JP2006057645A - Flow passage block structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、供給弁とパージ弁が取り付けられる流路ブロック構造に関する。 The present invention relates to a flow path block structure to which a supply valve and a purge valve are attached.
従来、半導体製造工程において、エッチングガス等のプロセスガスを供給するプロセスガス供給ユニットが開発されている。プロセスガス供給ユニットは、例えば、マスフローコントローラの上流側(或いは下流側)に配設され、マスフローコントローラを交換する際に、プロセスガスの供給を止めてパージガスを供給し、ガス置換を行う。図1は、第一従来例のプロセスガス供給ユニット100を示す断面図である。
Conventionally, a process gas supply unit for supplying a process gas such as an etching gas has been developed in a semiconductor manufacturing process. The process gas supply unit is disposed, for example, on the upstream side (or downstream side) of the mass flow controller, and when replacing the mass flow controller, the process gas supply is stopped and the purge gas is supplied to perform gas replacement. FIG. 1 is a sectional view showing a process
プロセスガス供給ユニット100は、流路ブロック101に上流側から供給弁102、パージ弁103、逆止弁104が取り付けられている。流路ブロック101には、外部入力口105と供給弁102とを接続するプロセスガス入力流路106が形成されるとともに、供給弁102と外部出力口108とを接続するプロセスガス出力流路107が形成されている。また、流路ブロック101には、逆止弁104とパージ弁103とを接続するパージガス出力流路109が形成されている。さらには、流路ブロック101には、パージ弁103に連通するパージ弁出力流路110がプロセスガス出力流路107に対して垂直に接続している。
In the process
かかるプロセスガス供給ユニット100は、パージ弁103を閉、供給弁102を開として、外部入力口105にプロセスガスを供給すると、プロセスガスがプロセスガス入力流路106、供給弁102、プロセスガス出力流路107を介して外部出力口108から出力される。
その後、供給弁102を閉、パージ弁を開として、逆止弁104にパージガスを供給すると、パージガスがパージガス出力流路109、パージ弁103、パージ弁出力流路110、プロセスガス出力流路107を介して外部出力口108から出力される。このとき、パージガスが、自身の圧力によってパージ弁出力流路110、プロセスガス出力流路107に残留するプロセスガスを押し出し、置換される(例えば、特許文献1参照)。
When the process
Thereafter, when the
また、図4は、第二従来例のプロセスガス供給ユニット200を示す図である。
プロセスガス供給ユニット200は、第1流路ブロック201と第2流路ブロック202を連結した流路ブロック構造203に、パージ弁204と供給弁205が上方から取り付けられている。第1流路ブロックには、第1ポート206、連通路207、第2ポート208、V字流路209、パージ弁出力流路210が設けられている。連通路207とパージ弁出力流路210は、第2流路ブロック202と対向する側面に開口している。一方、第2流路ブロック202には、プロセスガス入力流路211、プロセスガス出力流路212、第3ポート213、パージガス入力流路214が形成されている。供給弁205は、ダイアフラム217により弁室215が設けられ、プロセスガス入力流路211、プロセスガス出力流路212、パージガス入力流路214が弁室215に連通している。弁室215は、プロセスガス入力流路211の開口部外周に弁座216が設けられ、ダイアフラム217が弁座216に当接又は離間するようになっている。プロセスガス入力流路211とパージガス入力流路214は、第1流路ブロック201と対向する側面に開口し、第1流路ブロック201の連通路207、パージ弁出力流路210に接続している。
FIG. 4 is a diagram showing a process
In the process
かかるプロセスガス供給ユニット200は、パージ弁204を閉、供給弁205を開として、第1ポート206にプロセスガスを供給すると、プロセスガスが、連通路207、プロセスガス入力流路211、弁座216、弁室215、プロセスガス出力流路212を介して第3ポート213から出力される。その後、供給弁205を閉、パージ弁204を開として、第2ポート208にパージガスを供給すると、パージガスは、V字流路209、パージ弁出力流路210、パージガス入力流路214、弁室215、プロセスガス出力流路212を介して、第3ポート213から出力される。パージガスは、自身の圧力でプロセスガスを押し出し、ガス置換を行う(例えば、特許文献2参照)。
When the process gas is supplied to the
しかしながら、従来のガス供給ユニット100,200で用いられる流路構成には、以下の問題があった。
ガス供給ユニット100の流路ブロック101は、流路を形成する関係上、パージ弁出力流路110がプロセスガス出力流路107の途中に接続するため、当該接続部分と供給弁102との間にプロセスガスが滞留してしまっていた(図中ドット部参照)。そのため、滞留部のガス置換を行いにくく、ガス切換に時間がかかっていた。
また、ガス供給ユニット200の流路ブロック構造203は、弁室215の内壁が弁座216やダイアフラム217により凹凸しており、プロセスガスが弁室215の凹みに入り込んで滞留しやすかった。しかも、パージガスは、弁室215に流入すると、弁座216の周りを2方向に分かれて流れた後、プロセスガス出力流路212に流出しており、パージガスの流路が複雑で、弁室215の凹みに入り込んだプロセスガスを押し出しにくかった。よって、流路ブロック構造203を使用しても、ガス置換に時間がかかっていた。
However, the flow path configuration used in the conventional
Since the
Further, in the flow
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、流路上に滞留部がなく、ガス置換を短時間で行うことができる流路ブロック構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a flow channel block structure that does not have a staying portion on the flow channel and can perform gas replacement in a short time.
本発明に係る流路ブロック構造は、次のような構成を有している。
(1)供給弁とパージ弁が取り付けられる流路ブロック構造において、第1流路ブロックと第2流路ブロックとを連結したものであり、第1流路ブロックは、供給弁が取り付けられる取付孔と、一端開口部が取付孔の内壁に開口し、他端開口部が第2流路ブロックと対向する側面に開口するプロセスガス出力流路と、プロセスガスを入力する第1ポートと、第1ポートと取付孔を連通させるプロセスガス入力流路と、第2流路ブロックと対向する側面から供給弁の弁部付近に向かって形成されるパージガス入力流路と、を有し、第2流路ブロックは、パージ弁が取り付けられる取付孔と、パージガスを入力する第2ポートと、取付孔と第2ポートとを連通させるパージガス出力流路と、一端開口部が取付孔の内壁に開口し、他端開口部が第1流路ブロックと対向する側面に開口するパージ弁出力流路と、ガスを出力する第3ポートと、第1流路ブロックと対向する側面から第3ポートに連通するように形成された共通出力流路と、を有し、第1流路ブロックと第2流路ブロックは、パージガス入力流路とパージ弁出力流路、及び、プロセスガス出力流路と共通出力流路とが相互に連通していること、を特徴とする。
The flow path block structure according to the present invention has the following configuration.
(1) In the flow path block structure to which the supply valve and the purge valve are attached, the first flow path block and the second flow path block are connected, and the first flow path block has an attachment hole to which the supply valve is attached. A process gas output channel whose one end opening opens on the inner wall of the mounting hole, and the other end opening opens on the side facing the second channel block, a first port for inputting process gas, and a first A process gas input channel for communicating the port and the mounting hole; and a purge gas input channel formed from a side surface facing the second channel block toward the vicinity of the valve portion of the supply valve. The block has a mounting hole to which a purge valve is mounted, a second port for inputting purge gas, a purge gas output flow path for communicating the mounting hole and the second port, an opening at one end opening on the inner wall of the mounting hole, and the like. End opening is first A purge valve output channel that opens to the side facing the channel block, a third port that outputs gas, and a common output channel that communicates with the third port from the side facing the first channel block In the first flow path block and the second flow path block, the purge gas input flow path and the purge valve output flow path, and the process gas output flow path and the common output flow path communicate with each other. It is characterized by this.
(2)(1)に記載の発明において、第2ポートと接続する逆止弁を有することを特徴とする。
(3)(1)又は(2)に記載の発明において、パージガス入力流路は、弁部付近に向かってプロセスガス出力流路に対して鋭角に接続していること、を特徴とする。
(2) The invention described in (1) is characterized by having a check valve connected to the second port.
(3) The invention described in (1) or (2) is characterized in that the purge gas input flow path is connected to the process gas output flow path at an acute angle toward the vicinity of the valve portion.
続いて、本発明の作用効果について説明する。
本発明の流路ブロック構造に供給弁とパージ弁を取り付ける。パージ弁を閉、供給弁を開として、第1ポートにプロセスガスを供給すると、プロセスガスが作動入力流路、プロセスガス出力流路、共通出力流路を介して第3ポートから出力される。その後、供給弁を閉、パージ弁を開として、第2ポートにパージガスを供給すると、パージガスがパージガス出力流路、パージ弁出力流路、パージガス入力流路、プロセスガス出力流路、共通出力流路を介して第3ポートから出力される。このとき、パージガスは、パージガス入力流路から閉弁する供給弁の弁部付近に噴出し、プロセスガス出力流路の内壁にぶつかって弁部付近のプロセスガスを巻き込みながらプロセスガス出力流路へと流れるため、プロセスガス出力流路内に滞留部が発生せず、ガスを短時間で切り換えられる。
従って、本発明によれば、流路上に滞留部がなく、ガス置換を短時間で行うことができる。
Then, the effect of this invention is demonstrated.
A supply valve and a purge valve are attached to the flow path block structure of the present invention. When the purge valve is closed and the supply valve is opened and the process gas is supplied to the first port, the process gas is output from the third port via the operation input flow path, the process gas output flow path, and the common output flow path. After that, when the supply valve is closed, the purge valve is opened, and the purge gas is supplied to the second port, the purge gas is purge gas output flow path, purge valve output flow path, purge gas input flow path, process gas output flow path, common output flow path From the third port. At this time, the purge gas is ejected from the purge gas input flow path to the vicinity of the valve portion of the supply valve, and hits the inner wall of the process gas output flow path and entrains the process gas near the valve section to the process gas output flow path. Since it flows, no stagnant portion is generated in the process gas output flow path, and the gas can be switched in a short time.
Therefore, according to the present invention, there is no staying portion on the flow path, and gas replacement can be performed in a short time.
また、第2ポートに逆止弁を接続すれば、プロセスガス等の逆流を防止できる。
さらに、パージガス入力流路を弁部付近に向かってプロセスガス出力流路に対して鋭角に接続すれば、パージガスは、弁部付近の内壁に鋭角にぶつかって方向転換するので、弁部付近の内壁に沿って流れ方向を変えやすく、効率的にガス置換できる。
Further, if a check valve is connected to the second port, backflow of process gas or the like can be prevented.
Furthermore, if the purge gas input flow path is connected to the process gas output flow path toward the vicinity of the valve section at an acute angle, the purge gas changes its direction by hitting the inner wall near the valve section at an acute angle. It is easy to change the flow direction along the gas and can efficiently replace the gas.
次に、本発明に係る流路ブロック構造の一実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、プロセスガス供給ユニット1の断面図である。
プロセスガス供給ユニット1は、供給弁2とパージ弁3と逆止弁4とが取り付けられる流路ブロック構造5を備える。流路ブロック構造5は、供給弁2が取り付けられる第1流路ブロック6と、パージ弁3及び逆止弁4が取り付けられる第2流路ブロック7とを連結したものである。
Next, an embodiment of a channel block structure according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of the process
The process
第1流路ブロック6は、SUSなどの金属を略直方体形状に成形し、機械加工などで流路を形成したものである。第1流路ブロック6は、供給弁2を取り付けるための取付孔8が図中上側面から円筒形状に開設され、取付孔8と同軸上に弁孔9が設けられている。第1流路ブロック6は、第1連通路10が第2流路ブロック7と対向する側面から水平方向に穿設され、弁孔9に連通している。従って、プロセスガス出力流路11は、弁孔9と第1連通路10によりL字形に設けられる。
また、第1流路ブロック6は、図中下側面に第1ポート12が開設され、第1ポート12と取付孔8とを連通するようにプロセスガス入力流路13が設けられている。プロセスガス入力流路13は、取付孔8の内壁から弁孔9と平行に穿設された垂直流路14と、第1ポート12から垂直流路14に連通するように斜めに穿設された入口流路15とからなる。
The first
Further, the first
取付孔8の内周面には、ネジが切られ、供給弁2が螺設される。供給弁2は、エアオペレイト式ダイアフラム弁である。ダイアフラム16は、周縁部が供給弁2と第1流路ブロック6との間で狭持され、取付孔8の内壁とともに弁室17を形成する。弁室17には、弁孔9の開口部外周に弁座18が設けられ、ダイアフラム16が弁座18に当接又は離間する弁部が構成されている。従って、プロセスガス入力流路13は、供給弁2の弁部を介してプロセスガス出力流路11と連通する。
A screw is cut on the inner peripheral surface of the mounting
さらに、第1流路ブロック6には、パージガス入力流路19が弁孔9に連通するように形成されている。パージガス入力流路19は、第1流路ブロック6の第2流路ブロック7と対向する側面からダイアフラム16と弁座18が当接する弁部付近に向かって穿設され、弁孔9に対して鋭角に接続している。
Further, a purge
一方、第2流路ブロック7は、SUSなどの金属を略直方体形状に成形し、機械加工などで流路を形成したものである。第2流路ブロック7の上側面には、パージ弁3を取り付けるための取付孔20が円筒形状に開設されるとともに、パージガスを入力する第2ポート21が開口している。第2流路ブロック7は、取付孔20と同軸上に弁孔22が設けられ、第2連通路23が第1流路ブロック6と対向する側面から水平方向に穿設されて弁孔22に連通している。従って、パージ弁出力流路24は、弁孔22と第2連通路23によりL字形に設けられている。また、第2流路ブロック7は、パージガス出力流路25が第2ポート21と取付孔20とを連通するようにV字形に形成されている。さらに、第2流路ブロック7は、これらの流路に重ならないように、共通出力流路26が第1流路ブロック6と対向する側面から水平方向に穿設され、図中下側面に開口する第3ポート27に連通している。
On the other hand, the second flow path block 7 is formed by molding a metal such as SUS into a substantially rectangular parallelepiped shape and forming a flow path by machining or the like. A mounting
取付孔20の内周面には、ネジが切られ、パージ弁3が螺設される。パージ弁3は、エアオペレイト式ダイアフラム弁である。ダイアフラム28は、周縁部がパージ弁3と第2流路ブロック7との間で狭持され、取付孔20の内壁とともに弁室29を形成する。弁室29は、弁孔22の開口部外周に弁座30が設けられ、ダイアフラム28が当接又は離間する弁部が構成されている。従って、パージガス出力流路25は、パージ弁3の弁部を介してパージ弁出力流路24に連通する。
A screw is cut on the inner peripheral surface of the mounting
第1流路ブロック6と第2流路ブロック7は、パージガス入力流路19とパージ弁出力流路24との間、及び、プロセスガス出力流路11と共通出力流路26との間にガスケットなどのシール材を挟んで突き合わせ、ボルトなどの固定部材(図示せず)で連結される。シール材は、連結時に押しつぶされ、シール力を発生する。
The first flow path block 6 and the second flow path block 7 are gaskets between the purge gas
かかる流路ブロック構造5には、供給弁2とパージ弁3が取付孔8,20に図中上方からねじ込んで取り付けられるとともに、逆止弁4が第2ポート21に図中上方から位置合わせされてボルトなどの固定部材で取り付けられ、ガス供給ユニット1を構成する。ガス供給ユニット1は、第1ポート12が接続ブロック31のV流路32にシール材を介して接続し、また、第3ポート27が接続ブロック33のV流路34にシール材を介して接続する。接続ブロック31,33は、他の流体制御機器(例えば、マスフローコントローラなど)に接続され、ガス供給ユニット1がガス供給ライン上に設置される。また、逆止弁4には、パージガス供給配管が接続される。
In the flow path block structure 5, the
次に、ガス供給ユニット1の作用について説明する。
パージ弁3を閉、供給弁2を開として、第1ポート12にプロセスガスを供給すると、プロセスガスが、プロセスガス入力流路13、弁室17、弁座18、プロセスガス出力流路11、共通出力流路26を介して第3ポート27から出力される。
Next, the operation of the
When the
その後、供給弁2を閉じてプロセスガスの供給を停止した後、パージ弁3を開として、逆止弁4から第2ポート21にパージガス(例えば、窒素ガス)を供給すると、パージガスが、パージガス出力流路25、弁室29、弁座30、パージ弁出力流路24、パージガス入力流路19、プロセスガス出力流路11、共通出力流路26を介して第3ポート27から出力される。パージガスは、図2に示すように、パージガス入力流路19から弁孔9に噴出すると、弁孔9の反対側内壁にぶつかった後、ダイアフラム16に沿って流れ方向を変え、さらにプロセスガス出力流路11に沿って流れる。供給弁2の弁部付近は、弁孔9の内壁とダイアフラム16によって囲まれ、凸凹が少ないので、パージガスは、供給弁2の弁部付近のプロセスガスを巻き込んで自身の圧力で押し出やすい。そのため、プロセスガス出力流路11内に滞留部が発生せず、ガスを短時間で切り換えて高純度のガスを供給できる。
Thereafter, after the
特に、パージガスは、パージガス入力流路19から弁孔9内壁に対して供給弁2の弁部方向に鋭角にぶつかって方向転換するので、パージガスが弁孔9とダイアフラム16に沿って流れを変えやすく、淀みを発生しにくい。
In particular, the purge gas changes its direction from the purge
従って、本実施の形態の流路ブロック構造5によれば、第1流路ブロック6と第2流路ブロック7とを連結したものであり、第1流路ブロック6は、供給弁2が取り付けられる取付孔8と、一端開口部が取付孔8の内壁に開口し、他端開口部が第2流路ブロック7と対向する側面に開口するプロセスガス出力流路11と、プロセスガスを入力する第1ポート12と、第1ポート12と取付孔8を連通させるプロセスガス入力流路13と、第2流路ブロック7と対向する側面から供給弁2の弁部付近に向かって形成されるパージガス入力流路19と、を有し、第2流路ブロック7は、パージ弁3が取り付けられる取付孔20と、パージガスを入力する第2ポート21と、取付孔20と第2ポート21とを連通させるパージガス出力流路25と、一端開口部が取付孔8の内壁に開口し、他端開口部が第1流路ブロック6と対向する側面に開口するパージ弁出力流路24と、ガスを出力する第3ポート27と、第1流路ブロック6と対向する側面から第3ポート27に連通するように形成された共通出力流路26と、を有し、第1流路ブロック6と第2流路ブロック7は、パージガス入力流路19とパージ弁出力流路24、及び、プロセスガス出力流路11と共通出力流路26とが相互に連通しているので、流路上に滞留部がなく、ガス置換を短時間で行うことができる。
Therefore, according to the flow path block structure 5 of the present embodiment, the first flow path block 6 and the second flow path block 7 are connected, and the
また、本実施の形態の流路ブロック構造5によれば、第2ポート21に逆止弁4を接続するので、プロセスガス等の逆流を防止できる。
また、本実施の形態の流路ブロック構造5によれば、パージガス入力流路19は、弁部付近に向かってプロセスガス出力流路11の弁孔9に対して鋭角に接続しているので、供給弁2の弁部付近の内壁に沿って流れ方向を変えやすく、効率的にガス置換できる。
Moreover, according to the flow path block structure 5 of the present embodiment, since the check valve 4 is connected to the
Further, according to the flow path block structure 5 of the present embodiment, the purge gas
尚、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、色々な応用が可能である。
(1)例えば、上記実施の形態では、第1ポート12と第3ポート27を第1ブロック6と第2ブロック7の下面に形成したが、側面に形成してもよい。このとき、第1ポート12、第3ポート27の周りに継手部分を設けてもよい。
(2)例えば、上記実施の形態では、プロセスガス入力流路13をくの字形に形成したが、直線的に形成してもよい。
(3)例えば、上記実施の形態では、供給弁2とパージ弁3にエアオペレイト式ダイアフラム弁を使用したが、電磁弁などを使用してもよい。
(4)例えば、上記実施の形態では、第2ポート21に逆止弁4を介してパージガス供給配管を接続したが、第2ポート21に直接パージガス供給配管を接続してもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various applications are possible.
(1) For example, in the said embodiment, although the
(2) For example, in the above embodiment, the process gas
(3) For example, in the above embodiment, the air operated diaphragm valve is used for the
(4) For example, in the above embodiment, the purge gas supply pipe is connected to the
2 供給弁
3 パージ弁
4 逆止弁
5 流路ブロック構造
6 第1流路ブロック
7 第2流路ブロック
8 取付孔
11 プロセスガス出力流路
13 プロセスガス入力流路
19 パージガス入力流路
20 取付孔
21 第2ポート
24 パージ弁出力流路
25 パージガス出力流路
26 共通出力流路
27 第3ポート
2
Claims (3)
第1流路ブロックと第2流路ブロックとを連結したものであり、
前記第1流路ブロックは、
供給弁が取り付けられる取付孔と、
一端開口部が前記取付孔の内壁に開口し、他端開口部が前記第2流路ブロックと対向する側面に開口するプロセスガス出力流路と、
プロセスガスを入力する第1ポートと、
前記第1ポートと前記取付孔を連通させるプロセスガス入力流路と、
前記第2流路ブロックと対向する側面から前記供給弁の弁部付近に向かって形成されるパージガス入力流路と、を有し、
第2流路ブロックは、
前記パージ弁が取り付けられる取付孔と、
パージガスを入力する第2ポートと、
前記取付孔と前記第2ポートとを連通させるパージガス出力流路と、
一端開口部が前記取付孔の内壁に開口し、他端開口部が前記第1流路ブロックと対向する側面に開口するパージ弁出力流路と、
ガスを出力する第3ポートと、
前記第1流路ブロックと対向する側面から前記第3ポートに連通するように形成された共通出力流路と、を有し、
前記第1流路ブロックと前記第2流路ブロックは、前記パージガス入力流路と前記パージ弁出力流路、及び、前記プロセスガス出力流路と前記共通出力流路とが相互に連通していること、を特徴とする流路ブロック構造。 In the flow path block structure to which the supply valve and the purge valve are attached,
The first flow path block and the second flow path block are connected,
The first flow path block includes:
A mounting hole in which the supply valve is mounted;
A process gas output flow path having one end opening on the inner wall of the mounting hole and the other end opening on a side surface facing the second flow path block;
A first port for inputting process gas;
A process gas input flow path for communicating the first port with the mounting hole;
A purge gas input flow path formed from a side surface facing the second flow path block toward the vicinity of the valve portion of the supply valve,
The second channel block is
A mounting hole to which the purge valve is mounted;
A second port for inputting purge gas;
A purge gas output flow path for communicating the mounting hole and the second port;
A purge valve output flow path having an opening at one end opened on the inner wall of the mounting hole, and an opening at the other end opened on a side surface facing the first flow path block;
A third port for outputting gas;
A common output flow path formed so as to communicate with the third port from a side surface facing the first flow path block,
In the first flow path block and the second flow path block, the purge gas input flow path and the purge valve output flow path, and the process gas output flow path and the common output flow path communicate with each other. A channel block structure characterized by that.
前記第2ポートと接続する逆止弁を有することを特徴とする流路ブロック構造。 In the channel block structure according to claim 1,
A flow path block structure comprising a check valve connected to the second port.
前記パージガス入力流路は、前記弁部付近に向かって前記プロセスガス出力流路に対して鋭角に接続していること、を特徴とする流路ブロック構造。 In the flow path block structure according to claim 1 or claim 2,
The flow path block structure, wherein the purge gas input flow path is connected to the process gas output flow path at an acute angle toward the vicinity of the valve portion.
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