KR20200015691A - 조인트 블록 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

소형화를 실현하면서 용접을 사용하지 않고 제조가 가능한 조인트 블록을 제공한다. 블록 본체(10)와, 블록 본체(10)의 길이 방향의 타단측에 형성된 오목부(15)에 장착된 폐쇄부재(50)를 갖고, 블록 본체(10)의 대향면(15b)에 형성된 원환형 돌기(13)를 갖고, 제1 유로(12c)의 개구(12p)의 주위에 있어서 원환형 돌기(13)가 다른쪽의 대향면(50e)에 파고드는 것에 의해 블록 본체(10)와 폐쇄부재(50) 사이를 씰하는 씰 기구와, 폐쇄부재(50)를 블록 본체(10)의 대향면(15b)을 향해 가압하고, 블록 본체(10)에 형성된 코오킹부(16)와, 오목부(15)의 내주부(15a)와 이것에 맞물리는 폐쇄부재(50)의 외주부(51)로 형성되는 맞물림부(EN)를 갖고, 씰 기구의 원환형 돌기(13)를 다른쪽의 대향면(50e)에 가압하는 압력을, 코오킹부(16)와 맞물림부(EN)에 의해 분담하고 있다.

Description

조인트 블록 및 그 제조방법

본 발명은, 밸브 장치 및 이 밸브 장치를 포함하는 유체 기기가 집적화된 유체 제어장치에 관한 것이다.

반도체 제조 프로세스 등의 각종 제조 프로세스에 있어서는, 정확하게 계량한 프로세스 가스를 프로세스 챔버에 공급하기 위해서, 개폐 밸브, 레귤레이터, 매스 플로우 콘트롤러 등의 각종의 유체 기기를 집적화해서 박스에 수용한 집적화 가스 시스템으로 불리는 유체 제어장치가 이용되고 있다. 이 집적화 가스 시스템을 박스에 수용한 것이 가스 박스로 불리고 있다.

상기와 같은 집적화 가스 시스템에서는, 관 조인트 대신에, 유로를 형성한 조인트 블록을 베이스 플레이트의 길이 방향을 따라 배치하고, 이 조인트 블록 위에 각종 유체 기기를 설치함으로써, 집적화를 실현하고 있다(예를 들면, 특허문헌 1, 2 참조).

일본국 특개평 10-227368 공보 일본국 특개 2008-298177호 공보 일본국 특개 2015-151927호 공보

각종 제조 프로세스에 있어서의 프로세스 가스의 공급 제어에는, 보다 높은 응답성이 요구되고 있고, 그것을 위해서는 유체 제어장치를 가능한 한 소형화, 집적화하고, 유체의 공급처인 프로세스 챔버의 보다 가까이에 설치할 필요가 있다.

반도체 웨이퍼의 대구경화 등의 처리 대상물의 대형화가 진행되고 있고, 이것에 맞춰서 유체 제어장치로부터 프로세스 챔버 내에 공급하는 유체의 공급 유량도 증가시킬 필요가 있다.

유체 제어장치의 소형화, 집적화를 진행시키기 위해서는, 유체 기기의 소형화를 진전시킬 뿐만 아니라, 소형화된 유체 기기가 설치되는 조인트 블록의 치수도 작게 할 필요가 있다.

더구나, 조인트 블록에 2개소에서 개구하는 유로를 형성하는 것도 어려워진다. 종래에 있어서는, 예를 들면, 조인트 블록의 길이 방향의 일단측에서 폐쇄하고 타단측에서 개구하는 구멍을 가공하고, 이 구멍의 개구부에 폐쇄부재를 용접에 의해 고정해서 개구부를 폐쇄함으로써, 조인트 블록의 길이 방향으로 뻗는 유로를 형성하고 있다.

그러나, 이 방법에서는, 유로표면이 용접에 의해 그을려, 용접 잔재가 유로에 잔존하는 것 등의 문제가 있다. 조인트 블록의 소형화를 진행하면, 가공후의 유로의 연마나 클리닝을 하는 것이 곤란하다.

특허문헌 3은, 용접을 사용하지 않고, 폐쇄부재를 유로 끝의 개구에 설치하고, 코오킹에 의해 폐쇄부재를 고정하는 폐쇄 기술을 개시하고 있지만, 이 방법에서는, 조인트 블록의 치수를 축소해 가면, 코오킹부에 상대적으로 큰 힘이 인가되기 때문에, 조인트 블록 자체가 변형해 버릴 가능성이 있다.

본 발명의 목적의 한가지는, 소형화를 실현하면서 용접을 사용하지 않고 제조가 가능한 조인트 블록을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 소형화를 실현하면서 용접을 사용하지 않고 조인트 블록을 제조하는 조인트 블록의 제조방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기한 조인트 블록을 포함하는 소형화, 집적화된 유체 제어장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 조인트 블록은,

제1 및 제2 개구부와, 상기 제1 및 제2 개구부를 연결하는 유로를 갖는 조인트 블록으로서,

길이 방향으로 뻗고, 또한, 해당 길이 방향의 일단측에서 폐쇄하고 타단측에서 개구하는 제1 유로와, 상기 제1 유로와 상기 길이 방향의 일단측에서 접속되고 또한 상기 제1 개구부에 연통하는 제2 유로와, 상기 제1 유로와 상기 길이 방향의 타단측에서 접속되고 또한 상기 제2 개구부에 연통하는 제3 유로를 획정하는 블록 본체와,

상기 블록 본체의 길이 방향의 타단측에 형성된 오목부에 장착된 폐쇄부재를 갖고,

상기 블록 본체 및 폐쇄부재의 서로 대향하는 대향면의 한쪽에 형성된 환형 돌기를 갖고, 상기 제1 유로의 개구의 주위에 있어서 상기 환형 돌기가 다른쪽의 대향면에 파고드는 것에 의해 상기 블록 본체와 상기 폐쇄부재 사이를 씰하는 씰 기구와,

상기 폐쇄부재를 상기 블록 본체의 대향면을 향해서 가압하고, 상기 블록 본체에 형성된 코오킹부와,

상기 오목부의 내주부와 이것에 맞물리는 상기 폐쇄부재의 외주부로 형성되는 맞물림부를 갖고,

상기 씰 기구의 환형 돌기를 상기 다른쪽의 대향면에 가압하는 가압력을, 상기 코오킹부와 상기 맞물림부에 의해 분담하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 조인트 블록의 제조방법은,

제1 및 제2 개구부와, 상기 제1 및 제2 개구부를 연결하는 유로를 갖는 조인트 블록의 제조방법으로서,

길이 방향으로 뻗고, 또한, 해당 길이 방향의 일단측에서 폐쇄하고 타단측에서 개구하는 제1 유로와, 상기 제1 유로와 상기 길이 방향의 일단측에서 접속되고 또한 상기 제1 개구부에 연통하는 제2 유로와, 상기 제1 유로와 상기 길이 방향의 타단측에서 접속되고 또한 상기 제2 개구부에 연통하는 제3 유로를 획정하는 블록 본체와, 폐쇄부재를 준비하고,

상기 폐쇄부재를, 상기 블록 본체의 길이 방향의 타단측에 형성된 오목부에 위치 결정하고,

상기 폐쇄부재를 상기 오목부에 압입하고, 상기 오목부의 내주부와 상기 폐쇄부재의 외주부가 맞물리는 맞물림부를 형성하고,

상기 블록 본체에 형성된 코오킹부를 변형시켜 상기 폐쇄부재를 상기 블록 본체의 대향면을 향해서 가압하고,

상기 블록 본체 및 폐쇄부재의 서로 대향하는 대향면의 한쪽에 형성된 환형 돌기를, 상기 제1 유로의 개구의 주위에 있어서 다른쪽의 대향면에 파고들게 해서 씰하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 유체 제어장치는, 상기 구성의 조인트 블록을 사용해서 유체 기기 사이의 유로가 접속되어 있다.

본 발명의 반도체 제조방법은, 밀폐된 챔버 내에 있어서 프로세스 가스에 의한 처리 공정을 필요로 하는 반도체 장치의 제조 프로세스에 있어서, 상기 프로세스 가스의 제어에 상기 구성의 유체 제어장치를 사용한다. 본 발명의 반도체 제조장치는, 밀폐된 챔버 내에 있어서 프로세스 가스에 의한 처리 공정을 필요로 하는 반도체 장치의 제조 프로세스에 있어서, 상기 프로세스 가스의 제어에 상기 구성의 유체 제어장치를 사용한다.

본 발명에 따르면, 씰 기구에 필요한 힘을 코오킹부와 맞물림부에 분담시킴으로써, 응력 분산이 가능해지고, 용접을 사용하지 않더라도, 과대한 기계적 힘에 의한 블록 본체의 변형을 막으면서 소형화된 조인트 블록의 제조가 가능해진다.

도1은 본 발명이 적용된 유체 제어장치의 일례를 나타낸 사시도이다.
도2a는 본 발명의 제1실시형태에 따른 조인트 블록의 평면도이다.
도2b는 도2a의 조인트 블록의 길이 방향을 따른 단면도이다.
도2c는 도2a의 조인트 블록의 폐쇄부재측의 측면도이다.
도3은 도2a의 조인트 블록의 블록 본체의 요부 확대 단면도이다.
도4는 도2a의 조인트 블록의 폐쇄부재의 정면도이다.
도5a는 본 발명의 제1실시형태에 따른 조인트 블록의 조립공정을 설명하는 일부 단면을 포함하는 측면도이다.
도5b는 도5a에 이어지는 조립공정을 나타내는 측면도이다.
도5c는 도 5b에 계속되는 조립공정을 나타내는 측면도이다.
도5d는 도 5C에 계속되는 조립공정을 나타내는 측면도이다.
도5e는 본 발명의 제1실시형태에 따른 조인트 블록의 조립공정 완료후의 상태를 나타내는 일부단면을 포함하는 측면도이다.
도6a는 블록 본체의 돌출편의 변형예를 나타낸 요부 확대 단면도이다.
도6b는 블록 본체의 돌출편의 변형예를 나타낸 요부 확대 단면도이다.
도6c는 블록 본체의 돌출편의 변형예를 나타낸 요부 확대 단면도이다.
도7a는 본 발명의 제2실시형태에 따른 조인트 블록의 블록 본체의 정면도이다.
도7b는 본 발명의 제2실시형태에 따른 조인트 블록의 블록 본체의 요부 확대 단면도이다.
도8a는 도7a의 블록 본체를 사용한 조인트 블록의 조립공정을 설명하는 일부단면을 포함하는 측면도이다.
도8b는 도8a에 이어지는 조립공정을 나타내는 측면도이다.
도8c는 도 8b에 계속되는 조립공정을 나타내는 측면도이다.
도8d는 도 8c에 계속되는 조립공정을 나타내는 측면도이다.
도9a는 도7a의 블록 본체를 사용한 조인트 블록의 다른 조립공정을 설명하는 일부단면을 포함하는 측면도이다.
도9b는 도9a에 이어지는 조립공정을 나타내는 측면도이다.
도10은 본 발명의 제2실시형태에 따른 블록 본체의 변형예를 나타낸 요부 확대 단면도이다.
도11a는 본 발명의 제2실시형태에 따른 블록 본체의 변형예를 나타낸 측면도이다.
도11b는 도 11a의 블록 본체를 사용한 조인트 블록의 일부단면을 포함하는 측면도이다.
도12a는 본 발명의 제3실시형태에 따른 폐쇄부재의 정면도이다.
도12b는 본 발명의 제3실시형태에 따른 블록 본체의 요부 확대 단면도이다.
도12c는 본 발명의 제3실시형태에 따른 조인트 블록의 요부 확대 단면도이다.
도13a는 본 발명의 제4실시형태에 따른 조인트 블록의 폐쇄부재의 정면도이다.
도13b는 본 발명의 제4실시형태에 따른 조인트 블록의 블록 본체의 요부 확대 단면도이다.
도13c는 본 발명의 제4실시형태에 따른 조인트 블록의 조립공정을 설명하는 일부단면을 포함하는 측면도이다.
도13d는 도 13c에 계속되는 조립공정을 나타내는 측면도이다.
도14a는 본 발명의 제5실시형태에 따른 조인트 블록의 폐쇄부재의 정면도이다.
도14b는 도 14a의 폐쇄부재의 측면도이다.
도14c는 본 발명의 제5실시형태에 따른 조인트 블록의 블록 본체의 요부 확대 단면도이다.
도14d는 본 발명의 제5실시형태에 따른 조인트 블록의 설명하는 정면도이다.
도14e는 도 14d에 계속되는 조립공정을 나타내는 정면도이다.
도14f는 도 14e에 계속되는 조립공정을 나타내는 요부 단면도이다.
도15a는 본 발명의 제6실시형태에 따른 폐쇄부재의 정면도이다.
도15b는 본 발명의 제6실시형태에 따른 폐쇄부재를 사용한 조인트 블록의 조립공정을 설명하는 요부 확대 단면도이다.
도15c는 도 15b에 계속되는 조립공정을 나타내는 요부 확대 단면도이다.
도16a는 본 발명의 조인트 블록의 폐쇄부재의 변형예를 나타낸 정면도이다.
도16b는 도 16a의 폐쇄부재의 측면도이다.
도17은 본 발명의 조인트 블록의 폐쇄부재의 다른 변형예를 나타낸 정면도이다.
도18은 본 발명의 조인트 블록의 폐쇄부재의 또 다른 변형예를 나타낸 정면도이다.
도19는 본 발명의 일 실시형태에 따른 유체장치의 반도체 제조 프로세스에의 적용예를 도시한 개략도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조해서 설명한다.

제1 실시형태

우선, 도 1을 참조하여, 본 발명이 적용되는 유체 제어장치의 일례를 설명한다.

도 1에 나타내는 유체 제어장치는, 금속제의 베이스 플레이트 BS 위에는, 폭 방향 W1, W2를 따라 배열되고 길이 방향 G1, G2로 뻗는 5개의 레일부재(500)가 설치되어 있다. 이때, W1은 정면측, W2은 배면측, G1은 상류측, G2는 하류측의 방향을 나타내고 있다. 각 레일부재(500)에는, 복수의 조인트 블록(200)을 거쳐 각종 유체 기기 110A∼110E가 설치되고, 복수의 조인트 블록(200)에 의해, 상류측에서 하류측을 향해 유체가 유통하는 도시하지 않은 유로가 각각 형성되어 있다.

여기에서, 「유체 기기」는, 유체의 흐름을 제어하는 유체 제어장치에 사용되는 기기이며, 유로를 획정하는 보디를 구비하고, 이 보디의 표면에서 개구하는 적어도 2개의 유로구를 갖는 기기다. 구체적으로는, 개폐 밸브(2방향 밸브)(110A), 레귤레이터(110B), 프레셔 게이지(110C), 개폐 밸브(3방향 밸브)(110D), 매스 플로우 콘트롤러(110E) 등이 포함되지만, 이것들에 한정되는 것은 아니다. 이때, 도입 관(310)은, 상기한 도시하지 않은 유로의 상류측의 유로구에 접속되어 있다.

도2a∼도 2c에, 상기한 조인트 블록(200)의 구조의 일례를 나타낸다.

조인트 블록(200)은, 스테인레스 합금 등의 금속제의 블록 본체(10)와 스테인레스 합금 등의 금속제의 폐쇄부재(50)를 갖는다. 이때, 본실시형태에서는, 블록 본체(10)를 구성하는 금속은, 폐쇄부재(50)를 구성하는 금속보다도 단단한(예를 들면, 4배 정도) 금속을 사용하는 것으로 한다. 또한, 이하의 도면에 있어서, 화살표 A1, A2는 블록 본체(10)의 길이 방향을 나타내고, A1은 폐쇄부재(50)의 비설치측(이하, 일단측으로 한다)을 나타내고, A2는 폐쇄부재(50)의 설치측(이하, 타단측으로 한다)을 나타낸다.

블록 본체(10)는, 서로 대향하는 평면으로 이루어진 윗면(10a) 및 평면으로부터 이루어진 저면(10b), 윗면(10a)에 대하여 각각 직교하는 측면 10e1, 10e2, 이들 면에 직교하는 길이 방향 A1, A2의 양 단부에 배치된 단부면 10c, 10d를 갖는다. 이때, 블록 본체(10)가 직방체 형상인 경우를 예로 들었지만 다른 형상을 채용할 수도 있다.

저면(10b)측으로 돌출하도록 형성된 맞물림부(10t)는, 레일부재(500)의 도시하지 않은 가이드부에 끼워맞추는 형상을 갖고, 레일부재(500)의 길이 방향 G1, G2의 양 단부로부터 각각 삽입가능하다. 이에 따라 블록 본체(10)는 레일부재(500) 위에 구속된다.

블록 본체(10)가 획정하는 유로(12)는, 길이 방향 A1, A2로 뻗고, 또한, 해당 길이 방향 A1, A2의 일단측 A1에서 폐쇄하고 타단측 A2에서 개구하는 제1 유로(12c)와, 제1 유로(12c)와 길이 방향 A1, A2의 일단측 A1에서 접속되고 또한 제1 개구부(12d)에 연통하는 제2 유로(12a)와, 제1 유로(12c)와 길이 방향 A1, A2의 타단측 A2에서 접속되고 또한 제2 개구부(12e)에 연통하는 제3 유로(12b)를 포함한다.

이때, 제2 유로(12a) 및 제3 유로(12b)는, 윗면(10a)에 대하여 수직으로 형성되고, 제1 유로(12c)는 윗면(10a)에 대하여 평행하게 형성되어 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 수직, 수평으로 하지 않는 것도 가능하다.

제2 유로(12a) 및 제3 12b의 가공 방법은, 예를 들면, 블록 본체(10)의 윗면(10a)에 수직한 방향으로 드릴로 구멍을 뚫고, 블라인드 홀을 형성하면 된다. 제1 유로(12c)는, 블록 본체(10)의 단부면 10d에 수직한 방향으로 드릴로 구멍을 뚫고, 블라인드 홀을 형성하면 된다. 이때, 제2 유로(12a) 및 제3 유로(12b)의 선단부와 접속되는 높이에 제1 유로(12c)를 가공한다. 제1 유로(12c)를 형성하기 위한 구멍을 블록 본체(10)의 단부면 10d로부터 열면, 블록 본체(10)의 타단측 A2에 제1 유로(12c)의 개구가 형성된다. 이 제1 유로(12c)의 개구는, 후술하는 바와 같이, 폐쇄부재(50)로 폐쇄되고, 제2 유로(12a) 및 제3 유로(12b)와 제1 유로(12c)로 이루어진 U형 유로가 형성된다. 이때, 제1 유로(12c)의 개구의 주변의 구조에 대해서는 후술한다.

블록 본체(10)의 윗면(10a) 측에서 개구하는 개구부 12d, 12e의 주위에는, 개스킷을 각각 유지하기 위한 유지 오목부 14a, 14b가 형성되어 있다. 유지 오목부 14a, 14b의 저면의 개구부 12d, 12e의 외주에는, 도시하지 않지만, 개스킷을 눌러 으깨기 위해서 개스킷보다도 경도를 충분하게 높게 하는 경화 처리를 한 원환형의 돌기를 형성해도 된다.

블록 본체(10)에는, 길이 방향 A1, A2에 있어서, 윗면(10a)에서 개구하고 저면(10b)측을 향해서 뻗는 2개의 나사 구멍 18a, 18b가 형성되어 있다. 나사 구멍 18a, 18b는, 윗면(10a)에서 개구하는 2개의 개구부 12d, 12e 사이에 위치한다. 나사 구멍 18a, 18b는, 예를 들면, M5로 적어도 3개의 나사산을 갖고, 깊이가 3mm 정도이지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 블록 본체(10)의 치수 사양은, 예를 들면, 폭이 10mm 정도, 길이가 30mm 정도, 유로(12)의 직경이 2.6mm 정도이며, 맞물림부(10t)를 포함하지 않는 높이가 13mm 정도이지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 나사 구멍 18a, 18b는, 조인트 블록(200)에, 다른 유체 기기의 보디를 연결하는데 사용된다. 블록 본체(10) 및 레일부재(500)의 폭은, 약 10mm으로 대략 일치하고 있다.

도 3에 블록 본체(10)의 길이 방향 A1, A2의 타단측 A2의 요부 확대 단면도를 나타낸다.

도 3에 타낸 것과 같이, 오목부(15)는 블록 본체(10)의 제1 유로(12c)의 개구 12p에 인접해서 형성되어 있다. 오목부(15)는, 개구 12p와 동심 형상으로 배치되는 원주면(15a)과 제1 유로(12c)의 축선에 직교하는 대향면(15b)을 획정하고 있다. 더구나, 개구 12p의 주위에는, 후술하는 씰 기구를 구성하는 원환형 돌기(13)가 형성되어 있다. 더구나, 블록 본체(10)의 단부면 10d에는, 길이 방향의 타단측A2로 돌출하는 코오킹부로서의 복수의 돌출편(16)이 오목부(15)의 내주면(15a)에 인접해서 일체로 형성되어 있다. 도 2c에 나타낸 것과 같이, 돌출편(16)은 내주면(15a)을 따라 동일한 간격으로 분산 배치되어 있다.

도 4에 폐쇄부재(50)의 구조를 나타낸다.

폐쇄부재(50)는 원반형의 금속부재이며, 주면(50a)의 폭 방향의 대략 중앙 위치에 돌기(51)가 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있다. 폐쇄부재(50)는 표리 대칭으로 형성되어 있고, 어느쪽의 단면 50e도 상기한 블록 본체(10)의 대향면(15b)에 대향하는 대향면으로서 사용가능하다.

다음에, 도5a∼도 5e를 참조하여, 상기 구성의 블록 본체(10)와 폐쇄부재(50)를 사용한 조인트 블록(200)의 조립공정을 설명한다.

우선, 도5a에 나타낸 것과 같이, 블록 본체(10)의 오목부(15)에 대하여 폐쇄부재(50)를 위치 결정한다. 이때, 조립시에는, 블록 본체(10)는, 오목부(15)가 윗쪽을 향하도록 도시하지 않은 홀더에 고정된다.

도5a에서 알 수 있는 것과 같이, 폐쇄부재(50)의 주면(50a)의 외경은, 오목부(15)의 내주면(15a)의 내경보다도 약간 작고, 돌기(51)의 외경은 오목부(15)의 내주면(15a)의 내경보다도 약간 크게 형성되어 있다. 이 때문에, 폐쇄부재(50)의 돌기(51)보다 일단측 A1의 부분은, 오목부(15)에 끼워맞춤 삽입되지만, 돌기(51)는 단부면 10d 및 내주면(15a)과 간섭하므로, 위치결정하는 것만으로는, 돌기(51)는 오목부(15)에 들어가지 않는다.

다음에, 도 5b에 나타낸 것과 같이, 치구(600)를 하강시켜 폐쇄부재(50)의 상측의 단부면 50e에 치구(600)의 가압면(601)을 당접시킨다. 이때, 치구(600)는 블록 본체(10)에 형성된 돌출편(16)과 당접하지 않고 있다.

이어서, 도 5c에 하중 F1의 힘으로, 폐쇄부재(50)를 오목부(15) 내부에 압입한다. 이때, 폐쇄부재(50)의 돌기(51)는 오목부(15)의 내주면(15a)과 맞물리고, 내주면(15a)에 의해 찌부러져 소성 변형한다. 하중 F1은 돌기(51)가 소성변형하는데 필요충분한 크기로 한다. 이에 따라 맞물림부 EN이 형성된다.

도 5c에서 알 수 있는 것과 같이, 치구(600)에는, 돌출편(16)에 맞물리는 맞물림 오목부(610)가 형성되어 있고, 맞물림부 EN의 형성공정에 있어서, 돌출편(16)도 소성변형하여, 오목부(15)측을 향해서 경사진다.

또한, 폐쇄부재(50)의 대향면인 하측의 단부면 50e는, 개구 12p의 주위에 형성된 원환형 돌기(13)를 향해서 가압되어, 도면에 나타낸 것과 같이, 원환형 돌기(13)가 하측의 단부면 50e에 파고들어, 블록 본체(10)와 폐쇄부재(50) 사이를 씰 하는 씰 기구가 구성된다.

이어서, 도 5d에 나타낸 것과 같이, 다른 치구(700)를 하강시켜, 하중 F2의 힘으로 치구(700)의 가압면(710)을 사용해서 돌출편(16)을 더 소성변형시키면, 돌출편(16)은 굴곡해서 오목부(15) 내에 모여, 본 발명의 코오킹부가 된다.

도 5e에 나타낸 것과 같이, 돌출편(16)은 오목부(15) 내에 모여, 단부면 10d와 돌출편(16)은 공통 평면에 배치된다.

도면에서 알 수 있는 것과 같이, 폐쇄부재(50)의 대향면인 단부면 50e를 원환형 돌기(13)에 가압하는 가압력은, 코오킹부로서 변형한 복수의 돌출편(16)과 맞물림부 EN에 의해 분담된다. 즉, 씰 기구의 씰 력을 유지하는 힘을 코오킹부와 맞물림부 EN에 분담시킴으로써, 치구 600의 하중 F1과 치구 700의 하중 F2를 상대적으로 작게 할 수 있으므로, 블록 본체(10)에 과대한 하중이 인가되는 것을 회피할 수 있다.

도6a∼도 6c에 블록 본체(10)에 형성되는 돌출편의 변형예를 나타낸다.

이때, 도6a∼도 6c에 있어서, 상기 실시형태와 동일한 구성부분에 대해서는 동일한 부호를 사용하고 있다.

도6a에 나타내는 돌출편(16A)은, 선단을 향해서 두께가 감소하는 테이퍼 형상으로 형성되어 있고, 더구나, 단부면 10d의 돌출편(16A)의 근원에는 오목형으로 만곡한 홈(10r)이 형성되어 있다. 이러한 구성으로 함으로써, 상기 실시형태와 비교해서 돌출편(16A)을 소성변형시키는 힘을 작게 할 수 있다.

도 6b에 나타내는 돌출편(16B)은, 선단부가 둥그스름한 형상을 갖도록 형성되어 있다. 이러한 구성에 따르면, 돌출편(16B)을 구부렸을 때에, 돌출편(16B)의 엣지가 폐쇄부재(50)의 단부면 50e에 찔리기 어려워져, 쓸데 없는 부하가 폐쇄부재(50)에 걸리는 것을 피할 수 있다.

도 6c에 나타내는 돌출편(16C)은, 선단부에 면적이 확대되는 확대 면적부가 형성되어 있다. 이러한 구성에 따르면, 돌출편(16C)의 폐쇄부재의 단부면 50e를 가압하는 면적이 확대되기 때문에, 씰 기구의 씰 성능을 보다 안정화할 수 있다.

제2실시형태

도7a 및 도 7b에, 본 발명의 제2실시형태에 따른 조인트 블록의 블록 본체를 나타낸다. 이때, 도7a, 도 7b에 있어서, 상기 실시형태와 동일한 구성부분에 대해서는 동일한 부호를 사용하고 있다.

블록 본체(10D)는, 오목부(15)의 바깥 쪽으로 뻗는 돌출편(16) 대신에, 코오킹시에, 가압에 의해 눌러 으깨지는 복수의 돌출부(16D)를 갖는다.

도8a∼도 8d에, 상기 구성의 블록 본체(10D)와 상기한 폐쇄부재(50)를 사용한 조인트 블록의 조립공정을 나타낸다.

우선, 도8a에 나타낸 것과 같이, 오목부(15)에 대하여 폐쇄부재(50)를 위치 결정하면, 도5a에서 설명한 경우와 같은 상태가 된다.

이어서, 치구(700)의 가압면(710)을 폐쇄부재(50)의 상측의 단부면 50e에 당접시키면서 폐쇄부재(50)를 오목부(15) 내부에 하중 F의 힘으로 압입해 가면, 폐쇄부재(50)의 하측의 단부면 50e에 원환형 돌기(13)가 파고드는 동시에, 폐쇄부재(50)의 돌기(51)가 오목부(15)의 내주면(15a)에 의해 눌러 으깨져 소성변형한다.

더구나, 치구(700)를 하강시켜 가면, 블록 본체(10D)의 복수의 돌출부(16D)도 눌러 으깨지고, 눌러 으깨진 돌출부(16D)는 폐쇄부재(50)의 주면(50a)을 변형시키면서, 오목부(15)의 내주면(15a)과 폐쇄부재(50)의 주면(50a) 사이를 채우도록 소성변형한다. 이 결과, 도 8d에 나타낸 것과 같이, 원환형 돌기(13)가 하측의 단부면 50e에 파고들어가, 블록 본체(10D)와 폐쇄부재(50) 사이를 씰하는 씰 기구가 구성되는 동시에, 씰 기구의 씰 력을 유지하는 힘을 분담하는 코오킹부 16과 맞물림부 EN이 구성된다.

다음에, 도9a 및 도 9b에, 도8a∼도 8d에서 설명한 것과는 다른 조립공정을 나타낸다.

도8a∼도 8d에서는, 공통의 치구(700)를 사용해서 폐쇄부재(50)의 압입 및 돌출부(16D)의 코오킹을 공통의 공정에서 실시했다.

도9a에 나타낸 것과 같이, 치구(800)를 사용해서 폐쇄부재(50)의 압입 만을 우선 실시한다.

이어서, 도 9b에 나타낸 것과 같이, 치구(700)를 사용하여, 돌출부(16D)의 코오킹을 실시한다. 이렇게, 공정을 나눔으로써, 하중 F3, F4를 별개로 설정할 수 있다고 하는 장점이 있다.

도 10에, 도7a 및 도 7b에 나타낸 블록 본체(10D)의 변형예를 나타낸다.

블록 본체(10E)의 복수의 돌기(16E)는, 반구형으로 형성되어 있다. 이렇게, 돌기(16E)의 형상을 최적화하는 것도 가능하다.

도 11a 및 도 11b, 블록 본체(10D)의 또 다른 변형예를 나타낸다. 이때, 도 11a, 도 11b에 있어서, 상기 실시형태와 동일한 구성부분에 대해서는 동일한 부호를 사용하고 있다.

도 11a에 나타내는 블록 본체(10F)는, 오목부(15)의 내주면(15a)에 한 가닥의 홈(15c)을 구비한다. 폐쇄부재로서는, 제1실시형태에서 설명한 것과 같은 폐쇄부재(50)를 사용한다.

제2실시형태와 같은 조립방법(2종류의 방법)으로 조립가능하다.

도 11b에 나타낸 것과 같이, 오목부(15)의 홈(15c)에 폐쇄부재(50)의 돌기(51)가 끼워넣는 것에 의해, 맞물림부 EN이 형성된다.

제3실시형태

도 12a∼도 12c에 본 발명의 제3실시형태에 따른 폐쇄부재, 블록 본체 및 「조인트 블록을 나타낸다. 이때, 도 12a∼도 12c에 있어서, 상기 실시형태와 동일한 구성부분에 대해서는 동일한 부호를 사용하고 있다.

폐쇄부재(50A)는, 원반형이며 주면(50a)은 플랫하게 형성되어 있다.

블록 본체(10G)는, 오목부(15)의 내주면(15a)에 돌출조(15t)가 형성되어 있다.

제2실시형태로 같은 조립 방법(2종류의 방법)을 채용하여, 폐쇄부재(50A)를 오목부(15) 내에 압입하여, 돌출부(16D)를 코오킹하면, 도 12c에 나타낸 것과 같이, 씰 기구가 구성되는 동시에, 돌출조(15t)가 폐쇄부재(50A)의 주면(50a)에 파고드는 것에 의해, 맞물림부 EN이 형성된다. 또한, 돌출부(16D)가 코오킹부를 구성한다.

제4실시형태

도 13a∼도 13d에 본 발명의 제4실시형태를 나타낸다. 이때, 도 13a∼도 12d에 있어서, 상기 실시형태와 동일한 구성부분에 대해서는 동일한 부호를 사용하고 있다.

도 13a에 나타내는 폐쇄부재(50B)는, 일 단부면 50e2에 원환형 돌기(52)가 형성되어 있고, 타 단부면 50e1은 평탄면으로 되어 있다. 원환형 돌기(52)는, 경화 처리에 의해, 폐쇄부재(50B)의 다른 부분보다도 충분하게 경도가 높게 되어 있고, 또한, 블록 본체를 형성하는 금속보다도 단단하게 되어 있다.

도 13b에 나타낸 것과 같이, 블록 본체(10H)의 대향면(15b)은 평탄면으로 되어 있다.

도 13c에 나타낸 것과 같이, 오목부(15)에 대하여 폐쇄부재(50B)를 위치 결정하면, 폐쇄부재(50B)의 돌기(52)가 단부면 10d에 간섭한다. 이 상태로부터, 상기한 조립 방법을 사용해서 폐쇄부재(50B)를 오목부(15) 내에 압입하는 동시에 돌출부(16D)를 코오킹하면, 도 13d에 나타낸 것과 같이, 원환형의 돌기(52)는 대향면(15b)에 파고들어 씰 기구를 구성하고, 돌기(51)가 눌러 으깨져 맞물림부 EN을 구성하고, 돌출부(16D)가 코오킹부를 구성한다.

제5실시형태

도 14A∼도 14f에 본 발명의 제5실시형태를 나타낸다. 이때, 도 14a∼도 14f에 있어서, 상기 실시형태와 동일한 구성부분에 대해서는 동일한 부호를 사용하고 있다.

도 14a 및 도 14b에 나타내는 폐쇄부재(50C)는, 일 단부면 50e2과는 반대측의 타 단부면 50e1에 주면(50a) 및 돌기(51)보다도 외경이 큰 확대 직경부(53)를 갖는다. 확대 직경부(53)의 외주 가장자리부에는, 오목부(53t)가 원주 방향으로 등간격으로 형성되어 있다.

도 14c에 나타내는 블록 본체(10J)는, 오목부(15)의 단부면 10d측에, 상기한 확대 직경부(53)를 수용가능한 확대 오목부(15m)가 형성되어 있다. 또한, 복수의 돌기(16F)가, 오목부(53t)에 대응하는 위치에 형성되어 있다.

도 14d에 나타낸 것과 같이, 폐쇄부재(50C)의 오목부(53t)와 블록 본체(10J)의 돌기(16F)를 위치 맞춤하여 삽입하면, 각 오목부(53t)가 각 돌기(16F)를 통과함으로써, 폐쇄부재(50C)가 오목부(15)에 수용된다.

이어서, 도 14e에 나타낸 것과 같이, 폐쇄부재(50C)를 일 방향으로 회전시켜 오목부(53t)와 돌기(16F)의 위치를 어긋나게 한다.

그 후, 돌기(16F)를 코오킹함으로써, 도 14f에 나타낸 것과 같이, 씰 기구, 맞물림부 EN 및 코오킹부 16F가 형성된다.

제6실시형태

도 15a∼도 15c에 본 발명의 제6실시형태를 나타낸다. 이때, 도 15a∼도 15c에 있어서, 상기 실시형태와 동일한 구성부분에 대해서는 동일한 부호를 사용하고 있다.

도 15a에 나타내는 폐쇄부재(50D)는, 원반형이지만, 테이퍼 형의 주면(50b)을 갖는다.

도 15b에 나타낸 것과 같이, 폐쇄부재(50D)를 블록 본체(10D)의 오목부(15)에 위치 결정하면, 테이퍼 형의 주면(50b)의 작은 직경측의 일부 만이 오목부(15) 내에 들어가, 도중에 간섭하게 되어 있다.

도 15c에 나타낸 것과 같이, 폐쇄부재(50D)를 블록 본체(10D)의 오목부(15) 내에 압입하면, 테이퍼 형의 주면(50b)의 큰 직경측이 소성변형하여, 맞물림부 EN이 형성된다. 돌출부(16D)를 코오킹하면 코오킹부가 형성된다.

도 16a 및 도16b에 폐쇄부재의 변형예를 나타낸다.

폐쇄부재(50E)는, 주면(50a) 위에 원주 방향으로 뻗고, 등간격으로 배열된 복수의 돌출조(50c)를 갖는다.

도17에 나타낸 것과 같이, 폐쇄부재(50F)의 주면(50a)에 원주 방향으로 반구형의 돌기(50d)를 등간격으로 형성하는 것도 가능하다.

도18에 나타낸 것과 같이, 볼록 형상으로 만곡한 주면(50r)을 갖는 폐쇄부재(50G)를 채용하는 것도 가능하다.

다음에, 도 19를 참조하여, 도 1에 나타낸 유체 제어장치의 적용예에 대해 설명한다.

도 19에 나타내는 반도체 제조장치(1000)는, ALD법에 의한 반도체 제조 프로세스를 실행하기 위한 장치이며, 900은 프로세스 가스 공급원, 901은 가스 박스(유체 제어장치), 902은 탱크, 903은 개폐 밸브, 904는 제어부, 905는 처리 챔버, 906은 배기 펌프를 나타내고 있다.

ALD법에 의한 반도체 제조 프로세스에서는, 처리 가스의 유량을 정밀하게 조정할 필요가 있는 동시에, 기판의 대구경화에 의해, 처리 가스의 유량을 어느 정도 확보할 필요도 있다.

가스 박스(901)는, 정확하게 계량한 프로세스 가스를 처리 챔버(905)에 공급하기 위해서, 개폐 밸브, 레귤레이터, 매스 플로우 콘트롤러 등의 각종의 유체 기기를 집적화해서 박스에 수용한 상기한 유체 제어장치를 내장하고 있다.

탱크(902)는, 가스 박스(901)로부터 공급되는 처리 가스를 일시적으로 저장하는 버퍼로서 기능한다.

개폐 밸브(903)는, 가스 박스(901)에서 계량된 가스의 유량을 제어한다.

제어부(904)는, 개폐 밸브(903)를 제어해서 유량제어를 실행한다.

처리 챔버(905)는, ALD법에 의한 기판에의 막 형성을 위한 밀폐 처리 공간을 제공한다.

배기 펌프(906)는, 처리 챔버 903 내부를 진공처리한다.

상기 적용예에서는, 유체 제어장치를 ALD법에 의한 반도체 제조 프로세스에 사용하는 경우에 대해서 예시했지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 본 발명은, 예를 들면, 원자층 에칭법(ALE: Atomic Layer Etching법)등 의 정밀한 유량조정이 필요한 모든 대상에 적용가능하다.

10∼10J :블록 본체
10a : 윗면
10b : 저면
10c : 단부면
10d : 단부면
10e1: 측면
10e2: 측면
10r : 홈
10t : 맞물림부
12: 유로
12a : 제2 유로
12b : 제3 유로
12c : 제1 유로
12d : 제1 개구부
12e : 제2 개구부
12p : 개구
13 : 원환형 돌기
14a : 유지 오목부
14b : 유지 오목부
15 : 오목부
15a : 내주면
15b : 대향면
15c : 홈
15m : 확대 오목부
15t : 돌출조
16, 16A∼16C 돌출편(코오킹부)
16D : 돌출부(코오킹부)
16E : 돌기
16F : 돌기
18a : 나사 구멍
18b : 나사 구멍
50∼50G : 폐쇄부재
50a : 주면
50b : 주면
50c : 돌출조
50d : 돌기
50e : 단부면
50e1 : 타 단부면
50e2 : 일 단부면
50r : 주면
51 : 돌기
52 : 돌기
53 : 확대 직경부
53t : 오목부
110A∼110E : 유체 기기
200 : 조인트 블록
310 : 도입 관
500 : 레일부재
600 : 치구
601 : 가압면
610 : 맞물림 오목부
700 : 치구
710 : 가압면
800 : 치구
900 : 프로세스 가스 공급원
901 : 가스 박스(유체 제어장치)
902 : 탱크
903 : 개폐 밸브
904 : 제어부
905 : 처리 챔버
906 : 배기 펌프
1000 : 반도체 제조장치
A1, A2 : 길이 방향
BS : 베이스 플레이트
EN : 맞물림부
G1,G2 : 길이 방향
W1,W2 : 폭 방향

Claims (13)

1. 제1 및 제2 개구부와, 상기 제1 및 제2 개구부를 연결하는 유로를 갖는 조인트 블록으로서,
   길이 방향으로 뻗고, 또한, 해당 길이 방향의 일단측에서 폐쇄하고 타단측에서 개구하는 제1 유로와, 상기 제1 유로와 상기 길이 방향의 일단측에서 접속되고 또한 상기 제1 개구부에 연통하는 제2 유로와, 상기 제1 유로와 상기 길이 방향의 타단측에서 접속되고 또한 상기 제2 개구부에 연통하는 제3 유로를 획정하는 블록 본체와,
   상기 블록 본체의 길이 방향의 타단측에 형성된 오목부에 장착된 폐쇄부재를 갖고,
   상기 블록 본체 및 폐쇄부재의 서로 대향하는 대향면의 한쪽에 형성된 환형 돌기를 갖고, 상기 제1 유로의 개구의 주위에 있어서 상기 환형 돌기가 다른쪽의 대향면에 파고드는 것에 의해 상기 블록 본체와 상기 폐쇄부재 사이를 씰하는 씰 기구와,
   상기 폐쇄부재를 상기 블록 본체의 대향면을 향해서 가압하고, 상기 블록 본체에 형성된 코오킹부와,
   상기 오목부의 내주부와 이것에 맞물리는 상기 폐쇄부재의 외주부로 형성되는 맞물림부를 갖고,
   상기 씰 기구의 환형 돌기를 상기 다른쪽의 대향면에 가압하는 가압력을, 상기 코오킹부와 상기 맞물림부에 의해 분담하고 있는 것을 특징으로 하는 조인트 블록.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 맞물림부는, 상기 오목부의 내주면과 해당 내주면에의 압입에 의해 소성변형한 상기 폐쇄부재의 외주부로 형성되는 것을 특징으로 하는 조인트 블록.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 맞물림부는, 한쪽에 상기 오목부의 내주면 또는 상기 폐쇄부재의 외주면에 형성된 돌기와, 다른쪽에 상기 오목부의 내주면 또는 상기 폐쇄부재의 외주면에 형성되고 상기 돌기가 끼워지는 홈을 갖는 것을 특징으로 하는 조인트 블록.
   
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 코오킹부는, 상기 폐쇄부재의 주위를 따라 분산 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 조인트 블록.
   
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 코오킹부는, 상기 오목부 내에 들어가도록 형성되는 것을 특징으로 하는 조인트 블록.
   
6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서,
   상기 코오킹부는, 상기 폐쇄부재의 상기 대향면과는 반대측의 배면을 상기 블록 본체의 대향면을 향해 가압하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 조인트 블록.
   
7. 제 4항 또는 제 5항에 있어서,
   상기 코오킹부는, 상기 오목부의 내주면과 상기 폐쇄부재의 외주면 사이를 채우도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 조인트 블록.
   
8. 제1 및 제2 개구부와, 상기 제1 및 제2 개구부를 연결하는 유로를 갖는 조인트 블록의 제조방법으로서,
   길이 방향으로 뻗고, 또한, 해당 길이 방향의 일단측에서 폐쇄하고 타단측에서 개구하는 제1 유로와, 상기 제1 유로와 상기 길이 방향의 일단측에서 접속되고 또한 상기 제1 개구부에 연통하는 제2 유로와, 상기 제1 유로와 상기 길이 방향의 타단측에서 접속되고 또한 상기 제2 개구부에 연통하는 제3 유로를 획정하는 블록 본체와, 폐쇄부재를 준비하고,
   상기 폐쇄부재를, 상기 블록 본체의 길이 방향의 타단측에 형성된 오목부에 위치 결정하고,
   상기 폐쇄부재를 상기 오목부에 압입하고, 상기 오목부의 내주부와 상기 폐쇄부재의 외주부가 맞물리는 맞물림부를 형성하고,
   상기 블록 본체에 형성된 코오킹부를 변형시켜 상기 폐쇄부재를 상기 블록 본체의 대향면을 향해서 가압하고,
   상기 블록 본체 및 폐쇄부재의 서로 대향하는 대향면의 한쪽에 형성된 환형 돌기를, 상기 제1 유로의 개구의 주위에 있어서 다른쪽의 대향면에 파고들게 해서 씰하는 것을 특징으로 하는 조인트 블록의 제조방법.
   
9. 제 8항에 있어서,
   상기 맞물림부를 형성하는 공정과, 상기 코오킹부를 변형시키는 공정을 공통의 공정에서 실시하는 것을 특징으로 하는 조인트 블록의 제조방법.
   
10. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 조인트 블록을 사용해서 유체 기기 사이의 유로가 접속되어 있는 유체 제어장치.
    
11. 청구항 10의 유체 제어장치를 사용해서 유체의 유량제어를 하는 유량 제어방법.
    
12. 밀폐된 챔버 내에 있어서 프로세스 가스에 의한 처리공정을 필요로 하는 반도체 장치의 제조 프로세스에 있어서, 상기 프로세스 가스의 제어에 청구항 10에 기재된 유체 제어장치를 사용하는 반도체 제조장치.
    
13. 밀폐된 챔버 내에 있어서 프로세스 가스에 의한 처리공정을 필요로 하는 반도체 장치의 제조 프로세스에 있어서, 상기 프로세스 가스의 유량제어에 청구항 10에 기재된 밸브 장치를 사용하는 반도체 제조방법.

Images