JPH11125398A - 流量制限機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡素な構成からなるコンパクトな流量制限機
構を提供すること。 【解決手段】 本発明の流量制限機構は、流路接合部の
漏れを防止すべく本体３２，３３接合部に形成されたシ
ール溝３５に装填される環状のガスケット１と、ガスケ
ット１の内周面に接した状態でシール溝３５に装填可能
な円盤形のオリフィス２とを有し、本体のシール溝３５
に組み付けられたガスケット１は、本体３２，３３間の
圧縮力を受けて半径方向に広がるように変形し、そのガ
スケット１内周部に配設されたオリフィス２に圧接され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造等に使
用されるガス供給装置にあって、その流路中にオリフィ
スを配置する流量制限機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】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として図１２に示すような
集積弁が使用されている。このガス供給装置は、例えば
腐食性ガスＦａの流れを遮断する入力弁１０１，１１１
及び出力弁１０２，１１２、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１０３，１１
３、そして腐食性ガスＦａを減圧するエゼクタ弁１０
４，１１４とがユニット化されている。そのエゼクタ弁
１０４，１１４の出力ポートにはそれぞれ配管１０５，
１１５が接続され、オリフィスが挿入された継手部１０
６，１１６によって流量制限機構が構成され、その先で
集管されている。

【０００３】従来、ガス圧を下げるための絞りとして設
けられていたオリフィスは、このような配管上の継手を
もって構成されていた。即ち、継手１０６，１１６の分
解斜視図を図１３に示すと、おすナット１２１とめすナ
ット１２２との間には、ホルダ１２３と、本来そのホル
ダ１２３内に装填されるガスケットに代えてオリフィス
孔が形成されたガスケット兼用のオリフィス１２４が設
けられたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これではオリ
フィス１２４を設けるため毎に継手１０６，１１６を設
ける必要があり、また、そのための配管も必要であっ
た。そのため、従来のガス供給装置は、部品点数が多く
構成も複雑で、コストがかかるばかりでなく装置自体を
大型化させてしまうなどの問題があった。

【０００５】そこで、本発明は、かかる問題を解決すべ
く、簡素な構成からなるコンパクトな流量制限機構を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の流量制限機構
は、流路接合部の漏れを防止すべく本体接合部に形成さ
れたシール溝に装填される環状のガスケットと、前記ガ
スケットの内周面に接した状態で前記シール溝に装填可
能な円盤形のオリフィスとを有し、前記本体のシール溝
に組み付けられた前記ガスケットは、前記本体間の圧縮
力を受けて半径方向に広がるように変形し、そのガスケ
ット内周部に配設された前記オリフィスに圧接されるこ
とを特徴とする。よって、流路中に簡易にオリフィスを
入れることができ、また、従来の流路本体に何ら手を加
えることなく設置できるので、コンパクトで安価な流量
制限機構となる。

【０００７】また、本発明の流量制限機構は、前記オリ
フィスの外周上に前記ガスケットと面接触又は線接触す
る溝が形成されていることを特徴とする。よって、面接
触するような溝であれば半径方向に変形したガスケット
がそこに密着して気密性が保たれ、また、線接触するよ
うね溝であっても、接触面積が少ない分高い圧力で接触
することで気密性が保たれる。また、本発明の流量制限
機構は、前記オリフィスの外周上に前記ガスケットと線
接触する突起が形成されていることを特徴とする。よっ
て、変形したガスケット内周面がオリフィス外周の突起
に高い圧力で押しつけられて気密性が保たれる。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、本発明にかかる流量制限機
構の一実施の形態について図面を参照して説明する。本
発明の一実施の形態である流量制限機構は、例えば前記
従来例のものと同様に腐食性ガスを供給するガス供給装
置などに使用される。図１は、当該ガス供給装置を形成
する弁部の構成を示した一部断面図である。バルブ３１
は、流路の形成された弁ブロック３２にネジ止めされ、
更にその弁ブロック３２は、マニホールド３３に上方向
からネジで締結されている。そこで、バルブ３１に入力
されたガスは、その弁の開閉動作によってマニホールド
３３内のガス孔３４を通って出力されることとなる。

【０００９】次に、本実施の形態の流量制限機構は、図
示するガス供給装置では弁ブロック３２とマニホールド
３３との接続部Ａに設けられる。図２は、この接続部Ａ
を拡大した断面図である。流量制限機構は、この弁ブロ
ック３２とマニホールド３３との流路接続部に段差を形
成してなるシール溝３５に構成される。具体的には、ガ
スケットリテーナ３に保持されたガスケット１がシール
溝３５内に装填され、中央にオリフィス孔が穿設された
オリフィス２が、そのガスケット１の内周部に嵌合され
一体に装填されて構成されるものである。

【００１０】しかるに、本発明において、このようにガ
スケット１とオリフィス２とから流量制限機構を構成し
たのは、前記従来例のように継手内のガスケットをオリ
フィスの機能を兼用させたものに置き換えるという技術
の流用ができないことに基づく。即ち、この弁ブロック
３２とマニホールド３３のようなブロック間の流路接合
部は、継手のように管部材自体が螺合するわけではない
ので、気密性をよくするために組み付け時に扁平して圧
接するようなシーリングが必要となるからである。

【００１１】そのため、ガスケット１は、オリフィスを
兼用した円盤形状のものとはせず、本来当該箇所に使用
すべきメタルＣリングとした。図３は、そのメタルＣリ
ングを示した外観斜視図である。これは、外周部が開設
されたパイプ１１が環状に形成され、そのパイプ１１の
中にはコイル状に巻かれたばね１３が組み込まれたもの
である。そして、このようなガスケット１の内周部にオ
リフィス２を設けた。図４はオリフィス２を示した外観
斜視図である。オリフィス２は、フッ化塩化エチレン樹
脂（ＰＣＴＦＥ）からなる円板によって形成され、その
中央にはオリフィス孔２１が穿設され、外周部には断面
Ｕ字形状の溝２２が形成されている。

【００１２】そこで、このようなガスケット１及びオリ
フィス２からなる流量制限機構は、図２に示すように弁
ブロック３２とマニホールド３３との間のシール溝３５
に取り付けられる。ここで、図５は、弁ブロック３２と
マニホールド３３とを固く締め付ける前の状態を示した
接続部Ａの断面図であり、図６乃至図８は、その流量制
限機構Ｂ部の拡大断面図である。特に、図６から図８に
かけて、弁ブロック３２とマニホールド３３とを締結さ
せる経過に沿って示されている。まず、ガスケット１の
内周部には、オリフィス２の溝２２がゆるいはめ合い状
態になるようはめ込まれる。また、ガスケット１は、そ
の開口部１２にガスケットリテーナ３の保持部がはまり
込むようにして保持される。この開口部１２にはまり込
むガスケットリテーナ３の保持部は、板ばね状に形成さ
れ弾性を有しているため、ガスケット１を確実に保持す
ることができる。

【００１３】そこで、このようなガスケット１及びオリ
フィス２は、弁ブロック３２とマニホールド３３との間
に形成されたシール溝３５内に装填され（図５）、その
弁ブロック３２とマニホールド３３とがネジ止めされ締
結されていく。ところで、図５に示すように弁ブロック
３２とマニホールド３３との間でネジが締め付けられる
前は、ガスケット１に対してＹ方向に荷重がほとんど加
わっていない。このとき、ガスケット１は、ほとんど変
形しないためＹ方向にオリフィス２の厚さ以上の寸法を
有し、オリフィス２は浮いた状態にある。ガスケットリ
テーナ３は、弁ブロック３２とマニホールド３３との段
差部外に位置している。

【００１４】次いで、弁ブロック３２とマニホールド３
３との間でネジが締め付けられていくと、両者の間隙が
狭められ、これによってガスケット１がＹ方向に押さえ
つけられる。すると、図６の状態にあったガスケット１
の断面形状が次第に図７に示すように扁平形状に変形し
ていく。そのため、ガスケット１は、Ｙ方向の寸法が小
さくなる一方Ｘ方向の寸法が大きくなり（図５参照）、
オリフィス２の溝２２内にはまり込んでいく。そして、
図２に示すように弁ブロック３２とマニホールド３３と
が最終的に締結された状態では、扁平したガスケット１
の内周部がオリフィス２の溝２２内に完全にはまり込ん
で、図８に示すようにガスケット１とオリフィス２とが
圧接される。また、ガスケットリテーナ３は、弁ブロッ
ク３２とマニホールド３３との間に直接挟み込まれ固く
挟持される。

【００１５】このように本実施の形態の流量制限機構
は、押え付けられて変形するガスケット１が、その変形
に伴ってオリフィス２との圧接する力が増すようにした
ものである。従って、ガスケット１及びオリフィス２の
各部は、前記作用が達成し得るよう寸法が決定される。

【００１６】よって、本実施の形態の流量制限機構で
は、従来からガスケット１を装填していたシール溝３５
にオリフィス２を装填するようにしたので、オリフィス
２の設置個所を別途設ける必要がなく、その取り付けを
簡易に行うことができた。特に、従来のような継手を設
ける必要もなく、ガス供給装置をコンパクトにすること
ができた。ここで、本実施の形態における流量制限機構
を利用したガス供給装置を、図１２に示した従来のもの
と図９を示して比較する。本実施の形態のものでは、従
来のように継手を設ける必要がないため、図１に示すマ
ニホールド３３のガス孔３４を介して１本の配管３６に
連通させればよく、エゼクタ弁毎の配管を１本とし、流
量制限機構を構成するための継手が不要となった。

【００１７】また、ガス供給装置に従来のような継手を
設ける必要もなく、接合部分に取り付けられるガスケッ
ト１とともにオリフィス２を装填すればよいため、ガス
回路のほぼすべての場所にオリフィスを設置することが
可能となった。また、本実施の形態の流量制限機構で
は、ガスケット１がガスケットリテーナ３により保持さ
れているので、変形するガスケット１はより強い力でオ
リフィス２側へ押さえつけられるので、ガスケット１及
びオリフィス２間の気密性が高められた。また、オリフ
ィス２も押しつぶされて、同様にシール機能を果たして
いるため、装置外へのガス漏れ防止効果は高められた。

【００１８】なお、本発明は前記実施の形態のものに限
定されるわけではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様
々な変更が可能である。前記実施の形態ではオリフィス
２の溝２２の形状を断面Ｕ字形状とし、変形したガスケ
ット１内周面と面接触（図８）するよう構成したが、例
えば、図１０に示すようにオリフィス４２溝４３を断面
コ字形状にし、変形したガスケット４１内周面と２箇所
で線接触するよう構成してもよい。また、オリフィス５
２の外周を溝形状とせずに、例えば図１１に示すように
三角状突起５３を設け、変形したガスケット５１内周面
と１箇所で線接触するよう構成してもよい。また、前記
実施の形態では、腐食性ガスのガス供給装置に利用する
もの示したため、流量制限機構を構成するガスケット１
をメタルＣリングとしたが、別の流体装置であればゴム
性のＯリングなどとしてもよい。

【００１９】

【発明の効果】本発明は、流路接合部の漏れを防止すべ
く本体接合部に形成されたシール溝に装填される環状の
ガスケットと、ガスケットの内周面に接した状態でシー
ル溝に装填可能な円盤形のオリフィスとを有し、本体の
シール溝に組み付けられたガスケットは、本体間の圧縮
力を受けて半径方向に広がるように変形し、そのガスケ
ット内周部に配設されたオリフィスに圧接されるよう構
成したので、流路中に簡易にオリフィスを入れることが
でき、また、従来の流路本体に何ら手を加えることなく
設置できるので、コンパクトで安価な流量制限機構を提
供することが可能となった。

【００２０】また、本発明は、オリフィスの外周上にガ
スケットと面接触又は線接触する溝を形成したので、面
接触するような溝であれば半径方向に変形したガスケッ
トがそこに密着し、また、線接触するようね溝であれば
接触面積が少ない分高い圧力で接触することで気密性の
高い流量制限機構を提供することが可能となった。ま
た、本発明は、オリフィスの外周上にガスケットと線接
触する突起を形成したので、変形したガスケット内周面
がオリフィス外周の突起に高い圧力で押しつけられる気
密性の高い流量制限機構を提供することが可能となっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】ガス供給装置を構成する制御弁部分の一部断面
を示した図である。

【図２】ガス供給装置の接続部Ａを拡大した断面図であ
る。

【図３】本発明にかかる流量制限機構を構成するガスケ
ット１を示した斜視図である。

【図４】本発明にかかる流量制限機構を構成するオリフ
ィス２を示した斜視図である。

【図５】弁ブロック３２とマニホールド３３とを固く締
め付ける前の状態を示した接続部Ａの断面図である。

【図６】図５に示す流量制限機構Ｂ部の拡大断面図であ
る。

【図７】図５に示す流量制限機構Ｂ部の拡大断面図であ
る。

【図８】図５に示す流量制限機構Ｂ部の拡大断面図であ
る。

【図９】本発明にかかる流量制限機構を用いたガス供給
装置を示した平面図である。

【図１０】他の実施の形態における流量制限機構の拡大
断面図である。

【図１１】他の実施の形態における流量制限機構の拡大
断面図である。

【図１２】従来の流量制限機構を用いたガス供給装置を
示した平面図である。

【図１３】従来の流量制限機構を示した分解斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ ガスケット ２ オリフィス ３ ガスケットリテーナ １１ パイプ １２ 開口部 １３ ばね ２１ オリフィス孔 ２２ 溝 ３１ 制御弁 ３２ 弁ブロック ３３ マニホールド ３４ ガス孔 ３５ シール溝

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流路接合部の漏れを防止すべく本体接合
   部に形成されたシール溝に装填される環状のガスケット
   と、 前記ガスケットの内周面に接した状態で前記シール溝に
   装填可能な円盤形のオリフィスとを有し、 前記本体のシール溝に組み付けられた前記ガスケット
   は、前記本体間の圧縮力を受けて半径方向に広がるよう
   に変形し、そのガスケット内周部に配設された前記オリ
   フィスに圧接されることを特徴とする流量制限機構。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の流量制限部材におい
   て、 前記オリフィスの外周上に前記ガスケットと面接触又は
   線接触する溝が形成されていることを特徴とする流量制
   限機構。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の流量制限部材におい
   て、 前記オリフィスの外周上に前記ガスケットと線接触する
   突起が形成されていることを特徴とする流量制限機構。