(57)【要約】【課題】  清浄雰囲気内に設置されて使用される場合でも、シリンダ室内からの排気のための配管を無くすことができる単動空気シリンダ弁を提供する。【解決手段】  流入側通路２０、流出側通路２２、流入側通路２０と流出側通路２２との連通部分に形設された弁座２４、弁座２４に対し密接および離間する弁体３８が設けられたピストン３２、ピストン３２でエアー導入室部３０ａと排気室部３０ｂとに気密に仕切られるシリンダ室３０、エアー導入室部３０ａに連通するエアー通路５０、操作用エアー供給源に流路接続されたエアー配管が接続されるエアー導入口５２、排気室部３０ｂに連通する排気通路５４、排気通路５４に連通する排気口５６、および、ピストン３２を排気室部３０ｂ側からエアー導入室部３０ａ側へ常時付勢する圧縮コイルばね４８を備え、内部の容積が可変であるベローズ５８を排気口５６に気密に接続した。【選択図】  図１
2005282712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流入する流入側通路と、
前記流入側通路に連通し流体が流出する流出側通路と、
前記流入側通路と前記流出側通路とが連通する部分に形設された弁座と、
前記弁座に対し密接および離間する弁体が設けられ、その弁体を弁座に対し密接および離間させるように往復移動するピストンと、
前記ピストンを摺動可能に収容し、ピストンによってエアー導入室部と排気室部とに気密に仕切られるシリンダ室と、
前記シリンダ室のエアー導入室部に連通するエアー通路と、
前記エアー通路に連通し、操作用エアー供給源に流路接続されたエアー配管が接続されるエアー導入口と、
前記シリンダ室の排気室部に連通する排気通路と、
前記排気通路に連通する排気口と、
前記ピストンを前記シリンダ室の排気室部側からエアー導入室部側へ常時付勢する弾発機構と、を備え、
接続口部を有し内部の容積が可変である空気溜め部材を前記排気口に気密に接続したことを特徴とする単動空気シリンダ弁。
【請求項２】
請求項１に記載の単動空気シリンダ弁において、
前記空気溜め部材がベローズであることを特徴とする単動空気シリンダ弁。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の単動空気シリンダ弁において、
前記空気溜め部材の接続口部が前記排気口に着脱自在に接続されたことを特徴とする単動空気シリンダ弁。
【請求項４】
処理液を使用して基板の処理を行う処理部を備えた基板処理装置において、
前記処理部へ処理液を供給するための処理液供給配管に、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の単動空気シリンダ弁を介挿して設けたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
処理液を使用して基板の処理を行う処理部を備えた基板処理装置において、
前記処理部から使用済みの処理液を排出するための排液用配管に、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の単動空気シリンダ弁を介挿して設けたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
処理液を使用して基板の処理を行う処理部と、
この処理部の周囲を包囲する処理チャンバと、
を備えた基板処理装置において、
前記処理チャンバ内へ気体を供給するための気体供給配管に、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の単動空気シリンダ弁を介挿して設けたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】
処理液を使用して基板の処理を行う処理部と、
この処理部の周囲を包囲する処理チャンバと、
を備えた基板処理装置において、
前記処理チャンバ内から気体を排出するための排気用配管に、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の単動空気シリンダ弁を介挿して設けたことを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、清浄雰囲気内に設置された配管に介挿して設けるのに適した単動空気シリンダ弁、ならびに、その単動空気シリンダ弁を備え、半導体ウエハ、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、プリント基板等の基板の処理を行う基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体装置、ＦＰＤ装置等の製造プロセスにおいては、半導体ウエハ、ガラス基板等の基板に対し各種の処理液を使用して洗浄、塗布、現像、エッチング、剥離等の各種の処理が施される。これらの基板の処理は、クリーンルーム内の清浄雰囲気中において行われる。そして、処理槽等の基板処理部には、その処理部へ処理液を供給するための配管や処理部から使用済みの処理液を排出するための配管が設置され、また、処理槽等の周囲を包囲する処理チャンバ内へ気体を供給するための配管や処理チャンバ内から気体を排出するための配管が設置される。それらの配管には、それぞれ開閉制御弁が介挿して設けられ、開閉制御弁として、例えば空気圧を利用して操作する空気シリンダ弁が使用される。
【０００３】
空気シリンダ弁は、処理液供給配管、排液用配管、気体供給配管、排気用配管などの配管に流路接続されるボディ部と、空気圧によってシリンダ機構を駆動させピストンに設けられた弁体を弁座に対し当接および離間させて流路を連通および遮断するアクチュエータ部とから構成されている。ボディ部には、入力ポートおよび出力ポート、ならびに、その各ポートに連通する流入側通路および流出側通路が形成されており、流入側通路と流出側通路とが連通する部分に弁座が形設されている。アクチュエータ部にはシリンダ室が形成され、シリンダ室に、弁体が設けられたピストンが摺動可能に収容されている。シリンダ室内は、ピストンによって２つの室に気密に仕切られ、各室に連通するエアー通路がそれぞれ形設されており、各エアー通路に連通するように形成された各エアー接続ポートにエアー配管がそれぞれ接続される（例えば、特許文献１参照。）。そして、単動空気シリンダ弁では、シリンダ室の一方の室がエアー導入室部となり、そのエアー導入室部にエアー通路を通して連通するエアー接続ポートに、操作用の圧縮空気の供給源に流路接続されたエアー配管が接続される。また、シリンダ室の他方の室が排気室部となり、その排気室部に排気通路を通して連通する排気接続ポートに排気用配管が接続される。シリンダ室から排気用配管を通して排出される空気中には、ピストンの摺動に伴って発生した塵埃が含まれる可能性があるので、半導体製造装置のようにクリーンルーム内の清浄雰囲気中において基板の処理を行う必要がある装置では、排気用配管の空気吐出口は、作業が行われる清浄雰囲気の外部に設置された排気部屋などに配置される。
【特許文献１】特開平９−９４５４６号公報（第４−７頁、図１、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記したように、清浄雰囲気内に設置されて使用される単動空気シリンダ弁においては、圧縮空気の導入側となるエアー接続ポートにエアー配管を接続する他に、単にシリンダ室内の空気を排出するためだけに、排気側となる排気接続ポートにも排気用配管、例えばＰＦＡ等のフッ素樹脂製のチューブを接続し、そのチューブを清浄雰囲気のエリア外まで取り回して配設していた。このため、配管作業に多くの手間と時間と費用がかかっていた。しかも、基板処理装置などでは多数の弁が使用されるので、エアー配管系が複雑となり、このため、配管作業が非常に面倒なものとなり、また、装置周りも煩雑化し、メンテナンス性も悪い。
【０００５】
この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、清浄雰囲気内に設置されて使用される場合でも、シリンダ室内からの排気のための配管を無くすことができる単動空気シリンダ弁を提供すること、ならびに、そのような単動空気シリンダ弁を備えた基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、流体が流入する流入側通路と、前記流入側通路に連通し流体が流出する流出側通路と、前記流入側通路と前記流出側通路とが連通する部分に形設された弁座と、前記弁座に対し密接および離間する弁体が設けられ、その弁体を弁座に対し密接および離間させるように往復移動するピストンと、前記ピストンを摺動可能に収容し、ピストンによってエアー導入室部と排気室部とに気密に仕切られるシリンダ室と、前記シリンダ室のエアー導入室部に連通するエアー通路と、前記エアー通路に連通し、操作用エアー供給源に流路接続されたエアー配管が接続されるエアー導入口と、前記シリンダ室の排気室部に連通する排気通路と、前記排気通路に連通する排気口と、前記ピストンを前記シリンダ室の排気室部側からエアー導入室部側へ常時付勢する弾発機構と、を備え、接続口部を有し内部の容積が可変である空気溜め部材を前記排気口に気密に接続したことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の単動空気シリンダ弁において、前記空気溜め部材がベローズであることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の単動空気シリンダ弁において、前記空気溜め部材の接続口部が前記排気口に着脱自在に接続されたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係る発明は、処理液を使用して基板の処理を行う処理部を備えた基板処理装置において、前記処理部へ処理液を供給するための処理液供給配管に、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の単動空気シリンダ弁を介挿して設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項５に係る発明は、処理液を使用して基板の処理を行う処理部を備えた基板処理装置において、前記処理部から使用済みの処理液を排出するための排液用配管に、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の単動空気シリンダ弁を介挿して設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項６に係る発明は、処理液を使用して基板の処理を行う処理部と、この処理部の周囲を包囲する処理チャンバと、を備えた基板処理装置において、前記処理チャンバ内へ気体を供給するための気体供給配管に、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の単動空気シリンダ弁を介挿して設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項７に係る発明は、処理液を使用して基板の処理を行う処理部と、この処理部の周囲を包囲する処理チャンバと、を備えた基板処理装置において、前記処理チャンバ内から気体を排出するための排気用配管に、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の単動空気シリンダ弁を介挿して設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明の単動空気シリンダ弁においては、操作用エアー供給源からエアー配管を通してエアー導入口へ圧縮空気が供給され、エアー通路を通ってシリンダ室のエアー導入室部に圧縮空気が導入されると、シリンダ室内においてピストンがエアー導入室部側から排気室部側へ摺動し、ピストンに設けられた弁体が弁座から離間しまたは弁座に密接する。これにより、流入側通路と流出側通路とが連通しまたは流入側通路と流出側通路との連通が遮断され、流体が流入側通路および流出側通路を通って流動しまたは流体の流通が停止される。このとき、シリンダ室の排気室部内の空気は、排気室部内から排気通路を通って排気口から排出され、排気口から排出された空気は、空気溜め部材内へ流入し、これに伴って空気溜め部材が膨張する。一方、操作用エアー供給源からの圧縮空気の供給が停止されると、弾発機構の付勢力によりシリンダ室内においてピストンが排気室部側からエアー導入室部側へ摺動し、ピストンに設けられた弁体が弁座に密接しまたは弁座から離間する。これにより、流入側通路と流出側通路との連通が遮断されまたは流入側通路と流出側通路とが連通し、流体の流通が停止されまたは流体が流入側通路および流出側通路を通って流動する。このとき、空気溜め部材内の空気は、排気口から排気通路を通してシリンダ室の排気室部内に吸入され、これに伴って空気溜め部材が収縮する。このように、シリンダ室の排気室部内の空気は、空気溜め部材内との間で流動するだけであり、外部へ放出されることがない。このため、清浄雰囲気を汚染することはない。
したがって、請求項１に係る発明の単動空気シリンダ弁を使用すると、清浄雰囲気内に設置される場合でも、シリンダ室内からの排気のための配管を無くすことができ、このため、配管作業に要していた手間と時間と費用を節減することができ、エアー配管系が単純化して、装置周りの煩雑さも解消され、メンテナンス性も良好となる。
【００１４】
請求項２に係る発明の単動空気シリンダ弁では、ベローズが膨張および収縮することにより、シリンダ室の排気室部の容積の変化に伴う空気の流動が許容される。
【００１５】
請求項３に係る発明の単動空気シリンダ弁では、空気溜め部材の接続口部が排気口に着脱自在に接続されることにより、空気溜め部材の交換や保守・点検が容易となる。
【００１６】
請求項４に係る発明の基板処理装置では、処理液供給配管に設置された単動空気シリンダ弁において、そのシリンダ室内からの排気のための配管を無くすことができるので、配管作業に要していた手間と時間と費用を節減することができ、エアー配管系が単純化して、装置周りの煩雑さも解消され、メンテナンス性も良好となる。
【００１７】
請求項５に係る発明の基板処理装置においては、排液用配管に設置された単動空気シリンダ弁において、そのシリンダ室内からの排気のための配管を無くすことができるので、配管作業に要していた手間と時間と費用を節減することができ、エアー配管系が単純化して、装置周りの煩雑さも解消され、メンテナンス性も良好となる。
【００１８】
請求項６に係る発明の基板処理装置においては、気体供給配管に設置された単動空気シリンダ弁において、そのシリンダ室内からの排気のための配管を無くすことができるので、配管作業に要していた手間と時間と費用を節減することができ、エアー配管系が単純化して、装置周りの煩雑さも解消され、メンテナンス性も良好となる。
【００１９】
請求項７に係る発明の基板処理装置においては、排気用配管に設置された単動空気シリンダ弁において、そのシリンダ室内からの排気のための配管を無くすことができるので、配管作業に要していた手間と時間と費用を節減することができ、エアー配管系が単純化して、装置周りの煩雑さも解消され、メンテナンス性も良好となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、この発明の最良の実施形態について図１ないし図３を参照しながら説明する。
図１は、この発明の実施形態の１例を示す単動空気シリンダ弁の断面図である。
【００２１】
この単動空気シリンダ弁１０は、処理液供給配管、排液用配管、気体供給配管、排気用配管などの配管に流路接続される流路形成部１２と、流路を連通および遮断するように操作するアクチュエータ部１４とから構成されている。流路形成部１２には、流体が流入する流入口（入力ポート）１６および流体が流出する流出口（出力ポート）１８がそれぞれ設けられ、流入口１６に連通する流入側通路２０および流出口１８に連通する流出側通路２２がそれぞれ形成されている。流入側通路２０と流出側通路２２とは、流路形成部１２の内部で連通しており、その連通部分に弁座２４が形設されている
【００２２】
アクチュエータ部１４は、シリンダブロック２６と上蓋ブロック２８とを備えている。シリンダブロック２６には、シリンダ室３０が形成されており、シリンダ室３０にピストン３２の円板部３４が摺動可能に収容されている。ピストン３２の下側ロッド部３６は、シリンダブロック２６に形成されたガイド孔４２に摺動可能にかつ気密に挿通されている。下側ロッド部３６の下端部には、流路形成部１２の弁座２４と対向するように弁体３８が設けられている。そして、ピストン３２が往復移動することにより弁体３８が弁座２４に密接しおよび弁座２４から離間して、流入側通路２０と流出側通路２２との連通が遮断されおよび流入側通路２０と流出側通路２２とが連通するようになっている。ピストン３２の上側ロッド部４０は、上蓋ブロック２８の下面側に形成されたガイド孔４４に摺動可能に嵌挿されている。上蓋ブロック２８の下面側には、ガイド孔４４の周囲に複数個の保持孔４６が等配して形成されており、各保持孔４６に圧縮コイルばね４８がそれぞれ保持され、圧縮コイルばね４８が保持孔４６とピストン３２の円板部３４との間に介設されている。そして、圧縮コイルばね４８により、ピストン３２が流路形成部１２の弁座２４の方向へ常時付勢されるようになっている。
【００２３】
シリンダ室３０内は、ピストン３２の円板部３４によってエアー導入室部３０ａと排気室部３０ｂとに気密に仕切られている。そして、シリンダブロック２６に、エアー導入室部３０ａに連通するエアー通路５０が形成され、エアー通路５０に連通するエアー導入口（エアー接続ポート）５２が形設されて、エアー導入口５２に、操作用の圧縮空気の供給源に流路接続されたエアー配管（図示せず）が接続される。一方、上蓋ブロック２８には、排気室部３０ｂに連通する排気通路５４が形成され、排気通路５４に連通する排気口（排気ポート）５６が形設されている。そして、排気口５６に、膨張および収縮して内部の容積が可変であるベローズ５８の接続口部６０が気密に接続されている。ベローズ５８の接続口部６０は、排気口５６に着脱自在に螺着されている。
【００２４】
上記した構成を有する単動空気シリンダ弁１０における開閉動作は、以下のようにして行われる。
常時、すなわちアクチュエータ部１４に空気圧が作用していないときは、図２の（ａ）に示すように、圧縮コイルばね４８の付勢力によりシリンダ室３０内においてピストン３２の円板部３４がエアー導入室部３０ａの側に移動しており、ピストン３２の下側ロッド部３６の下端部に設けられた弁体３８が流路形成部１２の弁座３４に密接している。このため、流路形成部１２の流入側通路２０と流出側通路２２との連通が遮断され、弁が閉じられた状態となって流体の流通が停止される。
【００２５】
図２の（ａ）に示した状態において、図示しない操作用エアー供給源からエアー配管を通してエアー導入口５２へ圧縮空気が供給され、エアー通路５０を通ってシリンダ室３０のエアー導入室部３０ａに圧縮空気が導入されると、図２の（ｂ）に示すように、シリンダ室３０内においてピストン３２の円板部３４が、空気圧により圧縮コイルばね４８の弾発力に抗してエアー導入室部３０ａの側から排気室部３０ｂの側へ摺動し、ピストン３２の下側ロッド部３６の下端部に設けられた弁体３８が流路形成部１２の弁座２４から離間する。これにより、流路形成部１２の流入側通路２０と流出側通路２２とが連通し、弁が開かれた状態となって流体が流入側通路２０および流出側通路２２を通って流動する。このとき、シリンダ室３０の排気室部３０ｂ内の空気は、排気室部３０ｂ内から排気通路５４を通って排気口５６から排出される。そして、排気口５６から排出された空気は、ベローズ５８内へ流入し、これに伴ってベローズ５８が膨張する。
【００２６】
一方、操作用エアー供給源からの圧縮空気の供給が停止されると、図２の（ｂ）に示した状態から図２の（ａ）に示すように、圧縮コイルばね４８の復元力によりシリンダ室３０内においてピストン３２の円板部３４が排気室部３０ｂの側からエアー導入室部３０ａの側へ摺動し、ピストン３２の下側ロッド部３６下端部の弁体３８が流路形成部１２の弁座２４に密接する。これにより、流路形成部１２の流入側通路２０と流出側通路２２との連通が遮断され、弁が閉じられた状態となって流体の流通が停止される。このとき、ベローズ５８内の空気は、排気口５６から排気通路５４を通してシリンダ室３０の排気室部３０ｂ内に吸入され、これに伴ってベローズ５８が収縮する。このように、シリンダ室３０の排気室部３０ｂ内の空気は、ベローズ５８内との間で流動するだけであり、外部へ放出されることがない。
【００２７】
なお、上記した実施形態では、常時、すなわちアクチュエータ部に空気圧が作用していないときに弁が閉じられた状態に保持されるノーマルクローズド弁について説明したが、アクチュエータ部に空気圧が作用していないときに弁が開かれた状態に保持されアクチュエータ部に空気圧が作用したときに弁が閉じられるノーマルオープン弁についても、この発明は、当然に適用し得るものである。また、上記実施形態では、空気の出入りに伴って内部の容積が変化する空気溜め部材としてベローズを使用したが、空気溜め部材は、ベローズに限定されず、ダイアフラムや風船などのようなものでもよい。
【００２８】
次に、図３により、上記構成を有する単動空気シリンダ弁１０の使用例について説明する。
図３は、浸漬式基板処理装置の概略構成を示す模式図である。この基板処理装置は、純水、洗浄用薬液等の処理液６２が貯留されその処理液６２中に基板、例えば半導体ウエハＷが浸漬させられてリンス処理や洗浄処理などが行われる処理槽６４、および、処理槽６４の周囲を取り囲む処理チャンバ６６を備えている。
【００２９】
処理槽６４は、下部に処理液供給口６８を有し、上部に、溢れ出した処理液が流入する溢流液受け部７０を備えている。処理槽６４の処理液供給口６８には、処理液供給用配管７２が連通して接続されており、処理液供給用配管７２は処理液供給源に流路接続されている。また、溢流液受け部７０の底部には、排液用配管７４が連通して接続されている。
【００３０】
処理チャンバ６６は、蓋（図示せず）を開閉させることによりウエハＷの搬入および搬出を行うことができるともに密閉することが可能である。処理チャンバ６６の内部には、図示していないが、処理チャンバ６６内へ搬入されたウエハＷを受け取って処理槽６４の内部へ挿入し、処理槽６４内でウエハＷを支持し、処理が終わったウエハＷを処理槽６４内から取り出すためのリフタが配設されている。また、処理チャンバ６６には、気体供給口７６が設けられており、気体供給口７６に気体供給用配管７８が連通して接続されている。気体供給用配管７８は、気体、例えば窒素ガスの供給源に流路接続されており、窒素ガス供給源から気体供給用配管７８を通って処理チャンバ６６内へ窒素ガスが供給されるようになっている。また、処理チャンバ６６には、排気口８０が設けられており、排気口８０に排気用配管８２が連通して接続されている。図３において、一点鎖線で囲んでいる部分が、清浄雰囲気に保たれる処理エリア８４を示している。
【００３１】
図３に示したような基板処理装置において、処理エリア８４内に配設された処理液供給用配管７２、排液用配管７４、気体供給用配管７８および排気用配管８２に、上記した単動空気シリンダ弁１０をそれぞれ介挿して設置する。このようにしたときは、単動空気シリンダ弁１０のシリンダ室３０内からの排気のために処理エリア８４の外部までＰＦＡ等のチューブを取り回して配設する必要が無くなる。このため、配管作業に要していた手間と時間と費用を節減することができ、エアー配管系が単純化し、装置周りの煩雑さが解消され、メンテナンス性が良好となる。そして、単動空気シリンダ弁１０のシリンダ室３０内からの排気によって処理エリア８４内の清浄雰囲気が汚染されることもない。
【００３２】
なお、図３には浸漬式基板処理装置を示したが、上記した単動空気シリンダ弁１０は、浸漬式基板処理装置に限らず枚葉式基板処理装置などの処理液供給用配管や排液用配管、気体供給用配管などにも、当然に設置して使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の実施形態の１例を示す単動空気シリンダ弁の断面図である。
【図２】図１に示した単動空気シリンダ弁の動作を説明するための断面図である。
【図３】図１に示した単動空気シリンダ弁が使用される基板処理装置の概略構成の１例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  単動空気シリンダ弁
１２  流路形成部
１４  アクチュエータ部
１６  流入口（入力ポート）
１８  流出口（出力ポート）
２０  流入側通路
２２  流出側通路
２４  弁座
２６  シリンダブロック
２８  上蓋ブロック
３０  シリンダ室
３０ａ  エアー導入室部
３０ｂ  排気室部
３２  ピストン
３８  弁体
４２、４４  ガイド孔
４６  保持孔
４８  圧縮コイルばね
５０  エアー通路
５２  エアー導入口（エアー接続ポート）
５４  排気通路
５６  排気口（排気ポート）
５８  ベローズ
６０  ベローズの接続口部
６２  処理液
６４  処理槽
６６  処理チャンバ
６８  処理液供給口
７０  溢流液受け部
７２  処理液供給用配管
７４  排液用配管
７６  気体供給口
７８  気体供給用配管
８０  排気口
８２  排気用配管
８４  処理エリア
Ｗ  基板
【図１】
2005282712.tif 000003
【図２】
2005282712.tif 000004
【図３】
2005282712.tif 000005