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WO2020085302A1 - バルブ装置およびガス供給システム - Google Patents

バルブ装置およびガス供給システム Download PDF

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Publication number
WO2020085302A1
WO2020085302A1 PCT/JP2019/041310 JP2019041310W WO2020085302A1 WO 2020085302 A1 WO2020085302 A1 WO 2020085302A1 JP 2019041310 W JP2019041310 W JP 2019041310W WO 2020085302 A1 WO2020085302 A1 WO 2020085302A1
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WO
WIPO (PCT)
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valve body
valve device
flow path
valve
peripheral surface
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/041310
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
隆博 松田
献治 相川
章弘 原田
一誠 渡辺
中田　知宏
篠原　努
Original Assignee
株式会社フジキン
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社フジキン filed Critical 株式会社フジキン
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Priority to KR1020217014982A priority patent/KR20210074377A/ko
Priority to US17/286,991 priority patent/US20210388919A1/en
Priority to CN201980070752.6A priority patent/CN112955685A/zh
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment

Definitions

  • the present invention relates to a valve device detachably attached to a flow path block in which a flow path is formed, and a gas supply system using this valve.
  • valves are used to control the supply of various process gases to the chamber of semiconductor manufacturing equipment.
  • processes such as the atomic layer deposition method (ALD: Atomic Layer Deposition method)
  • ALD Atomic Layer Deposition method
  • high responsiveness and high precision are required to control the flow rate of the process gas used in the process of depositing a film on a substrate while being downsized.
  • ALD Atomic Layer Deposition method
  • Patent Document 1 discloses an integrated valve that is modularized and is directly screwed to a flow path block, which is a gas supply destination, without using a joint member.
  • One of the objects of the present invention is to provide a valve device used in a semiconductor manufacturing process or the like having a structure suitable for miniaturization and integration, and a gas supply system using the valve device.
  • the valve device of the present invention is a valve device detachably attached to a flow path block in which a flow path is formed,
  • a valve body that is housed in a housing recess that is formed in the flow path block and has a circular cross-sectional shape, and that has a first port and a second port formed on the bottom surface;
  • the outer threaded portion formed on the outer circumference is screwed into the inner threaded portion formed on the inner circumference of the accommodation recess, thereby pressing the valve body toward the bottom of the accommodation recess and flowing the valve body through the flow.
  • the valve body has an outer peripheral surface portion that fits into an inner peripheral surface portion of the accommodating recess of the flow path block, and the outer peripheral surface portion defines a positioning that defines a rotational position around the central axis of the valve body with respect to the flow path block. Projections are formed.
  • the positioning convex portion can be configured so as to be within the outer diameter of the threaded portion on the outer periphery of the bonnet nut in a bottom view of the valve body.
  • the positioning protrusion may be configured to engage with a groove extending from the upper end of the inner periphery of the accommodation recess of the flow path block toward the bottom.
  • the groove portion may be formed in the inner peripheral surface portion into which the inner threaded portion and the outer peripheral surface portion fit.
  • the gas supply system of the present invention is a gas supply system in which a plurality of fluid devices are arranged, and the plurality of fluid devices include the above valve device.
  • the valve device is provided at the final stage of the supply path of the gas supply system.
  • valve device having a structure further reduced in size and suitable for integration is provided.
  • FIG. 1 is a perspective view including a valve device according to an embodiment of the present invention, a metal gasket, and a part of a flow path block including a cross section.
  • FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the valve device of FIG. 1 attached to a flow path block.
  • the bottom view of the valve apparatus of FIG. The top view which shows the structure in the accommodation recessed part of a flow path block.
  • FIG. 1 shows a state in which a valve device 1 according to an embodiment of the present invention is removed from a flow path block 30 which is a mounting destination.
  • FIG. 2 shows a vertical section in a state where the valve device 1 is attached to the flow path block 30.
  • 3 is a bottom view of the valve device 1
  • FIG. 4 is a top view of the housing recess 35 of the flow path block 30.
  • the valve device 1 has a valve body 3, a valve seat 5, an inner disc 7, a diaphragm 10, an actuator 15, a ball bearing 17, and a bonnet nut 20.
  • the valve body 3 is a rotating body having an axis Ct having a cylindrical portion 3b at the top and an enlarged diameter portion 3c at the bottom as a central axis, and has a flow passage 3A and a flow passage 3B formed therein, and one end of the flow passage 3A is The bottom of the valve body 3 communicates with a port 3p1 that opens, and one end of the flow path 3B communicates with a port 3p2 that opens on the bottom of the valve body 3.
  • the ports 3p1 and 3p2 are formed symmetrically with respect to a virtual plane PL including the axis Ct of the valve body 3.
  • a sealing projection 4 is formed integrally with the valve body 3 so as to project from the bottom surface.
  • the protrusion 4 is provided to press the gasket 21 and plastically deform the gasket 21.
  • the protrusion 4 includes two annular protrusions 4a and 4b, and the annular protrusion 4a and the annular protrusion 4b are formed so as to share a part. That is, a part of the annular protrusion 4a and the annular protrusion 4b is formed by the common protrusion portion 4c.
  • the protrusion 4 has an outer shape of a figure 8 as a whole, but the present invention is not limited to this.
  • the common protrusion portion 4c By forming a part of the annular protrusion 4a and the annular protrusion 4b by the common protrusion portion 4c, it is possible to further reduce the distance between the port 3p1 and the port 3p2 and reduce the outer diameter of the valve body 3. You can
  • the valve body 3 has an annular valve seat 5 installed around the opening of the flow path 3B at the bottom of the cylindrical portion 3b, and the valve seat 5 is held in a fixed position by an inner disc 7.
  • a metal diaphragm 10 is provided on the inner disk 7 and covers the inner disk 7 entirely.
  • the diaphragm 10 contacts and separates from the valve seat 5 by a diaphragm retainer 12 driven by an actuator 15, thereby connecting and disconnecting the flow passage 3A and the flow passage 3B.
  • the diaphragm 10 is airtightly fixed by being pressed toward the valve body 3 by the tip surface of the lower end portion of the actuator 15 screwed into the inner circumference of the cylindrical portion 3b of the valve body 3.
  • the actuator 15 is connected to the valve body 3 by being screwed onto the inner circumference of the cylindrical portion 3b of the valve body 3.
  • the enlarged diameter portion 3c formed at the bottom of the valve body 3 supports the ball bearing 17 at its upper end surface, and the outer peripheral surface is formed at the inner circumference of the accommodation recess 35 of the flow path block 30 described later.
  • the outer peripheral surface portion 3f is fitted to the surface portion 35a.
  • a positioning convex portion 3a that defines a rotational position of the valve body 3 with respect to the flow path block 30 about the axis Ct is formed.
  • the convex portion 3a extends in the direction along the axis Ct.
  • the shape of the convex portion 3a is not limited to this, but if the convex portion 3a is extended in the direction along the axis Ct, the movement becomes smooth when engaging with the linear groove portion 35c described later.
  • a bonnet nut 20 formed in a cylindrical shape is arranged on the outer periphery of the valve body 3, and a lower end surface of the bonnet nut 20 is arranged on the enlarged diameter portion 3c of the valve body 3 via a ball bearing 17.
  • An outer threaded portion 20a is formed on the outer peripheral surface of the bonnet nut 20, and is screwed into an inner threaded portion 35s of the housing recess 35 of the flow path block 30 described later. As shown in FIG. 3, the above-described positioning convex portion 3a is accommodated within the outer diameter of the outer screw portion 20a on the outer periphery of the bonnet nut 20 in the bottom view of the valve body 3.
  • the flow path block 30 has a flow path 31 and a flow path 32, and also has a housing recess 35 having a circular cross-sectional shape.
  • a port 31p communicating with the flow channel 31 and a port 32p communicating with the flow channel 32 are opened in the bottom surface 35b of the accommodation recess 35.
  • the formation positions of the ports 31p and 32p correspond to the ports 3p1 and 3p2 of the valve body 3, respectively.
  • a protrusion 33 for sealing which is formed so as to protrude from the bottom surface 35b of the accommodation recess 35, is formed integrally with the flow path block 30.
  • the protrusion 33 is provided to press the gasket 21 and plastically deform the gasket 21.
  • the protrusion 33 includes two annular protrusions 33a and 33b, and the annular protrusion 33a and the annular protrusion 33b are formed so as to share a part. That is, a part of the annular protrusion 33a and the annular protrusion 33b is formed by the common protrusion portion 33c.
  • the protrusion 33 is formed at a position corresponding to the protrusion 4 of the valve body 3.
  • An inner threaded portion 35s is formed on the inner periphery of the accommodation recess 35 of the flow path block 30 from the upper end side toward the bottom portion, and an inner peripheral surface portion 35a to which the outer peripheral surface portion 3f of the valve body 3 is fitted is formed at the bottommost portion. ing. Since the inner diameter of the inner screw portion 35s is formed to be slightly larger than the inner diameter of the inner peripheral surface portion 35a, the outer peripheral surface portion 3f of the valve body 3 does not interfere with the inner screw portion 35s. Further, a groove portion 35c extending from the upper end portion to the bottom portion is formed on the inner circumference of the accommodation recess 35 in parallel with the axis Ct.
  • the convex portion 3a of the valve body 3 is engaged with the groove portion 35c, and the rotational position of the valve body 3 with respect to the flow path block 30 about the axis Ct is defined.
  • the ports 3p1 and 3p2 of the valve body 3 are respectively aligned with the ports 31p and 32p of the flow path block 30.
  • the groove 35c is formed inside the root diameter of the inner threaded portion 35s.
  • the gasket 21 is a metal disk-shaped member, and has two through holes corresponding to the ports 31p and 32p of the flow path block 30 and the ports 3p1 and 3p2 of the valve body 3. Has been formed.
  • the gasket 21 is plastically deformed by the protrusion 4 of the valve body and the protrusion 33 of the flow path block 30 described above, and therefore has a hardness sufficiently lower than that of the protrusion 4 and the protrusion 33.
  • the outer peripheral surface of the gasket 21 fits into the recesses formed on the bottom surface 3d of the valve body 3 and the bottom surface 35b of the housing recess 35, respectively.
  • a guide ring (not shown) is provided on the outer peripheral surface of the gasket 21 so that the gasket 21 does not come off when the gasket 21 is fitted into the recess.
  • the gasket 21 is held in the recess of the bottom surface 3d of the valve body 3, or is placed in the recess formed in the bottom surface 3d of the housing recess 35.
  • the outer threaded portion 20a of the bonnet nut 20 is screwed onto the inner threaded portion 35s of the housing recess 35 while the projection 3a of the valve body 3 is engaged with the groove 35c of the housing recess 35, and a bonnet is used with a tool.
  • the nut 20 is rotated and the propulsive force of the bonnet nut 20 is transmitted to the expanded diameter portion 3c of the valve body 3 via the ball bearing 17.
  • the ball bearing 17 releases the rotational force of the bonnet nut 20 so that only the downward thrust force acts on the valve body 3. Further, even if the valve body 3 is slightly subjected to a rotational force, the positioning projection 3a is engaged with the groove 35c of the housing recess 35, so that the valve body 3 and the flow path block 30 are relatively positioned. The rotation position does not shift.
  • the protrusion 4 of the valve body 3 and the protrusion 33 of the flow passage block 30 deform the gasket 21, and the flow passage 3A and the flow passage 31 communicate with each other in an airtight manner. And the flow path 32 communicate with each other in an airtight manner. Since the protrusion 4 and the protrusion 33 are formed symmetrically with respect to the virtual plane PL, the forces acting on the protrusion 4 and the protrusion 33 are equalized and the sealing property is stabilized.
  • the valve body 3 including the valve seat 5, the diaphragm 10 and the like is housed in the housing recess 35 of the flow path block 30, and the valve body 3 is rotated with respect to the flow path block 30.
  • the directional positioning mechanism is minimized by utilizing the threaded area.
  • the rotational positioning mechanism does not hinder the reduction of the outer diameter of the valve body 3.
  • the sealing projection 4 and the projection 33 are configured such that a part of the two annular projections is a common projection portion, so that the distance between the ports can be shortened and the valve can be shortened.
  • the outer diameter of the body can be reduced.
  • the inner diameter of the accommodating recess 35 can also be made small, so that a valve device suitable for further size reduction and integration can be provided.
  • FIG. 5 shows a plurality of integrated valve devices 1. It can be seen that the valve devices 1 can be brought close to each other within a range in which the bonnet nut 20 can be operated.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of a gas supply system to which the valve device 1 according to the present embodiment is applied.
  • the system shown in FIG. 6 is a gas supply system that executes a semiconductor manufacturing process or the like, 200 is a gas supply source, 210 is a manual valve, 220 is a pressure reducing valve, 230 is a pressure gauge, 240 is a filter, 250 is an automatic valve, 260 indicates a chamber.
  • the processing gas supplied from the gas supply source 200 is controlled by a plurality of fluid devices such as a manual valve 210, a pressure reducing valve 220, a pressure gauge 230, a filter 240, and an automatic valve 250.
  • the valve device 1 of the present embodiment is provided in the immediate vicinity of the chamber 260, which is the point of use (supply destination), that is, at the final stage of the supply path of the gas supply system, and by controlling the opening and closing of the valve device 1, a plurality of fluid devices can be provided.
  • a controlled process gas is supplied to the chamber 260.
  • the "fluid device” is a device that controls the flow of a fluid, that is, a device that includes a body that defines a fluid flow path and that has at least two flow path openings that open on the surface of this body. Specifically, it includes, but is not limited to, an on-off valve (manual valve, automatic valve), a regulator, a pressure gauge, a filter, and the like.
  • the convex portion 3a and the groove portion 35c are formed only at one place, but the present invention is not limited to this, and they can be formed at a plurality of places.
  • the convex portion 3a is formed in the valve body 3 and the groove portion 35c is formed in the accommodation concave portion 35 of the flow path block 30, but the convex portion is formed in the inner peripheral surface portion of the accommodation concave portion of the flow path block, and the groove portion is formed. It may be formed on the enlarged diameter portion of the valve body.
  • the two annular projections that form the projection 4 and the projection 33 are annular projections, but other shapes can be adopted as long as they are annular projections.
  • the protrusion 4 and the protrusion 33 are formed symmetrically with respect to the virtual plane PL, but they may be formed asymmetrical as long as they have a stable sealing property.
  • Valve device 3 Valve body 3A: Flow path 3B: Flow path 3a: Convex part 3b: Cylindrical part 3c: Expanded part 3d: Bottom surface 3f: Outer peripheral surface part 3p1: Port 3p2: Port 4: Projection 4a: Annular projection 4b: Annular protrusion 5: Valve seat 7: Inner disk 10: Diaphragm 12: Diaphragm retainer 15: Actuator 17: Ball bearing 20: Bonnet nut 20a: External screw part 21: Gasket 30: Flow path block 31: Flow path 31p: Port 32: Flow path 32p: Port 33: Protrusion 33a: Circular protrusion 33b: Circular protrusion 35: Recessed concave portion 35a: Inner peripheral surface portion 35b: Bottom surface 35c: Groove portion 35s: Internal screw portion 200: Gas supply source 210: Manual valve 220: Pressure reducing valve 230: Pressure gauge 240: Filter 250: Automatic 260: chamber Ct: axis PL:

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Abstract

【課題】小型化、集積化により適した構造を有する半導体製造プロセス等に用いられバルブ装置を提供する。 【解決手段】断面形状が円形の収容凹部３５に収容され、底面に第１のポート３ｐ１および第２のポート３ｐ２が形成されたバルブボディ３と、外ねじ部２０ａが収容凹部３５の内周に形成された内ねじ部３５ｓに螺合することにより、バルブボディ３を収容凹部３５の底部に向けて押圧しつつ当該バルブボディ３を流路ブロック３０に固定するボンネットナット２０と、を有し、バルブボディ３は、流路ブロック３０の収容凹部３５の内周面部３５ａに嵌まる外周面部３ｆを有し、外周面部３ｆには、流路ブロック３０に対するバルブボディ３の軸線Ｃｔ回りの回転位置を規定する位置決め用の凸部３ａが形成されている。

Description

バルブ装置およびガス供給システム
　本発明は、流路が形成された流路ブロックに取り外し可能に装着されるバルブ装置およびこのバルブを用いたガス供給システムに関する。
　半導体製造工程においては、半導体製造装置のチャンバに対して、各種のプロセスガスの供給を制御するバルブが用いられている。原子層堆積法（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ　Ｌａｙｅｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　法）等のプロセスにおいては、小型化されつつ基板に膜を堆積させる処理プロセスに使用するプロセスガスの流量制御に高応答性、高精密性が求められている。これを実現するためには、配管を可能な限り省略して配管内の残留ガスを減らし、バルブを小型化して、プロセスガスの供給先にできるだけ近い場所に多数のバルブを集積化する必要がある。
特開平１０－４７５１４号公報
　特許文献１は、モジュール化され、継手部材を介さずにガス供給先である流路ブロックに直接にねじ結合した集積化バルブを開示している。
　本発明の目的の一つは、小型化、集積化により適した構造を有する半導体製造プロセス等に用いられるバルブ装置およびこれを用いたガス供給システムを提供することにある。
　本発明のバルブ装置は、流路が形成された流路ブロックに取り外し可能に装着されるバルブ装置であって、
　前記流路ブロックに形成され断面形状が円形の収容凹部に収容され、底面に第１のポートおよび第２のポートが形成されたバルブボディと、
　外周に形成された外ねじ部が前記収容凹部の内周に形成された内ねじ部に螺合することにより、前記バルブボディを前記収容凹部の底部に向けて押圧しつつ当該バルブボディを前記流路ブロックに固定するボンネットナットと、を有し、
　前記バルブボディは、前記流路ブロックの収容凹部の内周面部に嵌まる外周面部を有し、前記外周面部には、前記流路ブロックに対する前記バルブボディの中心軸線回りの回転位置を規定する位置決め用の凸部が形成されている。
　好適には、前記位置決め用の凸部は、前記バルブボディの底面視において、前記ボンネットナットの外周のねじ部の外径内に収まっている、構成を採用できる。
　好適には、前記位置決め用の凸部は、前記流路ブロックの収容凹部の内周の上端部から底部に向けて延びる溝部に係合する、構成を採用できる。
　さらに好適には、前記溝部は、前記内ねじ部および前記外周面部が嵌まる前記内周面部に形成されている、構成を採用できる。
　本発明のガス供給システムは、複数の流体機器が配列されたガス供給システムであって、前記複数の流体機器は上記のバルブ装置を含む。
　好適には、前記バルブ装置は、ガス供給システムの供給経路の最終段に設けられている。
　本発明によれば、バルブボディの外径を拡大することなくバルブボディと流路ブロックとの回転位置関係を規定できるため、より一層小型化され集積化に適した構造のバルブ装置が提供される。
本発明の一実施形態に係るバルブ装置と、金属ガスケットおよび流路ブロックの一部に断面を含む斜視図。 図１のバルブ装置を流路ブロックに装着した状態の縦断面図。 図１のバルブ装置の底面図。 流路ブロックの収容凹部内の構造を示す上面図。 集積化された本実施形態に係るバルブ装置の斜視図。 本実施形態に係るバルブ装置が適用されるガス供給システムの一例を示す概略図。
　以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。説明において同様の要素には同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
　図１は、本発明の一実施形態に係るバルブ装置１を装着先である流路ブロック３０から取り外した状態を示している。図２はバルブ装置１を流路ブロック３０に装着した状態の縦断面を示している。図３はバルブ装置１の底面図を示し、図４は流路ブロック３０の収容凹部３５の上面図である。
　バルブ装置１は、バルブボディ３、バルブシート５、インナーディスク７、ダイヤフラム１０、アクチュエータ１５、ボールベアリング１７およびボンネットナット２０を有している。
　バルブボディ３は、上部に円筒部３ｂを有し底部に拡径部３ｃを有する軸線Ｃｔを中心軸線にもつ回転体であり、流路３Ａおよび流路３Ｂが形成され、流路３Ａの一端はバルブボディ３の底面で開口するポート３ｐ１に連通し、流路３Ｂの一端はバルブボディ３の底面で開口するポート３ｐ２に連通している。
　ポート３ｐ１およびポート３ｐ２は、図３の底面図に示すように、バルブボディ３の軸線Ｃｔを含む仮想平面ＰＬに関して左右対称に形成されている。ポート３ｐ１およびポート３ｐ２の周囲には、底面から突出して形成されたシール用の突起４がバルブボディ３に一体に形成されている。突起４は、ガスケット２１に押し付けられて、ガスケット２１を塑性変形させるために設けられている。
　突起４は、２つの円環状突起４ａおよび円環状突起４ｂからなり、円環状突起４ａと円環状突起４ｂとは、一部を共用するように形成されている。すなわち、円環状突起４ａおよび円環状突起４ｂの一部が共通の突起部分４ｃで構成されている。本実施形態においては、突起４は全体として８の字状の外輪郭形状を有するが、これに限定されるわけではない。円環状突起４ａおよび円環状突起４ｂの一部が共通の突起部分４ｃで構成されることにより、ポート３ｐ１およびポート３ｐ２の距離をより近づけることが可能となり、バルブボディ３の外径を縮小させることができる。
　バルブボディ３は、円筒部３ｂの底部の流路３Ｂの開口の周囲に円環状のバルブシート５が設置され、このバルブシート５はインナーディスク７により定位置に保持されている。インナーディスク７上には、金属製のダイヤフラム１０が設けられ、インナーディスク７を全面的に覆っている。ダイヤフラム１０は、アクチュエータ１５により駆動されるダイヤフラム押え１２によりバルブシート５に当接、離隔することにより、流路３Ａと流路３Ｂとの間を連通、遮断する。ダイヤフラム１０は、バルブボディ３の円筒部３ｂの内周にねじ込まれるアクチュエータ１５の下端部の先端面によりバルブボディ３に向けて押圧されることで、気密に固定されている。また、アクチュエータ１５はバルブボディ３の円筒部３ｂの内周に螺合することでバルブボディ３に接続されている。
　バルブボディ３の底部に形成された拡径部３ｃは、その上端面でボールベアリング１７を支持しており、外周面は後述する流路ブロック３０の収容凹部３５の内周に形成された内周面部３５ａに嵌合する外周面部３ｆとなっている。この外周面部３ｆに、流路ブロック３０に対するバルブボディ３の軸線Ｃｔを中心とした回転位置を規定する位置決め用の凸部３ａが形成されている。凸部３ａは軸線Ｃｔに沿った方向に延在している。なお、凸部３ａの形状は、これに限定されるわけではないが、軸線Ｃｔに沿った方向に延在させると、後述する直線状の溝部３５ｃに係合した際に移動が円滑となる。
　バルブボディ３の外周には、円筒状に形成されたボンネットナット２０が配置され、ボンネットナット２０の下端面はボールベアリング１７を介してバルブボディ３の拡径部３ｃ上に配置されている。ボンネットナット２０の外周面には、外ねじ部２０ａが形成され、後述する流路ブロック３０の収容凹部３５の内ねじ部３５ｓに螺合する。
　図３に示すように、上記した位置決め用の凸部３ａは、バルブボディ３の底面視において、ボンネットナット２０の外周の外ねじ部２０ａの外径内に収まっている。
　流路ブロック３０は、図１および図２に示したように、流路３１および流路３２が形成されているとともに、断面形状が円形の収容凹部３５を有する。図４に示すように、収容凹部３５の底面３５ｂには、流路３１に連通するポート３１ｐと流路３２に連通するポート３２ｐが開口している。ポート３１ｐとポート３２ｐの形成位置は、バルブボディ３のポート３ｐ１およびポート３ｐ２にそれぞれ対応している。
　また、ポート３１ｐとポート３２ｐの周囲には。収容凹部３５の底面３５ｂから突出して形成されたシール用の突起３３が流路ブロック３０に一体に形成されている。突起３３は、ガスケット２１に押し付けられて、ガスケット２１を塑性変形させるために設けられている。
　突起３３は、２つの円環状突起３３ａおよび円環状突起３３ｂからなり、円環状突起３３ａと円環状突起３３ｂとは、一部を共用するように形成されている。すなわち、円環状突起３３ａおよび円環状突起３３ｂの一部が共通の突起部分３３ｃで構成されている。突起３３は、バルブボディ３の突起４に対応する位置に形成されている。
　流路ブロック３０の収容凹部３５の内周には、上端側から底部に向けて内ねじ部３５ｓが形成され、最底部には、バルブボディ３の外周面部３ｆが嵌る内周面部３５ａが形成されている。内ねじ部３５ｓの内径は、内周面部３５ａの内径よりも若干大きく形成されているので、バルブボディ３の外周面部３ｆが内ねじ部３５ｓと干渉することはない。
　さらに、収容凹部３５の内周には、軸線Ｃｔに平行に上端部から底部に向けて延びる溝部３５ｃが形成されている。溝部３５ｃにバルブボディ３の凸部３ａが係合し、流路ブロック３０に対するバルブボディ３の軸線Ｃｔ回りの回転位置が規定される。溝部３５ｃにバルブボディ３の凸部３ａが係合することで、流路ブロック３０のポート３１ｐおよびポート３２ｐに、バルブボディ３のポート３ｐ１およびポート３ｐ２がそれぞれ位置合わせされる。なお、図２から分かるように、溝部３５ｃは、内ねじ部３５ｓの谷径の内側に形成されている。
　ガスケット２１は、図１に示したように、金属製の円盤状部材であり、流路ブロック３０のポート３１ｐおよびポート３２ｐとバルブボディ３のポート３ｐ１およびポート３ｐ２に対応して２つの貫通孔が形成されている。ガスケット２１は、上記したバルブボディの突起４および流路ブロック３０の突起３３により塑性変形を発生させるため、突起４および突起３３よりも硬度が十分低い。ガスケット２１は、バルブボディ３の底面３ｄおよび収容凹部３５の底面３５ｂにそれぞれ形成された凹部に外周面が嵌るようになっている。ガスケット２１の外周面には図示しないガイドリングが設けられ、ガスケット２１を凹部に嵌めると抜けおちない構造になっている。
　上記したバルブ装置１を流路ブロック３０に組み付ける方法について説明する。先ず、ガスケット２１をバルブボディ３の底面３ｄの凹部に保持させる、または、収容凹部３５の底面３ｄに形成された凹部に配置する。この状態で、バルブボディ３の凸部３ａを収容凹部３５の溝部３５ｃに係合させつつボンネットナット２０の外ねじ部２０ａを収容凹部３５の内ねじ部３５ｓに螺合させ、工具を用いてボンネットナット２０を回転させ、ボンネットナット２０の推進力を、ボールベアリング１７を介してバルブボディ３の拡径部３ｃに伝達させる。このとき、ボールベアリング１７は、ボンネットナット２０の回転方向の力を逃がし、下方に向かう推進力のみがバルブボディ３に作用するようにする。また、バルブボディ３に回転方向の力が多少かかったとしても、位置決め用の凸部３ａが収容凹部３５の溝部３５ｃに係合しているので、バルブボディ３と流路ブロック３０との相対的な回転位置がずれることがない。
　ボンネットナット２０に必要な回転トルクを与えると、バルブボディ３の突起４および流路ブロック３０の突起３３がガスケット２１を変形させ、流路３Ａと流路３１とが気密に連通し、流路３Ｂと流路３２とが気密に連通する。
　突起４および突起３３は、仮想平面ＰＬに関して左右対称に形成されているので、突起４および突起３３に作用する力は均等化され、シール性が安定化される。
　以上のように、本実施形態によれば、バルブシート５、ダイヤフラム１０等を内蔵するバルブボディ３を流路ブロック３０の収容凹部３５に収容し、かつ、バルブボディ３の流路ブロック３０に対する回転方向の位置決め機構を、ねじ部領域を利用して最小化している。これにより、回転方向の位置決め機構がバルブボディ３の外径の縮小の妨げにならない。
　さらに本実施形態によれば、シール用の突起４および突起３３を２つの円環状突起の一部が共通の突起部分で構成されている構成としたので、ポート間の距離を短縮化でき、バルブボディの外径を縮小させることができる。この結果、収容凹部３５の内径も小さくできるので、さらに小型化、集積化に適したバルブ装置が提供される。
　図５に集積化された複数のバルブ装置１を示す。
　ボンネットナット２０を操作できる範囲で、バルブ装置１の間を接近させることができるのが分かる。
　図６は、本実施形態に係るバルブ装置１が適用されるガス供給システムの一例を示す概略図である。
　図６に示すシステムは、半導体製造プロセス等を実行するガス供給システムであり、２００はガス供給源、２１０は手動弁、２２０は減圧弁、２３０は圧力計、２４０はフィルタ、２５０は自動弁、２６０はチャンバを示している。
　このシステムにおいては、ガス供給源２００から供給された処理ガスは、手動弁２１０、減圧弁２２０、圧力計２３０、フィルタ２４０、自動弁２５０等の複数の流体機器により制御される。本実施形態のバルブ装置１は、ユースポイント(供給先)であるチャンバ２６０の直近、すなわち、ガス供給システムの供給経路の最終段に設けられ、これを開閉制御することで、複数の流体機器より制御された処理ガスをチャンバ２６０へ供給する。
　ここで、「流体機器」とは、流体の流れを制御する機器であって、流体流路を確定するボディを備え、このボディの表面で開口する少なくとも２つの流路口を有する機器である。具体的には、開閉弁（手動弁、自動弁）、レギュレータ、圧力計、フィルタ等が含まれるが、これらに限定されるわけではない。
　上記実施形態では、凸部３ａと溝部３５ｃを一カ所のみ形成したが、これに限定されるわけではなく、複数個所に形成可能である。
　上記実施形態では、凸部３ａをバルブボディ３に形成し溝部３５ｃを流路ブロック３０の収容凹部３５に形成したが、凸部を流路ブロックの収容凹部の内周面部に形成し、溝部をバルブボディの拡径部に形成しても良い。
　上記実施形態では、突起４および突起３３を構成する２つの環状突起を円環状突起としたが、環状突起であれば他の形状も採用可能である。また、上記実施形態では突起４および突起３３は仮想平面ＰＬに関して左右対称に形成されているが、安定したシール性を有していれば左右非対称に形成されていても良い。
１　　　：バルブ装置
３　　　：バルブボディ
３Ａ　　：流路
３Ｂ　　：流路
３ａ　　：凸部
３ｂ　　：円筒部
３ｃ　　：拡径部
３ｄ　　：底面
３ｆ　　：外周面部
３ｐ１　：ポート
３ｐ２　：ポート
４　　　：突起
４ａ　　：円環状突起
４ｂ　　：円環状突起
５　　　：バルブシート
７　　　：インナーディスク
１０　　：ダイヤフラム
１２　　：ダイヤフラム押え
１５　　：アクチュエータ
１７　　：ボールベアリング
２０　　：ボンネットナット
２０ａ　：外ねじ部
２１　　：ガスケット
３０　　：流路ブロック
３１　　：流路
３１ｐ　：ポート
３２　　：流路
３２ｐ　：ポート
３３　　：突起
３３ａ　：円環状突起
３３ｂ　：円環状突起
３５　　：収容凹部
３５ａ　：内周面部
３５ｂ　：底面
３５ｃ　：溝部
３５ｓ　：内ねじ部
２００　：ガス供給源
２１０　：手動弁
２２０　：減圧弁
２３０　：圧力計
２４０　：フィルタ
２５０　：自動弁
２６０　：チャンバ
Ｃｔ　　：軸線
ＰＬ　　：仮想平面

Claims (7)

  1. 　流路が形成された流路ブロックに取り外し可能に装着されるバルブ装置であって、
    　前記流路ブロックに形成され断面形状が円形の収容凹部に収容され、底面に第１のポートおよび第２のポートが形成されたバルブボディと、
    　外周に形成された外ねじ部が前記収容凹部の内周に形成された内ねじ部に螺合することにより、前記バルブボディを前記収容凹部の底部に向けて押圧しつつ当該バルブボディを前記流路ブロックに固定するボンネットナットと、を有し、
    　前記バルブボディは、前記流路ブロックの収容凹部の内周面部に嵌まる外周面部を有し、前記外周面部には、前記流路ブロックに対する前記バルブボディの中心軸線を中心とした回転位置を規定する位置決め用の凸部が形成されている、バルブ装置。
  2. 　前記位置決め用の凸部は、前記バルブボディの底面視において、前記ボンネットナットの外周のねじ部の外径内に収まっている、請求項１に記載のバルブ装置。
  3. 　前記位置決め用の凸部は、前記流路ブロックの収容凹部の内周の上端部から底部に向けて延びる溝部に係合する、請求項１又は２に記載のバルブ装置。
  4. 　前記溝部は、前記内ねじ部、および、前記外周面部が嵌まる前記内周面部に形成されている、請求項１ないし３のいずれかに記載のバルブ装置。
  5. 　前記第１のポートおよび第２のポートは、前記バルブボディの中心軸線を含む仮想平面に関して左右対称に形成されている、請求項１ないし４のいずれかに記載のバルブ装置。
  6. 　複数の流体機器が配列されたガス供給システムであって、
    　前記複数の流体機器は、請求項１ないし５のいずれかに記載のバルブ装置を含む、ガス供給システム。
  7. 　前記バルブ装置は、ガス供給システムの供給経路の最終段に設けられている、請求項６に記載のガス供給システム。
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