[发明专利]真空阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种布置成在波纹管收缩和伸长时打开和关闭的真空阀。

背景技术

迄今为止，例如在半导体制造系统的CVD装置中，通过反应腔室的入口端口将由用于薄膜材料的成分构成的材料气体供应到反应腔室内的晶片上，该反应腔室为真空容器。同时，通过真空泵从该反应腔室的出口端口将气体排出该反应腔室，从而将该反应腔室维持在真空下。材料气体的排出速度由例如蝶形比例阀控制。然而，这样的蝶形比例阀不能完全阻塞管道。因此，与该蝶形比例阀相串联地布置有开/关真空阀，以完全阻断管道内的流体流动。

在JP2003-83467A中公开了该真空阀的一个示例。在图15中以剖视图示出了该真空阀。

通过将致动器部分102的驱动力施加到阀部分101上来操作图15中的真空阀100，从而将其打开和关闭。在致动器部分102中，以可滑动的方式安装在缸110内的活塞103连接到延伸穿过缸110的凸部111布置的输出轴104的一端。输出轴104因此被轴向引导。输出轴104的另一端从凸部111突出到阀部分101内。

在阀部分101内，阀元件105固定地连接到输出轴104的在阀体112中突出的一端，而在阀体112的第一端口113和第二端口114之间设置有阀座107，阀元件105进行移动而与该阀座107接触或脱离接触。阀元件105始终由压缩弹簧115向着阀座107推压。在阀体112内以这样的方式布置有金属制波纹管108，即，波纹管108包围压缩弹簧115和输出轴104，并可弹性地伸长和收缩。

上述真空阀100这样操作，即，在活塞腔室109被加压，从而克服压缩弹簧115的推压力而使活塞103在图中向上移动时，阀元件105移动离开阀座107，从而使第一端口113和第二端口114之间可连通。

另一方面，在停止对活塞腔室109的加压时，活塞103在压缩弹簧115的推压力的作用下向下移动，从而使阀元件105与阀座107接触而完全弯曲关闭第一端口113和第二端口114之间的流体连通。

在进行上述阀的打开和关闭操作时，波纹管108在阀元件105移动且起到了密封地隔开波纹管108的内部和外部的功能时被收缩和伸长。因此，可能在输出轴104的滑动部分等中产生的粒子将不会在流动通道内流动。

然而，传统真空阀100的缺点在于，波纹管108在长时间使用后易于损坏或损坏，从而导致粒子泄漏在流体通道内。目前，波纹管108这样的损坏被认为是由阀元件阀关闭的时候阀元件105与阀座107的撞击或冲击引起的。

本申请的发明人针对波纹管108的耐久性对其进行了反复的试验，发现大多数的波纹管108是由于在给定部位处引起的裂纹而损坏的。发明人还发现，阀打开的时候，波纹管108由于阀元件105撞击缸110的凸部111时引起的冲击，而破裂，从而造成波纹管108破损。

因此，发明人认为上述缺点的原因如下。

具体而言，波纹管108以浮动的方式保持在阀部分101内，从而根据阀元件105的移动而弹性收缩和伸长。在此状态下，当阀元件105向上移动至行程端部，并撞击凸部111的下端时，该撞击经由缸110被传递到波纹管108，并同时从阀元件105传递到波纹管108。传递到波纹管108的这两个撞击沿着相反的方向作用在波纹管108上，引起波纹管108在不同方向上振动。因此可推想，波纹管108由振动所引起的内部应力在给定部位处相互干涉，从而在该干涉部位处引起应力集中。每次在阀元件105撞击管道构件106时，都在波纹管108的相同部位中引起应力集中，从而波纹管108的该给定部位比其他部位损坏得更快。

鉴于以上原因，可设想通过对阀元件105在开始阀打开操作时的“操作速度”以及阀元件105撞击凸部111时传递到处于收缩状态的波纹管108的“撞击加速度”进行控制，从而来提高波纹管108的耐用性。因此，发明人还通过使用不同的“操作速度”和“撞击加速度”进行了真空阀100的寿命试验。