JPH10267146A

JPH10267146A - サックバックバルブ

Info

Publication number: JPH10267146A
Application number: JP9068758A
Authority: JP
Inventors: Hirosuke Yamada; 博介山田; Hitoshi Yamamoto; 斉山本; Kazuya Tamura; 和也田村
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 1997-03-21
Filing date: 1997-03-21
Publication date: 1998-10-09
Anticipated expiration: 2017-03-21
Also published as: GB9804364D0; CN1075880C; JP3947938B2; DE19810473B4; US5938119A; KR100256166B1; KR19980080503A; GB2323427B; GB2323427A; DE19810473A1; CN1196459A; TW399130B

Abstract

(57)【要約】【課題】サックバックバルブによって吸引される流体の
量が変化することを防止し、ダイヤフラムの応答性が向
上すると共にその変位量、変位速度を正確に制御するこ
とが可能なサックバックバルブを提供する。【解決手段】流体通路６２の内部に向かって変位可能に
設けられたダイヤフラム７２は、第１の薄膜体７４と、
該第１の薄膜体７４に重ね合わされた第２の薄膜体８０
から構成され、第１の薄膜体７４は、通路１１６を介し
て室１１４に接続された負圧発生源２４０の付勢作用下
に第２の薄膜体８０に画成された小孔８４を介して該第
２の薄膜体８０に吸着され、前記第１の薄膜体７４は第
２の薄膜体８０によってその形状が保持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダイヤフラムの変
位作用下に流体通路を流通する流体を吸引することによ
り、例えば、流体の供給口の液だれを防止し、流体の吸
引量を安定化させることが可能なサックバックバルブに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、例えば、半導体ウェハ等の製
造工程において、サックバックバルブが使用されてい
る。このサックバックバルブは、半導体ウェハに対する
コーティング液の供給を開閉弁を付勢して停止した際、
供給口から微量のコーティング液が半導体ウェハに向か
って滴下する、いわゆる、液だれを防止する機能を有す
る。

【０００３】ここで、従来技術に係るサックバックバル
ブを図５に示す。この種のサックバックバルブは、例え
ば、実公平８−１０３９９号公報に開示されている。こ
のサックバックバルブ１０は、流体導入ポート１２と流
体導出ポート１４とを連通させる流体通路１６が形成さ
れた弁本体１８と、前記弁本体１８の上部に連結される
ボンネット２０とを有する。前記流体通路１６には、例
えば、フッ素樹脂の如き材料で形成されたダイヤフラム
２６が変位可能に設けられる。前記ダイヤフラム２６に
よって閉蓋された室１７には前記ダイヤフラム２６が変
位したときに前記室１７内の空気を給排気させるための
通路１９が連通している。前記ダイヤフラム２６の中央
部には厚肉部２２が形成され、該厚肉部２２の周囲には
薄肉部２４が形成される。

【０００４】前記厚肉部２２の上部には突部２７が形成
され、該突部２７はピストン３０の下端部に画成された
凹部２９に係合し、前記ダイヤフラム２６は該ピストン
３０に接続される。該ピストン３０には、前記弁本体１
８の内壁面を摺動すると共にシール機能を営むＶパッキ
ン３２が装着されている。また、前記弁本体１８内に
は、前記ピストン３０を上方に向かって常時押圧するス
プリング３４が設けられている。前記ボンネット２０に
は圧縮空気供給ポート２８が形成され、該圧縮空気供給
ポート２８は図示しない流量制御弁等を介して圧縮空気
供給源（図示せず）に接続される。なお、参照符号３６
は、前記ピストン３０に当接して該ピストン３０の変位
量を調節することにより、ダイヤフラム２６によって吸
引されるコーティング液の流量を調整する調節ねじを示
す。

【０００５】このサックバックバルブ１０の動作を概略
説明すると、流体導入ポート１２から流体導出ポート１
４に向かってコーティング液が供給されている通常の状
態では、流量制御弁等を制御して圧縮空気供給源から圧
縮空気供給ポート２８に圧縮空気を供給している。この
ため、圧縮空気の圧力によってピストン３０が下方に変
位し、ピストン３０に連結されたダイヤフラム２６が、
図５中、二点鎖線で示すように流体通路１６内に突出し
ている。

【０００６】そこで、流体通路１６内のコーティング液
の流通を停止した場合、流量制御弁等を制御して圧縮空
気供給源から圧縮空気供給ポート２８への圧縮空気の供
給を停止させることにより、スプリング３４の弾発力の
作用下にピストン３０およびダイヤフラム２６が一体的
に上昇し、調節ねじ３６の先端に当接してその変位が規
制されると共に、前記ダイヤフラム２６の負圧作用下に
流体通路１６内に残存する所定量のコーティング液が吸
引され、流体導出ポート１４に接続されたコーティング
液の供給口における液だれが防止される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来のサックバックバルブ１０では、ダイヤフラム２６
が長期間使用されると流体通路１６中のコーティング液
を繰り返し吸引することによってダイヤフラム２６が変
形して初期状態の形状を保持することができず、サック
バックバルブ１０によって吸引されるコーティング液の
量が変化してしまうと共に、ダイヤフラム２６の寿命が
短くなるという問題がある。また、前述のようにダイヤ
フラム２６が初期状態の形状に保持されなくなると該ダ
イヤフラム２６に液溜まり部位が発生しやすくなり、こ
の液溜まり部位に付着したコーティング液が劣化し、流
体通路を流れるコーティング液にこの劣化したコーティ
ング液が混入して該コーティング液が汚染されるという
欠点があった。

【０００８】さらに、ピストン３０とダイヤフラム２６
の厚肉部２２との間はねじ締結され、このねじが緩むこ
とにより前記ピストン３０とダイヤフラム２６との連結
部位にクリアランスが発生することがあり、このクリア
ランスのためにダイヤフラム２６の変位量に誤差が生
じ、このサックバックバルブ１０によって吸引される流
体の量に誤差が生じてしまうという問題が指摘されてい
る。

【０００９】本発明は前記の課題を解決すべくなされた
ものであって、サックバックバルブによって吸引される
流体の量が変化することを防止し、ダイヤフラムの応答
性が向上すると共にその変位量、変位速度を正確に制御
することが可能なサックバックバルブを提供することを
目的とする。

【００１０】

【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、本発明は、第１のポートおよび第２のポートが形
成され、前記第１のポートと第２のポートとを連通させ
る流体通路を有する弁ボデイと、前記弁ボデイに画成さ
れた室内に変位可能に設けられたダイヤフラムと、前記
ダイヤフラムを変位させるアクチュエータと、を備え、
前記アクチュエータの駆動作用下に前記ダイヤフラムが
変位することにより、前記流体通路を流通する流体が吸
引され、一方、負圧発生源の付勢作用下に前記弁ボデイ
に設けられた通路を介して前記室に導入される負圧によ
って、前記ダイヤグラムが変位方向と同方向に吸引され
ることを特徴とする。

【００１１】本発明によれば、アクチュエータによって
ダイヤフラムが変位すると、該ダイヤフラムには前記負
圧発生源の付勢作用下に吸引力が付与され、前記吸引力
の作用下にダイヤフラムの薄肉部が流体通路と反対側に
湾曲した形状に保持される。従って、前記ダイヤフラム
の薄肉部が流体通路側に湾曲することを阻止し、該ダイ
ヤフラムを所定の形状に保持することができる、この結
果、ダイヤフラムによって流体通路内を流通する流体を
安定して吸引することが可能となる。この場合、前記
ダイヤフラムが、第１の薄膜体と、前記第１の薄膜体に
重ね合わされ、複数の孔部を有する第２の薄膜体と、か
らなり、前記負圧発生源が付勢されると前記第２の薄膜
体に画成された孔部を介して前記第１の薄膜体が前記第
２の薄膜体側に吸着されると、第１の薄膜体は第２の薄
膜体に密着してその形状が保持され、このサックバック
バルブによって吸引される流体の量が変化することが防
止され、好適である。

【００１２】また、この場合、前記ダイヤフラムには該
ダイヤフラムの厚肉部の外周面を囲繞する筒状部材が設
けられ、一方、前記筒状部材の中空部には円錐部を有す
るねじ部材が内嵌され、前記厚肉部に形成された断面Ｖ
字状の凹部に前記円錐部を挿入し、該厚肉部が半径外方
向に拡径することにより、前記ダイヤフラムの厚肉部が
前記筒状部材の一端部に保持されると、前記ダイヤフラ
ムと前記円錐部との間にクリアランスが発生することが
なく、サックバックバルブに吸引される流体の量の誤差
が減少し、好ましい。

【００１３】さらに、この場合、前記アクチュエータが
電動アクチュエータであると、前記ダイヤフラムの変位
量および変位速度を正確に制御することができ、一層好
適である。

【００１４】さらにまた、この場合、前記弁ボデイには
前記第１のポートと前記第２のポートとを連通または遮
断させる開閉弁が設けられると、前記サックバックバル
ブと前記開閉弁とを接続する配管が不要となり、このサ
ックバックバルブを使用したシステムを小型化すること
ができ、一層好ましい。

【００１５】また、さらに、前記開閉弁が、前記第１の
ポートと第２のポートとを連通または遮断させる開閉弁
用ダイヤフラムと、前記開閉弁用ダイヤフラムを変位さ
せる開閉弁用アクチュエータと、を備え、負圧発生源の
付勢作用下に前記弁ボデイに設けられた通路を介して前
記開閉弁用ダイヤフラムが設けられた室内に負圧を導入
し、前記負圧作用によって、前記開閉弁用ダイヤフラム
が変位方向と同方向に吸引されると、前記開閉弁用ダイ
ヤフラムが前記流体通路内を流通する流体の圧力に拘わ
らず、所定の形状に保持され、好適である。

【００１６】この場合、前記開閉弁用ダイヤフラムが、
第１の薄膜体と、前記第１の薄膜体の一方の側に重ね合
わされた第２の薄膜体と、を有し、前記第１の薄膜体は
前記負圧発生源の付勢作用下に前記第２の薄膜体に画成
された孔部を介して該第２の薄膜体に吸着されると、第
１の薄膜体は第２の薄膜体に吸着されてその形状が保持
され、好適である。

【００１７】また、この場合、前記開閉弁用ダイヤフラ
ムには該開閉弁用ダイヤフラムの厚肉部の外周面を囲繞
する筒状部材が設けられ、一方、前記筒状部材の中空部
には円錐部を有するねじ部材が内嵌され、前記厚肉部に
形成された断面Ｖ字状の凹部に前記円錐部を挿入し、該
厚肉部が半径外方向に拡径することにより、前記開閉弁
用ダイヤフラムの厚肉部が前記筒状部材の一端部に保持
されると、前記開閉弁用ダイヤフラムと前記円錐部との
間にクリアランスが発生することがなく、開閉弁用ダイ
ヤフラムの変位量の誤差が減少し、好ましい。

【００１８】さらに、この場合、前記開閉弁用アクチュ
エータが電動アクチュエータであると、前記開閉弁用ダ
イヤフラムの変位量および変位速度を正確に制御するこ
とができ、一層好適である。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明に係るサックバックバルブ
について、好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照
しながら以下詳細に説明する。

【００２０】図１において、参照符号４０は、本実施の
形態に係るサックバックバルブを示す。このサックバッ
クバルブ４０は長尺に形成された弁ボデイ４２を備え、
該弁ボデイ４２の一端部には第１のポート４８が形成さ
れ、他端側には第２のポート５０が形成される。それぞ
れのポート４８、５０にはチューブ５２ａ、５２ｂの先
端部が係合する接続部材５４ａ、５４ｂが設けられ、該
接続部材５４ａ、５４ｂの外周に形成された段部５６
ａ、５６ｂに前記チューブ５２ａ、５２ｂの端部が係合
して該チューブ５２ａ、５２ｂが位置決めされる。前記
弁ボデイ４２の端部には雄ねじ５８ａ、５８ｂが螺刻さ
れ、該雄ねじ５８ａ、５８ｂにロックナット６０ａ、６
０ｂが螺入されることにより、前記チューブ５２ａ、５
２ｂは前記接続部材５４ａ、５４ｂに押圧保持される。

【００２１】前記弁ボデイ４２の内部には一方のチュー
ブ５２ａに連通する流体通路６２と、他方のチューブ５
２ｂに連通する流体通路６４とが画成され、該流体通路
６２、６４は、前記弁ボデイ４２の内部で、図１中、上
方に屈曲して該弁ボデイ４２の外部に画成された凹部６
６に連通する。一方の流体通路６２の略中央は前記弁ボ
デイ４２に画成された孔部６８に連通し、該孔部６８を
形成する壁部には、図２Ａ、図２Ｂに示すように、段部
７０が形成される。該段部７０にはダイヤフラム７２を
構成する第１の薄膜体７４の縁部が係合し、該第１の薄
膜体７４の中央には厚肉部７６が形成される。該第１の
薄膜体７４は、例えば、フッ素樹脂の如き樹脂製材料か
ら形成される。前記第１の薄膜体７４の上面部には、前
記ダイヤフラム７２を構成する第２の薄膜体８０が設け
られ、該第２の薄膜体８０は、例えば、基布入りのゴム
製材料から形成される。前記第１の薄膜体７４と前記第
２の薄膜体８０とは別体からなり、重ね合わされて構成
される。該第２の薄膜体８０の中央には孔部８２が画成
されると共に、その周囲には複数の小孔８４が画成され
ている。前記孔部８２には前記厚肉部７６が挿通する。

【００２２】前記ダイヤフラム７２の上部には前記厚肉
部７６に係合する筒状部材９８のフランジ部１０８が設
けられ、該フランジ部１０８の下面には湾曲面１１０が
形成される。このため、前記第２の薄膜体８０は該第２
の薄膜体８０が前記フランジ部１０８に当接したときに
その形状が前記湾曲面１１０に沿って保持される。前記
筒状部材９８の内周には突部１０４が形成され、該突部
１０４は前記厚肉部７６の外周に周回して画成された溝
部１０６に係合する。前記筒状部材９８の内周は段部１
００を介して上方に縮径して雌ねじが螺刻され、この雌
ねじには棒状の変位部材８６の下部に形成された雄ねじ
９２が螺入される。該変位部材８６の下端部は前記厚肉
部７６の上部に画成された断面略Ｖ字状の凹部８８に嵌
入する円錐部９０が形成され、該円錐部９０の縦断面形
状は前記凹部８８の縦断面形状に対応し、且つ該凹部８
８の縦断面形状よりもわずかに拡大して形成されてい
る。このため、前記雄ねじ９２が前記筒状部材９８に螺
入して前記円錐部９０が前記筒状部材９８に対して相対
的に矢印Ａ方向に変位すると、該円錐部９０が前記凹部
８８に進入し、前記凹部８８を形成する壁部は半径方向
外方に拡径しようとする。ところが、前記厚肉部７６の
外周は前記筒状部材９８の内壁に係合しているため、前
記厚肉部７６は前記円錐部９０と前記筒状部材９８によ
って狭持される。従って、ねじ締結方法が採用された従
来技術と異なり、ダイヤフラム７２の接続部位にクリア
ランスが発生することがない。前記変位部材８６には
前記雄ねじ９２の上部にフランジ部９４が形成され、ま
た、前記変位部材８６の上端部には球面部９６が形成さ
れる。

【００２３】前記弁ボデイ４２には該ボデイ４２を囲繞
して保持部材１１２が設けられ、該保持部材１１２と前
記弁ボデイ４２の段部７０によって前記ダイヤフラム７
２の縁部が狭持される。前記保持部材１１２には前記ダ
イヤフラム７２によって閉塞された室１１４が形成さ
れ、前記室１１４には通路１１６が互いに連通するよう
に画成される。前記室１１４の上面部には前記筒状部材
９８が挿通する孔部１１８が画成され、該孔部１１８を
形成する壁部にはブシュ１２０が設けられる。前記保持
部材１１２の上面には前記筒状部材９８を囲繞するコイ
ルスプリング１２２の一端部が着座し、該コイルスプリ
ング１２２の他端部は前記変位部材８６のフランジ部９
４に着座する。このため、前記変位部材８６は前記コイ
ルスプリング１２２によって矢印Ｂ方向に付勢される。

【００２４】前記保持部材１１２の上部にはボデイ１２
４が固着される。該ボデイ１２４の下部には前記孔部１
１８に連通する凹部１２６が画成され、該凹部１２６の
開口部にはＯリング１２８が設けられる。前記ボデイ１
２４には前記凹部１２６に連通する孔部１３０が画成さ
れ、該孔部１３０には前記変位部材８６が挿通される。
前記ボデイ１２４の上部には凹部１３２が画成され、該
凹部１３２は前記孔部１３０に連通する。前記凹部１３
２には、図１に示すように、電動アクチュエータである
第１のリニアボイスコイル型引込装置１３４ａが設けら
れる。該第１のリニアボイスコイル型引込装置１３４ａ
はハウジング１３６ａを有し、該ハウジング１３６ａの
室１３８ａ内には長尺なステム１４０ａが矢印Ａまたは
Ｂ方向に変位自在に設けられる。該ステム１４０ａの下
端部は前記変位部材８６の球面部９６に当接する。前記
室１３８ａ内の上部中央には固定鉄心１４２ａが設けら
れ、該固定鉄心１４２ａは前記ハウジング１３６ａの長
手方向に沿って所定長だけ延在するように形成されてい
る。

【００２５】また、前記室１３８ａ内には前記固定鉄心
１４２ａから所定間隔離間し、支持部材１４４ａを介し
て前記ハウジング１３６ａの内壁面に固着された固定極
磁石１４６ａが設けられる。この場合、固定極磁石１４
６ａと固定鉄心１４２ａとの間で略水平方向の磁界が形
成される。さらに、前記固定鉄心１４２ａと固定極磁石
１４６ａとの間には電磁コイル１４８ａが巻回された変
位部材（ボビン）１５０ａが介装され、該変位部材１５
０ａは連結ピン（図示せず）を介して前記ステム１４０
ａと一体的に変位自在に設けられる。また、固定鉄心１
４２ａと変位部材１５０ａとの間には所定のクリアラン
スが形成されている。なお、参照符号１５２ａは、前記
電磁コイル１４８ａに電流を流すためのリード線を示
す。

【００２６】前記ハウジング１３６ａの内壁面は、前記
支持部材１４４ａを介してガイド部材１５４ａが設けら
れ、該ガイド部材１５４ａは前記ステム１４０ａの凹部
１５６ａと係合することにより、前記ステム１４０ａを
直線状に案内すると共に、該ステム１４０ａの変位量を
規制する機能を営む。

【００２７】前記ガイド部材１５４ａと反対側のハウジ
ング１３６ａの内壁部には支持部材１５８ａを介してエ
ンコーダ１６０ａが固着される。該エンコーダ１６０ａ
はハウジング１３６ａ側に固定された図示しないフォト
センサと、ガラス基板に一定の間隔でスケール値が形成
されステム１４０ａ側に固着された図示しないガラスス
ケールとを有する。この場合、ステム１４０ａの変位量
がガラススケールを介して図示しないフォトセンサによ
って検出され、前記フォトセンサから導出される検出信
号はリード線１６２ａを介して図示しない制御手段にフ
ィードバックされる。従って、前記制御手段では、前記
フォトセンサの検出信号に基づいて前記ステム１４０ａ
の変位量を高精度に制御することができる。

【００２８】前記弁ボデイ４２の前記流体通路６２、６
４の開口部には開閉弁１６４が臨む。該開閉弁１６４
は、図３Ａ、図３Ｂに示すように、前記凹部６６の壁部
に形成された段部１６６に係合する開閉弁用ダイヤフラ
ム１６８を備え、該開閉弁用ダイヤフラム１６８は、前
記ダイヤフラム７２と同様に、第１の薄膜体１７０と第
２の薄膜体１７２とが重ね合わされて構成され、該第２
の薄膜体１７２には複数の小孔１７４が画成されてい
る。

【００２９】前記第１の薄膜体１７０の中央部には厚肉
部１７６が形成され、このため、前記第１の薄膜体１７
０が撓曲することにより前記厚肉部１７６が矢印Ａ方向
に変位すると、該厚肉部１７６は前記流体通路６２の開
口部に形成された着座部１８０に着座して前記流体通路
６４を閉蓋し、一方、前記厚肉部１７６が矢印Ｂ方向に
変位すると、前記流体通路６２と前記流体通路６４とが
連通する。前記厚肉部１７６の上部には断面略Ｖ字状の
凹部１８２が画成され、また、前記厚肉部１７６の外壁
には周回する溝部１８４が画成される。

【００３０】前記弁ボデイ４２には該弁ボデイ４２を囲
繞して保持部材１８６が設けられ、該保持部材１８６と
前記弁ボデイ４２の段部１６６によって前記第１の薄膜
体１７０、第２の薄膜体１７２の縁部が狭持される。前
記保持部材１８６には前記開閉弁用ダイヤフラム１６８
によって閉塞された室１８７が形成される。前記保持部
材１８６には前記室１８７に連通する通路１８８が画成
され、該通路１８８は前記保持部材１８６の外部に連通
する。前記保持部材１８６には前記凹部６６に嵌入する
突部１９０が形成され、該突部１９０の中央には孔部１
９２が画成される。該孔部１９２には前記開閉弁用ダイ
ヤフラム１６８の厚肉部１７６が嵌入すると共に、当該
孔部１９２を形成する壁部にはブシュ１９４が設けられ
る。

【００３１】前記保持部材１８６の上部にはボデイ１９
６が固着される。該ボデイ１９６には前記孔部１９２に
連通する凹部１９８が画成され、該凹部１９８の開口部
にはＯリング２００が設けられる。前記ボデイ１９６の
上部には前記凹部１９８に孔部２０２を介して連通する
凹部２０４が画成される。前記凹部２０４には、図１に
示すように、開閉弁用電動アクチュエータである第２の
リニアボイスコイル型引込装置１３４ｂが設けられる。
該第２のリニアボイスコイル型引込装置１３４ｂは前記
第１のリニアボイスコイル型引込装置１３４ａと同様の
構成であるため、図１中、同一の参照数字に符号ｂを付
して、その詳細な説明を省略する。

【００３２】前記第２のリニアボイスコイル型引込装置
１３４ｂのステム１４０ｂの下部には棒状の変位部材２
０６が固着され、該変位部材２０６は前記孔部２０２お
よび前記凹部１９８に挿通される。前記変位部材２０６
の外周には、図３Ａに示すように、フランジ部２０８が
形成され、該フランジ部２０８の上面にはコイルスプリ
ング２１０の一端部が着座し、該コイルスプリング２１
０の他端部は前記凹部１９８を形成する上面部に着座す
る。従って、前記変位部材２０６は前記コイルスプリン
グ２１０によって矢印Ａ方向に常時付勢される。前記変
位部材２０６の先端部には、前記ダイヤフラム７２の厚
肉部７２に係合する変位部材８６と同様に、円錐部２１
２が形成され、該円錐部２１２は前記厚肉部１７６の凹
部１８２に進入し、前記円錐部２１２と変位部材２０６
に形成された雄ねじ２１４に螺入される筒状部材２１６
とによって前記厚肉部１７６が狭持される。

【００３３】本実施の形態に係るサックバックバルブ４
０は、基本的に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。

【００３４】先ず、図１に示すように、サックバックバ
ルブ４０の第１のポート４８に連通するチューブ５２ａ
には半導体ウェハ２３０に向かってコーティング液を滴
下する管体２３４が設けられたコーティング液滴下装置
２３６が接続され、一方、第２のポート５０に連通する
チューブ５２ｂには半導体ウェハ２３０に向かって滴下
されるコーティング液が貯留されたコーティング液供給
源２３２が接続される。また、通路１１６、１８８には
負圧発生源２４０がそれぞれ接続され、該負圧発生源２
４０は常時付勢された状態にある。さらに、第１のリニ
アボイスコイル型引込装置１３４ａ、第２のリニアボイ
スコイル型引込装置１３４ｂには制御装置２４２が接続
される。

【００３５】そこで、制御装置２４２によって開閉弁１
６４の第１のリニアボイスコイル型引込装置１３４ａを
付勢して電磁コイル１４８ａに電流を流すと、該電磁コ
イル１４８ａに電磁力が発生する。固定極磁石１４６ａ
と固定鉄心１４２ａによって形成された磁界と前記電磁
力との相互作用により、いわゆるフレミングの左手の法
則に従って前記電磁コイル１４８ａが巻回された変位部
材１５０ａおよびステム１４０ａが矢印Ａ方向に一体的
に変位する。この電磁力は、電磁コイル１４８ａに流さ
れる電流の大きさを適切に調節することによって所望の
大きさおよび持続時間に調節することが可能であり、ま
た、前記電磁コイル１４８ａに流される電流の極性を逆
転させることにより、その力の向きを矢印Ａ方向または
矢印Ｂ方向に変えることが可能である。

【００３６】このようにしてステム１４０ａを矢印Ａ方
向に変位させると、変位部材８６がコイルスプリング１
２２の弾発力に抗して変位し、ダイヤフラム７２の厚肉
部７６が流体通路６２に臨むように変位する。また、制
御装置２４２によって第２のリニアボイスコイル型引込
装置１３４ｂを付勢し、開閉弁用ダイヤフラム１６８の
厚肉部１７６を着座部１８０から離間させ、流体通路６
２と６４とを連通させる。

【００３７】さらに、負圧発生源２４０は常時付勢され
ており、これによって発生した負圧は第２の薄膜体８０
の小孔８４を介して第１の薄膜体７４に作用し、このた
め、第１の薄膜体７４は第２の薄膜体８０に吸着されて
該第２の薄膜体８０に支持され、該第１の薄膜体７４は
流体通路６２と反対側に湾曲した形状に保持される（図
２Ｂ参照）。

【００３８】以上のような準備段階を経て、コーティン
グ液供給源２３２を付勢すると、コーティング液が一方
のチューブ５２ｂから流体通路６４、６２を通ってコー
ティング液滴下装置２３６に供給され、管体２３４から
半導体ウェハ２３０に滴下される。この結果、半導体ウ
ェハ２３０には所望の膜厚を有する被膜（図示せず）が
形成される。このとき、流体通路６２内のコーティング
液はダイヤフラム７２を矢印Ｂ方向に押圧するが、該ダ
イヤフラム７２は第２の薄膜体８０によって支持されて
いるため、ダイヤフラム７２の厚肉部７６が矢印Ｂ方向
に変位する懸念がない。

【００３９】所定量のコーティング液が半導体ウェハ２
３０に塗布された後、制御装置２４２によって開閉弁１
６４の第２のリニアボイスコイル型引込装置１３４ｂを
付勢し、ステム１４０ｂを矢印Ａ方向に変位させと、図
３Ａに示すように、開閉弁用ダイヤフラム１６８の厚肉
部１７６が着座部１８０に当接し、流体通路６２と６４
との連通が遮断される。従って、コーティング液滴下装
置２３６の管体２３４から半導体ウェハ２３０に対する
コーティング液の滴下が停止される。

【００４０】この場合、管体２３４内には半導体ウェハ
２３０に滴下される直前のコーティング液が残存してい
るため、液だれが生ずるおそれがある。そこで、制御装
置２４２によって第１のリニアボイスコイル型引込装置
１３４ａを付勢し、ステム１４０ａを矢印Ｂ方向に変位
させると、変位部材８６はコイルスプリング１２２の弾
発力によって矢印Ｂ方向に変位する。このため、ダイヤ
フラム７２の厚肉部７６が矢印Ｂ方向に変位して流体通
路６２に発生した負圧作用によって、この流体通路６２
内の所定量のコーティング液が吸引される。この結果、
コーティング液滴下装置２３６の管体２３４内のコーテ
ィング液が矢印Ｄ方向に戻されることにより、半導体ウ
ェハ２３０に対する液だれを防止することができる（図
１参照）。

【００４１】このとき、リニアボイスコイル型引込装置
１３４ａ、１３４ｂは電気制御であるため、ステム１４
０ａ、１４０ｂの変位を容易且つ正確に制御することが
できる。このため、図４に実線で示すように、ダイヤフ
ラム７２、１６８を滑らかに変位させることができ、圧
縮空気の圧力によってダイヤフラムの変位速度を制御す
る従来技術のように、ダイヤフラムが変位したときに、
図４に点線で示すように、オーバーシュートＥが発生す
ることがない。従って、例えば、開閉弁１６４では前記
オーバーシュートに起因する気泡の発生が抑制され、半
導体ウェハ２３０に供給されるコーティング液の品質劣
化が防止される。

【００４２】また、制御装置２４２は第１のリニアボイ
スコイル型引込装置１３４ａのエンコーダ１６０ａから
入力されるステム１４０ａの変位量の信号に基づいて該
ステム１４０ａの変位を制御するため、ダイヤフラム７
２の変位を高精度に制御することができ、従って、この
サックバックバルブ４０によって吸引されるコーティン
グ液の量を高精度に制御することができる。

【００４３】さらに、ダイヤフラム７２を矢印Ｂ方向に
変位させたとき、これによって流体通路６２内に発生し
た負圧によって第１の薄膜体７４が下方に向かって湾曲
した形状に変形する懸念がある。しかしながら、負圧発
生源２４０の付勢作用下に第１の薄膜体７４に均一な吸
着力が矢印Ｂ方向に付与され、第２の薄膜体８０に密着
して支持されているため、第１の薄膜体７４は上方側に
湾曲した形状に保持される（図２Ｂ参照）。

【００４４】半導体ウェハ２３０に再びコーティング液
を供給する場合には、再び制御装置２４２を付勢して第
２のリニアボイスコイル型引込装置１３４ｂのステム１
４０ｂを開閉弁用ダイヤフラム１６８の厚肉部１７６と
一体的に矢印Ｂ方向に変位させ、流体通路６２と６４と
を連通させる。このため、コーティング液は、前述と同
様にしてコーティング液滴下装置２３６に供給され、管
体２３４から半導体ウェハ２３０に滴下される。このと
き、制御装置２４２によって第１のリニアボイスコイル
型引込装置１３４ａステム１４０ａ矢印Ａ方向に変位さ
せると、ダイヤフラム７２の厚肉部７６が変位部材８６
と一体的に矢印Ａ方向に変位し、コーティング液を流体
通路６２に押し出す。このため、コーティング液の滴下
を停止したときに管体２３４から矢印Ｄ方向に戻された
コーティング液が矢印Ｃ方向に供給され、管体２３４か
らコーティング液が半導体ウェハ２３０に迅速に滴下さ
れる。

【００４５】本実施の形態では、一層構造のダイヤフラ
ムによって構成された従来技術と比較して、第１の薄膜
体７４と第２の薄膜体８０とを重ね合わせた二層構造と
し、第１の薄膜体７４を負圧発生源２４０の付勢作用下
に第２の薄膜体８０に吸着されてその形状が上方に湾曲
した形状に保持されるため、流体通路６２を流通するコ
ーティング液の圧力によって第１の薄膜体７４が変形す
ることがなく、高い耐圧性を得ることができる。

【００４６】この場合、樹脂製薄膜体とゴム製薄膜体と
を接着剤等によって一体的に張り付けてダイヤフラムを
形成すると、樹脂製薄膜体とゴム製薄膜体との間に形成
される接着面によって該樹脂製薄膜体とゴム製薄膜体と
の相対的変位が規制され、受圧面の円滑な可撓性を阻害
するという問題がある。

【００４７】これに対して、本実施の形態では、樹脂製
の第１の薄膜体７４とゴム製の第２の薄膜体８０とを重
ね合わせた構造を採用することにより、該第１の薄膜体
７４と第２の薄膜体８０とがそれぞれ別個独立に変位
し、円滑な可撓性を有することから応答速度の向上を図
ることができる。

【００４８】さらに、本実施の形態では、電動アクチュ
エータはリニアボイスコイル型引込装置であったが、こ
れに限らず、例えば、リニアＤＣモータ、リニアパルス
モータでもよく、あるいは、回転ＤＣモータまたは回転
ステッピングモータの回転軸にボールねじが設けられ、
該ボールねじの回転運動を変位部材によって直線運動に
変換する電動リニアアクチュエータでもよい。

【００４９】

【発明の効果】本発明に係るサックバックバルブによれ
ば、以下のような効果ならびに利点が得られる。

【００５０】本実施の形態では、室に導入された負圧に
よってダイヤフラムが吸引され、該ダイヤフラムの変位
方向と同方向、すなわち流体通路と反対側に湾曲した形
状に保持される。このため、アクチュエータの付勢作用
下にダイヤフラムが変位して流体通路内に負圧が発生し
たときに、該ダイヤフラムが流体通路側に湾曲すること
がなく、このサックバックバルブによって吸引される流
体の量が変化する懸念が払拭される。

【００５１】また、一層構造のダイヤフラムによって構
成された従来技術と比較して、第１の薄膜体と第２の薄
膜体とを重ね合わせた二層構造とし、第１の薄膜体を負
圧発生源の付勢作用下に第２の薄膜体に吸着されて上方
に湾曲した形状に保持されるため、流体通路を流通する
流体の圧力によって第１の薄膜体が変形することがな
く、このサックバックバルブによって吸引される流体の
量が変化することが防止され、また、ダイヤフラムに液
溜まりが発生する懸念もないため、流体通路を流通する
流体が劣化したり汚染されることもない。

【００５２】さらに、第１の薄膜体の厚肉部は、アクチ
ュエータによって変位可能に構成された円錐部と筒状部
材の内壁とによって挟持されるため、ダイヤフラムと円
錐部との間にクリアランスが発生することがなく、該ダ
イヤフラムによって吸引される流体の量を一定に保持す
ることができる。

【００５３】さらにまた、ダイヤフラムを変位させるた
めに電動アクチュエータを使用し、電気制御により吸引
用のダイヤフラムを駆動するため、圧縮空気等の圧力流
体を使用する従来技術と比較して、ダイヤフラムの応答
時間が短縮され、流体の供給を停止してから流体を吸引
するまでの動作を迅速に行うことができる。

【００５４】以上、本発明について好適な実施の形態を
挙げて詳細に説明したが、本発明はこの実施の形態に限
定されるものではなく、コーティング液に限らず他の流
体でも良い等、本発明の要旨を逸脱しない範囲におい
て、種々の変更が可能であることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るサックバックバルブ
を示す概略一部断面図である。

【図２】図１のサックバックバルブの使用方法を示し、
図２Ａは、開閉弁部の一部拡大縦断面図であり、図２Ｂ
は、図２Ａのダイヤフラムの詳細を示す一部拡大断面図
である。

【図３】図１のサックバックバルブの使用方法を示し、
図３Ａは、ダイヤフラムが変位した状態の一部拡大縦断
面図であり、図３Ｂは、図３Ａのダイヤフラムの詳細を
示す一部拡大縦断面図である。

【図４】本実施の形態にかかるサックバックバルブの時
間に対するダイヤフラムの変位量を示すグラフである。

【図５】従来技術にかかるサックバックバルブを示す概
略縦断面図である。

【符号の説明】

４０…サックバックバルブ４２…弁ボデイ６２、６４…流体通路７２、１６８…
ダイヤフラム７４、８０、１７０、１７２…薄膜体７６、１７６…
厚肉部９０、２１２…円錐部９８、２１６…
筒状部材１３４ａ、１３４ｂ…リニアボイスコイル型引込装置１４０ａ、１４０ｂ…ステム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１のポートおよび第２のポートが形成さ
れ、前記第１のポートと第２のポートとを連通させる流
体通路を有する弁ボデイと、前記弁ボデイに画成された室内に変位可能に設けられた
ダイヤフラムと、前記ダイヤフラムを変位させるアクチュエータと、を備え、前記アクチュエータの駆動作用下に前記ダイヤ
フラムが変位することにより、前記流体通路を流通する
流体が吸引され、一方、負圧発生源の付勢作用下に前記
弁ボデイに設けられた通路を介して前記室に導入される
負圧によって、前記ダイヤグラムが変位方向と同方向に
吸引されることを特徴とするサックバックバルブ。
【請求項２】請求項１記載のサックバックバルブにおい
て、前記ダイヤフラムは、第１の薄膜体と、前記第１の薄膜体に重ね合わされ、複数の孔部を有する
第２の薄膜体と、からなり、前記負圧発生源が付勢されると前記第２の薄
膜体に画成された孔部を介して前記第１の薄膜体が前記
第２の薄膜体側に吸着されることを特徴とするサックバ
ックバルブ。
【請求項３】請求項１または２記載のサックバックバル
ブにおいて、前記ダイヤフラムには該ダイヤフラムの厚肉部の外周面
を囲繞する筒状部材が設けられ、一方、前記筒状部材の
中空部には円錐部を有するねじ部材が内嵌され、前記厚
肉部に形成された断面Ｖ字状の凹部に前記円錐部を挿入
し、該厚肉部が半径外方向に拡径することにより、前記
ダイヤフラムの厚肉部が前記筒状部材の一端部に保持さ
れることを特徴とするサックバックバルブ。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれか１項に記載のサ
ックバックバルブにおいて、前記アクチュエータは電動アクチュエータであることを
特徴とするサックバックバルブ。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれか１項に記載のサ
ックバックバルブにおいて、前記弁ボデイには前記第１のポートと前記第２のポート
とを連通または遮断させる開閉弁が設けられることを特
徴とするサックバックバルブ。
【請求項６】請求項５記載のサックバックバルブにおい
て、前記開閉弁は、前記第１のポートと第２のポートとを連通または遮断さ
せる開閉弁用ダイヤフラムと、前記開閉弁用ダイヤフラムを変位させる開閉弁用アクチ
ュエータと、を備え、負圧発生源の付勢作用下に前記弁ボデイに設け
られた通路を介して前記開閉弁用ダイヤフラムが設けら
れた室内に負圧を導入し、前記負圧作用によって、前記
開閉弁用ダイヤフラムが変位方向と同方向に吸引される
ことを特徴とするサックバックバルブ。
【請求項７】請求項５または６記載のサックバックバル
ブにおいて、前記開閉弁用ダイヤフラムは、第１の薄膜体と、前記第１の薄膜体の一方の側に重ね合わされた第２の薄
膜体と、を有し、前記第１の薄膜体は前記負圧発生源の付勢作用
下に前記第２の薄膜体に画成された孔部を介して該第２
の薄膜体側に吸着されることを特徴とするサックバック
バルブ。
【請求項８】請求項５乃至７のいずれか１項に記載のサ
ックバックバルブにおいて、前記開閉弁用ダイヤフラムには該開閉弁用ダイヤフラム
の厚肉部の外周面を囲繞する筒状部材が設けられ、一
方、前記筒状部材の中空部には円錐部を有するねじ部材
が内嵌され、前記厚肉部に形成された断面Ｖ字状の凹部
に前記円錐部を挿入し、該厚肉部が半径外方向に拡径す
ることにより、前記開閉弁用ダイヤフラムの厚肉部が前
記筒状部材の一端部に保持されることを特徴とするサッ
クバックバルブ。
【請求項９】請求項５乃至８のいずれか１項に記載のサ
ックバックバルブにおいて、前記開閉弁用アクチュエータは電動アクチュエータであ
ることを特徴とするサックバックバルブ。