(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が流れる流路と、
前記流路に受圧面が露呈してサックバックを行うダイアフラムと、
前記ダイアフラムを変位させるために往復動させる作動体と
を備えたサックバックバルブにおいて、
一直線上に貫通して設けられた前記流路の途中に前記ダイアフラムに対応して設けられ、前記流路に開口する部位が前記流路の内径より大きい内径を有し、前記流路を中心に前記流路の両脇に張り出した張出空間を有するサックバック室と、
前記張出空間の底壁に前記流路の中心部へ向って、前記作動体から離れる方向に傾斜した傾斜を付与し、前記底壁が前記流路の側壁に連なって前記底壁の間の流路の内周面が半円形状をなすことと、を備えたことを特徴とするサックバックバルブ。
【請求項２】
前記ダイアフラムは、前記作動体が下死点に位置するときに前記サックバック室を最小容積とする状態になり、前記作動体が上死点に位置するときに前記サックバック室を最大容積とするサックバック状態になることと、
前記サックバック状態での前記ダイアフラムの受圧面は、前記流路の内周面と同位置かそれより前記流路の中心側へ張り出した位置に設定されることと、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の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】
この発明は、例えば、半導体の製造装置において半導体ウエハに薬液等の液体を供給する回路に使用されるサックバックバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のサックバックバルブとして、レジスト液等の薬液を流す流路と、その流路に受圧面が露呈してサックバックを行うダイアフラムと、このダイアフラムを変位させるピストン等の作動体とを備えたものがある。このようなサックバックバルブは、例えば、半導体ウエハに薬液を塗布する塗布ノズルと、薬液供給源との間に介在され、作動体によりダイアフラムを変位させて流路の容積を変化させるようになっている。これにより不要な薬液がノズルから半導体ウエハ上に垂れ落ちるのを防いでいる。
【０００３】
特開平７−７７２８５号公報には、この種のサックバックバルブの一例が開示されている。図６に示すように、このサックバックバルブでは、作動体５１をステップモータ５２の出力軸５３の進退により往復動させることにより、ダイアフラム５４を変位させるようになっている。このサックバックバルブでは、ダイアフラム５４の外径が流路５５の内径よりも大きく設定されている。このダイアフラム５４が、流路５５の途中に設けられたサックバック室５６に対応して配置されている。従って、サックバック室５６の一部は、流路５５の両脇から張り出した張出空間を構成することになる。
【０００４】
実公平８−１０３９９号公報（実開平３−２２５７０号）には、この種のサックバックバルブの他の一例が開示されている。図７に示すように、このサックバックバルブでは、作動体としてのピストン５７を作動流体により往復動させることにより、ダイアフラム５４を変位させるようになっている。このサックバックバルブでは、ダイアフラム５４の受圧面５４ａが流路５５の流れ方向に沿った内周壁面５５ａ上に配置されている。これにより、ダイアフラム５４の受圧面５４ａと流路５５の流れ方向に沿った内周壁面５５ａとの間にデッドスペースを形成させないで、デッドスペースによる液溜まりや泡溜まりができるのを防いでいる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図６に示す従来のサックバックバルブは、流路５５の途中にサックバック室５６を有することから、その張出空間が流路５５を流れる液体に対して泡溜まりとなるおそれのあることも考えられた。仮に、万が一、張出空間が泡溜まりとなった場合、サックバック時における液吸引の安定性や、液流量の調整精度の低下が問題となる。これらは、例えば、サックバックバルブを、薬液の塗布ノズルと薬液供給源との間に設けて使用した場合に、塗布ノズルによる薬液の切れや、薬液の塗布量調整に影響を及ぼすおそれが考えられる。
【０００６】
ここで、サックバックバルブにおいて、液体は流路５５を流れ、サックバック室５６を通過していくものであり、張出空間が泡溜まりとなることは、実際には考え難いことである。しかし、従来のサックバックバルブでは、取付向きや流体の供給圧力等が各種使用条件に応じて変えられることがある。例えば、従来のサックバックバルブでは、図６を正立状態として、この正立状態から全体を９０度回転させて垂直状態で使用したり、正立状態から全体を１８０度回転させた倒立状態で使用したりすることがある。これら条件の違いによって、万が一、張出空間に泡が入りかけても、それらを抜け易くしておくことが望ましい。
【０００７】
ここで、サックバックバルブを垂直状態で使用した場合には、流路５５が垂直に配置されることから、泡は流路５５を垂直に抜け流れ、張出空間に溜まることはない。一方、サックバックバルブを倒立状態で使用した場合には、ダイアフラム５４が下側に、張出空間の底壁が上側に位置することになり、この底壁を利用して泡を抜け易くすることが可能である。
【０００８】
一方、図７に示す従来のサックバックバルブでは、正立状態で使用された場合に、ダイアフラム５４の受圧面５４ａにデッドスペースができることを問題にして、受圧面５４ａを流路５５の内周壁面５５ａ上に配置することでデッドスペースを解消していた。ここで、同様のことが、図６に示す従来のサックバックバルブについても考えられることから、そのサックバック室５６に対応して配置されたダイアフラム５４と流路５５との位置関係を特定しておくことが望ましい。
【０００９】
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その第１の目的は、倒立状態におけるダイアフラム周囲からの泡抜けを一層良好なものにすることを可能にしたサックバックバルブを提供することにある。
又、この発明の第２の目的は、第１の目的に加え、ダイアフラムの受圧面が泡溜まりを生じさせることのないサックバックバルブを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、液体が流れる流路と、前記流路に受圧面が露呈してサックバックを行うダイアフラムと、前記ダイアフラムを変位させるために往復動させる作動体とを備えたサックバックバルブにおいて、一直線上に貫通して設けられた前記流路の途中に前記ダイアフラムに対応して設けられ、前記流路に開口する部位が前記流路の内径より大きい内径を有し、前記流路を中心に前記流路の両脇に張り出した張出空間を有するサックバック室と、前記張出空間の底壁に前記流路の中心部へ向かう傾斜を付与し、前記底壁が前記流路の側壁に連なって半円形状をなすことと、を備えたことを特徴とするサックバックバルブを趣旨とする。
【００１１】
上記発明の構成によれば、作動体を往復動させることにより、流路に露呈したダイアフラムの受圧面が変位して、流路を流れる液体のサックバックが行われる。ここで、流路の途中に設けられたサックバック室は、流路の内径より大きい内径を有することから、流路から張り出した張出空間が存在することになる。この張出空間に、万が一、泡が入りかけても、それらを抜け易くしておくことが望ましい。例えば、サックバックバルブを倒立状態で使用した場合、ダイアフラムの受圧面が下側に、張出空間の底壁が上側に位置することになり、この底壁を利用して泡の抜けを改善ずることが可能である。この発明では、サックバック室の底壁に流路の中心部へ向かう傾斜が付与されることから、張出空間の底壁の傾斜に沿って泡が流路の中心部へ向かって案内されることになり、泡抜けが容易となる。
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、ダイアフラムは、作動体が下死点に位置するときにサックバック室を最小容積とする状態になり、作動体が上死点に位置するときにサックバック室を最大容積とするサックバック状態になることと、サックバック状態でのダイアフラムの受圧面は、流路の内周面と同位置かそれより流路の中心側へ張り出した位置に設定されることとを備えたことを趣旨とする。
【００１３】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、ダイアフラムがサックバック室を最大容積とするサックバック状態になるときにも、その受圧面が流路の内周面と同位置かそれより流路の中心側へ張り出した位置に設定されることから、流路に対して凹みとなる空間が形成されることがない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のサックバックバルブを具体化した一実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１に、正立状態のサックバックバルブ１の断面図を示す。図２に、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図を示す。サックバックバルブ１は、バルブボディ３とシリンダ４とを含む。バルブボディ３には、液体が流れる流路２が設けられる。
【００１６】
バルブボディ３には、流路２に通じる一対のポート５，６が設けられる。各ポート５，６には、管継手７，８が設けられる。バルブボディ３には、流路２に受圧面９ａが露呈してサックバックを行うダイアフラム９が設けられる。ダイアフラム９に対応して、バルブボディ３には、サックバック室１０が設けられる。サックバック室１０は、ダイアフラム９に対応して流路２の途中に設けられるものであり、流路２の内径Ｄ１より大きい内径Ｄ２を有する。サックバック室１０は、流路２を中心にその両脇に張り出した張出空間１１を有する。
【００１７】
バルブボディ３とシリンダ４との間には、管状のガイドワッシャ１２が設けられる。ダイアフラム９の外周部９ｂは、ガイドワッシャ１２のフランジ１２ａとバルブボディ３の段部３ａとの間に挟持され、固定される。図３には、その挟持部分を断面図に詳しく示す。バルブボディ３の段部３ａには、例えば、金属や硬質樹脂よりなる剛体１３が埋設されており、この剛体１３にダイアフラム９の外周部９ｂが密着している。これにより、ダイアフラム９の径方向の密着性の向上が図られている。
【００１８】
シリンダ４の中空部１４には、その軸線方向に沿って、本発明の作動体としてのピストン１５が往復動可能に設けられる。ピストン１５は、その外周に装着されたシール１６を介して中空部１４に摺動自在に設けられる。ピストン１５の下方へ延びるピストンロッド１５ａは、ガイドワッシャ１２の中空部１２ｂをその軸線方向に沿って往復動可能に組み付けられる。ピストンロッド１５ａは、その外周に装着されたシール１７を介して中空部１２ｂに摺動自在に設けられる。ガイドワッシャ１２のフランジ１２ａとピストン１５との間には、圧縮スプリング１８が介在される。圧縮スプリング１８により、ピストン１５が上方へ付勢される。ピストンロッド１５ａの下端には、ダイアフラム９の中央突部９ｃが結合される。
【００１９】
シリンダ４の中空部１４は、ピストン１５により上下二室１４Ａ，１４Ｂに区画される。上側の作動室１４Ａには、シリンダ４に設けられた作動通路１９を通じて作動流体が導入・導出される。一方、下側の大気室１４Ｂには、シリンダ４に設けられた大気通路２０を通じて大気が導入される。
【００２０】
従って、作動通路１９を通じて作動室１４Ａに作動流体が導入されることにより、ピストン１５が押されて下動し、ピストンロッド１５ａと共にダイアフラム９の受圧面９ａが下方へ変位する。一方、作動通路１９を通じて作動室１４Ａから作動流体が導出されることにより、圧縮スプリング１８によりピストン１５が押されて上動し、ピストンロッド１５ａと共にダイアフラム９の受圧面９ａが上方へ変位する。このようにピストン１５の動きによりダイアフラム９の受圧面９ａが変位するようになっている。
【００２１】
シリンダ４の軸線上に位置するネジ孔４ａには、調節ネジ２１が設けられる。調節ネジ２１の下端部のフランジ２１ａには、シール２２が装着され、このシール２２により作動室１４Ａの密閉性が確保される。このフランジ２１ａの下端は、ピストン１５に当接可能に設けられる。調節ネジ２１の上端部は、シリンダ４の上部に螺合されたキャップナット２３を貫通して設けられる。この調節ネジ２１の上端部には、摘み２４が固定される。
【００２２】
従って、摘み２４の操作により調節ネジ２１をネジ孔４ａに螺合して進退させることにより、フランジ２１ａの作動室１４Ａに対す突出量が調節される。これにより、ピストン１５のストローク及びダイアフラム９の受圧面９ａの変位量が調節され、サックバック室１０におけるサックバック量が調節される。一旦調節が完了した調節ネジ２１は、キャップナット２３の締め付けにより固定される。
【００２３】
ここで、サックバック室１０に関する特徴を詳しく説明する。図４には、図１のＢ−Ｂ線に沿った断面におけるサックバック室１０の部分のみを断面図に示す。前述したように流路２の両脇に張り出したサックバック室１０の張出空間１１は、それぞれ受圧面９ａに対向する底壁１０ａを有する。これら底壁１０ａには、流路２の中心部へ向かう所定角度θ１の傾斜が付与されている。
【００２４】
この実施の形態では、サックバック室１０でのダイアフラム９の配置が次のように設定される。即ち、ダイアフラム９は、ピストン１５が下死点に位置するときにサックバック室１０を最小容積とする状態となり、ピストン１５が上死点に位置するときにサックバック室１０を最大容積とするサックバック状態となる。図１，図４には、サックバック状態のダイアフラム９を示す。ここで、サックバック状態でのダイアフラム９の受圧面９ａは、流路２の内周面と同位置かそれより流路２の中心側へ張り出した位置に設定される。
【００２５】
以上説明したように本実施の形態のサックバックバルブ１の構成によれば、図１に示す正立状態において、ピストン１５を上下に作動させることにより、流路２に露呈したダイアフラム９の受圧面９ａが変位し、サックバック室１０の容積が変化して流路２を流れる液体のサックバックが行われる。
【００２６】
ここで、流路２の途中に設けられたサックバック室１０は、流路２の内径Ｄ１より大きい内径Ｄ２を有することから、流路２から張り出した張出空間１１が存在する。この張出空間１１に、万が一、泡が入りかけても、それらを抜け易くしておくことが望ましい。例えば、サックバックバルブ１を倒立状態（図１の正立状態から１８０度回転させた状態）で使用した場合には、ダイアフラム９の受圧面９ａが下側に、張出空間１１の底壁１０ａが上側にそれぞれ位置することになり、この底壁１０ａを利用して泡の抜けを改善することが可能である。この実施の形態のサックバックバルブ１では、サックバック室１０の底壁１０ａに流路２の中心部へ向かう傾斜が付与されることから、図５に示すように、倒立状態において、底壁１０ａが流路２へ向けて上方へ傾くことになる。従って、サックバック室１０に泡が入りかけても、その泡が底壁１０ａの傾斜に沿って、図５に矢印で示すように流路２の中心部へ向けて案内され、泡抜けが容易となる。このため、従来のサックバックバルブに比べ、倒立状態におけるダイアフラム９の周囲からの泡抜けを一層良好なものにすることができ、サックバック室１０が泡溜まりとなることを未然に防止することができる。
【００２７】
このため、サックバックバルブ１によるサックバック時に液体の吸引を安定させることができ、液流量の調整を正確なものにすることができる。従って、例えば、サックバックバルブ１が、薬液の塗布ノズルと薬液供給源との間に設けられ使用されても、サックバック室１０に張出空間１１があることによって塗布ノズルによる薬液の切れや、薬液の塗布量調整が不安定になることはない。
【００２８】
又、この実施の形態では、ダイアフラム９がサックバック室１０を最大容積とするサックバック状態になるときにも、その受圧面９ａが流路２の内周面と同位置かそれより流路２の中心側へ張り出した位置に設定されることから、流路２の内周面に対して凹みとなる空間が形成されることがない。このため、サックバックバルブ１が正立状態に配置された状態で、サックバック室１０に配置されたダイアフラム９の受圧面９ａが泡溜まりを生じさせることを未然に防止することができる。このことも、サックバック時の液体の吸引を安定化させ、液体流量の調整を正確なものにすることに寄与する。
【００２９】
尚、この発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜に変更して実施することもできる。
【００３０】
例えば、前記実施の形態では、サックバック室１０の底壁１０ａの傾斜に関する構成と、同室１０におけるダイアフラム９の配置に関する構成とを組み合わせたが、後者の配置に関する構成を省略することもできる。
【００３１】
又、前記実施の形態では、作動体としてのピストン１５を、ダイアフラム９を変位させるために作動流体により往復動させる構成としたが、作動体を、ダイアフラムを変位させるために電気的構成による往復動、例えば、ステップモータの出力軸の進退により往復動させる構成とすることもできる。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明の構成によれば、サックバック室の張出空間の底壁の傾斜に沿って泡が流路の中心部へ向けて案内され、泡抜けが容易となる。このため、従来のサックバックバルブに比べ、倒立状態におけるダイアフラム周囲からの泡抜けを一層良好なものにすることができ、サックバック室が泡溜まりとなることを防止することができる。
【００３３】
請求項２に記載の発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、ダイアフラムがサックバック状態になるときでも、流路の内周面に対して凹みとなる空間が形成されない。このため、ダイアフラムの受圧面が泡溜まりを生じさせることを未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施の形態に係り、サックバックバルブを示す縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】ダイアフラム外周部の挟持部分を示す断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線に沿った断面でのサックバック室部分を示す断面図である。
【図５】倒立状態におけるサックバック室を拡大して示す断面図である。
【図６】従来のサックバックバルブを示す縦断面図である。
【図７】従来のサックバックバルブを示す縦断面図である。
【符号の説明】
１      サックバックバルブ
２      流路
９      ダイアフラム
９ａ    受圧面
１０    サックバック室
１０ａ  底壁
１１    張出空間
１５    ピストン（作動体）
θ１    所定角度
Ｄ１    内径
Ｄ２    内径
【図１】
0004970661.tif 000002
【図２】
0004970661.tif 000003
【図３】
0004970661.tif 000004
【図４】
0004970661.tif 000005
【図５】
0004970661.tif 000006
【図６】
0004970661.tif 000007
【図７】
0004970661.tif 000008