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JPS62188873A - High speed valve - Google Patents

High speed valve

Info

Publication number
JPS62188873A
JPS62188873A JP3056886A JP3056886A JPS62188873A JP S62188873 A JPS62188873 A JP S62188873A JP 3056886 A JP3056886 A JP 3056886A JP 3056886 A JP3056886 A JP 3056886A JP S62188873 A JPS62188873 A JP S62188873A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve
valve body
speed
gas
weight
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP3056886A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazunari Imahashi
今橋 一成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
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 Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Priority to JP3056886A priority Critical patent/JPS62188873A/en
Publication of JPS62188873A publication Critical patent/JPS62188873A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make the valve body actuate at higher speed by providing an expansion member which instantaneously expands or contracts and one end of which is connected to a valve body and making the mass of weight larger than that of the valve body to the degree where the valve body can be moved with the connected weight as the basis. CONSTITUTION:A valve seat 3 having a gas discharging port 2 is provided at one end of a valve chamber 1 and a valve body 4 is forced to the valve chamber 1 side by a spring 6. A piezoelectric element stem 7 and a weight are provided at the flange 5 side end part of the valve body 4. The mass of the weight 8 is made far larger as compared with the mass of the valve body 4. Accordingly when the spring 6 is expanded or contracted instantaneously, the valve body operates instantaneously in the direction for opening the valve body with the weight as the basis to open the valve and thereafter operates in the direction instantaneously closing the valve in the spring direction. For this reason, the valve body can be operated at high speed.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野] この発明は、高速バルブに関し、特に、イオン注入装置
とか、光CVD装置、プラズマX線装置。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to high-speed valves, particularly ion implanters, photo-CVD devices, and plasma X-ray devices.

その他の゛−導体製造プロセスにおける各種装置。Other equipment in the conductor manufacturing process.

各種のX線源等において、ガスを瞬間的に反応室。In various X-ray sources, etc., gas is instantaneously introduced into the reaction chamber.

X線発生室等に導入し、所定の短期間ガスを注入するの
に適するような高速バルブに関する。
This invention relates to a high-speed valve that is suitable for introducing into an X-ray generation chamber or the like and injecting gas for a predetermined short period of time.

[従来の技術] イオン注入装置とか、光CVD装置、プラズマX線装置
等に使用される高速バルブとしては、第5図に見るよう
なマグネチックバルブ([気バルブ)等が使用される。
[Prior Art] As a high-speed valve used in an ion implantation device, a photo-CVD device, a plasma X-ray device, etc., a magnetic valve as shown in FIG. 5 is used.

このマグネチックバルブにあっては、ハンマ50を磁気
コイル51により加速して弁体52を引き[−げてガス
導入]153から注入されたガスをガスυト出L154
に送り出すものである。
In this magnetic valve, the hammer 50 is accelerated by the magnetic coil 51 to pull the valve body 52 [- to introduce gas], and the gas injected from the gas outlet L154.
It is sent to

ここで、55は、ハンマリターンスプリングであり、5
6は、弁体52を閉じる方向に付勢するバルブリターン
スプリング、そして57は、弁体56に設けられたOリ
ングである。
Here, 55 is a hammer return spring;
6 is a valve return spring that biases the valve body 52 in the closing direction, and 57 is an O-ring provided on the valve body 56.

特に、このような高速バルブを使用するガスプラズマX
線源にあっては、例えば真空中にある同軸形の電極間に
高速バルブでガスをパルス的に注入するものが知られて
いる。
In particular, gas plasma
As for radiation sources, for example, one in which gas is injected in pulses between coaxial electrodes in a vacuum using a high-speed valve is known.

また、この他、各種の反応室では、反応ガスや不活性な
パージガスを反応室内に高速注入することが必要となる
In addition, in various reaction chambers, it is necessary to inject a reaction gas or an inert purge gas into the reaction chamber at high speed.

[解決しようとする問題点コ しかしながら、前記磁気バルブで代表されるような高速
バルブにあっては、その開く動作時間が速くても数15
μsec程度であって、ガスを1<)レス状でかつ高速
に注入する場合には、十分なものとは:イえず、より高
速に動作するバルブが望まれている。
[Problems to be solved] However, in the case of high-speed valves such as the above-mentioned magnetic valve, even if the opening operation time is fast, the opening time is several 15 times.
When the gas is injected in a 1<)-less manner and at a high speed, this is not sufficient, and a valve that operates at a higher speed is desired.

また、前記のようなマグネチックバルブにあっては、ハ
ンマによる衝撃が発生する関係から、その構造を強固な
ものとする必安があり、構造設計の仕方によっては、耐
久性がないという欠点がある。
In addition, magnetic valves such as those mentioned above must have a strong structure because of the impact generated by the hammer, and depending on the way the structure is designed, they may not be durable. be.

[発明の目的コ この発明は、このような技術的要請に応え、前記の欠点
を排除するものであって、より高速で、耐久性の高い高
速バルブを提供することを目的とする。
[Object of the Invention] The present invention is intended to meet such technical demands and eliminate the above-mentioned drawbacks, and aims to provide a high-speed valve that is faster and more durable.

[問題点を解決するための手段] このような目的を達成するために、この発明の高速バル
ブにおける手段は、弁体と、弁座と、弁体に一端が結合
された伸縮する伸縮部材と、この伸縮部材の他端に結合
された重りと、弁体を弁座に押圧付勢するばねとを有し
ていて、伸縮部材が伸び又は縮んだときに、重り及び弁
体の慣性とばねの力の関係により決まる時間だけ弁体が
前記の伸び又は縮み方向に移動し、弁座からはなれて弁
が開放され、その後ばねによ゛り弁体が弁座に押圧され
て弁が閉じるというものであるというものである。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve such an object, the means for the high-speed valve of the present invention includes a valve body, a valve seat, and a telescoping member whose one end is connected to the valve body. , which has a weight coupled to the other end of the telescoping member and a spring that presses the valve body against the valve seat, and when the telescoping member extends or contracts, the inertia of the weight and the valve disc and the spring The valve body moves in the above-mentioned direction of expansion or contraction for a time determined by the relationship of forces, separates from the valve seat and opens the valve, and then the valve body is pressed against the valve seat by the spring and the valve closes. It is something.

[作用] このように構成することにより、伸縮部材が瞬間的に伸
張又は収縮した場合に、瞬間的に重り側を基準として弁
体が開く方向へと作動して、弁が開き、その後、ばねの
作用で即座に弁が閉じる方向へと作動する。
[Function] With this configuration, when the telescopic member momentarily expands or contracts, the valve body momentarily operates in the direction of opening with the weight side as a reference, the valve opens, and then the spring The valve immediately operates in the direction of closing.

その結果、開く応答速度は、伸縮部材の伸縮速度に応じ
て高速にでき、より高速な作動をする高速バルブを実現
することができる。
As a result, the opening response speed can be increased according to the expansion/contraction speed of the expandable member, and a high-speed valve that operates faster can be realized.

[実施例コ 以下、この発明の一実施例について図面を用いて詳細に
説明する。
[Example 1] Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は、この発明を適用した高速バルブの一実施例の
断面図、第2図は、他の−・実施例の断面図、第3図は
、プラズマX線源に第1図に見る高速バルブを使用した
場合の説明図、第4図は、光CV D装置に第1図に見
る高速バルブを使用た場合の説明図である。
Fig. 1 is a sectional view of one embodiment of a high-speed valve to which the present invention is applied, Fig. 2 is a sectional view of another embodiment, and Fig. 3 is a plasma X-ray source as seen in Fig. 1. FIG. 4 is an explanatory diagram of the case where the high-speed valve shown in FIG. 1 is used in the optical CVD apparatus.

第1図において、10は、作動部が伸張して弁が開かれ
る伸張解放形の高速バルブであって、lは、その円筒状
の筺体9により密閉状態にされた弁室である。この弁室
1の一端には、ガス排出口2を有する弁座3が設けられ
ていていて、この弁座3には、頭部円盤吠の筒体で形成
された弁体4が圧接されている。
In FIG. 1, numeral 10 is an extension-release type high-speed valve whose actuating portion is extended to open the valve, and l is a valve chamber sealed by its cylindrical casing 9. A valve seat 3 having a gas discharge port 2 is provided at one end of the valve chamber 1, and a valve body 4 formed of a cylindrical body with a head disc is pressed into contact with the valve seat 3. There is.

この弁体4の圧接は、弁座3の内側壁面と弁体4の後部
に形成されたフランジ部5との間に介装された圧縮状態
のばね6により弁体4が弁室1側に付勢されることによ
りなされる。すなわち、ばね6は、弁体4を外側から弁
室l側に向かって引っ張り、弁座3に押圧する。その結
果、通常では、弁座4により形成されたガス排出口2が
弁体4により閉塞されている。
This pressure contact of the valve body 4 is achieved by a compressed spring 6 interposed between the inner wall surface of the valve seat 3 and a flange portion 5 formed at the rear of the valve body 4, which causes the valve body 4 to move toward the valve chamber 1 side. This is done by being energized. That is, the spring 6 pulls the valve body 4 from the outside toward the valve chamber I and presses it against the valve seat 3. As a result, the gas discharge port 2 formed by the valve seat 4 is normally closed by the valve body 4.

弁体4のフランジ5側端部には、積層形の圧電素r弁欅
7が一体的に結合されていて、この圧電素r弁棒7の弁
体4に対して反対側の端部には、一端が閉塞された円筒
状の重り8がその端部がかぶさるように圧電素子棒7に
固着されている。
A laminated piezoelectric element r-valve stem 7 is integrally connected to the end of the valve body 4 on the flange 5 side, and an end of the piezoelectric element r-valve rod 7 on the opposite side to the valve body 4 is connected. A cylindrical weight 8 with one end closed is fixed to the piezoelectric element rod 7 so as to cover the end thereof.

一方、弁室1は、その側面等に開口(図示せず)が設け
られていて、この]J旧−1がガス供給源に連通し、所
定のガスが弁室1に供給され、所定の圧力のガスがここ
に充満する構成を採る。
On the other hand, the valve chamber 1 is provided with an opening (not shown) on its side surface, etc., and this J old-1 communicates with a gas supply source, so that a predetermined gas is supplied to the valve chamber 1, and a predetermined gas is supplied to the valve chamber 1. A configuration is adopted in which pressured gas fills here.

ここで、弁室lに導入されるガスとしては、例えばプラ
ズマX線装置等ではHe+ Ar等が放電ガスとして使
用され、光CVD装置にあっては、不活性ガスとしてA
 r r N 2等のガスがゴミ等を排除するパージガ
スとして使用される。
Here, as the gas introduced into the valve chamber l, for example, He+Ar is used as a discharge gas in a plasma X-ray apparatus, etc., and A as an inert gas is used in a photo-CVD apparatus.
A gas such as r r N 2 is used as a purge gas to remove dust and the like.

さて、重り8の質量は、弁体4の質量に比べてはるかに
大きいものであって、弁体の重さに比較して5倍量−]
二大きい値に選定されている。
Now, the mass of the weight 8 is much larger than the mass of the valve body 4, and is five times the weight of the valve body.
The two largest values are selected.

次に、その動作を説明すると、圧電素子弁棒7に電圧が
印加されると、圧電素子弁棒7は急速に伸張する。その
伸びの長さとしては、積層形の圧電素子ではその積層数
1その長さにもよるが、ここで使用するものにあっては
、例えば30μsecで30ミクロンの伸び速度を得る
ことができる。
Next, the operation will be explained. When a voltage is applied to the piezoelectric element valve stem 7, the piezoelectric element valve stem 7 rapidly expands. In the case of a laminated piezoelectric element, the length of the elongation depends on the number of laminated layers and the length thereof, but in the case of the one used here, for example, an elongation speed of 30 microns can be obtained in 30 μsec.

ここで、弁体4の質量をMbとし、重り8の質量をMo
とすると、弁体4と屯り8とは、運動&を保存の法則に
従って動くことになる。そこで、Mb<Moの関係から
、その移動距離は、質量Mbの物体力が質量t M o
の物体より大きい。特に1Mbc:くMoとすれば、こ
れらの間の動(移動)きは、大部分が質量Mbの物体に
作用する。
Here, the mass of the valve body 4 is Mb, and the mass of the weight 8 is Mo
Then, the valve body 4 and the valve body 8 move according to the law of conservation of motion &. Therefore, from the relationship Mb<Mo, the moving distance is calculated as follows: the object force of mass Mb is the mass t Mo
larger than the object. In particular, if 1 Mbc: x Mo, the movement (movement) between them mostly acts on the object with mass Mb.

したがって、MbくくMoの条件のもとにおいて圧電素
子弁棒7が伸張したときに、その伸び力は、弁体4の前
進移動に作用して、弁体4は、重り8を基準として、ば
ね6の力に抗して外側へ移動する。そこで、弁体4が弁
座3から外側に離れ、ガス排出口2が瞬間されることに
なる。
Therefore, when the piezoelectric element valve rod 7 is expanded under the conditions of Mb x Mo, the stretching force acts on the forward movement of the valve body 4, and the valve body 4 is moved by the spring with respect to the weight 8. It moves outward against the force of 6. Then, the valve body 4 separates outward from the valve seat 3, and the gas discharge port 2 is instantaneously closed.

その結果、ガス排出口2からガスが外に瞬間的に高速放
出される。そして、圧電素子弁棒7が伸張した状態にあ
ったとしても、ばね6の力により弁体4が弁座3側に引
き戻されてガス排出口2が弁体4により閉塞される。
As a result, gas is instantaneously released from the gas outlet 2 at high speed. Even if the piezoelectric element valve rod 7 is in an expanded state, the force of the spring 6 pulls the valve body 4 back toward the valve seat 3, and the gas discharge port 2 is closed by the valve body 4.

その後、圧電素子弁棒7の状態は、収縮されて、元の初
期状態に復帰する。この収縮によっても、弁体4により
ガスυ1出口2の閉塞状態は変化しない。
Thereafter, the state of the piezoelectric element valve stem 7 is contracted and returned to its original initial state. Even with this contraction, the closed state of the gas υ1 outlet 2 by the valve body 4 does not change.

ここで、弁体4がガス排出口2を開(作動速度は、主と
して、圧電素子弁棒7の伸び力と弁体4の質Eit M
 bとで決定され、ガス排出口2が開いた状態に保持さ
れる時間は、主として、ばね6の力と重り8の質mMo
とにより決定される。
Here, the valve body 4 opens the gas outlet 2 (the operating speed is mainly determined by the stretching force of the piezoelectric element valve stem 7 and the quality of the valve body 4.
b, and the time during which the gas outlet 2 is kept open is mainly determined by the force of the spring 6 and the quality of the weight 8, mMo.
It is determined by

その結果、圧電素子弁棒7の伸びの速度は、その積層状
態と印加電圧にもよるが、前例した圧電素子を使用すれ
ば、数μsec〜数十μsecにできる。そして閉じる
までの時間は、数十μsec〜数百μSec程度の高速
から、さらには数1−秒程度まで設定することが可能で
ある。
As a result, the speed of elongation of the piezoelectric element valve stem 7 can be several μsec to several tens of μsec if the piezoelectric element described above is used, although it depends on the laminated state and applied voltage. The time it takes to close can be set from a high speed of several tens of microseconds to several hundred microseconds, or even several seconds.

したがって、ガスの放射速度は、圧電素子弁棒7の伸張
速度により、ガスを噴射している時間を、ばね6の力と
重り8の質mMoとで調整でき、これを数十μsec〜
数百μsec程度の時間から数lll11秒程度の時間
まで選択できる。
Therefore, the radial velocity of the gas can be adjusted by the extension speed of the piezoelectric element valve rod 7, the force of the spring 6, and the quality mMo of the weight 8, and this can be adjusted from several tens of microseconds to
The time can be selected from several hundreds of microseconds to several 11 seconds.

ところで、この実施例のようにばね6により弁体4を外
側から内側に向かって弁座3に押圧するような構成とす
ることにより、高速バルブ10が長期間使用されて摩耗
したとしても、ばね6の力により常に自動調整されて、
弁座3に押し付けられる。すなわち、バルブとしての動
作条件は、変化しないという利点がある。したがって、
長期の繰り返し使用に耐え得る。
By the way, by adopting a structure in which the valve body 4 is pressed against the valve seat 3 from the outside to the inside by the spring 6 as in this embodiment, even if the high-speed valve 10 is worn out after being used for a long period of time, the spring Constantly automatically adjusted by the power of 6,
It is pressed against the valve seat 3. That is, there is an advantage that the operating conditions for the valve do not change. therefore,
Can withstand repeated use over long periods of time.

また、ばね6により弁体を付勢する構成としているので
、バルブの取り付は方向を問うものではなく、方向性な
(取り付けができるという利点もある。
Further, since the valve body is biased by the spring 6, the valve can be attached in any direction, and there is an advantage that the valve can be attached directionally.

なお、弁座3と弁体4との間に0リングを介在させても
よく、この場合には、どちらか一方にOリングを装着す
ればよい。
Note that an O-ring may be interposed between the valve seat 3 and the valve body 4, and in this case, the O-ring may be attached to either one.

以」−のことから、弁体5と重り8との重量、そしてば
ね6の付勢力を選定すると、数十μsec〜数+7rμ
sec又は数mm5ecの間ガスをパルス状に発生させ
ることができ、その放出までの応答速度は、数1・It
sec程度まで高速にできる。
Based on the following, when the weight of the valve body 5 and the weight 8 and the biasing force of the spring 6 are selected, the range is from several tens of μsec to several +7 rμ
Gas can be generated in a pulsed manner for sec or several mm5 ec, and the response speed until its release is as follows:
The speed can be increased to about sec.

この場合のガス自体の流出速度は、弁室1と外部の圧力
との差により決定され、弁室lの内圧を外部より高(す
るか、弁室1の外側の圧力を高1°L空にすることで高
速なガスの放射がIIJ能である。
The outflow velocity of the gas itself in this case is determined by the difference between the pressure in the valve chamber 1 and the outside. By doing so, it is possible to emit high-speed gas.

第2図は、他の実施例であって、高速バルブ10aは、
作動部が収縮して弁が開かれる収縮開放形のものである
。その弁体4aは、弁座3aに対して内側に配置され、
重り8aと弁室1aの内壁1bとの間に介装された圧縮
ばね6aにより弁座3aに押圧され、ガス排出112a
を閉塞する構成゛を採る。
FIG. 2 shows another embodiment, in which the high-speed valve 10a is
It is a contraction-open type in which the actuating part contracts and the valve opens. The valve body 4a is arranged inside with respect to the valve seat 3a,
Pressed against the valve seat 3a by a compression spring 6a interposed between the weight 8a and the inner wall 1b of the valve chamber 1a, the gas discharge 112a
Adopt a configuration that blocks the

ここで、7aは、圧電素子弁棒であって、第1図の圧電
素子弁棒7に対応するが、電圧が印加されて収縮する点
で相違する。なお、9aは、弁室1aを形成する円筒状
の筐体である。
Here, 7a is a piezoelectric element valve stem, which corresponds to the piezoelectric element valve stem 7 in FIG. 1, but differs in that it contracts when a voltage is applied. Note that 9a is a cylindrical housing that forms the valve chamber 1a.

次に、その動作を説明すると、圧電素子弁棒7aに電圧
が印加されると、圧電素子弁棒7aは急速に収縮する。
Next, the operation will be explained. When a voltage is applied to the piezoelectric element valve stem 7a, the piezoelectric element valve stem 7a rapidly contracts.

そして、第1図の場合と同様に、弁体4aの質量をMb
とし、重り8aの質量をMOとし、Mb〈〈Moとすれ
ば、弁体4aと重り8aとの間の収縮動作の動きは、大
部分が質Ji1Mbの物体である弁体4に対して作用す
る。
Then, as in the case of FIG. 1, the mass of the valve body 4a is Mb
If the mass of the weight 8a is MO and Mb〈〈Mo, then the contraction movement between the valve body 4a and the weight 8a mostly acts on the valve body 4, which is an object of quality Ji1Mb. do.

したがって、第1図の場合と同様に、圧電素子弁棒7a
が収縮したときには、その縮み力が弁体4aの後退移動
に作用して、弁体4aは、重り8aを基準として、ばね
6aの力に抗して内側へ移動し、弁体4aが弁座3aか
ら内側に離れ、ガス排出1−12 aが開放されること
になる。
Therefore, as in the case of FIG. 1, the piezoelectric element valve rod 7a
When contracted, the contraction force acts on the backward movement of the valve body 4a, and the valve body 4a moves inward against the force of the spring 6a, with the weight 8a as a reference, and the valve body 4a touches the valve seat. 3a inwardly, and the gas exhaust 1-12a is opened.

その結果、ガス排出口2aからガスが外に瞬間的に放出
される。その後、圧電素子弁棒7aが収縮した状態にあ
っても、ばね6aの力により弁体4aが弁座3a側に押
し戻されてガス排出口2aが弁体4aにより閉塞される
As a result, gas is instantaneously released from the gas outlet 2a. Thereafter, even if the piezoelectric element valve rod 7a is in a contracted state, the valve body 4a is pushed back toward the valve seat 3a by the force of the spring 6a, and the gas discharge port 2a is closed by the valve body 4a.

弁体4aがガス排出口2aを開く作動速度は、第1図の
場合と同様であって、主として、圧電素子弁棒7aの縮
み力と弁体4の質量Mbとで決定され、ガス排出口2a
が開いた状態に保持される時間は、主として、ばね6a
の力と重り8aの質ffiMoとにより決定される。
The operating speed at which the valve body 4a opens the gas outlet 2a is the same as in the case of FIG. 2a
The time during which the spring 6a is held open is mainly determined by the length of time the spring 6a
is determined by the force and the quality ffiMo of the weight 8a.

この場合のガス排出口2aの開放作動時間及び開放から
閉塞に至るまでの時間も、第1図の場合とほぼ同様であ
る。
In this case, the opening operation time of the gas exhaust port 2a and the time from opening to closing are almost the same as in the case of FIG. 1.

第3図は、プラズマX線源に第1図に見る高速バルブ1
0を使用した場合の断面図である。
Figure 3 shows the high-speed valve 1 shown in Figure 1 in the plasma X-ray source.
FIG. 2 is a cross-sectional view when using 0.

ガス噴射電極部20の周囲には、高速バルブ1o、to
、to、  ・・・が円形に配列されていて、1島速バ
ルブio、to、to、  ・φ・が同時に作動すると
、高速バルブ10.10.10. −・・のガス室23
に充滴しているガスがガス噴射電極部20に円筒形に形
成されたスリット21を通して円筒状のガスとなって噴
射される。その結果、対向電極部24に向かって瞬間的
にガスが噴射注入される。このとき同時に、これら電極
間の高速スイッチを閉じてガス噴射電極部20と対向電
極部24との間にパルス放電させるものである。
Around the gas injection electrode section 20, high speed valves 1o, to
, to, . - Gas chamber 23
The gas which is filled with droplets passes through a slit 21 formed in a cylindrical shape in the gas injection electrode section 20 and is injected as a cylindrical gas. As a result, gas is instantaneously injected toward the counter electrode section 24 . At the same time, a high-speed switch between these electrodes is closed to cause a pulse discharge between the gas injection electrode section 20 and the counter electrode section 24.

この放電により生じる放電電流の磁界により円筒状に注
入されたガスが急激に圧縮されて、高温。
The gas injected into a cylinder is rapidly compressed by the magnetic field of the discharge current generated by this discharge, causing it to reach a high temperature.

高密度のプラズマが短時間形成されて、このプラズマか
ら軟X線を含む電磁波が放射口25より放出されること
になる。
A high-density plasma is formed for a short time, and electromagnetic waves containing soft X-rays are emitted from the emission port 25 from this plasma.

第4図は、光CV l)装置に第1図に見る高速バルブ
10を使用した場合の断面図である。
FIG. 4 is a sectional view when the high-speed valve 10 shown in FIG. 1 is used in an optical CV l) device.

ところで、光CVD装置にあっては、レーザ光。By the way, in optical CVD equipment, laser light is used.

紫外線を受光する窓が設けられているが、この窓の内側
にも成膜がなされる欠点がある。これを防11−するた
めに窓の内側を不活性ガスによりパージすることが行わ
れる。このパージガスを高速で定期的に噴射させて、窓
の内側の成膜を防;1・、するためにこの高速バルブが
使用される。
Although a window is provided to receive ultraviolet rays, there is a drawback that a film is formed on the inside of this window as well. In order to prevent this, the inside of the window is purged with an inert gas. This high-speed valve is used to periodically inject this purge gas at high speed to prevent film formation on the inside of the window.

また、窓が下側にある装置にあっては、窓にフレーク等
のゴミが落下し堆積することがある。そこで、このよう
な場合もここでの高速バルブを使用して高速ガスを窓に
吹き付けて、フレーク等のゴミを吹き飛ばすようにする
ものである。
Furthermore, in devices with windows on the lower side, dust such as flakes may fall and accumulate on the windows. Therefore, even in such a case, the high-speed valve is used to blow high-speed gas onto the window to blow away dust such as flakes.

第4図において、30は、反応室であって、その上下に
光透過部材(石英2合成石英等)で構成された窓31.
32を有している。上側の窓31は、ウェハ載置台33
に載置されたウェハ34を加熱するために、赤外線加熱
源35からの光を透過させる窓であり、下側の窓32は
、反応ガスを励起してウェハ34」−に成膜するための
紫外線光源36からの光を透過するための窓である。
In FIG. 4, reference numeral 30 denotes a reaction chamber, and windows 31.
It has 32. The upper window 31 is a wafer mounting table 33
The lower window 32 is a window that transmits light from an infrared heating source 35 in order to heat the wafer 34 placed on the wafer 34. This is a window for transmitting light from the ultraviolet light source 36.

図面、左側に見る反応室30の左側壁には、−1−から
順に反応ガス(例えば、S t Hq + 021 ま
たはS i Hq +PH3+02 )、不活性ガス(
例えばA r + N 2等)を噴射するノズル38.
39が設けられていて、その最下段には、ノズル40が
設けられている。そして、このノズル40には、第1図
に見る高速バルブ10,10,10.  ・・・が接続
されていて、高速バルブto、to、to、・・・は、
紙面垂直方向に一列に配列されれいて、パージガス(例
えばAr、N2等の不活性ガス)を噴射するものである
On the left side wall of the reaction chamber 30 seen on the left side of the drawing, a reaction gas (for example, S t Hq + 021 or S i Hq + PH3+02), an inert gas (
For example, a nozzle 38.
39 is provided, and a nozzle 40 is provided at the lowest stage thereof. This nozzle 40 has high-speed valves 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, . ... is connected, and the high-speed valve to, to, to, ... is,
They are arranged in a line in the direction perpendicular to the plane of the paper and inject a purge gas (for example, an inert gas such as Ar or N2).

ここで、ノズル38.39及び高速ガスを発生するノズ
ル40の前面には、それぞれ所定間隔で複数の直線状の
スリットを有する噴射プレート41.42.43が設置
され、これら噴射プレート41.42.43から噴射さ
れたガスは、層状態で反応室30の内部を左側から右側
へと流れ、反対側の対応位置に配置されたスリットプレ
ート41a、42a+  43aを経て、υト気ロ44
からポンプにより排気される。
Here, injection plates 41, 42, 43 each having a plurality of linear slits at predetermined intervals are installed in front of the nozzles 38, 39 and the nozzle 40 that generates high-speed gas, and these injection plates 41, 42. The gas injected from 43 flows inside the reaction chamber 30 in a layered state from the left side to the right side, passes through slit plates 41a, 42a + 43a arranged at corresponding positions on the opposite side, and then passes through the υto air 44.
The air is evacuated by a pump.

そこで、ノズル38から噴射された反応ガス(反応室3
0の[−側部実線矢印)は、ウェハ34の表面に隣接し
てガス流れ空間を形成し、紙面垂直方向から照射される
レーザ光37と紫外線光源36からの光により励起され
る。その結果としてウェハ表面又はその近傍で成膜反応
が起こり、所定の膜がウェハ34の表面に形成されて行
く。
Therefore, the reaction gas injected from the nozzle 38 (reaction chamber 3
0 [− side solid line arrow) forms a gas flow space adjacent to the surface of the wafer 34, and is excited by the laser beam 37 irradiated from the direction perpendicular to the plane of the paper and the light from the ultraviolet light source 36. As a result, a film formation reaction occurs on or near the wafer surface, and a predetermined film is formed on the surface of the wafer 34.

一方、ノズル39から噴射された不活性ガス(反応室3
0の中央部点線矢印)は、下側の高速ガスと反応ガスと
を分離する役割を果たすものであって、反応ガスの流れ
と高速ガスの平均流速との中間的な流れを生じる。
On the other hand, inert gas injected from the nozzle 39 (reaction chamber 3
The dotted line arrow in the center of 0) serves to separate the lower high-speed gas and the reaction gas, producing a flow intermediate between the flow of the reaction gas and the average flow velocity of the high-speed gas.

また、ノズル40から噴射される高速パージガス(反応
室30の下側の点線矢印)は、周期的に高速バルブ10
群が駆動されて、パルス状のガスが所定の時間間隔で高
速で噴射され、高速なガス流れ空間が窓32裏面側(反
応室30内部側)に定期的に形成される。このことによ
り、窓32の内側に堆積されるフレーク等のゴミを吹き
飛ばして排気口44に運ぶとともに、窓32の内側の成
膜反応をも防上する。
In addition, the high-speed purge gas (dotted line arrow below the reaction chamber 30) injected from the nozzle 40 is periodically passed through the high-speed valve 10.
The group is driven to inject pulsed gas at high speed at predetermined time intervals, and a high-speed gas flow space is periodically formed on the back side of the window 32 (on the inside of the reaction chamber 30). As a result, dust such as flakes accumulated on the inside of the window 32 is blown away and transported to the exhaust port 44, and a film forming reaction inside the window 32 is also prevented.

一方、窓31とウェハ載置台33との間にもパージ通路
45が形成されていて、ここにも高速バルブ10に結合
されたノズル46が接続されている。そして前記と同様
に、窓31内面のよごれを取るために、パージガスが導
入される。そしてこのパージガスは、この通路45を経
て、反応室30の内部へと流れ込み、排気口34から排
気される。
On the other hand, a purge passage 45 is also formed between the window 31 and the wafer mounting table 33, and a nozzle 46 coupled to the high-speed valve 10 is also connected thereto. Then, in the same manner as described above, purge gas is introduced to remove dirt from the inner surface of the window 31. This purge gas then flows into the reaction chamber 30 through this passage 45 and is exhausted from the exhaust port 34.

なお、47は、紫外線光を遮閉するシャッタであって、
案内枠48によりガイドされて、プランジャ49により
進退移動する。これらにより紫外線光源36に対するシ
ャッタ機構が構成されている。
Note that 47 is a shutter that blocks ultraviolet light,
It is guided by a guide frame 48 and moves forward and backward by a plunger 49. These constitute a shutter mechanism for the ultraviolet light source 36.

以−L説明してきたが、高速バルブとして、プラズマX
線源とか、光CVD装置dを例としてその使用の態様を
説明しているが、この高速バルブは、このような1へ導
体プロセスの各装置に適用できるばかりでなく、瞬間す
るようなバルブとして各種の装置に適用できるものであ
る。そして高速バルブは、それが使用される装置の条件
によって、バルブの質量に対する基準となる重りの質量
が決定され、また、弁体を閉塞するためのはね力が決定
されることになる。
As explained above, as a high-speed valve, plasma
The mode of use is explained using a radiation source and a photo-CVD device (d) as an example, but this high-speed valve is not only applicable to each device of such a conductor process, but also can be used as an instantaneous valve. It can be applied to various devices. In a high-speed valve, the mass of the weight, which is a standard for the mass of the valve, is determined by the conditions of the device in which the valve is used, and the springing force for closing the valve body is determined.

実施例では、圧電素−rを用いて伸張又は収縮してバル
ブを作動する例を挙げているが、運動量保存の法則に適
用できる状態で、高速に伸張又は収縮する部材であれば
、伸縮部材は、圧電素子に限定されるものではなく、例
えば磁歪素子等も使用可能である。
In the example, an example is given in which a piezoelectric element-r is used to expand or contract to operate a valve. is not limited to piezoelectric elements, for example, magnetostrictive elements can also be used.

また、実施例では、高速バルブの弁室に気体を注入した
例を挙げているが、注入される物質は、液体であっても
よく、比較的粘性の低い流体ならばどのようなものであ
ってもよい。
Furthermore, in the examples, an example is given in which gas is injected into the valve chamber of a high-speed valve, but the substance to be injected may be a liquid, and any fluid with relatively low viscosity may be used. It's okay.

〔発明の効果コ 以−1−の説明から理解できるように、この発明にあっ
ては、弁体と、弁座と、弁体に一端が結合された瞬間的
に伸縮する伸縮部材と、この伸縮部材の他端に結合され
た重りと、弁体を弁座に押圧付勢するばねとを自゛して
いて、弁体が市りを基をとして移動できる程度に重りの
性用が弁体の質1.1より大きいものであるので、伸縮
部材が瞬間的に伸張又は収縮した場合に、瞬間的に重り
側を基準として弁体が開く方向へと作動して、弁が開き
、その後、ばねの作用で即座に弁が閉じる方向へと作動
する。
[Effects of the Invention As can be understood from the explanation below, the present invention comprises a valve body, a valve seat, an extensible member that is connected at one end to the valve body and that expands and contracts instantaneously, and The elastic member has a weight connected to the other end and a spring that presses the valve body against the valve seat. Since the body quality is larger than 1.1, when the elastic member momentarily expands or contracts, the valve body momentarily operates in the direction of opening based on the weight side, the valve opens, and then , the valve immediately operates in the direction of closing due to the action of the spring.

その結果、開く応答速度は、伸縮部材の伸縮速度に応じ
て高速にでき、より高速な作動をする高速バルブを実現
することができる。
As a result, the opening response speed can be increased according to the expansion/contraction speed of the expandable member, and a high-speed valve that operates faster can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、この発明を適用した高速バルブの一実施例の
断面図、第2図は、他の一実施例の断面図、第3図は、
プラズマX線源に第1図に見る高速バルブを使用した場
合の説明図、第4図は、光CV I)装置に第1図に見
る高速バルブを使用た場合の説明図、第5図は、従来の
マグネチックバルブの説明図である。 1.1a・・・弁室、2,2a・・・ガス排出「1.3
.3a・・・弁座、4,4a・・・弁体、5・・・フラ
ンジRL8,6a・・・圧縮ばね、7.7a・・・圧電
素子弁棒、EL8a・・・重り。 第1図
FIG. 1 is a cross-sectional view of one embodiment of a high-speed valve to which the present invention is applied, FIG. 2 is a cross-sectional view of another embodiment, and FIG.
An explanatory diagram when the high-speed valve shown in Figure 1 is used as a plasma X-ray source, Figure 4 is an explanatory diagram when the high-speed valve shown in Figure 1 is used in an optical CV I) device, and Figure 5 is an explanatory diagram when the high-speed valve shown in Figure 1 is used in the optical CV I) device. , is an explanatory diagram of a conventional magnetic valve. 1.1a...Valve chamber, 2,2a...Gas exhaust "1.3
.. 3a... Valve seat, 4, 4a... Valve body, 5... Flange RL8, 6a... Compression spring, 7.7a... Piezoelectric element valve stem, EL8a... Weight. Figure 1

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)弁体と、弁座と、前記弁体に一端が結合された瞬
間的に伸縮する伸縮部材と、この伸縮部材の他端に結合
された重りと、前記弁体を前記弁座に押圧付勢するばね
とを有し、前記弁体が前記重りを基準として移動できる
程度に前記重りの質量が前記弁体の質量より大きいもの
であることを特徴とする高速バルブ。
(1) A valve body, a valve seat, an instantaneously expandable telescopic member whose one end is connected to the valve body, a weight connected to the other end of the telescoping member, and a valve body that connects the valve body to the valve seat. 1. A high-speed valve, comprising a spring that presses and biases the valve, and the mass of the weight is larger than the mass of the valve body to such an extent that the valve body can move based on the weight.
(2)伸縮部材は、電圧又は電流の印加に応じて弁体が
結合されている方向に伸縮するものであることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の高速バルブ。
(2) The high-speed valve according to claim 1, wherein the expandable member expands and contracts in the direction in which the valve body is connected in response to the application of voltage or current.
(3)伸縮部材は、圧電素子であることを特徴とする特
許請求の範囲第1項又は第2項記載の高速バルブ。
(3) The high-speed valve according to claim 1 or 2, wherein the expandable member is a piezoelectric element.
(4)伸縮部材は磁歪素子であることを特徴とする特許
請求の範囲第1項乃至第3項のうちのいずれか1項記載
の高速バルブ。
(4) The high-speed valve according to any one of claims 1 to 3, wherein the expandable member is a magnetostrictive element.
(5)伸縮部材は積層形の圧電素子であり、重りの質量
は弁体の質量に対して5倍以上のものであって、前記圧
電素子が伸張することにより、弁体が開く方向に作動す
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第3項の
うちのいずれか1項記載の高速バルブ。
(5) The extensible member is a laminated piezoelectric element, and the mass of the weight is more than five times the mass of the valve body, and when the piezoelectric element expands, the valve body moves in the direction of opening. A high-speed valve according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009144910A (en) * 2007-08-29 2009-07-02 Nok Corp Valve with magnetic sealing element made of foam

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009144910A (en) * 2007-08-29 2009-07-02 Nok Corp Valve with magnetic sealing element made of foam

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