JPH11125344A - 弁装置 - Google Patents

弁装置

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JPH11125344A
JPH11125344A JP9304902A JP30490297A JPH11125344A JP H11125344 A JPH11125344 A JP H11125344A JP 9304902 A JP9304902 A JP 9304902A JP 30490297 A JP30490297 A JP 30490297A JP H11125344 A JPH11125344 A JP H11125344A
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valve
space
valve body
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valve element
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JP9304902A
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Hidenao Suzuki
秀直 鈴木
Kuniaki Horie
邦明 堀江
Kiwamu Tsukamoto
究 塚本
Yuji Araki
裕二 荒木
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Ebara Corp
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    • F16K41/00Spindle sealings
    • F16K41/10Spindle sealings with diaphragm, e.g. shaped as bellows or tube
    • F16K41/12Spindle sealings with diaphragm, e.g. shaped as bellows or tube with approximately flat diaphragm
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高・強誘電体の薄膜形成用の素材となる原料
ガスのような不安定なガスであっても安定に開閉あるい
は流量調整動作を行なうことができる弁装置を提供す
る。 【解決手段】 ケーシング10,12内に取扱流体の流
路20,26とこれを開閉する弁体14と弁体を動作さ
せる弁機構44,46とが設けられている弁装置におい
て、弁体は、流路を含む取扱流体空間と弁機構を収容す
る弁機構空間を区画する柔軟性を有する隔膜14により
形成され、弁体の機構空間側に弁体を保温する熱媒体空
間38が構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、高・強誘
電体薄膜を形成するMOCVD装置の有機金属原料ガス
を流す配管等に用いられる弁装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体産業における集積回路の集
積度の向上はめざましく、現状のメガビットオーダか
ら、将来のギガビットオーダを睨んだDRAMの研究開
発が行われている。かかるDRAMの製造のために必要
な大容量素子の製造に用いる誘電体薄膜として、誘電率
が10以下であるシリコン酸化膜やシリコン窒化膜、誘
電率が20程度である五酸化タンタル(Ta25)薄膜
に替わって、誘電率が300程度であるチタン酸バリウ
ム(BaTiO3)、あるいはチタン酸ストロンチウム
(SrTiO3)又はこれらの混合物であるチタン酸バリ
ウムストロンチウム等の金属酸化物薄膜材料が有望視さ
れている。また、更に誘電率が高いPZT、PLZT、
Y1等の強誘電体の薄膜材料も有望視されている。
【0003】このような素材の成膜を行なう方法とし
て、化学気相成長(CVD)が有望とされており、この
場合、成膜反応槽内において原料ガスを被成膜基板に安
定的に供給する必要がある。原料ガスは、常温で固体の
Ba(DPM)2 ,Sr(DPM)2 などを有機溶剤
(例えば、THFなど)に溶解させ、液状化したものを
加熱して気化するようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな気化した原料は、安定な領域が非常に狭いという問
題がある。すなわち、温度が低下したり圧力が上昇する
と上記の固体成分が析出し、一方、温度が上昇すると反
応して固体付着物を生成する。弁装置においては、弁体
と弁座の隙間が狭くなっているため、ここをガスが通る
際に断熱膨張により弁体の熱が奪われ温度が下がってし
まう。従って、このような気体の流量調整や流路の切換
のための弁装置においては、圧力や温度の変動により弁
体や弁座に上記のような付着物が付着し、動作の安定性
が損なわれるという課題が有った。
【0005】この発明は、上記課題に鑑み、高・強誘電
体の薄膜形成用の素材となる原料ガスのような不安定な
ガスであっても安定に開閉あるいは流量調整動作を行な
うことができる弁装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、ケーシング内に取扱流体の流路とこれを開閉する弁
体と該弁体を動作させる弁機構とが設けられている弁装
置において、前記弁体は、前記流路を含む取扱流体空間
と前記弁機構を収容する弁機構空間を区画する柔軟性を
有する隔膜により形成され、前記弁体の前記弁機構空間
側に該弁体を保温する熱媒体空間が構成されていること
を特徴とする弁装置である。
【0007】これにより、隔膜状の弁体が充分な加熱能
力を有する熱媒体空間内の熱媒体により直接に加熱され
るので、弁体と弁座の隙間をガスが通る際の断熱膨張に
より弁体の熱が奪われて弁体の温度が低下し、この部分
にガス成分の凝縮や析出を招くような事態が防止され
る。熱媒体としては、合成オイルのような熱容量の高い
ものが好適である。加熱能力が高いので、装置の立ち上
げの時間も短縮される。
【0008】請求項2に記載の発明は、ケーシング内に
取扱流体の流路とこれを開閉する弁体と該弁体を動作さ
せる弁機構とが設けられている弁装置において、前記流
路を含む取扱流体空間と前記弁機構を収容する弁機構空
間を区画する柔軟性を有する隔膜が前記弁体と連動する
ように設けられ、前記隔膜の前記弁機構空間側に前記弁
体を保温する熱媒体空間が構成されていることを特徴と
する弁装置である。
【0009】これにより、弁体が充分な加熱能力を有す
る熱媒体空間内の熱媒体により直接に加熱されるので、
弁体と弁座の隙間をガスが通る際の断熱膨張により弁体
の熱が奪われて弁体の温度が低下し、この部分にガス成
分の凝縮や析出を招くような事態が防止される。
【0010】
【発明の実施の形態】図1及び図2は、本発明の一実施
の形態の弁装置を示すもので、図1は開状態を、図2は
閉状態を示している。この弁装置は、下側ケーシング1
0と上側ケーシング12が間にダイアフラム(弁体)1
4を挟んで結合されて構成されている。下側ケーシング
10の上面には、周方向に延びる第1の突条(ダイアフ
ラム押え部)16とその内側に同心状に第2の突条(弁
座)18が形成されている。ダイアフラム14は、例え
ば、Co合金やエルジロイのように、柔軟性を持たせる
ために薄くしても破れるようなことがなく、シール性の
良い材質であることが好ましい。
【0011】取扱ガスの流入路20は下側ケーシング1
0の左側からそのほぼ中央に延び、そこから上昇してダ
イアフラム14と弁座18で囲まれた1次空間22に開
口している。また、弁座18とダイアフラム押え部16
の間の環状の2次側空間24には、流入路20と反対側
の位置にガスの流出路26が開口し、これは下側ケーシ
ング10の右側に延びている。下側ケーシング10の下
部には、下側ケーシング10を必要に応じて所定温度に
加熱し、ガス流路20や弁座18を保温するための第1
の熱媒体空間28が形成されている。第1の熱媒体空間
28には、熱媒体を流通させるポート29a,29bが
開口している。
【0012】上側ケーシング12には弁体14を動作さ
せる弁機構が組み込まれている。すなわち、上側ケーシ
ング12の中央には弁孔30が形成され、これには、先
端部に弁支持体32を取り付けたシャフト34が上下動
可能に収容されている。この弁支持体32は、その先端
面が弁座18と同じ程度の径を有する平坦面あるいは曲
率の大きい曲面となっており、縁部はなだらかに傾斜す
るテーパ面36となっている。この弁支持体32の周囲
を取り囲むように第2の熱媒体空間38が形成され、こ
れには熱媒体流入流路40と流出流路42が連絡し、こ
れらの流路には外部の熱媒体循環配管が接続されてい
る。
【0013】この弁機構は、弁支持体32を押圧手段に
よって所定の圧力で下方に付勢し、取扱ガス側の圧力が
これより大きくなった場合に取扱ガスを2次側へ流出さ
せる定圧弁であり、この実施の形態では、ばね装置44
とエアシリンダ装置46の2つの押圧手段を備えてい
る。すなわち、上側ケーシング12の高さ方向中央部に
シャフト34を囲むばね収容空間48が形成され、これ
には、ばね押え50を介してシャフト34を下方に付勢
するコイルばね52が収容されている。上側ケーシング
12の上部には、上下に空気ポート54,56を有する
エアシリンダ空間58が形成され、これにはシャフト3
4に取り付けたピストン板60が摺動自在に収容され、
必要箇所にはシール部材が配置されている。
【0014】なお、弁機構の作動圧力を設定し、その設
定圧力通りに弁が作動するように制御する弁制御部、熱
媒体空間28,38内の熱媒体の温度を制御する温度制
御部等が設けられているが、その詳細は省略する。
【0015】以下、このように構成された弁装置の作用
を説明する。予め、各部の温度や圧力等を所定値に設定
し、排気ポートには下流の成膜装置等を接続しておく。
取扱ガスは、例えば液体原料気化装置のようなガス供給
部(図示略)より取扱ガス流入路20を介して1次空間
22に流入する。取扱ガス供給部からの圧力が、押圧手
段44,46による弁支持体32の設定された付勢力よ
り大きくなると、取扱ガスは、弁支持体32により支持
された弁体14と弁座18の間の微小な隙間から2次空
間24に供給される。
【0016】この1次空間と2次空間の境界部の2次側
において、圧力が瞬時に開放されて低圧領域に入る。こ
の過程で取扱ガスは断熱膨張し、温度が下がろうとする
が、厚さの薄い弁体(ダイアフラム)14の裏側に熱媒
体が流れているため、瞬時に熱の供給を受けるので、原
料ガス自体の温度も弁体部の温度も下がらない。従っ
て、この部分で凝縮したり、あるいは固形成分が析出し
たりして弁の作動を不安定化することが防止される。
【0017】このような構成の弁装置では、弁装置中の
原料ガス流路は熱量の大きな熱媒体により加熱されてい
るので各部の温度を均一に管理することができる。さら
に、立ち上がり時間は、管理温度になっている熱媒体を
瞬時に循環させることで短縮することができる。
【0018】図3は、この発明の第2の実施の形態を示
すもので、第1の実施の形態では、原料が流通する空間
と弁装置側の空間を弁体であるダイアフラム14自体で
区画していたが、この実施の形態ではベローズ72を用
いている。すなわち、シャフト34の先端に、先の弁支
持体と同様の形状を有する弁体74が取り付けられ、こ
れの上縁部にベローズ72の下端が取り付けられ、ベロ
ーズ72の上端はケーシング76の弁収容孔78の内面
に突出する環状板80の内端に取り付けられている。
【0019】ベローズ72の内側の空間は第2の熱媒体
空間82となっており、流路84,86を介して供給さ
れる熱媒体がシャフト34及び弁体74を加熱するよう
にしている。なお、この実施の形態では、2次空間24
は弁体74及びベローズ72を取り囲む筒状の空間とし
て構成され、ベローズ自体の外面も加熱面として作用す
るようになっている。
【0020】なお、上述した実施の形態では、弁装置を
弁体が取扱流体によって従動的に動作する、例えば、定
圧弁、逆止弁として説明したが、エアシリンダ装置によ
って開閉駆動する開閉弁又は流量調整弁として用いても
よく、また、発明の要旨を変えることなく、駆動機構や
制御手段を変更することは可能である。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、効率的に弁体を加熱することにより、MOCVD装
置等で用いられる有機金属原料ガスのような不安定な取
扱ガスであっても、圧力や温度の変動による凝縮物や析
出物の生成が防止される。従って、これらの弁体や弁座
へ付着を排除して安定な弁動作を維持し、結果としてC
VD装置等の安定な稼動を確保するという優れた効果を
奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施の形態の弁装置の全体の
構成を示す断面図である。
【図2】図1の弁装置の要部を示す断面図である。
【図3】この発明の第2の実施の形態の弁装置の断面図
である。
【符号の説明】
10 下側ケーシング 12 上側ケーシング 14,74 ダイアフラム(弁体) 20,26 流路 28 第1の熱媒体空間 38,82 第2の熱媒体空間 44,46 弁機構
フロントページの続き (72)発明者 荒木 裕二 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ケーシング内に取扱流体の流路とこれを
    開閉する弁体と該弁体を動作させる弁機構とが設けられ
    ている弁装置において、 前記弁体は、前記流路を含む取扱流体空間と前記弁機構
    を収容する弁機構空間を区画する柔軟性を有する隔膜に
    より形成され、 前記弁体の前記弁機構空間側に該弁体を保温する熱媒体
    空間が構成されていることを特徴とする弁装置。
  2. 【請求項2】 ケーシング内に取扱流体の流路とこれを
    開閉する弁体と該弁体を動作させる弁機構とが設けられ
    ている弁装置において、 前記流路を含む取扱流体空間と前記弁機構を収容する弁
    機構空間を区画する柔軟性を有する隔膜が前記弁体と連
    動するように設けられ、 前記隔膜の前記弁機構空間側に前記弁体を保温する熱媒
    体空間が構成されていることを特徴とする弁装置。
JP9304902A 1997-10-20 1997-10-20 弁装置 Pending JPH11125344A (ja)

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