CN107532741B - 通断器 - Google Patents

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Abstract

第一开闭阀(2)及第二开闭阀(3)均为二通阀。在第一通路块(5)中，形成有第一开闭阀用流入通路(11)及第一开闭阀用流出通路(12)。在第二通路块(6)中，形成有第二开闭阀用流入通路(14)及第二开闭阀用流出通路(15)。第二开闭阀用流出通路(15)通过在第一通路块(5)中形成的连通路(13)而与第一开闭阀用流出通路(12)的上游侧部分连通。在第二开闭阀用流出通路(15)与连通路(13)之间设置有孔板(20)。根据上述结构，能够防止由于流体的逆流所引起的内部污染，减少阀的更换频率。

Description

通断器
技术领域
本发明涉及一种通断器，尤其涉及一种在半导体制造装置的气体供给部中适用的通断器。
背景技术
在半导体制造装置的气体供给部中，使用由多个开闭阀和一个或多个块通路组合而成的通断器(专利文献1)。图7表示其一例。
在图7中，通断器(31)具备：配置在下游侧的第一开闭阀(32)；与第一开闭阀(32)的上游侧相邻的第二开闭阀(33)；与第二开闭阀(33)的上游侧相邻的第三开闭阀(34)；支承第一开闭阀(32)的长方体状的第一通路块(35)；支承第二开闭阀(33)及第三开闭阀(34)的长方体状的第二通路块(36)；以及在第一通路块(35)的下游侧的端面设置且与外部装置连接的接头(37)。
第一开闭阀(32)为三通隔膜阀，第二开闭阀(33)为二通隔膜阀，第三开闭阀(34)为二通隔膜阀。
在与第一开闭阀(32)对应的第一通路块(35)中，形成有第一开闭阀用第一流入通路(41)、第一开闭阀用第二流入通路(42)、以及第一开闭阀用流出通路(43)。
在与第二开闭阀(33)及第三开闭阀(34)对应的第二通路块(36)中，形成有第二开闭阀用流入通路(44)、第二开闭阀用流出通路(45)、第三开闭阀用流入通路(46)、第三开闭阀用流出通路(47)、以及第一开闭阀用连通路(48)。
第二开闭阀用流出通路(45)在第一通路块(35)与第二通路块(36)的对接面上，通过密封部(49)与第一开闭阀用第二流入通路(42)连通。
第一开闭阀用连通路(48)由一端在后面开口、另一端通往第三开闭阀用流出通路(47)的下端部的第一部分(48a)、和与第一部分(48a)相连而向前方延伸的第二部分(48b)组成，第二部分(48b)在第一通路块(35)与第二通路块(36)的对接面上，通过密封部(50)与第一开闭阀用第一流入通路(41)连通。
作为三通隔膜阀的第一开闭阀(32)的通路即第一开闭阀用第二流入通路(42)与第一开闭阀用流出通路(43)通过阀室(52)的环状槽(52a)而始终连通。
在使第一开闭阀(32)关闭，而使第二开闭阀(33)开放的状态下，如图7中的箭头所示，在使流体流入第二开闭阀用流入通路(44)的情况下，流体通过第二开闭阀用流出通路(45)流至第一开闭阀用第二流入通路(42)，并经过第一开闭阀用流出通路(43)供给至外部装置侧。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开2001-254857号公报
发明内容
(一)要解决的技术问题
上述通断器(31)有时设置在半导体处理装置的处理炉附近。在该情况下，由于第一开闭阀(32)的通路即第一开闭阀用第二流入通路(42)与第一开闭阀用流出通路(43)始终连通，因此在处理炉侧的压力较高的情况下，处理炉内的流体有时会逆流至第一开闭阀用流出通路(43)、第一开闭阀用第二流入通路(42)、以及第二开闭阀用流出通路(45)中。在处理炉内的流体侵入通断器(1)的情况下，阀内部会受到污染、腐蚀，或产生微粒，因此存在阀的更换频率增加这样的问题。
本发明的目的在于，提供一种能够防止因流体的逆流所引起的内部污染，而减少阀的更换频率的通断器。
(二)技术方案
本发明的通断器具备：配置在下游侧的第一开闭阀、与第一开闭阀的上游侧相邻的第二开闭阀、支承第一开闭阀及第二开闭阀的通路块，所述通断器的特征在于，第一开闭阀及第二开闭阀均为二通阀，在通路块中形成有第一开闭阀用流入通路、第一开闭阀用流出通路、第二开闭阀用流入通路以及第二开闭阀用流出通路，第二开闭阀用流出通路通过在通路块中形成的连通路而与第一开闭阀用流出通路连通，在第二开闭阀用流出通路与连通路之间设置有节流部。
二通开闭阀通常是隔膜按压或离开阀座而开闭流体通路的隔膜阀。优选地，在隔膜阀的阀室底面设置环状槽，且该环状槽的周向上的一处为通往流入通路开口的入口端。
在使第一开闭阀关闭，使第二开闭阀开放的状态下，流入第二开闭阀用流入通路的流体经过第二开闭阀用流出通路、连通路、以及第一开闭阀用流出通路而被供给至外部装置(半导体处理装置的处理炉等)。
在该情况下，通过关闭第一开闭阀，流体不会从第一开闭阀用流出通路流入第一开闭阀的阀室。另外，在设置有节流部的部分，流体通路的直径变小，由此，在一次侧(第二开闭阀用流出通路)的压力比二次侧(连通路)的压力更高的状态下，流体从第二开闭阀用流出通路被送至连通路及第一开闭阀用流出通路。因此，即使外部装置侧的流体的压力在一定程度上变高，也可防止流体从连通路逆流至第二开闭阀用流出通路，流体不会进入第二开闭阀的阀室。这样，第一开闭阀及第二开闭阀均能够防止来自外部装置侧的逆流所引起的逆扩散，防止由于逆流的流体而使隔膜腐蚀，并减少开闭阀的更换频率。
节流部的形状及结构并不特别受限。例如，作为节流部，可以使用喷嘴、孔板。另外，孔板可以是将通常的垫圈的孔的直径减小的孔板垫圈，其中该通常的垫圈的孔径与通路直径相同。孔板垫圈可以是与用于形成密封部的垫圈不同的部件，与垫圈共同使用。
通路块例如由支承第一开闭阀的第一通路块、和支承第二开闭阀的第二通路块构成。在通路彼此的对接部，根据需要，设置有使用了垫圈的密封部。
有时，通断器还具备与第二开闭阀的上游侧相邻的第三开闭阀，第三开闭阀为二通阀，在通路块中，形成有第三开闭阀用流入通路、第三开闭阀用流出通路、以及第一开闭阀用连通路，第一开闭阀用连通路的一端在通路块的外面上开口，中间部分与第三开闭阀用流出通路连通，而另一端与第一开闭阀用流入通路连通。
第三开闭阀可以被第三通路块所支承，但优选被支承第二开闭阀的第二通路块所支承。
通过增加第三开闭阀以及与之对应的通路，从而除了向第一开闭阀供给流体的流体供给管路，还能够通过在第三开闭阀上连接真空泵，来形成真空排放管路。
(三)有益效果
根据本发明的通断器，在使第一开闭阀关闭，使第二开闭阀开放的状态下，在流体流入第二开闭阀用流入通路的情况下，通过关闭第一开闭阀，流体不会从第一开闭阀用流出通路进入第一开闭阀的阀室，另外，在设置有节流部的部分，流体通路的直径变小，在一次侧(第二开闭阀用流出通路)的压力比二次侧(连通路)的压力更高的状态下，流体从第二开闭阀用流出通路被送至连通路及第一开闭阀用流出通路。由此，能够防止流体从连通路逆流至第二开闭阀用流出通路，流体不会进入第二开闭阀的阀室。这样，第一开闭阀及第二开闭阀均能够防止来自外部装置侧的逆流所引起的内部污染，并能够减少阀的更换频率。
附图说明
图1是表示本发明的通断器的一个实施方式的侧视图。
图2是图1仰视图。
图3是图1的主要部分(取下开闭阀的状态)的俯视图。
图4是图3的垂直截面图。
图5是表示第一通路块的第一开闭阀用流入通路的水平截面图。
图6是图1的立体图。
图7是表示以往的通断器一例的切除一部分的侧视图。
附图标记说明
(1)-通断器；(2)-第一开闭阀；(3)-第二开闭阀；(4)-第三开闭阀；(5)-第一通路块；(6)-第二通路块；(11)-第一开闭阀用流入通路；(12)-第一开闭阀用流出通路；(13)-连通路；(14)-第二开闭阀用流入通路；(15)-第二开闭阀用流出通路；(16)-第三开闭阀用流入通路；(17)-第三开闭阀用流出通路；(18)-第一开闭阀用连通路；(20)-孔板(节流部)。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。在以下的说明中，上下指的是图1的上下，将图1的右称为前，而将图1的左称为后。另外，将图1的从后向前的左右称为左右。
通断器(1)设置在例如半导体处理装置的处理炉(省略图示)附近，其具备：配置在前侧(下游侧)的第一开闭阀(2)、与第一开闭阀(2)的后侧(上游侧)相邻的第二开闭阀(3)、与第二开闭阀(3)的后侧(上游侧)相邻的第三开闭阀(4)、支承第一开闭阀(2)的长方体状的第一通路块(5)、支承第二开闭阀(3)及第三开闭阀(4)的长方体状的第二通路块(6)、以及设置在第一通路块(5)的前面(下游侧端面)且与处理炉(外部装置)连接的接头(7)。
第一开闭阀(2)、第二开闭阀(3)、以及第三开闭阀(4)均为二通隔膜阀，安装于对应的通路块(5)、(6)的上面。隔膜阀虽省略图示，但其具备：设置有流体通路的阀体(在该通断器(1)中，通路块(5)、(6)为各开闭阀(2)、(3)、(4)用的阀体)、按压或离开在流体通路的周缘设置的环状阀座而开闭流体通路的隔膜、以及在下端具有隔膜压具且可以上下移动的阀棒等。
在第一通路块(5)中，设置有大致L字状的第一开闭阀用流入通路(11)及大致L字状的第一开闭阀用流出通路(12)，其中，所述第一开闭阀用流入通路(11)的一端通往在第一开闭阀(2)的阀室底面设置的环状槽(2a)的一处(入口端)(11a)，另一端在第一通路块(5)的后面开口；所述第一开闭阀用流出通路(12)的一端通往第一开闭阀(2)的阀室中央的出口端(12a)，另一端在第一通路块(5)的前面开口。
在第二通路块(6)中，设置有第二开闭阀用流入通路(14)、大致L字状的第二开闭阀用流出通路(15)、大致L字状的第三开闭阀用流入通路(16)、第三开闭阀用流出通路(17)、以及第一开闭阀用连通路(18)，其中，所述第二开闭阀用流入通路(14)由一端通往在第二开闭阀(3)的阀室底面设置的环状槽(3a)的一处(入口端)(14a)的相对较短的垂直部(14b)、以及另一端在第二开闭阀(3)与第三开闭阀(4)之间在第二通路块(6)的上面开口的相对较长的倾斜部(14c)组成；所述第二开闭阀用流出通路(15)的一端通往第二开闭阀(3)的阀室中央的出口端(15a)，另一端在第二通路块(6)的前面开口；所述第三开闭阀用流入通路(16)的一端通往在第三开闭阀(4)的阀室底面设置的环状槽(4a)的一处(入口端)(16a)，另一端在第二通路块(6)的后面开口；所述第三开闭阀用流出通路(17)的一端通往第三开闭阀(4)的阀室中央的出口端(17a)，另一端位于第二通路块(6)的下面附近；所述第一开闭阀用连通路(18)的一端在第二通路块(6)的后面开口，另一端在第二通路块(6)的前面开口，在中间部分与第三开闭阀用流出通路(17)的下端连通。
第一开闭阀(2)的入口端(11a)以外的入口端(14a)、(16a)以及出口端(12a)、(15a)、(17a)以在与通断器(1)的中心线平行的方向上排成一列(前后方向)的方式设置，第一开闭阀(2)的入口端(11a)向它们的右侧错开设置。
第二开闭阀用流入通路(14)的上面的开口连接有氮气净化管路，第一开闭阀用连通路(18)的后面的开口连接有工艺气体供给管路，第三开闭阀用流入通路(16)的后面的开口连接有真空排放管路。
在第一通路块(5)中，还设置有连通路(13)，该连通路(13)在前后方向上延伸，并连通第二开闭阀用流出通路(15)的前侧的开口与第一开闭阀用流出通路(12)的上游侧部分。
第一开闭阀用连通路(18)由第一部分(18a)及第二部分(18b)组成，其中，所述第一部分(18a)从与第三开闭阀用流出通路(17)的下端连通的部分向后方延伸，进而在第二通路块(6)的后面(外面)开口；所述第二部分(18b)从与第三开闭阀用流出通路(17)的下端连通的部分向前方延伸，进而在第二通路块(6)的前面开口，并与第一开闭阀用流入通路(11)连通。
第二部分(18b)在第一通路块(5)与第二通路块(6)的对接面上，通过密封部(19)与第一开闭阀用流入通路(11)连通。密封部(19)如图4所示，将贯通孔(19a)的直径与第一开闭阀用连通路(18)的第二部分(18b)的直径以及第一开闭阀用流入通路(11)的直径相等的垫圈作为其主要构成要素而使用。
在第二开闭阀用流出通路(15)与连通路(13)之间设置有配置在第一通路块(5)与第二通路块(6)的对接面上的孔板(20)。作为孔板(20)，将贯通孔(20a)的直径远小于第二开闭阀用流出通路(15)的直径及连通路(13)的直径的孔板垫圈作为其主要构成要素而使用。孔板(20)形成节流部，由此，孔板(20)的上游侧的压力较高，另外，流体的流速在刚通过孔板(20)后表现出较大的最大流速。
第一通路块(5)与第二通路块(6)通过在第一通路块(5)中设置的螺栓插入孔(5a)中插通的螺栓与在第二通路块(6)中设置的螺母部螺合而结合。
根据上述通断器(1)，若在使第一开闭阀(2)开放，使第二开闭阀(3)关闭的状态下，从第一开闭阀用连通路(18)的后面开口导入工艺气体，则工艺气体流经第一开闭阀用连通路(18)、第一开闭阀用流入通路(11)、以及第一开闭阀用流出通路(12)，而被送至与接头(7)连接的处理炉。
之后，若关闭第一开闭阀(2)，而开放第二开闭阀(3)，向第二开闭阀(3)导入净化气体，则净化气体如图6中的箭头所示，流经第二开闭阀用流入通路(14)、第二开闭阀用流出通路(15)、连通路(13)、以及第一开闭阀用流出通路(12)，而被送至与接头(7)连接的处理炉。这时，由于在第二开闭阀用流出通路(15)与连通路(13)之间设置有孔板(节流部)(20)，因此孔板(20)上游侧的第二开闭阀用流出通路(15)中的流体压力变得比孔板(20)下游侧的连通路(13)中的流体压力更高。
若在关闭第一开闭阀(2)，而开放第二开闭阀(3)的状态下，处理炉侧为高压，则存在处理炉内的气体与净化气体的流向相反，从第一开闭阀用流出通路(12)逆流至通断器(1)内的风险。
对于该逆流，根据上述通断器(1)，通过关闭第一开闭阀(2)，处理炉内的气体不会从第一开闭阀用流出通路(12)进入第一开闭阀(2)的阀室。另外，在设置有孔板(20)的部分，由于成为一次侧(第二开闭阀用流出通路(15))的压力比二次侧(连通路(13))的压力更高的状态，因此即使处理炉内的气体的压力在一定程度上变高，也能够防止从连通路(13)逆流至第二开闭阀用流出通路(15)，处理炉内的气体不会进入第二开闭阀(3)的阀室。这样，在第一开闭阀(2)以及第二开闭阀(3)均能够防止由于来自处理炉侧的逆流所引起的逆扩散，防止由于逆流的气体而导致隔膜腐蚀，并减少开闭阀的更换频率。
在上述内容中，构成孔板(节流部)(20)的孔板垫圈是基于构成密封部(19)的垫圈而仅改变了贯通孔的直径的部件，但孔板(20)也可以采用与构成密封部(19)的垫圈不同的部件，与垫圈共同使用。另外，孔板(20)不限于垫圈型。节流部可以采用喷嘴以取代孔板(20)。
根据上述通断器(1)，通过设置有第一开闭阀(2)及第二开闭阀(3)，能够适宜地切换第一流体(例如工艺气体)及第二流体(例如净化气体)而向外部装置供给，并且通过设置有第三开闭阀(4)，能够形成真空排放管路。作为通断器(1)的用途，存在不需要真空排放管路的情况，在该情况下，可以省略第三开闭阀(4)、第三开闭阀用流入通路(16)、以及第三开闭阀用流出通路(17)。
此外，入口端(14a)、(16a)以及出口端(12a)、(15a)、(17a)是以在与通断器(1)的中心线平行的方向(前后方向)上排成一列的方式设置的，但当然也可以与中心线错开配置。另外，也可以将入口端(11a)配置在中心线上。
工业上的可利用性
根据本发明，由于在例如设置于半导体处理装置的处理炉附近而进行流体的阻断或开放通断器中，能够防止由于流体的逆流所引起的内部污染，减少阀的更换频率，因此能够有助于提高半导体处理装置等的性能。

Claims (2)

1.一种通断器，其具备：配置在下游侧的第一开闭阀、与第一开闭阀的上游侧相邻的第二开闭阀、支承第一开闭阀及第二开闭阀的通路块，所述通断器的特征在于，
第一开闭阀及第二开闭阀均为二通阀，在通路块中形成有第一开闭阀用流入通路、第一开闭阀用流出通路、第二开闭阀用流入通路以及第二开闭阀用流出通路，
第二开闭阀用流出通路通过在通路块中形成的连通路而与第一开闭阀用流出通路连通，在第二开闭阀用流出通路与连通路之间设置有节流部。
2.根据权利要求1所述的通断器，其特征在于，还具备与第二开闭阀的上游侧相邻的第三开闭阀，第三开闭阀为二通阀，在通路块中，形成有第三开闭阀用流入通路、第三开闭阀用流出通路、以及第一开闭阀用连通路，第一开闭阀用连通路的一端在通路块的外面上开口，中间部分与第三开闭阀用流出通路连通，而另一端与第一开闭阀用流入通路连通。
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