JP5551650B2 - 液垂れ防止バルブ - Google Patents

Description

本発明は、液垂れを防止する液垂れ防止バルブに関する。

例えば、半導体製造工程では、チャンバ内に搬送したウエハ上にノズルを移動させ、所定量の薬液や純水（以下「薬液等」という。）をノズルからウエハに塗布することが行われている。近年、半導体回路の微細化が進み、ウエハに塗布する薬液等の供給量がシビアに管理されている。そのような状況の中で、例えば、配管内に残った薬液等が、ノズル移動時の振動等によりノズルからウエハに垂れると、ウエハ上で行われる化学反応に影響を及ぼし、歩留まりを低下させてしまう。

この不具合を回避するために、ノズルと、薬液等の供給量を制御する供給弁との間に、サックバックバルブを設置することが行われている。この場合、供給弁が閉じた後に、サックバックバルブが配管内の薬液等を吸い戻し、ノズルから薬液等が垂れることを防止する（例えば特許文献１参照）。

ところが、発泡性の薬液や比重の重い薬液をウエハに塗布する場合、サックバックバルブでは、配管内に残った薬液を十分に吸い戻すことができず、薬液等がノズルからウエハに垂れてしまうことがあった。この不具合を解消するために、従来よりいくつかの技術が提案されている。

例えば、図１６に示す第１従来例では、薬液等を供給する配管Ｌ１の先端のノズル１０２からウエハＷへ塗布する薬液等を供給バルブ１０１で制御している。排出配管Ｌ２は、供給バルブ１０１の下流側において、配管Ｌ１から分岐されている。排出配管Ｌ２には、エゼクタ１０３が設置されている。このような第１従来例では、供給バルブ１０１がＯＮ状態にされている場合、エゼクタ１０３が圧縮エアを供給されず、排出配管Ｌ２から薬液等が排出されない。そのため、薬液等が、供給バルブ１０１で流量制御された後、配管Ｌ１からノズル１０２を介してウエハＷへ塗布される。その後、供給バルブ１０１がＯＦＦ状態にされる場合に、エゼクタ１０３が圧縮エアを供給される。これにより、供給バルブ１０１の下流側に残っている薬液等がエゼクタ１０３により排出配管Ｌ２へ吸引され、排出される。そのため、薬液等がノズル１０２からウエハＷに垂れない。

また例えば、図１７に示す第２従来例では、排出配管Ｌ２上に排出バルブ１１３が設置されている。この第２従来例では、供給バルブ１０１がＯＮ状態にされている場合、排出バルブ１１３がＯＦＦ状態にされている。そのため、薬液等が、供給バルブ１０１で流量制御された後、配管Ｌ１からノズル１０２を介してウエハＷへ塗布される。その後、供給バルブ１０１がＯＦＦ状態にされる場合に、排出バルブ１１３がＯＮ状態にされる。これにより、供給バルブ１０１の下流側に残っている薬液等が、水頭圧を利用して排出配管Ｌ２へ流れて排出される。そのため、薬液等がノズル１０２からウエハＷへ垂れない。

また例えば、第３従来例では、ノズル２０１の内部にバルブ機構を備え、通常、このバルブ２０４は、ノズル入口２０２を塞ぐように押しバネ２０６で押し当てられている。ノズル２０１に流れ込む薬液等の圧力が押しバネ２０６の圧力より大きくなるとバルブ２０４は移動し、ノズル２０１が開く。ノズル２０１に流れ込む薬液等の圧力が押しバネ２０６の圧力より大きい間、薬液等は、ノズル２０１のノズル出口２０３から吐出される。一方、ノズル２０１に流れ込む薬液等の圧力が押しバネ２０６の圧力より小さくなると、押しバネ２０６によりノズル入口２０２が塞がれ、この瞬間に薬液等の吐出が停止する。よって、薬液等がノズル２０１から垂れない（例えば特許文献２参照）。

尚、出願人は、特願２００９−１７３６５９号（特開２０１１−２７１８０号公報）において、図１９及び図２０に示す樹脂製逆止弁３１０を提案している。樹脂製逆止弁３１０は、図１９に示すように、バルブ３０２の出力ポートに接続される接続配管３０３に継手３０４を用いて接続され、バルブ３０２に薬液等が逆流することを防ぐ。

図２０に示すように、樹脂製逆止弁３１０は、弁体収納室３１６を備える弁本体３１１と、上流側流路３１２ｂの開口部分に設けられた弁座面３１９と、弁座面３１９に当接又は離間する弁体３１７と、弁体収納室３１６に縮設されて弁体３１７を弁座方向に付勢するスプリング３１８を有する。弁座面３１９は、弁体収納室３１６の上流側流路３１２ｂが開口する開口部外周に、弁体収納室３１６の軸線方向に対して直交する面に設けられた平坦な面で構成される。弁体３１７は、弁座面３１９に当接する面が平坦に設けられた環状シール部３１７ａを有する。弁座面３１９は、少なくとも環状シール部３１７ａが当接する部分の表面を塑性変形し、平面度を小さくされている。

特開２００２−３１６０８５号公報 実用新案登録第３０６４２４５号

しかしながら、第１従来例の液垂れ防止システムは、エゼクタ１０３を駆動するための機器や圧縮エアを供給するエア供給源を必要とし、装置が大型になっていた。
また、第２従来例の液垂れ防止システムは、薬液等の塗布工程において、排出バルブ１１３をＯＮ状態にして薬液等を排出するための時間が、半導体製造工程の処理能力を低下させる問題があった。
また、第１及び第２従来例の液垂れ防止システムは、１枚のウエハＷに薬液等を塗布する毎に、薬液等を排出配管Ｌ２から排出するため、薬液等が無駄に消費される問題があった。
更に、第３従来例の液垂れ防止ノズル２０１は、ノズル出口２０３が短い。そのため、スプリング２０６の内部空間２０７からノズル出口２０３へ流れ込んだ流体が、乱流を発生した状態で、ノズル出口２０３から吐出される。この場合、ウエハ上に塗布される薬液等が不均一となり、歩留まりを低下させてしまうおそれがある。
尚、特願２００９−１７３６５９号（特開２０１１−２７１８０号公報）に記載される逆止弁３１０は、小さい流体圧でも弁を開くことができるようにするものであって、乱流の発生を抑えることを目的としていない。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、コンパクトで、不要に流体を排出することなく、乱流の発生を抑制できる液垂れ防止バルブを提供することを目的とする。

（１）上記課題を解決するために、本発明の液垂れ防止バルブは、弁体と、前記弁体を付勢するスプリングと、前記弁体と前記スプリングを収納する収納室と、前記収納室に連通する入力流路と、前記入力流路が開口する前記収納室の内壁に形成されるものであって前記弁体が当接又は離間する弁座面とが形成されるとともに、前記収納室に連通して流体を吐出するノズル流路を備えるバルブ本体と、を有し、前記スプリングは、内部空間が前記ノズル流路と連通しており、バネ荷重が、前記ノズル流路から前記流体を吐出する場
合に前記入力流路に供給される前記流体の流体圧より小さく設定され、前記入力流路に前記流体が供給されなくなった後に、前記入力流路に接続される配管に残った前記流体の水頭圧では前記弁体を前記弁座面に当接させて弁閉する値に設定されていること、前記ノズル流路は、全長が前記スプリングの内部空間の全長より長く、前記スプリングの前記ノズル流路側の端部に配置されるバネ受け部材を有し、前記バルブ本体は、前記ノズル流路を形成する前記ノズルが螺入されて前記バネ受け部材に先端部を突き当てられている。

（２）本発明の液垂れ防止バルブは、（１）記載の発明において、前記スプリングの前記内部空間の内径寸法が前記ノズル流路の内径寸法と同じである。

（３）本発明の液垂れ防止バルブは、（１）又は（２）記載の発明において、前記ノズルの後端部が前記バルブ本体の外部に露出している。

（４）本発明の液垂れ防止バルブは、（１）乃至（３）の何れか一つに記載の発明において、前記ノズルは、前記バルブ本体に当接して前記バルブ本体に対する螺進を阻止するストッパ部を有する。

（５）本発明の液垂れ防止バルブは、（１）乃至（４）の何れか一つに記載の発明において、前記ノズルと一体的に回転するものであって、前記バルブ本体に対して回転することを阻止するロック部材を有する。

（６）本発明の液垂れ防止バルブは、（１）乃至（５）の何れか一つに記載の発明において、前記スプリングのコイルの断面形状が、四角、台形、又は、半円形である。

（７）本発明の液垂れ防止バルブは、（１）乃至（６）の何れか一つに記載の発明において、前記バルブ本体の外周面に継手が接続される継手接続部を設ける。

（８）本発明の液垂れ防止バルブは、（１）乃至（７）の何れか一つに記載の発明において、前記弁体、前記スプリング、前記バルブ本体、前記ノズルがフッ素樹脂で形成されている。

（９）本発明の液垂れ防止バルブは、（１）乃至（７）の何れか一つに記載の発明において、接液部が、耐腐食性のある材料で形成又はコーティングされている。

本発明の液垂れ防止バルブは、弁体と、弁体を付勢するスプリングと、弁体とスプリングを収納する収納室と、収納室に連通する入力流路と、入力流路が開口する収納室の内壁に形成されるものであって弁体が当接又は離間する弁座面とが形成されるとともに、収納室に連通して流体を吐出するノズル流路を備えるバルブ本体と、を有しており、バルブとノズルが一体に設けられている。そのため、バルブとノズルを接続する配管が必要でなく、コンパクトである。そして、スプリングは、内部空間がノズル流路と連通しており、バネ荷重が、ノズル流路から流体を吐出する場合に入力流路に供給される流体の流体圧より小さく設定され、入力流路に流体が供給されなくなった後に、入力流路に接続される配管に残った流体の水頭圧では弁体を弁座面に当接させて弁閉する値に設定されているので、液垂れ防止バルブを移動させる場合などに、ノズル流路から流体が垂れない。この場合に、液垂れ防止バルブは、水頭圧を利用して弁閉が行われるので、駆動源を必要とせず、コンパクトである。しかも、液垂れ防止バルブは、流体を排出せずに液垂れを防止するので、不要に流体を排出しない。更に、ノズル流路の全長がスプリングの内部空間の全長より長いので、流体がノズル流路を通過する場合に層流化されるので、乱流の発生を抑制できる。

本発明の液垂れ防止バルブは、スプリングの内部空間の内径寸法がノズル流路の内径寸法と同じであるので、スプリングの内部空間をノズル流路を延長した流路のように使用し、流体の層流化を促進できる。

本発明の液垂れ防止バルブは、スプリングのノズル流路側の端部に配置されるバネ受け部材を有し、バルブ本体は、ノズル流路を形成するノズルが螺入されてバネ受け部材に先端部を突き当てられているので、ノズルをバルブ本体に螺入する量を調整すると、バネ受け部材を介してスプリングの圧縮量が変化し、スプリングのバネ荷重を自由に調整することができる。

本発明の液垂れ防止バルブは、ノズルの後端部がバルブ本体の外部に露出しているのでバルブ本体を分解せずにスプリングのバネ荷重を調整することができる。

本発明の液垂れ防止バルブは、ノズルが、バルブ本体に当接してバルブ本体に対する螺進を阻止するストッパ部を有するので、スプリングがノズルを介して過度に圧縮されて弁開動作を阻害することがない。

本発明の液垂れ防止バルブは、ノズルと一体的に回転するものであって、バルブ本体に対して回転することを阻止するロック部材を有するので、調整したバネ荷重を保つことができる。

本発明の液垂れ防止バルブは、スプリングのコイルの断面形状が、四角、台形、又は、半円形であるので、スプリングが圧縮された場合に、スプリングの内部空間を構成する面にできる凹凸を少なくし、スプリングの内部空間を通過する流体の層流化を促進できる。

本発明の液垂れ防止バルブは、バルブ本体の外周面に継手が接続される継手接続部を設けるので、流体を供給する配管に継手を介して直接接続される。そのため、本発明の液垂れ防止バルブは、設置スペースが小さくて済み、配管に接続する施工工数を低減できる。

本発明の液垂れ防止バルブは、弁体、スプリング、バルブ本体がフッ素樹脂で形成されているので、軽量である。

本発明の液垂れ防止バルブは、接液部が、耐腐食性のある材料で形成又はコーティングされているので、腐食性の高い流体で接液部を腐食し、流体を汚染することがない。

本発明の第１実施形態に係る液垂れ防止バルブの断面図であって、弁閉状態を示す。 図１に示す液垂れ防止バルブの弁開状態を示す断面図である。 スプリングと弁体の斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る液垂れ防止バルブの断面図である。 本発明の第３実施形態に係る液垂れ防止バルブの断面図であって、弁開状態を示す。 本発明の第４実施形態に係る液垂れ防止バルブの外観図である。 図６に示す液垂れ防止バルブのＡＡ断面図であって、バネ荷重調整前の状態を示す。 図７に示す液垂れ防止バルブのバネ荷重調整後の状態を示す。 本発明の第５実施形態に係る液垂れ防止バルブの外観図である。 図９のＢＢ断面図であって、バネ荷重調整前のロック状態を示す。 図１０に示す液垂れ防止バルブのバネ荷重調整時のロック解除状態を示す。 図１０に示す液垂れ防止バルブのバネ荷重調整後のロック状態を示す。 回転阻止機構の構造を示す図である。 液垂れ防止バルブの第１変形例を示す図である。 液垂れ防止バルブの第２変形例を示す図である。 第１従来例の液垂れ防止システムの構成を示す図である。 第２従来例の液垂れ防止システムの構成を示す図である。 第３従来例の液垂れ防止システムの構成を示す図である。 参考例のバルブユニットの外観図である。 図１９に示す逆止弁の断面図である。

以下に、本発明に係る好ましい実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明することにする。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る液垂れ防止バルブ１の断面図であって、弁閉状態を示す。図２は、図１に示す液垂れ防止バルブ１の弁開状態を示す断面図である。図３は、スプリング１２と弁体１１の斜視図である。
図１に示す液垂れ防止バルブ１は、弁とノズルを一体化したものである。液垂れ防止バルブ１は、例えば、半導体製造装置のウエハに薬液等を塗布する薬液等塗布装置に使用される。液垂れ防止バルブ１は、継手１９を介して薬液等塗布装置の配管Ｌ１に接続される。配管Ｌ１は、薬液等供給源に接続され、薬液等の供給量を制御するための図示しない供給バルブが薬液等供給源と液垂れ防止バルブ１との間に設置されている。液垂れ防止バルブ１は、耐薬品性を高めるために、全ての部品がフッ素樹脂を材質としている。

液垂れ防止バルブ１は、下流側ボディ４に上流側ボディ３を螺合接続することによりバルブ本体２が構成されている。バルブ本体２の外周面には、継手１９が接続される継手接続部２ａが設けられている。バルブ本体２には、入力ポート５と、入力流路６と、弁体収納室７と、スプリング収納室８と、ノズル流路９が同軸上に形成されている。弁体収納室７には、ディスク型の弁体１１が収納されている。スプリング収納室８には、スプリング１２が縮設されている。そのため、弁体１１は、スプリング１２の弾性力により、弁座面１３に押しつけられている。

弁座面１３は、上流側ボディ３の後端面（図中下面）に開設された孔部の底壁に、形成されている。弁座面１３は、入力流路６の開口部外周に沿って形成されている。弁座面１３は、バルブ本体２の軸線方向に対して直交する平坦な面により形成されている。

図１〜図３に示すように、弁体１１は、環状シール部１１ａが突設されている。環状シール部１１ａは、先端部が弁体１１の軸線に対して直交する平坦な面により形成され、弁座面１３に面接触する。弁体１１は、環状シール部１１ａが設けられた面と反対の面の中心に、取付凸部１１ｂが軸方向に突き出すように設けられている。

スプリング１２は、弁体１１を取り付けるための弁体受け部１２ａがコイル部１２ｂの先端に設けられている。コイル部１２ｂは、コイルの断面形状が四角に形成されている。弁体受け部１２ａは、コイル部１２ｂのバネ荷重を弁体１１に均等に作用させるように形成されている。弁体受け部１２ａの中心には、取付凸部１１ｂがはめ込まれる取付孔１２ｃが設けられている。弁体１１とスプリング１２は、弁閉時に弁座面１３にならい弁閉しやすくするため、取付凸部１１ｂを取付孔１２ｃにクリアランスをもってはめ込まれる。

図１及び図２に示すように、スプリング１２は、後端（図中下端）がスプリング収納室８の底壁に突き当てられた状態で、スプリング収納室８に圧縮された状態で収納されている。コイル部１２ｂは、スプリング収納室８の軸線方向に沿って伸縮する。そのため、スプリング１２は、弁体１１の環状シール部１１ａを弁座面１３に対して周方向に均等な力で押しつける。スプリング１２のバネ荷重は、ノズル流路９から薬液等を吐出する場合に入力流路６に供給される薬液等の流体圧より小さく設定され、入力流路６に薬液等が供給されなくなった後に、入力流路６に接続される配管Ｌ１に残った薬液等の水頭圧では弁体１１を弁座面１３に当接させて弁閉する値に設定されている。

図３に示すように、弁体受け部１２ａには、複数の流体導入部１２ｄが形成されている。流体導入部１２ｄは、コイル部１２ｂの内周面に連通するように形成され、スプリング１２の外側から内側へ薬液等を案内する。

図１及び図２に示すように、スプリング１２は、コイル部１２ｂの後端（図中下端）がノズル流路９の開口部外周に沿って配置され、コイル部１２ｂの伸縮状態にかかわらずコイル部１２ｂの内部空間がノズル流路９と連通している。そのため、コイル部１２ｂの内側へ案内された薬液等は、ノズル流路９へスムーズに流れ込む。

図１に示すように、ノズル流路９は、全長Ｄ４が弁閉時におけるコイル部１２ｂの全長Ｄ３より長くなるように、設計されている。下流側ボディ４は、ノズル流路９の周囲が肉薄に形成され、ノズル部１０を一体成形されている。

上記液垂れ防止バルブ１は、図示しない供給バルブがＯＮ状態にされて、図２に示すように、所定の供給量に制御された薬液等が配管Ｌ１から入力ポート５に入力すると、薬液等の流体圧力が弁体１１に作用する。弁体１１は、スプリング１２のコイル部１２ｂにより弁座面１３側へ付勢されているが、コイル部１２ｂのバネ荷重は、配管Ｌ１から入力ポート５に供給される薬液等の流体圧より小さい値に設定されている。そのため、図示しない供給バルブをＯＮ状態にして入力ポート５に薬液等を入力させると、弁体１１がスプリング１２のコイル部１２ｂを圧縮させながら移動し、弁座面１３から離間する。これにより、入力流路６から弁体収納室７へ薬液等が流れ込む。

薬液等は、スプリング１２の流体導入部１２ｄ（図３）やコイル部１２ｂの隙間からコイル部１２ｂの内部空間へ流れ込む。薬液等は、圧縮されたコイル部１２ｂの内部空間を通過してノズル流路９へ流れ込み、ノズル部１０から吐出される。このとき、ノズル流路９の全長Ｄ４がコイル部１２ｂの全長Ｄ３より長い。そのため、薬液等は、コイル部１２ｂの内部空間を通過する際にわずかに乱流を発生したとしても、ノズル流路９を流れる間に層流状態にされる。その結果、ウエハ上に均一に薬液等を塗布することができる。

図示しない供給バルブがＯＦＦ状態にされ、配管Ｌ１に薬液等が供給されなくなると、配管Ｌ１には、薬液等の水頭圧のみが作用する。スプリング１２は、コイル部１２ｂのバネ荷重が配管Ｌ１内の水頭圧より高くなると、コイル部１２ｂが瞬時に伸張し、弁体１１の環状シール部１１ａを弁座面１３に押し当てる。これにより、液垂れ防止バルブ１が弁閉状態になり、ノズル部１０から液垂れしない。

以上説明したように、第１実施形態の液垂れ防止バルブ１は、弁体１１と、弁体１１を付勢するスプリング１２と、弁体１１とスプリング１２を収納する収納室（弁体収納室７，スプリング収納室８）と、収納室７，８に連通する入力流路６と、入力流路６が開口する収納室７，８の内壁に形成されるものであって弁体１１が当接又は離間する弁座面１３とが形成されるとともに、収納室７，８に連通して薬液等を吐出するノズル流路９を備えるバルブ本体２と、を有しており、バルブとノズルが一体に設けられている。そのため、バルブとノズルを接続する配管が必要でなく、コンパクトである。そして、スプリング１２は、内部空間がノズル流路９と連通しており、バネ荷重が、ノズル流路９から薬液等を吐出する場合に入力ポート５に供給される薬液等の流体圧より小さく設定され、入力流路６に薬液等が供給されなくなった後に、入力流路６に接続される配管Ｌ１に残った薬液等の水頭圧では弁体１１を弁座面１３に当接させて弁閉する値に設定されているので、液垂れ防止バルブ１を移動させる場合などに、ノズル流路９から薬液等が垂れない。この場合に、液垂れ防止バルブ１は、水頭圧を利用して弁閉が行われるので、駆動源を必要とせず、コンパクトである。しかも、液垂れ防止バルブ１は、薬液等を排出せずに液垂れを防止するので、不要に薬液等を排出しない。更に、ノズル流路９の全長Ｄ４がスプリング１２の内部空間の全長Ｄ３より長いので、薬液等がノズル流路９を通過する場合に層流化されるので、乱流の発生を抑制できる。このため、液垂れ防止バルブ１は、例えば半導体製造装置の薬液等塗布装置に適用された場合に、ウエハ上に均一に薬液等を塗布できる。

本実施形態の液垂れ防止バルブ１は、スプリング１２のコイルの断面形状が、四角であるので、スプリング１２が圧縮された場合に、スプリング１２の内部空間を構成する面にできる凹凸を少なくし、スプリング１２の内部空間を通過する薬液等の層流化を促進できる。

本実施形態の液垂れ防止バルブ１は、バルブ本体２の外周面に継手１９が接続される継手接続部２ａを設けるので、薬液等を供給する配管Ｌ１に継手１９を介して直接接続される。そのため、本実施形態の液垂れ防止バルブ１は、設置スペースが小さくて済み、配管Ｌ１に接続する施工工数を低減できる。

本実施形態の液垂れ防止バルブ１は、弁体１１、スプリング１２、バルブ本体２を含め、全ての構成部品がフッ素樹脂で形成されているので、軽量である。

本実施形態の液垂れ防止バルブ１は、接液部が、耐腐食性のある材料（フッ素樹脂）で形成されているので、腐食性の高い流体で接液部を腐食し、流体を汚染することがない。

（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態に係る液垂れ防止バルブ２１の断面図である。
第２実施形態の液垂れ防止バルブ２１は、スプリング２２の先端部にＯリング２３を装着し、Ｏリング２３に弁体の役割をさせている点が第１実施形態と相違している。尚、液垂れ防止バルブ２１のその他の点は、第１実施形態と共通している。ここでは、第１実施形態と相違する点を中心に説明し、第１実施形態と共通する点は説明を省略する。

スプリング２２は、Ｏリング装着部２２ａの先端部外周にＯリング２３が取り付けられている。Ｏリング２３は、耐腐食性と弾性を有するゴムを材質としている。Ｏリング装着部２２ａは、コイル部１２ｂのバネ荷重をＯリング２３に対して円周方向に均一に作用させるように形成されている。

このような液垂れ防止バルブ２１によれば、Ｏリング２３を弾性変形させて弁座面１３に密着させ、シールを行う。そのため、液垂れ防止バルブ２１は、例えば、図示しない供給バルブから供給される薬液等の流体圧が低く、コイル部１２ｂのバネ荷重が小さく設定されている場合でも、確実に弁閉して液垂れを防止することができる。

（第３実施形態）
図５は、本発明の第３実施形態に係る液垂れ防止バルブ３１の断面図であって、弁開状態を示す。
第３実施形態の液垂れ防止バルブ３１は、スプリング３２のコイル部３２ｂの内径寸法Ｄ３１がノズル流路９の内径寸法Ｄ２と同じである点が、第１実施形態と相違している。液垂れ防止バルブ３１は、その他の点は第１実施形態と共通している。ここでは、第１実施形態と相違する点を中心に説明し、第１実施形態と共通する点は説明を省略する。

液垂れ防止バルブ３１は、コイル部３２ｂの内径寸法Ｄ３１がノズル流路９の内径寸法Ｄ２と同じであるため、弁開時にコイル部３２ｂが圧縮されてコイルピッチを狭めた場合に、コイル部３２ｂの内部空間がノズル流路９にストレートに接続し、ノズル流路９を延長した流路のようになる。そのため、薬液等は、コイル部３２ｂの内部空間を流れる間に層流化され、さらにノズル流路９でも層流化される。よって、液垂れ防止バルブ３１によれば、第１実施形態の液垂れ防止バルブ１よりも、薬液等の層流化が促進される。その結果、液垂れ防止バルブ３１は、第１実施形態の液垂れ防止バルブ１より、ウエハ上に均一に薬液等を塗布することができる。

本実施形態の液垂れ防止バルブ３１は、スプリング１２の内部空間の内径寸法Ｄ１がノズル流路９の内径寸法Ｄ２と同じであるので、スプリングの内部空間をノズル流路９を延長した流路のように使用し、薬液等の層流化を促進できる。

（第４実施形態）
図６は、本発明の第４実施形態に係る液垂れ防止バルブ４１の外観図である。図７は、図６に示す液垂れ防止バルブ４１のＡＡ断面図であって、バネ荷重調整前の状態を示す。図８は、図７に示す液垂れ防止バルブ４１のバネ荷重調整後の状態を示す。
第４実施形態に係る液垂れ防止バルブ４１は、スプリング３２のバネ荷重を調整するバネ荷重調整機構４９を備える点が、第３実施形態の液垂れ防止バルブ３１と相違する。液垂れ防止バルブ４１は、その他の点は第３実施形態の液垂れ防止バルブ３１と共通する。ここでは、第３実施形態と相違するバネ荷重調整機構４９を中心に説明し、第３実施形態と共通する点は、適宜説明を省略する。

図６に示すように、液垂れ防止バルブ４１は、上流側ボディ３と下流側ボディ４４とによりバルブ本体４２が構成されている。液垂れ防止バルブ４１は、ノズル流路９を形成するロッド型ノズル４５が下流側ボディ４４と別部材で構成されている。スプリング３２は、バネ受け部材４７を介してスプリング収納室８に収納されている。バネ受け部材４７には、下流側ボディ４４に螺入されたロッド型ノズル４５の先端部が突き当てられている。バネ受け部材４７には、薬液等をコイル部３２ｂの内部空間からロッド型ノズル４５へ通過させるための貫通孔４７ａが形成されている。コイル部３２ｂの内径寸法と貫通孔４７ａの内径寸法とロッド型ノズル４５の流路内径寸法は、同一に設定されている。

バネ荷重調整機構４９は、ロッド型ノズル４５がバネ受け部材４７を介してコイル部３２ｂを圧縮させる量によって、スプリング３２のバネ荷重を調整するように構成されている。バネ荷重調整機構４９は、ロッド型ノズル４５の外周面に形成されたバネ荷重調整用雄ねじ部４５ａと、下流側ボディ４４に軸線に沿って形成されたバネ荷重調整用雌ねじ部４４ａとにより、バネ荷重調整ねじ部４８が構成されている。バネ荷重調整機構４９は、バネ荷重調整ねじ部４８のねじ込み量によりロッド型ノズル４５を下流側ボディ４４へ挿入する挿入量を変化させ、スプリング３２のバネ荷重を調整する。

ロッド型ノズル４５は、スプリング３２の圧縮量を規制するためのストッパ部４５ｂを備える。ストッパ部４５ｂは、最大外径寸法が、バネ荷重調整用雄ねじ部４５ａのねじ山を構成する外径寸法より大きく、下流側ボディ４４の後端面（図中下端面）に当接することにより軸線方向への移動を制限される。

尚、下流側ボディ４４とロッド型ノズル４５との間は、ゴム等の弾性変形可能な材質からなるシール部材４６によりシールされている。そのため、薬液等は、スプリング収納室８から下流側ボディ４４とロッド型ノズル４５との間の隙間を通って外部に漏れることがない。液垂れ防止バルブ４１は、部品が全てフッ素樹脂を材質とし、軽量にされている。

このような液垂れ防止バルブ４１では、バネ荷重を増加させる場合、使用者がバルブ本体４２の外部に突出するストッパ部４５ｂを握って所定方向に回転させる。すると、バネ荷重調整ねじ部４８のねじ送りにより、例えばロッド型ノズル４５が図７に示す位置から図８に示す位置まで螺入される。ロッド型ノズル４５は、下流側ボディ４４への挿入量が増加するに従って、バネ受け部材４７を介してスプリング３２を押圧する。スプリング３２は、コイル部３２ｂの圧縮量が増し、バネ荷重を増加させる。

尚、バネ荷重を減少させたい場合には、ストッパ部４５ｂを所定方向と反対方向に回転させ、ロッド型ノズル４５が下流側ボディ４４に螺入する量を減らせば良い。

ところで、液垂れ防止バルブ４１は、スプリング３２のコイル部３２ｂを圧縮することによって弁開する。スプリング３２のコイル部３２ｂが密着高さまで圧縮すると、液垂れ防止バルブ４１は弁開できなくなる。そのため、ロッド型ノズル４５がスプリング３２を圧縮させる量を規制する必要がある。これに対して、液垂れ防止バルブ４１は、ストッパ部４５ｂがバルブ本体４２（下流側ボディ４４）の図中下端面に突き当てられるまで、ロッド型ノズル４５がバルブ本体４２（下流側ボディ４４）にねじ込まれるようになっている。ストッパ部４５ｂがバルブ本体４２に当接すると、ロッド型ノズル４５を回転させる場合の摺動抵抗が格段に上昇する。そのため、ロッド型ノズル４５がバルブ本体４２（下流側ボディ４４）に過度にねじ込まれなくなる。これにより、液垂れ防止ノズル４１は、スプリング３２が過度に圧縮されて弁開できなくなる不具合が、回避される。

本実施形態の液垂れ防止バルブ４１は、スプリング３２のノズル４５側の端部に配置されるバネ受け部材４７を有し、バルブ本体４２は、ノズル４５が螺入されてバネ受け部材４７に先端部を突き当てられているので、ノズル４５をバルブ本体４２に螺入する量を調整すると、バネ受け部材４７を介してスプリング３２の圧縮量が変化し、スプリング３２のバネ荷重を自由に調整することができる。

本実施形態の液垂れ防止バルブ４１は、ノズル３２の後端部がバルブ本体４２の外部に露出しているのでバルブ本体４２を分解せずにスプリング３２のバネ荷重を調整することができる。

本実施形態の液垂れ防止バルブ４１は、ロッド型ノズル４５が、バルブ本体４２に当接してバルブ本体４２に対する螺進を阻止するストッパ部４５ｂを有するので、スプリング３２がロッド型ノズル４５を介して過度に圧縮されて弁開動作を阻害することがない。

（第５実施形態）
図９は、本発明の第５実施形態に係る液垂れ防止バルブ５１の外観図である。図１０は、図９のＢＢ断面図であって、バネ荷重調整前のロック状態を示す。図１１は、図１０に示す液垂れ防止バルブ５１のバネ荷重調整時のロック解除状態を示す。図１２は、 図１０に示す液垂れ防止バルブ５１のバネ荷重調整後のロック状態を示す。図１３は、回転阻止機構５７の構造を示す図である。
第５実施形態の液垂れ防止バルブ５１は、バネ荷重を調整した後に、ロッド型ノズル５５の回転を阻止する回転阻止機構５７を備える点が、第４実施形態の液垂れ防止バルブ４１と相違する。液垂れ防止バルブ５１は、回転阻止機構５７を除き、第４実施形態の液垂れ防止バルブ４１と構成が共通する。ここでは、第４実施形態と相違する回転阻止機構５７を中心に説明し、第４実施形態と共通する点は適宜説明を省略する。

図９に示すように、液垂れ防止バルブ５１は、上流側ボディ３と下流側ボディ５４によりバルブ本体５２が構成されている。バルブ本体５２は、ノズル流路９を形成するロッド型ノズル５５が下流側ボディ５４の外部に露出している。ロック部材５６は、下流側ボディ５４とロッド型ノズル５５の外側に装着されている。

図１０〜図１２に示す液垂れ防止バルブ５１は、部品がすべて樹脂を材質としている。液垂れ防止バルブ５１は、下流側ボディ５４の後端面（図中下面）に、バネ荷重調整用雌ねじ部４４ａの外周に沿って、係合凹溝５４ａが環状に形成されている。係合凹溝５４ａは、断面山形のノッチが円周方向に連続して形成されている。一方、ロック部材５６は、一方に開口する円筒形状をなす。ロック部材５６の底面内壁には、係合凹溝５４ａに嵌合する係合凸部５６ａが軸方向へ突き出すように設けられている。係合凸部５６ａは、係合凹溝５４ａに対応して、断面山形形状をなす。液垂れ防止バルブ５１は、係合凹溝５４ａに係合凸部５６ａが嵌め合わされて係合する間、ロック部材５６が下流側ボディ４４に対して回転することが阻止される。

下流側ボディ５４は、図中下側外周面に沿って、２本のロック溝５４ｂ，５４ｃが環状に形成されている。ロック溝５４ｂ，５４ｃは、下流側ボディ５４の軸線に対して直交するように形成されている。ロック部材５６は、開口部内測面に沿って環状凸部５６ｂが突設されている。環状凸部５６ｂは、ロック溝５４ｂ又はロック溝５４ｃのいずれかに嵌合され、ロック部材５６がバルブ本体５２の軸線方向へ移動することを規制する。ロック溝５４ｂは、係合凸部５６ａを係合凹溝５４ａにはめ込んだ状態で、環状凸部５６ｂが嵌合される位置に設けられている。一方、ロック溝５４ｃは、係合凸部５６ａを係合凹溝５４ａから抜き出した状態で、環状凸部５６ｂが嵌合される位置に設けられている。

図１３に示すように、ロッド型ノズル５５のストッパ部５５ｂは、対向する面が平行に形成されて、動力伝達面５５ｃ，５５ｃが形成されている。ロック部材５６には、ストッパ部５５ｂが貫き通される貫通溝５６ｃが形成されている。貫通溝５６ｃの溝幅Ｗ２は、動力伝達面５５ｃ，５５ｃが貫通溝５６ｃの縁部に摺接するように、動力伝達面５５ｃ，５５ｃの二面幅Ｗ１とほぼ同じに形成されている。そのため、動力伝達面５５ｃ，５５ｃを貫通溝５６ｃに対して交差させた姿勢では、ストッパ部５５ｂが貫通溝５６ｃに挿通されないようにされている。ストッパ部５５ｂは、長手方向の幅寸法Ｗ３が、下流側ボディ４４のバネ荷重調整用雌ねじ部４４ａの内径寸法より大きくされ、下流側ボディ４４の端面に突き当てられるようになっている。

本実施形態では、液垂れ防止バルブ５１は、図１０に示すように、バネ受け部材４７をスプリング収納室８の底壁に突き当てたときのロッド型ノズル５５の停止位置を初期位置とする。このとき、ロック部材５６は、環状凸部５６ｂがロック溝５４ｂに嵌め合わされ、下流側ボディ５４から脱落することを防止されている。そして、係合凸部５６ａが係合凹溝５４ａに係合し、ロッド型ノズル５５が下流側ボディ５４に対して回転することが阻止されている。

この初期状態からバネ荷重を増加させる場合には、図１１に示すように、ロック部材５６を下流側ボディ４４の後端側（図中下側）へスライドさせ、環状凸部５６ｂをロック溝５４ｂからロック溝５４ｃに嵌め替える。これにより、ロック部材５６を下流側ボディ４４から脱落させることなく、係合凸部５６ａを係合凹溝５４ａから抜き出すことができる。これにより、ロック部材５６は、下流側ボディ４４に対して自由に回転できるようになる。ロッド型ノズル５５は、ロック部材５６の貫通溝５６ｃにストッパ部５５ｂが挿通された状態で、バルブ本体５２の外部に露出している。そこで、使用者は、ストッパ部５５ｂを所定方向へ回転させる。すると、ロッド型ノズル５５の回転力が、動力伝達面５５ｃ，５５ｃと接する貫通溝５６ｃの縁部からロック部材５６に伝達され、ロッド型ノズル５５はロック部材５６と一体的に回転して下流側ボディ５４にねじ込まれていく。これに伴い、ロッド型ノズル５５は、バネ受け部材４７を介してスプリング３２を圧縮し、バネ荷重を増加させる。

バネ荷重の調整が完了したら、図１２に示すように、ロック部材５６を下流側ボディ４４の先端側（図中上側）へ移動させ、環状凸部５６ｂをロック溝５４ｃからロック溝５４ｂへ嵌め替える。これにより、係合凸部５６ａが係合凹溝５４ａに嵌め合わされ、ロック部材５６が下流側ボディ５４に対して回転できなくなる。ロッド型ノズル５５は、ストッパ部５５ｂの動力伝達面５５ｃ，５５ｃが貫通溝５６ｃの縁部に当接し、ロック部材５６に対して自由に回転できないようになっている。そのため、ロッド型ノズル５５は、ロック部材５６を介して下流側ボディ５４に対して回転することを阻止され、バネ荷重を調整した位置からずれない。

本実施形態の液垂れ防止バルブ５１は、ノズル５５と一体的に回転するものであって、バルブ本体５２に対して回転することを阻止するロック部材５６を有するので、例えば、液垂れ防止バルブ５１に作業者の手や物がぶつかったり、液垂れ防止バルブ５１が振動するような場合であっても、調整したバネ荷重を保つことができる。

尚、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、色々な応用が可能である。

（１）例えば、上記実施形態では、スプリング１２，３２を構成するコイル部１２ｂのコイルの断面形状を四角形にした。これに対して、図１４の第１変形例６１に示すように、スプリング６２を構成するコイル部６２ｂのコイルの断面形状を台形にしても良い。図１５の第２変形例７１に示すように、スプリング７２を構成するコイル部７２ｂのコイルの断面形状を半円形にしても良い。これらの場合、弁開時にコイル部６２，７２が圧縮されたときに、コイルの間に生じる隙間が小さくなる。そのため、第１及び第２変形例６１，７１によれば、薬液等がスプリング６２，７２を構成するコイル部６２ｂ，７２ｂの内部空間を通過する際に層流状態を作りやすい。

（２）例えば、上記実施形態では、液垂れ防止バルブ１，２１，３１，４１，５１，６１，７１を構成する部品の材質を樹脂にした。これに対して、少なくとも、薬液が通過する接液部をフッ素樹脂でコーティングしたりフッ素樹脂で形成すれば、構成部品を樹脂以外の材質（例えばＳＵＳ等）としても良い。
（３）上記第１実施形態では、ノズル流路９の周りを肉薄にしてノズル部１０を設け、ノズル部１０の外形寸法が下流側ボディ４の上端部（上流側ボディ３側の端部）の外形寸法より小さくされている。これに対して、例えば、下流側ボディ４の外形寸法を上端部から下端部まで一定幅にし、その中にノズル流路９を所定の長さで形成するようにしても良い。

１，２１，３１，４１，５１，６１，７１ 液垂れ防止バルブ
２，４２，５２ バルブ本体
２ａ 継手接続部
６ 入力流路
７ 弁体収納室
８ スプリング収納室
１１ 弁体
１２，３２，６２，７２ スプリング
９ ノズル流路
４５，５５ ロッド型ノズル
４７ バネ受け部材
４５ｂ、５５ｂ ストッパ部
５６ ロック部材

Claims (9)

1. 弁体と、
   前記弁体を付勢するスプリングと、
   前記弁体と前記スプリングを収納する収納室と、前記収納室に連通する入力流路と、前記入力流路が開口する前記収納室の内壁に形成されるものであって前記弁体が当接又は離間する弁座面とが形成されるとともに、前記収納室に連通して流体を吐出するノズル流路を備えるバルブ本体と、を有し、
   前記スプリングは、内部空間が前記ノズル流路と連通しており、バネ荷重が、前記ノズル流路から前記流体を吐出する場合に前記入力流路に供給される前記流体の流体圧より小さく設定され、前記入力流路に前記流体が供給されなくなった後に、前記入力流路に接続される配管に残った前記流体の水頭圧では前記弁体を前記弁座面に当接させて弁閉する値に設定されていること、
   前記ノズル流路は、全長が前記スプリングの内部空間の全長より長く、
   前記スプリングの前記ノズル流路側の端部に配置されるバネ受け部材を有し、
   前記バルブ本体は、前記ノズル流路を形成するノズルが螺入されて前記バネ受け部材に先端部を突き当てられている
   ことを特徴とする液垂れ防止バルブ。
2. 請求項１に記載する液垂れ防止バルブにおいて、
   前記スプリングは、前記内部空間の内径寸法が前記ノズル流路の内径寸法と同じであることを特徴とする液垂れ防止バルブ。
3. 請求項１又は請求項２に記載する液垂れ防止バルブにおいて、
   前記ノズルの後端部が前記バルブ本体の外部に露出している
   ことを特徴とする液垂れ防止バルブ。
4. 請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載する液垂れ防止バルブにおいて、
   前記ノズルは、前記バルブ本体に当接して前記バルブ本体に対する螺進を阻止するストッパ部を有する
   ことを特徴とする液垂れ防止バルブ。
5. 請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載する液垂れ防止バルブにおいて、
   前記ノズルと一体的に回転するものであって、前記バルブ本体に対して回転することを阻止するロック部材を有する
   ことを特徴とする液垂れ防止バルブ。
6. 請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載する液垂れ防止バルブにおいて、
   前記スプリングは、コイルの断面形状が、四角、台形、又は、半円形である
   ことを特徴する液垂れ防止バルブ。
7. 請求項１乃至請求項６の何れか一つに記載する液垂れ防止バルブにおいて
   前記バルブ本体の外周面に継手が接続される継手接続部を設ける
   ことを特徴とする液垂れ防止バルブ。
8. 請求項１乃至請求項７の何れか一つに記載する液垂れ防止バルブにおいて、
   前記弁体、前記スプリング、前記バルブ本体がフッ素樹脂で形成されている
   ことを特徴とする液垂れ防止バルブ。
9. 請求項１乃至請求項７の何れか一つに記載する液垂れ防止バルブにおいて、
   接液部が、耐腐食性のある材料で形成又はコーティングされている
   ことを特徴とする液垂れ防止バルブ。

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