KR20200098689A - 밸브 장치 및 유체 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

물리적 충격에 대한 밸브체로의 영향을 보다 저감시킨 밸브 장치를 제공한다. 밸브 장치(1)는 밸브 바디(3) 내에 형성된 유로에 접속하는 개구의 주위에 배치되는 밸브 시트(41)와, 밸브 시트(41)에 대하여 접촉 위치 및 비접촉 위치 사이에서 이동함으로써, 유로의 개폐를 수행하는 다이어프램(5)과, 다이어프램(5)의 주변부에 접촉하는 가압 어댑터(6)와, 다이어프램(5)을 작동시키는 액튜에이터를 내장하고, 밸브 바디(3)에 형성된 나사 구멍에 나사 결합하여 밸브 바디(3) 위에 고정되는 케이싱(2)과, 나사 구멍에 나사 결합하여 가압 어댑터(6) 및 다이어프램(5)을 압압하면서, 밸브 바디(3) 내에 고정되는 어댑터 고정 링(7)을 구비한다.

Description

밸브 장치 및 유체 제어 장치
본 발명은 밸브 장치 및 이 밸브 장치를 포함하는 유체 기기가 집적화된 유체 제어 장치에 관한 것이다.
예를 들면, 반도체 제조 장치 등의 챔버로 각종 프로세스 가스를 공급하기 위하여 사용되는 유체 제어 장치로서는, 하기의 특허문헌 1 등에 개시된 것이 알려져 있다.
일본 특허 공개 2015-175502호 공보
상기와 같은 유체 제어 장치의 분야에 있어서는, 가스의 공급 제어가 높은 응답성이 요구되고 있으며, 이 때문에 유체 제어 장치를 가능한 한 소형화, 집적화하여, 유체의 공급처인 챔버 등에 보다 가깝게 설치하는 것이 요구되고 있다. 챔버 등의 근처에서는 배치 스페이스에 제한이 있기 때문에, 유체 제어 장치에 이용하는 밸브 장치는 블록 형상의 밸브 바디의 치수나, 밸브 바디 위에 설치되는 밸브체를 작동시키는 액튜에이터를 내장하는 케이싱의 외경을 보다 축소하는 것이 바람직하다.
한편, 반도체 웨이퍼의 대구경화(大口徑化) 등의 처리 대상물의 대형화가 진행되고 있으며, 이에 맞추어 유체 제어 장치로부터 챔버 내로 공급하는 유체의 공급 유량도 증가 또는 유지시킬 필요가 있다. 유량을 확보하기 위해서는 밸브 개폐시의 다이어프램 등의 밸브체의 리프트량을 확보하는 등의 이유로부터, 액튜에이터는 밸브체의 작동 방향으로 길어진다. 그 때문에, 밸브 장치는 밸브 바디의 크기와 비교하여 액튜에이터를 내장하는 케이싱의 높이가 높은, 세장형(細長型) 외관이 된다.
이러한 세장형 구조의 밸브 장치에 있어서는, 예를 들면 근처에서 작업하는 오퍼레이터의 접촉 등의 충격에 대하여 충분한 강도를 확보하는 것이 어려워진다. 그렇지만, 유체를 제어하는 밸브 장치에 있어서는, 접촉이나 지진 등의 물리적인 충격을 받은 경우에 있어서도, 충격이 밸브체에 전해져 밸브의 개폐에 영향을 미치지 않는 구조가 필요하게 된다.
본 개시는 상술한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 소형화를 실현하면서 물리적 충격에 대한 밸브체로의 영향을 보다 저감시킨 밸브 장치 및 유체 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 밸브 장치는 밸브 바디 내에 형성된 유로에 접속하는 개구부의 주위에 배치되는 밸브 시트와, 상기 밸브 시트에 대하여 접촉 위치 및 비접촉 위치 사이에서 이동함으로써, 상기 유로의 개폐를 수행하는 다이어프램과, 상기 다이어프램의 주변부에 접촉하는 가압 어댑터와, 상기 다이어프램을 작동시키는 액튜에이터를 내장하고, 상기 밸브 바디에 형성된 나사 구멍에 나사 결합하여 상기 밸브 바디 위에 고정되는 케이싱과, 상기 나사 구멍에 나사 결합하여 상기 가압 어댑터 및 상기 다이어프램을 압압하면서, 상기 밸브 바디 내에 고정되는 어댑터 고정 링을 구비하는 밸브 장치이다.
또한, 본 개시의 밸브 장치에 있어서는, 상기 나사 구멍에 있어서, 상기 어댑터 고정 링 및 상기 케이싱은 서로 간극을 가지고 배치될 수 있다.
또한, 본 개시의 밸브 장치에 있어서는, 상기 어댑터 고정 링은 외측에 나사부를 가지고, 내측에 축 방향으로 늘어나는 복수의 홈을 가질 수 있다.
또한, 본 개시의 밸브 장치에 있어서는, 상기 케이싱은 상기 밸브 바디의 상면과 접촉하는 보호 부재를 가질 수 있다.
또한, 본 개시의 밸브 장치에 있어서는, 상기 다이어프램의 상기 밸브 시트 측과는 반대측에서 상기 다이어프램의 중앙부와 접촉하는 다이어프램 홀더를 더욱 구비하고, 상기 다이어프램 프레서의 상기 나사 구멍의 연장 방향의 길이는 상기 어댑터 고정 링(7)의 길이보다 길 수 있다.
또한, 본 개시의 밸브 장치에 있어서는, 한 방향의 외형 치수가 10mm 이하로 할 수 있다.
본 개시의 유체 제어 장치는 상류측에서 하류측을 향해 복수의 유체 기기가 배열된 유체 제어 장치로서, 상기 복수의 유체 기기는 상기 어느 것의 구성의 밸브 장치를 포함하는 유체 제어 장치이다.
본 개시의 유량 제어 방법은 상기 어느 것의 구성의 밸브 장치를 이용하여, 유체의 유량을 조정하는 유량 제어 방법이다.
본 개시의 반도체 제조 장치는 밀폐된 챔버 내에 있어서 프로세스 가스에 의한 처리 공정을 필요로 하는 반도체 장치의 제조 프로세스에 있어서, 상기 프로세스 가스의 제어에 상기 어느 것의 구성의 밸브 장치를 이용하는 반도체 제조 장치이다.
본 개시의 반도체 제조 방법은 밀폐된 챔버 내에 있어서 프로세스 가스에 의한 처리 공정을 필요로 하는 반도체 장치의 제조 프로세스에 있어서, 상기 프로세스 가스의 유량 제어에 상기 어느 것의 구성의 밸브 장치를 이용하는 반도체 제조 방법이다.
본 개시에 의하면, 물리적 충격에 대한 밸브체로의 영향을 더 저감시킨 밸브 장치 및 유체 제어 장치로 할 수 있다.
도 1은 본 실시 형태에 따른 밸브 장치의 일부를 단면으로 나타내는 전체도이다.
도 2는 밸브 바디의 나사 구멍 부근에 대하여 나타내는 확대 단면도이다.
도 3은 어댑터 고정 링의 평면도이다.
도 4는 어댑터 고정 링의 측면도이다.
도 5는 본 실시 형태의 변형 예에 따른 밸브 장치의 일부를 단면으로 나타내는 전체도이다.
도 6은 밸브 장치의 밸브 바디의 나사 구멍 부근에 대하여 나타내는 확대 단면도이다.
도 7은 보호 부재의 상면도이다.
도 8은 도 7의 보호 부재에 있어서의 3C-3C선에서의 단면도이다.
도 9는 본 실시 형태의 밸브 장치를 이용하는 유체 제어 장치의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 반도체 제조 장치의 개략 구성도이다.
이하, 본 개시의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 설명에 있어서 같은 요소에는 동일 부호를 부여하여, 중복되는 설명을 적절히 생략한다.
우선, 도 9를 참조하여, 본 발명이 적용되는 유체 제어 장치의 일례를 설명한다. 도 9는 본 실시 형태의 밸브 장치를 이용하는 유체 제어 장치의 일례를 나타내는 사시도이다. 도 9에 나타내는 유체 제어 장치는 금속제의 베이스 플레이트(BS) 위에는 폭 방향(W1, W2)을 따라 배열되어 길이 방향(G1, G2)으로 늘어나는 5개의 레일 부재(500)가 설치되어 있다.
또한, W1은 정면측, W2는 배면측, G1은 상류측, G2는 하류측 방향을 나타내고 있다. 각 레일 부재(500)에는 복수의 유로 블록(200)을 통해 각종 유체 기기(110A~110E)가 설치되고, 복수의 유로 블록(200)에 의해 상류측에서 하류측을 향해 유체가 유통하는 도시하지 않은 유로가 각각 형성되어 있다.
여기서, 「유체 기기」란 유체의 흐름을 제어하는 유체 제어 장치에 사용되는 기기로서, 유체 유로를 획정하는 바디를 구비하고, 이 바디의 표면에서 개구하는 적어도 2개의 유로구를 가지는 기기이다. 구체적으로는, 개폐 밸브(2측 밸브)(110A), 레귤레이터(110B), 프레셔 게이지(110C), 개폐 밸브(3측 밸브)(110D), 매스 플로우 컨트롤러(110E) 등이 포함되지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 도입관(310)은 상기 도시되지 않은 유로의 상류측의 유로구에 접속되어 있다. 이 유체 제어 장치는 5개의 레일 부재(500)에 각각 G2 방향으로 흐르는 5개의 유로가 형성되어 있고, 각각의 유로의 폭 방향(W1, W2)의 길이를 10mm 이하, 즉, 각 유체 기기의 폭(치수)를 10mm 이하로 할 수도 있다.
본 발명은 상기한 개폐 밸브(110A, 110D), 레귤레이터(110B) 등의 여러 가지 밸브 장치에 적용 가능하지만, 본 실시 형태에서는, 개폐 밸브에 적용하는 경우를 예로 들어 설명한다.
도 1은 본 실시 형태에 따른 밸브 장치(1)의 일부를 단면으로 나타내는 전체도이다. 도 2는 밸브 바디(3)의 나사 구멍(33) 부근에 대하여 나타내는 확대 단면도이다. 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 밸브 장치(1)는 케이싱(2)과, 밸브 바디(3)와, 밸브 시트(41)와, 이너 디스크(42)와, 다이어프램(5)과, 가압 어댑터(6)와, 어댑터 고정 링(7)과, 다이어프램 프레서(8)를 가진다. 또한, 도면 중의 화살표(A1, A2)는 상하 방향으로서 A1이 상방향, A2가 하방향을 나타내는 것으로 한다. 화살표(B1, B2)는 밸브 장치(1)의 밸브 바디(3)의 길이 방향으로서, B1이 일단측, B2가 타단측을 나타내는 것으로 한다. 화살표(A1, A2) 및 화살표(B1, B2)에 함께 직교하는 방향은 폭 방향이다.
밸브 바디(3)는 블록 형상으로 형성되고, 저면(3b)에서 개구하는 가스의 제1 유로(31) 및 제2 유로(32)를 획정하고 있다. 제1 유로(31) 및 제2 유로(32)의 저면(3b)에 있어서의 개구의 주위에는, 도시하지 않은 실링 부재를 유지하는 오목 형상의 유지부(31a 및 32a)가 형성되어 있다. 제1 유로(31) 및 제2 유로(32)는 저면(3b)측과는 반대측의 개구로 통하는 밸브실에서 서로 연통하고 있다.
밸브 바디(3)는 더욱이 상면(3a)에서 열린 나사 구멍(33)을 가지고, 밸브실을 통해 제1 유로(31) 및 제2 유로(32)와 연통하고 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 밸브실에 유량을 조정하기 위한 오리피스체(35)를 가지고 있지만, 오리피스체(35)를 가지지 않은 구성일 수도 있다. 밸브 바디(3)는 길이 방향의 나사 구멍(33)을 끼우듯이 2개의 관통공(34)이 형성되어 있다. 관통공(34)에는, 도 9에 도시한 바와 같은 유로 블록(200) 위에 밸브 바디(3)를 고정하기 위한 체결 볼트가 삽입된다.
밸브 시트(41)는 밸브 바디(3) 내에 형성된 제1 유로(31)에 접속하는 개구(36)의 주위에 배치된다. 본 실시 형태에 있어서는, 제1 유로(31)에 접속하는 오리피스체(35)의 개구의 주위에 배치되어 있지만, 오리피스체(35)를 갖지 않는 구성에 있어서는, 밸브 바디(3)의 개구 등의 제1 유로(31)에 접속하는 개구(36)의 주위에 배치할 수 있다. 밸브 시트(41)는, 예를 들면 PFA, PTFE 등의 수지로 탄성변형 가능하게 형성되어 있다.
이너 디스크(42)는 밸브 시트(41)의 주위에 배치되고, 제1 유로(31)의 가스 및 제2 유로(32)의 가스를 각각 통과시키는 구멍을 가지고 있다.
다이어프램(5)은 밸브 시트(41)에 대하여 접촉 위치 및 비접촉 위치 사이에서 이동함으로써, 유로의 개폐를 수행하여 밸브체로 기능한다. 또한, 다이어프램(5)은 밸브 시트(41)보다 큰 직경을 가지고, 스테인리스, NiCo계 합금 등의 금속이나 불소계 수지로 구형 셸(球殼) 형상으로 탄성변형 가능하게 형성되어 있다.
가압 어댑터(6)는 다이어프램(5)의 주변부에 접촉하고, 이너 디스크(42) 사이에서 다이어프램(5)을 협지(挾持)한다.
어댑터 고정 링(7)은 밸브 바디(3)에 형성된 나사 구멍(33)에 나사 결합하여 가압 어댑터(6) 및 다이어프램(5)을 압압함과 동시에, 밸브 바디(3) 내에 고정된다. 이와 같이, 다이어프램(5)은 가압 어댑터(6)을 통해 어댑터 고정 링(7)의 하단면에 의해 밸브 바디(3)를 향해 눌림으로써, 밸브 시트(41)에 대하여 접촉 이격 가능하게 밸브 바디(3)에 지지되어 있다. 도 3은 어댑터 고정 링(7)의 평면도이다. 도 4는 어댑터 고정 링(7)의 측면도이다. 이들 도면에 나타난 바와 같이, 어댑터 고정 링(7)은 외측에 링 나사부(71)를 가지고, 내측에 축 방향으로 늘어나는 복수의 홈(72)을 가지고 있다. 홈(72)은 나사 구멍(33)에 어댑터 고정 링(7)을 설치 및 분리시에, 어댑터 고정 링(7)을 회전시키기 위한 공구와 걸림 결합하는 것이다. 이에 의해, 어댑터 고정 링(7)은 가압 어댑터(6) 및 다이어프램(5)을 밸브 바디(3)에 대하여 보다 확실히 고정할 수 있다. 또한, 어댑터 고정 링(7)은 금속에 의해 형성되어 있어도 되고, 밸브 바디(3)와 같은 재료 또는 열팽창율이 비슷한 값의 재료로 할 수 있다.
케이싱(2)은 다이어프램(5)을 작동시키는 액튜에이터를 내장하고, 나사 구멍(33)에 나사 결합하여 밸브 바디(3) 위에 고정된다. 케이싱(2)은 전체적으로 원통 형상이며, 내부에 도시하지 않은 액튜에이터를 내장하고 있다. 액튜에이터는, 예를 들면, 압축 에어로 구동되는 피스톤 등으로 할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 수동, 압전 액튜에이터, 솔레노이드 액튜에이터 등 여러 가지의 액튜에이터를 채용할 수 있다. 액튜에이터를 내장하고 있는 케이싱(2)은 액튜에이터의 일부를 구성하여도 되고, 액튜에이터와 다른 체라도 된다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 케이싱(2)의 밸브 바디(3)와 접속되는 부분의 외주에는 케이싱 나사부(22)가 형성되고, 밸브 바디(3)의 나사 구멍(33)과 나사 결합하여, 밸브 바디(3)와 접속된다. 이때, 밸브 바디(3)는 먼저 나사 구멍(33)에 나사 결합된 어댑터 고정 링(7)에 접촉하지 않고, 간극(73)을 가지고 배치될 수 있다.
다이어프램 프레서(8)는 다이어프램(5)의 밸브 시트(41)측과는 반대측에서 다이어프램(5)의 중앙부와 상방에서 접촉한다. 다이어프램 프레서(8)는 케이싱(2) 내의 액튜에이터에 접속되고, 액튜에이터의 동작에 따라 이동한다. 여기서, 다이어프램 프레서(8)의 나사 구멍(33)의 연장 방향의 길이는 어댑터 고정 링(7)의 길이보다 길게 할 수 있고, 이에 따라, 어댑터 고정 링(7)이 있는 경우라도, 케이싱(2) 내의 액튜에이터의 동작을 다이어프램(5)으로 전할 수 있다.
케이싱(2)의 밸브 바디(3)와 접속되는 부분은 통 형상이며, 내부에 케이싱(2)에 내장된 액튜에이터에 의해 상하 방향(A1, A2)으로 구동되는 스템(21)을 가지고 있다. 스템(21)과 케이싱(2)의 밸브 바디(3)와 접속되는 부분 사이에는 오링(24)이 설치되고, 밸브실측과 액튜에이터측 사이를 씰하고 있다. 스템(21)은 하측이 반구 형상으로 형성되어 다이어프램 프레서(8)와 접속하고 있으며, 다이어프램 프레서(8)가 하방향(A2)으로 구동되면, 다이어프램 프레서(8)를 통해 다이어프램(5)이 압압된다.
도 2에서는, 다이어프램(5)은 다이어프램 프레서(8)에 의해 압압되어 탄성변형하고, 밸브 시트(41)에 눌려 있는 상태에 있다. 다이어프램 프레서(8)에 의한 압압을 개방하면, 구형 셸 형상으로 복원한다. 다이어프램(5)이 밸브 시트(41)에 눌려 있는 상태에서는, 제1 유로(31)가 폐쇄되고, 다이어프램 프레서(8)가 상방향(A1)으로 이동하면, 다이어프램(5)이 밸브 시트(41)로부터 떨어지고, 제1 유로(31)는 개방되고, 제2 유로(32)와 연통한다. 또한, 스템(21)의 하방향(A2)측이 반구 형상으로 형성되어 있지만, 다이어프램 프레서(8)의 상방향(A1)측이 반구 형상으로 형성되어 스템(21)의 하방향(A2)측이 평면으로 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 케이싱(2)과 어댑터 고정 링(7)은 다른 체로 형성되어 있기 때문에, 케이싱(2)에 물리적인 충격이 발생한 경우라도, 어댑터 고정 링(7)에 전해지는 영향을 억제할 수 있고, 유로의 개폐로의 영향을 억제할 수 있다. 이에 의해 물리적 충격에 대한 밸브체로의 영향을 더 저감시킨 밸브 장치(1)로 할 수 있다. 또한, 나사 구멍(33)에 있어서, 어댑터 고정 링(7) 및 케이싱(2)은 서로 간극(73)을 가지고 배치되어 있기 때문에, 케이싱(2)에 물리적인 충격이 발생한 경우라도, 어댑터 고정 링(7)에 전해지는 영향을 보다 작게 할 수 있다. 이에 의해, 유로의 개폐로의 영향을 더 억제할 수 있고, 물리적 충격에 대한 밸브체로의 영향을 더 저감시킨 밸브 장치(1)로 할 수 있다. 또한, 스템(21)과 다이어프램 프레서(8)가 점 접촉에 의해 접속되어 있기 때문에, 케이싱(2)에 물리적인 충격이 발생한 경우라도, 다이어프램 프레서(8), 어댑터 고정 링(7), 나아가서는 다이어프램(5)으로의 영향을 보다 저감시킬 수 있다. 또한, 상술한 밸브 장치(1)는 폭 방향의 치수를 10mm 이하의 밸브 장치(1)에 적용할 수 있다. 이에 의해, 밸브 장치(1)의 한 방향의 폭과 높이의 비가 크고, 케이싱(2)에 발생한 충격이 큰 모멘트가 되어 밸브 바디(3)에 전해지는 형상이더라도, 유로의 개폐 부분으로의 영향을 억제할 수 있기 때문에, 물리적 충격에 대한 밸브체로의 영향을 보다 저감시킨 밸브 장치(1)로 할 수 있다.
도 5는 본 실시 형태의 변형 예에 따른 밸브 장치(10)의 일부를 단면으로 나타내는 전체도이다. 도 6은 밸브 장치(10)의 밸브 바디(3)의 나사 구멍(33) 부근에 대하여 나타내는 확대 단면도이다. 이 변형 예의 밸브 장치(10)에서는, 케이싱(2)이 밸브 바디(3)의 상면(3a)과 접촉하는 보호 부재(50)를 더 가지고 있는 점 이외에는, 상술한 밸브 장치(1)와 같기 때문에, 중복되는 설명을 생략한다.
이들 도면에 나타난 바와 같이, 보호 부재(50)는 케이싱 나사부(22)의 상부에 나사 결합되고, 그 상태에서 케이싱 나사부(22)가 밸브 바디(3)의 나사 구멍(33)에 나사 결합됨으로써, 밸브 바디(3)의 상면(3a)에 접촉한다. 또한, 본 변형 예에 있어서는, 보호 부재(50)는 케이싱(2)과 별도로 형성하고, 케이싱 나사부(22)와 나사 결합하여 일체화시키는 것으로 하였지만, 보호 부재(50)를 케이싱(2)과 일체적으로 형성하는 것으로 할 수도 있다. 여기서, 도시하지는 않았지만, 케이싱(2) 및 보호 부재(50)의 폭 방향 길이는 밸브 바디(3)의 폭 방향 길이 이하로 할 수 있다.
케이싱 나사부(22)에 보호 부재(50)가 설치되어 있지 않은 상태에서는, 케이싱(2)이 물리적인 충격을 받아 굽힘 모멘트가 작용하면, 밸브 바디(3)의 나사 구멍(33)의 개구단에 있어서, 케이싱(2)과 밸브 바디(3) 사이에 응력이 집중한다. 특히, 케이싱(2) 및 밸브 바디(3)의 폭 방향 길이가 작고, 케이싱(2)의 높이가 상대적으로 커지면, 응력 집중에 따라 밸브 바디(3)의 일부가 파손되어 버릴 우려도 있다. 본 변형 예에 있어서는, 보호 부재(50)에 의해 케이싱(2)에 있어서 발생한 굽힘 모멘트를 밸브 바디(3)의 상면(3a)에서 받음으로써, 응력을 분산시킬 수 있다.
또한, 더블 너트 구조를 채용한 경우, 케이싱(2)의 밸브 바디(3)에 대한 나사 삽입 위치를 미세 조정할 수 있다. 이에 의해, 밸브 개시의 다이어프램의 변위량이 변화하기 때문에, 밸브 개시의 가스의 유량을 미세 조정하면서 조립하는 것이 가능하다.
도 7은 보호 부재(50)의 상면도이다. 도 8은 도 7의 보호 부재에 있어서의 3C-3C선에서의 단면도이다. 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 보호 부재(50)는 금속제의 원환상 부재로 이루어짐과 동시에, 상하 대칭한 형상을 가진다. 보호 부재(50)의 내주에는 케이싱 나사부(22)에 나사 결합하는 보호 부재 나사부(50a)가 형성되어 있다. 또한, 보호 부재(50)의 양 단면은 평면으로 이루어지는 접촉 단면(50t)으로 되어 있고, 후술하는 바와 같이, 접촉 단면(50t)의 한쪽이 밸브 바디(3)의 상면(3a)에 접촉 가능하도록 되어 있다. 접촉 단면(50t)은 평면으로 구성되기 때문에, 접촉 단면(50t)은 전면적으로 밸브 바디(3)의 상면(3a)에 접촉 가능하다. 보호 부재(50)의 측면에는 도시하지 않은 둥근 구멍이 뚫려 있고, 걸림 핀 스패너를 이용하여 돌릴 수 있다.
도 7 및 도 8에 도시되는 보호 부재(50)에는 단면 원주 각부에 모따기가 되어 있지만, 접촉 단면(50t)의 면적을 크게 하고, 상면(3a)과 접촉하는 면적을 크게 하기 위하여, 모따기의 크기는 작은 쪽이 바람직하다.
본 실시 형태에서는, 보호 부재(50)를 원환상으로 하였지만, 환 형상이기만 하면, 외형은 원형으로 한정되지 않는다. 다만, 보호 부재(50)의 외윤곽이 밸브 바디(3)의 상면(3a) 안에 들어 있는 것이 바람직하다.
또한, 보호 부재(50)를 나사 결합에 의해 고정하는 구성을 채용하였지만, 코킹이나 용접 등의 다른 대체 수단을 채용할 수도 있다.
상기 실시 형태에서는, 유체 제어 장치로서 복수의 유로 블록(200)에 밸브 장치를 탑재한 것을 예시하였지만, 분할 타입의 유로 블록(200) 이외에도, 일체형의 유로 블록이나 유로 플레이트에 대하여도 본 발명의 밸브 장치는 적용 가능하다.
상기 실시 형태에서는, 본 발명의 밸브 장치로서 액튜에이터를 압축 에어 등에 의해 자동 개폐하는 것을 예시하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 수동 밸브에도 적용 가능하다.
다음, 도 10을 참조하여, 상기한 유체 제어 장치의 적용 예에 대하여 설명한다.
도 10에 나타내는 반도체 제조 장치(1000)는 ALD법에 의한 반도체 제조 프로세스를 실행하기 위한 장치이며, 300은 프로세스 가스 공급원, 400은 가스 박스, 510은 탱크, 600은 제어부, 700은 처리 챔버, 800은 배기 펌프, 900은 개폐 밸브를 나타내고 있다.
ALD법에 의한 반도체 제조 프로세스에서는, 처리 가스의 유량을 정밀하게 조정할 필요가 있음과 동시에, 기판의 대구경화에 의해 처리 가스의 유량을 어느 정도 확보할 필요도 있다.
가스 박스(400)는 정확하게 계량한 프로세스 가스를 처리 챔버(700)에 공급하기 위하여, 개폐 밸브, 레귤레이터, 매스 플로우 컨트롤러 등의 각종 유체 기기를 집적화하여 박스에 수용한 상기의 유체 제어 장치를 내장하고 있다.
탱크(510)는 가스 박스(400)에서 공급되는 처리 가스를 일시적으로 저장하는 버퍼로서 기능한다.
개폐 밸브(900)는 가스 박스(400)에서 계량된 가스의 유량을 제어한다.
제어부(600)는 개폐 밸브(900)를 제어하여 유량 제어를 실행한다.
처리 챔버(700)는 ALD법에 의한 기판으로의 막 형성을 위한 밀폐 처리 공간을 제공한다.
배기 펌프(800)는 처리 챔버(700) 내를 진공으로 한다.
상기 적용 예에서는, 유체 제어 장치(1)를 ALD법에 의한 반도체 제조 프로세스에 이용하는 경우에 대하여 예시하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은, 예를 들면 원자층 식각법(ALE:Atomic Layer Etching법) 등 정밀한 유량 조정이 필요한 모든 대상에 적용 가능하다.
1, 10 : 밸브 장치
2 : 케이싱
3 : 밸브 바디
3a : 상면
3b : 저면
5 : 다이어프램
6 : 가압 어댑터
7 : 어댑터 고정 링
8 : 다이어프램 프레서
21 : 스템
22 : 케이싱 나사부
24 : 오링
31 : 제1 유로
31a : 유지부
32 : 제2 유로
33 : 나사 구멍
34 : 관통공
35 : 오리피스체
36 : 개구
41 : 밸브 시트
42 : 이너 디스크
50 : 보호 부재
50a : 보호 부재 나사부
50t : 접촉 단면
71 : 링 나사부
72 : 홈
73 : 간극
110A : 개폐 밸브
110B : 레귤레이터
110C : 프레셔 게이지
110D : 개폐 밸브
110E : 매스 플로우 컨트롤러
200 : 유로 블록
310 : 도입관
400 : 가스 박스
500 : 레일 부재
510 : 탱크
600 : 제어부
700 : 처리 챔버
800 : 배기 펌프
900 : 개폐 밸브
1000 : 반도체 제조 장치
A1 : 상방향
A2 : 하방향
B1, B2 : 화살표
BS : 베이스 플레이트
G1, G2 : 길이 방향
W1, W2 : 폭 방향

Claims (10)

  1. 밸브 바디 내에 형성된 유로에 접속하는 개구부의 주위에 배치되는 밸브 시트와,
    상기 밸브 시트에 대하여 접촉 위치 및 비접촉 위치 사이에서 이동함으로써, 상기 유로의 개폐를 수행하는 다이어프램과,
    상기 다이어프램의 주변부에 접촉하는 가압 어댑터와,
    상기 다이어프램을 작동시키는 액튜에이터를 내장하고, 상기 밸브 바디에 형성된 나사 구멍에 나사 결합하여 상기 밸브 바디 위에 고정되는 케이싱과,
    상기 나사 구멍에 나사 결합하여 상기 가압 어댑터 및 상기 다이어프램을 압압하면서, 상기 밸브 바디 내에 고정되는 어댑터 고정 링
    을 구비하는 밸브 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 나사 구멍에 있어서, 상기 어댑터 고정 링 및 상기 케이싱은 서로 간극을 가지고 배치되는, 밸브 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 어댑터 고정 링은 외측에 나사부를 가지고, 내측에 축 방향으로 늘어나는 복수의 홈을 가지고 있는, 밸브 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 케이싱은 상기 밸브 바디의 상면과 접촉하는 보호 부재를 가지는, 밸브 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다이어프램의 상기 밸브 시트 측과의 반대측에서 상기 다이어프램의 중앙부와 접촉하는 다이어프램 홀더를 더욱 구비하고,
    상기 다이어프램 프레서의 상기 나사 구멍의 연장 방향의 길이는 상기 어댑터 고정 링의 길이보다 긴, 밸브 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브 바디의 한 방향의 치수가 10mm 이하인, 밸브 장치.
  7. 상류측에서 하류측을 향해 복수의 유체 기기가 배열된 유체 제어 장치로서,
    상기 복수의 유체 기기는 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항의 밸브 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 제어 장치.
  8. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항의 밸브 장치를 이용하여, 유체의 유량을 조정하는 유량 제어 방법.
  9. 밀폐된 챔버 내에 있어서 프로세스 가스에 의한 처리 공정을 필요로 하는 반도체 장치의 제조 프로세스에 있어서, 상기 프로세스 가스의 제어에 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항의 밸브 장치를 이용하는 반도체 제조 장치.
  10. 밀폐된 챔버 내에 있어서 프로세스 가스에 의한 처리 공정을 필요로 하는 반도체 장치의 제조 프로세스에 있어서, 상기 프로세스 가스의 유량 제어에 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항의 밸브 장치를 이용하는 반도체 제조 방법.
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