JP7257056B2 - バルブ装置および流体制御装置、流体制御方法、半導体製造装置及び半導体製造方法 - Google Patents
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Description
引用文献1は、ボディに着脱可能に配置されてシートを保持するシートホルダを保持するリテーナを備え、リテーナは、略円筒状で、シートホルダの外周縁部を受ける内向きフランジ部を有しており、シートホルダを保持した状態でダイヤフラム保持部材に着脱可能に取り付けられたダイヤフラム弁について開示している。
引用文献2は、別のダイヤフラム弁について開示している。このダイヤフラム弁の本体の凹所は、開口に近い大径部および段差部を介して大径部の下方に連なる小径部からなる。凹所に流路形成ディスクが嵌め合わせられている。流路形成ディスクは、凹所大径部に嵌め合わせられている大径円筒部と、凹所段差部に受け止められている連結部と、凹所小径部の内径よりも小さい外径を有し下端が凹所の底面で受け止められている小径円筒部とからなる。流路形成ディスクの連結部に、小径円筒部外側環状空間と大径円筒部内側環状空間とを連通する複数の貫通孔が形成されている。流体流入通路は流路形成ディスクの小径円筒部下端に、流体流出通路は小径円筒部外側環状空間にそれぞれ通じている。
本開示は、上述の事情に鑑みてされたものであり、より安定的に大きな流量を制御することのできるバルブ装置、そのバルブ装置を用いた流体制御装置、流体制御方法、半導体製造装置及び半導体製造方法を提供することを目的とする。
先ず、図12を参照して、本発明が適用される流体制御装置の一例を説明する。
図12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。
バルブシート48及びディスクシール49は、合成樹脂(PFA、PA、PI、PCTFE等)製とすることができる。また、バルブシート48は、ディスクシール49と同じ材料及び形状からなるものであってもよい。つまり、バルブシート48及びディスクシール49は、同一部品を上下逆向きに取り付けたものとすることができる。これにより部品を共通化して製品コストを低減することができる。
図11に示す半導体製造装置980は、ALD法による半導体製造プロセスを実行するための装置であり、981はプロセスガス供給源、982はガスボックス、983はタンク、984は制御部、985は処理チャンバ、986は排気ポンプを示している。
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、基板の大口径化により、処理ガスの流量をある程度確保する必要もある。
ガスボックス982は、正確に計量したプロセスガスを処理チャンバ985に供給するために、開閉バルブ、レギュレータ、マスフローコントローラ等の各種の流体制御機器を集積化してボックスに収容した集積化ガスシステム(流体制御装置)である。
タンク983は、ガスボックス982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。
制御部984は、バルブ装置1への操作ガスの供給制御による流量調整制御を実行する。
処理チャンバ985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986は、処理チャンバ985内を真空引きする。
2 :バルブボディ
2a :上面
2b :側面
2c :側面
3 :インナーディスク
5 :ボンネット
5a :上面
6 :ケーシング
6a :上面
7 :操作部材
8 :アクチュエータ
21 :第1の流路
22 :第2の流路
23 :弁室
24 :段差部
25 :ネジ穴
31 :外側環状部
32 :内側環状部
33 :第1の開口
34 :第2の開口
35 :バルブシート凹部
36 :ディスクシール凹部
37 :接続部
41 :ダイヤフラム
42 :ダイヤフラム押え
43 :押えアダプタ
44 :ステム
45 :コイルばね
48 :バルブシート
49 :ディスクシール
54 :円孔
61 :操作ガス供給口
62 :通気路
64 :円孔
65 :接続部材
71 :操作部材流通路
81 :ピストン
82 :バルクヘッド
83 :シリンダ
91 :Oリング
100 :バルブ装置
101 :ダイヤフラム
980 :半導体製造装置
981 :プロセスガス供給源
982 :ガスボックス
983 :タンク
984 :制御部
985 :処理チャンバ
986 :排気ポンプ
991A :開閉弁
991B :レギュレータ
991C :プレッシャーゲージ
991D :開閉弁
991E :マスフローコントローラ
992 :流路ブロック
993 :導入管
A1 :上方向
A2 :下方向
BS :ベースプレート
CL :中心線
F :力
G1 :長手方向(上流側)
G2 :長手方向(下流側)
M :溝
Rbi,Rbo,Rd:半径
S1 :ダイヤフラム側の面
S2 :バルブボディ側の面
T1 :ダイヤフラム接触面
T2 :ボディ接触面
W1,W2:幅方向
θ :角度
Claims (9)
- 第1の流路及び第2の流路を形成するバルブボディと、
前記第1の流路の開口周囲に配置される内側環状部、前記内側環状部の外周側に配置された外側環状部、及び前記第2の流路と連通する複数の開口を有し、前記内側環状部と前記外側環状部とを接続する接続部を有するインナーディスクと、
前記内側環状部上に配置されるバルブシートと、
周縁部が前記外側環状部と接触し、前記バルブシートに対して接触しない開位置及び接触する閉位置の間で移動することにより前記第1の流路と前記第2の流路との連通及び遮断を行うダイヤフラムと、
前記外側環状部との間に前記ダイヤフラムの周縁部を挟んで接触する押えアダプタと、を備え、
前記ダイヤフラムは、前記開位置における曲面を形成する曲線が変曲点を有しないドーム型であり、前記ダイヤフラムの前記周縁部は、外側に向かって下がるように傾斜し、当該周縁部の下面に対し、前記外側環状部の上面の外周角部が縦断面視で略点接触しており、
前記外周角部の位置は、前記外側環状部が軸方向に垂直な面で前記バルブボディと接触するボディ接触面の最外側の位置よりも外側である、バルブ装置。 - 前記内側環状部と前記バルブボディとの間に配置されるディスクシールを更に備え、
前記ディスクシールは、前記内側環状部の前記バルブボディ側に形成されたディスクシール凹部に保持される、請求項1に記載のバルブ装置。 - 前記内側環状部は、前記ダイヤフラム側に形成されたバルブシート凹部を有し、
前記バルブシートは、前記バルブシート凹部に保持され、
前記バルブシートは、前記ディスクシールと同じ材料及び形状からなる、請求項2に記載のバルブ装置。 - 前記内側環状部は、前記外側環状部よりも中心線が延びる方向に長い筒状であり、前記内側環状部の内側が前記第1の流路と連通し、前記内側環状部の外側が前記第2の流路と連通している、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のバルブ装置。
- 第1の流路及び第2の流路を形成するバルブボディと、
前記第1の流路の開口周囲に配置される内側環状部、前記内側環状部の外周側に配置された外側環状部、及び前記第2の流路と連通する複数の開口を有し、前記内側環状部と前記外側環状部とを接続する接続部を有するインナーディスクと、
前記内側環状部上に配置されるバルブシートと、
周縁部が前記外側環状部と接触し、前記バルブシートに対して接触しない開位置及び接触する閉位置の間で移動することにより前記第1の流路と前記第2の流路との連通及び遮断を行うダイヤフラムと、
前記外側環状部との間に前記ダイヤフラムの周縁部を挟んで接触する押えアダプタと、を備え、
前記ダイヤフラムは、前記開位置における曲面を形成する曲線が変曲点を有しないドーム型であり、前記ダイヤフラムの前記周縁部は、外側に向かって下がるように傾斜し、当該周縁部の下面に対し、前記外側環状部の上面の外周角部が縦断面視で略点接触しており、
前記外側環状部に形成される、互いに対向する面であるダイヤフラム側の面、及びバルブボディ側の面のうち、前記ダイヤフラム側の面の外側の縁で形成される円の半径は、前記バルブボディ側の面の外側の縁で形成される円の半径よりも大きい、バルブ装置。 - 上流側から下流側に向かって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、請求項1乃至5のいずれか一項に記載のバルブ装置を含むことを特徴とする流体制御装置。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載のバルブ装置を用いて、流体の流量を調整する流量制御方法。
- 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制御に請求項1乃至5のいずれか一項に記載のバルブ装置を用いる半導体製造装置。
- 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請求項1乃至5のいずれか一項に記載のバルブ装置を用いる半導体製造方法。
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