WO2006048980A1 - 薬液供給用ポンプ - Google Patents

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WO2006048980A1
WO2006048980A1 PCT/JP2005/017579 JP2005017579W WO2006048980A1 WO 2006048980 A1 WO2006048980 A1 WO 2006048980A1 JP 2005017579 W JP2005017579 W JP 2005017579W WO 2006048980 A1 WO2006048980 A1 WO 2006048980A1
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WO
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working chamber
pump
diaphragm
chamber
wall surface
Prior art date
Application number
PCT/JP2005/017579
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Katsuya Okumura
Shigenobu Itoh
Kazuhiro Sugata
Kazuhiro Arakawa
Original Assignee
Ckd Corporation
Octec Inc.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ckd Corporation, Octec Inc. filed Critical Ckd Corporation
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Priority to US11/665,983 priority patent/US7942647B2/en
Priority to JP2006542293A priority patent/JP4740872B2/ja
Publication of WO2006048980A1 publication Critical patent/WO2006048980A1/ja

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/02—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
    • F04B43/06—Pumps having fluid drive
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/6715—Apparatus for applying a liquid, a resin, an ink or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/10—Storage, supply or control of liquid or other fluent material; Recovery of excess liquid or other fluent material
    • B05C11/1002—Means for controlling supply, i.e. flow or pressure, of liquid or other fluent material to the applying apparatus, e.g. valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/12—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having peristaltic action
    • F04B43/14—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having peristaltic action having plate-like flexible members

Definitions

  • the present invention relates to a chemical solution supply pump suitable for applying a predetermined amount of a chemical solution such as a photoresist solution to each semiconductor wafer in a chemical solution use step of a semiconductor manufacturing apparatus, for example.
  • a chemical supply pump disclosed in Patent Document 1 is used to draw up a chemical solution such as a photoresist solution and apply a predetermined amount to each semiconductor wafer.
  • a diaphragm separates a pump chamber and a working chamber (pressurizing chamber in Patent Document 1), and the diaphragm is driven by supplying and discharging working air to and from the working chamber through a supply and discharge passage communicating with the working chamber.
  • the volume in the pump chamber is changed, and the liquid is discharged and inhaled in the pump chamber.
  • the opening in the working chamber of the supply / exhaust passage is generally set at the center of the working chamber. For this reason, when operating air is supplied into the working chamber during the discharge of chemicals, the operating force of the diaphragm acts on the diaphragm partition with good tolerance, and the partition starts from the center. It begins to deform slightly. For a while, the whole partition part can withstand the pressure of the working air and stays on the working chamber side, but when the limit point is exceeded, the whole partition part is displaced to the pump chamber side at once and tension is applied. It reaches the boundary of the unused section (the boundary on the pump chamber side).
  • Patent Document 1 JP 2003-49778
  • the main object of the present invention is to provide a chemical supply pump capable of stabilizing the discharge of the chemical liquid by reducing the pulsation of the discharge pressure caused by the diaphragm, and enabling the fine control of the discharge pressure.
  • the first chemical liquid supply pump according to the present invention is configured as follows. That is,
  • the pump chamber and the working chamber are partitioned by a diaphragm made of a flexible membrane, and the working chamber is pressurized using the working gas, whereby the diaphragm is deformed to the pump chamber side and filled into the pump chamber.
  • the discharged chemical solution is discharged, and the working chamber is made negative by suction of the working gas, or the working chamber is opened to the atmosphere, so that the diaphragm is deformed to the working chamber side and enters the pump chamber.
  • a chemical solution supply pump for inhaling a chemical solution
  • the pump housing is formed with a supply / discharge passage for supplying and discharging the working gas in the working chamber, and the opening of the supply / discharge passage in the inner wall surface of the working chamber is located at the center of the inner wall surface,
  • the inner wall surface of the working chamber is provided with a protrusion that protrudes toward the diaphragm at a position offset from the center of the inner wall surface.
  • an opening of the supply / discharge passage is provided at the center of the inner wall surface of the working chamber, and a protrusion that protrudes toward the diaphragm is provided at a position offset from the center force. Therefore, when the chemical solution is inhaled, the working gas in the working chamber is discharged ( When the diaphragm is deformed to the working chamber side by being sucked), a part of the diaphragm facing the projecting portion rides on the projecting portion and is in a state of being slightly convex in the pump chamber side.
  • the diaphragm When the working gas is supplied into the working chamber from the opening of the supply / exhaust passage when the chemical solution is discharged, the diaphragm starts to deform preferentially from the portion that rides on the protruding portion (the portion that is offset from the central portion). The deformation gradually spreads around and the whole diaphragm does not move at once.
  • the distance between the position protruding in the natural state to the working chamber side and the position protruding toward the pump chamber side is The section where no tension is applied (or the tension is small).
  • the diaphragm starts to deform little by little in the center force, and when the limit point where the working gas can not withstand the pressing force of the working gas is exceeded, the boundary on the end side of the section where the entire diaphragm does not act on tension ( Displace at a time by force toward the pump chamber side boundary).
  • the part that rides on the protrusion also deforms smoothly so that the force spreads to the surroundings, so that the entire diaphragm does not move at once.
  • the change in the operating pressure becomes gentle and forceless
  • the volume of the working chamber suddenly increases and the accompanying pressure does not decrease rapidly
  • the width of the diaphragm being pulled back to the working chamber becomes small
  • the pulsation of the discharge pressure is reduced
  • the discharge of the chemical solution is reduced. Is stable.
  • the change in the operating pressure applied to the diaphragm becomes gentle and forceful, it is possible to perform fine pressure control of the discharge pressure.
  • the above-described projecting portion is configured, for example, by mounting a projecting member on the inner wall surface of the working chamber or integrally forming on the inner wall surface of the working chamber as described later.
  • a protrusion is provided at a position where the central force is also offset on the inner wall surface of the force pump chamber provided with a protrusion on the inner wall surface of the working chamber, and a position where pulsation of the discharge pressure occurs. It is also conceivable that the protrusion is in contact with the diaphragm before the diaphragm is displaced. Even in this case, since the diaphragm abuts against the projecting portion, the center force of the diaphragm is offset and the positional force is gradually suppressed. Therefore, as with the chemical supply pump, the operating pressure applied to the diaphragm changes.
  • the volume of the working chamber increases gradually, the discharge of the chemical solution becomes stable, and the discharge pressure can be controlled finely.
  • a protrusion is provided in the pump chamber, This is not desirable because it not only hinders the flow of liquid but also forms a chemical reservoir. Therefore, it is desirable to provide the protruding portion on the inner wall surface of the working chamber as in the case of the chemical liquid supply pump.
  • a mounting hole is provided at a position where the central force of the inner wall surface of the working chamber is offset, and a protruding member is inserted into the mounting hole to thereby insert the protrusion.
  • the thing with which the exit part is comprised is mentioned.
  • the mounting hole is formed at a position offset from the center of the inner wall surface of the working chamber, and the protruding member is inserted into the mounting hole to form the protruding portion.
  • the protruding member is inserted into the mounting hole to form the protruding portion.
  • the amount of protrusion of the protrusion from the inner wall surface of the working chamber is set to be smaller than the length from the inner wall surface to an intermediate position between the working chamber and the pump chamber.
  • U who prefers to be.
  • the projection amount force of the protruding portion from the inner wall surface of the working chamber is set to be smaller than the length from the inner wall surface to the intermediate position of the working chamber and the pump chamber, the protruding portion causes the pump chamber to The flow of chemicals is not greatly hindered.
  • the protruding amount of the protruding portion is continuously reduced toward the peripheral portion! /,! /.
  • the diaphragm moves to the inner wall surface of the working chamber during inhalation.
  • the diaphragm bends greatly in the vicinity of the location where the amount of protrusion changes greatly, and stress concentrates on the bent portion.
  • the stress concentration state is repeated due to the pump's discharge / inhalation operation, the density of the diaphragm in the bent portion gradually becomes rough, and the resist solution becomes easy to penetrate into the diaphragm. There is a risk of leakage into the working chamber.
  • the protrusion amount of the protrusion is continuously reduced toward the peripheral edge while the load is applied, there is no place where the protrusion amount greatly changes in the protrusion, and the inner wall surface force of the working chamber also in the peripheral edge.
  • the amount of protrusion is reduced. This allows the diaphragm to move into the working chamber during inhalation. Even when the diaphragm is deformed to the position where it touches the inner wall surface, the diaphragm is not greatly bent and the stress is evenly distributed, so that the diaphragm can be prevented from being damaged due to stress concentration.
  • Other chemical supply pumps include those configured as follows. That is, the diaphragm made of a flexible membrane partitions the pump chamber and the working chamber, and the working chamber is pressurized using the working gas, whereby the diaphragm is deformed to the pump chamber side, and the pump chamber When the chemical solution filled in is discharged, the working chamber is made negative by suction of the working gas, or the working chamber is opened to the atmosphere so that the diaphragm is deformed to the working chamber side and the pump is A chemical supply pump for inhaling a chemical into a room,
  • the pump housing is formed with a supply / discharge passage for supplying and discharging the working gas in the working chamber, and the opening of the supply / discharge passage on the inner wall surface of the working chamber is offset from the center of the inner wall surface. Is provided.
  • the opening of the supply / discharge passage is provided at a position offset from the center of the inner wall surface of the working chamber. Therefore, when the working gas is supplied into the working chamber from the opening of the supply / exhaust passage when the chemical solution is discharged, the partial force that opposes the opening in the diaphragm starts preferentially, which is the same as the above chemical supply pump. In addition, the entire diaphragm is not displaced at once.
  • the change in the working pressure applied to the diaphragm also becomes a moderate force, and the width that the diaphragm is pulled back to the working chamber side without the sudden increase in the volume of the working chamber and the accompanying sudden decrease in the pressure in the working chamber becomes small, and the discharge pressure The pulsation of the liquid is reduced and the discharge of the chemical is stabilized.
  • the change in the operating pressure applied to the diaphragm becomes a moderate force, it is possible to perform fine pressure control of the discharge pressure.
  • the inner wall surface of the working chamber has a circular shape.
  • the opening force of the supply / discharge passage is formed on the inner wall surface of the working chamber, and a ventilation groove that extends to the peripheral edge side of the inner wall surface is formed, and the opening communicates with the ventilation groove.
  • the pump nosing is formed thin in the deformation direction of the diaphragm.
  • the pump nosing is formed thin in the direction of deformation of the diaphragm, so that the working chamber must be formed thin in the same direction.
  • the diaphragm is often abutted against the inner wall surface of the working chamber in order to maximize the amount of the chemical solution inhaled. It is one of the factors. Therefore, it is significant to gradually change the partial force at the position offset from the center of the diaphragm as described above!
  • FIG. 1 is a front sectional view showing a pump unit in a chemical liquid supply system.
  • FIG. 2 (a) is a side sectional view of the pump unit, and (b) is an enlarged sectional view of (a).
  • FIG. 3 is a circuit explanatory diagram showing an entire circuit of the chemical solution supply system.
  • FIG. 4 (a) is a front view of the pump housing on the working chamber side, and (b) is a cross-sectional view taken along line AA of (a).
  • FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the operation of the diaphragm.
  • FIG. 6 (a) is an enlarged view of part p in Fig. 5, and (b) shows the case where (a) is deformed to the maximum deformation position. (C) is an expanded sectional view of the pin in another example, (d) is an expanded sectional view of the pin in another example.
  • FIG. 7 (a) is a front view of the pumping and udging on the working chamber side in another example, and (b) is a cross-sectional view taken along the line BB in (a).
  • FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining the operation of a diaphragm in another example.
  • FIG. 9 (a) is a front view of a pumping machine and a udging on the working chamber side in another example, and (b) is a cross-sectional view taken along the line CC of (a).
  • FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining the operation of a diaphragm in another example.
  • FIG. 2 shows the pump unit 10 which is the main part of the system
  • Fig. 3 shows the entire chemical supply system.
  • the pump unit 10 includes a pump 11, an electromagnetic switching valve 12, a suction side shut-off valve 13, a discharge side shut-off valve 14, a suck back valve 15, a regulator device 16, a suction side flow.
  • the passage member 17 and the discharge-side passage member 18 are integrally assembled and unitized.
  • the pump 11 is a thin, flat prismatic shape having a substantially square shape when viewed from the front, and has a pair of pump housings 21, 22.
  • the pump housings 21 and 22 are respectively provided with recessed portions 21a and 22a that are recessed in a substantially circular dome shape at the center of the opposing surfaces.
  • the pump housings 21 and 22 sandwich the periphery of the diaphragm 23 made of a flexible film such as a circular fluorine resin at the periphery of the recessed portions 21a and 22a, and are fixed by eight screws 20 to each other. ! RU
  • the diaphragm 23 partitions the space formed by the concave portions 21a and 22a of the pump housings 21 and 22, and the space on the pump housing 21 side (left side of the diaphragm 23 in Fig. 2) is used as the pump chamber 25. And the pump housing 22 side (right side of diaphragm 23 in Fig. 2) ) Is the working chamber 26.
  • the pump chamber 25 is a space for supplying and discharging resist solution R (see FIG. 3) as a chemical solution
  • the working chamber 26 is a space for supplying and discharging operating air that drives the diaphragm 23.
  • the pump housings 21 and 22 are formed thin (in this case, the deformation direction of the diaphragm 23), so that the pump chamber 25 and the working chamber 26 form a thin space in the same direction. .
  • a suction passage 21b that communicates with the pump chamber 25 and extends linearly downward is formed.
  • the suction passage 21b communicates with the suction passage 17a of the suction-side flow path member 17.
  • the pump housing 21 has a discharge passage 21c that communicates with the pump chamber 25 and extends linearly upward.
  • the discharge passage 21c communicates with the discharge passage 18a of the discharge side flow passage member 18.
  • the discharge passage 21c is provided on the same straight line L1 as the suction passage 21b. Note that the pump chamber 25 of the present embodiment is thin and thin in the deformation direction of the diaphragm 23, so that the vicinity of the suction passage 21b and the discharge passage 21c communicating with such a pump chamber 25 is provided.
  • the pump housing 22 on the side of the working chamber 26 is formed with a supply / discharge passage 22b through which working air is supplied to and discharged from the working chamber 26.
  • the opening 22d of the supply / discharge passage 22b in the inner wall surface 22c of the working chamber 26 (concave portion 22a) is located at the center of the circular concave portion 22a (the center line L2 is shown in FIGS. 2 and 4). is doing.
  • the supply / discharge passage 22b is connected to an electromagnetic switching valve 12 fixed to the pump housing 22.
  • a mounting hole 22e is formed in the inner wall surface 22c of the working chamber 26 at a position where the center portion force of the recessed portion 22a is also offset to the peripheral edge side.
  • a pin 24 is inserted into the mounting hole 22e.
  • the head 24a of the pin 24 projects from the inner wall surface 22c to the diaphragm 23 side.
  • the head 24a has a disk shape, and the corners of the peripheral edge of the upper surface are chamfered. Further, the protruding amount of the head 24a is set smaller than the length from the inner wall surface 22c to the intermediate position between the working chamber 26 and the pump chamber 25.
  • the electromagnetic switching valve 12 has an air supply port connected to one end of the air supply pipe 28a.
  • the supply air pipe 28a has an electropneumatic regulator 27 in the middle.
  • the other end of 8a is connected to the supply source 29a.
  • the electropneumatic regulator 27 is adjusted by the controller 50 so that the pressure of the working air supplied from the supply source 29a to the pump 11 is constant.
  • the exhaust port of the electromagnetic switching valve 12 is connected to the vacuum generation source 29b via the exhaust pipe 28b.
  • the electromagnetic switching valve 12 is switched by the controller 50 so that the working chamber 26 is connected to either the supply source 29a or the vacuum generation source 29b. By this switching operation, the working air is supplied to and discharged from the working chamber 26. Pump 11 discharge / suction operation is switched.
  • the inside of the working chamber 26 is pressurized and the diaphragm 23 is actuated to the pump chamber 25 side.
  • the filled resist solution R is discharged downstream through the discharge passage 21c.
  • the operation air in the working chamber 26 is evacuated by the operation of the electromagnetic switching valve 12 and the inside of the working chamber 26 becomes negative pressure, it operates on the pump chamber 25 side, and the diaphragm 23 operates on the working chamber 26 side. Then, the resist solution R is sucked into the pump chamber 25 from the upstream side through the suction passage 21b.
  • the diaphragm 23 has a peripheral edge 23b sandwiched and fixed by pump housings 21 and 22, and an inner side of the peripheral edge 23b is a partition 23a that partitions the pump chamber 25 and the working chamber 26.
  • the partition portion 23a is deformed to the pump chamber 25 side or the working chamber 26 side, so that the resist liquid scale is sucked or discharged.
  • the partition 23a on the inner side from the peripheral edge 23b is curved slightly convexly to one of the pump chamber 25 side or the working chamber 26 side (the linear force in FIG. Slightly curved convexly). Therefore, between the position that protrudes toward the working chamber 26 and the position that protrudes toward the pump chamber 25 in the natural state, there is a section where the tension of the diaphragm 23 does not act (or the tension is small).
  • the partition 23a of the diaphragm 23 is deformed to a position where it abuts against the inner wall surface 22c of the working chamber 26, as shown in FIG.
  • the part of the diaphragm 23 facing the pin 24 of the partition part 23a is in a state of riding on the head 24a of the pin 24, and this part is in a state of slightly protruding in the pump chamber 25 side.
  • the change in the operating pressure applied to the diaphragm 23 becomes a gentle force, so that the diaphragm 23 that has a sudden increase in the volume of the working chamber 26 and a sudden decrease in the pressure accompanying it can be pulled back to the working chamber 26 side. It becomes minute.
  • the pulsation of the discharge pressure is reduced and the discharge of the resist solution R is stabilized.
  • the discharge pressure can be finely controlled.
  • a suction side flow path member 17 having a rod shape is fixed to the lower center of the pump housings 21 and 22.
  • the suction side flow path member 17 is provided along the flat direction of the pump 11.
  • the suction-side flow path member 17 is formed with a suction passage 17a that extends substantially linearly downward.
  • the suction passage 17a is provided on the same straight line L1 as the suction passage 21b of the pump 11.
  • a housing recess 17b is formed around the suction passage 17a on the surface of the suction side flow path member 17 facing the pump housing 21 and a seal ring 33 is accommodated in the housing recess 17b. Yes.
  • the seal ring 33 is interposed between the suction-side flow path member 17 and the pump nosing 21 and seals the resist solution R in the suction passages 17a and 21b from leaking from the gap between the two members.
  • the seal ring 33 has a shape in which the inner peripheral surface 33a thereof is smoothly connected to the inner peripheral surfaces of the suction passages 17a and 21b. Specifically, the inner peripheral surface 33a is connected to the suction passages. Continuing from the inner peripheral surfaces of 17a and 21b, the dents gradually deepen radially outward from the passages 17a and 21b toward the center in the thickness direction of the seal ring 33. That is, the flow of the resist solution R in the seal ring 33 is made smooth, and the resist solution R and bubbles are prevented from staying.
  • a generally used circular seal ring O-ring
  • an acute-angle depression is formed between the seal ring and each of the suction passages 17a and 21b.
  • the suction-side flow path member 17 is connected to one end of the suction pipe 31 as shown in FIG. 3 using a joint 19a provided at the tip, and the other end of the suction pipe 31 is connected to the resist bottle 30. Filled in To the resist solution R.
  • a suction side shutoff valve 13 composed of an air operated valve is integrally assembled with the suction side flow path member 17.
  • the suction side shut-off valve 13 has a substantially quadrangular prism shape, and is provided in a direction orthogonal to the suction side flow path member 17 and along the flat direction of the pump 11 (pump housings 21, 22).
  • the suction side shutoff valve 13 switches between shutting off and opening the suction passage 17a by the switching operation of the electropneumatic regulator 32 based on the control of the controller 50. That is, as shown in FIG.
  • the suction side shut-off valve 13 receives the urging force from the spring 13c.
  • the suction passage 17a is shut off, and when the working air is supplied from the supply source 29a to the supply / discharge chamber 13a, the valve body 13b is inserted against the urging force of the spring 13c to open the suction passage 17a.
  • the suction passage 17a in the vicinity of the valve body 13b is bent at a right angle by an amount necessary to reliably open or shut off the valve body 13b (about the passage width). Even in this portion, the flow of the resist solution R is smooth and does not have a great influence (resistance) on the flow of the resist solution R in the flow path member 17.
  • a discharge side flow path member 18 having a rod shape is fixed to the upper center of the pump ring and the udgings 21 and 22.
  • the discharge-side flow path member 18 is provided along the flat direction of the pump 11.
  • the discharge-side flow path member 18 is formed with a discharge passage 18a extending substantially linearly upward.
  • the discharge passage 18a is provided on the same straight line L1 as the discharge passage 21c of the pump 11.
  • an accommodation recess 18b is formed around the discharge passage 18a on the surface of the discharge-side flow path member 18 facing the pumping and the udging 21, and a seal ring 34 is accommodated in the accommodation recess 18b.
  • the seal ring 34 is interposed between the discharge-side flow path member 18 and the pump nosing 21 and seals so that the resist solution R in the discharge passages 18a and 21c does not leak from the gap between the two members.
  • the seal ring 34 has a shape in which the inner peripheral surface 34a thereof is smoothly connected to the inner peripheral surfaces of the discharge passages 18a and 21c, so that the resist solution R and air bubbles are generated. It has a structure that prevents detention.
  • the discharge-side flow path member 18 is a discharge pipe 3 having a nozzle 35a at one end, as shown in FIG. 3, using a joint 19b provided at the tip. Connected to the other end of 5.
  • the nozzle 35a is directed downward, and is disposed at a position where the resist solution R is dropped at the center position of the semiconductor wafer 37 which is placed on the rotating plate 36 and rotates together with the rotating plate 36.
  • a discharge-side shutoff valve 14 composed of an air operated valve is integrally assembled with the discharge-side flow path member 18.
  • the discharge side shut-off valve 14 has a substantially square column shape, and is provided in a direction orthogonal to the discharge side flow path member 18 and along the flat direction of the pump 11 (pump housings 21, 22).
  • the discharge side shut-off valve 14 is configured in the same manner as the suction side shut-off valve 13, and as shown in FIG. 3, the discharge passage 18a is shut off by the switching operation of the electropneumatic regulator 38 based on the control of the controller 50. * Perform opening switching. That is, as shown in FIG.
  • the discharge side shut-off valve 14 receives the urging force from the spring 14c.
  • the discharge passage 18a is shut off, and when operating air is supplied to the supply / discharge chamber 14a from the supply source 29a, the valve body 14b is immersed against the urging force of the spring 14c to open the discharge passage 18a.
  • the discharge passage 18a in the vicinity of the valve body 14b is bent at a right angle by an amount necessary to reliably open or shut off the valve body 14b (about the passage width). Even in this portion, the flow of the resist solution R is smooth and does not have a great influence (resistance) on the flow of the resist solution R in the flow path member 18.
  • a suck-back valve 15 made of an air operated valve is integrally assembled to the discharge-side flow path member 18 so as to be aligned with the shut-off valve 14 on the downstream side of the discharge-side shut-off valve 14. ing.
  • the suck-back valve 15 has a substantially quadrangular prism shape, and is provided in a direction orthogonal to the discharge-side flow path member 18 and along the flat direction of the pump 11 (pump housings 21 and 22).
  • the suck-back valve 15 causes the resist liquid R in the downstream flow path to flow upstream from the valve 15 by the switching operation of the electropneumatic regulator 39 based on the control of the controller 50.
  • the resist solution R is prevented from dripping from the nozzle 35a. That is, as shown in FIG. 1, when the supply / discharge chamber 15a is opened to the atmosphere by the switching operation of the electropneumatic regulator 39, the valve body 15b receives the urging force from the spring 15c. The volume of the volume expansion chamber 18c that is immersed and communicated with the discharge passage 18a is increased, and a predetermined amount of resist solution R is drawn into the volume expansion chamber 18c. . On the other hand, when working air is supplied from the supply source 29a to the supply / discharge chamber 15a, the valve body 15b protrudes against the urging force of the spring 15c so as to reduce the volume expansion chamber 18c provided in the discharge passage 18a. It is configured.
  • a regulator device 16 having a substantially rectangular parallelepiped shape is fixed to the discharge side flow path member 18 on the side opposite to the discharge side shut-off valve 14 and the suck back valve 15. That is, the regulator device 16 is provided to the discharge-side flow path member 18 along the flat direction of the pump 11.
  • the base member 41 is fixed to the discharge-side flow path member 18.
  • a fixed base 42 is fixed to the base member 41, and electropneumatic regulators 38 and 39 for switching the discharge side shut-off valve 14 and suck back valve 15 are fixed to the fixed base 42.
  • a cover member 43 that covers the electropneumatic regulators 38 and 39 is attached to the fixed base 42.
  • the fixed base 42 and the base member 41 are formed with communication passages 45 and 46 communicating with the electropneumatic regulators 38 and 39, respectively.
  • the suck-back valve 15 communicates with the supply / discharge chambers 14a and 15a, respectively.
  • the electropneumatic regulators 38 and 39 supply and discharge operating air to the supply / discharge chambers 14a and 15a of the discharge-side shut-off valve 14 and suckback valve 15 based on the control of the controller 50, respectively, and the discharge-side shut-off valve 14 and suck-back valve Operate 15.
  • the suction passage 17a in the suction-side flow passage member 17 that is the flow path of the resist solution R, the suction passage 21b in the pump 11, and the discharge passage 2 lc And the discharge passage 18a of the discharge-side flow path member 18 are both linear and arranged on the same straight line L1. That is, the pump unit 10 has a structure that minimizes the portion of the resist solution R where the resist solution R and bubbles stay in the resist solution R while minimizing the length of the resist solution R.
  • the seal rings 33 and 34 also have a structure in which the portion where the resist solution R and bubbles stay is reduced as much as possible.
  • the controller 50 controls the electropneumatic regulator 27 so that the working air supplied to the pump 11 becomes a set pressure, and also performs an electromagnetic switching valve 12 that performs a switching operation of the pump 11 and an intake valve. It controls the electropneumatic regulator 32 that switches the side shut-off valve 13, the electropneumatic regulators 38 and 39 that actuate the discharge side shut-off valve 14 and the suck back valve 15, and controls the series of operations of the chemical supply system. . That is, when a command to start the operation of the chemical solution supply system is generated, the controller 50 first controls the electropneumatic regulator 32 to switch the suction side shut-off valve 13 to place the suction passage 17a in a shut-off state.
  • the controller 50 switches the electromagnetic switching valve 12 and supplies the working air adjusted to the set pressure to the working chamber 26 in the pump 11 through the supply / discharge passage 22b.
  • the diaphragm 23 tries to operate toward the pump chamber 25 and pressurizes the resist solution R filled in the pump chamber 25.
  • the discharge passage 18a is shut off by the discharge side shut-off valve 14 on the downstream side of the pump 11, and the resist solution R is not discharged.
  • the controller 50 controls the electropneumatic regulator 38 to switch the discharge side shut-off valve 14 to open the discharge passage 18a, and controls the electropneumatic regulator 39 to control the resist solution R by the suck back valve 15. Release the pull-in.
  • the resist solution R in the pump chamber 25 is pressurized by the diaphragm 23, the resist solution R is discharged from the pump 11, and the resist solution R is discharged from the nozzle 35a at the tip of the discharge pipe 35 through the discharge passage 18a. A predetermined amount is dropped on the semiconductor wafer 37.
  • the opening 22d of the supply / discharge passage 22b for supplying the working air is provided at the center of the inner wall surface 22c of the working chamber 26, and the center force is offset at the position where the center force is offset.
  • the change in operating pressure applied to diaphragm 23 is moderately applied. For this reason, the width of the diaphragm 23 where the volume of the working chamber 26 suddenly increases and the pressure suddenly decreasing therewith is reduced to a small width, the pulsation of the discharge pressure is reduced, and the discharge of the resist solution R becomes stable. ing.
  • the change in the operating pressure applied to the diaphragm 23 becomes a gentle force, it is possible to control the discharge pressure slightly.
  • the controller 50 controls the electropneumatic regulator 38 to switch the discharge-side shutoff valve 14 and shut off the discharge passage 18a. Thereby, the discharge of the resist solution R from the nozzle 35a is stopped.
  • the controller 50 controls the electropneumatic regulator 39 to draw a predetermined amount of the resist solution R by the suck back valve 15, and prevents the resist solution R from dripping unexpectedly from the nozzle 35a.
  • the controller 50 controls the electropneumatic regulator 32 to switch the suction side shutoff valve 13 and open the suction passage 17a.
  • the pump 11 and the resist bottle 30 communicate with each other. It will be in the state.
  • the controller 50 switches the electromagnetic switching valve 12 and sucks the working air in the working chamber 26 from the vacuum generation source 29b.
  • the inside of the working chamber 26 becomes negative pressure
  • the diaphragm 23 is deformed to the maximum deformation position where it abuts against the inner wall surface 22c of the working chamber 26, and the resist solution R is sucked into the pump chamber 25 and filled.
  • the controller 50 repeats the above operation, and a certain amount of the resist solution R is dripped onto each semiconductor wafer 37 that is successively transferred.
  • the inner wall surface 22c of the working chamber 26 (concave portion 22a) is provided with the opening 22d of the supply / discharge passage 22b at the center thereof, and the center portion force is also offset.
  • a pin 24 protruding to the diaphragm 23 side is attached. Therefore, when the resist air R is sucked, when the working air in the working chamber 26 is sucked and the diaphragm 23 is deformed to the working chamber 26 side, a part of the diaphragm 23 facing the pin 24 rides on the pin 24. As a result, the pump chamber 25 is slightly convex.
  • the force provided by the pin 24 on the inner wall surface 22c of the working chamber 26 is provided with a protrusion on the inner wall surface of the pump chamber 25 at a position where the center force is also offset, and the section where no tension is applied. It is also conceivable that the projecting portion abuts against the diaphragm 23 before the diaphragm 23 is displaced due to the direction (boundary on the pump chamber 25 side). In this way, the partial force offset from the central portion of the diaphragm 23 is gradually suppressed from being deformed, and the change in the operating pressure applied to the diaphragm 23 becomes a gentle force as described above.
  • a mounting hole 22 e for mounting the pin 24 is formed in the inner wall surface 22 c of the working chamber 26. That is, it is only necessary to form the mounting hole 22e on the inner wall surface 22c of the working chamber 26. Therefore, especially when the working chamber 26 is formed by cutting or the like, it is easier to form the inner wall surface 22 c of the working chamber 26 than when the protrusion corresponding to the pin 24 is formed integrally with the inner wall surface 22 c. It is.
  • the protruding amount of the pin 24 (head 24a) from the inner wall surface 22c of the working chamber 26 is larger than the length from the inner wall surface 22c to the intermediate position between the working chamber 26 and the pump chamber 25. It is set small. For this reason, the flow of the resist solution R in the pump chamber 25 is not greatly obstructed by the pin 24.
  • the inner wall surface 22c of the working chamber 26 has a circular shape, and the opening 22d of the supply / discharge passage 22b is located at the center of the circular inner wall surface 22c.
  • the operating air in the chamber 26 can be efficiently supplied and discharged.
  • the pump nosing 22 is formed thin in the deformation direction of the diaphragm 23, so that the working chamber 26 is also formed thin in the same direction.
  • the diaphragm 23 is used in contact with the inner wall surface 22c of the working chamber 26 in order to increase the amount of inhalation as much as possible. This is one of the factors that cause the entire partition 23a of the diaphragm 23 to be deformed at once. Therefore, as described above, it is significant that the central force of the diaphragm 23 is gradually deformed from a part of the offset position.
  • FIG. 6 (a) is an enlarged view of a portion p in FIG. 5 of this embodiment, and (b) further shows that the partition 23a of the diaphragm 23 in (a) abuts against the inner wall surface 22c of the working chamber 26. This shows the case of deformation to the maximum deformation position. As well shown in this figure, there is a gap between the upper peripheral surface and the inner wall 22c where the amount of protrusion from the inner wall 22c is relatively large at the upper peripheral surface of the head 24a of the pin 24.
  • the boundary of the gap that is, the upper surface of the head 24a of the pin 24
  • the partition 23a of the diaphragm 23 is greatly bent near the periphery and the portion where the head 24a of the pin 24 begins to protrude from the inner wall surface 22c (the portion indicated by the arrow in the figure), and stress is applied to these portions. Will concentrate.
  • the state of stress concentration is repeated by the discharge / inhalation operation of the pump 11, the density of the diaphragm 23 at the bent portion gradually becomes rough, and the resist solution R becomes easy to permeate into the diaphragm 23. May leak to the working chamber 26 side.
  • the shape of the head 24a of the pin 24 may be formed such that the protrusion amount is continuously reduced by the force toward the peripheral edge.
  • the head 24a of the pin 24 is formed into a flat shape in which the head 24a is inclined toward the inner wall surface 22c side at a gentle constant angle by applying a force toward the peripheral edge.
  • FIG. 6 (d) it is conceivable to use a slightly convex curved shape that is inclined toward the inner wall surface 22c by directing the peripheral edge. In this way, in the head 24a of the pin 24, the protruding amount does not change greatly at any location on the upper surface of the head 24a, and no gap is formed.
  • the gear gap is also reduced. As a result, even if the partition 23a of the diaphragm 23 is deformed to a position where it abuts against the inner wall surface 22c of the working chamber 26, there is no large bending portion and the stress is evenly distributed. Damage can be prevented.
  • the opening 22d of the supply / discharge passage 22b is set at the center of the inner wall surface 22c of the working chamber 26, and the pin 24 is mounted at a position where the center force is also offset. Prevented pulsation of discharge pressure.
  • the present invention is not limited to this.
  • the opening 22d of the supply / discharge passage 22b may be provided at a position offset from the center of the inner wall surface 22c of the working chamber 26 without using the pin 24.
  • the inner wall surface 22c of the working chamber 26 communicates with the opening 22d of the supply / discharge passage 22b and extends to the peripheral portion of the working chamber 26 (deploys).
  • a cross-shaped ventilation groove 22f may be formed.
  • the diaphragm 23 in the form of a film has a central portion.
  • the situation of covering the opening 22d portion of the supply / discharge passage 22b first tends to occur.
  • the opening 22d of the supply / discharge passage 22b communicates with the ventilation groove 22f extending to the peripheral edge of the working chamber 26.
  • the evacuation of the working chamber 26 is continuously performed from the air groove 22f (in FIG. 10, the flow of the working air is indicated by an arrow). Therefore, the diaphragm 23 can be sufficiently deformed in the working chamber 26 side in a short time, and the filling time of the resist solution R into the pump chamber 25 can be shortened and the filling amount can be prevented from being insufficient.
  • the shape of the ventilation groove is not limited to this! /. In this case, it is best to extend the vent groove to the peripheral edge of the working chamber 26 as described above as it is closer to the peripheral edge of the working chamber 26.
  • the entire inner wall surface 22c of the working chamber 26 may be formed into a rough surface, and the ventilation groove may be formed by continuous recesses by roughening the surface.
  • the roughening of the inner wall surface 22c can be easily formed by spraying shot blasting, that is, a particulate abrasive.
  • a force that makes the working chamber 26 a negative pressure when the resist solution R is sucked may be released to the atmosphere.
  • the inside of the resist bottle 30 is pressurized.
  • the force applied to the pump unit 10 in which the shut-off valve 13, 14 suck back valve 15 and the like are integrally assembled with the pump 11 as the chemical solution supply pump. May be implemented in the configuration.
  • the force shown in the example in which the resist solution R is used as the chemical solution is based on the premise that the semiconductor solution 37 is the target of the chemical solution dripping. Therefore, the drug solution and the target for dropping the drug solution may be other than that.

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Abstract

　ダイアフラムによる吐出圧力の脈動を低減して薬液の吐出を安定させると共に、吐出圧力の微圧制御が可能な薬液供給用ポンプを提供する。 　作動室２６（凹設部２２ａ）の内壁面２２ｃには、その中心部に給排通路２２ｂの開口２２ｄが設けられると共に、その中心部からオフセットさせた位置にダイアフラム２３側に突出するピン２４が装着される。そのため、薬液の吸入時において、作動室２６内の作動エアが吸引されてダイアフラム２３が作動室２６側に変形した際、ダイアフラム２３においてピン２４に対向する一部分が該ピン２４に乗り上げてポンプ室２５側に若干凸状に撓んだ状態となる。そして、薬液を吐出する際、給排通路２２ｂの開口２２ｄから作動エアが作動室２６内に供給されると、ダイアフラム２３においてピン２４に乗り上げた部分から優先的に変形が始まるようになる。

Description

薬液供給用ポンプ
技術分野
[0001] 本発明は、例えば半導体製造装置の薬液使用工程において、フォトレジスト液等の 薬液を各半導体ウェハに所定量ずつ塗布するのに好適な薬液供給用ポンプに関す る。
背景技術
[0002] フォトレジスト液等の薬液をボトル力 汲み上げて各半導体ウェハに所定量ずつ塗 布するために、例えば特許文献 1に開示されて 、る薬液供給ポンプが用いられて 、 る。このポンプでは、ダイァフラムによりポンプ室と作動室 (特許文献 1では加圧室）と を区画し、該作動室と連通する給排通路を通じて作動室内に作動エアを給排してダ ィァフラムを駆動することでポンプ室内の容積を変化させ、ポンプ室にて薬液の吐出 吸入を行う。
[0003] ところで、ポンプ室及び作動室を薄く形成すると共に可撓性膜よりなるダイアフラム を使用して薄型に構成したポンプがある。このポンプでは、ダイァフラムの周縁部が 固定されるが、ダイアフラムは製造時に、周縁の固定部力も内側部分 (仕切部）がポ ンプ側若しくは作動室側の一方に若干凸状に湾曲形成されてしまう。そのため、 自然 状態で作動室側に凸となる位置とポンプ室側に凸となる位置との間は、ダイアフラム の張力が作用しな 、(または張力が小さい）区間となる。
[0004] 上記のようなポンプでは、給排通路の作動室における開口は、該作動室内の中心 部に設定するのが一般的である。このため、薬液の吐出時において給排通路力も作 動室内に作動エアを供給すると、ダイァフラムの仕切部には作動エア力 全体的に ノ ランス良く押圧力が作用して、仕切部は中心部から僅かに変形し始める。しばらく の間は、仕切部全体としては作動エアの押圧力に耐えて作動室側に留まっているが 、その限界点を超えるときに仕切部全体が一気にポンプ室側に変位して、張力が作 用しない区間の境界 (ポンプ室側の境界）に達する。
[0005] このように、薬液の吐出時において、ダイァフラムの仕切部全体力 張力の作用し ない区間の境界 (ポンプ室側の境界）に向力つて一度に変位すると、ダイァフラムに 力かる作動圧が急激に変化 (増大)する。このとき、作動室の容積が急増して作動室 内の圧力が急減するため、ダイァフラムが作動室側へ引き戻される現象が生じて、吐 出圧力が脈動してしまい、薬液の吐出が安定しないという問題があった。また、ダイァ フラムにかかる作動圧が急激に変化 (増大)することから、吐出圧力の微圧制御が難 しかった。
特許文献 1 :特開 2003— 49778号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] 本発明は、ダイァフラムによる吐出圧力の脈動を低減して薬液の吐出を安定させる と共に、吐出圧力の微圧制御が可能な薬液供給用ポンプを提供することを主たる目 的とする。
課題を解決するための手段
[0007] 本発明に係る第 1の薬液供給ポンプを以下のように構成した。すなわち、
可撓性膜よりなるダイァフラムにてポンプ室と作動室とを仕切り、その作動室内が作 動気体を用いて加圧されることにより前記ダイァフラムが前記ポンプ室側に変形して 該ポンプ室内に充填された薬液を吐出すると共に、その作動室内が作動気体の吸 引により負圧とされる、若しくはその作動室内を大気開放することにより前記ダイァフ ラムが前記作動室側に変形して該ポンプ室内に薬液を吸入する薬液供給用ポンプ であって、
ポンプハウジングには、前記作動室内に前記作動気体を給排する給排通路が形成 され、前記作動室の内壁面における前記給排通路の開口は、該内壁面の中心部に 位置しており、
前記作動室の内壁面には、該内壁面の中心部からオフセットさせた位置に、前記 ダイアフラム側に突出する突出部が設けられている。
[0008] この薬液供給ポンプでは、作動室の内壁面の中心部に給排通路の開口が設けら れると共に、その中心部力 オフセットさせた位置にダイアフラム側に突出する突出 部が設けられる。そのため、薬液の吸入時において、作動室内の作動気体が排出（ 吸引）されてダイァフラムが作動室側に変形した際、ダイァフラムにおいて突出部に 対向する一部分が該突出部に乗り上げてポンプ室側に若干凸状に橈んだ状態とな る。そして、薬液を吐出する際、給排通路の開口から作動気体が作動室内に供給さ れると、ダイアフラムは突出部に乗り上げた部分（中心部からオフセットした部分)から 優先的に変形し始め、その変形が徐々に周囲に広がっていき、ダイアフラム全体が 一度に変位しな 、ようになる。
ここで、例えばダイァフラムがポンプ室側若しくは作動室側へ若干凸状に湾曲形成 された場合、自然状態で作動室側へ凸となる位置とポンプ室側へ凸となる位置との 間は、ダイァフラムの張力が作用しない (または張力が小さい）区間となる。この場合 、突出部がないと、ダイアフラムは中心部力 僅かずつ変形し始め、作動気体の押圧 力に耐えられなくなる限界点を超えるときに、ダイアフラム全体が張力の作用しない 区間の終了側の境界 (ポンプ室側の境界）に向力つて一度に変位する。これに対し、 突出部を設けた場合は、突出部に乗り上げた部分（中心部力もオフセットした部分） 力も周囲に広がるように滑らかに変形するため、ダイアフラム全体が一度に変位しな いようになる。これにより、作動圧の変化が緩や力となり、作動室の容積急増とそれに 伴う圧力急減がなく作動室側へダイァフラムが引き戻される幅が微小となり、吐出圧 力の脈動が低減されて薬液の吐出が安定する。また、ダイァフラムにかかる作動圧の 変化が緩や力となることから、吐出圧力の微圧制御を行うことが可能となる。
[0009] なお、上記した突出部は、例えば後述するように作動室の内壁面に突出部材を装 着したり、作動室の内壁面に一体に形成して構成されるものである。
[0010] 因みに、上記薬液供給ポンプでは、作動室の内壁面に突出部を設けている力 ポ ンプ室の内壁面において中心部力もオフセットした位置に突出部を設け、吐出圧力 の脈動が生じる位置にダイァフラムが変位するよりも前に、該突出部がダイァフラムに 当接するように構成することも考えられる。このようにしても、ダイァフラムが突出部に 当接することで、該ダイアフラムの中心部力 オフセットした位置力 徐々に変形が抑 制されため、上記薬液供給ポンプと同様に、ダイァフラムにかかる作動圧の変化が緩 やかとなって、作動室の容積増大が穏やかとなり、薬液の吐出が安定すると共に、吐 出圧力の微圧制御が可能となる。しかしながら、ポンプ室に突出部を設けると、薬液 の流れを妨げるばかりか、薬液溜まりを形成する要因となるので、望ましくない。従つ て、上記薬液供給ポンプのように、突出部を作動室の内壁面に設けるのが望ましい。
[0011] 上記薬液供給ポンプの好適な例として、前記作動室の内壁面の中心部力 オフセ ットさせた位置に装着穴を設け、該装着穴に突出部材を嵌挿することにより、前記突 出部が構成されているものが挙げられる。
[0012] この構成では、作動室の内壁面の中心部からオフセットさせた位置に装着穴を形 成して、その装着穴に突出部材を嵌挿して突出部を構成する。つまり、突出部を構 成するために、作動室の内壁面に装着穴を形成するだけですむ。従って、特に作動 室を切削などにより形成するような場合、突出部を内壁面に一体で形成する場合と 比べて、作動室の内壁面の形成が容易である。
[0013] 上記いずれの構成においても、前記作動室の内壁面からの前記突出部の突出量 は、前記内壁面から前記作動室及び前記ポンプ室の中間位置までの長さよりも小さ く設定されて 、ることが好ま U、。
[0014] このように、作動室の内壁面からの突出部の突出量力 その内壁面から作動室及 びポンプ室の中間位置までの長さよりも小さく設定されていれば、突出部によりボン プ室内の薬液の流れを大きく妨げない。
[0015] 上記いずれの構成においても、突出部の突出量は、周縁部に向力つて連続して小 さくなつて!/、ることが好まし!/、。
[0016] 例えば、突出部において突出量が大きく変化する箇所があったり、突出部の周縁 部において作動室の内壁面からの突出量が比較的大きいと、吸入時にダイアフラム が作動室の内壁面に接する位置まで変形した場合に、これら突出量が大きく変化す る箇所の近傍でダイァフラムが大きく屈曲し、屈曲部分に応力が集中してしまう。そし て、ポンプの吐出'吸入動作により、応力が集中する状態が繰り返されると、屈曲部 分のダイァフラムの密度が徐々に粗となり、レジスト液がダイアフラム中に浸透しやす くなつて、終には作動室側に漏れ出すおそれがある。
し力しながら、突出部の突出量が周縁部に向力つて連続して小さくなつていれば、 突出部において突出量が大きく変化する箇所がなぐまた周縁部においても作動室 の内壁面力もの突出量が小さくなる。これにより、吸入時にダイァフラムが作動室の 内壁面に接する位置まで変形した場合も、ダイァフラムでは大きく屈曲する箇所がな く応力が一様に分散するため、応力集中を原因とするダイァフラムの損傷を防止する ことができる。
[0017] 他の薬液供給ポンプとして、以下のように構成したものが挙げられる。すなわち、 可撓性膜よりなるダイァフラムにてポンプ室と作動室とを仕切り、その作動室内が作 動気体を用いて加圧されることにより前記ダイァフラムが前記ポンプ室側に変形して 該ポンプ室内に充填された薬液を吐出すると共に、その作動室内が作動気体の吸 引により負圧とされる、若しくはその作動室内を大気開放することにより前記ダイァフ ラムが前記作動室側に変形して該ポンプ室内に薬液を吸入する薬液供給用ポンプ であって、
ポンプハウジングには、前記作動室内に前記作動気体を給排する給排通路が形成 され、前記作動室の内壁面における前記給排通路の開口は、該内壁面の中心部か らオフセットさせた位置に設けられている。
[0018] この薬液供給ポンプでは、作動室の内壁面の中心部からオフセットさせた位置に給 排通路の開口が設けられる。そのため、薬液を吐出する際、給排通路の開口から作 動気体が作動室内に供給されると、ダイァフラムにおいて開口と対向する一部分力 優先的に変形が始まるようになり、上記薬液供給ポンプと同様に、ダイアフラム全体 がー度に変位しないようになる。このため、ダイァフラムにかかる作動圧の変ィ匕も穏や 力となり、作動室の容積急増とそれに伴う作動室内の圧力急減がなぐダイアフラム が作動室側へ引き戻される幅が微小となって、吐出圧力の脈動が低減されて薬液の 吐出が安定する。また、ダイァフラムにかかる作動圧の変化が穏ゃ力となることから、 吐出圧力の微圧制御を行うことが可能となる。
[0019] 上記いずれの構成においても、前記作動室の内壁面は、円形状をなしていることが 好ましい。
[0020] この構成では、作動室の内壁面が円形状をなしているので、作動室内の作動気体 の給排を効率良く行うことが可能となる。特に上記第 1の薬液供給ポンプにおいては 、このような内壁面の中心部に給排通路の開口が設定されるので、より効果が大きい [0021] 上記いずれの構成においても、前記作動室の内壁面には、前記給排通路の開口 力 該内壁面の周縁部側に展開する通気溝が形成されていることが好ましい。
[0022] この構成では、作動室の内壁面に、給排通路の開口力 該内壁面の周縁部側に 展開する通気溝が形成され、該開口は該通気溝と連通している。そのため、薬液の 吸入時において、ダイァフラムの中央部が先に給排通路の開口部分を覆う事態が生 じた場合、先に当接した中央部よりも外側に位置する通気溝力 作動室内の作動気 体の排出（吸引）が継続可能である。従って、ダイァフラムが作動室側に十分に変形 でき、薬液の吸入不足を防止できる。
[0023] 特に、後述するように、ポンプノ、ウジングをダイァフラムの変形方向に肉薄とし、作 動室も同方向に薄く形成するような場合、薬液の吸入時においては、ダイァフラムの 中央部が先に給排通路の開口部分を覆う事態が生じ易い構造となるため、このよう に通気溝を設ける意義は大き 、。
[0024] 上記 、ずれの構成にお 、ても、前記ポンプノヽウジングは、前記ダイァフラムの変形 方向に肉薄に形成されて 、ることが好ま 、。
[0025] この構成では、ポンプノヽウジングはダイァフラムの変形方向に肉薄に形成されるの で、作動室も同方向に薄く形成する必要がある。薬液の吸入時においては、薬液の 吸入量を出来るだけ大きくするためにダイアフラムを作動室の内壁面に当接させて 使用する場合が多いため、これが薬液の吐出時において、ダイアフラム全体を一度 に変形させる要因の一つとなっている。従って、上記のようにダイァフラムの中心部か らオフセットした位置の一部分力も徐々に変形させるようにする意義は大き!/、。
図面の簡単な説明
[0026] [図 1]薬液供給システム中、ポンプユニットを示す正断面図である。
[図 2] (a)はポンプユニットの側断面図、（b)は（a)の拡大断面図である。
[図 3]薬液供給システムの全体回路を示す回路説明図である。
[図 4] (a)は作動室側のポンプハウジングの正面図、（b)は（a)の A— A断 面図で ある。
[図 5]ダイァフラムの動作を説明するための説明図である。
[図 6] (a)は図 5の p部の拡大図、（b)は (a)が最大変形位置まで変形した場合を示す 図、（c)は別例におけるピンの拡大断面図、（d)は他の別例におけるピンの拡大断面 図である。
[図 7] (a)は別例における作動室側のポンプノ、ウジングの正面図、（b)は（a)の B— B 断面図である。
[図 8]別例におけるダイァフラムの動作を説明するための説明図である。
[図 9] (a)は別例における作動室側のポンプノ、ウジングの正面図、（b)は（a)の C— C 断面図である。
[図 10]別例におけるダイァフラムの動作を説明するための説明図である。
符号の説明
[0027] 22· · ·ポンプノヽウジング、 22b…給排通路、 22c…内壁面、 22d…開口、 22e…装着 穴、 22f…通気溝、 23…ダイァフラム、 24· · ·ピン (突出部及び突出部材）、 25…ボン プ室、 26· · ·作動室、 R…レジスト液 (薬液)。
発明を実施するための最良の形態
[0028] 以下、本発明を半導体装置等の製造ラインにて使用される薬液供給システムのポ ンプユニットに具体ィ匕した一実施の形態を図面に従って説明する。なお、図 1及び図
2はシステムの主要部であるポンプユニット 10を示し、図 3は薬液供給システム全体 を示す。
[0029] 図 1及び図 2に示すように、ポンプユニット 10は、ポンプ 11、電磁切換弁 12、吸入 側遮断弁 13、吐出側遮断弁 14、サックバック弁 15、レギユレータ装置 16、吸入側流 路部材 17及び吐出側流路部材 18を一体的に組み付けてユニットィ匕している。
[0030] ポンプ 11は、正面視略正方形の薄型な扁平の角柱状であり、一対のポンプハウジ ング 21, 22を有している。各ポンプハウジング 21, 22には、それぞれ対向する面の 中央に略円形ドーム状に凹設される凹設部 21a, 22aが形成されている。ポンプハウ ジング 21, 22は、凹設部 21a, 22aの周縁で円形のフッ素榭脂などの可撓性膜より なるダイアフラム 23の周縁を挟持し、互!、が 8個のネジ 20により固定されて！、る。
[0031] ダイアフラム 23は、ポンプハウジング 21, 22の両凹設部 21a, 22aにて形成される 空間を仕切っており、ポンプハウジング 21側（図 2においてダイアフラム 23の左側）の 空間をポンプ室 25とし、ポンプハウジング 22側（図 2においてダイアフラム 23の右側 )の空間を作動室 26としている。ポンプ室 25は薬液としてのレジスト液 R (図 3参照）を 給排するための空間であり、作動室 26はダイアフラム 23を駆動する作動エアを給排 するための空間である。因みに、ポンプ 11の薄型化を図るため、ポンプハウジング 2 1, 22は肉薄 (この場合、ダイアフラム 23の変形方向）に形成され、これによりポンプ 室 25及び作動室 26は同方向に薄い空間をなす。
[0032] ポンプ室 25側のポンプハウジング 21には、ポンプ室 25と連通して下方に直線状に 延びる吸入通路 21bが形成されている。吸入通路 21bは、吸入側流路部材 17の吸 入通路 17aと連通する。また、このポンプハウジング 21には、ポンプ室 25と連通して 上方に直線状に延びる吐出通路 21cが形成されている。吐出通路 21cは、吐出側流 路部材 18の吐出通路 18aと連通する。また、この吐出通路 21cは、吸入通路 21bと 同一直線 L1上に設けられている。なお、本実施の形態のポンプ室 25はダイアフラム 23の変形方向にぉ ヽて薄 、空間で形成されるので、このようなポンプ室 25と連通す る吸入通路 21b及び吐出通路 21cの近傍部分が接続に必要な分だけ (通路幅程度 )、直角に屈曲されて ヽる（図 2参照）。この部分でのレジスト液 Rの流れはスムーズで あり、ポンプ 11内のレジスト液 Rの流れに大きな影響 (抵抗）を与えるものではない。
[0033] 作動室 26側のポンプハウジング 22には、該作動室 26内に作動エアを給排する給 排通路 22bが形成されている。作動室 26 (凹設部 22a)の内壁面 22cにおける給排 通路 22bの開口 22dは、円形状をなす凹設部 22aの中心部（図 2及び図 4にて中心 線 L2を図示）に位置している。給排通路 22bは、ポンプハウジング 22に固定される 電磁切換弁 12に接続されて!、る。
[0034] また、作動室 26の内壁面 22cには、図 4に示すように、凹設部 22aの中心部力も周 縁部側にオフセットさせた位置に装着穴 22eが形成されており、該装着穴 22eにはピ ン 24が嵌挿され装着されている。ピン 24の頭部 24aは、内壁面 22cからダイアフラム 23側に突出している。頭部 24aは、円盤状をなしており、上面周縁部の角部が面取 りされている。また、頭部 24aの突出量は、内壁面 22cから作動室 26及びポンプ室 2 5の中間位置までの長さよりも小さく設定されて 、る。
[0035] ここで、電磁切換弁 12は、図 3に示すように、その給気ポートが給気配管 28aの一 端に接続されている。給気配管 28aは、途中に電空レギユレータ 27を有し、該配管 2 8aの他端が供給源 29aに接続されている。電空レギユレータ 27は、供給源 29aから ポンプ 11に供給する作動エアの圧力が設定圧一定となるようにコントローラ 50にて 調整している。電磁切換弁 12の排気ポートは、排気配管 28bを介して真空発生源 2 9bに接続されている。そして、電磁切換弁 12はコントローラ 50により作動室 26を供 給源 29a又は真空発生源 29bの ヽずれかに接続させるベく切換動作され、この切換 動作により作動室 26に作動エアが給排され、ポンプ 11の吐出 ·吸入動作が切り換え られる。
[0036] つまり、電磁切換弁 12の動作により作動室 26に作動エアが供給されると、作動室 2 6内が加圧されてダイアフラム 23がポンプ室 25側に作動し、ポンプ室 25内に充填さ れたレジスト液 Rが吐出通路 21cを介して下流側に吐出される。一方、電磁切換弁 1 2の動作により作動室 26内の作動エアが真空引きされ作動室 26内が負圧になると、 ポンプ室 25側に作動して 、たダイアフラム 23が作動室 26側に作動し、上流側から 吸入通路 21bを介してポンプ室 25内にレジスト液 Rが吸入される。
[0037] ここで、ダイアフラム 23は、周縁部 23bがポンプハウジング 21, 22にて挟持固定さ れ、該周縁部 23b内側がポンプ室 25と作動室 26を仕切る仕切部 23aとなっている。 この仕切部 23aがポンプ室 25側又は作動室 26側に変形することで、レジスト液尺の 吸入又は吐出を行う。このダイアフラム 23は製造時に、周縁部 23bから内側部分の 仕切部 23aがポンプ室 25側若しくは作動室 26側の一方に若干凸状に湾曲形成され てしまう（図 2においては直線状としている力 実際は若干凸状に湾曲している）。そ のため、自然状態で作動室 26側に凸となる位置とポンプ室 25側に凸となる位置との 間は、ダイアフラム 23の張力が作用しない (または張力が小さい）区間となる。
[0038] また、レジスト液 Rの吸入時において、ダイアフラム 23の仕切部 23aは、図 5に示す ように、作動室 26の内壁面 22cに当接する位置まで変形する。この場合、ダイアフラ ム 23の仕切部 23aのピン 24に対向する部分は、ピン 24の頭部 24aに乗り上げる状 態となり、この一部分がポンプ室 25側に若干凸状に橈んだ状態となる。そして、レジ スト液 Rを吐出する際、給排通路 22bの開口 22dから作動エアが作動室 26内に供給 されると、ダイアフラム 23のピン 24に乗り上げた部分（中心部力もオフセットした部分 )から優先的に変形が始まり、周囲に広がる過程において、中心部から始まる僅かな 変形があってもそれを吸収できるようにしている。つまり、張力の作用しない区間の境 界（ポンプ室 25側の境界）に向かってダイアフラム 23の仕切部 23a全体が一度に変 位 (反転)しないようになっている。これにより、ダイアフラム 23にかかる作動圧の変化 (作動圧の増大）が緩や力となるため、作動室 26の容積急増とそれに伴う圧力急減 がなぐダイアフラム 23が作動室 26側へ引き戻される幅が微小となる。この結果、吐 出圧力の脈動が低減されてレジスト液 Rの吐出が安定する。また、ダイアフラム 23に 力かる作動圧の変化が緩や力となることから、吐出圧力の微圧制御を行うことが可能 となる。
[0039] ポンプハウジング 21, 22の下部中央には、棒状をなす吸入側流路部材 17が固定 されている。吸入側流路部材 17は、ポンプ 11の扁平方向に沿うように設けられる。吸 入側流路部材 17には、下方に略直線状に延びる吸入通路 17aが形成されている。 この吸入通路 17aは、前記ポンプ 11の吸入通路 21bと同一直線 L1上に設けられて いる。また、吸入側流路部材 17のポンプノヽウジング 21との対向面には、吸入通路 17 a周りに収容凹部 17bが形成されており、該収容凹部 17bには、シールリング 33が収 容されている。シールリング 33は、吸入側流路部材 17とポンプノヽウジング 21との間 に介在され、両部材間の隙間から吸入通路 17a, 21b内のレジスト液 Rが漏れ出さな いようにシールする。
[0040] また、シールリング 33は、その内周面 33aが各吸入通路 17a, 21bの内周面と滑ら かに繋がる形状をなしており、具体的にはその内周面 33aが各吸入通路 17a, 21b の内周面と連続し、シールリング 33の厚み方向において通路 17a, 21b側から中央 部に向かうほど、次第に径方向外側に凹みが深くなる形状をなしている。つまり、シ ールリング 33の部分におけるレジスト液 Rの流れをスムーズとし、レジスト液 Rや気泡 が滞留するのが防止されている。因みに、一般的に用いられる断面円形状のシール リング (Oリング）を用いた場合では、該シールリングと各吸入通路 17a, 21bとの間で 鋭角の窪みが生じて該通路 17a, 21bの内周面と滑らかに繋がらない形状となるた め、これがレジスト液 Rや気泡が滞留する部分となり、好ましくない。そして、吸入側流 路部材 17は、先端部に設けられる継手 19aを用いて、図 3に示すように、吸入配管 3 1の一端と接続され、該吸入配管 31のもう一端は、レジストボトル 30に充填されてい るレジスト液 R内に導かれている。
[0041] また、吸入側流路部材 17には、エアオペレイトバルブよりなる吸入側遮断弁 13が 一体的に組み付けられている。吸入側遮断弁 13は、略四角柱状をなしており、吸入 側流路部材 17に対して直交する方向で、かつポンプ 11 (ポンプハウジング 21, 22) の扁平方向に沿うように設けられる。ここで、吸入側遮断弁 13は、図 3に示すように、 コントローラ 50の制御に基づく電空レギユレータ 32の切換動作により、吸入通路 17a の遮断 '開放の切換を行う。すなわち、吸入側遮断弁 13は、図 1に示すように、その 給排室 13aが電空レギユレータ 32の切換動作により大気に開放されると、弁体 13b がスプリング 13cからの付勢力を受けて吸入通路 17aを遮断し、給排室 13aに供給 源 29aから作動エアが供給されると、弁体 13bがスプリング 13cの付勢力に抗して没 入して吸入通路 17aを開放するように構成されている。なお、弁体 13bの近傍部分の 吸入通路 17aは、該弁体 13bによる開放又は遮断を確実に行うのに必要な分だけ（ 通路幅程度）、直角に屈曲されている。この部分においてもレジスト液 Rの流れはスム ーズであり、流路部材 17内のレジスト液 Rの流れに大きな影響 (抵抗)を与えるもので はない。
[0042] ポンプノ、ウジング 21, 22の上部中央には、棒状をなす吐出側流路部材 18が固定 されている。吐出側流路部材 18は、ポンプ 11の扁平方向に沿うように設けられる。吐 出側流路部材 18には、上方に略直線状に延びる吐出通路 18aが形成されている。 この吐出通路 18aは、前記ポンプ 11の吐出通路 21cと同一直線 L1上に設けられて いる。また、吐出側流路部材 18のポンプノ、ウジング 21との対向面には、吐出通路 18 a周りに収容凹部 18bが形成されており、該収容凹部 18bには、シールリング 34が収 容されている。シールリング 34は、吐出側流路部材 18とポンプノヽウジング 21との間 に介在され、両部材間の隙間から吐出通路 18a, 21c内のレジスト液 Rが漏れ出さな いようにシールする。
[0043] また、シールリング 34は、前記シールリング 33と同様に、その内周面 34aが各吐出 通路 18a, 21cの内周面と滑らかに繋がる形状をなしており、レジスト液 Rや気泡が滞 留するのを防止する構造になっている。そして、吐出側流路部材 18は、先端部に設 けられる継手 19bを用いて、図 3に示すように、一端にノズル 35aを有する吐出配管 3 5のもう一端と接続される。ノズル 35aは、下方に指向されるとともに、回転板 36上に 載置されて該回転板 36とともに回転する半導体ウェハ 37の中心位置にレジスト液 R が滴下される位置に配置されている。
[0044] また、吐出側流路部材 18には、エアオペレイトバルブよりなる吐出側遮断弁 14が 一体的に組み付けられている。吐出側遮断弁 14は、略四角柱状をなしており、吐出 側流路部材 18に対して直交する方向で、かつポンプ 11 (ポンプハウジング 21, 22) の扁平方向に沿うように設けられる。ここで、吐出側遮断弁 14は、前記吸入側遮断 弁 13と同様に構成され、図 3に示すように、コントローラ 50の制御に基づく電空レギ ユレータ 38の切換動作により、吐出通路 18aの遮断 *開放の切換を行う。すなわち、 吐出側遮断弁 14は、図 1に示すように、その給排室 14aが電空レギユレータ 38の切 換動作により大気に開放されると、弁体 14bがスプリング 14cからの付勢力を受けて 吐出通路 18aを遮断し、給排室 14aに供給源 29aから作動エアが供給されると、弁体 14bがスプリング 14cの付勢力に抗して没入して吐出通路 18aを開放するように構成 されている。なお、弁体 14bの近傍部分の吐出通路 18aは、該弁体 14bによる開放 又は遮断を確実に行うのに必要な分だけ (通路幅程度）、直角に屈曲されている。こ の部分においてもレジスト液 Rの流れはスムーズであり、流路部材 18内のレジスト液 Rの流れに大きな影響 (抵抗)を与えるものではな 、。
[0045] また、吐出側流路部材 18には、エアオペレイトバルブよりなるサックバック弁 15が吐 出側遮断弁 14よりも下流側に該遮断弁 14と並ぶようにして一体的に組み付けられて いる。サックバック弁 15も同様に略四角柱状をなしており、吐出側流路部材 18に対し て直交する方向で、かつポンプ 11 (ポンプハウジング 21, 22)の扁平方向に沿うよう に設けられる。ここで、サックバック弁 15は、図 3に示すように、コントローラ 50の制御 に基づく電空レギユレータ 39の切換動作により、該弁 15より下流側流路内にあるレ ジスト液 Rを上流側に所定量引き込んで、ノズル 35aからレジスト液 Rの不意な滴下を 防止するものである。すなわち、サックバック弁 15は、図 1に示すように、その給排室 15aが電空レギユレータ 39の切換動作により大気に開放されると、弁体 15bがスプリ ング 15cからの付勢力を受けて没入して吐出通路 18aと連通して設けられている容 積拡大室 18cの容積を大きくし、該容積拡大室 18cにレジスト液 Rを所定量引き込む 。一方、給排室 15aに供給源 29aから作動エアが供給されると、弁体 15bがスプリン グ 15cの付勢力に抗して突出して吐出通路 18aに設けられる容積拡大室 18cを小さ くするように構成されている。
[0046] 更に、吐出側流路部材 18には、略直方体形状をなすレギユレータ装置 16が吐出 側遮断弁 14及びサックバック弁 15とは反対側に固定されている。すなわち、レギユレ ータ装置 16は、ポンプ 11の扁平方向に沿うように吐出側流路部材 18に対して設け られる。レギユレータ装置 16は、そのベース部材 41が吐出側流路部材 18に対して 固定されている。ベース部材 41には固定台 42が固定されており、該固定台 42には 吐出側遮断弁 14及びサックバック弁 15を切り換える各電空レギユレータ 38, 39が固 定されている。この固定台 42には、電空レギユレータ 38, 39をカバーするカバー部 材 43が取り付けられている。また、固定台 42及びベース部材 41には、各電空レギュ レータ 38, 39と連通する連通通路 45, 46がそれぞれ形成され、各連通通路 45, 46 は、図示しないが吐出側遮断弁 14及びサックバック弁 15の給排室 14a, 15aにそれ ぞれ連通している。各電空レギユレータ 38, 39は、コントローラ 50の制御に基づいて 吐出側遮断弁 14及びサックバック弁 15の給排室 14a, 15aに作動エアを給排させ、 吐出側遮断弁 14及びサックバック弁 15を作動させる。
[0047] このように構成されるポンプユニット 10において、レジスト液 Rの流路となっている吸 入側流路部材 17内の吸入通路 17aと、ポンプ 11内の吸入通路 21b及び吐出通路 2 lcと、吐出側流路部材 18の吐出通路 18aとを共に直線状とし同一直線 L1上に配置 した構造となっている。つまり、このポンプユニット 10は、レジスト液 Rの流路長さを極 力短くしつつ、レジスト液 Rの流路中においてレジスト液 Rや気泡が滞留する部分を 極力低減する構造となっている。また、シールリング 33, 34においても、レジスト液 R や気泡が滞留する部分を極力低減する構造となって ヽる。
[0048] 図 3に示すように、コントローラ 50は、ポンプ 11に供給する作動エアが設定圧となる ように電空レギユレータ 27を制御すると共に、ポンプ 11の切換動作を行う電磁切換 弁 12や吸入側遮断弁 13を切換動作させる電空レギユレータ 32、吐出側遮断弁 14 及びサックバック弁 15を作動させる電空レギユレータ 38, 39を制御し、薬液供給シス テムの一連の動作を制御して 、る。 [0049] すなわち、薬液供給システムの動作を開始する指令が生じると、コントローラ 50は、 先ず、電空レギユレータ 32を制御して吸入側遮断弁 13を切り換え、吸入通路 17aを 遮断状態とする。これにより、ポンプ 11とレジストボトル 30とが遮断された状態となる。 また、コントローラ 50は、電磁切換弁 12を切り換え、設定圧に調整された作動エアを 給排通路 22bを通じてポンプ 11内の作動室 26に供給する。これによりダイアフラム 2 3がポンプ室 25側に作動しようとし、ポンプ室 25内に充填されたレジスト液 Rを加圧 する。このとき、ポンプ 11下流側の吐出側遮断弁 14により吐出通路 18aが遮断状態 となっており、レジスト液 Rは吐出されない。
[0050] 次いで、コントローラ 50は、電空レギユレータ 38を制御して吐出側遮断弁 14を切り 換え吐出通路 18aを開放すると共に、電空レギユレータ 39を制御してサックバック弁 15によるレジスト液 Rの引き込みを解除する。このとき、ダイアフラム 23によりポンプ室 25のレジスト液 Rが加圧されているので、ポンプ 11からレジスト液 Rが吐出され、その レジスト液 Rが吐出通路 18aを介して吐出配管 35先端のノズル 35aから半導体ウェハ 37上に一定量滴下される。この吐出時においては、上記したように、作動室 26の内 壁面 22cの中心部に作動エアを供給するための給排通路 22bの開口 22dを設け、そ の中心部力もオフセットさせた位置にピン 24を装着したことにより、ダイァフラム 23に 力かる作動圧の変化を緩や力としている。このため、作動室 26の容積急増とそれに 伴う圧力急減がなぐダイアフラム 23が作動室 26側へ引き戻される幅が微小となり、 吐出圧力の脈動が低減され、レジスト液 Rの吐出は安定したものとなっている。また、 ダイアフラム 23にかかる作動圧の変化が緩や力となることから、吐出圧力の微圧制御 を行うことが可能である。
[0051] 次いで、コントローラ 50は、電空レギユレータ 38を制御して吐出側遮断弁 14を切り 換え、吐出通路 18aを遮断する。これにより、ノズル 35aからのレジスト液 Rの吐出が 停止される。また、コントローラ 50は、電空レギユレータ 39を制御してサックバック弁 1 5による所定量のレジスト液 Rの引き込みを行い、ノズル 35aからレジスト液 Rの不意 な滴下を防止する。
[0052] 次いで、コントローラ 50は、電空レギユレータ 32を制御して吸入側遮断弁 13を切り 換え、吸入通路 17aを開放する。これにより、ポンプ 11とレジストボトル 30とが連通さ れた状態となる。また、コントローラ 50は、電磁切換弁 12を切り換え、作動室 26内の 作動エアを真空発生源 29bにより吸引する。すると、作動室 26内が負圧となり、ダイ ァフラム 23が作動室 26の内壁面 22cに当接する最大変形位置まで変形し、レジスト 液 Rがポンプ室 25内に吸入され充填される。これ以降においては、コントローラ 50は 上記動作を繰り返し、次々と搬送されてくる各半導体ウェハ 37上にレジスト液 Rを一 定量ずつ滴下するようになって 、る。
[0053] 次に、このような本実施の形態の特徴的な作用効果を記載する。
[0054] 本実施の形態では、作動室 26 (凹設部 22a)の内壁面 22cには、その中心部に給 排通路 22bの開口 22dが設けられると共に、その中心部力もオフセットさせた位置に ダイアフラム 23側に突出するピン 24が装着されている。そのため、レジスト液 Rの吸 入時において、作動室 26内の作動エアが吸引されてダイアフラム 23が作動室 26側 に変形した際、ダイアフラム 23においてピン 24に対向する一部分が該ピン 24に乗り 上げてポンプ室 25側に若干凸状に橈んだ状態となる。そして、レジスト液 Rを吐出す る際、給排通路 22bの開口 22dから作動エアが作動室 26内に供給されると、ダイァ フラム 23においてピン 24に乗り上げた部分（中心部力もオフセットした部分)から優 先的に変形が始まるようになり、ダイアフラム 23全体が一度に変位 (反転)しないよう になる。これにより、作動室 26の容積急増とそれに伴う圧力急減がなぐダイアフラム 23が作動室 26側へ引き戻される幅が微小となり、吐出圧力の脈動が低減されレジス ト液 Rの吐出を安定させることができる。また、ダイアフラム 23にかかる作動圧の変化 が緩や力となるため、吐出圧力の微圧制御を行うことができる。
[0055] なお、作動室 26の内壁面 22cにピン 24による突出部を設けている力 ポンプ室 25 の内壁面において中心部力もオフセットした位置に突出部を設け、張力の作用しな い区間の境界 (ポンプ室 25側の境界）に向力つてダイアフラム 23が変位するよりも前 に、該突出部がダイアフラム 23に当接するように構成することも考えられる。このよう にすれば、該ダイアフラム 23の中心部からオフセットした部分力 徐々に変形が抑制 され、上記と同様にダイアフラム 23にかかる作動圧の変化が緩や力となる。しかしな がら、ポンプ室 25に突出部を設けると、レジスト液 Rの流れを妨げるばかりか、レジス ト液 Rの液溜まりを形成する要因となるので、望ましくない。従って、本実施の形態の ように、突出部（ピン 24)を作動室 26の内壁面 22cに設けるのが望ましい。
[0056] 本実施の形態では、作動室 26の内壁面 22cに、ピン 24の装着のための装着穴 22 eが形成されている。つまり、作動室 26の内壁面 22cには、装着穴 22eを形成するだ けですむ。従って、特に作動室 26を切削などにより形成するような場合、ピン 24に対 応した突出部を内壁面 22cに一体で形成する場合と比べて、作動室 26の内壁面 22 cの形成が容易である。
[0057] 本実施の形態では、作動室 26の内壁面 22cからのピン 24 (頭部 24a)の突出量は 、その内壁面 22cから作動室 26及びポンプ室 25の中間位置までの長さよりも小さく 設定されている。このため、ピン 24によりポンプ室 25内のレジスト液 Rの流れを大きく 妨げない。
[0058] 本実施の形態では、作動室 26の内壁面 22cは円形状をなし、給排通路 22bの開 口 22dはその円形状をなす内壁面 22cの中心部に位置しているので、作動室 26内 の作動エアの給排を効率良く行うことができる。
[0059] 本実施の形態では、ポンプ 11の薄型化を図るため、ポンプノヽウジング 22はダイァ フラム 23の変形方向に肉薄に形成されるので、作動室 26も同方向に薄く形成されて いる。レジスト液 Rの吸入時においては、吸入量を出来るだけ大きくするためにダイァ フラム 23を作動室 26の内壁面 22cに当接させて使用して!/、るため、これがレジスト液 Rの吐出時において、ダイアフラム 23の仕切部 23a全体を一度に変形させる要因の 一つとなっている。従って、上記のようにダイアフラム 23の中心部力もオフセットした 位置の一部分から徐々に変形させるようにする意義は大き 、。
[0060] なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施 してちよい。
[0061] 上記実施の形態では、ピン 24の頭部 24aは、円盤状をなして!/、た。図 6 (a)は、この 実施形態の図 5における部分 pの拡大図であり、（b)は、さらに (a)のダイアフラム 23 の仕切部 23aが、作動室 26の内壁面 22cに当接する最大変形位置まで変形した場 合を示している。この図によく示すように、ピン 24の頭部 24aの上面周縁部において は、内壁面 22cからの突出量が比較的大きぐ上面周縁部と内壁面 22cとの間には ギャップがある。このため、ギャップの境界部分、すなわちピン 24の頭部 24aの上面 周縁部と、ピン 24の頭部 24aが内壁面 22cから突出し始める部分の近傍（図中にお いて矢印で示す部分)で、ダイアフラム 23の仕切部 23aは大きく屈曲して、これらの 部分に応力が集中してしまう。そして、ポンプ 11の吐出 ·吸入動作により、応力が集 中する状態が繰り返されると、屈曲部分のダイアフラム 23の密度が徐々に粗となり、 レジスト液 Rがダイァフラム 23中に浸透しやすくなつて、終には作動室 26側に漏れ出 すおそれがある。
[0062] これを防止するために、ピン 24の頭部 24aの形状を、周縁部へ向力つて突出量が 連続的に小さくなるように形成してもよい。具体的には、例えば図 6 (c)のように、ピン 24の頭部 24aを、周縁部に向力つて内壁面 22c側に緩やかな一定角度で傾斜させ た平坦な形状としたり、あるいは図 6 (d)のように、周縁部に向力つて内壁面 22c側に 緩やかに傾斜させた若干凸状の湾曲形状とすることが考えられる。このようにすれば 、ピン 24の頭部 24aでは、頭部 24aの上面のいずれの箇所においても突出量が大き く変化せずギャップが生じることがなぐまた上面周縁部と内壁面 22cとの間のギヤッ プも小さくなる。この結果、ダイアフラム 23の仕切部 23aが作動室 26の内壁面 22cに 当接する位置まで変形しても、大きく屈曲する箇所がなく応力が一様に分散し、応力 集中を原因とするダイアフラム 23の損傷を防止することができる。
[0063] 上記実施の形態では、給排通路 22bの開口 22dを作動室 26の内壁面 22cの中心 部に設定し、その中心部力もオフセットさせた位置にピン 24を装着して、ダイアフラム 23による吐出圧力の脈動を防止した。しかしながらこれに限らず、例えば図 7に示す ように、ピン 24を用いず、給排通路 22bの開口 22dを作動室 26の内壁面 22cの中心 部からオフセットさせた位置に設けてもよい。
[0064] このようにしても、レジスト液 Rを吐出する際、図 8に示すように、給排通路 22bの開 口 22dから作動エアが作動室 26内に供給されると、開口 22dが内壁面 22cの中心部 力もオフセットしていることから、ダイァフラム 23において開口 22dと対向する一部分 力 優先的に変形が始まるようになる。そのため、上記実施の形態と同様に、張力の 作用しない区間の境界（ポンプ室側の境界）に向かってダイアフラム 23の仕切部 23a 全体が一度に変位 (反転)しないようになり、ダイアフラム 23にかかる作動圧の変化（ 作動圧の増大）が緩や力となる。従って、この形態においても、作動室 26の容積急増 とそれに伴う圧力急減がなぐダイアフラム 23による吐出圧力の脈動が低減されてレ ジスト液 Rの吐出が安定する。また、ダイアフラム 23にかかる作動圧の変化が緩やか となるため、吐出圧力の微圧制御を行うことが可能となる。
[0065] 上記実施の形態において、例えば図 9に示すように、作動室 26の内壁面 22cに対 し、給排通路 22bの開口 22dと連通して作動室 26の周縁部まで延びる（展開する）十 字状の通気溝 22fを形成してもよ ヽ。
[0066] つまり、作動室 26がダイアフラム 23の変形方向に薄く形成されているため、図 10に 示すように、レジスト液 Rの吸入時においては、膜状をなすダイアフラム 23はその中 央部が先に給排通路 22bの開口 22d部分を覆う事態が生じ易くなつている。そのた め、力かる事態が生じた場合、給排通路 22bの開口 22dが作動室 26の周縁部まで 延びる通気溝 22fと連通しているので、先に当接した中央部から外側に位置する通 気溝 22fから作動室 26内の真空引きが継続して行われる（図 10では作動エアの流 れを矢印にて示している)。従って、ダイアフラム 23が作動室 26側に短時間で十分 に変形でき、ポンプ室 25へのレジスト液 Rの充填時間短縮と充填量不足を防止する ことができる。
[0067] なお、通気溝の形状はこれに限定されるものではな!/、。この場合、通気溝は作動室 26の周縁部に近接するほど望ましぐ上記のように作動室 26の周縁部まで延ばすの が最良である。
[0068] また、作動室 26の内壁面 22c全体を粗面に形成し、粗面化することによる各凹部 の連続により通気溝を構成するようにしても良い。因みに、内壁面 22cの粗面化は、 ショットブラスト、すなわち粒子状の研削材を吹き付けることにより容易に形成すること ができる。
[0069] 上記実施の形態では、レジスト液 Rの吸入時に作動室 26を負圧とした力 大気開 放にしても良い。この場合、例えばレジストボトル 30内を加圧する。
[0070] 上記実施の形態では、薬液供給用ポンプとしてポンプ 11に各遮断弁 13, 14ゃサ ックバック弁 15等を一体に組み付けたポンプユニット 10に実施した力 少なくともポ ンプ 11本体を有する他の構成に実施しても良 、。
[0071] 上記実施の形態では、作動エア (空気)を例に挙げて説明したが、空気以外にも窒 素等の他の気体を用いてもょ 、。
上記実施の形態では、薬液としてレジスト液 Rを用いた例を示した力 これは薬液の 滴下対象が半導体ウェハ 37を前提としたためである。従って、薬液及び該薬液の滴 下対象はそれ以外のものでもよ 、。

Claims

請求の範囲
[1] 可撓性膜よりなるダイァフラムにてポンプ室と作動室とを仕切り、その作動室内が作 動気体を用いて加圧されることにより前記ダイァフラムが前記ポンプ室側に変形して 該ポンプ室内に充填された薬液を吐出すると共に、その作動室内が作動気体の吸 引により負圧とされる、若しくはその作動室内を大気開放することにより前記ダイァフ ラムが前記作動室側に変形して該ポンプ室内に薬液を吸入する薬液供給用ポンプ であって、
ポンプハウジングには、前記作動室内に前記作動気体を給排する給排通路が形成 され、前記作動室の内壁面における前記給排通路の開口は、該内壁面の中心部に 位置しており、
前記作動室の内壁面には、該内壁面の中心部からオフセットさせた位置に、前記 ダイァフラム側に突出する突出部が設けられていることを特徴とする薬液供給用ボン プ。
[2] 前記作動室の内壁面の中心部力もオフセットさせた位置に装着穴を設け、該装着 穴に突出部材を嵌挿することにより、前記突出部が構成されていることを特徴とする 請求項 1に記載の薬液供給用ポンプ。
[3] 前記作動室の内壁面からの前記突出部の突出量は、前記内壁面から前記作動室 及び前記ポンプ室の中間位置までの長さよりも小さく設定されていることを特徴とする 請求項 1又は 2に記載の薬液供給用ポンプ。
[4] 前記突出部の突出量は、周縁部に向力つて連続して小さくなつていることを特徴と する請求項 1〜3のいずれかに記載の薬液供給ポンプ。
[5] 可撓性膜よりなるダイァフラムにてポンプ室と作動室とを仕切り、その作動室内が作 動気体を用いて加圧されることにより前記ダイァフラムが前記ポンプ室側に変形して 該ポンプ室内に充填された薬液を吐出すると共に、その作動室内が作動気体の吸 引により負圧とされる、若しくはその作動室内を大気開放することにより前記ダイァフ ラムが前記作動室側に変形して該ポンプ室内に薬液を吸入する薬液供給用ポンプ であって、
ポンプハウジングには、前記作動室内に前記作動気体を給排する給排通路が形成 され、前記作動室の内壁面における前記給排通路の開口は、該内壁面の中心部か らオフセットさせた位置に設けられていることを特徴とする薬液供給用ポンプ。
[6] 前記作動室の内壁面は、円形状をなしていることを特徴とする請求項 1〜5のいず れかに記載の薬液供給用ポンプ。
[7] 前記作動室の内壁面には、前記給排通路の開口力 該内壁面の周縁部側に展開 する通気溝が形成されていることを特徴とする請求項 1〜6のいずれかに記載の薬液 供給用ポンプ。
[8] 前記ポンプハウジングは、前記ダイァフラムの変形方向に肉薄に形成されて 、るこ とを特徴とする請求項 1〜7のいずれかに記載の薬液供給用ポンプ。
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