JP3405466B2 - 流体切替弁および半導体装置の製造装置 - Google Patents
流体切替弁および半導体装置の製造装置Info
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- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
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- F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
- F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
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- F16K11/087—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks with spherical plug
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16K5/00—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary
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- F16K5/12—Arrangements for modifying the way in which the rate of flow varies during the actuation of the valve
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般に半導体装置の製造
に関し、特に半導体層を気相原料から成長させる際に気
相原料の供給を制御するのに使われる流量制御弁、およ
びかかる流量制御弁を使った半導体装置の製造方法に関
する。
に関し、特に半導体層を気相原料から成長させる際に気
相原料の供給を制御するのに使われる流量制御弁、およ
びかかる流量制御弁を使った半導体装置の製造方法に関
する。
【０００２】半導体装置の製造の際には、基板上に半導
体層を成長させるのに一般に気相成長法が使われる。気
相成長法では半導体層の気相原料が反応室に導入され、
導入された気相原料は反応室中の基板表面上で分解し、
その結果半導体層を構成する原子が放出される。放出さ
れた原子は半導体結晶中の対応する席に入り、その結果
半導体層が基板上に、基板結晶に対してエピタキシーを
維持しながら成長する。
体層を成長させるのに一般に気相成長法が使われる。気
相成長法では半導体層の気相原料が反応室に導入され、
導入された気相原料は反応室中の基板表面上で分解し、
その結果半導体層を構成する原子が放出される。放出さ
れた原子は半導体結晶中の対応する席に入り、その結果
半導体層が基板上に、基板結晶に対してエピタキシーを
維持しながら成長する。
【０００３】ところで、近年になって、従来のＳｉやＧ
ｅ等の単元素半導体よりも大きなキャリア移動度を与
え、また直接遷移を生じるバンド構造を特徴とした、Ｇ
ａＡｓ等の化合物半導体を使った化合物半導体装置の研
究が精力的に行われている。かかる化合物半導体は一般
に広い組成範囲で多元系混晶を形成し、このため目的に
応じて様々な組成を有する半導体層を形成する技術が研
究されている。例えば、ＧａＡｓ層とＡｌＧａＡｓ層と
を交互に成長させて超格子構造を形成することがレーザ
ダイオード等の光半導体装置やトンネル効果を利用した
いわゆる量子半導体装置の製造において行われている。
このような化合物半導体層を成長させるのに、有機金属
原料を使った、いわゆるＭＯＣＶＤ法が一般的に使われ
ている。
ｅ等の単元素半導体よりも大きなキャリア移動度を与
え、また直接遷移を生じるバンド構造を特徴とした、Ｇ
ａＡｓ等の化合物半導体を使った化合物半導体装置の研
究が精力的に行われている。かかる化合物半導体は一般
に広い組成範囲で多元系混晶を形成し、このため目的に
応じて様々な組成を有する半導体層を形成する技術が研
究されている。例えば、ＧａＡｓ層とＡｌＧａＡｓ層と
を交互に成長させて超格子構造を形成することがレーザ
ダイオード等の光半導体装置やトンネル効果を利用した
いわゆる量子半導体装置の製造において行われている。
このような化合物半導体層を成長させるのに、有機金属
原料を使った、いわゆるＭＯＣＶＤ法が一般的に使われ
ている。
【０００４】かかる化合物半導体層を形成する場合に
は、各半導体層毎に気相原料の組成を変化させる必要が
あり、このためＭＯＣＶＤ装置は一般に迅速かつ確実に
気相原料を切り替えられることが要求される。特に、一
原子層づつ気相原料を切り替えながら半導体層を成長さ
せるいわゆる原子層エピタキシー（ＡＬＥ）を実行する
場合には、非常に高速に気相原料を切り替えることが要
求される。また、一般の化合物半導体層の成長の際に
も、ＭＯＣＶＤ装置における気相原料の切替えが不完全
だと、一の半導体層とその上に成長した別の半導体層と
の界面に、組成がずれた望ましくない界面層が形成され
る場合が生じる。かかる界面層の形成は、特にヘテロ接
合界面の特性を利用するＨＥＭＴ等の高速半導体装置で
は致命的な障害となることがある。また、かかる気相原
料の切替えは、半導体装置製造の際のスループットを向
上させる観点からすると、可能な限り高速で行う必要が
ある。
は、各半導体層毎に気相原料の組成を変化させる必要が
あり、このためＭＯＣＶＤ装置は一般に迅速かつ確実に
気相原料を切り替えられることが要求される。特に、一
原子層づつ気相原料を切り替えながら半導体層を成長さ
せるいわゆる原子層エピタキシー（ＡＬＥ）を実行する
場合には、非常に高速に気相原料を切り替えることが要
求される。また、一般の化合物半導体層の成長の際に
も、ＭＯＣＶＤ装置における気相原料の切替えが不完全
だと、一の半導体層とその上に成長した別の半導体層と
の界面に、組成がずれた望ましくない界面層が形成され
る場合が生じる。かかる界面層の形成は、特にヘテロ接
合界面の特性を利用するＨＥＭＴ等の高速半導体装置で
は致命的な障害となることがある。また、かかる気相原
料の切替えは、半導体装置製造の際のスループットを向
上させる観点からすると、可能な限り高速で行う必要が
ある。
【０００５】
【従来の技術】図１１は従来の典型的なＭＯＣＶＤ装置
の構成を示す。
の構成を示す。
【０００６】図１１を参照するに、ＭＯＣＶＤ装置は反
応室１を有し、反応室１中には所望の半導体層、例えば
ＧａＡｓ層あるいはＡｌＧａＡｓ層を成長される半導体
基板１ａが配置される。反応室１には気相原料が供給ラ
インｌ1 を介して供給され、供給された気相原料は基板
１ａの表面で分解して半導体層を構成する原子を放出す
る。一方、反応室１中で分解された気相原料は排気ライ
ンｌ2 を介して排気され、スクラバ３で処理されて環境
中に排出される。
応室１を有し、反応室１中には所望の半導体層、例えば
ＧａＡｓ層あるいはＡｌＧａＡｓ層を成長される半導体
基板１ａが配置される。反応室１には気相原料が供給ラ
インｌ1 を介して供給され、供給された気相原料は基板
１ａの表面で分解して半導体層を構成する原子を放出す
る。一方、反応室１中で分解された気相原料は排気ライ
ンｌ2 を介して排気され、スクラバ３で処理されて環境
中に排出される。
【０００７】図示の例ではＭＯＣＶＤ装置はさらに気相
原料供給装置としてバブラ４ａ〜４ｃを備え、バブラ４
ａ〜４ｃはＴＭＧ，ＴＭＡ等の有機金属原料を保持す
る。バブラ４ａ〜４ｃはそれぞれ対応するマスフローコ
ントローラＭＦＣを介してキャリアガスＨ2 を供給さ
れ、バブリングを行う。バブリングの結果Ｇａあるいは
Ａｌを含んだ気相原料が形成され、このようにして形成
された気相原料はキャリアガスと共にガス切替機構２を
介して前記供給ラインｌ1 に供給される。同様に、アル
シン（ＡｓＨ3 ）あるいはジシラン（Ｓｉ2 Ｈ6 ）等の
気相原料を保持したガスシリンダ４ｄ，４ｅがガス切替
機構２を介してラインｌ1 に接続される。シリンダ４ｄ
および４ｅもバブラ４ａ〜４ｃと共に前記気相原料供給
装置を構成する。
原料供給装置としてバブラ４ａ〜４ｃを備え、バブラ４
ａ〜４ｃはＴＭＧ，ＴＭＡ等の有機金属原料を保持す
る。バブラ４ａ〜４ｃはそれぞれ対応するマスフローコ
ントローラＭＦＣを介してキャリアガスＨ2 を供給さ
れ、バブリングを行う。バブリングの結果Ｇａあるいは
Ａｌを含んだ気相原料が形成され、このようにして形成
された気相原料はキャリアガスと共にガス切替機構２を
介して前記供給ラインｌ1 に供給される。同様に、アル
シン（ＡｓＨ3 ）あるいはジシラン（Ｓｉ2 Ｈ6 ）等の
気相原料を保持したガスシリンダ４ｄ，４ｅがガス切替
機構２を介してラインｌ1 に接続される。シリンダ４ｄ
および４ｅもバブラ４ａ〜４ｃと共に前記気相原料供給
装置を構成する。
【０００８】ところで、前記気相原料供給装置は、バブ
ラ４ａ〜４ｃおよびガスシリンダ４ｄおよび４ｆのいず
れにおいても、前記気相原料を常時、連続的に供給する
ため、供給された気相原料が反応室１での半導体層の成
長に使用されない場合には、かかる気相原料を反応室１
を迂回してスクラバ３に排出しなければならない。この
目的のため、ガス切替機構２にはパージラインｌ3 が接
続され、気相原料供給装置４ａ〜４ｅから供給される気
相原料のうち反応室１に供給されない原料が、選択的
に、ガス切替機構２からラインｌ3 およびラインｌ2 を
通ってスクラバ３に排出される。
ラ４ａ〜４ｃおよびガスシリンダ４ｄおよび４ｆのいず
れにおいても、前記気相原料を常時、連続的に供給する
ため、供給された気相原料が反応室１での半導体層の成
長に使用されない場合には、かかる気相原料を反応室１
を迂回してスクラバ３に排出しなければならない。この
目的のため、ガス切替機構２にはパージラインｌ3 が接
続され、気相原料供給装置４ａ〜４ｅから供給される気
相原料のうち反応室１に供給されない原料が、選択的
に、ガス切替機構２からラインｌ3 およびラインｌ2 を
通ってスクラバ３に排出される。
【０００９】ガス切替機構２は切替バルブ２ａ〜２ｈを
含み、このうち切替バルブ２ａはその出口をラインｌ1
および切替バルブ２ｅの入口に接続され、バブラ４ａお
よび４ｂで形成された各々の気相原料を混合物として供
給され、ラインｌ1 およびバルブ２ｅの入口のいずれか
一方に、選択的に供給する。ただし、バルブ２ｅの出口
は前記パージラインｌ3 に接続されている。同様に、切
替バルブ２ｂはバブラ４ｃで形成された気相原料を供給
されこれをラインｌ1 および対応する切替バルブ２ｆの
入口のいずれか一方に選択的に供給する。さらに、切替
バルブ２ｃはガスシリンダ４ｅ中の気相原料を供給され
てこれを供給ラインｌ1 および対応する切替バルブ２ｇ
の入口のいずれか一方に選択的に供給し、また切替バル
ブ２ｄはガスシリンダ４ｅ中の気相原料を供給されてこ
れを供給ラインｌ1 およびこれに対応する切替バルブ２
ｈの入口のいずれか一方に選択的に供給する。ここで各
々のバルブ２ｅ〜２ｈはいずれも出口を前記パージライ
ンｌ3 に接続されている。かかる構成では、切替バルブ
２ａ〜２ｄは供給系のバルブを構成し、一方切替バルブ
２ｅ〜２ｆはパージ系のバルブを構成する。そこで、供
給系のバルブ、例えばバルブ２ａが活性化されるとバブ
ラ４ａおよび４ｂからの気相原料が供給ラインｌ1 を介
して反応室１に供給され、一方これが不活性化されると
バブラ４ａおよび４ｂからの気相原料はパージラインｌ
3 から直接にスクラバ３に排出される。
含み、このうち切替バルブ２ａはその出口をラインｌ1
および切替バルブ２ｅの入口に接続され、バブラ４ａお
よび４ｂで形成された各々の気相原料を混合物として供
給され、ラインｌ1 およびバルブ２ｅの入口のいずれか
一方に、選択的に供給する。ただし、バルブ２ｅの出口
は前記パージラインｌ3 に接続されている。同様に、切
替バルブ２ｂはバブラ４ｃで形成された気相原料を供給
されこれをラインｌ1 および対応する切替バルブ２ｆの
入口のいずれか一方に選択的に供給する。さらに、切替
バルブ２ｃはガスシリンダ４ｅ中の気相原料を供給され
てこれを供給ラインｌ1 および対応する切替バルブ２ｇ
の入口のいずれか一方に選択的に供給し、また切替バル
ブ２ｄはガスシリンダ４ｅ中の気相原料を供給されてこ
れを供給ラインｌ1 およびこれに対応する切替バルブ２
ｈの入口のいずれか一方に選択的に供給する。ここで各
々のバルブ２ｅ〜２ｈはいずれも出口を前記パージライ
ンｌ3 に接続されている。かかる構成では、切替バルブ
２ａ〜２ｄは供給系のバルブを構成し、一方切替バルブ
２ｅ〜２ｆはパージ系のバルブを構成する。そこで、供
給系のバルブ、例えばバルブ２ａが活性化されるとバブ
ラ４ａおよび４ｂからの気相原料が供給ラインｌ1 を介
して反応室１に供給され、一方これが不活性化されると
バブラ４ａおよび４ｂからの気相原料はパージラインｌ
3 から直接にスクラバ３に排出される。
【００１０】一方、パージ系のバルブ２ｅ〜２ｈはいず
れもキャリアガスＨ2 あるいはパージガスＮ2 を供給さ
れ、これを対応する供給系のバルブの入口に供給する。
例えばバルブ２ｅはパージガスをバルブ２ａの入口に供
給し、バルブ２ｆはパージガスを対応するバルブ２ｂの
入口に供給する。そこで、パージ系のバルブ、例えばバ
ルブ２ｅが活性化されると、パージガスはバルブ２ａを
介してラインｌ1 に流れ、反応室１をフラッシュする。
れもキャリアガスＨ2 あるいはパージガスＮ2 を供給さ
れ、これを対応する供給系のバルブの入口に供給する。
例えばバルブ２ｅはパージガスをバルブ２ａの入口に供
給し、バルブ２ｆはパージガスを対応するバルブ２ｂの
入口に供給する。そこで、パージ系のバルブ、例えばバ
ルブ２ｅが活性化されると、パージガスはバルブ２ａを
介してラインｌ1 に流れ、反応室１をフラッシュする。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】かかる構成のＭＯＣＶ
Ｄ装置では、特に供給系のバルブ２ａ〜２ｄの状態を、
開状態と閉状態との間で遷移させる際に、供給ラインｌ
1 を流れる気相原料の流量および圧力の変動を最小限に
止めることが望ましい。先にも説明したように、反応室
１中においてかかる気相原料の供給圧が変化すると、基
板１ａ上に形成される半導体層の組成あるいはその他の
膜質が変化する危険がある。このため、図１１のガス切
替機構２に使われるバルブ２ａ〜２ｈは切替時に流量を
可能な限り正確に制御できる必要がある。
Ｄ装置では、特に供給系のバルブ２ａ〜２ｄの状態を、
開状態と閉状態との間で遷移させる際に、供給ラインｌ
1 を流れる気相原料の流量および圧力の変動を最小限に
止めることが望ましい。先にも説明したように、反応室
１中においてかかる気相原料の供給圧が変化すると、基
板１ａ上に形成される半導体層の組成あるいはその他の
膜質が変化する危険がある。このため、図１１のガス切
替機構２に使われるバルブ２ａ〜２ｈは切替時に流量を
可能な限り正確に制御できる必要がある。
【００１２】ところで、図１１のＭＯＣＶＤ装置で使わ
れる切替バルブ２ａ〜２ｈは、単に流量が正確に制御で
きるのみならず、非常に高速に気相原料を切り替えるこ
とができなければならない。図１２は図１のＭＯＣＶＤ
装置を使って原子層エピタキシーを行う場合の気相原料
の切替を示す。図１２に示したように、かかる原子層エ
ピタキシーではＴＭＡやＴＭＧ等の有機金属原料の供給
とアルシンの供給とを、間にＨ2 によるフラッシュを挟
みながらパルス的に実行する必要があり、その際各パル
スの幅は１秒以下に設定するのが好ましい。
れる切替バルブ２ａ〜２ｈは、単に流量が正確に制御で
きるのみならず、非常に高速に気相原料を切り替えるこ
とができなければならない。図１２は図１のＭＯＣＶＤ
装置を使って原子層エピタキシーを行う場合の気相原料
の切替を示す。図１２に示したように、かかる原子層エ
ピタキシーではＴＭＡやＴＭＧ等の有機金属原料の供給
とアルシンの供給とを、間にＨ2 によるフラッシュを挟
みながらパルス的に実行する必要があり、その際各パル
スの幅は１秒以下に設定するのが好ましい。
【００１３】従来よりＭＯＣＶＤ装置では、流体切替弁
あるいは流量制御弁として図１３（Ａ）に示す構成のバ
タフライ弁５が、一般的に使われている。バタフライ弁
５は、入口５ａと出口５ｂとの間に連通する弁室５ｃを
形成された弁箱を有し、弁室５ｃ中には回転軸の回りで
回動自在に板状の弁体６が設けられている。かかるバタ
フライ弁は構造が簡単で安価に形成できるものの、図１
３（Ｂ）に示すように弁開度と流量との関係が、弁開度
が非常に小さい範囲を除くと直線的でなく、このため弁
開度が２０〜３０％を超えると流量の制御が出来なくな
ってしまう問題点を有している。このため、図１１に示
すようなＭＯＣＶＤ装置のガス切替機構にバタフライ弁
を使用すると様々な問題が生じてしまう。
あるいは流量制御弁として図１３（Ａ）に示す構成のバ
タフライ弁５が、一般的に使われている。バタフライ弁
５は、入口５ａと出口５ｂとの間に連通する弁室５ｃを
形成された弁箱を有し、弁室５ｃ中には回転軸の回りで
回動自在に板状の弁体６が設けられている。かかるバタ
フライ弁は構造が簡単で安価に形成できるものの、図１
３（Ｂ）に示すように弁開度と流量との関係が、弁開度
が非常に小さい範囲を除くと直線的でなく、このため弁
開度が２０〜３０％を超えると流量の制御が出来なくな
ってしまう問題点を有している。このため、図１１に示
すようなＭＯＣＶＤ装置のガス切替機構にバタフライ弁
を使用すると様々な問題が生じてしまう。
【００１４】また、図１４（Ａ）に示すように、ガスの
流路を遮断するように仕切り板７を使用し、さらに仕切
り板７中に形成されたガス通路７ａを可動ダイアフラム
８で塞ぎ、さらに可動ダイアフラム８を空気圧で制御す
る構成の弁を使用したＭＯＣＶＤ装置が提案されてい
る。しかし、かかる弁は高速に応答はできるものの、流
量を弁開度に応じて正確に制御することはできない。ま
た、図１４（Ｂ）の特性図に示すように、空気圧により
ダイアフラム８を動かしてから実際に気相原料が流れ始
めるまでに遅れが生じる上に、切替えに伴って流量のオ
ーバーシュートが発生しやすく、このため形成される半
導体層の膜質が層と層の境界面で劣化しやすい問題点が
生じる。
流路を遮断するように仕切り板７を使用し、さらに仕切
り板７中に形成されたガス通路７ａを可動ダイアフラム
８で塞ぎ、さらに可動ダイアフラム８を空気圧で制御す
る構成の弁を使用したＭＯＣＶＤ装置が提案されてい
る。しかし、かかる弁は高速に応答はできるものの、流
量を弁開度に応じて正確に制御することはできない。ま
た、図１４（Ｂ）の特性図に示すように、空気圧により
ダイアフラム８を動かしてから実際に気相原料が流れ始
めるまでに遅れが生じる上に、切替えに伴って流量のオ
ーバーシュートが発生しやすく、このため形成される半
導体層の膜質が層と層の境界面で劣化しやすい問題点が
生じる。
【００１５】そこで、本発明は、上記の課題を解決した
新規で有用な流量制御弁、およびかかる流量制御弁を使
った半導体装置の製造装置および製造方法を提供するこ
とを概括的目的とする。
新規で有用な流量制御弁、およびかかる流量制御弁を使
った半導体装置の製造装置および製造方法を提供するこ
とを概括的目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を、
流体を導入する複数の入口と、流体を排出する単一の出
口とを有し、前記複数の入口と前記単一の出口との間を
連通し、内壁で画成された単一の流路を形成された弁箱
と、 前記流路中に、回動軸の回りで回動自在に設けら
れ、前記内壁に対応した外面により画成され、前記複数
の入口のいずれに導入された流体に対しても、これが前
記流路を通って前記出口へ通過することを阻止する弁体
と、 前記弁箱中において前記弁体と連続的に係合するよ
うに形成され、前記複数の入口相互の間における流体の
移動を阻止する隔壁手段とよりなる流体切替弁におい
て、 前記弁体の前記外面は、前記弁体の前記回動軸の回
りにおける任意の回転角において、前記流体が前記入口
から前記出口へ通過するのを阻止するような形状に形成
されており、 前記弁体は、前記外面上に、前記複数の入
口の各々に対応して形成され、各々は前記弁体を前記回
動軸の方向から見た場合に前記外面に沿って所定の弧長
にわたって延在し、対応する入口に導入された流体を前
記出口に導く通路を提供する複数の溝を形成されてお
り、 前記複数の溝の各々は、前記弁体の外面から前記外
面に対して垂直方向に測った深さと前記深さ方向に対し
て直角方向に測った幅のうちの少なくとも一方が、溝の
一方の端から他方の端に向かって変化するように形成さ
れており、 前記複数の溝は、前記弁体上において、それ
ぞれ前記複数の入口に対応するように、前記回転軸方向
上においてに相互にずらして形成されており、 前記複数
の溝は、前記流体のコンダクタンスが一定に維持される
ような形状に形成されていることを特徴とする流体切替
弁により、または 各々半導体層の原料を保持し、前記半
導体層の原料を気相原料として供給する複数の原料格納
容器と、 基板を保持し、前記基板上に半導体層を成長さ
せる反応容器と、 前記複数の原料格納容器から気相原料
を供給され、これを前記反応容器に供給する配管系と、
前記配管系に設けられ、前記複数のガスを前記反応容器
に選択的に供給する流体切替弁とを備えた半導体装置の
製造装置において、 前記流体切替弁は、 流体を導入する
複数の入口と、流体を排出する単一の出口とを有し、前
記複数の入口と前記単一の出口との間を連通し、内壁で
画成された単一の流路を形成された弁箱と、 前記流路中
に、回動軸の回りで回動自在に設けられ、前記内壁に対
応した外面により画成され、前記複数の入口のいずれに
導入された流体に対しても、これが前記流路を通って前
記出口へ通過することを阻止する弁体と、 前記弁箱中に
おいて前記弁体と連続的に係合するように形成され、前
記複数の入口相互の間における流体の移動を阻止する隔
壁手段とよりなり、 前記弁体の前記外面は、前記弁体の
前記回動軸の回りにおける任意の回転角において、前記
流体が前記入口から前記出口へ通過するのを阻止するよ
うな形状に形成されており、 前記弁体は、前記外面上
に、前記複数の入口の各々に対応して形成され、各々は
前記弁体を前記回動軸の方向から見た場合に前記外面に
沿って所定の弧長にわたって延在し、対応する入口に導
入された流体を前記出口に導く通路を提供する複数の溝
を形成されており、 前記複数の溝の各々は、断面積が溝
の一方の端から他方の端に向かって変化するように形成
されており、 前記複数の溝は、前記弁体上において、そ
れぞれ前記複数の入口に対応するように、前記回転軸方
向上においてに相互にずらして形成されており、 前記複
数の溝は、前記流体のコンダクタンスが一定に維持され
るような形状に形成されていることを特徴とする半導体
装置の製造装置により、解決する。
流体を導入する複数の入口と、流体を排出する単一の出
口とを有し、前記複数の入口と前記単一の出口との間を
連通し、内壁で画成された単一の流路を形成された弁箱
と、 前記流路中に、回動軸の回りで回動自在に設けら
れ、前記内壁に対応した外面により画成され、前記複数
の入口のいずれに導入された流体に対しても、これが前
記流路を通って前記出口へ通過することを阻止する弁体
と、 前記弁箱中において前記弁体と連続的に係合するよ
うに形成され、前記複数の入口相互の間における流体の
移動を阻止する隔壁手段とよりなる流体切替弁におい
て、 前記弁体の前記外面は、前記弁体の前記回動軸の回
りにおける任意の回転角において、前記流体が前記入口
から前記出口へ通過するのを阻止するような形状に形成
されており、 前記弁体は、前記外面上に、前記複数の入
口の各々に対応して形成され、各々は前記弁体を前記回
動軸の方向から見た場合に前記外面に沿って所定の弧長
にわたって延在し、対応する入口に導入された流体を前
記出口に導く通路を提供する複数の溝を形成されてお
り、 前記複数の溝の各々は、前記弁体の外面から前記外
面に対して垂直方向に測った深さと前記深さ方向に対し
て直角方向に測った幅のうちの少なくとも一方が、溝の
一方の端から他方の端に向かって変化するように形成さ
れており、 前記複数の溝は、前記弁体上において、それ
ぞれ前記複数の入口に対応するように、前記回転軸方向
上においてに相互にずらして形成されており、 前記複数
の溝は、前記流体のコンダクタンスが一定に維持される
ような形状に形成されていることを特徴とする流体切替
弁により、または 各々半導体層の原料を保持し、前記半
導体層の原料を気相原料として供給する複数の原料格納
容器と、 基板を保持し、前記基板上に半導体層を成長さ
せる反応容器と、 前記複数の原料格納容器から気相原料
を供給され、これを前記反応容器に供給する配管系と、
前記配管系に設けられ、前記複数のガスを前記反応容器
に選択的に供給する流体切替弁とを備えた半導体装置の
製造装置において、 前記流体切替弁は、 流体を導入する
複数の入口と、流体を排出する単一の出口とを有し、前
記複数の入口と前記単一の出口との間を連通し、内壁で
画成された単一の流路を形成された弁箱と、 前記流路中
に、回動軸の回りで回動自在に設けられ、前記内壁に対
応した外面により画成され、前記複数の入口のいずれに
導入された流体に対しても、これが前記流路を通って前
記出口へ通過することを阻止する弁体と、 前記弁箱中に
おいて前記弁体と連続的に係合するように形成され、前
記複数の入口相互の間における流体の移動を阻止する隔
壁手段とよりなり、 前記弁体の前記外面は、前記弁体の
前記回動軸の回りにおける任意の回転角において、前記
流体が前記入口から前記出口へ通過するのを阻止するよ
うな形状に形成されており、 前記弁体は、前記外面上
に、前記複数の入口の各々に対応して形成され、各々は
前記弁体を前記回動軸の方向から見た場合に前記外面に
沿って所定の弧長にわたって延在し、対応する入口に導
入された流体を前記出口に導く通路を提供する複数の溝
を形成されており、 前記複数の溝の各々は、断面積が溝
の一方の端から他方の端に向かって変化するように形成
されており、 前記複数の溝は、前記弁体上において、そ
れぞれ前記複数の入口に対応するように、前記回転軸方
向上においてに相互にずらして形成されており、 前記複
数の溝は、前記流体のコンダクタンスが一定に維持され
るような形状に形成されていることを特徴とする半導体
装置の製造装置により、解決する。
【００１７】
【作用】一般に、弁のコンダクタンスＣは弁の開口断面
積Ｓに比例し、 Ｃ∞Ｓ あるいは Ｃ＝ｃＳ と表現される。
積Ｓに比例し、 Ｃ∞Ｓ あるいは Ｃ＝ｃＳ と表現される。
【００１８】そこで、本発明の第１の特徴による流量制
御弁では、弁体上に形成された溝の開口断面積Ｓを弁体
上において一の端から他の端に向かって変化させること
により、弁のコンダクタンスＣを弁開度θの関数として
変化させることができる。その際、流体の流量Ｆは、コ
ンダクタンスＣを使って Ｆ＝Ｃ（θ）・ΔＰ と表される。ただし、ΔＰは弁の入口と出口における圧
力差を表す。そこで、例えば弁体上の溝を、回転軸方向
からみて実質的に１８０度の弧長にわたって延在するよ
うに形成し、さらに溝の断面積を一の端から他の端まで
角度θと共に直線的に変化させることにより、流体の流
量を実質的に１８０度の弁開度範囲にわたり、直線的に
変化させることが可能になる。
御弁では、弁体上に形成された溝の開口断面積Ｓを弁体
上において一の端から他の端に向かって変化させること
により、弁のコンダクタンスＣを弁開度θの関数として
変化させることができる。その際、流体の流量Ｆは、コ
ンダクタンスＣを使って Ｆ＝Ｃ（θ）・ΔＰ と表される。ただし、ΔＰは弁の入口と出口における圧
力差を表す。そこで、例えば弁体上の溝を、回転軸方向
からみて実質的に１８０度の弧長にわたって延在するよ
うに形成し、さらに溝の断面積を一の端から他の端まで
角度θと共に直線的に変化させることにより、流体の流
量を実質的に１８０度の弁開度範囲にわたり、直線的に
変化させることが可能になる。
【００１９】一方、本発明の第２の特徴による流体切替
弁では、第１の溝と第２の溝とを、第１の溝の開口断面
積Ｓ1 と第２の溝の開口断面積Ｓ2 とが、それぞれ角度
θの関数として、関係 Ｓ1 （θ）＋Ｓ2 （θ）＝ｃｏｎｓｔ を満足するように形成することにより、第１の流体と第
２の流体とを切り替える際の弁のコンダクタンスを一定
に維持することが可能になる。
弁では、第１の溝と第２の溝とを、第１の溝の開口断面
積Ｓ1 と第２の溝の開口断面積Ｓ2 とが、それぞれ角度
θの関数として、関係 Ｓ1 （θ）＋Ｓ2 （θ）＝ｃｏｎｓｔ を満足するように形成することにより、第１の流体と第
２の流体とを切り替える際の弁のコンダクタンスを一定
に維持することが可能になる。
【００２０】そこで、本発明の第１の特徴によれば、流
体の流量を制御する流量制御弁において、弁体をその回
転角に係わらず流体の通過を阻止するような形状に形成
し、さらに弁体上に前記流体の通路として作用する溝を
形成し、前記溝の形状を、その深さおよび幅について最
適化することにより、流量制御弁を通過する流体の流量
を、弁体の回転角の関数として、実質的に０％から１０
０％にわたる広い弁開度範囲にわたり、正確に、かつ高
速に制御することが可能になる。
体の流量を制御する流量制御弁において、弁体をその回
転角に係わらず流体の通過を阻止するような形状に形成
し、さらに弁体上に前記流体の通路として作用する溝を
形成し、前記溝の形状を、その深さおよび幅について最
適化することにより、流量制御弁を通過する流体の流量
を、弁体の回転角の関数として、実質的に０％から１０
０％にわたる広い弁開度範囲にわたり、正確に、かつ高
速に制御することが可能になる。
【００２１】本発明の第２の特徴によれば、流体切替弁
において、弁体をその回転角に係わらず流体の通過を阻
止するような形状に形成し、さらに弁体上に前記流体の
通路として作用する溝を、複数の入口に対応して複数形
成し、前記複数の溝の形状を、前記弁体の回動に伴って
前記複数の入口から導入された複数の流体の流量が相互
に変化するように形成し、さらに、その際弁出口から排
出される流体の流量が前記弁体の回転角に係わらず一定
に維持されるように最適化することにより、複数の流体
を切り替える際に弁のコンダクタンスを一定に維持する
ことが可能である。このため、流体の切り替えに伴い流
体の流量が不連続に変化する問題を回避することが可能
である。
において、弁体をその回転角に係わらず流体の通過を阻
止するような形状に形成し、さらに弁体上に前記流体の
通路として作用する溝を、複数の入口に対応して複数形
成し、前記複数の溝の形状を、前記弁体の回動に伴って
前記複数の入口から導入された複数の流体の流量が相互
に変化するように形成し、さらに、その際弁出口から排
出される流体の流量が前記弁体の回転角に係わらず一定
に維持されるように最適化することにより、複数の流体
を切り替える際に弁のコンダクタンスを一定に維持する
ことが可能である。このため、流体の切り替えに伴い流
体の流量が不連続に変化する問題を回避することが可能
である。
【００２２】また、本発明の第３および第４の特徴で
は、本発明の第２の特徴による流体切替弁を半導体装置
の製造に使用することにより、反応室中において基板上
に成長される半導体層の組成を変化させる際に、弁のコ
ンダクタンスが一定に維持されるため、気相原料の切り
替えに伴う膜質の変化の問題を回避することが可能にな
る。また、かかる気相原料の切替えを高速で実行するこ
とが可能になる。
は、本発明の第２の特徴による流体切替弁を半導体装置
の製造に使用することにより、反応室中において基板上
に成長される半導体層の組成を変化させる際に、弁のコ
ンダクタンスが一定に維持されるため、気相原料の切り
替えに伴う膜質の変化の問題を回避することが可能にな
る。また、かかる気相原料の切替えを高速で実行するこ
とが可能になる。
【００２３】
【実施例】図１は本発明の第１実施例による流量制御弁
１０の構成を示す断面図である。
１０の構成を示す断面図である。
【００２４】図１を参照するに、流量制御弁は、流体の
入口１５ａおよび出口１５ｂを形成された略円筒形状の
弁箱１１を有し、弁箱１１はその内部に円筒形状の流路
１４ａを、前記入口１５ａおよび出口１５ｂが流路１４
を介して連通するように形成されている。さらに、前記
円筒形状の流路１４中には球形をした弁体１３が、前記
流路１４を横断するように設けられた回動軸１２上に、
軸１２と共に回動自在に設けられている。図中、弁体１
３の回動軸１２の回りにおける回転角をθで表す。回動
軸１２は前記流路１４を半径方向に横断するように設け
られており、一端が軸受け１８により、弁箱１１上に回
動自在に保持される。また、回動軸１２の前記一端と流
路１４を隔てて対向する部分は、弁箱１１上に、シール
リング１７ａを有する軸受け１７により、回動自在に保
持される。さらに、回動軸１２はモータ１６により回動
される。
入口１５ａおよび出口１５ｂを形成された略円筒形状の
弁箱１１を有し、弁箱１１はその内部に円筒形状の流路
１４ａを、前記入口１５ａおよび出口１５ｂが流路１４
を介して連通するように形成されている。さらに、前記
円筒形状の流路１４中には球形をした弁体１３が、前記
流路１４を横断するように設けられた回動軸１２上に、
軸１２と共に回動自在に設けられている。図中、弁体１
３の回動軸１２の回りにおける回転角をθで表す。回動
軸１２は前記流路１４を半径方向に横断するように設け
られており、一端が軸受け１８により、弁箱１１上に回
動自在に保持される。また、回動軸１２の前記一端と流
路１４を隔てて対向する部分は、弁箱１１上に、シール
リング１７ａを有する軸受け１７により、回動自在に保
持される。さらに、回動軸１２はモータ１６により回動
される。
【００２５】回動軸１２上に一体的に保持された球形の
弁体１３は円筒形の流路１４の半径に対応する半径を有
し、このため、流路１４の表面は弁体１３の球状表面
と、弁体１３の回転角θの値に関わらず、連続的に係合
し、弁体１３は入口１５ａに導入された流体が、流路１
４を出口１５ｂへと通過するのを阻止する。換言する
と、弁体１３の球状表面は流路１４の円筒形表面に対し
て気密シールを形成する。
弁体１３は円筒形の流路１４の半径に対応する半径を有
し、このため、流路１４の表面は弁体１３の球状表面
と、弁体１３の回転角θの値に関わらず、連続的に係合
し、弁体１３は入口１５ａに導入された流体が、流路１
４を出口１５ｂへと通過するのを阻止する。換言する
と、弁体１３の球状表面は流路１４の円筒形表面に対し
て気密シールを形成する。
【００２６】さらに、弁体１３の球状表面上には、回転
軸１２の方向から見て実質的に１８０度よりもわずかに
小さい角度にわたって延在するように、溝１３ａが形成
されている。このため弁体１３の回転角θが０度の場合
に弁は流体の通過を阻止し、角度θが０度を超えると弁
を通って流体が流れ始める。弁体１３の回転角θに対応
して弁を通過する流体の流量を制御するため、弁体１３
に形成された溝１３ａは、その断面積が一の端から他の
端に向かって連続的に変化するように形成されている。
図示の例では、溝１３ａの幅Ｗおよび深さＤが前記一の
端から前記他の端に向かって変化している。
軸１２の方向から見て実質的に１８０度よりもわずかに
小さい角度にわたって延在するように、溝１３ａが形成
されている。このため弁体１３の回転角θが０度の場合
に弁は流体の通過を阻止し、角度θが０度を超えると弁
を通って流体が流れ始める。弁体１３の回転角θに対応
して弁を通過する流体の流量を制御するため、弁体１３
に形成された溝１３ａは、その断面積が一の端から他の
端に向かって連続的に変化するように形成されている。
図示の例では、溝１３ａの幅Ｗおよび深さＤが前記一の
端から前記他の端に向かって変化している。
【００２７】溝１３ａの回転軸１２の方向から見た弧長
は、必要に応じて１８０度よりも小さくあるいは大きく
設定してもよい。溝１３ａの弧長を１８０度よりも大き
く設定すると、全ての弁開度において流体が流量制御弁
を流れる。換言すると、かかる流量制御弁は常時流体を
流す。一方、溝１３ａの弧長が１８０度よりも実質的に
小さい場合には、弁体１３の回転角θが所定値を超えて
始めて流体が弁を流れ始める。
は、必要に応じて１８０度よりも小さくあるいは大きく
設定してもよい。溝１３ａの弧長を１８０度よりも大き
く設定すると、全ての弁開度において流体が流量制御弁
を流れる。換言すると、かかる流量制御弁は常時流体を
流す。一方、溝１３ａの弧長が１８０度よりも実質的に
小さい場合には、弁体１３の回転角θが所定値を超えて
始めて流体が弁を流れ始める。
【００２８】図２（Ａ）〜２（Ｃ）は図５の弁１０の動
作を三つの異なった状態について示したもので、図２
（Ａ）〜２（Ｃ）の各々において、左側の図は回動軸１
２の方向から見た断面図を、また右側の図は弁１０を出
口１５ｂの側から見た断面図を示す。いずれの断面図
も、球形の弁体１３の中心を通る切断面を示している。
作を三つの異なった状態について示したもので、図２
（Ａ）〜２（Ｃ）の各々において、左側の図は回動軸１
２の方向から見た断面図を、また右側の図は弁１０を出
口１５ｂの側から見た断面図を示す。いずれの断面図
も、球形の弁体１３の中心を通る切断面を示している。
【００２９】図２（Ａ）を参照するに、弁体１３の回転
角θはゼロで、弁体１３は流路１４を完全に遮断してい
る。この状態では図中に矢印で示す入口１５ａから導入
された流体は、弁体１３により完全に阻止される。すな
わち、図２（Ａ）は弁開度が０％の状態を表している。
角θはゼロで、弁体１３は流路１４を完全に遮断してい
る。この状態では図中に矢印で示す入口１５ａから導入
された流体は、弁体１３により完全に阻止される。すな
わち、図２（Ａ）は弁開度が０％の状態を表している。
【００３０】図２（Ａ）の状態から図２（Ｂ）に示すよ
うに弁体１３を時計回り方向に角度θだけ回動させる
と、右側の断面図に示すように、溝１３ａに対応して流
体の通路が開き、入口１５ａに導入された流体は溝１３
ａを通って矢印で示すように出口１５ｂに流れ始める。
さらに弁体１３を回転させて角度θを増加させると、図
２（Ｂ）の右の断面図に破線で示したように溝１３ａに
より形成された流体通路の断面積が徐々に増大し、これ
に伴って弁１０を通って流れる流体の流量も増加する。
うに弁体１３を時計回り方向に角度θだけ回動させる
と、右側の断面図に示すように、溝１３ａに対応して流
体の通路が開き、入口１５ａに導入された流体は溝１３
ａを通って矢印で示すように出口１５ｂに流れ始める。
さらに弁体１３を回転させて角度θを増加させると、図
２（Ｂ）の右の断面図に破線で示したように溝１３ａに
より形成された流体通路の断面積が徐々に増大し、これ
に伴って弁１０を通って流れる流体の流量も増加する。
【００３１】図２（Ｃ）は溝１３ａにより形成される流
体の通路の断面積が最大になっている状態を表してお
り、この状態に対応する弁体１３の回転角θをθmax で
表す。弁体１３の回転角θが角度θmax を超えると弁１
０を通る流体の流量は急速に減少し、角度θが１８０度
に達すると流体の通過は完全に遮断される。弁体１３の
回転角θがθmax において弁開度は１００％になる。
体の通路の断面積が最大になっている状態を表してお
り、この状態に対応する弁体１３の回転角θをθmax で
表す。弁体１３の回転角θが角度θmax を超えると弁１
０を通る流体の流量は急速に減少し、角度θが１８０度
に達すると流体の通過は完全に遮断される。弁体１３の
回転角θがθmax において弁開度は１００％になる。
【００３２】図３は図１の弁１０をＣＶＤ装置の反応室
を排気するのに使用した場合の弁開度と反応室中の圧力
との関係を表すグラフである。図３中、実線は図１の弁
１０により得られる関係を示し、０％から１００％の弁
開度範囲において、反応室中の圧力が弁開度と共に直線
的に減少するのがわかる。これは、本発明の流量制御弁
が、０％から１００％の弁開度範囲において、流量を弁
開度と共に直線的に変化させることが可能であることを
示している。これに対し、従来のバタフライ弁を使った
場合には、４０％程度の弁開度までは圧力が弁開度とと
もに変化するものの、弁開度がそれを超えると反応室中
の圧力は殆ど変化しなくなることがわかる。これは、明
らかに図１３（Ｂ）で説明した関係に対応している。
を排気するのに使用した場合の弁開度と反応室中の圧力
との関係を表すグラフである。図３中、実線は図１の弁
１０により得られる関係を示し、０％から１００％の弁
開度範囲において、反応室中の圧力が弁開度と共に直線
的に減少するのがわかる。これは、本発明の流量制御弁
が、０％から１００％の弁開度範囲において、流量を弁
開度と共に直線的に変化させることが可能であることを
示している。これに対し、従来のバタフライ弁を使った
場合には、４０％程度の弁開度までは圧力が弁開度とと
もに変化するものの、弁開度がそれを超えると反応室中
の圧力は殆ど変化しなくなることがわかる。これは、明
らかに図１３（Ｂ）で説明した関係に対応している。
【００３３】また、図３に破線で示すように、本発明で
は、溝１３ａの幅Ｗおよび深さＤの角度θに対する分布
を変化させることにより、流量と弁開度の関係を直線以
外の関係に設定することも可能である。
は、溝１３ａの幅Ｗおよび深さＤの角度θに対する分布
を変化させることにより、流量と弁開度の関係を直線以
外の関係に設定することも可能である。
【００３４】図４は本発明の第２実施例による流量制御
弁２０の構成を示す。図中、先に説明した部分は同一の
参照符号を付し、その説明を省略する。
弁２０の構成を示す。図中、先に説明した部分は同一の
参照符号を付し、その説明を省略する。
【００３５】図４の実施例では、弁箱１１中に形成され
る流体の流路２４を、第１実施例の場合の円筒形状に対
して矩形形状に形成している。これに伴い、弁体１３の
代わりに回動軸１２上に軸１２と共に回動自在に取り付
けられた円筒形の弁体２３が使用される。先の実施例の
場合と同じく、弁体２３の円筒面が弁箱１１中の流路２
４の内壁面に係合し、その結果入口１５ａから出口１５
ｂへの流路２４を通る流体の流れが弁体２３により阻止
される。弁体２３の両端面は流路２４を形成する内壁面
とシールリング２６により摺動係合する。弁体２３上に
は溝１３ａが形成され、溝１３ａは第１実施例の場合と
同様に断面積が可変な流体の通路を形成する。本実施例
のその他の特徴は第１実施例のものと実質的に同一であ
り、説明を省略する。
る流体の流路２４を、第１実施例の場合の円筒形状に対
して矩形形状に形成している。これに伴い、弁体１３の
代わりに回動軸１２上に軸１２と共に回動自在に取り付
けられた円筒形の弁体２３が使用される。先の実施例の
場合と同じく、弁体２３の円筒面が弁箱１１中の流路２
４の内壁面に係合し、その結果入口１５ａから出口１５
ｂへの流路２４を通る流体の流れが弁体２３により阻止
される。弁体２３の両端面は流路２４を形成する内壁面
とシールリング２６により摺動係合する。弁体２３上に
は溝１３ａが形成され、溝１３ａは第１実施例の場合と
同様に断面積が可変な流体の通路を形成する。本実施例
のその他の特徴は第１実施例のものと実質的に同一であ
り、説明を省略する。
【００３６】図５は本発明の第３実施例による流量制御
弁３０の構成を示す。図中、先に説明した部分は同一の
参照符号を付し、その説明を省略する。
弁３０の構成を示す。図中、先に説明した部分は同一の
参照符号を付し、その説明を省略する。
【００３７】本実施例では、弁箱１１中に三角形状の断
面を有する流路３４が形成され、球状の弁体１３の代わ
りに円錐形状の弁体３３が、弁体３３の錐面が流路３４
の斜面３４ａと係合するように設けられる。弁体３３は
軸１２上に回動自在に保持され、前記錐面上には流体の
通路を形成する溝１３ａが形成されている。この実施例
においても、弁体３３は流路３４と係合して入口１５ａ
から出口１５ｂへの流体の通過を阻止し、流体は前記溝
１３ａを通って流れる。その際、弁体３３を回動させる
ことにより、弁３０を流れる流体の流量を、弁体３３の
回転角の関数として、正確に制御することが可能にな
る。
面を有する流路３４が形成され、球状の弁体１３の代わ
りに円錐形状の弁体３３が、弁体３３の錐面が流路３４
の斜面３４ａと係合するように設けられる。弁体３３は
軸１２上に回動自在に保持され、前記錐面上には流体の
通路を形成する溝１３ａが形成されている。この実施例
においても、弁体３３は流路３４と係合して入口１５ａ
から出口１５ｂへの流体の通過を阻止し、流体は前記溝
１３ａを通って流れる。その際、弁体３３を回動させる
ことにより、弁３０を流れる流体の流量を、弁体３３の
回転角の関数として、正確に制御することが可能にな
る。
【００３８】次に、本発明の第４実施例による流体切替
弁４０を、図６（Ａ），６（Ｂ）を参照しながら説明す
る。ここで、図６（Ａ）は弁４０の垂直断面図を、また
図６（Ｂ）は水平断面図を示す。
弁４０を、図６（Ａ），６（Ｂ）を参照しながら説明す
る。ここで、図６（Ａ）は弁４０の垂直断面図を、また
図６（Ｂ）は水平断面図を示す。
【００３９】図６（Ａ）を参照するに、流体切替弁４０
は矩形形状の弁箱４１を有し、弁箱４１中には内壁４１
ａで画成された矩形の空間４１ｂが形成されている。さ
らに、弁箱４１の第１の側には空間４１ｂと連通し第１
の流体を導入する第１の入口４２ａと、空間４１ｂと連
通し第２の流体を導入する第２の入口４２ｂとが形成さ
れ、また弁箱４１の前記第１の側に対向する第２の側に
は、空間４１ｂと連通し流体を排出する出口４３が形成
されている。前記空間４１ｂは前記第１の側から第２の
側を見た場合に矩形断面形状を有し、これに対応して円
筒形状を有する弁体４４が前記空間４１ｂ中に、円筒の
軸が上下に延在するように設けられる。その際、前記上
下に延在する円筒軸に一致するように回動軸４８が設け
られ、弁体４４は前記回動軸４８上に、軸４８と一体的
に、弁箱４１に対して回動自在に設けられる。弁体４４
はその際空間４１ｂの内壁４１ａと係合して前記第１の
入口４２ａあるいは第２の入口４２ｂから前記出口４３
に到る流体の流れを阻止する。換言すると、弁体４４は
空間４１ｂに対して気密シールを形成する。図６（Ａ）
の垂直断面図よりわかるように、回動軸４８は弁箱４１
上に軸受け４５、４６により回動自在に保持され、弁体
４４の上下端面が対応する弁箱４１中の内壁と、シール
リング４７を介して摺動係合している。回動軸４８はモ
ータ４９により回動される。一方、図６（Ｂ）の水平断
面図よりわかるように、円筒形状の弁体４４の側面が弁
箱４１中の空間４１ｂの内壁に摺動係合する。
は矩形形状の弁箱４１を有し、弁箱４１中には内壁４１
ａで画成された矩形の空間４１ｂが形成されている。さ
らに、弁箱４１の第１の側には空間４１ｂと連通し第１
の流体を導入する第１の入口４２ａと、空間４１ｂと連
通し第２の流体を導入する第２の入口４２ｂとが形成さ
れ、また弁箱４１の前記第１の側に対向する第２の側に
は、空間４１ｂと連通し流体を排出する出口４３が形成
されている。前記空間４１ｂは前記第１の側から第２の
側を見た場合に矩形断面形状を有し、これに対応して円
筒形状を有する弁体４４が前記空間４１ｂ中に、円筒の
軸が上下に延在するように設けられる。その際、前記上
下に延在する円筒軸に一致するように回動軸４８が設け
られ、弁体４４は前記回動軸４８上に、軸４８と一体的
に、弁箱４１に対して回動自在に設けられる。弁体４４
はその際空間４１ｂの内壁４１ａと係合して前記第１の
入口４２ａあるいは第２の入口４２ｂから前記出口４３
に到る流体の流れを阻止する。換言すると、弁体４４は
空間４１ｂに対して気密シールを形成する。図６（Ａ）
の垂直断面図よりわかるように、回動軸４８は弁箱４１
上に軸受け４５、４６により回動自在に保持され、弁体
４４の上下端面が対応する弁箱４１中の内壁と、シール
リング４７を介して摺動係合している。回動軸４８はモ
ータ４９により回動される。一方、図６（Ｂ）の水平断
面図よりわかるように、円筒形状の弁体４４の側面が弁
箱４１中の空間４１ｂの内壁に摺動係合する。
【００４０】図６（Ａ）の断面図よりわかるように、第
１の入口４２ａと第２の入口４２ｂとは、弁箱４１の第
１の側に上下に整列するように設けられ、前記第１の入
口４２ａと前記第２の入口４２ｂとの間には隔壁４２ｃ
が、弁体４４の側面と係合するように形成される。前記
隔壁４２ｃは前記弁体４４の側面と係合する半円形のカ
ットアウトを形成されており、前記カットアウトに対応
してシールリング４２ｄが設けられる。シールリング４
２ｄは第１の入口４２ａと第２の入口４２ｂとの間を、
弁体４４に係合することにより気密シールする。
１の入口４２ａと第２の入口４２ｂとは、弁箱４１の第
１の側に上下に整列するように設けられ、前記第１の入
口４２ａと前記第２の入口４２ｂとの間には隔壁４２ｃ
が、弁体４４の側面と係合するように形成される。前記
隔壁４２ｃは前記弁体４４の側面と係合する半円形のカ
ットアウトを形成されており、前記カットアウトに対応
してシールリング４２ｄが設けられる。シールリング４
２ｄは第１の入口４２ａと第２の入口４２ｂとの間を、
弁体４４に係合することにより気密シールする。
【００４１】前記弁体４４の側面には、前記第１の入口
４２ａおよび第２の入口４２ｂに対応して一対の溝４４
ａ，４４ｂが形成されている。図６（Ａ）の垂直断面図
よりわかるように、溝４４ｂは入口４２ｂに対応して弁
体４４の軸方向上下側に、また溝４４ａは入口４２ａに
対応して弁体４４の軸方向上上側に形成され、上下方向
に一定の幅Ｗを有している。
４２ａおよび第２の入口４２ｂに対応して一対の溝４４
ａ，４４ｂが形成されている。図６（Ａ）の垂直断面図
よりわかるように、溝４４ｂは入口４２ｂに対応して弁
体４４の軸方向上下側に、また溝４４ａは入口４２ａに
対応して弁体４４の軸方向上上側に形成され、上下方向
に一定の幅Ｗを有している。
【００４２】一方、図６（Ｂ）に示すように、溝４４ａ
および４４ｂはいずれも、円筒形状の弁体４４上に円筒
の中心軸に一致するように設定された円筒座標系におい
て、弁体４４の側面から半径方向に向かって測った深さ
Ｄが、偏角θと共に増大するように形成されており、偏
角θが９０度において深さＤは最大になる。しかも、溝
４４ａと溝４４ｂで、偏角θの原点が９０度ずらされて
いる。換言すると、溝４４ａと溝４４ｂは相互に９０度
ずれて形成されている。さらに、溝４４ａと４４ｂとは
上下および左右に対称的に形成されており、このため、
溝４４ａは折返点Ｘにおいて上下に折り返されて数字
「８」に類似した形状を有する。同様に溝４４ｂは左右
に折り返されて同じく数字「８」に類似した形状を有す
る。図６（Ｂ）の状態では溝４４ａは入口４２ａが設け
られた第１の側と出口４３が設けられた第２の側とを連
通し、このため入り口４２ａに導入された流体は、矢印
で示すように溝４４ａを通って出口４３に流れる。図６
（Ｂ）において、ハッチングを施した部分４４ｃは弁体
４４自体の断面を示す。従って、流体は部分４４ｃを迂
回して流れる。一方、図６（Ｂ）の状態では溝４４ｂは
第１の側と第２の側とを連通せず、このため第２の入口
４２ｂに導入された流体は弁体４４により阻止される。
および４４ｂはいずれも、円筒形状の弁体４４上に円筒
の中心軸に一致するように設定された円筒座標系におい
て、弁体４４の側面から半径方向に向かって測った深さ
Ｄが、偏角θと共に増大するように形成されており、偏
角θが９０度において深さＤは最大になる。しかも、溝
４４ａと溝４４ｂで、偏角θの原点が９０度ずらされて
いる。換言すると、溝４４ａと溝４４ｂは相互に９０度
ずれて形成されている。さらに、溝４４ａと４４ｂとは
上下および左右に対称的に形成されており、このため、
溝４４ａは折返点Ｘにおいて上下に折り返されて数字
「８」に類似した形状を有する。同様に溝４４ｂは左右
に折り返されて同じく数字「８」に類似した形状を有す
る。図６（Ｂ）の状態では溝４４ａは入口４２ａが設け
られた第１の側と出口４３が設けられた第２の側とを連
通し、このため入り口４２ａに導入された流体は、矢印
で示すように溝４４ａを通って出口４３に流れる。図６
（Ｂ）において、ハッチングを施した部分４４ｃは弁体
４４自体の断面を示す。従って、流体は部分４４ｃを迂
回して流れる。一方、図６（Ｂ）の状態では溝４４ｂは
第１の側と第２の側とを連通せず、このため第２の入口
４２ｂに導入された流体は弁体４４により阻止される。
【００４３】以下、流体切替弁４０の動作を図７
（Ａ），７（Ｂ）および図８（Ｃ），８（Ｄ）を参照し
ながら説明する。図中、右側の図は溝４４ａの状態を示
し、左側の図は溝４４ｂの状態を示す。
（Ａ），７（Ｂ）および図８（Ｃ），８（Ｄ）を参照し
ながら説明する。図中、右側の図は溝４４ａの状態を示
し、左側の図は溝４４ｂの状態を示す。
【００４４】図７（Ａ）は図６（Ｂ）に対応する状態を
表し、溝４４ａを通る第１の流体の流量は、溝４４ａの
断面積Ｓ1 が最大であるのに対応して最大となる。これ
に対し、溝４４ｂを通る第２の流体の流れは、溝４４ｂ
の断面積Ｓ2 がゼロであるため、弁体４４により阻止さ
れる。図７（Ａ）の状態から弁体４４が時計回り方向に
回動し、図７（Ｂ）の状態になると、溝４４ａの断面積
Ｓ1 は減少するのに対し、溝４４ｂの断面積Ｓ2 は増大
する。これに対応して、溝４４ａを通る第１の流体の流
量は減少するのに対し、溝４４ｂを通る第２の流体の流
量は増加する。弁体４４がさらに時計方向に回動して図
８（Ｃ）の状態になると、溝４４ａの断面積Ｓ1 はさら
に減少するのに対し、溝４４ｂの断面積Ｓ2 はさらに増
加する。その結果、溝４４ａを通る第１の流体の流量は
さらに減少するのに対し、溝４４ｂを通る第２の流体の
流量はさらに増加する。弁体４４がさらに回動して、図
８（Ｄ）に示すように図７（Ａ）の状態に対して９０度
回動した状態になると、溝４４ａの断面積Ｓ1 はゼロと
なり、第１の流体の流れは弁体４４により完全に阻止さ
れる。一方、溝４４ｂの断面積Ｓ2 は最大になり、溝４
４ｂを通る第２の流体の流量が最大になる。
表し、溝４４ａを通る第１の流体の流量は、溝４４ａの
断面積Ｓ1 が最大であるのに対応して最大となる。これ
に対し、溝４４ｂを通る第２の流体の流れは、溝４４ｂ
の断面積Ｓ2 がゼロであるため、弁体４４により阻止さ
れる。図７（Ａ）の状態から弁体４４が時計回り方向に
回動し、図７（Ｂ）の状態になると、溝４４ａの断面積
Ｓ1 は減少するのに対し、溝４４ｂの断面積Ｓ2 は増大
する。これに対応して、溝４４ａを通る第１の流体の流
量は減少するのに対し、溝４４ｂを通る第２の流体の流
量は増加する。弁体４４がさらに時計方向に回動して図
８（Ｃ）の状態になると、溝４４ａの断面積Ｓ1 はさら
に減少するのに対し、溝４４ｂの断面積Ｓ2 はさらに増
加する。その結果、溝４４ａを通る第１の流体の流量は
さらに減少するのに対し、溝４４ｂを通る第２の流体の
流量はさらに増加する。弁体４４がさらに回動して、図
８（Ｄ）に示すように図７（Ａ）の状態に対して９０度
回動した状態になると、溝４４ａの断面積Ｓ1 はゼロと
なり、第１の流体の流れは弁体４４により完全に阻止さ
れる。一方、溝４４ｂの断面積Ｓ2 は最大になり、溝４
４ｂを通る第２の流体の流量が最大になる。
【００４５】本実施例による流体切替弁４０は、入口４
２ａおよび４２ｂに導入された第１の流体と第２の流体
を、混合比を制御しながら混合し、その結果得られた流
体を出口から排出するように作用する。その第、弁体４
０を９０度回動させると、出口から得られる流体を、第
１の流体から第２の流体に、あるいは第２の流体から第
１の流体に、完全に切り替えることが可能になる。本実
施例による切替弁４０では、流体を切り替える途中の中
間的な状態においても混合比を正確に制御することがで
き、このため、切替弁４０を図１１で説明したようなＭ
ＯＣＶＤ装置の流体切替弁２ａ〜２ｈに使用した場合
に、使用する気相原料を切り替える際に半導体層に望ま
しくない膜質の変化が生じるのを回避することが可能に
なる。
２ａおよび４２ｂに導入された第１の流体と第２の流体
を、混合比を制御しながら混合し、その結果得られた流
体を出口から排出するように作用する。その第、弁体４
０を９０度回動させると、出口から得られる流体を、第
１の流体から第２の流体に、あるいは第２の流体から第
１の流体に、完全に切り替えることが可能になる。本実
施例による切替弁４０では、流体を切り替える途中の中
間的な状態においても混合比を正確に制御することがで
き、このため、切替弁４０を図１１で説明したようなＭ
ＯＣＶＤ装置の流体切替弁２ａ〜２ｈに使用した場合
に、使用する気相原料を切り替える際に半導体層に望ま
しくない膜質の変化が生じるのを回避することが可能に
なる。
【００４６】特に、溝４４ａおよび４４ｂの深さＤを、
偏角θの関数として、断面積Ｓ1 とＳ2 との和が一定に
なるように設定しておくと（Ｓ1 （θ）＋Ｓ2 （θ）＝
ｃｏｎｓｔ）、出口４３から排出される流体の流量を、
切替えの前後のみならず途中においても一定に制御する
ことが可能になり、精度の高い半導体層の組成制御が可
能になる。
偏角θの関数として、断面積Ｓ1 とＳ2 との和が一定に
なるように設定しておくと（Ｓ1 （θ）＋Ｓ2 （θ）＝
ｃｏｎｓｔ）、出口４３から排出される流体の流量を、
切替えの前後のみならず途中においても一定に制御する
ことが可能になり、精度の高い半導体層の組成制御が可
能になる。
【００４７】図９は本実施例による流体切替弁４０を使
用することにより、ＭＯＣＶＤ装置において反応室に導
入されるガスを気相原料と不活性ガスとの間で切り替え
る構成を示す。
用することにより、ＭＯＣＶＤ装置において反応室に導
入されるガスを気相原料と不活性ガスとの間で切り替え
る構成を示す。
【００４８】図９を参照するに、ＭＯＣＶＤ装置は真空
ポンプ５４により排気される反応室５０を有し、反応室
５０には気相原料および不活性ガスが、それぞれマスフ
ローコントローラ５１ａおよび５１ｂを通った後、切替
弁４０を介して選択的に供給される。図示の例では、気
相原料が切替弁４０の入口４２ａに供給され、不活性ガ
スが入口４２ｂに供給される。また、切替弁４０を通っ
たガスは、出口４３から反応室５０に導入される。反応
室５０は真空ポンプ５４により排気され、その際先に図
１で説明した構成の流量制御弁５３が反応室と真空ポン
プ５４との間に設けられ、反応室５０中の圧力を制御す
る。さらに、反応室５０には、圧力を感知する真空計５
２が設けられ、真空計５２の出力にもとづいて流量制御
弁５３が制御され、反応室５０の圧力が一定に維持され
る。かかる構成では、ガスの切り替えに伴う反応室の圧
力変動を大幅に軽減することが可能になる。
ポンプ５４により排気される反応室５０を有し、反応室
５０には気相原料および不活性ガスが、それぞれマスフ
ローコントローラ５１ａおよび５１ｂを通った後、切替
弁４０を介して選択的に供給される。図示の例では、気
相原料が切替弁４０の入口４２ａに供給され、不活性ガ
スが入口４２ｂに供給される。また、切替弁４０を通っ
たガスは、出口４３から反応室５０に導入される。反応
室５０は真空ポンプ５４により排気され、その際先に図
１で説明した構成の流量制御弁５３が反応室と真空ポン
プ５４との間に設けられ、反応室５０中の圧力を制御す
る。さらに、反応室５０には、圧力を感知する真空計５
２が設けられ、真空計５２の出力にもとづいて流量制御
弁５３が制御され、反応室５０の圧力が一定に維持され
る。かかる構成では、ガスの切り替えに伴う反応室の圧
力変動を大幅に軽減することが可能になる。
【００４９】また、流体切替弁４０を多数使用し、多数
のガスを切り替えて反応室に供給することも考えられ
る。図１０はかかる構成を示し、複数の流体切替弁４０
を使ってガスＡ〜ガスＤおよび不活性ガスを切り替えて
反応室に供給する。その際、複数の流体切替弁を単一の
制御装置６０で制御するように構成できる。例えば、各
々の流体切替弁４０で共通の回動軸１２を使用し、単一
のモータ４９で駆動するように構成することができる。
のガスを切り替えて反応室に供給することも考えられ
る。図１０はかかる構成を示し、複数の流体切替弁４０
を使ってガスＡ〜ガスＤおよび不活性ガスを切り替えて
反応室に供給する。その際、複数の流体切替弁を単一の
制御装置６０で制御するように構成できる。例えば、各
々の流体切替弁４０で共通の回動軸１２を使用し、単一
のモータ４９で駆動するように構成することができる。
【００５０】本発明による流体切替弁４０は図１１に説
明したＭＯＣＶＤ装置の切替弁２ａ〜２ｈとして使用す
ると、反応室１における、ガスの切替に伴う圧力変動を
最小化することが可能になる。
明したＭＯＣＶＤ装置の切替弁２ａ〜２ｈとして使用す
ると、反応室１における、ガスの切替に伴う圧力変動を
最小化することが可能になる。
【００５１】図２（Ｂ）の構成において、溝４４ａ，４
４ｂは、部分４４ｃの両側に対称に設ける必要は必ずし
もなく、一方にのみ設けてもよい。また、溝４４ａ，４
４ｂとして、図１の弁１０で使用した溝１３ａと類似し
た形状の溝を、１８０度の弧長かわりに９０度あるいは
その他の適当なの弧長にわたり延在するように形成して
もよい。
４ｂは、部分４４ｃの両側に対称に設ける必要は必ずし
もなく、一方にのみ設けてもよい。また、溝４４ａ，４
４ｂとして、図１の弁１０で使用した溝１３ａと類似し
た形状の溝を、１８０度の弧長かわりに９０度あるいは
その他の適当なの弧長にわたり延在するように形成して
もよい。
【００５２】本発明は上記の実施例に限定されるもので
はなく、本発明の要旨内において様々な変形・変更が可
能である。
はなく、本発明の要旨内において様々な変形・変更が可
能である。
【００５３】
【発明の効果】本発明によれば、流体切替弁において、
弁体をその回転角に係わらず流体の通過を阻止するよう
な形状に形成し、さらに弁体上に前記流体の通路として
作用する溝を、複数の入口に対応して複数形成し、前記
複数の溝の形状を、前記弁体の回動に伴って前記複数の
入口から導入された複数の流体の流量が相互に変化する
ように形成し、さらに、その際弁出口から排出される流
体の流量が前記弁体の回転角に係わらず一定に維持され
るように最適化することにより、複数の流体を切り替え
る際に弁のコンダクタンスを一定に維持することが可能
である。このため、流体の切り替えに伴い流体の流量が
不連続に変化する問題を回避することが可能である。 ま
た、本発明の特徴による流体切替弁を半導体装置の製造
に使用することにより、反応室中において基板上に成長
される半導体層の組成を変化させる際に、弁のコンダク
タンスが一定に維持されるため、気相原料の切替に伴う
膜質の変化の問題を回避することが可能になる。また、
かかる気相原料の切替を高速で実行することが可能にな
る。
弁体をその回転角に係わらず流体の通過を阻止するよう
な形状に形成し、さらに弁体上に前記流体の通路として
作用する溝を、複数の入口に対応して複数形成し、前記
複数の溝の形状を、前記弁体の回動に伴って前記複数の
入口から導入された複数の流体の流量が相互に変化する
ように形成し、さらに、その際弁出口から排出される流
体の流量が前記弁体の回転角に係わらず一定に維持され
るように最適化することにより、複数の流体を切り替え
る際に弁のコンダクタンスを一定に維持することが可能
である。このため、流体の切り替えに伴い流体の流量が
不連続に変化する問題を回避することが可能である。 ま
た、本発明の特徴による流体切替弁を半導体装置の製造
に使用することにより、反応室中において基板上に成長
される半導体層の組成を変化させる際に、弁のコンダク
タンスが一定に維持されるため、気相原料の切替に伴う
膜質の変化の問題を回避することが可能になる。また、
かかる気相原料の切替を高速で実行することが可能にな
る。
【００５４】より具体的には、流体切替弁において、弁
体をその回転角に係わらず流体の通過を阻止するような
形状に形成し、さらに弁体上に前記流体の通路として作
用する溝を、複数の入口に対応して複数形成し、前記複
数の溝の形状を、前記弁体の回動に伴って前記複数の入
口から導入された複数の流体の流量が相互に変化するよ
うに形成し、さらに、その際弁出口から排出される流体
の流量が前記弁体の回転角に係わらず一定に維持される
ように最適化することにより、複数の流体を切り替える
際に弁のコンダクタンスを一定に維持することが可能で
ある。このため、流体の切り替えに伴い流体の流量が不
連続に変化する問題を回避することが可能である。
体をその回転角に係わらず流体の通過を阻止するような
形状に形成し、さらに弁体上に前記流体の通路として作
用する溝を、複数の入口に対応して複数形成し、前記複
数の溝の形状を、前記弁体の回動に伴って前記複数の入
口から導入された複数の流体の流量が相互に変化するよ
うに形成し、さらに、その際弁出口から排出される流体
の流量が前記弁体の回転角に係わらず一定に維持される
ように最適化することにより、複数の流体を切り替える
際に弁のコンダクタンスを一定に維持することが可能で
ある。このため、流体の切り替えに伴い流体の流量が不
連続に変化する問題を回避することが可能である。
【００５５】また、本発明の流体切替弁を半導体装置の
製造に使用することにより、反応室中において基板上に
成長される半導体層の組成を変化させる際に、弁のコン
ダクタンスが一定に維持されるため、気相原料の切り替
えに伴う膜質の変化の問題を回避することが可能にな
る。また、かかる気相原料の切替えを高速で実行するこ
とが可能になる。
製造に使用することにより、反応室中において基板上に
成長される半導体層の組成を変化させる際に、弁のコン
ダクタンスが一定に維持されるため、気相原料の切り替
えに伴う膜質の変化の問題を回避することが可能にな
る。また、かかる気相原料の切替えを高速で実行するこ
とが可能になる。
【図１】本発明の第１実施例による流量制御弁の構成を
示す図である。
示す図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は図１の弁の弁開度と開口断面
の関係を説明する図である。
の関係を説明する図である。
【図３】図１の弁における弁開度と圧力の関係を、バタ
フライ弁と比較して示す図である。
フライ弁と比較して示す図である。
【図４】本発明の第２実施例による流量制御弁の構成を
示す図である。
示す図である。
【図５】本発明の第３実施例による流量制御弁の構成を
示す図である。
示す図である。
【図６】（Ａ），（Ｂ）は本発明の第４実施例による流
体切替弁の構成を示す図である。
体切替弁の構成を示す図である。
【図７】（Ａ），（Ｂ）は本発明の第４実施例による流
体切替弁の動作を説明する図である。
体切替弁の動作を説明する図である。
【図８】（Ｃ），（Ｄ）は本発明の第４実施例による流
体切替弁の動作を説明する別の図である。
体切替弁の動作を説明する別の図である。
【図９】本発明による流体切替弁および流量制御弁を使
ったＭＯＣＶＤ装置の構成を示す図である。
ったＭＯＣＶＤ装置の構成を示す図である。
【図１０】本発明による流体切替弁を使った別のＭＯＣ
ＶＤ装置の一部分の構成を示す図である。
ＶＤ装置の一部分の構成を示す図である。
【図１１】従来のＭＯＣＶＤ装置の構成を示す図であ
る。
る。
【図１２】従来のＭＯＣＶＤ装置における原料ガスの切
替の例を示す図である。
替の例を示す図である。
【図１３】（Ａ），（Ｂ）は従来のＭＯＣＶＤ装置で使
われているバタフライ弁の構成およびそのコンダクタン
ス特性を示す図である。
われているバタフライ弁の構成およびそのコンダクタン
ス特性を示す図である。
【図１４】（Ａ），（Ｂ）は従来のＭＯＣＶＤ装置で使
われている空気圧作動弁の構成およびそのコンダクタン
ス特性を示す図である。
われている空気圧作動弁の構成およびそのコンダクタン
ス特性を示す図である。
１ 反応室
２ ガス切替機構
２ａ〜２ｈ 流体切替弁
３ スクラバ
４ 気相原料供給装置
４ａ〜４ｃ バブラ
４ｄ，４ｅ ガスシリンダ
５ バタフライ弁
５ａ 入口
５ｂ 出口
６ 弁体
７ 空気圧作動弁
７ａ 流体通路
８ ダイアフラム
１０ 流量制御弁
１１ 弁箱
１２ 回動軸
１３，２３，３３ 弁体
１３ａ 溝
１４，２４，３４ 流路
１４ａ 流路内壁
１５ａ 入口
１５ｂ 出口
１６ モータ
１７，１８ 軸受け
１７ａ，２６ シールリング
４０ 流体切替弁
４１ 弁箱
４１ａ 流路内壁
４１ｂ 流路
４２ａ，４２ｂ 入口
４３ 出口
４４ 弁体
４４ａ，４４ｂ 溝
４４ｃ 弁体部分
４５，４６ 軸受け
４７ シールリング
４８ 回動軸
４９ モータ
５０ 反応室
５１ａ，５１ｂ マスフローコントローラ
５２ 真空計
５３ 流量制御弁
５４ 真空ポンプ
６０ 制御装置
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F16K 1/16
F16K 5/10
G05D 16/00
H01L 21/205
Claims (6)
- 【請求項１】 流体を導入する複数の入口と、流体を排
出する単一の出口とを有し、前記複数の入口と前記単一
の出口との間を連通し、内壁で画成された単一の流路を
形成された弁箱と、 前記流路中に、回動軸の回りで回動自在に設けられ、前
記内壁に対応した外面により画成され、前記複数の入口
のいずれに導入された流体に対しても、これが前記流路
を通って前記出口へ通過することを阻止する弁体と、 前記弁箱中において前記弁体と連続的に係合するように
形成され、前記複数の入口相互の間における流体の移動
を阻止する隔壁手段とよりなる流体切替弁において、 前記弁体の前記外面は、前記弁体の前記回動軸の回りに
おける任意の回転角において、前記流体が前記入口から
前記出口へ通過するのを阻止するような形状に形成され
ており、 前記弁体は、前記外面上に、前記複数の入口の各々に対
応して形成され、各々は前記弁体を前記回動軸の方向か
ら見た場合に前記外面に沿って所定の弧長にわたって延
在し、対応する入口に導入された流体を前記出口に導く
通路を提供する複数の溝を形成されており、 前記複数の溝の各々は、前記弁体の外面から前記外面に
対して垂直方向に測った深さと前記深さ方向に対して直
角方向に測った幅のうちの少なくとも一方が、溝の一方
の端から他方の端に向かって変化するように形成されて
おり、 前記複数の溝は、前記弁体上において、それぞれ前記複
数の入口に対応するように、前記回転軸方向上において
に相互にずらして形成されており、 前記複数の溝は、前記流体のコンダクタンスが一定に維
持されるような形状に形成されていることを特徴とする
流体切替弁。 - 【請求項２】 前記複数の溝の各々は、溝の一の端から
他の端に向かって断面積を変化させ、その際、前記複数
の溝の各々は、前記複数の溝の断面積の総和が一定に維
持されるように形成されることを特徴とする請求項１記
載の流体切替弁。 - 【請求項３】 前記複数の溝の各々は、前記回転軸の方
向から見た場合に、左右対称に形成されていることを特
徴とする請求項１記載の流体切替弁。 - 【請求項４】 前記複数の溝の各々は、実質的に１８０
度の弧長にわたって延在し、第１の端から第２の端まで
９０度の弧長にわたり延在する第１の溝部分と、前記第
２の端から第３の端まで９０度の弧長にわたり延在する
第２の溝部分とより構成され、前記第１の溝部分は、前
記第１の端から第２の端に向かって連続的に増大する断
面積を有し、前記第２の溝部分は、前記第２の端から前
記第３の端に向かって連続的に減少する断面積を有する
ことを特徴とする請求項１記載の流体切替弁。 - 【請求項５】 各々半導体層の原料を保持し、前記半導
体層の原料を気相原料として供給する複数の原料格納容
器と、 基板を保持し、前記基板上に半導体層を成長させる反応
容器と、 前記複数の原料格納容器から気相原料を供給され、これ
を前記反応容器に供給する配管系と、 前記配管系に設けられ、前記複数のガスを前記反応容器
に選択的に供給する流体切替弁とを備えた半導体装置の
製造装置において、 前記流体切替弁は、 流体を導入する複数の入口と、流体を排出する単一の出
口とを有し、前記複数の入口と前記単一の出口との間を
連通し、内壁で画成された単一の流路を形成された弁箱
と、 前記流路中に、回動軸の回りで回動自在に設けられ、前
記内壁に対応した外面により画成され、前記複数の入口
のいずれに導入された流体に対しても、これが前記流路
を通って前記出口へ通過することを阻止する弁体と、 前記弁箱中において前記弁体と連続的に係合するように
形成され、前記複数の入口相互の間における流体の移動
を阻止する隔壁手段とよりなり、 前記弁体の前記外面は、前記弁体の前記回動軸の回りに
おける任意の回転角において、前記流体が前記入口から
前記出口へ通過するのを阻止するような形状に形成され
ており、 前記弁体は、前記外面上に、前記複数の入口の各々に対
応して形成され、各々は前記弁体を前記回動軸の方向か
ら見た場合に前記外面に沿って所定の弧長にわたって延
在し、対応する入口に導入された流体を前記出口に導く
通路を提供する複数の溝を形成されており、 前記複数の溝の各々は、断面積が溝の一方の端から他方
の端に向かって変化するように形成されており、 前記複数の溝は、前記弁体上において、それぞれ前記複
数の入口に対応するように、前記回転軸方向上において
に相互にずらして形成されており、 前記複数の溝は、前記流体のコンダクタンスが一定に維
持されるような形状に形成されていることを特徴とする
半導体装置の製造装置。 - 【請求項６】 前記複数の溝の各々は、前記各々の溝の
断面積の総和が一定になるように形成されていることを
特徴とする請求項５記載の半導体装置の製造装置。
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