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

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。

Images