JP3564115B2 - ガス供給ユニット - Google Patents
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- Y10T137/877—With flow control means for branched passages
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造工程で使用されるプロセスガスなどの供給を行うためのガス供給ユニットに関し、特に軽量化したコンパクトなガス供給ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造のウェハ処理工程には、ホトレジスト加工（ホトレジスト塗布、露光、現像、エッチング）のエッチング等にガスが使用され、数種類の中から特定のプロセスガスをチャンバへ供給するためのガス供給回路が構成されている。ガス供給回路は、ガスの種類に従ってガス供給ラインが構成され、各ガスをマスフローコントローラ等の流体制御機器を介してチャンバへと送り込むようにしている。また、ガスは腐食性、毒性があるため、窒素ガス等のパージガスを使用してガスの置換を行い、更にはガスの排気処理を行うため、そのガス供給ラインにはパージガス供給ラインやベントラインが組み合わされている。
【０００３】
従って、ガス供給ラインは、プロセスガスやパージガスの流れ或いは排気を制御するため、図１７に示すように複数の弁やマスフローコントローラ等の流体機器が必要であり、これらガス供給ラインを構成する流体制御機器１０１〜１０８は、設置面積のコンパクト化や流路長さの短縮などの観点から全体取付のユニット化が図られている。そうしたガス供給ユニット１００は、ガス供給ラインを構成する流体制御機器１０１〜１０８が一つのベース部材１１０上に一列に並べられ、ベース部材１１０上に固定される流路ブロック１２１〜１２９を介して取り付けられている。流路ブロック１２１〜１２９には、１２２に断面図で示すように、Ｖ字型の流路が形成されている。
【０００４】
ここで、流体制御機器のうち、フィルタ１０２は、他の流体制御機器と同様に、流路ブロック１２１，１２２の上面に取り付けられていた。この取付方法については、例えば、特開平１１−１６５０１２号公報にも開示されている。そのフィルタが図１７のガス供給ユニットに取り付けられた場合を図１８に示す。ベース部材１１０上に流路ブロック１２１〜１２９が取り付けられ、流路ブロック１２１〜１２９の上面に流体制御機器１０１〜１０８が取り付けられる。特に、フィルタ１０２は、平面状フィルタ１０２ａとして、フィルタ室１０２ｂに配置され、フィルタ１０２の片側が流路１０２ｃを介して流路ブロック１２１のＶ字形流路１２１ａと連通している。また、フィルタ１０２の他の側が流路１０２ｄを介して流路ブロック１２２のＶ字形流路１２２ａと連通している。
【０００５】
流路ブロック１２１〜１２９の形状を図１９及び図２０に示す。いずれの流路ブロックも共通化されているので、図では、番号として１２１を用いている。図１９が、上から見た平面図であり、図２０は、ＡＡ断面図である。２つの貫通穴１３１は、流路ブロック１２１をボルトによりベース部材１１０に固定するためのものである。この貫通穴１３１には、ボルトの頭を収納する座ぐり穴１３１ａが形成されている。４つのネジ穴１３２は、流体制御機器をボルトにより取り付けるためのものである。Ｖ字形流路１２１ａの開口部１３３ｂには、シールガスケットを収納するためのガスケット収納部１３３ａが形成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした従来のガス供給ユニット１００の場合、次のような問題があった。
すなわち、ガス供給ユニットなどは、チャンバへの配管が長くなってしまうと特性の変わりやすいプロセスガスを長い距離にわたって引き回すことになるので、チャンバ近傍に設置することが望まれている。そのため、ガス供給ユニット１００を単に水平に設置するだけでなく、チャンバの炉体に立て掛けるようにして取り付けることが行われたりしている。ところが、従来のガス供給ユニット１００の場合、搭載する流体制御機器１０１〜１０８の数が多いため、ガス供給ユニット１００自体の重量が重く、また寸法も長いものとなってしまっていた。
ガス供給ユニットは、複数列隣り合わせて使用されるのが一般的で有り、そのときに占有スペースが大きくなり、チャンバの近傍に設置することができないという問題がある。また、その重く大きなガス供給ユニット１００では、数個のユニットを組み合わせて行う取り付けるときに作業の困難さがあった。
【０００７】
そこで本発明は、コンパクトで軽量で、チャンバの近傍に設置可能なガス供給ユニットを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のガス供給ユニットは、次のような構成を有することを特徴としている。
（１）ベース部材と、２以上の流体制御機器と、該流体制御機器同士を連通させるために該ベース部材の上面かつ該流体制御機器の下面に取り付けられる流路ブロックとを有するガス供給ユニットであって、複数ある流路ブロックの一つが、入力ポートと出力ポートと、入力ポートと前記出力ポートとの間に形成された気密なフィルタ室と、フィルタ室に内蔵されたフィルタとを有する。
【０００９】
（２）（１）に記載のガス供給ユニットにおいて、前記フィルタ内蔵の流路ブロックは、前記ベース部材側に開口が形成されたフィルタ室に、金属フィルタが入れられ、その金属フィルタがフィルタ室を気密に閉じる上面開口の器型のフィルタ押えによって位置決めされ、
前記フィルタ押えの側壁を貫いて入力ポートと連通する入口流路が形成され、金属フィルタ上方に出力ポートと連通する出力流路が形成されていることを特徴とする。
（３）（１）又は（２）に記載のガス供給ユニットにおいて、前記フィルタ内蔵の流路ブロックは、前記フィルタが立体形状をしたもの、又は前記フィルタが傾斜して取り付けられたものであることを特徴とする。
【００１０】
（４）（１）に記載のガス供給ユニットにおいて、前記フィルタ内蔵の流路ブロックは、挿入側先端を囲んだ筒形状のフィルタを、側面からあけられたフィルタ室内に横方向に挿入して位置決めしたものであって、当該フィルタの内側と外側とに連通する入出力ポートがそれぞれ形成されたものであることを特徴とする。
【００１１】
本発明のガス供給ユニットは、以上の構成を有することにより、次のように作用する。ガス供給ユニットを構成する流路ブロックの上面に取り付けられる流体制御機器からフィルタをなくすことができ、それだけユニットの長さを短くコンパクトにすることができた。そしてコンパクト化したことによって重量を減らすことで、軽量化を図ることができた。
ここで、流路ブロックにフィルタを内蔵させるときに、隣り合う流路ブロック間の空間に対して流路ブロックを延設させ延設部を形成し、その延設部にフィルタ室を形成しているので、今まで無駄な空間であった箇所にフィルタ室を形成できるため、全体の大きさ、特にガス供給ユニットの全長を短くすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係るガス供給ユニットの一実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、ガス供給ユニットを示した側面図である。
このガス供給ユニット１０は、上流側から各々が流体制御機器である手動弁１、レギュレータ２、圧力トランスデューサ３、遮断弁４、マスフローコントローラ５、パージ弁６、及び逆止弁７の各モジュールの順に並べられ、それぞれベース部材２０上に組み付けられたものである。そして各モジュール１〜７は、従来例のガス供給ユニット１００と同様に流路ブロック１１〜１７を介して接続されている。ここで、ベース部材としては、ベースプレート、またはレールを用いる。
【００１３】
本実施形態のガス供給ユニット１０と従来例のガス供給ユニット１００（図１７）との相違は、ガス供給ユニット１０を構成するモジュールからはフィルタ１０２が排除されている点にある。フィルタ１０２は、供給されたガス内の混入不純物を除去するためガス供給ラインを構成する上で必須の構成ではあるが、本実施形態ではそれを手動弁１やレギュレータ２などのようにモジュール化するのではなく、新たにフィルタ機能を内蔵した流路ブロック１１を用いることによって代替させることとした。
【００１４】
図１７に示す従来のガス供給ユニット１００では、手動弁１０１を通ったガスはフィルタ１０２で不純物が除去され、流路ブロック１２２を通ってレギュレータ１０３以下、各モジュールを順次流れていく。このとき、各モジュール１０１〜１０８を連結させるのが流路ブロック１２１〜１２９であるが、流路ブロック１２１〜１２９は、隣り合う各モジュール１０１〜１０８の出力ポートと入力ポートとを連結させるためにＶ字の流路が形成されたものに過ぎなかった。しかし本実施形態では、各モジュールを接続する流路ブロック１１〜１７のうち、手動弁１とレギュレータ２とを接続する流路ブロック１１については、フィルタ機能を内蔵させたものを新たに提案し、採用することとした。なお、その他の流路ブロック１２〜１７は、従来のものと同様にＶ字の流路が形成されたものである。
【００１５】
図２は、フィルタ内蔵の流路ブロック１１を示した断面図である。図８に、フィルタ室を備える流路ブロック１１の上から見た平面図を示す。図２は、図８のＡＡ断面図である。
このフィルタ内蔵の流路ブロック１１は、上面に手動弁１及びレギュレータ２の各出力ポート及び入力ポートに接続可能なポート３１，３２が形成され、各ポート３１，３２はフィルタ室３３を介してつながっている。このフィルタ室３３は流路ブロック１１の底面側からあけられた円形の穴であり、その天井側に金属フィルタ３４がはめ込まれ、金属フィルタ３４は、フィルタ室３３を塞ぐように下から入れられたフィルタ押え３５によって押さえ付けられて位置決めされている。
【００１６】
フィルタ押え３５は、フィルタ室３３の形状に合わせて形成された器型の部材であり、円筒形状の側壁がフィルタ室３３の内壁面に沿って気密はめ込まれる。フィルタ押え３５は、フィルタ室３３からのガス漏れを防止するためにも、底面側に見えるフィルタ押え３５と流路ブロック１１の円周状の隙間部分が溶接によって塞がれ、その溶接によってフィルタ押え３５が流路ブロック１１に一体に固定される。また、入力ポート３１からつながる入力側流路３６がフィルタ室３３の内壁面に開口部を有しているため、フィルタ押え３５には、円筒形状の側壁に入力側流路３６とつながる貫通孔３７が形成されている。そのためフィルタ押え３５を挿入する場合には、はめ込み位置に注意する必要がある。
【００１７】
流路ブロック１１は、従来の流路ブロックと比較して、図の右側方向、すなわち、図１の隣接する流路ブロック１２の方向に延設部２１が形成されている。この延設部２１が図１に示すように、流路ブロック１２との空間に丁度配置されている。フィルタ室３３は、延設部２１に形成されている。フィルタ室３３を流路ブロック１１の延設部２１に形成することにより、図１に示すように、従来無駄となっていた流路ブロック１２との間の空間を利用しているので、余分な空間を使うことなく、ガス供給ユニットをコンパクト化することができる。
図８において、２つの貫通穴２３は、流路ブロック１１をボルトによりベース部材２０に固定するためのものである。この貫通穴２３には、ボルトの頭を収納する座ぐり穴２３ａが形成されている。４つのネジ穴２２は、流体制御機器であるモジュールをボルトにより取り付けるためのものである。ポート３１，３２には、シールガスケットを収納するためのガスケット収納部３１ａ，３２ａが形成されている。
【００１８】
ガス供給ユニット１０は、図１に示すように手動弁１、レギュレータ２及びその他のモジュール３〜７が、フィルタ内蔵の流路ブロック１１及び通常の流路ブロック１２〜１７で接続され、一つの流路上に配管されて一連のガス供給ラインが構成されている。そして、このガス供給ユニット１０の入力ポート８側がガス供給源に、出力ポート９側がチャンバに配管されている。こうしたガス供給ユニット１０は、ガスの種類に従って数個のユニットが並べられ、それぞれが配管されてガス供給回路が構成される。
【００１９】
そこで、ガス供給回路を構成する一つのガス供給ユニット１０におけるガスの流れを見てみる。入力ポート８から入ったガスは、手動弁１からレギュレータ２に送られる間にフィルタ内蔵の流路ブロック１１でガス内の混入不純物が除去される。混入不純物が除去されたガスはレギュレータ２によって圧力調整されて二次側へと送られるが、その際ガス圧が圧力トランスデューサ３によって監視される。そして、遮断弁４を通ってマスフローコントローラ５へと流れて所定流量に絞られ、設定圧力及び設定流量に調整されたガスは、ガス供給弁６及び逆止弁７をを通って出力ポート９からチャンバへと送られる。
【００２０】
更に、本実施形態の特徴をなす流路ブロック１１について詳しく見てみると、手動弁１から出たガスはポート３１から入って入力側流路３６を流れ、貫通孔３７からフィルタ押え３５内に入る。その際、入力側流路３６からフィルタ押え３５内に入ったガスは流速を落として混入不純物が滞留するとともに金属フィルタ３４によって除去される。そして、混入不純物が除去されたガスは出力ポート３２からレギュレータ２へと送られる。
【００２１】
よって、本実施形態のガス供給ユニット１０によれば、構成するモジュールのなかからフィルタをなくし、フィルタ内蔵の流路ブロック１１を構成して置き換えたので、それだけユニットの長さを短くコンパクトにすることができた。具体的には、全長が４３０ｍｍの従来のガス供給ユニット１００に対して、本実施形態のガス供給ユニット１０は３９０ｍｍになった。また、こうしてコンパクト化したことによって重量を減らすことができ、軽量化を図ることができた。そのため、従来のガス供給ユニット１００に比べて、数個のユニットを組み合わせる取り付け作業の困難さや、設置スペースの制限された場所への設置の困難さが緩和された。
【００２２】
ところで、各モジュールを小型化して同じ構造のガス供給ユニットを構成しようとした場合には、フィルタ内蔵の流路ブロックは、そのフィルタ構造部分の寸法が小さくなってしまい、その分流路面積が小さくなってガスが流れにくくなってしまう。そこで以下、流量を十分にとることができるフィルタ内蔵の流路ブロックについて説明する。
【００２３】
図３乃至図６は、それぞれフィルタ内蔵の流路ブロックを示した断面図である。なお、各図面の共通部分については同符号を付して説明する。ここに示した流路ブロック５０，６０，７０，８０は、いずれもフィルタ部分でより大きな流路面積が確保できるように構成されたものであり、そのうちの流路ブロック５０，６０，７０は、金属フィルタ５１，６１，７１が立体的に形成され、流路ブロック８０においては、金属フィルタ８１が傾斜を付けて配置されたものである。
【００２４】
これは金属フィルタの面積を増やすため、図３乃至図５に示すように金属フィルタ５１，６１，７１を立体形状にして、上下面の他に側面からもガスが通って流れるようになっている。一方、図６に示す金属フィルタ８１は、前記実施形態（図２参照）と同様平らなものを使用しているが、枠体８２に傾斜させて取り付けるようにしているので、それ自身の面積が大きくなっている。従って、こうした金属フィルタ５１，６１，７１，８１を縦方向に配置させるため、フィルタ室４１が前記実施形態（図２）に比べるとブロックに対して深めに形成されている。そして、そのフィルタ室４１には金属フィルタ５１，６１，７１，８１がはめ込まれ、下から入れられたフィルタ押え４２によって押さえ付けられるとともに、そのフィルタ押え４２によってフィルタ室４１内が気密に塞がれる。
【００２５】
よって、こうした流路ブロック５０，６０，７０，８０によれば、前記実施形態と同様にガス供給ユニットを構成するモジュールのなかからフィルタをなくし、ユニットの長さを短くコンパクトにすることができ、それに加えて小型の集積ユニットを構成した場合にでも、フィルタ部分の流路を小さくすることなく十分な流量を確保することができる。
【００２６】
続いて、流量を確保するためのフィルタ内蔵の流路ブロックについて、図７に示す別例を説明する。図７は、フィルタ内蔵の流路ブロックを示した断面図である。これは、前述したものとは異なり、流路ブロック９０の側方からあけられたフィルタ室９２内に金属フィルタ９１を横から挿入するようにしたものである。この金属フィルタ９１は、円筒の一端を囲んだ形状をしたものであり、反対の開放端に固定された環状板９３をフィルタ室９２をはめ込んで、図示するように位置決められている。そして、フィルタ室９２の開口が蓋９４によって閉じられ、ポート９５，９６間に金属フィルタ９１を配置した流路ブロック９０が構成されている。
【００２７】
図９に、図７の流路ブロックの９０の上から見た平面図を示す。
流路ブロック９０は、従来の流路ブロックと比較して、図の右側方向、すなわち、図１の隣接する流路ブロック１２の方向に延設部２１が形成されている。この延設部２１が図１に示すように、流路ブロック１２との空間に丁度配置されている。フィルタ室９２は、延設部２１に形成されている。フィルタ室９２を流路ブロック９０の延設部２１に形成することにより、図１に示すように、従来無駄となっていた流路ブロック１２との間の空間を利用しているので、余分な空間を使うことなく、ガス供給ユニットをコンパクト化することができる。
図９において、２つの貫通穴２３は、流路ブロック１１をボルトによりベース部材２０に固定するためのものである。この貫通穴２３には、ボルトの頭を収納する座ぐり穴２３ａが形成されている。４つのネジ穴２２は、流体制御機器であるモジュールをボルトにより取り付けるためのものである。ポート９５，９６には、シールガスケットを収納するためのガスケット収納部９５ａ，９６ａが形成されている。
【００２８】
よって、こうした流路ブロック９０によれば、前記実施形態と同様にガス供給ユニットを構成するモジュールのなかからフィルタをなくし、ユニットの長さを短くコンパクトにすることができ、それに加えて小型の集積ユニットを構成した場合にでも、フィルタ部分の流路を小さくすることなく十分な流量を確保することができる。
【００２９】
本発明の別の実施の形態を図１０〜１２に示す。図１０は、ガス供給ユニットの全体図であり、図１１は、流路ブロックの平面図、図１２は流路ブロックの断面図である。本実施の形態の特徴は、フィルタ室を手動弁１の上流側に配置したことである。すなわち、流路ブロック１８を新たに設け、流路ブロック１８の左端には入力ポート８が固設されている。
フィルタ内蔵の流路ブロック１８は、上面に手動弁１の入力ポートに接続可能なポート１８ｂが形成され、入口ポート８とポート１８ｂとは、フィルタ室３３を介してつながっている。フィルタ室３３は流路ブロック１８の底面側からあけられた円形の穴であり、その天井側に金属フィルタ３４がはめ込まれ、金属フィルタ３４は、フィルタ室３３を塞ぐように下から入れられたフィルタ押え３５によって押さえ付けられて位置決めされている。
【００３０】
フィルタ押え３５は、フィルタ室３３の形状に合わせて形成された器型の部材であり、円筒形状の側壁がフィルタ室３３の内壁面に沿って気密はめ込まれる。フィルタ押え３５は、フィルタ室３３からのガス漏れを防止するためにも、底面側に見えるフィルタ押え３５と流路ブロック１１の円周状の隙間部分が溶接によって塞がれ、その溶接によってフィルタ押え３５が流路ブロック１８に一体に固定される。
【００３１】
また、手動弁１１の上流に図７に示すタイプのフィルタを配置した場合の平面図を図１３に、断面図を図１４に示す。配置場所以外の内容は、図７と同じなので詳細な説明を省略する。
また、図１５に図７のフィルタの形状違いの実施の形態を示す。図１６にその断面図を示す。この実施の形態では、フィルタ２５の形状が中空円筒の一端が閉じられた形状となっている。そして、中空の開口部からガスが入り、中空円筒の外側からガスが出る形式である。中空の開口部の端面には、ガスケット２６が挟まれている。フィルタ２５と流路ブロック２４との隙間からのガス漏れを防止するためである。
【００３２】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、フィルタ内蔵の流路ブロック１１を手動弁１とレギュレータ２との間に設けたが、それ以外の位置に設置するようにしてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
本発明のガス供給ユニットは、ベース部材と、２以上の流体制御機器と、該流体制御機器同士を連通させるために該ベース部材の上面かつ該流体制御機器の下面に取り付けられる流路ブロックとを有するガス供給ユニットであって、複数ある流路ブロックの一つが、入力ポートと出力ポートと、入力ポートと前記出力ポートとの間に形成された気密なフィルタ室と、フィルタ室に内蔵されたフィルタとを有するので、ガス供給ユニットの長さを短くでき、コンパクトで軽量なガス供給ユニットを提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】ガス供給ユニットの一実施形態を示した全体側面図である。
【図２】フィルタ内蔵の流路ブロックを示した断面図である。
【図３】立体的なフィルタを内蔵した流路ブロックを示した断面図である。
【図４】立体的なフィルタを内蔵した流路ブロックを示した断面図である。
【図５】立体的なフィルタを内蔵した流路ブロックを示した断面図である。
【図６】フィルタを傾斜させて内蔵した流路ブロックを示した断面図である。
【図７】フィルタを横向きに内蔵した流路ブロックを示した断面図である。
【図８】フィルタ内蔵の流路ブロック１１の平面図である。
【図９】フィルタ内蔵の流路ブロック９０の平面図である。
【図１０】ガス供給ユニットの別の実施の形態を示した全体図である。
【図１１】フィルタ内蔵の流路ブロック１８の平面図である。
【図１２】フィルタ内蔵の流路ブロック１８の断面図である。
【図１３】フィルタ内蔵の流路ブロック１９の平面図である。
【図１４】フィルタ内蔵の流路ブロック１９の断面図である。
【図１５】フィルタ内蔵の流路ブロック２４の平面図である。
【図１６】フィルタ内蔵の流路ブロック２４の断面図である。
【図１７】従来のガス供給ユニットの１例を示した断面図である。
【図１８】従来のガス供給ユニットの別の例を示した断面図である。
【図１９】従来の流路ブロックの平面図である。
【図２０】従来の流路ブロックの断面図である。
【符号の説明】
１ 手動弁
２ レギュレータ
３ 圧力トランスデューサ
４ 遮断弁
５ マスフローコントローラ
６ パージ弁
７ 逆止弁
１０ ガス供給ユニット
１１，１８，１９，２４，５０，６０，７０，８０，９０ フィルタ内蔵流路ブロック
２０ ベース部材
３１ 入力ポート
３２ 出力ポート
３３ フィルタ室
３４，９２ 金属フィルタ
３５ フィルタ押え
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造工程で使用されるプロセスガスなどの供給を行うためのガス供給ユニットに関し、特に軽量化したコンパクトなガス供給ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造のウェハ処理工程には、ホトレジスト加工（ホトレジスト塗布、露光、現像、エッチング）のエッチング等にガスが使用され、数種類の中から特定のプロセスガスをチャンバへ供給するためのガス供給回路が構成されている。ガス供給回路は、ガスの種類に従ってガス供給ラインが構成され、各ガスをマスフローコントローラ等の流体制御機器を介してチャンバへと送り込むようにしている。また、ガスは腐食性、毒性があるため、窒素ガス等のパージガスを使用してガスの置換を行い、更にはガスの排気処理を行うため、そのガス供給ラインにはパージガス供給ラインやベントラインが組み合わされている。
【０００３】
従って、ガス供給ラインは、プロセスガスやパージガスの流れ或いは排気を制御するため、図１７に示すように複数の弁やマスフローコントローラ等の流体機器が必要であり、これらガス供給ラインを構成する流体制御機器１０１〜１０８は、設置面積のコンパクト化や流路長さの短縮などの観点から全体取付のユニット化が図られている。そうしたガス供給ユニット１００は、ガス供給ラインを構成する流体制御機器１０１〜１０８が一つのベース部材１１０上に一列に並べられ、ベース部材１１０上に固定される流路ブロック１２１〜１２９を介して取り付けられている。流路ブロック１２１〜１２９には、１２２に断面図で示すように、Ｖ字型の流路が形成されている。
【０００４】
ここで、流体制御機器のうち、フィルタ１０２は、他の流体制御機器と同様に、流路ブロック１２１，１２２の上面に取り付けられていた。この取付方法については、例えば、特開平１１−１６５０１２号公報にも開示されている。そのフィルタが図１７のガス供給ユニットに取り付けられた場合を図１８に示す。ベース部材１１０上に流路ブロック１２１〜１２９が取り付けられ、流路ブロック１２１〜１２９の上面に流体制御機器１０１〜１０８が取り付けられる。特に、フィルタ１０２は、平面状フィルタ１０２ａとして、フィルタ室１０２ｂに配置され、フィルタ１０２の片側が流路１０２ｃを介して流路ブロック１２１のＶ字形流路１２１ａと連通している。また、フィルタ１０２の他の側が流路１０２ｄを介して流路ブロック１２２のＶ字形流路１２２ａと連通している。
【０００５】
流路ブロック１２１〜１２９の形状を図１９及び図２０に示す。いずれの流路ブロックも共通化されているので、図では、番号として１２１を用いている。図１９が、上から見た平面図であり、図２０は、ＡＡ断面図である。２つの貫通穴１３１は、流路ブロック１２１をボルトによりベース部材１１０に固定するためのものである。この貫通穴１３１には、ボルトの頭を収納する座ぐり穴１３１ａが形成されている。４つのネジ穴１３２は、流体制御機器をボルトにより取り付けるためのものである。Ｖ字形流路１２１ａの開口部１３３ｂには、シールガスケットを収納するためのガスケット収納部１３３ａが形成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした従来のガス供給ユニット１００の場合、次のような問題があった。
すなわち、ガス供給ユニットなどは、チャンバへの配管が長くなってしまうと特性の変わりやすいプロセスガスを長い距離にわたって引き回すことになるので、チャンバ近傍に設置することが望まれている。そのため、ガス供給ユニット１００を単に水平に設置するだけでなく、チャンバの炉体に立て掛けるようにして取り付けることが行われたりしている。ところが、従来のガス供給ユニット１００の場合、搭載する流体制御機器１０１〜１０８の数が多いため、ガス供給ユニット１００自体の重量が重く、また寸法も長いものとなってしまっていた。
ガス供給ユニットは、複数列隣り合わせて使用されるのが一般的で有り、そのときに占有スペースが大きくなり、チャンバの近傍に設置することができないという問題がある。また、その重く大きなガス供給ユニット１００では、数個のユニットを組み合わせて行う取り付けるときに作業の困難さがあった。
【０００７】
そこで本発明は、コンパクトで軽量で、チャンバの近傍に設置可能なガス供給ユニットを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のガス供給ユニットは、次のような構成を有することを特徴としている。
（１）ベース部材と、２以上の流体制御機器と、該流体制御機器同士を連通させるために該ベース部材の上面かつ該流体制御機器の下面に取り付けられる流路ブロックとを有するガス供給ユニットであって、複数ある流路ブロックの一つが、入力ポートと出力ポートと、入力ポートと前記出力ポートとの間に形成された気密なフィルタ室と、フィルタ室に内蔵されたフィルタとを有する。
【０００９】
（２）（１）に記載のガス供給ユニットにおいて、前記フィルタ内蔵の流路ブロックは、前記ベース部材側に開口が形成されたフィルタ室に、金属フィルタが入れられ、その金属フィルタがフィルタ室を気密に閉じる上面開口の器型のフィルタ押えによって位置決めされ、
前記フィルタ押えの側壁を貫いて入力ポートと連通する入口流路が形成され、金属フィルタ上方に出力ポートと連通する出力流路が形成されていることを特徴とする。
（３）（１）又は（２）に記載のガス供給ユニットにおいて、前記フィルタ内蔵の流路ブロックは、前記フィルタが立体形状をしたもの、又は前記フィルタが傾斜して取り付けられたものであることを特徴とする。
【００１０】
（４）（１）に記載のガス供給ユニットにおいて、前記フィルタ内蔵の流路ブロックは、挿入側先端を囲んだ筒形状のフィルタを、側面からあけられたフィルタ室内に横方向に挿入して位置決めしたものであって、当該フィルタの内側と外側とに連通する入出力ポートがそれぞれ形成されたものであることを特徴とする。
【００１１】
本発明のガス供給ユニットは、以上の構成を有することにより、次のように作用する。ガス供給ユニットを構成する流路ブロックの上面に取り付けられる流体制御機器からフィルタをなくすことができ、それだけユニットの長さを短くコンパクトにすることができた。そしてコンパクト化したことによって重量を減らすことで、軽量化を図ることができた。
ここで、流路ブロックにフィルタを内蔵させるときに、隣り合う流路ブロック間の空間に対して流路ブロックを延設させ延設部を形成し、その延設部にフィルタ室を形成しているので、今まで無駄な空間であった箇所にフィルタ室を形成できるため、全体の大きさ、特にガス供給ユニットの全長を短くすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係るガス供給ユニットの一実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、ガス供給ユニットを示した側面図である。
このガス供給ユニット１０は、上流側から各々が流体制御機器である手動弁１、レギュレータ２、圧力トランスデューサ３、遮断弁４、マスフローコントローラ５、パージ弁６、及び逆止弁７の各モジュールの順に並べられ、それぞれベース部材２０上に組み付けられたものである。そして各モジュール１〜７は、従来例のガス供給ユニット１００と同様に流路ブロック１１〜１７を介して接続されている。ここで、ベース部材としては、ベースプレート、またはレールを用いる。
【００１３】
本実施形態のガス供給ユニット１０と従来例のガス供給ユニット１００（図１７）との相違は、ガス供給ユニット１０を構成するモジュールからはフィルタ１０２が排除されている点にある。フィルタ１０２は、供給されたガス内の混入不純物を除去するためガス供給ラインを構成する上で必須の構成ではあるが、本実施形態ではそれを手動弁１やレギュレータ２などのようにモジュール化するのではなく、新たにフィルタ機能を内蔵した流路ブロック１１を用いることによって代替させることとした。
【００１４】
図１７に示す従来のガス供給ユニット１００では、手動弁１０１を通ったガスはフィルタ１０２で不純物が除去され、流路ブロック１２２を通ってレギュレータ１０３以下、各モジュールを順次流れていく。このとき、各モジュール１０１〜１０８を連結させるのが流路ブロック１２１〜１２９であるが、流路ブロック１２１〜１２９は、隣り合う各モジュール１０１〜１０８の出力ポートと入力ポートとを連結させるためにＶ字の流路が形成されたものに過ぎなかった。しかし本実施形態では、各モジュールを接続する流路ブロック１１〜１７のうち、手動弁１とレギュレータ２とを接続する流路ブロック１１については、フィルタ機能を内蔵させたものを新たに提案し、採用することとした。なお、その他の流路ブロック１２〜１７は、従来のものと同様にＶ字の流路が形成されたものである。
【００１５】
図２は、フィルタ内蔵の流路ブロック１１を示した断面図である。図８に、フィルタ室を備える流路ブロック１１の上から見た平面図を示す。図２は、図８のＡＡ断面図である。
このフィルタ内蔵の流路ブロック１１は、上面に手動弁１及びレギュレータ２の各出力ポート及び入力ポートに接続可能なポート３１，３２が形成され、各ポート３１，３２はフィルタ室３３を介してつながっている。このフィルタ室３３は流路ブロック１１の底面側からあけられた円形の穴であり、その天井側に金属フィルタ３４がはめ込まれ、金属フィルタ３４は、フィルタ室３３を塞ぐように下から入れられたフィルタ押え３５によって押さえ付けられて位置決めされている。
【００１６】
フィルタ押え３５は、フィルタ室３３の形状に合わせて形成された器型の部材であり、円筒形状の側壁がフィルタ室３３の内壁面に沿って気密はめ込まれる。フィルタ押え３５は、フィルタ室３３からのガス漏れを防止するためにも、底面側に見えるフィルタ押え３５と流路ブロック１１の円周状の隙間部分が溶接によって塞がれ、その溶接によってフィルタ押え３５が流路ブロック１１に一体に固定される。また、入力ポート３１からつながる入力側流路３６がフィルタ室３３の内壁面に開口部を有しているため、フィルタ押え３５には、円筒形状の側壁に入力側流路３６とつながる貫通孔３７が形成されている。そのためフィルタ押え３５を挿入する場合には、はめ込み位置に注意する必要がある。
【００１７】
流路ブロック１１は、従来の流路ブロックと比較して、図の右側方向、すなわち、図１の隣接する流路ブロック１２の方向に延設部２１が形成されている。この延設部２１が図１に示すように、流路ブロック１２との空間に丁度配置されている。フィルタ室３３は、延設部２１に形成されている。フィルタ室３３を流路ブロック１１の延設部２１に形成することにより、図１に示すように、従来無駄となっていた流路ブロック１２との間の空間を利用しているので、余分な空間を使うことなく、ガス供給ユニットをコンパクト化することができる。
図８において、２つの貫通穴２３は、流路ブロック１１をボルトによりベース部材２０に固定するためのものである。この貫通穴２３には、ボルトの頭を収納する座ぐり穴２３ａが形成されている。４つのネジ穴２２は、流体制御機器であるモジュールをボルトにより取り付けるためのものである。ポート３１，３２には、シールガスケットを収納するためのガスケット収納部３１ａ，３２ａが形成されている。
【００１８】
ガス供給ユニット１０は、図１に示すように手動弁１、レギュレータ２及びその他のモジュール３〜７が、フィルタ内蔵の流路ブロック１１及び通常の流路ブロック１２〜１７で接続され、一つの流路上に配管されて一連のガス供給ラインが構成されている。そして、このガス供給ユニット１０の入力ポート８側がガス供給源に、出力ポート９側がチャンバに配管されている。こうしたガス供給ユニット１０は、ガスの種類に従って数個のユニットが並べられ、それぞれが配管されてガス供給回路が構成される。
【００１９】
そこで、ガス供給回路を構成する一つのガス供給ユニット１０におけるガスの流れを見てみる。入力ポート８から入ったガスは、手動弁１からレギュレータ２に送られる間にフィルタ内蔵の流路ブロック１１でガス内の混入不純物が除去される。混入不純物が除去されたガスはレギュレータ２によって圧力調整されて二次側へと送られるが、その際ガス圧が圧力トランスデューサ３によって監視される。そして、遮断弁４を通ってマスフローコントローラ５へと流れて所定流量に絞られ、設定圧力及び設定流量に調整されたガスは、ガス供給弁６及び逆止弁７をを通って出力ポート９からチャンバへと送られる。
【００２０】
更に、本実施形態の特徴をなす流路ブロック１１について詳しく見てみると、手動弁１から出たガスはポート３１から入って入力側流路３６を流れ、貫通孔３７からフィルタ押え３５内に入る。その際、入力側流路３６からフィルタ押え３５内に入ったガスは流速を落として混入不純物が滞留するとともに金属フィルタ３４によって除去される。そして、混入不純物が除去されたガスは出力ポート３２からレギュレータ２へと送られる。
【００２１】
よって、本実施形態のガス供給ユニット１０によれば、構成するモジュールのなかからフィルタをなくし、フィルタ内蔵の流路ブロック１１を構成して置き換えたので、それだけユニットの長さを短くコンパクトにすることができた。具体的には、全長が４３０ｍｍの従来のガス供給ユニット１００に対して、本実施形態のガス供給ユニット１０は３９０ｍｍになった。また、こうしてコンパクト化したことによって重量を減らすことができ、軽量化を図ることができた。そのため、従来のガス供給ユニット１００に比べて、数個のユニットを組み合わせる取り付け作業の困難さや、設置スペースの制限された場所への設置の困難さが緩和された。
【００２２】
ところで、各モジュールを小型化して同じ構造のガス供給ユニットを構成しようとした場合には、フィルタ内蔵の流路ブロックは、そのフィルタ構造部分の寸法が小さくなってしまい、その分流路面積が小さくなってガスが流れにくくなってしまう。そこで以下、流量を十分にとることができるフィルタ内蔵の流路ブロックについて説明する。
【００２３】
図３乃至図６は、それぞれフィルタ内蔵の流路ブロックを示した断面図である。なお、各図面の共通部分については同符号を付して説明する。ここに示した流路ブロック５０，６０，７０，８０は、いずれもフィルタ部分でより大きな流路面積が確保できるように構成されたものであり、そのうちの流路ブロック５０，６０，７０は、金属フィルタ５１，６１，７１が立体的に形成され、流路ブロック８０においては、金属フィルタ８１が傾斜を付けて配置されたものである。
【００２４】
これは金属フィルタの面積を増やすため、図３乃至図５に示すように金属フィルタ５１，６１，７１を立体形状にして、上下面の他に側面からもガスが通って流れるようになっている。一方、図６に示す金属フィルタ８１は、前記実施形態（図２参照）と同様平らなものを使用しているが、枠体８２に傾斜させて取り付けるようにしているので、それ自身の面積が大きくなっている。従って、こうした金属フィルタ５１，６１，７１，８１を縦方向に配置させるため、フィルタ室４１が前記実施形態（図２）に比べるとブロックに対して深めに形成されている。そして、そのフィルタ室４１には金属フィルタ５１，６１，７１，８１がはめ込まれ、下から入れられたフィルタ押え４２によって押さえ付けられるとともに、そのフィルタ押え４２によってフィルタ室４１内が気密に塞がれる。
【００２５】
よって、こうした流路ブロック５０，６０，７０，８０によれば、前記実施形態と同様にガス供給ユニットを構成するモジュールのなかからフィルタをなくし、ユニットの長さを短くコンパクトにすることができ、それに加えて小型の集積ユニットを構成した場合にでも、フィルタ部分の流路を小さくすることなく十分な流量を確保することができる。
【００２６】
続いて、流量を確保するためのフィルタ内蔵の流路ブロックについて、図７に示す別例を説明する。図７は、フィルタ内蔵の流路ブロックを示した断面図である。これは、前述したものとは異なり、流路ブロック９０の側方からあけられたフィルタ室９２内に金属フィルタ９１を横から挿入するようにしたものである。この金属フィルタ９１は、円筒の一端を囲んだ形状をしたものであり、反対の開放端に固定された環状板９３をフィルタ室９２をはめ込んで、図示するように位置決められている。そして、フィルタ室９２の開口が蓋９４によって閉じられ、ポート９５，９６間に金属フィルタ９１を配置した流路ブロック９０が構成されている。
【００２７】
図９に、図７の流路ブロックの９０の上から見た平面図を示す。
流路ブロック９０は、従来の流路ブロックと比較して、図の右側方向、すなわち、図１の隣接する流路ブロック１２の方向に延設部２１が形成されている。この延設部２１が図１に示すように、流路ブロック１２との空間に丁度配置されている。フィルタ室９２は、延設部２１に形成されている。フィルタ室９２を流路ブロック９０の延設部２１に形成することにより、図１に示すように、従来無駄となっていた流路ブロック１２との間の空間を利用しているので、余分な空間を使うことなく、ガス供給ユニットをコンパクト化することができる。
図９において、２つの貫通穴２３は、流路ブロック１１をボルトによりベース部材２０に固定するためのものである。この貫通穴２３には、ボルトの頭を収納する座ぐり穴２３ａが形成されている。４つのネジ穴２２は、流体制御機器であるモジュールをボルトにより取り付けるためのものである。ポート９５，９６には、シールガスケットを収納するためのガスケット収納部９５ａ，９６ａが形成されている。
【００２８】
よって、こうした流路ブロック９０によれば、前記実施形態と同様にガス供給ユニットを構成するモジュールのなかからフィルタをなくし、ユニットの長さを短くコンパクトにすることができ、それに加えて小型の集積ユニットを構成した場合にでも、フィルタ部分の流路を小さくすることなく十分な流量を確保することができる。
【００２９】
本発明の別の実施の形態を図１０〜１２に示す。図１０は、ガス供給ユニットの全体図であり、図１１は、流路ブロックの平面図、図１２は流路ブロックの断面図である。本実施の形態の特徴は、フィルタ室を手動弁１の上流側に配置したことである。すなわち、流路ブロック１８を新たに設け、流路ブロック１８の左端には入力ポート８が固設されている。
フィルタ内蔵の流路ブロック１８は、上面に手動弁１の入力ポートに接続可能なポート１８ｂが形成され、入口ポート８とポート１８ｂとは、フィルタ室３３を介してつながっている。フィルタ室３３は流路ブロック１８の底面側からあけられた円形の穴であり、その天井側に金属フィルタ３４がはめ込まれ、金属フィルタ３４は、フィルタ室３３を塞ぐように下から入れられたフィルタ押え３５によって押さえ付けられて位置決めされている。
【００３０】
フィルタ押え３５は、フィルタ室３３の形状に合わせて形成された器型の部材であり、円筒形状の側壁がフィルタ室３３の内壁面に沿って気密はめ込まれる。フィルタ押え３５は、フィルタ室３３からのガス漏れを防止するためにも、底面側に見えるフィルタ押え３５と流路ブロック１１の円周状の隙間部分が溶接によって塞がれ、その溶接によってフィルタ押え３５が流路ブロック１８に一体に固定される。
【００３１】
また、手動弁１１の上流に図７に示すタイプのフィルタを配置した場合の平面図を図１３に、断面図を図１４に示す。配置場所以外の内容は、図７と同じなので詳細な説明を省略する。
また、図１５に図７のフィルタの形状違いの実施の形態を示す。図１６にその断面図を示す。この実施の形態では、フィルタ２５の形状が中空円筒の一端が閉じられた形状となっている。そして、中空の開口部からガスが入り、中空円筒の外側からガスが出る形式である。中空の開口部の端面には、ガスケット２６が挟まれている。フィルタ２５と流路ブロック２４との隙間からのガス漏れを防止するためである。
【００３２】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、フィルタ内蔵の流路ブロック１１を手動弁１とレギュレータ２との間に設けたが、それ以外の位置に設置するようにしてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
本発明のガス供給ユニットは、ベース部材と、２以上の流体制御機器と、該流体制御機器同士を連通させるために該ベース部材の上面かつ該流体制御機器の下面に取り付けられる流路ブロックとを有するガス供給ユニットであって、複数ある流路ブロックの一つが、入力ポートと出力ポートと、入力ポートと前記出力ポートとの間に形成された気密なフィルタ室と、フィルタ室に内蔵されたフィルタとを有するので、ガス供給ユニットの長さを短くでき、コンパクトで軽量なガス供給ユニットを提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】ガス供給ユニットの一実施形態を示した全体側面図である。
【図２】フィルタ内蔵の流路ブロックを示した断面図である。
【図３】立体的なフィルタを内蔵した流路ブロックを示した断面図である。
【図４】立体的なフィルタを内蔵した流路ブロックを示した断面図である。
【図５】立体的なフィルタを内蔵した流路ブロックを示した断面図である。
【図６】フィルタを傾斜させて内蔵した流路ブロックを示した断面図である。
【図７】フィルタを横向きに内蔵した流路ブロックを示した断面図である。
【図８】フィルタ内蔵の流路ブロック１１の平面図である。
【図９】フィルタ内蔵の流路ブロック９０の平面図である。
【図１０】ガス供給ユニットの別の実施の形態を示した全体図である。
【図１１】フィルタ内蔵の流路ブロック１８の平面図である。
【図１２】フィルタ内蔵の流路ブロック１８の断面図である。
【図１３】フィルタ内蔵の流路ブロック１９の平面図である。
【図１４】フィルタ内蔵の流路ブロック１９の断面図である。
【図１５】フィルタ内蔵の流路ブロック２４の平面図である。
【図１６】フィルタ内蔵の流路ブロック２４の断面図である。
【図１７】従来のガス供給ユニットの１例を示した断面図である。
【図１８】従来のガス供給ユニットの別の例を示した断面図である。
【図１９】従来の流路ブロックの平面図である。
【図２０】従来の流路ブロックの断面図である。
【符号の説明】
１ 手動弁
２ レギュレータ
３ 圧力トランスデューサ
４ 遮断弁
５ マスフローコントローラ
６ パージ弁
７ 逆止弁
１０ ガス供給ユニット
１１，１８，１９，２４，５０，６０，７０，８０，９０ フィルタ内蔵流路ブロック
２０ ベース部材
３１ 入力ポート
３２ 出力ポート
３３ フィルタ室
３４，９２ 金属フィルタ
３５ フィルタ押え
Claims (10)
- ベース部材と、２以上の流体制御機器と、該流体制御機器同士を連通させるために該ベース部材の上面かつ該流体制御機器の下面に取り付けられる流路ブロックとを有するガス供給ユニットにおいて、
複数ある前記流路ブロックの一つが、入力ポートと出力ポートと、前記入力ポートと前記出力ポートとの間に形成された気密なフィルタ室と、前記フィルタ室に内蔵されたフィルタとを有することを特徴とするガス供給ユニット。 - 請求項１に記載のガス供給ユニットにおいて、
前記フィルタ内蔵の流路ブロックは、前記ベース部材側に開口が形成されたフィルタ室に、金属フィルタが入れられ、その金属フィルタがフィルタ室を気密に閉じる上面開口の器型のフィルタ押えによって位置決めされ、
前記フィルタ押えの側壁を貫いて入力ポートと連通する入口流路が形成され、
金属フィルタ上方に出力ポートと連通する出力流路が形成されていることを特徴とするガス供給ユニット。 - 請求項１又は請求項２に記載のガス供給ユニットにおいて、
前記フィルタ内蔵の流路ブロックは、前記フィルタが立体形状をしたもの、又は前記フィルタが傾斜して取り付けられたものであることを特徴とするガス供給ユニット。 - 請求項１に記載のガス供給ユニットにおいて、
前記フィルタ内蔵の流路ブロックは、挿入側先端を囲んだ筒形状のフィルタを、側面からあけられたフィルタ室内に横方向に挿入して位置決めしたものであって、当該フィルタの内側と外側とに連通する入出力ポートがそれぞれ形成されたものであることを特徴とするガス供給ユニット。 - 直方体ブロック形状で、下面がベース部材に接して取り付けられ、上面に流体制御機器が取り付けられる流路ブロックにおいて、
前記上面に、入力ポート、出力ポート、前記流路ブロックを前記ベース部材に連結するボルトを通すための貫通孔、前記流体制御機器を前記流路ブロックに連結するためのボルトがねじ止めされるねじ孔とが形成され、
前記入力ポートと前記出力ポートとの間に形成された気密なフィルタ室と、前記フィルタ室に内蔵されたフィルタとを有することを特徴とする流路ブロック。 - 請求項５に記載の流路ブロックにおいて、
前記下面に開口が形成されたフィルタ室に、金属フィルタが入れられ、その金属フィルタがフィルタ室を気密に閉じる上面開口の器型のフィルタ押えによって位置決めされ、
前記フィルタ押えの側壁を貫いて入力ポートと連通する入口流路が形成され、
金属フィルタ上方に出力ポートと連通する出力流路が形成されていることを特徴とする流路ブロック。 - 請求項５または請求項６に記載の流路ブロックにおいて、
前記ねじ孔が、前記入力ポートを中心とする点対称の位置に２箇所と、前記出力ポートを中心とする点対称の位置に２箇所形成されていることを特徴とする流路ブロック。 - 直方体ブロック形状で、下面がベース部材に接して取り付けられ、上面に流体制御機器が取り付けられる流路ブロックにおいて、
前記直方体ブロックの一側面に第１ポートが形成され、
前記上面に、第２ポート、前記流路ブロックを前記ベース部材に連結するボルトを通すための貫通孔、前記流体制御機器を前記流路ブロックに連結するためのボルトがねじ止めされるねじ孔とが形成され、
前記第１ポートと前記第２ポートとの間に形成された気密なフィルタ室と、前記フィルタ室に内蔵されたフィルタとを有することを特徴とする流路ブロック。 - 請求項８に記載の流路ブロックにおいて、
前記下面に開口が形成されたフィルタ室に、金属フィルタが入れられ、その金属フィルタがフィルタ室を気密に閉じる上面開口の器型のフィルタ押えによって位置決めされ、
前記フィルタ押えの側壁を貫いて第１ポートと連通する第１流路が形成され、
金属フィルタ上方に第２ポートと連通する第２流路が形成されていることを特徴とする流路ブロック。 - 請求項８または請求項９に記載の流路ブロックにおいて、
前記ねじ孔が、前記第２ポートを中心とする点対称の位置に２箇所形成されていることを特徴とする流路ブロック。
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