流量控制阀制造技术

提供一种流量控制阀，其能够抑制尘粒向被控制流体的混入，并维持被控制流体的高等级的洁净度，并且能够高速地控制微小流量。具有阀块(2)、隔膜(1)、致动器(3)，并利用隔膜(1)从致动器(3)承受的微小压力，使向在阀块(2)的上游侧部分(2a)内形成的一个流路流入的流体经过阀块(2)内侧面与隔膜(1)内侧面的间隙，并从在阀块(2)的下游侧部分(2b)内形成的另一个流路排出该流体。隔膜(1)的周缘部与阀块(2)的上端面熔接而一体化，在该熔接部的隔膜(1)的内周面与阀块(2)的内周面之间没有阶梯差及间隙，隔膜(1)的内周面与阀块(2)的内周面平齐。隔膜(1)的内周面与阀块(2)的内周面平齐。隔膜(1)的内周面与阀块(2)的内周面平齐。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】流量控制阀


[0001]本专利技术涉及流量控制阀，尤其涉及如下一种流量控制阀，其能够抑制在半导体制造等所使用的流体中产生污染(污染物)或微细的异物(灰尘)，并且能够高速地控制微小流量。

技术介绍

[0002]对于半导体制造等而言，要求硅晶圆清洗用的纯水、蚀刻处理用的药液等流体具备极高的洁净度。具体而言，随着半导体制造的大规模集成化、加工微细化的发展，在国际半导体技术路线图(ITRS)中规定了在2015年达成32nm工艺。将工艺所表示的数字(32nm)定义为MPU中的最下层的最窄的配线的间距(线宽+线间隔)的一半(半间距)。当这样规定配线宽度时，在半导体制造工序中向流体的流通路径混入的污染、微细的灰尘(尘粒)会对产品的成品率产生较大的影响。由于尘粒必须为配线间距的四分之一(对于2015年的工艺而言是8nm)以下，因此能够使流体在维持洁净度的同时进行流通的部件具有重大意义。
[0003]例如，在图5中公开了现有结构的流量控制阀(参照专利文献1)。该流量控制阀100具备：被控制流体的流入部101及流出部102；阀室主体部105，其具有阀室104，该阀室104在流入部及流出部之间形成了阀座部103；以及阀机构部108，该阀机构部108具备可自由进退地密封阀座部103的阀部106和装设在阀室104内的隔膜部107。驱动机构体110利用从风口109流入、流出的工作气体使阀机构部108进退，从而对阀座部103的开闭进行驱动控制，该驱动机构体110收纳在阀室主体部105上的壳主体部111内。驱动机构体110具备：活塞部113，其连接于阀机构部108并具有承受从风口109流入的工作气体的受压部112；以及弹簧114，其对活塞部113向阀座部103侧施力。在图中，附图标记115是呼吸孔，116是活塞空间部。
[0004]图5的流量控制阀是阀部从阀座部分离且被控制流体正在流通的状态。在此，通过使来自风口109的工作气体的供给压力降低，从而降低向活塞部113的受压部112施加的压力。结果是，弹簧114的作用力克服流入的工作气体的压力而使活塞部113下降。这样，通过阀机构部108使阀部106落座于阀座部103。
[0005]在图5的流量控制阀100中，包含阀部106及阀座部103的各部件通常是PTFE等的氟树脂制的，并通过切削而形成为规定形状。PTFE耐药品性较高并且洁净度较高而大量应用于半导体制造设备。但是，根据流体控制阀100的结构可知，在使被控制流体的流通完全停止的情况下，阀部106落座于阀座部103。也就是说双方会碰撞。在长时间持续使用该流体控制阀的过程中，会在阀座部及阀部双方产生磨损。由于阀的结构而难以避免从磨损部分剥离的尘粒的产生。
[0006]但是，根据前述的路线图等，对于比现有基准更微细的尘粒的问题，也更加需要解决。现有结构的流量控制阀无法满足对应新基准的尘粒抑制需要。因此，需要一种能够抑制尘粒发生的新结构的流量控制阀。现有技术文献
专利文献
[0007]专利文献1：日本专利第3590572号公报

技术实现思路

(一)要解决的技术问题
[0008]本专利技术针对这些现有技术问题而完成，其目的在于，提供一种流量控制阀，其能够抑制尘粒向被控制流体的混入，并维持被控制流体的高等级的洁净度，并且能够高速地控制微小流量。(二)技术方案
[0009]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种流量控制阀，其控制流体的流量且构成为，具有阀块、隔膜、致动器，并利用隔膜从致动器承受的微小压力，使向在阀块内形成的一个流路流入的流体经过阀块内侧面与隔膜内侧面的间隙，并从在阀块内形成的另一个流路排出该流体，其特征在于，隔膜周缘部与阀块上端面熔接而一体化，在该熔接部的隔膜内周面与阀块内周面之间没有阶梯差及间隙，隔膜内周面与阀块内周面平齐。(三)有益效果
[0010]关于本专利技术的流量控制阀，在由隔膜和阀块形成的流体流路中，隔膜周缘部与阀块上端面熔接而一体化，在该熔接部的隔膜内周面与阀块内周面之间没有阶梯差及间隙，隔膜内周面与阀块内周面平齐，因此不会在熔接部位产生异物，也不会在熔接部位积存、滞留异物，能够维持被控制流体的高等级的洁净度。
附图说明
[0011]图1的(a)是本专利技术的流量控制阀的一实施方式(常闭型)的包含纵向剖面的概要结构图，图1的(b)是其俯视图。图2是表示隔膜与阀块的熔接部位的形状的一实施方式的图。图3是示意性地表示对隔膜和阀块进行熔接时的温度模式和压力模式的一实施方式的图。图4是表示本专利技术的流量控制阀的控制方式的一实施方式的概要框图。图5是表示专利文献1所述的止回阀的打开状态的纵向剖视图。
具体实施方式
[0012]以下基于实施方式对本专利技术详细地进行说明。此外，以下说明的实施方式仅为例示，本专利技术不限于实施方式，能够在不脱离本专利技术技术范围的前提下进行各种变更、修正。
[0013]在本专利技术中，作为致动器能够使用压电致动器。压电效应是广为公知的现象，即，当向一晶体施加机械性压力时，会与压力成比例地在压电元件表面产生电荷，压电效应是可逆现象，在压电致动器中利用了该逆压电效应。即，通过在压电元件上安装电极并施加电压，从而在元件内部产生电场，由此使压电元件伸展。对于与压电元件晶体的极化方向平行地施加的电场而言，该电场会在排列于一直线的电偶极子上产生旋转力，并产生较强的转矩。由此，会在晶体中发生长度的变化，引起晶体的伸展。压电元件的长度变化可通过改变施加电压而呈现为纳米区域的极微小的伸展变化。压电致动器在各种致动器中具有最快的
响应速度，其伸展速度能够获得重力加速度的几千倍的加速度。因此，优选压电致动器作为本专利技术的流量控制阀的致动器。
[0014]但是，对于被测量流体也而言，也包括作为工业装置的清洗液使用的腐蚀性药液。对于半导体制造等而言，用于硅晶圆的清洗的纯水、用于蚀刻处理的药液是腐蚀性药液，因此，对于半导体制造装置中使用的流量控制阀的构成材料而言，优选是由可耐受腐蚀性药液的原材料构成。
[0015]图1的(a)是本专利技术的流量控制阀的一实施方式(常闭型)的包含纵向剖面的概要结构图，图1的(b)是其俯视图。1是隔膜，2是阀块，3是压电致动器，4是压电致动器3的输入输出端。该输入输出端4连接于隔膜1。当隔膜1利用从压电致动器3的输入输出端4承受的微小压力而伸缩时，能够使向在阀块2的上游侧部分2a内形成的一个流路(如图1的(a)的朝向右方的箭头所示)流入的流体，从在阀块2的上游侧部分2a内形成的流路(如图1的(a)的朝向右方的箭头所示)经过阀块2的内侧面与隔膜1的内侧面的间隙，并从在阀块2的下游侧部分2b内形成的流路(如图1的(a)的朝向右方的箭头所示)排出该流体。作为用于使本专利技术的流量控制阀动作的致动器，除了压电致动器以外，也能够使用电动的线性直流马达、线性同步电动机、线性感应电动机、线性步进马达、液压式的液压缸、气动式的气动缸等。总之，只要能够按照从控制设备输出的信号向工作设备提供直线动作即可。
[0016]在将本专利技术的流量控制阀用于半导体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种流量控制阀，其控制流体的流量且构成为，具有阀块、隔膜、致动器，并利用隔膜从致动器承受的微小压力，使向在阀块内形成的一个流路流入的流体经过阀块内侧面与隔膜内侧面的间隙，并从在阀块内形成的另一个流路排出该流体，其特征在于，隔膜周缘部与阀块上端面熔接而一体化，在该熔接部的隔膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：新村英展，木户启二，野口通隆，福田胜，堤亮介，
申请(专利权)人：株式会社陽和，
类型：发明
国别省市：