JP2016192439A - 流体供給装置、ライン保持具及び流体供給装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体製造用クリーンルーム内に配置され、可撓性チューブを用いた作動圧供給ラインを予め設定した経路に沿って配設できる流体供給装置及び製造方法とそれに使用されるライン保持具を提供する。
【解決手段】駆動機器１１を有しプロセス領域にプロセス流体を供給する流体供給ライン１３を配設し、複数の可撓性チューブ１５ａ間を連結部材によって連結して構成した作動圧供給ライン１５を駆動機器に接続し、且つ、連結部材をライン保持具２０に保持することにより、予め設定された位置及び向きに規定して連結部材を固定する。ライン保持具は連結部材を保持する保持部と、保持部の位置及び向きを規定して保持部を固定する固定面とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体製造用クリーンルーム内に配置される流体供給装置と、流体供給装置に使用可能なライン保持具と、流体供給装置の製造方法と、に関する。

従来、クリーンルーム内に配置された半導体製造装置には、プロセスチャンバーに多数のガス供給ラインが付設されて構成され、各ガス供給ラインは、それぞれ駆動機器を有してプロセスチャンバーにプロセス流体を供給する。各駆動機器には、可撓性チューブを用いた作動圧供給ラインが接続されており、作動圧が可撓性チューブを通して供給されて駆動制御されることで、プロセスチャンバーにプロセス流体が供給される。

各ガス供給ラインに設けられた複数の駆動機器には、それぞれ作動圧供給ラインが設けられているため、多数の可撓性チューブがガス供給装置の筐体内に配置されている。各作動圧供給ラインには、複数の可撓性チューブが連結されたＡＮＤ素子やＯＲ素子等が設けられており、多くの可撓性チューブが配設されている。

特許文献１では、気体状又は液体状の物質を搬送する多数の搬送ラインを正しく接続するための技術が提案されている。ここでは一方のラインの端部にオス型プラグを設け、他方のラインの端部にメス型コネクタを設け、オス型プラグとメス型コネクタとが適切に連結されたときに、ホルダーに挿着できるようにして接続のミスを防止している。

特開平５−２１５２８５号公報

ところで、半導体製造装置において、プロセスチャンバーにプロセス流体を供給するガス供給装置では、各作動圧供給ラインが多数本の可撓性チューブにより構成されている。可撓性チューブはその柔軟性を利用して変形させて配設されるため、筐体内の配置に自由度が大きく、各作動圧供給ラインの配置作業がガス供給装置毎に異なりがちである。よって、各作動圧供給ラインに関して組立作業者による個体差が大きかった。

そのため、組立製造時やメンテナンス時には、作動圧供給ラインが正しく配設できているか否かの検査に手間を要する。狭い空間内に多数の可撓性チューブが収容されているため、その手間が極めて煩雑となる。

さらに可撓性チューブの配置に自由度が大きいことで、作動圧供給ラインの経路に作業者の個体差が生じると、作動圧の伝達時間等にズレが生じるおそれがある。そのようなズレが生じると、ガス供給ラインから半導体製造装置に供給されるプロセスガスの供給タイミングや量などに個体差が影響し、得られる半導体製品などの品質にバラつきが生じる。

そこで本発明は、半導体製造用クリーンルーム内に配置され、可撓性チューブを用いた作動圧供給ラインを、予め設定した経路に沿って配設できる流体供給装置及びその製造方法とそれに使用されるライン保持具を提供することを目的とする。

本発明のコンセプトは以下の通りである。
［１］駆動機器を有しプロセス領域にプロセス流体を供給する一又は複数の流体供給ラインと、
複数の可撓性チューブ及び前記可撓性チューブ間を連結する連結部材を有し前記駆動機器と接続された一又は複数の作動圧供給ラインと、
前記一又は複数の作動圧供給ラインにおける前記連結部材の位置及び向きを規定し前記連結部材を保持して固定するライン保持具と、を備え、
半導体製造用クリーンルーム内に配置される、流体供給装置。
［２］前記一又は複数の前記流体供給ラインのうち少なくとも前記駆動機器と、前記一又は複数の作動圧供給ラインのうち少なくとも前記可撓性チューブ及び前記連結部材と、前記ライン保持具と、が筐体に収容されている、前記［１］に記載の流体供給装置。
［３］前記ライン保持具は、前記連結部材を保持して前記筐体に固定されている、前記［２］に記載の流体供給装置。
［４］半導体製造用クリーンルーム内の流体供給装置内に配置され、流体供給ラインの駆動機器に接続された作動圧供給ラインを保持するためのライン保持具であって、
前記作動圧供給ラインにおける複数の可撓性チューブ間を連結するためのプッシュイン形式の連結部材を保持する保持部と、前記連結部材の位置及び向きを規定して前記保持部を固定する固定部と、を備える、ライン保持具。
［５］半導体製造用クリーンルーム内に配置される流体供給装置の製造方法であって、
駆動機器を有しプロセス領域にプロセス流体を供給する流体供給ラインを一又は複数配設し、
複数の可撓性チューブ間を連結部材によって連結して構成した一又は複数の作動圧供給ラインを前記駆動機器に接続し、且つ、前記連結部材をライン保持具に保持することにより、前記連結部材を予め設定された位置及び向きに規定して前記連結部材を固定する、流体供給装置の製造方法。

本発明によれば、作動圧供給ラインにおける複数の可撓性チューブ間を連結するための連結部材を、ライン保持具により保持することで、連結部材の位置及び向きを規定して固定することができる。ライン保持具に連結部材を保持させて連結部材を固定すれば、流体供給ラインの各駆動機器に対し予め設定された位置及び向きに規定して連結部材を設置できる。そのため、可撓性チューブを用いることで配置の自由度が大きい作動圧供給ラインを、予め設定した経路に沿って配設することが可能である。

その結果、複数の流体供給装置によって作動圧供給ラインを構成しても、作動圧供給ラインの組立作業の違いによる差が生じることが少なく、同機種の流体供給装置を用いて同一の作動圧供給ラインを構成しても、作動圧供給ラインの経路の個体差が生じることを防止できる。これにより作動圧供給ラインの構成を容易に検査することができ、さらに作動圧供給ラインの各駆動機器までの経路が安定することで、作動圧の供給時や解放時における駆動機器の挙動を安定化できる。

本発明の実施形態に係る流体供給装置の斜視図である。 （ａ）は本発明の実施形態に係るライン保持具の斜視図、（ｂ）は（ａ）のライン保持具に連結部材を保持させた状態を示す斜視図、（ｃ）は（ａ）のライン保持具を流体供給装置の筐体に固定した状態を示す斜視図である。 本発明の他の実施形態に係るライン保持具の斜視図である。 本発明のさらに他の実施形態に係るライン保持具の斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図を用いて詳細に説明する。
本実施形態の流体供給装置は、半導体製造用クリーンルーム内に配置され、プロセスチャンバー内などのプロセス領域にプロセス流体を供給する装置であり、供給タイミング、時間、流速、流量などの流動状態を制御する。

ここで、半導体製造には、各種ウエハの製造又はその一部の製造、各種ウエハを用いた電子デバイス、光デバイスの製造又はその一部の製造、液晶（ＦＰＤ）、ソーラーパネルの製造又はその一部の製造を含む。半導体製造用クリーンルーム内とは、外界と隔離されて各種製造装置が配置される空間内であったり、その空間よりもクリーン度が少し低い空間内であったりしてもよい。プロセス流体とは、半導体製造時の各種の工程において、例えばプロセスチャンバー内のように、半導体基板、又は、半導体膜、絶縁膜、金属膜などの膜を有する基板などが配置される領域内、すなわちプロセス領域内に、直接供給して使用される気体、液体等の流体である。本実施形態はパージその他のクリーニング、デポジション、エッチングなどのプロセスにおいて使用されるプロセスガスである。なお、プロセス領域とは、半導体基板、半導体膜、絶縁膜、金属膜などが配置される領域のみならず、その前段階の領域、例えば複数の流体を混合させるような領域であってもよい。

本発明の実施形態に係る流体供給装置１０は、図１及び図２に示すように、駆動機器１１を有していてプロセス領域にプロセス流体を供給する一又は複数の流体供給ライン１３と、駆動機器１１と接続され駆動機器１１の駆動を制御する一又は複数の作動圧供給ライン１５と、これらを収容する筐体１７と、を備えている。

各流体供給ライン１３は、上流側の配管その他の供給源側部材に接続される入口側接続部１３ａと、下流側の供給先側部材に接続される出口側接続部１３ｂと、供給されるプロセス流体の制御に適するように組み合わせた各種バルブ等の複数の駆動機器１１と、入口側接続部１３ａと出口側接続部１３ｂとの間で、複数の駆動機器１１とともに硬質の変形不能な流路を構成するベースブロック１３ｃと、を備えている。ベースブロック１３ｃは下部ブロック、ブロック継手とも呼ばれる。

各作動圧供給ライン１５は、図示しないソレノイドバルブ等の空圧部材と各駆動機器１１との間を接続するもので、複数の可撓性チューブ１５ａと、可撓性チューブ１５ａ間を連結する連結部材１５ｂと、を有している。作動圧供給ライン１５に窒素ガス等の作動流体の圧力が供給されることで、各駆動機器１１が動作する。

連結部材１５ｂは、図２（ｂ）に示すように、可撓性チューブ１５ａの端部を接続用孔１５ｃに挿入することで、可撓性チューブ１５ａと接続可能なプッシュイン形式のものであり、複数の接続用孔１５ｃに各可撓性チューブ１５ａの端部を挿入して接続することで、可撓性チューブ１５ａと連結部材１５ｂとが互いに連結される。本実施形態の連結部材１５ｂでは、略同一平面上の３方向から３本の可撓性チューブを連結するもので、作動圧供給ライン１５のＡＮＤ回路やＯＲ回路等の制御回路が構成される。

本実施形態に係る流体供給装置１０は、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、作動圧供給ライン１５を保持するためのライン保持具２０を備えている。ライン保持具２０は、連結部材１５ｂを保持して連結部材１５ｂを筐体１７に固定するもので、ブロック状の本体部２１と、本体部２１に装着される支持蓋２３と、を備え、取付ビス２５により支持蓋２３を本体部２１に固定して筐体１７に固定される。

ライン保持具２０の本体部２１には、側周囲に開口していて連結部材１５ｂに対応した形状を有する溝状の保持部２７が設けられている。保持部２７を筐体１７の内壁において予め設定された位置で、予め設定された向きとなるようにして、本体部２１の背面の固定面２９を筐体１７に当接して取付ビス２５により固定されている。

連結部材１５ｂはライン保持具２０の保持部２７に保持され固定面２９により筐体１７に固定されることで、対応する駆動機器１１に対して予め設定された所定位置及び向きで配設することができる。本実施形態では、一つの連結部材１５ｂに対して一つの本体部２１が設けられているため、連結部材１５ｂ毎に位置及び向きを規定して連結部材１５ｂを固定することができる。

本実施形態に係る流体供給装置１０では、図１に示すように、複数の流体供給ライン１３の駆動機器１１及びベースブロック１３ｃと、複数の作動圧供給ライン１５の可撓性チューブ１５ａ及び連結部材１５ｂと、ライン保持具２０と、が、筐体１７に収容されている。筐体１７内では、複数の流体供給ライン１３が筐体１７の下部側に配置された状態で、各ライン保持具２０が液体供給ライン１３よりも上側で筐体１７の側壁の所定位置に固定され、その結果、作動圧供給ライン１５が所定位置に配置される。

半導体製造装置用のクリーンルーム内に配置される上記流体供給装置１０を製造するには、予め駆動機器１１を有する流体供給ライン１３を複数配設しておき、複数の可撓性チューブ１５ａ間を連結部材１５ｂによって連結して構成した複数の作動圧供給ライン１５を駆動機器１１に接続し、連結部材１５ｂをライン保持具２０に保持して筐体１７の内壁に固定すればよい。これにより、予め設定された位置及び向きを規定して連結部材１５ｂを固定でき、各駆動機器１１に対して作動圧供給ライン１５を所定位置及び向きに配置して、流体供給装置１０を製造することができる。

以上のように、ライン保持具２０を用いて製造された流体供給装置１０によれば、作動圧供給ライン１５における複数の可撓性チューブ１５ａ間を連結するための連結部材１５ｂを、ライン保持具２０により保持させることにより、連結部材１５ｂの位置及び向きを規定して固定される。ライン保持具２０に連結部材１５ｂを保持させて固定すれば、流体供給ライン１３の各駆動機器１１に対し予め設定された位置及び向きに連結部材１５ｂを設置できる。そのため、可撓性チューブ１５ａを用いることで、配置の自由度が大きい作動圧供給ライン１５を、予め設定した経路に沿って配設することが可能である。

その結果、作動圧供給ライン１５の組立作業の違いによる差が生じることが少なく、同機種の流体供給装置１０を用いて同一の作動圧供給ライン１５を構成しても、流体供給装置１０の経路の個体差が生じることを防止できる。これにより作動圧供給ライン１５の構成の検査を容易に行うことができ、さらに作動圧供給ライン１５の各駆動機器１１までの経路が安定することで、作動圧の供給時や解放時における駆動機器１１の挙動を安定化できる。

上記実施形態は、本発明の範囲内において適宜変更可能である。
例えば上記実施形態では、プロセス流体としてプロセスガスを用いた例について説明したが、特に限定されるものではなく、液体等の他の流体であってもよい。
上記実施形態では、流体供給装置１０として、複数の駆動機器１１を有する流体供給ライン１３が複数設けられた装置の例について説明したが、特にこれらに限定されるものではなく、例えば一つの駆動機器１１を有する複数の流体供給ライン１３を備えた装置、複数の駆動機器１１を有する一つの流体供給ライン１３を備えた装置などでもよい。

上記実施形態では、連結部材１５ｂとして３本の可撓性チューブを３方向から連結するものを用い、３方向に開口した溝状の保持部２７を有するライン保持具２０に保持させた例について説明したが、連結部材１５ｂにより接続される可撓性チューブ１５ａの本数やライン保持具２０における保持部２７の形状等は何ら限定されるものではない。
例えば、２本の可撓性チューブ１５ａを同一直線状以外の方向から連結する連結部材や、４本以上の可撓性チューブ１５ａを連結する連結部材であってもよい。

また図３に示すように、略同一平面上の４方向に開口した溝状の保持部２７を有するライン保持具２０を用いて、３本の可撓性チューブ１５ａを連結する連結部材１５ｂを保持させたり、４本の可撓性チューブ１５ａを連結する連結部材１５ｂを保持させたりすることも可能である。このような側周囲の多数箇所に開口した溝状の保持部２７を備えたライン保持部２７によれば、開口部の数又は開口部の数より少ない数の可撓性チューブを連結するための連結部材１５ｂを保持するために、共通に使用することができる。

上記実施形態では、一つの連結部材１５ｂ毎に一つのライン保持具２０を用いた例について説明したが、図４に示すように、複数の本体部２１を重ねて配置し、最も内側の本体部２１に支持蓋２３を装着することで、複数の連結部材１５ｂの位置及び向きを纏めて規定することができる。この場合、図２（ａ）及び図３に示すように、各本体部２１における取付ビス２５の装着孔２６を同じ位置に同じ向きで設けているので、本体部２１を厚み方向に任意の数を積層することができ、汎用性が向上する。

また、本体部２１は、図４に示すように筐体１７の内壁から内側に向けて重ねる場合だけでなく、筐体１７の内壁に面するように並べて重ねてもよい。

１０：流体供給装置
１１：駆動機器
１３：流体供給ライン（ガス供給ライン）
１３ａ：入口側接続部
１３ｂ：出口側接続部
１３ｃ：ベースブロック
１５：作動圧供給ライン
１５ａ：可撓性チューブ
１５ｂ：連結部材
１５ｃ：接続用孔
１７：筐体
２０：ライン保持具
２１：本体部
２３：支持蓋
２５：取付ビス
２６：装着孔
２７：保持部
２９：固定面（固定部）

Claims (5)

1. 駆動機器を有しプロセス領域にプロセス流体を供給する一又は複数の流体供給ラインと、
   複数の可撓性チューブ及び前記可撓性チューブ間を連結する連結部材を有し前記駆動機器と接続された一又は複数の作動圧供給ラインと、
   前記一又は複数の作動圧供給ラインにおける前記連結部材の位置及び向きを規定し前記連結部材を保持して固定するライン保持具と、
   を備え、半導体製造用クリーンルーム内に配置される、流体供給装置。
2. 前記一又は複数の前記流体供給ラインのうち少なくとも前記駆動機器と、前記一又は複数の作動圧供給ラインのうち少なくとも前記可撓性チューブ及び前記連結部材と、前記ライン保持具と、が筐体に収容されている、請求項１に記載の流体供給装置。
3. 前記ライン保持具は、前記連結部材を保持して前記筐体に固定されている、請求項２に記載の流体供給装置。
4. 半導体製造用クリーンルーム内の流体供給装置内に配置され、流体供給ラインの駆動機器に接続された作動圧供給ラインを保持するためのライン保持具であって、
   前記作動圧供給ラインにおける複数の可撓性チューブ間を連結するためのプッシュイン形式の連結部材を保持する保持部と、前記連結部材の位置及び向きを規定して前記保持部を固定する固定部と、を備える、ライン保持具。
5. 半導体製造用クリーンルーム内に配置される流体供給装置の製造方法であって、
   駆動機器を有しプロセス領域にプロセス流体を供給する流体供給ラインを一又は複数配設し、
   複数の可撓性チューブ間を連結部材によって連結して構成した一又は複数の作動圧供給ラインを前記駆動機器に接続し、且つ、前記連結部材をライン保持具に保持することにより、前記連結部材を予め設定された位置及び向きに規定して固定する、流体供給装置の製造方法。

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