CN110494686A - 接头块和使用该接头块的流体控制装置 - Google Patents

接头块和使用该接头块的流体控制装置 Download PDF

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Abstract

提供一种适应于在不减少流体的供给流量的前提下进一步小型化、集成化的流体控制装置的接头块。具有：具有上游侧开口部(51d)和下游侧开口部(51e)的主流路(51)、第1开口部(52c)和第2开口部(52d)在长度方向上配置在上游侧开口部(51d)和下游侧开口部(51e)之间的副流路(52A、52B)、以及一端部与主流路(51)连接而另一端部在上表面开口且具有在长度方向上在副流路(52B)的第2开口部(52d)与下游侧开口部(51e)之间开口的开口部(53a)的连接流路(53)，主流路(51)配置为在俯视时局部与副流路(52A、52B)和连接流路(53)重叠。

Description

接头块和使用该接头块的流体控制装置
技术领域
本发明涉及一种接头块和使用该接头块的流体控制装置。
背景技术
例如，作为用于向半导体制造装置等的处理室供给各种气体的流体控制装置，公知有对比文件1所公开的流体控制装置。
在对比文件1所公开的流体控制装置中，在共通的板上排列有自上游侧朝向下游侧延伸的多个工艺气体组件50、52、54、56、58，而且，在工艺气体组件58的旁边配置有吹扫气体组件60。吹扫气体组件60发挥根据需要向工艺气体组件的气体流路供给吹扫气体的作用。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2001-521120号公报
发明内容
发明要解决的问题
在上述那样的流体控制装置的情况下，必须包括联锁(日文：インタロック)、即安全装置。在专利文献1中，在多个工艺气体组件的上游侧设有手动阀130，在吹扫气体组件的上游侧设有手动阀176，分别与手动阀130、176的下游侧相邻地设有自动阀134、280。
另外，在上述那样的流体控制装置的领域中，各种气体的供给控制被期望具有更高的响应性，为此，需要使流体控制装置尽可能小型化、集成化，更靠近作为气体供给目的地的处理室地设置。
并且，随着半导体晶圆的大口径化等处理对象物的大型化，需要与此相应地使自流体控制装置向处理室内供给的流体的供给流量也增大。
如果单纯地使流体控制装置小型化，则流体流路的截面积也会变小，供给流量也会减少。
本发明的一目的在于提供一种适合使流体控制装置小型化的接头块。
本发明的另一目的在于提供一种利用上述接头块在不减少流体的供给流量的前提下进一步小型化、集成化的流体控制装置。
本发明的又另一目的在于提供一种使用了上述流体控制装置的半导体制造方法和半导体制造装置。
用于解决问题的方案
本发明的接头块划分有彼此相对的上表面和底面、自所述上表面朝向所述底面侧延伸的侧面，其中，
该接头块具有：
主流路，其具有在所述接头块内自长度方向上的一端侧朝向另一端侧延伸的流路以及在所述上表面上在一端侧开口的一端侧开口部和在另一端侧开口的另一端侧开口部；
副流路，其具有在所述接头块内自长度方向上的一端侧朝向另一端侧延伸的流路以及在所述上表面上在一端侧开口的第1开口部和在下游侧开口的第2开口部，所述第1开口部和第2开口部在所述长度方向上配置在所述一端侧开口部和所述另一端侧开口部之间；以及
连接流路，其一端部与所述主流路连接，另一端部在所述上表面开口，并且，具有在所述长度方向上在所述副流路的所述第2开口部与所述主流路的所述另一端侧开口部之间开口的第3开口部，
所述主流路配置为在俯视时局部与所述副流路和所述连接流路重叠，并且与所述副流路独立地形成。
本发明的流体控制装置包括沿着一方向排列的多个流体设备；
技术方案1所述的接头块；以及
与所述副流路的所述第1开口部连接的管路构件，
所述多个流体设备中的至少一流体设备具有主体，该主体设置在所述接头块的所述上表面的所述第2开口部和所述第3开口部上，划分有将所述第2开口部和所述第3开口部连通的流路。
本发明的半导体制造方法使用了上述流体控制装置，其特征在于，
与所述主流路连通的最下游侧端部与处理室连接，
所述副流路全都经由所述连接流路与所述主流路连通，经由所述副流路的第1开口部向所述反应炉供给吹扫气体，
阻断所述副流路与所述主流路之间经由了所述连接流路的连通，经由所述主流路向所述反应炉供给除吹扫气体以外的气体。
本发明的半导体制造装置包括上述流体控制装置，其中，
与所述主流路连通的最下游侧端部与处理室连接，
所述副流路全都经由所述连接流路与所述主流路连通，
经由所述副流路的第1开口部向所述处理室供给吹扫气体，阻断所述副流路与所述主流路之间经由了所述连接流路的连通，经由所述主流路向所述处理室供给除吹扫气体以外的气体。
发明的效果
采用本发明，能够使流体控制组件与供吹扫气体等流通的副流路和用于开闭副流路的阀装置等流体设备集成化，该流体控制组件包括利用供工艺气体等流通的主流路彼此连接的沿着一方向排列的多个流体设备，能够实现流体控制装置的小型化。
附图说明
图1A是本发明的一实施方式的流体控制装置的立体图。
图1B是图1A的流体控制装置的俯视图。
图1C是包括图1B中的1C－1C线截面的一部分的主视图。
图2A是本发明的一实施方式的接头块。
图2B是图2A的接头块的俯视图。
图2C是图2B的接头块的2C－2C线剖视图。
图3A是包括本发明的另一实施方式的流体控制装置的一部分截面的主视图。
图3B是图3A的流体控制装置所使用的接头块的剖视图。
图4是包括本发明的又另一实施方式的流体控制装置的一部分截面的主视图。
图5是表示应用流体控制装置1的半导体制造装置的构成例的概略图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。另外，在本说明书和附图中，对功能实质上同样的构成要素使用相同的附图标记，而省略重复的说明。
图1A～图1C是表示本发明的一实施方式的流体控制装置1的构造的图。另外，图1A～图1C中的箭头A1、A2表示流体设备排列的方向，在此，以A1、A2为长度方向，A1表示上游侧，A2表示下游侧。箭头B1、B2表示与长度方向正交的宽度方向。
流体控制装置1被用于向半导体制造装置等的处理室供给各种气体。
在此，在对流体控制装置1进行说明之前，将应用流体控制装置1的半导体制造装置的构成例图示在图5中。
半导体制造装置1000包括流体控制装置1、处理室600和真空泵800。
自气体供给源502向流体控制装置1供给各种气体G，自吹扫气体供给源501向流体控制装置1供给吹扫气体PG。
经过了流体控制装置1的气体被向处理室600内的喷淋板601供给。在设于喷淋板601的下方的载置台602上放置晶圆W。利用来自喷淋板601的气体对晶圆W进行处理。利用电源在喷淋板601与载置台602之间施加电压。在进行晶圆W的处理时，利用真空泵800对处理室600内减压。
由图1A～图1C可知，均沿着长度方向A1、A2延伸的多个(3个)流体控制组件AS1、AS2、AS3沿着宽度方向B1、B2排列在底板100上。
流体控制组件AS1、AS2、AS3具有彼此共通的构造，具有位于底板100上的沿着长度方向A1、A2排成一列的接头块60、50、61、62、63、64以及固定在所述多个接头块上的作为流体设备的手动阀110、自动阀120、手动阀130、自动阀140、自动阀150、质量流量控制器(MFC)160、自动阀170。
接头块60在侧面突出形成有供除吹扫气体PG以外的气体GS导入的管部60a，与该管部60a连通的形成于块内部的流路60b在上表面开口，与形成于手动阀110的主体的流路的底面侧开口连接。
在接头块60的开口部与手动阀110的开口部之间的周围设有由金属、树脂形成的环状的密封构件SL，密封构件SL被紧固接头块60和手动阀110的主体的螺栓的紧固力挤压而将开口部之间密封。对于该密封构造，在其他的接头块与流体设备的主体之间也是同样的。
接头块61利用流路61a使手动阀110与自动阀120之间流体连接。
接头块62利用流路62a使自动阀150与质量流量控制器(MFC)160之间流体连接。
接头块63利用流路63a使质量流量控制器(MFC)160与自动阀170之间流体连接。
接头块64具有与接头块60共通的构造，经由与自动阀170流体连接的流路64b自管部64a输出气体GS或吹扫气体PG。管部64a借助配管与半导体制造装置1000的处理室600连接。
图2A～图2C是表示接头块50的构造的图。在图2A～图2C中，箭头C1、C2表示长度方向，C1表示长度方向上游侧，C2表示长度方向下游侧。箭头D1、D2表示与长度方向C1、C2正交的宽度方向。
接头块50是形成为长方体形状的金属制的块，划分有彼此相对的上表面50a和底面50b、自上表面50a朝向底面50b侧延伸的上游侧的端面50c和下游侧的端面50d、以及自上表面50a朝向底面50b侧延伸并且沿着长度方向C1、C2的两个侧面50e1、50e2。附图标记55是供用于将流体设备的主体、配管接头紧固于上表面的螺栓拧入的螺纹孔，附图标记56是供用于将接头块50安装于底板100的螺栓插入的贯通孔。
主流路51具有在接头块50内自长度方向C1、C2的上游侧朝向下游侧延伸的流路(长路部)51a、相对于上表面50a垂直地延伸且与流路51a在上游侧连接的流路51b、以及相对于上表面50a倾斜地延伸且在下游侧与流路51a连接的流路51c。流路51a的下游侧端部与开口部58连通，堵塞构件200利用熔接等固定方法穿过开口部58地设于流路51a的下游侧端部，将流路51a的下游侧端部堵塞。
主流路51具有上游侧开口部51d和下游侧开口部51e，该上游侧开口部51d为流路51b在上表面50a开口的一端侧开口部，该下游侧开口部51e为流路51c在上表面50a开口的另一端侧开口部。在上游侧开口部51d和下游侧开口部51e的外周部具有用于挤压上述的密封构件SL的圆环状的突起和用于保持密封构件SL的保持部，但省略了详细说明。另外，本实施方式的所有的接头块的上表面的开口部都具有同样的结构。
在本实施方式中，自作为另一端侧开口部的下游侧开口部51e向流路(长路部)51a延伸的流路从上表面50a沿着长度方向倾斜地延伸。但是，自作为一端侧开口部的上游侧开口部51d向长路部51a垂直地延伸的流路51b也可以从上表面50a沿着长度方向倾斜地延伸，还可以是仅自上游侧开口部51d延伸的流路51b沿着长度方向倾斜地延伸。
副流路52A包括在接头块50内自长度方向C1、C2的上游侧朝向下游侧延伸的彼此以相反的朝向倾斜且在内部连接的流路52a、52b，具有在上表面50a在上游侧开口的第1开口部52c和在第2开口部52d。第1开口部和第2开口部在长度方向C1、C2上配置在上游侧开口部51d和下游侧开口部51e之间。
副流路52B形成在副流路52A的下游侧，与副流路52A同样地包括流路52a、52b，具有在上表面50a在上游侧开口的第1开口部52c和在下游侧开口的第2开口部52d。
连接流路53形成为相对于上表面50a倾斜，在接头块50内的一端部与主流路51的流路51c的中途连接。连接流路53的另一端部具有在上表面50a开口的作为第3开口部的开口部53a。开口部53a在长度方向C1、C2上位于副流路52B的第2开口部52d与主流路51的下游侧开口部51e之间。在本实施方式中，连接流路53自上表面50a向长度方向上的另一端侧倾斜地延伸，但也可以是连接流路53与上表面50a垂直地打开，与主流路51连接。
在此，对上述的主流路51、副流路52A、52B和连接流路53的位置关系进行说明。
如图2B所示，主流路51、副流路52A、52B和连接流路53在俯视时重叠地配置。而且，如图2C所示，主流路51形成为从底面50b侧绕过副流路52A、52B。由此，主流路51配置于接头块50内的与副流路52A或副流路52B不同的路径，相互不连接，形成独立的流路。副流路52A或副流路52B在长度方向上配置有多个，但也可以是一个，还可以是3个以上。
另外，在本实施方式中，主流路51、副流路52A、52B和连接流路53在俯视时重叠地配置，但本发明并非限定于此，只要一部分重叠地配置即可。另外，在本实施方式中，主流路51、副流路52A、52B、连接流路53的开口部配置在一直线上，但本发明并非限定于此，也能够采用各开口部的位置在宽度方向D1、D2上错开的结构。
如图1C所示，主流路51与形成于自动阀120的主体的流路流体连接，供除吹扫气体PG以外的经调压的气体GS流通。
如图1C所示，副流路52A的第1开口部52c与吹扫气体供给用的气体供给管181流体连接。多个流体控制组件AS1～AS3的接头块50的副流路52A的第1开口部52c分别与气体供给管181流体连接，如图1B等所示，所述气体供给管181利用气体供给管182彼此流体连接，如图1A所示，气体供给管182与从装置的外侧导入的气体供给管180流体连接。从外部经由气体供给管180供给吹扫气体PG。
副流路52A的第2开口部52d和副流路52B的第1开口部52c分别与在手动阀130的主体的底面开口的两个开口部流体连接，副流路52A和副流路52B经由手动阀130的流路流体连接。
副流路52B的第2开口部52d和连接流路53的开口部53a分别与在自动阀140的主体的底面开口的两个开口部流体连接，副流路52B和主流路51经由自动阀140的流路和连接流路53流体连接。
在上述结构的流体控制装置1中，在向处理室600供给除吹扫气体PG以外的气体GS时，当满足所有规定条件时，手动阀110开放，自动阀120也开放，手动阀130和自动阀140关闭。由此，接头块50的主流路51经由与其连通的最下游侧端部、即接头块64的管部64a与处理室600流体连接。并且，经由接头块60的管部60a供给来的气体GS在主流路51内流通，最终被供给至处理室600。
在上述结构的流体控制装置1中，在向处理室600供给吹扫气体PG时，当满足所有规定条件时，手动阀110关闭，自动阀120也关闭，手动阀130和自动阀140开放。由此，接头块50的所有的副流路52A、52B都经由连接流路53与主流路51流体连接，自气体供给管180供给来的吹扫气体PG在副流路52A、52B、连接流路53和主流路51内流通，最终被供给至处理室600。
根据本实施方式，利用接头块50，将吹扫气体供给路径集成于除吹扫气体PG以外的工艺气体、清洁气体等的气体供给路径，从而不需要吹扫气体PG用的独立的吹扫气体组件，能够减小装置的尺寸、特别是宽度方向B1、B2上的尺寸。
另外，在本实施方式中说明的接头块50使吹扫气体PG的供给系统和除吹扫气体以外的气体GS的供给系统集成在一起，对这样的情况进行了例示，但也能够应用于除这样的气体的组合以外的情况。
在上述实施方式中，接头块50的上表面50a为平面，但并非限定于此，也可以是曲面，具有台阶、凹凸。
图3A和图3B是表示本发明的另一实施方式的图。另外，上述实施方式的流体控制装置1与图3A所示的流体控制装置1B的不同点在于，利用混合动力阀210、220代替手动阀110、130和自动阀120，利用接头块50B代替接头块50。
混合动力阀210、220是能够自动动作和通过手动动作的阀。
接头块50B没有副流路52B，仅具有副流路52A，其他结构与上述的接头块50同样。
通过采用这样的接头块50B，能够使装置进一步小型化。
图4是表示本发明的又另一实施方式的图。
在图4所示的流体控制装置1C中，将接头块50的配置有连接流路53的另一端侧配置在上游侧，将另一端侧配置在下游侧。
根据该结构，在将手动阀110和自动阀120关闭且将手动阀130和自动阀140打开而供给吹扫气体PG时，能够使吹扫气体经由副流路52A、53B和连接流路53在主流路51内流通，能够可靠地实施主流路51内的吹扫处理。
附图标记说明
1、1B、1C、流体控制装置；50、50B、接头块；51、主流路；52A、52B、副流路；53、连接流路；60、61、62、63、64、接头块；110、自动阀(流体设备)；120、自动阀(流体设备)；130、手动阀(流体设备)；140、过滤器(流体设备)；150、自动阀(流体设备)；160、质量流量控制器(流体设备)；170、自动阀(流体设备)；180、181、182、气体供给管；210、220、混合动力阀；AS1～AS3、流体控制组件；GS、气体；PG、吹扫气体；A1、A2、长度方向(一方向)；B1、B2、宽度方向；C1、C2、长度方向。

Claims (9)

1.一种接头块，该接头块划分有彼此相对的上表面和底面、自所述上表面朝向所述底面侧延伸的侧面，其中，
该接头块具有：
主流路，其具有在所述接头块内自长度方向上的一端侧朝向另一端侧延伸的流路以及在所述上表面上在一端侧开口的一端侧开口部和在另一端侧开口的另一端侧开口部；
副流路，其具有在所述接头块内自长度方向上的一端侧朝向另一端侧延伸的流路以及在所述上表面上在一端侧开口的第1开口部和在下游侧开口的第2开口部，所述第1开口部和第2开口部在所述长度方向上配置在所述一端侧开口部和所述另一端侧开口部之间；以及
连接流路，其一端部与所述主流路连接，另一端部在所述上表面开口，并且，具有在所述长度方向上在所述副流路的所述第2开口部与所述主流路的所述另一端侧开口部之间开口的第3开口部，
所述主流路配置为在俯视时局部与所述副流路和所述连接流路重叠。
2.根据权利要求1所述的接头块，其中，
所述副流路沿着长度方向配置有多个。
3.根据权利要求1或2所述的接头块，其中，
所述主流路具有沿着所述长度方向延伸的长路部，
自所述一端侧开口部和所述另一端侧开口部向所述长路部延伸的流路中的至少一者自所述上表面沿着所述长度方向倾斜地延伸。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的接头块，其中，
所述连接流路自所述上表面向所述长度方向上的所述另一端侧倾斜地延伸。
5.一种流体控制装置，其中，
该流体控制装置包括：
沿着一方向排列的多个流体设备；
权利要求1所述的接头块；以及
与所述副流路的所述第1开口部连接的管路构件，
所述多个流体设备中的至少一流体设备具有主体，该主体设置在所述接头块的所述上表面的所述第2开口部和所述第3开口部上，划分有将所述第2开口部和所述第3开口部连通的流路。
6.根据权利要求5所述的流体控制装置，其中，
所述至少一流体设备是阀装置。
7.根据权利要求5或6所述的流体控制装置，其中，
经由所述管路构件供给第1气体，
向所述主流路供给除所述第1气体以外的第2气体。
8.一种半导体制造方法，该半导体制造方法使用了权利要求5～7中任一项所述的流体控制装置，其中，
与所述主流路连通的最下游侧端部与处理室连接，
使所述副流路全都经由所述连接流路与所述主流路连通，经由所述副流路的第1开口部向所述处理室供给吹扫气体，
阻断所述副流路与所述主流路之间经由了所述连接流路的连通，经由所述主流路向所述处理室供给除吹扫气体以外的气体。
9.一种半导体制造装置，该半导体制造装置包括权利要求5～7中任一项所述的流体控制装置，其中，
与所述主流路连通的最下游侧端部与处理室连接，
所述副流路全都经由所述连接流路与所述主流路连通，
经由所述副流路的第1开口部向所述处理室供给吹扫气体，阻断所述副流路与所述主流路之间经由了所述连接流路的连通，经由所述主流路向所述处理室供给除吹扫气体以外的气体。
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