TWI823728B - 特殊氣體的分閥總成 - Google Patents

Abstract

本發明特殊氣體的分閥總成設有安裝框架及多個分流櫃，安裝框架具有鎖付架及增高架，且鎖付架設有第一鎖付部及第二鎖付部；又每一分流櫃設有一包含控制器的電控箱以及一相鄰該電控箱的閥門箱，且該閥門箱內部具有一閥門組管線；其中，複數分流櫃其中一者安裝於第一鎖付部形成一下氣體閥門分流櫃，而複數分流櫃另一者安裝在第二鎖付部來形成一上氣體閥門分流櫃，使得兩分流櫃彼此排列成一對稱狀態。藉此，讓兩分流櫃的電控箱集中在方便使用的高度位置，縮減安裝多數分流櫃所須佔用的腹地面積， 讓半導體廠節省建構廠區或擴充產能的所需花費成本。

Description

特殊氣體的分閥總成

本發明有關於一種將氣體安全且穩定地供應給半導體生產設備的閥門控制裝置，特別是指一種將閥箱採對稱式排列的分閥總成來提升空間使用率。

隨著半導體領域(如：晶圓、面板或發光二極體)的產品製造日趨複雜，造成半導體廠所使用製程氣體的種類亦趨增加。半導體製程包括乾蝕刻、氧化、離子佈植、薄膜沉積等，然而，所有製程都需要使用相當多的高純度氣體，才能讓元件性能以及產品良率有顯著的提升，因此，安全地供應高純度氣體，將會是半導體廠優先考量的重點。

惟半導體製程所使用的氣體，可簡單區分成一般大宗氣體(Bulk Gases)以及一些特殊氣體(Specialty Gases)，其中，大宗氣體指的是像N2、H2、O2、Ar…等使用量較大的氣體，供應方式主要是將固定式的大型槽桶安置於廠房周圍來形成獨立區域，並且需要定期安排供氣槽車來進行填補，讓高壓液態氣體能被氣化供廠房使用。

另外，特殊氣體(Specialty Gases)指的是像NH3、SiH4、AsH3、PH3、N2O…等，供應方式主要是將特殊氣體填裝至一高壓鋼瓶中，再把高壓鋼瓶放置在一氣瓶存放櫃中，讓特殊氣體透過輸氣管路供應至一分閥箱(VMB、Valve Manifold Box)，隨後再進入製程機台的使用點(POU、Point Of Use)。

一般分閥箱(Valve Manifold Box，VMB)是連接一氣體輸入管線、多個氣體輸出管線以及一清潔氣體輸入管線來進行半導體製程的氣體輸出或輸入，並且會在該分閥箱下方設置有一固定閥箱的支撐架。其中，該清潔氣體輸入管線連通於每個氣體輸出管線來輸入所須的清潔氣體(如：氮氣)，且該氣體輸入管線連通於該多個氣體輸入管線，讓分閥箱能由單一輸入管線同時提供製程氣體至每個氣體輸出管路所連接的不同使用點，藉以提升氣體的使用效率。

然而，半導體廠在進行製程區域的規劃設計時，即需考量氣體備料儲存空間以及氣體供應室的相對位置以及空間大小，因此，傳統方式就是將多數分閥箱按照規劃樣態水平並排在廠房內部，此一方式往往造成半導體廠所需使用的廠房面積增加，且不利於日後進行產能的擴充。

本發明的主要目的在於提供一種將兩閥箱採用對稱式排列的分閥總成，讓分流櫃的操作介面能夠集中在方便使用的高度位置，縮減安裝多數分流櫃所須佔用的腹地面積，並讓半導體廠能節省建構廠區或是擴充產能所需花費的成本。

本發明的次要目的在於讓位在上、下不同高度的分流櫃採用同一構造的箱體來配合密封用的擋板，使得複數分流櫃之間能以不同樣態來連接氣體輸入管及氣體輸出管，並能在不需使用氣體管路時，將擋板重新安裝至對應孔洞來大幅提升分流櫃的實用性。

本發明的另一目的在於安裝框架以及分流櫃皆設計有一掛勾來方便吊掛搬運，後續亦能透過掛勾將安裝框架及分流櫃穩固地定位來避免搖晃與坍塌。

為實現前述目的，本發明特殊氣體的分閥總成包含：一安裝框架以及複數分流櫃，該安裝框架具有一鎖付架以及一連接於該鎖付架下方的增高架，該鎖付架沿著一垂直方向依據設有一第一鎖付部以及一第二鎖付部；每一分流櫃設有一包含控制器的電控箱以及一相鄰該電控箱的閥門箱，該電控箱具有一上開孔以及一下開孔，該閥門箱設有一側通孔、一上通孔、一上出口區、一下通孔以及一下出口區，且該閥門箱內部具有一閥門組管線。

其中，該複數分流櫃的其中一者安裝於該第一鎖付部來形成一下氣體閥門分流櫃，而該複數分流櫃的另一者安裝在該第二鎖付部來形成一上氣體閥門分流櫃，使得該上氣體閥門分流櫃與該下氣體閥門分流櫃的彼此排列成一對稱狀態。

該上氣體閥門分流櫃的下開孔以及該下氣體閥門分流櫃的上開孔皆被一固定擋板封閉；又該上氣體閥門分流櫃的上開孔與該上氣體閥門分流櫃的下通孔相鄰，且該下氣體分流櫃的下開孔與該下氣體分流櫃的上通孔相鄰，使得該電控箱能夠連通於同一個分流櫃的該閥門箱。

該上氣體閥門分流櫃與該下氣體閥門分流櫃兩者內部的閥門組管線彼此對稱排列，使得兩閥門組管線亦呈現出該對稱狀態。

此外，該分流櫃設有一密封板，該密封板覆蓋於該下開孔與該側通孔的其中一者，使得該上氣體閥門分流櫃透過該上開孔來連接一第一輸入管，而該下氣體閥門分流櫃透過該側通孔來連接一第二輸入管。該安裝框架進一步包含至少一支撐架，該至少一支撐架連接該鎖付架一側來固定該第二輸入管。

該分流櫃設有一長擋板，該長擋板覆蓋於該上出口區以及該下出口區的其中一者，使得複數輸出管能夠穿過該上出口區以及該下出口區的另一者來連接該閥門組管線。

於一可行實施例中，該分流櫃進一步設有複數個氣管夾以及一中間層板，該複數氣管夾依序排列在該上出口區以及該下出口區的另一者來分別夾持該複數輸出管；該中間層板的輪廓大於該上出口區以及該下出口區兩者的輪廓，且該中間層板被夾持在該複數氣管夾及該分流櫃之間。

再者，該安裝框架進一步設有複數框架掛勾，該複數框架掛勾分別連接於該鎖付架頂部的兩側邊位置；同時，該上氣體閥門分流櫃的一頂部進一步設有複數櫃體掛勾，且該複數櫃體掛勾分布在該閥門箱的兩側邊位置。

本發明的特點在於由具有兩個鎖付部的安裝框架沿著一垂直方向組裝有上氣體閥門分流櫃以及下氣體閥門分流櫃，使得上、下氣體閥門分流櫃兩者的電控箱及閥門箱彼此形成一對稱式排列，讓分流櫃的操作介面能夠集中在方便使用的高度位置，縮減安裝多數分流櫃所須佔用的腹地面積；此外，將全部的電控箱及閥門箱採用相同的開孔位置設計，使得單一箱體構造能夠符合上、下方位的安裝需求，並將封閉用的板件組裝在不使用的櫃體開孔，避免異物進入分流櫃內部。

1:特殊氣體分流總成

2:安裝框架

20:鎖付架

201:第一鎖點

202:第二鎖點

203:第三鎖點

204:第四鎖點

21:增高架

211:承載端面

212:支撐端面

22:支撐架

23:第一鎖付部

24:第二鎖付部

25:框架掛勾

3:第一分流櫃

31:第一電控箱

311:門部

312:操作介面

313:第一上開孔

314:第一下開孔

315:固定擋板

32:第一閥門箱

321:箱蓋

322:透明視窗

323:第一上通孔

324:第一上出口區

324a:上出氣口

325:第一下通孔

326:第一下出口區

326a:下出氣口

327:第一側通孔

33:第一閥門組管線

331:進氣閥管線

332:出氣閥管線

333:淨氣閥管線

34:氣管夾

35:中間層板

36:下長擋板

37:密封板

38:櫃體掛勾

4:第二分流櫃

41:第二電控箱

42:第二閥門箱

423:第二上通孔

424:第二上出口區

424a:上出氣口

425:第二下通孔

426:第二下出口區

426a:下出氣口

427:第二側通孔

43:上長擋板

44:密封板

50:第一輸入管

51:第二輸入管

60:上輸出管

61:下輸出管

70:上清潔氣管

71:下清潔氣管

圖1為本發明特殊氣體分閥總成的正視圖；圖2為本發明特殊氣體分閥總成的側視圖；圖3為本發明安裝框架的正視圖； 圖4為本發明特殊氣體分閥總成的分解圖；圖5為本發明上電控箱的俯視圖；圖6為本發明上電控箱的仰式圖；圖7為本發明上閥門箱的俯視圖；圖8為圖7上閥門箱頂部的分解圖；圖9為本發明上閥門箱的仰視圖；圖10為圖9上閥門箱底部的分解示意圖；圖11為本發明下閥門箱的俯視圖；圖12為本發明下閥門箱的仰視圖；以及圖13為本發明上閥門箱內部的示意圖。

茲為便於更進一步對本發明之構造、使用及其特徵有更深一層明確、詳實的認識與瞭解，爰舉出較佳實施例，配合圖式詳細說明如下：本發明特殊氣體分流總成1主要是連接於一氣體鋼瓶以及一使用端之間，用以將一製程氣體從該氣體鋼瓶內部傳送至例如蝕刻機台或是沈積機台等製程機台，其中，該氣體鋼瓶是設置在一鋼瓶架上來存放該製程氣體。

請參閱圖1及圖2所示，該特殊氣體分流總成1包含有一安裝框架2以及複數分流櫃，且每一分流櫃將會連接一輸入管、複數個輸出管(於圖式中顯示為10個，但不受此限)以及一清潔氣管(如：輸入氮氣)，於圖式一較佳實施例中，該特殊氣體分流總成1具有一位於上方的第一分流櫃3以及一位於該第一分流櫃3下方的第二分流櫃4，其中該第一分流櫃3連接有一第一輸入管50、複數上 輸出管60以及一上清潔氣管70，而該第二分流櫃4連接有一第二輸入管51、複數下輸出管61以及一下清潔氣管71。

請圖3所示，該安裝框架2具有一鎖付架20、一連接於該鎖付架20下方的增高架21以及至少一連接於該鎖付架20側邊的支撐架22。該鎖付架20包含間隔排列的複數縱向鎖桿以及連接在該複數縱向鎖桿之間的複數橫向鎖桿，且該複數縱向鎖桿沿著一垂直方向由下而上間隔設有一第一鎖點201、一第二鎖點202、一第三鎖點203以及一第四鎖點204，其中，位於低處的該第一鎖點201與該第二鎖點202共同形成一第一鎖付部23，而位於高處的該第三鎖點203與該第四鎖點204共同形成一第二鎖付部24；又該第二鎖點202、該第三鎖點203、該第四鎖點204皆相鄰於該複數橫向鎖桿的其中之一，但該第一鎖點201則是相鄰於該增高架21。

該增高架21包含複數縱向支撐桿以及複數水平支撐桿，該複數水平支撐桿的一部份連接在該複數縱向支撐桿的頂端以及該複數縱向鎖桿，藉以形成一能接觸該第一分流櫃3的承載端面211，而該複數水平支撐桿的剩餘部分連接在該縱向支撐桿的底端以及該複數縱向鎖桿的底端，藉以形成一接觸底面的支撐端面212。該至少一支撐架22連接於該鎖付架20以及該第二輸入管51之間，使得該第二輸入管51能被固定在該鎖付架20的一側邊位置。

此外，每一分流櫃設有一電控箱以及一相鄰該電控箱的閥門箱，請參閱圖3及4所示，該第一分流櫃3的一第一閥門箱32鎖付於第二鎖付部24，且該第一閥門箱32下方設有一第一電控箱31，使得該第一閥門箱32及該第一電控箱31共同形成一上氣體閥門分流櫃；該第二分流櫃4的一第二閥門箱42鎖付於該第一鎖付部23，且該第二分流櫃4的一第二電控箱41設置在該第一電控箱31及該 第二閥門箱42之間，使得該第二閥門箱42及該第二電控箱41共同形成一下氣體閥門分流櫃；其中，該上氣體閥門分流櫃與該下氣體閥門分流櫃的彼此排列成一對稱狀態。

請參閱圖5及圖6所示，該第一電控箱31具有一門部311以及一位於該門部311上的操作介面312(參圖1)，且該門部311可被開啟來看到該第一電控箱31內部的電路接線：該第一電控箱31的頂部及底部分別設有一第一上開孔313以及一重疊於該第一上開孔313下方的第一下開孔314，其中，該第一上開孔313是讓該電路接線能從該第一電控箱31的內部向外導接到該第一閥門箱32內部，且該第一下開孔314則是透過複數螺接件(圖未示)將一固定擋板315鎖固於該第一電控箱31。

該第二電控箱41的結構與該第一電控箱31相同，故沒有在圖式中顯示，而僅針對差異部分進行說明，該第二電控箱41的一第二上開孔是透過複數螺接件將該固定擋板315鎖固於該第二電控箱41，而該第二電控箱41的一第二下開孔則是連通該第二閥門箱42內部。

請參閱圖7至圖10所示，該第一閥門箱32具有一可以打開或關閉的箱蓋321以及一位於該箱蓋的透明視窗322，讓使用者能夠過該透明視窗322直視該第一閥門箱32內部的一第一閥門組管線33(參圖1)，且該第一閥門箱32在頂部、底部及側邊分別設有一第一上通孔323、一第一上出口區324、一第一下通孔325、一第一下出口區326以及一第一側通孔327(參圖4)。

如圖7及圖8所示，該第一上通孔323用以連通該第一輸入管50，而該第一上出口區324具有複數上出氣口324a來連通該複數上輸出管60，使得該複數上輸出管60能連接至該第一閥門組管線33，且每一上輸出管60可以被複數氣 管夾34共同夾持定位，且一中間層板35被該等複數氣管夾34與該第一閥門箱32共同夾固。

如圖9及圖10所示，該第一下通孔325用以連通該第一電控箱31的該第一上開孔313，且該第一下出口區326同樣具有複數下出氣口326a，但該複數下出氣口326a被一下長擋板36所覆蓋。如圖4所示，該第一側通孔327受到一密封板37所覆蓋，使得該第一閥門箱32僅能透過該第一上通孔323來連通一氣體輸入源。

再者，如圖3及圖4所示，於圖式一較佳實施例中，該安裝框架2更包含有複數框架掛勾25，該複數框架掛勾25分別連接於該鎖付架20頂部的兩側邊位置。該第一閥門箱32的一頂部同樣設有複數個櫃體掛勾38，並且該複數櫃體掛勾38分布在該第一閥門箱32的兩側邊中央。

請參閱圖11及圖12所示，該第二閥門箱42在相同於該第一閥門箱32的頂部、底部及側邊位置分別設有一第二上通孔423、一第二上出口區424、一第二下通孔425、一第二下出口區426以及一第二側通孔427位置。

該第二閥門箱42與該第一閥門箱32的差異在於：該第二上通孔423用以連通該第二電控箱41的該第二下開孔(圖未示)，該第二上出口區424的複數上出氣口424a會被一上長擋板43所覆蓋，該第二下通孔425是受到另一密封板44所覆蓋，並且該第二下出口區426具有複數下出氣口426a來連通該複數下輸出管61，使得該複數下輸出管61能連接至該第二閥門箱42內部的一第二閥門組管線(圖未示)，而該第二側通孔427則是用以連通該第二輸入管51(參圖4)。

請參閱圖13所示，該第一閥門組管線33包含一進氣閥管線331(左側)以及複數個出氣閥管線332(10組)，且每一出氣閥管線皆連接有一淨氣閥管線 333，其中，該進氣閥管線連接於該第一輸入管50，該複數出氣閥管線分別一對一連接於該上輸出管60，而該上清潔氣管70則是一對多地連接於複數淨氣閥管線。

而該第二閥門組管線則是與該第一閥門組管線33對稱排列，使得該第一閥門組管線33與該第二閥門組管線同樣呈現出該對稱狀態(圖未示)。

1:特殊氣體分流總成

2:安裝框架

20:鎖付架

201:第一鎖點

202:第二鎖點

203:第三鎖點

204:第四鎖點

21:增高架

211:承載端面

212:支撐端面

22:支撐架

23:第一鎖付部

24:第二鎖付部

25:框架掛勾

3:第一分流櫃

31:第一電控箱

311:門部

32:第一閥門箱

321:箱蓋

327:第一側通孔

37:密封板

38:櫃體掛勾

4:第二分流櫃

41:第二電控箱

42:第二閥門箱

427:第二側通孔

Claims (10)

1. 一種特殊氣體的分閥總成，包含： 一安裝框架，具有一鎖付架以及一連接於該鎖付架下方的增高架，該鎖付架沿著一垂直方向依據設有一第一鎖付部以及一第二鎖付部； 複數分流櫃，每一分流櫃設有一包含控制器的電控箱以及一相鄰該電控箱的閥門箱，該電控箱具有一上開孔以及一下開孔，該閥門箱設有一側通孔、一上通孔、一上出口區、一下通孔以及一下出口區，且該閥門箱內部具有一閥門組管線； 其中，該複數分流櫃的其中一者安裝於該第一鎖付部來形成一下氣體閥門分流櫃，而該複數分流櫃的另一者安裝在該第二鎖付部來形成一上氣體閥門分流櫃，使得該上氣體閥門分流櫃與該下氣體閥門分流櫃的彼此排列成一對稱狀態。
2. 如請求項1所述特殊氣體的分閥總成，其中，該分流櫃設有複數密封板，該密封板覆蓋於該上通孔、該下通孔、該側通孔的其中一者，使得該上氣體閥門分流櫃透過該上通孔來連接一第一輸入管，而該下氣體閥門分流櫃透過該側通孔來連接一第二輸入管。
3. 如請求項2所述特殊氣體的分閥總成，其中，該上氣體閥門分流櫃的下開孔以及該下氣體閥門分流櫃的上開孔皆被一固定擋板封閉；該上氣體閥門分流櫃的上開孔與該上氣體閥門分流櫃的下通孔相鄰，且該下氣體分流櫃的下開孔與該下氣體分流櫃的上通孔相鄰，使得該電控箱能與同一個分流櫃的該閥門箱彼此連通。
4. 如請求項2所述特殊氣體的分閥總成，其中，該安裝框架進一步包含至少一支撐架，該至少一支撐架連接該鎖付架一側來固定該第二輸入管。
5. 如請求項1所述特殊氣體的分閥總成，其中，該分流櫃設有一長擋板，該長擋板覆蓋於該上出口區以及該下出口區的其中一者，使得複數輸出管能夠穿過該上出口區以及該下出口區的另一者來連接該閥門組管線。
6. 如請求項5所述特殊氣體的分閥總成，其中，該分流櫃進一步設有複數個氣管夾，該複數氣管夾依序排列在該上出口區以及該下出口區的另一者來分別夾持該複數輸出管。
7. 如請求項6所述特殊氣體的分閥總成，其中，該分流櫃更包含有一輪廓大於該上出口區以及該下出口區的中間層板，且該中間層板被夾持在該複數氣管夾及該分流櫃之間。
8. 如請求項1所述特殊氣體的分閥總成，其中，該上氣體閥門分流櫃與該下氣體閥門分流櫃兩者內部的閥門組管線彼此對稱排列，使得兩閥門組管線亦呈現出該對稱狀態。
9. 如請求項1所述特殊氣體的分閥總成，其中，該安裝框架進一步設有複數框架掛勾，該複數框架掛勾分別連接於該鎖付架頂部的兩側邊位置。
10. 如請求項1所述特殊氣體的分閥總成，其中，該上氣體閥門分流櫃的一頂部進一步設有複數個櫃體掛勾，且該複數櫃體掛勾分布在該閥門箱的兩側邊位置。

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