JP2007321833A - Gas supply equipment flow path block and semiconductor manufacturing gas supply unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガスを供給するために用いられる流路ブロック、及びそれを備えた半導体製造装置用ガス供給ユニットに関する。 The present invention relates to a flow path block used for supplying gas, and a gas supply unit for a semiconductor manufacturing apparatus including the same.
半導体の製造プロセスにおいては、薄膜形成工程などで微量（例えば３〜３０ＳＣＣＭ）の成膜ガスあるいはエッチングガスが使用されるので、質量流量を検出するセンサ部と流量制御弁を有するマスフローコントローラに開閉弁、レギュレータなどの制御機器を接続してガス供給ユニットを構成し、質量流量（マスフロー）を計測して高精度（例えば±１．０％以下のフローレート）でガスの供給を制御することが行われている。この種ガス供給ユニットにおいては、ガスに混入したコンタミネ−ションが開閉弁の弁座部や、センサ部などに付着すると、開閉弁の閉動作ができなくなる、あるいはレギュレータによる圧力制御やマスフローコントローラによる流量制御に誤差が生じてしまうので、通常は各制御機器の接続部などにフィルタを設け、微細なコンタミネーションの除去を行っている。またコンパクトな制御機器を構成するために、デッドボリュームを最小限に止めるための工夫もなされている。 In a semiconductor manufacturing process, since a very small amount (for example, 3 to 30 SCCM) of a film forming gas or an etching gas is used in a thin film forming process or the like, an open / close valve is provided in a mass flow controller having a sensor unit for detecting a mass flow rate and a flow control valve. Connecting a control device such as a regulator to form a gas supply unit, measuring the mass flow rate (mass flow) and controlling the gas supply with high accuracy (for example, a flow rate of ± 1.0% or less) It has been broken. In this type of gas supply unit, if contamination mixed in the gas adheres to the valve seat or sensor of the on-off valve, the on-off valve cannot be closed, or the pressure control by the regulator or the flow rate by the mass flow controller Since an error occurs in the control, a filter is usually provided at a connection portion of each control device to remove fine contamination. In addition, in order to configure a compact control device, a device for minimizing dead volume has been devised.
上記の半導体製造プロセスでは、腐食性を有する反応性ガスガスが用いられことがあるので、継続的に制御ユニットが継続して使用されると、ガス供給制御機器の内部に生成物が付着することが避けられない。特に微細な多孔質構造であるフィルタ部に生成物が付着するとフィルタが目詰まりを起こし、必要な流量を確保できなくなる。そこで定期的に各制御機器のメンテナンスが行われ、フィルタは定期的に交換されている。 In the semiconductor manufacturing process described above, a reactive gas gas having corrosive properties may be used. Therefore, if the control unit is continuously used, the product may adhere to the inside of the gas supply control device. Inevitable. In particular, when a product adheres to a filter portion having a fine porous structure, the filter is clogged and a necessary flow rate cannot be secured. Therefore, maintenance of each control device is periodically performed, and the filter is periodically replaced.
例えば、特許文献１には、入口通路および出口通路が形成されたブロック状本体に、流体の圧力および流量のいずれかを検出するセンサと、センサからの信号に基づいて流体の通路の開閉度を制御するアクチュエータとが取り付けられ、本体の入口通路に通じる導入通路を有する通路ブロックが本体に突き合わせられており、本体の入口通路と通路ブロックの導入通路との突き合わせ部にガスケットフィルタが装着されている流体制御器が記載されている。このガスケットフィルタは、シール性を確保するとともに、フィルタ機能を果たすために、円環状のガスケット本体と、溶接などによりこれと一体化された、多数の孔があけられた金属製円板状体からなるフィルタとを備えている。 For example, Patent Document 1 discloses that a block-shaped body in which an inlet passage and an outlet passage are formed has a sensor for detecting either the pressure or flow rate of the fluid, and the degree of opening and closing of the fluid passage based on a signal from the sensor. A passage block having an introduction passage leading to the inlet passage of the main body is abutted against the main body, and a gasket filter is attached to a butt portion between the main body inlet passage and the passage block introduction passage. A fluid controller is described. This gasket filter is composed of an annular gasket body and a metal disc-shaped body with a large number of holes integrated with it by welding or the like in order to ensure sealing performance and perform the filter function. And a filter.
また、特許文献２には、互いに連通する流体通路を有している第１および第２の継手部材と、両継手部材の突き合わせ端面間に介在させられる円環状ガスケットと、ガスケットを保持するリテーナとを備えている流体継手において、各継手部材の突き合わせ端面にリテーナ収納凹所が設けられ、各リテーナ収納凹所の底面に環状突起付きのガスケット押さえ用環状突出部が設けられており、リテーナが、ガスケットの外周面を保持していずれか一方の継手部材の環状突出部外周に取り付けられるリテーナ本体と、両継手部材突き合わせ時に同他方の継手部材のリテーナ収納凹所周面を案内するガイドリング部とよりなる流体継手が記載されている。 Further, Patent Document 2 discloses first and second joint members having fluid passages communicating with each other, an annular gasket interposed between the butted end surfaces of both joint members, and a retainer that holds the gaskets. The retainer housing recess is provided at the abutting end face of each joint member, and the gasket protrusion annular protrusion with the annular protrusion is provided on the bottom surface of each retainer housing recess. A retainer body that holds the outer peripheral surface of the gasket and is attached to the outer periphery of the annular protrusion of one of the joint members, and a guide ring portion that guides the peripheral surface of the retainer housing recess of the other joint member when both joint members are abutted A fluid coupling is described.
この種のガスケットフィルタは、良好なシール性を確保するためには、流体制御機器の入口通路の中心と、導入通路ブロックの流路の中心と、ガスケットフィルタの中心が一致した状態であることが必要となる。しかしながら、特許文献１に記載された構造では、ガスケットフィルタは２つのブロックで挟着されて支持されているので、ブロックの上面又は下面に流路が設けられている場合は、比較的容易に各中心を一致させることは可能であるが、流路がブロックの側面に設けられている場合には、ガスケットフィルタを流路の中心と一致させることが極めて困難となり、良好なシール性を確保できなくなるおそれがある。 In order to ensure good sealing performance, this type of gasket filter must be such that the center of the inlet passage of the fluid control device, the center of the flow path of the introduction passage block, and the center of the gasket filter are aligned. Necessary. However, in the structure described in Patent Document 1, since the gasket filter is sandwiched and supported by two blocks, each flow path is relatively easily provided when the flow path is provided on the upper surface or the lower surface of the block. Although it is possible to match the center, when the flow path is provided on the side surface of the block, it becomes extremely difficult to match the gasket filter with the center of the flow path, and it becomes impossible to ensure good sealing performance. There is a fear.
また、特許文献２に記載の流体継手はリテーナがガスケットの外周を保持し、リテーナ収容凹所周面を案内するガイドリング部を具備しているので、嵌め合わせによる径方向へのずれ防止ができるので、各部材の中心を一致させることは可能である。しかして、上記のガス供給ユニットの流路には、特殊材料ガスが導入され、通常はシラン（ＳｉＨ４）、ホスフィン（ＰＨ３）などの強い毒性をもつガスが導入されるので、外部リーク量は、例えば５×１０−１２Ｐａ・ｍ３／ｓｅｃ以下といった非常に微小レベルに維持される。このように微小なリーク量を測定するためにヘリウムリークディテクタが用いられる。しかしながら、特許文献２では、ガスケットの外周をリテーナとガイドリングで覆っているために、漏れ検査に使用するヘリウム等の検査用ガスの侵入路が塞がれてしまい、適切な漏れ検査ができない、或いは、ヘリウムの侵入に長時間要してしまい検査時間が長くなるという別の問題を伴う。さらに、リテーナとガイドリングとガスケットが一体化されているので、メンテナンス時にはリテーナ及びガイドリングが付属したままでガスケットを廃却交換することになるので、メンテナンス費用が高騰するという問題もある。 Moreover, since the retainer holds the outer periphery of the gasket and includes a guide ring portion that guides the peripheral surface of the retainer receiving recess, the fluid coupling described in Patent Document 2 can prevent radial displacement due to fitting. Therefore, it is possible to match the centers of the members. Thus, a special material gas is introduced into the flow path of the gas supply unit, and usually a highly toxic gas such as silane (SiH 4 ) or phosphine (PH 3 ) is introduced. Is maintained at a very minute level such as 5 × 10 −12 Pa · m 3 / sec or less. Thus, a helium leak detector is used to measure a minute leak amount. However, in Patent Document 2, since the outer periphery of the gasket is covered with a retainer and a guide ring, an intrusion path for an inspection gas such as helium used for leak inspection is blocked, and appropriate leak inspection cannot be performed. Or, it takes another long time for the invasion of helium, resulting in another problem that the inspection time becomes longer. Furthermore, since the retainer, the guide ring, and the gasket are integrated, the gasket is discarded and replaced while the retainer and the guide ring are attached at the time of maintenance, so that there is a problem that the maintenance cost increases.
従って本発明の目的は、ガスケット付フィルタの着脱が可能でしかもガス漏れを容易に検出することが可能なガス供給機器用流路ブロック、及び半導体製造用ガス供給ユニットを提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a gas supply device channel block and a semiconductor manufacturing gas supply unit in which a filter with a gasket can be attached and detached and gas leakage can be easily detected.
上記目的を達成するために、本発明のガス供給機器用流路ブロックは、流体が流れる第１の流路を有する第１の流路部材と、前記第１の流路部材に着脱自在に締結され、前記第１の流路と連通可能な第２の流路を有する第２の流路部材と、前記第１の流路部材と前記第２の流路部材とで挟着される円環状ガスケットとその内部に外周縁部が保持されかつ前記第１の流路と前記第２の流路を仕切る円板状フィルタを有するガスケット部材と、前記ガスケット部材の外周側を取り囲みかつ前記流路部材の一方に圧入され、前記各流路を外気と連通させる開口を有するガイドリングを有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a flow channel block for a gas supply device according to the present invention is detachably fastened to a first flow channel member having a first flow channel through which a fluid flows, and the first flow channel member. And a second flow path member having a second flow path capable of communicating with the first flow path, and an annular shape sandwiched between the first flow path member and the second flow path member A gasket member having an outer peripheral edge held in the gasket and having a disk-like filter for partitioning the first flow path and the second flow path; and surrounding the outer peripheral side of the gasket member and the flow path member And a guide ring having an opening that is press-fitted into one of the channels and communicates the flow paths with outside air.
上記ガス供給機器用流路ブロックにおいて、前記開口は、前記ガイドリングの一方の端面から厚さ方向の途中まで形成されたスリットであることが好ましい。このスリットの長さは、漏れ検査に使用するヘリウムガスの侵入路を確保することができ、確実な漏れ検査を行なうことができるような長さ、例えば第２の流路部材に達するような長さに設定されることがより好ましい。 In the gas supply device flow path block, the opening is preferably a slit formed from one end face of the guide ring to the middle in the thickness direction. The length of the slit can secure a penetration path for the helium gas used for the leak inspection, and can be surely inspected for leak, for example, a length that reaches the second flow path member. More preferably, it is set.
上記ガス供給機器用流路ブロックにおいて、この流路ブロックを半導体製造用ガス供給ユニットの所定位置に容易に組付けるようにするために、前記第１の流路部材は、前記第１の流路の一端部が存在する上面に、そこに装着される部材の一部を受取る位置決め穴を有するとともに、前記上面と反対側の下面に、そこに装着される部材に差込まれる位置決めピンを有することが好ましい。 In the gas supply device flow channel block, in order to easily assemble the flow channel block at a predetermined position of the semiconductor manufacturing gas supply unit, the first flow channel member includes the first flow channel member. A positioning hole for receiving a part of a member to be mounted on the upper surface where one end of the positioning member exists, and a positioning pin to be inserted into the member to be mounted on the lower surface opposite to the upper surface. Is preferred.
本発明の半導体製造用ガス供給ユニットは、ベースプレートの上面に、複数の流路ブロックを介して連結された複数の流体制御機器が搭載された半導体製造用ガス供給ユニットであって、流体の入口側及び／又は出口側に設けられた流体制御機器と前記ベースプレートとの間に、上記ガス供給機器用流路ブロックが設置されている構造とすることができる。 A gas supply unit for semiconductor manufacturing according to the present invention is a gas supply unit for semiconductor manufacturing in which a plurality of fluid control devices connected via a plurality of flow path blocks are mounted on the upper surface of a base plate. And it can be set as the structure by which the said flow path block for gas supply apparatuses is installed between the fluid control apparatus provided in the exit side, and the said base plate.
本発明の半導体製造用ガス供給ユニットは、ベースプレートの上面に、複数の流路ブロックを介して連結された複数の流体制御機器が搭載された半導体製造用ガス供給ユニットであって、流体の入口側及び／又は出口側に設けられた流体制御機器の一部を前記第１の流路部材として含む上記ガス供給機器用流路ブロックを有する構造とすることもできる。 A gas supply unit for semiconductor manufacturing according to the present invention is a gas supply unit for semiconductor manufacturing in which a plurality of fluid control devices connected via a plurality of flow path blocks are mounted on the upper surface of a base plate. And it can also be set as the structure which has the said flow-path block for gas supply apparatuses which contains a part of fluid control apparatus provided in the exit side as said 1st flow-path member.
本発明の半導体製造用ガス供給ユニットによれば、２つの流路部材をボルトで締結することにより、これらの間にガスケット付フィルタ保持すると共に、ガスケット付フィルタの外径側にそれも内径が大きいガイドリングを着脱自在にセットするので、ガスケット付フィルタをガイドリングの内径に沿って挿入するだけでフィルタの取り付けを行うことが可能となり、またボルトを緩めるだけで容易にガスケット付フィルタのみを流路部材から取り外すことができる。したがって本発明の半導体製造用ガス供給ユニットによれば、ガスケット付フィルタのメンテナンスに要する時間と費用を従来よりも節約することができる。 According to the gas supply unit for semiconductor production of the present invention, the two flow path members are fastened with bolts so that the filter with the gasket is held between them, and the inner diameter is also large on the outer diameter side of the filter with the gasket. Since the guide ring is set so as to be detachable, the filter can be attached by simply inserting the filter with gasket along the inner diameter of the guide ring, and only the filter with gasket can be easily passed by loosening the bolt. It can be removed from the member. Therefore, according to the gas supply unit for manufacturing a semiconductor of the present invention, the time and cost required for maintenance of the filter with gasket can be saved as compared with the conventional case.
また本発明の半導体製造用ガス供給ユニットによれば、ガスケット付フィルタを取り囲むガイドリングに外気と連通する開口が設けられているので、そこから容易にヘリウムガスが進入し、もって確実な漏れ検査が可能となる。 Further, according to the gas supply unit for manufacturing a semiconductor of the present invention, since an opening communicating with the outside air is provided in the guide ring surrounding the filter with gasket, helium gas easily enters from there, and a reliable leak inspection is performed. It becomes possible.
本発明の半導体製造用ガス供給ユニットは、ベースプレートの上面に、複数の流路ブロックを介して連結された複数の流体制御機器が搭載されることに加えて、流体の入口側及び／又は出口側に設けられた流体制御機器とベースプレートとの間に、上記ガス供給機器用流路ブロックが設置されている構造なので、デッドスペースの少ないガス供給ユニットが得られる。特に、流体の入口側及び／又は出口側に設けられた流体制御機器の一部を前記第１の流路部材として含む上記ガス供給機器用流路ブロックを有する構造とすることにより、さらにコンパクトでデッドスペースの少ない半導体製造用ガス供給ユニットとすることができる。 The gas supply unit for semiconductor manufacturing of the present invention has a fluid inlet side and / or outlet side in addition to a plurality of fluid control devices connected via a plurality of flow path blocks on the upper surface of the base plate. Since the gas supply device channel block is installed between the fluid control device and the base plate, a gas supply unit with little dead space can be obtained. In particular, the gas supply device has a channel block that includes a part of the fluid control device provided on the inlet side and / or outlet side of the fluid as the first channel member. It can be set as the gas supply unit for semiconductor manufacture with little dead space.
上記ガス供給ユニットの入口側及び／又は出口側に設けられた前記ブロックに流体制御機器として開閉弁を接続することにより、ガスケット付フィルタの着脱を行う際に、開閉弁を閉じておけば、ガス供給ユニット内は密閉状態に維持され、外部からのコンタミネーションの混入が防止されるので、常にクリーンなガス供給が可能となる。 By connecting an on-off valve as a fluid control device to the block provided on the inlet side and / or outlet side of the gas supply unit, when the on-off valve is closed when attaching / detaching the filter with gasket, the gas Since the inside of the supply unit is kept sealed and contamination from outside is prevented from being mixed, a clean gas supply is always possible.
以下、本発明の詳細を添付図面により説明する。図１は本発明の実施の形態に係るガス供給ユニットの側面図、図２は本発明の実施の形態に係るガス供給機器用流路ブロックの一部を破断した側面図、図３は図２の一部を破断した平面図、図４は本発明のガイドリングの一例を示す一部を破断した側面図、図５は図２の要部を示す拡大断面図、図６は図１のガス供給機器用流路ブロックの組立手順を説明するための分解斜視図、図７は図１のガス供給機器用流路ブロックの分解手順を説明するための分解斜視図である。 Details of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a side view of a gas supply unit according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view in which a part of a flow block for a gas supply device according to an embodiment of the present invention is broken, and FIG. 4 is a partially cutaway plan view, FIG. 4 is a partially cutaway side view showing an example of the guide ring of the present invention, FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing the main part of FIG. 2, and FIG. FIG. 7 is an exploded perspective view for explaining the procedure for disassembling the gas supply device channel block of FIG. 1.
［ガス供給ユニット］
図１に示すようにガス供給ユニット１００は、紙面に向かって右側から左側にガスが流動するように、開閉弁１０３ａ…１０３ｄ、レギュレータ１０４、マスフローコントローラ１０５及び圧力センサ１０６を含む複数の流体制御機器を有する。これらの流体制御機器は、ベースプレート１０１の上面に設置された略Ｖ字状の連結流路（例えば１０２ｉ）を有する複数の流路ブロック１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｆ及び１０２ｇを介して連結されている。マスフローコントローラ１０５に隣接する開閉弁１０３ｃ及び１０３ｄには各々、窒素ガス等のパージガスを導入するパージライン流路１０２ｊを有する流路ブロック１０２ｅ及びガス供給ユニット出口流路１０２ｋを有する流路ブロック１０２ｈが接続されている。
[Gas supply unit]
As shown in FIG. 1, the gas supply unit 100 includes a plurality of fluid control devices including an on-off valve 103a ... 103d, a regulator 104, a mass flow controller 105, and a pressure sensor 106 so that the gas flows from the right side to the left side as viewed in the drawing. Have These fluid control devices are connected via a plurality of flow path blocks 102a, 102b, 102c, 102d, 102f and 102g having a substantially V-shaped connection flow path (for example, 102i) installed on the upper surface of the base plate 101. ing. A channel block 102e having a purge line channel 102j for introducing a purge gas such as nitrogen gas and a channel block 102h having a gas supply unit outlet channel 102k are connected to the on-off valves 103c and 103d adjacent to the mass flow controller 105, respectively. Has been.
また各流路ブロックをベースプレートの所定位置に固定し、隣設する流体ブロックの上面に設けた接続口の間隔を流体制御機器の接続口の間隔と一致させるために、流路ブロック１０２ａ…１０２ｄ、１０２ｊ、１０２ｇには、ブロック締結用ボルト（例えば１０１ａ）が内装されるとともに、これらの下面には位置決めピン（図示を省略）が突出して設けられ、一方ベースプレート１０１には、ブロック締結用ボルト１０１ａがねじ込まれるねじ穴と位置決めピンが挿入されるピン穴（いずれも図示を省略）が形成されている。 In addition, in order to fix each flow path block at a predetermined position of the base plate and to make the interval between the connection ports provided on the upper surface of the adjacent fluid block coincide with the interval between the connection ports of the fluid control device, the flow path blocks 102a. 102j and 102g are internally provided with block fastening bolts (for example, 101a), and positioning pins (not shown) project from the lower surfaces thereof, while the base plate 101 has block fastening bolts 101a. A screw hole to be screwed and a pin hole into which the positioning pin is inserted (both are not shown) are formed.
図１に示すガス供給ユニット１００は、流体制御機器にコンタミネーションが混入しないようにするために、ガス流入側には、ガスケット付フィルタ４を内蔵したガス供給機器用流路ブロック１が設置されている。なお流路ブロック１はガスの流入側に設置するだけでなく、ガス供給ユニットの下流に位置する半導体製造装置（図示を省略）にコンタミネーションを流さないようにするために、ガス供給ユニットのガスの流出側に設置してもよい。 The gas supply unit 100 shown in FIG. 1 is provided with a gas supply device flow path block 1 including a gasket-equipped filter 4 on the gas inflow side in order to prevent contamination from entering the fluid control device. Yes. The flow path block 1 is not only installed on the gas inflow side, but also in order to prevent contamination from flowing to a semiconductor manufacturing apparatus (not shown) located downstream of the gas supply unit. You may install in the outflow side.
上記のガス供給ユニットによれば、ガス供給機器用流路ブロック１に内蔵されたフィルタによりコンタミネーションを除去し、開閉弁１０３ａを経由して、レギュレータ１０４にガスが導入される。ここで導入ガスの圧力が制御され、圧力センサ１０６で圧力制御の結果がモニターされる。次いで導入ガスは開閉弁１０３ｂ、１０３ｃを経由した後、マスフローコントローラ１０５で質量流量が制御され、開閉弁１０３ｄから下流へ導出される。また、パージライン流路１０２ｊを有する流路ブロック１０２ｅに接続された開閉弁１０３ｃは、三方弁で、初期のガス系の立ち上げ時、マスフローコントローラなどの流体制御機器の交換時や、ガス種を変更するときなどにここから窒素ガス等を導入してパージする。 According to the gas supply unit described above, contamination is removed by the filter built in the flow channel block 1 for gas supply equipment, and the gas is introduced into the regulator 104 via the on-off valve 103a. Here, the pressure of the introduced gas is controlled, and the pressure control result is monitored by the pressure sensor 106. Next, the introduced gas passes through the on-off valves 103b and 103c, and then the mass flow rate is controlled by the mass flow controller 105, and the introduced gas is led downstream from the on-off valve 103d. In addition, the on-off valve 103c connected to the flow path block 102e having the purge line flow path 102j is a three-way valve, and is used for initial gas system startup, replacement of a fluid control device such as a mass flow controller, and gas type. Nitrogen gas or the like is introduced from here when purging.
［流路ブロック］
ガス供給機器用流路ブロック１の詳細を図２〜図５により説明する。図２及び図３に示すようにガス供給機器用流路ブロック１は、内部に流体が流れる下り勾配の流路２１を有する第１の流路部材（以下本体部材という）２と、流路２１と連通する直線状の流路３１が貫通するように設けられた第２の流路部材（以下継手部材という）３と、本体部材２と継手部材３との間に挟着されたガスケット付フィルタ４と、その外周側を取り囲むガイドリング６と、本体部材２と継手部材３とを締結する一対のボルト５を有する。流路ブロックの各部の詳細は次の通りである。
[Flow path block]
Details of the gas supply device channel block 1 will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 2 and 3, the gas supply device flow path block 1 includes a first flow path member (hereinafter referred to as a main body member) 2 having a downward flow path 21 through which a fluid flows, and a flow path 21. Filter with gasket sandwiched between a second flow path member 3 (hereinafter referred to as a joint member) 3 provided so as to penetrate a linear flow path 31 communicating with the main body member 2 and the joint member 3 4, a guide ring 6 that surrounds the outer periphery thereof, and a pair of bolts 5 that fasten the main body member 2 and the joint member 3. Details of each part of the channel block are as follows.
［本体部材］
本体部材２は、流路２１の上面に本体側接続部２１ｃが形成されかつその下部に本体側流路出口２１ａが設けられるとともに、その側面に本体側流路入口２１ｂに臨む本体側接続部２１ｄが設けられている。本体部材２の上面には、ガス供給機器用流路ブロック１の下面にガス供給ユニットのベースプレートを、またブロック１の上面に流体機器を取り付けるために、２箇所の締結用ボルト穴２３と、２箇所の締結用ねじ部２４と、２箇所の位置決めピン穴２５ａとが形成されている。本体部材２の継手部材３と対向する側の面には、ガスケット付フィルタ４に当接する円環状の突出部２１ｄが設けられている。本体部材２の下面には、位置決めピン２６ａが設けられ、このピンをベースプレート１０１（図１参照）の位置決めピン穴に挿入することにより、本体部材２はベースプレート１０１の所定の位置に取り付けられる。
[Main body members]
The main body member 2 has a main body side connection portion 21c formed on the upper surface of the flow passage 21 and a lower portion provided with a main body side flow passage outlet 21a, and a main body side connection portion 21d facing the main body side flow passage inlet 21b on its side surface. Is provided. In order to attach the base plate of the gas supply unit to the lower surface of the flow channel block 1 for the gas supply device and the fluid device to the upper surface of the block 1 on the upper surface of the main body member 2, two fastening bolt holes 23, 2 Two fastening screw portions 24 and two positioning pin holes 25a are formed. On the surface of the main body member 2 facing the joint member 3, an annular projecting portion 21 d that abuts on the filter with gasket 4 is provided. A positioning pin 26 a is provided on the lower surface of the main body member 2, and the main body member 2 is attached to a predetermined position of the base plate 101 by inserting this pin into a positioning pin hole of the base plate 101 (see FIG. 1).
［継手部材］
継手部材３は、継手側流路入口３１ｂから継手側流路出口３１ａまで伸長する直線状の流路３１を有するとともに、外周面には、継手側流路出口３１ａ側に形成されたフランジ部３２と、継手側流路入口３１ｂ側に形成された継手部３３を有する。継手部材３の本体部材２と対向する側の面には、ガスケット付フィルタ４に当接する円環状の突出部３１ｃが設けられている。上記フランジ部３２には、２箇所のボルト穴３４が形成されており、そこにボルト５を装着し、本体部材２の側面のボルト穴３４と一致する位置に設けられたねじ穴にねじ込むことにより、継手部材３は本体部材２に結合されて流路ブロック１が組立てられる。この流路ブロック１は、従来のものと比べて、フランジ部３２の厚さ分だけ大きくなるのみで、非常にコンパクトであり、ガス供給ユニットに組み込んだときにデッドスペースを最小限に止めることができる。
[Joint material]
The joint member 3 has a linear flow path 31 extending from the joint side flow path inlet 31b to the joint side flow path outlet 31a, and a flange portion 32 formed on the outer peripheral surface on the joint side flow path outlet 31a side. And a joint portion 33 formed on the joint-side flow path inlet 31b side. On the surface of the joint member 3 on the side facing the main body member 2, an annular protrusion 31 c that abuts on the filter with gasket 4 is provided. Two bolt holes 34 are formed in the flange portion 32, and the bolts 5 are attached thereto and screwed into screw holes provided at positions corresponding to the bolt holes 34 on the side surface of the main body member 2. The joint member 3 is coupled to the main body member 2 to assemble the flow path block 1. This flow path block 1 is larger than the conventional one by the thickness of the flange portion 32, and is very compact and can minimize dead space when incorporated in the gas supply unit. it can.
ガスケット付フィルタ４を挟着するために、本体部材２に形成された突出部２１ｄと継手部材３に形成された突出部３１ｃは、所定のシール性能を確保するためにスパロールを用いた塑性加工（ローラバニシング）を施すことが好ましい。このスパロール加工によれば、硬くて滑らかなローラで金属表面を転圧するので、加工表面が鏡面仕上げされた状態となりまた同時に加工硬化され、さらに疲労強度も増大するので、シール面の耐久性と気密性を向上することができる。 In order to sandwich the filter 4 with gasket, the protrusion 21d formed on the main body member 2 and the protrusion 31c formed on the joint member 3 are plastically processed using Superoll to ensure a predetermined sealing performance ( It is preferable to apply roller burnishing. According to this Superoll processing, the metal surface is rolled with a hard and smooth roller, so that the processed surface is mirror-finished and work hardened at the same time, and the fatigue strength is also increased. Can be improved.
腐食性ガスに対する耐食性を確保し、コンタミネーションの付着を抑制するために、本体部材２及び継手部材３は、例えば、ＳＵＳ３１６Ｌ等の耐食性を有する金属材料で形成し、流路２１及び流路３１の内表面は、例えば、電解研磨などにより鏡面仕上げを施すことが好ましい。また、シール性の点から、突出部３１ｄは、別配管部材との接続部であって、配管のエッジ部（グランド）間にガスケットを設け、雄ナットと袋ナットでエッジ部を締め付けることにより、ガスケットでシールするようにしたＶＣＲ継手構造（ＶＣＲはＣＡＪＯＮ社（米国）の商品名）とすることが可能である。 In order to ensure corrosion resistance against corrosive gas and suppress the adhesion of contamination, the main body member 2 and the joint member 3 are formed of a metal material having corrosion resistance such as SUS316L, for example. The inner surface is preferably mirror-finished by, for example, electrolytic polishing. In addition, from the viewpoint of sealing properties, the protruding portion 31d is a connecting portion with another piping member, and a gasket is provided between the edge portions (grounds) of the piping, and the edge portion is tightened with a male nut and a cap nut, A VCR joint structure (VCR is a trade name of CAJON (USA)) sealed with a gasket can be used.
［ガスケット付フィルタ］
ガスケット付フィルタ４は、リング状のガスケット部４１とその中央開口内部に固定されたディスク状のフィルタ部４２とからなる。このガスケット付フィルタ４は、本体部材２の突出部２１ｄと継手部材３の突出部３１ｃとの間に狭着され、ボルト５を締め付けることにより、両突出部の間でガスケット部４１が押さえつけられるので、本体部材２と継手部材３とがフィルタ部４２で仕切られかつガスケット部４１でシールされた状態で締結される。リング状のガスケット部４１は、実用上、ニッケル又はステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）などの耐食性を有する金属材料からなり、表面に銀メッキを施したものが好適である。フィルタ部４２としては、例えば、（１）濾過用の微粉末粒子を充填し所定厚さに焼結一体化してなる濾過材、（２）微細金属繊維をその粒界で粒界腐食することによって切断した例えば太さ０．５〜１０μｍでアスペクト比率２〜２０の金属短繊維を厚さ０．３〜２ｍｍ程度に焼結してなる濾過材、（３）粗大空孔を持つ支持体の表面上に前記と同様程度の金属短繊維の微細粒子を懸濁した懸濁液を吸引法によって例えば厚さ０．１〜０．８ｍｍ程度に吸引積層させ、さらに一体焼結することで形成されてなる積層濾材のいずれかを採用することができる。また、フィルタ部４２は、耐食性を必要とすることから、例えばＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏを主成分とする耐熱合金、例えばハステロイ（インコネルなどのＮｉ基超合金）の他、オーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６、３１６Ｌ等）やＡｇなどから選択された材料で形成され、単一の材質や粒子形態のもに限らず、複数の材料を混合したあるいは複数の粒子構造（複合構造）を有するように形成した焼結体を採用することもできる。
[Filter with gasket]
The gasket-equipped filter 4 includes a ring-shaped gasket portion 41 and a disk-shaped filter portion 42 fixed inside the central opening. The filter with gasket 4 is tightly fitted between the protruding portion 21d of the main body member 2 and the protruding portion 31c of the joint member 3, and by tightening the bolt 5, the gasket portion 41 is pressed between the protruding portions. The main body member 2 and the joint member 3 are fastened in a state where they are partitioned by the filter portion 42 and sealed by the gasket portion 41. The ring-shaped gasket portion 41 is practically made of a metal material having corrosion resistance such as nickel or stainless steel (SUS316L), and the surface thereof is preferably plated with silver. As the filter unit 42, for example, (1) a filtering material that is filled with fine powder particles for filtration and sintered and integrated to a predetermined thickness, and (2) intergranular corrosion of fine metal fibers at the grain boundaries. Filtered material obtained by sintering, for example, a short metal fiber having a thickness of 0.5 to 10 μm and an aspect ratio of 2 to 20 to a thickness of about 0.3 to 2 mm, (3) the surface of the support having coarse pores A suspension in which fine particles of short metal fibers of the same level as above are suspended is formed by sucking and laminating to a thickness of, for example, about 0.1 to 0.8 mm by a suction method, and further integrally sintering. Any of the laminated filter media can be employed. In addition, since the filter portion 42 requires corrosion resistance, for example, a heat resistant alloy mainly composed of Fe, Ni, Co, such as Hastelloy (Ni-based superalloy such as Inconel), austenitic stainless steel (SUS316, 316L etc.) or Ag, etc., and is not limited to a single material or particle form, but is formed by mixing a plurality of materials or having a plurality of particle structures (composite structures). A ligature can also be employed.
［ガイドリング］
ガイドリング６は、図４に示すように、ステンレス鋼などの耐食性を有する金属材料で形成され、本体部材２に挿入される大径部６２と、継手部材３に挿入される小径部６３と、大径部６２側端面から小径部６３の一部に延出するように形成された矩形状のスリット６１とからなる。スリット６１が存在することにより、図５に示すようにガイドリング６の大径部６２側が本体部材２の挿入部２７に押し込まれて、半径方向に加圧されると、弾性変形して縮径され、本体部材２に確実に保持され、もって挿入後は脱落を確実に防止することとができる。また、スリット６１の長さは、本体部材２の挿入部２７の深さよりも長くなるように設定することによって、本体部材２の突出部２１ｄと継手部材３の突出部３１ｃとで挟着されたガスケット付フィルタ４のガスケット部４１まで、外気が進入できる侵入路９０が形成される。
[Guide ring]
As shown in FIG. 4, the guide ring 6 is made of a corrosion-resistant metal material such as stainless steel, and has a large diameter portion 62 inserted into the main body member 2, a small diameter portion 63 inserted into the joint member 3, The rectangular slit 61 is formed so as to extend from the end surface on the large diameter portion 62 side to a part of the small diameter portion 63. Due to the presence of the slit 61, when the large-diameter portion 62 side of the guide ring 6 is pushed into the insertion portion 27 of the main body member 2 and is pressed in the radial direction as shown in FIG. Thus, it can be securely held by the main body member 2 and thus can be reliably prevented from falling off after insertion. In addition, the length of the slit 61 is set to be longer than the depth of the insertion portion 27 of the main body member 2, so that the slit 61 is sandwiched between the protruding portion 21 d of the main body member 2 and the protruding portion 31 c of the joint member 3. An intrusion path 90 through which outside air can enter is formed up to the gasket portion 41 of the filter with gasket 4.
ガイドリング６の全長は、ガイドリング６の小径部６３が継手部材３の挿入部３７側へ突出するようにするために、本体部材２に設けられた挿入部２７の深さよりも長く設定されている。また、ガイドリング６の挿入を容易にし、かつ本体部材２の突出部２１ｄと、継手部材３の突出部３１ｃとが、対面するように位置させることができるようにするために、小径部６３の外径は継手部材３に設けられた挿入部３７の内径よりもやや小径に設定されて若干のクリアランスが形成されるような寸法に設定されている。 The total length of the guide ring 6 is set to be longer than the depth of the insertion portion 27 provided in the main body member 2 so that the small diameter portion 63 of the guide ring 6 protrudes toward the insertion portion 37 side of the joint member 3. Yes. Further, in order to facilitate the insertion of the guide ring 6 and to allow the protruding portion 21d of the main body member 2 and the protruding portion 31c of the joint member 3 to be positioned to face each other, The outer diameter is set to a dimension that is slightly smaller than the inner diameter of the insertion portion 37 provided in the joint member 3 so that a slight clearance is formed.
ガイドリング６は、円周方向の少なくとも１ヶ所にスリット６１を有し、弾性力で本体部材２に保持されるので、本体部材２の挿入部２７の加工深さを最小限にでき、デッドスペースが最小の流路ブロックとすることができると共に、加工費用も低減することができる。これに対して単純なリング状のリテーナを用いてガスケット付きフィルタを本体部材に固定しようとすると、締結用ボルト穴２３と挿入部２７とが緩衝するので、本体部材２の挿入部２７のより長く加工することが必要となり、さらにこれを解消するために全長を長くすると、デッドスペースが増大するので不都合である。 Since the guide ring 6 has a slit 61 at least at one place in the circumferential direction and is held by the main body member 2 with an elastic force, the processing depth of the insertion portion 27 of the main body member 2 can be minimized, and the dead space Can be made the smallest flow path block, and the processing cost can be reduced. On the other hand, when the filter with a gasket is fixed to the main body member using a simple ring-shaped retainer, the fastening bolt hole 23 and the insertion portion 27 are buffered, so that the insertion portion 27 of the main body member 2 is longer. It is necessary to process, and further lengthening the length to solve this is inconvenient because the dead space increases.
ガス供給機器用流路ブロック１は、スリット６１の長さを本体部材２の挿入部２７の深さよりも長くなるように設けているので、本体部材２の突出部２１ｄと継手部材３の突出部３１ｃとで挟着されたガスケット付フィルタ４のガスケット部４１まで、外気が進入できる侵入路９０が確保され、侵入路９０から容易にヘリウムガスが進入できるので、確実な漏れ検査が可能である。すなわち流路ブロック１が半導体製造用ガス供給ユニットに組み込まれた場合、流路には、シラン（ＳｉＨ４）又はホスフィン（ＰＨ３）といった毒性の強い特殊反応性ガスが導入される。流路ブロック１によれば、ヘリウムガスを吹きつけたとき、確実にブロックの内部（突出部）までヘリウムガスが到達するので、微小な漏れ量を正確に検出することができる。 Since the gas supply device flow path block 1 is provided so that the length of the slit 61 is longer than the depth of the insertion portion 27 of the main body member 2, the protruding portion 21 d of the main body member 2 and the protruding portion of the joint member 3 are provided. An intrusion path 90 through which outside air can enter is secured up to the gasket portion 41 of the filter with gasket 4 sandwiched between 31c and helium gas can easily enter from the intrusion path 90, so that a reliable leak inspection is possible. That is, when the flow path block 1 is incorporated into a semiconductor manufacturing gas supply unit, a highly toxic special reactive gas such as silane (SiH 4 ) or phosphine (PH 3 ) is introduced into the flow path. According to the flow path block 1, when helium gas is blown, the helium gas surely reaches the inside of the block (protrusion), so that a minute leak amount can be detected accurately.
［流路ブロックの組立］
ガス供給機器用流路ブロック１は、図６に示す手順で組立てることができる。
まず、本体部材２と継手部材３とガスケット付フィルタ４とガイドリング６一対のボルト５を準備し（図７（ａ）参照）、次いで本体部材２にガイドリング６を挿入してから（図７（ｂ）参照）、ガイドリング６の内側にガスケット付フィルタ４を挿入し（図７（ｃ）参照）、最後に一対のボルト５を締め付けることによりフィルタが内蔵されたガス供給機器用流路ブロック（図７（ｄ）参照）を得ることができる。
[Assembly of channel block]
The gas supply device flow path block 1 can be assembled by the procedure shown in FIG.
First, a main body member 2, a joint member 3, a filter 4 with a gasket, and a pair of bolts 5 are prepared (see FIG. 7A), and then the guide ring 6 is inserted into the main body member 2 (FIG. 7). (See (b)), the filter 4 with gasket is inserted inside the guide ring 6 (see FIG. 7 (c)), and finally a pair of bolts 5 are tightened so that the filter is built into the flow channel block for gas supply equipment. (See FIG. 7D) can be obtained.
［流路ブロックの分解］
ガス供給ユニット１に腐食性ガスを流し続けているとやがて微量な生成物が流路内に付着する。特に微細な多孔質であるフィルタは、その影響が顕著で、表面積が大きい分生成物の付着が多く、目詰まりをおこして必要なガス流量を確保できなくなる場合がある。そこで、ガス供給機器用流路ブロック１を図７に示す手順で分解することにより、フィルタを新たなものと交換することができる。図７（ａ）は、ガス供給ユニットを構成する開閉弁１０３ａの一端に流路を連通させる状態でガス供給機器用流路ブロック１が締結された状態を示す。
[Disassembly of channel block]
If corrosive gas is kept flowing through the gas supply unit 1, a trace amount of product will eventually adhere to the flow path. In particular, a fine porous filter has a remarkable influence, and a large surface area causes a large amount of product to adhere, which may cause clogging and fail to secure a necessary gas flow rate. Therefore, the filter can be replaced with a new one by disassembling the gas supply device flow path block 1 according to the procedure shown in FIG. FIG. 7A shows a state in which the gas supply device channel block 1 is fastened in a state where the channel is communicated with one end of the on-off valve 103a constituting the gas supply unit.
分解メンテナンスが必要とされる場合には、まず開閉弁１０３ａを閉じ、ガス供給ユニットを密閉状態とする。これにより、ガス供給ユニット内にコンタミネーションが混入する恐れがなく、ガス供給ユニット内はクリーンな状態が維持される。更には、ガス供給ユニットに流動させるガスの種類によっては、反応性の高い生成物が、流路内壁に付着している場合がある。むやみに空気雰囲気に曝すと、有毒ガスを発生させたり、発火したりする場合がある。事前に開閉弁１０３ａを閉じているので、空気雰囲気に曝される流路は最小限であり、安全なメンテナンス作業を行うことができる。 When disassembly maintenance is required, the on-off valve 103a is first closed, and the gas supply unit is sealed. As a result, there is no risk of contamination entering the gas supply unit, and the gas supply unit is kept clean. Furthermore, depending on the type of gas that flows to the gas supply unit, a highly reactive product may adhere to the inner wall of the flow path. If exposed to an air atmosphere, toxic gases may be generated or ignited. Since the on-off valve 103a is closed in advance, the flow path exposed to the air atmosphere is minimal, and safe maintenance work can be performed.
次に、２本のボルト５を緩め、継手部材３を取り外すことにより、ガスケット付フィルタ４と、ガイドリング６とは、本体部材２の一端に露出された状態が現出する（図８（ｂ）参照）。そして、ガイドリング６は、弾性力で本体部材２の挿入部２７に保持されるので、に示すように、ガイドリング６からガスケット付フィルタ４を速やかに取出すことができる（図８（ｃ）参照）。 Next, by loosening the two bolts 5 and removing the joint member 3, the filter 4 with the gasket and the guide ring 6 appear exposed at one end of the body member 2 (FIG. 8B). )reference). And since the guide ring 6 is hold | maintained at the insertion part 27 of the main body member 2 with an elastic force, as shown in FIG. 8, the filter 4 with a gasket can be rapidly taken out from the guide ring 6 (refer FIG.8 (c)). ).
ガスケットに保持されたフィルタを交換する場合、ガス供給ユニット１００は、ガス供給機器用流路ブロック１が、ガス流入側最初の流路ブロックもしくは末端の流路ブロックとして用いられているので、コンパクトでデッドスペースが最小なガス供給ユニット１００を構成すると共に、ボルト５を緩めるとガスケット付フィルタ４を容易に取り出せ、交換できる。したがって、短時間で容易にメンテナンスができる。
また、メンテナンスのときには、開閉弁１０３ａを予め閉じておくことで、開閉弁１０３ａより下流の流体制御機器は、密閉状態が保たれ、外部からコンタミネーションが混入することを防止できる。従って、ガス供給ユニット１００の流路内部は常にクリーンな状態を保つことができ、流体制御機器の故障や制御誤差の増大を防止することができる。
When replacing the filter held in the gasket, the gas supply unit 100 is compact because the gas supply device flow channel block 1 is used as the first flow channel block on the gas inflow side or the end flow channel block. When the gas supply unit 100 having the minimum dead space is configured and the bolt 5 is loosened, the filter 4 with the gasket can be easily taken out and replaced. Therefore, maintenance can be easily performed in a short time.
In maintenance, by closing the on-off valve 103a in advance, the fluid control device downstream of the on-off valve 103a is kept in a sealed state, and contamination from outside can be prevented. Therefore, the inside of the flow path of the gas supply unit 100 can always be kept clean, and failure of the fluid control device and increase in control error can be prevented.
［ガス供給ユニットの他の形態］
図８は、本発明の他の実施の形態に係るガス供給ユニットの側面図を示している。このガス供給ユニットは、開閉弁本体部材１０３ｅと、継手部材３との間にガスケット付フィルタ４を挟着し、（図示しない）ボルト５で開閉弁本体部材１０３ｅと、継手部材３とを締結していること以外は、その構成および使用方法において、図１に示したガス供給ユニットと同様なので、その説明を省略する。
このガス供給ユニットによれば、開閉弁本体部材１０３ｅと、継手部材３との間にガスケット付フィルタ４を挟着させているので、図１に示したガス供給ユニットよりも更にコンパクトが図られ、デッドスペースを最小とすることができるとともに、ボルト５を緩めるとガスケット付フィルタ４を容易に取り出せ、交換できる。したがって、短時間で容易にメンテナンスができる。
[Other forms of gas supply unit]
FIG. 8 shows a side view of a gas supply unit according to another embodiment of the present invention. In this gas supply unit, the gasket-attached filter 4 is sandwiched between the on-off valve body member 103e and the joint member 3, and the on-off valve body member 103e and the joint member 3 are fastened with a bolt 5 (not shown). Except for this, the configuration and method of use are the same as those of the gas supply unit shown in FIG.
According to this gas supply unit, since the gasket-attached filter 4 is sandwiched between the on-off valve body member 103e and the joint member 3, the gas supply unit shown in FIG. The dead space can be minimized, and when the bolt 5 is loosened, the gasketed filter 4 can be easily taken out and replaced. Therefore, maintenance can be easily performed in a short time.
また、メンテナンスのときには、開閉弁１０３ａを予め閉じておくことで、開閉弁１０３ａより下流の流体制御機器は、密閉状態が保たれ、外部からコンタミネーションが混入することを防止できる。従って、ガス供給ユニット１００の流路内部は常にクリーンな状態を保つことができ、流体制御機器の故障や制御誤差の増大を防止することができる。 In maintenance, by closing the on-off valve 103a in advance, the fluid control device downstream of the on-off valve 103a is kept in a sealed state, and contamination from outside can be prevented. Therefore, the inside of the flow path of the gas supply unit 100 can always be kept clean, and failure of the fluid control device and increase in control error can be prevented.
なお、上記の説明では、ガイドリング６を本体部材２側に装着した形態としたが、継手部材３側に装着しても同様の作用効果が得られることは言うまでもない。 In the above description, the guide ring 6 is mounted on the main body member 2 side, but it goes without saying that the same effect can be obtained even when the guide ring 6 is mounted on the joint member 3 side.
１：ガス供給機器用流路ブロック
２：本体部材、２１：流路、２１ａ：本体側流路出口、２１ｂ：本体側流路入口、２１ｃ、２１ｄ：突出部、２２：側面ねじ部、２３：締結用ボルト穴、２４：締結用ねじ部、２５ａ：位置決めピン穴、２６ａ：位置決めピン、２７：挿入部
３：継手部材３、３１：流路、３１ａ：継手側流路出口、３１ｂ：継手側流路入口、３１ｃ、３１ｄ：突出部、３２：フランジ部、３３：継手部、３４：ボルト穴、３７：挿入部
４：ガスケット付フィルタ、４１：ガスケット部、４２：フィルタ部
５：ボルト、
６：ガイドリング、６１：スリット、６２：大径部、６３：小径部
１００：ガス供給ユニット、
１０１：ベースプレート、１０１ａ：ブロック締結用ねじ、１０１ｂ：位置決めピン穴
１０２ａ〜１０２ｈ：流路ブロック、１０２ｉ：流体制御機器連結流路、１０２ｊ：パージライン流路、１０２ｋ：ガス供給ユニット出口流路、１０３ａ〜１０３ｄ：開閉弁、１０３ｅ：開閉弁本体部材、１０４：レギュレータ、１０５：マスフローコントローラ、１０６：圧力センサ
1: Gas supply device flow path block 2: Main body member, 21: Flow path, 21a: Main body side flow path outlet, 21b: Main body side flow path inlet, 21c, 21d: Projection, 22: Side screw section, 23: Fastening bolt hole, 24: Fastening screw part, 25a: Positioning pin hole, 26a: Positioning pin, 27: Insertion part 3: Joint member 3, 31: Channel, 31a: Joint side channel outlet, 31b: Joint side Channel inlet, 31c, 31d: projecting part, 32: flange part, 33: joint part, 34: bolt hole, 37: insertion part 4: filter with gasket, 41: gasket part, 42: filter part 5: bolt,
6: guide ring, 61: slit, 62: large diameter portion, 63: small diameter portion 100: gas supply unit,
101: base plate, 101a: block fastening screw, 101b: positioning pin holes 102a to 102h: flow path block, 102i: fluid control device connection flow path, 102j: purge line flow path, 102k: gas supply unit outlet flow path, 103a 103d: On-off valve, 103e: On-off valve body member, 104: Regulator, 105: Mass flow controller, 106: Pressure sensor
Claims (6)
6. The semiconductor manufacturing gas supply unit according to claim 4, wherein the fluid control device provided on the inlet side and / or the outlet side of the fluid is an on-off valve.
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