CN113366253A - 阀装置、使用该阀装置的流量控制方法、流体控制装置、半导体制造方法、以及半导体制造装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够精密地调整流量的阀装置。所述阀装置具有：操作构件(40)，其对隔膜进行操作，并设为能够在使隔膜(20)封闭流路的闭位置(CP)与使隔膜(20)开放流路的开位置(OP)之间移动；主致动器(60)，其承受被供给的驱动流体的压力，使操作构件(40)向开位置(OP)或闭位置(CP)移动；调整用致动器(100)，其利用与被施加的输入信号相应地收缩的被动元件，并且，用于对被定位于开位置(OP)的操作构件(40)的位置进行调整；位置检测机构(85)，其用于检测操作构件(40)相对于阀体(10)的位置；以及原点位置确定部，其利用隔膜(20)与阀座(15)抵接的闭阀状态来确定位置检测机构(85)的原点位置。

Description

阀装置、使用该阀装置的流量控制方法、流体控制装置、半导 体制造方法、以及半导体制造装置
技术领域
本发明涉及阀装置、使用该阀装置的流量控制方法以及流体控制装置、半导体制造方法。
背景技术
在半导体制造工艺中，为了将准确计量后的工艺气体向处理腔室供给，使用了将开闭阀、调节器、质量流量控制器等各种流体控制设备集成化而成的流体控制装置。
通常，将自上述流体控制装置输出的工艺气体直接向处理腔室供给，但在通过原子层沉积法(ALD：Atomic Layer Deposition法)使膜沉积于基板的处理工艺中进行如下内容：为了稳定地供给工艺气体，将自流体控制装置供给的工艺气体暂时贮存于作为缓冲器的罐，使设于紧靠处理腔室的附近的阀以高频率开闭，将来自罐的工艺气体向真空气氛的处理腔室供给。此外，作为设于紧靠处理腔室的附近的阀，例如参照专利文献1。
ALD法是化学气相沉积法之一，是在温度、时间等成膜条件下，使两种以上的工艺气体逐一在基板表面上交替流动，并使其与基板表面上原子反应而逐层沉积膜的方法，由于能够对每个单原子层进行控制，因此，能够形成均匀的膜厚，能够沉积作为膜质也非常致密的膜。
在基于ALD法的半导体制造工艺中，需要精密地调整工艺气体的流量。
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：国际公开WO2018/088326号公报
发明内容
发明要解决的问题
在空气驱动式的隔膜阀中，由于树脂制的阀座随着时间经过而被压溃、树脂制的阀座因热变化而膨胀或收缩等原因，流量会经时地变化。
因此，为了更精密地控制工艺气体的流量，需要根据流量的经时变化来进行流量调整。
本申请人在专利文献2中提出了这样的阀装置：除了设置承受被供给的驱动流体的压力而动作的主致动器之外，还设置用于对操作隔膜的操作构件的位置进行调整的调整用致动器，能够自动地精密地调整流量。
以往，相对于专利文献2所公开的阀装置，要求检测作为阀芯的隔膜的开度，而进行更为精密的流量控制。
本发明的一个目的在于提供一种能够精密地调整流量的阀装置。
本发明的另一目的在于提供一种使用上述阀装置的流量控制方法、流体控制装置、半导体制造方法以及半导体制造装置。
用于解决问题的方案
本发明的阀装置具有：阀体，其划定供流体流通的流路和在该流路的中途向外部开口的开口部；阀座，其设于所述阀体的所述开口部的周围；作为阀芯的隔膜，其覆盖所述开口部且将流路和外部隔开，并且，通过与所述阀座抵接和分开来对流路进行开闭；操作构件，其对所述隔膜进行操作，并设为能够在使所述隔膜封闭流路的闭位置与使所述隔膜开放流路的开位置之间移动；主致动器，其承受被供给的驱动流体的压力，使所述操作构件向所述开位置或闭位置移动；调整用致动器，其利用与被施加的输入信号相应地收缩的被动元件，并且用于对被定位于所述开位置的所述操作构件的位置进行调整；位置检测机构，其用于检测所述操作构件相对于所述阀体的位置；以及原点位置确定部，其利用所述隔膜与所述阀座抵接的闭阀状态来确定所述位置检测机构的原点位置。
优选的是，所述原点位置确定部在每次闭阀时确定并更新原点位置。
更为优选的是，所述阀装置还具有控制部，该控制部对所述调整用致动器进行驱动，并将所述操作构件自所述原点确定部所确定的原点位置控制为目标位置，以使阀开度成为目标开度。
本发明的流量控制方法是使用上述结构的阀装置来对流体的流量进行调整的流量控制方法。
本发明的流体控制装置是排列有多个流体设备的流体控制装置，其中，
所述多个流体设备包括上述结构的阀装置。
本发明的半导体制造方法在需要在密闭的腔室内利用工艺气体进行处理工序的半导体装置的制造工艺中，在所述工艺气体的流量控制中使用上述结构的阀装置。
本发明的半导体制造装置在需要在密闭的腔室内利用工艺气体进行处理工序的半导体装置的制造工艺中，在所述工艺气体的流量控制中使用上述结构的阀装置。
发明的效果
根据本发明，利用隔膜与阀座接触来确定位置检测机构的原点位置，因此，能够更精密地检测阀开度，能够实现高精度的流量控制。
附图说明
图1A是本发明的一实施方式的阀装置的纵剖视图，是沿着图1B的1A-1A线的剖视图。
图1B是图1A的阀装置的俯视图。
图1C是图1A的阀装置的致动器部的放大剖视图。
图1D是沿着图1B的1D-1D线的致动器部的放大剖视图。
图1E是图1A的圆A内的放大剖视图。
图2是表示压电致动器的动作的说明图。
图3是表示本发明的一实施方式的阀装置应用于半导体制造装置的工艺气体控制***的应用例的概略图。
图4是表示控制***的概略结构的功能框图。
图5是用于说明图1A的阀装置的全开状态的主要部分的放大剖视图。
图6是用于说明图1A的阀装置的全闭状态的主要部分的放大剖视图。
图7是用于说明流量的经时变化的产生的主要原因的图。
图8A是用于说明图1A的阀装置的流量调整时(流量减少时)的状态的主要部分的放大剖视图。
图8B是用于说明图1B的阀装置的流量调整时(流量增加时)的状态的主要部分的放大剖视图。
图9是表示控制部的处理的一例的流程图。
图10是表示向压电致动器施加的施加电压和偏差的关系的一例的图表。
图11是表示流体控制装置的一例的外观立体图。
具体实施方式
图1A是表示本发明的一实施方式的阀装置1的结构的剖视图，示出了阀全闭时的状态。图1B是阀装置1的俯视图，图1C是阀装置1的致动器部的放大纵剖视图，图1D是与图1C相差90度的方向上的致动器部的放大纵剖视图，图1E是图1A的圆A内的放大剖视图。此外，在以下的说明中，将图1A的A1设为上方向，将A2设为下方向。
阀装置1具有设于支承板302上的收纳箱301、设置于收纳箱301内的阀主体2、以及设置于收纳箱301的顶部的压力调节器200。
在图1A～图1E中，附图标记10表示阀体，附图标记15表示阀座，附图标记20表示隔膜，附图标记25表示按压转接件，附图标记27表示致动器承受件，附图标记30表示阀盖，附图标记40表示操作构件，附图标记48表示隔膜按压件，附图标记50表示壳体，附图标记60表示主致动器，附图标记70表示调整体，附图标记80表示致动器按压件，附图标记85表示位置检测机构，附图标记86表示磁传感器，附图标记87表示磁体，附图标记90表示螺旋弹簧，附图标记100表示作为调整用致动器的压电致动器，附图标记120表示碟形弹簧，附图标记130表示分隔壁构件，附图标记150表示供给管，附图标记160表示限位开关，附图标记OR表示作为密封构件的O型密封圈，附图标记G表示作为驱动流体的压缩空气。此外，驱动流体并不限定于压缩空气，也能够使用其他流体。
阀体10由不锈钢等金属形成，划定了流路12、13。流路12在一端具有在阀体10的一侧面开口的开口部12a，管接头501通过焊接与开口部12a连接。流路12的另一端12b与阀体10的沿着上下方向A1、A2延伸的流路12c连接。流路12c的上端部在阀体10的上表面侧开口，上端部在形成于阀体10的上表面侧的凹部11的底面开口，下端部在阀体10的下表面侧开口。在流路12c的下端侧的开口设有压力传感器400，封闭流路12c的下端侧的开口。
在流路12c的上端部的开口的周围设有阀座15。阀座15是合成树脂(PFA、PA、PI、PCTFE等)制的，嵌合固定于在流路12c的上端侧的开口周缘设置的安装槽。此外，在本实施方式中，通过嵌塞加工将阀座15固定于安装槽内。
流路13的一端在阀体10的凹部11的底面开口，且在另一端具有在阀体10的与流路12相反的一侧的另一侧面开口的开口部13a，管接头502通过焊接与开口部13a连接。
隔膜20配置于阀座15的上方，该隔膜20划定将流路12c和流路13连通的流路，并且其中央部上下移动而相对于阀座15落座离座，由此对流路12、13进行开闭。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设为向上凸的圆弧状为自然状态的球壳状。将3片该特殊不锈钢薄板和1片镍·钴合金薄板层叠而构成隔膜20。
隔膜20的外周缘部载置于在阀体10的凹部11的底部形成的突出部上，将向凹部11内***的阀盖30的下端部向阀体10的螺纹部拧入，由此，借助不锈钢合金制的按压转接件25将该隔膜20向阀体10的所述突出部侧按压，从而该隔膜20在气密状态下被夹持固定。此外，镍·钴合金薄膜也能够使用其他结构的薄膜作为配置于接触气体侧的隔膜。
操作构件40是用于操作隔膜20的构件，以使隔膜20对流路12与流路13之间进行开闭，形成为大致圆筒状，上端侧开口。操作构件40借助O型密封圈OR嵌合于阀盖30的内周面(参照图1C、图1D)，被支承为在上下方向A1、A2上移动自如。
在操作构件40的下端面安装有隔膜按压件48，该隔膜按压件48具有与隔膜20的中央部上表面抵接的聚酰亚胺等合成树脂制的按压部。
在形成于隔膜按压件48的外周部的凸缘部48a的上表面与阀盖30的顶面之间设有螺旋弹簧90，操作构件40被螺旋弹簧90始终朝向下方向A2施力。因此，在主致动器60未动作的状态下，隔膜20被向阀座15按压，流路12和流路13之间成为关闭的状态。
在致动器承受件27的下表面与隔膜按压件48的上表面之间设有作为弹性构件的碟形弹簧120。
壳体50由上侧壳体构件51和下侧壳体构件52构成，下侧壳体构件52的下端部内周的螺纹与阀盖30的上端部外周的螺纹螺合。另外，上侧壳体构件51的下端部内周的螺纹与下侧壳体构件52的上端部外周的螺纹螺合。
在下侧壳体构件52的上端部和上侧壳体构件51的与该上端部相对的相对面51f之间固定有环状的隔板65。隔板65的内周面与操作构件40的外周面之间以及隔板65的外周面与上侧壳体构件51的内周面之间分别由O型密封圈OR密封。
主致动器60具有环状的第1～第3活塞61、62、63。第1～第3活塞61、62、63与操作构件40的外周面嵌合，能够与操作构件40一起沿着上下方向A1、A2移动。第1～第3活塞61、62、63的内周面与操作构件40的外周面之间、以及第1～第3活塞61、62、63的外周面与上侧壳体构件51、下侧壳体构件52、阀盖30的内周面之间由多个O型密封圈OR密封。
如图1C和图1D所示，圆筒状的分隔壁构件130以在与操作构件40的内周面之间具有间隙GP1的方式固定于该操作构件40的内周面。间隙GP1由设于分隔壁构件130的上端侧以及下端侧的外周面与操作构件40的内周面之间的多个O型密封圈OR1～OR3密封，成为作为驱动流体的压缩空气G的流通路径。由该间隙GP1形成的流通路径与压电致动器100呈同心状地配置。在后述的压电致动器100的壳体101与分隔壁构件130之间形成有间隙GP2。
如图1D所示，在第1～第3活塞61、62、63的下表面侧分别形成有压力室C1～C3。
在操作构件40形成有在与压力室C1、C2、C3连通的位置沿半径方向贯通的流通路径40h1、40h2、40h3。在操作构件40的周向上等间隔地形成有多个流通路径40h1、40h2、40h3。流通路径40h1、40h2、40h3分别与由上述间隙GP1形成的流通路径连接。
在壳体50的上侧壳体构件51形成有流通路径51h，该流通路径51h在上表面开口并沿上下方向A1、A2延伸且与压力室C1连通。在流通路径51h的开口部借助管接头152连接有供给管150。由此，自供给管150供给的压缩空气G通过上述的各流通路径向压力室C1、C2、C3被供给。
壳体50内的第1活塞61的上方的空间SP通过调整体70的贯通孔70a而与大气相连。
如图1C所示，限位开关160设置于壳体50上，可动销161贯通壳体50而与第1活塞61的上表面接触。限位开关160根据可动销161的移动来对第1活塞61(操作构件40)在上下方向A1、A2上的移动量进行检测。
位置检测机构
如图1E所示，位置检测机构85设于阀盖30和操作构件40，该位置检测机构85包括沿着阀盖30的半径方向埋入的磁传感器86、以及以与该磁传感器86相对的方式埋入于操作构件40的周向上的局部的磁体87。
磁传感器86的布线86a向阀盖30的外部导出，布线86a包括供电线和信号线，信号线与后述的控制部300电连接。作为磁传感器86，例如能够举出利用了霍尔元件的磁传感器、利用了线圈的磁传感器、利用了电阻值根据磁场的强度、朝向而变化的AMR元件的磁传感器等，通过与磁体组合，能够非接触地进行位置检测。
磁体87既可以在上下方向A1、A2上被磁化，也可以在半径方向上被磁化。另外，磁体87也可以形成为环状。
此外，在本实施方式中，将磁传感器86设于阀盖30，将磁体87设于操作构件40，但并不限定于此，能够适当进行变更。例如，也能够在按压转接件25设置磁传感器86，在形成于隔膜按压件48的外周部的凸缘部48a的相对的位置设置磁体87。优选的是，在相对于阀体10移动的一侧设置磁体87，在阀体10或相对于阀体10不移动的一侧设置磁传感器86。
在此，参照图2对压电致动器100的动作进行说明。
压电致动器100在图2所示的圆筒状的壳体101内置有未图示的层叠起来的压电元件。壳体101为不锈钢合金等金属制的，半球状的顶端部102侧的端面以及基端部103侧的端面封闭。通过对层叠起来的压电元件施加作为输入信号的电压而使其伸长，壳体101的顶端部102侧的端面弹性变形，半球状的顶端部102在长度方向上移位。若将层叠起来的压电元件的最大行程设为2d，则通过预先施加压电致动器100的伸长成为d的预定电压V0，压电致动器100的全长成为L0。并且，若施加比预定电压V0高的电压，则压电致动器100的全长最大成为L0+d，若施加比预定电压V0低的电压(包括无电压)，则压电致动器100的全长最小成为L0-d。因此，能够在上下方向A1、A2上使自顶端部102至基端部103的全长伸缩。此外，在本实施方式中，将压电致动器100的顶端部102设成了半球状，但并不限定于此，顶端部也可以是平坦面。
如图1A、图1C所示，向压电致动器100的供电利用布线105来进行。布线105通过调整体70的贯通孔70a而向外部导出。
如图1C、图1D所示，压电致动器100的基端部103的上下方向上的位置经由致动器按压件80而被调整体70的下端面限定。设于调整体70的外周面的螺纹部与形成于壳体50的上部的螺纹孔螺合，对调整体70的上下方向A1、A2上的位置进行调整，从而调整体70能够对压电致动器100的上下方向A1、A2上的位置进行调整。
如图1所示，压电致动器100的顶端部102与形成于圆盘状的致动器承受件27的上表面的圆锥面状的承受面抵接。致动器承受件27成为能够沿着上下方向A1、A2移动。
压力调节器200在初级侧借助管接头201而连接有供给管203，在次级侧连接有设于供给管150的顶端部的管接头151。
压力力调节器200是公知的提升阀式的压力调节器，省略详细说明，但进行控制，以将通过供给管203供给的高压的压缩空气G降低至期望的压力，使次级侧的压力成为预先设定的被调节后的压力。在通过供给管203供给的压缩空气G的压力存在由脉动、干扰引起的变动的情况下，抑制该变动，并将该压缩空气G向次级侧输出。
图3表示将本实施方式的阀装置1应用于半导体制造装置的工艺气体控制***的例子。
图3的半导体制造装置1000例如是用于执行基于ALD法的半导体制造工艺的装置，附图标记800是压缩空气G的供给源，附图标记810是工艺气体PG的供给源，附图标记900A～900C是流体控制装置，附图标记VA～VC是开闭阀，附图标记1A～1C是本实施方式的阀装置，附图标记CHA～CHC是处理腔室。
在基于ALD法的半导体制造工艺中，需要精密地调整工艺气体的流量，并且由于基板的大口径化，也需要确保工艺气体的流量。
流体控制装置900A～900C是为了将准确计量后的工艺气体PG分别向处理腔室CHA～CHC供给而将开闭阀、调节器、质量流量控制器等各种流体设备集成化而成的集成化气体***。
阀装置1A～1C通过上述的隔膜20的开闭来精密地控制来自流体控制装置900A～900C的工艺气体PG的流量，分别向处理腔室CHA～CHC供给。
为了使阀装置1A～1C进行开闭动作，开闭阀VA～VC根据控制指令执行压缩空气G的供给切断。
在上述那样的半导体制造装置1000中，自共用的供给源800供给压缩空气，但分别独立地驱动开闭阀VA～VC。
自共用的供给源800始终输出大致一定压力的压缩空气G，但当分别独立地使开闭阀VA～VC开闭时，受到阀开闭时的压力损失等的影响，分别向阀装置1A～1C供给的压缩空气G的压力发生变动，并不为一定。
若向阀装置1A～1C供给的压缩空气G的压力变动，则存在基于上述的压电致动器100的流量调整量变动的可能性。为了解决该问题，设有上述的压力调节器200。
接着，参照图4对本实施方式的阀装置1的控制部进行说明。
如图4所示，控制部300被输入磁传感器86的检测信号，而对压电致动器100进行驱动控制。控制部300例如包括未图示的处理器、存储器等硬件和所需的软件、以及驱动压电致动器100的驱动器。后述控制部300对压电致动器100的控制的具体例。
接着，参照图5和图6，对本实施方式的阀装置1的基本动作进行说明。
图5示出了阀装置1的阀全开状态，图6示出了阀装置1的阀全闭状态。在图6所示的状态下，未供给压缩空气G。在该状态下，碟形弹簧120已经被某种程度压缩而弹性变形，在该碟形弹簧120的复原力的作用下，致动器承受件27始终被朝向上方向A1施力。由此成为这样的状态：压电致动器100也始终被朝向上方向A1施力，基端部103的上表面被按压于致动器按压件80。由此，压电致动器100承受上下方向A1、A2上的压缩力，相对于阀体10配置于预定位置。压电致动器100未与任何构件连结，因此能够相对于操作构件40在上下方向A1、A2上相对地移动。
碟形弹簧120的个数、朝向能够根据条件适当变更。另外，除了使用碟形弹簧120以外，也能够使用螺旋弹簧、板簧等其他弹性构件，但若使用碟形弹簧，则具有容易调整弹簧刚性、行程等这样的优点。
如图6所示，在隔膜20与阀座15抵接而阀关闭的状态下，在致动器承受件27的下表面侧的限制面27b与安装于操作构件40的隔膜按压件48的上表面侧的抵接面48t之间形成有间隙。限制面27b的上下方向A1、A2上的位置成为未进行开度调整的状态下的开位置OP。全闭状态下的限制面27b和抵接面48t的间隙的距离相当于图5所示的隔膜20的上升量Lf。上升量Lf规定阀的开度即流量。能够通过对上述的调整体70的上下方向A1、A2上的位置进行调整来变更上升量Lf。图5所示的状态下的隔膜按压件48(操作构件40)在以抵接面48t为基准时位于闭位置CP。当该抵接面48t向与致动器承受件27的限制面27b抵接的位置即开位置OP移动时，隔膜20自阀座15离开上升量Lf的量。
若通过供给管150将压缩空气G向阀装置1内供给，则在主致动器60产生将操作构件40向上方向A1推起的推力。压缩空气G的压力被设定为足以使操作构件40克服从螺旋弹簧90以及碟形弹簧120作用于操作构件40的下方向A2上的施力而向上方向A1移动的值。当供给这样的压缩空气G时，操作构件40进一步压缩碟形弹簧120且向上方向A1移动，隔膜按压件48的抵接面48t与致动器承受件27的限制面27b抵接，致动器承受件27从操作构件40承受朝向上方向A1的力。该力通过压电致动器100的顶端部102，作为在上下方向A1、A2压缩压电致动器100的力发挥作用。因此，作用于操作构件40的上方向A1上的力被压电致动器100的顶端部102承受，操作构件40的A1方向上的移动在开位置OP被限制。在该状态下，隔膜20自阀座15离开上述的上升量Lf。
接着，参照图7、图8A、图8B和图9的流程图对阀装置1的流量调整的一例进行说明。
首先，上述的位置检测机构85对图5和图6所示的状态下的阀体10和磁传感器86的相对位移进行检测。使用以预定的采样时间对位置检测机构85所检测的信号进行采样而得到的采样数据，如图9所示，算出阀开度VOP(步骤S1)。阀开度VOP由根据位置检测机构85的检测输出进行换算得到的位移P和原点位置P0之差来定义，该阀开度VOP基本上能够通过将隔膜20与阀座15接触的位置处的磁传感器86的输出和隔膜20远离阀座15的状态下的磁传感器86的输出之差换算成位移量来求出。
原点位置P0由隔膜20与阀座15接触的状态下的磁传感器86的检测输出确定，初始的原点位置P0是图7的(a)示出的状态下的隔膜20与阀座15抵接的状态。但是，即使在隔膜20与阀座15抵接的状态下，由于阀座15是树脂，因此，在像图7的(b)、图7的(c)那样变形、干扰的影响下，磁传感器86的输出也并不一定。因此，如后所述，需要根据进采样得到的磁传感器86的输出来确定原点位置P0。此外，初始的原点位置P0能够在产品出厂时确定。另外，也可以是，另外设置温度传感器，并对位移P的值、以及原点位置P0的值进行温度修正。
当算出阀开度VOP时，算出阀开度VOP和上升量Lf的偏差e(步骤S2)。如图7中说明的那样，当隔膜20产生变形时，在开状态下，在阀开度VOP与上升量Lf之间产生偏差。在图7的(b)的情况下，偏差e为-α，在图7的(c)的情况下，偏差e为β。
接着，判断偏差e是否小于预定的阈值-eth(eth为正值)(步骤S3)。这是由于在阀装置1处于闭阀状态的情况下不需要开度调整，因此判断是否不需要开度调整。即，判断阀开度VOP是否低于预定开度。
在判断为阀开度VOP比预定开度大的情况(步骤S3：Y)下，向压电致动器100施加与偏差e的大小对应的电压。即，进行反馈控制。此外，在本实施方式中，仅通过增益要素Kp来补偿偏差e，但也可以进行PID补偿。
在判断为阀开度VOP低于预定开度的情况(步骤S3：N)下，向压电致动器100施加0[V]。
如图10所示，仅在偏差e为-eth以上的情况下向压电致动器100施加电压(步骤S4)，除此以外施加0[V](步骤S5)。由此，在不需要阀的开度调整的情况下，压电致动器100不进行动作(不伸长)，因此能够相应地延长压电致动器100的寿命。
此外，在闭阀状态下，位移P处于原点位置P0的值的附近，作为步骤S1的算出结果的阀开度VOP的值变得极小。接着，当在步骤S2中从该闭阀状态下的阀开度VOP减去上升量Lf时，偏差e必定为负值。偏差e为负的情况意味着阀开度VOP比上升量Lf小，当在该状态下进行步骤S4时，向压电致动器100施加的施加电压必定为负值。其结果，向压电致动器100施加的施加电压成为负值，实质上成为0[V]。因此，由于不需要判断阀开度VOP低于预定开度，因此能够省略上述的步骤S3、步骤S5，在省略的情况下，由于步骤数减少，能够期待处理速度的高速化。
原点位置确定
控制部300根据磁传感器86的输出来判断是否为闭阀状态(步骤S6)。在判断为处于闭阀状态的情况下，检测原点位置(步骤S7)。控制部300兼作原点位置确定部(步骤S6：Y)。
原点位置的检测例如通过以下这样的方法来进行。
(1)对磁传感器的输出值进行采样，将从自闭阀状态变为开阀状态的时刻(传感器输出值超过了阈值的时刻)回溯预定时间T0的时刻的传感器输出值采用为原点位置并进行更新(步骤S8)。
(2)对磁传感器的输出值进行采样，自闭阀状态变为开阀状态的时刻为止(传感器输出值超过阈值的时刻为止)，每隔时间t算出传感器输出值的移动平均，并更新为原点位置。
(3)对磁传感器的输出值进行采样，将自闭阀状态变为开阀状态的时刻(传感器输出值超过了阈值的时刻)为止的传感器输出值中最低的输出值采用为原点位置并进行更新。
在此，图8A和图8B的中心线Ct的左侧表示图5所示的状态，中心线Ct的右侧示出了对操作构件40的上下方向A1、A2上的位置进行了调整后的状态。
在向使流体的流量减少的方向进行调整的情况下，如图8A所示，使压电致动器100伸长，使操作构件40向下方向A2移动。由此，作为隔膜20和阀座15的距离的调整后的上升量Lf-变得比调整前的上升量Lf小。压电致动器100的伸长量也可以设为由位置检测机构85检测出的阀座15的变形量。
在向使流体的流量增加的方向进行调整的情况下，如图8B所示，使压电致动器100缩短，使操作构件40向上方向A1移动。由此，作为隔膜20和阀座15的距离的调整后的上升量Lf+变得比调整前的上升量Lf大。压电致动器100的缩小量也可以设为由位置检测机构85检测出的阀座15的变形量。
在本实施方式中，隔膜20的上升量Lf的最大值为100μm～200μm左右，基于压电致动器100的调整量为±20μm左右。
即，压电致动器100的行程无法覆盖隔膜20的上升量，但通过并用利用压缩空气G进行动作的主致动器60和压电致动器100，能够利用行程相对较长的主致动器60确保阀装置1所供给的流量，并且能够利用行程相对较短的压电致动器100精密地进行流量调整，不需要利用调整体70等手动地进行流量调整，因此能够大幅削减流量调整工时。
根据本实施方式，仅通过使施加于压电致动器100的电压变化就能够进行精密的流量调整，因此能够即刻执行流量调整，并且也能够实时地进行流量控制。
在上述实施方式中，使用了压电致动器100作为利用了与被施加的输入信号相应地伸缩的被动元件的调整用致动器，但并不限定于此。例如，能够将包括根据电场的变化而变形的化合物的电驱动材料用作致动器。能够利用电流或电压来改变电驱动材料的形状、大小，而改变所规定的操作构件40的开位置。这样的电驱动材料既可以是压电材料，也可以是压电材料以外的电驱动材料。在采用压电材料以外的电驱动材料的情况下，能够采用电驱动型高分子材料。
电驱动型高分子材料也被称为电活性高分子材料(Electro Active Polymer：EAP)，例如存在被外部电场、库仑力驱动的电性EAP、以及利用电场使溶胀聚合物的溶剂流动并变形的非离子型EAP、通过基于电场的离子、分子的移动来进行驱动的离子型EAP等，能够使用上述材料中的任一种或组合。
在上述实施方式中，列举所谓的常闭型的阀为例，但并不限定于此，本发明也能够应用于常开型的阀。
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，本发明能够应用于例如原子层蚀刻法(ALE：Atomic Layer Etching法)等需要精密的流量调整的所有对象。
在上述实施方式中，使用了内置于通过气体压力进行动作的缸室的活塞作为主致动器，但本发明并不限定于此，能够根据控制对象选择各种最佳的致动器。
在上述实施方式中，例示了包括磁传感器和磁体的位置检测机构作为位置检测机构，但并不限定于此，能够采用光学式的位置检测传感器等非接触式位置传感器。
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排列并且沿着长度方向G1、G2延伸的金属制的基板BS。此外，附图标记W1示出了正面侧的方向，附图标记W2示出了背面侧的方向，附图标记G1示出了上游侧的方向，附图标记G2示出了下游侧的方向。在基板BS隔着多个流路块992而设有各种流体设备991A～991E，利用多个流路块992分别形成有供流体从上游侧G1朝向下游侧G2流通的未图示的流路。
在此，“流体设备”是对流体的流动进行控制的流体控制装置所使用的设备，是具有划定供流体流路的主体并且具有在该主体的表面开口的至少两个流路口的设备。具体而言，包括开闭阀(双通阀)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。此外，导入管993与上述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、991D、调节器991B等各种阀装置。
附图标记说明
1、1A、1B、1C、阀装置；2、阀主体；10、阀体；11、凹部；12、流路；12a、开口部；12b、另一端；12c、13、流路；15、阀座；20、隔膜；25、按压转接件；27、致动器承受件；27b、限制面；30、阀盖；40、操作构件；40h1-40h3、流通路径；48、隔膜按压件；48a、凸缘部；48t、抵接面；50、壳体；51、上侧壳体构件；51f、相对面；51h、流通路径；52、下侧壳体构件；60、主致动器；61、第1活塞；62、第2活塞；63、第3活塞；65、隔板；70、调整体；70a、贯通孔；80、致动器按压件；85、位置检测机构；86、磁传感器；86a、布线；87、磁体；90、螺旋弹簧；100、压电致动器(调整用致动器)；101、壳体；102、顶端部；103、基端部；105、布线；120、碟形弹簧；130、分隔壁构件；150、供给管；151、152、管接头；160、限位开关；161、可动销；200、压力调节器；201、管接头；203、供给管；300、控制部；301、收纳箱；302、支承板；400、压力传感器；501、502、管接头；800、810、供给源；900A-900C、流体控制装置；1000、半导体制造装置；A、圆；A1、上方向；A2、下方向；C1-C3、压力室；CHA、CHB、CHC、处理腔室；CP、闭位置；Ct、中心线；G、压缩空气(驱动流体)；GP1、GP2、间隙；Lf、上升量；OP、开位置；OR-OR3、O型密封圈；PG、工艺气体；P、位移；P0、原点位置；SP、空间；V0、预定电压；VA-VC、开闭阀；VOP、开位置；991A-991E、流体设备；992、流路块；993、导入管。

Claims (9)

1.一种阀装置，其中，
所述阀装置具有：
阀体，其划定供流体流通的流路和在该流路的中途向外部开口的开口部；
阀座，其设于所述阀体的所述开口部的周围；
作为阀芯的隔膜，其覆盖所述开口部且将流路和外部隔开，并且，通过与所述阀座抵接和分开来对流路进行开闭；
操作构件，其对所述隔膜进行操作，并设为能够在使所述隔膜封闭流路的闭位置与使所述隔膜开放流路的开位置之间移动；
主致动器，其承受被供给的驱动流体的压力，使所述操作构件向所述开位置或闭位置移动；
调整用致动器，其利用与被施加的输入信号相应地收缩的被动元件，并且用于对被定位于所述开位置的所述操作构件的位置进行调整；
位置检测机构，其用于检测所述操作构件相对于所述阀体的位置；以及
原点位置确定部，其利用所述隔膜与所述阀座抵接的闭阀状态来确定所述位置检测机构的原点位置。
2.根据权利要求1所述的阀装置，其中，
所述原点位置确定部在每次闭阀时确定并更新原点位置。
3.根据权利要求1或2所述的阀装置，其中，
所述原点位置确定部对所述位置检测机构的检测信号进行采样，并且基于自闭阀状态向开阀状态转变时的采样数据来确定原点位置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的阀装置，其中，
所述阀装置还具有控制部，该控制部对所述调整用致动器进行驱动，并将所述操作构件自所述原点确定部所确定的原点位置控制为目标位置，以使阀开度成为目标开度。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的阀装置，其中，
所述调整用致动器具有壳体和压电元件，该壳体具有基端部和顶端部，该压电元件收纳于该壳体内，并在所述基端部与所述顶端部之间层叠，利用所述压电元件的伸缩，使该壳体的所述基端部与所述顶端部之间的全长伸缩。
6.一种流量控制方法，其中，
所述流量控制方法使用权利要求1至5中任一项所述的阀装置来对流体的流量进行调整。
7.一种流体控制装置，其排列有多个流体设备，其中，
所述多个流体设备包括权利要求1至5中任一项所述的阀装置。
8.一种半导体制造方法，其中，
所述半导体制造方法在需要在密闭的腔室内利用工艺气体进行处理工序的半导体装置的制造工艺中，在所述工艺气体的流量控制中使用权利要求1至5中任一项所述的阀装置。
9.一种半导体制造装置，其中，
所述半导体制造装置在需要在密闭的腔室内利用工艺气体进行处理工序的半导体装置的制造工艺中，在所述工艺气体的流量控制中使用权利要求1至5中任一项所述的阀装置。
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