CN104704283B - 流体控制装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够削减部件数量且能够容易地进行列数增减等变更的流体控制装置。作为下层的通路块而具有跨越多列地配置的多列用(3列用)通路块(21)。多列用通路块(21)跨越3列地支承流量控制器(16)的入口侧伸出部(16b)及与其呈串联状地配置的2个入口侧开关阀(14、15)。在多列用通路块(21)内设有：用于将串联排列的流体控制设备的通路彼此连通的纵向通路；和用于将相邻列的流体控制设备彼此连通的横向通路。

Description

流体控制装置
技术领域
本发明涉及流体控制装置，尤其涉及由多个流体控制设备及多个通路块形成的流体控制装置。
背景技术
在半导体制造装置中使用的流体控制装置中，如下的集成化不断发展：多个流体控制设备相邻地配置，且将安装在支承构件上的管路(line)呈并联状地设置在基座构件上，由此无需经由管和接头地构成流体控制装置。专利文献1中，作为这种流体控制装置，公开了如下装置：该装置具备：上层，其通过将多个流体控制设备呈串联状地配置而成的一列呈并联状地配置多列而形成；和下层，其具有用于将上层的多个流体控制设备连接的多个通路块。
图12中示出了本发明的流体控制装置作为对象的以往的流体控制装置。图12示出了呈并联状地配置有多列的上层以及下层的一列。
以往的流体控制装置，作为配置于上层的多个流体控制设备而从左侧(入口侧)开始使用入口侧第3开关阀(91)、压力调节器(92)、过滤器(93)、入口侧第1开关阀(94)、入口侧第2开关阀(95)、质量流量控制器(96)及出口侧第1开关阀(97)。在入口侧第3开关阀(91)上连接有工艺气体供给用的配管(103)。
质量流量控制器(96)包括：质量流量控制器主体(96a)；和在质量流量控制器主体(96a)的两侧面设置的入口侧及出口侧的伸出部(96b)(96c)。
各流体控制设备(91)(92)(93)(94)(95)(96)(97)具有在下方开口的通路，该通路通过配置于下层的各种形状的多个块接头(或者通路块)而连接。以往的流体控制装置，作为多个块接头(通路块)而具备：6个块接头(99)，其具有V字状通路(99a)且将相邻的流体控制设备(91)(92)(93)(94)(95)(96b)(96c)(97)连接；块接头(100)，其配置于具有V字状通路(99a)的2个块接头(99)之间，并支承入口侧第2开关阀(95)；和带管接头(101a)的块接头(101)，其支承出口侧第1开关阀(97)的出口侧端部。
配置于2个块接头(99)之间且支承入口侧第2开关阀(95)的块接头(100)以及支承出口侧第1开关阀(97)的出口侧端部的块接头(101)，跨越多条管路的全体地设置(有时称为集成块接头)，除此之外的块接头(99)，按各管路而使用独立的部件。集成块接头(100)通常作为吹扫气体管路使用，集成块接头(101)作为工艺气体管路及吹扫气体管路使用。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-349797号公报
发明概要
根据上述以往的流体控制装置，具有V字状通路(99a)的块接头(99)由于将相邻的流体控制设备(91)(92)(93)(94)(95)(96b)(96c)(97)连接，所以存在数量增多的问题。另外，跨越多条管路的全体地设置的集成块接头(100)(101)，根据列数而设定其大小，在列数增减时，存在需要变更集成块接头(100)(101)的问题。此外，下层的块接头(99)与上层的流体控制设备(91)(92)(93)(94)(95)(96b)(96c)(97)的连接，需要经由密封部进行，也存在密封部增多的问题。因此，在以往的流体控制装置中，存在部件数量增多、另外进行增减列数等变更时需要很多工作量的问题。
本发明的目的在于提供一种能够削减部件数量、且能够容易地进行增减列数等变更的流体控制装置。
本发明的流体控制装置具备：上层，其通过将多个流体控制设备呈串联状地配置而成的1列呈并联状地配置至少3列而形成；和下层，其具有用于将上层的多个流体控制设备连接的多个通路块，该流体控制装置的特征在于，作为下层的通路块而具有跨越多列地配置的至少1个多列用通路块，多列用通路块跨越上层的全部列中的一部分的至少2列地支承至少2个流体控制设备，在多列用通路块内设有：纵向通路，其用于将呈串联状地排列的流体控制设备的通路彼此连通；和横向通路，其用于将相邻列的流体控制设备的通路彼此连通。
上层的1列例如包括：成为主要构成要素的流量控制器；配置在流量控制器的入口侧的2个开关阀；和配置在流量控制器的出口侧的1个开关阀。在上层可以根据需要追加过滤器、压力调节器等。作为流量控制器，可使用像质量流量控制器那样的热式质量流量控制器或被称为FCS的压力式流量控制器等。
多列用通路块例如为2列用、3列用、4列用、5列用等，可以为其中的1种，也可以使用2种以上。
通过使用多列用通路块，能够削减下层所需的通路块数量(部件数量)。
“跨越上层的全部列中的一部分的至少2列地”是指，例如在上层是6列的情况下，并不使用6列用的多列用通路块，而是使用3个2列用、3列用2个、或者2列用和4列用各一个。
以往，跨越多列地使用的通路块(即集成块接头)，跨越全部列地配置，因此根据列数而设定其大小。因此，例如，在列数增减时(例如从6列变更为8列时)，需要变更集成块接头。在本发明的流体控制装置中，对于上述的例子，现有的6列(3个2列用，2个3列用，或者2列用和4列用各1个)能够保持现状，并使用2列用的多列用通路块来形成新的2列。因此，减少了变更的工作量。
另外，通过使用多列用通路块，能够在多列用通路块内进行相邻列之间的连接，因此能够减少密封部的数量。
优选的是，作为下层的通路块，还具有单列用通路块，该单列用通路块仅支承1列量的多列用通路块所支承的至少2个上层构件进行支承，并用至少1个多列用通路块及至少1个单列用通路块。
通过进行并用，能够实现各种组合，能够容易地应对列数和配置等的要求规格。另外，对于应对列数仅增加1列的情况，通过多列用通路块的组合也能够进行应对，但该情况下需要将现有部分拆下一部分，通过使用1个单列用通路块，能够保留现有部分地进行应对。
另外，优选的是，在相邻列的通路块的上表面开口的通路彼此通过倒U字状配管而连接。
通过使用倒U字状配管，并用多列用通路块及单列用通路块时的列数设定变得容易，另外，也能够容易地进行列数的增减。
优选的是，作为上层的流体控制设备，具有在流量控制器主体的入口侧及出口侧设有伸出部的、用于控制流量的流量控制器，使用两种多列用通路块，第1多列用通路块所支承的至少2个流体控制设备是流量控制器的入口侧伸出部及与其呈串联状地配置的2个入口侧开关阀，第2多列用通路块所支承的至少2个流体控制设备是流量控制器的出口侧伸出部及与其呈串联状地配置的1个出口侧开关阀。
在流体控制装置中，流量控制器和在其出入口设置的开关阀为基本的构成，通过使用多列用通路块来减少该部分的部件数量，能够大幅削减流体控制装置整体的部件数量。
作为下层的通路块，以往，为了进行串联连接而使用具有V字状通路的通路块，既可以使用这种具有V字状通路的通路块，也可以不使用。
此外，在本说明书中，上下是指图1的上下，但该上下是为了方便而设定的，本发明的流体控制装置也能够使用于水平及垂直的任一情况。
发明效果
根据本发明的流体控制装置，通过使用跨越上层的全部列中的一部分的至少2列地支承至少2个流体控制设备的多列用通路块，能够削减部件数量。另外，通过在多列用通路块内设置用于将相邻列的流体控制设备的通路彼此连通的横向通路，能够在多列用通路块内进行相邻列之间的连接，从而能够减少密封部的数量。另外，与使用跨越全部列地配置的以往的通路块的装置相比，能够减少列数增减时变更的工作量。
附图说明
图1是表示本发明的流体控制装置的一个实施方式的侧视图。
图2是表示本发明的流体控制装置的其他实施方式的侧视图。
图3是将本发明的流体控制装置中使用的第1多列用通路块的一个实施方式与入口侧开关阀一同表示的图，(a)为侧视图，(b)为俯视图。
图4是表示从图3中除去入口侧开关阀后的第1多列用通路块的图，(a)为侧视图，(b)为俯视图。
图5是将本发明的流体控制装置中使用的第2多列用通路块的一个实施方式与出口侧开关阀一同表示的图，(a)为侧视图，(b)为俯视图。
图6是表示从图5中除去出口侧开关阀后的第2多列用通路块的图，(a)为侧视图，(b)为俯视图。
图7是将本发明的流体控制装置中使用的第1单列用通路块的一个实施方式与入口侧开关阀一同表示的图，(a)为侧视图，(b)为俯视图。
图8是表示从图7中除去入口侧开关阀后的第1单列用通路块的图，(a)为侧视图，(b)为俯视图。
图9是将本发明的流体控制装置中使用的第2单列用通路块的一个实施方式与出口侧开关阀一同表示的图，(a)为侧视图，(b)为俯视图。
图10是表示从图9中除去出口侧开关阀后的第2单列用通路块的图，(a)为侧视图，(b)为俯视图。
图11是表示将呈并联状地相邻的通路块彼此连接的构成的一个例子的立体图。
图12是表示以往的流体控制装置的侧视图。
附图标记说明
(1)：流体控制装置，(16)：质量流量控制器(流量控制器)，(18)：FCS(流量控制器)，(21)：第1多列用通路块，(22)：第2多列用通路块，(25)：第1单列用通路块，(26)：第2单列用通路块
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施方式。
图1示出了本发明的流体控制装置的第1实施方式。流体控制装置在半导体制造装置等中使用，具备：上层，其通过将多个流体控制设备呈串联状地配置而成的一列呈并联状地配置多列而形成；和下层，其具有用于将上层的多个流体控制设备连接的多个通路块。图1中示出了流体控制装置的1列。
流体控制装置的1列(1)，作为配置于上层的多个流体控制设备而从左侧(入口侧)开始按顺序使用入口侧第3开关阀(11)、压力调节器(12)、过滤器(13)、入口侧第1开关阀(14)、入口侧第2开关阀(15)、质量流量控制器(16)及出口侧开关阀(17)。在入口侧第3开关阀(11)上连接有工艺气体供给用的配管(23)。
质量流量控制器(16)包括：质量流量控制器主体(16a)；和在质量流量控制器主体(16a)的两侧面设置的入口侧伸出部(16b)及出口侧伸出部(16c)。在入口侧伸出部(16b)上设有质量流量控制器(16)的入口，在出口侧伸出部(16c)上设有质量流量控制器(16)的出口。
各流体控制设备(11)(12)(13)(14)(15)(16)(17)具有在下方开口的通路，该通路通过配置于下层的各种形状的通路块而连接。上述流体控制装置，作为配置于下层且支承上层的流体控制设备(11)(12)(13)(14)(15)(16b)(16c)(17)的多个通路块而具备：2个块接头(通路块)(20)，其具有V字状通路(20a)且将相邻的流体控制设备(入口侧第3开关阀(11)、压力调节器(12)及过滤器(13))连接；第1多列用通路块(21)，其成为与过滤器(13)的出口侧端部、入口侧第1开关阀(14)、入口侧第2开关阀(15)及质量流量控制器(16)的入口侧伸出部(16b)对应的下层构件；和第2多列用通路块(22)，其成为与质量流量控制器(16)的出口侧伸出部(16c)及出口侧开关阀(17)对应的下层构件。
具有V字状通路(20a)的块接头(20)与入口侧第3开关阀(11)、压力调节器(12)及过滤器(13)，通过从上方紧固的螺栓(30)而结合。另外，质量流量控制器(16)的入口侧伸出部(16b)及出口侧伸出部(16c)与第1多列用通路块(21)及第2多列用通路块(22)，通过从上方紧固的螺栓(30)而结合。入口侧第1开关阀(14)及入口侧第2开关阀(15)和第1多列用通路块(21)，成为不使用螺栓而是拧入而一体化的块阀类型。另外，出口侧开关阀(17)和第2多列用通路块(22)，成为不使用螺栓而是拧入而一体化的块阀类型。
如后所述，第1多列用通路块(21)及第2多列用通路块(22)为上述流体控制装置的特征部分。
图2示出了本发明的流体控制装置的第2实施方式。在第2实施方式的流体控制装置中，相对于第1实施方式，作为流量控制器的质量流量控制器(热量式流量控制器)变更为FCS(压力式流量控制器)。
在该实施方式的流体控制装置的1列(2)中，作为配置于上层的多个流体控制设备，从左侧(入口侧)开始按顺序使用入口侧第1开关阀(14)、入口侧第2开关阀(15)、FCS(18)及出口侧开关阀(17)。
FCS(18)包括：FCS主体(18a)；和在FCS主体(18a)的两侧面设置的伸出部(18b)(18c)。在入口侧伸出部(18b)上设有FCS(18)的入口，在出口侧伸出部(18c)上设有FCS(18)的出口。
在该实施方式中，另外，作为配置于下层且支承上层的流体控制设备(14)(15)(18b)(18c)(17)的多个通路块，具备：第1多列用通路块(21)，其成为与入口侧第1开关阀(14)、入口侧第2开关阀(15)及FCS(18)的入口侧伸出部(18b)对应的下层构件；和第2多列用通路块(22)，其与FCS(18)的出口侧伸出部(18c)及出口侧开关阀(17)对应。
在第1多列用通路块(21)上连接有工艺气体供给用的配管(24)。
第2实施方式中的第1多列用通路块(21)及第2多列用通路块(22)是与第1实施方式的第1多列用通路块(21)及第2多列用通路块(22)相同的构成，它们在第2实施方式中也成为流体控制装置的特征部分。
第1多列用通路块(21)的详细构成如图3及图4所示。
图3示出了安装有入口侧第1开关阀(14)及入口侧第2开关阀(15)的状态，图4示出了将入口侧第1开关阀(14)及入口侧第2开关阀(15)拆下后的状态。
第1多列用通路块(21)跨越3列地支承作为上层构件的流量控制器(16)(18)的入口侧伸出部(16b)(18b)及与其呈串联状地配置的2个入口侧开关阀(14)(15)。
在第1多列用通路块(21)上，以与第1列(图1及图2所示的列(1)(2))对应的方式设有：与第1列的第1开关阀(14)的入口孔(14a)连通的第1通路(31)；从第1通路(31)分支且在入口端部附近的上表面开口的第2通路(32)；与第1列的第1开关阀(14)的出口孔(14b)连通的第3通路(33)；从第3通路(33)的中间部向上方延伸且与第1列的第2开关阀(15)的出口孔(15b)连通的第4通路(34)；在上表面开口且与第1列的第2开关阀(15)的入口孔(15a)连通的第5通路(35)；和从第3通路(33)的端部附近向上方延伸且在上表面开口的第6通路(36)。
在第1多列用通路块(21)上，以与第2列对应的方式设有：与第2列的第1开关阀(14)的入口孔(14a)连通的第7通路(37)；从第7通路(37)分支且在入口端部附近的上表面开口的第8通路(38)；与第2列的第1开关阀(14)的出口孔(14b)连通的第9通路(39)；从第9通路(39)的中间部向上方延伸且与第2列的第2开关阀(15)的出口孔(15b)连通的第10通路(40)；与第5通路(35)连通且与第2列的第2开关阀(15)的入口孔(15a)连通的第11通路(41)；和从第9通路(39)的端部附近向上方延伸且在上表面开口的第12通路(42)。
在第1多列用通路块(21)上，以与第3列对应的方式设有：与第3列的第1开关阀(14)的入口孔(14a)连通的第13通路(43)；从第13通路(43)分支且在入口端部附近的上表面开口的第14通路(44)；与第3列的第1开关阀(14)的出口孔(14b)连通的第15通路(45)；从第15通路(45)的中间部向上方延伸且与第3列的第2开关阀(15)的出口孔(15b)连通的第16通路(46)；与第11通路(41)连通且与第3列的第2开关阀(15)的入口孔(15a)连通的第17通路(47)；在上表面开口且与第3列的第2开关阀(15)的入口孔(15a)连通的第18通路(48)；和从第15通路(45)的端部附近向上方延伸且在上表面开口的第19通路(49)。
第5通路(35)、第11通路(41)、第17通路(47)及第18通路(48)，成为用于在与以往的集成块接头(100)对应的部分，将相邻列的作为流体控制设备的第2开关阀(15)彼此连通的横向通路，作为吹扫气体管路使用。这些横向通路(35)(41)(47)(48)以外的通路形成了用于将串联排列的流体控制设备的通路彼此连通的纵向通路。
图5及图6所示的第2多列用通路块(22)，跨越3列地支承作为上层构件的流量控制器(16)(18)的出口侧伸出部(16c)(18c)及与其呈串联状地配置的出口侧开关阀(17)。
在第2多列用通路块(22)上，以与第1列对应的方式设有：在入口侧端部附近的上表面开口且与第1列的出口侧开关阀(17)的入口孔(17a)连通的第1通路(51)；和在出口侧端部附近的上表面开口且与第1列的出口侧开关阀(17)的出口孔(17b)连通的第2通路(52)。
在第2多列用通路块(22)上，以与第2列对应的方式设有：在入口侧端部附近的上表面开口且与第2列的出口侧开关阀(17)的入口孔(17a)连通的第3通路(53)；和与第2通路(52)连通且与第2列的出口侧开关阀(17)的出口孔(17b)连通的第4通路(54)。
在第2多列用通路块(22)上，以与第3列对应的方式设有：在入口侧端部附近的上表面开口且与第3列的出口侧开关阀(17)的入口孔(17a)连通的第6通路(56)；和与第4通路(54)连通且与第3列的出口侧开关阀(17)的出口孔(17b)连通的第7通路(57)。
在将图1所示的实施方式与图12所示的以往例进行比较的情况下，在与使用第1多列用通路块(21)的部位对应的以往例的部位处，具有V字状通路(99a)的块接头(99)在1列上有3个，因此在3列上成为9个，再加上集成块接头(100)而需要共计10个块接头(99)(100)。在图1所示的实施方式中，通过由1个第1多列用通路块(21)置换这些块接头(99)(100)，而大幅削减了部件数量。
关于入口侧第1开关阀(14)及入口侧第2开关阀(15)向第1多列用通路块(21)的安装，如图3所示，能够不设置密封部，因此能够除去以往的在入口侧第1开关阀(94)及入口侧第2开关阀(95)与块接头(99)(100)之间设置的密封部。
另外，在将图1所示的实施方式与图12所示的以往例进行比较的情况下，在与使用第2多列用通路块(22)的部位对应的以往例的部位处，在3列中使用3个块接头(99)及1个集成块接头(101)。在图1所示的实施方式中，由1个第2多列用通路块(22)置换这些块接头(99)(101)，在该部位，也大幅削减了部件数量。另外，关于出口侧开关阀(17)向第2多列用通路块(22)的安装，如图5所示，能够不设置密封部，因此能够除去以往的在出口侧开关阀(97)与块接头(99)(101)之间设置的密封部。
通过使用上述的第1多列用通路块(21)及第2多列用通路块(22)，通路的内容积发生变化。具体来说，相对于在表示以往例的图12中用粗虚线J1及J2表示的入口侧及出口侧原始的通路内容积，在图1所示的实施方式中用粗虚线A1及A2表示的入口侧及出口侧原始的通路内容积分别减少。从气体置换性的提高以及不纯气体放出量的减少的观点来看，入口侧及出口侧原始的通路内容积优选尽可能小，通过使用上述多列用通路块(21)(22)，能够使通路最短，能够使内容积减少以往比例的10～20％。
在构成多列的流体控制装置的情况下，存在若仅使用上述3列用的第1多列用通路块(21)及第2多列用通路块(22)，则无法达到所要求的列数的情况。为了应对该情况，使用呈与上述3列用的第1多列用通路块(21)及第2多列用通路块(22)对应的形状的、第1单列用通路块(25)及第2单列用通路块(26)。
如图7及图8所示，在第1单列用通路块(25)上设有：与第1列的第1开关阀(14)的入口孔(14a)连通的第1通路(31)；从第1通路(31)分支且在入口端部附近的上表面开口的第2通路(32)；与第1列的第1开关阀(14)的出口孔(14b)连通的第3通路(33)；从第3通路(33)的中间部向上方延伸且与第1列的第2开关阀(15)的出口孔(15b)连通的第4通路(34)；在上表面开口且与第1列的第2开关阀(15)的入口孔(15a)连通的第5通路(35)；和从第3通路(33)的端部附近向上方延伸且在上表面开口的第6通路(36)。
如图9及图10所示，在第2单列用通路块(26)上设有：在入口侧端部附近的上表面开口且与第1列的出口侧开关阀(17)的入口孔(17a)连通的第1通路(51)；和在出口侧端部附近的上表面开口且与第1列的出口侧开关阀(17)的出口孔(17b)连通的第2通路(52)。
通过并用第1多列用(3列用)通路块(21)及第2多列用(3列用)通路块(22)和与其对应的第1单列用通路块(25)及第2单列用通路块(26)，例如，能够使用5个3列用和1个单列用而成为共计16列，另外，也能够使用4个3列用和4个单列用而成为共计16列。后者例如适于腐蚀性管路有4个系统的情况。
此外，在上述中，第1多列用通路块(21)及第2多列用通路块(22)为跨越3列地配置的3列用，但多列用通路块不限于3列用，也可以是2列用通路块、4列用通路块、5列用通路块。
相邻的第1多列用通路块(21)及第1单列用通路块(25)彼此的连接的例子如图11所示。图11中，在相邻列的通路块(21)(25)的上表面开口的通路彼此通过第1倒U字状配管(27)及第2倒U字状配管(28)而连接。连接的开口成为图3及图4所示的第1多列用通路块(21)的第5通路(35)的开口、和图7及图8所示的第1单列用通路块(25)的第5通路(35)的开口。在第2倒U字状配管(28)上连接有用于向其供给吹扫气体的管接头(29)。通过倒U字状配管(27)(28)及多列用通路块(21)内的第5通路(35)、第11通路(41)及第17通路(47)，能够向全部的列供给吹扫气体。
通过使用第1倒U字状配管(27)及第2倒U字状配管(28)，并用多列用通路块(21)(22)及单列用通路块(25)(26)时列数的设定变得容易，也能够容易地进行列数的增减。
工业实用性
根据本发明，在由多个流体控制设备及多个通路块形成的流体控制装置中，能够削减部件数量并能够容易地进行增减列数等变更。因此，能够提供一种更适于在半导体制造装置等中使用的流体控制装置。

Claims (4)

1.一种流体控制装置，包括：上层，其包括多个配置的流体控制设备；和下层，其具有用于将上层的多个流体控制设备连接的多个通路块，作为上层的流体控制设备而具有用于控制流量的流量控制器，该流量控制器在流量控制器主体的入口侧及出口侧设有伸出部，该流体控制装置呈并列状地配置有多列由上层和下层构成的列，其特征在于，
作为下层的通路块，具有跨越多列地配置的至少1个多列用通路块，多列用通路块跨越上层的全部列中的一部分的至少2列地支承流量控制器的入口侧或出口侧的伸出部以及与该伸出部相邻的开关阀，
在多列用通路块内设有：纵向通路，其用于将呈串联状地排列的流体控制设备的通路彼此连通；和横向通路，其用于将相邻列的流体控制设备的通路彼此连通，纵向通路具有用于将所述流量控制器的伸出部与所述开关阀连通的通路。
2.根据权利要求1所述的流体控制装置，其特征在于，作为下层的通路块还具有单列用通路块，该单列用通路块仅支承1列量的多列用通路块所支承的至少2个上层构件，该流体控制装置将至少1个多列用通路块及至少1个单列用通路块并用。
3.根据权利要求1或2所述的流体控制装置，其特征在于，在相邻列的通路块的上表面开口的通路彼此通过倒U字状配管而连接。
4.根据权利要求1或2所述的流体控制装置，其特征在于，作为多列用通路块而使用第1多列用通路块和第2多列用通路块这2种多列用通路块，其中，第1多列用通路块支承流量控制器的入口侧伸出部及与其呈串联状地配置的2个入口侧开关阀，第2多列用通路块支承流量控制器的出口侧伸出部及与其呈串联状地配置的1个出口侧开关阀。
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