JP3355279B2 - ガス供給ユニット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置等
の産業用製造装置で使用されるガス供給ユニットに関
し、さらに詳細には、構成部品の取り外しが容易でコン
パクトなガス供給ユニットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体製造工程において、ホ
トレジスト加工のエッチング等に腐食性ガスが使用され
ている。ホトレジスト加工（ホトレジスト塗布、露光、
現像、エッチング）は、半導体製造工程において腐食性
ガスの種類を変えて複数回繰り返されるため、実際の半
導体製造工程では、複数種類の腐食ガスを必要に応じて
供給するガス供給ユニットが使用されている。ここで、
ガスを供給するガス供給ユニットには、流量を正確に計
測するためのマスフローコントローラ、マスフローコン
トローラ内に腐食性ガス等の供給ガスを残留させないた
めにマスフローコントローラの前後に設けられる入口開
閉弁、パージ弁、及び出口開閉弁、供給ガスの混入不純
物を除去するためのフィルタとを有し、また供給ガスの
供給もしくは遮断を手動で行うための手動弁、供給ガス
のガス圧を調整するレギュレータと、供給ガスの圧力を
モニターするための圧力計とを有するものである。そし
て、従来のガス供給ユニットは、これらの構成部品が直
列に接続されて構成されていた。

【０００３】ここで、図８に従来のガス供給ユニットを
示す。図８の右から、手動弁ブロック１０１の出力ポー
トが、継手１０２、パイプ、継手１０２を介して、レギ
ュレータブロック１０３の入力ポートに接続されてい
る。手動弁ブロック１０１の上部には、手動弁１０４が
取り付けられている。また、レギュレータブロック１０
３の上部には、レギュレータ１０５が取り付けられてい
る。レギュレータブロック１０３の出力ポートは、継手
１０２、三又パイプ１０６、継手１０２を介して、フィ
ルタ１０７の入力ポートに接続されている。三又パイプ
１０６の上部には、圧力計１０８が取り付けられてい
る。また、フィルタ１０７は長手方向の一方から入って
他方に出るタイプであり、フィルタ１０７の出力ポート
は、継手１０２、パイプ、継手１０２を介して、入力ブ
ロック１０９の入力ポートに接続されている。

【０００４】入力ブロック１０９側には、入口開閉弁１
１０、パージ弁１１１、マスフローコントローラ１１
２、及び出口開閉弁１１６が、入力ブロック１０９、流
路方向変換ブロック１１３、マスフローコントローラブ
ロック１１５、流路方向変換ブロック１１３、出力ブロ
ック１１４によって一体的に固定されてマスフローユニ
ットが構成されている。具体的には、入力ブロック１０
９の上部には、入口開閉弁１１０及びパージ弁１１１が
取り付けられ、その入力ブロック１０９の出力ポート
は、流路方向変換ブロック１１３の入力ポートに接続さ
れている。流路方向変換ブロック１１３の出力ポート
は、マスフローコントローラブロック１１５の入力ポー
トに接続されている。また、マスフローコントローラブ
ロック１１５の上部には、マスフローコントローラ１１
２が取り付けられている。

【０００５】マスフローコントローラブロック１１５の
出力ポートは、流路方向変換ブロック１１３を介して出
力ブロック１１４の入力ポートに接続されている。その
出力ブロック１１４には、出口開閉弁１１６が取り付け
られている。そして、出口開閉弁１１６は、エッチング
の行われる真空チャンバーへ連通する供給ガス管路に接
続されている。なお、このマスフローユニットについて
は、本出願人らが特開平６−２４１４００号で提案し説
明しているので、詳細な説明を省略する。

【０００６】ところで、１つの真空チャンバーにおいて
は、複数種類の腐食性ガスを切り替えて使用することに
より複雑な工程のエッチングが行われる。そのため、１
つの真空チャンバーには例えば７種類の腐食性ガス等を
供給することが必要となる場合がある。そのため、その
ような場合には、それぞれのガスについて上述した一連
のガス供給ユニットが必要となり、１つの真空チャンバ
ー毎に７つのガス供給ユニットが併設されることとな
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
装置には次のような問題点があった。上記した従来のガ
ス供給ユニットは、手動弁１０４やレギュレータ等を継
手１０２、パイプ、継手１０２を介して接続するといっ
た構成をとっていたため、大型なものとなってしまって
いた。特に、使用される腐食性ガスの種類に応じて各々
別のガス供給ユニットを使用するため、それらのガス供
給ユニットを併設するので更に広い設置スペースを必要
とした。また、手動弁１０４、レギュレータ１０５、そ
して圧力計１０８からなる加圧系を構成する部品及びフ
ィルタ１０７は、継手１０２、パイプ、継手１０２で接
続されていたため、メンテナンス等の作業時にはそれぞ
れの継手１０２を取り付け及び取り外さなければなら
ず、手間のかかるものであった。

【０００８】そこで、本発明は、かかる問題を解決すべ
く、構成物品間の継手やパイプ等の接続部品等をなくし
た小型のガス供給ユニット、また手動弁等のメンテナン
スを簡便なものとしたガス供給ユニットを提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のガス供給ユニッ
トは、供給ガスの搬送管路上にあって供給ガスの流れを
遮断する第一開閉弁及び第二開閉弁と、その第一及び第
二開閉弁の中間にあって供給ガスの流量を制御するマス
フローコントローラと、そのマスフローコントローラに
置換ガスを供給するパージ弁と、供給ガスの混入不純物
を除去するためのフィルタとが、流路の形成された各ブ
ロックに対して所定の方向からネジ止めされて一体的に
構成されたマスフローユニットを有するものであって、
供給ガスの圧力をモニターするための圧力計が固定され
る第１ブロックが、供給ガスのガス圧を調整するレギュ
レータが固定される第２ブロックに対して一体に固定さ
れた加圧系ユニットを有し、マスフローユニットに連結
されるベースに対して、第２ブロックを所定の方向から
ネジ止めしたものであることを特徴とする。

【００１０】また、本発明のガス供給ユニットは、第２
ブロックに、供給ガスの供給または遮断を手動で行うた
めの手動弁を固定したものであることが望ましい。ま
た、本発明のガス供給ユニットは、第２ブロックが、レ
ギュレータが固定されるレギュレータブロックと、手動
弁が固定される手動弁ブロックとを一体に固定したもの
であることが望ましい。また、本発明のガス供給ユニッ
トは、第２ブロックには、ガスを供給する配管と手動弁
との間を連通する第１流路、手動弁とレギュレータとの
間を連通する第２流路、レギュレータとベースに形成さ
れた流路との間を連通する第３流路が、形成され、第１
ブロックには、圧力計と第３流路との間を連通する第４
流路が形成され、第２ブロックとベースとのネジ止め部
を手動弁ブロックに有し、第３流路とベースに形成され
た流路との接合部が手動弁ブロックに形成されたもので
あることが望ましい。 また、本発明のガス供給ユニット
は、加圧系ユニットを構成する第１ブロック及び第２ブ
ロックが一体加工されたものであることが望ましい。

【００１１】このような構成をなす本発明のガス供給ユ
ニットは、手動弁、レギュレータ及び圧力計とを流れる
供給ガスは、一体に固定した固定ブロックに形成された
流路を介し送られるよう構成したので、構成物品間の継
手やパイプ等の接続部材の省略によってガス供給ユニッ
ト自体が小型化され、また、マスフローユニット側へ流
路の連通するベースに対して固定ブロックをマスフロー
ユニットを構成する各構成部品と同方向からネジ止めす
るので、手動弁等の取り付け及び取り外しが容易とな
り、メンテナンスが簡便なものとなった。

【００１２】また、本発明のガス供給ユニットは、固定
ブロックを構成する手動弁ブロックとベースとのネジ止
め部を固定すれば、その手動弁ブロックに形成された第
３流路とベースの流路との接合部が強く締め付けられる
ので、流路の気密性が高められる。また、本発明のガス
供給ユニットは、加圧系ユニットを構成する固定ブロッ
クを一体加工することによって、更にブロックに形成さ
れた流路の接合部がなくなって流路の気密性が高まる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るガス供給ユニ
ットを具体化した一実施例について、図面を参照して説
明する。図１は、本実施の形態のガス供給ユニットの構
成を示す側面図であり、図２は、当該ガス供給ユニット
を併設した平面図である。また、図３は、当該ガス供給
ユニットを示した一部断面図である。先ず、本実施の形
態のガス供給ユニットには、腐食性ガスを供給または遮
断を行う手動弁１、腐食性ガスのガス圧を調整するため
のレギュレータ２、そして腐食性ガスの圧力をモニター
するための圧力計３が一体になった加圧系ユニットが構
成されている。

【００１４】この加圧系ユニットは、手動弁１、レギュ
レータ２及び圧力計３が、それぞれ流路の形成された手
動弁ブロック１１、レギュレータブロック１２そして圧
力計ブロック１３からなる固定ブロックに一体的に固定
されている。この固定ブロックは、圧力センサブロック
１３が固設されたレギュレータブロック１２が、手動弁
ブロック１１に対し横方向からボルト１４，１４で固定
されて一体になっている。そして、このように固定ブロ
ックに一体化された加圧系ユニットは、図２に示すよう
にベース９に対して手動弁ブロック１１を貫通するボル
ト１５，１５によって固定されている。

【００１５】供給ガスである腐食性ガスの配管は、手動
弁ブロック１１の配管接続部１１ｍに接続される。この
手動弁ブロック１１には、その配管接続部１１ｍから手
動弁１の入力ポートへ連通する入力路１１ａ、手動弁１
の出力ポートからレギュレータ側へ連通する出力路１１
ｂが形成されている。更に、手動弁ブロック１１には、
レギュレータ２から戻ってきたガスをベース９に形成さ
れた流路９ａに送るための連絡路１１ｃが形成されてい
る。一方、レギュレータブロック１２には、手動弁ブロ
ック１１の出力路１１ｂとレギュレータ２の入力ポート
とを連通する入力路１２ａと、レギュレータ２の出力ポ
ートと手動弁ブロック１１の連絡路１１ｃとを連通する
出力路１２ｂが形成されている。また、出力路１２ｂに
は、圧力計ブロック１３に形成された流路１３ａに連通
する計測路１２ｃが形成されている。

【００１６】ところで、レギュレータブロック１２の出
力路１２ｂが直接ベース９の流路９ａに連通せずに、手
動弁ブロック１１の連絡路１１ｃを介したのは、手動弁
ブロック１１をベース９に対して上方からボルト１５，
１５によって締め付けて固定させるため、手動弁ブロッ
ク１１とベース９との接触圧力が高く連絡路１１ｃと流
路９ａとの接合部の気密性が高められるからである。ま
た、手動弁ブロック１１にボルト１５，１５のネジ止め
部を形成したのは、レギュレータ２よりも手動弁１の方
が横幅が小さく、併設したガス供給ユニット間にコンパ
クトに設けることができるためである。一方、手動弁ブ
ロック１１とレギュレータブロック１２間の流路である
出力路１１ｂと入力路１２ａ、そして出力路１２ｂと連
絡路１１ｃとは、両ブロックを固定するボルト１４に沿
って形成され、接合部における気密性を高めている。

【００１７】更に、ベース９の流路９ａの出力側には入
力ブロック１６が固設され、マスフローユニットが構成
されている。マスフローユニットは、その入力ブロック
１６に入口開閉弁４、パージ弁７そしてフィルタ８が直
接取り付けられ、その入力ブロック１６には流路方向変
換ブロック１７を介してマスフローコントローラ５が連
接され、更に流路方向変換ブロック１８を介して出口開
閉弁６が取り付けられた出力ブロック１９に連結されて
いる。これらマスフローユニットを構成する入口開閉弁
４、マスフローコントローラ５、出口開閉弁６、及びパ
ージ弁７は、いずれも各ブロックに対して上方からボル
トによって固定されている。

【００１８】次に、マスフローユニットの流路について
図３乃至図６を参照して説明する。ここで、図４乃至図
６は、それぞれ図３に示したガス供給ユニットのＡ―Ａ
断面、Ｂ―Ｂ断面Ｃ―Ｃ断面を示した図である。ベース
９の流路９ａは、フィルタ８へ連通する入力ブロック１
６に形成されたフィルタ入力路１６ａへ接続されている
（図４、図５参照）。また、入力ブロック１６には、フ
ィルタ８及び入口開閉弁４の入力ポートが連通する入力
連通路１６ｂ、入口開閉弁４の出力ポートに連通する出
力路１６ｃが形成されている。更に、入力ブロック１６
には、パージ弁７の入力ポートへパージ用の窒素ガスを
蓄える供給タンクの供給ガス管路に接続する供給路１６
ｄ、パージ弁７の出力ポートと出力路１６ｃへ連通する
連通路１６ｅが形成されている（図６参照）。

【００１９】出力路１６ｃには流路方向変換ブロック１
７に形成された変換流路１７ａが接続され、マスフロー
コントローラ５の入力ポートへ連通している。一方、マ
スフローコントローラ５の出力ポートには流路方向変換
ブロック１８の変換流路１８ａが接続されている。その
変換流路１８ａは、出口開閉弁６の入力ポートに連通す
る出力ブロック１９に形成された入力路１９ａへ接続さ
れ、出口開閉弁６の出力ポートには出力路１９ｂが接続
されている。そして、出力路１９ｂは、エッチングの行
われる真空チャンバーへ連通する供給ガス管路に接続さ
れている。

【００２０】このような構成からなる本実施の形態のガ
ス供給ユニットによれば、配管接続部１１ｍから供給さ
れた腐食性ガスは、手動弁１の開弁により入力路１１ａ
から出力路１１ｂへ流れ、入力路１２ａからレギュレー
タ２に流れ込んだ腐食性ガスは調圧され出力路１２ｂへ
流れ再び手動弁ブロック１１に戻り、連絡路１１ｃから
ベース９の流路９ａへ流れる。また、レギュレータ２に
よって調圧された腐食性ガスは計測路１２ｃ及び流路１
３ａを通って圧力計３に流れ込み、そこでモニターされ
る。このようにして加圧系ユニットを通った腐食性ガス
は、マスフローユニット側へ流れる。ところで、このマ
スフローユニットについては、本出願人らが特開平６−
２４１４００号で提案し説明しているので、ここでも詳
細な説明を省略する。

【００２１】以上、本実施の形態のガス供給ユニットに
よれば、腐食性ガスの搬送管路上にあって腐食性ガスの
流れを遮断する入口開閉弁４及び出口開閉弁６と、入口
開閉弁４及び出口開閉弁６の中間にあって腐食性ガスの
流量を制御するマスフローコントローラ５及び置換ガス
の供給を制御するパージ弁７とをマスフローユニットと
して構成するほか、手動弁１、レギュレータ２、及び圧
力計３を一体にした圧力系ユニットを構成したことによ
り、ガス供給ユニットを小型化することができた。具体
的には、図７（ａ）（ｂ）に示しように、図７（ａ）に
示す従来のガス供給ユニットの構成によれば、継手とパ
イプによって連結しているため全長が５４５ｍｍもの長
さがあったものが、図７（ｂ）に示す本実施の形態のガ
ス供給ユニットの構成によれば、圧力系ユニットを流路
を形成し固定ブロックによって一体にしたので全長が３
２９ｍｍにまでコンパクトになった。また、このこと
は、構成物品間の接続点数を減らしたことにより腐食性
ガスによるパーティクルの発生を抑えるという効果をも
たらした。

【００２２】また、本実施の形態ガス供給ユニットによ
れば、マスフローユニットを構成する入口開閉弁４、マ
スフローコントローラ５、出口開閉弁６、そしてパージ
弁７を全て上方からボルトによって取り付けるようにし
たのに加え、加圧系ユニットも同様に上方からボルトに
よって取り付けるようにしたので、各構成素部品の取付
け及び取り外しを同一方向から行うことが可能となった
ため、メンテナンス等の作業が簡便に行えるようになっ
た。また、加圧系ユニットからベースへの連通させるの
に手動弁ブロック１１に流路の接合部を設けたので、横
幅の狭い手動弁に沿ってネジ止め部を設けることがで
き、小スペース化を図ることができるとともに、接合部
の気密性を高めることができた。

【００２３】なお、本発明のガス供給ユニットは上記実
施の形態に限定されるわけではなく、その趣旨を逸脱し
ない範囲で様々な変更が可能である。例えば、上記実施
の形態では、圧力系ユニットを構成する手動弁１及びレ
ギュレータ２間の流路を構成する手動弁ブロック１１及
びレギュレータブロック１２をボルトによって固定して
一体化にしたが、初めから分離することなく同様の流路
を構成する一体加工した一のブロックによるものであっ
てもよい。

【００２４】

【発明の効果】本発明のガス供給ユニットは、第一開
閉、第二開閉弁、マスフローコントローラ、パージ弁、
及びフィルタとを有し、それらが流路の形成された各ブ
ロックに対して所定の方向からネジ止めされて一体的に
構成されたマスフローユニットに加え、供給ガスの供給
または遮断を手動で行うための手動弁と、供給ガスのガ
ス圧を調整するレギュレータと、供給ガスの圧力をモニ
ターするための圧力計とが、流路の形成された固定ブロ
ックを介して一体に固定した加圧系ユニットを、マスフ
ローユニット側へ連通する流路が形成されたベースに対
してその固定ブロックを前記所定の方向からネジ止めし
たものなので、構成物品間の継手やパイプ等の接続部品
等をなくして小型化することができ、また手動弁等のメ
ンテナンス等を簡便に行うことができる。

【００２５】また、本発明のガス供給ユニットは、加圧
系ユニットを構成する手動弁ブロック、レギュレータブ
ロック、及び圧力計ブロックからなる固定ブロックに、
ガスを供給する配管と手動弁との間を連通する第１流
路、手動弁とレギュレータとの間を連通する第２流路、
レギュレータと前記ベースに形成された流路との間を連
通する第３流路、及び圧力計と前記第３連通路との間を
連通する第４流路を形成し、その固定ブロックとベース
とのネジ止め部を手動弁ブロックに設けるとともに、第
３流路とベースに形成された流路との接合部を手動弁ブ
ロックに形成したものとすれば、その接合部が強硬に締
め付けられ気密性を高めることができる。また、本発明
のガス供給ユニットは、前記加圧系ユニットを構成する
手動弁ブロック、レギュレータブロック、及び圧力計ブ
ロックが一体加工したものとすれば、より気密性を高め
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガス供給ユニットに係る一実施の形態
を示した側面図である。

【図２】本発明のガス供給ユニットに係る一実施の形態
を示した平面図である。

【図３】本発明のガス供給ユニットに係る一実施の形態
を示した断面図である。

【図４】図３のＡ―Ａ断面を示した図である。

【図５】図３のＢ―Ｂ断面を示した図である。

【図６】図３のＣ―Ｃ断面を示した図である。

【図７】従来のガス供給ユニットと本発明に係るものと
を比較した図である。

【図８】従来のガス供給ユニットを示した側面図であ
る。

【符号の説明】

１ 手動弁 ２ レギュレータ ３ 圧力計 ４ 入口開閉弁 ５ マスフローコントローラ ６ 出口開閉弁 ７ パージ弁 ８ フィルタ ９ ベース １１ 手動弁ブロック １２ レギュレータブロック １３ 圧力計ブロック

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 供給ガスの搬送管路上にあって供給ガス
   の流れを遮断する第一開閉弁及び第二開閉弁と、その第
   一及び第二開閉弁の中間にあって供給ガスの流量を制御
   するマスフローコントローラと、そのマスフローコント
   ローラに置換ガスを供給するパージ弁と、供給ガスの混
   入不純物を除去するためのフィルタとが、流路の形成さ
   れた各ブロックに対して所定の方向からネジ止めされて
   一体的に構成されたマスフローユニットを有するガス供
   給ユニットにおいて、 供給ガスの圧力をモニターするための圧力計が固定され
   る第１ブロックが、前記供給ガスのガス圧を調整するレ
   ギュレータが固定される第２ブロックに対して一体に固
   定された加圧系ユニットを有し、 前記マスフローユニットに連結されるベースに対して、
   前記第２ブロックを前記所定の方向からネジ止めしたも
   のであることを特徴とするガス供給ユニット。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のガス供給ユニットにお
   いて、前記第２ブロックに、前記供給ガスの供給または遮断を
   手動で行うための手動弁を固定した ことを特徴とするガ
   ス供給ユニット。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のガス供給ユニットにお
   いて、前記第２ブロックが、前記レギュレータが固定されるレ
   ギュレータブロックと、前記手動弁が固定されるブロッ
   クとを一体に固定したものである ことを特徴とするガス
   供給ユニット。
4. 【請求項４】 請求項３に記載のガス供給ユニットにお
   いて、 前記第２ブロックには、ガスを供給する配管と手動弁と
   の間を連通する第１流路、手動弁とレギュレータとの間
   を連通する第２流路、レギュレータと前記ベースに形成
   された流路との間を連通する第３流路が、形成され、 前記第１ブロックには、圧力計と前記第３流路との間を
   連通する第４流路が形成され、 前記第２ブロックと前記ベースとのネジ止め部を前記手
   動弁ブロックに有し、前記第３流路と前記ベースに形成
   された流路との接合部が手動弁ブロックに形成されたも
   のであることを特徴とするガス供給ユニット。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項４の何れか１つに記
   載のガス供給ユニッ トにおいて、 前記加圧系ユニットを構成する第１ブロック及び第２ブ
   ロックが一体加工されたものであることを特徴とするガ
   ス供給ユニット。