JPS63501144A - 反応容器のガス取入れ装置 - Google Patents
反応容器のガス取入れ装置Info
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- JPS63501144A JPS63501144A JP61505547A JP50554786A JPS63501144A JP S63501144 A JPS63501144 A JP S63501144A JP 61505547 A JP61505547 A JP 61505547A JP 50554786 A JP50554786 A JP 50554786A JP S63501144 A JPS63501144 A JP S63501144A
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
- F16K11/10—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with two or more closure members not moving as a unit
- F16K11/20—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with two or more closure members not moving as a unit operated by separate actuating members
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- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の名称
反応容器のガス取入れ装置
発明の背景
本発明は反応容器のガス取入れ装置、より詳細には以下請求の範囲第1項に従っ
た■−■半導体の製造に関する。
反応容器、特にI−V半導体の製造に適する反応容器での一般的な問題は、反応
容器内に連続して導入される担体及び保護ガス同様、多量の反応ガスを導入する
ことであり、この場合、反応ガスは特定の圧力をもって導入するばかりでなく、
正確に規定された瞬時シーケンスで濃度の点でも「鋭敏」な遷移を行うことを可
能とすべきである。
従来の技術
従来、ガス取入れ装置としては、遮断弁を有するものが一般的に使用され、必要
に応じて各反応及び担体ガス用の調合装置が使用される。この場合、「日本のL
i’F抄1tJ M−201,Vol、 7 、1983年に例示されているよ
うなi、a、弁が考慮されていた。
しかしながら、「日本の特許抄録」に記載されている四方切換弁は2個の独立し
て作用する側方弁ピストンをもち、これに例示されている公知のタイプの弁を採
用するガス取入れ装置は、残留ガスの不純物を形成することなく高速連続で反応
ガスを導入することができない。特に有害なのは公知のガス取入れ装置で起きる
切換えの遅れであり、これは回避不能なデッド容積及び/又は同時に遮断される
配管が原因となっている。
ざらに、種々のガスを流したり止めたりすることは反応系の圧力の変動を来たす
原因となり得、これはプロセスに有害である。
また、公知の弁は、最大の努力を払ってもI−V半導体の製造に必要とする1
0−8mbaF1 /see以下の漏れ量を達成することができるに過ぎない。
発明の説明
発明の目的は、特に■−■半導体の製造用反応容器において、種々の反応ガスの
流れを切換えることで起きる切換え遅れを最小限に抑え、さらに詳細には切換え
中における圧力の変動が一切起きないガス取入れ装置を提供することでおる。
この目的に対する発明性のある解決とそれの別実施例を請求の範囲に記述する。
発明の要素は、各反応ガスの流れを制御するための装置に、担体ガスが連続的に
流れる流路をもつ多方向切換弁を具備させたことである。弁の切換位置に応じ、
反応ガスの入口は担体ガスが連続的に流れる流路即ち反応容器の反応ガス入口に
接続されたり、あるいは前記入口を通じて通過する反応ガスが全く反応容器に侵
入しないように第2の出口接続部に接続される。
上述機構は多数の利点を有する。
反応ガスの流れが遮断されたり開放されたりするが、単に流路と第2の出口接続
部との間での切換えが行われるのに過ぎないため、実際上、圧力の変動は全く起
きない。ざらに、デッド容積等によって起きる切換え遅延は、反応ガスを反応室
に流入させようとする操作段階で担体ガスが連続的に流通させる流路にすべての
反応ガスの入口が接続されるため、実際上無視できる。
本発明の有利な実施態様を従属請求の範囲に述べる。
請求の範囲第2項に記載した実TM態様では、同じ排気流路が各多方向弁の第2
の出口に接続され、これは排気ガスに有毒成分を含み且つ/又は排気ガスから再
生されるべき成分を含む場合に特に有利である。
−例を挙げれば、四方切換弁(請求の範囲第3項)又は三方切換弁(請求の範囲
第6項)を多方向切換弁として採用できる。
本発明のガス取入れ装置に採用した四方切換弁の特に簡単な実施態様を請求の範
囲第4項に記載する。前記四方切換弁は2つの個別に作動し1qる遮断弁から成
り、このうちの一方は常閉であり、他方は常開である。
常閉遮断弁は流路と反応ガス入口コネクションとの間のジヨイントに位置し、そ
れに対し常開遮断弁は反応ガス入口コネクションと第2の出口コネクションとの
間のジヨイントに位置し、従った反応ガスは反応領域内に導入されないとき第2
の出口コネクションを特徴とする
請求の範囲第5項に記載した入口及び出口コネクション並びに遮断弁の構成によ
り、個々のコネクションと四方切換弁の弁との間のジヨイントが可能な限り最短
となって、恐らくなおも存在するデッド容積が一層減少することになる。
多方向弁として五方弁を使用することは、弁ブロックも排気流路をもつことがで
き、この排気流路により個々の弁を接続する配管ばかりでなく排気配管の容量も
一層減少できるという利点がある。
請求の範囲第7項に記載したベローズ遮断弁の使用は、簡単な方法で、■−■半
導体の製造に特に必要とされるI Q−emba西/sec以下の漏れ速度を達
成することができる。
いずれの場合にも特別の利点は、請求の範囲第8項に記載した弁の電気的又は空
気圧の作動である。そのような電気的又は空気圧作動により、制御ユニットを備
えた発明性のめるガス取入れ装置を提供することが可能となる。前記制御ユニッ
トは、種々の反応ガスについての所望取入れプログラムに応じて個々の多方向切
換弁を切換えることができる。さらに、制御ユニットは、例えばそれぞれの絞り
や比例弁により個々の反応ガスの流量を既述の定値に設定できる。
本発明による四方切換弁の有利な実施例を請求の範囲第9項に述べる。普通の三
方切換弁を改良することにより、本発明の四方切換弁をほとんど費用をかけない
で製造することが可能である。一方を挙げると、本発明の四方切換弁は普通のA
SM三方切換弁を改良することにより製造することができる。
デッド容積、制御時間、ガス消費量は、反応ガス容器同様ガス取入れ装置の個々
の弁に直接接続することが可能なコネクションを弁の入口と出口に設けることに
より、一層軽減できる。前述コネクションは、例えばVCR雄及びVCR[ねじ
コネクションである。−例として、担体ガスが流れる入口にはVCR雄コネクシ
ョンを、また出口にはVCRfiコネクションを設ける(請求の範囲第10項)
。
特に高価な反応ガスの場合、本発明に従って設けた制御ユニット(請求の範囲第
11項)を使用することにより、制御ユニットは、高価な反応ガスを不必要に第
2の出口継手を介し「流出」させないようにするために、反応ガス流を反応容器
内に導入する直前に定常反応ガス流量を既述の定値に設定することができる。
本発明によるガス取入れ装置の付加的な利点は、両方の遮断弁がリークテストに
際し閉鎖できることである。リークテストは制御ユニットにより自動化でき、該
制御ユニットはリークテストで両方の遮断弁を閉鎖し、漏れ量を測定する。
図面の簡単な説明
以下、本発明につき、図面を参照しながら好適実施例を例示して詳述する。
第1図は、本発明によるガス取入れ装置の線図、第2a、2b図は、本発明によ
る流路を有する四方切換弁の構造図、
第3a、3b、3a図は、本発明による幾つかの流路をもつ万力切換弁の構造図
である。
発明を実施するための最良の形態
第1図は、特に■−■半導体の製造に適する本発明による反応容器用ガス取入れ
装置の線図を示す。本発明によるガス取入れ装置は多数の四方切換弁11゜12
、・・・17を有し、これらはただ概略的に例示しであるだけである。四方弁1
の構造は第2a、2b図に関連して詳述するが、各四方弁1は4つのコネクショ
ン2.3,4.5を有する。コネクション3,5は流路6を介し常時接続され、
コネクション2は弁の切換位置に応じ流路6またはコネクション4のいずれかに
接続される。
個々の弁11・・・17は、担体ガス流の配管7が弁1のコネクション3により
接続されるように、相互に接続され、コネクション5は各々次の弁のコネクショ
ン3に接続される。弁17のコネクション5は配管8により反応容器に接続され
、それにより担体ガスの流れに対し連続的な流路を形成する。それぞれの弁のコ
ネクション2は各反応ガスの貯蔵容器に接続され、コネクション4は共通の排気
通路9に接続される。排気通路9は、排気清掃配管10によって清掃される。ざ
らに、ここではまだ示していないが、投入量比例位置決め弁を設けることができ
、該弁により個々の反応ガス流量を制御することができる。
第1図に例示したガス取入れ装置は、切換位置に応じ個々の弁11・・・17を
介し個々の反応ガスを、配管7、個々の流路6.並びに配管8を介し絶えず反応
器に流入している担体ガスに混合することが可能である。
弁1を介する反応ガスの流れがただ切換えられるだけのため、反応ガスのオン、
オフ切換えのとき圧力の変動は一切ない。ざらに、本発明のガス取入れ装置のデ
ッド容積は、第2a、 2b図に関連して以下に詳述する構造の個々の弁、並び
に流路を清掃する連続的な担体ガスにより最小限に抑えられ、個々の反応ガスに
対する高速切換の機会が得られるようになっている。
混合する個々の反応ガスの上昇及び下降期間は、この手段によって1秒よりはる
かに低い範囲にもたらすことができる。
第2a図は本発明による四方切換弁の断面を示し、第2b図は第2a図の線■−
■における断面を示す。
弁の全体を示した弁1は、第1図に関連して既に示した通り、4個のコネクショ
ン2,3,4.5を具備する。4個のコネクション2〜5は星形に配置されてい
る。コネクション2は流路11を介し流路12に接続され、該流路12の両端部
は中空室13.14内に開口し、該中空室13.14にはベローズ弁17゜18
の弁タペット15.16が配設されている。弁タペット15.16は流路12の
各々の端部を封止する。
コネクション4は流路19を介し中空室14に接続され、コネクション3,5は
流路20,21を介し中空室13に接続される。
ざらに、例示した実施例の弁は空気圧で作動することができ、その場合弁17は
常開であり、弁18は常閉である。空圧作動装置は、これ以上詳細を必要としな
いほど公知のものである。
第1図に関連して既述したように、コネクション2は反応ガス容器に接続され、
コネクション3は担体ガスが流れる配管または上流に位置する弁のコネクション
5に接続される。担体ガス流は、このようにして、四方切換弁を介するタペット
15.16の切換位置に拘らず、コネクション3.流路20.中空室13.流路
21及びコネクション5を通過することができる。
コネクション2を介し弁に入る反応ガス流は、流路11、流路12.中空室14
.コネクション4への流路19を通過し、それにより非制御状態で排気流路9に
入る。タペット16が流路12を封鎖し、タペット15が後方に引き戻された制
御状態において、反応ガス流は流路11及び流路12を介し中空室13内に入り
、それにより流路21を介し出口コネクション5内に入る。
第3a図は本発明に従って構成した万力切換弁の断面図を示し、第3b図は第3
a図の線■−■における断面を示し、第3C図は第1図の例示に応じた本発明ガ
ス取入れ装置における個々の弁11.12・・・の切換え状態を示す。
以下、第1,2図に対応する部品をもつか、あるいは同様の機能をもつすべての
部品は同じ符号を付し、それ以上の詳細な説明を必要としない。
万力弁は5個のコネクション2,3,4.4’ 、5を有する。コネクション3
,5は弁ブロック1′において担体ガス用流路6を介し直接接続され、コネクシ
ョン4.4′ は排気ガス用流路9′を介し接続される。
ベローズ弁17が閉じベローズ弁18が開いているとき、反応ガスはコネクショ
ン2から流路12′及び弁タペット16の穿孔13を介して流路6に流入する。
また弁18が閉じ弁17が開いているとき、反応ガスは入口2から排気ガス流路
9′を経て流れる。
前記弁は、同−弁1の簡単なタンデムコネクションが担体ガス流路6と排気ガス
流路9の両方を形成するという利点をもって(′Xる。従って、この構成によれ
ば、デッド容積及び構造を最小限に軽減される。
担体ガス流路をもつ第2,3図に示した多方弁は、本発明のガス取入れ装置と関
連して共通の多数の利点をもつ。
本発明の弁は実質上デッド容積が皆無であり、個々のガス流間の切換時間が非常
に短くなっている。
個々の反応ガス流はオン・オフ作動されず、単に出口4と出口5とから切換えら
れるだけであり、圧力の変動は全く起きない。
さらに同一平面に横たわるコネクション5及び3並びに必要あればコネクション
4及び4′は、相次ぐ弁に適宜ねじ付継手、例えば簡単なねじ付パイプあるいは
一層好ましいものとしてVCR雄ねじ継手及び■CRtlねじ継手を具備するこ
とにより、互いに直接接続するようにしてもよい。例えば、コネクション3をV
CR雄継手とし、また継手5をVCRIII継手として構成することにより、特
に短い流れ距離となり、これはざらに切換期間中における個々のガス流の切換時
間を短縮することになる。
さらに、両方の弁タペット15.16を封鎖してもよく、これによりシステムは
何ら難しくなくリークテストを行うことができる。
以上発明の実施例をもって本発明を説明した。少な18表昭63−501144
(4)
ス取入れ装置を構成するという一般的な発明性のある着想の範囲内ではほとんど
無限の多種多様の変形が可能である。
勿論、本発明の多方弁の構造は、第2図または第3図に示した構造が種々の特定
の利点を有するとしても、これらに限定されるものではない。例えば、第2図の
弁は、普通の三方弁を変形することにより容易に製作できるという利点を有する
。これを実施するには、三方弁はただ付加的なコネクション、即ちコネクション
5と、担体ガスの連続的な流れを確立する流路21を設けるだけでおる。
第3図の弁は、コンパクトな構造であること、発明装置を簡単な構成となし1q
るという利点がある。
手動操作または電導作動の弁を採用することも可酸である。しかし、電導作動ま
たは空圧作動の弁は、個々の反応ガス流が正確に決められた時間反応容器内に侵
入できるように本発明ガス取入れ装置を制御ユニットの手段によって調整できる
という利点がある。
Claims (11)
- 1.一種類または数種類の反応ガス並びに担体ガスを反応容器内に侵入させると とのできる弁装置を備えた反応容器用ガス取入れ装置であって、前記弁装置には 各反応ガス用の多方弁(1)を設け、前記担体ガスが連続的に流れる流路(6; 20,13,21)を有し、該多方弁の出口(5)は下流側即ち反応容器(8) 側の次段多方弁(1)の入口(3)に接続され、また多方弁の反応ガス入口(2 )は弁の切換位置に応じ流路(6;20,13,21)または第2の出口(4又 は4′)のいずれかに接続されることを特徴とするガス取入れ装置。
- 2.請求の範囲第1項記載のガス取入れ装置において、個々の多方弁(1)の前 記第2の出口(4,4′)が、真空または流れを維持される排気通路(9)に接 続されているガス取入れ装置。
- 3.請求の範囲第1項または第2項記載の装置において、多方弁が四方弁である ガス取入れ装置。
- 4.請求の範囲第3項記載の装置において、四方弁は個別に作動し得る2個の遮 断弁(17,18)から成り、一方の遮断弁は反応ガス入口(2)と流路(6; 20,13,21)との間の流路に位置し、他方の遮断弁は反応ガス入口(2) と第2の出口(4,4′)との間の流路に位置するガス取入れ装置。
- 5.請求の範囲第3項または第4項記載のガス取入れ装置において、入口と出口 (2,3,4,5)が星形に配設され、遮断弁が一平面にあるガス取入れ装置。
- 6.請求の範囲第2項記載のガス取入れ装置において、多方弁が2個の遮断弁( 17,18)を有する五方弁であり、該遮断弁の弁ブロック(1′)に排気ガス 用流路(9′)が一体化されているガス取入れ装置。
- 7.請求の範囲第1項乃至第6項のうちいずれか1項に記載のガス取入れ装置に おいて、遮断弁がベローズ弁であるガス取入れ装置。
- 8.請求の範囲第1項乃至第7項のうちいずれか1項に記載のガス取入れ装置に おいて、弁は電気的または空気圧で作動し得るガス取入れ装置。
- 9.請求の範囲第3項乃至第5項のうちいずれか1項に記載のガス取入れ装置に おいて、付加的なコネクシヨンを具備した一般的な三方弁が四方弁として採用さ れるガス取入れ装置。
- 10.請求の範囲第1項乃至第9項のうちいずれか1項に記載のガス取入れ装置 において、入口または出口(2,3,4,5)がねじ継手を有し、該ねじ継手は 、多方弁の担体ガス出口を、下流の次の弁の担体ガス入口または排気ガス流路に 接続することを可能とするガス取入れ装置。
- 11.請求の範囲第1項乃至第10項のうちいずれか1項に記載のガス取入れ装 置において、制御ユニットが設けられ、該制御ユニットは個々のガス流量を所定 の定値に設定し、所望入口プログラムに相当する個々の多方弁を切換えるガス取 入れ装置。
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