JP3452695B2 - 流体制御システム及びこれに用いるバルブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体の製造や磁
性薄膜の製造、バイオ関連製品の製造、医薬品の製造等
に於いて使用されるものであり、各種流体を処理装置へ
供給するための流体制御システム及びこれに用いるバル
ブに係り、複数のバルブを迅速且つ電気信号に追随して
正確に作動させることにより、処理装置への各種流体の
供給を正確に制御できるようにした流体制御システム及
びこれに用いるバルブに関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、従来の半導体の製造に於いて使
用されている流体制御システムの一例を示すものであ
り、当該流体制御システムは、処理装置（ウエハーの処
理を行うプロセスチャンバー）Ｃ内へ数種類の流体
Ｇ₁ ，Ｇ₂ ，Ｇ₃ ，Ｇ₄ ，Ｇ₅ を供給する主制御ライン
Ｌ及び分岐制御ラインＬ₁ 〜Ｌ₅ と、分岐制御ラインＬ
₁ 〜Ｌ ₅ に組み込まれ、プロセスチャンバー内へ供給さ
れる各種流体Ｇ₁ ，Ｇ₂ ，Ｇ₃，Ｇ₄ ，Ｇ₅ の切り換え
を行う複数のバルブＶ等から構成されている。尚、図４
に於いて、Ｌ₆ はプロセスチャンバーＣに接続された真
空排気ライン、Ｐ₁ は真空排気ラインＬ₆ に接続された
真空ポンプ、Ｌ₇ は主制御ラインＬに接続されたベント
ライン、Ｐ₂ はベントラインＬ₇ に接続された真空ポン
プ、Ｖ ₁ ，Ｖ₂ ，Ｖ₃ はバルブである。

【０００３】前記各バルブＶには、複数のメタルダイヤ
フラムバルブを一体的に組み合わせた構造のブロックバ
ルブや単体構造のメタルダイヤフラムバルブ、ベローズ
バルブ等が使用されて居り、これらは何れも流体圧アク
チュエータ（流体圧シリンダ）により作動するようにな
っている。即ち、バルブＶには、流体駆動型バルブが使
用されている。又、前記各バルブＶは、チューブＴを介
して作動流体供給用の電磁バルブＥＶに接続されて居
り、電磁バルブＥＶが開放されて作動流体Ａがチューブ
Ｔを通して流体圧アクチュエータへ供給されることによ
って作動するようになっている。尚、電磁バルブＥＶ
は、一個所にまとめられてブロック化されて居り、一つ
の入口と複数の出口とを備え、各出口がチューブＴを介
して各バルブＶの流体圧アクチュエータへ夫々接続され
ている。

【０００４】而して、前記流体制御システムは、電磁バ
ルブＥＶからチューブＴを通して各バルブＶに作動流体
Ａを供給し、各バルブＶを適宜に開閉制御することによ
って、各バルブＶを通してプロセスチャンバーへ各種流
体Ｇ₁ ，Ｇ₂ ，Ｇ₃ ，Ｇ₄ ，Ｇ₅ を単独で、若しくは数
種類の流体を混合したうえ供給できるようになってい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記流体制
御システムに於いて、各バルブＶの操作信号に対する作
動応答時間は、バルブＶ自身の作動応答時間と作動流体
Ａの供給時間とに関係してくる。即ち、各バルブＶの作
動応答時間は、電磁バルブＥＶが操作信号によって開放
されるまでの時間と、作動流体が電磁バルブＥＶからチ
ューブＴを通してバルブＶに供給されるまでの時間と、
バルブＶ自身が開放（若しくは閉鎖）されるまでの時間
との合計となる。

【０００６】ところが、前記流体制御システムに於いて
は、各バルブＶの空気アクチュエータと電磁バルブＥＶ
とをチューブＴで接続している為、作動流体が供給され
るまでに時間がかかり、バルブＶの作動（開放・閉鎖）
を迅速に行えないと云う問題がある。また、各バルブＶ
と電磁バルブＥＶとを接続するチューブＴの長さが区々
である為、各バルブＶの作動応答時間にズレが生じるこ
とになる。その結果、例えば各バルブＶがノーマル・ク
ローズ型で、数種類の流体を混合して使用する場合に
は、複数台のバルブＶを迅速且つ同時に開放することが
できないため、流体の混合比が安定するまでに可なりの
時間を必要とし、この間がロスタイムとなって流体の無
駄使いを生ずることとなる。同様に、各バルブＶがノー
マル・オープン型で混合ガスを供給している場合にも、
該バルブＶを迅速且つ同時に閉鎖することができないた
め、流体の無駄使いを生ずることになる。特に、半導体
製造用の流体の中には非常に高価なものもあり、経済的
に大きな問題となる。更に、電磁バルブＥＶの複数の出
口から同時に作動流体Ａを出すと、作動流体Ａが不足し
て圧力ダウンを起す場合があり、その結果、作動流体Ａ
の圧力降下に伴う作動応答時間のバラツキを生ずること
になる。

【０００７】このように、従来の流体制御システムに於
いては、これに用いる複数のバルブＶを迅速且つ正確に
同時に作動（開放・閉鎖）させることができない為、プ
ロセスチャンバーへの各種流体Ｇ₁ ，Ｇ₂ ，Ｇ₃ ，
Ｇ₄ ，Ｇ₅ の供給を正確に制御し難いと云う問題があっ
た。

【０００８】本発明は、上記の問題点を解消する為に創
作されたものであり、その目的はバルブを迅速且つ正確
に作動（開放・閉鎖）させることができ、流体の供給を
正確に制御できるようにした半導体の製造や磁性薄膜の
製造、バイオ関連製品の製造、医薬品の製造等に於いて
使用する流体制御システム及びこれに用いるバルブを提
供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項１の発明は、処理装置Ｃ内へ数種類
の流体Ｇ₁ ，Ｇ₂ ，…を供給する主制御ラインＬ及び複
数の分岐制御ラインＬ₁，Ｌ₂ …と、分岐制御ラインＬ
₁ ，Ｌ₂ …に組み込まれ、処理装置Ｃ内へ供給される各
種流体Ｇ₁ ，Ｇ₂ ，…の切り換えを行う複数のバルブＶ
とから成る流体制御システムに於いて、前記バルブＶ
を、流入通路２ａ、流出通路２ｂ、弁室２ｃ及び弁座２
ｄを備えたボディ２と、ボディ２の弁室２ｃを挿通して
縦向きに昇降自在に支持されたステム６と、ステム６の
昇降動によりボディ２の弁座２ｄに当離座するディスク
７と、ステム６を下方向に押圧する開閉用バネ１０と、
ボディ２の上方に固定した流体圧アクチェータ１を形成
するシリンダー１１と、シリンダー１１の内部に上下方
向へ摺動自在に設けられ、ステム６の上端部を固定した
ピストン１２と、シリンダー１１の側面より取り入れた
作動用流体Ａを導入するためのシリンダー１１の上面側
に開口した第１供給口１１ａと、シリンダー１１の上面
を貫通して形成した第２供給口１１ｂと、ピストン１２
の上面側に固定され、上方部を第２供給口１１ｂに連通
する貫通孔内へ摺動自在に挿入したピストンキャップ１
３と、第２供給口１１ｂから流体Ａをピストン１２の下
方空間内へ導入するためにピストンキャップ１３に穿孔
した貫通孔１３ａ及びピストン１２に穿孔した連通孔１
２ａとから成る流体駆動型バルブＶ′と；入口２１ａ、
出口２１ｂ、弁室２１ｃ及び弁座２１ｄを備え、流体圧
アクチュエータ１のシリンダー１１の上方に一体的に取
り付けられると共に、入口２１ａがシリンダー１１の上
面に設けた第１供給口１１ａへ接続され、また出口２１
ｂがシリンダー１１の上面に設けた第２供給口１１ｂへ
接続されたボディ２１と、ボディ２１側に昇降自在に支
持されたプランジャー２４と、プランジャー２４に設け
られ、弁座２１ｄに当離座するディスク２５と、ディス
ク２５が弁座２１ｄに当座するようにプランジャー２４
を閉弁方向へ附勢するバネ２９と、プランジャー２４の
上方位置に設けられたコアー２６と、コアー２６の周囲
に設けられた励磁コイル２７と、励磁コイル２７を囲む
コイルケース２２とから成る電磁バルブＶ″と；から構
成したことを発明の基本構成とするものである。また、
本発明の請求項２の発明は、請求項１の発明に於いて、
流体駆動型バルブＶ′のディスク７に替えて金属製ダイ
ヤフラム７ａを用い、これを弁座２ｄへ当離座させる構
成としたものである。

【００１０】本発明の請求項３に記載のバルブに係る発
明は、流入通路２ａ、流出通路２ｂ、弁室２ｃ及び弁座
２ｄを備えたボディ２と、ボディ２の弁室２ｃを挿通し
て縦向きに昇降自在に支持されたステム６と、ステム６
の昇降動によりボディ２の弁座２ｄに当離座するディス
ク７と、ステム６を下方向に押圧する開閉用バネ１０
と、ボディ２の上方に固定した流体圧アクチェータ１を
形成するシリンダー１１と、シリンダー１１の内部に上
下方向へ摺動自在に設けられ、ステム６の上端部を固定
したピストン１２と、シリンダー１１の側面より取り入
れた作動用流体Ａを導入するためのシリンダー１１の上
面側に開口した第１供給口１１ａと、シリンダー１１の
上面を貫通して形成した第２供給口１１ｂと、ピストン
１２の上面側に固定され、上方部を第２供給口１１ｂに
連通する貫通孔内へ摺動自在に挿入したピストンキャッ
プ１３と、第２供給口１１ｂから流体Ａをピストン１２
の下方空間内へ導入するためにピストンキャップ１３に
穿孔した貫通孔１３ａ及びピストン１２に穿孔した連通
孔１２ａとから成る流体駆動型バルブＶ′と；入口２１
ａ、出口２１ｂ、弁室２１ｃ及び弁座２１ｄを備え、流
体圧アクチュエータ１のシリンダー１１の上方に一体的
に取り付けられると共に、入口２１ａがシリンダー１１
の上面に設けた第１供給口１１ａへ接続され、また出口
２１ｂがシリンダー１１の上面に設けた第２供給口１１
ｂへ接続されたボディ２１と、ボディ２１側に昇降自在
に支持されたプランジャー２４と、プランジャー２４に
設けられ、弁座２１ｄに当離座するディスク２５と、デ
ィスク２５が弁座２１ｄに当座するようにプランジャー
２４を閉弁方向へ附勢するバネ２９と、プランジャー２
４の上方位置に設けられたコアー２６と、コアー２６の
周囲に設けられた励磁コイル２７と、励磁コイル２７を
囲むコイルケース２２とから成る電磁バルブＶ″と；か
ら構成したことを発明の基本構成とするものである。ま
た、本発明の請求項４に記載のバルブに係る発明は、請
求項３の発明に於いて、バルブを構成するディスク７に
替えて金属製ダイヤフラム７ａを用い、これを弁座２ｄ
へ当離座させる構成としたものである。

【００１１】

【作用】前記流体制御システムに於いて、電磁バルブに
通電して電磁バルブを開放すると、作動流体が電磁バル
ブの入口、弁室、出口を経て流体駆動型バルブの流体圧
アクチュエータへ最短路で供給され、流体圧アクチュエ
ータを作動させる。その結果、流体駆動型バルブがノー
マル・クローズ型の場合には、該流体駆動型バルブが開
放されて流体が処理装置へ供給される。又、ノーマル・
オープン型の場合には、流体駆動型バルブが閉鎖されて
処理装置への流体の供給が停止される。

【００１２】この流体制御システムは、処理装置へ数種
類の流体を供給する分岐制御ライン又は、分岐制御ライ
ンと主制御ラインに、流体駆動型バルブに電磁バルブを
直結した構造のバルブを複数台組み込む構成としてい
る。その結果、各バルブを迅速且つ正確に作動（開放・
閉鎖）させることができ、処理装置の各種流体の供給を
正確に制御することができる。延いては、半導体の品質
の向上、流体の逆流や逆拡散によるトラブルの解消等を
図れる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明を実施した
半導体製造装置の流体制御システムの概略系統図であ
り、当該流体制御システムは、処理装置Ｃであるウエハ
ーの処理を行うプロセスチャンバー内へ数種類の流体Ｇ
₁ ，Ｇ₂ ，Ｇ₃ ，Ｇ₄ ，Ｇ₅ を供給する主制御ラインＬ
及び分岐制御ラインＬ₁ Ｌ₂ Ｌ₃ Ｌ₄ Ｌ₅ と、前記各分
岐制御ラインＬ ₁ Ｌ₂ Ｌ₃ Ｌ₄ Ｌ₅ に組み込まれ、プロ
セスチャンバーＣ内へ供給される各種流体Ｇ₁ ，Ｇ₂ ，
Ｇ₃ ，Ｇ₄ ，Ｇ₅ の切り換えを行う複数のバルブＶ等か
ら構成されている。尚、図１に於いて、Ｌは主制御ライ
ン、Ｌ₁ 〜Ｌ₅ は分岐制御ライン、Ｌ₆ は処理装置であ
るプロセスチャンバーＣに接続された真空排気ライン、
Ｐ₁ は真空排気ラインＬ₆ のチャンバーＣに近い方に介
設された高真空タイプの真空ポンプ（例えばターボ分子
ポンプ）、Ｐ′₁ は真空排気ラインＬ₆ のチャンバーＣ
から遠い方（大気側）に介設された低真空タイプの真空
ポンプ（例えばロータリーポンプやドライポンプ）、Ｌ
₇ は流体制御ラインＬに接続されたベントライン、Ｐ ₂
はベントラインＬ₇ に接続された真空ポンプ（ロータリ
ーポンプ）、Ｖ₁ 〜Ｖ ₃ は開閉バルブである。また、図
１に於ける流体Ｇ₁ ，Ｇ₂ ，…としては、液体（液化ガ
ス）や気体（気化ガス）が用いられる。

【００１４】前記バルブＶは、流体圧アクチュエータ１
を備えた流体駆動型バルブＶ′と、流体駆動型バルブ
Ｖ′に一体的に取り付けられ、流体圧アクチュエータ１
に作動流体Ａを供給する電磁バルブＶ″とから構成され
ている。尚、流体圧アクチュエータ１としては、油圧や
水圧、窒素ガス等のガス圧、空気圧等を用いるアクチュ
エータ１が用いられる。

【００１５】即ち、前記流体駆動型バルブＶ′は、流入
通路２ａ及び流出通路２ｂに連通する凹状の弁室２ｃの
底面に弁座２ｄを設けたボディ２と、弁室２ｃの上部位
置に配置されたベローズフランジ３と、ベローズフラン
ジ３の上面に載置された筒状のボンネット４と、ボディ
２に螺合され、ベローズフランジ３及びボンネット４を
ボディ２側へ締付け固定するボンネットナット５と、ベ
ローズフランジ３及びボンネット４に昇降自在に挿通支
持され、下端部が弁室２ｃ内に位置する段付のステム６
と、ステム６の下端部に固定され、弁座２ｄに当離座す
るディスク７と、両端部がベローズフランジ３及びステ
ム６の下端部に夫々溶接により気密状に固着された金属
製のベローズ８と、ボンネット４とステム６に係合した
バネ受け９との間に介装され、ディスク７が弁座２ｄに
当座するようにステム６を下方へ附勢する閉弁用バネ１
０と、ボンネット４に設けられ、作動流体Ａによりステ
ム６を上方へ駆動するシリンダ構造の流体圧アクチュエ
ータ１等から構成されて居り、該流体駆動型バルブＶ′
はノーマル・クローズ型となっている。

【００１６】前記流体圧アクチュエータ１は、シリンダ
室を形成するシリンダ１１と、シリンダ１１内に摺動自
在に配置されたピストン１２と、ピストン１２に取り付
けられたピストンキャップ１３とから構成されて居り、
作動流体Ａによりステム６を上方へ駆動するものであ
る。尚、作動流体Ａとしては、油、水、窒素ガス、空気
等が用いられ、本実施例では空気が作動流体Ａとして用
いられている。

【００１７】具体的には、シリンダ１１は、ボンネット
４の上部に止め輪１４、ワッシャー１５及びＯリング１
６を介して気密状に固定され、ボディ２から突出するス
テム６の上端部周囲を囲む略有底筒状のアクチュエータ
ボディ１１′と、アクチュエータボディ１１′にその開
口を閉塞するように螺着されたキャップ１１″とから成
り、内部にはシリンダ室が形成されている。又、キャッ
プ１１″の外周縁部には上方及び側方へ開口する第１供
給口１１ａが、キャップ１１″の中央部にはシリンダ室
内に連通する第２供給口１１ｂが夫々形成されている。

【００１８】ピストン１２は、ステム６の上端部にＥリ
ング１７及びカラー１８を介して取り付けられて居り、
外周面に嵌合したＯリング１９を介してシリンダ室内を
上下方向へ摺動するようになっている。又、ピストン１
２には上下方向に分割されたシリンダ室を連通状態にす
る連通孔１２ａが形成されている。

【００１９】ピストンキャップ１３は、断面形状が略逆
Ｔ字形を呈し、ピストン１２の上面にネジ２０により固
定されて居り、その上端部がキャップ１１″の第２供給
口１１ｂに気密状で且つ摺動自在に挿入されている。
又、ピストンキャップ１３の中心部にはキャップ１１″
の第２供給口１１ｂとピストン１２の連通孔１２ａとを
連通状態にする貫通孔１３ａが形成されている。

【００２０】而して、前記流体駆動型バルブＶ′に於い
て、第２供給口１１ｂ、貫通孔１３ａ及び連通孔１２ａ
からシリンダ室の下方部分へ作動流体Ａが供給される
と、ピストン１２が上昇すると共に、これに伴ってステ
ム６が閉弁用バネ１０の弾性力に抗して上昇し、ディス
ク７が弁座２ｄから離座して流入通路２ａと流出通路２
ｂが連通状態（開弁状態）になる。又、作動流体Ａの供
給を止め、シリンダ室内が排気されると、閉弁用バネ１
０の弾性力によってピストン１２及びステム６が下降
し、ディスク７が弁座２ｄに当座して流入通路２ａと流
出通路２ｂが閉鎖状態（閉弁状態）になる。

【００２１】一方、前記電磁バルブＶ″は、流体圧アク
チュエータ１のキャップ１１″の上面に取り付けられ、
第１供給口１１ａに連通接続される入口２１ａ、第２供
給口１１ｂに連通接続される出口２１ｂ、入口２１ａ及
び出口２１ｂに連通する弁室２１ｃ、弁室２１ｃ内に形
成された弁座２１ｄを夫々備えたボディ２１と、ボディ
２１の上面に設けたコイルケース２２と、弁室２１ｃを
覆う蓋体２３と、下端部が弁室２１ｃ内に挿入され、蓋
体２３に昇降自在に支持された筒状のプランジャー２４
と、プランジャー２４の下端部に設けられ、弁座２１ｄ
に当離座する第１ディスク２５と、プランジャー２４の
上方位置に配置され、排気孔２６ａを形成したコアー２
６と、コアー２６の周囲に設けられた励磁コイル２７
と、励磁コイル２７に接続されたリード線２８と、第１
ディスク２５が弁座２１ｄに当座するようにプランジャ
ー２４を下方へ附勢するバネ２９等から構成されて居
り、該電磁バルブＶ″は常閉型となっている。尚、図３
に於いて、３０はプランジャー２４内に配設され、排気
孔２６ａを開閉する第２ディスク、３１は第２ディスク
３０を附勢するバネ、３２はＯリング、３３は盲栓であ
る。

【００２２】而して、前記電磁バルブＶ″に於いて、通
電により励磁コイル２７が励磁されると、プランジャー
２４がバネ２９の弾性力に抗してコアー２６側へ引き上
げられ、第１ディスク２５が弁座２１ｄから離座する。
その結果、第１供給口１１ａから入口２１ａへ供給され
た作動流体Ａは、弁室２１ｃ及び出口２１ｂを経て第２
供給口１１ｂへ供給され、流体駆動型バルブＶ′の流体
圧アクチュエータ１を作動させる。又、励磁コイル２７
の励磁が遮断されると、プランジャー２４がバネ２９の
弾性力によって下降し、第１ディスク２５が弁座２１ｄ
に当座する。その結果、電磁バルブＶ″は閉弁状態にな
り、流体圧アクチュエータ１への作動流体Ａの供給が停
止される。

【００２３】このように構成されたバルブＶは、プロセ
スチャンバーＣへの各分岐制御ラインＬ₁ 〜Ｌ₅ に組み
込まれる。即ち、流体駆動型バルブＶ′の流入通路２ａ
及び流出通路２ｂがプロセスチャンバーＣへの分岐制御
ラインＬ₁ 〜Ｌ₅ に、又、流体圧アクチュエータ１の第
１供給口１１ａがチューブ（図示省略）を介して流体供
給源（図示省略）に夫々接続される。尚、流体供給源と
しては、コンプレッサーや加圧空気貯留タンク、窒素ガ
スボンベ、油圧ポンプ等が使用される。また、バルブＶ
が主制御ラインＬに組み込まれることもある。

【００２４】前記バルブＶを複数台組み込んだ流体制御
システムによりプロセスチャンバーＣへ数種類の流体を
混合して供給する場合には、複数台のバルブＶの電磁バ
ルブＶ″を操作信号により開放する。即ち、各電磁バル
ブＶ″の励磁コイル２７に通電して励磁コイル２７を励
磁すると、プランジャー２４がバネ２９の弾性力に抗し
てコアー２６側へ引き上げられ、第１ディスク２５が弁
座２１ｄから離座する。その結果、流体供給源からチュ
ーブを介して第１供給口１１ａへ供給されている作動流
体Ａは、電磁バルブＶ″の入口２１ａから弁室２１ｃ及
び出口２１ｂを経て流体圧アクチュエータ１の第２供給
口１１ｂへ供給され、該第２供給口１１ｂから貫通孔１
３ａ及び連通孔１２ａへ経てシリンダ室の下方部分へ供
給される。そして、作動流体がシリンダ室の下方部分へ
供給されると、ピストン１２が上昇すると共に、これに
伴ってステム６が閉弁用バネ１０の弾性力に抗して上昇
し、ディスク７が弁座２ｄから離座する。その結果、複
数台の流体駆動型バルブＶ′が開放され、プロセスチャ
ンバーＣへ数種類の流体が混合された状態で供給されて
行くことになる。

【００２５】本発明の流体制御システムに於いては、バ
ルブＶが、流体圧アクチュエータ１を備えた流体駆動型
バルブＶ′と、流体圧アクチュエータ１に流体を供給す
る電磁バルブＶ″とから成り、流体駆動型バルブＶ′に
電磁バルブＶ″を直結する構成としている為、電磁バル
ブＶ″が開放されると、直ぐに作動流体Ａが流体駆動型
バルブＶ′に供給され、流体駆動型バルブＶ′が作動
（開放・閉鎖）される。即ち、バルブＶの作動（開放・
閉鎖）が迅速に行われる。又、各バルブＶは、流体駆動
型バルブＶ′に電磁バルブＶ″を直結する構成としてい
る為、作動流体Ａの供給経路の長さが同一になり、各バ
ルブＶの作動応答時間にズレが生じることもない。その
結果、例えば数種類の流体を混合して使用する場合、複
数台のバルブＶを迅速且つ正確に開放することができ、
流体の混合比も直ぐに安定し、流体の無駄使いもなくな
る。然も、バルブＶは、各々電磁バルブＶ″を備えてい
る為、作動流体Ａが不足して圧力ダウンを起こすことも
なく、作動流体Ａの圧力降下に伴う作動時間のバラツキ
も防止できる。

【００２６】このように、この流体制御システムに於い
ては、これに用いる複数のバルブＶを迅速且つ正確に作
動させることができる為、処理装置Ｃへの各種流体の供
給・停止を正確に制御することができる。

【００２７】尚、上記実施の形態の例に於いては、流体
駆動型バルブＶ′にベローズバルブを使用し、これに電
磁バルブＶ″を直結するようにしたが、他の実施例に於
いては、流体駆動型バルブＶ′に、図３に示す如き構成
のダイレクトタッチ式のメタルダイヤフラムバルブを使
用し、これに電磁バルブＶ″を直結するようにしても良
い。尚、図３に於いて、７ａは金属薄板（ステンレス鋼
板等）製のダイヤフラム、７ｂはパッキン、６ａはステ
ム６の下端に固定したダイヤフラム押えであり、ダイヤ
フラム押え６ａを介してダイヤフラム７ａを弁座２ｄへ
押し当ることにより流体通路が閉鎖される。また、ステ
ム６が上方へ引き上げられると、押し込まれたダイヤフ
ラム７ａは弾性力により上方へ復帰し、流体通路が開放
される。

【００２８】上記実施の形態の例に於いては、単体構造
の流体駆動型バルブＶ′に電磁バルブＶ″を直結してバ
ルブＶを構成するようにしたが、他の実施例に於いて
は、複数の流体圧アクチュエータ１を備えたブロックバ
ルブに複数の電磁バルブＶ″を直結してバルブＶを構成
するようにしても良い。

【００２９】上記実施の形態の例に於いては、流体駆動
型バルブＶ′の流体圧アクチュエータ１にシリンダ構造
のアクチュエータを使用するようにしたが、他の実施例
に於いては、流体圧アクチュエータ１にダイヤフラム構
造やベローズ構造のアクチュエータを使用するようにし
ても良い。

【００３０】上記実施例に於いては、流体駆動型バルブ
Ｖ′をノーマル・クローズ型としたが、他の実施例に於
いては、ノーマル・オープン型としても良い。この場合
にも、上記実施例と同様にバルブＶを迅速且つ正確に作
動させることができる。

【００３１】

【発明の効果】上述の通り、本発明の流体制御システム
は、処理装置へ数種類の流体を供給する分岐制御ライン
又は分岐制御ラインと主制御ラインに、流体駆動型バル
ブに電磁バルブを直結した構造のバルブを複数台組み込
む構成としている為、各バルブの作動（開放・閉鎖）を
迅速且つ正確に制御することができる。その結果、処理
装置への各種流体の供給を正確に制御することができ、
被処理製品の品質の向上、流体の逆流や逆拡散によるト
ラブルの解消等を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る半導体製造装置の流
体制御システムの一例を示す概略系統図である。

【図２】本発明の流体制御システムに用いる切り換え弁
の一例を示す拡大縦断面図である。

【図３】本発明の流体制御システムに用いる切り換え弁
の他の例を示す部分拡大縦断面図である。

【図４】従来の流体制御システムの一例を示す概略系統
図である。

【符号の説明】

Ａは作動流体、Ｃは処理装置、Ｌは主制御ライン、Ｌ₁
〜Ｌ₅ は分岐制御ライン、Ｖはバルブ、Ｖ′は流体駆動
型バルブ、Ｖ″は電磁バルブ、１は流体圧アクチュエー
タ、２は流体駆動型バルブのボディ、２ａは流入通路、
２ｂは流出通路、２ｃは弁室、２ｄは弁座、６はステ
ム、６ａはダイヤフラム押え、７はディスク、７ａはダ
イヤフラム、２１は電磁バルブのボディ、２１ａは入
口、２１ｂは出口、２１ｃは弁室、２１ｄは弁座、２４
はプランジャー、２５はディスク（第１ディスク）、２
６はコアー、２７は励磁コイル。

フロントページの続き (72)発明者 池田 信一 大阪府大阪市西区立売堀２丁目３番２号 株式会社フジキン内 (72)発明者 唐土 裕司 大阪府大阪市西区立売堀２丁目３番２号 株式会社フジキン内 (56)参考文献 特開 平６−294472（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−81112（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−164022（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−84360（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭47−17388（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16K 31/36 - 31/42 F16K 31/06 - 31/11

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理装置（Ｃ）内へ数種類の流体
   （Ｇ₁ ），（Ｇ₂ ），…を供給する主制御ライン（Ｌ）
   及び複数の分岐制御ライン（Ｌ₁ ），（Ｌ₂ ）…と、分
   岐制御ライン（Ｌ₁ ），（Ｌ₂ ）…に組み込まれ、処理
   装置（Ｃ）内へ供給される各種流体（Ｇ₁ ），
   （Ｇ₂ ），…の切り換えを行う複数のバルブ（Ｖ）とか
   ら成る流体制御システムに於いて、前記バルブ（Ｖ）
   を、流入通路（２ａ）、流出通路（２ｂ）、弁室（２
   ｃ）及び弁座（２ｄ）を備えたボディ（２）と、ボディ
   （２）の弁室（２ｃ）を挿通して縦向きに昇降自在に支
   持されたステム（６）と、ステム（６）の昇降動により
   ボディ（２）の弁座（２ｄ）に当離座するディスク
   （７）と、ステム（６）を下方向に押圧する開閉用バネ
   （１０）と、ボディ（２）の上方に固定した流体圧アク
   チェータ（１）を形成するシリンダー（１１）と、シリ
   ンダー（１１）の内部に上下方向へ摺動自在に設けら
   れ、ステム（６）の上端部を固定したピストン（１２）
   と、シリンダー（１１）の側面より取り入れた作動用流
   体Ａを導入するためのシリンダー（１１）の上面側に開
   口した第１供給口（１１ａ）と、シリンダー（１１）の
   上面を貫通して形成した第２供給口（１１ｂ）と、ピス
   トン（１２）の上面側に固定され、上方部を第２供給口
   （１１ｂ）に連通する貫通孔内へ摺動自在に挿入したピ
   ストンキャップ（１３）と、第２供給口（１１ｂ）から
   流体Ａをピストン（１２）の下方空間内へ導入するため
   にピストンキャップ（１３）に穿孔した貫通孔（１３
   ａ）及びピストン（１２）に穿孔した連通孔（１２ａ）
   とから成る流体駆動型バルブ（Ｖ′）と；入口（２１
   ａ）、出口（２１ｂ）、弁室（２１ｃ）及び弁座（２１
   ｄ）を備え、流体圧アクチュエータ（１）のシリンダー
   （１１）の上方に一体的に取り付けられると共に、入口
   （２１ａ）がシリンダー（１１）の上面に設けた第１供
   給口（１１ａ）へ接続され、また出口（２１ｂ）がシリ
   ンダー（１１）の上面に設けた第２供給口（１１ｂ）へ
   接続されたボディ（２１）と、ボディ（２１）側に昇降
   自在に支持されたプランジャー（２４）と、プランジャ
   ー（２４）に設けられ、弁座（２１ｄ）に当離座するデ
   ィスク（２５）と、ディスク（２５）が弁座（２１ｄ）
   に当座するようにプランジャー（２４）を閉弁方向へ附
   勢するバネ（２９）と、プランジャー（２４）の上方位
   置に設けられたコアー（２６）と、コアー（ ２６）の周
   囲に設けられた励磁コイル（２７）と、励磁コイル（２
   ７）を囲むコイルケース（２２）とから成る電磁バルブ
   （Ｖ″）と；から構成したことを特徴とする流体制御シ
   ステム。
2. 【請求項２】 処理装置（Ｃ）内へ数種類の流体
   （Ｇ₁ ），（Ｇ₂ ），…を供給する主制御ライン（Ｌ）
   及び複数の分岐制御ライン（Ｌ₁ ），（Ｌ₂ ）…と、分
   岐制御ライン（Ｌ₁ ），（Ｌ₂ ）…に組み込まれ、処理
   装置（Ｃ）内へ供給される各種流体（Ｇ₁ ），
   （Ｇ₂ ），…の切り換えを行う複数のバルブ（Ｖ）とか
   ら成る流体制御システムに於いて、前記バルブ（Ｖ）
   を、流入通路（２ａ）、流出通路（２ｂ）、弁室（２
   ｃ）及び弁座（２ｄ）を備えたボディ（２）と、ボディ
   （２）の弁室（２ｃ）を挿通して縦向きに昇降自在に支
   持されたステム（６）と、ステム（６）の昇降動により
   ボディ（２）の弁座（２ｄ）に当離座する金属製ダイヤ
   フラム（７ａ）と、ボディ（２）の上方に固定した流体
   圧アクチェータ（１）を形成するシリンダー（１１）
   と、シリンダー（１１）の内部に上下方向へ摺動自在に
   設けられ、ステム（６）の上端部を固定したピストン
   （１２）と、シリンダー（１１）の側面より取り入れた
   作動用流体Ａを導入するためのシリンダー（１１）の上
   面側に開口した第１供給口（１１ａ）と、シリンダー
   （１１）の上面を貫通して形成した第２供給口（１１
   ｂ）と、ピストン（１２）の上面側に固定され、上方部
   を第２供給口（１１ｂ）に連通する貫通孔内へ摺動自在
   に挿入したピストンキャップ（１３）と、第２供給口
   （１１ｂ）から流体Ａをピストン（１２）の下方空間内
   へ導入するためにピストンキャップ（１３）に穿孔した
   貫通孔（１３ａ）及びピストン（１２）に穿孔した連通
   孔（１２ａ）とから成る流体駆動型バルブ（Ｖ′）と；
   入口（２１ａ）、出口（２１ｂ）、弁室（２１ｃ）及び
   弁座（２１ｄ）を備え、流体圧アクチュエータ（１）の
   シリンダー（１１）の上方に一体的に取り付けられると
   共に、入口（２１ａ）がシリンダー（１１）の上面に設
   けた第１供給口（１１ａ）へ接続され、また出口（２１
   ｂ）がシリンダー（１１）の上面に設けた第２供給口
   （１１ｂ）へ接続されたボディ（２１）と、ボディ（２
   １）側に昇降自在に支持されたプランジャー（２４）
   と、プランジャー（２４）に設けられ、弁座（２１ｄ）
   に当離座するディスク（２５）と、ディスク（２５）が
   弁座（２１ｄ）に当座するようにプランジャー（２４）
   を閉弁方向へ附勢するバネ（２９）と、プランジャー
   （２４）の上方位置に設けられたコアー（２６）と、コ
   アー（２６）の周囲に設けられた励磁コイル（２７）
   と、励磁コイル（２７）を囲むコイルケース（２２）と
   から成る電磁バルブ（Ｖ″）と；から構成したことを特
   徴とする流体制御システム。
3. 【請求項３】 流入通路（２ａ）、流出通路（２ｂ）、
   弁室（２ｃ）及び弁座（２ｄ）を備えたボディ（２）
   と、ボディ（２）の弁室（２ｃ）を挿通して縦向きに昇
   降自在に支持されたステム（６）と、ステム（６）の昇
   降動によりボディ（２）の弁座（２ｄ）に当離座するデ
   ィスク（７）と、ステム（６）を下方向に押圧する開閉
   用バネ（１０）と、ボディ（２）の上方に固定した流体
   圧アクチェータ（１）を形成するシリンダー（１１）
   と、シリンダー（１１）の内部に上下方向へ摺動自在に
   設けられ、ステム（６）の上端部を固定したピストン
   （１２）と、シリンダー（１１）の側面より取り入れた
   作動用流体Ａを導入するためのシリンダー（１１）の上
   面側に開口した第１供給口（１１ａ）と、シリンダー
   （１１）の上面を貫通して形成した第２供給口（１１
   ｂ）と、ピストン（１２）の上面側に固定され、上方部
   を第２供給口（１１ｂ）に連通する貫通孔内へ摺動自在
   に挿入したピストンキャップ（１３）と、第２供給口
   （１１ｂ）から流体Ａをピストン（１２）の下方空間内
   へ導入するためにピストンキャップ（１３）に穿孔した
   貫通孔（１３ａ）及びピストン（１２）に穿孔した連通
   孔（１２ａ）とから成る流体駆動型バルブ（Ｖ′）と；
   入口（２１ａ）、出口（２１ｂ）、弁室（２１ｃ）及び
   弁座（２１ｄ）を備え、流体圧アクチュエータ（１）の
   シリンダー（１１）の上方に一体的に取り付けられると
   共に、入口（２１ａ）がシリンダー（１１）の上面に設
   けた第１供給口（１１ａ）へ接続され、また出口（２１
   ｂ）がシリンダー（１１）の上面に設けた第２供給口
   （１１ｂ）へ接続されたボディ（２１）と、ボディ（２
   １）側に昇降自在に支持されたプランジャー（２４）
   と、プランジャー（２４）に設けられ、弁座（２１ｄ）
   に当離座するディスク（２５）と、ディスク（２５）が
   弁座（２１ｄ）に当座するようにプランジャー（２４）
   を閉弁方向へ附勢するバネ（２９）と、プランジャー
   （２４）の上方位置に設けられたコアー（２６）と、コ
   アー（２６）の周囲に設けられた励磁コイル（２７）
   と、励磁コイル（２７）を囲むコイルケース（２２）と
   から成る電磁バルブ（Ｖ″）と；から構成したことを特
   徴とするバルブ。
4. 【請求項４】 流入通路（２ａ）、流出通路（２ｂ）、
   弁室（２ｃ）及び弁座（２ｄ）を備えたボディ（２）
   と、ボディ（２）の弁室（２ｃ）を挿通して縦向きに昇
   降自在に支持されたステム（６）と、ステム（６）の昇
   降動によりボディ（２）の弁座（２ｄ）に当離座する金
   属製ダイヤフラム（７ａ）と、ボディ（２）の上方に固
   定した流体圧アクチェータ（１）を形成するシリンダー
   （１１）と、シリンダー（１１）の内部に上下方向へ摺
   動自在に設けられ、ステム（６）の上端部を固定したピ
   ストン（１２）と、シリンダー（１１）の側面より取り
   入れた作動用流体Ａを導入するためのシリンダー（１
   １）の上面側に開口した第１供給口（１１ａ）と、シリ
   ンダー（１１）の上面を貫通して形成した第２供給口
   （１１ｂ）と、ピストン（１２）の上面側に固定され、
   上方部を第２供給口（１１ｂ）に連通する貫通孔内へ摺
   動自在に挿入したピストンキャップ（１３）と、第２供
   給口（１１ｂ）から流体Ａをピストン（１２）の下方空
   間内へ導入するためにピストンキャップ（１３）に穿孔
   した貫通孔（１３ａ）及びピストン（１２）に穿孔した
   連通孔（１２ａ）とから成る流体駆動型バルブ（Ｖ′）
   と；入口（２１ａ）、出口（２１ｂ）、弁室（２１ｃ）
   及び弁座（２１ｄ）を備え、流体圧アクチュエータ
   （１）のシリンダー（１１）の上方に一体的に取り付け
   られると共に、入口（２１ａ）がシリンダー（１１）の
   上面に設けた第１供給口（１１ａ）へ接続され、また出
   口（２１ｂ）がシリンダー（１１）の上面に設けた第２
   供給口（１１ｂ）へ接続されたボディ（２１）と、ボデ
   ィ（２１）側に昇降自在に支持されたプランジャー（２
   ４）と、プランジャー（２４）に設けられ、弁座（２１
   ｄ）に当離座するディスク（２５）と、ディスク（２
   ５）が弁座（２１ｄ）に当座するようにプランジャー
   （２４）を閉弁方向へ附勢するバネ（２９）と、プラン
   ジャー（２４）の上方位置に設けられたコアー（２６）
   と、コアー（２６）の周囲に設けられた励磁コイル（２
   ７）と、励磁コイル（２７）を囲むコイルケース（２
   ２）とから成る電磁バルブ（Ｖ″）と；から構成したこ
   とを特徴とするバルブ。