JP4555052B2 - ガス供給集積ユニット - Google Patents

Description

本発明は、半導体製造装置等の産業用製造装置で使用されるガス供給集積ユニットに関する。

従来より、半導体製造工程において、ホトレジスト加工のエッチング等に腐食性ガスが使用されている。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）は、半導体製造工程において複数回繰り返されるため、実際の半導体製造工程では、腐食ガスを必要に応じて供給するガス供給集積ユニットが使用されている。ガス供給集積ユニットは、流量を正確に計測するためのマスフローコントローラや、マスフローコントローラの前後に設けられる入口開閉弁、出口開閉弁、及びパージ弁や、供給ガスのガス圧を調整するレギュレータや、供給ガスの圧力をモニタするための圧力計などの流体制御機器を構成要素としている。

例えば、ホトレジスト工程では、１０種類以上のガスを供給する場合があり、その場合には、ガス供給集積ユニットをガスの種類の数だけマニホールドに取り付ける。半導体製造装置は、スペースを小さくしたり、生産効率を向上させる観点より、コンパクト化に対する要求が強く、それに伴って、ガス供給集積ユニットの小型化が望まれている。
従来、ガス供給集積ユニットは、マスフローコントローラや、入口開閉弁、出口開閉弁、パージ弁、レギュレータ、圧力計などの流体制御機器を流路ブロックに上方からボルトで固定して、その流路ブロックをマニホールドブロックに上方からボルトで固定することにより流体制御機器を直列に接続し、小型化を図っていた（例えば、特許文献１参照）。

マスフローコントローラは、流路方向を変換するための方向変換ブロック上に取り付けられるため、取付面との間に空間を形成する。図１１に示す従来のガス供給集積ユニットの流路ブロック構造１００では、マスフローコントローラ１０１を上方からネジ固定される入口側方向変換ブロック１０２と出口側方向変換ブロック１０３に交換頻度の少ないバルブ１０４，１０５を横向きに取り付け、マスフローコントローラ１０１と取付面１０６との間にバルブ１０４，１０５を配設している。バルブ１０４が、従来、入口側方向変換ブロック１０２の上面に連結する流路ブロック１０７上に取り付けられるものであり、また、バルブ１０５が、従来、出口側方向変換ブロック１０３の上面に連結する流路ブロック上に取り付けられるものであれば、ガス供給集積ユニットは、バルブ１０４，１０５の分だけ長手方向に接続する流体制御機器の数が減少し、ユニットを小型化することができる（例えば、特許文献２参照）。

特開平１１−１５９６４９ 国際公開第０２／０９３０５３号パンフレット

しかしながら、従来のガス供給集積ユニットには、以下の問題があった。
（１）ガス供給集積ユニットは、一般的に、入口側開閉弁とマスフローコントローラとの間にパージ弁を配設し、パージ弁を閉じて入口開閉弁を開き、供給ガスをマスフローコントローラに供給した後、入口側開閉弁を閉じてパージ弁を開き、マスフローコントローラにパージガスを供給してガス置換を行う。そのため、パージ弁は、ガス置換を短時間に行うために、入口側開閉弁とマスフローコントローラとの間に配設すべきである。
ところが、従来のガス供給集積ユニットの流路ブロック構造１００は、入口側方向変換ブロック１０２の流路が供給ガスとパージガスの２種類のガスを切り替えるように形成されておらず、流路ブロック１０７の下面にパージブロック１０８を連結して、パージ弁を流路ブロック１０７上に取り付けるようにしていた。そのため、従来のガス供給集積ユニットの流路ブロック構造１００は、パージ弁の取り付けについて全く考慮しておらず、バルブ１０４が無意味なものになり、ガス供給集積ユニットの小型化に実質的に貢献できなかった。

（２）また、従来のガス供給集積ユニットの流路ブロック構造１００は、バルブ１０４の交換頻度が低いというものの、ダイアフラムなどを定期的にメンテナンスする必要がある。従来のガス供給集積ユニットの流路ブロック構造１００では、入口側方向変換ブロック１０２がマスフローコントローラ１０１、流路ブロック１０７、パージブロック１０８、、取付面１０６、出口側流路ブロック１０３に四方を囲まれているため、マスフローコントローラ１０１と流路ブロック１０７を取り除かなければバルブ１０４をメンテナンスすることができず、手間がかかっていた。このことは、特に、複数台のガス供給集積ユニットを平行に並べてマニホールドに取り付けたときに、ユニットの間隔が狭い場合に問題になる。

そこで、本発明は、小型化を図ることができるガス供給集積ユニットを提供することを第１の目的とする。
また、本発明は、メンテナンス性を向上させることができるガス供給集積ユニットを提供することを第２の目的とする。

本発明のガス供給集積ユニットは、上記第１の目的を達成するために、次のような構成を有する。

（１）供給ガスの搬送管路上にあって、流量計及び前記流量計以外の流体制御機器を備えて前記供給ガスの供給又は遮断を制御するガス供給集積ユニットにおいて、前記流体制御機器及び前記流量計の下部に配設され、供給ガスを入力する供給ガス入力ポートと、パージガスを入力するパージガス入力ポートと、供給ガス又はパージガスを出力する共通出力ポートとが上面に開口している流路ブロックを有し、前記流路ブロックは、第１開閉弁を取り付けるための第１取付開口部が、前記流量計と取付面との間に前記第１開閉弁を配設するように前記流路ブロックの側面に開設され、前記第１開閉弁が前記第１取付開口部を区画して、第１弁室を形成し、前記パージガス入力ポートは、前記第１弁室に連通し、第２開閉弁を取り付けるための第２取付開口部が、前記流体制御機器と前記取付面との間に第２開閉弁を配設するように前記流路ブロックの側面に開設され、前記第２開閉弁が前記第２取付開口部を区画して、第２弁室を形成し、前記供給ガス入力ポートは、前記第２弁室に連通し、前記第２開閉弁の弁孔は、前記第１開閉弁の弁孔に連通し、前記共通出力ポートは、前記第１開閉弁の弁孔と前記第２開閉弁の弁孔との連通流路に連通していることを特徴とする。

（２）供給ガスの搬送管路上にあって、流量計及び前記流量計以外の流体制御機器を備えて前記供給ガスの供給又は遮断を制御するガス供給集積ユニットにおいて、前記流量計と前記流体制御機器が上方からボルトで上部に取り付けられるものであって、供給ガスを入力する供給ガス入力ポートと、パージガスを入力するパージガス入力ポートと、供給ガス又はパージガスを出力する共通出力ポートとが上面に開口し、前記供給ガス入力ポートと前記パージガス入力ポートと前記共通出力ポートとの連通状態を切り替える開閉弁を側面に取り付けられる流路ブロックと、前記流路ブロックに対して上方からネジで固定され、前記パージガス入力ポートにパージガスを供給する配管を保持するパージブロックと、前記配管を固定するものであって、前記流路ブロックより高さが高い固定ブロックとを有すること、前記固定ブロックの下部は、取付板に固定し、前記流路ブロックの下面は、前記取付板の上面と隙間を有することを特徴とする。

上記構成を有する本発明のガス供給集積ユニットは、流路ブロックの上面に開口する供給ガス入力ポートとパージガス入力ポートと共通出力ポートとに連通する第１取付開口部を流路ブロックの側面に開設し、その第１取付開口部に第１開閉弁を取り付けており、第１開閉弁が入口開閉弁と流量計との間で供給ガスとパージガスとを切り替えるので、従来ユニットの長手方向に配置されていた第１開閉弁を流体制御機器又は流量計と取付面との間に配設して、第１開閉弁の分だけ設置スペースを実質的に削減することが可能になり、ユニットの小型化を図ることができる。

この場合、第１開閉弁を流路ブロックの第１取付開口部に取り付けて、流体制御機器と取付面との間に配設し、流量計の直前に第１開閉弁を配設するようにしてもよい。
また、第１開閉弁を流路ブロックの第１取付開口部に取り付けて流量計と取付面との間に配設する一方、第２開閉弁を流路ブロックの第２取付開口部に取り付けて流体制御機器と取付面との間に配設することにより、第１開閉弁の設置スペースに加えて、第２開閉弁の設置スペースも削減することが可能になり、ユニットの小型化を図ることができる。

さらに、本発明のガス供給集積ユニットは、固定ブロックの高さが流路ブロックより高く、固定ブロックが配管を固定したときに、流路ブロックがパージブロックに吊り下げられて取付面との間に隙間を形成するので、流体制御機器、流量計、パージブロックを流路ブロックに対して取り付けるボルトを取り外して、流路ブロックの連結を解除すれば、流量計や流体制御機器などを取り除かなくても、流路ブロックを開閉弁ごと流体制御機器の下方から出し入れすることができ、メンテナンス性を向上させることができる。

（第１実施の形態）
次に、本発明に係るガス供給集積ユニットの第１実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、ガス供給集積ユニット１の側面図である。図２は、ガス供給集積ユニット２を集積した平面図である。
図１に示すように、ガス供給集積ユニット１は、供給ガスの搬送管路上に、圧力制御機器２、パージ弁３、マスフローコントローラ（「流量計」に相当。）４、出口側開閉弁５（「流体制御機器」に相当。）を備え、供給ガスの供給又は遮断を制御する。圧力制御機器２は、入口側方向変換ブロック（「流路ブロック」に相当。）６Ａを介してパージ弁３に接続している。パージ弁３は、入口側方向変換ブロック６Ａを介してマスフローコントローラ４に接続している。マスフローコントローラ４は、出口側方向変換ブロック７を介して出口側開閉弁５に接続している。出口側開閉弁５は、出力ブロック８に形成された出口流路９に接続している。

図１及び図２に示すように、圧力制御機器２は、圧力制御装置（図示せず）と開閉弁（図示せず）とを内蔵し、入力ポート１１から出力ポート１２へと流れる供給ガスの圧力を一定に制御するものであり、圧力センサ、レギュレータ、入口側開閉弁の役割を１部品で果たす点で小型化に適している。圧力制御機器２は、入力ポート１１が上向きに開口して、手動弁など他の流体制御機器或いは供給ガスの配管を接続される一方、出力ポート１２が下向きに開口して、入口側方向変換ブロック６Ａの供給ガス入力ポート２４（後述）に接続される。

マスフローコントローラ４は、通常使用されるものを利用しているので詳細な説明を省略する。マスフローコントローラ４は、入力ポート１３が下向きに開口して、入口側方向変換ブロック６Ａの共通出力ポート２６（後述）に接続される一方、出力ポート１４が下向きに開口して、出口側方向変換ブロック７の入力ポートに接続されている。出口側方向変換ブロック７は、Ｖ字流路が形成され、上面から下向きに入力したガスを上面から上向きに出力する。

出口側開閉弁５は、エアオペレイト式のノーマルクローズタイプ開閉弁であって、入力ポート１５と出力ポート１６が下向きに開口している。出口側開閉弁５は、入力ポート１５が出口側方向変換ブロック７の出力ポートに接続され、出力ポート１６が出力ブロック８の入力ポートに接続されている。出力ブロック８は、上面に開口する入力ポートが内部に開設された出口流路９と連通している。

圧力制御機器２は、入口側方向変換ブロック６Ａに対して上方からボルトＶ１，Ｖ１で取り付けられている。また、マスフローコントローラ４は、入口側方向変換ブロック６Ａと出口側方向変換ブロック７に対して上方からボルトＶ２，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ３で取り付けられている。さらに、出口側開閉弁５は、出口側方向変換ブロック７と出力ブロック８に対して上方からボルトＶ４，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ５でそれぞれ取り付けられている。従って、圧力制御機器２、マスフローコントローラ４、出口側開閉弁５は、上方向から簡単に取り外し及び取り付けすることができる。

一方、パージ弁３は、入口側方向変換ブロック６Ａの側面に取り付けられて、圧力制御機器３と取付板１７との間に配設されている。パージ弁３は、エアオペレイト式のノーマルクローズタイプ開閉弁であり、入口側方向変換ブロック６Ａに開口するポートの連通状態を切り替えてガス置換を制御する。

入口側方向変換ブロック６Ａの上面には、圧力制御機器２とマスフローコントローラ４との間に配置したパージブロック１８を上方からボルトＶ６，Ｖ６で取り付け、パージブロック１８の下面に開口するパージガス出力ポート１９が入口側方向変換ブロック６Ａのパージガス入力ポート２５（後述）と接続している。パージブロック１８は、耐熱性等を考慮してＳＵＳなどの金属を直方体形状に形成したものであり、配管２０が一体に形成されている。配管２０には、パージガス出力ポート１９に対応する位置に孔が空けられ、パージガスがパージガス出力ポート１９に噴出されるようになっている。配管２０同士の間は、シール材を設けたり、溶接により接続されている。

尚、圧力制御機器２の出力ポート１２と入口側方向変換ブロック６Ａの供給ガス入力ポート２４との間、入口側方向変換ブロック６Ａの共通出力ポート２６とマスフローコントローラ４の入力ポート１３との間、マスフローコントローラ４の出力ポート１４と出口側方向変換ブロック７の入力ポートとの間、出口側方向変換ブロック７の出力ポートと出口側開閉弁５の入力ポート１５との間、出口側開閉弁５の出力ポート１６と出力ブロック８の入力ポートとの間、パージブロック１８のパージガス出力ポート１９と入口側方向変換ブロック６Ａのパージガス入力ポート２５との間には、ガスケット（図示せず）がそれぞれ配設され、各ポートの両側でボルトＶを締め付けることによりガスケット（図示せず）を均一に圧縮して、完全なシールを行っている。

続いて、入口側方向変換ブロック６Ａの流路構造について説明する。図３は、入口側方向変換ブロック６Ａの流路構造を示す図である。
入口側方向変換ブロック６Ａは、耐熱性等の観点よりＳＵＳなどの金属を直方体形状に形成したものである。入口側方向変換ブロック６Ａは、高さがパージ弁３の最大外形幅より大きく設定され、パージ弁３を圧力制御機器２や取付面Ｇに干渉させないように保持している。入口側方向変換ブロック６Ａの側面には、ボス部が設けられ、取付開口部（「第１取付開口部」に相当。）２１が円柱状に開設されている。取付開口部２１の内周面には、雌ネジが形成され、パージ弁３をねじ込んで簡単に着脱できるようにしている。取付開口部２１は、パージ弁３のダイアフラム２２によって気密に区画され、弁室２３を形成する。入口側方向変換ブロック６Ａは、供給ガスを入力する供給ガス入力ポート２４と、パージガスを入力するパージガス入力ポート２５と、供給ガス又はパージガスを出力する共通出力ポート２６とが上面に開口し、それぞれ弁室２３に連通している。

すなわち、供給ガス入力ポート２４は、供給ガス入力ポート２４から鉛直方向に穿設された孔と、取付開口部２１から水平方向に穿設された孔とを連通させて形成される供給ガス入力流路２７を介して弁室２３に連通している。
また、パージガス入力ポート２５は、パージガス入力ポート２５から鉛直方向に穿設された孔と、取付開口部２１と同軸上に穿設された孔とを連通させて形成されるパージガス入力流路２８を介して弁室２３に連通している。パージガス入力流路２８が弁室２３に開口する開口部の周りには、弁座２９が環状に設けられ、ダイアフラム２２が当接又は離間するようになっている。
さらに、共通出力ポート２６は、共通出力ポート２６から鉛直方向に穿設された孔と、取付開口部２１から水平方向に穿設された孔とを連通させて形成される共通出力流路３０を介して弁室２３に連通している。

従って、入口側方向変換ブロック６Ａは、供給ガス入力ポート２４と共通出力ポート２６とが常時連通し、パージ弁３が開弁したときに、パージガス入力ポート２５が共通出力ポート２６に連通するように流路を形成されている。

このようなガス供給集積ユニット１は、図１に示すように、固定ブロック３１と調整板３５を用いて取付板１７に固定される。図４は、ユニット固定構造を示す図である。
固定ブロック３１は、剛性等を確保するためにＳＵＳなどの金属を直方体形状に形成したものであり、取付板１７に下方から貫き通したボルト（図示せず）を締結されて取付板１７に固定される。固定ブロック３１は、ボルト孔３２が上面に形成され、ボルトＶ７，Ｖ７を用いてブラケット３３を上方から着脱できるようにされている。ブラケット３３は、配管２０の曲径に合わせて円弧状に折り曲げられた保持部３４を備え、配管２０を固定ブロック３１との間で挟み込んで固定するようになっている。

固定ブロック３１は、図１に示すように、ガス供給集積ユニット１と取付面Ｇとの間に所定量の隙間Ｓを形成するように、入口側方向変換ブロック６Ａの高さより高く形成されている。所定量の隙間Ｓとは、入口側方向変換ブロック６Ａを圧力制御機器２と取付面Ｇとの間から取り出すために必要な空間をいう。そのため、ガス供給集積ユニット１は、配管２０が固定ブロック３１に固定されると、取付板１７から持ち上げられて水平を維持しにくい。そこで、ガス供給集積ユニット１は、出口側方向変換ブロック７及び出力ブロック８と取付板１７との間に、所定厚の調整板３５を介挿され、高さ調整されている。ここで、所定厚とは、固定ブロック３１がガス供給集積ユニット１を取付板１７から持ち上げる分の厚さをいう。

続いて、ガス供給集積ユニット１を複数台集積する場合について説明する。
図２に示すように、ガス供給集積ユニット１Ｂは、配管２０が隣り合うガス供給集積ユニット１Ａ，１Ｃの配管２０と突き合わされて溶接され、一体化される。取付板１７には、予め固定ブロック３１と調整板３５が所定位置に配設されており、一体化されたガス供給集積ユニット１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、固定ブロック３１に配管２０を載せ、調整板３５に出口側方向変換ブロック７と出力ブロック８を載せるように、取付板１７上に置かれる。そして、ブラケット３３の保持部３４を配管２０に被せるように固定ブロック３１に重ね、ボルトＶ７，Ｖ７でブラケット３３を固定していく。このとき、配管２０の溶接箇所を固定ブロック３１に載せるようにすれば、固定ブロック３１が、ガス供給集積ユニット１が供給ガスの搬送方向に移動するのを制限すると同時に、溶接箇所を補強的に支持することができる。そして、取付板１７の下方から調整板３５に挿通したボルト（図示せず）を各ガス供給集積ユニット１の出口側方向変換ブロック７や出力ブロック８に締め付け、ガス供給集積ユニット１を取付板１７に固定する。

ここで、固定ブロック３１は、主としてガス供給集積ユニット１を底上げする目的で使用されている。そのため、ガス供給集積ユニット１を集積するときには、隣り合うガス供給集積ユニット１の間に固定ブロック３１をそれぞれ配設してもよいし、いくつかのガス供給集積ユニット１の間ごとに固定ブロック３１を配設してもよい。本実施の形態では、図１に示すように後者を採用し、省スペース化を図っている。このように、いくつかのガス供給集積ユニット１の間ごとに固定ブロック３１を配設すると、固定ブロック３１を介在するユニット１Ｂ，１Ｃの間隔が、固定ブロック３１を介在しないユニット１Ａ，１Ｂの間隔より広くなる。この場合には、ガス供給集積ユニット１Ｂ，１Ｃの配管２０を、ガス供給集積ユニット１Ａの配管２０より固定ブロック３１の幅分だけ長くする。これにより、集積時に配管２０の長さが足りなくなって、配管２０を継ぐことを防止できる。

続いて、ガス供給集積ユニット１の作用について説明する。
複数台のガス供給集積ユニット１Ａ，１Ｂ，１Ｃを集積したガス供給装置は、例えば、半導体製造装置に搭載され、ホトレジスト加工に用いられる。各ガス供給ユニット１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、圧力制御機器３の入力ポート１１が各種供給ガスの配管に接続され、また、出口流路９が反応室に接続する配管に接続される。そして、配管２０の一端にパージガスの入力側配管が接続し、配管２０の他端にパージガスの出力側配管が接続される。かかるガス供給装置は、ガス供給集積ユニット１を用いて供給ガスを単独で或いは混合して、適宜反応室に供給した後、供給ガスを供給したガス供給集積ユニット１のパージを行う。

ガス供給集積ユニット１は、供給ガスを供給しない場合には、圧力制御機器２に内蔵される開閉弁、パージ弁３、出口側開閉弁５を閉弁し、他の供給ガスが当該ガス供給集積ユニット１内に流れ込むのを防止している。この状態を初期状態とする。

供給ガスを供給するときには、ガス供給集積ユニット１は、圧力制御機器２に内蔵される開閉弁と出口側開閉弁５を開弁する一方、パージ弁３を閉弁する。すると、圧力制御機器２の入力ポート１１に供給された供給ガスが、圧力制御機器２の出力ポート１２から入口側方向変換ブロック６Ａの供給ガス入力ポート２４に下向きに流入し、供給ガス入力流路２７、弁室２３、弁座２９、共通出力流路３０を介して共通出力ポート２６まで流れ、マスフローコントローラ４に出力される。供給ガスは、マスフローコントローラ４から出口側方向変換ブロック７、出口側開閉弁５を介して出力ブロック８の出口流路９に供給される。

その後、パージするときには、ガス供給集積ユニット１は、圧力制御機器２に内蔵される開閉弁を閉弁する一方、パージ弁３と出口側開閉弁５を開弁する。すると、配管２０を流れるパージガスが、パージブロック１８のパージガス出力ポート１９から入口側方向変換ブロック６Ａのパージガス入力ポート２５に下向きに流入し、パージガス入力流路２８、弁座２９、弁室２３、共通出力流路３０を介して共通出力ポート２６まで流れ、マスフローコントローラ４に出力される。そして、パージガスは、マスフローコントローラ４から出口側方向変換ブロック７、出口側開閉弁５を介して出力ブロック８の出口流路９に供給される。このとき、パージガスが流路に残留する供給ガスを押し出し、ガス置換を行う。

ガス供給集積ユニット１は、ガス置換が終了した後、圧力制御機器２に内蔵される開閉弁、パージ弁３、出口側開閉弁５を閉弁して、初期状態に復帰する。

次に、ガス供給集積ユニット１のメンテナンス方法について説明する。
ガス供給集積ユニット１は、固定ブロック３１と調整板３５に持ち上げられているため、入口側方向変換ブロック６Ａがパージブロック１８に吊り下げられている。ボルトＶ１，Ｖ１，Ｖ２，Ｖ２，Ｖ６，Ｖ６を上方から取り外すと、入口側方向変換ブロック６Ａが、圧力制御機器２、マスフローコントローラ４、パージブロック１８との連結を解除され、パージ弁３ごと取付面Ｇに落下する。ガス供給集積ユニット１は、入口側方向変換ブロック６Ａの上面にパージガス入力ポート１９を設け、しかも入力側に配設される圧力制御機器３が上方から入力した供給ガスを入口側方向変換ブロック６Ａに対して下向きに出力するように流路を形成されているため、パージブロックなどが圧力制御機器３の下部に取り付けられておらず、入口側方向変換ブロック６Ａの入力側が開放されている。そのため、圧力制御機器２やマスフローコントローラ４などを取り除かなくても、圧力制御機器２の下方からパージ弁３をつまんで、パージ弁３を入口側方向変換ブロック６Ａごと圧力制御機器２の下方から抜き出すことが可能である。

メンテナンスが完了したら、パージ弁３を入口側方向変換ブロック６Ａの側面に取り付けて、入口側方向変換ブロック６Ａの供給ガス入力ポート２４、パージガス入力ポート２５、共通出力ポート２６にガスケット（図示せず）を装着し、パージ弁３を入口側方向変換ブロック６Ａごと圧力制御機器２の下方に挿入する。そして、入口側方向変換ブロック６Ａをパージブロック１８の下方に位置合わせし、ボルトＶ６，Ｖ６をパージブロック１８から入口側方向変換ブロック６Ａへと貫き通して締結し、入口側方向変換ブロック６Ａをパージブロック１８に吊り下げるように取り付ける。それから、圧力制御機器２とマスフローコントローラ４を入口側方向変換ブロック６Ａに対して上方からボルトＶ１，Ｖ１，Ｖ２，Ｖ２でそれぞれ取り付ける。

従って、本実施の形態のガス供給集積ユニット１によれば、入口側方向変換ブロック６Ａの上面に開口する供給ガス入力ポート２４とパージガス入力ポート２５と共通出力ポート２６とに連通する取付開口部２１を入口側方向変換ブロック６Ａの側面に開設し、その取付開口部２１にパージ弁３を取り付けており、パージ弁３が圧力制御機器２とマスフローコントローラ４との間で供給ガスとパージガスとを切り替えるので、従来ユニットの長手方向に配置されていたパージ弁３を圧力制御機器２と取付面Ｇとの間に配設して、パージ弁３の分だけ設置スペースを実質的に削減することが可能になり、ユニットの小型化を図ることができる。

また、本実施の形態のガス供給集積ユニット１によれば、固定ブロック３１の高さが入口側方向変換ブロック６Ａより高く、配管２０を固定したときに入口側方向変換ブロック６Ａがパージブロック１８に吊り下げられて取付面Ｇとの間に隙間Ｓを形成するので、圧力制御機器２、マスフローコントローラ４、パージブロック１８を入口側方向変換ブロック６Ａに対して取り付けるボルトＶ１，Ｖ１，Ｖ２，Ｖ２，Ｖ６，Ｖ６を上方から取り外して、入口側方向変換ブロック６Ａの連結を解除すれば、マスフローコントローラ４や圧力制御機器２を取り除かなくても、入口側方向変換ブロック６Ａをパージ弁３ごと圧力制御機器２の下方から出し入れすることができ、メンテナンス性を向上させることができる。

ところで、上記で説明した入口側方向変換ブロック６Ａは、供給ガス入力ポート２４と共通出力ポート２６とが常時連通するように流路を形成されているが、この流路構成に限定されるものではない。図５は、入口側方向変換ブロック６Ｂの流路構造を示す図である。図６は、図５のＡ−Ａ断面図である。

入口側方向変換ブロック６Ｂは、供給ガス入力ポート２４とパージガス入力ポート２５が常時連通する点で入口側方向変換ブロック６Ａと相違している。共通出力ポート２６は、共通出力ポート２６から鉛直方向に穿設された孔と、取付開口部２１と同軸上に穿設された孔とを連通させて形成される共通出力流路３６を介して弁室２３に連通している。また、パージガス入力ポート２５は、パージガス入力ポート２５から共通出力流路３６を回避して斜め下向きに穿設された孔と、取付開口部２１から水平に穿設された孔とを連通させて形成されるパージガス入力流路３７を介して弁室２３に連通している。そして、共通出力流路３６が弁室２３に開口する開口部には弁座２９が設けられている。パージ弁３が、ノーマルクローズタイプ開閉弁であるため、供給ガス入力ポート２４とパージガス入力ポート２５は、常時連通している。

このような入口側方向変換ブロック６Ｂは、供給ガス又はパージガスが弁室２３に充填され、パージ弁３が開弁すると、弁室２３に充填されたガスがマスフローコントローラ４に出力されるので、供給ガス又はパージガスの供給と遮断を正確に行うことができる。

（第２実施の形態）
次に、本発明のガス供給集積ユニットの第２実施の形態について図面を参照して説明する。図７は、ガス供給集積ユニット４１の側面図である。
本実施の形態のガス供給集積ユニット４１は、２個の開閉弁を入口側方向変換ブロック６Ｃに取り付けている点で第１実施の形態と相違する。よって、ここでは、第１実施の形態と相違する点について詳細に説明し、共通する点については同一符号を用いて適宜説明を省略する。

ガス供給集積ユニット４１は、入口側開閉弁（「第２開閉弁」に相当。）４２、パージ弁（「第１開閉弁」に相当。）３、マスフローコントローラ４、出口側開閉弁５が入口側方向変換ブロック６Ｃ、出口側方向変換ブロック７、出力ブロック８を介して連結されている。入口側方向変換ブロック６Ｃは、マスフローコントローラ４以外の流体制御機器（本実施の形態では、圧力センサ）４３が下部ブロック４４を介して上面に取り付けられる。下部ブロック４４は、入力ポートが圧力センサ４３の出力ポートに接続し、出力ポートが入口側方向変換ブロック６Ｃの供給ガス入力ポート２４に接続している。また、圧力センサ４３は、Ｖ字流路が形成された下部ブロック４５に対して上方からネジ止めされ、入力ポートが下部ブロック４５の出力ポートに接続される。

図８は、入口側方向変換ブロック６Ｃの流路構造を示す図である。図９は、図８のＣ−Ｃ断面図である。
入口側方向変換ブロック６Ｃは、対向する側面にボス部が同軸上に突設され、第１，第２取付開口部４６，４７が円柱状に開設されている。第１，第２取付開口部４６，４７には、パージ弁３と入口側開閉弁４２がそれぞれ螺設されている。パージ弁３と入口側開閉弁４２は、エアオペレイト式のノーマルクローズタイプ開閉弁であり、第１，第２ダイアフラム４８，４９が第１，第２取付開口部４６，４７を気密に区画して第１，第２弁室５０，５１をそれぞれ形成している。

入口側方向変換ブロック６Ｃには、供給ガス入力ポート２４、パージガス入力ポート２５、共通出力ポート２６が上方に開口している。供給ガス入力ポート２４は、供給ガス入力流路２７を介して第２弁室５０に連通している。第１，第２弁室５０，５１は、第１，第２取付開口部４６，４７と同軸上に形成された連通流路５２によって連通し、その連通流路５２に対して共通出力ポート２６から鉛直方向に穿設された共通出力流路５３が連通している。パージガス入力ポート２５は、パージガス入力ポート２５から連通流路５２を回避するように斜め下方に穿設された孔と、第２弁室５１から水平方向に穿設された孔とを連通させて形成されるパージガス入力流路５４を介して第１弁室５０に連通している。

連通流路５２が第１弁室５０に開口する開口部には、第１弁座５５が設けられ、パージ弁３の第１ダイアフラム４８が第１弁座５５に当接又は離間するようになっている。また、連通流路５２が第２弁室５１に開口する開口部には、第２弁座５６が設けられ、入口側開閉弁４２の第２ダイアフラム４９が第２弁座５６に当接又は離間するようになっている。
よって、共通出力ポート２６は、通常、供給ガス入力ポート２４とパージガス入力ポート２５の何れにも連通しておらず、入口側開閉弁４２が開弁したときに供給ガス入力ポート２４に連通し、パージ弁３が開弁したときに、パージガス入力ポート２５に連通する。

このような本実施の形態のガス供給集積ユニット４１では、供給ガスを供給する場合には、入口側開閉弁４２と出口側開閉弁５を開弁する一方、パージ弁３を閉弁する。すると、供給ガスが、圧力センサ４３の出力ポートから下部ブロック４４を介して入口側方向変換ブロック６Ｃの供給ガス入力ポート２４に下向きに流入し、供給ガス入力流路２７、第２弁室５１、第２弁座５６、共通出力流路５２を介して共通出力ポート２６まで流れ、マスフローコントローラ４に出力される。供給ガスは、マスフローコントローラ４、出口側開閉弁５を介して出口流路９に出力される。
一方、ガス供給集積ユニット４１は、パージする場合には、入口側開閉弁４２を閉弁する一方、パージ弁３と出口側開閉弁５を開弁する。すると、パージガスが、パージブロック１８のパージガス出力ポート１９から入口側方向変換ブロック６Ｃのパージガス入力ポート２５に下向きに流入し、パージガス入力流路５４、第１弁室５０、第１弁座５５、連通流路５２、共通出力流路５３を介して共通出力ポート２６まで流れ、マスフローコントローラ４に出力される。パージガスは、マスフローコントローラ４、出口側開閉弁５を介して出口流路９に出力される。このとき、パージ弁３が入口側開閉弁４２とマスフローコントローラ４との間に配設されているので、パージガスが供給ガスを押し出し、短時間でガス置換を行うことが可能である。

従って、本実施の形態のガス供給集積ユニット４１によれば、入口側方向変換ブロック６Ｃの側面に入口側開閉弁４２とパージ弁３を取り付け、流体制御機器と取付面Ｇとの間に入口側開閉弁４２を配設し、マスフローコントローラ４と取付面Ｇとの間にパージ弁３を配設することにより、従来ユニットの長手方向に取り付けられていた入口側開閉弁４２とパージ弁３の設置スペースを削減し、ユニットの小型化を図ることができる。特に、パージ弁３を入口側開閉弁４２とマスフローコントローラ４との間に配設しているので、従来のガス供給集積ユニットのブロック構造１００（図１１参照）より現実的に小型化を図ることができる。

なお、固定ブロック３１を用いてガス供給集積ユニット４１を取付板１７から持ち上げるようにすれば、第１実施の形態と同様に、入口側方向変換ブロック６Ｃを入口側開閉弁４２とパージ弁３ごと圧力センサ４３の下方から出し入れでき、メンテナンス性がよい。

以上、本発明のガス供給集積ユニットの実施の形態について説明したが、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。
例えば、上記実施の形態では、パージブロック１８のパージガス出力ポート１９を入口側方向変換ブロック６のパージガス入力ポート２５に接続したが、配管を入口側方向変換ブロック６のパージガス入力ポート２５に直接接続してもよい。
例えば、上記実施の形態では、流量計としてマスフローコントローラ４を使用したが、ソニックノズルを使用してもよい。
例えば、上記実施の形態では、パージ弁３や入口開閉弁４２としてノーマルクローズタイプの開閉弁を使用したが、ノーマルオープンタイプの開閉弁を使用してもよい。
例えば、上記第１実施の形態では、パージ弁３を圧力制御機器２と取付面Ｇとの間に配設したが、パージガス入力ポート２５を入口側方向変換ブロック６Ａの上面に設けているので、パージ弁３をマスフローコントローラ４と取付面Ｇとの間に配設するように取付開口部を入口側方向変換ブロック６Ａの側面に開設してもよい。これにより、流体制御機器の配置を自由に考えることができる。
例えば、上記第２実施の形態では、入口側方向変換ブロック６Ｃに入口側開閉弁４２を取り付けたが、図１０に示すように、入口側方向変換ブロック６Ａに入口側開閉弁４２を下部ブロック４４を介して取り付けてもよい。

本発明の第１実施の形態に係り、ガス供給集積ユニットの側面図である。 同じく、ガス供給集積ユニットを集積した平面図である。 同じく、入口側方向変換ブロックの流路構造を示す図である。 同じく、ユニット固定構造を示す図である。 同じく、入口側方向変換ブロックの流路構造の変形例を示す図である。 同じく、図５のＡ−Ａ断面図である。 本発明の第２実施の形態に係り、ガス供給集積ユニットの側面図である。 同じく、入口側方向変換ブロックの流路構造を示す図である。 同じく、図８のＢ−Ｂ断面図である。 ガス供給集積ユニットの変形例である。 従来のガス供給集積ユニットの流路ブロック構造を示す図である。

符号の説明

１ ガス供給集積ユニット
２ 圧力制御機器
３ パージ弁
４ マスフローコントローラ
６Ａ，６Ｂ，６Ｃ 入口側方向変換ブロック
３１ 固定ブロック
１８ パージブロック
２０ 配管
２１、４６、４７ 取付開口部
２４ 供給ガス入力ポート
２５ パージガス入力ポート
２６ 共通出力ポート
４１ ガス供給集積ユニット
４２ 入口側開閉弁
Ｇ 取付面
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ６ ボルト

Claims (2)

1. 供給ガスの搬送管路上にあって、流量計及び前記流量計以外の流体制御機器を備えて前記供給ガスの供給又は遮断を制御するガス供給集積ユニットにおいて、
   前記流体制御機器及び前記流量計の下部に配設され、供給ガスを入力する供給ガス入力ポートと、パージガスを入力するパージガス入力ポートと、供給ガス又はパージガスを出力する共通出力ポートとが上面に開口している流路ブロックを有し、
   前記流路ブロックは、
   第１開閉弁を取り付けるための第１取付開口部が、前記流量計と取付面との間に前記第１開閉弁を配設するように前記流路ブロックの側面に開設され、前記第１開閉弁が前記第１取付開口部を区画して、第１弁室を形成し、前記パージガス入力ポートは、前記第１弁室に連通し、
   第２開閉弁を取り付けるための第２取付開口部が、前記流体制御機器と前記取付面との間に第２開閉弁を配設するように前記流路ブロックの側面に開設され、前記第２開閉弁が前記第２取付開口部を区画して、第２弁室を形成し、前記供給ガス入力ポートは、前記第２弁室に連通し、
   前記第２開閉弁の弁孔は、前記第１開閉弁の弁孔に連通し、前記共通出力ポートは、前記第１開閉弁の弁孔と前記第２開閉弁の弁孔との連通流路に連通していることを特徴とするガス供給集積ユニット。
2. 供給ガスの搬送管路上にあって、流量計及び前記流量計以外の流体制御機器を備えて前
   記供給ガスの供給又は遮断を制御するガス供給集積ユニットにおいて、
   前記流量計と前記流体制御機器が上方からボルトで上部に取り付けられるものであって、供給ガスを入力する供給ガス入力ポートと、パージガスを入力するパージガス入力ポートと、供給ガス又はパージガスを出力する共通出力ポートとが上面に開口し、前記供給ガス入力ポートと前記パージガス入力ポートと前記共通出力ポートとの連通状態を切り替える開閉弁を側面に取り付けられる流路ブロックと、
   前記流路ブロックに対して上方からネジで固定され、前記パージガス入力ポートにパージガスを供給する配管を保持するパージブロックと、
   前記配管を固定するものであって、前記流路ブロックより高さが高い固定ブロックとを有すること、
   前記固定ブロックの下部は、取付板に固定し、前記流路ブロックの下面は、前記取付板の上面と隙間を有することを特徴とするガス供給集積ユニット。

Images