KR20080011284A - 강력하고 높은 온도의 가스를 위한 차단 밸브 - Google Patents

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매튜 엠. 베센
도널드 케이. 스미스
론 쥬니어 더블유. 콜린스
제로스로우 피세라
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엠케이에스 인스트루먼츠, 인코포레이티드
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Abstract

밸브를 통해 흐르는 열 에너지의 대분을 전도하는 개선된 유체 흐름 제어 밸브는 제1 부분, 제2 부분 그리고 이동가능 요소를 포함한다. 제1 부분은 유체 소스와 유체 소통하는 구멍을 포함한다. 제2 부분은 제1 부분과 적어도 일부가 정렬되는 제2 구멍을 포함한다. 제1 부분으로부터 제2 부분으로의 열 에너지 대부분의 전도를 허용하는 이동가능 요소는 제1 부분과 제2 부분 사이에 공간을 두고 배치된다. 이동가능 요소는 이동가능 요소가 개방 위치에 있을 때 제1 및 제2 구멍과 적어도 일부가 정렬되며 이동가능 요소가 폐쇄 위치에 있을 때 제1 및 제2 구멍중 적어도 하나와 비정렬되는 구멍을 포함한다.
유체 흐름 제어 밸브, 밸브, CVD 시스템

Description

강력하고 높은 온도의 가스를 위한 차단 밸브{Isolation Valve for Energetic and High Temperature Gasses}
본 발명은 일반적으로 밸브에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 기판 프로세싱 시스템의 다른 부분으로부터 하나 이상의 프로세스 챔버를 차단하기 위한 밸브에 관한 것이다.
일반적으로, 집적회로 및 다른 반도체 제품의 제조는 실리콘 웨이퍼와 같은 기판상에 하나의 이상의 층들을 증착하는 것을 포함한다. 공지된 증착 기술, 예를 들면 화학적 기상 증착(CVD)을 사용하여 집적회로 또는 다른 구조물을 형성하는 층들이 기판상에 성장된다. 특히, CVD 프로세스에서, 기판의 노출된 표면상에 층들을 형성하기 위해 가열된 프리커서(precursor) 물질들이 반응한다.
CVD 시스템은 일반적으로 가열 시스템과 열적 컨택하는 프로세스 챔버(process chamber), 프리커서 물질의 프로세스 챔버로의 입력을 제어하기 위한 시스템, 그리고 프로세스 챔버내의 분위기 조건을 유지 및 제어하기 위한 진공 시스템을 포함한다. 일부 CVD 시스템은 또한 다수의 다른 타입의 프로세싱 과정(예를 들면, 챔버 클리닝, 기판 및/또는 증착된 필름의 질화, 그리고 기판 및/또는 증착된 필름의 산화)을 위해 프로세스 챔버로 가열된 또는 강력한(energetic) 유체를 제공하는 반응성 가스 플라즈마 발생기를 포함한다.
프로세싱을 제어하기 위해, 하나 이상의 밸브가 프로세스 챔버와 반응성 가스 플라즈마 발생기 사이 및/또는 프로세스 챔버와 진공 시스템 사이에 배치될 수 있다. 이러한 밸브들은 CVD 시스템의 다른 부분으로부터 프로세스 챔버를 차단하는데 이용되며, 이로써 사용자는 프로세스 챔버내의 조건을 제어할 수 있으며, 따라서 기판상의 층들의 증착을 더욱 정확하게 제어할 수 있다. 이러한 밸브들은 프로세싱 챔버내의 유체(예를 들면, 하전입자(charged particles), 비-하전입자(uncharged particles), 가열된 가스, 비가열된 가스, 반응성 가스, 비반응성 가스, 강력한 가스와 같은 가스 종들, 증착 종들, 그리고 식각 종들)에 노출되어진다. 이러한 프로세싱 유체의 반응성 특성 및/또는 온도는 시간이 지남에 따라(예를 들면, 몇분에서 몇시간) 상업적으로 이용가능한 밸브들내의 노출된 폴리머성 실(polymeric seal)을 열화 또는 파괴시킨다. 그 결과, 적절한 프로세싱 제어를 유지하기 위해 밸브를 자주 교체하여야만 하고 이것은 CVD 시스템이 사용할 수 없게한다.
일반적으로, 본 발명은 구멍들(apertures) 사이에 배치되는 폴리머성 실의 사용없이 밸브를 통한 컨덕턴스를 제한하는 유체 흐름 제어 밸브(fluid flow control valve)로 특징지어진다. 유체 흐름 제어 밸브는 유체 소스와의 유체 전달을 위한 제1 구멍을 규정하는 제1 부분, 상기 제1 부분과 적어도 일부가 정렬된 제2 구멍을 규정하는 제2 부분, 그리고 상기 제1 및 제2 부분 사이에 공간을 두고 배치된 이동가능 요소를 포함한다. 이동가능 요소는 이동가능 요소가 개방 위치에 있을때는 제1 및 제2 구멍과 적어도 일부가 정렬되며, 이동가능 요소가 폐쇄 위치에 있을때는 제1 및 제2 구멍중 적어도 하나와 비정렬되는 구멍을 규정한다. 이동가능 요소는 이동가능 요소와 제1 부분 사이의 제1 실(first seal) 또는 이동가능 요소와 제2 부분 사이의 제2 실을 요하지 않고 폐쇄 위치에 있을 때 밸브를 통한 유체 컨덕턴스를 제한하기 위해 제1 및 제2 부분으로부터 공간을 두고 배치되어 있다.
다른 측면에서, 본 발명은 강력한 또는 가열된 유체 흐름으로부터 이동 부분(moving parts)을 보호하는 유체 흐름 제어 밸브로 특징지어진다. 유체 흐름 제어 밸브는 유체 소스와의 유체 전달을 위한 제1 구멍을 규정하는 제1 부분, 상기 제1 부분과 적어도 일부가 정렬된 제2 구멍을 규정하는 제2 부분, 그리고 상기 제1 및 제2 부분 사이에 공간을 두고 배치된 이동가능 요소를 포함한다. 이동가능 요소는 이동가능 요소가 개방 위치에 있을때는 제1 및 제2 구멍과 적어도 일부가 정렬되며, 이동가능 요소가 폐쇄 위치에 있을때는 제1 및 제2 구멍중 적어도 하나와 비정렬되는 구멍을 규정한다. 이동가능 요소가 개방 위치에 있을 때, 제1 및 제2 부분은 유체의 흐름으로부터 이동가능 요소를 보호한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 열적 에너지 대부분의 전도를 허용하는 개선된 유체 흐름 제어 밸브로 특징지어진다. 유체 흐름 제어 밸브는 유체 소스와의 유체 전달을 위한 제1 구멍을 규정하는 제1 부분, 상기 제1 부분과 적어도 일부가 정렬된 제2 구멍을 규정하는 제2 부분, 그리고 제1 부분으로부터 제2 부분으로의 열적 에너지 대부분의 전도를 허용하기 위해 상기 제1 및 제2 부분 사이에 공간을 두고 배치된 이동가능 요소를 포함한다. 이동가능 요소는 이동가능 요소가 개방 위치에 있을때는 제1 및 제2 구멍과 적어도 일부가 정렬되며, 이동가능 요소가 폐쇄 위치에 있을때는 제1 및 제2 구멍중 적어도 하나와 비정렬되는 구멍을 규정한다.
본 발명의 전술한 측면에 따른 실시예들은 하나 이상의 다음과 같은 특징들을 포함할 수 있다. 이동가능 요소가 개방 위치에 있을때 제1 부분 및 제2 부분은 유체의 흐름으로부터 이동가능 요소를 충분히 보호할 수 있다. 제1 부분, 제2 부분, 그리고 이동가능 요소는 공통축을 갖는 동심 실린더(concentric cylinder)를 규정할 수 있으며, 이동가능 요소는 제1 및 제2 부분에 관한 공통축에 대해 회전할 수 있다. 이동가능 요소는 구멍을 재배치하기 위해 이동가능 요소에 이동성을 주기위한 피드쓰루 부분(feedthrough portion)을 포함할 수 있으며, 제1 및 제2 부분중 적어도 하나는 이동가능 요소의 피드쓰루 부분이 연장하는 피드쓰루 오리피스(orifice)을 규정한다. 일실시예에서, 폴리머성 실은 이동가능 요소의 피드쓰루 부분과 물리적 전달이 가능하다. 특정 실시예에서, 이동가능 요소의 피드쓰루 부분은 개방과 폐쇄 위치사이에서 이동가능 요소를 회전 이동시키기 위해 밸브의 세로축에 대해 회전할 수 있다.
본 발명의 전술한 측면에 따른 실시예들은 하나 이상의 다음과 같은 특징들을 더 포함할 수 있다. 제1 부분과 이동가능 요소는 일정한 두께를 갖는 갭(gap)을 규정하기 위해 서로 떨어져서 배치될 수 있다. 일실시예에서, 갭의 두께는 약 0.001 인치에서 약 0.1 인치의 범위내일 수 있다(예를 들면, 0.005 인치, 0.05 인치). 제2 부분과 이동가능 요소 또한 일정한 두께를 갖는 갭(즉, 제2 갭)을 규정하기 위해 서로 떨어져서 배치될 수 있다. 제2 갭의 두께 역시 약 0.001 인치에서 약 0.1 인치의 범위내일 수 있다. 일실시예에서, 유체 소스로부터 밸브의 제1 구멍으로 공급되는 유체는 플루오르(fluorine)를 포함한다. 특정 실시예에서, 제1 구멍으로 공급되는 유체는 가열된 또는 강력한 가스를 포함할 수 있다. 이동가능 요소가 개방 위치일때 가열된 또는 강력한 유체의 흐름으로부터의 열은 구멍에 가까운 표면을 통해 우선 이동가능 요소에 전달되고 가열된 또는 강력한 유체의 흐름과 구멍을 통해 접촉한다. 특정 실시예에서, 열원으로부터의 열은 제1 부분 및 제2 부분중 적어도 하나를 통해 이동가능 요소로 전달된다. 열원은 제1 및 제2 부분중 적어도 하나와 접촉할 수 있고, 일실시예에서는 제1 부분 또는 제2 부분내에 부분적으로 내장될 수 있다. 제1 부분, 제2 부분, 및/또는 이동가능 요소는 아루미늄을 포함할 수 있다. 일실시예에서, 밸브는 유체를 전송하기 위한 다수의 출력 포트를 더 포함할 수 있다.
일반적으로, 전술한 밸브는 하나 이상의 다음과 같은 이점을 포함할 수 있다. 매우 강한 가스(예를 들면, 플라즈마 활성화 플루오르 가스) 및/또는 매운 높은 온도(예를 들면, 200℃)가 존재하는 환경에서 사용될 수 있다. 전술한 밸브는, 제1 부분, 제2 부분, 그리고 이동가능 요소의 배치로 인해, 그를 통해 흐르는 컨덕턴스, 그에 걸치는 전도 열적 에너지를 제한할 수 있으며 강력한 가스로부터 이동가능 부분들을 보호할 수 있다. 그 결과, 사용자는 프로세스 챔버내의 분위기 조건을 제어할 수 있고 따라서 고온 및/또는 강력한 가스가 사용될 때 기판상에 하나 이상의 층들의 증착을 제어할 수 있다. 그 결과, 밸브는 사용중에 덜 마모된다. 따라서, 밸브를 재설정하고, 유지하고, 및/또는 교체하는 시간이 줄어들게 된다.
일반적으로, 본 발명의 또 다른 측면은 해리된 가스(dissociated gas)를 전달하기 위한 장치로 특징지어진다. 이 장치는 가스를 해리하기 위한 발생기와 발생기의 가스 출력과 기체적으로 소통하는 가스-흐름 제어 밸브를 포함한다. 가스-흐름 제어 밸브는 가스 출력과 유체 소통하기 위한 제1 구멍을 규정하는 제1 부분과, 가스 전송 포트와 유체 소통하는 제2 구멍을 규정하는 제2 부분과, 제1 부분으로부터 제2 부분으로의 열적 에너지 대부분의 컨덕턴스를 허용하기 위해 제1 및 제2 부분 사이에 공간을 두고 배치되는 이동가능 요소를 포함한다. 이동가능 요소는 이동가능 요소가 개방 위치에 있을때 제1 및 제2 부분과 적어도 일부가 정렬되며 이동가능 요소가 폐쇄 위치에 있을때 제1 및 제2 부분중 적어도 하나와 비정렬되는 구멍을 규정한다.
다른 측면에서, 본 발명은 해리된 가스를 전송하기 위한 장치로 특징지어진다. 이 장치는 가스를 해리하기 위한 발생기와 발생기의 가스 출력과 기체적으로 소통하는 가스-흐름 제어 밸브를 포함한다. 가스-흐름 제어 밸브는 가스 출력과 유체 소통하기 위한 제1 구멍을 규정하는 제1 부분과, 가스 전송 포트와 유체 소통하는 제2 구멍을 규정하는 제2 부분과, 제1 및 제2 부분 사이에 공간을 두고 배치되는 이동가능 요소를 포함한다. 이동가능 요소는 이동가능 요소가 개방 위치에 있을때 제1 및 제2 부분과 적어도 일부가 정렬되며 이동가능 요소가 폐쇄 위치에 있을때 제1 및 제2 부분중 적어도 하나와 비정렬되는 구멍을 규정한다. 제1 및 제2 부분은 이동가능 부분이 개방 위치에 있을 때 유체의 흐름으로부터 이동가능 요소를 충분히 보호한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 해리된 가스를 전송하기 위한 장치로 특징지어진다. 이 장치는 가스를 해리하기 위한 발생기와 발생기의 가스 출력과 기체적으로 소통하는 가스-흐름 제어 밸브를 포함한다. 가스-흐름 제어 밸브는 가스 출력과 유체 소통하기 위한 제1 구멍을 규정하는 제1 부분과, 가스 전송 포트와 유체 소통하는 제2 구멍을 규정하는 제2 부분과, 제1 및 제2 부분 사이에 공간을 두고 배치되는 이동가능 요소를 포함한다. 이동가능 요소는 이동가능 요소가 개방 위치에 있을때 제1 및 제2 부분과 적어도 일부가 정렬되며 이동가능 요소가 폐쇄 위치에 있을때 제1 및 제2 부분중 적어도 하나와 비정렬되는 구멍을 규정한다. 이동가능 요소는 폐쇄 위치에 있을때 이동가능 요소와 제1 부분 사이의 제1 실 또는 이동가능 요소와 제2 부분 사이의 제2 실을 요하지 않고 밸브를 통한 컨덕턴스를 제한하기 위해 제1 및 제2 부분으로부터 공간을 두고 배치된다.
본 발명의 이러한 측면들에 따른 실시예는 하나 이상의 다음과 같은 특징을 포함한다. 밸류 및 발생기는 6인치 또는 그보다 작은 거리로 서로 분리될 수 있다. 즉, 밸브는 종래 밸브와 달리, 플라즈마 발생기의 출구로부터 6인치내에서 배치될 수 있는데, 이것은 본발명에 따른 밸브가 발생기에 의해 방출되는 강력한 가스 및/또는 높은 온도에 노출되는 폴리머성 실을 포함하지 않기 때문이다. 발생기는 플라즈마 챔버, 플라즈마 챔버의 일부를 둘러싸는 자기 코어(magnetic core)와 1차 권선을 갖는 변압기, 그리고 변압기의 2차 회로를 완성시키는 토로이덜 플라즈마(toroidal plasma)를 형성하는 챔버내부의 AC 전위를 유도하는 AC 전원 공급기를 포함한다.
일반적으로, 전술한 장치는 하나 이상의 다음과 같은 이점을 포함할 수 있다. 장치내에서 사용되는 밸브는 예를 들면 이동가능 요소가 폐쇄 위치에 있을때 프로세스 챔버내의 가스가 발생기로 가는 것과 같은 유체의 역류를 방지할 수 있다. 일실시예에서, 아르곤과 같은 작은 양의 퍼지(purge) 가스가 장치의 밸브의 가스 전송 포트로 유입될 수 있다. 이것은 제1 부분, 이동가능 요소, 그리고 제2 부분 사이의 공간때문으로 여겨지며, 퍼지 가스는 이동가능 요소가 폐쇄 위치에 있을 때 가스(예를 들면, 프로세스 챔버내의 가스)가 밸브를 통해 발생기로 향하는 백스트림을 방지한다. 그 결과, 사용자가 원할때 프로세스 챔버와 발생기 사이의 차단을 제공하기 위해 밸브를 제어할 수 있다. 본발명의 또 다른 이점은 사용할 수 있는 온도와 가스의 범위이다. 특히, 본 발명에서 사용되는 밸브는 높은 온도를 견딜 수 있으며 종래 사용되는 밸브보다 높은 반응성 및/또는 강력한 가스에 노출될 수 있다. 그 결과, 프로세싱 과정중에 높은 온도가 사용될 수 있다. 또한, 장치의 밸브는 그 유지에 필요한 프로세싱 시간의 주기가 더 길어질 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 유체를 위한 입구와 출구를 포함하는 챔버, 챔버내의 압력을 제어하기 위한 펌프, 출구와 펌프 사이에 배치된 밸브를 포함하는 시스템으로 특징지어진다. 밸브는 제1 부분, 제2 부분 그리고 이동가능 요소를 포함한다. 제1 부분은 펌프와 유체 소통하기 위한 제1 구멍을 규정한다. 제2 부분은 제1 구멍과 적어도 부분적으로 정렬된 제2 구멍을 규정한다. 제2 구멍은 챔버와 유체 소통한다. 이동가능 요소는 제1 부분으로부터 제2 부분으로의 열적 에너지 대부분의 전도를 허용하기 위해 제1 및 제2 부분 사이에 공간을 두고 배치된다. 이동가능 요소는 이동가능 요소가 폐쇄 위치에 있을 때 제1 및 제2 구멍과 적어도 일부가 정렬되는 구멍을 규정한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 유체를 위한 입구 및 출구를 포함하는 챔버, 챔버내의 압력을 제어하기 위한 펌프, 출구와 펌프사이에 배치된 밸브를 포함하는 시스템으로 특징지어진다. 밸브는 제1 부분, 제2 부분 그리고 제1 및 제2 부분 사이에 공간을 두고 배치된 이동가능 요소를 포함한다. 제1 부분은 가스 출력과의 유체 소통을 위한 제1 구멍을 규정한다. 제2 부분은 제1 구멍과 적어도 일부가 정렬된 제2 구멍을 규정한다. 제2 구멍은 가스 전송 포트와 유체 소통한다. 이동가능 요소는 이동가능 요소가 개방 위치에 있을 때 제1 및 제2 구멍과 적어도 일부가 정렬되며 이동가능 요소가 폐쇄 위치에 있을 때 제1 및 제2 구멍중 적어도 하나와 비정렬되는 구멍을 규정한다. 이동가능 요소는 이동가능 요소와 제1 부분 사이의 제1 실(first seal) 또는 이동가능 요소와 제2 부분 사이의 제2 실을 요하지 않고 폐쇄 위치에 있을 때 밸브를 통한 컨덕턴스를 제한하기 위해 제1 및 제2 부분으로부터 공간을 두고 배치되어 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 유체를 위한 입구 및 출구를 포함하는 챔버, 챔버내의 압력을 제어하기 위한 펌프, 출구와 펌프 사이에 배치된 밸브를 포함하는 시스템으로 특징지어진다. 밸브는 제1 부분, 제2 부분 그리고 제1 및 제2 부분 사이에 공간을 두고 배치된 이동가능 요소를 포함한다. 제1 부분은 가스 출력과 유체 소통하기 위한 제1 구멍을 규정한다. 제2 부분은 제1 구멍과 적어도 일부가 정렬된 제2 구멍을 규정한다. 제2 구멍은 가스 전송 포트와 유체 소통한다. 이동가능 요소는 이동가능 요소가 개방 위치에 있을 때 제1 및 제2 구멍과 적어도 일부가 정렬되며 이동가능 요소가 폐쇄 위치에 있을 때 제1 및 제2 구멍중 적어도 하나와 비정렬되는 구멍을 규정한다. 제1 및 제2 부분은 이동가능 요소가 개방 위치에 있을 때 유체의 흐름으로부터 이동가능 요소를 보호한다.
일반적으로, 전술한 시스템은 하나 이상의 다음과 같은 특징을 포함할 수 있다. 밸브는 약 200℃ 또는 그 이상에서 동작할 수 있다. 예를 들면, 200℃, 300℃, 400℃, 500℃, 600℃, 700℃, 800℃, 900℃, 또는 1000℃의 온도에 있는 가열된 또는 강력한 가스와 같은 유체에 노출되었을때 밸브는 동작할 수 있다. 전술한 시스템은 열원과 접촉할 수 있다. 열원으로부터의 열은 밸브의 제1 부분 및 제2 부분중 적어도 하나를 통해 이동가능 요소로 전달될 수 있다. 일실시예에서, 열원은 밸브의 제1 부분 및 제2 부분중 적어도 하나와 열적 컨택한다. 특정 실시예에서, 열원은 제1 부분 또는 제2 부분내에 부분적으로 내장된다.
전술한 실시예들은 하나 이상의 다음과 같은 이점을 포함할 수 있다. 시스템내의 밸브는 챔버내의 압력을 조절하는데 사용될 수 있다. 특히, 밸브의 컨덕턴스는 이동가능 요소를 회전시킴으로써 변경될 수 있다. 컨덕턴스의 변경에 따라, 챔버내의 압력은 이동가능 요소의 위치에 의해 결정되는 컨덕턴스의 양과 부착된 진공 시스템의 결합에 의해 조절될 수 있다. 본 발명의 또 다른 이점은 제1 부분, 제2 부분 그리고 이동가능 요소의 공간으로 인해, 밸브를 통해 흐르는 흐름을 제어하는 능력에 손상을 가하지 않고 밸브가 높은 온도(예를 들면, 200℃, 1000℃) 및/또는 매우 강력한 가스(예를 들면, 반응성 플루오르 가스)를 포함하는 시스템에서 사용될 수 있다는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3개의 밸브를 포함하는 CVD 시스템을 나타낸다.
도 2A는 본 발명의 실시예에 따른 밸브의 분해도이다.
도 2B는 도 2A의 밸브가 조립된 단면도이다.
도 2C는 도 1의 CVD 시스템의 일부에 사용되는 밸브를 나타낸다.
도 2D는 도 2B에서 A로 표시된 밸브의 일부에 대한 확대도이다.
도 3은 도 2A의 밸브가 조립된 또 다른 단면도이다.
도 4는 밸브의 또 다른 실시예를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 밸브의 단면도이다. 도 5는 밸브의 유한 요소, 안정 상태 열적 연구의 결과를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 밸브의 단면도이다. 도 6은 밸브의 유한 요소, 안정 상태 열적 연구의 결과를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 밸브의 단면도이다. 도 7은 밸브의 유한 요소, 안정 상태 열적 연구의 결과를 나타낸다.
도 8은 이동가능 부분과 제1 부분 사이 또는 이동가능 부분과 제2 부분 사이의 갭 대(versus) 폐쇄 위치에 배치된 도 2A의 밸브를 걸쳐 200m Torr 압력 드롭을 유지하기 위해 사용되는 퍼지 가스의 이론적 흐름 비율의 그래프이다.
본 발명은 유체 흐름 제어를 위한 밸브를 제공한다. 유체 흐름 제어 밸브는 기판 프로세싱에 사용되는 시스템 또는 장치(예를 들면, CVD 시스템)내에 포함될 수 있다. 특히, 이러한 시스템 또는 장치에 사용되는 밸브는 시스템의 하나 이상의 부분과 나머지 부분들을 차단하는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 밸브는 제1 부분, 제2 부분 그리고 제1 부분과 제2 부분 사이에 공간을 두고 배치된 이동가능 요소를 포함한다. 일실시예에서, 밸브는 열적 에너지의 대부분(예를 들면, 약 85%에서 약 100%)이 그를 통해 전도되도록 허용한다. 특정 실시예에서, 밸브의 제1 부분 및 제2 부분중 적어도 하나는 그를 통과하는 유체 흐름(예를 들면, 가열된 유체, 강력한 유체)로부터 이동 부분들을 보호한다. 일실시예에서, 밸브는 제1 부분, 제2 부분 또는 이동가능 요소내의 구멍들 사이에 배치되는 폴리머성 실을 사용하지 않고 유체 컨덕턴스를 제한한다.
도 1은 본발명에 따른 3개의 밸브(15a, 15b, 15c)를 포함하는 CVD 시스템(10)을 나타낸다. CVD 시스템(10)은 기판 프로세싱을 위해 사용된다. 특히, CVD 시스템(10)은 기체성 프리커서로부터 기판상에 박막을 증착하기 위해 사용된다. CVD 시스템(10)은 기판을 홀드하고 가열 시스템(미도시)과 열적 컨택하는 2개의 프로세스 챔버(20), 프로세스 챔버(20)로의 가스 흐름을 제어하는 2개의 가스 조절 시스템(30)(예를 들면, 각각의 조절 시스템은 조절기 및 질량 흐름 제어기와 결합한 하나 이상의 가스 탱크를 포함할 수 있음), 2개의 진공 펌프(40)를 포함한다. CVD 시스템(10)은 또한 2개의 프로세스 챔버(20) 사이에 배치된 반응성 가스 플라 즈마 발생기(50)를 포함한다. 반응성 가스 플라즈마 발생기(50)는 프로세스 챔버(20)를 세정하기 위해 사용된다. 즉, 반응성 가스 플라즈마 발생기(50)는 증착과정중 프로세스 챔버(20)의 벽(wall)에 형성될 수 있는 원하지 않는 증착물들 제거하기 위하여 예를 들면, 플루오르 가스와 같은 반응성, 가열된, 및/또는 강력한 가스를 프로세스 챔버로 전송하기 위해 사용될 수 있다. 일반적으로, 반응성 가스 플라즈마 발생기는 플라즈마 챔버, 플라즈마 챔버의 일부를 둘러싸는 자기 코어와 1차 권선을 갖는 변압기, 그리고 변압기의 2차 회로를 완성시키는 토로이덜 플라즈마를 형성하는 챔버내의 AC 전위를 유도하는 AC 전원 공급기를 포함한다. 상업적으로 이용가능한 반응성 가스 플라즈마 발생기의 예로는 ASTRON® 발생기, ASTRON® i 발생기, ASTRON®e 발생기, ASTRON®ex 발생기를 포함하며, 이 모든것은 마이애미, 윌리밍턴, MKS로부터 이용가능하다.
프로세스 챔버(20)와 반응성 가스 플라즈마 발생기(50) 사이에 배치된 것은 3개의 밸브중 하나인 밸브(15a)이다. 밸브(15a)는 반응성 가스 플라즈마 발생기(50)로부터 프로세스 챔버(20)로의 유체의 흐름, 예를 들면 반응성, 강력한, 또는 가열된 가스의 흐름을 제어한다. 도 2A, 2B를 참조하면, 밸브(15a)는 제1 부분(60), 제2 부분(62), 그리고 제1 및 제2 부분 사이에 공간을 두고 배치되는(예를 들면 도 2B 및 도 2D에서 A로 표시된 섹션을 참조) 이동가능 요소(64)를 포함한다. 제1 부분, 제2 부분, 이동가능 요소 각각은 예를 들면, 알루미늄과 같은 비반응성, 열전도성 금속으로 만들어지며, 그 각각은 한쌍의 구멍(66, 68, 70)을 포함한다. 도 2A에 도시된 바와 같이, 밸브(15a)의 제1 및 제2 부분(60, 62)은 실린더형 바디 를 가지며 구멍(66, 68)들이 적어도 일부가 정렬되어 부분(60)과 부분(62)사이에 금속 대 금속 컨택(예를 들면, 컨택 위치 63)이 있도록 패스너(fastener)(72)로 배치되고 고정된다. 이동가능 요소(64) 또한 실린더형 바디를 가지며 밸브(15a)의 세로축(74)에 대해 회전할 수 있다. 그 결과, 이동가능 요소(64)는 구멍들(66, 68, 70)이 적어도 일부가 정렬되도록 조정(예를 들면, 피드쓰루 모터(76)에 의해 기계적으로)될 수 있다. 구멍들(66, 68, 70)이 적어도 일부가 정렬될 때, 반응성 가스 플라즈마 발생기(50)로부터 입력 포트(78)로 들어가는 유체는 구멍들(66, 70, 68)을 포함하는 밸브(15a)를 통해 흐른다. 유체는 제2 부분(62)내의 한쌍의 구멍(68)(도 2B 참조)을 통해 나가고 밸브(15a) 바깥의 출구(80)를 통해 프로세스 챔버(20)로 들어간다.
밸브(15a)는 이동가능 요소가(64) 구멍(70)이 구멍(66, 68)과 비정렬되는(예를 들면, 구멍(66,70)이 비정렬 및/또는 구멍(68, 70)이 비정렬) 위치에 있을 때 그를 통해 흐르는 유체 컨덕턴스를 방해 또는 제한한다. 그 결과, 반응성 가스 플라즈마 발생기(50)로부터 출구(80)로 유체가 흐르는 것이 방해되며, 이것에 의해 CVD 시스템(10)의 다른 부분으로부터 반응성 가스 플라즈마 발생기(50)가 차단된다. 밸브(15a)의 이동가능 요소(64)가 폐쇄 위치에 있을 때, 즉 구멍(66, 70)이 비정렬 및/또는 구멍(68, 70)이 비정렬되면, 반응성 가스 플라즈마 발생기(50)는 CVD 시스템(10)의 다른 부분으로부터 차단되고 발생기(50)로부터의 유체(예를 들면, 반응성 가스, 강력한 가스, 가열된 가스)가 프로세스 챔버(20)로 입력되는 것이 방지된다. 이동가능 요소(64)가 개방 위치에 있을 때, 즉 구멍(66, 70, 68)이 적어도 일부가 정렬되면, 발생기(50)로부터의 유체가 프로세스 챔버(20)로 제공된다.
이동가능 요소(64)는 개방 및 폐쇄 위치 사이를 자유롭게 회전할 수 있도록 제1 및 제2 부분(60, 62)으로부터 공간을 두고 배치된다. 도 2A 및 2B에 도시된 실시예와 같은, 특정 실시예에서, 피드쓰루 모터(76)가 이동가능 요소(64)의 배치를 제어하기 위해 제공된다. 예를 들면, CVD 오퍼레이터(예를 들면, 사용자)는 피드쓰루 모터(76)를 구동시킴으로써 반응성 가스 플라즈마 발생기(50)로부터 프로세스 챔버(20)로 유체 흐름을 제어할 수 있다. 특히, 사용자는 이동가능 요소(64)가 세로축(74)에 대해 회전하도록 모터(76)를 구동하여 이동가능 요소가 개방 위치(즉, 유체 흐름 위치) 또는 폐쇄 위치(즉, 유체 흐름 방지 위치)로 위치를 조정할 수 있다. 피드쓰루 모터(76)를 수용하고 이동가능 요소에 이동성을 주기위해, 제2 부분(64)은 그 베이스(82)에 피스쓰루 오리피스를 포함하고 이동가능 요소(64)는 피드쓰루 부분(84)을 포함한다. 피드쓰루 부분(84)은 베이스(82)내의 피드쓰루 오리피스를 통해 연장하고 모터(76)의 회전 부분(86)과 연결된다. 그 결과, 모터(76)의 움직임을 제어하는 사용자는 이동가능 요소(64)의 회전을 제어할 수 있고, 따라서 밸브(15a)를 통한 유체 흐름을 제어한다. 베이스(82)의 피드쓰루 오리피스로부터의 누출(leakage)을 방지하기 위해, 폴리머성 실이 피드쓰루 오리피스와 피드쓰루 부분(84) 사이에 배치된다(예를 들면 폴리머 o-링이 피드쓰루 오리피스로 삽입되기 이전에 피드쓰루 부분(84)의 주변에 배치될 수 있다).
밸브(15a)를 통해 유체 흐름을 제어하는 것에 추가적으로, 사용자는 구멍(66, 70, 68) 사이의 정렬의 정도를 제어함으로써 출구(80)를 통해 통과하는 유 체의 양을 제어할 수 있다. 예를 들면, 사용자는 정렬 정도가 감소된 위치(예를 들면, 밸브를 통한 개방 통로가 구멍(66, 68 또는 70)에 의해 규정되는 영역보다 작은 영역을 갖도록 구멍(66, 68, 70)이 오직 일부분만 정렬되는)로 이동가능 요소(64)를 회전시킴으로써 밸브(15a)를 통해 흐르는 유체를 감소시킬 수 있다. 그 결과, 밸브(15a)를 통한 유체 컨덕턴스는 감소되고 흐름 비율은 떨어진다.
도 2B 및 2D를 참조하여, 이동가능 요소는 제1 및 제2 부분(60, 62)과 거리 d1, d2로 각각 공간을 두고 배치된다. 거리 d1 및 d2 각각은 이동가능 요소(64)가 회전하기에 충분할만큼 크고, 동시에 제1 부분(60)과 이동가능 요소 사이 및/또는 제2 부분(62)과 이동가능 요소(64) 사이에 열적 전도를 허용하기에 충분할 정도로 작다. 특히, 제1 부분(60), 제2 부분(62) 그리고 이동가능 요소(64)의 공간때문에, 제1 또는 제2 부분중 하나에 가해진 열적 에너지의 적어도 85%(예를 들면, 90%, 95%, 100%)가 밸브(15a)를 통해 전도된다. 즉, 밸브(15a)에 가해진 열적 에너지의 일부(예를 들면, 약 60%에서 약 80% 사이)가 제1 및 제2 부분(60, 62) 사이(예를 들면, 컨택 위치(63))에서 금속 대 금속 컨택을 통해 전도되고, 밸브(15a)에 가해진 열적 에너지의 나머지 부분(예를 들면, 약 20%에서 약 40% 사이)은 d1을 지나 이동가능 요소(64)로 전해지고 그 다음 d2 를 지나 제2 부분(62)으로 전해진다. 일실시예에서, 거리 d1(즉, 제1 부분(60)과 이동가능 요소(64) 사이의 갭)은 0.0001 인치에서 약 0.1 인치 사이이며 균일한 두께를 갖는다. 특정 실시예에서, 거리 d1 은 약 0.001 인치에서 약 0.01 인치 사이이다(예를 들면, 0.005 인치). 제2 부분(62)과 이동가능 요소(64) 사이의 거리 d2 역시 약 0.0001 인치에서 0.1 인치 사 이일 수 있으며(예를 들면, 약 0.001 인치에서 0.01 인치 사이), 일실시예에서, d2 는 균일한 두께를 갖는다. 특정실시예에서, 거리 d2는 d1과 동일한 값을 가질 수 있다.
밸브를 통해 제1 부분(60) 또는 제2 부분(62)에 가해진 열적 에너지의 적어도 85% 전도의 결과, 가해진 열적 에너지가 밸브를 통해 방산(dissipate) 또는 전도될 수 있기 때문에 밸브(15a)는 덜 마모되며, 따라서 밸브(15a)의 임의의 단일 부분의 과열이 방지 및/또는 제한된다. 열적 에너지(예를 들면, 열)는 밸브의 내부에 (예를 들면, 가열된 또는 강력한 유체가 입구(78)에 유입되고 제1 부분(60)과 컨택함으로써) 또는 밸브의 외부에 (예를 들면, 제2 부분과 직접 컨택하는 밸브의 외면을 둘러싸는 열 테이프에 의해) 가해질 수 있다. 밸브의 내부(즉, 제1 부분(60)) 또는 밸브의 외부(즉, 제2 부분(62))중 어느 하나에 가해진 열은 제1 부분(60)의 이동가능 요소에 대한 근접성 및/또는 제2 부분(62)의 이동가능 요소에 대한 근접성 때문에 전도를 통해 이동가능 요소(64)로 전달될 수 있다. 예를 들면, 입구(78)를 통해 밸브(15a)로 들어가는 가열된 또는 강력한 유체의 흐름(즉, 열원)으로부터의 열은 밸브를 통해 유체가 통과함에 따라 도 3에 도시된 제1 부분(60)의 5개의 표면(90a, 90b, 90c, 90d, 90e)중 하나 이상을 그리고 출구(80)를 가열시킬 수 있다. 근접하여 배치된 제1 부분, 제2 부분 그리고 이동가능 요소 사이의 열적 전도성 때문에 열은 이동가능 요소(표면 90d로부터 직접 그리고 공간 d1을 거너 비직접적으로)에 그리고 제2 부분(이동가능 요소로부터 d2를 걸쳐 그리고 제1 및 제2 부분의 금속 대 금속 컨택을 통해 제1 부분으로부터)에 전달되며, 이것에 의해 밸 브(15a)의 임의의 일정 부분 또는 요소의 과열을 제한한다.
제1 부분, 제2 부분 그리고 이동가능 요소 사이의 열적 전도성은 밸브내의 온도를 제어하는데 이용될 수 있다. 일실시예에서, 제1 부분의 온도는 방열판(heat sink)(예를 들면, 냉각 플레이트, 냉각 유체의 튜브)을 제2 부분에 적용함으로써 감소될 수 있다. 특정 실시예에서, 제1 부분의 온도는 열원(예를 들면, 가열기)을 제2 부분에 적용함으로써 증가될 수 있다. 제1 및 제2 부분 그리고 이동가능 요소 사이의 열적 전도성으로 인해, 열은 이동가능 요소 및 제2 부분을 통해 또는 오직 제2 부분만을 통해 제1 부분으로부터 없어지거나(즉, 방열판이 사용될때) 또는 제1 부분으로 가해질 수 있다(즉, 열원이 사용될때). 따라서, 제1 부분의 온도는 제어될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에서, 사용자는 냉각원을 제2 부분에 제공함으로써 밸브의 과열을 방지 및/또는 제한할 수 있으며, 다른 실시예에서, 사용자는 열원을 제2 부분에 적용함으로써 밸브내의 증착물을 증발시킬 수 있다.
특정 실시예에서, 열원(예를 들면, 가열된 유체, 가열기) 또는 방열판(예를 들면, 냉각 플레이트, 냉각 유체의 튜브)은 적어도 일부가 제1 부분 및/또는 제2 부분내에 부분적으로 내장된다. 예를 들면, 도 2B에 도시된 바와 같이, 냉각 유체의 튜브(90)가 제2 부분(62)내에 부분적으로 내장된다. 다른 실시예에서, 열원 또는 방열판은 제1 부분 또는 제2 부분중 어느 하나의 표면과 물리적으로 컨택될 수 있다. 예를 들면, 반응성 가스 플라즈마 발생기(50)로부터 오는 가열된 유체는 제1 부분(60)의 내부 표면(90a, 90b, 90c, 90d)에 제공되거나, 또는 열 테이프가 제2 부분의 외부 표면(95)에 대해 둘러싸여질 수 있다.
폐쇄 위치에서, 밸브(15a)는 제1 부분과 이동가능 요소 사이 및/또는 제2 부분과 이동가능 요소 사이에 배치되는 폴리머성 실을 사용하지 않고 그를 통해 흐르는 유체 컨덕턴스를 제한한다. 특히, 유체 흐름은 밸브가 폐쇄 위치에 있을 때 제1 및 제2 부분과 이동가능 요소의 공간때문에 입구(78)로부터 밸브(15a)를 통해 출구(80)로 흐르는 것이 방지된다. 따라서, 밀폐 실(tight seal)을 생성하기 위해 그리고 흐름을 정지시키기 위해 이동 부분사이의 폴리머성 실에 의존하는 종래 밸브와 다르게, 밸브(15a)는 그 흐름 경로내(예를 들면, 입구(79)와 출구(80) 사이의 개방 통로)에 폴리머성 실을 포함하지 않는다. 그 결과, 밸브(15a)는 밸브의 폐쇄 능력에 손상을 가하지 않고 폴리머성 실에 안 좋은 환경에서도 사용될 수 있다. 예를 들면, 밸브(15a)는 파손된 폴리머성 실을 교체하기 위해 밸브 유지에 시간을 소모하지 않고, 강력한 플루오르 가스의 흐름을 제어하기 위해 사용될 수 있다.
밸브(15a)는 또한 그 구성때문에 나쁜 환경도 견딜 수 있다. 게다가 유체 흐름 경로내에 폴리머성 실을 사용하지 않으므로, 제1 및 제2 부분의 배치가 유체 흐름으로부터 이동가능 요소를 보호하는데 도움이된다. 그 결과, 밸브의 고정 부분(즉, 제1 부분 및 제2 부분)만이 밸브를 통해 흐르는 유체에 노출된다. 이동가능 요소(64)와 회전 부분(86)는 흐르는 유체에 노출되지 않으며 따라서 유체 상호작용에 의해 손상받지 않는다. 일반적으로, 이동 부품들은 고정 부품들보다 유체의 흐름으로부터 손상을 받기 쉽다. 따라서, 제1 및 제2 부분는 유체 흐름으로부터 이동 부품들을 보호하기 위해 배치된다(예를 들면, 고정된 부분(60, 62)은 이동가능 요소(64)와 회전 부분(86)을 둘러싼다).
밸브(15a)뿐만 아니라, CVD 시스템(10)은 또한 밸브(15b, 15c)를 포함한다. 밸브(15b, 15c) 각각은 프로세스 챔버(20)와 진공 펌프(40) 사이에 배치된다. 도 4를 참조하여, 밸브(15b, 15c) 각각은 제1 부분(60), 제2 부분(62), 그리고 이동가능 요소(64)를 포함한다. 제1 및 제2 부분 그리고 이동가능 요소는 전술한 밸브(15a)와 같이 공간을 두고 배치된다. 즉, 밸브(15b, 15c)는 포함된 출구 경로의 수를 제외하고는 밸브(15a)와 동일하다. 특히, 밸브(15a)는 2개의 출구 경로(즉, 제1 부분, 제2 부분 이동가능 요소 각각에 2개의 구멍 그리고 2개의 출구(80))를 포함하는 반면에 밸브(15b, 15c) 각각은 오직 하나의 출구 경로(즉, 제1 부분, 제2 부분, 이동가능 요소 각각에 하나의 구멍 그리고 하나의 출구)를 포함한다.
밸브(15b, 15c)는 프로세스 챔버(20)내의 조건을 제어하기 위해 진공 펌프(40)와 함께 동작한다. 예를 들면, 밸브(15b, 15c)가 개방위치에 있을 때, 프로세스 챔버(20) 각각은 그들 각각의 진공 펌프(40)의 영향하에 있다(예를 들면, 압력 감소). 밸브(15b, 15c)가 폐쇄 위치에 있을 때, 프로세스 챔버(20)는 그들 각각의 진공 펌프(40)로부터 차단되고, 밸브(15b, 15c)가 개방과 폐쇄 위치사이에 있을 때, 프로세스 챔버(20)는 어느 정도의 진공 영향을 받는다. 그 결과, 사용자는 밸브(15b, 15c)의 위치를 제어함으로써 프로세스 챔버(20)내의 압력을 제어할 수 있다(예를 들면, 프로세스 챔버에 가해지는 진공의 양).
특정 실시예에서, 밸브(15b, 15c)의 흐름 경로는 플루오르와 같은 반응성 가스에 노출된다. 일실시예에서, 밸브(15b, 15c)의 흐름 경로는 플라즈마와 같은 강력한 가스에 노출된다. 일실시예에서, 밸브(15b, 15c)의 흐름 경로는 고온(예를 ㄷ 르면, 약 200℃ 에서 약 1000℃의 범위내, 약 300℃에서 약 900℃의 범위내)에 노출된다. 전술한 실시예들에서, 밸브(15b, 15c)는 개방과 폐쇄 위치 사이를 회전할 수 있는 그들의 능력을 유지할 수 있고 챔버 조건(예를 들면, 챔버 차단) 제어를 사용자에게 제공할 수 있다.
나쁜 환경에서도 사용자에게 챔버 조건을 제어할 수 있게 제공할 수 있는 밸브(15a, 15b, 15c)의 능력으로 인해, 밸브(15a, 15b, 15c)는 열을 방사하는 또는 반응성 또는 강력한 유체를 발생시키는 장치에 근접하여 배치될 수 있다. 예를 들면, 밸브(15a)는 밸브에 큰 손상을 야기시키지 않고(예를 들면, 설치 이후 3개월내에 밸브 유지 또는 교체없이) 반응성 가스 발생기(50)에 6 인치 또는 그보다 작은 거리내에서 배치될 수 있다. 본 발명의 밸브는 6개월 주기, 일실시예에서는 오직 1년에 한번정도의 유지 주기를 요할 것이다(예를 들면, 밸브의 500,000 회전 이후, 밸브의 1,000,000 회전 이후).
이하에서는 밸브(15a, 15b, 15c)의 이점들을 보다 상세히 설명한다.
예 1
도 5는 안정상태 열적 유한 요소 분석 계산의 결과를 나타낸다. 이 예에서, 제1 부분(60), 제2 부분(621), 그리고 이동가능 요소(64)는 각각 4.24W/in/℃ 의 열 전도성을 갖는 알루미늄으로 만들어졌다. 제1 부분과 이동가능 요소 사이의 공간 d1 은 0.005 인치이며, 제2 부분과 이동가능 요소 사이의 공간 d2 또한 0.005 인치이다. 7.08 × 10-4 W/in/℃ 의 열 전도성을 가지며 밸브를 통해 반응성 가스 플라즈마 발생기로부터 오는 플루오르 가스의 흐름에 대한 온도 영향에 대한 열 분석이 이루어졌다. 3 W/in2 의 내부 열 플럭스 비율(heat flux rate)에서 밸브를 통해 흐르는 플루오르 가스가 제1 부분(60)의 5개의 표면(90a, 90b, 90c, 90d, 90e)과 출구(80)에 열을 가한 것으로 나타났다(도 3 참조). 이 계산에서 사용된 분위기 온도는 50℃이며 밸브의 외부는 0.03 W/in2 의 비율에서 냉각되었다. 도 5에 도시된 바와 같이, 밸브에서의 최대 온도는 111.248℃ 이며 최소 온도 값은 98.9097℃ 이다. 따라서, 0.005의 d1 과 0.005의 d2 를 갖는 밸브는 밸브내에서 작은 열적 증감(기울기)을 보이는 것으로(즉, 최대 및 최소 온도 사이의 12.338℃의 기울기) 밸브를 통해 가해진 열적 에너지의 대부분을 열적으로 전도할 수 있다는 것을 나타낸다.
예 2
도 6은 안정 상태 열적 유한 요소 분석 계산의 결과를 나타낸다. 이 예에서, 제1 부분, 제2 부분, 그리고 이동가능 요소 각각은 4.24W/in/℃ 의 열 전도성을 갖는 알루미늄으로 만들어졌다. 제1 부분과 이동가능 요소 사이의 공간 d1 은 0.001 인치이며, 제2 부분과 이동가능 요소 사이의 공간 d2 또한 0.001 인치이다. 7.08 × 10-4 W/in/℃ 의 열 전도성을 가지며 밸브를 통해 반응성 가스 플라즈마 발생기로부터 오는 플루오르 가스의 흐름에 대한 온도 영향에 대한 열 분석이 이루어졌다. 3 W/in2 의 내부 열 플럭스 비율(heat flux rate)에서 밸브를 통해 흐르는 플루 오르 가스가 제1 부분(60)의 5개의 표면(90a, 90b, 90c, 90d, 90e)과 출구(80)에 열을 가한 것으로 나타났다(도 3 참조). 이 계산에서 사용된 분위기 온도는 50℃이며 밸브의 외부는 0.03 W/in2 의 비율에서 냉각되었다. 도 6에 도시된 바와 같이, 밸브에서의 최대 온도는 108.948℃ 이며 최소 온도 값은 100.164℃ 이다.
예 1과 비교하여 d1 및 d2를 줄인 결과, 밸브내에서의 온도 기울기가 감소하는 것으로 나타났다(즉, 예 1에서 12.338℃ 대 예 2에서 8.784℃). 따라서, 예 1의 밸브에서보다 이 예에서의 밸브를 통해 더 많은 열이 전도되었다(즉, 더 낮은 열 저항). 그 결과, 밸브를 통한 열 전도성의 증가는 이동가능 요소와 제1 및 제2 부분과의 각각의 공간을 더 가깝게 한 결과로 여겨진다. 예를 들면, 이동가능 요소와 제2 부분 사이를 감소시켜 온도 기울기가 감소됨에 따라 이동가능 요소로부터 제2 부분으로(그 반대로도) 더 많은 열적 에너지가 통과된다.
예 3
도 7은 안정 상태 열적 유한 요소 분석 계산의 결과를 나타낸다. 이 예에서, 제1 부분, 제2 부분, 그리고 이동가능 요소 각각은 4.24W/in/℃ 의 열 전도성을 갖는 알루미늄으로 만들어졌다. 제1 부분과 이동가능 요소 사이의 공간 d1 은 0.005 인치이며, 제2 부분과 이동가능 요소 사이의 공간 d2 또한 0.005 인치이다.
외부 가열기가 밸브의 제2 부분(62)에 가해졌을 때의 온도 결과를 나타낸다. 특히, 이 분석 결과는 밸브의 외부 표면 주변에 100℃ 온도를 갖는 열 테이프를 둘러싼 효과이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 최대 온도는 100.189℃이며 최소 온도 값은 99.0084℃이다. 따라서, 밸브를 통해 작은 열적 기울기(즉, 1.181℃)가 있다는 것은, 0.005 인치의 d1 과 0.005 인치의 d2를 갖는 밸브는 제2 부분에 가해진 열적 에너지의 거의 모두를 제1 부분을 통해 열적으로 전도할 수 있다는 것을 나타낸다.
예 4
도 8은 폐쇄된 밸브에 걸쳐 200 mTorr 압력 드롭을 생성하기 위해 이용된 퍼지 및/또는 흐름 가스의 양을 나타내며, 이것에 의해 원하지 않는 방향으로의 흐름을 방지한다(즉, 입구(78)로부터 출구(80)로 밸브(15a)를 통해 흐르는 것을 방지). 퍼지 가스는 입구(78)를 통해 리액터(50) 아래로 유도될 수 있다. 도 8의 그래프는 1 Torr에서 유지된 챔버에 연결되고 도 2A에 도시된 구조와, 5/8 인치 내부 지름을 갖는 밸브에 걸쳐 200mTorr 드롭을 생성하기 위해 사용된 질소 가스(20℃)의 양이 에서 100 그리고 아르곤 가스(100℃)의 양이 105임을 나타낸다. 또한, 이 그래프는 다양한 가스 공간/거리(예를 들면, 0.005 인치의 d1 과 0.005인치의 d2에 대응하여 0.005 인치의 갭)에 대해 5/8 인치 내부 지름을 갖는 폐쇄된 밸브에서 200mTorr 압력 드롭을 유지하기 위해 사용된 질소 가스 100 및 아르곤 가스 105의 이론적 값을 나타낸다. 도 8에 도시된 바와 같이, 0.005인치의 갭을 갖는 밸브는 1.2 Torr의 입구(78)에서의 압력을 1 Torr의 출구(80) 압력을 효과적으로 지키기 위해 1 sccm 의 퍼지 가스(즉, 질소 가스 100 또는 아르곤 가스 105)보다 적게 사용한다.
본 명세서에서 전술한 본 발명의 의도 및 범위를 벗어나지 않는, 다양한 변경, 변화 그리고 또 다른 구현이 가능하다는 것은 당업자에게 자명할 것이다. 예를 들면, 밸브(15a, 15b, 15c)가 하나 또는 2개의 출구 경로를 갖는 것으로 설명되었지만, 본 발명에 따른 밸브는 임의의 개수(예를 들면, 1, 2, 3, 4)의 출구 경로를 가질 수 있다. 따라서, 본 발명은 전술한 설명에 의해 본 발명을 제한하려는 것이 아니다.

Claims (89)

  1. 유체 흐름 제어 밸브에 있어서,
    유체 소스와 유체 소통(communication)하는 제1 구멍을 규정하는 제1 부분과,
    상기 제1 구멍과 적어도 일부가 정렬되는 제2 구멍을 규정하는 제2 부분과,
    상기 제1 부분으로부터 상기 제2 부분으로 열 에너지의 대부분을 전도하기 위해 상기 제1 및 제2 부분 사이에 공간을 두고 배치된 이동가능 요소
    를 포함하며,
    상기 이동가능 요소는 상기 이동가능 요소가 개방 위치에 있을 때 상기 제1 및 제2 구멍과 적어도 일부가 정렬되며 상기 이동가능 요소가 폐쇄 위치에 있을 때 상기 제1 및 제2 구멍중 적어도 하나와 비정렬되는 구멍을 규정하는, 유체 흐름 제어 밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 부분 및 상기 제2 부분은 상기 이동가능 요소가 개방 위치에 있을 때 유체 흐름으로부터 상기 이동가능 요소를 보호하는, 유체 흐름 제어 밸브.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 부분, 상기 제2 부분, 상기 이동가능 요소는 공통축을 갖는 동심 실린더(concentric cylinder)를 규정하며, 상기 이동가능 요소는 상기 제1 및 제2 부분에 관한 공통축에 대해 회전할 수 있는, 유체 흐름 제어 밸브.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이동가능 요소는 상기 구멍을 재배치하기 위해 상기 이동가능 요소에 이동성을 주기 위한 피드쓰루 부분(feedthrough portion)을 더 포함하며, 상기 제1 및 제2 부분중 적어도 하나는 상기 이동가능 요소의 상기 피드쓰루 부분이 연장하는 피드쓰루 오리피스(feedthrough orifice)를 규정하는, 유체 흐름 제어 밸브.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 이동가능 요소의 상기 피드쓰루 부분과 물리적 소통하는 폴리머성 실(polymeric seal)이 유체 실(fluid seal)을 제공하는, 유체 흐름 제어 밸브.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 이동가능 요소의 상기 피드쓰루 부분은 상기 이동가능 요소가 개방과 폐쇄 위치 사이를 회전이동할 수 있도록 상기 밸브의 세로축에 대해 회전가능한, 유체 흐름 제어 밸브.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 부분 및 상기 이동가능 요소는 균일한 두께를 갖는 갭(gap)을 규정 하기 위해 서로 공간을 두고 배치되는, 유체 흐름 제어 밸브.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 갭의 두께는 약 0.0001 인치에서 약 0.1 인치 범위내인, 유체 흐름 제어 밸브.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 부분 및 상기 이동가능 요소는 균일한 두께를 갖는 갭을 규정하기 위해 서로 공간을 두고 배치되는, 유체 흐름 제어 밸브.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 갭의 두께는 약 0.0001 인치에서 약 0.1 인치 범위내인, 유체 흐름 제어 밸브.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 유체 소스로부터 상기 제1 구멍으로 공급되는 유체는 가열된(heated) 또는 강력한(energetic) 가스를 포함하는, 유체 흐름 제어 밸브.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 유체 소스로부터 상기 제1 구멍으로 공급되는 유체는 플루오 르(fluorine)를 포함하는, 유체 흐름 제어 밸브.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 이동가능 요소가 개방 위치에 있을 때, 가열된 또는 강력한 유체의 흐름으로부터의 열은 상기 구멍에 근접하고 상기 구멍을 통해 상기 가열된 또는 강력한 유체의 흐름과 컨택하는 표면을 통해 우선적으로 상기 이동가능 요소에 전달되는, 유체 흐름 제어 밸브.
  14. 제1항에 있어서,
    열 소스(heat source)로부터의 열이 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분중 적어도 하나를 통해 상기 이동가능 요소로 전달되는, 유체 흐름 제어 밸브.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 열 소스는 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분중 적어도 하나와 컨택하는, 유체 흐름 제어 밸브.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 열 소스는 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분중 적어도 하나내에 부분적으로 내장되는, 유체 흐름 제어 밸브.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 제1 부분은 알루미늄을 포함하는, 유체 흐름 제어 밸브.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 제2 부분은 알루미늄을 포함하는, 유체 흐름 제어 밸브.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 이동가능 요소는 알루미늄을 포함하는, 유체 흐름 제어 밸브.
  20. 제1항에 있어서,
    다수의 출구 포트를 더 포함하는, 유체 흐름 제어 밸브.
  21. 유체 흐름 제어 밸브에 있어서,
    유체 소스와 유체 소통하는 제1 구멍을 규정하는 제1 부분과,
    상기 제1 구멍과 적어도 일부가 정렬되는 제2 구멍을 규정하는 제2 부분과,
    상기 제1 및 제2 부분 사이에 공간을 두고 배치된 이동가능 요소
    를 포함하며,
    상기 이동가능 요소는 상기 이동가능 요소가 개방 위치에 있을 때 상기 제1 및 제2 구멍과 적어도 일부가 정렬되며 상기 이동가능 요소가 폐쇄 위치에 있을 때 상기 제1 및 제2 구멍중 적어도 하나와 비정렬되는 구멍을 규정하며, 상기 제1 및 제2 부분은 상기 이동가능 요소가 개방 위치에 있을 때 유체의 흐름으로부터 상기 이동가능 요소를 보호하는, 유체 흐름 제어 밸브.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 제1 부분, 상기 제2 부분, 상기 이동가능 요소는 공통축을 갖는 동심 실린더를 규정하며, 상기 이동가능 요소는 상기 제1 및 제2 부분에 관한 공통축에 대해 회전할 수 있는, 유체 흐름 제어 밸브.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 이동가능 요소는 상기 구멍을 재배치하기 위해 상기 이동가능 요소에 이동성을 주기 위한 피드쓰루 부분을 더 포함하며, 상기 제1 및 제2 부분중 적어도 하나는 상기 이동가능 요소의 상기 피드쓰루 부분이 연장하는 피드쓰루 오리피스를 규정하는, 유체 흐름 제어 밸브.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 이동가능 요소의 상기 피드쓰루 부분과 물리적 소통하는 폴리머성 실이 유체 실을 제공하는, 유체 흐름 제어 밸브.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 이동가능 요소의 상기 피드쓰루 부분은 상기 이동가능 요소가 개방과 폐쇄 위치 사이를 회전이동할 수 있도록 상기 밸브의 세로축에 대해 회전가능한, 유체 흐름 제어 밸브.
  26. 제21항에 있어서,
    상기 제1 부분 및 상기 이동가능 요소는 균일한 두께를 갖는 갭을 규정하기 위해 서로 공간을 두고 배치되는, 유체 흐름 제어 밸브.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 갭의 두께는 약 0.0001 인치에서 약 0.1 인치 범위내인, 유체 흐름 제어 밸브.
  28. 제21항에 있어서,
    상기 제2 부분 및 상기 이동가능 요소는 균일한 두께를 갖는 갭을 규정하기 위해 서로 공간을 두고 배치되는, 유체 흐름 제어 밸브.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 갭의 두께는 약 0.0001 인치에서 약 0.1 인치 범위내인, 유체 흐름 제어 밸브.
  30. 제21항에 있어서,
    상기 유체 소스로부터 상기 제1 구멍으로 공급되는 유체는 가열된 또는 강력한 가스를 포함하는, 유체 흐름 제어 밸브.
  31. 제21항에 있어서,
    상기 유체 소스로부터 상기 제1 구멍으로 공급되는 유체는 플루오르를 포함하는, 유체 흐름 제어 밸브.
  32. 제21항에 있어서,
    상기 이동가능 요소가 개방 위치에 있을 때 가열된 또는 강력한 유체의 흐름으로부터의 열은 상기 구멍에 근접하고 상기 구멍을 통해 상기 가열된 또는 강력한 유체의 흐름과 컨택하는 표면을 통해 우선적으로 상기 이동가능 요소에 전달되는, 유체 흐름 제어 밸브.
  33. 제21항에 있어서,
    열 소스로부터의 열이 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분중 적어도 하나를 통해 상기 이동가능 요소로 전달되는, 유체 흐름 제어 밸브.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 열 소스는 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분중 적어도 하나와 컨택하는, 유체 흐름 제어 밸브.
  35. 제33항에 있어서,
    상기 열 소스는 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분중 적어도 하나내에 부분적으로 내장되는, 유체 흐름 제어 밸브.
  36. 제21항에 있어서,
    상기 제1 부분은 알루미늄을 포함하는, 유체 흐름 제어 밸브.
  37. 제21항에 있어서,
    상기 제2 부분은 알루미늄을 포함하는, 유체 흐름 제어 밸브.
  38. 제21항에 있어서,
    상기 이동가능 요소는 알루미늄을 포함하는, 유체 흐름 제어 밸브.
  39. 제21항에 있어서,
    다수의 출구 포트를 더 포함하는, 유체 흐름 제어 밸브.
  40. 유체 흐름 제어 밸브에 있어서,
    유체 소스와 유체 소통하는 제1 구멍을 규정하는 제1 부분과,
    상기 제1 구멍과 적어도 일부가 정렬되는 제2 구멍을 규정하는 제2 부분과,
    상기 제1 및 제2 부분 사이에 배치된 이동가능 요소를 포함하며,
    상기 이동가능 요소는 상기 이동가능 요소가 개방 위치에 있을 때 상기 제1 및 제2 구멍과 적어도 일부가 정렬되며 상기 이동가능 요소가 폐쇄 위치에 있을 때 상기 제1 및 제2 구멍중 적어도 하나와 비정렬되는 구멍을 규정하며, 상기 이동가능 요소는 상기 이동가능 요소와 상기 제1 부분 사이의 제1 실(seal) 또는 상기 이동가능 요소와 상기 제2 부분 사이의 제2 실을 요하지 않고 상기 이동가능 요소가 폐쇄 위치에 있을 때 상기 밸브를 통한 컨덕턴스(conductance)를 제한하기 위해 상기 제1 및 제2 부분으로부터 공간을 두는, 유체 흐름 제어 밸브.
  41. 제40항에 있어서,
    상기 제1 부분 및 상기 제2 부분은 상기 이동가능 요소가 개방 위치에 있을 때 유체의 흐름으로부터 상기 이동가능 요소를 보호하는, 유체 흐름 제어 밸브.
  42. 제40항에 있어서,
    상기 제1 부분, 상기 제2 부분, 상기 이동가능 요소는 공통축을 갖는 동심 실린더를 규정하며, 상기 이동가능 요소는 상기 제1 및 제2 부분에 관한 공통축에 대해 회전할 수 있는, 유체 흐름 제어 밸브.
  43. 제40항에 있어서,
    상기 이동가능 요소는 상기 구멍을 재배치하기 위해 상기 이동가능 요소에 이동성을 주기 위한 피드쓰루 부분을 더 포함하며, 상기 제1 및 제2 부분중 적어도 하나는 상기 이동가능 요소의 상기 피드쓰루 부분이 연장하는 피드쓰루 오리피스를 규정하는, 유체 흐름 제어 밸브.
  44. 제43항에 있어서,
    상기 이동가능 요소의 상기 피드쓰루 부분과 물리적 소통하는 폴리머성 실이 유체 실을 제공하는, 유체 흐름 제어 밸브.
  45. 제43항에 있어서,
    상기 이동가능 요소의 상기 피드쓰루 부분은 상기 이동가능 요소가 개방과 폐쇄 위치 사이를 회전이동할 수 있도록 상기 밸브의 세로축에 대해 회전가능한, 유체 흐름 제어 밸브.
  46. 제40항에 있어서,
    상기 제1 부분 및 상기 이동가능 요소는 균일한 두께를 갖는 갭을 규정하기 위해 서로 공간을 두고 배치되는, 유체 흐름 제어 밸브.
  47. 제46항에 있어서,
    상기 갭의 두께는 약 0.0001 인치에서 약 0.1 인치 범위내인, 유체 흐름 제어 밸브.
  48. 제40항에 있어서,
    상기 제2 부분 및 상기 이동가능 요소는 균일한 두께를 갖는 갭을 규정하기 위해 서로 공간을 두고 배치되는, 유체 흐름 제어 밸브.
  49. 제48항에 있어서,
    상기 갭의 두께는 약 0.0001 인치에서 약 0.1 인치 범위내인, 유체 흐름 제어 밸브.
  50. 제40항에 있어서,
    상기 유체 소스로부터 상기 제1 구멍으로 공급되는 유체는 가열된 또는 강력한 가스를 포함하는, 유체 흐름 제어 밸브.
  51. 제40항에 있어서,
    상기 유체 소스로부터 상기 제1 구멍으로 공급되는 유체는 플루오르를 포함하는, 유체 흐름 제어 밸브.
  52. 제40항에 있어서,
    상기 이동가능 요소가 개방 위치에 있을 때 가열된 또는 강력한 유체의 흐름으로부터의 열은 상기 구멍에 근접하고 상기 구멍을 통해 상기 가열된 또는 강력한 유체의 흐름과 컨택하는 표면을 통해 우선적으로 상기 이동가능 요소에 전달되는, 유체 흐름 제어 밸브.
  53. 제40항에 있어서,
    열 소스로부터의 열이 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분중 적어도 하나를 통해 상기 이동가능 요소로 전달되는, 유체 흐름 제어 밸브.
  54. 제53항에 있어서,
    상기 열 소스는 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분중 적어도 하나와 컨택하는, 유체 흐름 제어 밸브.
  55. 제53항에 있어서,
    상기 열 소스는 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분중 적어도 하나내에 부분적으로 내장되는, 유체 흐름 제어 밸브.
  56. 제40항에 있어서,
    상기 제1 부분은 알루미늄을 포함하는, 유체 흐름 제어 밸브.
  57. 제40항에 있어서,
    상기 제2 부분은 알루미늄을 포함하는, 유체 흐름 제어 밸브.
  58. 제40항에 있어서,
    상기 이동가능 요소는 알루미늄을 포함하는, 유체 흐름 제어 밸브.
  59. 제40항에 있어서,
    다수의 출구 포트를 더 포함하는, 유체 흐름 제어 밸브.
  60. 해리된 가스(dissociated gas)를 전송하기 위한 장치에 있어서,
    상기 장치는,
    가스를 해리하기 위한 발생기와,
    상기 발생기의 가스 출력과 기체적으로 소통하는 가스 흐름-제어 밸브를 포함하며,
    상기 밸브는,
    상기 가스 출력과 유체 소통하는 제1 구멍을 규정하는 제1 부분과,
    상기 제1 구멍과 적어도 일부가 정렬되는 제2 구멍을 규정하는 제2 부분 -상기 제2 구멍은 가스 전송 포트와 유체 소통함- 과,
    상기 제1 부분으로부터 상기 제2 부분으로 열 에너지의 대부분을 전도하기 위해 상기 제1 및 제2 부분 사이에 공간을 두고 배치된 이동가능 요소를 포함하며,
    상기 이동가능 요소는 상기 이동가능 요소가 개방 위치에 있을 때 상 기 제1 및 제2 구멍과 적어도 일부가 정렬되며 상기 이동가능 요소가 폐쇄 위치에 있을 때 상기 제1 및 제2 구멍중 적어도 하나와 비정렬되는 구멍을 규정하는, 장치.
  61. 제60항에 있어서,
    상기 밸브와 상기 발생기 사이의 거리는 6 인치보다 작은, 장치.
  62. 제60항에 있어서,
    상기 발생기는,
    플라즈마 챔버와,
    상기 플라즈마 챔버의 일부를 둘러싸는 자기 코어와 1차 권선을 갖는 변압기와,
    상기 변압기의 2차 회로를 완성시키는 토로이덜 플라즈마(toroidal plasma)를 형성하는 상기 챔버내로 AC 전위를 유도하는 AC 전원 공급기를 포함하는, 장치.
  63. 해리된 가스를 전송하기 위한 장치에 있어서,
    상기 장치는,
    가스를 해리하기 위한 발생기와,
    상기 발생기의 가스 출력과 기체적으로 소통하는 가스 흐름-제어 밸브를 포함하며,
    상기 밸브는,
    상기 가스 출력과 유체 소통하는 제1 구멍을 규정하는 제1 부분과,
    상기 제1 구멍과 적어도 일부가 정렬되는 제2 구멍을 규정하는 제2 부분 -상기 제2 구멍은 가스 전송 포트와 유체 소통함- 과,
    상기 제1 및 제2 부분 사이에 공간을 두고 배치된 이동가능 요소를 포함하며,
    상기 이동가능 요소는 상기 이동가능 요소가 개방 위치에 있을 때 상기 제1 및 제2 구멍과 적어도 일부가 정렬되며 상기 이동가능 요소가 폐쇄 위치에 있을 때 상기 제1 및 제2 구멍중 적어도 하나와 비정렬되는 구멍을 규정하며, 상기 제1 및 제2 부분은 상기 이동가능 요소가 개방 위치에 있을 때 유체의 흐름으로부터 상기 이동가능 요소를 보호하는, 장치.
  64. 제63항에 있어서,
    상기 밸브와 상기 발생기 사이의 거리는 6 인치보다 작은, 장치.
  65. 제63항에 있어서,
    상기 발생기는,
    플라즈마 챔버와,
    상기 플라즈마 챔버의 일부를 둘러싸는 자기 코어와 1차 권선을 갖는 변압기와,
    상기 변압기의 2차 회로를 완성시키는 토로이덜 플라즈마(toroidal plasma)를 형성하는 상기 챔버내로 AC 전위를 유도하는 AC 전원 공급기를 포함하는, 장치.
  66. 해리된 가스를 전송하기 위한 장치에 있어서,
    상기 장치는,
    가스를 해리하기 위한 발생기와,
    상기 발생기의 가스 출력과 기체적으로 소통하는 가스 흐름-제어 밸브를 포함하며,
    상기 밸브는,
    상기 가스 출력과 유체 소통하는 제1 구멍을 규정하는 제1 부분과,
    상기 제1 구멍과 적어도 일부가 정렬되는 제2 구멍을 규정하는 제2 부분 -상기 제2 구멍은 가스 전송 포트와 유체 소통함- 과,
    상기 제1 및 제2 부분 사이에 배치된 이동가능 요소를 포함하며,
    상기 이동가능 요소는 상기 이동가능 요소가 개방 위치에 있을 때 상기 제1 및 제2 구멍과 적어도 일부가 정렬되며 상기 이동가능 요소가 폐쇄 위치에 있을 때 상기 제1 및 제2 구멍중 적어도 하나와 비정렬되는 구멍을 규정하며, 상기 이동가능 요소는 상기 이동가능 요소와 상기 제1 부분 사이의 제1 실(seal) 또는 상기 이동가능 요소와 상기 제2 부분 사이의 제2 실을 요하지 않고 상기 이동가능 요소가 폐쇄 위치에 있을 때 상기 밸브를 통한 컨덕턴스를 제한하기 위해 상기 제1 및 제2 부분으로부터 공간을 두는, 장치.
  67. 제66항에 있어서,
    상기 밸브와 상기 발생기 사이의 거리는 6 인치보다 작은, 장치.
  68. 제66항에 있어서,
    상기 발생기는,
    플라즈마 챔버와,
    상기 플라즈마 챔버의 일부를 둘러싸는 자기 코어와 1차 권선을 갖는 변압기와,
    상기 변압기의 2차 회로를 완성시키는 토로이덜 플라즈마(toroidal plasma)를 형성하는 상기 챔버내로 AC 전위를 유도하는 AC 전원 공급기를 포함하는, 장치.
  69. 유체에 대한 입구 및 출구를 포함하는 챔버와,
    상기 챔버내의 압력을 제어하기 위한 펌프와,
    상기 출구와 상기 펌프 사이에 배치된 밸브를 포함하는 시스템에 있어서,
    상기 밸브는,
    상기 펌프와 유체 소통하는 제1 구멍을 규정하는 제1 부분과,
    상기 제1 구멍과 적어도 일부가 정렬되는 제2 구멍을 규정하는 제2 부분 -상기 제2 구멍은 상기 챔버와 유체 소통함- 과,
    상기 제1 부분으로부터 상기 제2 부분으로 열 에너지의 대부분을 전도 하기 위해 상기 제1 및 제2 부분 사이에 공간을 두고 배치된 이동가능 요소를 포함하며,
    상기 이동가능 요소는 상기 이동가능 요소가 개방 위치에 있을 때 상기 제1 및 제2 구멍과 적어도 일부가 정렬되며 상기 이동가능 요소가 폐쇄 위치에 있을 때 상기 제1 및 제2 구멍중 적어도 하나와 비정렬되는 구멍을 규정하는, 시스템.
  70. 제69항에 있어서,
    상기 밸브는 약 200℃ 또는 그 이상의 온도에서 동작하는, 시스템.
  71. 제70항에 있어서,
    상기 밸브는 약 1000℃ 보다 작은 온도에서 동작하는, 시스템.
  72. 제69항에 있어서,
    열 소스로부터의 열이 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분중 적어도 하나를 통해 상기 이동가능 요소로 전달되는, 시스템.
  73. 제72항에 있어서,
    상기 열 소스는 상기 밸브의 상기 제1 부분 및 제2 부분중 적어도 하나와 열적 컨택하는, 시스템.
  74. 제72항에 있어서,
    상기 열 소스는 상기 제1 부분 또는 상기 제2 부분내에 부분적으로 내장되는, 시스템.
  75. 제69항에 있어서,
    상기 유체는 가열된 또는 강력한 가스를 포함하는, 시스템.
  76. 유체에 대한 입구 및 출구를 포함하는 챔버와,
    상기 챔버내의 압력을 제어하기 위한 펌프와,
    상기 출구와 상기 펌프 사이에 배치된 밸브를 포함하는 시스템에 있어서,
    상기 밸브는,
    상기 펌프와 유체 소통하는 제1 구멍을 규정하는 제1 부분과,
    상기 제1 구멍과 적어도 일부가 정렬되는 제2 구멍을 규정하는 제2 부분 -상기 제2 구멍은 상기 챔버와 유체 소통함- 과,
    상기 제1 및 제2 부분 사이에 공간을 두고 배치된 이동가능 요소를 포함하며,
    상기 이동가능 요소는 상기 이동가능 요소가 개방 위치에 있을 때 상기 제1 및 제2 구멍과 적어도 일부가 정렬되며 상기 이동가능 요소가 폐쇄 위치에 있을 때 상기 제1 및 제2 구멍중 적어도 하나와 비정렬되는 구멍을 규정하며, 상기 제1 및 제2 부분은 상기 이동가능 요소가 개방 위치에 있을 때 유체의 흐름으로부터 상기 이동가능 요소를 보호하는, 시스템.
  77. 제76항에 있어서,
    상기 밸브는 약 200℃ 또는 그 이상의 온도에서 동작하는, 시스템.
  78. 제77항에 있어서,
    상기 밸브는 약 1000℃ 보다 작은 온도에서 동작하는, 시스템.
  79. 제77항에 있어서,
    열 소스로부터의 열이 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분중 적어도 하나를 통해 상기 이동가능 요소로 전달되는, 시스템.
  80. 제79항에 있어서,
    상기 열 소스는 상기 밸브의 상기 제1 부분 및 제2 부분중 적어도 하나와 열적 컨택하는, 시스템.
  81. 제79항에 있어서,
    상기 열 소스는 상기 제1 부분 또는 상기 제2 부분내에 부분적으로 내장되는, 시스템.
  82. 제76항에 있어서,
    상기 유체는 가열된 또는 강력한 가스를 포함하는, 시스템.
  83. 유체에 대한 입구 및 출구를 포함하는 챔버와,
    상기 챔버내의 압력을 제어하기 위한 펌프와,
    상기 출구와 상기 펌프 사이에 배치된 밸브를 포함하는 시스템에 있어서,
    상기 밸브는,
    상기 펌프와 유체 소통하는 제1 구멍을 규정하는 제1 부분과,
    상기 제1 구멍과 적어도 일부가 정렬되는 제2 구멍을 규정하는 제2 부분 -상기 제2 구멍은 상기 챔버와 유체 소통함- 과,
    상기 제1 및 제2 부분 사이에 배치된 이동가능 요소를 포함하며,
    상기 이동가능 요소는 상기 이동가능 요소가 개방 위치에 있을 때 상기 제1 및 제2 구멍과 적어도 일부가 정렬되며 상기 이동가능 요소가 폐쇄 위치에 있을 때 상기 제1 및 제2 구멍중 적어도 하나와 비정렬되는 구멍을 규정하며, 상기 이동가능 요소는 상기 이동가능 요소와 상기 제1 부분 사이의 제1 실 또는 상기 이동가능 요소와 상기 제2 부분 사이의 제2 실을 요하지 않고 상기 이동가능 요소가 폐쇄 위치에 있을 때 상기 밸브를 통한 컨덕턴스를 제한하기 위해 상기 제1 및 제2 부분으로부터 공간을 두는, 시스템.
  84. 제83항에 있어서,
    상기 밸브는 약 200℃ 또는 그 이상의 온도에서 동작하는, 시스템.
  85. 제84항에 있어서,
    상기 밸브는 약 1000℃ 보다 작은 온도에서 동작하는, 시스템.
  86. 제83항에 있어서,
    열 소스로부터의 열이 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분중 적어도 하나를 통해 상기 이동가능 요소로 전달되는, 시스템.
  87. 제86항에 있어서,
    상기 열 소스는 상기 밸브의 상기 제1 부분 및 제2 부분중 적어도 하나와 열적 컨택하는, 시스템.
  88. 제86항에 있어서,
    상기 열 소스는 상기 제1 부분 또는 상기 제2 부분내에 부분적으로 내장되는, 시스템.
  89. 제83항에 있어서,
    상기 유체는 가열된 또는 강력한 가스를 포함하는, 시스템.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8632689B2 (en) * 2011-10-27 2014-01-21 Applied Materials, Inc. Temperature control with stacked proportioning valve
US10012321B2 (en) * 2013-07-18 2018-07-03 Valentin POSTEVKA Cylindrical valve assembly
FR3021307B1 (fr) * 2014-05-23 2016-07-01 Cryl Dispositif de transfert d'un liquide
CN106382134B (zh) * 2015-07-29 2018-11-02 上海电气电站设备有限公司 无芯式汽轮机进汽阀
CN106015683A (zh) * 2016-08-05 2016-10-12 维都利阀门有限公司 耐冲蚀可调节型旋塞阀

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1043935A (en) * 1911-03-20 1912-11-12 Harlyn Hitchcock Valve.
US1160342A (en) * 1914-02-17 1915-11-16 Walter E Taft Faucet or valve.
US1695014A (en) * 1925-05-18 1928-12-11 Alfred G Heggem Valve
US1792906A (en) * 1927-08-16 1931-02-17 Henry C Heilos Valve
US3276466A (en) * 1962-05-18 1966-10-04 Lockheed Aircraft Corp Rotary hot gas valve
US3971402A (en) * 1975-04-21 1976-07-27 Gallo William C Rotary valve assembly
US4206778A (en) * 1979-01-15 1980-06-10 Gallo William C Rotary valve assembly having a dual purpose valve element
US4319735A (en) * 1980-07-22 1982-03-16 Stanadyne, Inc. Faucet valves
KR100491875B1 (ko) * 2003-02-20 2005-05-31 대명엔지니어링 주식회사 반도체 제조공정용 배기가스 배출밸브

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