JP4567398B2 - Chemical valve - Google Patents
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Description
本発明は、薬液を供給又は遮断する薬液弁に関する。 The present invention relates to a chemical valve for supplying or blocking chemical liquid.
従来より、半導体や液晶ディスプレイなどの製品は、基板に対して洗浄、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、層間絶縁膜の形成、熱処理などの一連の諸処理を施すことにより製造されている。これら諸処理は、塗布処理ユニットや熱処理ユニット等の複数の処理ユニットを組み込んだ基板処理装置において行われる。基板処理装置内の搬送ロボットによって複数の処理ユニット間で基板を所定の順序に従って搬送し、各処理ユニットにて基板にそれぞれ処理を行うことにより一連の基板処理が進行する。処理ユニットのうち、例えば半導体ウエハに所定量の薬液を塗布して薄膜を形成する塗布処理ユニットでは、薬液の吐出を開始又は停止する薬液弁を備える。図7は、第1従来例の薬液弁100の断面図である。図8は、第2従来例の薬液弁200の断面図である。
Conventionally, products such as semiconductors and liquid crystal displays are manufactured by subjecting a substrate to a series of processes such as cleaning, resist coating, exposure, development, etching, formation of an interlayer insulating film, and heat treatment. These various processes are performed in a substrate processing apparatus incorporating a plurality of processing units such as a coating processing unit and a heat treatment unit. A series of substrate processing proceeds by transferring a substrate between a plurality of processing units in a predetermined order by a transfer robot in the substrate processing apparatus, and processing each substrate in each processing unit. Among the processing units, for example, a coating processing unit that forms a thin film by applying a predetermined amount of chemical liquid to a semiconductor wafer includes a chemical valve that starts or stops the discharge of the chemical liquid. FIG. 7 is a cross-sectional view of the
図7に示す薬液弁100は、一次側流路101aに接続する開閉室102と、二次側流路101bに接続する補助室103と、開閉室102と補助室103を連通させる連結配管104とが同軸上に設けられている。開閉室102は、隔壁105によってピストン室と作動室に仕切られ、ピストン室に摺動可能に装填されたピストン106が、下端部を作動室側に突き出して制御側ダイアフラム107に固定されている。ピストン106は、上端面に作用するスプリング108の弾圧力と給排気ポート109から下端面に供給される圧縮エアの圧力との差圧によって上下動し、連結配管104の開口部に設けられた弁座110に制御側ダイアフラム107を当接又は離間させる。一方、補助室103には、補償側ダイアフラム112の周縁部が固定され、連結配管104を貫く連結棒111を介して制御側ダイアフラム107と補償側ダイアフラム112とが連結されている。補償側ダイアフラム112は、制御側ダイアフラム107と同一形状をなし、制御側ダイアフラム107の薄膜部107aと同様に、薄膜部112aが上向きに湾曲するように補助室103に固定されている(例えば、特許文献1参照)。
The
こうした薬液弁100では、同一方向に取り付けられた制御側ダイアフラム107と補償側ダイアフラム112が同期して変位するため、理論上は、開閉室102の容積変化を補助室103の容積変化で補償し、バルブ全体として容積が一定になると考えられる。
しかし、現実の薬液弁100は、薬液を供給すると、補償側ダイアフラム112が流体圧によって薄膜部112aを下向きに変形させる。そのため、薬液弁100では、補償側ダイアフラム112の薄膜部112aを柔軟に撓ませて変位させることができず、補償側ダイアフラム112によって容積変化を補償するのは実質的に困難である。
In such a
However, when the actual
この点、図8の薬液弁200では、制御側ダイアフラム201と補償側ダイアフラム202を逆向きに取り付けて連結棒203で連結し、薄膜部201a,202aを流体圧が作用する方向にそれぞれ湾曲させている。そのため、薬液弁200は、給排気ポート204から操作エアを供給して、ピストン205をスプリング206に抗して上昇させると、制御側ダイアフラム201と補償側ダイアフラム202が薄膜部201a,202aを柔軟に撓ませながら一体的に上昇し、開弁する一方、給排気ポート204から操作エアを排気し、ピストン205をスプリング206の弾圧力で下降させると、制御側ダイアフラム201と補償側ダイアフラム202が薄膜部201a,202aを柔軟に撓ませながら一体的に下降し、閉弁する(例えば、特許文献2参照)。
In this regard, in the
しかしながら、薬液弁200は、制御側ダイアフラム201と補償側ダイアフラム202が円弧状に湾曲する薄膜部201a,202aを撓ませながら上下動するため、制御側ダイアフラム201を収納する弁室207と補償側ダイアフラム202を収納する補償室208の容積変化が不安定であり、二次側流路の容積変化がばらついていた。図9は、薬液弁200の二次側流路に生ずる容積変化とストロークとの関係を示す図である。
However, in the
弁室207では、図9(a)のグラフLC1に示すように、ストロークの増加に伴って容積が放物線状に増加する一方、補償室211では、図9(b)のグラフLC2に示すように、ストロークの増加に伴って容積が放物線状に減少する。この結果、薬液弁200全体では、図9(c)のグラフLC3に示すように、所定のストローク(ここでは、0mm、1mm)以外では、容積変化量が0にならず、容積が変化してしまっていた。このことは、薬液弁200が薬液を遮断する寸前に、制御側ダイアフラム201又は補償側ダイアフラム202の変位によって薬液を押し出し、液垂れを生じさせたり、或いは、薬液を図示しない吐出ノズルの先端部から吸い込みすぎて、次回の薬液吐出量を減少させる要因となり、好ましくない。特に、例えば、半導体製造工程では微細加工が進み、薬液の吐出量を均一にする要請が高いため、問題である。
In the
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、二次側流路に生ずる容積変化を一定にすることができる薬液弁を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a chemical valve that can make the volume change generated in the secondary flow path constant.
本発明に係る薬液弁は、次のような構成を有している。
薬液の供給又は遮断を制御する薬液弁において、入力ポートに連通する弁室と、出力ポートに連通する補償室と、前記弁室と前記補償室とを連通する連通孔とを形成されたボディと、前記弁室に収納される制御側ベローズ弁体と、前記ボディに設けられ、前記制御側ベローズ弁体が当接又は離間する弁座と、前記制御側ベローズ弁体と同一形状をなし、前記補償室に収納される補償側ベローズ弁体と、前記制御側ベローズ弁体と前記補償側ベローズ弁体とに連結して、前記制御側ベローズ弁体と前記補償側ベローズ弁体とを相対的に伸縮させる連結手段と、を有し、前記連結手段による前記制御側ベローズ弁体及び前記補償側ベローズ弁体の伸縮動作により、前記弁室と前記補償室との各容積が同時に変化するとき、前記弁室の容積が増加または減少した弁室容積変化量と、前記補償室の容積が減少または増加した補償室容積変化量との和の絶対値が、零で一定になっていること、前記制御側ベローズ弁体のストロークを調整するストローク調整手段を有すること、前記弁室の容積が増加または減少した弁室容積変化量と、前記補償室の容積が減少または増加した補償室容積変化量との和の絶対値を、零で一定にすることは、前記ストローク調整手段によって調整すること、を特徴とする。
The chemical valve according to the present invention has the following configuration.
In the chemical liquid valve for controlling the supply or interruption of drug solution, a valve chamber communicating with the input port, the compensation chamber communicating with the output port, is formed a communication hole communicating with the compensating chamber and the valve chamber body When the control side bellows valve body housed in said valve chamber, provided in said body, a valve seat the control side bellows valve body abuts or away, without the control side bellows valve body and the same shape, a compensation side bellows valve body housed in the compensation chamber, coupled to said control-side bellows valve body and the compensation side bellows valve body relative to said compensating side bellows valve body and the control side bellows valve body and connecting means for stretching and possess the, by the expansion and contraction operation of the control side bellows valve body and the compensating side bellows valve body by said connecting means, when the volume of the compensation chamber and the valve chamber is changed at the same time, The volume of the valve chamber increases. Indicates that the absolute value of the sum of the reduced valve chamber volume change amount and the compensation chamber volume change amount in which the compensation chamber volume has decreased or increased is constant at zero, the stroke of the control side bellows valve element An absolute value of the sum of the change amount of the valve chamber volume in which the volume of the valve chamber is increased or decreased and the change amount of the compensation chamber volume in which the volume of the compensation chamber is reduced or increased, The constant zero is characterized by adjusting by the stroke adjusting means .
すなわち、上記構成を有する薬液弁は、制御側ベローズ弁体と補償側ベローズ弁体とが連結手段によって相対的に伸縮するときに、制御側ベローズ弁体を収納する弁室の容積と補償側ベローズ弁体を収納する補償室の容積がストロークに比例して相対的に増減する。制御側ベローズ弁体と補償側ベローズ弁体が同一形状であるため、弁室と補償室の容積が同じ傾きで増減し、バルブ全体では、弁室と補償室の容積変化が合算されて、総容積変化が一定になる。
従って、本発明の薬液弁によれば、バルブ全体の総容積変化が一定であるので、二次側流路に生ずる容積変化を一定にすることができる。
That is, the chemical valve having the above-described configuration includes the volume of the valve chamber housing the control side bellows valve body and the compensation side bellows when the control side bellows valve body and the compensation side bellows valve body are relatively expanded and contracted by the connecting means. The volume of the compensation chamber that houses the valve element is relatively increased or decreased in proportion to the stroke. Since the control side bellows valve body and the compensation side bellows valve body have the same shape, the volume of the valve chamber and the compensation chamber increase or decrease with the same inclination. Volume change is constant.
Therefore, according to the chemical valve of the present invention, since the total volume change of the entire valve is constant, the volume change generated in the secondary side flow path can be made constant.
また、薬液弁は、例えば、制御側ベローズ弁体又は補償側ベローズ弁体を加工する時の公差により弁室又は補償室の容積変化の傾きが設計値からずれ、バルブ全体の総容積変化がばらついても、ストローク調整手段によって制御側ベローズ弁体のストロークを調整して、バルブ全体の総容積変化のばらつきを小さくすることができる。 In addition, for example, the tilt of the volume change of the valve chamber or the compensation chamber is deviated from the design value due to tolerance when processing the control side bellows valve body or the compensation side bellows valve body, and the total volume change of the entire valve varies. Even so, the stroke of the control side bellows valve element can be adjusted by the stroke adjusting means to reduce the variation in the total volume change of the entire valve.
(第1参考例)
次に、本発明に係る薬液弁の第1参考例について図面を参照して説明する。図1は、バルブユニット1Aの断面図であって、薬液弁2Aが弁閉状態を示す。図2は、バルブユニット1Aの断面図であって、薬液弁2Aが弁開状態を示す。
バルブユニット1Aは、薬液弁2Aとサックバックバルブ3をボディ4に並設し、薬液吐出の開始又は停止を制御するものである。ボディ4は、入力ポート5が第1流路6、取付口7、連通孔8、補助口9、第2流路10を介して出力ポート11に連通している。
(First Reference Example )
Next, a first reference example of the chemical valve according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of the
The
薬液弁2Aは、エアオペレイト式開閉弁であって、制御側ベローズ弁体20と補償側ベローズ弁体21を連動するように構成されている。薬液弁2Aは、一端を塞がれた円筒形状のシリンダ22にカバー23を取り付けてピストン室24が形成され、ピストン室24に摺動可能に装填されたピストン25によりピストン室24を上室24aと下室24bに気密に区画している。ピストン25には、上室24aに縮設したスプリング26の弾圧力が図中下向きに作用している。その一方で、上室24aは給排気ポート27を介して大気開放され、下室24bは操作ポート28に連通している。そのため、ピストン25には、操作ポート28から下室24bに操作エアを供給することにより、図中上向きの力を作用させることができ、さらに、操作ポート28から下室24bの操作エアを排出することにより、図中上向きの力を解除させることができる。
The
ボディ4とシリンダ22との間には、制御側ベローズ弁体20が保持されている。制御側ベローズ弁体20は、固定部20aと円柱部20cをジャバラ部20bで接続したものであり、円柱部20cを取付口7に挿入して固定部20aをボディ4とシリンダ22との間で狭持されている。そのため、取付口7は、開口部が制御側ベローズ弁体20の固定部20aに塞がれ、弁室30を形成している。ピストン25に固設される摺動軸29は、ピストン室24からシリンダ22の閉端面を貫いて、制御側ベローズ弁体20内に挿入されている。摺動軸29の下端部は、円柱部20cに係止され、スプリング26の弾圧力を制御用ベローズ弁体20に伝達している。
A control-side
ボディ4には、取付口7と同軸上に連通孔8と補助口9が形成され、取付口7と連通孔8との段差を利用して弁座31が設けられている。制御側ベローズ弁体20は、円柱部20cが弁座31にシールするシール面の内側に凹みが形成され、その凹みに補助口9から連通孔8を介して取付口7へと貫き通された連結棒32の先端部が当接している。
In the
補償側ベローズ弁体21は、固定部21aと円柱部21cをジャバラ部21bで接続したものであり、制御側ベローズ弁体20と逆向きに取り付けられ、円柱部21cに形成された凹部で連結棒32の後端部を受けている。円柱形状の支持部材33は、ボディ4との間で補償側ベローズ弁体21の固定部21aを保持し、補助口9と補償側ベローズ弁体21との間に補償室34を形成している。支持部材33は、バネ受け35が脚部35aを補償用ベローズ弁体21の固定部21aからジャバラ部21b内に挿入し、弁体部21cに突き当てるように装填されている。そして、蓋36が、バネ受け35との間で補償側スプリング37を圧縮保持するように支持部材33に取り付けられている。従って、補償用ベローズ弁体21には、補償用スプリング37の弾圧力がバネ受け35を介して図中上向きに常時作用している。
The compensation side bellows valve body 21 is formed by connecting a fixed
ここで、補償側スプリング37を配設するのは、部品点数や組立工数を削減するために、連結棒32を挟み込んで保持するためである。そのため、補償側スプリング37は、スプリング26より弾圧力が小さく設定され、薬液弁2Aはノーマルクローズタイプにされている。また、連結棒32の先端部と制御側ベローズ弁体20の円柱部20cは、半球状の面で当接し、制御側ベローズ弁体20のシール力が弁座31に対して円周方向に均一に作用するようにしている。
Here, the reason for providing the
こうした制御側ベローズ弁体20と補償側ベローズ弁体21は、連結棒32を介して一体的に図中上下方向に移動し、ジャバラ部20b、21bを相対的に伸縮させるが、このとき容積変化が同一になるように略同一形状にされている。なお、制御側ベローズ弁体20と補償側ベローズ弁体21は、相対的な伸縮をより確実に確保するために、ベローズ弁体の成形品の中から伸縮度合いが最も近似するもの同士を選択して使用することが望ましい。
The control-side bellows
一方、サックバックバルブ3は、ボディ4を切り欠いて形成した段差部に取り付けられている。段差部には、サックバック室41が開口している。ボディ4は、サックバック室41を形成する開口部の周りにダイアフラム42の外縁部を載置する段差が形成され、シリンダ43がダイアフラム押さえ44を介してボディ4との間でダイアフラム42を狭持している。シリンダ43には、ピストン45が摺動可能に装填され、ピストン45の下端部にダイアフラム42が螺設されている。ダイアフラム押さえ44とピストン45との間には、スプリング46が縮設され、ピストン45を上向きに押し上げている。ピストン45は、位置決め軸47に突き当たって上方への移動を制限される。位置決め軸47は、シリンダ43に回転不能に装着されるナット48に螺合し、上端部にハンドル49が固設されている。シリンダ43には、操作ポート43aが開設され、操作ポート43aから操作エアを供給すれば、ピストン45に下向きの力が作用し、操作ポート43aから操作エアを排出すれば、下向きの力が解除される。
On the other hand, the suck back
なお、バルブユニット1Aは、耐腐食性等に鑑みて、外観を構成する部材(ボディ4,シリンダ22、カバー23、支持部材33、蓋36、シリンダ43、ネット48、位置決め軸27、ハンドル49など)や接液面を構成する部材(ボディ4、制御側ベローズ弁体20、補償側ベローズ弁体21、連結棒32、ダイアフラム42など)、駆動手段を構成する部材(ピストン25、摺動軸29、バネ受け35など)等が樹脂で形成されている。
In addition, the
このようなバルブユニット1Aは、例えば、半導体製造装置の塗布処理ユニットに組み込まれる。すなわち、バルブユニット1Aは、入力ポート5が継手12を介して図示しない上流側流路に接続される一方、出力ポート11が継手13を介して図示しない下流側流路に接続し、図示しない吐出ノズルと連通する。塗布処理ユニットが薬液を吐出しないときには、図1に示すように、薬液弁2Aの操作ポート28とサックバックバルブ3の操作ポート43aに操作エアを供給しない。そのため、薬液弁2Aは、ピストン25がスプリング26の弾圧力で押し下げられ、制御側ベローズ弁体20を弁座31に押し付けて閉弁し、薬液を遮断する。また、サックバックバルブ3は、ピストン45が位置決め軸47に突き当てられ、ダイアフラム42が所定位置で停止する。
Such a
その後、塗布処理ユニットが薬液を吐出する場合には、図2に示すように、薬液弁2Aの操作ポート28とサックバックバルブ3の操作ポート43aに操作エアを供給する。薬液弁2Aは、下室24bの圧力がスプリング26の弾圧力に打ち勝つと、ピストン25が上向きに移動して制御側ベローズ弁体20を弁座31から離間させ、薬液が入力ポート5から第1流路6、弁室30、連通孔8、補償室34、第2流路10を介して出力ポート11から出力される。そして、薬液は、図示しない吐出ノズルから図示しない半導体ウエハに吐出され始める。これと同時に、サックバックバルブ3は、スプリング46に抗してピストン45を押し下げ、ダイアフラム42を下降させてサックバック室41の容積を小さくする。
Thereafter, when the coating processing unit discharges the chemical solution, as shown in FIG. 2, the operation air is supplied to the
さらにその後、塗布処理ユニットが薬液の吐出を停止する場合には、図1に示すように、薬液弁2Aの操作ポート28とサックバックバルブ3の操作ポート43aへの操作エアの供給を停止する。薬液弁2Aは、スプリング26の弾圧力でピストン25を押し下げ、制御側ベローズ弁体20を弁座31に押し付けて閉弁し、薬液の供給を停止する。これと同時に、サックバックバルブ3は、スプリング46の弾圧力でピストン45を押し上げてダイアフラム42を上昇させ、サックバック室41の容積を大きくする。すると、サックバック室41の容積拡大により図示しない吐出ノズルの先端部から薬液が所定量吸い戻される。
Thereafter, when the application processing unit stops the discharge of the chemical solution, the supply of the operation air to the
ここで、発明者らは、薬液弁2Aの二次側流路に生じる容積変化とストロークとの関係について試験を行った。その試験結果を図3に示す。
この実験では、弁室30、補償室34、バルブ全体の容積変化をストロークを変化させて測定した。容積変化の測定方法としては、例えば、バルブユニット1Aの入力ポート5にL字形の配管を接続して、流体を入力ポート5から出力ポート11に流し、その後、弁室30の出口、補償室34の出口、出力ポート11の出口を順次封止しながら、薬液弁2Aを開閉弁動作させ、L字形配管の液面変化を測定することにより行う。また、例えば、入力ポート5の圧力と弁室30の出口、補償室34の出口、出力ポート11の出口の圧力とをそれぞれ測定し、圧力変化を体積変化に変換することにより容積変化を測定してもよい。
Here, the inventors tested the relationship between the volume change generated in the secondary flow path of the
In this experiment, the volume change of the
この結果、図3(a)のグラフLA1に示すように、弁室30では、容積がストロークに比例して増加することが判明した。すなわち、薬液弁2Aは、ピストン25が上昇すると、制御側ベローズ弁体20の円柱部20cが連結棒32、補償側ベローズ弁体21、バネ受け35を介して補償側スプリング37の弾圧力で押し上げられ、摺動軸29の下端部に押し付けられた状態で上昇する。このとき、ジャバラ部20bが円柱部20cの上昇量に比例して押し縮められ、制御側ベローズ弁体20の容積が減少する。そのため、弁室30の容積は、制御側ベローズ弁体20のストロークが大きくなるのに応じて増加する。また、薬液弁2Aは、ピストン25が下降するときに、制御側ベローズ弁体20の円柱部20cが摺動軸29に押し下げられて下降する。このとき、ジャバラ部20bが円柱部20cの下降量に比例して伸長し、制御側ベローズ弁体20の容積が増加する。そのため、弁室30の容積は、制御側ベローズ弁体20のストロークが小さくなるのに応じて減少する。
As a result, as shown in the graph LA1 in FIG. 3A, it has been found that the volume of the
これに対して、図3(b)のグラフLA2に示すように、補償室34では、容積がストロークに比例して減少することが判明した。すなわち、薬液弁2Aは、ピストン25が上昇すると、補償側ベローズ弁体21の円柱部20cがバネ受け35を介して補償側スプリング37の弾圧力で押し上げられて上昇する。このとき、ジャバラ部21bが円柱部21cの上昇量に比例して伸長し、補償側ベローズ弁体21の容積が増加する。そのため、補償室34の容積は、制御側ベローズ弁体20のストロークが大きくなるのに応じて減少する。また、薬液弁2Aは、ピストン25が下降するときに、補償側ベローズ弁体21の円柱部21cが連結棒32、制御側ベローズ弁体20、摺動軸29を介して押し下げられて下降する。このとき、ジャバラ部21bが円柱部21cの下降量に比例して押し縮められ、補償側ベローズ弁体21の容積が減少する。そのため、補償室34の容積は、制御側ベローズ弁体20のストロークが小さくなるのに応じて増加する。
On the other hand, as shown in the graph LA2 of FIG. 3B, it has been found that the volume of the
そして、図3(c)のグラフLA3に示すように、薬液弁2A全体では容積変化量が零で一定になることが判明した。これは、制御側ベローズ弁体20と補償側ベローズ弁体21が同一形状であるため、制御側ベローズ弁体20と補償側ベローズ弁体21が相対的に伸縮させて弁室30と補償室34の容積を増減させるときに、図3(a)のグラフLA1、(b)のグラフLA2に示すように、弁室30の容積と補償室34の容積とが同じ変化率で増減し、それらを合算すると、図3(c)のグラフLA3に示すように、バルブ全体の総容積変化が零で一定になるからであると考えられる。
Then, as shown in a graph LA3 in FIG. 3C, it has been found that the volume change amount is zero and constant throughout the
よって、バルブユニット1Aでは、サックバックバルブ3のダイアフラム42の変位量を調整すれば、図示しない吐出ノズルの先端部から薬液を任意の量だけ吸い戻し、吐出ノズルから薬液の液垂れを防止したり、次回の薬液吐出量を安定させることができる。
Therefore, in the
従って、本参考例の薬液弁2Aによれば、薬液の供給又は遮断を制御するものであって、入力ポート5に連通する弁室30と、出力ポート11に連通する補償室34と、弁室30と補償室34とを連通する連通孔11とを形成されたボディ4と、弁室30に収納される制御側ベローズ弁体20と、ボディ4に設けられ、制御側ベローズ弁体20が当接又は離間する弁座31と、制御側ベローズ弁体20と同一形状をなし、補償室34に収納される補償側ベローズ弁体21と、制御側ベローズ弁体20と補償側ベローズ弁体21とに連結して、制御側ベローズ弁体20と補償側ベローズ弁体21とを相対的に伸縮させる連結棒32と、を有しており、バルブ全体の総容積変化が一定であるので、図示しない二次側流路に生ずる容積変化を一定にすることができる。
Therefore, according to the
(第1実施の形態)
次に、本発明に係る薬液弁の第1実施の形態について図面を参照して説明する。図4は、バルブユニット1Bの断面図を示す図である。
本実施の形態の薬液弁2Bは、ストローク調整機構51を有する点で第1参考例の薬液弁2Aと相違する。よって、ここでは、第1参考例の薬液弁2Aと相違する点について詳細に説明し、共通する点については図面に薬液弁2Aと同一符号を付し、説明を適宜省略する。
(First Embodiment)
Next, a first embodiment of a chemical valve according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a cross-sectional view of the
The
バルブユニット1Bは、薬液弁2Bとサックバックバルブ3とを備え、薬液弁2Bがストローク調整機構51を備えている。ストローク調整機構51は、カバー23にナット52と係合して回転止めする凸部23aが設けられている。カバー23には、凸部23aと同軸上に円筒形状のガイド23bが形成され、ナット52に螺合する摺動軸53が気密に装填されている。摺動軸53の上端部には、ハンドル54が止めネジで固定されている。なお、ストローク調整機構51は、耐腐食性等の観点より、樹脂成形品で構成されている。
The
かかる薬液弁2Bは、カバー23の凸部23aに係合するナット52に対してハンドル54を所定方向に回転させると、摺動軸53が下降する一方、ハンドル54を所定方向と反対方向に回転させると、摺動軸53が上昇するため、ハンドル54の回転量を調整すれば、摺動軸53を任意に位置合わせすることができる。薬液弁2Bは、操作エアを供給すると、ピストン25が摺動軸53に突き当たるまで上昇し、制御側ベローズ弁体20を所定量持ち上げて開弁させる。そして、薬液弁2Bは、操作エアを排出すると、ピストン25が制御側スプリング26の弾圧力で押し下げられ、制御側ベローズ弁体20を弁座31に所定のシール力で押し付ける。従って、制御側ベローズ弁体20は、摺動軸53の位置によってストロークが決定される。
In the
ところで、薬液弁2Bも、補償側ベローズ弁体21が制御側ベローズ弁体20と相対的に伸縮して、弁室30の容積変化を補償室34の容積変化で補償する。しかし、制御側ベローズ弁体20と補償側ベローズ弁体21は、加工時の公差によって容積変化率がばらつくことも考えられる。この場合、例えば、弁室30の容積変化率が補償室34の容積変化率より大きければ、図5のLB3Aに示すように、容積変化量がストロークに応じて増加し、また、弁室30の容積変化率が補償室34の容積変化率より小さければ、図5のLB3Bに示すように、バルブ全体の総容積変化がストロークに応じて減少する可能性がある。そこで、このような不具合が生じた場合には、ストローク調整機構51を用いて制御側ベローズ弁体20のストロークを小さくすれば、バルブ全体の容積変化のばらつきを小さくして、二次側流路に生じる容積変化を小さくできる。なお、薬液弁2Bは、制御側ベローズ弁体20と補償側ベローズ弁体21とで弁部を構成するため、ダイアフラム弁体と比べて容積変化を調整しやすい。
By the way, also in the
従って、本実施の形態の薬液弁2Bによれば、制御側ベローズ弁体20のストロークを調整するストローク調整機構51を有しているので、制御側ベローズ弁体20又は補償側ベローズ弁体21を加工する時の公差により弁室30又は補償室34の容積変化が設計値からずれ、バルブ全体の総容積変化がばらついても、ストローク調整機構51によって制御側ベローズ弁体20のストロークを調整して、バルブ全体の総容積変化のばらつきを小さくすることができる。
Therefore, according to the
(第2参考例)
次に、本発明に係る薬液弁の第2参考例について図面を参照して説明する。図6は、バルブユニット1Cの断面図を示す図である。
本参考例の薬液弁2Cは、ダイアフラム弁である点で第1参考例,第1実施の形態の薬液弁2A,2Bと相違する。よって、ここでは、第1参考例,第1実施の形態の薬液弁2A,2Bと相違する点について詳細に説明し、共通する点については図面に薬液弁2A,2Bと同一符号を付し、説明を適宜省略する。
( Second reference example )
Next, a second reference example of the chemical valve according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a cross-sectional view of the
The chemical valve 2C of this reference example is different from the
薬液弁2Cは、サックバックバルブ3とともにボディ4に並設され、バルブユニット1Cを構成する。薬液弁2Cは、ベローズ弁体より安価な制御側ダイアフラム弁体61と補償側ダイアフラム弁体62を使用して薬液を制御する。
The chemical liquid valve 2C is juxtaposed with the
薬液弁2Cは、シリンダ22とカバー23との間に形成されるピストン室24にピストン63が摺動可能に装填され、ピストン室24を上室24aと下室24bとに気密に区画している。ピストン63は、脚部64がシリンダ22からボディ4側に突き出し、制御側ダイアフラム弁体61に螺合している。制御側ダイアフラム弁体61は、PTFEなどの樹脂を射出成形したものであり、周縁部61aと円柱部61cとを薄膜部61bで接続している。制御側ダイアフラム弁体61は、周縁部61aがシリンダ22とボディ4との間で狭持され、ピストン63の上下動に従って円柱部61cが弁座31に当接又は離間するようになっている。
In the chemical valve 2C, a
一方、補償側ダイアフラム弁体62は、PTFEなどの樹脂を制御側ダイアフラム弁体61と同一形状に射出成形したものであり、周縁部62aと円柱部62cとを薄膜部62bで接続している。補償側ダイアフラム弁体62は、制御側ダイアフラム弁体61と逆向きになるように配置されて、周縁部62aがボディ4と支持部材33との間で狭持されている。補償側ダイアフラム弁体62は、支持部材33に摺動可能に装填されるバネ受け35に係合し、バネ受け35と蓋36との間に縮設された補償側スプリング37の弾圧力が常時上向きに作用している。補償側スプリング37は、スプリング26より弾圧力が小さく設定され、連結棒32は、制御側ダイアフラム弁体61の円柱部61cと補償側ダイアフラム弁体62の円柱部62cとの間に挟み込まれた状態で保持されている。
On the other hand, the compensation side
このような薬液弁2Cは、制御用ダイアフラム弁体61と補償用ダイアフラム弁体62が薄膜部61b,62bを変形させながら開閉弁するため、薬液を供給する場合には、弁室30の容積が図9(a)に示すように放物線状に増加し、補償室34の容積が図9(b)に示すように減少する一方、薬液の供給を停止するときには、弁室30の容積が放物線状に減少し、補償室34の容積が放物線状に増加する。
In such a chemical valve 2C, the control
薬液弁2Cは、同一形状の制御側ダイアフラム弁体61と補償側ダイアフラム62を使用するが、寸法精度や取付位置などによって薄膜部61b,62bの形状が微妙に異なったり、また、制御側ダイアフラム弁体61の薄膜部61bと補償側ダイアフラム弁体62の薄膜部62bとが逆方向に湾曲するため、薄膜部61b,62bが開閉弁時に同じように変形しない。そのため、薬液弁2Cは、弁室30と補償室34の容積が対応して増減せず、バルブ全体の容積が放物線状に変化し、二次側流路の容積変化が不安定になる。
The chemical valve 2C uses the control-side
そのため、薬液弁2Cには、第1実施の形態と同様のストローク調整機構51が設けられている。薬液弁2Cは、下室24bを加圧すると、ピストン63が摺動軸53に突き当たるまで上昇し、制御側ダイアフラム弁体30を弁座31から所定量離間させる。摺動軸53は、ハンドル54を回転させることによりシリンダ22内を進退するため、摺動軸53を位置調節すれば、制御側ダイアフラム弁体30のストロークを任意に調整することが可能である。
For this reason, the chemical valve 2C is provided with a
よって、本参考例の薬液弁2Cは、ストローク調整機構51を用いて制御側ダイアフラム弁体61のストロークを、バルブ全体の容積変化が零になるストロークSt(図9参照)に調整すれば、バルブ全体の容積変化が零で一定になり、二次側流路に生じる容積変化を一定にすることができる。しかも、薬液弁2Cは、制御側ダイアフラム弁体61と補償側ダイアフラム弁体62を用いることにより、制御側ベローズ弁体20と補償側ベローズ弁体21を使用する第1参考例の薬液弁2Aより材料費が安くなり、コストダウンを図ることができる。
Therefore, the chemical valve 2C of the present reference example can be obtained by adjusting the stroke of the control side
尚、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、色々な応用が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various applications are possible.
(1)例えば、上記実施の形態では、制御側ベローズ弁体20と補償側ベローズ弁体21を同軸上に配設し、一体的に上下方向に動作するようにしたが、制御側ベローズ弁体20と補償側ベローズ弁体21とをボディ4に上方から並べて取り付け、シーソー機構を有する連結手段によって制御側ベローズ弁体20と補償側ベローズ弁体21とを連結してもよい。この場合にも、制御側ベローズ弁体20と補償側ベローズ弁体21がシーソー機構で相対的に伸縮して弁室30と補償室34の容積を増減すれば、バルブ全体の総容積変化が一定になる。
(1) For example, in the above embodiment, the control-side bellows
(2)例えば、上記第1実施の形態のハンドル54に回転止め機構を設け、摺動軸53を位置決めした後にハンドル54を誤って回転させることを防止してもよい。
(2) For example, an anti-rotation mechanism may be provided on the
2A,2B 薬液弁
5 入力ポート
8 連通孔
11 出力ポート
30 弁室
34 補償室
20 制御側ベローズ弁体
21 補償側ベローズ弁体
32 連結棒
51 ストローク調整機構
61 制御側ダイアフラム弁体
62 補償側ダイアフラム弁体
2A, 2B Chemical
Claims (1)
入力ポートに連通する弁室と、出力ポートに連通する補償室と、前記弁室と前記補償室とを連通する連通孔とを形成されたボディと、
前記弁室に収納される制御側ベローズ弁体と、
前記ボディに設けられ、前記制御側ベローズ弁体が当接又は離間する弁座と、
前記制御側ベローズ弁体と同一形状をなし、前記補償室に収納される補償側ベローズ弁体と、
前記制御側ベローズ弁体と前記補償側ベローズ弁体とに連結して、前記制御側ベローズ弁体と前記補償側ベローズ弁体とを相対的に伸縮させる連結手段と、を有し、
前記連結手段による前記制御側ベローズ弁体及び前記補償側ベローズ弁体の伸縮動作により、前記弁室と前記補償室との各容積が同時に変化するとき、前記弁室の容積が増加または減少した弁室容積変化量と、前記補償室の容積が減少または増加した補償室容積変化量との和の絶対値が、零で一定になっていること、
前記制御側ベローズ弁体のストロークを調整するストローク調整手段を有すること、
前記弁室の容積が増加または減少した弁室容積変化量と、前記補償室の容積が減少または増加した補償室容積変化量との和の絶対値を、零で一定にすることは、前記ストローク調整手段によって調整すること、を特徴とする薬液弁。 In the chemical valve that controls the supply or shutoff of the chemical,
A body formed with a valve chamber communicating with the input port, a compensation chamber communicating with the output port, and a communication hole communicating with the valve chamber and the compensation chamber;
A control side bellows valve body housed in the valve chamber;
A valve seat provided on the body, on which the control side bellows valve body abuts or separates;
Compensating side bellows valve body having the same shape as the control side bellows valve body, and being accommodated in the compensation chamber;
Connecting to the control-side bellows valve body and the compensation-side bellows valve body, and relatively extending and contracting the control-side bellows valve body and the compensation-side bellows valve body;
A valve in which the volume of the valve chamber is increased or decreased when the volumes of the valve chamber and the compensation chamber change simultaneously due to the expansion and contraction of the control side bellows valve body and the compensation side bellows valve body by the connecting means. The absolute value of the sum of the chamber volume change amount and the compensation chamber volume change amount in which the volume of the compensation chamber is reduced or increased is constant at zero ;
Having stroke adjusting means for adjusting the stroke of the control side bellows valve element;
To make the absolute value of the sum of the valve chamber volume change amount in which the volume of the valve chamber is increased or decreased and the compensation chamber volume change amount in which the volume of the compensation chamber is reduced or increased constant at zero is the stroke Adjusting with an adjustment means, The chemical | medical solution valve characterized by the above-mentioned.
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