JPH06193756A - 流量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型にして配管の自由度を向上させ、かつメ
ンテナンスを容易にした流量制御装置を提供する。 【構成】 基体３４に流体の入口３１と出口３２とを連
通する流路３３を設ける。流路３３中にガス流量調節機
構３５と、流路３３内のガスの流量を検出する流量検出
センサ３６と、この流量検出センサ３６によりガスの流
量が所定の値となるようにガス流量調節機構３５の制御
を行う制御機構３７とを設ける。そして、基体３４の入
口３１又は出口３２の少なくとも一方に、ガス供給配管
２３を接続する継手５０をメタルシール３８を介して着
脱可能に装着する。これにより、基体３４とガス供給配
管２３とを任意に接続することができ、部品点数を削減
して配管を容易にすると共に、流量制御装置のメンテナ
ンスの向上を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は流量制御装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、所定流量で所定のガスを供給す
るガス供給機構では、ガス流量を検出する流量検出手段
であるセンサと、ガス流量調節機構と、流量検出センサ
の流量検出信号に応じてガス流量調節機構を制御する制
御機構等を具備する流量制御装置いわゆるマスフローコ
ントローラが広く使用されている。

【０００３】例えば、半導体デバイスの製造工程におい
ては、半導体ウエハ等の被処理体に成膜等の処理を施す
熱処理装置等のガス供給機構に上述したようなマスフロ
ーコントローラが使用されている。このマスフローコン
トローラは、半導体ウエハに成膜等の処理を施す処理容
器と、複数の反応ガスやキャリアガス等のガス供給源と
を接続する各ガス供給配管の途中に配設されており、各
ガス供給配管に配設されるその他のバルブ、フィルター
等の配管機器と共にガス供給機構を形成している。この
ガス供給機構の中でマスフローコントローラは中枢部を
なすため、他の機器に比較して定期的な保守・点検作業
を多く行う必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
マスフローコントローラでは流体の入口及び出口に直接
ガス供給配管を接続しているため、配管の自由度が少な
く、しかも別途継手を用いて配管するために複雑となる
と共に、マスフローコントローラの保守・点検等が面倒
であった。また、ガス供給機構が大型となるため、処理
容器側の機器のメンテナンスを考慮した場合、ガス供給
機構を処理容器から離れた箇所に設置しなければなら
ず、処理装置全体の占有スペースを大きくするという問
題もあった。

【０００５】この発明は上記事情に鑑みなされたもの
で、部品点数を削減して小型化すると共に、配管の自由
度を向上させ、かつメンテナンスを容易にした流量制御
装置を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の第１の流量制御装置は、流体の入口と出
口とを連通する流路を有する基体と、この基体の流路中
の流体の流量を制御する流量調節手段と、上記流路内の
流体の流量を検出する流量検出手段と、この流量検出手
段により流体の流量が所定の値となるように上記流量調
節手段の制御を行う制御手段とを具備する流量制御装置
を前提とし、上記基体の流体の入口又は出口の少なくと
も一方に、流体配管を接続する継手を着脱可能に装着し
てなることを特徴とするものである。

【０００７】また、この発明の第２の流量制御装置は、
流体の入口と出口とを連通する流路を有する複数の基体
と、上記各基体に、流路中の流体の流量を制御する流量
調節手段と、上記流路内の流体の流量を検出する流量検
出手段と、この流量検出手段により流体の流量が所定の
値となるように上記流量調節手段の制御を行う制御手段
とを具備する流量制御装置を前提とし、上記複数の基体
の流体の入口又は出口の少なくとも一方に、各基体の流
路に連通する流体配管の接続口を有するブロック状継手
を着脱可能に装着してなることを特徴とするものであ
る。

【０００８】この発明において、上記継手は流体の入口
又は出口の少なくとも一方に着脱可能に装着されるもの
であれば、任意のものでよいが、好ましくは継手の通路
を、流体の入口と出口とを連通する流路に対して直交す
る方向に位置させる方がよい。

【０００９】また、上記継手と基体との間にシール部材
を介在させて、継手を基体に装着する方が好ましい。

【００１０】

【作用】上記のように構成されるこの発明の流量制御装
置によれば、基体の入口又は出口の少なくとも一方に、
流体配管を接続する継手を着脱可能に装着することによ
り、流量制御装置を配管から取外して、保守・点検する
ことができる。

【００１１】また、複数の基体の流体の入口又は出口の
少なくとも一方に、各基体の流路に連通する流体配管の
接続口を有するブロック状継手を着脱可能に装着するこ
とにより、複数の流量制御装置を一体的に配管すること
ができ、更に配管の容易化及びスペースの有効利用を図
ることができる。

【００１２】また、継手の通路を、基体の入口と出口と
を連通する流路に対して直交する方向に位置させること
により、基体と配管との接続を立体的に行うことがで
き、配管系統の占有スペースを小さくすることができ
る。

【００１３】

【実施例】以下に、この発明の実施例を図面に基いて詳
細に説明する。この実施例ではこの発明の流量制御装置
をガス流量調節機構に適用した場合を示す。

【００１４】図１はこの発明の流量制御装置の一例の断
面図、図２はこの発明の流量制御装置を有する縦型熱処
理装置の概略斜視図が示されている。

【００１５】上記縦型熱処理装置は、装置前部に配置さ
れた熱処理装置本体１０と、この熱処理装置本体１０の
後部に配置された反応ガス供給装置２０とで構成されて
いる。

【００１６】上記熱処理装置本体１０内には、円筒状の
熱処理炉１１がほぼ垂直に配置されており、この熱処理
炉１１の下部には、複数枚の被処理体例えば半導体ウエ
ハが載置されるウエハボート１２を上下動させて、熱処
理炉１１内にロード、アンロードするボートエレベータ
１３が配設されている。また、ボートエレベータ１３の
前部には、ウエハカセット１４とウエハボート１２との
間で半導体ウエハを移載する移載機構１５が配設されて
いる。更に、移載機構１５の上部には、複数のウエハカ
セット１４を収容可能に構成されたカセット収納機構１
６及びカセット搬送機構１７等が配設されている。

【００１７】上記反応ガス供給装置２０は、熱処理炉１
１内を真空排気するための真空排気機構２１と、熱処理
炉１１内に反応ガスやキャリアガス等のガスを供給する
ためのガス供給機構２２とで構成されており、これら真
空排気機構２１とガス供給機構２２によって、熱処理炉
１１内を所定ガス圧の減圧雰囲気とし、ウエハボート１
２上に載置された複数枚の半導体ウエハを加熱しつつ成
膜等の処理を施すよう構成されている。

【００１８】上記ガス供給機構２２は、熱処理装置本体
１０の外側面に配置されており、このガス供給機構内に
は、図３に示すように、使用する反応ガスの種類に応じ
て複数のガス供給配管２３と、これらガス供給配管２３
に配設されたフィルタ２４と、バルブ２５及びこの発明
の流量制御装置（マスフローコントローラ）３０等が配
設されている。

【００１９】上記流量制御装置３０は、図１に示すよう
に、ガスの入口３１と出口３２とを連通する流路３３を
有する基体３４と、この基体３４の流路３３中のガスの
流量を制御する流量調節手段であるガス流量調節機構３
５と、流路３３内のガスの流量を検出する流量検出手段
である流量検出センサ３６と、この流量検出センサ３６
によりガスの流量が所定の値となるようにガス流量調節
機構３５の制御を行う制御手段である制御機構３７とで
主要部が構成されている。そして、流量制御装置３０の
入口３１及び出口３２には、それぞれ例えばＯリングや
メタルシール等のシール部材３８を介してガス供給配管
２３を接続する継手５０が着脱可能に装着されている。

【００２０】この場合、上記ガス流量調節機構３５は、
流路３３の出口側に設けられた迂回部３３ａの一部に設
けられた弁座３９と、この弁座３９との間に圧縮スプリ
ング４０を介在させて配設される弁体４１と、この弁体
４１を圧縮スプリング４０の弾発力に抗して弁座４１に
就座させるアクチュエータ４２とで構成されている。ア
クチュエータ４２としては、例えば圧電素子、ソレノイ
ドあるいは伸縮自在な熱線等を使用することができる。

【００２１】上記ガス流量検出センサ３６は、ほぼコ字
状に形成されたパイプ３６ａ内に入口側の流路内を通過
するガスの一部を流通させると共に、間隔を設けてパイ
プ３６ａ内に巻回された２つの電熱線３６ｂ，３６ｃに
一定の電圧を印加し、パイプ３６ａ内を流通するガス流
によって生じる温度差によってガス流量を検出するよう
構成されている。

【００２２】上記のように構成されるガス流量検出セン
サ３６の検出信号は制御機構３７に伝達され、所定範囲
の電圧信号とされ、設定信号と比較演算される。そし
て、これらの差に応じてガス流量調節機構３５にバルブ
駆動信号が伝達され、入口側のガス流路と出口側のガス
流路との間のガス流路３３の断面積が調節されてガス流
量が所定の値に制御されるようになっている。なお、パ
イプ３６ａが接続する流路３３中には整流層４３が形成
されている。

【００２３】上記継手５０は、図４に示すように、基体
３４の出口３２（又は入口３１）の周辺部に植設された
取付ボルト５１とこの取付ボルト５１に締結するナット
５２とで基体３４に装着されるようになっている。この
場合、基体３４と継手５０との間にシール部材３８を介
在させて継手５０の取付フランジ５３に穿設された取付
孔５３ａを取付ボルト５１に遊嵌させ、取付ボルト５１
にナット５２を締結することにより継手５０を着脱可能
に装着することができる。この場合、継手５０と基体３
４との間にシール部材３８が介在されているので、基体
３４と継手５０との接続部を気密に保持することができ
る。また、シール部材３８にメタルシールを使用するこ
とにより、シール部に耐食性をもたせることができる。
また、継手５０の通路５０ａを流路３３に対して直交す
る方向に位置させることにより、継手５０及びガス供給
配管２３を流路３３に対してＬ字状に接続することがで
きる（図１参照）。したがって、継手５０及びガス供給
配管２３の向きを任意に選択することができ、流量制御
装置３０、ガス供給配管２３、フィルタ２４やバルブ２
５等の配置の自由度を大きくして、ガス供給機構２２の
配管系統を容易に接続することができる。また、継手５
０及びガス供給配管２３を流路３３に対してＬ字状に接
続することにより、流量制御装置３０自体を小型化する
ことができると共に、ガス供給配管２３を立体的に配管
することができ、ガス供給機構２２を小型にすることが
できる。更に、ガス供給機構２２を小型にすることによ
り、熱処理装置本体のメンテナンスに支障をきたすこと
なくガス供給機構２２を熱処理装置本体１０側に配置す
ることができる。

【００２４】上記実施例では、各流量制御装置３０にそ
れぞれ継手５０を着脱可能に装着した場合について説明
したが、複数の流量制御装置３０に同一の継手を同時に
着脱可能に装着することも可能である。

【００２５】すなわち、図５に示すように、上述したよ
うに構成される複数の流量制御装置３０の基体３４に設
けられた入口３１又は出口３２の少なくとも一方に、各
基体３４の流路（図示せず）に連通するガス供給配管２
３の接続口６１を有するブロック状継手６０をシール部
材（図示せず）を介して着脱可能に装着することができ
る。この場合、ブロック状継手６０の接続口６１を基体
３４に設けられた流路に対して直線状あるいは直交状に
位置させることにより、必要に応じた任意の配管形態と
することができる。なお、ブロック状継手６０を基体３
４に取付けるには、ブロック状継手６０に設けられた取
付孔６２を貫通する取付ボルト６３を基体３４に設けら
れた取付ねじ孔（図示せず）に締結して行うことができ
る。

【００２６】上記のように、複数の流量制御装置３０の
入口３１又は出口３２の少なくとも一方に、ブロック状
継手６０を着脱可能に装着することにより、部品点数の
削減が図れると共に、配管作業を容易にすることができ
る。また、流量制御部をユニット化することができるの
で、ガス供給機構２２の小型化及びメンテナンスの容易
化が図れる。

【００２７】なお、図５に示す実施例において、その他
の部分は上記第一実施例と同じであるので、ここではそ
の説明は省略する。

【００２８】なお、上記実施例では、この発明の流量制
御装置３０を縦型熱処理装置に用いた場合について説明
したが、この発明は必ずしも上記実施例のものに限定さ
れるものではなく、その他のガスを用いる装置やガスの
代りに液体を用いる装置等にも適用できるものである。

【００２９】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明の流量
制御装置は上記のように構成されているので、以下のよ
うな効果が得られる。

【００３０】１）請求項１記載の流量制御装置によれ
ば、基体の入口又は出口の少なくとも一方に、流体配管
を接続する継手を着脱可能に装着するので、構成部材の
削減が図れると共に、装置の小型化が図れる。また、流
量制御装置を配管から取外すことができるので、保守・
点検を容易にすることができる。

【００３１】２）請求項２記載の流量制御装置によれ
ば、複数の基体の流体の入口又は出口の少なくとも一方
に、各基体の流路に連通する流体配管の接続口を有する
ブロック状継手を着脱可能に装着するので、複数の流量
制御装置を一体的に配管することができ、更に構成部材
を削減して配管作業を容易にすることができる共に、ス
ペースの有効利用を図ることができる。

【００３２】３）請求項３記載の流量制御装置によれ
ば、継手の通路を、基体の入口と出口とを連通する流路
に対して直交する方向に位置させるので、基体と配管と
の接続を立体的に行うことができ、配管系統の占有スペ
ースを小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の流量制御装置の一例を示す断面図で
ある。

【図２】この発明の流量制御装置を有する縦型熱処理装
置の構成を示す概略斜視図である。

【図３】縦型熱処理装置のガス供給機構を示す斜視図で
ある。

【図４】この発明における継手の取付状態を示す拡大断
面図である。

【図５】この発明の流量制御装置の別の実施例を示す斜
視図である。

【符号の説明】

３１ 入口 ３２ 出口 ３３ 流路 ３４ 基体 ３５ ガス流量調節機構（流量調節手段） ３６ ガス流量検出センサ（流量選出手段） ３７ 制御機構（制御手段） ３８ シール部材 ５０ 継手 ５１ 取付ボルト ５２ ナット ６０ ブロック状継手 ６１ 接続口 ６３ 取付ボルト

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体の入口と出口とを連通する流路を有
   する基体と、この基体の流路中の流体の流量を制御する
   流量調節手段と、上記流路内の流体の流量を検出する流
   量検出手段と、この流量検出手段により流体の流量が所
   定の値となるように上記流量調節手段の制御を行う制御
   手段とを具備する流量制御装置において、上記基体の流
   体の入口又は出口の少なくとも一方に、流体配管を接続
   する継手を着脱可能に装着してなることを特徴とする流
   量制御装置。
2. 【請求項２】 流体の入口と出口とを連通する流路を有
   する複数の基体と、上記各基体に、流路中の流体の流量
   を制御する流量調節手段と、上記流路内の流体の流量を
   検出する流量検出手段と、この流量検出手段により流体
   の流量が所定の値となるように上記流量調節手段の制御
   を行う制御手段とを具備する流量制御装置において、上
   記複数の基体の流体の入口又は出口の少なくとも一方
   に、各基体の流路に連通する流体配管の接続口を有する
   ブロック状継手を着脱可能に装着してなることを特徴と
   する流量制御装置。
3. 【請求項３】 継手の通路を、流体の入口と出口とを連
   通する流路に対して直交する方向に位置させたことを特
   徴とする請求項１又は２記載の流量制御装置。