KR101674849B1 - 유체 제어 장치 - Google Patents

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KR101674849B1
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가즈히로 후지네
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가부시키가이샤 후지킨
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Abstract

본 발명은, 배관 가열 부재의 부착·제거를 자유롭게 행할 수 있고, 직렬형으로 배열되는 복수의 유체 제어 기기로 이루어지는 하나의 라인을 단위로 한 추가나 변경을 용이하게 행할 수 있는 유체 제어 장치를 제공한다. 복수의 통로 블록(22)이 착탈 가능하게 부착되어 있는 판형의 지지 부재(5)와, 지지 부재(5)가 상면에 고정되며 베이스 부재에 착탈 가능하게 부착되는 중공형의 금속제 부착 부재(6)와, 부착 부재(6) 내에 끼워 넣어지는 배관 가열 부재(7)를 구비한다. 배관 가열 부재(7)는, 바닥벽(29) 및 한 쌍의 측벽(30)으로 이루어지며, 한 쌍의 측벽(30) 사이에 배관(24)을 수납하여, 부착 부재(6)에 접촉하도록 부착 부재(6) 내에 끼워 넣어져 있다.

Description

유체 제어 장치{FLUID CONTROL DEVICE}
본 발명은 반도체 제조 장치 등에 사용되는 유체 제어 장치에 관한 것으로, 특히 가열 수단을 가지며, 복수의 유체 제어 기기가 집적화되어 형성되는 유체 제어 장치에 관한 것이다.
반도체 제조 장치에서 사용되는 유체 제어 장치에 있어서는, 복수의 유체 제어 기기가 직렬형으로 배치되어 파이프나 조인트를 통하지 않고 접속됨으로써 형성된 복수의 라인을 베이스 부재 상에 병렬형으로 설치한다고 하는 집적화가 진행되고 있다.
이러한 집적화 유체 제어 장치에서는, 가열 수단이 필요해지는 경우가 있어, 가열 수단을 포함하여 컴팩트화하는 것이 과제로 되어 있다. 특허문헌 1에는, 적층 블록을 사용하여, 적층 블록이 배관을 덮도록 설치되며, 유체 제어 기기의 일부가 배치되는 하부 유로 블록을 고정하기 위한 고정부를 적층 블록에 설치함으로써, 히터로 가열되었을 때의 열전달을 행하는 것이 개시되어 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2008-159905호 공보
상기 특허문헌 1의 유체 제어 장치에 의하면, 적층 블록은 히터의 유무에 관계없이 사용되어 하부 유로 블록(통로 블록)을 지지하고 있으며, 적층 블록(히터가 있는 경우의 배관 가열 부재)의 부착·제거를 자유롭게 행할 수 없다고 하는 문제가 있었다. 또한, 특허문헌 1의 유체 제어 장치에서는, 직렬형으로 배열되는 복수의 유체 제어 기기로 이루어지는 하나의 라인을 베이스 부재에 복수 설치할 때, 각 통로 블록을 직접 베이스 부재에 부착하도록 이루어져 있어, 라인 단위로의 추가나 변경에 수고가 든다고 하는 문제도 있었다.
본 발명의 목적은, 배관 가열 부재의 부착·제거를 자유롭게 행할 수 있고, 직렬형으로 배열되는 복수의 유체 제어 기기로 이루어지는 하나의 라인을 단위로 한 추가나 변경을 용이하게 행할 수 있는 유체 제어 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 의한 유체 제어 장치는, 직렬형으로 배치된 복수의 유체 제어 기기와, 복수의 유체 제어 기기의 하측에 배치되며 복수의 유체 제어 기기를 지지하는 복수의 통로 블록과, 복수의 유체 제어 기기 및 복수의 통로 블록 중 몇 개에 걸쳐 그 양측에 배치된 히터와, 복수의 통로 블록의 하측으로 지나가는 배관을 구비하는 유체 제어 장치로서, 복수의 통로 블록이 착탈 가능하게 부착되어 있는 판형의 지지 부재와, 지지 부재가 상면에 고정되며 베이스 부재에 착탈 가능하게 부착되는 중공형의 금속제 부착 부재와, 바닥벽 및 한 쌍의 측벽으로 이루어지며 한 쌍의 측벽 사이에 배관을 수납하여 부착 부재 내에, 부착 부재에 접촉하도록 끼워 넣어지는 배관 가열 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.
이 유체 제어 장치는, 복수의 라인으로 이루어지는 유체 제어 장치(집적화 유체 제어 장치)의 하나의 라인을 구성하는 것으로 되어 있다. 유체 제어 기기 및 통로 블록이 부착된 지지 부재가 부착 부재의 상면에 고정됨으로써, 하나의 라인을 구성하는 이 유체 제어 장치가 얻어진다. 유체 제어 장치는, 복수의 라인을 구성하기 위해서 케이스 내의 베이스 부재에 부착되는데, 이 경우, 소요(所要)의 유체 제어 기기 및 통로 블록을 케이스 밖에서 미리 지지 부재에 부착해 둘 수 있어, 이 부착 작업을 용이하게 행할 수 있다. 또한, 하나의 라인을 1회의 작업으로 베이스 부재에 설치할 수 있으며, 따라서 직렬형으로 배열되는 복수의 유체 제어 기기로 이루어지는 하나의 라인을 단위로 한 추가나 변경을 용이하게 행할 수 있다.
배관 가열 부재는, 예컨대 알루미늄제의 블록형 부재로 되어 있으며, 배관에 근접하고 있음으로써, 히터로부터의 열을 효율적으로 배관에 전달할 수 있다. 배관 가열 부재는, 이것을 생략했다고 해도, 유체 제어 기기 및 통로 블록의 부착에는 영향을 미치지 않는 부품으로 되어 있고, 부착·제거를 자유롭게 행할 수 있다.
부착 부재는, 한 쌍의 측벽과, 측벽의 단부끼리를 연결하는 단부벽을 구비하고, 각 측벽에 관통 구멍이 형성되어 있으며, 상기 관통 구멍에 삽입 관통된 수나사가 배관 가열 부재의 측벽에 형성된 암나사부에 나사 결합됨으로써, 배관 가열 부재가 부착 부재에 착탈 가능하게 부착되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 배관 가열 부재의 부착 부재에 대한 부착·제거가 용이해진다.
부착 부재는, 단부벽 상면에 내측으로 돌출되도록 마련되며 지지 부재의 양단부가 고정되는 상측 돌출 가장자리부를 더 구비하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 지지 부재의 부착 부재에 대한 부착·제거가 용이해진다.
부착 부재는, 단부벽 하면에 외측으로 돌출되도록 마련되며 베이스 부재에 고정되는 하측 돌출 가장자리부를 더 구비하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 부착 부재의 베이스 부재에 대한 부착·제거가 용이해진다.
지지 부재 및 부착 부재는, 히터가 사용되고 있지 않은 라인에서도 사용할 수 있다. 이 경우, 배관 가열 부재는 생략해도 좋다.
본 발명의 유체 제어 장치에 의하면, 상기한 바와 같이, 배관 가열 부재의 부착·제거를 자유롭게 행할 수 있고, 직렬형으로 배열되는 복수의 유체 제어 기기로 이루어지는 하나의 라인을 단위로 한 추가나 변경을 용이하게 행할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 유체 제어 장치의 일 실시형태의 측면도이다.
도 2는 도 1의 평면도이다.
도 3은 도 1의 횡단면도이다.
도 4는 도 1의 주요부의 분해 사시도이다.
도 5는 부착 부재를 도시한 평면도이다.
본 발명의 실시형태를, 이하 도면을 참조하여 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 도 1의 상하를 상하라고 하고, 도 1의 우측을 앞, 좌측을 뒤라고 하며, 좌우는 후방을 향하여 말하는 것으로 한다. 이 전후·상하·좌우는 편의적인 것이며, 전후가 반대로 되거나, 상하가 좌우가 되거나 해서 사용되는 경우도 있다.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 유체 제어 장치(1)의 일 실시형태는, 전후 방향으로 직렬형으로 배치된 복수의 유체 제어 기기(11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21)를 갖는 상단층(2)과, 복수의 유체 제어 기기(11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21)를 지지하는 복수의 통로 블록(22, 23)을 갖는 하단층(3)과, 상단층(2) 및 하단층(3)의 소요 개소를 가열하는 판형의 히터(4)와, 하단층(3)의 통로 블록(22, 23)을 지지하는 지지 부재(5)와, 지지 부재(5)의 하측에 배치된 중공형의 부착 부재(6)와, 부착 부재(6) 내에 수용된 배관 가열 부재(7)를 구비한다.
지지 부재(5)에, 소요 간격으로 하단층 구성 요소로서의 복수의 통로 블록(22, 23)이 수나사(25)에 의해 착탈 가능하게 부착되고, 전후로 인접하는 통로 블록(22, 23)에 걸쳐 상단층 구성 요소로서의 유체 제어 기기(11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21)가 배치되어 수나사(26)에 의해 대응하는 통로 블록(22, 23)에 착탈 가능하게 부착되어 있다.
그리고, 복수의 유체 제어 기기(11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21)를 지지한 지지 부재(5)가 부착 부재(6)를 통하여 베이스 부재(도시 생략)에 병렬형으로 배치됨으로써, 직렬형으로 배치된 복수의 유체 제어 기기(11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21)에 의해 형성된 유체 제어 장치(라인)(1)를 복수 갖는 유체 제어 유닛(예컨대, 반도체 제조용 가스 공급 장치)이 형성된다.
상단층(2)에는, 좌측(입구측)으로부터 순서대로, 제1 가스 입구 조인트(11), 제1 개폐 밸브(12), 레귤레이터(13) 및 압력 검출기(14)를 갖는 제1 가스 입구부(8)와, 제2 가스 입구 조인트(15), 제1 유량 제어기(16) 및 제2 개폐 밸브(17)를 갖는 제2 가스 입구부(9)와, 제3 개폐 밸브(18), 제2 유량 제어기(19), 필터(20) 및 가스 출구 조인트(21)를 갖는 출구부(10)가 형성되어 있다.
압력 검출기(14)의 출구에 배치된 통로 블록(23) 내의 I자형 통로(도시 생략)와 제3 개폐 밸브(18)의 제2 가스 입구에 배치된 통로 블록(23) 내의 I자형 통로(도시 생략)가 배관(24)으로 연통되어 있다. 배관(24)은, 복수의 통로 블록(22, 23)의 하측에서 입구측으로부터 출구측을 향해 연장되어 있으며, 배관(24)의 양단부는 상방으로 연장되어, 상방으로 개구되어 있다. 제3 개폐 밸브(18)는 삼방 밸브이며, 제3 개폐 밸브(18)를 조작함으로써, 제1 가스 입구부(8)로부터의 가스가 차단 개방된다.
히터(4)는 패널 히터라고 하는 판형의 것으로 되어 있고, 복수의 유체 제어 기기(11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21), 복수의 통로 블록(22, 23), 지지 부재(5) 및 부착 부재(6)를 양측으로부터 사이에 끼우도록 설치되어 있다.
압력 검출기(14)와 제2 가스 입구 조인트(15) 사이에는, 전후 방향의 소정의 간격이 마련되어 있고, 이 간격을 메우도록, 판형의 간격 유지 부재(45)가 배치되어 있다. 히터(4)는 간격 유지 부재(45)에 접촉하고 있고, 이에 의해 히터(4)의 비틀림이 방지되어 있다. 한편, 이 간격은 없어도 좋으며, 이 경우, 간격 유지 부재(45)는 생략할 수도 있다.
지지 부재(5)는 스테인리스강제의 평탄한 판재로 이루어진다. 지지 부재(5)는, 복수의 유체 제어 기기(11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21)의 배열 방향을 따른(전후 방향의) 전체 길이보다 큰 길이로 되어 있으며, 그 전후 양단부가 수나사(27)에 의해 부착 부재(6)에 착탈 가능하게 부착되어 있다. 지지 부재(5)는, 폭 방향의 정확히 중앙에서 2개로 나뉘어져 있다. 이에 의해, 배관(24)의 양단부를 좌우 방향의 양측으로부터 사이에 끼우도록 하여, 지지 부재(5)를 부착 부재(6)에 부착할 수 있다.
부착 부재(6)는, 내부에 배관 가열 부재(7)를 수용 가능하도록 중공형으로 되어 있으며, 또한 히터(4)에서 발생한 열을 배관 가열 부재(7)에 효율적으로 전달하도록 스테인리스강 등의 금속제로 되어 있다. 부착 부재(6)는, 그 전후 양단부가 수나사(28)에 의해 베이스 부재에 착탈 가능하게 부착된다.
배관 가열 부재(7)는, 횡단면이 U자형인 알루미늄제의 블록형 부재로 되어 있으며, 도 3에 도시한 바와 같이, 바닥벽(29) 및 한 쌍의 측벽(30)으로 이루어진다. 한 쌍의 측벽(30) 사이에, 측벽(30)과 배관(24)이 근접 또는 접촉하도록, 배관(24)이 수납되며, 각 측벽(30)의 외측면이 부착 부재(6)의 내측면에 접촉하도록 부착 부재(6) 내에 끼워 넣어져 있다. 배관 가열 부재(7)는, 히터(4)에 접촉하고 있는 부착 부재(6)에 접촉하고 있으며, 배관(24)에 근접 또는 접촉하고 있음으로써, 히터(4)로부터의 열을 효율적으로 배관(24)에 전달한다.
도 4 및 도 5에 상세히 도시한 바와 같이, 지지 부재(5)에는, 지지 부재(5)를 부착 부재(6)에 부착하는 수나사(27)를 삽입 관통시키기 위한 관통 구멍(31)과, 복수의 통로 블록(22, 23)을 지지 부재(5)에 고정하기 위한 수나사(25)가 나사 결합되는 복수의 암나사(32)와, 통로 블록(23)에 연통되어 있는 배관(24)의 단부를 삽입 관통시키기 위한 관통 구멍(33)이 형성되어 있다.
부착 부재(6)는, 한 쌍의 측벽(34)과, 측벽(34)의 단부끼리를 연결하는 단부벽(35)과, 단부벽(35) 상면에 전후 방향 내측으로 돌출되도록 마련되며 지지 부재(5)의 전후 양단부가 고정되는 상측 전후 돌출 가장자리부(36)와, 단부벽(35) 하면에 전후 방향 외측으로 돌출되도록 마련되며 베이스 부재에 고정되는 하측 전후 돌출 가장자리부(37)로 이루어진다.
부착 부재(6)의 각 측벽(34)에, 배관 가열 부재(7)를 부착하기 위한 관통 구멍(38)이 형성되어 있다. 배관 가열 부재(7)의 측벽(30)에는, 부착 부재(6)의 측벽(34)의 관통 구멍(38)에 대응하도록 암나사부(39)가 형성되어 있다. 도 1에 도시한 수나사(40)가 부착 부재(6)의 측벽(34)의 관통 구멍(38)에 삽입 관통되고, 배관 가열 부재(7)의 측벽(30)의 암나사부(39)에 나사 결합됨으로써, 배관 가열 부재(7)가 부착 부재(6)에 착탈 가능하게 부착되어 있다.
부착 부재(6)의 상측 전후 돌출 가장자리부(36)에는, 지지 부재(5)를 부착 부재(6)에 부착하는 수나사(27)가 나사 결합되는 암나사부(41)가 형성되어 있다. 부착 부재(6)의 측벽(34)의 상면에는, 좌우 방향으로 돌출하는 돌출부(42)가 전후 방향으로 소요의 간격을 두고 형성되어 있고, 이들 돌출부(42)에도 지지 부재(5)를 부착 부재(6)에 부착하는 수나사(27)가 나사 결합되는 암나사부(43)가 형성되어 있다. 부착 부재(6)의 하측 전후 돌출 가장자리부(37)에는, 부착 부재(6)를 베이스 부재에 고정하기 위한 수나사(도시 생략)가 삽입 관통되는 관통 구멍(44)이 형성되어 있다.
상기한 유체 제어 장치(1)는, 하나의 장치(집적화 유체 제어 장치)의 하나의 라인을 구성하는 것이며, 복수의 라인(1)이 소정의 간격으로 베이스 부재 상에 병렬로 배치된다. 집적화 유체 제어 장치는, 또한 다른 장치와 조합되어 반도체 제조용의 가스 공급 장치로서 사용되는 관계상, 베이스 부재의 면적에 제약이 있으며, 그 설치 면적을 작게 하는 것이 요망되고 있다. 이 실시형태의 유체 제어 장치(1)에 의하면, 배관(24)이 통로 블록(22, 23)의 하측에 배치되어 있기 때문에, 설치 면적을 작게 할 수 있다. 그리고, 이 배관(24)을 가열하는 배관 가열 부재(7)가 부착 부재(6) 내에 수납되기 때문에, 배관 가열 부재(7)에 의해 설치 면적이 증가하는 일은 없다.
유체 제어 장치(1)는, 소요의 라인을 구성하기 위해서 케이스 내의 베이스 부재에 부착되는데, 이 경우 소요의 유체 제어 기기(11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21) 및 통로 블록(22, 23)을 케이스 밖에서 미리 지지 부재(5)에 부착해 둘 수 있어, 이 부착 작업을 용이하게 행할 수 있다. 지지 부재(5)의 부착 부재(6)에 대한 부착은, 부착 부재(6)가 베이스 부재에 부착되기 전에 행해도 좋고, 베이스 부재에 부착되어 있는 부착 부재(6)에 지지 부재(5)를 부착하도록 해도 좋다. 어쨌든, 하나의 라인을 1회의 작업으로 베이스 부재에 설치할 수 있다. 따라서, 직렬형으로 배열되는 복수의 유체 제어 기기(11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21) 및 복수의 통로 블록(22, 23)으로 이루어지는 하나의 라인을 단위로 한 추가나 변경을 용이하게 행할 수 있다.
배관 가열 부재(7)는, 다른 부재[복수의 유체 제어 기기(11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21) 및 복수의 통로 블록(22, 23)]를 그대로 한 상태로, 이것 단독으로 부착·제거가 가능하며, 부착·제거를 자유롭게 행할 수 있다.
상기에 있어서, 각 유체 제어 기기(11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21)는, 모두 단독으로 상방으로 취출 가능하게 되어 있고, 복수의 유체 제어 기기가 하나의 블록에 부착되어 구성되는 부품이 없기 때문에, 각 유체 제어 기기(11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21)의 메인터넌스나 변경이 용이하다. 또한, 배관(24)의 양단부가 상방으로 연장되어 상방으로 개구되어 있음으로써, 양측이 통로 블록(22)에 끼워져 있는 통로 블록(23)과의 접속도 용이하며, 게다가 배관(24)의 단부가 전방 또는 후방으로 개구되어 있고, 전후 양단부가 통로 블록에 용접되어 있는 것에 비해, 전후 방향의 길이를 짧게 할 수 있다.
한편, 상기에 있어서, 배관(24)은, 제1 유량 제어기(16)의 후측(입구측)의 압력 검출기(14)와 제2 유량 제어기(19)의 후측(입구측)의 제3 개폐 밸브(18)를 접속하도록 설치되어 있으며, 이에 의해 2개의 유량 제어기(매스 플로우 컨트롤러와 같은 열식 질량 유량 제어 장치나 압력식 유량 제어 장치)(16, 19)를 하나의 라인에 설치하기 쉬운 것으로 되어 있다. 단, 배관(24)에 의해 접속되는 유체 제어 기기는, 도시한 예에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기에 있어서, 지지 부재(5)보다 상측의 구성, 즉 유체 제어 기기나 통로 블록의 구성에 대해서는, 도시한 것에 한정되는 것은 아니며, 여러 가지 구성을 채용할 수 있다.
산업상 이용가능성
본 발명은 배관 가열 부재를 구비한 유체 제어 장치에 이용되기에 적합하다. 본 발명에 의하면, 배관 가열 부재의 부착·제거를 자유롭게 행할 수 있고, 직렬형으로 배열되는 복수의 유체 제어 기기로 이루어지는 하나의 라인을 단위로 한 추가나 변경을 용이하게 행할 수 있기 때문에, 유체 제어 장치의 제작의 용이함을 향상시킬 수 있다.
1: 유체 제어 장치 4: 히터
5: 지지 부재 6: 부착 부재
7: 배관 가열 부재
11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21: 유체 제어 기기
22, 23: 통로 블록 24: 배관
29: 바닥벽 30: 측벽
34: 측벽 35: 단부벽
36: 상측 돌출 가장자리부 37: 하측 돌출 가장자리부
38: 관통 구멍 39: 암나사부
40: 수나사 41: 암나사부
42: 돌출부 43: 암나사부
44: 관통 구멍

Claims (4)

  1. 직렬형으로 배치된 복수의 유체 제어 기기와, 복수의 유체 제어 기기의 하측에 배치되며 복수의 유체 제어 기기를 지지하는 복수의 통로 블록과, 복수의 유체 제어 기기 및 복수의 통로 블록 중 적어도 2개 이상에 걸쳐 상기 복수의 유체 제어 기기 및 복수의 통로 블록 중 적어도 2개 이상의 양측에 배치된 히터와, 복수의 통로 블록의 하측으로 지나가는 배관을 구비하는 유체 제어 장치로서,
    복수의 통로 블록이 착탈 가능하게 부착되어 있는 판형의 지지 부재와, 지지 부재가 상면에 고정되며 베이스 부재에 착탈 가능하게 부착되는 중공형의 금속제 부착 부재와, 바닥벽 및 한 쌍의 측벽으로 이루어지며 한 쌍의 측벽 사이에 배관을 수납하여 부착 부재 내에, 부착 부재에 접촉하도록 끼워 넣어지는 배관 가열 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 유체 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 부착 부재는, 한 쌍의 측벽과, 측벽의 단부끼리를 연결하는 단부벽(端壁)을 구비하고, 각 측벽에 관통 구멍이 형성되어 있으며, 상기 관통 구멍에 삽입 관통된 수나사가 배관 가열 부재의 측벽에 형성된 암나사부에 나사 결합됨으로써, 배관 가열 부재가 부착 부재에 착탈 가능하게 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서, 부착 부재는, 단부벽 상면에 내측으로 돌출되도록 마련되며 지지 부재의 양단부가 고정되는 상측 돌출 가장자리부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유체 제어 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 부착 부재는, 단부벽 하면에 외측으로 돌출되도록 마련되며 베이스 부재에 고정되는 하측 돌출 가장자리부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유체 제어 장치.
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