(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のポートおよび第２のポートが形成され、前記第１のポートと第２のポートとを連通させる流体通路を有する弁ボデイと、
第１の薄膜体と、該第１の薄膜体に重ね合わされ、孔部を有する第２の薄膜体とを有し、前記弁ボデイに画成された室内に変位可能に設けられたダイヤフラムと、
前記ダイヤフラムを変位させるアクチュエータと、
を備え、
前記アクチュエータの駆動作用下に前記ダイヤフラムが変位することにより、前記流体通路を流通する流体が吸引され、一方、負圧発生源の付勢作用下に前記弁ボデイに設けられた通路を介して前記室に導入される負圧によって、前記第２の薄膜体に画成された孔部を介して前記第１の薄膜体が該第２の薄膜体側に吸着され、前記ダイヤグラムにおける第１の薄膜体が変位方向と同方向に吸引されることを特徴とするサックバックバルブ。
【請求項２】
請求項１記載のサックバックバルブにおいて、
前記ダイヤフラムには該ダイヤフラムの厚肉部の外周面を囲繞する筒状部材が設けられ、一方、前記筒状部材の中空部には円錐部を有するねじ部材が内嵌され、前記厚肉部に形成された断面Ｖ字状の凹部に前記円錐部を挿入し、該厚肉部が半径外方向に拡径することにより、前記ダイヤフラムの厚肉部が前記筒状部材の一端部に保持されることを特徴とするサックバックバルブ。
【請求項３】
請求項１または２記載のサックバックバルブにおいて、
前記アクチュエータは電動アクチュエータであることを特徴とするサックバックバルブ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のサックバックバルブにおいて、
前記弁ボデイには前記第１のポートと前記第２のポートとを連通または遮断させる開閉弁が設けられることを特徴とするサックバックバルブ。
【請求項５】
請求項４記載のサックバックバルブにおいて、
前記開閉弁は、前記第１のポートと第２のポートとを連通または遮断させる開閉弁用ダイヤフラムと、
前記開閉弁用ダイヤフラムを変位させる開閉弁用アクチュエータと、
を備え、負圧発生源の付勢作用下に前記弁ボデイに設けられた通路を介して前記開閉弁用ダイヤフラムが設けられた室内に負圧を導入し、前記負圧作用によって、前記開閉弁用ダイヤフラムが変位方向と同方向に吸引されることを特徴とするサックバックバルブ。
【請求項６】
請求項４または５記載のサックバックバルブにおいて、
前記開閉弁用ダイヤフラムは、第１の薄膜体と、
前記第１の薄膜体の一方の側に重ね合わされた第２の薄膜体と、
を有し、前記第１の薄膜体は前記負圧発生源の付勢作用下に前記第２の薄膜体に画成された孔部を介して該第２の薄膜体側に吸着されることを特徴とするサックバックバルブ。
【請求項７】
請求項４乃至６のいずれか１項に記載のサックバックバルブにおいて、
前記開閉弁用ダイヤフラムには該開閉弁用ダイヤフラムの厚肉部の外周面を囲繞する筒状部材が設けられ、一方、前記筒状部材の中空部には円錐部を有するねじ部材が内嵌され、前記厚肉部に形成された断面Ｖ字状の凹部に前記円錐部を挿入し、該厚肉部が半径外方向に拡径することにより、前記開閉弁用ダイヤフラムの厚肉部が前記筒状部材の一端部に保持されることを特徴とするサックバックバルブ。
【請求項８】
請求項４乃至７のいずれか１項に記載のサックバックバルブにおいて、
前記開閉弁用アクチュエータは電動アクチュエータであることを特徴とするサックバックバルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイヤフラムの変位作用下に流体通路を流通する流体を吸引することにより、例えば、流体の供給口の液だれを防止し、流体の吸引量を安定化させることが可能なサックバックバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば、半導体ウェハ等の製造工程において、サックバックバルブが使用されている。このサックバックバルブは、半導体ウェハに対するコーティング液の供給を開閉弁を付勢して停止した際、供給口から微量のコーティング液が半導体ウェハに向かって滴下する、いわゆる、液だれを防止する機能を有する。
【０００３】
ここで、従来技術に係るサックバックバルブを図５に示す。この種のサックバックバルブは、例えば、実公平８−１０３９９号公報に開示されている。このサックバックバルブ１０は、流体導入ポート１２と流体導出ポート１４とを連通させる流体通路１６が形成された弁本体１８と、前記弁本体１８の上部に連結されるボンネット２０とを有する。前記流体通路１６には、例えば、フッ素樹脂の如き材料で形成されたダイヤフラム２６が変位可能に設けられる。前記ダイヤフラム２６によって閉蓋された室１７には前記ダイヤフラム２６が変位したときに前記室１７内の空気を給排気させるための通路１９が連通している。前記ダイヤフラム２６の中央部には厚肉部２２が形成され、該厚肉部２２の周囲には薄肉部２４が形成される。
【０００４】
前記厚肉部２２の上部には突部２７が形成され、該突部２７はピストン３０の下端部に画成された凹部２９に係合し、前記ダイヤフラム２６は該ピストン３０に接続される。該ピストン３０には、前記弁本体１８の内壁面を摺動すると共にシール機能を営むＶパッキン３２が装着されている。また、前記弁本体１８内には、前記ピストン３０を上方に向かって常時押圧するスプリング３４が設けられている。前記ボンネット２０には圧縮空気供給ポート２８が形成され、該圧縮空気供給ポート２８は図示しない流量制御弁等を介して圧縮空気供給源（図示せず）に接続される。なお、参照符号３６は、前記ピストン３０に当接して該ピストン３０の変位量を調節することにより、ダイヤフラム２６によって吸引されるコーティング液の流量を調整する調節ねじを示す。
【０００５】
このサックバックバルブ１０の動作を概略説明すると、流体導入ポート１２から流体導出ポート１４に向かってコーティング液が供給されている通常の状態では、流量制御弁等を制御して圧縮空気供給源から圧縮空気供給ポート２８に圧縮空気を供給している。このため、圧縮空気の圧力によってピストン３０が下方に変位し、ピストン３０に連結されたダイヤフラム２６が、図５中、二点鎖線で示すように流体通路１６内に突出している。
【０００６】
そこで、流体通路１６内のコーティング液の流通を停止した場合、流量制御弁等を制御して圧縮空気供給源から圧縮空気供給ポート２８への圧縮空気の供給を停止させることにより、スプリング３４の弾発力の作用下にピストン３０およびダイヤフラム２６が一体的に上昇し、調節ねじ３６の先端に当接してその変位が規制されると共に、前記ダイヤフラム２６の負圧作用下に流体通路１６内に残存する所定量のコーティング液が吸引され、流体導出ポート１４に接続されたコーティング液の供給口における液だれが防止される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来のサックバックバルブ１０では、ダイヤフラム２６が長期間使用されると流体通路１６中のコーティング液を繰り返し吸引することによってダイヤフラム２６が変形して初期状態の形状を保持することができず、サックバックバルブ１０によって吸引されるコーティング液の量が変化してしまうと共に、ダイヤフラム２６の寿命が短くなるという問題がある。また、前述のようにダイヤフラム２６が初期状態の形状に保持されなくなると該ダイヤフラム２６に液溜まり部位が発生しやすくなり、この液溜まり部位に付着したコーティング液が劣化し、流体通路を流れるコーティング液にこの劣化したコーティング液が混入して該コーティング液が汚染されるという欠点があった。
【０００８】
さらに、ピストン３０とダイヤフラム２６の厚肉部２２との間はねじ締結され、このねじが緩むことにより前記ピストン３０とダイヤフラム２６との連結部位にクリアランスが発生することがあり、このクリアランスのためにダイヤフラム２６の変位量に誤差が生じ、このサックバックバルブ１０によって吸引される流体の量に誤差が生じてしまうという問題が指摘されている。
【０００９】
本発明は前記の課題を解決すべくなされたものであって、サックバックバルブによって吸引される流体の量が変化することを防止し、ダイヤフラムの応答性が向上すると共にその変位量、変位速度を正確に制御することが可能なサックバックバルブを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、第１のポートおよび第２のポートが形成され、前記第１のポートと第２のポートとを連通させる流体通路を有する弁ボデイと、
第１の薄膜体と、該第１の薄膜体に重ね合わされ、孔部を有する第２の薄膜体とを有し、前記弁ボデイに画成された室内に変位可能に設けられたダイヤフラムと、
前記ダイヤフラムを変位させるアクチュエータと、
を備え、
前記アクチュエータの駆動作用下に前記ダイヤフラムが変位することにより、前記流体通路を流通する流体が吸引され、一方、負圧発生源の付勢作用下に前記弁ボデイに設けられた通路を介して前記室に導入される負圧によって、前記第２の薄膜体に画成された孔部を介して前記第１の薄膜体が該第２の薄膜体側に吸着され、前記ダイヤグラムにおける第１の薄膜体が変位方向と同方向に吸引されることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、アクチュエータによってダイヤフラムが変位すると、該ダイヤフラムには前記負圧発生源の付勢作用下に吸引力が付与され、前記吸引力の作用下にダイヤフラムの薄肉部が流体通路と反対側に湾曲した形状に保持される。この場合、ダイヤフラムにおいて第１の薄膜体に重ね合わされた第２の薄膜体の孔部を介して前記第１の薄膜体が前記第２の薄膜体側に吸着されるため、前記第１の薄膜体は前記第２の薄膜体に密着してその形状が保持される。従って、ダイヤフラムの薄肉部が流体通路側に湾曲することを阻止し、該ダイヤフラムを所定の形状に保持することができ、前記ダイヤフラムによって流体通路内を流通する流体を安定して吸引することが可能となる。
【００１２】
また、この場合、前記ダイヤフラムには該ダイヤフラムの厚肉部の外周面を囲繞する筒状部材が設けられ、一方、前記筒状部材の中空部には円錐部を有するねじ部材が内嵌され、前記厚肉部に形成された断面Ｖ字状の凹部に前記円錐部を挿入し、該厚肉部が半径外方向に拡径することにより、前記ダイヤフラムの厚肉部が前記筒状部材の一端部に保持されると、前記ダイヤフラムと前記円錐部との間にクリアランスが発生することがなく、サックバックバルブに吸引される流体の量の誤差が減少し、好ましい。
【００１３】
さらに、この場合、前記アクチュエータが電動アクチュエータであると、前記ダイヤフラムの変位量および変位速度を正確に制御することができ、一層好適である。
【００１４】
さらにまた、この場合、前記弁ボデイには前記第１のポートと前記第２のポートとを連通または遮断させる開閉弁が設けられると、前記サックバックバルブと前記開閉弁とを接続する配管が不要となり、このサックバックバルブを使用したシステムを小型化することができ、一層好ましい。
【００１５】
また、さらに、前記開閉弁が、
前記第１のポートと第２のポートとを連通または遮断させる開閉弁用ダイヤフラムと、
前記開閉弁用ダイヤフラムを変位させる開閉弁用アクチュエータと、
を備え、負圧発生源の付勢作用下に前記弁ボデイに設けられた通路を介して前記開閉弁用ダイヤフラムが設けられた室内に負圧を導入し、前記負圧作用によって、前記開閉弁用ダイヤフラムが変位方向と同方向に吸引されると、前記開閉弁用ダイヤフラムが前記流体通路内を流通する流体の圧力に拘わらず、所定の形状に保持され、好適である。
【００１７】
また、この場合、前記開閉弁用ダイヤフラムには該開閉弁用ダイヤフラムの厚肉部の外周面を囲繞する筒状部材が設けられ、一方、前記筒状部材の中空部には円錐部を有するねじ部材が内嵌され、前記厚肉部に形成された断面Ｖ字状の凹部に前記円錐部を挿入し、該厚肉部が半径外方向に拡径することにより、前記開閉弁用ダイヤフラムの厚肉部が前記筒状部材の一端部に保持されると、前記開閉弁用ダイヤフラムと前記円錐部との間にクリアランスが発生することがなく、開閉弁用ダイヤフラムの変位量の誤差が減少し、好ましい。
【００１８】
さらに、この場合、前記開閉弁用アクチュエータが電動アクチュエータであると、前記開閉弁用ダイヤフラムの変位量および変位速度を正確に制御することができ、一層好適である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明に係るサックバックバルブについて、好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２０】
図１において、参照符号４０は、本実施の形態に係るサックバックバルブを示す。このサックバックバルブ４０は長尺に形成された弁ボデイ４２を備え、該弁ボデイ４２の一端部には第１のポート４８が形成され、他端側には第２のポート５０が形成される。それぞれのポート４８、５０にはチューブ５２ａ、５２ｂの先端部が係合する接続部材５４ａ、５４ｂが設けられ、該接続部材５４ａ、５４ｂの外周に形成された段部５６ａ、５６ｂに前記チューブ５２ａ、５２ｂの端部が係合して該チューブ５２ａ、５２ｂが位置決めされる。前記弁ボデイ４２の端部には雄ねじ５８ａ、５８ｂが螺刻され、該雄ねじ５８ａ、５８ｂにロックナット６０ａ、６０ｂが螺入されることにより、前記チューブ５２ａ、５２ｂは前記接続部材５４ａ、５４ｂに押圧保持される。
【００２１】
前記弁ボデイ４２の内部には一方のチューブ５２ａに連通する流体通路６２と、他方のチューブ５２ｂに連通する流体通路６４とが画成され、該流体通路６２、６４は、前記弁ボデイ４２の内部で、図１中、上方に屈曲して該弁ボデイ４２の外部に画成された凹部６６に連通する。一方の流体通路６２の略中央は前記弁ボデイ４２に画成された孔部６８に連通し、該孔部６８を形成する壁部には、図２Ａ、図２Ｂに示すように、段部７０が形成される。該段部７０にはダイヤフラム７２を構成する第１の薄膜体７４の縁部が係合し、該第１の薄膜体７４の中央には厚肉部７６が形成される。該第１の薄膜体７４は、例えば、フッ素樹脂の如き樹脂製材料から形成される。前記第１の薄膜体７４の上面部には、前記ダイヤフラム７２を構成する第２の薄膜体８０が設けられ、該第２の薄膜体８０は、例えば、基布入りのゴム製材料から形成される。前記第１の薄膜体７４と前記第２の薄膜体８０とは別体からなり、重ね合わされて構成される。該第２の薄膜体８０の中央には孔部８２が画成されると共に、その周囲には複数の小孔８４が画成されている。前記孔部８２には前記厚肉部７６が挿通する。
【００２２】
前記ダイヤフラム７２の上部には前記厚肉部７６に係合する筒状部材９８のフランジ部１０８が設けられ、該フランジ部１０８の下面には湾曲面１１０が形成される。このため、前記第２の薄膜体８０は該第２の薄膜体８０が前記フランジ部１０８に当接したときにその形状が前記湾曲面１１０に沿って保持される。前記筒状部材９８の内周には突部１０４が形成され、該突部１０４は前記厚肉部７６の外周に周回して画成された溝部１０６に係合する。前記筒状部材９８の内周は段部１００を介して上方に縮径して雌ねじが螺刻され、この雌ねじには棒状の変位部材８６の下部に形成された雄ねじ９２が螺入される。該変位部材８６の下端部は前記厚肉部７６の上部に画成された断面略Ｖ字状の凹部８８に嵌入する円錐部９０が形成され、該円錐部９０の縦断面形状は前記凹部８８の縦断面形状に対応し、且つ該凹部８８の縦断面形状よりもわずかに拡大して形成されている。このため、前記雄ねじ９２が前記筒状部材９８に螺入して前記円錐部９０が前記筒状部材９８に対して相対的に矢印Ａ方向に変位すると、該円錐部９０が前記凹部８８に進入し、前記凹部８８を形成する壁部は半径方向外方に拡径しようとする。ところが、前記厚肉部７６の外周は前記筒状部材９８の内壁に係合しているため、前記厚肉部７６は前記円錐部９０と前記筒状部材９８によって狭持される。従って、ねじ締結方法が採用された従来技術と異なり、ダイヤフラム７２の接続部位にクリアランスが発生することがない。  前記変位部材８６には前記雄ねじ９２の上部にフランジ部９４が形成され、また、前記変位部材８６の上端部には球面部９６が形成される。
【００２３】
前記弁ボデイ４２には該ボデイ４２を囲繞して保持部材１１２が設けられ、該保持部材１１２と前記弁ボデイ４２の段部７０によって前記ダイヤフラム７２の縁部が狭持される。前記保持部材１１２には前記ダイヤフラム７２によって閉塞された室１１４が形成され、前記室１１４には通路１１６が互いに連通するように画成される。前記室１１４の上面部には前記筒状部材９８が挿通する孔部１１８が画成され、該孔部１１８を形成する壁部にはブシュ１２０が設けられる。前記保持部材１１２の上面には前記筒状部材９８を囲繞するコイルスプリング１２２の一端部が着座し、該コイルスプリング１２２の他端部は前記変位部材８６のフランジ部９４に着座する。このため、前記変位部材８６は前記コイルスプリング１２２によって矢印Ｂ方向に付勢される。
【００２４】
前記保持部材１１２の上部にはボデイ１２４が固着される。該ボデイ１２４の下部には前記孔部１１８に連通する凹部１２６が画成され、該凹部１２６の開口部にはＯリング１２８が設けられる。前記ボデイ１２４には前記凹部１２６に連通する孔部１３０が画成され、該孔部１３０には前記変位部材８６が挿通される。前記ボデイ１２４の上部には凹部１３２が画成され、該凹部１３２は前記孔部１３０に連通する。前記凹部１３２には、図１に示すように、電動アクチュエータである第１のリニアボイスコイル型引込装置１３４ａが設けられる。該第１のリニアボイスコイル型引込装置１３４ａはハウジング１３６ａを有し、該ハウジング１３６ａの室１３８ａ内には長尺なステム１４０ａが矢印ＡまたはＢ方向に変位自在に設けられる。該ステム１４０ａの下端部は前記変位部材８６の球面部９６に当接する。前記室１３８ａ内の上部中央には固定鉄心１４２ａが設けられ、該固定鉄心１４２ａは前記ハウジング１３６ａの長手方向に沿って所定長だけ延在するように形成されている。
【００２５】
また、前記室１３８ａ内には前記固定鉄心１４２ａから所定間隔離間し、支持部材１４４ａを介して前記ハウジング１３６ａの内壁面に固着された固定極磁石１４６ａが設けられる。この場合、固定極磁石１４６ａと固定鉄心１４２ａとの間で略水平方向の磁界が形成される。さらに、前記固定鉄心１４２ａと固定極磁石１４６ａとの間には電磁コイル１４８ａが巻回された変位部材（ボビン）１５０ａが介装され、該変位部材１５０ａは連結ピン（図示せず）を介して前記ステム１４０ａと一体的に変位自在に設けられる。また、固定鉄心１４２ａと変位部材１５０ａとの間には所定のクリアランスが形成されている。なお、参照符号１５２ａは、前記電磁コイル１４８ａに電流を流すためのリード線を示す。
【００２６】
前記ハウジング１３６ａの内壁面は、前記支持部材１４４ａを介してガイド部材１５４ａが設けられ、該ガイド部材１５４ａは前記ステム１４０ａの凹部１５６ａと係合することにより、前記ステム１４０ａを直線状に案内すると共に、該ステム１４０ａの変位量を規制する機能を営む。
【００２７】
前記ガイド部材１５４ａと反対側のハウジング１３６ａの内壁部には支持部材１５８ａを介してエンコーダ１６０ａが固着される。該エンコーダ１６０ａはハウジング１３６ａ側に固定された図示しないフォトセンサと、ガラス基板に一定の間隔でスケール値が形成されステム１４０ａ側に固着された図示しないガラススケールとを有する。この場合、ステム１４０ａの変位量がガラススケールを介して図示しないフォトセンサによって検出され、前記フォトセンサから導出される検出信号はリード線１６２ａを介して図示しない制御手段にフィードバックされる。従って、前記制御手段では、前記フォトセンサの検出信号に基づいて前記ステム１４０ａの変位量を高精度に制御することができる。
【００２８】
前記弁ボデイ４２の前記流体通路６２、６４の開口部には開閉弁１６４が臨む。該開閉弁１６４は、図３Ａ、図３Ｂに示すように、前記凹部６６の壁部に形成された段部１６６に係合する開閉弁用ダイヤフラム１６８を備え、該開閉弁用ダイヤフラム１６８は、前記ダイヤフラム７２と同様に、第１の薄膜体１７０と第２の薄膜体１７２とが重ね合わされて構成され、該第２の薄膜体１７２には複数の小孔１７４が画成されている。
【００２９】
前記第１の薄膜体１７０の中央部には厚肉部１７６が形成され、このため、前記第１の薄膜体１７０が撓曲することにより前記厚肉部１７６が矢印Ａ方向に変位すると、該厚肉部１７６は前記流体通路６２の開口部に形成された着座部１８０に着座して前記流体通路６４を閉蓋し、一方、前記厚肉部１７６が矢印Ｂ方向に変位すると、前記流体通路６２と前記流体通路６４とが連通する。前記厚肉部１７６の上部には断面略Ｖ字状の凹部１８２が画成され、また、前記厚肉部１７６の外壁には周回する溝部１８４が画成される。
【００３０】
前記弁ボデイ４２には該弁ボデイ４２を囲繞して保持部材１８６が設けられ、該保持部材１８６と前記弁ボデイ４２の段部１６６によって前記第１の薄膜体１７０、第２の薄膜体１７２の縁部が挟持される。前記保持部材１８６には前記開閉弁用ダイヤフラム１６８によって閉塞された室１８７が形成される。前記保持部材１８６には前記室１８７に連通する通路１８８が画成され、該通路１８８は前記保持部材１８６の外部に連通する。前記保持部材１８６には前記凹部６６に嵌入する突部１９０が形成され、該突部１９０の中央には孔部１９２が画成される。該孔部１９２には前記開閉弁用ダイヤフラム１６８の厚肉部１７６が嵌入すると共に、当該孔部１９２を形成する壁部にはブシュ１９４が設けられる。
【００３１】
前記保持部材１８６の上部にはボデイ１９６が固着される。該ボデイ１９６には前記孔部１９２に連通する凹部１９８が画成され、該凹部１９８の開口部にはＯリング２００が設けられる。前記ボデイ１９６の上部には前記凹部１９８に孔部２０２を介して連通する凹部２０４が画成される。前記凹部２０４には、図１に示すように、開閉弁用電動アクチュエータである第２のリニアボイスコイル型引込装置１３４ｂが設けられる。該第２のリニアボイスコイル型引込装置１３４ｂは前記第１のリニアボイスコイル型引込装置１３４ａと同様の構成であるため、図１中、同一の参照数字に符号ｂを付して、その詳細な説明を省略する。
【００３２】
前記第２のリニアボイスコイル型引込装置１３４ｂのステム１４０ｂの下部には棒状の変位部材２０６が固着され、該変位部材２０６は前記孔部２０２および前記凹部１９８に挿通される。前記変位部材２０６の外周には、図３Ａに示すように、フランジ部２０８が形成され、該フランジ部２０８の上面にはコイルスプリング２１０の一端部が着座し、該コイルスプリング２１０の他端部は前記凹部１９８を形成する上面部に着座する。従って、前記変位部材２０６は前記コイルスプリング２１０によって矢印Ａ方向に常時付勢される。前記変位部材２０６の先端部には、前記ダイヤフラム７２の厚肉部７２に係合する変位部材８６と同様に、円錐部２１２が形成され、該円錐部２１２は前記厚肉部１７６の凹部１８２に進入し、前記円錐部２１２と変位部材２０６に形成された雄ねじ２１４に螺入される筒状部材２１６とによって前記厚肉部１７６が狭持される。
【００３３】
本実施の形態に係るサックバックバルブ４０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作について説明する。
【００３４】
先ず、図１に示すように、サックバックバルブ４０の第１のポート４８に連通するチューブ５２ａには半導体ウェハ２３０に向かってコーティング液を滴下する管体２３４が設けられたコーティング液滴下装置２３６が接続され、一方、第２のポート５０に連通するチューブ５２ｂには半導体ウェハ２３０に向かって滴下されるコーティング液が貯留されたコーティング液供給源２３２が接続される。また、通路１１６、１８８には負圧発生源２４０がそれぞれ接続され、該負圧発生源２４０は常時付勢された状態にある。さらに、第１のリニアボイスコイル型引込装置１３４ａ、第２のリニアボイスコイル型引込装置１３４ｂには制御装置２４２が接続される。
【００３５】
そこで、制御装置２４２によって開閉弁１６４の第１のリニアボイスコイル型引込装置１３４ａを付勢して電磁コイル１４８ａに電流を流すと、該電磁コイル１４８ａに電磁力が発生する。固定極磁石１４６ａと固定鉄心１４２ａによって形成された磁界と前記電磁力との相互作用により、いわゆるフレミングの左手の法則に従って前記電磁コイル１４８ａが巻回された変位部材１５０ａおよびステム１４０ａが矢印Ａ方向に一体的に変位する。この電磁力は、電磁コイル１４８ａに流される電流の大きさを適切に調節することによって所望の大きさおよび持続時間に調節することが可能であり、また、前記電磁コイル１４８ａに流される電流の極性を逆転させることにより、その力の向きを矢印Ａ方向または矢印Ｂ方向に変えることが可能である。
【００３６】
このようにしてステム１４０ａを矢印Ａ方向に変位させると、変位部材８６がコイルスプリング１２２の弾発力に抗して変位し、ダイヤフラム７２の厚肉部７６が流体通路６２に臨むように変位する。また、制御装置２４２によって第２のリニアボイスコイル型引込装置１３４ｂを付勢し、開閉弁用ダイヤフラム１６８の厚肉部１７６を着座部１８０から離間させ、流体通路６２と６４とを連通させる。
【００３７】
さらに、負圧発生源２４０は常時付勢されており、これによって発生した負圧は第２の薄膜体８０の小孔８４を介して第１の薄膜体７４に作用し、このため、第１の薄膜体７４は第２の薄膜体８０に吸着されて該第２の薄膜体８０に支持され、該第１の薄膜体７４は流体通路６２と反対側に湾曲した形状に保持される（図２Ｂ参照）。
【００３８】
以上のような準備段階を経て、コーティング液供給源２３２を付勢すると、コーティング液が一方のチューブ５２ｂから流体通路６４、６２を通ってコーティング液滴下装置２３６に供給され、管体２３４から半導体ウェハ２３０に滴下される。この結果、半導体ウェハ２３０には所望の膜厚を有する被膜（図示せず）が形成される。このとき、流体通路６２内のコーティング液はダイヤフラム７２を矢印Ｂ方向に押圧するが、該ダイヤフラム７２は第２の薄膜体８０によって支持されているため、ダイヤフラム７２の厚肉部７６が矢印Ｂ方向に変位する懸念がない。
【００３９】
所定量のコーティング液が半導体ウェハ２３０に塗布された後、制御装置２４２によって開閉弁１６４の第２のリニアボイスコイル型引込装置１３４ｂを付勢し、ステム１４０ｂを矢印Ａ方向に変位させと、図３Ａに示すように、開閉弁用ダイヤフラム１６８の厚肉部１７６が着座部１８０に当接し、流体通路６２と６４との連通が遮断される。従って、コーティング液滴下装置２３６の管体２３４から半導体ウェハ２３０に対するコーティング液の滴下が停止される。
【００４０】
この場合、管体２３４内には半導体ウェハ２３０に滴下される直前のコーティング液が残存しているため、液だれが生ずるおそれがある。そこで、制御装置２４２によって第１のリニアボイスコイル型引込装置１３４ａを付勢し、ステム１４０ａを矢印Ｂ方向に変位させると、変位部材８６はコイルスプリング１２２の弾発力によって矢印Ｂ方向に変位する。このため、ダイヤフラム７２の厚肉部７６が矢印Ｂ方向に変位して流体通路６２に発生した負圧作用によって、この流体通路６２内の所定量のコーティング液が吸引される。この結果、コーティング液滴下装置２３６の管体２３４内のコーティング液が矢印Ｄ方向に戻されることにより、半導体ウェハ２３０に対する液だれを防止することができる（図１参照）。
【００４１】
このとき、リニアボイスコイル型引込装置１３４ａ、１３４ｂは電気制御であるため、ステム１４０ａ、１４０ｂの変位を容易且つ正確に制御することができる。このため、図４に実線で示すように、ダイヤフラム７２、１６８を滑らかに変位させることができ、圧縮空気の圧力によってダイヤフラムの変位速度を制御する従来技術のように、ダイヤフラムが変位したときに、図４に点線で示すように、オーバーシュートＥが発生することがない。従って、例えば、開閉弁１６４では前記オーバーシュートに起因する気泡の発生が抑制され、半導体ウェハ２３０に供給されるコーティング液の品質劣化が防止される。
【００４２】
また、制御装置２４２は第１のリニアボイスコイル型引込装置１３４ａのエンコーダ１６０ａから入力されるステム１４０ａの変位量の信号に基づいて該ステム１４０ａの変位を制御するため、ダイヤフラム７２の変位を高精度に制御することができ、従って、このサックバックバルブ４０によって吸引されるコーティング液の量を高精度に制御することができる。
【００４３】
さらに、ダイヤフラム７２を矢印Ｂ方向に変位させたとき、これによって流体通路６２内に発生した負圧によって第１の薄膜体７４が下方に向かって湾曲した形状に変形する懸念がある。しかしながら、負圧発生源２４０の付勢作用下に第１の薄膜体７４に均一な吸着力が矢印Ｂ方向に付与され、第２の薄膜体８０に密着して支持されているため、第１の薄膜体７４は上方側に湾曲した形状に保持される（図２Ｂ参照）。
【００４４】
半導体ウェハ２３０に再びコーティング液を供給する場合には、再び制御装置２４２を付勢して第２のリニアボイスコイル型引込装置１３４ｂのステム１４０ｂを開閉弁用ダイヤフラム１６８の厚肉部１７６と一体的に矢印Ｂ方向に変位させ、流体通路６２と６４とを連通させる。このため、コーティング液は、前述と同様にしてコーティング液滴下装置２３６に供給され、管体２３４から半導体ウェハ２３０に滴下される。このとき、制御装置２４２によって第１のリニアボイスコイル型引込装置１３４ａのステム１４０ａを矢印Ａ方向に変位させると、ダイヤフラム７２の厚肉部７６が変位部材８６と一体的に矢印Ａ方向に変位し、コーティング液を流体通路６２に押し出す。このため、コーティング液の滴下を停止したときに管体２３４から矢印Ｄ方向に戻されたコーティング液が矢印Ｃ方向に供給され、管体２３４からコーティング液が半導体ウェハ２３０に迅速に滴下される。
【００４５】
本実施の形態では、一層構造のダイヤフラムによって構成された従来技術と比較して、第１の薄膜体７４と第２の薄膜体８０とを重ね合わせた二層構造とし、第１の薄膜体７４を負圧発生源２４０の付勢作用下に第２の薄膜体８０に吸着されてその形状が上方に湾曲した形状に保持されるため、流体通路６２を流通するコーティング液の圧力によって第１の薄膜体７４が変形することがなく、高い耐圧性を得ることができる。
【００４６】
この場合、樹脂製薄膜体とゴム製薄膜体とを接着剤等によって一体的に張り付けてダイヤフラムを形成すると、樹脂製薄膜体とゴム製薄膜体との間に形成される接着面によって該樹脂製薄膜体とゴム製薄膜体との相対的変位が規制され、受圧面の円滑な可撓性を阻害するという問題がある。
【００４７】
これに対して、本実施の形態では、樹脂製の第１の薄膜体７４とゴム製の第２の薄膜体８０とを重ね合わせた構造を採用することにより、該第１の薄膜体７４と第２の薄膜体８０とがそれぞれ別個独立に変位し、円滑な可撓性を有することから応答速度の向上を図ることができる。
【００４８】
さらに、本実施の形態では、電動アクチュエータはリニアボイスコイル型引込装置であったが、これに限らず、例えば、リニアＤＣモータ、リニアパルスモータでもよく、あるいは、回転ＤＣモータまたは回転ステッピングモータの回転軸にボールねじが設けられ、該ボールねじの回転運動を変位部材によって直線運動に変換する電動リニアアクチュエータでもよい。
【００４９】
【発明の効果】
本発明に係るサックバックバルブによれば、以下のような効果ならびに利点が得られる。
【００５０】
本実施の形態では、室に導入された負圧によってダイヤフラムが吸引され、該ダイヤフラムの変位方向と同方向、すなわち流体通路と反対側に湾曲した形状に保持される。このため、アクチュエータの付勢作用下にダイヤフラムが変位して流体通路内に負圧が発生したときに、該ダイヤフラムが流体通路側に湾曲することがなく、このサックバックバルブによって吸引される流体の量が変化する懸念が払拭される。
【００５１】
また、一層構造のダイヤフラムによって構成された従来技術と比較して、第１の薄膜体と第２の薄膜体とを重ね合わせた二層構造とし、第１の薄膜体を負圧発生源の付勢作用下に第２の薄膜体に吸着されて上方に湾曲した形状に保持されるため、流体通路を流通する流体の圧力によって第１の薄膜体が変形することがなく、このサックバックバルブによって吸引される流体の量が変化することが防止され、また、ダイヤフラムに液溜まりが発生する懸念もないため、流体通路を流通する流体が劣化したり汚染されることもない。
【００５２】
さらに、第１の薄膜体の厚肉部は、アクチュエータによって変位可能に構成された円錐部と筒状部材の内壁とによって挟持されるため、ダイヤフラムと円錐部との間にクリアランスが発生することがなく、該ダイヤフラムによって吸引される流体の量を一定に保持することができる。
【００５３】
さらにまた、ダイヤフラムを変位させるために電動アクチュエータを使用し、電気制御により吸引用のダイヤフラムを駆動するため、圧縮空気等の圧力流体を使用する従来技術と比較して、ダイヤフラムの応答時間が短縮され、流体の供給を停止してから流体を吸引するまでの動作を迅速に行うことができる。
【００５４】
以上、本発明について好適な実施の形態を挙げて詳細に説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、コーティング液に限らず他の流体でも良い等、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るサックバックバルブを示す概略一部断面図である。
【図２】図１のサックバックバルブの使用方法を示し、図２Ａは、開閉弁部の一部拡大縦断面図であり、図２Ｂは、図２Ａのダイヤフラムの詳細を示す一部拡大断面図である。
【図３】図１のサックバックバルブの使用方法を示し、図３Ａは、ダイヤフラムが変位した状態の一部拡大縦断面図であり、図３Ｂは、図３Ａのダイヤフラムの詳細を示す一部拡大縦断面図である。
【図４】本実施の形態にかかるサックバックバルブの時間に対するダイヤフラムの変位量を示すグラフである。
【図５】従来技術にかかるサックバックバルブを示す概略縦断面図である。
【符号の説明】
４０…サックバックバルブ            ４２…弁ボデイ
６２、６４…流体通路                ７２、１６８…ダイヤフラム
７４、８０、１７０、１７２…薄膜体  ７６、１７６…厚肉部
９０、２１２…円錐部                ９８、２１６…筒状部材
１３４ａ、１３４ｂ…リニアボイスコイル型引込装置
１４０ａ、１４０ｂ…ステム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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