(57)【要約】【解決手段】  原子層沈着（ＡＬＤ）システムで使用するためのダイヤフラムバルブ（２００）が開示される。一実施例では、加熱ボディ（２９０）は、ダイヤフラム（２２０）とバルブボディ（２１０）との間の熱伝導経路を形成し、ダイヤフラムで作動温度を維持させ、高温前駆ガスがバルブ通路（２１４）内で凝結又は凍結することを防止する。別の実施例では、ダイヤフラムの背後で覆い空間（２９６）と連通する圧力排出口（３０２、３０６、３１０）は、ダイヤフラムの開位置及び閉位置の間の移行に対する抵抗を減少させる。ポンプ又は吸引源（３１６）は、覆い空間内で流体圧力を減少させるため圧力排出口に連結される。別の実施例では、バルブシート（２３０）は、バルブの入口（２１６）を取り囲み、閉じられるときのダイヤフラムの側部の大部分と接触する環状座席表面を備え、熱輸送を容易にし、ダイヤフラムの散逸的冷却を相殺させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイヤフラムバルブであって、
入口及び出口を有するバルブ通路を形成するバルブボディと、
第１の側部及び第２の側部を有し、該第１の側部が前記バルブ通路に近接するように配置されているダイヤフラムと、
前記ダイヤフラムに作動力を加えるため該ダイヤフラムの前記第１の側部に作動的に連結されたアクチュエータであって、該ダイヤフラムは、前記バルブ通路を遮蔽する閉位置と、該バルブ通路が少なくとも部分的に開くところの開位置との間を移行するように、加えられた前記作動力に応答して動作可能である、前記アクチュエータと、
前記バルブボディと熱的に接触し、前記ダイヤフラムの前記第２の側部に近接して延在する加熱ボディであって、これによって、前記バルブボディから前記ダイヤフラムに向かう熱伝導経路を形成し、該ダイヤフラムにおける動作温度を維持することを容易にする、前記加熱ボディと、
を備える、ダイヤフラムバルブ。
【請求項２】
請求項１に係るダイヤフラムバルブと組み合わされ、前記バルブボディと熱的に連係されたヒーターであって、
前記ヒーターは熱を発生するように構成され、該熱は前記バルブボディ及び前記加熱ボディを介して伝導し、これにより、前記バルブ通路内の媒体が該バルブ通路内で凝結又は凍結することを防止する、ヒーター。
【請求項３】
前記加熱ボディは、アルミニウム、ステンレス鋼、チタニウム及び銅から構成されたグループから選択された材料を含む、請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項４】
前記加熱ボディは、前記ダイヤフラムと前記アクチュエータとの間に介在され、該加熱ボディは、前記ダイヤフラム及び前記アクチュエータと整列した状態の中央開口を備え、更に、該中央開口を通って延在し、前記アクチュエータを前記ダイヤフラムに作働的に連結するプランジャーを備える、請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項５】
前記プランジャーは、前記ダイヤフラムと前記アクチュエータとの間に配置された、減少した断面積の区分を備え、これによって、前記プランジャーを通って前記アクチュエータに至る熱伝導を減少させる、請求項４に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項６】
前記減少した断面積の前記区分は、前記プランジャーの中空領域を備える、請求項５に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項７】
前記プランジャーは、前記アクチュエータ機構により係合された第１の端区分と、前記ダイヤフラムに作動的に連結され且つ第１の材料から形成された第２の端区分と、前記第１の端区分及び前記第２の端区分との間に設けられた中央区分と、を備え、該中央区分は、前記第１の材料よりも実質的に低い熱伝導度を有する第２の材料から形成される、請求項４に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項８】
前記アクチュエータは、ソレノイドを備える、請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項９】
前記バルブ通路と前記アクチュエータとの間の熱輸送を減衰させるため該バルブ通路と該アクチュエータとの間に介在された熱抵抗性部材を更に備える、請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１０】
前記熱抵抗性部材は、前記アクチュエータにより係合された第１の端部と、前記ダイヤフラムに作動的に連結された第２の端部と、該第２の端部及び前記アクチュエータの間に設けられた中空領域と、を備える、請求項９に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１１】
前記熱抵抗性部材は、前記アクチュエータ機構により係合された第１の端区分と、前記ダイヤフラムに作動的に連結され且つ第１の材料から形成された第２の端区分と、前記第１の端区分及び前記第２の端区分との間に設けられた中央区分と、を備え、該中央区分は、前記第１の材料よりも実質的に低い熱伝導度を有する第２の材料から形成される、請求項９に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１２】
前記アクチュエータを支持するバルブステムを更に備え、前記熱抵抗性部材は、該バルブステムを前記加熱ボディから分離する絶縁性支柱を備える、請求項９に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１３】
前記バルブステム及び前記加熱ボディの間に介在された、エラストマー又はプラスチック製のシール部を更に備える、請求項１２に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１４】
前記バルブステムを前記加熱ボディに連結するファスナーと、該ファスナー及び前記バルブステムの間に配置された熱絶縁器と、を更に備える、請求項１２に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１５】
前記アクチュエータは、ソレノイドコイルと、該ソレノイドコイル内に延在する第１の端部及び前記ダイヤフラムに作動的に連結された第２の端部を有するプランジャーと、を備え、該プランジャーは、前記ソレノイドコイルの付勢に応答して駆動され、これによって前記ダイヤフラムを前記開位置及び前記閉位置の間で移行させる、請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１６】
前記ダイヤフラムを前記開位置及び前記閉位置のいずれかに向かって偏倚させるため前記プランジャーと作動的に係合されたスプリングを更に備える、請求項１５に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１７】
前記スプリングは、前記ダイヤフラムを前記閉位置に向かって偏倚させ、
前記プランジャーは、前記スプリングに対抗し、前記ソレノイドコイルの付勢に応答して前記ダイヤフラムを前記開位置に移動させるように駆動される、請求項１６に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１８】
前記プランジャー及び前記アクチュエータの間に介在された、熱絶縁性摺動ブッシングを更に備える、請求項１５に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１９】
前記アクチュエータは、可動プランジャーと、該プランジャーの移動を制限するように配置された停止部と、該プランジャー及び該停止部の間に介在された熱絶縁性遮蔽部材と、を備える、請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項２０】
前記ダイヤフラムの反対側で前記バルブ通路内に配置されたバルブシートを更に備え、該バルブシートは、前記ダイヤフラムに面する座席表面を有し、該座席表面に対して、前記ダイヤフラムの前記第１の側部の大部分が、加えられた前記作動力に応答して押圧され、これにより、前記バルブ通路を遮蔽し、該座席表面は、鋭い特徴部が無いことにより特徴付けられ、これにより前記ダイヤフラムの前記第１の側部が前記バルブシートに対して押されたとき該ダイヤフラムのせん断を防止する、請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項２１】
前記ダイヤフラムの反対側で前記バルブ通路内に配置されたバルブシートを更に備え、該バルブシートは、前記ダイヤフラムに面する座席表面を有し、該座席表面に対して、前記ダイヤフラムの前記第１の側部が、加えられた前記作動力に応答して押圧され、これにより、前記バルブ通路を遮蔽し、前記座席表面は、前記ダイヤフラムの前記第１の側部が前記バルブシートに対して押圧されたとき該ダイヤフラムの大部分と接触するため前記入口から径方向に延在し、これにより、前記バルブシートから前記ダイヤフラムへの熱輸送を改善する、請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項２２】
前記ダイヤフラムは、プラスチック材料から構成されている、請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項２３】
前記ダイヤフラムは、エラストマー材料から構成されている、請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項２４】
前記ダイヤフラムの前記第１の側部は、酸化物、窒化物、炭化物、及び、それらの混合物からなるグループから選択された保護コーティングを備える、請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項２５】
前記ダイヤフラムの前記第２の側部に隣接した覆い空間と、
前記覆い空間と連通する排出通路と、
前記排出通路に作動的に連結されたポンプと、
を更に備える、請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項２６】
請求項１に記載のダイヤフラムバルブを備える、前駆材料分配システム。
【請求項２７】
請求項２に記載の、ダイヤフラムバルブ及びヒーターを備える、前駆材料分配システム。
【請求項２８】
請求項９に記載のダイヤフラムバルブを備える、前駆材料分配システム。
【請求項２９】
請求項２５に記載のダイヤフラムバルブを備える、ＡＬＤ反応器。
【請求項３０】
請求項２６に記載の前駆材料分配システムを備える、ＡＬＤ反応器。
【請求項３１】
請求項２７に記載の前駆材料分配システムを備える、ＡＬＤ反応器。
【請求項３２】
請求項２８に記載の前駆材料分配システムを備える、ＡＬＤ反応器。
【請求項３３】
ダイヤフラムバルブであって、
入口及び出口を有するバルブ通路を形成するボディ手段と、
第１の側部及び第２の側部を有し、該第１の側部が前記バルブ通路に近接するように配置されているダイヤフラムと、
前記ダイヤフラムを前記バルブ通路を遮蔽する閉位置と該バルブ通路が少なくとも部分的に開放されている開位置との間で移行させるように前記ダイヤフラムを作動するための手段と、
前記ダイヤフラムで作動温度を維持することを容易にするため前記ボディ手段から前記ダイヤフラムに熱を伝導させるための手段と、
を備える、ダイヤフラムバルブ。
【請求項３４】
請求項３３に係るダイヤフラムバルブと組み合わされた、前記ボディ手段を加熱するための手段であって、これによって、前記バルブ通路内の媒体が該バルブ通路内で凝結又は凍結することを防止する、加熱手段。
【請求項３５】
前記作動するための手段は、ソレノイドを備える、請求項３３に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項３６】
前記バルブ通路と前記作動手段との間の熱輸送を減衰するための手段を更に備える、請求項３３に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項３７】
前記熱輸送を減衰するための手段は、前記ボディ手段と前記作動手段との間に介在された絶縁性支柱を備える、請求項３６に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項３８】
前記熱輸送を減衰するための手段は、減少した熱伝導度の一区分を有するプランジャーを備える、請求項３６に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項３９】
前記作動手段は、ソレノイドを備える、請求項３３に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項４０】
前記ダイヤフラムの前記第２の側部に隣接して覆われた空間を形成する手段を更に備える、請求項３３に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項４１】
前記覆われた空間内で真空引きをするための手段を更に備える、請求項４０に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項４２】
前記ダイヤフラムの前記第２の側部上の流体圧力を減少するための手段を更に備える、請求項３３に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項４３】
請求項３３に記載のダイヤフラムバルブを備える前駆材料分配システム。
【請求項４４】
請求項３４に記載のダイヤフラムバルブを備える前駆材料分配システム。
【請求項４５】
請求項３６に記載のダイヤフラムバルブを備える前駆材料分配システム。
【請求項４６】
請求項３３に記載のダイヤフラムバルブを備えるＡＬＤ反応器。
【請求項４７】
請求項３４に記載のダイヤフラムバルブを備えるＡＬＤ反応器。
【請求項４８】
請求項３６に記載のダイヤフラムバルブを備えるＡＬＤ反応器。
【請求項４９】
請求項４１に記載の、ダイヤフラムバルブ及び真空引きするための手段を備える、ＡＬＤ反応器。
【請求項５０】
請求項４２に記載の、ダイヤフラムバルブ及び流体圧力を減少するための手段を備える、ＡＬＤ反応器。
【請求項５１】
ダイヤフラムバルブであって、
入口及び出口を有するバルブ通路を形成するバルブボディと、
第１の側部及び第２の側部を有し、該第１の側部が前記バルブ通路に近接するように配置されているダイヤフラムであって、該ダイヤフラムは、前記バルブ通路を遮蔽する閉位置と、該バルブ通路が少なくとも部分的に開放される開位置との間を移行するため、加えられた作動力に応答して動作可能である、前記ダイヤフラムと、
前記ダイヤフラムの前記第２の側部に隣接した、覆い空間と、
前記覆い空間を排出するため該覆い空間と連通し、これにより、前記開位置及び前記閉位置の間の前記ダイヤフラムの移行を容易にする、排出通路と、
を備える、ダイヤフラムバルブ。
【請求項５２】
請求項５１に記載のダイヤフラムバルブと組み合わされた、前記覆い空間内で流体圧力を減少するため前記排出通路に作動的に連結された手段。
【請求項５３】
請求項５１に記載のダイヤフラムバルブと組み合わされた、前記排出空間に作動的に連結された手段。
【請求項５４】
請求項５３に記載のダイヤフラムバルブ及びポンプであって、前記ポンプは、前記覆い空間内で真空引きするように作動可能であるダイヤフラムバルブ及びポンプ。
【請求項５５】
前記ポンプは、前記覆い空間内で、約０．１ｍバール及び約２０ｍバールの間で真空引きするように作動可能である、請求項５３に記載のダイヤフラムバルブ及びポンプ。
【請求項５６】
前記開位置及び前記閉位置の間で前記ダイヤフラムを移行させるため該ダイヤフラムに作動力を印加するため該ダイヤフラムに連結されたアクチュエータを更に備える、請求項５１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項５７】
前記ダイヤフラムを前記開位置及び前記閉位置のいずれか一つに向かって偏倚させるためのスプリングを更に備える、請求項５１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項５８】
前記スプリングは、前記ダイヤフラムを前記閉位置に向かって偏倚させ、該ダイヤフラムを前記閉位置から前記開位置に移行させるため該ダイヤフラムに作動的に連結されたアクチュエータを更に備える、請求項５７に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項５９】
前記スプリングは、前記ダイヤフラムを前記開位置に向かって偏倚させ、該ダイヤフラムを前記閉位置から前記開位置に移行させるため該ダイヤフラムに作動的に連結されたアクチュエータを更に備える、請求項５７に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項６０】
前記ダイヤフラムの作動温度を維持するため前記ダイヤフラムの前記第２の側部に近接して配置された加熱ボディと、
前記バルブ通路と前記アクチュエータとの間に介在された熱抵抗性部材と、
を更に備える、請求項５６に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項６１】
前記アクチュエータは、ソレノイドを備える、請求項６０に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項６２】
前記排出通路は、前記加熱ボディを通過する、請求項６０に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項６３】
前記排出通路は、前記バルブボディを通過する、請求項５１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項６４】
前記アクチュエータは、可動プランジャーと、該プランジャーの移動を制限するように配置された停止部と、該プランジャー及び該停止部の間に介在された遮蔽部材と、を備える、請求項５６に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項６５】
前記停止部から離れる方に前記プランジャーを偏倚させるスプリングを更に備え、前記アクチュエータは、ソレノイドを備え、前記プランジャーは、電流が前記ソレノイドに印加されたとき前記停止部に向かって磁気的に吸引され、前記遮蔽部材は、非磁性材料を備え、これにより、前記ソレノイドから電流を除去した後に前記スプリングが前記プランジャーを動かすまで必要となる解放時間を減少させる、請求項６４に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項６６】
前記ダイヤフラムは、プラスチック材料から構成される、請求項５１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項６７】
前記ダイヤフラムは、エラストマー材料から構成される、請求項５１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項６８】
請求項５１に記載のダイヤフラムバルブを備える、前駆材料分配システム。
【請求項６９】
請求項６１に記載のダイヤフラムバルブを備える、前駆材料分配システム。
【請求項７０】
請求項５２に記載の、ダイヤフラムバルブ及び吸引を発生させるための手段とを備える、ＡＬＤ反応器。
【請求項７１】
請求項６５に記載のダイヤフラムバルブを備える、ＡＬＤ反応器。
【請求項７２】
ダイヤフラムバルブシステムであって、
入口及び出口を有するバルブ通路を形成するボディ手段と、
第１の側部及び第２の側部を有し、該第１の側部が前記バルブ通路に近接するように配置されている、ダイヤフラムと、
前記ダイヤフラムの前記第２の側部に隣接して覆い空間を形成するための手段と、
前記覆い空間内の流体圧力を減少するための手段と、
を備える、ダイヤフラムバルブシステム。
【請求項７３】
前記ダイヤフラムを作動させるための手段を更に備える、請求項７２に記載のダイヤフラムバルブシステム。
【請求項７４】
前記バルブ通路内の媒体を加熱するための手段を更に備える、請求項７２に記載のダイヤフラムバルブシステム。
【請求項７５】
前記バルブ通路と、前記作動手段との間の熱輸送を減衰させるための手段を更に備える、請求項７３に記載のダイヤフラムバルブシステム。
【請求項７６】
ＡＬＤ反応器で使用するための請求項７２に記載のダイヤフラムバルブシステム。
【請求項７７】
ＡＬＤ反応器で使用するための請求項７５に記載のダイヤフラムバルブシステム。
【請求項７８】
バルブボディを有するダイヤフラムバルブにおいてダイヤフラムを閉位置及び開位置の間で移行させる方法であって、
前記バルブボディは、入口及び出口を有するバルブ通路を形成し、前記ダイヤフラムは、前記バルブ通路に近接する第１の側部と、覆い空間に隣接する第２の側部と、を有し、前記ダイヤフラムは、更に、前記バルブ通路を遮蔽する閉位置と、該バルブ通路が少なくとも部分的に開いて流体が該バルブ通路を通って流れることを可能にする開位置との間で撓むように、加えられた前記作動力に応答して動作可能であり、
前記方法は、
前記覆い空間と連通する排出通路を提供し、
前記ダイヤフラムの後方で圧力の蓄積を防止するため前記排出通路を介して前記覆い空間を排出し、これにより、前記ダイヤフラムを前記閉位置と前記開位置との間で移行させることを容易にする、各工程を備える、方法。
【請求項７９】
前記排出通路を吸引する工程を更に備える、請求項７８に記載の方法。
【請求項８０】
前記ダイヤフラムに作動力を印加する工程を更に備える、請求項７９に記載の方法。
【請求項８１】
ダイヤフラムバルブであって、
入口及び出口を有するバルブ通路を形成するバルブボディと、
前記入口及び前記出口のうち一つを取り囲むバルブシートであって、該バルブシートは、該入口から径方向に延在し且つ前記バルブ通路に隣接する環状座席表面を有する、前記バルブシートと、
第１の側部及び第２の側部を有する可撓性ダイヤフラムであって、該ダイヤフラムは、前記第１の側部が前記バルブシートの座席表面に対面している状態で該バルブシートの反対側で前記バルブ通路に隣接して配置され、前記ダイヤフラムは、該バルブ通路が少なくとも部分的に開放される開位置と前記ダイヤフラムの前記第１の側部が前記バルブシートに対して圧され、これにより前記バルブ通路を遮蔽する閉位置との間で撓むように、加えられた作動力に応答して動作可能である、前記ダイヤフラムと、
を備え、
前記座席表面は、前記ダイヤフラムが前記閉位置に撓むとき該ダイヤフラムの前記第１の側部の大部分と接触するようにサイズが定められ、形成され、これにより、前記バルブシート及び前記ダイヤフラムの間の熱輸送を容易にすると共に該ダイヤフラムの第１の側部上の凝結を禁止する、ダイヤフラムバルブ。
【請求項８２】
前記座席表面は、前記ダイヤフラムが閉じられたとき前記第１の側部のうち約５％乃至約１００％の部分と接触する、請求項８１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項８３】
前記座席表面は、前記ダイヤフラムが閉じられたとき前記第１の側部のうち約１２％乃至約５０％の部分と接触する、請求項８１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項８４】
前記座席表面は、鋭い特徴部がないことにより特徴付けられ、これによって前記ダイヤフラムのせん断を防止する、請求項８１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項８５】
前記座席表面は研磨され、これによって、前記ダイヤフラムの第１の側部が前記バルブシートに対して押されたとき該バルブシートから該ダイヤフラムへの熱輸送を改善する、請求項８１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項８６】
前記座席表面は、表面処理されている、請求項８１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項８７】
前記バルブシートは、前記入口を取り囲んで前記座席表面から前記ダイヤフラムへと延在する環状座席リッジを備え、
前記座席リッジは、前記ダイヤフラムの第１の側部が前記バルブシートに対する該ダイヤフラムの押圧に応答して前記座席リッジを覆って永久的に変形されるほど十分に背が高く且つ鋭く、
前記座席リッジは、前記ダイヤフラムが該座席リッジを覆って変形された後、該ダイヤフラムの第１の側部の大部分が該座席表面に対して押圧されることを可能にするのに十分に短い、請求項８１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項８８】
前記座席リッジは、前記座席表面から、約０．５ｍｍから約１．５ｍｍまでの間の高さまで延在する、請求項８７に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項８９】
前記ダイヤフラムは、プラスチック材料から構成される、請求項８７に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項９０】
前記ダイヤフラムは、エラストマー材料から構成される、請求項８１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項９１】
前記バルブボディに対する前記座席表面の軸方向位置を確立するため、前記バルブシート及び前記バルブボディの間に介在されたスペーサーリングを更に備える、請求項８１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項９２】
前記座席表面は外側周辺エッジにより境界形成されると共に、前記ダイヤフラムが閉位置に固定されたとき前記ダイヤフラムが前記座席表面の前記外側周辺エッジと接触しないようにサイズが定められている、請求項８１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項９３】
前記ダイヤフラムの前記第１の側部を覆う保護コーティングを更に備える、請求項８１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項９４】
前記保護コーティングは、酸化物、窒化物、炭化物、及び、それらの混合物からなるグループから選択される、請求項９３に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項９５】
前記バルブ通路の内側を覆う保護コーティングを更に備える、請求項８１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項９６】
前記保護コーティングは、酸化物、窒化物、炭化物、及び、それらの混合物からなるグループから選択される、請求項９５に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項９７】
前記バルブシートの前記座席表面を覆う保護コーティングを更に備える、請求項８１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項９８】
前記保護コーティングは、酸化物、窒化物、炭化物、及び、それらの混合物からなるグループから選択される、請求項９７に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項９９】
前記ダイヤフラムを駆動するためのアクチュエータを更に備え、ガイアクチュエータは、可動プランジャーと、該プランジャーの移動を制限するように配置された停止部と、該プランジャー及び該停止部の間に介在された保護遮蔽部材と、を備える、請求項８１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１００】
前記遮蔽部材は、前記停止部に対する前記プランジャーの衝撃を緩衝する、耐久性の高いプラスチック材料から構成されている、請求項９９に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１０１】
前記遮蔽部材は、プリテトラフルオロエチレンから構成される、請求項９９に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１０２】
前記ダイヤフラムを駆動するように動作可能である、ソレノイド及び可動プランジャーと、
前記プランジャー及び前記ソレノイドの間に介在された摺動ブッシングと、
を更に備える、請求項８１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１０３】
前記ダイヤフラムの前記第２の側部に隣接した覆い空間と、
前記覆い空間と連通する、排出通路と、
を更に備える、請求項８１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１０４】
請求項１０３に記載のダイヤフラムバルブと組み合わされた、前記覆い空間内の流体圧力を減少させるため前記排出通路に作動的に連結されたポンプ。
【請求項１０５】
前記バルブボディと熱的に接触し、前記ダイヤフラムの前記第２の側部に近接して延在する加熱ボディを更に備え、これによって、前記ダイヤフラムにおいて作動温度を維持することを容易にする熱伝導経路を形成する、請求項８１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１０６】
請求項１０５に記載のダイヤフラムバルブと組み合わされた、前記バルブボディと熱的に連係するヒーターであって、
熱を発生するように構成され、該熱は前記バルブボディ及び前記加熱ボディを介して伝導され、これによって前記バルブ通路内の媒体が該バルブ通路内で凝結又は凍結することを防止する、ヒーター。
【請求項１０７】
前記ダイヤフラムを駆動するためのアクチュエータと、
前記バルブ通路と前記アクチュエータとの間の熱輸送を減衰させるため該バルブ通路と該アクチュエータとの間に介在された熱抵抗性部材と、
を更に備える、請求項１０５に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１０８】
前記ダイヤフラムを前記開位置及び前記閉位置のうち一方に向かって偏倚させるためのスプリングと、前記ダイヤフラムを前記スプリングとは反対側の方向に駆動させるため該ダイヤフラムと作動的に係合したアクチュエータと、を更に備える、請求項８１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１０９】
前記アクチュエータは、ソレノイド及び可動プランジャーを備え、
前記スプリングは、前記ダイヤフラムを前記閉位置に向かって偏倚させ、
前記プランジャーは、前記スプリングに対抗し、前記ソレノイドコイルの付勢に応答して前記ダイヤフラムを前記開位置に移動させるように駆動される、請求項１０８に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１１０】
前記ダイヤフラムにおける作動温度を維持することを容易にするため前記バルブボディから前記ダイヤフラムの前記第２の側部に向かって熱を伝導させるため前記バルブボディと接触する手段を更に備える、請求項８１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１１１】
請求項８１に記載のダイヤフラムバルブと組み合わされた、前記バルブ通路内の媒体を加熱するための手段であって、これによって、前記媒体が前記バルブ通路内で凝結又は凍結することを防止する、手段。
【請求項１１２】
前記ダイヤフラムを作動させるための手段と、
前記バルブ通路及び前記作動手段の間の熱輸送を減衰させるための手段と、
を更に備える、請求項８１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１１３】
前記減衰手段は、ソレノイドを備える、請求項１１２に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１１４】
前記ダイヤフラムの前記第２の側部に隣接して覆い空間を形成する手段を更に備える、請求項８１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１１５】
請求項１１４に記載のダイヤフラムバルブと組み合わされた、前記覆い空間内で真空引きするための手段。
【請求項１１６】
前記ダイヤフラムの前記第２の側部上の流体圧力を減少させるための手段を更に備える、請求項８１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１１７】
請求項８１に記載のダイヤフラムバルブを備える、前駆材料分配システム。
【請求項１１８】
請求項１０６に記載の、ダイヤフラムバルブ及びヒーターを備える、前駆材料分配システム。
【請求項１１９】
請求項８１に記載のダイヤフラムバルブを備える、ＡＬＤ反応器。
【請求項１２０】
請求項１０４に記載の、ダイヤフラムバルブ及びポンプを備える、ＡＬＤ反応器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温薄膜沈着設備で使用するため、特に、原子層沈着反応器の前駆物質の分配システムで有用となる望ましい特徴を備えたダイヤフラムバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
原子層エピタキシ（ＡＬＥ）としても知られている、原子層沈着（ＡＬＤ）は、基板上に薄膜を沈着させる方法であり、連続的な自己飽和表面反応及び交互になされる自己飽和表面反応を含んでいる。ＡＬＤプロセスは、サントラらに付与された米国特許番号４，０５８，４３０号に記載されており、その内容は、ここで参照したことで本願に組み込まれる。ＡＬＤは、「原子層エネルギーピタキシ」（１９９０年、グラスゴーのブラッキー及びソン社のＴ．サントラ及びＭ．シンプソン）に記載されているように、当業者に周知されている物理的蒸着（ＰＶＤ）（例えば、蒸発及びスパッタリング）並びに化学的蒸着（ＣＶＤ）等の他の薄膜沈着法を超える幾つかの利点を提供する。ＡＬＤ法は、所望のステップ被覆及び次世代積分回路のために必要となる物理的特性を達成するため、半導体ウェハー基板上に薄膜を沈着させる使用のために提案された。
【０００３】
連続的なＡＬＤ成長は、２種類以上の前駆蒸気を、基板表面の回りの反応空間へと連続的に導入することを要求する。典型的には、ＡＬＤは、上昇された温度及び減少した圧力で実行される。例えば、反応空間は、１５０℃及び６００℃の間の温度まで加熱され、０．１ｍバール及び５０ｍバールの間の圧力で作動され得る。そのような高温及び低作動圧力でさえ、前駆蒸気のパルスが、デルタ関数とはならず、このことは、それらは実質的な上昇時間及び減衰時間を持つことを意味する。前駆蒸気の連続的なパルスは、第１のパルスが完全に減衰する前、即ち過剰の第１の前駆蒸気が反応空間から実質的に無くされる前に第２のパルスが開始される場合に重なり合う。これと同時に反応空間内に実質的な量の様々に異なる蒸気が与えられた場合、粒子若しくは不均一薄膜を発生し得る非ＡＬＤ成長が発生し得る。この問題を防止するため、前駆蒸気のパルスは、パージインターバルにより分離され、その間に、反応空間は、過剰量の第１の前駆蒸気がパージされる。パージインターバルの間、反応チャンバーは、不活性ガス、真空の適用、ポンプ駆動、吸引、又は、それらの組み合わせで反応空間を洗浄することによってパージされる。
【０００４】
ＡＬＤ反応空間は、典型的には、反応チャンバーにより境界付けられ、該反応チャンバーは１つ以上の前駆材料分配システム（前駆材料源とも称される）により供給される。反応空間のサイズは、基板を収容するため必要とされる反応チャンバーの寸法により影響される。反応チャンバーの中には、バッチ処理のため多数の基板を適合するのに十分に大きいものがある。しかし、バッチ処理システム内の反応空間の体積が増大することにより、前駆材料のパルス持続期間及びパージインターバルを増大させることが要求される。
【０００５】
前駆材料のパルスの重なり合いを防止するため、並びに、比較的均一の厚さの薄膜を形成するため、ＡＬＤプロセスは、前駆蒸気パルスの持続期間よりも１０倍も長いパージインターバルが要求される。例えば、薄膜沈着プロセスは、数千もの５０ｍｓの前駆蒸気パルスに５００ｍｓ持続するパージインターバルが交互に現れる。この長時間のパージインターバルは、処理時間を増大させ、ＡＬＤ反応器の全体的効率を実質的に減少させかねない。本願発明者らは、立ち上がり時間及び減衰時間を減少させることが、非ＡＬＤ成長を引き起こすこと無く前駆パルス及びパージのために要求される全体的な時間を減少させ、これによってＡＬＤ反応器のスループットを改善させることを認識した。
【０００６】
前駆材料分配システムは、典型的には、１種類以上の前駆蒸気を準備し分配するため、システムの流れ経路に配置された１つ以上のバルブを備え得る。前駆蒸気は、前駆分配システム内で適切なダイヤフラムバルブを開閉することにより、反応チャンバー内へのパルスが形成される。ダイヤフラムバルブは、不活性ガス及び他の材料のＡＬＤ反応器への流れ及び該反応器からの流れを制御するため使用することができる。既知のダイヤフラムバルブは、一般に、バルブシートに対して可撓性ダイヤフラムを開閉するためアクチュエータを持っている。ダイヤフラムが開放位置にあるとき、前駆蒸気は、バルブ通路を通過し、反応チャンバーに流入することが可能となる。ダイヤフラムが閉じられるとき、ダイヤフラムは、バルブ通路を遮蔽し、前駆蒸気が反応チャンバーに入ることを防止する。ＡＬＤ処理が薄膜を単一ワークピース上に形成するため多数の数千サイクルの前駆パルス及びパージを要求するので、ＡＬＤシステムで使用されるバルブは、非常に高い耐久性を持ち、失敗無しに数百万のサイクルを実行することができるべきである。
【０００７】
液圧及び気圧式アクチュエータは、典型的には、動的シール部を備えている。このシール部は、ＡＬＤシステム内の前駆ガス及びパージガスの分配のために要求される、高温及び多数のサイクルの下で故障し得る。
【０００８】
ソレノイド式のアクチュエータは、該アクチュエータが気圧式及び液圧式アクチュエータよりも速い応答時間を持ち、多数の開閉サイクルを可能とするが故に望ましい。しかし、ソレノイド式アクチュエータは、電流が印加されるとき熱を発生し、前駆材料を蒸気の形態で維持するため要求される高温にさらされるとき、気圧及び液圧バルブと同様に、故障し得る。熱は、ソレノイド巻き線の回りの絶縁性を劣化させかねず、その結果、ソレノイドコイルの巻き線と故障箇所との間を電気的に短絡させ得る。また、熱は、ソレノイドコイルが巻かれているプラスチック製のボビンを溶解させるおそれがある。本願発明者らは、熱に関連した故障を避けるためのアクチュエータの能動的冷却が、ダイヤフラム、バルブシート、及び、バルブ通路の壁から熱を引き出そうとし、前駆材料をバルブ通路内で凝結させ又は凝固させるおそれがあることを認識した。ダイヤフラム及びバルブシート上の前駆材料の凝結及び蓄積は、バルブを漏れさせ又は詰まらせかねず、望ましくない非ＡＬＤ成長を引き起こし、反応チャンバー内に粒子を発生させる。
【０００９】
連続的なＡＬＤ処理のため、前駆材料は、典型的には、１００℃を超える温度、しばしば２００℃及び３００℃の間の温度で反応チャンバーに分配され、様々な前駆材料が半導体基板上に薄膜を形成するため使用される。従来のダイヤフラムバルブを用いた場合、有意な量の熱が、バルブを通して流れ経路から伝達され、周囲環境へと散逸する。バルブを通した熱の散逸は、上述した、流れ経路の冷却及びこれに関連する凝結問題を生じさせ得る。凝結を避けるため、例えば、「原子層沈着のための前駆材料分配システム」と題された、２００２年９月１１日に出願され、本願発明の譲受人により所有された米国仮特許出願番号６０／４１０，０６７号で説明されているように、流れ経路を加熱してもよい。該出願の内容は、ここで参照したことで本願に組み込まれる。しかし、流れ経路を加熱することは、従来のダイヤフラムバルブにおいてアクチュエータの過熱に寄与する傾向を持ち得る。本願発明者らは、バルブ通路、ダイヤフラム、及び、バルブシートが、バルブアクチュエータを過熱すること無く、前駆蒸気が凝結することを防止するのに十分に高温（典型的には、１３０℃乃至２６０℃以上の範囲）に維持することができる、改善されたダイヤフラムバルブの必要性を認識した。
【００１０】
キムラの米国特許番号５，３２６，０７８号、スズキらの米国特許番号６，１１６，２６７号、及び、マミョーの米国特許番号６，５０８，４５３号は、半導体製造のための高温ガスの流れを制御するため既知のダイヤフラムバルブを記載している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本願発明者らは、ダイヤフラムがＡＬＤ前駆材料の凝結を防止するのに十分な温度でアクチュエータの温度限界を超えること無く維持される必要性が残されていることを認識した。本願発明者らは、従来技術のバルブよりも迅速に開位置から閉位置まで移行する耐久性の高いバルブのための必要性を認識した。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
一実施例によれば、ダイヤフラムバルブは、バルブのバルブボディと熱的に接触し、バルブ通路の反対側にあるダイヤフラムの外側側部に近接して延在する加熱ボディを備えることができる。加熱ボディは、バルブボディとダイヤフラムとの間の熱伝導経路を形成し、ダイヤフラムで作動温度を維持することを容易にする。バルブボディが加熱されたとき、熱は、加熱ボディによりダイヤフラムに向って伝導される。そのような構成は、例えば、高温前駆ガスがバルブ通路内で凝結又は凍結することを防止するためのＡＬＤシステムで有用となる。
【００１３】
好ましい実施例では、プランジャーは、バルブアクチュエータをダイヤフラムに作動的に連結するため加熱ボディ内の中央開口を通って延在する。幾つかの実施例では、例えば薄い区分、中空部又は熱絶縁材料等の熱抵抗性部材は、バルブ通路とアクチュエータとの間の熱輸送を減衰させるため、バルブ通路とアクチュエータとの間に介在されていてもよい。
【００１４】
本願発明者らは、従来のダイヤフラムバルブは、典型的には開位置と閉位置との間を移行するとき抵抗を受けることを認識した。ダイヤフラムの背後にあり、バルブ通路と反対側で該ダイヤフラムの外側部に隣接した覆い空間に存在するガスは、典型的には、従来のダイヤフラムバルブ内の周囲圧力にある。バルブ通路内の媒体の圧力が覆い空間内の周囲圧力よりも事実上低いか又は高いとき、ダイヤフラムに圧力差が形成される。幾つかのダイヤフラムバルブでは、ダイヤフラムの背後にある空間は、きっちりと密封され、その結果、ダイヤフラムが開位置と閉位置との間を移行するとき覆い空間内に捕捉されたガスの圧縮又は膨張を発生させる。圧力差、及び／又は、捕捉されたガスの膨張若しくは収縮により引き起こされた抵抗は、ダイヤフラムの運動をゆっくりにさせ得る。ＡＬＤ反応器では、低いバルブ速度は、一定量の前駆蒸気を反応チャンバー内へとパルス形成するのにかかる時間量を増大させ、ＡＬＤ反応器の効率を減少させる。抵抗は、ダイヤフラム及びバルブアクチュエータに応力をかけることもできる。
【００１５】
別の実施例に係るダイヤフラムバルブは、ダイヤフラムの開位置及び閉位置の間の移行に対する抵抗を減少させるため覆い空間と連通する圧力排出口を備えて開示されている。幾つかの実施態様では、ポンプ又は他の吸引源は、覆い空間内の流体圧力を減少させるため圧力排出口に連結されている。
【００１６】
更に別の実施例によれば、バルブシートは、バルブ通路の入口又は出口を取り囲む。可撓性ダイヤフラムは、バルブシートの反対側でバルブ通路に隣接して配置され、媒体がバルブ通路を通って流れることができる開位置と、ダイヤフラムの第１の側部がバルブ通路を通る媒体の流れを防止するためバルブシートに押圧されている閉位置との間で撓むように作動力に応答して作動可能である。作動力は、ソレノイド又は液圧アクチュエータにより印加されてもよい。バルブシートは、入口から径方向に延在してダイヤフラムが閉位置へと撓むときダイヤフラムの第１の側部の大部分と接触するようにサイズ定められ形成されている環状座席表面を備え、これにより、バルブシートとダイヤフラムとの間の熱輸送を容易にする。バルブシートとダイヤフラムとの間の改善された熱輸送は、（本実施例に係る）ダイヤフラムの散逸的冷却を相殺させることができ、これにより、媒体がバルブ通路内で凝結又は凍結することを禁止する。
【００１７】
エラストマー材料が使用されるとき、環状座席表面は、バルブシートに対して押されたときダイヤフラムのせん断を防止するため鋭い特徴部が無いのが好ましい。環状座席表面は、ダイヤフラムが閉じられたとき該ダイヤフラムが座席表面の外側周辺エッジと接触しないように十分に大きく作ることもできる。プラスチック製ダイヤフラムが使用されたとき、バルブシートは、ダイヤフラムが閉じられたとき該ダイヤフラムの第１の側部の局所化された永久的変形を引き起こすのに十分に高く、且つ、ダイヤフラムの大部分が環状座席表面と接触することを可能にするのに十分に短く座席表面から延在するリング形状の座席リッジを備えていてもよい。幾つかの実施例では、座席表面は、ダイヤフラムが閉じられたときバルブシートからダイヤフラムまでの熱伝導を改善するため研磨されている。バルブ着座力のより正確な制御のため、バルブボディに対する座席表面の軸方向位置を確立するようにスペーサーリングを、バルブシートとバルブボディとの間に介在してもよい。
【００１８】
本発明の追加の態様及び利点は、添付図面が参照された、好ましい実施例の次の詳細な説明から明らかとなろう。
【実施例】
【００１９】
図１は、第１の好ましい実施例に係る、バルブ１０４ａ〜１０４ｅのため使用する一例のしての環境を収容するＡＬＤ反応器１０２の前駆材料分配システムの等角断面図である。図１を参照すると、前駆材料の供給源は、前記コンテナ１０６内に格納され、該コンテナ内で、該材料は、前駆材料分配システム１００の流れ経路１１０を通って流れ（図１では概して左から右へと流れる）反応チャンバー１１２内に至る前に加熱され蒸発される。ＡＬＤ反応器１０２は、典型的には、反応チャンバー１１２に接続された２つ以上の前駆材料分配システム１００を有する。前駆材料分配システム１０は、流れ経路１１０内で前駆材料を加熱するための電気ヒーター１１６及び１１８を備える。バルブ１０４ａ〜１０４ｅは、前駆材料の流量を制御し前駆材料分配システム１００で様々に異なる段階で前駆蒸気の圧力を調整するため使用される。
【００２０】
前駆材料分配システム１００は、例えば、アルミニウム、チタニウム又はステンレス鋼等の熱伝導材料の固体ブロックから機械加工されたボディ１２２を有する取り外し可能なモジュール１２０を備えるのが好ましい。モジュール１２０は、例えば、前駆材料の格納、蒸発、バルブ動作、フィルター及びパルス化等、及び、不活性ガスを用いたパージ等の様々に異なる機能を有する。モジュール１２０は、反応チャンバー１１２に向かって温度が増大する前駆材料分配システム１００の長さに沿った滑らかな温度勾配を促進するため、ヒーター１１６及び１１８からの熱の拡散的伝導を促進する重量構成を全て持つのが好ましい。代替実施例（図示せず）では、より多い数の加熱領域を用いることができる。正の温度勾配は、前駆コンテナ１０６から下流の任意の地点で流れ経路１１０内の前駆ガスの望ましくない凝結又は凍結を防止するために重要となる。温度勾配の大きさは、典型的には、流れ経路１１０内での温度及び圧力条件が前駆蒸気の凝結及び凍結を防止するのに十分である限り、重要ではない。蒸発を維持するため、ヒーター１１６及び１１８は、典型的には、約５０℃乃至３００℃の範囲内の温度で作動され得る。
【００２１】
体積モジュール１２４は、投与量分のガス相の前駆材料を準備するため前駆コンテナ１０６から下流に提供される。粒子フィルターモジュール１２８は、粒子が、前駆コンテナ１０６から体積モジュール１２４内に輸送されることを防止する。バルブ１０４ｄは、前駆材料分配システム１００により反応チャンバー１１２内に導入された前駆蒸気のパルスのタイミング及び持続時間を制御するため使用されるダイヤフラムバルブである。拡散バリアモジュール１４０は、ダイヤフラムバルブ１０４ｄと反応チャンバー１１２との間に配置された流れ経路１１０のバリア区分１４４内で不活性ガスの流れの方向を制御するためのバルブ１０４ｅを備えている。
【００２２】
図２は、バルブ１０４ａ〜１０４ｅの一例である（図１）、好ましい実施例に係るダイヤフラムバルブ２００の断面図である。図２を参照すると、ダイヤフラムバルブ２００は、ダイヤフラムバルブ２００が開放されるとき媒体が流れることができるバルブ通路２１４を画定するバルブボディ２１０を備えている。バルブ通路２１４は、可撓性ダイヤフラム２２０により選択的に割り込み可能である、入口２１６及び出口２１８を備える。該可撓性ダイヤフラムは、図２に示されるように、閉鎖位置に固定されたときバルブ通路２１４を遮蔽する。バルブボディ２１０は、前駆材料分配システム１００（図１）のモジュール１２０の一つのボディ１２２と一体形成されるのが好ましい。モジュールボディ１２２内にバルブ通路２１４を形成することは、前駆材料分配システム１００の隣接モジュール１２０内に流れ経路１１０の隣接部分に入口２１６及び出口２１８を接続することを容易にする。代替例として、バルブボディ２１０は、ＡＬＤ前駆材料分配システム１００で使用されるとき、モジュールボディ１２２に連結することができる別個の構造を備えることができる。バルブボディ２１０は、良好な熱伝導度を有する材料の固体ビレットから形成されるのが好ましい。しかし、バルブボディ２１０は、多数部品から形成されるか、又は、例えば鋳型成形若しくは鋳造等の固体ビレットから機械加工とは異なる手段によって形成されてもよい。ＡＬＤシステム１０２で使用するための適切なバルブボディ材料は、アルミニウム、チタニウム及びステンレス鋼を含んでいる。例えば、銅、真鍮、他の金属、及び、高温プラスチック及び鋳造金属等の鋳造材料等の他の材料も、ダイヤフラムバルブ２００が使用されるべき環境に依存してバルブボディ２１０で使用するのに適している。
【００２３】
好ましい実施例では、入口２１６及び出口２１８は、ダイヤフラムバルブ２００に対して略軸方向に延在している。しかし、代替実施例（図示せず）では、バルブ通路２１４は、ダイヤフラムバルブ２０に横断して延在する直線貫通通路を備えていてもよい。更なる代替例は、入口及び出口の間のバルブボディ内に形成されたダムを備えていてもよい。流体（液体及び／又はガス）又はスラリー等の媒体の流れを取り扱うため、他の多数の手段及び構成をバルブ通路２１を形成するため使用することができる。
【００２４】
入口２１６及び出口２１８は、ダイヤフラム２２０が固定されるリム２２８により仕切られた円柱状めくら孔２２６内に延在する。ボア２２６は、閉鎖位置に移行されたときダイヤフラム２２０が押圧されるところのバルブシート２３０を収容するのに十分に深い。ボア２２６は、媒体が、ダイヤフラム２２０が開位置（図４）に移行されたとき入口２１６及び出口２１８の間でバルブ通路２１４を通って流れることを可能にするようにサイズが定められている。かくして、ボア２２６は、バルブ通路２１４の中央チャンバー２３２（図４）の側面境界及び底面境界を形成する。好ましい実施例では、ダイヤフラム２２０は、選択的に印加された動作力に応答してバルブシート２３０に対して押圧されるか又は該バルブシートから離れる方に引っ張られる中央区分を持つ可撓性ディスク形状部材である。ダイヤフラム２２０は、バルブ通路２１４に近接して配置され、中央孔２３２の上側境界を形成する第１の側部２３４を備えている。第１の側部２３４とは反対側にあるダイヤフラム２２０の第２の側部２３６は、例えばアクチュエータ２４０等の動作力を印加するための手段により係合される。
【００２５】
ダイヤフラムバルブ２００は、アクチュエータ２４０がダイヤフラム２２０及びバルブ通路２１４から垂直に延在した状態で配置されるように示されている。しかし、ダイヤフラムバルブ２００は、アクチュエータ２４０が、ダイヤフラム２２０及びバルブ通路２１４の、側部、下方、又は、これらに対して傾斜した位置で、配置することもできる。更には、ダイヤフラム２２０、バルブ通路２１４、及び、ダイヤフラムバルブ２００の他の部品を、多数の異なる仕方で配置することができる。例えば、ダムを備える代替のバルブボディでは、バルブ通路は、従来技術のダイヤフラムバルブで共通しているように、開放位置にあるとき、ダムを横断する排液を容易にするため角度をなして配置されていてもよい。かくして、頂部、底部、上側、下側、側部、前部、後部という指摘及び他の類似の指摘は、図面に示されるように配置された、好ましい実施例を説明するため便利な事項として使用され、本発明の範囲を限定するものではない。
【００２６】
ダイヤフラム２２０は、可撓性プラスチック又は弾性材料から形成されるのが好ましい。幾つかのＡＬＤシステムでは、ダイヤフラム２２０は、テフロン（Ｒ）という商標の下で、アメリカ合衆国、デラウェア、ウィルミントン、Ｅ．Ｉ．デュポン・ヌムール＆カンパニーにより販売されている種類であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のプラスチック材料の薄い成形ディスクから形成されるのが好ましい。ＰＴＦＥは、反応チャンバー１１２に塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ３）を分配する前駆分配システムで使用するための好ましいダイヤフラム材料である。ＰＴＦＥがその純度、不活性度、化学抵抗、熱抵抗、及び、頑健度のために望ましいが、例えば、ポリビニルデンフルオライド（ＰＶＤＦ）等の他のプラスチック材料も、ダイヤフラム２２０で使用するのに適している。半導体製造で使用されるＬＡＤシステムでは、ダイヤフラム２２０は、例えば、アメリカ合衆国、デラウェア、ウィルミントン、デュポン・ダウ・エラストマーＬＬＣにより作られている、ＶＩＴＯＮ（Ｒ）ブランドのフルオロエラストマー（ＦＫＭ）等のエラストマー材料から形成されるのが好ましい。ダイヤフラム２２０のための他の適切なエラストマー材料は、エチレン・プロピレン・ジエン・モノマー（ＥＰＤＭ）、シリコンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム（ネオプレン）、天然ゴム、デュポン・ダウ・エラストマーＬＬＣにより作られている「ＫＡＬＲＥＺ（Ｒ）」、アメリカ合衆国、ペンシルバニア州、ハットフィールド、メディカル＆バイオテクノロジーグループのグリーン、トウィード＆Ｃｏにより作られた「ＣＨＥＭＲＡＺ（Ｒ）」、アメリカ合衆国、ミシガン州、プリマウス、フロイデンバーグ−ＮＯＫにより販売されている、「ＳＩＭＲＩＺ（Ｒ）」等の過フッ化エラストマー（ＦＦＫＭ）が含まれている。幾つかの方法では、エラストマーは、エラストマーの劣った高温抵抗、並びに、バルブ通路２１４を通って流れる前駆材料を汚染させるエラストマーの詰まりの傾向に起因してプラスチックほどには望ましくない。しかし、ＶＩＴＯＮ、ＥＰＤＭ及びその他のエラストマーは、良好な化学抵抗、良好な純度、及び、優れた密封能力を有し、これらの特性は、該エラストマーを、半導体処理で使用されるＡＬＤ前駆材料の多くで使用するため好ましいダイヤフラム材料にさせる。代替例として、ダイヤフラム２２０は、媒体の温度が、エラストマー材料を劣化させる可能性を有する２６０℃を超えるとき特に、金属から形成されていてもよい。しかし、金属ダイヤフラムは、プラスチックやエラストマーダイヤフラムに比べて疲労関連の劣化及び破損により脆弱である。ダイヤフラム２２０は、固体ディスク材料から形成されるのが好ましいが、ディスク形成されていない構造、複合構造、並びに、開位置及び閉位置の間で移り変わることができる他の任意の可撓性形状及び構造を備えることもできる。かくして、「ダイヤフラム」という用語は、開放時にはバルブ通路２１４の境界をなすと共に、閉鎖位置に移動又は固定され、これによりバルブ通路２１４を遮蔽することができる任意の部材を含むように幅広く解釈されるべきである。
【００２７】
流れ経路１１０内で前駆材料の腐食及び／又は蓄積を防止させるため、バルブ通路２１４、ダイヤフラム２２０及びバルブシート２３０を、皮膜保護層で被覆させることができる。皮膜保護層は、例えばＡｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＳｎＯ２、又は、Ｎｂ２Ｏ５等の酸化物、例えばＡｌＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ、ＴｉＮ、ＴａＮ、ＮｂＮ又はＢｎ等の窒化物、例えばＴｉＣ、ＴａＣ、ＺｒＣ又はＨｆＣ等の炭化物、又は、それらの組み合わせを備えることができる。しかし、他の皮膜保護材料及びコーティングを使用することもできる。皮膜保護は、ハロゲン化物を基にした前駆材料とバルブボディ２１０及びバルブシート２３０で典型的に使用される金属との間の交換反応を防止するためハロゲン化物を基にした前駆材料を使用するとき特に重要である。皮膜保護層の特定の成分は、当該種類の前駆材料又はダイヤフラムバルブ２００が使用する他の媒体との適合性のために選択されている。例えば、熱的特性、電気的特性、耐久性、可鍛性等の他の考察事項も、皮膜保護のため使用される材料の選択において重要な因子となり得る。
【００２８】
アクチュエータ２４０は、ダイヤフラム２２０を開位置から閉位置まで移行させるための作動力を適用するため、ダイヤフラム２２０に作動的に連結されている。代替の実施例では、アクチュエータ２４０は、ダイヤフラム２２０を、閉位置から開位置まで、又は、両方向に移行させる。しかし、前駆材料分配システム１００で使用するため好ましいダイヤフラムバルブ２００は、通常の閉じられた構成を持っている。アクチュエータ２４０は、ソレノイド２４６を備えるのが好ましく、該ソレノイドは、電流を印加することにより付勢させることができ、これによってダイヤフラム２２０に力を伝達するプランジャー２５０を駆動することができる。ソレノイド２４６は、その速度と、メンテナンスへの要請が一般に低いこととに起因して、ダイヤフラムバルブ２００のための好ましいアクチュエータである。代替例として、アクチュエータ２４０は、例えば、気圧シリンダー又は液圧シリンダー等、ダイヤフラム２２０を作動させるための異なる手段を備えていてもよい。例えば、圧電装置等、ダイヤフラム２２０を作動させる他の装置及び方法を使用することもできる。
【００２９】
アクチュエータ２４０のプランジャー２５０は、ソレノイド２４６により係合された第１の端区分２５６と、ダイヤフラム２２０に連結された第２の端区分２５８と、を備える。プランジャー２５０は、多数の方法でダイヤフラム２２０に連結されていてもよい。例えば、ダイヤフラム２２０は、ダイヤフラム２２０の第２の側部２３６から延在してプランジャー２５０の第２の端区分内で横方向開口部２６６（図３）内にスナップ嵌合するヘッド２６２又はボール端部を備えていてもよい。ヘッド２６２とプランジャー２５０との間のこのスナップ嵌合接続は、アクチュエータ２４０が、ダイヤフラム２２０の中央区分をバルブシート２３０から離れる方に引っ張ることを可能にする。アクチュエータ２４０、プランジャー２５０、及び、ダイヤフラムバルブ２００の他の構成部品を完全に分解すること無く、ダイヤフラム２２０を修理又は交換のため便利に除去することができる。
【００３０】
アクチュエータ２４０は、その末端部２７８でソレノイド２４６に固定され、プランジャー２５０の外側移動を制限するためソレノイド２４６の中心内に延在する停止部２７６を備えている。停止部２７６は、ソレノイド２４６の磁気回路内のリラクタンスを減少させるため磁性材料（即ち、高い透磁率を有する材料）から形成されるのが好ましい。より詳しくは、停止部２７６は、ソレノイド２４６の末端部２７８とプランジャー２５０との間の高いリラクタンスの空気隙間を減少させ、これによって磁気回路全体のリラクタンスを減少させ、付勢されたときのソレノイド２５０によりプランジャー２５０に発揮される起磁力を強める。プランジャー２５０が停止部２７６により接近するように移動したとき、即ち、プランジャー２５０と停止部２７５との間の低い透磁率の隙間が減少したとき、起磁作動力は、更に増大される。他の実施例では、停止部２７６は、非磁性材料から作られ、全体的に省略される。好ましくは停止部２７６とプランジャー２５０との間に介在されたスプリング２８０は、プランジャー２５０及びダイヤフラム２２０を閉鎖位置に向かって偏倚させ、ダイヤフラム２２０の第１の側部２３４はバルブ通路２１４を遮蔽するためバルブシート２３０に対して押圧される。スプリング２８０は、好ましくは、プランジャー２５０の第１の端区分２５６内のカウンターボア内に着座されるが、代替の実施例には、スプリング２８０を別の位置に配置すること、又は、プランジャー２５０をバルブシート２３０に対して偏倚させるための他の手段を使用することが含まれる。例えば、通常開放式の実施例（図示せず）では、プランジャー２５０は、バルブシート２３０から離れる方に偏倚され、プランジャー２５０は、アクチュエータ２４０が作動されたときバルブシート２３０に向かって駆動される。他の実施例では、スプリング２８０を省略することができる。この場合には、ダイヤフラム２２０は、アクチュエータ２４０により開放方向及び閉鎖方向の両方に駆動することができる。更に別の実施例では、スプリング２８０が省略され、ダイヤフラム２２０が、本質的に弾性であるドーム型形状を有し、一体の戻りスプリング力を提供する。当業者は、ダイヤフラム２２０のその通常位置へに戻らせるため多数の他の手段及び装置を用いることができることを認めるであろう。
【００３１】
好ましくは、ダイヤフラム２２０は、ダイヤフラム２２０の周辺部に沿って実質的に密封したシール部を形成するため加熱ボディ２９０によりバルブボディ２１０に固定されており、該ダイヤフラム２２０の周辺部は、加熱ボディ２９０によってリム２２８に対してクランプされる。加熱ボディ２９０は、ダイヤフラム２２０の第２の側部２３６に隣接して空間２９６をなすように形成された基端部２９４を備える。プランジャー２５０がアクチュエータ２４０の作動に応答して自在に移動することを可能にするためプランジャー２５０の回りに少量のクリアランスが提供されているが、ダイヤフラム２２０が開位置へと移動され、実質的に覆われたときには空間２９６がダイヤフラム２２０のためのクリアランスを提供する。ＡＬＤシステムで使用されるバルブに対しては、プランジャー２５０の回りのクリアランスと、空間２９６と、空間２９６と流体連通する他の任意の通路は、前駆材料又は他の媒体がダイヤフラム２２０の周辺部の回りに逃げる場合、又は、ダイヤフラム２２０が破裂する場合に、バルブ２０を超えた漏れを防止するように密封されるのが好ましい。しかし、特にダイヤフラムバルブ２００がＡＬＤシステムとは異なる用途で使用されるときには、空間２９６を密封することは必ずしも必要ではない。好ましい実施例では、覆われた空間２９６は、少なくとも部分的に加熱ボディ２９０の基端部２９４により形成される。しかし、代替の実施例（図示せず）では、例えば、バルブボディ、アクチュエータハウジング、バルブステム、又は、ダイヤフラム２２０の第２の側部２３６に近接して延在する別の構造部材等の、ダイヤフラムバルブ２００の１つ以上の他の構成部品により空間２９６が画定される。
【００３２】
ダイヤフラム２２０の背後の圧力を軽減するため、空間２９６が排気されるのが好ましい。閉じられた空間２９６の排気は、１つ以上の利点を奏することができる。例えば、排気は、ダイヤフラム２２０の移動に対する抵抗を減少又は防止することができる。排気しなければ、空間２９６内に捕捉されたガスの圧縮又は膨張により抵抗が引き起こされたであろう。バルブ通路２１４を通って流れる媒体が作動圧力を低下させたとき、ＡＬＤ前駆材料供給源の場合のように、ダイヤフラム２２０に働く圧力差を減少させるため排気と連係して吸引を適用することができる。バルブ通路２１４内の媒体と同じ圧力の真空を発生させ、これによりダイヤフラム２２０の第１の側部２３４及び第２の側部２３６にかかる圧力を等しくさせるため、吸引を適用することもできる。幾つかの実施例では、バルブ通路２１４内の媒体よりも僅かに小さい圧力を空間２９６内で達成するため吸引が排気に適用することができ、これによりダイヤフラム２２０を開放する際にアクチュエータ２４０を援助する。かくして、好ましい実施例では、排気工程は、ダイヤフラム２２０を動作させて開位置に移動させるため必要となる力を有利に減少させ、更に、ダイヤフラム２２０を閉位置に戻すため必要となるスプリング力を減少させることができる。代替の通常開いた構成でも同様の力の減少は可能となり、この場合では、動作方向及びスプリング力の方向は逆転される。開位置及び閉位置の間でダイヤフラム２２０を移行させるのに必要とされる力を減少させることによって、排気工程は、ダイヤフラム２２０の寿命を延ばすと共に、ソレノイドの焼損を防止することができる。ＡＬＤ前駆材料分配システム１００におけるバルブ１０４ａ〜ｅの寿命を延ばすことにより、ＡＬＤ反応器１０２において休止時間を有意に減少させ、収率を改善することができる。吸引を空間２９６に適用することは、ダイヤフラム２２０の回り又は該ダイヤフラムを通って漏れ出すガスをくみ出すという点において、安全性を改善するという更なる利点を奏する。この特徴は、毒性のある前駆材料を使用するとき特定の利点を持つ。この特徴が無ければ、人間の作業場へと毒性前駆材料が漏れ出す。真空を空間２９６に適用することは、バルブ空間２９６のガス密度を減少させ、ダイヤフラム２２０からアクチュエータ２４０への対流的経路を制限する。
【００３３】
排気工程は、排出通路により達成されるのが好ましく、この実施例は、図２及び図３を参照して以下で説明される。図３は、図２のライン３−３に沿って取られたダイヤフラムバルブ２００の断面図である。図２及び図３を参照すると、排出通路は、加熱ボディ２９０を通って延在して空間２９６と連通する第１の排出通路区分３０２と、バルブボディ２１０を通過する第２の排出通路区分３０６と、第１及び第２の排気区分通路３０２及び２０６を一緒に連結するため加熱ボディ２９０の中央区分の回りを延在する環状接続通路３１０と、を備える。他の実施例（図示せず）では、排出通路は、ダイヤフラムバルブ２００の１つ以上の部品を通して、異なる経路に従う。バルブボディ２１０、特にモジュール１２０のボディ１２２における排出通路の少なくとも一部分の形成は、ポンプ３１６、又は他の吸引源を第２の排出通路区分３０６に接続するための便利な手段を提供する。より詳しくは、ポンプ３１６の排出通路への接続は、ダイヤフラムバルブ１０４ａ〜１０４ｅの１つ以上を役立たせるマニホルド（図示せず）、及び、可能性として吸引が必要とされる前駆材料分配システム１００の他のモジュール１２０にポンプ３１６を接続する工程を備えることができる。ポンプ３１６は、バルブボディ２１０の外部の圧力（典型的には大気圧力）に対して空間２９６内で真空を引き出すように作動可能である。
【００３４】
弾性シール部３２８及び３８２は、加熱ボディ２９０の回りの漏れを防止するため、ダイヤフラム２２０の背後の空間２９６内に真空を達成させることを可能にするため、提供される。本文中で使用されるように、「真空」という用語は、その大気圧又はさもなければ通常の圧力から低下された流体圧力を示すために大まかに使用されている。好ましくは、ポンプ３１６により発生された吸引は、空間２９６内の圧力を、バルブ通路２１４を通って流れる媒体の流体圧力と同じか又は近い圧力に減少させ、これにより、ダイヤフラム２２０上に働く作動力を等しくさせるか又はほとんど等しくさせる。高圧媒体で使用するための代替実施例では、空間２９６内の圧力は、吸引の代わりに正の流体圧力の適用により増大される。しかし、空間２９６内の流体圧力を変更することは、オプションであり、従って、幾つかの実施例でポンプ３１６を省略することができる。好ましいＡＬＤ前駆材料分配システム１００では、ポンプ３１６又は吸引を発生するための別の手段は、約０．１ｍバールと、流れ経路１１０及びバルブ通路２１４内の前駆蒸気の作動圧力に比較可能となる約２０ｍバールとの間の圧力に、空間２９６内の圧力を減少させるように作動可能である。
【００３５】
ダイヤフラムバルブ２００は、例えば、半導体ウェーハ基板に薄膜を沈着させるため使用されるＡＬＤ前駆蒸気等の高温媒体の流れを制御するためバルブ２００が使用されるとき、信頼性を向上させる特徴を備えるのが好ましい。ダイヤフラムバルブ２００の改善された熱設計は、ソレノイドアクチュエータ（又は他の型式のアクチュエータ）が熱関連の故障に弱い従来のダイヤフラムバルブを超える利点を提供することができる。例えば、一つの従来のソレノイド作動式ダイヤフラムバルブは、１４０℃までの作動温度に規格化されている。作動温度が１４０℃を超えるとき、ソレノイドは、過熱し、ソレノイドコイルを支持するプラスチック製ボビンを溶かし、及び／又は、コイル巻き線の回りの絶縁部を溶かし、これにより、プランジャーの封鎖、コイルの電気的短絡、及び、他のモードの故障を引き起こし得る。非ソレノイドバルブでは、高い作動温度は、構造的構成部品の永久的変形、アクチュエータ内の弾性シール材料の溶解又は変形、並びに、他の原因に起因した故障を引き起こし得る。
【００３６】
アクチュエータ２４０に伝達された熱も、媒体をバルブ通路２１４又はバルブ通路２１４を画定する表面上で媒体を凝結又は凍結させるのに十分なほどダイヤフラム２２０又はバルブボディ２１０を冷却しかねない。媒体の凝結は、ＡＬＤ前駆材料分配システム１００で特に厄介なものである。粒子又は凝結物は、分配システム１０内で封鎖を引き起こしかねず、又は、反応チャンバー１１２内に伝搬して、膜内に傷を形成させるおそれがあるからである。ダイヤフラム２２０の表面及び／又はバルブシート２３０上の凝結は、バルブ２００が閉じられたときバルブ２００を超えて前駆材料の漏れを引き起こしかねず、反応チャンバー１１２内で非ＡＬＤ成長を引き起こしかねない。
【００３７】
作動温度は、特別の前駆媒体の蒸気圧力に依存するが、典型的には、１３０℃乃至２２０℃の範囲にある。前駆ガスが流れ経路１１０に沿って移動するとき該前駆ガスの凝結又は凍結を防止するため、前駆材料は、反応チャンバー１１２に向かって正の温度勾配で次第に加熱される。好ましい実施例では、当該熱は、前駆材料分配システム１００に沿った２つの領域でヒーター１１６及び１１８により提供されるが、異なる数の領域及びヒーターを代替実施例（図示せず）で使用することもできる。熱は、電気ヒーターと異なる手段によって提供されてもよいが、一般に、バルブボディ２１０内への熱伝導を生じさせる。流れ経路１１０に沿って熱を均等且つ滑らかに分配するため、他のモジュール１２０のバルブボディ２１０及びボディ１２２は、例えば、アルミニウム、チタニウム又はステンレス鋼等の熱伝導材料から形成されるのが好ましい。
【００３８】
加熱ボディ２９０は、バルブボディ２１０と熱接触して配置され、ダイヤフラム２２０の第２の側部２３６に近接して延在し、これにより、バルブボディ２１０とダイヤフラム２２０との間の熱伝導経路を形成する。熱伝導経路は、バルブ通路２１４内での凝結を防止するのに十分にダイヤフラム２２０における作動温度のメンテナンスを容易にする。加熱ボディ２９０は、ダイヤフラム２２０とアクチュエータ２４０との間に介在され、ダイヤフラム２２０及びアクチュエータ２４０と整列した状態の中央開口部３２２を備え、プランジャー２５０が、アクチュエータ２４０をダイヤフラム２２０に連結するため該中央開口部を通って延在する。プランジャー２５０の第２の端区分２５８は、好ましくは、熱が加熱ボディ２９０からプランジャー２５０を通ってダイヤフラム２２０へと容易に伝達されるように、熱伝導材料から形成され、中央開口部３２２内に近接しているが摺動可能に嵌合するようにサイズが定められている。加熱ボディ２９０のコア３２６は、リム２２８の上方でバルブボディ２１０のカウンターボア内に延在し、環状接続通路３１０を画定するように形成されている（図３）。例えば、Ｏリング等のシール部３２８は、環状接続通路３１０に対して軸方向に離れた位置で、加熱ボディ２９０とバルブボディ２１０との間で密封シール部を形成するためコア３２６の回りに配置されている。加熱ボディ２９０のフランジ３３２は、バルブボディ２１０の外側表面３３４に隣接してコア３２６から径方向外側に延在している。フランジ３３２は、比較的大きな領域に沿って外側表面３３４と接触し、これにより、バルブボディ２１０から加熱ボディ２９０への熱伝導を改善する。フランジ３３２は、加熱ボディ２９０をバルブボディ２１０に固定するのに適した構造に、例えば１つ以上のねじ又は他のファスナー３９２（図２〜図３）を提供する。フランジ３３２は、ファスナー３９２により固定されたときシール部３２８をバルブボディ２１０に対して圧縮させる。加熱ボディ２９０は、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、チタニウム、銅、又は、他の金属等、高い熱伝導度を有する材料から構成されるのが好ましい。
【００３９】
ダイヤフラム２２０が、バルブシート２３０と接触した状態で閉位置にあるとき、熱は、バルブシート２３０を介してダイヤフラム２２０に伝導される。バルブシート２３０からの熱の伝導は、ダイヤフラム２２０において、プランジャー２５０及びアクチュエータ２４０を介した周囲環境への散逸による熱損失の代用となる。バルブシート２３０は、従って、例えば、アルミニウム、チタニウム、又は、別の金属等、比較的高い熱伝導度を有する材料から形成される。エラストマー材料から作られたダイヤフラムで使用されるとき、バルブシート２３０は、入口２１６から径方向に延在する略平坦な環状座席表面３４２を備えるのが好ましい。座席表面３４２は、ダイヤフラム２２０が閉じられたときダイヤフラム２２０とバルブシート２３０との間の増大した接触面積を提供する。増大した接触面積は、バルブシート２３０とダイヤフラム２２０との間の（熱的）接触抵抗を減少させる。好ましくは、バルブシート２３０は、ダイヤフラム２２０の第１の側部２３４の大部分と接触し、プランジャー２５０がダイヤフラムの第２の側部２３６と接触するところの反対側において熱有効接触領域に沿ってバルブシート２３０からダイヤフラム２２０への熱伝導を促進する。好ましい実施例では、座席表面３４２とダイヤフラム２２０との間の接触面積は、プランジャー２５０とダイヤフラム２２０との間の接触面積と同等である。ダイヤフラム２２０が閉じられたとき、バルブシート２３０は、中央チャンバー２３２にさらされたダイヤフラム２２０の第１の側部２３４の一部分のうち約５％乃至約１００％の間で接触してもよい。より好ましくは、バルブシート２３０は、ダイヤフラム２２０が閉じられたとき、ダイヤフラム２２０の第１の側部２３４のさらされた面積のうち約１２％乃至約５０％の間で接触してもよい。
【００４０】
座席表面３４２は、ダイヤフラム２２０が閉位置にあるとき、接触抵抗を更に減少させ、バルブシート２３０とダイヤフラム２２０との間の媒体の漏れを減少させるため研磨されるか、さもなければ滑らかに作られていてもよい。ダイヤフラム２２０の第１の側部２３４に亘る皮膜保護層は、バルブシート２３０からダイヤフラム２２０までの熱伝導を更に強化することができる。例えば、第１の側部２３４上の皮膜保護は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、又は、約１０ｎｍ乃至約１００ｎｍの間の厚さを有する別の金属コーティングを備えていてもよい。
【００４１】
図５は、プラスチック製ダイヤフラム５２０を備える代替実施例のダイヤフラムバルブ５００の断面図である。図５を参照すると、プラスチック製ダイヤフラム５２０は、ＰＴＦＥ又はそれとは別の弾性で高純度の化学的に不活性な材料、例えば、ＰＶＤＦ等から形成されるのが好ましい。プラスチック製ダイヤフラム５２０は、エラストマー製ダイヤフラムほど容易には密封しないので、ダイヤフラムバルブ５００は、ダイヤフラム５２０に向かって密封表面５４２から上方に延在するリング形状の座席リッジ５２２を有する、変形バルブシート５３０を備える。座席リッジ５２２は、入口５１６を取り囲み、ダイヤフラム５２０の永久的変形を引き起こすのに必要となる量のスプリング力を減少させるため入口５１６に近接して配置されるのが好ましい。しかし、他の実施例（図示せず）では、座席リッジ５２２は、入口５１６から外側に又は別の位置に配置されてもよい。座席リッジ５２２は、図５に示されるように、平坦な頂上が形成されていてもよく、又は、ナイフエッジ等のように別の形状を持っていてもよい。しかし、座席リッジ５２２が第１の側部５３４でリング形状のヒットチャンネル５４４を形成した後、ダイヤフラム５２０の第１の側部５３４が周囲の座席表面５４２に対して押圧することを可能にするのに十分に座席リッジ５２２が短い点において、座席リッジ５２２は従来技術のナイフエッジバルブシートとは異なっている。比較すると、幾つかの環境内の粒子は、平坦な表面上に留まり、ダイヤフラムの閉鎖部と干渉するので、従来技術のダイヤフラムバルブは、鋭いバルブシートを使用することにより漏れを防止しており、該鋭いバルブシートは、ダイヤフラムと該鋭いバルブシートの回りの平坦な表面との間の面積接触を防止するほど十分に背が高くなっている。ＡＬＤ前駆材料分配システムの文脈では、バルブシート５３０とダイヤフラム５２０との間の熱輸送を改善することによって密封の干渉が最も良く防止され、ダイヤフラムの冷却に起因した粒子形成を防止する。
【００４２】
座席リッジ５２２は、ヒットチャンネル５４４の所望の永久的変形を提供するため座席表面５４２の上方に約０．５ｍｍと約１．５ｍｍとの間の高さを有し、その一方で、ヒットチャンネル５４４が形成された後、ダイヤフラム５２０の第１の側部５３４とバルブシート５３０の座席表面５４２との間の面積接触を可能にするのが好ましい。ダイヤフラム５２０の第１の側部５３４でのヒットチャンネル５４４の初期の形成は、バルブ５００が使用前に循環動作される試運転期間を要求し得る。バルブシート５３０と熱輸送を促進するダイヤフラム５２０との間の増大した接触面積を提供するため、環状座席表面５４２は、上述された図２乃至図４の実施例の座席表面３４２のものに類似するようにサイズが定められ形成されてもよい。例えば、座席表面５４２とダイヤフラム５２０との間の接触面積は、プランジャー５５０の第２の端区分５５８とダイヤフラム５２０の第２の側部５３６との間の接触面積と同等であり得る。ダイヤフラム５２０が閉じられたとき、バルブシート５３０は、中央チャンバー５３２にさらされたダイヤフラム５２０の第１の側部５３４のうち、その一部分の約５％及び約１００％の間、より好ましくは約１２％及び約５０％の間で接触し得る。
【００４３】
バルブシート５３０は、研磨された表面仕上げ、及び／又は、エラストマー製ダイヤフラム２２０で使用される種類のバルブシート２３０（図２乃至図４）と関連して上述された表面処理に類似した皮膜保護層を備えていてもよい。図５のダイヤフラム５２０で使用されるプラスチック材料が図２乃至図４のダイヤフラム２２０のエラストマー材料よりも硬いので、ダイヤフラム５２０の厚さを減少させることにより、又は、好ましくは、ダイヤフラム５２０のヘッド５６２と、バルブボディ５１０のリム５２８に対してダイヤフラムが取り付けられるところとの間の環状の薄い領域５５２を形成することによって、ダイヤフラム５２０における可撓性を改善することができる。ダイヤフラム５２０及びバルブシート５３０は、座席リッジ５２２とヒットチャンネル５４４との間の不整列に起因して漏れを引き起こし得る相対回転を防止するため好ましくは回転式に固定される。ダイヤフラム５２０とバルブシート５３０との間の相対回転を防止することは、座席表面５４２の対応する微細な粗さに合致する微細の粗さを第１の側部５３４上に形成することを容易にし、これにより、密封式シール部の形成を促進する。
【００４４】
再び図２を参照する。バルブ通路２１４から（即ち、加熱ボディ２１０及び／又はダイヤフラム２２０から）アクチュエータ２４０への熱輸送を制限し又は絞るため、バルブ通路２１４とアクチュエータ２４０との間に熱抵抗性部材が介在されるのが好ましい。熱抵抗性部材は、バルブ通路２１４とアクチュエータ２４０との間、又は、アクチュエータ２４０とダイヤフラムバルブ２００の１つ以上の他の部分との熱輸送を減衰するため１つ以上の構造部を備えていてもよい。
【００４５】
１つの種類の熱抵抗性部材は、バルブ通路２１４及び／又はバルブボディ２１０とアクチュエータ２４０との間に減少した断面積の一区分を備える。例えば、プランジャー３５０は、第１の端区分２５６と第２の端区分２５８との間に中空領域３４８を備えていてもよい。中空領域３４８と、その周囲にある、プランジャー２５０の薄い円柱壁とは、ダイヤフラム２２０とアクチュエータ２４０との間の熱輸送を減衰する。上述されたように、熱輸送の減衰は、ソレノイド２４６の熱に関連した故障及びダイヤフラム２２０の冷却を防止する。さもなければバルブ通路２１４に媒体の蓄積が生じるおそれがある。
【００４６】
プランジャー２５０を介した熱輸送を更に禁止するため、プランジャー２５０は、複合構成を有していてもよく、第１の端区分２５６は磁性材料から形成され、第２の端区分２５８は（加熱ボディ２９０からダイヤフラム２２０への熱を伝導するための）熱伝導材料と、第１の端区分２５６と第２の端区分２５８との間の絶縁中央区分３５２と、から形成される。中央区分３５２は、第２の端区分２５８よりも実質的に低い熱伝導度を有する材料から形成されてもよく、又は、第２の端区分２５８よりも低い熱伝導度を生じさせる構成を有していてもよい。
【００４７】
別の種類の熱抵抗性部材は、加熱ボディ２９０及びバルブボディ２１０の上方でこれらから離れた状態でアクチュエータ２４０を支持するバルブステム３６０を備えている。バルブステム３６０は、加熱ボディ２９０及びアクチュエータ２４０の間の熱輸送を減衰するように減少された断面積の区分３６４を備えていてもよい。接触抵抗を増大させるため、バルブステム３６０は、あったとしても非常に小さい領域だけに沿って加熱ボディ２９０及び／又はバルブボディ２１０と接触するのが好ましい。例えば、バルブステム３６０は、加熱ボディ２９０の中央ボス３７２の小さいステップ３６８上に支持されていてもよい。例えばプラスチック又はセラミック等の熱抵抗性材料から形成された絶縁性支柱３７６は、バルブステム３６０を加熱ボディ２９０から分離するため加熱ボディ２９０のフランジ３３２の周辺部の回りに延在するか又は配置されていてもよい、絶縁性支柱３７６は、絶縁材料のリング、又は、代替例として、フランジ３３２からその周辺部の回りに延在する１組の柱を備えていてもよい。
【００４８】
エラストマー又はプラスチックのシール部３８２は、ボス３７２の回りに、加熱ボディ２９０とバルブステム３６０との間に配置されている。シール部３８２は、加熱ボディ２９０とバルブステム３６０との間のガスの漏れを防止する。環状の保温隙間３８６が、バルブステム３６０と加熱ボディ２９０との間、並びに、シール部３８２と絶縁性支柱３７６との間に形成されていてもよい。保温隙間３８６は、バルブステム３６０を加熱ボディ２９０から更に絶縁する。接着剤又は他の手段を使用してソレノイド２４６をバルブステム３６０に圧入することによってアクチュエータ２４０をバルブステム３６０に固定することができる。バルブステム３６０及び加熱ボディ２９０は、バルブステム３６０の径方向部分の孔を通って延在する１つ以上のねじ３９２及び加熱ボディ２９０のフランジ３３２により、バルブボディ２１０に取り付けられる。ねじ３９２は、バルブボディ２９２内に螺合され、ねじ３９２の頭部の下に配置された絶縁ワッシャー３９６によりバルブステム３６０から熱的に絶縁される。絶縁ワッシャー３９６は、例えば、ＰＴＦＥ等のプラスチック材料から作られていてもよい。
【００４９】
熱絶縁摺動ブッシング４０２は、プランジャー２５０とアクチュエータ２４０との間に介在される。摺動ブッシング４０２は、バルブステム３６０の内側表面に対して摺動摩擦の低い係数を持ち、該バルブステム内には、プランジャー２５０の第１の端区分２５６が座している。摺動ブッシング４０２は、プランジャー２５０及びアクチュエータ２４０の間の熱輸送を有利に禁止することができ、プランジャー２５０の移動に対する摩擦抵抗を減少し、アクチュエータ２４０内のプランジャー２５０の移動と衝突し得る摩擦及び粒子の発生を減少させることができる。
【００５０】
遮蔽部材４１０は、プランジャー２５０と停止部２７６との間に挿入される。遮蔽部材４１０は、ソレノイド２４６が付勢されたとき停止部２７６に対するプランジャー２５０の衝撃を緩衝する耐久性のあるプラスチック材料から構成されるのが好ましい。衝撃の緩衝は、停止部２７６及び／又はプランジャー２５０のひび割れを防止することができ、これによって、アクチュエータ２４０内のプランジャー２５０の移動と衝突し得る粒子の形成を防止する。部材４１０を遮蔽するための適切なプラスチック材料は、ＰＴＦＥである。遮蔽部材４１０は、プランジャー２５０が完全な開位置にあり、遮蔽部材４１０と接触しているときプランジャー２５０及び停止部２７６の間の熱輸送を減衰するため熱絶縁材料を持っていてもよい。
【００５１】
遮蔽部材４１０は、例えばＰＴＦＥ又はそれとは別のプラスチック等の非磁性材料から形成されたとき、停止部２７６とプランジャー２５０との間の磁気的不連続性を導入し、これによって、ソレノイド２４６から電流を除去した後、スプリング２８０が停止部２７６から離れる方にプランジャー２５０を移動し始める前までの「解放時間」を減少することができる。遮蔽部材４１０により導入された磁気的不連続性は、磁気伝導性の停止部２７６とプランジャー２５０の磁気伝導性の第１の端区分２５６との間に非磁性分離を提供することにより、プランジャー２５０の第１の端区分２５６の極末端部で磁場を事実上減少させる。更に説明すると、ソレノイド２４６により発生されたプランジャー２５０上の吸引磁気力は、ソレノイド２４６への電流が断絶されたとき直ちには取り除かれない。磁気力が、スプリング２８０がプランジャー２５０を停止部２７６から離れる方に移動させ始めることができる閾値より下に減衰するまで一定量の時間が経過しなければならない。遮蔽部材４１０は、ソレノイド２４６とプランジャー２５０との間の保持力を減少させることにより解放時間を減少させる。解放時間を減少させることは、オン状態からオフ状態へのより迅速な切り替えを引き起こし、ダイヤフラムバルブ２００の総開放時間を短くすることを可能にする。
【００５２】
例えばキムラの米国特許番号５，３２６，０７８号及びスズキらの米国特許番号６，１１６，２６７号で記載されているもの等の従来技術のダイヤフラムバルブは、ダイヤフラムを変形するための鋭い座席表面を有し、ダイヤフラムバルブがバルブシートに対して圧されるとき、ダイヤフラム上の局所化された圧力を増大させる。上述されたように、ダイヤフラム２２０は、例えば、ＶＩＴＯＮ又はＥＰＤＭ等のエラストマー材料から構成されてもよい。例えばＺｒＣｌ２等、幾つかの加熱された前駆材料及び化学薬品にさらされたとき、エラストマー材料は、壊れ易くなり、鋭いバルブシートに圧されたとき、ひび割れやせん断に対し無防備にさせる。好ましい実施例では、バルブシート２３０の座席表面３４２は、鋭い特徴部が無いことで特徴付けられ、これによって、ダイヤフラム２２０の切り傷及び事実上のせん断又はひび割れが防止される。座席表面３４２は、５ｍｍ２より大きいのが好ましく、２５ｍｍ２より大きいのがより好ましい。バルブシート２３０はダイヤフラム２２０がせん断されるのを防止するほど十分に大きいサイズであるのが望ましいが、バルブシート２３０の形状及びサイズは、スプリング２８０からの偏倚力がダイヤフラム２２０の第１の側部２３４の僅かな表面変形を引き起こすように選択されてもよい。表面変形は、第１の側部２３４に座席表面３４２により良く従わせ、これにより、媒体の漏れを減少させる。さもなければ、第１の側部２３４及び／又は座席表面３４２の微細な粗さを生じさせかねない。表面変形は、弾性変形、可塑性変形、又は、それらの両方を含み得る。座席表面３４２の滑らかな又は研磨された表面仕上げは、座席表面３４２に対して圧されたとき漏れ耐性のシール部を提供するためのダイヤフラム２２０の能力を更に改善することができる。
【００５３】
図５を参照して上述されたように、ダイヤフラムは、例えばＰＴＦＥ又はＰＶＤＦ等のプラスチック材料から構成されるとき、大部分平坦な座席表面はあまり望ましくない。エラストマー材料から形成されたダイヤフラムと比較するとき、プラスチック製ダイヤフラム５２０（図５）は、より大きい硬度を持ち、かくして、バルブシートに対して密封するのがより困難となる。図５で参照されるように、プラスチック製ダイヤフラム５２０で使用するためのバルブシート５３０は、好ましくは、座席表面５２から入口５１６の回りに延在する座席リッジ５２２を備えている。座席リッジ５２２は、それが休止期間中にバルブシート５３０に対して圧されるときダイヤフラム５２０の第１の側部５３４の可塑性変形を引き起こす。ダイヤフラム５２０は、ダイヤフラムバルブ５００の使用を開始する前に該ダイヤフラムをならすため予備的に循環することができる。予備的循環又は休止期間の間に発生した可塑性変形は、リング形状のヒットチャンネル５４４を、漏れを防止するため座席リッジ５２２に対して緊密に合致するダイヤフラム５２０に分与する。同様に鋭いエッジバルブシートは、ダイヤフラム５２０が金属から作られているとき局所化した密封圧力を増大させることが望ましいが、金属ダイヤフラムを可塑的に変形することは不必要か又は望ましくない。
【００５４】
緊密な密封を確保するため、バルブシート２３０、５３０並びにダイヤフラム２２０、５２０は、それぞれのバルブボディ２１０、５１０、並びに、プランジャー２５０、５５０に固定され、これにより相対的回転を防止する。バルブシートとダイヤフラムとの間の相対的回転を防止することは、ダイヤフラム２２０、５２０上の同じ位置の部分が、ダイヤフラムバルブ２００、５００が閉じられる毎に、同じ位置にあるバルブシート２３０、５３０と接触することを確実にする。
【００５５】
図４は、図示のダイヤフラム２２０が開放位置に移行された状態で、バルブ通路２１４、バルブシート２３０及びダイヤフラム２２０を詳細に記載した拡大断面図である。図４を参照すると、バルブシート２３０の環状座席表面３４２は、その僅かに凹んだ閉位置へと撓むとき、ダイヤフラム２２０の第１の側部２３４は、座席表面３４の外側周辺エッジ４１８と接触しないほど十分に大きい。座席表面３４２は、図４に示されるように、外側周囲エッジ４１８に沿って湾曲されてもよく、又は、ダイヤフラム２２０の切り傷又はせん断を更に防止するため、僅かに表面を凸状にされていてもよい（図示せず）。バルブシート２３０は、一般に支柱形状に形成されており、座席表面３４２の反対側で延在する、ねじ形成ネック部４２２を備える。バルブシート２３０は、良好な熱的接触を達成するため、バルブボディ２１０へと螺合される。好ましくは、バルブシート２３０は、バルブ通路２１４の入口部分へと螺合される。しかし、代替実施例（図示せず）では、入口２１６及び出口２１８は、バルブシート２３０が、バルブボディ２１０内に形成された出口通路内に螺合されるように反転される。バルブシート２３０は、バルブシート２３０の腐食、又は、座席表面３４２又は入口２１６の内部の前駆材料の蓄積を防止するため、ダイヤフラム２２０及びバルブ通路２１４（上述したもの）と類似した態様で皮膜保護層で被覆されていてもよい。シートＯリング４３０は、バルブシート２３０の上側支柱部分と、バルブボディ２１０のめくら孔２２６の下側表面との間に挿入され、バルブシート２３０とバルブボディ２１０との間の漏れ耐性シール部を提供する。バルブシート２３０のバルブボディ２１０に対する軸方向位置を確立するため、スペーサーリング４４０又はシムが、バルブシート２３０の上側支柱部分とバルブボディ２１０のめくら孔２２６の床との間に介在される。スペーサーリング４４０は、Ｏリング４３０上の過度の圧縮を防止し、バルブボディ２１０及びダイヤフラム２２０に対する座席表面３４２の軸方向位置を確立する。座席表面３４２の正確な軸方向位置は、座席表面３２に対するダイヤフラム２２０の座席圧力の制御を改善することを可能にし、これによって、ダイヤフラム２２０の第１の側部２３４に切り傷を引き起こしかねない過度の力を加えること無く、漏れ耐性を強化する。
【００５６】
本発明の根底に横たわる原理から逸脱することなく、本発明の上述した実施例の詳細事項に多数の変更をなすことができることは当業者には明らかである。従って、本発明の範囲は、添付された請求の範囲によってのみ決定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図１は、幾つかのダイヤフラムバルブを備える前駆材料分配システムの等角断面図である。
【図２】図２は、ダイヤフラムバルブのダイヤフラムが閉鎖位置で示された、図１のダイヤフラムバルブの一つの断面図である。
【図３】図３は、図２のライン３−３に沿って取られた、図２のダイヤフラムバルブの断面図である。
【図４】図４は、図２のダイヤフラムバルブの、バルブ通路の領域、バルブシート、及び、ダイヤフラムを、ダイヤフラムが開位置に遷移した状態で、詳細に示した拡大断面図である。
【図５】図５は、プラスチック製ダイヤフラムで使用するのに適した座席リッジを有する代替のバルブシートを備える、ダイヤフラムバルブの座席領域を詳細に示した拡大断面図である。
【図１】
2007528962.tif 000003
【図２】
2007528962.tif 000004
【図３】
2007528962.tif 000005
【図４】
2007528962.tif 000006
【図５】
2007528962.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成19年6月28日(2007.6.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜沈着システムのためのダイヤフラムバルブであって、
入口及び出口を有するバルブ通路を形成するバルブボディと、
第１の側部及び第２の側部を有する可撓性のダイヤフラムであって、該ダイヤフラムは、前記第１の側部が前記バルブシートの前記座席表面に向かって面した状態で該バルブシートの反対側で前記バルブ通路に隣接して配置され、前記ダイヤフラムは、前記バルブ通路が少なくとも部分的に開くところの開位置と、前記ダイヤフラムの前記第１の側部の一部分が前記バルブシートに対して押され、これによって前記バルブ通路を遮断して前記バルブシートと前記ダイヤフラムとの間の熱輸送を容易にするところの閉位置との間で撓むように、印加された作動力に応答して作動可能である、前記ダイヤフラムと、
前記バルブボディと熱的に接触し且つ前記ダイヤフラムの前記第２の側部に近接して延在する加熱ボディであって、これによって、前記バルブボディから前記ダイヤフラムの前記第２の側部の近傍への熱伝導経路を形成し、該熱伝導経路は該ダイヤフラムにおいて作動温度を維持することを容易にする、前記加熱ボディと、
を備える、ダイヤフラムバルブ。
【請求項２】
ダイヤフラムバルブであって、
入口及び出口を有するバルブ通路を形成するバルブボディと、
前記入口及び前記出口のうちいずれかを取り囲むバルブシートであって、該バルブシートは、前記入口及び前記出口のうち前記いずれかから径方向に延在すると共に前記バルブ通路に隣接する環状座席表面を有する、前記バルブシートと、
第１の側部及び第２の側部を有する可撓性のダイヤフラムであって、該ダイヤフラムは、前記第１の側部が前記バルブシートの前記座席表面に向かって面した状態で該バルブシートの反対側で前記バルブ通路に隣接して配置され、前記ダイヤフラムは、前記バルブ通路が少なくとも部分的に開くところの開位置と、前記ダイヤフラムの前記第１の側部の大部分が前記バルブシートに対して押され、これによって前記バルブ通路を遮断して前記バルブシートと前記ダイヤフラムとの間の熱輸送を容易にするところの閉位置との間で撓むように、印加された作動力に応答して作動可能である、前記ダイヤフラムと、
前記バルブボディと熱的に接触し且つ前記ダイヤフラムの前記第２の側部に近接して延在する加熱ボディであって、これによって、前記ダイヤフラムにおいて作動温度を維持することを容易にする熱伝導経路を形成する、前記加熱ボディと、
を備える、ダイヤフラムバルブ。
【請求項３】
前記ダイヤフラムの前記第２の側部に隣接した覆い空間を更に備える、請求項１又は２に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項４】
ダイヤフラムバルブであって、
入口及び出口を有するバルブ通路を形成するバルブボディと、
第１及び第２の側部を有し、該第１の側部が前記バルブ通路に近接するように配置されたダイヤフラムであって、該ダイヤフラムは、前記バルブ通路を遮断するところの閉位置と前記バルブ通路が少なくとも部分的に開くところの開位置との間を移行するように、印加された作動力に応答して作動可能である、前記ダイヤフラムと、
前記ダイヤフラムの前記第２の側部に隣接した覆い空間と、
前記覆い空間を排気するため該覆い空間と連通する排出通路であって、該排出通路はポンプと作動的に連結するように構成され、これによって前記開位置と前記閉位置との間の前記ダイヤフラムの移行を容易にする、前記排出通路と、
を備える、ダイヤフラムバルブ。
【請求項５】
前記バルブボディと熱的に接触し且つ前記ダイヤフラムの前記第２の側部に近接して延在する加熱ボディを更に備え、これによって、前記ダイヤフラムで作動温度を維持することを容易にする熱伝導経路を形成する、請求項４に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項６】
前記加熱ボディは、アルミニウム、ステンレス鋼、チタニウム及び銅からなるグループから選択された材料を含んでいる、請求項１乃至３及び５のうちいずれか１項に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項７】
前記ダイヤフラムを前記開位置と前記閉位置との間で移行させるように該ダイヤフラムに作動力を印加するためプランジャーによって該ダイヤフラムに連結されたソレノイドを有するアクチュエータを更に備え、前記加熱ボディは、前記ダイヤフラムと前記ソレノイドとの間に介在されると共に、前記プランジャーが延在しているところの中央開口部を備える、請求項１乃至３、５及び６のうちいずれか１項に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項８】
請求項１、２、３、５、６及び７のうちいずれか１項に記載のダイヤフラムバルブと組み合わされ、前記バルブボディと熱的に連係されたヒーターであって、
前記ヒーターは熱を発生するように構成され、該熱は前記バルブボディ及び前記加熱ボディを介して伝導し、これにより、前記バルブ通路内の媒体が該バルブ通路内で凝結又は凍結することを防止する、ヒーター。
【請求項９】
前記ダイヤフラムを前記開位置と前記閉位置との間で移行させるように該ダイヤフラムに作動力を印加するため該ダイヤフラムに連結されたアクチュエータを更に備える、請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１０】
ダイヤフラムバルブであって、
入口及び出口を有するバルブ通路を形成するバルブボディと、
前記第１及び第２の側部を有し、該第１の側部が前記バルブ通路に近接するように配置されたダイヤフラムと、
前記ダイヤフラムを前記バルブ通路を遮断するところの閉位置と該バルブ通路が少なくとも部分的に開くところの前記閉位置との間で移行させるように該ダイヤフラムに作動的に連結されたアクチュエータと、
前記ダイヤフラムにおいて作動温度を維持することを容易にするため前記バルブボディから前記ダイヤフラムに熱を伝導させるための手段と、
前記ダイヤフラムの前記第２の側部に隣接した覆い空間と、
を備える、ダイヤフラムバルブ。
【請求項１１】
前記アクチュエータは、ソレノイドコイルと、該ソレノイドコイル内に延在する第１の端部及び前記ダイヤフラムに作動的に連結された第２の端部を有するプランジャーと、を備え、該プランジャーは、前記ソレノイドコイルの付勢に応答して駆動され、これによって前記ダイヤフラムを前記開位置と前記閉位置との間で移行させる、請求項９又は１０に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１２】
前記プランジャーは、前記ダイヤフラムと前記ソレノイドコイルとの間に配置された、減少した断面積の区分を備え、これによって前記プランジャーを介した熱伝導及び前記ソレノイドコイルへの熱伝導を減少させる、請求項１１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１３】
前記プランジャーは、前記第１の端部と前記第２の端部との間に中央区分を備え、該中央区分は、前記第２の端部において前記プランジャーの第２の端区分の材料よりも実質的に低い熱伝導度を有する材料から形成されている、請求項１１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１４】
前記バルブ通路と前記ソレノイドコイルとの間の熱輸送を減衰させるため前記バルブ通路と前記ソレノイドコイルとの間に介在された熱抵抗部材を更に備える、請求項１１乃至１３のうちいずれか１項に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１５】
前記プランジャーと前記ソレノイドコイルとの間に介在された熱絶縁性摺動ブッシングを更に備える、請求項１１乃至１４のうちいずれか１項に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１６】
前記アクチュエータは、前記プランジャーの運動を制限するように配置された停止部と、該プランジャー及び該停止部の間に介在された遮蔽部材と、を更に備える、請求項１１乃至１５のうちいずれか１項に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１７】
前記遮蔽部材は、非磁性材料から作られている、請求項１６に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１８】
前記バルブ通路と前記アクチュエータとの間に介在された熱抵抗性部材を更に備える、請求項９又は１０に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１９】
前記開位置及び前記閉位置のいずれかに向かって前記ダイヤフラムを偏倚させるためのスプリングを更に備える、上記請求項のうちいずれか１項に記載のダイヤフラム。
【請求項２０】
前記覆い空間と連通する排出通路を更に備える、請求項３又は１０に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項２１】
前記排出通路の少なくとも一区分は前記バルブボディを通過する、請求項４又は２０に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項２２】
前記ダイヤフラムに面した密封表面を更に備え、該ダイヤフラムの閉鎖時には該密封表面に対して前記ダイヤフラムの前記第１の側部の大部分が押圧される、請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項２３】
前記ダイヤフラムと反対側に前記バルブ通路内に配置されたバルブシートを更に備え、
該バルブシートは、前記ダイヤフラムに面する座席表面を有し、該座席表面に対して、前記ダイヤフラムの前記第１の側部の大部分が該ダイヤフラムの閉鎖時に押圧される、請求項４に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項２４】
前記座席表面は、鋭い特徴部が無いことにより特徴付けられ、これにより前記ダイヤフラムの前記第１の側部が前記バルブシートに対して押されたとき該ダイヤフラムのせん断を防止する、請求項２、３、２２及び２３のうちいずれか１項に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項２５】
前記座席表面は研磨されている、請求項２、３、２２及び２３のうちいずれか１項に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項２６】
前記バルブシートは、前記ダイヤフラムが閉じられたとき前記第１の側部のうち約５％乃至約１００％の部分と接触する、請求項２、３、２２乃至２５のうちいずれか１項に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項２７】
前記バルブシートは、前記ダイヤフラムが閉じられたとき前記第１の側部のうち約１２％乃至約５０％の部分と接触する、請求項２、３、２２乃至２５のうちいずれか１項に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項２８】
前記ダイヤフラムは、プラスチック材料から構成されている、上記請求項のうちいずれか１項に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項２９】
前記ダイヤフラムは、エラストマー材料から構成されている、上記請求項のうちいずれか１項に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項３０】
前記ダイヤフラムの前記第１の側部は、酸化物、窒化物、炭化物、及び、それらの混合物からなるグループから選択された保護コーティングを備える、上記請求項のうちいずれか１項に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項３１】
上記請求項のうちいずれか１項に記載のダイヤフラムバルブを備える、前駆物質の分配システム。
【請求項３２】
請求項１乃至３０のうちいずれか１項に記載のダイヤフラムバルブを備える、薄膜沈着システム。
【請求項３３】
請求項４、２０及び２１に記載のダイヤフラムバルブと、前記排出通路に作動的に連結されたポンプと、を備える、システム。
【請求項３４】
前記ポンプは、前記覆い空間を真空引きするように作動可能である、請求項３３に記載のシステム。
【請求項３５】
前記ポンプは、前記覆い空間内を約０．１ｍバールと約２０ｍバールとの間に真空引きするように作動可能である、請求項３３に記載のシステム。
【請求項３６】
ダイヤフラムバルブを備える前駆物質分配システムであって、
入口及び出口を有するバルブ通路を形成するバルブボディと、
前記入口及び前記出口のうちいずれかを取り囲むバルブシートであって、該バルブシートは、前記入口及び前記出口のうち前記いずれかから径方向に延在すると共に前記バルブ通路に隣接する環状座席表面を有する、前記バルブシートと、
第１の側部及び第２の側部を有する可撓性のダイヤフラムであって、該ダイヤフラムは、前記第１の側部が前記バルブシートの前記座席表面に向かって面した状態で該バルブシートの反対側で前記バルブ通路に隣接して配置され、前記ダイヤフラムは、前記バルブ通路が少なくとも部分的に開くところの開位置と、前記ダイヤフラムの前記第１の側部の大部分が前記バルブシートに対して押され、これによって前記バルブ通路を遮断して前記バルブシートと前記ダイヤフラムとの間の熱輸送を容易にするところの閉位置との間で撓むように、印加された作動力に応答して作動可能である、前記ダイヤフラムと、
を備える、前駆物質分配システム。
【請求項３７】
前記ダイヤフラムを前記開位置と前記閉位置との間で移行させるように該ダイヤフラムに作動力を印加するため該ダイヤフラムに連結されたアクチュエータを更に備える、請求項３６に記載の前駆物質分配システム。
【請求項３８】
前駆物質分配システムであって、
入口及び出口を有するバルブ通路を形成するバルブボディと、第１及び第２の側部を有し、該第１の側部が前記バルブ通路に近接するように配置されたダイヤフラムとを備えるダイヤフラムバルブと、
前記ダイヤフラムの前記第２の側部に隣接する覆い空間と、
前記覆い空間と連通する排出通路と、
を備える、前駆物質分配システム。
【請求項３９】
前記ダイヤフラムに連結されたアクチュエータを更に備える、請求項３８に記載の前駆物質分配システム。
【請求項４０】
ダイヤフラムバルブを備える前駆物質分配システムであって、
入口及び出口を有するバルブ通路を形成するバルブボディと、
前記バルブ通路に隣接したバルブシートと、
第１の側部及び第２の側部を有する可撓性のダイヤフラムであって、該ダイヤフラムは、前記第１の側部が前記バルブシートの前記座席表面に向かって面した状態で該バルブシートの反対側で前記バルブ通路に隣接して配置され、前記ダイヤフラムは、前記バルブ通路が少なくとも部分的に開くところの開位置と、前記ダイヤフラムの前記第１の側部の大部分が前記バルブシートに対して押され、これによって前記バルブ通路を遮断して前記バルブシートと前記ダイヤフラムとの間の熱輸送を容易にするところの閉位置との間で撓むように、印加された作動力に応答して作動可能である、前記ダイヤフラムと、
前記ダイヤフラムを作動させるためのソレノイドと、
を備える、前駆物質分配システム。
【請求項４１】
前記ダイヤフラムの前記第２の側部に隣接した覆い空間を更に備える、請求項３６、３７及び４０のうちいずれか１項に記載の前駆物質分配システム。  
【請求項４２】
前記覆い空間と連通する排出通路を更に備える、請求項４１に記載の前駆物質分配システム。  
【請求項４３】
前記排出通路の少なくとも一区分は前記バルブボディを通過する、請求項３８、３９及び４２のうちいずれか１項に記載の前駆物質分配システム。
【請求項４４】
前記排出通路に作動的に連結されたポンプを更に備える、請求項３８、３９、４２及び４３のうちいずれか１項に記載の前駆物質分配システム。
【請求項４５】
前記ポンプは、前記覆い空間を真空引きするように作動可能である、請求項４４に記載の前駆物質分配システム。
【請求項４６】
前記ポンプは、前記覆い空間内を約０．１ｍバールと約２０ｍバールとの間に真空引きするように作動可能である、請求項４４に記載の前駆物質分配システム。
【請求項４７】
前記バルブシートは、鋭い特徴部が無いことにより特徴付けられ、これにより前記ダイヤフラムの前記第１の側部が前記バルブシートに対して押されたとき該ダイヤフラムのせん断を防止する、請求項３６、３７及び４０のうちいずれか１項に記載の前駆物質分配システム。
【請求項４８】
前記バルブシートは研磨されている、請求項３６、３７、４０及び４７のうちいずれか１項に記載の前駆物質分配システム。
【請求項４９】
前記バルブシートは、前記ダイヤフラムが閉じられたとき前記第１の側部のうち約１２％乃至約５０％の部分と接触する、請求項３６、３７、４０、４７及び４８のうちいずれか１項に記載の前駆物質分配システム。
【請求項５０】
前記バルブボディと熱的に連係したヒーターを更に備え、
前記ヒーターは熱を発生するように構成され、該熱は前記バルブボディを介して伝導し、これにより、前記バルブ通路内の媒体が該バルブ通路内で凝結又は凍結することを防止する、請求項３６乃至４９のうちいずれか１項に記載の前駆物質分配システム。
【請求項５１】
前記ダイヤフラムは、プラスチック材料から構成されている、請求項３６乃至５０のうちいずれか１項に記載の前駆物質分配システム。
【請求項５２】
前記ダイヤフラムは、エラストマー材料から構成されている、請求項３６乃至５０のうちいずれか１項に記載の前駆物質分配システム。
【請求項５３】
前記ダイヤフラムの前記第１の側部は、酸化物、窒化物、炭化物、及び、それらの混合物からなるグループから選択された保護コーティングを備える、請求項３６乃至５２のうちいずれか１項に記載の前駆物質分配システム。
【請求項５４】
請求項３１及び３６乃至５３のうちいずれか１項に記載の前駆物質分配システムを備える、薄膜沈着システム。
【請求項５５】
ダイヤフラムバルブを備えるＡＬＤ反応器であって、
入口及び出口を有するバルブ通路を形成するバルブボディと、
前記入口及び前記出口のうちいずれかを取り囲むバルブシートであって、該バルブシートは、前記入口及び前記出口のうち前記いずれかから径方向に延在すると共に前記バルブ通路に隣接する環状座席表面を有する、前記バルブシートと、
第１の側部及び第２の側部を有する可撓性のダイヤフラムであって、該ダイヤフラムは、前記第１の側部が前記バルブシートの前記座席表面に向かって面した状態で該バルブシートの反対側で前記バルブ通路に隣接して配置され、前記ダイヤフラムは、前記バルブ通路が少なくとも部分的に開くところの開位置と、前記ダイヤフラムの前記第１の側部の大部分が前記バルブシートに対して押され、これによって前記バルブ通路を遮断して前記バルブシートと前記ダイヤフラムとの間の熱輸送を容易にするところの閉位置との間で撓むように、印加された作動力に応答して作動可能である、前記ダイヤフラムと、
を備える、ＡＬＤ反応器。
【請求項５６】
ダイヤフラムバルブを備えるＡＬＤ反応器であって、
入口及び出口を有するバルブ通路を形成するバルブボディと、
前記バルブ通路に隣接したバルブシートと、
第１の側部及び第２の側部を有する可撓性のダイヤフラムであって、該ダイヤフラムは、前記第１の側部が前記バルブシートの前記座席表面に向かって面した状態で該バルブシートの反対側で前記バルブ通路に隣接して配置され、前記ダイヤフラムは、前記バルブ通路が少なくとも部分的に開くところの開位置と、前記ダイヤフラムの前記第１の側部の大部分が前記バルブシートに対して押され、これによって前記バルブ通路を遮断して前記バルブシートと前記ダイヤフラムとの間の熱輸送を容易にするところの閉位置との間で撓むように、印加された作動力に応答して作動可能である、前記ダイヤフラムと、
前記ダイヤフラムを作動させるためのソレノイドと、
を備える、ＡＬＤ反応器。
【請求項５７】
前記バルブシートは、鋭い特徴部が無いことにより特徴付けられ、これにより前記ダイヤフラムの前記第１の側部が前記バルブシートに対して押されたとき該ダイヤフラムのせん断を防止する、請求項５５又は５６に記載のＡＬＤ反応器。
【請求項５８】
前記バルブシートは研磨されている、請求項５５乃至５７のうちいずれか１項に記載のＡＬＤ反応器。
【請求項５９】
前記バルブシートは、前記ダイヤフラムが閉じられたとき前記第１の側部のうち約１２％乃至約５０％の部分と接触する、請求項５５乃至５８のうちいずれか１項に記載のＡＬＤ反応器。
【請求項６０】
前記ダイヤフラムの前記第２の側部に隣接した覆い空間と、
前記覆い空間と連通する排出通路と、
を更に備える、請求項５５乃至５９のうちいずれか１項に記載のＡＬＤ反応器。
【請求項６１】
ＡＬＤ反応器であって、
入口及び出口を有するバルブ通路を形成するバルブボディと、第１及び第２の側部を有し、該第１の側部が前記バルブ通路に近接するように配置されたダイヤフラムとを備えるダイヤフラムバルブと、
前記ダイヤフラムの前記第２の側部に隣接する覆い空間と、
前記覆い空間と連通する排出通路と、
前記排出通路を吸引するための手段と、
を備える、ＡＬＤ反応器。
【請求項６２】
前記排出通路の少なくとも一区分は前記バルブボディを通過する、請求項６０又は６１に記載のＡＬＤ反応器。
【請求項６３】
前記排出通路に作動的に連結されたポンプを更に備える、請求項６０乃至６２のいずれか１項に記載のＡＬＤ反応器。
【請求項６４】
前記ポンプは、前記覆い空間を真空引きするように作動可能である、請求項６３に記載のＡＬＤ反応器。
【請求項６５】
前記ポンプは、前記覆い空間内を約０．１ｍバールと約２０ｍバールとの間に真空引きするように作動可能である、請求項６３に記載のＡＬＤ反応器。
【請求項６６】
前記バルブボディと熱的に連係したヒーターを更に備え、
前記ヒーターは熱を発生するように構成され、該熱は前記バルブボディを介して伝導し、これにより、前記バルブ通路内の媒体が該バルブ通路内で凝結又は凍結することを防止する、請求項５５乃至６５のうちいずれか１項に記載のＡＬＤ反応器。
【請求項６７】
前記ダイヤフラムは、プラスチック材料から構成されている、請求項５５乃至６６のうちいずれか１項に記載のＡＬＤ反応器。
【請求項６８】
前記ダイヤフラムは、エラストマー材料から構成されている、請求項５５乃至６６のうちいずれか１項に記載のＡＬＤ反応器。
【請求項６９】
前記ダイヤフラムの前記第１の側部は、酸化物、窒化物、炭化物、及び、それらの混合物からなるグループから選択された保護コーティングを備える、請求項５５乃至６８のうちいずれか１項に記載のＡＬＤ反応器。
【請求項７０】
バルブボディを有するダイヤフラムバルブにおいてダイヤフラムを閉位置及び開位置の間で移行させる方法であって、
前記バルブボディは、入口及び出口を有するバルブ通路を形成し、前記ダイヤフラムは、前記バルブ通路に近接する第１の側部と、覆い空間に隣接する第２の側部と、を有し、前記ダイヤフラムは、更に、前記バルブ通路を遮断する閉位置と、該バルブ通路が少なくとも部分的に開いて流体が該バルブ通路を通って流れることを可能にする開位置との間で撓むように、加えられた前記作動力に応答して動作可能であり、
前記方法は、
前記覆い空間と連通する排出通路を提供し、
前記ダイヤフラムの後方で圧力の蓄積を防止するため前記排出通路を介して前記覆い空間を排出し、これにより、前記ダイヤフラムを前記閉位置と前記開位置との間で移行させることを容易にし、
前記排出通路を吸引する、各工程を備える、方法。
【請求項７１】
前記ダイヤフラムに作動力を印加する工程を更に備える、請求項７０に記載の方法。
【請求項７２】
前記ダイヤフラムを前記開位置及び前記閉位置のいずれかに向かって偏倚させる工程を更に備える、請求項７０に記載の方法。
【国際調査報告】
2007528962.tif 000008
2007528962.tif 000009