JP4364588B2

JP4364588B2 - Bellows pump and resist coating apparatus using the same

Info

Publication number: JP4364588B2
Application number: JP2003315660A
Authority: JP
Inventors: 井明櫻; 澤俊夫小
Original assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Current assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Priority date: 2003-09-08
Filing date: 2003-09-08
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2023-09-08
Also published as: JP2005083250A

Description

本発明は、ノズルから塗布液を吐出して被処理物へ塗布を行う際に、塗布液貯槽部から塗布液を吸入して所定量の塗布液をノズルへ供給するベローズポンプ、およびそれを用いた塗布装置ならびにレジスト塗布装置に関する。 The present invention relates to a bellows pump that sucks a coating liquid from a coating liquid storage section and supplies a predetermined amount of the coating liquid to the nozzle when the coating liquid is discharged from the nozzle and applied to the object to be processed. The present invention relates to a coating apparatus and a resist coating apparatus.

液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の製造におけるリソグラフィ工程では、基板面へレジスト液を塗布する際に、基板を高速回転させ、ノズルから基板の中心にレジスト液を滴下して基板面に一様に塗布する方法が採用されている。 In a lithography process in the manufacture of a liquid crystal display (LCD), when applying a resist solution to a substrate surface, the substrate is rotated at high speed, and the resist solution is dropped from the nozzle to the center of the substrate and uniformly applied to the substrate surface. Is adopted.

ノズルからレジスト液を吐出するためのポンプには、いわゆるベローズポンプが使用されている（例えば特許文献１を参照）。このようなベローズポンプを用いたレジスト塗布装置の一例を図８に示す。このレジスト塗布装置のベローズポンプ１１０には、内部にポンプ室１１７が形成されたハウジング１２６に、吸入ポート１１１と吐出ポート１１２が開設されている。吸入ポート１１１は吸入管１５０を介してレジスト液貯槽部１４７と連通され、吐出ポート１１２は供給管１５１を介してレジスト液吐出ノズル１４８と連通されている。また、吸入ポート１１１にはレジスト液のポンプ室１１７への流入のみを許容する吸入側逆止弁１１９が設けられ、吐出ポート１１２にはレジスト液のポンプ室１１７からの流出のみを許容する吐出側逆止弁１２０が設けられている。 A so-called bellows pump is used as a pump for discharging the resist solution from the nozzle (see, for example, Patent Document 1). An example of a resist coating apparatus using such a bellows pump is shown in FIG. In the bellows pump 110 of this resist coating apparatus, a suction port 111 and a discharge port 112 are opened in a housing 126 in which a pump chamber 117 is formed. The suction port 111 is communicated with the resist solution reservoir 147 via the suction pipe 150, and the discharge port 112 is communicated with the resist solution discharge nozzle 148 via the supply pipe 151. The suction port 111 is provided with a suction-side check valve 119 that allows only the resist solution to flow into the pump chamber 117, and the discharge port 112 allows only the resist solution to flow out from the pump chamber 117. A check valve 120 is provided.

ハウジング１２６内にはベローズ１１４が設けられ、駆動部材１５２を軸方向に移動させることによって伸縮するように構成されている。このベローズ１１４を軸方向に収縮させることにより、レジスト液貯槽部１４７からのレジスト液がポンプ室１１７へ吸入される。一方、ベローズ１１４を軸方向に伸張させることにより、ポンプ室１１７が加圧されてレジスト液吐出ノズル１４８からレジスト液が吐出され、基板１４９へ供給される。 A bellows 114 is provided in the housing 126, and is configured to expand and contract by moving the drive member 152 in the axial direction. By contracting the bellows 114 in the axial direction, the resist solution from the resist solution reservoir 147 is sucked into the pump chamber 117. On the other hand, by extending the bellows 114 in the axial direction, the pump chamber 117 is pressurized and the resist solution is discharged from the resist solution discharge nozzle 148 and supplied to the substrate 149.

従来では、このようなベローズポンプを備えたレジスト塗布装置を使用して、上述したように、ノズルから基板へレジスト液を滴下し、基板を高速回転させることにより基板面全体にレジスト液を展開して塗布を行っていたが、近年では大型のＬＣＤ基板が用いられるようになり、レジスト塗布時にこのような大型のＬＣＤ基板を高速回転させることが困難になっていた。 Conventionally, using a resist coating apparatus equipped with such a bellows pump, as described above, a resist solution is dropped from a nozzle onto a substrate, and the substrate is rotated at a high speed to spread the resist solution over the entire substrate surface. In recent years, large LCD substrates have been used, and it has been difficult to rotate such large LCD substrates at high speed during resist coating.

そこで、最近では新しいレジスト塗布方法として、基板の上方でレジスト液吐出ノズルを相対移動または走査させながら、このノズルから細線状のレジスト液を連続的に吐出させることにより、高速回転を要することなく基板面に所望の膜厚でレジスト液を塗布するようにした、いわゆるスピンレス法が提案されている（例えば特許文献２を参照）。 Therefore, recently, as a new resist coating method, a resist solution discharge nozzle is relatively moved or scanned above the substrate, and a thin line resist solution is continuously discharged from this nozzle without requiring high-speed rotation. A so-called spinless method has been proposed in which a resist solution is applied to the surface with a desired film thickness (see, for example, Patent Document 2).

このスピンレス法では、孔径の非常に小さい（例えば１００μｍ程度）吐出孔を多数有するレジスト液吐出ノズルを使用するため、高い吐出圧を要する。さらに、吐出前にレジスト液の気泡を除去するためにフィルタを通過させる場合には、このフィルタによる抵抗圧が発生する。 In this spinless method, a high discharge pressure is required because a resist solution discharge nozzle having a large number of discharge holes having a very small hole diameter (for example, about 100 μm) is used. Further, when the filter is passed through in order to remove the bubbles of the resist solution before discharging, a resistance pressure is generated by the filter.

このようなスピンレス法によるレジスト塗布に、例えば図８のベローズポンプ１１０のような従来のベローズポンプを使用した場合、ベローズ１１４の材質には薬液に侵されないフッ素樹脂が使用されており、レジスト液を吐出する際に、ベローズ１１４はポンプ室１１７内の高圧のレジスト液により蛇腹部の外側部に形成された凸部１５３を内側に押し潰すように外側から加圧されるため、ベローズ１１４は変形してしまい、ポンプとしての
機能を果たせなくなる。 For example, when a conventional bellows pump such as the bellows pump 110 shown in FIG. 8 is used for resist application by the spinless method, the bellows 114 is made of a fluororesin that is not affected by chemicals. When discharging, the bellows 114 is pressurized from the outside by the high pressure resist solution in the pump chamber 117 so as to crush the convex portion 153 formed on the outer side of the bellows portion, so that the bellows 114 is deformed. As a result, the pump function cannot be performed.

このような流体圧によるベローズの蛇腹部の変形を防止する技術として、特許文献３には、ベローズ内部に、蛇腹部の内側凹部へリング状の芯部材を嵌装する方法が記載されている。すなわち、図９に示したように、ベローズ１１４の蛇腹部の内側部に形成された凹部１５４に、切断箇所を有するリング状の芯部材１５５を挿入して、ベローズ１１４の外部からの流体圧によって変形しないように蛇腹部を保護している。
特開平７−１３０６２７号公報特開２００２−１４３７５２号公報特開昭６２−２３３４８９号公報 As a technique for preventing the deformation of the bellows portion of the bellows due to such fluid pressure, Patent Literature 3 describes a method of fitting a ring-shaped core member into the inner concave portion of the bellows portion inside the bellows. That is, as shown in FIG. 9, a ring-shaped core member 155 having a cut portion is inserted into a concave portion 154 formed on the inner side of the bellows portion of the bellows 114, and fluid pressure from the outside of the bellows 114 is The bellows is protected from deformation.
JP-A-7-130627 JP 2002-143752 A JP-A-62-233489

しかしながら、この芯部材１５５はベローズ１１４の内部に挿入するため可撓性であることが要求され、このため耐圧作用には限界があり、挿入作業も簡便ではない。さらに、芯部材１５５がベローズ１１４の収縮時における内側凹部１５４の輪郭に沿って隙間なく接する形状でない場合、流体により外部から加圧された際に、蛇腹部は芯部材１５５の輪郭に沿って変形して接するようになるため、ベローズ１１４を伸縮駆動する駆動部材１５２の移動量で規定される吐出量の直線性が損なわれるという問題があった。 However, the core member 155 is required to be flexible in order to be inserted into the bellows 114. Therefore, the pressure resistance is limited, and the insertion operation is not simple. Furthermore, when the core member 155 is not in a shape that contacts the contour of the inner recess 154 without contraction when the bellows 114 is contracted, the bellows portion is deformed along the contour of the core member 155 when pressurized from the outside by the fluid. Therefore, there is a problem that the linearity of the discharge amount defined by the amount of movement of the driving member 152 that drives the bellows 114 to extend and contract is impaired.

上述した問題点に対処するために、小容量のベローズポンプを使用することも考えられる。しかし、基板１枚分のレジスト液を収容できない小容量のベローズポンプであると、基板全体を塗布処理するために吸入操作と吐出操作を繰り返すことになり、処理時間が長くなってしまう。 In order to cope with the above-mentioned problems, it is conceivable to use a small capacity bellows pump. However, in the case of a small-capacity bellows pump that cannot contain the resist solution for one substrate, the suction operation and the discharge operation are repeated to apply the entire substrate, and the processing time becomes long.

本発明は上述したような従来技術の問題点を解決するために為されたものであり、その目的は、流体により加圧された際における蛇腹部の変形を十分に防止可能な、高耐圧のベローズポンプ、およびそれを用いた塗布装置ならびにレジスト塗布装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, and its purpose is to have a high withstand voltage that can sufficiently prevent deformation of the bellows portion when pressurized by a fluid. An object of the present invention is to provide a bellows pump, a coating apparatus using the same, and a resist coating apparatus.

上記の目的を達成するために、本発明のベローズポンプは、流体を吸入する吸入ポートと、
前記流体を吐出する吐出ポートと、
伸縮可能な蛇腹部を有する樹脂製ベローズの内部で構成され、前記吸入ポートおよび吐出ポートと連通するポンプ室と、
前記ベローズを伸張させて前記吸入ポートを介して前記流体を前記ポンプ室へ吸入し、前記ベローズを収縮させて前記ポンプ室から前記吐出ポートを介して前記流体を吐出する伸縮駆動部とを備えるベローズポンプであって、
前記ベローズの蛇腹部の外側部に形成された凹部に嵌合したベローズ保護部材を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a bellows pump of the present invention includes a suction port for sucking fluid,
A discharge port for discharging the fluid;
A pump chamber composed of a resin bellows having an expandable bellows portion and communicating with the suction port and the discharge port;
A bellows comprising: an expansion / contraction drive unit that extends the bellows to suck the fluid into the pump chamber through the suction port, and contracts the bellows to discharge the fluid from the pump chamber through the discharge port. A pump,
A bellows protection member fitted in a recess formed in the outer side of the bellows portion of the bellows is provided.

本発明のベローズポンプは、前記ベローズ保護部材がフランジ形状を有するとともに、前記フランジ形状の内周に沿った端部の断面輪郭が、前記ベローズの収縮時における前記凹部の断面輪郭と略同一の形状である膨出状に形成されていることを特徴とする。 In the bellows pump of the present invention, the bellows protection member has a flange shape, and the cross-sectional contour of the end portion along the inner periphery of the flange shape is substantially the same shape as the cross-sectional contour of the recess when the bellows contracts. It is characterized by being formed in a bulging shape.

本発明のベローズポンプは、前記ベローズ保護部材が、前記フランジ形状を２分割したフランジ形成部材と、
前記各フランジ形成部材で前記ベローズの凹部を挟持した状態でこれらのフランジ形成部材同士を固定して前記フランジ形状を形成する固定部材とからなることを特徴とする。 In the bellows pump of the present invention, the bellows protection member includes a flange forming member obtained by dividing the flange shape into two parts,
The flange forming members are fixed to each other to form the flange shape with the flange forming members sandwiching the concave portion of the bellows.

本発明のベローズポンプは、前記フランジ形成部材が、平板状の基板部材と、
前記基板部材における前記ベローズの凹部に嵌合する側の端部に沿って設けられ、その断面輪郭が前記膨出状に形成された樹脂部材とからなることを特徴とする。 In the bellows pump of the present invention, the flange forming member is a flat substrate member,
The substrate member is provided along an end portion of the bellows that is fitted into the concave portion of the bellows, and a cross-sectional outline thereof is formed of the bulging resin member.

また、本発明のベローズポンプは、前記固定部材が、一方の前記フランジ形成部材に設けられた鍵凹部と、他方の前記フランジ形成部材に設けられ、前記鍵凹部に嵌合して各フランジ形成部材同士を固定する鍵凸部とからなることを特徴とする。 Further, in the bellows pump of the present invention, the fixing member is provided in a key recess provided in one of the flange forming members and in the other flange forming member, and is fitted into the key recess so that each flange forming member It consists of the key convex part which fixes each other.

本発明の塗布装置は、上記のベローズポンプを備えることを特徴とする。 The coating apparatus of this invention is equipped with said bellows pump, It is characterized by the above-mentioned.

本発明のレジスト塗布装置は、上記のベローズポンプを備えることを特徴とする。 A resist coating apparatus according to the present invention includes the bellows pump described above.

本発明のベローズポンプ、塗布装置およびレジスト塗布装置によれば、ベローズ内部にポンプ室を設けるとともに、ベローズ外部にベローズ保護部材を設けて、これによって流体吐出時におけるベローズ内部からの加圧で蛇腹部が変形しないように保護している。このように、ベローズ保護部材を、吸入および吐出する流体と接触しないベローズ外部に設けているので、その形状と材質を、流体の種類や圧力を考慮することなく比較的自由に選択することができるとともに、ベローズの内部に嵌装する必要がなく取り付けが容易である。 According to the bellows pump, the coating apparatus, and the resist coating apparatus of the present invention, the bellows portion is provided by pressurizing from the inside of the bellows during fluid discharge by providing a pump chamber inside the bellows and providing a bellows protection member outside the bellows. Is protected from deformation. Thus, since the bellows protection member is provided outside the bellows that does not come into contact with the fluid to be sucked and discharged, the shape and material can be selected relatively freely without considering the type and pressure of the fluid. At the same time, it is not necessary to fit inside the bellows, and attachment is easy.

また、ベローズの蛇腹部の外側凹部と嵌合するベローズ保護部材の端部の断面輪郭を、ベローズの収縮時（無加圧下）における該凹部の断面輪郭と略同一の形状である膨出状に形成している。したがって、流体吐出時における蛇腹部の変形を十分に防止可能である。 Further, the cross-sectional contour of the end portion of the bellows protective member fitted to the outer concave portion of the bellows portion of the bellows is formed in a bulging shape that is substantially the same shape as the sectional contour of the concave portion when the bellows is contracted (under no pressure). Forming. Therefore, the deformation of the bellows part at the time of fluid discharge can be sufficiently prevented.

また、ベローズ保護部材を、各フランジ形成部材同士をベローズの凹部を挟持した状態で固定部材により固定して形成するようにしている。したがって、ベローズ保護部材を蛇腹部の外側凹部へ容易に取り付け可能である。 Further, the bellows protection member is formed by fixing each flange forming member with a fixing member in a state where the concave portion of the bellows is sandwiched. Therefore, the bellows protection member can be easily attached to the outer concave portion of the bellows portion.

以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。図１および図２は、本発明の一実施形態によるベローズポンプの概略断面図であり、図１はベローズ収縮時の状態を、図２はベローズ伸張時の状態を示したものである。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 and 2 are schematic sectional views of a bellows pump according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a state when the bellows is contracted, and FIG. 2 shows a state when the bellows is extended.

以下、レジスト塗布装置に本実施形態のベローズポンプを使用した場合を例として説明する。同図に示したように、このベローズポンプ１０では、ケーシング４０内のポンプヘッド１３に、伸縮可能な蛇腹部を有する樹脂製（例えばフッ素樹脂）のベローズ１４が取り付けられている。１６は、ベローズ後端部１５ｂを押さえるベローズ押さえ板であり、２１はＯリング、４２はベローズ固定用の螺子である。また４１はポンプヘッド１３を支持する柱状の支持部材である。 Hereinafter, the case where the bellows pump of this embodiment is used for the resist coating apparatus will be described as an example. As shown in the figure, in the bellows pump 10, a resin-made bellows 14 having an expandable bellows portion (for example, a fluororesin) is attached to a pump head 13 in a casing 40. Reference numeral 16 denotes a bellows pressing plate for pressing the bellows rear end portion 15b, 21 is an O-ring, and 42 is a bellows fixing screw. Reference numeral 41 denotes a columnar support member that supports the pump head 13.

ベローズ１４の内部空間によってポンプ室１７が構成され、このポンプ室１７は、ポンプヘッド１３に形成された流路から吸入ポート１１および吐出ポート１２へ連通している。レジスト液貯槽部４７からのレジスト液は、吸入管５０から吸入ポート１１を介してポンプ室１７へ吸入される。ポンプ室１７へ吸入されたレジスト液は、吐出ポート１２を介して供給管５１の端部側に接続されたレジスト液吐出ノズル４８から、塗布処理を行う基板４９上へ塗布される。４３、４５は、吸入ポート１１へ吸入管５０を接続する吸入側継手およびナットであり、４４、４６は、吐出ポート１２へ供給管５１を接続する吐出側継手およびナットである。 A pump chamber 17 is constituted by the internal space of the bellows 14, and the pump chamber 17 communicates with a suction port 11 and a discharge port 12 from a flow path formed in the pump head 13. The resist solution from the resist solution reservoir 47 is sucked into the pump chamber 17 from the suction pipe 50 through the suction port 11. The resist solution sucked into the pump chamber 17 is applied onto the substrate 49 to be applied from the resist solution discharge nozzle 48 connected to the end of the supply pipe 51 through the discharge port 12. Reference numerals 43 and 45 denote suction side joints and nuts that connect the suction pipe 50 to the suction port 11, and reference numerals 44 and 46 denote discharge side joints and nuts that connect the supply pipe 51 to the discharge port 12.

また、吸入ポート１１にはレジスト液のポンプ室１７への流入のみを許容する吸入側逆止弁１９が設けられ、吐出ポート１２にはレジスト液のポンプ室１７からの流出のみを許容する吐出側逆止弁２０が設けられている。 The suction port 11 is provided with a suction-side check valve 19 that allows only the resist solution to flow into the pump chamber 17, and the discharge port 12 allows only the resist solution to flow out from the pump chamber 17. A check valve 20 is provided.

ベローズ１４は、ベローズ先端部１５ａに取り付けられた駆動部材１８を図示しない伸縮駆動機構によって軸方向へ正逆方向に駆動することで伸縮され、図１に示した状態からベローズ１４を軸方向に伸張させ、図２に示した状態とすることにより、ポンプ室の容積が拡大され、レジスト液貯槽部４７からのレジスト液がポンプ室１７へ吸入される。一方、再び図１に示した状態となるまでベローズ１４を軸方向に収縮させることにより、ポンプ室１７が加圧された状態でレジスト液吐出ノズル４８からレジスト液が吐出され、基板４９へ供給される。 The bellows 14 is expanded and contracted by driving a drive member 18 attached to the bellows tip 15a in the forward and reverse directions in the axial direction by an expansion / contraction drive mechanism (not shown), and the bellows 14 is expanded in the axial direction from the state shown in FIG. 2, the volume of the pump chamber is expanded, and the resist solution from the resist solution storage section 47 is sucked into the pump chamber 17. On the other hand, by contracting the bellows 14 in the axial direction again until the state shown in FIG. 1 is reached, the resist solution is discharged from the resist solution discharge nozzle 48 in a state where the pump chamber 17 is pressurized and supplied to the substrate 49. The

ベローズ１４を伸縮させる伸縮駆動部は、駆動部材１８と、これを軸方向へ往復移動させる駆動機構とから構成され、このような構成としては特に限定されないが、例えばボールネジ機構を挙げることができる。すなわち、駆動部材１８にボールナットを固定して、ボールネジ軸とボールナットとを螺合させ、パルスモータ、ステップモータなどのモータの回転力をプーリ、タイミングベルトなどを介してボールネジ軸へ伝達し、ボールネジ軸を回転させることによってボールナットに固定された駆動部材１８を軸方向に往復移動させることができる。 The expansion / contraction drive unit for extending / contracting the bellows 14 is composed of a drive member 18 and a drive mechanism for reciprocally moving the drive member 18 in the axial direction. Such a structure is not particularly limited, and examples thereof include a ball screw mechanism. That is, a ball nut is fixed to the drive member 18, the ball screw shaft and the ball nut are screwed together, and the rotational force of a motor such as a pulse motor or a step motor is transmitted to the ball screw shaft via a pulley, a timing belt, etc. The drive member 18 fixed to the ball nut can be reciprocated in the axial direction by rotating the ball screw shaft.

例えば、前述したようなスピンレス法では、レジスト液吐出時の液圧が相当に高くなる（最大で１ＭＰａ程度）。このため、ポンプ室１７内の高圧のレジスト液が、ベローズ１４の蛇腹部の外側部に形成された凹部１４ａを押し潰すように変形させ、これに起因して繰り返し疲労による残留変形、または破損を生じることがある。そこで、本実施形態では、蛇腹部の外側部に形成されたそれぞれの凹部１４ａに、フランジ形状（中空の略円盤形状）のベローズ保護部材３０を嵌合して、凹部１４ａが変形しないように保護している。 For example, in the spinless method as described above, the liquid pressure at the time of discharging the resist liquid becomes considerably high (up to about 1 MPa). For this reason, the high-pressure resist solution in the pump chamber 17 is deformed so as to crush the concave portion 14a formed on the outer side of the bellows portion of the bellows 14, resulting in residual deformation or damage due to repeated fatigue. May occur. Therefore, in this embodiment, a flange-shaped (hollow, substantially disk-shaped) bellows protection member 30 is fitted to each recess 14a formed on the outer side of the bellows portion to protect the recess 14a from deformation. is doing.

このように、ベローズ保護部材３０はベローズ１４の外周で取り付けられている。このため、ベローズ保護部材３０を製造するに際して、レジスト液のような流体の種類およびその圧力を考慮する必要がなく、その形状および材質を比較的自由に選択することができる。また、後述するようにその取り付け作業も容易である。 Thus, the bellows protection member 30 is attached on the outer periphery of the bellows 14. For this reason, when manufacturing the bellows protection member 30, it is not necessary to consider the kind of fluid like a resist liquid and its pressure, and the shape and material can be selected comparatively freely. Further, as will be described later, the attaching operation is also easy.

図３（ａ）は、図１、２のベローズポンプのベローズ保護部材３０を示したものであり、図３（ｂ）は、そのＡ−Ａ線による拡大断面図である。図３（ｂ）に示したように、ベローズ保護部材３０は、フランジ形状の内周に沿った端部３１の断面輪郭が、ベローズ１４の収縮時における凹部１４ａの断面輪郭と略同一の形状である膨出状に形成されている。 3A shows the bellows protection member 30 of the bellows pump shown in FIGS. 1 and 2, and FIG. 3B is an enlarged cross-sectional view taken along line AA. As shown in FIG. 3B, the bellows protection member 30 has a cross-sectional contour of the end portion 31 along the inner periphery of the flange shape that has substantially the same shape as the cross-sectional contour of the recess 14a when the bellows 14 contracts. It is formed in a certain bulging shape.

すなわち、端部３１の断面輪郭を、ポンプ室１７の容積が最小となるまでベローズ１４を収縮した際における無加圧の状態での凹部１４ａの断面輪郭に沿った形状としているため、ベローズ１４は、レジスト液吐出時の加圧下においても、ベローズ１４内部からの加圧力が凹部１４ａの無加圧下での形状に沿った端部３１で受け止められるため、その加圧力による変形を受けない。したがって、凹部１４ａは、特に加圧時の変形に起因する吸入と吐出の繰り返し疲労による残留変形や破損を生じることがない。 That is, since the cross-sectional contour of the end portion 31 has a shape along the cross-sectional contour of the concave portion 14a when the bellows 14 is contracted until the volume of the pump chamber 17 is minimized, the bellows 14 is Even under pressure when the resist solution is discharged, the applied pressure from the inside of the bellows 14 is received by the end portion 31 along the shape of the recessed portion 14a under no pressure, so that it is not deformed by the applied pressure. Therefore, the concave portion 14a does not cause residual deformation or damage due to repeated fatigue of suction and discharge particularly due to deformation during pressurization.

さらに、駆動部材１８の移動距離と、吐出ポート１２からのレジスト液吐出量との関係も、吐出時の加圧に対して蛇腹部の外側部に形成された凸部１４ｂの形状変化が少ないために直線性が良好であり、ノズル４８からレジスト液を均一な塗布量で塗布することができる。 Further, the relationship between the moving distance of the driving member 18 and the amount of resist solution discharged from the discharge port 12 is also small because the change in shape of the convex portion 14b formed on the outer side of the bellows portion with respect to the pressurization during discharge is small. In addition, the linearity is good, and the resist solution can be applied from the nozzle 48 in a uniform coating amount.

これに対して、例えば図６（ａ）に示したベローズ保護部材８０のように、ベローズ１４の外側凹部１４ａに接する端部の断面輪郭が凹部１４ａの断面輪郭に沿わないものを使用すると、レジスト液などの流体によってベローズ１４が内部から加圧された際に、図６（ｂ）に示したように無理な変形を生じ、繰り返し疲労に起因する残留変形や破損を生じたり、あるいは駆動部材１８の移動距離とレジスト液吐出量との間の直線性が低下する要因となる。 On the other hand, for example, as in the bellows protection member 80 shown in FIG. 6A, if the cross-sectional contour of the end portion in contact with the outer concave portion 14a of the bellows 14 does not follow the cross-sectional contour of the concave portion 14a, When the bellows 14 is pressurized from the inside by a fluid such as a liquid, excessive deformation occurs as shown in FIG. 6B, resulting in residual deformation or breakage due to repeated fatigue, or the driving member 18. As a result, the linearity between the movement distance and the resist solution discharge amount decreases.

本実施形態では、ベローズ保護部材３０は、図３（ｃ）に示したようにフランジ形状を２分割した金属製のフランジ形成部材３２ａ、３２ｂと、これらを固定してフランジ形状を形成する固定部材（固定金具３３、螺子３８）とから構成されている。 In the present embodiment, the bellows protection member 30 includes metal flange forming members 32a and 32b obtained by dividing the flange shape into two parts as shown in FIG. 3C, and a fixing member that fixes these to form a flange shape. (Fixing bracket 33, screw 38).

これらの部材からフランジ保護部材３０を形成し、ベローズ１４の凹部１４ａへ組み付ける際には、先ず２枚のフランジ形成部材３２ａ、３２ｂで凹部１４ａを挟持し、この状態で、フランジ形成部材３２ａ、３２ｂに形成された貫通孔３９と、固定金具３３に形成された螺子孔３４が一致するように重ねて、螺子３８を紙面裏側の方向から貫通孔３９を通して螺子孔３４と螺合して固定させる。 When the flange protection member 30 is formed from these members and assembled to the recess 14a of the bellows 14, the recess 14a is first sandwiched between the two flange forming members 32a and 32b, and in this state, the flange forming members 32a and 32b are sandwiched. The through hole 39 formed in the above and the screw hole 34 formed in the fixing bracket 33 are overlapped with each other, and the screw 38 is screwed and fixed to the screw hole 34 through the through hole 39 from the back side of the drawing.

このように２枚のフランジ形成部材を固定部材で固定する構成としたので、フランジ保護部材３０の凹部１４ａへの取り付け作業を容易に行うことができる。 Thus, since it was set as the structure which fixes two flange formation members with a fixing member, the attachment operation | work to the recessed part 14a of the flange protection member 30 can be performed easily.

図４（ａ）は、フランジ保護部材の他の例を示した上面図、図４（ｂ）はそのＡ−Ａ線による断面図である。この例におけるフランジ保護部材３０では、図３の場合と同様に２枚のフランジ形成部材３２ａ、３２ｂを固定金具３３で固定するように構成されるとともに、フランジ形成部材３２ａ、３２ｂが、金属製である平板状の基板部材３５と、この基板部材３５の内周側端部、すなわち、ベローズ１４の凹部１４ａに嵌合する側の端部３１に沿って設けられた樹脂部材３６とからなる。そして、この樹脂部材３６の断面輪郭が前述したように凹部１４ａの断面輪郭に沿った膨出状に形成されている。 4A is a top view showing another example of the flange protection member, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line AA. In the flange protection member 30 in this example, the two flange forming members 32a and 32b are configured to be fixed by the fixing bracket 33 as in the case of FIG. 3, and the flange forming members 32a and 32b are made of metal. It consists of a certain plate-shaped substrate member 35 and a resin member 36 provided along an inner peripheral side end portion of the substrate member 35, that is, an end portion 31 on the side fitted to the concave portion 14 a of the bellows 14. The cross-sectional contour of the resin member 36 is formed in a bulging shape along the cross-sectional contour of the recess 14a as described above.

このように、比較的製作が容易な、内外とも厚さが同じである金属製の基板部材３５を使用するとともに、膨出形状の部分には、フッ素樹脂またはゴムなどの樹脂によって成型加工したものを別途使用することとしたので、フランジ形成部材を容易に製造することができる。 As described above, the metal substrate member 35 that is relatively easy to manufacture and has the same thickness both inside and outside is used, and the bulge-shaped portion is molded by a resin such as fluororesin or rubber. Since it was decided to use separately, a flange formation member can be manufactured easily.

図５（ａ）は、フランジ保護部材の他の例について、フランジ形成部材同士を組み付けてフランジ形状を形成する様子を示した上面図、図５（ｂ）は、形成されたフランジ保護部材の上面図である。図５（ｂ）に示したように、この例におけるフランジ保護部材３０では、固定部材として一対の鍵凹部３７ａと鍵凸部３７ｂが設けられ、これらを嵌め合わせることによってフランジ形成部材３２ａと３２ｂとを固定している。鍵凸部３７ｂは固定のために適切な所定の形状でフランジ形成部材３２ａ、３２ｂの端部から突出形成されるとともに、鍵凹部３７ａはこの突出形状と略同一の輪郭を有する空間として他方の端部に形成される。すなわち、フランジ形成部材３２ａの一端部には鍵凹部３７ａが、他端部には鍵凸部３７ｂが設けられるとともに、もう一方のフランジ形成部材３２ｂの一端部には鍵凸部３７ｂが、他端部には鍵凹部３７ａが設けられ、各端部において、鍵凸部３７ｂが鍵凹部３７ａに嵌合され、図５（ｂ）のようにフランジ保護部材３０が形成される。 FIG. 5A is a top view showing a state where a flange shape is formed by assembling flange forming members with respect to another example of the flange protecting member, and FIG. 5B is an upper surface of the formed flange protecting member. FIG. As shown in FIG. 5 (b), in the flange protection member 30 in this example, a pair of key concave portions 37a and key convex portions 37b are provided as fixing members, and the flange forming members 32a and 32b are fitted by fitting them together. Is fixed. The key convex portion 37b is formed to protrude from the end portions of the flange forming members 32a and 32b in a predetermined shape suitable for fixing, and the key concave portion 37a is a space having substantially the same outline as the protruding shape, and the other end. Formed in the part. That is, a key recess 37a is provided at one end of the flange forming member 32a, a key protrusion 37b is provided at the other end, and a key protrusion 37b is provided at one end of the other flange forming member 32b. The portion is provided with a key recess 37a. At each end, the key protrusion 37b is fitted into the key recess 37a, and the flange protection member 30 is formed as shown in FIG.

このように、ベローズ１４の凹部１４ａを挟持するように２枚のフランジ形成部材を対向させ、フランジ形成部材の各端部において鍵凸部を鍵凹部に嵌め合わせればよく、フランジ保護部材３０を凹部１４ａへ容易に取り付け可能である。 In this way, the two flange forming members are opposed to each other so as to sandwich the concave portion 14a of the bellows 14, and the key convex portion is fitted to the key concave portion at each end of the flange forming member. 14a can be easily attached.

以上説明したベローズポンプは、塗布装置、特にレジスト塗布装置に使用することができる。本発明のベローズポンプを用いた塗布装置は、被処理物へ塗布する液体を収容する塗布液貯槽部と、被処理物へ向けて液体を吐出する塗布液吐出ノズルとを備えている。この塗布液貯槽部は、ベローズポンプの吸入ポートへ吸入管を介して接続され、塗布液吐出ノズルは、ベローズポンプの吐出ポートへ供給管を介して接続される。 The bellows pump described above can be used in a coating apparatus, particularly a resist coating apparatus. The coating apparatus using the bellows pump of the present invention includes a coating liquid storage tank that stores a liquid to be applied to the object to be processed, and a coating liquid discharge nozzle that discharges the liquid toward the object to be processed. The coating liquid reservoir is connected to the suction port of the bellows pump via a suction pipe, and the coating liquid discharge nozzle is connected to the discharge port of the bellows pump via a supply pipe.

また、レジスト塗布装置の構成としては、従来知られているものを採用することができ、例えば、スピンレス法によるレジスト塗布装置における公知の装置構成が利用可能である。図７は、図１、２の実施形態によるベローズポンプを使用したレジスト塗布装置の構成の一例を説明する図である。同図のレジスト塗布装置６０は、スピンレス法により基板４９へレジスト塗布を行うものであり、レジスト液貯槽部４７と、レジスト液吐出ノズル４８と、レジスト液貯槽部４７からレジスト液を吸入して、レジスト液吐出ノズル４８に向けて押し出すベローズポンプ１０とを備えている。レジスト液貯槽部４７とベローズポンプ１０とは吸入管５０で連通され、ベローズポンプ１０とレジスト液吐出ノズル４８とは供給管５１で連通されている。ベローズポンプ１０では、ポンプ室１７に吸入側逆止弁１９を介して連通する吸入ポート１１が、吸入管５０の終端に接続されるとともに、ポンプ室１７に吐出側逆止弁２０を介して連通する吐出ポート１２が、供給管５１の始端に接続される。供給管５１の途中には、気泡などを除去するフィルタ６３と開閉弁６７が設けられている。 Further, as the configuration of the resist coating apparatus, a conventionally known one can be employed, and for example, a known apparatus configuration in a resist coating apparatus by a spinless method can be used. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the configuration of a resist coating apparatus using the bellows pump according to the embodiment of FIGS. The resist coating apparatus 60 shown in FIG. 6 performs resist coating on the substrate 49 by a spinless method. The resist coating apparatus 60 sucks the resist solution from the resist solution storage unit 47, the resist solution discharge nozzle 48, and the resist solution storage unit 47. And a bellows pump 10 for pushing out toward the resist solution discharge nozzle 48. The resist solution reservoir 47 and the bellows pump 10 are communicated by a suction pipe 50, and the bellows pump 10 and the resist solution discharge nozzle 48 are communicated by a supply pipe 51. In the bellows pump 10, the suction port 11 communicating with the pump chamber 17 via the suction side check valve 19 is connected to the terminal end of the suction pipe 50 and communicates with the pump chamber 17 via the discharge side check valve 20. The discharge port 12 to be connected is connected to the starting end of the supply pipe 51. In the middle of the supply pipe 51, a filter 63 and an on-off valve 67 for removing bubbles and the like are provided.

ベローズポンプ１０は、そのベローズ１４を伸縮させる伸縮駆動部に、ボールネジ機構を介してベローズ１４を軸方向に伸縮させる電動モータ６１を有している。電動モータ６１は、例えばパルスモータからなり、制御部６４によって電動モータ６１の回転（回転方向、回転量および回転速度など）が制御され、これによりベローズポンプ１０の吸入・吐出動作が制御される。６２は、制御部６４が電動モータ６１の回転動作を確認するためのロータリエンコーダである。 The bellows pump 10 has an electric motor 61 that expands and contracts the bellows 14 in the axial direction via a ball screw mechanism at an expansion / contraction drive unit that expands and contracts the bellows 14. The electric motor 61 is composed of, for example, a pulse motor, and the control unit 64 controls the rotation (rotation direction, rotation amount, rotation speed, etc.) of the electric motor 61, thereby controlling the suction / discharge operation of the bellows pump 10. Reference numeral 62 denotes a rotary encoder for the control unit 64 to confirm the rotation operation of the electric motor 61.

レジスト液吐出ノズル４８は、ノズル走査機構６６により基板の上方をＸＹ方向に走査されながら基板上へレジスト液を吐出する。また、レジスト液吐出ノズル４８には、レジスト液の吐出圧力を検出するための圧力センサ６５が取り付けられ、測定された圧力に基づいて所定の制御が行われるようになっている。これらのノズル走査機構６６および圧力センサ６５と開閉弁６７は、それぞれマイクロコンピュータからなる制御部６４に接続され、この制御部６４によってノズル走査などの所定の制御が行われる。 The resist solution discharge nozzle 48 discharges the resist solution onto the substrate while being scanned in the XY directions above the substrate by the nozzle scanning mechanism 66. The resist solution discharge nozzle 48 is provided with a pressure sensor 65 for detecting the discharge pressure of the resist solution, and predetermined control is performed based on the measured pressure. The nozzle scanning mechanism 66, the pressure sensor 65, and the on-off valve 67 are each connected to a control unit 64 formed of a microcomputer, and the control unit 64 performs predetermined control such as nozzle scanning.

図１は、本発明の一実施形態によるベローズポンプの概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a bellows pump according to an embodiment of the present invention. 図２は、図１のベローズポンプのベローズ伸張時における状態を示す概略断面図である。2 is a schematic cross-sectional view showing a state of the bellows pump of FIG. 1 when the bellows is extended. 図３（ａ）は、図１、２のベローズポンプのベローズ保護部材の上面図、図３（ｂ）は、そのＡ−Ａ線による拡大断面図である。図３（ｃ）は、ベローズ保護部材の構成を示す図である。3A is a top view of the bellows protection member of the bellows pump of FIGS. 1 and 2, and FIG. 3B is an enlarged cross-sectional view taken along line AA. FIG.3 (c) is a figure which shows the structure of a bellows protection member. 図４（ａ）は、フランジ保護部材の他の例を示した上面図、図４（ｂ）は、そのＡ−Ａ線による拡大断面図である。FIG. 4A is a top view showing another example of the flange protection member, and FIG. 4B is an enlarged sectional view taken along the line AA. 図５（ａ）は、フランジ保護部材の他の例について、フランジ形成部材同士を組み付けてフランジ形状を形成する様子を示した上面図、図５（ｂ）は、形成されたフランジ保護部材の上面図である。FIG. 5A is a top view showing a state where a flange shape is formed by assembling flange forming members with respect to another example of the flange protecting member, and FIG. 5B is an upper surface of the formed flange protecting member. FIG. 図６（ａ）は、ベローズの外側凹部に接する端部の断面輪郭が該凹部の断面輪郭に沿わないベローズ保護部材を使用した例を説明する図、図６（ｂ）は、ベローズが内部から加圧された際に蛇腹部が無理な変形を生じる様子を示した図である。FIG. 6A is a diagram for explaining an example in which a bellows protection member is used in which the cross-sectional contour of the end portion in contact with the outer concave portion of the bellows does not follow the cross-sectional contour of the concave portion, and FIG. It is the figure which showed a mode that a bellows part produced an excessive deformation | transformation when it pressurized. 図７は、図１、２の実施形態によるベローズポンプを使用したレジスト塗布装置の構成の一例を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the configuration of a resist coating apparatus using the bellows pump according to the embodiment of FIGS. 図８は、従来のベローズポンプを用いたレジスト塗布装置を説明する図である。FIG. 8 is a diagram for explaining a resist coating apparatus using a conventional bellows pump. 図９は、蛇腹部の内側凹部にリング状の芯部材を挿入した従来のベローズポンプの要部を説明する図である。FIG. 9 is a view for explaining a main part of a conventional bellows pump in which a ring-shaped core member is inserted into the inner concave portion of the bellows portion.

符号の説明Explanation of symbols

１０…ベローズポンプ
１１…吸入ポート
１２…吐出ポート
１３…ポンプヘッド
１４…ベローズ
１４ａ…凹部
１４ｂ…凸部
１５ａ…ベローズ先端部
１５ｂ…ベローズ後端部
１６…ベローズ押さえ板
１７…ポンプ室
１８…駆動部材
１９…吸入側逆止弁
２０…吐出側逆止弁
２１…Ｏリング
３０…ベローズ保護部材
３１…端部
３２ａ…フランジ形成部材
３２ｂ…フランジ形成部材
３３…固定金具
３４…螺子孔
３５…基板部材
３６…樹脂部材
３７ａ…鍵凹部
３７ｂ…鍵凸部
３８…螺子
３９…貫通孔
４０…ケーシング
４１…支持部材
４２…ベローズ固定用螺子
４３…吸入側継手
４４…吐出側継手
４５…ナット
４６…ナット
４７…レジスト液貯槽部
４８…レジスト液吐出ノズル
４９…基板
５０…吸入管
５１…供給管
６０…レジスト塗布装置
６１…電動モータ
６２…ロータリエンコーダ
６３…フィルタ
６４…制御部
６５…圧力センサ
６６…ノズル走査機構
６７…開閉弁
８０…ベローズ保護部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Bellows pump 11 ... Suction port 12 ... Discharge port 13 ... Pump head 14 ... Bellows 14a ... Concave part 14b ... Convex part 15a ... Bellows front-end | tip part 16 ... Bellows rear end part 16 ... Bellows pressing plate 17 ... Pump chamber 18 ... Drive member DESCRIPTION OF SYMBOLS 19 ... Suction side check valve 20 ... Discharge side check valve 21 ... O-ring 30 ... Bellows protection member 31 ... End part 32a ... Flange formation member 32b ... Flange formation member 33 ... Fixing bracket 34 ... Screw hole 35 ... Substrate member 36 ... resin member 37a ... key recess 37b ... key protrusion 38 ... screw 39 ... through hole 40 ... casing 41 ... support member 42 ... bellows fixing screw 43 ... suction side joint 44 ... discharge side joint 45 ... nut 46 ... nut 47 ... Resist solution reservoir 48 ... resist solution discharge nozzle 49 ... substrate 50 ... suction pipe 51 ... supply pipe 60 ... resist coating apparatus 61 ... electric motor 2 ... rotary encoder 63 ... filter 64 ... controller 65 ... pressure sensor 66 ... nozzle scanning mechanism 67 ... off valve 80 ... bellows protection member

Claims

流体を吸入する吸入ポートと、
前記流体を吐出する吐出ポートと、
伸縮可能な蛇腹部を有する樹脂製ベローズの内部で構成され、前記吸入ポートおよび吐出ポートと連通するポンプ室と、
前記ベローズを伸張させて前記吸入ポートを介して前記流体を前記ポンプ室へ吸入し、前記ベローズを収縮させて前記ポンプ室から前記吐出ポートを介して前記流体を吐出する伸縮駆動部とを備えるベローズポンプであって、
前記ベローズの蛇腹部の外側部に形成された凹部に嵌合したベローズ保護部材を備え、
前記ベローズ保護部材がフランジ形状を有するとともに、前記フランジ形状の内周に沿った端部の断面輪郭が、前記ポンプ室の容積が最小となるまでベローズを収縮した際における無加圧の状態での前記凹部の断面輪郭に沿った形状である膨出状に形成されていることを特徴とするベローズポンプ。 A suction port for sucking fluid;
A discharge port for discharging the fluid;
A pump chamber composed of a resin bellows having an expandable bellows portion and communicating with the suction port and the discharge port;
A bellows comprising: an expansion / contraction drive unit that extends the bellows to suck the fluid into the pump chamber through the suction port, and contracts the bellows to discharge the fluid from the pump chamber through the discharge port. A pump,
A bellows protective member fitted in a recess formed on the outer side of the bellows portion of the bellows ;
The bellows protection member has a flange shape, and the cross-sectional contour of the end portion along the inner periphery of the flange shape is in a non-pressurized state when the bellows is contracted until the volume of the pump chamber is minimized. A bellows pump, wherein the bellows pump is formed in a bulging shape which is a shape along a cross-sectional contour of the recess .

前記ベローズ保護部材が、前記フランジ形状を２分割したフランジ形成部材と、
前記各フランジ形成部材で前記ベローズの凹部を挟持した状態でこれらのフランジ形成部材同士を固定して前記フランジ形状を形成する固定部材とからなることを特徴とする請求項１に記載のベローズポンプ。 The bellows protective member is a flange forming member obtained by dividing the flange shape into two parts;
2. The bellows pump according to claim 1 , further comprising: a fixing member that forms the flange shape by fixing the flange forming members with the flange forming members sandwiching the concave portion of the bellows. 3.

前記フランジ形成部材が、平板状の基板部材と、
前記基板部材における前記ベローズの凹部に嵌合する側の端部に沿って設けられ、その断面輪郭が前記膨出状に形成された樹脂部材とからなることを特徴とする請求項２に記載のベローズポンプ。 The flange forming member is a flat board member;
The said board | substrate member is provided along the edge part of the side fitted to the recessed part of the said bellows, The cross-sectional outline consists of the resin member formed in the said bulging shape, The Claim 2 characterized by the above-mentioned. Bellows pump.

前記流体がレジスト液であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のベローズポンプ。The bellows pump according to claim 1, wherein the fluid is a resist solution.

請求項１〜４のいずれかに記載のベローズポンプを備えることを特徴とするレジスト塗布装置。 A resist coating apparatus comprising the bellows pump according to claim 1 .