KR20060084360A - Diaphragm valve for atomic layer deposition - Google Patents

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KR20060084360A KR1020057024768A KR20057024768A KR20060084360A KR 20060084360 A KR20060084360 A KR 20060084360A KR 1020057024768 A KR1020057024768 A KR 1020057024768A KR 20057024768 A KR20057024768 A KR 20057024768A KR 20060084360 A KR20060084360 A KR 20060084360A
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자르모 일마리 마울라
하누 레스키넨
티뮤 랑
페카 쿠오스마넨
카리 해르쾨넨
브래들리 제이. 애치슨
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플레이너 시스템스 인코포레이티드
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Abstract

Diaphragm valves (200) for use in an atomic layer deposition (ALD) system are disclosed. In one embodiment, a heating body (290) forms a thermally conductive pathway between the diaphragm (220) and the valve body (210) to help maintain an operating temperature at the diaphragm and inhibit condensation or freezing of high- temperature ALD precursor gases in the valve passage (214). In another embodiment, a pressure vent (302, 306, 310) communicating with an enclosed space (296) behind the diaphragm reduces resistance to transitioning of the diaphragm between the open and closed positions. In some implementations, a pump or other source of suction (316) is coupled to the pressure vent to reduce fluid pressure in the enclosed space. In yet another embodiment, a valve seat (230) includes an annular seating surface that surrounds an inlet (216) of the valve and contacts a substantial portion of one side of the diaphragm when closed, to facilitate heat transfer and counteract dissipative cooling of the diaphragm.

Description

원자 층 증착을 위한 다이아프램 밸브{DIAPHRAGM VALVE FOR ATOMIC LAYER DEPOSITION}DIAPHRAGM VALVE FOR ATOMIC LAYER DEPOSITION}

본 출원은 고온의 박막 증착 기기에 사용하기에 바람직한, 특히 원자 층 증착 반응기의 선구 물질 전달 시스템에 유용한 특징을 갖는 다이아프램 밸브에 관한 것이다.The present application relates to a diaphragm valve having characteristics useful for use in high temperature thin film deposition equipment, particularly for precursor mass transfer systems in atomic layer deposition reactors.

또한 원자 층 애피텍시(ALE: Atomic Layer Epitaxy)로 알려진 원자 층 증착(ALD)은 순차적 및 교대 자가-포화 표면 반응을 수반하는 기판 상에 박막을 증착하는 방법이다. ALD 공정은 본 명세서에 참고용으로 병합된, Suntola 등의 미국 특허 4,058,430에 기재되어 있다. ALD는, 원자 층 애피텍시(T. Suntola 및 M. Simpson, eds., Blackie 및 Son Ltd., 글래스고우, 1990)에 기재된 바와 같이 당업자에게 잘 알려진, 물리적 진공 증착(PVD)(예를 들어, 진공 증착 또는 스퍼터링) 및 화학 진공 증착(CVD)과 같은 다른 박막 증착 방법에 비해 여러 이익을 제공한다. ALD 방법은, 차세대 집적 회로에 필요한 원하는 단계 범위 및 물리적 특성을 달성하기 위해, 반도체 웨이퍼 기판 상에 박막을 증착시키는데 사용하기 위해 제안되었다.Atomic layer deposition (ALD), also known as atomic layer epitaxy (ALE), is a method of depositing thin films on substrates that involve sequential and alternating self-saturated surface reactions. ALD processes are described in US Pat. No. 4,058,430 to Suntola et al., Which is incorporated herein by reference. ALD is known in the art for physical vacuum deposition (PVD) (eg, as described in atomic layer epitaxy (T. Suntola and M. Simpson, eds., Blackie and Son Ltd., Glasgow, 1990)). It offers several benefits over other thin film deposition methods such as vacuum deposition or sputtering) and chemical vacuum deposition (CVD). The ALD method has been proposed for use in depositing thin films on semiconductor wafer substrates to achieve the desired step range and physical properties required for next generation integrated circuits.

성공적인 ALD 성장은, 2개 이상의 선구 증기를 기판 표면 주위의 반응 공간에 순차적인 도입하는 것을 필요로 한다. 일반적으로, ALD는 상승된 온도 및 감소 된 압력에서 수행된다. 예를 들어, 반응 공간은 150℃와 600℃ 사이로 가열될 수 있고, 0.1mbar와 50mbar 사이의 압력에서 작용될 수 있다. 심지어 그러한 고온 및 낮은 작용 압력에서, 선구 증기의 펄스가 델타 함수가 아닌데, 이는 실질적인 상승 및 하강 시간을 갖는다는 것을 의미한다. 제 1 펄스가 완전히 하강되기 전에, 즉 여분의 제 1 선구 증기가 반응 공간으로부터 실질적으로 정화되기 전에 제 2 펄스가 시작되는 경우, 선구 증기의 순차 펄스는 중첩될 것이다. 상이한 선구 증기의 상당량이 동시에 반응 공간에 존재하면, 비-ALD 성장은 발생할 수 있고, 이것은 입자 또는 비-균일 막 두께를 생성할 수 있다. 이러한 문제를 방지하기 위해, 선구 증기의 펄스는, 반응 공간에서 제 1 선구 증기의 초과량이 정화되는 정화 간격(purge interval)에 의해 분리된다. 정화 간격 동안, 반응 챔버는 불활성 가스와의 반응 챔버의 플러싱(flushing), 진공의 적용, 펌핑, 흡입, 또는 이들의 몇몇 조합에 의해 정화된다.Successful ALD growth requires the sequential introduction of two or more precursor vapors into the reaction space around the substrate surface. In general, ALD is performed at elevated temperatures and reduced pressures. For example, the reaction space can be heated between 150 ° C. and 600 ° C. and can be operated at pressures between 0.1 mbar and 50 mbar. Even at such high temperatures and low working pressures, the pulse of precursor vapor is not a delta function, which means that it has a substantial rise and fall time. If the second pulse starts before the first pulse is completely lowered, that is, the excess first precursor vapor is substantially purged from the reaction space, the sequential pulses of the precursor vapor will overlap. If a significant amount of different precursor vapors are present in the reaction space at the same time, non-ALD growth can occur, which can produce particle or non-uniform film thickness. To avoid this problem, the pulses of precursor vapor are separated by purge intervals in which excess excess of the first precursor vapor is purified in the reaction space. During the purge interval, the reaction chamber is purged by flushing the reaction chamber with an inert gas, applying a vacuum, pumping, suction, or some combination thereof.

일반적으로 ALD 반응 공간은 반응 챔버에 의해 경계를 갖고, 이러한 반응 챔버는 하나 이상의 선구 물질 전달 시스템(또한 "선구 소스"라 불림)에 의해 공급된다. 반응 공간의 크기는 기판을 수용하는데 필요한 반응 챔버의 치수에 의해 영향을 받는다. 몇몇 반응 챔버는 배치 처리(batch processing)를 위해 다수의 기판에 맞도록 충분히 크다. 그러나, 배치 처리 시스템에서 반응 공간의 증가된 체적은 증가된 선구 펄스 지속기간 및 정화 간격을 필요로 할 수 있다.In general, the ALD reaction space is bounded by a reaction chamber, which is supplied by one or more precursor mass transfer systems (also called "precursor sources"). The size of the reaction space is influenced by the dimensions of the reaction chamber required to receive the substrate. Some reaction chambers are large enough to fit multiple substrates for batch processing. However, increased volume of reaction space in a batch processing system may require increased precursor pulse duration and purge intervals.

선구 펄스의 중첩을 방지하고, 비교적 균일한 두께의 박막을 형성하기 위해, ALD 공정은 선구 증기 펄스의 지속기간보다 10배 더 긴 정화 간격을 필요로 할 수 있다. 예를 들어, 박막 증착 공정은 500ms 지속기간의 정화 간격과 교대로 50ms 지속기간의 수 천개의 선구 증기 펄스를 포함할 수 있다. 긴 정화 간격은 처리 시간을 증가시키는데, 이것은 ALD 반응기의 전체 효율을 실질적으로 감소시킬 수 있다. 본 발명자는, 상승 및 하강 시간을 감소시키는 것이 또한 비-ALD 성장을 야기하지 않고도 선구 펄스 및 정화에 필요한 전체 시간을 감소시켜, ALD 반응기의 처리량을 향상시킨다는 것을 인식하였다.In order to prevent overlap of precursor pulses and to form a thin film of relatively uniform thickness, the ALD process may require a purge interval 10 times longer than the duration of the precursor vapor pulse. For example, a thin film deposition process may include thousands of precursor vapor pulses of 50 ms duration, alternating with purge intervals of 500 ms duration. Long purge intervals increase processing time, which can substantially reduce the overall efficiency of the ALD reactor. The inventors have recognized that reducing the rise and fall times also reduces the overall time needed for precursor pulses and purging without causing non-ALD growth, thereby improving throughput of the ALD reactor.

선구 물질 전달 시스템은 일반적으로 하나 이상의 선구 증기를 제조 및 분배하기 위해 상기 시스템의 흐름 경로에 위치한 하나 이상의 다이아프램 밸브를 포함할 수 있다. 선구 증기는 선구 전달 시스템에서 적절한 다이아프램 밸브를 개방 및 폐쇄함으로써 반응 챔버에 펄싱된다. 다이아프램 밸브는 ALD 반응기 안 및 밖으로의 불활성 가스 및 다른 물질의 흐름을 제어하는데 또한 사용될 수 있다. 알려진 다이아프램 밸브는 공통적으로 밸브 시트에 대해 유연한 다이아프램을 개방 및 폐쇄하기 위한 엑추에이터를 갖는다. 다이아프램이 개방 위치에 있을 때, 선구 증기는 밸브 통로를 통과하고 반응 챔버에 들어가도록 한다. 폐쇄될 때, 다이아프램은 밸브 통로를 차단하고, 선구 증기가 반응 챔버에 들어가지 못하게 한다. ALD 처리가 단일 소재(workpiece) 상에 막을 형성하기 위해 선구 증기 및 정화의 많은 수천 개 사이클을 필요로 할 수 있기 때문에, ALD 시스템에 사용된 밸브는 매우 높은 내구성을 가져야 하고, 고장 없이 수백만 사이클을 수행할 수 있어야 한다.The precursor mass transfer system may generally include one or more diaphragm valves located in the flow path of the system to produce and distribute one or more precursor vapors. The precursor vapor is pulsed into the reaction chamber by opening and closing the appropriate diaphragm valve in the precursor delivery system. Diaphragm valves may also be used to control the flow of inert gas and other materials into and out of the ALD reactor. Known diaphragm valves commonly have actuators for opening and closing the diaphragm flexible to the valve seat. When the diaphragm is in the open position, the precursor vapors pass through the valve passageway and enter the reaction chamber. When closed, the diaphragm closes the valve passageway and prevents precursor vapor from entering the reaction chamber. Because ALD processing can require many thousands of cycles of pioneering steam and purification to form a film on a single workpiece, the valves used in ALD systems must have very high durability and millions of cycles without failure. You should be able to do it.

수압 및 공기압 엑추에이터는 일반적으로 ALD 시스템에서 선구 가스 및 정화 가스의 전달에 필요한 고온 및 다수의 사이클 하에 고장날 수 있는 동적 밀봉을 포 함한다.Hydraulic and pneumatic actuators typically include dynamic seals that can fail under the high temperatures and many cycles required for the delivery of precursor and purge gases in ALD systems.

솔레노이드형 엑추에이터는, 일반적으로 공기압 및 수압 엑추에이터보다 더 빠른 반응 시간을 갖고 다수의 개방-폐쇄 사이클을 할 수 있기 때문에 바람직하다. 그러나, 솔레노이드 엑추에이터는 전류가 인가될 때 열을 생성하고, 수압 및 공기압 밸브와 같이, 솔레노이드 작동 밸브는 몇몇 선구 물질을 증기 형태로 유지시키는데 필요한 고온에 노출될 때 고장날 수 있다. 열은 솔레노이드 권선 주위의 단절을 저하시킬 수 있어서, 권선 사이의 단락 및 솔레노이드 코일의 고장을 초래한다. 이것은 또한 솔레노이드 코일이 감겨지는 플라스틱 보빈(bobbin)을 용융시킬 수 있다. 본 발명자는, 열-관련 고장을 피하기 위해 엑추에이터의 능동 냉각이 다이아프램, 밸브 시트, 및 밸브 통로의 벽으로부터 또한 유입하는 경향이 있고, 이것이 선구 물질을 밸브 통로에서 응축시키거나 응고시킬 수 있게 한다는 것을 인식하였다. 다이아프램 및 밸브 시트 상에 선구 물질의 응축 및 강화는 밸브가 누출하거나 막힐 수 있게 하여, 반응 챔버에서 바람직하지 못한 비-ALD 성장 및 입자를 초래한다.Solenoid actuators are generally preferred because they have a faster reaction time than pneumatic and hydraulic actuators and are capable of multiple open-closed cycles. However, solenoid actuators generate heat when current is applied, and, like hydraulic and pneumatic valves, solenoid operated valves can fail when exposed to the high temperatures required to keep some precursor material in vapor form. Heat can degrade the breaks around the solenoid windings, resulting in short circuits between the windings and failure of the solenoid coil. It can also melt the plastic bobbin in which the solenoid coil is wound. The inventors believe that active cooling of the actuator tends to also enter from the walls of the diaphragm, valve seat, and valve passageway to avoid heat-related failures, which allows the precursor material to condense or solidify in the valve passageway. It was recognized. Condensation and consolidation of the precursor material on the diaphragm and valve seat may cause the valve to leak or clog, resulting in undesirable non-ALD growth and particles in the reaction chamber.

성공적인 ALD 처리를 위해, 선구 가스는 일반적으로 100℃를 초과하는 온도, 종종 200℃와 300℃ 사이의 온도로 반응 챔버에 전달되며, 특히 다양한 선구 물질은 반도체 기판 상에 박막을 형성하는데 사용된다. 종래의 다이아프램 밸브를 통해, 상당량의 열은 상기 밸브를 통과하는 흐름 경로로부터 전도되며, 여기서 열은 주변 환경에 방산된다. 밸브를 통한 열 방산은 흐름 경로의 냉각 및 전술한 연관된 응축 문제에서 초래할 수 있다. 응축을 피하기 위해, 예를 들어 본 발명의 양수인 에 의해 소유되고 본 명세서에 참고용으로 병합된, 2002년 9월 11일에 출원한 "원자 층 증착을 위한 선구 물질 전달 시스템"이라는 명칭의 미국 가특허 출원 번호 60/410,067에 설명된 바와 같이 흐름 경로는 가열될 수 있다. 그러나, 흐름 경로의 가열은 종래의 다이아프램 밸브에서 엑추에이터의 과열에 기여하는 경향이 있을 것이다. 본 발명자는, 밸브 통로, 다이아프램, 및 밸브 시트가 밸브 엑추에이터의 과열 없이 선구 증기가 응축(일반적으로 130℃ 내지 260℃, 또는 그 이상의 범위로)하지 못하게 할 정도로 충분히 뜨거운 상태로 유지될 수 있는 개선된 다이아프램 밸브가 필요하다는 것을 인식하였다.For successful ALD processing, the precursor gas is delivered to the reaction chamber at temperatures generally above 100 ° C., often between 200 ° C. and 300 ° C., in particular various precursor materials are used to form thin films on semiconductor substrates. Through conventional diaphragm valves, a significant amount of heat is conducted from the flow path through the valve, where heat is dissipated to the surrounding environment. Heat dissipation through the valve can result in cooling of the flow path and the associated condensation problems described above. In order to avoid condensation, for example, US Provisions entitled “Precursor Mass Transfer System for Atomic Layer Deposition,” filed September 11, 2002, owned by the assignee of the present invention and incorporated herein by reference. The flow path can be heated as described in patent application number 60 / 410,067. However, heating of the flow path will tend to contribute to overheating of the actuator in conventional diaphragm valves. The inventors have found that the valve passageway, diaphragm, and valve seat can be kept hot enough to prevent precursor vapors from condensing (typically in the range of 130 ° C. to 260 ° C. or higher) without overheating the valve actuator. It has been recognized that an improved diaphragm valve is needed.

기무라(Kimura)의 미국 특허 번호 5,326,078, 스즈끼(Suzuki) 등의 6,116,267, 및 맘요(Mamyo)의 6,508,453은 반도체 제조를 위해 고온 가스 흐름을 제어하기 위한 알려진 다이아프램 밸브를 기재한다.U.S. Patent No. 5,326,078 to Kimura, 6,116,267 to Suzuki et al., And 6,508,453 to Mamyo, describe known diaphragm valves for controlling hot gas flow for semiconductor manufacturing.

본 발명자는, 다이아프램이 ALD 선구 물질의 응축을 방지하는 한편, 엑추에이터의 온도 한계를 초과하지 않을 정도로 충분한 온도로 유지되는 밸브가 필요하다는 것을 인식하였다. 본 발명자는, 또한 종래의 밸브보다 더 빠르게 개방 위치에서 폐쇄 위치로 전이하는 내구성있는 밸브가 필요하다는 것을 인식하였다.The inventors have recognized that there is a need for a valve that maintains a temperature sufficient to allow the diaphragm to prevent condensation of the ALD precursor, while not exceeding the temperature limit of the actuator. The inventors also recognized the need for a durable valve that transitions from an open position to a closed position faster than a conventional valve.

일실시예에 따라, 다이아프램 밸브는, 밸브의 밸브 바디에 열적으로 접촉하고 밸브 통로에 마주보는 다이아프램의 외측에 가까이 연장하는 가열 바디를 포함할 수 있다. 가열 바디는 다이아프램에서 작용 온도를 유지시키는 것을 용이하게 하는 다이아프램과 밸브 바디 사이의 열 전도성 경로를 형성한다. 밸브 바디가 가열될 때, 열은 가열 바디에 의해 다이아프램쪽으로 전도된다. 그러한 구성은 예를 들어, 고온의 선구 가스가 밸브 통로에서 응축되거나 냉각되지 못하게 하기 위한 ALD 시스템에 유용하다.According to one embodiment, the diaphragm valve may include a heating body that thermally contacts the valve body of the valve and extends close to the outside of the diaphragm facing the valve passageway. The heating body forms a thermally conductive path between the diaphragm and the valve body that facilitates maintaining the operating temperature at the diaphragm. When the valve body is heated, heat is conducted to the diaphragm by the heating body. Such a configuration is useful, for example, in ALD systems to prevent hot precursor gases from condensing or cooling in the valve passages.

바람직한 실시예에서, 플런저는 밸브 엑추에이터를 다이아프램에 동작가능하게 결합시키기 위해 가열 바디에서의 중앙 개구부를 통해 연장한다. 몇몇 실시예에서, 예를 들어 이러한 얇은 섹션(section), 중공부, 또는 절연 물질과 같은 열 저항성 부재는 밸브 통로와 엑추에이터 사이의 열 전달을 감쇠시키기 위해 밸브 통로와 엑추에이터 사이에 삽입될 수 있다.In a preferred embodiment, the plunger extends through the central opening in the heating body to operably couple the valve actuator to the diaphragm. In some embodiments, a heat resistant member such as, for example, such a thin section, hollow portion, or insulating material may be inserted between the valve passage and the actuator to dampen heat transfer between the valve passage and the actuator.

본 발명자는, 종래의 다이아프램 밸브가 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 전이할 때 일반적으로 저항을 받는다는 것을 인식하였다. 다이아프램 뒤에 있고, 밸브 통로에 마주보는 다이아프램의 외측에 인접한 밀폐 공간에 존재하는 가스는 일반적으로 종래의 다이아프램 밸브에서 주변 압력으로 존재한다. 밸브 통로에서의 매질의 압력이 밀폐 공간에서의 주변 압력보다 실질적으로 더 낮거나 더 높을 때, 차압(differential pressure)이 다이아프램 상에 가해진다. 몇몇 다이아프램 밸브에서, 다이아프램 뒤의 공간은 단단히 밀봉되어, 다이아프램이 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동할 때 밀폐 공간에 트랩된(trapped) 가스의 압축 또는 팽창을 초래한다. 차압에 의해 야기된 저항 및/또는 트랩된 가스의 팽창 또는 수축은 다이아프램의 이동을 느리게할 수 있다. ALD 반응기에서, 느린 밸브 속도는 선구 증기의 양을 반응 챔버로 펄싱하는데 걸리는 시간의 양을 증가시키고, ALD 반응기의 효율을 감소시킨다. 저항은 또한 다이아프램 및 밸브 엑추에이터에 응력을 가할 수 있다.The inventors have recognized that conventional diaphragm valves are generally resisted when transitioning between an open position and a closed position. The gas present behind the diaphragm and in a confined space adjacent to the outside of the diaphragm facing the valve passageway is generally present at ambient pressure in a conventional diaphragm valve. When the pressure of the medium in the valve passageway is substantially lower or higher than the ambient pressure in the enclosed space, a differential pressure is exerted on the diaphragm. In some diaphragm valves, the space behind the diaphragm is tightly sealed, causing compression or expansion of the gas trapped in the hermetic space as the diaphragm moves between the open and closed positions. Resistance caused by the differential pressure and / or expansion or contraction of the trapped gas may slow the movement of the diaphragm. In ALD reactors, slow valve speeds increase the amount of time it takes to pulse the amount of precursor vapor into the reaction chamber and reduce the efficiency of the ALD reactor. The resistance can also stress the diaphragm and valve actuator.

다른 실시예에 따른 다이아프램 밸브가 개시되는데, 이러한 다이아프램 밸브는 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 다이아프램의 전이에 대한 저항을 감소시키기 위해 밀폐 공간과 통해있는 압력 배출구(pressure vent)를 포함한다. 몇몇 구현에서, 펌프 또는 다른 흡입 소스는 밀폐 공간에서의 유압을 감소시키기 위해 압력 배출구에 결합된다.According to another embodiment, a diaphragm valve is disclosed, which includes a pressure vent through the enclosed space to reduce resistance to the transition of the diaphragm between the open and closed positions. In some implementations, a pump or other suction source is coupled to the pressure outlet to reduce hydraulic pressure in the confined space.

또 다른 실시예에 따라, 밸브 시트는 밸브 통로의 입구 또는 출구를 둘러싼다. 유연한 다이아프램은 밸브 시트에 마주보는 밸브 통로에 인접하게 위치하고, 매질이 밸브 통로를 통해 흐를 수 있는 개방 위치와, 다이아프램의 제 1 측부가 밸브 통로를 통해 매질이 흐르지 못하게 하기 위해 밸브 시트에 대해 프레스되는 폐쇄 위치 사이에서 구부러지도록 하는 작용력(actuation force)에 반응하여 동작가능하다. 작용력은 예를 들어 솔레노이드 또는 수압 엑추에이터에 의해 가해질 수 있다. 밸브 시트는 고리형 시팅 표면을 포함하는데, 이러한 표면은 입구로부터 방사상 연장하고, 다이아프램이 폐쇄 위치로 구부러질 때 다이아프램의 제 1 측부의 상당부분에 접촉하도록 크기와 형태를 가져서, 이를 통해 밸브 시트와 다이아프램 사이의 열 전달을 용이하게 한다. 밸브와 다이아프램 사이의 향상된 열 전달은 (환경으로의) 다이아프램의 낭비적인 냉각을 중화시킬 수 있어서, 매질이 밸브 통로에서 응축되거나 냉각되지 못하게 한다.According to yet another embodiment, the valve seat surrounds the inlet or outlet of the valve passageway. The flexible diaphragm is located adjacent to the valve passage facing the valve seat, in an open position through which the medium can flow through the valve passage, and with respect to the valve seat to prevent the medium from flowing through the valve passage at the first side of the diaphragm. It is operable in response to an actuation force that causes bending between the closed positions being pressed. The action force can be exerted, for example, by a solenoid or hydraulic actuator. The valve seat includes an annular seating surface, which surface extends radially from the inlet and is sized and shaped to contact a substantial portion of the first side of the diaphragm when the diaphragm is bent to the closed position, thereby providing a valve. It facilitates heat transfer between the seat and the diaphragm. Improved heat transfer between the valve and the diaphragm can neutralize wasteful cooling of the diaphragm (to the environment), preventing the medium from condensing or cooling in the valve passage.

탄성 다이아프램이 사용될 때, 고리형 시팅 표면은 밸브 시트에 대해 프레스될 때 다이아프램의 전단 변형(shearing)을 방지하기 위해 날카로운 특징이 없는 것이 바람직하다. 고리형 시팅 표면은 또한, 폐쇄될 때 시팅 표면의 바깥쪽 외주 에지에 접촉하지 않도록 충분히 크게 만들어질 것이다. 플라스틱 다이아프램이 사용될 때, 밸브 시트는, 다이아프램의 상당 부분이 고리형 시팅 표면과 접촉하도록 할 정도로 충분히 작은 한편, 폐쇄될 때 다이아프램의 제 1 측부의 국부적인 영구적 변형을 야기할 정도로 충분히 높은 시팅 표면으로부터 연장하는 링형 시팅 리지를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 시팅 표면은 폐쇄될 때, 밸브 시트로부터 다이아프램으로 열 전도를 개선시키기 위해 연마한다. 스페이서 링(spacer ring)은 또한, 밸브 시팅 힘의 더 정밀한 제어를 위해, 밸브 바디에 대해 시팅 표면의 축 위치를 확립하도록 밸브 시트와 밸브 바디 사이에 삽입될 수 있다.When an elastic diaphragm is used, the annular seating surface is preferably devoid of sharp features to prevent shearing of the diaphragm when pressed against the valve seat. The annular seating surface will also be made large enough not to contact the outer peripheral edge of the seating surface when closed. When plastic diaphragms are used, the valve seat is small enough to allow a substantial portion of the diaphragm to contact the annular seating surface, while high enough to cause local permanent deformation of the first side of the diaphragm when closed. And a ring-shaped seating ridge extending from the seating surface. In some embodiments, the seating surface is polished to improve thermal conduction from the valve seat to the diaphragm when closed. A spacer ring may also be inserted between the valve seat and the valve body to establish the axial position of the seating surface relative to the valve body for more precise control of the valve seating force.

본 발명의 추가 양상 및 장점은 첨부 도면을 참조하여 진행되는 바람직한 실시예의 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.Further aspects and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of the preferred embodiments, which proceeds with reference to the accompanying drawings.

도 1은 수 개의 다이아프램 밸브를 포함하는 선구 물질 전달 시스템의 등축도.1 is an isometric view of a precursor mass transfer system including several diaphragm valves.

도 2는, 다이아프램 밸브의 다이아프램이 폐쇄 위치로 도시된 상태로, 도 1의 다이아프램 밸브 중 하나의 단면을 도시한 정면도.FIG. 2 is a front view showing a cross section of one of the diaphragm valves of FIG. 1, with the diaphragm of the diaphragm valve shown in the closed position; FIG.

도 3은 도 2의 라인 3-3을 따라 취해진, 도 2의 다이아프램 밸브의 단면도.3 is a cross-sectional view of the diaphragm valve of FIG. 2 taken along line 3-3 of FIG.

도 4는, 도시된 다이아프램이 개방 위치로 전이된 상태로, 도 2의 다이아프램 밸브의 밸브 통로, 밸브 시트, 및 다이아프램의 영역을 구체적으로 도시한 확대 단면도.FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view specifically showing the region of the valve passageway, the valve seat, and the diaphragm of the diaphragm valve of FIG. 2 with the illustrated diaphragm transitioned to the open position;

도 5는 플라스틱 다이아프램과 함께 사용하는데 적합한 시팅 리지를 갖는 대안적인 밸브 시트를 포함하는 다이아프램 밸브의 시팅 영역을 구체적으로 도시한 확대 단면도.FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view specifically illustrating a seating area of a diaphragm valve including an alternative valve seat having a seating ridge suitable for use with a plastic diaphragm. FIG.

도 1은 제 1 바람직한 실시예에 따라 밸브(104a 내지 104e)를 위한 용도의 예시적인 실시예를 포함하는, ALD 반응기(102)의 선구 물질 전달 시스템(100)의 등축도이다. 도 1을 참조하면, 선구 물질의 공급부는 선구 물질 컨테이너(106)에 저장되는데, 이러한 컨테이너에서 선구 물질 전달 시스템(100)의 흐름 경로(110)를 통해 반응 챔버(112)로 흐르기(일반적으로 도 1에서 좌측에서 우측으로) 전에 가열되고 증발된다. ALD 반응기(102)는 일반적으로 반응 챔버(112)에 연결된 2개 이상의 선구 물질 전달 시스템(100)을 가질 것이다. 선구 물질 전달 시스템(100)은 흐름 경로(110)에서 선구 물질을 가열하기 위해 전기 히터(116 및 118)를 포함한다. 밸브(104a 내지 104e)는, 선구 물질의 흐름을 제어하고 선구 물질 전달 시스템(100)에서 상이한 스테이지에서 선구 증기의 압력을 조절하는데 사용된다.1 is an isometric view of the precursor mass transfer system 100 of the ALD reactor 102, including an exemplary embodiment of use for the valves 104a-104e in accordance with a first preferred embodiment. Referring to FIG. 1, the supply of precursor material is stored in the precursor container 106, from which flow into the reaction chamber 112 through the flow path 110 of the precursor material delivery system 100 (generally FIG. From 1 to left to right) before heating and evaporating. The ALD reactor 102 will generally have two or more precursor mass transfer systems 100 connected to the reaction chamber 112. The precursor mass transfer system 100 includes electric heaters 116 and 118 to heat the precursor in the flow path 110. Valves 104a-104e are used to control the flow of precursor material and to adjust the pressure of the precursor vapor at different stages in the precursor material delivery system 100.

선구 물질 전달 시스템(100)은 알루미늄, 티타늄, 또는 스테인리스강과 같은 열 전도성 물질의 고체 블록으로부터 가공된 바디(122)를 갖는 착탈식 모듈(120)을 포함하는 것이 바람직하다. 모듈(120)은 선구 물질의 저장, 증발, 밸빙, 필터링 및 펄싱, 및 불활성 가스로의 정화와 같은 다양한 상이한 기능을 갖는다. 모듈(120) 모두는, 반응 챔버(112)쪽으로 온도가 증가하는, 선구 물질 전달 시스템(100)의 길이를 따라 완만한 온도 기울기를 촉진시키는 무거운 구성을 갖는 것이 바람직하다. 다운스트림 히터(118)는 온도 기울기를 용이하게 하기 위해 업스트림 히터(116)보다 약간 더 높은 온도로 동작할 수 있다. 대안적인 실시예(미도시)에서, 더 많은 수의 가열 지역이 이용될 수 있다. 양의(positive) 온도 기울기는 선구 물질 컨테이너(106)로부터 다운스트림의 임의의 지점에서 흐름 경로(110)에서의 선구 가스의 원하지 않는 응축 또는 냉각을 방지하기 위해 중요하다. 온도 기울기의 크기는, 흐름 경로(110) 내의 온도 및 압력 조건이 선구 증기의 응축 또는 냉각을 방지할 정도로 충분한 한, 일반적으로 중요하지 않다. 증발을 유지하기 위해, 히터(116 및 118)는 일반적으로 대략 50℃ 내지 300℃의 범위에 있는 온도에서 동작할 수 있다.The precursor mass transfer system 100 preferably includes a removable module 120 having a body 122 processed from a solid block of thermally conductive material such as aluminum, titanium, or stainless steel. Module 120 has a variety of different functions such as storage, evaporation, valving, filtering and pulsing of precursors, and purification with inert gas. All of the modules 120 preferably have a heavy configuration that promotes a gentle temperature gradient along the length of the precursor mass transfer system 100, where the temperature increases towards the reaction chamber 112. The downstream heater 118 may operate at a slightly higher temperature than the upstream heater 116 to facilitate temperature gradients. In alternative embodiments (not shown), a greater number of heating zones may be used. Positive temperature gradients are important to prevent unwanted condensation or cooling of precursor gas in flow path 110 at any point downstream from precursor container 106. The magnitude of the temperature gradient is generally not critical, as long as the temperature and pressure conditions in the flow path 110 are sufficient to prevent condensation or cooling of the precursor vapor. To maintain evaporation, heaters 116 and 118 may operate at temperatures generally in the range of approximately 50 ° C to 300 ° C.

체적 모듈(124)은 가스-상(gas-phase) 선구 물질의 1회 방사량을 준비하기 위해 선구 물질 컨테이너(106)로부터의 다운스트림에 제공된다. 입자 필터 모듈(128)은 입자가 선구 물질 컨테이너(106)로부터 체적 모듈(124)로 운반되지 못하게 한다. 밸브(104d)는 선구 물질 전달 시스템(100)에 의해 반응 챔버(112)로 도입된 선구 증기의 펄스의 타이밍 및 지속기간을 제어하는데 사용된 다이아프램 밸브이다. 확산 배리어 모듈(140)은 다이아프램 밸브(104d)와 반응 챔버(112) 사이에 위치한 흐름 경로(110)의 배리어 부분(144)에서 불활성 가스 흐름 방향을 제어하기 위한 밸브(104e)를 포함한다.Volume module 124 is provided downstream from precursor container 106 to prepare a single dose of gas-phase precursor material. Particle filter module 128 prevents particles from being transported from precursor container 106 to volume module 124. Valve 104d is a diaphragm valve used to control the timing and duration of pulses of precursor vapor introduced into reaction chamber 112 by precursor mass transfer system 100. The diffusion barrier module 140 includes a valve 104e for controlling the inert gas flow direction in the barrier portion 144 of the flow path 110 located between the diaphragm valve 104d and the reaction chamber 112.

도 2는 밸브(104a 내지 104e)의 예시적인, 바람직한 실시예에 따른 다이아프램 밸브(200)의 단면을 도시한 단면도이다. 도 2를 참조하여, 다이아프램 밸브(200)는 밸브 통로(214)를 한정하는 밸브 바디(210)를 포함하며, 상기 밸브 통로를 통해 매질은 다이아프램 밸브(200)가 개방될 때 흐를 수 있다. 밸브 통로(214)는 입구(216) 및 출구(218)를 포함하며, 이러한 입구 및 출구는 유연한 다이아프램(220)에 의해 선택적으로 차단될 수 있고, 유연한 다이아프램(220)은 도 2에 도시된 바와 같이 폐쇄 위치로 구부러질 때 밸브 통로(214)를 차단한다. 밸브 바디(210)는 선구 물질 전달 시스템(100)(도 1)의 모듈(120) 중 하나의 바디(122)로 일체형으로 형성되는 것이 바람직하다. 모듈 바디(122)에서 밸브 통로(214)를 형성하는 것은 선구 물질 전달 시스템(100)의 인버 모듈(120) 내의 흐름 경로(110)의 인접 부분에 입구(216) 및 출구(218)의 연결을 용이하게 한다. 대안적으로, 밸브 바디(210)는, ALD 선구 물질 전달 시스템(100)에 사용될 때, 모듈 바디(122)에 결합될 수 있는 개별적 구조를 포함할 수 있다. 밸브 바디(210)는 우수한 열 전도성을 갖는 물질로 된 고체 막대(solid billet) 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 그러나, 대안적으로 밸브 바디(210)는, 예를 들어 몰딩 또는 주물에 의해서와 같이 고체 막대로부터 가공된 것 이외의 수단에 의해 또는 다수의 부분으로 형성될 수 있다. ALD 시스템(102)에 사용하는데 적합한 밸브 바디 물질은 알루미늄, 티타늄, 및 스테인리스강을 포함한다. 구리, 황동, 다른 금속과 같은 다른 물질, 및 고온의 플라스틱 및 몰딩된 금속과 같은 몰딩된 물질은 또한 다이아프램 밸브(200)가 사용되는 환경에 따라 밸브 바디(210)에 사용하는데 적합할 수 있다.2 is a cross-sectional view showing a cross section of a diaphragm valve 200 according to an exemplary, preferred embodiment of the valves 104a-104e. Referring to FIG. 2, the diaphragm valve 200 includes a valve body 210 that defines a valve passage 214, through which the medium can flow when the diaphragm valve 200 is opened. . The valve passage 214 includes an inlet 216 and an outlet 218, which can be selectively blocked by the flexible diaphragm 220, the flexible diaphragm 220 being shown in FIG. 2. Shut off the valve passage 214 when bent to the closed position as shown. The valve body 210 is preferably integrally formed of one body 122 of the module 120 of the precursor mass transfer system 100 (FIG. 1). Forming the valve passageway 214 in the module body 122 allows connection of the inlet 216 and outlet 218 to adjacent portions of the flow path 110 in the inver module 120 of the precursor mass transfer system 100. To facilitate. Alternatively, the valve body 210 may comprise a separate structure that may be coupled to the module body 122 when used in the ALD precursor mass transfer system 100. The valve body 210 is preferably formed of a solid billet material of a material having good thermal conductivity. Alternatively, however, the valve body 210 may be formed in multiple parts or by means other than processed from a solid rod, such as by molding or casting. Suitable valve body materials for use in the ALD system 102 include aluminum, titanium, and stainless steel. Other materials, such as copper, brass, other metals, and molded materials, such as hot plastics and molded metals, may also be suitable for use in the valve body 210 depending on the environment in which the diaphragm valve 200 is used. .

바람직한 실시예에서, 입구(216) 및 출구(218)는 다이아프램 밸브(200)에 대해 일반적으로 축 방향으로 연장한다. 그러나, 대안적인 실시예(미도시)에서, 밸브 통로(214)는 다이아프램 밸브(200)에 가로질러 연장하는 직선-통과 통로를 포함할 수 있다. 또 다른 대안은 입구와 출구 사이의 밸브 바디에 형성된 위어(Weir)를 포 함할 수 있다. 많은 다른 수단 및 구조는 유체(액체 및/또는 가스) 또는 슬러리(slurry)와 같은 매질의 흐름을 다루기 위해 밸브 통로(214)를 한정하는데 사용될 수 있다.In a preferred embodiment, inlet 216 and outlet 218 extend generally axially with respect to diaphragm valve 200. However, in alternative embodiments (not shown), the valve passage 214 may comprise a straight-pass passage extending across the diaphragm valve 200. Another alternative may include a weir formed in the valve body between the inlet and the outlet. Many other means and structures may be used to define the valve passage 214 to handle the flow of a medium such as a fluid (liquid and / or gas) or slurry.

입구(216) 및 출구(218)는 다이아프램(220)이 고정되는 림(228)에 의해 테가 둘러진 원통형 블라인드 보어(cylindrical blind bore)(226)로 연장한다. 보어(226)는, 다이아프램(220)이 폐쇄 위치로 전이될 때 프레스되는 밸브 시트(230)를 수용할 정도로 충분히 깊다. 보어(226)는, 다이아프램(220)이 개방 위치(도 4)로 전이될 때 입구(216)와 출구(218) 사이의 밸브 통로(214)를 통해 매질이 흐르도록 하는 크기를 갖는다. 따라서, 보어(226)는 밸브 통로(214)의 중앙 챔버(232)(도 4)의 측부 및 하부 경계를 형성한다. 바람직한 실시예에서, 다이아프램(220)은 인가된 작용력에 반응하여 선택적으로 밸브 시트(230)에 대해 프레스되거나 그로부터 당겨지는 중앙부를 갖는 유연한 디스크형 부재이다. 다이아프램(220)은, 밸브 통로(214)에 인접하게 위치하고 중앙 챔버(232)의 상부 경계를 형성하는 제 1 측부(234)를 포함한다. 제 1 측부(234)에 마주보는 다이아프램(220)의 제 2 측부(236)는 엑추에이터(240)와 같이 작용력을 인가하기 위한 수단에 의해 맞물려진다.The inlet 216 and outlet 218 extend into a cylindrical blind bore 226 framed by a rim 228 to which the diaphragm 220 is fixed. Bore 226 is deep enough to receive valve seat 230 that is pressed when diaphragm 220 transitions to the closed position. The bore 226 is sized to allow the medium to flow through the valve passage 214 between the inlet 216 and the outlet 218 when the diaphragm 220 transitions to the open position (FIG. 4). Thus, the bore 226 forms the side and bottom boundaries of the central chamber 232 (FIG. 4) of the valve passage 214. In a preferred embodiment, the diaphragm 220 is a flexible disk-like member having a central portion that is selectively pressed against or pulled against the valve seat 230 in response to an applied action force. The diaphragm 220 includes a first side 234 located adjacent to the valve passage 214 and forming an upper boundary of the central chamber 232. The second side 236 of the diaphragm 220 facing the first side 234 is engaged by means for applying an action force, such as the actuator 240.

다이아프램(220) 및 밸브 통로(214)로부터 수직으로 연장하는 엑추에이터(240)로 배향된 다이아프램 밸브(200)가 도시된다. 그러나, 다이아프램 밸브(200)는 다이아프램(220) 및 밸브 통로(214)의 측부, 아래, 또는 경사면에 연장하는 엑추에이터(240)로 배향될 수 있다. 더욱이, 다이아프램(220), 밸브 통로(214), 및 다이아프램 밸브(220)의 다른 부품은 많은 상이한 방식으로 배향될 수 있다. 예를 들어, 위어를 포함하는 대안적인 밸브 바디에서, 밸브 통로는, 종래의 다이아프램 밸브에서 공통적으로, 밸브가 개방 위치에 있을 때, 위어에 걸친 배수를 촉진시키기 위해 임의의 각도로 배향될 수 있다. 따라서, 위, 바닥, 상부, 하부, 측부, 전면, 후면의 명칭 및 다른 유사한 명칭은, 도면에 도시된 바와 같이 배향된, 바람직한 실시예를 설명하도록 편리하게 사용되고, 본 발명의 범주를 한정하는 것으로 해석되지 않아야 한다.The diaphragm valve 200 is shown oriented with the actuator 240 extending vertically from the diaphragm 220 and the valve passage 214. However, the diaphragm valve 200 may be oriented with an actuator 240 extending to the side, bottom, or inclined surfaces of the diaphragm 220 and the valve passage 214. Moreover, the diaphragm 220, the valve passage 214, and other components of the diaphragm valve 220 may be oriented in many different ways. For example, in an alternative valve body that includes a weir, the valve passage can be oriented at any angle to promote drainage over the weir when the valve is in the open position, common to conventional diaphragm valves. have. Thus, names of top, bottom, top, bottom, side, front, back and other similar names are conveniently used to describe preferred embodiments, oriented as shown in the figures, and are intended to limit the scope of the invention. It should not be interpreted.

다이아프램(220)은 유연한 플라스틱 또는 탄성 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 일부 ALD 시스템에서, 다이아프램(220)은, TEFLON® 상표명 하에 미국, 델라웨어, 윌밍톤, E.I. du Pont de Nemours & Company가 판매한 유형일 수 있는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE)과 같은 플라스틱 물질로 된 얇은 몰딩된 디스크로 형성되는 것이 바람직하다. PTFE는 알루미늄 클로라이드(AlCl3)를 반응 챔버(112)로 전달하는 선구 물질 전달 시스템에 사용하기 위한 바람직한 다이아프램 물질이다. PTFE가 순도, 불활성, 화학적 내성, 열 내성, 및 단단함(toughness)에 바람직하지만, 예를 들어 폴리비닐리덴 플루오르(PVDF)와 같은 다른 플라스틱 물질은 또한 다이아프램(220)에 사용하는데 적합할 수 있다. 반도체 제조에 사용된 ALD 시스템에서, 다이아프램(220)은, 미국, 델라웨어, 윌밍톤, DuPont Dow Elastomers LLC가 제조한 VITON® 상표 플루오르엘라스토머(FKM)와 같은 탄성 물질로 형성되는 것이 바람직할 수 있다. 다이아프램(220)에 적합한 다른 탄성 물질은, DuPont Dow Elastomers LLC가 제작한 KALREZ®, 미국, 펜실베니아, 햇필드, Medical & Biotechnology Group, Greene, Tweede & Co.가 제작한 CHEMRAZ®, 미국, 미시건, 플라이마우쓰, Freudenberg-NOK가 판매한 SIMRIZ®와 같이, 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머(EPDM); 실리콘 고무; 니트릴 고무; 클로로프렌 고무(네오프렌); 자연 고무; 및 페르플루오르 엘라스토머(FFKM)를 포함한다. 몇몇 방식으로, 엘라스토머는 밸브 통로(214)에 흐르는 선구 물질을 오염시키기 위해 몇몇 엘라스토머에서 충전재의 경향 및 엘라스토머의 불량한 고온의 내성으로 인해 플라스틱보다 덜 바람직하다. 그러나, VITON, EPDM, 및 다른 것과 같은 엘라스토머는 우수한 화학적 내성, 우수한 순도, 및 뛰어난 밀봉 성능을 가져서, 이것은 반도체 처리에 사용된 많은 ALD 선구 물질과 함께 사용하기 위한 바람직한 다이아프램 물질을 만든다. 대안적으로, 다이아프램(220)은, 특히 매질 온도가 260℃를 초과할 때, 엘라스토머 물질을 저하시킬 가능성을 갖는 금속으로 형성될 수 있다. 그러나, 금속 다이아프램은 플라스틱 및 엘라스토머 다이아프램보다 약화-관련 고장 및 손상에 더 취약하다. 다이아프램(220)은 고체 디스크 물질로 형성되는 것이 바람직하지만, 또한 디스크 형태가 아닌 구조, 복합 구조, 및 임의의 다른 유연한 형태, 및 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에 전이될 수 있는 구조를 포함할 수 있다. 따라서, "다이아프램"이라는 용어는, 개방될 때 모두 밸브 통로(214)의 테를 이루고 폐쇄 위치로 이동되거나 구부러질 수 있어서, 밸브 통로(214)를 차단할 수 있는 임의의 부재를 포함하도록 광범위하게 해석될 것이다.The diaphragm 220 is preferably formed of a flexible plastic or elastic material. In some ALD systems, the diaphragm 220 is made of a plastic material such as polytetrafluoroethylene (PTFE), which may be of the type sold by the US, Delaware, Wilmington, EI du Pont de Nemours & Company under the TEFLON® brand name It is preferable to form a thin molded disk. PTFE is the preferred diaphragm material for use in precursor mass transfer systems that deliver aluminum chloride (AlCl 3 ) to the reaction chamber 112. While PTFE is preferred for purity, inertness, chemical resistance, heat resistance, and toughness, other plastic materials such as, for example, polyvinylidene fluoride (PVDF) may also be suitable for use in the diaphragm 220. . In ALD systems used in semiconductor manufacturing, the diaphragm 220 may be preferably formed from an elastic material, such as VITON® brand fluoroelastomer (FKM), manufactured by DuPont Dow Elastomers LLC, Delaware, Wilmington, USA. have. Other elastomeric materials suitable for diaphragm 220 include KALREZ® manufactured by DuPont Dow Elastomers LLC, CHEMRAZ® manufactured by Hatfield, Medical & Biotechnology Group, Greene, Tweede & Co., USA, Michigan, USA, Pennsylvania, USA, Ethylene propylene diene monomer (EPDM), such as SIMRIZ® sold by Freudenberg-NOK; Silicone rubber; Nitrile rubber; Chloroprene rubber (neoprene); Natural rubber; And perfluoroelastomer (FFKM). In some ways, elastomers are less desirable than plastics due to the tendency of fillers in some elastomers and the poor high temperature resistance of the elastomers to contaminate the precursor material flowing in the valve passage 214. However, elastomers such as VITON, EPDM, and others have good chemical resistance, good purity, and excellent sealing performance, making this a desirable diaphragm material for use with many ALD precursors used in semiconductor processing. Alternatively, the diaphragm 220 may be formed of a metal having the potential to degrade the elastomeric material, especially when the medium temperature exceeds 260 ° C. However, metal diaphragms are more susceptible to weakening-related failures and damage than plastic and elastomeric diaphragms. The diaphragm 220 is preferably formed of a solid disc material, but may also include non-disc structures, composite structures, and any other flexible forms, and structures that can transition between open and closed positions. have. Thus, the term "diaphragm" is broadly encompassed to encompass any member that, when open, may rim the valve passage 214 and may be moved or bent to a closed position, thereby blocking the valve passage 214. Will be interpreted.

흐름 경로(110)에서 선구 물질의 부식 및/또는 축적을 방지하는데 도움을 주기 위해, 밸브 통로(214), 다이아프램(220), 및 밸브 시트(230)는 패시베이션 층으 로 코팅될 수 있다. 패시베이션 층은 Al2O3, ZrO2, HfO2, TiO2, Ta2O5, SnO2, 또는 Nb2O5와 같은 산화물; AlN, ZrN, HfN, TiN, TaN, NbN, 또는 BN과 같은 질화물; TiC, TaC, ZrC, 또는 HfC와 같은 카바이드; 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 그러나, 다른 패시베이션 물질 및 코팅이 사용될 수 있다. 패시베이션은, 할로겐화물을 주원료로 한 선구 물질과 일반적으로 밸브 바디(210) 및 밸브 시트(230)에 사용된 금속 사이의 교환 반응을 방지하기 위해 할로겐화물을 주원료로 한 선구 물질을 이용할 때 특히 중요하다. 패시베이션 층의 특정 조성물은 선구 물질, 또는 다이아프램 밸브(200)가 사용되는 다른 매질의 유형과 호환하기 위해 선택된다. 예를 들어 열 특성, 전기 특성, 내구성, 및 순응성(malleability)과 같은 다른 고려사항도 또한 패시베이션에 사용된 물질의 선택에서 중요한 인자일 수 있다.To help prevent corrosion and / or accumulation of precursors in flow path 110, valve passage 214, diaphragm 220, and valve seat 230 may be coated with a passivation layer. The passivation layer may comprise an oxide such as Al 2 O 3 , ZrO 2 , HfO 2 , TiO 2 , Ta 2 O 5 , SnO 2 , or Nb 2 O 5 ; Nitrides such as AlN, ZrN, HfN, TiN, TaN, NbN, or BN; Carbides such as TiC, TaC, ZrC, or HfC; Or mixtures thereof. However, other passivation materials and coatings can be used. Passivation is particularly important when using halide-based precursors to prevent exchange reactions between halide-based precursors and metals typically used in valve body 210 and valve seat 230. Do. The particular composition of the passivation layer is chosen to be compatible with the precursor material, or other type of medium in which the diaphragm valve 200 is used. Other considerations such as, for example, thermal properties, electrical properties, durability, and malleability may also be important factors in the selection of the materials used for passivation.

엑추에이터(240)는 다이아프램(220)을 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 전이시키기 위한 작용력을 가하기 위해 다이아프램(220)에 동작가능하게 결합된다. 대안적인 실시예에서, 엑추에이터(240)는 다이아프램(220)을 폐쇄 위치로부터 개방 위치로, 또는 양쪽 방향으로 전이시킨다. 그러나, 선구 물질 전달 시스템(100)에 사용하기 위한 바람직한 다이아프램 밸브(200)는 통상 폐쇄 구성을 갖는다. 엑추에이터(240)는 다이아프램(220)에 힘을 전달하는 플런저(250)를 구동시키기 위해 전류의 인가에 의해 에너지 공급될 수 있는 솔레노이드(246)를 포함하는 것이 바람직하다. 솔레노이드(246)는 속도 및 일반적으로 낮은 유지 요구조건으로 인해 다이아프램 밸브(200)를 위한 바람직한 엑추에이터이다. 대안적으로, 엑추에이터(240)는 예 를 들어 공기압 또는 수압 실린더와 같이 다이아프램(220)을 작동시키는 상이한 수단을 포함할 수 있다. 예를 들어 압전 디바이스와 같이 다이아프램(220)을 작동시키는 다른 디바이스 및 방법도 또한 사용될 수 있다.Actuator 240 is operatively coupled to diaphragm 220 to exert an action force to transfer diaphragm 220 from an open position to a closed position. In alternative embodiments, actuator 240 transitions diaphragm 220 from a closed position to an open position, or in both directions. However, preferred diaphragm valves 200 for use in precursor mass transfer system 100 typically have a closed configuration. The actuator 240 preferably includes a solenoid 246 that can be energized by the application of a current to drive the plunger 250 that transmits force to the diaphragm 220. Solenoid 246 is a preferred actuator for diaphragm valve 200 due to its speed and generally low maintenance requirements. Alternatively, actuator 240 may include different means for actuating diaphragm 220, such as, for example, pneumatic or hydraulic cylinders. Other devices and methods of operating the diaphragm 220, such as for example piezoelectric devices, may also be used.

엑추에이터(240)의 플런저(250)는 솔레노이드(246)에 의해 맞물려진 제 1 단부(256) 및 다이아프램(220)에 결합된 제 2 단부(258)를 포함한다. 플런저(250)는 많은 방식으로 다이아프램(220)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 다이아프램(220)은 헤드(262) 또는 볼 단부(ball end)를 포함할 수 있는데, 이것은 다이아프램(220)의 제 2 측부(236)로부터 연장하고, 플런저(250)의 제 2 단부(258)에서 측부 개구부(266)(도 3)로 스내핑(snap)된다. 헤드(262)와 플런저(250) 사이의 이러한 스냅-핏(snap-fit) 연결은 엑추에이터(240)가 다이아프램(220)의 중앙부를 밸브 시트(230)로부터 멀리 당기도록 한다. 또한, 다이아프램(220)이 엑추에이터(240), 플런저(250), 및 다이아프램 밸브(200)의 다른 구성요소를 완전히 분해하지 않고도 복구하거나 교체하기 위해 편리하게 분리되도록 한다.Plunger 250 of actuator 240 includes a first end 256 engaged by solenoid 246 and a second end 258 coupled to diaphragm 220. Plunger 250 may be coupled to diaphragm 220 in many ways. For example, the diaphragm 220 may include a head 262 or a ball end, which extends from the second side 236 of the diaphragm 220 and may be formed of the plunger 250. It is snapped to the side opening 266 (FIG. 3) at the two ends 258. This snap-fit connection between the head 262 and the plunger 250 causes the actuator 240 to pull the central portion of the diaphragm 220 away from the valve seat 230. In addition, the diaphragm 220 is conveniently detached for repair or replacement without completely disassembling the actuator 240, the plunger 250, and other components of the diaphragm valve 200.

엑추에이터(240)는 멈춤부(stop)(276)를 포함하며, 이러한 멈춤부는 말단부(278)에서 솔레노이드(246)에 고정되고, 플런저(250)의 바깥쪽 이동을 한정시키기 위해 솔레노이드(246)의 중앙으로 연장한다. 멈춤부(276)는 솔레노이드(246)의 자기 회로에서의 릴럭턴스를 감소시키기 위해 자기 물질(즉, 높은 투자율을 갖는 물질)로 형성되는 것이 바람직하다. 더 구체적으로, 멈춤부(276)는 솔레노이드(246)의 말단부(278)와 플런저(250) 사이의 높은 릴럭턴스의 에어갭(air gap)을 감소시켜, 이를 통해 자기 회로에서의 전체 릴럭턴스를 감소시키고, 에너지 공급될 때 솔 레노이드(246)에 의해 플런저(250)에 가해진 자기력을 강화시키게 된다. 작동 기자력은 플런저(250)가 멈춤부(276)에 더 가까이 이동할 때, 즉 플런저(250)와 멈춤부(275) 사이의 낮은 투자율의 갭이 감소될 때 더 증가한다. 다른 실시예에서, 멈춤부(276)는 비자기 물질로 만들어지거나, 완전히 생략된다. 스프링(280)은 바람직하게 멈춤부(276)와 플런저(250) 사이에 삽입되고, 다이아프램(220)의 제 1 측부(234)가 밸브 통로(214)를 차단시키기 위해 밸브 시트(230)에 대해 프레스되는 폐쇄 위치쪽으로 플런저(250) 및 다이아프램(220)을 편향시킨다. 스프링(280)은 플런저(250)의 제 1 단부(256)에서의 카운터보어(counterbore)에 놓이는 것이 바람직하지만, 대안적인 실시예는 다른 위치에서 스프링(280)의 배치, 또는 밸브 시트(230)에 대해 플런저(250)를 편향시키기 위한 다른 수단의 이용을 수반할 수 있다. 예를 들어, 통상적으로 개방 실시예(미도시)에서, 플런저(250)는 밸브 시트(230)로부터 멀리 편향되고, 플런저(250)는 엑추에이터(240)가 작동될 때 밸브 시트(230)쪽으로 구동된다. 또 다른 실시예에서, 스프링(280)은 생략될 수 있고, 이 경우에 다이아프램(220)은 엑추에이터(240)에 의해 개방 방향 및 폐쇄 방향 모두에서 구동될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 스프링(280)은 생략되고, 다이아프램(220)은 고유하게 탄성이 있는 반구형 형태를 가져서, 통합 복귀 스프링 힘을 제공한다. 당업자는, 많은 다른 수단 및 디바이스가 정상 위치로의 다이아프램(220)의 복귀를 달성하기 위해 이용될 수 있다.Actuator 240 includes a stop 276 that is secured to solenoid 246 at distal end 278 and that solenoid 246 is restricted to limit outward movement of plunger 250. Extend to center The stop 276 is preferably formed of a magnetic material (ie, a material having a high permeability) to reduce reluctance in the magnetic circuit of the solenoid 246. More specifically, the stop 276 reduces the high reluctance air gap between the distal end 278 of the solenoid 246 and the plunger 250, thereby reducing the overall reluctance in the magnetic circuit. And enhances the magnetic force exerted on the plunger 250 by the solenoid 246 when energized. The actuating magnetic force increases further as the plunger 250 moves closer to the stop 276, ie when the low permeability gap between the plunger 250 and the stop 275 is reduced. In other embodiments, stop 276 is made of a nonmagnetic material or omitted entirely. The spring 280 is preferably inserted between the stop 276 and the plunger 250, and the first side 234 of the diaphragm 220 is connected to the valve seat 230 to block the valve passage 214. The plunger 250 and the diaphragm 220 are biased towards the closed position being pressed against. The spring 280 is preferably placed in a counterbore at the first end 256 of the plunger 250, but alternative embodiments may include the placement of the spring 280 in other locations, or the valve seat 230. May involve the use of other means for deflecting the plunger 250 relative to. For example, typically in an open embodiment (not shown), the plunger 250 is deflected away from the valve seat 230, and the plunger 250 is driven towards the valve seat 230 when the actuator 240 is actuated. do. In another embodiment, spring 280 may be omitted, in which case diaphragm 220 may be driven by actuator 240 in both open and closed directions. In another embodiment, the spring 280 is omitted and the diaphragm 220 has an inherently elastic hemispherical shape to provide an integrated return spring force. Many other means and devices may be used by those skilled in the art to accomplish the return of the diaphragm 220 to its normal position.

바람직하게, 다이아프램(220)은, 가열 바디(290)에 의해 림(228)에 대해 클램핑되는 다이아프램(220)의 주변을 따라 실질적으로 밀봉 실(hermetic seal)을 형 성하기 위해 가열 바디(290)에 의해 밸브 바디(210)에 고정된다. 가열 바디(290)는 다이아프램(220)의 제 2 측부(236)에 인접한 공간(296)을 한정하기 위해 돕는 근접 단부(294)를 포함한다. 공간(296)은, 다이아프램(220)이 개방 위치(도 4)로 이동하고 실질적으로 밀폐될 때 다이아프램(220)에 유극(clearance)을 제공하지만, 플런저(250)가 엑추에이터(240)의 작동에 반응하여 자유롭게 이동하도록 하기 위해 소량의 유극이 플런저(250) 주위에 제공된다. ALD 시스템에 사용된 밸브에 대해, 플런저(250) 주위의 유극, 공간(296), 및 공간(296)과 유체 전달하는 임의의 다른 통로는, 선구 물질 또는 다른 매질이 다이아프램(220)의 주변 주위를 빠져나가는 경우 또는 다이아프램(220)이 손상되는 경우에 밸브(200) 밖으로의 누출을 방지하도록 밀봉되는 것이 바람직하다. 그러나, 특히 다이아프램 밸브(200)가 ALD 시스템 이외의 응용에 사용될 때, 공간(296)을 밀폐하여 밀봉할 필요가 없을 수 있다. 바람직한 실시예에서, 밀봉 공간(296)은 가열 바디(290)의 근접 단부(294)에 의해 적어도 부분적으로 한정된다. 그러나, 대안적인 실시예(미도시)에서, 공간(296)은, 예를 들어 밸브 바디, 엑추에이터 하우징, 밸브 스템, 또는 다이아프램(220)의 제 2 측부(236)에 가까이 연장하는 다른 구조적 부재와 같이 다이아프램 밸브(200)의 하나 이상의 다른 구성요소에 의해 한정된다.Preferably, the diaphragm 220 includes a heating body for forming a substantially hermetic seal along the periphery of the diaphragm 220 which is clamped against the rim 228 by the heating body 290. 290 is fixed to the valve body 210. The heating body 290 includes a proximal end 294 that helps to define a space 296 adjacent the second side 236 of the diaphragm 220. The space 296 provides clearance to the diaphragm 220 when the diaphragm 220 moves to an open position (FIG. 4) and is substantially enclosed, while the plunger 250 causes the A small amount of play is provided around the plunger 250 to allow it to move freely in response to actuation. For valves used in an ALD system, the clearances around the plunger 250, the space 296, and any other passages in fluid communication with the space 296 may include a precursor or other medium surrounding the diaphragm 220. It is desirable to be sealed to prevent leakage out of valve 200 when exiting around or when diaphragm 220 is damaged. However, particularly when the diaphragm valve 200 is used for applications other than ALD systems, it may not be necessary to seal and seal the space 296. In a preferred embodiment, the sealing space 296 is at least partially defined by the proximal end 294 of the heating body 290. However, in an alternative embodiment (not shown), the space 296 may extend, for example, close to the valve body, actuator housing, valve stem, or second side 236 of the diaphragm 220. As defined by one or more other components of the diaphragm valve 200.

다이아프램(220) 뒤의 압력을 경감하기 위해, 공간(296)은 배출되는 것이 바람직하다. 밀봉 공간(296)의 배출은 하나 이상의 이익을 제공할 수 있다. 예를 들어, 배출은, 다른 경우 공간(296)에서 트랩된 가스의 압축 또는 팽창에 의해 야기되었을 다이아프램(220)의 이동에 대한 저항을 감소시키거나 방지할 수 있다. 밸브 통로(214)에 흐르는 매질이 ALD 선구 물질 공급부의 경우에서와 같이 낮아진 동작 압력을 가질 때, 다이아프램(220)에 작용하는 압력차를 감소시키기 위해 배출과 함께 흡입이 적용될 수 있다. 흡입은 밸브 통로(214)에서의 매질과 동일한 압력의 진공을 생성하도록 또한 적용될 수 있어서, 이에 따라 다이아프램(220)의 각 제 1 및 제 2 측부(234 및 236) 상의 압력을 동일하게 한다. 몇몇 실시예에서, 밸브 통로(214)에서의 매질보다 약간 더 작은 공간(296)에서의 압력을 달성하도록 배출하여, 이를 통해 엑추에이터(240)가 다이아프램(220)을 개방하는데 도움을 주기 위해 흡입이 적용될 수 있다. 따라서, 바람직한 실시예에서, 배출은 다이아프램(220)을 작동시키고 이 다이아프램을 개방 위치로 이동시키는데 필요한 힘을 유리하게 감소시킬 수 있고, 또한 다이아프램(220)을 폐쇄 위치로 복귀시키는데 필요한 스프링 힘을 감소시킬 수 있다. 유사한 힘의 감소는 대안적으로 정상적 개방 구성에서 가능하며, 이 경우에 작동 방향 및 스프링 힘의 방향은 역전된다. 개방 위치와 폐쇄 위치 사이의 다이아프램(220)의 전이에 필요한 힘을 감소시킴으로써, 배출은 또한 다이아프램(220)의 수명을 연장시킬 수 있고, 솔레노이드 소모를 방지할 수 있다. ADL 선구 물질 전달 시스템(100)에서 밸브(104a 내지 104e)의 수명을 연장시키는 것은 휴지 시간(downtime)을 크게 감소시킬 수 있고, ADL 반응기(102)에서 산출량을 향상시킬 수 있다. 흡입을 공간(296)에 적용하는 것은, 다이아프램(220) 주위에 또는 이를 통해 누출하는 임의의 가스가 밖으로 펌핑된다는 점에서 안정성을 향상시키는 추가 장점을 갖는다. 이러한 특징은, 다른 경우 인간의 작업 공간으로 누출되었을 유독성 선구 물질을 이용할 때 특히 유리하다. 진공을 공간(296)에 적용하 는 것은 밸브 공간(296)에서 가스의 밀도를 또한 감소시키고, 이것은 다이아프램(220)으로부터 엑추에이터(240)로의 대류 경로를 제한시킨다.In order to relieve the pressure behind the diaphragm 220, the space 296 is preferably discharged. Ejection of the sealing space 296 may provide one or more benefits. For example, the discharge can reduce or prevent resistance to movement of the diaphragm 220 that would otherwise have been caused by the compression or expansion of the trapped gas in the space 296. When the medium flowing in the valve passage 214 has a lower operating pressure as in the case of the ALD precursor supply, suction may be applied along with the exhaust to reduce the pressure differential acting on the diaphragm 220. Suction may also be applied to create a vacuum at the same pressure as the medium in the valve passage 214, thus equalizing the pressure on each of the first and second sides 234 and 236 of the diaphragm 220. In some embodiments, the discharge is achieved to achieve pressure in a space 296 that is slightly smaller than the medium in the valve passage 214, thereby allowing the actuator 240 to open the diaphragm 220. This can be applied. Thus, in a preferred embodiment, the discharge can advantageously reduce the force required to actuate the diaphragm 220 and move the diaphragm to the open position, and also the spring required to return the diaphragm 220 to the closed position. Can reduce the force. Similar reductions in force are alternatively possible in the normal open configuration, in which case the direction of operation and the direction of the spring force are reversed. By reducing the force required for the transition of the diaphragm 220 between the open and closed positions, the discharge can also extend the life of the diaphragm 220 and prevent solenoid consumption. Extending the lifetime of valves 104a through 104e in ADL precursor mass transfer system 100 can greatly reduce downtime and improve yield in ADL reactor 102. Applying suction to space 296 has the additional advantage of improving stability in that any gas leaking around or through diaphragm 220 is pumped out. This feature is particularly advantageous when using toxic precursors that would otherwise have leaked into the human workspace. Applying a vacuum to the space 296 also reduces the density of the gas in the valve space 296, which limits the convection path from the diaphragm 220 to the actuator 240.

배출은 배출 통로에 의해 달성되는 것이 바람직한데, 그 실시예는 도 2 및 도 3을 참조하여 아래에 설명된다. 도 3은 도 2의 라인 3-3을 따라 취해진 다이아프램 밸브(200)의 단면도이다. 도 2 및 도 3을 참조하여, 배출 통로는, 가열 바디(290)를 통해 연장하고 공간(296)과 왕래하는 제 1 배출 통로부(302)와; 밸브 바디(210)를 통과하는 제 2 배출 통로부(306)와; 제 1 및 제 2 배출 통로부(302 및 306)를 함께 링크시키기 위해 가열 바디(290)의 중간 부분 주위로 연장하는 고리형 연결 통로(310)를 포함한다. 다른 실시예(미도시)에서, 배출 통로는 다이아프램 밸브(200)의 하나 이상의 다른 부분을 통해 상이한 경로에 따른다. 밸브 바디(210), 특히 모듈(120)의 바디(122)에서 배출 통로의 적어도 일부분의 형성은 펌프(316) 또는 다른 흡입 소스를 제 2 배출 통로부(306)에 연결시키기 위한 편리한 수단을 제공한다. 더 구체적으로, 펌프(316)를 배출 통로에 연결시키는 것은, 펌프(316)를, 하나 이상의 다이아프램 밸브(104a 내지 104e) 및 가능하면, 흡입이 필요한 선구 물질 전달 시스템(100)의 다른 모듈(120)을 제공하는 분기관(manifold)(미도시)에 연결시키는 것을 포함할 수 있다. 펌프(316)는 밸브 바디(210)의 외부 압력(일반적으로 대기압)에 대해 공간(296)에서 진공을 유입하도록 동작가능하다.Discharge is preferably achieved by the discharge passage, an embodiment of which is described below with reference to FIGS. 2 and 3. 3 is a cross-sectional view of the diaphragm valve 200 taken along line 3-3 of FIG. 2 and 3, the discharge passage includes: a first discharge passage portion 302 extending through the heating body 290 and traveling to and from the space 296; A second discharge passage portion 306 passing through the valve body 210; An annular connecting passage 310 extending around the middle portion of the heating body 290 to link the first and second discharge passage portions 302 and 306 together. In another embodiment (not shown), the discharge passage follows a different path through one or more other portions of the diaphragm valve 200. The formation of at least a portion of the outlet passage in the valve body 210, in particular the body 122 of the module 120, provides a convenient means for connecting the pump 316 or other suction source to the second outlet passage 306. do. More specifically, connecting the pump 316 to the discharge passage may include connecting the pump 316 to one or more diaphragm valves 104a to 104e and possibly other modules of the precursor mass transfer system 100 that require suction. Connection to a manifold (not shown) providing 120. Pump 316 is operable to introduce a vacuum in space 296 relative to the external pressure (typically atmospheric pressure) of valve body 210.

탄성 실(328 및 382)은, 가열 바디(290) 주위의 누출을 방지하고 진공이 다이아프램(220) 뒤의 공간(296)에서 달성되도록 하기 위해 제공된다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "진공"이라는 용어는 대기로부터 낮아진 유압 또는 그렇지 않으 면 정상 압력을 설명하기 위해 막연하게 사용된다. 펌프(316)에 의해 생성된 흡입은 밸브 통로(214)에 흐르는 매질의 유압과 동일하거나 이에 가까운 압력까지 공간(296)에서의 압력을 감소시켜, 다이아프램(220) 상에 편압(differential force)을 동일하게 하거나 거의 동일하게 하는 것이 바람직하다. 고압의 매질로 사용하기 위한 대안적인 실시예에서, 공간(296)에서의 압력은 흡입 대신에 양의 유압의 적용에 의해 증가된다. 그러나, 공간(296)에서의 유압을 변화시키는 것은 선택적이므로, 펌프(316)는 몇몇 실시예에서 생략될 수 있다. 바람직한 ALD 선구 물질 전달 시스템(100)에서, 펌프(316) 또는 흡입을 생성하기 위한 다른 수단은 공간(296)에서의 압력을 대략 0.1mbar와 대략 20mbar 사이까지 감소시키도록 동작가능한데, 이러한 압력은 흐름 경로(110) 및 밸브 통로(214)에서 선구 증기의 동작 압력에 필적한다.Elastic seals 328 and 382 are provided to prevent leakage around heating body 290 and to allow vacuum to be achieved in space 296 behind diaphragm 220. As used herein, the term "vacuum" is used vaguely to describe a hydraulic pressure or otherwise normal pressure lowered from the atmosphere. The suction generated by the pump 316 reduces the pressure in the space 296 to a pressure equal to or close to the hydraulic pressure of the medium flowing in the valve passage 214, thereby causing a differential force on the diaphragm 220. It is preferable to make the same or almost the same. In an alternative embodiment for use with a high pressure medium, the pressure in space 296 is increased by the application of positive hydraulic pressure instead of suction. However, varying the hydraulic pressure in the space 296 is optional, so the pump 316 may be omitted in some embodiments. In the preferred ALD precursor mass transfer system 100, the pump 316 or other means for generating suction is operable to reduce the pressure in the space 296 to between approximately 0.1 mbar and approximately 20 mbar, the pressure being flow Comparable to the operating pressure of the precursor vapor in path 110 and valve passage 214.

다이아프램 밸브(200)는, 예를 들어 반도체 웨이퍼 기판 상에 박막을 증착시키는데 사용된 ALD 선구 증기와 같이, 밸브(200)가 고온 매질의 흐름을 제어하는데 사용될 때 탄성도를 개선시키는 특징을 포함하는 것이 바람직하다. 다이아프램 밸브(200)의 개선된 열적 설계는 종래의 다이아프램 밸브에 비해 장점을 제공할 수 있는데, 여기서 솔레노이드 엑추에이터(또는 다른 유형의 엑추에이터)는 열-관련 고장에 취약하다. 예를 들어, 하나의 종래의 솔레노이드-작동 다이아프램 밸브는 최대 140℃까지의 동작 온도에 대해 평가된다. 동작 온도가 140℃를 초과할 때, 솔레노이드는 과열할 수 있고, 솔레노이드 코일을 지지하는 플라스틱 보빈을 용융할 수 있고 및/또는 코일 권선 주위의 절연물을 용융시킬 수 있어서, 플런저의 차단, 코일의 단락, 및 다른 고장 방식을 야기한다. 비-솔레노이드 밸브에서, 높은 동작 온도는 구조적 구성요소의 영구적인 변형, 엑추에이터에서의 탄성 실 물질의 용융 또는 변형, 및 다른 이유로 인해 고장을 야기할 수 있다.Diaphragm valve 200 includes features that improve elasticity when valve 200 is used to control the flow of hot medium, such as, for example, ALD precursor vapor used to deposit thin films on semiconductor wafer substrates. It is desirable to. The improved thermal design of the diaphragm valve 200 may provide advantages over conventional diaphragm valves, where solenoid actuators (or other types of actuators) are vulnerable to heat-related failures. For example, one conventional solenoid-operated diaphragm valve is evaluated for operating temperatures up to 140 ° C. When the operating temperature exceeds 140 ° C., the solenoid may overheat, melt the plastic bobbin supporting the solenoid coil and / or melt the insulation around the coil windings, thus blocking the plunger and shorting the coil. , And other modes of failure. In non-solenoid valves, high operating temperatures can cause failures due to permanent deformation of structural components, melting or deformation of the elastic seal material in the actuator, and other reasons.

엑추에이터(240)로 전도된 열은, 밸브 통로(214) 내에서 또는 밸브 통로(214)에 접하는 표면 상에서 매질이 응축하거나 냉각할 정도로 충분히 다이아프램(220) 또는 밸브 바디(210)를 냉각시킬 수 있다. 매질의 응축은 ALD 선구 물질 전달 시스템(100)에서 특히 문제가 있는데, 이는 입자 또는 응축이 전달 시스템(100)에서 차단을 야기할 수 있거나, 반응 챔버(112)로 전파될 수 있어서, 박막에서의 금이 형성되도록 하기 때문이다. 다이아프램(22) 및/또는 밸브 시트(230)의 표면 상의 응축은 또한 폐쇄될 때 밸브(200)를 지나는 선구 물질의 누출을 또한 야기할 수 있는데, 이것은 반응 챔버(112)에서의 비-ALD 성장을 야기할 수 있다.The heat conducted to the actuator 240 may cool the diaphragm 220 or the valve body 210 sufficiently to allow the medium to condense or cool in the valve passage 214 or on the surface abutting the valve passage 214. have. Condensation of the medium is particularly problematic in the ALD precursor mass transfer system 100, in which particles or condensation may cause blockage in the delivery system 100 or may propagate to the reaction chamber 112, thereby causing This is because gold is formed. Condensation on the surface of diaphragm 22 and / or valve seat 230 may also cause leakage of precursor material past valve 200 when closed, which may result in non-ALD in reaction chamber 112. May cause growth.

동작 온도는 특정 선구 매질의 증기 압력에 따라 좌우되지만, 일반적으로 130℃ 내지 220℃의 범위에 있을 것이다. 선구 가스가 흐름 경로(110)를 따라 이동할 때 선구 가스의 응축 또는 냉각을 방지하기 위해, 선구 물질은 반응 챔버(112)쪽으로 양의 온도 기울기로 점차 가열된다. 바람직한 실시예에서, 선구 물질 전달 시스템(100)을 따라 2개의 지역에서 히터(116 및 118)에 의해 열이 제공되지만, 상이한 수의 지역 및 히터는 대안적인 실시예(미도시)에 사용될 수 있다. 전기 히터 이외의 수단에 의해 열이 제공될 수 있지만, 일반적으로 열을 밸브 바디(210)에 전도하는 결과가 나타난다. 흐름 경로(110)를 따라 열을 고르고 원활하게 분배하기 위해, 밸브 바디(210) 및 다른 모듈(120)의 바디(122)는 알루미늄, 티타늄, 또는 스테인리스강과 같은 열 전도성 물질로 형성되는 것이 바람직하다.The operating temperature depends on the vapor pressure of the particular precursor medium, but will generally be in the range of 130 ° C to 220 ° C. To prevent condensation or cooling of the precursor gas as the precursor gas travels along the flow path 110, the precursor material is gradually heated to a positive temperature gradient towards the reaction chamber 112. In a preferred embodiment, heat is provided by the heaters 116 and 118 in two zones along the precursor mass transfer system 100, although different numbers of zones and heaters may be used in alternative embodiments (not shown). . Heat may be provided by means other than an electric heater, but generally results in conducting heat to the valve body 210. In order to evenly and smoothly distribute heat along the flow path 110, the body 122 of the valve body 210 and other modules 120 is preferably formed of a thermally conductive material such as aluminum, titanium, or stainless steel. .

가열 바디(290)는 밸브 바디(210)와 열적으로 접촉 상태로 위치하고, 다이아프램(220)의 제 2 측부(236)에 가까이 연장하여, 밸브 바디(210)와 다이아프램(220) 사이의 열 전도성 경로를 형성한다. 열 전도성 경로는 밸브 통로(214)에서의 응축을 방지할 정도로 충분한 다이아프램(220)에서의 동작 온도의 유지를 용이하게 한다. 가열 바디(290)는 다이아프램(220)과 엑추에이터(240) 사이에 삽입되고, 다이아프램(220) 및 엑추에이터(240)와 정렬하는 중앙 개구부(322)를 포함하고, 이를 통해 플런저(250)는 엑추에이터(240)를 다이아프램(220)에 결합하기 위해 연장한다. 플런저(250)의 제 2 단부(258)는 바람직하게 열 전도성 물질로 형성되고 중앙 개구부(322) 내에서 밀접하지만 미끄러지게 맞춰지도록 크기를 가져서, 가열 바디(290)로부터 플런저(250)를 통해 다이아프램(220)으로 열이 쉽게 전달된다. 가열 바디(290)의 코어(326)는 림(228) 위의 밸브 바디(210)에서의 카운터보어로 연장하고, 고리형 연결 통로(310)(도 3)를 한정하도록 형태를 갖는다. O-링과 같은 실(328)은 코어(326) 주위에 위치하여, 고리형 연결 통로(310)에 대해 축 방향 말단 위치에서 가열 바디(290)와 밸브 바디(210) 사이에 밀봉 실을 형성한다. 가열 바디(290)의 플랜지(332)는 밸브 바디(210)의 외부 표면(334)에 인접한 코어(326)로부터 방사상 바깥쪽으로 연장한다. 플랜지(332)는 비교적 넓은 영역을 따라 외부 표면(334)과 접촉하여, 이를 통해 밸브 바디(210)로부터 가열 바디(290)로의 열 전도를 향상시킨다. 플랜지(332)는, 예를 들어 하나 이상의 나사 또는 다른 패스너(392)(도 2 및 도 3)를 통해 가열 바디(290)를 밸브 바디(210)에 고정하는데 적합한 구조를 또한 제공한다. 플랜지(332)는 패스너(392)에 의해 고정될 때 밸브 바디 (210)에 대해 실(328)을 또한 압축한다. 가열 바디(290)는 예를 들어 알루미늄, 스테인리스강, 티타늄, 구리, 또는 다른 금속과 같이 높은 열 전도성을 갖는 물질로 구성되는 것이 바람직하다.The heating body 290 is in thermal contact with the valve body 210 and extends close to the second side 236 of the diaphragm 220, thereby providing heat between the valve body 210 and the diaphragm 220. Form a conductive path. The thermally conductive path facilitates maintaining an operating temperature at the diaphragm 220 sufficient to prevent condensation in the valve passage 214. The heating body 290 is inserted between the diaphragm 220 and the actuator 240 and includes a central opening 322 that aligns with the diaphragm 220 and the actuator 240, through which the plunger 250 The actuator 240 extends to couple to the diaphragm 220. The second end 258 of the plunger 250 is preferably formed of a thermally conductive material and sized to fit closely but slip within the central opening 322, so that the diamond through the plunger 250 from the heating body 290 can be adjusted. Heat is easily transferred to the pram 220. The core 326 of the heating body 290 extends to a counterbore in the valve body 210 over the rim 228 and is shaped to define an annular connecting passage 310 (FIG. 3). A seal 328, such as an O-ring, is positioned around the core 326 to form a sealing seal between the heating body 290 and the valve body 210 at an axially distal position relative to the annular connecting passage 310. do. The flange 332 of the heating body 290 extends radially outward from the core 326 adjacent the outer surface 334 of the valve body 210. The flange 332 contacts the outer surface 334 along a relatively large area, thereby improving thermal conduction from the valve body 210 to the heating body 290. The flange 332 also provides a structure suitable for securing the heating body 290 to the valve body 210, for example via one or more screws or other fasteners 392 (FIGS. 2 and 3). The flange 332 also compresses the seal 328 relative to the valve body 210 when secured by the fastener 392. The heating body 290 is preferably made of a material having high thermal conductivity such as, for example, aluminum, stainless steel, titanium, copper, or other metals.

다이아프램(220)이 밸브 시트(230)와 접촉하는 폐쇄 위치에 있을 때, 열은 밸브 시트(230)를 통해 다이아프램(220)으로 전도된다. 밸브 시트(230)로부터의 전도는 플런저(250) 및 엑추에이터(240)를 통해 주변 환경으로 방산함으로써 손실된 열을 다이아프램(220)에서 교체하는데 도움을 준다. 이에 따라 밸브 시트(230)는 예를 들어 알루미늄, 티타늄, 또는 다른 금속과 같이 비교적 높은 열 전도성을 갖는 금속으로 형성된다. 앨라스토머 물질로 이루어진 다이아프램과 함께 사용될 때, 밸브 시트(230)는 입구(216)로부터 방사상 연장하는 실질적으로 평평한 고리형 시팅 표면(342)을 포함하는 것이 바람직하다. 시팅 표면(342)은 다이아프램(220)이 폐쇄될 때 다이아프램(220)과 밸브 시트(230) 사이의 증가된 접촉 영역을 제공한다. 증가된 접촉 영역은 밸브 시트(230)와 다이아프램(220) 사이의 접촉 저항(열적)을 감소시킨다. 바람직하게, 밸브 시트(230)는, 플런저(250)가 다이아프램의 제 2 측부(236)와 접촉하는 곳에 마주보는 열적으로 유효 접촉 영역을 따라 밸브 시트(230)로부터 다이아프램(220)으로의 열 전달을 촉진시키기 위해 다이아프램(220)의 제 1 측부(234)의 상당 부분과 접촉한다. 바람직한 실시예에서, 시팅 표면(250)과 다이아프램(220) 사이의 접촉 영역은 플런저(250)와 다이아프램(220) 사이의 접촉 영역에 필적한다. 다이아프램(220)이 폐쇄될 때, 밸브 시트(230)는 중앙 챔버(232)에 노출된 다이아프램(220)의 제 1 측부(234)의 부분의 대략 5%와 100% 사이에서 접촉할 수 있다. 더 바람직하게, 밸브 시트(230)는, 다이아프램(220)이 폐쇄될 때, 다이아프램(220)의 제 1 측부(234)의 노출된 영역의 대략 12%와 50% 사이에서 접촉할 수 있다.When the diaphragm 220 is in the closed position in contact with the valve seat 230, heat is conducted to the diaphragm 220 through the valve seat 230. Conduction from the valve seat 230 helps to dissipate lost heat in the diaphragm 220 by dissipating it to the surrounding environment through the plunger 250 and the actuator 240. Accordingly, the valve seat 230 is formed of a metal having a relatively high thermal conductivity such as, for example, aluminum, titanium, or other metals. When used with a diaphragm made of elastomeric material, the valve seat 230 preferably includes a substantially flat annular seating surface 342 extending radially from the inlet 216. The seating surface 342 provides an increased area of contact between the diaphragm 220 and the valve seat 230 when the diaphragm 220 is closed. The increased contact area reduces the contact resistance (thermal) between the valve seat 230 and the diaphragm 220. Preferably, the valve seat 230 from the valve seat 230 to the diaphragm 220 along a thermally effective contact area facing where the plunger 250 is in contact with the second side 236 of the diaphragm. It contacts a substantial portion of the first side 234 of the diaphragm 220 to promote heat transfer. In a preferred embodiment, the contact area between the seating surface 250 and the diaphragm 220 is comparable to the contact area between the plunger 250 and the diaphragm 220. When the diaphragm 220 is closed, the valve seat 230 may contact between approximately 5% and 100% of the portion of the first side 234 of the diaphragm 220 exposed to the central chamber 232. have. More preferably, the valve seat 230 may contact between approximately 12% and 50% of the exposed area of the first side 234 of the diaphragm 220 when the diaphragm 220 is closed. .

시팅 표면(342)은, 다이아프램(220)이 폐쇄 위치에 있을 때 밸브 시트(230)와 다이아프램(220) 사이에 접촉 저항 및 매질 누출을 추가로 감소시키기 위해 또한 연마되거나 그렇지 않으면 매끄럽게 이루어질 수 있다. 다이아프램(22)의 제 1 측부(234)에 걸친 패시베이션 층은 밸브 시트(230)로부터 다이아프램(220)으로의 열의 전도를 추가로 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 제 1 측부(234) 상의 패시베이션 층은 대략 10nm와 대략 100nm 사이의 두께를 갖는 알루미늄 산화물(Al2O3) 또는 다른 금속 코팅 층을 포함할 수 있다.The seating surface 342 may also be polished or otherwise smoothed to further reduce contact resistance and media leakage between the valve seat 230 and the diaphragm 220 when the diaphragm 220 is in the closed position. have. The passivation layer across the first side 234 of the diaphragm 22 may further enhance the conduction of heat from the valve seat 230 to the diaphragm 220. For example, the passivation layer on the first side 234 may comprise an aluminum oxide (Al 2 O 3 ) or other metal coating layer having a thickness between about 10 nm and about 100 nm.

도 5는 플라스틱 다이아프램(520)을 포함하는 다이아프램 밸브(500)의 대안적인 실시예의 단면도이다. 도 5를 참조하면, 플라스틱 다이아프램(520)은 PTFE, 또는 예를 들어 PDVF와 같은 다른 탄성의 고순도의 화학적 불활성 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 플라스틱 다이아프램(520)이 앨라스토머 다이아프램만큼 쉽게 밀봉되지 않기 때문에, 다이아프램 밸브(500)는 시팅 표면(542)으로부터 다이아프램(520)으로 위쪽으로 연장하는 링형 시팅 리지(522)를 갖는 변형된 밸브 시트(530)를 포함한다. 시팅 리지(522)는, 다이아프램(520)이 밸브 시트(530)에 대해 프레스될 때 다이아프램(520)의 제 1 측부(534)를 영구적으로 변형시키도록 충분히 돌출하고 크기를 갖는다. 시팅 리지(522)는 입구(516)를 둘러싸고, 다이아프램(520)의 영구적인 변형을 야기하는데 필요한 스프링 힘의 양을 감소시키도록 입구(516)에 바로 인접하게 위치하는 것이 바람직하다. 그러나, 다른 실시예(미도시)에서, 시팅 리지(522)는 입구(516) 바깥쪽에 또는 다른 위치에 위치할 수 있다. 시팅 리지(522)는 도 5에 도시된 바와 같이 플랫-토핑(flat-topped)될 수 있거나, 나이프 에지와 같이 다른 형태를 가질 수 있다. 그러나, 시팅 리지(522)는, 시팅 리지(522)가 제 1 측부(534)에서 링형 히트 채널(544)을 형성한 후에 다이아프램(520)의 제 1 측부(534)가 주변 시팅 표면(542)에 대해 프레스되도록 할 정도로 충분히 시팅 리지(522)가 짧다는 점에서 종래 기술의 나이프-에지 밸브 시트와 다르다. 비교시, 몇몇 환경에서의 입자가 평평한 표면 상에 놓일 수 있고 다이아프램의 폐쇄부와 간섭하기 때문에, 종래 기술의 다이아프램 밸브는 날카로운 시팅 에지 주위에 평평한 표면과 다이아프램 사이의 면적의 접촉을 방지할 정도로 충분히 긴 날카로운 밸브 시트를 이용함으로써 누출을 방지한다. ALD 선구 물질 전달 시스템의 배경에서, 실링 간섭은 다이아프램의 냉각으로 인한 입자 형성을 방지하기 위해, 밸브 시트(530)와 다이아프램(520) 사이의 개선된 열 전달에 의해 가장 잘 방지된다.5 is a cross-sectional view of an alternative embodiment of a diaphragm valve 500 that includes a plastic diaphragm 520. Referring to FIG. 5, the plastic diaphragm 520 is preferably formed of PTFE, or another elastic, high purity, chemically inert material such as, for example, PDVF. Since the plastic diaphragm 520 is not as easily sealed as the elastomeric diaphragm, the diaphragm valve 500 has a ring-shaped seating ridge 522 extending upward from the seating surface 542 to the diaphragm 520. And a deformed valve seat 530. The seating ridge 522 is sufficiently protruding and sized to permanently deform the first side 534 of the diaphragm 520 when the diaphragm 520 is pressed against the valve seat 530. The seating ridge 522 is preferably located immediately adjacent the inlet 516 to surround the inlet 516 and reduce the amount of spring force required to cause permanent deformation of the diaphragm 520. However, in other embodiments (not shown), the seating ridge 522 may be located outside the inlet 516 or in another location. The seating ridge 522 may be flat-topped as shown in FIG. 5 or may have other shapes, such as a knife edge. However, the seating ridge 522 may be configured such that the first side 534 of the diaphragm 520 has a peripheral seating surface 542 after the seating ridge 522 forms a ring-shaped heat channel 544 at the first side 534. It differs from the knife-edge valve seat of the prior art in that the seating ridge 522 is short enough to be pressed against. In comparison, the diaphragm valve of the prior art prevents contact of the area between the flat surface and the diaphragm around a sharp seating edge, as particles in some circumstances may lie on a flat surface and interfere with the closure of the diaphragm. Use a sharp valve seat long enough to prevent leakage. In the context of an ALD precursor mass transfer system, sealing interference is best avoided by improved heat transfer between valve seat 530 and diaphragm 520 to prevent particle formation due to cooling of the diaphragm.

시팅 리지(522)는, 히트 채널(544)의 원하는 영구적인 변형을 제공하는 한 편, 히트 채널(544)이 형성된 후에 밸브 시트(530)의 시팅 표면(542)과 다이아프램(520)의 제 1 측부(534) 사이의 면적의 접촉을 허용하기 위해 시팅 표면(542) 위에 높이가 대략 0.5mm와 1.5mm 사이에 있는 것이 바람직하다. 다이아프램(520)의 제 1 측부(534)에서의 히트 채널(544)의 초기 형성은 밸브(500)가 사용 이전에 순환되는 침입(break-in) 기간을 필요로 할 수 있다. 열 전달을 촉진시키는 다이아프램(520) 과 밸브 시트(530) 사이의 증가된 접촉 영역을 제공하기 위해, 고리형 시팅 표면(542)은 유사하게 전술한 도 2 내지 도 4의 실시예의 시팅 표면(342)의 크기 및 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 시팅 표면(542)과 다이아프램(520) 사이의 접촉 영역은 플런저(550)의 제 2 단부(558)와 다이아프램(520)의 제 2 측부(536) 사이의 접촉 영역에 필적할 수 있다. 다이아프램(520)이 폐쇄될 때, 밸브 시트(530)는 중앙 챔버(532)에 노출된 다이아프램(520)의 제 1 측부(534)의 부분의 대략 5%와 100% 사이에서 접촉할 수 있고, 더 바람직하게, 노출된 영역의 대략 12%와 50% 사이에서 접촉할 수 있다.The seating ridge 522 provides the desired permanent deformation of the heat channel 544, while the seating surface 542 and diaphragm 520 of the valve seat 530 are formed after the heat channel 544 is formed. It is preferred that the height be between approximately 0.5 mm and 1.5 mm above the seating surface 542 to allow for contact of the area between the one side 534. Initial formation of heat channel 544 at first side 534 of diaphragm 520 may require a break-in period in which valve 500 is circulated prior to use. In order to provide an increased contact area between the diaphragm 520 and the valve seat 530 to promote heat transfer, the annular seating surface 542 is similarly similar to the seating surface of the embodiment of FIGS. 342). For example, the contact area between the seating surface 542 and the diaphragm 520 is comparable to the contact area between the second end 558 of the plunger 550 and the second side 536 of the diaphragm 520. can do. When the diaphragm 520 is closed, the valve seat 530 may contact between approximately 5% and 100% of the portion of the first side 534 of the diaphragm 520 exposed to the central chamber 532. And more preferably, between about 12% and 50% of the exposed area.

밸브 시트(530)는 앨라스토머 다이아프램(220)과 함께 사용된 유형의 밸브 시트(230)(도 2 내지 도 4)와 연계하여 전술한 표면 처리와 유사한 연마된 표면 마감 및/또는 패시베이션을 포함할 수 있다. 도 5의 다이아프램(520)에 사용된 플라스틱 물질이 도 2 내지 도 4의 다이아프램(220)의 앨라스토머 물질보다 더 단단하기 때문에, 유연성은 다이아프램(520)의 두께를 감소시키거나, 바람직하게는 다이아프램(520)의 헤드(562)와 다이아프램이 밸브 바디(510)의 림(528)에 대해 장착되는 곳 사이에 고리형 얇은 영역(552)을 형성함으로써 다이아프램(520)에서 향상될 수 있다. 다이아프램(520) 및 밸브 시트(530)는 시팅 리지(522)와 히트 채널(544) 사이의 오정렬로 인해 누출을 야기할 수 있는 상대 회전을 방지하기 위해 회전가능하게 고정되는 것이 바람직하다. 다이아프램(520)과 밸브 시트(530) 사이의 상대 회전을 방지하는 것은 시팅 표면(542)의 대응하는 마이크로-거칠기(micro-roughness)에 대해 짝을 이루는(mate) 마이크로-거칠기의 제 1 측부(534) 상의 형 성을 용이하게 하여, 이를 통해 밀봉 실을 촉진시킨다.The valve seat 530 may have a polished surface finish and / or passivation similar to the surface treatments described above in conjunction with the valve seat 230 (FIGS. 2-4) of the type used with the elastomer diaphragm 220. It may include. Since the plastic material used for the diaphragm 520 of FIG. 5 is harder than the elastomeric material of the diaphragm 220 of FIGS. 2-4, the flexibility may reduce the thickness of the diaphragm 520, or Preferably at the diaphragm 520 by forming an annular thin region 552 between the head 562 of the diaphragm 520 and where the diaphragm is mounted relative to the rim 528 of the valve body 510. Can be improved. The diaphragm 520 and valve seat 530 are preferably rotatably fixed to prevent relative rotation that may cause leakage due to misalignment between the seating ridge 522 and the heat channel 544. Preventing relative rotation between the diaphragm 520 and the valve seat 530 is such that the first side of the mating micro-roughness against the corresponding micro-roughness of the seating surface 542. It facilitates the formation on the 534, thereby promoting the sealing seal.

다시 도 2를 참조하여, 열 저항성 부재는 밸브 통로(214)로부터{즉, 가열 바디(210) 및/또는 다이아프램(220)으로부터} 엑추에이터(240)로의 열 전달을 제한하거나 억제하기 위해 밸브 통로(214)와 엑추에이터(240) 사이에 삽입되는 것이 바람직하다. 열 저항성 부재는 밸브 통로(214)와 엑추에이터(240) 사이, 또는 밸브 바디(210)와 엑추에이터(240) 사이, 또는 가열 바디(290)와 엑추에이터(240) 사이, 또는 엑추에이터(240)와 다이아프램 밸브(200)의 하나 이상의 다른 부분 사이에서 열 전달을 감쇠시키기 위한 하나 이상의 구조를 포함할 수 있다.Referring again to FIG. 2, the heat resistant member may be a valve passage to limit or inhibit heat transfer from the valve passage 214 (ie, from the heating body 210 and / or diaphragm 220) to the actuator 240. It is preferably inserted between 214 and actuator 240. The heat resistant member may be provided between the valve passage 214 and the actuator 240, or between the valve body 210 and the actuator 240, or between the heating body 290 and the actuator 240, or the actuator 240 and the diaphragm. It may include one or more structures for damping heat transfer between one or more other portions of the valve 200.

한 종류의 열 저항성 부재는 밸브 통로(214) 및/또는 밸브 바디(210)와 엑추에이터(240) 사이에 감소된 단면적의 부분을 포함한다. 예를 들어, 플런저(250)는 각 제 1 및 제 2 단부(256 및 258) 사이의 중공 영역(348)을 포함할 수 있다. 중공 영역(348), 및 플런저(250)의 주변의 얇은 원통형 벽은 다이아프램(220)과 엑추에이터(240) 사이의 열 전달을 감쇠시킨다. 전술한 바와 같이, 열 전달의 감쇠는 솔레노이드(246)의 열-관련 고장 및 다이아프램(220)의 냉각을 방지하는데, 이것은 다른 경우 밸브 통로(214)에서의 매질의 응축에서 초래될 수 있다.One type of heat resistant member includes a portion of the reduced cross sectional area between the valve passage 214 and / or the valve body 210 and the actuator 240. For example, the plunger 250 may include a hollow region 348 between the first and second ends 256 and 258, respectively. The hollow region 348 and the thin cylindrical wall around the plunger 250 attenuate heat transfer between the diaphragm 220 and the actuator 240. As noted above, damping of heat transfer prevents heat-related failure of solenoid 246 and cooling of diaphragm 220, which may otherwise result from condensation of the medium in valve passage 214.

플런저(250)를 통하는 열 전달을 더 막기 위해, 플런저(250)는 복합 구성을 가질 수 있으며, 여기서 제 1 단부(256)는 자기 물질로 형성되고, 제 2 단부(258)는 열 전도성 물질{가열 바디(290)로부터 다이아프램(220)으로 열을 전도하기 위해}로 형성되고, 절연 중앙 부분(352)은 각 제 1 및 제 2 단부(256 및 258) 사이에 있다. 중앙 부분(352)은 제 2 단부(258)보다 실질적으로 더 낮은 열 전도성을 갖는 물질로 형성될 수 있거나, 제 2 단부(258)보다 더 낮은 열 전도성을 초래하는 구조를 가질 수 있다.To further prevent heat transfer through the plunger 250, the plunger 250 may have a composite configuration, where the first end 256 is formed of a magnetic material and the second end 258 is formed of a thermally conductive material { To conduct heat from the heating body 290 to the diaphragm 220, an insulating central portion 352 is between each of the first and second ends 256 and 258. The central portion 352 may be formed of a material having substantially lower thermal conductivity than the second end 258, or may have a structure that results in lower thermal conductivity than the second end 258.

다른 종류의 열 저항 부재는 가열 바디(290) 및 밸브 바디(210) 위에 그리고 이로부터 떨어진 엑추에이터(240)를 지지하는 밸브 스템(360)을 포함한다. 밸브 스템(360)은 가열 바디(290)와 엑추에이터(240) 사이의 열 전달을 감쇠시키기 위해 감소된 단면적(364)의 부분을 포함할 수 있다. 접촉 저항을 증가시키기 위해, 밸브 스템(360)은 이왕이면 매우 작은 영역만을 따라 가열 바디(290) 및/또는 밸브 바디(210)와 접촉하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 밸브 스템(360)은 가열 바디(290)의 중앙 보스(central boss)(372)의 작은 스텝(368) 상에 지지될 수 있다. 플라스틱 또는 세라믹과 같은 열 저항성 물질로 형성된 절연 받침대(insulating pedestal)(376)는 가열 바디(290)로부터 밸브 스템(360)을 분리시키기 위해 가열 바디(290)의 플랜지(332)의 주변 주위로 연장할 수 있거나, 그 주위에 위치할 수 있다. 절연 받침대(376)는 절연 물질로 된 링을 포함할 수 있거나, 대안적으로, 주변 주위에 플랜지(332)로부터 연장하는 기둥(post) 세트를 포함할 수 있다.Another kind of heat resistant member includes a heating stem 290 and a valve stem 360 supporting the actuator 240 above and away from the valve body 210. Valve stem 360 may include a portion of reduced cross-sectional area 364 to dampen heat transfer between heating body 290 and actuator 240. To increase the contact resistance, the valve stem 360 preferably contacts the heating body 290 and / or the valve body 210 along only a very small area. For example, the valve stem 360 can be supported on a small step 368 of the central boss 372 of the heating body 290. An insulating pedestal 376 formed of a heat resistant material such as plastic or ceramic extends around the perimeter of the flange 332 of the heating body 290 to separate the valve stem 360 from the heating body 290. Can be located around it. Insulation pedestal 376 may include a ring of insulating material or, alternatively, may include a set of posts extending from flange 332 around the perimeter.

엘라스토머 또는 플라스틱 실(382)은 보스(372) 주위에 그리고 가열 바디(290)와 밸브 스템(360) 사이에 위치한다. 실(382)은 가열 바디(290)와 밸브 스템(360) 사이의 가스 누출을 방지한다. 고리형 데드 공기 공간(386)은 밸브 스템(360)과 가열 바디(290) 사이, 그리고 실(382)과 절연 받침대(376) 사이에 형성될 수 있다. 데드 공기 공간(386)은 가열 바디(290)로부터 밸브 스템(360)을 추가로 단절시킨다. 엑추에이터(240)는 밸브 스템(360) 상의 솔레노이드(246)의 프레스 피 팅(press fitting)에 의해, 접착제 또는 다른 수단에 의해 고정될 수 있다. 밸브 스템(360) 및 가열 바디(290)는 가열 바디(290)의 플랜지(332) 및 밸브 스템(360)의 방사상 부분에서의 구멍을 통해 연장하는 하나 이상의 나사(392)에 의해 밸브 바디(210)에 부착된다. 나사(392)는 밸브 바디(210) 내에 나사선 형성(threaded)되고, 나사(392)의 헤드 아래에 위치한 절연 와셔(396)에 의해 밸브 스템(360)으로부터 열적으로 단절된다. 절연 와셔(396)는 예를 들어 PTFE와 같은 플라스틱 물질로 이루어질 수 있다.An elastomer or plastic seal 382 is located around the boss 372 and between the heating body 290 and the valve stem 360. Seal 382 prevents gas leakage between heating body 290 and valve stem 360. Annular dead air space 386 may be formed between valve stem 360 and heating body 290, and between seal 382 and insulation pedestal 376. Dead air space 386 further disconnects valve stem 360 from heating body 290. Actuator 240 may be secured by adhesive or other means by press fitting of solenoid 246 on valve stem 360. Valve stem 360 and heating body 290 are valve body 210 by one or more screws 392 extending through a flange 332 of heating body 290 and a hole in the radial portion of valve stem 360. ) Is attached. Screw 392 is threaded within valve body 210 and is thermally disconnected from valve stem 360 by an insulating washer 396 located under the head of screw 392. Insulating washer 396 may be made of a plastic material such as, for example, PTFE.

열 절연 슬라이드 부싱(slide bushing)(402)은 플런저(250)와 엑추에이터(240) 사이에 삽입된다. 슬라이드 부싱(402)은, 플런저(250)의 제 1 단부(256)가 지탱되는 밸브 스템(360)의 내부 표면에 대해 슬라이딩 마찰의 낮은 계수를 또한 갖는 PTFE와 같은 열적으로 절연성 플라스틱 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 슬라이드 부싱(402)은 플런저(250)와 엑추에이터(240) 사이의 열 전달을 유리하게 막을 수 있고, 플런저(250)의 이동에 대한 마찰 저항을 감소시키고, 엑추에이터(240) 내의 플런저(250)의 이동과 충돌할 수 있는 마모 및 입자 생성을 감소시킬 수 있다.A thermally insulating slide bushing 402 is inserted between the plunger 250 and the actuator 240. The slide bushing 402 is formed of a thermally insulating plastic material, such as PTFE, which also has a low coefficient of sliding friction against the inner surface of the valve stem 360 on which the first end 256 of the plunger 250 is supported. It is preferable. The slide bushing 402 can advantageously prevent heat transfer between the plunger 250 and the actuator 240, reduce the frictional resistance to movement of the plunger 250, and reduce the frictional resistance of the plunger 250 in the actuator 240. It can reduce wear and particle generation that can collide with movement.

차단 부재(410)는 플런저(250)와 멈춤부(276) 사이에 삽입된다. 차단 부재(410)는, 솔레노이드(246)에 전력 공급될 때 멈춤부(276)에 대해 플런저(250)의 충격을 완화시키는 내구성 플라스틱 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 충격의 완화는 멈춤부(276) 및/또는 플런저(250)의 균열을 방지할 수 있어서, 이를 통해 엑추에이터(240) 내의 플런저(250)의 이동과 충돌할 수 있는 입자의 형성을 방지한다. 차단 부재(410)에 적합한 플라스틱 물질은 PTFE이다. 차단 부재(410)는, 차단 부재(410)와 접촉하여 플런저(250)가 완전히 개방 위치에 있을 때 플런저(250)와 멈춤부(276) 사이의 열 전달을 감쇠시키기 위해 열 절연 특성을 또한 가질 수 있다.The blocking member 410 is inserted between the plunger 250 and the stop 276. The blocking member 410 is preferably made of a durable plastic material that mitigates the impact of the plunger 250 against the stop 276 when powered to the solenoid 246. Mitigation of the impact may prevent cracking of the stop 276 and / or plunger 250, thereby preventing the formation of particles that may collide with the movement of the plunger 250 in the actuator 240. Suitable plastic material for the blocking member 410 is PTFE. The blocking member 410 also has thermal insulation properties to attenuate heat transfer between the plunger 250 and the stop 276 when the plunger 250 is in the fully open position in contact with the blocking member 410. Can be.

PTFE 또는 다른 플라스틱과 같은 비자기 물질로 형성될 때, 차단 부재(410)는, 스프링(280)이 멈춤부(276)로부터 멀리 플런저(250)를 이동시키기 시작하기 전에 솔레노이드(246)로부터 전류의 제거 후에 "방출 시간(release time)"을 감소시킬 수 있는 멈춤부(276)와 플런저(250) 사이의 자기 불연속성을 도입한다. 사실상, 차단 부재(410)에 의해 도입된 자기 불연속성은, 자기적 전도성 멈춤부(276)와 플런저(250)의 자기적 전도성 제 1 단부(256) 사이에 비자기 분리를 제공함으로써 플런저(250)의 제 1 단부(256)의 극단부에서 자계를 감소시킨다. 추가 설명에 의해, 솔레노이드(246)에 의해 생성되는 플런저(250) 상의 자기 인력은, 솔레노이드(246)에 대한 전류가 차단될 때 즉시 제거되지 않는다. 오히려, 스프링(280)이 멈춤부(276)로부터 멀리 플런저(250)를 이동시키기 시작할 수 있는 임계치 아래로 자력이 하락되기 전에 특정한 시간량이 경과해야 한다. 차단 부재(410)는 솔레노이드(246)와 플런저(250) 사이의 유지력을 감소시킴으로써 방출 시간을 감소시킨다. 방출 시간을 감소시키는 것은 온 상태로부터 오프 상태로 더 빨리 스위칭하게 되는데, 이것은 다이아프램 밸브(200)의 총 개방 시간을 단축시킬 수 있다.When formed from a non-magnetic material such as PTFE or other plastic, the blocking member 410 may cause the current to flow from the solenoid 246 before the spring 280 begins moving the plunger 250 away from the stop 276. Introduce a magnetic discontinuity between the stop 276 and the plunger 250 which may reduce the "release time" after removal. Indeed, the magnetic discontinuity introduced by the blocking member 410 may provide a nonmagnetic separation between the magnetically conductive stop 276 and the magnetically conductive first end 256 of the plunger 250. Reduce the magnetic field at the extreme end of the first end 256 of the. By further description, the magnetic attraction on plunger 250 generated by solenoid 246 is not immediately removed when the current to solenoid 246 is interrupted. Rather, a certain amount of time must elapse before the magnetic force drops below a threshold at which the spring 280 can begin moving the plunger 250 away from the stop 276. The blocking member 410 reduces the release time by reducing the holding force between the solenoid 246 and the plunger 250. Reducing the release time results in a faster switching from on state to off state, which can shorten the total opening time of the diaphragm valve 200.

예를 들어 기무라의 미국 특허 번호 5,326,078 및 스즈끼 등의 6,116,267에 기재된 것과 유사한 종래 기술의 다이아프램 밸브는, 밸브 시트에 대해 프레스될 때 다이아프램을 변형시키거나 다이아프램 상의 국부 압력을 증가시키기 위해 날카 로운 시팅 표면을 갖는 밸브 시트를 포함한다. 전술한 바와 같이, 다이아프램(220)은 예를 들어 VITON® 또는 EPDM과 같은 앨라스토머 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어 ZrCl2과 같은 특정한 가열된 선구 물질 및 화학 물질에 노출될 때, 앨라스토머 물질은 손상될 수 있어서, 날카로운 밸브 시트에 대한 균일 및 전단 변형에 취약할 수 있게 된다. 바람직한 실시예에서, 밸브 시트(230)의 시팅 표면(342)은 날카로운 특징이 없는 것을 특징으로 하는데, 이것은 다이아프램(220)의 금이 감(scoring) 및 결과적인 전단 변형 또는 균열을 방지하는데 도움을 줄 수 있다. 시팅 표면(342)은 5mm2보다 더 큰 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 25mm2보다 더 크다. 다이아프램(220)의 전단 변형을 방지할 정도로 충분히 큰 밸브 시트(230)의 크기를 갖는 것이 바람직하지만, 그럼에도 불구하고, 밸브 시트(230)의 형태 및 크기는, 스프링(280)으로부터의 편향력이 다이아프램(220)의 제 1 측부(234)의 약간의 표면 변형을 야기하도록 선택될 수 있다. 표면 변형은 제 1 측부(234)가 시팅 표면(342)에 더 잘 따르도록 하여, 다른 경우 제 1 측부(234) 및/또는 시팅 표면(342)의 마이크로-거침도로부터 야기될 수 있는 매질의 누출을 감소시킨다. 표면 변형은 탄성 변형 또는 플라스틱 변형, 또는 이들 모두를 포함할 수 있다. 시팅 표면(342)의 매끄럽거나 연마된 표면 마감은 시팅 표면(342)에 대해 프레스될 때 누출 방지 실(leak-tight seal)을 제공하기 위해 다이아프램(220)의 능력을 더 향상시킬 수 있다.Prior art diaphragm valves similar to those described, for example, in U.S. Pat.No. 5,326,078 to Kimura and 6,116,267 to Suzuki et al. A valve seat having a seating surface. As noted above, the diaphragm 220 may be composed of an elastomeric material such as, for example, VITON® or EPDM. When exposed to certain heated precursors and chemicals such as, for example, ZrCl 2 , the elastomeric materials may be damaged, making them vulnerable to uniform and shear deformations for sharp valve seats. In a preferred embodiment, the seating surface 342 of the valve seat 230 is characterized by no sharp features, which helps to prevent cracking and resulting shear deformation or cracking of the diaphragm 220. Can give The seating surface 342 is preferably larger than 5 mm 2 , more preferably larger than 25 mm 2 . It is desirable to have a size of the valve seat 230 large enough to prevent shear deformation of the diaphragm 220, but nevertheless, the shape and size of the valve seat 230 is the biasing force from the spring 280. It may be selected to cause some surface deformation of the first side 234 of the diaphragm 220. Surface deformation causes the first side 234 to better conform to the seating surface 342, thereby causing the media to otherwise result from micro-roughness of the first side 234 and / or the seating surface 342. Reduce leakage. Surface deformation may include elastic deformation or plastic deformation, or both. Smooth or polished surface finish of the seating surface 342 may further enhance the ability of the diaphragm 220 to provide a leak-tight seal when pressed against the seating surface 342. .

도 5를 참조하여 전술한 바와 같이, 다이아프램이 PTFE 또는 PVDF와 같은 플 라스틱 물질로 구성될 때, 주로 평평한 시팅 표면은 덜 바람직할 수 있다. 앨라스토머 물질로 형성된 다이아프램에 비해, 플라스틱 다이아프램(520)(도 5)은 더 큰 경도를 가져서, 밸브 시트에 대한 밀봉을 더 어렵게 한다. 도 5를 참조하여, 플라스틱 다이아프램(520)과 함께 사용하기 위한 밸브 시트(530)는 입구(516) 주위에 시팅 표면(542)으로부터 연장하는 시팅 리지(522)를 포함하는 것이 바람직하다. 시팅 리지(522)는, 침입 기간 동안 밸브 시트(530)에 대해 프레스될 때 다이아프램(520)의 제 1 측부(534)의 플라스틱 변형을 야기한다. 다이아프램(520)은 다이아프램 밸브(500)의 이용을 시작하기 전에 차단하는데 도움을 주기 위해 사전-순환될 수 있다. 사전-순환 또는 침입 기간 동안 발생하는 플라스틱 변형은, 누출을 방지하기 위해 시팅 리지(522)에 대해 타이트하게 짝을 이루는 다이아프램(520)에 링형 히트 채널(544)을 부착한다. 유사한 날카로운 에지 밸브 시트는, 다이아프램(520)이 금속으로 이루어질 때 국부 밀봉 압력을 증가시키는 것이 또한 바람직할 수 있지만, 금속 다이아프램을 플라스틱으로 변형시키는 것은 불필요하거나 바람직하지 않을 수 있다.As described above with reference to FIG. 5, when the diaphragm is made of a plastic material such as PTFE or PVDF, a primarily flat seating surface may be less desirable. Compared to the diaphragm formed of elastomeric material, the plastic diaphragm 520 (FIG. 5) has a greater hardness, making the sealing to the valve seat more difficult. Referring to FIG. 5, the valve seat 530 for use with the plastic diaphragm 520 preferably includes a seating ridge 522 extending from the seating surface 542 around the inlet 516. The seating ridge 522 causes plastic deformation of the first side 534 of the diaphragm 520 when pressed against the valve seat 530 during the intrusion period. Diaphragm 520 may be pre-circulated to help shut off before beginning use of diaphragm valve 500. Plastic deformation occurring during the pre-circulation or intrusion period attaches the ring-shaped heat channel 544 to the diaphragm 520 that is tightly mated against the seating ridge 522 to prevent leakage. Similar sharp edge valve seats may also be desirable to increase the local sealing pressure when the diaphragm 520 is made of metal, but it may be unnecessary or undesirable to deform the metal diaphragm to plastic.

단단한 밀봉을 보장하기 위해, 밸브 시트(230, 530) 및 다이아프램(220, 520)은 각 밸브 바디(210, 510) 및 플런저(250, 550)에 고정되어, 이를 통해 상대 회전을 방지한다. 밸브 시트와 다이아프램 사이의 상대 회전을 방지하는 것은, 다이아프램(220, 520) 상의 동일한 위치가 다이아프램 밸브(200, 500)가 폐쇄될 때마다 동일한 장소에서 밸브 시트(230, 530)와 접촉하는 것을 보장한다.To ensure a tight seal, the valve seats 230, 530 and diaphragms 220, 520 are fixed to the respective valve bodies 210, 510 and plungers 250, 550, thereby preventing relative rotation. Preventing relative rotation between the valve seat and the diaphragm is such that the same position on the diaphragm 220, 520 contacts the valve seat 230, 530 at the same place each time the diaphragm valve 200, 500 is closed. To ensure.

도 4는, 도시된 다이아프램(220)이 개방 위치로 전이된 상태로, 밸브 통로 (214), 밸브 시트(230), 및 다이아프램(220)을 구체적으로 도시한 확대된 단면도이다. 도 4를 참조하여, 밸브 시트(230)의 고리형 시팅 표면(342)은, 약간 볼록한 폐쇄 위치로 구부러질 때, 다이아프램(220)의 제 1 측부(234)가 시팅 표면(342)의 바깥쪽 주변 에지(418)와 접촉하지 않도록 충분히 크다. 시팅 표면(342)은 도 4에 도시된 바와 같이 바깥쪽 주변 에지(418)를 따라 또한 굴곡질 수 있거나, 약간 볼록(crowned)(미도시)해질 수 있어서, 다이아프램(220)의 금이 가거나 전단 변형을 추가로 방지한다. 밸브 시트(230)는 일반적으로 받침대 형태이고, 마주보는 시팅 표면(342)을 연장하는 나사선 형태의 넥(422)을 포함한다. 밸브 시트(230)는 우수한 열 접촉을 달성하기 위해 밸브 바디(210) 내에 나선 형성된다. 바람직하게, 밸브 시트(230)는 밸브 통로(214)의 입구 부분 내로 나선 형성된다. 그러나, 대안적인 실시예(미도시)에서, 입구(216) 및 출구(218)는, 밸브 시트(230)가 밸브 바디(210)에 형성된 출구 통로 내에 나선 형성되도록 반대로 된다. 밸브 시트(230)는, 밸브 시트(230)의 충돌, 또는 시팅 표면(342) 상 또는 입구(216) 내부에 선구 물질의 축적을 방지하기 위해 다이아프램(220) 및 밸브 통로(214)(전술한 바와 같이)와 유사한 방식으로 패시베이션 층으로 코팅될 수 있다. 시트 O-링(430)은 밸브 시트(230)와 밸브 바디(210) 사이의 누출 방지 실을 제공하기 위해 밸브 시트(230)의 상부 받침대 부분과 밸브 바디(210)의 블라인드 보어(226)의 하부 표면 사이에 삽입된다. 스페이서 링(440) 또는 쐐기(shim)는, 밸브 바디(210)에 대해 밸브 시트(330)의 축 위치를 확립하기 위해 밸브 바디(210)의 블라인드 보어(226)의 바닥(floor)과 밸브 시트(230)의 상부 받침대 부분 사이에 삽입된다. 스페이서 링(440)은 O-링 (430)의 과압축을 방지하고, 밸브 바디(210) 및 다이아프램(220)에 대해 시팅 표면(342)의 축 위치를 확립한다. 시팅 표면(342)의 정밀한 축 위치 지정(positioning)은 시팅 표면(342)에 대해 다이아프램(220)의 시팅 압력의 개선된 제어를 허용하여, 이를 통해 다이아프램(220)의 제 1 측부(234) 상에 금이 가게 할 수 있는 과도한 힘을 적용하지 않고도 누출-방지를 개선시킨다.4 is an enlarged cross-sectional view specifically showing the valve passage 214, the valve seat 230, and the diaphragm 220 with the illustrated diaphragm 220 transitioned to the open position. Referring to FIG. 4, the annular seating surface 342 of the valve seat 230 is such that when bent to a slightly convex closed position, the first side 234 of the diaphragm 220 is outside of the seating surface 342. Large enough not to contact the side peripheral edge 418. The seating surface 342 may also be bent along the outer peripheral edge 418 as shown in FIG. 4, or may be slightly crowned (not shown), such that the diaphragm 220 is cracked or Further prevents shear deformation. The valve seat 230 is generally in the form of a pedestal and includes a threaded neck 422 extending from the opposite seating surface 342. The valve seat 230 is spiraled in the valve body 210 to achieve good thermal contact. Preferably, the valve seat 230 is spiraled into the inlet portion of the valve passage 214. However, in alternative embodiments (not shown), the inlet 216 and outlet 218 are reversed such that the valve seat 230 is spiraled in the outlet passageway formed in the valve body 210. The valve seat 230 is a diaphragm 220 and a valve passage 214 (described above) to prevent collision of the valve seat 230 or accumulation of precursor material on the seating surface 342 or inside the inlet 216. In a similar manner). The seat o-ring 430 is provided with the upper bore portion of the valve seat 230 and the blind bore 226 of the valve body 210 to provide a leak proof seal between the valve seat 230 and the valve body 210. It is inserted between the bottom surface. The spacer ring 440 or shim is a valve seat and a floor of the blind bore 226 of the valve body 210 to establish an axial position of the valve seat 330 relative to the valve body 210. It is inserted between the upper pedestal portion of (230). Spacer ring 440 prevents overcompression of O-ring 430 and establishes an axial position of seating surface 342 relative to valve body 210 and diaphragm 220. Precise axial positioning of the seating surface 342 allows improved control of the seating pressure of the diaphragm 220 relative to the seating surface 342, thereby allowing the first side 234 of the diaphragm 220 to be positioned. Improves leak-proofing without applying excessive force that can cause cracks on the shell.

본 발명의 기본 원리에서 벗어나지 않고도 본 발명의 전술한 실시예의 세부 사항에 대해 많은 변형이 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범주는 다음 청구항에 의해서만 결정되어야 한다.It will be apparent to those skilled in the art that many modifications may be made to the details of the foregoing embodiments of the invention without departing from the basic principles of the invention. Therefore, the scope of the present invention should be determined only by the following claims.

상술한 바와 같이, 본 발명은 고온의 박막 증착 기기에 사용하기에 바람직한, 특히 원자 층 증착 반응기의 선두 물질 전달 시스템에 유용한 특징을 갖는 다이아프램 밸브 등에 이용된다.As mentioned above, the present invention finds use in diaphragm valves and the like, which are useful for use in high temperature thin film deposition equipment, in particular having useful features in leading material delivery systems of atomic layer deposition reactors.

Claims (120)

다이아프램 밸브로서,As a diaphragm valve, 입구 및 출구를 갖는 밸브 통로를 한정하는 밸브 바디와;A valve body defining a valve passage having an inlet and an outlet; 제 1 및 제 2 측부를 갖고, 상기 제 1 측부가 상기 밸브 통로에 근접하도록 위치한 다이아프램과;A diaphragm having first and second sides, the diaphragm positioned such that the first side is proximate the valve passageway; 작동력(actuation force)을 상기 다이아프램에 가하기 위해 상기 다이아프램의 제 1 측부에 동작가능하게 결합된 엑추에이터(actuator)로서, 상기 다이아프램은, 상기 밸브 통로를 차단하는 폐쇄 위치와, 상기 밸브 통로가 적어도 부분적으로 개방되는 개방 위치 사이의 전이를 위한 인가된 작동력에 반응하여 동작가능한, 엑추에이터와;An actuator operably coupled to a first side of the diaphragm to apply actuation force to the diaphragm, the diaphragm having a closed position for blocking the valve passage, An actuator operable in response to an applied actuation force for transition between the at least partially open open position; 상기 밸브 바디와 열적으로 접촉하고 상기 다이아프램의 제 2 측부에 가까이 연장하는, 가열 바디(heating body)로서, 이를 통해 상기 밸브 바디로부터 상기 다이아프램쪽으로의 열 전도성 경로를 형성하고, 이러한 열 전도성 경로는 상기 다이아프램에서의 동작 온도를 유지시키는 것을 용이하게 하는, 가열 바디를A heating body, in thermal contact with the valve body and extending close to the second side of the diaphragm, thereby forming a thermally conductive path from the valve body towards the diaphragm, the thermally conductive path A heating body, which facilitates maintaining an operating temperature at the diaphragm. 포함하는, 다이아프램 밸브.Including, diaphragm valve. 밸브 바디와 열적으로 연결된 히터로서,A heater thermally connected to the valve body, 상기 밸브 바디 및 상기 가열 바디를 통해 전도되는 열을 생성시켜, 상기 밸브 통로에서의 매질이 상기 밸브 통로에서 응축 또는 냉각하지 못하게 하도록 적응 되는, 히터와 제 1항의 다이아프램 밸브와의 조합.A combination of a heater and the diaphragm valve of claim 1, adapted to generate heat conducted through the valve body and the heating body, thereby preventing the medium in the valve passage from condensing or cooling in the valve passage. 제 1항에 있어서, 상기 가열 바디는 알루미늄, 스테인리스강, 티타늄 및 구리로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질을 포함하는, 다이아프램 밸브.The diaphragm valve of claim 1, wherein the heating body comprises a material selected from the group consisting of aluminum, stainless steel, titanium, and copper. 제 1항에 있어서, 상기 가열 바디는 상기 다이아프램과 상기 엑추에이터 사이에 삽입되고, 상기 다이아프램 및 상기 엑추에이터와 정렬된 중앙 개구부를 포함하고, 상기 중앙 개구부를 통해 연장하는 플런저를 더 포함하며, 상기 엑추에이터를 상기 다이아프램에 동작가능하게 결합하는, 다이아프램 밸브.The apparatus of claim 1, wherein the heating body further comprises a plunger inserted between the diaphragm and the actuator, the central body being aligned with the diaphragm and the actuator and extending through the central opening. A diaphragm valve operatively coupling an actuator to the diaphragm. 제 4항에 있어서, 상기 플런저는 상기 다이아프램과 상기 엑추에이터 사이에 위치한 감소된 단면적의 부분을 포함하여, 이를 통해 상기 플런저를 통해 상기 엑추에이터로의 열 전도를 감소시키는, 다이아프램 밸브.5. The diaphragm valve of claim 4, wherein the plunger comprises a portion of a reduced cross-sectional area located between the diaphragm and the actuator, thereby reducing thermal conduction through the plunger to the actuator. 제 5항에 있어서, 상기 감소된 단면적의 부분은 상기 플런저의 중공 영역을 포함하는, 다이아프램 밸브.6. The diaphragm valve of claim 5, wherein the portion of the reduced cross-sectional area comprises a hollow area of the plunger. 제 4항에 있어서, 상기 플런저는 상기 엑추에이터 매커니즘에 의해 맞물리는 제 1 단부와, 상기 다이아프램에 동작가능하게 결합되고 제 1 물질로 형성되는 제 2 단부와, 상기 제 1 및 제 2 단부 사이의 중앙부를 포함하며, 상기 중앙부는 상기 제 1 물질보다 실질적으로 더 낮은 열 전도성을 갖는 제 2 물질로 형성되는, 다이아프램 밸브.5. The apparatus of claim 4, wherein the plunger comprises a first end engaged by the actuator mechanism, a second end operatively coupled to the diaphragm and formed of a first material, between the first and second ends. And a central portion, wherein the central portion is formed of a second material having a substantially lower thermal conductivity than the first material. 제 1항에 있어서, 상기 엑추에이터는 솔레노이드를 포함하는, 다이아프램 밸브.The diaphragm valve of claim 1, wherein the actuator comprises a solenoid. 제 1항에 있어서, 상기 밸브 통로와 상기 엑추에이터 사이의 열 전달을 감쇠시키기 위해 상기 밸브 통로와 상기 엑추에이터 사이에 삽입된 열 저항성 부재를 더 포함하는, 다이아프램 밸브.The diaphragm valve of claim 1, further comprising a heat resistant member inserted between the valve passage and the actuator to attenuate heat transfer between the valve passage and the actuator. 제 9항에 있어서, 상기 열 저항성 부재는 상기 엑추에이터에 의해 맞물린 제 1 단부, 상기 다이아프램에 동작가능하게 결합된 제 2 단부, 및 상기 제 2 단부와 상기 엑추에이터 사이의 중공 영역을 구비한 플런저를 포함하는, 다이아프램 밸브.10. The plunger of claim 9, wherein the heat resistant member includes a first end engaged by the actuator, a second end operably coupled to the diaphragm, and a hollow region between the second end and the actuator. Including, diaphragm valve. 제 9항에 있어서, 상기 열 저항성 부재는 상기 엑추에이터 매커니즘에 의해 맞물린 제 1 단부, 상기 다이아프램에 동작가능하게 결합되고 제 1 물질로 형성된 제 2 단부, 및 상기 제 1 및 제 2 단부 사이의 중앙부를 포함하며, 상기 중앙부는 제 1 물질보다 실질적으로 더 낮은 열 전도성을 갖는 제 2 물질로 형성되는, 다이아프램 밸브.10. The method of claim 9, wherein the heat resistant member has a first end engaged by the actuator mechanism, a second end operatively coupled to the diaphragm and formed of a first material, and a central portion between the first and second ends. And the central portion is formed of a second material having a substantially lower thermal conductivity than the first material. 제 9항에 있어서, 상기 엑추에이터를 지지하는 밸브 스템을 더 포함하며, 상기 열 저항성 부재는 상기 가열 바디로부터 상기 밸브 스템을 분리시키는 절연 받침대(insulating pedestal)를 포함하는, 다이아프램 밸브.10. The diaphragm valve of claim 9, further comprising a valve stem supporting the actuator, wherein the heat resistant member includes an insulating pedestal separating the valve stem from the heating body. 제 12항에 있어서, 상기 밸브 스템과 상기 가열 바디 사이에 삽입된 앨라스토머 또는 플라스틱 실을 더 포함하는, 다이아프램 밸브.13. The diaphragm valve of claim 12, further comprising an elastomer or plastic seal inserted between the valve stem and the heating body. 제 12항에 있어서, 상기 밸브 스템을 상기 가열 바디에 결합시키는 패스너와, 상기 패스너와 상기 밸브 스템 사이에 위치한 단열체를 더 포함하는, 다이아프램 밸브.13. The diaphragm valve of claim 12, further comprising a fastener coupling said valve stem to said heating body, and an insulator located between said fastener and said valve stem. 제 1항에 있어서, 상기 엑추에이터는 솔레노이드 코일과, 상기 솔레노이드 코일 내에서 연장하는 제 1 단부 및 상기 다이아프램에 동작가능하게 결합된 제 2 단부를 구비한 플런저를 포함하고, 상기 플런저는 상기 솔레노이드 코일에 전력 공급함에 반응하여 구동되어, 상기 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 상기 다이아프램을 전이시키는, 다이아프램 밸브.The solenoid coil of claim 1, wherein the actuator comprises a plunger having a solenoid coil, a first end extending within the solenoid coil, and a second end operatively coupled to the diaphragm, the plunger being the solenoid coil. A diaphragm valve driven in response to the power supply box to transfer the diaphragm between the open and closed positions. 제 15항에 있어서, 상기 개방 위치 및 폐쇄 위치 중 하나를 향해 상기 다이아프램을 편향시키기 위해 상기 플런저와 동작가능하게 맞물린 스프링을 더 포함하는, 다이아프램 밸브.16. The diaphragm valve of claim 15, further comprising a spring operatively engaged with the plunger to bias the diaphragm toward one of the open and closed positions. 제 16항에 있어서,The method of claim 16, 상기 스프링은 상기 폐쇄 위치를 향해 상기 다이아프램을 편향시키고;The spring biases the diaphragm toward the closed position; 상기 플런저는 상기 스프링에 대항하도록 구동되고, 상기 솔레노이드 코일에 전력 공급함에 반응하여 상기 다이아프램을 상기 개방 위치로 이동시키는, 다이아프램 밸브.The plunger is driven against the spring and moves the diaphragm to the open position in response to powering the solenoid coil. 제 15항에 있어서, 상기 플런저와 상기 엑추에이터 사이에 삽입된 단열 슬라이드 부싱(slide bushing)을 더 포함하는, 다이아프램 밸브.The diaphragm valve of claim 15, further comprising an adiabatic slide bushing inserted between the plunger and the actuator. 제 1항에 있어서, 상기 엑추에이터는 착탈식 플런저와, 상기 플런저의 이동을 제한시키도록 위치한 멈춤부(stop)와, 상기 플런저와 상기 멈춤부 사이에 삽입된 단열 차단 부재를 포함하는, 다이아프램 밸브.The diaphragm valve of claim 1, wherein the actuator includes a removable plunger, a stop positioned to limit movement of the plunger, and an insulated blocking member inserted between the plunger and the stop. 제 1항에 있어서, 상기 다이아프램에 마주보게 상기 밸브 통로에 위치한 밸브 시트를 더 포함하며, 상기 밸브 시트는 상기 다이아프램에 접하는 시팅 표면을 갖고, 이에 대해 상기 다이아프램의 제 1 측부의 상당부분이 상기 가해진 작동력에 반응하여 프레스되어, 상기 밸브 통로를 차단시키고, 상기 시팅 표면은, 날카로운 지형이 없어서, 상기 다이아프램의 제 1 측부가 상기 밸브 시트에 대해 프레스될 때 상기 다이아프램의 전단 변형을 방지하는, 다이아프램 밸브.2. The valve of claim 1 further comprising a valve seat positioned in the valve passage opposite the diaphragm, wherein the valve seat has a seating surface in contact with the diaphragm, with a substantial portion of the first side of the diaphragm. In response to the applied actuation force, the valve passage is blocked, and the seating surface is free of sharp terrain, thus preventing shear deformation of the diaphragm when the first side of the diaphragm is pressed against the valve seat. Resistant, diaphragm valve. 제 1항에 있어서, 상기 다이아프램에 마주보게 상기 밸브 통로에 위치한 밸브 시트를 더 포함하고, 상기 밸브 시트는 상기 다이아프램에 접하는 시팅 표면을 갖고, 이에 대해 상기 다이아프램의 제 1 측부는 상기 가해진 작동력에 반응하여 프레스되어, 상기 밸브 통로를 차단시키고, 상기 시팅 표면은, 상기 다이아프램의 제 1 측부가 상기 밸브 시트에 대해 프레스될 때 상기 다이아프램의 상당항 부분과 접촉하기 위해 입구로부터 방사상 연장하여, 상기 밸브 시트로부터 상기 다이아프램으로의 열 전달을 향상시키는, 다이아프램 밸브.2. The valve of claim 1 further comprising a valve seat positioned in the valve passage opposite the diaphragm, the valve seat having a seating surface in contact with the diaphragm, wherein the first side of the diaphragm is applied to the diaphragm. Pressed in response to an actuation force, blocking the valve passage, the seating surface extending radially from the inlet to contact a substantial portion of the diaphragm when the first side of the diaphragm is pressed against the valve seat Thereby improving heat transfer from the valve seat to the diaphragm. 제 1항에 있어서, 상기 다이아프램은 플라스틱 물질로 구성되는, 다이아프램 밸브.The diaphragm valve of claim 1, wherein the diaphragm consists of a plastic material. 제 1항에 있어서, 상기 다이아프램은 앨라스토머 물질로 구성되는, 다이아프램 밸브.The diaphragm valve of claim 1, wherein the diaphragm consists of an elastomeric material. 제 1항에 있어서, 상기 다이아프램의 제 1 측부는 산화물, 질화물, 카바이드, 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 보호 코팅을 포함하는, 다이아프램 밸브.The diaphragm valve of claim 1, wherein the first side of the diaphragm comprises a protective coating selected from the group consisting of oxides, nitrides, carbides, and mixtures thereof. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 다이아프램의 제 2 측부에 인접한 밀폐 공간과;An enclosed space adjacent the second side of the diaphragm; 상기 밀폐 공간과 왕래하는 배출 통로와;A discharge passage to and from the sealed space; 상기 배출 통로에 동작가능하게 결합된 펌프를A pump operably coupled to the discharge passage 더 포함하는, 다이아프램 밸브.It further includes a diaphragm valve. 제 1항에 따른 다이아프램 밸브를 포함하는 선구 물질 전달 시스템.A precursor mass transfer system comprising a diaphragm valve according to claim 1. 제 2항에 따른 다이아프램 밸브 및 히터를 포함하는 선구 물질 전달 시스템.A precursor delivery system comprising a diaphragm valve and a heater according to claim 2. 제 9항에 따른 다이아프램 밸브를 포함하는 선구 물질 전달 시스템.A precursor mass transfer system comprising a diaphragm valve according to claim 9. 제 25항에 따른 다이아프램 밸브를 포함하는 ALD 반응기.ALD reactor comprising a diaphragm valve according to claim 25. 제 26항에 따른 선구 물질 전달 시스템을 포함하는 ALD 반응기.ALD reactor comprising a precursor mass transfer system according to claim 26. 제 27항에 따른 선구 물질 전달 시스템을 포함하는 ALD 반응기.An ALD reactor comprising the precursor mass transfer system according to claim 27. 제 28항에 따른 선구 물질 전달 시스템을 포함하는 ALD 반응기.An ALD reactor comprising a precursor mass transfer system according to claim 28. 다이아프램 밸브로서,As a diaphragm valve, 입구 및 출구를 갖는 밸브 통로를 한정하는 바디 수단과;Body means defining a valve passage having an inlet and an outlet; 제 1 및 제 2 측부를 갖고, 상기 제 1 측부가 상기 밸브 통로에 근접하도록 위치한 다이아프램과;A diaphragm having first and second sides, the diaphragm positioned such that the first side is proximate the valve passageway; 상기 밸브 통로를 차단시키는 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 상기 다이아프램을 전이시키기 위해 상기 다이아프램을 작동시키는 수단으로서, 상기 밸브 통로는 적어도 부분적으로 개방되는, 다이아프램의 작동 수단과;Means for actuating the diaphragm to transition the diaphragm between a closed position and an open position blocking the valve passage, the valve passage being at least partially open; 상기 다이아프램에서 동작 온도를 유지시키는 것을 용이하게 하기 위해 상기 바디 수단으로부터 상기 다이아프램을 향해 열을 전도시키는 수단을Means for conducting heat from the body means toward the diaphragm to facilitate maintaining an operating temperature at the diaphragm; 포함하는, 다이아프램 밸브.Including, diaphragm valve. 바디 수단을 가열하여, 밸브 통로에서의 매질이 밸브 통로에서 응축 또는 냉각하지 못하게 하는 가열 수단과, 제 33항에 따른 다이아프램 밸브와의 조합.34. A combination of a diaphragm valve according to claim 33, with heating means for heating the body means such that the medium in the valve passage does not condense or cool in the valve passage. 제 33항에 있어서, 상기 작동 수단은 솔레노이드를 포함하는, 다이아프램 밸브.34. The diaphragm valve of claim 33, wherein the actuating means comprises a solenoid. 제 33항에 있어서, 상기 밸브 통로와 상기 작동 수단 사이의 열 전달을 감쇠시키는 수단을 더 포함하는, 다이아프램 밸브.34. The diaphragm valve of claim 33, further comprising means for damping heat transfer between said valve passageway and said actuating means. 제 36항에 있어서, 상기 열 전달을 감쇠시키는 수단은 상기 바디 수단과 상 기 작동 수단 사이에 삽입된 절연 받침대를 포함하는, 다이아프램 밸브.37. The diaphragm valve of claim 36, wherein said means for damping heat transfer comprises an insulating pedestal inserted between said body means and said actuating means. 제 36항에 있어서, 상기 열 전달을 감쇠시키는 수단은 감소된 열 전도성의 부분을 갖는 플런저를 포함하는, 다이아프램 밸브.37. The diaphragm valve of claim 36, wherein the means for damping heat transfer comprises a plunger having a portion of reduced thermal conductivity. 제 33항에 있어서, 상기 작동 수단은 솔레노이드를 포함하는, 다이아프램 밸브.34. The diaphragm valve of claim 33, wherein the actuating means comprises a solenoid. 제 33항에 있어서, 상기 다이아프램의 제 2 측부에 인접한 밀폐 공간을 한정하는 수단을 더 포함하는, 다이아프램 밸브.34. The diaphragm valve of claim 33, further comprising means for defining a confined space adjacent the second side of the diaphragm. 밀폐 공간에서 진공을 유입하는 수단과, 제 40항에 따른 다이아프램 밸브와의 조합.Combination of means for introducing a vacuum in a confined space and a diaphragm valve according to claim 40. 제 33항에 있어서, 상기 다이아프램의 제 2 측부 상의 유압을 감소시키는 수단을 더 포함하는, 다이아프램 밸브.34. The diaphragm valve of claim 33, further comprising means for reducing hydraulic pressure on the second side of the diaphragm. 제 33항에 따른 다이아프램 밸브를 포함하는 선구 물질 전달 시스템.A precursor delivery system comprising a diaphragm valve according to claim 33. 제 34항에 따른 다이아프램 밸브를 포함하는 선구 물질 전달 시스템.A precursor material delivery system comprising a diaphragm valve according to claim 34. 제 36항에 따른 다이아프램 밸브를 포함하는 선구 물질 전달 시스템.A precursor material delivery system comprising a diaphragm valve according to claim 36. 제 33항에 따른 다이아프램 밸브를 포함하는 ALD 반응기.ALD reactor comprising a diaphragm valve according to claim 33. 제 34항에 따른 다이아프램 밸브를 포함하는 ALD 반응기.ALD reactor comprising a diaphragm valve according to claim 34. 제 36항에 따른 다이아프램 밸브를 포함하는 ALD 반응기.ALD reactor comprising a diaphragm valve according to claim 36. 제 41항에 따라 다이아프램 밸브 및 진공을 유입하는 수단을 포함하는 ALD 반응기.42. An ALD reactor comprising a diaphragm valve and means for introducing a vacuum according to claim 41. 제 42항에 따라 다이아프램 밸브 및 유압을 감소시키는 수단을 포함하는 ALD 반응기.43. An ALD reactor comprising a diaphragm valve and means for reducing hydraulic pressure in accordance with claim 42. 다이아프램 밸브로서,As a diaphragm valve, 입구 및 출구를 갖는 밸브 통로를 한정하는 바디 수단과;Body means defining a valve passage having an inlet and an outlet; 제 1 및 제 2 측부를 갖고, 상기 제 1 측부가 상기 밸브 통로에 근접하도록 위치한 다이아프램으로서, 가해진 작동력에 반응하여, 상기 다이아프램은 상기 밸브 통로를 차단시키는 폐쇄 위치와, 상기 밸브 통로가 적어도 부분적으로 개방되는 개방 위치 사이에서 전이하도록 동작가능한, 다이아프램과;A diaphragm having first and second sides, the diaphragm positioned such that the first side is proximate to the valve passage, in response to an applied actuation force, the diaphragm is in a closed position to block the valve passage; A diaphragm operable to transition between a partially open open position; 상기 다이아프램의 제 2 측부에 인접한 밀폐 공간과;An enclosed space adjacent the second side of the diaphragm; 상기 밀폐 공간을 배출하여, 상기 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서의 상기 다이아프램의 전이를 용이하게 하기 위해 상기 밀폐 공간과 왕래하는 배출 통로를To discharge the enclosed space to facilitate the transition of the diaphragm between the open and closed positions; 포함하는, 다이아프램 밸브.Including, diaphragm valve. 밀폐 공간에서의 유압을 감소시키기 위해 배출 통로에 동작가능하게 결합된 유압 감소 수단과, 제 51항에 따른 다이아프램 밸브와의 조합.A combination of a diaphragm valve according to claim 51 with hydraulic reduction means operatively coupled to the discharge passage to reduce hydraulic pressure in the confined space. 배출 통로에 동작가능하게 결합된 펌프와, 제 51항에 따른 다이아프램 밸브와의 조합.A combination of a pump operably coupled to an outlet passage and a diaphragm valve according to claim 51. 제 53항에 있어서, 상기 펌프는 밀폐 공간에서 진공을 유입하도록 동작가능한, 다이아프램 밸브와 펌프의 조합.54. The combination of diaphragm valve and pump of claim 53, wherein the pump is operable to introduce a vacuum in a confined space. 제 53항에 있어서, 상기 펌프는 밀폐 공간 내에서 대략 0.1mbar와 대략 20mbar 사이의 진공을 유입하도록 동작가능한, 다이아프램 밸브와 펌프의 조합.55. The combination of diaphragm valve and pump of claim 53, wherein the pump is operable to introduce a vacuum between about 0.1 mbar and about 20 mbar in a confined space. 제 51항에 있어서, 상기 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 상기 다이아프램을 전이시키기 위한 작동력을 상기 다이아프램에 가하기 위해 상기 다이아프램에 결합 된 엑추에이터를 더 포함하는, 다이아프램 밸브.52. The diaphragm valve of claim 51, further comprising an actuator coupled to the diaphragm for applying an actuation force to the diaphragm to transfer the diaphragm between the open and closed positions. 제 51항에 있어서, 상기 개방 위치 및 폐쇄 위치 중 하나를 향해 상기 다이아프램을 편향시키는 스프링을 더 포함하는, 다이아프램 밸브.53. The diaphragm valve of claim 51, further comprising a spring biasing the diaphragm toward one of the open and closed positions. 제 57항에 있어서, 상기 스프링은 상기 폐쇄 위치를 향해 상기 다이아프램을 편향시키고, 상기 폐쇄 위치로부터 상기 개방 위치로 상기 다이아프램을 전이시키기 위해 상기 다이아프램에 동작가능하게 결합된 엑추에이터를 더 포함하는, 다이아프램 밸브.59. The apparatus of claim 57, wherein the spring further comprises an actuator operably coupled to the diaphragm for deflecting the diaphragm toward the closed position and for transferring the diaphragm from the closed position to the open position. , Diaphragm valve. 제 57항에 있어서, 상기 스프링은 상기 다이아프램을 상기 개방 위치를 향해 편향시키고, 상기 다이아프램을 상기 개방 위치로부터 상기 폐쇄 위치로 전이시키기 위해 상기 다이아프램에 동작가능하게 결합된 엑추에이터를 더 포함하는, 다이아프램 밸브.58. The apparatus of claim 57, wherein the spring further comprises an actuator operably coupled to the diaphragm to bias the diaphragm toward the open position and to transition the diaphragm from the open position to the closed position. , Diaphragm valve. 제 56항에 있어서,The method of claim 56, wherein 상기 다이아프램의 동작 온도를 유지시키기 위해 상기 다이아프램의 제 2 측부에 근접하게 위치한 가열 바디와;A heating body located proximate to the second side of the diaphragm to maintain an operating temperature of the diaphragm; 상기 밸브 통로와 상기 엑추에이터 사이에 삽입된 열 저항성 부재를The heat resistant member inserted between the valve passage and the actuator 더 포함하는, 다이아프램 밸브.It further includes a diaphragm valve. 제 60항에 있어서, 상기 엑추에이터는 솔레노이드를 포함하는, 다이아프램 밸브.61. The diaphragm valve of claim 60, wherein the actuator comprises a solenoid. 제 60항에 있어서, 상기 배출 통로는 상기 가열 바디를 통과하는, 다이아프램 밸브.61. The diaphragm valve of claim 60, wherein the discharge passage passes through the heating body. 제 51항에 있어서, 상기 배출 통로는 상기 밸브 바디를 통과하는, 다이아프램 밸브.53. The diaphragm valve of claim 51, wherein said discharge passage passes through said valve body. 제 56항에 있어서, 상기 엑추에이터는 착탈식 플런저와, 상기 플런저의 이동을 제한시키도록 위치한 멈춤부와, 상기 플런저와 상기 멈춤부 사이에 삽입된 차단 부재를 포함하는, 다이아프램 밸브.59. The diaphragm valve of claim 56, wherein the actuator includes a removable plunger, a stop positioned to limit movement of the plunger, and a blocking member inserted between the plunger and the stop. 제 64항에 있어서, 상기 플런저를 상기 멈춤부로부터 멀리 편향시키는 스프링을 더 포함하며, 상기 엑추에이터는 솔레노이드를 포함하고, 상기 플런저는, 전류가 상기 솔레노이드에 인가될 때 상기 멈춤부를 향해 자기적으로 끌어당겨지고, 상기 차단 부재는 비자성 물질을 포함하여, 이를 통해 상기 스프링이 상기 플런저를 이동시킬 때까지 상기 솔레노이드로부터의 전류의 제거 후에 필요한 방출 시간을 감소시키는, 다이아프램 밸브.65. The apparatus of claim 64, further comprising a spring biasing the plunger away from the stop, the actuator comprising a solenoid, wherein the plunger magnetically pulls toward the stop when current is applied to the solenoid. And the blocking member comprises a nonmagnetic material, thereby reducing the required release time after removal of current from the solenoid until the spring moves the plunger. 제 51항에 있어서, 상기 다이아프램은 플라스틱 물질로 구성되는, 다이아프램 밸브.53. The diaphragm valve of claim 51, wherein the diaphragm consists of a plastic material. 제 51항에 있어서, 상기 다이아프램은 앨라스토머 물질로 구성되는, 다이아프램 밸브.53. The diaphragm valve of claim 51, wherein the diaphragm consists of an elastomeric material. 제51항에 따른 다이아프램 밸브를 포함하는 선구 물질 전달 시스템.52. A precursor mass delivery system comprising a diaphragm valve according to claim 51. 제 61항에 따른 다이아프램 밸브를 포함하는 선구 물질 전달 시스템.A pioneering mass transfer system comprising a diaphragm valve according to claim 61. 제 52항에 따른 다이아프램 밸브 및 흡입을 생성하는 수단을 포함하는 ALD 반응기.53. An ALD reactor comprising a diaphragm valve according to claim 52 and means for generating suction. 제 65항에 따른 다이아프램 밸브를 포함하는 ALD 반응기.ALD reactor comprising a diaphragm valve according to claim 65. 다이아프램 밸브 시스템으로서,As a diaphragm valve system, 입구 및 출구를 갖는 밸브 통로를 한정하는 바디 수단과;Body means defining a valve passage having an inlet and an outlet; 제 1 및 제 2 측부를 갖고, 상기 제 1 측부가 상기 밸브 통로에 근접하도록 위치한, 다이아프램과;A diaphragm having a first side and a second side, the diaphragm positioned such that the first side is close to the valve passage; 상기 다이아프램의 제 2 측부에 인접한 밀폐 공간을 한정하는 수단과;Means for defining a confined space adjacent the second side of the diaphragm; 상기 밀폐 공간에서의 유압을 감소시키는 수단을Means for reducing the hydraulic pressure in the closed space 포함하는, 다이아프램 밸브 시스템.Including, diaphragm valve system. 제 72항에 있어서, 상기 다이아프램을 작동시키는 수단을 더 포함하는, 다이아프램 밸브 시스템.73. The diaphragm valve system of claim 72, further comprising means for actuating the diaphragm. 제 72항에 있어서, 상기 밸브 통로에서 매질을 가열시키는 수단을 더 포함하는, 다이아프램 밸브 시스템.73. The diaphragm valve system of claim 72, further comprising means for heating a medium in said valve passageway. 제 73항에 있어서, 상기 밸브 통로와 상기 작동 수단 사이에서 열 전달을 감쇠시키는 수단을 더 포함하는, 다이아프램 밸브 시스템.74. The diaphragm valve system of claim 73, further comprising means for damping heat transfer between said valve passageway and said actuating means. ALD 반응기에 사용하기 위한 제 72항에 따른 다이아프램 밸브 시스템.82. Diaphragm valve system according to claim 72 for use in an ALD reactor. ALD 반응기에 사용하기 위한 제 75항에 따른 다이아프램 밸브 시스템.77. A diaphragm valve system according to claim 75 for use in an ALD reactor. 밸브 바디를 갖는 다이아프램 밸브에서 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 다이아프램을 전이시키는 방법으로서, 상기 밸브 바디는 입구 및 출구를 갖는 밸브 통로를 한정하고, 상기 다이아프램은 상기 밸브 통로에 근접한 제 1 측부와 밀폐 공간에 인접한 제 2 측부를 갖고, 상기 다이아프램은, 상기 밸브 통로를 차단시키는 폐쇄 위치와, 상기 밸브 통로를 통하는 흐름을 허용하기 위해 상기 밸브 통로가 적어도 부분적으로 개방되는 개방 위치 사이에서 구부러지도록 가해진 작동력에 반응하여 더 동작가능한, 다이아프램의 전이 방법에 있어서,A method of transitioning a diaphragm between a closed position and an open position in a diaphragm valve having a valve body, the valve body defining a valve passageway having an inlet and an outlet, the diaphragm being a first side proximate the valve passageway. And a second side adjacent to the enclosed space, the diaphragm bends between a closed position to block the valve passage and an open position where the valve passage is at least partially open to allow flow through the valve passage. A method of transition of a diaphragm, which is more operable in response to an actuation force applied to it, 상기 밀폐 공간과 왕래하는 배출 통로를 제공하는 단계와;Providing a discharge passage to and from said enclosed space; 상기 다이아프램 뒤의 압력의 증강을 방지하여, 상기 폐쇄 위치와 상기 개방 위치 사이에서 상기 다이아프램을 전이시키는 것을 용이하게 하기 위해 상기 배출 통로를 통해 상기 밀폐 공간을 배출하는 단계를Discharging the confined space through the discharge passage to prevent build up of pressure behind the diaphragm to facilitate transition of the diaphragm between the closed position and the open position. 포함하는, 다이아프램의 전이 방법.A method of transferring a diaphragm, comprising. 제 78항에 있어서, 상기 배출 통로에 흡입을 적용하는 단계를 더 포함하는, 다이아프램의 전이 방법.80. The method of claim 78, further comprising applying suction to the discharge passage. 제 79항에 있어서, 상기 다이아프램에 작동력을 가하는 단계를 더 포함하는, 다이아프램의 전이 방법.80. The method of claim 79, further comprising applying an actuation force to the diaphragm. 다이아프램 밸브로서,As a diaphragm valve, 입구 및 출구를 갖는 밸브 통로를 한정하는 밸브 바디와;A valve body defining a valve passage having an inlet and an outlet; 상기 입구 및 출구 중 하나를 둘러싸는 밸브 시트로서, 상기 밸브 시트는 상기 입구로부터 방사상 연장하고 상기 밸브 통로에 인접한 고리형 시팅 표면을 갖 는, 밸브 시트와;A valve seat surrounding one of said inlet and outlet, said valve seat having an annular seating surface radially extending from said inlet and adjacent said valve passageway; 제 1 및 제 2 측부를 갖는 유연한 다이아프램으로서, 상기 다이아프램은 상기 밸브 시트의 시팅 표면쪽으로 접하는 상기 제 1 측부를 갖는 상기 밸브 시트에 마주보게 상기 밸브 통로에 인접하게 위치하고, 상기 다이아프램은, 상기 밸브 통로가 적어도 부분적으로 개방되는 개방 위치와, 상기 다이아프램의 제 1 측부가 밸브 시트에 대해 프레스되어 상기 밸브 통로를 차단시키는 폐쇄 위치 사이에서 구부러지도록 가해진 작동력에 반응하여 동작가능한, 유연한 다이아프램을 포함하며,A flexible diaphragm having first and second sides, wherein the diaphragm is positioned adjacent to the valve passage facing the valve seat having the first side abutting towards the seating surface of the valve seat, wherein the diaphragm is Flexible diaphragm operable in response to an actuation force applied to bend between an open position in which the valve passage is at least partially open and a closed position in which the first side of the diaphragm is pressed against the valve seat to block the valve passage Including; 상기 시팅 표면은, 상기 다이아프램이 상기 폐쇄 위치로 구부러질 때 상기 다이아프램의 제 1 측부의 상당 부분과 접촉하도록 크기 및 형태를 가져서, 이를 통해 상기 밸브 시트와 다이아프램 사이의 열 전달을 용이하게 하고, 상기 다이아프램의 제 1 측부 상의 응축을 막는, 다이아프램 밸브.The seating surface is sized and shaped to contact a substantial portion of the first side of the diaphragm when the diaphragm is bent to the closed position, thereby facilitating heat transfer between the valve seat and the diaphragm. And prevent condensation on the first side of the diaphragm. 제 81항에 있어서, 상기 시팅 표면은 폐쇄될 때 상기 다이아프램의 제 1 측부의 대략 5%와 100% 사이에서 접촉하는, 다이아프램 밸브.82. The diaphragm valve of claim 81, wherein the seating surface contacts between approximately 5% and 100% of the first side of the diaphragm when closed. 제 81항에 있어서, 상기 시팅 표면은 폐쇄될 때 상기 다이아프램의 제 1 측부의 대략 12%와 50% 사이에서 접촉하는, 다이아프램 밸브.82. The diaphragm valve of claim 81, wherein the seating surface contacts between approximately 12% and 50% of the first side of the diaphragm when closed. 제 81항에 있어서, 상기 시팅 표면은 날카로운 형상이 없어서, 상기 다이아프램의 전단 변형을 방지하는 것을 특징으로 하는, 다이아프램 밸브.83. The diaphragm valve of claim 81, wherein the seating surface is not sharp in shape, thereby preventing shear deformation of the diaphragm. 제 81항에 있어서, 상기 시팅 표면은 연마되어, 이를 통해 상기 다이아프램의 제 1 측부가 상기 밸브 시트에 대해 프레스될 때 상기 밸브 시트로부터 상기 다이아프램으로의 열 전달을 향상시키는, 다이아프램 밸브.83. The diaphragm valve of claim 81, wherein the seating surface is polished to thereby improve heat transfer from the valve seat to the diaphragm when the first side of the diaphragm is pressed against the valve seat. 제 81항에 있어서, 상기 시팅 표면은 크라우닝(crowned)되는, 다이아프램 밸브.84. The diaphragm valve of claim 81, wherein the seating surface is crowned. 제 81항에 있어서, 상기 밸브 시트는, 상기 입구를 둘러싸고 상기 시팅 표면으로부터 상기 다이아프램쪽으로 연장하는 고리형 시팅 리지를 포함하며, 상기 시팅 리지는 충분히 길고 날카로워서, 상기 다이아프램의 제 1 측부는 상기 밸브 시트에 대해 상기 다이아프램을 프레스함에 반응하여 상기 시팅 리지에 걸쳐 영구적으로 변형되고, 상기 시팅 리지는, 상기 다이아프램이 상기 시팅 리지에 걸쳐 변형된 후에 상기 다이아프램의 제 1 측부의 상당 부분이 상기 시팅 표면에 대해 프레스될 정도로 충분히 짧은, 다이아프램 밸브.84. The valve seat of claim 81 wherein the valve seat includes an annular seating ridge surrounding the inlet and extending from the seating surface toward the diaphragm, wherein the seating ridge is sufficiently long and sharp to provide a first side of the diaphragm. Is permanently deformed over the seating ridge in response to pressing the diaphragm against the valve seat, and the seating ridge is equivalent to the first side of the diaphragm after the diaphragm is deformed over the seating ridge. A diaphragm valve, short enough to have a portion pressed against the seating surface. 제 87항에 있어서, 상기 시팅 리지는 상기 시팅 표면으로부터 대략 0.5mm와 1.5mm 사이의 높이까지 연장하는, 다이아프램 밸브.88. The diaphragm valve of claim 87, wherein said seating ridge extends from said seating surface to a height between approximately 0.5 mm and 1.5 mm. 제 87항에 있어서, 상기 다이아프램은 플라스틱 물질로 구성되는, 다이아프 램 밸브.88. The diaphragm valve of claim 87, wherein said diaphragm is comprised of a plastic material. 제 81항에 있어서, 상기 다이아프램은 앨라스토머 물질로 구성되는, 다이아프램 밸브.82. The diaphragm valve of claim 81, wherein the diaphragm consists of an elastomeric material. 제 81항에 있어서, 상기 밸브 바디에 대해 상기 시팅 표면의 축 위치를 확립하기 위해 상기 밸브 시트와 상기 밸브 바디 사이에 삽입된 스페이서 링(spacer ring)을 더 포함하는, 다이아프램 밸브.83. The diaphragm valve of claim 81, further comprising a spacer ring inserted between the valve seat and the valve body to establish an axial position of the seating surface relative to the valve body. 제 81항에 있어서, 상기 시팅 표면은 외부 주변 에지에 의해 경계가 정해지고, 상기 다이아프램이 상기 폐쇄 위치로 구부러질 때 상기 다이아플램이 상기 시팅 표면의 외부 주변 에지와 접촉하지 않도록 크기를 갖는, 다이아프램 밸브.82. The system of claim 81 wherein the seating surface is bounded by an outer peripheral edge and sized such that the diaphragm does not contact the outer peripheral edge of the seating surface when the diaphragm is bent to the closed position. Diaphragm valve. 제 81항에 있어서, 상기 다이아프램의 제 1 측부 위에 보호 코팅을 더 포함하는, 다이아프램 밸브.84. The diaphragm valve of claim 81, further comprising a protective coating over the first side of the diaphragm. 제 93항에 있어서, 상기 보호 코팅은 산화물, 질화물, 카바이드, 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 다이아프램 밸브.95. The diaphragm valve of claim 93, wherein said protective coating is selected from the group consisting of oxides, nitrides, carbides, and mixtures thereof. 제 81항에 있어서, 상기 밸브 통로를 라이닝(lining)하는 보호 코팅을 더 포 함하는, 다이아프램 밸브.84. The diaphragm valve of claim 81, further comprising a protective coating lining the valve passageway. 제 95항에 있어서, 상기 보호 코팅은 산화물, 질화물, 카바이드, 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 다이아프램 밸브.95. The diaphragm valve of claim 95, wherein said protective coating is selected from the group consisting of oxides, nitrides, carbides, and mixtures thereof. 제 81항에 있어서, 상기 밸브 시트의 시팅 표면 위에 보호 코팅을 더 포함하는, 다이아프램 밸브.84. The diaphragm valve of claim 81, further comprising a protective coating over the seating surface of the valve seat. 제 97항에 있어서, 상기 보호 코팅은 산화물, 질화물, 카바이드, 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 다이아프램 밸브.98. The diaphragm valve of claim 97, wherein said protective coating is selected from the group consisting of oxides, nitrides, carbides, and mixtures thereof. 제 81항에 있어서, 상기 다이아프램을 구동시키는 엑추에이터를 더 포함하며, 상기 엑추에이터는 착탈식 플런저와, 상기 플런저의 이동을 제한시키도록 위치한 멈춤부와, 상기 플런저와 상기 멈춤부 사이에 삽입된 보호 차단 부재를 포함하는, 다이아프램 밸브.84. The apparatus of claim 81, further comprising an actuator for driving the diaphragm, the actuator including a removable plunger, a stop positioned to limit movement of the plunger, and a protective shutoff inserted between the plunger and the stop. A diaphragm valve comprising a member. 제 99항에 있어서, 상기 차단 부재는 상기 멈춤부에 대해 상기 플런저의 충격을 완화시키는 내구성 플라스틱 물질로 구성되어, 상기 멈춤부 및 플런저의 균열을 방지하는, 다이아프램 밸브.107. The diaphragm valve of claim 99, wherein said blocking member is comprised of a durable plastic material that mitigates the impact of said plunger against said stop, thereby preventing cracking of said stop and plunger. 제 99항에 있어서, 상기 차단 부재는 폴리테트라플루오르에틸렌으로 구성되는, 다이아프램 밸브.107. The diaphragm valve of claim 99, wherein said blocking member is comprised of polytetrafluoroethylene. 제 81항에 있어서,82. The method of claim 81 wherein 상기 다이아프램을 구동시키도록 동작가능한 착탈식 플런저 및 솔레노이드와;A removable plunger and solenoid operable to drive the diaphragm; 상기 플런저와 상기 솔레노이드 사이에 삽입된 슬라이드 부싱(slide bushing)을The slide bushing inserted between the plunger and the solenoid 더 포함하는, 다이아프램 밸브.It further includes a diaphragm valve. 제 81항에 있어서, 상기 다이아프램의 제 2 측부에 인접한 밀폐 공간과;84. The system of claim 81, further comprising: a confined space adjacent the second side of the diaphragm; 상기 밀폐 공간과 왕래하는 배출 통로를The discharge space to and from the sealed space 더 포함하는, 다이아프램 밸브.It further includes a diaphragm valve. 상기 밀폐 공간에서의 유압을 감소시키기 위해 상기 배출 통로에 동작가능하게 결합된 펌프와, 제 103항의 다이아프램 밸브와의 조합.103. A combination of a diaphragm valve of claim 103 with a pump operably coupled to the discharge passage to reduce hydraulic pressure in the confined space. 제 81항에 있어서, 상기 밸브 바디와 열적으로 접촉하고 상기 다이아프램의 제 2 측부에 근접하게 연장하여, 이를 통해 상기 다이아프램에서 동작 온도를 유지시키는 것을 용이하게 하는 열 전도성 경로를 형성하는 가열 바디를 더 포함하는, 다이아프램 밸브.82. The heating body of claim 81, wherein the heating body is in thermal contact with the valve body and extends proximate to the second side of the diaphragm, thereby forming a thermally conductive path that facilitates maintaining an operating temperature in the diaphragm. Further comprising, a diaphragm valve. 밸브 바디와 열적으로 연결된 히터로서,A heater thermally connected to the valve body, 상기 히터는 상기 밸브 바디 및 가열 바디를 통해 전도되는 열을 생성하여, 이를 통해 상기 밸브 통로에서의 매체가 상기 밸브 통로에서의 응축 또는 냉각하지 못하게 하도록 적응되는 히터와, 제 105항에 따른 다이아프램 밸브의 조합.105. A heater adapted to generate heat conducting through the valve body and the heating body, thereby preventing the medium in the valve passage from condensing or cooling in the valve passage and the diaphragm according to claim 105. Combination of valves. 제 105항에 따라,According to claim 105, 상기 다이아프램을 구동시키는 엑추에이터와;An actuator for driving the diaphragm; 상기 밸브 통로와 상기 엑추에이터 사이의 열 전달을 감쇠시키기 위해 상기 밸브 통로와 상기 엑추에이터 사이에 삽입된 열 저항성 부재를A heat resistant member inserted between the valve passage and the actuator to attenuate heat transfer between the valve passage and the actuator. 더 포함하는, 다이아프램 밸브.It further includes a diaphragm valve. 제 81항에 있어서, 상기 개방 위치 및 폐쇄 위치 중 하나를 향해 상기 다이아프램을 편향시키기 위한 스프링과, 상기 스프링에 반대 방향으로 상기 다이아프램을 구동시키기 위해 상기 다이아프램과 동작가능하게 맞물리는 엑추에이터를 더 포함하는, 다이아프램 밸브.84. The apparatus of claim 81, further comprising: a spring for biasing the diaphragm toward one of the open and closed positions; and an actuator operatively engaged with the diaphragm to drive the diaphragm in a direction opposite the spring. It further includes a diaphragm valve. 제 108항에 따라,According to claim 108, 상기 엑추에이터는 솔레노이드 및 착탈식 플런저를 포함하고;The actuator includes a solenoid and a removable plunger; 상기 스프링은 상기 폐쇄 위치를 향해 상기 다이아프램을 편향시키고;The spring biases the diaphragm toward the closed position; 상기 플런저는 상기 스프링에 대항하도록 구동되고, 상기 솔레노이드 코일의 전력 공급에 반응하여 상기 다이아프램을 상기 개방 위치로 이동시키는, 다이아프램 밸브.The plunger is driven against the spring and moves the diaphragm to the open position in response to power supply of the solenoid coil. 제 81항에 있어서, 상기 다이아프램에서 동작 온도를 유지시키는 것을 용이하게 하기 위해 상기 밸브 바디로부터 상기 다이아프램의 제 2 측부쪽으로 열을 전도시키기 위해 상기 밸브 바디를 접촉시키는 수단을 더 포함하는, 다이아프램 밸브.84. The diaphragm of claim 81, further comprising means for contacting the valve body to conduct heat from the valve body toward the second side of the diaphragm to facilitate maintaining an operating temperature at the diaphragm. Fram valve. 밸브 통로에서의 매체를 가열시켜, 상기 매체가 상기 밸브 통로에서 응축 또는 냉각하지 못하게 하는 수단과, 제 81항에 따른 다이아프램 밸브와의 조합.83. A combination of a diaphragm valve according to claim 81, with means for heating the medium in the valve passage to prevent the medium from condensing or cooling in the valve passage. 제 81항에 있어서, 상기 다이아프램을 작동시키는 수단과;84. The apparatus of claim 81, further comprising: means for actuating the diaphragm; 상기 밸브 통로와 상기 작동 수단 사이의 열 전달을 감쇠시키는 수단을Means for damping heat transfer between the valve passage and the actuating means. 더 포함하는, 다이아프램 밸브.It further includes a diaphragm valve. 제 112항에 있어서, 상기 작동 수단은 솔레노이드를 포함하는, 다이아프램 밸브.112. The diaphragm valve of claim 112, wherein said actuating means comprises a solenoid. 제 81항에 있어서, 상기 다이아프램의 제 2 측부에 인접한 밀폐 공간을 한정시키는 수단을 더 포함하는, 다이아프램 밸브.83. The diaphragm valve of claim 81, further comprising means for defining a confined space adjacent the second side of the diaphragm. 밀폐 공간에서 진공을 유입하는 수단과, 제 114항에 따른 다이아프램 밸브와의 조합.A combination of means for introducing a vacuum in a confined space and a diaphragm valve according to claim 114. 제 81항에 있어서, 상기 다이아프램의 제 2 측부 상의 유압을 감소시키는 수단을 더 포함하는, 다이아프램 밸브.84. The diaphragm valve of claim 81, further comprising means for reducing hydraulic pressure on the second side of the diaphragm. 제 81항에 따른 다이아프램 밸브를 포함하는 선구 물질 전달 시스템.83. A precursor material delivery system comprising a diaphragm valve according to claim 81. 제 106항에 따라 다이아프램 밸브 및 히터를 포함하는 선구 물질 전달 시스템.107. A precursor mass transfer system comprising a diaphragm valve and a heater according to claim 106. 제 81항에 따른 다이아프램 밸브를 포함하는 ALD 반응기.ALD reactor comprising a diaphragm valve according to claim 81. 제 104항에 따라 다이아프램 밸브 및 펌프를 포함하는 ALD 반응기.107. An ALD reactor comprising a diaphragm valve and a pump according to claim 104.
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