JP4319295B2 - 弁および弁を連結した連結弁装置 - Google Patents
弁および弁を連結した連結弁装置 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は弁および複数の弁を連結した連結弁装置に関し、特に高純度の混合ガスを得るのに適した弁および連結弁装置に関する。
本発明の弁は流体を分流したり、混合したりする際に使用される。また、高純度のガスは、半導体製品の製造過程において、シリコンウエハ表面に数種の成分の混合ガスを使用して蒸着膜を形成する際等に使用される。
【0002】
【従来の技術】
半導体製品の製造工程において使用されるガス混合装置は、キャリアガスに1種以上の反応ガスを混合した混合ガスを蒸着装置に供給する。前記混合ガスを供給してシリコンウエハ表面に数種の成分の混合ガスにより蒸着膜を形成する作業が終了した後、前記反応ガスの供給を停止した状態で待機し、次の作業のための反応ガスをガス混合装置で混合する。その際、先に使用した反応ガスがガス供給路に未使用で残留している場合があり、その残留ガスが不純物として次の作業のための反応ガス中に混入することになる。
【0003】
前記各種ガスを混合させる時に理想的な混合比を実現して、前の作業の未使用ガスの残留成分の影響を無くすることができれば、不純物の混合が低減され、飛躍的な製品の高品質化、良品率の向上が可能となる。
また、今後のプロセス上の方向性として生成膜の形成条件は、減圧下、少量流量の方向へと移行している。このため、前記残留ガス成分の影響は大きくクローズアップされてきている。
【0004】
従来、前記種類のガス混合装置において、例えば、次の図11に示すような装置が知られている。
図11は従来のガス混合装置の説明図である。
図11に示すガス混合装置は、キャリアガスG0が流れるキャリアガス流路01に複数(例えば4種類)の反応ガスG1,G2,G3,G4を流入させる際、キャリアガス流路の中心線に沿って、第1混合位置P1および第2混合位置P2を設定し、設定された前記第1混合位置P1においてキャリアガスG0に反応ガスG1およびG2を混合し、前記第2混合位置P2において反応ガスG3,G4を混合する。
なお、図11においてプロセスバルブV1およびベントバルブV2は、いずれかが一方が開、他方が閉の状態で使用され、V1開、V2閉の場合は反応ガスがキャリアガス流路01に流れて混合され、V1閉、V2開の場合は反応ガスはベントバルブV2を通って回収装置(図示せず)に回収される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来のガス混合装置では、次の問題点がある。
(a)前記4種の反応ガスG1〜G4を同時に混合する場合、G1およびG2の混合位置P1とG3,G4の混合位置P2とがキャリアガス流路に沿って位置が異なるため、各ガス(キャリアガスおよび反応ガス)が混合されながら流れる距離が異なるため、混合位置が異なる反応ガスを均一な混合比で混合しようとしても、混合開始時から均一な混合ガスを得ることは不可能である。したがって、混合位置が異なる反応ガスの均一な混合ガスを、混合開始時から蒸着室に供給することは不可能である。
(b)前記キャリアガス流路への前記各反応ガスG1〜G4の供給/遮断を行うための各プロセスバルブV1の位置から前記混合位置P1またはP2までの反応ガス流路(デッドゾーン)の長さが異なる場合には、前の作業で使用した反応ガスの残留ガス(デッドゾーンの残留ガス)が次の作業の時に混入して不純物が混入する。このため、ガス純度の再現性にバラツキを生じ高品質の製品(均一な蒸着膜)が製作できない。
(c)前記デッドゾーンの長さを一定にしても、その長さが長い程、残留ガスが不純物として混入する期間が長くなる。
【0006】
また、従来、円盤状のガス混合室の円周面に複数の反応ガスを供給して混合する装置が知られている。
この従来技術は複数の各反応ガスをキャリアガス流路に沿った同一の混合位置に同時に流入させて混合することが可能であるが、前記混合位置(円盤状のガス混合室)の範囲が広いため、均一な混合比が得られ難い。また、この従来技術では前記デッドゾーンの残留ガスに対する考慮がなされていない。
【0007】
また従来、ガス混合装置として、キャリアガス流路、複数の反応ガス流路、およびそれらの混合ガス流路等が形成された厚みの有る平板状の流路形成ブロックと前記流路形成ブロックの上面に設けた多数の開閉弁装着部にそれぞれ装着した複数の開閉弁とを有するブロック状のガス混合装置が知られている。
しかしながら、このガス混合装置は高価であり、反応ガスの種類が増加した場合等の対応にコストがかかる等の問題点がある。
【0008】
本発明は前記問題点に鑑み、次の記載内容(O01)〜(O04)を課題とする。
(O01)キャリアガスに複数の反応ガスを均一に混合させること。
(O02)残留ガスの生じるデッドゾーンを無くすこと。
(O03)混合するガスの種類の増減に容易に対応できるようにすること。
(O04)高純度の混合ガスをを得ることにより、高品質の製品(薄膜等)を得ること。
【0009】
【課題を解決するための手段】
次に、前記課題を解決するために案出した本発明を説明するが、本発明の要素には、後述の実施例の要素との対応を容易にするため、実施例の要素の符号をカッコで囲んだものを付記する。なお、本発明を後述の実施例の符号と対応させて説明する理由は、本発明の理解を容易にするためであり、本発明の範囲を実施例に限定するためではない。
【0010】
(第1発明)
前記課題を解決するために、第1発明の弁は、次の要件(A01),(A02),(A02a)を備えたことを特徴とする。
(A01)互いに平行で且つ反対側面に形成された第1流体第1流路接続面(2)および第1流体第2流路接続面(3)と、前記両接続面(2,3)に垂直な第2流体第1流路接続面(4)と、前記三つの接続面(2,3,4)に垂直なバルブ装着面(5)と、前記第1流体第1流路接続面(2)に開口する接続端部(7a)および前記バルブ装着面(5)に開口するバルブ側端部(7b)を有する第1流体第1流路(7)と、前記第1流体第2流路接続面(3)に開口する接続端部(8a)および前記バルブ装着面(5)に開口するバルブ側端部(8b)を有する第1流体第2流路(8)と、前記第2流体第1流路接続面(4)に開口する接続端部(9a)および前記バルブ装着面(5)に開口するバルブ側端部(9b)を有する第2流体第1流路(9)と、前記第1流体第1流路(7)および第1流体第2流路(8)の前記各バルブ側端部(7b,8b)を常時連通させる第1流体常時連通路(5c)と、を有し、前記第1流体第1流路(7)、前記第1流体第2流路(8)および前記第2流体第1流路(9)の前記バルブ側端部(7b,8b,9b)が面一に配置された端面(5b)を有し、単一の部材により構成された弁本体ブロック(1)、
(A02)前記バルブ装着面(5)の前記端面(5b)に装着されて、第2流体第1流路(9)のバルブ側端部(9b)を前記第1流体常時連通路(5c)に連通させる連通位置と、前記端面(5b)に密着して前記第1流体常時連通路(5c)に対して遮断する遮断位置との間で移動可能な弁部材(14)であって、前記遮断位置において、前記第1流体第1流路(7)、前記第1流体第2流路(8)および前記第2流体第1流路(9)のバルブ側端部(7b,8b,9b)を閉塞し且つ前記弁本体ブロック(1)の端面(5b)と密着して前記端面(5b)との間に空間を形成せず、且つ、前記連通位置において、前記弁本体ブロック(1)の端面(5b)から離間して前記第1流体と前記第2流体とが混合可能な空間を形成する前記弁部材(14)を有する切替バルブ(V1,V2)、
(A02a)前記端面(5b)に対向し且つ前記弁部材(14)に接触する面を有し、前記端面(5b)に接近・離間する方向に移動可能なスライダ(18)であって、
前記端面(5b)に接近した状態で前記接触する面で前記弁部材(14)を押して前記遮断位置に移動させると共に、
前記第2流体第1流路(9)の前記バルブ側端部(9b)の開口の面積よりも広く、且つ、前記第2流体第1流路(9)を挟んで配置された前記第1流体第1流路(7)および前記第1流体第2流路(8)の前記バルブ側端部(7b,8b)の開口を部分的に塞ぐ前記接触する面、
を有する前記スライダ(18)。
【0011】
(第1発明の作用)
前記構成を備えた第1発明の弁では、第1流体第1流路(7)は、第1流体常時連通路(5c)を介して第1流体第2流路(8)に接続している。すなわち、弁本体ブロック(1)の互いに平行で且つ反対側面に形成された第1流体第1流路接続面(2)および第1流体第2流路接続面(3)にそれぞれ開口する第1流体第1流路(7)の接続端部(7a)および第1流体第2流路(8)の接続端部(8a)は連通している。
したがって、第1発明の弁(V)は、複数個を直列に接続することにより各弁(V)の第1流体第1流路(7)および第1流体第2流路(8)を直列に接続することができる。したがって、第1流体として半導体製造装置のキャリアガスを使用する場合には、前記直列に接続した複数の弁にキャリアガスを連続して流すことかできる。
【0012】
一端部(接続端部9a)が前記第2流体第1流路接続面(4)に開口する第2流体第1流路(9)の他端部(バルブ側端部9b)は前記バルブ装着面(5)に開口する。バルブ装着面(5)の前記端面(5b)に装着された切替バルブ(V1,V2)の弁部材(14)が連通位置に移動した状態では、第2流体第1流路(9)のバルブ側端部(9b)は、前記第1流体常時連通路(5c)に連通し、遮断位置に移動した状態では弁部材(14)が前記端面(5b)に密着して前記第1流体常時連通路(5c)に対して遮断される。
また、単一の部材により構成された弁本体ブロック(1)の端面(5b)には、前記第1流体第1流路(7)、前記第1流体第2流路(8)および前記第2流体第1流路(9)の前記バルブ側端部(7b,8b,9b)が面一に配置されている。
さらに、弁部材(14)は、前記遮断位置において、前記第1流体第1流路(7)、前記第1流体第2流路(8)および前記第2流体第1流路(9)の前記バルブ側端部(7b,8b,9b)を閉塞し且つ前記弁本体ブロック(1)の端面(5b)と密着して前記端面(5b)との間に空間を形成せず、且つ、前記連通位置において、前記弁本体ブロック(1)の端面(5b)から離間して前記第1流体と前記第2流体とが混合可能な空間を形成する。
また、前記端面(5b)に接近・離間する方向に移動可能なスライダ(18)は、前記端面(5b)に対向し且つ前記弁部材(14)に接触する面を有し、前記端面(5b)に接近した状態で前記接触する面で前記弁部材(14)を押して前記遮断位置に移動させる。前記スライダ(18)の前記接触する面は、前記第2流体第1流路(9)のバルブ側端部(9b)の開口の面積よりも広く、且つ、前記第2流体第1流路(9)を挟んで配置された前記第1流体第1流路(7)および前記第1流体第2流路(8)のバルブ側端部(7b,8b)の開口を部分的に塞ぐ。
したがって、第2流体第1流路(9)は、切替えバルブ(V1,V2)によりデッドゾーンの無い状態で第1流体常時連通路(5c)に対して連通または遮断される。このため、第1流体として半導体製造装置のキャリアガスを使用し、第2流体として半導体製造装置の反応ガスを使用する場合には、反応ガスをキャリアガス流路に対してデッドゾーンの無い状態で連通または遮断することができるので、純度の高い反応ガスを供給することができる。
【0013】
(第2発明)
第2発明の連結弁装置は、次の要件(B01),(B02)を備えたことを特徴とする。
(B01)互いに平行で且つ反対側面に形成された第1流体第1流路接続面(2)および第1流体第2流路接続面(3)と、前記両接続面(2,3)に垂直な第2流体第1流路接続面(4)と、前記三つの接続面(2,3,4)に垂直なバルブ装着面(5)と、前記第1流体第1流路接続面(2)に開口する接続端部(7a)および前記バルブ装着面(5)に開口するバルブ側端部(7b)を有する第1流体第1流路(7)と、前記第1流体第2流路接続面(3)に開口する接続端部(8a)および前記バルブ装着面(5)に開口するバルブ側端部(8b)を有する第1流体第2流路(8)と、前記第2流体第1流路接続面(4)に開口する接続端部(9a)および前記バルブ装着面(5)に開口するバルブ側端部(8b)を有する第2流体第1流路(9)と、前記第1流体第1流路(7)および第1流体第2流路(8)の前記各バルブ側端部(7b,8b)を常時連通させる第1流体常時連通路(5c)と、を有し、前記第1流体第1流路(7)、前記第1流体第2流路(8)および前記第2流体第1流路(9)の前記バルブ側端部(7b,8b,9b)が面一に配置された端面(5b)を有し、単一の部材により構成された弁本体ブロック(1)と、
前記バルブ装着面(5)の前記端面(5b)に装着されて、第2流体第1流路(9)のバルブ側端部(9b)を前記第1流体常時連通路(5c)に連通させる連通位置と、前記端面(5b)に密着して前記第1流体常時連通路(5c)に対して遮断する遮断位置との間で移動可能な弁部材(14)であって、前記遮断位置において、前記第1流体第1流路(7)、前記第1流体第2流路(8)および前記第2流体第1流路(9)の前記バルブ側端部(7a,8a,9a)を閉塞し且つ前記弁本体ブロック(1)の端面(5b)と密着して前記端面(5b)との間に空間を形成せず、且つ、前記連通位置において、前記弁本体ブロック(1)の端面(5b)から離間して前記第1流体と前記第2流体とが混合可能な空間を形成する前記弁部材(14)を有する切替バルブ(V1,V2)と、
前記端面(5b)に対向し且つ前記弁部材(14)に接触する面を有し、前記端面(5b)に接近・離間する方向に移動可能なスライダ(18)であって、前記端面(5b)に接近した状態で前記接触する面で前記弁部材(14)を押して前記遮断位置に移動させると共に、前記第2流体第1流路(9)の前記バルブ側端部(9b)の開口の面積よりも広く、且つ、前記第2流体第1流路(9)を挟んで配置された前記第1流体第1流路(7)および前記第1流体第2流路(8)の前記バルブ側端部(7b,8b)の開口を部分的に塞ぐ前記接触する面、を有する前記スライダ(18)と、
前記第1流体第1流路接続面(2)に開口する第1流体第1流路(7)の接続端部(7a)に接続された第1流体第1流管(21)、および前記第1流体第2流路接続面(3)に開口する第1流体第2流路(8)の接続端部(8a)に接続された第1流体第2流管(23)と、
前記第1流体第1流管(21)および第1流体第2流管(23)の一方の管(23)に装着された雌継ぎ手(24)および他方の管(21)に装着された雄継ぎ手(22)とを備えた複数の弁(V)、
(B02)前記複数の弁(V)を1列に並べて、互いに隣接する各弁(V)の第1流体第1流管(21)および第1流体第2流管(23)を各流管に装着された継ぎ手により互いに接続し、前記複数の弁(V)の第1流体第1流路(7)および第1流体第2流路(8)を全て連通させた直列連結弁装置(U1,U2a,U2b)。
【0014】
(第2発明の作用)
前記構成を備えた第2発明の連結弁装置では、複数の各弁(B)の第1流体第1流路(7)は、第1流体常時連通路(5c)を介して第1流体第2流路(8)に接続している。すなわち、弁本体ブロック(1)の互いに平行で且つ反対側面に形成された第1流体第1流路接続面(2)および第1流体第2流路接続面(3)にそれぞれ開口する第1流体第1流路(7)の接続端部(7a)および第1流体第2流路(8)の接続端部(8a)は連通している。
前記第1流体第1流路接続面(2)に開口する第1流体第1流路(7)の接続端部(7a)に接続された第1流体第1流管(21)、および前記第1流体第2流路接続面(3)に開口する第1流体第2流路(8)の接続端部(8a)に接続された第1流体第2流管(23)の一方の管(23)には雌継ぎ手(24)が装着され、他方の管(21)には雄継ぎ手(22)が装着されている。前記複数の各弁(V)の雌継ぎ手(24)および雄継ぎ手(22)を順次接続することにより複数の弁(V)を容易に直列に接続することができる。そして、第1流体として半導体製造装置のキャリアガスを使用する場合には、前記直列に接続した複数の弁(V)の第1流体の流路(7,8,5c)にキャリアガスを流すことかできる。
【0015】
一端部(接続端部9a)が前記第2流体第1流路接続面(4)に開口する第2流体第1流路(9)の他端部(バルブ側端部9b)は前記バルブ装着面(5)に開口する。バルブ装着面(5)の前記端面(5b)に装着された切替バルブ(V1,V2)の弁部材(14)が連通位置に移動した状態では、第2流体第1流路(9)のバルブ側端部(9b)は、前記第1流体常時連通路(5c)に連通し、遮断位置に移動した状態では弁部材(14)が前記端面(5b)に密着して前記第1流体常時連通路(5c)に対して遮断される。
また、単一の部材により構成された弁本体ブロック(1)の端面(5b)には、前記第1流体第1流路(7)、前記第1流体第2流路(8)および前記第2流体第1流路(9)の前記バルブ側端部(7b,8b,9b)が面一に配置されている。
さらに、弁部材(14)は、前記遮断位置において、前記第1流体第1流路(7)、前記第1流体第2流路(8)および前記第2流体第1流路(9)のバルブ側端部(7b,8b,9b)を閉塞し且つ前記弁本体ブロック(1)の端面(5b)と密着して前記端面(5b)との間に空間を形成せず、且つ、前記連通位置において、前記弁本体ブロック(1)の端面(5b)から離間して前記第1流体と前記第2流体とが混合可能な空間を形成する。
また、前記端面(5b)に接近・離間する方向に移動可能なスライダ(18)は、前記端面(5b)に対向し且つ前記弁部材(14)に接触する面を有し、前記端面(5b)に接近した状態で前記接触する面で前記弁部材(14)を押して前記遮断位置に移動させる。前記スライダ(18)の前記接触する面は、前記第2流体第1流路(9)のバルブ側端部(9b)の開口の面積よりも広く、且つ、前記第2流体第1流路(9)を挟んで配置された前記第1流体第1流路(7)および前記第1流体第2流路(8)のバルブ側端部(7b,8b)の開口を部分的に塞ぐ。
したがって、第2流体第1流路(9)は、切替えバルブ(V1,V2)によりデッドゾーンの無い状態で第1流体常時連通路(5c)に対して連通または遮断される。このため、第1流体として半導体製造装置のキャリアガスを使用し、第2流体として半導体製造装置の反応ガスを使用する場合には、反応ガス(第2流体)をキャリアガス流路(第1流体の流路7,8,5c)に対してデッドゾーンの無い状態で連通または遮断することができる。
【0016】
また、種類の異なる反応ガスの数が増加した場合でも、連結する弁(V)の数を加減することにより容易に対応することができるので、ガス混合装置の規模の小さいものから大きなものまで容易に構成することができる。また同様に、流体の分流装置として使用する場合にも、装置規模の小さいものから大きいものまで、容易に構成することができる。
また従来、半導体製造装置で使用していたキャリアガスおよび反応ガスの搬送路の混合装置、分流装置等では、T字型管と遮断弁とを使用していたが、前記従来のガス搬送路の代わりに容易に設置することができる。その際、デッドゾーンの残留ガスがキャリアガスに混入するようなことが無くなるので、旧式の半導体製造装置が高性能の装置として再生される。
【0017】
【発明の実施の形態】
(第1発明の実施の形態1)
第1発明の実施の形態1の弁は前記第1発明において、次の要件(A03)を備えたことを特徴とする。
(A03)前記第1流体第1流路接続面(2)に開口する第1流体第1流路(7)の接続端部(7a)に接続された第1流体第1流管(21)、および前記第1流体第2流路接続面(3)に開口する第1流体第2流路(8)の接続端部(8a)に接続された第1流体第2流管(23)。
【0018】
(第1発明の実施の形態1の作用)
前記構成を備えた第1発明の実施の形態1の弁(V)では、複数の各弁(V)の第1流体第1流管(21)と第1流体第2流管(23)とを順次接続することにより容易に直列連結弁装置(複数の弁を直列に接続した装置)(U1,U2a,U2b)を製作することができる。
【0019】
(第1発明の実施の形態2)
第1発明の実施の形態2の弁は、前記第1発明または第1発明の実施の形態1において次の要件(A04)を備えたことを特徴とする。
(A04)前記第2流体第1流路接続面(4)に開口する前記第2流体第1流路(9)の接続端部(9a)開口に接続された第2流体第1流管(25)。
【0020】
(第1発明の実施の形態2の作用)
前記構成を備えた第1発明の実施の形態2の弁では、前記第2流体第1流管(25)に第2流体を供給することにより、容易に第1流体(第1流体第1流路7、第1流体第2流路8および第1流体常時連通路5cを流れる流体)と混合させることができる。また、第1流体を前記第2流体第1流管(25)に容易に分流させることができる。
【0021】
(第1発明の実施の形態3)
第1発明の実施の形態3の弁は、前記第1発明の実施の形態1において、次の要件(A05)を備えたことを特徴とする。
(A05)前記第1流体第1流管(21)および第1流体第2流管(23)の一方の管(23)に装着された雌継ぎ手(24)および他方の管(21)に装着された雄継ぎ手(22)。
【0022】
(第1発明の実施の形態3の作用)
前記構成を備えた第1発明の実施の形態3の弁は、複数の各弁の前記第1流体第1流管(21)および第1流体第2流管(23)の一方の管(23)に装着された雌継ぎ手(24)および他方の管(21)に装着された雄継ぎ手(22)を互いに接続することにより、複数の弁(V)を容易に直列に接続することができる。
【0023】
(第1発明の実施の形態4)
第1発明の実施の形態4の弁は、第1発明または第1発明の実施の形態1ないし3のいずれかにおいて次の要件(A06),(A07)を備えたことを特徴とする。
(A06)前記第2流体第1流路接続面(4)に開口する前記第2流体第1流路(9)の接続端部(9a)に接続された第2流体第1流管(25)、
(A07)雌継ぎ手または雄継ぎ手(26)が装着された前記第2流体第1流管(25)。
【0024】
(第1発明の実施の形態4の作用)
前記構成を備えた第1発明の実施の形態4の弁では、前記第2流体第1流路接続面(4)に開口する前記第2流体第1流路(9)の接続端部(9a)に第2流体第1流管(25)が接続され、前記第2流体第1流管(25)には雌継ぎ手または雄継ぎ手(26)が装着される。
前記複数の弁(V)を直列に接続した直列連結弁装置(U2a,U2b)を2列製作して並列に配置した状態で、前記第2流体第1流管(25)の雄継ぎ手(26)または雌継ぎ手は、T字管(31)の両端に連結した継ぎ手(33)により容易に連結することができる。その場合、T字管(31)から第2流体を、前記2列の各直列連結弁装置(U2a,U2b)の各弁(V)に供給することができる。
【0025】
前記2列の各直列連結弁装置(U2a,U2b)の一方の列の直列連結弁装置(U2a)の第1流体の流路(第1流体第1流路7、第1流体第2流路8、第1流体常時連通路5c)を反応ガス搬送用流路として使用し、他方の列の直列連結弁装置(U2b)の第1流体の流路(第1流体第1流路7、第1流体第2流路8、第1流体常時連通路5c)をベントガス流路として使用することができる。その場合、前記T字管(31)から第2流体として反応ガスを供給することができる。その場合、前記T字管(31)が接続された一対の弁(V)の一方の弁(V)の切替バルブ(V1,V2)を連通位置に移動させ且つ他方の弁(V)の切替バルブ(V1,V2)を遮断位置に移動させることにより、前記反応ガスを前記反応ガス搬送用流路またはベントガス流路に流すことができる。
【0026】
(第1発明の実施の形態5)
第1発明の実施の形態5の弁は、第1発明または第1発明の実施の形態1ないし4のいずれかにおいて次の要件(A08)を備えたことを特徴とする。
(A08)前記第2流体第1流路接続面(4)またはバルブ装着面(5)のいずれかの面(4,5)と反対側の側面に形成された第2流体第2流路接続面(36)に一端部が開口し他端が前記第2流体第1流路(9)に接続する第2流体第2流路(37)を有する前記弁本体ブロック(1)。
【0027】
(第1発明の実施の形態5の作用)
前記構成を備えた第1発明の実施の形態5の弁では、前記複数の弁(V)を直列に接続した直列連結弁装置(U2a,U2b)を2列製作して並列に配置した状態で、一方の直列連結弁装置(U2a)の前記第2流体第1流路(9)と他方の直列連結弁装置(U2b)の第2流体第1流路(9)とを連結した状態で、前記第2流体第2流路(37)から第2流体を、前記2列の各直列連結弁装置(U2a,U2b)の各弁(V)の第2流体第1流路(9)に供給することができる。
前記2列の各直列連結弁装置(U2a,U2b)の一方の列の直列連結弁装置(U2a)の第1流体の流路(第1流体第1流路7、第1流体第2流路8、第1流体常時連通路5c)を反応ガス搬送用流路として使用し、他方の列の直列連結弁装置(U2b)の第1流体の流路(第1流体第1流路7、第1流体第2流路8、第1流体常時連通路5c)をベントガス流路として使用することができる。その場合、前記第2流体第2流路(37)から第2流体として反応ガスを供給すると、第2流体第2流路(37)が接続された一対の弁(V)の一方の弁(V)の切替バルブ(V1,V2)を連通位置に移動させ且つ他方の弁(V)の切替バルブ(V1,V2)を遮断位置に移動させることにより、前記反応ガスを前記反応ガス搬送用流路またはベントガス流路に流すことができる。
【0028】
(第1発明の実施の形態6)
第1発明の実施の形態6の弁は、第1発明の実施の形態5において次の要件(A09),(A010)を備えたことを特徴とする、
(A09)前記第2流体第2流路接続面(36)に開口する前記第2流体第2流路(37)の接続端部(37a)開口に接続された第2流体第2流管(38)。
(A010)雌継ぎ手または雄継ぎ手が装着された前記第2流体第2流管(38)。
【0029】
(第1発明の実施の形態6の作用)
前記構成を備えた第1発明の実施の形態6の弁では、第2流体第2流管(38)に装着された雌継ぎ手または雄継ぎ手により、前記第2流体第2流管(38)に第2流体を供給する第2流体供給部材を容易に接続することができる。
【0030】
(第2発明の実施の形態1)
第2発明の実施の形態1の連結弁装置は、前記第2発明において次の要件(B03),(B04)を備えたことを特徴とする。
(B03)前記第2流体第1流路接続面(4)に開口する前記第2流体第1流路(9)の接続端部(9a)に接続された第2流体第1流管(25)、
(B04)雌継ぎ手または雄継ぎ手(26)が装着された前記第2流体第1流管(25)。
【0031】
(第2発明の実施の形態1の作用)
前記構成を備えた第2発明の実施の形態1の連結弁装置では、前記第2流体第1流路接続面(4)に開口する前記第2流体第1流路(9)の接続端部(9a)に第2流体第1流管(25)が接続され、前記第2流体第1流管(25)には雌継ぎ手または雄継ぎ手(26)が装着される。
前記複数の弁(V)を直列に接続した直列連結弁装置(U2a,U2b)を2列製作して並列に配置した状態で、前記第2流体第1流管(25)の雄継ぎ手(26)または雌継ぎ手は、例えばT字管(31)の両端に連結した継ぎ手(33)により容易に連結することができる。その場合、T字管(31)から第2流体を、前記2列の各直列連結弁装置(U2a,U2b)の各弁(V)に供給することができる。
【0032】
前記2列の各直列連結弁装置(U2a,U2b)の一方の列の直列連結弁装置(U2a)の第1流体の流路(第1流体第1流路7、第1流体第2流路8、第1流体常時連通路5c)を反応ガス搬送用流路として使用し、他方の列の直列連結弁装置(U2b)の第1流体の流路(第1流体第1流路7、第1流体第2流路8、第1流体常時連通路5c)をベントガス流路として使用することができる。その場合、前記T字管(31)から第2流体として反応ガスを供給することができる。その場合、前記T字管(31)が接続された一対の弁(V)の一方の弁(V)の切替バルブ(V1,V2)を連通位置に移動させ且つ他方の弁(V)の切替バルブ(V1,V2)を遮断位置に移動させることにより、前記反応ガスを前記反応ガス搬送用流路またはベントガス流路に流すことができる。
【0033】
(第2発明の実施の形態2)
第2発明の実施の形態2の連結弁装置は、前記第2発明または第2発明の実施の形態1において次の要件(B05)を備えたことを特徴とする。
(B05)前記直列連結弁装置(U2a,U2b)を2列設け、一方の列の直列連結弁装置(U2a)の各弁(V)の第2流体第1流路(9)の接続端部(9a)と他方の列の直列連結弁装置(U2b)の各弁(V)の第2流体第1流路(9)の接続端部(9a)とを互いに接続する端部接続部材(31,32,25)および前記端部接続部材(25,31,32)に連結された第2流体供給部材(34)。
【0034】
(第2発明の実施の形態2の作用)
前記構成を備えた第2発明の実施の形態2の連結弁装置では、2列設けられた前記直列連結弁装置(U2a,U2b)の一方の列の直列連結弁装置(U2a)の各弁(V)の第2流体第1流路(9)の接続端部(9a)と他方の列の直列連結弁装置(U2b)の各弁(V)の第2流体第1流路(9)の接続端部(9a)とは端部接続部材(25,31,32)により互いに接続される。前記端部接続部材(25,31,32)に連結された第2流体供給部材(34)から供給された第2流体は、前記2列の各列の直列連結弁装置(U2a,U2b)の互いに連結された各弁(V)の第2流体第1流路(9)に供給される。
【0035】
前記2列の各直列連結弁装置(U2a,U2b)の一方の列の直列連結弁装置(U2a)の第1流体の流路(第1流体第1流路7、第1流体第2流路8、第1流体常時連通路5c)を反応ガス搬送用流路として使用し、他方の列の直列連結弁装置(U2b)の第1流体の流路(第1流体第1流路7、第1流体第2流路8、第1流体常時連通路5c)をベントガス流路として使用することができる。その場合、前記第2流体供給部材(34)から第2流体として反応ガスを供給することができる。その場合、前記T字管(31)が接続された一対の弁の一方の弁の切替バルブ(V1,V2)を連通位置に移動させ且つ他方の弁の切替バルブ(V1,V2)を遮断位置に移動させることにより、前記反応ガスを前記反応ガス搬送用流路またはベントガス流路に流すことができる。
【0036】
(第2発明の実施の形態3)
第2発明の実施の形態3の連結弁装置は、前記第2発明または第2発明の実施の形態1において次の要件(B06),(B07)を備えたことを特徴とする。
(B06)前記第2流体第1流路接続面(4)またはバルブ装着面(5)のいずれかの面と反対側の側面に形成された第2流体第2流路接続面(36)に一端部が開口し他端部が前記第2流体第1流路(9)に接続する第2流体第2流路(37)を有する前記弁本体ブロック(1)、
(B07)前記直列連結弁装置(U2a,U2b)を2列設け、各列の直列連結弁装置(U2a,U2b)の弁(V)の第2流体第1流路接続面(4)が対向して配置された2列の直列連結弁装置(U2a,U2b)であって、各列の連結弁装置(U2a,U2b)の各弁(V)の第2流体第1流路(9)どうしが接続された直列連結弁装置(U1,U2a,U2b)。
【0037】
(第2発明の実施の形態3の作用)
前記構成を備えた第2発明の実施の形態3の連結弁装置は、2列の直列連結弁装置(U2a,U2b)の各列の弁(V)の第2流体第1流路(9)どうしが接続されて構成される。一方の直列連結弁装置(U2a)の前記第2流体第1流管(9)と他方の直列連結弁装置(U2b)の第2流体第1流路(9)とを直接連結した状態で、前記第2流体第2流路(37)から第2流体を、前記2列の各直列連結弁装置(U2a,U2b)の各弁(V)の第2流体第1流路(9)に供給することができる。
前記2列の各直列連結弁装置(U2a,U2b)の一方の列の直列連結弁装置(U2a)の第1流体の流路(第1流体第1流路7、第1流体第2流路8、第1流体常時連通路5c)を反応ガス搬送用流路として使用し、他方の列の直列連結弁装置(U2b)の第1流体の流路(第1流体第1流路7、第1流体第2流路8、第1流体常時連通路5c)をベントガス流路として使用することができる。その場合、前記第2流体第2流路(37)から第2流体として反応ガスを供給するとともに、一対の弁(V)の一方の弁の切替バルブ(V1,V2)を連通位置に移動させ且つ他方の弁の切替バルブ(V1,V2)を遮断位置に移動させることにより、前記反応ガスを前記反応ガス搬送用流路またはベントガス流路に流すことができる。
【0038】
【実施例】
次に図面を参照しながら、本発明のガス混合装置の実施の形態の例(すなわち、実施例)を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
図1は本発明の実施例1の常閉の分流弁の説明図で、図1Aは正断面図、図1Bは上面図で前記図1Aの矢印IBから見た図、図1Cは下面図で前記図1Aの矢印ICから見た図である。図2は同実施例1の常閉の分流弁の説明図で図2Aは前記図1AのIIA−IIA線断面図、図2Bは前記図1Aの矢印IIBから見た図である。図3は同実施例1の常閉の分流弁の正断面拡大図で、図3Aは閉じた状態(遮断状態)を示す図、図3Bは開いた状態(連通状態)を示す図である。
【0039】
図1〜図3において、分流弁Vは、分流弁本体ブロック1を有している。分流弁本体ブロック1は、互いに平行で且つ反対側面に形成された第1流体第1流路接続面2および第1流体第2流路接続面3と、前記両接続面2,3に垂直な第2流体第1流路接続面4と、前記三つの接続面2,3,4に垂直なバルブ装着面5とを有している。前記バルブ装着面5には突出部5aが設けられており、突出部5aの端面5bには環状凹溝により形成された第1流体常時連通路5cが設けられている。前記突出部5aの円筒状外周面にはバルブ装着用オスネジ5dが形成されている。
【0040】
分流弁本体ブロック1には第1流体第1流路7が形成されており、第1流体第1流路7は前記第1流体第1流路接続面2に開口する接続端部7aと、前記バルブ装着面5の第1流体常時連通路5cに開口するバルブ側端部7bとを有している。また、分流弁本体ブロック1には第1流体第2流路8が形成されており、第1流体第2流路8は前記第1流体第2流路接続面3に開口する接続端部8aと、前記バルブ装着面5の第1流体常時連通路5cに開口するバルブ側端部8bとを有している。前記バルブ側端部7bおよび8bは前記第1流体常時連通路5cにより常時連通している。
また、分流弁本体ブロック1には第2流体第1流路9が形成されており、第2流体第1流路9は前記第2流体第1流路接続面4(図2A参照)に開口する接続端部9aと、前記バルブ装着面5に開口するバルブ側端部9bとを有している。前記第2流体第1流路9の位置が前記第1流体第1流路7および第1流体第2流路8の直線上にあるが、他の位置に形成することも可能である。例えば、上方に形成した場合の方が加工が容易である。
【0041】
図3において、前記バルブ装着用オスネジ5dには連結用ナット12が螺合しており、連結用ナット12にはスライダ支持ナット13が螺合している。前記スライダ支持ナット13の外端部には円筒状突出部13aが設けられており、前記円筒状突出部13aの周側面にはキャップ装着用オスネジ13bが形成されている。
前記スライダ支持ナット13の内端と前記バルブ装着面5との間には弾性を有する円板状のバルブ切替プレート(弁部材)14の外周縁が配置されている。
【0042】
前記キャップ装着用オスネジ13bには円筒状キャップ16が螺合している。円筒状キャップ16の外端にはエアパイプ17が固定されている。エアパイプ17の外端は前記円筒状キャップ16の外端よりも外方に突出しており、内端部は円筒状キャップ16の内部内方に延びている。
前記円筒状キャップ16の内孔16aおよび前記スライダ支持ナット13の内孔にはスライダ18がスライド可能に支持されている。前記スライダ18の外端部には大径フランジ18aが設けられており、大径フランジ18aは前記内孔16aにスライド可能に嵌合している。前記スライダ18にはパイプガイド孔18bが形成されており、パイプガイド孔18bは前記エアパイプ17の内端部とスライド移動可能に嵌合している。前記スライダ18には前記パイプラインガイド孔18bと前記大径フランジ18aの下側の空間とを連結するエア連通孔18cが形成されている。
【0043】
前記スライダ18の大径フランジ18aの外端に形成された凹部の底面18dと前記円筒状キャップ16の外端部内面には圧縮バネ19が配置されており、前記スライダ18を常時内方(図3で下方、すなわち、バルブ装着面5の方向に押圧している。このスライダ18により前記バルブ切替プレート14は常時図3Aの位置(前記第2流体第1流路9および第1流体常時連通路5cを遮断する遮断位置)に保持される。
また図3Bにおいて、前記エアパイプ17の外端からエアが供給されると、エアはスライダ18のパイプラインガイド孔18bから前記エア連通孔18cを通って前記大径フランジ18aの下側の空間に流入し、前記大径フランジ18aを上方に移動させる。このとき、スライダ18は上昇し、前記バルブ切替プレート14はその弾性力により図3Bの位置(前記第2流体第1流路9および第1流体常時連通路5cを連通させる連通位置)に保持される。
前記図3に示す符号12〜19で示された要素により常閉切替バルブV1が構成されている。
【0044】
前記第1流体第1流路接続面2に開口する第1流体第1流路7の接続端部7aには第1流体第1流管21(図1A参照)が接続されており、第1流体第1流管21には雄継ぎ手22が装着されている。
前記第1流体第2流路接続面3に開口する第1流体第2流路8の接続端部8aには第1流体第2流管23が接続されており、第1流体第2流管23には雌継ぎ手24が装着されている。
前記第2流体第1流路接続面4に開口する第2流体第1流路9の接続端部9aには第2流体第1流管25(図2A参照)が接続されており、第2流体第1流管25には雄継ぎ手26が装着されている。
前記符号1〜26で示された要素により実施例1の分流弁Vが構成されている。
【0045】
(実施例1の作用)
前記構成を備えた実施例1では、前記分流弁Vの切替バルブV1は、前記バルブ装着面5に装着される。切替バルブV1の弁部材14は、第2流体第1流路9のバルブ側端部9bを前記第1流体常時連通路5cに連通させる連通位置(図3B参照)と前記第1流体常時連通路5cに対して遮断する遮断位置(図3A参照)との間で移動する。
前記実施例1の分流弁Vを使用して、例えば第1流体として半導体製造装置で使用するキャリアガスを使用すると、キャリアガスは第1流体常時連通路5cを常時流れる。第2流体として反応ガスを使用する場合、反応ガスは第2流体第1流路9からバルブ側端部9bに供給される。
【0046】
前記弁部材14が連通位置のときには反応ガスは前記バルブ側端部9bから第1流体常時連通路5cに流入する。第2流体第1流路9のバルブ側端部9bは前記第1流体常時連通路5cに面して配置されているため、前記切替バルブV1が遮断位置に移動したとき、キャリアガス流路(第1流体第1流路7、第1流体第2流路8および第1流体常時連通路5c)に対して第2流体第1流路9が完全に遮断される。このため、キャリアガス流路に接続するデッドゾーン(反応ガスが残留する領域)が全く無くなる。
したがって、デッドゾーンの残留ガスがキャリアガスに混入するようなことが無くなる。
【0047】
また、前記分流弁Vを複数用意して、互いに異なる分流弁の雄継ぎ手22と雌継ぎ手24とを連結することにより、連通した第1流体流路(例えば、キャリアガス流路)に複数の第2流体第1流路(例えば、複数の反応ガス流路)を接続することができる。
したがって、種類の異なる反応ガスの数が増加した場合でも、連結する分流弁Vの数を加減することにより容易に対応することができるので、ガス混合装置の規模の小さいものから大きなものまで容易に構成することができる。また同様に、流体の分流装置として使用する場合にも、装置規模の小さいものから大きいものまで、容易に構成することができる。
また従来、半導体製造装置で使用していたキャリアガスおよび反応ガスの搬送路の混合装置、分流装置等では、T字型管と遮断弁とを使用していたが、前記従来のガス搬送路の代わりに容易に設置することができる。その際、デッドゾーンの残留ガスがキャリアガスに混入するようなことが無くなるので、旧式の装置が高性能の装置として再生される。
【0048】
(実施例2)
図4は実施例2の常閉の分流弁の正断面拡大図で、図4Aは開いた状態(連通状態)を示す図、図4Bは閉じた状態(連通状態)を示す図である。
なお、この実施例2の説明において、前記実施例1の構成要素に対応する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
図4においてバルブ装着面5には、前記常閉の切替バルブV1と類似した常開の切替バルブV2が装着されている。
前記常開の切替バルブV2は、前記常閉の切替バルブV1と同様の連結用ナット12、スライダ支持ナット13、バルブ切替プレート14および円筒状キャップ16を有している。
円筒状キャップ16の外端に固定されたエアパイプ17′の外端は前記円筒状キャップ16の外端よりも外方に突出しており、内端部は円筒状キャップ16の内部に延びている。
【0049】
前記円筒状キャップ16の内孔16aおよび前記スライダ支持ナット13の内孔にはスライダ18′がスライド可能に支持されている。前記スライダ18′の外端部には大径フランジ18a′が設けられており、大径フランジ18a′の下面と前記スライダ支持ナット13の外端面との間には圧縮バネ19′が配置されており、前記スライダ18′を常時外方(図4で上方、すなわち、バルブ装着面5から離れる方向)に押圧している。このスライダ18′により前記バルブ切替プレート14は常時図4Aの位置(前記第2流体第1流路9および第1流体常時連通路5cを連通させる連通位置)に保持される。
また、前記エアパイプ17′の外端からエアが供給されると、エアはスライダ18′の凹部底面18d′を下方に押圧して前記スライダ18′を下方に移動させる。このとき、スライダ18′下面により前記バルブ切替プレート14は図4Bの位置(前記第2流体第1流路9および第1流体常時連通路5cを遮断する遮断位置)に保持される。
前記図4に示す符号12〜16、17′,18′,19′で示された要素により常開の切替バルブV2が構成されている。
【0050】
(実施例2の作用)
前記常開の切替バルブV2を使用した分流弁Vは、エアパイプ17′にエアが供給された場合とされない場合の状態が前記実施例1の分流弁Vと逆であるが、その他の点では前記実施例1の分流弁Vと同様の作用を奏する。
【0051】
(実施例3)
図5は本発明の実施例3の連結分流弁装置の説明図である。
図5において、本発明の実施例3の連結分流弁装置U1は、前記実施例1の常閉の切替えバルブV1(図1〜3参照)を使用した分流弁Vを複数使用し、前記複数の分流弁Vを1列に並べて、互いに隣接する各分流弁の第1流体第1流管21および第1流体第2流管23を各流管21,23に装着された雄継ぎ手22および雌継ぎ手24により互いに接続し、前記複数の分流弁Vの第1流体第1流路7、第1流体常時連通路5cおよび第1流体第2流路8を全て連通させている。すなわち、連結分流弁装置U1は直列連結分流弁装置である。。
【0052】
(実施例3の作用)
前記構成を備えた実施例3の連結分流弁装置U1は、例えば、第1流体としてキャリアガスを使用し、第2流体として反応ガスを使用する場合、種類の異なる反応ガスの数が増加した場合でも、連結する分流弁Vの数を加減することにより容易に対応することができる。したがって、自由度の高いガス混合装置およびガス分流装置等を構成することができる。
【0053】
(実施例4)
図6は本発明の実施例4の連結分流弁装置の説明図である。
図6において、本発明の実施例4の連結分流弁装置U2は、平行に配置された一対の直列分流弁装置U2aおよびU2bを有している。直列分流弁装置U2aは、前記常閉の切替えバルブV1を使用した複数の分流弁V(図3参照)を連結した直列分流弁装置であり、実施例3の直列連結分流弁装置U1と同じ構成である。第2直列分流弁装置U2bは、常開の切替えバルブV2を使用した複数の分流弁V(図4参照)を連結した直列連結分流弁装置である。
【0054】
前記2列の直列連結分流弁装置U2aおよびU2bの一方の列の直列連結分流弁装置U2aの各分流弁Vの第2流体第1流管25と他方の列の直列連結分流弁装置U2bの各分流弁Vの第2流体第1流管25とは、T字管31およびT字管31の両端部に接続された端部接続管32,32により接続されている。前記各端部接続管32,32にはそれぞれ雌継ぎ手33,33が装着されており、前記雌継ぎ手33,33は、前記2列の直列連結分流弁装置U2aおよびU2bの各分流弁V1,V2の各第2流体第1流管25,25に装着された雄継ぎ手26,26と連結されている。
各T字管31はそれぞれ第2流体供給管(第2流体供給部材)34に接続されている。
前記符号25,31,32で示された要素により端部接続部材(25,31,32)が構成されており、端部接続部材(25,31,32)は、前記一方の直列連結分流弁装置U2aの各分流弁Vの第2流体第1流路9の接続端部9aと他方の直列連結分流弁装置U2bの各分流弁Vの第2流体第1流路9の接続端部9aとを接続している。
【0055】
図6において、直列連結分流弁装置U2aの各分流弁Vは、図3に示す常閉の切替えバルブV1を有し、直列連結分流弁装置U2bの各分流弁Vは、図4に示す常開の切替えバルブV2を有している。
前記常閉の切替えバルブV1を有する分流弁Vを流れるガスは反応室(図示せず)に接続されており、前記常開の切替えバルブV2はガス回収室(図示せず)に接続されている。前記T字管31により接続された各一対の切替えバルブV1およびV2のエアパイプ17および17′は同一の電磁切替バルブVa(図6には1個のみ図示)を介してエア供給源Aに接続されている。
図6のように、各エアパイプ17,17′にエア供給源Aの圧縮エアが供給されていない場合には、常閉切替えバルブV1は図3Aの位置(遮断位置)に保持され、常開切替えバルブV2は図4Aの位置(連通位置)に保持される。
また、図6において電磁バルブVaが切り替えられると、常閉切替えバルブV1は図3Bの位置(連通位置)に保持され、常開切替えバルブV2は図4Bの位置(遮断位置)に保持される。
【0056】
(実施例4の作用)
前記構成を備えた本発明の実施例4の連結分流弁装置U2は、例えば、第1流体としてキャリアガスを使用し、第2流体として反応ガスを使用する。キャリアガスは、前記直列連結分流弁装置U2aおよびU2bをそれぞれ流れ、直列連結分流弁装置U2aを流れるキャリアガスは反応室(図示せず)に搬送され、直列連結分流弁装置U2bを流れるキャリアガスは回収室(図示せず)に搬送される。
第2流体供給管34およびT字管31から供給される反応ガスは、前記電磁バルブVaがオフのとき(V1が遮断、V2が連通のとき)、常開の切替えバルブV2を通って直列連結分流弁装置U2bから回収室に流れ、前記電磁バルブVaがオンのとき(V1が連通、V2が遮断のとき)、常閉の切替えバルブV1を通って直列連結分流弁装置U2aから反応室に流れる。
この実施例4の連結分流弁装置U2は、反応ガスの種類が増加した場合でも、連結する分流弁Vの数を加減することにより容易に対応することができる。したがって、自由度の高いガス混合装置を構成することができる。
【0057】
(実施例5)
図7は本発明の実施例5の常閉の分流弁の説明図で、図7Aは正断面図、図7Bは上面図で前記図7Aの矢印VIIBから見た図、図7Cは下面図で前記図7Aの矢印VIICから見た図である。図8は同実施例5の常閉の分流弁の説明図で図8Aは前記図7AのVIIIA−VIIIA線断面図、図8Bは前記図7Aの矢印VIIIBから見た図である。
図7、図8において、本発明の実施例5の分流弁Vは、前記実施例1の分流弁V(図3参照)と次の点で相違しているが他の点では同一に構成されている。
【0058】
図8において、分流弁本体1の第2流体第1流路接続面4の反対側の第2流体第2流路接続面36には、第2流体第2流路37の一端部(接続端部)37aが開口しており、他端部は前記第2流体第1流路9に連通している。
前記第2流体第2流路接続面36に開口する第2流体第2流路37の一端部(接続端部)37aには第2流体供給管38が接続されている。
【0059】
(実施例5の作用)
前記構成を備えた実施例5では、前記分流弁Vの切替バルブV1の弁部材14は、前記実施例1と同様に、第2流体第1流路9のバルブ側端部9bを前記第1流体常時連通路5cに連通させる連通位置(図3B参照)と前記第1流体常時連通路5cに対して遮断する遮断位置(図3A参照)との間で移動する。
前記実施例5の分流弁Vを使用して、例えば第1流体として半導体製造装置で使用するキャリアガスを使用すると、キャリアガスは第1流体常時連通路5cを常時流れる。第2流体として反応ガスを使用する場合、反応ガスは第2流体供給管38から第2流体第2流路37、第2流体第1流路9に順次供給され、さらにバルブ側端部9bに供給される。
【0060】
前記弁部材14が連通位置のときには第2流体第2流路37および第2流体第1流路9を有する第2流体流路(37,9)を流れるガス(例えば反応ガス)は、前記バルブ側端部9bから第1流体常時連通路5cに流入する。第2流体第1流路9のバルブ側端部9bは前記第1流体常時連通路5cに面して配置されているため、前記切替バルブV1が遮断位置に移動したとき、第1流体第1流路7、第1流体常時連通路5cおよび第1流体第2流路8を有する第1流体流路(5c,7,8)を流れるガス(キャリアガス)に対して第2流体流路(37,9)を流れるガス(反応ガス)は完全に遮断される。このため、第1流体流路(キャリアガス流路(5c,7,8)に接続するデッドゾーン(反応ガスが残留する領域)が全く無くなる。
したがって、デッドゾーンの残留ガスがキャリアガスに混入するようなことが無くなる。
【0061】
また、前記実施例5の分流弁Vを複数用意して、互いに異なる分流弁Vの雄継ぎ手22と雌継ぎ手24とを連結することにより、第1流体流路7,5c,8(例えば、キャリアガス流路)に複数の第2流体流路9,37(例えば、複数の反応ガス流路)を接続することができる。
したがって、種類の異なる反応ガスの数が増加した場合でも、連結する分流弁Vの数を加減することにより容易に対応することができるので、ガス混合装置の規模の小さいものから大きなものまで容易に構成することができる。また同様に、流体の分流装置として使用する場合にも、装置規模の小さいものから大きいものまで、容易に構成することができる。
また従来、半導体製造装置で使用していたキャリアガスおよび反応ガスの搬送路の混合装置、分流装置等では、T字型管と遮断弁とを使用していたが、前記従来のガス搬送路の代わりに容易に設置することができる。その際、デッドゾーンの残留ガスがキャリアガスに混入するようなことが無くなるので、旧式の半導体製造装置が高性能の装置として再生される。
【0062】
(実施例6)
図9は本発明の実施例6の連結分流弁装置の説明図である。図10は前記図9のX−X線断面図である。
図9、図10において、本発明の実施例6の連結分流弁装置U2は、前記実施例4の図6に示す連結分流弁装置U2と同様に、平行に配置された一対の直列分流弁装置U2aおよびU2bを有している。
実施例6(図9、図10参照)の連結分流弁装置U2は次の点で前記実施例4(図6参照)の連結分流弁装置U2と相違しているが他の点では同一に構成されている。
【0063】
前記実施例4(図6参照)の直列分流弁装置U2aの複数の各分流弁Vが図1、図2に示す実施例1の分流弁であったのに対し、本実施例6(図9、図10参照)の直列分流弁装置U2aの複数の各分流弁Vは、図7、図8に示す実施例5の分流弁である。また、前記実施例4(図6参照)の直列分流弁装置U2bの複数の各分流弁Vが雄継ぎ手26を有したのに対し、本実施例6は雌継ぎ手26′を有している。
図10において、前記直列連結分流弁装置U2aの各分流弁Vの第2流体第1流管25に装着された雄継ぎ手26と、前記直列連結分流弁装置U2bの各分流弁Vの第2流体第1流管25に装着された雌継ぎ手26′とは直接連結されている。図10から分かるように、第2流体供給管38から供給されたガスは、前記雄継ぎ手26および雌継ぎ手26′により連結された各直列連結分流弁装置U2a,U2bの各分流弁Vの第2流体第1流路9に供給される。
【0064】
また、前記図6で説明したのと同様に、図9に示す前記直列連結分流弁装置U2aの各分流弁Vは常閉切替えバルブV1(図3参照)を有し、前記直列連結分流弁装置U2bの各分流弁Vは常開切替えバルブV2(図4参照)を有している。そして、各分流弁Vの切替えバルブV1およびV2は前記図6のように、各エアパイプ17,17′にエア供給源Aの圧縮エアが供給されるように構成されている。前記各エアパイプ17,17′にエア供給源Aの圧縮エアが供給されていない場合には、常閉切替えバルブV1は図3Aの位置(遮断位置)に保持され、常開切替えバルブV2は図4Aの位置(連通位置)に保持される。
また、図6において電磁バルブVaが切り替えられると、常閉切替えバルブV1は図3Bの位置(連通位置)に保持され、常開切替えバルブV2は図4Bの位置(遮断位置)に保持される。
【0065】
(実施例6の作用)
この実施例6の連結分流弁装置U2は、前記実施例4と同様に、反応ガスの種類が増加した場合でも、連結する分流弁Vの数を加減することにより容易に対応することができる。したがって、自由度の高いガス混合装置を構成することができる。
また本実施例6では、各分流弁の第2流体第1流路9を直接接続するので、図6の実施例4に示すようにT字型管を使用する必要が無い。このため、ガス混合装置、分流装置等に使用する連結分流弁装置U2を組み立てる場合の作業性が向上する。また、構成も簡素となり、コンパクトなガス混合装置、分流装置等を提供することができる。
【0066】
(変更例)
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更実施例を下記に例示する。
(H01)本発明は各種のガスを混合して薄膜を形成する各種の装置に適用可能であり、例えば次の装置に適用可能である。
(a)CVD等の各種半導体製造装置。
(b)LCD(液晶表示パネル)製造装置。
(c)HD(ハードディスク)に代表される各種の記憶媒体の薄膜を形成する装置。
(H02)分流弁Vにおいて、第2流体第2流路37の開口する第2流体第2流路接続面36は、バルブ装着面5の反対側に設けることが可能である。
(H03)分流弁Vにおいて、第2流体第1流路9の開口する第2流体第1流路接続面4に設けた第2流体第1流管25およびそれに装着された継ぎ手26,26′等を省略することが可能である。その場合、実施例4の図6に示す連結分流弁装置U2を構成するときは、第2流体第1流路接続面4に開口する第2流体第1流路9の接続端部9aどうしを直接T字管31で連結することが可能である。
【0067】
【発明の効果】
前述の本発明のガス混合装置およびガス混合ブロックは、下記の効果を奏する。
(E01)キャリアガスに複数の反応ガスを均一に混合させることができる。
(E02)残留ガスの生じるデッドゾーンを無くすことができる。
(E03)混合するガスの種類の増減に容易に対応できるようにすることができる。
(E04)高純度の混合ガスをを得ることにより、高品質の製品(薄膜等)を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は本発明の実施例1の常閉の分流弁の説明図で、図1Aは正断面図、図1Bは上面図で前記図1Aの矢印IBから見た図、図1Cは下面図で前記図1Aの矢印ICから見た図である。
【図2】 図2は同実施例1の常閉の分流弁の説明図で図2Aは前記図1AのIIA−IIA線断面図、図2Bは前記図1Aの矢印IIBから見た図である。
【図3】 図3は同実施例1の常閉の分流弁の正断面拡大図で、図3Aは閉じた状態(遮断状態)を示す図、図3Bは開いた状態(連通状態)を示す図である。
【図4】 図4は実施例2の常閉の分流弁の正断面拡大図で、図4Aは開いた状態(連通状態)を示す図、図4Bは閉じた状態(連通状態)を示す図である。
【図5】 図5は本発明の実施例3の連結分流弁装置の説明図である。
【図6】 図6は本発明の実施例4の連結分流弁装置の説明図である。
【図7】 図7は本発明の実施例5の常閉の分流弁の説明図で、図7Aは正断面図、図7Bは上面図で前記図7Aの矢印VIIBから見た図、図7Cは下面図で前記図7Aの矢印VIICから見た図である。
【図8】 図8は同実施例5の常閉の分流弁の説明図で図8Aは前記図7AのVIIIA−VIIIA線断面図、図8Bは前記図7Aの矢印VIIIBから見た図である。
【図9】 図9は本発明の実施例6の連結分流弁装置の説明図である。
【図10】図10は前記図9のX−X線断面図である。
【図11】 図11は従来のガス混合装置の説明図である。
【符号の説明】
U1,U2a,U2b…直列連結分流弁装置、V…分流弁、V1,V2…切替バルブ。
1…分流弁本体ブロック、2…第1流体第1流路接続面、3…第1流体第2流路接続面、4…第2流体第1流路接続面、5…バルブ装着面、5c…第1流体常時連通路、7…第1流体第1流路、7a…第1流体第1流路の接続端部、7b…第1流体第1流路のバルブ側端部、8…第1流体第2流路、8a…第1流体第2流路の接続端部、8b…第1流体第2流路のバルブ側端部、9…第2流体第1流路、9a…第2流体第1流路の接続端部、9b…第2流体第1流路のバルブ側端部、14…弁部材、21…第1流体第1流管、22…雄継ぎ手、23…第1流体第2流管、24…雌継ぎ手、25…第2流体第1流管、26…雄継ぎ手、34…第2流体供給部材、36…第2流体第2流路接続面、37…第2流体第2流路、37a…第2流体第2流路の接続端部、38…第2流体第2流管、
(31,32,25)…端部接続部材。
Claims (5)
- 次の要件(A01),(A02),(A02a)を備えた弁、
(A01)互いに平行で且つ反対側面に形成された第1流体第1流路接続面および第1流体第2流路接続面と、前記両接続面に垂直な第2流体第1流路接続面と、前記三つの接続面に垂直なバルブ装着面と、前記第1流体第1流路接続面に開口する接続端部および前記バルブ装着面に開口するバルブ側端部を有する第1流体第1流路と、前記第1流体第2流路接続面に開口する接続端部および前記バルブ装着面に開口するバルブ側端部を有する第1流体第2流路と、前記第2流体第1流路接続面に開口する接続端部および前記バルブ装着面に開口するバルブ側端部を有する第2流体第1流路と、前記第1流体第1流路および第1流体第2流路の前記各バルブ側端部を常時連通させる第1流体常時連通路と、を有し、前記第1流体第1流路、前記第1流体第2流路および前記第2流体第1流路の前記バルブ側端部が面一に配置された端面を有し、単一の部材により構成された弁本体ブロック、
(A02)前記バルブ装着面の前記端面に装着されて、第2流体第1流路のバルブ側端部を前記第1流体常時連通路に連通させる連通位置と、前記端面に密着して前記第1流体常時連通路に対して遮断する遮断位置との間で移動可能な弁部材であって、前記遮断位置において、前記第1流体第1流路、前記第1流体第2流路および前記第2流体第1流路のバルブ側端部を閉塞し且つ前記弁本体ブロックの端面と密着して前記端面との間に空間を形成せず、且つ、前記連通位置において、前記弁本体ブロックの端面から離間して前記第1流体と前記第2流体とが混合可能な空間を形成する前記弁部材を有する切替バルブ、
(A02a)前記端面に対向し且つ前記弁部材に接触する面を有し、前記端面に接近・離間する方向に移動可能なスライダであって、
前記端面に接近した状態で前記接触する面で前記弁部材を押して前記遮断位置に移動させると共に、
前記第2流体第1流路の前記バルブ側端部の開口の面積よりも広く、且つ、前記第2流体第1流路を挟んで配置された前記第1流体第1流路および前記第1流体第2流路の前記バルブ側端部の開口を部分的に塞ぐ前記接触する面、
を有する前記スライダ。 - 次の要件(B01),(B02)を備えた連結弁装置、
(B01)互いに平行で且つ反対側面に形成された第1流体第1流路接続面および第1流体第2流路接続面と、前記両接続面に垂直な第2流体第1流路接続面と、前記三つの接続面に垂直なバルブ装着面と、前記第1流体第1流路接続面に1端が開口し他端が前記バルブ装着面に開口する第1流体第1流路および前記第1流体第2流路接続面に1端が開口し他端が前記バルブ装着面に開口する第1流体第2流路と、1端が前記第2流体第1流路接続面に開口し他端が前記バルブ装着面に開口する第2流体第1流路と、前記第1流体第1流路および第1流体第2流路の前記バルブ装着面の開口を常時連通させる第1流体常時連通路と、を有し、前記第1流体第1流路、前記第1流体第2流路および前記第2流体第1流路の前記バルブ側端部が面一に配置された端面を有し、単一の部材により構成された弁本体ブロックと、
前記バルブ装着面の前記端面に装着されて、第2流体第1流路のバルブ側端部を前記第1流体常時連通路に連通させる連通位置と、前記端面に密着して前記第1流体常時連通路に対して遮断する遮断位置との間で移動可能な弁部材であって、前記遮断位置において、前記第1流体第1流路、前記第1流体第2流路および前記第2流体第1流路のバルブ側端部を閉塞し且つ前記弁本体ブロックの端面と密着して前記端面との間に空間を形成せず、且つ、前記連通位置において、前記弁本体ブロックの端面から離間して前記第1流体と前記第2流体とが混合可能な空間を形成する前記弁部材を有する切替バルブと、
前記端面に対向し且つ前記弁部材に接触する面を有し、前記端面に接近・離間する方向に移動可能なスライダであって、前記端面に接近した状態で前記接触する面で前記弁部材を押して前記遮断位置に移動させると共に、前記第2流体第1流路の前記バルブ側端部の開口の面積よりも広く、且つ、前記第2流体第1流路を挟んで配置された前記第1流体第1流路および前記第1流体第2流路の前記バルブ側端部の開口を部分的に塞ぐ前記接触する面、を有する前記スライダと、
前記第1流体第1流路接続面に開口する第1流体第1流路の接続端部に接続された第1流体第1流管、および前記第1流体第2流路接続面に開口する第1流体第2流路の接続端部に接続された第1流体第2流管と、
前記第1流体第1流管および第1流体第2流管の一方の管に装着された雌継ぎ手および他方の管に装着された雄継ぎ手とを備えた複数の弁、
(B02)前記複数の弁を1列に並べて、互いに隣接する各弁の第1流体第1流管および第1流体第2流管を各流管に装着された継ぎ手により互いに接続し、前記複数の弁の第1流体第1流路および第1流体第2流路を全て連通させた直列連結弁装置。 - 次の要件(B03),(B04)を備えた請求項2記載の連結弁装置、
(B03)前記第2流体第1流路接続面に開口する前記第2流体第1流路の接続端部に接続された第2流体第1流管、
(B04)雌継ぎ手または雄継ぎ手が装着された前記第2流体第1流管。 - 次の要件(B05)を備えた請求項2または3記載の連結弁装置、
(B05)前記直列連結弁装置を2列設け、一方の列の直列連結弁装置の各弁の第2流体第1流路の接続端部と他方の列の直列連結弁装置の各弁の第2流体第1流路の接続端部とを互いに接続する端部接続部材および前記端部接続部材に連結された第2流体供給部材。 - 次の要件(B06),(B07)を備えた請求項2または3記載の連結弁装置、
(B06)前記第2流体第1流路接続面またはバルブ装着面のいずれかの面と反対側の側面に形成された第2流体第2流路接続面に一端部が開口し他端部が前記第2流体第1流路に接続する第2流体第2流路を有する前記弁本体ブロック、
(B07)前記直列連結弁装置を2列設け、各列の直列連結弁装置の弁の第2流体第1流路接続面が対向して配置された2列の直列連結弁装置であって、各列の連結弁装置の各弁の第2流体第1流路どうしが接続された直列連結弁装置。
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