TWI685613B

TWI685613B - 泵浦及塗佈裝置

Info

Publication number: TWI685613B
Application number: TW104142089A
Authority: TW
Inventors: 近藤士朗
Original assignee: 日商東京應化工業股份有限公司
Priority date: 2015-02-03
Filing date: 2015-12-15
Publication date: 2020-02-21
Also published as: JP2016142196A; JP6438784B2; CN105840470A; CN105840470B; TW201634811A

Abstract

本發明的課題係在於提供耐久性佳且可吐出高黏度的液體之泵浦及塗佈裝置。用以解決課題之手段為，一種泵浦，係具備有：框體；同軸地配置於框體內，用以收容液體之可撓性構件；收容作動流體的壓缸部；對壓缸部可往復移動地插入，向框體與可撓性構件之間隙供給作動流體並從可撓性構件排出液體的柱塞；及配置於壓缸部中之供柱塞插入的插入部，並與柱塞滑接的第1密封構件及第2密封構件。第1密封構件為配置於較第2密封構件更靠近柱塞的前端側位置，並且為具有耐壓功能之密封構件。第2密封構件為具有防漏功能的密封構件。

Description

泵浦及塗佈裝置

本發明係關於泵浦及塗佈裝置。

將光阻劑等的藥液(液體)塗佈於基板之藥液供給裝置為眾所皆知(例如參照專利文獻1)。在此藥液供給裝置，使用柱塞方式的泵浦進行藥液供給。

[先行技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2008-128059號公報

但，在前述以往技術中，並未設想以泵浦吐出黏度高的藥液，在泵浦的耐久性上存在問題。因此，期望提供可吐出高黏度的液體之嶄新的泵浦。

本發明係有鑑於這樣的課題而開發完成的發明，其目的在於提供耐久性佳且可吐出高黏度的液體之泵浦及塗佈裝置。

依據本發明的第1態樣，提供一種泵浦，該泵浦係具備有：框體；同軸地配置於前述框體內，用以收容液體之可撓性構件；收容作動流體的壓缸部；對前述壓缸部可往復移動地插入，向前述框體與前述可撓性構件之間隙供給前述作動流體並從前述可撓性構件排出前述液體的柱塞；及配置於前述壓缸部中的供前述柱塞插入之插入部，並與前述柱塞滑接的第1密封構件及第2密封構件，前述第1密封構件為配置於較前述第2密封構件更靠近前述柱塞的前端側位置，並且為具有耐壓功能之密封構件，前述第2密封構件為具有防漏功能的密封構件。

若依據第1態樣之泵浦，因在柱塞前端側設有具備耐壓功能的第1密封構件，所以，能夠良好地排出高黏度的液體，且具有優良的耐久性。另外，雖第1密封構件具有優良的耐壓性，但密封性相對地變低。因此，會有作動媒體從第1密封構件的間隙漏出之虞產生，但，即使在此情況，也因具備具有防漏功能的第2密封構件，所以，能夠防止自第1密封構件的間隙漏出的作動媒體洩漏至壓缸部的外側之缺失產生。

例如，第2密封構件被配置於柱塞前端側的話，則會有伴隨柱塞的往復動作而振動的第2密封構件使作動媒體產生脈動之虞產生。於是，會有因作動媒體的脈動傳達到液體造成液體的塗膜之品質降低之虞產生。在本發明，由於第1密封構件配置於柱塞前端側，故，可防止作動媒體產生脈動。

因此，能夠提供耐久性佳且可吐出高黏度的液體之泵浦。

在前述第1態樣，亦可作成以下結構，亦即具備用來檢測從前述第1密封構件與前述柱塞之間隙朝前述第2密封構件漏出的前述作動流體之量的檢測部。

若依據此結構，藉由利用作動媒體的漏出量之檢測結果，容易判斷是否需要進行維修之必要性。

在前述第1態樣，亦可作成以下結構，亦即具備有依據前述檢測部的檢測結果，可判定關於泵浦本體的形狀之判定部。

若依據此結構，可確實地判定有無需要進行泵浦本體維修之必要性。因此，藉由適當地實施泵浦的維修，能夠事先防止因維修不良造成泵浦故障之缺失產生。

依據本發明的第2態樣，提供一種塗佈裝置，其具備有對被塗佈物塗佈液體之塗佈部、和對前述塗佈部供給前述液體的液體供給手段，其特徵為：作為前述液體供給手段，使用前述第1態樣之泵浦。

若依據第2態樣之塗佈裝置，因具備第1態樣之泵浦，所以，能夠提供可長期間將高黏度的液體塗佈至被塗佈物之可靠性高的塗佈裝置。

若依據本發明，耐久性佳且可吐出高黏度的液體。

1‧‧‧半導體基板(被塗佈物)

20、50‧‧‧泵浦(液體供給手段)

22‧‧‧壓缸部

23‧‧‧外殼構件(框體)

24‧‧‧可撓性管(可撓性構件)

30a‧‧‧壓缸孔(柱塞的插入部)

31‧‧‧活塞(柱塞)

40‧‧‧前側密封構件(第1密封構件)

41‧‧‧後側密封構件(第2密封構件)

51‧‧‧檢測部

52‧‧‧控制部(判定部)

100‧‧‧塗佈裝置

圖1係顯示第1實施形態之塗佈裝置之概略結構的圖。

圖2係顯示第1實施形態之泵浦之概略結構的圖。

圖3係顯示第1實施形態之泵浦之局部結構的斷面圖。

圖4係顯示第2實施形態之泵浦之局部結構的斷面圖。

以下，參照圖面等詳細地說明關於本發明的一實施形態。在本實施形態，以具備作為液體供給手段的泵浦之塗佈裝置為例進行說明。本實施形態的塗佈裝置係用來將黏性較高的光阻劑等的藥液(液體)供給至半導體基板(晶圓)上之裝置。

再者，在以下的說明中所使用的圖面，為了容易了解本發明的特徵，為了說明上的方便，會有將成為特徵的部分予以放大加以顯示之情況，各構成要件的尺寸比率等不一定會與實際上相同。

<第1實施形態>

圖1係顯示本實施形態之塗佈裝置之概略結構的圖。

如圖1所示，塗佈裝置100具備有：作為液體供給手段之泵浦20；液體供給路11；可封閉(開關)液體供給路11之閥12；對作為被塗佈物之半導體基板1塗佈液體之塗佈部13；及用來保持半導體基板1之載置台14。

液體供給路11係將泵浦20與塗佈部13之間連接，從泵浦20側朝塗佈部13供給液體。閥12係設在液體供給路11的途中。液體供給路11包含：將閥12與泵浦20之間連接的上游供給路11a；及將閥12與塗佈部13之間連接的下游供給路11b。作為塗佈部13，可舉出例如墨水噴頭、狹縫噴嘴等。再者，閥12亦可不設在液體供給路11的途中。

圖2係泵浦20的概略結構圖。圖3係顯示泵浦20的局部大致結構之斷面圖。

如圖2所示，泵浦20為具有本體部21與壓缸部22之柱塞式泵浦。本體部21包含有：對壓缸部22，藉由螺栓(未圖示)加以固定之外殼構件(框體)23；及安裝於外殼構件23內的可撓性管(可撓性構件)24。

外殼構件23包含有連接於液體供給路11(上游供給路11a)之連接部26。在連接部26，形成有與可撓性管24連通的流體排出口26a。流體排出口26a係利用液體供給路11，將以作動媒體35自可撓性管24排出的液體供給至塗佈部13側。

可撓性管24是由可朝徑方向膨脹收縮自由的彈性構件所構成。可撓性管24以在與外殼構件23之間產生間隙的方式被收容於該外殼構件23內。此間隙是構成藉由作動媒體35流入，讓可撓性管24膨脹收縮之本體側驅動室25。可撓性管24在內部收容有光阻液等的藥液。再者，可撓性管24的結構，亦可為藉由可從未圖示的藥液槽隨時供給藥液，將藥液收容於內部。

可撓性管24可藉由例如氟樹脂之四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)形成。連接部26也同樣地以PFA所形成。藉由PFA所形成的這些構件不會與光阻劑液產生反應。但，依據藥液的種類，不限PFA，若為可彈性變形的材料，可使用其他的樹脂材料、橡膠材料等的可撓性材料作為可撓性管24的原料。連接部26也同樣地可使用其他的樹脂材料、金屬材料等作為原料加以使用。

壓缸部22具備有：壓缸主體30；及對形成於壓缸主體30的壓缸孔(柱塞的插入部)30a，可朝軸方向自由往復移動地組裝之活塞(柱塞)31。壓缸部22具有用來使活塞31進行往復運動的驅動裝置32。

壓缸部22在活塞31的前端面與壓缸孔30a的底面30b之間形成有活塞側驅動室33。壓缸部22藉由形成於壓缸主體30的連通孔，使壓缸側驅動室33連通於本體部21側的本體側驅動室25。

本體側驅動室25及壓缸側驅動室33，封裝有驅動用作動媒體35。作動媒體35是由例如非壓縮性媒體所構成。驅動室25、33內的作動媒體35是經由連通孔相連通。

在本實施形態，壓缸部22是在壓缸主體30與活塞31之間具備有前側密封構件(第1密封構件)40、和後側密封構件(第2密封構件)41。

前側密封構件40及後側密封構件41是插入於壓缸主體30與活塞31之間。具體而言，前側密封構件40及後側密封構件41是藉由插入於壓缸孔30a的內周面，來與活塞31的外周面滑接。

前側密封構件40是配置於較後側密封構件41更靠近活塞31的前端側，並且由具有耐壓功能的環狀密封構件所構成。後側密封構件41是由具有防漏功能的環狀密封構件所構成。

後側密封構件41是由例如橡膠等的硬度低之材料所構成，具有例如0.5~1.0MPa左右之耐壓性。另外，前側密封構件40是由具有較後側密封構件41充分高的耐壓性例如20MPa左右之樹脂材料所構成。

依據這樣的結構，泵浦20若當使活塞31朝壓缸孔30a的底面30b前進移動時，會使壓缸側驅動室33收縮。此時，壓缸側驅動室33內的作動媒體35流入至本體側驅動室25內。可撓性管24被作動媒體35所按壓而收縮。藉此，被收容在可撓性管24內部的液體從流體排出口26a排出至液體供給路11(上游供給路11a)。

另外，當使活塞31朝後退方向移動時，藉由壓缸側驅動室33膨脹，使得該本體側驅動室25內的作動媒體35流入至壓缸側驅動室33內，解除藉由作動媒體35之對可撓性管24的按壓。

依據這樣的結構，泵浦20係當壓缸孔30a內的活塞31往復移動時，藉由封入於驅動室25、33內的作動媒體35之移動，使得本體側驅動室25膨脹收縮，與該本體側驅動室25的膨脹收縮連動，閥12進行開關作動，藉此可經由液體供給路11將藥液供給至塗佈部13。

又，從在壓缸側驅動室33內成為高壓之作動媒體35，壓力作用到配置於活塞31的前端側之前側密封構件40。在本實施形態，由於前側密封構件40具有耐壓功能，故，能夠抑制因該前側密封構件40的磨損、劣化等所引起之密封性的劣化速度。

又，一般具有耐壓功能的前側密封構件40在與活塞31滑接時，對活塞的表面形狀之追隨性較低，因此，密封功能相對地變低。因此，作動媒體35的一部分會沿著前側密封構件40與壓缸孔30a之間隙，朝壓缸孔30a的外側方向漏出。

相對於此，本實施形態的泵浦20，因在作動媒體35漏出的方向，具有具備防漏功能的後側密封構件 41，所以，沿著前側密封構件40與壓缸孔30a之間隙而朝壓缸孔30a的外側方向漏出之作動媒體35會被後側密封構件41所密封，可防止其朝壓缸孔30a的外側漏出。

在此，在將前側密封構件40及後側密封構件41的配置位置相互更換之情況，亦即，將具有防漏功能的密封構件配置於活塞31的前端側，將具有耐壓功能的密封構件配置於活塞31之與前端相反側的位置之情況，當活塞31進行往復移動時，由於具有防漏功能之密封構件的耐壓性低，故會產生振動。於是，在具有防漏功能的密封構件所產生的振動會傳達到作動媒體35，會有造成使該作動媒體35發生脈動之虞產生。

當產生了脈動之作動媒體35供給至本體側驅動室25時，則脈動亦會傳達至被作動媒體35所按壓的可撓性管24內之藥液，造成塗佈部13塗佈於半導體基板1上的藥液之塗膜表面形成波浪，造成塗膜的品質大幅度地降低。

為了解決這樣的問題產生，在本實施形態的泵浦20，如上述般，採用將具有耐壓功能的密封構件配置於活塞前端側，將用來密封漏出的作動媒體35之具有防漏功能的密封構件配置於柱塞基部側的結構，因此，如上述般，能夠防止作動媒體35產生脈動。因此，不會有因作動媒體35的脈動所造成的藥液之塗膜品質降低的情況產生。

如以上所述，若依據本實施形態之泵浦20，因在活塞前端側具備具有耐壓功能的前側密封構件40，所以，能夠良好地排出高黏度藥液，且能在長期間發揮優良的密封性。

又，在本實施形態，藉由組合前側密封構件40及後側密封構件41，既可藉由前側密封構件40發揮耐壓功能，又可藉由後側密封構件41防止作動媒體35朝壓缸外部漏出。

且，藉由將前側密封構件40及後側密封構件41依序從活塞前端側配置，能夠抑制在作動媒體35產生脈動。

因此，若依據本實施形態的塗佈裝置100，因具備耐久性佳且可吐出高黏度的液體之前述泵浦20，所以，能夠提供可在長期間對半導體基板1塗佈高黏度藥液之可靠性高的裝置。

<第2實施形態>

接著，說明關於第2實施形態之泵浦的結構。圖4係顯示本實施形態之泵浦之局部大致結構的斷面圖。再者，對與第1實施形態共同的結構及構件賦予相同符號，並省略或簡單化其說明。

如圖4所示，本實施形態的泵浦50具備有：可檢測出作動媒體35的檢測部51；及控制泵浦50的各構成構件的驅動之控制部52。檢測部51是用來檢測漏出於前側密封構件40及後側密封構件41之間的作動媒體35之量。控制部52係依據檢測部51的檢測結果，用來判定作為泵浦本體的資訊，例如可否需要進行關於泵浦的維修之必要性。

在本實施形態，檢測部51係以與活塞31的外周面滑接的方式配置在凹部43，該凹部43形成於用來保持前側密封構件40及後側密封構件41的密封保持部42之內壁面。凹部43是作為收容漏出於前側密封構件40與後側密封構件41之間的作動媒體35之緩衝室來發揮功能。

密封保持部42的內壁面構成壓缸孔30a的一部分。凹部43沿著密封保持構件42的內壁面之周方向形成。再者，凹部43亦可形成於密封保持構件42的內壁面之周方向全區域範圍。

在本實施形態的泵浦50，亦藉由後側密封構件41將沿著前側密封構件40與壓缸孔30a之間隙朝壓缸孔30a的外側方向漏出之作動媒體35予以密封，能夠防止漏出至壓缸部22的外側。

又，當漏出於前側密封構件40與壓缸孔30a之間隙的作動媒體35超過預定量時，會有超過後側密封構件41的密封性能，因作動媒體35漏出至壓缸部22的外側，最壞的情況，會導致泵浦50故障之虞產生。因此，為了預先防止泵浦50發生故障，期望在預定量的作動媒體35漏出的時間點進行泵浦50的維修作業。

相對於此，在本實施形態的泵浦50，依據來自於檢測部51的檢測結果，控制部52可判定作動媒體 35漏出至前側密封構件40與壓缸孔30a之間隙的漏出量。因此，當作動媒體35的漏出量到達預定值時，控制部52可簡單且確實地判定泵浦50有無需要進行維修的必要性。例如，在控制部52判定泵浦50需要進行維修之情況，通知未圖示的警報，或對未圖示的顯示部進行需要進行維修的顯示即可。藉此，對操作員，能使其容易認識泵浦50的維修時期，藉由適當地實施維修，能夠事先防止因維修不良所造成之泵浦50產生故障的缺失產生。

本發明係不限於前述實施形態，在從申請專利範圍及說明書全體可讀取之發明要旨或不超出技術思想之範圍內可適宜進行變更。例如，在前述實施形態，作為對塗佈部13供給光阻劑(液體)之供給手段，以適用本發明的泵浦之情況為例進行了說明，但，要供給的液體之種類不限於光阻劑，若為黏性較高且需要壓送之液體，則可適用各種液體。亦即，本發明的泵浦不受液體的種類所影響，若為用來壓送高黏性的液體材料即適用於各種高黏性的液體材料。

11a‧‧‧上游供給路

20‧‧‧泵浦(液體供給手段)

21‧‧‧本體部

22‧‧‧壓缸部

23‧‧‧外殼構件(框體)

24‧‧‧可撓性管(可撓性構件)

25‧‧‧本體側驅動室

26‧‧‧連接部

26a‧‧‧流體排出口

30‧‧‧壓缸主體

30a‧‧‧壓缸孔(柱塞的插入部)

30b‧‧‧底面

31‧‧‧活塞(柱塞)

32‧‧‧驅動裝置

33‧‧‧壓缸側驅動室

35‧‧‧作動媒體

40‧‧‧前側密封構件(第1密封構件)

41‧‧‧後側密封構件(第2密封構件)

Claims

一種泵浦，係具備：框體；同軸地配置於前述框體內，用來收容液體之可撓性構件；收容作動流體之壓缸部；對前述壓缸部可往復移動地插入，對前述框體與前述可撓性構件之間隙供給前述作動流體，再從前述可撓性構件排出前述液體之柱塞；配置於前述壓缸部之供前述柱塞插入的插入部，並與前述柱塞滑接之第1密封構件及第2密封構件；及用來檢測從前述第1密封構件與前述柱塞之間隙朝前述第2密封構件側漏出的前述作動流體之量的檢測部，前述第1密封構件為配置於較前述第2密封構件更靠近前述柱塞的前端側位置，並且為具有耐壓功能之密封構件，前述第2密封構件為具有防漏功能的密封構件，前述檢測部係配置於形成在用來保持前述第1密封構件及前述第2密封構件之密封保持構件的內周面之凹部。
如申請專利範圍第1項所記載之泵浦，其中，還具備有依據前述檢測部的檢測結果，判定關於泵浦本體的形狀之判定部。
一種塗佈裝置，係具備對被塗佈物塗佈液體的塗佈部、及對前述塗佈部供給前述液體的液體供給手段，其特徵為：作為前述液體供給手段，使用如申請專利範圍第1或2項之泵浦。