[发明专利]压电元件驱动式阀以及流量控制装置

说明书

一种压电元件驱动式阀，具备：设置于流路的阀座及离接于阀座的阀体；以及压电元件，所述压电元件驱动式阀被构成为：通过所述压电元件的伸长而移动所述阀体；所述压电元件驱动式阀具备对压电元件的伸长量进行检测的检测机构，检测机构包括应变传感器，阀体的移动量基于应变传感器的输出而检测。

技术领域

本发明涉及一种压电元件驱动式阀及具备该压电元件驱动式阀的流量控制装置，特别是涉及一种在半导体制造装置和化学设备等的流量控制装置所具备的压电元件驱动式阀。

背景技术

压力式流量控制装置，可通过组合压电元件驱动型的压力控制阀和节流部(例如孔板)的相对简单的机构来对各种流体的流量进行高精度地控制，因此在半导体制造装置和化学设备中被广泛利用(例如，专利文献1)。

在专利文献2和3中，公开了一种构成为使用压电元件的致动器(以下也记作“压电致动器”)来开闭阀体(例如，金属隔膜)的压电元件驱动式控制阀(以下也记作“控制阀”)。压电元件驱动式控制阀有常开型和常闭型，对应于各个类型，设有用于将压电致动器的伸长变换为阀体的开闭动作的机构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2004-138425号公报

专利文献2：日本专利特开2003-120832号公报

专利文献3：日本专利特开2007-192269号公报

专利文献4：日本专利第5054904号

近年来，流量控制装置被要求适用于例如ALD(Atomic layer deposition，原子层)等，在这样的用途中，要求通过高速(周期非常短)脉冲状的控制信号对控制阀进行开闭。在这种情况下，压电元件驱动式控制阀的开闭速度、位移量及开闭频率显著增加。

由此，压电致动器有时会产生如下问题：由于绝缘电阻的降低等而容易造成经年劣化，不再能进行高精度的流量·压力的控制(例如专利文献4)。

即，上述的用途会产生在比原先设想的压电元件驱动式阀的耐久年限更早的阶段产生故障的情况。在这种情况下，如果在压电致动器上施加预定的驱动电压，则流体有可能以与以前不同的极大地偏离了精度的流量流动。

另外，若在半导体制造工艺中使用具备此课题的某种现有的压电元件驱动式控制阀的流量控制装置，则存在难以迅速准确地判断出操作缺陷的主要原因是否起因于压电元件驱动式控制控制阀的情况。因此，在操作缺陷状态下继续半导体制造工艺有可能会引发极大的损失。

而且，在现有的压力式流量控制装置中，控制阀的驱动电压是基于压力传感器的输出来进行反馈控制，为控制流量，驱动电压的绝对值并不是太大问题。也就是说，即使实际的阀的开闭度和驱动电源的关系性由于经年的劣化发生变动，从流量控制的观点来看也并未发生太大问题。

因此，虽然无需特地检测控制阀的开度，但是本案发明人发现，如果仅参照驱动电压，则存在在发生操作缺陷时可能无法适当地进行发现和预测的情况。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种为解决上述课题，提升发现和预测操作缺陷的性能的压电元件驱动式阀以及具备其的流量控制装置。

本发明的实施方式所涉及的压电元件驱动式阀具备：设置于流路的阀座及离接于所述阀座的阀体；以及压电元件，所述压电元件驱动式阀以所述阀体通过所述压电元件的伸长而移动的方式构成，所述压电元件驱动式阀具备：对所述压电元件的伸长量进行检测的检测机构，所述检测机构包括应变传感器，基于所述应变传感器的输出对所述阀体的移动量进行测定。