CN111133239A - 阀装置、流量调整方法、流体控制装置、流量控制方法、半导体制造装置和半导体制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种不使用外部传感器就能够精密地调整由经时、经年等引起的流量变动的阀装置。该阀装置具有利用了压电元件的调整用驱动器(100),该压电元件用于调整定位于开位置的操作构件的位置,调整用驱动器(100)的驱动电路(200)具有:检测部(210),其检测与在压电元件发生的应变量相关的电信号;以及控制部(210),其基于与压电元件的应变量相关的电信号控制调整用驱动器(100),以使由阀芯引起的流路的开度变为目标开度。
Description
技术领域
本发明涉及一种阀装置、该阀装置的流量调整方法、包括该阀的流体控制装置、半导体制造装置和半导体制造方法。
背景技术
在半导体制造工艺中,使用称作集成化气体***的流体控制装置,以向处理腔室供给准确地计量了的处理气体,该集成化气体***集成有开闭阀、调节器、质量流量控制器等各种流体设备。将该集成化气体***收纳于盒而成的装置称作气体盒。
通常,向处理腔室直接供给从上述的气体盒输出的处理气体,但在利用原子层沉积法(ALD:Atomic Layer Deposition法)在基板沉积膜的工艺中,为了稳定地供给处理气体,这样进行:在作为缓冲器的罐暂时地储存从气体盒供给的处理气体,高频率地使设于紧靠处理腔室的附近的阀开闭,向真空气氛的处理腔室供给来自罐的处理气体。另外,作为设于紧靠处理腔室的附近的阀,参照例如专利文献1、2。
ALD法是化学气相沉积法的一种,是这样的方法:在温度、时间等成膜条件下,使两种以上的处理气体在基板表面上交替地每次流动一种,与基板表面上原子进行反应,每次沉积单层的膜,能够对于每个单原子层进行控制,因此能够形成均匀的膜厚,对于膜质而言,也能够非常地致密地生成膜。
利用ALD法的半导体制造工艺需要精密地调整处理气体的流量,并且由于基板的大口径化等,也需要一定程度地确保处理气体的流量。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-64333号公报
专利文献2:日本特开2016-121776号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而,在气动式阀中,难以利用气压调整、机械调整来精密地调整流量。另外,在利用ALD法的半导体制造工艺中,处理腔室周边为高温,因此阀易于受到温度的影响。此外,以高频率开闭阀,因此易于产生阀的经时、经年变化,流量调整作业需要庞大的工时。
另外,为了使用传感器检测阀的阀开度的由经时、经年引起的变化,还存在需要确保设置传感器的空间、装置的小型化变得困难、装置的成本变高等问题。
本发明的一目的在于,提供一种不使用外部传感器就能够精密地调整由经时、经年等引起的流量变动的阀装置。
本发明的另一目的在于,提供一种能够大幅地削减流量调整工序的阀装置。
本发明的又一目的在于,提供一种使用了上述的阀装置的流体控制装置、流量调整方法、半导体制造方法和半导体制造装置。
用于解决问题的方案
本发明的阀装置具有:阀体,其划定流路;阀芯,其设为能够对所述阀体的流路进行开闭;以及操作构件,其设为能够在使所述阀芯关闭流路的闭位置和使所述阀芯开放流路的开位置之间移动,而操作所述阀芯,其中,
该阀装置具有利用了压电元件的调整用驱动器,该压电元件用于调整定位于所述开位置的所述操作构件的位置,
所述调整用驱动器的驱动电路具有:
检测部,其检测与在所述压电元件发生的应变量相关的电信号;以及
控制部,其基于与所述压电元件的应变量相关的电信号控制所述调整用驱动器,以使由所述阀芯引起的所述流路的开度变为目标开度。
优选的是,本发明的阀装置能够采用这样的结构:
具有:
主驱动器,其使所述操作构件向所述开位置和所述闭位置中的一者移动;以及
弹簧机构,其使所述操作构件向所述开位置和所述闭位置中的另一者移动,
所述调整用驱动器调整利用所述主驱动器或者所述弹簧机构定位于所述开位置的所述操作构件的位置。
本发明的阀装置的流量调整方法是上述的阀装置的流量调整方法,其中,该流量调整方法包括:在所述调整用驱动器的驱动电路中,抽出与在所述压电元件发生的应变量相关的电信号,
基于检测到的与所述压电元件的应变量相关的电信号控制所述调整用驱动器,以使由所述阀芯引起的所述流路的开度变为目标开度。
优选的是,本发明的阀装置的流量调整方法是上述的阀装置的流量调整方法,其中,该流量调整方法包括:
驱动所述主驱动器,使所述阀芯开放流路,
将所述调整作业预先设定的控制电压施加于所述压电元件,
抽出与被施加所述控制电压的所述压电元件的应变相关的电信号,
基于所述电信号,决定开度调整量,
将与决定好的开度调整量相对应的控制信号输入所述调整用驱动器。
本发明的流体控制装置是从上游侧朝向下游侧排列多个流体设备而成的流体控制装置,其中,
所述多个流体设备包括上述的阀装置。
本发明的流量控制方法利用上述的阀装置控制流体的流量。
本发明的半导体制造装置在需要如下的处理工序的半导体装置的制造工艺中,该处理工序为在密闭的腔室内的基于工艺气体的处理工序,将上述的阀装置用于所述工艺气体的流量控制。
本发明的半导体制造方法在需要如下的处理工序的半导体装置的制造工艺中,该处理工序为在密闭的腔室内的基于工艺气体的处理工序,将上述的阀装置用于所述工艺气体的流量控制。
发明的效果
采用本发明,替代使用外部传感器,利用设于调整用驱动器的驱动电路的检测部来检测与对调整用驱动器的压电元件施加预定的控制电压时发生的应变相关的电信号,从而能够推断作用于调整用驱动器的外力。根据该外力的变化,推断阀装置的由经时、经年变化引起的流量变动量,利用调整用驱动器补偿该变动量,从而能够实现精密的流量管理。
采用本发明,能够更精密地控制向处理腔室供给的工艺气体,因此能够稳定地在基板上形成高品质的膜。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的阀装置的纵剖视图。
图2是处于闭状态的图1的阀装置的主要部分的放大剖视图。
图3是表示压电驱动器的动作的说明图。
图4是处于开状态的图1的阀装置的纵剖视图。
图5是图4的阀装置的主要部分的放大剖视图。
图6A是用于对图4的阀装置的流量调整时(流量减少时)的状态进行说明的主要部分的放大剖视图。
图6B是用于对图4的阀装置的流量调整时(流量增加时)的状态进行说明的主要部分的放大剖视图。
图7是表示本发明的驱动电路的概略结构的功能块图。
图8是表示图7的检测部的具体的电路例的图。
图9是表示流量调整工序的一例的流程图。
图10是表示本发明的一实施方式的阀装置应用于半导体制造工艺的应用例的概略图。
图11是表示使用本实施方式的阀装置的流体控制装置的一例的立体图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。其中,在本说明书和附图中,功能实质上同样的结构要素使用相同的附图标记,从而省略重复了的说明。
图1是表示本发明的一实施方式的阀装置的结构的图,表示阀全闭时的状态,图2是图1的主要部分的放大剖视图,图3是用于对作为调整用驱动器的压电驱动器的动作进行说明的图。另外,在以下的说明中上方向记作开方向A1,下方向记作闭方向A2。
在图1中,附图标记1表示阀装置,附图标记10表示阀体,附图标记20表示作为阀芯的隔膜,附图标记38表示隔膜按压件,附图标记30表示阀盖,附图标记40表示操作构件,附图标记50表示外壳,附图标记60表示主驱动器,附图标记70表示调整体,附图标记80表示驱动器按压件,附图标记90表示螺旋弹簧,附图标记100表示作为调整用驱动器的压电驱动器,附图标记110表示驱动器支承件,附图标记120表示作为弹性构件的盘簧,附图标记OR表示作为密封构件的O形密封圈。
阀体10由不锈钢形成,具有块状的阀体主体10a和自阀体主体10a的侧方分别突出的连接部10b、10c,该阀体10划定流路12、13。流路12、13的一端分别在连接部10b、10c的端面开口,另一端与上方开放的凹状的阀室14连通。在阀室14的底面的设于流路12的另一端侧的开口周缘的安装槽嵌合固定有合成树脂(PFA、PA、PI、PCTFE等)制的阀座15。另外,在本实施方式中,如从图2可知,利用嵌塞加工来使阀座15固定于安装槽内。
隔膜20是以能够开闭阀体10的流路12、13的方式设置的阀芯,配置于阀座15的上方,保持阀室14的气密,并且其中央部上下移动来相对于阀座15落位、离位,从而开闭流路12、13。在本实施方式中,隔膜20通过使特殊不锈钢等金属制薄板和镍钴合金薄板的中央部向上方鼓出而将向上凸出的圆弧状设为自然状态的球壳状。3张该特殊不锈钢薄板和1张镍钴合金薄板层叠而构成隔膜20。
隔膜20的周缘部载置于阀室14的内周面的突出部上,通过向阀体10的螺纹部16拧入阀盖30的***于阀室14内的下端部,借助不锈钢合金制的按压转接器25向阀体10的所述突出部侧按压该隔膜20,将该隔膜20以气密状态夹持固定。另外,镍钴合金薄膜配置于接触气体侧。
另外,隔膜也能够使用其他的结构。
操作构件40是用于操作隔膜20以使隔膜20开闭流路12、13的构件,形成为大致圆筒状,下端侧由封闭部48封闭,上端侧开口,该操作构件40与阀盖30的内周面和形成于外壳50内的筒状部51的内周面嵌合,被支承为沿上下方向移动自如。另外,图1和图2所示的附图标记A1、A2是操作构件40的开闭方向,附图标记A1表示开方向,附图标记A2表示闭方向。在本实施方式中,相对于阀体10而言,上方是开方向A1,下方是闭方向A2,但本发明并不限定于此。
在操作构件40的下端面安装有与隔膜20的中央部上表面抵接的聚酰亚胺等合成树脂制的隔膜按压件38。
在形成于操作构件40的外周面的凸缘部45的上表面与外壳的顶面之间设有螺旋弹簧90,操作构件40始终被螺旋弹簧90朝向闭方向A2施力。因此,如图2所示,在主驱动器60未工作的状态下,隔膜20被按压于阀座15,流路12、13之间成为关闭了的状态。
其中,凸缘部45既可以是与操作构件40一体的,也可以独立。
螺旋弹簧90收纳于在外壳50的内周面和筒状部51之间形成的保持部52。在本实施方式中,使用螺旋弹簧90,但并不限定于此,也能够使用盘簧、板簧等其他种类的弹簧。
外壳50的下端部内周拧入在阀盖30的上端部外周形成的螺纹部36,从而外壳50固定于阀盖30。另外,在阀盖30上端面和外壳50之间固定有环状的隔板63。
在操作构件40的外周面与外壳50及阀盖30之间形成有由隔板63上下划分开的缸室C1、C2。
在上侧的缸室C1嵌合***有形成为环状的活塞61,在下侧的缸室C2嵌合***有形成为环状的活塞62。这些缸室C1、C2和活塞61、62构成使操作构件40向开方向A1移动的主驱动器60。主驱动器60使用两个活塞61、62来增加压力的作用面积,从而能够增加由操作气体产生的力。
缸室C1的活塞61的上侧的空间经由通气路径53与大气相连。缸室C2的活塞62的上侧的空间经由通气路径h1与大气相连。
缸室C1、C2的活塞61、62的下侧的空间被供给高压的操作气体,因此由O形密封圈OR保持气密。这些空间分别与形成于操作构件40的流通路径41、42连通。流通路径41、42与形成于操作构件40的内周面和压电驱动器100的壳主体101的外周面之间的流通路径Ch连通,该流通路径Ch与由操作构件40的上端面、外壳50的筒状部51和调整体70的下端面形成的空间SP连通。于是,形成于环状的驱动器按压件80的流通路径81将空间SP与贯通调整体70的中心部的流通路径71连接起来。调整体70的流通路径71经由管接头150与管160连通。
在压电驱动器100的图3所示的圆筒状的壳主体101内置有未图示的层叠的压电元件。壳主体101为不锈钢合金等金属制,半球状的顶端部102侧的端面和基端部103侧的端面封闭。对层叠的压电元件施加电压来使其伸长,从而壳主体101的顶端部102侧的端面弹性变形,半球状的顶端部102在长度方向上位移。在层叠的压电元件的最大行程为2d时,通过预先施加使压电驱动器100的伸长量为d的预定电压V0,从而使压电驱动器100的全长为L0。于是,若施加高于预定电压V0的电压,则压电驱动器100的全长最大为L0+d,若施加低于预定电压V0的电压(包括无电压),则压电驱动器100的全长最小为L0-d。因此,能够在开闭方向A1、A2上使自顶端部102至基端部103的全长伸缩。另外,在本实施方式中,压电驱动器100的顶端部102设为半球状,但并不限定于此,顶端部也可以是平坦面。
如图1所示,对压电驱动器100的供电由配线105进行。配线105通过调整体70的流通路径71和管接头150引入管160,自管160的中途向外部引出。
压电驱动器100的基端部103的开闭方向上的位置隔着驱动器按压件80被调整体70的下端面限定。调整体70的设于调整体70的外周面的螺纹部拧入在外壳50的上部形成的螺纹孔56,通过调整调整体70的开闭方向A1、A2上的位置,从而能够调整压电驱动器100的开闭方向A1、A2上的位置。
如图2所示,压电驱动器100的顶端部102与形成于圆盘状的驱动器支承件110的上表面的圆锥面状的支承面110a抵接。驱动器支承件110能够沿开闭方向A1、A2移动。
在驱动器支承件110的下表面与操作构件40的封闭部48的上表面之间设有作为弹性构件的盘簧120。在图2所示的状态下,盘簧120已经一定程度地压缩并弹性变形,在该盘簧120的恢复力的作用下,驱动器支承件110始终被朝向开方向A1施力。由此,压电驱动器100也始终被朝向开方向A1施力,成为基端部103的上表面被按压于驱动器按压件80的状态。由此,压电驱动器100相对于阀体10配置于预定的位置。压电驱动器100未与任何构件相连结,因此能够相对于操作构件40在开闭方向A1、A2上相对地移动。
盘簧120的个数、朝向能够根据条件适当地变更。另外,除盘簧120以外也能够使用螺旋弹簧、板簧等其他弹性构件,但若使用盘簧,则存在易于调整弹簧刚性、行程等这样的优点。
如图2所示,在隔膜20与阀座15抵接而阀关闭的状态下,在驱动器支承件110的下表面侧的限制面110t和操作构件40的封闭部48的上表面侧的抵接面40t之间形成有间隙。该间隙的距离相当于隔膜20的上升量Lf。上升量Lf限定阀的开度即流量。上升量Lf能够通过调整上述的调整体70的开闭方向A1、A2的位置来变更。图2所示的状态的操作构件40在以抵接面40t为基准时位于闭位置CP。若该抵接面40t移动至与驱动器支承件110的限制面110t抵接的位置即开位置OP,则隔膜20与阀座15分开上升量Lf。
接着,参照图4~图6B对上述结构的阀装置1的动作进行说明。
如图4所示,若通过管160向阀装置1内供给预定压力的操作气体G,则沿开方向A1向上推的推力自活塞61、62作用于操作构件40。操作气体G的压力被设定为足以克服自螺旋弹簧90和盘簧120作用于操作构件40的闭方向A2的施力而使操作构件40向开方向A1移动的值。若供给这样的操作气体G,则如图5所示,操作构件40一边进一步压缩盘簧120,一边向开方向A1移动,操作构件40的抵接面40t与驱动器支承件110的限制面110t抵接,驱动器支承件110自操作构件40受到朝向开方向A1的力。该力经由压电驱动器100的顶端部102作为在开闭方向A1、A2上压缩压电驱动器100的力发挥作用,但压电驱动器100具有抵抗该力的充分的刚性。因此,作用于操作构件40的开方向A1的力被压电驱动器100的顶端部102承受,操作构件40的A1方向的移动被限制于开位置OP。在该状态下,隔膜20与阀座15分开上述的上升量Lf。
在欲调整自图5所示的状态的阀装置1的流路13输出、供给的流体的流量的情况下,使压电驱动器100工作。
图6A和图6B的中心线Ct的左侧表示图5所示的状态,中心线Ct的右侧表示调整了操作构件40的开闭方向A1、A2的位置后的状态。
在向减少流体的流量的方向调整的情况下,如图6A所示,使压电驱动器100伸长,使操作构件40向闭方向A2移动。由此,隔膜20与阀座15之间的距离即调整后的上升量Lf-小于调整前的上升量Lf。
在向增加流体的流量的方向调整的情况下,如图6B所示,使压电驱动器100缩短,使操作构件40向开方向A1移动。由此,隔膜20与阀座15之间的距离即调整后的上升量Lf+大于调整前的上升量Lf。
在本实施方式中,隔膜20的上升量的最大值为100μm~200μm左右,利用压电驱动器100调整的调整量为±20μm左右。
即,压电驱动器100的行程无法覆盖隔膜20的上升量,但通过同时使用利用操作气体G动作的主驱动器60和压电驱动器100,从而能够通过行程相对较长的主驱动器60确保阀装置1供给的流量,并且通过行程相对较短的压电驱动器100精密地进行流量调整,无需利用调整体70等手动地进行流量调整,因此大幅地削减流量调整工时。
采用本实施方式,仅通过变化施加于压电驱动器100的电压,就能够进行精密的流量调整,因此能够立刻执行流量调整,并且也能够实时地进行流量控制。
流量自动调整
在上述实施方式中,在调整流量时,前提是流量调整量(上升量)是预先已知的。
然而,构成阀装置1的隔膜20、盘簧120、螺旋弹簧90等结构要素的机械特性根据阀装置1的开闭频率、工作时间发生变化。例如,若将隔膜20的初始阶段的恢复力和长时间使用后的恢复力相比较,则初始阶段的恢复力较大。因此,若长时间重复阀装置1的开闭动作,则会由于如上所述的结构要素的机械特性的变化,逐渐偏离预先设定了的流量。
但是,在进行小型化、集成化的阀装置中,设置用于监控流量的变动的外部传感器等是不实用的,装置的成本也较高。
在此,替代设置监控流量的变动的外部传感器等进行检测,将压电驱动器100还用作传感器,对于流量调整的自动化的一例,参照图7~图9进行说明。
如图7所示,用于驱动压电驱动器100的驱动电路200具有检测部210和控制部220。
在此,压电驱动器100的电气等效模型在小于电气谐振频率的低频率区域中能够近似为像图8的虚线中所示那样串联连接因应变产生的电压源(也称作电压信号)Vp与电容Cp的模型。
电压源Vp与压电元件的应变成比例,因此能够通过测量压电元件的两端子电压来检测压电元件因外力发生的应变。即,能够将压电驱动器100还用作检测外力的传感器。
压电驱动器100的压电元件的应变量为压电元件因外力发生的变形所引起的成分和压电元件因施加电压Va发生的变形所引起的成分之和。
在对压电驱动器100的压电元件施加施加电压Va的状态下,不可能抽出因应变产生的电压源Vp。因此,如图8所示,构成桥接电路,抽出压电元件的自检测应变。在该桥接电路中,并非将控制电压Vc直接施加于压电元件,而是Va=Vc-V1。另外,在图8的桥接电路中,C1是参照电容,C2是增益电容。
若将传感器电压Vs定义为V1-V2,以C1=Cp的方式进行调整,则对于传感器电压Vs,
Vs=Vp×Cp/(Cp+C2)=K×Vp (1)
像这样,能够消除控制电压Vc的影响,以仅对与压电元件的应变相关的电压信号Vp施加增益K而成的分压的形式抽出传感器电压Vs。
如图9所示,对于流量调整,驱动主驱动器60,使阀开放(步骤ST1)。在该状态下,对压电驱动器100作用螺旋弹簧90的恢复力等外力,使压电元件发生变形。在此,施加预先设定好的预定的控制电压Vc(步骤ST2)。由此,成为这样的状态:压电驱动器100的压电元件的应变量包括压电元件因外力发生的变形所引起的成分和压电元件因施加电压Va发生的变形所引起的成分。
之后,检测上述的传感器电压Vs(步骤ST3)。
若将阀装置1的初始设定状态的传感器电压设为Vs0,则在阀装置1的机械特性(螺旋弹簧90、隔膜20的机械特性)因经时、经年等变化时,检测到的传感器电压Vs的值也会与初始的传感器电压Vs0不同。预想为算出检测到的传感器电压Vs与初始的传感器电压Vs0的偏差ΔV(步骤ST4)与阀装置1的机械特性的变化的大小成比例的值。阀装置1的机械特性的变化是流量变化的主要原因,因此根据偏差ΔV的大小决定流量调整量(开度调整量)(步骤ST5)。之后,决定与决定好的开度调整量相对应的控制电压Vc′,并将其施加于压电驱动器100(步骤ST6)。
另外,上述的流量调整的步骤是一例,除此之外,也能够采用各种方法。例示了通过图8所示的桥接电路仅抽出与压电元件的应变量相关的电压信号Vp的情况,但只要能够在不使用外部传感器的情况下抽出与压电元件的应变量相关的电压信号Vp即可,能够采用其他的方法。
接着,参照图10,对上述的阀装置1的应用例进行说明。
图10所示的***是用于执行基于ALD法的半导体制造工艺的半导体制造装置1000,附图标记300表示工艺气体供给源,附图标记400表示气体盒,附图标记500表示罐,附图标记600表示控制器,附图标记700表示处理腔室,附图标记800表示排气泵。
在基于ALD法的半导体制造工艺中,需要精密地调整处理气体的流量,并且由于基板的大口径化,也需要一定程度地确保处理气体的流量。
气体盒400是为了向处理腔室700供给精确地计量了的工艺气体而将开闭阀、调节器、质量流量控制器等各种流体设备集成化并收纳于盒而成的流体控制装置。
罐500作为暂时地储存从气体盒400供给的处理气体的缓冲器发挥作用。
控制器600发出执行操作气体G向阀装置1的供给控制、由压电驱动器100进行的流量调整控制的指令。
处理腔室700提供用于利用ALD法在基板形成膜的密闭处理空间。
排气泵800用于对处理腔室700内抽真空。
采用如上所述的***结构,如果自控制器600对阀装置1发送用于进行流量调整的指令,则能够进行处理气体的初始调整。
另外,即使是在处理腔室700内执行成膜工艺的中途,也能够进行处理气体的流量调整,能够实时地使处理气体流量最优化。
在上述应用例中,例示了将阀装置1用于基于ALD法的半导体制造工艺的情况,但并不限定于此,本发明能够应用于需要精密的流量调整的所有对象。
在上述实施方式中,作为主驱动器使用了利用气压工作的内置于缸室的活塞,但本发明并不限定于此,能够根据控制对象选择各种最优的驱动器。
在上述实施方式中,举例了所谓的常闭型的阀为例子,但本发明并不限定于此,也能够应用于常开型的阀。在该情况下,例如,由调整用驱动器进行阀芯的开度调整即可。
在上述实施方式中,例示了隔膜作为阀芯,但本发明并不限定于此,也能够采用其他种类的阀芯。
在上述实施方式中,例示了抽出与压电元件的应变相关的电压信号的情况,但并不限定于此,也能够采用抽出与压电元件的应变相关的电流信号的电路。
参照图11,对应用本发明的阀装置的流体控制装置的一例进行说明。
在图11所示的流体控制装置设有沿着宽度方向W1、W2排列、沿长度方向G1、G2延伸的金属制的底板BS。另外,附图标记W1表示正面侧的方向,附图标记W2表示背面侧的方向,附图标记G1表示上游侧的方向,附图标记G2表示下游侧的方向。在底板BS,隔着多个流路块992设置有各种流体设备991A~991E,利用多个流路块992分别形成供流体自上游侧G1朝向下游侧G2流通的未图示的流路。
在此,“流体设备”是控制流体的流动的流体控制装置所使用的设备,包括划定流体流路的主体,并具有至少两个在该主体的表面开口的流路口。具体而言,该流体设备包含开闭阀(二通阀)991A、调节器991B、压力计991C、开闭阀(三通阀)991D、质量流量控制器991E等,但并不限定于此。另外,导入管993与上述的未图示的流路的上游侧的流路口连接。
本发明能够应用于上述的开闭阀991A、开闭阀991D、调节器991B等各种阀装置。
附图标记说明
1、阀装置;10、阀体;10a、阀体主体;10b、连接部;10c、连接部;12、流路;13、流路;14、阀室;15、阀座;16、螺纹部;20、隔膜;25、按压转接器;30、阀盖;36、螺纹部;38、隔膜按压件;40、操作构件;40t、抵接面;41、流通路径;42、流通路径;45、凸缘部;48、封闭部;50、外壳;51、筒状部;52、保持部;53、通气路径;56、螺纹孔;60、主驱动器;61、活塞;62、活塞;63、隔板;70、调整体;71、流通路径;80、驱动器按压件;81、流通路径;90、螺旋弹簧;100、压电驱动器;101、壳主体;102、顶端部;103、基端部;105、配线;110、驱动器支承件;110a、支承面;110t、限制面;120、盘簧;150、管接头;160、管;200、驱动电路;210、检测部;220、控制部;300、工艺气体供给源;400、气体盒;500、罐;600、控制器;700、处理腔室;800、排气泵;991A、开闭阀;991B、调节器;991C、压力计;991D、开闭阀;991E、质量流量控制器;992、流路块;993、导入管;1000、半导体制造装置;A1、开方向;A2、闭方向;BS、底板;C1、缸室;C2、缸室;CP、闭位置;Ch、流通路径;Cp、电容;Ct、中心线;G、操作气体;G1、长度方向(上游侧);G2、长度方向(下游侧);K、增益;L0、全长;Lf、上升量;OP、开位置;OR、O形密封圈;SP、空间;ST1、步骤;ST2、步骤;ST3、步骤;ST4、步骤;ST5、步骤;ST6、步骤;V0、预定电压;Va、施加电压;Vc、控制电压;Vc′、控制电压;Vp、电压源(电压信号);Vs、传感器电压;Vs0、传感器电压;W1、W2、宽度方向;h1、通气路径、ΔV、偏差。
Claims (8)
1.一种阀装置,其具有:阀体,其划定流路;阀芯,其设为能够对所述阀体的流路进行开闭;以及操作构件,其设为能够在使所述阀芯关闭流路的闭位置和使所述阀芯开放流路的开位置之间移动,而操作所述阀芯,其中,
该阀装置具有利用了压电元件的调整用驱动器,该压电元件用于调整定位于所述开位置的所述操作构件的位置,
所述调整用驱动器的驱动电路具有:
检测部,其检测与在所述压电元件发生的应变量相关的电信号;以及
控制部,其基于与所述压电元件的应变量相关的电信号控制所述调整用驱动器,以使由所述阀芯引起的所述流路的开度变为目标开度。
2.根据权利要求1所述的阀装置,其中,
该阀装置具有:
主驱动器,其使所述操作构件向所述开位置和所述闭位置中的一者移动;以及
弹簧机构,其使所述操作构件向所述开位置和所述闭位置中的另一者移动,
所述调整用驱动器调整利用所述主驱动器或者所述弹簧机构定位于所述开位置的所述操作构件的位置。
3.一种流量调整方法,其是权利要求1或2所述的阀装置的流量调整方法,其中,
该流量调整方法包括:
在所述调整用驱动器的驱动电路中,抽出与在所述压电元件发生的应变量相关的电信号,
基于检测到的与所述压电元件的应变量相关的电信号控制所述调整用驱动器,以使由所述阀芯引起的所述流路的开度变为目标开度。
4.一种流量调整方法,其是权利要求2所述的阀装置的流量调整方法,其中,
该流量调整方法包括:
驱动所述主驱动器,使所述阀芯开放流路,
将所述调整作业预先设定的控制电压施加于所述压电元件,
抽出与被施加所述控制电压的所述压电元件的应变相关的电信号,
基于所述电信号,决定开度调整量,
将与决定好的开度调整量相对应的控制信号输入所述调整用驱动器。
5.一种流体控制装置,其是从上游侧朝向下游侧排列多个流体设备而成的流体控制装置,其中,
所述多个流体设备包括权利要求1或2所述的阀装置。
6.一种流量控制方法,其利用权利要求1或2的阀装置控制流体的流量。
7.一种半导体制造方法,其在需要如下的处理工序的半导体装置的制造工艺中,该处理工序为在密闭的腔室内的基于工艺气体的处理工序,将权利要求1或2所述的阀装置用于所述工艺气体的流量控制。
8.一种半导体制造装置,其在需要如下的处理工序的半导体装置的制造工艺中,该处理工序为在密闭的腔室内的基于工艺气体的处理工序,将权利要求1或2所述的阀装置用于所述工艺气体的流量控制。
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