(57)【要約】【課題】流体の供給流量を減少させることなく、より一層の小型化、集積化された流体制御装置を提供することにある。【解決手段】ベースブロック１０Ｂ，１０Ｃと、ベースブロック１０Ｂ，１０Ｃの上面にそれぞれ設置される流体用機器１２０，１３０と、を有し、ベースブロック１０Ｂ，１０Ｃの各々は、長手方向に突出する突出管部１０ｐ２，１０ｐ１を有し、突出管部１０ｐ２，１０ｐ１の各々は、対応する第２流路１３ｄと連通しており、ベースブロック１０Ｂの下流側端面の突出管部１０ｐ２とベースブロック１０Ｃの上流側端面の突出管部１０ｐ１とは、気密又は液密に溶接材料ＷＬにより接続されている。【選択図】図５
2018079288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に沿って上流側と下流側とに配置される第１および第２のベースブロックであって、上面と、前記上面に対向する底面と、前記上面から前記底面側に向けて延びるとともに前記所定の方向において互いに対向する上流側端面および下流側端面とをそれぞれ画定する第１および第２のベースブロックと、
流体流路を画定するボディを有し当該ボディの底面に前記流体流路の流路口を２つ有する、前記第１および第２のベースブロックの上面にそれぞれ設置される第１および第２の流体用機器と、を有し、
前記第１および第２のベースブロックの各々は、
前記所定方向の上流側と下流側とで分離して形成された上流側流路および下流側流路と、
前記所定方向の上流側と下流側とに形成され、前記上面で開口しかつ前記底面側に向けて延びる上流側ネジ穴および下流側ネジ穴と、を有し、
前記上流側流路および下流側流路は、前記上面で開口する流路口から前記底面に向けて延びる第１流路と、前記第１流路と前記ベースブロック内部で接続され前記所定方向の上流側端面または下流側端面に向けて延びる第２流路とをそれぞれ有し、
前記第１および第２のベースブロックの上流側ネジ穴および下流側ネジ穴は、上面視において、少なくとも一部が対応する前記第２流路と重複するように配置されているとともに、対応する前記第２流路の上方で閉塞し、
前記第１および第２の流体用機器のボディを貫通して前記第１および第２のベースブロックの前記上流側ネジ穴および下流側ネジ穴にそれぞれ螺合する締結ボルトの締結力により、前記第１および第２のベースブロックと前記第１および第２の流体用機器のボディとがそれぞれ連結されるとともに、前記ベースブロックの上面の流路口とそれぞれ突き合わされた前記第１および第２の流体用機器のボディの対応する流路口との周囲に配置されたシール部材が前記第１および第２のベースブロックと前記第１および第２の流体用機器のボディとの間で圧せられ、
前記第１および第２のベースブロックの各々は、前記上流側端面および下流側端面から前記所定方向に突出する突出管部を有し、
前記突出管部の各々は、対応する前記第２流路と連通しており、
前記第１のベースブロックの下流側端面の突出管部と前記第２のベースブロックの上流側端面の突出管部とは、気密又は液密に接続されている、ことを特徴とする流体制御装置。
【請求項２】
前記第１および第２のベースブロックは、締結部材を貫通させるための貫通孔を有していない、ことを特徴とする請求項１に記載の流体制御装置。
【請求項３】
前記第２流路は、前記上面と底面との間で当該底面側に偏倚して配置されている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の流体制御装置。
【請求項４】
前記第１および第２のベースブロックを含む流体流路を画定する複数のベースブロックが互いに接続されて形成されるベースブロックアセンブリを有し、
前記ベースブロックアセンブリの各々に流体用機器がそれぞれ単独で設置され、
前記ベースブロックアセンブリを構成するベースブロックのいずれもが締結部材を貫通させるための貫通孔を有していない、ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の流体制御装置。
【請求項５】
プロセスガスの流量制御に請求項１〜４のいずれかに記載の流体制御装置を用いたことを特徴とする流量制御方法。
【請求項６】
密閉されたチャンバ内においてプロセスガスによる処理工程を要する半導体装置、フラットパネルディスプレイ、ソーラーパネル等の製品の製造プロセスにおいて、前記プロセスガスの制御に請求項１〜４のいずれかに記載の流体制御装置を用いたことを特徴とする製品製造方法。
【請求項７】
処理チャンバにプロセスガスを供給するための流体制御装置を有し、
前記流体制御装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の流体制御装置を含む、
ことを特徴とする半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体制御機器を含む流体用機器が集積化された流体制御装置およびこの流体制御装置を用いた製品製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセス等の各種製造プロセスにおいては、正確に計量したプロセスガスをプロセスチャンバに供給するために、開閉バルブ、レギュレータ、マスフローコントローラ等の各種の流体制御機器を集積化してボックスに収容した集積化ガスシステムと呼ばれる流体制御装置が用いられている。この集積化ガスシステムをボックスに収容したものがガスボックスと呼ばれている。
上記のような集積化ガスシステムでは、管継手の代わりに、流路を形成した設置ブロック(以下、ベースブロックと呼ぶ)をベースプレートの長手方向に沿って配置し、このベースブロック上に複数の流体制御機器や管継手が接続される継手ブロック等の各種流体用機器を設置することで、集積化を実現している(例えば、特許文献１、２参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２２７３６８号公報
【特許文献２】特開２００８−２９８１７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
各種製造プロセスにおけるプロセスガスの供給制御には、より高い応答性が求められており、そのためには流体制御装置をできるだけ小型化、集積化して、流体の供給先であるプロセスチャンバのより近くに設置する必要がある。
半導体ウエハの大口径化等の処理対象物の大型化が進んでおり、これに合わせて流体制御装置からプロセスチャンバ内へ供給する流体の供給流量も増加させる必要がある。
流体制御装置の小型化、集積化を進めていくには、流体制御機器の小型化を進展させるだけでなく、小型化された流体制御機器が設置されるベースブロックの寸法も小さくする必要がある。次世代の流体制御装置では、ベースブロックの幅として１０ｍｍ以下が要求されている。
しかしながら、流体制御機器は、ベースブロックとの間で確実なシールが必要であるため、シールに必要な締め付け力を得るための締結ボルトのためのスペースを要する。また、ベースブロックをベースプレートへ固定するためには、締結ボルトを貫通する貫通孔のスペースも必要となる。さらに、特許文献２に開示されているように、ベースブロック間を締結ボルトで連結する場合には、締結ボルトのためのさらなるスペースが必要となる。このため、流体流路の断面積を確保しつつベースブロックの寸法を大幅に縮小化することは容易ではなかった。【０００５】
本発明の一の目的は、流体の供給流量を減少させることなく、より一層の小型化、集積化された流体制御装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、ベースブロックとこれに連結される各種流体用機器との間のシール性能を確実に確保しつつ、ベースブロックの寸法、特に幅寸法が大幅に狭小化された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】
【０００６】
本発明に係る流体制御装置は、所定方向に沿って上流側と下流側とに配置される第１および第２のベースブロックであって、上面と、前記上面に対向する底面と、前記上面から前記底面側に向けて延びるとともに前記所定の方向において互いに対向する上流側端面および下流側端面とをそれぞれ画定する第１および第２のベースブロックと、
流体流路を画定するボディを有し当該ボディの底面に前記流体流路の流路口を２つ有する、前記第１および第２のベースブロックの上面にそれぞれ設置される第１および第２の流体用機器と、を有し、
前記第１および第２のベースブロックの各々は、
前記所定方向の上流側と下流側とで分離して形成された上流側流路および下流側流路と、
前記所定方向の上流側と下流側とに形成され、前記上面で開口しかつ前記底面側に向けて延びる上流側ネジ穴および下流側ネジ穴と、を有し、
前記上流側流路および下流側流路は、前記上面で開口する流路口から前記底面に向けて延びる第１流路と、前記第１流路と前記ベースブロック内部で接続され前記所定方向の上流側端面または下流側端面に向けて延びる第２流路とをそれぞれ有し、
前記第１および第２のベースブロックの上流側ネジ穴および下流側ネジ穴は、上面視において、少なくとも一部が対応する前記第２流路と重複するように配置されているとともに、対応する前記第２流路の上方で閉塞し、
前記第１および第２の流体用機器のボディを貫通して前記第１および第２のベースブロックの前記上流側ネジ穴および下流側ネジ穴にそれぞれ螺合する締結ボルトの締結力により、前記第１および第２のベースブロックと前記第１および第２の流体用機器のボディとがそれぞれ連結されるとともに、前記ベースブロックの上面の流路口とそれぞれ突き合わされた前記第１および第２の流体用機器のボディの対応する流路口との周囲に配置されたシール部材が前記第１および第２のベースブロックと前記第１および第２の流体用機器のボディとの間で圧せられ、
前記第１および第２のベースブロックの各々は、前記上流側端面および下流側端面から前記所定方向に突出する突出管部を有し、
前記突出管部の各々は、対応する前記第２流路と連通しており、
前記第１のベースブロックの下流側端面の突出管部と前記第２のベースブロックの上流側端面の突出管部とは、気密又は液密に接続されている、ことを特徴とする。【０００７】
上記構成において、前記第１および第２のベースブロックは、締結部材を貫通させるための貫通孔を有していない、ことを特徴とする。【０００８】
本発明の製品製造方法は、密閉されたチャンバ内においてプロセスガスによる処理工程を要する半導体装置、フラットパネルディスプレイ、ソーラーパネル等の製品の製造プロセスにおいて、前記プロセスガスの制御に請求項１〜４のいずれかに記載の流体制御装置を用いたことを特徴とする。【０００９】
なお、本明細書では、「上面」、「下面」、「底面」、「側面」、「端面」等の用語を用いて、各部材の有する面を特定しているが、これらの用語は、各面の相対的な位置を特定するために用いられるのであって、絶対的な位置を特定するために使用されるわけではない。例えば、「上面」という用語は、上下の関係を決めるために用いられるわけではなく、特定の面を「上面」と決めると、他の「底面」、「下面」、「側面」等を相対的に定義できるので、これらの用語を使用している。「上方向」や「下方向」等の用語も同様に、相対的な方向を決めるためのものであって、「鉛直上方向」等の絶対的な方向を決めるために用いられているわけではない。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ベースブロックを上記構成とすることで、ベースブロックを大幅に狭小化しつつ流路断面積を確保できるので、流体の供給流量を減少させることなく、より一層の小型化、集積化がされた流体制御装置が得られる。
本発明によれば、流体用機器がベースブロック間をまたぐことがないので、ベースブロックと各種流体用機器との間のシール性能を確実に確保しつつ、ベースブロックの寸法、特に幅寸法を大幅に狭小化することができる。
本発明によれば、流体制御装置を大幅に小型化、集積化することができるので、流体制御装置を処理チャンバの近傍に可能な限り近づけることができ、この結果、流体制御の応答性を高めることができ、各種製造プロセスにおける製品の品質を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態に係る流体制御装置の正面側から見た外観斜視図。
【図１Ｂ】図１Ａの流体制御装置の背面側から見た外観斜視図。
【図１Ｃ】図１Ａの流体制御装置の上面図。
【図１Ｄ】図１Ａの流体制御装置の正面図。
【図１Ｅ】図１Ｄにおいてベースブロックのみを断面にした、一部に断面を含む正面図。
【図２Ａ】ベースブロック１０Ｂの外観斜視図。
【図２Ｂ】ベースブロック１０Ｂの上面図。
【図２Ｃ】ベースブロック１０Ｂの長手方向に沿った断面図。
【図３Ａ】ベースブロック１０Ｃの外観斜視図。
【図３Ｂ】ベースブロック１０Ｃの上面図。
【図３Ｃ】ベースブロック１０Ｃの長手方向に沿った断面図。
【図４Ａ】ベースブロック３０の外観斜視図。
【図４Ｂ】ベースブロック３０の上面図。
【図４Ｃ】ベースブロック３０の長手方向に沿った断面図。
【図５】ベースブロックアセンブリＢＡの正面図。
【図６Ａ】開閉弁１１０の正面図。
【図６Ｂ】図６Ａの開閉弁１１０の底面図。
【図７】図１Ａの流体制御装置の組立手順を示す図。
【図８Ａ】図７に続く組立手順を示す図。
【図８Ｂ】図８Ａに続く組立手順を示す図。
【図９Ａ】図７に続く他の組立手順を示す図。
【図９Ｂ】図９Ａに続く組立手順を示す図。
【図１０Ａ】図８Ｂ又は図９Ｂに続く組立手順を示す図。
【図１０Ｂ】図１０Ａに続く組立手順を示す図。
【図１１】本発明の一実施形態に係る半導体製造装置の概略構成図。
【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説明する。なお、本明細書および図面においては、機能が実質的に同様の構成要素には、同じ符号を使用することにより重複した説明を省略する。
図１Ａ〜図６Ｂを参照して本発明の一実施形態に係る流体制御装置について詳細に説明する。図１Ａ，図１Ｂは本発明の第１の実施形態に係る流体制御装置の外観を示す斜視図、図１Ｃは、図１Ａの流体制御装置の上面図、図１Ｄは、図１Ａの流体制御装置の正面図、図１Ｅは、図１Ｄにおいてベースブロックのみを断面にした一部断面を含む正面図である。図２Ａ〜２Ｃはベースブロック１０Ｂの構造、図３Ａ〜３Ｃはベースブロック１０Ｃの構造、図４Ａ〜４Ｃはベースブロック３０の構造、図５はベースブロックアセンブリＢＡの構造をそれぞれ示している。図６Ａおよび６Ｂは、後述する開閉弁１１０の構造を示している。
【００１３】
図１Ａ〜図１Ｅに示すように、流体制御装置１は、ベースプレート５００と、ベースプレート５００に設置された３つの流体制御アセンブリＡ１，Ａ２，Ａ３を有する。ベースプレート５００は、金属製のプレートを曲げ加工して幅方向Ｗ１，Ｗ２の両側部に形成された支持部５０１と、支持部５０１から一定の高さに形成される設置面５０２を有する。流体制御アセンブリＡ１，Ａ２，Ａ３は後述する長手方向Ｇ１，Ｇ２に延在する３つの保持部材２００を介して設置面５０２上に固定されている。保持部材２００の構造については後述する。なお、幅方向Ｗ１，Ｗ２のＷ１は正面側、Ｗ２は背面側を示し，本発明の所定方向としての長手方向Ｇ１，Ｇ２のＧ１は上流側、Ｇ２は下流側の方向を示している。
【００１４】
流体制御アセンブリＡ１は、長手方向Ｇ１，Ｇ２に沿って上流側から下流側に向けて配置された複数のベースブロック３０，１０Ａ〜１０Ｄ，３０と、これらベースブロック３０，１０Ａ〜１０Ｄおよび３０の上流側から下流側に向けて順に設けられた、導入管１５１が接続された継手ブロック１５０、開閉弁（２方弁）１１０、開閉弁（３方弁）１２０、マスフローコントローラ１３０、開閉弁（２方弁）１４０、接続管１６１が接続された継手ブロック１６０とを有する。
流体制御アセンブリＡ２は、流体制御アセンブリＡ１と同様の構成である。
流体制御アセンブリＡ３は、ベースブロック１０Ｃ上にマスフローコントローラ１３０の代わりに連通管１３６が接続された継手ブロック１３５が設けられている。
なお、本発明の「流体用機器」とは、ガスや液体からなる流体の流れを制御する流体制御に使用される流体制御機器や圧力計等の流体制御はしないが流路に設けられる圧力計、継手ブロック等の各種機器を含み、流体流路を画定するボディを備え、このボディの底面で開口する少なくとも２つの流路口を有する機器である。具体的には、流体用機器には、開閉弁(２方弁)、レギュレータ、プレッシャーゲージ、開閉弁（３方弁）、マスフローコントローラ等が含まれるが、これらに限定されるわけではない。
【００１５】
流体制御装置１の３つの流体制御アセンブリＡ１〜Ａ３には、例えば、流体制御アセンブリＡ１の導入管１５１を通じてアンモニアガス等のプロセスガスが導入され、流体制御アセンブリＡ２の導入管１５１を通じて水素ガス等のプロセスガスが導入され、流体制御アセンブリＡ３の導入管１５１を通じて、窒素ガス等のパージガスが導入される。
３つの開閉弁（３方弁）１２０は、連通管３００で互いに接続されており、パージガスをプロセスガスの流路に導入できるようになっている。
上記した連通管１３６が接続された継手ブロック１３５は、パージガスの流路にはマスフローコントローラ１３０が不要なので、マスフローコントローラ１３０の代わりに流路の途中に設けられている。
供給管部４００は、３つの継手ブロック１６０に接続された接続管１６１を排出管１６２で接続するとともに、処理ガスを供給するべく図示しない処理チャンバに接続されている。
【００１６】
長手方向Ｇ１，Ｇ２に沿って上流側から下流側に配置された複数のベースブロック３０，１０Ａ〜１０Ｄ，３０は、図５に示すように、互いに接続されてベースブロックアセンブリＢＡを構成している。
ベースブロック１０Ａ〜１０Ｄは、上記した各種流体用機器１１０〜１４０をそれぞれ単独で支持するとともに、流体用機器１１０〜１４０の隣り合う機器間の流路同士を連通させる流路を提供する役割を担う。
図５に示した上記ベースブロックアセンブリＢＡの寸法は、幅が１０ｍｍおよび高さが２０ｍｍ程度であり、全長が３００ｍｍ程度であるが、これに限定されるわけではない。
ベースブロックアセンブリＢＡを構成する複数のベースブロックのうち、上流側端部と下流側端部のベースブロック３０,３０は寸法および構造が同様である。ベーススブロック１０Ａ〜１０Ｄは、本発明の第１および第２のベースブロックを構成しており、具体的には、ベーススブロック１０Ａと１０Ｂ、１０Ｂと１０Ｃ、１０Ｃと１０Ｄとが、本発明の第１のベースブロックと第２のベースブロックとの関係にある。これらベーススブロック１０Ａ〜１０Ｄは、基本構造は同様であるので、本明細書では、ベーススブロック１０Ｂおよび１０Ｃの構造について図２Ａ〜図３Ｃを参照して詳細に説明することとする。
【００１７】
図２Ａ〜図２Ｃは、ベースブロック１０Ｂの構造を示しており、図２Ａは外観斜視図、図２Ｂは上面図、図２Ｃは長手方向に沿って切断した断面図である。
ベースブロック１０Ｂは、ステンレス合金等の金属製の部材であり、互いに対向する平面からなる上面１０ａおよび平面からなる底面１０ｂ、上面１０ａおよび底面１０ｂに対してそれぞれ直交する２つの側面１０ｃ，１０ｄ、底面１０ｂに直交する長手方向の上流側の端面１０ｅ１、上面１０ａに直交する長手方向の下流側の端面１０ｅ２を有する。
図２Ｃ等から分かるように、ベースブロック１０Ｂは、端面１０ｅ１側と、端面１０ｅ２側とで分離して形成された上流側流路１２および下流側流路１３とを備えている。
上流側流路１２は、上面１０ａで開口する流路口１２ａから底面１０ｂに向けて延びる第１流路１２ｃと、ベースブロック１０Ｂの内部で第１流路１２ｃと接続され端面１０ｅ１に向けて延びる第２流路１２ｄとを有する。
下流側流路１３は、上面１０ａで開口する流路口１３ａから底面１０ｂに向けて延びる第１流路１３ｃと、ベースブロック１０Ｂの内部で第１流路１３ｃと接続されかつ端面１０ｅ２に向けて延びる第２流路１３ｄとを有する。
上記したように、図２Ｃの断面図からわかるように、上流側流路１２および下流側流路１３は略Ｌ形状をしている。
流路口１２ａ，１３ａの周囲には、後述するガスケットＧＫを保持するための保持部１５が形成され、この保持部１５の底面には、ガスケットＧＫの一部を変形させるためにガスケットＧＫの形成材料よりも硬度を十分に高くする硬化処理をした円環状の突起部１６が流路口１２ａ，１３ａと同心状に形成されている。
【００１８】
ベースブロック１０Ｂには、長手方向の端面１０ｅ１と流路口１２ａとの間に、上面１０ａで開口し、締結部材としての締結ボルト５０が螺合するネジ穴１０ｈ１が形成されている。また、ベースブロック１０Ｂは、長手方向の端面１０ｅ２と流路口１３ａとの間の端面１０ｅ２側寄りには、上面１０ａで開口し、締結部材としての締結ボルト５０が螺合するネジ穴１０ｈ２が形成されている。各ベースブロックに使用される締結ボルト５０には、頭部付きのＭ５のボルトが用いられるが、これに限定されるわけではない。
ベースブロック１０Ｂは、端面１０ｅ１からは、突出管部１０ｐ１が長手方向に突出して形成され、端面１０ｅ２からは、突出管部１０ｐ２が長手方向に突出して形成されている。突出管部１０ｐ１は、上記した第２流路１２ｄと連通しており、円環状の先端面１０ｐ１ｅにより流路口１２ｂを画定している。突出管部１０ｐ２は、上記した第２流路１３ｄと連通しており、円環状の先端面１０ｐ２ｅにより流路口１３ｂを画定している。
ネジ穴１０ｈ１は、第２流路１２ｄの上方で閉塞しているとともに、ベースブロック１０Ｂを上面１０ａ側から見た上面視において（図２Ｂ参照）、第２流路１２ｄと重複するように配置されている。
ネジ穴１０ｈ２は、第２流路１３ｄの上方で閉塞しているとともに、ベースブロック１０Ｂを上面１０ａ側から見た上面視において（図２Ｂ参照）、第２流路１３ｄと重複するように配置されている。
ベースブロック１０Ｂは、締結ボルトを貫通させる貫通孔が形成されていない。この点は、他のベースブロック１０Ａ，１０Ｃ，１０Ｄおよび３０も同様である。
図２Ｃから明らかなように、第２流路１２ｄ、１３ｄは、ベースブロック１０Ｂの上面１０ａと底面１０ｂとの間で底面１０ｂ側に偏倚して配置されている。
【００１９】
上記のように、ネジ穴１０ｈ１，１０ｈ２を上面視において流路１２ｄ，１３ｄと重複する位置に形成するとともに、ベースブロック１０Ｂに締結ボルトを貫通させる貫通孔を形成しないことで、ベースブロック１０Ｂを、例えば１０ｍｍといった非常に狭い幅に形成することが可能となる。さらに、第２流路１２ｄ、１３ｄを底面１０ｂ側に偏倚して配置することで、ネジ穴１０ｈ１および１０ｈ２に螺合させる締結ボルト５０として、シール性能を確実に確保するのに必要な締結力を得るための直径および長さを有するものを選択できる。なお、ネジ穴深さを確保できる場合には、第２流路１２ｄ、１３ｄを底面１０ｂ側に偏倚させなくともよい。
さらに、ベースブロック１０Ｂに締結ボルトを貫通させる貫通孔を形成しないことで、流路１２，１３のためのスペースが貫通孔により制限されることがないので、流路１２，１３の断面積も確保できる。
なお、ベースブロック１０Ｂは基本的形状が直方体形状の場合を例に挙げたが他の形状を採用することもできる。他のベースブロックについても同様である。
【００２０】
ここで、上記したベースブロック１０Ｂの流路の加工方法について説明する。
第１流路１２ｃ，１３ｃは、ベースブロック１０Ｂの上面１０ａに垂直な方向にドリルで穴を穿ち、ブラインドホールを形成すればよい。第２流路１２ｄは、ベースブロック１０Ｂの端面１０ｅ１の突出管部１０ｐ１を通じて長手方向にドリルで穴を穿ち第１流路１２ｃと接続すればよい。第２流路１３ｄは、ベースブロック１０Ｂの端面１０ｅ２の突出管部１０ｐ２を通じてドリルで穴を穿ち第１流路１３ｃと接続すればよい。このような方法によれば、いわゆるＶ状流路を加工するよりも加工が容易である。なお、他のベースブロックの流路の加工方法も同様である。なお、突出管部１０ｐ１，１０ｐ２は、ブロック状の材料から削り出して形成することも可能であるし、溶接で管を端面に接合することもできる。
【００２１】
図３Ａ〜図３Ｃは、ベースブロック１０Ｃの構造を示しており、図３Ａは外観斜視図、図３Ｂは上面図、図３Ｃは長手方向に沿って切断した断面図である。
ベースブロック１０Ｃの基本的構造は、上記したベースブロック１０Ｂと同様である。
図３Ｃに示すように、ベースブロック１０Ｃの流路１２は、長手方向の上流側の端面１０ｅ１よりに形成され、流路１３は、長手方向の下流側の端面１０ｅ２よりに形成され、長手方向において流路１２と流路１３との間の２カ所には、底面１０ｂで開口し上面１０ａに向けて延びるネジ穴１０ｈ３，１０ｈ４が形成されている。これらのネジ穴１０ｈ３，１０ｈ４は、後述する、保持部材２００にベースブロック１０Ｃを取り付けるためのネジ穴である。ネジ穴１０ｈ３，１０ｈ４の上面１０ａに向かう先端部は、ベースブロック１０Ｃの内部で閉塞している。
【００２２】
図４Ａ〜４Ｃに、ベースブロック３０の構造を示す。
ベースブロック３０は、図５に示したベースブロックアセンブリＢＡの上流側端部と下流側端部に使用される。このベースブロック３０は、上記したベースブロック１０Ａ〜１０Ｄと同様に、ステンレス合金等の金属製の部材であり、互いに対向する平面からなる上面３０ａおよび平面からなる底面３０ｂ、上面３０ａおよび底面３０ｂに対してそれぞれ直交する２つの側面３０ｃ，３０ｄ、上面３０ａ，底面３０ｂおよび側面３０ｃ，３０ｄに直交する互いに対向する端面３０ｅ１，端面３０ｅ２を有する。
図４Ｃ等からわかるように、ベースブロック３０は、流路３２を備えており、この流路３２は、上面３０ａで開口する流路口３２ａから底面３０ｂに向けて延びる第１流路３２ｃと、ベースブロック３０の内部で第１流路３２ｃと接続され端面３０ｅ１に向けて延びる第２流路３２ｄとを有し、流路３２は、図４Ｃの断面図からわかるように、略Ｌ形状をしている。また第２流路３２ｄは、上面３０ａと底面３０ｂとの間で底面３０ｂ側に偏倚して配置されている。
一方の端面３０ｅ１からは、突出管部３０ｐが突出して形成され突出管部３０ｐは第２流路３２ｄと連通し、突出管部３０ｐの円環状の先端面３０ｐｅは流路３２の流路口３２ｂを画定している。
流路口３２ａの周囲には、後述するガスケットＧＫを保持するための保持部３５が形成され、この保持部３５の底面には、ガスケットＧＫの一部を変形させるためにガスケットＧＫの形成材料よりも硬度を十分に高くする硬化処理をした円環状の突起部３６が流路口３２ａと同心状に形成されている。
ベースブロック３０には、流路口３２ａに対して端面３０ｅ１側の上面３０ａで開口し底面３０ｂに向けて延びるネジ穴３０ｈ１が形成され、ネジ穴３０ｈ１は第２流路３２ｄの上方で閉塞するとともに、図４Ｂに示すように、上面視において流路３２ｄと重複する位置に形成されている。なお、ネジ穴３０ｈ１の深さが十分に確保できる場合には、第２流路３２ｄは底面３０ｂ側に偏倚させなくてもよい。
また、ベースブロック３０には、流路口３２ａに対して端面３０ｅ２側で上面３０ａから底面３０ｂに向けて貫通する貫通孔３０ｈが形成されている。貫通孔３０ｈの上面３０ａ側には、ネジ穴３０ｈ１と同じ直径のネジ穴３０ｈ２が形成され、底面３０ｂ側には、ネジ穴３０ｈ２よりも小径のネジ穴３０ｈ３が形成されている。ネジ穴３０ｈ３は、後述する保持部材２００にベースブロック３０を固定するためのものである。
【００２３】
図５に示すように、ベースブロックアセンブリＢＡは、ベースブロック３０の突出管部３０ｐとベースブロック１０Ａの突出管部１０ｐ１、ベースブロック１０Ａの突出管部１０ｐ２とベースブロック１０Ｂの突出管部１０ｐ１、ベースブロック１０Ｂの突出管部１０ｐ２とベースブロック１０Ｃの突出管部１０ｐ１、ベースブロック１０Ｃの突出管部１０ｐ２とベースブロック１０Ｄの突出管部１０ｐ１、ベースブロック１０Ｄの突出管部１０ｐ２とベースブロック３０の突出管部３０ｐが、溶接材料ＷＬを介して気密又は液密に突き合わせ溶接されている。
なお、本実施形態では、突き合わせ溶接を用いた場合を例示するが、各突出管部外径よりも大きい内径を持つ継ぎ手を２つの突出管部に挿入して溶接する差し込み溶接も可能である。
また、溶接ではなく、一方の突出管部の外周にネジを切り、他方の突出管部にユニオンナットを設け、２つの突出管部の間にガスケットを介在させつつユニオンナットを一方の突出管部の外周ネジにねじ込むことで、突出管部間を気密又は液密に接続することも可能である。
【００２４】
図６Ａおよび図６Ｂは、流体用機器としての開閉弁(２方弁)１１０を示す図であって、図６Ａは正面図、図６Ｂは底面図である。
開閉弁(２方弁)１１０は、ボディ１１１を有し、このボディ１１１の幅は、ベースブロックアセンブリＢＡの幅と整合しており（図１Ａ〜図１Ｃ参照）、例えば、１０ｍｍ程度であるが、これに限定されるわけではない。
ボディ１１１は、流路１１２，１１３を画定する。この流路１１２，１１３は、開閉弁(２方弁)１１０の内部で連通しており、内蔵された図示しない制御バルブにより開閉されるようになっている。
ボディ１１１の長手方向の両側部には、フランジ部１１１ｆがそれぞれ形成され、フランジ部１１１ｆには、締結ボルト５０のための貫通孔１１１ｈが形成されている。
流路１１２，１１３は、底面１１１ｂで開口する流路口１１２ａ，１１３ａをそれぞれ有し、流路口１１２ａ，１１３ａの周囲にはガスケットＧＫを保持するための保持部１１４が形成されている。保持部１１４の底面には、ベースブロック１０Ｂに形成された円環状の突起部１６と同様の突起部１１５が形成されている。
なお、開閉弁(２方弁)１１０のボディ１１１を例示したが、他の流体用機器である、開閉弁（３方弁）１２０のボディ１２１，マスフローコントローラ１３０のボディ１３１、開閉弁（２方弁）１４０のボディ１４１も、ベースブロックアセンブリＢＡの幅と整合している。そして、これらのボディ１２１，１３１，１４１は、底面に２つの流路口をもち、締結ボルト５０のための貫通孔が形成されたフランジ部を備え、ガスケットＧＫを保持するための保持部および円環状の突起を備えている。これらの流体用機器の詳細説明は省略する。
【００２５】
次に、図７〜１０Ｂを参照して、本実施形態に係る流体制御装置の組立手順について説明する。
まず、図７に示すように、ベースブロック３０と、ベースブロック１０Ａと、ベースブロック１０Ｂと、ベースブロック１０Ｃと、ベースブロック１０Ｄと、ベースブロック３０との間の各突出管部を突き合わせ溶接により気密又は液密に接続して、ベースブロックアセンブリＢＡを必要な本数準備する。
【００２６】
次いで、図８Ａに示すように、保持部材２００にベースブロックアセンブリＢＡを取り付ける。保持部材２００は、金属板を加工成形したものであり、長手方向に沿って対向する対向壁部２００ａ，２００ｂと、対向壁部２００ａ，２００ｂの間を連結する保持部２００ｃと、長手方向の両端部に形成された取付け部２００ｄ１，２００ｄ２と、取付け部２００ｄ１，２００ｄ２に形成された貫通孔２００ｈ１，２００ｈ２と、保持部２００ｃの長手方向の両端部に形成された長孔２００ｈ３，２００ｈ４と、保持部２００ｃの長手方向の中途部の２カ所に形成された貫通孔２００ｈ５，２００ｈ６とを有する。長孔２００ｈ３，２００ｈ４は、上流側と下流側のベースブロック３０にそれぞれ形成されたネジ穴３０ｈ３に対応する位置に形成され、貫通孔２００ｈ５，２００ｈ６はベースブロック１０Ｃに形成されたネジ穴１０ｈ３，１０ｈ４に対応する位置に形成されている。Ｍ４の締結ボルト６０を保持部材２００の保持部２００ｃの裏面側から、長孔２００ｈ３，２００ｈ４、貫通孔２００ｈ５，２００ｈ６を通じて各ネジ穴にねじ込むことで、ベースブロックアセンブリＢＡが保持部材２００に固定される。
【００２７】
次いで、図８Ｂに示すように、保持部材２００に保持されたベースブロックアセンブリＢＡに、各種流体用機器１１０〜１４０を設置する。このとき各種流体用機器１１０〜１４０のボディ１１１〜１４１の底面に開口した流路口と、これに対応するベースブロックアセンブリＢＡの各ベースブロックの上面１０ａに形成された流路口との周囲には、シール部材としてガスケットＧＫが配置される。そして、締結ボルト５０を各ボディ１１１〜１４１を通じてベースブロックアセンブリＢＡの各ベースブロックのネジ穴にねじ込むことにより、各種流体用機器１１０〜１４０のボディ１１１〜１４１が対応するベースブロック１０Ａ〜１０Ｄに連結されるとともに、ボディ１１１〜１４１とベースブロック１０Ａ〜１０Ｄの間のガスケットＧＫは各締結ボルト５０の締結力により圧せられる。これにより、流体制御アセンブリＡ１〜Ａ３が組み立てられる。
ガスケットＧＫとしては、金属製又は樹脂製などのガスケットを挙げることが出来る。
ガスケットしては、軟質ガスケット、セミメタルガスケット、メタルガスケットなどが挙げられる。具体的には、以下のものが好適に使用される。
（１）軟質ガスケット
・ゴムＯリング
・ゴムシート(全面座用)
・ジョイントシート
・膨張黒鉛シート
・ＰＴＦＥシート
・ＰＴＦＥジャケット形
（２）セミメタルガスケット
・うず巻形ガスケット(Ｓｐｉｒａｌ−ｗｏｕｎｄ  ｇａｓｋｅｔｓ)
・メタルジャケットガスケット
（３）メタルガスケット
・金属平形ガスケット
・メタル中空Ｏリング
・リングジョイント
【００２８】
図９Ａおよび図９Ｂは、図８Ａおよび図８Ｂで説明した組立手順の代替の組立手順を示している。
図９Ａに示すように、ベースブロックアセンブリＢＡに各種流体用機器１１０〜１４０を組み付けたのち、図９Ｂに示すように、各種流体用機器１１０〜１４０が組み付けられたベースブロックアセンブリＢＡを保持部材２００に固定する。これにより、図８Ａおよび図８Ｂの手順で得られるのと同様の流体制御アセンブリＡ１〜Ａ３が得られる。
【００２９】
次いで、組立てられた流体制御アセンブリＡ１〜Ａ３を図１０Ａに示すように、ベースプレート５００の設置面５０２の所望の位置に締結ボルト６０をネジ孔５０３にねじ込んで固定する。これにより、流体制御アセンブリＡ１〜Ａ３は、ベースプレート５００の設置面５０２に並列される。
次いで、図１０Ｂに示すように、流体制御アセンブリＡ１〜Ａ３の上流側端部のベースブロック３０に継手ブロック１５０を設置し、３つの開閉弁（３方弁）１２０に連通管３００を設置し、下流側端部のベースブロック３０に供給管部４００を設置する。これにより、流体制御装置１が形成される。
【００３０】
以上のように、本実施形態では、各ベースブロック１０Ａ〜１０Ｄのネジ穴１０ｈ１，１０ｈ２を上面視において流路１２ｄ，１３ｄと重複する位置に形成するとともに、ベースブロック１０Ａ〜１０Ｄおよびベースブロック３０に締結ボルトを貫通させる貫通孔を形成しない。このため、流体流路の断面積を最大限確保しつつ、ベースブロックの寸法、特に、幅を飛躍的に狭小化することができる。
【００３１】
なお、上記実施形態では、３本の流体制御アセンブリＡ１〜Ａ３をベースプレート５００の設置面５０２上に間隔を置いて配置した場合を例示したが、本実施形態のベースプレート５００は最大で５本の流体制御アセンブリを設置することが可能である。すなわち、流体制御アセンブリＡ１と流体制御アセンブリＡ２との間、および、流体制御アセンブリＡ２と流体制御アセンブリＡ３との間にも流体制御アセンブリを設置可能である。
【００３２】
上記実施形態では、流体用機器のボディには２つの流路口を画定する場合を例示したが、本発明はこれに限定されるわけではなく、例えば、底面に３つの流路口（図示せず）が形成されたボディを含む流体用機器も本発明の対象である。
【００３３】
上記実施形態では、保持部材２００を介してベースブロックアセンブリＢＡをベースプレート５００に取り付ける構成としたが、これに限定されるわけではなく、ベースブロックアセンブリＢＡをベースプレート５００に直接取り付けることも可能である。
【００３４】
次に、図１１を参照して、上記した流体制御装置１の適用例について説明する。
図１１に示す半導体製造装置１０００は、原子層堆積法（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  法）による半導体製造プロセスを実行するためのシステムであり、６００はプロセスガス供給源、７００はガスボックス、７１０はタンク、８００は処理チャンバ、９００は排気ポンプを示している。
基板に膜を堆積させる処理プロセスにおいては、処理ガスを安定的に供給するためにガスボックス７００から供給される処理ガスをバッファとしてのタンク７１０に一時的に貯留し、処理チャンバ８００の直近に設けられたバルブ７２０を高頻度で開閉させてタンクからの処理ガスを真空雰囲気の処理チャンバへ供給する。
ＡＬＤ法は、化学気相成長法の１つであり、温度や時間等の成膜条件の下で、２種類以上の処理ガスを１種類ずつ基板表面上に交互に流し、基板表面上原子と反応させて単層ずつ膜を堆積させる方法であり、単原子層ずつ制御が可能である為、均一な膜厚を形成させることができ、膜質としても非常に緻密に膜を成長させることができる。
ＡＬＤ法による半導体製造プロセスでは、処理ガスの流量を精密に調整する必要があるとともに、基板の大口径化等により、処理ガスの流量をある程度確保する必要もある。
ガスボックス７００は、正確に計量したプロセスガスを処理チャンバ８００に供給するために、上記実施形態で説明した各種の流体制御機器を集積化した流体制御装置１をボックスに収容したものである。
タンク７１０は、ガスボックス７００から供給される処理ガスを一時的に貯留するバッファとして機能する。
処理チャンバ８００は、ＡＬＤ法による基板への膜形成のための密閉処理空間を提供する。
排気ポンプ９００は、処理チャンバ８００内を真空引きする。
【符号の説明】
【００３５】
１  流体制御装置
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ  ベースブロック
１０ａ  上面
１０ｂ  底面
１０ｃ，１０ｄ  側面
１０ｅ１，１０ｅ２  端面
１０ｈ１，１０ｈ２，１０ｈ３，１０ｈ４  ネジ穴
１２  上流側流路
１２ａ，１２ｂ  流路口
１２ｃ  第１流路
１２ｄ  第２流路
１３  下流側流路
１３ｃ  第１流路
１３ｄ  第２流路
１３ａ，１３ｂ  流路口
１５  保持部
１６  突起部
３０  ベースブロック
３０ａ  上面
３０ｂ  底面
３０ｃ，３０ｄ  側面
３０ｅ１，３０ｅ２  端面
３０ｈ  貫通孔
３０ｈ１，３０ｈ２，３０ｈ３  ネジ穴
５０，６０  締結ボルト
１１０  開閉弁（２方弁）
１１１  ボディ
１１１ｂ  底面
１１１ｆ  フランジ部
１１１ｈ  貫通孔
１１２，１１３  流路
１１２ａ，１１３ａ  流路口
１１４  保持部
１１５  突起部
１２０  開閉弁（３方弁）
１２１  ボディ
１３０  マスフローコントローラ
１３１  ボディ
１３５  継手ブロック
１３６  連通管
１４０  開閉弁（２方弁）
１４１  ボディ
１５０  継手ブロック
１５１  導入管
１６０  継手ブロック
１６１  接続管
１６２  排出管
２００  保持部材
３００  連通管
４００  供給管部
５００  ベースプレート
５０１  支持部
５０２  設置面
５０３  ネジ孔
６００  プロセスガス供給源
７００  ガスボックス
７１０  タンク
７２０  バルブ
８００  処理チャンバ
９００  排気ポンプ
１０００  半導体製造装置
Ａ１，Ａ２，Ａ３  流体制御アセンブリ
ＢＡ  ベースブロックアセンブリ
Ｇ１  長手方向(上流側)
Ｇ２  長手方向(下流側)
ＧＫ  ガスケット
Ｗ１  幅方向（正面側）
Ｗ２  幅方向（背面側）
ＷＬ  溶接材料
【図１Ａ】
2018079288.tif 000003
【図１Ｂ】
2018079288.tif 000004
【図１Ｃ】
2018079288.tif 000005
【図１Ｄ】
2018079288.tif 000006
【図１Ｅ】
2018079288.tif 000007
【図２Ａ】
2018079288.tif 000008
【図２Ｂ】
2018079288.tif 000009
【図２Ｃ】
2018079288.tif 000010
【図３Ａ】
2018079288.tif 000011
【図３Ｂ】
2018079288.tif 000012
【図３Ｃ】
2018079288.tif 000013
【図４Ａ】
2018079288.tif 000014
【図４Ｂ】
2018079288.tif 000015
【図４Ｃ】
2018079288.tif 000016
【図５】
2018079288.tif 000017
【図６Ａ】
2018079288.tif 000018
【図６Ｂ】
2018079288.tif 000019
【図７】
2018079288.tif 000020
【図８Ａ】
2018079288.tif 000021
【図８Ｂ】
2018079288.tif 000022
【図９Ａ】
2018079288.tif 000023
【図９Ｂ】
2018079288.tif 000024
【図１０Ａ】
2018079288.tif 000025
【図１０Ｂ】
2018079288.tif 000026
【図１１】
2018079288.tif 000027
【国際調査報告】
2018079288.tif 000028
2018079288.tif 000029
2018079288.tif 000030