(57)【要約】  オリフィスやフィルター等の機能部品が組み込まれた流路アセンブリであって、機能部品と流路を画定する流路部品との間が長期間確実に密封された流路アセンブリを提供する。  流路部材（５１，５２）の対向面（５１ｆ，５２ｆ）の外側において流路部材（５１，５２）の間に介在する環状の弾性部材（５４）を有し、流路部材（５２）はカシメ部（５２ｅ＿ｃ）を有し、カシメ部（５２ｅ＿ｃ）は流路部材（５１，５２）とプレート状部材とを一体化し、対向面（５１ｆ，５２ｆ）の一方が対向面（５１ｆ，５２ｆ）の他方に向かうように流路部材（５２）に力を及ぼし、プレート状部材であるオリフィスプレート（５３）と対向面（５１ｆ，５２ｆ）との間をシールし、弾性部材（５４）は、流路部材（５１，５２）の間で圧し潰されて流路部材（５１，５２）の間をシールする。
2019087879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに接続される流体流路を画定する金属製の第１の流路部材および第２の流路部材と、前記第1の流路部材と前記第２の流路部材との間に設けられかつ前記流体流路を流通する流体に特定の作用を及ぼす作用部を有するプレート状部材と、が一体化された流路アセンブリであって、  前記第１の流路部材および前記第２の流路部材は、前記流体流路の開口の周囲に配置され、前記プレート状部材を介して互いに対向する環状の対向面を有し、  前記対向面の外側において前記第1の流路部材および前記第２の流路部材の間に介在する樹脂製の環状の弾性部材をさらに有し、  前記第1の流路部材および前記第２の流路部材の一方は、前記第１の流路部材および前記第２の流路部材と前記プレート状部材とを一体化し、かつ、前記対向面の一方が前記対向面の他方に向かうように前記第１の流路部材および前記第２の流路部材の他方に力を及ぼして、前記プレート状部材と前記対向面との間をシールするためのカシメ部を有し、  前記弾性部材は、前記カシメ部からの力を受けて前記第1の流路部材および前記第２の流路部材の間で圧し潰されて当該第１の流路部材および当該第２の流路部材の間をシールしている、流路アセンブリ。
【請求項２】
前記弾性部材は、前記カシメ部に直接接触する位置に配置されている、請求項１に記載の流路アセンブリ。
【請求項３】
前記第１の流路部材および前記第２の流路部材に作用する前記弾性部材の復元力は、前記プレート状部材と前記対向面との間をシールするための力の一部として作用する、請求項１又は２に記載の流路アセンブリ。
【請求項４】
前記の対向面の少なくとも一方に、前記カシメ部から受ける力により圧し潰されて前記プレート状部材と前記対向面との間をシールする環状の突起部が形成されている、請求項１ないし３のいずれかに記載の流路アセンブリ。
【請求項５】
前記作用部は、オリフィスを含む、請求項１ないし４のいずれかに記載の流路アセンブリ。
【請求項６】
対向する上面および底面、前記上面および前記底面の間で延びる側面を画定するブロック状のバルブボディを有するバルブ装置であって、  前記バルブボディは、前記上面で開口しかつバルブ要素が内蔵される収容凹部と、前記収容凹部に接続された一次側流路と、前記収容凹部に接続された二次側流路と、を画定し、  前記バルブ要素は、  一端面に形成された環状の座面と、他端面に形成された環状のシール面と、前記座面および前記シール面の内側に形成され前記一端面および前記他端面を貫通する流通流路とを有するバルブシートと、  前記バルブシートのシール面が当接し当該シール面からの押圧力を支持する支持面を有するバルブシートサポートと、  前記バルブシートサポートに支持された前記座面に当接および離隔可能に設けられたダイヤフラムと、を有し、  前記ダイヤフラムは、当該ダイヤフラムと前記座面との間隙を通じて、前記流通流路と前記二次側流路とを連通させ、  前記バルブシートサポートは、前記収容凹部の内壁面の一部と協働して前記一次側流路と前記二次側流路との連通を遮断するシール面と、前記一次側流路と前記流通流路とを接続する迂回流路とを有し、  前記バルブシートサポートは、  互いに接続される流体流路を画定する金属製の第１の流路部材および第２の流路部材と、前記第１の流路部材と前記第２の流路部材との間に設けられかつ前記流体流路を流通する流体に特定の作用を及ぼす作用部を有するプレート状部材と、が一体化された流路アセンブリからなり、  前記第１の流路部材および前記第２の流路部材は、前記流体流路の開口の周囲に配置され、前記プレート状部材を介して互いに対向する環状の対向面を有し、  前記対向面の外側において前記第1の流路部材と前記第２の流路部材の間に介在する環状の弾性部材をさらに有し、  前記第1の流路部材および前記第２の流路部材の一方は、前記第１の流路部材および前記第２の流路部材と前記プレート状部材とを一体化し、かつ、前記対向面の一方が前記対向面の他方に向かうように前記第1の流路部材および前記第２の流路部材の他方に力を及ぼして、前記プレート状部材と前記対向面との間をシールするためのカシメ部を有し、  前記弾性部材は、前記カシメ部からの力を受けて前記第1の流路部材および前記第２の流路部材の間で圧し潰されて当該第1の流路部材および前記第２の流路部材の間をシールしている、バルブ装置。
【請求項７】
流体の流量を制御する流量制御装置であって、  請求項６に記載のバルブ装置を含む、流量制御装置。
【請求項８】
流体の流量制御に請求項６に記載のバルブ装置を用いた流量制御方法。
【請求項９】
複数の流体機器が配列された流体制御装置であって、  前記複数の流体機器は、請求項６に記載のバルブ装置を含む、流体制御装置。
【請求項１０】
密閉されたチャンバ内においてプロセスガスによる処理工程を要する半導体装置の製造プロセスにおいて、前記プロセスガスの流量制御に請求項６に記載のバルブ装置を用いる、半導体製造方法。
【請求項１１】
処理チャンバにプロセスガスを供給する流体制御装置を有し、  前記流体制御装置は、複数の流体機器を含み、  前記流体機器は、請求項６に記載のバルブ装置を含む、半導体製造装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、流路アセンブリおよびこれを用いたバルブ装置、流量制御装置、流体制御装置、流量制御方法、半導体製造装置および半導体製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  半導体製造プロセス等の各種製造プロセスにおいては、正確に計量したプロセスガスをプロセスチャンバに供給するために、開閉バルブ、レギュレータ、マスフローコントローラ等の各種の流体機器を集積化した流体制御装置が用いられている。  上記のような流体制御装置では、管継手の代わりに、流路を形成した設置ブロック(以下、ベースブロックと呼ぶ)をベースプレートの長手方向に沿って配置し、このベースブロック上に複数の流体機器や管継手が接続される継手ブロック等を含む各種流体機器を設置することで、集積化を実現している(例えば、特許文献１参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３０１３号公報
【特許文献２】特許４１３７２６７号
【特許文献３】特開２０１０-１９０４３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  各種製造プロセスにおけるプロセスガスの供給制御には、より高い応答性が求められており、流体制御装置をできるだけ小型化、集積化して、流体の供給先であるプロセスチャンバのより近くに設置する必要がある。  半導体ウエハの大口径化等の処理対象物の大型化が進んでおり、これに合わせて流体制御装置からプロセスチャンバ内へ供給する流体の供給流量も増加させる必要がある。  また、プロセスガスの供給制御の応答性を高めるためには、流路の短縮化が必要不可欠であり、オリフィスやフィルター等の機能部品をバルブ装置のバルブボディに集約する技術も提案されている（特許文献２，３等を参照）。  このように、オリフィスやフィルター等の機能部品をバルブ装置のバルブボディの流路等に集約した際には、流路を画定する部材とオリフィスやフィルター等の機能部品との間を長期間確実にシールする技術が必要である。【０００５】  本発明の一の目的は、オリフィスやフィルター等の機能部品が組み込まれた流路アセンブリであって、機能部品と流路を画定する流路部品との間が長期間確実に密封された流路アセンブリを提供することにある。  本発明の他の目的は、流路の一部を形成するために上記の流路アセンブリをバルブボディに内蔵するバルブ装置、流量制御装置、流体制御装置、流量制御方法、半導体製造装置および半導体製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  本発明の流路アセンブリは、互いに接続される流体流路を画定する金属製の第１および第２の流路部材と、前記第1および第２の流路部材との間に設けられかつ前記流体流路を流通する流体に特定の作用を及ぼす作用部を有するプレート状部材とが一体化された流路アセンブリであって、  前記第1および第２の流路部材は、前記流体流路の開口の周囲に配置され、前記プレート状部材を介して互いに対向する環状の対向面を有し、  前記対向面の外側において前記第1および第２の流路部材の間に介在する環状の弾性部材をさらに有し、  前記第1および第２の流路部材の一方は、前記第１および第２の流路部材と前記プレート状部材とを一体化し、かつ、前記対向面の一方が前記対向面の他方に向かうように前記第１および第２の流路部材の他方に力を及ぼして、前記プレート状部材と前記対向面との間をシールするためのカシメ部を有し、  前記弾性部材は、前記カシメ部からの力を受けて前記第1および第２の流路部材の間で圧し潰されて当該第１および第２の流路部材の間をシールしている。【０００７】  好適には、前記弾性部材は、前記カシメ部に直接接触する位置に配置されている、構成を採用できる。加えて、前記第１および第２の流路部材に作用する前記弾性部材の復元力は、前記プレート状部材と前記対向面との間をシールするための力の一部として作用する、構成を採用できる。  さらに好適には、前記作用部は、オリフィスを含む、構成を採用できる。【０００８】  本発明のバルブ装置は、対向する上面および底面、前記上面および底面の間で延びる側面を画定するブロック状のバルブボディを有するバルブ装置であって、  前記バルブボディは、前記上面で開口しかつバルブ要素が内蔵される収容凹部と、前記収容凹部に接続された一次側流路と、前記収容凹部に接続された二次側流路と、を画定し、  前記バルブ要素は、  一端面に形成された環状の座面と、他端面に形成された環状のシール面と、前記座面およびシール面の内側に形成され前記一端面および他端面を貫通する流通流路とを有するバルブシートと、  前記バルブシートのシール面が当接し当該シール面からの押圧力を支持する支持面を有するバルブシートサポートと、  前記バルブシートサポートに支持された前記バルブシートの座面に当接および離隔可能に設けられたダイヤフラムと、を有し、  前記ダイヤフラムは、当該ダイヤフラムと前記バルブシートの座面との間隙を通じて、前記バルブシートの流通流路と前記二次側流路とを連通させ、  前記バルブシートサポートは、前記収容凹部の内壁面の一部と協働して前記一次側流路と前記二次側流路との連通を遮断するシール面と、前記一次側流路と前記バルブシートの流通流路とを接続する迂回流路とを有し、  前記バルブシートサポートは、  互いに接続される流体流路を画定する金属製の第１および第２の流路部材と、前記第１および第２の流路部材との間に設けられかつ前記流体流路を流通する流体に特定の作用を及ぼす作用部を有するプレート状部材とが一体化された流路アセンブリからなり、  前記第１および第２の流路部材は、前記流体流路の開口の周囲に配置され、前記プレート状部材を介して互いに対向する環状の対向面を有し、  前記対向面の外側において前��第１および第２の流路部材の間に介在する環状の弾性部材をさらに有し、  前記第１および第２の流路部材の一方は、前記第１および第２の流路部材と前記プレート状部材とを一体化し、かつ、前記対向面の一方が前記対向面の他方に向かうように前記第1および第２の流路部材の他方に力を及ぼして、前記プレート状部材と前記対向面との間をシールするためのカシメ部を有し、  前記弾性部材は、前記カシメ部からの力を受けて前記第1および第２の流路部材の間で圧し潰されて当該第1および第２の流路部材の間をシールしている。【０００９】  本発明の流量制御装置は、流体の流量を制御する流量制御装置であって、  上記のバルブ装置を含む。  本発明の流量制御方法は、流体の流量制御に上記構成のバルブ装置を含む流体制御装置を用いる。【００１０】  本発明の流体制御装置は、  複数の流体機器が配列された流体制御装置であって、  前記複数の流体機器は、上記のバルブ装置を含む。【００１１】  本発明の半導体製造方法は、密閉されたチャンバ内においてプロセスガスによる処理工程を要する半導体装置の製造プロセスにおいて、前記プロセスガスの流量制御に上記のバルブ装置を用いる。【００１２】  本発明の半導体製造装置は、処理チャンバにプロセスガスを供給する流体制御装置を有し、  前記流体制御装置は、複数の流体機器を含み、  前記流体機器は、上記のバルブ装置を含む。
【発明の効果】
【００１３】  本発明によれば、弾性部材を設けることで、第１および第２の流路部材の対向面の間をシールすることに加えて対向面の外側をさらにシールするので、プレート状部材が介在する部材間を長期間確実にシールすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】本発明の一実施形態に係るバルブ装置の一部に縦断面を含む正面図。
【図１Ｂ】図１Ａのバルブ装置の上面図。
【図１Ｃ】図１Ａのバルブ装置の底面図。
【図１Ｄ】図１Ａのバルブ装置の側面図。
【図２】インナーディスクの断面図。
【図３】バルブシートの断面図。
【図４Ａ】図１Ａのバルブ装置の要部拡大断面図であって、バルブ要素が閉鎖された状態を示す図。
【図４Ｂ】図１Ａのバルブ装置の要部拡大断面図であって、バルブ要素が開放された状態を示す図。
【図５】図１Ａのバルブ装置に内蔵される、本発明の一実施形態に係る流路アセンブリの拡大断面図。
【図６】本発明の他の実施形態に係る流路アセンブリの拡大断面図。
【図７】本発明のさらに他の実施形態に係る流路アセンブリの拡大断面図。
【図８】弾性部材を備えていない流路アセンブリの一例を示す拡大断面図。
【図９】本実施形態のバルブ装置を用いる流体制御装置の一例を示す斜視図。
【図１０】本実施形態に係るバルブ装置が適用される半導体製造装置の一例を示
【発明を実施するための形態】
【００１５】  以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書および図面においては、機能が実質的に同様の構成要素には、同じ符号を使用することにより重複した説明を省略する。  図１Ａ〜図１Ｅは本発明の一実施形態に係るバルブ装置の構造を示し、図２はインナーディスク、図３はバルブシートの断面構造を示し、図４Ａおよび図４Ｂはバルブ装置の動作を示している。  図１Ａ〜図４Ｂにおいて、図中の矢印Ａ１，Ａ２は上下方向であってＡ1が上方向、Ａ２が下方向を示すものとする。矢印Ｂ１，Ｂ２は、バルブ装置１のバルブボディ２０の長手方向であって、Ｂ１が一端側、Ｂ２が他端側を示すものとする。Ｃ１，Ｃ２は、バルブボディ２０の長手方向Ｂ１，Ｂ２に直交する幅方向を示し、Ｃ１が前面側、Ｃ２が背面側を示すものとする。
【００１６】  バルブボディ２０は、上面視で長方形状を有するブロック状の部材であり、上面２０ｆ１および底面２０ｆ２、上面２０ｆ１および底面２０ｆ２の間で延びる側面４つの側面２０ｆ３〜２０ｆ６を画定している。加えて、上面２０ｆ１で開口する収容凹部２２を画定している。収容凹部２２に後述するバルブ要素２が内蔵されている。  図４Ａ等からわかるように、収容凹部２２は、直径の異なる内周面２２ａ，２２ｂ，２２ｃと底面２２ｄとで構成されている。内周面２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、この順に直径が小さくなっている。  バルブボディ２０は、収容凹部２２に接続された、一次側流路２１と二次側流路２４Ａ，２４Ｂとを画定している。一次側流路２１は、ガス等の流体が外部から供給される側の流路である。二次側流路２４Ａ，２４Ｂは、一次側流路２１からバルブ要素２を通じて流入するガス等の流体を外部へ流出させる流路である。
【００１７】  一次側流路２１は、バルブボディ２０の底面２０ｆ２に対して傾斜して形成され、一端が収容凹部２２の底面２２ｄで接続され、他端が底面２０ｆ２で開口している。  一次側流路２１の底面２０ｆ２側の開口の周囲には、シール保持部２１ａが形成されている。シール保持部２１ａには、シール部材としてガスケットが配置される。バルブボディ２０は図示しない他の流路ブロックとねじ穴２０ｈ１に締結ボルトをねじ込むことで連結される。この際に、シール保持部２１ａに保持部されたガスケットは、図示しない他の流路ブロックとの間で締結ボルトの締結力で圧し潰されるので、一次側流路２１の底面２０ｆ２側の開口の周囲はシールされる。
【００１８】  ガスケットとしては、金属製又は樹脂製などのガスケットを挙げることが出来る。ガスケットしては、軟質ガスケット、セミメタルガスケット、メタルガスケットなどが挙げられる。具体的には、以下のものが好適に使用される。（１）軟質ガスケット・ゴムＯリング・ゴムシート(全面座用)・ジョイントシート・膨張黒鉛シート・ＰＴＦＥシート・ＰＴＦＥジャケット形（２）セミメタルガスケット・うず巻形ガスケット(Ｓｐｉｒａｌ−ｗｏｕｎｄ  ｇａｓｋｅｔｓ)・メタルジャケットガスケット（３）メタルガスケット・金属平形ガスケット・メタル中空Ｏリング・リングジョイント  なお、後述する分岐流路２５，２６の開口の周囲に設けられたシール保持部２５ａ，２６ｂも同様であり詳細説明は省略する
【００１９】  二次側流路２４は、バルブボディ２０の長手方向Ｂ１，Ｂ２において収容凹部２２に対して互いに反対側に形成された２つの二次側流路２４Ａ，２４Ｂを含む。二次側流路２４Ａ，２４Ｂは、バルブボディ２０の長手方向Ｂ１，Ｂ２に延びる共通の軸線Ｊ１上に形成されている。  二次側流路２４Ａは、一端が収容凹部２２の内周面２２ｂで開口し、他端２４ａ１はバルブボディ２０の内部で閉塞している。  二次側流路２４Ｂは、一端が収容凹部２２の内周面２２ｂで開口し、他端２４ｂ１は側面２０ｆ６側で開口している。  二次側流路２４Ｂの側面２０ｆ６の開口には、溶接等の手段により、閉塞部材３０が設けられ、二次側流路２４Ｂの開口は閉塞されている。  二次側流路２４は、ドリル等の工具を用いて容易に加工できる。  本実施形態に係るバルブ装置１では、一次側流路２１に流入するガス等の流体を、二次側流路２４の分岐流路２５，２６により４つに分流することができる。
【００２０】  バルブ要素２は、それぞれ、ダイヤフラム１４と、インナーディスク１５と、バルブシート１６と、後述する流路アセンブリで構成されたバルブシートサポート５０とを有する。以下において、バルブシートサポート５０を流路アセンブリ５０とも呼ぶ。  バルブシートサポート５０は、図４Ａに示すように、外周面５０ｂ１が収容凹部２２の内周面２２ｃに嵌合挿入されている。なお、バルブシートサポート５０を構成する流路アセンブリについては後で詳述する。バルブシートサポート５０は、中心部に迂回流路５０ａが形成され、上端面に迂回流路５０ａを中心とする環状の支持面５０ｆ１が形成されている。バルブシートサポート５０の支持面５０ｆ１は、平坦面からなり、その外周部には、段差が形成されている。バルブシートサポート５０の外周面５０ｂ１は、収容凹部２２の内周面２２ｃに嵌る直径を有し、下端側の小径化された外周面５０ｂ２との間には段差が存在する。この段差により、円環状の端面５０ｂ３が形成されている。外周面５０ｂ２には、図４Ａ等に示すように、ＰＴＦＥ等の樹脂製のシール部材５５が嵌め込まれる。シール部材５５は、断面形状が矩形状に形成され、収容凹部２２の底面２２ｄとバルブシートサポート５０の端面５０ｂ３との間で圧し潰される寸法を有する。シール部材５５が収容凹部２２の底面２２ｄとバルブシートサポート５０の端面５０ｂ３との間で圧し潰されると、バルブシートサポート５０の外周面５０ｂ１と収容凹部２２の内周面２２ｃおよび底面２２ｄとの間に樹脂が入り込み、バルブシートサポート５０と収容凹部２２との間が確実にシールされる。すなわち、シール面としての外周面５０ｂ２および端面５０ｂ３は、収容凹部２２の内周面２２ｃおよび底面２２ｄと協働して、一次側流路２１と二次側流路２４との連通を遮断する。
【００２１】  バルブシートサポート５０の迂回流路５０ａは、収容凹部２２の底面２２ｄで開口する一次側流路２１と接続される。  バルブシートサポート５０の支持面５０ｆ１上には、バルブシート１６が設けられている。  バルブシート１６は、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ等の樹脂で弾性変形可能に形成され図３に示すように、円環状に形成され、一端面に円環状の座面１６ｓが形成され、他端面に円環状のシール面１６ｆが形成されている。座面１６ｓおよびシール面１６ｆの内側には、貫通孔からなる流通流路１６ａが形成されている。バルブシート１６は、その外周側に小径部１６ｂ１と大径部１６ｂ２とを有し、小径部１６ｂ１と大径部１６ｂ２との間には段差部が形成されている。
【００２２】  バルブシート１６は、位置決め押圧部材としてのインナーディスク１５により、バルブシートサポート５０の支持面５０ｆ１に対して位置決めされ、かつバルブシートサポート５０の支持面５０ｆ１に向けて押圧されている。具体的には、インナーディスク１５の中心部に形成された大径部１５ａ１と小径部１５ａ２とが形成され、大径部１５ａ１と小径部１５ａ２との間には段差面１５ａ３が形成されている。インナーディスク１５の一端面側には、円環状の平坦面１５ｆ１が形成さている。インナーディスク１５の他端面側には、外側に円環状の平坦面１５ｆ２が形成され、内側に円環状の平坦面１５ｆ３が形成されている。平坦面１５ｆ２と平坦面１５ｆ３とは高さが異なり、平坦面１５ｆ３が平坦面１５ｆ１寄りに位置している。インナーディスク１５の外周側には、収容凹部２２の内周面２２ａに嵌合する外周面１５ｂが形成されている。さらに、一端面および他端面を貫通する流路１５ｈが円周方向に等間隔に複数形成されている。インナーディスク１５の大径部１５ａ１と小径部１５ａ２とに、バルブシート１６の大径部１６ｂ２と小径部１６ｂ１とが嵌ることにより、バルブシート１６は、バルブシートサポート５０の支持面５０ｆ１に対して位置決めされる。  インナーディスク１５の平坦面１５ｆ２は、収容凹部２２の内周面２２ａと内周面２２ｂとの間に形成された平坦な段差面上に設置される。インナーディスク１５の平坦面１５ｆ１上には、ダイヤフラム１４が設置され、ダイヤフラム１４上には、押えリング１３が設置される。
【００２３】  アクチュエータ１０は、空圧等の駆動源により駆動され、上下方向Ａ１，Ａ２に移動可能に保持されたダイヤフラム押え１２を駆動する。アクチュエータ１０のケーシング１１の先端部は、図１Ａに示すように、バルブボディ２０にねじ込まれて固定されている。そしてこの先端部が、押えリング１３を下方Ａ２に向けて押圧し、ダイヤフラム１４は、収容凹部２２内で固定される。ダイヤフラム１４は、収容凹部２２を開口側で密閉している。また、インナーディスク１５も下方Ａ２に向けて押圧される。インナーディスク１５の平坦面１５ｆ２が収容凹部２２の段差面に押し付けられた状態において、段差面１５ａ３がバルブシート１６をバルブシートサポート５０の支持面５０ｆ１に向けて押圧するように、段差面１５ａ３の高さは設定されている。また、インナーディスク１５の平坦面１５ｆ３は、バルブシートサポート５０の上端面に当接しないようになっている。  ダイヤフラム１４は、バルブシート１６よりも大きな直径を有し、ステンレス、ＮｉＣｏ系合金などの金属やフッ素系樹脂で球殻状に弾性変形可能に形成されている。ダイヤフラム１４は、バルブシート１６の座面１６ｓに対して当接離隔可能にバルブボディ２０に支持されている。
【００２４】  図４Ａにおいて、ダイヤフラム１４はダイヤフラム押え１２により押圧されて弾性変形し、バルブシート１６の座面１６ｓに押し付けられている。バルブ要素２は閉鎖状態にある。  ダイヤフラム１４がバルブシート１６の座面１６ｓに押し付けられている状態では、一次側流路２１と二次側流路２４との間の流路は閉鎖された状態にある。バルブ要素２のダイヤフラム１４をダイヤフラム押え１２による押圧から開放すると、図４Ｂに示すように、球殻状に復元する。ダイヤフラム押え１２が上方向Ａ１に移動されると、図４Ｂに示すように、ダイヤフラム１４がバルブシート１６の座面１６ｓから離れる。そして、一次側流路２１から供給されるプロセスガス等の流体は、ダイヤフラム１４とバルブシート１６の座面１６ｓとの間隙を通じて、二次側流路２４に流入する。流体は、最終的には、分岐流路２５，２６を通じてバルブボディ２０の外部に流出する。すなわち、流体は４つに分流される。
【００２５】  図５に上記したバルブシートサポート５０を構成する流路アセンブリを示す。  流路アセンブリ５０は、流路部材５１，５２と、流路部材５１，５２の間に設けられるプレート状部材としてのオリフィスプレート５３と、流路部材５１，５２の間に介在する環状の弾性部材５４とを有する。  流路部材５１は、中心部に貫通孔からなる流体流路５１ａが形成された金属製の円柱状部材からなり、外周面５１ｂには、突出部５１ｔが周方向に形成されている。  流路部材５２は、中心部に貫通孔からなる流体流路５２ａが形成された金属製の有底円筒状部材からなり、円筒状部５２ｅの先端部には、カシメ部５２ｅ＿ｃが形成されている。なお、図５において、カシメ部５２ｅ＿ｃは、塑性変形後の状態を示しており、塑性変形前については図示しないが、カシメ部５２ｅ＿ｃは、突出部５１ｔの下側傾斜面部５１ｔ２から離れた位置にある。  オリフィスプレート５３は、金属製の円板状部材からなり、中心部にオリフィス５３ａが形成されている。オリフィス５３ａは、流体流路５１ａ，５２ａを流通する流体を通過させるために設けられている。オリフィス５３ａは流体の流れに対して抵抗として作用し、流体流路５１ａ側と流体流路５２ａ側とで圧力差を生じさせる。  流路部材５１，５２およびオリフィスプレート５３は、ステンレス合金等の同種の金属材料で形成してもよいし、異なる金属材料で形成することもできる。
【００２６】  流路部材５１の上端側の外周面５１ｅと流路部材５２の円筒状部５２ｅの根元付近に配置された内周面５２ｅ１とは嵌合するように形成されており、これにより、流体流路５１ａ，５２ａの中心軸線が合うようになっている。  流路部材５１と流路部材５２は、互いに対向する環状の対向面５１ｆ、５２ｆが形成されている。対向面５１ｆ，５２ｆは、流体流路５１ａ，５２ａの開口の周囲に形成され、かつ、流体流路５１ａ，５２ａの中心軸線と同心状に配置されている。対向面５１ｆ、５２ｆは平坦面からなり、対向面５１ｆ、５２ｆには対応する位置に環状突起５１ｐ，５２ｐが形成されている。環状突起５１ｐ，５２ｐは、カシメ部５２ｅ＿ｃをカシメた際に力を受けて圧し潰され、対向面５１ｆ，５２ｆとオリフィスプレート５３との間をシールする。
【００２７】  流路部材５１の外周面５１ｅおよび突出部５１ｔの上端面５１ｔ１と、流路部材５２の内周面５２ｅ２および下側端面５２ｅ３とは、環状の弾性部材５４を収容する収容空間を画定している。この収容空間は、弾性部材５４の略矩形の断面形状に合わせた形状となっている。収容空間の容積はカシメ部５２ｅ＿ｃを塑性変形させることにより減少し、弾性部材５４を上端面５１ｔ１と下側端面５２ｅ３とで圧し潰すように形成されている。具体的には、カシメ部５２ｅ＿ｃを内方に変形させると、カシメ部５２ｅ＿ｃが突出部５１ｔの下側傾斜面部５１ｔ２に係合する。これにより、カシメ部５２ｅ＿ｃは、対向面５１ｆ，５２ｆの一方が対向面５１ｆ，５２ｆの他方に向かうように、すなわち、対向面５１ｆが対向面５２ｆに近づくように、流路部材５１，５２に力を及ぼす。これにより、弾性部材５４が流路部材５１の外周面５１ｅおよび突出部５１ｔの上端面５１ｔ１と、流路部材５２の内周面５２ｅ２および下側端面５２ｅ３とに密着し、流路部材５１と流路部材５２との間をシールする。  弾性部材５４は、PEEK樹脂(ポリエーテルエーテルケトン)やポリイミド樹脂等の樹脂材料で形成されるが、これらに限定されるわけではない。
【００２８】  このように、流体流路５１ａと流体流路５２ａとの間は、対向面５１ｆ，５２ｆの環状突起５１ｐ，５２ｐにおいてシールされるとともに、対向面５１ｆ，５２ｆの外側においても弾性部材５４によりシールされる。
【００２９】  ここで、図８に弾性部材５４を用いない流路アセンブリ５００の一例を示す。図８において、図５と同様の構成部分については同一の符号を使用している。上側の流路部材５２０のカシメ部５２０ｅ＿ｃが及ぼす力により、下側の流路部材５１と上側の流路部材５２０との間は、対向面５１ｆ，５２ｆの環状突起５１ｐ，５２ｐにおいてのみシールされている。このシール部分に漏れが発生し、対向面５１ｆ，５２ｆの外側に流体が流出すると、外周面５１ｅと内周面５２０ｅ１との間を通じて、流体が外部に流出してしまう。  一方、図５に示した本実施形態に係る流路アセンブリ５０では、対向面５１ｆ，５２ｆの環状突起５１ｐ，５２ｐにおいて漏れが発生したとしても、弾性部材５４によるシールのおかげで、流体が外部に流出するのを確実に防ぐことができる。
【００３０】第２実施形態  図６に本発明の他の実施形態に係る流路アセンブリ５０Ｂを示す。図６において、図５と同様の構成部分については同一の符号を使用している。  図６において、流路部材５１Ｂの外周面５１Ｂｂには、突出部５１ｓが周方向に形成されている。この突出部５１ｓの下端面５１ｓ１と、流路部材５１Ｂの外周面５１Ｂｂと、流路部材５２のカシメ部５２ｅ＿ｃとの間に、弾性部材５４が設けられている。弾性部材５４はカシメ部５２ｅ＿ｃに直接接触する位置に配置され、カシメ部５２ｅ＿ｃからの力により変形して断面形状が略三角形状となっているが、変形前の断面形状は略矩形状である。  図に示すように、弾性部材５４には、カシメ部５２ｅ＿ｃから常に力Ｆを受けている。この力Ｆにより、環状突起５１ｐ，５２ｐは圧し潰され、対向面５１ｆ，５２ｆとオリフィスプレート５３との間をシールしている。また、弾性部材５４がカシメ部５２ｅ＿ｃにより圧し潰されることで、弾性部材５４が下端面５１ｓ１、外周面５１Ｂｂおよびカシメ部５２ｅ＿ｃに密着する。これにより、上記実施形態と同様に、流路部材５１Ｂと流路部材５２との間はシールされる。  ここで重要な点は、弾性部材５４がカシメ部５２ｅ＿ｃにより直接に圧し潰されることで、流路部材５１Ｂと流路部材５２には、弾性部材５４の復元力が常時作用する。  カシメ部５２ｅ＿ｃが弾性部材５４から受ける反力Ｒの一部は、弾性部材５４の復元力である。反力Ｒの垂直成分および水平成分をＲｖ，Ｒｈとすると、垂直成分Ｒｖは、環状突起５１ｐ，５２ｐが対向面５１ｆ，５２ｆとオリフィスプレート５３との間をシールするシール力として作用する。この垂直成分Ｒｖには、弾性部材５４の復元力が含まれていることから、このシール力を長期間に渡って安定化させることが可能となる。
【００３１】第３実施形態  図７に本発明の他の実施形態に係る流路アセンブリ５０Ｃを示す。図７において、図６と同様の構成部分については同一の符号を使用している。  図７に示す流路部材５１Ｃは、外周面５１Ｃｂにカシメ力を受ける突出部を備えていない。  弾性部材５４は、上側の流路部材５２Ｂの円筒状部５２Ｂｅの先端に形成されたカシメ部５２Ｂｅ＿ｃと、円筒状部５２Ｂｅの下側端面５２Ｂｅ１と、流路部材５１Ｃの外周面５１Ｃｂとの間で圧し潰され、流路部材５１Ｃと流路部材５２Ｂとの間はシールされる。また、第２実施形態と同様に、環状突起５１ｐ，５２ｐが対向面５１ｆ，５２ｆとオリフィスプレート５３との間をシールするシール力の一部として弾性部材５４の復元力は作用する。
【００３２】  以上のように、種々の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるわけではない。  上記実施形態では、二次側流路２４は、バルブボディ２０内で複数に分岐し、分岐流路２５，２６がバルブボディ２０の上面２０ｆ１で開口する場合を例示したが、本発明はこれに限定されるわけではなく、底面２０ｆ２や側面２０ｆ３〜２０ｆ６のいずれかで開口する構成も採用できる。  上記実施形態では、インナーディスク１５とバルブシート１６とを別部材としたが、インナーディスク１５とバルブシート１６とを一体化することも可能である。  上記実施形態では、流路２１を一次側、流路２４Ａ，２４Ｂを二次側としたが、本発明はこれに限定されるわけではなく、流路２１を二次側、流路２４Ａ，２４Ｂを一次側とすることも可能である。  上記実施形態では、流路アセンブリをバルブシートサポートとして用いた場合を例示したが、これに限定されるわけではなく、バルブ装置以外の流路にも適用可能である。  また、上記実施形態では、プレート状部材としてオリフィスプレートを例示したが、これに限定されるわけではなく、例えば、プレート状部材としてフィルターを作用部にもつフィルタープレートを採用することも可能である。
【００３３】  図９を参照して、上記実施形態に係るバルブ装置１が適用される流体制御装置の一例を説明する。  図９に示す流体制御装置には、幅方向Ｗ１，Ｗ２に沿って配列され長手方向Ｇ１，Ｇ２に延びる金属製のベースプレートＢＳが設けられている。なお、Ｗ１は正面側、Ｗ２は背面側，Ｇ１は上流側、Ｇ２は下流側の方向を示している。ベースプレートＢＳには、複数の流路ブロック９９２を介して各種流体機器９９１Ａ〜９９１Ｅが設置され、複数の流路ブロック９９２によって、上流側Ｇ１から下流側Ｇ２に向かって流体が流通する図示しない流路がそれぞれ形成されている。
【００３４】  ここで、「流体機器」とは、流体の流れを制御する流体制御装置に使用される機器であって、流体流路を画定するボディを備え、このボディの表面で開口する少なくとも２つの流路口を有する機器である。具体的には、開閉弁（２方弁）９９１Ａ、レギュレータ９９１Ｂ、プレッシャーゲージ９９１Ｃ、開閉弁（３方弁）９９１Ｄ、流量制御装置であるマスフローコントローラ９９１Ｅ等が含まれるが、これらに限定されるわけではない。なお、導入管９９３は、上記した図示しない流路の上流側の流路口に接続されている。
【００３５】  本実施形態に係るバルブ装置１は、上記のマスフローコントローラ９９１Ｅに適用可能であり、このマスフローコントローラ９９１Ｅで流体の流量制御が行われる。また、開閉弁（２方弁）９９１Ａ、レギュレータ９９１Ｂ、プレッシャーゲージ９９１Ｃ、開閉弁（３方弁）９９１Ｄ等のバルブに、本実施形態に係るバルブ装置１を適用可能である。
【００３６】  次に、上記の流体制御装置が適用される半導体製造装置の例を図１０に示す。  半導体製造装置１０００は、原子層堆積法（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  法）による半導体製造プロセスを実行するためのシステムであり、６００はプロセスガス供給源、７００はガスボックス、７１０はタンク、８００は処理チャンバ、９００は排気ポンプを示している。図７に示した流体制御装置は、ガスボックス７００内に収容される。  基板に膜を堆積させる処理プロセスにおいては、処理ガスを安定的に供給するためにガスボックス７００から供給される処理ガスをバッファとしてのタンク７１０に一時的に貯留し、処理チャンバ８００の直近に設けられたバルブ７２０を高頻度で開閉させてタンクからの処理ガスを真空雰囲気の処理チャンバへ供給する。  ＡＬＤ法は、化学気相成長法の１つであり、温度や時間等の成膜条件の下で、２種類以上の処理ガスを１種類ずつ基板表面上に交互に流し、基板表面上原子と反応させて単層ずつ膜を堆積させる方法であり、単原子層ずつ制御が可能である為、均一な膜厚を形成させることができ、膜質としても非常に緻密に膜を成長させることができる。  ＡＬＤ法による半導体製造プロセスでは、処理ガスの流量を精密に調整する必要があるとともに、基板の大口径化等により、処理ガスの流量をある程度確保する必要もある。  流体制御装置を内蔵するガスボックス７００は、正確に計量したプロセスガスを処理チャンバ８００に供給する。タンク７１０は、ガスボックス７００から供給される処理ガスを一時的に貯留するバッファとして機能する。  処理チャンバ８００は、ＡＬＤ法による基板への膜形成のための密閉処理空間を提供する。  排気ポンプ９００は、処理チャンバ８００内を真空引きする。
【００３７】  なお、本発明は、上述した実施形態に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。例えば、上記適用例では、バルブ装置１をＡＬＤ法による半導体製造プロセスに用いる場合について例示したが、これに限定されるわけではなく、本発明は、例えば原子層エッチング法（ＡＬＥ：Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｅｔｃｈｉｎｇ  法）等、精密な流量調整が必要なあらゆる対象に適用可能である。
【符号の説明】
【００３８】１            ：バルブ装置２            ：バルブ要素１０          ：アクチュエータ１１          ：ケーシング１２          ：ダイヤフラム押え１３          ：押えリング１４          ：ダイヤフラム１５          ：インナーディスク１５ａ１      ：大径部１５ａ２      ：小径部１５ａ３      ：段差面１５ｂ        ：外周面１５ｆ１〜１５ｆ３  ：平坦面１５ｈ        ：流路１６          ：バルブシート１６ａ        ：流通流路１６ｂ１      ：小径部１６ｂ２      ：大径部１６ｆ        ：シール面１６ｓ        ：座面２０          ：バルブボディ２０ｆ１      ：上面２０ｆ２      ：底面２０ｆ３〜２０ｆ６  ：側面２０ｈ１      ：ねじ穴２１          ：一次側流路２１ａ        ：シール保持部２２          ：収容凹部２２ａ〜２２ｃ：内周面２２ｄ        ：底面２４，２４Ａ，２４Ｂ  ：二次側流路２４ａ１，２４ｂ１  ：他端２５          ：分岐流路２５ａ        ：シール保持部２６          ：分岐流路２６ｂ        ：シール保持部３０          ：閉塞部材５０，５０Ｂ，５０Ｃ  ：流路アセンブリ（バルブシートサポート）５０ａ        ：迂回流路５０ｂ１      ：外周面５０ｂ２      ：外周面５０ｂ３      ：端面５０ｆ１      ：支持面５１          ：流路部材５１Ｂ        ：流路部材５１Ｂｂ      ：外周面５１Ｃ        ：流路部材５１Ｃｂ      ：外周面５１ａ        ：流体流路５１ｂ，５１ｅ  ：外周面５１ｆ        ：対向面５１ｐ        ：環状突起５１ｓ        ：突出部５１ｓ１      ：下端面５１ｔ        ：突出部５１ｔ１      ：上端面５１ｔ２      ：下側傾斜面部５２，５２Ｂ  ：流路部材５２Ｂｅ      ：円筒状部５２Ｂｅ１    ：下側端面５２Ｂｅ＿ｃ  ：カシメ部５２ａ        ：流体流路５２ｅ        ：円筒状部５２ｅ１      ：内周面５２ｅ２      ：内周面５２ｅ３      ：下側端面５２ｅ＿ｃ    ：カシメ部５２ｆ        ：対向面５２ｐ        ：環状突起５３          ：オリフィスプレート５３ａ        ：オリフィス５４          ：弾性部材５５          ：シール部材５００        ：流路アセンブリ５２０        ：流路部材５２０ｅ１    ：内周面５２０ｅ＿ｃ  ：カシメ部７００        ：ガスボックス（流体制御装置）７１０        ：タンク７２０        ：バルブ８００        ：処理チャンバ９００        ：排気ポンプ９９１Ａ      ：開閉弁（２方弁）９９１Ｂ      ：レギュレータ９９１Ｃ      ：プレッシャーゲージ９９１Ｄ      ：開閉弁（３方弁）９９１Ｅ      ：マスフローコントローラ(流量制御装置)９９２        ：流路ブロック９９３        ：導入管１０００      ：半導体製造装置Ａ１，Ａ２    ：上下方向Ｂ１，Ｂ２    ：長手方向ＢＳ          ：ベースプレートＦ            ：力Ｇ１，Ｇ２    ：長手方向Ｊ１          ：軸線Ｒ            ：反力Ｒｖ          ：垂直成分Ｗ１，Ｗ２    ：幅方向 
【図１Ａ】
2019087879.tif 000003
【図１Ｂ】
2019087879.tif 000004
【図１Ｃ】
2019087879.tif 000005
【図１Ｄ】
2019087879.tif 000006
【図２】
2019087879.tif 000007
【図３】
2019087879.tif 000008
【図４Ａ】
2019087879.tif 000009
【図４Ｂ】
2019087879.tif 000010
【図５】
2019087879.tif 000011
【図６】
2019087879.tif 000012
【図７】
2019087879.tif 000013
【図８】
2019087879.tif 000014
【図９】
2019087879.tif 000015
【図１０】
2019087879.tif 000016
【国際調査報告】
2019087879.tif 000017
2019087879.tif 000018