JP2001503840A - ガスパネル - Google Patents

ガスパネル

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Abstract

(57)【要約】 半導体を製造するツールと併用するガスパネル(14)は、プロセスガスを受け入れる流入口(100)を備えた一体型マニホールド本体(152)を含む。

Description

【発明の詳細な説明】 ガスパネル 発明の背景 本発明は、一般には半導体処理用のガス取り扱いシステムに関し、特に局部的 な性質のガスパネルシステムまたは半導体処理ツールの周囲に分散させたガスパ ネルシステムに関する。 一般にウェハ製造設備は、化学的蒸着、プラズマ蒸着(デポジション)、プラ ズマエッチング、スパッタリングなどを行う領域を含むように構成されている。 これらのプロセスの大半を行うには、化学的蒸着反応装置、真空スパッタリング 装置、プラズマエッチャ、プラズマエンハンスト化学的蒸着の別を問わず、プロ セスに使用するツールに、反応性ガス、不活性ガス、あるいは反応化学種を生成 するガスなど、各種プロセスガスを供給する必要がある。 例えば、エピタキシャル成長(デポジション)を行うには、乾燥窒素などのキ ャリアガスを四塩化ケイ素に通して気泡にする。キャリアガスは、四塩化ケイ素 の蒸気をエピタキシャル成長室に運ぶ。酸化ケイ素誘電体膜、別名、堆積酸化物 膜を成膜させるには、シラン(SiH4)をツールに流入させ、酸素をツールに 流入させる。そこで両者が反応して、ウェハ表面でSiO2を形成する。プラズ マエッチングは、四塩化炭素および六フッ化イオウをプラズマエッチングツール に供給して行う。化合物はイオン化され、シリコンウェハをエッチングする反応 性ハロゲン種を形成する。ツール内でジクロロシランとアンモニアとの反応によ り、窒化ケイ素を堆積させることができる。各例において、汚れのない純粋なキ ャリアガス、または反応性ガスを正確に計量してツールに供給する必要があるこ とを理解されたい。 典型的なウェハ製造設備では、不活性ガスおよび反応性ガスがタンクに保存さ れ、タンクは設備の地下などにあり、パイプまたはコンジットを介して、バルブ マニホールドボックスに接続されている。タンクおよびバルブマニホールドボッ クスは、設備レベルのシステムの一部であると考えられる。ツールレベルでは、 プラズマエッチャなど、ツールシステム全体が、ガスパネルおよびツール自体を 含む。ツール内にあるガスパネルは、ツール内の手動バルブ、空圧バルブ、圧力 レギュレータ、圧力トランスデューサ、マスフロー制御装置、フィルタ、浄化装 置などを接続する複数のガス経路を含む。これらの装置すべてには、純粋な不活 性ガスまたは反応性ガスを正確に計量した量だけバルブマニホールドボックスか らツール自体に供給するという目的がある。 ガスパネルは、ツールを備えたキャビネット内に配置され、各活動装置(ac tive device)が、装置にチューブを溶接するか、Cajon Co rporationなどが販売しているVCRコネクタなどのコネクタと溶接の 組み合わせにより、ガスパネルに配管されているため、比較的広いスペースを占 めるのが普通である。 ガスパネルは、比較的製造が困難であり、したがって、高価である。VCRコ ネクタと溶接チューブシステムとの組み合わせでは、シムを入れたサポート上に 個々のコンポーネントを保持して、VCR継手の接続箇所の前で整合を行う。V CR継手の位置に不整合があると、漏洩が発生する。 さらに、VCR継手は、輸送中に緩みやすいことがわかっており、ガスパネル メーカーの中には、VCR継手が輸送時に緩み、汚染物がシステムに入り込む恐 れがあると考えているメーカーもある。 このようなシステムでの溶接は、比較的コスト高となるが、通常、チューブス タブとチューブとを溶接する環状溶接ヘッドを備えたタングステン不活性ガス( TIG)システムを利用して行う。溶接は、アルゴンなどのような不活性雰囲気 で行う必要があり、しかもその後チューブ内の表面仕上げを劣化させる。今日の ガスパネルシステムおよびガス取り扱いシステムの重要な特性の1つは、ガスや 蒸気と接触しやすいガス取り扱い機器の表面をできるだけ平滑で反応しにくくし 、汚染物がチューブ内で付着し、処理中のウェハを汚染する粒子やホコリを形成 しやすい核形成箇所および集合箇所の数を減らさなければならないことである。 従来のガスパネルにかかわるその他の問題は、現在使用されているタイプの組 み合わせVCRおよび溶接システムが、整備時にVCR接続箇所に手が届き、こ れを開くことができるように、通常、各コンポーネント間に大きなスペースを必 要とすることと関連している。また、現在のガスパネルから作動コンポーネント を取り外すには、コンポーネントを広げて、対象とする作動コンポーネントを外 せるように、周囲のコンポーネントの支持物の多くを緩めなければならない。 大半のウェハメーカーは、例えばガスパネル内のシランラインが「塵にまみれ る」のは、単に時間の問題であることを認識している。作動中のシランラインに 空気が漏洩した結果、自然発火反応が起こり、チューブ内の二酸化ケイ素粒子が 剥離して、ラインを汚染する場合に、「塵」が発生する。その他のラインも汚染 されることがある。例えば、エッチャで使用する塩素ガスが流れるラインや、そ の他の反応に使用する塩化水素が流れるラインなどが汚染される。塩化水素は、 空気中の水分と混ざりあうと、塩酸を生成し、塩酸はチューブの内面を浸食して 荒し、チューブ内で好ましくない付着が発生する機会および核形成箇所の数が増 大する。どちらの場合も、その他の場合と同様に、ガスパネル内の一定のライン を開いて、清掃する必要がある。 また、個々のコンポーネントに障害が発生した場合、ラインを開いて清掃しな ければならないので、時間とコストがかかる。 したがって、コンパクトで、製造コストが低く、整備が簡単な新タイプのガス パネルが必要である。 発明の概要 本発明によれば、一体型ガスまたは蒸気マニホールドを受け入れる複数の活動 装置を含むガスパネルアセンブリが提供される。マニホールドを受け入れる活動 装置は、流入端部からガスまたは蒸気を受け入れ、活動装置に接続されているか またはガスリターンキャップを活動装置に接続している複数の活動装置収容ステ ーションまで、ガスまたは蒸気を複数の内部経路に沿って流し、最終的に流出口 からガスまたは蒸気を流してツールに供給するように構成されている。 本発明のガスパネルアセンブリは、標準化マニホールドと、活動装置への接続 用の標準化フットプリントとを併用していることから、簡単に製造できる。各活 動装置サイトは、ほぼ矩形のマニホールドの表面に沿って配置され、活動装置マ ニホールドの表面に対してほぼ直角に延び、したがって共通流路から出るように 方向を定めてある。各装置は、複数のアレンヘッド(六角頭)ボルトによりマニ ホールドに接続されている。このボルトは、装置の基部をマニホールドに固定す るボルトであって、システムの他の部分を乱すことなく、システムから特定の装 置を外すために迅速、容易に取り外すことができる。 各マニホールドが、事前組み立てされた、繰り返し機械加工が可能なコンポー ネントになっているため、マニホールドシステムも、自己調整(整合)式である 。マニホールド自体を貫通しかつマニホールド自体によってサポートされる接続 がなされているので、溶接接続箇所やVCRおよびチューブ接続箇所を活動装置 に直接設ける必要がない。隣接するステーションの間のマニホールドから、各流 入および流出接続ループをマニホールド内で折り重ねることによって、スペース が大幅に節約され、従来技術によるガスパネルアセンブリに比べ、必要スペース が激減する。 本発明を具体化したガスパネルアセンブリは、各活動装置をそれぞれ独立して 調整するので、製造が容易である。例えば、圧力レギュレータと、一体型マニホ ールドの表面にある装置収容ステーションの間に不整合が発生しても、その結果 、隣接するバルブマスフロー制御装置などは、共通マニホールド構造と整合を外 れた位置にはならない。したがって、発生する恐れがある不整合は、マニホール ドシステムの採用により、周囲のステーションから分離されている。また、マニ ホールドを活動装置に同時に接続し、整合させることができるので、許容誤差の 累積の問題も回避される。 マニホールドに接続した各活動装置は、組み合わせシールおよびネジ捕捉機構 コンポーネントを含み、シールが、シールを活動装置と整合状態に保持するキー パを含み、ネジがナイロン製スプリットリングに捕捉され、活動装置のマウント の穴の中に保持されるように事前組み立てしてもよい。これにより迅速かつ容易 な組立てが可能になる。活動装置は、作動箇所のエッジシール上に着座させてあ る。エッジシールは、広い範囲にわたる表面処理や微妙な表面処理を必要とせず 、マニホールドと活動装置との間にあるガス流入口および流出口で、漏洩や汚染 がない良好な接続を行う。シールは、修理中、簡単に取り外して交換することが できる。シールは、自己配置キーパを含み、このキーパは、現場でマニホールド 表面の活動装置を交換する場合、特に役に立つ。 また、本発明のガスパネルマニホールドシステムによれば、マニホールドアセ ンブリ全体、あるいはスティックは、加熱テープやその他の形式のヒータを適用 して、活動装置のコンポーネント間に延びるマニホールド穴をすべて加熱したり 、システムの各プロセスガスラインの全体にわたって低蒸気圧ガスまたは蒸気を 蒸気の状態に維持することができる。 本発明によるガスパネルマニホールドシステムは、溶接箇所やVCR接続箇所 を破壊する必要がないため、現場で、ユーザが容易にガスパネルを再構成するこ とができる。活動装置は、持ち上げて活動装置サイトと分離し、新しいものを接 続するだけで、簡単に交換、追加が可能である。 一体型マニホールドの上流端部および下流端部の両方に一対の窒素パージ流入 口を設けてあり、したがって、活動装置をマニホールドから取り外す必要がある 場合、マニホールドから乾燥窒素を前後両方向に吹き込むことができる。活動装 置サイトの交換時に活動装置サイトおよびマニホールドの残り部分の汚染が除去 されれば、露出した流入ポートおよび流出ポートの双方から、清浄な乾燥窒素が 流出する。 さらに、本発明の実施形態では、マニホールドガスパネルシステムが、読み取 り可能なデジタルメータを備えた圧力トランスデューサを含み、したがって、サ イトでオペレータが直接圧力を読み取ることができるとともに、制御コンピュー タに圧力を送信することができる。 本発明の装置のさらに別の特徴として挙げられるのは、ガスパネルシステムが 、床部、側部、およびカバーを備えたガスパネルハウジングに収容されているこ とである。ガスパネルマニホールドの各端部において、マウント孔と合うように した複数のネジ付マウントが、ガスパネルハウジングの床部を横切って延びてい る。このマウントでは、活動装置を収容するマニホールドの上面が、それぞれ単 一平面に整合する。よって、ガスパネルシステム全体の活動装置を迅速に組み立 てることができ、ブリッジングコネクタを、各マニホールドが画定するガスパネ ル活動装置平面全体と簡単に整合させることができる。また、単一装置面構造の おかげで、活動装置をマニホールドに固定している六角頭ボルトに容易に接近す ることができる。 Uチューブ型ブリッジコネクタでは、連続マニホールドを相互接続し、各種マ ニホールドをブリッジするCajonエルボ(ひじ継手)により、長いコネクタ レッグと短いクロスチューブが1つに接続され、このブリッジコネクタは、窒素 など、パージガスの経路となる。長いチューブは、機械的に有利であり、限度は あるが、短いブリッジングチューブを湾曲させることができる。したがって、U チューブ接続は、活動装置の面を画定する水平面内で発生する可能性があるわず かな不整合を寸法的に許容する。マニホールド間でUチューブが簡単に接続でき るべくマニホールド間の水平方向のわずかな遊びを許容するために、ネジ付支持 固定具と活動装置のマニホールドとがぴったりとはまり合うことはないものと考 えてよい。また、Uチューブは、チューブを曲げることで、溶接の必要がないU 字形状構成に形成してもよい。 ガスパネル外囲いの表面上部にマニホールドを懸垂することができるため、パ ージ用空気および真空空気をアセンブリの周囲で循環させることができる。ウェ ハ製造設備の建築基準法では、所定量のパージ用空気で、ガスパネルのハウジン グから漏洩プロセスガスを排除し、安全に処分するように義務づけていることが 多い。床部の上にマニホールドアセンブリを懸垂することによって排除性能を向 上させれば、ガスパネルシステム内で発生する恐れがある漏洩をウェハ製造運転 者と分離するのに役立つ。 図面の簡単な説明 図1はハウジングおよびガスパネルマウンティングプレートを含むガスパネル システムの斜視図である。 図2は図1に示すガスパネルの斜視図である。 図3は図2に示すガスパネルの上面図である。 図4は図2に示すガスパネルの底部の斜視図である。 図5は図2に示すガスマニホールドの斜視図であり、想像線で示した部分を含 む図である。 図6は別の実施形態の流出ガスパネルマニホールドの分解斜視図であり、想像 線で示した部分を含む図である。 図7は別の実施形態の流入ガスパネルマニホールドの斜視図である。 図8は本発明を具体化したガスパネルと併用するマスフロー制御装置の断面斜 視図である。 図9はガスパネルシステムの一部とジャンパ構成に接続したマスフロー制御ベ ースブロックの底部の図である。 図10はガスパネルマニホールドとの組み付けの詳細を示す、マスフロー制御 装置の底部ブロックの分解斜視図である。 図11は図10に示す変形可能エッジタイプシール要素の斜視図である。 図12はキーパおよびCリングシールの分解斜視図である。 図13は図12に示すキーパとCリングシールの掛合の状態を示す斜視図であ る。 図14はマスフロー制御装置の一部と、ガスパネルマニホールドの一部との間 の断面図であり、Cリングシールとマニホールドの掛合の詳細を示す図である。 図15は空圧制御バルブの分解斜視図であり、ガスマニホールドとの接続用の フランジマウントアセンブリの詳細を示す図である。 図16は図15に示すアセンブリで使用するエッジタイプシールの斜視図であ る。 図17はジャンパコンジットの分解斜視図である。 図18は図17に示すジャンパコンジットの接続継手の詳細部分断面分解図で ある。 図19はガスパネルサポートプラットフォーム上のガスマニホールドの詳細部 分断面斜視図である。 図20はガスパネルスティックの部分分解斜視図であり、その内部の接続関係 の一部を示す図である。 図21はバルブをガスマニホールドに接続するフランジの分解斜視図である。 図22は図21に示すフランジの断面図である。 図23はアセンブリガスマニホールドの別の実施形態の斜視図である。 図24は図23に示すマニホールドの上部側面図であり、想像線で示した部分 を含む図である。 図25は図23に示すマニホールドの側面図であり、想像線で示した部分を含 む図である。 図26は図23に示す組み立て済みガスマニホールドの一部の断面図である。 好ましい実施形態の詳細な説明 図面、特に図1を説明すれば、全体として参照番号10で示すガスパネルアセ ンブリは、上部ハウジング部分16と下部ハウジング部分18との間に位置する ガスパネル14を有するガスパネルハウジング12を含む。ガスパネルアセンブ リは、ガス源から複数の種類のプロセスガスを受け、半導体ウェハを製造するツ ールにこれらのガスを供給する。 ハウジングは、ガスパネル14から漏洩する可能性のあるガスをガスパネルの すぐ近くに閉じ込め、ガスを効率的に除去するようになっている。ガスを封じ込 めるために、ガスパネル自体は、ガスパネルから延びてハウジング16の上部の 上部壁24に接触する複数の柱20を備えている。また、ハウジングは、一対の 端部壁26および28、後部壁30、および前部壁32を含む。底部ハウジング 18は、底部壁34を含み、底部壁は、そこに形成され、ガスパネル14のその 他の部分に接続されるガス流動ラインを受けるように構成された複数の流入孔3 6を備えている。孔36は、ハウジング12内への空気の通り抜けの流入口とし ても機能するように、ガス流動ラインの直径よりもかなり大きくなっている。通 り抜けた空気は、排気プレナム38から排出され、このプレナムは、適切な低圧 源または真空源に接続されることもある。ガスパネル14の一部に配線できるよ うに、底部壁34には、複数の電気接続部40も配置されている。 図2を参照すると最もよくわかるが、図2に示すガスパネル14は、複数のプ ロセスガススティック、すなわちプロセスガスアセンブリ50、52、54、5 6、および58を備えている。アルミニウム製プラットフォーム62上には、窒 素ガスパージアセンブリ60も配置されている。アルミニウム製プラットフォー ム62は、各ガススティックの入口に接続するためにプラットフォームに形成さ れたチューブ入口穴70、72、74、76、および78とパージガス穴80と を備えている。プロセスガススティック50、52、54、56、および58は 、 ほぼ同じものである。各スティックは、例としてあげたスティック50に示すよ うに流入口100を含む。流入口100は、VCR継手102のネジ付部分を接 続したU字状チューブを備えている。U字状チューブ100は、チューブベース 104に接続され、このベースは、流入マニホールド118に接続されている。 また、マニホールドは、端部壁部すなわち端面120を含む。各スティックは、 複数の活動装置、すなわちガスコンポーネントを含む。 シランなど、プロセスガスは、ナット102に接続したラインから、Uチュー ブ100を介してベース104に送り込まれ、ここで流入マニホールドに供給さ れる。手動バルブ130は、活動装置、すなわちガスコンポーネントのいずれか 1つを含み、かつベースに取り付けられており、このバルブを回転させてマニホ ールドを介したプロセスガスの供給を遮断することができる。マニホールドには 、複数の穴が形成され、この穴は、流入口100およびバルブ130と連通して いる。ガスは、適当な空圧源から空圧ステム136を介して制御可能な空圧バル ブ134まで流れる。パージバルブ140は、ブリッジングUチューブ150を 介して第2のマニホールド152に接続されている。 図5に示す長尺の矩形マニホールド152は、一対の側壁160および162 、横方向底部壁164、横方向上部壁166、および端部壁168、170を含 む。マニホールドは、ほぼ一体になっており、流入ステーション170および流 入ステーションに沿って延びる複数の活動装置ステーション172a〜172f を備え、マスフロー制御装置ステーション174、第2のマスフロー制御装置ス テーション176、および流出ステーション180を含む。一連のステーション は、ブロック、すなわちマニホールド152に加工した穴により接続されている と考えてよい。 屈曲可能要素150は、流入口170に接続され、穴190にガスを供給し、 この穴は、第1の活動装置ステーション172aに達する流入チューブを形成す る第2の穴192に接続する。第1の活動装置ステーション172aには、圧力 レギュレータ200が取り付けてあり、このレギュレータは、穴192からガス を受け、圧力が低下したガスを穴194を介して戻し、ガスはさらに穴196に 供給される。ガスは、圧力トランスデューサ装置206を配置した第2のステー ション172bに供給される。圧力トランスデューサ206は、ユーザに対して 視覚表示、すなわち圧力を表示する読み取り可能なメータ207を備えている。 さらに圧力トランスデューサは、パネルから圧力信号を送る電気信号接続部を有 している。ガスの流れは、穴208を介して穴210に達し、フィルタ/浄化装 置212を取り付けた第3のステーション172cに供給される。 フィルタ/浄化装置は、ガスの流れから水分を除去し、穴213を介して乾燥 ガスの流れを穴214に戻す。穴214を介して活動装置ステーション172に 供給された乾燥ガスは、圧力トランスデューサ220に供給され、ついでこのト ランスデューサは、圧力測定後、ガスを穴222に供給し、ガスはこの穴から穴 224に供給される。穴224は、孔226により、マスフロー制御装置228 の流入口に接続されている。マスフロー制御装置228は、受信した電気信号に したがってガスの流れを計測する。マスフロー制御装置は、計測したガス出力を 孔230に供給し、この孔は、前記出力を孔32に供給する。穴32は、流出口 180からガスを流す穴234にガスを供給するために接続されている。流出口 180には、空圧バルブ240が接続されており、このバルブは、一連の空圧バ ルブ242、244、246、および248を介してブリッジングコネクタによ り接続され、この空圧バルブは、ガスパネルからガスを供給する流出ライン25 0に選択的にガスを流す。 さらに、乾燥窒素やアルゴンなどのパージガスは、パージガス流入口270か ら流入し、Uチューブ272によりパージガス矩形マニホールド274に供給さ れる。このマニホールドは、横方向に延びる面を備え、この面は、マニホールド 274の残り部分を介した、窒素など、パージガスの移動の断続を行うために、 この面にある穴と連通して配置された手動バルブ276を含む。空圧バルブ28 0は、ガスを圧力トランスデューサ282に接続し、このトランスデューサは、 長尺Uチューブ284を介して、流出マニホールド286など、パージガスマニ ホールドシステム60のその他の部分にガスを供給する。また、圧力トランスデ ューサは、複数の空圧バルブ290、292、294、296または空圧バルブ 140を介してガスを供給する。これらの空圧バルブは、ガススティック50、 52、54、56、および58の中央マニホールド部分にパージガスを供給する ために、ブリッジング要素によって接続されている。空圧バルブは、複数の空圧 ライン300によって制御され、このラインは、電気制御ブロック302から駆 動され、このブロックは、適当な外部信号源からの電気入力を受ける。 パージガスは、Uチューブを介してブロック286に供給され、ここで空圧バ ルブ310および圧力レギュレータ312を通って、流出口250に供給される 。バルブは、パージガスがバルブ290から296と140を含む流入バルブス ティック側およびバルブ240から248を含む流出スティック側の両方に流入 し、マニホールド152の両端から内側に向かってのパージガスの流れを生じさ せ、修理中にマニホールドを清浄な状態に保つように循環されることを理解され たい。 図7を見ると最もよくわかるように、流入マニホールドの別の実施形態は、第 1の活動装置サイト400、第2の活動装置サイト402、および第3の活動装 置サイト404を含む。各サイト400、402、および404は、外部エッジ タイプコネクタと掛合する外部周囲リング406、408、および410をそれ ぞれ含む。穴414を介してガスを第2の穴416に供給するために、Uチュー ブ流入口は、孔412に接続されている。第2の穴416は、流入口420にガ スを供給する。 続いてガスは、手動バルブ130を通って流れ、流出孔418に供給され、流 出孔は、穴420を介してガスを第2の傾斜穴422に供給する。この第2の傾 斜穴は、作動サイト402に接続されている。穴422は、空圧バルブ134に ガスを供給する孔424に接続されている。ガスは、開口部430を通って空圧 バルブ134から出る。開口部は、孔434に接続された孔432にガスを供給 する。 第2の空圧バルブは、サイト404で接続してもよい。第2の空圧バルブは、 三方向バルブであって、孔434から、シランなど、プロセスガスを受けること ができる。プロセスガスは、孔440からバルブに供給される。ある状態におい て、バルブは、プロセスガスを流出孔442に移動させる。この流出口は、ジャ ンパ150に接続されたマニホールド流出口450にガスを供給するために、穴 444および穴446にガスを供給する。ところが、別のモードでは、パージガ スが、孔460から流入し、横方向穴462により、バルブに達する垂直穴46 4に供給され、したがって、穴434を介して逆方向に供給されるか、あるいは 大半の用途では、孔442を介して順方向に供給され、ラインのその他の部分の 洗浄が行われる。また、流入マニホールドブロックは、マニホールドブロックす べての代表例であるため、移動穴462は、ブロック全体にわたってガスを移動 するために使用され、したがって、窒素マニホールド60から流れる窒素は、横 方向穴を介して流入ブロック全体にわたって移動する。 図6に示す流出マニホールド500の別の実施形態は、マスフロー制御装置か らガスを受ける流入穴502を含む。制御されたガス流は、傾斜穴504を通っ て第2の傾斜穴506に移動し、バルブを接続した活動装置サイト508に供給 される。ガスは、バルブ240などのバルブに供給するために、孔510に供給 される。続いてガスは、垂直穴515を介して下向きに横方向穴514に供給さ れる。この横方向穴は、第1の穴カップリング516および第2の穴カップリン グ518で終端している。継手520および522は、それぞれガスを横方向に 供給する穴カップリングに接続され、したがって、選択されたガスは、パネルを 介して1つの流出口250に供給される。 図15および図16を見ると最もよくわかるように、空圧バルブ112など、 代表的な空圧バルブは、市販のバルブアクチュエータ114を含む。バルブアク チュエータは、空圧インタフェース継手552を介して連通するバルブコンポー ネントを備えている。空圧インタフェース継手は、空圧ラインにより空圧マニホ ールドに接続されている。バルブ112は、フランジ554に接続され、このフ ランジは、矩形ベース556とバルブ受けカラー558を備えている。複数のマ ニホールド取り付けボルト560が、ガスマニホールドブロックとの接続用の孔 562を通って延びている。 バルブ112は、ほぼ矩形で、ボルト560が貫通した複数の孔572を含む 、事前組み立てしたキーパ570を使用して、シール要素を取り付けた状態で事 前に組み立てることもある。ボルト560は、ナイロン製スプリットリング57 4で捕捉され、このリングは、ボルトと軽く掛合するが、ボルトを穴562内で 保持し、したがって事前組立て後、ボルトが脱落することがなく、ユニットを併 せ てパッケージすることが可能である。 バルブとマニホールドの封止掛合を行うシールリング580は、リング582 を具備し、周囲に複数の半環状タブ586を配置した突起縁584を含む。タブ 586は、エッジ、すなわち肩部590と掛合し、この肩部は、孔592および キーパ570を画定する。キーパ570は、各孔596で、複数の小ボルト59 4を受ける。孔596は、フランジ554の矩形ベース556の底部に形成した 孔と一致しており、これがフランジ554の底部にキーパを止めている。ボルト 594は、フランジ554に形成したネジ付端ぐり孔595に掛合する。ネジ付 孔595は、キーパ570を、したがって、マニホールドブロックで組み立てる 前に、シールリング580をフランジ554の底部556に接続するホルダーま たはリテーナの役目をする。 シールリング580は、キーパ570のわずかに下方に延在するが、フランジ の底部で開口部602と整列して捕捉され、延在部分でキーパのわずかに下方に 延在している。せいぜい、ユニットを完全に事前組み立てし、マニホールドに即 座に追加することができる。フランジタイプベースは、マニホールドシステム全 体に使用する類似のフランジタイプベースの代表例であり、この場合、フランジ は、シールリングをキーパで確実に保持して事前組み立てされる。 このような構成の別の例を図17から図18に示す。図17から図18には、 ジャンパ150など、代表的なジャンパを示してある。ジャンパ150は、接続 用ステム704がチューブ706とガス導通接触した流入ブロック702を含む 。エルボ(ひじ継手)708は、チューブ706に溶接され、第2のエルボ71 0は、エルボ708からクロスピースチューブ712にガスを運ぶ。チューブ継 手720でブロック722に接続された流出チューブ718にガスを供給するた めに、第1のリターンエルボ714が第2のリターンエルボ716に接続されて いる。各ブロック702および722は、それぞれボルト726、728、73 0、および732を含み、これらのボルトは、ブロックを貫通して延びている。 ブロックの穴742の内部には、プラスチック製スプリットリング740でボル ト726が保持されている。また、ブロック702の穴746の内部には、スプ リットリング744でボルト728が保持されている。金属製キーパ754のリ ング キーパ穴752には、タブ付シールテーブルリング750が配置されている。キ ーパ754は、一対のキーパ取り付けボルト孔756および758を備え、この 孔は、キーパ取り付けボルト760および762を収容してキーパを保持すると ともに、チューブ704の開口部と一致させてシールリング570を捕捉し、キ ーパ内部、最終的にはマニホールド内部に押し込む。同様に、ボルト730が、 ボルト孔770を貫通して延びている。ボルト732は、ボルト孔772を通っ てキーパ780の孔774および776内部に延びている。組立て前に、ボルト はスナップリング790、792により軽く掛合させてあり、キーパ780は、 ボルト800、802を介してシールリング794をブロックの底部と掛合状態 に保持している。ボルト800、802は、キーパの孔804および806を貫 通して延びている。 Aptech3550、バルブ140、290、292、294、および29 6など、マルチプルポートあるいは三方向バルブを併用するフランジの代替実施 形態については、図21および図22を参照すれば最もよくわかる。バルブフラ ンジ820は、空圧バルブなどのバルブと接触する直立した円筒フランジ部分を 有するフランジベース820を含む。ガス接続孔828との間に第1の穴826 が延び、第2の穴830が、ガス接続孔832まで延びている。孔828および 832は、共に穴の底部端部で終端している。穴826の上部端部は、孔836 で終端している。穴830の上部端部は、孔838で終端している。穴828お よび832は、フランジ底822の底部832にある。 一対の金属製キーパ850、852は、ほぼ矩形であって、複数のエッジタイ プシール854、856、および858を保持している。シール854は、孔8 55cまで延びる穴855bの開口部855aに位置している。シール856は 、孔828に位置し、シール858は、孔832に位置している。シール854 は、キーパ850のシール受け孔860に座り、シール856は、キーパ850 のシールリング受け孔862に座る。シールリング858は、キーパ852のキ ーパ受け孔864に座る。キーパ864も、その他の用途に使用する場合がある 余分な孔866を含む。 複数のキーパ保持ボルト880、882、および884は、それぞれキーパ8 52の孔890、892、および894を貫通して延び、フランジ822に接触 する。複数のスプリットリング910、912、914および916は、ガスパ ネルにフランジを取り付けるネジ付固定具870、872など、ネジ付固定具に 接触する。穴874、875など、ネジ付固定具穴内部にネジ付固定具を保持す るために、複数のキーパボルト924、926、および928が、孔930、9 32、934を通って延び、キーパ850および付属のシールリング854、8 56をフランジ852の底部に固定している。したがって、フランジアセンブリ 全体では、マニホールド本体との接続を行う、局所的にきわめて限定された孔が 形成されている。各孔は、各穴830、826、および855bとマニホールド との間の漏洩を防止する比較的小さいシールリングと関連している。このため、 漏洩を容易に検出することができる。 図8を見れば最もよくわかるように、例としてあげるマスフロー制御装置22 8は、ガスパネルと併用されている。マスフロー制御装置は、一対の本体ブロッ ク1000および1002を含み、ブロック1000には、バイパス1004が 取り付けられている。ガスは、ガス孔1008を介して流入ブロック1006に 流入し、穴1010を通って穴1012に供給される。穴1012の内部にはバ イパスが取り付けられている。ガス流れの一部は、流速を示す電気信号を回路1 018に供給するセンサチューブ1016を流れる。制御信号が電磁バルブ10 20に供給され、この電磁バルブは、ブロック1024の孔1022を介してガ スを受ける。バルブはブロックに取り付けてある。続いてガスは、穴1026を 介して孔1028に解放され、ガスパネルシステムのその他の部分に供給される 。 図9を見れば最もよくわかるが、明瞭化するために詳細を省いた単純なマスフ ロー制御装置28は、作動サイト領域1032および1034を備えた第1のガ スパネルマニホールド1030を有するマニホールドシステムにマスフロー制御 装置を接続する様子を示している。マニホールド穴1036は、流入ブロック穴 1010に接続されている。流出穴1026は、第2の一体ガスパネルマニホー ルド1040にあるマニホールド穴1042に接続されている。 図10および図11に示すように、キーパ1050は、キーパ穴1054に取 り付けたシールリング1052を備え、孔1034に位置している。この孔は、 マスフロー制御装置への流入口になっている。同様に、キーパ1060は、穴1 064に配置したシールリング1062を有し、マニホールド1040に取り付 けてあり、制御ブロック1024の流出孔1028をマニホールド1040に接 続している。制御装置は、一対のボルト1070および1072によりマニホー ルド1030および1040に取り付けられている。 エッジシール1050は、その周囲に延び、組立て前にキーパ内でシールを支 持する複数の半環状タブ1080を含むものと理解されたい。 図12〜図14を参照すると最もよくわかるように、別の構成では、マスフロ ー制御装置の流入ブロック1010とマニホールドブロック1030との間にC リングタイプのシール1098を使用することもある。Cリングシール1098 は、螺旋に巻いたスプリング1102を内部に配置したほぼドーナツ状のスプリ ットリング1100を含む。このスプリングは、スプリットリング1100を支 持するものである。キーパ1104は、スプリットリングアセンブリ1098と 接触する。キーパ1104は、スプリットリングのオープンスロット1120と の掛合を目的としてスプリットリングタブ1118を形成した第1の弓形部分1 116を含む。同様に、第2の波状弓形部分1122は、スプリットリングシー ル1098と掛合するタブ1124を備えている。肩部1130および1132 も、開口部1120をスプリットリング1098に掛合させる。このキーパは、 システム内のその他のキーパと同様の機能を果たす。マスフロー制御装置をマニ ホールドに取り付ける場合、キーパは、スプリットリング1098をマスフロー 制御装置の孔のいずれかに一致させる。 本発明の利点の1つは、アルミニウム製プラットフォーム上部の選択した高さ に、様々なガスマニホールドが取り付けられることである。図19を見れば最も よくわかるように、スタンドオフ1200には、流入マニホールド110が取り 付けてある。このスタンドオフは、その他のスタンドオフ1200と同一で、プ ラットフォーム62を貫通して延びている。スタンドオフ1200は、底部穴1 208のスリーブ1206とネジで掛合しているボルト部分1204を含む。ス リーブ1206は、上部穴1210を含み、上部穴は、この穴とネジで掛合する 第2のボルト、すなわち取り付けボルト1212を受ける。取り付けボルトは、 取り付けブラケット1214を貫通して延びている。 流入マニホールド51の上部壁51を支持する高さを調整し、その他の上部壁 と整合させて、連続したガススティック間にブリッジング接続箇所を取り付ける ほぼ平坦な、複数の壁面を設けることができるものと考えてよい。さらに、スリ ーブが位置する穴1226と、スリーブ自体との間にわずかな遊びを与えてマニ ホールド相互の若干の横方向移動を見込んで、マニホールド相互を容易に接続で きるようにしている。 図20を参照すると最もよくわかるが、本発明の別の実施形態では、ガスマニ ホールドアセンブリ1300が、VCR流入口1302を含む。この流入口は、 ガスを受け入れるとともに、ジャンパ1304を介してガスを第1のガスマニホ ールド1306に送る。第1のマニホールドは、横方向に延びる上部壁1308 を備え、この上部壁の上には、作動サイト1310、1312、および1314 が配置されている。 マニホールドの形状を示すために、作動サイトはまばらに配置してある。しか し、例えばサイト1310には、手動バルブを、またサイト1312および13 14には、空圧バルブを接続してある場合もある。サイト間の位置は、流入穴1 324および流出穴1326、対になった穴1328および1330サイト13 10と活動サイト1312などの間に延びている。相互接続箇所1334は、パ ージガスや窒素などのガスを穴1336で受け、第2の穴1338に導き、さら に穴1340に導く。穴1340は、作動サイト1312に接続され、この作動 サイトは、第2のガスマニホールド1346に接続された第2のジャンパ134 4にガスを導くことができる。 第2のガスマニホールド1346は、対になったV接続穴により複数の作動サ イト1350、1352、1354、および1356に接続された上部壁134 8を含む。V接続穴は、マスフロー制御装置1362に接続されている。マスフ ロー制御装置のブロックおよびハウジングのみを示す。マスフロー制御装置は、 ガスを受けるため流入ブロック1364を接続させ、第1の本体ブロック136 6は、バイパス1368を内蔵し、バルブすなわち流出ブロック1370は、流 出マニホールド1372に接続されている。流出マニホールド1372は、穴1 374で、マスフロー制御装置からくる調整済みガスを受け、バルブなどを含む 作動サイト1376にガスを流す。 別のマニホールドシステム1400は、ガスやその他の蒸気の流れにのって運 ばれる微量の水分レベルを測定する水分サンプリングシステムで使用するように 特に構成されている。作動時、ガスは流入口1408に流入し、ポート1420 に収容され、第1の空圧バルブ1424を取り付けた第1のバルブステーション 1422に供給される。 次にガスは、バルブ1424を介して、水分スクラバステーションに供給され ることもある。スクラバステーション1426には、水分スクラバとの接続用の 一対のチューブスタッブ1430および1432をもつスクラバコネクタ142 8が接続されている。また、流入口には、空圧バルブ1442が接続されている 。この空圧バルブは、空圧バルブステーション1444で接続され、そこからく るガスを受ける。スクラバステーション1426は、空圧バルブ1452が接続 された第3のバルブステーション1450に接続されている。 空圧バルブ1442に同様、空圧バルブ1452を接続して、流入口から、制 御装置ステーション1462に取り付けたマスフロー制御装置1460にガスを 送ることができる。 通常作動時、バルブ1442を閉じたまま、バルブ1424、1452を開い て、名目上完全に乾燥したガスをマスフロー制御装置に供給する。これにより、 流入ガスが水分スクラバを介して供給され、このスクラバで水分が除去される。 次に乾燥ガスは、マスフロー制御装置に供給される。 ガス中の水分量を測定する場合、バルブ1424および1452を閉じる。バ ルブ1442を開くと、測定対象ガスがマスフロー制御装置に直接流入する。マ スフロー制御装置の下流には、ガスがマスフロー制御装置から流出した後で、微 量の水分をガスに供給するために浸透セル1470が接続された浸透サイト14 68がある。次に、ガスは、バルブサイト1490および1492で、それぞれ 第1の空圧バルブ1486および第2の空圧バルブ1488に供給される。 バルブ1486からガスを受け、バルブ1498に供給するために、微量水分 センサ1496が接続されている。さらに、浸透セル1470から流れてくるガ スをバルブ1488に供給し、後に下流でその他の位置に供給する。流出口15 00はバルブ1498から設け、流出口は、バルブ1488から設ける。 スクラバをマスフロー制御装置と直列に接続した場合、ゼロモード作動により 、バルブ1486、1488、および1498が開き、水分を含むガスの一部は センサセル1496に流入し、別の一部はバルブ1488を介して排出される。 装置全体の移動機能を決めるのに必要なスパンモードでは、バルブ1486お よび1498が開いた状態になっており、ガスはすべてセンサ1496を通って 流れ、低流速でバルブV6から流出する。サンプル測定モードでは、バルブ14 86、1488、および1498がすべて開いている。 本発明の実施形態について具体的に図示し、説明したが、当業者には様々な変 形、改良が可能であると考えられる。本発明の趣旨、範囲に入るあらゆる変形、 改良を添付の請求の範囲に記載する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(GH,KE,LS,MW,S D,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG ,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL,AM,AT ,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA, CH,CN,CU,CZ,DE,DK,EE,ES,F I,GB,GE,HU,ID,IL,IS,JP,KE ,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS, LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW,M X,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE ,SG,SI,SK,TJ,TM,TR,TT,UA, UG,UZ,VN (72)発明者 ブゥ,キム,エヌ. アメリカ合衆国 92886 カリフォルニア 州 ヨルバ リンダ ビア マーワー 20451

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.複数のプロセスガスを取り扱うガスパネルアセンブリ用プロセスガスライン であって、 プロセスガス源からプロセスガスを受け取るプロセスガス流入口と、 少なくとも1つの横方向に延びるマニホールド面を備え、プロセスガスを受け 取るガス流入口と連通するマニホールド流入口を備え、マニホールド流入口から マニホールド流出口へ大部分は横方向にプロセスガスを流す内部ガス経路を備え 、前記マニホールド面から延在しかつ接続ポートとガス流体連通する装置をマウ ントし、前記内部ガス経路と連通する複数の装置接続ポートを前記マニホールド 面に沿って備える一体型マニホールドと、 前記マニホールド流出口に接続されたプロセスガス流出口と、 を備えることを特徴とするプロセスガスライン。 2.それぞれ少なくとも3つの同じコンポーネント収容ステーションを備え、前 記各コンポーネント収容ステーションが、ガス流入口とガス流出口とを備え、複 数の一体型マニホールド本体の第1のコンポーネント収容ステーションのガス流 出口が、マニホールド内にある永久接続箇所により、隣接するコンポーネント収 容ステーションのガス流入口に接続されている複数の一体型マニホールド本体と 、 前記マニホールドブロックの1つにある個々の収容ステーションにそれぞれ接 続され、少なくとも1つのバルブと少なくとも1つのマスフロー制御装置とを備 える複数のガスコンポーネントと、 を備えることを特徴とする複数のプロセスガスを取り扱うガスパネル。 3.前記ガスコンポーネントのいずれか1つが、浄化装置を備えることを特徴と する請求項2に記載のガスパネル。 4.前記ガスコンポーネントのいずれか1つが、フィルタを備えることを特徴と する請求項2に記載のガスパネル。 5.前記ガスコンポーネントのいずれか1つが、圧力トランスデューサを備える ことを特徴とする請求項2に記載のガスパネル。 6.前記バルブが、空圧バルブであることを特徴とする請求項2に記載のガスパ ネル。 7.前記バルブが、手動バルブであることを特徴とする請求項2に記載のガスパ ネル。 8.前記ガスコンポーネントのいずれか1つが、圧力レギュレータを備えること を特徴とする請求項2に記載のガスパネル。 9.それぞれ少なくとも3つの同じコンポーネント収容ステーションを備え、前 記各コンポーネント収容ステーションが、ガス流入口とガス流出口とを備え、複 数の一体型マニホールド本体の第1のコンポーネント収容ステーションのガス流 出口が、マニホールドとの永久接続箇所により、隣接するコンポーネント収容ス テーションのガス流入口に接続されている複数の一体型マニホールド本体と、 前記マニホールドブロックの1つにある収容ステーションの1つに接続された ガス遮断バルブと、 前記ガス遮断バルブからガスを受けるように接続されたマスフロー制御装置と を備えることを特徴とするガスパネル。 10.前記一体型マニホールド本体のいずれか1つに接続した浄化装置をさらに 備える請求項9に記載のガスパネル。 11.前記一体型マニホールドのいずれか1つに接続したフィルタをさらに備え ることを特徴とする請求項9に記載のガスパネル。 12.前記一体型マニホールドのいずれか1つに接続した圧力トランスデューサ をさらに備えることを特徴とする請求項9に記載のガスパネル。 13.前記一体型マニホールドのいずれか1つに接続した圧力レギュレータをさ らに備えることを特徴とする請求項9に記載のガスパネル。 14.床部と、 前記床部から上方に延び、それぞれ前記床部に対して調整可能である複数のロ ッドと、 前記床部に対する調整を行うためにロッド上に配置され、マニホールドの上面 の活動装置部分が、ガスパネル内に位置するその他のマニホールドと平面内で整 合するように複数の活動装置収容ステーションを備える、一体型ガスパネルマニ ホールドと、 を備えることを特徴とするガスパネル外囲い。 15.複数のガス流入口と、 前記複数のガス流入口のそれぞれに接続され、それぞれほぼ横方向の貫通ガス 経路を画定し、その上面全体に複数の活動装置ステーションを配置した一体型ガ スパネルマニホールドと、 前記ガスを受ける各活動装置ステーションに、取り外し可能に接続され、それ ぞれ、活動装置ステーションの流入および流出ポートの両方に、1つの装置コネ クタで接続された複数の取り外し可能な活動装置と、 前記一体型マニホールドに接続された複数のガス流出口と、 を備えることを特徴とするガスパネル。 16.前記取り外し可能な活動装置が、遮断バルブ、圧力レギュレータ、および マスフロー制御装置をさらに備えることを特徴とする請求項15に記載のガスパ ネル。 17.前記取り外し可能な活動装置が、手動遮断バルブをさらに備えることを特 徴とする請求項16に記載のガスパネル。 18.前記マニホールドと活動装置の間のインタフェース領域がほぼ平坦であり 、マニホールドの流入口からマニホールドの流出口に向かうガスの流れにほぼ平 行であることを特徴とする請求項15に記載のガスパネル。 19.シールと、 ベースと整列してシールを接続するリテーナと、一体型マニホールドの流入穴 からガスを受けるガス流入口および一体型マニホールドの流出口にガスを供給す るガス流出口を備える一対のガスポートと、を備えるベースと、 前記ベースに一体型マニホールドを組み付けるときに一体型マニホールドと接 続するベースで保持される固定具と、 を備えることを特徴とする一体型マニホールドの活動サイトへの接続を行うフ ランジ。 20.ベースと、 前記ベースに取り付けたキーパと、 前記キーパにより支持されるシールと、 前記ベースで保持され、ベースを貫通して延びる、ガスパネルのマニホールド との接続用固定具と、 マニホールド付ベースの組立て前にベースに固定具を保持するリテーナと、 を備えることを特徴とするガスパネルと併用する事前組立て済み活動装置。 21.少なくとも1つの横方向に延在するマニホールド面を備え、ガスを受ける マニホールド流入口を備え、マニホールド流入口からマニホールド流出口へ大部 分は横方向にプロセスガスを流す内部ガス経路を備え、前記マニホールド面から 延在しかつ接続ポートとガス流体連通する装置をマウントし、前記内部ガス経路 と連通する複数の装置接続ポートを前記マニホールド面に沿って備え、ツールに プロセスガスを供給するべく前記内部ガス経路とガス連通するガス流出口とを備 える一体型マニホールド本体を備えることを特徴とするガスを取り扱うガスパネ ルアセンブリ用の一体型マニホールド。 22.前記内部ガス経路が、角を成した対の穴を備え、該穴は前記装置接続ポー トから次の装置接続ポートにガスを運ぶための装置接続ポート間のV経路を画定 することを特徴とする請求項21に記載のガスを取り扱うガスパネルアセンブリ 用の一体型マニホールド。
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