KR100481773B1 - 차단개방기 - Google Patents

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KR100481773B1
KR100481773B1 KR1019970060719A KR19970060719A KR100481773B1 KR 100481773 B1 KR100481773 B1 KR 100481773B1 KR 1019970060719 A KR1019970060719 A KR 1019970060719A KR 19970060719 A KR19970060719 A KR 19970060719A KR 100481773 B1 KR100481773 B1 KR 100481773B1
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미치오 야마지
히로시 모로코시
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게이지 히라오
노부카즈 이케다
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가부시키가이샤 후지킨
다다히로 오미
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Abstract

밸브의 밸브 본체는 제1 유체용 유입 통로와, 제2 유체용 유입 통로와, 제1 유체 및 제2 유체의 공통 유출 통로를 구비한다. 제1 유체용 유입 통로와 공통 유출 통로는 밸브실을 통해 항상 연통한다. 제2 유체용 유입 통로는 제1 유체용 유입 통로 및 공통 유출 통로에 밸브실을 통해 연통하거나 또는 그 연통이 밸브 요소에 의해 차단 개방되도록 구성된다.

Description

차단 개방기{SHUTOFF-OPENTNG DEVICE}
본 발명은 반도체 제조 장치에 있어서의 유체 제어 장치 등에 이용되는 차단 개방기(shutoff-opening device)에 관한 것으로, 특히 복수 개의 밸브를 구비하거나 또는 질량 유량 컨트롤러(mass flow controller) 등의 유체 제어기의 유체 입구 및/또는 유체 출구에 설치되어 복수 개의 유체 통로를 차단 개방하는 차단 개방기에 관한 것이다.
도 4는 질량 유량 컨트롤러의 유체 입구측에 설치된 종래의 차단 개방기(81)를 나타내고 있다(특허 출원 공개 공보 평성5-172265호 참조). 종래의 차단 개방기(81)는 입구로부터 먼 쪽(도면의 좌측)의 제1 개폐 밸브(82) 및 입구에 가까운 쪽(도면의 우측)의 제2 개폐 밸브(83)를 구비한다. 제1 개폐 밸브(82)는 제1 밸브 본체(84) 및 제1 밸브 액츄에이터(86)로 이루어지며, 제2 개폐 밸브(83)는 제1 밸브 본체(84)와 일체로 형성된 제2 밸브 본체(85) 및 제2 밸브 액츄에이터(87)로 이루어진다. 제1 밸브 본체(84)는 제1 유체용 유입 통로(88)와, 이 유입 통로(88)에 밸브실(89)을 통해 연통하며 또한 그 연통이 제1 밸브 액츄에이터(86)의 조작에 의해 차단 개방되는 제1 유체용 유출 통로(90)를 구비한다. 제2 밸브 본체(85)는 제1 밸브 본체(84)의 제1 유체용 유출 통로(90)에 항상 연통하여 제1 유체를 질량 유량 컨트롤러의 입구측으로 배출하는 주 유출 통로(91)와, 일단측이 제2 밸브 본체(85)의 하면으로 개방되고 타단측이 밸브실(92)로 통하고 있는 제2 유체용 유입 통로(93)와, 일단측에서 제2 유체용 유입 통로(93)와 밸브실(92)을 통해 연통하며 또한 그 연통이 제2 밸브 액츄에이터(87)의 조작으로 차단 개방되도록 이루어져 있음과 동시에, 타단측에서 주 유출 통로(91)와 항상 연통하고 있는 제2 유체용 부(副) 유출 통로(94)를 구비한다. 도 4에 있어서, 도면 부호 95 및 96은 다이어프램을 나타내며, 밸브 액츄에이터(86, 87)의 조작에 의한 밸브 봉(97, 98)의 상하 운동에 동반하여, 다이어프램(95, 96)이 밸브실(89, 92)안에서 상하 이동함으로써 각 유입 통로(88, 93)가 차단 개방된다.
이러한 종류의 차단 개방기로는, 통상, 제1 유체[예컨대 프로세스 가스(process gas)]를 흘려 보낸 뒤, 일단 이 흐름을 차단하고, 제2 유체[(예컨대 퍼지 가스(purge gas)]를 흘려 보냄으로써, 제1 유체를 차단 개방기 밖으로 배출하여 제2 유체로 치환하며, 그 후에 제1 유체를 흘려 보내는 작업이 다시 행하여진다. 상기 종래의 차단 개방기(81)에 있어서, 제1 유체와 제2 유체를 전환하여 흘려 보낼 경우, 다음과 같이 된다.
우선, 제1 밸브 액츄에이터(86) 및 제2 밸브 액츄에이터(87)를 조작하여 제1 개폐 밸브(82)를 개방, 제2 개폐 밸브(83)를 차단함으로써, 제1 유체가 제1 밸브 본체(84)의 유입 통로(88), 동일 유출 통로(90) 및 제2 밸브 본체(85)의 주 유출 통로(91)를 거쳐 질량 유량 컨트롤러의 입구측으로 도입된다. 이 때, 제2 유체용 부 유출 통로(94)는 제1 유체로 채워지게 된다. 이어서, 제1 밸브 액츄에이터(86) 및 제2 밸브 액츄에이터(87)를 조작하여, 제1 개폐 밸브(82)를 차단, 제2 개폐 밸브(83)를 개방함으로써, 제2 유체가 제2 유체용 유입 통로(93), 제2 유체용 부 유출 통로(94) 및 주 유출 통로(91)를 거쳐 질량 유량 컨트롤러의 입구측으로 도입된다. 이 때, 제2 유체는 제2 유체용 부 유출 통로(94) 및 이것에 이어지는 주 유출 통로(91)에 잔류하는 제1 유체를 자체 압력으로 밀어내면서 흐르며, 제1 밸브 본체(84)의 제1 유체용 유출 통로(90)는 제2 유체로 채워지게 된다.
차단 개방기에 있어서, 제1 유체와 제2 유체를 전환하여 흘려 보내고자 할 경우, 유체의 치환이 빠르게 행하여져 유체의 순도가 확보되는 것이 매우 중요한 성능으로 되어 있다.
상기 종래의 차단 개방기(81)의 제2 개폐 밸브(83)에 있어서, 제1 유체를 흘려 보낸 후에, 제2 유체용 유입 통로(93)로부터 제2 유체를 도입하였을 때, 제1 밸브 본체(84)의 제1 유체용 유출 통로(90)가 제1 유체의 저장부로 되며, 저장부에 있는 제1 유체가 제2 유체에 조금씩 혼합되어 제2 유체가 제1 유체로 치환되기 어렵다고 하는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 유체의 치환이 빠르게 행하여져 유체의 순도가 확보되는 차단 개방기를 제공하는 것이다.
본 발명에 의한 차단 개방기는 복수 개의 밸브를 구비하며 또한 질량 유량 컨트롤러 등의 유체 제어기의 유체 입구 및/또는 유체 출구에 설치되어 복수 개의 유체 통로를 차단 개방하는 차단 개방기로서, 복수 개의 밸브 가운데 적어도 1개의 밸브의 밸브 본체는 제1 유입 통로, 제1 유출 통로 및 제2 유입 또는 유출 통로를 가지고 있으며, 제1 유입 통로와 제1 유출 통로는 밸브실을 통해 항상 연통하고 있으며, 제2 유입 또는 유출 통로는 제1 유입 통로 및 제1 유출 통로에 밸브실을 통해 연통하고 또한 그 연통이 밸브 요소에 의해 차단 개방되도록 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.
차단 개방기가 유체 제어기의 유체 입구측에 설치되는 경우는, 제2 유입 또는 유출 통로는 제2 유체(예컨대 반도체 제조 장치에 있어서의 프로세스 가스)용 유입 통로로 되고, 제1 유입 통로는 제1 유체(동일 퍼지 가스)용 유입 통로로 되며, 제1 유출 통로는 제1 유체 및 제2 유체의 공통 유출 통로로 된다.
따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 차단 개방기(1)를 유체 제어기의 유체 입구측에 설치하는 경우, 제1 유입 통로(61), 제1 유출 통로(64), 및 제2 유입 또는 유출 통로(63)를 구비한 밸브(7)에 관해서, 예컨대, 우선, 액츄에이터(38)의 조작으로 제2 유체용 유입 통로(제2 유입 또는 유출 통로)(63)와 제1 유체용 유입 통로(제1 유입 통로)(61) 및 공통 유출 통로(제1 유출 통로)(64)를 연통시켜, 제2 유체를 제2 유체용 유입 통로(63)로부터 공통 유출 통로(64)로 흘려 보낸다. 그 후, 액츄에이터(38)의 조작으로 제2 유체용 유입 통로(63)를 차단하여, 제1 유체용 유입 통로(61) 및 공통 유출 통로(64)에 제1 유체를 흘려 보낸다. 이 때, 제1 유체는 자체 압력으로 공통 유출 통로(64)에 남아 있는 제2 유체를 밀어냄으로써 제1 유체와 제2 유체의 서로 섞인 상태가 빠르게 해소되어, 단시간에 제1 유체만이 흐르게 된다.
차단 개방기가 유체 제어기의 유체 출구측에 설치되는 경우에는, 제2 유입 또는 유출 통로는 제2 유체용 유출 통로로 되며, 제1 유출 통로는 제1 유체용 유출 통로로 되고, 제1 유입 통로는 제1 유체 및 제2 유체의 공통 유입 통로가 된다. 이 경우는, 유입과 유출이 상기와 역으로 되는 것만으로, 상기와 동일한 작용 및 효과가 나타난다.
상류측 밸브 본체, 중앙 밸브 본체, 하류측 밸브 본체, 및 역지 기구(逆止 機構)를 구비한 역지(逆止) 밸브를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.
역지 밸브의 역지 기구는 중앙 밸브 본체에 마련된 우향의 오목부에 배치된 통형의 정지 시일(seal) 부재, 정지 시일 부재의 하류측에 이것과 대향하도록 배치된 통형의 가동 시일 부재, 및 중앙 밸브 본체와 하류측 밸브 본체 사이에 협지(挾持)되어 가동 시일 부재를 전후로 이동시키는 다이어프램(diaphram)으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이 역지 밸브에 의하면, 유입 통로에 유체(본 실시 형태에서는 퍼지 가스)가 유입되면, 이 유체 압력에 의해 다이어프램은 전방으로 변형되어지고, 그 결과 가동 시일 부재가 정지 시일 부재로부터 떨어지며, 유체는 자체의 압력으로 인하여 오목부 안으로부터 가동 시일 부재 안쪽을 거쳐 유출 통로로 흘러 간다. 한편, 유입 통로에 유체가 도입되지 않게 되어, 유출 통로측으로부터 오목부 안쪽으로 유체가 역류하려 하면, 다이어프램은 후방으로 변형되며, 그 결과, 가동 시일 부재가 정지 시일 부재에 맞닿아, 유출 통로로부터 오목부 안으로 유체가 역류되는 것이 저지된다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태를 설명한다.
본 명세서에 있어서, 전후·상하·좌우에 관해서는, 도 1을 기준으로 하여, 동 도면의 우측을 전, 좌측을 후, 상하를 상하라고 하며, 좌우측은 전방을 향하고 있는 것으로 한다. 이 전후·상하·좌우는 편의상 그렇게 하는 것으로, 전후가 반대로 되거나, 상하가 좌우로 되어 사용될 수도 있다.
도 1에서 도 3까지는 본 발명에 따른 차단 개방기(1, 2)의 실시 형태를 도시하고 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 이 차단 개방기(1, 2)는 질량 유량 컨트롤러(3) 등의 유체 제어기의 입구측(후측) 및 출구측(전측)에 설치되어, 반도체 제조 장치 등에 사용되는 유체 제어 장치(4)를 구성한다.
입구측의 차단 개방기(1)는 질량 유량 컨트롤러(3)에 먼 쪽에서부터 차례로 제1 역지 밸브(5), 제1 개폐 밸브(6) 및 제2 개폐 밸브(7)를 구비하고 있다. 또한, 출구측의 차단 개방기(2)는 질량 유량 컨트롤러(3)에 가까운 쪽에서부터 차례로 제3 개폐 밸브(8), 제4 개폐 밸브(9), 제5 개폐 밸브(10) 및 제2 역지 밸브(11)를 구비한다.
각 개폐 밸브(6, 7, 8, 9, 10)는 각각 직방체형 밸브 본체(37, 39, 41, 43, 45) 및 여기에 상측으로부터 부착되어 밸브 본체(37, 39, 41, 43, 45) 내의 유로를 적시에 차단 개방하는 액츄에이터(36, 38, 40, 42, 44)로 이루어진다. 또한, 각 역지 밸브(5, 11)는 각각 상류측(후측) 밸브 본체(33, 46), 상류측 밸브 본체(33, 46)와 나사로 접속된 중앙 밸브 본체(34, 47), 중앙 밸브 본체(34, 47)와 나사로 접속된 하류측(전측) 밸브 본체(35, 48) 및 후술하는 역지 기구(49)를 구비한다.
유체 제어 장치(4)는, 제1 역지 밸브(5)에 접속된 퍼지 가스 도입 라인(28), 제2 개폐 밸브(7)에 접속된 프로세스 가스 도입 라인(29), 제3 개폐 밸브(8)에 접속된 진공 흡인 라인(30), 제4 개폐 밸브(10)에 접속된 프로세스 가스 공급 라인(31), 및 제2 역지 밸브(11)에 접속된 퍼지 가스 배출 라인(32)을 구비하고 있다.
제1 역지 밸브(5)의 상류측 밸브 본체(33)의 하면에는, 하면에 퍼지 가스 도입 라인(38)과의 접속용 이음부(13)를 구비한 통로 블록(12)이 설치되어 있다. 제1 역지 밸브(5)의 하류측 밸브 본체(35)의 하면에는 제1 개폐 밸브(6)의 밸브 본체(37)와의 접속용 통로 블록(14)이 설치되어 있다.
제2 개폐 밸브(7)의 밸브 본체(39)의 하면에는, 하면에 프로세스 가스 도입 라인(29)과의 접속용 이음부(16)를 가지는 통로 블록(15)이 설치되어 있다. 또한, 제2 개폐 밸브(7)의 밸브 본체(39)의 전면에는 질량 유량 컨트롤러(3)와의 접속용 통로 블록(17)이 설치되어 있다.
질량 유량 컨트롤러(3)의 후면에는 제2 개폐 밸브(7)의 밸브 본체(39)의 전측 통로 블록(17)에 상측으로부터 비틀어 넣은 나사로 접속되어 있는 입구측 통로 블록(18)이 설치되어 있다. 질량 유량 컨트롤러(3)의 전면에는 입구측 통로 블록(18)과 대칭인 출구측 통로 블록(19)이 설치되어 있다.
제3 개폐 밸브(8)의 밸브 본체(41)의 후면에는, 질량 유량 컨트롤러(3) 전면의 출구측 통로 블록(19)과의 접속용 통로 블록(20)이 설치되어 있다. 제3 개폐 밸브(8)의 밸브 본체(41)의 하면에는, 하면에 진공 펌프로 통하는 진공 흡인 라인(30)과의 접속용 이음부(22)를 구비한 통로 블록(21)이 설치되어 있다.
제4 개폐 밸브(9)의 밸브 본체(43)의 하면에는, 하면에 프로세스 쳄버로 통하는 프로세스 가스 공급 라인(31)과의 접속용 이음부(24)를 구비한 통로 블록(23)이 설치되어 있다.
제5 개폐 밸브(10)의 밸브 본체(45)의 전면에는, 제2 역지 밸브(11)의 상류측 밸브 본체(46)와의 접속용 통로 블록(25)이 설치되어 있다.
제2 역지 밸브(11)의 하류측 밸브 본체(48)의 하면에는, 전면에 퍼지 가스 배출 라인(32)과의 접속용 이음부(27)를 가지는 통로 블록(26)이 설치되어 있다.
제1 역지 밸브(5) 및 제2 역지 밸브(11)에 있어서, 상류측 밸브 본체(33, 46)와 이것의 하면에 설치된 통로 블록(12, 25)은 상류측 밸브 본체(33, 46)의 상측으로부터 비틀어 넣은 나사로 접속되고, 하류측 밸브 본체(35, 48)와 이것의 하면에 설치된 통로 블록(14, 26)은 하류측 밸브 본체(35, 48)의 상측으로부터 비틀어 넣은 나사로 접속된다. 따라서, 이들 나사를 제거함으로써, 제1 역지 밸브(5) 및 제2 역지 밸브(11)는 상측으로부터 분리할 수 있다.
도 3은 입구측의 차단 개방기(1)의 단면을 도시하는 것으로, 동 도면을 참조하여, 제1 역지 밸브(5), 제1 개폐 밸브(6) 및 제2 개폐 밸브(7)의 내부 구성에 관해서 설명한다.
제1 역지 밸브(5)의 역지 기구(49)는, 중앙 밸브 본체(34)에 설치된 우향의 오목부(34a)에 배치된 통형의 정지 시일 부재(51), 정지 시일 부재(51)의 하류측에 이것과 대향하도록 배치된 통형의 가동 시일 부재(52), 및 중앙 밸브 본체(34)와 하류측 밸브 본체(35) 사이에 협지되어 가동 시일 부재(52)를 전후로 이동시키는 다이어프램(53)으로 이루어진다. 제1 역지 밸브(5)의 상류측 밸브 본체(33)에는, 일단이 하향으로 개방되고 타단이 전방향(前方向)으로 개방된 역 L형의 유입 통로(54)가 설치되며, 동일 하류측 밸브 본체(35)에는, 일단이 하향으로 개방되고 타단이 후방향(後方向)으로 개방된 역 L형의 유출 통로(56)가 설치되어 있다. 정지 시일 부재(51)의 주벽(周壁)에는 유입 통로(54)로부터 오목부(34a) 내로 통하는 연통로(55)가 설치되고, 정지 시일 부재(51)의 전단부는 단벽(端壁)에 의해 폐쇄되어 있다. 따라서, 가동 시일 부재(52)의 후단부가 정지 시일 부재(51)의 단벽으로부터 떨어져 있으면, 유체는 가동 시일 부재(52)의 후단부와 정지 시일 부재(51)의 단벽과의 틈사이를 통과하여, 오목부(34a) 안쪽으로부터 가동 시일 부재(52) 내로 또는 가동 시일 부재(52) 안쪽으로부터 오목부(34a) 내로 흐를 수 있게 된다. 반대로, 가동 시일 부재(52)의 후단부가 정지 시일 부재(51)의 단벽과 맞닿으면, 오목부(34a) 안쪽으로부터 가동 시일 부재(52) 안으로 또는 가동 시일 부재(52) 안에서 오목부(34a) 안으로 유체가 흐르는 것은 저지된다.
상기 제1 역지 밸브(5)에 의하면, 유입 통로(54)에 유체(본 실시 형태에서는 퍼지 가스)가 유입되면, 이 유체 압력에 의해 다이어프램(53)은 전방으로 변형되어지며, 그 결과 가동 시일 부재(52)가 정지 시일 부재(51)로부터 떨어지고, 유체는 자체 압력에 의해, 오목부(34a) 안쪽으로부터 가동 시일 부재(52) 안쪽을 거쳐 유출 통로(56) 안으로 흘러간다. 한편, 유입 통로(54)에 유체가 도입되지 않게 되어, 유출 통로(56) 측으로부터 오목부(34a) 안으로 유체가 역류하려 하면, 다이어프램(53)은 후방으로 변형되며, 그 결과, 가동 시일 부재(52)가 정지 시일 부재(51)에 맞닿아, 유출 통로(56) 측으로부터 오목부(34a) 안으로 유체가 역류하는 것은 저지된다. 또한, 도시는 생략하였지만, 제2 역지 밸브(11)는 제1 역지 밸브(5)와 동일하게 구성된다.
제1 역지 밸브(5)의 하류측 밸브 본체(35)의 하면에 설치된 접속용 통로 블록(14)에는, 제1 역지 밸브(5)의 유출 통로(56)로 통하는 L자형 연통로(57)가 설치되어 있다.
제1 개폐 밸브(6)의 밸브 본체(37)에는 L자형 연통로(57)로 통하는 L자형의 유입 통로(58)와, 유입 통로(58)와 밸브실(59)을 통해 연통하며 또한 그 연통이 밸브 액츄에이터(36)의 조작으로 차단 개방되는 L자형의 유출 통로(60)가 형성되어 있다. 제1 개폐 밸브(6)는 항상 개방형의 다이어프램 밸브로 되어 있으며, 밸브 요소(다이어프램)(65)을 압압(押壓)하는 밸브 봉(66)이 하강함으로써 유입 통로(58)가 차단된다. 또한, 도시는 생략하였지만, 제5 개폐 밸브(10)는 제1 개폐 밸브(6)와 같은 형식으로, 제1 개폐 밸브(6)의 전후를 역으로 하여, 즉, 유입 통로와 유출 통로를 반대로 하여 사용된다.
제2 개폐 밸브(7)의 밸브 본체(39)에는, 일단측에서 제1 개폐 밸브(6)의 L자형 유출 통로(60)로 통하며 또한 타단측에서 밸브실(62)로 통하는 제1 유체용 유입 통로(61), 일단측에서 밸브 본체(39) 하측의 통로 블록(15)의 유입 통로(도시 생략)로 통하고 타단측에서 밸브실(62)로 통하고 있는 제2 유체용 유입 통로(63), 및 일단측에서 밸브실(62)로 통하고 타단측에서 질량 유량 컨트롤러(3)와의 접속용 통로 블록(17)의 유입 통로로 통하고 있는, 제1 유체 및 제2 유체의 공통의 유출 통로(64)를 구비한다. 제1 유체용 유입 통로(61)와 공통 유출 통로(64)는 밸브실(62)을 통하여 항상 연통하며, 제2 유체용 유입 통로(63)는 제1 유체용 유입 통로(61) 및 공통 유출 통로(64)와 밸브실(62)을 통해 연통하고 또한 그 연통이 밸브 요소(다이어프램)(67)에 의해 차단 개방되도록 이루어진다. 제2 개폐 밸브(7)는 항상 차단형의 다이어프램 밸브로 되어 있으며, 밸브 액츄에이터(38)의 조작에 의해, 밸브 요소(67)를 압압하는 밸브 봉(68)이 밸브실(62) 내에서 상승됨으로써 제2 유체용 유입 통로(63)가 개방된다. 제2 유체용 유입 통로(63)가 차단되어 있는 경우라도, 제1 유체용 유입 통로(61)와 제1 유체용 유출 통로(64)는 밸브실(62) 저면에 마련된 환상(環狀) 홈(62a)을 통해 연통 된다.
이 유체 제어 장치에 의하여, 제1 개폐 밸브(6) 차단, 제2 개폐 밸브(7) 개방, 제3 개폐 밸브(8) 차단, 제4 개폐 밸브(9) 개방, 및 제5 개폐 밸브(10) 차단을 통하여, 프로세스 가스 도입 라인(29)으로부터 제2 개폐 밸브(7)에 프로세스 가스를 도입하면, 프로세스 가스는 질량 유량 컨트롤러(3)에 의해 유량이 조정되어, 제3 개폐 밸브(8), 제4 개폐 밸브(9) 및 프로세스 가스 공급 라인(31)을 거쳐 프로세스 챔버로 보내어진다. 이 후, 제1 개폐 밸브(6) 개방, 제2 개폐 밸브(7) 차단, 제3 개폐 밸브(8) 차단, 제4 개폐 밸브(9) 차단, 및 제5 개폐 밸브(10) 개방을 통하여, 퍼지 가스 도입 라인(28)으로부터 제1 역지 밸브(5)에 퍼지 가스를 도입하면, 퍼지 가스는 제1 역지 밸브(5), 제1 개폐 밸브(6), 제2 개폐 밸브(7), 질량 유량 컨트롤러(3), 제3 개폐 밸브(8), 제4 개폐 밸브(9), 제5 개폐 밸브(10), 제2 역지 밸브(11), 및 퍼지 가스 배출 라인(32)을 통과하여 흐르며, 이로써, 유체 제어 장치 내로부터 프로세스 가스를 퍼지한다. 이것에 잇따라, 제3 개폐 밸브(8)를 개방하여, 진공 흡인 라인(30)을 통하여 진공 흡인하면, 유체 제어 장치 내에 남아 있는 퍼지 가스가 흡인되어 유체 제어 장치 내가 청정 상태로 된다.
도 3을 참조하여, 입구측의 차단 개방기(1) 내부에서의 가스의 흐름에 대해서 설명한다.
제2 유체(본 실시 형태에서는 프로세스 가스)를 흘려 보낼 때, 제2 개폐 밸브(7)에 관해서는, 밸브 액츄에이터(38)의 조작에 의해 제2 유체용 유입 통로(63)와 제1 유체용 유입 통로(61) 및 공통 유출 통로(64)를 연통시켜 제2 유체를 제2 유체용 유입 통로(63)로부터 공통 유출 통로(64)로 흘려 보낸다. 이어서, 제1 유체(본 실시 형태에서는 퍼지 가스)를 흘려 보낼 때에는, 제2 개폐 밸브(7)에 대해서는 밸브 액츄에이터(38)의 조작으로 제2 유체용 유입 통로(63)를 차단한다. 그리고 나서, 제1 유체를 흘려 보낸다. 이 때, 제1 유체는 제1 역지 밸브(5), 접속용 통로 블록(14) 및 제1 개폐 밸브(6) 내를 흐르고, 제2 개폐 밸브(7)의 제1 유체용 유입 통로(61) 안에 유입되어, 자체 압력에 의해 제2 개폐 밸브(7)의 공통 유출 통로(64)에 남아 있는 제2 유체를 밀어내고, 질량 유량 컨트롤러(3)로 흘러간다. 이로써, 제1 유체와 제2 유체가 서로 섞인 상태가 빠르게 해소되어, 단시간에 제1 유체(퍼지 가스)만이 흐르게 된다.
또한, 도시는 생략하였지만, 제3 개폐 밸브(8) 및 제4 개폐 밸브(9)는 제2 개폐 밸브(7)와 같은 형식의 밸브로 되어 있다. 제4 개폐 밸브(9)는 제2 개폐 밸브(7)의 전후를 역으로 하여, 즉, 유입 통로와 유출 통로를 반대로 하여 사용된다. 또한, 제3 개폐 밸브(8)는 제2 개폐 밸브(7)의 전후를 역으로 하며, 더욱이, 유출 통로를 진공 흡인용 통로로서 사용된다.
밸브 본체(37, 39, 41, 43, 45)끼리의 접속 단면 및 밸브 본체(33, 35, 39, 41, 43, 45, 46, 48)와 통로 블록(12, 14, 15, 17, 18, 19, 20, 21, 23, 25, 26)과의 접속 단면에서의 시일부(69)는 전부 같은 구성으로 되어 있다. 이 시일부(69)의 구성에 관해서, 제1 역지 밸브(5)의 하류측 밸브 본체(35) 하면의 통로 블록(14)과 제1 개폐 밸브(6)의 밸브 본체(37)와의 접속부를 예로 들어 설명한다.
통로 블록(14)의 접속 단면부와 밸브 본체(37)의 접속 단면부는 대칭형으로 형성되어 있으며, 양쪽 모두 리테이너(retainer) 유지용 원통부(72, 73)를 구비한다. 그리고 양 접속 단면 사이에 둥근 고리형 가스켓(70)이 개재되고, 리테이너(71)가 이 가스켓(70)의 외주면을 유지하여 가스켓(70)을 밸브 본체(37)에 유지시키고 있다. 리테이너(71)는 통로 블록(14) 및 밸브 본체(37) 어느 쪽이라도 유지할 수 있으며, 따라서, 이들 접속 단면이 숫형인가 암형인가를 구별하지 않고서, 여러 종의 통로 블록(12, 14, 15, 17, 18, 19, 20, 21, 23, 25, 26) 및 여러 종의 밸브 본체(33, 35, 37, 39, 41, 43, 45, 46, 48) 등을 순차적으로 연결할 수 있다.
또한, 제1 개폐 밸브(6)의 밸브 본체(37)와 제2 개폐 밸브(7)의 밸브 본체(39)는 일체형 부재로서, 시일부를 개재시키지 않을 수도 있다. 마찬가지로, 제3 개폐 밸브(8)의 밸브 본체(41), 제4 개폐 밸브(9)의 밸브 본체(43), 및 제5 개폐 밸브(10)의 밸브 본체(45)를 일체형 부재로 하여도 무방하다.
상기 유체 제어 장치에 있어서, 퍼지 가스의 라인과 프로세스 가스의 라인은 반대로 하더라도 좋다. 이 경우는, 프로세스 가스를 흘려 보내었을 때, 이것이 퍼지 가스로 빠르게 치환된다. 또한, 입구측의 차단 개방기(1)는 2개의 개폐 밸브(6, 7)를 구비하며, 출구측의 차단 개방기(2)는 3개의 개폐 밸브(8, 9, 10)를 구비하고 있는데, 이들 개폐 밸브의 수는 적당히 변경할 수 있다. 그리고, 적당한 수의 개폐 밸브를 가지는 차단 개방기가 질량 유량 컨트롤러의 입구측 및 출구측에 설치됨과 동시에, 더욱이 이것이 병렬 형태로 배치되어, 반도체 제조 장치용의 유체 제어 장치가 구성된다.
본 발명에 따른 차단 개방기는 유체를 빠르게 치환시키며 유체의 역류를 방지함으로써 유체의 순도를 확보한다.
도 1은 본 발명에 따른 차단 개방기를 사용한 유체 제어 장치를 도시하는 정면도.
도 2는 동일 분해 사시도.
도 3은 차단 개방기의 종단면도.
도 4는 종래의 차단 개방기의 종단면도.
〈도면의 주요 부분의 부호의 설명〉
1,2: 차단 개방기
3: 질량 유량 컨트롤러
4: 유체 제어 장치
5, 11: 역지 밸브
6, 7, 8, 9, 10: 개폐 밸브
61: 제1 유입 통로
63: 제2 유입 또는 유출 통로
64: 제1 유출 통로

Claims (5)

  1. 복수 개의 밸브(6, 7, 8, 9, 10)를 구비하며 유체 제어기(3)의 유체 입구와 유체 출구 또는 이들 중 어느 하나에 설치되어 복수 개의 유체 통로를 차단 개방하는 차단 개방기(1)에 있어서,
    상기 복수 개의 밸브 가운데 적어도 1개의 밸브(7)의 밸브 본체(39)는 제1 유입 통로(61), 제1 유출 통로(64) 및 제2 유입 또는 유출 통로(63)를 가지고 있으며, 상기 제1 유입 통로(61)와 상기 제1 유출 통로(64)는 밸브실(62)을 통해 항상 연통하고 있고, 제2 유입 또는 유출 통로(63)는 제1 유입 통로(61) 및 제1 유출 통로(64)에 밸브실(62)을 통해 연통하며, 이러한 연통은 밸브 요소(67)에 의해 차단개방되도록 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 차단 개방기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 유입 또는 유출 통로(63)는 프로세스 가스의 유입통로로 되며, 상기 제1 유입 통로(61)는 퍼지 가스의 유입 통로로 되고, 상기 제1 유출 통로(64)는 두 가스의 공통 유출 통로로 되어, 반도체 제조 장치의 유체 제어기의 유체 입구측에 설치되는 것인 차단 개방기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 유입 또는 유출 통로(63)는 프로세스 가스의 유출통로로 되고, 상기 제1 유출 통로(64)는 퍼지 유입 통로(61)는 두 가스의 공통 유입 통로로 되어, 반도체 제조 장치의 유체 제어기의 유체 출구측에 설치되는 것인 차단 개방기.
  4. 제1항에 있어서, 상류측 밸브 본체(33, 46), 중앙 밸브 본체(34, 47), 하류 측 밸브 본체(35, 48) 및 역지 기구(49)를 구비한 역지 밸브(5, 11)를 더 포함하는 것인 차단 개방기.
  5. 제4항에 있어서, 상기 역지 밸브(5)의 상기 역지 기구(49)는 상기 중앙 밸브본체(34)에 마련된 우향의 오목부(34a)에 배치된 통형의 정지 시일 부재(51)와, 상기 정지 시일 부재(51)의 하류측에 이것과 대향하도록 배치된 통형의 가동 시일 부재(52)와, 중앙 밸브 본체(34)와 상기 하류측 밸브 본체(35) 사이에 유지되어 가동시일 부재를 전후로 이동시키는 다이어프램(53)으로 이루어지는 것인 차단 개방기.
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