KR20110001944A - 가스 공급 유닛 및 가스 공급 장치 - Google Patents

가스 공급 유닛 및 가스 공급 장치 Download PDF

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시게노부 니시다
도시까즈 미와
다까시 이노우에
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시케이디 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 과제는, 캐링 가스(퍼지 가스)를 원활하게 유통시키는 동시에, 복수의 개폐 밸브가 설치된 블록의 폭을 축소할 수 있는 가스 공급 유닛을 제공하는 것이다.
가스 공급 유닛에 있어서, 밸브실(24)은 유로 블록(20)의 길이 방향을 따라 소정 간격으로 유로 블록(20)의 상면(20a)에 설치되고, 접속 유로(26)는 밸브실(24)의 대략 중앙에 접속되는 동시에 상면(20a)으로부터 이격되는 방향으로 연장되어 있다. 캐링 가스 유로(21)는 접속 유로(26)보다도 굵게 형성되어 유로 블록(20)의 길이 방향을 따라 직선 형상으로 연장되는 동시에, 유로 블록(20)을 폭 방향에서 이등분하는 가상 평면(F)으로부터 치우친 부분에 배치되어 있다. 프로세스 가스 유로(22)는 상면(20a)과는 반대측의 하면(20b)에 개방되는 동시에, 유로 블록(20)에 있어서 가상 평면(F)으로부터 캐링 가스 유로(21)와는 반대측으로 치우친 부분을 통과하여 밸브실(24)에 접속되어 있다.

Description

가스 공급 유닛 및 가스 공급 장치 {GAS SUPPLY UNIT AND GAS SUPPLY APPARATUS}
본 발명은, 복수 종류의 가스를 절환하여 유통시키는 가스 공급 유닛 및 가스 공급 장치에 관한 것이다.
종래, 반도체 제조 공정 등에 사용되는 가스 공급 유닛에 있어서, 캐링 가스 유로의 단면적이 변화되는 것에 의한 가스압의 급격한 변화를 억제하기 위해, 캐링 가스 유로의 단면 형상이나 단면적을 유로 전체에서 거의 일정해지도록 한 것이 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).
특허 문헌 1에 기재된 것에 대해, 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명한다. 도 6은 가스 공급 유닛의 평면도이고, 도 7은 도 6의 7-7선 단면도이고, 도 8은 도 6의 8-8선 단면도이다.
이 가스 공급 유닛(311)에서는, 캐링 가스 입력 포트(321s)로부터 캐링 가스 출력 포트(321e)까지 1개의 캐링 가스 유로(321)가 형성되고, 각 밸브 블록(320A 내지 320D)에는 프로세스 가스 입력 포트(322s)로부터 캐링 가스 유로(321)로 연통되는 프로세스 가스 유로(322)가 형성되어 있다.
각 밸브 블록(320A 내지 320D)에서는, 개폐 밸브(350)에 의해 보디(335) 내에서 프로세스 가스 유로(322)와 캐링 가스 유로(321)의 연통ㆍ차단이 조작된다. 보디(335)의 내부에는 역「V」자형의 블록 유로(331)가 형성되고, 밸브실(324)에 연통된 프로세스 가스 유로(322)가 밸브 구멍(325)을 통해 유로(331)에 연통되어 있다. 베이스 블록(340)에는「V」자형의 블록 유로(332)가 간격을 두고 형성되고, 밸브 블록(320A 내지 320D)의 각 블록 유로(331)와 베이스 블록(340)의 블록 유로(332)가 직렬로 접속되어 1개의 캐링 가스 유로(321)를 구성하고 있다.
따라서, 특허 문헌 1에 기재된 가스 공급 유닛(311)에 따르면, 캐링 가스 유로(321)는 단면 형상이나 단면적이 거의 일정하게 형성되어 있으므로, 캐링 가스 유로(321)를 유통하는 캐링 가스 압력의 급격한 변화나, 난류의 발생을 억제할 수 있다.
[특허 문헌 1] 국제 공개 제2004/036099호
그러나 특허 문헌 1에 기재된 것은, 각 밸브 블록(320A 내지 320D)의 블록 유로(331)와 베이스 블록(340)의 블록 유로(332)가 각각「V」자형으로 형성되고, 그들 블록 유로(331, 332)가 접속되는 구성이므로, 캐링 가스 유로(321)가 복수 개소에서 절곡되는 복잡한 형상이 된다. 이로 인해, 캐링 가스를 원활하게 유통시키는 것에 지장을 초래할 우려가 있다.
또한, 개폐 밸브(350)가 배치되는 측면부(335a)에 대해 수직인 측면부(335c)에, 프로세스 가스 입력 포트(322s)가 설치되어 있으므로, 밸브 블록(320A 내지 320D)의 측방에 프로세스 가스 입력 포트(322s)를 배치하는 공간을 확보할 필요가 있다. 여기서, 프로세스 가스 유로(322)를 상기 측면부(335a)에 평행한 측면부(335b)까지 연장시켜 개방시키는 것도 생각할 수 있지만, 그 경우에는 캐링 가스 유로(321)와 프로세스 가스 유로(322A)(2점 쇄선으로 표시)의 간섭이 문제가 된다. 따라서, 밸브 블록(320A 내지 320D)의 폭(도 8에 있어서의 좌우 방향의 길이)을 축소하거나, 가스 공급 유닛(311)을 병렬로 배열하여 고집적화하는 것이 곤란하다.
본 발명은, 이러한 실정에 비추어 이루어진 것이며, 캐링 가스(퍼지 가스)를 원활하게 유통시키는 동시에, 복수의 개폐 밸브가 설치된 블록의 폭을 축소할 수 있는 가스 공급 유닛을 제공하는 것을 주된 목적으로 하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해 이하의 수단을 채용하였다.
제1 발명은, 내부에 유로가 형성된 유로 블록을 구비하고, 상기 유로는 주 유로와 상기 주 유로에 각각 연통되는 복수의 부 유로를 포함하고, 상기 부 유로마다 개폐 밸브를 구비하고, 상기 개폐 밸브가 대응하는 상기 부 유로와 상기 주 유로를 차단 및 연통하는 가스 공급 유닛이며, 상기 유로 블록은, 장척(長尺) 형상으로 연장되는 직육면체 형상으로 형성되고, 상기 개폐 밸브가 탑재된 밸브 탑재면과 상기 부 유로가 개방된 부 유로 개구면을 갖고, 상기 밸브 탑재면 및 상기 부 유로 개구면은 서로 반대측에 위치하는 면이고, 상기 개폐 밸브는 상기 밸브 탑재면의 길이 방향을 따라 직렬로 배치되고, 상기 개폐 밸브의 각 밸브실이 상기 밸브 탑재면에 설치되고, 상기 부 유로가 상기 밸브실에 연통되고, 상기 유로 블록의 내부에는 상기 주 유로와 상기 밸브실을 접속하는 접속 유로가 형성되고, 상기 접속 유로는 상기 밸브실의 대략 중앙에 연통되는 동시에 상기 밸브 탑재면으로부터 이격되는 방향으로 연장되고, 상기 주 유로는 상기 접속 유로보다도 굵게 형성되어 상기 밸브 탑재면의 길이 방향을 따라 직선 형상으로 연장되는 동시에, 상기 유로 블록에 있어서 상기 밸브 탑재면의 폭 방향에 관하여 상기 밸브실의 중앙으로부터 일측으로 치우친 부분에 배치되고, 상기 부 유로는 상기 유로 블록에 있어서 상기 밸브 탑재면의 폭 방향에 관하여 상기 밸브실의 중앙으로부터 상기 주 유로와는 반대측으로 치우친 부분을 통과하고 있는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 따르면, 주 유로는, 상기 접속 유로보다도 굵게 형성되어 상기 밸브 탑재면의 길이 방향을 따라 직선 형상으로 연장되어 있으므로, 캐링 가스(퍼지 가스)가 주 유로를 유통할 때의 저항을 작게 할 수 있는 동시에, 캐링 가스의 흐름이 흐트러지는 것을 억제할 수 있다. 이로 인해, 주 유로에 캐링 가스를 원활하게 유통시킬 수 있다. 그 결과, 주 유로에 캐링 가스를 유통시키는 경우에는, 프로세스 가스를 빠르게 운반할 수 있다. 또한, 주 유로에 퍼지 가스를 유통시키는 경우에는, 프로세스 가스를 빠르게 퍼지 가스로 치환할 수 있다.
주 유로는, 상기 유로 블록에 있어서 개폐 밸브가 탑재된 밸브 탑재면의 폭 방향에 관하여, 상기 밸브실의 중앙으로부터 일측으로 치우친 부분에 배치되어 있으므로, 주 유로를 배치한 부분과 반대측의 부분에 다른 유로를 배치하기 위한 체적(공간)을 확보할 수 있다. 여기서, 주 유로는 접속 유로보다도 굵게 형성되어 있으므로, 밸브 탑재면의 폭 방향에 관하여 상기 밸브실의 중앙으로부터 일측으로 치우친 부분에 주 유로를 배치하였다고 해도, 주 유로와 접속 유로의 접속을 확보하는 것이 용이해진다.
그리고 부 유로는, 상기 밸브 탑재면과는 반대측의 부 유로 개구면에 개방되어 있으므로, 밸브 탑재면을 폭 방향으로부터 끼우는 양 측면에 프로세스 가스의 입력 포트를 설치할 필요가 없다. 여기서, 부 유로는 상기 유로 블록에 있어서 상기 밸브 탑재면의 폭 방향에 관하여 상기 밸브실의 중앙으로부터 상기 주 유로와는 반대측으로 치우친 부분, 즉 주 유로를 배치한 부분과 반대측에 유로를 배치하기 위해 확보된 부분을 통과하고 있으므로, 유로 블록에 있어서 밸브 탑재면의 폭의 범위 내에 부 유로를 배치하는 것이 용이해진다. 따라서, 유로 블록의 폭을 축소할 수 있고, 나아가서는 복수의 가스 공급 유닛을 구비하는 가스 공급 장치를 고집적화할 수 있다.
가스 공급 유닛의 폭을 가능한 한 좁게 하기 위해, 이러한 유로 블록에서는 밸브 탑재면 및 부 유로 개구면의 폭이 필요 최저한의 폭으로 제한되는 경우가 많다. 이에 대해, 이하의 제2 내지 제4 중 어느 하나의 발명의 구성을 채용하는 것이 유효하다.
제2 발명에서는, 제1 발명에 있어서, 상기 부 유로에 있어서 상기 주 유로의 옆을 통과하는 부분이 다른 부분보다도 가늘게 형성되어 있으므로, 유로 블록에 있어서 주 유로에 간섭하지 않도록 부 유로를 배치하는 것이 용이해진다. 따라서, 유로 블록의 폭을 축소할 수 있다.
제3 발명에서는, 제1 또는 제2 발명에 있어서, 상기 접속 유로는 상기 밸브 탑재면에 대해 수직으로 연장되어 있으므로, 유로 블록의 폭을 축소하는 것을 가능하게 하면서, 밸브실과 접속 유로의 접속부(예를 들어, 밸브실에 설치되는 밸브 시트)의 가공을 용이하게 행할 수 있다.
또한, 상기 유로 블록에 있어서 상기 밸브 탑재면의 폭 방향에 관하여, 상기 밸브실의 중앙으로부터 상기 주 유로와는 반대측으로 치우친 부분을 부 유로가 통과하는 것에 수반하여, 부 유로 개구면에 있어서 폭 방향의 일단부 부근의 위치에 부 유로가 개방되면, 부 유로를 형성하기 위해 필요한 폭을 충분히 확보할 수 없게 될 우려가 있다.
이 점, 제4 발명은 제1 내지 제3 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 부 유로는 상기 부 유로 개구면에 있어서 폭 방향의 중앙에 개방되어 있으므로, 유로 블록의 폭이 제한되는 경우라도, 부 유로를 형성하기 위해 필요한 폭을 충분히 확보할 수 있다.
제5 발명에서는, 제1 내지 제4 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 유로 블록에 있어서 상기 밸브 탑재면을 폭 방향으로부터 끼우는 양 측면에 히터가 설치되어 있으므로, 밸브 탑재면의 폭 방향에 관하여 밸브실의 중앙으로부터 일측으로 치우친 부분에 배치된 주 유로로부터 히터까지의 거리가 짧아지는 동시에, 밸브 탑재면의 폭 방향에 관하여 밸브실의 중앙으로부터 주 유로와는 반대측으로 치우친 부분을 통과하는 부 유로로부터 히터까지의 거리가 짧아진다. 따라서, 주 유로 및 부 유로를 유통하는 가스를 효율적으로 가열할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 관한 가스 공급 유닛에서는, 밸브 탑재면을 폭 방향으로부터 끼우는 양 측면에 프로세스 가스의 입력 포트를 설치할 필요가 없다. 이로 인해, 제6 발명과 같이, 제1 내지 제5 중 어느 하나의 발명에 있어서의 가스 공급 유닛을 복수 구비하고, 상기 밸브 탑재면을 폭 방향으로부터 끼우는 양 측면끼리가 서로 접촉하도록 상기 가스 공급 유닛을 병렬로 배열함으로써, 하나하나의 가스 공급 유닛의 폭이 축소되는 동시에, 가스 공급 유닛끼리의 간극을 생략할 수 있다. 그 결과, 가스 공급 장치를 대폭으로 고집적화할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 가스 공급 유닛의 평면도.
도 2는 도 1의 2-2선 단면도.
도 3은 도 1의 3-3선 단면도.
도 4는 캐링 가스 유로의 변형예를 도시하는 단면도.
도 5는 가스 공급 유닛의 변형예를 도시하는 단면도.
도 6은 종래의 가스 공급 유닛의 평면도.
도 7은 도 6의 7-7선 단면도.
도 8은 도 6의 8-8선 단면도.
이하, 본 발명을 구현화한 일 실시 형태에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 가스 공급 장치(10)는 동일한 구성의 가스 공급 유닛(11)을 복수 구비하고 있다. 이들 가스 공급 유닛(11)은 서로 고정되어 있고, 전체적으로 일체화되어 있다.
가스 공급 유닛(11)은 장척 형상으로 연장되는 직육면체 형상으로 형성된 유로 블록(20)과, 복수의 개폐 밸브[50(50A)]를 구비하고 있다. 유로 블록(20)의 상면(20a)(밸브 탑재면)에는, 개폐 밸브(50)가 탑재되어 있다. 개폐 밸브(50)는 상면(20a)의 길이 방향을 따라 직렬로 배치되어 있다. 개폐 밸브(50)는 대략 원기둥 형상으로 형성되어 있다. 유로 블록(20)의 상면(20a)의 폭은, 개폐 밸브(50)의 원형을 이루는 상면의 직경과 대략 동등하게 되어 있다. 또한, 개폐 밸브(50)는 유로 블록(20)의 상면(20a)의 폭 내에 들어가 있으면 좋고, 대략 원기둥 형상의 형상에 한정되지 않고, 사각 기둥 형상의 형상 등 임의의 형상의 것을 채용할 수 있다.
복수의 가스 공급 유닛(11)은, 유로 블록(20)의 상면(20a)의 폭 방향(길이 방향에 직교하는 방향)에 있어서, 서로의 측면끼리가 접촉하고 있다. 즉, 복수의 가스 공급 유닛(11)은, 유로 블록(20)에 있어서 상면(20a)을 폭 방향으로부터 끼우는 양 측면끼리가 서로 접촉하도록 병렬로 배열되어 있다. 이로 인해, 가스 공급 유닛(11)이 집적되는 방향, 즉 유로 블록(20)의 상면(20a)의 폭 방향에 있어서, 유로 블록(20)끼리의 사이에는 간극이 형성되어 있지 않다.
유로 블록(20)의 상면(20a)의 길이 방향의 일단부에는, 캐링 가스(퍼지 가스)의 출력 포트(29)가 설치되어 있다. 이 출력 포트(29)와 반대측의 단부에 설치된 개폐 밸브(50A)는 캐링 가스의 유통 상태를 변경하고, 다른 개폐 밸브(50)는 각 프로세스 가스의 유통 상태를 변경한다.
다음에, 도 2, 도 3을 참조하여, 1개의 가스 공급 유닛(11)의 구성에 대해 대표하여 설명한다. 또한, 도 2는 도 1의 2-2선 단면도이고, 도 3은 도 1의 3-3선 단면도에 대해 개폐 밸브(50)를 생략하고 도시하고 있다.
유로 블록(20)의 내부에는, 그 길이 방향[상면(20a)의 길이 방향]을 따라 직선 형상으로 연장되는 캐링 가스 유로(21)(주 유로)가 형성되어 있다. 캐링 가스 유로(21)는 대략 원형의 유로 단면을 갖고 있고, 그 굵기(직경)가 일정해지도록 형성되어 있다. 상세하게는, 캐링 가스 유로(21)는 유로 블록(20)의 길이 방향의 단부면(20d)으로부터 드릴 등으로 가공을 행함으로써 형성되어 있다. 그리고 그 가공 구멍이 마개(31)에 의해 폐쇄되어 있다. 캐링 가스 유로(21)에 있어서 마개(31)와 반대측의 단부에는, 캐링 가스의 출력 포트(29)가 접속되어 있다.
유로 블록(20)의 내부에는, 캐링 가스 유로(21)에 각각 연통되는 복수의 프로세스 가스 유로(22)(부 유로)가 형성되어 있다. 프로세스 가스 유로[22(22A)]는, 유로 블록(20)의 하면(20b)(부 유로 개구면)에 개방되어 있다. 프로세스 가스 유로(22)는 하면(20b)에 있어서 폭 방향(도 3의 좌우 방향)의 중앙에 개방되어 있다. 즉, 프로세스 가스 유로(22)의 개구부는, 유로 블록(20)을 폭 방향에서 이등분하는 가상 평면(F)을 중심으로 하여 균등하게 배치되어 있다.
유로 블록(20)의 상면(20a)에는, 유로 블록(20)의 길이 방향[상면(20a)의 길이 방향]을 따라 소정 간격으로 상기 개폐 밸브(50)의 밸브실(24)이 설치되어 있다. 그리고 상기 각 프로세스 가스 유로(22)는 각 밸브실(24)에 연통되어 있다. 즉, 개폐 밸브(50)는 프로세스 가스 유로(22)마다 설치되어 있다.
밸브실(24)은 캐링 가스 유로(21)가 연장되는 방향을 따라 소정 간격으로 설치되어 있는 동시에, 유로 블록(20)의 폭 방향[유로 블록(20)의 상면(20a)의 폭 방향]에 있어서 중앙에 설치되어 있다. 밸브실(24)은, 대략 원형의 오목부로서 형성되어 있다. 그리고 밸브실(24)은, 유로 블록(20)의 폭을 축소하기 위해, 유로 블록(20)의 폭 방향의 대략 전체 길이에 걸쳐 설치되어 있다. 환언하면, 유로 블록(20)의 폭은 밸브실(24)의 직경과 대략 동등하게 또는 그보다도 약간 넓게 설정되어 있다.
밸브실(24)의 중앙에는, 개폐 밸브(50)의 밸브체(51)가 접촉 및 이격되는 밸브 시트(24a)가 설치되어 있다. 밸브 시트(24a)는, 대략 원환상의 돌기부로서 형성되어 있다. 밸브실(24)의 중앙, 즉 밸브 시트(24a)로 둘러싸이는 부분에는, 접속 유로(26)가 연통되어 있다. 접속 유로(26)는 유로 블록(20) 내에 있어서, 유로 블록(20)의 상면(20a)으로부터 이격되는 방향으로 연장되어 상기 캐링 가스 유로(21)에 접속되어 있다. 즉, 접속 유로(26)는 밸브실(24)과 캐링 가스 유로(21)를 접속하고 있다. 따라서, 상기 프로세스 가스 유로(22)는 밸브실(24) 및 접속 유로(26)를 통해 캐링 가스 유로(21)에 접속되어 있다.
프로세스 가스 차단 후의 데드 스페이스가 되는 접속 유로(26)를 가능한 한 짧게 하기 위해, 캐링 가스 유로(21)는 밸브실(24)의 근방에 배치되어 있다. 접속 유로(26)는 유로 블록(20)의 상면(20a)으로부터 수직으로 연장되어 캐링 가스 유로(21)에 접속되어 있다. 상세하게는, 상면(20a)의 폭 방향에 관하여, 접속 유로(26)는 캐링 가스 유로(21)의 단부 부근에 접속되어 있다. 또한, 접속 유로(26)는 유로 블록(20)의 폭 방향의 중앙에 배치되어 있다. 이로 인해, 유로 블록(20)에 있어서 복수의 접속 유로(26)의 중심 축선은, 유로 블록(20)을 폭 방향에서 이등분하는 가상 평면(F) 상에 위치하고 있다.
캐링 가스 유로(21)는 접속 유로(26)나 프로세스 가스 유로(22)보다도 굵게 형성되어 있다. 이로 인해, 캐링 가스 유로(21)가 유로 블록(20)의 길이 방향으로 직선 형상으로 연장되는 구성이었다고 해도, 비교적 용이하게 가공을 행할 수 있다.
개폐 밸브(50)는 전자기 구동식 밸브로, 코일(52)에의 통전 제어를 통해 밸브체(51)를 왕복 구동한다. 그리고 밸브실(24)에 설치된 밸브 시트(24a)에 밸브체(51)가 접촉 및 이격됨으로써, 밸브실(24)과 접속 유로(26)가 차단 및 연통된다. 또한, 개폐 밸브(50)는 전자기 구동식 밸브에 한정되지 않고, 에어 오퍼레이트식 밸브나 압전 소자 구동식 밸브 등, 임의의 형식인 것을 채용할 수도 있다.
여기서, 캐링 가스 유로(21)는 유로 블록(20)의 폭 방향에 관하여 밸브실(24)의 중앙으로부터 일측으로 치우친 부분, 즉 가상 평면(F)으로부터 치우친 부분에 배치되어 있다. 즉, 캐링 가스 유로(21)의 중심 축선은 가상 평면(F)으로부터 어긋나 있고, 캐링 가스 유로(21)는 유로 블록(20)의 폭 방향의 중앙으로부터 치우쳐 있다. 환언하면, 캐링 가스 유로(21)는 유로 블록(20)에 있어서 상면(20a)을 폭 방향으로부터 끼우는 양 측면(20c)의 한쪽 부근에 배치되어 있다. 이로 인해, 유로 블록(20)에 있어서, 캐링 가스 유로(21)를 배치한 부분과 반대측의 부분에 다른 유로를 배치하기 위한 체적(공간)을 확보할 수 있다. 또한, 캐링 가스 유로(21)는 밸브실(24)의 중앙으로부터 상면(20a)에 대해 수직으로 연장되는 접속 유로(26)에 접속할 수 있는 범위에서, 유로 블록(20)의 폭 방향에 관하여 밸브실(24)의 중앙으로부터 일측으로 치우쳐 있다. 또한, 캐링 가스 유로(21)의 유로 단면적(직경)은, 가스 공급 유닛(11)에 있어서 필요한 양의 캐링 가스를 유통시킬 수 있도록 설정되어 있다.
그리고 캐링 가스 유로(21)를 가상 평면(F)으로부터 치우치게 하여 배치함으로써 반대측에 확보된 부분을 프로세스 가스 유로(22)가 통과하고 있다. 프로세스 가스 유로(22)는 유로 블록(20)에 있어서 가상 평면(F)으로부터 캐링 가스 유로(21)와는 반대측으로 치우친 부분을 통과하여 상기 밸브실(24)에 접속되어 있다. 이로 인해, 개폐 밸브(50)[밸브실(24)]가 설치되는 상면(20a)에 대해 수직인 측면(20c)에 프로세스 가스의 입력 포트를 설치할 필요가 없다.
프로세스 가스 유로(22)는, 유로 블록(20)의 상면(20a)에 대해 수직으로 연장되는 수직 부분(22b)을 갖고 있다. 그리고 이 수직 부분(22b)이 캐링 가스 유로(21)의 옆을 통과하고 있다. 이로 인해, 유로 블록(20) 내에 있어서, 캐링 가스 유로(21)와 측면(20c)의 간격을 일정하게 유지하도록 수직 부분(22b)을 배치할 수 있다. 프로세스 가스 유로(22)에 있어서 캐링 가스 유로(21)의 옆을 통과하는 수직 부분(22b)이, 다른 부분인 경사 부분(22a)보다도 가늘게 형성되어 있다. 이들의 구성에 의해, 유로 블록(20)의 폭이 제한되는 경우라도, 유로 블록(20) 내에 있어서 캐링 가스 유로(21)에 간섭하지 않도록 프로세스 가스 유로(22)[수직 부분(22b)]를 배치하는 것이 용이해진다. 또한, 프로세스 가스 유로(22)는 유로 블록(20)의 하면(20b)에 있어서 폭 방향의 중앙에 개방되는 동시에, 캐링 가스 유로(21)를 피하도록 절곡되어 밸브실(24)에 접속되어 있다.
이와 같이 구성된 가스 공급 유닛(11)에 있어서, 복수의 프로세스 가스 유로(22) 중, 유로 블록(20)의 길이 방향에 있어서 캐링 가스(퍼지 가스)의 출력 포트(29)와 반대측의 단부에 형성된 프로세스 가스 유로(22A)는 캐링 가스의 유로로서 사용된다. 그리고 이 프로세스 가스 유로(22A)에 대응하는 개폐 밸브(50A)에 의해, 캐링 가스가 차단 및 유통된다. 그 밖의 프로세스 가스 유로(22)에는 각 프로세스 가스가 공급되고, 각각에 대응하는 개폐 밸브(50)에 의해 각 프로세스 가스가 차단 및 유통된다. 또한, 병렬로 배열된 가스 공급 유닛(11)에 의해 가스 공급 장치(10)가 구성되고, 전체적으로 캐링 가스 및 프로세스 가스의 유통 상태가 제어된다. 또한, 캐링 가스 유로(21)에 캐링 가스를 유통시키지 않고, 프로세스 가스 및 퍼지 가스의 유로로서 사용해도 좋다.
이상 상세하게 서술한 본 실시 형태는 이하의 이점을 갖는다.
캐링 가스 유로(21)는, 접속 유로(26)보다도 굵게 형성되어 유로 블록(20)의 길이 방향[상면(20a)의 길이 방향]을 따라 직선 형상으로 연장되어 있으므로, 캐링 가스가 캐링 가스 유로(21)를 유통할 때의 저항을 작게 할 수 있는 동시에, 캐링 가스의 흐름이 흐트러지는 것을 억제할 수 있다. 이로 인해, 캐링 가스 유로(21)에 캐링 가스를 원활하게 유통시킬 수 있다. 그 결과, 캐링 가스 유로(21)에 캐링 가스를 유통시키는 경우에는, 프로세스 가스를 빠르게 운반할 수 있다. 또한, 캐링 가스 유로(21)에 퍼지 가스를 유통시키는 경우에는, 프로세스 가스를 빠르게 퍼지 가스로 치환할 수 있다.
캐링 가스 유로(21)는, 유로 블록(20)에 있어서 개폐 밸브(50)가 탑재된 상면(20a)의 폭 방향에 관하여 밸브실(24)의 중앙으로부터 일측으로 치우친 부분, 즉 유로 블록(20)을 폭 방향에서 이등분하는 가상 평면(F)으로부터 치우친 부분에 배치되어 있다. 이로 인해, 캐링 가스 유로(21)를 배치한 부분과 반대측의 부분에 다른 유로를 배치하기 위한 체적(공간)을 확보할 수 있다. 여기서, 캐링 가스 유로(21)는 접속 유로(26)보다도 굵게 형성되어 있으므로, 가상 평면(F)으로부터 치우친 부분에 캐링 가스 유로(21)를 배치하였다고 해도, 캐링 가스 유로(21)와 접속 유로(26)의 접속을 확보하는 것이 용이해진다.
그리고 프로세스 가스 유로(22)는, 개폐 밸브(50)의 밸브실(24)이 설치된 상면(20a)과는 반대측인 하면(20b)에 개방되어 있으므로, 상면(20a)을 폭 방향으로부터 끼우는 양 측면(20c), 즉 상면(20a)에 대해 수직인 측면(20c)에 프로세스 가스의 입력 포트를 설치할 필요가 없다. 여기서, 프로세스 가스 유로(22)는 유로 블록(20)에 있어서 가상 평면(F)으로부터 캐링 가스 유로(21)와는 반대측으로 치우친 부분, 즉 캐링 가스 유로(21)를 배치한 부분과 반대측에 다른 유로를 배치하기 위해 확보된 부분을 통과하여 밸브실(24)에 접속되어 있으므로, 유로 블록(20)의 폭의 범위 내에 프로세스 가스 유로(22)를 배치하는 것이 용이해진다. 따라서, 유로 블록(20)의 폭을 축소할 수 있고, 나아가서는 복수의 가스 공급 유닛(11)을 구비하는 가스 공급 장치(10)를 고집적화할 수 있다.
가스 공급 유닛(11)의 폭을 가능한 한 좁게 하기 위해, 유로 블록(20)에서는 상면(20a) 및 하면(20b)의 폭이 필요 최저한의 폭으로 제한되어 있다. 이에 대해, 이하의 구성이 유효하다.
프로세스 가스 유로(22)에 있어서 캐링 가스 유로(21)의 옆을 통과하는 수직 부분(22b)이 다른 부분인 경사 부분(22a)보다도 가늘게 형성되어 있으므로, 유로 블록(20)에 있어서 캐링 가스 유로(21)에 간섭하지 않도록 프로세스 가스 유로(22)를 배치하는 것이 용이해진다. 따라서, 유로 블록(20)의 폭을 축소할 수 있다.
접속 유로(26)는 유로 블록(20)의 상면(20a)에 대해 수직으로 연장되어 있으므로, 유로 블록(20)의 폭을 축소하는 것을 가능하게 하면서, 밸브실(24)과 접속 유로(26)의 접속부, 즉 밸브 시트(24a)의 가공을 용이하게 행할 수 있다.
또한, 유로 블록(20)에 있어서 상면(20a)의 폭 방향에 관하여, 밸브실(24)의 중앙으로부터 캐링 가스 유로(21)와는 반대측으로 치우친 부분을 프로세스 가스 유로(22)가 통과하는 것에 수반하여, 하면(20b)에 있어서 폭 방향의 일단부 부근의 위치에 프로세스 가스 유로(22)가 개방되면, 프로세스 가스 유로(22)를 형성하기 위해 필요한 폭을 충분히 확보할 수 없게 될 우려가 있다.
이 점, 프로세스 가스 유로(22)는, 유로 블록(20)의 하면(20b)에 있어서, 유로 블록(20)의 폭 방향의 중앙에 개방되어 있으므로, 유로 블록(20)의 폭이 제한되는 경우라도, 프로세스 가스 유로(22)를 형성하기 위해 필요한 폭을 충분히 확보할 수 있다.
가스 공급 유닛(11)에서는, 개폐 밸브(50)[밸브실(24)]가 설치되는 상면(20a)에 대해 수직인 측면(20c)에 프로세스 가스의 입력 포트를 설치할 필요가 없다. 그리고 가스 공급 장치(10)는, 복수의 가스 공급 유닛(11)을 구비하고, 상면(20a)을 폭 방향으로부터 끼우는 양 측면(20c)끼리가 서로 접촉하도록 가스 공급 유닛(11)을 병렬로 배열하고 있다. 이로 인해, 하나 하나의 가스 공급 유닛(11)의 폭이 축소되는 동시에, 가스 공급 유닛(11)끼리의 간극을 생략할 수 있다. 그 결과, 가스 공급 장치(10)를 대폭으로 고집적화할 수 있다.
상기 실시 형태에 한정되지 않고, 예를 들어 다음과 같이 실시할 수도 있다.
프로세스 가스 유로(22)는, 유로 블록(20)의 하면(20b)에 있어서 폭 방향의 중앙에 개방되는 동시에, 캐링 가스 유로(21)를 피하도록 절곡되어 밸브실(24)에 접속되도록 하였다. 그러나 캐링 가스 유로(21)와 프로세스 가스 유로(22)가 간섭하지 않는 것이면, 하면(20b)으로부터 밸브실(24)까지 경사 방향으로 연장되는 직선 형상의 프로세스 가스 유로를 형성해도 좋다. 또한, 그것에 더하여 프로세스 가스 유로의 굵기가 일정해지도록 해도 좋다.
도 2에 있어서, 유로 블록(20)의 길이 방향의 단부에 캐링 가스 유로(21)의 상류측의 단부를 막는 마개(31)를 설치하도록 하였지만, 이 마개(31)를 설치하는 대신에 이 개구로부터 캐링 가스를 유입시키도록 해도 좋다. 이 경우에는, 프로세스 가스 유로(22A)로부터 프로세스 가스를 유입시켜, 개폐 밸브(50A)는 프로세스 가스를 차단 및 연통시키는 것이 된다. 또한, 캐링 가스의 유통 상태를 변경하는 개폐 밸브는, 가스 공급 유닛(11)과는 별도로 설치하도록 하면 좋다. 또한, 캐링 가스 유로(21)의 하류측의 단부에, 유로 블록(20)의 상면(20a)에 개방되는 출력 포트(29)를 설치하도록 하였지만, 캐링 가스 유로(21)의 하류측을 유로 블록(20)의 단부면까지 연장하여 개방시키도록 해도 좋다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 유로 블록(120)의 측면(120c)에 형성된 홈(122)과 그 홈 개구에 설치된 덮개(123)에 의해 캐링 가스 유로(121)를 형성할 수도 있다. 이러한 구성에 따르면, 도 3에 도시하는 바와 같이 유로 블록(20)의 측면(20c) 근방에 캐링 가스 유로(21)를 형성하는 내벽의 두께를 확보할 필요가 있는 경우와 달리, 유로 블록(120)의 폭이 제한되는 경우라도, 유로 블록(120)의 폭 방향에 관하여 캐링 가스 유로(121)의 폭[홈(122)의 깊이]을 확보하는 것이 용이해진다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 유로 블록(20)을 폭 방향에서 이등분하는 가상 평면(F)에 대향하는 측면(20c)에 히터(70A, 70B)를 설치해도 좋다. 이 경우에는, 가상 평면(F)으로부터 치우친 부분에 배치된 캐링 가스 유로(21)로부터 히터(70A)까지의 거리가 짧아지는 동시에, 가상 평면(F)으로부터 캐링 가스 유로(21)와는 반대측으로 치우친 부분을 통과하는 프로세스 가스 유로(22)로부터 히터(70B)까지의 거리가 짧아진다. 따라서, 캐링 가스 유로(21) 및 프로세스 가스 유로(22)를 유통하는 가스를 효율적으로 가열할 수 있다. 또한, 도 5에 도시하는 바와 같이, 유로 블록(20)의 길이 방향으로 연장되는 박판 형상 또는 박막 형상으로 히터(70A, 70B)를 형성함으로써, 가스 공급 유닛(11)의 폭이 확대되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 복수의 가스 공급 유닛(11)을 병렬로 배열하여 가스 공급 장치(10)를 구성하는 경우에, 인접하는 유로 블록(20) 사이에 히터(70A)가 끼워 넣어진 상태에서, 인접하는 유로 블록(20)이 일체화되어 있는 구성을 채용함으로써, 1개의 히터(70A)에 의해 인접하는 2개의 유로 블록(20)을 가열할 수 있다. 또한, 이 경우에는 히터(70A) 또는 히터(70B) 중 한쪽만이 설치된다.
유로 블록(20)은 가로 폭보다도 세로 폭이 넓은 직육면체 형상으로 형성되어 있었지만, 가로 폭과 세로 폭이 동등한 사각 기둥 형상의 유로 블록을 채용할 수도 있다.
도 1에 있어서, 복수의 가스 공급 유닛(11)의 출력 포트(29)를 접속하여, 복수의 가스 공급 유닛(11)의 조합에 의해 가스의 종류나 유량을 제어할 수도 있다.
20 : 유로 블록
20a : 밸브 탑재면으로서의 상면
20b : 부 유로 개구면으로서의 하면
21 : 주 유로로서의 캐링 가스 유로
22 : 부 유로로서의 프로세스 가스 유로
24 : 밸브실
26 : 접속 유로

Claims (6)

  1. 내부에 유로가 형성된 유로 블록을 구비하고, 상기 유로는 주 유로와 상기 주 유로에 각각 연통되는 복수의 부 유로를 포함하고, 상기 부 유로마다 개폐 밸브를 구비하고, 상기 개폐 밸브가 대응하는 상기 부 유로와 상기 주 유로를 차단 및 연통하는 가스 공급 유닛이며,
    상기 유로 블록은, 장척 형상으로 연장되는 직육면체 형상으로 형성되고, 상기 개폐 밸브가 탑재된 밸브 탑재면과 상기 부 유로가 개방된 부 유로 개구면을 갖고, 상기 밸브 탑재면 및 상기 부 유로 개구면은 서로 반대측에 위치하는 면이고,
    상기 개폐 밸브는, 상기 밸브 탑재면의 길이 방향을 따라 직렬로 배치되고, 상기 개폐 밸브의 각 밸브실이 상기 밸브 탑재면에 설치되고,
    상기 부 유로가 상기 밸브실에 연통되고,
    상기 유로 블록의 내부에는 상기 주 유로와 상기 밸브실을 접속하는 접속 유로가 형성되고, 상기 접속 유로는 상기 밸브실의 대략 중앙에 연통되는 동시에 상기 밸브 탑재면으로부터 이격되는 방향으로 연장되고,
    상기 주 유로는, 상기 접속 유로보다도 굵게 형성되어 상기 밸브 탑재면의 길이 방향을 따라 직선 형상으로 연장되는 동시에, 상기 유로 블록에 있어서 상기 밸브 탑재면의 폭 방향에 관하여 상기 밸브실의 중앙으로부터 일측으로 치우친 부분에 배치되고,
    상기 부 유로는, 상기 유로 블록에 있어서 상기 밸브 탑재면의 폭 방향에 관하여 상기 밸브실의 중앙으로부터 상기 주 유로와는 반대측으로 치우친 부분을 통과하고 있는 것을 특징으로 하는, 가스 공급 유닛.
  2. 제1항에 있어서, 상기 부 유로에 있어서 상기 주 유로의 옆을 통과하는 부분이 다른 부분보다도 가늘게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 가스 공급 유닛.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 접속 유로는 상기 밸브 탑재면에 대해 수직으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는, 가스 공급 유닛.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부 유로는, 상기 부 유로 개구면에 있어서 폭 방향의 중앙에 개방되어 있는 것을 특징으로 하는, 가스 공급 유닛.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유로 블록에 있어서 상기 밸브 탑재면을 폭 방향으로부터 끼우는 양 측면에 히터가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 가스 공급 유닛.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 가스 공급 유닛을 복수 구비하고, 상기 밸브 탑재면을 폭 방향으로부터 끼우는 양 측면끼리가 서로 접촉하도록 상기 가스 공급 유닛을 병렬로 배열한 것을 특징으로 하는, 가스 공급 장치.
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