(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２種類の流体を選択的に導入・排出可能とする流体制御装置であって、対称状に配置された同一形状の２つの開閉弁を有しており、各開閉弁の出口に、互いに平行となるように同じ長さの流体排出通路が設けられ、２つの流体排出通路の出口に、各流体排出通路に通じる同じ長さの流体通路を有しチャンバに取付け可能な接続部材が取り付けられていることを特徴とする流体制御装置。
【請求項２】
各開閉弁は、２つの流体入口通路および１つの流体出口通路を有する三方弁とされて、第１流体入口通路に通じる通路が設けられた第１通路ブロック、第２流体入口通路に通じる通路が設けられた第２通路ブロック、および流体出口通路に通じる通路が設けられた第３通路ブロックによって支持されており、各通路ブロックは、２つの開閉弁の中心線に対して対称に配置されていることを特徴とする請求項１の流体制御装置。
【請求項３】
２つの開閉弁を挟むように、各開閉弁にパージ用流体を選択的に導入・排出可能とするパージ用開閉弁が設けられており、パージ用開閉弁の出口通路が第２通路ブロックの通路に連通していることを特徴とする請求項２の流体制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体製造装置等に使用される流体制御装置に関し、特に、２種類の流体を選択的に導入・排出可能とする流体制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置で使用される流体制御装置として、処理チャンバ内に２種類のガスを供給するものが必要とされており、特許文献１には、２種類の流体を選択的に導入・排出可能とする流体制御装置として、円筒状本体（ヘッドアッセンブリ）と、本体に取り付けられた２つの開閉弁とを有しており、本体を処理チャンバの蓋に設けられた開口部に取付け可能とされているものが開示されている。
【０００３】
この流体制御装置では、２つの開閉弁は、互いに平行でかつ対向するように本体に取り付けられており、各開閉弁に導入された流体は、本体内で、渦巻き状に流れて混合された後、チャンバに送られるようになされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２１４６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の流体制御装置によると、流体（ガス）の種類によっては、本体内において渦巻き状に流れるに際し、流体が滞留することで、混合された２つの流体の反応によって流体制御装置からの排出口付近に生成物ができ、チャンバ内に不純物が導入されるという問題があった。
【０００６】
この発明の目的は、チャンバ内に反応生成物に起因する不純物が入り込むことを防止することができる流体制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明による流体制御装置は、２種類の流体を選択的に導入・排出可能とする流体制御装置であって、対称状に配置された同一形状の２つの開閉弁を有しており、各開閉弁の出口に、互いに平行となるように同じ長さの流体排出通路が設けられ、２つの流体排出通路の出口に、各流体排出通路に通じる同じ長さの流体通路を有しチャンバに取付け可能な接続部材が取り付けられていることを特徴とするものである。
【０００８】
同一形状の２つの開閉弁が対称に配置されていることで、各開閉弁内における流体入口から流体出口までの流体通路容積および流体通路長さが同じとなり、また、その後も同じ長さの流体通路で送られるので、２種類の流体の制御が容易となる。そして、２種類の流体は、それぞれ、別々の流体排出通路を通るので、流体同士が滞留・混合して生成物が生じることがなく、反応生成物に起因する不純物が入り込むことを防止して、所要の流体をチャンバ内に導入することができる。
【０００９】
各開閉弁は、２つの流体入口通路および１つの流体出口通路を有する三方弁とされて、第１流体入口通路に通じる通路が設けられた第１通路ブロック、第２流体入口通路に通じる通路が設けられた第２通路ブロック、および流体出口通路に通じる通路が設けられた第３通路ブロックによって支持されており、各通路ブロックは、２つの開閉弁の中心線に対して対称に配置されていることが好ましい。
【００１０】
このようにすると、組立て・分解が容易となり、メンテナンス性にも優れたものとなる。
【００１１】
例えば、第１通路ブロックは、第１流体入口通路に流体を導入する導入管接続のための継手が設けられた継手付き通路ブロックとされ、第２通路ブロックは、略Ｖ字状（Ｕ字状を含む）通路を有するＶ字状通路ブロックとされ、第３通路ブロックは、Ｉ字状通路を有するＩ字状通路ブロックとされる。そして、Ｉ字状通路ブロックとされた各第３通路ブロックに、互いに平行で上下方向に延びる流体排出管が結合されることで、Ｉ字状通路ブロックのＩ字状通路および流体排出管内通路からなる流体排出通路が形成される。流体排出管は、それぞれの開閉弁からの通路が平行になるように形成され、直線状通路であってもよいし、途中で屈曲した通路であってもよい。
【００１２】
２つの開閉弁を挟むように、各開閉弁にパージ用流体を選択的に導入・排出可能とするパージ用開閉弁が設けられており、パージ用開閉弁の出口通路が第２通路ブロックの通路に連通していることが好ましい。
【００１３】
このようにすると、２種類の流体（例えばプロセスガス）の導入・排出後にパージ用流体を流すことにより、プロセスガスのパージを簡単に行うことが可能な流体制御装置を組立て・分解が容易な構造として得ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明の流体制御装置によると、対称状に配置された同一形状の２つの開閉弁を有しており、各開閉弁の出口に、互いに平行となるように同じ長さの流体排出通路が設けられ、２つの流体排出通路の出口に、各流体排出通路に通じる同じ長さの流体通路を有しチャンバに取付け可能な接続部材が取り付けられているので、２種類の流体の制御が容易となるとともに、流体同士が滞留・混合して生成物が生じることがなく、反応生成物に起因する不純物が入り込むことを防止して、所要の流体をチャンバ内に導入することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、この発明による流体制御装置の第１実施形態を示す正面断面図である。
【図２】図２は、図１のII-II線に沿う断面図である。
【図３】図３は、この発明による流体制御装置の第２実施形態を示す正面図である。
【図４】図４は、この発明による流体制御装置の比較例を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。
【００１７】
以下の説明において、上下・左右は図１の上下・左右をいうものとする。
【００１８】
この発明による流体制御装置(1)の第１実施形態は、２種類の流体を選択的にチャンバ（図示略）に導入・排出可能とするもので、図１に示すように、上段に配置された２つの同一形状の左右の開閉弁(2)(3)と、下段に左右に並ぶように配置されて開閉弁(2)(3)を支持する６つの直方体状通路ブロック(4)(5)(6)(7)(8)(9)と、６つの通路ブロック(4)(5)(6)(7)(8)(9)の下方に配置されてチャンバに取り付けられる接続部材(10)と、中央の２つの通路ブロック(6)(7)に上端が固定されて下方に延びる流体排出管(11)(12)とを有し、左右に隣り合う２つの開閉弁(2)(3)の中心線に対して、左右対称形状とされている。
【００１９】
各開閉弁(2)(3)は、いずれも三方弁で、流体通路が形成された本体(21)(23)と、流体通路を遮断・開放するアクチュエータ(22)(24)とからなる。各本体(21)(23)には、プロセスガス入口通路として使用される第１流体入口通路(21a)(23a)、パージガス入口通路として使用される第２流体入口通路(21b)(23b)およびプロセスガス・パージガス共通の出口通路として使用される出口通路(21c)(23c)が設けられている。
【００２０】
各開閉弁(2)(3)は、上方からの六角孔付きボルト(13)によって、対応する通路ブロック(4)(5)(6)(7)(8)(9)に着脱可能に取り付けられている。
【００２１】
通路ブロック(4)(5)(6)(7)(8)(9)は、Ｖ字状通路(4a)(9a)を有し左右両端に配置された左右のＶ字状通路ブロック（第２通路ブロック）(4)(9)と、第１流体入口通路(21a)(23a)に流体を導入する導入管接続のための継手(5a)(8a)が設けられ左右のＶ字状通路ブロック(4)(9)の内側に配置された左右の継手付き通路ブロック（第１通路ブロック）(5)(8)と、Ｉ字状通路(6a)(7a)を有し左右の継手付き通路ブロック(5)(8)のさらに内側に配置された左右のＩ字状通路ブロック（第３通路ブロック）(6)(7)とからなる。継手付き通路ブロック(5)(8)には、図示省略するが、左右方向から見てＬ字状の通路が形成されている。
【００２２】
各開閉弁(2)(3)の第１流体入口通路(21a)(23a)は、継手付き通路ブロック(5)(8)の通路に連通し、各開閉弁(2)(3)の第２流体入口通路(21b)(23b)は、Ｖ字状通路ブロック(4)(9)のＶ字状通路(4a)(9a)に連通し、各開閉弁(2)(3)の出口通路(21c)(23c)は、Ｉ字状通路ブロック(6)(7)のＩ字状通路(6a)(7a)に連通している。
【００２３】
左のＶ字状通路ブロック(4)は、右半部（内寄りの半部）によって左の開閉弁(2)を支持しており、右のＶ字状通路ブロック(9)は、左半部（内寄りの半部）によって右の開閉弁(3)を支持している。Ｖ字状通路ブロック(4)(9)の外寄りの半部では、Ｖ字状通路(4a)(9a)が上方に開口しており、別の流体（プロセスガスまたはパージガス）をＶ字状通路ブロック(4)(9)に導入することができる。
【００２４】
左右のＩ字状通路ブロック(6)(7)のＩ字状通路(6a)(7a)は、互いに平行で上下方向に延びており、各流体排出管(11)(12)は、Ｉ字状通路ブロック(6)(7)のＩ字状通路(6a)(7a)に連なって、互いに平行で上下方向に延びている。各Ｉ字状通路ブロック(6)(7)に流体排出管(11)(12)が結合されることで、Ｉ字状通路ブロック(6)(7)のＩ字状通路(6a)(7a)および流体排出管(11)(12)内通路からなる流体排出通路が形成されている。左側に配置された通路ブロック(4)(5)(6)と右側に配置された通路ブロック(9)(8)(7)とは、対応するもの同士同一形状とされており、また、左の流体排出管(11)と右の流体排出管(12)とも同一形状とされており、これにより、Ｉ字状通路(6a)(7a)および流体排出管(11)(12)内通路からなる流体排出通路も左右で同じ長さとなっている。
【００２５】
なお、流体排出管(11)(12)は、直線状限定されるものではなく、途中で屈曲した通路であってもよい。要は、それぞれの開閉弁(2)(3)からの通路（Ｉ字状通路(6a)(7a)および流体排出管(11)(12)内通路）が平行になるように形成されていればよい。
【００２６】
接続部材(10)は、図２にも示すように、底面が正方形の直方体状とされており、各流体排出管(11)(12)に通じかつ上下方向に延びる同じ長さの左右の流体通路(25)(26)が形成されており、六角孔付きボルト(14)によって、チャンバに取付け可能とされている。接続部材(10)への各流体排出管(11)(12)の固定は、図２に示すように、各流体排出管(11)(12)に設けられたフランジ部(11a)(12a)が六角孔付きボルト(15)によって接続部材(10)に取り付けられることで行われている。なお、接続部材(10)の底面形状は、正方形に限定されず、チャンバに各流体排出管(11)(12)を接続可能な形状であれば、長方形でも多角形でも、どのような形状であってもよい。
【００２７】
上記の実施形態の流体制御装置(1)によると、左右に隣り合う２つの開閉弁(2)(3)の中心線に対して、左右対称形状とされているので、開閉弁(2)(3)の入口から出口までの流体通路容積も流体通路長さも同じとなっており、そのため、左右の流体通路のコンダクタンスが同じとなり、２種類の流体（例えば２種類のガス）をチャンバに送るに際し、圧力等の条件を予め合わせておいた上で、開閉弁(2)(3)を同時に開とすれば、２種類のガスの導入・排出のタイミングにズレが生じることはなく、２種類の流体の制御が容易となる。
【００２８】
図４に、比較例としての流体制御装置を示している。この流体制御装置では、中央の通路ブロック(41)として、左右２つのＩ字状通路ブロック(6)(7)に代えて、Ｙ字状通路(41a)を有する１つのＹ字状通路ブロック(41)が使用されており、２種類の流体がＹ字状通路ブロック(41)のＹ字状通路(41a)内で混合されるようになされている。そして、排出管(42)として、Ｙ字状通路(41a)内で混合された後の流体を下方に送る１本の通路を有するものが使用され、接続部材(43)には、排出管(42)に通じる１本の流体通路(43a)が形成されている。中央の通路ブロック(41)、排出管(42)および接続部材(43)以外の構成は、図１に示す第１実施形態と同じとされており、左右対称形状とされている点でも同じとなっている。
【００２９】
この比較例の流体制御装置においても、左右に隣り合う２つの開閉弁(2)(3)の中心線に対して、左右対称形状とされているので、開閉弁(2)(3)の入口から出口までの流体通路容積も流体通路長さも同じとなっており、そのため、左右の流体通路のコンダクタンスが同じとなり、第１実施形態のものと同様に、２種類の流体の制御が容易となるという効果を得ることができる。しかしながら、比較例の流体制御装置では、Ｙ字状通路ブロック(41)のＹ字状通路(41a)内の破線で示す部分に、流体が滞留し、２種類の流体が例えば反応性があるガス種の場合、混合されることで、生成物ができてしまうという問題がある。
【００３０】
これに対し、第１実施形態の流体制御装置(1)によると、２種類の流体は、それぞれ、別々の流体排出管(11)(12)および別々の接続部材内流体通路(25)(26)を通るので、流体同士が滞留・混合して生成物が生じることがなく、反応生成物に起因する不純物が入り込むことを防止して、所要の流体をチャンバ内に導入することができる。
【００３１】
図１に示す流体制御装置(1)は、この発明の要部を示すもので、好ましい実施形態としては、図３に示すように、２つのプロセスガス用開閉弁(2)(3)を挟むように、各プロセスガス用開閉弁(2)(3)にパージ用流体を選択的に導入・排出可能とする左右のパージ用開閉弁(16)(17)が設けられているものとされる。なお、以下の説明においては、第１実施形態と同じ構成には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００３２】
パージ用開閉弁(16)(17)は、流体通路が形成された本体(27)(29)と、流体通路を遮断・開放するアクチュエータ(28)(30)とからなる。パージ用開閉弁(16)(17)の本体(27)(29)の内寄りの半部は、プロセスガス用開閉弁(2)(3)を支持しているＶ字状通路ブロック(4)(9)の外寄りの半部に支持されており、これにより、パージ用開閉弁(16)(17)の出口通路(27b)(29b)がＶ字状通路ブロック(4)(9)のＶ字状通路(4a)(9a)に連通している。
【００３３】
パージ用開閉弁(16)(17)の本体(27)(29)の外寄りの半部は、継手(18a)(19a)が設けられた左右の継手付き通路ブロック(18)(19)に支持されている。継手付き通路ブロック(18)(19)には、図示省略するが、左右方向から見てＬ字状の通路が形成されており、この通路がパージ用開閉弁(16)(17)の入口通路(27a)(29a)に連通している。
【００３４】
パージ用開閉弁(16)(17)は、上方からの六角孔付きボルト(13)によって、着脱可能に対応する通路ブロック(4)(9)(18)(19)に取り付けられている。
【００３５】
この第２実施形態の流体制御装置(1)によると、２種類の流体（例えばプロセスガス）の導入・排出後に、パージ用流体を流すことにより、プロセスガスのパージを簡単に行うことができる。
【００３６】
また、第１および第２実施形態の流体制御装置(1)によると、各開閉弁(2)(3)(16)(17)が上方からの六角孔付きボルト(13)によって、着脱可能に対応する通路ブロック(4)(5)(6)(7)(8)(9)(18)(19)に取り付けられているので、組立て・分解が容易であり、また、各開閉弁(2)(3)(16)(17)ごとの取外しが容易なので、メンテナンス性にも優れたものとなる。
【符号の説明】
【００３７】
(1)：流体制御装置、(2)(3)：開閉弁、(4)(9)：Ｖ字状通路ブロック、(4a)(9a)：Ｖ字状通路、(5)(8)：継手付き通路ブロック、(5a)(8a)：継手、(6a)(7a)：Ｉ字状通路、(6)(7)：Ｉ字状通路ブロック、(10)：接続部材、(11)(12)：流体排出管（流体通路）、(16)(17)：パージ用開閉弁、(21a)(23a)：第１流体入口通路、(21b)(23b)：第２流体入口通路、(21c)(23c)：出口通路、(25)(26)：流体通路
【図１】
0005785813.tif 000002
【図２】
0005785813.tif 000003
【図３】
0005785813.tif 000004
【図４】
0005785813.tif 000005