給源からの液体を前記可変容器に貯溜する工程と、
b)前記可変容器に圧力を加えて容積を減少させることにより前記液体を流路に送出する工程と、
を備え、
前記b)工程が、
b1)前記ポンプ機構の下流側に配置された流量計により前記流路を流れる前記液体の単位時間当たりの流量を測定する工程と、
b2)前記b1)工程において測定された流量に基づいて、前記流路を流れる前記液体の流量が、前記可変容器の圧縮により前記液体が前記流路に送出される際の流量として予め設定された設定流量となるように前記可変容器に加えられる圧力を制御する工程と、
を備え、
前記流量計が、
前記流路の一部として設けられた圧損部である円管と、
前記ポンプ機構と前記円管との間に配置されて前記円管に流入する前記液体の圧力を計測する第1圧力計と、
前記円管の下流側に配置されて前記円管から流出する前記液体の圧力を計測する第2圧力計と、
を備える差圧式流量計であり、
前記可変容器の1回の圧縮による前記流路への前記液体の送出が行われている間、前記流量計による前記液体の流量測定が行われることを特徴とする液体供給方法。
A liquid supply method for supplying a liquid, comprising:
a) expanding the deformable variable container in the pump mechanism to increase the volume, and storing the liquid from the liquid supply source in the variable container;
b) delivering the liquid to the flow path by applying pressure to the variable container to reduce the volume;
With
Step b)
b1) a step of measuring a flow rate per unit time of the liquid flowing through the flow path by a flow meter disposed on the downstream side of the pump mechanism;
b2) Based on the flow rate measured in the step b1), the flow rate of the liquid flowing through the flow path is preset as a flow rate when the liquid is sent to the flow path by compression of the variable container . Controlling the pressure applied to the variable container to a set flow rate;
With
The flow meter is
A circular pipe which is a pressure loss part provided as a part of the flow path;
A first pressure gauge that is disposed between the pump mechanism and the circular pipe and measures the pressure of the liquid flowing into the circular pipe;
A second pressure gauge that is disposed downstream of the circular pipe and measures the pressure of the liquid flowing out of the circular pipe;
A differential pressure type flow meter comprising:
The liquid supply method, wherein the flow rate of the liquid is measured by the flow meter while the liquid is being delivered to the flow path by one compression of the variable container.
請求項15に記載の液体供給方法であって、
c)もう1つのポンプ機構において変形可能なもう1つの可変容器を伸張して容積を増大させ、前記液体供給源からの前記液体を前記もう1つの可変容器に貯溜する工程と、
d)前記もう1つの可変容器に圧力を加えて容積を減少させることにより前記液体を前記流路に送出する工程と、
を備え、
前記d)工程が、
d1)前記もう1つのポンプ機構の下流側にて前記流量計により前記流路を流れる前記液体の単位時間当たりの流量を測定する工程と、
d2)前記d1)工程において測定された流量に基づいて、前記流路を流れる前記液体の流量が前記設定流量となるように前記もう1つの可変容器に加えられる圧力を制御する工程と、
を備え、
並行して行われる前記a)工程および前記d)工程と、並行して行われる前記b)工程および前記c)工程とが、交互に行われることを特徴とする液体供給方法。
The liquid supply method according to claim 15, comprising:
c) expanding another variable container deformable in another pump mechanism to increase the volume and storing the liquid from the liquid source in the other variable container;
d) delivering the liquid to the flow path by applying pressure to the other variable container to reduce its volume;
With
Step d)
d1) measuring the flow rate per unit time of the liquid flowing through the flow path by the flow meter on the downstream side of the other pump mechanism;
d2) controlling the pressure applied to the other variable container based on the flow rate measured in the step d1) so that the flow rate of the liquid flowing through the flow path becomes the set flow rate;
With
The liquid supply method, wherein the step a) and the step d) performed in parallel and the step b) and the step c) performed in parallel are alternately performed.
請求項16に記載の液体供給方法であって、
前記b)工程の開始後の一定時間および前記b)工程の終了前の一定時間が、前記d)工程の終了前の一定時間と前記d)工程の開始後の一定時間とそれぞれ重なることを特徴とする液体供給方法。
The liquid supply method according to claim 16, comprising:
The fixed time after the start of the step b) and the fixed time before the end of the step b) overlap with the fixed time before the end of the step d) and the fixed time after the start of the step d), respectively. A liquid supply method.
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