CN101937834A - 供气单元及供气装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够使载气(吹扫气体)顺利通过且能够缩小设置有多个开闭阀的块的宽度的供气单元。在供气单元中，阀室(24)沿流路块(20)的长度方向以预定的间隔设于流路块(20)的顶面(20a)，连接流路(26)与阀室(24)的大致中央连接并向背离顶面(20a)的方向延伸。载气流路(21)形成为比连接流路(26)粗，且沿流路块(20)的长度方向直线状延伸，并且设置于偏离虚拟平面F的部分处，其中，虚拟平面在宽度方向上将流路块(20)二等分。处理气体流路(22)在与顶面(20a)相反侧的底面(20b)开口，且在流路块(20)中通过从虚拟平面F偏向与载气流路(21)相反一侧的部分后与阀室(24)连接。

Description

供气单元及供气装置

技术领域

本发明涉及种使多种气体切换流通的供气单元及供气装置。

背景技术

目前，在用于半导体制造工序等的供气单元中，为了抑制由于载气流路的截面积变化所引起的气压的急剧变化，使载气流路的截面形状和截面积在整个流路上基本保持一定(例如，参照专利文献1)。

参照图6～8对专利文献1所记载结构的进行说明。图6是供气单元的平面图，图7是图6的7-7线的截面图，图8是图6的8-8线的截面图。

在上述供气单元311中，在载气输入端口321s和载气输出端口321e之间形成有一条载气流路321，在各阀块320A～320D中形成有处理气体流路322，该处理气体流路322连通处理气体输入端口322s和载气流路321。

各阀块320A～320D中，由开闭阀350在块体335内在处理气体流路322和载气流路321之间进行通断操作。块体335内部形成有倒V字型的块状流路331，与阀室324连通的处理气体流路322通过阀孔325与流路331连通。在基块340中形成有V字形的块状流路332并且该块状流路332之间设置有间隔地，阀块320A～320D的各块状流路331和基块340的块状流路332进行直列式连接而构成一条载气流路321。

因此，根据专利文献1记载的供气单元311，因为载气流路321的截面形状和横截面积基本一定，所以能够抑制载气流路321中流通的载气的压力发生急剧变化，并能抑制紊流的产生。

专利文献1：国际公开第2004/036099号。

发明内容

但是，专利文献1中所记载的结构为：各阀块320A～320D的块状流路331和基块340的块状流路332分别形成为V字形，且这些块状流路331、332相互连接，所以载气流路321呈在多处弯曲的复杂形状。因此，有可能会妨碍载气顺利地流通。

另外，处理气体输入端口322s设于与配置有开闭阀350的侧面部335a垂直的侧面部335c上，所以需要在阀块320A～320D的侧面上确保设置处理气体输入端口322s所需的空间。在此，可以考虑将处理气体流路322延伸至与所述侧面部335a平行的侧面部335b后使其开口，但在此种情况下将产生载气流路321和处理气体流路322A(用双点划线表示)之间会相互干扰的问题。因此，很难缩小阀块320A～320D的宽度(图8中左右方向上的长度)，难以并行排列供气单元311以进行高集成化。

本发明是鉴于上述实际情况而提出的，其主要目的在于提供一种供气单元，该供气单元能够使载气(吹扫气体(purge gas))顺利流通并能够缩小设置有多个开闭阀的块的宽度。

为解决上述课题采用以下方法。

本发明第一方面提供一种供气单元，该供气单元包括内部设有流路的流路块，所述流路包括主流路和多个分别与所述主流路连通的副流路，每个所述副流路都包括开闭阀，所述开闭阀使对应的所述副流路和所述主流路隔断以及连通，其特征在于，所述流路块形成为呈长条状延伸的长方体状，且包括搭载所述开闭阀的阀搭载面以及副流路开口面，其中，所述副流路在所述副流路开口面形成有开口，所述阀搭载面和所述副流路开口面位于相反的两侧，所述开闭阀沿着所述阀搭载面的长度方向进行直列式设置，所述开闭阀的各阀室设于所述阀搭载面，所述副流路与所述阀室连通，在所述流路块内部设有连接所述主流路和所述阀室的连接流路，所述连接流路与所述阀室的大致中央连通且向背离所述阀搭载面的方向延伸，所述主流路形成得比所述连接流路粗且沿着所述阀搭载面的长度方向呈直线状延伸，并且，在所述流路块中，所述主流路设置在关于所述阀搭载面的宽度方向从所述阀室的中央偏向一侧的部分处；在所述流路块中，所述副流路在关于所述阀搭载面的宽度方向从所述阀室的中央偏向与所述主流路相反的一侧的部分中通过。

根据上述构成，因为主流路形成得比所述连接流路粗且沿所述阀搭载面的长度方向呈直线状延伸，所以可以减小载气(吹扫气体)在主流路中流通时的阻力，并能够抑制载气的紊流。因此，载气能够在主流路中顺利流通。其结果，在主流路中流通载气的情况下，能够快速运输处理气体。另外，在主流路中流通吹扫气体的情况下，能够将处理气体快速更换为吹扫气体。

在所述流路块中，主流路设置在关于搭载开闭阀的阀搭载面的宽度方向从所述阀室的中央偏向一侧的部分中，所以能够在与设置有主流路的部分相反一侧的部分确保用于设置其他流路所需的体积(空间)。在此，因为主流路形成得比连接流路粗，所以，即使将主流路设置在关于阀搭载面的宽度方向从所述阀室的中央偏向一侧的部分处，也易于确保主流路和连接流路之间的连接。

而且，因为副流路的开口形成在与所述阀搭载面相反一侧的副流路开口面，所以无需在从宽度方向夹持阀搭载面的两侧面设置处理气体的输入端口。在此，因为在所述流路块中副流路在关于所述阀搭载面的宽度方向从所述阀室的中央偏向与所述主流路相反的一侧的部分中通过，即，在与设置主流路的部分相反的一侧用于设置流路的部分中通过，所以易于在流路块中在阀搭载面的宽度范围内设置副流路。因此，能够缩小流路块的宽度，进而能够使包含多个供气单元的供气装置高度集成化。

为了尽量缩小供气单元的宽度，在这样的流路块中将阀搭载面和副流路开口面的宽度限制为所需最低限度的宽度是很常见的。对此，采用以下本发明第2～第4任一方面的构成是很有效的。

本发明第2方面在于，在本发明第1方面中，所述副流路中从所述主流路旁侧通过的部分形成得比其他部分细，所以易于在流路块中设置副流路使其不会干扰主流路。因此，能够缩小流路块的宽度。

本发明第3方面在于，在本发明第1或第2方面中，所述连接流路垂直于所述阀搭载面进行延伸，所以能够缩小流路块的宽度，且能够易于对阀室和连接流路之间的连接部(例如设于阀室的阀座)进行加工。

而且，在所述流路块中副流路在关于所述阀搭载面的宽度方向从所述阀室的中央偏向与所述主流路相反的一侧的部分中通过，在这种情况下，如果副流路的开口形成在副流路开口面的靠宽度方向一端的位置处，可能就难以充分确保设置副流路所需的宽度。

对于这一点，本发明第4方面在于，在本发明第1～第3任一方面中，所述副流路的开口形成在所述副流路开口面的宽度方向的中央处，所以即使流路块的宽度受限制的情况下，也能够充分确保设置副流路所需的宽度。

本发明第5方面在于，在本发明第1～第4任一方面中，在所述流路块中在从宽度方向夹持所述阀搭载面的两侧面设有加热器，所以，主流路到加热器之间的距离变短，并且，副流路到加热器之间的距离也变短，其中，所述主流路设置在关于阀搭载面的宽度方向从阀室的中央偏向一侧的部分处，所述副流路在关于阀搭载面的宽度方向从阀室的中央偏向与主流路相反的一侧的部分中通过。因此，能够有效地加热在主流路和副流路中通过的气体。

如上所述，在本发明的供气单元中，不需要在从宽度方向夹持阀搭载面的两侧面设置处理气体的输入端口。因此，如本发明第6方面那样，包括多个本发明第1～第5任一方面所述的供气单元，所述供气单元并行排列使得从宽度方向夹持所述阀搭载面的两侧面相互抵接，由此能够缩小各供气单元的宽度，并能够省略供气单元之间的间隙。所以能够使供气装置高度集成化。

附图说明

图1是本发明的供气单元的平面图。

图2是图1的2-2线的截面图。

图3是图1的3-3线的截面图。

图4是表示载气流路的变形例的截面图。

图5是表示供气单元的变形例的截面图。

图6是现有供气单元的平面图。

图7图6的7-7线的截面图。

图8是6的8-8线的截面图。

附图标记说明

20流路块

20a作为阀搭载面的顶面

20b作为副流路开口面的底面

21作为主流路的载气流路

22作为副流路的处理气体流路

24阀室

26连接流路

具体实施方式

下面参照附图对具体表现本发明的一个实施方式进行说明。

如图1所示，供气装置10包括多个相同结构的供气单元11。这些供气单元11被相互固定，作为一个整体被一体化。

供气单元11包括形成为以长条状延伸的长方体状的流路块20和多个开闭阀50(50A)。在流路块20的顶面20a(阀搭载面)搭载有开闭阀50。开闭阀50沿着顶面20a的长度方向直列式设置。开闭阀50大致呈圆柱状。流路块20的顶面20a的宽度与开闭阀50呈圆形的顶面的直径大致相等。而且，开闭阀50处于流路块20的顶面20a的宽度范围内即可，不限于大致圆柱状的形状，也可以采用四方柱状等任意形状。

在流路块20的顶面20a的宽度方向(与长度方向正交的方向)上，多个供气单元11的侧面相互抵接。即，多个供气单元11并列排列，使得在流路块20中从宽度方向夹持顶面20a的两个侧面相互抵接。为此，在叠加供气单元11的方向上，即，在流路块20的顶面20a的宽度方向上，在流路块20彼此之间没有形成间隙。

在流路块20的顶面20a的长度方向的一个端部设置有载气(吹扫气体)的输出端口29。在与输出端口29相反一侧的端部设置的开闭阀50A变更载气的流通状态，其他的开闭阀50变更各处理气体的流通状态。

接下来，参照图2、图3以一个供气单元11的构成为代表对其进行说明。另外，图2是图1的2-2线的截面图。图3表示图1的3-3线的截面图，其中省略了开闭阀50。

流路块20的内部设有沿其长度方向(顶面20a的长度方向)直线状延伸的载气流路21(主流路)。载气流路21形成为具有大致圆形的流路截面，且其粗细(直径)一定。具体地，载气流路21通过用钻孔机等从流路块20的长度方向的端面20d进行加工来形成。此外，其加工孔通过栓31进行关闭。载气流路21的与栓31相反一侧的端部连接有载气的输出端口29。流路块20的内部设有多个分别与载气流路21连通的处理气体流路22(副流路)。处理气体流路22(22A)的开口形成在流路块20的底面20b(副流路开口面)。处理气体流路22的开口形成在底面20b的宽度方向(图3的左右方向)的中央。即，以虚拟平面F为中心均等地配置处理气体流路22的开口部，该虚拟平面F将流路块20在宽度方向上二等分。

在流路块20的顶面20a上，沿着流路块20的长度方向(顶面20a的长度方向)以预定间隔设有上述开闭阀50的阀室24。上述各处理气体流路22与各阀室24连通。即，对每一个处理气体流路22设置有开闭阀50。

阀室24沿载气流路21延伸的方向以预定间隔设置，且设置在流路块20的宽度方向(流路块20的顶面20a的宽度方向)的中央。阀室24形成为大致圆形的凹部。并且，为了缩小流路块20的宽度，沿着流路块20的宽度方向的大致整个长度设置阀室24。换言之，流路块20的宽度设定为与阀室24的直径基本相等或比阀室24的直径稍宽。

阀室24的中央设有阀座24a，开闭阀50的阀体51可与该阀座24a抵接或脱离。阀座24a形成为大致圆环状的突部。阀室24的中央即由阀座24a包围的部分与连接流路26连通。在流路块20内，连接流路26在背离流路块20的顶面20a的方向上延伸并连接到上述载气流路21。即，连接流路26连接阀室24和载气流路21。因此，上述处理气体流路22通过阀室24及连接流路26连接到载气流路21。

为了尽量缩短在隔断处理气体后形成死腔(dead space)的连接流路26，将载气流路21设置在阀室24附近。连接流路26从流路块20的顶面20a垂直地延伸并连接到载气流路21。具体地，关于顶面20a的宽度方向，连接流路26连接到载气流路21的端部附近。此外，连接流路26配置于流路块20的宽度方向的中央。因此，流路块20中多个连接流路26的中心轴线位于虚拟平面F上，该虚拟平面F将流路块20在宽度方向上二等分。

载气流路21被形成得比连接流路26及处理气体流路22粗。因此，即使是载气流路21在流路块20的长度方向上呈直线状延伸的结构，也能较为容易地进行加工。

开闭阀50是电磁驱动式阀，通过对线圈52的通电控制，对阀体51进行往复驱动。此外，通过使阀体51抵接或脱离被设于阀室24的阀座24a，来阻断或连通阀室24和连接流路26。另外，开闭阀50并不限于电磁驱动式阀，也可以采用气动式阀或压电元件驱动式阀等任意结构的阀。

这里，载气流路21设置在关于流路块20的宽度方向从阀室24的中央偏向一侧的部分、即，偏离虚拟平面F的部分处。即，载气流路21的中心轴线偏离虚拟平面F，载气流路21偏离流路块20的宽度方向的中央。换言之，在流路块20中，载气流路21的配置位置靠近两个侧面20c中的一个侧面，该两个侧面20c在宽度方向上夹持顶面20a。因此，在流路块20中，能够在与设有载气流路21的部分相反一侧的部分确保用于配置其他流路的体积(空间)。此外，在能够与从阀室24的中央垂直于顶面20a延伸的连接流路26连接的范围内，载气流路21在流路块20的宽度方向上从阀室24的中央偏向一侧。此外，对载气流路21的流路截面积(直径)进行设定，使得能够在气体供给单元11中使所需量的载气流通。

此外，通过将载气流路21设置为偏离于虚拟平面F，能使处理气体流路22在相反侧所确保的部分中通过。在流路块20中，处理气体流路22在从虚拟平面F偏向与载气流路21相反一侧的部分中通过后连接到上述阀室24。因此，无需在与设有开闭阀50(阀室24)的顶面20a垂直的侧面20c设置处理气体的输入端口。

处理气体流路22包括相对于流路块20的顶面20a垂直延伸的垂直部分22b。并且，该垂直部分22b通过载气流路21的旁侧。因此，流路块20内，能够设置垂直部分22b以使载气流路21和侧面20c之间的间隔保持一定。在处理气体流路22中，通过载气流路21旁侧的垂直部分22b比其他部分即倾斜部分22a细。根据这种结构，即使在流路块20的宽度受限制的情况下，也易于在流路块20内设置处理气体流路22(垂直部分22b)使其不干扰载气流路21。此外，处理气体流路22在流路块20的底面20b的宽度方向的中央形成开口，且弯曲以避开载气流路21并连接到阀室24。

在上述构成的供气单元11中，在多个处理气体流路22中，在流路块20的长度方向的与载气(吹扫气体)的输出端口29相反一侧的端部设置的气体处理流路22A被用作载气的流路。而且，通过与该处理气体流路20A对应的开闭阀50A使载气隔断及流通。在其他的气体处理流路22中供应各处理气体，通过各自所对应的开闭阀使各处理气体隔断及流通。另外，由并行排列的供气单元11构成供气装置10，作为整体对载气和处理气体的流通状态进行控制。另外，在载气流路21中也可以不流通载气，而是将载气流路21用作处理气体及吹扫气体的流路。

以上详细描述的本实施方式具有以下优点。

因为载气流路21被形成得比连接流路26粗且沿着流路块20的长度方向(顶面20a的长度方向)呈直线状延伸，所以可以减小载气在载气流路21中流通时的阻力，并能够抑制载气的紊流。为此，能够使得载气在载气流路21中顺利地流通。其结果，在载气流路21中流通载气的情况下，能够快速输送处理气体。另外，在载气流路21中流通吹扫气体的情况下，能够将处理气体快速更换为吹扫气体。

在流路块20中，载气流路21设置在顶面20a的宽度方向上从阀室24的中央偏向一侧的部分，即，设置在偏离虚拟平面F的部分处，其中，在顶面20a上搭载有开闭阀50，虚拟平面F将流路块20在宽度方向上二等分。因此，能够在与设有载气流路21的部分相反一侧的部分确保用于配设其他流路的体积(空间)。这里，由于载气流路21被形成得比连接流路26粗，因此，即使在偏离虚拟平面F的部分处设置有载气流路21，也易于确保载气流路21和连接流路26之间的连接。

而且，因为处理气体流路22的开口形成在与顶面20a相反一侧的底面20b，其中，顶面20a设有开闭阀50的阀室24，所以，无需在从宽度方向夹持顶面20a的两的侧面20c、即，垂直于顶面20a的侧面20c设置处理气体的输入端口。在此，在流路块20中，处理气体流路22通过从虚拟平面F偏向与载气流路21相反一侧的部分后，即，通过与配置有载气流路21的部分相反一侧用于设置其他流路的部分后连接到阀室24，所以，易于在流路块20的宽度范围内设置处理气体流路22。因此，能够缩小流路块20的宽度，进而能够将包含多个供气单元11的供气装置10高度集成化。

为了尽量减小供气单元11的宽度，在流路块20中将顶面20a和底面20b的宽度限定为所需最低限度的宽度。对此，以下的构成是有效的。

在处理气体流路中，从载气流路21的旁侧通过的垂直部分22b被形成得比其他部分即倾斜部分22a细，所以易于设置处理气体流路22使得不会在流路块20中干扰载气流路21。因此，能够缩小流路块20的宽度。

因为连接流路26垂直于流路块20的顶面20a延伸，因此能够缩小流路块20的宽度，且易于对阀室24和连接流路26的连接部即阀座24a进行加工。

而且，在流路块20中，处理气体流路22在关于顶面20a的宽度方向从阀室24的中央偏向与载气流路21相反的一侧的部分中通过，在这种情况下，如果处理气体流路22的开口形成在底面20b的靠宽度方向一端的位置处，可能就难以充分确保设置处理气体流路22所需的宽度。

对于这一点，由于处理气体流路22在流路块20的底面20a的流路块20宽度方向的中央形成开口，因此，即使在流路块20的宽度受限制的情况下，也能够充分确保用于设置处理气体流路22所需的宽度。

在供气单元11中，无需在与设有开闭阀50(阀室24)的顶面20a垂直的侧面20c设置处理气体的输入端口。并且，供气装置包括多个供气单元11，且供气单元11并行排列使得从宽度方向夹持顶面20a的两个侧面20c相互抵接。为此，能够缩小各供气单元11的宽度，并能够省略各供气单元11之间的间隙。其结果，能够将供气装置10高度集成化。

本发明不限于所述实施方式，例如还可以如下实施。

处理气体流路22的开口形成在流路块20的底面20b在宽度方向的中央处，且弯折以避开载气流路21并连接到阀室24。但是，如果载气流路21和处理气体流路22不相互干扰，也可以设置从底面20b沿倾斜方向延伸到阀室24的直线状的处理气体流路。并且，还可以使处理气体流路的粗细一定。

在图2中，在流路块20的长度方向的端部设置有堵住载气流路21上游侧的端部的栓31，但是也可使载气从该开口流入，以代替设置该栓31。在此情况下，使处理气体从处理气体流路22A流入，开闭阀50A使处理气体隔断及连通。另外，改变载气流通状态的开闭阀与供气单元11另行设置即可。另外，在载气流路21下游侧的端部设置有在流路块20的顶面20a处开口的输出端口29，但也可以使载气流路21的下游侧延伸至流路块20的端部后形成开口。

如图4所示，还可通过设置于流路块120的侧面120c的槽122和设置于槽开口处的盖123形成载气流路121。根据这样的构成，与图3所示需要在流路块20的侧面20c附近确保形成载气流路21的内壁的厚度的情况不同，即使在流路块120的宽度受限制的情况下，也易于在流路块120的宽度方向上确保载气流路121的宽度(槽122的深度)。

如图5所示，也可以在与虚拟平面F相向的侧面20c上设置加热器70A、70B，该虚拟平面F将流路块20在宽度方向上二等分。在此情况下，载气流路21到加热器70A之间的距离变短，并且处理气体流路22到加热器70B之间的距离也变短，其中，载气流路21设置在偏离虚拟平面F的部分处，处理气体流路22通过由虚拟平面F偏向与载气流路21相反一侧的部分。因此，能够有效地加热载气流路21及处理气体流路22中流通的气体。而且，如图5所示，通过将加热器70A、70B形成为沿流路块20的长度方向延伸的薄板状或薄膜状，能够抑制供气单元11的宽度扩大。另外，在多个供气单元11并行排列以构成供气装置10的情况下，在加热器70A被夹于相邻的流路块20之间的状态下，通过采用使相邻的流路块20一体化的构成，能够通过一个加热器70A加热相邻的两个流路块20。另外，在此情况下只设置加热器70A或加热器70B。

流路块20被形成为纵长大于横宽的长方体状，但也可以采用横宽和纵长相等的方形柱状的流路块。

在图1中，也可以通过将多个供气单元11的输出端口29连接来组合多个供气单元11从而控制气体的种类和流量。

Claims (6)

1.供气单元，包括内部设置有流路的流路块，所述流路包括主流路以及多个分别与所述主流路连通的副流路，每个所述副流路具有开闭阀，所述开闭阀使对应的所述副流路和所述主流路隔断及连通，其特征在于，

所述流路块形成为呈长条状延伸的长方体状，并具有搭载所述开闭阀的阀搭载面以及副流路开口面，其中，所述副流路在所述副流路开口面形成有开口，所述阀搭载面和所述副流路开口面位于相反的两侧，

所述开闭阀沿所述阀搭载面的长度方向进行直列式设置，所述开闭阀的各阀室设于所述阀搭载面，

所述副流路与所述阀室连通，

所述流路块的内部设有连接所述主流路和所述阀室的连接流路，所述连接流路与所述阀室的大致中央连通且向背离所述阀搭载面的方向延伸，

所述主流路形成得比所述连接流路粗并沿所述阀搭载面的长度方向呈直线状延伸，并且，在所述流路块中，所述主流路设置在关于所述阀搭载面的宽度方向从所述阀室的中央偏向一侧的部分中，

在所述流路块中，所述副流路在关于所述阀搭载面的宽度方向从所述阀室的中央偏向与所述主流路相反的一侧的部分中通过。

2.根据权利要求1所述的供气单元，其特征在于，所述副流路中从所述主流路的旁侧通过的部分比其他部分细。

3.根据权利要求1或2所述的供气单元，其特征在于，所述连接流路相对于所述阀搭载面垂直延伸。

4.根据权利要求1～3的任意一项所述的供气单元，其特征在于，所述副流路在所述副流路开口面的宽度方向的中央形成开口。

5.根据权利要求1～4的任意一项所述的供气单元，其特征在于，在所述流路块中，在宽度方向上夹持所述阀搭载面的两个侧面设有加热器。

6.供气装置，其特征在于，

包括多个权利要求1～5的任意一项所述的供气单元，所述供气单元并列设置使得在宽度方向上夹持阀搭载面的两个侧面相互抵接。

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