JPH0826849B2 - サツクバツクバルブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば半導体、医薬品、食料品等の製造に
際し使用される液体吐出用のサックバックバルブに関
し、特に半導体製造の処理液吐出装置のサックバックバ
ルブに関する。

（従来の技術） 一般に半導体ウエハ製造工程において基板上へ処理液
を吐出するに際し、第３図に示すような構成により、基
板上への処理液吐出終了後に基板上に余滴が落ちるのを
防止している。

第３図において、容器１に収容されている処理液２
は、ポンプ４の作動により吸引され逆止弁３を通り、さ
らにバルブ５、サックバックバルブ６を経由してノズル
７先端から基板８上に吐出される。

そして、処理液吐出終了に際しポンプ４の作動を停止
させ、またバルブ５により処理液の吐出を遮断するとと
もに、サックバックバルブ６によりノズル７内の処理液
を数mm程度サックバックバルブ６方向へ引き戻し、ノズ
ル７先端から処理液２の余液が基板８上へ落ちることの
ないようにしている。

また、液供給手段からノズルに至る配管に、残留液引
き戻し手段を設けたもので、この残留液引き戻し手段は
弁体を駆動軸で直接引き戻して液体をノズル内から吸い
戻すようにした技術が実開昭60−158734号公報に記載さ
れている。

上述のサックバックバルブ６として、処理液２と接す
る面積を小さくし、また処理液２に気泡が混入すること
のないように、従来第４図に示すようにダイヤフラム型
サックバックバルブが使用されている。

第４図において、本体11内にはダイヤフラム15が設け
られ、このダイヤフラム15は中央付近にて、上下動可能
なピストン13に取付固定されたロッド14の先端部と接続
固定されている。

そして、処理液吐出時にエアー入口20から駆動源とし
てのエアーを供給することによりピストン13は押し下げ
られ、ロッド14先端部に接続固定されているダイヤフラ
ム15は吐出液体室18側に膨らむように変形し、この状態
で処理液は液入口17から液出口16に向って吐出される。

処理液の吐出が終了すると液入口17への処理液の流入
は遮断され、またエアー入口20へ供給されていたエアー
も遮断されて、ピストン13はバネ19によって押し上げら
れ調整ネジ12に当接して静止する。

このとき、処理液の吐出時に吐出液体室18側に膨らん
でいたダイヤフラム15はロッド14に引かれるので、吐出
液体室18の容積はダイヤフラム15の変形に伴なう容積の
変化量分だけ増加することとなる。

したがって、液入口17側は第３図のバルブ５により処
理液の流路は遮断されているので、液出口16側の処理液
が前記ダイヤフラム15の容積の変化量分だけ、サックバ
ック量としてノズル７先端よりサックバックバルブ６側
に引き戻される。

また、サックバックポンプの本体内の液体の流入口と
流出口との間に、交互に作動される２つの弁、すなわち
液体の流路を遮る閉止弁と、流出口側の液体を吸い込む
ための吸引弁とを設け、さらにこの吸引弁の作動を遅延
させる手段を設けたことにより、液体の定量送り出し後
の余剰液体の滴下を防止する技術が特開昭59−177929号
公報に記載されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記説明の従来のサックバックバルブ
には次のような問題点がある。

第１に、微少量のサックバック量を取る場合、量が安
定しない。通常、処理液吐出に使用されるノズル７は内
径が１〜4mm程度と細いため、サックバック量としては1
0mm³程度と微少であり、例えば、ダイヤフラム15の直径
を10mmとするとダイヤフラム15の変位は0.1mm程度とな
り、極めて制御し難い。

第２に、ダイヤフラム15自体が柔軟性に富んでいるも
のであるため、長時間の放置により変形しやすく、また
ダイヤフラム15の中央部の変位に対しては常に安定した
変形をしているとは言い難い。

本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもの
で、サックバック量の調整が容易で、安定性が良く、耐
久性の優れたサックバックバルブを供給するものであ
る。

（問題を解決するための手段） 上記問題を解決するために本発明は、非圧縮性液体を
介してダイヤフラムを変形させると共に、サックバック
量の調整機構を具備する構成であることを特徴とする。
すなわち、本発明のサックバックバルブは、駆動源によ
り移動可能に設けられたロッドと、このロッドの収納孔
と連通して設けられ、非圧縮性流体が収容されたロッド
の移動方向に沿う断面が矩形状の作動液体室と、この作
動液体室の開口面に設けられ、前記ロッドの径より大口
径なダイヤフラムと、このダイヤフラムを周壁の一部と
した吐出液体室と、前記ロッドに係合してロッドの移動
量を調整する調整機構とを備え、前記ロッドの移動によ
り、前記非圧縮性流体を介して前記ダイヤフラムを変形
させて、液体の前記吐出液体室と連通したノズル内から
吸い戻すように構成したことを特徴とする。

（作用） 本発明のサックバックバルブによれば、移動調整可能
なロッドの移動により非圧縮性流体を介してダイヤフラ
ムを変形させる構成であるため、ダイヤフラム全体に均
一に圧力が加わり、またサックバック量は非圧縮性流体
を変化させることにより制御できる。

したがって、サックバック量の精度が向上し、ダイヤ
フラムに無理な圧力が加わらず耐久性が良く、ダイヤフ
ラム全面に渡り非圧縮性流体により支持されているので
万一変形しても容積変化を起こさないのでサックバック
量は安定し、また吐出液と接するのはダイヤフラムのみ
であり不要な液漏れ等の発生する可能性はない等の優れ
た効果が得られる。

（実施例） 以下、本発明サックバックバルブの実施例を図面を参
照して説明する。

本体101は、処理液吐出に際し、サックバック動作を
行なう作動部123と、この作動部123に対してサックバッ
ク動作を行なわせる駆動力を与えるための駆動部124と
から構成されている。

先ず、作動部123内には例えば薄板平面状のダイヤフ
ラム115が配置されており、このダイヤフラム115の周辺
部115aは本体101と液密にシール固定されている。ダイ
ヤフラム115の下方には、このダイヤフラム115と本体10
1とから囲まれて形成された吐出液体室118が設けられて
おり、この吐出液体室118の側壁に設けられた液入口117
および液出口116により処理液が流入流出可能に構成さ
れている。

一方、ダイヤフラム115の上方には、本体101に設けら
れた収納孔101aを貫通し、かつ、本体101と液密にシー
ルされ上下に摺動可能なロッド114と、ダイヤフラム115
に対して小径なこのロッド114と本体101とダイヤフラム
115とによって囲まれて形成されると共にロッド114の移
動方向に沿う断面が矩形状の作動液体室123とが設けら
れており、この作動液体室122内には非圧縮性流体例え
ば油122aが充填され、ロッド114の移動によりダイヤフ
ラム115が変形可能に構成されている。このように構成
することにより、ダイヤフラム115と、このダイヤフラ
ム115と対向する面が平行に形成されるので、ロッド114
の移動に伴なう加圧がダイヤフラム115全体に均等に付
与されるようになる。

次に、駆動部124内には、本体101と気密にシールされ
摺動可能に構成された摺動体例えばピストン113が配設
され、このピストン113と前述のロッド114とは連動可能
に取付固着されている。また、本体101に囲まれピスト
ン113が内部を摺動するピストン室113aが設けられ、こ
のピストン室113aの側壁の上下部にはエアー入口A120と
エアー入口B121が配置されており、この両エアー入口A1
20、B121から駆動源としてのエアーを供給することによ
りピストン113は上下動される。

さらに、駆動部124上部には、ロッド114の移動量を調
整するための調整機構としての調整ネジ112が取付けら
れており、この調整ネジ112を回転させることにより本
体101に対する調整ネジ112の相対的位置を可変でき、ま
たピストン113が当接し上昇停止するよう構成されてい
る。したがって、調整ネジ112を回転してピストン113と
の係合状態すなわち当接位置を変えることによってピス
トン113すなわちロッド114の移動量を調整することがで
きる。

そして上記構成のこのサックバックバルブでは次のよ
うにして処理液のサックバックを行なう。

まず、エアー入口A120に駆動源としてのエアーを供給
してピストン113を例えば第１図に破線で示すピストン
下降位置113bまで下降させる。そうするとピストン113
に取付けられたロッド114はピストン113の移動距離と等
しく作動液体室122へ侵入する。

そこで、作動液体室122内の液体122a（油）はロッド1
14に押され、この液体122aがダイヤフラム115を押すの
でダイヤフラム115は吐出液体室118側に向って膨らむよ
うに変形する。

この時、液体122aは非圧縮性であり、しかも、液体12
2aは断面が矩形状の作動液体室122内に充填されている
ため、ロッド114が作動液体室122内に侵入すると、液体
122aはダイヤフラム115面とこれに対向するダイヤフラ
ム115と平行な面とにほぼ均等に流れる。したがって、
ダイヤフラム115全体に渡って均一な圧力がダイヤフラ
ム115に加わり、また作動液体室122と吐出液体室118は
共に液体が充填されている状態にあるので、ダイヤフラ
ム115は両方から同等の均一な圧力が加わることとな
り、ダイヤフラム115への圧力負荷は小さい。

一方、ダイヤフラム115の変化量は作動液体室122の容
積変化量作動液体室122の容積変化量つまりロッド114の
変化した容積量と同等であるので、ロッド114の直径を
細くすることによりダイヤフラム115の変化量を著しく
小さくできるばかりはなく、例えばロッド114として直
径3mmのものを使用した場合、10mm³の容積変化を得るの
に1.4mm程度のロッド114の移動距離をとることができる
ため、容積変化量の調整が極めて容易である。

次に、エアー入口A120へのエアー供給を遮断してエア
ー入口B121に駆動源としてのエアーを供給すると、ピス
トン113およびロッド114は上昇し、調整ネジ112に当接
して停止しサックバック状態になる。この時ダイヤフラ
ム115は作動液体室122側に膨らむように変形し、この変
化に相当する容積量だけ吐出液体室118の容積が増加し
たことになり、ノズル７側の処理液を引き戻す。

このサックバック状態においても、前述した理由によ
りダイヤフラム115への圧力負荷は小さく、またサック
バック量の調整も容易である。

さらに、ダイヤフラム115は作動液体室122の液体122a
により支持されているので、ダイヤフラム115に歪、変
形が発生したとしても容積変化は起り得ず、サックバッ
ク量には何ら影響を与えない。

なお本実施例では、ロッド114を移動させる手段とし
てアアーを駆動源とするピストン113を使用したものに
ついて説明したが、これに限定されるものではなく、ロ
ッド114を調整可能に移動させることができるのであれ
ば他のどのような手段を用いても構わない。

例えば、ロッド114を移動させる手段として、第２図
に示すようにモーター、ロータリーソレノイド等の回転
装置223を使用し、スクリュー225を回転させることによ
りロッド214を移動させるように構成してもよい。

この場合、ロッド214の移動調整機構は回転装置223と
スクリュー225とで構成される。なお、ロッド214の移動
距離は回転装置223の回転角度とスクリュー225のピッチ
により調整できるので、例えば回転装置223の回転角度1
80゜、スクリュー225のピッチを1mm,ロッド214の直径を
3mmとした時、回転装置223の回転角度１゜当りの容積変
化量は0.02mm³程度となり調整は極めて容易となる。

また、本実施例では作動液体室122に充填する非圧縮
性流体122aとして油を使用しているが、これに限定され
るものではなく他のものを使用してもよく、流体の粘度
も特に限定はない。

ダイヤフラム115の形状についても本実施例に限定さ
れるものではなく他の形状でもよい。

〔発明の効果〕

上記のように構成される本発明のサックバックバルブ
によれば、サックバック量の調整が容易で精度が高く、
かつ動作が安定し、耐久性に優れているという効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のサックバックバルブを示す
構成図、第２図は第１図の他の一実施例を示す構成図、
第３図は処理液の吐出の説明図、第４図は従来のサック
バックバルブを示す構成図である。 101……本体、101a……収納孔、 112……調整ネジ、113……ピストン、 114,214……ロッド、115……ダイヤフラム、 116……液出口、117……液入口、 118……吐出液体室、120……エアー入口Ａ、 121……エアー入口Ｂ、122……作動液体室、 122a……作動液体、123……作動部、 124……駆動部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動源により移動可能に設けられたロッド
   と、このロッドの収納孔と連通して設けられ、非圧縮性
   流体が収容されたロッドの移動方向に沿う断面が矩形状
   の作動液体室と、この作動液体室の開口面に設けられ、
   前記ロッドの径より大口径なダイヤフラムと、このダイ
   ヤフラムを周壁の一部とした吐出液体室と、前記ロッド
   に係合してロッドの移動量を調整する調整機構とを備
   え、前記ロッドの移動により、前記非圧縮性流体を介し
   て前記ダイヤフラムを変形させて、液体の前記吐出液体
   室と連通したノズル内から吸い戻すように構成したこと
   を特徴とするサックバックバルブ。