KR101183216B1 - 약액 공급용 펌프 - Google Patents

Abstract

다이어프램의 작동실측으로의 변형을 단시간에 확실하게 하여, 펌프실내로의 약액 충전시간의 단축과 약액 충전량을 충분히 확보할 수 있는 약액 공급용 펌프를 제공한다.

작동실(26)(요설 부(22a)) 의 내벽 면(22c)에는, 그 중심부에 급배 통로(22b)의 개구(22d)가 위치하고, 그 급배 통로(22b)의 개구(22d)로부터 그 내벽면(22c)의 주연부측에 전개한 십자 모양의 통풍구(22e)가 형성된다. 이것에 의해, 약액의 흡입시에 있어, 작동실(26) 안의 작동 에어가 급배 통로(22b)를 통하여 배출(흡인) 되고 그 작동실(26) 내가 부압되어, 다이어프램(23)의 중앙부가 먼저 급배 통로(22b)의 개구(22d) 부분을 덮는 사태가 생긴 경우, 개구(22d)는 작동실(26)의 주연부까지 늘어나는 통풍구(22e)와 연통하고 있기 때문에, 먼저 접합한 중앙부에서 외측에 위치한 통풍구(22e)로부터 작동실(26) 내의 작동 에어의 배출(흡인)이 계속 가능해진다.

다이어프램, 약액 공급용 펌프, 통풍구

Description

약액 공급용 펌프{CHEMICAL LIQUID SUPPLY PUMP}

본 발명은, 예를 들면 반도체 제조 장치의 약액 사용 공정에 있어, 감광성수지 액등의 약액을 각 반도체 웨이퍼에 소정량씩 도포하는데도 매우 적합한 약액 공급용 펌프에 관한 것이다.

감광성수지 액등의 약액을 병으로부터 퍼 올리고 각 반도체 웨이퍼에 소정량씩 도포하기 위해서, 예를 들면 특허 문헌１에 개시되어 있는 약액 공급용 펌프가 이용되고 있다. 이 펌프는, 다이어프램에 의해 펌프실과 작동실(특허 문헌１에서는 가압실)로 구획되고, 작동실과 연통한 급배 통로를 통하여 작동실 내에 작동 에어를 급배시키는 것으로 다이어프램을 구동하고 펌프실내의 용적을 변화시키어, 펌프실에 약액의 토출 흡입을 행하도록 구성되고 있다.

그런데, 펌프실 및 작동실을 얇게 형성함과 동시에 가요성막으로 된 다이어프램을 사용하여, 펌프를 박형으로 구성하는 경우, 다이어프램은 주연부가 고정되는 것으로, 그 중앙부에서 변형이 생기기 쉽다. 한편으로, 다이어프램 전체의 변형을 효율 좋게 행하기 위해서는, 급배 통로의 작동실에 있어서 개구를, 그 작동실내의 중심부에 설정하는 것이 바람직하다.

이것에 의해, 펌프실에 약액을 흡입 해야 하고 작동실내를 진공으로 하든지, 또는 작동실내를 대기 개방하고 약액을 가압 공급하면, 다이어프램의 중앙부에서 작동실측으로의 변형이 시작되어, 중앙부가 먼저 작동실의 내벽면에 접합하기 쉽다. 이러한 경우, 중앙부의 주위가 작동실의 내벽면으로부터 뜬 상태에서 다이어프램의 중앙부가 급배 통로의 개구를 막아 버리고, 작동실측으로의 다이어프램의 변형에 시간을 필요로 하고, 나아가서는 다이어프램이 이것 이상 변형할 수 없게 되고 그 변형이 불충분해지게 된다. 그 때문에, 펌프실내에 약액을 충전한 시간이 길어지거나, 펌프실내에 약액을 소정량 충전할 수 없는 사태가 발생한다.

특허 문헌 １, 특개２００３－４９７７８호 공보

본 발명은 이하, 상기 과제를 해결하는데도 유효한 수단등에 관하여, 필요에 따라 효과등을 나타내면서 설명한다. 또한 이하로서는, 이해를 용이하게 하기 위해, 발명의 실시의 형태에 있어 대응한 구성을 괄호 쓰고 등으로 적절히 나타내지만, 이 괄호 쓰고 등으로 나타낸 구체적 구성으로 한정되는 것이 아니다.

본 발명에 따른 약액 공급 펌프는 이하와 같이 구성된다.

즉, 본 발명에 따른 약액 공급 펌프는, 가요성막으로 이루어진 다이어프램에 펌프실과 작동실을 구분하고, 그 작동실 내가 작동 기체를 이용하고 가압 되는 것에 의하여 상기 다이어프램이 상기 펌프실 측으로 변형하고 상기 펌프실 내에 충전된 약액을 토출함과 동시에, 그 작동실 내가 작동 기체의 흡인에 의하여 부압되고, 또는 상기 작동실 내를 대기 개방하는 것에 의하여 상기 다이어프램이 상기 작동실 측으로 변형하고 상기 펌프실 내에 약액을 흡입하는 약액 공급용 펌프이고,

펌프 하우징에는, 상기 작동실 내에 상기 작동 기체를 급배하는 급배 통로가 형성되어, 상기 작동실의 내벽면의 일부에 상기 급배 통로의 개구가 마련되어 있고,

상기 작동실의 내벽면에는, 상기 급배 통로의 개구로부터 상기 내벽면의 주연부측에 전개한 통풍구가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 약액 공급 펌프에서는, 작동실의 내벽면의 일부에는 급배 통로의 개구가 설치되어, 그 급배 통로의 개구로부터 그 내벽면의 주연부측에 전개한 통풍구가 형성된다. 여기에서, 약액의 흡입시에 있어서는, 작동실 내의 작동 기체가 급배 통로를 통하여 배출(흡인)된다. 이 경우, 다이어프램은 중앙부에서 변형하기 쉽고, 그 중앙부가 먼저 급배 통로의 개구부분을 덮는 사태가 생기는 경우가 있다. 그렇지만, 상기와 같이 급배 통로의 개구는 작동실의 주연부측에 전개한 통풍구와 연통하고 있기 때문에, 다이어프램의 중앙부가 먼저 급배 통로의 개구부분을 덮도록 변형하여도, 접합한 중앙부에서 외측에 위치한 통풍구가 개방상태에 있고, 그 개방상태에 있는 통풍구로부터 작동실내의 작동 기체의 배출(흡인)이 계속 가능하다. 그 때문에, 다이어프램에 이와 같은 변형이 생긴 경우라도, 그 다이어프램의 작동실측에의 변형이 단시간에 확실해지고, 펌프실로의 약액 충전시간의 단축과 약액 충전량을 충분히 확보할 수 있다.

또한, 상기한 통풍구의 전개선은, 작동실의 주연부에 근접한 정도 바람직하고, 주연부까지 연장시키는 것이 최선이다. 이와 같이 하면, 다이어프램이 작동실측에 충분히 변형할 때까지, 그 다이어프램에 통풍구가 폐색하지 않도록 할 수 있고, 작동실 내의 작동 기체의 배출(흡인)이 확실해진다.

본원 발명에 따른 약액 공급용 펌프의 바람직한 예로서, 상기 작동실의 내벽면은, 원형 모양을 하고 있고, 상기 급배 통로의 개구는, 상기 작동실의 내벽면의 중심부에 위치할 수 있다.

이러한 구성에서는, 급배 통로의 개구가, 원형 모양을 한 작동실의 내벽면의 중심부에 위치하고 있기 때문에, 작동실 내의 작동 기체의 급배를 효율 좋게 하는 것이 가능하다.

본원 발명에 따른 약액 공급용 펌프의 바람직한 예로서, 상기 작동실의 내벽면은, 그 중심부에 상기 급배 통로의 개구를 갖는 동시에, 그 중심부를 중심으로 한 대칭 형상으로 형성되어 있고, 상기 통풍구는, 상기 작동실의 내벽면과 대응하고 상기 급배 통로의 개구의 중심을 그 중심으로 한 대칭 형상으로 형성될 수 있다.

이러한 구성에서는, 통풍구가, 급배 통로의 개구를 갖는 작동실의 내벽면의 중심부를 그 중심으로 한 대칭 형상으로 형성되기 때문에, 약액의 흡입시에 있어 다이어프램의 중앙부가 먼저 급배 통로의 개구부분을 덮는 상태가 생긴 경우, 이 통풍구에 의하여 작동실 내를 안정된 부압 상태로 할 수 있고, 다이어프램을 안정시키고 변형시키는 것이 가능해진다.

상기 각각의 구성에 있어서도, 상기 통풍구는, 직선 형상을 하고 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 통풍구가 직선 형상으로 형성되기 때문에, 그 통풍구를 용이하게 형성할 수 있다.

통풍구가, 작동실의 내벽면을 조면으로 형성한 것에 의한 오목부의 연속에 의하여 구성되어 있는 것도 바람직하다.

통풍구가, 작동실의 내벽면을 조면으로 형성한 것에 의한 오목부의 연속에 의하여 구성되기 때문에, 내벽면을 조면화한 것만으로 용이하게 통풍구를 구성할 수 있다.

또한, 내벽면의 조면화는, 쇼트 블라스트, 즉 입자 상태의 연삭재를 취부하는 것에 의하여 용이하게 형성할 수 있다.

상기 작동실의 내벽면의 조면화는, 그 내벽면의 전체에 대하여 행해져 있는 것이 바람직하다.

이러한 구성에 의하면, 작동실의 내벽면의 조면화는 다이어프램의 변형 영역에 대응한 내벽면의 전체에 대하여 행해지기 때문에, 작동실의 내벽면에 있어 조면화한 영역과 그 이외의 것을 구별할 필요가 없고, 내벽면의 조면화가 용이해진다. 또, 작동실의 내벽면 전체가 조면으로 되기 때문에, 다이어프램이 작동실측에 충분히 변형할 때까지 그 다이어프램에 통풍구가 폐색하지 않도록 할 수 있고, 작동실 내의 작동 기체의 배출(흡인)이 확실해진다.

상기 각각의 구성에 있어서도, 상기 펌프 하우징은, 상기 다이어프램의 변형 방향으로 얇게 형성되고 있는 것이 바람직하다.

펌프 하우징은 다이어프램의 변형 방향으로 얇게 형성되기 때문에, 작동실도 같은 방향으로 얇게 형성할 필요가 있다. 그 때문에, 약액의 흡입시에 있어, 다이어프램의 중앙부가 먼저 작동실의 내벽면에 접합한 것이 생기기 쉬운 구조로 되어 있어, 상기와 같이 통풍구를 설치한 의의는 크다.

도 １은 약액 공급 시스템 중, 펌프 유닛를 나타내는정 단면도이고,

도 ２(ａ)는 펌프 유닛의 측단면도,

도 2(ｂ)는 도 2(ａ)의 확대 단면도이고,

도 ３은 약액 공급 시스템의 전체 회로를 나타내는 회로 설명도이고,

도 ４(ａ)는 작동실측의 펌프 하우징의 정면도이고,

도 4(ｂ)는 도 4(ａ)의 Ａ－Ａ 단면도이고,

도 ５(ａ),(ｂ)는, 다이어프램의 동작을 설명하기 위한 설명도이고,

도 ６(ａ)는 일 실시예에 있어서 작동실측의 펌프 하우징의 정면도이고,

도 6(ｂ)는 도 6(ａ)의 Ｂ－Ｂ 단면도이고,

도 ７(ａ),(ｂ)는, 일 실시예에 있어서 다이어프램의 동작을 설명하기 위한 설명도이다.

부호의 설명

22: 펌프 하우징 22b: 급배 통로

22c: 내벽 면 22d: 개구

22e: 통풍구 22f: 통풍구

22g: 오목부 23: 다이어프램

25: 펌프실 26: 작동실

Ｒ: 레지스트 액(약액)

이하, 본 발명을 반도체 장치 등의 제조 라인에 사용되는 약액 공급 시스템의 펌프 유닛에 구체화된 일 실시의 형태를 도면에 따라 설명한다. 또한, 도 1 및 도 2는 시스템의 주요부인 펌프 유닛(10)을 나타내고, 도 3은 약액 공급 시스템 전체를 나타낸다.

도 1 및 도 2에 나타낸 것처럼, 펌프 유닛(10)은, 펌프(11), 전자 전환 밸브(12), 흡입측 차단 밸브(13), 토출측 차단 밸브(14), 색 백 밸브(15), 레귤레이터 장치(16), 흡입측 유로 부재(17) 및 토출측 유로 부재(18)를 일체적으로 조립하고 유닛화한다.

펌프(11)는, 정면에서 보았을 때 대략 정방형의 박형의 평평한 각주 형상을 하고 있고, 한 쌍의 펌프 하우징(21, 22)을 갖고 있다. 각 펌프 하우징(21, 22)에는, 각각 대향한 면의 중앙에 대략 원형 돔 모양에 요설된 요설부(21a, 22ａ)가 형성되어 있다. 펌프 하우징(21, 22)은, 요설부(21ａ, 22ａ)의 주연에서 원형의 불소 수지 등의 가요성막으로 이루어진 다이어프램(23)의 주연을 협지하고, 서로가 8개의 나사(24)에 의하여 고정되고 있다.

다이어프램(23)은, 펌프 하우징(21, 22)의 양 요설부(21ａ, 22ａ)에 형성된 공간을 구분하고 있고, 펌프 하우징(21) 측(도 2에서 다이어프램(23)의 좌측)의 공간을 펌프실(25)로 하여, 펌프 하우징(22)측(도 2에서 다이어프램(23)의 우측)의 공간을 작동실(26)로 하고 있다. 펌프실(25)은 약액으로서의 레지스트 액(Ｒ)(도 3 참조)을 급배하기 위한 공간이고, 작동실(26)은 다이어프램(23)을 구동하는 작동 에어를 급배하기 위한 공간이다. 이와 관련하여, 펌프(11)의 박형화를 도모하기 위해, 펌프 하우징(21, 22)은 얇게(이 경우, 다이어프램(23)의 변형 방향) 형성되어, 이것에 의해 펌프실(25) 및 작동실(26)은 같은 방향으로 얇은 공간을 가진다.

펌프실(25) 측의 펌프 하우징(21)에는, 펌프실(25)과 연통하고 아래쪽에 직선 모양으로 늘어나는 흡입 통로(21ｂ)가 형성되고 있다. 흡입 통로(21ｂ)는, 흡입측 유로 부재(17)의 흡입 통로(17a)와 연통한다. 또한, 이 펌프 하우징(21)에는, 펌프실(25)과 연통하고 상방에 직선 모양으로 늘어나는 토출 통로(21ｃ)가 형성되어 있다. 토출 통로(21ｃ)는, 토출측 유로 부재(18)의 토출 통로(18ａ)와 연통한다. 또, 이 토출 통로(21ｃ)는, 흡입 통로(21ｂ)와 동일 직선(Ｌ 1) 위에 마련되어 있다. 또한, 본 실시의 형태의 펌프실(25)는 다이어프램(23)의 변형 방향에 있어 얇은 공간에서 형성되기 때문에, 이와 같은 펌프실(25)와 연통하는 흡입 통로(21ｂ) 및 토출 통로(21ｃ)의 인접 부분이 접속에 필요한 부분만(통로폭 정도), 직각으로 굴곡되고 있다(도 2 참조). 이 부분에서의 레지스트 액(Ｒ)의 흐름은 순조롭고, 펌프(11) 내의 레지스트 액(Ｒ)의 흐름에 큰 영향(저항)을 주는 것은 아니다.

작동실(26)측의 펌프 하우징(22)에는, 작동실(26) 내에 작동 에어를 급배하는 급배 통로(22ｂ)가 형성되고 있다. 작동실(26)(요설부(22ａ))의 내벽면(22ｃ)에 있어서 급배 통로(22ｂ)의 개구(22ｄ)는, 원형 모양을 한 요설부(22ａ)의 중심부 에 위치하고 있다. 또한, 작동실(26)의 내벽면(22ｃ)에는, 도에 도시된 바와 같이, 단부가 작동실(26)의 주연부까지 늘어나는 십자 모양의 통풍구(22ｅ)가 형성되고 있고, 십자 모양의 통풍구(22ｅ)의 교점 부분에 급배 통로(22ｂ)의 개구(22ｄ)가 위치하고 있다. 그리고, 이 급배 통로(22ｂ)는, 펌프 하우징(22)에 고정된 전자 전환 밸브(12)에 접속되어 있다.

여기에서, 전자 전환 밸브(12)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 그 급기 포트가 급기 배관(28ａ)의 일 단에 접속되어 있다. 급기 배관(28ａ)은, 도중에 전공 레귤레이터(27)를 갖고, 배관(28ａ)의 다른 일 단이 공급원(29ａ)에 접속되고 있다. 전공 레귤레이터(27)는, 공급원(29ａ)으로부터 펌프(11)에 공급한 작동 에어의 압력이 일정한 설정압으로 되도록 컨트롤러(50)로 조정하고 있다. 전자 전환 밸브(12)의 배기 포트는, 배기 배관(28ｂ)를 이용하고 진공 발생원(29ｂ)에 접속되고 있다. 그리고, 전자 전환 밸브(12)는 컨트롤러(50)에 의하여 작동실(26)을 공급원(29ａ) 또는 진공 발생원(29ｂ)의 어느 한쪽에 접속시키기 위해 전환 동작되어, 이 전환 동작에 의하여 작동실(26)에 작동 에어가 급배되어, 펌프(11)의 토출?흡입 동작이 전환된다.

즉, 전자 전환 밸브(12)의 동작에 의하여 작동실(26)에 작동 에어가 공급되면, 작동실(26) 내부가 가압되고 다이어프램(23)이 펌프실(25) 측에 작동하고, 펌프실(25) 내에 충전된 레지스트 액(Ｒ)이 토출 통로(21ｃ)를 이용하여 하류측에 토출된다. 한편, 전자 전환 밸브(12)의 동작에 의하여 작동실(26) 내의 작동 에어가 진공으로 되어 작동실(26) 내부가 부압이 되면, 펌프실(25) 측에 작동하고 있 는 다이어프램(23)이 작동실(26) 측에 작동하고, 상류측에서 흡입 통로(21ｂ)를 이용하여 펌프실(25) 내에 레지스트 액(Ｒ)이 흡입된다

여기에서, 레지스트 액(Ｒ)의 흡입시에 있어, 다이어프램(23)은, 도５(ａ)에 도시된 바와 같이, 작동실(26)의 내벽면(22ｃ)에 접합한 최대 변형 위치까지 변형한다. 다이어프램(23)은, 도 ５(ｂ)에 도시된 바와 같이, 이 변형에 대하여 중앙부에서 변형하기 쉽고, 최대 변형 위치까지 변형하기 전에 중앙부가 먼저 급배 통로(22ｂ)의 개구(22ｄ) 부분을 덮는 사태가 발생하는 경우가 있다. 이 경우, 개구(22ｄ)는 작동실(26)의 주연부까지 늘어나는 통풍구(22ｅ)와 연통하고 있기 때문에, 다이어프램(23)의 중앙부가 먼저 급배 통로(22ｂ)의 개구(22ｄ) 부분을 덮도록 변형하여도, 접합한 중앙부에서 외측에 위치하는 통풍구(22ｅ)가 개방상태에 있고, 그 개방상태에 있는 통풍구(22ｅ)로부터 작동실(26) 내의 진공흡입이 계속될 수 있다(도 5(ｂ)에서는 작동 에어의 흐름을 화살표로 표시하고 있다). 그 때문에, 다이어프램(23)에 이와 같은 변형이 생긴 경우라도, 다이어프램(23)은 최대 변형 위치까지 단시간에 확실하게 변형할 수 있고, 펌프실(25)에의 레지스트 액(Ｒ)의 충전시간 단축과 충전량을 충분히 확보할 수 있도록 되어 있다.

펌프 하우징(21, 22)의 하부 중앙에는, 봉상을 한 흡입측 유로 부재(17)이 고정되어 있다. 흡입측 유로 부재(17)는, 펌프(11)의 평평 방향으로 따르도록 설치된다. 흡입측 유로 부재(17)에는, 아래쪽에 거의 직선 모양으로 늘어나는 흡입 통로(17a)가 형성되어 있다. 이 흡입 통로(17a)는, 상기 펌프(11)의 흡입 통로(21b)와 동일 직선(Ｌ1) 위에 마련되어 있다. 또한, 흡입측 유로 부재(17)의 펌프 하우 징(21)과의 대향면에는, 흡입 통로(17a) 주위에 수용 오목부(17b)가 형성되고 있고, 그 수용 오목부(17b)에는, 실링(33)이 수용되고 있다. 실링(33)은, 흡입측 유로 부재(17)과 펌프 하우징(21)과의 사이에 개재되어, 양 부재간의 간극으로부터 흡입 통로(17a, 21b) 내의 레지스트 액(R)이 새지 않도록 실링한다.

또, 실링(33)은, 그 내주면(33ａ)이 각 흡입 통로(17a, 21b)의 내주면과 매끈매끈하게 연결된 형상을 하고 있고, 구체적으로는 그 내주면(33a)이 각 흡입 통로의 내주면과 연결되고, 실링(33)의 두께 방향에 대하여 통로(17a, 21b)로부터 중앙부를 향하는 정도로, 지름 방향 외측에 오목하게 된 형상을 하고 있다. 즉, 실링(33)의 부분에 있어서 레지스트 액(R)의 흐름을 순조롭게 하여, 레지스트 액(R)이나 기포가 체류하는 것이 방지되고 있다. 이와 관련하여, 일반적으로 사용되는 단면 원형 모양의 실 링(O 링) 을 이용한 경우에서는, 그 실링과 각 흡입 통로(17a, 21b)와의 사이에서 예각의 홈부가 생기고 그 통로(17a, 21b)의 내주면과 매끈매끈하게 연결되지 않는 형상으로 되기 때문에, 이것이 레지스트 액(R)이나 기포가 체류하는 부분으로 되어, 바람직하지 않다. 그리고, 흡입측 유로 부재(17)는, 선단부에 설치된 조인트 (19)를 이용하여, 도 ３에 도시된 바와 같이, 흡입 배관(31)의 일 단과 연결되고, 이 흡입 배관(31)의 또 다른 일단은, 레지스트 병(30)에 충전되어 있는 레지스트 액(R) 내에 도출된다.

또한, 흡입측 유로 부재(17)에는, 에어 오퍼레이트 밸브로 된 흡입측 차단 밸브(13)가 일체적으로 조립되어 있다. 흡입측 차단 밸브 (13)는, 대략 사각 기둥모양을 하고 있고, 흡입측 유로 부재(17)에 대하여 직교하는 방향으로서, 또한 펌 프(11)(펌프 하우징(21, 22)) 의 평평 방향에 따르도록 설치된다. 여기에서, 흡입측 차단 밸브 (13)는, 도 ３에 도시된 바와 같이, 컨트롤러(50)의 제어에 근거한 전공 레귤레이터(32)의 전환 동작에 의하여, 흡입 통로(17a)의 차단?개방의 전환을 행한다. 즉, 흡입측 차단 밸브(13)는, 도 １에 도시된 바와 같이, 그 급배실(13ａ)이 전공 레귤레이터(32)의 전환 동작에 의하여 대기에 개방되면, 밸브 (13ｂ)가 스프링 (13ｃ)으로부터의 부세력(付勢力)을 받아 흡입 통로(17a)를 차단하고, 급배실(13ａ)에 공급원(29a)로부터 작동 에어가 공급되면, 밸브 (13ｂ)가 스프링(13ｃ)의 부세력에 대항하여 몰입하고 흡입 통로(17a)를 개방하도록 구성되어 있다. 또한, 밸브 (13ｂ)의 근접 부분의 흡입 통로(17a)는, 그 밸브(13ｂ)에 의한 개방 또는 차단을 확실하게 행하는데도 필요한 부분(통로폭 정도), 직각으로 굴곡되고 있다. 이 부분에 있어도 레지스트 액(R)의 흐름은 순조롭고, 유로 부재(17) 내의 레지스트 액(R)의 흐름에 큰 영향(저항) 을 주는 것은 아니다.

펌프 하우징(21, 22)의 상부 중앙에는, 봉 모양을 한 토출측 유로 부재(18)가 고정되고 있다. 토출측 유로 부재(18)은, 펌프(11)의 평평 방향에 따르도록 설치된다. 토출측 유로 부재(18)에는, 상방에 대략 직선 모양으로 늘어나는 토출 통로(18a)가 형성되어 있다. 이 토출 통로(18a)는, 상기 펌프(11)의 토출 통로(21ｃ)와 동일 직선(L 1) 위에 마련되어 있다. 또, 토출측 유로 부재(18)의 펌프 하우징(21)과의 대향면에는, 토출 통로(18a) 주위에 수용 오목부 (18ｂ)가 형성되어 있고, 그 수용 오목부(18ｂ)에는, 실링(34)가 수용되어 있다. 실링(34)은, 토출측 유로 부재(18)와 펌프 하우징(21)과의 사이에 개재되어, 양 부재간의 간극으로부터 토출 통로(18a, 21ｃ) 내의 레지스트 액(R)이 새지 않도록 실링한다.

또한, 실 링(34)은, 상기 실링(33)과 마찬가지로, 그 내주면(34ａ)이 각 토출 통로(18a, 21ｃ)의 내주면과 매끈매끈하게 연결된 형상을 하고 있고, 레지스트 액(R)이나 기포가 체류하는 것을 방지하는 구조로 되어 있다. 그리고, 토출측 유로 부재(18)는, 선단부에 설치된 조인트(20)을 이용하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 일 단에 노즐(35a)를 갖는 토출 배관(35)의 다른 일단에 접속된다. 노즐(35a)은, 아래쪽에 지향됨과 동시에, 회전판(36) 위에 재치(載置)되고 그 회전판(36)과 동시에 회전한 반도체 웨이퍼(37)의 중심 위치에 레지스트 액(R)이 적하(滴下)되는 위치에 배치되어 있다.

또한, 토출측 유로 부재(18)에는, 에어 오퍼레이트 밸브로 된 토출측 차단 밸브(14)가 일체적으로 조립되어 있다. 토출측 차단 밸브 (14)는, 대략 사각 기둥모양을 하고 있고, 토출측 유로 부재 (18)에 대하여 직교 방향으로, 또한 펌프(11)(펌프 하우징(21, 22))의 평평 방향에 따르도록 설치된다. 여기에서, 토출측 차단 밸브(14)는, 상기 흡입측 차단 밸브(13)와 마찬가지로 구성되어, 도 ３에 도시된 바와 같이, 컨트롤러(50)의 제어에 근거한 전공 레귤레이터(38)의 전환 동작에 의하여, 토출 통로(18a)의 차단?개방의 전환을 행한다. 즉, 토출측 차단 밸브(14)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 그 급배실(14a)이 전공 레귤레이터(38)의 전환 동작에 의하여 대기에 개방되면, 밸브(14b)가 스프링(14c)로부터의 부세력을 받아 토출 통로(18a)를 차단하고, 급배실(14a)에 공급원(29a)로부터 작동 에어가 공급되면, 밸브(14b)가 스프링(14c)의 부세력에 대항하여 몰입하고 토출 통로(18a)를 개방하도록 구성되어 있다. 또한, 밸브(14b)의 근접 부분의 토출 통로(18a)는, 그 밸브(14b)에 의한 개방 또는 차단을 확실하게 행하는데 필요한 부분(통로폭 정도) , 직각으로 굴곡되어 있다. 이 부분에 있어도 레지스트 액(R)의 흐름은 순조롭고, 유로 부재(18) 내의 레지스트 액(R)의 흐름에 큰 영향(저항)을 주는 것은 아니다.

또한, 토출측 유로 부재(18)에는, 에어 오퍼레이트 밸브로 되는 색 백 밸브(15)가 토출측 차단 밸브(14)보다 하류측에 그 차단 밸브(14)와 비견하도록 하여 일체적으로 조립되어 있다. 색 백 밸브(15)도 동일하게 대략 사각 기둥모양을 하고 있고, 토출측 유로 부재(18)에 대하여 직교 방향으로, 또한 펌프(11)(펌프 하우징(21, 22)) 의 평평 방향에 따르도록 설치된다. 여기에서, 색 백 밸브(15)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 컨트롤러(50)의 제어에 근거하는 전공 레귤레이터(39)의 전환 동작에 의하여, 그 밸브(15)보다 하류측 유로 내에 있는 레지스트 액(R)을 상류측에 소정량 인입하고, 노즐(35a)로부터 레지스트 액(R)의 예상하지 못한 적하를 방지하는 것이다. 즉, 색 백 밸브(15)는, 도１에 도시된 바와 같이, 그 급배실(15ａ)이 전공 레귤레이터(39)의 전환 동작에 의하여 대기에 개방되면, 밸브(15ｂ)가 스프링(15ｃ)로부터의 부세력을 받아 몰입하여 토출 통로(18a)에 연통하여 마련되어 있는 용적 확대실(18ｃ)의 용적을 크게 하여, 그 용적 확대실(18ｃ)에 레지스트 액(R)을 소정량 인입한다. 한편, 급배실(15ａ)에 공급원 (29a)으로부터 작동 에어가 공급되면, 밸브(15ｂ)가 스프링(15ｃ)의 부세력에 대항하여 돌출하고 토출 통로(18a)에 설치된 용적 확대실(18ｃ)를 작게 하도록 구성되어 있다.

더욱, 토출측 유로 부재(18)에는, 대략 직방체 형상을 한 레귤레이터 장치 (16)가 토출측 차단 밸브(14) 및 색 백 밸브(15)와는 반대측에 고정되어 있다. 즉, 레귤레이터 장치(16)는, 펌프(11)의 평평 방향에 따르도록 토출측 유로 부재(18)에 대하여 설치된다. 레귤레이터 장치(16)는, 그 베이스 부재(41)는 토출측 유로 부재(18)에 대하여 고정되어 있다. 베이스 부재(41)에는 고정대(42)가 고정되어 있고, 그 고정대(42)에는 토출측 차단 밸브 (14) 및 색 백 밸브(15)를 바꾸는 각 전공 레귤레이터(38, 39)가 고정되어 있다. 이 고정대(42)에는, 전공 레귤레이터(38, 39)를 커버하는 커버 부재(43)가 장착되고 있다. 또한, 고정대(42) 및 베이스 부재(41)에는, 각 전공 레귤레이터(38, 39)와 연통하는 연통 통로(45, 46)가 각각 형성되어, 각 연통 통로(45, 46)는, 도시하지 않지만 토출측 차단 밸브(14) 및 색 백 밸브(15)의 급배실(14a, 15ａ)에 각각 연통하고 있다. 각 전공 레귤레이터(38, 39)는, 컨트롤러(50)의 제어에 근거하여 토출측 차단 밸브(14) 및 색 백 밸브(15)의 급배실(14a, 15ａ)에 작동 에어를 급배시키어, 토출측 차단 밸브(14) 및 색 백 밸브(15)를 작동시킨다.

이와 같이 구성된 펌프 유닛(10)에 있어, 레지스트 액(R)의 유로로 되어 있는 흡입측 유로 부재(17) 내의 흡입 통로(17a)와, 펌프(11) 내의 흡입 통로(21b) 및 토출 통로(21ｃ)와, 토출측 유로 부재 (18)의 토출 통로(18a)를 함께 직선 모양으로 하고 동일 직선 (L 1) 위에 배치한 구조로 되어 있다. 즉, 이 펌프 유닛(10)은, 레지스트 액(R)의 유로 길이를 매우 단축하면서, 레지스트 액(R)의 유로 중에 있어 레지스트 액(R)이나 기포가 체류한 부분을 아주 절감한 구조로 되어 있다. 또 한, 실링(33, 34)에 있어도, 레지스트 액(R)이나 기포가 체류한 부분을 아주 절감하는 구조로 되어 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 컨트롤러(50)는, 펌프(11)에 공급한 작동 에어가 설정압으로 되도록 전공 레귤레이터(27)을 제어함과 동시에, 펌프(11)의 전환 동작을 행하는 전자 전환 밸브(12)나 흡입측 차단 밸브(13)를 전환 동작시키는 전공 레귤레이터(32), 토출측 차단 밸브(14) 및 색 백 밸브(15)를 작동시키는 전공 레귤레이터(38, 39)를 제어하고, 약액 공급 시스템의 일련의 동작을 제어하고 있다.

즉, 약액 공급 시스템의 동작을 시작하는 명령이 발생하면, 컨트롤러(50)는, 먼저, 전공 레귤레이터(32)를 제어하여 흡입측 차단 밸브(13)를 바꾸고, 흡입 통로(17a)를 차단 상태로 한다. 이것에 의해, 펌프(11)와 레지스트 병 (30)이 차단된 상태로 된다. 또한, 컨트롤러(50)는, 전자 전환 밸브(12)를 바꾸어, 설정압에 조정된 작동 에어를 펌프(11) 내의 작동실(26)에 공급한다. 이것에 의해 다이어프램(23)이 펌프실(25) 측에 작동하려고 하고, 펌프실(25) 내에 충전된 레지스트 액(R)을 가압한다. 이 때, 펌프(11) 하류측의 토출측 차단 밸브(14)에 의하여 토출 통로(18a)가 차단 상태가 되고, 레지스트 액(R)은 토출되지 않는다.

다음, 컨트롤러(50)는, 전공 레귤레이터(38)을 제어하고 토출측 차단 밸브 (14)를 바꾸어 토출 통로(18a)를 개방함과 동시에, 전공 레귤레이터(39)를 제어하고 색 백 밸브(15)에 의한 레지스트 액(R)의 인입을 해제한다. 이 때, 다이어프램(23)에 의하여 펌프실(25)의 레지스트 액(R)이 가압되고 있기 때문에, 펌프(11)로부터 레지스트 액(R)이 토출되어, 그 레지스트 액(R)이 토출 통로(18a)를 이용하 여 토출 배관(35) 선단의 노즐(35a)로부터 반도체 웨이퍼(37) 위에 일정량 적하된다.

다음, 컨트롤러(50)는, 전공 레귤레이터(38)을 제어하고 토출측 차단 밸브 (14)를 바꾸어, 토출 통로(18a)를 차단한다. 이것에 의해, 노즐(35a)로부터의 레지스트 액(R)의 토출이 정지된다. 또한, 컨트롤러(50)는, 전공 레귤레이터 (39)를 제어하고 색 백 밸브 (15)에 의한 소정량의 레지스트 액(R)의 인입을 행하고, 노즐(35a)로부터 레지스트 액(R)의 예상하지 못하는 적하를 방지한다.

다음, 컨트롤러(50)는, 전공 레귤레이터(32)를 제어하고 흡입측 차단 밸브 (13)을 바꾸고, 흡입 통로(17a)를 개방한다. 이것에 의해, 펌프(11)와 레지스트 병(30)이 연통되는 상태로 된다. 또, 컨트롤러(50)는, 전자 전환 밸브(12)를 바꾸어, 작동실(26) 내의 작동 에어를 진공 발생원(29b)에 의하여 흡인한다. 그러면, 작동실(26) 내가 부압되어, 다이어프램(23)이 작동실(26)의 내벽면(22c)에 접합한 최대 변형 위치까지 변형하고, 레지스트 액(R)이 펌프실(25) 내에 흡입되고 충전된다.

이러한 흡입시에 있어, 다이어프램(23)의 중앙부가 먼저 급배 통로(22b)의 개구(22d) 부분을 덮는 사태가 생기는 경우, 개구(22d)는 작동실(26)의 주연부까지 늘어나는 통풍구(22e)와 연통하고 있기 때문에, 먼저 접합한 중앙부에서 외측에 위치한 통풍구(22e)로부터 작동실(26) 내의 진공 흡인이 계속하여 행해진다. 그 때문에, 다이어프램(23)에 이와 같은 변형이 생긴 경우라도, 다이어프램(23)은 작동실(26) 측의 최대 변형 위치까지 단시간에 확실하게 변형할 수 있고, 펌프실(25) 내로의 레지스트 액(R)의 충전시간 단축과 충전량을 충분히 확보할 수 있다. 그리고, 이 이후에 있어서는, 컨트롤러(50)는 상기 동작을 반복하여, 차례 차례로 반송되는 각 반도체 웨이퍼(37) 위에 레지스트 액(R)을 일정량씩 적하하게 되어 있다.

다음에, 이와 같은 본 실시 형태의 특징적인 작용 효과를 기재한다.

본 실시의 형태에서는, 작동실(26)(요설 부(22a))의 내벽 면(22c)에는, 그 중심부에 급배 통로(22b)의 개구(22d)가 위치하고, 그 급배 통로(22b)의 개구(22d)로부터 그 내벽면(22c)의 주연부 측에 전개하는 십자 모양의 통풍구(22e)가 형성되어 있다. 레지스트 액(R)의 흡입시에 있어서는, 작동실(26) 내의 작동 에어가 급배 통로(22b)를 통하여 흡인된다. 이 경우, 다이어프램(23)은 중앙부에서 변형하기 쉽고, 그 중앙부가 먼저 급배 통로(22b)의 개구(22d) 부분을 덮는 사태가 생기는 것이 있다. 그렇지만, 본 실시의 형태와 같이 급배 통로(22b)의 개구(22d)는 작동실(26)의 주연부에 전개한 통풍구(22e)와 연통하고 있기 때문에, 다이어프램(23)이 이와 같이 변형해도, 접합한 중앙부에서 외측에 위치한 통풍 구(22e)가 개방상태에 있고, 그 개방상태에 있는 통풍구(22e)로부터 작동실(26) 내의 작동 에어의 흡인이 계속 가능하다. 그 때문에, 다이어프램(23)에 이와 같은 변형이 생긴 경우라도, 작동실(26) 측의 최대 변형 위치까지 그 다이어프램(23)의 변형이 단시간에 확실해지고, 펌프실(25)로의 레지스트 액(R)의 충전시간 단축과 충전량을 충분히 확보하는 것이 가능하다.

또한, 본 실시의 형태에서는, 급배 통로(22b)의 개구(22d)는, 원형 모양을 하는 작동실(26)의 내벽면(22c)의 중심부에 위치하고 있기 때문에, 작동실(26) 내 의 작동 에어의 급배를 효율 좋게 하는 것이 가능하도록 되어 있다.

본 실시의 형태에서는, 통풍구(22e)는 작동실(26)의 주연부까지 늘어나고 있기 때문에, 다이어프램(23)이 작동실(26) 측에 충분히 변형할 때까지, 그 다이어프램 (23)에 통풍구(22e)가 폐색하지 않도록 할 수 있고, 작동실(26) 내의 작동 에어의 흡인을 확실하게 하는 것이 가능하다.

본 실시의 형태에서는, 통풍구(22e)는, 대칭 형상을 하는 원형 모양의 작동실(26)(요설부(22a))의 내벽면(22c)의 중심부를 그 중심으로 하는 대칭 형상을 한 십자 모양으로 형성되어 있다. 그 때문에, 레지스트 액(R)의 흡입시에 있어, 다이어프램(23)의 중앙부가 먼저 급배 통로(22b)의 개구(22d) 부분을 덮는 상태가 생긴 경우, 이 통풍구(22e)에 의해 작동실(26) 내를 안정된 부압 상태로 할 수 있고, 다이어프램(23)을 안정시키고 변형시키는 것이 가능하다.

본 실시의 형태에서는, 통풍 구(22e)는 직선 모양으로 형성되기 때문에, 그 통풍구(22e)를 용이하게 형성하는 것이 가능하다.

본 실시의 형태에서는 펌프(11)의 박형화를 도모하기 위해, 펌프 하우징(22)은 다이어프램(23)의 변형 방향에 얇게 형성되기 때문에, 작동실(26)도 같은 방향에 얇게 형성되어 있다. 그 때문에, 레지스트 액(R)의 흡입시에 있어, 다이어프램(23)의 중앙부가 먼저 작동실(26)의 내벽면(22c)에 접합하는 것이 생기기 쉬운 구조로 되기 때문에, 상기와 같이 통풍 구(22e)를 설치하는 의의는 크다.

또한, 본 발명은 상기 실시의 형태의 기재 내용으로 한정되지 않고, 예를 들면 다음과 같게 실시해도 좋다.

상기 실시의 형태에서는, 작동실(26)(요설 부(22a)) 의 내벽 면(22c)에 십자 모양의 통풍구(22e)를 형성했지만, 통풍구의 형상은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 통풍구(22e)는 십자 모양, 즉 개구(22d)로부터 4 방향에 연장시킨 형상으로 되어 있지만, 개구(22d)로부터 3 방향에 연장시킨 Ｙ 자 모양의 통풍구도 상관없다. 또한, 통풍구를 이들 이외의 짝수 또는 홀수의 방향에 연장시킨 형상도 가능하다. 또한, 통풍구의 형상을 변경한 경우, 통풍구는 작동실(26)의 주연부에 근접할수록 바람직하고, 상기 실시의 형태와 같이 작동실(26)(요설 부(22a)) 의 주연부까지 연장시키는 것이 가장 바람직하다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 작동실(26)의 내벽면(22c) 전체를 조면으로 형성하고, 도 7(ｂ)의 파선에 도시된 바와 같이, 조면화한 것에 의한 각 오목부(22g)의 연속에 의해 통풍구(22f)를 구성해도 상관없다. 이와 같이 하여도, 레지스트 액(R)의 흡입시에 있어서는, 도 7(ａ) 에 도시된 바와 같이, 다이어프램 (23)의 중앙부가 먼저 급배 통로(22b)의 개구(22d) 부분을 덮는 사태가 생긴 경우, 개구(22d)는 작동실(26)의 주연부까지 오목부(22g)의 연속에 의해 전개하는 통풍구(22f)와 연통하고 있기 때문에, 먼저 접합한 중앙부에서 외측에 위치한 통풍 구(22f)로부터 작동실(26) 내의 진공 흡인이 계속하여 행해진다(도 ７(ｂ) 에서는 작동 에어의 흐름을 화살표로 나타내고 있다). 이와 같이 하여도, 상기 실시의 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 내벽면(22c)의 조면화는, 쇼트블라스트(shot blast), 즉 입자 모양의 연삭재를 취부한 것에 의하여 용이하게 형성하는 것이 가능하다. 게다가, 내벽 면(22c)의 조면화는 그 내벽면(22c)의 전체에 대하여 행해지기 때문에, 내벽 면(22c)에 있어 조면화하지 않는 영역을 마스크하는 수고를 줄일 수 있고, 내벽 면(22c)의 조면화가 용이하다.

상기 실시의 형태에서는, 급배 통로(22b)의 개구(22d)를 작동실(26)(요설 부(22a)) 의 중심부에 설정했지만, 중심부에서 오프셋 시켰던 위치에 설정해도 좋다.

상기 실시의 형태에서는, 레지스트 액(R)의 흡입시에 작동실(26)을 부압하지만, 대기 개방에서도 상관없다. 이 경우, 예를 들면 레지스트 병(30) 내를 가압하여 대응한다.

상기 실시의 형태에서는, 약액 공급용 펌프로서 펌프(11)에 각 차단 밸브(13, 14)나 색 백 밸브 (15) 등을 일체로 조립하는 펌프 유닛(10)으로 실시하지만, 적어도 펌프(11) 본체를 갖는 다른 구성에 실시해도 좋다.

상기 실시의 형태에서는, 작동 에어를 예로 들어 설명했지만, 에어 이외에도 질소 등의 다른 기체를 이용해도 상관없다.

상기 실시의 형태에서는, 약액으로서 레지스트 액(R)을 이용한 예를 나타냈지만, 이것은 약액의 적하 대상이 반도체 웨이퍼(37)을 전제로 했기 때문이다. 따라서, 약액 및 그 약액의 적하 대상은 그 밖의 것이라도 상관없다.

Claims (10)

1. 가요성막으로 이루어진 다이어프램으로 펌프실과 작동실을 구분하고, 상기 작동실 내가 작동 기체를 이용하여 가압되는 것에 의해 상기 다이어프램이 상기 펌프실 측으로 변형하고 상기 펌프실 내에 충전된 약액을 토출함과 동시에, 상기 작동실 내가 작동 기체의 흡인에 의하여 부압되고, 또는 상기 작동실 내를 대기 개방하는 것에 의하여 상기 다이어프램이 상기 작동실 측으로 변형하여 상기 펌프실 내에 약액을 흡입하는 약액 공급용 펌프에 있어서,

   상기 다이어프램이 상기 작동실 쪽으로 변형할 때에, 상기 다이어프램의 일부가 작동실의 내벽면에 접하도록 형성되며,

   펌프 하우징에는, 상기 작동실 내에 상기 작동 기체를 급배하는 급배 통로가 형성되고, 상기 작동실의 상기 내벽면의 일부에 상기 급배 통로의 개구가 마련되어 있고,

   상기 작동실의 내벽면에는, 상기 급배 통로의 개구로부터 상기 내벽면의 주연부 측에 전개한 통풍구가 형성되어 있으며,

   상기 다이어프램의 일부가 상기 작동실의 내벽면에 접할 때에, 상기 통풍구의 상기 내벽면의 주연부 쪽이 개방 상태여서 작동실 내로 작동 기체의 흡인을 허용하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 약액 공급용 펌프.
2. 제1항에 있어서,

   상기 작동실의 내벽면은, 원형 모양을 하고 있고,

   상기 급배 통로의 개구는, 상기 작동실의 내벽면의 중심부에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 약액 공급용 펌프.
3. 제1항에 있어서,

   상기 작동실의 내벽면은, 상기 중심부에 상기 급배 통로의 개구를 갖는 동시에, 상기 중심부를 중심으로 하는 대칭 형상으로 형성되어 있고,

   상기 통풍구는, 상기 작동실의 내벽면과 대응하고 상기 급배 통로의 개구의 중심을 상기 개구의 중심으로 하는 대칭 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 약액 공급용 펌프.
4. 제1항에 있어서,

   상기 통풍구는, 상기 작동실의 내벽면의 주연부까지 단부가 연장된 직선 모양을 하고 있는 것을 특징으로 하는 약액 공급용 펌프.
5. 제1항에 있어서,

   상기 통풍구는, 상기 작동실의 내벽면을 조면으로 형성하는 것에 의한 오목부의 연속에 의하여 구성되는 것인 것을 특징으로 하는 약액 공급용 펌프.
6. 제5항에 있어서,

   상기 작동실의 내벽면의 조면화는, 그 내벽면의 전체에 대하여 행해지고 있는 것을 특징으로 하는 약액 공급용 펌프.
7. 제1항에 있어서,

   상기 펌프 하우징은, 상기 다이어프램의 변형 방향으로 얇게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 약액 공급용 펌프.
8. 제2항에 있어서,

   상기 통풍구는, 상기 작동실의 내벽면의 주연부까지 단부가 연장된 직선 모양을 하고 있는 것을 특징으로 하는 약액 공급용 펌프.
9. 제2항에 있어서,

   상기 통풍구는, 상기 작동실 내의 내벽면을 조면으로 형성하는 것에 의한 오목부의 연속에 의하여 구성되는 것인 것을 특징으로 하는 약액 공급용 펌프.
10. 제9항에 있어서,

    상기 작동실의 내벽면의 조면화는, 그 내벽면의 전체에 대하여 행해지고 있는 것을 특징으로 하는 약액 공급용 펌프.

Images