[發明專利]金屬隔膜閥

有效

• 申請號: 201810272832.7
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN108692062B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 后藤曉;飯塚久修
• 申請（專利權）人: 株式會社開滋SCT
• 主分類號: F16K7/17
• 分類號: F16K7/17;F16K27/02;F16K47/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 殷超;劉林華

本發明提供一種直接接觸型金屬隔膜閥，其僅用很簡單的構造，即使在高溫流體流過的期間中將閥以1000萬次水平開閉后，也能夠良好地減少因樹脂制閥座的老化變形帶來的CV值變動，并且還具備較高的耐久性，很適合用于ALD工藝。技術方案是一種金屬隔膜閥，具有：閥身，在與1次側流路及2次側流路連通的閥室中設有閥座；金屬隔膜，配設在閥室的上方的中央部上下運動而向閥座抵接；閥桿，升降運動自如地設在該金屬隔膜的上方，使金屬隔膜的中央部向下方下降；在2次側流路的一部分中設有流路節流部。

技術領域

本發明涉及金屬隔膜閥，特別涉及很適合作為在ALD（原子層沉積）工藝中使用的高純度氣體控制用閥的金屬隔膜閥。

背景技術

以往，作為在半導體制造工藝的氣體供給系統中使用的閥，發揮脫水特性、氣體置換特性、無微粒等方面優異的特性的直接接觸型的金屬隔膜閥是主流，其基本構造為以下構造：具有高強度高彈性且高耐腐蝕性的圓盤狀金屬薄膜（金屬隔膜）為閥體，在外周圍被夾持在閥身與閥帽之間的狀態下構成閥室的外部密封部，中央部被升降運動的閥桿推壓，抵接、密接在固接于流路開口部周緣的樹脂制環形的閥座上而將閥關閉，另一方面，當被從由閥桿進行的推壓釋放時，通過在自身的形狀恢復力下從閥座離開而將閥打開。此外，在這樣的閥中，具備由調節螺紋件等構成的閥桿的行程調節機構的構造也較多，借助該行程調節機構，根據閥的使用位置及條件·個體差異等調節行程，取得在各個閥中需要的Cv值。

另一方面，近年來，因為半導體的更加微細化、高集成化及?水平的薄膜蒸鍍控制的要求等，作為薄膜成長工藝，所謂ALD工藝的需求提高。但是，在ALD工藝中，由于以原子·納米水平一層層地堆起，來控制薄膜成長，所以在氣體供給線路中，需要將前體、惰性氣體、氧化類氣體等不同的流體以很高的速度切換而連續地反復進行向腔室的供給·排出循環。由于以原子層水平控制薄膜成長，所以為了在晶片上得到制品要求水平的薄膜成長，通常需要1000萬次水平的閥開閉壽命，由此，在閥中還必須有能承受遠超過以往設想的水平的水平的使用次數的高耐久性，并且閥開閉的高速響應性也是必須的。此外，為了很高精度地控制薄膜成長，在對應于這樣的流體的高速脈沖而閥進行開閉動作的期間中，還必須使流體的流量（Cv值）很高精度地穩定化。進而，由于供給氣體為由金屬化合物構成的蒸氣壓很低的特殊的流體，所以為了穩定供給而需要將溫度保持為約200度，由此，在閥中必須有該水平的耐高溫性。

由于被要求上述那樣的特有的條件，所以在ALD工藝中應用以往構造的閥的情況下會產生各種各樣的問題，特別是關于樹脂制閥座，已知有一些基于因在暴露于高溫流體的狀態下很多次且高速地將閥開閉而造成的老化的課題。對于這樣的閥座的課題，例如提出了專利文獻1、2。

在專利文獻1中，公開了一種直接接觸型金屬隔膜閥的閥行程調節方法。在該文獻的機構中，首先，使閥在規定溫度下以規定次數進行開閉動作，納入閥座的形狀變化而減小Cv值上升，然后，使用由閥帽、致動器支承用筒部、鎖止螺母構成的閥行程調節機構，將隔膜閥的最大閥行程調節固定為比由規定形狀·原材料構成的金屬隔膜的最大隆起高度小的設定值，由此，實現金屬隔膜的高耐久性，并且實現閥座的老化的減少和閥Cv值的穩定確保。

在專利文獻2中，表示了一種流體控制閥的閥座構造。該文獻的流體控制閥的閥座部件由氟類樹脂構成，形成為，使高度方向的壁厚和徑向的壁厚成為規定的比率范圍內，借助這樣的形狀，減小高溫流體流動的期間中的閥座部件的熱膨脹、及伴隨著閥開閉的沉入量·復原量，由此實現Cv值變動的減小。