KR20000011592A - 유체제어장치 - Google Patents

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Abstract

유체 제어 장치는 입구 통로 및 출구 통로가 있는 질량 유량 제어기와, 질량 유량 제어기의 입구 통로와 연통하고 상방으로 개방된 통로가 있는 입구측 하단 블록 커플링과, 입구측 하단 블록 커플링에 인접하고 상방으로 개방된 통로가 있는 입구측 접속 부재와, 입구측 하단 블록 커플링의 통로와 입구측 접속 부재의 통로를 연결하는 역 V자형 통로가 있는 입구측 상단 블록 커플링과, 질량 유량 제어기의 출구 통로와 연통하며 상방으로 개방된 통로가 있는 출구측 하단 블록 커플링과, 출구측 하단 블록 커플링에 인접하고 상방으로 개방된 통로가 있는 출구측 접속 부재와, 출구측 하단 블록 커플링의 통로와 출구측 접속 부재의 통로를 연결하는 역 V자형 통로(8a)가 있는 출구측 상단 블록 커플링을 구비한다.

Description

유체 제어 장치{FLUID CONTROL DEVICE}
본 발명은 반도체 제조 등에 이용되는 유체 제어 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 말하자면 유량을 조정하는 질량 유량 제어기와 개폐 밸브 등이 조합되어 구성되는 유체 제어 장치에 관한 것이다.
본 명세서에 있어서의 "상부"와 "하부"라는 단어는 각각 도 1의 상측과 하측을 지칭한다. 이러한 단어는 편의상 이용되는 것으로, 유체 제어 장치는 거꾸로 또는 측방으로 회전되어 이용될 수도 있다.
반도체 제조에 이용되는 유체 제어 장치는 유량을 조정하는 질량 유량 제어기, 압력을 조정하는 압력 조정기 등의 조정기 및 개폐 밸브 등이 조합되어 구성되는 것이지만, 본원의 발명자들은 이 경우의 바람직한 구성으로서, 질량 유량 제어기와 이것에 접속되는 개폐 밸브 등의 접속 부재를 복수의 블록 커플링을 매개로 접속하는 것을 제안하였다(예컨대, 일본 특허 출원 번호 제9-278495호, 즉 미국 특허 출원 제09/168,858호 참조).
도 3에는 이러한 유체 제어 장치의 일례가 도시되어 있다. 또한, 이하의 설명에 있어서, "좌측과 우측"은 도 1 및 도 3의 좌측 및 우측을 지칭한다.
도 3에 있어서, 유체 제어 장치(31)는 좌측 방향으로 개방된 입구 통로(32a) 및 우측 방향으로 개방된 출구 통로(32b)가 하단부에 설치되어 있는 장방형 질량 유량 제어기(32)와, 질량 유량 제어기(32)의 입구 통로(32a)와 연통하고 하방으로 개방된 역 L자형 통로(33a)가 설치되어 있는 입구측 상단 블록 커플링(33)과, 입구측 상단 블록 커플링(33)의 좌측에 인접하고 하방으로 개방된 역 L자형 통로(34a)가 설치되어 있는 입구측 접속 부재(34)와, 입구측 상단 블록 커플링(33)의 통로(33a)와 입구측 접속 부재(34)의 통로(34a)를 연결하는 V자형 통로(35a)가 설치되어 있는 입구측 하단 블록 커플링(35)과, 질량 유량 제어기(32)의 출구 통로(32b)와 연통하고 하방으로 개방된 역 L자형 통로(36a)가 설치되어 있는 출구측 상단 블록 커플링(36)과, 출구측 상단 블록 커플링(36)에 인접하고 하향으로 개방된 굴곡형 통로(37a)가 설치되어 있는 출구측 접속 부재(37)와, 출구측 상단 블록 커플링(36)의 통로(36a)와 출구측 접속 부재(37)의 통로(37a)를 연결하는 V자형 통로(38a)가 설치되어 있는 출구측 하단 블록 커플링(38)을 구비한다.
입구측 접속 부재(34)는 블록 커플링이며, 이것의 좌측에 인접하여 제1 블록밸브(39)가 설치되어 있다. 제1 블록 밸브(39)는 입구측 접속 부재(34)의 통로(34a)와 연통하는 메인 통로(40a)를 갖고 있으며 좌우로 긴 장방형의 블록형 본체(40)와, 본체(40) 상면에 부착된 제1 액츄에이터(41) 및 제2 액츄에이터(42)로 구성되고, 본체(40)의 좌단부는 V자형 통로(43a)가 있는 하단 블록 커플링(43)의 우측 절반부에 접속되며, 본체(40)의 중간부는 L자형 통로(44a)가 있는 하단 블록 커플링(44)에 접속된다.
출구측 접속 부재는 제2 블록 밸브(45)의 장방형의 블록형 본체(37)에 의해서 제공된다. 제2 블록 밸브(45)는 출구측 접속 부재를 형성하는 블록형 본체(37)와, 이 블록형 본체(37)의 상면에 부착된 제3 액츄에이터(46) 및 제4 액츄에이터(47)로 이루어지고, 상기 블록형 본체(37)의 우단부는 역 L자형 통로(48a)가 있는 상단 블록 커플링(48)에 접속되며, 블록형 본체(37) 중간부는 L자형 통로(49a)가 있는 블록 커플링(49)에 접속된다. 블록형 본체(37)의 우단부에 접속된 상단 블록 커플링(48)은 L자형 통로(50a)가 있는 하단 블록 커플링(50)에 접속된다.
도시하지는 않았지만, 각 하단 블록 커플링(43, 44, 35, 38, 49, 50)의 소정 지점에는 관통 구멍 및 나사 구멍이 마련되어 있고, 관통 구멍을 통과한 볼트가 기판(P)의 나사 구멍에 죄어짐으로써, 각 하단 블록 커플링(43, 44, 35, 38, 49, 50)은 기판(P)에 고정된다. 그리고, 이들 하단 블록 커플링(43, 44, 35, 38, 49, 50)에는 복수 종류의 유체 제어기〔제1 블록 밸브(39), 질량 유량 제어기(32) 및 제2 블록 밸브(45)〕가 부착되어 있다. 질량 유량 제어기(32)에 고정된 입구측 상단 블록 커플링(33) 및 출구측 상단 블록 커플링(36)은 각각 대응하는 하단 블록 커플링(35, 38)에 상측으로부터의 나사(51)에 의해 부착되며, 이에 의하여 질량 유량 제어기(32)는 커플링(35, 38)에 착탈 가능하게 장착된다.
그런데, 이러한 종류의 유체 제어 장치가 클린 룸에 수직하게 클린 룸의 벽에 부착되는 경우에, 유체 제어 장치의 높이가 높을 수록, 그 만큼 클린 룸의 공간이 감소되어, 공간 절약이라는 점에서 문제가 있다. 또한, 이러한 유체 제어 장치에 따라서 클린 룸을 크게 하는 것은, 공간 절약이라는 관점 뿐만 아니라 에너지 절약에도 좋지 않기 때문에, 유체 제어 장치를 설치하는데 필요한 공간을 줄일 것이 강하게 요구되고 있다. 한편, 전술한 종래의 유체 제어 장치에서는, 질량 유량 제어기의 상단 위치가 가장 높으므로, 유체 제어 장치 전체의 높이는 상단 위치에 따라 결정되기 때문에, 설치 공간을 줄이는 것이 어렵다고 하는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 설치 공간을 감소시킬 수 있는 유체 제어 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 유체 제어 장치의 정면도.
도 2는 본 발명에 따른 유체 제어 장치의 평면도.
도 3은 종래의 유체 제어 장치의 정면도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 유체 제어 장치
2 : 질량 유량 제어기
2a : 입구 통로
2b : 출구 통로
3 : 입구측 하단 블록 커플링
3a, 4a, 6a, 7a : L자형 통로
4 : 입구측 접속 부재
5 : 입구측 상단 블록 커플링
5a, 8a : 역 V자형 통로
6 : 출구측 하단 블록 커플링
7 : 출구측 접속 부재
8 : 출구측 상단 블록 커플링
본 발명에 의한 유체 제어 장치는 가로 방향으로 개방된 입구 통로 및 이것과 반대 방향으로 개방된 출구 통로가 설치되어 있는 질량 유량 제어기와, 질량 유량 제어기의 입구 통로와 연통하고 상방으로 개방된 통로가 설치되어 있는 입구측 하단 블록 커플링과, 입구측 하단 블록 커플링에 인접하고 상방으로 개방된 통로가 설치되어 있는 입구측 접속 부재와, 입구측 하단 블록 커플링의 통로와 입구측 접속 부재의 통로를 연결하는 역 V자형 통로가 설치되어 있는 입구측 상단 블록 커플링과, 질량 유량 제어기의 출구 통로와 연통하고 상방으로 개방된 통로가 설치되어 있는 출구측 하단 블록 커플링과, 출구측 하단 블록 커플링에 인접하고 상방으로 개방된 통로가 설치되어 있는 출구측 접속 부재와, 출구측 하단 블록 커플링의 통로와 출구측 접속 부재의 통로를 연결하는 역 V자형 통로가 설치되어 있는 출구측 상단 블록 커플링을 구비한다.
접속 부재는 개폐 밸브의 본체, 복수의 단기능 부재를 구비한 블록 밸브의 밸브 본체 또는 블록 커플링 등이 된다. 블록 커플링은 필요한 유체 통로가 형성되어 있는 장방형 블록으로, 상방으로 개방된 통로는 통상 타단이 우측 또는 좌측으로 개방된 L자형으로 형성된다.
본 발명의 유체 제어 장치에 따르면, 질량 유량 제어기의 입구측 및 출구측에 각각 설치된 하단 블록 커플링과 각 접속 부재는 이들의 상면에서 장착된 상단 블록 커플링과 접속됨으로써, 질량 유량 제어기의 하단면보다 밑에 커플링을 배치하지 않아도 되며, 그 결과 기판을 기준으로 한 질량 유량 제어기의 높이는 종래의 질량 유량 제어기의 높이보다 낮을 수 있다. 이에 따라, 유체 제어 장치의 설치 공간을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 실시 형태를 이하 도면을 참조하여 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 유체 제어 장치(1)는 좌측 방향으로 개방된 입구 통로(2a) 및 우측 방향으로 개방된 출구 통로(2b)가 하단부에 설치되어 있는 장방형 질량 유량 제어기(2)와, 질량 유량 제어기(2)의 입구 통로(2a)와 연통하고 상방으로 개방된 L자형 통로(3a)가 설치되어 있는 입구측 하단 블록 커플링(3)과, 입구측 하단 블록 커플링(3)에 인접하고 상방으로 개방된 L자형 통로(4a)가 설치되어 있는 입구측 접속 부재(4)와, 입구측 하단 블록 커플링(3)의 통로(3a)와 입구측 접속 부재(4)의 통로(4a)를 연결하는 역 V자형 통로(5a)가 설치되어 있는 입구측 상단 블록 커플링(5)과, 질량 유량 제어기(2)의 출구 통로(2b)와 연통하고 상방으로 개방된 L자형 통로(6a)가 설치되어 있는 출구측 하단 블록 커플링(6)과, 출구측 하단 블록 커플링(6)에 인접하고 상방으로 개방된 L자형 통로(7a)가 설치되어 있는 출구측 접속 부재(7)와, 출구측 하단 블록 커플링(6)의 통로(6a)와 출구측 접속 부재(7)의 통로(7a)를 연결하는 역 V자형 통로(8a)가 설치되어 있는 출구측 상단 블록 커플링(8)을 구비한다.
출구측 접속 부재(7)는 블록 커플링이며, 이 부재(7)의 우측에 인접하여 블록 밸브(9)가 배치되어 있다. 블록 밸브(9)는 출구측 접속 부재(7)의 통로(7a)와 연통하는 입구 통로(1Oa)가 설치된 블록형 밸브 본체(10)와, 이것에 장착된 개폐 밸브(11) 및 체크 밸브(12)로 이루어진다. 블록 밸브(9)의 우측에 인접하여 개폐 밸브(13)가 배치되고, 이 개폐 밸브(13)의 본체의 우측에는 상단 블록 커플링(16)에 의해 접속되는 좌우의 하단 블록 커플링(14, 15)이 배치된다. 각 접합 부재의 접합부에는 밀봉 부재(17)가 개재되어 있다.
입구측 및 출구측 하단 블록 커플링(3, 6)은 횡방향의 나사(도시 생략)에 의해 질량 유량 제어기(2)에 부착되고, 출구측 접속 부재(7)는 횡방향의 나사(도시 생략)에 의해 블록 밸브 본체(10)에 부착되어 있다. 그리고, 도 2에 도시된 바와 같이, 입구측 접속 부재(4)와 블록 밸브 본체(10)는 상측으로부터 조여진 나사(18)에 의해 기판에 부착되고, 입구측 상단 블록 커플링(5)은 상측으로부터 조여진 좌우 2개 씩의 나사(19b, 19a)에 의해 대응하는 하단 블록 커플링(3) 및 입구측 접속 부재(4)에 부착되며, 또한 출구측 상단 블록 커플링(8)은 상측으로부터 조여진 좌우 2개 씩의 나사(19a, 19b)에 의해 대응하는 하단 블록 커플링(6) 및 출구측 접속 부재(7)에 부착된다. 따라서, 입구측 상단 블록 커플링(5)을 입구측 접속 부재(4)에 부착하는 좌측의 2개의 나사(19b) 및 출구측 상단 블록 커플링(8)을 출구측 접속 부재(7)에 부착하는 우측의 2개의 나사(19b)를 각각 제거함으로써, 질량 유량 제어기(2)를 하단 블록 커플링(3, 6) 및 상단 블록 커플링(5, 8)과 함께 상측으로 빼낼 수 있다. 또한, 상단 블록 커플링(5, 8)을 고정하는 모든 나사(19a, 19b)를 제거함으로써, 질량 유량 제어기(2)를 하단 블록 커플링(3, 6)과 함께 상측으로 빼낼 수 있고, 이 경우에 상단 블록 커플링(5, 8)을 해체할 수 있다.
전술한 유체 제어 장치(1)에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이, 질량 유량 제어기(2)의 하면과 기판(P) 사이의 간극이 거의 제로가 되고, 기판(P)을 기준으로 한 각 유체 제어기〔질량 유량 제어기(2), 블록 밸브(9) 및 개폐 밸브(l3)〕의 높이는 거의 동일하게 된다. 한편, 도 3에 도시한 종래의 유체 제어 장치(31)에서는, 질량 유량 제어기(32)의 하면과 기판(P) 사이에 하단 블록 커플링(35, 38)의 높이에 거의 상당하는 간극이 존재하며, 이 결과 질량 유량 제어기(32)가 다른 유체 제어기〔제1 블록 밸브(39) 및 제2 블록 밸브(45)〕보다 돌출되어 있고, 이 질량 유량 제어기(32)의 상단 위치에 따라 유체 제어 장치(31) 전체의 높이가 결정된다. 따라서, 도 1에 도시된 유체 제어 장치(l)는 도 3에 도시된 종래의 유체 제어 장치(31)에 비하여, 대략 하단 블록 커플링(35, 38)의 높이에 상당하는 정도의 설치 공간이 감소된다.
또, 전술한 유체 제어 장치(1)에서는, 블록형 본체(10)에 복수 종류의 밸브(개폐 밸브와 체크 밸브)가 일체적으로 설치된 블록 밸브(9)가 사용되며, 이에 따라 밸브 본체, 밀봉 부재와 같은 부품수도 감소된다.

Claims (2)

  1. 가로 방향으로 개방된 입구 통로 및 이것과 반대 방향으로 개방된 출구 통로가 설치되어 있는 질량 유량 제어기와, 질량 유량 제어기의 입구 통로와 연통하고 상방으로 개방된 통로가 설치되어 있는 입구측 하단 블록 커플링과, 입구측 하단 블록 커플링에 인접하고 상방으로 개방된 통로가 설치되어 있는 입구측 접속 부재와, 입구측 하단 블록 커플링의 통로와 입구측 접속 부재의 통로를 연결하는 역 V자형 통로가 설치되어 있는 입구측 상단 블록 커플링과, 질량 유량 제어기의 출구 통로와 연통하고 상방으로 개방된 통로가 설치되어 있는 출구측 하단 블록 커플링과, 출구측 하단 블록 커플링에 인접하고 상방으로 개방된 통로가 설치되어 있는 출구측 접속 부재와, 출구측 하단 블록 커플링의 통로와 출구측 접속 부재의 통로를 연결하는 역 V자형 통로가 설치되어 있는 출구측 상단 블록 커플링을 구비하는 것을 특징으로 하는 유체 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 입구측 및 출구측 하단 블록 커플링은 횡방향의 나사에 의해 질량 유량 제어기에 부착되고, 출구측 접속 부재는 횡방향의 나사에 의해 블록 밸브 본체에 부착되며, 입구측 접속 부재와 블록 밸브 본체는 상측으로부터 조여진 나사에 의해 기판에 부착되고, 입구측 상단 블록 커플링은 상측으로부터 조여진 나사에 의해 대응하는 하단 블록 커플링 및 입구측 접속 부재에 부착되며, 출구측 상단 블록 커플링은 상측으로부터 조여진 나사에 의해 대응하는 하단 블록 커플링 및 출구측 접속 부재에 부착되는 것을 특징으로 하는 유체 제어 장치.
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