JP4420695B2

JP4420695B2 - Pressure regulator

Info

Publication number: JP4420695B2
Application number: JP2004050055A
Authority: JP
Inventors: 博道飯塚
Original assignee: 株式会社アサヒ・エンタープライズ
Priority date: 2004-02-25
Filing date: 2004-02-25
Publication date: 2010-02-24
Anticipated expiration: 2024-02-25
Also published as: JP2005242575A

Description

本発明は圧力調整装置に係り、とくに信号圧として加えられる入力圧に応じて、所望の出力圧を得るようにした圧力調整装置に関する。 The present invention relates to a pressure adjusting device, and more particularly, to a pressure adjusting device that obtains a desired output pressure in accordance with an input pressure applied as a signal pressure.

例えば半導体の製造プロセスにおいて、化学的機械的研磨（ｃｈｅｍｉｃａｌｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）の工程で、半導体ウエハの表面を平滑化することが試みられる。この方法は、半導体ウエハの表面に研磨粒子を含むスラリを供給し、パッドを半導体ウエハの表面と平行に移動させながら研磨を行なうものである。ここでパッドは適正かつ均一な圧力で半導体ウエハに対して押圧される。 For example, in a semiconductor manufacturing process, an attempt is made to smooth the surface of a semiconductor wafer in a step of chemical mechanical polishing. In this method, a slurry containing abrasive particles is supplied to the surface of a semiconductor wafer, and polishing is performed while moving a pad parallel to the surface of the semiconductor wafer. Here, the pad is pressed against the semiconductor wafer with an appropriate and uniform pressure.

このようにｃｈｅｍｉｃａｌｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｏｌｉｓｈｉｎｇにおいてパッドに印加される圧力を適正にかつ均一に維持しないと、半導体ウエハの表面の平滑化が達成されない。このような目的のために、適正な圧力を安定に発生する圧力調整装置を必要とする。なおそれ以外の各種の用途においても、適正な圧力を発生する圧力調整装置が要求されている。 In this way, unless the pressure applied to the pad is properly and uniformly maintained in chemical mechanical polishing, the surface of the semiconductor wafer cannot be smoothed. For this purpose, a pressure regulator that stably generates an appropriate pressure is required. In various other applications, a pressure adjusting device that generates an appropriate pressure is required.

図３は従来のｃｈｅｍｉｃａｌｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｏｌｉｓｈｉｎｇに用いられる圧力調整装置の一例を示しており、この圧力調整装置はバランスブースタ４を備えている。バランスブースタ４は円板状をなす弁体５を備え、この弁体５がシールリングから成るバルブシート６に対して接触したり離間したりすることによって、開閉動作を行なうようになっている。弁体５は複数のロッド７によって下側の圧力板８と連結されるとともに、圧力板８の下側に配されたダイヤフラム９によって信号圧を受けるようになっている。 FIG. 3 shows an example of a pressure adjusting device used for conventional chemical mechanical polishing, and this pressure adjusting device includes a balance booster 4. The balance booster 4 includes a disc-like valve body 5, and the valve body 5 is brought into contact with or separated from a valve seat 6 formed of a seal ring, thereby performing an opening / closing operation. The valve body 5 is connected to the lower pressure plate 8 by a plurality of rods 7 and receives a signal pressure by a diaphragm 9 disposed below the pressure plate 8.

ここで調整ノブ１１によって減圧スプリング１２が下方に押す力と、フォースモータ１３によって発生されかつモジュールベース１４の凹部１５および通路１６を介して凹部１７に印加され、ダイヤフラム９の下面に加えられる力とが釣合うようになっている。従って減圧スプリング１２の変形量を、ｃｈｅｍｉｃａｌｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｏｌｉｓｈｉｎｇのパッドの重量をキャンセルするように調整する。これが初期調整に当る。 Here, the force by which the pressure-reducing spring 12 pushes downward by the adjusting knob 11, and the force generated by the force motor 13 and applied to the concave portion 17 through the concave portion 15 and the passage 16 of the module base 14 and applied to the lower surface of the diaphragm 9. Are to be balanced. Therefore, the amount of deformation of the pressure reducing spring 12 is adjusted so as to cancel the weight of the pad of chemical mechanical polishing. This is the initial adjustment.

ここで上記フォースモータ１３によって発生される信号圧であって、ダイヤフラム９の下面に加えられる入力圧を調整すると、ダイヤフラム９の下面に作用する力が変化する。いま入力圧を高くすると、ダイヤフラム９を介して圧力板８が上方へ押されるために、弁体５がバルブシート６から離間する。従って供給ポート１８からの供給圧が通路１９から凹部２０に供給され、この通路１９から出力ポート２１に至る。これによって出力圧が増大する。そして圧力がバランスした状態で図３に示すように弁体５がバルブシート６に接触して供給圧が遮断される。 Here, when the signal pressure generated by the force motor 13 and the input pressure applied to the lower surface of the diaphragm 9 is adjusted, the force acting on the lower surface of the diaphragm 9 changes. If the input pressure is increased now, the pressure plate 8 is pushed upward through the diaphragm 9, so that the valve body 5 is separated from the valve seat 6. Accordingly, supply pressure from the supply port 18 is supplied from the passage 19 to the recess 20, and reaches from the passage 19 to the output port 21. This increases the output pressure. Then, with the pressure balanced, the valve body 5 contacts the valve seat 6 as shown in FIG.

弁体５がバルブシート６に接触して閉弁状態にあるときに、出力圧は凹部２０からオリフィス２２を通って排気ポート２３側に流れる。すなわち平衡状態において常に排気側へ出力圧がゆっくりと流れる。従ってフォースモータ１３によって与えられる入力圧であってダイヤフラム９の下側に印加される入力圧を低くすると、上記の排気ポート２３を通る排気動作が長時間にわたってゆっくりと行なわれ、やがて新たな圧力のバランス状態となる。そしてこの状態においてもなおオリフィス２２から排気ポート２３に出力圧が流れるために、平衡状態に達した後は、弁体５が少し開いて供給圧が印加される状態と、排気ポート２３を通して排気動作が行なわれる状態とが繰返されることになり、平衡状態における出力圧の変化は、鋸歯状波のような圧力変動を発現する。 When the valve body 5 is in contact with the valve seat 6 and is in a closed state, the output pressure flows from the recess 20 through the orifice 22 to the exhaust port 23 side. That is, the output pressure always flows slowly to the exhaust side in the equilibrium state. Therefore, when the input pressure applied by the force motor 13 and applied to the lower side of the diaphragm 9 is lowered, the exhaust operation through the exhaust port 23 is performed slowly over a long period of time. It becomes a balance state. Even in this state, since the output pressure still flows from the orifice 22 to the exhaust port 23, after reaching the equilibrium state, the valve body 5 is slightly opened and the supply pressure is applied, and the exhaust operation is performed through the exhaust port 23. Are repeated, and the change in the output pressure in the equilibrium state causes a pressure fluctuation like a sawtooth wave.

このような従来の圧力調整装置は、真空ポンプが接続される排気ポート２３と出力ポート２１とが固定抵抗を構成するオリフィス２２によって連通されており、圧力の下降時間が上記オリフィス２２の抵抗値によって決定され、オリフィス２２を絞ると圧力の下降に時間を要する問題がある。また図３に示す構造はオリフィス２２を通して排気ポート２３から真空ポンプ側へ常に正圧が流れ込む。従って真空ポンプの負荷が大きくなり、あるいはまた真空ポンプのトラブルの原因になる。さらには真空ポンプの圧力変動がそのまま出力ポート２１に出力ノイズとして現われるために、安定性を必要とする圧力調整装置には不適当なものである。また安定性を高めるためには、１つの圧力調整装置について１台の真空ポンプを必要とする欠点がある。 In such a conventional pressure adjusting device, the exhaust port 23 to which the vacuum pump is connected and the output port 21 are communicated with each other through an orifice 22 constituting a fixed resistance, and the pressure drop time depends on the resistance value of the orifice 22. When the orifice 22 is throttled, there is a problem that it takes time to decrease the pressure. In the structure shown in FIG. 3, positive pressure always flows from the exhaust port 23 to the vacuum pump side through the orifice 22. Therefore, the load on the vacuum pump is increased, or troubles of the vacuum pump are caused. Furthermore, since the pressure fluctuation of the vacuum pump appears as output noise in the output port 21 as it is, it is unsuitable for a pressure regulator that requires stability. Moreover, in order to improve stability, there exists a fault which requires one vacuum pump about one pressure regulator.

本願発明の課題は、圧力調整時以外は真空ポンプとの接続が遮断されるようにした圧力調整装置を提供することである。 The subject of this invention is providing the pressure regulator which made the connection with a vacuum pump cut off except at the time of pressure regulation.

本願発明の別の課題は、真空ポンプと出力ポートとが定常状態で遮断され、これによって排気ポートとの接続部に固定抵抗を必要とせず、減圧動作の際の圧力降下を高速で行なうことによって、圧力降下のための時間を短縮できるようにした圧力調整装置を提供することである。 Another problem of the present invention is that the vacuum pump and the output port are shut off in a steady state, thereby eliminating the need for a fixed resistance at the connection with the exhaust port, and performing a pressure drop during decompression at high speed. An object of the present invention is to provide a pressure adjusting device that can shorten the time for pressure drop.

本願発明のさらに別の課題は、真空ポンプの圧力変動が出力圧に影響せず、出力ノイズとならないようにした圧力調整装置を提供することである。 Still another object of the present invention is to provide a pressure adjusting device in which the pressure fluctuation of the vacuum pump does not affect the output pressure and does not cause output noise.

本願発明の別の課題は、真空ポートに接続される真空ポンプの負荷がほとんど発生しない圧力調整装置を提供することである。 Another subject of this invention is providing the pressure regulator which hardly generates the load of the vacuum pump connected to a vacuum port.

本願発明のさらに別の課題は、出力圧が安定であってしかも高精度の圧力調整が可能な圧力調整装置を提供することである。 Still another object of the present invention is to provide a pressure adjusting device that is stable in output pressure and capable of highly accurate pressure adjustment.

本願発明の上記の課題および別の課題は、以下に述べる発明の技術的思想および実施の形態によって明らかにされよう。 The above and other problems of the present invention will be made clear by the technical idea and embodiments of the invention described below.

本願の主要な発明は、入力圧をダイヤフラムを介して圧力板に加え、該圧力板の変位によって弁体を開閉し、該弁体の開閉によって出力圧に対する供給圧の供給と遮断とを制御して前記出力圧を所望の圧力に調整するようにした圧力調整装置において、
前記ダイヤフラムから前記圧力板に対する力の伝達手段として作用し、しかも減圧時にのみ前記出力圧を排気する排気通路を開放する排気アダプタを前記ダイヤフラムと前記圧力板との間に介装し、
前記排気アダプタが力を伝達する伝達ブロックを有し、しかも該伝達ブロックに対して前記ダイヤフラムとは反対側に補助ダイヤフラムを配し、該補助ダイヤフラムを介して前記圧力板に力を伝達するとともに、前記伝達ブロックがばねによって前記入力圧と対向する方向に付勢され、前記補助ダイヤフラムの前記伝達ブロックとは反対側の面で出力圧を受けるようにしたことを特徴とする圧力調整装置に関するものである。 The main invention of the present application applies input pressure to a pressure plate through a diaphragm, opens and closes a valve body by displacement of the pressure plate, and controls supply and cutoff of supply pressure with respect to output pressure by opening and closing the valve body. In the pressure adjusting device configured to adjust the output pressure to a desired pressure,
An exhaust adapter that acts as a means for transmitting force from the diaphragm to the pressure plate and that opens an exhaust passage for exhausting the output pressure only at the time of decompression is interposed between the diaphragm and the pressure plate ,
The exhaust adapter has a transmission block for transmitting force, and an auxiliary diaphragm is arranged on the opposite side of the diaphragm with respect to the transmission block, and the force is transmitted to the pressure plate through the auxiliary diaphragm. The transmission block is urged by a spring in a direction opposite to the input pressure, and the pressure control device is characterized in that an output pressure is received on a surface opposite to the transmission block of the auxiliary diaphragm. is there.

ここで前記補助ダイヤフラムの連通孔と、前記伝達ブロックの排気孔とによって前記排気通路が形成され、減圧時に前記補助ダイヤフラムから前記圧力板が離間して排気通路が形成されてよい。また前記補助ダイヤフラムの前記伝達ブロックとは反対側の面にプレートが取付けられ、該プレートの筒状ボスが前記補助ダイヤフラムの連通孔を挿通して前記伝達ブロックの排気孔の入口部分に嵌着されてよい。 Here, the exhaust passage may be formed by the communication hole of the auxiliary diaphragm and the exhaust hole of the transmission block, and the pressure plate may be separated from the auxiliary diaphragm to form the exhaust passage during decompression. A plate is attached to the surface of the auxiliary diaphragm opposite to the transmission block, and a cylindrical boss of the plate is inserted through the communication hole of the auxiliary diaphragm and fitted into the inlet portion of the exhaust hole of the transmission block. It's okay.

本願の別の主要な発明は、入力圧をダイヤフラムを介して弁体に加え、該弁体の変位に伴う開閉によって出力圧に対する供給圧の供給と遮断とを制御して前記出力圧を所望の圧力に調整するようにした圧力調整装置において、
前記ダイヤフラムから前記弁体に対する力の伝達手段として作用し、しかも減圧時にのみ前記出力圧を排気する排気通路を開放する排気アダプタを前記ダイヤフラムと前記弁体との間に介装し、
前記排気アダプタが力を伝達する伝達ブロックを有し、しかも該伝達ブロックに対して前記ダイヤフラムとは反対側に補助ダイヤフラムを配し、該補助ダイヤフラムを介して前記弁体に力を伝達するとともに、前記伝達ブロックがばねによって前記入力圧と対向する方向に付勢され、前記補助ダイヤフラムの前記伝達ブロックとは反対側の面で出力圧を受けるようにしたことを特徴とする圧力調整装置に関するものである。 According to another main invention of the present application, an input pressure is applied to a valve body via a diaphragm, and supply / cutoff of supply pressure with respect to the output pressure is controlled by opening / closing accompanying displacement of the valve body, and the output pressure is set to a desired value. In the pressure adjusting device adapted to adjust the pressure,
An exhaust adapter that acts as a means for transmitting force from the diaphragm to the valve body and opens an exhaust passage that exhausts the output pressure only during decompression is interposed between the diaphragm and the valve body ,
The exhaust adapter has a transmission block for transmitting force, and an auxiliary diaphragm is arranged on the opposite side of the diaphragm with respect to the transmission block, and the force is transmitted to the valve body through the auxiliary diaphragm. The transmission block is urged by a spring in a direction opposite to the input pressure, and the pressure control device is characterized in that an output pressure is received on a surface opposite to the transmission block of the auxiliary diaphragm. is there.

ここで前記補助ダイヤフラムの連通孔と、前記伝達ブロックの排気孔とによって排気通路が形成され、減圧時に前記補助ダイヤフラムから前記弁体の突部の開閉制御部が離間して排気通路が形成されてよい。また前記補助ダイヤフラムの前記伝達ブロックとは反対側の面にプレートが取付けられ、該プレートの筒状ボスが前記補助ダイヤフラムの連通孔を挿通して前記伝達ブロックの排気孔の入口部分に嵌着され、前記弁体の開閉制御部が前記筒状ボスの中心孔を開閉してよい。 Here, an exhaust passage is formed by the communication hole of the auxiliary diaphragm and the exhaust hole of the transmission block, and the opening / closing control portion of the projection of the valve body is separated from the auxiliary diaphragm at the time of decompression, thereby forming an exhaust passage. Good. A plate is attached to the surface of the auxiliary diaphragm opposite to the transmission block, and a cylindrical boss of the plate is inserted through the communication hole of the auxiliary diaphragm and fitted into the inlet portion of the exhaust hole of the transmission block. The valve body opening / closing controller may open / close the central hole of the cylindrical boss.

またここでコイルによって軸線方向に移動するフラッパと対向するノズルの背圧として得られる信号圧を入力圧として印加してよい。あるいはまた高圧源と接続されて加圧動作を行なう第１の制御弁と、低圧源と接続されて減圧動作を行なう第２の制御弁とを有し、前記第１の制御弁と前記第２の制御弁の出力側の接続点に生ずる信号圧を入力圧として印加してよい。この場合には前記第１の制御弁および前記第２の制御弁がデューティ制御によって開閉が制御される電磁弁であることが好ましい。 Here, a signal pressure obtained as a back pressure of a nozzle facing the flapper moving in the axial direction by the coil may be applied as an input pressure. Alternatively, it includes a first control valve connected to a high pressure source to perform a pressurizing operation, and a second control valve connected to a low pressure source to perform a pressure reducing operation, and the first control valve and the second control valve A signal pressure generated at a connection point on the output side of the control valve may be applied as an input pressure. In this case, it is preferable that the first control valve and the second control valve are electromagnetic valves whose opening / closing is controlled by duty control.

本願の主要な発明は、入力圧をダイヤフラムを介して圧力板に加え、該圧力板の変位によって弁体を開閉し、該弁体の開閉によって出力圧に対する供給圧の供給と遮断とを制御して出力圧を所望の圧力に調整するようにした圧力調整装置において、ダイヤフラムから圧力板に対する力の伝達手段として作用し、しかも減圧時にのみ出力圧を排気する排気通路を開放する排気アダプタをダイヤフラムと圧力板との間に介装し、排気アダプタが力を伝達する伝達ブロックを有し、しかも該伝達ブロックに対してダイヤフラムとは反対側に補助ダイヤフラムを配し、該補助ダイヤフラムを介して圧力板に力を伝達するとともに、伝達ブロックがばねによって入力圧と対向する方向に付勢され、補助ダイヤフラムの伝達ブロックとは反対側の面で出力圧を受けるようにしたものである。 The main invention of the present application applies input pressure to a pressure plate through a diaphragm, opens and closes a valve body by displacement of the pressure plate, and controls supply and cutoff of supply pressure with respect to output pressure by opening and closing the valve body. In the pressure adjusting device configured to adjust the output pressure to a desired pressure, the diaphragm is an exhaust adapter that acts as a means for transmitting force from the diaphragm to the pressure plate and opens the exhaust passage for exhausting the output pressure only when the pressure is reduced. The exhaust adapter has a transmission block that is interposed between the pressure plate and the exhaust adapter transmits force, and an auxiliary diaphragm is arranged on the opposite side of the diaphragm with respect to the transmission block, and the pressure plate is interposed through the auxiliary diaphragm. The transmission block is biased in the direction opposite to the input pressure by the spring, and output is performed on the surface opposite to the transmission block of the auxiliary diaphragm. In which it was to receive the.

従ってこのような圧力調整装置によれば、減圧時にのみ排気通路が開放されて出力圧が排気アダプタの排気通路から排気され、それ以外の場合には排気通路が閉じた状態に維持されるために、定常状態では排気通路が閉じた状態で出力側と排気通路とが遮断状態に維持され、このために真空ポンプの出力変動が出力ノイズとならず、真空ポンプの負荷も小さくなる。また排気通路に固定抵抗を設ける必要がなくなり、このために圧力降下のための時間を短縮できる。 Therefore, according to such a pressure adjusting device, the exhaust passage is opened only at the time of decompression, and the output pressure is exhausted from the exhaust passage of the exhaust adapter. In other cases, the exhaust passage is kept closed. In the steady state, the output side and the exhaust passage are maintained in a closed state with the exhaust passage closed, and therefore, the output fluctuation of the vacuum pump does not become output noise and the load of the vacuum pump is also reduced. Further, there is no need to provide a fixed resistance in the exhaust passage, and therefore the time for pressure drop can be shortened.

本願の別の主要な発明は、入力圧をダイヤフラムを介して弁体に加え、該弁体の変位に伴う開閉によって出力圧に対する供給圧の供給と遮断とを制御して出力圧を所望の圧力に調整するようにした圧力調整装置において、ダイヤフラムから弁体に対する力の伝達手段として作用し、しかも減圧時にのみ出力圧を排気する排気通路を開放する排気アダプタをダイヤフラムと弁体との間に介装し、排気アダプタが力を伝達する伝達ブロックを有し、しかも該伝達ブロックに対してダイヤフラムとは反対側に補助ダイヤフラムを配し、該補助ダイヤフラムを介して弁体に力を伝達するとともに、伝達ブロックがばねによって入力圧と対向する方向に付勢され、補助ダイヤフラムの伝達ブロックとは反対側の面で出力圧を受けるようにしたものである。 According to another main invention of the present application, an input pressure is applied to a valve body through a diaphragm, and supply / shutoff of supply pressure with respect to the output pressure is controlled by opening / closing accompanying displacement of the valve body to control the output pressure to a desired pressure. In the pressure adjusting device, the exhaust adapter that acts as a means for transmitting force from the diaphragm to the valve body and opens the exhaust passage for exhausting the output pressure only when the pressure is reduced is interposed between the diaphragm and the valve body. The exhaust adapter has a transmission block for transmitting force, and an auxiliary diaphragm is arranged on the opposite side of the diaphragm to the transmission block, and the force is transmitted to the valve body through the auxiliary diaphragm. is urged in the direction of transmission blocks facing the input pressure by the spring, the transmission block of the auxiliary diaphragm is obtained by to receive the output pressure at the surface opposite

従ってこのような圧力調整装置によれば、減圧時にのみ出力圧を排気する排気通路が開放され、定常状態においては排気通路が遮断状態に維持される。従って出力圧が真空ポンプの圧力変動の影響をほとんど受けず、さらには真空ポンプの負担が非常に軽くなる。また排気通路に絞り抵抗を設ける必要がなくなるために、排気動作を高速で行なうことが可能になる。 Therefore, according to such a pressure adjusting device, the exhaust passage for exhausting the output pressure is opened only at the time of pressure reduction, and the exhaust passage is maintained in a shut-off state in a steady state. Therefore, the output pressure is hardly affected by the pressure fluctuation of the vacuum pump, and the burden on the vacuum pump is very light. Further, since it is not necessary to provide a throttle resistance in the exhaust passage, the exhaust operation can be performed at a high speed.

図１は本発明の第１の実施の形態の圧力調整装置の構成を示しており、この圧力調整装置はベース３１と、バランスブースタ３２と、排気アダプタ３３と、入力信号発生部３４と、フォースモータ３５とを備えている。なおベース３１には供給ポート３６と出力ポート３７とが設けられ、排気アダプタ３３には排気ポート３８が設けられる。 FIG. 1 shows a configuration of a pressure adjusting device according to a first embodiment of the present invention. This pressure adjusting device includes a base 31, a balance booster 32, an exhaust adapter 33, an input signal generator 34, a force. And a motor 35. The base 31 is provided with a supply port 36 and an output port 37, and the exhaust adapter 33 is provided with an exhaust port 38.

上記ベース３１の供給ポート３６は通路４２からバランスブースタ３２の通路４３、排気アダプタ３３の通路４４、および入力信号発生部３４の通路４５を通して入力信号発生部３４の空間４６に接続されている。また上記ベース３１の出力ポート３７と連通する通路４８はこのベース３１の上面に臨む凹部４９に連通されている。 The supply port 36 of the base 31 is connected from the passage 42 to the space 46 of the input signal generator 34 through the passage 43 of the balance booster 32, the passage 44 of the exhaust adapter 33, and the passage 45 of the input signal generator 34. A passage 48 communicating with the output port 37 of the base 31 communicates with a recess 49 facing the upper surface of the base 31.

バランスブースタ３２の下部には凹部５２が形成され、この凹部５２が上記ベース３１の凹部４９と連通される。そして凹部５２内に弁体５３が配されている。弁体５３は中心孔５４の出口側の部分に設けられたシールリングから成るバルブシート５５と接触することによって閉弁動作を行なうようになっている。なお中心孔５４は供給圧が供給される通路４３に横孔５６を介して連通されている。 A recess 52 is formed in the lower part of the balance booster 32, and the recess 52 communicates with the recess 49 of the base 31. A valve element 53 is disposed in the recess 52. The valve body 53 performs a valve closing operation by coming into contact with a valve seat 55 formed of a seal ring provided at the outlet side portion of the center hole 54. The central hole 54 communicates with a passage 43 to which supply pressure is supplied via a lateral hole 56.

上記弁体５３は複数の縦方向に延びるロッド５７を介してバランスブースタ３２の上側の凹部５８に配された圧力板５９と連結されるようになっている。圧力板５９はその下面に突部６０を備え、この突部６０が圧力板５９の下側に配された小ダイヤフラム６１を上から押圧するようになっている。小ダイヤフラム６１は中心孔５４と凹部５８との連通を遮断している。また上記バランスブースタ３２の上下の凹部５８、５２は互いに連通路６２によって連通される。 The valve body 53 is connected to a pressure plate 59 disposed in a recess 58 on the upper side of the balance booster 32 via a plurality of longitudinally extending rods 57. The pressure plate 59 has a protrusion 60 on its lower surface, and the protrusion 60 presses a small diaphragm 61 disposed on the lower side of the pressure plate 59 from above. The small diaphragm 61 blocks communication between the center hole 54 and the recess 58. The upper and lower recesses 58 and 52 of the balance booster 32 are communicated with each other by a communication passage 62.

次に排気アダプタ３３の構成について説明する。排気アダプタ３３内にはそのほぼ中心部を縦方向に貫通するように凹部６５が形成され、この凹部６５内に伝達ブロック６６が配される。伝達ブロック６６はその外周側に配されるばね６７によって上方に弾性的に付勢される。そして伝達ブロック６６が排気アダプタ３３の上面に取付けられたダイヤフラム６８の下面を受けるようになっている。 Next, the configuration of the exhaust adapter 33 will be described. A recess 65 is formed in the exhaust adapter 33 so as to penetrate substantially the center thereof in the vertical direction, and the transmission block 66 is disposed in the recess 65. The transmission block 66 is elastically biased upward by a spring 67 disposed on the outer peripheral side thereof. The transmission block 66 receives the lower surface of the diaphragm 68 attached to the upper surface of the exhaust adapter 33.

これに対して伝達ブロック６６の下面にはプレート６９が取付けられ、このプレート６９の中心部に形成された筒状ボス７０が伝達ブロック６６の中心孔７１に嵌着されている。なおプレート６９は伝達ブロック６６の中心部を貫通する皿ビス７５によってこの伝達ブロック６６の下面に固着される。そしてプレート６９の中心孔７１はこの伝達ブロック６６の排気孔７２に連通される。またプレート６９と伝達ブロック６６の下面との間には補助ダイヤフラム７３が配される。また補助ダイヤフラム７３にはその中心部に連通孔７４が形成され、この連通孔７４に上記プレート６９の筒状ボス７０が挿入されている。 On the other hand, a plate 69 is attached to the lower surface of the transmission block 66, and a cylindrical boss 70 formed at the center of the plate 69 is fitted in the central hole 71 of the transmission block 66. The plate 69 is fixed to the lower surface of the transmission block 66 by a countersunk screw 75 that passes through the center of the transmission block 66. The center hole 71 of the plate 69 communicates with the exhaust hole 72 of the transmission block 66. An auxiliary diaphragm 73 is disposed between the plate 69 and the lower surface of the transmission block 66. The auxiliary diaphragm 73 has a communication hole 74 formed in the center thereof, and the cylindrical boss 70 of the plate 69 is inserted into the communication hole 74.

次に入力信号発生部の構成について説明すると、入力信号発生部３４を構成するブロックには側面に開放された断面が円形の凹部８０が形成され、この凹部８０にはノズル８１の基部８２が嵌着されている。なおノズル８１はこのブロックにばね８３に抗してねじ込まれている。そして基部８２の外周面に形成された一対の周溝に装着されたＯリング８４、８５によって凹部８０がシールされている。 Next, the configuration of the input signal generation unit will be described. The block constituting the input signal generation unit 34 is formed with a concave portion 80 having a circular cross section opened to the side surface, and the base portion 82 of the nozzle 81 is fitted in the concave portion 80. It is worn. The nozzle 81 is screwed into this block against the spring 83. The concave portion 80 is sealed by O-rings 84 and 85 attached to a pair of circumferential grooves formed on the outer peripheral surface of the base portion 82.

上記ノズル８１の先端部に開放される中心孔８６は基部８２の横孔８７と連通されるとともに、入力信号発生部３４のブロックの通路８８を通してこのブロックの下面の凹部８９に連通される。 A central hole 86 opened to the tip of the nozzle 81 communicates with a lateral hole 87 of the base 82 and communicates with a recess 89 on the lower surface of the block through a passage 88 of the block of the input signal generator 34.

フォースモータ３５には、上記ノズル８１の先端部と対向するようにフラッパ９２が配される。フラッパ９２はその外周側に開口９３が形成され、これによってその両面の圧力を等しくしている。フラッパ９２はムービングコイル９４を巻装したボビン９５を備えている。そしてヨーク９６とセンタコア９７とマグネット９８とによって磁気回路が形成され、とくにヨーク９６とセンタコア９７とのエアギャップの部分にムービングコイル９４が配され、このムービングコイル９４に電流を通ずることによって、フラッパ９２を軸線方向に移動させるようにしている。 A flapper 92 is disposed on the force motor 35 so as to face the tip of the nozzle 81. The flapper 92 has an opening 93 formed on the outer peripheral side thereof, thereby equalizing the pressures on both sides. The flapper 92 includes a bobbin 95 around which a moving coil 94 is wound. A magnetic circuit is formed by the yoke 96, the center core 97, and the magnet 98. In particular, a moving coil 94 is disposed in an air gap portion between the yoke 96 and the center core 97. By passing an electric current through the moving coil 94, a flapper 92 is provided. Is moved in the axial direction.

次に以上のような構成になるこの圧力調整装置の初期調整の動作を説明する。入力信号発生部３４のノズル８１をねじ込み調整し、このノズル８１の先端部とフラッパ９２との間のギャップ調整を行なう。このときのギャップは、ノズル８１の背圧であって凹部８９に生ずる圧力であり、ダイヤフラム６８の上面に加わる入力圧が所定の値となるように調整する。 Next, the initial adjustment operation of the pressure adjusting device configured as described above will be described. The nozzle 81 of the input signal generator 34 is screwed in and the gap between the tip of the nozzle 81 and the flapper 92 is adjusted. The gap at this time is a back pressure of the nozzle 81 and a pressure generated in the recess 89, and is adjusted so that an input pressure applied to the upper surface of the diaphragm 68 becomes a predetermined value.

例えばこの圧力調整装置をｃｈｅｍｉｃａｌｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｏｌｉｓｈｉｎｇのためのパッドに対する圧力調整装置として使用する場合には、出力ポート３７を通してパッドに加えられる圧力が、パッドの重量をキャンセルするような圧力に調整される。このような初期調整が出荷時の０点調整になる。なお出荷時の圧力調整が必ずしもパッドの自重をキャンセルする値でなくてもよく、目的に応じて種々の値が設定可能である。 For example, when this pressure adjusting device is used as a pressure adjusting device for a pad for chemical mechanical polishing, the pressure applied to the pad through the output port 37 is adjusted to a pressure that cancels the weight of the pad. Such initial adjustment is zero point adjustment at the time of shipment. Note that the pressure adjustment at the time of shipment does not necessarily have to be a value for canceling the weight of the pad, and various values can be set according to the purpose.

次に通常の圧力調整の動作を説明する。フォースモータ３５のムービングコイル９４に電流を通ずると、スピーカのボイスコイルの原理と同様の原理によって、ボビン９５が軸線方向の力を受ける。従ってこれにより、ノズル８１の先端部に対するフラッパ９２の距離を調整できる。フラッパ９２のノズル８１に対するギャップを調整することによって、供給圧が印加されているノズル８１の背圧が変化する。背圧は中心孔８６、横孔８７、通路８８、および凹部８９を通してダイヤフラム６８の上面に入力圧あるいは信号圧として印加される。 Next, a normal pressure adjustment operation will be described. When a current is passed through the moving coil 94 of the force motor 35, the bobbin 95 receives an axial force according to the same principle as that of the voice coil of the speaker. Accordingly, the distance of the flapper 92 with respect to the tip portion of the nozzle 81 can thereby be adjusted. By adjusting the gap of the flapper 92 with respect to the nozzle 81, the back pressure of the nozzle 81 to which the supply pressure is applied changes. The back pressure is applied as an input pressure or a signal pressure to the upper surface of the diaphragm 68 through the center hole 86, the lateral hole 87, the passage 88, and the recess 89.

ここでノズル８１に対してフラッパ９２を近づけるようにムービングコイル９４に電流を通ずると、ノズル８１の背圧であってダイヤフラム６８の上面に加わる圧力が上昇する。従って伝達ブロック６６がダイヤフラム６８によって下方へ押され、ばね６７に抗して下方へ移動する。従ってこの伝達ブロック６６の下部のプレート６９が圧力板５９を下方へ押圧する。従って圧力板５９とロッド５７を介して連結されている下側の弁体５３が下方へ移動し、この弁体５３がバルブシート５５から離間する。 Here, when a current is passed through the moving coil 94 so that the flapper 92 is brought closer to the nozzle 81, the back pressure of the nozzle 81 and the pressure applied to the upper surface of the diaphragm 68 increases. Accordingly, the transmission block 66 is pushed downward by the diaphragm 68 and moves downward against the spring 67. Accordingly, the lower plate 69 of the transmission block 66 presses the pressure plate 59 downward. Accordingly, the lower valve body 53 connected via the pressure plate 59 and the rod 57 moves downward, and the valve body 53 is separated from the valve seat 55.

このようにして弁体５３が開かれると、供給ポート３６から通路４２、４３、横孔５６、および中心孔５４を通して凹部５２に供給圧が印加され、この供給圧がさらに連通路６２を通して上側の凹部５８に供給される。従って伝達ブロック６６の下側の補助ダイヤフラム７３に対してその下面に作用する上方への力が増加する。そしてやがて上側のダイヤフラム６８に加わる入力圧による下方への力と上記の補助ダイヤフラム７３に加わる上方への力とがバランスする位置で、弁体５３がバルブシート５４に接触して閉じることになり、ここで供給圧が遮断される。 When the valve body 53 is thus opened, supply pressure is applied from the supply port 36 to the recess 52 through the passages 42, 43, the lateral hole 56, and the center hole 54, and this supply pressure is further passed through the communication passage 62 to It is supplied to the recess 58. Accordingly, the upward force acting on the lower surface of the auxiliary diaphragm 73 on the lower side of the transmission block 66 increases. Then, in a position where the downward force due to the input pressure applied to the upper diaphragm 68 and the upward force applied to the auxiliary diaphragm 73 are balanced, the valve body 53 comes into contact with the valve seat 54 and closes. Here, the supply pressure is shut off.

上記のダイヤフラム６８の上面に作用する入力圧が増加することによる圧力調整動作は、基本的に伝達ブロック６６が下方に移動する動作であって、バランスブースタ３２の圧力板５９の上面をプレート６９が押す動作である。従ってこの動作の際にはプレート６９の筒状ボス７０の中心孔７１が圧力板５９の上面で閉じられており、排気動作が行なわれない。従ってこの圧力調整の動作時には排気ポート３８を通して真空ポンプ側へ空気が流れることはない。 The pressure adjustment operation by increasing the input pressure acting on the upper surface of the diaphragm 68 is basically an operation in which the transmission block 66 moves downward, and the plate 69 is placed on the upper surface of the pressure plate 59 of the balance booster 32. It is a pressing action. Therefore, during this operation, the center hole 71 of the cylindrical boss 70 of the plate 69 is closed on the upper surface of the pressure plate 59, and the exhaust operation is not performed. Therefore, air does not flow to the vacuum pump side through the exhaust port 38 during this pressure adjustment operation.

次に減圧動作を説明する。フォースモータ３５のコイル９４に逆方向の電流を通じ、これによってフラッパ９２をノズル８１の先端部から離間させると、このノズル８１の背圧が低下する。従って凹部８９に生ずる入力圧であってダイヤフラム６８の上面に加わる圧力が低下する。従って伝達ブロック６６はばね６７によって上方に移動される。ところが下側の弁体５３がバルブシート５５に着座しており、それ以上に上方へ移動できないために圧力板５９も上方に移動できず、伝達ブロック６６の下面のプレート６９の筒状ボス７０が圧力板５９の上面から離間する。 Next, the decompression operation will be described. When a current in the reverse direction is passed through the coil 94 of the force motor 35 and thereby the flapper 92 is separated from the tip of the nozzle 81, the back pressure of the nozzle 81 is reduced. Accordingly, the input pressure generated in the recess 89 and the pressure applied to the upper surface of the diaphragm 68 is reduced. Accordingly, the transmission block 66 is moved upward by the spring 67. However, since the lower valve body 53 is seated on the valve seat 55 and cannot move further upward, the pressure plate 59 also cannot move upward, and the cylindrical boss 70 of the plate 69 on the lower surface of the transmission block 66 is It is separated from the upper surface of the pressure plate 59.

従って互いに連通路６２によって連通されているバランスブースタ３２の上下の凹部５８、５２内の空気が上記プレート６９の筒状ボス７０の中心孔７１および排気孔７２から凹部６５を通って排気ポート３８側に流れ、排気動作が行なわれる。すると凹部５８内の圧力であって補助ダイヤフラム７３に対して下側から印加される圧力が低下するために、上側のダイヤフラム６８に加わる上方からの圧力と補助ダイヤフラム７３に下方から印加される圧力とがバランスした状態で、再び力が釣合うようになり、このときにプレート６９の筒状ボス７０の中心孔７１が圧力板５９によって閉塞されて排気動作を停止する。 Therefore, the air in the upper and lower concave portions 58 and 52 of the balance booster 32 communicated with each other by the communication passage 62 passes through the concave portion 65 from the central hole 71 and the exhaust hole 72 of the cylindrical boss 70 of the plate 69 to the exhaust port 38 side. The exhaust operation is performed. Then, since the pressure in the concave portion 58 and the pressure applied to the auxiliary diaphragm 73 from the lower side is reduced, the pressure applied from the upper side to the upper diaphragm 68 and the pressure applied to the auxiliary diaphragm 73 from the lower side In this state, the forces are balanced again. At this time, the central hole 71 of the cylindrical boss 70 of the plate 69 is closed by the pressure plate 59 and the exhaust operation is stopped.

このように本実施の形態の圧力調整装置は、ムービングコイル型のフォースモータ３５を有する入力信号発生部３４、真空ポンプあるいは真空圧力と接続される排気アダプタ３３、流量増幅を行なうバランスブースタ３２から構成され、これらによって連成型電空レギュレータを構成したもである。 As described above, the pressure adjusting device according to the present embodiment includes the input signal generating unit 34 having the moving coil type force motor 35, the exhaust pump 33 connected to the vacuum pump or the vacuum pressure, and the balance booster 32 for performing flow rate amplification. These are what constitutes a continuous electropneumatic regulator.

ここでフォースモータ３５と連動する圧力信号発生部３４で発生する入力信号によって、排気アダプタ３３への入力信号圧Ｐ_ｉｎが決定される。排気アダプタ３３には排気ポート３８を通して負圧供給圧力（真空圧）が接続され、この圧力が常にバランス状態にある。また排気アダプタ３３には減算スプリングを構成するばね６７が内蔵され、そのばね力と負圧出力による力とがバランスされており、入力圧Ｐ_ｉｎが０の状態で、最大の負圧が出力される。この状態で排気アダプタ３３はバランス状態である。このような状態から入力圧Ｐ_ｉｎが上昇すると、バランスが崩れて新たなバランス状態になるので出力圧Ｐ_ｏが上昇する。 By an input signal generated here by the pressure signal generating section 34 in conjunction with force motor 35, the input signal pressure P _in to the exhaust adapter 33 is determined. A negative pressure supply pressure (vacuum pressure) is connected to the exhaust adapter 33 through the exhaust port 38, and this pressure is always in a balanced state. The spring 67 which constitutes a subtraction spring is incorporated in the exhaust adapter 33, its has a force due to the spring force and the negative pressure output is balanced, in the state of the input pressure P _in is 0, the maximum negative pressure is output The In this state, the exhaust adapter 33 is in a balanced state. When the input pressure P _in from such a state is raised, balanced output pressure P _o since a new balance condition collapses rises.

いま上側のダイヤフラム６８の有効面積をＳ_１とし、伝達ブロック６６の下側の補助ダイヤフラム７３の有効面積をＳ_２とし、減算スプリングを構成するばね６７のばね力をＦとすると、入力圧Ｐ_ｉｎと出力圧Ｐ_ｏｕｔとは力平衡原理に基いて次の式が成立する。 The effective area of the upper diaphragm 68 and S ₁ now, when the effective area of the lower side of the auxiliary diaphragm 73 of the transmission block 66 and S _2, the spring force of the spring 67 constituting the subtraction spring and F, the input pressure P _in And the output pressure P _out is based on the force balance principle.

Ｐ_ｉｎ・Ｓ_１−Ｆ＝Ｐ_ｏｕｔ・Ｓ_２
ここで上下のダイヤフラム６８、７３の面積を等しくし、Ｓ_１＝Ｓ_２とすると、真空ポンプの圧力変動が出力ノイズとならず、排気ポート３８と接続される負圧供給圧力（真空圧）の影響を受けなくなる。またＳ_１＝Ｓ_２とすることによって、上記の式は次のようになる。 _{_{_{P in · S 1 -F = P}}} out · S 2
Here, when the areas of the upper and lower diaphragms 68 and 73 are equalized and S ₁ = S ₂ , the pressure fluctuation of the vacuum pump does not become output noise, and the negative pressure supply pressure (vacuum pressure) connected to the exhaust port 38 is reduced. Unaffected. Further, by setting S ₁ = S ₂ , the above equation becomes as follows.

Ｐ_ｏｕｔ＝Ｐ_ｉｎ−Ｆ／Ｓ_２
この状態では出力側のバルブシート５５および排気側のバルブシートを構成する筒状ボス７０の中心孔７１が何れも遮断状態にあり、真空ポンプと出力圧とは互いに独立の状態になる。 P _out = P _in −F / S ₂
In this state, both the output side valve seat 55 and the central hole 71 of the cylindrical boss 70 constituting the exhaust side valve seat are in a shut-off state, and the vacuum pump and the output pressure are independent from each other.

このような圧力調整装置によれば、上述の如く上下のダイヤフラム６８、７３の面積を等しくすることによって、真空ポンプの圧力変動の影響を受けず、出力ノイズが減少する。また真空ポンプと出力ポート３７とは、減圧動作時以外は常に排気通路が閉じて遮断されているために、従来の装置における絞り２２（図３参照）に相当する固定抵抗が不要になり、圧力降下を高速で行なうことが出来、圧力降下のための時間が短縮される。また真空ポンプは減圧動作時のみしか負荷が加わらないために、真空ポンプの負荷を最小限にしてそのトラブルの発生を防止することが可能になる。 According to such a pressure adjusting device, by making the areas of the upper and lower diaphragms 68 and 73 equal as described above, the output noise is reduced without being affected by the pressure fluctuation of the vacuum pump. Since the vacuum pump and the output port 37 are always closed and shut off except during the pressure reducing operation, the fixed resistance corresponding to the throttle 22 (see FIG. 3) in the conventional apparatus is not required, and the pressure is reduced. The descent can be performed at high speed and the time for pressure drop is reduced. In addition, since the load is applied only to the vacuum pump during the decompression operation, it is possible to minimize the load on the vacuum pump and prevent the trouble from occurring.

さらに図１に示す構成によれば、圧力板５９の下面の突部６０が小ダイヤフラム６１を押すようになっており、この小ダイヤフラム６１の有効面積をバルブシート５５の有効面積と等しくすることによって、横孔５６から中心孔５４を通して上方に働く力と下方に働く力とが互いにバランスする。従って供給圧の影響を受けなくなり、供給圧が出力圧に対してノイズとならない。 Further, according to the configuration shown in FIG. 1, the protrusion 60 on the lower surface of the pressure plate 59 presses the small diaphragm 61, and the effective area of the small diaphragm 61 is made equal to the effective area of the valve seat 55. The force acting upward from the lateral hole 56 through the center hole 54 and the force acting downward are balanced with each other. Therefore, it is not affected by the supply pressure, and the supply pressure does not become noise with respect to the output pressure.

次に第２の実施の形態を図２によって説明する。この実施の形態は、バランスブースタ３２の横孔５６と中心孔５４とを連通する通路のバルブシート５５を閉じるように小さな弁体５３が配され、しかもこの弁体５３が上方へ突出するように突部１０５を備えている。そして突部１０５の上端が円錐状の開閉制御部１０６になっており、この開閉制御部１０６が上記プレート６９の筒状ボス７０の中心孔７１を開閉制御するようになっている。なお弁体５３はこのバランスブースタ３２内においてばね１０７によって上方へ押圧付勢されている。また弁体５３が着座するバルブシート５５の下流側は連通路６３を通してこのバランスブースタ３２の凹部５２に連通されている。なお排気アダプタ３３の構成は上記第１の実施の形態と同様である。 Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, a small valve body 53 is disposed so as to close a valve seat 55 in a passage communicating with the lateral hole 56 and the center hole 54 of the balance booster 32, and the valve body 53 protrudes upward. A protrusion 105 is provided. The upper end of the projection 105 is a conical opening / closing controller 106, and the opening / closing controller 106 controls opening / closing of the central hole 71 of the cylindrical boss 70 of the plate 69. The valve body 53 is urged upward by a spring 107 in the balance booster 32. Further, the downstream side of the valve seat 55 on which the valve body 53 is seated communicates with the recess 52 of the balance booster 32 through the communication path 63. The configuration of the exhaust adapter 33 is the same as that of the first embodiment.

またここでは入力信号発生部３４が高圧側電磁弁１１１と低圧側電磁弁１１２とを備えている。高圧側電磁弁１１１は高圧源として供給ポート３６から通路４２、４３、４４、４５を通して供給圧が印加される。これに対して低圧側電磁弁１１２は大気開放１１４によって低圧源と接続されている。そしてこれら一対の電磁弁１１１、１１２がともにコントローラ１１３によってデューティ制御されるようになっており、これらの電磁弁１１１、１１２の接続部が通路８８から凹部８９に連通され、上側のダイヤフラム６８の上面に入力圧を印加するようになっている。 Here, the input signal generator 34 includes a high pressure side solenoid valve 111 and a low pressure side solenoid valve 112. The high pressure side solenoid valve 111 is supplied with a supply pressure from the supply port 36 through the passages 42, 43, 44, 45 as a high pressure source. On the other hand, the low-pressure side solenoid valve 112 is connected to a low-pressure source by an open air 114. The pair of solenoid valves 111 and 112 are both duty-controlled by the controller 113, and the connecting portions of these solenoid valves 111 and 112 communicate with the recess 89 from the passage 88, and the upper surface of the upper diaphragm 68. An input pressure is applied to.

入力信号発生部３４で高圧を発生させる場合には、コントローラ１１３によって高圧側電磁弁１１１をデューティ制御する。ここで目標値に対して偏差が大きい場合にはデューティ比を高くし、これに対して目標値に対する偏差が小さくなるとデューティ比を小さくするようにしている。また減圧動作の場合には、コントローラ１１３によって低圧側電磁弁１１２のデューティ制御を行なう。この場合にも偏差が大きい場合にはデューティ比を高くし、偏差が小さい場合にはデューティ比を小さくする。そしてこれら一対の電磁弁１１１、１１２によって所望の入力圧を発生させるようにし、この入力圧を通路８８を通して凹部８９に加え、上側のダイヤフラム６８の上面に作用させるようにしている。 When the input signal generator 34 generates a high pressure, the controller 113 performs duty control on the high pressure side solenoid valve 111. Here, when the deviation is large with respect to the target value, the duty ratio is increased. On the other hand, when the deviation with respect to the target value is small, the duty ratio is decreased. In the case of a pressure reducing operation, the controller 113 performs duty control of the low pressure side solenoid valve 112. Also in this case, when the deviation is large, the duty ratio is increased, and when the deviation is small, the duty ratio is decreased. A desired input pressure is generated by the pair of electromagnetic valves 111 and 112, and this input pressure is applied to the recess 89 through the passage 88 so as to act on the upper surface of the upper diaphragm 68.

いま上側のダイヤフラム６８に加えられる入力圧が高くなると、伝達ブロック６６がばね６７に抗して下方へ移動する。従って伝達ブロック６６の下部に取付けられているプレート６９の筒状ボス７０が弁体５３の突部１０５を下方に押圧する。従って弁体５３が下方に移動し、バルブシート５５から離間する。従って供給ポート３６からの供給圧が通路４２、５６、５４、６２を通してバランスブースタ３２の凹部５８に加えられる。従って補助ダイヤフラム７３に対してその下面から作用する圧力が次第に増大し、やがて入力圧が印加されている上側のダイヤフラム６８による下方への力とバランスする。するとその時点で伝達ブロック６６が上昇し、これに応じて弁体５３が上昇してバルブシート５５に着座して供給圧を遮断する。なおこの入力圧を増大したときの圧力調整の動作の際には、弁体５３の突部１０５の開閉制御部１０６が常に筒状ボス７０の中心孔７１を閉じており、このために排気動作が行なわれない。 When the input pressure applied to the upper diaphragm 68 is increased, the transmission block 66 moves downward against the spring 67. Accordingly, the cylindrical boss 70 of the plate 69 attached to the lower part of the transmission block 66 presses the projection 105 of the valve body 53 downward. Accordingly, the valve body 53 moves downward and is separated from the valve seat 55. Accordingly, the supply pressure from the supply port 36 is applied to the recess 58 of the balance booster 32 through the passages 42, 56, 54 and 62. Accordingly, the pressure acting on the auxiliary diaphragm 73 from its lower surface gradually increases, and eventually balances with the downward force by the upper diaphragm 68 to which the input pressure is applied. Then, at that time, the transmission block 66 rises, and the valve body 53 rises accordingly and sits on the valve seat 55 to shut off the supply pressure. During the pressure adjustment operation when the input pressure is increased, the opening / closing control unit 106 of the projection 105 of the valve body 53 always closes the center hole 71 of the cylindrical boss 70, and therefore the exhaust operation is performed. Is not done.

これに対して入力信号発生部３４で発生する入力圧が低くなった場合には、上側のダイヤフラム６８に印加される圧力が小さくなる。従って伝達ブロック６６を下方へ押圧する力が弱くなるために、ばね６７によって伝達ブロック６６が上方に移動する。従ってバルブシート５５に着座して上方に移動できない弁体５３の突部１０５の開閉制御部１０６がプレート６９の筒状ボス７０の中心孔７１から離間する。従って凹部５８内の空気がプレート６９の筒状ボス７０の中心孔７１から排気孔７２を通って排気ポート３８から排気される。すると凹部５８の圧力が低下するために、下側の補助ダイヤフラム７３を上方へ押圧する力が弱くなり、やがて上側のダイヤフラム６８に印加される入力圧による力とバランスして伝達ブロック６６が下方に移動することになり、ここで弁体５３の突部１０５の開閉制御部１０６がプレート６９の中心孔７１を閉じるようになり、新たな平衡状態に達する。 On the other hand, when the input pressure generated by the input signal generator 34 is low, the pressure applied to the upper diaphragm 68 is low. Accordingly, since the force for pressing the transmission block 66 downward is weakened, the transmission block 66 is moved upward by the spring 67. Therefore, the opening / closing control unit 106 of the projection 105 of the valve body 53 that cannot be moved upward while sitting on the valve seat 55 is separated from the center hole 71 of the cylindrical boss 70 of the plate 69. Accordingly, the air in the recess 58 is exhausted from the exhaust port 38 through the exhaust hole 72 from the central hole 71 of the cylindrical boss 70 of the plate 69. Then, since the pressure of the concave portion 58 is lowered, the force for pressing the lower auxiliary diaphragm 73 upward is weakened, and eventually the transmission block 66 is lowered in balance with the force due to the input pressure applied to the upper diaphragm 68. Here, the opening / closing controller 106 of the projection 105 of the valve body 53 closes the center hole 71 of the plate 69, and a new equilibrium state is reached.

従ってこの減圧動作の際に極めて微量の空気が凹部５８から排気ポート３８を通して排気されるだけであって、真空ポンプにかかる負荷が極めて微小になり、真空ポンプのトラブルの発生が防止される。また上下のダイヤフラム６８、７３の有効面積を互いに等しくしておくことによって、真空圧の変動が出力ノイズにならず、極めて安定な圧力調整が可能になる。しかも真空ポート３８と連通する排気通路７２に抵抗を設ける必要がなく、圧力降下の動作を高速で短時間で行なうことが可能になり、応答性が改善される。 Accordingly, a very small amount of air is only exhausted from the recess 58 through the exhaust port 38 during the decompression operation, and the load applied to the vacuum pump becomes extremely small, thereby preventing troubles in the vacuum pump. Further, by making the effective areas of the upper and lower diaphragms 68 and 73 equal to each other, fluctuations in the vacuum pressure do not become output noise, and extremely stable pressure adjustment is possible. Moreover, it is not necessary to provide a resistance in the exhaust passage 72 communicating with the vacuum port 38, and the pressure drop operation can be performed at high speed in a short time, and the responsiveness is improved.

以上本願発明を図示の実施の形態によって説明したが、本願発明は上記実施の形態によって限定されることなく、本願発明の技術思想の範囲内で各種の変更が可能である。例えばバランスブースタ３２と排気アダプタ３３と入力信号発生部３４とフォースモータ３５との配置関係は、上記実施の形態に限定されることなく、各種の変形が可能である。また第１の実施の形態の入力信号発生部として第２の実施の形態のそれを用い、第２の実施の形態の入力信号発生部として第１の実施の形態のそれを用いるようにしてもよい。 Although the present invention has been described above with reference to the illustrated embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention. For example, the positional relationship among the balance booster 32, the exhaust adapter 33, the input signal generator 34, and the force motor 35 is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made. Further, the input signal generation unit of the first embodiment is used as that of the second embodiment, and the input signal generation unit of the second embodiment is used as that of the first embodiment. Good.

本願発明は、ｃｈｅｍｉｃａｌｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｏｌｉｓｈｉｎｇにおけるパッドの圧力調整のみならず、真空圧から正圧までの連続した圧力を発生させる高精度の圧力調整手段として各種の用途に広く利用可能である。 The present invention can be widely used in various applications as not only a pad pressure adjustment in chemical mechanical polishing but also a high-precision pressure adjustment means for generating a continuous pressure from a vacuum pressure to a positive pressure.

第１の実施の形態の圧力調整装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the pressure regulator of 1st Embodiment. 第２の実施の形態の圧力調整装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the pressure regulator of 2nd Embodiment. 従来の圧力調整装置の一例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows an example of the conventional pressure regulator.

Explanation of symbols

４バランスブースタ
５弁体
６バルブシート（シールリング）
７ロッド
８圧力板
９ダイヤフラム
１１調整ノブ
１２減圧スプリング
１３フォースモータ
１４モジュールベース
１５凹部
１６通路
１７凹部
１８供給ポート
１９通路
２０凹部
２１出力ポート
２２オリフィス
２３排気ポート
３１ベース
３２バランスブースタ
３３排気アダプタ
３４入力信号発生部
３５フォースモータ
３６供給ポート
３７出力ポート
３８排気ポート
４２〜４５通路
４６空間
４８通路
４９凹部
５２凹部
５３弁体
５４中心孔
５５バルブシート（シールリング）
５６横孔
５７ロッド
５８凹部
５９圧力板
６０突部
６１小ダイヤフラム
６２、６３連通路
６５凹部
６６伝達ブロック
６７ばね
６８ダイヤフラム
６９プレート
７０筒状ボス
７１中心孔
７２排気孔
７３補助ダイヤフラム
７４連通孔
７５皿ビス
８０凹部
８１ノズル
８２基部
８３ばね
８４、８５Ｏリング
８６中心孔
８７横孔
８８通路
８９凹部
９２フラッパ
９３開口
９４ムービングコイル
９５ボビン
９６ヨーク
９７センタコア
９８マグネット
１０５突部
１０６円錐状の開閉制御部
１０７ばね
１１１高圧側電磁弁
１１２低圧側電磁弁
１１３コントローラ
１１４大気開放

4 Balance booster 5 Valve body 6 Valve seat (seal ring)
7 Rod 8 Pressure plate 9 Diaphragm 11 Adjustment knob 12 Depressurization spring 13 Force motor 14 Module base 15 Recess 16 Passage 17 Recess 18 Supply port 19 Passage 20 Recess 21 Output port 22 Orifice 23 Exhaust port 31 Base 32 Balance booster 33 Exhaust adapter 34 Input Signal generating part 35 Force motor 36 Supply port 37 Output port 38 Exhaust port 42-45 Passage 46 Space 48 Passage 49 Recessed part 52 Recessed part 53 Valve element 54 Center hole 55 Valve seat (seal ring)
56 Horizontal hole 57 Rod 58 Recess 59 Pressure plate 60 Protrusion 61 Small diaphragm 62, 63 Communication path 65 Recess 66 Transmission block 67 Spring 68 Diaphragm 69 Plate 70 Cylindrical boss 71 Center hole 72 Exhaust hole 73 Auxiliary diaphragm 74 Communication hole 75 Dish Screw 80 Recessed part 81 Nozzle 82 Base part 83 Spring 84, 85 O-ring 86 Center hole 87 Horizontal hole 88 Passage 89 Recessed part 92 Flapper 93 Opening 94 Moving coil 95 Bobbin 96 Yoke 97 Center core 98 Magnet 105 Protrusion part 106 Conical opening / closing control part 107 Spring 111 High-pressure side solenoid valve 112 Low-pressure side solenoid valve 113 Controller 114 Open to atmosphere

Claims

The input pressure is applied to the pressure plate through the diaphragm, the valve body is opened and closed by the displacement of the pressure plate, and the supply and cutoff of the supply pressure with respect to the output pressure is controlled by opening and closing the valve body, and the output pressure is set to a desired value. In the pressure adjusting device adapted to adjust the pressure,
An exhaust adapter that acts as a means for transmitting force from the diaphragm to the pressure plate and that opens an exhaust passage for exhausting the output pressure only at the time of decompression is interposed between the diaphragm and the pressure plate,
The exhaust adapter has a transmission block for transmitting force, and an auxiliary diaphragm is arranged on the opposite side of the diaphragm with respect to the transmission block, and the force is transmitted to the pressure plate through the auxiliary diaphragm. The pressure adjusting device according to claim 1, wherein the transmission block is biased by a spring in a direction opposite to the input pressure, and receives an output pressure on a surface of the auxiliary diaphragm opposite to the transmission block.

2. The exhaust passage is formed by a communication hole of the auxiliary diaphragm and an exhaust hole of the transmission block, and the pressure plate is separated from the auxiliary diaphragm to form an exhaust passage during decompression. The pressure adjusting device described in 1.

A plate is attached to the surface of the auxiliary diaphragm opposite to the transmission block, and a cylindrical boss of the plate is inserted through the communication hole of the auxiliary diaphragm and fitted into the inlet portion of the exhaust hole of the transmission block. The pressure regulator according to claim 1 or 2, wherein

Pressure adjustment in which the input pressure is applied to the valve body through a diaphragm, and the output pressure is adjusted to a desired pressure by controlling supply and shutoff of the supply pressure with respect to the output pressure by opening and closing accompanying the displacement of the valve body In the device
An exhaust adapter that acts as a means for transmitting force from the diaphragm to the valve body and opens an exhaust passage that exhausts the output pressure only during decompression is interposed between the diaphragm and the valve body,
The exhaust adapter has a transmission block for transmitting force, and an auxiliary diaphragm is arranged on the opposite side of the diaphragm with respect to the transmission block, and the force is transmitted to the valve body through the auxiliary diaphragm. The pressure adjusting device according to claim 1, wherein the transmission block is biased by a spring in a direction opposite to the input pressure, and receives an output pressure on a surface of the auxiliary diaphragm opposite to the transmission block.

An exhaust passage is formed by the communication hole of the auxiliary diaphragm and the exhaust hole of the transmission block, and the opening / closing control portion of the protrusion of the valve body is separated from the auxiliary diaphragm at the time of decompression to form an exhaust passage. The pressure regulator according to claim 4 , wherein

A plate is attached to the surface of the auxiliary diaphragm opposite to the transmission block, and a cylindrical boss of the plate is inserted into the inlet portion of the exhaust hole of the transmission block through the communication hole of the auxiliary diaphragm, The pressure regulating device according to claim 4 or 5, wherein the valve body opening / closing controller opens and closes a central hole of the cylindrical boss.

5. The pressure adjusting device according to claim 1, wherein a signal pressure obtained as a back pressure of a nozzle facing a flapper moving in an axial direction by a coil is applied as an input pressure.

A first control valve connected to a high-pressure source for performing a pressurizing operation; and a second control valve connected to a low-pressure source for performing a pressure reducing operation. The first control valve and the second control valve 5. The pressure regulator according to claim 1, wherein a signal pressure generated at a connection point on the output side of the valve is applied as an input pressure.

9. The pressure regulator according to claim 8, wherein the first control valve and the second control valve are electromagnetic valves whose opening and closing are controlled by duty control.