JP4786965B2 - 薬液供給システム - Google Patents
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Description
前記容積可変部材を作動させるための作動手段(電空レギュレータ28)と、
前記吸引通路及び前記吐出通路にそれぞれ設けられた吸引バルブ(吸引バルブ23)及び吐出バルブ(吐出バルブ25)と、を備え、
前記吸引バルブを開、前記吐出バルブを閉とした状態で前記ポンプ室内に薬液を吸引し、その後前記吸引バルブを閉、前記吐出バルブを開とした状態で前記ポンプ室から吐出通路側に薬液を吐出するようにした薬液供給システムにおいて、
前記吐出バルブの開弁前に前記ポンプ室内の圧力を前記吐出通路内における吐出側圧力と同じ圧力にするべく前記ポンプ室の圧力調整を実施するポンプ内圧力調整手段(コントローラ40)を備えたことを特徴とする薬液供給システム。
前記ポンプ内圧力調整手段は、前記圧力操作手段により前記圧力作用室内の気体圧力を操作することにより前記圧力調整を実施することを特徴とする手段1に記載の薬液供給システム。
前記ポンプ内圧力調整手段は、前記容積可変アクチュエータの作動により前記圧力調整を実施することを特徴とする手段1に記載の薬液供給システム。
前記吐出通路内における吐出側圧力を計測又は演算により取得する吐出側圧力取得手段(コントローラ40、圧力検出器52)と、を備え、
前記ポンプ内圧力調整手段は、前記ポンプ内圧力取得手段及び前記吐出側圧力取得手段により取得した各圧力値に基づいて前記圧力調整を実施することを特徴とする手段1乃至6のいずれかに記載の薬液供給システム。
前記ポンプ内圧力取得手段は、薬液の吸引時において前記作動量検出手段により検出した前記容積可変部材の作動量と前記圧力作用室内の気体圧力とに基づいて前記ポンプ室内の圧力を算出し、
前記吐出側圧力取得手段は、薬液の吐出時において前記作動量検出手段により検出した前記容積可変部材の作動量と前記圧力作用室内の気体圧力とに基づいて前記吐出側圧力を算出することを特徴とする手段7に記載の薬液供給システム。
Fs=Fb+Fp
の関係が成立する。ここで、Fb(付勢手段により容積可変部材が受ける力)は、容積可変部材の作動量に相関しており、容積可変部材の作動量に基づいて算出できる。Fs(圧力作用室内の気体圧力により容積可変部材が受ける力)は、圧力作用室内の気体圧力から算出できる。また、ポンプ室内の圧力は、Fp(ポンプ室内の圧力により容積可変部材が受ける力)と容積可変部材の受圧面積とから算出できる。以上により、容積可変部材の作動量と圧力作用室内の気体圧力とに基づいてポンプ室内の圧力が算出できる。このとき、薬液の吐出時には、ポンプ室内の圧力は吐出側圧力となることから、吐出側圧力の算出も可能となる。
前記第2ダイアフラムの変位に基づいて前記制御空気の圧力を調整し、その状態で、前記ポンプ内圧力調整手段が前記第1ダイアフラムの変位に基づいて前記吐出バルブの開弁前における前記圧力調整を実施することを特徴とする手段1乃至6のいずれかに記載の薬液供給システム。
一面に前記ポンプ室内の圧力が作用し他面にダイアフラム作動室(ダイアフラム作動室82)内の圧力が作用するようにしてダイアフラム(ダイアフラム81)を設け、前記ポンプ内圧力調整手段は、前記吐出バルブの開弁前における前記圧力調整に際し、前記ダイアフラム作動室を大気圧開放することを特徴とする手段1に記載の薬液供給システム。
以下、本発明を具体化した第1の実施の形態を図面に従って説明する。本実施の形態は、半導体装置等の製造ラインにて使用される薬液供給システムについて具体化しており、該システムの基本的構成を図1に基づいて説明する。
Q=A*X/t
として表される。上記数式において「X/t」が仕切板16の移動速度に相当し、該式によっても移動速度算出が可能となる。
Fs=Fb+Fp
の関係が成立する。ここで、Fb(圧縮コイルバネ35によりベローズ式仕切部材12が受ける力)は、ベローズ式仕切部材12の作動量に相関しており、バネ定数をk、吸引しきった時(完全収縮時)のベローズ位置をXa、作動中のベローズ位置をXとすると、
Fb=k*(Xa+X)
で与えられる。
Fs=A*Ps
で与えられる。
Fp=A*Pa
で与えられる(Paはポンプ内圧力)。この場合、Fp=Fs−Fbであたるため、ポンプ室圧力Paは、
Pa=Ps−k/A*(Xa+X) …(1)
となる。ここで、k,A,Xaは固定値であり、圧力作用室14内の空気圧力Ps(操作エア圧力)と作動中のベローズ位置Xとを計測することにより、ポンプ室圧力Paが算出できる。
上記第1の実施の形態では、圧力検出器51,52によりポンプ内圧力Paと吐出側圧力Poutとを検出し、吐出バルブ25の開弁前にこれら各圧力が同一となるように電空レギュレータ28の操作エア圧力を制御したが、本実施の形態ではこれを変更し、あらたに設けた2つのダイアフラムの変位量を制御することによりポンプ内圧力Paと吐出側圧力Poutとが同一となるよう調整する。以下、第1の実施の形態との相違部分を中心に説明する。
(A)コントローラ40は、ダイアフラム位置検出器68の検出信号に基づいて、第2ダイアフラム62のロッド62aがあらかじめ定めた基準位置(ゼロ点)に来るように電空レギュレータ69によるダイアフラム制御圧力Pairを調整する。これにより、ダイアフラム制御圧力Pairが吐出側圧力Poutと同じ圧力となる(Pair=Poutとなる)。
(B)そしてその状態で、コントローラ40は、ダイアフラム位置検出器67の検出信号に基づいて、第1ダイアフラム61のロッド61aがあらかじめ定めた基準位置(ゼロ点)に来るように電空レギュレータ28による操作エア圧力を調整する。これにより、ポンプ内圧力Paがダイアフラム制御圧力Pairと同じ圧力になる(Pa=Pairとなる)。このとき、第1ダイアフラム61の基準位置は該ダイアフラム61の張力が最小となる位置である。
上記実施の形態では、吐出バルブ25の開弁前において電空レギュレータ28の操作エア圧力を調整することにより、ポンプ内圧力Paと吐出側圧力Poutとを同一にするようにしたが、本実施の形態ではこれを変更する。すなわち、ベローズ15及び電空レギュレータ28とは別に、ポンプ室容積を可変とするダイアフラムアクチュエータを設け、このダイアフラムアクチュエータの駆動によりポンプ内圧力Paが吐出側圧力Poutと同じになるように制御を実施する。
吐出側圧力Poutが大気圧とされる薬液供給システムでは、薬液供給システムを次のように構成すると良い。すなわち、図14に示すように、薬液供給ポンプ10には、ポンプ室13の容積を可変とするダイアフラムアクチュエータ80が設けられている。このダイアフラムアクチュエータ80はダイアフラム81を有し、このダイアフラム81によってポンプ室13とダイアフラム作動室82とが区画されている。ダイアフラム作動室82には、一方が大気開放された配管83が接続され、その配管83には電磁式の開閉弁84が設けられている。このとき、開閉弁84が開弁されることで、ダイアフラム作動室82が大気圧開放される。
吐出側圧力Poutは吐出回ごとに大きく変化する圧力ではなく、ある程度決まった圧力となる。故に本実施の形態では、吐出側圧力Poutを既定の圧力値情報とし、この圧力値情報を用いて吐出バルブ開弁前の圧力調整処理を実施する。
薬液供給システムとして複数の薬液供給ポンプ10を設け、各ポンプ10により交互に吐出動作と供給動作とを繰り返し実行することにより、連続的な薬液供給動作を実現する構成としても良い。図16には、2つの薬液供給ポンプ10a,10bを有するシステムについての概略構成を示す。図16に示す2つの薬液供給ポンプ10a,10bはいずれも前記図1で説明した薬液供給ポンプ10と同様の構成を有するものであり、各ポンプの構成部材については同じ部材番号を付すとともにその説明を省略する。なお、各薬液供給ポンプ10a,10bの吸引配管21は共通の吸引口(薬液ボトル或いは工場の薬液配管)に接続されるとともに、吐出配管22は共通の吐出口(薬液吐出ノズル)に接続されている。
Claims (8)
- 薬液を充填するためのポンプ室と、圧力作用室と、これらポンプ室及び圧力作用室を仕切るように設けられる容積可変部材とを有し、前記圧力作用室内の気体圧力に応じて前記容積可変部材を作動させて前記ポンプ室の容積を変化させ、該ポンプ室の容積変化に基づいて吸引通路及び吐出通路を介して前記薬液の吸引及び吐出を実施する薬液供給ポンプと、
前記容積可変部材を作動させるべく前記圧力作用室内の気体圧力を操作する圧力操作手段と、
前記吸引通路及び前記吐出通路にそれぞれ設けられた吸引バルブ及び吐出バルブと、
を備え、
前記吸引バルブを開、前記吐出バルブを閉とした状態で、前記圧力操作手段の気体圧力操作により前記ポンプ室内に薬液を吸引し、その後前記吸引バルブを閉、前記吐出バルブを開とした状態で、前記圧力操作手段の気体圧力操作により前記ポンプ室から吐出通路側に薬液を吐出し、これら吸引及び吐出を繰り返し実施するようにした薬液供給システムにおいて、
前記ポンプ室への薬液吸引の開始前において、前記吐出通路内の圧力である吐出側圧力に対して前記吸引通路内の圧力である吸引側圧力が大きければ前記圧力作用室内の気体圧力を薬液の吐出終了時点よりも大きくし、前記吐出側圧力に対して前記吸引側圧力が小さければ前記圧力作用室内の気体圧力を薬液の吐出終了時点よりも小さくするよう、前記圧力操作手段による気体圧力操作を実施する第1圧力調整手段と、
前記ポンプ室への薬液吸引後における前記吐出バルブの開弁前に、前記ポンプ室内の圧力を前記吐出側圧力と同じ圧力にするべく、前記圧力操作手段の気体圧力操作により前記ポンプ室の圧力調整を実施する第2圧力調整手段と、
を備えたことを特徴とする薬液供給システム。 - 前記第2圧力調整手段は、前回又は前回以前の薬液吐出工程において前記吐出バルブの開弁前に実施した圧力調整時の前記圧力作用室内の気体圧力を過去データとし、その過去データに基づいて、前記吐出バルブの開弁前における前記圧力調整を実施することを特徴とする請求項1に記載の薬液供給システム。
- 前記ポンプ室内の圧力を計測又は演算により取得するポンプ内圧力取得手段と、
前記吐出側圧力を計測又は演算により取得する吐出側圧力取得手段と、を備え、
前記第2圧力調整手段は、前記ポンプ内圧力取得手段及び前記吐出側圧力取得手段により取得した各圧力値に基づいて前記圧力調整を実施することを特徴とする請求項1又は2に記載の薬液供給システム。 - 前記した各圧力取得手段として、前記ポンプ室内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記吐出側圧力を検出する圧力検出手段とを備えることを特徴とする請求項3に記載の薬液供給システム。
- 前記薬液供給ポンプは、前記圧力作用室内の気体圧力とは相反する向きに前記容積可変部材を付勢する付勢手段と、前記容積可変部材の作動量を検出する作動量検出手段とを有し、
前記ポンプ内圧力取得手段は、薬液の吸引時において前記作動量検出手段により検出した前記容積可変部材の作動量と前記圧力作用室内の気体圧力とに基づいて前記ポンプ室内の圧力を算出し、
前記吐出側圧力取得手段は、薬液の吐出時において前記作動量検出手段により検出した前記容積可変部材の作動量と前記圧力作用室内の気体圧力とに基づいて前記吐出側圧力を算出することを特徴とする請求項3に記載の薬液供給システム。 - 前記ポンプ室内の圧力又は前記吐出側圧力の少なくともいずれかを、前記した各圧力取得手段により取得するのに代えて既定の圧力値情報とすることを特徴とする請求項3乃至5のいずれかに記載の薬液供給システム。
- 前記薬液供給ポンプ又は前記薬液供給ポンプを構成するポンプ室を複数備え、これら各薬液供給ポンプ又はポンプ室を用いて交互に吸引動作及び吐出動作を実施することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の薬液供給システム。
- 前記第2圧力調整手段は、一の薬液供給ポンプ又は一のポンプ室の前記圧力調整に関するデータに基づいて、他の薬液供給ポンプ又は他のポンプ室の前記圧力調整を実施することを特徴とする請求項7に記載の薬液供給システム。
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