JP2001254857A - 遮断開放器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流体の置換が素早く行われて流体の純度が確
保されるとともに、流体制御装置の集積化を容易とする
遮断開放器を提供する。 【解決手段】 ２ポート弁3と３ポート弁4とが隣り合
わせに配置されている。３ポート弁4の第１流体用流入
通路16と流出通路18とが弁室15を介して常時連通させら
れ、第２流体用流入通路17と流出通路18との連通がアク
チュエータ14によって遮断開放されている。３ポート弁
4の第１および第２流体用流入通路16,17が突き合わせ面
に、同流出通路18が下面にそれぞれ開口させられ、２ポ
ート弁3の第１流体用流出通路9が３ポート弁4の第１流
体用流入通路16に連通させられ、２ポート弁3に、３ポ
ート弁4の第２流体用流入通路17に連通しかつ下面に開
口している第２流体用流入通路10がさらに形成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体製造装置
における流体制御装置等に用いられる遮断開放器に関
し、特に、マスフローコントローラの入口などに設けら
れて、２種類の流体を適宜切り換えて流す遮断開放器に
関する。

【０００２】この明細書において、前後・上下・左右に
ついては、各図の右を前、左を後、上下を上下というも
のとし、左右は前方に向かっていうものとする。この前
後・上下・左右は便宜的なもので、前後が逆になった
り、上下が左右になったりして使用されることもある。

【０００３】

【従来の技術】図３は、マスフローコントローラの流体
入口側に設けられる従来の遮断開放器(81)を示している
（特開平５−１７２２６５号公報参照）。従来の遮断開
放器(81)は、後側の第１開閉弁(82)および前側の第２開
閉弁(83)を備えている。両開閉弁(82)(83)は、いずれも
２ポート弁であり、第１開閉弁(82)は、第１弁本体(84)
および第１弁アクチュエータ(86)よりなり、第２開閉弁
(83)は、第１弁本体(84)と一体に形成された第２弁本体
(85)および第２弁アクチュエータ(87)よりなる。第１弁
本体(84)は、第１流体用流入通路(88)と、この流入通路
(88)に弁室(89)を介して連通しかつその連通が第１弁ア
クチュエータ(86)の操作により遮断開放される第１流体
用流出通路(90)とを有している。第２弁本体(85)は、第
１弁本体(84)の第１流体用流出通路(90)に常時連通し第
１流体をマスフローコントローラの入口側に排出する主
流出通路(91)と、一端が第２弁本体(85)の下面に開口し
他端が弁室(92)に通じている第２流体用流入通路(93)
と、一端側において第２流体用流入通路(93)と弁室(92)
を介して連通しかつその連通が第２弁アクチュエータ(8
7)の操作により遮断開放されるようになされているとと
もに、他端側において主流出通路(91)と常時連通してい
る第２流体用副流出通路(94)とを有している。図３にお
いて、(95)(96)はダイヤフラムを示し、弁アクチュエー
タ(86)(87)の操作による弁棒(97)(98)の上下動に伴っ
て、ダイヤフラム(95)(96)が弁室(89)(92)内において上
下動することにより、各流入通路(88)(93)が遮断開放さ
れる。

【０００４】この種の遮断開放器では、通常、第１の流
体（例えばプロセスガス）を流した後、一旦この流れを
遮断し、第２の流体（例えばパージガス）を流すことに
より、第１の流体を遮断開放器外に排出して第２の流体
に置換し、その後再び、第１の流体を流すという作業が
行われる。上記従来の遮断開放器(81)において、第１の
流体と第２の流体とを切り替えて流す場合、次のように
なる。

【０００５】まず、第１弁アクチュエータ(86)および第
２弁アクチュエータ(87)を操作して、第１開閉弁(82)を
開、第２開閉弁(83)を閉とすることにより、第１の流体
が、第１弁本体(84)の流入通路(88)、同流出通路(90)お
よび第２弁本体(85)の主流出通路(91)を経て、マスフロ
ーコントローラの入口側に導入される。このとき、第２
流体用副流出通路(94)は第１の流体によって満たされる
ことになる。次いで、第１弁アクチュエータ(86)および
第２弁アクチュエータ(87)を操作して、第１開閉弁(82)
を閉、第２開閉弁(83)を開とすることにより、第２の流
体が、第２流体用流入通路(93)、第２流体用副流出通路
(94)および主流出通路(91)を経て、マスフローコントロ
ーラの入口側に導入される。このさい、第２の流体は、
第２流体用副流出通路(94)およびこれに続く主流出通路
(91)に残る第１の流体を自身の圧力により追い出して流
れ、第１弁本体(84)の第１流体用流出通路(90)は、第２
の流体に満たされることになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】遮断開放器において、
第１の流体と第２の流体とを切り替えて流す場合、流体
の置換が素早く行われて流体の純度が確保されること
が、非常に重要な性能となっている。

【０００７】上記従来の遮断開放器(81)の第２開閉弁(8
3)において、第１の流体を流した後に、第２流体用流入
通路(93)より第２の流体を導入したさい、第１弁本体(8
4)の第１流体用流出通路(90)が第１の流体の溜まり部に
なり、溜まり部にある第１の流体が第２の流体にわずか
ずつ混ざり、第２の流体が第１の流体に置換されにくい
という問題があった。

【０００８】また、この種の遮断開放器が使用される流
体制御装置では、パネルに複数のブロック状継手を取り
付け、これらのブロック状継手にまたがって遮断開放器
を取り付けることにより、保守点検時に遮断開放器単独
で上方に取り出すことができるように組み立てるという
集積化が進められているが、上記従来の遮断開放器で
は、弁本体の前面および後面に開口があり、このような
集積化流体制御装置に用いるには不適当であるという問
題もあった。

【０００９】この発明の目的は、流体の置換が素早く行
われて流体の純度が確保されるとともに、流体制御装置
の集積化を容易とする遮断開放器を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段および発明の効果】この発
明による遮断開放器は、第１流体用流入通路および第１
流体用流出通路を有し、両通路間の連通がアクチュエー
タによって遮断開放される２ポート弁と、第１流体用流
入通路、第２流体用流入通路および第１流体と第２流体
に共通の流出通路を有し、第１流体用流入通路と流出通
路とが弁室を介して常時連通させられ、第２流体用流入
通路と流出通路との連通がアクチュエータによって遮断
開放される３ポート弁とが隣り合わせに配置されてお
り、３ポート弁の第１および第２流体用流入通路が突き
合わせ面に、同流出通路が下面にそれぞれ開口させら
れ、２ポート弁)の第１流体用流出通路が３ポート弁の
第１流体用流入通路に連通させられ、２ポート弁に、３
ポート弁の第２流体用流入通路に連通しかつ下面に開口
している第２流体用流入通路がさらに形成されているも
のである。

【００１１】この発明の遮断開放器によると、第２の流
体（例えばプロセスガス）を流す際には、２ポート弁の
アクチュエータを閉とするとともに、３ポート弁のアク
チュエータを開としてその第２流体用流入通路と流出通
路とを連通させ、第２の流体を２ポート弁の第２流体用
流入通路から導入する。これにより、第２の流体は、２
ポート弁の第２流体用流入通路、３ポート弁の第２流体
用流入通路および同流出通路を経てマスフローコントロ
ーラなどに送られる。この後、２ポート弁のアクチュエ
ータを開とするとともに、３ポート弁のアクチュエータ
を閉として第２流体用流入通路を遮断し、第１の流体
（例えばパージガス）を２ポート弁の第１流体用流入通
路から導入する。これにより、第１の流体は、２ポート
弁の第１流体用流入通路、同流出通路、３ポート弁の第
１流体用流入通路および同流出通路を経てマスフローコ
ントローラなどに送られる。第１の流体は、自身の圧力
によって３ポート弁の流出通路に残っている第２の流体
を追い出して、マスフローコントローラへと流れてい
き、第１の流体と第２の流体が混ざり合った状態が素早
く解消され、短時間で第１の流体だけが流れるようにな
る。

【００１２】また、この発明の遮断開放器によると、２
ポート弁の下方に、その第２流体用流入通路に通じる通
路を有するブロック状継手を配し、３ポート弁の下方
に、その流出通路に通じる通路を有するブロック状継手
を配し、これら２つのブロック状継手にまたがるように
してこの遮断開放器を取り付けることができ、これによ
り、遮断開放器を用いた流体制御装置を容易に集積化す
ることができ、また、遮断開放器の保守点検も簡単に行
うことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を、以下図
面を参照して説明する。

【００１４】図１に示すように、この発明による遮断開
放器(1)は、マスフローコントローラ(2)の入口側（後
側）に設けられて、半導体製造装置等において用いられ
る流体制御装置を構成する。

【００１５】遮断開放器(1) は、後側の２ポート弁(3)
と前側の３ポート弁(4)とが隣り合わせに配置されて構
成されている。

【００１６】２ポート弁(3)は、直方体状弁本体(5)およ
びこれの前部に上方から取り付けられたアクチュエータ
(6)よりなり、弁本体(5)には、一端が後部上面に開口し
他端が弁室(7)に通じている略Ｖ字状の第１流体用流入
通路(8)と、一端が前面に開口し他端が弁室(7)に通じて
おり第１流体用流入通路(8)との連通がアクチュエータ
(6)によって遮断開放される略Ｌ字状の第１流体用流出
通路(9)と、両通路(8)(9)の下方に位置し一端が後端部
下面に開口し他端が前面に開口している略逆Ｌ字状の第
２流体用流入通路(10)とが設けられている。

【００１７】２ポート弁(3)は、ダイヤフラム弁であ
り、アクチュエータ(6)の操作による弁棒(11)の上下動
に伴って、ダイヤフラム(12)が弁室(7)内において上下
動することにより、流出通路(9)の開口を遮断開放する
ものである。

【００１８】３ポート弁(4)も、直方体状弁本体(13)お
よびこれに上方から取り付けられたアクチュエータ(14)
よりなり、弁本体(13)には、一端が後面に開口し２ポー
ト弁(3)の第１流体用流出通路(9)に通じ他端が弁室(15)
に通じている略Ｌ字状の第１流体用流入通路(16)と、一
端が第１流体用流入通路(16)の下方において後面に開口
し他端が弁室(15)に通じている略Ｌ字状の第２流体用流
入通路(17)と、一端が下面に開口し他端が弁室(15)に通
じている第１流体と第２流体に共通の流出通路(18)とが
設けられている。

【００１９】３ポート弁(4)は、ダイヤフラム弁で、図
２に拡大して示すように、弁室(15)底面に環状溝(15a)
を有しており、この環状溝(15a)の後部に第１流体用流
入通路(16)の上端開口が通じており、同前部に流出通路
(18)の上端開口が通じている。これにより、第１流体用
流入通路(16)と流出通路(18)とは、弁室(15)の環状溝(1
5a)を介して常時連通させられている。そして、第２流
体用流入通路(17)の上端開口の縁部に環状の弁座(19)が
設けられており、アクチュエータ(14)の操作による弁棒
(20)の上下動に伴って、ダイヤフラム（弁体）(21)が弁
室(15)内において上下動することにより、この第２流体
用流入通路(17)が遮断開放されるようになされている。
図２（ａ）は、弁棒(20)が上昇した開状態を示してお
り、第２流体用流入通路(17)と流出通路(18)とが弁室(1
5)を介して連通させられている。図２（ｂ）は、弁棒(2
0)が下降した閉状態を示しており、この場合でも、第１
流体用流入通路(16)と流出通路(18)とは連通させられて
いる。

【００２０】２ポート弁(3)の弁本体(5)と３ポート弁
(4)の弁本体(13)とは、図示省略したが右方からねじ込
まれたボルトにより結合されている。２ポート弁(3)の
第１流体用流出通路(9)と３ポート弁(4)の第１流体用流
入通路(16)との突き合わせ部および２ポート弁(3)の第
２流体用流入通路(10)と３ポート弁(4)の第２流体用流
入通路(17)との突き合わせ部には、それぞれシール部(2
2)が設けられている。

【００２１】２ポート弁(3)の弁本体(5)の後端部下面に
は、第２流体用流入通路(10)の開口とプロセスガス導入
ラインとを接続するＬ字状通路(23a)を有するブロック
継手(23)が設けられており、３ポート弁(4)の弁本体(1
3)の下面には、流出通路(18)の開口とマスフローコント
ローラ(2)の入口通路とを接続するＶ字状通路(24a)を有
するブロック継手(24)が設けられている。そして、Ｌ字
状通路ブロック継手(23)とＶ字状通路ブロック継手(24)
とにまたがって、遮断開放器(1)が上方からのねじによ
り取り付けられている。Ｖ字状通路(24a)を有するブロ
ック継手(24)は、マスフローコントローラ(2)の出口側
にも設けられており、これらのＶ字状通路ブロック継手
(24)にまたがってマスフローコントローラ(2)が上方か
らのねじにより取り付けられている。各ブロック継手(2
3)(24)は、基板(25)に上方からのねじにより取り付けら
れている。

【００２２】この流体制御装置によると、２ポート弁
(3)を閉、３ポート弁(4)を開として、３ポート弁(4)に
プロセスガスを導入すると、プロセスガスは、マスフロ
ーコントローラ(2)により流量を調整され、プロセスチ
ャンバーに送られる。この後、２ポート弁(3)を開、３
ポート弁(4)を閉として、２ポート弁(3)にパージガスを
導入すると、パージガスは、２ポート弁(3)、３ポート
弁(4)、マスフローコントローラ(2)を経て流れ、これに
より、流体制御装置内からプロセスガスをパージする。

【００２３】第２の流体（この実施形態ではプロセスガ
ス）を流す際には、２ポート弁(3)のアクチュエータ(6)
を閉とするとともに、３ポート弁(4)のアクチュエータ
(14)を開としてその第２流体用流入通路(17)と流出通路
(18)とを連通させ、第２の流体を２ポート弁(3)の第２
流体用流入通路(10)から導入する。これにより、第２の
流体は、２ポート弁(3)の第２流体用流入通路(10)、３
ポート弁(4)の第２流体用流入通路(17)および同流出通
路(18)を経てマスフローコントローラ(2)に送られる。
この後、２ポート弁(3)のアクチュエータ(6)を開とする
とともに、３ポート弁(4)のアクチュエータ(14)を閉と
して第２流体用流入通路(17)を遮断し、第１の流体（こ
の実施形態ではパージガス）を２ポート弁(3)の第１流
体用流入通路(8)から導入する。これにより、第１の流
体は、２ポート弁(3)の第１流体用流入通路(8)、同流出
通路(9)、３ポート弁(4)の第１流体用流入通路(16)およ
び同流出通路(18)を経てマスフローコントローラ(2)に
送られる。第１の流体は、自身の圧力によって３ポート
弁(4)の弁室(15)および流出通路(18)に残っている第２
の流体を追い出して、マスフローコントローラ(2)へと
流れていき、第１の流体と第２の流体が混ざり合った状
態が素早く解消され、短時間で第１の流体（パージガ
ス）だけが流れるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による遮断開放器を示す断面図であ
る。

【図２】３ポート弁の拡大断面図である。

【図３】従来の遮断開放器を示す断面図である。

【符号の説明】

(1) 遮断開放器 (3) ２ポート弁 (4) ３ポート弁 (6) アクチュエータ (8) 第１流体用流入通路 (9) 第１流体用流出通路 (10) 第２流体用流入通路 (14) アクチュエータ (15) 弁室 (16) 第１流体用流入通路 (17) 第２流体用流入通路 (18) 流出通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 賢 神奈川県磯子区新杉田町８番地 株式会社 東芝横浜事業所内 (72)発明者 岡部 庸之 神奈川県津久井郡城山町町屋１−２−41 東京エレクトロン東北株式会社相模事業所 内 (72)発明者 川野 祐司 大阪市西区立売堀２丁目３番２号 株式会 社フジキン内 (72)発明者 山路 道雄 大阪市西区立売堀２丁目３番２号 株式会 社フジキン内 Ｆターム(参考） 3H051 AA11 BB02 BB03 BB10 CC01 FF01 FF15

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１流体用流入通路(8)および第１流体
   用流出通路(9)を有し、両通路(8)(9)間の連通がアクチ
   ュエータ(6)によって遮断開放される２ポート弁(3)と、
   第１流体用流入通路(16)、第２流体用流入通路(17)およ
   び第１流体と第２流体に共通の流出通路(18)を有し、第
   １流体用流入通路(16)と流出通路(18)とが弁室(15)を介
   して常時連通させられ、第２流体用流入通路(17)と流出
   通路(18)との連通がアクチュエータ(14)によって遮断開
   放される３ポート弁(4)とが隣り合わせに配置されてお
   り、 ３ポート弁(4)の第１および第２流体用流入通路(16)(1
   7)が突き合わせ面に、同流出通路(18)が下面にそれぞれ
   開口させられ、２ポート弁(3)の第１流体用流出通路(9)
   が３ポート弁(4)の第１流体用流入通路(16)に連通させ
   られ、２ポート弁(3)に、３ポート弁(4)の第２流体用流
   入通路(17)に連通しかつ下面に開口している第２流体用
   流入通路(10)がさらに形成されている遮断開放器。