WO2005108852A1 - 流体制御装置 - Google Patents

Abstract

流体導入部10は、一列に配置された第１番目から第ｎ番目までの下段通路ブロック12A,12と、隣り合う２つの下段通路ブロック12A,12にまたがって配置された第１番目から第（ｎ−１）番目までの上段通路ブロック13,13A,13Bと、第１番目の下段通路ブロック12Aの入口ポートに接続されたプロセスガス導入配管14と、プロセスガス導入配管14と第４番目の上段通路ブロック13Aとを接続する第１バイパス配管15と、第１バイパス配管15と第８番目の上段通路ブロック13Bとを接続する第２バイパス配管16とを備えている。

Description

明細書 流体制御装置 技術分野

こ の発明は、 半導体製造装置等に使用される流体制御装置 に関し 、 よ り 詳し < は、 保守点検時に流体制御機器を単独で

- 上方に取り 出す とができ る よ う に組み立て られた集積化流 体制御装置 ίί おける流体流入部の構成に関する 背景技術

半導体製造装置に使用 される流体制御装貫は、 ¾々 の流体 制御機器が複数列に配置される と と もに 、 隣り 合う列の流体 制御機器の流路同士が所定箇所に レ、て機器接続手段によ り 接続される こ と によ り 構成されてレ、るが 、 近年、 この種の流 体制御装置では、 マス フ口 コ ン 卜 一ラゃ開閉弁な どをチ ユープを介さずに接続する集積化が進め られている 例えば、 特許文献 1 (特開 2 0 0 2 一 8 9 7 9 8 号公報） には 、 上 に配された複数の流体制御機器と下段に配された複数の継手 部材と によつて形成されたラィ ンが並列状に配置され 、 所定 の ライ ンの流路同士がライ ン間接続手段によ り 接続されてレヽ る流体制御装置が開示されている

本出願人は、 この種の流体制御装置において、 ラィ ンの増 設 · 変更に対応しやすいよ つ に、 ラィ ンの流路同士を接続す る ライ ン間接続手段から溶接箇所をな < すこ とがでさ る流体 制御装置を提案した （特許文献 2 特 ρ 2 0 0 2 - 3 5 1 0 図 4 は、 こ の流体制御装置の 1 実施形態を示している。 な お、 図 4 において、 図の上下を上下とい う もの とする。

図 4 は、 流体制御装置の流体流入部の構成を示すも ので、 こ の部分の流体制御装置は、 2つの開閉弁（22) (23)からなる 入口側遮断開放器（6)を有するライ ン （Bl) (B2) (B3)と、 各ライ ン （B1) (B2) (B3)の遮断開放器 (6)に流体 （プロ セス ガス） を導 入する流体導入部のライ ン間接続手段（50)と を有している。

流体導入部のラィ ン間接続手段（50)は、 各ライ ン（Bl) (B2)

(B3)の端に配置される複数 （図示は 3つ） の下段通路プロ ッ ク (51)と 、 下段通路ブ ロ ッ ク (51 )の上側に配置された複数

(図示は 2つ） の上段通路ブロ ッ ク （57)と 力 らなる,。

下段通路ブ口 クク (51)には 、 遮断開放器（6)に通じる ライ ン 方向通路（54a)およびライ ン方向通路（54a)の端から上方にの ぴ上向き に開 口 した V字状上向き通路（54b)からなる ライ ン間 接続用通路（54)と 、 遮断開放器（6)のバイ パス通路に通じ下向 さに開口 したライ ン内接続用通路（55)が形成されている

上段通路プロ ッ ク （57)は、 図示した例では 2つのブ π ク ク (57a) (57b)が結合されて形成されてお り 、 その内部には、 下向き に開 口 した逆 U字状の通路（58)が形成されている 。 逆

U字状の通路 (58)は、- ラィ ン直交方向にのびる横向さ通路 (5

8a )および横向き通路（58 a)の左右端から下方にのぴる 2本の 平行状下向き通路（58b)からなる。 上段通路プロ ッ ク （57)は、 2つの下段通路プロ ック （51 )にまたがって配置されてお り 、 その逆 U字状通路（58)は、 右側のライ ン（Bl) (B2)の下段通路 ブロ ッ ク （51)の左側の上向き開 口 （54d)と左側のライ ン（B2)

— 2 — (B3)の下段通路ブロ ック （51)の右側の上向き開口 （54c)と を連 通している。

下段通路ブロ ッ ク （51)は、 上方からのねじによつて 脱可 台目ヒにブロ ック状継手部材 （図示略 ) に結合され、 上段通路ブ ック (57)は 、 上方からのねじによつて下段通路プ口 クク (5

1)に着脱可能に取 り 付けられてレヽる

この流体制御装置による と 、 ラィ ン間接続手段 (50)が下側 よび上段通路プロ ック （51) (57)によって構成され、 かつ下 段通路ブロ ッ ク （51)およぴ上段通路ブロ ッ ク (57)が着脱可能 であるので、 ライ ン間接続手段 (50)を溶接な しで構成する こ と ができ る。 ライ ンを増設する際には、 必要に応じてラィ ン 間接続手段（50)を構成する通路ブ ッ ク (51) (57)の う ちの所 要のものを上方に取り外した後、 増設すべき ラィ ンを基板上 に取り 付け、 増設によってラィ ン間接続手段 (50)の仕様が変 更された場合には、 仕様変更後のライ ン間接 手段 (50)を増 さ 前に使用されていた通路ブ P ッ ク (51) (57)と新たに準備さ れた通路プロ ック (51) (57)と によつて構成し 、 のラィ ン間 接続手段（50)を取り 付ければよい ライ ンの変更を行う 際も 様であ り 、 こ う して、 ライ ンの 設および変更を容易に行 こ とができ る

上記特許文献 1 の流体制御装 によ る とヽ 各ラィ ンをプロ セスガス供給源と接続するに際し 、 1 つのプ セスガス流入 部 (流体流入部） から各ライ ンにプロセスガスを分配する こ と が好ま しい 。 しかしなが ら 、 こ の場合には 各ライ ンに均 等にプロセスガス を導入する と が問題と な り 、 ライ ンの数 が多く なる と この問題の解決が mしいあのと なる。 特許文献 2 で提案した流体制御装置においても この課題は解決されて 1/ヽなレヽ ₀

この発明の 目 的は 、 1 つの流体流入部から複数のライ ンに 流体を供給するに際し 、 ライ ンの数が多く なつても、 各ライ ンに均等な圧力の流体を導入する こ とが可能な流体制御装置 を提供する こ と にある o 発明の開示

この発明によ る流体制御装置は、 上方に開 P した入口ポー ト、 上方に開口 した出 Pポー トおよび側方に開 P した出口 ポ ー トを有する第 1 番目 から ri番 θ までの下段通路ブロ ッ ク が一列に配置され 、 隣り合う 下段通路ブ口 クク の出口ポー ト と入口ポー 卜 と を連通する第 1 番目 か ( n 一 1 ) 番目 ま での上段通路ブ ククが一列に配置され、 下段通路ブロ ッ ク の側方に開口 した出口ポ一 トに第 1番目から第 n番目 までの 流体制御器が接 されている流体制御装置であつて、 第 1 番 目 の下段通路ブ V ク の入口ポー ト に流体導入配管が接続さ れ、 第 2番目 から第 ( n一 1 ) 番目 までの上段 路ブ ク ク の う ちの少なく と も 1 つが流体導入配管とパィパス配管を介 して連通されてレ、る こ と を特徴とする ものである 0

下段通路プロ ッ ク は 、 通常、 各番目 のブ ッ クが独立した 部材と されるがヽ 複数のプロ ックカゝらなるマ二ホ一ル ドブ口 ック を含んでも よい o 3つの通路の組を有するマ二ホール ド ブロ ッ ク の ± ·¾县σ公口ヽ 第 1 の通路の組を第 m番目 の下段通路プロ ック と見な し、 第 2 の通路の組を第 （ m + 1 ) 番目 の下段通 路プロ ック と見な し 、 第 3 の通路の組を第 ( m + 2 ) 番目 の 下段通路プロ ッ ク と見なすこ と とする。 同様に、 上段通路ブ

V ク は、 通常、 各番 目 のプロ ク ク が独立 した部材と される が 複数のブロ ッ ク 力 ら なるマ二ホーノレ ドプロ ッ ク を含んで も よい 。 3 つの通路の組を有するマ二ホール ドブロ ッ ク の場 合 、 第 1 の通路の組を第 m番 目 の上段通路プロ ッ ク と 見な し、 第 2 の通路の組を第 （ m + 1 ) 番 目 の上段通路プロ ッ ク と 見 な し 第 3 の通路の糸且を第 （ m + 2 ) 番 目 の上段通路プロ ッ ク と 見なすこ と と する。

下段通路プロ ッ ク に接続される流体制御器と しては、 例え ば 、 開閉弁 と されるが、 逆止弁 、 フ イ ノレタ、 レギュ レータ 、 路ブロ ッ ク な ど と される こ と も め O

よ り 具体的な構成と して、 流体制御装置は、 各ライ ンの上 段のラィ ン方向同 じ位置にそれぞれ配置され力ゝっ少な く と も

1 つの上向き 開 口 を有する ライ ン間接続用通路が形成された 下段通路ブロ ッ ク と 、 接続対象の各ライ ンにまたがつて下段 通路ブ口 ッ ク の上側に配置されかつライ ン直交方向にのぴる 横向さ通路および横向き通路からのびて下段通路ブロ ッ ク の ラィ ン間接続用通路の上向き 開 P に通 じる下向き通路を有す る 1 または複数の上段通路プロ ク ク と カゝら な り 、 下段通路ブ

V ク は、 上方か らのね じに よつて着脱可能に下段の継手部 材に結合きれてお り、 土段通路プロ ック は、 上方かちのねじ によ つて着脱可能に下段通路プ ッ ク に結合されて ヽる も の と されて、 流体流入部に配置される

ラィ ンの数ゃパイ ノ ス配管の数および何番 目 の上段通路プ ク ク がバイ パス配管で接続されるかは、 適宜変更 される。 例えば 、 η ^ Ι Ο であ り 、 流体 3#入配管 と第 n i番 目 の通路ブ ロ ック と がパイパス配管で連通され、 3 ≤ n i≤ 6 と されてい る こ と があ り 、 n 〉 1 0 であ り 、 流体導入配管と第 番目 の 通路プロ ッ ク と が第 1 バイパス配管で連通され、 第 _{η ι}番目 の 通路ブロ ック と第 n ₂番目の通路ブロ ック とが第 2 ノ ィパス配 管で連通されてお り 、 S ^ n ^ e および 7 ≤ n ₂≤ 1 0 と さ れている こ とがある。

この発明の流体制御装置によ る と、 流体導入配管から第 1 番目 の下段通路プロ ック に導入されたガスは、 これと一列に 配置された第 2番目 から第 n番目 までの下段通路ブロ ック に 上段通路プロ ッ ク を介して順次送られ、 各下段通路プロ ッ ク から各ライ ンの流体制御器に送られる。 1 力所の流体流入部 (第 1 番目 の下段通路プロ ック） から複数のライ ンの入口 に 配された各流体制御器に流体を供給するに際し、 下流側の下 段通路ブロ ックでは、 流体圧力または流量が低下して、 これ から流体の供給を受ける流体制御器の流体圧力または流量が 低下する可能性があるが、 第 2番目 から第 （ n — 1 ) 番目 ま での上段通路ブロ ッ クの う ちの少なく と も 1 つが流体導入配 管とバイ パス配管を介して連通されている こ と によ り 、 下流 側の下段通路ブロ ック における流体圧力低下および流量低下 が防止され、 ライ ンの数が多く なつても、 各ライ ンに均等な 圧力の流体を導入する こ とがでぎる。 図面の簡単な説明

図 1 は、 こ の発明によ る流体制御装置の 1 実施形態を示す 平面図である。

図 2 は、 同正面図である。 図 3 は、 この発明による流体制御装置の作用効果を示すグ ラフであ

図 4 は 、 従来の流体制御装置の一例を示す側面図であ Ό o 惟

発明を実施するため の最良の形態

こ の発明の実施 o の形態を、 以下図面を参照して説明す Ό o 以下の説明において、 左右 ' 上下については、 図 1 よぴ図

2 の左右を左右といい、 図 2 の上下を上下とい う もの とする。 この左右 • 上下は便宜的なもので、 上下が左右になつた り し て使用 される こ と あ 。

図 1 おょぴ図 2 は、 こ の発明による流体制御装置の 1 実施 形態を示してレ、る

流体制御装置は 、 第 1 番目 から第 n番目 までのプ πセスガ ス制御ライ ン （ A 1 ， A 2〜 A n ) と 、 各ライ ン （ A 1 ， A

2〜 A n ) の入口 に配された開閉弁 (11)にプロセスガスを供 給する流体導入部 (10)と を備えている

流体導 は、 一列に配置された第 1 番目から第 n番 目 までの下段通路ブロ ック （12A) (12)と 、 隣り 合う 2つの下段 通路プロ ッ ク （12A) (12)にまたがって配置された第 1 番目 から 第 （ n — l ) 番目 までの上段通路ブロ ッ ク （13) (13A) (13B)と 、 第 1 番目 の下段通路プロ ック （12A)の入口ポー トに接続された - プロ セス ガス導入配管 （流体導入配管） （14)と 、 プロ セスガ ス導入配管（14)と所定の上段通路プロ ッ ク （13A)と を接続する 第 1 バイ パス配管（15)と、 必要に応じて第 1 パイパス配管（1 5)と所定の上段通路ブロ ック （13B)と を接続する第 2 バイ パス 配管（16)と を備えている。 · 下段通路ブロ ッ ク （12A) (12)は、 例えば図 4 に示したライ ン 方向通路（54a)および上向きに開 口 した V字状上向き通路（54 b)からなるライ ン間接続用通路（54)を有する下段通路プロ ッ ク （51)と 同 じ形状と され、 左右方向に一列に並ぶ上方に開口 した入口ポー トおよび上方に開 口 した出口ポー ト と、 側方に 開口 した出口ポー ト と を有してレヽる ものと される。

上段通路プロ ッ ク （ 13) ( 13A) ( 13B)は、 例えば図 4 に示した 下向きに開口 した逆 U字状の通路（58)を有する上段通路プロ ック （57)と 同 じ形状と され、 隣り 合う 下段通路プロ ック （12 A) (12)の出口ポー ト と入口ポー ト と を連通する もの と される。

プロセスガス制御ライ ン （ A 1〜 A n ) は、 図示した開閉 弁（11)の他に、 開閉弁、 マス フ ローコ ン ト ローラ、 レギユ レ ータ、 フ ィルタな どから構成される。 図示した開閉弁（11)の 入口ポー トは、 下段通路ブロ ッ ク （12A) (12)の側方に開口 した 出口ポー ト に接続されている。

各パイパス配管（15) (16)は、 上流側のライ ン （ A l， A 2 など） に送られるプロセスガスの圧力および流量が下流側の ライ ン （ A n など） に送られる圧力および流量と大き く 異な るこ と を防止するためのもので、 図 1 およぴ図 2 には、 1 2 個の下段通路ブロ ック （12A) (12)および 1 1 個の上段通路プロ ック （13) (Ί3Α) (13B)が示されてお り 、 第- 4番目 の上段通路プ ロ ッ ク （13A)がプロセスガス導入配管（14)と第 1 バイパス配管 (15)を介して連通されてお り 、 第 8番目 の上段通路プロ ッ ク (1³B)が第 1 ノ ィパス配管（15)と第 2 バイ パス配管（16)を介し て連通されている。

こ の発明の流体制御装置によ る と 、 プロセスガス導入配管 (14)から第 1 番目 の下段通路プロ ック （12A)に導入されたプロ セスガスは、 図 2 に実線の矢印で示すよ う に、 これと一列に 配置された第 2番目 から第 n番目 までの下段通路プロ ック （1 2)に第 1 番目から第 （ n — 1 ) 番目 までの上段通路ブロ ッ ク (13) (13A) (13B)を介して順次送られ、 図 1 に実線の矢印で'示 すよ う に、 各下段通路ブロ ッ ク （12A) (12)から各ライ ン （ A 1 〜 A n ) の開閉弁 （または開閉弁以外の流体制御器） （11)に 送られる。 1 力所の流体流入部 （第 1 番目 の下段通路プロ ッ ク （12A) ) から複数のライ ン （ A l 〜 A n ) の入口 に配された 各流体制御器（11)に流体を供給するに際し、 下流側の下段通 路ブロ ッ ク （12)では、 流体圧力または流量が低下して、 これ から流体の供給を受ける流体制御器（ 11)の流体圧力または流 量が低下する可能性があるが、 所定の上段通路ブロ ック （13 A) (13B)が流体導入配管（14)とパイパス配管（15) (16)を介して 連通されてい - る と によ り 、 図 1 ¾oよぴ図 2 に破線の矢印で 示すよ う に、 下段通路ブロ ック (12)を介する こ と な く 所定の

Jb fe. JS路ブ口 ッ ク (13A) (13B)にプ口セスガスが送られ 、 下流 側の下段通路ブ ック （12)に ける流体圧力低下およぴ流量 低下が防止されヽ ライ ン （ A 1 〜 A n ) の数が多く なつても、 各ライ ン ( A 1 〜 A n ) に均等に流体 (プロ セス ガス ) を導 入する とがでさ る--。

図 3 は 、 バィパス配管（15) (16)の有無によって流体圧力お ょぴ流量がどう う かを調べたもので 、 図 3 ( a ) は 、 ラィ ン数が 1 0 の場合の 1 段目から 1 0段目 までの各ライ ノにお ける出力圧力を求めたもので 、 これによ る と、 図 1 および図

2 に破線で示すノ^ィパス配管ハ、、 しのものでは、 下流側 (グラ フの右側） にいく に連れて出 P圧力が減少していく のに対し、 同図に実線で示すバイパス配管有り の も のでは 、 下流側でも 出口圧力が上流側と ほぼ じに保たれる。 また 、 図 3 ( b ) は 、 ライ ン数を 1 力 ら 1 0 まで増やしていつた場合のライ ン 数と流量と の関係を求めたもので 、 これによ る と、 図 1 およ

^jl†',

ぴ図 2 に破線で示すパイパス配管ノ、、ヽ しの も のでは、 1 0 ライ ン実装 （グラ フ の上側） に いて流量が少ラィ ン実装 （グラ フの下側） に比べて大き < 減少し 5 S L M程度になるのに対 し 、 同図に実線で示すバィパス配管有り のものでは、 1 0 ラ ィ ン実装でも流量が 1 0 S L M程度に維持される。 なお、 図

3 ( a ) ( b ) におレ、て 、 太線は 、 配管の太さが 3 / 8 イ ン チの も のを、 細線は、 配管の太さが 1 4ィ ンチのものをそ れぞれ示してお り 、 図 3 ( b ) から分かる よ に、 配管の太 さ を大き く する こ とで、 流量減少を防ぐこ と ができ、 バイパ ス配管 +配管太さアップによつて 、 下流側に ける圧力低下 および流量低下をよ り確実に防ぐ と ができ る o

上記において、 下段通路ブ Vク (12A) (12)および上段通路 ブロ ッ ク （13) (13A) (13B)の形状は 、 図 4 に示したものに限ら れる も の ではな く 、 第 1番 S の下段通路プロ ク ク （12A)から第 n番目の下段通路プロ ック ( 12)に順次プロ セス ガス （流体） を送るこ とが可能な範囲内で、 種々変更可能である。

また、 下段通路プロ ック (12A) (12)したがってライ ン （ A 1

〜 A n ) の数は、 1 2 と されているが、 これに限られる もの ではなく 、 1 2 よ り少な < ても よいし、 多く ても よい。 ライ ンの数が 1 2 よ り 少ない場合には、 バイ パス配管（15) (16)は-

2つでも よレヽし、 1 つと しても よい。 ライ ンの数が 1 2 よ り 多い場合には、 バイパス配管（15) (16)は、 2つでも よい し、 3つ以上と しても よい。

上記流体制御装置によ る と 、 ライ ン （ A 1 〜 A n ) を増設 する際には、 通路プロ ック （12) (13) (13A) (13B)の数を増やす こ とで可能であ り 、 こ の際の圧力低下おょぴ流量低下がバイ パス配管（15) (16)で防止される。 したがって、 プロセスガス の供給ライ ン側の配管径を大き く するなどの大幅な変更を伴 う こ と なく 、 ライ ンの増設および変更を容易に行 う こ とがで さ る。

本発明の好ま しい適用例と しては、 ライ ンの数 （ n ) が 8 以上と され、 n ≤ 1 0 の場合には、 流体導入配管（14)と第 n 丄番目 （ 3 ≤ _{η ι}≤ 6 ) の上段通路ブロ ック （13A)がバイパス配 管（15)で連通され、 η > 1 1 の場合には、 流体導入配管（14) と第 n i番目 の上段通路ブロ ッ ク （ 13A)が第 1 バイパス配管（1 5)で連通される と と もに、 第 _{η ι}番目 （ 3 ≤ _{η ι}≤ 6 ) の上段 通路ブロ ック （13 A)と第 n ₂番目 （ 7 ≤ n ₂≤ 1 0 ) の上段通路 プロ ッ ク （ 13B)とが第 2パイパス配管（ 16)で連通される。 産業上の利用可能性

この発明の流体制御装置によ る と、 ライ ンの数が多く なつ た場合でも、 下流側に-おける流体-圧力低下およ--ぴ流量低下が 防止されて、 各ライ ンに均等な圧力の流体を導入する こ と が でき る ので、 半導体製造装置等に使用 される集積化流体制御 装置の流体流入部の構成に好適に使用する こ と ができ る。

Claims

請求の範囲

1 . 上方に開 P した入口ポ ト、 上方に開口 した出口ポー ト ねよび側方に開 P した出口ポー ト を有する第 1 番目 から第 n 番目 までの下段通路ブ口 ククが一列に配置され、 隣り 合う 下 段通路プロ クの出 Ρポー 卜 と入口ポー 卜 と を連通する第 1 番目 から第 ( n 一 1 ) 番目 までの上段通路ブロ ックが一列に 配置され、 下段通路ブ π クク の側方に開 P した出口ポー ト に 第 1 番目 から第 n番巨 までの流体制御器が接続されている流 体制御装置でめつてヽ

第 1 番目の下段通路ブ口 ク の入口ポ一 ト に流体導入配管 が接続されヽ 第 2番目から第 ( n 一 1 ) 番目 までの上段通路 プ口 ッ ク の う ちの少なく と も 1 つが流体導入配管とパイパス 配管を介して連 されている こ と を特徴とする流体制御装置。

2 . n ≤ 1 0 であ り 、 流体導入配管と第 n i番目 の通路プロ ッ ク と力 S ノ ィパス配管で連通され、 3 ≤ n 1≤ 6 と されている請 求項 1 の流体制御装置 ο

3 · n > 1 0 であ り ヽ 流体導入配管と第 n i番目 の通路プロ ッ ク とが第 1 バィパス配管で連通され 第 n 1番目 の通路プロ ッ ク と第 n ₂番目 の通路プロ ック と が第 2パイパス配管で連通さ れてお り 、 S n i e および 7 ≤ η ₂ ^ 1 0 と されている請 求頊 1 の流体制御装置。