JP2013177948A - 流体制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 流体制御装置の大幅な改造を行うことなく、ライン間で異なるパージガスの供給を可能とするためのパージライン変更用ブロック継手およびこのようなパージライン変更用ブロック継手を備えた流体制御装置を提供する。
【解決手段】 複数のラインのうちの少なくとも１つQにおいて、三方弁用通路部の上側にパージライン変更用ブロック継手5が接続されている。パージライン変更用ブロック継手5は、三方弁用通路部のプロセスガス用入口通路7aに連通するプロセスガス用入口通路5aと、プロセスガス用入口通路5aと三方弁用通路部の出口通路8aとを連通する出口通路5bと、三方弁用通路部のパージガス用入口通路9aに連通しないでこれを閉止する通路閉止部5cと、出口通路5bに連通し上面に開口する新規パージガス用入口通路5dとを有している。
【選択図】 図２

Description

この発明は、複数の流体制御機器が集積化されて形成される流体制御装置で使用されるパージライン変更用ブロック継手およびこのようなパージライン変更用ブロック継手を備えた流体制御装置に関する。
半導体製造装置で使用される流体制御装置においては、複数の流体制御機器が隣り合うように配置されて支持部材に取り付けられたラインをベース部材上に並列状に設置することにより、パイプや継手を介さずに流体制御装置を構成する集積化が進んでいる。特許文献１には、このような流体制御装置において、マニホールドブロック継手を使用することが開示されている。
図４から図６までに、この発明の流体制御装置が対象とする従来の流体制御装置を示す。
従来の流体制御装置は、図4に示すように、複数（図示は３つだけ）のライン(P1)(P2)(P3)を有している。
各ライン(P1)(P2)(P3)は、図５に示すように、上段に配置された複数の流体制御機器(2)(3)(4)と、下段に配置されて複数の流体制御機器(2)(3)(4)を支持する複数の継手部材(6)(7)(8)(9)とを備えている。各ライン(P1)(P2)(P3)は、複数の継手部材(6)(7)(8)(9)として、それぞれ上面に開口するＶ字状通路(6a)(7a)(8a)を有する３つのブロック継手(6)(7)(8)と、上面に開口する複数のライン間接続用分岐通路(9a)を有するマニホールドブロック継手(9)とを備えている。
各流体制御機器(2)(3)(4)は、対応する継手部材(6)(7)(8)(9)にボルト(10)によって固定されている。
各ライン(P1)(P2)(P3)は、複数の流体制御機器(2)(3)(4)として、マスフローコントローラ(2)と、マスフローコントローラ(2)のすぐ上流側に配置された三方弁(3)と、三方弁(3)のすぐ上流側に配置された二方弁(4)とを備えている。
二方弁(4)に、下面にそれぞれ開口するプロセスガス用ガス入口通路(4a)およびプロセスガス用ガス出口通路(4b)が設けられ、三方弁(3)に、下面にそれぞれ開口するプロセスガス用ガス入口通路(3a)、パージガス用入口通路(3b)および両ガス共用の出口通路(3c)が設けられている。
三方弁(3)は、２つのブロック継手(7)(8)と、３つのライン(P1)(P2)(P3)に共通の１つのマニホールドブロック継手(9)の一部とによって支持されている。こうして、三方弁(3)は、計３つのブロック継手(7)(8)(9)によって支持されており、これらのブロック継手(7)(8)(9)によって、上面にそれぞれ開口するプロセスガス用入口通路(7a)、パージガス用入口通路(9a)および両ガス共用の出口通路(8a)からなる三方弁用通路部が形成されている。
この流体制御装置の各ライン(P1)(P2)(P3)においては、図６に示すように、二方弁(4)から三方弁(3)を経てマスフローコントローラ(2)に至るプロセスガス通路と、マニホールドブロック継手(9)の各パージガス用入口通路(9a)から三方弁(3)を経てマスフローコントローラ(2)に至るパージガス（例えば窒素Ｎ２ガス）通路とが形成されている。
特開２００１−２５４９００号公報
上記従来の流体制御装置によると、マニホールドブロック継手を使用することで、配管が簡素化されてメンテナンスが容易となる利点を有しているが、この場合、各ラインでパージガスとして使用するガス種を同じにすることが必要であり、例えば、あるラインについては、窒素ガスをパージガスとして供給し、別のラインについては、他のガス（例えばアルゴンガス）をパージガスとして供給することができないことになる。ライン間でパージガスを異なるものにするには、流体制御装置の大幅な改造が必要となるという問題がある。
この発明の目的は、流体制御装置の大幅な改造を行うことなく、ライン間で異なるパージガスの供給を可能とするためのパージライン変更用ブロック継手およびこのようなパージライン変更用ブロック継手を備えた流体制御装置を提供することにある。
この発明によるパージライン変更用ブロック継手は、上面にそれぞれ開口するプロセスガス用入口通路、パージガス用入口通路および両ガス共用の出口通路を形成する下段継手部材の上側に接続されるパージライン変更用ブロック継手であって、下段継手部材のプロセスガス用入口通路に連通するプロセスガス用入口通路と、プロセスガス用入口通路と下段継手部材の出口通路とを連通する出口通路と、下段継手部材のパージガス用入口通路に連通しないでこれを閉止する通路閉止部と、出口通路に連通する新規パージガス用入口通路とを有していることを特徴とするものである。
下段継手部材は、特に限定されるものではないが、通常、複数のブロック継手からなるものとされ、例えば、プロセスガス用入口通路を有するブロック継手、パージガス用入口通路を有するブロック継手および両ガス共用の出口通路を有するブロック継手からなるものとされる。
この発明による流体制御装置は、１つのラインが、上段に配された流量制御器、二方弁および三方弁と、下段に配された複数の継手部材とを有し、複数のラインが並列状に配置されるとともに、下段に配されて複数のラインのうちの少なくとも２つを接続する継手部材としてのマニホールドブロック継手が設けられており、三方弁の下側に配置された複数の継手部材は、各ラインごとに設けられたブロック継手またはマニホールドブロック継手の一部によって、上面にそれぞれ開口するプロセスガス用入口通路、パージガス用入口通路および両ガス共用の出口通路からなる三方弁用通路部を形成しており、三方弁は、下面にそれぞれ開口するプロセスガス用ガス入口通路、パージガス用入口通路および両ガス共用の出口通路を有し、三方弁によって、パージガスが流量制御器に送られるようになされている流体制御装置において、複数のラインのうちの少なくとも１つにおいては、三方弁用通路部の上側に三方弁が接続されており、複数のラインのうちの少なくとも１つにおいては、三方弁用通路部の上側にパージライン変更用ブロック継手が接続されており、パージライン変更用ブロック継手は、三方弁用通路部のプロセスガス用入口通路に連通するプロセスガス用入口通路と、プロセスガス用入口通路と三方弁用通路部の出口通路とを連通する出口通路と、三方弁用通路部のパージガス用入口通路に連通しないでこれを閉止する通路閉止部と、出口通路に連通する新規パージガス用入口通路とを有していることを特徴とするものである。
この発明のパージライン変更用ブロック継手および流体制御装置によると、パージライン変更用ブロック継手は、下段継手部材（三方弁用通路部）のプロセスガス用入口通路に連通するプロセスガス用入口通路と、プロセスガス用入口通路と下段継手部材（三方弁用通路部）の出口通路とを連通する出口通路と、下段継手部材（三方弁用通路部）のパージガス用入口通路に連通しないでこれを閉止する通路閉止部と、出口通路に連通し上面に開口する新規パージガス用入口通路とを有しているので、上面にそれぞれ開口するプロセスガス用入口通路、パージガス用入口通路および両ガス共用の出口通路からなる三方弁用通路部を形成している下段継手部材の上側に接続することができる。したがって、三方弁用通路部を形成している下段継手部材の上側に接続されている三方弁をこのパージライン変更用ブロック継手に置き換えることにより、従来のパージガス通路がパージライン変更用ブロック継手の通路閉止部によって閉止されて、パージライン変更用ブロック継手の新規パージガス用入口通路から異なる種類のパージガスが導入可能となる。この異なる種類のパージガスの追加のために行う作業は、ボルトを外して三方弁を取り外し、取り外した場所に、ボルトでパージライン変更用ブロック継手を取り付けるだけでよく、流体制御装置の大幅な改造は不要である。
流量制御器、二方弁および三方弁は、ラインを構成する流体制御機器の一部であり、各ラインには、流量制御器、二方弁および三方弁の他に、減圧弁、圧力および流量の測定および表示器、フィルタなどが必要に応じて適宜配置される。流量制御器としては、マスフローコントローラのような熱式質量流量制御装置や圧力式流量制御装置などが使用される。
なお、この明細書において、上下は図２の上下をいうものとするが、この上下は便宜的なもので、この発明の流体制御装置は、水平および垂直のいずれでの使用も可能である。
この発明のパージライン変更用ブロック継手および流体制御装置によると、三方弁用通路部を形成している下段継手部材の上側に接続されている三方弁をこのパージライン変更用ブロック継手に置き換えることにより、流体制御装置の大幅な改造を行うことなく、パージライン変更用ブロック継手の新規パージガス用入口通路から異なる種類のパージガスを導入することができる。
図１は、この発明によるパージライン変更用ブロック継手および流体制御装置の実施形態を示す平面図である。 図２は、この発明による流体制御装置の１つのラインを示す通路部分を断面にした側面図である。 図３は、この発明による流体制御装置におけるガスの流れを示すフロー図である。 図４は、従来の流体制御装置を示す平面図である。 図５は、従来の流体制御装置の１つのラインを示す通路部分を断面にした側面図である。 図６は、従来の流体制御装置におけるガスの流れを示すフロー図である。
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。
図１から図３までは、この発明の流体制御装置の要部を示している。流体制御装置(1) は、半導体製造装置等において用いられるもので、図１に示すように、複数（図示は第１から第３まで）のライン(P1)(Q)(P3)を有している。
各ライン(P1)(Q)(P3)は、上段に配置された複数の流体制御機器(2)(3)(4)(5)と、下段に配置されて複数の流体制御機器(2)(3)(4)(5)を支持する複数の継手部材(6)(7)(8)(9)とを備えている。各流体制御機器(2)(3)(4)(5)は、対応する継手部材(6)(7)(8)(9)にボルト(10)によって固定されている。
各ライン(P1)(Q)(P3)は、複数の継手部材(6)(7)(8)(9)として、それぞれ上面に開口するＶ字状通路(6a)(7a)(8a)を有する３つのブロック継手(6)(7)(8)と、上面に開口する複数のライン間接続用分岐通路(9a)を有するマニホールドブロック継手(9)とを備えている。
第１および第３のライン(P1)(P3)は、図５に示したライン(P1)と同じ構成とされており、複数の流体制御機器(2)(3)(4)として、マスフローコントローラ（流量制御器）(2)と、マスフローコントローラ(2)のすぐ上流側に配置された三方弁(3)と、三方弁(3)のすぐ上流側に配置された二方弁(4)とを備えている。
第２のライン(Q)は、図２に示すように、複数の流体制御機器(2)(4)(5)として、マスフローコントローラ(2)と、マスフローコントローラ(2)のすぐ上流側に配置されたパージライン変更用ブロック継手(5)と、パージライン変更用ブロック継手(5)のすぐ上流側に配置された二方弁(4)とを備えている。すなわち、第２のライン(Q)は、第１および第３のライン(P1)(P3)における三方弁(3)がこの発明のパージライン変更用ブロック継手(5)で置き換えられたものとなっている。
マスフローコントローラ(2)、三方弁(3)、二方弁(4)および下段に配置されたブロック継手(6)(7)(8)(9)は、図５に示すものと同じものとされている。すなわち、二方弁(4)に、下面にそれぞれ開口するプロセスガス用ガス入口通路(4a)およびプロセスガス用ガス出口通路(4b)が設けられ、三方弁(3)（図５参照）に、下面にそれぞれ開口するプロセスガス用ガス入口通路(3a)、パージガス用入口通路(3b)および両ガス共用の出口通路(3c)が設けられている。三方弁(3)においては、プロセスガス用入口通路(3a)と出口通路(3c)とが常時連通しており、三方弁(3)の位置を切り換えることで、パージガス用入口通路(3b)と出口通路(3c)とが連通または遮断される。
二方弁(4)は、２つのブロック継手(6)(7)によって支持されており、三方弁(3)は、２つのブロック継手(7)(8)と、３つのライン(P1)(Q)(P3)に共通の１つのマニホールドブロック継手(9)の一部とによって支持されている。こうして、三方弁(3)は、計３つのブロック継手(7)(8)(9)によって支持されており、これらのブロック継手(7)(8)(9)によって、上面にそれぞれ開口するプロセスガス用入口通路(7a)、パージガス用入口通路(9a)および両ガス共用の出口通路(8a)からなる三方弁用通路部が形成されている。
パージライン変更用ブロック継手(5)は、平面から見て（図１）方形でかつ側面から見て（図２）略方形で正面から見て（図示略）中央部が凸のブロック状をなし、図１に示すように、その両縁の低くなっている部分がボルト(10)によって対応するブロック継手(7)(8)(9)に取り付けられている。
パージライン変更用ブロック継手(5)は、図２に示すように、三方弁用通路部のプロセスガス用入口通路(7a)に連通するプロセスガス用入口通路(5a)と、プロセスガス用入口通路(5a)と三方弁用通路部の出口通路(8a)とを連通する両ガス共用の出口通路(5b)と、三方弁用通路部のパージガス用入口通路(9a)に連通しないでこれを閉止する通路閉止部(5c)と、出口通路(5b)に連通し上面に開口する新規パージガス用入口通路(5d)とを有している。新規パージガス用入口通路(5d)には、外部配管が接続可能なように円筒状の突出部(5e)が設けられている。新規パージガス用入口通路(5d)は、プロセスガス用入口通路(5a)とも連通しており、新規パージガス用入口通路(5d)、プロセスガス用入口通路(5a)および出口通路(5b)は、側面から見て逆Ｙ字状をなしている。
この流体制御装置(1)においては、図３に示すように、第１および第３のライン(P1)(P3)では、従来と同様に、二方弁(4)から三方弁(3)を経てマスフローコントローラ(2)に至るプロセスガス通路と、マニホールドブロック継手(9)の各パージガス用入口通路(9a)から三方弁(3)を経てマスフローコントローラ(2)に至るパージガス（例えば窒素Ｎ２ガス）通路とが形成されている。
パージライン変更用ブロック継手(5)を使用していることにより、第２のライン(Q)では、二方弁(4)からパージライン変更用ブロック継手(5)のプロセスガス用入口通路(5a)および出口通路(5b)を経てマスフローコントローラ(2)に至るプロセスガス通路が形成されている。マニホールドブロック継手(9)のパージガス用入口通路(9a)からパージライン変更用ブロック継手(5)を経てマスフローコントローラ(2)に至る通路（第１および第３のライン(P1)(P3)と同様のパージガス通路）については、パージライン変更用ブロック継手(5)に通路閉止部(5c)が設けられており、通路閉止部(5c)がパージガス用入口通路(9a)を閉止することによって、マニホールドブロック継手(9)からのパージガスの導入が止められる。そして、パージライン変更用ブロック継手(5)には、両ガス共用の出口通路(5b)に連通し上面に開口する新規パージガス用入口通路(5d)が設けられているので、これを使用することで、マニホールドブロック継手(9)とは異なる系統でパージガス（ここではアルゴンＡｒガス）が導入可能とされ、これにより、パージライン変更用ブロック継手(5)を経てマスフローコントローラ(2)に至るＡｒパージガス通路が形成されている。
こうして、全てのライン(P1)(Q)(P3)において、プロセスガスとパージガスとがマスフローコントローラ(2)に導入される。そして、パージガスについては、マニホールドブロック継手(9)を介して、２つのライン(P1)(P3)に対して同じパージガスが供給されるとともに、残る１つのライン(Q)に対しては、異なるパージガスが供給可能とされている。したがって、この発明のパージライン変更用ブロック継手(5)によると、従来の流体制御装置のいずれかの（図４の(P2)のラインに設けられた）三方弁(3)をこのパージライン変更用ブロック継手(5)に置き換えることで、プロセスガスは、従来通りに流すことができて、従来のパージガス供給通路（例えば窒素ガス供給通路）を閉止して、パージライン変更用ブロック継手(5)の上方から他の種類のパージガス（例えばアルゴンガス）を供給することができる。ここで、このパージガスの種類の変更のために行う作業は、ボルト(10)を外して三方弁(3)を取り外し、取り外した場所に、ボルト(10)でパージライン変更用ブロック継手(5)を取り付けるだけでよく、流体制御装置(1)の大幅な改造を必要とせず、極めて容易に、パージガス種類の変更を行うことができる。
なお、上記においては、３つのライン(P1)(Q)(P2)しか図示していないが４以上の複数のラインとしてももちろんよい。この場合、複数のラインのうちの少なくとも１つにおいて、三方弁用通路部の上側に三方弁が接続され、複数のラインのうちの少なくとも１つにおいて、三方弁用通路部の上側にパージライン変更用ブロック継手が接続される。また、パージライン変更用ブロック継手を取り付けた状態でプロセスガスを導入した場合、新規パージガス用入口流路(9a)部分は所謂デッドスペース（ガスだまり）となるので、例えば流路の長さを短くしたり、三方弁の機構を用いてプロセスガス用入口通路(5a)および出口通路(5b)を常時連通するような構造とし、デッドスペースを削減する方法を取ることもできる。
(1)：流体制御装置、(2)：マスフローコントローラ（流量制御器）、(3)：三方弁、(3a)：プロセスガス用ガス入口通路、(3b)：パージガス用入口通路、(3c)：出口通路、(4)：二方弁、(5)：パージライン変更用ブロック継手、(5a)：プロセスガス用入口通路、(5b)：出口通路、(5c)：通路閉止部、(5d)：新規パージガス用入口通路、(7)(8)：ブロック継手（継手部材）、(9)：マニホールドブロック継手（継手部材）、(7a)：プロセスガス用入口通路、(8a)：出口通路、(9a)：パージガス用入口通路

Claims (2)

  1. 上面にそれぞれ開口するプロセスガス用入口通路、パージガス用入口通路および両ガス共用の出口通路を形成する下段継手部材の上側に接続されるパージライン変更用ブロック継手であって、下段継手部材のプロセスガス用入口通路に連通するプロセスガス用入口通路と、プロセスガス用入口通路と下段継手部材の出口通路とを連通する出口通路と、下段継手部材のパージガス用入口通路に連通しないでこれを閉止する通路閉止部と、出口通路に連通する新規パージガス用入口通路とを有していることを特徴とするパージライン変更用ブロック継手。
  2. １つのラインが、上段に配された流量制御器、二方弁および三方弁と、下段に配された複数の継手部材とを有し、複数のラインが並列状に配置されるとともに、下段に配されて複数のラインのうちの少なくとも２つを接続する継手部材としてのマニホールドブロック継手が設けられており、三方弁の下側に配置された複数の継手部材は、各ラインごとに設けられたブロック継手またはマニホールドブロック継手の一部によって、上面にそれぞれ開口するプロセスガス用入口通路、パージガス用入口通路および両ガス共用の出口通路からなる三方弁用通路部を形成しており、三方弁は、下面にそれぞれ開口するプロセスガス用ガス入口通路、パージガス用入口通路および両ガス共用の出口通路を有し、三方弁によって、パージガスが流量制御器に送られるようになされている流体制御装置において、
    複数のラインのうちの少なくとも１つにおいては、三方弁用通路部の上側に三方弁が接続されており、複数のラインのうちの少なくとも１つにおいては、三方弁用通路部の上側にパージライン変更用ブロック継手が接続されており、パージライン変更用ブロック継手は、三方弁用通路部のプロセスガス用入口通路に連通するプロセスガス用入口通路と、プロセスガス用入口通路と三方弁用通路部の出口通路とを連通する出口通路と、三方弁用通路部のパージガス用入口通路に連通しないでこれを閉止する通路閉止部と、出口通路に連通する新規パージガス用入口通路とを有していることを特徴とする流体制御装置。
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