特許 7530961 流量制限器用のシール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-31

(45)【発行日】2024-08-08

(54)【発明の名称】流量制限器用のシール

(51)【国際特許分類】

   F16K 1/52 20060101AFI20240801BHJP

【ＦＩ】

F16K1/52 E

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2022507558

(86)(22)【出願日】2020-08-05

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-10-13

(86)【国際出願番号】 US2020044991

(87)【国際公開番号】W WO2021026222

(87)【国際公開日】2021-02-11

【審査請求日】2022-04-04

(31)【優先権主張番号】62/882,814

(32)【優先日】2019-08-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】518057228

【氏名又は名称】アイコール・システムズ・インク

(74)【代理人】

【識別番号】110003579

【氏名又は名称】弁理士法人山崎国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100173978

【弁理士】

【氏名又は名称】朴 志恩

(74)【代理人】

【識別番号】100118647

【弁理士】

【氏名又は名称】赤松 利昭

(74)【代理人】

【識別番号】100123892

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 忠雄

(74)【代理人】

【識別番号】100169993

【弁理士】

【氏名又は名称】今井 千裕

(72)【発明者】

【氏名】コバチッチ、マシュー エリック

(72)【発明者】

【氏名】マッキンタイア、ザカリア エゼキエル

(72)【発明者】

【氏名】ペンリー、ショーン ジョゼフ

(72)【発明者】

【氏名】デイヴィス、クリストファー ブライアント

【審査官】橋本 敏行

(56)【参考文献】

【文献】実用新案登録第２５１２３６４（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】実開昭５２－０９８０７３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００６－１５３２０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１５３０３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０５７４７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－０９５２８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１０７１２３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１５－５３５０６６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｋ １／００－５／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

弁アセンブリであって、
弁本体、該弁本体に形成された通路、および前記通路を選択的に遮断するように構成された閉鎖部材を含む弁と、
流量制限器であって、
第１の端部、第２の端部、前記第１の端部から前記第２の端部まで延びる長手方向軸、および前記長手方向軸に沿って前記第１の端部と前記第２の端部との間に位置する密封部分を含む、流量制限器と、
前記流量制限器の前記密封部分と前記弁の通路に接触するシールと、
を備え、
前記シールは、前記流量制限器を前記通路内に固定し、
前記流量制限器が前記弁本体および前記閉鎖部材から間隔を置いて隔離されている、弁アセンブリ。

【請求項2】

前記シールが、ポリテトラフルオロエチレンで形成されている、請求項１に記載の弁アセンブリ。

【請求項3】

前記シールが、非金属である、請求項１に記載の弁アセンブリ。

【請求項4】

前記シールが、金属製である、請求項１に記載の弁アセンブリ。

【請求項5】

前記シールが、前記長手方向軸に沿って前記第１の端部から前記第２の端部まで延びる、請求項１に記載の弁アセンブリ。

【請求項6】

前記流量制限器がさらに隆起部を含み、前記シールが前記隆起部と接触している、請求項１に記載の弁アセンブリ。

【請求項7】

前記流量制限器が、非密封部分をさらに含み、前記非密封部分が第１の直径を有し、前記密封部分が第２の直径を有する、請求項１に記載の弁アセンブリ。

【請求項8】

前記第１の直径が、前記第２の直径よりも大きい、請求項７に記載の弁アセンブリ。

【請求項9】

前記シールの外面が第３の直径を有し、前記第３の直径が前記第１の直径および前記第２の直径よりも大きい、請求項７に記載の弁アセンブリ。

【請求項10】

前記弁の通路が内面を有し、前記シールの外面が前記弁の通路の内面と接触している、請求項１に記載の弁アセンブリ。

【請求項11】

前記シールが、前記シールの第１の端部と前記シールの第２の端部との間に配置された密封ウェブとを含み、前記密封ウェブが、流れ開口を含み、前記流れ開口が、前記流量制限器を受け入れる、請求項１に記載の弁アセンブリ。

【請求項12】

前記シールが、密封ウェブ、第１のシールリング、および第２のシールリングをさらに含む、請求項１に記載の弁アセンブリ。

【請求項13】

前記第１のシールリングが、密封ウェブを含み、前記流量制限器の密封部分が、前記密封ウェブと接触している、請求項１２に記載の弁アセンブリ。

【請求項14】

前記弁の通路が、第１の密封窪みを含み、前記第１のシールリングが、前記第１の密封窪みに配置され、前記弁アセンブリは、ベースをさらに備え、前記ベースは、第２の密封窪みを含み、前記第１のシールリングは、前記第１の密封窪みと前記第２の密封窪みとの間に配置される、請求項１２に記載の弁アセンブリ。

【請求項15】

弁アセンブリであって、
第１の通路、第２の通路、および閉鎖部材を含む弁であって、前記第１の通路は、前記弁の第１のポートを区画する第１の密封窪みで終端し、前記第２の通路は、前記弁の第２のポートを区画する第２の密封窪みで終端し、前記閉鎖部材は、前記第２の通路から前記第１の通路への流れを選択的に遮断するように構成されている、弁と、
第１の密封窪みを有する第１のポートを含むベースと、
流量制限器であって、第１の端部、第２の端部、前記第１の端部から前記第２の端部まで延びる長手方向軸、および前記長手方向軸に沿って前記第１の端部と前記第２の端部との間に配置される流量制限器の表面を含む、流量制限器と、
前記流量制限器の前記表面、前記弁の前記第１の密封窪み、および前記ベースの前記第１の密封窪みに接触するシールと、
を備え、
前記流量制限器が前記シールによって前記第１の通路および前記ベースから間隔を置いて隔離されている、弁アセンブリ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連する出願への相互参照
本出願は、２０１９年８月５日に出願された米国仮特許出願第６２／８８２，８１４号の利益を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【背景技術】

【0002】

質量流量制御は、半導体チップ製造における重要な技術の１つである。質量流量を制御するための装置は、半導体製造および他の工業プロセスのためのプロセスガスの既知の流量を供給するために重要である。このようなデバイスは、さまざまなアプリケーションの流体の流れを測定して正確に制御するために使用される。この制御は、正確に校正された流量制限器および該流量制限器とそれが設置される通路との間の漏れを最小限にするシールを使用することで実現できる。

【0003】

チップ製造の技術が向上するにつれて、流れを制御するための装置に対する需要も向上する。半導体製造プロセスでは、より正確な測定、機器コストの削減、過渡応答時間の改善、ガス供給のタイミングの一貫性の向上など、パフォーマンスの向上がますます求められている。ガス供給の一貫性を改善するために、改善された流量制限器およびそのシールが望まれる。

【発明の概要】

【0004】

本技術は、質量流量（ｍａｓｓ ｆｌｏｗ）コントローラまたは他のガス供給装置で使用するための層流制限器用のシールを対象としている。これらのガス供給装置の１つまたは複数は、半導体チップ製造、ソーラーパネル製造などの広範囲のプロセスで使用することができる。

【0005】

一実施形態では、本発明は、ガス流制限器用のシールであり、第１の端部と、第２の端部と、流量制限器とシールとの間に液密接続を形成するように流量制限器を受け入れるための開口と、を有するシールである。

【0006】

別の実施形態では、本発明は、弁アセンブリであり、弁アセンブリは、弁、流量制限器、およびシールを有する。弁には通路がある。流量制限器は、第１の端部、第２の端部、第１の端部から第２の端部まで延びる長手方向軸、および長手方向軸に沿って第１の端部と第２の端部との間に位置する密封部分を有する。シールは、流量制限器の密封部分と弁の通路に接触している。

【0007】

さらに別の実施において、本発明は、弁アセンブリであり、弁アセンブリは、弁を有し、弁は、第１の通路、第２の通路、第１の密封窪み、および第２の密封窪みを有する。弁アセンブリは、第３の密封窪みおよび第４の密封窪みを有するベースを有する。弁アセンブリは、流量制限器を有し、流量制限器は、第１の端部、第２の端部、第１の端部から第２の端部まで延びる長手方向軸、および長手方向軸に沿って第１の端部と第２の端部との間に位置する流量制限器の表面を有する。最後に、弁アセンブリは、流量制限器の表面および弁の第１の密封窪みと接触するシールを備える。

【0008】

本技術の適用可能性のさらなる領域は、以下に提供される詳細な説明から明らかになるであろう。詳細な説明および特定の例は、好ましい実装を示しているが、例示のみを目的としており、技術の範囲を制限することを意図していないことを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

【0009】

本開示の発明は、詳細な説明および添付の図面からより完全に理解されるようになるであろう。

【0010】

【図1】１つまたは複数の層流制限器を利用するプロセスの概略図である。

【0011】

【図2】図１のプロセスで利用され得る質量流量コントローラの概略図である。

【0012】

【図3】図２の質量流量コントローラで利用され得るような流量制限器およびシールの第１の実施形態を組み込んだ弁の概略図である。

【0013】

【図4】図３の弁で利用され得るような流量制限器およびシールの第１の実施形態の斜視図である。

【0014】

【図5】図４の流量制限器およびシールのＶ―Ｖ線に沿った断面図である。

【0015】

【図6】図４の流量制限器の斜視図である。

【0016】

【図7】図４のシールの斜視図である。

【0017】

【図8】図２の質量流量コントローラで利用され得るような流量制限器およびシールの第２の実施形態を組み込んだ弁の概略図である。

【0018】

【図9】図８の弁で利用され得る流量制限器およびシールの第２の実施形態の斜視図である。

【0019】

【図10】図９の流量制限器およびシールのＸ－Ｘ線に沿った断面図である。

【0020】

【図11】図９のシールの斜視図（流量制限器なし）である。

【0021】

【図12】図１１のシールのＸＩＩ－ＸＩＩ線に沿った断面図である。

【0022】

【図13】図１１のシールの正面図である。

【0023】

【図14】図１１のシールの上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

本発明の原理による例示的な実施形態の説明は、書面による説明全体の一部と見なされるべき添付の図面に関連して読むことを意図している。本明細書に開示される本発明の実施形態の説明において、方向または配向への言及は、単に説明の便宜のために意図されており、本発明の範囲を限定することを決して意図されていない。「下の」、「上の」、「水平」、「垂直」、「上」、「下」、「上へ」、「下へ」、「左」、「右」、「上部」、「下部」などの相対的な用語」およびその派生物（例えば、「水平方向」、「下向き」、「上向き」など）は、その時点で説明されている、または議論中の図面に示されている方向を指すと解釈されるべきである。これらの相対的な用語は、説明の便宜上のものであり、明示的に示されていない限り、装置を特定の方向に構築または操作する必要はない。「取り付けられた」、「固定された」、「接続された」、「結合された」、「相互接続された」などの用語は、特に明記されていない限り、構造が、介在する構造や、可動式または固定式のアタッチメントまたは関係を介して、直接的または間接的に相互に固定または接続されている関係を指す。さらに、本発明の特徴および利点は、好ましい実施形態を参照することによって示されている。したがって、本発明は、単独でまたは他の特徴の組み合わせで存在し得るいくつかの可能な非限定的な特徴の組み合わせを示すそのような好ましい実施形態に明確に限定されるべきではない。本発明の範囲は、本明細書に添付された特許請求の範囲によって定められる。

【0025】

本発明は、ガス流を制御するための装置で使用するための層流制限器に関する。いくつかの実施形態では、装置は、ガスの既知の質量流量を半導体または同様のプロセスに送達するための質量流量コントローラとして機能することができる。半導体製造は、ガスの流れを制御する上で高性能を要求する産業の１つである。半導体製造技術が進歩するにつれて、顧客は、供給されるガス流の質量において精度と再現性が向上したフロー制御デバイスの必要性を認識している。最新の半導体プロセスでは、ガスフローの質量を厳密に制御し、応答時間を最小限に抑え、ガスフローを非常に正確にする必要がある。本発明は、供給された流れにおいて改善された精度および再現性を提供する。

【0026】

図１は、１つまたは複数の層流制限器を利用する例示的な処理システム１０００の概略図を示している。処理システム１０００は、処理チャンバ１３００に流体結合された流量を制限するための複数の装置１００を利用することができる。流量を制御するための複数の装置１００は、１つまたは複数の異なるプロセスガスを処理チャンバ１３００に供給するために使用される。半導体などの物品は処理チャンバ１３００内で処理され得る。弁１１００は、流量を制御するための装置１００のそれぞれを処理チャンバ１３００から隔離し、流量を制御するための装置１００のそれぞれを処理チャンバ１３００から選択的に接続または隔離することを可能にして、様々な異なる処理ステップを容易にする。処理チャンバ１３００は、流量を制御するための複数の装置１００によって供給されるプロセスガスを適用するためのアプリケータを含み得、流量を制御するための複数の装置１００によって供給されるガスの選択的または拡散分配を可能にする。さらに、弁１１００によって処理チャンバ１３００から隔離されて、プロセスガスの排出を可能にするか、または流れを制御するための同じ装置内のプロセスガス間の切り替えを可能にするために流量を制御するための装置１００の１つまたは複数のパージを容易にする真空源１２００を備える。任意選択で、流量を制御するための装置１００は、質量流量コントローラ、フロースプリッタ、または処理システム内のプロセスガスの流れを制御する任意の他の装置であり得る。さらに、弁１１００は、必要に応じて、流量を制御するための装置１００に統合され得る。

【0027】

処理システム１００において実施され得るプロセスは、湿式洗浄、フォトリソグラフィー、イオン注入、乾式エッチング、原子層エッチング、湿式エッチング、プラズマアッシング、急速熱アニーリング、ファーネスアニーリング、熱酸化、化学蒸着、原子層堆積、物理蒸着、分子ビームエピタキシー、レーザーリフトオフ、電気化学堆積、化学機械研磨、ウェーハテスト、または制御された量のプロセスガスを利用するその他のプロセスを含み得る。

【0028】

図２は、処理システム１０００で利用され得る流れ１００を制御するための１つのタイプの装置である、例示的な質量流量コントローラ１０１の概略図を示す。質量流量コントローラ１０１は、入口１０４に流体結合されたプロセスガスのガス供給を有する。入口は、比例弁１２０を通って流れるプロセスガスの量を変化させることができる比例弁１２０に流体結合されている。比例弁１２０は、Ｐ１容積１０６に通過するプロセスガスの質量流量を計測する。比例弁１２０は、完全に開閉する必要がないようにプロセスガスの比例制御を提供することができるが、代わりに、プロセスガスの質量流量の制御を可能にする中間状態を有し得る。

【0029】

Ｐ１容積１０６は、比例弁１２０に流体的に結合され、Ｐ１容積１０６は、比例弁１２０と流量制限器１６０との間の質量流量コントローラ１０１内のすべての体積の合計である。圧力変換器１３０は、Ｐ１ボリューム１０６内の圧力の測定を可能にするためにＰ１ボリューム１０６に結合されている。オン／オフ弁１５０は、流量制限器１６０と比例弁１２０との間に配置され、Ｐ１容積１０６からのプロセスガスの流れを完全に停止するために使用され得る。任意選択で、流量制限器１６０は、代替構成のオン／オフ弁１５０および比例弁１２０の間に配置され得る。最後に、流量制限器１６０は、質量流量コントローラ１０１の出口１１０に流体的に結合されている。処理システムにおいて、出口１１０は、弁１１００に流体的に結合されているか、または処理チャンバ１３００に直接結合されている。本実施形態において、流量制限器１６０は、オン／オフ弁１５０と、出口１１０との間に配置される。別の実施形態では、オン／オフ弁１５０は、流量制限器１６０と出口１１０との間に配置される。したがって、オン／オフ弁１５０および流量制限器１６０の配置は、逆転されてもよい。

【0030】

第１のオン／オフ弁１５０の内部は、弁座および閉鎖部材である。装置１００がプロセスガスを供給しているとき、第１のオン／オフ弁１５０は開状態にあり、その結果、弁座と閉鎖部材は接触していない。これにより、プロセスガスの流れが可能になり、流体の流れに対する制限が無視できるようになる。第１のオン／オフ弁１５０が閉状態にあるとき、閉鎖部材および弁座は、ばねによって接触するようにバイアスされ、第１のオン／オフ弁１５０を通るプロセスガスの流れを停止する。

【0031】

流量制限器１６０は、比例弁１２０と組み合わせて、プロセスガスの流量を測定するために使用される。ほとんどの実施形態では、流量制限器１６０は、流体の流れに既知の制限を提供する。第１の特徴付けられた流量制限器１６０は、所与のプロセスガスの所望の範囲の質量流量を送達するように、特定の流れインピーダンスを有するように選択され得る。流量制限器１６０は、流量制限器１６０の上流および下流の通路よりも流れに対する抵抗が大きい。

【0032】

任意選択で、質量流量コントローラ１０１は、流量制限器１６０およびオン／オフ弁１５０の下流にある１つまたは複数のＰ２圧力変換器を備える。Ｐ２圧力変換器は、流量制限器１６０全体の圧力差を測定するために使用される。実施形態では、流量制限器１６０の下流のＰ２圧力は、処理チャンバに接続された別の装置１００から取得することができ、読み取り値は、質量流量コントローラ１０１に伝達される。

【0033】

任意選択で、温度センサーを使用して、質量流量コントローラ１０１の精度をさらに高めることができる。それらは、質量流量コントローラ１０１のベースのＰ１ボリューム１０６の近くに取り付けることができる。追加の温度センサーは、比例弁１２０、圧力変換器１３０、およびオン／オフ弁１５０を含む様々な場所に使用することができる。

【0034】

図３を参照すると、オン／オフ弁１５０の概略図が、オン／オフ弁１５０の出口通路１５７内に配置された流量制限器１６０の第１の実施形態とともに示されている。オン／オフ弁１５０は、プロセスガスが弁１５０に流入することを可能にする入口通路１５８を有する。ばね１５６は、閉鎖部材１５４を弁座１５２と接触するようにバイアスし、弁１５０が閉状態にあるときにプロセスガスが流れるのを防ぐ。開状態にあるとき、閉鎖部材１５４は、それが弁座１５２から離間するように動かされ、プロセスガスが弁座１５２を出口１５７に通過することを可能にする。出口１５７は、円筒形のボアとして形成されるが、楕円形、多角形、またはその他の形状として形成され得る。流量制限器１６０は、流量制限器１６０と出口１５７の壁１５９との間のガスの流れを防止するシール１７０を備えた出口１５７に挿入される。

【0035】

図４～７では、流量制限器１６０およびシール１７０がより詳細に示されている。図４は、流量制限器１６０およびシール１７０の斜視図を示している。流量制限器１６０は、長手方向軸Ａ―Ａに沿って第１の端部１６１から第２の端部１６２まで延びる。シール１７０は、流量制限器１６０に取り付けられる。シール１７０は、流量制限器１６０を周方向に取り囲み、外面１７１を有する。シール１７０は、長手方向軸Ｂ－Ｂに沿って第１の端部１７２と第２の端部１７３との間に延びる。シール１７０の長手方向軸Ｂ－Ｂは、流量制限器１６０の長手方向軸Ａ－Ａと同一直線上にある。しかしながら、別の方法では、シール１７０の長手方向軸Ｂ－Ｂは、流量制限器１７０の長手方向軸Ａ－Ａと同一直線上にない場合がある。一部の実施形態では、シールの長手方向軸Ｂ－Ｂは、流量制限器１６０の長手方向軸Ａ－Ａに対して角度が付けられている。更なる実施形態では、シールの長手方向軸Ｂ－Ｂは、間隔を空けてもよいが、流量制限器１６０の長手方向軸Ａ－Ａに平行し得る。さらに他の実施形態では、軸は、角度が付けられ、互いに離間されていてもよい。

【0036】

図５に最もよく見られるように、流量制限器１６０は、密封部分１６３および非密封部分１６６を有する。非密封部分１６６は、第１の直径Ｄ１を有し、密封部分１６３は、第２の直径Ｄ２を有し、第１の直径Ｄ１は、第２の直径Ｄ２よりも大きい。シール１７０は、流量制限器１６０の密封部分１６３と表面接触している内面１７４をさらに含む。外面１７１は、第１および第２の直径Ｄ１、Ｄ２のいずれよりも大きい第３の直径Ｄ３を有する。これにより、壁１５９と外面１７１との間に締り嵌めが生じ、シール１７０が出口１５７の壁１５９に対してシールすると同時に、流量制限器１６０と壁１５９との間の接触が防止される。流量制限器１６０が受け入れられ、すべてのガスが流量制限器１６０の第１の端部１６１から第２の端部１６２まで一般に軸Ｂ－Ｂに沿って流れる開口を区画する。さらに他の場合には、密封部分１６３は、流量制限器１６０の全長にわたって延びる。さらに、第１の直径Ｄ１は、第２の直径Ｄ２と同じ直径であり得る。好ましくは、第３の直径Ｄ３は、壁１５９との締り嵌めを有する。第３の直径Ｄ３はまた、第２の直径Ｄ２と同じ直径であり得る。さらに、ガスは、流量制限器の第１の端部１６１から入り、第２の端部１６２を出る必要はないが、流量制限器１６０の周囲を通って入ることもできる。流量制限器１６０内のガスの流れは、厳密に軸ＢＢであるが、流量制限器１６０を通過し、シール１７０の周りではなく、シール１７０を通過するだけでよい。

【0037】

密封部分１６３は、シール受容面１６５と、シール性能を改善し、シールを所定の位置に保持するために使用される複数の隆起１６４とを有する。第２の直径Ｄ２は、第１の直径Ｄ１と比較して減少して、シール１７０のための空間を提供し、流量制限器１６０上のシール１７０の保持を強化する。隆起１６４は、三角形の断面を有し、流量制限器１６０を取り囲む。シール１７０が流量制限器１６０の密封部分１６３に取り付けられると、隆起１６４はシール１７０を変形させて、シール１７０の保持をさらに強化する。これにより、流量制限器が、出口１５７に押し込まれるときに、シール１７０は流量制限器１６０上に確実に保持される。第３の直径Ｄ３は、通常、出口１５７との締り嵌めであるため、干渉の程度に応じて、シール１７０を出口１５７に押し込むためにかなりの力が必要となる場合がある。例示的な実施形態では、密封部分１６３は、２つの隆起１６４を有する。別の場合において、密封部分１６３は、より多いまたはより少ない隆起１６４を有し得る。隆起１６４の断面プロファイルは、長方形、台形、または任意の他の形状であり得る。さらに別の変形例では、テクスチャーは、シール受容面１６５上に形成され得る。このテクスチャーは、ローレット加工、研削、または他の任意の既知のプロセスによって形成され得る。別の場合において、流量制限器１６０の単一モデルは、第３の直径Ｄ３がそれぞれの出口１５７の壁１５９と適切に干渉するように変更されるようにシールの厚さを変更することによって、異なる直径を有する複数の出口１５７に設置され得る。この構成は、制限器を弁座に対して直接設置することを有利に可能にして、弁座と流量制限器１６０との間に囲まれる体積を大幅に減らす。さらに、複数の弁形状、ボアサイズ、およびフィッティング形状は、流量制限器１６０を出口１５７内に配置することによって収容することができる。

【0038】

使用中、プロセスガスは、流量制限器１６０を通って第１の端部１６１から第２の端部１６２に流れる。シール１７０は、プロセスガスが流量制限器１６０の周りを流れることを防ぐために、出口１５７の壁１５９と流量制限器１６０の両方への密接な適合を提供する。ガスの漏れはある程度発生する可能性があるが、ヘリウムをプロセスガスとして使用すると、この漏れは少なくとも１×１０^－７ａｔｍ－ｃｃ／ｓｅｃに減少する。この漏れ率は、無視できる量のプロセスガスが、流量制限器１６０を通ってではなく、流量制限器１６０の周りを流れることを確実にする。

【0039】

シール１７０は、好ましくは、プラスチック材料などの非金属材料で形成されている。 １つの例示的な材料は、ポリテトラフルオロエチレン（「ＰＴＦＥ」または「テフロン（登録商標）」としても知られている）であり得る。代替材料には、金属、セラミック、または複合材料が含まれる場合がある。シール１７０は、好ましくは、シール受容面１６５と内面１７４との間の緊密な適合を確実にするために、流量制限器１６０上で収縮または伸長される。しかしながら、他の方法も企図される。さらに別の実施形態では、シールは、シール１７０と流量制限器１６０との間の確実な気密接続を達成するために、流量制限器１６０に溶接、結合、またはプレスされ得る。さらに別の実施形態では、複数の同一の流量制限器１６０は、異なるサイズの出口１５７への設置を可能にするために、異なるシール１７０に取り付けられている。

【0040】

図８～１４では、流量制限器２６０の第２の実施形態がシール２７０とともに示されている。図８の概略図に見られるように、弁１５０が示されている。弁１５０は、図３の弁１５０と実質的に同一である。しかしながら、流量制限器を出口１５７に押し込む代わりに、シール２７０が、弁１５０のシール面１５３と、ベース２９０のシール面２９１との間に取り付けられる。ベース２９０は、オン／オフ弁１５０を、質量流量コントローラ１０１の様々な構成要素または他の流れを制御するための装置１００に接続する流路２９２を備える。シール２７０は、シール面１５３とシール面２９１との間に設置され、図９および１０に最もよく示されているように、第１のシールリング２７１および第２のシールリング２７２を有する。第１のシールリング２７１および第２のシールリング２７２は、ガスケットシート２７３に取り付けられ、ガスケットシート２７３を超えて延在して、それぞれ、弁１５０およびベース２９０の密封窪み１５５、２９５と係合する。複数の開口２７４は、ガスケットシート２７３を通して提供され、弁１５０をベース２９０に結合するために使用されるファスナの通過を可能にする。追加の穴２７５は、シール２７０の製造を容易にするために、または追加の流路を密封するなどの他の目的のために使用され得る。

【0041】

図１０に見られるように、シール２７０の第１のシールリング２７１は、流量制限器２６０を受け入れる。流量制限器２６０は、長手方向軸Ａ－Ａに沿って第１の端部２６１から第２の端部２６２まで延びる。図１０および１１に最もよく示されるように、第１のシールリング２７１は、第１の側面２７６および第１の側面２７６の反対側の第２の側面２７７を有し、長手方向軸Ｂ－Ｂは、第１および第２の側面２７６、２７７に垂直に第１のシールリング２７１を通って延びる。第２の側面２７６、２７７は、密封窪み１５５、２９５と係合し、弁１５０がベース２９０に取り付けられるときにそれらの間で圧縮される。第１のシールリング２７１はまた、概して円筒形である内面２７８と、内面２７８を横切って延びる密封ウェブ２７９とを有する。流量制限器２６０を受け入れるために、流れ開口２８０が密封ウェブ２７９に形成される。流れ開口２８０は、本実施形態ではほぼ長方形の形状を有するが、他の実施形態では、円形、楕円形、または対応する流量制限器を収容するのに適した他の任意の形状であり得る。流量制限器２６０は、長手方向軸に沿ってほぼ長方形のプロファイルを有し、流れ開口２８０内にぴったりと嵌る。流量制限器２６０が流れ開口２８０に取り付けられると、溶接、接着、または圧入されて、流量制限器２６０の外面と密封ウェブ２７９との間の気密シールは、プロセスガスが流量制限器２６０を通過せずに流量制限器２６０を通って逃げないことを確実にする。第１のシールリング２７１はまた、第１のシールリング２７１が密封窪み１５５、２９５内に入れ子にできる限り、任意のサイズまたは直径であり得る外面２８５を有する。代替構成では、密封窪み１５５、２９５は省略され得る。さらに別の構成では、内面２７８および外面２８５は、円筒形である必要はなく、長方形、楕円形、多角形、または任意の他の形状であり得る。

【0042】

第２のシールリング２７２はまた、第１の側２８１および第２の側２８２を有する。しかしながら、第２のシールリング２７２は、対応する密封ウェブを有さないという点で第１のシールリング２７１とは異なる。代わりに、内面２８３は、有意な流れインピーダンスなしでプロセスガスの通過を可能にする流れ開口を規定する。理想的には、流路および第２のシールリング２７２は、流体の流れを制限しない。別の理由で、シール２７０は、第１のシールリング２７１のみを含み、第２のシールリング２７２または他の任意の構成要素を含まなくてもよい。あるいは、第１または第２のシールリング２７１、２７２が２つ以上存在し得る。

【0043】

別の実施形態では、第１のシールリング２７１のフローアパーチャ２８０は、円形、長方形、多角形であってもよく、円弧を含んでもよく、または任意の既知の形状を有してもよい。したがって、流量制限器の任意の断面をシールリング２７１に収容することができる。別の実施形態では、シールリング２７１は、圧入、溶接、接着、または他の方法で、弁１５０の出口５７またはベース２９０の流路２９２などの流路内に直接固定することができる。別の実施形態では、シールがシールリング２７１のみで構成されるように、ガスケットシート２７３を省略してもよい。シール２７０は、好ましくは、少なくとも部分的に金属材料で構成される。最も好ましい方法では、第１および第２のシールリング２７１、２７２は金属製である。

【0044】

組み立て中、シール２７０は、弁１５０とベース２９０との間に配置されて、第１および第２のシールリング２７１、２７２が密封窪み１５５、２９５と整列するように整列される。その後、流量制限器２６０は、出口１５７およびベース２９０内の対応する流路２９２へ延びる。流量制限器２６０は、シールが流量制限器２６０の長さに沿って半分になるように第１のシールリング２７１に取り付けられてもよく、またはそれは、流量制限器２６０の長さに沿って任意のところに取り付けられてもよい。それは、第１または第２の端部２６１、２６２のいずれかと実質的に同一平面に取り付けることさえできる。さらに、シール２７０は、弁座１５２と流量制限器２６０間の距離を最小にするように、弁１５０の一部内に配置されるように設置されて、それらの間の容積を最小化する。前述のように、シール２７０はまた、流量制限器２６０が弁座１５２の上流に配置され、出口１５７の代わりに入口１５８に配置されるように構成され得る。この実施形態のシールは、１×１０^－１１ａｔｍ－ｃｃ／ｓｅｃよりも優れたヘリウム漏れ率を有するシールを確実に提供するので、流量制限器２６０周辺のプロセスガスのすべての流れが実質的に排除される。

【0045】

本発明は、本発明を実施するための現在好ましいモードを含む特定の例に関して説明されてきたが、当業者は、上記のシステムおよび技術の多数の変形および順列が存在することを理解するであろう。他の実施形態を利用することができ、本発明の範囲から逸脱することなく、構造的および機能的改変を行うことができることを理解されたい。したがって、本発明の精神および範囲は、添付の特許請求の範囲に記載されているように広く解釈されるべきである。

【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】

【図14】