(57)【要約】【課題】配管系の内容積を小さくするとともに部品点数を削減できるバルブブロックを提供する。【解決手段】バルブブロック１であって、流体が流出又は流入される第１ポート４１及び第２ポート４２を有するバルブ３０と、バルブ３０が表面１０ａに着脱可能に配置されたベースプレート１０と、を備え、ベースプレート１０は、一端１１ａが第１ポート４１に連通し、他端１１ｂが裏面１０ｂに開口するように貫通して形成された第１通路１１と、一端１２ａが第２ポート４２に連通し、他端１２ｂも表面１０ａに開口するように形成された第２通路１２と、を有するものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流出又は流入される第１ポート及び第２ポートを有するバルブと、
前記バルブが表面に着脱可能に配置されたベースプレートと、を備え、
前記ベースプレートは、
一端が前記第１ポートに連通し、他端が裏面に開口するように貫通して形成された第１通路と、
一端が前記第２ポートに連通し、他端も前記表面に開口するように形成された第２通路と、を有する、
前記第１ポートに連通し、一端が表面に、他端開口が裏面にように貫通して形成された第１通路と、
一端が前記第２ポートに連通し、他端も前記表面に開口するように形成された第２通路と、を有する、
ことを特徴とするバルブブロック。
【請求項２】
前記ベースプレートは、前記第１通路の前記他端に連通する配管又は継手を、更に有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のバルブブロック。
【請求項３】
前記ベースプレートは、前記第２通路の前記他端に連通する配管又は継手を、更に有する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のバルブブロック。
【請求項４】
前記第１通路の前記一端と前記第２通路の前記一端との間の離間距離は、前記第２通路における前記一端と前記他端との間の離間距離以上である、
ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載のバルブブロック。
【請求項５】
前記バルブを複数個備え、
前記第１通路及び前記第２通路は、それぞれ前記バルブの個数と同数個形成されている、
ことを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載のバルブブロック。
【請求項６】
開口を有し、流体を貯留する容器本体と、開口を閉止する蓋体とを備える流体容器であって、
請求項１から５までのいずれか１項に記載のバルブブロックが前記蓋体として取り付けられている、
ことを特徴とする流体容器。
【請求項７】
前記流体容器は、加熱部を備え、
前記加熱部は、前記流体容器と前記バルブブロックとを一体に加熱する、
ことを特徴とする請求項６に記載の流体容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブブロック及び流体容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造装置の一工程として、処理ガスを原子層の上に積層する積層工程がある（例えば、ＡＬＤ法）。この処理ガスは、半導体製造用材料が液体や固体の状態で流体容器に貯留されており、ヒータなどで加熱されることで、気化又は昇華によりガス化されたものである。そして、処理ガスは、流体容器から、バルブ、継手、配管などを介して半導体製造装置に供給されるようになっている。
【０００３】
この種の流体容器は、容器本体と、蓋体とを備えており、蓋体には、容器本体の貯留空間に連通する配管が突出して設けられており、この配管にマニホールドブロックやバルブなどが接続されている（特許文献１参照）。
【０００４】
ガス化される半導体製造用材料は、非常に高価であり、残留量や供給時間を削減するために、配管系を短く（あるいは、配管系の内容積を小さく）することが要望されており、また、ガス化された処理ガスが再凝縮しないことも要望されており、例えば、特許文献２−３にみられるような流体容器も既に知られている。
【０００５】
具体的には、特許文献２及び３には、複数の流路を形成したマニホールドブロックを、流体容器の蓋体に直接取り付けたものが記載されている。特許文献３は、蓋体に形成された収納溝に、流路ブロックを収納して、内容積を小さくし、また、熱均一性を高めている。なお、特許文献１の流体容器では、蓋体に間接的に取り付けられたマニホールドブロックにヒータを配置すること、特許文献２の流体容器では、蓋体に直接取り付けられたマニホールドブロックにヒータを配置すること、特許文献３の流体容器では、蓋体やバルブなどにヒータを配置することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１３８８３７号公報
【特許文献２】特開２００４−０６３８３３号公報
【特許文献３】特開２０１１−１１２１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２及び３にみられる流体容器でも、配管系の内容積を更に小さくできる余地があり、また、部品点数が多いため組立又は分解作業に時間を要しており、更なる小型化、熱伝達性の向上、組立作業性の向上が望まれている。
【０００８】
そこで、本発明は以上の課題に鑑みてなされたものであり、配管系の内容積を小さくするとともに部品点数を削減できるバルブブロック及び流体容器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明に係る１つの態様は、バルブブロックであって、流体が流出又は流入される第１ポート及び第２ポートを有するバルブと、前記バルブが表面に着脱可能に配置されたベースプレートと、を備え、前記ベースプレートは、一端が前記第１ポートに連通し、他端が裏面に開口するように貫通して形成された第１通路と、一端が前記第２ポートに連通し、他端も前記表面に開口するように形成された第２通路と、を有するものである。
（２）上記（１）の態様において、前記ベースプレートは、前記第１通路の前記他端に連通する配管又は継手を、更に有してもよい。
（３）上記（１）又は（２）の態様において、前記ベースプレートは、前記第２通路の前記他端に連通する配管又は継手を、更に有してもよい。
（４）上記（１）から（３）までのいずれか１つの態様において、前記第１通路の前記一端と前記第２通路の前記一端との間の離間距離は、前記第２通路における前記一端と前記他端との間の離間距離以上であってもよい。
（５）上記（１）から（４）までのいずれか１つの態様において、前記バルブを複数個備え、前記第１通路及び前記第２通路は、それぞれ前記バルブの個数と同数個形成されてもよい。
（６）本発明に係る別の１つの態様は、開口を有し、流体を貯留する容器本体と、開口を閉止する蓋体とを備える流体容器であって、上記（１）から（５）までのいずれか１つに記載のバルブブロックが前記蓋体として取り付けられているものである。
（７）上記（６）の態様において、前記流体容器は、加熱部を備え、前記加熱部は、前記流体容器と前記バルブブロックとを一体に加熱してもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、配管系の内容積を小さくするとともに部品点数を削減できるバルブブロック及び流体容器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る実施形態の流体容器を示す部分断面図である。
【図２】本発明に係る実施形態の流体容器を示す平面図である。
【図３】本発明に係る実施形態の蓋体の表面のみを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本明細書の実施形態においては、全体を通じて、同一の部材には同一の符号を付している。
【００１３】
まず、本発明に係る実施形態の流体容器３について説明する。図１は、本発明に係る実施形態の流体容器３を示す断面図である。図２は、本発明に係る実施形態の流体容器３を示す平面図である。図３は、本発明に係る実施形態の蓋体１の表面１０ａを示す平面図である。なお、図１では、バルブ３０につながる流路のうち１系統のみを符号で示している。
【００１４】
図１に示される流体容器３は、加熱することで溶融又は昇華させ、ガス化（気化）した金属材料を流体として、内部に貯留するものである。さらに、本実施形態の流体容器３は、ガス化した金属を圧送ガス（キャリアガス）とともに半導体製造装置の処理装置に供給するようになっている。そのため、流体容器３は、蓋体１と、容器本体２と、を備えており、バルブ３０の一部などを含む全体がヒータなどの加熱部４で覆われている。
【００１５】
蓋体１は、円板状のベースプレート１０で形成されている。ベースプレート１０の表面１０ａには、複数のバルブ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ（以下、３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃを区別する必要がない場合は、「バルブ３０」という。）が着脱可能に並んで配置されている。
【００１６】
容器本体２は、上面に開口を有し、流体を貯留するもので、有底の円筒状に形成されている。容器本体２は、上面の開口を閉止するように、シール部材を介して蓋体１が取り付けられ、締結ボルトＳＢなどで締結されており、流体容器３は、流体を貯留する気密構造となっている。
【００１７】
なお、これら蓋体１及び容器本体２は、耐熱性、耐食性に優れたステンレス鋼などを用いて形成されている。また、ガス化される金属材料は、例えば、テトラヒドロフラン、トリエトキシボラン、トリエトキシアルシン、トリメチルアルミニウム、トリメチルガリウム、テトラエトキシシラン、四塩化珪素、三塩化砒素などの有機金属が挙げられる。
【００１８】
ベースプレート１０に配置される複数のバルブ３０は、流体が流出又は流入される一次側の第１ポート４１及び二次側の第２ポート４２を有するものである。本実施形態では、例えば、制御装置からの開信号がない場合に、第１ポート４１及び第２ポート４２間の流通を弁体で閉鎖するノーマルクローズ形のエアオペレートバルブが採用されており、また、弁体にはダイヤフラムが用いられているが、他の種類の開閉弁や調整弁も採用することができる。
【００１９】
複数のバルブ３０のうち、例えば、バルブ３０Ａは、流体容器３に流体を流出させるものであり、バルブ３０Ｂは、流体容器３から流体を流入させるものであり、バルブ３０Ｃは、流体容器３に圧送ガスを供給するものとして割り当てられている。
【００２０】
また、複数のバルブ３０を３つ並べて配置する方が省スペースになり好ましいが、同心円上に等間隔で配置するような態様であってもよく、配線やチューブを除いて、蓋体１の外縁よりも内側にすべて収まるように配置されるとよい。
【００２１】
各バルブ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃを開閉させる駆動用エアを制御する電磁弁やこの電磁弁を制御する制御信号や、液面計５の検出信号は、図示されない制御装置や半導体製造装置の上位制御盤から出力されたり、入力されたりする。また、バルブ３０Ｃに供給される圧送ガスは、例えば、水素、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの活性又は不活性ガスなどが挙げられる。この圧送ガスは、高温に加熱されており、この圧送ガスによっても、ガス化される金属材料の一部が強制的に気化又は昇華される。また、流体容器３から送出された流体は、図示されない集積化ガスシステムなどで流量や圧力が調整されて、更に下流の半導体製造装置に供給される。
【００２２】
ところで、バルブ３０と、蓋体１のベースプレート１０とは、容器本体２から一体的に、取り付け又は取り外しされるため、これらをバルブブロック１と称することにする。
【００２３】
ベースプレート１０は、第１通路１１及び第２通路１２が形成されており、第１通路１１は、一端１１ａがバルブ３０の第１ポート４１に連通し、他端１１ｂが裏面１０ｂに開口している。つまり、第１通路１１は、ベースプレート１０表面１０ａから裏面１０ｂまで貫通して形成されている。
【００２４】
また、第１通路１１の他端１１ｂ側には、ベースプレート１０に溶接された配管２１が連通しており、配管２１の先端が容器本体２に貯留された流体に浸かるようになっている。ただし、配管２１に替えて、継手が溶接されていてもよく、あるいは、バブリング用のノズル、圧送用のノズル、液体材料供給用のノズルなどが設けられてもよい。また、流出用のバルブ３０Ａの場合は、これらが接続されていなくてもよい。
【００２５】
一方、第２通路１２は、一端１２ａがバルブ３０の第２ポート４２に連通し、他端１２ｂも表面１０ａに開口している。つまり、第２通路１２は、両方の開口がベースプレート１０の表面１０ａに開口するように、略Ｖ字状又はＵ字状に形成されている。このように、他端１２ｂが表面１０ａ側に開口していることで、例えば、他端１２ｂを閉止する際に、第２ポート４２から他端１２ｂの閉止端までの容積、すなわち第２通路１２の容積を最小限にできる。
【００２６】
また、第２通路１２の他端１２ｂ側には、配管２２が、ベースプレート１０に取り付けられた継手２３を介して連通している。ただし、継手２３に替えて、配管２２が直接溶接されていてもよい。これにより、配管２１及び第１通路１１が、バルブ３０を介して、第２通路１２及び配管２２に連通可能になっている。また、第１通路１１の一端１１ａと第２通路１２の一端１２ａとの間の離間距離（開口距離）Ｄ１は、第２通路１２における一端１２ａと他端１２ｂとの間の開口距離Ｄ２よりも大きいか等しく形成されている。これにより、第２通路１２の容積を縮小することができる。
【００２７】
なお、第１通路１１及び第２通路１２は、それぞれバルブ３０（３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ）の個数と同数個形成されている。このとき、バルブブロック１は、複数の第２通路１２に対応して、配管２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ及び継手２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃをそれぞれ有しているが、配管２１については、複数の第１通路１１に対応して、それぞれ有する必要はない。さらに、バルブ３０及び継手２３は、ガスケットを介すことなく、ベースプレート１０の表面１０ａに直接取り付けられている。
【００２８】
また、ベースプレート１０には、必要に応じて、液面計５を取り付けるための継手が溶接などにより接続されており、液面計５を挿通する貫通穴Ｈ５が形成されてもよい。さらに、ベースプレート１０の表面１０ａには、図３に示すように、上記以外にも、バルブ３０を固定するためのネジ穴Ｍ３、継手２３を固定するためのネジ穴Ｍ２、蓋体１を容器本体２に固定する締結ボルトＳＢ用のザグリ穴Ｈ１なども形成されている。
【００２９】
ここで、流体容器３を流体の供給手段として使用する場合について説明する。
流体容器３には、あらかじめ流入用のバルブ３０Ａから供給すべき流体が流入され貯留されているものとする。
【００３０】
圧送ガス用のバルブ３０Ｃから配管２１を通じて圧送ガスを注入し、ガス化流体をバブリングさせる。流体容器３の内圧が圧送ガスにより高まると、ガス化した流体が、ベースプレート１０に形成された第１通路１１、流出用のバルブ３０Ａの第１ポート４１を介して弁体まで送られる。制御装置からバルブ３０Ａに弁体を開動作させる駆動エア又は開信号が送られて、弁開状態になると、さらに、流体はバルブ３０Ａの第２ポート４２、ベースプレート１０に形成された第２通路１２を介して、配管２２（２２Ａ）に送られ、半導体製造装置などに供給される。
【００３１】
その後、液面計５が貯留下限を検出すると、流入用のバルブ３０Ｂが開弁状態になり、液面計５が貯留上限を検出するまで、新たな流体が供給される。以降、同様の動作が繰り返し行われる。この間、流体容器３は、加熱部４及び温度計により一定に維持されている。
【００３２】
以上説明したとおり、本発明に係る実施形態のバルブブロック１は、流体が流出又は流入される第１ポート４１及び第２ポート４２を有するバルブ３０と、バルブ３０が表面１０ａに着脱可能に配置されたベースプレート１０と、を備え、ベースプレート１０は、一端１１ａが第１ポート４１に連通し、他端１１ｂが裏面１０ｂに開口するように貫通して形成された第１通路１１と、一端１２ａが第２ポート４２に連通し、他端１２ｂも表面１０ａに開口するように形成された第２通路１２と、を有するものである。これにより、配管系を形成する部品点数を削減することができ、配管系の内容積を小さくすることができる。また、流体容器３とバルブ３０とは、加熱部４で一体に加熱されているので、配管系の温度を一定に近づけることができる。そのため、配管系内の流体の温度が維持され、ガス化した流体が凝縮するおそれがない。また、バルブ３０に直接、別の加熱部を配置する必要もない。
【００３３】
そして、バルブ３０が故障した場合でも、ベースプレート１０からバルブ３０のみを簡単に取り外すことができ、配管２２や継手２３なども必要に応じて個別に取り外すことができる。
【００３４】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上述した実施形態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。
【００３５】
上記実施形態では、バルブ３０は、ダイヤフラムバルブであったが、いわゆる、リフトバルブ、ニードルバルブ、ボールバルブ、ゲートバルブなどであってもよい。
【００３６】
上記実施形態において、貯留する流体は、溶融金属でなく、液体であってもよく、気体であってもよい。
【００３７】
上記実施形態では、流出用のバルブ３０Ａ、流入用のバルブ３０Ｂ、圧送ガス用のバルブ３０Ｃの３つの用途のバルブ３０が取り付けられたが、バルブ３０の数量や用途は、これに限らず、例えば、廃棄用として、流入用バルブ３０Ｂの１つだけでもよく、流出用バルブ３０Ａ及び圧送用バルブ３０Ｃの２つだけでもよく、４つ以上設けられてもよい。また、複数個取り付けられたバルブ３０のうち１つのバルブ３０の開閉動作を行わないような使用方法も可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１      バルブブロック（蓋体）
２      容器本体
３      流体容器
４      加熱部
５      液面計
１０    ベースプレート、１０ａ  表面、１０ｂ  裏面
１１    第１通路、１１ａ  一端、１１ｂ  他端
１２    第２通路、１２ａ  一端、１２ｂ  他端
２１    配管、
２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ    配管
２３，２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ    継手
３０    バルブ、３０Ａ  流出用のバルブ、３０Ｂ  流入用のバルブ、３０Ｃ  圧送ガス用のバルブ
４１    第１ポート、４２  第２ポート
【図１】
2020070867.tif 000003
【図２】
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【図３】
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