JP2005163952A - ガス供給ユニット用ブロック - Google Patents

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Abstract

【課題】
開閉弁などの機器を直列化して構成することができるガス供給ユニット用ブロック提供することである。
【解決手段】
ガス供給ユニット用ブロック1は、上面に一直線上に第1ポート11、第2ポート12、第3ポート13、第4ポート14が形成され、第1ポート11と第3ポート13とを連通させ第1分割部31に形成された第1ガス流路21と、第2ポート12と第4ポート14とを連通させ第2分割部32に形成された第2ガス流路22を有するので、開閉弁などの各機器を直列に配置して、ガス供給ユニットの直列化が可能となり、複数のユニットの集積化による半導体製造工程の省スペース化が図れる。
【選択図】 図1

Description

本発明は、主に半導体製造工程で使用されるプロセスガス供給ユニットに構成される、供給弁、パージ弁、逆止弁、マスフローコントローラ等を取り付けるためのガス供給ユニット用ブロックに関するものである。
従来、半導体製造工程において、特許文献1に示すようなプロセスガス供給ユニットが開発されている。そして、当該プロセスガス供給ユニット用のブロックとして、以下に述べるようなマニホールドが構成されている。
そこで、特許文献1に示すプロセスガス供給ユニットの概要を以下に示す。
ここで、図8は特許文献1のプロセスガス供給ユニットの断面図であり、図10は特許文献1のプロセスガス供給ユニットの上面図であり、図9は特許文献1の逆止弁の断面図(図10のA矢視図)である。
特許文献1に示すプロセスガス供給ユニット101は、図8に断面図で示すように、そのブロックであるマニホールド111にプロセスガス供給のための供給弁144、パージガス供給のためのパージ弁141、パージガスの逆流を防止するための逆止弁142が上側から取り付けられている。
ここで、マニホールド111の内部構造を説明する。マニホールド111の左端には、プロセスガス外部入口161が形成されている。プロセスガス外部入口161と、供給弁144の入力ポート156とは、プロセスガス入力流路123により連通されている。プロセスガス入力流路123は、プロセスガス外部入口161から水平に延び、垂直流路部123aによりマニホールド111の上面方向に形成されている。マニホールド111の右端には、プロセスガス外部出口162が形成されている。プロセスガス外部出口162と、供給弁144の出力ポート157とは、プロセスガス出力流路122により連通されている。プロセスガス出力流路122は、プロセスガス外部出口162から水平に延び、垂直流路部122aによりマニホールド111の上面方向に形成されている。
また、パージ弁141の出力ポート152は、パージ出力流路124によりプロセスガス出力流路122と連通されている。また、パージ弁141の入力ポート151は、図8に示すように略V字形の逆止弁出力流路121により、逆止弁142の出力ポート153に連通している。また、図9に示すように、マニホールド111の下面には、下側流路ブロック112及び下側流路ブロック113が固設されている。そして、斜め流路125と交差流路126とによりパージガス入力流路が構成されており、逆止弁142の入力ポート158は、斜めに形成された斜め流路125、垂直部126aと垂直部126bとを有する交差流路126、によりパージガス外部入口155に連通されている。
次に、上記構成を有する特許文献1に示すプロセスガス供給ユニットの作用を説明する。
プロセスガス外部出口162をマスフローコントローラ(不図示)を介して、半導体製造工程の真空チャンバに接続する。また、プロセスガス外部入口161をプロセスガスの供給源に接続する。パージ弁141を閉じた状態で、供給弁144を開くことにより、プロセスガスは、プロセスガス入力流路123、供給弁144の入力ポート156及び出力ポート157、プロセスガス出力流路122を通ってプロセスガス外部出口162からマスフローコントローラへと流れる。
ここで、マスフローコントローラで所定量のプロセスガスを流したことを検出すると、供給弁144を閉じてプロセスガスの供給を停止する。そして、マスフローコントローラの出口側を真空チャンバから排気手段へ切り換える。その後、パージ弁141を開いて、パージガスとして、不活性ガス、例えば窒素ガスを、パージガス外部入口155、交差流路126、斜め流路125、逆止弁142の入力ポート158及び出力ポート153、逆止弁出力流路121、パージ弁141の入力ポート151及び出力ポート152、パージ出力流路124を通して、プロセスガス出力流路122へ流す。これにより、プロセスガス出力流路122及びマスフローコントローラ内に残留しているプロセスガスを排除するとしている。
特開平10−311451号公報(第0013、0020、0021、0023、0024段落、第1−3図)
しかしながら、特許文献1に示すプロセスガス供給ユニットには、次のような問題があった。
図9に示すように、逆止弁142の入力ポート158は、斜めに形成された斜め流路125、垂直部126aと垂直部126bとを有する交差流路126によりパージガス外部入口155に連通されている。すなわち、逆止弁142はパージガス外部入口が上下方向に一体化したものではなく、またマニホールド111もかかる逆止弁142に対応するような仕様になっている。
従って、図10に示すように、プロセスガス供給ユニットのライン方向と垂直な方向に逆止弁142のパージガス外部入口155を形成する必要があり、プロセスガス供給ユニットの直列化が図れず、複数のユニットの集積化による半導体製造工程の省スペース化が図れない。
本発明は前記特許文献1の課題を解消するためになされたものであり、プロセスガス供給ユニットの直列化を図ることができるガス供給ユニット用ブロックを提供することを目的とする。
前記目的を達成するために請求項1に係る発明では、複数のガス流路が形成されたガス供給ユニット用のブロックにおいて、前記ブロックの上面に一直線上に第1ポート、第2ポート、第3ポート、第4ポートが形成され、前記第1ポートと前記第3ポートとを連通させ、前記ブロックの上面と前記第1ポート乃至前記第4ポートを連ねる直線上で垂直に交わる断面で前記ブロックを分割した場合の第1分割部に形成された第1ガス流路と、前記第2ポートと前記第4ポートとを連通させ、前記断面で前記ブロックを分割した場合の第2分割部に形成された第2ガス流路を有することを特徴とする。
前記目的を達成するために請求項2に係る発明では、請求項1のガス供給ユニット用ブロックにおいて、前記第1ガス流路及び前記第2ガス流路はV字型に形成されていることを特徴とする。
前記目的を達成するために請求項3に係る発明では、請求項1のガス供給ユニット用ブロックにおいて、前記第1ガス流路及び前記第2ガス流路はU字型に形成されていることを特徴とする。
前記目的を達成するために請求項4に係るガス供給ユニットの発明では、請求項1のガス供給ユニット用ブロックにおいて、前記第1ガス流路はV字型に形成され、前記第2ガス流路はU字型に形成されていることを特徴とする。
前記目的を達成するために請求項5に係るガス供給ユニットの発明では、請求項1乃至請求項4のいずれか一つに記載したガス供給ユニット用ブロックを有することを特徴とする。
前記目的を達成するために請求項6に係るプロセスガス供給ユニットの発明では、請求項5のガス供給ユニットにおいて、不活性ガスを供給するためのパージ弁の入力ポートが前記第1ポートに配置され、前記パージ弁の出力ポートが前記第2ポートに配置され、不活性ガス源に接続した逆止弁の出力ポートが前記第3ポートに配置され、ガスの流量を調整するマスフローコントローラの入力ポートが前記第4ポートに配置されていることを特徴とする。
本発明のガス供給ユニット用ブロックは、複数のガス流路が形成されたガス供給ユニット用のブロックにおいて、前記ブロックの上面に一直線上に第1ポート、第2ポート、第3ポート、第4ポートが形成され、前記第1ポートと前記第3ポートとを連通させ、前記ブロックの上面と前記第1ポート乃至前記第4ポートを連ねる直線上で垂直に交わる断面で前記ブロックを分割した場合の第1分割部に形成された第1ガス流路と、前記第2ポートと前記第4ポートとを連通させ、前記断面で前記ブロックを分割した場合の第2分割部に形成された第2ガス流路を有するので、開閉弁などの各機器を直列に配置して、ガス供給ユニットの直列化が可能となり、複数のユニットの集積化による半導体製造工程の省スペース化が図れる。
<第1実施形態>
本発明のガス供給ユニット用ブロックについての第1実施形態を説明する。
まず、第1実施形態のガス供給ユニット用ブロック1の構成を説明する。図1に示すように、ガス供給ユニット用ブロック1の上面に、順に第1ポート11、第2ポート12、第3ポート13、第4ポート14、ネジ孔15、ボルトの頭を収納するザグリを設けた貫通孔16が形成されている。第1ポート11と第3ポート13の間にはV字型の第1ガス流路21が形成され、同じく第2ポート12と第4ポート14の間にもV字型の第2ガス流路22が形成されている。第1ガス流路21と第2ガス流路22は、互いに交わることがないように、仮にガス供給ユニット用ブロック1の上面と第1ポート11乃至第4ポート14を連ねる直線上で垂直に交わる断面で前記ブロックを分割すると考えた場合に、各々第1分割部31と第2分割部32に斜めに分かれて形成されている。
ここで、第1ガス流路21及び第2ガス流路22の加工手順を説明する。
まず、ブロックの上面の第1ポート11乃至第4ポート14の位置にガスケット用のザグリを設ける。次に、エンドミルなどにより、ドリル挿入用の逃がし孔を設け、各ポート毎にこの逃がし孔からドリルを所定の角度で挿入して所定の深さまでブロックに切削孔を設ける。その後再度、エンドミルなどで切削孔の突き当て面を整形する。このようにして、第1ガス流路21及び第2ガス流路22をV字型に形成する。
次に、前記構成を有する第1実施形態のガス供給ユニット用ブロック1を使用したガス供給ユニットとして、例えば、図2及び図3に示すようなガス供給ユニット4を説明する。
まず、ガス供給ユニット4の構成を説明する。ガス供給ユニット4は、ベースブロック63の上部に種々のガス供給ユニット用ブロックで構成される下部流路ブロック部60が構成され、さらにその上部に開閉弁などの各機器が構成されている。
開閉弁などの各機器としては、手動弁45、レギュレータ46、圧力トランスデューサ47、供給弁44、パージ弁41、逆止弁42、マスフローコントローラ43、遮断弁48が構成されている。
また、下部流路ブロック部60のガス供給路の入口及び出口にはプロセスガス外部入口61及びプロセスガス外部出口62が構成されている。
ここで、下部流路ブロック部60を構成するガス供給ユニット用ブロック1については、貫通孔16において上面側から2本のボルトによりベースブロック63に取り付けられている(不図示)。そして、ガス供給ユニット用ブロック1のネジ孔15において、パージ弁41、逆止弁42、マスフローコントローラ43が、上面側から各々ボルトにより取り付けられている。詳細には、ガス供給ユニット用ブロック1の第1ポート11にはパージ弁41の入力ポート51が、第2ポート12にはパージ弁41の出力ポート52が、第3ポート13には逆止弁42の出力ポート53が、第4ポート14にはマスフローコントローラ43の入力ポート54が取り付けられている。ここで、逆止弁42はパージガス外部入口55が上下方向に一体化したもので、不活性ガス源に接続している。
なお、ガス供給ユニット用ブロック1のネジ孔15は、ボルトの締付力によりガス供給ユニット用ブロック1の各ポートと各機器の入出力ポートとのシール性を確保するため、第1ポート11乃至第4ポート14の両側に配置されている。
次に、前記構成を有するガス供給ユニット4の作用を説明する。
まず、プロセスガス外部出口62を半導体製造工程の真空チャンバ(不図示)に接続する。一方、プロセスガス外部入口61をプロセスガスの供給源(不図示)に接続する。パージ弁41を閉じた状態で、供給弁44を開くことにより、プロセスガスは、手動弁45、レギュレータ46、圧力トランスデューサ47、供給弁44、パージ弁41、第2ガス流路22、マスフローコントローラ43、遮断弁48を通ってプロセスガス外部出口62へと流れる。
ここで、マスフローコントローラ43で所定量のプロセスガスを流したことを検出すると、供給弁44を閉じてプロセスガスの供給を停止する。そして、マスフローコントローラ43の出口側を真空チャンバから排気手段へ切り換える。その後、パージ弁41の出力ポート52からプロセスガス外部出口62までの各プロセスガス流路に残留しているプロセスガスを排除するため、パージ弁41を開いて、パージガスとして、不活性ガス、例えば窒素ガスを、パージガス外部入口55、逆止弁42の出力ポート53、第1ガス流路21、パージ弁41の入力ポート51及び出力ポート52、第2ガス流路22、マスフローコントローラ43、遮断弁48を通してプロセスガス外部出口62へ流す。
以上のような構成及び作用を有する第1実施形態により、以下の効果が得られる。
ガス供給ユニット用ブロック1は、上面に一直線上に第1ポート11、第2ポート12、第3ポート13、第4ポート14が形成され、第1ポート11と第3ポート13とを連通させ第1分割部31に形成された第1ガス流路21と、第2ポート12と第4ポート14とを連通させ第2分割部32に形成された第2ガス流路22を有するので、開閉弁などの各機器を直列に配置して、ガス供給ユニットの直列化が可能となり、複数のユニットの集積化による半導体製造工程の省スペース化が図れる。
ガス供給ユニット用ブロック1は、第1ガス流路21及び第2ガス流路22がV字型に形成されているので、第1ガス流路21及び第2ガス流路22内にガスが滞留しにくい効果が得られる。また、ガス流路の形成にあたっては、ドリルなどで逆方向の斜め孔を2箇所開けることにより容易に形成できるとともに、加工時及び加工後の洗浄が容易であり、加工時に発生する微小切削粉、油分などを十分除去できる効果が得られる。
ガス供給ユニット4は、ガス供給ユニット用ブロック1を有するので、パージ弁41、逆止弁42、マスフローコントローラ43の各機器を直列に配置して、ガス供給ユニット4の直列化が可能となり、複数のユニットの集積化による半導体製造工程の省スペース化が図れる。
ガス供給ユニット4は、パージ弁41の入力ポート51が第1ポート11に配置され、パージ弁41の出力ポート52が第2ポート12に配置され、逆止弁42の出力ポート53が第3ポート13に配置され、マスフローコントローラ43の入力ポート54が第4ポート14に配置されているので、パージ弁41、逆止弁42、マスフローコントローラ43の各機器を直列に配置することを可能とし、ガス供給ユニット4の直列化が可能となり、複数のユニットの集積化による半導体製造工程の省スペース化が図れる。すなわち、図10に示す特許文献1のガス供給ユニットのように、ライン方向と垂直な方向に逆止弁142のパージガス外部入口155を形成する必要はなく、ガス供給ユニット4の直列化が可能となり、複数のユニットの集積化による半導体製造工程の省スペース化が図れる。
<第2実施形態>
本発明のガス供給ユニット用ブロックについての第2実施形態を説明する。
まず、第2実施形態のガス供給ユニット用ブロック2の構成を説明する。図4に示すように、前記第1実施形態に対して、シール材27を構成し、第1ガス流路23及び第2ガス流路24をU字型に形成したものである。
なお、その他の構成は第1実施形態と同じであるため、以下説明は省略する。
ここで、第1ガス流路23及び第2ガス流路24の加工手順を説明する。
まず、ブロックの上面の第1ポート11乃至第4ポート14の位置にガスケット用のザグリを設ける。次に、エンドミルなどにより、ドリル挿入用の逃がし孔を設け、各ポート毎にこの逃がし孔からドリルを所定の角度で挿入して所定の深さまでブロックに切削孔を設ける。その後再度、エンドミルなどで切削孔の突き当て面を整形する。一方、ブロックの側面の所定の位置に面に垂直にドリルを当てて、所定の深さまでブロックに切削孔を設ける。その後、エンドミルなどで切削孔の突き当て面を整形する。さらにガス流路からのガス漏れを防止するためシール材27をドリル挿入部に注入する。このようにして、第1ガス流路23及び第2ガス流路24をU字型に形成する。
次に、前記構成を有する第2実施形態のガス供給ユニット用ブロック2を使用したガス供給ユニットとして、例えば、図5に示すようなガス供給ユニット5が考えられるが、構成及び作用については、前記第1実施形態と同じであるため、以下の説明は省略する。
以上のような構成及び作用を有する第2実施形態により、以下の効果が得られる。
ガス供給ユニット用ブロック2は、第1ガス流路23及び前記第2ガス流路24がU字型に形成されているので、ガス流路の形成にあたって、ブロック上面方向から各ポート毎にドリルを所定の角度で挿入してブロック内部深くまで切削する必要はなく、また、ブロック側面方向からは、ドリルを面に垂直に当てて切削すればよい。従って、ドリルやエンドミルなどの切削具の位置決めが容易で、ブロック毎のガス流路の加工精度のばらつきが少なくなる効果が得られる。
その他の効果は前記第1実施形態と同じであるため、以下の説明は省略する。
<第3実施形態>
本発明のガス供給ユニット用ブロックについての第3実施形態を説明する。
第3実施形態のガス供給ユニット用ブロック3の構成は、図6に示すように、第1ガス流路25をV字型及び第2ガス流路26をU字型に形成したものである。
なお、その他の構成は第1実施形態または第2実施形態と同じであるため、以下説明は省略する。
また、第1ガス流路25及び第2ガス流路26の加工手順については、第1実施形態及び第2実施形態と同じであるため、以下の説明は省略する。
次に、前記構成を有する第3実施形態のガス供給ユニット用ブロック3を使用したガス供給ユニットとして、例えば、図7に示すようなガス供給ユニット6が考えられるが、構成及び作用については、前記第1実施形態または第2実施形態と同じであるため、以下の説明は省略する。
以上のような構成・作用を有する第3実施形態により得られる効果についても、第1実施形態または第2実施形態と同じであるため、以下の説明は省略する。
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
第1実施形態のガス供給ユニット用ブロックを示す図面である。 第1実施形態のガス供給ユニット用ブロックを使用したプロセスガス供給ユニットの平面図である。 第1実施形態のガス供給ユニット用ブロックを使用したプロセスガス供給ユニットの上面図である。 第2実施形態のガス供給ユニット用ブロックを示す図面である。 第2実施形態のガス供給ユニット用ブロックを使用したプロセスガス供給ユニットの平面図である。 第3実施形態のガス供給ユニット用ブロックを示す図面である。 第3実施形態のガス供給ユニット用ブロックを使用したプロセスガス供給ユニットの平面図である。 特許文献1のプロセスガス供給ユニットを示す断面図である。 特許文献1の逆止弁を示す断面図である(図10のA矢視図)。 特許文献1のプロセスガス供給ユニットを示す上面図である。
符号の説明
1 ガス供給ユニット用ブロック(第1実施形態)
2 ガス供給ユニット用ブロック(第2実施形態)
3 ガス供給ユニット用ブロック(第3実施形態)
4 プロセスガス供給ユニット(第1実施形態)
5 プロセスガス供給ユニット(第2実施形態)
6 プロセスガス供給ユニット(第3実施形態)
11 第1ポート
12 第2ポート
13 第3ポート
14 第4ポート
21 第1ガス流路
22 第2ガス流路
23 第1ガス流路
24 第2ガス流路
25 第1ガス流路
26 第2ガス流路
31 第1分割部
32 第2分割部
41 パージ弁
42 逆止弁
43 マスフローコントローラ

Claims (6)

  1. 複数のガス流路が形成されたガス供給ユニット用のブロックにおいて、
    前記ブロックの上面に一直線上に第1ポート、第2ポート、第3ポート、第4ポートが形成され、
    前記第1ポートと前記第3ポートとを連通させ、前記ブロックの上面と前記第1ポート乃至前記第4ポートを連ねる直線上で垂直に交わる断面で前記ブロックを分割した場合の第1分割部に形成された第1ガス流路と、
    前記第2ポートと前記第4ポートとを連通させ、前記断面で前記ブロックを分割した場合の第2分割部に形成された第2ガス流路を有することを特徴とするガス供給ユニット用ブロック。
  2. 請求項1のガス供給ユニット用ブロックにおいて、
    前記第1ガス流路及び前記第2ガス流路はV字型に形成されていることを特徴とするガス供給ユニット用ブロック。
  3. 請求項1のガス供給ユニット用ブロックにおいて、
    前記第1ガス流路及び前記第2ガス流路はU字型に形成されていることを特徴とするガス供給ユニット用ブロック。
  4. 請求項1のガス供給ユニット用ブロックにおいて、
    前記第1ガス流路はV字型に形成され、前記第2ガス流路はU字型に形成されていることを特徴とするガス供給ユニット用ブロック。
  5. 請求項1乃至請求項4のいずれか一つに記載したガス供給ユニット用ブロックを有することを特徴とするガス供給ユニット。
  6. 請求項5のガス供給ユニットにおいて、
    不活性ガスを供給するためのパージ弁の入力ポートが前記第1ポートに配置され、
    前記パージ弁の出力ポートが前記第2ポートに配置され、
    不活性ガス源に接続した逆止弁の出力ポートが前記第3ポートに配置され、
    ガスの流量を調整するマスフローコントローラの入力ポートが前記第4ポートに配置されていることを特徴とするガス供給ユニット。
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