特開 2024-65406 ベローズバルブ

(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】P2024065406

(43)【公開日】2024-05-15

(54)【発明の名称】ベローズバルブ

(51)【国際特許分類】

   F16K 49/00 20060101AFI20240508BHJP

   F16K 1/00 20060101ALI20240508BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20240508BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20240508BHJP

【ＦＩ】

F16K49/00 B

F16K1/00 H

H01L21/31 F

H01L21/302 101G

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022174254

(22)【出願日】2022-10-31

(71)【出願人】

【識別番号】501417929

【氏名又は名称】株式会社キッツエスシーティー

(74)【代理人】

【識別番号】100081293

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 哲男

(72)【発明者】

【氏名】豊間根 隆

【テーマコード（参考）】

3H052

3H066

5F004

5F045

【Ｆターム（参考）】

3H052AA01

3H052BA31

3H052CA22

3H052CB01

3H052CC01

3H052CD05

3H052EA01

3H052EA09

3H066AA01

3H066BA36

5F004AA16

5F004BC03

5F004BD04

5F045AA03

5F045EC09

5F045EE04

(57)【要約】

【課題】流動抵抗を小さく抑えつつ、弁体およびベローズを効果的に加熱することができるベローズバルブを提供すること。
【解決手段】ベローズバルブ１は、直管状の流路に連結される連結直管部１２とこの連結直管部１２の軸ａ１に対して斜めに軸ａ２を傾けて連結直管部１２に連接された傾斜筒部１３とを有したボデー１１を備え、傾斜筒部１３内にベローズ２０によってシールされたステム４０が配設され、このステム４０が傾斜筒部１３の軸方向で昇降移動されることによってステム４０の先端に設けた弁体６０が連結直管部１２の流路１２ａを開閉し、ベローズ２０の内側のベローズ２０とステム４０の間の空間１３ａに内部ヒータ１４が設けられた。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

直管状の流路に連結される連結直管部と該連結直管部の軸に対して斜めに軸を傾けて前記連結直管部に連接された傾斜筒部とを有したボデーを備え、前記傾斜筒部内にベローズによってシールされたステムが配設され、該ステムが前記傾斜筒部の軸方向で昇降移動されることによって前記ステムの先端に設けた弁体が前記連結直管部の流路を開閉するベローズバルブにおいて、
前記ベローズの内側の該ベローズと前記ステムの間の空間に内部ヒータが設けられたことを特徴とするベローズバルブ。

【請求項2】

前記傾斜筒部が、前記連結直管部の軸に対して４５度より大きい傾斜角度に軸を傾けて前記連結直管部に連接され、
前記連結直管部には、前記流路に交差した傾斜筒部の底面が該傾斜筒部の内径を外径とする弁座のシール面として設けられ、
前記ベローズが、前記シール面に対応した外径の前記弁体の裏面に前記弁体の外径とほぼ等しい外径の筒状をなして一端部を固定されている請求項１に記載のベローズバルブ。

【請求項3】

前記内部ヒータが、前記弁体の裏面に当接自在に配置され、
前記内部ヒータに対して前記弁体とは逆側から当接自在に配置された伝熱部材と、
前記伝熱部材を弾性的に内部ヒータ側に付勢する付勢機構と、
を有する請求項１または２に記載のベローズバルブ。

【請求項4】

前記伝熱部材が、前記ステムを筒内に挿通した円筒状をなし、
前記内部ヒータが、前記ステムを筒内に挿通した円筒状をなす請求項３に記載のベローズバルブ。

【請求項5】

前記ステムを筒内に挿通した円筒状をなして前記ボデーに固定され、かつ、弁閉状態における前記ベローズの伸縮状態で形成された前記空間の前記ベローズの一端側となる前記弁体の裏面の近傍位置から前記ベローズの他端固定位置を超えた上方位置まで設けられた伝熱部材を有し、
前記内部ヒータが、前記伝熱部材に密着して固定された請求項１または２に記載のベローズバルブ。

【請求項6】

前記内部ヒータが、セラミックヒータである請求項１または２に記載のベローズバルブ。

【請求項7】

前記ボデーの外表面を被覆するように外部ヒータを設けた請求項１または２に記載のベローズバルブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ベローズバルブに関し、特に、直管状の流路に連結される連結直管部と該連結直管部の軸に対して斜めに軸を傾けて連結直管部に連接された傾斜筒部とを有したボデーを備えたベローズバルブに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、成膜装置、エッチング装置などの半導体製造装置などの真空供給又は排気系において、チャンバ内の化学プロセスに高温の反応ガスや沸点の低い高温流体などが用いられる場合、適切に高温状態を保って供給や排気がなされないと、流体温度の低下に伴って流路に副生成物が析出して付着する。
特に、流路の途中に配設されたベローズバルブは、副生成物が析出して付着すると弁体の駆動などの機能が損なわれるおそれがあるため、適宜、加熱するためのヒータを設けることにより、バルブ全体を適切な高温状態に維持することができるいわゆるホットバルブが用いられる。

【0003】

例えば、特許文献１には、流入口と流出口とを有する弁箱内にステムを昇降動自在に設け、このステムの下端に設けた弁体とステムの外周側にベローズを伸縮自在に設け、このベローズの内周とステムの外周との間に円筒状のセラミックヒータを配置すると共に、弁体の近傍位置に制御用熱電対の測温部を配置した真空ベローズホットバルブが記載されている。

【0004】

ところで、上述の半導体製造装置では、ガスの原料を入れた容器を加熱し、原料をガス化したのちにチャンバに供給して半導体ウエハを処理している。このような蒸気圧の低い原料ガスを供給する場合、圧力損失が大きくなって供給圧力も低くなるため、原料ガスが再液化したり副生成物が供給ライン内部に付着するなどの問題が生じることがある。
このため、蒸気圧の低い原料ガスを供給するガス供給系ラインに用いられるベローズバルブとして、流動抵抗を小さく抑えるため、直管状の流路に連接される連結直管部と、この連結直管部の軸に対して斜めに軸を傾けて連結直管部に連接された傾斜筒部とを有したボデーを備えた、いわゆるＹ型のベローズバルブが用いられる。

【0005】

例えば、特許文献２には、流路口を有する弁本体に流路口に対して略４５°の角度で交差させた傾斜筒を連通させてボデーを構成し、傾斜筒内に配設したステムの先端側の弁体で流路口を開閉自在に設け、このステムをシールするベローズの内部を流路口側に配置すると共に、弁体またはベローズを固着するベローズフランジの少なくとも何れか一方にバックシール用のガスケットを設けて弁体の弁開状態のときにガスケットでベローズ内部を密閉するようにしたベローズシールバルブが記載されている。
この特許文献２に記載のベローズシールバルブは、バルブ本体を外側から被覆するように取り付けられたヒータによってバルブ本体を高温状態に維持するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０２０-１５３４２２号公報

【特許文献2】特開２００７-７１２５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献２に記載のＹ型のベローズバルブでは、バルブ本体を外側から加熱しているため、バルブ本体内の弁体およびベローズを効率良く加熱することが難しかった。
一方、バルブ本体内にあるステムの内部にヒータを設けた場合についても、ステムから弁体およびベローズに伝わる熱に損失が生じ、結果的に、弁体およびベローズを効率良く加熱することが難しかった。

【0008】

本発明は、従来の課題を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、流動抵抗を小さく抑えつつ、弁体およびベローズを効果的に加熱することができると共に、小口径のベローズバルブであっても流量係数を落とすことなく、効率の良好なヒーティングが可能であるベローズバルブを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、直管状の流路に連結される連結直管部とこの連結直管部の軸に対して斜めに軸を傾けて連結直管部に連接された傾斜筒部とを有したボデーを備え、傾斜筒部内にベローズによってシールされたステムが配設され、このステムが傾斜筒部の軸方向で昇降移動されることによってステムの先端に設けた弁体が連結直管部の流路を開閉するベローズバルブにおいて、ベローズの内側のこのベローズとステムとの間の空間に内部ヒータが設けられたベローズバルブである。

【0010】

請求項２に係る発明は、傾斜筒部が、連結直管部の軸に対して４５度より大きい傾斜角度に軸を傾けて連結直管部に連接され、連結直管部には、流路に交差した傾斜筒部の底面がこの傾斜筒部の内径を外径とする弁座のシール面として設けられ、ベローズが、シール面に対応した外径の弁体の裏面に弁体の外径とほぼ等しい外径の筒状をなして一端部を固定されているベローズバルブである。

【0011】

請求項３に係る発明は、内部ヒータが、弁体の裏面に当接自在に配置され、内部ヒータに対して弁体とは逆側から当接自在に配置された伝熱部材と、伝熱部材を弾性的にヒータ側に付勢する付勢機構と、を有するベローズバルブである。

【0012】

請求項４に係る発明は、伝熱部材が、ステムを筒内に挿通した円筒状をなし、内部ヒータが、ステムを筒内に挿通した円筒状をなすベローズバルブである。

【0013】

請求項５に係る発明は、ステムを筒内に挿通した円筒状をなしてボデーに固定され、かつ、弁閉状態におけるベローズの伸縮状態で形成された前記空間の前記ベローズの一端側となる弁体の裏面の近傍位置からベローズの他端固定位置を超えた上方位置まで設けられた伝熱部材を有し、内部ヒータが、伝熱部材に密着して固定されたベローズバルブである。

【0014】

請求項６に係る発明は、内部ヒータが、セラミックヒータであるベローズバルブである。

【0015】

請求項７に係る発明は、ボデーの外表面を被覆するように外部ヒータを設けたベローズバルブである。

【発明の効果】

【0016】

請求項１に係る発明によると、ボデーに連結直管部と傾斜筒部とを有したいわゆるY型のベローズバルブにおいて、ベローズの内側のベローズとステムとの間の空間に内部ヒータが設けられている。
これにより、Ｙ型のベローズバルブの流動抵抗を小さく抑える効果を維持しつつ、ベローズの内側から内部ヒータによって弁体およびベローズを加熱するため、流動抵抗を小さく抑えつつ、弁体およびベローズを効果的に加熱することができると共に、小口径のベローズバルブであっても高い流量係数を保持しつつ、効率の良好なヒーティング性能を持たせることが可能となる。

【0017】

請求項２に係る発明によると、傾斜筒部が、連結直管部の軸に対して４５度より大きい傾斜角度に軸を傾けて連結直管部に連接され、連結直管部には、流路に交差した傾斜筒部の底面がこの傾斜筒部の内径を外径とする弁座のシール面として設けられ、ベローズが、シール面に対応した外径の弁体の裏面に弁体の外径とほぼ等しい外径の筒状をなして一端部を固定されている。
これにより、流路が小口径であっても、シール面となる傾斜筒部の内径が４５度以下に傾斜して設けた傾斜筒部の内径に比して拡大して設けられ、それに応じて弁体およびその裏面に接続されるベローズの外径が拡大して設けられ、ベローズの内側のベローズとステムとの間の空間を拡大して設けられ、その拡大して設けた空間に内部ヒータを設けることができる。
従って、流動抵抗を小さく抑えつつ、ベローズの内側のベローズとステムとの間により拡大して設けられた空間に配置された内部ヒータによって弁体およびベローズを効果的に加熱することができる。

【0018】

しかも、請求項２に係る発明によると、傾斜筒部の傾斜角度を大きくし、傾斜筒部の内径を拡大し、この内径を拡大させた傾斜筒部に合わせて弁体およびベローズの外径を拡大するという簡易な構成で、ベローズの内側のベローズとステムとの間のスペースを拡大して設けることができる。

【0019】

また、請求項２に係る発明によると、傾斜筒部の傾斜角度に合わせてステムの軸が４５度よりも大きく傾斜されているため、ステムの軸が４５度以下の傾斜角度の場合に比して少ないストローク量で弁体が閉位置から流路との干渉を避ける開位置までの鉛直方向成分の移動量、つまり、弁体が開閉するための移動量を得ることができ、ステムのストローク量を小さく抑えて弁体を開閉することができる。

【0020】

さらに、請求項２に係る発明によると、連結直管部に設けられたシール面が、流路の外周に拡大して設けられ、流路の底面側のデッドスペースとなるものの、傾斜筒部の傾斜角度が４５度以下の場合に比較して、傾斜角度が４５度より大きい場合には、シール面によって生じるデッドスペースを小さく抑えることができる。

【0021】

請求項３に係る発明によると、内部ヒータが、弁体の裏面に当接自在に配置され、内部ヒータに対して弁体とは逆側から当接自在に配置された伝熱部材と、伝熱部材を弾性的に内部ヒータ側に付勢する付勢機構と、を有することにより、弁体に当接した状態で固定することが難しい仕様のヒータであっても、弁体の開閉に関わらず、内部ヒータが常に弁体に当接された状態を維持し、しかも、内部ヒータおよび内部ヒータに直接的に熱を伝えられた伝熱部材の両方を介してベローズの内側を加熱するため、弁体を効果的に加熱することができると共に、ベローズの内側を広い範囲で加熱することができる。

【0022】

請求項４に係る発明によると、伝熱部材が、ステムを筒内に挿通した円筒状をなし、内部ヒータが、ステムを筒内に挿通した円筒状をなすことにより、伝熱部材および内部ヒータが共にステムに沿って移動し易くなり、結果的に、内部ヒータを弁体の裏面に当接させ易くなり、弁体を安定的に加熱することができる。
しかも、ベローズの内側のベローズとステムとの間の円筒状の空間を無駄なく利用して伝熱部材および内部ヒータを配置することができると共に、内部ヒータを中心にベローズの周方向に沿って均一に熱を拡散させることができる。
これにより、ベローズの内側をより広い範囲で、しかも、均一に加熱することができる。

【0023】

請求項５に係る発明によると、伝熱部材が、ステムを筒内に挿通した円筒状をなしてボデーに固定され、弁閉状態におけるベローズの伸縮状態で形成された空間の弁体の裏面近傍のベローズの一端位置からベローズの他端固定位置を超えた上方位置まで設けられ、内部ヒータが、伝熱部材に密着して固定されていることにより、伝熱部材がベローズの内側のベローズとステムとの間の空間を無駄なく利用して設けられ、その伝熱部材を内部ヒータによって直接的に加熱して熱を伝えるため、ベローズの内側を広い範囲で加熱することができる。

【0024】

請求項６に係発明によると、内部ヒータが、セラミックヒータであることにより、発熱部分の最高使用温度が３００度以上の高温での使用が可能となるため、加熱温度を高めることができる。

【0025】

請求項７に係発明によると、ボデーの外表面を被覆するように外部ヒータを設けたことにより、外部ヒータによってボデーの外側からベローズを全体的に加熱するため、内部ヒータと合わせて、ベローズの内側および外側の両方からベローズを効果的に加熱することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】実施形態１に係るベローズバルブの弁開状態の概略構成を示す一部断面図である。

【図2】実施形態１に係るベローズバルブの弁閉状態の概略構成を示す一部断面図である。

【図3】（ａ）が弁体周辺のベローズの内部構成を説明するための断面斜視図であり、（ｂ）が（ａ）に示す内部ヒータ及び伝熱部材を除いてベローズ内側の空間を示す図である。

【図4】実施形態１に係るベローズバルブをガス供給系ラインに用いた半導体製造装置の概略構成を示す図である。

【図5】実施形態２に係るベローズバルブの弁開状態の概略構成を示す一部断面図である。

【図6】実施形態２に係るベローズバルブの弁閉状態の概略構成を示す一部断面図である。

【図7】実施形態２に係るベローズバルブの伝熱部材および伝熱部材に密着して固定された内部ヒータを示す斜視図である。

【0027】

本発明に係るベローズバルブ１の実施形態１を図１～図４に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に示す実施形態により本開示が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
図１は、実施形態１に係るベローズバルブ１の弁開状態の概略構成を示す一部断面図である。図２は、実施形態１に係るベローズバルブ１の弁閉状態の概略構成を示す一部断面図である。図３は、（ａ）が弁体６０周辺のベローズ２０の内部構成を説明するための断面斜視図であり、（ｂ）が（ａ）に示す内部ヒータ１４および伝熱部材１５を除いてベローズ２０内側の空間１３ａを示す図である。図４は、実施形態１に係るベローズバルブ１をガス供給系ラインに用いた半導体製造装置の概略構成を示す図である。
なお、図３（ａ）は、ステム４０を省略している。

【0028】

本発明の実施形態に係るベローズバルブ１は、図４に示すように、半導体製造装置１００のガス供給ラインに用いられる。
より具体的には、ベローズバルブ１は、上流側に各種の原料ガスを供給するガス供給管１１０が接続され、下流側に接続された接続管１２０を介してチャンバ１３０に接続されている。
原料ガスは、不図示のタンクに個別に収容され、必要に応じて各種の原料ガスがガス供給管１１０を通して供給されるようになっている。
そして、半導体製造装置１００は、チャンバ１３０の下流側に、スライドバルブ１４０が設けられ、スライドバルブ１４０の下流側にはポンプ１５０が設けられている。

【0029】

このような半導体製造装置１００のガス供給ラインは、ベローズバルブ１の弁体６０の開閉によって、ガス供給管１１０からチャンバ１３０への原料ガスの供給が制御される。
ベローズバルブ１を含むガス供給ラインを通してチャンバ１３０内に原料ガスが供給されると、チャンバ１３０内で原料ガスを用いた半導体ウエハの処理が行われ、スライドバルブ１４０の開閉によって半導体ウエハを処理した後の原料ガスが排出され、処理後の原料ガスがポンプ１５０によって吸引される。

【0030】

＜ベローズバルブ１について＞
ここで、ベローズバルブ１についてより詳細に説明する。
ベローズバルブ１は、バルブ本体１０と、バルブ本体１０内に設けたベローズ２０と、ベローズ２０によってシールされたステム４０と、ステム４０の先端に設けられた弁体６０と、ステム４０を昇降移動させるアクチュエータ７０と、バルブ本体１０を外側から加熱する外部ヒータ８０と、を有する。

【0031】

＜バルブ本体１０について＞
バルブ本体１０は、直管状の流路１２ａを形成する配管部分、すなわち、本実施形態１では直管状のガス供給管１１０および接続管１２０に連結される連結直管部１２と、この連結直管部１２の軸に対して斜めに軸を傾けて連結直管部１２に連接された傾斜筒部１３とを有したボデー１１と、ボデー１１とアクチュエータ７０とを連結するボンネット１８と、を備えている。

【0032】

＜バルブ本体１０のボデー１１について＞
連結直管部１２は、連結先の流路を形成したガス供給管１１０および接続管１２０の口径と等しい口径の直管状の流路１２ａが形成され、上流側端部がガス供給管１１０に連結され、下流側端部が接続管１２０に連結されている。
なお、本実施形態１では、ガス供給管１１０、接続管１２０およびそれらに連結される連結直管部１２の口径が２５Ａに設定されている。
この連結直管部１２には、流路１２ａに交差した傾斜筒部１３の底面が傾斜筒部１３の内径を外径とする弁座のシール面１２ｂとして設けられている。
また、連結直管部１２には、弁体６０の先端部分が流路１２ａの壁面に干渉しないように逃がすための逃がし領域１２ｃが設けられている。

【0033】

シール面１２ｂは、シール部材として弁体６０の縁部周辺に取り付けられたディスクパッキン６１に当接する部分であり、逃がし領域１２ｃを中央に配した環状の面である。
このシール面１２ｂは、流路１２ａの外周に拡大して設けられている。

【0034】

傾斜筒部１３は、連結直管部１２の軸ａ１に対して４５度よりも大きい傾斜角度に軸ａ２を傾けて連結直管部１２に連接されている。
なお、本実施形態１では、傾斜筒部１３は、連結直管部１２の軸ａ１に対して７０度に軸ａ２を傾けて連結直管部１２に連接されている。

【0035】

これら連結直管部１２と傾斜筒部１３とを有するボデー１１の内部には、弁体６０がステム４０に連動して傾斜筒部１３の軸方向に沿って昇降自在に設けられている。

【0036】

弁体６０は、その外径がシール面１２ｂの外径に略等しく、より詳細には、シール面１２ｂの外径に比して僅かに小さい外径に形成されている。
そして、弁体６０は、シール面１２ｂに当接される表面の周縁部にシール部材としてのディスクパッキン６１が固定されている。
このディスクパッキン６１は、ディスクワッシャ６２を固定部材として弁体６０とディスクワッシャ６２の間にシール面１２ｂに当接される一部を露出させた状態で挟持固定されている。

【0037】

ベローズ２０は、伸縮自在な蛇腹状の表面を有して筒状に形成され、弁体６０に固定される一端に対する他端部が傾斜筒部１３の上端部に固設したベローズフランジ３０に固定されている。
このベローズ２０は、傾斜筒部１３の上端位置からステム４０の先端の弁体６０の裏面６０ａに固定された位置までのステム４０の外周側領域をシールしている。
ベローズ２０は、ベローズフランジ３０に一端が固定された状態で、他端が弁体６０の開閉移動に追従することによって伸縮されるようになっている。

【0038】

＜ベローズ２０の内側のベローズ２０とステム４０の間の空間１３ａについて＞
ここで、ベローズ２０の内側のベローズ２０とステム４０の間の空間１３ａ（以下、「収容空間」という。）について説明する。
上述したように、傾斜筒部１３は、連結直管部１２の軸ａ１に対して４５度よりも大きい７０度の傾斜角度Ａに軸ａ２を傾けて連結直管部１２に連接されている。
このため、シール面１２ｂの外径となる傾斜筒部１３の内径が４５度以下の傾斜角度で傾斜して設けた傾斜筒部１３の内径に比して拡大して設けられる。
このようにシール面１２ｂが拡大されると、それに応じて弁体６０およびその弁体６０の裏面６０ａに接続されるベローズ２０の外径が拡大して設けられる。
このため、図３に示すように、連結直管部１２の直線状の流路１２ａが小口径であっても、収容空間１３ａが内部ヒータ１４を配置可能な大きさに拡大して設けられる。
そして、シール面１２ｂの外径が拡大しても、連結直管部１２の管内壁面に対する切り込み深さＤ（図１参照）を抑えて、流路１２ａの外周にシール面１２ｂが形成される。
つまり、傾斜筒部１３の傾斜角度を大きくし、傾斜筒部１３の内径を大きくすることによって収容空間１３ａを拡大しても、シール面１２ｂとして流路１２ａの外周に切り込まれて形成されるデッドスペースを小さく抑えることができる。

【0039】

そして、このように拡大して設けられた収容空間１３ａには、内部ヒータ１４および伝熱部材１５が設けられている。
内部ヒータ１４は、例えば、セラミックヒータによって実現される。
このように内部ヒータ１４としてセラミックヒータを用いることにより、発熱部分の最高使用温度が３００度以上の高温での使用が可能となる。
そして、内部ヒータ１４は、円筒状をなして筒内にステム４０を挿通した状態で弁体６０の裏面６０ａ側に配置されている。

【0040】

この内部ヒータ１４は、ステム４０に沿って移動自在、換言すると、ステム４０の昇降移動方向に沿って移動自在に設けられている。
そして、内部ヒータ１４は、ボンネット１８からボデー１１内に引込まれた電線１６に接続し、この電線１６に接続するように外部に設けた不図示のヒータコントローラによって温度制御されるようになっている。
なお、内部ヒータ１４は、セラミックヒータ以外のその他の種類のヒータを用いてもよい。

【0041】

伝熱部材１５は、例えば、アルミニウム材からなる円筒状をなし、筒内にステム４０を挿通した状態で内部ヒータ１４に対して弁体６０とは逆側から内部ヒータ１４に当接自在に配置されている。
この伝熱部材１５は、内部ヒータ１４と同様に、ステム４０に沿って移動自在、換言すると、ステム４０の昇降移動方向に沿って移動自在に設けられている。

【0042】

そして、伝熱部材１５は、後述する付勢機構５０の押しピン５２によって、弾性的に内部ヒータ１４側に付勢されるようになっている。
また、この伝熱部材１５には、ボンネット１８からボデー１１内に引込まれた制御用の線状の熱電対１７の先端が固定されている。この熱電対１７は、外部に設けた不図示のヒータコントローラに接続している。
なお、伝熱部材１５は、アルミニウム材に限らず、熱伝導率が高い材料であればその他の材料を用いても構わない。例えば、銅合金材、ステンレス材を用いてもよい。

【0043】

＜バルブ本体１０のボンネット１８について＞
ボンネット１８は、傾斜筒部１３の上部に連結して傾斜筒部１３の上部開口をベローズフランジ３０の鍔部をシーリング部分として閉じる蓋部１８ａを有して、ボデー１１とアクチュエータ７０を連結するものである。
なお、傾斜筒部１３の上端部に設けた段部と、ベローズフランジ３０の鍔部の下面との間には不図示のガスケットあるいはОリングを介してシール性を高めている。
ガスケットは、例えば、ステンレス、ニッケル、あるいは銅等の金属材やその金属にフッ素コーティングを施したもの、さらには、ポリテトラフルオロチレン（PＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、あるいはポリクロロトリフルオロエチレン（ＰCTＦＥ）等のプラスチック材が用いられる。
そして、Оリングは、フッ素ゴムやカルレッツ（登録商標）等のパーフロー系ゴムが用いられる。
このボンネット１８は、伝熱部材１５を弾性的に内部ヒータ１４側に付勢することによって内部ヒータ１４を弁体６０に当接させる付勢機構５０が設けられている。
また、ボンネット１８は、内部ヒータ１４を制御する外部に設けた不図示のコントローラに接続する電線１６および熱電対１７が引き込まれる線材引込口１８ｂが形成されている。
この線材引込口１８ｂからボンネット１８内に引込まれた電線１６および熱電対１７は、内部ヒータ１４或いは伝熱部材１５の移動に追従するように螺旋状に配線されている。

【0044】

＜付勢機構５０について＞
付勢機構５０は、３つのバネ５１と、３つの押しピン５２と、３つのバネ５１を一端側から伸縮自在に支持するバネ支持部５３と、一方の面に３つのバネ５１の一端部を保持すると共に他方の面に３つの押しピン５２の一端部を保持する押しピン保持部５４と、を有する。
バネ支持部５３は、略円筒状をなし、バネ５１を支持する側の面に周方向に沿って均等に離間して３つの突起５３ａが設けられ（図２参照）ている。
各突起５３ａは、バネ５１の一端部に挿通されることによって、バネ５１の一端部を支持するようになっている。

【0045】

押しピン保持部５４には、略円盤状をなし、一方の面に３つのバネ５１の端部が嵌め込まれる不図示の凹部が形成され、この凹部にバネ５１の端部が保持されるようになっている。
また、押しピン保持部５４は、もう一方の面に３つの押しピン５２の端部が周方向に沿って均等に離間して固定されるようになっている。

【0046】

この付勢機構５０は、図２に示すように、弁体６０が弁閉位置にある状態、すなわち、ステム４０が最下降位置に移動された状態で、押しピン５２によって、伝熱部材１５を介して内部ヒータ１４を弁体６０の裏面６０ａに当接させる付勢力が作用されるように、バネ５１の寸法等、各部が調整されている。

【0047】

なお、バネ５１および押しピン５２の数は３つに限らず、その他の数であっても構わない。すなわち、複数のバネ５１および押しピン５２を周方向に沿って均等に離間して設けることによって、伝熱部材１５に対して内部ヒータ１４側に均等に付勢力を付加することができればよい。
また、付勢機構５０は、伝熱部材１５を内部ヒータ１４側に弾性的に付勢することができれば、その他の機構を用いても構わない。

【0048】

＜アクチュエータ７０について＞
アクチュエータ７０は、本実施形態１では、公知のエアアクチュエータによって実現され、ステム４０に連結された駆動軸７１が傾斜筒部１３の傾斜軸方向に沿って昇降移動されるようになっている。

【0049】

＜外部ヒータ８０について＞
外部ヒータ８０は、例えば、アルミニウム材からなり、図１および図２に示すように、ボデー１１の外表面を被覆するように取付けられている。
このように外部ヒータ８０が、ボデー１１の外表面を被覆するように取付けられることによって、ボデー１１の外側からベローズ２０を全体的に加熱することができるようになっている。

【0050】

＜ベローズバルブ１の弁開閉動作について＞
次に、ベローズバルブ１の弁開閉動作について説明する。
ベローズバルブ１が弁閉状態から弁開状態（図１参照）になる際、アクチュエータ７０によってステム４０が上端位置に移動される、弁体６０が連結直管部１２の流路１２ａに干渉しない弁開位置に移動される。
ここで、傾斜筒部１３と同軸のステム４０の軸ａ２が４５度よりも大きい７０度の傾斜角度Ａで傾斜されているため、弁体６０が弁閉位置と弁開位置との間で移動される際、ステム４０の軸ａ２が４５度以下の傾斜角度Ａの場合に比して少ないストローク量で、鉛直方向成分の弁体６０の移動に必要な移動量を得ることができる。
つまり、ベローズバルブ１は、ステム４０のストローク量を小さく抑えて弁体６０を開閉することができる。

【0051】

ベローズバルブ１が弁開状態であると、付勢機構５０の各バネ５１がステム４０のストローク範囲において最も縮んだ状態となる。この状態においてもベローズバルブ１は、各押しピン５２が伝熱部材１５を内部ヒータ１４側に付勢した状態になっている。
これにより、周方向に沿って均等に離間して配置された３つの押しピン５２によって、伝熱部材１５が周方向に均等な押圧力を受けて内部ヒータ１４側に付勢される。
そして、内部ヒータ１４が伝熱部材１５によって弁体６０側に付勢されることによって、弁体６０の裏面６０ａに当接した状態になっている。
このため、内部ヒータ１４の熱が直接的に弁体６０に伝達されると共に、内部ヒータ１４に接した伝熱部材１５に伝わった熱が伝熱部材１５を介して広範囲に伝達される。

【0052】

一方、ベローズバルブ１が弁開状態から弁閉状態（図２参照）になる際、アクチュエータ７０によってステム４０が下端位置に移動され、弁体６０が連結直管部１２の流路１２ａを閉じる弁閉位置に移動される。
この弁閉状態においても、付勢機構５０の各バネ５１が縮んだ状態が維持され、３つの押しピン５２が伝熱部材１５を内部ヒータ１４側に付勢した状態になっている。
これにより、内部ヒータ１４が伝熱部材１５によって弁体６０側に付勢されることによって、弁体６０の裏面６０ａに当接した状態になっている。
このため、内部ヒータ１４の熱が直接的に弁体６０に伝達されると共に、内部ヒータ１４に接した伝熱部材１５に伝わった熱が伝熱部材１５を介して広範囲に伝達される。

【0053】

このように弁体６０の開閉状態に関わらず、内部ヒータ１４が弁体６０に常に当接した状態を維持されて弁体６０を直接的に加熱し続けるようになっている。
そして、伝熱部材１５についても弁体６０の開閉状態に関わらず、内部ヒータ１４が常に当接した状態を維持され、内部ヒータ１４の熱が伝熱部材１５を介してベローズ２０の内側から広範囲に伝達される。
なお、内部ヒータ１４に接続した電線１６および伝熱部材１５に先端が固定された熱電対１７は、螺旋状に配線されているため、ステム４０の軸方向に沿って移動される内部ヒータ１４或いは伝熱部材１５に柔軟に追従するようになっている。

【0054】

＜実施形態１の効果＞
以上のように、実施形態１に係るベローズバルブ１によると、ボデー１１に連結直管部１２と傾斜筒部１３とを有したいわゆるY型のベローズバルブ１において、ベローズ２０の内側のベローズ２０とステム４０の間の収容空間１３ａに内部ヒータ１４が設けられている。
これにより、Ｙ型のベローズバルブ１の流動抵抗を小さく抑える効果を維持しつつ、ベローズ２０の内側から内部ヒータ１４によって弁体６０およびベローズ２０を加熱するため、流動抵抗を小さく抑えつつ、弁体６０およびベローズ２０を効果的に加熱することができると共に、小口径のベローズバルブであっても高い流量係数を保持しつつ、効率の良好なヒーティング性能を持たせることが可能となる。

【0055】

また、実施形態１に係るベローズバルブ１によると、傾斜筒部１３が、連結直管部１２の軸ａ１に対して４５度より大きい７０度の傾斜角度に軸ａ２を傾けて連結直管部１２に連接され、連結直管部１２には、流路１２ａに交差した傾斜筒部１３の底面がこの傾斜筒部１３の内径を外径とする弁座のシール面１２ｂとして設けられ、ベローズ２０が、シール面１２ｂに対応した外径の弁体６０の裏面６０ａに弁体６０の外径とほぼ等しい外径の筒状をなして一端部を固定されている。
これにより、流路１２ａが小口径であっても、シール面１２ｂとなる傾斜筒部１３の内径が４５度以下の傾斜角度Ａに傾斜して設けた傾斜筒部１３の内径に比して拡大して設けられ、それに応じて弁体６０およびその裏面６０ａに接続されるベローズ２０の外径が拡大して設けられ、収容空間１３ａを拡大して設けられ、その拡大して設けた収容空間１３ａに内部ヒータ１４を設けることができる。
従って、実施形態１に係るベローズバルブ１によると、流動抵抗を小さく抑えつつ、ベローズ２０の内側のベローズ２０とステム４０の間により拡大して設けられた収容空間１３ａに配置された内部ヒータ１４によって弁体６０およびベローズ２０を効果的に加熱することができる。

【0056】

また、実施形態１に係るベローズバルブ１によると、傾斜筒部１３の傾斜角度を４５度よりも大きくし、傾斜筒部１３の内径を拡大し、この内径を拡大させた傾斜筒部１３に合わせて弁体６０およびベローズ２０の外径を拡大するという簡易な構成で、収容空間１３ａを拡大して設けることができる。

【0057】

また、実施形態１に係るベローズバルブ１によると、傾斜筒部１３の傾斜角度Ａに合わせてステム４０の軸ａ２が４５度よりも大きく傾斜されているため、ステム４０の軸ａ２が４５度以下の傾斜角度の場合に比して少ないストローク量で弁体６０が閉位置から流路１２ａとの干渉を避ける開位置までの鉛直方向成分の移動量、つまり、弁体６０が開閉するための移動量を得ることができ、ステム４０のストローク量を小さく抑えて弁体６０を開閉することができる。

【0058】

また、実施形態１に係るベローズバルブ１によると、連結直管部１２に設けられたシール面１２ｂが、流路１２ａの外周に拡大して設けられ、流路１２ａの底面側のデッドスペースとなるものの、傾斜筒部１３の傾斜角度Ａが４５度以下の場合に比較して、傾斜角度Ａが４５度より大きい場合には、シール面１２ｂによって生じるデッドスペースを小さく抑えることができる。

【0059】

また、実施形態１に係るベローズバルブ１によると、内部ヒータ１４が、弁体６０の裏面６０ａに当接自在に配置され、内部ヒータ１４に対して弁体６０とは逆側から当接自在に配置された伝熱部材１５と、この伝熱部材１５を弾性的に内部ヒータ１４側に付勢する付勢機構５０と、を有することにより、弁体６０の開閉に関わらず、内部ヒータ１４が常に弁体６０に当接された状態を維持し、しかも、内部ヒータ１４および内部ヒータ１４に直接的に熱を伝えられた伝熱部材１５の両方を介してベローズ２０の内側を加熱するため、弁体６０を効果的に加熱することができると共に、ベローズ２０の内側を広い範囲で加熱することができる。

【0060】

また、実施形態１に係るベローズバルブ１によると、伝熱部材１５が、ステム４０を筒内に挿通した円筒状をなし、内部ヒータ１４が、ステム４０を筒内に挿通した円筒状をなすことにより、伝熱部材１５および内部ヒータ１４が共にステム４０に沿って移動し易くなり、結果的に、内部ヒータ１４を弁体６０の裏面６０ａに当接させ易くなり、弁体６０を安定的に加熱することができる。
しかも、収容空間１３ａを無駄なく利用して伝熱部材１５および内部ヒータ１４を配置することができると共に、内部ヒータ１４を中心にベローズ２０の周方向に沿って均一に熱を拡散させることができる。
これにより、ベローズ２０の内側をより広い範囲で、しかも、均一に加熱することができる。

【0061】

また、実施形態１に係るベローズバルブ１によると、内部ヒータ１４が、セラミックヒータであることにより、発熱部分の最高使用温度が３００度以上の高温での使用が可能となるため、加熱温度を高めることができる。

【0062】

また、実施形態１に係るベローズバルブ１によると、ボデー１１の外表面を被覆するように外部ヒータを設けたことにより、外部ヒータ８０によってボデー１１の外側からベローズ２０を全体的に加熱するため、内部ヒータ１４と合わせて、ベローズ２０の内側および外側の両方からベローズ２０を効果的に加熱することができる。

【0063】

＜実施形態２＞
次に、実施形態２に係るベローズバルブ２について、図５乃至図７を参照しながら説明する。図５は、実施形態２に係るベローズバルブ２の弁開状態の概略構成を示す一部断面図である。図６は、実施形態２に係るベローズバルブ２の弁閉状態の概略構成を示す一部断面図である。図７は、実施形態２に係るベローズバルブ２の伝熱部材２１５および伝熱部材２１５に密着して固定された内部ヒータ２１４を示す斜視図である。
なお、実施形態２では、実施形態１と同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。
この実施形態２のベローズバルブ２は、収容空間１３ａに伝熱部材２１５および内部ヒータ２１４を固定して設けている点で実施形態１のベローズバルブ１と異なる。

【0064】

＜ベローズバルブ２について＞
ベローズバルブ２は、バルブ本体２１０と、バルブ本体２１０内に設けたベローズ２０とベローズ２０によってシールされたステム４０と、ステム４０の先端に設けられた弁体６０と、ステム４０を昇降移動させるアクチュエータ７０と、バルブ本体２１０を外側から加熱する外部ヒータ８０と、を有する。
を有する。

【0065】

＜バルブ本体２１０について＞
バルブ本体２１０は、直管状の流路１２ａを形成する配管部分、すなわち、直管状のガス供給管１１０に連結される連結直管部１２と、この連結直管部１２の軸に対して斜めに軸を傾けて連結直管部１２に連接された傾斜筒部１３とを有したボデー１１と、ボデー１１とアクチュエータ７０とを連結するボンネット２１８と、を備えている。

【0066】

傾斜筒部１３は、連結直管部１２の軸に対して４５度よりも大きい傾斜角度Ａに軸を傾けて連結直管部１２に連接されている。
この実施形態２では、実施形態１のベローズバルブと同様に、傾斜筒部１３の傾斜角度Ａが、７０度に設定されている。

【0067】

ボンネット２１８は、傾斜筒部１３の上部に連結して傾斜筒部１３の上部開口を閉じる蓋部２１８ａを有して、ボデー１１とアクチュエータ７０を連結するものである。
このボンネット２１８は、内部ヒータ２１４を制御する外部に設けた不図示のコントローラに接続する電線２１６および熱電対２１７が引き込まれる線材引込口２１８ｂが形成されている。

【0068】

＜ベローズ２０の内側のベローズ２０とステム４０の間の収容空間１３ａについて＞
収容空間１３ａには、内部ヒータ２１４および伝熱部材２１５が設けられている。
内部ヒータ２１４は、例えば、セラミックヒータによって実現され、この実施形態２では、図７に示すように、略扁平直方体状をなしている。
この内部ヒータ２１４は、ボンネット２１８からボデー１１内に引込まれた電線２１６に接続して、外部に設けた不図示のヒータコントローラによって温度制御されるようになっている。
なお、内部ヒータ２１４は、セラミックヒータ以外のその他の種類のヒータを用いてもよい。

【0069】

伝熱部材２１５は、例えば、アルミニウム材からなり、一端部にフランジ部２１５ａを設けた略円筒状をなしている。
この伝熱部材２１５は、ステム４０を筒内に挿通した状態でボデー１１に固定されている。
そして、伝熱部材２１５は、弁閉状態のベローズ２０の伸縮状態で定まる収容空間１３ａにおいて、弁体６０の裏面６０ａ近傍のベローズ２０の一端位置からベローズ２０の他端固定位置を超えた上方位置まで設けられている。
そして、伝熱部材２１５は、周側面の一部に平面状のヒータ取付部２１５ｂが形成され、このヒータ取付部２１５ｂに内部ヒータ２１４が一側面の略全面を密着して固定されている。
なお、伝熱部材２１５は、アルミニウム材に限らず、熱伝導率が高い材料であればその他の材料を用いても構わない。例えば、銅合金材、ステンレス材を用いてもよい。
また、伝熱部材２１５には、ボンネット２１８からボデー１１内に引込まれた熱電対２１７の先端が固定されている。この熱電対２１７は、外部に設けた不図示のヒータコントローラに接続している。

【0070】

なお、内部ヒータ２１４および伝熱部材２１５の形状は、上述したものに限定されず、内部ヒータ２１４と伝熱部材２１５の間の接触面積をできる限り大きくして内部ヒータ２１４と伝熱部材２１５の間で高い熱伝導率を得ることができればその他の形状であっても構わない。例えば、伝熱部材２１５に平面状のヒータ取付部２１５ｂを設けず、全面を連続的な略円筒状とし、厚みを薄肉に形成する一方で、この表面に適合する曲面状に内部ヒータを形成して、内部ヒータを伝熱部材に密着して固定してもよい。

【0071】

＜ベローズバルブ２の弁開閉動作について＞
次に、ベローズバルブ２の弁開閉動作について説明する。
ベローズバルブ２が弁閉状態から弁開状態（図５参照）になる際、アクチュエータ７０によってステム４０が上端位置に移動され、弁体６０が連結直管部１２の流路１２ａに干渉しない弁開位置に移動される。
ここで、傾斜筒部１３と同軸のステム４０の軸ａ２が４５度よりも大きい７０度の傾斜角度Ａで傾斜されているため、弁体６０が弁閉位置と弁開位置との間で移動される際、ステム４０の軸ａ２が４５度以下の傾斜角度Ａの場合に比して少ないストローク量で、鉛直方向成分の弁体６０の移動に必要な移動量を得ることができる。
つまり、ベローズバルブ２は、ステム４０のストローク量を小さく抑えて弁体６０を開閉することができる。

【0072】

ベローズバルブ２が弁開状態であると、ステム４０のストローク範囲においてベローズ２０が最も縮んだ状態であり、この状態では、弁体６０の開閉動作で変化される収容空間１３ａが最も小さくなった状態である。
そして、伝熱部材２１５は、この状態における収容空間１３ａを無駄なく利用して設けられている。つまり、伝熱部材２１５は、弁体６０の開閉動作によって変化する収容空間１３ａに収まる範囲で最大限に収容空間１３ａを利用して設けられている。
従って、内部ヒータ２１４から直接的に伝熱部材２１５に伝達された熱は、伝熱部材２１５によって、伝熱部材２１５の近傍に位置した弁体６０および収容空間１３ａ全域に拡散される。

【0073】

一方、ベローズバルブ２が弁開状態から弁閉状態になると（図６参照）、アクチュエータ７０によってステム４０が下端位置に移動され、弁体６０が連結直管部１２の流路１２ａを閉じる弁閉位置に移動される。
ベローズバルブ２が弁閉状態であると、ボデー１１に固定された伝熱部材２１５が、弁体６０と離間した状態になるものの、弁開状態のときに弁体６０および収容空間１３ａ内を広範囲に加熱しているため、伝熱部材２１５と弁体６０の間の収容空間１３ａ、および弁体６０の加熱に必要な熱量を十分確保することができるようになっている。

【0074】

＜実施形態２の効果＞
以上のように、実施形態２に係るベローズバルブ２によると、実施形態１のベローズバルブ１と同様に、ボデー１１に連結直管部１２と傾斜筒部１３とを有したいわゆるY型のベローズバルブ２において、ベローズ２０の内側のベローズ２０とステム４０との間の収容空間１３ａに内部ヒータ２１４が設けられている。
これにより、Ｙ型のベローズバルブ２の流動抵抗を小さく抑える効果を維持しつつ、ベローズ２０の内側から内部ヒータ２１４によって弁体６０およびベローズ２０を加熱するため、流動抵抗を小さく抑えつつ、弁体６０およびベローズ２０を効果的に加熱することができる。

【0075】

また、実施形態２に係るベローズバルブ２によると、伝熱部材２１５が、ステム４０を筒内に挿通した円筒状をなしてボデー１１に固定され、弁閉状態におけるベローズ２０の伸縮状態で定まる収容空間１３ａの弁体６０の裏面６０ａ近傍のベローズ２０の一端位置からベローズ２０の他端固定位置を超えた上方位置まで設けられ、内部ヒータ２１４が、伝熱部材２１５に密着して固定されていることにより、伝熱部材２１５がベローズ２０の内側のベローズ２０とステム４０の間の収容空間１３ａを無駄なく利用して設けられ、その伝熱部材２１５を内部ヒータ２１４によって直接的に加熱して熱を伝えるため、ベローズ２０の内側を広い範囲で加熱することができる。

【0076】

以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

【0077】

例えば、上記の実施形態では、傾斜筒部１３の傾斜角度Ａが、７０度であるものを例示したが、傾斜筒部１３の傾斜角度Ａは、これに７０度に限定されず、その他の角度であっても構わない。例えば、６０度或いは７５度であってもよい。なお、傾斜筒部１３の傾斜角度Ａは、収容空間１３ａを大きく確保することを考慮すると、４５度よりも大きい鋭角、すなわち、４５度より大きく９０度より小さい角度が適している。

【0078】

例えば、上記の実施形態１では、内部ヒータ１４を移動可能にして弁体６０の裏面６０aに当接させるものを例示したが、内部ヒータ１４を弁体６０の裏面６０ａに固定するようにしても構わない。

【0079】

今回開示された各実施形態は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲およびその主旨を逸脱することなく、様々な形体で省略、置換、変更されてもよい。

【符号の説明】

【0080】

１、２ ベローズバルブ
１０、２１０ バルブ本体
１１ ボデー
１２ 連結直管部
１２ａ 流路
１２ｂ シール面
１２ｃ 逃がし領域
１３ 傾斜筒部
１３ａ 収容空間（空間）
１４、２１４ 内部ヒータ
１５、２１５ 伝熱部材
２１５ａ フランジ部
２１５ｂ ヒータ取付部
１６、２１６ 電線
１７、２１７ 熱電対
１８、２１８ ボンネット
１８ａ、２１８ａ 蓋部
１８ｂ、２１８ｂ 線材引込口
２０ ベローズ
３０ ベローズフランジ
４０ ステム
５０ 付勢機構
５１ バネ
５２ 押しピン
５３ バネ支持部
５３ａ 突起
５４ 押しピン保持部
６０ 弁体
６０ａ 裏面
６１ ディスクパッキン（シール部材）
６２ ディスクワッシャ（固定部材）
７０ アクチュエータ
７１ 駆動軸
８０ 外部ヒータ
１００ 半導体製造装置
１１０ ガス供給管
１２０ 接続管
１３０ チャンバ
１４０ スライドバルブ
１５０ ポンプ
Ａ 傾斜角度
ａ１、ａ２ 軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】