KR102597418B1 - 유량 제어 밸브 - Google Patents
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Abstract
파티클의 피 제어 유체로의 혼입을 억제하고, 피 제어 유체의 고도의 청정도를 유지함과 함께, 미소 유량을 고속으로 제어할 수 있는 유량 제어 밸브를 제공한다. 밸브 블록(2)과 다이어프램(1)과 액추에이터(3)를 갖고, 밸브 블록(2)의 상류측 부분(2a) 내에 형성된 일측의 유로에 유입된 유체를, 다이어프램(1)이 액추에이터(3)로부터 받는 미소 압력에 의해, 밸브 블록(2) 내측면과 다이어프램(1) 내측면과의 간극을 거쳐, 밸브 블록(2)의 하류측 부분(2b) 내에 형성된 타측의 유로로부터 유체를 배출한다. 다이어프램(1)의 주연부와 밸브 블록(2)의 상단면은 용착되어 일체화되고, 해당 용착부의 다이어프램(1)의 내주면과 밸브 블록(2)의 내주면과의 사이에 단차 및 간극이 없고, 다이어프램(1)의 내주면과 밸브 블록(2)의 내주면은 동일면이다.
Description
본 발명은 유량 제어 밸브에 관한 것으로, 특히 반도체의 제조 등에 사용되는 유체 중의 오염(컨태미네이션)이나 미세한 이물(먼지)의 발생을 억제함과 함께, 미소 유량을 고속으로 제어할 수 있는 유량 제어 밸브에 관한 것이다.
반도체의 제조 등에 있어서, 실리콘 웨이퍼 세정용의 순수나 에칭 처리용의 약액 등의 유체에는 매우 높은 청정도가 요구된다. 구체적으로는, 반도체 제조에 있어서의 대규모 집적화, 가공의 미세화가 진행되어, 국제 반도체 기술 로드맵(ITRS)에 있어서, 2015년에 32nm 프로세스로 되는 것이 정해져 있다. 프로세스로 표현되는 숫자(32nm)는 MPU에 있어서의 최하층의 가장 좁은 배선의 피치(선폭 + 선간격)의 절반(하프 피치)으로서 정의되고 있다. 이와 같이 배선 폭이 정해지는 중에 있어, 반도체 제조 공정 내에서의 유체의 유동 경로에의 오염이나 미세한 먼지(파티클)의 혼입은, 제품의 수율에 큰 영향을 준다. 파티클은 배선 피치의 4분의 1 (2015년의 프로세스의 경우, 8nm) 이하로 할 필요가 있기 때문에, 유체의 청정도를 유지하면서 유동시키는 부재는 큰 의미를 갖는다.
예를 들어, 종전 구조의 유량 제어 밸브가 도 5에 개시되어 있다(특허문헌 1 참조). 이 유량 제어 밸브(100)는, 피 제어 유체의 유입부(101) 및 유출부(102)와, 유입부 및 유출부 사이에 밸브시트부(103)가 형성된 밸브실(104)을 갖는 밸브실 몸체부(105), 밸브시트부(103)를 진퇴 가능하게 밀봉하는 밸브부(106)와 밸브실(104) 내에 장착된 다이어프램부(107)를 구비하는 밸브 기구부(108)를 포함한다. 에어 포트(109)로부터 유출입하는 작동 에어에 의해 밸브 기구부(108)를 진퇴시켜 밸브시트부(103)의 개폐를 구동 제어하는 구동 기구체(110)를 밸브실 몸체부(105) 상의 하우징 몸체부(111) 내에 수용하고 있다. 구동 기구체(110)는, 밸브 기구부(108)에 접속되어 에어 포트(109)로부터 유입되는 작동 에어를 받는 수압부(112)를 갖는 피스톤부(113)와, 피스톤부(113)를 밸브시트부(103) 쪽으로 미는 스프링(114)을 구비한다. 도면 중에서, 115는 호흡 구멍, 116은 피스톤 공간부이다.
도 5의 유량 제어 밸브는 밸브부가 밸브시트부로부터 떨어져 피 제어 유체가 유동하는 상태이다. 여기서, 에어 포트(109)로부터의 작동 에어의 공급 압력을 저하시키는 것에 의해, 피스톤부(113)의 수압부(112)에 가해지는 압력이 저하된다. 그 결과, 스프링(114)의 가압력이 유입되는 작동 에어의 압력을 이기고, 피스톤부(113)는 강하한다. 따라서, 밸브기구(108)를 통해 밸브부(106)는 밸브시트부(103)에 안착된다.
도 5의 유량 제어 밸브(100)에 있어서, 밸브부(106) 및 밸브시트부(103)를 포함하는 각 부재는, 일반적으로 PTFE 등의 불소 수지제이며, 절삭에 의해 소정 형상으로 형성된다. PTFE는 내약품성이 높고, 또한 청정도도 높아, 반도체 제조 설비에 많이 사용되고 있다. 그러나, 유체 제어 밸브(100)의 구조로부터 알 수 있는 바와 같이, 피 제어 유체의 유동을 완전히 정지시키는 경우, 밸브부(106)는 밸브시트부(103)에 안착된다. 즉 쌍방은 충돌하게 된다. 유체 제어 밸브를 장시간 사용하는 동안 밸브시트부 및 밸브부 쌍방에 마모가 발생한다. 밸브의 구조상, 마모부분으부터 박리되는 파티클의 발생을 회피하는 것은 곤란하다.
그렇지만, 전술한 로드맵 등에도 있듯이, 종래의 기준보다 더욱 미세한 파티클이 문제시되어, 그 대응이 보다 요구되게 되었다. 종래 구조의 유량 제어 밸브로는, 새로운 기준에 대응하는 파티클의 발생 억제에 대응하기에 불충분하다. 따라서 파티클 발생의 억제에 대응하는 새로운 구조의 유량 제어 밸브가 요구되고 있다.
본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 파티클의 피 제어 유체로의 혼입을 억제하고, 피 제어 유체의 고도의 청정도를 유지함과 함께, 미소 유량을 고속으로 제어할 수 있는 유량 제어 밸브를 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 유량 제어 밸브는, 밸브 블록과 다이어프램과 액추에이터를 갖고, 밸브 블록 내에 형성된 일측의 유로에 유입된 유체를, 다이어프램이 액추에이터로부터 받는 미소 압력에 의해, 밸브 블록 내측면과 다이어프램 내측면과의 간극을 거쳐, 밸브 블록 내에 형성된 타측의 유로로부터 당해 유체를 배출하도록 구성되어 있는, 유체의 유량을 제어하는 유량 제어 밸브로서, 다이어프램 주연부와 밸브 블록 상단면은 용착되어 일체화되고, 당해 용착부의 다이어프램 내주면과 밸브 블록 내주면과의 사이에 단차 및 간극이 없고, 다이어프램 내주면과 밸브 블록 내주면은 동일면인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유량 제어 밸브는, 다이어프램과 밸브 블록에 의해 형성되는 유체의 유로에 있어서, 다이어프램 주연부와 밸브 블록 상단면이 용착되어 일체화되고, 당해 용착부의 다이어프램 내주면과 밸브 블록 내주면과의 사이에 단차 및 간극이 없고, 다이어프램 내주면과 밸브 블록 내주면이 동일면이기 때문에, 용착 부위에 이물이 발생되지 않고, 이물이 용착 부위에 축적되지 않고, 체류하지도 않아, 피 제어 유체의 고도의 청정도를 유지할 수 있다.
도 1(a)는 본 발명의 유량 제어 밸브의 일 실시형태(노멀 클로즈 타입)의 종단면을 포함하는 개략 구성도이고, 도 1(b)는 그 평면도이다.
도 2는 다이어프램과 밸브 블록의 용접 부위의 형상의 일 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 3은 다이어프램과 밸브 블록을 용착할 때의 온도 패턴과 압력 패턴의 일 실시형태를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 유량 제어 밸브의 제어 방식의 일 실시형태를 나타내는 개략 블록도이다.
도 5는 특허문헌 1에 기재된 체크 밸브의 개방 상태를 나타내는 종단면도이다.
도 2는 다이어프램과 밸브 블록의 용접 부위의 형상의 일 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 3은 다이어프램과 밸브 블록을 용착할 때의 온도 패턴과 압력 패턴의 일 실시형태를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 유량 제어 밸브의 제어 방식의 일 실시형태를 나타내는 개략 블록도이다.
도 5는 특허문헌 1에 기재된 체크 밸브의 개방 상태를 나타내는 종단면도이다.
이하, 본 발명을 실시형태에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 실시형태는 예시이며, 본 발명은 실시형태로 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 범위를 일탈하지 않는 범위에 있어서 여러 가지 변경이나 수정이 가능하다.
본 발명에 있어서, 액추에이터로서는, 피에조 액추에이터를 사용할 수 있다. 피에조 압전 효과는 예전부터 알려져 있는 현상으로, 어떤 결정에 기계적 압력을 가할 경우 압력에 비례하여 피에조 소자 표면에 전하가 발생하는 현상인데, 피에조 압전 효과는 가역 현상으로, 피에조 액추에이터에서는 이 역 압전 효과가 사용되고 있다. 즉, 피에조 소자에 전극을 부착하고, 전압을 인가하는 것에 의해 소자 내부에 전계를 발생시키고, 이것에 의해 피에조 소자를 신장시킨다. 피에조 소자 결정의 분극 방향에 평행하게 가해진 전기장은 일직선으로 배열된 전기 쌍극자에 회전력을 발생시켜, 강한 토크를 발생시킨다. 이것에 의해 결정 중에 길이의 변화가 발생하여, 결정체의 신장을 일으킨다. 피에조 소자의 길이 변화는, 인가 전압을 변화시키는 것에 의해, 나노미터 영역의 매우 미세한 신장 변화로 나타난다. 피에조 액추에이터는 다양한 액추에이터 중에서 가장 빠른 응답 속도를 가지며, 그 신장 속도는 중력가속도의 수천 배의 가속도가 얻어진다. 따라서, 피에조 액추에이터는 본 발명의 유량 제어 밸브의 액추에이터로서 바람직하다.
그런데, 피 측정 유체에는, 공업 장치의 세정액으로서 사용되는 부식성 약액도 존재한다. 반도체의 제조 등에 있어서, 실리콘 웨이퍼의 세정에 사용되는 순수나 에칭 처리에 사용되는 약액은 부식성 약액이기 때문에, 반도체의 제조 장치에 사용되는 유량 제어 밸브의 구성 재료는 부식성 약액을 견디는 소재로 구성되는 것이 바람직하다.
도 1(a)는 본 발명의 유량 제어 밸브의 일 실시형태(노멀 클로즈 타입)의 종단면을 포함하는 개략 구성도이고, 도 1(b)는 그 평면도이다. 1은 다이어프램, 2는 밸브 블록, 3은 피에조 액추에이터, 4는 피에조 액추에이터(3)의 입출력단이다. 이 입출력단(4)은 다이어프램(1)에 접속되어 있다. 밸브 블록(2)의 상류측 부분(2a) 내에 형성된 일측의 유로(도 1(a)의 우측으로의 화살표)에 유입된 유체를, 피에조 액추에이터(3)의 입출력단(4)으로부터 받는 미소 압력에 의해 다이어프램(1)이 신축되면, 밸브 블록(2)의 상류측 부분(2a) 내에 형성된 유로(도 1(a)의 우측으로의 화살표)로부터, 밸브 블록(2)의 내측면과 다이어프램(1)의 내측면과의 간극을 거쳐, 밸브 블록(2)의 하류측 부분(2b) 내에 형성된 유로(도 1(a)의 우측으로의 화살표)로부터 당해 유체를 배출시킬 수 있다. 본 발명의 유량 제어 밸브를 작동시키기 위한 액추에이터로서는, 피에조 액추에이터 이외에, 전기식의 리니어 직류 모터, 리니어 동기 모터, 리니어 유도 모터, 리니어 스테핑 모터, 유압식의 유압 실린더, 공압식의 공압 실린더 등을 사용할 수도 있다. 요컨대, 제어 기기로부터 출력되는 신호에 기초하여, 작동 기기에 직선적인 동작을 제공할 수 있는 것이면 된다.
본 발명의 유량 제어 밸브를 반도체의 제조 장치에 사용하는 경우, 다이어프램(1), 밸브 블록(2)을 구성하는 소재는 내약품성 소재(부식성 약액에 견디는 소재)인 것이 바람직하다. 이 내약품성 소재로서는, 내산성, 내알칼리성 및 내유기 용제성이 우수한 PFA(퍼플루오로알콕시알칸)나 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌) 등의 불소 수지가 바람직하다. 또한, 다이어프램(1)과 밸브 블록(2)에 요구되는 기능을 고려하면, 다이어프램(1)은 내마모성, 굴곡 특성, 내약액 투과성, 용착성이 우수한 것이 바람직하다. 따라서, 다이어프램(1)의 소재는 변성 PTFE 또는 PFA가 보다 바람직하다.
다이어프램(1)의 소재로서 바람직한 변성 PTFE로서는, 예를 들어, 평균 입경이 20㎛이고, 겉보기 밀도가 360g/L이고, 비중이 2.15이고, 인장 강도가 48MPa이고, 신장이 400%이고, 수축률이 3.8%이고, 융점이 339℃이고, 굴곡 수명이 2.7 × 107회(MIT 시험, ASTM D2178)인 불소 수지(다이킨 공업(주) 제의 「PTFE M-112」)를 이용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 다이어프램(1)의 주연부와 밸브 블록(2)의 상단면이 용착되어 일체화되고(도 1(a)의 C로 나타내는 작은 원으로 둘러싸인 부분 참조), 당해 용착부의 다이어프램(1)의 내주면과 밸브 블록(2)의 내주면과의 사이에 단차 및 간극이 없고, 다이어프램(1)의 내주면과 밸브 블록(2)의 내주면이 동일면인 것이 매우 중요하다. 이 용착 부위는, 예를 들어, 이하와 같이 하여 형성할 수 있다.
1. 다이어프램(1)과 밸브 블록(2)의 형성
다이어프램(1)과 밸브 블록(2)의 소재로서는 PTFE, 변성 PTFE, PFA를 사용할 수 있지만, 다이어프램(1)의 굴곡 수명이 밸브의 수명에 직결되는 것을 고려하면, 다이어프램(1)의 소재로서는 굴곡 특성과 용착성이 우수한 변성 PTFE가 바람직하고, 내약액 투과성과 내마모성을 고려하면 PFA가 바람직하다. 또한, 다이어프램(1)의 주된 소재로서 변성 PTFE 또는 PFA 중 어느 하나(예를 들어, 변성 PTFE)를 사용하고, 일부를 다른 하나의 소재(예를 들어, PFA)로 할 수도 있다. 밸브 블록(2)은 생산성을 고려하면서, PTFE, 변성 PTFE 또는 PFA 중 어느 하나의 재료를 사용할 수 있다. 또한, 밸브 블록(2)의 주된 소재로서, PTFE, 변성 PTFE 또는 PFA 중 어느 하나(예를 들어, PTFE)를 사용하고, 일부를 나머지 2개의 소재 중 어느 하나(예를 들어, PFA)로 할 수도 있다. PTFE 및 변성 PTFE는 절삭 가공에 의해, PFA는 사출 성형 및 절삭 가공에 의해, 도 1(a)에 나타내는 단면 형상의 다이어프램(1)과 밸브 블록(2)을 얻을 수 있다.
2. 용착되는 면의 전(前)가공
도 1(a)에 있어서 C로 나타내는 용착 부위의 용착되는 면인, 다이어프램(1)의 주연부와 밸브 블록(2)의 상단면을, 산술 평균 거칠기가 Ra 0.2㎛ 이하이고, 최대 높이가 Ry 0.8㎛ 이하가 되도록, 정밀 절삭 가공한다. 또한, 용착 위치의 정밀도 확보, 용착 강도의 확보라는 양쪽 관점에서, 다이어프램(1)과 밸브 블록(2)이 용착되는 부위의 형상을, 도 2에 도시된 바와 같은 형상으로 한다. 즉, 도 2에 있어서 점선으로 나타낸 바와 같이, 다이어프램(1)과 밸브 블록(2)이 서로 상대 부재에 들어가는 형상으로 전가공해 두는 것에 의해, 단차나 간극을 발생시키지 않고, 이들 부재를 용착할 수 있다. 본 발명에 있어서는, 다이어프램(1)과 밸브 블록(2)을 용착하기 위해서 접착제나 접합 부재를 사용하지 않고, 다음에 설명하는 바와 같이 용착할 수 있다. 따라서, 용착 부위에 불순물이 용출되는 일도 없다.
3. 다이어프램(1)과 밸브 블록(2)의 용착
상기와 같이 하여 얻은 다이어프램(1)과 밸브 블록(2)을 용착하기 위해서는, 대기 분위기의 가열로에 삽입하여 용착하는 방법(전자(前者) 가열 방법) 또는 다이어프램(1)의 주연부와 밸브 블록(2)의 상단면만을 국부적으로 가열하여 용착하는 방법(후자(後者) 가열 방법)이 있다. 전자 가열 방법에서는, 재료의 크기에 따라 적절히 변경되긴 하지만, 재료의 융점을 초과하는 온도에서, 압력은 최대 30MPa 정도, 가열 시간은 최대 200분 정도이다. 후자 가열 방법에서는, 재료의 크기에 따라 적절히 변경되긴 하지만, 재료의 융점을 초과하는 온도에서, 압력은 1.0MPa 정도, 가열 시간은 10분 정도이다. 가열로에 있어서의 온도와 압력의 패턴의 일례를 도 3에 나타낸다. 도 3에 있어서, 실선은 노내 온도, 점선은 노내 압력을 나타낸다. 가열로에서 다이어프램(1)의 주연부와 밸브 블록(2)의 상단면을 가열에 의해 용착한 후, 정밀 절삭 가공을 실시한다. 이와 같이 하여 얻어진 다이어프램(1)의 내주면과 밸브 블록(2)의 내주면과의 사이에는 단차 및 간극이 없고, 다이어프램(1)의 내주면과 밸브 블록(2)의 내주면이 동일면으로 되기 때문에, 용착 부위에 이물이 발생되지 않고, 이물이 용착 부위에 축적되지 않고, 체류하지도 않는다.
다음으로, 본 발명의 유량 제어 밸브의 동작에 대해 설명한다.
1. 초기 퍼지
유량 제어를 개시하기 전에, 도 1(a)에 나타내는 유로를 포함하는 전체 유로에 순수를 흘려 세정한다.
2. 유량 제어
도 1(a)는 노멀 클로즈 타입의 경우의 유량 제어를 나타내고 있다. 도시하지 않은 전극과 도 1(a)에 나타낸 피에조 액추에이터(3)를 접속하고, 상기 전극에 전압을 인가하는 것에 의해 피에조 액추에이터(3) 내부에 전계를 발생시키고, 이것에 의해 피에조 액추에이터(3)의 입출력단(4)을 피에조 액추에이터(3)를 향하여 약간 인입시키고, 입출력단(4)을 통해 다이어프램(1)과 밸브 블록(2) 내부의 돌기부(2c) 및 밸브 블록(2)의 하류측 부분(2b)과의 사이에 미소 간극을 발생시켜, 밸브 블록(2)의 상류측 부분(2a)으로부터 밸브 블록(2)의 하류측 부분(2b)으로 유체가 흐르도록 한다. 즉, 노멀 클로즈 타입의 경우를 나타내는 도 1(a)에 있어서, 입출력단(4)이 피에조 액추에이터(3)를 향해 약간 인입되는 것에 의해, 다이어프램(1)과 밸브 블록(2) 내부의 돌기부(2c) 및 밸브 블록(2)의 하류측 부분(2b)과의 사이에 미세 간극이 발생한다. 또한, 피에조 액추에이터(3) 내에는, 입출력단(4)을 피에조 액추에이터(3)로부터 외측을 향해 신장시키려는 스프링이 삽입되어 있으므로, 입출력단(4)을 피에조 액추에이터(3)를 향해 끌어당기도록 하기 위해서는 이 스프링력을 이겨낼 필요가 있다. 따라서, 피에조 액추에이터(3) 내부에서 발생하는 전계 강도를 증감시키는 것에 의해, 미소 간극을 흐르는 유체 유량을 조정할 수 있다. 피에조 액추에이터(3) 내부에서 발생한 전계 강도가 상기 스프링력보다 작아지면, 입출력단(4)은 원래의 위치로 돌아가려고 하기 때문에 다이어프램(1)과 밸브 블록(2) 내부의 돌기부(2c) 및 밸브 블록(2)의 하류측 부분(2b)과의 사이에 미세 간극이 형성되지 않고, 유체의 유로가 폐쇄되므로, 밸브 블록(2)의 상류측 부분(2a)으로부터 밸브 블록(2)의 하류측 부분(2b)으로 유체가 흐르지 않는다.
노멀 오픈 타입의 경우의 유량 제어는 이하와 같이 행할 수 있다. 노멀 오픈 타입의 경우에는, 도 1(a)에 있어서, 다이어프램(1)과 밸브 블록(2) 내부의 돌기부(2c) 및 밸브 블록(2)의 하류측 부분(2b)과의 사이에 미소 간극이 있다. 따라서, 도시하지 않은 전극과 도 1(a)에 나타낸 피에조 액추에이터(3)를 접속하고, 상기 전극에 전압을 인가하는 것에 의해 피에조 액추에이터(3) 내부에 전계를 발생시켜, 이것에 의해 피에조 액추에이터(3)의 입출력단(4)을 신장시키고, 입출력단(4)을 통하여 다이어프램(1)과 밸브 블록(2) 내부의 돌기부(2c) 및 밸브 블록(2)의 하류측 부분(2b)과의 사이의 미소 간극이 폐쇄되어(도 1(a)에 도시된 바와 같이), 밸브 블록(2)의 상류측 부분(2a)으로부터 밸브 블록(2)의 하류측 부분(2b)으로 유체가 흐르지 않는다. 또한, 피에조 액추에이터(3) 내에는, 입출력단(4)을 피에조 액추에이터(3)를 향해 끌어당겨 되돌리려고 하는 스프링이 삽입되어 있으므로, 입출력단(4)이 신장하기 위해서는, 이 스프링력을 이겨낼 필요가 있다. 따라서, 피에조 액추에이터(3) 내부에 발생한 전계 강도가 이 스프링력보다 작아지면, 입출력단(4)이 원래의 위치로 돌아가려고 하므로, 다이어프램(1)과 밸브 블록(2) 내부의 돌기부(2c) 및 밸브 블록(2)의 하류측 부분(2b)과의 사이에 미소 간극이 발생하여, 밸브 블록(2)의 상류측 부분(2a)으로부터 밸브 블록(2)의 하류측 부분(2b)으로 유체가 흐른다. 따라서, 피에조 액추에이터(3) 내부에서 발생하는 전계 강도를 증감시키는 것에 의해, 미소 간극을 흐르는 유체 유량을 조정할 수 있다.
밸브 블록(2)의 상류측 부분(2a)의 상류의 유로와 하류측 부분(2b)의 하류의 유로에는 유체의 유량, 압력 및 온도를 감지하기 위한 유량 센서, 압력 센서 및 온도 센서가 배치되어 있고, 각 센서로부터의 신호는 도시되지 않은 전극으로 피드백된다. 이 유량 센서, 압력 센서 및 온도 센서로부터 피드백되는 신호에 따라 피에조 액추에이터(3) 내부에서 발생하는 전계 강도가 다르다.
3. 피드 포워드 제어
본 발명의 유량 제어 밸브에서는, 피드 포워드 제어를 실행할 수도 있다. 즉, 다이어프램(1)과 밸브 블록(2) 내부의 돌기부(2c) 및 밸브 블록(2)의 하류측 부분(2b)과의 미소 간극의 개구부 면적이 미리 정해진 기준값보다 큰 것에 의해, 밸브 블록(2)의 상류측 부분(2a)으로부터 밸브 블록(2)의 하류측 부분(2b)으로 흐르는 유체의 유량이 소정의 목표값보다 증가하면, 피드 포워드 제어를 판정한다. 즉, 밸브 블록(2)의 하류측 부분(2b)의 하류의 유로에 배치된 유량 센서로 감지된 유량이 목표값보다 커지면, 그 목표값과 실제 유량과의 편차에 기초하여 유량의 변화폭이 산출되고, 그 변화폭에 기초하여 유량이 설정된다. 피드 포워드 제어로, 제어 후의 유량은 현재의 유량보다 낮아진다.
4. 시퀀스 제어
본 발명의 유량 제어 밸브에서는, 시퀀스 제어를 실행할 수도 있다. 즉, 전술한 유량 센서, 압력 센서 및 온도 센서와, 피에조 액추에이터(3)와, 상기 센서로부터의 동작 상태를 받아, 제어 로직에 따라 상기 피에조 액추에이터(3)에 제어 지령을 출력하는 설비 제어 시퀀스와, 주기적으로 기동 신호를 출력하는 시퀀스 제어 기구를 구비한 시퀀스 제어 장치에 있어서, 상기 설비 제어 시퀀스가 시간폭과 유량 제어 밸브의 개도에 관한 복수의 제어 스텝으로 분할되고, 제어 스텝 단위로 실행 레지스터와 제어 동작의 출력부를 조합한 프로그램에 의해 상기 제어 로직을 구성하고, 또한 상기 제어 스텝의 진척을 제어 동작 조건에 따라 제어하고, 실행 스텝에 대응하는 실행 레지스터를 결정하기 위해, 플로우 기술(記述)의 프로그램에 의해 구성된 진척 관리 기구를 설치하는 것에 의해, 시퀀스 제어를 실행할 수 있다.
이상, 설명한 바와 같이, 본 발명의 유량 제어 밸브는 유량 제어가 필요한 다양한 산업 분야에 있어서 유용하며, 특히 반도체 제조 장치에 사용되는 유체의 유량 제어에 있어서 유용하다.
1 다이어프램
2 밸브 블록
3 피에조 액추에이터
4 피에조 액추에이터의 입출력단
2 밸브 블록
3 피에조 액추에이터
4 피에조 액추에이터의 입출력단
Claims (4)
- 밸브 블록과 다이어프램과 액추에이터를 갖고, 밸브 블록 내에 형성된 일측의 유로에 유입된 유체를, 다이어프램이 액추에이터로부터 받는 미소 압력에 의해, 밸브 블록 내측면과 다이어프램 내측면과의 간극을 거쳐, 밸브 블록 내에 형성된 타측의 유로로부터 당해 유체를 배출하도록 구성되어 있는, 유체의 유량을 제어하는 유량 제어 밸브로서,
용착에 제공되는 다이어프램 주연부와 밸브 블록 상단면을, 산술 평균 거칠기가 Ra 0.2㎛ 이하이고, 최대 높이가 Ry 0.8㎛ 이하가 되도록 정밀 절삭 가공한 후, 다이어프램과 밸브 블록의 접촉면의 부재는 서로 상대 부재 측으로 들어가도록 하고,
다이어프램 주연부와 밸브 블록 상단면은 가열로에서 가열되는 것에 의해 용착되어 일체화되고, 당해 용착부의 다이어프램 내주면과 밸브 블록 내주면과의 사이에 단차 및 간극이 없고, 다이어프램 내주면과 밸브 블록 내주면은 동일면인 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
밸브 블록은 PTFE, 변성 PTFE 또는 PFA로 이루어지고, 다이어프램은 변성 PTFE 또는 PFA로 이루어지는 유량 제어 밸브. - 청구항 3에 있어서,
액추에이터는 피에조 액추에이터인 유량 제어 밸브.
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