DE10020722B4

DE10020722B4 - Integriertes Gassteuergerät

Info

Publication number: DE10020722B4
Application number: DE10020722A
Authority: DE
Inventors: Yoshitomo Fukushima; Kazuhisa Sato
Original assignee: Kitz SCT Corp
Current assignee: Kitz SCT Corp
Priority date: 1999-04-30
Filing date: 2000-04-27
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2020-04-28
Also published as: KR100420270B1; US6216739B1; JP2000314500A; GB2349444A; JP4244254B2; GB0008924D0; DE10020722A1; KR20010006912A; TW472124B

Abstract

Integriertes Gassteuergerät, welches aufweist:
– eine Basisplatte (1);
– zumindest zwei Verbindungsblöcke (3), die jeweils einen Basiskörper (18) und einen auf dem Basiskörper (18) vorgesehenen, vertikalen zylindrischen Abschnitt (19) aufweisen und mit einem Vertikalloch (20) versehen sind, wobei beim Basiskörper (18) ein horizontales Loch (21) an seinen beiden Seiten offen ist und mit dem Vertikalloch (20) in den zylindrischen Abschnitten (19) in Verbindung steht;
– zumindest einen Zwischenblock (4), der einen festen Abschnitt (25) und ein Paar horizontale, zylindrische Einführungsabschnitte (26) aufweist, die auf beiden Seiten des festen Abschnitts (25) vorgesehen sind, wobei der Zwischenblock (4) einen horizontalen Gaskanal (28) aufweist, der an den beiden Seiten des festen Abschnitts (25) an oberen Oberflächen (27) in Öffnungen ausläuft;
– ein Paar von Endblöcken (5), die einen einlaßseitigen Endblock (5a) und einen auslaßseitigen Endblock (5b) umfassen, die jeweils einen festen Abschnitt (32) aufweisen;
– einen horizontalen, zylindrischen...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gassteuergerät, das auf einer Konsole vereinigt ist, und in einem Versorgungssystem für hochreines Gas zur Herstellung eines Halbleitergeräts vorgesehen ist, so daß das Gas gereinigt wird, und seine Zufuhr gesteuert oder geregelt wird.
Ein herkömmliches Gassteuergerät, das in dem Versorgungssystem für hochreines Gas zur Herstellung eines Halbleitergeräts vorgesehen ist, weist mehrere unabhängige Gassteuereinheiten auf, die durch Verbindungen und Rohrleitungen verbunden sind, um hierdurch eine Gassteuerleitung auszubilden. Die Gasleitungen sind parallel auf einer Basisplatte so angeordnet, daß sie auf einer Konsole vereinigt sind.
Wenn jedoch mehrere unabhängige Gassteuereinheiten durch die Rohrleitungen und Verbindungen verbunden werden, wird die Gasleitung lang, und wird die Innenkapazität des Gassteuergeräts innerhalb des Halbleiterherstellungssystems groß. Da jede Gasleitung einen unterschiedlichen Kanalaufbau aufweist, läßt sich darüber hinaus die Gassteuereinheit nicht einfach anbringen oder abnehmen. Daher wird die gesamte Herstellungsvorlaufzeit für den Entwurf, die Herstellung und den Zusammenbau des Herstellungssystems erhöht. Dies führt dazu, daß die anfängliche Anlaufzeit zum Zeitpunkt der Installierung des Systems länger wird, und die Herstellungsvorgänge kompliziert und daher teuer werden. Da es schwierig ist, die Gassteuereinheiten zu ersetzen, kann darüber hinaus das herkömmliche Gerät nicht mit einer Situation fertig werden, in welcher die Flußkanäle ausgetauscht werden müssen.
In Bezug auf die Leistung des Gassteuergeräts werden Schweißgase und Teilchen erzeugt, welche die geschweißten Teile beeinträchtigen, und daher die Lebensdauer der Rohrleitung verkürzen. In Bezug auf die Kosten ist die Ausbeute an Produkten gering, und sind die Wartungskosten hoch. Da die Abmessungen des Gassteuergeräts nicht verringert werden können, treten bei der Integration des Geräts auf der Konsole Fälle auf, bei welchen die Gasleitungen in oberen und unteren Oberflächen der Konsole oder in mehreren Schichten angeordnet sind.
Um die Gassteuereinheiten in der Gasleitung an einen Kanalblock anzuschließen, wurde im allgemeinen der Einsatz eines Flansches oder von Bolzen verwendet. Ein derartiges Verbindungsverfahren führt jedoch zu einem Ungleichgewicht in Bezug auf die Anzugskraft jedes Bolzens, wodurch die Verläßlichkeit beeinträchtigt wird, und darüber hinaus werden die Mannstunden für den Zusammenbau erhöht, so daß die Kosten ansteigen.
Um diese Schwierigkeiten zu überwinden hat der Anmelder der vorliegenden Erfindung in der japanischen offengelegten Patentanmeldung 10-300000 eine Anordnung zur Vereinigung der Gassteuereinheiten auf einer Konsole vorgeschlagen, wobei die Gassteuereinheiten auf einer Basisplatte angebracht sind, und miteinander über mehrere Gaskanalblöcke verbunden sind. Eine derartige Anordnung wird schematisch unter Bezugnahme auf 10 geschildert.
In 10 weist ein Kanalblock 101 einen Gaseinlaßkanal 102 und einen Gasauslaßkanal 103 in sich auf.
Umfangsabdichtwulste 104 und 105 sind an den Öffnungen der Kanäle 102 und 103 vorgesehen. Eine kreisringförmige Metalldichtung 106 ist zwischen dem Dichtwulst 104 des Kanalblocks 101 und dem Dichtwulst 105 des benachbarten Kanalblocks 101 angeordnet. Ein Außengewinde 107 ist auf jedem Kanalblock 101 auf dessen Außenumfang neben einem Endabschnitt vorgesehen, und eine Mutter 108 steht im Eingriff mit dem Gewinde 107. Eine Überwurfmut ter 109, die auf der Mutter 108 angebracht ist, steht im Eingriff mit einem Außengewinde 110, das auf dem Außenumfang des benachbarten Kanalblocks 101 an dessen Endabschnitt vorgesehen ist. Daher werden die benachbarten Kanalblöcke 101 hermetisch abgedichtet und abnehmbar miteinander verbunden, während der Gasauslaßkanal 103 eines Blocks mit dem Gaseinlaßkanal 102 des anderen Blocks in Verbindung steht. Die verbundenen Kanalblöcke 101, von denen nur zwei in 10 gezeigt sind, sind abnehmbar auf einer Basisplatte 111 angebracht.
Gewünschte Gassteuer- oder Regeleinheiten, beispielsweise eine Handmembranarmatur 112 mit einem Kniehebel sowie eine Filtereinheit 113, sind auf den Kanalblöcken 101 angebracht. Die Membranarmatur 112 und die Filtereinheit 113 weisen jeweils ein Verbindungsteil 114 auf, das in eine obere Öffnung 115 eingeführt ist, die in jedem Kanalblock 101 vorgesehen ist, mit einer Metalldichtung 116 dazwischen. Auf diese Weise wird ein Gaseinlaßkanal 117, der in dem Verbindungsteil 114 vorgesehen ist, mit dem Gaseinlaßkanal 102 verbunden, und wird ein Gasauslaßkanal 118, der in dem Verbindungsabschnitt 114 vorgesehen ist, mir dem Gasauslaßkanal 103 über die Dichtung 116 verbunden. Eine Überwurfmutter 119, die auf dem Außenumfang des Verbindungsteils 114 angeordnet ist, ist auf ein Außengewinde 120 aufgeschraubt, das auf dem Außenumfang eines oberen Abschnitts des Kanalblocks 101 vorgesehen ist. Auf diese Weise ist das Verbindungsteil 114 hermetisch abgedichtet und abnehmbar auf dem Kanalblock 101 angebracht. Neben der Handmembranarmatur 112 und der Filtereinheit 113 können je nach Wahl andere Gassteuereinheiten verwendet werden, beispielsweise eine Automatikmembranarmatur, eine Massenflußsteuerung, ein Regler, oder eine Automatikmembranarmatur, die mit einem Rückschlagventil versehen ist.
Das voranstehend geschilderte, herkömmliche integrierte Gassteuergerät ist in der Hinsicht vorteilhaft, daß die Kanalblöcke 101 horizontal miteinander über ihre Endabschnitte verbunden sind, und die Gassteuereinheiten 112 und 113 vertikal angeordnet sind, und mir den Kanalblöcken 101 verbunden sind. Daher kann die Gaskanalanordnung und können die Gasleitungen linear angeordnet werden, und können deren Abmessungen verringert werden, was zu einer Abnahme der Gesamtabmessungen des Gerätes führt.
Da die Gasleitung unter Verwendung von Standardteilen aufgebaut werden kann, kann der Kanal im wesentlichen frei wählbar konstruiert werden. Daher werden nicht nur die gesamte Herstellungsvorlaufzeit für den Entwurf, die Herstellung und den Zusammenbau des Herstellungsgeräts sowie die Anfangsanlaufzeit verringert, sondern läßt sich auch die Anordnung der Kanäle einfacher ändern, wenn dies erforderlich ist. Darüber hinaus kann, da die Rohrleitung nicht zum Anschluß der Kanalblöcke 101 geschweißt werden muß, die Erzeugung von Schweißgasen verhindert werden, so daß es möglich ist, die Lebensdauer des Gerätes zu verlängern, und die Ausbeute der Produkte zu verbessern. Darüber hinaus können die Gassteuereinheiten 112 und 113 einfach dadurch von den Kanalblöcken 101 abgenommen werden, daß die Überwurfmuttern 119 auf den Verbindungsteilen 114 entfernt werden, und lassen sich daher einfach austauschen. Daher wird die Wartung des Geräts vereinfacht, und werden dessen Kosten verringert.
Die Überwurfmutter 119 wird zur Anbringung der Steuereinheit 112 oder 113 an dem Kanalblock 101 verwendet, so daß die gesamte Steuereinheit mit gut ausgeglichenen Kräften befestigt werden kann, ohne daß auf sie mehrere Kräfte einwirken. Daher kann eine enge Abdichtung aufrechterhalten werden, was die Verläßlichkeit verbessert.
Bei dem herkömmlichen, integrierten Gassteuergerät ist es erforderlich, da die benachbarten Kanalblöcke miteinander über Schrauben verbunden sind, die Metalldichtung 106 zwischen den Dichtwulsten 104 und 105 an den Endabschnitten der Kanalblöcke 101 anzuordnen, so daß die Abdichtung sichergestellt ist. Da die Anzahl an Abdichtabschnitten erhöht wird, besteht allerdings die Möglichkeit, daß die Gesamtdichtwirkung beeinträchtigt wird. Um das Auftreten eines derartigen Problems zu verhindern müssen die Metalldichtung 10b und die Dichtwulste 104 und 105 exakt bearbeitet werden. Darüber hinaus müssen die Gewinde 107 und 110 auf dem Außenumfang des Kanalblocks 101 vorgesehen werden, und müssen die Mutter 108 und die Überwurfmutter 109 vorhanden seift, was zu einer Erhöhung zu bearbeitender Abschnitte und der Anzahl an Teilen führt. Daher wird die Vorlaufzeit für die Herstellung des Gerätes verlängert, und wird der Herstellungsvorgang kompliziert, so daß die Kosten ansteigen. Da ein Raum dazu erforderlich ist, um die Überwurfmutter 109 zu bewegen, die im Eingriff mit dem Gewinde 110 steht, ist darüber hinaus immer noch ein ausreichender Raum zwischen jeder der Gassteuereinheiten 112 und 113 erforderlich, die auf den Kanalblöcken 101 angebracht sind, was es unmöglich macht, die Gasleitung ausreichend zu verkürzen.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines integrierten Gassteuergerätes, bei welchem Standardteile dazu verwendet werden, es zu ermöglichen, die Herstellungsvorlaufzeit zu verringern, die Entfernungen zwischen den Gassteuereinheiten zu verkürzen, durch Anbringung der Kanalblöcke auf einer Basis, ohne den Block direkt mit anderen Blöcken zu verbinden, und die Anzahl an zu bearbeitenden Abschnitten sowie die Anzahl an Teilen zu verringern, wodurch das Gesamtgerät kompakt ausgebildet werden kann, ein geringes Gewicht aufweisen kann, und unter geringem Kostenaufwand hergestellt werden kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein integriertes Gassteuergerät zur Verfügung gestellt, welches eine Basisplatte aufweist, zumindest zwei Verbindungsblöcke, die jeweils einen Basiskörper und einen vertikalen, zylindrischen Abschnitt aufweisen, der auf dem Basiskörper vorgesehen ist, und ein vertikales Loch aufweisen, zumindest einen Zwischenblock, der einen festen Abschnitt und ein Paar horizontaler, zylindrischer Einführungsabschnitte aufweist, die auf beiden Seiten des festen Abschnitts vorgesehen sind, ein Paar von Endblöcken, die einen einlaßseitigen Endblock und einen auslaßseitigen Endblock umfassen, die jeweils einen festen Abschnitt aufweisen, einen horizontalen, zylindrischen Einführungsabschnitt, der auf einer Seite des festen Abschnitts vorgesehen ist, und einen Verbindungsabschnitt, der auf der anderen Seite des festen Abschnitts vorgesehen ist, ein zylindrisches Verbindungsteil, welches einen Einlaßgaskanal und einen Auslaßgaskanal aufweist, und im Eingriff in dem vertikalen Loch jedes Verbindungsblocks steht, sowie eine Gassteuereinheit, die mit jedem Verbindungsteil verbunden ist.
Der Basiskörper weist ein horizontales Loch auf, das an seinen beiden Seiten offen ist, und mit dem vertikalen Loch mit den zylindrischen Abschnitten in Verbindung steht, und der Zwischenblock weist einen horizontalen Gaskanal auf, der an den beiden Seiten des festen Abschnitts an oberen Oberflächen in Öffnungen ausläuft.
Bei dem Endblock ist ein horizontaler Gaskanal vorgesehen, der an einer Endoberfläche des Verbindungsabschnitts offen ist, und an einer oberen Oberfläche des Einführungsabschnitts offen ist.
Der Zwischenblock ist auf der Basisplatte angebracht, das horizontale Loch jedes der Verbindungsblöcke steht im Eingriff mit dem entsprechenden Einführungsabschnitt des Zwischenblocks an einer der Seiten des horizontalen Lochs, und der Einführungsabschnitt jedes der Endblöcke steht im Eingriff mit den horizontalen Loch des Verbindungsblocks an der anderen Seite des Loches.
Die ersten Befestigungsvorrichtungen, welche die festen Abschnitte des Zwischenblocks und die Endblöcke verbinden, sind an der Basisplatte befestigt.
Der Einlaßgaskanal des einlaßseitigen Verbindungsteils steht in Verbindung mit dem Einlaßgaskanal des einlaßseitigen Endblocks, und der Auslaßgaskanal steht in Verbindung mit dem Einlaßgaskanal des auslaßseitigen Verbindungsteils über den Gaskanal des Zwischenblocks, und der Auslaßgaskanal des auslaßseitigen Verbindungsteils steht in Verbindung mit dem Auslaßgaskanal des auslaßseitigen Endblocks. Das Verbindungsteil ist an dem Verbindungsblock durch eine Überwurfmutter befestigt.
Das Vertikalloch des Verbindungsblocks ist nach unten von einem oberen Umfang des horizontalen Loches aus verlängert, so daß ein tiefer Abschnitt ausgebildet wird, und ein unterer Abschnitt des Verbindungsteils ist in den tiefen Abschnitt eingeführt.
Der Basiskörper des Verbindungsblocks ist kubusförmig, das vertikale Loch hat einen kreisringförmigen Querschnitt, und das horizontale Loch hat einen kreisringförmigen Querschnitt, und der feste Abschnitt des Zwischenblocks hat eine kubische Form, und der Einführungsabschnitt hat einen kreisringförmigen Querschnitt, zum Eingriff mit dem horizontalen Loch des Verbindungsblocks.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch, dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen sich weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben. Es zeigt:
1 eine Aufsicht auf ein integriertes Gassteuergerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 eine Ansicht des integrierten Gassteuergerätes;
3 eine teilweise weggeschnittene Ansicht des Gassteuergerätes;
4 eine Aufsicht auf das integrierte Gassteuergerät, wenn Gassteuereinheiten abgenommen sind;
5 eine teilweise weggeschnittene Aufsicht auf das Gassteuergerät, wenn die Gassteuereinheiten abgenommen sind;
6 eine Schnittansicht des Gassteuergeräts, wenn die Gassteuereinheiten abgenommen sind;
7a eine Aufsicht auf einen Verbindungsblock, der in dem Gassteuergerät vorgesehen ist;
7b eine Ansicht des Verbindungsblocks;
7c eine Schnittansicht des Verbindungsblocks;
8a eine Aufsicht auf einen Zwischenblock, der in dem Gassteuergerät vorgesehen ist;
8b eine Ansicht des Zwischenblocks;
8c eine Schnittansicht des Zwischenblocks;
9a eine Aufsicht auf einen Endblock, der in dem Gassteuergerät vorgesehen ist;
9b eine Ansicht des Endblocks;
9c eine Schnittansicht des Endblocks; und
10 eine teilweise weggeschnittene Ansicht eines herkömmlichen Gassteuergeräts.
In den 1 bis 3 sind mehrere Gasleitungen 2 auf einer Basisplatte 1 angebracht, obwohl nur eine der Gasleitungen in den Figuren dargestellt ist. Jede Gasleitung 2 ist mit verschiedenen, vertikal aufgebauten Gassteuereinheiten versehen, beispielsweise einer Handmembranarmatur 6 mit einem Kniehebel, einer Filtereinheit 7, und einer Automatikmembranarmatur 8. Andere Gassteuereinheiten wie beispielsweise eine Automatikmembranarmatur, die ein Rückschlagventil aufweist, ein Regler, eine Massenflußsteuerung und ein Massenflußmeßgerät können je nach Wahl vorgese hen sein.
Wie in 2 gezeigt ist, weist jede Gasleitung 2 mehrere Verbindungsblöcke 3 auf von denen jeder mit einer der Gassteuereinheiten 6 bis 8 verbunden ist, Zwischenblöcke 4, die zwischen den Verbindungsblöcken 3 angeordnet sind, und ein Paar von Endblöcken 5, welches einen einlaßseitigen Endblock 5a und einen auslaßseitigen Endblock 5b umfaßt, die jeweils mit einem der Verbindungsblöcke 3 verbunden sind.
Wie aus den 7a bis 7c hervorgeht, weist jeder Verbindungsblock 3 einen kubischen Basiskörper 18 und einen vertikalen, zylindrischen Abschnitt 19 auf, der auf der oberen Oberfläche des Basiskörpers vorgesehen ist. Die Unterseite des Körpers 18 ist eben ausgebildet, so daß sie auf der Basisplatte 1 angebracht werden kann, wie dies in den 2, 3 und 6 gezeigt ist. Der zylindrische Abschnitt 19 weist ein vertikales Innenloch 20 auf, welches mit einem horizontalen Loch 21 in Verbindung steht, das in dem Innenabschnitt des Körpers 18 vorgesehen ist. Das Loch 20 ist nach unten von einem oberen Umfang des horizontalen Loches 21 aus verlängert, so daß ein Paar tiefer Abschnitte 20a und ein Paar von Schalen 20b ausgebildet werden, wie dies in 7c gezeigt ist. Ein Außengewinde 22 ist auf dem Außenumfang des zylindrischen Abschnitts 19 vorgesehen, wie in 7b gezeigt. Weiterhin ist ein Paar von Positionierungsnasen 23 und 24 auf dem Oberrand des zylindrischen Abschnitts 19 an Positionen vorgesehen, die im wesentlichen um 180 Grad auseinanderliegen. Die Breite einer der Positionierungsnasen 23 und 24 ist größer ist jene der anderen.
Das Loch 21 durchdringt den Körper 18 in Horizontalrichtung senkrecht zum Loch 20. Das Loch 21 weist einen kreisringförmigen Querschnitt auf, und steht mit dem Loch 20 in Verbindung.
Wie aus den 8a, 8b und 8c hervorgeht, weist jeder der Zwischenblöcke 4 einen festen Abschnitt 25 in Form eines rechteckigen Quaders auf, und ein Paar zylindrischer Einführungsabschnitte 26, die auf beiden Seiten des festen Abschnitts 25 vorgesehen sind, und von dort aus in entgegengesetzten Richtungen vorspringen. Die Unterseite des festen Abschnitts 25 ist eben ausgebildet, damit sie auf der Basisplatte 1 angebracht werden kann, wie dies in den 2, 3 und 6 gezeigt ist. Die obere Oberfläche jedes der Einführungsabschnitte 26 ist abgeschnitten, um eine ebene Oberfläche 27 auszubilden, die in den 8b und 8c gezeigt ist, so daß die ebene Oberfläche 27 mit den Schalen 20b des Lochs 20 fluchtet.
Ein Gaskanal 28 ist in dem Zwischenblock 4 vorgesehen. Der Gaskanal 28 verläuft horizontal in Axialrichtung des Blocks 4, erstreckt sich durch den festen Abschnitt 25, und ist senkrecht nach oben in den Einführungsabschnitten 26 so abgebogen, daß er nach oben hin auf jeder ebenen Oberfläche 27 offen ist. Daher ist der Gaskanal 28 so ausgebildet, daß er mit dem Loch 20 des Verbindungsblocks 3 in Verbindung steht. Ein vorspringender Dichtwulst 29 ist entlang dem oberen Umfang jeder Öffnung des Gaskanals 28 auf der ebenen Oberfläche 27 angeordnet.
Ein Paar vertikaler Löcher 30 zum Einführen von Bolzen 42 ist in dem festen Abschnitt 25 auf beiden Seiten des Gaskanals 28 angeordnet. Die Löcher 30 sind so ausgebildet, daß sie mit Löchern 31 zusammentreffen, die in der Basisplatte vorgesehen sind, wie dies in den 2, 3 und 6 gezeigt ist.
Aus den 9a, 9b und 9c, welche ein einlaßseitigen Endblock 5a zeigen, geht hervor, daß der Endblock 5 ähnlich aufgebaut ist wie der Zwischenblock 4, und einen festen Abschnitt 32 in Form eines rechteckigen Quaders aufweist, einen Einführungsabschnitt 34, und einen Verbindungsabschnitt 33. Der Einführungsabschnitt 34 und der Verbindungsabschnitt 33 sind beide zylinderförmig ausgebildet, und mit dem festen Abschnitt 32 vereinigt, wobei sie von dem festen Abschnitt 32 aus in entgegengesetzten Richtungen vorspringen. Die Unterseite des festen Abschnitts 32 ist eben ausgebildet, so daß sie auf der Basisplatte 1 angebracht werden kann, wie dies in den 2, 3 und 6 gezeigt ist.
Die obere Oberfläche der Einführungsabschnitte 34 ist abgeschnitten, um eine ebene Oberfläche 36 auszubilden, die in den 9b und 9c gezeigt ist, so daß die ebene Oberfläche 36 mit den Schalen 20b des Lochs 20 fluchtet. Der Verbindungsabschnitt 33 weist ein Außengewinde 35 am Außenumfang in seinem mittleren Abschnitt auf.
Ein Einlaßgaskanal 37a ist in dem Endblock 5a vorgesehen. Der Gaskanal 37a verläuft horizontal in Axialrichtung des Blocks 5, erstreckt sich durch den festen Abschnitt 32, und ist senkrecht nach oben in den Einführungsabschnitten 36 abgebogen, so daß er auf der ebenen Oberfläche 36 geöffnet ist. Daher ist der Gaskanal 37a so ausgebildet, daß er mit dem Loch 20 des Verbindungsblocks 3 in Verbindung steht. In dem auslaßseitigen Endblock 5b ist ein Auslaßgaskanal 37b vorgesehen.
Ein vorspringender Dichtwulst 38 ist auf der Öffnung des Gaskanals 37 am Axialende des Verbindungsabschnitts 33 vorgesehen, und ein vorspringender Dichtwulst 39 ist entlang dem oberen Umfang der Öffnung auf der ebenen Oberfläche 36 angeordnet.
Ein Paar vertikaler Löcher 40 zum Einführen der Bolzen 42 ist in dem festen Abschnitt 32 an beiden Seiten des Gaskanals 37 vorgesehen. Die Löcher 40 sind so ausgebildet, daß sie mit Löchern 31 zusammentreffen, die in der Basisplatte vorgesehen sind, wie dies in den 2, 3 und 6 gezeigt ist.
Wie aus den 1 bis 6 hervorgeht, sind die Zwischenblöcke 4 zwischen den Verbindungsblöcken 3 angeordnet, und sind die Endblöcke 5 mit den Verbindungsblöcken 3 am Ende der Gasleitung 2 verbunden. Genauer gesagt ist, wie in 3 gezeigt ist, jeder der Einführungsabschnitte 26 des Zwischenblocks 4 hermetisch abgedichtet in das Loch 21 eingeführt, das in dem Körper 18 des benachbarten Verbindungsblocks 3 vorgesehen ist. Entsprechend ist der Einführungsabschnitt 34 des Endblocks hermetisch abgedichtet in das Loch 21 am Ende der Leitung 2 eingeführt. Daher sind die ebene Oberfläche 27 des Zwischenblocks 4 und die ebene Oberfläche 36 des Endblocks 5 so angeordnet, daß sie den Schalen 20b des Verbindungsblocks 3 gegenüberliegen. Dies führt dazu, daß die Gaskanäle 28 und 37 jeweils mit dem Innenloch 20 in Verbindung stehen.
Die so verbundenen Verbindungsblöcke 3, Zwischenblöcke 4 und Endblöcke 5 sind so auf der Basisplatte 1 angebracht, daß die ebenen Oberflächen sowohl des Körpers 18 als auch der festen Abschnitte 25 und 32 die obere Oberfläche der Basisplatte 1 berühren. Die Löcher 30 und 40 der Verbindungsabschnitte 25 und 32 stimmen jeweils mit den Gewindelöchern 31 und 41 überein. Die Bolzen 42 sind in den ausgerichteten Löchern 30 und 31, 40 und 41 befestigt, wobei Beilagscheiben 43 zwischen der Unterseite eines Kopfes des Bolzens 42 und der oberen Oberfläche des festen Abschnitts 25 und 32 angeordnet sind, wie dies in 6 gezeigt ist. Auf diese Weise sind die Blöcke 3, 4 und 5 abnehmbar auf die Basisplatte 1 aufgeschraubt.
Gemäß 3 steht ein zylindrisches Verbindungsteil 9 im Eingriff in dem Vertikalloch 20 des Verbindungsblocks 3. Die Unterseite des Verbindungsteils 9 ist eben ausgebildet. Ein Einlaßgaskanal 10 und ein Auslaßgaskanal 11 sind in dem Verbindungsteil 9 vorgesehen. Der Einlaßgaskanal 10 und der Auslaßgaskanal 11 sind auf der ebenen Unterseite des Verbindungsteil 9 offen. Dichtwulste 12 und 13 sind um die Öffnung des Kanals 10 bzw. 11 herum vorgesehen. Ein Flansch 14 ist auf dem Außenumfang des Verbindungsteils 9 angeordnet. Der Flansch 14 weist ein Paar von Positionierungsausnehmungen 15 und 16 auf, die im wesentlichen um 180 Grad voneinander beabstandet sind. Die Ausnehmungen 15 und 16 sind dazu ausgebildet, in Eingriff mit der Positionierungsnase 23 bzw. 24 zu gelangen, die auf dem oberen Umfang des Verbindungsblocks 3 vorgesehen sind. Eine Überwurfmutter 17 ist drehbeweglich um den Flansch 14 herum angeordnet. Jede der Gassteuereinheiten 6, 7 und 8 ist auf dem Verbindungsteil 9 angebracht.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Handmembranarmatur 6 auf dem Verbindungsblock 3 stromaufwärts der Gasleitung 2 angebracht, die Filtereinheit 7 auf dem Verbindungsblock im mittleren Abschnitt, und die Automatikmembranarmatur 8 auf dem Verbindungsblock 3 stromabwärts.
Um jede der Gassteuereinheiten 6, 7 und 8 anzubringen, wird jedes Verbindungsteil 9 in das Loch 20 des Verbindungsblocks 3 eingeführt. Genauer gesagt wird der untere Abschnitt des Verbindungsteils 9 unterhalb des Flansches 14 in das Loch 20 so eingeführt, daß die ebene Unterseite des Verbindungsteils 9 an die ebenen Oberflächen 27 des Zwischenteils 4 oder an die Oberfläche 27 und die Oberfläche 36 des Endblocks 5 anstößt. Eine Metalldichtung 44 ist zwischen der Unterseite des Verbindungsteils 9 und den Oberflächen 27 oder 36 angeordnet. Das Verbindungsteil 9 wird gedreht, so daß die Ausnehmung 15, die auf seinem Flansch 14 vorgesehen ist, in Eingriff mit der Positionierungsnase 23 des Verbindungsteils 3 gelangt, und die Ausnehmung 16 in Eingriff mit der Positionierungsnase 24 gelangt. Da sich die Breite der Nase 23 von der Breite der Nase 24 unterscheidet, wird das Verbindungsteil 9 korrekt in Bezug auf die Umfangsrichtung eingeführt. Auf diese Weise werden der Einlaßgaskanal 10 und der Auslaßgaskanal 11 korrekt positioniert.
Im Falle der Handmembranarmatur 6 wird der Einlaßgaskanal 10 mit dem Gaskanal 37 des stromaufwärtigen Endblocks 5 über ein Loch 45 verbunden, das in der Dichtung 44 vorgesehen ist, während der Auslaßgaskanal 11 mit dem Gaskanal 28 des Zwischenblocks 4 über ein Loch 46 verbunden wird, das ebenfalls in der Dichtung 44 vorgesehen ist. Entsprechend wird im Falle der Filtereinheit 7 der Einlaßgaskanal 10 mit dem Gaskanal 28 in dem Zwischenblock 4 verbunden, und wird der Auslaßgaskanal 11 mit dem Gaskanal 28 eines anderen Zwischenblocks 4 verbunden. Der Einlaßgaskanal 10 der Automatikmembranarmatur 8 steht in Verbindung mit dem Gaskanal 28, und der Auslaßgaskanal 11 steht in Verbindung mit dem Gaskanal 37 des stromabwärtigen Endblocks 5.
Daraufhin wird die Überwurfmutter 17, die auf dem Verbindungsteil 9 angebracht ist, so gedreht, daß ihr Innengewinde in Eingriff mir dem Außengewinde 22 gelangt, das auf dem zylindrischen Abschnitt 19 des Verbindungsblocks 3 vorgesehen ist, um befestigt zu werden. Daher wird das Verbindungsteil 9 sicher und hermetisch abgedichtet in das Loch 20 des Verbindungsblocks 3 eingeführt, wobei die Dichtung 4 in die Dichtwulste 39, 29, 12 und 13 eingedrückt wird. Der Verbindungsabschnitt 33 eines der Endblöcke 5 wird mit einem Gasvorrat verbunden, während der Verbindungsabschnitt des anderen Endblocks mit einem gewünschten Gasempfangsgerät verbunden wird. Auf diese Weise wird eine gewünschte Anzahl an Gasleitungen 2 auf der Basisplatte 1 angebracht, wodurch ein integriertes Gassteuergerät oder Gasregelgerät ausgebildet wird.
Bei dem wie voranstehend geschildert aufgebauten integrierten Gassteuergerät kann jede der Gassteuereinheiten einfach dadurch ausgetauscht werden, daß die Überwurfmutter 17 gelöst wird, die Einheit von dem Verbindungsblock 3 abgenommen wird, und eine neue Einheit auf dem Block 3 wie bisher angebracht wird. Die Anzahl an Zwischenblöcken 4 und Verbindungsblöcken 3 kann frei wählbar in jeder Gasleitung 2 festgelegt werden, so daß je nach Wunsch die Anzahl an Gassteuereinheiten erhöht oder verringert wird.
Die hochreinen Gase, beispielsweise Stickstoffgas, Wasserstoffgas, Monosilan, Disilan, mit Wasserstoff verdünntes Phosphin, Distickstoffmonoxid (N₂O), und Chlortrifluorid, werden in Bezug auf ihren Druck, ihre Flußrate, die Mischung und das Spülen fehlerfrei gesteuert oder geregelt, durch Betätigung der Gassteuereinheiten, die vertikal auf den Verbindungsblöcken 3 angebracht sind, beispielsweise die Automatikmembranarmatur 8.
Bei dem integrierten Gassteuergerät gemäß der vorliegenden Erfindung können die Gassteuereinheiten einfach dadurch angebracht oder abgenommen werden, daß die Überwurfmutter 17 gelöst bzw. befestigt wird, ohne daß die Gasleitungen 2 auseinandergebaut werden müssen. Daher wird die Wartung des Geräts vereinfacht, und werden dessen Kosten verringert. Da jede der Gasleitungen 2 standardisierte Verbindungsblöcke 3, Zwischenblöcke 4 und Endblöcke 5 aufweist, kann nicht nur eine Gaskanalanordnung sehr frei wählbar festgelegt werden, sondern wird auch die Gesamtherstellungsvorlaufzeit für die Konstruktion, die Produktion und den Zusammenbau des Geräts verringert. Darüber hinaus kann die Gaskanalanordnung verkürzt und linearisiert werden. Weiterhin kann die Anordnung der Kanäle und der Einheiten leicht geändert werden, wenn dies erforderlich ist.
Die Einführungsabschnitte 36 und 34 des Zwischenblocks 4 bzw. des Endblocks 5 liegen einander so gegenüber, daß dazwischen nur eine kurze Entfernung vorhanden ist. Daher entspricht die Länge der Gasleitung 2 im wesentlichen der Gesamtlänge der Endblöcke 5 und der Zwischenblöcke 4. Nur die festen Abschnitte 25 und 32 sind neben den Verbindungsblöcken 3 vorhanden, und es ist nicht erforderlich, daß jeder Block mit dem benachbarten Block durch Schrauben verbunden wird. Daher können die Entfernungen zwischen den Gassteuereinheiten so weit wie möglich verringert werden, wodurch die Länge der Gasleitung 2 wesentlich verringert wird.
Da der zylindrische Abschnitt 19 den tiefen Abschnitt 20a aufweist, wird die Steuereinheit, beispielsweise die Filtereinheit 7, in dem tiefen Abschnitt 20a versenkt angeordnet, so daß die Höhe der Gassteuereinheiten verringert wird. Daher kann das Niveau abgesenkt werden, auf welchem die Einheiten angebracht sind. Darüber hinaus können, infolge der ebenen Oberflächen 27 und 36, die Vertikallängen der Gaskanäle 28 und 37, die sich an den Orten oberhalb der Oberflächen 27 und 36 öffnen, verringert werden, wodurch das Totvolumen von dem Einlaßgaskanal 10 zum Auslaßgaskanal 11 wesentlich verringert wird. Daher kann das Gassteuergerät noch kompakter und mit geringerem Gewicht ausgebildet werden.
Da der Zwischenblock 4 und der Endblock 5 dadurch miteinander verbunden werden, daß nur ihre Einführungsabschnitte in den Verbindungsblock 3 eingeführt werden, und nicht durch Schrauben, und die festen Abschnitte 25 und 32 des Zwischenblocks 4 und des Endblocks 5 an der Basisplatte 1 von oberhalb mir Hilfe von Bolzen 42 befestigt werden, die im Eingriff mir den Löchern 31 und 41 in Richtung nach unten stehen, wird der Anbringungsvorgang vereinfacht, und wird darüber hinaus kurz. Weiterhin wird die Anzahl bearbeiteter Abschnitte und von Teilen verringert. Das Verbindungsteil 9, der Verbindungsblock 3, der Zwischenblock 4 und der Endblock 5 sind standardisiert, so daß die Herstellungsvorlaufzeit und die Herstellungskosten weiter verringert werden.
Obwohl das Verbindungsteil 9 mit einem Außengewinde versehen sein kann, und der zylindrische Abschnitt 19 des Verbindungsblocks 3 mit einem Innengewinde versehen sein kann, so daß das Verbindungsteil 9 in das Loch 20 eingeschraubt wird, wird dann, wenn das Verbindungsteil 9 an dem Verbindungsblock 3 durch die Überwurfmutter 17 angebracht wird, die auf dem Außenumfang des Verbindungsteils 9 vorgesehen ist, wie bei der momentan beschriebenen Ausführungsform, verhindert, daß Teilchen, die erzeugt werden, wenn die Schrauben angezogen bzw. gelöst werden, in das Loch 20 hineingelangen.
Zwar wurde die Erfindung im Zusammenhang mit bevorzugten, speziellen Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, jedoch wird darauf hingewiesen, daß diese Beschreibung zur Erläuterung dient, und nicht den Umfang der Erfindung einschränken soll, der sich aus der Gesamtheit der Anmeldeunterlagen ergibt und von den beigefügten Patentansprüchen umfaßt sein soll.

1: Basisplatte
2: Gasleitung
3: Verbindungsblöcke
4: Zwischenblöcke
5: Endblöcke
5a: einlaßseitiger Endblock
5b: auslaßseitiger Endlbock
6: Handmembranarmatur
7: Filtereinheit
8: Automatikmembran
: armatur
9: Verbindungsteil
10: Einlaßgaskanal
11: Auslaßgaskanal
12, 13: Dichtwulste
14: Flansch
15, 16: Positionierungs
: ausnehmungen
17: Überwurfmutter
18: Basiskörper
19: vertikaler zylindrischer
: Abschnitt
20: vertikales Loch
20a: tiefe Abschnitte
20b: Schalen
21: horizontales Loch
22: Außengewinde
23, 24: Positionierungsmessungen
25: fester Abschnitt des
: Zwischenblocks
26: Einführungsabschnitte
: des Zwischenblocks
27: ebene Oberfläche
28: Gaskanal
29: Dichtwulst
30: vertikale Löcher
31: Löcher
32: fester Abschnitt des
: Endblocks
33: Verbindungsabschnitt
: des Endblocks
34: Einführungsabschnitt
: des Endblocks
35: Außengewinde
36: ebene Oberfläche des
: Endblocks
37a: Gaseinlaßkanal des
: Endblocks
37b: Gasauslaßkanal des
: Endlbocks
38,39: Dichtwulst
40,41: vertikale Löcher
42: Bolzen
43: Beilagscheiben
44: Metalldichtung
45, 46: Loch der Dichtung

Claims

Integriertes Gassteuergerät, welches aufweist: – eine Basisplatte (1); – zumindest zwei Verbindungsblöcke (3), die jeweils einen Basiskörper (18) und einen auf dem Basiskörper (18) vorgesehenen, vertikalen zylindrischen Abschnitt (19) aufweisen und mit einem Vertikalloch (20) versehen sind, wobei beim Basiskörper (18) ein horizontales Loch (21) an seinen beiden Seiten offen ist und mit dem Vertikalloch (20) in den zylindrischen Abschnitten (19) in Verbindung steht; – zumindest einen Zwischenblock (4), der einen festen Abschnitt (25) und ein Paar horizontale, zylindrische Einführungsabschnitte (26) aufweist, die auf beiden Seiten des festen Abschnitts (25) vorgesehen sind, wobei der Zwischenblock (4) einen horizontalen Gaskanal (28) aufweist, der an den beiden Seiten des festen Abschnitts (25) an oberen Oberflächen (27) in Öffnungen ausläuft; – ein Paar von Endblöcken (5), die einen einlaßseitigen Endblock (5a) und einen auslaßseitigen Endblock (5b) umfassen, die jeweils einen festen Abschnitt (32) aufweisen; – einen horizontalen, zylindrischen Einführungsabschnitt (34), der an der einen Seite des festen Abschnitts (32) vorgesehen ist, und – einen Verbindungsabschnitt (33), der an der anderen Seite des festen Abschnitts (32) vorgesehen ist, wobei der Endblock (5) einen horizontalen Gaskanal aufweist, der an einer Endstirnfläche des Verbindungsabschnitts (33) offen ist und an einer oberen Oberfläche (36) des Einführungsabschnitts (34) offen ist; wobei der Zwischenblock (4) auf der Basisplatte (1) angebracht ist, das horizontale Loch (21) jedes der Verbindungsblöcke (3) im Eingriff mit dem entsprechenden Einführungsabschnitt (26) des Zwischenblocks (4) an einer der Seiten des horizontalen Loches (21) steht, und der Einführungsabschnitt (34) jedes der Endblöcke (5) im Eingriff mit dem horizontalen Loch (21) des Verbindungsblocks (3) an der anderen Seite des Loches (21) steht; – eine erste Befestigungsvorrichtung, welche die festen Abschnitte (25, 32) des Zwischenblocks (4) und der Endblöcke (5) an der Basisplatte (1) befestigt; – ein zylindrisches Verbindungsteil (9), welches einen Gaseinlaßkanal (10) und einen Gasauslaßkanal (11) aufweist und im Eingriff in dem vertikalen Loch (20) jedes Verbindungsblocks (3) steht, wobei der Gaseinlaßkanal (10) des einlaßseitigen Verbindungsteils (9) in Verbindung mit einem Gaseinlaßkanal (37a) des einlaßseitigen Endblocks (5) steht, der Gasauslaßkanal (11) mit dem Gaseinlaßkanal (10) des auslaßseitigen Verbindungsteils (9) durch den Gaskanal (28) des Zwischenblocks (4) in Verbindung steht und der Gasauslaßkanal (11) des auslaßseitigen Verbindungsteils (9) mit einem Gasauslaßkanal (37b) des auslaßseitigen Endblocks (5) in Verbindung steht; – eine zweite Befestigungsvorrichtung, welche das Verbindungsteil (9) am Verbindungsblock (3) befestigt, und – eine Gassteuereinheit, die an federn Verbindungsteil (9) befestigt ist.
Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das vertikale Loch (20) des Verbindungsblocks (3) nach unten von einem oberen Umfang des horizontalen Loches (21) aus verlängert ist, um einen tiefen Abschnitt (20a) auszubilden, und ein unterer Abschnitt des Verbindungsteils (9) in den tiefen Abschnitt (20a) eingeführt ist.
Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Basiskörper (18) des Verbindungsblocks (3) kubusförmig ist, das vertikale Loch (20) einen kreisringförmigen Querschnitt hat und das horizontale Loch (21) einen kreisringförmigen Querschnitt hat.
Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Befestigungsvorrichtung ein Bolzen (42) ist.
Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Befestigungsvorrichtung eine Überwurfmutter (17) ist, die in Eingriff mit einem Außengewinde gebracht wird, das auf einem Umfang des zylindrischen Abschnitts (19) des Verbindungsblocks (3) vorgesehen ist.
Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der feste Abschnitt (25) des Zwischenblocks (4) kubusförmig ist und der Einführungsabschnitt (26) einen kreisringförmigen Querschnitt aufweist, und mit dem horizontalen Loch (21) des Verbindungsblocks (3) in Eingriff gebracht wird.
Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der feste Abschnitt (32) des Endblocks (5) kubusförmig ist, und der Einführungsabschnitt (34) einen kreisringförmigen Querschnitt aufweist, und in Eingriff mit dem horizontalen Loch (21) des Verbindungsblocks (3) gebracht wird.
Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsteil (9) einen kreisringförmigen Querschnitt aufweist und in Eingriff mit dem vertikalen Loch (20) des Verbindungsblocks (3) gebracht wird.
Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsteil (9) einen Flansch (14) aufweist, der mit einer Innenwand der Überwurfmutter (17) im Eingriff steht.