(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス入口側ブロック（１２）とガス出口側ブロック（１３）と複数の流体制御機器によりガス供給ライン（Ｓ）が形成されたガス供給装置において、前記ガス供給装置には少なくとも２つのガス供給ライン（Ｓ）が形成され、各ガス供給ライン（Ｓ）の前記流体制御機器には少なくとも１つの流量制御器（３）が含まれ、前記ガス入口側ブロック（１２）に対して一方のガス供給ライン（Ｓ）の流量制御器（３）の入口側ブロック（１５）と他方のガス供給ライン（Ｓ）の流量制御器の入口側ブロック（１５）とが対向状に接続され、また、前記ガス出口側ブロック（１３）に対して一方の流量制御器の出口側ブロック（１６）と他方の流量制御器の出口側ブロック（１６）とが対向状に接続されていることを特徴とするガス供給装置。
【請求項２】
ガス入口側ブロック（１２）に、少なくとも２つのガス供給ライン（Ｓ）の間を連通するパージガス通路（９）を設け、また、ガス出口側ブロック（１３）に、少なくとも２つのガス供給ライン（Ｓ）の間を連通するプロセスガス通路（１０）を設けたことを特徴とする請求項１に記載のガス供給装置。
【請求項３】
複数の流体制御機器が、入口開閉弁（１）、三方切換開閉弁（２）、流量制御器（３）及び出口開閉弁（５）を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のガス供給装置。
【請求項４】
入口開閉弁（１）、三方切換開閉弁（２）、流量制御器（３）、出口開閉弁（５）にプロセスガスを流通させると共に三方切換開閉弁（２）を通してパージガスを流入させるようにした複数のガス供給ライン（Ｓ）を並列状に配設して成るガス供給装置に於いて、前記各開閉弁（１）、（２）、（５）を本体ブロック（１８）、（２０）、（１９）を備えた構造に、また、流量制御器（３）を本体ブロック（１４）を備えた構造にすると共に、ガス流通路を設けた高さＨ’の細長い四角柱状のガス入口側ブロック（１２）及びガス出口側ブロック（１３）を奥行Lの方向に間隔をおいて平行に配列し、当該入口側ブロック（１２）の一方の側面に一つのガス供給ライン（Ｓ）を形成する入口開閉弁（１）の本体ブロック（１８）と三方切換開閉弁（２）の本体ブロック（２０）と流量制御器（３）の入口ブロック（１５）を一方向から、また、前記出口側ブロック（１３）の一方の側面に前記流量制御器（３）の出口ブロック（１６）と出口開閉弁（５）の本体ブロック（１９）を一方向から、夫々対向する各ガス流通路との間の気密を保持して固定することにより前記一つのガス供給ライン（Ｓ）を形成すると共に、前記ガス入口側ブロック（１２）及びガス出口側ブロック（１３）の他方の側面に、前記一方のガス供給ライン（Ｓ）と対向状に他方の一つのガス供給ライン（Ｓ）を形成する構成としたことを特徴とするガス供給装置。
【請求項５】
対向する各ガス供給ライン（Ｓ）、（Ｓ）を、前記入口側ブロック（１２）及び出口側ブロック（１３）の高さHの方向に所定の間隔をおいて複数段並列状に配設固定する構成とした請求項４に記載のガス供給装置。
【請求項６】
ガス入口側ブロック（１２）に高さHの方向に貫通するパージガス通路（９）を形成すると共に当該ガス入口側ブロック（１２）の両側部に、プロセスガス入口継手（６）と入口開閉弁（１）間を連通するガス通路（１２Ｄ）、（１２Ｄ）と、入口開閉弁（１）と三方切換開閉弁（２）間を連通するガス通路（１２Ａ）、（１２Ｂ）と、三方切換開閉弁（２）と流量制御器（３）の入口ブロック（１５）間を連通するガス通路（１２Ａ）、（１２Ｂ）と、前記パージガス通路（９）と三方切換開閉弁（２）間を連通するガス通路（１２Ｃ）、（１２Ｃ）を夫々対向状に形成し、更に、前記高さHの方向に貫通するパージガス通路（９）を除くその他の各ガス通路を、ガス入口側ブロック（１２）の高さHの方向に所定の間隔をおいて複数段並列状に形成するようにした請求項４又は請求項５に記載のガス供給装置。
【請求項７】
ガス出口側ブロック（１３）に高さHの方向に貫通するプロセスガス通路（１０）を形成すると共に当該ガス出口側ブロック（１３）の両側部に、流量制御器（３）の出口ブロック（１６）と出口開閉弁（５）間を連通するガス通路（１３Ａ）、（１３Ｂ）と、出口開閉弁（５）とプロセスガス通路（１０）間を連通するガス通路（１３Ｃ）、（１３Ｃ）を夫々対向状に形成し、更に、前記高さHの方向に貫通するプロセスガス通路（１０）を除くその他の各ガス通路を、ガス出口側ブロック（１３）の高さHの方向に所定の間隔を置いて複数段並列状に形成するようにした請求項４又は請求項５に記載のガス供給装置。
【請求項８】
流量制御器（３）をピエゾ素子駆動型制御弁を用いた圧力式流量制御器とした請求項４から請求項７の何れかに記載のガス供給装置。
【請求項９】
ガス入口側ブロック（１２）及びガス出口側ブロック（１３）に、入口開閉弁（１）、三方切換開閉弁（２）、出口開閉弁（５）のための弁室用凹部（２５）を形成するようにした請求項４から請求項７の何れかに記載のガス供給装置。
【請求項１０】
前記各開閉弁（１）、（２）、（５）を本体ブロック（１８）、（２０）、（１９）を備えた構造に、また、流量制御器（３）を本体ブロック（１４）を備えた構造にすると共に、ガス流通路を設けた高さH’の細長い四角柱状のガス入口側ブロック（１２）及びガス出口側ブロック（１３）を奥行Lの方向に間隔をおいて平行に配列し、更に、流量制御器（３）の本体ブロック（１４）を、四角柱状のブロック体の一方の側面にピエゾ素子駆動型制御弁の弁室用凹部（３０）及び他方の側面に圧力検出器取付用凹部（３１）を夫々設けると共に、当該四角柱状のブロック体に前記弁室用凹部（３０）と圧力検出器取付用凹部（３１）間を連通するガス通路（３７）と、弁室用凹部（３０）と入口ブロック（１５）間を連通するガス通路（３６）と、圧力検出器取付用凹部（３１）と出口ブロック（１６）間を連通するガス通路（３８）と、前記ガス通路（３８）に介設したオリフィス（３５）とを有する構成とした請求項４から請求項７の何れかに記載のガス供給装置。
【請求項１１】
入口開閉弁（１）、三方切換開閉弁（２）、流量制御器（３）、出口開閉弁（５）の順にプロセスガスを流通させると共に三方切換開閉弁（２）を通してパージガスを流入させるようにした複数のガス供給ライン（Ｓ）を並列状に配設して成るガス供給装置に於いて、前記流量制御器（３）を本体ブロック（４５）を備えた構造にすると共に、ガス流通路を設けたガス入口側ブロック（４１）とガス出口側ブロック（４２）を横幅Ｗの方向に間隔をおいて平行に配列し、当該ガス入口側ブロック（４１）の一方の側面に二つのガス供給ライン（Ｓ）、(Ｓ)を形成するプロセスガス入口継手（６）、（６）と入口開閉弁（１）、（１）を、他方の側面に二つのガス供給ライン（Ｓ）、（Ｓ）を形成する三方切換開閉弁（２）、（２）を、また、前記ガス出口側ブロック（４２）の一方の側面に二つのガス供給ライン（Ｓ）、（Ｓ）を形成する出口開閉弁（５）、（５）を、夫々対向する各ガス流通路との間にシール材（２４）を介設して気密に固定すると共に、前記ガス入口側ブロック（４１）及びガス出口側ブロック（４２）の各正面側の側面に流量制御器（３）を固定し、当該二つのガス供給ライン（Ｓ）、（Ｓ）を形成する構成としたことを特徴とするガス供給装置。
【請求項１２】
二つのガス供給ライン（Ｓ）、（Ｓ）を支持するガス入口側ブロック（４１）及びガス出口側ブロック（４２）を高さHの方向に複数段並列状に配設し、前記各ガス入口側ブロック（４１）を、高さH’の四角柱状を呈して高さ方向にパージガス流通路（９）を貫通形成したパージガス通路ブロック（４３）に、また、前記各ガス出口側ブロック（４２）を、高さH’の四角柱状を呈して高さ方向にプロセスガス通路（１０）を貫通形成したプロセスガス通路ブロック（４４）に、夫々対向する各ガス通路の間にシール材（２４）を介設して気密に固定するようにした請求項１１に記載のガス供給装置。
【請求項１３】
ガス入口側ブロック（４１）に、各入口開閉弁（１）と各三方切換開閉弁（２）の弁室用凹部（２５）を形成すると共に、一方のガス供給ライン（Ｓ）のプロセスガス入口（６）と入口開閉弁（２）間及び他方のガス供給ライン（Ｓ）のプロセスガス入口（６）と入口開閉弁（２）間を連通するガス通路（４１ａ）、（４１ａ）、前記各入口開閉弁（１）と各三方切換開閉弁（２）間を連通するガス通路（４１ｂ）、（４１ｂ）、各三方切換開閉弁（２）と流量制御器（３）の入口ブロック（４６）間を連通するガス通路（４１ｃ）、（４１ｃ）、及び各三方切換開閉弁（２）とパージガス通路ブロック（４３）のパージガス通路（９）を連通するガス通路（４１ｄ）、（４１ｄ）を形成する構成とした請求項１１又は請求項１２に記載のガス供給装置。
【請求項１４】
ガス出口側ブロック（４２）に、各出口開閉弁（５）の弁室用凹部（２５）と、流量制御器（３）の出口ブロック（４７）と各出口開閉弁（５）間を連通するガス通路（４２ｂ）、（４２ｂ）と、各出口開閉弁（５）とプロセスガス通路ブロック（４４）のプロセスガス通路（１０）に連通するガス通路（４２ｃ）、（４２ｃ）を形成する構成とした請求項１１又は請求項１２に記載のガス供給装置。
【請求項１５】
流量制御器（３）をピエゾ素子駆動型制御弁を用いた圧力式流量制御器とし、二基の圧力式流量制御器を横幅Wの方向に並列状に配列する構成とした請求項１１から請求項１４の何れかに記載のガス供給装置。
【請求項１６】
流量制御器（３）をピエゾ素子駆動型制御弁を用いた圧力式流量制御器とし、二基のピエゾ素子駆動型制御弁を平面視に於いて横幅Ｗの方向に並列状に配列すると共に、その一方の側方に２基の圧力式流量制御器の制御回路（２Ａ）（２Ｂ）を形成する制御回路（２３）を配列する構成とした請求項１１から請求項１４の何れかに記載のガス供給装置。
【請求項１７】
流量制御器（３）をピエゾ素子駆動型制御弁を用いた圧力式流量制御器とし、二基のピエゾ素子駆動型制御弁を平面視に於いて横幅Ｗの方向に並列状に配列すると共に、その両側方及び正面側の三箇所に２基の圧力式流量制御器の制御回路（２Ａ）、（２Ｂ）を形成する制御回路（２３）を分割して配置する構成とした請求項１１から請求項１４の何れかに記載のガス供給装置。
【請求項１８】
前記流量制御器（３）を入口ブロック（４６）及び出口ブロック（４７）付きの本体ブロック（４５）を備えた構造にすると共に、流量制御器（３）の本体ブロック（４５）を、四角柱状のブロック体の正面側に二つのピエゾ素子駆動型制御弁の弁室用凹部（３０）、（３０）を並列状に、また、ブロック体の背面側に二つの圧力検出器取付用凹部（３１）、（３１）を並列状に夫々設けると共に、前記各弁室用凹部（３０）と圧力検出器取付用凹部（３１）間を連通するガス通路（３７）、（３７）と、各弁室用凹部（３０）と入口ブロック（４６）間を連通するガス通路（３６）、（３６）と、各圧力検出器取付用凹部（３１）と出口ブロック（４７）間を連通するガス通路（３８）、（３８）と、各ガス通路（３８）に介設したオリフィス（３５）、（３５）とを有し、前記ガス入口側ブロック（４１）とガス出口側ブロック（４２）により支持された二つのガス供給ライン（Ｓ）を形成する二つの流量制御器（３）を一体化した構造とした請求項４又は請求項１１から請求項１４の何れかに記載のガス供給装置。
【請求項１９】
出口ブロック（４７）を、本体ブロック（４５）のガス通路（３８Ａ）と出口側ブロック（４２）のガス通路（４２ａ）間を連通するガス通路（４７ａ）、及び本体ブロック（４５）のガス通路（３８Ｂ）と出口側ブロック（４２）のガス通路（４２ｂ）間を連通するガス通路（４７ｂ）を設けた構成とした請求項１８に記載のガス供給装置。
【請求項２０】
出口ブロック（４７）を、第１ブロック体４７’と第２ブロック体４７’’とを連結して形成する構成とした請求項１９に記載のガス供給装置。
【請求項２１】
出口ブロック（４７）を、その正面側及び背面面側に夫々第２圧力検出器（４Ａ´）、（４Ｂ´）の取付用凹部（３１ａ）、（３１ａ）を対向状に設けると共に、一方の第２圧力検出器取付用凹部（３１ａ）と、本体ブロック（４５）のガス通路（３８Ａ）と出口ブロック（４２）のガス通路（４２ａ）間を連通するガス通路（４７ａ）とをガス通路（５２ａ）により、また、他方の第２圧力検出器取付用凹部（３１ａ）と、本体ブロック（４５）のガス通路（３８Ｂ）と出口側ブロック（４２）のガス通路（４２ｂ）間を連通するガス通路（４７ｂ）とをガス通路（５２ｂ）により夫々連通する構成とした請求項１８に記載のガス供給装置。
【請求項２２】
前記流量制御器（３）を入口ブロック（４６）及び出口ブロック（４７）を備えた本体ブロック（４５）とすると共に、流量制御器（３）の本体ブロック（４５）を、四角柱状のブロック体の正面側に二つのピエゾ素子駆動型制御弁の弁室用凹部（３０）、（３０）及び二つの切換弁の弁室用凹部（５９Ａ）、（５９Ｂ）を並列状に、また、ブロック体の背面側に二つの圧力検出器取付用凹部（３１）、（３１）を並列状に夫々設けると共に、前記各ピエゾ素子駆動型制御弁の弁室用凹部（３０）と圧力検出器取付用凹部（３１）間を連通するガス通路（３７）、（３７）と、各弁室用凹部（３０）と入口ブロック（４６）間を連通するガス通路（３６）、（３６）と、各圧力検出器取付用凹部（３１）と出口ブロック（４７）間を連通するガス通路（３８）、（３８）と、各ガス通路（３８）に介設したオリフィス（３５）、（３５）と、各切換弁の弁室用凹部（５９）、（５９）と各ガス通路（３８）、（３８）間を連通するガス通路（５３）、（５３）と、各切換弁の弁室用凹部（５９）、（５９）と出口ブロック（４７）間を連通するガス通路（５４）、（５４）と、当該ガス通路（５４）、（５４）に介設したオリフィス（５５）、（５５）を有し、前記ガス入口側ブロック（４１）とガス出口側ブロック（４２）により支持された二つのガス供給ライン（Ｓ）を形成する二つの流量制御器（３）を一体化した構造とした請求項４又は請求項１１から請求項１４の何れかに記載のガス供給装置。
【請求項２３】
出口ブロック（４７）を、本体ブロック（４５）のガス通路（３８Ａ）とガス出口側ブロック４２のガス通路（４２ａ）間を連通するガス通路（４７ａ）、及び本体ブロック（４５）のガス通路（３８Ｂ）とガス出口側ブロック（４２）のガス通路（４２ｂ）間を連通するガス通路（４７ｂ）を設けると共に、本体ブロック（４５）のガス通路（５４ａ）と前記ガス通路（４７ａ）を連通するガス通路（６２ａ）、及び本体ブロック（４５）のガス通路（５４ｂ）と前記ガス通路（４７ｂ）を連通するガス通路（６２ｂ）を有する構成とした請求項２２に記載のガス供給装置。
【請求項２４】
ガス入口側ブロック（４１）の一方の側面に、一方のガス供給ライン（Ｓ）を形成するプロセスガス入口継手（６）及び入口開閉弁（１）と、他方のガス供給ライン（Ｓ）を形成するプロセスガス入口継手（６）及び入口開閉弁（１）とを、奥行きLの方向に間隔を置いて順に取り付け固定するようにした請求項１１から請求項１４の何れかに記載のガス供給装置。
【請求項２５】
ガス入口側ブロック（４１）の一方の側面に、入口開閉弁（１）をねじ込み固定すると共にプロセスガス入口継手（６）を固定用ボルト（２１）により固定するようにした請求項２４に記載のガス供給装置。
【請求項２６】
入口開閉弁（１）、三方切換開閉弁（２）、流量制御器（３）、出口開閉弁（５）にプロセスガスを流通させると共に、三方切換開閉弁（２）を通してパージガスを流入させるようにした複数のガス供給ライン（Ｓ）を並列状に配設して成る集積化ガス供給装置に於いて、前記各開閉弁（１）、（２）、（５）を本体ブロック（１８）、（２０）、（１９）を備えた構造に、また、流量制御器（３）を本体ブロック（４５）を備えた構造にすると共に当該本体ブロック（４５）を二つの流量制御器（３）、（３）を隣接して取付け固定する構造とし、ガス流通路を設けた高さH’の四角柱状のガス入口側ブロック（４６）及びガス出口側ブロック（４７）を奥行Lの方向に間隔をおいて平行に配列し、当該ガス入口側ブロック（１２）の一方の側面に一つのガス供給ライン（Ｓ）を形成する入口開閉弁（１）の本体ブロック（１８）と三方切換開閉弁（２）の本体ブロック（２０）と流量制御器（３）の本体ブロック（４５）に固定した入口ブロック（１５）を一方向から、また、前記ガス出口側ブロック（１３）の一方の側面に前記流量制御器（３）の本体ブロック（４５）に固定した出口ブロック（１６）と出口開閉弁（５）の本体ブロック（１９）を一方向から、夫々対向する各ガス流通路との間の気密を保持して固定することにより前記一つのガス供給ライン（Ｓ）を形成すると共に、前記ガス入口側ブロック（１２）及びガス出口側ブロック（１３）の他方の側面に前記ガス供給ライン（S）と対向状に他の一つのガス供給ライン（Ｓ）を形成する構成としたことを特徴とするガス供給装置。
【請求項２７】
対向する各ガス供給ライン（Ｓ）、（Ｓ）を、前記ガス入口側ブロック（１２）及びガス出口側ブロック（１３）の高さＨの方向に所定の間隔をおいて複数段並列状に配設固定することにより、二つのガス供給ライン（Ｓ）を備えた集積化したガス供給装置を構成し、当該二つの集積化したガス供給装置を、夫々横幅Ｗ方向に相互に対向させて配置して一列状に組合せ固定することにより、四つのガス供給ライン（Ｓ）を備えたユニット体（５１）を高さＨの方向に複数段積層固定するようにした請求項２６に記載のガス供給装置。
【請求項２８】
二つの集積化したガス供給装置を、その奥行Ｌ方向の相対位置をずらせて横幅Ｗの方向に一列状に組合せ固定することにより、横幅Ｗを各集積化したガス供給装置の横幅の２倍より小さくするようにした請求項２６又は請求項２７に記載の半導体製造装置用の集積化したガス供給装置。
【請求項２９】
高さ方向に積層固定するユニット体（５１）の数を四ユニットとするようにした請求項２６から請求項２８の何れかに記載のガス供給装置。
【請求項３０】
流量制御器(３)を圧力式流量制御器又は熱式流量制御器とするようにした請求項１、請求項４、請求項１１又は請求項２６の何れかに記載のガス供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス供給装置、例えば半導体製造装置用の集積化したガス供給装置等の改良に関するものであり、ガス供給装置で使用する圧力式流量制御装置や熱式流量制御装置の一層の小型・コンパクト化を図ることにより、ガス供給ライン数の大幅な増加やガス供給装置の小型化及びガス供給装置の保守点検の容易化等を可能にしたガス供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従前から、半導体製造装置へのプロセスガスの供給は、所謂集積化したガス供給装置を用いて行われている。
図２１はその一例を示すものであり、二方開閉弁７１Ａ、７１Ｂ、三方開閉弁７２Ａ，７２Ｂ、流量制御装置７３等を、ガス流路を設けたブロック体７４、７５、７６、７７、７８を介して直列状に一体化して一つのガス供給ラインを形成し，当該ガス供給ラインを複数列ブロック体７５、７９を介して並行状に配設固定することにより、集積型ガス供給装置が構成されている（特開平５−１７２２６５号等）。【０００３】
上記図２１に示した集積型ガス供給装置は、各機器類をブロック体へ固定する固定用ボルトを上方から取り外すことにより、各ガス供給ラインを形成する制御機器類を容易に交換することができるうえ、ガス供給ラインの増設等にも容易に対応することができると云う優れた効用を有するものである。【０００４】
しかし、必要とするガス供給ライン数が増加してくると、必然的に集積型ガス供給装置の奥行寸法Ｌが増加することになり、ガス供給装置の大型化が避けられないと云う問題がある。【０００５】
特に、流量制御装置７３には、その構造上奥行寸法（厚み寸法）Ｌ０の削減に一定の限界があり，熱式流量制御装置（マスフローコントローラ）の場合には少なく２０〜２５ｍｍの厚み寸法Ｌ０を、また、圧力式流量制御装置の場合には２０〜２５ｍｍの厚み寸法Ｌ０を必要とする。
そのため、図２２に示すように、流量制御装置７３を固定するためのブロック体７６の奥行寸法Ｌ１を流量制御装置７３の奥行寸法（厚み寸法）Ｌ０と同一とし、並列状に隣接する流量制御装置７３間の間隙を可能な限り少なくすると共に、一本の固定用ボルト８０で流量制御装置７３を固定できるようにした装置が開発されている（特開２００８−２９８１８０号）。【０００６】
しかし，前述の通り、流量制御装置７３そのものの奥行寸法（厚み寸法）Ｌ０を少なくすることには限界があるため、必要とするガス供給ライン数が増加すると、集積化ガス供給装置もそれにつれて大型化し、装置の大幅な小型化を図ることが困難な状況にある。【０００７】
一方、近年、半導体製造装置の分野に於いては、半導体製造プロセスが所謂枚葉方式に移行して来ており、また、一基の半導体製造装置に複数の処理チャンバを設けて複数のウエハを並行して同時処理するマルチチャンバ方式や、一つの処理チャンバで複数のプロセスを連続して行うチャンバマルチプロセス方式が導入されている。【０００８】
そのため，ガス供給装置に於いても、必要とする供給ガス種の増加に伴なってガス供給ライン数の増加が強く要求されており、１５〜１６種のガスの供給が可能な集積型ガス供給装置が現実に要求されている。【０００９】
しかし、供給装置の設置スペースについては、半導体製造設備費の削減、特に高価なクリーンルームの容積減少を図ると云う観点から、設置スペースの削減に対する要求が益々厳しくなりつつあり、結果として、供給装置の大幅な小型化が要求されている。例えば、１チャンバマルチプロセス方式の半導体製造装置に於いては、１６種のガス供給ラインを設けた集積型ガス供給装置の容積を、横幅Ｗが３５０ｍｍ、奥行Ｌが２５０ｍｍ、高さＨが２５０ｍｍ以下の容積スペースとすることが、現実に要求されている。【００１０】
尚、集積型ガス供給装置に於いては、プロセスチャンバへ各種の特殊材料ガスを瞬時に、しかも所定の流量で、その上完全にクリーンな状態で供給する必要がある。そのために、装置の保守管理、特に各種機器類の取替や調整が簡単且つ容易に行え、しかも各接続部に漏洩を生じないようにすることが、必要不可欠なことになる。【００１１】
また、この種にガス供給装置の設置は、一般に半導体製造装置の上部、即ち半導体製造装置の天井部とクリーンルームの天井部の間に設置することが求められている。そのため、保守点検時の必要スペースの点から、集積型ガス供給装置の高さ寸法Ｈや奥行寸法Ｌを２５０ｍｍ程度に納めることが必要になると共に、側面側より各種機器類の取替えや取付け、調整等が出来るようにすることが必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平５−１７２２６５号公報
【特許文献２】特開２００８−２９８１８０号公報
【特許文献３】特開２００２−３４９７９７号公報
【特許文献４】特開２００４−１００８８９号公報
【特許文献５】特開２００６−３３０８５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本願発明は、従前の半導体製造装置用等のガス供給装置に於ける上述の如き問題、即ち、従前の入口開閉弁やパージ用三方開閉弁、流量制御装置、出口開閉弁等の各機器類を一列状（直列状）に連結して一つのガス供給ラインを形成し、これ等のガス供給ラインをベース板上に並列状に複数配設固定する構造の集積型ガス供給装置にあっては、流量制御器の厚み寸法Ｌ０をその構造上大幅に減少させることが出来ないため、集積する供給ガスライン数が増加すると、ガス供給装置の奥行寸法Lが大きくなる。その結果、ガス供給装置の容積（横幅Ｗ×奥行Ｌ×高さＨ）が増大し、半導体製造装置等の側からの設置スペースを小さくせよとの要望に応えることができないと云う問題を解決せんとするものであり、特に、流量制御器自体の構造と、二つの流量制御器の組合せ構造に改良を加えることにより、ガス供給ライン数の増加の要求に容易に対応できると共に、ガス供給装置の大幅な小型化が図れ、しかも保守点検の容易化、供給ガス種の迅速な切換、高精度な流量制御、安定したクリーンガスの供給等を行えるようにしたガス供給装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本願発明者等は、今日まで各種の半導体製造装置用の集積型ガス供給装置の製造並びに開発を行い、これを公開してきた。そして、これ等の製造、開発を通して、従前の入口開閉弁や流量制御装置、出口開閉弁等の各機器類を一列状（直列状）に配置して一つのガス種に対するガス供給ラインを形成し、複数のガス供給ラインを、図２１に示すように平面視に於いて並列状に配設することにより複数種のガスを供給するようにした型式に替えて、一つのガス種に対するガス供給ラインを平面視に於いて対向状に配設し、この対抗状に配設した複数のガス供給ラインを図２のように、正面視に於いて並列状に積層した配列とした全く新たな組み合せ方式を採用することにより、集積型ガス供給装置の奥行寸法Ｌを従前の装置の約１／２にすることを着想した（第１実施形態）。【００１５】
また、本願発明者等は各種のガス供給装置の製造、開発を通して、平面視に於いて、二つのガス供給ラインの各圧力式流量制御器又は熱式流量制御器を隣接させた状態にして二つのガス供給ラインを一列状（直列状）に配置し、両者を一体化させた複数のガス供給ラインを、図７のように正面視に於いて並列状に積層した配列とした全く新たな組み合せ方式を採用することにより、集積型ガス供給装置の奥行Ｌを従前の装置の約１／２にすることを着想した（第２実施形態の第１例）。【００１６】
更に、本願発明者等は、前記第２実施形態に於いて使用する二つの圧力式流量制御器の各演算制御回路基板の組合せ構成に改良を加えることにより、流量制御器の横幅寸法Ｗを大幅に減縮させ、集積型ガス供給装置の容積の一層の削減を図ることを着想した（第２実施形態の第2例〜第４例）。【００１７】
加えて、本願発明者等は、二基の第２実施形態に係る集積化ガス供給装置を、その横幅方向に対向せしめて一列状に組み合せ固定することによりユニット体を構成し、この複数の組み合せ固定したユニット体を高さＨの方向に並列状に積層固定することにより、集積化ガス供給装置の高さＨを従前の約１/４に低減することを着想した（第３実施形態）。【００１８】
本願発明は上記各着想を基にして創作されたものであり、請求項１の発明は、ガス入口側ブロック１２とガス出口側ブロック１３と複数の流体制御機器によりガス供給ラインSが形成されたガス供給装置において、前記ガス供給装置には少なくとも２つのガス供給ラインSが形成され、各ガス供給ラインSの前記流体制御機器は少なくとも１つの流量制御器３を含み、前記ガス入口側ブロック１２に対し一方のラインSの流量制御器３の入口側ブロック１５と他方のガス供給ラインSの流量制御器３の入口側ブロック１５とが対向状に接続され、また、前記ガス出口側ブロック１３に対して一方の流量制御器３の出口側ブロック１６と他方の流量制御器３の出口側ブロック１６とが対向状に接続されていることを特徴とするものである。【００１９】
請求項２の発明は、請求項１の発明に於いて、ガス入口側ブロック１２に、少なくとも２つのガス供給ラインＳの間を連通するパージガス通路９を設け、また、ガス出口側ブロック１３に、少なくとも２つのガス供給ラインＳの間を連通するプロセスガス通路１０を設け多ことを特徴とするものである。【００２０】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２の発明に於いて、複数の流体制御機器が、入口開閉弁１、三方切換開閉弁２、流量制御器３及び出口開閉弁５を含むことを特徴とするものである。【００２１】
請求項４の発明は、入口開閉弁１、三方切換開閉弁２、流量制御器３、出口開閉弁５にプロセスガスを流通させると共に三方切換開閉弁２を通してパージガスを流入させるようにした複数のガス供給ラインＳを並列状に配設して成るガス供給装置に於いて、前記各開閉弁１、２、５を本体ブロック１８、２０、１９を備えた構造に、また、流量制御器３を本体ブロック１４を備えた構造にすると共に、ガス流通路を設けた高さＨ’の細長い四角柱状のガス入口側ブロック１２及びガス出口側ブロック１３を奥行Lの方向に間隔をおいて平行に配列し、当該入口側ブロック１２の一方の側面に一つのガス供給ラインＳを形成する入口開閉弁１の本体ブロック１８と三方切換開閉弁）の本体ブロック２０と流量制御器３の入口ブロック１５を一方向から、また、前記出口側ブロック１３の一方の側面に前記流量制御器３の出口ブロック１６と出口開閉弁５の本体ブロック１９を一方向から、夫々対向する各ガス流通路との間の気密を保持して固定することにより前記一つのガス供給ラインＳを形成すると共に、前記ガス入口側ブロック１２及びガス出口側ブロック１３の他方の側面に、前記一方のガス供給ラインＳ対向状に他方の一つのガス供給ラインＳを形成する構成としたことを特徴とするものである。【００２２】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、対向する各ガス供給ラインＳ、Ｓを、前記入口側ブロック１２及び出口側ブロック１３の高さHの方向に所定の間隔をおいて複数段並列状に配設固定する構成としたものである。【００２３】
本願請求項６の発明は、請求項４又は請求項５の発明に於いて、ガス入口側ブロック１２に高さHの方向に貫通するパージガス通路９を形成すると共に当該ガス入口側ブロック１２の両側部に、プロセスガス入口継手６と入口開閉弁１の間を連通するガス通路１２Ｄ、１２Ｄと、入口開閉弁１と三方切換開閉弁２の間を連通するガス通路１２Ａ、１２Ｂと、三方切換開閉弁２と流量制御器３の入口ブロック１５間を連通するガス通路１２Ａ、１２Ｂと、前記パージガス通路９と三方切換開閉弁２間を連通するガス通路１２Ｃ、１２Ｃを夫々対向状に形成し、更に、前記高さHの方向に貫通するパージガス通路９を除くその他の各ガス通路を、ガス入口側ブロック１２の高さHの方向に所定の間隔をおいて複数段並列状に形成するようにしたものである。【００２４】
請求項７の発明は、請求項４又は請求項５の発明に於いて、ガス出口側ブロック１３に高さHの方向に貫通するプロセスガス通路１０を形成すると共に当該ガス出口側ブロック１３の両側部に、流量制御器３の出口ブロック１６と出口開閉弁５間を連通するガス通路１３Ａ、１３Ｂと、出口開閉弁５とプロセスガス通路１０間を連通するガス通路１３Ｃ、１３Ｃを夫々対向状に形成し、更に、前記高さHの方向に貫通するプロセスガス通路１０を除くその他の各ガス通路を、ガス出口側ブロック１３の高さHの方向に所定の間隔を置いて複数段並列状に形成するようにしたものである。【００２５】
請求項８の発明は、請求項４から請求項７の何れかの発明に於いて、流量制御器３をピエゾ素子駆動型制御弁を用いた圧力式流量制御器としたものである。【００２６】
請求項９の発明は、請求項４から請求項７の何れかの発明に於いて、ガス入口側ブロック１２及びガス出口側ブロック１３に、入口開閉弁１、三方切換開閉弁２、出口開閉弁５のための弁室用凹部２５を形成するようにしたものである。【００２７】
請求項１０の発明は、請求項４から請求項７の何れかの発明に於いて、入口開閉弁１、三方切換開閉弁２及び出口開閉弁５を本体ブロック１８、２０、１９を備えた構造に、また、流量制御器３を本体ブロック１４を備えた構造にすると共に、ガス流通路を設けた高さH’の細長い四角柱状のガス入口側ブロック１２及びガス出口側ブロック１３を奥行Lの方向に間隔をおいて平行に配列し、更に、量制御器３の本体ブロック１４を、四角柱状のブロック体の一方の側面にピエゾ素子駆動型制御弁の弁室用凹部３０及び他方の側面に圧力検出器取付用凹部３１を夫々設けると共に、当該四角柱状のブロック体に前記弁室用凹部３０と圧力検出器取付用凹部３１間を連通するガス通路３７と、弁室用凹部３０と入口ブロック１５間を連通するガス通路３６と、圧力検出器取付用凹部３１と出口ブロック１６間を連通するガス通路３８と、前記ガス通路３８に介設したオリフィス３５とを有する構成としたものである。【００２８】
請求項１１の発明は、入口開閉弁１、三方切換開閉弁２、流量制御器３、出口開閉弁５の順にプロセスガスを流通させると共に三方切換開閉弁２を通してパージガスを流入させるようにした複数のガス供給ラインＳを並列状に配設して成るガス供給装置に於いて、前記流量制御器３を本体ブロック４５を備えた構造にすると共に、ガス流通路を設けたガス入口側ブロック４１とガス出口側ブロック４２を横幅Ｗの方向に間隔をおいて平行に配列し、当該ガス入口側ブロック４１の一方の側面に二つのガス供給ラインＳ、Ｓを形成するプロセスガス入口継手６、６と入口開閉弁１、１を、他方の側面に二つのガス供給ラインＳ、Ｓを形成する三方切換開閉弁２、２を、また、前記ガス出口側ブロック４２の一方の側面に二つのガス供給ラインＳ、Ｓを形成する出口開閉弁５、５を、夫々対向する各ガス流通路との間にシール材２４を介設して気密に固定すると共に、前記ガス入口側ブロック４１及びガス出口側ブロック４２の各正面側の側面に流量制御器３を固定し、当該二つのガス供給ラインＳ、Ｓを形成する構成としたことを特徴とするものである。【００２９】
請求項１２の発明は、請求項１１の発明に於いて、二つのガス供給ラインＳ、Ｓを支持するガス入口側ブロック４１及びガス出口側ブロック４２を高さHの方向に複数段並列状に配設し、前記各ガス入口側ブロック４１を、高さH’の四角柱状を呈して高さ方向にパージガス流通路９を貫通形成したパージガス通路ブロック４３に、また、前記各ガス出口側ブロック４２を、高さH’の四角柱状を呈して高さ方向にプロセスガス通路１０を貫通形成したプロセスガス通路ブロック４４に、夫々対向する各ガス通路の間にシール材２４を介設して気密に固定するようにしたものである。【００３０】
請求項１３の発明は、請求項１１又は請求項１２の発明において、ガス入口側ブロック４１に、各入口開閉弁１と各三方切換開閉弁２の弁室用凹部２５を形成すると共に、一方のガス供給ラインＳのプロセスガス入口６と入口開閉弁２間及び他方のガス供給ラインＳのプロセスガス入口６と入口開閉弁２間を連通するガス通路４１ａ、４１ａ、前記各入口開閉弁１と各三方切換開閉弁２間を連通するガス通路４１ｂ、４１ｂ、各三方切換開閉弁２と流量制御器３の入口ブロック４６間を連通するガス通路４１ｃ、４１ｃ、及び各三方切換開閉弁２とパージガス通路ブロック４３のパージガス通路９を連通するガス通路４１ｄ、４１ｄを形成する構成としたものである。【００３１】
請求項１４の発明は、請求項１１又は請求項１２の発明に於いて、ガス出口側ブロック４２に各出口開閉弁５の弁室用凹部２５と、流量制御器３の出口ブロック４７と各出口開閉弁５間を連通するガス通路４２ｂ、４２ｂと、各出口開閉弁５とプロセスガス通路ブロック４４のプロセスガス通路１０に連通するガス通路４２ｃ、４２ｃを形成する構成としたものである。【００３２】
請求項１５の発明は、請求項１１から請求項１４のいずれかの発明に於いて、  流量制御器３をピエゾ素子駆動型制御弁を用いた圧力式流量制御器とし、二基の圧力式流量制御器を横幅Wの方向に並列状に配列する構成としたものである。【００３３】
請求項１６の発明は、請求項１１から請求項１４の何れかの発明に於いて、流量制御器３をピエゾ素子駆動型制御弁を用いた圧力式流量制御器とし、二基のピエゾ素子駆動型制御弁を平面視に於いて横幅Ｗの方向に並列状に配列すると共に、その一方の側方に２基の圧力式流量制御器の制御回路２Ａ、２Ｂを形成する制御回路２３を配列する構成としたものである。【００３４】
請求項１７の発明は、請求項１１から請求項１４の何れかの発明に於いて、流量制御器３をピエゾ素子駆動型制御弁を用いた圧力式流量制御器とし、二基のピエゾ素子駆動型制御弁を平面視に於いて横幅Ｗの方向に並列状に配列すると共に、その両側方及び正面側の三箇所に２基の圧力式流量制御器の制御回路２Ａ、２Ｂを形成する制御回路２３を分割して配置する構成としたものである。【００３５】
請求項１８の発明は、請求項４又は請求項１１から請求項１４の何れかの発明に於いて、前記流量制御器３を入口ブロック４６及び出口ブロック４７付きの本体ブロック４５を備えた構造にすると共に、流量制御器３の本体ブロック４５を、四角柱状のブロック体の正面側に二つのピエゾ素子駆動型制御弁の弁室用凹部３０、３０を並列状に、また、ブロック体の背面側に二つの圧力検出器取付用凹部３１、３１を並列状に夫々設けると共に、前記各弁室用凹部３０と圧力検出器取付用凹部３１間を連通するガス通路３７、３７と、各弁室用凹部３０と入口ブロック４６間を連通するガス通路３６、３６と、各圧力検出器取付用凹部３１と出口ブロック４７間を連通するガス通路３８、３８と、各ガス通路３８に介設したオリフィス３５、３５とを有し、前記ガス入口側ブロック４１とガス出口側ブロック４２により支持された二つのガス供給ラインＳを形成する二つの流量制御器３を一体化した構造としたものである。【００３６】
請求項１９の発明は、請求項１８の発明に於いて、出口ブロック４７を、本体ブロック４５のガス通路３８Ａと出口側ブロック４２のガス通路４２ａ間を連通するガス通路４７ａ、及び本体ブロック４５のガス通路３８Ｂと出口側ブロック４２のガス通路４２ｂ間を連通するガス通路４７ｂを設けた構成としたものである。【００３７】
請求項２０の発明は、請求項１９の発明に於いて、出口ブロック４７を、第１ブロック体４７’と第２ブロック体４７’’とを連結して形成する構成としたものである。【００３８】
請求項２１の発明は、請求項１８の発明に於いて、出口ブロック４７を、その正面側及び背面面側に夫々第２圧力検出器４Ａ´、４Ｂ）の取付用凹部３１ａ、３１ａを対向状に設けると共に、一方の第２圧力検出器取付用凹部３１ａと、本体ブロック４５のガス通路３８Ａと出口ブロック４２のガス通路４２ａ間を連通するガス通路４７ａとをガス通路５２ａにより、また、他方の第２圧力検出器取付用凹部３１ａと、本体ブロック４５のガス通路３８Ｂと出口側ブロック４２のガス通路４２ｂ間を連通するガス通路４７ｂとをガス通路５２ｂにより夫々連通する構成としたものである。【００３９】
請求項２２の発明は、請求項４又は請求項１１から請求項１４の何れかの発明に於いて、流量制御器３を入口ブロック４６及び出口ブロック４７を備えた本体ブロック４５とすると共に、流量制御器３の本体ブロック４５を、四角柱状のブロック体の正面側に二つのピエゾ素子駆動型制御弁の弁室用凹部３０、３０及び二つの切換弁の弁室用凹部５９Ａ、５９Ｂを並列状に、また、ブロック体の背面側に二つの圧力検出器取付用凹部３１、３１を並列状に夫々設けると共に、前記各弁室用凹部３０と圧力検出器取付用凹部３１間を連通するガス通路３７、３７と、各弁室用凹部３０と入口ブロック４６間を連通するガス通路３６、３６と、各圧力検出器取付用凹部３１と出口ブロック４７間を連通するガス通路３８、３８と、各ガス通路３８に介設したオリフィス３５、３５と、各切換弁の弁室用凹部５９、５９と各ガス通路３８、３８間を連通するガス通路５３、５３と、各切換弁の弁室用凹部５９、５）と出口ブロック４７間を連通するガス通路５４、５４と、当該ガス通路５４、５４に介設したオリフィス５５、５５を有し、前記ガス入口側ブロック４１とガス出口側ブロック４２により支持された二つのガス供給ラインＳを形成する二つの流量制御器３を一体化した構造としたものである。【００４０】
請求項２３の発明は、請求項２２の発明に於いて、出口ブロック４７を、本体ブロック４５のガス通路３８Ａとガス出口側ブロック４２のガス通路４２ａ間を連通するガス通路４７ａ、及び本体ブロック４５のガス通路３８Ｂとガス出口側ブロック４２のガス通路４２ｂ間を連通するガス通路４７ｂを設けると共に、本体ブロック４５のガス通路５４ａと前記ガス通路４７ａを連通するガス通路６２ａ、及び本体ブロック４５のガス通路５４ｂと前記ガス通路４７ｂを連通するガス通路６２ｂを有する構成としたものである。【００４１】
請求項２４の発明は、請求項１１から請求項１４の何れかの発明に於いて、ガス入口側ブロック４１の一方の側面に、一方のガス供給ラインＳを形成するプロセスガス入口継手６及び入口開閉弁１と、他方のガス供給ラインＳを形成するプロセスガス入口継手６及び入口開閉弁１とを、奥行きLの方向に間隔を置いて順に取り付け固定するようにしたものである。【００４２】
請求項２５の発明は、請求項２４の発明において、ガス入口側ブロック４１の一方の側面に、入口開閉弁１をねじ込み固定すると共にプロセスガス入口継手６を固定用ボルト２１により固定するようにしたものである。【００４３】
請求項２６の発明は、入口開閉弁１、三方切換開閉弁２、流量制御器３、出口開閉弁５にプロセスガスを流通させると共に、三方切換開閉弁２を通してパージガスを流入させるようにした複数のガス供給ラインＳを並列状に配設して成る集積化ガス供給装置に於いて、前記各開閉弁１、２、５を本体ブロック１８、２０、１９を備えた構造に、また、流量制御器３を本体ブロック４５を備えた構造にすると共に、当該本体ブロック４５を二つの流量制御器３、３を隣接して取付け固定する構造とし、ガス流通路を設けた高さH’の四角柱状のガス入口側ブロック４６及びガス出口側ブロック４７を奥行Lの方向に間隔をおいて平行に配列し、当該ガス入口側ブロック１２の一方の側面に一つのガス供給ラインＳを形成する入口開閉弁１の本体ブロック１８と三方切換開閉弁２の本体ブロック２０と流量制御器３の本体ブロック４５に固定した入口ブロック１５を一方向から、また、前記ガス出口側ブロック１３の一方の側面に前記流量制御器３の本体ブロック４）に固定した出口ブロック１６と出口開閉弁５の本体ブロック１９を一方向から、夫々対向する各ガス流通路との間の気密を保持して固定することにより前記一つのガス供給ラインＳを形成すると共に、前記ガス入口側ブロック１２及びガス出口側ブロック１３の他方の側面に前記ガス供給ライン）と対向状に他の一つのガス供給ラインＳを形成する構成としたことを特徴とするものである。【００４４】
請求項２７の発明は、請求項２６の発明において、対向する各ガス供給ラインＳ、Ｓを前記ガス入口側ブロック１２及びガス出口側ブロック１３の高さＨの方向に所定の間隔をおいて複数段並列状に配設固定することにより、二つのガス供給ラインＳを備えた集積化したガス供給装置を構成し、当該二つの集積化したガス供給装置を、夫々横幅Ｗ方向に相互に対向させて配置して一列状に組合せ固定することにより、四つのガス供給ラインＳを備えたユニット体５１を高さＨの方向に複数段積層固定するようにしたものである。【００４５】
請求項２８の発明は、請求項２６又は請求項２７の発明において、二つの集積化したガス供給装置を、その奥行Ｌ方向の相対位置をずらせて横幅Ｗの方向に一列状に組合せ固定することにより、横幅Ｗを各集積化したガス供給装置の横幅の２倍より小さくするようにしたものである。【００４６】
請求項２９の発明は、請求項２６から請求項２８のガス供給装置において、高さ方向に積層固定するユニット体５１の数を四ユニットの構成としたことを特徴とするものである。【００４７】
請求項３０の発明は、請求項１、請求項４、請求項１１、請求項２６の何れかの発明において、流量制御器３を圧力式流量制御器又は熱式流量制御装置とするようにしたものである。
【発明の効果】
【００４８】
本願請求項１の発明に於いては、ガス入口側ブロックとガス出口側ブロックと複数の流体制御機器により供給ラインが形成された供給装置において、前記ガス供給装置には少なくとも２つのガス供給ラインが形成され、各ガス供給ラインの前記流体制御機器は少なくとも１つの流量制御器を含み、前記入口側ブロックに対し一方のラインの流量制御器の入口側ブロックと他方のラインの流量制御器の入口側ブロックが対向状に接続され、前記ガス出口側ブロックに対し一方の流量制御器の出口側ブロックと他方の流量制御器の出口側ブロックが対向状に接続される構成としている。その結果、ガス供給ライン数を適宜に増減することができると共に、ガス供給装置の小型化、構造の簡素化、組立の容易化及び保守点検の容易化等を達成することが可能となる。【００４９】
本願請求項４及び請求項５の発明に於いては、長さH’の四角柱状を呈して所定のガス流通路を設けた入口ブロック１２と出口側ブロック１３を奥行きLの方向に間隔を置いて並行に配列し、この両ブロック１２、１３の正面視に於ける左・右両側面に複数のガス供給ラインを高さHの方向に積み重ね状にして平行に配列固定する構成としているため、入口ブロック１２及び出口側ブロック１３の長さ寸法H’が従前の約１／２に減少することになり、集積化ガス供給装置の高さ寸法Hを大幅に小さくできると共に、１６種のガス供給ラインを有する装置であっても高さ寸法Ｈ、奥行寸法Ｌ及び横幅寸法Ｗを約２５０ｍｍ、２５０ｍｍ及び約３５０ｍｍ以下とすることが出来る。【００５０】
同様に、本願請求項１１及び請求項１２の発明に於いては、二つの流量制御器を隣接して配置し、二組のガス供給ラインを平面視に於いて左・右両側に配列して一つの流量制御ユニットとし、当該流量制御ユニットを、横幅Ｗの方向に間隔を置いて平行に配列した入口側ブロック４１及び出口側ブロック４２に支持固定して二つのガス供給ラインの対を形成し、この二つのガス供給ラインの対を複数個高さ方向Hに積み重ね状に平行に配列して、その各入口側ブロック４１及び各出口側ブロック４２を、一本の高さ方向寸法H’を有する 細長いパージガス通路ブロック４３及びプロセスガス通路ブロック４４へ夫々連結固定する構成としているため、請求項４の発明の場合と同様に集積化ガス供給装置の大幅な小型化が可能となる。【００５１】
また、請求項４及び請求項５の発明に於いては、集積型ガス供給装置を構成する各機器類を全て集積型ガス供給装置の側方より取外し又は取付けすることが出来、装置の保守管理が極めて容易となる。
更に、請求項１１及び請求項１２の発明に於いては、流量制御ユニット等を側方よりキャップボルト５０を取り外しすることにより取外しすることができ、保守管理等の点で実用上極めて便宜である。【００５２】
加えて、請求項２６及び請求項２７の発明に於いては、複数のガス供給通路Ｓを備えた２基の集積型ガス供給装置を対向させ、夫々を横幅Ｗ方向に一列状に配列して組合せ固定することにより、四つのガス供給ラインＳを備えたユニット体５１を複数段、高さ方向に積み重ね支持した形式としているので、集積型ガス供給装置の全高さ寸法Ｈを大幅に小さくすることが出来ると共に、奥行Ｌの方向の位置をずらせて相互に対向させて組み合わせすることにより、ガス供給装置の全横幅寸法を、組合せする各集積型ガス供給装置の横幅寸法Wの２倍よりも小さくすることができ、低い天井高さのクリーンルームへの適用がより容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係るガス供給装置の一部を省略したガス供給系統図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る半導体製造装置用の集積型ガス供給装置の正面図である。
【図３】図２のイ−イ視の拡大した断面概要図である。
【図４】図２の右側面図である。
【図５】図３のガス入口側ブロックに取付けした入口開閉弁及び三方切換開閉弁の取付状態を示す部分拡大図である。
【図６】図３の圧力式流量制御器の本体ブロックの取付部分の拡大した断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る半導体製造装置用の集積型ガス供給装置の正面図である。
【図８】図７のロ−ロ視の拡大した断面概要図である。
【図９】図７の右側面図である。
【図１０】図７の左側面図である。
【図１１】本願発明の第２実施形態で用いる圧力式流量制御装置の第２例を示す横断面概要図である。
【図１２】図１１の右側面図である。
【図１３】図１１の左側面図である。
【図１４】図１１の正面図である。
【図１５】図１１の背面図である。
【図１６】本願発明の第２実施形態で用いる圧力式流量制御装置の第３例を示す横断面概要図である。
【図１７】本願発明の第２実施形態で用いる圧力式流量制御装置の第４例を示す横断面概要図である。
【図１８】本発明の第３実施形態に係る半導体製造装置用の集積型ガス供給装置の正面図である。
【図１９】図１８のハ−ハ視の拡大した断面概要図である。
【図２０】図１８の右側面図である。
【図２１】従前の集積型ガス供給装置の一例を示す斜面図である（特開平５−１７２２６５号）。
【図２２】従前の流量制御装置の取付構造の一例を示す斜面図である（特開２００８−２９８１８０号）。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
以下、図面に基づいて本発明の各実施形態を説明する。
【００５５】
［第１実施形態］
図１乃至図６は、本発明の第１実施形態を示すものである。
即ち、図１は、本発明の第１実施形態に係る半導体製造装置用の集積型ガス供給装置の一部を省略した主要部を示す系統図であり、複数の異なるガス種（ここでは１６種）をプロセスガス通路１０を通してプロセスガス出口継手８からプロセス処理装置（図示省略）へ供給するものである。
【００５６】
図２は、本発明の第１実施形態に係る集積型ガス供給装置の正面図、図３は、図２のイ−イ視断面概要図、図４は、図２の右側面図である。更に、図５は、入口側開閉弁及び三方切換開閉弁の入口側ブロックへの取付状態を示す部分の拡大図であり、図６は、圧力式流量制御器の本体ブロックの取付状態を示す部分拡大縦断面図である。
【００５７】
先ず、本願第１実施形態の説明では、図２の正面図のパージガス入口継手７及びプロセスガス出口継手８の設けられている側を集積型ガス供給装置の上方(平面側)、図３の出口開閉弁５A、5Bの設けられている側を集積型ガス供給装置の下方(底面側)、図３のプロセスガス入口継手６Ａn、６Ｂnの設けられている側を集積型ガス供給装置の正面側、図３の流量制御装置３Ａの入出力接続具１１Ａが取付けられている側を集積型ガス供給装置の左側、図３の流量制御装置３Ｂの入出力接続具１１Ｂが取付けられている側を集積化ガス供給装置の右側、図３のガス出口側ブロック１３の設けられている側を背面と、夫々呼ぶ。
また、本願第１実施形態の説明では、集積型ガス供給装置の横幅Ｗ、奥行Ｌ及び高さＨは図２、図３及び図４に記載の通りとし、奥行Ｌの方向を長手方向とも呼ぶ。
【００５８】
上記図１乃至図４に於いて、１Ａ、１Ｂは入口開閉弁、２Ａ、２Ｂは三方切換開閉弁、３Ａ、３Ｂは圧力式流量制御器（ＦＣＳ−Ａ、ＦＣＳ−Ｂ）、４Ａ、４Ｂは圧力検出器、５Ａ、５Ｂは出口開閉弁、６Ａ１〜６Ａｎはプロセスガス入口継手、６Ｂ１〜６Ｂｎはプロセスガス入口継手、７はパージガス入口継手、８はプロセスガス出口継手、９はパージガス通路、１０はプロセスガス通路、１１Ａは入出力接続具（ケーブルコネクタ）、１１Ｂは入出力接続具（ケーブルコネクタ）である。
【００５９】
また、図３乃至図６に於いて、１２はガス入口側ブロック、１２Ａ、１２ＢはＶ字型ガス通路、１２Ｃはガス通路、１３はガス出口側ブロック、１３Ａ、１３ＢはＶ字型ガス通路、１３Ｃはガス通路、１４Ａ（１４Ｂは図示省略）は圧力式流量制御器本体ブロック、１５Ａ、１５Ｂは圧力式流量制御器入口ブロック、１６Ａ、１６Ｂは圧力式流量制御器出口ブロック、１７Ａ（１７Ｂは図示省略）は圧力検出器取付ブロック、１８Ａ、１８Ｂは入口開閉弁本体ブロック、１９Ａ、１９Ｂは出口開閉弁本体ブロック、２０Ａ、２０Ｂは三方開閉弁本体ブロック、２１Ａ、２１Ｂは固定用ボルトであり、圧力式流量制御器３Ａ・３Ｂには駆動体（図示省略）及び制御回路（図示省略）が具備されている。
【００６０】
図１を参照して、本発明の集積型ガス供給装置は複数のガス種をプロセスチャンバへ切換え供給するように構成されており、各ガス種は、プロセスガス入口継手６Ａ、入口開閉弁１Ａ、三方開閉弁２Ａ、圧力式流量制御器３Ａ、圧力検出器４Ａ及び出口開閉弁５Ａを一列状（直列状）に連結して形成したガス供給ラインＳと同じ構成の複数のガス供給ラインＳ、Sを通して、プロセスガス出口継手８を通してプロセスチャンバ（図示省略）へ供給されて行く。
【００６１】
また、当該集積型ガス供給装置では、パージガス入口継手７を通してパージガス通路９へパージガスが供給され、プロセスチャンバへ供給するガス種が切換えされる毎に、三方開閉弁２Ａ、２Ｂ等を操作することによりガス通路内のパージ処理が行われる。
【００６２】
更に、図１乃至図４に於いては記載が省略されているが、各圧力式流量制御器３Ａ、３Ｂにはガス温度検出器（図示省略）が、各機器類と各ブロック体のガス通路との接続部にはシール部が、各シール部等にはリーク検出孔（図示省略）が、各ガス供給ラインSにはフィルタ装置（図示省略）や自動圧力調整器等（図示省略）が、必要に応じて夫々設けられている。
【００６３】
尚、前記シール部には、株式会社フジキン製の「Ｗシール」がシール部材２４として使用されており、また、ガス入口継手６、７及びガス出口継手８には、株式会社フジキン製のＵＰＧ継手（ＨＥＸ１４）が使用されている。しかし、これら以外のシール部材や継手を使用しても良いのは勿論である。
また、集積型ガス供給装置によるガスの供給やその作動は、従前の集積型ガス供給装置の場合と同様であって既に公知であるから、その詳細な説明は省略する。
【００６４】
当該第１実施形態の集積型ガス供給装置に於いては、図２及び図３に示すように、１６種のガスを供給する合計１６個のガス供給ラインSが二つのグループに分けられ、正面視の横幅Ｗの中心線φの左右両側に対称状に配置されている。
【００６５】
即ち、図２の正面図に示す如く、中心線φの左側に８個のガス供給ラインSＡが積み重ね状に並列に，また、中心線φの右側に８個のガス供給ラインSＢが積み重ね状に並列に、夫々中心線φに対して線対称状に配列され、８段状に夫々積層されている。
【００６６】
より具体的には、図３の水平方向の断面図に示すように、ガス入口側ブロック１２及びガス出口側ブロック１３の左右の両側面に、ガス供給ラインSＡ、SＢが対称状に配置されており、図２の正面図に示されているように、相互に対向させた状態で、横幅Ｗの方向に一列状に配設固定されている。そして、このガス供給ラインSＡ、SＢを一直線状に配設固定して成る８個のユニットが、水平姿勢で並列状に積み重ね状に配列され、高さＨの集積型ガス供給装置が構成されている。
【００６７】
図３及び図４を参照して、前記ガス入口側ブロック１２は四角柱状の長さ（高さ）H’を有する細長いブロック柱を形成しており，入口開閉弁１Ａ、１Ｂとプロセスガス入口継手６Ａｎ、６Ｂｎに連通するガス通路１２Ｄと、入口開閉弁１Ａ、１Ｂと三方開閉弁２Ａ、２Ｂを連通するＶ字型ガス通路１２Ａ、１２Ｂと、三方開閉弁２Ａ、２Ｂとパージガス通路９を連通するガス通路１２Ｃと、三方開閉弁２Ａ、２Ｂと流量制御器３Ａ、３Ｂの入口ブロック１５Ａ，１６Ｂを連通するＶ字型ガス通路１２Ａ、１２Ｂとが、ガス入口側ブロック１２の両側部に対称状に形成されている。また、パージガス通路９がガス入口側ブロック１２の長さ（高さ）H’の方向に貫孔されている。
【００６８】
同様に、前記ガス出口側ブロック１３は四角柱状の長さ（高さ）H’を有する細長いブロックを形成しており、流量制御器３Ａ、３Ｂの出口ブロック１６Ａ，１６Ｂ（２次側）と出口開閉弁５Ａ、５Ｂ間を連通するＶ字型ガス通路１３Ａ、１３Ｂと、出口開閉弁５Ａ、５Ｂとプロセスガス通路１０とを連通するガス通路１３Ｃとが、ガス出口側ブロック１３の両側部に対称状に形成されている。また、プロセスガス通路１０がガス出口側ブロック１３の長さ（高さ）H’の方向に貫孔されている。
【００６９】
前記入口開閉弁１Ａ、１Ｂ、出口開閉弁５Ａ、５Ｂ、三方切換開閉弁２Ａ、２Ｂは夫々公知のものであり、例えば特開２００４−１００８８９号に開示されている多段アクチエータを用いたダイレクトタッチ型メタルダイヤフラム弁が使用されているが、電磁弁の他、どのような開閉弁を使用しても良い事は勿論である。
また、当該第１実施形態では、流量制御装置３A、３Bとして株式会社フジキン製のＦＣＳ型圧力式流量制御装置を使用しているが、流量制御装置３A、３Bとして熱式流量制御装置を用いてもよいことは勿論である。
【００７０】
また、前記入口開閉弁１Ａ、１Ｂ、出口開閉弁５Ａ、５Ｂ、三方切換開閉弁２Ａ、２Ｂは
所謂ベローズ型開閉弁であっても良く、更に、ガス入口側ブロック１２やガス出口側ブロック１３の側面へ直接ねじ込み固定する形式であっても、或いはフランジを介してボルトにより固定する形式であっても良い。
【００７１】
図５は、ガス入口側ブロック１２に取付けした入口開閉弁１Ａ、１Ｂ及び三方切換開閉弁２Ａ、２Ｂの取付状態を示す部分縦断面図である。各開閉弁の本体ブロック１８Ａ、１８Ｂ、２０Ａ、２０Ｂには弁室用凹部２５Ａ、２５Ｂが設けられ、その底面に弁座シート２６Ａ、２６Ｂが嵌合固定されている。また、弁体はメタルダイヤフラム２７Ａ、２７Ｂにより形成されており、ダイヤフラム押え２８Ａ、２８Ｂにより弁座シート２６Ａ、２６Ｂ側へ押圧される。
【００７２】
即ち、前記入口開閉弁１Ａ、１Ｂはその入口開閉弁本体ブロック１８Ａ、１８Ｂを、また前記三方切換開閉弁２Ａ、２Ｂはその三方切換開閉弁本体ブロック２０Ａ、２０Ｂを、夫々ガス入口側ブロック１２の両側の側面へ固定ボルト２１Ａ、２１Ｂによりシール部材２４Ａ、２４Ｂを介して気密に固定することにより、ガス入口側ブロック１２の側面へ水平姿勢で固定されている。
同様に、前記出口開閉弁５Ａ、５Ｂは、その出口開閉弁本体ブロック１９Ａ、１９Ｂをガス出口側ブロック１３の両側側面へ固定用ボルト２１Ａ、２１Ｂによりシール部材２４Ａ、２４Ｂを介して気密に固定することにより、ガス出口側ブロック１３の側面へ水平姿勢で固定されている。
【００７３】
前記圧力式流量制御器３Ａ、３Ｂは特開２００６−３３０８５１号等により公知のものである。即ち、特開２００８−２４９００２号等に開示されている公知のメタルダイヤフラム式ピエゾ素子駆動型制御弁を用いてオリフィス上流側の圧力を調整することにより、オリフィスを流通するガス流量を制御するものである。
【００７４】
図６は、図３に於ける圧力式流量制御器３Aの取付状態を示す部分拡大縦断面図であり、圧力式流量制御器本体ブロック１４Aに固定した入口ブロック１５Ａ及び出口ブロック１６Ａをガス入口側ブロック１２及びガス出口側ブロック１３へ固定することにより、圧力式流量制御器３Aが取付け固定されている。
また、圧力式流量制御器本体ブロック１４Ａの左側面には弁室用凹部３０Ａが、更に、右側面には圧力検出器４Ａの取付用凹部３１Ａが夫々設けられている。
前記弁室用凹部３０Ａ内には弁体を構成するダイヤフラム３２Ａ、ダイヤフラム押え３３Ａ、ボンネット３４Ａが収納されており、また、前記圧力検出器取付用凹部３１Ａ内には圧力検出器４Ａが収納されている。
尚、図６に於いて、１２はガス入口側ブロック、１３はガス出口側ブロック、１５Ａは圧力式流量制御器３Aの入口ブロック、１６Ａは圧力式流量制御器３Aの出口ブロック、３５はオリフィス，３６Ａ、３７Ａ、３８Ａはガス通路、３９は弁棒、４０はカバー体である。
【００７５】
尚、上記図１乃至図６に於いては、ガス入口側ブロック１２及びガス出口側ブロック１３を長さ（高さ）H´を有する一本の細長い四角柱体に形成し、その両側面へ各ガス供給ラインＳを形成する入口開閉弁及び三方切換開閉弁、出口開閉弁を配列固定するようにしているが、ガス入口側ブロック１２及びガス出口側ブロック１３を８個のブロック体に分割し、隣接するブロック体同士を順次高さ方向に気密に組み合せ固定する構造としてもよいことは勿論である。この場合には、各ブロック体の組合せ面の数だけシール部が増加することになるが、ブロック体へのガス流路の穿設加工がより容易となる。
【００７６】
上記図１乃至図６に示した第１実施形態に於いては、半導体製造装置の上方部等へ集積化ガス供給装置を水平状態に載置した場合（即ち、プロセスガス入口側継手６を側方に位置させた設置状態の場合）には、各ガス供給ラインＳを形成する機器類を全て側方（水平方向）から取外し、取付けすることができ、集積化ガス供給装置の保守管理が極めて容易となる。
また、１６種のガス供給ラインＳを設けた場合にあっても、集積型ガス供給装置の高さ寸法Ｈ及び奥行寸法Ｌを夫々２５０ｍｍ以内に、また、横幅寸法Ｗを３５０ｍｍ以内に納めることが可能となり、集積型ガス供給装置の大幅な小型化が可能となる。
【００７７】
［第２実施形態］
次に、図７乃至図１７に基づいて、本発明の第２実施形態を説明する。
図７乃至図１０は、第２実施形態の第１例を示すものであり、また、図１１乃至図１５は、第２実施形態で使用する圧力式流量制御装置３の第２例を、更に、図１６は第２実施形態で使用する圧力式流量制御装置３の第３例を、図１７は第２実施形態で使用する圧力式流量制御装置３の第４例を、それぞれ示すものである。
【００７８】
［第１例］
先ず、図７乃至図１０に基づいて、第２実施形態の第１例を説明する。
図７は第２実施形態の第１例に係る集積型ガス供給装置の正面図であり、図８は図７のロ−ロ視断面図、図９は図７の右側面図、図１０は図７の左側面図である。
【００７９】
図７乃至図１０に於いて、前記図１乃至図６と同じ部位、部材にはこれと同じ参照番号を付すものとする。
また、当該第２実施形態の第１例に係る集積型ガス供給装置願明細書に於いては、図７の正面図のパージガス入口継手７及びプロセスガス入口継手８を設けた側を上方（上面側）とする。即ち、水平断面図である図８の入出力接続具（ケーブルコネクタ）１１A、１１Bを設けた側を集積型ガス供給装置の正面側、入口開閉弁１A、三方切換快方弁２Ａ及び出口開閉弁５Bを設けた側を集積化ガス供給装置の背面側とし、また、図７及び図８の流量制御装置３Ａ側を集積型ガス供給装置の左側、流量制御装置３Ｂ側を集積型ガス供給装置の右側と夫々呼ぶ。
また、第２実施形態に係る集積型ガス供給装置願明細書に於いては、集積型ガス供給装置の横幅Ｗ、奥行Ｌ及び高さＨは、図７及び図８に記載の通りとする。
【００８０】
当該第２実施形態に於いては、図７及び図８に示すように一つのガス供給ラインSAを形成する圧力式流量制御器３Ａのピエゾ素子駆動部２２Ａと、他の一つのガス供給ラインSBを形成する圧力式流量制御器３Ｂのピエゾ素子駆動部２２Ｂとを隣接せしめて並列状に水平方向（奥行き方向）に配設したものを１組のユニットとし、これ等のユニットを８組、図７に示すように高さHの方向に並列状に積層して組合せ固定することにより、１６種のガスの供給ラインを備えた積層型のガス供給装置が構成されている。
【００８１】
即ち、２基の圧力式流量制御器３Ａと圧力式流量制御器３Ｂとを左右に隣接して並列状に配列固定したユニットは、固定用のキャップボルト５０（図７、図８参照）により、後述するガス入口側ブロック４１及びガス出口側ブロック４２へ固定されている。また、この２基の圧力式流量制御器３Ａ、３Ｂから成るユニットを固定したガス入口側ブロック４１及びガス出口側ブロック４２は、積層されて上下に隣接するガス入口側ブロック４１、４１同士及び上下に隣接する出口側ブロック４２、４２同士を、夫々気密に順次連絡することにより一体化されている。このようにして、並列状に積み重ねた８組のユニットを相互に固定することにより、１６のガス供給ラインSを備えた積層型のガス供給装置が形成されている。
【００８２】
前記ガス入口側ブロック４１は短い四角柱状のブロック体に形成されており、図８に示されているように、その左側側面にはプロセスガス入口継手６Ｂ、入口開閉弁１Ｂ、プロセスガス入口継手６Ａ、入口開閉弁１Ａが、また、その右側側面には三方切換開閉弁２Ｂ、２Ａが夫々配列固定されている。
【００８３】
尚、２５Ａ、２５Ｂは、ガス入口側ブロック４１に穿設された各開閉弁１Ｂ、１Ａ及び三方切換開閉弁２Ｂ、２Ａの弁室用凹部であり、その底面には弁座シート２６Ａ、２６Ｂが形成されていて、弁の駆動部（押圧用ピストン２９Ａ、２９Ｂ）は前記弁室用凹部２５Ａ、２５Ｂ内へねじ込み固定されている。
【００８４】
前記プロセスガス入口継手６Ｂ、入口開閉弁１Ｂ、プロセスガス入口継手６Ａ、入口開閉弁１Ａは、入口側ブロック４１の左側側面の上方より一定の間隔を置いて固定されており、プロセスガス入口継手６Ｂとプロセスガス入口継手６Ａは固定用ボルト２１Ｂ、２１Ａにより、また、入口開閉弁１Ｂ及び入口開閉弁１Ａはねじ込み方式により、夫々ガス入口側ブロック４１の左側側面に固定されている。
【００８５】
また、ガス入口側ブロック４１には、図８に示すようにプロセスガス入口継手６Ｂと入口開閉弁１Ｂ間を接続するガス通路４１ａ、入口開閉弁１Ｂと三方切換開閉弁２Ｂを連通するガス通路４１ｂ、三方切換開閉弁２Ｂと圧力制御装置３B間を連通するガス通路４１ｃ、三方切換開閉弁２Ｂとパージガス入口９とを連通するガス通路４１ｄが穿設されている。
尚、プロセスガス入口継手６Ａから流入したプロセスガス等の流路についても上記と同様に、ガス流路４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄが夫々穿設されている。
尚、図８に於いて、２４Ａ、２４Ｂはシール部材であり、２１Ａ、２１Ｂは固定用ボルトである。
【００８６】
前記圧力式流量制御器３Ａ、３Ｂの本体ブロック４５は、第１実施形態に於ける圧力式流量制御装置の本体ブロックを２組分一体化したものであり、実質的な構成は第１実施形態の図６に示したものと同じである。
尚、図８に於いて３６Ａ、３６Ｂ、３７Ａ、３７Ｂ、３８Ａ、３８Ｂは夫々ガス通路であり、３５Ａ、３５Ｂはオリフィス、２４Ｂ、２４Ａはシール部材である。
また、４Ａ、４Ｂは圧力検出器であり、当該圧力検出器４Ａ、４Ｂの圧力式流量制御器本体ブロック４５への取付構造は、第１実施形態の図６の場合と同じである。
【００８７】
前記圧力式流量制御器３Ａ、３Ｂの本体ブロック４５と前記ガス入口側ブロック４１の間は、圧力式流量制御器入口ブロック４６を介して連通されている。又、圧力式流量制御器入口ブロック４６の構成は第１実施形態の場合の入口ブロック１５Ａとほぼ同じであるが、ガス流通路４６ａ、４６ｂが２本となっている点、及び圧力式流量制御器３Ａを入口側ブロック４１へ夫々対向状に位置せしめた４本のキャップボルト５０、５０（図７参照）によって固定している点が異なる。
【００８８】
前記圧力式流量制御器本体ブロック４５のガス出口側には、圧力式流量制御器出口ブロック４７が気密に固定されている。この圧力式流量制御器出口ブロック４７は第１ブロック体４７’と第２ブロック体４７’’とをシール部材２４A、２４Bを介して固定ボルト６５により気密に連結することにより構成されている。当該圧力式流量制御器出口ブロック４７は、第１実施形態の出口ブロック１６Ａと同様に、圧力式流量制御器本体ブロック４５とガス出口側ブロック１３間を連結する機能を果たすものであり、第１実施形態の圧力式流量制御器本出口ブロック１６A(図６参照)の場合と同じである。但し、この圧力式流量制御器出口ブロック４７には２本のガス通路４７ａ、４７ｂが穿設されている点、及び圧力式流量制御器３Bをガス出口側ブロック４２へ夫々対向状に位置せしめた４本のキャップボルト５０、５０（図７及び図８参照）によって固定している点が異なっている。尚、当該圧力式流量制御器出口ブロック４７を第１ブロック体４７’ と第２ブロック体４７’’とに分割せずに、一体に形成しても良いことは勿論である。
【００８９】
前記圧力式流量制御器出口ブロック４７の第２ブロック体４７’’は、プロセスガスの出口ブロック４２に気密に接続固定されている。また、当該プロセスガスの出口ブロック４２は短い四角柱形のブロックに形成されていて、その外側側面には、図８及び図９に示されているように出口開閉弁５Ａ、５Ｂが水平方向にねじ込み固定されている。
【００９０】
プロセスガスの出口ブロック４２の側面には、出口開閉弁５Ａ、５Ｂを形成する弁室用凹部２５Ａ、２５Ｂが形成されており、更に、圧力式流量制御器出口ブロック４７からのガス流通用のガス通路４２ａ、４２ｂ、４２ｃが夫々設けられている。
【００９１】
前記パージガス通路ブロック４３は、四角柱状の高さ寸法H’を有する細長い四角柱状の部材であり、高さH’の方向にパージガス通路９が穿設されている。
【００９２】
同様に、前記プロセスガス通路ブロック４４は四角柱状の高さ寸法H’を有する細長い四角柱状の部材であり、その長さ（高さH’）の方向にプロセスガス通路１０が穿設されている。
【００９３】
上記パージガス通路ブロック４３及びプロセスガス通路ブロック４４は、高さHの方向に積み重ね状に積層した８個の入口側ブロック４１及び８個の出口側ブロック４２を、夫々気密に連結固定する機能を果すものであり、２本の固定用ボルト２１Ａ、２１Ｂによって各ブロック４１、４２をパージガス通路ブロック４３、プロセスガス通路ブロック４４へ固定するものである。
【００９４】
即ち、第２実施形態に於いては、ガス入口側ブロック４１及びガス出口側ブロック４２が短い角柱状ブロックに分割されており、第１実施形態に於ける高さ方向に長さ寸法H´を有する長尺の入口側ブロック１２及び出口側ブロック１３とは形態を異にするものである。
【００９５】
尚、第２実施形態に於いては、図７乃至図１０（第１例）、図１１（第２例）、図１６（題３例）、図１７（題４例）に示すように、二つのガス供給ラインを組合せして成る８個のユニットを、対向状に配置した４本のキャップボルト５０、５０により圧力式流量制御器入口ブロック４６及び圧力式流量制御器出口ブロック４７へ夫々固定する構成としており、一つのユニットは８本のキャップボルト５０により締付け固定されている。
【００９６】
当該第２実施形態に係る集積型ガス供給装置に於いても、半導体製造装置の天井部等へガス供給装置を水平姿勢で載置することにより、各機器類の取替え、補修等は、集積化ガス供給装置の側面側より固定用ボルト２１Ａ、２１Ｂやキャップボルト５０、５０を取り外しすることにより、簡単に行うことが出来る。
【００９７】
［第２例］
次に、本発明の第２実施形態で使用する圧力式流量制御装置３の第２例に付いて説明をする。
【００９８】
図１１乃至図１５は、第２実施形態で使用する圧力式流量制御装置３の第２例を示すものである。この第２例に係る圧力式流量制御装置３は、先に、第１例として図７及び図８で示した圧力式流量制御装置３とほぼ同一の構造を有するものであるが、２基のピエゾ素子駆動部２２Ａ、２２Ｂを備えた圧力式流量制御装置３の制御回路２３Ａ、２３Ｂを１枚の基板上にまとめて形成し、ピエゾ素子駆動部２２Ａ、２２Ｂの側方に、平面視に於いて並列状に配置するようにしたものである。
【００９９】
即ち、流量制御器３をピエゾ素子駆動型制御弁を用いた圧力式流量制御器とし、二基のピエゾ素子駆動型制御弁２２Ａ、２２Ｂを平面視に於いて水平姿勢で横幅Ｗの方向に並列状に配列すると共に、その一方の側方に２基の圧力式流量制御器３Ａ、３Ｂの制御回路２Ａ、２Ｂを形成する基板を水平に配列するようにしたものである。
【０１００】
尚、図１１乃至図１５に於いて、前記図７及び図８等と同じ部位、部材には、これと同一参照番号が付されている。
また、図１１乃至図１５に於いて、６５、６６は固定用ボルト、６７はスイッチ及び表示板等であり、制御回路２３Ａ、２３Ｂへの入出力接続具は１１は１箇所にまとめられている。
【０１０１】
当該第２例の圧力式流量制御装置３に於いては、制御回路２３Ａ、２３Ｂを図１１のような形態で配列設置することにより、圧力式流量制御装置３の部分の横幅Ｗｏを１８４ｍｍ以下に、奥行きＬ１を１７５ｍｍ以下に、また、その厚みＤｏを２１ｍｍ以下に夫々押えることが可能となり、ガス供給装置の一層の小型化が可能となる。
【０１０２】
［第３例］
図１６は、本発明の第２実施形態で使用する圧力式流量制御装置３の第３例を示す横断面図であり、下記の各点を除いて、前記図１１に示した第２例とほぼ同じ構成を有するものである。即ち、圧力式流量制御器３の出口ブロック４７の正面側に、オリフィス３５Ａの２次側（下流側）のガス圧力を検出する圧力検出器４Ａ´を設けた点、及び、圧力式流量制御器３の出口ブロック４７の背面側に、オリフィス３５Ｂの２次側（下流側）のガス圧力を検出する圧力検出器４Ｂ´を設けた点、並びに、圧力検出用のガス流路５２ａ、５２ｂを設けた点が、図１１に示した第２例と異なっている。
【０１０３】
流量制御器３は、前記第２例の場合と同様に、ピエゾ素子駆動型制御弁２Ａ、２Ｂを用いた圧力式流量制御器であり、二基のピエゾ素子駆動型制御弁２Ａ、２Ｂを平面視に於いて水平姿勢で横幅Ｗの方向に並列状に配列すると共に、その一方の側方に２基の圧力式流量制御器の制御回路２Ａ、２Ｂを形成する制御回路２３の基板を水平状に配置するようにしている。
【０１０４】
出口ブロック４７の第１ブロック体４７’の部分には、その正面側及び背面面側に夫々第２圧力検出器４Ａ´、４Ｂ´の取付用凹部３１ａ、３１ａを対向状に設けると共に、一方の第２圧力検出器取付用凹部３１ａと、本体ブロック４５のガス通路３８Ａと出口ブロック４２のガス通路４２ａ間を連通するガス通路４７ａと、ガス通路４７ａと一方の第２圧力検出器取付用凹部３１ａ間を連通するガス通路５２ａが設けられている。  同様に、出口ブロック４７の第１ブロック体４７’の部分には、他方の第２圧力検出器取付用凹部３１ａと、本体ブロック４５のガス通路３８Ｂと出口側ブロック４２のガス通路４２ｂ間を連通するガス通路４７ｂと、他方の第２圧力検出器取付用凹部３１ａとガス通路４７ｂ間を連通するガス通路５２ｂが設けられている。
【０１０５】
尚、図１６に於いて、３１ａ、３１ｂは圧力検出器取付凹部、４Ａ´、４Ｂ´は圧力検出器、５２ａ、５２ｂ、５３ａ、５３ｂ、５４ｂ、５４ａはガス通路である。
また、図１６の第３例に於いても、前記第１例及び第２例に係る圧力式流量制御器３と同一の部位、部材には、同じ参照番号が使用されている。
【０１０６】
当該第３例に於いては、オリフィス３５Ａ、３５Ｂの下流側に圧力検出器４Ａ´、４Ｂ´を設けているため、オリフィスを流通するガス流が非臨界状態のガス流であっても、所謂差圧式の圧力流量制御ができると云う特徴がある。
【０１０７】
［第４例］
図１７は、本発明の第２実施形態で使用をする圧力式流量制御装置３の第４例を示す横断面図であり、制御回路２３を３箇所に分割して配置している点、及び各ガス供給ラインに切換弁５６Ａ、５６Ｂを設けて、小流量用オリフィス３５Ａ、３５Ｂ、又は、小流量用オリフィス３５Ａ、３５Ｂ及び大流量用オリフィス５５Ａ、５５Ｂを通してガス供給ができるようにしている点が、第１例乃至第３例の圧力式流量制御装置３と異なっている。
【０１０８】
即ち、当該第４例では、流量制御器３をピエゾ素子駆動型制御弁２Ａ、２Ｂを用いた圧力式流量制御器とし、二基のピエゾ素子駆動型制御弁２Ａ、２Ｂを平面視に於いて水平姿勢で横幅Ｗの方向に並列状に配列すると共に、その一方の側方に２基の圧力式流量制御器の制御回路２Ａ、２Ｂを形成する制御回路２３の基板を水平状に配置するようにしている。
【０１０９】
一方、流量制御器３の本体ブロック４５は、四角柱状の本体ブロック４５の正面側に二つのピエゾ素子駆動型制御弁の弁室用凹部２５Ａ、２５Ｂと二つの切換弁の弁室用凹部５９Ａ、５９Ｂを、また、本体ブロック４５の底面側に二つの圧力検出器取付用凹部３１Ａ、３１Ｂを設けた構成としている。
【０１１０】
更に、流量制御器３の本体ブロック４５には、前記各弁室用凹部２５Ａ、２５Ｂと圧力検出器取付用凹部３１Ａ，３１Ｂ間を連通するガス通路３７Ａ、３７Ｂと、各弁室用凹部２５Ａ、２５Ｂと流量制御器入口ブロック４６間を連通するガス通路３６Ａ、３６Ｂと、各圧力検出器取付用凹部３１Ａ、３１Ｂと流量制御器出口ブロック４７間を連通するガス通路３８Ａ、３８Ｂと、各ガス通路３８Ａ、３８Ｂに介設したオリフィス３５Ａ、３５Ｂと、各切換弁の弁室用凹部５９Ａ、５９Ｂと各ガス通路３８Ａ、３８Ｂ間を連通するガス通路５３ａ、５３ｂと、各切換弁の弁室用凹部５９Ａ、５９Ｂと流量制御器出口ブロック４７間を連通するガス通路５４ａ、５４ｂが夫々形成されており、前記ガス通路５４ａ、５４ｂの出口側端部にはオリフィス５５Ａ、５５Ｂが設けられている。
【０１１１】
加えて、流量制御器出口ブロック４７は、本体ブロック４５のガス通路３８Ａとガス出口側ブロック４２のガス通路４２ａ間を連通するガス通路４７ａ、及び本体ブロック４５のガス通路３８Ｂとガス出口側ブロック４２のガス通路４２ｂ間を連通するガス通路４７ｂを設けると共に、本体ブロック４５のガス通路５４ａと前記ガス通路４７ａを連通するガス通路６２ａ、及び本体ブロック４５のガス通路５４ｂと前記ガス通路４７ｂを連通するガス通路６２ｂを備えた構成としている。
【０１１２】
尚、図１７に於いて、５５Ａ、５５Ｂはオリフィス径の比較的大きな大流量制御用オリフィス、５６Ａ、５６Ｂは制御流量の切換弁、５７Ａ、５７Ｂはリミットスイッチ、５８Ａ、５８Ｂはリミットスイッチの位置調整機構、５９Ａ、５９Ｂは切換弁の弁室用凹部、６０Ａ、６０Ｂは操作用空気供給機構、６１Ａ、６１Ｂは空気流量制御、６３Ａ、６３Ｂは空気供給口である。
【０１１３】
前記空気流供給口６３Ａ、６３Ｂから、空気流制御弁６１Ａ、６１Ｂを通して切換弁５６Ａ、５６Ｂへ操作用空気が送られ、これによって切換弁５６Ａ、５６Ｂが開閉制御されると、切換弁５６Ａ、５６Ｂの作動状況がリミットスイッチ５７Ａ、５８Ｂを介して外部へ発信される。尚、リミットスイッチ５７Ａ、５７Ｂと切換弁５６Ａ、５６Ｂの駆動部（図示省略）との相対位置は、位置調整機構５８Ａ、５８Ｂにより調整可能となっている。
【０１１４】
具体的には、小流量ガスの制御の際には、切換弁５６Ａ、５６Ｂは閉状態に保持される。その結果、供給ガスは比較的小口径のオリフィス３５Ａ、３５Ｂにより流量制御され、プロセスチャンバ（図示省略）へ供給されて行く。
また、大流量ガスの制御の際には、切換弁５６Ａ、５６Ｂが開状態に保持される。その結果、供給ガスは比較的大口径のオリフィス５５Ａ、５５Ｂにより流量制御され、プロセスチャンバ（図示省略）へ供給されて行く。
【０１１５】
当該第４例の圧力式流量制御装置３を使用した場合には、供給ガス流量に応じてガスの制御流量範囲を任意に切換えすることができ、より高い流量制御精度が得られることになる。
【０１１６】
［第３実施形態］
次に、図１８乃至図２０は、本発明の第３実施形態を示すものであり、当該図１８乃至図２０に基づいて本発明の第３実施形態を説明する。
【０１１７】
図１８は第３実施形態に係る集積型ガス供給装置の正面図であり、図１９は図１８のハ−ハ視断面図（横断面図）、図２０は図１８の右側面図である。
尚、図１８乃至図２０に於いて、前記図１乃至図１７と同じ部位、部材にはこれと同じ参照番号を付すものとする。尚、当該第３実施形態の集積型ガス供給装置に於いては、図１８のパージガス入口継手７及びプロセスガス出口継手８のを設けた側を集積化ガス供給装置の上方とする。
また、当該第３実施形態に係る集積型ガス供給装置に於いては、ガス供給装置の横幅Ｗ、奥行Ｌ及び高さＨを図１８乃至図２０に記載の通りとする。
【０１１８】
即ち、当該第３実施形態の集積化ガス供給装置は、図１９に示すように、第１実施形態に於けるガス入口側ブロック１２及びガス出口側ブロック１３の構成（図３参照）と、第２実施形態に於ける圧力式流量制御器本体ブロック４５（図１１及び図８参照）との組合せからなる二つのガス供給ラインSA、ＳBを備えた集積型ガス供給装置を、相互に対向させて夫々の横幅Ｗ方向に一列状（水平状）に組合せ固定することにより、四つのガス供給ラインＳA、ＳA 、ＳB、ＳBを備えたユニット体５１を形成し、当該ユニット体５１を高さＨの方向に４段積み重ねして相互に支持固定することにより、構成されている。
【０１１９】
図１８乃至図２０を参照して、１Ａ、１Ｂは入口側開閉弁、２Ａ、２Ｂは三方切換開閉弁、３Ａ・３Ｂは流量制御器（ＦＣＳ−Ａ、ＦＣＳ−Ｂ）、４Ａ、４Ｂは圧力検出器、５Ａ、５Ｂは出口開閉弁、６Ａ、６Ｂはプロセスガス入口継手、７はパージガス入口継手、８はプロセスガス出口継手、９はパージガス通路、１０はプロセスガス通路、１１Ａ、１１Ｂは入出力接続具（ケーブルコネクタ）である。
【０１２０】
また、図１８乃至図２０に於いて、１２は四角柱状のガス入口側ブロック、１２Ａ、１２ＢはＶ字型ガス通路、１２Ｃ、１２Ｃ′はガス通路、１３は四角柱状のガス出口側ブロック、１３ＡはＶ字型ガス通路、１３Ｃ、１３Ｃ′はガス通路、４５は流量制御器本体ブロック、４６は流量制御器入口ブロック、４７は流量制御器出口ブロック、４８は圧力検出器取付ブロック、１８Ａ、１８Ｂは入口開閉弁本体ブロック、１９Ａ、１９Ｂは出口開閉弁本体ブロック、２０Ａ、２０Ｂは三方開閉弁本体ブロック、２１Ａ、２１Ｂは固定用ボルトであり、流量制御器３Ａ、３Ｂにはピエゾ素子駆動体２２Ａ、２２Ｂ及び制御回路２３Ａ，２３Ｂが具備されている。
尚、ガス入口側ブロック１２及びガス出口側ブロック１３は、後述するユニット体５１を複数、例えば４ユニットを積層状に支持固定した時には、高さＨ’を有している。
【０１２１】
前記圧力式流量制御器３Ａ、３Ｂの本体ブロック４５は、第1実施形態に於ける圧力式流量制御装置の本体ブロックを２組分一体化したものであり、その実質的な構成は第２実施形態の図８や図１１に示したものと同じである。
尚、図１９に於いて、３６Ａ、３６Ｂ、３７Ａ、３７Ｂ、３８Ａ、３８Ｂは夫々ガス通路であり、３５はオリフィス、２４Ｂ、２４Ａはシール部材である。
また、４Ａ、４Ｂは圧力検出器であり、当該圧力検出器４Ａ、４Ｂの圧力式流量制御器の本体ブロック４５への取付構造は、第２実施形態の図８や図１１の場合と同じである。
【０１２２】
前記圧力式流量制御器３Ａ、３Ｂの本体ブロック４５と前記ガス入口側ブロック１２間は、圧力式流量制御器入口ブロック４６を介して連通されている。又、圧力式流量制御器入口ブロック４６の構成は第２実施形態の場合の入口ブロック４６と同じであり、ガス流通路４６ａ、４６ｂが設けられている。
【０１２３】
前記圧力式流量制御器本体ブロック４５のガス出口側には、出口ブロック４７が気密に固定されており、この圧力式流量制御器出口ブロック４７には２本のガス通路４７ａ、４７ｂが穿設されている。尚、当該圧力式流量制御器出口ブロック４７の構成及び機能は、第２実施形態の場合と同じである。
【０１２４】
前記圧力式流量制御器出口ブロック４７は出口側ブロック１３に気密に接続固定されており、また、当該出口側ブロック１３は四角柱形の高さ方向長さH’を有するブロックに形成されていて、その両側側面には、図１２に示されているように出口側開閉弁５Ａ、５Ｂが対向状に水平方向にねじ込み固定されている。
【０１２５】
上記のように、ガス入口側ブロック１２、圧力検出器入口ブロック４６、圧力式流量制御器本体ブロック４５、圧力式流量制御器出口ブロック４７、入口側開閉弁１Ａ、１Ｂ、三方切換開閉弁２Ａ、２Ｂ、流量制御器３Ａ・３Ｂ、圧力検出器４Ａ、４Ｂ、ガス出口側ブロック１３及び出口開閉弁５Ａ、５Ｂ等の組合せからなる二つのガス供給ラインＳA、SBを、ガス入口側ブロック１２及びガス出口側ブロック１３の高さ方向に４段積み重ね固定して形成された２組の集積型ガス供給装置は、図１９に示すように夫々相互に対向させた状態で横幅Ｗ方向に一列状に水平に組合せ固定される。これによって、四つのガス供給ラインＳA、SBを備えたユニット体５１を４段積み重ね状に積層固定した形式の集積型ガス供給装置が形成される。
【０１２６】
尚、前記対向せしめた二基の集積型ガス供給装置同士の固定機構は、如何なる機構であっても良く、本第３実施形態では、両ガス入口側ブロック１２，１２間を連結材（図示省略）により固定することにより、二基の集積型ガス供給装置同士を固定する構成としている。
また、二基の集積型ガス供給装置同士の固定は、ガス出口側ブロック１３から出ているプロセスガス出口継手８同士を連結したり、ガス出口側ブロック１３、１３にフランジ状の継手を形成することで、両ガス出口側ブロック１３、１３同士を連結することも可能である。
【０１２７】
尚、二基の集積型ガス供給装置同士の固定に際しては、図１９に示すように、対向させる両集積型ガス供給装置の奥行Ｌ方向の位置をずらせて、両者の開閉バルブ１Ｂ，２Ｂ，５Ｂ同士を横幅W方向に重ね合わせ、集積型ガス供給装置の横幅Ｗを短縮するようにするのが望ましい。
【０１２８】
前記四つのガス供給ラインＳA、SBを備えたユニット体５１は、適宜数だけ図２０に示すように積み重ねすることができ、例えば４ユニットを高さＨの方向に積層固定することにより、４段のユニット体５１から成る合計１６のガス供給ラインSを備えた集積型化ガス供給装置が形成される。
【産業上の利用可能性】
【０１２９】
本発明は半導体製造装置用のみならず、各種の化学装置等に於けるガス供給装置としても利用できるものである。
【符号の説明】
【０１３０】
Ｗ  ガス供給装置（集積型）の横幅寸法
Ｌ  ガス供給装置（集積型）の奥行寸法
Ｈ  ガス供給装置（集積型）の高さ寸法
H’ 高さ方向の寸法
Ｓ  ガス供給ライン
φ  ガス供給装置（集積型）の横幅方向の中心線
１、１Ａ、１Ｂ    入口開閉弁
２、２Ａ、２Ｂ    三方切換開閉弁
３、３Ａ、３Ｂ    圧力式流量制御器
４、４Ａ、４Ｂ    圧力検出器
４Ａ´、４Ｂ´  圧力検出器
５、５Ａ、５Ｂ    出口開閉弁
６、６Ａ１〜６Ａ８  プロセスガス入口継手（集積型）
６、６Ｂ１〜６Ｂ８  プロセスガス入口継手
７  パージガス入口継手
８  プロセスガス出口継手
９  パージガス通路
１０  プロセスガス通路
１１、１１Ａ１、１１Ａ２  入出力接続具（ケーブルコネクタ）
１１、１１Ｂ１、１１Ｂ２  入出力接続具（ケーブルコネクタ）
１２  ガス入口側ブロック
１２Ａ、１２Ｂ  Ｖ字型ガス通路
１２Ｃ、１２Ｂ  ガス通路
１３  ガス出口側ブロック
１３Ａ、１３Ｂ  Ｖ字型ガス通路
１３Ｃ  ガス通路
１４、１４Ａ、１４Ｂ  圧力式流量制御器本体ブロック
１５、１５Ａ、１５Ｂ  圧力式流量制御器入口ブロック
１６、１６Ａ、１６Ｂ  圧力式流量制御器出口ブロック
１７、１７Ａ、１７Ｂ  圧力検出器取付ブロック
１８、１８Ａ、１８Ｂ  入口開閉弁本体ブロック
１９、１９Ａ、１９Ｂ  出口開閉弁本体ブロック
２０、２０Ａ、２０Ｂ  三方開閉弁本体ブロック
２１、２１Ａ、２１Ｂ  固定用ボルト
２２、２２Ａ、２２Ｂ  ピエゾ素子駆動部
２３、２３Ａ１、２３Ａ２  制御回路
２３、２３Ｂ１、２３Ｂ２  制御回路
２４、２４Ａ、２４Ｂ  シール部材
２５、２５Ａ、２５Ｂ  弁室用凹部
２６、２６Ａ、２６Ｂ  弁座シート
２７、２７Ａ、２７Ｂ  メタルダイヤフラム（弁体）
２８、２８Ａ、２８Ｂ  ダイヤフラム押え
２９、２９Ａ、２９Ｂ  押圧用ピストン
３０、３０Ａ  弁室用凹部
３１Ａ、３１Ｂ  圧力検出器取付用凹部（圧力検出器４Ａ、４Ｂ用）
３１ａ、３１ｂ  圧力検出器取付用凹部（圧力検出器４Ａ´、４Ｂ´用）
３２、３２Ａ  ダイヤフラム
３３、３３Ａ  ダイヤフラム押え
３４、３４Ａ  ボンネット
３５          オリフィス
３６  ３６Ａ  ガス通路
３７、３７Ａ  ガス通路
３８、３８Ａ  ガス通路
３９  弁棒
４０  カバー体
４１  ガス入口側ブロック
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄはガス流路
４２  ガス出口側ブロック
４２ａ、４２ｂはガス通路
４３  パージガス通路ブロック
４４  プロセスガス出口ブロック
４５  圧力式流量制御器本体ブロック
４６  圧力式流量制御器入口ブロック
４６ａ、４６ｂ、４２ｃ  ガス通路
４７  圧力式流量制御器出口ブロック
４７ａ、４７ｂ  ガス通路
４８  圧力検出器取付ブロック
４９  圧力検出器取付ブロックカバー体
５０  固定用キャップボルト
５１  ユニット体
５２ａ、５２ｂ  ガス通路
５３ａ、５３ｂ  ガス通路
５４ａ、５４ｂ  ガス通路
５５、５５Ａ、５５Ｂ  オリフィス（大口径用）
５６、５６Ａ、５６Ｂ  切換弁
５７、５７Ａ、５７Ｂ  リミットスイッチ
５８、５８Ａ、５８Ｂ  リミットスイッチ位置調整装置
５９、５９Ａ、５９Ｂ  切換弁の弁室用凹部
６０、６０Ａ、６０Ｂ  操作用空気供給機構
６１、６１Ａ、６１Ｂ  空気流制御弁
６２、６２ａ、６２ｂ  ガス通路
６３、６３Ａ、６３Ｂ  空気供給口
６５  固定ボルト
６６  固定ボルト
６７  切換スイッチ類
【図１】
0005576991.tif 000002
【図２】
0005576991.tif 000003
【図３】
0005576991.tif 000004
【図４】
0005576991.tif 000005
【図５】
0005576991.tif 000006
【図６】
0005576991.tif 000007
【図７】
0005576991.tif 000008
【図８】
0005576991.tif 000009
【図９】
0005576991.tif 000010
【図１０】
0005576991.tif 000011
【図１１】
0005576991.tif 000012
【図１２】
0005576991.tif 000013
【図１３】
0005576991.tif 000014
【図１４】
0005576991.tif 000015
【図１５】
0005576991.tif 000016
【図１６】
0005576991.tif 000017
【図１７】
0005576991.tif 000018
【図１８】
0005576991.tif 000019
【図１９】
0005576991.tif 000020
【図２０】
0005576991.tif 000021
【図２１】
0005576991.tif 000022
【図２２】
0005576991.tif 000023