JPH06241400A

JPH06241400A - ガス供給装置

Info

Publication number: JPH06241400A
Application number: JP4592993A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Mikata; 裕一見方; Yoshihisa Sudo; 良久須藤; Kenichi Goshima; 憲一五島; Hiroshi Bandou; 寛板藤; Akihiro Kojima; 章裕小島
Original assignee: Toshiba Corp; CKD Corp
Current assignee: Toshiba Corp; CKD Corp
Priority date: 1993-02-10
Filing date: 1993-02-10
Publication date: 1994-08-30
Anticipated expiration: 2012-01-08
Also published as: JP2568365B2

Abstract

(57)【要約】【目的】流量制御弁の取り外しを容易にすると共に、
流量制御弁内に残留するガスを効率よく置換するガス供
給装置を提供すること。【構成】ガス供給装置は、腐食性ガスＦａの流れを遮
断する入力弁２及び出力弁３と、それらの中間にあって
腐食性ガスＦａの流量を制御する流量制御弁５と、流量
制御弁５に置換ガスＮを供給するパージ弁６と、流量制
御弁５内の腐食性ガスＦａを減圧するエゼクタ４に接続
するエゼクタ弁７とがユニット化され、流量制御弁５が
ユニットに対して上方向からネジ締結され、エゼクタ４
が流量制御弁５の近傍に位置し、エゼクタ４の作動流体
が置換ガスである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】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装置に関し、さら
に詳細には、流量制御弁内の残留ガスの置換装置を備え
たガス供給装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】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装置が使用されてい
る。近年、半導体の集積度が高くなり加工精度への要求
が高くなるにつれて、エッチング等で使用される腐食性
ガスの供給量を正確に制御することが望まれている。ま
た、コストダウンを目的とする製造工程時間の短縮化の
要請から、タイミング及びスピードの要求も厳しくなっ
ている。

【０００３】しかし、腐食性ガスの供給装置において
は、一度腐食性ガスを供給した後でパイプ内に腐食性ガ
スを残留したままで、次回の腐食性ガスの供給時まで放
置すると、残留した腐食性ガスによりパイプ内部の金属
等が腐食され、腐食性ガスを次に供給するときに、腐食
性ガスにパーティクル等の不純物が混入し、半導体製品
に悪影響を与えることがあった。

【０００４】一方、近年例えば半導体の製造工程におい
て少量の腐食性ガス等を流量で１％以下の精度で供給す
ること等が必要とされており、精度の要求はさらに厳し
くなってきている。そのため高精度かつ高い応答性を有
する流量制御弁が使用されている。そして、腐食性ガス
供給量を正確に制御するための流量制御弁等において、
流量質量を高精度かつ高い応答性で測定する質量流量セ
ンサとして、細い導管の内部に腐食性ガスを流し、導管
の上流側と下流側に各々温度係数の大なる一対の自己加
熱型測温体を巻き付けた感熱コイルを形成し、各感熱コ
イルによりブリッジ回路を作り、感熱コイルの温度を一
定値に制御して、腐食ガスの質量流量をブリッジ回路間
の電位差より演算するものが使用されている。

【０００５】このとき使用されている導管は、例えば、
内径０．５ｍｍ、長さ２０ｍｍのＳＵＳ３１６製のチュ
ーブである。内径が小さいのは、少量の流体ガスの流量
を正確に測定するためである。そして、導管の上流側と
下流側とに、直径２５μｍの感熱抵抗線を７０ターン巻
き付けて２つの感熱コイルが形成されている。感熱抵抗
線は、鉄、ニッケル合金等の温度係数の大なる材質で作
られている。感熱コイルは導管にＵＶ硬化樹脂等で接着
され、センサ部を構成している。この様な流量制御弁
は、半導体製造装置の腐食性ガス供給装置においても広
く使用されており、この様な細い導管の内部に残留した
腐食性ガスを完全に排除することは困難であった。さら
に、導管の内部が残留した腐食性ガスにより腐食された
場合、流量質量センサの精度が悪くなり、腐食性ガスを
高精度で供給することができず、半導体製造工程の歩留
まりを著しく悪化させていた。

【０００６】そこで、腐食性ガスの供給装置では、一定
量の腐食性ガスを供給し終わった後、パイプやプロック
マニホールド等の内部に残留している腐食性ガスを窒素
ガス等の不活性ガスで置換することが行われている。従
来行われている残留した腐食性ガスの置換方法として、
（Ａ）真空ポンプで残留する腐食性ガスを引く方法、
（Ｂ）不活性ガスを強制的に流入して残留する腐食性ガ
スを押し出す方法、が知られている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
装置には次のような問題点があった。（１）（Ａ）の方法では、真空ポンプが内部に腐食性ガ
スが残留するパイプ等から位置的に離れており、パイプ
等の内部を効率よく真空にすることができないと同時
に、一般的に腐食性ガスは金属に対し密着性が強いた
め、パイプ内部等の金属平面に密着して残留している腐
食性ガスを完全に排除することができなかった。この問
題は、流量制御弁に使用されている細いパイプでは顕著
であった。

【０００８】一方、流量制御弁はよく目詰まりを発生す
るため、流量制御弁を頻繁に交換することが行われてい
る。このため、流量制御弁をユニットに対して上方向か
らネジで締結して、ネジの取り外しだけで、容易に流量
制御弁を交換可能とすることが望まれていた。しかしな
がら、流量制御弁をユニットに対して上方向からネジで
締結して、ネジの取り外しだけで容易に交換可能とする
ためには、方向転換をする流路が必要であったが、方向
転換をする流路は圧力損失が大きいため、パイプ内に残
留する腐食性ガスを排除することがより困難となってし
まう問題があった。従来の流量制御弁は、方向転換を設
けず流量制御弁を横方向からのネジにより締結してい
た。そのため、流量制御弁を取り外すときに周囲の開閉
弁等まで取り外す必要があり、非効率的であった。

【０００９】（２）真空ポンプは、メンテナンス管理や
スペース上の問題からガス供給装置の近傍に配置するこ
とが不適当であり、通常はガス供給装置から離れた位置
に配置されるため、内部に腐食性ガスが残留するパイプ
等と配管により接続されている。その場合、その配管が
長いため、排気抵抗が大きくなり、パイプ等の内部を真
空にするのを妨げ、残留している腐食性ガスを完全に排
除することができなかった。また、真空ポンプで腐食性
ガスを吸引したときに、腐食性ガスが濃い濃度のままで
吸引搬送するパイプ等に接触するため、パイプ等が腐食
されてしまう問題があった。また、上記（Ｂ）の方法で
は、残留ガスを希釈するのに時間がかかりすぎてしま
う。２Ｋｇ／ｃｍ²の圧力で窒素ガスをパイプ等の内部
に押し込んだ場合、０．０５ｐｐｍ以下に希釈するのに
１時間近くの時間を必要としていた。このため、半導体
製造工程の所要時間を長くして生産効率を悪くしてい
た。

【００１０】（３）流量制御弁を交換する場合に、流量
制御弁とユニットを構成するブロックとの連通孔をシー
ルするために、ドーナッツ状で外周面に開口部を有する
パイプにより形成され、パイプ内にコイルばねが装着さ
れたガスケットを使用する。このとき、ガスケットを単
体でブロックに供給し、ブロックをネジにより締結して
いる。しかし、ガスケットをブロックの間に挟み込んで
ネジ締めしたときに、ガスケットが横ずれをする場合が
あり、横ずれによりガスケットのつぶれ方が不均一とな
るため、シールが不完全となり、腐食性ガスが漏れる恐
れがあった。また、ガスケットは小物部品であるため、
ブロック上の所定の位置にガスケットを正確に供給する
ことが難しかった。特に、ブロック等が水平面に対して
傾きを有している場合には、ガスケットが簡単にすべっ
て位置ずれしてしまうため問題であった。

【００１１】本発明は、上記した問題点を解決するもの
であり、流量制御弁の取り外しを容易にすると共に、流
量制御弁内に残留するガスを効率よく置換するガス供給
装置を提供することを目的とする。また、流量制御弁の
精度を維持し、正確かつ効率よく腐食性ガス等を供給で
きるガス供給装置、及び流量制御弁を交換するときに漏
れの発生のないガスケット保持具を提供することを目的
とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明のガス供給装置は、以下の様な構成を有して
いる。（１）ガス供給装置は、供給ガスの搬送管路上にあって
該供給ガスの流れを遮断する第一開閉弁及び第二開閉弁
と、該第一及び第二開閉弁の中間にあって該供給ガスの
流量を制御する流量制御弁とが一体的にユニットとして
構成されるものであって、該流量制御弁に置換ガスを供
給する置換ガス供給手段と、同じく該流量制御弁内の供
給ガスを減圧する排気手段とを有し、第一及び第二開閉
弁を遮断した後、該流量制御弁内に残留する供給ガスを
置換ガスに置換する残留ガス置換装置を備えたガス供給
装置であって、流量制御弁が前記ユニットに対して上方
向からネジ締結され、排気手段がエゼクタであって流量
制御弁の近傍に位置し、エゼクタの作動流体が置換ガス
である。

【００１３】（２）また、ガスケット保持部材は、流体
が通過する孔が形成された２つのブロックを各々の孔の
位置を合わせて組み付けるときにシール部材として使用
されるガスケットを保持するものであって、ドーナッツ
状で外周面に開口部を有するパイプにより形成され、パ
イプ内にコイルばねが装着されたガスケットの開口部を
外側から挟んで定位置に保持するガスケット保持部を有
している。（３）また、ガスケット保持部材は、上記（２）に記載
するものにおいて、ブロックに付設された位置決めピン
に嵌合する位置決め部を有している。

【００１４】

【作用】上記の構成よりなる本発明のガス供給装置の流
量制御弁は、流量を計測しながら弁開度を調整して所定
の質量流量の腐食性ガスを供給する。流量制御弁内に設
置されている流量センサでは、流量を高精度かつ高い応
答速度で計測するために、細いパイプが使用されてい
る。また、流量制御弁の両側にあって流量制御弁と一体
的に構成される第一開閉弁及び第二開閉弁は、該供給ガ
スの流れを通過させたり遮断したりする。また、置換ガ
ス供給手段は、第一及び第二開閉弁の中間にあって、流
量制御弁に置換ガスを供給する。また、排気手段である
エゼクタは、同じく第一及び第二開閉弁の中間にあって
流量制御弁の近傍に位置し、流量制御弁内に残留する供
給ガスを減圧する。

【００１５】上記の作用を組み合わせて、残留ガス置換
装置は、第一及び第二開閉弁を遮断した後、該流量制御
弁内に残留する供給ガスを置換ガスに置換する。このと
き、流量制御弁の取り付けられているブロックの流路上
に方向変換部があるが、エゼクタを流量制御弁の近傍に
配置しているので、方向変換部を介しても流量制御弁の
パイプ内に残留する腐食性ガスを完全に排気することが
できるため、流量センサのパイプ内の金属等が腐食され
ることがなく、正確かつ応答性よく腐食性ガス等を供給
できる。これにより、残留ガス置換装置を備えたガス供
給装置は、腐食性ガスを繰り返して供給する場合でも、
残留する腐食性ガスを効率よく不活性ガスに置換するこ
とができ、純度の高い腐食性ガスを効率よく半導体製造
工程に供給することができる。

【００１６】また、排気手段としてのエゼクタは、コン
パクトであり、装置全体を小型化できる。また、置換ガ
スである不活性ガスを作動流体として使用しているの
で、別途作動流体をタンク等から配管する必要がない。
また、供給ガスである腐食性ガスを吸引した場合に、外
部にあるタンクまで排気しなければならないが、腐食性
ガスは、エゼクタにおいて不活性ガスと混合しているの
で、排気パイプ等の内部を腐食することがない。

【００１７】次に、流量制御弁を交換する場合について
説明する。流量制御弁は、ユニットに対して上方向にネ
ジを外すだけで、容易に取り外すことができる。新しい
流量制御弁を取り付けるときに、ユニットを構成するブ
ロックと流量制御弁との流路孔の周囲をシールするため
のガスケットは新品を使用する。ガスケットは、ガスケ
ット保持部材の一対のガスケット保持部により開口部で
挟まれて保持される。このとき、ガスケット保持部材
は、ばね性を有しており、ガスケットをしっかりと保持
している。また、ガスケット保持部材のガスケットを挟
む定位置には、わずかに凹部が形成されているので、ガ
スケットはガスケット保持部材に対して正確に定位置で
保持される。

【００１８】また、ガスケット保持部材は、ピン位置決
め部によりブロックに形成されているピン部材に位置決
めされる。これにより、ガスケットが流路孔に対して正
確に位置決めされる。次に、ガスケットがガスケット保
持部材により保持された状態で、上方向からネジ締めさ
れるので、ガスケットは横ずれすることがないため、ガ
スケットを均一に押しつぶすことができる。このとき、
ガスケットのパイプはブロックにより押しつぶされて孔
周囲のシールを行うが、内部にコイルばねが装着されて
いるため、パイプは常にブロックに密着した状態を保
ち、良いシール状態が保たれる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例であるガ
ス供給装置について図面を参照して説明する。図４は、
ガス供給装置ユニットの構成を示す回路図である。供給
ガスである腐食性ガスＦａを供給するガス供給ユニット
は、第一開閉弁である入力弁２と、腐食性ガスＦａの流
量を計測して一定量の腐食性ガスＦａを供給するための
流量制御弁５及び第二開閉弁である出力弁３が直列に接
続されている。また、流量制御弁５の入力ポートには、
エゼクタ弁７を介して供給ガス排気手段であるエゼクタ
４、及びパージ弁６を介して置換ガスとして不活性ガス
である窒素ガスを貯蔵している窒素ガスタンク（図示せ
ず）が接続している。また、出力弁３の出力ポートに
は、他の供給ガスである腐食性ガスＦｂの出力弁の出力
ポートが接続しており、腐食性ガスＦａ，Ｆｂが混合さ
れて混合ガスＦｏとして製造工程に供給される。

【００２０】この回路図を具体化した実施例を図１及び
図２に示す。図１は、供給ガスＦａを供給するためのガ
ス供給ユニットの構成を示す側面図であり、図２は、そ
の分解斜視図である。また、ガス供給ユニットにおける
供給ガスＦａの流れを図３に示す。流量制御弁５の左右
には、流路を方向変換するためのブロックであり、ユニ
ットに対して上方向からネジ４１によりネジ止めするた
めの流量制御弁ブロック４４，４５が横方向からネジで
締結されている。流量制御弁ブロック４４の下には、流
路を方向変換するための方向変換ブロック１４が出力弁
ブロック１３に右方向からネジ止めされている。出力弁
ブロック１３には、上方向から出力弁３がネジ止めされ
ている。また、出力弁ブロック１３には、左方向から出
力継手４３が取り付けられている。また、出力弁ブロッ
ク１３は、ベースプレート４８に下方向からネジ止めさ
れている出力マニホールド１２に上方向から２本のネジ
で締結されている。

【００２１】また、流量制御弁ブロック４５の下には、
流路を方向変換するための方向変換ブロック１５が入力
弁ブロック１６に左方向からネジ止めされている。入力
弁ブロック１６には、上方向からパージ弁６、エゼクタ
弁７及び入力弁２が各々ネジ止めされている。また、入
力弁ブロック１６には、右方向から入力継手４２が取り
付けられている。また、入力弁ブロック１６は、ベース
プレート４８に下方向からネジ止めされているパージマ
ニホールド４６及びエゼクタマニホールド４７に、上方
向から各々２本のネジで締結されている。また、エゼク
タマニホールド４７の一端部にエゼクタ配管１８を介し
てエゼクタ４が接続している。また、パージマニホール
ド４６の一端部は、不活性ガスである窒素ガスを貯蔵し
ている窒素ガスタンク（図示せず）に接続している。

【００２２】また、図２に示すように、流量制御弁ブロ
ック４４，４５と方向転換ブロック１４，１５の間に
は、ガスケット８及びガスケットリテーナ１０が取り付
けられている。腐食性ガスＦａ等に使用されているガス
ケット８の構造を図５に示す。（ａ）が平面図であり、
（ｂ）が側面図である。ガスケット８は、一側面が開口
されたパイプが円を形成している。このとき、開口部８
ａは、外周に位置している。パイプの中には、コイル状
に巻かれたばね８ｂが装着されている。

【００２３】ここで、流量制御弁５を交換する場合につ
いて説明する。流量制御弁５は、両側にある各２本のネ
ジ４１を上方向に取り外すことにより容易にユニットか
ら取り外すことができる。次に、新しい流量制御弁５を
取付けるのであるが、ガスケット８は一度使用するとつ
ぶれてしまって、気密性が悪くなるため、再使用するこ
とはできないので、新しいガスケット８を使用する。ガ
スケットリテーナ１０の構造を図７に平面図で示す。ガ
スケットリテーナ１０は、０．３ｍｍ厚さの板材からエ
ッチング加工されたものである。ガスケット８は、開口
部８ａがガスケットリテーナ１０の細く板ばね状の一対
のガスケット保持部１０ａにより挟まれて保持される。
ガスケット保持部１０ａには、小さい凹部１０ｂが形成
されており、ガスケット８の開口部がその凹部１０ｂに
係合されている。これにより、ガスケット８はガスケッ
トリテーナ１０に対して位置決めされている。

【００２４】ガスケットリテーナ１０には、一対の取付
ネジの逃げ部１０ｄが形成されている。また、ガスケッ
トリテーナ１０には、２対の折り曲げ部１０ｅ，１０ｆ
が形成され、使用時に折り曲げられて、ブロックに対し
て位置決めに使用される。流量制御弁５を取り付ける場
合に、凹部１０ｂにガスケット８が係合されたガスケッ
トリテーナ１０の２対の折り曲げ部１０ｅ，１０ｆを、
方向変換ブロック１４，１５の外側を挟むようにセット
する。このとき、左右方向の位置は、ガスケット８を方
向変換ブロック１４の座ぐり部１４ｃに嵌合させること
により位置決めする。これにより、ガスケット８が方向
変換ブロック１４，１５のガス孔１４ｂ，１５ｂに対し
て位置決めされる。

【００２５】ガスケット８とガスケットリテーナ１０と
が、方向変換ブロック１４と流量制御弁ブロック４４と
の間に取り付けられた状態を、図８に断面図で示す。ガ
スケット８の厚さは１．６ｍｍである。方向変換ブロッ
ク１４及び流量制御弁ブロック４４には、各々ガスケッ
トリテーナ１０用の深さ０．５ｍｍの座ぐり４４ｂ，１
４ｃが形成されている。ガスケットリテーナ１０の厚さ
は０．３ｍｍであり、この状態でネジ４１を締め付ける
ことにより、ガスケット８は、０．３ｍｍ押しつぶされ
る。このとき、ガスケット８と座ぐり部４４ｂ，１４ｃ
とは、ガタがあるが、ガスケット８はガスケットリテー
ナ１０により保持されているので、ガスケット８は横ず
れすることがなく、流量制御弁５を取り付けることがで
きるため、ガスケット８の気密性が高くなる。また、ガ
スケット８が均一に圧縮されるため、完全にシールを行
うことができ、腐食性ガスＦａが漏れる心配がない。

【００２６】図２に示すように、出力弁ブロック１３と
出力マニホールド１２との間にも、ガスケット８及びガ
スケットリテーナ９が取り付けられている。ガスケット
リテーナ９の構造を図６に示す。ガスケットリテーナ９
は、０．３ｍｍ厚さの板材からエッチング加工されたも
のである。ガスケット８は、開口部８ａがガスケットリ
テーナ９の細く板ばね状の一対のガスケット保持部９ａ
により挟まれて保持される。ガスケット保持部９ａに
は、小さい凹部９ｂが形成されており、ガスケット８の
開口部がその凹部９ｂに係合されている。これにより、
ガスケット８はガスケットリテーナ９に対して位置決め
されている。

【００２７】ガスケットリテーナ９には、ブロックに取
り付けられた一対の位置決めピン１２に嵌合する一対の
位置決め孔９ｃ、取付ネジの逃げ部９ｄが形成されてい
る。出力弁ブロック１３を取り付ける場合に、凹部９ｂ
にガスケット８が係合されたガスケットリテーナ９の位
置決め孔９ｃを、出力マニホールド１２に付設された位
置決めピン１２ａに嵌合させる。これにより、ガスケッ
ト８が出力マニホールド１２のガス孔１２ｂに対して位
置決めされる。

【００２８】この状態でネジ締めされるが、ガスケット
８がガスケットリテーナ９により保持されているので、
ガスケット８を横ずれさせることなく、出力弁ブロック
１３を取り付けることができるため、ガスケット８の気
密性が高くなる。また、ガスケット８が均一に圧縮され
るため、完全にシールを行うことができ、腐食性ガスＦ
ｂが漏れる心配がない。

【００２９】次に、図３により各々のガスの流入及び排
出の経路を説明する。腐食性ガスＦａは、入力継手４２
よりユニットに流入し、入力ブロック１６内部の孔を通
って、入力弁２の入力ポートに接続している。入力弁２
の出力ポートは入力ブロック１６内部の孔を通って、方
向変換ブロック１５及び流量制御ブロック４５により方
向変換されて、流量制御弁５の入力ポートに接続してい
る。また、入力弁２の出力ポートは入力ブロック１６内
部の孔を通って、エゼクタ弁７の入力ポート及びパージ
弁６の出力ポートと接続している。流量制御弁５の出力
ポートは、流量制御ブロック４４及び方向変換ブロック
１４により方向変換されて、出力弁ブロック１３の内部
に穿設された孔を通って、出力弁３の入力ポートに接続
している。出力弁３の出力ポートは、出力弁ブロック１
３の内部に設けられている孔を通って、出力継手４３に
接続している。また、出力継手４３には、出力弁ブロッ
ク１３の内部に穿設された孔を介して出力マニホールド
１２により供給ガスＦｂを供給する他の出力弁の出力ポ
ートに接続している。これにより、２以上の供給ガスを
混合して任意の混合ガスＦｏを供給することができる。
出力継手４３は、半導体製造工程のエッチング加工装置
に接続している。

【００３０】エゼクタ４の構造を図９に示す。エゼクタ
配管１８には、エゼクタ４の入力ポート２８が接続して
いる。エゼクタ４の作動流体入力ポート２７は、図示し
ないエゼクタ作動流体弁を介して窒素ガスのタンクに接
続している。作動流体入力ポート２７は、弁室２６と連
通している。弁室２６には、弁座２３が設けられ、弁座
２３には、弁体２１が当接している。弁体２１は、可動
鉄心２０の一端に嵌合され固定されている。可動鉄心
は、復帰ばね２２により、弁体２１に当接する方向に付
勢されている。可動鉄心２０は、コイル１９の中空部に
直線運動可能に嵌合されている。弁座２３の中央孔は、
ノズル２５を経て吸引部２４と連通し、排出部２９に連
通している。一方、エゼクタ４の入力ポート２８は、吸
引部２４と連通している。

【００３１】全体装置の作用を説明する前に、上記構成
を有するエゼクタ４の作用を説明する。コイル１９が励
磁されることにより図示しない固定鉄心が可動鉄心２０
を上方向に移動させる。それにより、弁体２１が弁座２
３と離間する。そして、作動流体である窒素ガスＮが作
動流体入力ポート２７、弁室２６、弁座２３を通って、
ノズル２５に流入する。ノズル２５で、圧力を降下させ
ることにより流速が増大され、窒素ガスＮは、速い流速
で吸引部２４から排出部２９へ向かって吹き出す。

【００３２】この窒素ガスＮの速い流れにより発生する
が吸引部２４の周辺の負圧と、窒素ガスＮと腐食性ガス
Ｆａとの粘性とにより、腐食性ガスＦａが吸引され、作
動流体と混合して排出部２９から排出される。排出され
たガスは、配管を通って、排気用タンクに収納される。
このとき、腐食性ガスＦａは作動流体である窒素ガスＮ
により濃度が薄められてから排出されているので、排気
用配管や排気用処理装置の内部を腐食することが少な
い。

【００３３】次に、流量制御弁５の構成を図１０により
説明する。流量制御弁５は、質量流量を精度よく計測し
ながら弁３５の開閉により流量を制御するものである。
流量制御弁５には、主通路３９と分流通路４０とがあ
る。このうち、分流通路４０に設けられた導管３２を用
いて質量流量が計測される。主通路３９には、分流通路
４０に腐食性ガスＦａを流すために、絞り部材３６が付
設されている。すなわち、質量流量を高精度かつ高い応
答性で測定する質量流量センサとして、細い導管３２の
内部に腐食性ガスＦａを流し、導管３２の上流側と下流
側に各々温度係数の大なる一対の自己加熱型測温体を巻
き付けた感熱コイル３１を形成し、各感熱コイル３１に
よりブリッジ回路を作り、電流制御回路３７により、感
熱コイル３１の温度を一定値に制御して、腐食性ガスＦ
ａの質量流量をブリッジ回路間の電位差より演算し、駆
動制御回路３８によりコイル３４の励磁を変化させ、弁
体３３を駆動して流量を制御するものが使用されてい
る。

【００３４】このとき使用されている導管３２は、例え
ば、内径０．５ｍｍ、長さ２０ｍｍのＳＵＳ３１６製の
チューブである。内径が小さいのは、少量の流体ガスを
測定するためである。そして、導管の上流側と下流側と
に、直径２５μｍの感熱抵抗線を７０ターン巻き付けて
２つの感熱コイル３１が形成されている。感熱抵抗線
は、鉄、ニッケル合金等の温度係数の大なる材質で作ら
れている。感熱コイルは導管にＵＶ硬化樹脂等で接着さ
れ、センサ部を構成している。

【００３５】次に、上記構成を有するガス供給装置の作
用について説明する。腐食性ガスＦａは、図示しない腐
食性ガスタンクより入力継手４２を介してユニットに流
入し、入力ブロック１６内部の孔を通って、入力弁２の
入力ポートに流入する。入力弁２が開弁すると、入力弁
２の入力ポートと出力ポートとが連通する。入力弁２の
出力ポートを出た腐食性ガスＦａは、流量制御弁５の入
力ポートに流入する。

【００３６】流量制御弁５に流入した腐食性ガスＦａ
は、主通路３９と分流通路４０とに分かれて流れ、再び
合流している。分流通路４０を流れた腐食性ガスＦａ
は、導管３２の上流側と下流側に各々温度係数の大なる
一対の自己加熱型測温体を巻き付けた感熱コイル３１に
より加熱される。ここで、電流制御回路３７が、感熱コ
イル３１の温度を一定値に制御して、腐食性ガスＦａの
質量流量を感熱コイル３１により構成されているブリッ
ジ回路間の電位差より演算し、駆動制御回路３８により
コイル３４の励磁を変化させ、弁体３３を駆動して流量
を制御する。

【００３７】流量制御弁５の出力ポートを出た腐食性ガ
スＦａは、流量制御弁ブロック４４、方向変換ブロック
１４、出力弁ブロックの内部に設けられている孔を通っ
て、出力弁３の入力ポートに流入する。ここで、出力弁
３が開弁されているので、出力弁３の入力ポートと出力
ポートとは連通している。出力弁３の出力ポートを出た
腐食性ガスＦａは、出力弁ブロック１３の内部に設けら
れている孔を通って、出力マニホールド４８より流入す
る供給ガスＦｂと混合されて、出力継手４３より流出す
る。出力継手４３は、半導体製造工程のエッチング加工
装置等に接続しており、所定量の混合ガスＦｏがエツチ
ング加工装置等に供給される。流量制御弁５により所定
量の腐食性ガスＦａがエッチング加工装置等に送られる
と、出力弁３及び入力弁２が閉鎖される。このとき、流
量制御弁５の導管３１の内部等にも腐食性ガスＦａが残
留している。

【００３８】次に、パージ弁６を開弁して流量制御弁５
内に窒素ガスＮを流入させ、その後、パージ弁６を閉弁
にしエゼクタ弁７を開弁し、エゼクタ４を励磁して腐食
性ガスＦａを吸引する。すなわち、エゼクタ弁７及びエ
ゼクタ４が励磁されると、作動流体である窒素ガスＮが
エゼクタ４内に流入し、腐食性ガスＦａを吸引し、混合
されたガスとなって排出される。ここで、エゼクタ４に
よる吸引とパージ弁６による窒素ガスＮの流入とを交互
に行っている。従って、流量制御弁５の導管３２の内部
の壁面に吸着している腐食性ガスＦａを窒素ガスＮによ
り吹き飛ばしながらエゼクタ４で吸引できるため、効率
よく残留ガスを排除することが可能である。

【００３９】図１１にその効果を示す。すなわち、実線
で示すのが、エゼクタ４による吸引を行わずに、単に窒
素ガスＮによるパージのみを行った場合である。１分後
の腐食性ガスＦａの残留濃度は、まだ１００ｐｐｍ以上
あり、また、窒素ガスＮのバックグランド値０．０５ｐ
ｐｍになるまでの時間も、３６．７分の時間がかかって
いる。点線で示すのが、本実施例で説明した窒素ガスＮ
の充填を８秒、エゼクタ吸引を２秒交互に６回実施した
もので１分後の腐食性ガスＦａの残留濃度は、０．６８
ｐｐｍと極めて短時間で低下している。また、窒素ガス
Ｎがバックグランド値０．０５ｐｐｍになるまでの時間
も、１２．８分と短縮されている。このように、エゼク
タ４を流量制御弁５の近傍に設け、窒素ガスＮのパージ
とエゼクタ４による吸引とを交互に行うことにより、効
率よく短時間で残留ガスを排除することができ、半導体
の製造工程の効率を高めることができる。

【００４０】以上詳細に説明したように、本実施例によ
れば、流量制御弁５をユニットに対して上方向からネジ
で締結しているので、流量制御弁５の細い導管３２が詰
まった場合でも容易かつ短時間で、流量制御弁５の交換
を行うことができるため、半導体製造工程の稼働率を向
上させて半導体製品のコストダウンを実現することがで
きる。このとき、流量制御弁５の両側の流路が方向転換
部を有しているが、近傍に配置したエゼクタ４とパージ
弁６とにより、交互に残留する腐食性ガスＦａを窒素ガ
スＮに置換しているので、方向転換部があっても流量制
御弁５の細い導管３２内に残留する腐食性ガスＦａを効
率よく窒素ガスＮに置換することができる。

【００４１】以上の実施例では、窒素ガスＮによるパー
ジとエゼクタ４による残留ガスの吸引とを交互に行う場
合について説明したが、パージと吸引とを同時に行って
もよい。真空ポンプを使用した場合は、始めに腐食性ガ
スＦａを吸引すると、排出配管の内部が濃い濃度の腐食
性ガスＦに曝されて配管が腐食されてしまうが、エゼク
タでは、作動流体である窒素ガスＮにより腐食性ガスＦ
ａの濃度が薄められて排出されるので、始めに吸引動作
を行うことが可能である。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明のガス供給装置によれば、排気手段であるエゼクタ
４を流量制御弁５の近傍にとりつけたので、流量制御弁
５の細い導管内等に残留する供給ガスである腐食性ガス
を効率よく排除し、不活性ガスに置換することができ
る。また、そのエゼクタの作動流体として置換ガスであ
る不活性ガスを使用しているので、余分な配管を必要と
せず、装置を小型化できる。さらに、腐食性ガスが不活
性ガスにより薄められて排出されるため、排出用の配管
等の腐食が防止される。

【００４３】また、流量制御弁等を上から取り付けるた
めにネジ締めするときに、ガスケットがガスケットリテ
ーナにより保持されているので、ガスケットが横ずれす
ることなく、流量制御弁等を取り付けることができるた
め、ガスケットの気密性が高くなる。また、ガスケット
が均一に圧縮されるため、完全にシールを行うことがで
き、腐食性ガスが漏れる心配がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】ガス供給装置の具体的な構成を示す側面図であ
る。

【図２】ガス供給装置の具体的な構成を示す分解斜視図
である。

【図３】ガス供給装置のガスの流れを示す説明図であ
る。

【図４】本発明の一実施例であるガス供給装置の構成を
示す回路図である。

【図５】ガスケットの構造を示す平面及び正面図であ
る。

【図６】本発明のガスケット保持部材の具体的な構成を
示す平面図である。

【図７】本発明の第二の実施例であるガスケット保持部
材の具体的な構成を示す平面図である。

【図８】ガスケット保持部材の使用方法を示す説明図で
ある。

【図９】エゼクタの構成を示す断面図である。

【図１０】流量制御弁の構成を示す断面図である。

【図１１】実験結果を示すデータ図である。

【符号の説明】

Ｆ腐食性ガスＮ窒素ガス２入力弁３出力弁４エゼクタ５流量制御弁６パージ弁７エゼクタ弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者五島憲一愛知県小牧市大字北外山字早崎3005 シーケーディ株式会社内 (72)発明者板藤寛愛知県小牧市大字北外山字早崎3005 シーケーディ株式会社内 (72)発明者小島章裕愛知県小牧市大字北外山字早崎3005 シーケーディ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】供給ガスの搬送管路上にあって該供給ガ
スの流れを遮断する第一開閉弁及び第二開閉弁と、該第
一及び第二開閉弁の中間にあって該供給ガスの流量を制
御する流量制御弁とが一体的にユニットとして構成され
るものであって、該流量制御弁に置換ガスを供給する置
換ガス供給手段と、同じく該流量制御弁内の供給ガスを
減圧する排気手段とを有し、第一及び第二開閉弁を遮断
した後、該流量制御弁内に残留する供給ガスを置換ガス
に置換する残留ガス置換装置を備えたガス供給装置にお
いて、前記流量制御弁が前記ユニットに対して上方向からネジ
締結され、前記排気手段がエゼクタであって前記流量制御弁の近傍
に位置し、前記エゼクタの作動流体が前記置換ガスであ
ることを特徴とするガス供給装置。
【請求項２】流体が通過する孔が形成された２つのブ
ロックを各々の孔の位置を合わせて組み付けるときにシ
ール部材として使用されるガスケットを保持するものに
おいて、ドーナッツ状で外周面に開口部を有するパイプにより形
成され、パイプ内にコイルばねが装着された前記ガスケ
ットの開口部を外側から挟んで定位置に保持するガスケ
ット保持部を有することを特徴とするガスケット保持部
材。
【請求項３】請求項２に記載するものにおいて、前記ブロックに付設された位置決めピンに嵌合する位置
決め部を有することを特徴とするガスケット保持部材。