(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体通路を有し、一端部に第１ポートが形成され他端部に第２ポートが形成された継手部と、
パイロット圧によって変位する可撓性部材の負圧作用によって前記流体通路内の圧力流体を吸引するサックバック機構と、
前記パイロット圧の作用下に前記流体通路を開閉するオン／オフ弁と、
前記可撓性部材の変位量を検出する変位量検出手段と前記オン／オフ弁の弁体の変位量を検出する他の変位量検出手段とが並設された検出部と、
前記変位量検出手段から導出された検出信号と予め設定された変位量とを比較し、前記サックバック機構によって吸引される圧力流体の流量を電気的に制御する吸引量制御手段が設けられた制御部と、
を備え、
前記吸引量制御手段は、弾発力の作用下に前記可撓性部材を押圧するばね部材と、前記制御部から導出される付勢信号・滅勢信号によって前記サックバック機構に供給されるパイロット圧を調圧する電空比例弁とを有し、
前記制御部には、前記他の変位量検出手段から導出された検出信号と予め設定された弁変位速度とを比較することにより、前記オン／オフ弁に供給されるパイロット圧を調圧して前記オン／オフ弁の弁変位速度を制御する速度制御手段が設けられ、
前記他の変位量検出手段は、一端部に第１磁石が装着され前記オン／オフ弁の弁体と一体的に変位する第１変位部材と、カバー部材の貫通孔に沿って嵌挿された第１ねじ部材と、前記第１ねじ部材を係止する第１止めねじと、前記第１ねじ部材に内嵌されセラミック材料によって形成された第１棒状部材と、前記第１棒状部材の一端部に保持され前記第１磁石の磁力を検知する第１センサとを有し、
前記変位量検出手段は、一端部に第２磁石が装着され前記サックバック機構の可撓性部材と一体的に変位する第２変位部材と、カバー部材の貫通孔に沿って嵌挿された第２ねじ部材と、前記第２ねじ部材を係止する第２止めねじと、前記第２ねじ部材に内嵌されセラミック材料によって形成された第２棒状部材と、前記第２棒状部材の一端部に保持され前記第２磁石の磁力を検知する第２センサとを有し、
前記継手部、サックバック機構、オン／オフ弁、制御部および検出部は、それぞれ一体的に組み付けられて設けられ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所定量の流体を吸引することにより、例えば、前記流体の供給口の液だれを防止す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（suck back valve ）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６に示す（例えば、実公平８−１０３９９号公報参照）。
【０００４】
このサックバックバルブ１は、流体導入ポート２と流体導出ポート３とを連通させる流体通路４が形成された弁本体５と、前記弁本体５の上部に連結されるボンネット６とを有する。前記流体通路４の中央部には、厚肉部および薄肉部から構成されたダイヤフラム７が設けられている。前記ボンネット６には、図示しない圧力流体供給源に接続され、切換弁（図示せず）の切換作用下に前記ダイヤフラム作動用の圧縮空気を供給する圧力流体供給ポート８が形成される。
【０００５】
前記ダイヤフラム７にはピストン９が嵌合され、前記ピストン９には、弁本体５の内壁面を摺動するとともにシール機能を営むｖパッキン１０が装着されている。また、弁本体５内には、ピストン９を上方に向かって常時押圧するスプリング１１が設けられている。
【０００６】
ボンネット６の上部には、ねじ込み量の増減作用下に、ピストン９に当接して該ピストン９の変位量を調整することにより、ダイヤフラム７によって吸引されるコーティング液の流量を調整するねじ部材１２が設けられる。
【０００７】
前記流体導入ポート２には、コーティング液が貯留されたコーティング液供給源１３がチューブ等の管路１４を介して接続され、さらに、前記コーティング液供給源１３と前記流体導入ポート２との間には、サックバックバルブ１と別体で構成されたオン／オフ弁１５が接続されている。このオン／オフ弁１５は、その付勢・滅勢作用下に該サックバックバルブ１に対するコーティング液の供給状態と供給停止状態とを切り換える機能を営む。
【０００８】
このサックバックバルブ１の概略動作を説明すると、流体導入ポート２から流体導出ポート３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、圧力流体供給ポート８から供給された圧縮空気の作用下にピストン９およびダイヤフラム７が下方向に向かって一体的に変位し、ピストン９に連結されたダイヤフラム７が、図６中、二点鎖線で示すように流体通路４内に突出している。
【０００９】
そこで、オン／オフ弁１５の切換作用下に流体通路４内のコーティング液の流通を停止した場合、圧力流体供給ポート８からの圧縮空気の供給を停止させることにより、スプリング１１の弾発力の作用下にピストン９およびダイヤフラム７が一体的に上昇し、前記ダイヤフラム７の負圧作用下に流体通路４内に残存する所定量のコーティング液が吸引され、図示しない供給口における液だれが防止される。
【００１０】
この場合、コーティング液の吸引量はピストン９の変位量に対応し、前記ピストン９はねじ部材１２によってその変位量が調整されている。
【００１１】
ところで、前記の従来技術に係るサックバックバルブ１では、圧力流体供給ポート８に供給される圧縮空気の流量を高精度に制御するために、チューブ等の管体１６を通じて流体圧制御装置が圧力流体供給ポート８に接続されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の従来技術に係るサックバックバルブ１では、コーティング液の吸引量の調整を、熟練した作業者が手動によってねじ部材１２のねじ込み量の増減作用下に行っているため、前記コーティング液の吸引量を高精度に制御することができないという不都合がある。この場合、一旦設定されたねじ部材１２のねじ込み量を、コーティング液の供給量に対応して作業者が手動によってその都度調整しなければならず、煩雑でもある。
【００１３】
また、従来技術に係るサックバックバルブ１を用いた場合、該サックバックバルブ１と流体圧制御装置１７との間、並びに該サックバックバルブ１とオン／オフ弁１５との間の配管接続作業が必要となって煩雑であるとともに、サックバックバルブ１以外に流体圧制御装置１７とオン／オフ弁１５とをそれぞれ付設するための占有スペースが必要となり、設置スペースが増大するという不都合がある。
【００１４】
さらに、サックバックバルブ１と流体圧制御装置１７との間に接続される配管によって流路抵抗が増大し、ダイヤフラムの応答精度が劣化するという不都合がある。
【００１５】
さらにまた、オン／オフ弁１５のオン状態とオフ状態とを切り換えるための図示しない駆動装置が別途必要となり、前記オン／オフ弁１５と駆動装置との配管接続作業が煩雑であるとともに、コストが高騰するという不都合がある。
【００１６】
本発明は、前記の種々の不都合を悉く克服するためになされたものであり、配管接続作業を不要とするとともに設置スペースの縮小化を図り、ダイヤフラムの応答精度を向上させ、しかもパイロット圧並びに吸引される圧力流体の流量を高精度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。
【００１７】
【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、流体通路を有し、一端部に第１ポートが形成され他端部に第２ポートが形成された継手部と、
パイロット圧によって変位する可撓性部材の負圧作用によって前記流体通路内の圧力流体を吸引するサックバック機構と、
前記パイロット圧の作用下に前記流体通路を開閉するオン／オフ弁と、
前記可撓性部材の変位量を検出する変位量検出手段と前記オン／オフ弁の弁体の変位量を検出する他の変位量検出手段とが並設された検出部と、
前記変位量検出手段から導出された検出信号と予め設定された変位量とを比較し、前記サックバック機構によって吸引される圧力流体の流量を電気的に制御する吸引量制御手段が設けられた制御部と、
を備え、
前記吸引量制御手段は、弾発力の作用下に前記可撓性部材を押圧するばね部材と、前記制御部から導出される付勢信号・滅勢信号によって前記サックバック機構に供給されるパイロット圧を調圧する電空比例弁とを有し、
前記制御部には、前記他の変位量検出手段から導出された検出信号と予め設定された弁変位速度とを比較することにより、前記オン／オフ弁に供給されるパイロット圧を調圧して前記オン／オフ弁の弁変位速度を制御する速度制御手段が設けられ、
前記他の変位量検出手段は、一端部に第１磁石が装着され前記オン／オフ弁の弁体と一体的に変位する第１変位部材と、カバー部材の貫通孔に沿って嵌挿された第１ねじ部材と、前記第１ねじ部材を係止する第１止めねじと、前記第１ねじ部材に内嵌されセラミック材料によって形成された第１棒状部材と、前記第１棒状部材の一端部に保持され前記第１磁石の磁力を検知する第１センサとを有し、
前記変位量検出手段は、一端部に第２磁石が装着され前記サックバック機構の可撓性部材と一体的に変位する第２変位部材と、カバー部材の貫通孔に沿って嵌挿された第２ねじ部材と、前記第２ねじ部材を係止する第２止めねじと、前記第２ねじ部材に内嵌されセラミック材料によって形成された第２棒状部材と、前記第２棒状部材の一端部に保持され前記第２磁石の磁力を検知する第２センサとを有し、
前記継手部、サックバック機構、オン／オフ弁、制御部および検出部は、それぞれ一体的に組み付けられて設けられることを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、変位量検出手段から導出される検出信号に基づいて、吸引量制御手段は、可撓性部材によって吸引される圧力流体の流量を電気的に且つ高精度に制御する。
【００１９】
また、本発明によれば、他の変位量検出手段から導出される検出信号に基づいて、速度制御手段は、オン／オフ弁の弁変位速度を高精度に制御する。
【００２０】
【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。
【００２１】
図１において参照数字２０は、本発明の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２０は、一組のチューブ２２ａ、２２ｂが着脱自在に所定間隔離間して接続される継手部２４と、前記継手部２４の上部に設けられ内部にオン／オフ弁２６およびサックバック機構２８を有する弁駆動部３０とを含む。
【００２２】
さらに、サックバックバルブ２０は、図３に示されるように、前記オン／オフ弁２６およびサックバック機構２８に供給される圧力流体の圧力（パイロット圧）をそれぞれ制御する制御部３２と、前記オン／オフ弁２６の変位量（弁リフト量）を検出する第１センサ（他の変位量検出手段）３３ａと流体の吸引量に対応するサックバック機構の変位量（弁リフト量）を検出する第２センサ（変位量検出手段）３３ｂとを有する検出部３５とを備える。なお、前記継手部２４、弁駆動部３０、制御部３２および検出部３５は、一体的に組み付けられる。
【００２３】
図１に示されるように、継手部２４には、一端部に第１ポート３４が、他端部に第２ポート３６が形成されるとともに、前記第１ポート３４と第２ポート３６とを連通させる流体通路３８が設けられた継手ボデイ４０と、前記第１ポート３４および第２ポート３６にそれぞれ係合し、且つチューブ２２ａ、２２ｂの開口部に挿入されるインナ部材４２と、前記継手ボデイ４０の端部に刻設されたねじ溝に螺入することによりチューブ２２ａ、２２ｂの接続部位の液密性を保持するロックナット４４とを有する。
【００２４】
なお、前記継手部２４では、チューブ２２ａ、２２ｂの軸線と略平行な部位においてのみシールされ、前記軸線と交差する部位においては、シールされていない。
【００２５】
第１ポート３４に近接する継手部２４の上部にはオン／オフ弁２６が配設され、前記オン／オフ弁２６は、継手ボデイ４０と一体的に連結された第１弁ボデイ４６と、前記第１弁ボデイ４６の内部に形成された室４８内に張設され、矢印Ｘ1 またはＸ2 方向に向かって変位自在に設けられたダイヤフラム５０と、前記ダイヤフラム５０と一体的に変位する第１変位部材５１と、前記室４８を気密に閉塞するカバー部材５２とを有する。
【００２６】
なお、前記室４８は、前記ダイヤフラム５０によって上部側の室４８と下部側の室４８とに分割されており、以下の説明では、後述する第１パイロット通路６４を介して圧力流体が供給される下部側の室４８を第１ダイヤフラム室４８として説明する。
【００２７】
前記第１変位部材５１は、前記ダイヤフラム５０の中心に形成された孔部を介して連結され、該ダイヤフラム５０の上面および下面をそれぞれ挟持する第１および第２挟持体５５ａ、５５ｂを有する。前記第２挟持体５５ｂの軸部には、環状溝を介して第１シール部材５７ａおよび第２シール部材５７ｂが装着されている。
【００２８】
前記第１挟持体５５ａとカバー部材５２との間には、ばね部材５４が介装され、前記ばね部材５４の弾発力によって第１変位部材５１が、常時、下方側（矢印Ｘ2 方向）に向かって付勢された状態にある。従って、オン／オフ弁２６は、ノーマルクローズタイプに構成されている。
【００２９】
前記第１変位部材５１の下端側には、第１ダイヤフラム５６によって閉塞された室５８が形成され、前記第１ダイヤフラム５６は、第２挟持体５５ｂの軸部の下端部に連結されて該第１変位部材５１と一体的に変位するように設けられる。
【００３０】
前記第１ダイヤフラム５６は、略中央に形成された厚肉部と、その周辺に連続して形成された薄肉部とから構成される。この場合、前記第１ダイヤフラム５６は、継手ボデイ４０に形成された着座部５９から離間し、または前記着座部５９に着座することにより流体通路３８を開閉する弁体としての機能を営む。
【００３１】
従って、オン／オフ弁２６の開閉作用下に、流体通路３８を流通する圧力流体（例えば、コーティング液）の供給状態またはその供給停止状態が切り換えられる。
【００３２】
また、第１ダイヤフラム５６の上面部には、該第１ダイヤフラム５６の薄肉部を保護するリング状の緩衝部材６０が設けられ、前記緩衝部材６０は第２挟持体５５ｂの下端部に連結された断面Ｌ字状の保持部材６２によって保持される。
【００３３】
前記第１変位部材５１の上部側には、カバー部材５２の貫通孔に沿ってねじ部材６３が嵌挿され、前記ねじ部材６３はカバー部材５２の上部に固定されたブロック体６５に止めねじ６７を介して係止される。前記ねじ部材６３には、セラミック材料によって形成された棒状部材６９が内嵌され、前記棒状部材６９の底面部には、例えば、ホール素子によって形成された第１センサ３３ａがキャップ部材７１によって保持される。
【００３４】
前記第１センサ３３ａは、第１変位部材５１の上面の孔部に装着された第１磁石７３ａの磁力を検知することにより、該第１変位部材５１の変位量を検出する機能を営む。前記第１ダイヤフラム５６は、第１変位部材５１と一体的に変位することから、前記第１変位部材５１の変位量は第１ダイヤフラム５６の変位量に対応する。従って、第１センサ３３ａによって第１変位部材５１の変位量を検出することにより、オン／オフ弁２６の弁体として機能する第１ダイヤフラム５６の弁リフト量を直接的に検出することができる。
【００３５】
前記第１弁ボデイ４６には、後述する第１電空比例弁７５ａとオン／オフ弁２６の第１ダイヤフラム室４８とを連通させる第１パイロット通路６４が形成される。この場合、第１電空比例弁７５ａの制御作用下に前記第１パイロット通路６４を介して第１ダイヤフラム室４８内に圧力流体（パイロット圧）を供給することにより、ばね部材５４の弾発力に抗して第１変位部材５１が上昇する。従って、第１ダイヤフラム５６が着座部５９から所定間隔離間することにより流体通路３８が開成し、第１ポート３４から第２ポート３６側に向かってコーティング液が流通する。
【００３６】
また、第１弁ボデイ４６には、室５８を大気に連通させる通路６６が形成され、前記通路６６を介して室５８内のエアーを給排気することにより第１ダイヤフラム５６を円滑に作動させることができる。なお、参照数字７０は、第２挟持体５５ｂのフランジに当接して緩衝機能を営む緩衝部材を示す。
【００３７】
第２ポート３６に近接する継手部２４の上部にはサックバック機構２８が設けられ、前記サックバック機構２８は、継手ボデイ４０および第１弁ボデイ４６と一体的に連結された第２弁ボデイ７２と、前記第２弁ボデイ７２の内部に形成された室７４内に張設され、矢印Ｘ1 またはＸ2 方向に向かって変位自在に設けられたダイヤフラム７６と、前記ダイヤフラム７６と一体的に変位する第２変位部材７８と、前記室７４を気密に閉塞するカバー部材５２とを有する。
【００３８】
なお、前記室７４は、前記ダイヤフラム７６によって上部側の室７４と下部側の室７４とに分割されており、以下の説明では、後述する第２パイロット通路１００を介して圧力流体が供給される上部側の室７４を第２ダイヤフラム室７４として説明する。
【００３９】
前記第２変位部材７８は、前記ダイヤフラム７６の中心に形成された孔部を介して連結され、該ダイヤフラム７６の上面および下面をそれぞれ挟持する第１および第２挟持体７７ａ、７７ｂを有する。前記第２挟持体７７ｂの軸部には、環状溝を介して第３シール部材５７ｃが装着されている。
【００４０】
前記第２変位部材７８の下端側には、第２ダイヤフラム８０によって閉塞された室７９が形成され、前記第２ダイヤフラム８０は、第２挟持体７７ｂの軸部の下端部に連結されて該第２変位部材７８と一体的に変位するように設けられる。前記第２ダイヤフラム８０は、略中央部に形成された厚肉部と、その周辺に連続して形成された薄肉部とから構成される。
【００４１】
室７９内には、第２挟持体７７ｂのフランジに係着されその弾発力によって第２変位部材７８を、常時、上方側（矢印Ｘ1 方向）に向かって付勢するばね部材８１が配設されている。
【００４２】
前記第２変位部材７８の上部側には、カバー部材５２の貫通孔に沿ってねじ部材６３が嵌挿され、前記ねじ部材６３はカバー部材５２の上部に固定されたブロック体６５に止めねじ６７を介して係止される。前記ねじ部材６３には、セラミック材料によって形成された棒状部材６９が内嵌され、前記棒状部材６９の底面部には、例えば、ホール素子によって形成された第２センサ３３ｂがキャップ部材７１によって保持される。
【００４３】
前記第２センサ３３ｂは、第２変位部材７８の上面の孔部に装着された第２磁石７３ｂの磁力を検知することにより、該第２変位部材７８の変位量を検出する機能を営む。前記第２ダイヤフラム８０は、第２変位部材７８と一体的に変位することから、前記第２変位部材７８の変位量は第２ダイヤフラム８０の変位量に対応する。従って、第２センサ３３ｂによって第２変位部材７８の変位量を検出することにより、その変位作用下に流体を吸引する第２ダイヤフラム８０の弁リフト量を直接的に検出することができる。
【００４４】
前記第２ダイヤフラム８０の上面部には、該第２ダイヤフラム８０の薄肉部を保護するリング状の緩衝部材９０が設けられ、前記緩衝部材９０は第２変位部材７８の下端部に連結された断面Ｌ字状の保持部材９２によって保持される。
【００４５】
前記第２弁ボデイ７２には、室７９を大気に連通させる通路９８が形成され、一方、カバー部材５２には、前記第２ダイヤフラム室７４にパイロット圧を供給する第２パイロット通路１００が形成されている。
【００４６】
前記カバー部材５２の上部には、前記オン／オフ弁２６の第１ダイヤフラム室４８に供給されるパイロット圧を制御する第１電空比例弁７５ａと、前記サックバック機構２８の第２ダイヤフラム室７４に供給されるパイロット圧を制御する第２電空比例弁７５ｂとが配設されている。なお、前記第１電空比例弁７５ａは、速度制御手段として機能するものであり、前記第２電空比例弁７５ｂは、吸引量制御手段として機能するものである。
【００４７】
前記第１および第２電空比例弁７５ａ、７５ｂは、給気用の第１電磁弁１０２ａ、１０２ｂと排気用の第２電磁弁１０４ａ、１０４ｂとをそれぞれ含む。前記第１電磁弁１０２ａ、１０２ｂおよび第２電磁弁１０４ａ、１０４ｂは、それぞれノーマルクローズタイプからなり、後述するコントローラ１０８（図４並びに図５参照）からそれぞれ第１電磁弁１０２ａ、１０２ｂ並びに第２電磁弁１０４ａ、１０４ｂの電磁コイルに対して電流信号をそれぞれ導出することにより、図示しない弁体が吸引されてオン状態となる。
【００４８】
第１電空比例弁７５ａは、コントローラ１０８から出力された制御信号（電流信号）に基づいて圧力流体供給源から供給された圧力流体の流量を制御し、所定の圧力値に制御された圧力流体（パイロット圧）をオン／オフ弁２６の第１ダイヤフラム室４８に供給する機能を営む。
【００４９】
一方、第２電空比例弁７５ｂは、コントローラ１０８から出力された制御信号（電流信号）に基づいて圧力流体供給源から供給された圧力流体の流量を制御し、所定の圧力値に制御された圧力流体（パイロット圧）をサックバック機構２８の第２ダイヤフラム室７４に供給する機能を営む。
【００５０】
制御部３２は、コントローラ１０８を有し、前記コントローラ１０８は、前記第１電空比例弁７５ａおよび第２電空比例弁７５ｂにそれぞれ接続されている。前記コントローラ１０８には、制御・判断・処理・演算・記憶の各手段として機能する図示しないＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）が設けられ、該ＭＰＵから導出される制御信号によって第１電磁弁１０２ａ、１０２ｂおよび／または第２電磁弁１０４ａ、１０４ｂをそれぞれ付勢・滅勢することにより、オン／オフ弁２６の第１ダイヤフラム室４８とサックバック機構２８の第２ダイヤフラム室７４にそれぞれ供給されるパイロット圧（流量）が制御される。
【００５１】
なお、制御部３２には、図５に示されるように、オフ／オフ弁２６の第１ダイヤフラム５６の変位速度を設定する速度設定器１１０と、コントローラ１０８から出力されたパルス信号を変調するＰＷＭ１１２と、第１センサ３３ａから出力された検出信号を微分する微分手段１１３が設けられる。
【００５２】
また、制御部３２には、図４に示されるように、サックバック機構２８の第２ダイヤフラム７６のリフト量を設定するリフト量設定器１１４と、コントローラ１０８から出力されたパルス信号を変調するＰＷＭ１１６とが設けられる。
【００５３】
本実施の形態に係るサックバックバルブ２０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について、図３に示す回路構成図に沿って説明する。
【００５４】
まず、サックバックバルブ２０の第１ポート３４に連通するチューブ２２ａには、コーティング液が貯留されたコーティング液供給源１３０を接続し、一方、第２ポート３６に連通するチューブ２２ｂには、半導体ウェハ１３１に向かってコーティング液を滴下するノズル１３３が設けられたコーティング液滴下装置１３２を接続する。また、第１および第２電空比例弁７５ａ、７５ｂには、図示しない圧力流体供給ポートを介して、それぞれ共通の圧力流体供給源１３４を接続しておく。
【００５５】
このような準備作業を経た後、圧力流体供給源１３４を付勢し、図示しない圧力流体供給ポートを介して第１および第２電空比例弁７５ａ、７５ｂに対し圧力流体を導入するとともに、図示しない入力手段を介して制御部３２に入力信号および電源信号を導入する。
【００５６】
制御部３２のコントローラ１０８は、前記入力信号に基づいて第２電空比例弁７５ｂを構成する第１電磁弁１０２ｂに付勢信号を導出し、前記第１電磁弁１０２ｂをオン状態とするとともに、第２電磁弁１０４ｂに滅勢信号を導出し、前記第２電磁弁１０４ｂをオフ状態とする。
【００５７】
この場合、コントローラ１０８から第１電磁弁１０２ｂに入力されるパルス状のオン／オフ信号と、前記コントローラ１０８から第２電磁弁１０４ｂに入力されるパルス状のオン／オフ信号とによって給気用の第１電磁弁１０２ｂおよび／または排気用の第２電磁弁１０４ｂを、適宜、それぞれ付勢・滅勢することにより、圧力流体供給源１３４から供給された圧力流体は所定のパイロット圧に制御される。
【００５８】
前記パイロット圧は第２電空比例弁７５ｂに連通する第２パイロット通路１００を介して第２ダイヤフラム室７４に供給され、パイロット圧の作用下にダイヤフラム７６が撓曲して第２変位部材７８がばね部材８１の弾発力に抗して矢印Ｘ2 方向に押圧される。この結果、第２変位部材７８の下端部に連結された第２ダイヤフラム８０が下方側に変位して図１に示す状態となる。
【００５９】
このように第２ダイヤフラム室７４に供給されたパイロット圧の作用下にダイヤフラム７６が矢印Ｘ2 方向に押圧された状態において、コントローラ１０８は、第１電空比例弁７５ａを構成する第１電磁弁１０２ａに付勢信号を導出し、前記第１電磁弁１０２ａをオン状態とするとともに、第２電磁弁１０４ａに滅勢信号を導出し、前記第２電磁弁１０４ａをオフ状態とする。
【００６０】
この場合、コントローラ１０８から第１電磁弁１０２ａに入力されるパルス状のオン／オフ信号と、前記コントローラ１０８から第２電磁弁１０４ａに入力されるパルス状のオン／オフ信号とによって給気用の第１電磁弁１０２ａおよび／または排気用の第２電磁弁１０４ａをそれぞれ付勢・滅勢することにより、圧力流体供給源から供給された圧力流体は所定のパイロット圧に制御される。
【００６１】
前記パイロット圧は第１パイロット通路６４を介して第１ダイヤフラム室４８に供給され、パイロット圧の作用下にダイヤフラム５０が撓曲し、ばね部材５４の弾発力に抗して第１変位部材５１が矢印Ｘ1 方向に押圧される。この結果、第１変位部材５１の下端部に連結された第１ダイヤフラム５６が上方側に変位して着座部５９から離間して弁開状態となる。
【００６２】
従って、オン／オフ弁２６がオン状態となり、その際、コーティング液供給源１３０から供給されたコーティング液は、流体通路３８に沿って流通し、コーティング液滴下装置１３２を介してコーティング液が半導体ウェハ１３１に滴下される。この結果、半導体ウェハ１３１には、所望の膜厚を有するコーティング被膜（図示せず）が形成される。
【００６３】
コーティング液滴下装置１３２を介して所定量のコーティング液が半導体ウェハ１３１に塗布された後、コントローラ１０８は、第１電空比例弁７５ａを構成する第１電磁弁１０２ａに滅勢信号を導出し、前記第１電磁弁１０２ａをオフ状態とするとともに、第２電磁弁１０４ａに付勢信号を導出し、前記第２電磁弁１０４ａをオン状態とする。
【００６４】
従って、第１ダイヤフラム室４８内に残存する圧力流体（パイロット圧）は、第１パイロット通路６４を経由し第２電磁弁１０４ａの排気ポート１３６を介して大気中に排気されることにより、パイロット圧が減少する。この結果、ばね部材５４の弾発力の作用下に第１変位部材５１が矢印Ｘ2 方向に変位し、第１ダイヤフラム５６が着座部５９に着座してオン／オフ弁２６がオフ状態となる。
【００６５】
オン／オフ弁２６がオフ状態となって流体通路３８が遮断されることにより半導体ウェハ１３１に対するコーティング液の供給が停止し、コーティング液滴下装置１３２のノズル１３３からの半導体ウェハ１３１に対するコーティング液の滴下状態が停止する。この場合、コーティング液滴下装置１３２のノズル１３３内には、半導体ウェハ１３１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。
【００６６】
そこで、前記コントローラ１０８は、第２電空比例弁７５ｂを構成する第１電磁弁１０２ｂに滅勢信号を導出して第１電磁弁１０２ｂをオフ状態にするとともに、第２電磁弁１０４ｂに付勢信号を導出して該第２電磁弁１０４ｂをオン状態とする。
【００６７】
従って、第１電磁弁１０２ｂがオフ状態で第２電磁弁１０４ｂがオン状態となることにより、第２ダイヤフラム室７４内に残存する圧力流体（パイロット圧）は、第２パイロット通路１００を経由して第２電磁弁１０４ｂの排気ポート１３８から大気中に排出される。この結果、第２ダイヤフラム８０は、ばね部材８１の弾発力の作用下に矢印Ｘ1 方向に上昇し、図２に示す状態に至る。
【００６８】
すなわち、第２ダイヤフラム８０が上昇し、第２変位部材７８を介してダイヤフラム７６が矢印Ｘ1 方向に向かって一体的に変位することにより負圧作用が発生する。その際、流体通路３８内の所定量のコーティング液が、図２中、矢印方向に沿って吸引される。この結果、コーティング液滴下装置１３２のノズル１３３内に残存する所定量のコーティング液がサックバックバルブ２０側に向かって戻されることにより、半導体ウェハ１３１に対する液だれを防止することができる。
【００６９】
この場合、第２変位部材７８と一体的に上昇する第２ダイヤフラム８０の変位量は第２センサ３３ｂによって検出され、前記第２センサ３３ｂから導出される検出信号に基づいて、コントローラ１０８は、予めリフト量設定器１１４によって設定された弁リフト量とを比較し、その偏差に基づいてフィードバック制御を行う（図４参照）。
【００７０】
すなわち、第２ダイヤフラム８０と一体的に変位する第２変位部材７８に装着された第２磁石７３ｂの磁力を第２センサ３３ｂによって検知することにより、前記第２ダイヤフラム８０の変位量（弁リフト量）が検出される。前記第２ダイヤフラム８０の変位量は、コーティング液の吸引量に対応する。コントローラ１０８は、図４に示されるように、前記第２センサ３３ｂから出力された検出信号と、予めリフト量設定器１１４によって設定された弁リフト量とを比較し、その偏差をＰＷＭ１１６を介して第２電空比例弁７５ｂに入力する。
【００７１】
第２電空比例弁７５ｂでは、コントローラ１０８から導出される付勢信号および滅勢信号により第１電磁弁１０２ｂのオン状態とオフ状態とが適宜切り換えられるとともに、コントローラ１０８から導出される付勢信号および滅勢信号により第２電磁弁１０４ｂのオン状態とオフ状態とが適宜切り換えられることにより、前記偏差に基づいて第２ダイヤフラム室７４内の圧力が調圧される。この結果、コーティング液の吸引量に対応する位置で該第２ダイヤフラム８０を確実に停止させることができる。
【００７２】
なお、前記第１電磁弁１０２ｂに入力される付勢信号および滅勢信号と、第２電磁弁１０４ｂに入力される付勢信号および滅勢信号とは、それぞれ所定の周期だけ位相差があるものとする。
【００７３】
なお、再び、コントローラ１０８から第１電空比例弁７５ａおよび第２電空比例弁７５ｂにそれぞれ付勢信号を導出することにより図１に示す状態に至り、半導体ウェハ１３１に対するコーティング液の滴下が開始される。
【００７４】
次に、オン／オフ弁２６の弁体として機能する第１ダイヤフラム５６の変位速度をフィードバック制御する場合を図５に示す。
【００７５】
第１ダイヤフラム５６と一体的に変位する第１変位部材５１に装着された第１磁石７３ａの磁力を第１センサ３３ａによって検知することにより、前記第１ダイヤフラム５６の変位量（弁リフト量）が検出される。前記第１センサ３３ａから出力された検出信号は、微分手段１１３を介してコントローラ１０８に入力される。
【００７６】
コントローラ１０８は、前記第１センサ３３ａから出力された検出信号と、予め速度設定器１１０によって設定された弁速度とを比較し、その偏差をＰＷＭ１１２を介して第１電空比例弁７５ａに入力する。
【００７７】
第１電空比例弁７５ａでは、コントローラ１０８から導出される付勢信号および滅勢信号により第１電磁弁１０２ａのオン状態とオフ状態とが適宜切り換えられるとともに、コントローラ１０８から導出される付勢信号および滅勢信号により第２電磁弁１０４ａのオン状態とオフ状態とが適宜切り換えられることにより、前記偏差に基づいて第１ダイヤフラム室４８内の圧力が調圧される。この結果、予め設定された弁速度で第１ダイヤフラム５６を高精度に変位させることができる。
【００７８】
なお、前記第１ダイヤフラム５６の変位速度は、該第１ダイヤフラム５６が着座部５９から離間して弁開状態となる場合、および該第１ダイヤフラム５６が着座部５９に着座して弁閉状態となる場合のいずれの変位速度も制御される。
【００７９】
このように、本実施の形態では、コーティング液の吸引量に対応する第２ダイヤフラム８０の変位量を第２センサ３３ｂによって直接的に検出し、第２電空比例弁７５ｂによって第２ダイヤフラム室７４に供給されるパイロット圧をフィードバック制御することにより、第２ダイヤフラム８０によって吸引されるコーティング液の吸引量を高精度に制御することが可能となる。
【００８０】
また、本実施の形態では、流体通路３８を開閉するオン／オフ弁２６の弁速度をフィードバック制御することにより、粘度等が異なる種々の流体（コーティング液）に対応させることができる。
【００８１】
さらに、本実施の形態では、継手部２４、オン／オフ弁２６、サックバック機構２８、制御部３２および検出部３５をそれぞれ一体的に組み付けることにより、前述した従来技術と異なり、サックバックバルブ２０と流体圧制御装置との間、並びに該サックバックバルブ２０とオン／オフ弁２６との間の配管接続作業を不要とし、流体圧制御装置並びにオン／オフ弁２６を付設するための占有スペースを設ける必要がないことから、設置スペースの有効利用を図ることができる。
【００８２】
さらにまた、本実施の形態では、オン／オフ弁２６および制御部３２等がサックバック機構２８と一体的に形成されているため、従来技術においてそれぞれ別体で構成されたものを一体的に結合した場合と比較して、装置全体の小型化を達成することができる。
【００８３】
またさらに、本実施の形態では、サックバックバルブ２０と流体圧制御装置との間に配管を設ける必要がないため、流路抵抗が増大することを回避することができる。
【００８４】
またさらに、サックバック機構２８とオン／オフ弁２６にそれぞれ供給される圧力流体（パイロット圧）を共通化し、第１および第２電空比例弁７５ａ、７５ｂを介して流量制御することにより、従来技術と異なり、オン／オフ弁２６を駆動させる駆動装置が不要となる。この結果、装置全体をさらに小型化することができるとともに、コストダウンを図ることができる。
【００８５】
なお、本実施の形態では、コントローラ１０８によって電気的に制御される第１電空比例弁７５ａ並びに第２電空比例弁７５ｂを介してオン／オフ弁２６およびサックバック機構２８に供給されるパイロット圧を制御している。この場合、パイロット圧によって作動する第２ダイヤフラム８０の応答精度を高めることが可能となり、流体通路３８内に残存するコーティング液をより一層迅速に吸引することができる。
【００８８】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００８９】
すなわち、吸引量制御手段を介して、可撓性部材によって吸引される流体の流量を電気的に且つ高精度に制御することができる。
【００９０】
また、オン／オフ弁並びにサックバック機構に供給されるパイロット圧を高精度に制御することにより、前記オン／オフ弁並びにサックバック機構の応答精度をより一層向上させることができる。この結果、流体通路内に残存する圧力流体を迅速に吸引することができる。
【００９１】
さらに、従来技術と異なり、サックバックバルブと流体制御装置との間、並びに該サックバックバルブとオン／オフ弁との間の配管接続作業が不要となり、しかもサックバックバルブ以外に流体制御装置、オン／オフ弁を駆動させる駆動装置等を付設するための占有スペースが不要となることから、設置スペースの有効利用を図ることができる。
【００９２】
さらにまた、サックバックバルブと流体制御装置との間、並びに該サックバックバルブとオン／オフ弁との間に配管を設ける必要がないため、流路抵抗が増大することを回避することができる。
【００９３】
さらにまた、従来技術と異なって、オン／オフ弁を駆動させる駆動装置が不要となることから、装置全体の小型化を達成することができるとともに、コストダウンを図ることができる。
【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の縦断面図である。
【図２】図１に示すサックバックバルブの動作を示す部分縦断面図である。
【図３】図１に示すサックバックバルブの回路構成図である。
【図４】サックバック機構によって吸引量をフィードバック制御するブロック構成図である。
【図５】オン／オフ弁の弁変位速度をフィードバック制御するブロック構成図である。
【図６】従来技術に係るサックバックバルブの縦断面図である。
【符号の説明】
２０…サックバックバルブ              ２４…継手部
２６…オン／オフ弁                    ２８…サックバック機構
３０…弁駆動部                        ３２…制御部
３３ａ、３３ｂ…センサ                ３５…検出部
３８…流体通路                        ４８、７４…室
５０、５６、７６、８０…ダイヤフラム
５１、７８…変位部材                  ６４、１００…パイロット通路
７３ａ、７３ｂ…磁石                  ７５ａ、７５ｂ…電空比例弁
１０２ａ、１０２ｂ、１０４ａ、１０４ｂ…電磁弁
１０８…コントローラ
【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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【図６】
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