(57)【要約】【課題】  ガス供給集積ユニットの出力下部ブロック内にある出力流路の太さを確保しつつ、ガス供給集積ユニットの省スペース化に貢献すること。【解決手段】  マスフローコントローラ４Ａと、マスフローコントローラ４Ａの上流にあって流路の開閉を行う入口開閉弁３Ａと、マスフローコントローラ４Ａの下流にあって流路の開閉を行う出口開閉弁５Ａとを有するガス供給ユニットを複数並列に配置し、各ガス供給ユニットの出口開閉弁５Ａの出口ポートと連通する出力流路１８が形成された出力下部ブロック１５を有するガス供給集積ユニットにおいて、出力下部ブロック１５の上面に、出口開閉弁５Ａの出口ポートと連通する入口連通孔１７Ａと、出口開閉弁５Ａをネジ止めするための一対の雌ネジ孔１６Ａとが形成され、出力下部ブロック１５が上流側に延設部を備え、出力下部ブロック１５に形成された出力流路１８が、延設部に形成され、雌ネジ孔１６Ａと干渉しない。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス供給ユニットを複数並列に配置し、各ガス供給ユニットの出口ポートと連通する出力流路が形成された出力下部ブロックを有するガス供給集積ユニットにおいて、
前記出力下部ブロックの上面に、前記ガス供給ユニットの前記出口ポートと連通する入口連通孔と、前記ガス供給ユニットをネジ止めするための一対の雌ネジ孔とが形成され、
前記出力下部ブロックが上流側に延設部を備え、
前記出力下部ブロックに形成された前記出力流路が、前記延設部に形成され、前記雌ネジ孔と干渉しないことを特徴とするガス供給集積ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載するガス供給集積ユニットにおいて、
前記ガス供給ユニットが、マスフローコントローラと、マスフローコントローラの上流にあって流路の開閉を行う入口開閉弁と、マスフローコントローラの下流にあって流路の開閉を行う出口開閉弁とを有することを特徴とするガス供給集積ユニット。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載するガス供給集積ユニットにおいて、
前記出力下部ブロックに形成された前記出力流路の内径が、前記出力下部ブロックの高さの半分よりも大きいことを特徴としたガス供給集積ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造工程で使用されるガス供給集積ユニットに関し、さらに詳細には入口開閉弁、マスフローコントローラ、出口開閉弁等のコンポーネント部品を備えるフレキシブルなガス供給集積ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造工程において、プロセスガスを供給するためのガス供給集積ユニットが開発され、使用されている。そして、半導体製造工程が、複数枚のウェハをバッチ処理する方法から、ウェハを１枚ずつ処理する枚葉処理方法に移行するようになり、ガス供給集積ユニットの小型化がより強く要求されている。
【０００３】
従来技術は、特許文献１、特許文献２、特許文献３等に公開されている。何れもガス供給集積ユニットの集積技術に関するもので、モジュールブロックを用いることで集積化を実現している。ただし、これらの文献には、本発明の出力下部ブロック及び、その内部を示すような適当な図面が開示されておらず、これらのモジュールブロックが用いる代表的な出力下部ブロックの例を、図４乃至図６で説明する。
【０００４】
図４は、従来のガス供給集積ユニットの流路断面図である。また、図５にガス供給集積ユニットの平面図、図６にはその側面図を示す。
このユニットにおいて、一列に配置された、レギュレータ１０１Ａ、圧力計１０２Ａ、入口開閉弁１０３Ａ、マスフローコントローラ１０４Ａ、出口開閉弁１０５Ａは、それぞれ各ユニットをつなぐ流路ブロック１１０Ａ乃至１１４Ａに接続されている。
流路ブロック１１０Ａには、レギュレータ１０１Ａの片側がボルトによってマウントされ、流路ブロック１１１Ａには、レギュレータ１０１Ａの反対側と圧力計１０２Ａの片側がボルトによってマウントされ、流路ブロック１１２Ａには、圧力計１０２Ａの反対側と入口開閉弁１０３Ａの片側がボルトによってマウントされ、流路ブロック１１３Ａには、入口開閉弁１０３Ａの反対側とマスフローコントローラ１０４Ａがボルトによってマウントされ、流路ブロック１１４Ａには、マスフローコントローラ１０４Ａと出口開閉弁１０５Ａの片側が接続される。
このような配置のユニットＡ、Ｂ、Ｃが、図５に示すように、複数並列に隣り合うように配置され、出力下部ブロック１１５にボルトにマウントされている。
【０００５】
また、このユニットの内部流路は、流路ブロック１１０Ａの出口ポートがレギュレータ１０１Ａの入口ポートに接続され、レギュレータ１０１Ａの出口ポートが流路ブロック１１１Ａの入口ポートに、流路ブロック１１１Ａの出口ポートが圧力計１０２Ａの入口ポートに、圧力計１０２Ａの出口ポートが流路ブロック１１２Ａの入口ポートに、流路ブロック１１２Ａの出口ポートが入口開閉弁１０３Ａの入口ポートに、入口開閉弁１０３Ａの出口ポートが流路ブロック１１３Ａの入口ポートに、流路ブロック１１３Ａの出口ポートがマスフローコントローラ１０４Ａの入口ポートに、マスフローコントローラ１０４Ａの出口ポートが流路ブロック１１４Ａの入口ポートに、流路ブロック１１４Ａの出口ポートが出口開閉弁１０５Ａの入口ポートに、出口開閉弁１０５Ａの出口ポートが出力下部ブロック１１５に設けられ出力流路１１８に接続された入口連通孔１１７Ａの入口ポートに、それぞれ接続されてＶ字の流路を成す。
【０００６】
このような流路を経て、入口から供給されたガスは、出力下部ブロック１１５内に設けられた出力流路１１８内にて合流し、図示しない真空チャンバ等へと導かれる。
この出力下部ブロック１１５内に設けられた出力流路１１８には、複数のユニットからガスが同時に流入する場合があり、ガスが内部に滞留したり、内部のガス圧が高くなることによってユニット側に逆流したりする事を避けるために、流路径は太いほうが望ましい。これは、真空チャンバ内の圧力が低い場合は、入口側から入ってくるガス圧によって押し出されるため問題になりにくいが、真空チャンバ内が大気圧に開放され、パージ用のガス等を流す場合は十分に排気されない可能性があるためである。もちろん、低圧力下であっても、ユニット内の流路より径が太いことで、ガスが抜けやすくなるという恩恵が得られる。また、ユニットの集積化が進むにつれて、ユニットを多連にする要求も高まっており、結果、多数のユニットからガスを流すケースも増え、出力流路１１８を太くする要求も高まっている。
【特許文献１】特開平１１−３１１３５５号公報
【特許文献２】特開平１１−５０２５７号公報
【特許文献３】特開２０００−２８４７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、出力下部ブロック１１５は、出力流路１１８を中に設ける他に、出口開閉弁１０５Ａを介して複数のユニットを固定するという機能も有しており、出力流路１１８は、出力下部ブロック１１５に設けられる雌ネジ孔１１６Ａの干渉を避けなければならないという制限があるため、その流路の径を大きくとることが難しかった。
そこで、上記の問題点等に鑑み、図７、図８、図９に示すような変形例１が考えられる。図７は、ガス供給集積ユニットの流路断面図である。また、図８にガス供給集積ユニットの平面図、図９にはガス供給集積ユニットの側面図を示す。図７乃至図９には、図４乃至図６で説明した機器と同等のものが備えられているので、詳細な説明は省略する。
従来技術との相違点は、出力下部ブロック２１５の形状、出力下部ブロック２１５内に設けられた出力流路２１８の内径、及び流路ブロック２１０Ａ乃至２１４Ａの形状である。出力下部ブロック２１５を高さ方向に大きくすることによって、出口開閉弁２０５Ａ乃至２０５Ｃに接続する入口連通孔２１７Ａ乃至２１７Ｃの長さはそのままで、出力下部ブロック２１５内に設けられた出力流路２１８の内径を大きくすることが可能である。そして、それに伴い流路ブロック２１０Ａ乃至２１４Ａの高さも変更されている。これによって、出力流路の太さを確保し、ガスの流れをスムーズにすることを実現している。
【０００８】
しかしながら、上記変形例１のガス供給集積ユニットでは、出力流路の太さを確保できる反面、従来技術である出力下部ブロック１１５と、流路ブロック１１０Ａ乃至１１４Ａと比べ、出力下部ブロック２１５と、流路ブロック２１０Ａ乃至２１４Ａが下方向に拡張され、結果的にユニットの高さが高くなっている。現状、ガス供給集積ユニットの小型化と、より流路を短縮化したいという要求から、壁にかけるような方式で設置されるケースも増えており、結果高さの制限も受ける全体的な小型化という流れがあるが、上記変形例１は、この流れと逆行してしまうという問題がある。
【０００９】
また、上記変形例１とは別の変形例２を、図１０、図１１、図１２に示す。図１０は、ガス供給集積ユニットの流路断面図である。また、図１１にガス供給集積ユニットの平面図、図１２にはガス供給集積ユニットの側面図を示す。図１０乃至図１２には、図４乃至図６で説明した機器と同等のものが備えられているので、詳細な説明は省略する。
従来技術との相違点は、出力下部ブロック３１５の形状、出力下部ブロック３１５内に設けられた出力流路３１８の内径、流路ブロック３１０Ａ乃至３１４Ａの形状、及び出口開閉弁３０５Ａ乃至３０５Ｃの出口ポートと出力流路３１８を結ぶ入口連通孔３１７Ａ乃至３１７Ｃである。幅方向に大きくした出力下部ブロック３１５に、ユニットの外側へ延設部を設けることによって、雌ネジ孔３１６Ａの干渉域から外れる位置に出力流路３１８の内径を大きく設けることが可能である。そして、それに伴い出口開閉弁３０５Ａの出口ポートと出力流路３１８を接続する入口連通孔３１７Ａは斜めに設けられている。これによって、出力流路の太さを確保し、ガスの流れをスムーズにすることを実現している。
ただし、この変形例においては、高さの面についての問題は解消され、従来技術のものよりも更に高さを低くできるというメリットがあるが、出口開閉弁片側壁面からの出力下部ブロック３１５の飛び出し量が増え、全体的にユニットが長くなってしまっている。
【００１０】
本発明は、上記問題点を解決する為になされたものであり、ガス供給集積ユニットの出力下部ブロック内にある出力流路の太さを確保しつつ、ガス供給集積ユニットの省スペース化に貢献することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るガス供給集積ユニットは、次のような構成を有している。
（１）ガス供給ユニットを複数並列に配置し、各ガス供給ユニットの出口ポートと連通する出力流路が形成された出力下部ブロックを有するガス供給集積ユニットにおいて、前記出力下部ブロックの上面に、前記ガス供給ユニットの前記出口ポートと連通する入口連通孔と、前記ガス供給ユニットをネジ止めするための一対の雌ネジ孔とが形成され、前記出力下部ブロックが上流側に延設部を備え、前記出力下部ブロックに形成された前記出力流路が、前記延設部に形成され、前記雌ネジ孔と干渉しないことを特徴とする。
（２）（１）に記載するガス供給集積ユニットにおいて、前記ガス供給ユニットが、マスフローコントローラと、マスフローコントローラの上流にあって流路の開閉を行う入口開閉弁と、マスフローコントローラの下流にあって流路の開閉を行う出口開閉弁とを有することを特徴とする。
（３）（１）又は（２）に記載するガス供給集積ユニットにおいて、
前記出力下部ブロックに形成された前記出力流路の内径が、前記出力下部ブロックの高さの半分よりも大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上記構成を有するガス供給集積ユニットの作用効果について説明する。
（１）本発明のガス供給集積ユニットにおいては、ガス供給ユニットを複数並列に配置し、各ガス供給ユニットの出口ポートと連通する出力流路が形成された出力下部ブロックを有するガス供給集積ユニットにおいて、前記出力下部ブロックの上面に、前記ガス供給ユニットの前記出口ポートと連通する入口連通孔と、前記ガス供給ユニットをネジ止めするための一対の前記雌ネジ孔が形成され、前記出力下部ブロックが上流側に延設部を備え、前記出力下部ブロックに形成された前記出力流路が、前記延設部に形成され、前記雌ネジ孔と干渉しないので、前記出力下部ブロックは、上流側とは逆側の前記ガス供給ユニットの出口ポート側面よりも、最小限の飛び出し量で設置することが可能である。これによって、全体をコンパクトすることが可能になる。また、高さ方向にも最小限で抑えることができるようになった。
（２）また、（１）に記載するガス供給集積ユニットにおいて、前記ガス供給ユニットが、マスフローコントローラと、マスフローコントローラの上流にあって流路の開閉を行う入口開閉弁と、マスフローコントローラの下流にあって流路の開閉を行う出口開閉弁とを有することを特徴とするガス供給集積ユニットにおいても（１）と同様の効果が得られる。
（３）さらに、（１）又は（２）に記載するガス供給集積ユニットにおいて、前記出力下部ブロックに形成された前記出力流路の内径が、前記出力下部ブロックの高さの半分よりも大きいことを特徴とするので、複数のユニットからガスが同時に流入する場合にも、ガスをスムーズに流すことが可能で、かつ、ガスが内部に滞留したり、内部のガス圧が高くなることによってユニット側に逆流したりする事を避けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明のガス供給集積ユニットの実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本出願に係る発明のガス供給集積ユニットの流路断面図である。図２にガス供給集積ユニットの平面図、図３にはその側面図を示す。
このユニットにおいて、一列に配置された、レギュレータ１Ａ、圧力計２Ａ、入口開閉弁３Ａ、マスフローコントローラ４Ａ、出口開閉弁５Ａは、それぞれ各ユニットをつなぐ流路ブロック１０Ａ乃至１４Ａに接続されている。流路ブロック１０Ａには、レギュレータ１Ａの片側がボルトによってマウントされ、流路ブロック１１Ａには、レギュレータ１Ａの反対側と圧力計２Ａの片側がボルトによってマウントされ、流路ブロック１２Ａには、圧力計２Ａの反対側と入口開閉弁３Ａの片側がボルトによってマウントされ、流路ブロック１３Ａには、入口開閉弁３Ａの反対側とマスフローコントローラ４Ａがボルトによってマウントされ、流路ブロック１４Ａには、マスフローコントローラ４Ａと出口開閉弁５Ａの片側が接続される。
このような配置のユニットＡ、Ｂ、Ｃが、図２に示すように、複数並列に隣り合うように配置され、出力下部ブロック１５にボルトにマウントされる。
【００１４】
また、このユニットの内部流路は、流路ブロック１０Ａの出口ポートがレギュレータ１Ａの入口ポートに接続され、レギュレータ１Ａの出口ポートが流路ブロック１１Ａの入口ポートに、流路ブロック１１Ａの出口ポートが圧力計２Ａの入口ポートに、圧力計２Ａの出口ポートが流路ブロック１２Ａの入口ポートに、流路ブロック１２Ａの出口ポートが入口開閉弁３Ａの入口ポートに、入口開閉弁３Ａの出口ポートが流路ブロック１３Ａの入口ポートに、流路ブロック１３Ａの出口ポートがマスフローコントローラ４Ａの入口ポートに、マスフローコントローラ４Ａの出口ポートが流路ブロック１４Ａの入口ポートに、流路ブロック１４Ａの出口ポートが出口開閉弁５Ａの入口ポートに、出口開閉弁５Ａの出口ポートが出力下部ブロック１５に設けられ出力流路１８に接続された入口連通孔１７Ａの入口ポートに、それぞれ接続されてＶ字の流路を成す。
このような流路を経て、入口から供給されたガスは、出力下部ブロック１５内に設けられた出力流路１８内にて合流し、図示しない真空チャンバ等へと導かれる。このようにして、ガスを真空チャンバ等に導くことで、複数のガスを複数の流路にて流すことが可能である。
【００１５】
本発明のガス供給集積ユニットにて特徴的な出力下部ブロック１５は、各ユニットＡ、Ｂ、Ｃ等と直交するように伸びている一本の金属製のブロックであり、出力下部ブロック１５の上面には、その内部に設けられる出力流路１８と出口開閉弁５Ａの出口ポートとを連通する入口連通孔１７Ａ乃至１７Ｅ等が、一定間隔で設けられている。この入口連通孔１７Ａ乃至１７Ｅ等の入口ポートと、各ユニットの流路の末端である出口開閉弁５Ａ等を接続していくことで、流路を連通して一体のモジュールとして用いることが可能である。
この出力下部ブロック１５の上面に設けられた入口連通孔１７Ａの入口ポートの左右には、ユニットＡの出口開閉弁５Ａをネジ止めするための一対の雌ネジ孔１６Ａが形成されている。この雌ネジ孔１６Ａを、入口連通孔１７Ａを挟んで対称の位置で、かつ入口連通孔１７Ａに近い位置に設けることは、シールするために金属ガスケットを用いる上で重要である。流路を通るガスは、腐食性が高く、毒性が高い種類のものが多い。よって、外部に漏れ出す事を防ぐために高いシール性が要求される。金属ガスケットを使用する場合、ほとんど弾性が無いために挟み込んで潰す事によってシール性を高めるが、きちんと面あたりして、均等に潰すためには、点対称な位置にあって、穴により近い場所にあるほうが、有利になる。このような理由により、入口連通孔１７Ａ乃至１７Ｅ等と雌ネジ孔１６Ａ乃至１６Ｅ等は、出力下部ブロック１５の上面に一直線上に並ぶ状態に設けられている。
また、出力下部ブロック１５の上面に設けられた入口連通孔１７Ａの入口ポートには、ガスケットがはまるように、ガスケット凹部１９Ａが設けられている。このガスケット凹部１９Ａにガスケットを置き、挟み込んでシールを行う。なお、ガスケットの位置決めは、このガスケット凹部１９Ａにはよらず、図示しないガスケットリテーナによって成されるため、凹部同士は若干の誤差が許容される。
そして、上記加工の入口連通孔１７Ａの入口ポートと出口開閉弁５Ａの出力ポートを金属製のガスケットを挟み込んでシールされ固定されることで、ガスを流すための一連の流路を構成する。
さらに、出力下部ブロック１５の内部に設けられた出力流路１８は、出力下部ブロック１５がマスフローコントローラ４Ａ側に備えた延設部であって、雌ネジ孔１６とマスフローコントローラ４Ａ側の間で、かつ雌ネジ孔１６と干渉しない位置に、出力下部ブロック１５の長手方向と並行に真っ直ぐ形成されている。このように真っ直ぐな穴を出力流路１８とすることで、ガスをスムーズに流すことが可能となる。
そして、出力流路１８と出口開閉弁５Ａを結ぶ入口連通孔１７Ａは、図１に示すように、出口開閉弁５Ａの出口より、マスフローコントローラ４Ａに向かって斜めに設けられる。
【００１６】
よって、出力下部ブロック１５の延設部をマスフローコントローラ４Ａ側に設けるような構造にすることで、従来技術や、変形例１及び変形例２に見られるような、マスフローコントローラ４Ａ乃至４Ｃと、出力下部ブロック１５の間にあった隙間を有効に利用できる。そして、従来技術と比較してもユニット自体を大きくすることなく出力流路１８の径を大きくすることが可能である。
これにより、この出力下部ブロック１５内に設けられた出力流路１８に複数のユニットからガスが同時に流入する場合でも、ガスが内部に滞留したり、内部のガス圧が高くなることによってユニット側に逆流したりする事を避けることができる。従って、真空チャンバ等内の圧力が低い場合では、複数のユニットの入口側から入ってくるガスを同時に流しても、スムーズにガスが流れることになり、真空チャンバ等内が大気圧に開放され、パージ用のガス等を流す場合にも、滞留等を起こすことなく十分に排気が可能である。よって、ユニットの多連化にも対応でき、かつ、小型化に貢献する。
【００１７】
このようにして、本発明によるガス供給集積ユニットにおいては、マスフローコントローラ４Ａと、マスフローコントローラ４Ａの上流にあって流路の開閉を行う入口開閉弁３Ａと、マスフローコントローラ４Ａの下流にあって流路の開閉を行う出口開閉弁５Ａとを有するガス供給ユニットを複数並列に配置し、各ガス供給ユニットの出口開閉弁５Ａの出口ポートと連通する出力流路１８が形成された出力下部ブロック１５を有するガス供給集積ユニットにおいて、出力下部ブロック１５の上面に、出口開閉弁５Ａの出口ポートと連通する入口連通孔１７Ａと、出口開閉弁５Ａをネジ止めするための一対の雌ネジ孔１６Ａとが形成され、出力下部ブロック１５がマスフローコントローラ４Ａ側に延設部を備え、出力下部ブロック１５に形成された出力流路１８が、延設部に形成され、雌ネジ孔１６Ａと干渉しないので、ユニット自体をコンパクトで、スペース的無駄のない設計にすることが可能である。
また、上記ガス供給集積ユニットにおいて、出力下部ブロック１５に形成された出力流路１８の内径が、出力下部ブロック１５の高さの半分よりも大きいことを特徴とするため、複数のユニットからガスが同時に流入する場合にも、ガスをスムーズに流すことが可能で、かつ、ガスが内部に滞留したり、内部のガス圧が高くなることによってユニット側に逆流したりする事を避けることができる。
なお、本発明ではユニットを構成するモジュールに、レギュレータ、圧力計、入口開閉弁、マスフローコントローラ、出口開閉弁をあげているが、当然ながら構成するコンポーネントの数を減らしたり、他のコンポーネントを組み込んだりすることを妨げない。 
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ガス供給集積ユニットの実施形態の１つを示した流路断面図である。
【図２】ガス供給集積ユニットの実施形態の１つを示した平面図である。
【図３】ガス供給集積ユニットの実施形態の１つを示した側面図である。
【図４】ガス供給集積ユニットにおける従来技術１の流路断面図である。
【図５】ガス供給集積ユニットにおける従来技術１の平面図である。
【図６】ガス供給集積ユニットにおける従来技術１の側面図である。
【図７】ガス供給集積ユニットにおける従来技術２の流路断面図である。
【図８】ガス供給集積ユニットにおける従来技術２の平面図である。
【図９】ガス供給集積ユニットにおける従来技術２の側面図である。
【図１０】ガス供給集積ユニットにおける従来技術３の流路断面図である。
【図１１】ガス供給集積ユニットにおける従来技術３の平面図である。
【図１２】ガス供給集積ユニットにおける従来技術３の側面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１Ａ〜１Ｃ      レギュレータ
２Ａ〜２Ｃ      圧力計
３Ａ〜３Ｃ      入口開閉弁
４Ａ〜４Ｃ      マスフローコントローラ
５Ａ〜５Ｃ      出口開閉弁
１０Ａ〜１４Ａ      流路ブロック
１５      出力下部ブロック
１６Ａ      雌ネジ孔
１７Ａ〜１７Ｅ      入口連通孔
１８      出力流路
１９Ａ〜１９Ｅ      ガスケット凹部
【図１】
2006046494.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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