DE69718383T2

DE69718383T2 - Ventilverteiler

Info

Publication number: DE69718383T2
Application number: DE69718383T
Authority: DE
Inventors: Masajuki Hatano; Nobukazu Ikeda; Tadahiro Ohmi; Shigeaki Tanaka; Michio Yamaji; Kusuke Yokoyama
Original assignee: Fujikin Inc
Current assignee: Fujikin Inc
Priority date: 1996-06-25
Filing date: 1997-06-23
Publication date: 2003-08-28
Anticipated expiration: 2017-06-24
Also published as: JP3650859B2; IL121158A; IL121158A0; EP0816731A3; CA2208765A1; DE69718383D1; JPH1011147A; US6035893A; EP0816731B1; TW354819B; EP0816731A2; CA2208765C

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft Absperr-Öffnungs- Vorrichtungen mit einem Ventilhauptkörper und einer Mehrzahl von Ventilstellgliedern und Fluidsteuerungsgeräte mit solchen Vorrichtungen.
Die Begriffe vorne, hinten, obere, untere, rechts und links werden hierin basierend auf der Fig. 2 verwendet; die rechte Seite, die linke Seite, die Oberseite und die Unterseite von der Zeichnung werden als vorne, hinten, obere und untere jeweils bezeichnet, und die Begriffe rechts und links werden bezüglich der Vorrichtung verwendet, wenn diese von hinten nach vorne betrachtet wird. Die Vorrichtung kann auch so verwendet werden, daß die vorne-hinten-Beziehung umgekehrt ist oder die Ober- und Unterseite als die linken und rechten Seiten positioniert sind.
Es sind bereits Absperr-Öffnungs-Vorrichtungen bekannt, die einen rechteckigen parallelepipedalen Ventilhauptkörper und eine Mehrzahl von Ventilstellgliedern umfassen. Eine solche Vorrichtung ist an der Einlaßseite und der Auslaßseite eines Massendurchflußreglers oder eines ähnlichen Reglers vorgesehen, um ein Fluidsteuerungsgerät zur Verwendung in einer Halbleiterherstellungsausrüstung zu schaffen.
Die Fig. 17 zeigt eine herkömmliche Absperr-Öffnungs- Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Wenn ein Fluid von dem Hauptkanal 67 in den ersten Nebenkanal 68 strömt, besteht das Totvolumen (der stillstehende Teil des Fluids) von der Vorrichtung 61 nur aus den kurzen Kanälen 71, 72, welche den Hauptkanal 67 mit den zweiten und dritten Stellgliedern 65, 66 verbinden. Wenn das Fluid von dem Hauptkanal 67 in den zweiten Kanal 69 strömt, besteht das Totvolumen aus dem kurzen Kanal 72, welcher den Hauptkanal 67 und das dritte Ventilstellglied 66 miteinander verbindet, und den vorderen Endbereichen 67a, 67b des Hauptkanals 67, die zwischen dem ersten Ventilstellglied 64 und dem zweiten Ventilstellglied 65 positioniert sind. Wenn weiterhin das Fluid von dem Hauptkanal 67 in den dritten Nebenkanal 70 strömt, besteht das Totvolumen aus dem kurzen Kanal 71, welcher den Hauptkanal 67 und das zweite Ventilstellglied 65 miteinander verbindet, den vorderen Endbereichen 67a, 67b des Hauptkanals, die zwischen den ersten und zweiten Ventilstellgliedern 64, 65 positioniert sind, und einen Zwischenbereich 67c des Hauptkanals 67, der zwischen dem zweiten und dritten Ventilstellglied 65, 66 positioniert ist.
Bei den Absperr-Öffnungs-Vorrichtungen und Fluidsteuerungsvorrichtungen zur Verwendung in Halbleiterherstellungsausrüstungen ist es wesentlich, das Totvolumen, welches die Reinheit des Prozeßgases verringert, zu minimieren. Es ist auch gefordert, daß diese Vorrichtungen bezüglich des Inhaltsvolumens, des gesamten Volumens und Gewichts reduziert werden, während die herkömmlichen Vorrichtungen in diesen Punkten noch zu verbessern sind.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Absperr- Öffnungs-Vorrichtungen zu schaffen, die bezüglich ihres Totvolumens, Volumens und Gewichts verglichen mit herkömmlichen Vorrichtungen verringert sind, und Fluidsteuerungsvorrichtungen zu schaffen, die solche Absperr- Öffnungs-Vorrichtungen besitzen.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Absperr-Öffnungs- Vorrichtung nach Anspruch 1.
Die Neigung der geneigten Fläche nach vorne unten beträgt vorzugsweise 15º bis 60º, insbesondere 20º bis 25º.
Wenn die Neigung klein ist, ist der Vorteil, der aus diesem Merkmal resultiert, gering, während wenn die Neigung groß ist, das vorderseitige Ventilstellglied über das vordere Ende des Ventilkörpers vorsteht, wodurch die Möglichkeit anwächst, daß das Stellglied mit anderen Elementen kollidiert. Somit sollte die Neigung im Hinblick auf die Größe der Ventilstellglieder und der Größe des Fluidsteuerungsgeräts, das durch solche Absperr-Öffnungs- Vorrichtungen geschaffen wird, innerhalb des beschriebenen bevorzugten Bereiches liegen.
Bei der Absperr-Öffnungs-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist die Oberseite des Ventilhauptkörpers in der Form einer geneigten Fläche ausgebildet, die sich in dem Bereich, an welchem das vorderseitige Ventilstellglied montiert ist, nach vorne unten erstreckt. Dies reduziert das Volumen des vorderseitigen oberen Bereiches des Ventilhauptkörpers, die Länge des Frontbereiches von vorne nach hinten, und weiterhin das Inhaltsvolumen, das Volumen und das Gewicht der Absperr-Öffnungs-Vorrichtung. Der Hauptkanal umfaßt einen vorderen Endbereich, der zwischen dem frontseitigen Ventilstellglied und dem direkt daneben liegenden Ventilstellglied positioniert ist, wobei dieser Bereich für einen Hauptanteil des Totvolumens der Absperr-Öffnungs-Vorrichtung verantwortlich ist. Dieser vordere Endbereich des Hauptkanals verringert sich mit einer Reduzierung der Länge des Frontbereiches des ventilhauptkörpers, wodurch entsprechend das Totvolumen der Absperr-Öffnungs-Vorrichtung vermindert wird.
Die Absperr-Öffnungs-Vorrichtung ist beispielsweise an der Einlaßseite und der Auslaßseite eines Massendurchflußreglers oder eines ähnlichen Reglers vorgesehen, um eine Fluidsteuerungsvorrichtung für die Verwendung in einer Halbleiterherstellungsausrüstung zu bilden.
Von den Nebenkanälen von jeder Absperr-Öffnungs- Vorrichtung ist es in diesem Fall gewünscht, denjenigen Nebenkanal zu verwenden, der am weitesten von dem Regler für das Prozeßgas entfernt liegt, und den Nebenkanal neben diesem Nebenkanal für ein Reinigungsgas zu verwenden. Das Totvolumen wird dann während des Strömens des Prozeßgases auf einen kurzen Kanal oder auf kurze Kanäle begrenzt, welcher bzw. welche den Hauptkanal mit dem anderen Ventilstellglied oder anderen Ventilstellgliedern nach hinten hin verbindet mit dem Ergebnis, daß das Gas, welches beim Wechsel vom Prozeßgas zu einem anderen Gas verbleibt, innerhalb einer kurzen Zeitdauer entfernt werden kann.
Eine geeignete Anzahl von Fluidsteuerungsvorrichtungen der beschriebenen Art werden verwendet, um ein Fluidsteuerungsgerät zu schaffen. In diesem Fall ist es gewünscht, daß die Ventilhauptkörper der Absperr- Öffnungs-Vorrichtung in der Länge von vorne nach hinten hin unabhängig von der Anzahl von Ventilstellgliedern gleich sind. Die ersten Ventilstellglieder der Absperr- Öffnungs-Vorrichtungen fluchten dann, wodurch die Absperr-Öffnungs-Vorrichtungen einfach zu handhaben sind.
Vorzugsweise besitzt der Nebenkanal von jeder Absperr- Öffnungs-Vorrichtung, der mit dem entsprechenden Hauptkanal über das frontseitige Ventilstellglied in Verbindung steht, eine Öffnung, die in der frontseitigen Endfläche des Ventilhauptkörpers ausgebildet ist, und weist der andere Nebenkanal bzw. die anderen Nebenkanäle eine Öffnung in der Unterseite des Ventilhauptkörpers auf, wobei die Rohrleitungen für den anderen Nebenkanal bzw. die anderen Nebenkanäle unterhalb des Hauptkörpers vorgesehen sind. Die Rohrleitungen können dann in einer flachen Anordnung unterhalb des Ventilhauptkörpers vorgesehen sein, wodurch das Steuerungsgerät in seiner Gesamtheit kompakt wird und gewährleistet wird, daß die Verrohrung einfach gewartet werden kann.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine erste Ausführungsform der Absperr-Öffnungs- Vorrichtung der Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist eine Ansicht im Längsschnitt von derselben;
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die eine erste Ausführungsform einer Fluidsteuerungsvorrichtung der Erfindung zeigt;
Fig. 4 ist eine Längsschnittansicht derselben;
Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht, die eine zweite Ausführungsform der Absperr-Öffnungs- Vorrichtung der Erfindung zeigt;
Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht, die eine zweite Ausführungsform einer Fluidsteuerungsvorrichtung der Erfindung zeigt;
Fig. 7 ist eine Längsschnittansicht, die eine dritte Ausführungsform einer Absperr-Öffnungs- Vorrichtung der Erfindung zeigt;
Fig. 8 ist eine Längsschnittansicht, die eine vierte Ausführungsform einer Absperr-Öffnungs- Vorrichtung der Erfindung zeigt;
Fig. 9 ist eine Draufsicht, die eine Ausführung zeigt, welche eine Vielzahl von Absperr-Öffnungs- Vorrichtungen der Erfindung umfaßt;
Fig. 10 ist eine Draufsicht, die eine andere Ausführungsform zeigt, welche eine Vielzahl von Absperr-Öffnungs-Vorrichtungen der Erfindung umfaßt;
Fig. 11 ist eine perspektivische Ansicht, die eine fünfte Ausführungsform einer Absperr-Öffnungs- Vorrichtung der Erfindung zeigt;
Fig. 12 ist eine Längsschnittansicht derselben;
Fig. 13 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Fluidsteuerungsvorrichtung zeigt, welche die Erfindung verkörpert und Absperr-Öffnungs- Vorrichtungen gemäß der fünften Ausführungsform umfaßt;
Fig. 14 ist eine Längsschnittansicht derselben;
Fig. 15 ist eine perspektivische Ansicht, die eine sechste Ausführungsform einer Absperr-Öffnungs- Vorrichtung der Erfindung zeigt;
Fig. 16 ist eine Längsschnittansicht derselben; und
Fig. 17 ist eine Längsschnittansicht, die eine herkömmliche Absperr-Öffnungs-Vorrichtung zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden.
Die Fig. 1 und 2 zeigen eine erste Ausführungsform einer Absperr-Öffnungs-Vorrichtung 1 der Erfindung. Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, ist die Absperr- Öffnungs-Vorrichtung 1 an der Einlaßseite und der Auslaßseite eines Massendurchflußreglers 2 vorgesehen, um eine Fluidsteuerungsvorrichtung 10 zu schaffen.
Mit Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 umfaßt die Absperr-Öffnungs-Vorrichtung 1 einen Ventilhauptkörper 3 mit einer rechteckigen, parallelepipedalen Grundform, und erste (vorderseitige), zweite (Zwischen-) und dritte (rückseitige) Ventilstellglieder 4, 5, 6 zum Öffnen/Schließen von Kanälen. Der Ventilhauptkörper 3 ist innen mit einem Ventilhauptkörper 21 versehen, der sich geradlinig von der hinteren Endfläche des Hauptkörpers 3 bis nahe zu der Stelle des vorderseitigen Ventilstellglieds 4 in Längsrichtung des Körpers erstreckt, und erste (vorderseitige), zweite (Zwischen) und dritte (rückseitige) Nebenkanäle 22, 23, 24, die mit dem Hauptkanal 21 über die Ventilstellglieder 4, 5, 6 jeweils in Verbindung stehen. Die Nebenkanäle 23, 24, welche mit dem Hauptkanal 21 über die entsprechenden zweiten und dritten Ventilstellglieder 5, 6 kommunizieren, sind sofort an der Rückseite von entsprechenden kurzen Kanälen 25, 26, welche sich von dem Hauptkanal 21 zu den zweiten und dritten Ventilstellgliedern 5, 6 erstrecken, positioniert, wobei diese Nebenkanäle 23, 24 in durchbrochenen Linien nach links von ihren aktuellen Positionen (dieselben wie nachfolgend) verschoben dargestellt sind.
Der Ventilhauptkörper 3 ist integral mit einem blockähnlichen Fortsatz 7 ausgebildet, der sich von einer rechten Wandung 3c von dem Teil des Körpers, an welchem die Stellglieder 4, 5, 6 befestigt sind, abragt. Der Fortsatz 7 ist mit den zweiten und dritten Nebenkanälen 23, 24 versehen und dient als ein Schraubenbefestigungsbereich.
Die Oberseite des Ventilhauptkörpers 3 umfaßt eine Montagefläche 3a in der Form einer geneigten Fläche, die sich nach vorne unten erstreckt, um daran das vorderseitige Stellglied 4 zu befestigen. Der verbleibende Teil der Oberseite, d. h. eine Montagefläche 3b für die zweiten und dritten Stellglieder 5, 6, ist flach und verläuft parallel zu der Unterseite des Körpers 1.
Die Ventilstellglieder 4, 5, 6 sind an den Montageflächen 3a, 3b senkrecht zu diesen befestigt. Der Ventilhauptkörper 3 hat eine Vertiefung 18, um das erste Stellglied 4 einzusetzen, und Vertiefungen 19, um die zweiten und dritten Stellglieder 5, 6 darin aufzunehmen. Die Vertiefung 18 hat eine kleinere Tiefe als die Vertiefungen 19. Entsprechend ist das erste Stellglied 4 kürzer als die anderen Stellglieder 5, 6. Die Ventilstellglieder können für das Einsetzen in Vertiefungen gleicher Tiefe dieselbe Länge besitzen. Die ersten und dritten Stellglieder 4, 6 sind von der normalerweise geschlossenen Art, und das zweite Stellglied 5 ist von der normalerweise offenen Art.
Der Hauptkörper 21 erstreckt sich von der hinteren Endfläche des Hauptkörpers 3 bis zu einer Stelle nahe dessen vorderseitiger Endfläche. Der erste Nebenkanal 22 hat eine Öffnung in der vorderseitigen Endfläche des Körpers 3. Die vordere Endfläche des Hauptkörpers 3 ist mit einem Fitting 9 versehen, das eine Mutter hat, um ein Absperrventil, einen Druckregulierer oder dergleichen an dem ersten Nebenkanal 22 anzuschließen. Die zweiten und dritten Nebenkanäle 23, 24 erstrecken sich durch den Fortsatz 7 des Hauptkörpers 3 und haben jeweils eine Öffnung in der Unterseite des Hauptkörpers 3.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 besteht das Totvolumen der Vorrichtung nur aus den kurzen Kanälen 25, 26, welche den Hauptkanal 21 mit den entsprechenden zweiten und dritten Ventilstellgliedern 5, 6 verbindet, wenn ein Fluid von dem Hauptkanal 21 in den ersten Nebenkanal 22 strömt. Wenn das Fluid von dem Hauptkanal 21 in den zweiten Nebenkanal 23 strömt, besteht das Totvolumen aus dem kurzen Kanal 26, welcher den Hauptkanal 21 mit dem dritten Stellglied 6 verbindet, und vorderen Endbereichen 21a, 21b des Hauptkanals 21, die zwischen den ersten und zweiten Stellgliedern 4, 5 unter Bildung eines stumpfen Winkels positioniert sind. Wenn das Fluid von dem Hauptkanal 21 in den dritten Nebenkanal 24 strömt, besteht das Totvolumen aus dem kurzen Kanal 25, welcher den Hauptkanal 21 mit dem zweiten Stellglied 5 verbindet, den vorderen Endbereichen 21a, 21b des Hauptkanals, die zwischen den ersten und zweiten Stellgliedern 4, 5 positioniert sind, und einem Zwischenbereich 21c des Hauptkanals 21, der zwischen den zweiten und dritten Stellgliedern 5, 6 positioniert ist.
Bei der beschriebenen Absperr-Öffnungs-Vorrichtung 1 ist die Montagefläche 3a für das erste Stellglied an der Oberseite des Ventilhauptkörpers 3 gleich groß gemacht wie die Montagefläche 63a für das erste Stellglied der herkömmlichen Absperr-Öffnungs-Vorrichtung 61, welche in Fig. 17 gezeigt ist. Entsprechend sind das Volumen des vorderen oberen Bereiches des Ventilhauptkörpers 3 und die Länge des vorderen Bereiches des Körpers von vorne nach hinten, um ein Maß, welches der Bildung der nach vorne unten geneigten Fläche, die als die Montagefläche 3a dient, zuzurechnen ist, kleiner als die herkömmliche Absperr-Öffnungs-Vorrichtung 61 ist, wodurch entsprechend das Inhaltsvolumen, das Gesamtvolumen und das Gewicht der Absperr-Öffnungs-Vorrichtung 1 verringert wird. Nachfolgend wird davon ausgegangen, daß die Länge der Montagefläche 63a für das erste Ventilstellglied der herkömmlichen Absperr-Öffnungs-Vorrichtung 61 L ist und die Neigung der geneigten Fläche A ist. Die Absperr-Öffnungs- Vorrichtung 1 besitzt dann eine um L(1-cos θ) reduzierte Länge von vorne nach hinten, und eine vertikale Schnittfläche, die um L² · cos θ · sin θ : 2 verringert ist. Bezüglich des Totvolumens ist das kombinierte Volumen des stumpfen Winkels, welchen die vorderen Endbereiches 21a, 21b des Hauptkanals 21 bilden, kleiner als das kombinierte Volumen der vorderen Endbereiches 67a, 67b des Hauptkörpers 67 der herkömmlichen Absperr-Öffnungs-Vorrichtung 61 aufgrund der Reduzierung der Länge des Ventilhauptkörpers 3, wodurch das Totvolumen der gesamten Absperr- Öffnungs-Vorrichtung 1 auch verringert wird. Wenn die Neigung zunimmt, nimmt der vordere Endbereich 21a, welcher sich gerade von dem Bereich 21c des Hauptkanals 21 erstreckt, mit einer Zunahme in der Länge des gebogenen vorderen Endbereichs 21b. Die Verringerung des Gesamttotvolumens nimmt jedoch mit einer Zunahme in der Neigung zu.
Die Fig. 3 und 4 zeigen eine Fluidsteuerungsvorrichtung, die einen Massendurchflußregler 2 und die Absperr- Öffnungs-Vorrichtung 1 an der Einlaßseite (linke Seite in Fig. 4) und der Auslaßseite (rechte Seite in Fig. 4) installiert aufweist. Die Absperr-Öffnungs-Vorrichtung 1, welche in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, ist an der Einlaßseite mit vertauschten Vorder- und Rückseiten montiert.
Mit der Absperr-Öffnungs-Vorrichtung 1 an der Einlaßseite wird der erste Nebenkanal 22, der am weitesten von dem Massendurchsatzregler 2 entfernt liegt, für das Einströmen von Prozeßgas verwendet, der zweite Nebenkanal 23 neben dem Nebenkanal 22 für das Einströmen von Reinigungsgas, und der dritte Nebenkanal 24 der am nahesten an dem Regler 2 liegt, für die Evakuierung. Bei der Absperr- Öffnungs-Vorrichtung 1 an der Auslaßseite dient der erste Nebenkanal 22, der am weitesten von dem Regler 2 weg liegt, dazu, mit einer Prozeßkammer zu kommunizieren, und der zweite Nebenkanal 23 als eine Abgasleitung, um als eine Reinigungsöffnung zu dienen.
Ein oberer Kanalblock 11 mit einem Kanal 11a, der an seiner Unterseite offen ist, ist in einer vorstehenden Weise an dem unteren Ende der Einlaß- und Auslaßseiten des Massendurchsatzreglers 2 vorgesehen. Ein unterer Kanalblock 12 ist unterhalb des Kanalblocks 11 angeordnet. Die unteren und oberen Kanalblöcke 12, 11 sind miteinander durch zwei Reglerinstallationsschrauben 13 verbunden, die in den oberen Block 11 von oben eingeschraubt sind. Der untere Block 12 ist mit einem Kanal 12a versehen, um den Kanal 11a des oberen Blocks 11 in Verbindung mit dem Hauptkanal 21 des Ventilhauptkörpers 3 zu halten. Der untere Block 12 ist an dem Ventilhauptkörper 3 mit Installationsschrauben 14 befestigt, die durch den unteren Block 12 eingetrieben sind. Leitungskanalblöcke 15, 16 für die entsprechenden zweiten und dritten Nebenkanäle 23, 24 sind an dem Fortsatz 7 mit Rohrleitungsinstallationsschrauben 17 befestigt, die durch den Fortsatz 7 von oben eingetrieben sind. Der dritte Nebenkanal 24 der einlaßseitigen Absperr-Öffnungs-Vorrichtung 1 und der dritte Nebenkanal 24 der auslaßseitigen Absperr-Öffnungs- Vorrichtung 1 werden mit einer Vakuumpumpe (nicht gezeigt) verbunden, nachdem ihre Rohrleitungskanalblöcke 15, 16 durch ein Rohr 27 miteinander verbunden worden. Ein Fitting 28 ist an der Unterseite des Blocks 16 für den zweiten Nebenkanal 23 befestigt. Das Fitting 28 hat einen Rohrverbindungsbereich, der an einem unteren Niveau das Evakuierungsrohr 27 positioniert ist. Die Rohrleitung für das Reinigungsgas wird damit kaum mit dem Evakuierungsrohr 27 zusammenstoßen. Wenn die Fluidsteuerungsvorrichtung 10 installiert werden soll, werden der Massendurchflußregler 22 und die Absperr-Öffnungs-Vorrichtung 1 an der Oberseite einer Basisplatte 29 montiert, wobei die Rohrleitungskanalblöcke 15, 16 unterhalb der Unterseite der Basisplatte 29 positioniert ist, wie es in der Fig. 4 gezeigt ist.
Wenn der Massendurchflußregler 2 der Fluidsteuerungsvorrichtung 10 fehlerhaft arbeitet, kann der Regler 2 für einen Austausch nach oben entfernt werden, indem die Reglerinstallationsschrauben 13 beseitigt werden. Wenn weiterhin die Absperr-Öffnungs-Vorrichtung 1 fehlerhaft arbeitet, kann die Vorrichtung 1 zum Austausch nach oben hin entfernt werden, indem die Vorrichtungsinstallationsschrauben 14 und die Rohrleitungsinstallationsschrauben 17 beseitigt werden.
Wenn das Prozeßgas durch die beschriebene Fluidsteuerungsvorrichtung strömt, ist das Totvolumen nur auf die kurzen Kanäle 25, 26, welche jeden Hauptkanal 21 mit den entsprechenden zweiten und dritten Ventilstellgliedern 5, 6 verbinden, begrenzt.
Die Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Absperr-Öffnungs-Vorrichtung 31 der Erfindung. Die Absperr- Öffnungs-Vorrichtung 31 ist an der Einlaßseite und der Auslaßseite eines Massendurchflußreglers 2 vorgesehen, um eine Fluidsteuerungsvorrichtung 14 zu bilden, wie es in Fig. 6 ersichtlich ist. Diese Absperr-Öffnungs- Vorrichtung 31 unterscheidet sich von der Absperr- Öffnungs-Vorrichtung 1 der ersten Ausführungsform darin, daß ein erster Nebenkanal 32 eine Öffnung in der Unterseite eines Ventilhauptkörpers 33 hat. In den zeichnungen, welche die ersten und zweiten Ausführungsformen zeigen, sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern und Symbolen versehen und werden nicht wiederholt beschrieben werden. Unter Bezugnahme auf die Fig. 5 ist das Fitting 9 an dem vorderen Ende des Ventilhauptkörpers 3, welcher in Fig. 1 gezeigt ist, entfernt, und hat der Hauptkörper 33 einen blockähnlichen Fortsatz 34, der mit einem ersten Nebenkanal 32 versehen ist, welcher eine Öffnung in der Unterseite des Ventilhauptkörpers zusätzlich zu den zweiten und dritten Nebenkanälen 23, 24 hat. Wie in der Fig. 6 ersichtlich ist, ist an den Fortsatz 34 zusätzlich zu den Rohrleitungskanalblöcken 15, 16, welche in Verbindung mit den entsprechenden zweiten und dritten Nebenkanälen 23, 24 stehen, ein Rohrkanalblock 35 angeschlossen, der mit einem ersten Nebenkanal 32 in Verbindung steht. Ein Fitting 36, welches unterhalb dieses Rohrleitungskanalblocks 35 vorgesehen ist, hat eine Rohrverbindung, welche auf einem Zwischenniveau zwischen der Evakuierungspumpe 27 und dem Fitting 28, welches mit dem zweiten Nebenkanal 23 kommuniziert, positioniert ist. Entsprechend ist es unwahrscheinlich, daß die Prozeßgasrohrleitung mit der Reingasrohrleitung oder der Evakuierungspumpe 27 kollidiert.
Obwohl die in den Fig. 1, 2 und 5 gezeigten Absperr- Öffnungs-Vorrichtungen 1 drei Ventilstellglieder 4, 5, 6 haben, werden nur zwei Stellglieder verwendet, wenn kein Bedarf nach dem Evakuierungsnebenkanal 24 besteht. In diesem Fall wird das dritte Ventilstellglied 6 natürlich weggelassen, wodurch die Länge des Ventilhauptkörpers von vorne nach hinten verkürzt wird, während die Fig. 7 einen Ventilhauptkörper 43 zeigt, der dieselbe Länge wie die vorherigen Ausführungsformen besitzt, aber weder mit der Vertiefung 19 zum Einsetzen des dritten Stellglieds 6 noch mit dem Evakuierungsnebenkanal 24 versehen ist.
Die Fig. 7 zeigt eine Absperr-Öffnungs-Vorrichtung 41, die einen Ventilhauptkörper 43 mit einer rechteckigen, parallelepipedalen Grundform, und erste (vorderseitige) und zweite Ventilstellglieder 4, 5, die an der Oberseite des Hauptkörpers 43 montiert und Seite an Seite in Längsrichtung davon (in Richtung von vorne nach hinten) angeordnet sind, aufweist. Der Hauptkörper 43 ist innenseitig mit einem Hauptkanal 21 versehen, der sich von der hinteren Endfläche des Körpers 43 zu einer Stelle nahe des vorderen Endes von diesem erstreckt, und erste (vorderseitige) und zweite Nebenkanäle 22, 23, die geeignet sind, die mit dem Hauptkanal 21 unter Kontrolle der entsprechenden Stellglieder 4, 5 kommunizieren. Die Oberseite des Ventilhauptkörpers 43 umfaßt eine Montagefläche 43a in der Form einer geneigten Fläche, die sich nach vorne unten erstreckt und an welcher das vorderseitige, erste Stellglied 4 montiert ist. Der andere Bereich der Oberfläche, d. h. die Montagefläche 43b, ist flach und liegt parallel zu der Unterseite des Hauptkörpers 43. Die flache Fläche 43b hat eine solche Fläche, daß zwei Ventilstellglieder daran montiert werden können. An der vorderen Hälfte der flachen Fläche 43b ist das zweite Stellglied 5 montiert.
Ein Drucksensor kann an dem Bereich der in Fig. 7 gezeigten Absperr-Öffnungs-Vorrichtung montiert sein, von welchem das dritte Stellglied 6 entfernt ist, wie in Fig. 8 gezeigt ist. Unter Bezugnahme auf die Fig. 8 besitzt eine so angepaßte Absperr-Öffnungs-Vorrichtung 51 einen Hauptkörper 53 mit einer rechteckigen, parallelepipedalen Grundform, und erste (vorderseitige) und zweite Ventilstellglieder 4, 5, die an der Oberseite des Hauptkörpers 53 montiert und Seite an Seite in Längsrichtung davon (in Richtung von vorne nach hinten) angeordnet sind. Der Hauptkörper ist mit einem Hauptkanal 21 versehen, der sich von der hinteren Endfläche des Körpers 53 bis zu einer Stelle nahe seines vorderen Endes erstreckt, und erste (vorderseitige) und zweite Nebenkanäle 22, 23, die geeignet sind, mit dem Hauptkanal 21 unter der Kontrolle der entsprechenden Stellglieder 4, 5 zu kommunizieren. Die Oberseite des Ventilhauptkörpers 53 umfaßt eine Montagefläche 53a in der Form einer geneigten Fläche, die sich nach vorne unten erstreckt und an der das erste, vorderseitige Stellglied 4 montiert ist. Der andere Bereich der Fläche, d. h. die Montagefläche 53b, ist flach und liegt parallel zu der Unterseite des Körpers 53. Die flache Fläche 53b hat eine solche Fläche, daß zwei Ventilstellglieder daran montiert werden können. An der vorderen Hälfte der flachen Fläche 53b ist das zweite Stellglied 5 montiert. Der Bereich der hinteren Hälfte ist mit einer Gewindebohrung 54 zur Montage eines Drucksensors versehen. Der Ventilhauptkörper 53 ist an seinem vorderen Ende mit einem Fitting 55, das außen mit einem Gewinde versehen ist, versehen.
Die Fluidsteuerungsvorrichtungen 10, 40, welche in den Fig. 3, 4 und 6 gezeigt sind, werden in einer geeigneten Kombination verwendet, um ein Fluidsteuerungsgerät zur Verwendung bei der Herstellung von Halbleitern zu schaffen. Die Fig. 9 zeigt ein Beispiel eines solchen Fluidsteuerungsgeräts. Unter Bezugnahme auf die Zeichnung ist die Fluidsteuerungsvorrichtung 40 mit Absperr- Öffnungs-Vorrichtungen 31, die jeweils zwei Ventilstellglieder 4, 5 haben, parallel zu der Fluidsteuerungsvorrichtung 10 mit Absperr-Öffnungs-Vorrichtungen 1, die jeweils drei Ventilstellglieder 4, 5, 6 haben, angeordnet, wobei zwischen den beiden Vorrichtungen 40, 10 kein Abstand gebildet wird. Obwohl es nicht gezeigt ist, kann eine ähnliche Fluidsteuerungsvorrichtung parallel zu diesen Vorrichtungen 10, 40 angeordnet sein, ohne davon beabstandet zu sein.
So kann ein Fluidsteuerungsgerät geschaffen werden, worin diese Fluidsteuerungsvorrichtungen 10, 40 in einer planaren oder flachen Anordnung vorliegen, wobei die ersten Stellglieder 4 der Absperr-Öffnungs-Vorrichtungen 1, 31 und auch die zweiten Stellglieder 5 davon zueinander fluchtend ausgerichtet sind. Weiterhin sind die Rohrleitungsmittel 15, 16, 27, 28 für die zweiten und dritten Nebenkanäle 23, 24 unterhalb einer Basisplatte 29 (Rückseite der Zeichnung) versehen, ohne die Breite des gesamten Steuerungsgeräts zu erhöhen. Diese Rohrleitungsbereiche 15, 16, 27, 28 sind leicht zu warten und erscheinen ordentlich.
Gemäß der in Fig. 9 gezeigten Anordnung sind dieselben Absperr-Öffnungs-Vorrichtungen 1 oder 31 an der Einlaßseite und der Auslaßseite von jedem Massendurchflußregler 2 angeordnet, und sind die Fortsätze 7 und 8 der Ventilhauptkörper 3, 33 links an der Einlaßseite und rechts an der Auslaßseite vorgesehen. Andererseits zeigt die Fig. 10 ein Fluidsteuerungsgerät, worin die Fortsätze 46, 47 der Ventilkörper 44, 45 an der Einlaßseite und die Fortsätze 7, 8 der Ventilkörper 1, 31 an der Auslaßseite ähnlich rechts angeordnet sind. Diese einlaßseitigen Ventilhauptkörper 44, 45 sind beispielsweise erhältlich, indem einfach die Position des Fortsatzes 7 auf der rechten Seite wie in Fig. 1 gezeigt auf die linke Seite verändert wird und bewirkt wird, daß der Hauptkanal 21 mit den Kanälen an der Innenseite des Fortsatzes 7 kommuniziert. Diese Anordnung ist so getroffen, daß die zweiten und dritten Nebenkanäle 23, 24 mit Öffnungen in der Unterseite kommunizieren, wobei die Öffnungen alle an der rechten Seite der Ventilhauptkörper positioniert sind, wodurch eine erleichterte Verrohrungsarbeit gewährleistet wird.
Wenn die Absperr-Öffnungs-Vorrichtungen 1, 31, 41, 51 gemäß der ersten bis vierten Ausführungsformen verwendet werden, sind niedrigere Kanalblöcke 12 notwendig, um den Massendurchflußregler 2 an den Absperr-Öffnungs- Vorrichtungen 1, 31, 51 anzuschließen, wie in den Fig. 3 oder 6 gezeigt ist. Der untere Kanalblock 12 ist an dem Ventilhauptkörper 3 mit den Vorrichtungsinstallationsschrauben 14 befestigt, die durch den unteren Block 12 horizontal eingetrieben werden. Bei der Entfernung der Absperr-Öffnungs-Vorrichtungen 1, 31, 41 oder 51 müssen diese Schrauben 14 und die Rohrleitungsinstallationsschrauben 17 entfernt werden, wobei jedoch die Beseitigung der Vorrichtungsinstallationsschrauben 14 eine aufwendige Prozedur in dem Fall erfordert, wo viele Steuerungsvorrichtungen 10, 40 oder 20, 50 parallel zueinander zu einem Fluidsteuerungsgerät zusammengebaut worden sind (siehe Fig. 9 oder 10).
Nachfolgend werden zwei Ausführungsformen beschrieben werden, die eine erleichterte Entfernung der Absperr- Öffnungs-Vorrichtungen gewährleisten.
Die Fig. 11 und 12 zeigen eine fünfte Ausführungsform einer Absperr-Öffnungs-Vorrichtung der Erfindung. Diese Absperr-Öffnungs-Vorrichtung 101 hat denselben Aufbau wie die Absperr-Öffnungs-Vorrichtung 31 der zweiten Ausführungsform, welche in Fig. 5 gezeigt ist, mit der Ausnahme, daß ein Hauptkanal 121 keine Öffnung in einer hinteren Endfläche 103 hat, sondern mit einer Öffnung, die in der Unterseite des Ventilhauptkörpers 103 ausgebildet ist, über einen nach unten gerichteten Kanal 122, welcher in dem Körper 103 vorgesehen ist, kommuniziert.
In den Zeichnungen, welche die ersten, zweiten und die folgenden Ausführungsformen zeigen, sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern oder Symbolen versehen und werden nicht wiederholt beschrieben werden.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 11 und 12 ist der Ventilhauptkörper 103 innen mit dem oben genannten Hauptkanal 121 versehen, der sich von einem Bereich nahe des hinteren Endes des Körpers 103 nahezu zu dem vorderen Ende von diesem erstreckt, und erste (vorderseitige), zweite (zwischen) und dritte (rückseitige) Nebenkanäle 32, 23, 24, die mit dem Hauptkanal 121 über entsprechende Ventilstellglieder 4, 5, 6 in Verbindung stehen. Der Hauptkanal 121 hat den nach unten gerichteten Kanal 122, der sich von dem hinteren Ende des Kanals 121 gerade nach unten erstreckt und eine Öffnung in dem hinteren Endbereich der Unterseite des Körpers 103 hat. Die Nebenkanäle 32, 23, 24 erstrecken sich durch einen blockähnlichen Fortsatz 34 des Ventilhauptkörpers 103 und sind an der Unterseite des Körpers 103 offen. Die Oberseite des Ventilhauptkörpers 103 umfaßt eine Montagefläche 103, die in der Form einer geneigten Fläche ausgebildet ist, welche sich nach vorne unten erstreckt und an welcher das vorderseitige, erste Ventilstellglied 4 montiert ist. Der andere Bereich der Fläche ist eine Montagefläche 103b für die anderen beiden zweiten und dritten Ventilstellglieder 5, 6.
Bezugnehmend auf die Fig. 12 besteht das Totvolumen der Absperr-Öffnungs-Vorrichtung 101 nur aus den kurzen Kanälen 25, 26, welche den Hauptkanal 121 mit den entsprechenden zweiten und dritten Ventilstellgliedern 5, 6 verbinden, wenn ein Fluid von dem Hauptkanal 121 in den ersten Nebenkanal 32 strömt. Wenn das Fluid von dem Hauptkanal 121 in den zweiten Nebenkanal 23 strömt, ist das Totvolumen der kurze Kanal 26, welcher den Hauptkanal 121 mit dem dritten Stellglied 6 verbindet, und den vorderen Endbereichen 121a, 121b des Hauptkanals 121, die zwischen den ersten und zweiten Stellgliedern 4, 5 unter Bildung eines stumpfen Winkels positioniert ist. Wenn das Fluid von dem Hauptkanal 121 in den dritten Nebenkanal 24 strömt, besteht das Totvolumen aus dem kurzen Kanal 25, welcher den Hauptkanal 121 mit dem zweiten Stellglied 5 verbindet, den vorderen Endbereichen 121a, 121b des Hauptkanals, die zwischen den ersten und zweiten Stellgliedern 4, 5 positioniert sind, und einen Zwischenbereich 121c des Hauptkanals 121, der zwischen den zweiten und dritten Stellgliedern 5, 6 positioniert ist.
Die Fig. 13 und 14 zeigen eine Fluidsteuerungsvorrichtung 114, die zwei Absperr-Öffnungs-Vorrichtungen 101 umfaßt. Die in der Fig. 13 gezeigte Vorrichtung 140 ist dadurch gekennzeichnet, daß anders als die in Fig. 3 gezeigte Fluidsteuerungsvorrichtung 10 die Vorrichtung 114 keine unteren Kanalblöcke 12 und daher keine der Vorrichtungsinstallationsschrauben 14, die horizontal durch die Blöcke 12 getrieben sind, besitzt. Jeder Kanalblock 11, der an einem Massendurchflußregler 2 verbunden ist, hat einen Kanal 11a, der eine untere Öffnung hat und in Verbindung mit dem nach unten gerichteten Kanal 122 durch ein Rohrfitting 123 unterhalb des Ventilhauptkörpers 103 gehalten wird. Auf diese Weise wird der Raum unterhalb des Ventilhauptkörpers 103 nicht nur für die Rohrleitungen für die ersten, zweiten und dritten Nebenkanäle 32, 23, 24, sondern auch für den Hauptkanal 121 verwendet, wodurch die Vorrichtungen wie der Massendurchflußregler 2 und die Absperr-Öffnungs-Vorrichtungen 101, die an der Oberseite einer Basisplatte 29 montiert sind, vollständig von den Rohrleitungsmitteln wie Kanalblöcken 15, 16, 35, Fittings 28, 36 und Rohr 27, die unterhalb der Platte 29 angeordnet sind, getrennt ist. Wenn der Massendurchsatzregler 2 der Fluidsteuerungsvorrichtung 140 schlecht funktioniert, kann der Regler 2 für einen Austausch nach oben hin entfernt werden, indem die Reglerinstallationsschrauben 13 beseitigt werden. Wenn die Absperr-Öffnungs- Vorrichtung 101 nicht arbeitet, kann weiterhin die Vorrichtung 101 nach oben hin für einen Austausch entfernt werden, indem die Rohrleitungsinstallationsschrauben 17 und die Rohrleitungsinstallationsschrauben 17 entfernt werden. Der Rohrleitungsbereich kann dann in einer flachen Anordnung unterhalb des Ventilhauptkörpers vorgesehen sein, wodurch das Steuerungsgerät in seiner Gesamtheit kompakt wird und eine deutlich erleichterte Wartung der Vorrichtungen und Rohrleitungsmittel gewährleistet wird.
Die Fig. 15 und 16 zeigen eine sechste Ausführungsform einer Absperr-Öffnungs-Vorrichtung der Erfindung. Diese Absperr-Öffnungs-Vorrichtung 131 ist ähnlich zu der Absperr-Öffnungs-Vorrichtung 101 der fünften Ausführungsform, welche in den Fig. 11 und 12 gezeigt ist, da der Hauptkanal 121 keine Öffnung in einer rückseitigen Endfläche 133c hat, sondern mit einer in der Unterseite eines Ventilhauptkörpers 133 ausgebildeten Öffnung über einen nach unten gerichteten Kanal 132, der in dem Körper 133 ausgebildet ist, in Verbindung steht. Die Absperr- Öffnungs-Vorrichtung 131 unterscheidet sich von der Vorrichtung 101 darin, daß der nach unten gerichtete Kanal 132 von einem Zwischenbereich des Hauptkanals 121 (zwischen den zweiten und dritten Stellgliedern 5, 6) zu der Öffnung in der Unterseite des Ventilhauptkörpers 133 durch einen blockähnlichen Fortsatz 34 des Körpers 133 erstreckt. Die Absperr-Öffnungs-Vorrichtung 131 schafft eine Fluidsteuerungsvorrichtung, die dasselbe Merkmal wie die in den Fig. 13 und 14 gezeigte Fluidsteuerungsvorrichtung 140 hat.
Zufällig können die Absperr-Öffnungs-Vorrichtungen 1, 31, 41, 51, 101, 131 natürlich an anderen Vorrichtungen als ein Massendurchflußregler 2 befestigt sein und sind natürlich auch verwendbar, um Flüssigkeiten anstelle von Gasen zu transportieren.

Claims

1. Eine Absperr-Offnungs-Vorrichtung mit einem Ventilhauptkörper (3, 33, 43, 53, 103, 133), der eine rechteckige parallelepipedale Grundform mit im wesentlichen parallelen Ober- und Unterseiten, welche an ihren gegenüberliegenden Enden durch vordere und hintere Endflächen verbunden sind, aufweist;

wobei der Ventilhauptkörper (3, 33, 43, 53, 103, 133) intern mit einem Hauptkanal (21, 121) versehen ist, der eine Einlaßöffnung besitzt, eiche an der hinteren Endfläche des Ventilhauptkörpers (3, 33, 43, 53, 103, 133) oder an dem hinteren Endbereich der Unterseite des Ventilhauptkörpers (3, 33, 43, 53, 103, 133) angeordnet ist und der sich entlang einer geraden Linie von dem hinteren Ende in Richtung des vorderen Endes des Hauptkörpers (3, 33, 43, 53, 103, 133) erstreckt;

und mit einer Vielzahl von Ein-Aus-Stellgliedern (5, 6), die an der Oberseite des Ventilhauptkörpers (3, 33, 43, 53, 103, 133) Seite an Seite in der Längsrichtung der Oberseite angeordnet sind, wobei die zentrale Achse der Stellglieder (5, 6) senkrecht zu der Oberseite steht und die Stellglieder (4, S. 6) betätigbar sind, um wahlweise eine Verbindung zwischen einem Nebenkanal (22, 23, 24) und einem zugeordneten kurzen Kanal (25, 26), der sich von dem Sitz eines jeden Stellglieds (5, 6) in axialer Ausrichtung zu der zentralen Achse von diesem in Verbindung mit dem Hauptkanal (21, 121) erstreckt, und mit dem Hauptkanal (21, 121) zusammenarbeitet, um ein Totvolumen zu bilden, wenn die Stellglieder (4, 5, 6) sich in einem geschlossen Zustand befinden, herzustellen oder zu unterbrechen,

dadurch kennzeichnet, daß

die Oberseite des Ventilhauptkörpers (3, 33, 43, 53, 103, 133) an ihrem vorderem Ende eine geneigte Fläche (3A, 43A, 53A, 103A, 133A) aufweist, in welche sich nach vorne unten erstreckt und an dem ersten Ventilstellglied (4) für das vordere Ende montiert ist, wobei sich der zugeordnete kurze Kanal von dem Ventilstellglied (4) für das vordere Ende in axialer Ausrichtung zu diesem zu dem Hauptkanal (21, 121) erstreckt.

2. Eine Fluidsteuerungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Absperr-Öffnungs-Vorrichtung (1, 31) nach Anspruch 1 aufweist, die jeweils an einer Einlaßseite und einer Auslaßseite eines Reglers (2) zur Regulierung des Drucks oder der Durchflussgeschwindigkeit eines Fluids angeordnet ist.

3. Ein Fluidsteuerungsgerät, dadurch gekennzeichnet, daß es Fluidsteuerungsvorrichtungen wie in Anspruch 2 definiert aufweist, die Seite an Seite angeordnet sind, wobei die Ventilhauptkörper (3, 33) der Absperr-Öffnungs-Vorrichtungen (1, 31) unabhängig von der Anzahl von Ventilstellgliedern (4, 5, 6), die an den entsprechenden Oberseiten davon angeordnet sind, eine gleiche Länge von vorne nach hinten besitzen.

4. Ein Fluidsteuerungsgerät wie in Anspruch 3 definiert, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenkanal (22) von jeder Absperr-Öffnungs-Vorrichtung, der mit dem entsprechenden Hauptkanal (21, 121) über das frontseitige Ventilstellglied (4) in Verbindung steht, eine Öffnung besitzt, die in der frontseitigen Endfläche des Ventilhauptkörpers (3) ausgebildet ist, und der andere Nebenkanal bzw. die anderen Nebenkanäle (23, 24) eine Öffnung in der Unterseite des Ventilhauptkörpers (3) aufweisen, wobei Rohrleitungen (15, 16, 27, 28) für den anderen Nebenkanal bzw. die anderen Nebenkanäle (23, 24) unterhalb des Hauptkörpers (3) vorgesehen sind.

5. Ein Fluidsteuerungsgerät wie in Anspruch 4 definiert, dadurch gekennzeichnet, daß alle Nebenkanäle (22, 23, 24) von jeder Absperr-Öffnungs-Vorrichtung eine Öffnung haben, die an der Unterseite des Ventilhauptkörpers (3) ausgebildet ist, wobei Rohrleitungen für jeden Nebenkanal unterhalb des Hauptkörpers (3) vorgesehen sind.