KR20180081511A - 액체 공급 장치 및 액체 공급 방법 - Google Patents

Abstract

액체 공급 장치(10a), 흡입 포트(13)와 토출 포트(14)를 연통하는 제 1 액체 유로(21)와, 제 2 액체 유로(22)를 가지며, 제 1 액체 유로(21)에는 제 1 펌프 (25)가 설치되고, 제 2 액체 유로(22)에는 제 1 펌프(25)의 토출 동작시 흡입 동작하고, 제 1 펌프(25)의 흡입 동작시에 토출 동작하는 제 2 펌프(26)가 설치된다. 절환 밸브기구(41)로서의 3방향 밸브(42a)는, 제 1 액체 유로(21) 내에 액체를 충전하는 제 1 펌프 유로 충전 모드와, 제 2 액체 유로(22) 내에 액체를 충전하는 제 2 펌프 유로 충전 모드와, 제 1 액체 유로(21)와 제 2 액체 유로(22)를 각각 흡입 포트(13)와 토출 포트(14)에 연통하는 연속 토출 모로 절환한다.

Description

액체 공급 장치 및 액체 공급 방법

본 발명은 피도포물에 액체를 공급하는 액체 공급 장치를 사용한 액체 공급 기술에 관한 것이다.

반도체 집적회로 장치나 액정 패널 등의 기술 분야에서 포토레지스트액 등의 액체를 피도포물에 공급하는 액체 공급 장치가 사용되고 있다. 이 액체 공급 장치는 액체를 수용하는 용기에 연결되는 흡입 유로와 도포도구에 연결되는 토출 유로 사이에 설치된 용기 내에 수용된 액체를 도포 노즐 등의 도포도구를 통해 피도포물에 공급한다. 액체 공급 장치는 튜브프램형과 플런저 타입의 펌프를 가지고 있으며, 펌프실의 팽창수축 동작에 의해 액체가 피도포물에 공급된다.

2개의 다이아프램에 의해 구성된 왕복동 펌프가 특허 문헌 1에 기재되어있다. 특허 문헌 1의 도 4는 왕복동 펌프를 구성하는 각 펌프 헤드에 내포되어있는 다이아프램이 개시되어, 일측의 다이어프램이 복동 공정인 경우 타측의 다이아프램이 왕동 공정이 되는 구성이 개시되어있다. 즉, 도 4에 나타난 왕복동 펌프에 의하면, 일측의 다이어프램이 타측의 다이아프램을, 타측의 다이아프램이 일측의 다이어프램을 보완하기 위해 구동되기 때문에, 맥동을 효과적으로 개선할 수 있는 왕복 펌프를 얻을 수 있다.

　2개의 플런저를 이용한 다연식(多連式) 플런저 펌프가 특허 문헌 2에 기재되어있다. 플런저 펌프는 흡입구끼리 그리고 토출구끼리 각각 연결된, 모든 플런저 펌프에 의한 총합적인 유체의 토출량이 시간적으로 평활화되도록, 각 플런저 펌프에서 유체의 토출량 변화의 위상이 어긋나게 구동된다.

특허문헌 1 : 일본특허출원공개 제2003－042069호 공보 특허문헌 2 : 일본특허출원공개 제2001－234850호 공보

특허 문헌 1 및 특허 문헌 2에 기재된 바와 같이, 2 개의 다이아프램과 2 개의 플런저를 갖춘 펌프, 즉 액체 공급 장치에 있어서는, 각 펌프가 설치된 제 1 액체 유로와 제 2 액체 유로가 용기와 도포도구 사이에 병렬로 배치된다. 이러한 펌프에서는 펌프를 가동시키기 전에 용기에 압축 공기를 공급함으로써, 제 1 액체 유로와 제 2 액체 유로에 대하여 동시에 액체가 충전된다. 따라서 일측의 액체 유로에만 액체가 충전되고, 타측의 액체 유로에 액체가 충분히 충전되지 않고 공기가 남아있을 수 있다. 액체 유로의 유체 저항 등의 차이로 인해 액체가 일측의 액체 유로에만 흐르기 쉽고, 타측으로 흐르기 어려울 수 있기 때문이다. 충전 작업을 장시간 계속하면 타측의 액체 유로에는 액체가 충전되지 않는 것을 해결하지 못하는 경우가 많다.

타측의 액체 유로에 액체가 충전되지 않고 공기가 남은 상태에서, 즉 잔존 기포가 있는 상태에서 정상 작동하면 다음과 같이 된다. 흡입시에는 부압에 의해 잔존 기포가 팽창되므로 펌프실의 체적이 감소분의 액체량을 흡입하지 못하고 잔존 기포가 팽창 한만큼 액체의 흡입량이 감소한다. 토출시에는 정압에 의해 잔존 기포가 수축되기 때문에 펌프실의 체적이 감소분의 액체량을 토출할 수 없으며 잔존 기포가 압축된 만큼 액체의 토출량이 감소한다. 이 감소는 기포가 잔존하는 일측의 펌프실에 발생하는 경우가 많다. 또한 잔존 기포의 양이 소량이어도, 액체의 토출량이 맥동하게 된다.

이상과 같이 기존의 액체 공급 장치에서는, 액체 공급 장치를 작동하기 전에 펌프에 액체를 충전하는 작업, 즉 준비 작업에 시간이 걸리고 또한 기포가 남는 경우에는 액체의 토출량이 맥동하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 액체 공급 장치에 의한 액체 공급 작업의 조작성을 향상 시키는 것이다.

본 발명의 액체 공급 장치는 흡입 포트로부터 흡입된 액체를 토출 포트에서 연속적으로 토출하는 액체 공급 장치로서, 상기 흡입 포트와 상기 토출 포트를 연통하는 제 1 액체 유로에 설치되며, 상기 흡입 포트에서 액체를 흡입하는 흡입 동작과 상기 토출 포트로 액체를 토출하는 토출 동작을 실행하는 제 1 펌프와; 상기 흡입 포트와 상기 토출 포트를 연통하는 제 2 액체 유로에 설치되고, 상기 제 1 펌프의 토출 작동시 흡입 동작하고, 상기 제 1 펌프의 흡입 동작시에 토출 동작하는 제 2 펌프와; 상기 제 1 액체 유로와 상기 제 2 액체 유로를 각각 상기 흡입 포트 및 상기 토출 포트에 연통하는 연속 토출 모드와, 상기 제 1 액체 유로를 상기 흡입 포트 및 상기 토출 포트에 연통시켜 상기 제 2 액체 유로의 연통을 차단하는 제 1 펌프 유로 충전 모드와, 상기 제 2 액체 유로를 상기 흡입 포트 및 상기 토출 포트에 연통시켜 상기 제 1 액체 유로의 연통을 차단하는 제 2 펌프 유로 충전 모드로 절환하는 절환 밸브기구를 갖는다.

본 발명의 액체 충전 방법은, 흡입 포트와 토출 포트를 연통하는 제 1 액체 유로에 설치되며, 상기 흡입 포트에서 액체를 흡입하는 흡입 동작과 상기 토출 포트로 액체를 토출하는 토출 동작을 실행하는 제 1 펌프와, 상기 흡입 포트와 상기 토출 포트를 연통하는 제 2 액체 유로에 설치되며, 상기 제 1 펌프의 토출 작동시에 흡입 동작하고, 상기 제 1 펌프의 흡입 동작시에 토출 동작하는 제 2 펌프를 구비한 액체 공급 장치에 액체를 충전하는 액체 충전 방법으로서, 상기 제 1 액체 유로를 상기 흡입 포트와 상기 토출 포트에 연통시키고 상기 제 2 액체 유로의 연통을 차단하고 상기 제 1 펌프에 액체를 충전하는 제 1 펌프 유로 충전 단계와, 상기 제 2 액체 유로를 상기 흡입 포트 및 상기 토출 포트에 연통시켜 상기 제 1 액체 유로의 연통을 차단하여 상기 제 2 펌프에 액체를 충 제 2 펌프 유로 충전 단계를 갖는다.

본 발명의 액체 공급 방법은 흡입 포트와 토출 포트를 연통하는 제 1 액체 유로에 설치되며, 상기 흡입 포트에서 액체를 흡입하는 흡입 동작과 상기 토출 포트에 액체를 토출하는 토출 동작을 실행하는 제 1 펌프와, 상기 흡입 포트와 상기 토출 포트를 연통하는 제 2 액체 유로에 설치되며, 상기 제 1 펌프의 토출 작동시에 흡입 동작하고, 상기 제 1 펌프의 흡입 동작시에 토출 동작하는 제 2 펌프를 구비한 액체 공급 장치에 의해 상기 흡입 포트에 흡입된 액체를 상기 토출 포트에서 연속적으로 토출하는 액체 공급 방법으로서, 상기 제 1 액체 유로를 상기 흡입 포트와 상기 토출 포트에 연통시키고 상기 제 2 액체 유로의 연통을 차단하여 상기 제 1 펌프에 액체를 충전하는 제 1 펌프 유로 충전 단계와, 상기 제 2 액체 유로를 상기 흡입 포트와 상기 토출 포트에 연통시키고 상기 제 1 액체 유로의 연통을 차단하여 상기 제 2 펌프에 액체를 충전하는 제 2 펌프 유로 충전 단계와, 상기 제 1 펌프 유로 충전 단계와 상기 제 2 펌프 유로 충전 단계가 실행된 후, 상기 제 1 펌프와 상기 제 2 펌프를 교대로 토출 동작과 흡입 동작시켜 상기 토출 포트에서 연속으로 액체를 토출하는 연속 토출 단계를 갖는다.

제 1 펌프와 제 2 펌프가 교대로 토출 동작과 흡입 작동되어 토출 포트로부터 액체를 연속적으로 배출하기 전에, 제 1 펌프 유로 충전 모드에 의해 제 1 펌프 유로에 액체가 충전되고, 제 2 펌프 유로 충전 모드에 의해 제 2 펌프 유로에 액체가 충전됨으로써 각각의 펌프 내에서 공기가 배출된다. 이처럼 연속 토출 모드에 의해 액체가 토출 포트로부터 토출되기 전에, 미리 공기가 유로 내에서 용이하게 배출되므로, 펌프 유로 충전 모드에서 연속 토출 모드로 절환하는 것에 의해, 액체 공급 장치의 시작을 위한 초기 설정 작업을 쉽게 할 수 있으며, 액체 공급 작업의 작업성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 하나의 실시 형태인 액체 공급 장치를 나타내는 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 액체 공급 장치의 초기 설정 작업을 나타내는 개략도이며,(A)는 제 1 펌프의 펌프실을 향해 용기 내의 액체가 송출되는 상태를 나타내고, (B)는 제 2 펌프의 펌프실을 향해 용기 내의 액체가 송출되는 상태를 나타낸다.
도 3은 다른 실시 형태인 액체 공급 장치를 나타내는 개략도이다. 도 4는 도 3에 도시된 액체 공급 장치의 초기 설정 작업을 나타내는 개략도이며, (A)는 제 1 펌프의 펌프실을 향해 용기 내의 액체가 송출되는 상태를 나타내고, (B)는 제 2 펌프의 펌프실을 향해 용기 내의 액체가 송출되는 상태를 나타낸다.
도 5는 또 다른 실시 형태인 액체 공급 장치를 나타내는 개략도이다.
도 6은 또 다른 실시 형태인 액체 공급 장치를 나타내는 개략도이다.
도 7은 비교예인 액체 공급 장치를 나타내는 개략도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면에서, 공통되는 기능을 갖는 부재에는 동일한 부호가 주어진다. 도 1과 도 2에 나타낸 액체 공급 장치(10a)는, 용기(11) 내에 수용된 액체(L)를 도포도구(12) 쪽으로 공급한다. 피도포물에 공급되는 액체(L)로는 예를 들면, 반도체 집적 회로 장치 나 액정 패널 등의 기술 분야에서 사용되는 포토 레지스트 액이나 세정액 등이있다. 액체 공급 장치(10a) 흡입 포트(13)와 토출 포트(14)를 가지며, 용기(11)에 장착 된 흡입 유로(15)가 흡입 포트 13에 연결된다. 토출 유로(16)가 토출 포트 14에 연결되어 도포도구(12)가 토출 유로(16)의 선단에 설치된다.

이 액체 공급 장치(10a)는, 흡입 포트(13)와 토출 포트(14)를 연통하는 제 1 액체 유로(21)와, 이 제 1 액체 유로(21)에 병렬로 되어, 흡입 포트(13)와 토출 포트(14)를 연통하는 제 2 액체 유로(22)를 갖는다. 제 1 액체 유로(21)와 제 2 액체 유로(22)는 각각 상하 방향으로 연장되어있다. 제 1 액체 유로(21)의 흡입측부와 제 2 액체 유로(22의 흡입측부는 분기부(23)를 통해 흡입 포트(13)에 연통한다. 한편, 제 1 액체 유로(21)의 토출측부와 제 2 액체 유로(22의 토출측부는 합류부(24)를 통해 토출 포트(14)에 연통한다.

제 1 펌프(25)가 제 1 액체 유로(21)에 설치되고, 제 2 펌프(26)가 제 2 액체 유로(22)에 설치되어있다. 제 1 펌프(25)는 팽창수축하는 펌프실(P1)을 가지며, 제 2 펌프(26)는 팽창수축하는 펌프실(P2)를 가지고있다. 제 1 펌프(25)와 제 2 펌프(26)의 형태로는, 튜브프램형. 벨로우즈형, 다이어프램형 및 피스톤형 등을 적용 할 수 있다. 어떤 형태의 펌프도 펌프실(P1, P2)을 팽창시키고 흡입 동작, 즉 흡인 동작시키면, 용기(11) 내의 액체(L)가 펌프실(P1, P2)에 흡입된다. 한편, 펌프실(P1, P2)를 수축시키고 토출 동작 시키면, 펌프실(P1, P2)의 액체(L)은 도포도구(12) 쪽으로 공급된다.

제 1 흡입측 체크 밸브(31)가, 제 1 액체 유로(21) 중 제 1 펌프(25)의 상류측에 위치하여 설치되어있다. 이 제 1 흡입측 체크 밸브(31)는 제 1 펌프(25)의 흡입 동작시에 흡입 포트(13)로부터 제 1 펌프(25)로 액체의 흐름을 허용하고, 제 1 펌프(25)의 토출 동작시에 제 1 펌프(25)로부터 흡입 포트(13)로 액체의 흐름을 차단한다. 제 1 토출측 체크 밸브(32)가, 제 1 액체 유로(21) 중 제 1 펌프(25)의 하류 측에 위치하여 설치되어있다. 이 제 1 토출측 체크 밸브(32)는 제 1 펌프(25)의 토출 동작시에 제 1 펌프(25)로부터 토출 포트(14)로 액체의 흐름을 허용하고, 제 1 펌프(25)의 흡입 동작시에 토출 포트(14)로부터 제 1 펌프(25)로 액체의 흐름을 차단한다.

제 2 흡입측 체크 밸브(33)가, 제 2 액체 유로(22) 중 제 2 펌프(26)의 상류측에 위치하여 설치되어있다. 이 제 2 흡입측 체크 밸브(33)는 제 2 펌프(26)의 흡입 동작시에 흡입 포트(13)로부터 제 2 펌프(26)로 액체의 흐름을 허용하고 제 2 펌프(26)의 토출 동작시에 제 2 펌프(26)로부터 흡입 포트(13)로 액체의 흐름을 차단한다. 제 2 토출측 체크 밸브(34)가 제 2 액체 유로(22) 중 제 2 펌프(26)의 하류측에 위치하여 설치되어있다. 이 제 2 토출측 체크 밸브(34)는 제 2 펌프(26)의 토출 동작시에 제 2 펌프(26)로부터 토출 포트(14)로 액체의 흐름을 허용하고, 제 2 펌프(26)의 흡입 동작시에 토출 포트(14)로부터 제 2 펌프(26)로 액체의 흐름을 차단한다.

제 1 흡입 측 체크 밸브(31)에서는 경구(硬球) 등으로 이루어지는 밸브체가 자중에 의해 그 하측의 밸브시트면에 맞닿아 제 1 흡입측 체크 밸브(31)를 폐쇄하고, 하류측의 펌프실(P1)의 압력이 상류측의 흡입 포트(13)의 압력보다 낮아지면, 유체의 흐름에 따라 밸브체가 밸브시트면에서 떨어져 제 1 흡입측 체크 밸브(31)가 열린다. 제 1 토출측 체크 밸브(32)에서는 경구 등으로 이루어지는 밸브체가 자중에 의해 그 하측의 밸브 시트면에 맞닿아 제 1 토출측 체크 밸브(32)를 폐쇄하고, 상류측의 펌프실(P1)의 압력이 하류측의 토출 포트(14)의 압력보다 높아지면, 유체의 흐름에 따라 밸브체는 밸브시트면에서 떨어져 제 1 토출측 체크 밸브(32)가 열린다. 제 2 흡입측 체크 밸브(33) 및 제 2 토출측 체크 밸브(34)도 제 1 흡입측 체크 밸브(31) 및 제 1 토출측 체크 밸브(32)와 동일하게 동작한다. 이와 같이, 각각의 체크 밸브는 펌프의 흡입 동작과 토출 동작에 의해 자동으로 유로를 개폐하기 때문에, 체크 밸브를 구동하기 위한 솔레노이드 등의 구동 수단은 불필요하다. 이로써 액체 공급 장치(10a)의 구조는 심플하게 된다.

각각의 체크 밸브(31,32,33,34)는 상술한 바와 같이, 자중에 의해 그 하측의 밸브시트면에 맞닿아 유로를 폐쇄하는 형태로 되어 있지만, 자중이외에도 스프링에 의해 밸브 디스크가 밸브시트에 눌러지는 형태로 할 수도 있다.

제 1 액체 유로(21) 중 제 1 흡입측 체크 밸브(31)에서 제 1 토출측 체크 밸브(32) 까지를 제 1 펌프 유로라고 명명한다. 마찬가지로, 제 2 액체 유로(22) 중 제 2 흡입측 체크 밸브(33)에서 제 2 토출측 체크 밸브(34) 까지를 제 2 펌프 유로라고 명명한다. 제 1 펌프 유로, 제 2 펌프 유로는, 펌프실(P1, P2)이 발생하는 정압, 부압 모두의 압력이 인가되는 유로이다. 제 1 펌프 유로, 제 2 펌프 유로에 잔류하는 공기, 즉 기포는 액체 공급 장치가 동작할 때, 정압, 부압에 의해 압축, 팽창된다.

절환 밸브기구(41)가 액체 공급 장치(10a)에 설치되어있다. 도 1과 도 2에 나타낸 밸브기구(41)는 3방향 밸브(42a)이며, 3방향 밸브(42a)는 제 1 액체 유로(21)의 토출측부와 제 2 액체 유로(22)의 토출측부의 합류부(24)에 설치되어있다. 3방향 밸브(42a)는 밸브 케이싱(43)이 회전가능하게 끼워지는 밸브체(44)를 가진다. 제 1 액체 유로(21)를 형성하는 유입측 포트(43a)와, 제 2 액체 유로(22)를 형성하는 유입측 포트(43b)가 서로 대향하여 밸브 케이싱(43)에 설치되며, 양쪽의 유입측 포트(43a, 43b)에 대해 직각을 이루고, 유출측 포트(43c)가 밸브 케이싱(43)에 설치되어있다. 유출측 포트(43c)는 합류부(24)를 구성한다. 입출 유로(44a, 44b)가 일직선상으로 밸브체(44)에 설치되며, 이러한 입출 유로(44a, 44b)에 대해 직각을 이루고, 입출 유로(44c)가 밸브체(44)에 설치되어있다.

3방향 밸브(42a)는 도 1에 도시된 연속 토출 모드와, 도 2(A)에 도시 된 제 1 펌프 유로 충전 모드와, 도 2(B)에 도시된 제 2 펌프 유로 충전 모드의 3 위치로 작동한다. 연속 토출 모드는 제 1 액체 유로(21) 및 제 2 액체 유로(22를 각각 흡입 포트(13) 및 토출 포트(14)와 연통하게 하는 모드이다. 이때, 도 1에 도시 된 바와 같이, 3방향 밸브(42a)의 양쪽의 유입측 포트(43a, 43b)가 유출측 포트(43c)에 연통한다. 용기(11) 내의 액체(L)를 도포도구(12)로부터 피도포물로 공급하는 경우에는, 3방향 밸브(42a)는 연속 토출 모드로 설정된다. 연속 토출 모드에서는 제 1 펌프(25)와 제 2 펌프(26)를 교대로 토출 동작시킴으로써 토출 포트(14)로부터 액체가 연속적으로 토출되어, 피도포물에 대해 도포도구(12)로부터 액체가 공급된다.

제 1 펌프 유로 충전 모드는, 제 1 펌프(25)의 펌프실(P1), 및 흡입 포트(13)와 토출 포트(14) 사이의 제 1 액체 유로 내에 액체를 충전하여 공기를 배출하는 모드이다. 제 1 펌프 유로 충전 모드에서는 3방향 밸브(42a)의 밸브체(44)가 도 2(A)에 나타나는 위치로 설정되어, 유입측 포트(43b)가 유출측 포트(43c)에 연통되고, 유입측 포트(43a)가 차단된다. 제 1 펌프 유로 충전 모드로 설정하여 용기(11)를 가압하는 것에 의해, 적어도 제 1 펌프(25)의 펌프실(P1)을 포함하여 제 1 흡입측 체크 밸브(31)에서 제 1 토출측 체크 밸브(32) 까지, 즉 제 1 펌프 유로에 액체가 충전된다. 또는 제 1 펌프 유로뿐만 아니라, 제 1 액체 유로(21), 토출 유로 (16)에서 도포도구(12) 까지 액체가 충전된다.

제 2 펌프 유로 충전 모드는 제 2 펌프(26)의 펌프실(P2), 및 흡입 포트(13)와 토출 포트(14) 사이에 있는 제 2 액체 유로 내에 액체를 충전하여 공기를 배출하는 모드이다. 제 2 펌프 유로 충전 모드에서는, 3방향 밸브(42a)의 밸브체(44)가 도 2(B)에 도시된 위치로 설정되어, 유입측 포트(43a)가 유출측 포트(43c)에 연통되고, 유입측 포트(43b)가 차단된다. 제 2 펌프 유로 충전 모드로 설정하여 용기(11)를 가압하는 것에 의해, 적어도 제 2 펌프(26)의 펌프실(P2)를 포함하여 제 2 흡입측 체크 밸브(33)로부터 제 2 토출측 체크 밸브(34) 까지, 즉 제 2 펌프 유로에 액체가 충전된다. 또는 제 2 펌프 유로뿐만 아니라, 제 2 액체 유로(22), 토출 유로(16)에서 도포도구(12) 까지 액체가 충전된다.

제 1 펌프 유로 충전 모드와 제 2 펌프 유로 충전 모드는, 액체 공급 장치(10a)의 시작시에, 즉 기동시에 행해진다. 이와 같이, 제 1 펌프 유로 충전 모드와 제 2 펌프 유로 충전 모드를 별도로 실행하는 것에 의해, 흡입 유로(15)에서 도포도구(12) 까지의 유로 내에 남아있는 공기가 외부로 배출된다. 따라서, 연속 토출 모드에 의해 피도포물에 액체를 공급하는 경우에는, 유로 내에 기포가 잔존하지 않기 때문에, 토출되는 액체의 흐름에 맥동이 발생하지 않는다.

제 1 펌프 유로 충전 모드와 제 2 펌프 유로 충전 모드에서, 밀폐된 용기(11)를 압축 공기로 가압하여 액체를 제 1 액체 유로, 제 2 액체 유로에 충전한다. 이에 대해, 용기(11)를 대기에 개방하고, 토출 포트(14) 또는 토출 유로(16) 또는 도포도구(12) 쪽을 진공으로 하여 액체를 흡입하고, 제 1 액체 유로, 제 2 액체 유로에 액체를 충전할 수 있다. 토출 포트 14(쪽)을 진공으로 하려면 시린지로 공기를 흡입하는 방법이 간편하다.

도 7은 비교예인 액체 공급 장치(10)를 나타내는 개략도이다. 도 7에서는, 도 1과 공통되는 부재에 동일한 부호가 주어진다. 이 액체 공급 장치(10)에는 제 1 액체 유로(21)와 제 2 액체 유로(22)의 토출측 단부가 토출 포트(14)에 직접 연결되어있다. 따라서 액체 공급 장치(10)를 가동시키기 전에 용기(11)에 압축 공기를 공급하는 것에 의해, 제 1 액체 유로(21)와 제 2 액체 유로(22)에 대해 동시에 액체가 충전되었다. 따라서 충전 작업을 장시간 계속하면 일측의 액체 유로에 만 액체가 충전되고, 타측의 액체 유로에 액체가 충분히 충전되지 않고 공기가 남아있을 수 있다. 액체 유로의 유체 저항 등의 차이로 인해, 액체가 일측의 액체 유로에만 흐르기 쉽고, 타측으로 흐르기 어려울 수 있기 때문이다. 이에 대해, 본 발명에서는 제 1 액체 유로(21)와 제 2 액체 유로(22)에 대해서, 따로 액체가 충전되기 때문에, 그러한 차이의 영향을 받지 않고 액체가 액체 유로에 충전된다. 그래서, 액체 유로에 공기가 남지 않고, 짧은 시간에 확실하게 충전 작업이 종료됩니다. 이로써, 액체 공급 장치를 가동하기 전의, 준비 작업 시간이 단축되고, 장치 시작의 작업성을 향상시킬 수 있다.

액체 공급 장치(10a)로 피도포물에 액체(L)를 지속적으로 공급하기 위해서, 액체 공급 장치(10a)의 시작시에 액체 공급 장치(10a)의 유로에 액체를 충전하는 액체 충전 방법이 실행된다. 액체 충전 방법은, 도 2(A)에 도시된 제 1 펌프 유로 충전 단계와, 도 2(B)에 도시된 제 2 펌프 유로 충전 단계를 갖는다. 제 1 액체 유로 충전 단계는 3방향 밸브(42a)를 제 1 펌프 유로 충전 모드 위치로 작동시키고, 용기(11)를 가압하여 제 1 펌프실(P1)을 포함하여 제 1 액체 유로(21) 내에 액체를 충전하고, 유로 내의 공기를 도포도구(12)로부터 외부로 배출한다. 제 1 액체 유로 충전 단계에서는 용기(11)를 가압 펌프실(P1) 내로 향하여 용기(11) 내의 액체(L)를 송출한다. 유로 내의 공기를 외부로 배출하려면, 도포도구(12)를 통해 배출해도 되지만, 토출 포트(14) 또는 토출 유로(16)의 도중에서 외부로 배출해도 된다.

제 1 펌프 유로 충전 단계와 제 2 펌프 유로 충전 단계에서, 용기(11)를 압축 공기로 가압하고, 가압된 액체를 제 1 액체 유로, 제 2 액체 유로에 충전한다. 이에 대해, 용기(11)를 대기에 개방하고, 토출 포트(14) 또는 토출 유로(16) 또는 도포도구(12) 쪽을 부압으로 하여 흡인하여, 흡입 포트로부터 공급되는 액체로 제 1 액체 유로, 2 액체 유로에 액체를 충전할 수 있다.

제2 펌프 유로 충전 단계는, 3방향 밸브(42a)를 제 2 펌프 유로 충전 모드 위치로 작동시키고, 용기(11)를 가압하여 제 2 펌프실(P2)을 포함하여 제 2 액체 유로(22) 내에 액체를 충전하고, 유로 내의 공기를 도포도구(12)에서 외부로 배출한다. 제 2 액체 유로 충전 단계에서는, 용기(11)를 가압하여, 펌프실(P2) 내로 향하여 용기(11) 내의 액체(L)를 송출한다.

액체 공급 장치(10a)의 유로 내에서 기포를 배출하려면, 제 1 펌프 충전 단계와 제 2 펌프 충전 단계 중 하나를 먼저 실행하여도 되고, 두 펌프 충전 단계를 교대로 여러 번 실행하여도 된다.

펌프 충전 단계가 실행되면, 액체 공급 장치(10a)로 피도포물에 액체(L)를 공급하기 위한 준비가 완료된다. 펌프 충전 단계가 실행된 후, 피도포물에 유체를 공급하기 위해 3방향 밸브(42a)는 도 1에 표시된 연속 토출 모드로 전환되어 연속 토출 단계가 실행된다.　

연속 토출 단계에서 제 1 펌프(25)와 제 2 펌프(26)가 교대로 토출 동작과 흡입 동작을 하면, 토출 포트(14)에서 연속적으로 액체(L)가 토출 되고, 토출 포트(14)에 연결된 토출 유로(16)를 통해 도포도구(12)에서 피도포물에 액체가 공급된다. 하나의 피도포물에 대한 액체의 공급이 정지될 때에는, 두 펌프(25,26)의 토출 동작과 흡입 동작은 정지된다. 다음의 피도포물질이 도포도구(12)에 대향하여 배치되면, 그 피도포물에 액체 공급이 연속 토출 모드 하에서 이루어진다. 용기(11) 내의 액체가 부족할 경우에는 용기(11) 내에 액체가 보충된다.

이와 같이, 피도포물에 대한 액체 공급 방법이 실행되기 전에, 위에서 설명한 펌프 충전 방법을 실행하면, 유체 공급 장치(10a) 내의 유로의 기포가 배출되므로, 피도포물에 대해 높은 정밀도로 액체를 공급할 수 있음과 동시에, 액체 공급 장치(10a)의 장치 시작을 위한 초기설정 작업을 쉽게 할 수 있다.

도 3은 다른 실시 형태인 액체 공급 장치(10b)를 나타내는 개략도이다. 도 4(A)는 제 1 펌프의 펌프실(P1)을 향해 용기 내의 액체를 송출하고 있는 상태를 나타내는 개략도이며, 도 4(B)는 제 2 펌프의 펌프실(P2)을 향해 용기 내의 액체를 송출하고있는 상태를 나타내는 개략도이다.

도 3과 도 4에 도시된 액체 공급 장치(10b)는 분기부(23)에 3방향 밸브 (42b)가 절환 밸브기구(41)로서 설치되어있다. 이 3방향 밸브(42b)는 도 1 및 도 2에 도시된 3방향 밸브(42a)와 같은 구조이고, 도 3에 도시된 연속 토출 모드와, 도 4(A)에 도시된 제 1 펌프 충전 모드와, 도 4(B)에 도시된 제 2 펌프 충전 모드의 3 위치에 작동한다.

따라서, 3방향 밸브(42b)를 제 1 펌프 유로 충전 모드로 설정 한 상태 하에서 용기(11)가 가압되면, 제 1 액체 유로(21) 내에 액체가 충전되고 공기가 배출된다. 마찬가지로, 3방향 밸브(42b)를 제 2 펌프 유로 충전 모드로 설정한 상태 하에서 용기(11)가 가압되면, 제 2 액체 유로(22) 내에 액체가 충전되고 공기가 배출된다. 이와 같이, 제 1 펌프 유로 충전 단계와 제 2 펌프 유로 충전 단계를 행하는 것에 의해, 액체 공급 장치(10b)의 액체 충전 방법이 실행된다. 이로써, 액체 공급 장치(10b)의 유로 내에서의 공기의 제거가 이루어지고, 피도포물에 대한 액체의 공급 작업으로 쉽게 전환할 수 있어서, 액체 공급 장치(10b)의 조작성이 향상된다.

도 5는 또 다른 실시 형태인 액체 공급 장치(10c)를 나타내는 개략도이다. 도 5에 도시된 액체 공급 장치(10c)는 제 1 개폐 밸브(51a)와 제 2 개폐 밸브(52a)에 의해 절환 밸브기구(41)가 구성된다. 제 1 개폐 밸브 (51a)는 제 1 액체 유로(21)의 토출측부에 설치되어 있고, 제 2 개폐 밸브(52a)는 제 2 액체 유로(22의 토출측부에 설치되어있다.

제 1 개폐 밸브(51a)는 밸브 케이싱(53)이 회전가능하게 결합되는 밸브 체(54)를 가진다. 유입측 포트(53a)와 유출측 포트(53b)가 밸브 케이싱(53)에 설치되며, 유입측 포트(53a)와 유출측 포트(53b)를 연통시키는 연통로(54a)가 밸브체(54)에 설치된다. 밸브체(54)를 회전시키는 것에 의해, 제 1 개폐 밸브(51a)는 제 1 액체 유로(21)를 토출 포트(14)에 연통시키는 위치, 즉 제 1 펌프 유로 충전 모드 위치와, 연통을 차단하는 위치로 설정된다. 제 2 개폐 밸브(52a)도 제 1 개폐 밸브(51a)와 같은 구조이며, 제 2 액체 유로(22)를 토출 포트(14)에 연통시키는 위치, 즉 제 2 펌프 유로 충전 모드 위치와, 연통을 차단하는 위치로 작동한다.

따라서 제 1 개폐 밸브(51a)를 제 1 펌프 유로 충전 모드로 설정하고, 제 2 개폐 밸브(52a)를 차단 위치로 설정한 상태에서, 용기(11)를 가압하면, 제 1 액체 유로(21)에서 액체가 충전되고 공기가 배출된다. 마찬가지로, 제 2 개폐 밸브(52a)를 제 2 펌프 유로 충전 모드로 설정하고, 제 1 개폐 밸브(51a)를 차단 위치로 설정한 상태에서, 용기(11)를 가압하면, 제 2 액체 유로(22) 내에 액체가 충전되고 공기가 배출된다. 이와 같이, 제 1 펌프 유로 충전 단계와 제 2 펌프 유로 충전 단계를 수행하는 것으로, 액체 공급 장치(10b)의 액체 충전 방법이 실행된다.

도 6은 또 다른 실시 형태인 액체 공급 장치(10d)를 나타내는 개략도이다. 도 6에 도시된 액체 공급 장치(10d)는 제 1 개폐 밸브(51b)와 제 2 개폐 밸브(52b)에 의해 절환 밸브기구(41)가 구성된다. 제 1 개폐 밸브(51b)는 제 1 액체 유로(21)의 흡입측부에 설치되고, 제 2 개폐 밸브(52b)는 제 2 액체 유로(22)의 흡입측부에 설치된다.

제 1 개폐 밸브(51b)는 도 5에 도시된 제 1 개폐 밸브(51a)와 마찬가지로, 제 1 액체 유로(21)를 흡입 포트(13)에 연통시키는 위치, 즉 제 1 펌프 유로 충전 모드 위치와, 연통을 차단하는 위치로 작동한다. 제 2 개폐 밸브(52b)는 도 5에 도시된 제 2 개폐 밸브(52a)와 마찬가지로, 제 2 액체 유로(22)를 흡입 포트(13)에 연통시키는 위치, 즉 제 2 펌프 유로 충전 모드 위치와, 연통을 차단하는 위치로 작동한다.

따라서 제 1 개폐 밸브(51b)를 제 1 펌프 유로 충전 모드로 설정한 상태에서 용기(11)를 가압하면, 제 1 액체 유로(21) 내에 액체가 충전되고 공기가 배출된다. 마찬가지로, 제 2 개폐 밸브(52b)를 제 2 펌프 유로 충전 모드로 설정한 상태에서 용기(11)를 가압하면, 제 2 액체 유로(22) 내에 액체가 충전되고 공기가 배출된다. 이와 같이, 제 1 펌프 유로 충전 단계와 제 2 펌프 유로 충전 단계를 수행하는 것으로, 액체 공급 장치 (10b)의 액체 충전 방법이 실행된다.

도 5 및 도 6에 도시된 액체 공급 장치(10c, 10d)에서도 액체 공급 장치(10c, 10d)에 액체를 충전하는 것에 의해, 유로 내에서의 공기 제거가 확실하게 된다. 이에 따라, 피도포물에 대한 액체 공급 작업으로 쉽게 절환 할 수 있으며, 액체 공급 장치(10c, 10d)의 조작성이 향상된다. 또한 유로에 공기 기포가 없기 때문에, 맥동이 없는 토출이 이루어진다.

본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 그 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다. 예를 들어, 도시하는 액체 공급 장치(10a ~ 10d)에서는, 흡입 포트(13)와 토출 포트(14)의 사이에 제 1 액체 유로(21)와 제 2 액체 유로(22)의, 2 개의 액체 유로가 형성되어 있지만, 그 이상의 액체 유로를 마련할 수도 있다.

이 액체 공급 장치는 포토레지스트액 등의 액체를 피도포물에 공급하는데 적용된다.

Claims (10)

1. 흡입 포트로부터 흡입된 액체를 토출 포트에서 연속적으로 토출하는 액체 공급 장치로서,
   상기 흡입 포트와 상기 토출 포트를 연통하는 제 1 액체 유로에 설치되며, 상기 흡입 포트에서 액체를 흡입하는 흡입 동작과 상기 토출 포트로 액체를 토출하는 토출 동작을 실행하는 제 1 펌프와;
   상기 흡입 포트와 상기 토출 포트를 연통하는 제 2 액체 유로에 설치되며, 상기 제 1 펌프의 토출 동작시에 흡입 동작하고, 상기 제 1 펌프의 흡입 동작시에 토출 동작하는 제 2 펌프와;
   상기 제 1 액체 유로와 상기 제 2 액체 유로를 각각 상기 흡입 포트 및 상기 토출 포트에 연통하는 연속 토출 모드와, 상기 제 1 액체 유로를 상기 흡입 포트 및 상기 토출 포트에 연통시켜 상기 제 2 액체 유로의 연통을 차단하는 제 1 펌프 유로 충전 모드와, 상기 제 2 액체 유로를 상기 흡입 포트와 상기 토출 포트에 연통시켜 상기 제 1 액체 유로의 연통을 차단하는 제 2 펌프 유로 충전 모드로 절환하는 절환 밸브기구를 갖는, 액체 공급 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 절환 밸브 기구는, 상기 제 1 액체 유로의 토출측부와 상기 제 2 액체 유로의 토출측부의 합류부에 설치되며, 상기 연속 토출 모드와, 상기 제 1 펌프 유로 충전 모드와, 상기 제 2 펌프 유로 충전 모드로 작동하는 3방향 밸브인, 액체 공급 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 절환 밸브 기구는, 상기 제 1 액체 유로의 흡입측부와 상기 제 2 액체 유로의 흡입측부의 분기부에 설치되며, 상기 연속 토출 모드와, 상기 제 1 펌프 유로 충전 모드와, 상기 제 2 펌프 유로 충전 모드로 작동하는 3방향 밸브인, 액체 공급 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 절환 밸브 기구는, 상기 제 1 액체 유로의 토출측부에 설치되며, 상기 제 1 액체 유로를 상기 토출 포트에 연통시키는 위치와 연통을 차단하는 위치로 작동하는 제 1 개폐 밸브와, 상기 제 2 액체 유로의 토출측부에 설치되며, 상기 제 2 액체 유로를 상기 토출 포트에 연통하는 위치와 연통을 차단하는 위치로 작동하는 제 2 개폐 밸브 때를 갖는, 액체 공급 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 절환 밸브 기구는, 상기 제 1 액체 유로의 흡입측부에 설치되며, 상기 제 1 액체 유로를 상기 흡입 포트에 연통시키는 위치와 연통을 차단하는 위치로 작동하는 제 1 개폐 밸브와, 상기 제 2 액체 유로의 흡입측부에 설치되며, 상기 제 2 액체 유로를 상기 흡입 포트에 연통시키는 위치와 연통을 차단하는 위치로 작동하는 제 2 개폐 벨브를 갖는, 액체 공급 장치.
6. 제 1 항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 액체 유로에 설치되며, 상기 제 1 펌프의 흡입 동작시에 상기 흡입 포트로부터 상기 제 1 펌프로의 액체의 흐름을 허용하고, 상기 제 1 펌프의 토출 동작시에 상기 제 1 펌프로부터 상기 흡입 포트로의 액체의 흐름을 차단하는 제 1 흡입측 체크 밸브와; 상기 제 1 액체 유로에 설치되며, 상기 제 1 펌프의 토출 동작시에 상기 제 1 펌프로부터 상기 토출 포트로의 액체의 흐름을 허용하고, 상기 제 1 펌프의 흡입 동작시에 상기 토출 포트로부터 상기 제 1 펌프로의 액체의 흐름을 차단하는 제 1 토출측 체크밸브와; 상기 제 2 액체 유로에 설치되며, 상기 제 2 펌프의 흡입 동작시에 상기 흡입 포트로부터 상기 제 2 펌프로의 액체의 흐름을 허용하고, 상기 제 2 펌프의 토출 동작시에 상기 제 2 펌프로부터 상기 흡입 포트로의 액체의 흐름을 차단하는 제 2 흡입측 체크 밸브와; 상기 제 2 액체 유로에 설치되며, 상기 제 2 펌프의 토출 동작시에 상기 제 2 펌프로부터 상기 토출 포트로의 액체의 흐름을 허용 하고, 상기 제 2 펌프의 흡입 동작시에 상기 토출 포트로부터 상기 제 2 펌프로의 액체의 흐름을 차단하는 제 2 토출측 체크 밸브를 갖는, 액체 공급 장치.
7. 흡입 포트와 토출 포트를 연통하는 제 1 액체 유로에 설치되며, 상기 흡입 포트에서 액체를 흡입하는 흡입 동작과 상기 토출 포트로 액체를 토출하는 토출 동작을 실행하는 제 1 펌프와, 상기 흡입 포트와 상기 토출 포트를 연통하는 제 2 액체 유로에 설치되며, 상기 제 1 펌프의 토출 동작시에 흡입 동작하고, 상기 제 1 펌프의 흡입 동작시에 토출 동작하는 제 2 펌프를 구비한 액체 공급 장치에 액체를 충전하는 액체 충전 방법으로서,
   상기 제 1 액체 유로를 상기 흡입 포트와 상기 토출 포트에 연통시키고 상기 제 2 액체 유로의 연통을 차단하여 상기 제 1 펌프에 액체를 충전하는 제 1 펌프 유로 충전 단계와,
   상기 제 2 액체 유로를 상기 흡입 포트와 상기 토출 포트에 연통시키고 상기 제 1 액체 유로의 연통을 차단하여 상기 제 2 펌프에 액체를 충전하는 제 2 펌프 유로 충전 단계를 갖는, 액체 충전 방법.
8. 흡입 포트와 토출 포트를 연통하는 제 1 액체 유로에 설치되며, 상기 흡입 포트에서 액체를 흡입하는 흡입 동작과 상기 토출 포트로 액체를 토출하는 토출 동작을 실행하는 제 1 펌프와, 상기 흡입 포트와 상기 토출 포트를 연통하는 제 2 액체 유로에 설치되며, 상기 제 1 펌프의 토출 작동시에 흡입 동작하고, 상기 제 1 펌프의 흡입 동작시에 토출 동작하는 제 2 펌프를 구비한 액체 공급 장치에 의해 상기 흡입 포트에 흡입된 액체를 상기 토출 포트에서 연속적으로 토출하는 액체 공급 방법으로서,
   상기 제 1 액체 유로를 상기 흡입 포트와 상기 토출 포트에 연통시키고 상기 제 2 액체 유로의 연통을 차단하여 상기 제 1 펌프에 액체를 충전하는 제 1 펌프 유로 충전 단계와,
   상기 제 2 액체 유로를 상기 흡입 포트와 상기 토출 포트에 연통시키고 상기 제 1 액체 유로의 연통을 차단하여 상기 제 2 펌프에 액체를 충전하는 제 2 펌프 유로 충전 단계와,
   상기 제 1 펌프 유로 충전 단계와 상기 제 2 펌프 유로 충전 단계가 실행된 후, 상기 제 1 펌프와 상기 제 2 펌프를 교대로 토출 동작과 흡입 동작시켜 상기 토출 포트에서 연속으로 액체를 토출하는 연속 토출 단계를 갖는, 액체 공급 방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 제 1 펌프 유로 충전 단계와 상기 제 2 펌프 유로 충전 단계에 있어서, 상기 흡입 포트로부터 공급되는 가압된 액체에 의해 상기 제 1 펌프와 상기 제 2 펌프에 액체를 충전하는, 액체 공급 방법.
10. 제8항에 있어서, 상기 제 1 펌프 유로 충전 단계와 상기 제 2 펌프 유로 충전 단계에 있어서, 상기 토출 포트측을 부압으로 하여, 상기 흡입 포트로부터 공급되는 액체에 의해 상기 제 1 펌프와 상기 제 2 펌프에 액체를 충전하는, 액체 공급 방법.

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