TW201938840A - 閥裝置、流量控制方法、流體控制裝置、半導體製造方法及半導體製造裝置 - Google Patents

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Abstract

[課題]提供可以更簡易地調整將閥打開時的流量用的閥裝置。 　　[技術內容]閥裝置(1)，是具備：第1流路(12)及第2流路(13)是形成於內部的閥殼體(10)；及將第1流路的開口閉鎖將第1流路及第2流路遮斷，並且將第1流路的開口開放將第1流路及第2流路連通的閥體(20)；及在閥體將開口閉鎖的閉位置、及將開口開放的開位置之間移動的操作構件(40)；及限定操作構件的開位置，並且具有由對應電場的變化而變形的化合物所構成的電力驅動材料，藉由電力驅動材料的變形，將被規定的開位置變化的調整致動器(100)。

Description

閥裝置、流量控制方法、流體控制裝置、半導體製造方法及半導體製造裝置
本發明，是有關於閥裝置、流量控制方法、流體控制裝置、半導體製造方法及半導體製造裝置。
在半導體製造程序中，為了將正確地被計量的處理氣體供給至處理腔室，而使用將開閉閥、調節器、質量流動控制器等的各種的流體控制機器集成化的集成化氣體系統的流體控制裝置。將此集成化氣體系統收容於盒者是氣體盒。 　　通常，將從上述的氣體盒被輸出的處理氣體朝處理腔室直接供給，但是在藉由原子層堆積法(ALD：Atomic Layer Deposition 法)將膜堆積在基板的處理程序中，為了將處理氣體穩定地供給而將從氣體盒被供給的處理氣體暫時地貯留在作為暫存器的槽桶，將設於與處理腔室最近的閥由高頻率將開閉使來自槽桶的處理氣體朝真空氣氛的處理腔室供給。又，設於與處理腔室最近的閥，是例如，參照專利文獻1、2。
ALD法，是化學氣相成長法之一，在溫度和時間等的鍍膜條件下，將2種類以上的處理氣體每次1種類地在基板表面上交互地流動，在基板表面上與原子反應使每次堆積單層膜的方法，因為可每次單原子層地控制，所以可以形成均一的膜厚，可以使膜質非常緊密地將膜成長。 　　在由ALD法所進行的半導體製造程序中，有必要將處理氣體的流量精密地調整，並且因為基板的大口徑化等，也有必要將處理氣體的流量某程度確保。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2007-64333號公報 　　[專利文獻2]日本特開2016-121776號公報
[本發明所欲解決的課題]
但是空氣驅動式的閥，不容易藉由空壓調整和機械的調整將流量精密地調整。且，在由ALD法所進行的半導體製造程序中，處理腔室周邊因為是成為高溫，所以閥容易受到溫度的影響。進一步，因為由高頻率將閥開閉，所以閥容易發生經時、經年變化，在維持精密的流量用的流量調整作業需要龐大的工時。
本發明是有鑑於上述的狀況者，其目的是提供一種可以將閥打開時的打開量更簡易地調整之閥裝置、流量控制方法及流體控制裝置，以及，在由加工氣體所進行的處理過程中，可以更簡易地調整將閥打開時的打開量之半導體製造方法及半導體製造裝置。 [用以解決課題的手段]
本揭示的閥裝置，是具備：第1流路及第2流路是形成於內部的閥殼體；及將前述第1流路的開口閉鎖將前述第1流路及前述第2流路遮斷，並且將前述第1流路的開口開放將前述第1流路及前述第2流路連通的閥體；及在前述閥體將前述開口閉鎖的閉位置、及將前述開口開放的開位置之間移動的操作構件；及限定前述操作構件的前述開位置，並且具有由對應電場的變化而變形的化合物所構成的電力驅動材料，藉由前述電力驅動材料的變形，使被規定的前述開位置變化的調整致動器。
且在本揭示的閥裝置中，前述調整致動器，是包含前述電力驅動材料的複數元件，是可以作成在前述操作構件的移動方向被層疊的構造。
且在本揭示的閥裝置中，前述電力驅動材料，是壓電材料或是電力驅動型高分子材料也可以。且，在此情況下，前述電力驅動型高分子材料，是可以使用電性EAP、非離子性EAP及離子性EAP的其中任一。
且在本揭示的閥裝置中，進一步具備：將前述操作構件朝前述閉位置推迫的彈性構件、及將前述操作構件抵抗前述彈性構件朝前述開位置推迫的主致動器也可以。
且在本揭示的閥裝置中，前述主致動器，是藉由將前述調整致動器的側面作為流路的一部分被供給的驅動流體，將前述操作構件朝前述開位置移動也可以。
且在本揭示的閥裝置中，進一步具備：將前述調整致動器把持的環狀的致動器推件、及在前述致動器推件的內側與前述調整致動器連接的配線，前述致動器推件，是具有將前述致動器推件的內側及外側連通的致動器推流通路也可以。
且在本揭示的閥裝置中，進一步具備：被安裝於前述主致動器的外殼，並且將前述致動器推件連接的調整殼體，前述調整殼體，是具有：在前述致動器推件的內側開口，供給前述驅動流體，並且讓前述配線通過的調整殼體流通路也可以。
本揭示的流量控制方法，是使用上述的閥裝置之中其中任一的閥裝置，調整流體的流量。
本揭示的流體控制裝置，是具有複數流體機器，包含上述的閥裝置之中其中任一的閥裝置。
本揭示的半導體製造方法，是在被密閉的腔室內需要由加工氣體所進行的處理過程之半導體裝置的製造程序中，在前述加工氣體的流量控制，使用上述的閥裝置之中其中任一的閥裝置。
本揭示的半導體製造裝置，是在被密閉的腔室內需要由加工氣體所進行的處理過程之半導體裝置的製造程序中，在前述加工氣體的控制，使用上述的閥裝置之中其中任一的閥裝置。 [發明的效果]
依據本發明的閥裝置、流量控制方法及流體控制裝置的話，可以更簡易地調整將閥打開時的打開量。且依據本發明的半導體製造方法及半導體製造裝置的話，在由加工氣體所進行的處理過程中，可以更簡易地調整將閥打開時的打開量。
以下，參照圖面說明本發明的實施例。又，在本說明書及圖面中，對於功能實質上同樣的構成要素中，是使用同樣的符號並省略重複的說明。 　　首先，參照第11圖，說明本發明所適用的流體控制裝置的一例。 　　第11圖所示的流體控制裝置，是在金屬製的基座托板BS上，設有沿著寬度方向W1、W2被配列並朝長度方向G1、G2延伸的5條軌道構件994。又，W1是顯示正面側的方向，W2是顯示背面側的方向，G1是顯示上游側的方向，G2是顯示下游側的方向。在各軌道構件994中，透過複數流路塊體992被設置各種流體機器991A～991E，藉由複數流路塊體992，而從上游側朝向下游側各別形成讓流體流通的無圖示的流路。
在此，「流體機器」，是被使用在將流體的流動控制的流體控制裝置的機器，具備將流體流路劃界的殼體，具有在此殼體的表面開口的至少2個流路口的機器。具體而言，包含開閉閥(雙向閥)991A、調節器991B、壓力測定器991C、開閉閥(三向閥)991D、質量流動控制器991E等，但非限定於這些。又，導入管993，是與上述的無圖示的流路的上游側的流路口連接。此流體控制裝置，是藉由使複數流路塊體992被固定在5條軌道構件994而形成各別流動於G2方向的5條流路，為了小型化、集成化，將各流路的寬度方向W1、W2的長度設成10mm以下，即，將各流體機器的寬度(尺寸)設成10mm以下。
本發明，可適用在上述的開閉閥991A、991D、調節器991B等的各種的閥裝置，但是在本實施例中，舉例適用於開閉閥(閥裝置)的情況的例說明。 　　第1圖，是顯示本發明的一實施例的閥裝置的構成的圖，顯示閥是全閉時的狀態，第2圖是第1圖的調整致動器附近的放大剖面圖，第3圖是第1圖的隔膜附近的放大剖面圖。又，在以下的說明將上方向設成開方向A1、將下方向設成閉方向A2。 　　在第1圖中，1是閥裝置，10是閥殼體，20是作為閥體的隔膜，38是隔膜推件，30是罩蓋，40是操作構件，50是外殼，60是主致動器，70是調整殼體，80是致動器推件，90是捲簧，100是調整致動器，OR是作為密封構件的O形環。
閥殼體10，是由不銹鋼所形成，具有：塊體狀的閥殼體本體10a、及從閥殼體本體10a的側方各別突出的連接部10b、10c，將第1流路12及第2流路13劃界。第1流路12及第2流路13的一端，是分別在連接部10b、10c的端面開口，另一端是分別與朝上方開放的凹狀的閥室14連通。在閥室14的底面中，合成樹脂(PFA、PA、PI、PCTFE等)製的閥座15是被嵌合固定在設於第1流路12的另一端側的開口(以下，只稱為「開口」)周緣的裝設溝。且，在本實施例中，從第3圖明顯可知，雖藉由緊固加工使閥座15被固定於裝設溝內，但是即使不依靠緊固地被配置也可以。
隔膜20，是將閥殼體10的第1流路12的開口閉鎖將第1流路12及第2流路13遮斷，並且將第1流路12的開口開放將第1流路12及第2流路13連通的閥體。隔膜20，是被配設在閥座15的上方，將閥室14的氣密保持，並且其中央部是藉由上下動與閥座15抵接/分離，而將第1流路12及第2流路13遮斷或是連通。在本實施例中，隔膜20，是藉由將特殊不銹鋼等的金屬製薄板及鎳鈷合金薄板的中央部朝上方膨出，使朝上凸的圓弧狀成為自然狀態的球殼狀。在本實施例中，此特殊不銹鋼薄板3枚及鎳鈷合金薄板1枚是被層疊，而構成隔膜20。 　　隔膜20，其周緣部是被載置在閥室14的內周面的突出部上，藉由將朝閥室14內插入的罩蓋30的下端部朝閥殼體10的螺紋部16螺入，而透過不銹鋼合金製的推壓轉接環25朝閥殼體10的前述突出部側被推壓，在氣密狀態下被挾持固定。且，鎳鈷合金薄膜，是被配置於接氣體側。 　　又，隔膜，也可使用其他的構成者。
操作構件40，是在閥體也就是隔膜20將第1流路12的開口閉鎖的閉位置、及將開口開放的開位置之間移動。操作構件40，是大致形成圓筒狀，與形成於罩蓋30的內周面及外殼50內的筒狀部51的內周面嵌合，朝上下方向可移動自如地被支撐。又，第1圖及第2圖所示的A1、A2是操作構件40的移動方向，A1是顯示朝隔膜20的開狀態的移動方向，A2是顯示朝閉狀態的移動方向。在本實施例中，對於閥殼體10的上方向是開方向A1，下方向是閉方向A2，但是本發明不限定於此。 　　在操作構件40的下端面中裝設有與隔膜20的中央部上面抵接的聚醯亞胺等的合成樹脂製的隔膜推件38。 　　在形成於操作構件40的外周面的鍔部45的上面、及外殼50的頂面之間，是設有捲簧90，操作構件40是藉由捲簧90朝向閉方向A2時常被推迫。因此，如第2圖所示，在主致動器60未作動狀態下，鍔部45是藉由捲簧90被推迫，鍔部45及筒狀部51之間的距離是成為D0。 　　此時，如第3圖所示，隔膜20是朝閥座15被推壓，第1流路12及第2流路13之間是成為被關閉的狀態。 　　又，鍔部45，雖是與操作構件40一體，但別體也可以。
捲簧90，是被收容在形成於外殼50的內周面及筒狀部51之間的保持部52。在本實施例中，雖使用捲簧90，但不限定於此，可以使用碟形彈簧和板彈簧等的其他種類的彈性構件。
外殼50，是藉由使其下端部內周被螺入形成於罩蓋30的上端部外周的螺紋部36，而被固定於罩蓋30。又，在罩蓋30上端面及外殼50之間，固定有環狀的塊體頭63。 　　在操作構件40的外周面、及外殼50及罩蓋30之間，是形成有藉由塊體頭63而被上下區劃的汽缸室C1、C2。
在上側的汽缸室C1中，形成環狀的活塞61是被嵌合插入，在下側的汽缸室C2中，形成環狀的活塞62是被嵌合插入。這些汽缸室C1、C2及活塞61、62，是構成使操作構件40抵抗彈性構件也就是捲簧90朝開位置移動的主致動器60。主致動器60，是藉由使用2個活塞61、62將壓力的作用面積增加，而可以將由驅動流體G所產生的力增力。 　　汽缸室C1的活塞61的上側的空間，是藉由通氣路53與大氣連接。汽缸室C2的活塞62的上側的空間，是藉由通氣路h1與大氣連接。
在第4圖中，驅動流體G被供給的領域是由剖面線被顯示。驅動流體G，是例如壓縮空氣，但是不限定於此。在此圖中，是為了容易了解說明，而省略驅動流體G被供給的領域以外的剖面線等的記載。因為汽缸室C1、C2的活塞61、62的下側的空間是被供給高壓的驅動流體G，所以藉由O形環OR被氣密地保持。這些的空間，是各別與形成於操作構件40的操作構件流通路41、42連通。操作構件流通路41、42，是與形成於操作構件40的內側的第2空壓流路Ch2連通，第2空壓流路Ch2，是與形成於操作構件40的內周面及調整致動器100的外周面之間的第1空壓流路Ch1連通，此第1空壓流路Ch1，是與由操作構件40的上端面、及外殼50的筒狀部51及調整殼體70的下端面所形成的空間SP連通。將調整致動器100把持的環狀的致動器推件80，是具有將其內側及外側連通的致動器推流通路81，致動器推流通路81，是將貫通空間SP及調整殼體70的中心部的調整殼體流通路71連接。調整殼體流通路71，是透過管接頭150與管160連通。由此從管160被供給的驅動流體G，是被供給至汽缸室C1及C2，將活塞61及62朝方向A1推舉。如此，藉由將調整致動器100的側面作為流路的一部分供給驅動流體G，就可以將閥裝置1更小型化。在此，第1空壓流路Ch1及第2空壓流路Ch2的開閉方向A1、A2長度，可以對應主致動器60的開閉方向A1、A2長度、及調整致動器100的開閉方向A1、A2長度適宜決定，此情況時不具有第2空壓流路Ch2，操作構件流通路41、42是直接與第1空壓流路Ch1連接的構成也可以。
調整致動器100，是具有：限定操作構件40的開位置，並且由對應電場的變化而變形的化合物所構成的電力驅動材料。操作構件40的開位置，是藉由從調整致動器100的操作構件40所承受的壓力的彈性變形而被規定者也可以。即調整致動器100，是藉由電流或是電壓使電力驅動材料的形狀和大小變化，就可以使被規定的操作構件40的開位置變化。這種電力驅動材料，是壓電材料也可以，壓電材料以外的電力驅動材料也可以。使用壓電材料以外的電力驅動材料的情況時可以使用電力驅動型高分子材料。 　　電力驅動型高分子材料，也稱為電活性高分子材料(Electro Active Polymer：EAP)，例如具有：藉由外部電場和庫侖力驅動的電性EAP、及藉由將聚合物膨潤的溶劑使電場流動變形的非離子性EAP、藉由由電場所產生的離子和分子的移動驅動的離子性EAP等，可以使用這些的其中任一或是組合。
電性EAP，是使用例如聚氟化亞乙烯(PolyVinylidene DiFluoride：PVDF)等的壓電性高分子也可以，使用丙烯酸橡膠和矽橡膠等的電介體彈性體也可以。非離子性EAP，是可以使用例如將聚乙烯醇凝膠(Polyvinyl alcohol：PVA)由電介性溶劑也就是二甲亞碸(Dimethyl sulfoxide：DMSO)膨潤的凝膠等的非離子性凝膠。 　　離子性EAP，是可以使用例如在聚丙烯腈 (Polyacrylonitrile：PAN)纖維將白金無電解鍍膜的PAN-白金纖維等的非離子性凝膠。且，使用聚吡咯和聚苯胺等的電子導電性高分子也可以，使用利用將碳奈米易彎管及離子液體混合的巴克凝膠的巴克凝膠致動器也可以。
且別的離子性EAP，是使用例如在氟系離子交換樹脂等的電解質膜的雙面，將金或是白金等的薄膜電極接合的構造等的離子導電性高分子金屬接合體(Ionic Polymer-Metal Composite：IPMC)也可以。尤其是，將IPMC膨潤的離子液體，是可以使用：在1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸鹽(1-ethyl-3-methylimidazoliumtetrafluoroborate：EMIBF4)水溶液中離子交換者(例如Nafion(日本註冊商標))、和使用包含離子液體也就是1-乙基-3-甲基咪唑鎓三氟乙酸鹽(1-ethyl-3-methylimidazoliumtrifluoroacetate、EMITFA)及1-乙基-3-甲基咪唑鎓雙(三氟甲磺酰基)醯亞胺(1-ethyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl) imide、EMITFSI)、及鹼性金屬離子的氫氧化鈉(NaOH)離子交換者(例如Nafion(日本註冊商標)NRE-211)等。 　　調整致動器100，雖是包含電力驅動材料的複數元件，但是可以作成在操作構件40的移動方向被層疊的構造。且調整致動器100，可以作成使此被層疊的構造被收納在容器，與容器一起變形的構成。且在此情況下複數致動器元件，是各別與配線105連接使動作被控制。
如第1圖所示，朝調整致動器100的供電，是藉由配線105進行。配線105，是在致動器推件80的內側與調整致動器100連接，從那通過調整殼體流通路71及管接頭150朝管160導引，從管160的中途處朝外部被引出。朝外部被引出的配線105是與未圖示的控制裝置連接，依據來自控制裝置的電流或是電壓調整致動器100的伸長被控制。 　　調整致動器100的基端部103的開閉方向的位置，是透過致動器推件80藉由調整殼體70的下端面被規定。調整殼體70，是藉由使設於調整殼體70的外周面的螺紋部被螺入形成於外殼50的上部的螺紋孔56，而被安裝於主致動器60的外殼50。藉由調整調整殼體70的開閉方向A1、A2的位置，就可以調整調整致動器100的開閉方向A1、A2的位置。調整殼體70，是具有：在致動器推件80的內側開口，供給驅動流體G，並且讓配線105通過的調整殼體流通路71。
接著，對於上述構成的閥裝置1的動作參照第5圖～第9圖B進行說明。 　　如第5圖所示，通過管160將規定壓力的驅動流體G供給至閥裝置1內的話，從活塞61、62朝操作構件40朝開方向A1推舉的推力會作用。驅動流體G的壓力，是設定成使操作構件40抵抗從捲簧90作用的閉方向A2的推迫力將操作構件40朝開方向A1移動的充分的值。作用於操作構件40的開方向A1的力，是由調整致動器100被擋住，操作構件40的A1方向的移動，是藉由從操作構件40承受的壓力而在彈性變形的開位置被限制。即在第6圖中，鍔部45及筒狀部51之間的距離，是成為比操作構件是閉位置的距離D0，只有小了調整致動器100彈性變形分的距離D1。在此狀態下，如第7圖所示，隔膜20，是對應彈性變形量從閥座15只有隔離昇降量Lf。在此調整致動器100的彈性變形量是可以忽視的程度的情況時，例如可以將調整致動器100的下面，作為限制操作構件40的開位置者。
在欲調整從第5圖所示的狀態中的閥裝置1的第2流路13被輸出地供給的流體的流量的情況中，使調整致動器100作動。 　　第8圖B及第9圖B的中心線Ct的左側，是顯示第5圖所示的狀態，中心線Ct的右側是顯示將操作構件40的開閉方向A1、A2的位置調整之後的狀態。 　　朝將流體的流量減少的方向調整的情況時，藉由透過配線105的電壓的外加等，如第8圖A所示，將調整致動器100伸長，藉由將調整致動器100的下端面朝閉方向A2移動，將操作構件40的開位置朝閉方向A2移動。由此開狀態中的從操作構件40的閉位置的移動量會減少，鍔部45及筒狀部51之間的距離D2是比通常的閉位置中的距離D1更大。由此，如第8圖B所示，隔膜20及閥座15之間的距離也就是調整後的昇降量Lf-，是比調整前的昇降量Lf更小。 　　朝將流體的流量增加的方向調整的情況時，藉由透過配線105的電壓的外加等，如第9圖A所示，將調整致動器100縮短，藉由將調整致動器100的下端面朝開方向A1移動，將操作構件40朝開方向A1移動。由此開狀態中的從操作構件40的閉位置的移動量會增加，鍔部45及筒狀部51之間的距離D3是比通常時的閉位置中的距離D1更小。由此，如第9圖B所示，隔膜20及閥座15之間的距離也就是調整後的昇降量Lf+，是比調整前的昇降量Lf更大。
在本實施例中，隔膜20的昇降量的最大值是100～200μm程度，由調整致動器100所產生的調整量是±20μm程度之間，但是調整量可依據閥裝置1的用途、和在調整致動器100使用的材料等被適宜決定。 　　即，在調整致動器100的行程中，無法含蓋隔膜20的昇降量，但是藉由併用由驅動流體G動作的主致動器60及調整致動器100，就可以由相對行程長的主致動器60確保閥裝置1的供給的流量，且由相對行程短的調整致動器100精密地流量調整，與藉由調整殼體70等由手動將流量調整的情況相比較，流量調整工時被大幅地削減。 　　依據本實施例，因為只變化外加在調整致動器100的電壓就可精密地流量調整，所以可以將流量調整立即實行，並且也可以即時將流量控制。 　　依據本實施例，藉由適宜選擇主致動器及調整致動器，就可獲得必要的閥開度並且可精密地流量控制。 　　依據本實施例，可以更簡易地調整將閥打開時的打開量。
接著，參照第10圖，說明上述的閥裝置1的適用例。 　　第10圖所示的半導體製造裝置980，是實行由ALD法所進行的半導體製造程序用的裝置，981是加工氣體供給源，982是氣體盒，983是槽桶，984是控制部，985是處理腔室，986是排氣泵。 　　在由ALD法所進行的半導體製造程序中，有必要將處理氣體的流量精密地調整，並且因為基板的大口徑化，也有必要將處理氣體的流量某程度確保。 　　氣體盒982，是為了將正確地被計量的加工氣體供給至處理腔室985，將開閉閥、調節器、質量流動控制器等的各種的流體控制機器集成化地收容於盒的集成化氣體系統(流體控制裝置)。 　　槽桶983，是作為將從氣體盒982被供給的處理氣體暫時地貯留的暫存器的功能。 　　控制部984，是實行朝閥裝置1的驅動流體G的供給控制和調整致動器100中的將閥打開時的打開量的調整控制。 　　處理腔室985，是提供由ALD法所進行的朝基板的膜形成用的密閉處理空間。 　　排氣泵986，是將處理腔室985內抽真空。
依據如上述的系統構成的話，從控制部984朝閥裝置1將流量調整用的指令送出的話，處理氣體的初期調整是成為可能。且，在處理腔室985內實行鍍膜程序的中途處，處理氣體的流量調整也可能，可以即時使處理氣體流量最適化。即，依據由本實施例的半導體製造裝置980所進行的半導體製造方法的話，在由加工氣體所進行的處理過程中，可以更簡易地調整將閥打開時的打開量。
在上述適用例中例示了，將閥裝置1使用在由ALD法所進行的半導體製造程序的情況，但是不限定於此，本發明，可適用在例如原子層蝕刻法(ALE：Atomic Layer Etching 法)等，需要精密地流量調整的任何對象。
在上述實施例中，主致動器，是使用被內藏在由氣體壓作動的汽缸室的活塞，但是本發明不限定於此，可對應控制對象選擇各種最適合的致動器。
又，藉由調整殼體70，將操作構件40的開位置預先精度佳地機械性地調整的話，可將其後的操作構件40的位置的高精度的控制藉由調整致動器100擔任，可以將調整致動器100的最大行程儘可能地縮小(調整致動器可小型化)，並且操作構件40的位置的高精度的微調整及高精度的位置控制成為可能。
在上述實施例中，雖舉例正常關閉式的閥的例，但是本發明不限定於此，也可適用在正常開放式的閥。在此情況下，例如，可由調整用致動器進行閥體的開度調整的話即可。
在上述實施例中，雖由調整致動器100將作用於操作構件40的力支撐(擋住)，但是本發明不限定於此，將操作構件40的開位置中的定位機械性地進行，不將作用於操作構件40的力支撐而只有將操作構件40的開閉方向的位置調整由調整用致動器實行的構成也可能。
在上述實施例中，閥體雖例示了隔膜，但是本發明不限定於此，採用其他的種類的閥體也可以。
在上述實施例中，雖將閥裝置1配置於作為流體控制裝置的氣體盒983的外部，但是上述實施例的閥裝置1包含將開閉閥、調節器、質量流動控制器等的各種的流體機器集成化地收容於盒的流體控制裝置也可以。
1‧‧‧閥裝置
3‧‧‧特殊不銹鋼薄板
10‧‧‧閥殼體
10a‧‧‧閥殼體本體
10b‧‧‧連接部
10c‧‧‧連接部
12‧‧‧第1流路
13‧‧‧第2流路
14‧‧‧閥室
15‧‧‧閥座
16‧‧‧螺紋部
20‧‧‧隔膜
25‧‧‧推壓轉接環
30‧‧‧罩蓋
36‧‧‧螺紋部
38‧‧‧隔膜推件
40‧‧‧操作構件
41、42‧‧‧操作構件流通路
45‧‧‧鍔部
50‧‧‧外殼
51‧‧‧筒狀部
52‧‧‧保持部
53‧‧‧通氣路
56‧‧‧螺紋孔
60‧‧‧主致動器
61、62‧‧‧活塞
63‧‧‧塊體頭
70、70A‧‧‧調整殼體
71‧‧‧調整殼體流通路
80‧‧‧致動器推件
81‧‧‧致動器推流通路
90‧‧‧捲簧
100‧‧‧調整致動器
103‧‧‧基端部
105‧‧‧配線
150‧‧‧管接頭
160‧‧‧管
980‧‧‧半導體製造裝置
981‧‧‧加工氣體供給源
982，983‧‧‧氣體盒
983‧‧‧槽桶
984‧‧‧控制部
985‧‧‧處理腔室
986‧‧‧排氣泵
991A‧‧‧開閉閥(雙向閥)
991B‧‧‧調節器
991C‧‧‧壓力測定器
991D‧‧‧開閉閥(三向閥)
991E‧‧‧質量流動控制器
992‧‧‧流路塊體
993‧‧‧導入管
994‧‧‧軌道構件
A1‧‧‧開方向
A2‧‧‧閉方向
C1、C2‧‧‧汽缸室
Ch1、Ch2‧‧‧第1空壓流路，第2空壓流路
G‧‧‧驅動流體
Lf‧‧‧調整前的昇降量
Lf+、Lf-‧‧‧調整後的昇降量
OR‧‧‧O形環
SP‧‧‧空間
[第1圖]本發明的一實施例的閥裝置的縱剖面圖。 　　[第2圖]閉狀態中的第1圖的閥裝置的調整致動器附近的放大剖面圖。 　　[第3圖]閉狀態中的第1圖的閥裝置的隔膜附近的放大剖面圖。 　　[第4圖]說明由驅動流體的供給所產生的閥裝置的動作用的圖。 　　[第5圖]開狀態中的第1圖的閥裝置的縱剖面圖。 　　[第6圖]第5圖的閥裝置的調整致動器附近的放大剖面圖。 　　[第7圖]第5圖的閥裝置的隔膜附近的放大剖面圖。 　　[第8圖A]說明第5圖的閥裝置的流量調整時(流量減少時)的狀態用的致動器附近的放大剖面圖。 　　[第8圖B]說明第5圖的閥裝置的流量調整時(流量減少時)的狀態用的隔膜附近的放大剖面圖。 　　[第9圖A]說明第5圖的閥裝置的流量調整時(流量增加時)的狀態用的致動器附近的放大剖面圖。 　　[第9圖B]說明第5圖的閥裝置的流量調整時(流量增加時)的狀態用的隔膜附近的放大剖面圖。 　　[第10圖]顯示本實施例的閥裝置的半導體製造程序的適用例的概略圖。 　　[第11圖]顯示使用本實施例的閥裝置的流體控制裝置的一例的立體圖。

Claims (12)

  1. 一種閥裝置，具備： 　　第1流路及第2流路是形成於內部的閥殼體；及 　　將前述第1流路的開口閉鎖將前述第1流路及前述第2流路遮斷，並且將前述第1流路的開口開放將前述第1流路及前述第2流路連通的閥體；及 　　在前述閥體將前述開口閉鎖的閉位置、及將前述開口開放的開位置之間移動的操作構件；及 　　限定前述操作構件的前述開位置，並且具有由對應電場的變化而變形的化合物所構成的電力驅動材料，藉由前述電力驅動材料的變形，使被規定的前述開位置變化的調整致動器。
  2. 如申請專利範圍第1項的閥裝置，其中， 　　前述調整致動器，是使包含前述電力驅動材料的複數元件，在前述操作構件的移動方向被層疊的構造。
  3. 如申請專利範圍第1或2項的閥裝置，其中， 　　前述電力驅動材料，是壓電材料或是電力驅動型高分子材料。
  4. 如申請專利範圍第3項的閥裝置，其中， 　　前述電力驅動型高分子材料，是電性EAP、非離子性EAP及離子性EAP的其中任一。
  5. 如申請專利範圍第1或2項的閥裝置，其中，進一步具備： 　　將前述操作構件朝前述閉位置推迫的彈性構件、及 　　使前述操作構件抵抗前述彈性構件朝前述開位置推迫的主致動器。
  6. 如申請專利範圍第5項的閥裝置，其中， 　　前述主致動器，是藉由將前述調整致動器的側面作為流路的一部分被供給的驅動流體，將前述操作構件朝前述開位置移動。
  7. 如申請專利範圍第1或2項的閥裝置，其中，進一步具備： 　　將前述調整致動器把持的環狀的致動器推件、及 　　在前述致動器推件的內側與前述調整致動器連接的配線， 　　前述致動器推件，是具有將前述致動器推件的內側及外側連通的致動器推流通路。
  8. 如申請專利範圍第7項的閥裝置，其中， 　　進一步具備：被安裝於前述主致動器的外殼，並且將前述致動器推件連接的調整殼體， 　　前述調整殼體，是具有：在前述致動器推件的內側開口，供給驅動流體，並且讓前述配線通過的調整殼體流通路。
  9. 一種流量控制方法， 　　使用如申請專利範圍第1至8項中任一項的閥裝置，調整流體的流量。
  10. 一種流體控制裝置， 　　具有複數流體機器的流體控制裝置， 　　在前述流體機器包含如申請專利範圍第1至8項中任一項的閥裝置。
  11. 一種半導體製造方法， 　　在被密閉的腔室內需要由加工氣體所進行的處理過程之半導體裝置的製造程序中，在前述加工氣體的流量控制使用如申請專利範圍第1至8項中任一項的閥裝置。
  12. 一種半導體製造裝置， 　　在被密閉的腔室內需要由加工氣體所進行的處理過程之半導體裝置的製造程序中，在前述加工氣體的控制使用如申請專利範圍第1至8項中任一項的閥裝置。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102398907B1 (ko) * 2018-03-09 2022-05-17 가부시키가이샤 후지킨 밸브 장치
KR102614981B1 (ko) * 2019-12-06 2023-12-19 주식회사 유니락 퀵 오픈 밸브

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07217767A (ja) * 1994-01-28 1995-08-15 Ckd Corp ３ポジション開閉弁
US5762086A (en) * 1995-12-19 1998-06-09 Veriflo Corporation Apparatus for delivering process gas for making semiconductors and method of using same
JP2001317646A (ja) * 2000-05-08 2001-11-16 Smc Corp 圧電式流体制御弁
JP4378878B2 (ja) * 2000-12-28 2009-12-09 株式会社デンソー 油圧制御弁および燃料噴射弁
US6499471B2 (en) * 2001-06-01 2002-12-31 Siemens Automotive Corporation Hydraulic compensator for a piezoelectrical fuel injector
US6941963B2 (en) * 2003-06-26 2005-09-13 Planar Systems, Inc. High-speed diaphragm valve for atomic layer deposition
US20090112134A1 (en) * 2005-01-24 2009-04-30 Kineticure Limited Devices and method for applying vibrations to joints
JP5054904B2 (ja) 2005-08-30 2012-10-24 株式会社フジキン ダイレクトタッチ型メタルダイヤフラム弁
JP2008008356A (ja) * 2006-06-28 2008-01-17 Noiberuku Kk 圧電駆動装置、バルブおよびブレーキ装置
US8222799B2 (en) * 2008-11-05 2012-07-17 Bayer Materialscience Ag Surface deformation electroactive polymer transducers
JP5775110B2 (ja) * 2013-03-26 2015-09-09 株式会社フジキン 流量制御装置用の流量制御弁
CN103994232B (zh) * 2014-05-12 2016-04-06 东北大学 一种宽量程精密真空漏气阀
CN107925368B (zh) * 2015-08-21 2019-06-18 株式会社富士金 压电式线性致动器、压电驱动阀以及流量控制装置
US10480670B2 (en) * 2016-04-07 2019-11-19 Horiba Stec, Co., Ltd. Valve element and fluid control valve
JP6714468B2 (ja) * 2016-08-24 2020-06-24 Ckd株式会社 ダイアフラム弁

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