JPH0540910U - 減圧弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】減圧弁の内部に塵埃等の混入を回避し、また洗
浄液、溶剤等の液溜まりの発生を阻止する。 【構成】供給ポート３２と排出ポート３６とを画成する
本体３４、３８と、前記供給ポート３２と排出ポート３
６との間に配設され、着座部４０との離間距離によって
減圧作用を調整するバルブ４４と、前記本体３４、３８
とボンネット５０との間に固着され、前記バルブ４４の
開弁時において前記バルブ４４に連結されたステム４２
の段差部５８に当接する環状突部７８を有するバルブガ
イド４６と、前記バルブガイド４６と本体３４、３８に
よって画成されるダイヤフラム室を第１ダイヤフラム室
６８および第２ダイヤフラム室７０に隔壁するダイヤフ
ラム５２と、前記バルブガイド４６とボンネット５０に
よって画成される室内に配設され、ハンドル８４により
調節用スクリュー８０を螺回し、前記調節用スクリュー
８０によって弾発力を調整する第１コイルスプリング７
６および第２コイルスプリング８６とを備える。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、減圧弁に関し、一層詳細には、減圧弁本体内に塵埃等が発生するこ とを阻止し、これによって減圧されるべき流体が汚染されることを回避する減圧 弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】

導入された圧力流体を所定圧の圧力に減圧した後、導出するために従来から減 圧弁が採用されている。半導体製造装置において、ＬＳＩ製造の際に用いられる 溶剤、洗浄液等も減圧弁を介して送給され、エッチング、洗浄の如き工程で利用 されている。

【０００３】 ところで、このＬＳＩ製造にあっては、メモリ容量の増加、あるいは処理速度 の高速化のために１つのチップに配設される導線の間隔が極めて小さくなり、例 えば、その配線間隔が１．０μｍから０．１μｍへと微細化するに至る。そして 、メモリ容量の増大化と処理速度の高速化がさらに希求されると、この傾向は一 段と加速されることになる。

【０００４】 しかしながら、このように配線間隔が微細化するようになると、クリーンルー ム内における塵埃、あるいはエッチング用の溶剤、洗浄液に対してもさらに慎重 な管理が要求されることになる。例えば、塵埃が配線間に存在すれば、当然に、 ＬＳＩの正常な動作は期待できない。例えば、洗浄プロセスで用いられる減圧弁 の内部に微粒子からなる塵埃が発生すると、液の汚染等が発生し、また、減圧弁 の内部に一時的にせよ洗浄液が残留すると、減圧弁の内壁に洗浄液が長時間接触 した状態となるため、化学変化により不純物質が発生し、あるいはバクテリア等 の微生物が発生する。これらの塵埃、バクテリア等がＬＳＩ上に洗浄液とともに 送給されると、エッチング等の工程が正常に営まれなくなる。従って、ＬＳＩに 対して好ましくない影響を与えるため、例えば、半導体製造装置、特にプロセス 装置に用いられる減圧弁では、汚染物の発生を回避すべく、イオン、ＴＯＣ等の 溶出しない材質を選択し、また、溶剤、洗浄液を可及的に素早く排出することが 必要である。

【０００５】 ここで、従来技術に係る減圧弁の一部断面図を図３に示す。この減圧弁では、 本体２の内部に供給ポート４および排出ポート６が画成され、この供給ポート４ から排出ポート６に至る間には、弁体８がコイルスプリング１１によって、常時 、上方へと押圧された状態で配設されている。前記コイルスプリング１１の一端 側は、弁体８の下部を上下方向に変位自在に保持する円筒状のバルブガイド１３ に当接し、他端側は弁体８の段差部に当接している。弁体８のテーパ部分は弁座 １０に着座するとともに、この弁体８からさらに上方へと延在する弁棒１２は、 減圧量を規制するストッパ部材１５を介しこの減圧弁の室１４に張設されている ダイヤフラム１６に当接するように構成されている。従って、図示しない調圧ね じの螺回によって弾発力が調整されるコイルスプリング１８の作用下にダイヤフ ラム１６が図において下方に押圧されると、弁棒１２がコイルスプリング１１の 弾発力に抗して下降し、弁座１０と弁体８との間に間隙が画成される。従って、 供給ポート４から導入される流体、例えば、洗浄液は弁体８と弁座１０との間隙 を通り、室１４に至るとともに通路２０を介して排出ポート６へと導出されるこ とになる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

このような構成においては、例えば、弁体８とバルブガイド１３との摺接、あ るいは、弁体８とコイルスプリング１１との摺接、ストッパ部材１５に対するダ イヤフラム１６の当接によって塵埃が発生し、また、コイルスプリング１１の着 座部位近傍に液溜まりが生じ、これが排出ポート６側に排出されて本来の目的に 使用された時、この塵埃や液溜まりに発生した不純物質がＬＳＩのチップに対し て悪影響を及ぼすことが確認されている。この結果、ＬＳＩの生産効率が極めて 悪くなるという不都合が従来から指摘されている。

【０００７】 本考案は前記の不都合を克服するためになされたものであって、バルブガイド 機構をダイヤフラムによって隔離された流体通路外に設けることにより、塵埃等 の発生を回避し、洗浄液、溶剤等の流体が汚染されることがない減圧弁を提供す ることを目的とする。

【０００８】

【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、本考案は、供給ポートと排出ポートとを画成す る本体と、 前記供給ポートと排出ポートとの間に配設され、ステムが一体的に連結され、 着座部との離間距離によって減圧作用を調整するバルブと、 前記本体とボンネットとの間に介装され、前記ステムを摺動自在に保持するバ ルブガイドと、 前記バルブガイドと本体との間に介装され、前記バルブガイド側の第１ダイヤ フラム室と前記本体側の第２ダイヤフラム室とを隔離するダイヤフラムと、 前記バルブガイドとボンネットによって画成される室内に配設され、前記ステ ムを介して前記バルブの開度を調整するコイルスプリングと、 を備えることを特徴とする。

【０００９】

【作用】

本考案に係る減圧弁では、供給ポートから導入された流体は、ダイヤフラムに よる変位作用のもとに着座部との離間距離が調整されたバルブによって減圧作用 を施され、排出ポートから導出される。この場合、前記バルブのガイド機構であ るバルブガイド、コイルスプリングは、前記ダイヤフラムによって流体通路より 隔離された部位に配設されており、前記ガイド機構で発生した塵埃等は流体中に 混入されない。

【００１０】

【実施例】

本考案に係る減圧弁について、好適な実施例を挙げ、添付の図面を参照しなが ら以下詳細に説明する。

【００１１】 図１は、本考案の実施例に係る減圧弁の縦断面図であり、図２は図１に示す実 施例の開弁状態を示す。

【００１２】 減圧弁３０は、供給ポート３２が画成された第１本体３４と、排出ポート３６ が画成された第２本体３８と、前記第２本体３８に形成された着座部４０に当接 ・離間するとともにステム４２が連結して一体化されたバルブ４４と、前記第２ 本体３８に固着しステム４２を保持するバルブガイド４６と、前記バルブガイド ４６に固着し上方にハンドル４８が設けられたボンネット５０と、前記第２本体 ３８とバルブガイド４６の間に張設されるダイヤフラム５２とから基本的に構成 される。

【００１３】 詳細には、第１本体３４の側壁部には、例えば、純水、溶剤等の流体が供給さ れる供給ポート３２が穿設され、第２本体３８の側壁部には、前記供給ポート３ ２から導入され、所望の圧力に減圧された流体を外部に導出するための排出ポー ト３６が穿設されている。そして、前記供給ポート３２と排出ポート３６との間 には弁室５４が画成される。この弁室５４は前記第１本体３４の内部に画成され る凹部に配設され、バルブ４４のテーパ部を形成する弁体５６が前記第２本体３ ８に形成される着座部４０に当接することによって閉塞される。なお、弁室５４ の凹部は、前記弁室５４における底面部と側面部との境界部位および前記弁体５ ６のテーパ部から下方側に延在する底部にかけて、液溜まりが生じないように好 適に湾曲して形成されている。

【００１４】 前記弁体５６の上部には上端側に段差部５８およびフランジ部６０を有するス テム４２が設けられている。このステム４２と弁体５６との連結部位には、外周 部位に湾曲部６２を有し内周側に徐々に肉厚を増して形成されるダイヤフラム５ ２が張設され、該ダイヤフラム５２の略中央部に画成された孔部にステム４２の 根本部が嵌合し、ステム４２、ダイヤフラム５２および弁体５６の三者が一体化 されて連結されている。従って、図２に示すように、弁体５６が着座部４０から 離間して開弁状態にある場合には、弁体５６およびステム４２が下方に変位する とともに、それに伴ってダイヤフラム５２も中心側から下方に撓み状態を形成す る。前記ダイヤフラム５２の上面にはダイヤフラムシュー６４が固着されている とともに、ステム４２と嵌合する根本部にはシール部材６６が介装されている。 また、ダイヤフラム５２の上方には、バルブガイド４６によって閉塞される第１ ダイヤフラム室６８を画成する一方、ダイヤフラム５２の下方には弁体５６が着 座部４０から離間する開弁状態において、弁室５４と連通する第２ダイヤフラム 室７０が画成されている。この第２ダイヤフラム室７０には、中心に沿ってテー パ状の傾斜面を有する切り欠き部７１および膨出部７２が設けられ、前記膨出部 ７２の外周はドーナツ状の環状壁７４が形成されるとともに、前記環状壁７４の 所定部位から下方側に延在して排出ポート３６と連通するように形成されている 。前記ドーナツ状の環状壁７４の底面部は、湾曲して形成され、さらに排出ポー ト３６側が前記環状壁７４より下方側に指向して形成されているため、液溜まり が生ずることなく排出ポート３６に洗浄液等を流通させることが可能となる。な お、前記第１ダイヤフラム室６８と第２ダイヤフラム室７０は、ダイヤフラム５ ２によって隔離され、非連通状態が形成されている。

【００１５】 バルブガイド４６には、環状の凹部７５が画成され、ステム４２の上端に形成 されたフランジ部６０と前記環状凹部７５との間に第１コイルスプリング７６が 配設されている。この第１コイルスプリング７６によってステム４２に連結され た弁体５６は軸心の上方側に押し上げられるように弾発力を付与される。第１コ イルスプリング７６の内周側には、開弁時においてステム４２の段差部５８と当 接することにより、ステム４２の下方に指向する変位に対してストッパの作用を なす環状突部７８が形成されている。

【００１６】 一方、前記バルブガイド４６に固着してボンネット５０が設けられ、このボン ネット５０の上方側には、調節用スクリュー８０に対してボルト８２で固定され たハンドル８４が設けられている。ボンネット５０の内部には、第２コイルスプ リング８６が配設され、この第２コイルスプリング８６の一端部が前記ステム４ ２のフランジ部６０の上面に係合するように配設されている。前記第２コイルス プリング８６の他端側はハンドル８４によって螺回する調節用スクリュー８０と 螺合するスプリング押え８８に係合している。この第２コイルスプリング８６は 、ハンドル８４の螺回のもとに前記ステム４２に連結された弁体５６が軸心の下 方側に変位するように弾発力が付与される。

【００１７】 本考案に係る減圧弁３０は、以上のように構成されるものであり、次にその動 作について説明する。

【００１８】 先ず、ハンドル８４を螺回することによって、調節用スクリュー８０に螺合す るスプリング押え８８を変位させ、第２コイルスプリング８６の弾発力を利用し てダイヤフラム５２を下方側に押圧する。その際、第２コイルスプリング８６の 弾発力が第１コイルスプリング７６の弾発力に打ち勝つことにより、ステム４２ を介して弁体５６を下降させ、この結果、弁体５６のテーパ部は着座部４０から 所定距離離間するに至る（図２参照）。

【００１９】 そこで、供給ポート３２を介して、洗浄水、例えば、純水等を前記弁体５６が 臨む弁室５４に導入する。この供給ポート３２から導入された純水は、弁体５６ と着座部４０との間隙を通り、所定の圧力に減圧されて前記弁室５４と連通する 第２ダイヤフラム室７０に導入される。第２ダイヤフラム室７０の周壁は、中心 から延在する傾斜面に沿って膨出部７２が形成されているとともに、前記膨出部 ７２から延在してドーナツ状の環状壁７４を呈している。従って、前記膨出部７ ２に形成された傾斜面を上昇した純水は、ドーナツ状の環状壁７４に至り、次い で、前記環状壁７４から下降して排出ポート３６から所望の圧力に減圧されて外 部へ導出される。なお、ダイヤフラム５２によって隔離される第１ダイヤフラム 室６８と第２ダイヤフラム室７０は、ダイヤフラムシュー６４およびシール部材 ６６によって液密に形成されているため、第２ダイヤフラム室７０に導入された 純水が第１ダイヤフラム室６８に流入することを阻止することができる。

【００２０】 このように、本実施例においては、第１コイルスプリング７６は、流体と接す ることがない第１ダイヤフラム室６８側のバルブガイド４６の環状凹部７４に配 設されているため、前記第１コイルスプリング７６が流体と接触することで腐食 する等の弊害を防止することができる。また、バルブガイド４６と上下方向に変 位するステム４２とが摺動し、あるいは、環状突部７８が段差部５８に当接する ことで発生する塵埃を、第１ダイヤフラム室６８の軸心部分に設けられたシール 部材６６およびダイヤフラム５２等で防御することにより、純水等の流体が通過 する第２ダイヤフラム室７０に前記塵埃が進入することを回避することができる 。また、第１コイルスプリング７６、バルブガイド４６等の複雑形状を有した構 成部材を流体通路外に配設したことにより、弁室５４、第２ダイヤフラム室７０ 等に液溜まりが生ずることを阻止することができる。さらに、バルブガイド４６ にステム４２の段差部５８と当接する環状突部７８を設けることにより、弁体５ ６の上下変位に伴って、ストッパの作用を併用させることができ、部品点数を減 少させることができる。

【００２１】

【考案の効果】

本考案に係る減圧弁によれば、以下の効果が得られる。

【００２２】 すなわち、バルブガイドおよびコイルスプリングは、ダイヤフラムによって流 体通路より隔離されて配設されているため、これらの部材によって発生した塵埃 が流体中に混入されることがない。また、減圧弁において溶剤、洗浄液等を所定 の圧力で減圧して排出ポートから外部へ導出する際、この減圧弁の内部に洗浄液 、溶剤等の液溜まりを生ずることを回避することができる。従って、従来技術に おいて液溜まりの存在のために生じた不純物質の発生を未然に防止することがで きる。この結果、例えば、半導体製造装置を用いてＬＳＩを製造する際、このＬ ＳＩの生産効率を一層向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る減圧弁の縦断面図であ
る。

【図２】図１に示す減圧弁の開弁状態を示す縦断面図で
ある。

【図３】従来技術に係る減圧弁の一部省略縦断面図であ
る。

【符号の説明】

３０…減圧弁 ３２…供給ポート ３４、３８…本体 ３６…排出ポート ４０…着座部 ４２…ステム ４４…バルブ ４６…バルブガイド ４８…ハンドル ５０…ボンネット ５２…ダイヤフラム ５６…弁体 ６８、７０…ダイヤフラム室 ７６、８６…コイルスプリング

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】供給ポートと排出ポートとを画成する本体
   と、 前記供給ポートと排出ポートとの間に配設され、ステム
   が一体的に連結され、着座部との離間距離によって減圧
   作用を調整するバルブと、 前記本体とボンネットとの間に介装され、前記ステムを
   摺動自在に保持するバルブガイドと、 前記バルブガイドと本体との間に介装され、前記バルブ
   ガイド側の第１ダイヤフラム室と前記本体側の第２ダイ
   ヤフラム室とを隔離するダイヤフラムと、 前記バルブガイドとボンネットによって画成される室内
   に配設され、前記ステムを介して前記バルブの開度を調
   整するコイルスプリングと、 を備えることを特徴とする減圧弁。
2. 【請求項２】請求項１記載の減圧弁において、バルブガ
   イドは、ステムに形成された係止部が当接することでバ
   ルブの変位量を規制するストッパを有することを特徴と
   する減圧弁。