特開 2024-158856 流体制御弁、流体制御装置、及び、材料供給システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024158856

(43)【公開日】2024-11-08

(54)【発明の名称】流体制御弁、流体制御装置、及び、材料供給システム

(51)【国際特許分類】

   F16K 31/02 20060101AFI20241031BHJP

【ＦＩ】

F16K31/02 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023074429

(22)【出願日】2023-04-28

(71)【出願人】

【識別番号】000127961

【氏名又は名称】株式会社堀場エステック

(74)【代理人】

【識別番号】100121441

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 竜平

(74)【代理人】

【識別番号】100154704

【弁理士】

【氏名又は名称】齊藤 真大

(74)【代理人】

【識別番号】100206151

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 惇志

(74)【代理人】

【識別番号】100218187

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 治子

(74)【代理人】

【識別番号】100227673

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 光起

(72)【発明者】

【氏名】花田 和郎

(72)【発明者】

【氏名】田口 明広

(72)【発明者】

【氏名】田山 健太

【テーマコード（参考）】

3H062

【Ｆターム（参考）】

3H062BB14

3H062CC05

3H062HH10

(57)【要約】

【課題】高温の流体を制御する場合においても、ピエゾアクチュエータの寿命を延ばし、交換頻度を減らす。
【解決手段】ケーシング３２１と、ケーシング３２１に収容されるとともに、ケーシング３２１の一端側に保持されてケーシング３２１の他端側に伸長するピエゾアクチュエータ３２２とを備え、ケーシング３２１に通気孔Ｈ１が形成されているようにした。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ケーシングと、
前記ケーシングに収容されるとともに、前記ケーシングの一端側に保持されて前記ケーシングの他端側に伸長するピエゾアクチュエータとを備え、
前記ケーシングに通気孔が形成されていることを特徴とする流体制御弁。

【請求項2】

前記通気孔が、前記ケーシングの複数箇所に形成されている、請求項１記載の流体制御弁。

【請求項3】

前記通気孔が、前記ケーシングの周方向に沿った複数箇所に形成されている、請求項２記載の流体制御弁。

【請求項4】

前記通気孔が、前記ケーシングの軸方向に沿った複数箇所に形成れている、請求項２又は３記載の流体制御弁。

【請求項5】

複数の前記通気孔のうちの一部が、その他の前記通気孔とはサイズ又は形状が異なる、請求項２乃至４のうち何れか一項に記載の流体制御弁。

【請求項6】

前記通気孔が、前記ケーシングの一端側及び他端側それぞれに形成されており、前記ケーシングの他端側に形成された前記通気孔に流れ込んだ気体が、前記ケーシング内を通過して、前記ケーシングの一端側に形成された前記通気孔から流れ出る、請求項２乃至５のうち何れか一項に記載の流体制御弁。

【請求項7】

請求項１乃至６のうち何れか一項に記載の流体制御弁と、
前記流体制御弁を収容する本体ケースとを備える、流体制御装置。

【請求項8】

前記流体制御弁の一部が、前記本体ケースから飛び出している、請求項７記載の流体制御装置。

【請求項9】

前記本体ケースに第２の通気孔が形成されている、請求項７又は８記載の流体制御装置。

【請求項10】

前記本体ケースの互いに反対を向く面のそれぞれに前記第２の通気孔が形成されている、請求項９記載の流体制御装置。

【請求項11】

前記互いに反対を向く面が、鉛直下向きの面と鉛直上向きの面とであり、前記鉛直下向きの面に形成された前記第２の通気孔に流れ込んだ気体が、前記本体ケース内を通過して、前記鉛直上向きの面に形成された前記通気孔から流れ出る、請求項１０記載の流体制御装置。

【請求項12】

前記本体ケースに収容されるとともに、前記流体制御弁により制御される流体を検知する流体検知機器をさらに備え、
前記第２の通気孔から前記本体ケースに流れ込んだ気体の流路が、前記流体検知機器を避けるように形成されている、請求項９乃至１１のうち何れか一項に記載の流体制御装置。

【請求項13】

前記本体ケースに収容されるとともに、前記第２の通気孔から前記本体ケースに流れ込んだ気体から前記流体検知機器を遮蔽する遮蔽部材をさらに備える、請求項１２記載の流体制御装置。

【請求項14】

請求項７乃至１３のうち何れか一項に記載の流体制御装置を備え、
液体材料又は液体材料を気化してなる材料ガスを所定の供給先に供給する、材料供給システム。

【請求項15】

前記流体制御装置を収容するとともに、パージガス導入ポートが設けられた外側ケースをさらに備え、
前記パージガス導入ポートから導入されたパージガスが、前記本体ケースに形成された前記第２の通気孔を介して前記本体ケース内を通過する、請求項９を引用する請求項１４記載の材料供給システム。

【請求項16】

ケーシングと、
ピエゾ素子が伸縮可能な被覆部材に被覆されてなり、前記ケーシングに収容されたピエゾアクチュエータとを備え、
前記ケーシングに通気孔が形成されていることを特徴とする流体制御弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、流体制御弁、流体制御装置、及び、材料供給システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来の流体制御弁としては、特許文献１に示すように、ピエゾ素子を積層してなるピエゾアクチュエータに駆動電圧を印加して、ピエゾアクチュエータを伸縮させることで、弁体が弁座に対して接離するように構成されたものがある。

【0003】

ところで、例えば近年の半導体製造プロセスの多様化などにより、気化温度の高い材料ガスが用いられる場合があり、かかる材料ガスを液化させることなく供給しようとすると、上述した流体制御弁を備えるマスフローコントローラを加熱しながら使用しなければならない場合がある。

【0004】

ところが、高温条件ではピエゾ素子の寿命が著しく短くなり、その結果、マスフローコントローラを短期間で交換する必要が生じる。マスフローコントローラの交換には、材料ガスの供給ラインを開放する必要があり、そのためには、半導体製造装置を停止させる必要があるので、半導体製造プロセスの生産性の低下を招来する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２２－１９１１１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

そこで本発明は、上記の問題点を解決すべくなされたものであり、高温の流体を制御する場合においても、ピエゾアクチュエータの寿命を延ばし、交換頻度を減らすことをその主たる課題とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

すなわち、本発明に係る流体制御弁は、ケーシングと、前記ケーシングに収容されるとともに、前記ケーシングの一端側に保持されて前記ケーシングの他端側に伸長するピエゾアクチュエータとを備え、前記ケーシングに通気孔が形成されていることを特徴とするものである。

【0008】

このような流体制御弁であれば、ケーシングに通気孔が形成されているので、ケーシング内の熱をケーシングの外に逃がすことがで、ピエゾアクチュエータの温度を低下させることが可能となる。これにより、高温の流体を制御する場合においても、ピエゾアクチュエータの寿命を延ばすことができ、マスフローコントローラの交換頻度を減らすことが可能となり、ひいては、半導体製造プロセスにおける生産性の向上を図れる。

【0009】

前記通気孔が、前記ケーシングの複数箇所に形成されていることが好ましい。
このような構成であれば、ケーシング内の熱気をより多く逃がすことができ、ピエゾアクチュエータの温度をより確実に低下させることが可能となる。

【0010】

具体的な実施態様としては、前記通気孔が、前記ケーシングの周方向に沿った複数箇所に形成されている態様や前記通気孔が、前記ケーシングの軸方向に沿った複数箇所に形成れている態様を挙げることができる。

【0011】

複数の前記通気孔のうちの一部が、その他の前記通気孔とはサイズ又は形状が異なることが好ましい。
このような構成であれば、例えばケーシングの機械的強度が必要とされる箇所には小さい通気孔を形成し、そうではない箇所には大きい通気孔を形成するなど、複数の通気孔を種々の目的に応じた適切なものにすることができる。

【0012】

前記通気孔が、前記ケーシングの一端側及び他端側それぞれに形成されており、前記ケーシングの他端側に形成された前記通気孔に流れ込んだ気体が、前記ケーシング内を通過して、前記ケーシングの一端側に形成された前記通気孔から流れ出ることが好ましい。
このような構成であれば、外部からの送風などに頼ることなく、自然対流を利用してケーシング内に気体を通過させることができる。

【0013】

本発明に係る流体制御装置は、上述した流体制御弁と、前記流体制御弁により制御される流体を検知する流体検知機器と、前記流体制御弁及び前記流体検知機器を収容する本体ケースとを備えることを特徴とするものである。
このように構成された流体制御装置によれば、上述した流体制御弁と同様の作用効果を奏し得る。

【0014】

前記流体制御弁の一部が、前記本体ケースから飛び出していることが好ましい。
このような構成であれば、ケーシング内の熱気を本体ケース外に逃がして本体ケース内にこもることを防ぐことができ、ピエゾアクチュエータの温度をより確実に低下させることができる。

【0015】

前記本体ケースに第２の通気孔が形成されていることが好ましい。
このような構成であれば、本体ケース内の熱気を外に逃がすことができ、本体ケース内の熱のこもりをより抑えることができる。

【0016】

前記本体ケースの互いに反対を向く面のそれぞれに前記第２の通気孔が形成されていることが好ましい。
このような構成であれば、本体ケース内の通気性の向上を図れる。

【0017】

前記互いに反対を向く面が、鉛直下向きの面と鉛直上向きの面とであり、前記鉛直下向きの面に形成された前記第２の通気孔に流れ込んだ気体が、前記本体ケース内を通過して、前記鉛直上向きの面に形成された前記通気孔から流れ出ることが好ましい。
このような構成であれば、外部からの送風などに頼ることなく、自然対流を利用して本体ケース内に気体を通過させることができる。

【0018】

本体ケースに流れ込んだ気体が流体検知機器に導かれて流体検知機器が冷やされてしまうと、流量計測に誤差が生じる恐れがある。
そこで、前記第２の通気孔から前記本体ケースに流れ込んだ気体の流路が、前記流体検知機器を避けるように形成されていることが好ましい。
このような構成であれば、流体検知機器への熱影響を防ぐことができる。

【0019】

前記本体ケースに収容されるとともに、前記第２の通気孔から前記本体ケースに流れ込んだ気体から前記流体検知機器を遮蔽する遮蔽部材をさらに備えることが好ましい。
このような構成であれば、気体が流体検知機器に導かれてしまうことをより確実に防ぐことができる。

【0020】

本発明に係る材料供給システムは、上述した流体制御装置を備え、液体材料又は液体材料を気化してなる材料ガスを所定の供給先に供給することを特徴とするものである。
このように構成された材料供給システムによれば、上述した流体制御弁及び流体制御装置と同様の作用効果を奏し得る。

【0021】

前記流体制御装置を収容するとともに、パージガス導入ポートが設けられた外側ケースをさらに備え、前記パージガス導入ポートから導入されたパージガスが、前記本体ケースに形成された前記第２の通気孔を介して前記本体ケース内を通過することが好ましい。
このような構成であれば、既存のパージガスを利用して本体ケース内に熱気の対流を生じさせることができる。

【0022】

また、本発明に係る流体制御弁は、ケーシングと、ピエゾ素子が伸縮可能な被覆部材に被覆されてなり、前記ケーシングに収容されたピエゾアクチュエータとを備え、前記ケーシングに通気孔が形成されていることを特徴とするものである。
このような流体制御弁であれば、ケーシングに通気孔が形成されているので、ケーシング内の熱をケーシングの外に逃がすことがで、ピエゾアクチュエータの温度を低下させることが可能となる。これにより、高温の流体を制御する場合においても、ピエゾアクチュエータの寿命を延ばすことができ、マスフローコントローラの交換頻度を減らすことが可能となり、ひいては、半導体製造プロセスにおける生産性の向上を図れる。

【0023】

ところで、従来の流体制御装置は、流体制御弁が本体ケースに収容されており、例えばピエゾアクチュエータが寿命を迎えるなどして流体制御弁の交換が必要となった場合には、流体制御装置そのものを新しいものに交換しているので、使用可能なその他の構成部品にとっては不要な交換となってしまう。

【0024】

そこで、本発明は、流体制御装置そのものを交換することなく、流体制御弁を新しいものに交換できるようにすることを課題とするものである。

【0025】

すなわち、本発明に係る流体制御装置は、内部流路が形成されたブロック体と、前記内部流路を流れる流体を制御する流体制御弁と、前記ブロック体に取り付けられるとともに、前記流体制御弁を収容する本体ケースと、を備え、前記ブロック体から前記本体ケースを取り外すことなく、前記流体制御弁にアクセス可能であることを特徴とするものである。

【0026】

このように構成された流体制御装置によれば、本体ケースを取り外すことなく流体制御弁にアクセス可能であるので、流体制御装置そのものを交換することなく、流体制御弁を新しいものに交換することができる。

【0027】

前記流体制御弁が、ケーシングにピエゾアクチュエータが収容されたものであり、前記ケーシングの前記ブロック体とは反対側の一部が着脱可能な蓋体であり、少なくとも前記蓋体が、前記本体ケースから飛び出していることが好ましい。
これならば、本体ケースを取り外すことなく蓋体に簡単にアクセスすることができるので、本体ケースを取り外すことなく流体制御弁を簡単に新しいものに交換することができる。

【0028】

前記本体ケースの前記流体制御弁に臨む位置に開口が形成されており、前記開口を介して前記流体制御弁にアクセス可能であることが好ましい。
これならば、流体制御弁の全体を本体ケースに収容しつつ、上述した作用効果を発揮させることができる。

【0029】

前記開口を開閉する開閉機構を備えることが好ましい。
これならば、本体ケースを取り外すことなく流体制御弁にアクセスできるようにしつつ、本体ケース内の気密状態を担保することができる。

【0030】

前記本体ケースにおける前記流体制御弁の周囲が着脱可能に構成されていることが好ましい。
これならば、流体制御弁の周囲を取り外すことで、流体制御弁に簡単にアクセスすることができる。

【発明の効果】

【0031】

以上に述べた本発明によれば、高温の流体を制御する場合においても、ピエゾアクチュエータの寿命を延ばし、マスフローコントローラの交換頻度を減らすことが可能となり、ひいては、半導体製造プロセスにおける生産性の向上を図れる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】本発明の第１実施形態に係る材料供給システムの全体構成を示す模式図。

【図2】同実施形態の流体制御装置の構成を示す模式図。

【図3】第１実施形態の変形例における流体制御装置の構成を示す模式図。

【図4】第１実施形態の変形例における流体制御装置の構成を示す模式図。

【図5】第１実施形態の変形例における流体制御装置の構成を示す模式図。

【図6】第１実施形態の変形例における流体制御装置の構成を示す模式図。

【図7】第１実施形態の変形例における流体制御装置の構成を示す模式図。

【図8】第１実施形態の変形例における流体制御装置の構成を示す模式図。

【図9】第１実施形態の変形例における流体制御装置の構成を示す模式図。

【図10】第２実施形態の流体制御装置の構成を示す模式図。

【図11】第２実施形態の変形例における流体制御装置の構成を示す模式図。

【図12】第２実施形態の変形例における流体制御装置の構成を示す模式図。

【図13】第２実施形態の変形例における流体制御装置の構成を示す模式図。

【発明を実施するための形態】

【0033】

［第１実施形態］
以下に、本発明の第１実施形態に係る流体制御弁、該流体制御弁を備える流体制御装置、及び、該流体制御装置を備える材料供給システムについて、図面を参照して説明する。

【0034】

＜装置構成＞
本実施形態の材料供給システム１００は、図１に示すように、液体材料又は液体材料を気化してなる材料ガスを所定の供給先に供給するためのものであり、ここでは、例えば半導体製造ライン等に組み込まれて半導体製造プロセスを行うチャンバに所定流量の材料ガスを供給するための気化システムである。

【0035】

具体的にこの気化システム１００は、液体原料を気化する気化部２と、当該気化部２により気化されたガスの流量を制御する流体制御装置たるマスフローコントローラ３と、気化部２やマスフローコントローラ３の動作を制御する制御装置４とを具備している。なお、気化部２及びマスフローコントローラ３は、長手方向を有する概略柱形状（具体的には概略直方体形状）を成す外側ケースＣに収容されている。

【0036】

外側ケースＣの長手方向の一端側には液体材料を導入する導入ポートＰ１が設けられ、長手方向の他端側には、材料ガスを導出する導出ポートＰ２が設けられている。また、本実施形態の外側ケースＣには、長手方向の一端側にパージガス導入ポートＰ３が設けられるとともに、長手方向の他端側にはパージガス導出ポートＰ４が設けられており、例えば窒素ガス等のパージガスが外側ケースＣ内を通過するようにしてある。

【0037】

気化部２は、液体材料をベーキング方式により気化する気化器２１と、当該気化器２１への液体材料の供給量を制御する供給量制御機器２２と、気化器２１に供給される液体材料を所定の温度に予熱する予熱器２３とを備えている。

【0038】

これらの気化器２１、供給量制御機器２２、及び予熱器２３は、内部流路が形成されたマニホールドブロックたる本体ブロックＢの一面に取り付けられている。この本体ブロックＢは、例えばステンレス鋼等の金属製であり、長手方向を有する概略柱形状（具体的には概略直方体形状）をなすものであり、機器取付け面Ｂｘは、長手方向を有する矩形状をなす面である。なお、本体ブロックＢは、その長手方向が上下方向（鉛直方向）を向くように半導体製造ライン等に設置される。

【0039】

以上のように構成した気化部２により、導入ポートＰ１から導入された液体材料は、予熱器２３内の流路を流れることにより、所定温度まで予熱される。この予熱器２３により予熱された液体材料は、供給量制御機器２２たる電磁開閉弁の制御により、気化器２１に間欠的に導入される。そして、気化器２１内で液体材料を気化してなる材料ガスが連続的に生成されて、マスフローコントローラ３に導出される。なお、この実施形態の液体材料は、例えば気化温度が１００℃以上のものである。

【0040】

次に、マスフローコントローラ３について説明する。
マスフローコントローラ３は、図１に示すように、上述した気化部２の下流に設けられて、気化部２により液体材料が気化されてなる材料ガスの流量又は圧力を制御するものであり、具体的には流路を流れる材料ガスを検知する流体検知機器３１と、流路を流れる材料ガスの流量又は圧力を制御する流体制御弁３２と、流体検知器３１及び流体制御弁を収容する本体ケース３３とを備えている。なお、本実施形態では、マスフローコントローラ３の上流側に、上流側圧力センサ５、開閉弁６、及びパージ用開閉弁７が設けられているが、具体的な実施態様はこれに限らず適宜変更して構わない。

【0041】

流体検知機器３１は、本体ブロックＢの内部流路に並列接続された細管に設けられたヒータ（不図示）、及び、その前後に設けられた一対の温度センサ（不図示）を具備した熱式のものである。ただし、流体検知器３１としては、熱式のものに限らず、差圧式のものであっても良い。

【0042】

流体制御弁３２は、気化器２１により生成された材料ガスの流量を制御するものであり、所謂ピエゾバルブと称されるものである。本実施形態では、この流体制御弁３２やその周辺構造に特徴があるので、詳細は後述する。

【0043】

これらの流体検知機器３１及び流体制御弁３２は、図１に示すように、機器取付け面Ｂｘに取り付けられとともに、これらの構成部品の全部又は一部が、ブロック体Ｂに取り付けられた本体ケース３３に収容されてパッケージ化されている。

【0044】

本実施形態では、上述した材料ガスの液化を防ぐべく、マスフローコントローラ３及び／又は本体ブロックＢを加熱するヒータが設けられており、マスフローコントローラ３の少なくとも本体ブロックＢ側が例えば材料ガスの気化温度よりも高い温度に調温されている。

【0045】

制御装置４は、上述した供給量制御機器２２たる電磁開閉弁を制御することにより、気化運転時において、液体材料を気化器２１に供給するものである。

【0046】

また、この制御装置４は、上述した流体検知機器３１からの出力信号を取得して材料ガスの流量を算出するとともに、算出された測定流量が予め設定された設定流量となるように流体制御弁３２に駆動電圧を印加して弁開度をフィードバック制御する。

【0047】

ここで、本実施形態の流体制御弁３２は、上述した通りピエゾバルブと称されるものであり、具体的には図２に示すように、ケーシング３２１と、ケーシング３２１に収容されたピエゾアクチュエータ３２２とを備え、ピエゾアクチュエータ３２２が伸縮することにより、弁体（不図示）が弁座（不図示）に対して接離するように構成されたものである。

【0048】

より具体的に説明すると、ピエゾアクチュエータ３２２は、ピエゾ素子が伸縮可能な例えば蛇腹状の被覆部材（不図示）に被覆されてなるものであり、ケーシング３２１の一端側に保持されて、ケーシング３２１の他端側に伸長するものである。なお、ケーシング３２１の一端側は駆動電圧が印加される端子３２３が設けられている側であり、ケーシング３２１の他端側は内部流路が形成された本体ブロックＢが設けられている側（言い換えれば、図示しない弁体及び弁座が設けられている側）である。ただし、ケーシング３２１の一端側は、本体ブロックＢが設けられている側であり、ケーシング３２１の他端側は、端子３２２が設けられている側であっても良い。

【0049】

ケーシング３２１は、ピエゾアクチュエータ３２２を内包するとともに、該ピエゾアクチュエータ３２２の一端側を保持しながら押さえることにより、ピエゾアクチュエータ３２２を他端側に伸長させて、その機能を発揮させるものであり、具体的には、例えば円筒状などの筒状をなすものである。

【0050】

そして、このケーシング３２１には、図２に示すように、通気孔Ｈ１が形成されている。なお、通気孔Ｈ１は、ケーシング３２１内の熱気をケーシング３２１外に逃がすためのものであり、言い換えれば、ケーシング３２１外の気体をケーシング３２１内に取り込むとともに、ケーシング３２１内の気体をケーシング３２１外に送り出すためのものである。つまり、ここでの通気とは、ケーシング３２１の外部と内部とに気体を通わせることである。

【0051】

この通気孔Ｈ１は、ケーシング３２１の外周面を貫通して形成されたものであり、ケーシング３２１に収容されているピエゾアクチュエータ３２２の外周面に臨む位置に設けられている。

【0052】

本実施形態では、図２に示すように、通気孔Ｈ１が、ケーシング３２１の外周面における複数個所に形成されており、具体的には、ケーシング３２１の外周面における周方向に沿った複数箇所に形成されるとともに、ケーシング３２１の外周面における軸方向に沿った複数箇所に形成されている。

【0053】

これらの通気孔Ｈ１は、この実施形態では、いずれも互いに同じサイズで同じ形状であるが、複数の通気孔Ｈ１のうちの一部が、その他の通気孔Ｈ１とはサイズ又は形状が異なっていても良い。

【0054】

本実施形態のケーシング３２１は、上述したヒータにより加熱されることで、一端側よりも他端側の方が高温になるところ、通気孔Ｈ１が、ケーシング３２１の少なくとも一端側及び他端側それぞれに形成されている。

【0055】

これにより、高温の気体が低温側に流れることを利用して、ケーシング３２１の一端側に形成されている通気孔Ｈ１と他端側に形成されている通気孔Ｈ１との間で、ケーシング３２１内に自然対流を生じさせることができ、その結果、ケーシング３２１の他端側に形成された通気孔Ｈ１に流れ込んだ気体は、ケーシング３２１内を通過して、ケーシング３２１の他端側に形成された通気孔Ｈ１から流れ出る。

【0056】

また、本実施形態のケーシング３２１は、図１に示すように、鉛直方向に交差する方向（ここでは水平方向）に沿った姿勢で用いられるところ、この姿勢において、少なくとも鉛直下向きの通気孔Ｈ１と鉛直上向きの通気孔Ｈ１とが形成されていても良い。これにより、高温の気体が上昇することを利用して、鉛直下向きの通気孔Ｈ１と鉛直上向きの通気孔Ｈ１との間で自然対流（上昇気流）を生じさせることができ、その結果、鉛直下向きの通気孔Ｈ１に流れ込んだ気体は、ケーシング３２１内を通過して、鉛直上向きの通気孔Ｈ１から流れ出る。

【0057】

上述した自然対流を効果的に生じさせるより好ましい態様としては、ケーシング３２１の一端側に鉛直上向きの通気孔Ｈ１が形成されており、ケーシング３２１の他端側に鉛直下向きの通気孔Ｈ１が形成されている態様を挙げることができる。

【0058】

ところで、本実施形態の流体制御弁３２は、図２に示すように、上述した本体ケース３３から少なくとも一部が飛び出しており、具体的には流体制御弁３２を構成するケーシング３２１も少なくとも一部が本体ケース３３から飛び出している。

【0059】

かかる構成において、ケーシング３２１の本体ケース３３から飛び出している箇所には、１又は複数の通気孔Ｈ１が形成されており、これらの通気孔Ｈ１を介してケーシング３２１内の熱気が本体ケース３３外に流れ出るようにしてある。

【0060】

また、本体ケース３３には、図１及び図２に示すように、第２の通気孔Ｈ２が形成されている。なお、第２の通気孔Ｈ２は、本体ケース３３内の熱気を本体ケース３３外に逃がすためのものであり、言い換えれば、本体ケース３３外の気体を本体ケース３３内に取り込むとともに、本体ケース３３内の気体を本体ケース３３外に送り出すためのものである。つまり、ここでの通気とは、本体ケース３３の外部と内部とに気体を通わせることである。

【0061】

この第２の通気孔Ｈ２は、本体ケース３３の外周面を貫通して形成されたものであり、ここでは本体ケース３３の外周面における複数個所に形成されており、具体的には、流体制御弁３２を構成するケーシング３２１の外周面に臨む位置に少なくとも１つの第２の通気孔Ｈ２が形成されている。

【0062】

本実施形態では、本体ケース３３の互いに反対を向く面のそれぞれに第２の通気孔Ｈ２が形成されており、ここでの互いに反対を向く面は、図２に示すように、流体制御弁３２が鉛直方向と交差する方向に沿った使用時の姿勢において、鉛直下向きの面と鉛直上向きの面とである。

【0063】

かかる構成により、高温の気体が上昇することを利用して、鉛直下向きの面に形成された第２の通気孔Ｈ２と鉛直上向きの面に形成された第２の通気孔Ｈ２との間で、本体ケース３３内に自然対流（上昇気流）を生じさせることができ、その結果、鉛直下向きの面に形成された第２の通気孔Ｈ２に流れ込んだ気体は、本体ケース３３内を通過して、鉛直上向きの面に形成された第２の通気孔Ｈ２から流れ出る。

【0064】

本実施形態では、上述した自然対流に加えて、外側ケースＣに設けられているパージガス導入ポートから導入されたパージガスが、鉛直下向きの面に形成された第２の通気孔Ｈ２から本体ケース３３内に流れ込み、そのパージガスが鉛直上向きの面に形成された第２の通気孔Ｈ２から本体ケース３３外に流れ出る。

【0065】

すなわち、本体ケース３３内の熱気は、自然対流（上昇気流）によっても本体ケース３３外に流れ出るし、パージガスとともに運ばれることによっても本体ケース３３外に流れ出る。

【0066】

＜本実施形態の効果＞
このように構成された流体制御弁３２によれば、ケーシング３２１に通気孔Ｈ１が形成されているので、ケーシング３２１内の熱気をケーシング３２１外に逃がすことがで、ピエゾアクチュエータ３２２の温度を低下させることが可能となる。これにより、高温の流体を制御する場合においても、ピエゾアクチュエータ３２２の寿命を延ばすことができ、マスフローコントローラ３の交換頻度を減らすことが可能となり、ひいては、半導体製造プロセスにおける生産性の向上を図れる。

【0067】

また、ケーシング３２１に複数の通気孔Ｈ１が形成されているので、ケーシング３２１内の熱気をより多く逃がすことができ、ピエゾアクチュエータ３２２の温度をより確実に低下させることが可能となる。

【0068】

さらに、通気孔Ｈ１が、ケーシング３２１の一端側及び他端側それぞれに形成されているので、自然対流を利用して、外部からの送風などに頼ることなく、ケーシング３２１の他端側に形成された通気孔Ｈ１に流れ込んだ気体を、ケーシング３２１内を通過して、ケーシング３２１の一端側に形成された通気孔Ｈ１から流し出すことができる。

【0069】

そのうえ、流体制御弁３２の一部が、本体ケース３３から飛び出しているので、ケーシング３２１内の熱気を本体ケース３３外に逃がして本体ケース３３内にこもることを防ぐことができ、ピエゾアクチュエータ３２２の温度をより確実に低下させることができる。

【0070】

加えて、本体ケース３３に第２の通気孔Ｈ２が形成されているので、本体ケース３３内の熱気を外に逃がして、本体ケース３３内にこもることを抑えることができる。

【0071】

さらに加えて、本体ケース３３の互いに反対を向く面のそれぞれに第２の通気孔Ｈ２が形成されているので、本体ケース３３内の通気性の向上を図れる。

【0072】

なおかつ、上述した互いに反対を向く面が、鉛直下向きの面と鉛直上向きの面とであるので、外部からの送風などに頼ることなく、自然対流を利用して、鉛直下向きの面に形成された第２の通気孔Ｈ２に流れ込んだ気体を、本体ケース３３内を通過して、鉛直上向きの面に形成された第２の通気孔Ｈ２から流し出すことができる。

【0073】

しかも、本体ケース３３にパージガスを流通させているので、上述した自然対流のみならず、本体ケース３３内の熱気をパージガスとともに本体ケース３３外に運び出すことができる。

【0074】

＜第１実施形態の変形例＞
例えば、前記実施形態では、複数の通気孔Ｈ１がいずれも同じサイズの同じ形状のものであったが、図３に示すように、複数の通気孔Ｈ１のうちの一部が、その他の通気孔Ｈ１とはサイズ又は形状が異なっていても良い。ここでの通気孔Ｈ１は、いずれも円形状をなしており、一端側に形成された通気孔Ｈ１が、他端側に形成された通気孔Ｈ１よりも小さいが、形状やサイズはこれに限らず適宜変更して構わない。なお、図３においては、本体ケース３３を省略してある。

【0075】

また、複数の通気孔Ｈ１は、図４に示すように、軸方向に沿って千鳥状に配置されていても良い。つまり、周方向に隣り合う通気孔Ｈ１の軸方向に沿った高さ位置が、異なっていても良い。さらに、通気孔Ｈ１の配置は、規則的である必要はなく、不規則であっても良い。なお、図４においては、本体ケース３３を省略してある。

【0076】

そのうえ、ケーシング３２１には、必ずしも複数の通気孔Ｈ１が形成されている必要はなく、単一の通気孔Ｈ１が形成されていても良い。また、ケーシング３２１としては、前記実施形態では円筒状をなすものであったが、強度の向上を図るべく、断面多角形状をなすものであっても良く、この場合、その断面の辺部分又は頂点部分に通気孔Ｈ１が形成されていれば良い。

【0077】

通気孔Ｈ１は、円形状である必要はなく、例えばスリット状、三角形状、矩形状、又は、多角形状であっても構わない。

【0078】

第２の通気孔Ｈ２は、必ずしも鉛直下向きの面や鉛直上向きの面に形成されている必要はなく、これらの面に替えて或いはこれらの面に加えて、これらの面と直交する面に形成されていても良い。

【0079】

さらに、本体ケース３３には、必ずしも複数の第２の通気孔Ｈ２が形成されている必要はなく、単一の第２の通気孔Ｈ２が形成されていても良いし、第２の通気孔Ｈ２が形成されていなくても良い。

【0080】

第２の通気孔Ｈ２は、円形状である必要はなく、例えばスリット状、三角形状、矩形状、又は、多角形状であっても構わない。

【0081】

前記実施形態では、ケーシング３２１の上部のみが本体ケース３３から飛び出していたが、図５に示すように、ケーシング３２１の半分以上が飛び出しており、ケーシング３２１に形成されている通気孔Ｈ１の半数以上或いは全てが本体ケース３３外に位置していても良い。

【0082】

さらに、第２の通気孔Ｈ２から本体ケース３３に流れ込んだ気体の流路が、流体検知機器３１を避けるように形成されていても良く、具体的には図６に示すように、流体制御装置３が、本体ケース３３に収容されるとともに、第２の通気孔Ｈ２から本体ケース３３に流れ込んだ気体から流体検知機器３１を遮蔽する遮蔽部材５を備えている態様を挙げることができる。

【0083】

このような遮蔽部材５としては、気体が流れこむ第２の通気孔Ｈ２と流体検知機器３１との間に介在する平板状の又は湾曲した部材や、図示していないが流体検知機器３１を取り囲む部材などを挙げることができる。
このような構成であれば、流体検知機器３１への熱影響を防ぐことができ、流体検知機器３１による流量又は圧力の測定精度を担保することができる。

【0084】

また、上述した流路が流体検知機器３１を避けるように形成される別の態様としては、例えば図７に示すように、本体ケース３３の幅方向に対向する側面３３１（すなわち、本体ケース３３の長手方向に沿った側面３３１）それぞれにおいて、流体制御弁３２に臨む位置に第２の通気孔Ｈ２が形成されている態様を挙げることができる。

【0085】

さらに、前記実施形態では、流体検知機器３１及び流体制御弁３２の双方が本体ケース３３に収容されていたが、流体検知機器３１は本体ケース３３に収容されていなくても構わない。

【0086】

加えて、流体制御弁３２としては、図８に示すように、ケーシング３２１のブロック体Ｂとは反対側の一部が着脱可能な蓋体３２４（例えば、ナット等）であり、この蓋体３２４の例えば先端部に１又は複数の通気孔Ｈ１が形成されていても良い。
このような構成であれば、少なくとも蓋体３２４の先端部さえ本体ケース３３から飛び出させておけば、ケーシング３２１内の熱気を本体ケース３３外に逃がすことができるので、流体制御弁３２のうちの本体ケース３３から飛び出させる部分を少なくすることができる。

【0087】

さらに加えて、流体制御装置３としては、図９に示すように、流体制御弁３の全体が本体ケース３３に収容されていても良い。

【0088】

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る流体制御弁、該流体制御弁を備える流体制御装置、及び、該流体制御装置を備える材料供給システムについて、図面を参照して説明する。

【0089】

＜装置構成＞
本実施形態の材料供給システム１００は、前記第１実施形態と比較して、流体制御装置３の構成が相違するので、この相違点及びその周辺構造について説明し、その他の構成の説明は省略する。

【0090】

本実施形態の流体制御装置３は、前記第１実施形態と同様に、流体検知機器３１、流体制御弁３２、及び、本体ケース３３を備えるマスフローコントローラであり、流体検知機器３１及び流体制御弁３２が、内部流路が形成されたブロック体Ｂの機器取付け面Ｂｘに取り付けられるとともに、そのブロック体Ｂに取り付けられた本体ケース３３に収容されている。なお、本実施形態の流体制御弁３２は、図１０に示すように、ケーシング３２１に通気孔Ｈ１が形成されていない点において、前記第１実施形態とは相違する。

【0091】

そして、この流体制御装置３は、図１０に示すように、ブロック体Ｂから本体ケース３３を取り外すことなく、流体制御弁３２にアクセス可能に構成されている。

【0092】

なお、ここでいう流体制御弁３２にアクセス可能とは、流体制御弁３２を構成する少なくとも一部の部品を交換可能或いはメンテナンス可能であること意味しており、この実施形態では、少なくともピエゾアクチュエータ３２２を新しいものに交換可能であることを意味している。

【0093】

本実施形態では、図１０に示すように、流体制御弁３２の一部が本体ケース３３から飛び出している。より具体的には、ケーシング３２１の端部を構成する蓋体３２４が本体ケース３３から飛び出しており、言い換えれば、蓋体３２４が本体ケース３３外に配置されている。

【0094】

＜本実施形態の効果＞
このように構成された流体制御装置３によれば、流体制御装置３そのものを交換することなく、流体制御弁３２を新しいものに交換することができ、使用可能な流体検知機器３１等のその他の構成部品を不要に取り替えずに済む。

【0095】

また、蓋体３２４が本体ケース３３外に配置されているので、蓋体３２４へのアクセスが容易であり、流体制御装置３そのものを交換することなく、流体制御弁３２を簡単に新しいものに交換することができる。

【0096】

＜第２実施形態の変形例＞
例えば、前記実施形態では、流体制御弁３２の一部が本体ケース３３から飛び出していたが、図１１に示すように、本体ケース３３の流体制御弁３２に臨む位置に開口３３Ｈが形成されており、この開口３３Ｈを介して流体制御弁３２にアクセス可能であれば、流体制御弁３２の全体が本体ケース３３に収容されていても良い。

【0097】

具体的にこの開口３３Ｈは、本体ケース３３の側面のうち、上述した蓋体３２４の先端面（端子３２３が設けられている面）に対向する位置に形成せれており、平面視において蓋体３２４の全体が収まる大きさに形成されている。なお、この開口３３Ｈの形状は、例えば矩形状又は円形状など適宜変更して構わない。

【0098】

このような構成であれば、流体制御弁３２の全体を本体ケース３３に収容しつつも、流体制御装置３そのものを交換することなく、流体制御弁３２を簡単に新しいものに交換することができる。

【0099】

また、流体制御装置３としては、図１２に示すように、上述した開口３３Ｈを開閉する開閉機構３４を備えていても良い。

【0100】

このような開閉機構３４としては、開口３３Ｈを塞ぐ閉塞部材と、開口を閉塞する閉塞位置及び開口を開放する開放位置との間で閉塞部材を移動可能に保持する移動機構とを備える態様を挙げることができる。

【0101】

このような構成であれば、本体ケース３３を取り外すことなく流体制御弁３２にアクセスできるようにしつつ、本体ケース３３内の気密状態を担保することができる。

【0102】

さらに、流体制御装置としては、図１３に示すように、本体ケース３３における流体制御弁３２の周囲が着脱可能に構成されていても良い。より具体的には、本体ケース３３のうち、少なくとも蓋体３２４を取り囲む箇所が着脱可能であることが好ましい。
これならば、本体ケース３３のうちの流体制御弁３２の周囲を取り外すことで、流体制御弁３２に簡単にアクセスすることができる。

【0103】

［その他の実施形態］
本発明に係る流体制御装置３は、必ずしも気化システム１００に用いられるものである必要はなく、高温の流体を制御する種々のシステムに適用して構わない。

【0104】

その他、本発明の趣旨に反しない限りにおいて様々な実施形態の変形や組み合わせを行っても構わない。

【符号の説明】

【0105】

１００・・・気化システム（材料供給システム）
Ｂ ・・・ブロック体
Ｃ ・・・外側ケース
２ ・・・気化部
３ ・・・マスフローコントローラ
３１ ・・・流体検知機器
３２ ・・・流体制御弁
３３ ・・・本体ケース
３３Ｈ・・・開口
３２１・・・ケーシング
３２２・・・ピエゾアクチュエータ
３２３・・・端子
３２４・・・蓋体
Ｈ１ ・・・通気孔
Ｈ２ ・・・第２の通気孔
４ ・・・制御装置
５ ・・・遮蔽部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】