JP7425462B2 - 流体制御装置および半導体製造装置 - Google Patents
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Description
本発明は、流体制御装置およびこれを用いた半導体製造装置に関する。
半導体製造装置等のチャンバ等へ各種のプロセスガスを供給するために使用される流体制御装置としては、上流から下流に向かって複数の流体機器が配列された流体制御装置が広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。
上記のような流体制御装置の分野においては、プロセスガスの供給制御により高い応答性が求められている。このため、流体制御装置をできるだけ小型化、集積化して、流体の供給先であるチャンバのより近くに設置する必要がある。このため、現在多く製作されている幅1.125inch（約29mm）の流体制御装置よりもさらに小型化・集積化した幅10mmの流体制御装置の開発も進められている。
上記のような流体制御装置の分野においては、プロセスガスの供給制御により高い応答性が求められている。このため、流体制御装置をできるだけ小型化、集積化して、流体の供給先であるチャンバのより近くに設置する必要がある。このため、現在多く製作されている幅1.125inch（約29mm）の流体制御装置よりもさらに小型化・集積化した幅10mmの流体制御装置の開発も進められている。
幅10mmの流体制御装置は、幅1.125inchの流体制御装置に比べて、小型化、集積化の点で有利である。しかしながら、幅10mmの流体制御装置は、幅1.125inchの流体制御装置に比べて、流路の径が小さくなるため、流体の供給流量を確保するのが難しい。
すなわち、半導体ウエハの大口径化等の処理対象物の大型化が進んでおり、これに合わせて流体制御装置からチャンバ内へ供給する流体の供給流量も増加又は維持させる必要がある。
すなわち、半導体ウエハの大口径化等の処理対象物の大型化が進んでおり、これに合わせて流体制御装置からチャンバ内へ供給する流体の供給流量も増加又は維持させる必要がある。
本発明の目的の一つは、小型化、集積化を実現しつつ供給流量も確保できる流体制御装置を提供することにある。
本発明の流体制御装置は、標準規格サイズの幅を有しかつ第１方向に沿って配置された複数の継手ブロックからなる第１ブロック列および第２ブロック列が、前記第１方向に直交する第２方向に所定間隔で配列された流体制御装置であって、
前記第１ブロック列を構成する複数の継手ブロックの各々は、単一ラインを形成するための大径流路を有し、
前記第２ブロック列を構成する複数の継手ブロックの各々は、第１ラインおよび第２ラインを形成するための、前記大径流路よりも小径の小径流路を有する。
前記第１ブロック列を構成する複数の継手ブロックの各々は、単一ラインを形成するための大径流路を有し、
前記第２ブロック列を構成する複数の継手ブロックの各々は、第１ラインおよび第２ラインを形成するための、前記大径流路よりも小径の小径流路を有する。
本発明の流体制御装置は、前記第１ブロック列に設置され、前記単一ラインに接続される前記大径流路を有し、前記標準規格サイズの寸法を有する流体機器と、
前記第２ブロック列に設置され、前記第１ライン又は第２ラインに接続され、前記標準規格サイズの幅の半分以下の幅を有する流体機器をさらに有する。
前記第２ブロック列に設置され、前記第１ライン又は第２ラインに接続され、前記標準規格サイズの幅の半分以下の幅を有する流体機器をさらに有する。
好適には、前記流体機器は、共通の継手ブロック内に並列に設置される第１および第２の流体機器を含む。
この場合、前記流体機器は、流量制御装置を含む構成を採用できる。
この場合、前記流体機器は、流量制御装置を含む構成を採用できる。
前記第２ブロック列の隣り合う継手ブロックに設置され、かつ、前記第１および第２ラインにそれぞれ接続され、前記標準規格サイズの幅のボディを有する流体機器をさらに有する、構成を採用できる。
前記流体機器は、２つのバルブ要素が並列された二方弁を含み、
前記二方弁は、前記２つのバルブ要素に対して共通でかつ前記標準規格サイズの幅を有するバルブボディを有する、構成を採用できる。
好適には、前記二方弁のボディは、前記隣り合う継手ブロックにそれぞれ２つのボルトで気密又は液密に締結されている、構成を採用できる。
前記二方弁は、前記２つのバルブ要素に対して共通でかつ前記標準規格サイズの幅を有するバルブボディを有する、構成を採用できる。
好適には、前記二方弁のボディは、前記隣り合う継手ブロックにそれぞれ２つのボルトで気密又は液密に締結されている、構成を採用できる。
前記第２の方向に延在し、前記単一ラインと前記第１ラインおよび第２ラインとに接続される共通流路を有するマニホールドをさらに有する。
前記マニホールドは、大径流路用のポートと小径流路用のポートが前記共通流路に連通するように形成されている、構成を採用できる。
前記マニホールドは、大径流路用のポートと小径流路用のポートが前記共通流路に連通するように形成されている、構成を採用できる。
代替的には、前記マニホールドは、前記大径流路用のポートが等間隔に形成されており、前記大径流路用の一のポートが前記第１ブロック列の単一ラインと流体機器を介して接続され、かつ、他のポートが、前記第２ブロック列の第１ラインと第２ラインとにバルブ装置を介して接続されている、構成を採用できる。
好適には、前記バルブ装置は、２つのバルブ要素と、当該２つのバルブ要素に対して共通のバルブボディとを有し、
前記バルブボディは、底面に第１～第５のポートを有し、
前記第１ポートは、前記マニホールドの大径流路用ポートと接続され、
前記第２～第５ポートは、前記第２ブロック列の隣り合う継手ブロックの前記小径流路からなる第１ラインまたは第２ラインとそれぞれ接続される、構成を採用できる。
さらに好適には、前記バルブ装置のバルブボディは、前記隣り合う継手ブロックとそれぞれ２本のボルトで気密又は液密に締結され、かつ、前記マニホールドと２本のボルトで気密又は液密に締結され、前記隣り合う継手ブロックと前記バルブボディとを締結する４本のボルトの径と、前記マニホールドと前記バルブボディとを締結する２本のボルトの径とが異なる、構成を採用できる。
好適には、前記バルブ装置は、２つのバルブ要素と、当該２つのバルブ要素に対して共通のバルブボディとを有し、
前記バルブボディは、底面に第１～第５のポートを有し、
前記第１ポートは、前記マニホールドの大径流路用ポートと接続され、
前記第２～第５ポートは、前記第２ブロック列の隣り合う継手ブロックの前記小径流路からなる第１ラインまたは第２ラインとそれぞれ接続される、構成を採用できる。
さらに好適には、前記バルブ装置のバルブボディは、前記隣り合う継手ブロックとそれぞれ２本のボルトで気密又は液密に締結され、かつ、前記マニホールドと２本のボルトで気密又は液密に締結され、前記隣り合う継手ブロックと前記バルブボディとを締結する４本のボルトの径と、前記マニホールドと前記バルブボディとを締結する２本のボルトの径とが異なる、構成を採用できる。
好適には、前記第１ブロック列に含まれる継手ブロックは、表面に形成された各ポートの幅方向の両側に流体機器との締結用のネジ穴がそれぞれ形成され、
前記第２ブロック列に含まれる継手ブロックは、表面に形成された各ポートに隣接して流体機器との締結用の単一のネジ穴が形成されている、構成を採用できる。
前記第２ブロック列に含まれる継手ブロックは、表面に形成された各ポートに隣接して流体機器との締結用の単一のネジ穴が形成されている、構成を採用できる。
本発明によれば、小型化、集積化を実現しつつ供給流量も確保できる流体制御装置が提供される。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書および図面においては、機能が実質的に同様の構成要素には、同じ符号を使用することにより重複した説明を省略する。図において、Ａ１、Ａ２は長手方向を示し、Ａ１は上流側、Ａ２は下流側の方向を示し、Ｂ１、Ｂ２は幅方向を示し、Ｂ１は正面側、Ｂ２は背面側の方向を示している。
図１～図３に示す流体制御装置１は、板金プレートＢＳ上に、長手方向Ａ１、Ａ２に沿って配置された複数の流体機器からなる流体機器列１０Ａ、１０Ｂ、３０Ａ、３０Ｂを有する。流体機器列１０Ａ、１０Ｂ、３０Ａ、３０Ｂは幅方向Ｂ１、Ｂ２に等間隔に配列されている。
なお、本発明の「流体機器」とは、流体の流れを制御する流体制御装置に使用される機器であって、流体流路を画定するボディを備え、このボディの表面(底面)で開口する少なくとも２つのポートを有する機器である。
図１～図３に示す流体制御装置１は、板金プレートＢＳ上に、長手方向Ａ１、Ａ２に沿って配置された複数の流体機器からなる流体機器列１０Ａ、１０Ｂ、３０Ａ、３０Ｂを有する。流体機器列１０Ａ、１０Ｂ、３０Ａ、３０Ｂは幅方向Ｂ１、Ｂ２に等間隔に配列されている。
なお、本発明の「流体機器」とは、流体の流れを制御する流体制御装置に使用される機器であって、流体流路を画定するボディを備え、このボディの表面(底面)で開口する少なくとも２つのポートを有する機器である。
ここで、図４に上記の流体機器列１０Ａ、１０Ｂ、３０Ａ、３０Ｂが設置される継手ブロック列ＢＡ１～ＢＡ４を示す。
継手ブロック列ＢＡ１は、継手ブロック２０、４つの継手ブロック２１、継手ブロック２２および継手ブロック２３からなる。
継手ブロック列ＢＡ２は、継手ブロック２０、４つの継手ブロック２１、２つの継手ブロック２４からなる。
継手ブロック列ＢＡ１，ＢＡ２に含まれる継手ブロックは、SEMI（Semiconductor Equipment and Materials International）のF82-F95において規定された標準規格サイズを有し、幅Ｗは1.125inchである。
継手ブロック２０は、内部に図示しない流路が形成され、この流路の一端は上流側の端面で導入管２６と接続され、他端は上面でポートｐとして開口している。
継手ブロック２１は、内部に図示しないＶ字状流路が形成され、この流路の端部は上面で２つのポートｐとして開口している。
継手ブロック２２は、内部に図示しない流路が形成され、この流路の一端は下流側の端面から突出した突出管であり、これが溶接等により管２５と接続され、他端は上面でポートｐとして開口している。
継手ブロック２３は、内部に図示しない流路が形成され、この流路の一端は上流側の端面から突出した突出管であり、これが溶接等により管２５と接続され、他端は上面でポートｐとして開口している。
継手ブロック２４は、内部に図示しないＶ字状流路が形成され、この流路の端部は上面で２つのポートｐとして開口している。
継手ブロック列ＢＡ１は、継手ブロック２０、４つの継手ブロック２１、継手ブロック２２および継手ブロック２３からなる。
継手ブロック列ＢＡ２は、継手ブロック２０、４つの継手ブロック２１、２つの継手ブロック２４からなる。
継手ブロック列ＢＡ１，ＢＡ２に含まれる継手ブロックは、SEMI（Semiconductor Equipment and Materials International）のF82-F95において規定された標準規格サイズを有し、幅Ｗは1.125inchである。
継手ブロック２０は、内部に図示しない流路が形成され、この流路の一端は上流側の端面で導入管２６と接続され、他端は上面でポートｐとして開口している。
継手ブロック２１は、内部に図示しないＶ字状流路が形成され、この流路の端部は上面で２つのポートｐとして開口している。
継手ブロック２２は、内部に図示しない流路が形成され、この流路の一端は下流側の端面から突出した突出管であり、これが溶接等により管２５と接続され、他端は上面でポートｐとして開口している。
継手ブロック２３は、内部に図示しない流路が形成され、この流路の一端は上流側の端面から突出した突出管であり、これが溶接等により管２５と接続され、他端は上面でポートｐとして開口している。
継手ブロック２４は、内部に図示しないＶ字状流路が形成され、この流路の端部は上面で２つのポートｐとして開口している。
上記した各継手ブロック２１～２４のポートｐは、SEMIのF82-F95において規定された寸法を有し、図示しない金属製又は樹脂製のガスケット等からなるシール部材を介して流体機器のボディの底面に形成されたポートと接続される。流体機器のボディの各継手ブロックへの締結は、各継手ブロック２１～２４に形成されたネジ穴ｈ１にＭ４のボルトＢＴ１（図２）を螺合させる。ネジ穴ｈ１は、幅方向Ｂ１、Ｂ２において、各ポートｐの両側に設けられる。
継手ブロック列ＢＡ１，ＢＡ２に流体機器が設置されると、流体が流通する単一のラインＬがそれぞれ形成される。
継手ブロック列ＢＡ３，ＢＡ４は、同じ構成であり、継手ブロック４１、継手ブロック４２および継手ブロック４３からなる。
継手ブロック４１～４３は、第１ラインＬ１および第２ラインＬ２を形成するための流路が形成されている。継手ブロック４１～４３の幅Ｗは1.125inchである。継手ブロック４１～４３に形成された流路の径は、２．５～３ｍｍ程度であり、継手ブロック列ＢＡ１，ＢＡ２に含まれる継手ブロック２１～２４に形成された流路の径は４～５ｍｍ程度である。すなわち、継手ブロック２１～２４には大径流路が形成され、継手ブロック４１～４３には小径流路が形成されている。
継手ブロック４１～４３は、第１ラインＬ１および第２ラインＬ２を形成するための流路が形成されている。継手ブロック４１～４３の幅Ｗは1.125inchである。継手ブロック４１～４３に形成された流路の径は、２．５～３ｍｍ程度であり、継手ブロック列ＢＡ１，ＢＡ２に含まれる継手ブロック２１～２４に形成された流路の径は４～５ｍｍ程度である。すなわち、継手ブロック２１～２４には大径流路が形成され、継手ブロック４１～４３には小径流路が形成されている。
継手ブロック４１は、２つの導入管４５Ａ，４５Ｂとそれぞれ接続される流路が形成され、当該２つの流路の端部がそれぞれ上面でポートｐ１とポートｐ２として開口している。
継手ブロック４２は、内部に図示しない２本のＶ字状流路が形成され、一方の流路の両端部は上面で２つのポートｐ１として開口し、他方の流路の両端部は上面で２つのポートｐ２として開口している。
継手ブロック４３は、それぞれ４つのポートｐ１とポートｐ２が形成されている。上流側の２つのポートｐ１は内部に形成された流路で互いに連通しており、下流側の２つのポートｐ１が内部に形成された流路で互いに連通している。上流側の２つのポートｐ２は内部に形成された流路で互いに連通しており、下流側の２つのポートｐ２が内部に形成された流路で互いに連通している。
なお、上記したポートｐは大径流路であるラインＬ、ポートｐ１は小径流路である第1ラインＬ１、ポートｐ２は小径流路である第２ラインＬ２にそれぞれ接続されるポートである。
継手ブロック４２は、内部に図示しない２本のＶ字状流路が形成され、一方の流路の両端部は上面で２つのポートｐ１として開口し、他方の流路の両端部は上面で２つのポートｐ２として開口している。
継手ブロック４３は、それぞれ４つのポートｐ１とポートｐ２が形成されている。上流側の２つのポートｐ１は内部に形成された流路で互いに連通しており、下流側の２つのポートｐ１が内部に形成された流路で互いに連通している。上流側の２つのポートｐ２は内部に形成された流路で互いに連通しており、下流側の２つのポートｐ２が内部に形成された流路で互いに連通している。
なお、上記したポートｐは大径流路であるラインＬ、ポートｐ１は小径流路である第1ラインＬ１、ポートｐ２は小径流路である第２ラインＬ２にそれぞれ接続されるポートである。
各ポートｐ１，ｐ２に隣接して単一のネジ穴ｈ２が形成されている。ネジ穴ｈ２は、上記したネジ穴ｈ１よりも大径であり、例えば、Ｍ５である。
各ポートｐ１，ｐ２は、図示しない金属製又は樹脂製のガスケット等からなるシール部材を介して流体機器のボディの底面に形成されたポートと接続される。流体機器のボディの各継手ブロックへの締結は、各継手ブロック４１～４３に形成されたネジ穴ｈ２にＭ５のボルトＢＴ２（図２）を螺合させる。
継手ブロック列ＢＡ３，ＢＡ４に流体機器が設置されると、流体が流通する第１ラインＬ１および第２ラインＬ２がそれぞれ形成される。
各ポートｐ１，ｐ２は、図示しない金属製又は樹脂製のガスケット等からなるシール部材を介して流体機器のボディの底面に形成されたポートと接続される。流体機器のボディの各継手ブロックへの締結は、各継手ブロック４１～４３に形成されたネジ穴ｈ２にＭ５のボルトＢＴ２（図２）を螺合させる。
継手ブロック列ＢＡ３，ＢＡ４に流体機器が設置されると、流体が流通する第１ラインＬ１および第２ラインＬ２がそれぞれ形成される。
マニホールド５０は、図４に示すように、継手ブロック列ＢＡ１～ＢＡ４に直交する方向、すなわち、幅方向Ｂ１、Ｂ２に配置されており、内部に図示しない共通流路が形成され、この共通流路に連通するようにポートｐが等間隔に形成されている。各ポートｐの両側には、Ｍ４のネジ穴ｈ１がそれぞれ形成されている。
マニホールド６０は、図４に示すように、幅方向Ｂ１、Ｂ２に配置されており、かつ、長手方向Ａ１、Ａ２の最下流側に配置され、内部に図示しない共通流路が形成され、この共通流路に連通するように、ラインＬに対応してポートｐが形成され、第１ラインＬ１および第２ラインＬ２に対応してポートｐ１およびポートｐ２が並列して形成されている。各ポートｐの両側にはＭ４のネジ穴ｈ１がそれぞれ形成され、各ポートｐ１および各ポートｐ２に隣接して単一のＭ５のネジ穴ｈ２が形成されている。また、マニホールド６０の一端部には、導出管６１が接続されている。
なお、本実施形態では、マニホールド５０，６０は、ブロック状に形成され、一種の継手ブロックである。
マニホールド６０は、図４に示すように、幅方向Ｂ１、Ｂ２に配置されており、かつ、長手方向Ａ１、Ａ２の最下流側に配置され、内部に図示しない共通流路が形成され、この共通流路に連通するように、ラインＬに対応してポートｐが形成され、第１ラインＬ１および第２ラインＬ２に対応してポートｐ１およびポートｐ２が並列して形成されている。各ポートｐの両側にはＭ４のネジ穴ｈ１がそれぞれ形成され、各ポートｐ１および各ポートｐ２に隣接して単一のＭ５のネジ穴ｈ２が形成されている。また、マニホールド６０の一端部には、導出管６１が接続されている。
なお、本実施形態では、マニホールド５０，６０は、ブロック状に形成され、一種の継手ブロックである。
図１～図３に示すように、流体機器列１０Ａは、上流側から下流側に向かって、自動バルブ（二方弁）１１、レギュレータ１２、圧力計１３、自動バルブ（二方弁)１１、継手１６、自動バルブ（二方弁)１１の順に流体機器が並んでいる。継手１６は、継手ブロック２１とマニホールド５０と継手ブロック２２のそれぞれのポートｐを互いに連通させる役割を果たし、マニホールド５０の共通流路が常時ラインLに接続された状態になる。
流体機器列１０Ｂは、上流側から下流側に向かって、自動バルブ（二方弁）１１、レギュレータ１２、圧力計１３、自動バルブ（二方弁)１１、自動バルブ（三方弁）１４、流量制御装置１５、自動バルブ（二方弁)１１の順に流体機器が並んでいる。
流体機器列１０Ａ、１０Ｂに含まれる流体機器は、SEMIのF82-F95において規定された標準規格サイズを有し、Ｍ４のボルトＢＴ１で各継手ブロックに締結されている。また、流体機器列１０Ａ、１０Ｂに含まれる流体機器は、ラインＬを形成する大径流路を備えている。
流体機器列１０Ｂは、上流側から下流側に向かって、自動バルブ（二方弁）１１、レギュレータ１２、圧力計１３、自動バルブ（二方弁)１１、自動バルブ（三方弁）１４、流量制御装置１５、自動バルブ（二方弁)１１の順に流体機器が並んでいる。
流体機器列１０Ａ、１０Ｂに含まれる流体機器は、SEMIのF82-F95において規定された標準規格サイズを有し、Ｍ４のボルトＢＴ１で各継手ブロックに締結されている。また、流体機器列１０Ａ、１０Ｂに含まれる流体機器は、ラインＬを形成する大径流路を備えている。
流体機器列３０Ａおよび流体機器列３０Ｂは同じ構成である。流体機器列３０Ａは、上流側から下流側に向かって、自動弁である二方弁３１、自動弁であるバルブ装置３２、２台の流量制御装置３３および自動弁である二方弁３１の順に流体機器が並んでいる。流体機器列３０Ａおよび流体機器列３０Ｂを構成する流体機器は、第１ラインＬ１または第２ラインＬ２を構成する小径流路を備えている。
二方弁３１の一つは、継手ブロック４１および継手ブロック４２に設置され、他方は継手ブロック４３およびマニホールド６０に設置されている。二方弁３１は、アクチュエータが内蔵された２つのバルブ要素Ｖ１、Ｖ２が幅方向Ｂ１，Ｂ２に並列され、これら２つのバルブ要素Ｖ１、Ｖ２が標準規格サイズの幅Ｗのバルブボディ３１ａに設けられている。バルブボディ３１ａは、図示しないが、底面に２つのポートｐ１と、バルブ要素Ｖ１を介してポートｐ１間を連通する流路とを有するとともに、２つのポートｐ２と、バルブ要素Ｖ２を介してポートｐ２間を連通する流路とを有し、２本のＭ５のボルトＢＴ２で各継手ブロックに気密又は液密に締結されている。バルブ要素Ｖ１は第１ラインＬ１を開閉し、バルブ要素Ｖ２は第２ラインＬ２を開閉する。
バルブ装置３２は、継手ブロック４２、マニホールド５０および継手ブロック４３に設置されている。バルブ装置３２は、マニホールド５０を通じて供給されるパージガスを流通させるために設けられている。
図５にバルブ装置３２の構成を示す。
バルブ装置３２は、２つのバルブ要素Ｖ１、Ｖ２と、当該２つのバルブ要素Ｖ１、Ｖ２が共通のバルブボディ３２ａに設けられている。バルブボディ３２ａは、底面に５つのポートが形成され、５つのポートのうち、１つがマニホールド５０のポートｐと接続されるポートｐであり、２つが第１ラインＬ１に接続されるポートｐ１であり、残りの２つが第２ラインＬ２に接続されるポートｐ２である。
バルブボディ３２ａには、流路Ｃ１～Ｃ６が形成され、流路Ｃ１、Ｃ２は一端が共通のポートｐに連通し、流路Ｃ３、Ｃ４は一端が一方のポートｐ１と他方のポートｐ１に連通し、流路Ｃ５、Ｃ６は一端が一方のポートｐ２と他方のポートｐ２に連通している。流路Ｃ３、Ｃ４は他端がバルブ要素Ｖ１の弁室内で連通し、流路Ｃ５、Ｃ６は他端がバルブ要素Ｖ２の弁室内で連通している。流路Ｃ１は、バルブ要素Ｖ１の弁室内においてバルブを介して流路Ｃ３、Ｃ４と接続されている。流路Ｃ２は、バルブ要素Ｖ２の弁室内においてバルブを介して流路Ｃ５、Ｃ６と接続されている。
バルブ要素Ｖ１、Ｖ２の作動によって、マニホールド５０の共通流路と、第１ラインＬ１および第２ラインＬ２との連通状態が選択的に変更される。
バルブ装置３２のバルブボディ３２ａは、継手ブロック４２および継手ブロック４３とそれぞれ２本のＭ５のボルトＢＴ２で気密又は液密に締結されている。また、バルブボディ３２ａは、マニホールド５０とＭ４の２本のボルトＢＴ１で気密又は液密に締結されている。
図５にバルブ装置３２の構成を示す。
バルブ装置３２は、２つのバルブ要素Ｖ１、Ｖ２と、当該２つのバルブ要素Ｖ１、Ｖ２が共通のバルブボディ３２ａに設けられている。バルブボディ３２ａは、底面に５つのポートが形成され、５つのポートのうち、１つがマニホールド５０のポートｐと接続されるポートｐであり、２つが第１ラインＬ１に接続されるポートｐ１であり、残りの２つが第２ラインＬ２に接続されるポートｐ２である。
バルブボディ３２ａには、流路Ｃ１～Ｃ６が形成され、流路Ｃ１、Ｃ２は一端が共通のポートｐに連通し、流路Ｃ３、Ｃ４は一端が一方のポートｐ１と他方のポートｐ１に連通し、流路Ｃ５、Ｃ６は一端が一方のポートｐ２と他方のポートｐ２に連通している。流路Ｃ３、Ｃ４は他端がバルブ要素Ｖ１の弁室内で連通し、流路Ｃ５、Ｃ６は他端がバルブ要素Ｖ２の弁室内で連通している。流路Ｃ１は、バルブ要素Ｖ１の弁室内においてバルブを介して流路Ｃ３、Ｃ４と接続されている。流路Ｃ２は、バルブ要素Ｖ２の弁室内においてバルブを介して流路Ｃ５、Ｃ６と接続されている。
バルブ要素Ｖ１、Ｖ２の作動によって、マニホールド５０の共通流路と、第１ラインＬ１および第２ラインＬ２との連通状態が選択的に変更される。
バルブ装置３２のバルブボディ３２ａは、継手ブロック４２および継手ブロック４３とそれぞれ２本のＭ５のボルトＢＴ２で気密又は液密に締結されている。また、バルブボディ３２ａは、マニホールド５０とＭ４の２本のボルトＢＴ１で気密又は液密に締結されている。
流量制御装置３３は、幅寸法が１０ｍｍであり、２台の流量制御装置３３が継手ブロック４３の上面内に並列されている。２台の流量制御装置３３は、ポートｐ１およびポートｐ２を通じてラインＬ１およびラインＬ２にそれぞれ接続されている。流量制御装置３３のボディは、上流側および下流側で２つのＭ５のボルトＢＴ２で継手ブロック４３に締結されている。流量制御装置３３は、図示しないが、流体流路を通過する流体の質量流量を測定する流量センサユニットと、流体流路を通過する流体の流量を調整する調整バルブと、流量センサユニットで測定された流体の質量流量が所定値になるように調整バルブの開度を制御する制御部とを備えている。流量制御装置１５も同様である。
上記の流体制御装置１では、大径流路で形成される単一ラインＬをもつ流体機器列１０Ａ、１０Ｂと、小径流路で形成される第１ラインＬ１および第２ラインＬ２をもつ流体機器列３０Ａ、３０Ｂを備え、単一ラインＬと第１ラインＬ１および第２ラインＬ２とを、マニホールド５０または６０により互いに接続している。これにより、流体の供給流量を確保しつつ、流体制御装置１の集積度を高めることが可能となる。すなわち、流体機器列１０Ａ、１０Ｂからは大流量の流体が供給でき、流体機器列３０Ａ、３０Ｂからは小流量であるがより精密に計量された流量の流体を供給できる。
上記実施形態では、流量制御装置３３を一つの継手ブロック４３に２台設置したが、これに限定されるわけではなく、１台でもよい。また、流量制御装置３３を別々の継手ブロックに設置することもできる
上記実施形態では、流量制御装置３３を継手ブロック４３内に設置したが、これに限定されるわけではなく、２つの継手ブロックに設置してもよい。
上記実施形態では、流量制御装置３３を継手ブロック４３内に設置したが、これに限定されるわけではなく、２つの継手ブロックに設置してもよい。
上記実施形態では、２つのバルブ要素を有する二方弁３１のバルブボディ３１ａを共通化することで、バルブボディをバルブ要素毎に形成する場合と比べて、バルブボディ３１ａと継手ブロックとの間のシール性能をより安定化させることができる。
上記実施形態では、２台の流量制御装置３３が継手ブロック４３の上面内に並列し、上流側と下流側の２箇所をボルトＢＴ２で継手ブロック４３に締結する構成としたので、２つ以上の継手ブロックに設置する場合と比べて、流量制御装置３３と継手ブロックとの間のシール性能をより安定化させることができる。
上記実施形態では、継手ブロック４２、４３の間に大径流路用のポートｐが形成されたマニホールド５０が設置されていることで、例えば、継手ブロック列ＢＡ１を継手ブロック列ＢＡ３に変更したい場合、マニホールド５０や、他の継手ブロック列を取り外すことなく、流体機器等の交換・組立を行うことができるので、施工性が向上できる。
なお、本実施形態は、上述した実施例に限定されない。当業者であれば、本開示の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。
長手方向Ａ１、Ａ２に沿って配置された複数の流体機器からなる流体機器列１０Ａ、１０Ｂ、３０Ａ、３０Ｂの順に配列しているが、これに限定されるわけではなく、例えば、１０Ａ、３０Ａ、１０Ｂ、３０Ｂの順でも構わない。その際、マニホールド６０のポートｐ、ｐ１、ｐ２は、適宜対応した箇所に開口すればよい。また、マニホールド５０は４つのポートｐを等間隔に形成しているが、ポートｐは、２以上等間隔に形成していれば、いくつ形成してもよい。
長手方向Ａ１、Ａ２に沿って配置された複数の流体機器からなる流体機器列１０Ａ、１０Ｂ、３０Ａ、３０Ｂの順に配列しているが、これに限定されるわけではなく、例えば、１０Ａ、３０Ａ、１０Ｂ、３０Ｂの順でも構わない。その際、マニホールド６０のポートｐ、ｐ１、ｐ２は、適宜対応した箇所に開口すればよい。また、マニホールド５０は４つのポートｐを等間隔に形成しているが、ポートｐは、２以上等間隔に形成していれば、いくつ形成してもよい。
次に、本発明の半導体製造装置について説明する。
図１０に示す半導体製造装置１０００は、ＡＬＤ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、３００はプロセスガス供給源、４００はガスボックス、５００はタンク、６００は開閉バルブ、６１０は制御部、７００は処理チャンバ、８００は排気ポンプを示している。
図１０に示す半導体製造装置１０００は、ＡＬＤ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、３００はプロセスガス供給源、４００はガスボックス、５００はタンク、６００は開閉バルブ、６１０は制御部、７００は処理チャンバ、８００は排気ポンプを示している。
ＡＬＤ法による半導体製造プロセスでは、処理ガスの流量を精密に調整する必要があるとともに、基板の大口径化により、処理ガスの流量をある程度確保する必要もある。
ガスボックス４００は、正確に計量したプロセスガスを処理チャンバ７００に供給するために、本実施形態の流体制御装置１をボックスに収容している。
タンク５００は、ガスボックス４００から供給される処理ガスを一時的に貯留するバッファとして機能する。
開閉バルブ６００は、ガスボックス４００で計量されたガスの流量を制御する。
制御部６１０は、開閉バルブ６００を制御して流量制御を実行する。
処理チャンバ７００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８００は、処理チャンバ７００内を真空引きする。
ガスボックス４００は、正確に計量したプロセスガスを処理チャンバ７００に供給するために、本実施形態の流体制御装置１をボックスに収容している。
タンク５００は、ガスボックス４００から供給される処理ガスを一時的に貯留するバッファとして機能する。
開閉バルブ６００は、ガスボックス４００で計量されたガスの流量を制御する。
制御部６１０は、開閉バルブ６００を制御して流量制御を実行する。
処理チャンバ７００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８００は、処理チャンバ７００内を真空引きする。
上記適用例では、本発明の流量制御装置をＡＬＤ法による半導体製造プロセスに用いる場合について例示したが、これに限定されるわけではなく、本発明は、例えば原子層エッチング法（ＡＬＥ：Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｅｔｃｈｉｎｇ 法）等、精密な流量調整が必要なあらゆる対象に適用可能である。
１ ：流体制御装置
１０Ａ、１０Ｂ ：流体機器列
１１ ：自動バルブ
１２ ：レギュレータ
１３ ：圧力計
１４ ：自動バルブ
１５ ：流量制御装置
１６ ：継手
２０～２４：継手ブロック
２５ ：管
２６ ：導入管
３０Ａ、３０Ｂ ：流体機器列
３１ ：二方弁
３１ａ ：バルブボディ
３２ ：バルブ装置
３２ａ ：バルブボディ
３３ ：流量制御装置
４１、４２、４３ ：継手ブロック
４５Ａ、４５Ｂ ：導入管
５０、６０：マニホールド
６１ ：導出管
４００ ：ガスボックス
５００ ：タンク
６００ ：開閉バルブ
６１０ ：制御部
７００ ：処理チャンバ
８００ ：排気ポンプ
１０００ ：半導体製造装置
Ａ１、Ａ２：長手方向
Ｂ１、Ｂ２：幅方向
ＢＡ１～ＢＡ４ ：継手ブロック列
ＢＳ ：板金プレート
ＢＴ１、ＢＴ２ ：ボルト
Ｃ１～Ｃ６：流路
Ｌ ：単一ライン
Ｌ１ ：第１ライン
Ｌ２ ：第２ライン
Ｖ１、Ｖ２：バルブ要素
ｈ１、ｈ２：ネジ穴
ｐ ：ポート
ｐ１ ：ポート
ｐ２ ：ポート
１０Ａ、１０Ｂ ：流体機器列
１１ ：自動バルブ
１２ ：レギュレータ
１３ ：圧力計
１４ ：自動バルブ
１５ ：流量制御装置
１６ ：継手
２０～２４：継手ブロック
２５ ：管
２６ ：導入管
３０Ａ、３０Ｂ ：流体機器列
３１ ：二方弁
３１ａ ：バルブボディ
３２ ：バルブ装置
３２ａ ：バルブボディ
３３ ：流量制御装置
４１、４２、４３ ：継手ブロック
４５Ａ、４５Ｂ ：導入管
５０、６０：マニホールド
６１ ：導出管
４００ ：ガスボックス
５００ ：タンク
６００ ：開閉バルブ
６１０ ：制御部
７００ ：処理チャンバ
８００ ：排気ポンプ
１０００ ：半導体製造装置
Ａ１、Ａ２：長手方向
Ｂ１、Ｂ２：幅方向
ＢＡ１～ＢＡ４ ：継手ブロック列
ＢＳ ：板金プレート
ＢＴ１、ＢＴ２ ：ボルト
Ｃ１～Ｃ６：流路
Ｌ ：単一ライン
Ｌ１ ：第１ライン
Ｌ２ ：第２ライン
Ｖ１、Ｖ２：バルブ要素
ｈ１、ｈ２：ネジ穴
ｐ ：ポート
ｐ１ ：ポート
ｐ２ ：ポート
Claims (12)
- 標準規格サイズの幅を有しかつ第１方向に沿って配置された複数の継手ブロックからなる第１ブロック列および第２ブロック列が、前記第１方向の配列方向に直交する第２方向に所定間隔で配列された流体制御装置であって、
前記第１ブロック列を構成する複数の継手ブロックの各々は、単一ラインを形成するための大径流路を有し、
前記第２ブロック列を構成する複数の継手ブロックの各々は、第１ラインおよび第２ラインを形成するための、前記大径流路よりも小径の小径流路を有し、
前記第２ブロック列の隣り合う継手ブロックに設置され、かつ、前記第１および第２ラインにそれぞれ接続され、前記標準規格サイズの幅のボディを有する流体機器をさらに有し、
前記流体機器は、２つのバルブ要素が並列された二方弁を含み、
前記二方弁は、前記２つのバルブ要素に対して共通でかつ前記標準規格サイズの幅を有するバルブボディを有する、流体制御装置。 - 前記第１ブロック列に設置され、前記単一ラインに接続される前記大径流路を有し、前記標準規格サイズの寸法を有する流体機器と、
前記第２ブロック列に設置され、前記第１ライン又は第２ラインに接続され、前記標準規格サイズの幅の半分以下の幅を有する流体機器をさらに有する請求項１に記載の流体制御装置。 - 前記流体機器は、前記第１ラインおよび第２ラインにそれぞれ接続され、共通の継手ブロック内に並列に設置される第１および第２の流体機器を含む、請求項２に記載の流体制御装置。
- 前記流体機器は、流量制御装置を含む、請求項２又は３に記載の流体制御装置。
- 前記二方弁のボディは、前記隣り合う継手ブロックにそれぞれ２つのボルトで気密又は液密に締結されている、請求項１に記載の流体制御装置。
- 前記第２の方向に延在し、前記単一ラインと前記第１ラインおよび第２ラインとに接続される共通流路を有するマニホールドをさらに有する請求項１ないし５のいずれかに記載の流体制御装置。
- 前記マニホールドは、大径流路用のポートと小径流路用のポートが前記共通流路に連通するように形成されている、請求項６に記載の流体制御装置。
- 前記マニホールドは、前記大径流路用のポートが等間隔に形成されており、前記大径流路用の一のポートが前記第１ブロック列の単一ラインと流体機器を介して接続され、かつ、他のポートが、前記第２ブロック列の第１ラインと第２ラインとにバルブ装置を介して接続されている、請求項６に記載の流体制御装置。
- 前記バルブ装置は、２つのバルブ要素と、当該２つのバルブ要素に対して共通のバルブボディとを有し、
前記バルブボディは、底面に第１～第５のポートを有し、
前記第１ポートは、前記マニホールドの大径流路用のポートと接続され、
前記第２～第５ポートは、前記第２ブロック列の隣り合う継手ブロックの前記小径流路からなる第１ラインまたは第２ラインとそれぞれ接続される、請求項８に記載の流体制御装置。 - 前記バルブ装置のバルブボディは、前記隣り合う継手ブロックとそれぞれ２本のボルトで気密又は液密に締結され、かつ、前記マニホールドと２本のボルトで気密又は液密に締結され、前記隣り合う継手ブロックと前記バルブボディとを締結する４本のボルトの径と、前記マニホールドと前記バルブボディとを締結する２本のボルトの径とが異なる、請求項９に記載の流体制御装置。
- 前記第１ブロック列に含まれる継手ブロックは、表面に形成された各ポートの幅方向の両側に流体機器との締結用のネジ穴がそれぞれ形成され、
前記第２ブロック列に含まれる継手ブロックは、表面に形成された各ポートに隣接して流体機器との締結用の単一のネジ穴が形成されている、請求項１ないし１０に記載の流体制御装置。 - 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１１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。
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