[发明专利]隔膜阀以及使用该隔膜阀的质量流量控制装置

说明书

隔膜阀(1)具有膜片(2)、呈筒状的阀座(5)、位于阀座的外侧的初级侧流路(4)、位于阀座的内侧的次级侧流路(3)以及将膜片向座面按压从而变更阀门开度的按压构件(6)，将支承构件(7)配置在座面与座面中心之间的区域，该支承构件在从全开至全闭的至少一部分阀门开度范围内与膜片相接触，从而阻碍膜片向次级侧流路侧的变形。由此，即使在膜片两侧的压力差较大的情况下，也能够防止座面处的间隙缩小，能够使气体以大流量流动。

技术领域

本发明涉及隔膜阀以及使用该隔膜阀的质量流量控制装置。

背景技术

质量流量控制装置是一种这样的装置：具有流量传感器和流量控制阀，该装置调整流量控制阀的开度，以使由流量传感器测得的气体流量与目标值一致。质量流量控制装置以将作为成膜材料的气体定量地向半导体制造装置供给为目的被广泛使用。半导体的制造所使用的气体中存在具有腐蚀性的气体。因此，在质量流量控制装置中，通常将隔膜阀用作流量控制阀，该隔膜阀利用金属制的隔膜(即膜片)将气体流路和阀的驱动机构之间气密地隔离开。

隔膜阀的膜片通常是由不锈钢等耐腐蚀性金属构成的呈圆形的薄板。隔膜阀的开闭动作通过使膜片的表面接触或离开将阀的初级侧流路和次级侧流路分隔的阀座的座面来进行。膜片的移动由按压构件来进行，该按压构件设于隔着膜片与气体流路所在侧相反的那侧。

隔膜阀的最大流量取决于阀的初级侧压力P₁和次级侧压力P₂之间的压力差ΔP1以及在阀座的座面与膜片的表面之间形成的间隙的截面面积S。通常，阀座具有圆筒状形状，其靠膜片侧的环状端面为座面。因而，在压力差ΔP1一定的情况下，为了增加最大流量，下述做法较为有效：通过加长阀座的座面的周长l或扩大阀座的座面与膜片的表面之间的距离d这些任一方法来增加间隙的截面面积S(＝l×d)。后者的方法中的距离d由膜片的按压构件的可动范围大小来决定。在驱动按压构件的驱动机构为压电元件的情况下，按压构件的可动范围最多为50μm，较难扩大距离d。

另一方面，作为采用前者的方法来增加最大流量的流量控制阀，例如，专利文献1中描述了一种将阀座的座面扩大至膜片的平坦部的周缘附近的流量控制阀。采用该结构，作为相对于具有一定大小的平坦部的膜片具有单一座面的阀座，座面的周长l为最长。

另外，近年来，伴随着半导体制造技术的发展，作为成膜材料的气体的种类也在增加，逐渐开始使用以往未使用过的特殊气体。例如，专利文献2中，作为原子层沉积法(ALD)所使用的成膜材料，描述了包含例如有机金属化合物和/或金属卤化物等前体的气体。首先使上述这些前体化学吸附在基板上，形成单层，之后使之与其他气体反应，从而形成金属或金属氧化物等的原子层。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11－65670号公报

专利文献2：国际公开第2006/101857号

专利文献3：日本特开2014－47843

专利文献4：美国专利申请公开第2008/0142091号说明书

发明内容

发明要解决的问题