WO2004051125A1 - 流体制御装置 - Google Patents

Abstract

本体2は、中央通路ブロック11およびサイド通路ブロック12,13からなる。各開閉弁5,6は、中央通路ブロックと一方のサイド通路ブロックとにまたがって着脱可能に取り付けられている。中央通路ブロックに、１本の共通路22aおよび２本の分岐路22b,22cからなるＹ字通路22がサブガス入口23と同じ数だけ設けられている。Ｙ字通路22の共通路22aの開口がサブガス入口23とされるとともに、Ｙ字形通路22の各分岐路22b,22cがそれぞれ各開閉弁5,6の入口ポートに通じさせられることによって、サブガス流入通路が形成されている。メインガス通路18およびメイン通路側連通路19は、一方のサイド通路ブロック12に、ベントガス通路20およびベント通路側連通路21は、他方のサイド通路ブロック13に形成されている。

Description

明細 流体制御装置 技術分野

こ の発明は、 例えば、 半導体処理装置において、 複数種類 の材料ガスを適宜切 り 換えて処理室に供給する 目的で使用 さ れる流体制御装置に関する。 背景技術

従来、 複数種類の材料ガスを適宜切 り換えて処理室に供給 する 目 的で使用 される流体制御装置（31)と して、 図 5 に示す よ う に、 直方体状本体（32)と 、 本体（32)の長さ方向の両端に 幅方向に間隔をおいて設け られたメ イ ンガス出入口 （33)およ ぴベン ト ガス出入口 （図には現れず） と 、 メ イ ンガス出入口 (33)同士を連通するメ イ ンガス通路（41)と 、 ベン トガス出入 口 同士を連通するベン トガス通路 （図には現れず） と 、 本体 (32)の一側に所定間隔で設け られた複数のサブガス入口 （42) と 、 各サブガス入口 （42)に対応する位置にそれぞれ 2 つずつ 配置され全体と して 2列に並べられた開閉弁（35) (36)と 、 各 サブガス入口 （42)から第 1 列目 の各開閉弁（35)の入口ポー ト に通じる複数の第 1 サブガス流入通路（43)と 、 第 1 列 目 の各 開閉弁（35)の出 口 ポー トから メ イ ンガス通路（41)に通じる メ ィ ン通路側連通路（44)と、 各サブガス入口 （42)から第 2列 目 の各開閉弁（36)の入口 ポー ト に通じる複数の第 2 サブガス流 入通路（45)と 、 第 2列 目 の各開閉弁（36)の出 口 ポー トからべ ン トガス通路に通じるベン ト通路側連通路（46)と を備えてい る ものが知られている。

また、 特開平 1 0 — 2 0 5 6 3 6 号公報には、 フ ラ ンジ部 付き本体を有する開閉弁を 2 つの通路プロ ッ ク にまたがって フラ ンジ部を貫通するねじ部材によって着脱可能に取 り 付け る こ とが記載されている。 また、 同文献には、 V字状の通路 を有するプロ ッ ク と 2 ポー トおよび 3 ポー ト の開閉弁と を組 み合わせて、 ガス通路を形成する こ とが記載されている。

上記の図示した流体制御装置では、 1 箇所で故障が起こ つ た場合には、 全体を交換する必要があ り 、 修理の しゃすさの 改善が求め られている。 また、 ガス種の切換時に圧力変動な く 安定して瞬時に切換可能なこ と 、 デッ ドスペース が少ない こ と などの課題があった。 修理の しゃすさのためには、 特開 平 1 0 — 2 0 5 6 3 6号公報に記載されている よ う に、 各開 閉弁をねじで着脱自在に取 り 付けておけばよいが、 それだけ では、 その他の上記課題が未解決のまま と なる。 また、 特開 平 1 0 — 2 0 5 6 3 6 号公報に示されている V字通路と 3 ポ ー ト弁と を組み合わせたガス通路は、 曲が り 角が多く 、 また 流路も細く なるため、 圧損が大き く 、 例えば 1 0 0 リ ッ トル /分程度を越える大流量を流すこ と ができ ないと い う 問題が あ つ に。

こ の発明の 目 的は、 上記実情に鑑み、 修理の しゃすさ を改 善する と と もに、 ガス種の切換時に圧力変動なく 安定して瞬 時に切換可能なこ と 、 デッ ドスペース が少ないこ と 、 大流量 を流すこ と が可能なこ と などの課題も実現する こ とができ る 流体制御装置を提供する こ と にある。 発明の開示

こ の発明によ る流体制御装置は、 直方体状本体と 、 本体の 長さ方向の両端に幅方向に間隔をおいて設けられたメ ィ ンガ ス出入口おょぴベン トガス出入口 と 、 メ イ ンガス出入口 同士 を連通するメ イ ンガス通路と、 ベン トガス出入口同士を連通 するベン ト ガス通路と 、 本体の一側に所定間隔で設け られた 複数のサブガス入口 と 、 各サブガス入口 に対応する位置にそ れぞれ 2 つずつ配置され全体と して 2列に並べられた開閉弁 と、 各サブガス入口から第 1 列 目 の各開閉弁の入口ポー ト に 通じる複数の第 1 サブガス流入通路と 、 第 1 列 目 の各開閉弁 の出口ポー トからメ イ ンガス通路に通 じるメ イ ン通路側連通 路と 、 各サブガス入口から第 2列目 の各開閉弁の入口 ポー ト に通 じる複数の第 2 サブガス流入通路と、 第 2列目 の各開閉 弁の出口 ポー トからベン トガス通路に通じるベン ト通路側連 通路と を備えてお り 、 各サブガス入口から導入される複数種 類の材料ガスを適宜切 り換えてメ イ ンガス通路出口から後流 側処理室に供給する と と もに、 ベン トガス通路を介して本体 内ガスを排出させる流体制御装置において、 本体は、 中央通 路プロ ッ クおよびこれの幅方向両側にそれぞれ配置されたサ イ ド通路ブロ ッ ク からな り 、 各開閉弁は、 中央通路ブロ ッ ク といずれか一方のサイ ド通路プロ ッ ク と にまたがって入口 ポ 一 ト を中央通路プロ ック側にかつ出 口 ポー ト をサイ ド通路ブ ロ ッ ク側に して着脱可能に取 り 付け られてお り 、 中央通路プ ロ ッ ク に、 1 本の共通路および 2本の分岐路によって長さ方 向から見て Y字状に形成された Y字通路がサブガス入口 と 同 じ数だけ設け られ、 第 1 および第 2 サブガス流入通路は、 Y 字通路の共通路の開 口 がサブガス入口 と される と と も に、 Y 字形通路の各分岐路がそれぞれ各開閉弁の入口 ポー ト に通 じ させ られる こ と によって形成されてお り 、 メ イ ンガス通路お ょぴメ イ ン通路側連通路は、 一方のサイ ド通路ブロ ッ ク に、 ベン ト ガス通路おょぴベン ト通路側連通路は、 他方のサイ ド 通路ブロ ッ ク にそれぞれ形成されている こ と を特徴とする も のである。

各サイ ド通路プロ ッ ク は、 例えば、 メ イ ンガス通路 と なる シースルー通路を有する 1 つのブロ ッ ク に よ り 形成され、 中 央通路プロ ッ ク は、 例えば、 1 つの Y字通路を有する プロ ッ ク を複数使用する こ と に よ り 形成される。 各サイ ド通路プロ ッ ク は、 T字通路を有するプロ ッ ク を複数連結する こ と によ り 形成 して も よ く 、 また、 中央通路ブロ ッ ク を 1 つのブロ ッ ク によ って形成しても よい。

こ の流体制御装置によ る と 、 各開閉弁が 2 つの通路プロ ッ ク にま たがって着脱可能に取 り 付け られている ので、 いずれ かの開閉弁に故障が起こ った場合には、 それだけを交換する こ と ができ 、 修理が容易 と な り 、 さ ら に、 中央通路ブロ ッ ク に設け られた Y字通路を介してサイ ド通路プロ ッ ク のガス通 路に材料ガス を供給する ので、 サブガス入口 か ら メ イ ンガス 通路側に流れるガスの通路長さ とベン ト ガス通路側に流れる ガスの通路長さ と が同一 と な り 、 メ イ ンガス と ベン ト ガス と の差圧の発生が抑え られ、 圧力変動を少な く する こ と ができ る。 また、 本体を 3 つの通路ブロ ッ ク から構成している ので、 各通路プロ ッ ク の通路の簡素化が可能で、 こ の結果、 本体の 製作が容易とな り 、 製造コス ト を低減する こ と ができ 、 しか も、 デッ ドスペースを極力少な く する こ と ができ る。 また、 メ イ ンガス通路おょぴベン トガス通路は、 V字状部分などの 曲が り 角を含まないよ う に形成する こ とが容易であ り 、 例え ば M O C V D用ガス供給装置と して大流量のガスを流すこ と が要求される場合であっても適用する こ と ができ 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実施形態を示す側 面図である。

図 2 は、 同正面図である。

図 3 は、 図 1 の ΠΙ-ΠΙ線に沿う 断面図である。

図 4 は、 この発明によ る流体制御装置のフ ロ ー図である。 図 5 は、 この発明による流体制御装置の従来技術を示す側 面図である。 発明を実施するための最良の形態 こ の発明の実施の形態を、 以下図面を参照 して説明する。 以下の説明において、 前と は、 図 1 の右を、 後 と は、 図 1 の 左をい う ものと し、 左右は、 後方に向かってい う ものと し、 上下は、 図 1 の上下をい う ものとする。

図 1 から図 4 までは、 こ の発明の流体制御装置の実施形態 を示してレヽる。

こ の実施形態の流体制御装置（ 1 )は、 例えば、 M O C V D プロセスにおいてガスを数種個別に切換なが ら導入するため に使用 される も ので、 本体（2)と 、 本体の前後端面にそれぞ れ設け られた左列の出入口継手（3)およぴ右列の出入口継手 (4)と 、 本体（2)の上面に左右 2列に設け られた 7つずつの左 列の開閉弁（5)および右列の開閉弁（6)と 、 本体（2)の下面に 1 列に設け られた 7 つの材料ガス導入継手（7)と からなる。 本体（2)は、 他の 2 つの通路ブロ ッ ク （ 12) ( 13)よ り 幅広の 中央通路ブロ ッ ク （ 11 )と 、 中央通路プロ ッ ク （ 11 )に平行でか つ所定間隔をおいてその左方に配置された左サイ ド通路プロ ッ ク （ 12)と 、 中央通路プロ ッ ク （ 11 )に平行でかつ所定間隔を おいてその右方に配置された右サイ ド通路プロ ッ ク （ 13)と か らなる。 こ の実施形態では、 各サイ ド通路プロ ッ ク （12) (13) は、 前後方向に長い 1 つの通路プロ ッ クからな り 、 中央通路 プロ ッ ク （ 11 )は、 7 つの通路ブロ ッ ク （符号（ 11 )で示す。） の集合体によって構成されている。

左列の出入口継手（3 )は、 左サイ ド通路ブロ ッ ク （ 12)の前 後端面に取 り 付け られてお り 、 右列の出入口継手（4)は、 右 サイ ド通路ブロ ッ ク （13)の前後端面に取 り 付け られている。 各材料ガス導入継手（7)は、 各中央通路ブロ ッ ク （ 11 )の下面 にそれぞれ取り付けられている。

左列の開閉弁 （5)は、 左サイ ド通路ブロ ッ ク （ 12)の上面と 各中央通路プロ ッ ク （ 11 )の左半部の上面と にまたがって配置 されてお り 、 右列の開閉弁（6)は、 右サイ ド通路プロ ッ ク （13) の上面と各中央通路プロ ッ ク （11)の右半部の上面と にまたが つて配置されている。 各開閉弁（5) (6)は、 それぞれ下端に方 形のフラ ンジ部（5a) (6a)を有してお り 、 このフラ ンジ部（5a) の 4 隅を上方から貫通するねじ部材（8)によ って対応する通 路プロ ッ ク （11) (12) (13)に着脱可能に取 り 付け られている。 各開閉弁（5) (6)と通路プロ ッ ク （11) (12) (13)と の突き合わせ 部分には、 その通路（14) (15) (16) (17) (19) (21) (22)同士を流 体密に接続するためのシール部（9)が設けられている。

左列の開閉弁（5)は、 下端に開 口する入口通路（14)および 下端に開 口する出 口通路（15)を有してお り 、 入口通路（14)の 入口 ポー ト を中央通路プロ ッ ク （11)側に、 出 口通路（15)の出 口ポー ト を左サイ ド通路ブロ ック （12)側に して固定されてい る。 また、 右列の開閉弁（6)は、 下端に開口する入口通路（16) および下端に開口する出口通路（17)を有してお り 、 入口通路 ( 16)の入 口 ポー ト を中央通路ブロ ッ ク （ 11)側に、 出 口通路 ( 17)の出口 ポー ト を右サイ ド通路プロ ッ ク （ 13 )側に して固定 されている。 左列の開閉弁（5)の入口ポー ト、 同出口ポー ト、 右列の開閉弁（6)の入口 ポー トおよび同出 口 ポー ト は、 長さ 方向の同 じ位置に、 左右に並ぶよ う に形成されている。

左サイ ド通路プロ ック （12)には、 これを前後方向に貫通す る 1 本の直線状に形成されたメ イ ンガス通路（18)と 、 メ イ ン ガス通路 （18)から上方に分岐 して左列の各開閉弁（5)の出 口 通路（15)の出口ポー ト に通 じている 7つのメ イ ン通路側連通 ( 19) と が設け られている。 右サイ ド通路プロ ッ ク （ 13)には、 これを前後方向に貫通する 1 本の直線状に形成されたベン ト ガス通路（20)と 、 ベン トガス通路（20)から上方に分岐して右 列の各開閉弁 （6)の出 口通路（17)の出 口 ポー ト に通 じている 7 つのベン ト通路側連通路（21) と が設け られている。 こ の実 施形態では、 後方に入口が、 前方に出 口が設け られてお り 、 メ イ ンガス通路（18)の入口 を符号（3a)で、 同出 口 を符号（3b) で、 ベン ト ガス通路（20)の入口 を符号（4a)で、 同出口 を （4b) で示している。

各中央通路ブロ ッ ク （11)には、 共通路（22a)および左右分 岐路（22b) (22c)によって長さ方向から見て Y字状に形成され た Υ字通路（22)が各開閉弁（5) (6)のポー ト位置に対応する よ う に設け られている。 各 Υ字通路（22)の共通路 （22a)は、 中 央通路プロ ッ ク （ 11 )の高さおょぴ幅のほぼ中央から下方にの ぴてその下面に開 口 してお り 、 この開口がサブガス入口 （23) と されている。 材料ガス導入継手（7)は、 こ のサブガス入口 (23)に取 り 付け られている。 各 Y字形通路 （22)の左分岐路 (22b)は、 共通路（22a)の上端から左斜め上方にのびて左列の 開閉弁 （5)の入口通路（14)の入口 ポー ト に通 じてお り 、 右分 岐路（22c)は、 共通路（22a)の上端から右斜め上方にのびて右 列の開閉弁（6)の入口通路（ 16)の入口 ポー ト に通 じている。 これによ り 、 Y字通路（22)の共通路（22a)および左分岐路（22b) は、 各サブガス入口 （23)から左列の各開閉弁（5)の入口通路 (14)の入口 ポー ト に通 じる第 1 サブガス流入通路（22a) (22b) を構成 し、 Y字通路（22)の共通路（22a)および右分岐路（22c) は、 各サブガス入口 （23)から右列の各開閉弁（6)の入口通路 (16)の入口 ポー ト に通 じる第 2 サブガス流入通路（22a) (22c) を構成している。

中央通路プロ ッ ク （11)の Y字通路（22)は、 例えば、 先に 2 つの分岐路（22b) (22c)を形成してから共通路（22a)を形成する こ と によ り 得る こ とができ、 各サイ ド通路ブロ ッ ク （ 12) ( 13 ) は、 例えば、 先に連通路を形成してから直線状通路を形成す る こ と によ り 得る こ とができ る。 こ う して、 いずれのブロ ッ ク （11) (12) (13)も容易にかつデッ ドスペースが存在 しないよ う に製作する こ とができる。

こ の流体制御装置（1)によ る と 、 図 4 に示すよ う に、 各サ ブガス入口 （23)から導入される複数種類の材料ガスを適宜切 り 換えてメ イ ンガス通路 （ 18) の出口 （3b)から後流側処理室 に供給する と と もに、 ベン トガス通路（20)を介してその出口 (4b)から本体内ガスを排出させる こ と ができ る。 なお、 図 1 か図 3 までの図から分かる よ う に、 こ の流体制御装置は、 左 右対称かつ前後対称に構成 されてお り 、 各出入口 （3a) (3b) (4a) (4b)は、 メ イ ンガス用入口、 メ イ ンガス用出口、 ベン ト ガス用入口おょぴベン トガス用出口のいずれにも使用する こ とができ る。

こ の流体制御装置（ 1 )によ るガス の切換は次のよ う に して 行われる。 まず、 第 1 番目 の材料ガス と して導入されるガス の配管が接続されている材料ガス導入継手（7)に対応する位 置にある左列の開閉弁（5)が開かれ、 左列のその他の開閉弁 (5)が閉 じ られる こ と によ り 、 第 1 番目 の材料ガスはメ イ ン ガス通路（3)に導入されてメ イ ンガス と と も にメ イ ンガス出 口 （3b)から処理室へと送られる。 同時に、 ベン トガスがベン トガス通路（20)に導入されてベン トガス出口 （4b)から排出 さ れる。 メ イ ンガス通路（ 18)およびベン トガス通路（20)は、 い ずれも 1 本の直線状に形成されているため、 大流量のガスを 流すこ と ができ る。 次いで、 第 2番目 の材料ガス と して導入 されるガス の配管が接続されている材料ガス導入継手（7)に 対応する位置にある左列の開閉弁（5)が開かれ、 左列のその 他の開閉弁（5)が閉 じ られる こ と によ り 、 第 1 番目 の材料ガ スが第 2 番 目 の材料ガス に切 り 換えられる。 こ の際、 メ イ ン ガス通路（ 18 )に材料ガス を流す第 1 サブガス流入通路（ 22a) ( 22b) と 、 ベン ト ガス通路（20)に材料ガス を流す第 2 サブガ ス流入通路（22a) ( 22b)と が対称に形成されているので、 圧力 変動が抑え られて、 安定かつ瞬時に材料ガスの切換が行われ る。 こ う して、 最大で 7種の材料ガスを選択的にメ イ ンガス 通路（18 )に供給する こ とができ る。

なお、 上記の流体制御装置（1 )は、 7つのサブガス入口 （23 ) を有する 7連タイプと されているが、 7連以外の数とする こ と はもちろん可能であ り 、 2つの 7連タイ プのものを出入口 継手部分（3 ) (4 )で接続する こ と によ り 、 1 4連と して使用す る こ と も可能である。 産業上の利用可能性

こ の発明の流体制御装置は、 修理の しゃすさが改善される と と もに、 ガス種の切換時に圧力変動がなく 安定して瞬時に 切換可能であるので、 例えば、 半導体処理装置において、 複 数種類の材料ガスを適宜切 り 換えて処理室に供給する 目 的で 使用するのに適している。

Claims

請求の範囲

1 . 直方体状本体と 、 本体の長さ方向の両端に幅方向に間隔 をおいて設け られたメ イ ンガス出入口おょぴベン トガス出入 口 と 、 メ イ ンガス出入口 同士を連通するメ イ ンガス通路と 、 ベン トガス出入口 同士を連通するベン トガス通路と、 本体の 一側に所定間隔で設け られた複数のサブガス入口 と 、 各サブ ガス入口 に対応する位置にそれぞれ 2つずつ配置され全体と して 2列に並べられた開閉弁と 、 各サブガス入口から第 1 列 目 の各開閉弁の入口 ポー トに通じる複数の第 1 サブガス流入 通路と、 第 1 列目 の各開閉弁の出口ポー トからメ イ ンガス通 路に通じるメ イ ン通路側連通路と 、 各サブガス入口から第 2 列目 の各開閉弁の入口ポー トに通 じる複数の第 2 サブガス流 入通路と 、 第 2列目 の各開閉弁の出口ポー トからベン トガス 通路に通じるベン ト通路側連通路と を備えてお り 、 各サブガ ス入口から導入される複数種類の材料ガスを適宜切 り 換えて メ イ ンガス通路出 口から後流側処理室に供給する と と もに、 ベン トガス通路を介して本体内ガスを排出 させる流体制御装

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本体は、 中央通路ブロ ッ クおよびこれの幅方向両側にそれ ぞれ配置されたサイ ド通路プロ ッ クからな り 、 各開閉弁は、 中央通路ブロ ッ ク と いずれか一方のサイ ド通路プロ ッ ク と に またがって入口ポー ト を中央通路ブロ ック側にかつ出 口ポー ト をサイ ド通路ブロ ッ ク側に して着脱可能に取 り 付け られて お り 、 中央通路ブロ ック に、 1 本の共通路おょぴ 2本の分岐 路によって長さ方向から見て Υ字状に形成された Υ字通路が サブガス入口 と 同 じ数だけ設け られ、 第 1 および第 2 サプガ ス流入通路は、 Y字通路の共通路の開 口 がサブガス入口 と さ れる と と もに、 Y字形通路の各分岐路がそれぞれ各開閉弁の 入口 ポー ト に通 じさせられる こ と によって形成されてお り 、 メ イ ンガス通路おょぴメ イ ン通路側連通路は、 一方のサイ ド 通路プロ ッ ク に、 ベン ト ガス通路おょぴベン ト通路側連通路 は、 他方のサイ ド通路ブロ ッ ク にそれぞれ形成されている こ と を特徴とする流体制御装置。