JPH06244170A - 流体流通路制御機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】流体の流通路を容易かつ自動的に制御すること
のできる流体流通路制御機構を提供する。 【構成】流体入口１と第１出口２と第２出口３と、内部
に空洞部とを有する流体入出力手段８と、上記空洞部に
配置され、上記流体入口１に対向した領域に流体を流入
するための第１開口部６ａと側壁に上記流体を流出する
ための第２開口部６ｂとを有する移動手段５と、上記第
１開口部６ａに対向する上記移動手段５の面と該移動手
段の面に対向する上記入出力手段８の内壁との間に配設
されたスプリング４と、上記流体入出力手段８の内壁の
所定の周囲に固定され、上記移動手段５の外壁との間に
間隙を有さず、しかも上記第１出口２と第２出口３とを
隔離するように配設された隔離手段７ａとを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は流体の流通路を制御する
流体流通路制御機構に係り、特に流体の圧力に応じて流
体の流通路を制御することに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造工程には、シリコン基
板の酸化あるいは拡散の場合のように半導体製造装置内
に所定の圧力でガスを送り込み、そのガスをシリコン基
板と反応させる工程がある。

【０００３】図４はシリコン基板の酸化の一つである加
湿酸化を行うための熱酸化装置である。図４に示すよう
に、石英管１０５内にシリコン基板１０４が配置されて
おり、石英管１０５内を加熱するための電気炉１０６が
石英管１０５の周りに配設されている。石英管１０５内
に水素と酸素をそれぞれ送り込むために石英管１０５の
入口に供給管１００，１０１が配設されている。供給管
１００の先端にはノズル１０２が配設され、所定の圧力
で水素が石英管１０５内に送り込まれる。石英管１０５
内に送り込まれた水素を燃焼しながらシリコン基板１０
４を酸化する。また水素の燃焼熱によってシリコン基板
１０４の温度に分布ができないように、石英バッファ１
０３が配設されている。

【０００４】ところでシリコン基板１０４表面上に形成
する酸化膜の成長速度を制御したい場合があり、これは
水素ガスの流量を制御することによって実現することが
できる。この水素ガスの流量を制御するには、流量に応
じた最適な口径を有する供給管１００およびノズル１０
２が必要となる。

【０００５】図５は水素ガスの流量に応じてその流通路
を制御する機能を備えた従来の熱酸化装置の要部であ
る。図５に示すように、小流量の水素ガス用の供給管１
００と大流量の水素ガス用の供給管１００ａ及び供給管
１００，１００ａの先端にはノズル１０２，１０２ａが
それぞれ配設されている。供給管１００，１００ａには
それぞれバルブ１０７，１０７ａが配設されており、水
素ガスの流量に応じて手動によりバルブ１０７，１０７
ａの開閉を行うことにより水素ガスの流通路の制御を行
う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従
来、ガスの流量に応じてガスの流通路を制御するには供
給管１００，１００ａのそれぞれにバルブ１０７，１０
７ａを設けなければならず、そのために設備は大型とな
りコストが高くなり問題となっていた。しかもバルブ１
０７，１０７ａの開閉は手動によるために操作が煩雑で
あった。

【０００７】そこで、本発明は流体の流通路を容易にか
つ自動的に制御することのできる流体流通路制御機構を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば、流体入口と該流体の第１出口と第２出口と、内部に
空洞部とを有する流体入出力手段と、前記空洞部に配置
され、前記流体を流入するための第１開口部及び前記流
体を流出するための第２開口部を有し、且つ前記流体の
圧力によりスライドまたは回転可能な移動手段と、前記
流体入出力手段の内壁に固定され、且つ前記第１出口と
第２出口とを隔離するように配設された隔離手段とを備
え、前記第２開口部を、前記流体の圧力差により前記隔
離手段を介して前記第１出口側または第２出口側に位置
させることにより前記流体の流通路を制御することを特
徴とする流体流通路制御機構によって解決される。

【０００９】また上記課題は、流体入口と該流体の第１
出口と第２出口と、内部に空洞部とを有する流体入出力
手段と、前記空洞部に配置され、前記流体入口に対向し
た領域に流体を流入するための第１開口部と側壁に前記
流体を流出するための第２開口部とを有する移動手段
と、前記第１開口部に対向する前記移動手段の面と該移
動手段の面に対向する前記入出力手段の内壁との間に配
設されたスプリングと、前記流体入出力手段の内壁の所
定の周囲に固定され、前記移動手段の外壁との間に間隙
を有さず、しかも前記第１出口と第２出口とを隔離する
ように配設された隔離手段とを、備えてなることを特徴
とする流体流通路制御機構によって好適に解決される。

【００１０】

【作用】本発明によれば、図２に示すように流体入出力
手段としての外枠８には流体入口１，第１出口２，第２
出口３が配設され、外枠８は内部が空洞となっており、
この外枠８の内部に、流体入口１に対向した領域に第１
開口部６ａ，側壁に第２開口部６ｂが設けられた移動手
段としての可動筒５が配置されている。可動筒５の第１
開口部６ａと対向する面とこの面に対向する外枠８の内
壁との間にスプリング４が配設され、また外枠８の内壁
の周囲に固定され、移動手段の外壁との間に間隙を有さ
ず、第１出口２と第２出口３とを隔離するように隔離手
段としてのシール部材７ａ，７ｂが配設されている。

【００１１】流体入口１から低圧の流体が入ると、この
流体の圧力がスプリング４のバネ力と同等もしくはそれ
以下の場合は可動筒５は移動せず可動筒５に設けられた
第２開口部６ｂから出た流体は第１出口２から出る。こ
のとき第２出口３はシール部材７ａにより隔離されてい
るので流体は第２出口３から出ることはない。

【００１２】一方、流体入口１から高圧の流体が入ると
流体の圧力がスプリング４を収縮させ、連動して可動筒
５が移動し第２開口部６ｂがシール部材７ａを隔てて第
２出口３側に移動する。従って高圧の流体は第２出口３
から出て、第１出口２から出ることはない。

【００１３】このように、流体の圧力に応じて流体の流
通路を自動的に制御することができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１５】図１は本発明に係る熱酸化装置の一実施例
を示す要部構成図である。図１に示すように、石英管１
０５に水素ガスを所定の流量で供給するための供給管１
００，１００ａおよび各先端部にはノズル１０２，１０
２ａが配設されている。供給管１００は少流量の水素ガ
スを供給するためのものであり、供給管１００ａは多流
量の水素ガスを供給するためのものである。水素ガスの
流量が少量か多量かに応じて自動的に供給管１００か供
給管１００ａに水素ガスの流通路を切り換えるための流
体流通路制御機構１０が配設されている。酸素ガスを供
給するための供給管１０１が配設されている。石英管１
０５内に供給された水素を燃焼させて水を作り、シリコ
ン基板（図示せず）を酸化する。

【００１６】図２は図１に示した流体流通路制御機構１
０の拡大構成図である。図２に示すように外枠８には流
体入口１，第１出口２および第２流体出口３が設けられ
ている。第１出口２は供給管１００，第２出口３は供給
管１００ａにそれぞれ接続されている。外枠８の内部に
は空洞になっており、この内部に可動筒５が配設されて
おり、流体入口１に対向する領域には第１開口部６ａ，
側壁に複数個の開口部６ｂが設けられている。スプリン
グ４は、その両端が可動筒５の外壁および外枠８の内壁
に固定されており、水素ガスの流入方向に伸縮し、可動
筒５はＡ方向に移動可能となる。シール部材７ａおよび
７ｂが対向して外枠８に固定され、可動筒５の外壁との
間にすき間が殆どないように密着して配設されており、
シール部材７ａにより第１出口２と第２出口３とが隔離
される。

【００１７】次に上記流体流通路制御機構１０の動作を
説明する。

【００１８】図２の可動筒５の位置を初期状態とする。
流体入口１より低圧の水素ガスを流すとき、水素ガスの
圧力がスプリング４のバネ力と同等もしくはそれ以下の
場合は可動筒５は初期状態の位置から動かない。水素ガ
スは流体入口１から供給され、可動筒５には第１開口部
６ａより入り、第２開口部６ｂより外枠８の内部へ出
て、第１出口２より出る。この時第２出口３は第１出口
２とシール部材７ａにより隔離されており、第２開口部
６ｂは第１出口２側のみに位置しているので、水素ガス
が第２出口３から出ることはない。

【００１９】図３は流体入口１より高圧の水素ガスを流
した場合の流体流通路制御機構１０の状態を示したもの
である。流体入口１より高圧の水素ガスを流した場合、
水素ガスの圧力がスプリング４の初期状態時のバネ力以
上の場合は、図３に示すようにスプリング４は収縮し可
動筒５が水素ガスの流入方向へ移動する。第２開口部６
ｂがシール部材７ａを隔てて第２出口３側のみに位置す
るように移動すると、水素ガスは第２出口３からのみ出
て、第１出口２から出ることはない。

【００２０】従って水素ガスの流量（圧力）に応じて少
流量（低圧力）の場合には、水素ガスは第１出口２に接
続された供給管１００を通り、ノズル１０２から石英管
１０５に入り、多流量（高圧力）の場合には水素ガスは
第２出口３に接続された供給管１００ａを通り、ノズル
１０２ａから石英管１０５に入るので水素ガスの流量に
応じて自動的にその流通路の通路を制御することができ
る。

【００２１】ガスの流通路をガスの圧力に応じて第１流
体出口２と第２流体出口３とを切り換えるその閾値とな
るガスの圧力はスプリングの弾性力により制御すること
ができる。

【００２２】本実施例ではガス（気体）を用いたが、液
体でも勿論可能であり、また可動筒５を回転することに
より可動筒５に設けた開口部を移動させ気体や液体など
の流通路を制御することも可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば流
体の圧力に応じて流体の流通路の制御を自動的にかつ容
易に実現することができるので、設備費用が安価で、ス
ペースが省スペースで済み、しかもオペレーションフリ
ーとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例による熱酸化装置構成図である。

【図２】流体流通路制御機構１０構成図である。

【図３】高圧時の流体流通路制御機構１０の状態を示す
図である。

【図４】熱酸化装置を説明するための図である。

【図５】従来例による熱酸化装置構成図である。

【符号の説明】

１ 流体入口 ２ 第１出口 ３ 第２出口 ４ スプリング ５ 可動筒（移動手段） ６ａ 第１開口部 ６ｂ 第２開口部 ７ａ，７ｂ シール部材（隔離手段） ８ 外枠 １０ 流体流通路制御機構 １００，１００ａ，１０１ 供給管 １０２，１０２ａ ノズル １０３ 石英バッファ １０４ シリコン基板 １０５ 石英管 １０６ 電気炉 １０７，１０７ａ バルブ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体入口と該流体の第１出口と第２出口
   と、内部に空洞部とを有する流体入出力手段と、 前記空洞部に配置され、前記流体を流入するための第１
   開口部及び前記流体を流出するための第２開口部を有
   し、且つ前記流体の圧力によりスライドまたは回転可能
   な移動手段と、 前記流体入出力手段の内壁に固定され、且つ前記第１出
   口と第２出口とを隔離するように配設された隔離手段と
   を備え、 前記第２開口部を、前記流体の圧力差により前記隔離手
   段を介して前記第１出口側または第２出口側に位置させ
   ることにより前記流体の流通路を制御することを特徴と
   する流体流通路制御機構。
2. 【請求項２】 流体入口と該流体の第１出口と第２出口
   と、内部に空洞部とを有する流体入出力手段と、 前記空洞部に配置され、前記流体入口に対向した領域に
   流体を流入するための第１開口部と側壁に前記流体を流
   出するための第２開口部とを有する移動手段と、 前記第１開口部に対向する前記移動手段の面と該移動手
   段の面に対向する前記入出力手段の内壁との間に配設さ
   れたスプリングと、 前記流体入出力手段の内壁の所定の周囲に固定され、前
   記移動手段の外壁との間に間隙を有さず、しかも前記第
   １出口と第２出口とを隔離するように配設された隔離手
   段とを、備えてなることを特徴とする請求項１記載の流
   体流通路制御機構。