JP7242029B2 - Solenoid valves, flow control devices, fluid control devices and semiconductor manufacturing equipment - Google Patents
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本発明は、ソレノイドバルブ、これを利用した流量制御装置、流量制御方法、流体制御装置、半導体製造装置及び半導体製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a solenoid valve, a flow control device using the same, a flow control method, a fluid control device, a semiconductor manufacturing apparatus, and a semiconductor manufacturing method.
例えば、半導体製造工程においては、半導体製造装置のチャンバに対して、各種のプロセスガスの供給流量を制御するのに、流量制御装置が用いられる。
また、原子層堆積法(ALD:Atomic Layer Deposition 法)等の半導体製造プロセスにおいては、基板に膜を堆積させる処理プロセスに使用する処理ガスをより大きな流量でかつより高精度に制御して供給することが求められている。
流量制御装置に用いられる制御バルブのアクチュエータとしては、ピエゾアクチュエータやソレノイドアクチュエータを使用したものが知られているが、大流量の流量制御には、ピエゾアクチュエータに比べてストローク量が大きいソレノイドアクチュエータが適している。
ソレノイドアクチュエータを用いたソレノイドバルブにおいては、ディスクと呼ばれる弁体がバルブボディに形成されたバルブシートにばねの付勢力で常時押圧されている。そして、目標流量に応じた電圧をソレノイドアクチュエータのソレノイドに印加すると、弁体がバルブシートから離隔することでバルブが開き、目標流量となるように流体が制御される。
For example, in a semiconductor manufacturing process, a flow control device is used to control the supply flow rate of various process gases to a chamber of a semiconductor manufacturing apparatus.
In semiconductor manufacturing processes such as ALD (Atomic Layer Deposition), the processing gas used in the process of depositing a film on a substrate is supplied at a higher flow rate and with higher precision control. is required.
Piezo actuators and solenoid actuators are known as actuators for control valves used in flow control devices, but solenoid actuators, which have a larger stroke than piezo actuators, are more suitable for controlling large flow rates. ing.
In a solenoid valve using a solenoid actuator, a valve element called a disc is constantly pressed against a valve seat formed in a valve body by the biasing force of a spring. Then, when a voltage corresponding to the target flow rate is applied to the solenoid of the solenoid actuator, the valve is separated from the valve seat to open the valve, and the fluid is controlled to achieve the target flow rate.
上記のようなソレノイドバルブを用いた流量制御装置では、流量をゼロにコントロールする場合や、緊急時に流路を遮断するには、バルブシートに弁体をばねの力で押し付けて流路を閉鎖する。
しかし、バルブシートに弁体をばねの力で押し付けただけでは線接触のため、高圧の流体が流通している場合に確実にバルブを閉鎖することは難しい。また、ソレノイドバルブにおいては、バルブシートに対する弁体の当接位置がばらつくため、バルブシートと弁体との間に僅かな隙間が形成され、流体が流通する可能性がある。バルブシートと弁体との間から流体が流通してしまうと、高精度な流量制御の実現が困難である。
このため、バルブ閉鎖時のシール性能を高める必要があった。
特許文献1は、コーティング処理を施した弁座に環状の面押し加工痕を形成することでバルブ閉鎖時のシール性を高める技術を開示している。
特許文献2は、球面状の弁体とテーパー状の開口部を形成する弁座とにより構成されるソレノイドバルブおいて、弁座に球体治具により球面状に圧痕形成することでバルブ閉鎖時のシール性能を高める技術を開示している。
特許文献3は、弁体の弁座と対応する位置に膨張黒鉛を材料としたシール部材を設けることにより、バルブ閉鎖時のシール性能を高める技術を開示している。
しかしながら、特許文献1、2の技術は、球体以外の形状の弁体への適用が困難である。特許文献3の技術では、構造が複雑になる、パーティクルが生じやすい等の問題が存在する。
In the above flow control device using a solenoid valve, when controlling the flow rate to zero or when shutting off the flow path in an emergency, the valve body is pressed against the valve seat with the force of the spring to close the flow path. .
However, it is difficult to reliably close the valve when a high-pressure fluid is circulating due to line contact simply by pressing the valve body against the valve seat with the force of the spring. Further, in the solenoid valve, since the contact position of the valve body with respect to the valve seat varies, a slight gap may be formed between the valve seat and the valve body, allowing fluid to flow. If the fluid flows between the valve seat and the valve body, it is difficult to achieve highly accurate flow rate control.
Therefore, it is necessary to improve the sealing performance when the valve is closed.
Patent document 2 describes a solenoid valve composed of a spherical valve body and a valve seat forming a tapered opening, wherein a spherical jig is used to form a spherical indentation on the valve seat to reduce the pressure when the valve is closed. It discloses a technique for enhancing sealing performance.
Patent Literature 3 discloses a technique of improving the sealing performance when the valve is closed by providing a seal member made of expanded graphite at a position corresponding to the valve seat of the valve body.
However, the techniques of
本発明は、上述の事情に鑑みてされたものであり、その目的の一つは、バルブ閉鎖時のシール性能が改善されたソレノイドバルブを提供することにある。
本発明の他の目的は、上記のソレノイドバルブを利用した流量制御装置、流量制御方法、流体制御装置、半導体製造装置及び半導体製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and one of its objects is to provide a solenoid valve with improved sealing performance when the valve is closed.
Another object of the present invention is to provide a flow control device, a flow control method, a fluid control device, a semiconductor manufacturing device, and a semiconductor manufacturing method using the above solenoid valve.
本発明に係るソレノイドバルブは、金属合金製の環状のバルブシートと、前記バルブシートに対して当接および離間可能に設けられた金属合金製の弁体と、前記弁体を駆動するソレノイドアクチュエータと、を有するソレノイドバルブであって、
前記弁体または前記バルブシートのどちらか一方は、凸状に湾曲する湾曲面をもつシール面を有し、
前記弁体または前記バルブシートの他方は、前記シール面の湾曲面に合致する凹状の湾曲面をもつ環状溝を前記シール面に対向する位置に有し、
前記弁体と前記バルブシートの当接する部分には硬度差が設けられ、前記シール面は前記環状溝より高い硬度に形成された、ソレノイドバルブである。
A solenoid valve according to the present invention comprises an annular valve seat made of a metal alloy, a valve body made of a metal alloy provided so as to be able to contact and separate from the valve seat, and a solenoid actuator for driving the valve body. a solenoid valve having
either the valve body or the valve seat has a sealing surface with a convex curved surface;
the other of the valve body and the valve seat has an annular groove facing the sealing surface and having a concavely curved surface that matches the curved surface of the sealing surface;
In the solenoid valve, a difference in hardness is provided between the contact portion of the valve body and the valve seat, and the sealing surface is formed to have a hardness higher than that of the annular groove.
好適には、前記バルブシートは、前記シール面の湾曲面の外周側で連なり、当該バルブシートの根元部分に向かって末広がるように傾斜する傾斜面をさらに有し、
前記弁体の環状溝は、前記傾斜面の一部に合致する傾斜面部をさらに有する、構成を採用できる。
さらに好適には、前記シール面は、円弧状の湾曲面を有する、構成を採用できる。
Preferably, the valve seat further has an inclined surface that continues on the outer peripheral side of the curved surface of the seal surface and that is inclined so as to widen toward the root portion of the valve seat,
A configuration can be adopted in which the annular groove of the valve body further has an inclined surface portion that matches a portion of the inclined surface.
More preferably, the sealing surface may have an arc-shaped curved surface.
好適には、前記バルブシートの硬度は、Hv300以上であり、
前記弁体の少なくとも前記バルブシートと当接する部分の硬度は、Hv100~Hv140の範囲内にある、構成を採用できる。
Preferably, the hardness of the valve seat is Hv300 or more,
The hardness of at least the portion of the valve body that contacts the valve seat may be in the range of Hv100 to Hv140.
本発明に係るソレノイドバルブの製造方法は、上記のソレノイドバルブの製造方法であって、
前記弁体を前記バルブシートに対して押し付けて当該弁体に塑性変形を生じさせ、前記環状溝を形成する。
A method for manufacturing a solenoid valve according to the present invention is the method for manufacturing the solenoid valve described above,
The valve body is pressed against the valve seat to plastically deform the valve body to form the annular groove.
本発明に係る流量制御装置は、上記のソレノイドバルブを流量制御バルブとして内蔵する。 A flow control device according to the present invention incorporates the above solenoid valve as a flow control valve.
本発明に係る流量制御方法は、上記のソレノイドバルブを用いて流体の流量を制御する。 A flow rate control method according to the present invention controls the flow rate of a fluid using the solenoid valve described above.
本発明に係る流体制御装置は、複数の流体機器が配列された流体制御装置であって、
前記複数の流体機器は、上記のソレノイドバルブまたは流量制御装置を含む。
A fluid control device according to the present invention is a fluid control device in which a plurality of fluid devices are arranged,
The plurality of fluid devices include the solenoid valves or flow control devices described above.
本発明に係る半導体製造方法は、密閉されたチャンバ内においてプロセスガスによる処理工程を要する半導体装置の製造プロセスにおいて、前記プロセスガスの流量制御に上記のソレノイドバルブを用いる。 A semiconductor manufacturing method according to the present invention uses the above-described solenoid valve to control the flow rate of a process gas in a semiconductor device manufacturing process that requires a processing step using a process gas in a sealed chamber.
本発明に係る半導体製造装置は、処理チャンバにプロセスガスを供給する流体制御装置を有し、
前記流体制御装置は、複数の流体機器を含み、
前記流体機器は、上記のソレノイドバルブを含む。
A semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention has a fluid control device that supplies a process gas to a processing chamber,
The fluid control device includes a plurality of fluid devices,
The fluid device includes the solenoid valve described above.
本発明によれば、ソレノイドバルブのバルブ閉鎖時のシール性能を改善できる。
また、本発明によれば、流量制御装置に適したソレノイドバルブが提供される。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the sealing performance at the time of valve closing of a solenoid valve can be improved.
Also, according to the present invention, a solenoid valve suitable for a flow control device is provided.
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。説明において同様の要素には同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
図1に本発明の一実施形態に係るソレノイドバルブが適用された流量制御装置1を示す。図1において、実際には、流量制御装置1の全体を覆うカバーや流量制御装置1を制御する制御基板、温度センサ等が存在するが省略している。図1において、A1,A2は、上下方向を示しており、A1が上方向、A2が下方向を示す。
流量制御装置1は、上流側ブロック24、バルブボディ16、下流側ブロック25、オリフィス19、弁体20、板バネ43、可動ステム55、ベローズ30、ソレノイドアクチュエータ50、調節部材60、および、ロックナット61を有する。
Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In the description, the same reference numerals are given to the same elements, and overlapping descriptions are omitted as appropriate.
FIG. 1 shows a
The
バルブボディ16には、上部側に凹状の弁室16dが形成され、この弁室16dに流路16aおよび流路16bが接続されるように形成されている。流路16aは上流側ブロックに形成された流路24aと接続されている。流路16bはバルブボディ16内を水平方向に延びる流路16cと連通しており、流路16cは下流側ブロック25に形成された流路25aにオリフィス19(本実施形態では、ガスケット型オリフィス)を介して接続されている。
バルブボディ16の流路16bは、弁室16dの底面において開口しており、この開口周囲に環状のバルブシート17がバルブボディ16に一体に形成されている。バルブシート17の構造については後で詳述する。
A
The
弁体20は、円盤状に形成され、バルブシート17に対向配置され、板バネ43によりバルブシート17に向けて常時付勢されている。板バネ43は、ソレノイドアクチュエータ50のケーシング51の下端部に設けられた環状部材42とその外周に螺合するナット部材41との間に挟持されている。なお、弁体20の構造については後で詳述する。
The
ソレノイドアクチュエータ50は、図示しない、プラグナット(固定鉄心)、コイル、ヨーク、スリーブ等および可動鉄心としての可動ステム55をケーシング51に内蔵する周知のアクチュエータである。このコイルに電流を流すことによりプラグナットおよび可動ステム55が磁化され、可動ステム55が磁力により板バネ43の付勢力に抗して上方向A1に引き上げられる。これにより、流路16bが開放され、流路16aと連通する。コイルへの印加電圧に応じて磁力をコントロールすることで、弁体20のバルブシート17からのリフト量を制御でき、流路16aから流路16bに流通する流体の流量を制御する。
ケーシング51の基端部51bは、バルブボディ16の上面に締結部材BTにより固定されることで、バルブボディ16の弁室16dを気密に閉鎖している。ベローズ30は、弁室16d内の流体がケーシング51内に侵入するのを防ぐために設けられている。
このように、バルブボディ16およびソレノイドアクチュエータ50は、ソレノイドバルブを構成している。
ソレノイドアクチュエータ50の上端部には、可動ステム55のリフト量を調節するための調節部材60が設けられている。この調節部材60を回転操作することで、プラグナットの上下方向A1,A2の位置を調整する。ロックナット61は、調節部材60の位置をロックするために設けられている。
The
A
Thus, the
An
なお、流量制御装置1のオリフィス19の上流側と下流側とにはそれぞれ圧力センサ70,71が設けられている。流量制御装置1では、これら2つの圧力センサ70,71の検出する流路内の圧力に基づいて、流路25aから流出する流体の流量が目標流量になるように上記のソレノイドバルブがフィードバック制御される。
バルブシートの構造
図2Aおよび図2Bにバルブシート17の構造を示す。なお、図2Bは図2Aの円A内の拡大図である(ハッチングは省略している)。
バルブシート17は、流路16bの開口周囲に円環状に形成され、バルブボディ16の上端面16fから突出している。
バルブシート17の硬度は、Hv300以上である。バルブボディ16は、ステンレス鋼等の金属により形成されており硬度は約Hv200程度であるが、バルブシート17は加工硬化により、部分的に硬度が高められている。
図2Bから分かるように、バルブシート17は凸状に湾曲する湾曲面からなるシール面17aを上端部に有する。シール面17aは、具体的には、曲率半径R1の円弧状の湾曲面である。なお、シール面17aは、円弧状の湾曲面に限定されるわけではない。
バルブシート17は、シール面17aの外周側で連なり、当該バルブシートの根元部分、すなわち、バルブボディ16の上端面16fに向かって末広がるように傾斜する傾斜面17bをさらに有する。この傾斜面17bは、シール面17aと滑らかに接続されており、上端面16fに垂直な方向に対して角度αで傾斜している、角度αは、本実施形態では、30度であるが、これに限定されるわけではない。
Structure of Valve Seat The structure of the
The
The hardness of the
As can be seen from FIG. 2B, the
The
弁体の構造
図3Aおよび図3Bに弁体20の構造を示す。
弁体20は、円盤状に形成されたディスク部20dと、ディスク部20dの上面側の中心部に設けられた軸部20sと、ディスク部20dの下面側に形成されたバルブシート17に対向する対向面20fとを有する。
軸部20sが可動ステム55の下端部にねじ込まれることにより、弁体20は可動ステム55に固定される。
対向面20fは、平坦面からなり、図3Bに示すように、対向面20fの中心部に環状溝21が形成されている。なお、本実施形態では、対向面20fを平坦面としたが、これに限定されるわけではない。
弁体20は、ステンレス合金等の金属材料で形成され、バルブシート17よりも低い硬度、例えば、Hv100~Hv140の範囲内の硬度を有する。弁体20の硬度をバルブシート17よりも低くしたのは、後述するように、弁体20を塑性変形させて環状溝21を形成するためである。
Valve Body Structure The structure of the
The
The
20 f of opposing surfaces consist of flat surfaces, and as shown to FIG. 3B, the
The
図4Aおよび図4Bに環状溝の構造を示す。
図4Aに示すように、環状溝21は、対向面20fに形成された円環状の凹みであり、図4Bに示すように、凹状の湾曲面21aを有する。具体的には、湾曲面21aは、曲率半径R2の円弧状の曲面であり、曲率半径R2は上記したバルブシート17のシール面17aの曲率半径R1に略一致している。すなわち、湾曲面21aは、曲率半径R2は上記したバルブシート17のシール面17aと合致する形状を有する。
湾曲面21aの外周側には、対向面20fに向かって末広がる傾斜面部21bが形成されており、この傾斜面部21bはバルブシート17の傾斜面に17bの一部(上側部分)に合致する形状を有する。なお、本実施形態では、傾斜面に17bおよび傾斜面部21bは、断面で見て直線状に延びる構成としたが、これに限定されるわけではなく、湾曲していてもよい。
4A and 4B show the structure of the annular groove.
As shown in FIG. 4A, the
On the outer peripheral side of the
環状溝21の加工方法の一例について説明する。
流量制御装置1(ソレノイドバルブ)が組み立てられた状態では、弁体20の対向面20fは環状溝21が未だ形成されていない状態にある。
このため、上記したソレノイドアクチュエータ50の上端部に設けられた調節部材60を回転操作し、弁体20の対向面20fをバルブシート17に押し付ける。弁体20の対向面20fに塑性変形を生じさせるのに必用なトルクを調節部材60に作用させる。バルブシート17の傾斜面17bの上側部分が弁体20の対向面20fに食い込むまで、弁体20の対向面20fをバルブシート17に押し付ける。
本実施形態では、弁体20のリフト量調整用の調節部材60を環状溝21の加工に用いたが、環状溝21の加工用に別機構を設けてもよいし、専用機構を設けずに工具等を用いて外部から弁体20に外力を作用させることも可能である。
An example of a method for processing the
When the flow control device 1 (solenoid valve) is assembled, the
Therefore, the
In this embodiment, the
図5に示すように、環状溝21の中心軸線Ct1とバルブシート17の中心軸線Ct2は、一致するように設計され、バルブシート17と環状溝21は対応した位置に位置付けられている。本実施形態では、バルブシート17と弁体20との接触部に、凸状の湾曲面からなるシール面17aとこれに合致する凹状の湾曲面21aを設けることで、接触面積を増大させ、シール性能の向上を図っている。加えて、バルブシート17と弁体20との間に硬度差をつけることで、両者の接触部分がなじみやすくなり、よりシール性能が高まる。
しかしながら、バルブの開閉動作を繰り返した際に、中心軸線Ct1と中心軸線Ct2が常に一致していれば、バルブシート17に対する環状溝21の接触位置が常に同じになるため、上記した高いシール性能は維持できるが、ソレノイドアクチュエータ50等に存在するガタつきにより、図6Aに示すように、環状溝21の中心軸線Ct1とバルブシート17の中心軸線Ct2との間に僅かなずれが必ず発生する。
As shown in FIG. 5, the central axis Ct1 of the
However, if the central axis Ct1 and the central axis Ct2 are always aligned when the valve is repeatedly opened and closed, the contact position of the
本実施形態では、バルブシート17と弁体20との接触部に、凸状の湾曲面からなるシール面17aとこれに合致する凹状の湾曲面21aを設けることに加えて、バルブシート17に傾斜面17bおよび環状溝21にこれに対応する傾斜面部21bを設けている。
このため、図6Bに示すように、傾斜面17bおよび環状溝21がガイド機能を果たし、バルブシート17と弁体20とが接触する際に、環状溝21の中心軸線Ct1とバルブシート17の中心軸線Ct2との間のずれがキャンセルされる。これにより、バルブ閉鎖時に、常に高いシール性能が維持される。
In this embodiment, the contact portion between the
Therefore, as shown in FIG. 6B, the
図7を参照して、本発明のソレノイドバルブ又は流量制御装置1が適用される流体制御装置の一例を説明する。
図7に示す流体制御装置には、幅方向W1,W2に沿って配列され長手方向G1,G2に延びる金属製のベースプレートBSが設けられている。なお、W1は正面側、W2は背面側,G1は上流側、G2は下流側の方向を示している。ベースプレートBSには、複数の流路ブロック992を介して各種流体機器991A~991Eが設置され、複数の流路ブロック992によって、上流側G1から下流側G2に向かって流体が流通する図示しない流路がそれぞれ形成されている。
An example of a fluid control device to which the solenoid valve or
The fluid control device shown in FIG. 7 is provided with metal base plates BS arranged along width directions W1 and W2 and extending in longitudinal directions G1 and G2. W1 indicates the front side, W2 indicates the rear side, G1 indicates the upstream side, and G2 indicates the downstream side.
ここで、「流体機器」とは、流体の流れを制御する流体制御装置に使用される機器であって、流体流路を画定するボディを備え、このボディの表面で開口する少なくとも2つの流路口を有する機器である。具体的には、開閉弁(2方弁)991A、レギュレータ991B、プレッシャーゲージ991C、開閉弁(3方弁)991D、マスフローコントローラ991E等が含まれるが、これらに限定されるわけではない。なお、導入管993は、上記した図示しない流路の上流側の流路口に接続されている。
Here, the term “fluid device” refers to a device used in a fluid control device for controlling the flow of fluid, comprising a body defining a fluid flow path, and having at least two flow path openings on the surface of the body. It is a device that has Specifically, an on-off valve (two-way valve) 991A, a
本実施形態に係る流量制御装置1は、上記のマスフローコントローラ991Eとして使用できる。また、開閉弁(2方弁)991A、レギュレータ991B、プレッシャーゲージ991C、開閉弁(3方弁)991D等のバルブに、本実施形態に係るソレノイドバルブを適用可能である。
The
次に、上記の流体制御装置の適用される半導体製造装置の例を図8に示す。
半導体製造装置1000は、原子層堆積法(ALD:Atomic Layer Deposition 法)による半導体製造プロセスを実行するためのシステムであり、600はプロセスガス供給源、700は流体制御装置、710はタンク、800は処理チャンバ、900は排気ポンプを示している。
基板に膜を堆積させる処理プロセスにおいては、処理ガスを安定的に供給するために流量制御装置700から供給される処理ガスをバッファとしてのタンク710に一時的に貯留し、処理チャンバ800の直近に設けられたバルブ720を高頻度で開閉させてタンク700からの処理ガスを真空雰囲気の処理チャンバ800へ供給する。
ALD法は、化学気相成長法の1つであり、温度や時間等の成膜条件の下で、2種類以上の処理ガスを1種類ずつ基板表面上に交互に流し、基板表面上原子と反応させて単層ずつ膜を堆積させる方法であり、単原子層ずつ制御が可能である為、均一な膜厚を形成させることができ、膜質としても非常に緻密に膜を成長させることができる。
ALD法による半導体製造プロセスでは、処理ガスの流量を精密に調整する必要があるとともに、基板の大口径化等により、処理ガスの流量をある程度確保する必要もある。
流体制御装置700は、正確に計量したプロセスガスを処理チャンバ800に供給する。この流体制御装置700に、上記した流量制御装置1が含まれる。
タンク710は、流体制御装置700から供給される処理ガスを一時的に貯留するバッファとして機能する。
処理チャンバ800は、ALD法による基板への膜形成のための密閉処理空間を提供する。
排気ポンプ900は、処理チャンバ800内を真空引きする。
Next, FIG. 8 shows an example of a semiconductor manufacturing apparatus to which the fluid control device described above is applied.
A
In the process of depositing a film on a substrate, the processing gas supplied from the
The ALD method is one of the chemical vapor deposition methods, and under film formation conditions such as temperature and time, two or more types of processing gases are alternately flowed onto the substrate surface one by one to form atoms on the substrate surface. It is a method of depositing a film by single layer by reaction, and since it is possible to control each single atomic layer, it is possible to form a uniform film thickness, and it is possible to grow a very dense film in terms of film quality. .
In the semiconductor manufacturing process by the ALD method, it is necessary to precisely adjust the flow rate of the processing gas, and it is also necessary to secure the flow rate of the processing gas to some extent by increasing the diameter of the substrate.
The
The
The
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。例えば、上記適用例では、流量制御装置1をALD法による半導体製造プロセスに用いる場合について例示したが、これに限定されるわけではなく、本発明は、例えば原子層エッチング法(ALE:Atomic Layer Etching 法)等、精密な流量調整が必要なあらゆる対象に適用可能である。
また、本実施形態では、バルブシートが弁体より高硬度を有し、バルブシートに凸状のシール面を設け弁体の平坦面に環状溝を設けたが、弁体がバルブシートより高硬度を有し、弁体に凸状の環状シール面を設けバルブシートに環状溝を形成してもよい。
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above. Those skilled in the art can make various additions, modifications, etc. within the scope of the present invention. For example, in the application example described above, the case where the
Further, in the present embodiment, the valve seat has higher hardness than the valve body, and the convex seal surface is provided on the valve seat and the annular groove is provided on the flat surface of the valve body. The valve body may be provided with a convex annular sealing surface and the valve seat may be provided with an annular groove.
1 :流量制御装置
16 :バルブボディ
16a :流路
16b :流路
16c :流路
16d :弁室
16f :上端面
17 :バルブシート
17a :シール面
17b :傾斜面
19 :オリフィス
20 :弁体
20d :ディスク部
20f :対向面
20s :軸部
21 :環状溝
21a :湾曲面
21b :傾斜面部
24 :上流側ブロック
24a :流路
25 :下流側ブロック
25a :流路
30 :ベローズ
41 :ナット部材
42 :環状部材
43 :板バネ
50 :ソレノイドアクチュエータ
51 :ケーシング
51b :基端部
55 :可動ステム
60 :調節部材
61 :ロックナット
70,71:圧力センサ
600 :プロセスガス供給源
700 :流体制御装置
710 :タンク
720 :バルブ
800 :処理チャンバ
900 :排気ポンプ
991A :開閉弁(2方弁)
991B :レギュレータ
991C :プレッシャーゲージ
991D :開閉弁(3方弁)
991E :マスフローコントローラ
992 :流路ブロック
993 :導入管
1000 :半導体製造装置
A :円
A1 :上方向
A2 :下方向
BS :ベースプレート
BT :締結部材
Ct1 :中心軸線
Ct2 :中心軸線
G1 :長手方向(上流側)
G2 :長手方向(下流側)
R1 :曲率半径
R2 :曲率半径
W1 :幅方向(正面側)
W2 :幅方向(背面側)
α :角度
Reference Signs List 1: flow control device 16:
991B:
991E: mass flow controller 992: flow path block 993: introduction pipe 1000: semiconductor manufacturing apparatus A: circle A1: upward direction A2: downward direction BS: base plate BT: fastening member Ct1: center axis line Ct2: center axis line G1: longitudinal direction (upstream side)
G2: Longitudinal direction (downstream side)
R1: Radius of curvature R2: Radius of curvature W1: Width direction (front side)
W2: Width direction (back side)
α : Angle
Claims (11)
前記弁体または前記バルブシートのどちらか一方は、凸状に湾曲する湾曲面をもつシール面を有し、
前記弁体または前記バルブシートの他方は、前記シール面の湾曲面に合致する凹状の湾曲面をもつ環状溝を前記シール面に対向する位置に有し、
前記弁体と前記バルブシートの当接する部分には硬度差が設けられ、前記シール面は前記環状溝より高い硬度に形成され、
前記シール面は湾曲面の外周側で連なり、当該バルブシートの根元部分に向かって末広がるように傾斜する傾斜面をさらに有し、
環状溝は、前記傾斜面の一部に合致する傾斜面部をさらに有する、ソレノイドバルブ。 A solenoid valve having a metal alloy ring-shaped valve seat, a metal alloy valve body provided to be in contact with and separated from the valve seat, and a solenoid actuator for driving the valve body, the solenoid valve comprising: ,
either the valve body or the valve seat has a sealing surface with a convex curved surface;
the other of the valve body and the valve seat has an annular groove facing the sealing surface and having a concavely curved surface that matches the curved surface of the sealing surface;
A difference in hardness is provided between the contact portion of the valve body and the valve seat, and the sealing surface is formed to have a hardness higher than that of the annular groove,
The sealing surface further has an inclined surface that continues on the outer peripheral side of the curved surface and that is inclined so as to widen toward the root portion of the valve seat,
The solenoid valve, wherein the annular groove further has a ramp portion that matches a portion of the ramp.
前記弁体または前記バルブシートのどちらか一方は、凸状に湾曲する湾曲面をもつシール面を有し、
前記弁体または前記バルブシートの他方は、前記シール面の湾曲面に合致する凹状の湾曲面をもつ環状溝を前記シール面に対向する位置に有し、
前記弁体と前記バルブシートの当接する部分には硬度差が設けられ、前記シール面は前記環状溝より高い硬度に形成され、
前記シール面は前記バルブシートに設けられ、
前記環状溝は弁体に設けられた、ソレノイドバルブ。 A solenoid valve having a metal alloy ring-shaped valve seat, a metal alloy valve body provided to be in contact with and separated from the valve seat, and a solenoid actuator for driving the valve body, the solenoid valve comprising: ,
either the valve body or the valve seat has a sealing surface with a convex curved surface;
the other of the valve body and the valve seat has an annular groove facing the sealing surface and having a concavely curved surface that matches the curved surface of the sealing surface;
A difference in hardness is provided between the contact portion of the valve body and the valve seat, and the sealing surface is formed to have a hardness higher than that of the annular groove,
The sealing surface is provided on the valve seat,
A solenoid valve, wherein the annular groove is provided in a valve body.
前記弁体または前記バルブシートのどちらか一方は、凸状に湾曲する湾曲面をもつシール面を有し、
前記弁体または前記バルブシートの他方は、前記シール面の湾曲面に合致する凹状の湾曲面をもつ環状溝を前記シール面に対向する位置に有し、
前記弁体と前記バルブシートの当接する部分には硬度差が設けられ、前記シール面は前記環状溝より高い硬度に形成され、
前記バルブシートの硬度は、Hv300以上であり、
前記弁体の少なくとも前記バルブシートと当接する部分の硬度は、Hv100~Hv140の範囲内にある、ソレノイドバルブ。 A solenoid valve having a metal alloy ring-shaped valve seat, a metal alloy valve body provided to be in contact with and separated from the valve seat, and a solenoid actuator for driving the valve body, the solenoid valve comprising: ,
either the valve body or the valve seat has a sealing surface with a convex curved surface;
the other of the valve body and the valve seat has an annular groove facing the sealing surface and having a concavely curved surface that matches the curved surface of the sealing surface;
A difference in hardness is provided between the contact portion of the valve body and the valve seat, and the sealing surface is formed to have a hardness higher than that of the annular groove,
The hardness of the valve seat is Hv300 or more,
A solenoid valve, wherein hardness of at least a portion of the valve body that contacts the valve seat is within a range of Hv100 to Hv140.
前記バルブシートは、前記バルブボディの流路の開口周囲に一体に形成され、かつ、硬度が当該バルブシート以外の部分よりも高くなるように形成されている、請求項1ないし4のいずれかに記載のソレノイドバルブ。 further comprising a valve body defining a flow path;
5. Any one of claims 1 to 4, wherein the valve seat is integrally formed around the opening of the flow path of the valve body, and is formed to have a higher hardness than portions other than the valve seat. Solenoid valve as described.
前記ソレノイドバルブは、金属合金製の環状のバルブシートと、前記バルブシートに対して当接および離間可能に設けられた金属合金製の弁体と、前記弁体を駆動するソレノイドアクチュエータと、を有するソレノイドバルブであって、
前記弁体または前記バルブシートのどちらか一方は、凸状に湾曲する湾曲面をもつシール面を有し、
前記弁体または前記バルブシートの他方は、前記シール面の湾曲面に合致する凹状の湾曲面をもつ環状溝を前記シール面に対向する位置に有し、
前記弁体と前記バルブシートの当接する部分には硬度差が設けられ、前記シール面は前記環状溝より高い硬度に形成された、ソレノイドバルブであり、
前記製造方法は、前記弁体を前記バルブシートに対して押し付けて当該弁体に塑性変形を生じさせ、前記環状溝を形成する、ソレノイドバルブの製造方法。 A method for manufacturing a solenoid valve,
The solenoid valve has an annular valve seat made of a metal alloy, a valve body made of a metal alloy provided to be able to contact and separate from the valve seat, and a solenoid actuator that drives the valve body. A solenoid valve,
either the valve body or the valve seat has a sealing surface with a convex curved surface;
the other of the valve body and the valve seat has an annular groove facing the sealing surface and having a concavely curved surface that matches the curved surface of the sealing surface;
A solenoid valve in which a difference in hardness is provided in a contact portion between the valve body and the valve seat, and the sealing surface is formed to have a hardness higher than that of the annular groove,
The method of manufacturing a solenoid valve includes pressing the valve body against the valve seat to cause plastic deformation in the valve body to form the annular groove.
前記複数の流体機器は、請求項1ないし5のいずれかに記載のソレノイドバルブまたは請求項7に記載の流量制御装置を含む、流体制御装置。 A fluid control device in which a plurality of fluid devices are arranged,
A fluid control device, wherein the plurality of fluid devices includes the solenoid valve according to any one of claims 1 to 5 or the flow control device according to claim 7 .
前記流体制御装置は、複数の流体機器を含み、
前記流体機器は、請求項1ないし5のいずれかに記載のソレノイドバルブを含む、半導体製造装置。 having a fluid controller for supplying process gas to the processing chamber;
The fluid control device includes a plurality of fluid devices,
A semiconductor manufacturing apparatus, wherein the fluid device includes the solenoid valve according to any one of claims 1 to 5.
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