JP2014092929A - 集積型ガス供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、半導体製造装置用集積型ガス供給装置のガス供給ラインの増加、装置の小型化、装置内部のガス流路内容積の減少を図り、装置のガス置換性を高めると共に、設置スペースの削減、各機器類の保守管理の容易化を図る。
【解決手段】 平面視において間隔を置いて並置したガス入口側ブロック１２及びガス出口側ブロック１３に、複数の流量制御部を設けた２基の流量制御器３を対向状に組合せ固定すると共に、各流量制御器３に入口開閉弁１及び出口開閉弁５を設けることにより、少なくとも四つのガス供給ラインSを備えたガス供給ユニットＵを形成し、当該ガス供給ユニットＵを複数基積み重ね固定する。
【選択図】 図２

Description

本発明は集積型ガス供給装置の改良に関するものであり、ガス供給ライン数の増加、集積型ガス供給装置の小型化、保守点検の容易化及びガス置換性の向上等を可能にした集積型ガス供給装置に関するものである。

従前から、半導体製造装置等へのプロセスガスは、所謂集積型ガス供給装置を用いて供給されている。
図１５はその一例を示すものであり、二方開閉弁４１Ａ、４１Ｂ、三方開閉弁４２Ａ，４２Ｂ、流量制御装置４３等をガス流路を設けたブロック体４４、４５、４６、４７、４８を介して直列状に一体化して一つのガス供給ラインを形成し、当該ガス供給ラインをブロック体４５、４９を介して複数列並行状に配設固定することにより、集積型ガス供給装置が構成されている（特開平５−１７２１６５号等）。

この種の集積型ガス供給装置は、各機器類をブロック体へ固定する固定用ボルトを上方から取外すことにより、各ガス供給ラインを形成する制御機器類を容易に交換することができるうえ、ガス供給ラインの増設等にも容易に対応することができると云う効用がある。
しかし、必要とするガス供給ライン数が増加してくると、熱式流量制御装置（マスフローコントローラ）又は圧力式流量制御装置の厚みＬ_０が２０〜２４ｍｍ程あるため、必然的に集積型ガス供給装置の奥行寸法Ｌが増加し、集積型ガス供給装置が大型化すると云う問題がある。

また、近年、半導体製造装置では、複数の処理チャンバを設けて複数のウエハを並行して同時処理するマルチチャンバ方式や、一つの処理チャンバで複数のプロセスを連続的におこなうチャンバマルチプロセス方式が採用されており、そのため、集積型ガス供給装置にも、供給ガス種の増加に対応するため多数のガス供給ラインを備える必要が生じている。例えば、１チャンバマルチプロセス方式の半導体製造装置に用いる集積型ガス供給装置においては、１６のガス供給ラインを必要とすることがある。
しかし、ガス供給ライン数が増加すると、必然的に半導体製造装置が大型となり、設置場所が増加して高価なクリーンルームの容積が増大すると云う問題がある。

更に、集積型ガス供給装置では、プロセスチャンバへ供給する各種の処理ガスを瞬時に切換え、且つ、所定流量の特定ガスをクリーンな状態で供給する必要がある。そのため、集積型ガス供給装置内部のガス流路容積を可能な限り少なくしてガス置換性を高めると共に、装置の保守管理、特に各種機器類の取替や調整が簡単におこなえ、接続部に漏洩を生じないようにすることが必要不可欠となる。
しかし、現実には、集積型ガス供給装置内部のガス流路容積を少なくすることは困難であり、例えば、供給ライン数が１６の集積型ガス供給装置では、定格ガス流量が１.0SLM、ガス流路内径が６．２７mm(1/4インチ)の場合、内部のガス流路容積を１２０〜１５０ｃｃ以下にすることが困難な状態にあり、結果として、ガス種の切換えが迅速に行なえず、平均して約５秒程度の時間が掛ることになり、半導体製造設備の生産性や製品品質の点に様々な問題が生ずることになる。

特開平５−１７２１６５号公報 特開２００８−２９８１８０号公報 特開２００２２３９７９７号公報 特開２００４−１００８８９号公報 特開２００６−３３０８５１号公報

本願発明は、従前のこの種の集積型ガス供給装置に於ける上述の如き問題、即ち、イ、従前の入口開閉弁やパージ用三方開閉弁、流量制御器、出口開閉弁等の各機器類を一列状（直列状）に連結して成るガス供給ラインSをベース板上に複数並列状に配設固定する構造の装置では、装置の小型化が困難であり、ガス供給ライン数の増加及び設置スペースの削減等の要求に対応できないこと、ロ、集積型ガス供給装置の内部の流体通路容積を減少させてガスの置換性を高めることが困難なこと、等の問題を解決せんとするものであり、流量制御器自体の構造や複数の流量供給ラインの組合せ構造に改良を加えることにより、例えばガス供給ライン数が１６の集積型ガス供給装置において、装置の外形寸法を横幅Ｗ＝２４０ｍｍ、奥行Ｌ＝２７０ｍｍ、高さＨ＝２４０ｍｍ以下にすると共に、ガス供給装置内部のガス通路容積の大幅な減少を図ることにより、クリーンルーム容積の減少及びガス置換性の大幅な向上が図れ、しかも、半導体製造装置等の天井部に設置しても保守点検が容易に行なえ、高精度な流量制御と安定したクリーンガスの供給等を可能とした集積型ガス供給装置を提供するものである。

本願発明は、平面視において間隔を置いて並置したガス入口側ブロック１２及びガス出口側ブロック１３に、複数の流量制御部を設けた２基の流量制御器３を対向状に組合せ固定すると共に、各流量制御器３に入口開閉弁１及び出口開閉弁５を設けることにより、少なくとも４系統のガス供給ラインSを備えたガス供給ユニットＵを形成し、複数基の当該ガス供給ユニットＵを積み重ねて固定するようにしたことを発明の基本構成とするものである。

前記流量制御器３は、二つの流量制御部を並列状に設けた圧力式流量制御器３とし、また、各流量制御器３の入口ブロック１５をガス入口側ブロック１２の側面へ、及び各流量制御器３の出口ブロック１６をガス出口側ブロック１３の側面へ夫々固定して各流量制御器３を対向状に組合せ固定するようにし、更に、前記ガス入口側ブロック１２の右側に入口開閉弁１を、及びガス出口側ブロック１３の左側に出口開閉弁５を固定し、且つ、ガス供給ユニットＵの積み重ね数を複数基、例えば4基として、ガス供給ラインＳの総数を基数×４、例えば１６とするのが望ましい。例えば、積み重ね数を４基とした構成とすることにより、合計１６のガス供給ラインSを有する集積型ガス供給装置を極めてコンパクトに形成することが出来る。

また、前記ガス入口側ブロック１２の右側面に入口開閉弁用本体ブロック１８を、当該入口開閉弁用本体ブロック１８の正面側及び背面側に両流量制御器３の入口開閉弁１を、前記ガス出口側ブロック１３の左側面に出口開閉弁用本体ブロック１９を、当該出口開閉弁用本体ブロック１９の正面側及び背面側に両流量制御器３の出口開閉弁５を、夫々取付け固定するようにするのが望ましい。このような取付け構成とすることにより、集積型ガス供給装置のよりコンパクト化が可能となる。

更に、前記入口開閉弁用本体ブロック１８に設ける各流量制御器３用の入口開閉弁１を1基とし、一つのプロセスガス入口継手６又はパージガス入口継手７からプロセスガス又はパージガスを両流量制御器３の入口開閉弁１へ供給し、ガス入口側ブロック１２のガス通路２８及び圧力式流量制御器入口ブロック１５のガス通路２８を通して各流量制御器３へプロセスガス又はパージガスを供給するようにしても良い。このような構成とすることにより、4箇所のプロセスガス入口継手６から各ガス供給ユニットＵへプロセスガスが供給されることになり、装置の運転管理が容易となる。

また、前記出口開閉弁用本体ブロック１９に設ける各流量制御器３用の出口開閉弁５を２基とし、合計４基の出口開閉弁５からプロセスガス又はパージガスを一つのプロセスガス出口継手８を通して供給するように出来る。当該構成とすることにより、図1に示すように、複数基、例えば４基の各ガス供給ユニットＵからプロセスガスが合流され、プロセスガス出口継手８を通して供給される。

前記ガス入口側ブロック１２は、高さＨの柱状体としてこれに複数個、例えば４個の縦方向のガス通路（貫通孔）２５を穿孔し、当該縦方向ガス通路２５により積み重ねした複数個、例えば４基のガス供給ユニットＵの各ガス入口側ブロック１２の4本のガス通路２８から成る入口側ガス通路部を相互に連通させるようにしても良い。このような構成とすることにより、集積型ガス供給装置の内部のガス流通路容積をより少なくすることが出来ると共に、ガス入口側ブロック１２を対向させた流量制御器３等の支持固定部材として活用することが可能となる。
また、この場合には、図１に示すように、各プロセスガス入口継手６から流入したプロセスガスが複数基、例えば４基のガス供給ユニットＵへ夫々均等に導入されることになる。

また、前記ガス出口側ブロック１３は、高さＨの柱状体とし、これに積み重ねした複数基、例えば４基のガス供給ユニットＵの4本のガス通路２８からなる出口側ガス通路部を高さ方向に間隔を置いて形成する構成とするのが良い。当該構成とすることにより、対向させた流量制御器３等の各機器の固定がより容易になる。また、図1に示すように、各ガス供給ユニットＵの四つのガス供給ラインSからのガスが合流され、プロセスガス出口継手８を通して供給さる。

前記ガス入口側ブロック１２を高さＨの柱状体とし、当該ガス入口側ブロック１２に積み重ねした複数基、例えば４基のガス供給ユニットＵへプロセスガス又はパージガスを供給する4本のガス通路２８からなる入口側ガス通路部を高さ方向に間隔を置いて形成する構成としても良い。この場合には、図８に示すように、各プロセスガス入口継手６から流入したプロセスガスが１基のガス供給ユニットＵの４基の流量制御器３へ夫々均等に導入されることになる。

前記出口開閉弁用本体ブロック１９を４基の出口開閉弁５に夫々連通した４本の独立のしたガス通路２８からなる出口側ガス通路部として各ガス通路２８の夫々にプロセスガス出口継手８を設け、積み重ねした複数基、例えば４基のガス供給ユニットＵの各プロセスガス出口継手８同士を連結管２９により連結する構成とすることも可能である。当該構成とすることにより、図８に示すように、各ガス供給ユニットＵから一つのガス供給ラインSが合流され、プロセスガス出口継手８を通して供給される。

また、前記出口開閉弁用本体ブロック１９を高さＨの柱状体とし、これに複数個、例えば４個の縦方向の縦方向ガス通路（貫通孔）２５を穿孔すると共に、当該出口開閉弁用本体ブロック１９に積み重ねした複数基、例えば４基のガス供給ユニットＵの4本の独立したガス通路２８からなる出口側ガス通路部を高さ方向に間隔を置いて形成し、前記縦方向ガス通路（貫通孔）２５により、積み重ねした複数基、例えば４基のガス供給ユニットＵの各出口側ガス通路部のガス通路２８同士を相互に連結するようにすることも可能である。このような構成とすることにより、前記連結管２９が不用となって装置をより簡素化することが出来る。

更に、前記ガス入口側ブロック１２と入口開閉弁用本体ブロック１８との間に入口開閉弁用本体ブロック１８aを介設すると共に、入口開閉弁用本体ブロック１８aの背面側及び正面側に入口開閉弁１a及びプロセスガス入口継手６aを固定してプロセスガスの供給箇所を増加する構成とすることも可能である。当該構成とすることにより、プロセスガス等の供給箇所の増加がより簡単に図れる。

本願発明に於いては、平面視において間隔を置いて並置したガス入口側ブロック１２及びガス出口側ブロック１３に、複数の流量制御部を設けた２基の流量制御器３を対向状に組合せ固定すると共に、各流量制御器３に入口開閉弁１及び出口開閉弁５を設けることにより、少なくとも４系統のガス供給ラインSを備えたガス供給ユニットＵを形成し、複数基の当該ガス供給ユニットＵを積み重ね固定する構成としている。
その結果、ガス供給ラインSが増加した場合でも、集積型ガス供給装置は大幅に大型化することがなく、例えば、４基のガス供給ユニットＵを積層し、ガス供給ラインSが１６、各ラインの制御流量１LMの場合に、集積型ガス供給装置の寸法を高さ２４０mm、横幅２４０mm、奥行４５０mm以内に抑えることができ、大幅な小型化が可能となる。

また、上記構成とすることにより、集積型ガス供給装置内部のガス流通路容積を大幅に減少させることができ、特に、間隔を置いて並置したガス入口側ブロック１２及びガス出口側ブロック１３に、複数の流量制御部を設けた２基の流量制御器３を対向状に組合せ固定すると共に、各流量制御器３に入口開閉弁１及び出口開閉弁５を設ける構成とすることにより、ガス流通路内径６.２７mm、ガス供給ライン数１６、各ラインの制御流量１LMの場合に、装置内部のガス通路容積を６０〜７０CC程度とすることができ、従前の集積型ガス供給装置の内部ガス通路容積のほぼ1／3以下に低減することが出来る。
その結果、所謂ガスの置換性が著しく向上し、従前の同一制御容量の集積型ガス供給装置に比較して、ガス置換に要する時間を約３０〜４０％短縮させることが出来る。

更に、本発明の集積型ガス供給装置は小型、軽量であるため、半導体製造装置の天井面上でも容易に設置することができ、クリーンルームのフットプリントの小型化が図れると共に、集積化ガス供給装置を構成する各機器類を全て装置の側方より取外し又は取付けすることができて装置の保守管理が極めて容易となる。

本発明の第１実施例に係る半導体製造装置用集積型ガス供給装置のガス供給系統図である。 本発明の第１実施例に係る半導体製造装置用集積型ガス供給装置の正面図である。 本発明の第１実施例で使用するガス供給ユニットの横断面概要図（図２のイ−イ視断面概要図）である 図２のイ−イ視の拡大した断面概要図である。 図４のガス出口部の左側面図である。 本発明の第１実施例で使用する第２例に係るガス供給ユニットの断面概要図である。 図６のガス出口部の左側面図である。 本発明の第２実施例に係る半導体製造装置用集積型ガス供給装置のガス供給系統図である。 第２実施例に係る半導体製造装置用集積型ガス供給装置の正面図である。 図９のロ−ロ視の断面概要図である。 図９のロ−ロ視の拡大した断面概要図である。 図１１のガス出口部の左側面図である。 第３実施例に係る半導体製造装置用集積型ガス供給装置のガス供給系統図である。 第３実施例に係るガス供給ユニットＵのガス入口部分の断面概要図である。 従前の集積化ガス供給装置の一例を示す斜面図である（特開平５−１７２１６５号）。

以下、図面に基づいて本発明の各実施形態を説明する。

［第１実施形態］
図１乃至図７は、本発明の第１実施例に係る半導体製造装置用集積型ガス供給装置を示すものであり、本第１実施例に於いては、図１のガス供給系統図に示されているように、プロセスガス入口継手６へ供給された４種のガス種が、１６のガス供給ラインS及び４個のプロセスガス通路１０の何れかを通してプロセスガス出口継手８より、プロセス処理装置（図示省略）へ供給される。
即ち、本実施例では、総計１６のガス供給ラインＳは四つのグループに分けられており、各プロセスガス入口継手６から流入したガスが４つのグループの夫々へ導入されると共に、四つの各グループから引き出した４系統分のガス供給ラインSが一つに合流され、プロセスガス通路１０から夫々プロセス処理装置（図示省略）へ供給される構成となっている。

尚、図１において、１は入口開閉弁、２は弁駆動部、３は流量制御器、５は出口開閉弁、６はプロセスガス入口継手、７はパージガス入口継手、８はプロセスガス出口継手、９はパージガス通路、１０はプロセスガス通路１０である。
また、以下の説明においては、上記４系統のガス供給ラインSから成るグループをガス供給ユニットＵと呼ぶ。

図２は、本発明の第１実施例に係る半導体製造装置用の集積型ガス供給装置の正面図であり、当該集積型ガス供給装置は、上記４系統のガス供給ラインＳから成る４基のガス供給ユニットＵを、縦方向に積層して相互に固定することにより形成されており、当該集積型ガス供給装置は高さＨ=８５〜９０mm、横幅Ｗ=２０２〜２１０mm、奥行Ｌ=４２０〜４２４mmの各寸法を有している。
また、以下の説明においては、図２の出口開閉弁５側を左側面、入口開閉弁１側を右側面、正面と対抗する奥側を背面（奥行Ｌの奥部）、高さＨの下方を底面、上方を上面と呼ぶ。

図３は、図２のイーイ視断面概要図であり、各ガス供給ユニットＵの横断面概要図に対応するものである。当該ガス供給ユニットＵは、後述するように、平面視において間隔を置いてガス入口側ブロック１２及びガス出口側ブロック１３を平行状に縦向きに配置し、このガス入口側ブロック１２に入口開閉弁用本体ブロック１８を及びガス出口側ブロック１３に出口開閉弁用本体ブロック１９を固定すると共に、これ等の部材の正面側と背面側に、入口開閉弁１、流量制御器３，出口開閉弁５等を夫々対向状に固定することにより形成されている。

即ち、前記の各流量制御器３は圧力式流量制御器入口ブロック１５及び圧力式流量制御器出口ブロック１６を介してガス入口側ブロック１２及びガス出口側ブロック１３に固定されており、ガス入口側ブロック１２及びガス出口側ブロック１３の正面側と背面側に、入口開閉弁１、流量制御器３、出口開閉弁５等からなる２系統のガス供給ラインSを有する第１ユニット体Ｕ₁と第２ユニット体Ｕ_２とを水平に対向させて固定することにより、４系統のガス供給ラインSを有する１基のガス供給ユニットＵが形成されている。
尚、図２及び図３において、１４は流量制御器本体ブロック、２０は固定用ボルト、２１aは流量制御器のコントロール弁、２８はガス通路である。

（第１例）
図４は、第１実施例で使用しているガス供給ユニットＵの構成を示すものであり、当該第１例に係るガス供給ユニットＵは、一定の間隔を置いて縦向きに平行に配置したガス入口側ブロック１２とガス出口側ブロック１３の背面側及び背面側に、同じ構成の第１ユニット体Ｕ₁及び第２ユニット体Ｕ₂を水平状に対向させて組み付けすることにより形成されている。

即ち、第１ユニット体Ｕ₁は、ガス入口側ブロック１２の右側側面に気密に固定した四角状の入口開閉弁用本体ブロック１８と、ガス出口側ブロック１３の左側側面に気密に固定した四角状の出口開閉弁用本体ブロック１９と、ガス入口側ブロック１２及びガス出口側ブロック１３の背面側に圧力式流量制御器入口ブロック１５及び圧力式流量制御器出口ブロック１６を介して気密に固定した２組のピエゾ素子駆動部２１を平行状に設けた流量制御器３と、入口開閉弁用本体ブロック１８の背面側に固定した入口開閉弁１と、出口開閉弁用本体ブロック１９の背面側に並列状に固定し２個の出口開閉弁５等から形成されている。尚、２１aは、ピエゾ素子駆動部２１により駆動されるコントロール弁である。

同様に、第２ユニット体Ｕ₂は、ガス入口側ブロック１２の右側側面に気密に固定した四角状の入口開閉弁用本体ブロック１８と、ガス出口側ブロック１３の左側側面に気密に固定した四角状の出口開閉弁用本体ブロック１９と、ガス入口側ブロック１２及びガス出口側ブロック１３の正面側に入口ブロック１５及び出口ブロック１６を介して気密に固定した２組のピエゾ素子駆動部２１を平行状に設けた流量制御器３と、入口開閉弁用本体ブロック１８の正面側に固定した入口開閉弁１と、出口開閉弁用本体ブロック１９の正面側に並列状に固定し２個の出口開閉弁５等から形成されており、入口開閉弁用本体ブロック１８の右側側面にプロセスガス入口継手６及びパージガス入口継手７が、また、出口開閉弁用本体ブロック１９の左側側面にプロセスガス出口継手８が夫々固定されている。

前記入口開閉弁用本体ブロック１８は、厚さ約２０〜２１mm程度の四角状のブロック体であり、その正面側及び背面側に入口開閉弁１の取付用凹部２４が設けられ、ここに入口開閉弁１の弁室が形成されている。尚、本実施例では、メタルダイヤフラムを弁体とする構造の入口開閉弁１が用いられており、プロセスガス入口継手６及びパージガス入口継手７に連通するガス通路やガス入口側ブロック１２に連通するガス通路２８が設けられている。また、各入口開閉弁１及び出口開閉弁５は弁取付用凹部２４内へねじ込み方式により固定されている。

前記ガス入口側ブロック１２は、高さＨが約８５~９０mmの四角柱体であり、その高さ方向に４本の縦方向ガス通路（貫通孔）２５が穿孔されており、また、この４本の縦方向ガス通路（貫通孔）２５に連通する水平方向のガス通路２８が設けられている。尚、当該４本の縦方向ガス通路（貫通孔）２５に連通する水平方向のガス通路２８から成る流入側ガス通路部は、ガス入口側ブロック１２の高さ方向に一定の間隔を置いて４段設けられており、この各段のガス通路２８に各ユニット体Ｕの入口開閉弁用本体ブロック１８のガス通路２８が連通される。

前記入口ブロック１５は、流量制御器３の流量制御器本体ブロック１４とガス入口側ブロック１２間を連結すると共に、流量制御器３をガス入口側ブロック１２へ固定用ボルト２０により固定するためのものであり、固定用ボルト２０によりシール部材２３を介設して気密に固定されている。

尚、この入口ブロック１５には２本のガス通路２８が設けられている。又、前記シール材２３には、株式会社フジキン製の「Ｗシール」が使用されており、更に、プロセスガス入口継手６、パージガス入口継手７及びプロセスガス出口継手８には、株式会社フジキン製のＵＰＧ継手（ＨＥＸ１４）が使用されている。しかし、これら以外のシール部材や継手を使用しても良いのは勿論である。

前記流量制御器３は、熱式流量制御器であっても、或いは圧力式流量制御器であっても良いが、本実施例では圧力式流量制御器が使用されている。
当該圧力式流量制御器は特開２００６−３３０８５１号等により公知のものであり、特開２００８−２３９００２号等に開示されている公知のメタルダイヤフラム式ピエゾ素子駆動型制御弁を用いてオリフィス上流側の圧力を調整することにより、オリフィスを流通するガス流量を制御するものである。

即ち、圧力式流量制御器３は、２系統分のガス通路２８を設けた略四角状の流量制御器本体ブロック１４と、流量制御器本体ブロック１４の一側面に平行状に設けた二つの弁取付用凹部２４と、各弁取付用凹部２４に平行に配列固定したピエゾ素子駆動部２１と、二つの制御回路制御回路２２と、流量制御器本体ブロック１４の他側面に平行状に設けた二つの圧力検出器取付用凹部２６と、各圧力検出器取付用凹部２６内に固定した圧力検出器４と、各ガス通路２８の流体出口側に設けたオリフィス２７と、カバー体３０等から形成されており、二組のピエゾ素子駆動部２１及び制御回路２２を有機的に組み合わせて流量制御部を一体的化することにより、２系統分の圧力式流量制御器を備えた薄型構造としたことを特徴とするものである。

上記、第１実施例においては、圧力式流量制御器として株式会社フジキン製のピエゾ素子駆動型流量制御弁を用いた流量制御器を使用しているが、圧力式流量制御器そのものは公知であるため、ここではその詳細な説明は省略する。また、２０は固定用ボルトである。

前記出口ブロック１６は流量制御器本体ブロック１４をガス出口側ブロック１３へ固定するためのものであり、四角状のブロック体に形成されていて、２本のガス通路２８が設けられている。

前記ガス出口側ブロック１３は、ガス入口側ブロック１２と同様に高さＨが約８５~９０mmの四角柱体であり、一つのガス供給ユニットＵに対して合計４本のガス通路２８から成る出口側ガス通路部が形成されている。尚、この出口側ガス通路部を形成する４本のガス通路２８は、２本づつが高さ方向に位置を違えて穿孔されており、当該４本のガス通路２８から成る出口側ガス通路部が、高さ方向に約２０〜２１mmの間隔を置いて各ガス供給ユニットＵに対応するよう４段形成されている。

前記出口開閉弁用本体ブロック１９は、前記入口開閉弁用本体ブロック１８と同様に、厚さ約２０〜２１mm程度の四角状のブロック体であり、その正面側及び背面側に２個の出口開閉弁５の取付け用凹部弁取付用凹部２４が並列状に設けられており、夫々に出口開閉弁５の弁室が形成されている。尚、本実施例では、メタルダイヤフラムを弁体とする構造の出口開閉弁５が用いられており、出口開閉弁用本体ブロック１９には、出口開閉弁５相互間及び出口開閉弁５とガス出口側ブロック１３のガス通路２８間並びに出口開閉弁５とプロセスガス出口継手８間を連通するガス通路ガス通路２８が、夫々設けられている。

上記ガス供給ユニットＵを構成する入口開閉弁用本体ブロック１８，ガス入口側ブロック１２，入口ブロック１５、流量制御器本体ブロック１４、出口ブロック１６、ガス出口側ブロック１３及び出口開閉弁用本体ブロック１９相互間は、固定用ボルト２０（一部は図示省略）によりシール部材２３及びオリフィス２７を介設して気密に固定されており、ガス供給ユニットＵはガス入口側ブロック１２及びガス出口側ブロック１３の部分を除いて、厚さ約２０mm程度に仕上げられている。

上記第１ユニット体Ｕ₁と第２ユニット体Ｕ₂から成る４系統のガス供給ラインSを備えたガス供給ユニットＵ は、前述の通り4段に積層され、相互に固定される。即ち、ガス入口側ブロック１２及びガス出口側ブロック１３が柱状体に形成されているため、このガス入口側ブロック１２及びガス出口側ブロック１３によって、4基のガス供給ユニットＵが4段に積層固定されることになる。

プロセスガス入口継手６より流入したガスは、ガス入口側ブロック１２において四つに分流され、入口ブロック１５、流量制御器本体ブロック１４、出口ブロック１６，ガス出口側ブロック１３の各ガス通路２８を通して出口開閉弁用本体ブロック１９において合流され、プロセスガス出口継手８よりプロセスチャンバへ供給されて行く。
尚、図４の実施例では、プロセスガス入口継手６を1箇所としているが、入口開閉弁１を増やしてプロセスガス入口継手６を増加させることも可能である。同様に、出口開閉弁用本体ブロック１９のガス通路２８をそれそれ独立した通路として、プロセスガス出口継手８の数を増やすことも可能である。

上記第１実施例に於いては、入口開閉弁１、プロセスガス入口継手６，流量制御器３等を上述した株式会社フジキン製の製品とすると共に、各部のガス通路２８の内径を６．２７mmとしたとき、集積型ガス供給装置の内部ガス流通路の合計容積（１６系統）を５３.４CCにまで減少させることができ、加えて、ガスの出口側の構造を単純にすることが出来る。

（第２例）
図６は、本発明の第１実施例で使用する圧力式流量制御器３の第２例を示すものであり、圧力検出器４の他に圧力検出器４aを設けた点のみが第１例の場合と異なっている。
当該圧力検出器４aを設けることにより、オリフィス２７の上流側と下流側の圧力が検出され、非臨界状態のガス流であっても高精度で、流量制御をすることが可能となる。
尚、第２例に係る圧力検出器４aそのものは公知であるため、ここではその説明を省略する。

［第２実施例］
図８〜図１２は、本発明の第２実施例を示すものであり、積層型ガス供給装置の構成は、ガス入口側ブロック１２の入口側ガス流路部及び出口開閉弁用本体ブロック１９の出口側ガス流路部の構成が異なる点を除いて、その他の部分の構成は、前記第１実施例の場合と全く同様である。

即ち、当該第２実施例では、図８に示すように、１箇所のプロセスガス入口継手６から１基のガス供給ユニットＵの４系統のガス供給ラインSへ同時にガスが導入されると共に、４基の各ガス供給ユニットＵから導出されたガス供給ラインSが４系統分合流され、各プロセスガス出口継手８から導出される構成になっている。

そのため、ガス入口側ブロック１２及び出口開閉弁用本体ブロック１９の構成が前述のように第１実施例の場合と異なっており、当該第２実施例のガス入口側ブロック１２は、高さＨの柱状体とし、これに、積重ねした4基のガス供給ユニットＵへプロセスガス又はパージガスを供給する4本の相互に連通したガス通路２８からなる入口側ガス通路部を、高さ方向に間隔を置いて４段形成する構成としている。これにより、図８に示すように、各プロセスガス入口継手６から流入したプロセスガスが各ガス供給ユニットＵの4系統の流量制御器３へ夫々均等に導入されることになる。

また、当該第２実施例の出口開閉弁用本体ブロック１９は、四つの出口開閉弁５に夫々連通した4本の独立のしたガス通路２８からなる出口側ガス通路部に形成されており、各ガス通路２８の夫々にプロセスガス出口継手８が設けられている。そして、積重ねした4基のガス供給ユニットＵの各１系統のプロセスガス出口継手８同士を連結管２９により連結することにより、４個のプロセスガス出口継手８よりガスを導出するように構成されている。当該構成とすることにより、図８に示すように、各ガス供給ユニットＵから１系統ずつ合計４系統のガス供給ラインSが合流され、プロセスガス出口継手８を通して導出されることになる。

尚、前記第２実施例では、ガスの導出側に前記連結管２９を必要とし、装置の小型化を阻害することになる。そのため、出口開閉弁用本体ブロック１９を高さＨの柱状体とし、これに4個の縦方向の縦方向ガス通路（貫通孔）２５を穿孔すると共に、当該出口開閉弁用本体ブロック１９に積重ねした4基のガス供給ユニットＵの4本の独立したガス通路２８からなる出口側ガス通路部を高さ方向に間隔を置いて４段形成し、縦方向ガス通路（貫通孔）２５により積重ねた4基のガス供給ユニットＵの各プロセスガス出口継手８同士を相互に連結するようにしても良い。この場合には、前記連結管２９が不用となって装置をより簡素化できる。

当該第２実施例に係る集積型ガス供給装置では、ガス通路内径等の条件が第１実施例の場合と同一の場合に、内部ガス流通路の合計容積（１６系統）を６３.８CCにまで減少させることができ、加えて、ガスの入口側の構造を単純にすることが出来る。

［第３実施例］
図１３及び図１４は第３実施例を示すものであり、第１実施例のガス供給ユニットＵにおいて、入口開閉弁１の下流側にガス供給口を別途に設ける構成としたものである。
即ち、当該第３実施例では、図１４に示すように、ガス入口側ブロック１２と入口開閉弁用本体ブロック１８との間に入口開閉弁用本体ブロック１８aを介設すると共に、入口開閉弁用本体ブロック１８aの背面側及び正面側に入口開閉弁１a及びプロセスガス入口継手６aを固定して、プロセスガスの供給箇所を増加する構成としたものであり、当該入口開閉弁１a及びプロセスガス入口継手６aの点を除いて、その他の構成は前記第１実施例の場合と同一である。
当該構成とすることにより、装置内部のガス流通路の内容積を大きく増加させることなしに、プロセスガス等の供給箇所を容易に増加することが出来る。

尚、前記各実施例においては、４基のガス供給ユニットＵを積層する構成としているが、積層するガス供給ユニットＵの数は２基又は３基若しくは４基以上としても良いことは勿論である。
また、前記各実施例においては、２系統のガス供給ラインＳを有する第１ユニット体Ｕ₁と第２ユニット体Ｕ_２とを水平に対向させて固定することにより、４系統のガス供給ラインＳを有する１基のガス供給ユニットＵが形成されている構成としているが、第１ユニット体Ｕ₁、第２ユニット体Ｕ_２はそれぞれ１系統あるいは２系統以上のガス供給ラインＳを有しても良いし、ガス供給ユニットＵが２系統又は３系統若しくは４系統以上のガス供給ラインＳを有しても良いことは勿論である。

本発明は半導体製造装置用のみならず、各種の化学装置等に於ける集積型ガス供給装置としても利用できるものである。

Ｗ 集積型ガス供給装置の横幅寸法
Ｌ 集積型ガス供給装置の奥行寸法
Ｈ 集積型ガス供給装置の高さ寸法
Ｓ ガス供給ライン
Ｕ ガス供給ユニット
Ｕ_１ 第１ガス供給ユニット
Ｕ_２ 第２ガス供給ユニット
１ 入口開閉弁
１a 入口開閉弁
２ 弁駆動部
３ 流量制御器（圧力式流量制御器）
４ 圧力検出器
４a 圧力検出器
５ 出口開閉弁
６ プロセスガス入口継手
６a プロセスガス入口継手
７ パージガス入口継手
８ プロセスガス出口継手
９ パージガス通路
１０ プロセスガス通路
１１ 入出力接続具（ケーブルコネクタ）
１２ ガス入口側ブロック
１３ ガス出口側ブロック
１４ 流量制御器本体ブロック
１５ 入口ブロック
１６ 出口ブロック
１７ 圧力検出器取付ブロック
１８ 入口開閉弁用本体ブロック
１８a 入口開閉弁用本体ブロック
１９ 出口開閉弁用本体ブロック
２０ 固定用ボルト
２１ ピエゾ素子駆動部
２１a コントロール弁
２２ 制御回路
２３ シール部材
２４ 弁取付用凹部
２５ 縦方向のガス流路
２６ 圧力検出器取付用凹部
２７ オリフィス
２８ ガス通路
２９ 連結管
３０ カバー体

Claims (12)

1. 平面視において間隔を置いて並置したガス入口側ブロック（１２）及びガス出口側ブロック（１３）に、複数の流量制御部を設けた２基の流量制御器（３）を対向状に組合せ固定すると共に、各流量制御器（３）に入口開閉弁（１）及び出口開閉弁（５）を設けることにより、少なくとも４系統のガス供給ライン（S）を備えたガス供給ユニット（Ｕ）を形成し、複数基の当該ガス供給ユニット（Ｕ）を積み重ね固定する構成としたことを特徴とする集積型ガス供給装置。
2. 流量制御器（３）を二つの流量制御部を並列状に設けた２系統のガス供給ラインを有する圧力式流量制御器（３）とし、また、各流量制御器（３）の入口ブロック（１５）をガス入口側ブロック（１２）の側面へ、及び各流量制御器（３）の出口ブロック（１６）をガス出口側ブロック（１３）の側面へ夫々固定して各流量制御器（３）を対向状に組合せ固定し、更に、前記ガス入口側ブロック（１２）の右側に入口開閉弁（１）を、及びガス出口側ブロック（１３）の左側に出口開閉弁（５）を固定し、且つ、ガス供給ユニット（Ｕ）の積み重ね数を複数基とするようにした請求項1に記載の集積型ガス供給装置。
3. ガス入口側ブロック（１２）の右側面に入口開閉弁用本体ブロック（１８）を固定し、当該入口開閉弁用本体ブロック（１８）の正面側及び背面側に両流量制御器（３）の入口開閉弁（１）を固定し、また、ガス出口側ブロック（１３）の左側面に出口開閉弁用本体ブロック（１９）を固定し、当該出口開閉弁用本体ブロック（１９）の正面側及び背面側に両流量制御器（３）の出口開閉弁（５）を固定するようにした請求項１または２に記載の集積型ガス供給装置。
4. 入口開閉弁用本体ブロック（１８）に設ける各流量制御器（３）用の入口開閉弁（１）を1基とし、一つのプロセスガス入口継手（６）又はパージガス入口継手（７）からプロセスガス又はパージガスを両流量制御器（３）の入口開閉弁（１）へ供給し、ガス入口側ブロック（１２）のガス通路（２８）及び流量制御器（３）の入口ブロック（１５）のガス通路（２８）を通して各流量制御器（３）へプロセスガス又はパージガスを供給するようにした請求項１または２に記載の集積型ガス供給装置。
5. 出口開閉弁用本体ブロック（１９）に設ける各流量制御器（３）用の出口開閉弁（５）を２基とし、合計４基の出口開閉弁（５）からプロセスガス又はパージガスを一つのプロセスガス出口継手（８）を通して供給するようにした請求項１または２に記載の集積型ガス供給装置。
6. ガス入口側ブロック（１２）を高さＨの柱状体とすると共に、これに複数個の縦方向のガス通路（２５）を穿孔し、当該縦方向のガス通路（２５）を通して積み重ねた複数基のガス供給ユニット（Ｕ）の各ガス入口側ブロック（１２）の4本のガス通路（２８）から成る入口側ガス通路部を相互に連通させるようにした請求項１または２に記載の集積型ガス供給装置。
7. ガス出口側ブロック（１３）を高さＨの柱状体とすると共に、当該ガス出口側ブロック（１３）に、積み重ねした複数基のガス供給ユニット（Ｕ）の4本のガス通路（２８）からなる出口側ガス通路部を高さ方向に間隔を置いて形成するようにした請求項１または２に記載の集積型ガス供給装置。
8. ガス入口側ブロック（１２）を高さＨの柱状体とし、当該ガス入口側ブロック（１２）に、積み重ねた複数基のガス供給ユニット（Ｕ）へプロセスガス又はパージガスを供給する4本のガス通路（２８）からなる入口側ガス通路部を高さ方向に間隔を置いて形成するようにした請求項１または２に記載の集積型ガス供給装置。
9. 出口開閉弁用本体ブロック（１９）に、4基の出口開閉弁（５）に夫々連通する4本の独立のしたガス通路（２８）からなる出口側ガス通路部を設けると共に、各ガス通路（２８）の夫々にプロセスガス出口継手（８）を設け、積み重ねた複数基のガス供給ユニット（Ｕ）の各プロセスガス出口継手（８）同士を連結管（２９）により連結する構成とした請求項１または２に記載の集積型ガス供給装置。
10. 出口開閉弁用本体ブロック（１９）を高さＨの柱状体とし、これに複数個の縦方向のガス通路（２５）を穿孔すると共に、当該出口開閉弁用本体ブロック（１９）に積み重ねた複数基のガス供給ユニット（Ｕ）の4本の独立したガス通路（２８）からなる出口側ガス通路部を高さ方向に間隔を置いて形成し、前記縦方向ガス通路（２５）により積み重ねた複数基のガス供給ユニット（Ｕ）の出口側ガス通路部のガス通路（２８）同士を相互に連結するようにした請求項９に記載の集積型ガス供給装置。
11. ガス入口側ブロック（１２）と入口開閉弁用本体ブロック（１８）との間に入口開閉弁本体用ブロック（１８a）を介設すると共に、入口開閉弁用本体ブロック（１８a）の背面側及び正面側に入口開閉弁（１a）及びプロセスガス入口継手（６a）を固定してプロセスガスの供給箇所を増加するようにした請求項１または２に記載の集積型ガス供給装置。
12. ガス供給ユニット（Ｕ）の積み重ね基数を４基とするようにした請求項２、請求項６、請求項７、請求項８、請求項９又は請求項１０に記載の集積型ガス供給装置。

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