JP4526350B2 - 薬液供給用ポンプ - Google Patents

Description

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。

フォトレジスト液等の薬液をボトルから汲み上げて各半導体ウェハに所定量ずつ塗布する薬液供給用ポンプとしては、例えば特許文献１にて開示されているものがある。このポンプは、ポンプ室と作動室（公報内では加圧室）とをダイアフラムにより区画し、作動室内に該作動室と連通する給排通路を通じて作動エアを給排させることでダイアフラムを駆動してポンプ室内の容積を変化させ、該ポンプ室にて薬液の吐出吸入を行うように構成されている。

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、ポンプを薄型に構成するような場合、ダイアフラムは周縁部が固定されることから、その中央部から変形が生じ易い。一方で、ダイアフラム全体の変形を効率良く行うためには、給排通路の作動室における開口を、該作動室内の中心部に設定するのが望ましい。

これにより、ポンプ室に薬液を吸入すべく作動室内を真空引きするか、若しくは作動室内を大気開放して薬液を加圧供給すると、ダイアフラムの中央部から作動室側への変形が開始され、中央部が先に作動室の内壁面に当接することが生じ易い。かかる場合、中央部の周囲が作動室の内壁面から浮いた状態でダイアフラムの中央部が給排通路の開口を塞いでしまい、作動室側へのダイアフラムの変形に時間を要し、更にはダイアフラムがこれ以上変形できなくなってその変形が不十分となる。そのため、ポンプ室内に薬液を充填する時間が長くなったり、ポンプ室内に薬液を所定量充填できない事態が生じてしまう。
特開２００３−４９７７８号公報

本発明は、ダイアフラムの作動室側への変形を短時間且つ確実とし、ポンプ室内への薬液充填時間の短縮と薬液充填量を十分に確保することができる薬液供給用ポンプを提供することを主たる目的とするものである。

以下、上記課題を解決するのに有効な手段等につき、必要に応じて効果等を示しつつ説明する。なお以下では、理解を容易にするため、発明の実施の形態において対応する構成を括弧書き等で適宜示すが、この括弧書き等で示した具体的構成に限定されるものではない。

手段１．可撓性膜よりなるダイアフラム（ダイアフラム２３）にてポンプ室（ポンプ室２５）と作動室（作動室２６）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ア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（レジスト液Ｒ）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ア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（ポンプハウジング２２）には、前記作動室内に前記作動気体を給排する給排通路（給排通路２２ｂ）が形成され、前記作動室の内壁面（内壁面２２ｃ）の一部に前記給排通路の開口（開口２２ｄ）が設けられており、
前記作動室の内壁面には、前記給排通路の開口から該内壁面の周縁部側に展開する通気溝（通気溝２２ｅ，２２ｆ）が形成されていることを特徴とする薬液供給用ポンプ。

手段１によれば、作動室の内壁面の一部には給排通路の開口が設けられ、その給排通路の開口から該内壁面の周縁部側に展開する通気溝が形成される。ここで、薬液の吸入時においては、作動室内の作動気体が給排通路を通じて排出（吸引）される。この場合、ダイアフラムは中央部から変形し易く、その中央部が先に給排通路の開口部分を覆う事態が生じることがある。しかしながら、上記のように給排通路の開口は作動室の周縁部側に展開する通気溝と連通しているので、ダイアフラムの中央部が先に給排通路の開口部分を覆うように変形しても、当接した中央部から外側に位置する通気溝が開放状態にあり、その開放状態にある通気溝から作動室内の作動気体の排出（吸引）が継続可能である。そのため、ダイアフラムにこのような変形が生じた場合であっても、該ダイアフラムの作動室側への変形が短時間且つ確実となり、ポンプ室への薬液充填時間の短縮と薬液充填量を十分に確保できる。

なお、上記した通気溝の展開先は、作動室の周縁部に近接するほど望ましく、周縁部まで延ばすのが最良である。このようにすれば、ダイアフラムが作動室側に十分に変形するまで、該ダイアフラムにて通気溝が閉塞しないようにすることが可能となり、作動室内の作動気体の排出（吸引）が確実となる。

手段２．前記作動室の内壁面は、円形状をなしており、前記給排通路の開口は、前記作動室の内壁面の中心部に位置していることを特徴とする手段１に記載の薬液供給用ポンプ。

手段２によれば、給排通路の開口は、円形状をなす作動室の内壁面の中心部に位置しているので、作動室内の作動気体の給排を効率良く行うことができる。

手段３．前記作動室の内壁面は、その中心部に前記給排通路の開口を有すると共に、その中心部を中心とした対称形状に形成されており、前記通気溝は、前記作動室の内壁面と対応して前記給排通路の開口の中心をその中心とした対称形状に形成されていることを特徴とする手段１に記載の薬液供給用ポンプ。

手段３によれば、通気溝は、給排通路の開口を有する作動室の内壁面の中心部をその中心とした対称形状に形成されるので、薬液の吸入時においてダイアフラムの中央部が先に給排通路の開口部分を覆う状態が生じた場合、この通気溝により作動室内を安定した負圧状態とすることができ、ダイアフラムを安定させて変形させることが可能となる。

手段４．前記通気溝は、直線形状をなしていることを特徴とする手段１〜３のいずれかに記載の薬液供給用ポンプ。

手段４によれば、通気溝は直線状に形成されるので、該通気溝を容易に形成できる。

手段５．前記通気溝（通気溝２２ｆ）は、前記作動室の内壁面を粗面に形成したことによる凹部（凹部２２ｇ）の連続により構成されるものであることを特徴とする手段１又は２に記載の薬液供給用ポンプ。

手段５によれば、通気溝は、作動室の内壁面を粗面に形成したことによる凹部の連続により構成されるので、内壁面の粗面化するだけで容易に通気溝を構成できる。

なお、内壁面の粗面化は、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できる。

手段６．前記作動室の内壁面の粗面化は、該内壁面の全体に対して行われていることを特徴とする手段５に記載の薬液供給用ポンプ。

手段６によれば、作動室の内壁面の粗面化はダイアフラムの変形領域に対応した内壁面の全体に対して行われるので、作動室の内壁面において粗面化する領域とそれ以外とを区別する必要がなく、内壁面の粗面化が容易となる。また、作動室の内壁面全体が粗面となるので、ダイアフラムが作動室側に十分に変形するまで該ダイアフラムにて通気溝が閉塞しないようにすることが可能となり、作動室内の作動気体の排出（吸引）が確実となる。

手段７．前記ポンプハウジングは、前記ダイアフラムの変形方向に肉薄に形成されていることを特徴とする手段１〜６のいずれかに記載の薬液供給用ポンプ。

手段７によれば、ポンプハウジングはダイア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。そのため、薬液の吸入時において、ダイアフラムの中央部が先に作動室の内壁面に当接することが生じ易い構造となるため、上記のように通気溝を設ける意義は大きい。

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化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。

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、レギュレータ装置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化している。

ポンプ１１は、略正方形の角柱状で薄型な扁平形状をなしており、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樹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、互いが８個のネジ２４により固定されている。

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２１，２２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。

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の変形方向において薄い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（通路幅程度）、直角に屈曲されている（図２参照）。そのため、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。

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の中心部に位置している。また、作動室２６の内壁面２２ｃには、図４に示すように、端部が作動室２６の周縁部まで延びる十字状の通気溝２２ｅが形成されており、十字状の通気溝２２ｅの交点部分に給排通路２２ｂの開口２２ｄが位置している。そして、この給排通路２２ｂは、ポンプハウジング２２に固定される電磁切換弁１２に接続されている。

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、途中に電空レギュレータ２７を有し、該配管２８ａの他端が供給源２９ａに接続されている。電空レギュレータ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２９ｂ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のいずれかに接続させるべく切換動作され、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。

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２６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１２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側に作動していたダイアフラム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。

ここで、レジスト液Ｒの吸入時において、ダイアフラム２３は、図５（ａ）に示すように、作動室２６の内壁面２２ｃに当接する最大変形位置まで変形する。ダイアフラム２３は、図５（ｂ）に示すように、この変形に際して中央部から変形し易く、最大変形位置まで変形する前に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ることがある。この場合、開口２２ｄは作動室２６の周縁部まで延びる通気溝２２ｅと連通しているので、ダイアフラム２３の中央部が先に給排通路２２ｂの開口２２ｄ部分を覆うように変形しても、当接した中央部から外側に位置する通気溝２２ｅが開放状態にあり、その開放状態にある通気溝２２ｅから作動室２６内の真空引きが継続可能である（図５（ｂ）では作動エアの流れを矢印にて示している）。そのため、ダイアフラム２３にこのような変形が生じた場合であっても、該ダイアフラム２３は最大変形位置まで短時間で確実に変形でき、ポンプ室２５へのレジスト液Ｒの充填時間短縮と充填量を十分に確保できるようになっている。

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のポンプハウジング２１との対向面には、吸入通路１７ａ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とポンプハウジング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。

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、具体的には各吸入通路１７ａ，２１ｂから中央部に向かうほど次第に径方向外側に凹と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１９を用いて、図３に示すように、一端がレジストボトル３０に充填されているレジスト液Ｒ内に導かれた吸入配管３１のもう一端と接続される。

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ュレータ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が電空レギュレータ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（通路幅程度）、直角に屈曲されている。そのため、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。

ポンプハウジング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のポンプハウジング２１との対向面には、吐出通路１８ａ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とポンプハウジング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。

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２０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３５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。

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ュレータ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が電空レギュレータ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（通路幅程度）、直角に屈曲されている。そのため、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い。

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ュレータ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が電空レギュレータ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。

更に、吐出側流路部材１８には、略直方体形状をなすレギュレータ装置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、レギュレータ装置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。レギュレータ装置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ュレータ３８，３９が固定されている。この固定台４２には、電空レギュレータ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。各電空レギュレータ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。

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２１ｃ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いる。

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ュレータ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ュレータ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ュレータ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いる。

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、電空レギュレータ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２３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。

次いで、コントローラ５０は、電空レギュレータ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、電空レギュレータ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。

次いで、コントローラ５０は、電空レギュレータ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、電空レギュレータ３９を制御してサックバック弁１５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。

次いで、コントローラ５０は、電空レギュレータ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、ダイアフラム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。

この吸入時において、ダイアフラム２３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た場合、開口２２ｄは作動室２６の周縁部まで延びる通気溝２２ｅ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２２ｅから作動室２６内の真空引きが継続して行われる。そのため、ダイアフラム２３にこのような変形が生じた場合であっても、ダイアフラム２３は作動室２６側の最大変形位置まで短時間で確実に変形でき、ポンプ室２５内へのレジスト液Ｒの充填時間短縮と充填量を十分に確保できる。そして、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いる。

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。

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が位置し、その給排通路２２ｂの開口２２ｄから該内壁面２２ｃの周縁部側に展開する十字状の通気溝２２ｅが形成されている。レジスト液Ｒの吸入時においては、作動室２６内の作動エアが給排通路２２ｂを通じて吸引される。この場合、ダイアフラム２３は中央部から変形し易く、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ることがある。しかしながら、本実施の形態のように給排通路２２ｂの開口２２ｄは作動室２６の周縁部に展開する通気溝２２ｅと連通しているので、ダイアフラム２３がこのように変形しても、当接した中央部から外側に位置する通気溝２２ｅが開放状態にあり、その開放状態にある通気溝２２ｅから作動室２６内の作動エアの吸引が継続可能である。そのため、ダイアフラム２３にこのような変形が生じた場合であっても、作動室２６側の最大変形位置まで該ダイアフラム２３の変形が短時間且つ確実となり、ポンプ室２５へのレジスト液Ｒの充填時間短縮と充填量を十分に確保することができる。

なお、本実施の形態では、給排通路２２ｂの開口２２ｄは、円形状をなす作動室２６の内壁面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ようになっている。

本実施の形態では、通気溝２２ｅは作動室２６の周縁部まで延びているので、ダイアフラム２３が作動室２６側に十分に変形するまで、該ダイアフラム２３にて通気溝２２ｅが閉塞しないようにすることができ、作動室２６内の作動エアの吸引を確実に行うことができる。

本実施の形態では、通気溝２２ｅは、対称形状をなす円形状の作動室２６（凹設部２２ａ）の内壁面２２ｃの中心部をその中心とした対称形状をなす十字状に形成されている。そのため、レジスト液Ｒの吸入時において、ダイアフラム２３の中央部が先に給排通路２２ｂの開口２２ｄ部分を覆う状態が生じた場合、この通気溝２２ｅにより作動室２６内を安定した負圧状態とすることができ、ダイアフラム２３を安定させて変形させることができる。

本実施の形態では、通気溝２２ｅは直線状に形成されるので、該通気溝２２ｅを容易に形成することができる。

本実施の形態では、ポンプ１１の薄型化を図るため、ポンプハウジング２２はダイアフラム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。そのため、レジスト液Ｒの吸入時において、ダイアフラム２３の中央部が先に作動室２６の内壁面２２ｃに当接することが生じ易い構造となるため、上記のように通気溝２２ｅを設ける意義は大きい。

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も良い。

上記実施の形態では、作動室２６（凹設部２２ａ）の内壁面２２ｃに十字状の通気溝２２ｅを形成したが、通気溝の形状はこれに限定されるものではない。例えば、上記通気溝２２ｅは十字状、すなわち開口２２ｄから４方に延出させた形状としたが、開口２２ｄから３方に延出させたＹ字状の通気溝としても良い。また、通気溝をこれら以外の偶数又は奇数の方向に延出させた形状としても良い。なお、通気溝の形状を変更した場合、通気溝は作動室２６の周縁部に近接するほど望ましく、上記実施の形態のように作動室２６（凹設部２２ａ）の周縁部まで延ばすのが最良である。

また、図６において点で示すように、作動室２６の内壁面２２ｃ全体を粗面に形成し、図７（ｂ）の波線にて示すように、粗面化することによる各凹部２２ｇの連続により通気溝２２ｆを構成するようにしても良い。このようにしても、レジスト液Ｒの吸入時においては、図７（ａ）に示すように、ダイアフラム２３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た場合、開口２２ｄは作動室２６の周縁部まで凹部２２ｇの連続により展開する通気溝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７（ｂ）では作動エアの流れを矢印にて示している）。このようにしても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。

なお、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。しかも、内壁面２２ｃの粗面化は該内壁面２２ｃの全体に対して行われるので、内壁面２２ｃにおいて粗面化しない領域をマスクする手間が省け、内壁面２２ｃの粗面化が容易である。

上記実施の形態では、給排通路２２ｂの開口２２ｄを作動室２６（凹設部２２ａ）の中心部に設定したが、中心部からオフセットさせた位置に設定しても良い。

上記実施の形態では、レジスト液Ｒの吸入時に作動室２６を負圧としたが、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内を加圧して対応する。

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やサックバック弁１５等を一体に組み付けたポンプユニット１０に実施したが、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い。

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良い。

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が、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良い。

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。 （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。 薬液供給システムの全体回路を示す回路説明図である。 （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。 （ａ）（ｂ）は、ダイアフラムの動作を説明するための説明図である。 （ａ）は別例における作動室側のポンプハウジングの正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 （ａ）（ｂ）は、別例におけるダイア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

２２…ポンプハウジング、２２ｂ…給排通路、２２ｃ…内壁面、２２ｄ…開口、２２ｅ…通気溝、２２ｆ…通気溝、２２ｇ…凹部、２３…ダイアフラム、２５…ポンプ室、２６…作動室、Ｒ…レジスト液（薬液）。

Claims (7)

1. 可撓性膜よりなるダイア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ア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ア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の一部に前記給排通路の開口が設けられており、
   前記作動室の内壁面には、前記給排通路の開口から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薬液供給用ポンプ。
2. 前記作動室の内壁面は、円形状をなしており、
   前記給排通路の開口は、前記作動室の内壁面の中心部に位置し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は、その中心部に前記給排通路の開口を有すると共に、その中心部を中心とした対称形状に形成されており、
   前記通気溝は、前記作動室の内壁面と対応して前記給排通路の開口の中心をその中心とした対称形状に形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。
4. 前記通気溝は、直線形状をなし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用ポンプ。
5. 前記通気溝は、前記作動室の内壁面を粗面に形成したことによる凹部の連続により構成されるものであ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。
6. 前記作動室の内壁面の粗面化は、該内壁面の全体に対して行われていることを特徴とする請求項５に記載の薬液供給用ポンプ。
7. 前記ポンプハウジングは、前記ダイアフラムの変形方向に肉薄に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。

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