KR102581769B1 - 유체 제어 기기의 제조 방법 - Google Patents

유체 제어 기기의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

다이어프램 밸브체(122)가 밸브 시트(121d)에 당접 또는 이간하는 것으로 유체의 흐름을 제어하는, 유체 제어 기기의 제조 방법에 있어서, 다이어프램 밸브체(122)가, 밸브 시트(121d)에 당접하는 착석 부재(1222)와 본체 부재(1221)의 결합체이고, 결합체는, 착좌 부재(1222)의 재료인 착좌 부재 재료(212)와, 본체 부재(1221)의 재료인 본체 부재 재료(211)를 용착한 재료 접합체(21)를 삭출하는 것으로 형성되고, 용착은, 재료 결합체의, 착좌 부재 재료와 본체 부재 재료의 접촉면에서, 결합체의 착좌 부재와 본체 부재의 접촉면보다도 넓은 범위에서 행하여진다.

Description

유체 제어 기기의 제조 방법
본 발명은 밸브체(弁體)가 밸브 시트(弁座)에 당접(當接) 또는 이간(離間)하는 것으로 유체의 흐름을 제어하는 유체 제어 기기(流體 制御 器機)를 제조하는 유체 제어 기기의 제조 방법에 관한 것이다.
밸브체가 밸브 시트에 당접 또는 이간하는 것으로, 유체의 흐름을 제어하는 유체 제어 기기로서는, 예를 들면 반도체 제조 장치에 사용되는 약액(藥液)의 유량 제어를 행하는 약액 밸브 등이 고려된다. 이 약액 밸브에서는, 밸브 시트에 당접 이간하는 다이아프램(diaphragm) 밸브체가 이용되고 있으며, 당해 다이아프램 밸브체의 다이아프램부(diaphragm部)가 탄성 변형을 반복하는 것으로 밸브 시트와 당접 이간을 행한다. 따라서, 다이아프램 밸브체에는, 굴곡 내구성이 높은 불소 수지, 예를 들면 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)이 적용된다.
여기에서 PTFE는 사출 성형을 행하는 것이 가능하지 않기 때문에, 파우더(powder) 형상의 PTFE를 압축 성형하는 것으로 블록 형상으로 한 것을 삭출(削出) 가공하여, 다이아프램 밸브체를 형성하게 된다. 그러나 가루 형상의 재료를 압축 성형하고 있기 때문에, 삭출 가공에 의해 발진(發塵)할 우려가 있다. 다이아프램 밸브체가 발진하면, 밸브 시트와 당접 이간을 반복하는 것으로 다이아프램 밸브체로부터 미세한 먼지가 벗겨져 떨어져, 파티클(particle)이 되어, 약액 밸브를 흐르는 약액에 혼입될 우려가 있다. 파티클은, 예를 들면, 반도체의 배선 패턴의 결함을 생기게 하는 등, 반도체 제조의 수율에 악영향을 줄 우려가 있기 때문에, 파티클의 원인이 될 수 있는 다이아프램 밸브체의 발진을 방지할 필요가 있다.
그래서, 특허 문헌 1에 개시된 바와 같이, 다이아프램 밸브체를, 밸브 시트와 당접 이간하는 착좌 부재(着座 部材)와, 다이아프램부를 구비하는 본체 부재(本體 部材)와의 결합체(結合體)에 의해 구성하는 것을 생각할 수 있다. 즉, 다이아프램 밸브체의, 착좌 부재를 저발진성(低發塵性) 재료인 불소 수지(예를 들면, 퍼플루오로알콕시알칸(PFA))에 의해 제작하고, 당해 착좌 부재를 PTFE에 의해 제작된 본체 부재에 용착(溶着)하는 것으로, 다이아프램 밸브체를 구성하는 것이다. 저발진성 재료인 불소 수지를 착좌 부재에 이용하는 것으로, 삭출 가공에 의한 발진을 억제하는 것이 가능하고, 파티클 발생을 방지하는 것이 가능하다.
특허문헌1: 특개2016-65560호 공보
그러나, 상기 종래 기술에는 다음과 같은 문제가 있었다. 종래의 다이아프램 밸브체(41)는, 예를 들면 도17에 나타낸 바와 같이, 다이아프램부(411a)를 구비하는 본체 부재(411)와, 환상의 착좌 부재(412)로 이루어져 있다. 본체 부재(411) 및 착좌 부재(412)는, 모두 사출성형(射出成型) 등에 의해 형성된 후, 광원(44)으로부터 조사되는 레이저 광(45)에 의해 서로 용착되어 다이아프램 밸브체(41)를 구성하고 있다.
이와 같은 다이아프램 밸브체(41)는, 본체 부재(411)와 착좌 부재(412)의 접촉면 전부를 용착하는 것이 가능하지 않다. 왜냐하면, 만약 접촉면의 전부를 용착했다고 하면, 도19에 나타낸 바와 같이, 용착부(43)의 수지의 비어져 나옴(43a)가 발생하여, 이 비어져 나옴(43a)이 벗겨져 떨어지는 것으로 파티클이 될 우려가 있기 때문이다. 그래서, 파티클의 원인이 될 수있는 비어져 나옴(43a)이 생기지 않도록 하기 위해, 도18애 나타낸 바와 같이, 착좌 부재(412)의 외주 부근 및 내주 부근을 제외하고 용착부(42)를 형성하고, 착좌 부재(412)의 외주 부근 및 내주 부근에서는 용착을 행하지 않는다. 착좌 부재(412)의 외주 부근 및 내주 부근에서 용착을 행하지 않기 때문에, 착좌 부재(412)의 외주 부근 및 내주 부근에서, 본체 부재(411)와 착좌 부재(412) 사이에 극간(隙間)이 생긴다. 당해 극간이 약액 밸브를 흐르는 약액의 체류(滯留)의 원인으로 될 우려가 있다. 약액이 체류하면, 체류한 약액이 열화하는 것으로 약액의 함유 성분이 고형화하고, 파티클로 될 우려가 있다. 파티클은, 예를 들면, 반도체 배선 패턴의 결함을 생기게 하는 등, 반도체 제조의 수율에 악영향을 줄 우려가 있다.
또, 특허문헌1에는, 예를 들면 도20에 나타낸 바와 같이, 밸브부 본체(46)와 착좌 부재(47)의 결합체에 의해 밸브 시트가 형성되는 경우도 개시되어 있다. 착좌 부재(47)는, 저발진성 재료인 PFA에 의해 제작되고 있다. 그리고 이 착좌 부재(47)는 PTFE에 의해 제작된 밸브부 본체(46)에 광원(44)으로부터 조사되는 레이저 광(45)에 의해 용착되어 있다. 이 경우에도 용착부의 수지의 비어져 나옴을 방지하기 위해, 밸브부 본체(46) 착좌 부재(47)과의 접촉면 전부를 용착하는 것이 가능하지 않다. 따라서, 밸브부 본체(46)와 착좌 부재(47) 사이에 극간이 생겨, 당해 극간에 의해 약액의 체류가 발생할 우려가 있다는 점에서, 상기의 다이아프램 밸브체(41)를 본체 부재(411)와 착좌 부재(412)의 결합체에 의해 구성하는 경우와 마찬가지이다.
본 발명은, 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 착좌 부재와 본체 부재가 용착되는 것으로 구성되는 밸브체 또는 밸브 시트가 착좌 부재와 본체 부재 사이에 극간을 가지는 것 없이, 유체의 체류의 발생을 방지하는 것이 가능한 유체 제어 기기의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양태에 있어서의 유체 제어 기기의 제조 방법은 다음과 같은 구성을 가지고 있다. (1) 밸브 디스크가 밸브 시트에 당접 또는 이간하는 것으로 유체의 흐름을 제어하는 유체 제어 기기를 제조하는 유체 제어 기기의 제조 방법에 있어서, 밸브체 또는 밸브 시트의 어느 것이든, 한 쪽이 다른 쪽에 당접하는 착좌 부재와 본체 부재와의 결합체이고, 결합체는 착좌 부재의 재료인 착좌 부재 재료와, 본체 부재의 재료인 본체 부재 재료를 용착한 재료 결합체를 삭출하는 것으로 형성되고, 용착은, 재료 결합체의, 착좌 부재 재료와 본체 부재 재료와의 접촉면에 있어서, 결합체의, 착좌 부재와 본체 부재의 접촉면보다도 넓은 범위에서 행하여지는 것인 것을 특징으로 한다. 여기서, 유체 제어 기기란, 유체 제어 기기에 입력되는 유체의 흐름을 제어하는 것으로, 유체 제어 기기로부터 출력되는 유체의 유량 제어나 압력 제어를 행하는 기기를 가리킨다.
상기 구성의 유체 제어 기기의 제조 방법은, 밸브체 또는 밸브 시트의 어느 것이든, 한 쪽이 다른 쪽에 당접하는 착좌 부재와 본체 부재와의 결합체이다. 그리고, 당해 결합체는, 착좌 부재의 재료인 착좌 부재 재료와, 상기 본체 부재의 재료인 본체 부재 재료를 용착한 재료 결합체를 삭출하는 것으로 형성된다. 그리고 착좌 부재 재료와 본체 부재 재료의 용착은, 상기 결합체의, 상기 착좌 부재와 상기 본체 부재의 접촉면보다도 넓은 범위에서 행하여진다. 요컨대, 착좌 부재 재료와 본체 부재 재료가 용착되는 면적의 범위 내에서, 삭출 가공을 행한 후의 착좌 부재와 상기 본체 부재와의 접촉면이 형성된다. 따라서, 종래 생기고 있었던 용착부의 수지의 비어져 나옴을 생기게 하는 것 없이, 착좌 부재와 본체 부재의 접촉면 전체를 용착하는 것이 가능하다. 착좌 부재와 본체 부재의 접촉면 전체가 용착되는 것에 의해, 착좌 부재와 본체 부재의 사이에 극간이 생기지 않기 때문에, 종래 우려되어 왔던 약액의 체류의 발생을 방지하는 것이 가능하다.
체류의 발생을 방지하는 것이 가능하다면, 약액의 함유 성분이 고형화한 파티클이 될 것을 방지할 수 있다. 그러면 반도체 배선 패턴의 결함을 발생 등 반도체 제조의 수율에 악영향을 미칠 가능성을 저감하는 것이 가능하다.
본 발명의 유체 제어 기기의 제조 방법에 의하면, 착좌 부재와 본체 부재가 용착됨으로써 구성된 밸브체 또는 밸브 시트가 착좌 부재와 본체 부재 사이에 극간을 가지는 것이 없기 때문에 유체 (예를 들면 약액)의 체류의 발생을 방지하는 것이 가능하다.
[도1] 제1 실시 형태에 관계되는 유체 제어 기기의 단면도이다.
[도2] 제1 실시 형태에 관계되는 유체 제어 기기의 다이아프램 밸브체의 단면도이다.
[도3] 도2의 본체 부재와 착좌 부재의 용착부를 확대한 도이다.
[도4] (a) 내지 (d)는, 제1 실시 형태에 관계되는 다이아프램 밸브체를, 적외선 빔에 의한 용착에 의해 제조하는 공정을 설명하는 도이다.
[도5] 적외선 빔에 의해 용착을 행하는 범위에 관하여 설명하는 도이다.
[도6] 적외선 빔에 의해 용착을 행하는 범위의 변형 예에 관하여 설명하는 도이다.
[도7] (a) 내지 (d)는, 제1 실시 형태에 관계되는 다이아프램 밸브체를, 열판 용착에 의해 제조하는 공정을 설명하는 도이다.
[도8] 제1 실시 형태에 관계되는 유체 제어 기기의 변형 예를 나타내는 도이다.
[도9] 도8에 나타내지는 다이아프램 밸브체를 확대한 도이다.
[도10] 제2 실시 형태에 관계되는 유체 제어 기기의 단면도이다.
[도11] 제2 실시 형태에 관계되는 유체 제어 기기의 밸브 시트 부분의 단면도이다.
[도12] 도11의 본체 부재(밸브부 본체)와 착좌 부재의 용착부를 확대한 도이다.
[도13] (a) 내지 (d)는, 제2의 실시 형태에 관계되는 밸브부 본체와 착좌 부재의 결합체를, 적외선 빔에 의한 용착에 의해 제조하는 공정을 설명하는 도이다.
[도14] (a) 내지 (d)는, 제2의 실시 형태에 관계되는 밸브부 본체와 착좌 부재의 결합체를, 열판 용착에 의해 제조하는 공정을 설명하는 도이다.
[도15] 제2 실시 형태에 관계되는 유체 제어 기기의 변형 예를 나타내는 도이다.
[도16] 도15의 밸브부 본체와 착좌 부재의 결합체를 확대한 도이다.
[도17] 종래 기술에 관계되는 다이아프램 밸브체에 관하여 설명하는 도이다.
[도18] 도17의 본체 부재와 착좌 부재의 용착부를 확대한 도이다.
[도19] 종래 기술에 관계되는 다이아프램 밸브체에 관하여 설명하는 도이다.
[도20] 종래 기술에 관계되는 밸브부 본체에 관하여 설명하는 도이다.
[도21] 제1 실시 형태에 관계되는 유체 제어 기기의 변형 예를 나타내는 도이다.
[도22] (a) 내지 (d)는, 도21에 나타내지는 다이아프램 밸브체를, 적외선 빔에 의한 용착에 의해 제조하는 공정을 설명하는 도이다.
[도23] (a) 내지 (d)는, 도21에 나타내지는 다이아프램 밸브체를, 열판 용착에 의해 제조하는 공정을 설명하는 도이다.
[도24] 도21에 나타내지는 유체 제어 기기(레귤레이터)의 변형 예를 나타내는 도이다.
[도25] 제2 실시 형태에 관계되는 유체 제어 기기의 변형 예를 나타내는 도이다.
[도26] (a) 내지 (d)는, 도25에 나타내지는 밸브부 본체와 착좌 부재의 결합체를, 적외선 빔에 의한 용착에 의해 제조하는 공정을 설명하는 도이다.
[도27] 도25에 나타내지는 유체 제어 기기(레귤레이터)의 변형 예를 나타내는 도이다.
<제1 실시 형태>
본 발명에 관계되는 유체 제어 기기의 제조 방법의 제1의 실시 형태에 관하여, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 제1 실시 형태에 관계되는 유체 제어 기기는, 예를 들면, 반도체 제조 공정에 사용되는 약액의 유량 제어를 행하는 약액 밸브(1)이고, 도1에 나타낸 바와 같이, 구동부(11)와 밸브부(12)로 이루어진다.
구동부(11)는, 제1 하우징(111)과 제2 하우징(112)을 구비하고, 그 내부에 피스톤(113)를 구비한다. 제1 하우징(111)은, 도1 중의 상단 측이 폐색되이 있는 한편, 도1 중의 하단 측이 개구된 통 형상을 이루고 있다. 외주면에는 제1 급배기구(111a)가 형성되어 있다. 그리고, 제1 하우징(111)의 도1의 하단부는, 제2 하우징(112)의 도1 중의 상단부에, O 링(115)를 개재하여 기밀적(氣密的)으로 끼워 장치되어 있다.
제2 하우징(112)은, 도1 중의 상단 측, 하단 측 모두에 개구된 통 형상을 이루고 있으며, 외주면에는 제2 급배기구(112a)가 형성되어 있다. 제1 하우징(111)과 제2 하우징(112)은 동축 상에 늘어서 있고, 제1 하우징(111)의 중공부와 제2 하우징(112)의 중공부에 의해 피스톤실(piston室)(116)이 형성되어 있다.
피스톤실(116)에는, 피스톤(113)이, 도1 중의 상하 방향으로 슬라이딩 가능하게 장전되어 있다. 여기서, 도1 중의 상 방향은 개변(開弁) 방향이고, 도1 중의 하 방향은 폐변(閉弁) 방향이다. 그리고 피스톤실(116)는 피스톤(113)의 피스톤부(113a)에 의해, 상실(116a)와 하실(116b)로 구획되어 있다. 피스톤부(113a)의 외주와 피스톤실(116)의 내벽 사이에는 O 링(117)이 배치되어 있으며, 상실(116a)와 하실(116b) 사이를 기밀로 유지하고 있다.
상실(116a)는, 유로 (111b)에 의해, 제1 급배기구(111a)에 연통되어 있으며, 하실(116b)은, 유로(112b)에 의해 제2 급배기구(112a)에 연통되어 있다. 하실(116b)에는, 코일 스프링(114)이 배치되어 있으며, 코일 스프링(114)의 도1 중의 하단부는, 하실(116b) 저면에 당접하고, 코일 스프링(114)의 도1 중의 상단부는, 피스톤부(113a)의 하단면에 당접하여 있다. 그리고, 코일 스프링(114)은, 탄성력에 의해 피스톤(113)를 개변 방향으로 가압하고 있다.
또, 피스톤(113)은, 피스톤부(113a)의 상단 측, 하단 측에, 각각, 제1 피스톤 로드(113b), 제2 피스톤 로드(113c)를 구비하고 있다.
제1 피스톤 로드(113b)는, 제1 하우징(111)의 도1 중의 하면 측에 마련된 홈부(溝部)(111c)에 삽입되어 있다. 이것에 의해, 피스톤(113)이, 도1 중의 상하 방향으로 슬라이딩할 때에, 홈부(111c)에 의해 가이드 된다.
제2 피스톤 로드(113c)는, 제2 하우징(112)의 하단면과 하실(116b)을 관통하는 관통공(112c)에 삽통되어 있다. 제2 피스톤 로드(113c)의 외주면과, 관통공(112c)의 내주면 사이에는 O 링(118)이 배설되고, 하실(116b)를 기밀로 유지하고 있다. 그리고, 제2 피스톤 로드(113c)의 선단부에는, 밸브부(12)를 구성하는 다이아프램 밸브체(122)(밸브체의 일례)가 나사 결합되어 있다.
밸브부(12)는 구동부(11)의 도1 중의 하측에 연결되어 있으며, 밸브부 본체(121), 다이아프램 밸브체(122), 받침대(臺座)(123)로 구성된다. 밸브부 본체(121)는, 약액 등의 유체가 입력되는 입력 유로(121a)와, 입력된 유체가 출력되는 출력 유로(121b)를 구비한다. 그리고, 밸브부 본체(121)의 도1 중의 상단면 중앙에는, 밸브실(121c)가 천설(穿設)되어 있고, 밸브실(121c)은, 입력 유로(121a)와 출력 유로(121b)를 연통하고 있다. 밸브실(121c)의 저면에는, 다이아프램 밸브체(122)가 당접 이간하는 밸브 시트(121d)가 형성되어 있다.
다이아프램 밸브체(122)는, 도2에 나타낸 바와 같이, 본체 부재(1221)와, 밸브 시트(121d)와 당접 이간하는 착좌 부재(1222)와의 결합체이다.
본체 부재(1221)은, 다이아프램 밸브체(122)가 상하 이동함에 따라 탄성 변형하는 다이아프램부(1221a)를 구비하고 있다. 더욱이, 다이아프램부(1221a)의 외주에는 고정부(1221b)를 구비하고 있다. 고정부(1221b)는, 도1에 나타낸 바와 같이, 제2 하우징(112)과, 밸브부 본체(121)에 의해, 도1 중의 상하 방향으로부터 협지(挾持) 고정되어 있다. 본체 부재(1221)의 도2 중의 상단면에는, 나사부(1221c)가 천설되어 있고, 나사부(1221c)에는, 전술한 바와 같이 제2 피스톤 로드(113c)의 선단부가 나사 결합되어 있다.
착좌 부재(1222)는, 본체 부재(1221)에 용착되어 있으며, 본체 부재(1221)와 착좌 부재(1222)의 접촉면은, 도3에 나타낸 바와 같이, 용착부(32)로 되어 있다. 그리고, 착좌 부재(1222)의, 용착되어 있는 측과 반대측의 면은 밸브 시트(121d)에 접하는 당접면(1222a)으로 되어 있다.
이와 같은 본체 부재(1221)와 착좌 부재(1222)의 결합체인 다이아프램 밸브체(122)는, 삭출 가공에 의해 형성되는 것이며, 상세하게는 이하와 같이하여 형성된다.
우선, 도4 (a)에 나타낸 바와 같이, 지지체(23)에 대향 접촉하여 본체 부재(1221)의 재료인 블록 형상의 본체 부재 재료(211)을 배치한다. 더욱이, 그 위에 겹치도록 하여, 착좌 부재(1222)의 재료인 판상의 착좌 부재 재료(212)를, 본체 부재 재료(211)에 접촉하여 배치한다. 여기서, 본체 부재 재료(211)는, 예를 들면, 내약품성이 우수한 PTFE의 압축 성형품이다. 착좌 부재 재료(212)는, 예를 들면, PFA의 압출 성형품이다.
다음으로, 도4 (b)에 나타낸 바와 같이, 겹쳐 쌓은 본체 부재 재료(211)와 착좌 부재 재료(212)에 대하여, 지지체(23)와는 반대 측에 히트 싱크(heat sink) 작용을 가지는 적외선 투과성 고체(22)를, 착좌 부재 재료(212)에 접촉하여 배치한다. 여기서, 적외선 투과성 고체(22)란, 예를 들면, 셀레늄 아연(ZnSe) 황화 아연(ZnS), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 사파이어(Al2O3) 또는 비소 갈륨(GaAs) 등의, 열 전도도 15W/m·K 이상을 가지는 적외선 결정 재료를 들 수 있다.
그리고, 도4 (c)에 나타낸 바와 같이, 화살표 F 방향으로 압축력을 가하여 본체 부재 재료(211)와 착좌 부재 재료(212)를 밀착시키면서, 적외선 투과성 고체(22) 측으로부터, 본체 부재 재료(211) 와 착좌 부재 재료(212)에 대하여, 광원(24)으로부터 적외선 빔(25)을 조사한다.
또한, 적외선 빔(25)의 파장역(波長域)은 0.37㎛로부터 15㎛이며, 바람직하게는, 파장 10.6㎛ 혹은 10.6±0.5㎛의 CO2 레이저, 또는, 파장 5.3㎛ 혹은 5.3±0 .5㎛의 CO 레이저, 또는, 파장 375로부터 2000nm의 반도체 레이저이며, 반도체 레이저의 경우는, 파장 1.06㎛ 혹은 1.06±0.5㎛의 YAG 레이저, 또는, 파장 1.07㎛ 혹은 1.07±0.5㎛의 파이버 레이저, 또는, 파장 2.05㎛ 혹은 2.05±0.5㎛의 툴륨 레이저인 것이 바람직하다.
적외선 빔(25)을 조사하면, 적외선 투과성 고체(22)와 착좌 부재 재료(212)의 경계에서 온도가 낮아지는 한편, 본체 부재 재료(211)와 착좌 부재 재료(212)의 경계에서 온도가 최고로 된다. 요컨대, 침투한 적외선 에너지에 의해, 내부에 고온으로 된 영역을 발현할 수 있다. 이 결과, 착좌 부재 재료(212)의 적외선 조사 측 표층에서의 현저한 수축, 찢어짐, 타서 무너짐 및 열 분해 등의 열 손상에 의한 표면 성상의 악화를 극력 억제하면서, 단시간 내에, 본체 부재 재료(211)와 착좌 부재 재료(212)를 용착하는 것이 가능하다. 그리고, 본체 부재 재료(211)와 착좌 부재 재료(212)가 용착되는 것으로, 재료 결합체(21)가 형성된다.
마지막으로, 도4 (d)에 나타낸 바와 같이, 재료 결합체(21)을 파선으로 나타낸 바와 같은 형상으로 삭출 가공을 행하는 것으로, 다이아프램 밸브체(122)를 형성한다.
여기에서, 착좌 부재(1222)의 당접면(1222a)(도3 참조)은, 삭출 가공에 의해 형성되는 것은 아니고, 착좌 부재 재료(212)의 성형면이 남겨진 상태이다.
예를 들면, 당접면(1222a)를 삭출 가공하여 형성한 경우, 당접면(1222a)에 절삭 날의 흔적이 남는다. 절삭 날의 흔적에 의해, 당접면(1222a)의 표면에 미세한 오목부(凹部) 및 볼록부(凸部)가 형성되고 표면 거칠기가 거칠어질 우려가 있다. 표면 거칠기가 거칠어진 당접면(1222a)이, 밸브 시트(121d)에 당접 이간을 반복하면, 상기 미세한 볼록부가 박리하여, 파티클 발생의 원인으로 될 우려가 있다.
여기에서, 본 발명과 같이, 당접면(1222a)를, 압출 성형에 의한 성형면으로 구성하면, 표면 거칠기가 거칠어지는 것을 방지할 수 있기 때문에, 당접면(1222a)이 밸브 시트(121d)에 당접 이간을 반복해도, 파티클이 발생하기 어렵게 된다.
또한, 본 실시 형태에 관계되는 착좌 부재 재료(212)는, PFA의 압출 성형품인 것으로 하고 있지만, PFA의 사출 성형품이어도 좋다. 다만, 사출 성형에 의해 착좌 부재 재료(212)을 성형하면, 당접면(1222a)의 표면 거칠기가 금형 부품의 표면 거칠기에 좌우되거나, 금형 내에 가스가 충만하는 것으로 당접면에 태워짐이 발생하여, 표면 거칠기가 거칠어지는 것을 생각할 수 있다. 따라서, 금형 부품의 영향을 받지 않는 압출 성형에 의해 착좌 부재 재료(212)을 성형하는 것이, 가장 바람직하다고 할 수 있다.
또, 본체 부재 재료(211)와 착좌 부재 재료(212)를 용착하여, 재료 결합체(21)을 형성 할 때, 적외선 빔(25)에 의해 용착을 행하는 범위는, 삭출 가공에 의해 형성된 다이아프램 밸브체(122)의, 본체 부재(1221)와 착좌 부재(1222)의 접촉 면적보다도 넓은 범위에서 행해진다.
자세히 설명하면, 전술한 바와 같이, 삭출 가공에 의해 형성된 다이아프램 밸브체(122)의, 본체 부재(1221)와 착좌 부재(1222)와의 접촉면은, 용착부(32)로 되어 있다. 이 용착부(32)를, 상면시(上面視)의 재료 결합체(21) 상에 가상적으로 나타내면, 도5의 파선으로 둘러싸인 범위로 된다. 그리고 적외선 빔(25)에 의한 용착이 행해지는 범위를 상면시의 재료 결합체(21) 상에 가상적으로 나타내면, 도5 중의 일점 쇄선으로 둘러싸인 용착 범위(WA11)로 된다. 이와 같이, 용착부(32)의 범위보다도 넓은 범위에서 적외선 빔(25)에 의한 용착을 행하는 것으로, 용착부(32)는, 도3에 나타낸 바와 같이, 본체 부재(1221)와 착좌 부재(1222)와의 접촉면 전체에 형성된다. 따라서 삭출된 후의 본체 부재(1221)와 착좌 부재(1222)의 사이에는 극간이 생기지 않는다. 본체 부재(1221)와 착좌 부재(1222) 사이에 극간이 생기지 않는 것에 의해, 종래 우려되고 있던 체류의 발생을 방지하는 것이 가능하다. 체류의 발생을 방지할 수 있다면, 체류한 약액이 열화하는 것에 의해 약액의 함유 성분이 파티클로 될 우려를 방지하는 것이 가능하며, 반도체 배선 패턴의 결함이 생기게 할 가능성을 저감하는 것이 가능하다.
또한, 적외선 빔(25)에 의한 용착을 행하는 범위는, 용착부(32)가 포함되도록 하면 좋기 때문에, 예를 들면 도6에 나타낸 바와 같은 용착 범위(WA12)로 하여도 좋다. 또는, 본체 부재 재료(211)와 착좌 부재 재료(212)의 접촉면 전체를 용착하여도 좋다.
또한, 적외선 빔(25)에 의한 용착에 사용되는 지지체(23)란, 적외선 빔(25)의 조사 중에 적외선 투과성 고체(22)와 본체 부재 재료(211)와 착좌 부재 재료(212)의 접촉 상태를 안정적으로 유지하기 위한 것이다. 따라서, 이와 같은 기능을 가진 것이라면, 지지체(23)의 재질이나 형상은 어떤 것이라도 좋다. 예를 들면 화살표 F(도4 (c) 참조)로 나타낸 바와 같은 압축력에 의해서도 소성 변형이 생기기 어렵고, 적당한 강성을 가진 스틸, 알루미늄 합금, 구리 합금 등에 의한 금속제의 블록이나 판을 이용하는 것이 고려될 수 있다.
더욱이, 지지체(23)는, 적외선 빔(25)을 조사하는 측의 표층에, 고무 의한 완충층을 구비하는 것으로 하여도 좋다. 두께가 얇은 열가소성 수지 부재(PFA나 PTFE 등)끼리 용착하는 경우, 또는 열수축성이 높은 열가소성 수지 부재끼리 용착하는 경우, 열가소성 수지 부재 자신의 표면 기복(起伏) 등에 의해, 적외선 투과성 고체(22)와 착좌 부재 재료(212)의 접촉 압력 및 접촉 면적이나, 본체 부재 재료(211)와 착좌 부재 재료(212)의 접촉 압력 및 접촉 면적이 부족할 가능성이 있다. 이 접촉 압력 및 접촉 면적이 부족하면, 용착 후에 용착부에 보이드나 찢어짐, 수축 등의 결함이 발생할 우려가 있다. 여기에서, 지지체(23)가 완충층을 구비하는 것으로 하면, 적외선 투과성 고체(22), 본체 부재 재료(211), 착좌 부재 재료(212)의 접촉 압력 및 접촉 면적을 개선하고, 용착 후의 보이드나 찢어짐, 현저한 수축 등의 결함의 발생을 억제하는 것이 가능하다.
상기 적외선 빔(25)에 의한 용착 외, 다음에 설명하는 열판 용착에 의해 다이아프램 밸브체(122)를 형성하는 것으로 해도 좋다. 도7 (a)에 나타낸 바와 같이, 열판(31)을 끼우도록 하여 본체 부재 재료(211)와 착좌 부재 재료(212)를 배치하고, 각각 열판(31)에 접촉시킨다. 이것에 의해, 본체 부재 재료(211) 및 착좌 부재 재료(212)의, 각각의 열판(31)과 접촉하는 단면(端面)이 용융한다.
다음으로, 도7 (b)에 나타낸 바와 같이 열판(31)을 제거한 후, 도7 (c)에 나타낸 바와 같이, 본체 부재 재료(211) 및 착좌 부재 재료(212)의 용융한 면끼리를 밀착시킨다. 그리고, 본체 부재 재료(211) 및 착좌 부재 재료(212)의 용융한 면에 대하여 수직 방향(화살표 F)으로부터 본체 부재 재료(211) 및 착좌 부재 재료(212)을 압축하면서 냉각한다. 이것에 의해, 본체 부재 재료(211) 착좌와 부재 재료(212)가 용착되어, 재료 결합체(21)가 형성된다.
그리고, 도7 (d)에 나타낸 바와 같이, 재료 결합체(21)을, 파선으로 나타낸 바와 같은 형상으로 삭출 가공을 행하는 것으로, 다이아프램 밸브체(122)를 형성한다.
상기에서 설명된 열판 용착에 의하면, 본체 부재 재료(211)와 착좌 부재 재료(212)의 접촉면 전체가 용착된다. 이 때문에, 용착 범위는, 삭출 가공에 의해 형성된 다이아프램 밸브체(122)의, 본체 부재(1221)와 착좌 부재(1222)과의 접촉면인 용착부(32)의 범위보다도 넓게 된다. 따라서 용착부(32)는, 도3에 나타낸 바와 같이, 본체 부재(1221)와 착좌 부재(1222)과의 접촉면 전체에 형성된다. 따라서, 본체 부재(1221)와 착좌 부재(1222) 사이에는 극간이 생기지 않는다. 본체 부재(1221)와 착좌 부재(1222) 사이에 극간이 생기지 않는 것에 의해, 종래 우려되고 있던 체류의 발생을 방지하는 것이 가능하다. 체류의 발생을 방지할 수 있다면, 체류한 약액이 열화하는 것에 의해 약액의 함유 성분이 파티클로 될 우려를 방지할 수 있으며, 반도체 배선 패턴의 결함이 생기게 하는 가능성을 저감하는 것이 가능하다.
또, 본체 부재(1221)와 착좌 부재(1222)를 사출 성형 등에 의해 형성한 후 용착을 행하는 것으로 다이아프램 밸브체(122)를 형성하는 것으로 한 경우는, 착좌 부재(1222)을 본체 부재(1221)에 대하여 위치 결정해야 한다. 정확한 위치 결정을 행하지 않은 경우에는, 착좌 부재(1222)의 위치가 어긋난 상태에서, 본체 부재(1221)에 용착되어 버릴 우려가 있다. 이 점, 본 실시 형태에 관계되는 다이아프램 밸브체(122)는, 상기에서 설명한 바와 같이, 재료 결합체(21)을 삭출하는 것으로 형성되기 때문에, 착좌 부재(1222)을 본체 부재(1221)에 대하여 위치 결정할 필요가 없다. 따라서, 착좌 부재(1222)의 위치가 어긋난 상태에서 본체 부재(1221)에 용착될 우려가 없다.
다음으로 약액 밸브(1)의 동작에 대해 설명한다. 도1에 나타내는 약액 밸브(1)는 개변(開弁) 상태에 있다. 이 상태에서, 조작 에어 공급원(미도시)으로부터 조작 에어를 제1 급배기구(111a)에 공급하면, 유로(111b)를 통해 상실(116a) 조작 에어가 공급된다. 조작 에어가 공급됨에 따라, 상실(116a)의 압력이 상승하여 가고, 피스톤부(113a)의 상단면이 받는 압력이, 코일 스프링(114)의 탄성력을 초과하면, 피스톤(113)이 코일 스프링(114)의 탄성력에 맞서 폐변 방향(도1 중, 하방향)으로 이동한다. 그리고 피스톤(113)이 폐변 방향으로 이동함에 따라, 하실(116b) 내의 공기는, 피스톤부(113a)에 압축되어, 유로(112b) 및 제2 급배기구(112a)를 통해 구동부(11)의 외부로 배기된다. 피스톤(113)이 폐변 방향으로 이동하면, 제2 피스톤 로드(113c)의 선단에 나사 결합되어 있는 다이아프램 밸브체(122)가 폐변 방향으로 이동한다. 그리고 착좌 부재(1222)의 당접면(1222a)이 밸브 시트(121d)에 당접하면, 약액 밸브(1)은 폐변 상태로 된다.
폐변 상태로 된 약액 밸브(1)에 대하여, 조작 에어의 공급을 정지하면 코일 스프링(114)의 탄성력에 맞서 있던 상실(116a)의 압력이 작동하지 않게 되어, 코일 스프링(114)의 탄성력에 의해 피스톤(113)이 개변 방향으로 이동한다. 그러면 제2 피스톤 로드(113c)의 선단에 나사 결합되어 있는 다이아프램 밸브체(122)도 개변 방향으로 이동되고, 착좌 부재(1222)가 밸브 시트(121d)로부터 이간하여 개변 상태로 된다. 이 때, 상실(116a)에 충전되어 있던 조작 에어는, 유로(111b) 및 제1 급배기구(111a)를 통해 구동부(11)의 외부로 배기되고, 하실(116b)는 제2 급배기구(112a) 및 유로(112b)를 통해 구동부(11)의 외부 공기가 유입된다.
또한, 상기의 제1 실시 형태에서, 다이아프램 밸브체(122)를 구성하는 착좌 부재(1222)는, 재료 결합체(21)을 삭출하는 것으로, 원환상(圓環狀)으로 형성되어 있지만, 도8 및 도9에 나타낸 다이아프램 밸브체(125)의 착좌 부재(1252)와 같이, 판상으로 하여도 좋다. 이 다이아프램 밸브체(125)도, 내약품성이 우수한 PTFE의 압축 성형품인 본체 부재 재료(211), PFA의 압출 성형품인 착좌 부재 재료(212)를 용착한 재료 결합체(21)로부터 삭출하는 것에 의해 형성되어 있다. 당해 용착은, 본체 부재(1251)와 착좌 부재(1252)의 접촉 면적보다도 넓은 범위에서 행해진다. 또, 착좌 부재(1252)의 당접면(1252a)는 착좌 부재(1222)의 당접면(1222a)과 마찬가지로, 성형면에 의해 형성되어 있다. 이와 같은 다이아프램 밸브체(125)와 당접 이간하는 밸브 시트(124d)는, 밸브부 본체(124)의 밸브실(124c) 저면에 볼록 형상으로 돌출되어 형성된다.
여기까지, 유체 제어 기기로서, 유량 제어를 행하는 약액 밸브(1)을 예로 들고 있지만, 압력 제어를 행하는 유체 제어 기기로서도 좋다. 압력 제어를 행하는 유체 제어 기기로서는, 예를 들면 도21에 나타내는 바와 같은 레귤레이터(5)를 들 수 있다. 이 레귤레이터(5)는, 반도체 제조 장치에 사용되는 유체 제어 기기이며, 밸브부 본체(521)의 내부에서, 조작 에어에 의해 구동되는 다이아프램 밸브체(524)가 밸브 시트(521e)와 당접 이간하는 것에 의해, 입력 유로(521a)로부터 입력되고 출력 유로(521b)로부터 출력되는 유체의 압력 제어를 행하는 것이다.
우선, 레귤레이터(5)의 구성에 대해 설명한다. 레귤레이터(5)는, 밸브부 본체(521), 상 커버(522), 하 커버(523)가, 볼트 등의 체결 부재에 의해 일체로 조립됨으로써 구성되어 있으며, 전체로서는 거의 직방체 형상을 이루고 있다. 또한, 밸브부 본체(521)은 예를 들면 불소계 합성 수지에 의해 성형되어 있다. 상 커버(522)와 하 커버(523)는, 예를 들면, 폴리프로필렌 수지에 의해 성형되어 있다.
밸브부 본체(521)에는, 유체를 입력하는 입력 유로(521a)와, 입력 유로(521a)에 입력된 유체를 출력하는 출력 유로(521b)가 형성되어 있다.
밸브부 본체(521)의 도21 중의 하단면의 중앙부에는, 상류측 유체실(521c)가 천설되어 있고, 상류측 유체실(521c)의 도21 중의 상면에는 밸브 시트(521e)가 마련되어 있다. 또, 밸브부 본체(521)의 도21 중의 상단면의 중앙부에는, 상류측 유체실(521c)과 연통하는 하류측 유체실(521d)이 천설되어 있으며, 입력 유로(521a)와 출력 유로(521b)가, 상류측 유체실(521c)과 하류측 유체실(521d)에 의해 연통되어 있다.
상류측 유체실(521c)와 하류측 유체실(521d)에는, 도21 중의 상하 방향으로 왕복 이동 가능한 다이아프램 밸브체(524)가 수용되어 있다. 이 다이아프램 밸브체(524)는, 본체 부재(5241)와 착좌 부재(5242)의 결합체이다.
본체 부재(5241)는, 다이아프램 밸브체(524)가 상하 이동함에 따라 탄성 변형하는 다이아프램부(5241a)를 구비하고 있다. 다이아프램부(5241a)의 외주에는 고정부(5241b)를 구비하고 있고, 고정부(5241b)는, 밸브부 본체(521)와 하 커버(523)에 의해, 도21 중의 상하 방향으로부터 협지 고정되어 있다. 본체 부재(5241)의 도21 중의 상단부에는, 결합축(5242b)가 마련되어 있고, 결합축(5242b)에 다이아프램 부재(526)가 압입되는 것으로, 다이아프램 밸브체(524)와 다이아프램 부재(526)가 일체화되어 있다.
착좌 부재(5242)는, 본체 부재(5241)에 용착되어 있으며, 본체 부재(5241)와 착좌 부재(5242)의 접촉면은 용착부로 되어 있다. 이 용착부는, 도3에 나타내는 용착부(32)와 마찬가지로, 본체 부재(5241)와 착좌 부재(5242)의 접촉면 전체에 형성되어 있다. 그리고 착좌 부재(5242)의, 용착되어 있는 측과 반대 측의 면은 밸브 시트(521e)에 접하는 당접면(5242a)으로 되고 있다. 당접면(5242a)은, 상기 약액 밸브(1)에 사용되는 다이아프램 밸브체(122, 125)와 마찬가지로, 착좌 부재(5242)의 재료인 착좌 부재 재료(612)(도22 참조)의 성형면에 의해 형성되어, 파티클의 발생을 방지하고 있다.
이와 같은 본체 부재(5241)와 착좌 부재(5242)과의 결합체인 다이아프램 밸브체(524)는, 삭출 가공에 의해 형성되는 것이며, 자세한 내용은 다음과 같이 하여 형성된다.
우선, 도22 (a)에 나타낸 바와 같이, 지지체(23)에 대향 접촉하여 본체 부재(5241)의 재료인 본체 부재 재료(611)을 배치한다. 더욱이 그 위에 겹치도록 하여, 착좌 부재(5242)의 재료인 판상의 착좌 부재 재료(612)를, 본체 부재 재료(611)에 접촉하여 배치한다. 본체 부재 재료(611)는, 결합축(5242b)를 형성하기 위한 돌기(611a)를 가지고 있기 때문에, 착좌 부재(5242)는, 돌기(611a)가 관통하기 위한 관통공(612a)를 가지는이다. 여기서, 본체 부재 재료(611)는, 예를 들면, 내약품성이 우수한 PTFE의 압축 성형품이다. 착좌 부재 재료(612)는, 예를 들면, PFA의 압출 성형품 또는 사출 성형품이다. 또한, 착좌 부재 재료(612)을 압출 성형품으로 하는 경우는, 판상 재료를 가공하여 관통공(612a)를 마련하여 둘 필요가 있다.
다음으로, 도22 (b)에 나타낸 바와 같이, 겹쳐 쌓은 본체 부재 재료(611)과 착좌 부재 재료(612)에 대해, 지지체(23)와는 반대 측에 히트 싱크 작용을 가지는 적외선 투과성 고체(62)를, 착좌 부재 재료(612)에 접촉하여 배치한다.
그리고, 도22 (c)에 나타낸 바와 같이, 화살표 F의 방향으로 압축력을 가하여 본체 부재 재료(611)과 착좌 부재 재료(612)과 밀착시키면서, 적외선 투과성 고체(62)의 측으로부터, 본체 부재 재료(611)와 착좌 부재 재료(612)에 대하여, 광원(24)으로부터 적외선 빔(25)을 조사한다. 적외선 빔(25)을 조사하여, 본체 부재 재료(611)과 착좌 부재 재료(612)가 용착되는 것으로, 재료 결합체(61)가 형성된다. 적외선 빔(25)에 의해 용착을 행하는 범위가, 삭출 가공에 의해 형성된 다이아프램 밸브체(524)의, 본체 부재(5241)와 착좌 부재(5242)의 접촉 면적보다도 넓은 범위에서 행해진다. 이것은, 상술한 약액 밸브(1)에 사용되는 다이아프램 밸브체(122, 125)와 마찬가지이다. 이것에 의해, 본체 부재(5241)와 착좌 부재(5242)의 접촉면이 전부 용착부로 되기 때문에, 본체 부재(5241)와 착좌 부재(5242)의 사이에 극간이 생기지 않고, 유체(예를 들면 약액)의 체류의 발생을 방지하는 것이 가능해진다.
마지막으로, 도22 (d)에 나타낸 바와 같이, 재료 결합체(61)를 파선으로 나타낸 바와 같은 형상으로 삭출 가공을 행하는 것으로, 다이아프램 밸브체(524)를 형성한다.
상기 적외선 빔(25)에 의한 용착 외, 다음에 설명하는 열판 용착에 의해 다이아프램 밸브체(524)를 형성하는 것으로 하여도 좋다. 도23 (a)에 나타낸 바와 같이, 열판(63)를 끼우도록 하여 본체 부재 재료(611)과 착좌 부재 재료(612)를 배치하고, 각각 열판(63)에 접촉시킨다. 이것에 의해 본체 부재 재료(611)와 착좌 부재 재료(612)의 각 열판(63)과 접촉하는 단면(端面)이 용융한다.
다음으로, 도23 (b)에 나타낸 바와 같이 열판(63)을 제거한 후, 도23 (c)에 나타낸 바와 같이, 본체 부재 재료(611) 및 착좌 부재 재료(612)의 용융한 면끼리를 밀착시킨다. 그리고, 본체 부재 재료(611) 및 착좌 부재 재료(612)의 용융한 면에 대하여 수직 방향(화살표 F)으로부터 본체 부재 재료(611) 및 착좌 부재 재료(612)를 압축하면서 냉각한다. 이것에 의해, 본체 부재 재료(611)와 착좌 부재 재료(612)가 용착되어 재료 결합체(61)가 형성된다.
그리고, 도23 (d)에 나타낸 바와 같이, 재료 결합체(61)를 파선으로 나타낸 바와 같은 형상으로 삭출 가공을 행하는 것으로, 다이아프램 밸브체(524)를 형성한다.
열판 용착에 의하면, 본체 부재(5241)와 착좌 부재(5242)의 사이에 극간이 생기지 않고, 종래 우려되고 있던 체류의 발생을 방지할 수 있다는 점은, 상술의 약액 밸브(1)에 사용되는 다이아프램 밸브체(122, 125)와 마찬가지이다.
또, 다이아프램 밸브체(524)가, 재료 결합체(61)을 삭출하는 것으로 형성되기 때문에, 착좌 부재(5242)를 본체 부재(5241)에 대하여 위치 결정할 필요가 없고, 착좌 부재(5242)의 위치가 어긋난 상태에서 본체 부재(5241)에 용착된다고 하는 우려가 없다. 이 점도, 상기 약액 밸브(1)에 사용되는 다이아프램 밸브체(122, 125)와 마찬가지이다.
다음으로, 하 커버(523)는, 내부에, 코일 스프링(514)이 수용되어 있다. 코일 스프링(514)의 도21 중의 상측의 단부는 다이아프램 밸브체(524)의 도21 중 하단부에 장착된 스프링 받이 부재(525)에 당접하여 있고, 코일 스프링(514)의 탄성력에 의해 다이아프램 밸브체(524)가 도21 중 상방으로 가압된다. 요컨대, 코일 스프링(514)의 탄성력에 의해, 다이아프램 밸브체(524)를 구성하는 착좌 부재(5242)의 밸브 시트(521e)에 당접한 상태를 유지할 수 있다.
하 커버(523)에는, 다이아프램부(5241a)로부터 도21 중 하측의 공간(하부 공간)을 대기압으로 유지하기 위해 대기 개방하는 개방 포트(523a)가 형성되어 있다. 개방 포트(523a)에는 도시하지 않은 배관이 연결되어 있기 때문에, 반도체 제조 장치에 악영향이 없는 장소에서, 하부 공간을 대기 개방할 수 있다. 이것에 의해, 다이아프램 밸브체(524)의 상하 이동이 원활하게 행하여진다.
다이아프램 부재(526)는, 다이아프램부(526a)를 구비하고, 그의 주연부(526b)가 밸브부 본체(521)와 상 커버(522)에 의해 협지 고정되어 있다. 그리고 상 커버(522)의 도21 중의 상단면에는 급기 포트(522a)가 형성되어 있다. 급기 포트(522a)는, 상 커버(522)와 다이아프램 부재(526)에 의해 형성되는 공간인 압력 조작실(521f)에 연통되어 있다. 급기 포트(522a)에, 압력 공급원에서 조작 에어가 공급되면, 다이아프램 부재(526)는, 다이아프램부(526a)가 탄성 변형하는 것으로, 조작 에어의 작동 압력에 따라 상하 이동한다.
다음으로 레귤레이터(5)의 동작에 관하여 설명한다. 레귤레이터(5)에 조작 에어가 공급되지 않은 초기 상태에서는, 코일 스프링(514)이, 다이아프램 밸브체(524)를, 스프링 받이 부재(525)를 개재하여 도21 중 상방향으로 가압하고 있기 때문에, 다이아프램 밸브체(524)가 밸브 시트(521e)에 당접한 폐변 상태에 있다. 이 상태에서는, 상류측 유체실(521c)와 하류측 유체실(521d)의 사이가 차단되고, 상류측 유체실(521c)와 하류측 유체실(521d)의 사이의 유체의 유통이 저지되어 있다.
폐변 상태에 있는 레귤레이터(5)에 대하여, 급기 포트(522a)로부터 조작 에어를 급기하면 급기 포트(522a)에 연통하는 압력 조작실(521f)의 압력이 높아져, 다이아프램 부재(526)가 다이아프램부(526a)를 탄성 변형시키면서 도21 중의 하방향으로 이동한다.
다이아프램 부재(526)는, 다이아프램 밸브체(524)와 일체로 되어 있기 때문에, 다이아프램 부재(526)가 도21 중의 하방향으로 이동함과 함께, 다이아프램 밸브체(524)도, 코일 스프링(514)의 탄성력에 맞서, 도21 중의 하방향으로 이동된다. 그러면, 다이아프램 밸브체(524)가 밸브 시트(521e)로부터 이간하여, 레귤레이터(5)가 개변 상태로 된다. 이 상태에서는, 상류측 유체실(521c)와 하류측 유체실(521d)의 사이의 유체의 유통이 허용되기 때문에, 입력 유로(521a)에 입력된 유체가 상류측 유체실(521c)와 하류측 유체실(521d)을 경유하여, 출력 유로(521b)로부터 출력된다.
그리고, 상류측 유체실(521c)의 압력이 높아진 경우에는 밸브 시트(521e)에 대하여 다이아프램 밸브체(524)는 도21 중의 상측으로 이동하여, 하류측 유체실(521d)의 압력을 일정하게 유지하도록 동작한다. 역으로, 상류측 유체실(521c)의 압력이 낮아진 경우에는 밸브 시트(521e)에 대하여 다이아프램 밸브체(524)는 개방 측으로 이동하여, 하류측 유체실(521d)의 압력을 일정하게 유지하도록 동작한다. 이와 같은 동작과, 압력 조작실(521f)에 공급되는 조작 에어의 압력의 조정에 의해, 하류측 유체실(521d) 내의 유체, 즉 출력 유로(521b)로부터 출력되는 유체의 압력 제어를 행하는 것이 가능하다.
그리고, 조작 에어의 급기를 정지하면, 코일 스프링(514)의 탄성력에 의해, 다이아프램 밸브체(524)가 도21 중의 상방향으로 이동하여, 다이아프램 밸브체(524)가 밸브 시트(521e)에 당접하는 것으로, 레귤레이터(5)가 폐변 상태로 된다.
또한, 상기 레귤레이터(5)에서 다이아프램 밸브체(524)를 구성하는 착좌 부재(5242)는, 재료 결합체(61)를 삭출하는 것으로, 단면이 거의 삼각형 형상의 원환상으로 형성되어 있지만, 도24에 나타내는 다이아프램 밸브체(528)의 착좌 부재(5282)와 같이, 단면이 장방형 형상으로 형성되는 것으로 하여도 좋다. 이 다이아프램 밸브체(528)도, 본체 부재(5281)와 착좌 부재(5282)의 결합체이다. 요컨대, 내약품성이 우수한 PTFE의 압축 성형품인 본체 부재 재료(611)와, PFA의 압출 성형품 또는 사출 성형품인 착좌 부재 재료(612)를 용착한 재료 결합체(61)을 삭출하는 것에 의해 형성된 한다. 본체 부재 재료(611)과 착좌 부재 재료(612)의 용착은, 본체 부재(5281)와 착좌 부재(5282)의 접촉 면적보다도 넓은 범위에서 행해진다. 또, 착좌 부재(5282)의 당접면(5282a)은, 착좌 부재(1222)의 당접면(1222a)과 마찬가지로, 성형면에 의해 형성되어 있다. 이와 같은 다이아프램 밸브체(528)와 당접 이간하는, 밸브부 본체(527)에 마련된 밸브 시트(527e)는, 상류측 유체실(521c)의 도 중 상면에서, 착좌 부재(5282)를 향하여 각도가 축소하도록 형성 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 유체 제어 기기의 제조 방법에 의하면, (1) 다이아프램 밸브체(122)(125, 524, 528)가 밸브 시트(121d)(124d, 521e, 527e)에 당접 또는 이간하는 것으로 유체의 흐름을 제어하는 유체 제어 기기(예를 들면, 약액 밸브(1), 레귤레이터(5))를 제조하는 유체 제어 기기의 제조 방법에 있어서, 다이아프램 밸브체(122) (125, 524, 528)가 밸브 시트(121d) (124d, 521e, 527e)에 당접하는 착좌 부재(1222)(1252, 5242, 5282)와, 본체 부재(1221)(1251, 5241, 5281)와의 결합체인 것, 결합체는 착좌 부재(1222)(1252, 5242, 5282)의 재료인 착좌 부재 재료(212)(612)와, 본체 부재(1221)(1251, 5241, 5281)의 재료인 본체 부재 재료(211)(611)를 용착한 재료 결합체(21)(61)를, 삭출하는 것으로 형성되는 것, 용착은, 재료 결합체(21)(61)의, 착좌 부재 재료(212)(612)와 본체 부재 재료(211)(611)의 접촉면에서, 결합체의, 착좌 부재(1222)(1252, 5242, 5282)와 본체 부재(1221)(1251, 5241, 5281)의 접촉면(용착부)보다도 넓은 범위(용착 범위 WA11, WA12)에서 행해지는 것인 것을 특징으로 한다. 따라서, 착좌 부재(1222)(1252, 5242, 5282)와 본체 부재(1221)(1251, 5241, 5281)가 용착되는 것으로 구성되는 다이아프램 밸브체(122)(125, 524, 528)가, 착좌 부재(1222)(1252, 5242, 5282)와 본체 부재(1221)(1251, 5241, 5281)의 사이에 극간을 가지는 것이 아니기 때문에, 유체(예를 들면 약액)의 체류의 발생을 방지하는 것이 가능하다.
본 실시 형태에서는, 다이아프램 밸브체(122)(125, 524, 528)가, 밸브 시트(121d)(124d, 521e, 527e)에 당접하는 착좌 부재(1222)(1252, 5242, 5282)와, 본체 부재(1221)(1251, 5241, 5281)와의 결합체이다. 그리고 당해 결합체는, 착좌 부재(1222)(1252, 5242, 5282)의 재료인 착좌 부재 재료(212)와, 본체 부재(1221)(1251, 5241, 5281)의 재료인 본체 부재 재료(211)를 용착한 재료 결합체(21)(61)을 삭출하는 것으로 형성된다. 그리고 착좌 부재 재료(212)(612)와 본체 부재 재료(211)(611)와의 용착은, 결합체의, 착좌 부재(1222)(1252, 5242, 5282)와 본체 부재(1221)(1251, 5241, 5281)와의 접촉면보다도 넓은 범위에서 행해진다. 요컨대, 착좌 부재 재료(212)(612)와 본체 부재 재료(211)(611)가 용착되어 있는 면적의 범위 내에서, 삭출 가공을 행한 후의 착좌 부재(1222)(1252, 5242, 5282)와 본체 부재(1221)(1251, 5241, 5281)와의 접촉면이 형성된다. 따라서, 착좌 부재(1222)(1252, 5242, 5282)와 본체 부재(1221)(1251, 5241, 5281)와의 접촉면 전체를 용착하는 것이 가능하다. 착좌 부재(1222)(1252, 5242, 5282)와 본체 부재(1221)(1251, 5241, 5281)의 접촉면 전체가 용착되는 것에 의해, 착좌 부재(1222)(1252, 5242, 5282)와 본체 부재(1221)(1251, 5241, 5281)와의 사이에는 극간이 생기지 않기 때문에, 종래 우려되었던 약액의 체류의 발생을 방지하는 것이 가능하다.
체류의 발생을 방지하는 것이 가능하면, 약액의 함유 성분이 고형화하여 파티클로 되는 우려를 방지하는 것이 가능하다. 그러면, 반도체 배선 패턴의 결함이 생기는 등, 반도체 제조의 수율에 악영향을 미칠 가능성을 저감하는 것이 가능하다.
(2) (1)에 기재된 유체 제어 기기(약액 밸브(1), 레귤레이터(5))의 제조 방법에 있어서, 착좌 부재 재료(212)(612)는 사출 성형 또는 압출 성형의 어느 것이든 한 쪽에 의해 성형된 것인 것, 착좌 부재(1222)(1252, 5242, 5282)는, 밸브 시트(121d)(124d, 521e, 527e)에 당접하는 당접면(1222a) (1252a, 5242a, 5282a)을 구비하고, 당접면(1222a) (1252a, 5242a, 5282a)은, 착좌 부재 재료(212)(612)의 성형면에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다. 따라서, 다이아프램 밸브체(122)(125, 524, 528)와 밸브 시트(121d)(124d, 521e, 527e)가 당접 이간을 반복하는 것에 의해 착좌 부재(1222)(1252, 5242, 5282)가 깎이어, 파티클이 발생하여 버리는 것을 방지할 수 있다.
예를 들면, 착좌 부재(1222)(1252, 5242, 5282)와 본체 부재(1221)(1251, 5241, 5281)의 결합체를 삭출 가공에 의해 형성할 때, 착좌 부재(1222)(1252, 5242, 5282)의 당접면(1222a)(1252a, 5242a, 5282a)을 삭출 가공에 의해 형성하면, 당접면(1222a)(1252a, 5242a, 5282a)에 절삭 날의 흔적이 남는다. 절삭 날의 흔적에 의해, 당접면(1222a)(1252a, 5242a, 5282a)의 표면에 미세한 오목부 및 볼록부가 형성되어, 표면 거칠기가 거칠어질 우려가 있다. 표면 거칠기가 거칠어진 당접면(1222a)(1252a, 5242a, 5282a)이, 밸브 시트(121d)(124d, 521e, 527e)에 당접 이간을 반복하면, 상기 미세한 볼록부가 박리하고, 파티클 발생의 원인으로 될 우려가 있다.
여기에서, 본 발명과 같이, 당접면(1222a)(1252a, 5242a, 5282a)을 사출 성형 또는 압출 성형에 의한 성형면으로 구성하면 표면 거칠기가 거칠어지는 것을 방지할 수 있다. 따라서 당접면(1222a)(1252a, 5242a, 5282a)이 밸브 시트(121d)(124d, 521e, 527e)에 당접 이간을 반복해도, 파티클이 발생하기 어렵다. 또한, 사출 성형에 의해 착좌 부재 재료(212)(612)를 성형하면, 당접면(1222a)(1252a, 5242a, 5282a)의 표면 거칠기가 금형 부품의 표면 거칠기에 좌우되는 것이나, 금형 내에 가스가 충만하는 것으로 당접면(1222a)(1252a, 5242a, 5282a)에 태워짐이 발생하여, 표면 거칠기가 거칠어지는 것을 생각할 수 있다. 따라서, 압출 성형에 의해 착좌 부재 재료(212)(612)를 성형하는 것이 가장 바람직하다.
(3) (1) 또는 (2)에 기재된 유체 제어 기기 (약액 밸브(1), 레귤레이터(5))의 제조 방법에 있어서, 재료 결합체(21)(61)는, 본체 부재 재료(211)(611)에 착좌 부재 재료(212)(612)을 서로 겹치는 공정과, 본체 부재 재료(211)(611)에 착좌 부재 재료(212)(612)을 서로 겹친 것에, 더욱이 적외선 투과성 고체(22)(62)을 서로 겹치는 공정과, 적외선 투과성 고체(22)(62)에 의해, 착좌 부재 재료(212)(612)를 본체 부재 재료(211)(611)에 누르면서, 적외선 투과성 고체(22)(62) 측으로부터, 착좌 부재 재료(212)(612)와 본체 부재 재료(211)(611)에 대하여 적외선 빔(25)을 조사하는 것으로, 착좌 부재 재료(212)(612)와 본체 부재 재료(211)(611)을 용착하는 공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다. 따라서 적외선 빔(25)에 의한 국소적인 가열에 의해, 착좌 부재 재료(212)(612)와 본체 부재 재료(211)(611)가 용착되기 때문에, 적외선 빔(25) 조사 측 표층에서의 현저한 수축, 찢어짐, 타서 무너짐 및 열분해 등의 열 손상에 의한 표면 성상의 악화를 극력 억제하면서, 단시간 내에 본체 부재 재료(211)(611)와 착좌 부재 재료(212)(612)을 용착할 수 있다.
(4) (1) 또는 (2)에 기재된 유체 제어 기기(약액 밸브(1), 레귤레이터(5))의 제조 방법에 있어서, 재료 결합체(21)(61)는, 본체 부재 재료(211)(611)와, 착좌 부재 재료(212)(612)의 사이에 열판(31)(63)을 끼워 넣는 것으로, 본체 부재 재료(211)(611) 및 착좌 부재 재료(212)(612)의, 열판(31)(63)이 접촉하는 면을 용융시키는 공정과, 열판(31)(63)를 본체 부재 재료(211)(611)와 착좌 부재 재료(212)(612) 사이로부터 제거하는 공정과, 본체 부재 재료(211)(611)와, 착좌 부재 재료(212)(612)의 용융한 면끼리 접촉시켜, 용융한 면에 대하여 수직 방향으로부터, 본체 부재 재료(211)(611)와 착좌 부재 재료(212)(612)를 가압하면서 냉각하는 것으로, 본체 부재 재료(211)(611) 와 착좌 부재 재료(212)(612)을 용착하는 공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다. 따라서 용착 공정이 보다 용이해진다. 적외선 빔(25)에 의한 용착은, 적외선 빔 (25)이 조사되는 측에 배치되는 재료에는, 적외선 빔(25)이 투과하기 쉽도록 투과성이 있는 재료를 선택하고, 적외선 빔(25)이 조사되는 측과는 반대 측에 배치되는 재료에는, 적외선 빔(25)를 흡수하기 쉽도록 흡수성이 있는 재료를 선택해야 한다. 그러나 열판(31)에 의한 용착이라면, 상기와 같이 투과성과 흡수성을 고려할 필요가 없이 쉽게 용착을 행하는 것이 가능하게 된다.
<제2 실시 형태>
다음으로 제2 실시 형태에 대해서 설명한다. 제1 실시 형태에 관계되는 유체 제어 기기인 약액 밸브(1)에서는, 다이아프램 밸브체(122)(125)를 본체 부재(1221)(1251)와 착좌 부재(1222)(1252)의 결합체로 하고 있었지만, 도10 내지 도12에 나타내는 약액 밸브(2)와 같이, 밸브 시트 측에서, 본체 부재로서의 밸브부 본체(126)와 착좌 부재(127)의 결합체를 이용하는 것이 가능하다. 이하, 제1 실시 형태에 관계되는 약액 밸브(1)과 다른 점만을 설명한다.
밸브부 본체(126)는, 도10 중의 상단면 중앙에 밸브실(126c)이 천설되어 있고, 밸브실(126c)의 저면에 마련된 볼록부(126d)에, 착좌 부재(127)가 용착되는 것으로, 밸브 시트(132)가 형성되어 있다. 볼록부(126d)와 착좌 부재(127)의 접촉면은, 도12에 나타낸 바와 같이, 용착부(33)로 되어 있다. 그리고, 착좌 부재(127)의, 용착되어 있는 측과 반대 측의 면은 다이아프램 밸브체(128)의 착좌면(128a)에 당접하는 당접면(127a)으로 되어 있다.
이와 같은 밸브부 본체(126)와 착좌 부재(127)의 결합체는, 삭출 가공에 의해 형성되는 것이며, 상세하게는 다음과 같이하여 형성된다. 우선, 도13 (a)에 나타낸 바와 같이, 지지체(23)에 대향 접촉하여, 밸브부 본체(126)의 재료인 블록 형상의 본체 부재 재료(261)을 배치한다. 본체 부재 재료(261)에는, 밸브부 본체(126)의 밸브실(126c)로 되는 오목부(261a)가 형성된 상태이다. 당해 오목부(261a)의 저면에, 착좌 부재(127)의 재료인 판상의 착좌 부재 재료(262)를, 본체 부재 재료(261)에 접촉하여 배치한다. 여기서, 본체 부재 재료(261)는, 예를 들면, 내약품성이 우수한 PTFE의 압축 성형품이다. 착좌 부재 재료(262)는, 예를 들면, PFA의 압출 성형품이다. 또한 착좌 부재 재료(262)는 사출 성형품이어도 좋다.
다음으로, 도13 (b)에 나타낸 바와 같이, 겹쳐 쌓은 본체 부재 재료(261)과 착좌 부재 재료(262)에 대하여, 지지체(23)와는 반대 측에 히트 싱크 작용을 가지는 적외선 투과성 고체(27)를 착좌 부재 재료(262)에 접촉하여 배치한다.
그리고, 도13 (c)에 나타낸 바와 같이, 화살표 F 방향으로 압축력을 가하여 본체 부재 재료(261)와 착좌 부재 재료(262)를 밀착시키면서, 적외선 투과성 고체(27)의 측으로부터, 본체 부재 재료(261)와 착좌 부재 재료(262)에 대하여, 광원(24)으로부터 적외선 빔(25)을 조사한다. 적외선 빔(25)을 조사하면 본체 부재 재료(261)와 착좌 부재 재료(262)과의 경계에서 온도가 최대로 된다. 따라서, 착좌 부재 재료(262)의 적외선 조사 측 표층에서의 현저한 수축, 찢어짐, 타서 무너짐 및 열분해 등의 열 손상에 의한 표면 성상의 악화를 극력 억제하면서, 단시간 내에, 본체 부재 재료(261)와 착좌 부재 재료(262)를 용착할 수 있다. 그리고 본체 부재 재료(261)와 착좌 부재 재료(262)가 용착되는 것으로, 재료 결합체(26)가 형성된다.
마지막으로, 도13 (d)에 나타낸 바와 같이, 재료 결합체(26)를, 파선으로 나타낸 바와 같은 형상으로 삭출 가공을 행하는 것으로, 밸브부 본체(126)와 착좌 부재(127)의 결합체를 형성한다.
여기에서, 착좌 부재(127)의, 다이아프램 밸브체(128)의 착좌면(128a)에 당접하는 당접면(127a)은, 삭출 가공에 의해 형성되는 것은 아니고, 착좌 부재 재료(262)의 성형면이 남겨진 상태이다.
예를 들면, 당접면(127a)를 삭출 가공에 의해 형성한 경우, 당접면(127a)에 절삭 날의 흔적이 남는다. 절삭 날의 흔적에 의해, 당접면(127a)의 표면에 미세한 오목부 및 볼록부가 형성되어, 표면 거칠기가 거칠어질 우려가 있다. 표면 거칠기가 거칠어진 당접면(127a)이, 다이아프램 밸브체(128)와 당접 이간을 반복하면 상기 미세한 볼록부가 박리하여, 파티클 발생의 원인으로 될 우려가 있다.
여기에서, 본 실시 형태와 같이, 당접면(127a)을, 압출 성형에 의한 성형면으로 구성하면, 표면 거칠기가 거칠어게 되는 것을 방지할 수 있다. 이 때문에, 당접면(127a)이 다이아프램 밸브체(128)와의 당접 이간을 반복해도, 파티클이 발생하기 어렵게 된다.
또, 본체 부재 재료(261)와 착좌 부재 재료(262)에 의해 재료 결합체(26)를 형성할 때, 적외선 빔(25)에 의한 용착은, 삭출 가공에 의해 형성된 밸브부 본체(126)와 착좌 부재(127)의 결합체의, 밸브부 본체(126)와 착좌 부재(127)의 접촉 면적보다도 넓은 범위에서 행해진다. 이와 같이 하는 것으로, 용착부(33)는, 도12에 나타낸 바와 같이, 밸브부 본체(126)와 착좌 부재(127)의 접촉면 전체에 형성된다. 따라서, 삭출된 후의 밸브부 본체(126)와 착좌 부재(127) 사이에는 극간이 생기지 않는다. 밸브부 본체(126)와 착좌 부재(127) 사이에 극간이 없는 것에 의해, 종래 우려되고 있던 체류의 발생을 방지하는 것이 가능하다. 체류의 발생을 방지하는 것이 가능하다면, 체류한 약액이 열화하는 것에 의해 약액의 함유 성분이 파티클로 될 우려를 방지할 수 있어, 반도체 배선 패턴의 결함이 생기게 할 가능성을 저감할 수 있다.
상기의 적외선 빔(25)에 의한 용착 외, 다음에 설명하는 열판 용착에 의해 밸브부 본체(126)와 착좌 부재(127)의 결합체를 형성하는 것으로 하여도 좋다. 도14 (a)에 나타낸 바와 같이, 본체 부재 재료(261)의 오목부(261a)의 저면과 착좌 부재 재료(262)에서, 열판(31)을 끼우도록 하여 배치한다. 그리고, 오목부(261a)의 저면과 착좌 부재 재료(262)를, 각각 열판(31)에 접촉시킨다. 이것에 의해, 오목부(261a)의 저면 및 착좌 부재 재료(262)의 열판(31)와 접촉하는 단면이 용융한다.
다음으로, 도14 (b)에 나타낸 바와 같이, 열판(31)을 제거한 후, 도14 (c)에 나타낸 바와 같이, 본체 부재 재료(261) 및 착좌 부재 재료(262)의 용융한 면끼리를 밀착시킨다. 그리고, 본체 부재 재료(261) 및 착좌 부재 재료(262)의 용융한 면에 대하여 수직 방향(화살표 F)으로부터 본체 부재 재료(261) 및 착좌 부재 재료(262)을 압축하면서 냉각한다. 이것에 의해, 본체 부재 재료(261)와 착좌 부재 재료(262)가 용착되어, 재료 결합체(26)가 형성된다.
그리고, 도14 (d)에 나타낸 바와 같이, 재료 결합체(26)를, 파선으로 나타낸 바와 같은 형상으로 삭출 가공을 행하는 것으로, 밸브부 본체(126)와 착좌 부재(127)의 결합체를 형성한다.
상기에서 설명된 열판 용착에 의하면, 본체 부재 재료(261)과 착좌 부재 재료(262)의 접촉면 전체가 용착된다. 이 때문에, 용착 범위는, 삭출 가공에 의해 형성된 밸브부 본체(126)와 착좌 부재(127)의 결합체의, 밸브부 본체(126)와 착좌 부재(127)의 접촉면인 용착부(33)의 범위보다도 넓게 된다. 따라서 용착부(33)는, 도12에 나타낸 바와 같이, 밸브부 본체(126)와 착좌 부재(127)의 접촉면 전체에 형성된다. 따라서, 밸브부 본체(126)와 착좌 부재(127) 사이에는 극간이 생기지 않는다. 밸브부 본체(126)와 착좌 부재(127) 사이에 극간이 생기지 않는 것에 의해, 종래 우려되고 있던 체류의 발생을 방지하는 것이 가능하다. 체류의 발생을 방지할 수 있다면, 체류한 약액이 열화하는 것에 의해 약액의 함유 성분이 파티클로 될 우려를 방지할 수 있어, 반도체 배선 패턴의 결함이 생기게 하는 가능성을 저감하는 것이 가능하다.
상기의 제2 실시 형태에서, 착좌 부재(127)는, 재료 결합체(26)을 삭출하는 것으로, 단면이 거의 삼각형 모양의 원환상으로 형성되어 있지만, 도15 및 도16에 나타내는 착좌 부재(130)와 같이, 단면을 장방형 형상으로 하여도 좋다. 이 경우, 밸브부 본체(129)는, 도15 중의 상단면 중앙에, 밸브실(129c)이 천설되어 있고, 밸브실(129c)의 저면에 마련된 볼록부(129d)에, 착좌 부재(130)가 용착되는 것으로, 밸브 시트(133)가 형성되어 있다. 이 밸브부 본체(129)와 착좌 부재(130)의 결합체도, 내약품성이 우수한 PTFE의 압축 성형품인 본체 부재 재료(261)와, PFA의 압출 성형품인 착좌 부재 재료(262)를 용착한 재료 결합체(26)을 삭출하는 것에 의해 형성되어 있다. 당해 용착은, 밸브부 본체(129)와 착좌 부재(130)의 접촉 면적보다도 넓은 범위에서 행해진다. 또, 착좌 부재(130)의 당접면(130a)은, 착좌 부재(127)의 당접면(127a)과 마찬가지로, 성형면에 의해 형성되어 있다. 이와 같은 밸브 시트(133)과 당접 이간하는 다이아프램 밸브체(131)는, 도15 중의 하단면에 볼록 형상으로 돌출되어 형성되는 착좌부(131a)를 구비하고 있다.
여기까지 유체 제어 기기로서, 유량 제어를 행하는 약액 밸브(2)를 예로 들고 있지만, 예를 들면, 도25에 나타낸 바와 같이, 압력 제어를 행하는 레귤레이터(6)에서도, 밸브 시트 측에서, 본체 부재로서의 밸브부 본체(529)와 착좌 부재(530)의 결합체를 이용하는 것이 가능하다.
밸브부 본체(529)는, 도25 중의 하단면 중앙에, 상류측 유체실(521c)가 천설되어 있고, 상류측 유체실(521c)의 상면에 마련된 볼록부(529e)에, 착좌 부재(530)가 용착되는 것으로, 밸브 시트(532)가 형성되어 있다. 볼록부(529e)와 착좌 부재(530)의 접촉면은 용착부로 되어 있다. 이 용착부는, 도12에 나타내는 용착부(33)와 마찬가지로, 볼록부(529e)와 착좌 부재(530)의 접촉면 전체에 형성되어 있다. 그리고, 착좌 부재(530)의, 용착되어 있는 측과 반대 측의 면은 다이아프램 밸브체(531)의 착좌면(531a)에 당접하는 당접면(530a)으로 되어 있다. 당접면(530a)은, 상술의 약액 밸브(2)에 사용되는 착좌 부재(127)와 마찬가지로, 착좌 부재(530)의 재료인 착좌 부재 재료(712)(도26 참조)의 성형면에 의해 형성되어, 파티클의 발생을 방지하고 있다.
이와 같은 밸브부 본체(529)와 착좌 부재(530)의 결합체는, 삭출 가공에 의해 형성되는 것이며, 상세하게는 다음과 같이 하여 형성된다. 우선, 도26 (a)에 나타낸 바와 같이, 지지체(23)에 대향 접촉하여 밸브부 본체(529)의 재료인 블록 형상의 본체 부재 재료(711)을 배치한다. 본체 부재 재료(711)에는, 밸브부 본체(529)의 상류측 유체실(521c)로 되는 오목부(711a)가 형성된 상태이다. 당해 오목부(711a)의 저면에, 착좌 부재(530)의 재료인 판상의 착좌 부재 재료(712)를, 본체 부재 재료(711)에 접촉하여 배치한다. 여기서, 본체 부재 재료(711)는, 예를 들면, 내약품성이 우수한 PTFE 압축 성형품이다. 착좌 부재 재료(712)는, 예를 들면, PFA의 압출 성형품 또는 사출 성형품이다.
다음으로, 도26 (b)에 나타낸 바와 같이, 겹쳐 쌓은 본체 부재 재료(711)와 착좌 부재 재료(712)에 대하여, 지지체(23)와는 반대 측에 적외선 투과성 고체(64)를, 착좌 부재 재료(712)에 접촉하여 배치한다.
그리고, 도26 (c)에 나타낸 바와 같이, 화살표 F 방향으로 압축력을 가하여 본체 부재 재료(711)와 착좌 부재 재료(712)를 밀착시키면서, 적외선 투과성 고체(64)의 측으로부터, 본체 부재 재료(711)와 착좌 부재 재료(712)에 대하여, 광원(24)으로부터 적외선 빔(25)을 조사한다. 적외선 빔(25)을 조사하여, 본체 부재 재료(711)와 착좌 부재 재료(712)가 용착되는 것으로, 재료 결합체(71)가 형성된다. 적외선 빔(25)에 의해 용착을 행하는 범위가, 삭출 가공에 의해 형성된 밸브부 본체(529)와 착좌 부재(530)의 결합체의, 밸브부 본체(529)와 착좌 부재(530)의 접촉 면적보다도 넓은 범위에서 행해진다. 이 점은, 상술의 약액 밸브(2)에 사용되는 밸브부 본체(126, 129)와 마찬가지이다. 이것에 의해, 밸브부 본체(529)와 착좌 부재(530)의 접촉면이 전부 용착부로 되기 때문에, 밸브부 본체(529)와 착좌 부재(530)의 사이에 극간이 생기지 않고, 유체(예를 들면 약액)의 체류의 발생을 방지하는 것이 가능하게 된다.
마지막으로, 도26 (d)에 나타낸 바와 같이, 재료 결합체(71)를, 파선으로 나타낸 바와 같은 형상으로, 삭출 가공을 행하는 것으로, 밸브부 본체(529)와 착좌 부재(530)의 결합체를 형성한다.
상기 적외선 빔(25)에 의한 용착 외, 열판 용착에 의해 밸브부 본체(529)와 착좌 부재(530)의 결합체를 형성하는 것으로 하여도 좋다. 열판 용착 공정은, 도14에 나타내는 공정과 마찬가지이다.
본체 부재 재료(711)의 오목부(711a)의 저면과 착좌 부재 재료(712)에서, 열판을 끼우도록하여 배치하고, 오목부(711a)의 저면 및 착좌 부재 재료(712)의 열판과 접촉하는 단면을 용해시킨다. 그리고 열판을 제거하고, 본체 부재 재료(711) 및 착좌 부재 재료(712)의 용융한 면끼리를 밀착시켜, 본체 부재 재료(711) 및 착좌 부재 재료(712)의 용융한 면에 대하여 수직 방향으로부터 본체 부재 재료(711) 및 착좌 부재 재료(712)을 압축하면서 냉각한다. 이것에 의해, 본체 부재 재료(711)와 착좌 부재 재료(712)가 용착되어, 재료 결합체(71)가 형성된다. 그리고, 재료 결합체(71)를 삭출 가공하여, 밸브부 본체(529)와 착좌 부재(530)의 결합체를 형성한다.
열판 용착에 의하면, 밸브부 본체(529)와 착좌 부재(530) 사이에 극간이 생기지 않고, 종래 우려되고 있던 체류의 발생을 방지하는 것이 가능하다. 이 점은, 상술의 약액 밸브(2)의 밸브 시트(132, 133)와 마찬가지이다.
상기 레귤레이터(6)에서, 착좌 부재(530)는, 재료 결합체(71)를 삭출하는 것으로, 단면이 거의 삼각형 형상의 원환상으로 형성되어 있지만, 도27에 나타내는 착좌 부재(534)와 같이, 단면을 장방형 형상으로 하여도 좋다. 이 경우, 밸브부 본체(533)은, 도27 중의 하단면 중앙에, 상류측 유체실(521c)이 천설되어 있고, 상류측 유체실(521c)의 저면에 마련된 볼록부(533e)에, 착좌 부재(534)가 용착되는 것으로, 밸브 시트(536)가 형성되어 있다. 이 밸브부 본체(533)와 착좌 부재(534)의 결합체도, 내약품성이 우수한 PTFE의 압축 성형품인 본체 부재 재료(711)와, PFA의 압출 성형품 또는 사출 성형품인 착좌 부재 재료(712)를 용착한 재료 결합체(71)를 삭출하는 것에 의해 형성되어 있다. 당해 용착은, 밸브부 본체(533)와 착좌 부재(534)의 접촉 면적보다 넓은 범위에서 행해진다. 또, 착좌 부재(534)의 당접면(534a)은, 착좌 부재(530)의 당접면(530a)과 마찬가지로, 성형면에 의해 형성되어 있다. 이와 같은 밸브 시트(536)와 당접 이간하는 다이아프램 밸브체(535)는, 도27에 나타내는 바와 같이, 볼록 형상으로 돌출되어 형성되는 착좌부(535a)를 구비하고 있다.
이상 설명한 바와 같이, 제2의 실시 형태에 관계되는 유체 제어 기기(약액 밸브(2), 레귤레이터(6))의 제조 방법에 의하면, (1) 다이아프램 밸브체(128)(131,531,535)가 밸브 시트(132)(133, 532, 536)에 당접 또는 이간하는 것으로 유체의 흐름을 제어하는 유체 제어 기기 (예를 들면, 약액 밸브(2), 레귤레이터(6))을 제조하는, 유체 제어 기기의 제조 방법에 있어서, 밸브 시트(132)(133, 532, 536)가, 다이아프램 밸브체(128)(131, 531, 535)에 당접하는 착좌 부재(127)(130, 530, 534)와, 본체 부재로서의 밸브부 본체(126)(129, 529, 533)와의 결합체안 것, 결합체는, 착좌 부재(127)(130, 530, 534)의 재료인 착좌 부재 재료(262)(712)와 밸브부 본체(126)(129, 529, 533)의 재료인 본체 부재 재료(261)(711)를 용착한 재료 결합체(26)(71)를, 삭출하는 것으로 형성되는 것, 용착은, 재료 결합체(26)(71)의, 착좌 부재 재료(262)(712)와 본체 부재 재료(261)(711)와의 접촉면에서, 결합체의, 착좌 부재(127)(130, 530, 534)와 밸브부 본체(126)(129, 529, 533)와의 접촉면보다도 넓은 범위에서 행하여지는 것을 특징으로 한다. 따라서, 착좌 부재(127)(130, 530, 534)와 밸브부 본체(126)(129, 529, 533)가 용착되는 것으로 구성되는 밸브 시트(132)(133, 532, 536)가, 착좌 부재(127)(130, 530, 534)와 밸브부 본체(126)(129, 529, 533)의 사이에 극간을 가지지 않기 때문에, 유체(예를 들면 약액)의 체류의 발생을 방지하는 것이 가능하다.
본 실시 형태에서, 밸브 시트(132)(133, 532, 536)가 다이아프램 밸브체(128)(131,531,535)에 당접하는 착좌 부재(127)(130, 530, 534)와, 밸브부 본체(126)(129, 529, 533)와의 결합체이다. 그리고, 당해 결합체는, 착좌 부재(127)(130, 530, 534)의 재료인 착좌 부재 재료(262)(712)와, 밸브부 본체(126)(129, 529, 533)의 재료인 본체 부재 재료(261)(711)를 용착한 재료 결합체(26)(71)을 삭출하는 것으로 형성된다. 그리고, 착좌 부재 재료(262)(712)와 본체 부재 재료(261)(711)과의 용착은, 결합체의, 착좌 부재(127)(130, 530, 534)와 밸브부 본체(126)(129, 529, 533)와의 접촉면보다도 넓은 범위에서 행하여진다. 요컨대, 착좌 부재 재료(262)(712)와 본체 부재 재료(261)(711)가 용착되어 있는 면적의 범위 내에서, 삭출 가공을 행한 후의 착좌 부재(127)(130, 530, 534)와 밸브부 본체(126)(129, 529, 533)와의 접촉면이 형성된다. 따라서, 착좌 부재(127)(130, 530, 534)와 밸브부 본체(126)(129, 529, 533)와의 접촉면 전체를 용착하는 것이 가능하다. 착좌 부재(127)(130, 530, 534)와 밸브부 본체(126)(129, 529, 533)와의 접촉면 전체가 용착되는 것에 의해, 착좌 부재(127)(130, 530, 534)와 밸브부 본체(126)(129, 529, 533)와의 사이에 극간이 생기지 않기 때문에, 종래 우려되었던 약액의 체류의 발생을 방지하는 것이 가능하다. 체류의 발생을 방지할 수 있다면, 약액의 함유 성분이 고형화하여 파티클로 될 우려를 방지할 수 있다. 그러면, 반도체 배선 패턴의 결함이 생기게 하는 등, 반도체 제조의 수율에 악영향을 미칠 가능성을 저감하는 것이 가능하다.
(2) (1)에 기재된 유체 제어 기기(약액 밸브(2), 레귤레이터(6))의 제조 방법에 있어서, 착좌 부재 재료(262)(712)는, 사출 성형 또는 압출 성형의 어느 것이든 한 쪽에 의해 성형된 것인 것, 착좌 부재(127)(130, 530, 534)는, 다이아프램 밸브체(128)(131, 531, 535)에 당접하는 당접면(127a)(130a, 530a, 534a)을 구비하고, 당접면(127a)(130a, 530a, 534a)은, 착좌 부재 재료(262)(712)의 성형면에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다. 따라서, 다이아프램 밸브체(128)(131, 531, 535)와 밸브 시트(132)(133, 532, 536)가 당접 이간을 반복하는 것에 의해 착좌 부재(127)(130, 530, 534)가 깎이어, 파티클이 발생 버리는 것을 방지할 수 있다.
예를 들면, 착좌 부재(127)(130, 530, 534)와 밸브부 본체(126)(129, 529, 533)의 결합체를 삭출 가공에 의해 형성할 때, 착좌 부재(127)(130, 530, 534)의 당접면(127a)(130a, 530a, 534a)을 삭출 가공에 의해 형성하면, 당접면(127a)(130a, 530a, 534a)에 절삭 날의 흔적이 남는다. 절삭 날의 흔적에 의해, 당접면(127a)(130a, 530a, 534a)의 표면에 미세한 오목부 및 볼록부가 형성되어, 표면 거칠기가 거칠어질 우려가 있다. 표면 거칠기가 거칠어진 당접면(127a)(130a, 530a, 534a)이, 다이아프램 밸브체(128)(131, 531, 535)에 당접 이간을 반복하면, 상기 미세한 볼록부가 박리하여, 파티클 발생의 원인으로 될 우려가 있다.
여기에서, 본 발명과 같이, 당접면(127a)(130a, 530a, 534a)을, 사출 성형 또는 압출 성형에 의한 성형면으로 구성하면, 표면 거칠기가 거칠어지는 것을 방지할 수 있다. 이 때문에, 당접면(127a)(130a, 530a, 534a)이 다이아프램 밸브체(128)(131, 531, 535)에 당접 이간을 반복해도, 파티클이 발생하기 어렵다. 또한, 사출 성형에 의해 착좌 부재 재료(262)(712)를 성형하면, 당접면(127a)(130a, 530a, 534a)의 표면 거칠기가 금형 부품의 표면 거칠기에 좌우되는 것이나, 금형 내에 가스가 충만하는 것으로 당접면(127a)(130a, 530a, 534a)에 태워짐이 발생하여, 표면 거칠기가 거칠어지는 것을 생각할 수 있다. 이 때문에, 압출 성형에 의해 착좌 부재 재료(262)(712)를 성형하는 것이 가장 바람직하다.
(3) (1) 또는 (2)에 기재된 유체 제어 기기(약액 밸브(2), 레귤레이터(6))의 제조 방법에 있어서, 재료 결합체(26)(71)는, 본체 부재 재료(261)(711)에, 착좌 부재 재료(262)(712)을 서로 겹치는 공정과, 본체 부재 재료(261)(711)에, 착좌 부재 재료(262)(712)를 서로 겹친 것에, 더욱이 적외선 투과성 고체(27)(64)을 서로 겹치는 공정과, 적외선 투과성 고체(27)(64)에 의해, 착좌 부재 재료(262)(712)를 본체 부재 재료(261)(711)에 누르면서, 적외선 투과성 고체(27)(64) 측으로부터, 착좌 부재 재료(262)(712)와 본체 부재 재료(261)(711)에 대하여 적외선 빔(25)을 조사하는 것으로, 착좌 부재 재료(262)(712)와 본체 부재 재료(261)(711)을 용착하는 공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다. 따라서, 적외선 빔(25)에 의한 국소적인 가열에 의해, 착좌 부재 재료(262)(712)와 본체 부재 재료(261)(711)가 용착되기 때문에, 적외선 빔(25) 조사 측 표층에서의 현저한 수축, 찢어짐, 타서 무너짐 및 열분해 등의 열 손상에 의한 표면 성상의 악화를 극력 억제하면서, 단시간 내에, 본체 부재 재료(261)(711)와 착좌 부재 재료(262)(712)를 용착할 수 있다.
(4) (1) 또는 (2)에 기재된 유체 제어 기기(약액 밸브(2), 레귤레이터(6))의 제조 방법에 있어서, 재료 결합체(26)(71)는, 본체 부재 재료(261)(711)와, 착좌 부재 재료(262)(712)와의 사이에 열판(31)을 끼워 넣는 것으로, 본체 부재 재료(261)(711) 및 착좌 부재 재료(262)(712)의, 열판(31)이 접촉하는 면을 용융시키는 공정과, 열판(31)을 본체 부재 재료(261)(711)와 착좌 부재 재료(262)(712)의 사이로부터 제거하는 공정과, 본체 부재 재료(261)(711)와, 착좌 부재 재료(262)(712)의 용융한 면끼리 접촉시키고, 용융한 면에 대하여 수직 방향으로부터, 본체 부재 재료(261)(711)와 착좌 부재 재료(262)(712)를 가압하면서 냉각하는 것으로, 본체 부재 재료(261)(711)와 착좌 부재 재료(262)(712)을 용착하는 공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다. 따라서, 용착 공정이 보다 용이하게 된다. 적외선 빔(25)에 의한 용착은, 적외선 빔(25)이 조사되는 측에 배치되는 재료에는, 적외선 빔(25)을 투과하기 쉽도록, 투과성이 있는 재료를 선택하고, 적외선 빔(25)이 조사되는 측과 반대 측에 배치되는 재료에는, 적외선 빔(25)를 흡수하기 쉽도록 흡수성이 있는 재료를 선택해야 한다. 그러나, 열판(31)에 의한 용착이면, 상기와 같이 투과성이나 흡수성을 고려할 필요가 없이, 쉽게 용착을 행하는 것이 가능하게 된다.
또한, 상기의 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태는 단지 예시에 지나지 않고, 본 발명을 여하히 한정하는 것은 아니다. 따라서 본 발명은 당연히, 그 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 개량, 변형이 가능하다. 예를 들면, 유체 제어 기기를, 반도체 제조 공정에 사용되는 약액 밸브(1, 2)나 레귤레이터(5, 6)로 하고 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니고, 의료용 분석 장치에 사용되는 약액 밸브 등의 다양한 유체 제어 장치에, 본 발명을 적용하는 것이 가능하다.
또, 착좌 부재 재료(212, 262, 612, 712)로서 PFA를 들고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 다른 열가소성 수지를 이용하는 것으로 해도 좋다. 더욱이 또, 본체 부재 재료(211, 261, 611, 711)로서 PTFE를 들고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 변성 PTFE 또는 PFA 이어도 좋다. 또, 적외선 빔(25)에 의한 용착, 또는 열판 용착에 의해 재료 결합체(21, 26, 61, 71)를 제조하는 예를 들고 있지만, 적외선 히터, 진동 용착, 초음파 용착에 의해 재료 결합체(21, 26, 61, 71)을 제조하는 것으로 하여도 좋다.
1 약액 밸브(유체 제어 기기의 일례)
21 재료 결합체
121d 밸브 시트
122 다이아프램 밸브체(밸브체의 일례)
211 본체 부재 재료
212 착좌 부재 재료
1221 본체 부재
1222 착좌 부재

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 밸브체가 밸브 시트에 당접 또는 이간하는 것으로 유체의 흐름을 제어하는 유체 제어 기기를 제조하는 유체 제어 기기의 제조 방법에 있어서,
    상기 밸브체 또는 상기 밸브 시트의 적어도 어느 것이든, 한 쪽이 다른 쪽에 당접하는 착좌 부재와 본체 부재와의 결합체이고,
    상기 결합체는, 상기 착좌 부재의 재료인 착좌 부재 재료와, 상기 본체 부재의 재료인 본체 부재 재료를 용착한 재료 결합체를 삭출하는 것으로 형성되고,
    상기 용착은, 상기 재료 결합체의, 상기 착좌 부재 재료와 상기 본체 부재 재료와의 접촉면에 있어서, 상기 결합체의, 상기 착좌 부재와 상기 본체 부재의 접촉면보다도 넓은 범위에서 행해지고,
    상기 착좌 부재 재료는, 사출 성형 또는 압출 성형의 어느 것이든 한 쪽에 의해 성형되고,
    상기 착좌 부재는, 상기 밸브체 또는 상기 밸브 시트에 당접하는 당접면을 구비하고, 상기 당접면은 상기 착좌 부재 재료의 성형면에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 제어 기기의 제조 방법.
  3. 밸브체가 밸브 시트에 당접 또는 이간하는 것으로 유체의 흐름을 제어하는 유체 제어 기기를 제조하는 유체 제어 기기의 제조 방법에 있어서,
    상기 밸브체 또는 상기 밸브 시트의 적어도 어느 것이든, 한 쪽이 다른 쪽에 당접하는 착좌 부재와 본체 부재와의 결합체이고,
    상기 결합체는, 상기 착좌 부재의 재료인 착좌 부재 재료와, 상기 본체 부재의 재료인 본체 부재 재료를 용착한 재료 결합체를 삭출하는 것으로 형성되고,
    상기 용착은, 상기 재료 결합체의, 상기 착좌 부재 재료와 상기 본체 부재 재료와의 접촉면에 있어서, 상기 결합체의, 상기 착좌 부재와 상기 본체 부재의 접촉면보다도 넓은 범위에서 행해지고,
    상기 재료 결합체는,
    상기 본체 부재 재료에 상기 착좌 부재 재료를 서로 겹치는 공정과,
    상기 본체 부재 재료에 상기 착좌 부재 재료를 서로 겹친 것에, 더욱이 적외선 투과성 고체를 서로 겹치는 공정;
    상기 적외선 투과성 고체 의해, 상기 착좌 부재 재료를, 상기 본체 부재 재료에 누르면서, 상기 적외선 투과성 고체 측으로부터, 상기 착좌 부재 재료와 상기 본체 부재 재료에 대하여 적외선 빔을 조사하는 것으로, 상기 착좌 부재 재료와 상기 본체 부재 재료를 용착하는 공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 제어 기기의 제조 방법.
  4. 밸브체가 밸브 시트에 당접 또는 이간하는 것으로 유체의 흐름을 제어하는 유체 제어 기기를 제조하는 유체 제어 기기의 제조 방법에 있어서,
    상기 밸브체 또는 상기 밸브 시트의 적어도 어느 것이든, 한 쪽이 다른 쪽에 당접하는 착좌 부재와 본체 부재와의 결합체이고,
    상기 결합체는, 상기 착좌 부재의 재료인 착좌 부재 재료와, 상기 본체 부재의 재료인 본체 부재 재료를 용착한 재료 결합체를 삭출하는 것으로 형성되고,
    상기 용착은, 상기 재료 결합체의, 상기 착좌 부재 재료와 상기 본체 부재 재료와의 접촉면에 있어서, 상기 결합체의, 상기 착좌 부재와 상기 본체 부재의 접촉면보다도 넓은 범위에서 행해지고,
    상기 재료 결합체는,
    상기 본체 부재 재료와, 상기 착좌 부재 재료 사이에 열판을 끼워 넣는 것으로, 상기 본체 부재 재료 및 상기 착좌 부재 재료의, 상기 열판이 접촉하는 면을 용융시키는 공정과,
    상기 열판을 상기 본체 부재 재료와 상기 착좌 부재 재료의 사이로부터 제거하는 공정과,
    상기 본체 부재 재료와, 상기 착좌 부재 재료의 용융한 면끼리 접촉시켜, 상기 용융한 면에 대하여 수직 방향으로부터, 상기 본체 부재 재료와 상기 착좌 부재 재료를 가압하면서 냉각하는 것으로, 상기 본체 부재 재료와 상기 착좌 부재 재료를 용착하는 공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 제어 기기의 제조 방법.
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