WO2024116534A1 - 流体制御装置及びヒータ - Google Patents
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Abstract
【課題】集積化ガスラインの温度制御と供給配管の温度制御とを独立して行うことができ、配管構成の切り換えが容易な流体制御装置を提供する。 【解決手段】直列状に配列されて流路を形成する複数の流路ブロック11及び流路ブロックの上に配置された複数の流体制御機器12を含む集積化ガスライン10と、流路ブロック11の下側に配置されて流体を流す供給配管20と、供給配管20から分岐して集積化ガスラインに流体を供給する分岐配管30と、を含む流体制御装置1であって、 流路ブロック11の両側面に配置された第1のヒータ40と、供給配管20に熱を伝達する伝熱ブロック50と、伝熱ブロックの両側面に配置されて伝熱ブロック50を加熱する第2のヒータ60と、流路ブロック11と伝熱ブロック50との間に配置されて熱伝達を妨げる断熱プレート70とを含む。
Description
本発明は、半導体製造装置にプロセスガス等を供給するための流体制御装置、及びこの流体制御装置を加熱するヒータに関する。
半導体製造プロセスにおいては、プロセスガスやパージガス等の複数種類のガスを処理チャンバに供給して、成膜やエッチング等の処理を行う。
このようなガスを計量して処理チャンバに供給するために、縦列に配列した継手ブロックの上に質量流量制御装置や開閉バルブ等の複数の流体機器を配置した集積化ガスラインを、例えばプロセスガスの種類ごとに設けている。
1つの処理チャンバが扱う複数種類のガスにそれぞれ対応する複数の集積化ガスラインを内部に並列配置したガスボックスを設け、複数の処理チャンバを有する半導体製造装置では、処理チャンバ毎に上記ガスボックスを設けている。
このようなガスを計量して処理チャンバに供給するために、縦列に配列した継手ブロックの上に質量流量制御装置や開閉バルブ等の複数の流体機器を配置した集積化ガスラインを、例えばプロセスガスの種類ごとに設けている。
1つの処理チャンバが扱う複数種類のガスにそれぞれ対応する複数の集積化ガスラインを内部に並列配置したガスボックスを設け、複数の処理チャンバを有する半導体製造装置では、処理チャンバ毎に上記ガスボックスを設けている。
各種類のガスを供給する供給配管(渡り配管ともいう)は、例えば、複数のガスボックス内を順に通過し、各ガスボックス内で分岐(ワンドロップ)して対応するガス種の集積化ガスラインへガスを供給している。この供給配管は、ガスボックス内において、例えば集積化ガスラインの下側に、集積化ガスラインの方向に伸びるように配置され、上方向に分岐して集積化ガスラインへガスを供給している。
このような集積化ガスラインは、常温で液化しやすいガスを扱う場合があり、そのようなガスを再液化しないで気化した状態を維持するために集積化ガスライン全体をヒータで加熱し、温度制御をしている。
例えば、特許文献1では、複数の流体制御機器を有する集積化ガスラインの長手方向に沿った両側にヒータ部を設け、ヒータクリップで固定している。
また、特許文献2では、集積化ガスラインを構成する各流路ブロックの両側面を個別にテープヒータ(板状ヒータ)で挟み、付勢部材で固定している。
また、特許文献3では、流体制御機器を搭載した複数の通路ブロックの両側に配置されたヒータにより、これらの複数の通路ブロックを加熱すると共に、その下側に通された配管を、配管加熱部材(熱伝達部材)を介して加熱している。
また、特許文献4(特開2016-205553)では、継手に連結された複数の流体制御機器により構成されるガスラインを覆うための断熱カバーを設けている。
例えば、特許文献1では、複数の流体制御機器を有する集積化ガスラインの長手方向に沿った両側にヒータ部を設け、ヒータクリップで固定している。
また、特許文献2では、集積化ガスラインを構成する各流路ブロックの両側面を個別にテープヒータ(板状ヒータ)で挟み、付勢部材で固定している。
また、特許文献3では、流体制御機器を搭載した複数の通路ブロックの両側に配置されたヒータにより、これらの複数の通路ブロックを加熱すると共に、その下側に通された配管を、配管加熱部材(熱伝達部材)を介して加熱している。
また、特許文献4(特開2016-205553)では、継手に連結された複数の流体制御機器により構成されるガスラインを覆うための断熱カバーを設けている。
上記のように、各集積化ガスラインと供給配管からなる流体制御装置においては、集積化ガスラインのみ加熱する方式か、集積化ガスラインと供給配管とを一体的に加熱する方式を用いている。しかし、複数の処理チャンバを有する半導体製造装置では、処理チャンバによって扱うガスが異なる場合があり、ある処理チャンバではあるガスを扱わない場合もある。その場合、対応するガスボックスでは、そのガスに対応する集積化ガスラインがなく供給配管(渡り配管)だけ配置される場合がある。その場合、ヒータがないため供給配管を加熱できないという問題があった。また、集積化ガスラインと供給配管とを一体的に加熱すると、集積化ガスラインが十分に加熱できないという問題もあった。
また、半導体製造装置の仕様変更に伴って、一の集積化ガスラインから他の集積化ガスラインへ切り換える改造や、集積化ガスライン及び供給配管を含む構成から集積化ガスラインがなく供給配管だけの構成へ切換える改造を行う場合、特にヒータ付の集積化ガスラインでは、構成の切り換えが煩雑であるという問題があった。
本発明の目的の一つは、このような問題を解決するため、集積化ガスラインの温度制御と供給配管(渡り配管)の温度制御とを独立して行うことができ、また、ヒータ機能を有しながら、配管構成の切り換えが容易な流体制御装置、及びこの流体制御装置を加熱するヒータを提供する。
上記課題を解決するために、本発明の流体制御装置は、直列状に配列されて流路を形成する複数の流路ブロック及び当該複数の流路ブロックの上に配置された複数の流体制御機器を含む集積化ガスラインと、前記流路ブロックの下側に当該流路ブロックの配列方向に伸びるように配置されて流体を流す供給配管と、当該供給配管から分岐して前記集積化ガスラインに前記流体を供給する分岐配管と、を含む流体制御装置であって、
前記流路ブロックの両側面に配置された第1のヒータと、断面略コの字型の角柱状をなし、前記供給配管を内包して、当該供給配管に熱を伝達する伝熱ブロックと、前記伝熱ブロックの両側面に配置されて前記伝熱ブロックを加熱する第2のヒータと、前記流路ブロックと前記伝熱ブロックとの間に配置され、当該流路ブロックと当該伝熱ブロックとの間の熱伝達を妨げる第1の断熱プレートとを含む。
前記流路ブロックの両側面に配置された第1のヒータと、断面略コの字型の角柱状をなし、前記供給配管を内包して、当該供給配管に熱を伝達する伝熱ブロックと、前記伝熱ブロックの両側面に配置されて前記伝熱ブロックを加熱する第2のヒータと、前記流路ブロックと前記伝熱ブロックとの間に配置され、当該流路ブロックと当該伝熱ブロックとの間の熱伝達を妨げる第1の断熱プレートとを含む。
前記流体制御装置において、前記伝熱ブロックの下側に配置され、当該伝熱ブロックの下面からの熱伝達を妨げる第2の断熱プレートをさらに含む構成を好ましく採用できる。
前記第1の断熱プレート及び前記第2の断熱プレートは、フッ素樹脂プレートである構成を好ましく採用できる。
前記第1のヒータ及び前記第2のヒータとしては、前記流路ブロック又は前記伝熱ブロック側から、ステンレス板とシリコンラバーヒータとシリコンスポンジとを貼り合わせて構成されたものを好ましく採用できる。
前記流路ブロック又は前記流体制御機器の温度を測定する第1の温度センサと、前記伝熱ブロックの温度を測定する第2の温度センサと、をさらに有する構成を好ましく採用できる。
前記分岐配管は、前記供給配管における前記流路ブロックの配列の上流側又が下流側で分岐している、構成を好ましく採用できる。
前記複数の流路ブロックは、上面に2つのポートを有し内部に当該2つのポートを連通するV型の流路が形成されている直方体の第1の流路ブロックと、上面と下面の互いに横方向にずれた位置にポートを有し内部に当該2つのポートを連通する斜めの流路が形成されている直方体の第2の流路ブロックと、を含み、
配列された複数の前記第1の流路ブロックの上に、前記第2の流路ブロックが1段以上配置され、当該第2の流路ブロックの上に前記流体制御機器が配置されている、構成としてもよい。
配列された複数の前記第1の流路ブロックの上に、前記第2の流路ブロックが1段以上配置され、当該第2の流路ブロックの上に前記流体制御機器が配置されている、構成としてもよい。
本発明のヒータは、直列状に配列されて流路を形成する複数の流路ブロック及び当該複数の流路ブロックの上に配置された複数の流体制御機器を含む集積化ガスラインと、を含む流体制御装置において、前記流路ブロックの両側面に配置されて当該複数の流路ブロックを加熱するヒータであって、
前記流路ブロック側から、ステンレス板とシリコンラバーヒータとシリコンスポンジとを貼り合わせて構成されたものである。
前記流路ブロック側から、ステンレス板とシリコンラバーヒータとシリコンスポンジとを貼り合わせて構成されたものである。
本発明の流体制御装置によれば、集積化ガスラインを第1のヒータにより、供給配管を第2のヒータによりそれぞれ独立して加熱できるので、供給配管だけの構成でも加熱が可能で、集積化ガスラインと供給配管(渡り配管)とを両方加熱する場合も、それぞれ異なる温度で加熱する場合でも、集積化ガスラインを十分に加熱できる。
また、集積化ガスラインと供給配管の2層構造にして、分岐配管で接続する構成にしたので、それぞれヒータを取り付けた状態で上側の集積化ガスラインを着脱するだけで、一の集積化ガスラインから他の集積化ガスラインへの切り換えや、集積化ガスライン及び供給配管を含む構成から集積化ガスラインがなく供給配管だけの構成へ、簡単に切り換えることができ、半導体製造装置の仕様変更に容易に対応できる。
また、集積化ガスラインと供給配管の2層構造にして、分岐配管で接続する構成にしたので、それぞれヒータを取り付けた状態で上側の集積化ガスラインを着脱するだけで、一の集積化ガスラインから他の集積化ガスラインへの切り換えや、集積化ガスライン及び供給配管を含む構成から集積化ガスラインがなく供給配管だけの構成へ、簡単に切り換えることができ、半導体製造装置の仕様変更に容易に対応できる。
また、本発明のヒータによれば、内層側に熱伝導度の高いステンレス板を用いたので、ラバーヒータ中の電熱線からの熱を均一化して流路ブロックや伝熱ブロックを均一に加熱できる。また、外層のシリコンスポンジは、断熱性を有するので、ヒータの熱が外部に放出されず、外部への影響を軽減できるとともに省エネにも資する。また、外層のシリコンスポンジは弾力性も有するので、ヒータ固定具(ヒータクリップ等)で固定しやすい。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。説明において同様の要素には同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
図1は、本実施形態に係る流体制御装置1の斜視図で、図2は、図1の装置のヒータを外した状態を示す斜視図であり、図3は、図1の装置のヒータを外した状態を示す斜視図であり、図4Aは、図1の装置を示す縦断面図である。
本発明の流体制御装置1は、一般的にはガスボックス内に複数並列して配置されて、それぞれ所定のガスの制御を行うもので、個々の流体制御装置1は、図3に示すように、集積化ガスライン10と、供給配管(渡り配管)20と、分岐配管30と、第1のヒータ40と、伝熱ブロック50と、第2のヒータ60と、第1の断熱プレート70と、第2の断熱プレート80と、を含む。
図1は、本実施形態に係る流体制御装置1の斜視図で、図2は、図1の装置のヒータを外した状態を示す斜視図であり、図3は、図1の装置のヒータを外した状態を示す斜視図であり、図4Aは、図1の装置を示す縦断面図である。
本発明の流体制御装置1は、一般的にはガスボックス内に複数並列して配置されて、それぞれ所定のガスの制御を行うもので、個々の流体制御装置1は、図3に示すように、集積化ガスライン10と、供給配管(渡り配管)20と、分岐配管30と、第1のヒータ40と、伝熱ブロック50と、第2のヒータ60と、第1の断熱プレート70と、第2の断熱プレート80と、を含む。
集積化ガスライン10は、図4Aに示すように、直列状に配列されて流路を形成する複数の流路ブロック11及びその上に配置された複数の流体制御機器12A~12Eを含む。
流路ブロック11(第1の流路ブロックともいう)は、ステンレス製の直方体のブロックで、上面に2つのポートを有し、内部にこれらを連通する例えばV字型の流路が形成されている。
但し、集積化ガスライン10の中央部分は、図4Bに拡大して示すように、流路ブロック11列の上にさらに流路ブロック11A(第2の流路ブロックともいう)が2段配置され、その上に2つの流体制御機器12Aが配置されている。流路ブロック11Aは、上面と下面の互いに横方向にずれた位置にポートを有し、内部にこれらを連通する斜めの流路が形成されている。流路ブロック11Bは、流路ブロック11A上に配置された2つの流体制御機器12Aのそれぞれの下面の一部に接続され、上面の2つのポートに加えて下面に1つのポートを有し、内部にY型の流路が形成されている。この嵩上げ構造により、上段の流路ブロック11Bの下側に後述するバイパス配管13を接続する継手構造のスペースが確保できるので、バイパス配管13の位置を高くでき、下層の第1の断熱プレート70や伝熱ブロック50との干渉を少なくして集積化ガスライン10のモジュール性を高めることができる。なお、流路ブロック11列は、バイパス配管13を設ける場合でも、その接続方法によっては、1段のみの嵩上げ構造や、嵩上げなしで流路ブロック11のみの構造でもよい。
但し、本発明では、流路ブロック11,11A,11Bの配列はこれに限られず、直列状であればいずれでも良い。
流路ブロック11(第1の流路ブロックともいう)は、ステンレス製の直方体のブロックで、上面に2つのポートを有し、内部にこれらを連通する例えばV字型の流路が形成されている。
但し、集積化ガスライン10の中央部分は、図4Bに拡大して示すように、流路ブロック11列の上にさらに流路ブロック11A(第2の流路ブロックともいう)が2段配置され、その上に2つの流体制御機器12Aが配置されている。流路ブロック11Aは、上面と下面の互いに横方向にずれた位置にポートを有し、内部にこれらを連通する斜めの流路が形成されている。流路ブロック11Bは、流路ブロック11A上に配置された2つの流体制御機器12Aのそれぞれの下面の一部に接続され、上面の2つのポートに加えて下面に1つのポートを有し、内部にY型の流路が形成されている。この嵩上げ構造により、上段の流路ブロック11Bの下側に後述するバイパス配管13を接続する継手構造のスペースが確保できるので、バイパス配管13の位置を高くでき、下層の第1の断熱プレート70や伝熱ブロック50との干渉を少なくして集積化ガスライン10のモジュール性を高めることができる。なお、流路ブロック11列は、バイパス配管13を設ける場合でも、その接続方法によっては、1段のみの嵩上げ構造や、嵩上げなしで流路ブロック11のみの構造でもよい。
但し、本発明では、流路ブロック11,11A,11Bの配列はこれに限られず、直列状であればいずれでも良い。
流体制御機器12A~12Dは、流体を制御する機器で、それぞれ下側に直方体のボディを有し底面に2つのポートを有する。流体制御機器12A~12Dは、図4Aに示すように、一部を除いて、それぞれ隣接する流路ブロック11,11A又は11Bを跨ぐように配置されてネジ止めされ、ボディ底面の各ポートが流路ブロック11,11A又は11B上面のポートに連通している。
流体制御機器12Aが開閉バルブ、12Bがマスフローコントローラ、12Cがスルーブロック、12Dが圧力レギュレータ、12Eが圧力センサである。但し、本発明において、流体制御機器は、これらに限られず、様々なものを用いることができる。例えば12Cはスルーブロックの代わりにフィルタでもよい。
本実施形態では、流体制御機器(圧力センサ)12D底面のポートから流路ブロック11B(図4B参照)の下面のポートへのバイパス配管13が設けられている。これにより、分岐配管30から図面右端の流体制御機器12Aに導入されて流体制御機器12C~12Eを通過した流体は、バイパス配管13で流路ブロック11Bに導入され、2つの流路に分岐して、一方は図面右方向に流れて流体制御機器12A,12Bを通過して出力配管14から出力され、他方は図面左方向に流れて流体制御機器12A,12Bを通過して第2の出力配管15から出力される。このバイパス配管13との干渉を避けるため、後述する第1の断熱プレート70及び伝熱ブロック50にはスリット状の開口部71,51(図3参照)が設けられている。
流体制御機器12Aが開閉バルブ、12Bがマスフローコントローラ、12Cがスルーブロック、12Dが圧力レギュレータ、12Eが圧力センサである。但し、本発明において、流体制御機器は、これらに限られず、様々なものを用いることができる。例えば12Cはスルーブロックの代わりにフィルタでもよい。
本実施形態では、流体制御機器(圧力センサ)12D底面のポートから流路ブロック11B(図4B参照)の下面のポートへのバイパス配管13が設けられている。これにより、分岐配管30から図面右端の流体制御機器12Aに導入されて流体制御機器12C~12Eを通過した流体は、バイパス配管13で流路ブロック11Bに導入され、2つの流路に分岐して、一方は図面右方向に流れて流体制御機器12A,12Bを通過して出力配管14から出力され、他方は図面左方向に流れて流体制御機器12A,12Bを通過して第2の出力配管15から出力される。このバイパス配管13との干渉を避けるため、後述する第1の断熱プレート70及び伝熱ブロック50にはスリット状の開口部71,51(図3参照)が設けられている。
供給配管20は、渡り配管とも呼ばれ、図4Aに示すように、流路ブロック11の下側にこの流路ブロック11の配列方向に伸びるように配置されて流体を流す配管である。この供給配管20は、例えば、ガスの供給源から複数のガスボックス内を順に通過し、各ガスボックス内で分岐(ワンドロップ)して対応するガス種の集積化ガスラインへガスを供給する配管系の一部を構成している。
分岐配管30は、供給配管20から分岐して集積化ガスライン10に流体を供給する配管で、本実施形態では、供給配管20における流路ブロック11列の上流側で分岐し、流体制御機器(開閉バルブ)12Aの底面のポートに接続板31(図3参照)を介して接続されている。但し、この形態に限られず、供給配管20における流路ブロック列の下流側で分岐しても良い。
供給配管20における流路ブロック列の上流側又は下流側に分岐配管30を設けることにより、供給配管20に対して、集積化ガスライン10を着脱しやすくなる。
供給配管20における流路ブロック列の上流側又は下流側に分岐配管30を設けることにより、供給配管20に対して、集積化ガスライン10を着脱しやすくなる。
第1のヒータ40は、前記流路ブロック11の両側面に配置されて当該流路ブロック11を加熱するヒータである。
外観形状は、図1,3に示すように、各流路ブロック11、11A,11Bの側面と、各流体制御機器12A~12Eの下部側面を覆うために、各側3枚に分割され、供給配管の流れの方向に沿って左側3枚のヒータセグメント40L1~40L3と右側3枚のヒータセグメント40R1~40R3とからなる。尚、左側のヒータセグメント40R2,40R3及び右側のヒータセグメント40L2,40L3の高く突出する部分は、出力配管14,15を覆う部分である。
各ヒータセグメント40L1~40R3から給電ケーブル42が延出し、その先端にはコネクタ43が取付けられている。
外観形状は、図1,3に示すように、各流路ブロック11、11A,11Bの側面と、各流体制御機器12A~12Eの下部側面を覆うために、各側3枚に分割され、供給配管の流れの方向に沿って左側3枚のヒータセグメント40L1~40L3と右側3枚のヒータセグメント40R1~40R3とからなる。尚、左側のヒータセグメント40R2,40R3及び右側のヒータセグメント40L2,40L3の高く突出する部分は、出力配管14,15を覆う部分である。
各ヒータセグメント40L1~40R3から給電ケーブル42が延出し、その先端にはコネクタ43が取付けられている。
各ヒータセグメント40L1~40R3の断面構造は、図7に模式的に示すように、流路ブロック11側から、ステンレス板40aとシリコンラバーヒータ40bとシリコンスポンジ40cとを貼り合わせて構成されている。
シリコンラバーヒータ40bは、電熱線をシート状のシリコンゴムで両側から挟んで形成され、電熱線に通電すると発熱するようになっている。
シリコンスポンジ40cは、シリコンゴムの発泡体で、多数の気泡を含んだスポンジ状のシートである。
この構成により、熱伝導度の高いステンレス板が、シリコンラバーヒータ40b中の電熱線からの熱を均一化するので、流路ブロック11を均一に加熱できる。また、外層のシリコンスポンジ40cは、断熱性を有するので、ヒータの熱が外部に放出されず、外部への影響を軽減できるとともに省エネにも資する。
シリコンラバーヒータ40bは、電熱線をシート状のシリコンゴムで両側から挟んで形成され、電熱線に通電すると発熱するようになっている。
シリコンスポンジ40cは、シリコンゴムの発泡体で、多数の気泡を含んだスポンジ状のシートである。
この構成により、熱伝導度の高いステンレス板が、シリコンラバーヒータ40b中の電熱線からの熱を均一化するので、流路ブロック11を均一に加熱できる。また、外層のシリコンスポンジ40cは、断熱性を有するので、ヒータの熱が外部に放出されず、外部への影響を軽減できるとともに省エネにも資する。
第1のヒータ40の各ヒータセグメント40L1~40R3は、図6に示すように、図9に示すクリップ状の板バネからなるヒータ固定具45によって、左右両側から挟まれることにより、流路ブロックに押し当てられて固定されている。
各ヒータセグメント40L1~40R3の外層のシリコンスポンジ40cは、弾力性も有するので、ヒータ固定具45で固定しやすい。
各ヒータセグメント40L1~40R3の外層のシリコンスポンジ40cは、弾力性も有するので、ヒータ固定具45で固定しやすい。
第1の断熱プレート70は、流路ブロック11と後述する伝熱ブロック50との間に配置され、流路ブロック11と伝熱ブロック50との間の熱伝達を妨げるプレートである。
第1の断熱プレート70は、流路ブロック11列全長に渡ってカバーするため、図3に示すように、断熱プレートセグメント70A~70Cの3つに分割されている。断熱プレートセグメント70Bには、バイパス配管13との干渉を避けるため、スリット状の開口部71が設けられている。
第1の断熱プレートの材質は、本実施形態では、フッ素樹脂、具体的にはテフロン(登録商標)等のPTFEである。フッ素樹脂プレートであれば、断熱性があり、また耐熱性も有するため、高温の流体にも対応できる。
尚、断熱プレートセグメント70A~70Cの幅方向両側近傍には、長手方向に伸びるスリット72が設けられ、後述する第2のヒータ固定具65が差し込めるようになっている。図3に示す断熱プレートセグメント70A~70Cは、後述する図8のヒータ固定構造用のものなので、幅方向片側にしかスリット72を設けていないが、図6のヒータ固定構造用のものは、幅方向両側にスリット72を設ける。
第1の断熱プレート70は、流路ブロック11列全長に渡ってカバーするため、図3に示すように、断熱プレートセグメント70A~70Cの3つに分割されている。断熱プレートセグメント70Bには、バイパス配管13との干渉を避けるため、スリット状の開口部71が設けられている。
第1の断熱プレートの材質は、本実施形態では、フッ素樹脂、具体的にはテフロン(登録商標)等のPTFEである。フッ素樹脂プレートであれば、断熱性があり、また耐熱性も有するため、高温の流体にも対応できる。
尚、断熱プレートセグメント70A~70Cの幅方向両側近傍には、長手方向に伸びるスリット72が設けられ、後述する第2のヒータ固定具65が差し込めるようになっている。図3に示す断熱プレートセグメント70A~70Cは、後述する図8のヒータ固定構造用のものなので、幅方向片側にしかスリット72を設けていないが、図6のヒータ固定構造用のものは、幅方向両側にスリット72を設ける。
伝熱ブロック50は、図3,6に示すように断面略コの字型の角柱状をなし、供給配管20を内包して、供給配管20に熱を伝達するブロックである。本実施形態では、伝熱ブロック50は、熱伝導度の高いアルミ製のブロックで、供給配管20との間の熱伝達を高めるため、内面側は供給配管20の外周に沿った曲面に形成されている。
伝熱ブロック50は、流路ブロック11列全長に渡ってカバーするため、図3に示すように、ブロックセグメント50A~50Cの3つに分割されている。ブロックセグメント50Bには、バイパス配管13との干渉を避けるため、スリット状の開口部51が設けられている。
伝熱ブロック50は、流路ブロック11列全長に渡ってカバーするため、図3に示すように、ブロックセグメント50A~50Cの3つに分割されている。ブロックセグメント50Bには、バイパス配管13との干渉を避けるため、スリット状の開口部51が設けられている。
第2のヒータ60は、伝熱ブロック50の両側面に配置されて伝熱ブロック50を加熱するヒータである。
外観形状は、図1,3に示すように、伝熱ブロック50の全長に渡って側面を覆うために、各側3枚に分割され、供給配管の流れの方向に沿って左側3枚のヒータセグメント60L1~60L3と右側3枚のヒータセグメント60R1~60R3とからなる。
第1のヒータ40と同様、各ヒータセグメント60L1~60R3から給電ケーブル62が延出し、その先端にはコネクタ63が取付けられている。
外観形状は、図1,3に示すように、伝熱ブロック50の全長に渡って側面を覆うために、各側3枚に分割され、供給配管の流れの方向に沿って左側3枚のヒータセグメント60L1~60L3と右側3枚のヒータセグメント60R1~60R3とからなる。
第1のヒータ40と同様、各ヒータセグメント60L1~60R3から給電ケーブル62が延出し、その先端にはコネクタ63が取付けられている。
第2のヒータ60の断面構造は、第1のヒータと同様、図7に模式的に示すように、伝熱ブロック50側から、ステンレス板60aとシリコンラバーヒータ60bとシリコンスポンジ60cとを貼り合わせて構成されている。
第2のヒータ60の各ヒータセグメント60L1~60R3は、図6の断面図に示すように、図10に示す第2のヒータ固定具65を第1の断熱プレート70のスリット72(図3参照)に差し込むことによって、伝熱ブロック50に押し当てられて固定されている。各ヒータセグメント60L1~60R3の外層のシリコンスポンジ60cは、弾力性も有するので、ヒータ固定具65で固定しやすい。尚、ヒータセグメント60L1の前端部及びヒータセグメント60R3の後端部は、保温のためカバー67(図1参照)で覆われている。
図8は、図6において流体制御装置1を2列配置した場合のA-A断面図である。
この例では、隣接する流体制御装置1同士の内側は、間隔が狭く、第2のヒータ60を固定する第2のヒータ固定具65を挿入するスペースがないので、代わりにテフロン(登録商標)製のヒータ固定棒66を、流体制御装置1同士の間に挿入することにより、内側の第2のヒータ60を固定している。
ヒータ固定棒66を挿入する長手方向位置は、外側の第2のヒータ固定具65の配置位置の略対向位置である。
この例では、隣接する流体制御装置1同士の内側は、間隔が狭く、第2のヒータ60を固定する第2のヒータ固定具65を挿入するスペースがないので、代わりにテフロン(登録商標)製のヒータ固定棒66を、流体制御装置1同士の間に挿入することにより、内側の第2のヒータ60を固定している。
ヒータ固定棒66を挿入する長手方向位置は、外側の第2のヒータ固定具65の配置位置の略対向位置である。
第2の断熱プレート80は、伝熱ブロック50の下側に配置され、伝熱ブロック50の下面からの熱伝達を妨げるプレートである。第2の断熱プレート80も、流路ブロック11列全長に渡ってカバーするため、図3に示すように、断熱プレートセグメント80A~80Cの3つに分割されている。
第2の断熱プレート80の材質も、第1の断熱プレート70と同様、本実施形態では、フッ素樹脂、具体的にはテフロン(登録商標)等のPTFEである。
この構成により、断熱プレートの熱が外部に放出されず、外部への影響を軽減できるとともに省エネにも資する。
第2の断熱プレート80の材質も、第1の断熱プレート70と同様、本実施形態では、フッ素樹脂、具体的にはテフロン(登録商標)等のPTFEである。
この構成により、断熱プレートの熱が外部に放出されず、外部への影響を軽減できるとともに省エネにも資する。
本実施形態の流体制御装置1は、図1に示すように、第1の温度センサ91と第2の温度センサ92をさらに有する。第1の温度センサ91は、流路ブロック11及び流体制御機器12A~12Eの温度を測定する熱電対であり、第2の温度センサ92は、伝熱ブロックの温度を測定するサーモスタットである。
第1の温度センサ91及び第2の温度センサ92の出力は、公知のインターフェースを経由して制御手段(図示省略)に入力できるので、制御手段は、流路ブロック11又は流体制御機器12の温度及び伝熱ブロック50の温度をモニターでき、これらの温度がそれぞれ設定温度になるように、第1のヒータ40と第2のヒータ60とを制御できる。
第1の温度センサ91及び第2の温度センサ92の出力は、公知のインターフェースを経由して制御手段(図示省略)に入力できるので、制御手段は、流路ブロック11又は流体制御機器12の温度及び伝熱ブロック50の温度をモニターでき、これらの温度がそれぞれ設定温度になるように、第1のヒータ40と第2のヒータ60とを制御できる。
本実施形態によれば、集積化ガスライン10を第1のヒータ40により、供給配管(渡り配管)20を第2のヒータ60によりそれぞれ独立して加熱できるので、供給配管20だけの構成でも加熱が可能で、集積化ガスラインと供給配管20とを両方加熱する場合も、集積化ガスライン10を十分に加熱できる。
また、集積化ガスライン10と供給配管20の2層構造にして、分岐配管30で接続する構成にしたので、それぞれヒータ40,60を取り付けた状態で上側の集積化ガスライン10を着脱するだけで、一の集積化ガスライン10から他の集積化ガスライン10への切り換えや、集積化ガスライン10及び供給配管20を含む構成から供給配管20だけの構成へ、簡単に切り換えることができ、半導体製造装置の仕様変更に容易に対応できる。
また、集積化ガスライン10と供給配管20の2層構造にして、分岐配管30で接続する構成にしたので、それぞれヒータ40,60を取り付けた状態で上側の集積化ガスライン10を着脱するだけで、一の集積化ガスライン10から他の集積化ガスライン10への切り換えや、集積化ガスライン10及び供給配管20を含む構成から供給配管20だけの構成へ、簡単に切り換えることができ、半導体製造装置の仕様変更に容易に対応できる。
また、本実施形態の第1及び第2のヒータ40,60によれば、内層側に熱伝導度の高いステンレス板を用いたので、シリコンラバーヒータ40b,60b中の電熱線からの熱を均一化して流路ブロック11や伝熱ブロック50を均一に加熱できる。また、外層のシリコンスポンジ40c,60cは、断熱性を有するので、シリコンラバーヒータ40b,60bの熱が外部に放出されず、外部への影響を軽減できるとともに省エネにも資する。また、外層のシリコンスポンジ40c,60cは弾力性も有するので、ヒータ固定具45、65で固定しやすい。
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
例えば、上記実施形態では、伝熱ブロック50の下面からの熱伝達を妨げる第2の断熱プレート80を設けたが、例えば温度設定が低く外部への熱の放散が問題にならない場合は、必ずしも設けなくても良い。
また、前記第1の断熱プレート70及び前記第2の断熱プレート80として、フッ素樹脂プレートを用いたが、断熱性や耐熱性があれば他の材質のプレートでもよい。
また、前記第1のヒータ40及び前記第2のヒータ60は、上記の三層構造としたが、本発明の流体制御装置において、温度の制御性と保温性があれば、他の構成でもよい。
また、本実施形態では第1の温度センサ91と第2の温度センサ92設けたが、例えば精密な温度管理が不要な場合、これらのセンサを設けずに単にヒータの電力制御を行ってもよい。
また、本実施形態では、分岐配管30が供給配管20における前記流路ブロック11列の上流側で分岐しているが、下流側で分岐させてもよく、分離しやすい構造であれば、中央部で分岐させてもよい。
1 :流体制御装置
10 :集積化ガスライン
11 :流路ブロック(第1の流路ブロック)
11A :流路ブロック(第2の流路ブロック)
11B :流路ブロック
12 :流体制御機器
12A-12E :流体制御機器
13 :バイパス配管
14 :第1の出力配管
15 :第2の出力配管
20 :供給配管
30 :分岐配管
31 :接続板
40 :第1のヒータ
40L1―40R3 :ヒータセグメント
40a :ステンレス板
40b :シリコンラバーヒータ
40c :シリコンスポンジ
42 :給電ケーブル
43 :コネクタ
45 :ヒータ固定具
50 :伝熱ブロック
50A-50C :ブロックセグメント
51 :開口部
60 :第2のヒータ
60L1―60R1 :ヒータセグメント
60a :ステンレス板
60b :シリコンラバーヒータ
60c :シリコンスポンジ
62 :給電ケーブル
63 :コネクタ
65 :第2のヒータ固定具
66 :ヒータ固定棒
67 :カバー
70 :第1の断熱プレート
70A-70C :断熱プレートセグメント
71 :開口部
72 :スリット
80 :第2の断熱プレート
80A―80C :断熱プレートセグメント
91 :第1の温度センサ
92 :第2の温度センサ
10 :集積化ガスライン
11 :流路ブロック(第1の流路ブロック)
11A :流路ブロック(第2の流路ブロック)
11B :流路ブロック
12 :流体制御機器
12A-12E :流体制御機器
13 :バイパス配管
14 :第1の出力配管
15 :第2の出力配管
20 :供給配管
30 :分岐配管
31 :接続板
40 :第1のヒータ
40L1―40R3 :ヒータセグメント
40a :ステンレス板
40b :シリコンラバーヒータ
40c :シリコンスポンジ
42 :給電ケーブル
43 :コネクタ
45 :ヒータ固定具
50 :伝熱ブロック
50A-50C :ブロックセグメント
51 :開口部
60 :第2のヒータ
60L1―60R1 :ヒータセグメント
60a :ステンレス板
60b :シリコンラバーヒータ
60c :シリコンスポンジ
62 :給電ケーブル
63 :コネクタ
65 :第2のヒータ固定具
66 :ヒータ固定棒
67 :カバー
70 :第1の断熱プレート
70A-70C :断熱プレートセグメント
71 :開口部
72 :スリット
80 :第2の断熱プレート
80A―80C :断熱プレートセグメント
91 :第1の温度センサ
92 :第2の温度センサ
Claims (8)
- 直列状に配列されて流路を形成する複数の流路ブロック及び当該複数の流路ブロックの上に配置された複数の流体制御機器を含む集積化ガスラインと、前記流路ブロックの下側に当該流路ブロックの配列方向に伸びるように配置されて流体を流す供給配管と、当該供給配管から分岐して前記集積化ガスラインに前記流体を供給する分岐配管と、を含む流体制御装置であって、
前記流路ブロックの両側面に配置された第1のヒータと、
断面略コの字型の角柱状をなし、前記供給配管を内包して、当該供給配管に熱を伝達する伝熱ブロックと、
前記伝熱ブロックの両側面に配置されて前記伝熱ブロックを加熱する第2のヒータと、
前記流路ブロックと前記伝熱ブロックとの間に配置され、当該流路ブロックと当該伝熱ブロックとの間の熱伝達を妨げる第1の断熱プレートと、を含む流体制御装置。 - 前記伝熱ブロックの下側に配置され、当該伝熱ブロックの下面からの熱伝達を妨げる第2の断熱プレートをさらに含む請求項1に記載の流体制御装置。
- 前記第1の断熱プレート及び前記第2の断熱プレートは、フッ素樹脂プレートである請求項2に記載の流体制御装置。
- 前記第1のヒータ及び前記第2のヒータは、前記流路ブロック又は前記伝熱ブロック側から、ステンレス板とシリコンラバーヒータとシリコンスポンジとを貼り合わせて構成されたものである、請求項1に記載の流体制御装置。
- 前記流路ブロック又は前記流体制御機器の温度を測定する第1の温度センサと、前記伝熱ブロックの温度を測定する第2の温度センサと、をさらに有する請求項1に記載の流体制御装置。
- 前記分岐配管は、前記供給配管における前記流路ブロックの列の上流側又は下流側で分岐している、請求項1に記載の流体制御装置。
- 前記複数の流路ブロックは、上面に2つのポートを有し内部に当該2つのポートを連通するV型の流路が形成されている直方体の第1の流路ブロックと、上面と下面の互いに横方向にずれた位置にポートを有し内部に当該2つのポートを連通する斜めの流路が形成されている直方体の第2の流路ブロックと、を含み、
配列された複数の前記第1の流路ブロックの上に、前記第2の流路ブロックが1段以上配置され、当該第2の流路ブロックの上に前記流体制御機器が配置されている、請求項1に記載の流体制御装置。 - 直列状に配列されて流路を形成する複数の流路ブロック及び当該複数の流路ブロックの上に配置された複数の流体制御機器を含む集積化ガスラインと、を含む流体制御装置において、前記流路ブロックの両側面に配置されて当該複数の流路ブロックを加熱するヒータであって、
前記流路ブロック側から、ステンレス板とシリコンラバーヒータとシリコンスポンジとを貼り合わせて構成されたヒータ。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022-188987 | 2022-11-28 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2024116534A1 true WO2024116534A1 (ja) | 2024-06-06 |
Family
ID=
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