JPH1089243A - 定量吐出ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はシリンダ内の残った薬液がゲル化又
は固化することを課題とする。 【解決手段】 定量吐出ポンプ１０は、ピストン・シリ
ンダ機構１１と、ピストン・シリンダ機構１１を駆動す
るアクチュエータ１２と、ピストン・シリンダ機構１１
の吸排動作によりレジスト膜形成用の薬液Ａを送液する
薬液送液経路１３と、ピストン・シリンダ機構１１の吸
排動作により薬液Ａを溶解する溶媒Ｂを吸排する溶媒吸
排機構１４と、アクチュエータ１２を駆動制御するアク
チュエータ用コントローラ１５と、溶媒吸排機構１４の
経路に薬液送液経路１３の薬液Ａが混入したことを検出
する色検出センサ１６と、色検出センサ１６からの検出
信号により薬液Ａのリークの有無を判別する制御部１７
とからなる。ピストン・シリンダ機構１１のピストン１
９には、摩擦係数が小さく、シール性の高いラビリンス
シール部材４２が装着されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は定量吐出ポンプに係
り、特にシリンダの内壁に薬液が残らないよう構成され
た定量吐出ポンプに関する。半導体製造行程で使用され
るレジスト塗布装置にレジスト膜形成用の薬液を供給す
る定量吐出ポンプにおいては、予め決められた一定量の
薬液をウェーハの表面に滴下してレジスト膜を均一な膜
厚に形成することが要求されると共に、レジスト膜に異
物等が混入して膜不良とならないことが重要である。

【０００２】また、定量吐出ポンプの一行程動作により
一定量の薬液を長期間正確に吐出するように長寿命であ
ることが望まれている。そのため、レジスト塗布装置に
使用される定量吐出ポンプの吐出精度の向上や一定量の
薬液供給の安定性を向上させる必要がある。

【０００３】

【従来の技術】半導体製造行程で使用されるレジスト塗
布装置では、定量吐出ポンプから供給された薬液をター
ンテーブルに装着されたウェーハの表面中心部分に滴下
して薬液を塗布する構成となっている。

【０００４】また、レジスト膜形成用の薬液は、薬液中
に含まれている揮発性成分が気化することにより固化す
る性質を有している。そのため、レジスト塗布装置で
は、ウェーハを高速回転させることにより短時間でウェ
ーハ表面に均一なレジスト膜が形成されるようになって
いる。

【０００５】従来の定量吐出ポンプとしては、蛇腹状
のベローズを伸縮させてレジスト膜形成用の薬液をレジ
スト塗布装置に供給するものと、ピストン・シリンダ
機構のピストンを往復動させてレジスト膜形成用の薬液
をレジスト塗布装置に供給するものとがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の定量吐出ポン
プでは、伸縮可能なベローズを往復駆動して一定量の薬
液をウェーハ表面に供給する構成であるため、ベローズ
が往復駆動されてもベローズ内壁の蛇腹状凹部に薬液が
残り易く、蛇腹状凹部に入り込んだ薬液を入れ換えるこ
とが難しかった。

【０００７】このようにベローズ内壁に薬液が付着した
ままの状態が長時間続くと、次第に蛇腹状凹部に残った
薬液が固化してベローズの伸縮動作が妨げられ、あるい
はベローズが撓んだ状態で伸縮動作してしまって吐出量
が一定せず、ウェーハ表面のレジスト膜の膜厚が安定し
ないといった問題がある。

【０００８】さらに、の定量吐出ポンプを使用した場
合、ベローズ内壁に付着した薬液が固化する前のゲル状
の状態でウェーハ表面に塗布されて膜不良となったり、
半導体素子へのパーティクルとして現れるといった問題
がある。また、上記の定量吐出ポンプでは、のよう
にベローズ内壁に薬液が残ってしまうことがないが、シ
リンダ内のピストンを往復動させて一定量の薬液を吸引
した後、シリンダ内に吸引された薬液をレジスト塗布装
置へ吐出させる構成であるため、ピストン外周とシリン
ダ内壁との間に薬液が入り込んでしまい、シリンダ内壁
に付着した薬液の固化あるいはゲル化によりピストンの
動作を妨げることがある。

【０００９】また、シリンダ内壁に付着した薬液が固化
あるいはゲル化した場合、シリンダ内壁に摺接するピス
トンに装着されたＯリングの動摩擦係数が増大したり、
Ｏリングの摩耗、劣化によりリークが発生してしまう。
そのため、ピストンの往復動に伴う漏れによりシリンダ
内に吸引された薬液に空気が混入してしまい、正確な定
量吐出ができなくなるといった問題がある。

【００１０】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、ピストン・シリンダ機構のシリンダ内壁に薬液が
残らないようにした定量吐出ポンプを提供することを目
的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では下記の種々の手段を講じた事を特徴とす
るものである。請求項１記載の発明では、シリンダ内を
ピストンが往復動して一定量の薬液を吸引・吐出させる
ピストン・シリンダ機構と、該ピストンを往復駆動させ
る駆動部とを有し、該駆動部の駆動により該薬液を定量
吐出させる定量吐出ポンプにおいて、前記ピストンの往
復動に伴って前記ピストンを支持するピストンシャフト
外周と前記シリンダ内壁との間に前記薬液を溶解する溶
媒を吸排する溶媒吸排機構を設けたことを特徴とするも
のである。

【００１２】また、請求項２記載の発明では、前記ピス
トンの先端外周に、複数の線接触により前記シリンダ内
壁との間をシールするラビリンスシール部材を設けたこ
とを特徴とするものである。また、請求項３記載の発明
では、前記溶媒吸排機構が、前記ピストンシャフト外周
と前記シリンダ内壁との間に形成される空間に連通され
た溶媒供給管路と、該溶媒供給管路に設けられ、前記空
間への流れのみを許容する供給側逆止弁と、前記ピスト
ンシャフト外周と前記シリンダ内壁との間に形成される
空間に連通された溶媒排出管路と、該溶媒排出管路に設
けられ、前記空間から排出された流れのみを許容する排
出側逆止弁と、からなることを特徴とするものである。

【００１３】また、請求項４記載の発明では、前記ピス
トンシャフトの外周と前記シリンダ内壁との間に形成さ
れた空間に連通された溶媒排出管路を透明管により形成
し、該溶媒排出管路を流れる廃液の色の変化を検出する
色検出センサを前記溶媒排出管路の近傍に設けたことを
特徴とするものである。

【００１４】また、請求項５記載の発明では、前記ピス
トンシャフトの外径を前記ピストンの外径と同径とした
ことを特徴とするものである。上記した各手段は、下記
のように作用する。

【００１５】請求項１記載の発明によれば、ピストンの
往復動に伴ってピストンを支持するピストンシャフト外
周とシリンダ内壁との間に薬液を溶解する溶媒を吸排す
るため、シリンダ内壁に付着した薬液を溶媒により溶解
することができるので、シリンダ内壁に付着した薬液の
固化あるいはゲル化を防止でき、これに伴ってピストン
の往復動が妨げられたり、シリンダ内壁の摩擦係数が増
大することを防止できる。

【００１６】また、請求項２記載の発明によれば、ピス
トンの先端外周に、複数の線接触によりシリンダ内壁と
の間をシールするラビリンスシール部材を設けたため、
ピストンの往復動に伴ってピストンシャフト外周とシリ
ンダ内壁との間のシール性をより高めることができると
共にシリンダ内壁の摺動抵抗を軽減できる。さらに、シ
リンダ内に吸引された薬液がピストンシャフト側にリー
クすることを防止してシリンダ内壁の摩擦係数が増大す
ることを防止できる。

【００１７】また、請求項３記載の発明によれば、溶媒
吸排機構が、溶媒供給管路と供給側逆止弁と溶媒排出管
路と排出側逆止弁とからなるため、ピストンの往復動に
伴って溶媒が間欠的に吸引、吐出されてピストンシャフ
ト外周とシリンダ内壁との間の溶媒を入れ換えることが
でき、シリンダ内壁をピストンの往復動と共にリークし
た薬液を溶解することができる。

【００１８】また、請求項４記載の発明によれば、液排
出管路を透明管により形成し、溶媒排出管路を流れる廃
液の色の変化を色検出センサにより検出するため、着色
された薬液を使用することにより薬液がリークして溶媒
に混入した場合、これを検出でき、ピストンのシール部
材が破損又は摩耗したことを判別できる。

【００１９】また、請求項５記載の発明によれば、ピス
トンシャフトの外径をピストンの外径と同径としたた
め、ピストンシャフト外周とシリンダ内壁との間の空間
を小さくして、ピストンの往復動に伴う溶媒の消費量を
節約できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】つぎに本発明の実施例について図
面と共に説明する。図１は本発明の一実施例である定量
吐出ポンプ１０の構成を示す構成図、図２は定量吐出ポ
ンプ１０の要部とラビリンスシール部材を拡大して示す
縦断面図である。

【００２１】定量吐出ポンプ１０は、半導体製造行程で
使用されるレジスト塗布装置（図示せず）にレジスト膜
形成用の薬液Ａを供給するポンプである。定量吐出ポン
プ１０は、大略、ピストン・シリンダ機構１１と、ピス
トン・シリンダ機構１１を駆動するアクチュエータ１２
と、ピストン・シリンダ機構１１の吸排動作によりレジ
スト膜形成用の薬液Ａを送液する薬液送液経路１３と、
ピストン・シリンダ機構１１の吸排動作により薬液Ａを
溶解する溶媒Ｂを吸排する溶媒吸排機構１４と、アクチ
ュエータ１２を駆動制御するアクチュエータ用コントロ
ーラ１５と、溶媒吸排機構１４の経路に薬液送液経路１
３の薬液Ａが混入したことを検出する色検出センサ１６
と、色検出センサ１６からの検出信号により薬液Ａのリ
ークの有無を判別する制御部１７とからなる。

【００２２】ピストン・シリンダ機構１１は、シリンダ
１８の内部に形成されたシリンダ室１８ａにピストン１
９が摺動自在に挿入されており、シリンダ室１８ａの底
部端面には薬液流入路２０と薬液流出路２１とが連通さ
れている。また、シリンダ室１８ａの開口側には、溶媒
流入路２２と溶媒流出路２３とが連通されている。

【００２３】ピストン１９のピストンシャフト２４は、
外径がピストン１９の外径と同径となっている。従っ
て、シリンダ室１８ａには、ピストン１９及びピストン
シャフト２４が摺動自在に挿入されている。また、ピス
トンシャフト２４の外径をピストン１９の外径と同径と
することにより、ピストンシャフト２４外周とシリンダ
室１８ａの内壁との間の空間４５を小さくして、後述す
るようにピストン１９の往復動に伴って空間４５に吸引
される溶媒Ｂの消費量を節約できる。

【００２４】ピストン１９は、先端側外周にリング溝１
９ａが設けられている。このリング溝１９ａには、シリ
ンダ室１８ａの内壁に摺接するラビリンスシール部材４
２と、ラビリンスシール部材４２の内周とリング溝１９
ａとの間に介在するＯリング４３とが取り付けられてい
る。

【００２５】ラビリンスシール部材４２は、図２に拡大
して示すように、外周に複数の環状突起４２ａが形成さ
れており、各環状突起４２ａの先端がシリンダ室１８ａ
の内壁に線接触してシリンダ室１８ａと空間４５との間
をシールする。尚、ラビリンスシール部材４２は、比較
的柔らかい合成樹脂製であり、シリンダ室１８ａに摺接
する各環状突起４２ａの先端が細い断面となっているの
で撓みやすい形状に形成されている。

【００２６】また、ラビリンスシール部材４２の内周に
は、Ｏリング４３が嵌合する環状凹部４２ｂが設けられ
ている。この環状凹部４２ｂとリング溝１９ａとの間に
介在されたＯリング４３は、図２に拡大して示すよう
に、断面が楕円形に変形された状態に組み込まれる。そ
のため、ラビリンスシール部材４２は、Ｏリング４３が
もとの円形に戻ろうとする弾性復元力によりシリンダ室
１８ａの内壁に押圧される。よって、複数の環状突起４
２ａの先端部分は、シリンダ室１８ａの内壁に押圧され
た状態に保持される。

【００２７】これにより、シリンダ室１８ａに吸引され
た薬液Ａは、ラビリンスシール部材４２の複数の環状突
起４２ａの先端部分によりピストンシャフト２４外周と
シリンダ室１８ａ内壁との間に形成される筒状の空間４
５にリーク（漏洩）することが防止される。このラビリ
ンスシール部材４２は、複数の環状突起４２ａがシリン
ダ室１８ａの内壁に線接触するため、帯状に接触するＯ
リング等に比べてピストン摺動時の摩擦係数が小さく、
且つシール性が高められている。さらに、空間４５に吸
引される溶媒Ｂが潤滑剤としても作用するので、ラビリ
ンスシール部材４２の摺動抵抗がより軽減されている。

【００２８】そのため、ラビリンスシール部材４２は、
摩耗しにくく、吐出行程の動作時にはシリンダ室１８ａ
の内壁に付着した薬液Ａを残さず吐出させることができ
る。しかも、複数の環状突起４２ａの一部が摩耗しても
他の環状突起４２ａがシリンダ室１８ａの内壁に密着し
ているため、空間４５へのリークを長期間防止すること
ができる。よって、ラビリンスシール部材４２の交換時
期が長くなり、メンテナンス回数を減らしてメンテナン
ス時の労力を軽減できる。

【００２９】また、シリンダ室１８ａの入口の内周に
は、リング溝１８ｂが形成されており、このリング溝１
８ｂにはピストンシャフト２４外周との間をシールする
Ｏリング４４が装着されている。そのため、ピストンシ
ャフト２４外周とシリンダ室１８ａ内壁との間に形成さ
れた空間４５は、一端がラビリンスシール部材４２によ
りシールされ、他端がＯリング４４によりシールされて
いる。

【００３０】また、ピストンシャフト２４の端部には、
アクチュエータ１２の駆動側ピストン２５から軸方向に
延在するピストンロッド２６と一体的に連結されてお
り、ピストン１９は後述するように駆動側ピストン２５
の往復動により同方向に駆動されて薬液Ａの吸排を行
う。

【００３１】シリンダ１８の薬液流入路２０には、薬液
Ａが貯溜された薬液容器２７から引き出された薬液供給
管路２８が接続され、薬液流出路２１にはピストン１９
の吐出動作により吐出された薬液Ａをレジスト塗布装置
へ送液する薬液吐出管路２９が接続されている。薬液送
液経路１３は、薬液流入路２０、薬液供給管路２８及び
薬液流出路２１、薬液吐出管路２９から構成されてい
る。

【００３２】また、薬液供給管路２８には、薬液容器２
７から吸引された薬液Ａのシリンダ室１８ａへの送液の
みを許容する吸引側逆止弁３０が配設されており、薬液
吐出管路２９にはシリンダ室１８ａから吐出された薬液
Ａの流れのみを許容する吐出側逆止弁３１が配設されて
いる。

【００３３】また、吐出側逆止弁３１より下流の薬液吐
出管路２９の途中には、エアオペレート式のサックバッ
ク３２が配設されている。このサックバック３２は、空
気圧の有無により薬液吐出管路２９を開閉する開閉弁３
３と、薬液吐出管路２９を流れる薬液Ａ中の異物を除去
するフィルタ３４とを組み合わせたものである。

【００３４】尚、開閉弁３３は、後述するように薬液Ａ
がレジスト塗布装置へ送液されるときのみ開弁動作す
る。溶媒吸排機構１４は、溶媒流入路２２を介してシリ
ンダ室１８ａの空間４５に連通された溶媒供給管路３６
と、溶媒流出路２３を介してシリンダ室１８ａの空間４
５に連通された溶媒排出管路３７と、溶媒供給管路３６
の上流側端部が接続され溶媒Ｂを貯溜する溶媒容器３８
と、溶媒供給管路３６に配設された供給側逆止弁３９
と、溶媒排出管路３７に配設された排出側逆止弁４０と
から構成されている。

【００３５】尚、供給側逆止弁３９は溶媒容器３８の溶
媒Ｂが空間４５に吸引される流れのみを許容し、排出側
逆止弁４０はシリンダ室１８ａに空間４５から排出され
た溶媒Ｂの流れのみを許容する向きに配設されている。
また、溶媒Ｂはシリンダ室１８ａの内壁に付着して残っ
た薬液Ａを溶解すると共に、シリンダ室１８ａの内壁の
摺動抵抗を減少させる潤滑剤としても機能するものであ
る。

【００３６】さらに、溶媒吸排機構１４の逆止弁３９，
４０は、薬液送液経路１３の逆止弁３０，３１よりも開
弁動作圧力が低く設定されている。これは、空間４５を
形成するシリンダ室１８ａの内径とピストンシャフト２
４の外径との差が比較的小さいので、空間４５内への吸
引力が弱いからである。

【００３７】溶媒排出管路３７は、透明チューブにより
形成されているので、外部から管路内を流れる液の色の
変化を監視することができる。本実施例では、透明な溶
媒排出管路３７の両側に発光素子１６ａと受光素子１６
ｂとを配した色検出センサ１６により溶媒排出管路３７
内を流れる溶媒Ｂの色を検出する。

【００３８】レジスト膜形成用の薬液Ａが識別し易い色
に着色されているのに対し、溶媒Ｂは無色となってい
る。そのため、薬液Ａがピストン１９の外周からリーク
（漏洩）して溶媒Ｂに混入した場合、溶媒排出管路３７
内を流れる溶媒Ｂが着色されることになる。発光素子１
６ａから発光された光は、透明な溶媒排出管路３７を透
過して受光素子１６ｂで受光されるため、溶媒Ｂに薬液
Ａが混入して着色された場合、受光素子１６ｂでの受光
レベルが低下する。

【００３９】よって、受光素子１６ｂから制御部１７に
出力される検出信号の変化を監視することにより薬液Ａ
のリークの有無をチェックすることができる。本実施例
においては、制御部１７が受光素子１６ｂからの色検出
信号により薬液Ａのリークを検出したときは、ブザー４
１より警報を発して報知する。

【００４０】これにより、作業者は、ピストン１９のラ
ビリンスシール部材４２が摩耗して薬液Ａのリークが生
じたものと判断し、直ちにラビリンスシール部材４２の
交換作業を行う。よって、ラビリンスシール部材４２の
摩耗により薬液Ａの吐出量が減少した状態のまま薬液Ａ
の供給が行われることを防止でき、ピストン１９が一往
復する間にレジスト塗布装置へ供給される薬液Ａを一定
量に保つことができるので、常に一定量の薬液Ａを正確
に供給することが可能になる。

【００４１】４６はアクチュエータ用コントローラで、
圧縮空気供給用のマニホールド４７に接続された電磁弁
４８の切り替え動作を制御する。電磁弁４８はソレノイ
ド駆動式のスプリングオフセット５ポート２位置弁より
なり、マニホールド４７に連通された給気ポートａと大
気開放とされた排気ポートｂ，ｃと、第１空気管路４９
（図中破線で示す）が連通されたポートｄと、第２，３
空気管路５０，５１（図中破線で示す）が連通されたポ
ートｅとを有する。

【００４２】また、電磁弁４８は、アクチュエータ用コ
ントローラ４６から出力された励磁信号により励磁され
ると圧縮空気の供給方向を切り替えるように動作し、励
磁信号の供給が停止するとバネ力により動作前の状態に
復帰するよう構成されている。

【００４３】第１空気管路４９は、アクチュエータ１２
の左室１２ａに連通され、第２空気管路５０は、アクチ
ュエータ１２の右室１２ｂに連通されている。そして、
第３空気管路５１は、エアオペレートバルブ３２の開閉
弁３３とサックバック３４に連通されている。

【００４４】また、各空気管路４９〜５１には、空気供
給量を調整するスピードコントローラ５２〜５５が配設
されている。尚、各スピードコントローラ５２〜５５
は、流量調整用の可変絞り５２ａ〜５５ａと、可変絞り
５２ａ〜５５ａをバイパスするように設けられた逆止弁
５２ｂ〜５５ｂとを有する。

【００４５】ここで、上記構成とされた定量吐出ポンプ
１０の動作制御について説明する。先ず、定量吐出ポン
プ１０の吸引行程の動作について説明し、その後吐出行
程の動作について説明する。 吸引行程 駆動される前の電磁弁４８は、ａポートとｄポートとが
連通され、ｂポートとｅポートとが連通され、ｃポート
が遮断されている。そのため、マニホールド４７からの
圧縮空気は、ａ，ｄポートを介して第１空気管路４９に
供給され、さらに第１空気管路４９に配設されたスピー
ドコントローラ５２で流量調整されてアクチュエータ１
２の左室１２ａに供給される。

【００４６】一方、アクチュエータ１２の右室１２ｂ
は、第２空気管路５０を介して電磁弁４８のｅポートに
連通されており、ｅポートは大気開放とされたｂポート
に連通されている。このようにアクチュエータ１２は、
左室１２ａが圧縮空気により増圧され、右室１２ｂが大
気圧に減圧されるため、ピストン２５がＸｂ方向に駆動
される。

【００４７】すなわち、ピストン２５とピストンロッド
２６を介して連結されたピストン・シリンダ機構１１の
ピストン１９も同方向に移動し、ピストン・シリンダ機
構１１は吸引行程となる。これにより、ピストン・シリ
ンダ機構１１のシリンダ室１８ａの容積が拡大され、ピ
ストン１９がＸｂ方向に移動すると共に、薬液容器２７
の薬液Ａが薬液供給管路２８を通過してシリンダ室１８
ａに吸引される。尚、ピストン・シリンダ機構１１が吸
引行程のとき、薬液吐出管路２９の逆止弁３１は閉弁し
ており、薬液吐出管路２９内の薬液Ａがシリンダ室１８
ａに逆流することが防止される。

【００４８】また、ラビリンスシール部材４２とＯリン
グ４４との間に形成された空間４５は、ピストン１９が
Ｘｂ方向に移動すると共にラビリンスシール部材４２と
Ｏリング４４との離間距離が小さくなるため、空間４５
では吐出行程となる。すなわち、空間４５内に充填され
ていた使用済みの溶媒Ｂは、溶媒流出路２３を介して溶
媒排出管路３７へ排出される。そして、溶媒排出管路３
７を通過した溶媒Ｂは、フィルタ（図示せず）等を通過
して溶媒容器３８へ回収される。 吐出行程 ピストン１９がＸｂ方向のストロークエンドに達する
と、アクチュエータ用コントローラ４６は、電磁弁４８
に励磁信号を出力する。そのため、電磁弁４８はａポー
トとｅポートとが連通すると共に、ｃポートとｄポート
とが連通し、ｂポートが遮断される。

【００４９】マニホールド４７からの圧縮空気は、ａ，
ｅポートを介して第２，３空気管路５０，５１に供給さ
れ、さらに第２空気管路５０に配設されたスピードコン
トローラ５３で流量調整されてアクチュエータ１２の右
室１２ｂに供給される。一方、アクチュエータ１２の左
室１２ａは、第１空気管路４９を介して電磁弁４８のｄ
ポートに連通されており、ｄポートは大気開放とされた
ｂポートに連通されている。このようにアクチュエータ
１２は、右室１２ｂが圧縮空気により増圧され、左室１
２ａが大気圧に減圧されるため、ピストン２５がＸａ方
向に駆動される。

【００５０】すなわち、ピストン２５とピストンロッド
２６を介して連結されたピストン・シリンダ機構１１の
ピストン１９も同方向に移動し、ピストン・シリンダ機
構１１は吐出行程となる。これにより、ピストン・シリ
ンダ機構１１のシリンダ室１８ａの容積が縮小され、ピ
ストン１９がＸａ方向に移動すると共にシリンダ室１８
ａに吸引された一定量の薬液Ａが薬液吐出管路２９へ吐
出される。

【００５１】さらに、電磁弁４８を介して第３空気管路
５１に供給された圧縮空気は、エアオペレートバルブ３
２に供給され、開閉弁３３，サックバック３４を薬液吐
出管路２９と連通された状態に変位させる。そのため、
シリンダ室１８ａから吐出された一定量の薬液Ａは、薬
液吐出管路２９及びエアオペレートバルブ３２の開閉弁
３３，サックバック３４を通過してレジスト塗布装置に
供給される。よって、レジスト塗布装置では、一定量の
薬液Ａが正確、且つ安定的に供給されるため、ウェーハ
表面に均一なレジスト膜を形成できる。

【００５２】尚、ピストン・シリンダ機構１１が吐出行
程のとき、薬液供給管路２８の逆止弁３０は閉弁してお
り、薬液供給管路２８内の薬液Ａが薬液容器２７に逆流
することが防止される。また、ラビリンスシール部材４
２とＯリング４４との間に形成された空間４５は、ピス
トン１９がＸａ方向に移動すると共にラビリンスシール
部材４２とＯリング４４との離間距離が大きくなるた
め、空間４５では吸引行程となる。すなわち、空間４５
内の容積が増大するのに伴って溶媒容器３８の溶媒Ｂが
空間４５内に吸引される。これにより、シリンダ室１８
ａの内壁に残った薬液Ａを溶媒Ｂにより溶解することが
可能になると共に、シリンダ室１８ａの内壁の摺動抵抗
を減少させることができる。

【００５３】このようにして定量吐出ポンプ１０では、
上記吸引行程と吐出行程を交互に行い、ピストン１９が
一行程で移動する容積分の薬液Ａを正確にレジスト塗布
装置に供給することができる。また、定量吐出ポンプ１
０は、ピストン１９が往復動することにより、一定量の
薬液Ａを吸引・吐出すると共に、空間４５内に溶媒Ｂを
吸引して入れ換えるため、シリンダ室１８ａの内壁に薬
液Ａが残ったとしても溶媒Ｂにより溶解することができ
る。そのため、ラビリンスシール部材４２の摩耗等によ
りシリンダ室１８ａの内壁に付着したまま残った薬液Ａ
の揮発成分が気化して薬液Ａがゲル化あるいは固化する
ことが防止され、ゲル化あるいは固化した薬液Ａがレジ
スト塗布装置に供給されて膜不良やパーティクルが発生
することを防止できる。

【００５４】また、シリンダ室１８ａの内壁に薬液Ａが
残った場合でも、溶媒Ｂにより薬液Ａが溶解されてしま
うため、シリンダ室１８ａを摺動するラビリンスシール
部材４２の抵抗が増大せず、ラビリンスシール部材４２
に負荷がかかることが防止される。

【００５５】尚、上記実施例では、一定量の薬液Ａをレ
ジスト塗布装置に供給する定量吐出ポンプを一例として
挙げたが、これ以外の装置に薬液を供給するポンプによ
も適用することができるのは勿論である。また、上記実
施例では、ピストン・シリンダ機構１１のピストン１９
を空気圧で駆動されるアクチュエータ１２により駆動さ
せる構成を用いて説明したが、これに限らず、所定のス
トロークで往復駆動されるものであれば、他の駆動装置
（例えば、ソレノイド等の電磁力を使用するものや、油
圧で駆動されるアクチュエータ等）を用いても良いのは
言うまでもない。

【００５６】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、下記の種々
の効果を実現することができる。請求項１記載の発明に
よれば、ピストンの往復動に伴ってピストンを支持する
ピストンシャフト外周とシリンダ内壁との間に薬液を溶
解する溶媒を吸排するため、シリンダ内壁に付着した薬
液を溶媒により溶解することができるので、シリンダ内
壁に付着した薬液の固化あるいはゲル化を防止でき、こ
れに伴ってピストンの往復動が妨げられたり、シリンダ
内壁の摩擦係数が増大することを防止できる。これによ
り、ピストンが往復動するときの負荷が軽減されると共
に、シリンダ内壁に摺接するシール部材の摩耗を減らし
てシール部材の寿命を延ばすことができる。また、シー
ル部材の交換時期が延長されてメンテナンス回数を減ら
してメンテナンス時の労力を軽減できる。

【００５７】また、請求項２記載の発明によれば、ピス
トンの先端外周に、複数の線接触によりシリンダ内壁と
の間をシールするラビリンスシール部材を設けたため、
ピストンの往復動に伴ってピストンシャフト外周とシリ
ンダ内壁との間のシール性をより高めることができると
共にシリンダ内壁の摺動抵抗を軽減できる。さらに、シ
リンダ内に吸引された薬液がピストンシャフト側にリー
ク（漏洩）することを防止してシリンダ内壁の摩擦係数
が増大することを防止できる。

【００５８】また、請求項３記載の発明によれば、溶媒
吸排機構が、溶媒供給管路と供給側逆止弁と溶媒排出管
路と排出側逆止弁とからなるため、ピストンの往復動に
伴って溶媒が間欠的に吸引、吐出されてピストンシャフ
ト外周とシリンダ内壁との間の溶媒を入れ換えることが
でき、シリンダ内壁をピストンの往復動と共にリークし
た薬液を溶解することができる。

【００５９】また、請求項４記載の発明によれば、液排
出管路を透明管により形成し、溶媒排出管路を流れる廃
液の色の変化を色検出センサにより検出するため、着色
された薬液を使用することにより薬液がリークして溶媒
に混入した場合、これを検出でき、ピストンのシール部
材が破損又は摩耗したことを判別できる。シール部材を
直ちに交換してリークによる精度低下を防止して一定量
の薬液を安定供給することが可能である。

【００６０】また、請求項５記載の発明によれば、ピス
トンシャフトの外径をピストンの外径と同径としたた
め、ピストンシャフト外周とシリンダ内壁との間の空間
を小さくして、ピストンの往復動に伴う溶媒の消費量を
節約できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である定量吐出ポンプ１０の
構成を示す構成図である。

【図２】定量吐出ポンプ１０の要部とラビリンスシール
部材を拡大して示す縦断面図である。

【符号の説明】

１０ 定量吐出ポンプ １１ ピストン・シリンダ機構 １２ アクチュエータ １３ 薬液送液経路 １４ 溶媒吸排機構 １５ アクチュエータ用コントローラ １６ 色検出センサ １７ 制御部 １８ シリンダ １８ａ シリンダ室 １９ ピストン ２０ 薬液流入路 ２１ 薬液流出路 ２２ 溶媒流入路 ２３ 溶媒流出路 ２４ ピストンシャフト ２５ 駆動側ピストン ２６ ピストンロッド ２７ 薬液容器 ２８ 薬液供給管路 ２９ 薬液吐出管路 ３０ 吸引側逆止弁 ３１ 吐出側逆止弁 ３２ エアオペレートバルブ ３６ 溶媒供給管路 ３７ 溶媒排出管路 ３８ 溶媒容器 ３９ 供給側逆止弁 ４０ 排出側逆止弁 ４２ ラビリンスシール部材 ４２ａ 環状突起 ４５ 空間 ４６ アクチュエータ用コントローラ ４８ 電磁弁 ４９ 第１空気管路 ５０ 第２空気管路 ５１ 第３空気管路 ５２〜５５ スピードコントローラ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ内をピストンが往復動して一定
   量の薬液を吸引・吐出させるピストン・シリンダ機構
   と、該ピストンを往復駆動させる駆動部とを有し、該駆
   動部の駆動により該薬液を定量吐出させる定量吐出ポン
   プにおいて、 前記ピストンの往復動に伴って前記ピストンを支持する
   ピストンシャフト外周と前記シリンダ内壁との間に前記
   薬液を溶解する溶媒を吸排する溶媒吸排機構を設けたこ
   とを特徴とする定量吐出ポンプ。
2. 【請求項２】 前記請求項１記載の定量吐出ポンプであ
   って、 前記ピストンの先端外周に、複数の線接触により前記シ
   リンダ内壁との間をシールするラビリンスシール部材を
   設けたことを特徴とする定量吐出ポンプ。
3. 【請求項３】 前記請求項１記載の定量吐出ポンプであ
   って、 前記溶媒吸排機構は、 前記ピストンシャフト外周と前記シリンダ内壁との間に
   形成される空間に連通された溶媒供給管路と、 該溶媒供給管路に設けられ、前記空間への流れのみを許
   容する供給側逆止弁と、 前記ピストンシャフト外周と前記シリンダ内壁との間に
   形成される空間に連通された溶媒排出管路と、 該溶媒排出管路に設けられ、前記空間から排出された流
   れのみを許容する排出側逆止弁と、 からなることを特徴とする定量吐出ポンプ。
4. 【請求項４】 前記請求項３記載の定量吐出ポンプであ
   って、 前記ピストンシャフトの外周と前記シリンダ内壁との間
   に形成された空間に連通された溶媒排出管路を透明管に
   より形成し、 該溶媒排出管路を流れる廃液の色の変化を検出する色検
   出センサを前記溶媒排出管路の近傍に設けたことを特徴
   とする定量吐出ポンプ。
5. 【請求項５】 前記請求項１記載の定量吐出ポンプであ
   って、 前記ピストンシャフトの外径を前記ピストンの外径と同
   径としたことを特徴とする定量吐出ポンプ。