JP4355724B2

JP4355724B2 - ガス集積ユニット

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Publication number: JP4355724B2
Application number: JP2006347957A
Authority: JP
Inventors: 立典荻原; 貴史井上; 竹矢稲垣
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 2006-12-25
Filing date: 2006-12-25
Publication date: 2009-11-04
Anticipated expiration: 2026-12-25
Also published as: CN101210317A; TWI349321B; JP2008159905A; KR100924767B1; CN101210317B; KR20080059506A; TW200828484A

Description

本発明は、ガスユニットとパージガスユニットを備えるガス集積ユニットに関する。

従来より、半導体製造装置では、処理室のウエハに作用ガスを一定量ずつ供給して、ウエハに成膜することが行われている。ウエハは、複数種類の作用ガスを供給され、成膜が積層される。作用ガスの流量は成膜品質に影響を及ぼすため、半導体製造装置は、作用ガスの供給を制御するためのプロセスガスユニットを複数搭載したガス集積ユニットを処理室の上流側に配置している。

成膜品質を良好にするためには、ウエハに供給する作用ガスの成分を厳密に管理する必要がある。そのため、ガス集積ユニットは、各プロセスガスユニットにパージガスユニットを接続してパージガスを合流させ、プロセスガスユニットの流路内に残留する作用ガスを除去する。これにより、ガス集積ユニットは、作用ガスを所定成分に調整し、ウエハに供給することができる。

特開平１１−５０２５７号公報

しかしながら、従来のガス集積ユニットは、パージユニットがパージガスの供給を制御するために複数の流体制御機器を備え、そのパージガスユニットをガスユニットの横に並べて設置していたため、フットスペースが大きかった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、フットスペースを小さくできるガス集積ユニットを提供することを目的とする。

本発明に係るガス集積ユニットは、次のような構成を有している。
（１）第１ガスの供給を制御する第１ガスユニットと、前記第１ガスユニットに接続し、複数の流体制御機器により前記第１ガスユニットに合流させる第２ガスを制御する第２ガスユニットと、前記第１ガスユニットに積み重ねられる積層ブロックと、を有し、前記流体制御機器の一部を前記積層ブロックに積み重ねたガス集積ユニットである。
尚、流体制御機器の一部は、例えば、マスフローコントローラ、マスフローメータ、逆止弁、オリフィス、エアオペレイトバルブ等のガスを制御する機器をいう。流体制御機器の一部は、１個の流体制御機器でもよいし、複数の流体制御機器であってもよい。

（２）（１）に記載の発明において、前記積層ブロックは、前記第１ガスユニットに含まれる配管を覆うように設置されている。

（３）（１）又は（２）に記載の発明において、前記積層ブロックは、前記流体制御機器の一部が載置される下部流路ブロックを固定するための固定部を有し、ヒータにて加熱されたときに前記ガスユニットに熱伝達する。

（４）（１）乃至（３）の何れか一つに記載の発明において、前記流体制御機器がマスフローコントローラ又はマスフローメータである。

上記構成を有する本発明のガス集積ユニットは、第１ガスの供給を制御する第１ガスユニットに積層ブロックを積み重ね、更に、第２ガスユニットを構成する流体制御機器の一部を積層ブロックに積み重ねて配置する。これにより、第２ガスユニットを構成する流体制御機器の一部がガスユニットと二段構造になるので、ガス集積ユニットのフットスペースは、積層ブロックに積み重ねた流体制御機器のフットスペース分だけ小さくなる。よって、本発明のガス集積ユニットによれば、フットスペースを小さくすることができる。

本発明のガス集積ユニットは、第１ガスユニットに含まれる配管を覆うように積層ブロックを配置するので、第１ガスユニットの幅寸法に収めるように積層ブロックを配置することができる。

本発明のガス集積ユニットは、積層ブロックに固定した下部流路ブロックに対して流体制御機器の一部を固定し、積層ブロックをヒータで加熱する。第１ガスユニットは、ヒータの熱を積層ブロックから伝達されて温められ、例えば第１ガスが第１ガスユニットの流路内で固まる不具合を回避できる。よって、本発明のガス集積ユニットによれば、１個の積層ブロックに、下部流路ブロックを固定する役割と、ヒータの熱を第１ガスユニットに伝達する役割とを兼ね備えさせることができる。

本発明のガス集積ユニットは、フットスペースが大きいマスフローコントローラ又はマスフローメータを積層ブロックに積み重ねるので、ユニット全体のフットスペースを効率よく小さくできる。

次に、本発明に係るガス集積ユニットの一実施の形態について図面を参照して説明する。

＜回路説明＞
図１は、ガス集積ユニット１の回路図である。
ガス集積ユニット１は、図示しないガスタンクと図示しない処理室との間に設置され、図示しないガスタンクの作用ガスを図示しない処理室に所定量ずつ供給するために第１〜第３プロセスガスライン２Ａ，２Ｂ，２Ｃを備える。また、ガス集積ユニット１は、第１〜第３プロセスガスライン２Ａ，２Ｂ，２Ｃをパージするためのパージガスライン６を備える。

第１〜第３プロセスガスライン２Ａ，２Ｂ，２Ｃには、複数の流体制御機器が設置されている。手動弁１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃは、作用ガス入力口３Ａ，３Ｂ，３Ｃを介して図示しないガスタンクに接続する。手動弁１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃは、フィルタ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃと、レギュレータ１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃと、圧力計１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃを介して、第１エアオペレイトバルブ１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃに接続している。

第１エアオペレイトバルブ１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃは、プロセス側マスフローコントローラ１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃを介して第２エアオペレイトバルブ１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃに接続している。第２エアオペレイトバルブ１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃは、フィルタ１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃを介して共通出力口４Ａ，４Ｂ，４Ｃに接続している。共通出力口４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、図示しない処理室に接続される。

また、プロセス側マスフローコントローラ１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃは、第３エアオペレイトバルブ１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃにも接続している。第３エアオペレイトバルブ１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃは、プロセス側逆止弁２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを介して排気口５Ａ，５Ｂ，５Ｃに接続している。排気口５Ａ，５Ｂ，５Ｃは図示しない排気流路に接続される。

これに対して、パージガスライン６も、複数の流体制御機器が設置されている。手動弁３１は、パージガス入力口７を介して図示しないパージガスタンクが接続する。手動弁３１は、フィルタ３２と、レギュレータ３３と、圧力計３４を介して第１パージ側エアオペレイトバルブ３５に接続する。第１パージ側エアオペレイトバルブ３５は、第１パージ側マスフローコントローラ３６と第２パージ側エアオペレイトバルブ３７を介してパージガス排気口８に接続している。パージガス排気口８は図示しない排気流路に接続される。

圧力計３４は、第２パージ側マスフローコントローラ３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃにも接続している。第２パージ側マスフローコントローラ３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃは、パージ側逆止弁３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃと、第３パージ側エアオペレイトバルブ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃを介して、第１〜第３プロセスガスライン２Ａ，２Ｂ，２Ｃのプロセス側マスフローコントローラ１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃの上流側に接続している。

また、圧力計３４は、第４パージ側エアオペレイトバルブ４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃにも接続している。第４パージ側エアオペレイトバルブ４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃは、第３パージ側マスフローコントローラ４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃと第５パージ側エアオペレイトバルブ４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃを介して、第１〜第３プロセスガスライン２Ａ，２Ｂ，２Ｃのフィルタ１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃの上流側に接続している。

＜全体構成＞
図２は、図１に示す回路を具体化した本発明の実施形態に係るガス集積ユニット１の平面図である。
ガス集積ユニット１は、第１〜第３プロセスガスライン２Ａ，２Ｂ，２Ｃを構成し、「第１ガス」の一例である作用ガスの供給を制御する第１〜第３プロセスガスユニット（「第１ガスユニット」に相当）７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃと、パージガスライン３を構成し、「第２ガス」の一例であるパージガスの供給を制御するパージガスユニット（「第２ガスユニット」に相当）７３とを取付板９に固定している。第１〜第３プロセスガスユニット７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃは構成が同じであるので、ここでは、第１プロセスガスユニット７２Ａを例に挙げて構成を説明する。

＜プロセスガスユニット＞
図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。
第１プロセスガスユニット７２Ａは、手動弁１１Ａの入力ポートが、入力ブロック２１に設けた作用ガス入力口３Ａに連通し、プロセスガスの入力を制御する。手動弁１１Ａは、出力ポートがＶ字流路ブロック２２を介してフィルタ１２Ａの入力ポートに接続する。

フィルタ１２Ａは、出力ポートがＶ字流路ブロック２２を介してレギュレータ１３Ａの入力ポートに接続し、パーティクル等を除去した作用ガスをレギュレータ１３Ａに供給する。レギュレータ１３Ａは、出力ポートが圧力計１４Ａの入力ポートに接続し、圧力計１４Ａが設定圧力を示すように作用ガスの圧力を調整する。

圧力計１４Ａの出力ポートは、Ｌ字流路が形成された流路ブロック２３、配管２４、流路ブロック２３、第１共通流路ブロック２５を介して第１プロセス側エアオペレイトバルブ１５Ａの第３ポートに接続している。第１プロセス側エアオペレイトバルブ１５Ａは、三方弁であって、弁開度に応じて作用ガスの供給量を制御する。第１プロセス側エアオペレイトバルブ１５Ａの第２ポートは、Ｖ字流路ブロック２２を介してプロセス側マスフローコントローラ１６Ａの入力ポートに接続する。

プロセス側マスフローコントローラ１６Ａは、出力ポートがＶ字流路ブロック２２を介して第２プロセス側エアオペレイトバルブ１７Ａの第２ポートに接続し、作用ガスの流量調整を行う。第２プロセス側エアオペレイトバルブ１７Ａは、三方弁であって、弁開度に応じて作用ガスの供給量を制御する。第２プロセス側エアオペレイトバルブ１７Ａは、第３ポートが第２共通流路ブロック２６、Ｖ字流路ブロック２２、合流ブロック２７、Ｖ字流路ブロック２２を介してフィルタ１８Ａの入力ポートに接続する。フィルタ１８Ａの出力ポートは、出力ブロック２８に設けた共通出力口４Ａに連通し、パーティクル等を除去した作用ガスを出力する。

第１プロセスガスユニット７２Ａは、下部流路ブロック２１，２２，２３，２８が上方から挿通される図示しないボルトによって取付板９に固定される。そして、上記手動弁１１Ａ、フィルタ１２Ａ、レギュレータ１３Ａ、圧力計１４Ａ、第１共通流路ブロック２５、第１プロセス側エアオペレイトバルブ１５Ａ、プロセス側マスフローコントローラ１６Ａ、第２プロセス側エアオペレイトバルブ１７Ａ、第２共通流路ブロック２６、分流ブロック２７、フィルタ１８Ａは、上方から挿通したボルトＶを用いて下部流路ブロック２１，２２，２３，２８にそれぞれ固定される。

尚、配管２４は、両端が流路ブロック２３，２３に溶接され、後述する積層ブロック６１に覆われている。図２に示すように、積層ブロック６１は、４本のボルトＶｐ，Ｖｐ，Ｖｐ，Ｖｐを上方から四隅に貫き通して取付板９に締め付けることにより、固定されている。

＜パージガスユニット＞
これに対して、図２に示すパージガスユニット７３は、手動弁３１、フィルタ３２、レギュレータ３３、圧力計３４が、上述した手動弁１１Ａ、フィルタ１２Ａ、レギュレータ１３Ａ、圧力計１４Ａと同様にして取付板９に固定され、相互に連通している。

圧力計３４は、配管４４、分岐ブロック４５を介して第１パージ側エアオペレイトバルブ３５の入力ポートに接続する。第１パージ側エアオペレイトバルブ３５の出力ポートは、第１パージ側マスフローコントローラ３６を介して第２パージ側エアオペレイトバルブ３７の入力ポートに接続する。第２パージ側エアオペレイトバルブ３７の出力ポートは、パージガス排気口８に接続する。従って、パージガスは、第１パージ側エアオペレイトバルブ３５を通過したパージガスを第１パージ側マスフローコントローラ３６によって流量調整した後、第２パージ側エアオペレイトバルブ３７を介してパージガス排気口８から排気する。

分岐ブロック４５は、配管４６を介して分流ブロック４７，４８に接続する。分流ブロック４７は、上方に接続する配管４６を第４パージ側エアオペレイトバルブ４１Ａ，４１Ｃの入力ポートに接続するように流路が形成されている。一方、分流ブロック４８は、上方に接続する配管４６を第４パージ側エアオペレイトバルブ４１Ｂの入力ポートに接続するように流路が形成されている。更に、配管４６は、分流ブロック４８の上方からＬ字型に引き回されて、第１〜第３プロセスガスライン２Ａ，２Ｂ，２Ｃ（図１）を構成する圧力計１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃの隣に設置されたＶ字流路ブロック２２，２２，２２の上面に接続している。

図３に示すように、後述する積層ブロック６１Ａの上面には、２個のＶ字流路ブロック２２，２２上に第２パージ側マスフローコントローラ３８Ａが設置されている。Ｖ字流路ブロック２２，２２は、図示しないボルトによって積層ブロック６１Ａに固定されている。第２パージ側マスフローコントローラ３８Ａは、上方から挿通された４本のボルトＶ，Ｖ，Ｖ，ＶによりＶ字流路ブロック２２，２２に固定されている。

第２パージ側マスフローコントローラ３８Ａの入力ポートに連通するＶ字流路ブロック２２は、上方から２本のボルトＶｓ，Ｖｓを用いて配管４６が接続されている。第２パージ側マスフローコントローラ３８Ａの出力ポートに連通するＶ字流路ブロック２２は、上方から２本のボルトＶｓ，Ｖｓを用いて配管４９が固定されている。配管４９は、パージ側逆止弁３９Ａの上面に接続し、パージガスの逆流が防止されている。

パージ側逆止弁３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃは、第３パージ側エアオペレイトバルブ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃと共に、第１共通流路ブロック２５，２５，２５の上面に取り付けられる。パージ側逆止弁３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃの出力ポートは、第３パージ側エアオペレイトバルブ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃの入力ポートに接続する。第３パージ側エアオペレイトバルブ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃは、出力ポートが、第１プロセス側エアオペレイトバルブ１５Ａの第１ポートに接続し、第１〜第３プロセスガスライン２Ａ，２Ｂ，２Ｃ（図１参照）に対するパージガスの供給を制御する。

一方、図２に示す第４パージ側エアオペレイトバルブ４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃは、入力ポートが分流ブロック４７，４８に接続し、出力ポートが第３パージ側マスフローコントローラ４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃの入力ポートに接続している。分流ブロック４７が逆向きにパージガスを出力するため、第４パージ側エアオペレイトバルブ４１Ａ，４１Ｃは、分流ブロック４７を挟んで逆向きに設置されている。

第４パージ側エアオペレイトバルブ４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃの出力ポートは、第３パージ側マスフローコントローラ４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃを介して第５パージ側エアオペレイトバルブ４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃの入力ポートに接続し、パージガスの流量が調整される。第５パージ側エアオペレイトバルブ４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃは、出力ポートが配管５０，５１，５２を介して、プロセス側逆止弁２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃとフィルタ１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃとの間に配設した合流ブロック２７，２７，２７の上面にそれぞれ接続し、パージガスの供給を制御する。

尚、パージガスユニット７３は、Ｖ字流路ブロック２２や分流ブロック４５，４７，４８等、流体制御機器と取付板９との間に配置される下部流路ブロックが、図示しないボルトにより取付板９に固定されている。上記第４パージ側エアオペレイトバルブ４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ、第３パージ側マスフローコントローラ４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ、第５パージ側エアオペレイトバルブ４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃは、上方から挿通したボルトＶをＶ字流路ブロック２２に締結することにより固定されている。

＜積層ブロック＞
次に、上述した積層ブロック６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃについて説明する。積層ブロック６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃは、同じ構成なので、ここでは積層ブロック６１Ａの構成を説明し、積層ブロック６１Ｂ，６１Ｃの説明は省略する。

図４は、積層ブロック６１Ａの平面図である。図５は、図４の図中矢印Ｂ方向から見た積層ブロック６１Ａを示す図である。図６は、図４のＣ−Ｃ断面図である。
積層ブロック６１Ａは、金属（例えばアルミ等）や樹脂材料（例えば、四ふっ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）等）を直方体形状に成形したものである。一側面には、配管２４Ａに確実に嵌め合わされて配管２４Ａを保持するための保持溝６２Ａがアーチ状に形成されている。積層ブロック６１Ａの両端には、Ｖ字流路ブロック２２，２２を固定するために内周面に雌ねじを形成された固定孔６３Ａ，６３Ａが、保持溝６２Ａを挟んでそれぞれ形成されている。また、積層ブロック６１Ａの両端には、固定孔６３Ａ，６３Ａより外側に、積層ブロック６１Ａを取付板９に固定するためのボルトＶｐを挿通するための挿通孔６４Ａ，６４Ａが保持溝６２Ａを挟んで形成されている。挿通孔６４Ａを固定孔６３Ａの外側に形成した理由は、積層ブロック６１Ａを第２パージ側マスフローコントローラ３８Ａごと取り扱えるようにし、取扱性やメンテナンス性を良好にするためである。

尚、積層ブロック６１Ａは、例えば、ヒータ７１，７１の取付時においては、ヒータ７１，７１の熱が積層ブロック６１Ａを通じてガスの流れる配管２４Ａに伝導しやすいように熱伝導率の高いアルミ材等を選択するとよい。一方、積層ブロック６１Ａは、ヒータ７１，７１を使用しない場合には、作用ガスの温度変化を少なくするために、熱伝導率の低いステンレス鋼やフッ素樹脂等を積層ブロック６１Ａの材料として選択するとよい。

＜動作説明＞
続いて、上記構成を有するガス集積ユニット１の動作について説明する。
ガス集積ユニット１は、例えば、第１プロセスガスライン２Ａから図示しない処理室に作用ガスを供給する場合には、第１プロセス側エアオペレイトバルブ１５Ａと第３プロセス側エアオペレイトバルブ１９Ａを弁開状態、第１プロセス側エアオペレイトバルブ１５Ｂ，１５Ｃ、第２プロセス側エアオペレイトバルブ１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ、第３プロセス側エアオペレイトバルブ１９Ｂ，１９Ｃ、第３パージ側エアオペレイトバルブ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ、第４パージ側エアオペレイトバルブ４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ、第５パージ側エアオペレイトバルブ４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃを弁閉状態にする。

プロセスガス入力口３Ａに供給された作用ガスは、手動弁１１Ａ、フィルタ１２Ａ、レギュレータ１３Ａ、圧力計１４Ａを通過して圧力調整された後、配管２４、第１共通流路ブロック２５、第１プロセス側エアオペレイトバルブ１５Ａ、プロセス側マスフローコントローラ１６Ａへ流れ、流量調整される。作用ガスは、プロセス側マスフローコントローラ１６Ａから第２プロセス側エアオペレイトバルブ１７Ａ、第３プロセス側エアオペレイトバルブ１９Ａ、プロセス側逆止弁２０Ａを介して排気流路に排気される。

作用ガスの圧力と流量が所定値に安定したら、第２プロセス側エアオペレイトバルブ１７Ａを弁閉状態から弁開状態に切り替えるとともに、第３プロセス側エアオペレイトバルブ１９Ａを弁開状態から弁閉状態に切り替える。これにより、作用ガスは、第２プロセス側エアオペレイトバルブ１７Ａから合流ブロック２７を介してフィルタ１８Ａに供給されて不純物を除去された後、共通出力口４Ａから図示しない処理室に供給される。

その後、第１プロセスガスライン２Ａをパージする場合には、第１プロセス側エアオペレイトバルブ１５Ａと第２プロセス側エアオペレイトバルブ１７Ａを弁開状態にしたまま、第３プロセス側エアオペレイトバルブ１９Ａ、第３パージ側エアオペレイトバルブ４０Ａ、第４パージ側エアオペレイトバルブ４１Ａ、第５パージ側エアオペレイトバルブ４３Ａを弁閉状態から弁開状態に切り替える。

パージガス供給口７に供給されたパージガスは、手動弁３１、フィルタ３２、レギュレータ３３、圧力計３４を通過して圧力調整された後、配管４４、分流ブロック４５、配管４６、Ｖ字流路ブロック２２を介して第２パージ側マスフローコントローラ３８Ａに供給され、流量調整される。その後、パージガスは、パージ側逆止弁３９Ａ、第３パージ側エアオペレイトバルブ４０Ａを介して第１プロセス側エアオペレイトバルブ１５Ａに供給され、作用ガスが流れる流路に供給される。パージガスは、第１プロセス側エアオペレイトバルブ１５Ａからプロセス側マスフローコントローラ１６Ａを介して第２プロセス側エアオペレイトバルブ１７Ａに供給される。

パージガスは、一部が第２プロセス側エアオペレイトバルブ１７Ａから第３プロセス側エアオペレイトバルブ１９Ａ、プロセス側逆止弁２０Ａを介して排気口５Ａから図示しない排気流路に排気される。そして、残りのパージガスは、第２プロセス側エアオペレイトバルブ１７Ａから第２共通流路ブロック２６、合流ブロック２７、フィルタ１８Ａ、共通出力口４Ａを介して図示しない処理室に出力される。

上記パージ動作により、第１プロセス側エアオペレイトバルブ１５Ａより下流側の流路がパージされる。
このとき、第２パージ側マスフローコントローラ３８Ａとプロセス側マスフローコントローラ１６Ａの流量を比較すれば、プロセス側マスフローコントローラ１６Ａの異常を検出することができる。

上記パージ動作と同時に、パージガスは、分流ブロック４７から第４パージ側エアオペレイトバルブ４１Ａ、第３パージ側マスフローコントローラ４２Ａ、第５パージ側エアオペレイトバルブ４３Ａ、配管５０を介して合流ブロック２７に供給され、合流ブロック２７からフィルタ１８Ａを介して共通出力口４Ａから図示しない処理室に出力される。これにより配管５０内をパージできる。このとき、第３パージ側マスフローコントローラ４２Ａの流量を測定することにより、フィルタ１８Ａの目詰まりを検出することができる。

尚、第２，第３プロセスガスライン２Ｂ，２Ｃに作用ガス又はパージガスを流す動作は、上記第１プロセスガスライン２Ａに作用ガス又はパージガスを流す動作と同様であるので、説明を省略する。

＜作用効果＞
続いて、上記構成を有するガス集積ユニット１の作用効果について説明する。図７は、図１に示す回路を、積層ブロック６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃを使用せずに具体化したガス集積ユニット１００を示す図である。
図７に示すように、積層ブロック６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃを使用しない場合には、第２パージ側マスフローコントローラ３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃが、配管２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃの側方に設けた領域Ｐ１１に配置される。この場合、フットスペースを抑えるために、第２パージ側マスフローコントローラ３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃは、第３パージ側マスフローコントローラ４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃとそれぞれ同列になるように、分流ブロック４７，４７，４７に接続される。第２パージ側マスフローコントローラ３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃと第３パージ側マスフローコントローラ４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃは、配管１０１から供給されるパージガスの流量を制御する。

これに対して、図２に示すように、積層ブロック６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃを使用した場合には、第２パージ側マスフローコントローラ３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃが、配管２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ上に積み重ねた積層ブロック６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ上に積み重ねて配置される。これにより、第２パージ側マスフローコントローラ３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃが、配管２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃと二段構造になる。

よって、積層ブロック６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃを使用しない場合には、図７に示すように、第２パージ側マスフローコントローラ３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃを配置するための領域Ｐ１１を要したが、積層ブロック６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃを使用することにより、図２に示すように、配管２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃを配置するための領域Ｐ１内に第２パージ側マスフローコントローラ３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃを設けることができる。従って、本実施形態のガス集積ユニット１によれば、第２パージ側マスフローコントローラ３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃを配置するための領域Ｐ１１を削減して、フットスペースを小さくすることができる。

しかも、第２パージ側マスフローコントローラ３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃを配管２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃと二段構造としたことにより、図７に示す領域Ｐ１１が空く。そこで、図２に示すように、第４パージ側エアオペレイトバルブ４１Ａ、第３パージ側マスフローコントローラ４２Ａ、第５パージ側エアオペレイトバルブ４３Ａを分流ブロック４７を用いて反対向きに配置する。これにより、図７に示す領域２１が図２に示す領域２へ移り、ガス集積ユニット１の幅寸法を１ライン分だけ小さくすることができる。

一般に、半導体製造装置では、使用する流体制御機器の数が多く全長を短くすることが難しいため、幅寸法を小さくすることが望まれている。そのため、上記のように配管２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃと第２パージ側マスフローコントローラ３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃを二段構造にして空きスペースを作り、その空きスペースにパージガスライン６を構成する第４パージ側エアオペレイトバルブ４１Ａ、第３パージ側マスフローコントローラ４２Ａ、第５パージ側エアオペレイトバルブ４３Ａを配置してガス集積ユニット１の幅寸法を小さくすることは、非常に有益である。

これに加え、図７に示すように積層ブロック６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃを使用しない場合には、第２パージ側マスフローコントローラ３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃは、流量調整したパージガスをパージ側逆止弁３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃに供給するために、配管１０２，１０３，１０４をパージ側逆止弁３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃの上面に個別に接続するように引き回す。また、第５パージ側エアオペレイトバルブ４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃは、配管１０５，１０６，１０７をＬ字状に引き回して、第１〜第３プロセスガスユニット７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃの合流ブロック２７，２７，２７にそれぞれ接続する。

これに対して、図２に示すように積層ブロック６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃを使用した場合には、パージガスの供給量を厳密に管理する必要がないので、配管４６を第２パージ側マスフローコントローラ３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃの入力ポートに接続し、第２パージ側マスフローコントローラ３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃの出力ポートを短い配管４９，４９，４９を介してパージ側逆止弁３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃに接続する。また、第５パージ側エアオペレイトバルブ４３Ｂ，４３Ｃと逆向きに設置した第５パージ側エアオペレイトバルブ４３Ａを、ガスユニットの間にできる隙間を通るように配管５０を引き回して、第１プロセスガスユニット７２Ａの合流ブロック２７に接続する。第５パージ側エアオペレイトバルブ４３Ｂ，４３Ｃについては、配管５１，５２をＬ字状に引き回して配管する。

そのため、図２及び図３に示すように、積層ブロック６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃを使用して第１〜第３プロセスガスユニット７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃを二段構造にすることにより、第２パージ側マスフローコントローラ３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃからパージ側逆止弁３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃまでの配管長が短くなり、流量調整したパージガスの損失を減らしてパージガスを制御できる。また、図２に示すガス集積ユニット１は、図７に示す配管１０２，１０３，１０４を１本の配管４６にまとめるので、図７に示すガス集積ユニット１００より配管スペースを削減できる。しかも、配管５０をガスユニットの隙間を利用して引き回すので、配管５０のための配管スペースを別途設ける必要がなく、ユニットサイズの大型化を招かない。

また、本実施形態のガス集積ユニット１は、図２及び図３に示すように、配管２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃを覆うように積層ブロック６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃを配置するので、第１〜第３プロセスガスユニット７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃの幅寸法に収めるように積層ブロック６１Ａ，６１Ｂ，１６Ｃを配置することができる。

また、本実施形態のガス集積ユニット１は、図２に示すように、積層ブロック６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃが挿通孔６４Ａに挿通したボルトＶｐを用いて取付板９に固定され、Ｖ字流路ブロック２２が図示しないボルトを積層ブロック６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃの固定孔にそれぞれ固定され、更に第３パージ側マスフローコントローラ３８Ａ，３８Ｂ，３８ＣがボルトＶを用いてＶ字流路ブロック２２にそれぞれ固定される。

そして、例えば、第３プロセスガスユニット７２Ｃを加熱する場合には、手動弁１１Ｃ、フィルタ１２Ｃ、レギュレータ１３Ｃ、圧力計１４Ｃ、積層ブロック６１Ｃ、第１共通流路ブロック２５、第１プロセス側エアオペレイトバルブ１５Ｃ、プロセス側マスフローコントローラ１６Ｃ、第２プロセス側エアオペレイトバルブ１７Ｃ、第２共通流路ブロック２６、合流ブロック２７、フィルタ１８Ｃの両側にテープ状のヒータ７１，７１を取り付ける。これにより、各流体制御機器及びそれらの下に配置された下部ブロックが加熱され、作用ガスが流路内で固まらない。このとき、積層ブロック６１Ｃは、両側面に密着するヒータ７１，７１によって加熱される。その熱は、保持溝６２Ｃの内壁に接触する配管２４Ｃに伝達され、配管２４Ｃが加熱される。そのため、配管２４Ｃを流れる作用ガスが配管２４Ｃ内で固まらない。

よって、本実施形態のガス集積ユニット１によれば、１個の積層ブロック６１に、第２パージ側マスフローコントローラ３８とその下部に配置したＶ字流路ブロック２２，２２とを固定する役割と、ヒータ７１，７１の熱を配管２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃに伝達する役割とを兼ね備えさせることができる。

換言すれば、図７に示すように、積層ブロック６１Ｃを使用しない場合にプロセスガスユニットを加熱するときには、ヒータブロック１０１を配管２４Ｃを覆うように取付板９に固定するが、ヒータブロック１０１上を有効利用できない。これに対して、図２及び図３に示すように、積層ブロック６１に配管２４を加熱する役割の他に、Ｖ字流路ブロック２２，２２を固定する役割を持たせることにより、積層ブロック６１上を有効活用し、フットスペースを小さくできる。

また、本発明のガス集積ユニットは、図２及び図３に示すように、フットスペースが大きい第３パージ側マスフローコントローラ３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃを積層ブロック６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃに積み重ねるので、ユニット全体のフットスペースを効率よく小さくできる。

尚、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、色々な応用が可能である。
（１）例えば、上記実施の形態では、作用ガスが流れる第１〜第３プロセスガスユニット７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃを「第１ガスユニット」の一例として挙げ、パージガスガスユニット７３を「第２ガスユニット」の一例として挙げた。これに対して、例えば、作用ガスの供給を制御するガスユニットを「第１，第２ガスユニット」としてもよい。

（２）例えば、上記実施の形態では、積層ブロック６１の保持溝６２をアーチ状にしたが、配管２４の外周面に接触して熱伝達できる形状であれば、矩形状や三角形状等であってもよい。

（３）例えば、上記実施の形態では、積層ブロック６１は配管２４に積み重ねて設けたが、流路ブロックなどに積み重ねてもよい。

（４）例えば、上記実施形態では、第３パージ側マスフローコントローラ３８を積層ブロック６１の上に配置したが、バルブやセンサなど他種類の流体制御機器を積層ブロック６１の上に配置してもよい。

ガス集積ユニットの回路図である。図１に示す回路を具体化した本発明の実施形態に係るガス集積ユニットの平面図である。図２のＡ−Ａ断面図である。図２に示す積層ブロックの平面図である。図４の図中矢印Ｂ方向から見た積層ブロックを示す図である。図４のＣ−Ｃ断面図である。図１に示す回路を、積層ブロックを使用せずに具体化したガス集積ユニットを示す図である。

符号の説明

１ガス集積ユニット
２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ配管
３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ第２パージ側マスフローコントローラ（流体制御機器の一部）
６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ積層ブロック
６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｃ固定孔（固定部）
７１ヒータ
７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃプロセスガスユニット（第１ガスユニット）
７３パージガスユニット（第２ガスユニット）

Claims

プロセスガス用マスフローコントローラにより、プロセスガスの流量を制御するプロセスガスユニットと、
前記プロセスガスユニットに接続し、パージガス用マスフローコントローラまたはマスフローメータにより、前記プロセスガスユニットに合流させるパージガスの流量を制御するパージガスユニットと、
前記プロセスガスユニットに積み重ねられる積層ブロックと、を有し、
前記パージガス用マスフローコントローラまたはマスフローメータの一部を前記積層ブロックに積み重ねたこと、
前記積層ブロックは、前記プロセスガスユニットに含まれる配管を覆うように設置されていること、
前記積層ブロックには、両端面に開口された凹部が形成されていること、
前記配管の全てが前記凹部に収納されていること
を特徴とするガス集積ユニット。
請求項１に記載するガス集積ユニットにおいて、
前記積層ブロックは、前記パージガス用マスフローコントローラまたはマスフローメータの一部が載置される下部流路ブロックを固定するための固定部を有し、ヒータにて加熱されたときに前記プロセスガスユニットに熱伝達すること
を特徴とするガス集積ユニット。