中古ガス導入バルブの在庫・価格

ガス導入バルブは、外部のガス源から真空チャンバーへガスを流量を調整しながら入れるためのバルブです。代表的なのは可変リークバルブ(バリアブルリークバルブ)と呼ばれる形式で、ごく微量の流量を連続的に調整し、その設定を再現できる点が特徴です。開閉だけを行うベントバルブや通常の仕切弁とは役割が異なり、真空を保ったまま分圧や全圧を狙った値に合わせるために使います。
超高真空用は全金属製が主流です。典型的な仕様は、ベーキング許容温度が450℃程度、使用圧力が大気圧から10^-8 Pa程度、調整できる最小流量が10^-9〜10^-11 Pa・m3/s程度です。全閉時のリーク量も10^-11 Pa・m3/s程度に抑えられています。製品によっては最大で数十Pa・m3/s程度まで調整でき、一台で広い流量範囲を扱えます。ガス入口側は細い配管や小口径フランジ、チャンバー側はICF(CF)フランジという組み合わせが一般的です。
流量を絞る仕組みは、硬い部材と軟らかい金属を押し付け合う構造です。サファイアの平面板や超硬合金のナイフエッジを銅合金などのパッドに押し当て、その押し付け量を変えてすき間のコンダクタンスを調整します。必要な変位は非常に小さいため、細かいピッチのねじとてこ(レバー)を組み合わせて動きを大きく減速しています。バックラッシュを減らすことと、シール面の材質・形状の工夫が、流量設定の再現性を左右します。サファイアで封止する形式は、潰して封止するガスケット式に比べ、ベーキングの後もリーク量が安定しやすいとされています。高真空域で流量の大きい用途には、エラストマーで封止するニードルバルブ型も使われます。
運用面でまず押さえたいのは、流量がバルブの開度だけでなく、上流側(1次側)の圧力とガスの種類にも左右される点です。カタログの最小流量は、多くの場合、ヘリウムを0.2 MPa程度で供給したときなど、特定の条件で測った値です。実際の装置では、レギュレータで1次圧を一定に保ち、チャンバー側の真空計を見ながら開度を合わせます。自動で圧力を一定に保ちたい場合は、モーター駆動やピエゾ駆動のバルブを真空計とつないでフィードバック制御します。プロセスガスを質量流量で正確に管理したい場合は、マスフローコントローラを使い分けるのが一般的です。
実務上の注意点もいくつかあります。閉め込みすぎるとシール面が傷み、微小流量の再現性が落ちます。そのため、長時間止めておくときは上流の元弁で遮断する運用が無難です。腐食性ガスを扱う場合は、接ガス部の材質との相性も確認します。また、ガス導入ラインは事前に排気・ベーキングしておかないと、ライン内の残留ガスや水分がチャンバーに混入します。
主な用途は次のとおりです。スパッタ装置やエッチング装置へのアルゴンや反応性ガスの導入、表面科学実験で試料をガスに一定量さらす曝露実験(ドージング)、イオン源やイオンポンプ関連の実験系へのガス供給などがあります。ほかに、四重極質量分析計や真空計の校正・比較のために既知のガスを入れる作業、リーク試験で基準となるガス流を作る作業、電子顕微鏡や分析装置の試料周りで一時的に圧力を上げる作業にも使われます。研究用の超高真空装置から、生産用の成膜装置の補助的なガス系まで、幅広く使われる部品です。