JP2020085086A - Fluid control device - Google Patents

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優樹 里見
Yuki Satomi
優樹 里見
敏之 稲田
Toshiyuki Inada
敏之 稲田
献治 相川
Kenji Aikawa
献治 相川
秀信 佐藤
Hidenobu Sato
秀信 佐藤
正典 上林
Masanori Kambayashi
正典 上林
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Abstract

To provide a fluid control device including a drive fluid supply system which enables reduction of variations in operation timing between air-operated valves.SOLUTION: A fluid control device includes: a pressure regulator 103 which adjusts a pressure of a drive fluid supplied from a drive fluid supply source 101; a supply pipe 104 which branches the drive fluid from the pressure regulator into multiple flows to supply the drive fluid; pilot valves 105a to 105f which are respectively connected to the branched supply pipes and formed by three way valves; and air operated valves 106a to 106f respectively connected with the pilot valves. A buffer 104-1 is provided in the middle of the supply pipe 104.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、流体制御装置及び半導体製造装置に関する。 The present invention relates to a fluid control device and a semiconductor manufacturing device.

半導体製造プロセス等に用いられるプロセスガスの流体制御装置(IGS)において、多数のプロセスガスをON/OFFするためのバルブとして、保持電力の低減による省エネルギー化等の理由から、電磁弁の代わりにエアオペレートバルブが広く用いられている。
特にALD(Atomic Layer Deposition)工程などでは、多数のエアオペレートバルブの作動により、成膜する層の厚さを原子レベルで調節している。
In a process gas fluid control device (IGS) used in semiconductor manufacturing processes, etc., an air valve is used instead of a solenoid valve as a valve for turning on/off a large number of process gases, for reasons such as energy saving by reducing holding power. Operated valves are widely used.
In particular, in the ALD (Atomic Layer Deposition) process and the like, the thickness of the layer to be formed is adjusted at the atomic level by the operation of many air-operated valves.

このようなエアオペレートバルブは、圧縮空気等の駆動流体の供給のON/OFFによって開閉作動するバルブであり、この駆動流体の供給のON/OFFは、エアオペレートバルブに接続された三方弁である電力消費の少ない電磁弁(パイロットバルブ)により行われる。 Such an air-operated valve is a valve that is opened/closed by turning ON/OFF the supply of a driving fluid such as compressed air. The ON/OFF of the driving fluid is a three-way valve connected to the air operating valve. It is performed by a solenoid valve (pilot valve) that consumes less power.

多数のエアオペレートバルブを駆動する駆動流体の供給系は、図5に一例を示すように、駆動流体の供給源201から開閉バルブ202、圧力レギュレータ203を経由し、多数の配管(ナイロンチューブ等)に分岐して、各パイロットバルブ205a〜205fを介して各エアオペレートバルブ206a〜206fに接続されている。 A driving fluid supply system for driving a large number of air operated valves includes a large number of pipes (nylon tubes, etc.) from a driving fluid supply source 201 through an opening/closing valve 202 and a pressure regulator 203, as shown in FIG. And is connected to each air operated valve 206a to 206f via each pilot valve 205a to 205f.

ここで、各エアオペレートバルブ206a〜206fの構造は、図3(特許文献1の図1)にその一例を示すように、内部に、対象となる流体の流路を開閉するダイヤフラムバルブ5からなるバルブ本体2と、該ダイヤフラムバルブ5を駆動する単動シリンダからなるアクチュエータ4とを含む。まず、パイロットバルブ205a〜205fをONすると、アクチュエータ4の駆動流体導入室26,27が駆動流体供給源に連通し、駆動流体が導入されて駆動ロッド8が引き上げられ、ダイヤフラムバルブ6が開いて、制御対象の流体が流れるようになっている。
一方、パイロットバルブ205a〜205fをOFFすると、駆動流体導入室26,27が大気圧開放され、駆動流体導入室26,27の圧力は低下して、駆動ロッド8がばね11で引き下げられ、ダイヤフラムバルブ6が閉じて、制御対象の流体の流れが停止するようになっている。
Here, the structure of each of the air operated valves 206a to 206f is composed of a diaphragm valve 5 that opens and closes a flow path of a target fluid, as shown in FIG. 3 (FIG. 1 of Patent Document 1). It includes a valve body 2 and an actuator 4 formed of a single-acting cylinder that drives the diaphragm valve 5. First, when the pilot valves 205a to 205f are turned on, the driving fluid introducing chambers 26 and 27 of the actuator 4 communicate with the driving fluid supply source, the driving fluid is introduced, the driving rod 8 is pulled up, and the diaphragm valve 6 is opened. The fluid to be controlled is designed to flow.
On the other hand, when the pilot valves 205a to 205f are turned off, the driving fluid introducing chambers 26 and 27 are opened to the atmospheric pressure, the pressures of the driving fluid introducing chambers 26 and 27 are lowered, and the driving rod 8 is pulled down by the spring 11 and the diaphragm valve. 6 is closed and the flow of the fluid to be controlled is stopped.

特開2012−26544JP2012-26544A 特開平11−82763Japanese Patent Laid-Open No. 11-82763 特開2013−220979JP, 2013-220979, A

上記のように、エアオペレートバルブをON駆動する際は、パイロットバルブをONしたのち、パイロットバルブから駆動流体導入室までの空間を所定圧力で満たす一定量の駆動流体が導入されることが必要である。
このON動作に必要な駆動流体は、駆動流体の供給配管204の容量が大きくないので、駆動流体の供給源201から圧力レギュレータ203を経由して供給されることになる。したがって、応答が遅くなり、また駆動流体の供給源から各パイロットバルブまでの配管の長さや径が異なる場合、エアオペレートバルブの応答性にばらつきが生じやすくなる。
As described above, when the air operated valve is turned on, it is necessary to turn on the pilot valve and then to introduce a constant amount of driving fluid that fills the space from the pilot valve to the driving fluid introduction chamber with a predetermined pressure. is there.
The drive fluid necessary for this ON operation is supplied from the drive fluid supply source 201 via the pressure regulator 203 because the capacity of the drive fluid supply pipe 204 is not large. Therefore, the response becomes slow, and when the length and diameter of the pipe from the drive fluid supply source to each pilot valve are different, the responsiveness of the air operated valve is likely to vary.

また、駆動流体の供給配管内は、圧力レギュレータ203により一定圧に保たれているが、各エアオペレートバルブのON動作に必要な駆動流体が、パイロットバルブから駆動流体導入室までの空間に一度に流出する(換言すれば、配管容量が前記空間の容量だけ変動する)ので、供給配管内の圧力が脈動して一時的に低下する。そのタイミングで、同一の供給配管から駆動流体の供給を受ける他のエアオぺレートバルブを駆動しようとすると、そのバルブの立ち上がり動作が遅くなる。ALD工程等複数のガスの供給の同時性が求められる工程では、このような遅れが問題になることがある。 Further, the inside of the drive fluid supply pipe is kept at a constant pressure by the pressure regulator 203, but the drive fluid required for the ON operation of each air operated valve is supplied to the space from the pilot valve to the drive fluid introduction chamber at once. Since it flows out (in other words, the pipe volume changes by the volume of the space), the pressure in the supply pipe pulsates and temporarily drops. At that timing, if an attempt is made to drive another air operated valve that receives the supply of driving fluid from the same supply pipe, the rising operation of that valve will be delayed. Such a delay may be a problem in a process such as the ALD process that requires simultaneous supply of a plurality of gases.

このような、エアオペレートバルブの動作による駆動流体の圧力の脈動等の問題に対しては、特許文献2では空電レギュレータ(パイロットバルブ)とエアオペレートバルブとの間の短通路を設けることで対応し、特許文献3では、小型のマニホールド構造を採用し、ガス流路を効率的に配置することで対応している。しかし、これらの対応手段は、バルブ内部の構造の変更を要し、実現が容易ではない。 The problem of pulsation of the pressure of the driving fluid due to the operation of the air operated valve is dealt with in Patent Document 2 by providing a short passage between the pneumatic regulator (pilot valve) and the air operated valve. In Patent Document 3, however, a small manifold structure is adopted to efficiently arrange the gas passages. However, these countermeasures require modification of the internal structure of the valve and are not easy to realize.

本発明の目的は、上記課題を解決し、簡便な方法で複数のエアオペレートバルブ間の動作のタイミングばらつきを低減できる、駆動流体の供給系を含む流体制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a fluid control device including a drive fluid supply system that can reduce variations in the operation timing among a plurality of air operated valves by a simple method.

本発明の流体制御装置は、駆動流体供給源から供給される駆動流体の圧力を調節する圧力レギュレータと、前記圧力レギュレータの2次側に接続されて途中に分岐を有し該圧力レギュレータからの駆動流体を複数に分岐して供給する供給配管と、前記分岐された供給配管のそれぞれに接続された、3方弁からなるパイロットバルブと、前記各パイロットバルブに接続されて駆動されるエアオペレートバルブと、を含む流体制御装置において、
前記供給配管の途中にバッファを設けたことを特徴とする。
The fluid control device of the present invention includes a pressure regulator that adjusts the pressure of a driving fluid supplied from a driving fluid supply source, and a branch that is connected to the secondary side of the pressure regulator and has a branch in the middle thereof. A supply pipe for branching and supplying a plurality of fluids, a pilot valve consisting of a three-way valve connected to each of the branched supply pipes, and an air-operated valve connected to and driven by each pilot valve. In a fluid control device including,
A buffer is provided in the middle of the supply pipe.

好適には、前記バッファは貯留タンクである、構成を採用できる。 Preferably, the buffer may be a storage tank.

代替的には、前記バッファは配管を太くした部分である、構成を採用できる。 Alternatively, a configuration can be adopted in which the buffer is a thickened pipe.

本発明の半導体製造装置は、密閉されたチャンバ内においてプロセスガスによる処理工程を要する半導体装置の製造プロセスにおいて、前記プロセスガスの制御に上記の流体制御装置を用いる。 A semiconductor manufacturing apparatus of the present invention uses the above-mentioned fluid control apparatus for controlling the process gas in a manufacturing process of a semiconductor device which requires a process step using a process gas in a closed chamber.

本発明によれば、駆動流体の供給配管にバッファを設けたので、各エアオペレートバルブのON動作に必要な駆動流体は、バッファから供給を受けることができる。したがって、エアオペレートバルブの応答性が速くなり、また駆動流体の供給源から各パイロットバルブまでの配管の長さや径が多少異なっても、エアオペレートバルブの応答性にばらつきが生じにくくなる。 According to the present invention, since the buffer is provided in the drive fluid supply pipe, the drive fluid necessary for the ON operation of each air operated valve can be supplied from the buffer. Therefore, the responsiveness of the air operated valve becomes faster, and the responsiveness of the air operated valve is less likely to vary even if the length or diameter of the piping from the drive fluid supply source to each pilot valve is slightly different.

また、駆動流体の供給配管にバッファを設けたので、駆動流体の供給配管の容積が大きくなり、各エアオペレートバルブのON動作時の容量変動が相対的に小さくなる。したがって、駆動流体の供給配管内の圧力変動が小さくなり、これに起因するエアオペレートバルブの動作タイミングのばらつきも減少する。 Further, since the buffer is provided in the drive fluid supply pipe, the volume of the drive fluid supply pipe becomes large, and the capacity fluctuation during ON operation of each air operated valve becomes relatively small. Therefore, the pressure fluctuation in the drive fluid supply pipe is reduced, and the variation in the operation timing of the air operated valve due to the pressure fluctuation is also reduced.

本発明の第1の実施形態に係る流量制御装置の駆動流体の供給系を示す概略図。FIG. 3 is a schematic diagram showing a drive fluid supply system of the flow control device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態に係る流体制御装置の駆動流体の供給系を示す概略図。The schematic diagram showing the supply system of the drive fluid of the fluid control system concerning a 2nd embodiment of the present invention. エアオペレートバルブの一例を示す断面図。Sectional drawing which shows an example of an air operate valve. 本発明の一実施形態に係る半導体製造装置のブロック図。The block diagram of the semiconductor manufacturing device concerning one embodiment of the present invention. 従来の流体制御装置の駆動流体の供給系を示す概略図。FIG. 6 is a schematic diagram showing a drive fluid supply system of a conventional fluid control device.

(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態の流体制御装置について図面を参照して説明する。本実施形態は、駆動流体の分岐する前の配管にバッファとしてバッファタンクを設けたものである。
(First embodiment)
Hereinafter, a fluid control system according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a buffer tank is provided as a buffer in the pipe before the drive fluid is branched.

図1に示すように、本実施形態の流体制御装置100は、駆動流体供給源101からの駆動流体の供給系の開閉バルブ102と、圧力レギュレータ103と、バッファタンク104−1と、分岐配管104−2と、各パイロットバルブ105a〜105fと、各エアオペレートバルブ106a〜106fとを含む。なお、圧力レギュレータ103の下流の配管とバッファタンク104−1と分岐配管104−2とを総称して供給配管104ともいう。 As shown in FIG. 1, the fluid control apparatus 100 of the present embodiment includes an opening/closing valve 102 for a drive fluid supply system from a drive fluid supply source 101, a pressure regulator 103, a buffer tank 104-1, and a branch pipe 104. -2, each pilot valve 105a to 105f, and each air operated valve 106a to 106f. The piping downstream of the pressure regulator 103, the buffer tank 104-1, and the branch piping 104-2 are collectively referred to as the supply piping 104.

駆動流体供給源101は、コンプレッサとドライヤ等からなる圧縮空気源でもよく、または、N2シリンダからなるN2源でもよい。駆動流体は、圧縮空気のみならず、圧縮したN2やHe等の不活性ガスでもよい。 The driving fluid supply source 101 may be a compressed air source including a compressor and a dryer, or an N2 source including an N2 cylinder. The driving fluid may be not only compressed air but also compressed inert gas such as N2 or He.

開閉バルブ102は、駆動流体の供給をON/OFFする元栓で、手動バルブでも電動バルブでも、エアオペレートバルブでもよい。 The opening/closing valve 102 is a main valve that turns ON/OFF the supply of the driving fluid, and may be a manual valve, an electric valve, or an air operated valve.

圧力レギュレータ103は、駆動流体供給系の圧力をエアオペレートバルブの作動に必要な圧力に調整するもので、必要な圧力と流量に応じて任意のものから選択できる。 The pressure regulator 103 adjusts the pressure of the driving fluid supply system to a pressure necessary for operating the air operated valve, and can be selected from any pressure regulator depending on the required pressure and flow rate.

バッファタンク104−1は、前記の各エアオペレートバルブ106a〜106fのON動作時の配管容量の変動量(すなわち、パイロットバルブから駆動流体導入室までの空間の容量)より十分大きい容量を有することは必要で、前記変動量の好ましくは10倍以上、より好ましくは20倍以上、さらに好ましくは100倍以上の容量を有する。バッファタンク104−1は、本実施形態ではステンレス鋼等からなる容器であるが、構造体の中の隙間等、駆動流体を満たすことができる一定の閉じた空間であってもよい。バッファタンク104−1の形状は、駆動流体の圧力を均一に貯留するために球形であってもよく、その他の形状、例えば、円筒形、円錐形、直方体などでもよい。 The buffer tank 104-1 has a capacity sufficiently larger than the fluctuation amount of the pipe capacity (that is, the capacity of the space from the pilot valve to the driving fluid introduction chamber) when the air operated valves 106a to 106f are turned on. It is necessary and preferably has a capacity of 10 times or more, more preferably 20 times or more, further preferably 100 times or more of the fluctuation amount. Although the buffer tank 104-1 is a container made of stainless steel or the like in this embodiment, it may be a fixed closed space that can be filled with the driving fluid, such as a gap in the structure. The shape of the buffer tank 104-1 may be spherical in order to uniformly store the pressure of the driving fluid, and may be other shapes such as a cylindrical shape, a conical shape, and a rectangular parallelepiped shape.

分岐配管104−2は、駆動流体を供給できるものであれば、いずれの種類の配管でもよく、例えば可撓性のあるエアチューブの配管で良い。
但し、分岐する前の配管は十分な径を有し、分岐した後の各配管104−2の径と長さが極力同一に形成され、内容積が均一になるようにしている。なお、図1では、バッファタンク104−1の2次側の配管が1次側の配管の接続方向と直交方向に導出しているが、バッファタンク104−1の1次側と2次側の配管が同一軸上にある構成も好ましく採用できる。
また、図1では、バッファタンク104−1からは1本の配管で導出した後に各配管に分岐しているが、バッファタンク104−1から、上記分岐後の各配管が導出するようにしてもよい。
The branch pipe 104-2 may be any type of pipe as long as it can supply a driving fluid, and may be, for example, a flexible air tube pipe.
However, the pipe before branching has a sufficient diameter, and the diameter and length of each pipe 104-2 after branching are formed as much as possible to make the internal volume uniform. In addition, in FIG. 1, although the piping on the secondary side of the buffer tank 104-1 is drawn out in a direction orthogonal to the connecting direction of the piping on the primary side, the piping on the primary side and the secondary side of the buffer tank 104-1 is illustrated. A configuration in which the pipes are on the same axis can also be preferably adopted.
Further, in FIG. 1, although it is branched from the buffer tank 104-1 by one pipe and then branched into each pipe, each pipe after the branch is led out from the buffer tank 104-1. Good.

各パイロットバルブ105a〜105fは、前記のように電磁弁で3方弁になっており、パイロットバルブ105a〜105fをONすると、駆動流体導入室26,27(図3参照)が駆動流体供給源101に連通し、パイロットバルブ105a〜105fをOFFすると、駆動流体導入室26,27(図3参照)が大気圧開放されるように接続されている。 Each of the pilot valves 105a to 105f is a solenoid valve that is a three-way valve as described above, and when the pilot valves 105a to 105f are turned on, the drive fluid introducing chambers 26 and 27 (see FIG. 3) are driven by the drive fluid supply source 101. When the pilot valves 105a to 105f are turned off, the driving fluid introducing chambers 26 and 27 (see FIG. 3) are connected so as to be opened to the atmospheric pressure.

各エアオペレートバルブ106a〜106fは、前記図3で示したものを用いる。但し、これに限られず、任意の適切なエアオペレートバルブであってもよい。 The air-operated valves 106a to 106f used are those shown in FIG. However, the present invention is not limited to this, and any appropriate air operated valve may be used.

このように構成された本実施形態の流体制御装置100の動作について、図1を参照して説明する。
まず。開閉バルブ102を開くと、駆動流体供給源101から駆動流体が供給され、圧力レギュレータ103により所定の圧力に減圧されて、バッファタンク104−1に供給される。さらに分岐配管104−2を通り、途中で分岐してそれぞれのパイロットバルブ105a〜105fに分配される。
The operation of the fluid control device 100 of the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIG.
First. When the opening/closing valve 102 is opened, the driving fluid is supplied from the driving fluid supply source 101, reduced to a predetermined pressure by the pressure regulator 103, and supplied to the buffer tank 104-1. Further, it passes through the branch pipe 104-2 and branches in the middle to be distributed to the respective pilot valves 105a to 105f.

各パイロットバルブ105a〜105fは、前記のように3方弁であり、初期状態では全てOFFで、駆動流体はストップされる一方、エアオペレートバルブ106a〜106fの駆動流体導入室26,27(図3参照)へ連絡する配管は大気圧開放されている。
次に、例えば、パイロットバルブ105aをONすると、駆動流体は前記連絡配管を経由して、これに接続されたエアオペレートバルブ106aに導入される。それにより、エアオペレートバルブ106aが開いて、制御対象の流体が流れるようになる。
Each of the pilot valves 105a to 105f is a three-way valve as described above, and all are OFF in the initial state, and the driving fluid is stopped, while the driving fluid introduction chambers 26 and 27 of the air operated valves 106a to 106f (see FIG. 3). The piping connecting to (See) is open to atmospheric pressure.
Next, for example, when the pilot valve 105a is turned on, the driving fluid is introduced into the air operated valve 106a connected to the driving fluid via the communication piping. As a result, the air operate valve 106a is opened, and the fluid to be controlled comes to flow.

このとき、エアオペレートバルブ106aのON動作に必要な駆動流体は、バッファタンク104−1から供給を受けることができる。したがって、エアオペレートバルブ106aの応答性が速くなり、また駆動流体の供給源から各パイロットバルブ105a〜105fまでの配管の長さや径が多少異なっても、エアオペレートバルブ106a〜106fの応答性にばらつきが生じにくくなる。 At this time, the drive fluid necessary for the ON operation of the air operate valve 106a can be supplied from the buffer tank 104-1. Therefore, the responsiveness of the air operated valve 106a becomes faster, and the responsiveness of the air operated valves 106a to 106f varies even if the lengths or diameters of the pipes from the driving fluid supply source to the pilot valves 105a to 105f are slightly different. Is less likely to occur.

このON動作の際、前記のように、パイロットバルブ105aから駆動流体導入室26,27(図3参照)までの空間を所定圧力で満たす一定量の駆動流体が、バッファタンク104−1及び分岐配管104−2から流出するが、バッファタンク104−1の容量が大きいので、圧力の低下は小さい。したがって、他のエアオペレートバルブ106b〜106fの動作に与える影響も小さくなる。 At the time of this ON operation, as described above, a certain amount of the driving fluid that fills the space from the pilot valve 105a to the driving fluid introduction chambers 26 and 27 (see FIG. 3) with a predetermined pressure is the buffer tank 104-1 and the branch pipe. Although it flows out from 104-2, the pressure drop is small because the capacity of the buffer tank 104-1 is large. Therefore, the influence on the operation of the other air-operated valves 106b to 106f is also reduced.

(第2の実施形態)
第2の実施形態は、第1の実施形態において、バッファとしてバッファタンクの代わりに太い配管を使用した実施形態である。
図2に本実施形態の流体制御装置を示す。但し、第1の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
(Second embodiment)
The second embodiment is an embodiment in which a thick pipe is used instead of the buffer tank as the buffer in the first embodiment.
FIG. 2 shows the fluid control system of this embodiment. However, the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

図2に示すように、本実施形態の流体制御装置110は、駆動流体供給源101と、開閉バルブ102と、圧力レギュレータ103と、太い配管104−3と、分岐配管104−2と、各パイロットバルブ105a〜105fと、各エアオペレートバルブ106a〜106fとを含む。 As shown in FIG. 2, the fluid control device 110 of the present embodiment includes a driving fluid supply source 101, an opening/closing valve 102, a pressure regulator 103, a thick pipe 104-3, a branch pipe 104-2, and each pilot. The valves 105a to 105f and the air-operated valves 106a to 106f are included.

太い配管104−3は、分岐前の前記供給配管を太くした部分である。この太い配管104−3は、前記の各エアオペレートバルブ106a〜106fのON動作時の配管容量の変動量(すなわち、パイロットバルブ105a〜105fから駆動流体導入室26,27(図3参照)までの空間の容量)より十分大きい容量を有することが必要で、前記変動量の好ましくは10倍以上、より好ましくは20倍以上、さらに好ましくは100倍以上の容量を有する。太い配管104−3は、本実施形態ではステンレス鋼等からなる配管であるが、可撓性のあるエアチューブの配管であっても良い。ガスBOX中に柔軟に配置でき、また汎用の管材及び分岐継手を利用できる点で有利である。なお、太い配管104−3の上流の圧力レギュレータ103からの配管も、太い配管104−3と同様の径を有する配管であっても良い。
前記太い配管104−3(バッファ)から前記各パイロットバルブ105a〜105fまでの供給配管104−2は、前記太い配管104−3(バッファ)から個別に分岐しており、該分岐後の各供給配管104−2の内容積を均一としている。
The thick pipe 104-3 is a thickened portion of the supply pipe before branching. This thick pipe 104-3 is a variable amount of the pipe capacity when the air-operated valves 106a to 106f are turned on (that is, from the pilot valves 105a to 105f to the driving fluid introducing chambers 26 and 27 (see FIG. 3)). It is necessary to have a capacity sufficiently larger than the space capacity), and the capacity is preferably 10 times or more, more preferably 20 times or more, and further preferably 100 times or more the fluctuation amount. The thick pipe 104-3 is a pipe made of stainless steel or the like in the present embodiment, but may be a flexible air tube pipe. It is advantageous in that it can be flexibly arranged in the gas box and that general-purpose pipe materials and branch joints can be used. The pipe from the pressure regulator 103 upstream of the thick pipe 104-3 may be a pipe having the same diameter as the thick pipe 104-3.
Supply pipes 104-2 from the thick pipe 104-3 (buffer) to each of the pilot valves 105a to 105f are individually branched from the thick pipe 104-3 (buffer), and each supply pipe after the branching. The inner volume of 104-2 is made uniform.

このように構成された本実施形態の流体制御装置110の動作は、第1の実施形態と同様である。 The operation of the fluid control device 110 of the present embodiment configured as described above is similar to that of the first embodiment.

次に、本発明の半導体製造装置について説明する。
図4は、本発明の一実施形態に係る半導体製造装置のブロック図であり、本発明の第1の実施形態の流体制御装置を用いている。
図4に示す半導体製造装置980は、原子層堆積法(ALD:Atomic Layer Deposition 法)による半導体製造プロセスを実行するための装置であり、981はプロセスガス供給源、982はガスボックス、983はタンク、984は開閉バルブ、985は制御部、986は処理チャンバ、987は排気ポンプを示している。例えば、ALD法等においては、基板に膜を堆積させる処理プロセスに使用する処理ガスをより大きな流量で安定的に供給することが求められている。
ガスボックス982は、正確に計量したプロセスガスを処理チャンバ986に供給するために、開閉バルブ、レギュレータ、マスフローコントローラ等の各種の流体機器を集積化してボックスに収容した集積化ガスシステムである。
タンク983は、ガスボックス982から供給される処理ガスを一時的に貯留するバッフアとして機能する。
Next, the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention will be described.
FIG. 4 is a block diagram of a semiconductor manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention, which uses the fluid control apparatus of the first embodiment of the present invention.
A semiconductor manufacturing apparatus 980 shown in FIG. 4 is an apparatus for performing a semiconductor manufacturing process by an atomic layer deposition method (ALD: Atomic Layer Deposition method), 981 is a process gas supply source, 982 is a gas box, and 983 is a tank. , 984 is an opening/closing valve, 985 is a control unit, 986 is a processing chamber, and 987 is an exhaust pump. For example, in the ALD method and the like, it is required to stably supply a processing gas used in a processing process for depositing a film on a substrate at a higher flow rate.
The gas box 982 is an integrated gas system in which various fluid devices such as an on-off valve, a regulator, a mass flow controller, etc. are integrated and housed in a box in order to supply the process gas that is accurately measured to the processing chamber 986.
The tank 983 functions as a buffer that temporarily stores the processing gas supplied from the gas box 982.

開閉バルブ984は、各処理ガスの供給を精密なタイミングでON/OFFするバルブで、各処理ガスの流路を開閉する上記したエアオペレートバルブ106a〜106fと、それを駆動する駆動ガスをON/OFFするパイロットバルブ105a〜105fの対からなる。実際には複数種類の処理ガスがそれぞれの配管系で供給されるが、図4では簡略して、1つの処理ガスの配管系と、エアオペレートバルブ106aとパイロットバルブ105aのみを示す。 The open/close valve 984 is a valve that turns on/off the supply of each processing gas at precise timing, and turns on/off the above-described air-operated valves 106a to 106f that open and close the flow path of each processing gas and the driving gas that drives them. It consists of a pair of pilot valves 105a to 105f that are turned off. Actually, a plurality of types of processing gases are supplied through the respective piping systems, but in FIG. 4, only one processing gas piping system and the air operate valve 106a and the pilot valve 105a are shown for simplicity.

制御部985は、開閉バルブ984の各パイロットバルブ105a〜105fを制御することにより、各エアオペレートバルブ106a〜106fをON/OFFさせ、処理ガスの流量調整制御を実行する。
処理チャンバ986は、ALD法による基板への膜形成のための密閉処理空間を提供する。
排気ポンプ987は、処理チャンバ986内を真空引きする。
The control unit 985 controls the pilot valves 105a to 105f of the opening/closing valve 984 to turn on/off the air-operated valves 106a to 106f, thereby executing the flow rate adjustment control of the processing gas.
The processing chamber 986 provides a closed processing space for forming a film on the substrate by the ALD method.
The exhaust pump 987 evacuates the inside of the processing chamber 986.

上記のようなシステム構成によれば、制御部985から開閉バルブ984に制御指令を送れば、処理ガスの流量制御が可能になる。
ここで、本発実施形態の半導体製造装置980では、駆動ガス(駆動流体)の供給配管の途中にバッファタンク104−1を設けたので、駆動流体の供給配管内の圧力変動が小さくなり、これに起因するエアオペレートバルブの動作タイミングのばらつきを低減できるため、ALDプロセスに要求される処理ガスの精密な供給制御が可能になる。
According to the system configuration as described above, the flow rate of the processing gas can be controlled by sending a control command from the control unit 985 to the open/close valve 984.
Here, in the semiconductor manufacturing apparatus 980 of this embodiment, since the buffer tank 104-1 is provided in the middle of the driving gas (driving fluid) supply pipe, the pressure fluctuation in the driving fluid supply pipe becomes small. Since it is possible to reduce the variation in the operation timing of the air operated valve due to the above, it is possible to precisely control the supply of the processing gas required for the ALD process.

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。 The present invention is not limited to the above embodiment. Those skilled in the art can make various additions and changes within the scope of the present invention.

2 :バルブ本体
4 :アクチュエータ
5、6 :ダイヤフラムバルブ
8 :駆動ロッド
11 :ばね
26、27:駆動流体導入室
100 :流体制御装置
101 :駆動流体供給源
102 :開閉バルブ
103 :圧力レギュレータ
104 :供給配管
104−1:バッファタンク
104−2:分岐配管
104−3:太い配管
105a〜105f:パイロットバルブ
106a〜106f:エアオペレートバルブ
110 :流体制御装置
200 :駆動流体の供給系
201 :駆動流体の供給源
202 :開閉バルブ
203 :圧力レギュレータ
204 :供給配管
205a〜205f:パイロットバルブ
206a〜206f:エアオペレートバルブ
980 :半導体製造装置
981 :プロセスガス供給源
982 :ガスボックス
983 :タンク
984 :開閉バルブ
985 :制御部
986 :処理チャンバ
987 :排気ポンプ
2: valve body 4: actuators 5 and 6: diaphragm valve 8: drive rod 11: springs 26 and 27: drive fluid introduction chamber 100: fluid control device 101: drive fluid supply source 102: open/close valve 103: pressure regulator 104: supply Pipe 104-1: Buffer tank 104-2: Branch pipe 104-3: Thick pipe 105a to 105f: Pilot valve 106a to 106f: Air operate valve 110: Fluid control device 200: Driving fluid supply system 201: Driving fluid supply Source 202: Open/close valve 203: Pressure regulator 204: Supply pipes 205a to 205f: Pilot valves 206a to 206f: Air operated valve 980: Semiconductor manufacturing device 981: Process gas supply source 982: Gas box 983: Tank 984: Open/close valve 985: Control unit 986: Processing chamber 987: Exhaust pump

Claims (7)

駆動流体供給源から供給される駆動流体の圧力を調節する圧力レギュレータと、前記圧力レギュレータの2次側に接続されて途中に分岐を有し該圧力レギュレータからの駆動流体を複数に分岐して供給する供給配管と、前記分岐された供給配管のそれぞれに接続された、3方弁からなるパイロットバルブと、前記各パイロットバルブに接続されて駆動されるエアオペレートバルブと、を含み、
前記供給配管の前記分岐の1次側にバッファを設けた流体制御装置。
A pressure regulator that adjusts the pressure of the driving fluid supplied from a driving fluid supply source, and a driving fluid that is connected to the secondary side of the pressure regulator and has a branch in the middle to supply the driving fluid from the pressure regulator into a plurality of branches. Supply pipe, a pilot valve composed of a three-way valve connected to each of the branched supply pipes, and an air operated valve connected to and driven by each pilot valve,
A fluid control device in which a buffer is provided on the primary side of the branch of the supply pipe.
前記バッファは貯留タンクである、請求項1に記載の流体制御装置。 The fluid control device according to claim 1, wherein the buffer is a storage tank. 前記貯留タンクの形状は、球形、円筒形、円錐形又は直方体である請求項2に記載の流体制御装置。 The fluid control device according to claim 2, wherein the shape of the storage tank is a sphere, a cylinder, a cone, or a rectangular parallelepiped. 前記供給配管のうち、前記貯留タンクの1次側と2次側の配管が同一軸上にある請求項2に記載の流体制御装置。 The fluid control device according to claim 2, wherein among the supply pipes, the pipes on the primary side and the secondary side of the storage tank are on the same axis. 前記バッファは前記分岐前の前記供給配管を太くした部分である、請求項1に記載の流体制御装置。 The fluid control device according to claim 1, wherein the buffer is a thickened portion of the supply pipe before the branching. 前記供給配管のうち、前記バッファから前記各パイロットバルブまでの供給配管は、前記バッファから個別に分岐しており、該分岐後の各供給配管の内容積を均一とした請求項2または5に記載の流体制御装置。 The supply pipe from the buffer to each of the pilot valves in the supply pipe is branched from the buffer individually, and the inner volume of each supply pipe after the branch is made uniform. Fluid control device. 密閉されたチャンバ内においてプロセスガスによる処理工程を要する半導体装置の製造プロセスにおいて、前記プロセスガスの制御に請求項1ないし6のいずれかに記載の流体制御装置を用いる、半導体製造装置。 7. A semiconductor manufacturing apparatus, wherein the fluid control device according to claim 1 is used to control the process gas in a manufacturing process of a semiconductor device that requires a process step of processing gas in a closed chamber.
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