[发明专利]流量控制阀和使用该流量控制阀的质量流量控制装置

说明书

一种流量控制阀，其具有：阀座，其具有在上端部具有封闭面的内筒部和高度比内筒部的高度高的外筒部；以及阀芯，其沿着与阀座的封闭面垂直的方向进行开闭动作，利用能气密地嵌合的为彼此独立的构件的内筒构件和外筒构件构成内筒部和外筒部。由此，能够对内筒部的封闭面进行加工以使其平滑，利用该流量控制阀，能够比以往更精确地控制较少的流量范围的气体的流量。优选阀座的封闭面的算术平均粗糙度为100纳米以下。

技术领域

本发明是一种与流量控制阀相关的发明，特别是涉及一种组装于质量流量控制装置来使用的流量控制阀。

背景技术

质量流量控制装置(质量流量控制器)是一种控制设备，由如下部件、即至少包括用于测量流体的流量的流量计、用于控制流体的流量的流量控制阀以及用于控制流量计和流量控制阀的控制回路的部件形成。质量流量控制装置被广泛用于例如在半导体的制造工艺中控制被供给到腔室内的气体的质量流量等目的。

对于质量流量控制装置所使用的流量控制阀，存在各种形式的流量控制阀。用于在半导体的制造工艺中控制气体的质量流量的用途的质量流量控制装置使用具有如下构造的流量控制阀，即：构成用于开闭气体流路的阀的部分和具有对阀进行驱动的功能的部分利用金属制的膜片彼此气密地隔离开。采用具有这样的构造的流量控制阀，与气体接触的构件能够全部由耐腐蚀性优良的不锈钢等金属形成，因此，即使在控制腐蚀性气体的流量的情况下，也能够有效地防止因与气体接触的构件的腐蚀导致的气体泄漏。

例如，在专利文献1中公开了一种流量控制阀的构造，该流量控制阀包括：阀座，其具有封闭面；阀芯，其被弹簧向远离阀座的封闭面的方向赋予弹性力；以及压电驱动器，其抵抗弹簧的弹性力地向将阀芯朝阀座的封闭面推回的方向驱动该阀芯，阀芯和压电驱动器利用膜片彼此气密地隔离开。在该流量控制阀的情况下，进行与阀座的封闭面垂直的开闭动作的阀芯由刚性体形成，因此，与向阀座的封闭面直接推压可弹性变形的膜片的构造的流量控制阀相比，耐久性优良。该流量控制阀是压电驱动器未驱动阀芯时阀打开的常开型流量控制阀。

另外，例如，在专利文献2中公开了一种流量控制阀的构造，该流量控制阀包括：阀座，其具有封闭面；阀芯，其被弹簧向靠近阀座的封闭面的方向赋予弹性力；以及驱动器，其抵抗弹簧的弹性力地向使阀芯远离阀座的封闭面的方向驱动该阀芯，阀芯和驱动器利用膜片彼此气密地隔离开。该流量控制阀是驱动器未驱动阀芯时阀关闭的常闭型流量控制阀。

但是，在半导体的制造工艺中，有时要求相比以往而言精确地控制较少的流量范围内的气体的流量。在这样的情况下，即使在阀座的封闭面同与其相对的位置处的阀芯的表面之间的间隙较小时，也需要将该间隙的大小精确地控制为任意值。为此，优选的是，对阀座的封闭面和阀芯的表面均以表面粗糙度尽可能小的方式进行加工以使它们平滑，并且以保持相互平行的位置关系的方式配置。

图3是表示被设计为满足上述要求的阀座的构造的例子的示意图。图3中例示的阀座20的内筒部20a和外筒部20b构成为一体。从底部进行观察所看到的外筒部20b的高度比内筒部20a的高度高。在内筒部20a的上端部形成有阀座20的封闭面20c。在外筒部20b的内周侧且是比内筒部20a的封闭面20c高的位置组装有阀芯3。阀芯3被弹性部件4向远离封闭面20c的方向赋予弹性力。

封闭面20c和外筒部20b的上端面被加工为保持相互平行的位置关系。因而，通过使外筒部20b的上端面与膜片5抵接进行固定，能够使封闭面20c与膜片5分开恒定的距离，并且使封闭面20c与膜片5保持为平行的位置关系。另外，阀芯3的上表面和下表面被加工为保持相互平行的位置关系。因而，通过使阀芯3的上表面与膜片5抵接，能够使阀芯3的下表面与膜片5分开恒定的距离，并且使阀芯3的下表面与膜片5保持为平行的位置关系。像这样，封闭面20c和阀芯3的下表面分别与膜片5平行地配置。结果，封闭面20c和阀芯3的下表面彼此分开恒定的距离，并且保持为平行的位置关系。

现有技术文献

专利文献