(57)【要約】【課題】 流体制御装置の主構成要素である開閉弁の種類数を増加させることなく、集積化を実現した流体制御装置を提供する。【解決手段】  流体制御器の出入口に配置される遮断開放器は、１つの２ポート弁101を備えた遮断開放器91と、１つの２ポート弁101および１つの３ポート弁102を備えた遮断開放器92と、１つの２ポート弁101および２つの３ポート弁102を備えた遮断開放器93と、２つの３ポート弁102を備えた遮断開放器94と、３つの３ポート弁102を備えた遮断開放器95の５種類のうちのいずれかとされる。すべての型の遮断開放器91,92,93の２ポート弁101の弁本体101aが、入口103および出口104が下面に設けられた同一形状のものとされ、すべての型の遮断開放器92,93,94,95 の３ポート弁102 の弁本体102aが、常時連通している入口107および出口106に加えてさらに副出入口105 が下面に設けられた同一形状のものとされている。【選択図】    図２
2007003013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の流体制御器と、各流体制御器の入口側および出口側にそれぞれ配置された複数の遮断開放器とを備え、各遮断開放器が、隣り合う弁同士がチューブを介さずに接続された複数の弁または１つの弁よりなり、
各遮断開放器は、１つの２ポート弁を備えた２型の遮断開放器と、１つの２ポート弁および１つの３ポート弁を備えた２−３型の遮断開放器と、１つの２ポート弁および２つの３ポート弁を備えた２−３−３型の遮断開放器と、２つの３ポート弁を備えた３−３型の遮断開放器と、３つの３ポート弁を備えた３−３−３型の遮断開放器の５種類のうちのいずれかとされており、
すべての型の遮断開放器の２ポート弁の弁本体が、入口および出口が下面に設けられた同一形状のものとされ、すべての型の遮断開放器の３ポート弁の弁本体が、常時連通している入口および出口に加えてさらに副出入口が下面に設けられた同一形状のものとされていることを特徴とする流体制御装置。
【請求項２】
２ポート弁および３ポート弁の各出入口は、同一平面状に一列に配置されており、これらの出入口を連通する通路を有し弁および流体制御器を結合する複数の継手部材により形成されかつ弁本体が取り付けられる弁取付基部をさらに備えている請求項１の流体制御装置。
【請求項３】
少なくとも１つの流体制御器が１種類の流体が流されるものであり、同流体制御器の入口側および出口側にそれぞれ２型の遮断開放器が配置されている請求項１または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用いられる流体制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置における流体制御装置は、図９に示すように、複数（図示は３つ）のマスフローコントローラ(3)と、各マスフローコントローラ(3)の入口側および出口側に配置された１または複数の開閉弁(111)(112)とを主構成要素とし、さらに、フィルター(113)や逆止弁(114)等が付加されたものである。
【０００３】
最も左のマスフローコントローラ(3)を含むライン（第１ライン）(115)は、マスフローコントローラ(3)の入口側にフィルター(113)が設けられ、同出口側に開閉弁(111)が設けられたものであり、入口と出口とが１つずつとされている。左から２番目のマスフローコントローラ(3)を含むライン（第２ライン）(116)は、マスフローコントローラ(3)の入口側に、ブロック化された２つの開閉弁(112)および１つの逆止弁(114)と１つのフィルター(113)とが設けられ、同出口側に、３つの開閉弁(111)が設けられ、さらに、マスフローコントローラ(3)の入口側と出口側との間に、マスフローコントローラ(3)を通らないバイパス通路(118)が設けられたものである。最も右のマスフローコントローラ(3)を含むライン（第３ライン）(117)は、マスフローコントローラ(3)の入口側に、ブロック化された２つの開閉弁(112)および１つの逆止弁(114)と１つのフィルター(113)とが設けられ、同出口側に、２つの開閉弁(111)が設けられたものである。そして、３つのマスフローコントローラ(3)の入口側で、ライン(115)(116)(117)同士が接続され、また、第１ライン(115)の出口と第２ライン(116)の出口の１つとが接続されている。
【０００４】
同図に示すように、マスフローコントローラ(3)と開閉弁(111)(112)との接続および開閉弁(111)同士の接続はチューブ(119)を介して行われており、チューブ(119)同士がＬ型の管継手(120)やＴ型の管継手(121)により接続されている。
【０００５】
なお、図９に示すものは流体制御装置のほんの一例であって、流体制御装置は種々のラインにより構成されるが、流体の数およびその流れを考慮すると、流体制御装置を構成するラインは、図１０に示す５種類にほぼ限定される。
【０００６】
図１０において、最も左に示しているのが、マスフローコントローラ等の流体制御器(3)に１種類の流体が流されるライン(131)で、左から２番目に示しているのが、流体制御器(3)に２種類の流体が流されるライン(132)で、左から３番目に示しているのが、流体制御器(3)に２種類の流体が流されるとともに、流体制御器(3)の出口側に真空引き通路(133a)が接続されるライン(133)で、左から４番目に示しているのが、流体制御器(3)に２種類の流体が流されるとともに、流体制御器(3)の入口側と出口側との間に流体制御器(3)を通らないバイパス通路(134a)が設けられるライン(134)で、最も左に示しているのが、流体制御器(3)に２種類の流体が流されるとともに、流体制御器(3)の出口側に真空引き通路(135a)が接続され、さらに、流体制御器(3)の入口側と出口側との間に流体制御器(3)を通らないバイパス通路(135b)が設けられるライン(135)である。
【特許文献１】特開平８−２２７８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
半導体製造装置における流体制御装置には、装置の占有スペースの減少および通路のボリュームの減少が要求されており、このため、マスフローコントローラと開閉弁との接続および開閉弁同士の接続をチューブを介さずに継手部材により行うこと（集積化）が提案されている（例えば特許文献１）。
【０００８】
集積化は、図１０に示した５種類のラインを構成する開閉弁同士をあらかじめブロック化しておき、これらのブロック化された弁同士をさらにチューブを介さずに接続することにより達成されるが、この集積化にさいしては、部品種類数の増加とりわけ主構成要素である開閉弁の種類数の増加が、実用上大きな問題となる。
【０００９】
この発明の目的は、流体制御装置の主構成要素である開閉弁の種類数を増加させることなく、集積化を実現し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】
【００１０】
この発明による流体制御装置は、複数の流体制御器と、各流体制御器の入口側および出口側にそれぞれ配置された複数の遮断開放器とを備え、各遮断開放器が、隣り合う弁同士がチューブを介さずに接続された複数の弁または１つの弁よりなり、各遮断開放器が、１つの２ポート弁を備えた２型の遮断開放器と、１つの２ポート弁および１つの３ポート弁を備えた２−３型の遮断開放器と、１つの２ポート弁および２つの３ポート弁を備えた２−３−３型の遮断開放器と、２つの３ポート弁を備えた３−３型の遮断開放器と、３つの３ポート弁を備えた３−３−３型の遮断開放器の５種類のうちのいずれかとされており、すべての型の遮断開放器の２ポート弁の弁本体が、入口および出口が下面に設けられた同一形状のものとされ、すべての型の遮断開放器の３ポート弁の弁本体が、常時連通している入口および出口に加えてさらに副出入口が下面に設けられた同一形状のものとされていることを特徴とするものである。
【００１１】
２ポート弁および３ポート弁の各出入口は、同一平面状に一列に配置されており、これらの出入口を連通する通路を有し弁および流体制御器を結合する複数の継手部材により形成されかつ弁本体が取り付けられる弁取付基部を備えていることが好ましい。
【００１２】
この明細書において、上下は図３および図４の上下をいうものとするが、この上下は便宜的なものであり、流体制御装置は、図３および図４の上下の状態で水平面に取り付けられるほか、上下が逆になって水平面に取り付けられたり、垂直面に取り付けられたりすることがある。
【００１３】
この発明の流体制御装置によると、遮断開放器は全部で５種類となるが、各遮断開放器を構成する弁本体の形状は、２種類だけでよい。各弁本体には、常時開型のアクチュエータまたは常時閉型のアクチュエータが取付けられ、アクチュエータの型を含めると、弁の種類は４つとなる。
【００１４】
上記構成とすることにより、弁本体の形状が２種類だけである５種類の遮断開放器により、種々の流体制御装置が構成される。これを、図２を参照して以下に説明する。
【００１５】
流体制御器(3)に１種類の流体（メインガスだけ）が流される場合には、流体制御器(3)の入口側および出口側にそれぞれ２型の遮断開放器(91)(91)が配置される。
【００１６】
流体制御器(3)に２種類の流体が流される場合には、流体制御器(3)の入口側および出口側にそれぞれ２−３型の遮断開放器(92)(92)が配置される。そして、第１の流体（例えばメインガス）は、３ポート弁(102)を経て流体制御器(3)に入り、流体制御器(3)を通過した後、３ポート弁(102)を経て次のライン（例えばプロセスチャンバ）に至る。また、第２の流体（例えばパージガス）は、２ポート弁(101)および３ポート弁(102)を経て流体制御器(3)に入り、流体制御器(3)を通過した後、３ポート弁(102)および２ポート弁(101)を経て次のライン（例えばベントライン）に至る。
【００１７】
流体制御器(3)に２種類の流体が流されるとともに、流体制御器(3)の出口側に真空引き通路(98a)が設けられる場合には、流体制御器(3)の入口側に２−３型の遮断開放器(92)が、流体制御器(3)の出口側に２−３−３型の遮断開放器(93)が配置される。そして、第１の流体（例えばメインガス）は、３ポート弁(102)を経て流体制御器(3)に入り、流体制御器(3)を通過した後、いずれか一方の３ポート弁を経て次のライン（例えばプロセスチャンバ）に至る。第２の流体（例えばパージガス）は、２ポート弁(101)および３ポート弁(102)を経て流体制御器(3)に入り、流体制御器(3)を通過した後、２つの３ポート弁(102)(102)を経て次のライン（例えばベントライン）に至る。２−３−３型の遮断開放器(93)の２ポート弁(101)には、真空引き通路(98a)が接続される。
【００１８】
流体制御器(3)に２種類の流体が流されるとともに、流体制御器(3)の入口側と出口側との間に流体制御器(3)を通らないバイパス通路(99a)が設けられる場合には、流体制御器(3)の入口側および出口側にそれぞれ３−３型の遮断開放器(94)(94)が配置される。第１の流体（例えばメインガス）は、入口側３−３型の遮断開放器(94)のいずれか一方の３ポート弁(102)を経て流体制御器(3)に入り、流体制御器(3)を通過した後、出口側３−３型の遮断開放器(94)のいずれか一方の３ポート弁(102)を経て次のライン（例えばプロセスチャンバ）に至る。また、第２の流体（例えばパージガス）は、２つの３ポート弁(102)(102)を経て流体制御器(3)に入り、流体制御器(3)を通過した後、２つの３ポート弁(102)(102)を経て次のライン（例えばベントライン）に至る。そして、入口側および出口側の３−３型の遮断開放器(94)の他方の３ポート弁(102)(102)同士が、開閉弁を備えたバイパス通路(99a)により接続される。
【００１９】
流体制御器(3)に２種類の流体が流されるとともに、流体制御器(3)の出口側に真空引き通路(100a)が設けられ、さらに、流体制御器(3)の入口側と出口側との間に流体制御器(3)を通らないバイパス通路(100b)が設けられる場合には、流体制御器(3)の入口側に３−３型の遮断開放器(94)が、流体制御器(3)の出口側に３−３−３型の遮断開放器(95)が配置される。第１の流体（例えばプロセスチャンバ）は、３−３型の遮断開放器(94)のいずれか一方の３ポート弁(102)を経て流体制御器(3)に入り、流体制御器(3)を通過した後、３−３−３型の遮断開放器(95)のいずれかの３ポート弁(102)を経て次のライン（例えばプロセスチャンバ）に至る。また、第２の流体（例えばパージガス）は、２つの３ポート弁(102)(102)を経て流体制御器(3)に入り、流体制御器(3)を通過した後、２つの３ポート弁(102)(102)を経て次のライン（例えばベントライン）に至る。そして、３−３型の遮断開放器(94)の他方の３ポート弁(102)と３−３−３型の遮断開放器(95)の残っている３ポート弁(102)とが、バイパス通路(100b)により接続され、さらに、この３ポート弁(102)に真空引き通路(100a)が接続される。
【００２０】
このようにして、２種類の弁本体(101)(102)だけから構成された５種類の遮断開放器(91)(92)(93)(94)(95)により、種々の流体制御装置が構成される。
【発明の効果】
【００２１】
この発明の流体制御装置によると、遮断開放器は全部で５種類となるが、各遮断開放器を構成する弁本体の形状は、２種類だけでよく、弁本体の形状が２種類だけである５種類の遮断開放器により、種々の流体制御装置が構成されるので、流体制御装置の主構成要素である開閉弁の種類数を増加させることなく、集積化を実現した流体制御装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。
【００２３】
以下の説明において、左右については、図の左右をいうものとする。
【００２４】
図１は、この発明の流体制御装置の一具体例を示すもので、図９に示した従来の流体制御装置と同じ機能を有している。すなわち、最も左のマスフローコントローラ(3)を含むラインを第１ライン(85)とし、左から２番目のマスフローコントローラ(3)を含むラインを第２ライン(86)とし、最も右のマスフローコントローラ(3)を含むラインを第３ライン(87)とすると、第１ライン(85)は、マスフローコントローラ(3)の入口側にフィルター(83)が設けられ、同出口側に開閉弁(81)が設けられたものであり、第２ライン(86)は、マスフローコントローラ(3)の入口側に、２種類計３つの開閉弁(81)(82)、１つの逆止弁(84)および１つのフィルター(83)が設けられ、同出口側に、２種類計３つの開閉弁(81)(82)が設けられ、さらに、マスフローコントローラ(3)の入口側と出口側との間に、マスフローコントローラ(3)を通らないバイパス通路(88)が設けられたものであり、第３ライン(87)は、マスフローコントローラ(3)の入口側に、互いに異なる種類の２つの開閉弁(81)(82)、１つの逆止弁(84)および１つのフィルター(83)が設けられ、同出口側に、互いに異なる種類の２つの開閉弁(81)(82)が設けられたものである。そして、マスフローコントローラ(3)の入口側で、各ライン(85)(86)(87)同士が接続され、また、第１ライン(85)の出口と第２ライン(86)の出口の１つとが接続されている。
【００２５】
図１に示した流体制御装置では、マスフローコントローラ(3)と開閉弁(82)との接続および開閉弁(81)(82)同士の接続は、チューブを介さずに（図面の裏側において）継手部材により行われており、これにより、図９に示した制御装置に比べて、縦が６１％、横が４２％、面積が２６％にまで減少し、大幅な集積化が達成されている。
【００２６】
しかも、後述するように、開閉弁(81)(82)の弁本体の形状は２種類だけとされ、部品数の増加が抑えられて標準化も達成されている。
【００２７】
標準化は、次のＡからＣまでの構成により達成されたものであり、以下に、これらの構成について詳述する。
【００２８】
Ａ．流体制御器(3)と、これの入口側および出口側に配置された遮断開放器(91)(92)(93)(94)(95)とにより、すべてのラインを構成する。
【００２９】
Ｂ．入口(103)および出口(104)が下面に設けられた弁本体(101a)を有する２ポート弁(101)と、常時連通している入口(107)および出口(106)に加えてさらに副出入口(105)が下面に設けられた弁本体(102a)を有する３ポート弁(102)と、所要の継手部材(30)(31)(32)(33)(34)(35)(36)(37)(38)とにより、すべての遮断開放器(91)(92)(93)(94)(95)を構成する。継手部材(30)(31)(32)(33)(34)(35)(36)(37)(38)は、後述するように種々の型があり得るが、隣り合う弁(101)(102)の隣り合う入口と出口とを連通する通路(108)を有するものであればよい。
【００３０】
Ｃ．遮断開放器(91)(92)(93)(94)(95)は、１つの２ポート弁(101)を備えた２型の遮断開放器(91)と、１つの２ポート弁(101)および１つの３ポート弁(102)を備えた２−３型の遮断開放器(92)、１つの２ポート弁(101)および２つの３ポート弁(102)(102)を備えた２−３−３型の遮断開放器(93)と、２つの３ポート弁(102)(102)を備えた３−３型の遮断開放器(94)と、３つの３ポート弁(102)(102)(102)を備えた３−３−３型遮断開放器(95)の５種類とする。
【００３１】
図２は、図１０に示した５種類のラインを本発明の特徴を示すように書き換えたもので、同図において、最も左に示しているのが、流体制御器(3)に１種類の流体が流されるライン(96)であり、流体制御器(3)と、流体制御器(3)の入口側および出口側にそれぞれ配置された２型の遮断開放器(91)とよりなる。左から２番目に示しているのが、流体制御器に２種類の流体が流されるライン(97)であり、流体制御器(3)と、流体制御器(3)の入口側および出口側にそれぞれ配置された２−３型の遮断開放器(92)とよりなる。左から３番目に示しているのが、流体制御器(3)に２種類の流体が流されるとともに、流体制御器(3)の出口側に真空引き通路(98a)が接続されるライン(98)であり、流体制御器(3)と、流体制御器(3)の入口側に配置された２−３型の遮断開放器(92)と、流体制御器(3)の出口側に配置された２−３−３型の遮断開放器(93)とよりなる。左から４番目に示しているのが、流体制御器(3)に２種類の流体が流されるとともに、流体制御器(3)の入口側と出口側との間に流体制御器(3)を通らないバイパス通路(99a)が設けられるライン(99)であり、流体制御器(3)と、流体制御器(3)の入口側に配置された３−３型の遮断開放器(94)と、流体制御器(3)の出口側に配置された３−３型の遮断開放器(94)とよりなる。最も右に示しているのが、流体制御器(3)に２種類の流体が流されるとともに、流体制御器(3)の出口側に真空引き通路(100a)が接続され、さらに、流体制御器(3)の入口側と出口側との間に流体制御器(3)を通らないバイパス通路(100b)が設けられるライン(100)であり、流体制御器(3)と、流体制御器(3)の入口側に配置された３−３型の遮断開放器(94)と、流体制御器(3)の出口側に配置された３−３−３型遮断開放器(95)とよりなる。
【００３２】
次いで、図３を参照して、５種類の遮断開放器(91)(92)(93)(94)(95)について説明する。なお、図２および図３において、白抜きの三角形は、アクチュエータにより開閉されるポート(103)(105)を意味し、白抜きの三角形に１本線を付け加えたものは、常時開いているポート(104)(106)(107)を意味している。また、複数の弁(101)(102)を備えた遮断開放器(92)(93)(94)(95)については、弁(101)(102)同士は、左右に隣り合うように直列に接続されるものとし、かつ、隣り合うポート(104)(106)(107)同士は、継手部材内通路(108)により連通させられるものとする。
【００３３】
図３において、最も左に示しているのが、２型の遮断開放器(91)、左から２番目に示しているのが、２−３型の遮断開放器(92)、左から３番目に示しているのが、２−３−３型の遮断開放器(93)、左から４番目に示しているのが、３−３型の遮断開放器(94)、最も右に示しているのが、３−３−３型遮断開放器(95)である。
【００３４】
次に、図３を参照して、各遮断開放器(91)(92)(93)(94)(95)のそれぞれの作用について説明する。なお、図３において、２ポート弁(101)の２つのポート(103)(104)のうち、アクチュエータで直接開閉される方を第１ポート(103)とし、他方を第２ポート(104)とする。また、３ポート弁(102)の３つのポート(105)(106)(107)のうち、アクチュエータで直接開閉される方を第１ポート(105)とし、残る２つのポート(106)(107)のうち、図の左の方を第２ポート(106)、同右の方を第３ポート(107)とする。
【００３５】
２型の遮断開放器(91)によると、アクチュエータが開の時、２ポート弁(101)の第１ポート(103)から流入した流体１（図には、丸付き数字の１で示す。以下、同様）は、第２ポート(104)から流出する。
【００３６】
２−３型の遮断開放器(92)によると、３ポート弁(102)のアクチュエータが開で２ポート弁(101)のアクチュエータが閉の時、３ポート弁(102)の第１ポート(105)から流入した流体１は、３ポート弁(102)の第２ポート(106)から流出する。他方、３ポート弁(102)のアクチュエータが閉で２ポート弁(101)のアクチュエータが開の時、２ポート弁(101)の第１ポート(103)から流入した流体２（図には、丸付き数字の２で示す。以下、同様）は、同第２ポート(104)および継手部材内通路(108)を経て３ポート弁(102)の第３ポート(107)に至り、この第３ポート(107)に常時連通している第２ポート(106)から流出する。
【００３７】
２−３−３型の遮断開放器(93)によると、左方の３ポート弁(102)のアクチュエータが開で他の３ポート弁(102)および２ポート弁(101)のアクチュエータがいずれも閉の時、左方の３ポート弁(102)の第２ポート(106)から流入した流体１は、３ポート弁(102)の第１ポート(105)から流出する。他方、左方の３ポート弁(102)のアクチュエータが閉、他の３ポート弁(102)のアクチュエータが開、２ポート弁(101)のアクチュエータが閉の時、左方の３ポート弁(102)の第２ポート(106)から流入した流体２は、この第２ポート(106)に常時連通している左方の３ポート弁(102)の第３ポート(107)に至り、継手部材内通路(108)および他の３ポート弁(102)の第２ポート(106)を経て、この３ポート弁(102)の第１ポート(105)から流出する。さらに、２つの３ポート弁(102)(102)のアクチュエータがいずれも閉で２ポート弁(101)のアクチュエータが開の時、２ポート弁(101)の第１ポート(103)から吸引すると、左方の３ポート弁(102)の第２ポート(106)から、同第３ポート(107)、継手部材内通路(108)、他の３ポート弁(102)の第２ポート(106)、同第３ポート(107)および２ポート弁(101)の第２ポート(104)を経て、２ポート弁(101)の第１ポート(103)に至る通路中にある流体１および／または流体２が吸引される。
【００３８】
３−３型の遮断開放器(94)によると、左方の３ポート弁(102)のアクチュエータが開で他の３ポート弁(102)のアクチュエータが閉の時、左方の３ポート弁(102)の第１ポート(105)から流入した流体１は、同第２ポート(106)から流出する。そして、他の３ポート弁(102)の第３ポート(107)の出口側が開の状態のときは、この流体１は、左方の３ポート弁(102)の第３ポート(107)および他の３ポート弁(102)の第２ポート(106)を経て、同第３ポート(107)から流出することができる。他方、左方の３ポート弁(102)のアクチュエータが閉で他の３ポート弁(102)のアクチュエータが開の時、他の３ポート弁(102)の第１ポート(105)から流入した流体２は、同第２ポート(106)から、継手部材内通路(108)、左方の３ポート弁(102)の第３ポート(107)および第２ポート(106)を経て流出する。そして、他の３ポート弁(102)の第３ポート(107)の出口側が開の状態のときは、流体２は、この第３ポート(107)から流出することができる。
【００３９】
３−３−３型遮断開放器(95)によると、左端の３ポート弁(102)のアクチュエータが開で他の２つの３ポート弁(102)のアクチュエータがいずれも閉の時、左方の３ポート弁(102)の第２ポート(106)から流入した流体１は、同第１ポート(105)から流出する。他方、左端の３ポート弁(102)のアクチュエータが閉、中央の３ポート弁(102)のアクチュエータが開、右端の３ポート弁(102)のアクチュエータが閉の時、左端の３ポート弁(102)の第２ポート(106)から流入した流体２は、左端の３ポート弁(102)の第３ポート(107)に至り、さらに、継手部材内通路(108)および中央の３ポート弁(102)の第２ポート(106)を経て、この３ポート弁(102)の第１ポート(105)から流出する。また、左端および中央の３ポート弁(102)(102)のアクチュエータがいずれも閉で右端の３ポート弁(102)のアクチュエータが開の時、右端の３ポート弁(102)の第１ポート(105)から吸引すると、左端の３ポート弁(102)の第２ポート(106)から、同第３ポート(107)、中央の３ポート弁(102)の第２ポート(106)、同第３ポート(107)および右端の３ポート弁(102)の第２ポート(106)を経て、右端の３ポート弁(102)の第１ポート(105)に至る通路中にある流体１および／または流体２が吸引される。そして、右端の３ポート弁(102)の第３ポート(107)からは、さらに他の流体３（図には、丸付き数字の３で示す。）を流入させ、これをいずれかの３ポート弁(102)の第１ポート(105)から流出させることができる。
【００４０】
なお、図１に示した流体制御装置は、第１ライン(85)が、フィルター(83)、流体制御器(3)および２型の遮断開放器(91)からなり、第２ライン(96)が、フィルター(83)、逆止弁(84)、２−３−３型の遮断開放器(93)、流体制御器(3)および３−３−３型の遮断開放器(95)からなり、第３ライン(87)が、フィルター(83)、逆止弁(84)、２−３型の遮断開放器(92)、流体制御器(3)および２−３型の遮断開放器(92)からなっている。
【００４１】
次に、図２の中央に示したライン(98)を流体制御装置に具体的に適用する場合の構成について、特に弁同士を接続するための継手部材の構成について、図４から図６までを参照して説明する。同図において、マスフローコントローラの入口側（左方）の遮断開放器(1)は、図２および図３において(92)で示す２−３型の遮断開放器とされ、同出口側（右方）の遮断開放器(2)は、図２および図３において(93)で示す２−３−３型の遮断開放器とされている。
【００４２】
入口側の遮断開放器(1)は、左方に配置された第１開閉弁(6)および右方に配置された第２開閉弁(7)と、第１開閉弁(6)および第２開閉弁(7)が取り付けられている第１弁取付基部(28)とを備えている。第１開閉弁(6)は、図２および図３において(101)で示す２ポート弁であり、第２開閉弁(7)は、図２および図３において(102)で示す３ポート弁である。第１弁取付基部(28)は、後述するように複数の継手部材(30)(31)(32)(33)により形成されている。入口側の遮断開放器(1)の左方には、第１逆止弁(5)が設けられている。
【００４３】
また、出口側の遮断開放器(2)は、左方に配置された第３開閉弁(8)、中間に配置された第４開閉弁(9)および右方に配置された第５開閉弁(10)と、第３開閉弁(8)、第４開閉弁(9)および第５開閉弁(10)が取り付けられている第２弁取付基部(29)とを備えている。第３開閉弁(8)および第４開閉弁(9)は、図２および図３において(102)で示す３ポート弁であり、第５開閉弁(10)は、図２および図３において(101)で示す２ポート弁である。第２弁取付基部(29)は、後述するように複数の継手部材(34)(35)(36)(37)(38)(39)により形成されている。出口側の遮断開放器(2)の右方には、第２逆止弁(11)が設けられている。
【００４４】
各開閉弁(6)(7)(8)(9)(10)は、それぞれ、弁本体(12)(14)(16)(18)(20)およびこれに上方から取り付けられて弁本体(12)(14)(16)(18)(20)内の流路を適宜遮断開放するアクチュエータ(13)(15)(17)(19)(21)よりなる。各開閉弁(6)(7)(8)(9)(10)の弁本体(12)(14)(16)(18)(20)の下端部には、上から見て方形のフランジ部(12a)(14a)(16a)(18a)(20a)が設けられており、このフランジ部(12a)(14a)(16a)(18a)(20a)が上方からねじ込まれたねじにより弁取付基部(28)(29)に結合されている。
【００４５】
各逆止弁(5)(11)は、それぞれ、下面に入口が設けられた左側弁本体(22)(25)と、左側弁本体(22)(25)とねじで接続された中央弁本体(23)(26)と、中央弁本体(23)(26)とねじで接続されかつ下面に出口が設けられた右側弁本体(24)(27)とを備えている。
【００４６】
マスフローコントローラ(3)の下端部左面には、下面に入口が設けられた直方体状左方張出部(49)が設けられ、同右面には、下面に出口が設けられた直方体状右方張出部(50)が設けられている。
【００４７】
図６に拡大して示すように、第１開閉弁(6)の弁本体(12)には、弁本体(12)の下面のほぼ中央に位置する入口(62)と、同右寄りに位置する出口(63)とが設けられており、弁本体(12)内に、入口(62)から弁室(66)に通じている流入通路(64)と、出口(63)から弁室(66)に通じている流出通路(65)とが形成されている。弁アクチュエータ(13)は、ダイヤフラムの弁体(67)を作動させるもので、弁アクチュエータ(13)の操作により、流入通路(64)が弁体(67)により遮断開放されるようになされている。
【００４８】
また、第２開閉弁(7)の弁本体(14)には、弁本体(14)の下面の左寄りに位置する入口(68)と、同左寄りに位置する出口(69)と、同ほぼ中央に位置しており他の流体の入口または出口とされる副出入口(70)とが設けられており、弁本体(14)内に、入口(68)から弁室(74)に通じている流入通路(71)と、副出入口(70)から弁室(74)に通じている副通路(73)と、出口(69)から弁室(74)に通じている流出通路(72)とが形成されている。弁アクチュエータ(15)は、ダイヤフラムの弁体(75)を作動させるもので、弁アクチュエータ(15)の操作により、副通路(73)が弁体(75)により遮断開放されるようになされている。一方、入口(68)に通じる流入通路(71)と出口(69)に通じる流出通路(72)とは、弁室(74)を介して常時連通するようになされている。
【００４９】
マスフローコントローラ(3)の左方にある各弁本体(22)(23)(24)(12)(14)の下面およびマスフローコントローラ(3)の左方張出部(49)の下面は、すべて面一となされており、マスフローコントローラ(3)の右方張出部(50)およびマスフローコントローラ(3)の右方にある各弁本体(16)(18)(20)(25)(26)(27)の下面も、すべて面一となされている。
【００５０】
第１逆止弁(5)の左側弁本体(22)の入口には、直方体状継手保持部材(40)に保持された継手部(41)が設けられている。この継手部(41)は、パージガス導入通路に接続されている。
【００５１】
第１逆止弁(5)の右側弁本体(24)の出口および第１開閉弁(6)の弁本体(12)の入口には、それぞれ直方体状継手保持部材(42)(44)に保持された継手部(43)(45)が設けられている。継手部(43)(45)同士は短筒状突出部(46)を介して接続されている。これらの継手保持部材(42)(44)、継手部(43)(45)および短筒状突出部(46)によって、入口側の遮断開放器(1)に流体を導入する通路を有する第１流入路形成部材(30)が形成されている。
【００５２】
第１開閉弁(6)の弁本体(12)の右寄り部分下面と第２開閉弁(7)の弁本体(14)の左寄り部分下面とにまたがって、第１開閉弁(6)の出口と第２開閉弁(7)の入口とを連通するＶ字状通路(31a)を有する直方体状第１連通路形成部材(31)が設けられている。
【００５３】
第２開閉弁(7)の弁本体(14)の副出入口には、直方体状継手保持部材(47)に保持された継手部(48)が設けられている。この継手部(48)は、プロセスガス導入通路に接続されている。これらの継手保持部材(47)および継手部(48)によって、第２開閉弁(7)の副出入口に通じる通路を有する第１副通路形成部材(32)が形成されている。
【００５４】
第２開閉弁(7)の弁本体(14)の右寄り部分下面とマスフローコントローラ(3)の左方張出部(49)下面とにまたがって、第２開閉弁(7)の出口から流体を排出してマスフローコントローラ(3)に送り込むＶ字状通路(33a)を有する直方体状第１流出路形成部材(33)が設けられている。
【００５５】
マスフローコントローラ(3)の左方にある第１流入路形成部材(30)、第１連通路形成部材(31)、第１副通路形成部材(32)および第１流出路形成部材(33)により、入口側の遮断開放器(1)の第１弁取付基部(28)が形成されている。したがって、入口側の遮断開放器(1)には、逆止弁(5)を経て導入されたパージガスが、第１流入路形成部材(30)、第１開閉弁(6)の弁本体(12)、第１連通路形成部材(31)、第２開閉弁(7)の弁本体(14)および第１流出路形成部材(33)を通って排出されるパージガス用通路と、第１副通路形成部材(32)の下面より導入されたプロセスガスが、第１副通路形成部材(32)、第２開閉弁(7)の弁本体(14)および第１流出路形成部材(33)を通って排出されるプロセスガス用通路とが形成されている。
【００５６】
マスフローコントローラ(3)の右方張出部(50)下面と第３開閉弁(8)の弁本体(16)の左寄り部分下面とにまたがって、マスフローコントローラ(3)から排出された流体を出口側の遮断開放器(2)に導入するＶ字状通路(34a)を有する直方体状第２流入路形成部材(34)が設けられている。
【００５７】
第３開閉弁(8)の弁本体(16)の副出入口には、直方体状継手保持部材(51)に保持された継手部(52)が設けられている。この継手部(52)は、真空引き通路に接続されている。これらの継手保持部材(51)および継手部(52)によって、第３開閉弁(8)の副出入口に通じる通路を有する第２副通路形成部材(35)が形成されている。
【００５８】
第３開閉弁(8)の弁本体(16)の右寄り部分下面と第４開閉弁(9)の弁本体(18)の左寄り部分下面とにまたがって、第３開閉弁(8)の出口と第４開閉弁(9)の入口とを連通するＶ字状通路(36a)を有する直方体状第２連通路形成部材(36)が設けられている。
【００５９】
第４開閉弁(9)の弁本体(18)の副出入口には、直方体状継手保持部材(53)に保持された継手部(54)が設けられている。この継手部(54)は、プロセスガス送り込み通路に接続されている。これらの継手保持部材(53)および継手部(54)によって、第４開閉弁(9)の副出入口に通じる通路を有する第３副通路形成部材(37)が形成されている。
【００６０】
第４開閉弁(9)の弁本体(18)の出口および第５開閉弁(10)の弁本体(20)の入口には、それぞれ直方体状継手保持部材(55)(57)に保持された継手部(56)(58)が設けられている。継手部(56)(58)同士は短筒状突出部(59)を介して接続されている。これらの継手保持部材(55)(57)、継手部(56)(58)および短筒状突出部(59)によって、第４開閉弁(9)の出口と第５開閉弁(10)の入口とを連通する第３連通路形成部材(38)が形成されている。
【００６１】
第５開閉弁(10)の弁本体(20)の右寄り部分下面と第２逆止弁(11)の左側弁本体(25)の下面とにまたがって、第５開閉弁(10)の出口と第２逆止弁(11)の入口とを連通するＶ字状通路(39a)を有する直方体状第２流出路形成部材(39)が形成されている。
【００６２】
マスフローコントローラ(3)の右方にある第２流入路形成部材(34)、第２副通路形成部材(35)、第２連通路形成部材(36)、第３副通路形成部材(37)、第３連通路形成部材(38)および第２流出路形成部材(39)により、出口側の遮断開放器(2)の弁取付基部(29)が形成されている。したがって、出口側の遮断開放器(2)には、マスフローコントローラ(3)を経て導入されたパージガスが、第２流入路形成部材(34)、第２連通路形成部材(36)、第３連通路形成部材(38)および第２流出路形成部材(39)を通って排出されるパージガス用通路と、マスフローコントローラ(3)を経て導入されたプロセスガスが、第２流入路形成部材(34)、第２連通路形成部材(36)および第３副通路形成部材(37)を通ってプロセスチャンバーに送り込まれるプロセスガス通路と、これらの通路内のガスが第２副通路形成部材(35)から抜き出される真空引き用通路とが形成されている。
【００６３】
第２逆止弁(11)の右側弁本体(27)の出口には、直方体状継手保持部材(60)に保持された継手部(61)が設けられている。この継手部(61)は、パージガス排出通路に接続されている。
【００６４】
第１逆止弁(5)の左側弁本体(22)と継手保持部材(40)とは、左側弁本体(22)の上方からねじ込まれたねじにより接続され、同右側弁本体(24)と継手保持部材(42)とは、右側弁本体(24)の上方からねじ込まれたねじにより接続されている。したがって、これらのねじを外すことにより、第１逆止弁(5)は上方に取り外すことができる。第２逆止弁(11)も同様であり上方に取り外すことができる。
【００６５】
なお、各弁本体(22)(23)(24)(12)(14)(16)(18)(20)(25)(26)(27)とこれらに突き合わされている各部材(41)(30)(31)(32)(33)(34)(35)(36)(37)(38)(39)(61)との間には、図６に示すようなシール部(76)がそれぞれ設けられている。
【００６６】
この流体制御装置(4)によると、第１開閉弁(6)を閉、第２開閉弁(7)を開、第３開閉弁(8)を閉、第４開閉弁(9)を開、第５開閉弁(10)を閉として、入口側の遮断開放器(1)の第１副通路形成部材(32)にプロセスガスを導入すると、プロセスガスは、第２開閉弁(7)の弁本体(14)および第１流出路形成部材(33)を通ってマスフローコントローラ(3)に至り、ここでその流量を調整されて、出口側の遮断開放器(2)に導入される。そして、第２流入路形成部材(34)、第３開閉弁(8)の弁本体(16)、第２連通路形成部材(36)、第４開閉弁(9)の弁本体(18)および第３副通路形成部材(37)を通ってプロセスチャンバーに送り込まれる。この後、第１開閉弁(6)を開、第２開閉弁(7)を閉、第３開閉弁(8)を閉、第４開閉弁(9)を閉、第５開閉弁(10)を開として、第１逆止弁(5)からパージガスを導入すると、パージガスは、第１流入路形成部材(30)、第１開閉弁(6)の弁本体(12)、第１連通路形成部材(31)、第２開閉弁(7)の弁本体(14)および第１流出路形成部材(33)を通ってマスフローコントローラ(3)に至り、さらに、第２流入路形成部材(34)、第３開閉弁(8)の弁本体(16)、第２連通路形成部材(36)、第４開閉弁(9)の弁本体(18)、第３連通路形成部材(38)、第５開閉弁(10)の弁本体(20)、第２流出路形成部材(39)および第２逆止弁(11)を流れて排出される。このとき、パージガスは、自身の圧力によって第２開閉弁(7)の弁本体(14)、第１流出路形成部材(33)、第２流入路形成部材(34)および第２連通路形成部材(36)に残っているプロセスガスを追い出し、これにより、短時間でパージガスだけが流れるようになる。この流体制御装置において、パージガスの通路とプロセスガスの通路とは、逆にしてもよい。この場合は、プロセスガスを流したとき、これがパージガスに素早く置き換わることになる。
【００６７】
上記の入口側および出口側の遮断開放器(1)(2)において、第１流入路形成部材(30)および第３連通路形成部材(38)が共通の部材とされ、また、第１連通路形成部材(31)、第１流出路形成部材(33)、第２流入路形成部材(34)、第２連通路形成部材(36)および第２流出路形成部材(39)が共通の部材とされ、各副通路形成部材(32)(35)(37)も共通の部材とされている。すなわち、入口側の遮断開放器(1)に３ポートの開閉弁を１つ付加するとともに、その弁取付基部(28)に、第１連通路形成部材(31)および第１副通路形成部材(32)と同じものを付加するだけで、出口側の遮断開放器(2)が得られている。ここで、付加する開閉弁が２ポートのものであるときは、出口側の遮断開放器(2)の第４開閉弁(9)を２ポートの弁に置き換えるとともに、その取付基部(29)から第３副通路形成部材(37)を除去すればよい。また、これに伴って、弁同士の間隔が広くなる場合は、第３連通路形成部材(38)を形成する短筒状突出部(59)の長さだけを変更することによって対応できる。
【００６８】
しかも、各通路形成部材(30)(31)(32)(33)(34)(35)(36)(37)(38)(39)同士は、互いに直接に連通する通路を持っていないから、これらをシール部を介さないで結合することが可能であり、第１および第２弁取付基部(28)(29)が複数の部材から構成されているにもかかわらず、シール性を確保することができる。
【００６９】
なお、第１流入路形成部材(30)および第３連通路形成部材(38)をＶ字状通路を有する直方体状部材で形成してもよく、逆に、第１連通路形成部材(31)等を２つの継手保持部材、２つの継手部および短筒状突出部によって形成してもよい。上記の流体制御装置(4)は、プロセスガスが通る第１流出路形成部材(33)、第２流入路形成部材(34)および第２連通路形成部材(36)をＶ字状通路(33a)(34a)(36a)を有する直方体状部材で形成することにより、これらの部材(33)(34)(36)を両側からヒーターで挟んで加熱することができ、プロセスガスを加熱しやすいという利点を有している。また、１つの継手部材が、２つの継手保持部材、２つの継手部および短筒状突出部によって形成されているものでは、ブロック状の継手部材に比べて軽量化できるという利点を有している。
【００７０】
詳細な図は省略したが、２型の遮断開放器(91)は、入口側の遮断開放器(1)から第２開閉弁(7)を取り除いた構成とされ、３−３型の遮断開放器(94)は、出口側の遮断開放器(2)から第５開閉弁(11)を取り除いた構成とされ、３−３−３型の遮断開放器(95)は、出口側の遮断開放器(2)の第５開閉弁(11)を３ポート弁で置き換えた構成とされる。そして、２型の遮断開放器(91)、３−３型の遮断開放器(92)、２−３−３型の遮断開放器(93)、３−３型の遮断開放器(94)および３−３−３型遮断開放器(95)のうちのいずれかの遮断開放器がマスフローコントローラの左方および右方に設けられるとともに、これがさらに並列状に配置されて、半導体製造装置用の種々の流体制御装置が構成される。
【００７１】
上記の流体制御装置を構成するのに、継手部材も極力標準化が図られており、継手部材としては、図６に示した入口側の遮断開放器(1)に用いられた第１流入路形成部材(30)、第１連通路形成部材(31)および第１副通路形成部材(32)と全く同じ寸法の部材と、これらの寸法を若干変更した部材とだけより構成される。
【００７２】
なお、継手部材として、図４から図６までに示したもののほか、さらに、図７および図８に示したものを用いることにより、隣り合うライン同士の接続がよりやりやすくなる。
【００７３】
図７に示す直方体状継手部材(141)は、上面に３つの開口(142)(143)(144)を有し、かつ左端の開口(142)と中央の開口(143)とを連通する第１Ｖ字状通路(145)と、中央の開口(143)と右端の開口(144)とを連通する第２Ｖ字状通路(146)とを有している。この継手部材(141)によると、隣り合う２つのラインの入口または出口同士を連通して、さらに他のラインに接続することができる。
【００７４】
また、図８に示す継手部材(151)は、３つ以上のポートを連通させる連通路形成用継手部材である。この継手部材(151)は、同一形状の３つの継手保持部材(152)(153)(154)と、第１の継手保持部材(152)に保持されかつ上向き流路(158)および右向き流路(159)を備えた第１継手(155)と、第２の継手保持部材(153)に保持されかつ上向き流路(160)、左向き流路(161)および右向き流路(162)を備えた第２継手(156)と、第３の継手保持部材(154)に保持されかつ上向き流路(163)、左向き流路(164)および右向き流路(165)を備えた第３継手(157)とよりなり、第１継手(155)の右向き流路(159)と第２継手(156)の左向き流路(161)とが連通され、第２継手(156)の右向き流路(162)と第３継手(157)の左向き流路(164)とが連通されており、第３継手(157)の右向き流路(165)が他のラインに接続されるようになされている。この継手部材(151)によると、隣り合う３つのラインの入口または出口同士を連通して、他のラインに接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】この発明による流体制御装置の一具体例を示す平面図である。
【図２】この発明による流体制御装置を構成する５種類のラインを示すフロー図である。
【図３】図２の５種類のラインで使用される遮断開放器のすべての種類を示す図である。
【図４】この発明による流体制御装置の１つのラインの一例を示す正面図である。
【図５】同分解斜視図であり、一部はその断面を示している。
【図６】同流体制御装置の拡大斜視図であり、一部はその断面を示している。
【図７】この発明による流体制御装置で使用される継手部材の変形例を示す斜視図である。
【図８】この発明による流体制御装置で使用される継手部材の他の変形例を示す斜視図である。
【図９】図１に示した流体制御装置に対応する従来の流体制御装置を示す平面図である。
【図１０】流体制御装置を構成する５種類のラインを示すフロー図である。
【符号の説明】
【００７６】
(3)      流体制御器
(91)     ２型の遮断開放器
(92)     ２−３型の遮断開放器
(93)     ２−３−３型の遮断開放器
(94)     ３−３型の遮断開放器
(95)     ３−３−３型遮断開放器
(101)    ２ポート弁
(101a)   弁本体
(102)    ３ポート弁
(103)    入口
(104)    出口
(105)    副出入口
(106)    出口
(107)    入口
(108)    継手部材内通路
【図１】
2007003013.tif 000003
【図２】
2007003013.tif 000004
【図３】
2007003013.tif 000005
【図４】
2007003013.tif 000006
【図５】
2007003013.tif 000007
【図６】
2007003013.tif 000008
【図７】
2007003013.tif 000009
【図８】
2007003013.tif 000010
【図９】
2007003013.tif 000011
【図１０】
2007003013.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成18年10月11日(2006.10.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の流体制御器と、各流体制御器の入口側および出口側にそれぞれ配置された複数の遮断開放器とを備え、各遮断開放器が、隣り合う弁同士がチューブを介さずに接続された複数の弁または１つの弁よりなり、
各遮断開放器は、１つの２ポート弁を備えた２型の遮断開放器と、１つの２ポート弁および１つの３ポート弁を備えた２−３型の遮断開放器と、１つの２ポート弁および２つの３ポート弁を備えた２−３−３型の遮断開放器と、２つの３ポート弁を備えた３−３型の遮断開放器と、３つの３ポート弁を備えた３−３−３型の遮断開放器の５種類のうちのいずれかとされており、
すべての型の遮断開放器の２ポート弁の弁本体が、入口および出口が下面に設けられた同一形状のものとされ、すべての型の遮断開放器の３ポート弁の弁本体が、常時連通している入口および出口に加えてさらに副出入口が下面に設けられた同一形状のものとされていることを特徴とする流体制御装置。
【請求項２】
２ポート弁および３ポート弁の各出入口は、同一平面状に一列に配置されており、これらの出入口を連通する通路を有し弁および流体制御器を結合する複数の継手部材により形成されかつ弁本体が取り付けられる弁取付基部をさらに備えている請求項１の流体制御装置。
【請求項３】
少なくとも１つの流体制御器が１種類の流体が流されるものであり、同流体制御器の入口側および出口側にそれぞれ２型の遮断開放器が配置されている請求項１または２の流体制御装置。
【請求項４】
複数の流体制御器と、各流体制御器の入口側および出口側にそれぞれ配置された複数の遮断開放器とを備え、各遮断開放器が、隣り合う弁同士がチューブを介さずに接続された複数の弁または１つの弁よりなる流体制御装置を設計する方法であって、
遮断開放器を構成するすべての弁を、入口および出口が下面に設けられた同一形状の弁本体を有する２ポート弁と、常時連通している入口および出口に加えてさらに副出入口が下面に設けられた同一形状の弁本体を有する３ポート弁とのいずれかとし、
流体制御装置を構成するすべての遮断開放器を、１つの２ポート弁を備えた２型の遮断開放器と、１つの２ポート弁および１つの３ポート弁を備えた２−３型の遮断開放器と、１つの２ポート弁および２つの３ポート弁を備えた２−３−３型の遮断開放器と、２つの３ポート弁を備えた３−３型の遮断開放器と、３つの３ポート弁を備えた３−３−３型の遮断開放器とのうちのいずれかとすることを特徴とする流体制御装置の設計方法。
【請求項５】
請求項４の設計方法により設計された流体制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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用いられる流体制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置における流体制御装置は、図９に示すように、複数（図示は３つ）のマスフローコントローラ(3)と、各マスフローコントローラ(3)の入口側および出口側に配置された１または複数の開閉弁(111)(112)とを主構成要素とし、さらに、フィルター(113)や逆止弁(114)等が付加されたものである。
【０００３】
最も左のマスフローコントローラ(3)を含むライン（第１ライン）(115)は、マスフローコントローラ(3)の入口側にフィルター(113)が設けられ、同出口側に開閉弁(111)が設けられたものであり、入口と出口とが１つずつとされている。左から２番目のマスフローコントローラ(3)を含むライン（第２ライン）(116)は、マスフローコントローラ(3)の入口側に、ブロック化された２つの開閉弁(112)および１つの逆止弁(114)と１つのフィルター(113)とが設けられ、同出口側に、３つの開閉弁(111)が設けられ、さらに、マスフローコントローラ(3)の入口側と出口側との間に、マスフローコントローラ(3)を通らないバイパス通路(118)が設けられたものである。最も右のマスフローコントローラ(3)を含むライン（第３ライン）(117)は、マスフローコントローラ(3)の入口側に、ブロック化された２つの開閉弁(112)および１つの逆止弁(114)と１つのフィルター(113)とが設けられ、同出口側に、２つの開閉弁(111)が設けられたものである。そして、３つのマスフローコントローラ(3)の入口側で、ライン(115)(116)(117)同士が接続され、また、第１ライン(115)の出口と第２ライン(116)の出口の１つとが接続されている。
【０００４】
同図に示すように、マスフローコントローラ(3)と開閉弁(111)(112)との接続および開閉弁(111)同士の接続はチューブ(119)を介して行われており、チューブ(119)同士がＬ型の管継手(120)やＴ型の管継手(121)により接続されている。
【０００５】
なお、図９に示すものは流体制御装置のほんの一例であって、流体制御装置は種々のラインにより構成されるが、流体の数およびその流れを考慮すると、流体制御装置を構成するラインは、図１０に示す５種類にほぼ限定される。
【０００６】
図１０において、最も左に示しているのが、マスフローコントローラ等の流体制御器(3)に１種類の流体が流されるライン(131)で、左から２番目に示しているのが、流体制御器(3)に２種類の流体が流されるライン(132)で、左から３番目に示しているのが、流体制御器(3)に２種類の流体が流されるとともに、流体制御器(3)の出口側に真空引き通路(133a)が接続されるライン(133)で、左から４番目に示しているのが、流体制御器(3)に２種類の流体が流されるとともに、流体制御器(3)の入口側と出口側との間に流体制御器(3)を通らないバイパス通路(134a)が設けられるライン(134)で、最も左に示しているのが、流体制御器(3)に２種類の流体が流されるとともに、流体制御器(3)の出口側に真空引き通路(135a)が接続され、さらに、流体制御器(3)の入口側と出口側との間に流体制御器(3)を通らないバイパス通路(135b)が設けられるライン(135)である。
【特許文献１】特開平８−２２７８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
半導体製造装置における流体制御装置には、装置の占有スペースの減少および通路のボリュームの減少が要求されており、このため、マスフローコントローラと開閉弁との接続および開閉弁同士の接続をチューブを介さずに継手部材により行うこと（集積化）が提案されている（例えば特許文献１）。
【０００８】
集積化は、図１０に示した５種類のラインを構成する開閉弁同士をあらかじめブロック化しておき、これらのブロック化された弁同士をさらにチューブを介さずに接続することにより達成されるが、この集積化にさいしては、部品種類数の増加とりわけ主構成要素である開閉弁の種類数の増加が、実用上大きな問題となる。
【０００９】
この発明の目的は、流体制御装置の主構成要素である開閉弁の種類数を増加させることなく、集積化を実現し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】
【００１０】
この発明による流体制御装置は、複数の流体制御器と、各流体制御器の入口側および出口側にそれぞれ配置された複数の遮断開放器とを備え、各遮断開放器が、隣り合う弁同士がチューブを介さずに接続された複数の弁または１つの弁よりなり、各遮断開放器が、１つの２ポート弁を備えた２型の遮断開放器と、１つの２ポート弁および１つの３ポート弁を備えた２−３型の遮断開放器と、１つの２ポート弁および２つの３ポート弁を備えた２−３−３型の遮断開放器と、２つの３ポート弁を備えた３−３型の遮断開放器と、３つの３ポート弁を備えた３−３−３型の遮断開放器の５種類のうちのいずれかとされており、すべての型の遮断開放器の２ポート弁の弁本体が、入口および出口が下面に設けられた同一形状のものとされ、すべての型の遮断開放器の３ポート弁の弁本体が、常時連通している入口および出口に加えてさらに副出入口が下面に設けられた同一形状のものとされていることを特徴とするものである。
【００１１】
２ポート弁および３ポート弁の各出入口は、同一平面状に一列に配置されており、これらの出入口を連通する通路を有し弁および流体制御器を結合する複数の継手部材により形成されかつ弁本体が取り付けられる弁取付基部を備えていることが好ましい。
【００１２】
この明細書において、上下は図３および図４の上下をいうものとするが、この上下は便宜的なものであり、流体制御装置は、図３および図４の上下の状態で水平面に取り付けられるほか、上下が逆になって水平面に取り付けられたり、垂直面に取り付けられたりすることがある。
【００１３】
この発明の流体制御装置によると、遮断開放器は全部で５種類となるが、各遮断開放器を構成する弁本体の形状は、２種類だけでよい。各弁本体には、常時開型のアクチュエータまたは常時閉型のアクチュエータが取付けられ、アクチュエータの型を含めると、弁の種類は４つとなる。
【００１４】
上記構成とすることにより、弁本体の形状が２種類だけである５種類の遮断開放器により、種々の流体制御装置が構成される。これを、図２を参照して以下に説明する。
【００１５】
流体制御器(3)に１種類の流体（メインガスだけ）が流される場合には、流体制御器(3)の入口側および出口側にそれぞれ２型の遮断開放器(91)(91)が配置される。
【００１６】
流体制御器(3)に２種類の流体が流される場合には、流体制御器(3)の入口側および出口側にそれぞれ２−３型の遮断開放器(92)(92)が配置される。そして、第１の流体（例えばメインガス）は、３ポート弁(102)を経て流体制御器(3)に入り、流体制御器(3)を通過した後、３ポート弁(102)を経て次のライン（例えばプロセスチャンバ）に至る。また、第２の流体（例えばパージガス）は、２ポート弁(101)および３ポート弁(102)を経て流体制御器(3)に入り、流体制御器(3)を通過した後、３ポート弁(102)および２ポート弁(101)を経て次のライン（例えばベントライン）に至る。
【００１７】
流体制御器(3)に２種類の流体が流されるとともに、流体制御器(3)の出口側に真空引き通路(98a)が設けられる場合には、流体制御器(3)の入口側に２−３型の遮断開放器(92)が、流体制御器(3)の出口側に２−３−３型の遮断開放器(93)が配置される。そして、第１の流体（例えばメインガス）は、３ポート弁(102)を経て流体制御器(3)に入り、流体制御器(3)を通過した後、いずれか一方の３ポート弁を経て次のライン（例えばプロセスチャンバ）に至る。第２の流体（例えばパージガス）は、２ポート弁(101)および３ポート弁(102)を経て流体制御器(3)に入り、流体制御器(3)を通過した後、２つの３ポート弁(102)(102)を経て次のライン（例えばベントライン）に至る。２−３−３型の遮断開放器(93)の２ポート弁(101)には、真空引き通路(98a)が接続される。
【００１８】
流体制御器(3)に２種類の流体が流されるとともに、流体制御器(3)の入口側と出口側との間に流体制御器(3)を通らないバイパス通路(99a)が設けられる場合には、流体制御器(3)の入口側および出口側にそれぞれ３−３型の遮断開放器(94)(94)が配置される。第１の流体（例えばメインガス）は、入口側３−３型の遮断開放器(94)のいずれか一方の３ポート弁(102)を経て流体制御器(3)に入り、流体制御器(3)を通過した後、出口側３−３型の遮断開放器(94)のいずれか一方の３ポート弁(102)を経て次のライン（例えばプロセスチャンバ）に至る。また、第２の流体（例えばパージガス）は、２つの３ポート弁(102)(102)を経て流体制御器(3)に入り、流体制御器(3)を通過した後、２つの３ポート弁(102)(102)を経て次のライン（例えばベントライン）に至る。そして、入口側および出口側の３−３型の遮断開放器(94)の他方の３ポート弁(102)(102)同士が、開閉弁を備えたバイパス通路(99a)により接続される。
【００１９】
流体制御器(3)に２種類の流体が流されるとともに、流体制御器(3)の出口側に真空引き通路(100a)が設けられ、さらに、流体制御器(3)の入口側と出口側との間に流体制御器(3)を通らないバイパス通路(100b)が設けられる場合には、流体制御器(3)の入口側に３−３型の遮断開放器(94)が、流体制御器(3)の出口側に３−３−３型の遮断開放器(95)が配置される。第１の流体（例えばプロセスチャンバ）は、３−３型の遮断開放器(94)のいずれか一方の３ポート弁(102)を経て流体制御器(3)に入り、流体制御器(3)を通過した後、３−３−３型の遮断開放器(95)のいずれかの３ポート弁(102)を経て次のライン（例えばプロセスチャンバ）に至る。また、第２の流体（例えばパージガス）は、２つの３ポート弁(102)(102)を経て流体制御器(3)に入り、流体制御器(3)を通過した後、２つの３ポート弁(102)(102)を経て次のライン（例えばベントライン）に至る。そして、３−３型の遮断開放器(94)の他方の３ポート弁(102)と３−３−３型の遮断開放器(95)の残っている３ポート弁(102)とが、バイパス通路(100b)により接続され、さらに、この３ポート弁(102)に真空引き通路(100a)が接続される。
【００２０】
このようにして、２種類の弁本体(101)(102)だけから構成された５種類の遮断開放器(91)(92)(93)(94)(95)により、種々の流体制御装置が構成される。
【００２１】
この発明による流体制御装置の設計方法は、複数の流体制御器と、各流体制御器の入口側および出口側にそれぞれ配置された複数の遮断開放器とを備え、各遮断開放器が、隣り合う弁同士がチューブを介さずに接続された複数の弁または１つの弁よりなる流体制御装置を設計する方法であって、遮断開放器を構成するすべての弁を、入口および出口が下面に設けられた同一形状の弁本体を有する２ポート弁と、常時連通している入口および出口に加えてさらに副出入口が下面に設けられた同一形状の弁本体を有する３ポート弁とのいずれかとし、流体制御装置を構成するすべての遮断開放器を、１つの２ポート弁を備えた２型の遮断開放器と、１つの２ポート弁および１つの３ポート弁を備えた２−３型の遮断開放器と、１つの２ポート弁および２つの３ポート弁を備えた２−３−３型の遮断開放器と、２つの３ポート弁を備えた３−３型の遮断開放器と、３つの３ポート弁を備えた３−３−３型の遮断開放器とのうちのいずれかとすることを特徴とするものである。
【００２２】
この発明による流体制御装置の設計方法により設計された流体制御装置は、上記のもの（請求項１のもの）と同じ構成で同じ効果を有している。
【発明の効果】
【００２３】
この発明の流体制御装置によると、遮断開放器は全部で５種類となるが、各遮断開放器を構成する弁本体の形状は、２種類だけでよく、弁本体の形状が２種類だけである５種類の遮断開放器により、種々の流体制御装置が構成されるので、流体制御装置の主構成要素である開閉弁の種類数を増加させることなく、集積化を実現した流体制御装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。
【００２５】
以下の説明において、左右については、図の左右をいうものとする。
【００２６】
図１は、この発明の流体制御装置の一具体例を示すもので、図９に示した従来の流体制御装置と同じ機能を有している。すなわち、最も左のマスフローコントローラ(3)を含むラインを第１ライン(85)とし、左から２番目のマスフローコントローラ(3)を含むラインを第２ライン(86)とし、最も右のマスフローコントローラ(3)を含むラインを第３ライン(87)とすると、第１ライン(85)は、マスフローコントローラ(3)の入口側にフィルター(83)が設けられ、同出口側に開閉弁(81)が設けられたものであり、第２ライン(86)は、マスフローコントローラ(3)の入口側に、２種類計３つの開閉弁(81)(82)、１つの逆止弁(84)および１つのフィルター(83)が設けられ、同出口側に、２種類計３つの開閉弁(81)(82)が設けられ、さらに、マスフローコントローラ(3)の入口側と出口側との間に、マスフローコントローラ(3)を通らないバイパス通路(88)が設けられたものであり、第３ライン(87)は、マスフローコントローラ(3)の入口側に、互いに異なる種類の２つの開閉弁(81)(82)、１つの逆止弁(84)および１つのフィルター(83)が設けられ、同出口側に、互いに異なる種類の２つの開閉弁(81)(82)が設けられたものである。そして、マスフローコントローラ(3)の入口側で、各ライン(85)(86)(87)同士が接続され、また、第１ライン(85)の出口と第２ライン(86)の出口の１つとが接続されている。
【００２７】
図１に示した流体制御装置では、マスフローコントローラ(3)と開閉弁(82)との接続および開閉弁(81)(82)同士の接続は、チューブを介さずに（図面の裏側において）継手部材により行われており、これにより、図９に示した制御装置に比べて、縦が６１％、横が４２％、面積が２６％にまで減少し、大幅な集積化が達成されている。
【００２８】
しかも、後述するように、開閉弁(81)(82)の弁本体の形状は２種類だけとされ、部品数の増加が抑えられて標準化も達成されている。
【００２９】
標準化は、次のＡからＣまでの構成により達成されたものであり、以下に、これらの構成について詳述する。
【００３０】
Ａ．流体制御器(3)と、これの入口側および出口側に配置された遮断開放器(91)(92)(93)(94)(95)とにより、すべてのラインを構成する。
【００３１】
Ｂ．入口(103)および出口(104)が下面に設けられた弁本体(101a)を有する２ポート弁(101)と、常時連通している入口(107)および出口(106)に加えてさらに副出入口(105)が下面に設けられた弁本体(102a)を有する３ポート弁(102)と、所要の継手部材(30)(31)(32)(33)(34)(35)(36)(37)(38)とにより、すべての遮断開放器(91)(92)(93)(94)(95)を構成する。継手部材(30)(31)(32)(33)(34)(35)(36)(37)(38)は、後述するように種々の型があり得るが、隣り合う弁(101)(102)の隣り合う入口と出口とを連通する通路(108)を有するものであればよい。
【００３２】
Ｃ．遮断開放器(91)(92)(93)(94)(95)は、１つの２ポート弁(101)を備えた２型の遮断開放器(91)と、１つの２ポート弁(101)および１つの３ポート弁(102)を備えた２−３型の遮断開放器(92)、１つの２ポート弁(101)および２つの３ポート弁(102)(102)を備えた２−３−３型の遮断開放器(93)と、２つの３ポート弁(102)(102)を備えた３−３型の遮断開放器(94)と、３つの３ポート弁(102)(102)(102)を備えた３−３−３型遮断開放器(95)の５種類とする。
【００３３】
図２は、図１０に示した５種類のラインを本発明の特徴を示すように書き換えたもので、同図において、最も左に示しているのが、流体制御器(3)に１種類の流体が流されるライン(96)であり、流体制御器(3)と、流体制御器(3)の入口側および出口側にそれぞれ配置された２型の遮断開放器(91)とよりなる。左から２番目に示しているのが、流体制御器に２種類の流体が流されるライン(97)であり、流体制御器(3)と、流体制御器(3)の入口側および出口側にそれぞれ配置された２−３型の遮断開放器(92)とよりなる。左から３番目に示しているのが、流体制御器(3)に２種類の流体が流されるとともに、流体制御器(3)の出口側に真空引き通路(98a)が接続されるライン(98)であり、流体制御器(3)と、流体制御器(3)の入口側に配置された２−３型の遮断開放器(92)と、流体制御器(3)の出口側に配置された２−３−３型の遮断開放器(93)とよりなる。左から４番目に示しているのが、流体制御器(3)に２種類の流体が流されるとともに、流体制御器(3)の入口側と出口側との間に流体制御器(3)を通らないバイパス通路(99a)が設けられるライン(99)であり、流体制御器(3)と、流体制御器(3)の入口側に配置された３−３型の遮断開放器(94)と、流体制御器(3)の出口側に配置された３−３型の遮断開放器(94)とよりなる。最も右に示しているのが、流体制御器(3)に２種類の流体が流されるとともに、流体制御器(3)の出口側に真空引き通路(100a)が接続され、さらに、流体制御器(3)の入口側と出口側との間に流体制御器(3)を通らないバイパス通路(100b)が設けられるライン(100)であり、流体制御器(3)と、流体制御器(3)の入口側に配置された３−３型の遮断開放器(94)と、流体制御器(3)の出口側に配置された３−３−３型遮断開放器(95)とよりなる。
【００３４】
次いで、図３を参照して、５種類の遮断開放器(91)(92)(93)(94)(95)について説明する。なお、図２および図３において、白抜きの三角形は、アクチュエータにより開閉されるポート(103)(105)を意味し、白抜きの三角形に１本線を付け加えたものは、常時開いているポート(104)(106)(107)を意味している。また、複数の弁(101)(102)を備えた遮断開放器(92)(93)(94)(95)については、弁(101)(102)同士は、左右に隣り合うように直列に接続されるものとし、かつ、隣り合うポート(104)(106)(107)同士は、継手部材内通路(108)により連通させられるものとする。
【００３５】
図３において、最も左に示しているのが、２型の遮断開放器(91)、左から２番目に示しているのが、２−３型の遮断開放器(92)、左から３番目に示しているのが、２−３−３型の遮断開放器(93)、左から４番目に示しているのが、３−３型の遮断開放器(94)、最も右に示しているのが、３−３−３型遮断開放器(95)である。
【００３６】
次に、図３を参照して、各遮断開放器(91)(92)(93)(94)(95)のそれぞれの作用について説明する。なお、図３において、２ポート弁(101)の２つのポート(103)(104)のうち、アクチュエータで直接開閉される方を第１ポート(103)とし、他方を第２ポート(104)とする。また、３ポート弁(102)の３つのポート(105)(106)(107)のうち、アクチュエータで直接開閉される方を第１ポート(105)とし、残る２つのポート(106)(107)のうち、図の左の方を第２ポート(106)、同右の方を第３ポート(107)とする。
【００３７】
２型の遮断開放器(91)によると、アクチュエータが開の時、２ポート弁(101)の第１ポート(103)から流入した流体１（図には、丸付き数字の１で示す。以下、同様）は、第２ポート(104)から流出する。
【００３８】
２−３型の遮断開放器(92)によると、３ポート弁(102)のアクチュエータが開で２ポート弁(101)のアクチュエータが閉の時、３ポート弁(102)の第１ポート(105)から流入した流体１は、３ポート弁(102)の第２ポート(106)から流出する。他方、３ポート弁(102)のアクチュエータが閉で２ポート弁(101)のアクチュエータが開の時、２ポート弁(101)の第１ポート(103)から流入した流体２（図には、丸付き数字の２で示す。以下、同様）は、同第２ポート(104)および継手部材内通路(108)を経て３ポート弁(102)の第３ポート(107)に至り、この第３ポート(107)に常時連通している第２ポート(106)から流出する。
【００３９】
２−３−３型の遮断開放器(93)によると、左方の３ポート弁(102)のアクチュエータが開で他の３ポート弁(102)および２ポート弁(101)のアクチュエータがいずれも閉の時、左方の３ポート弁(102)の第２ポート(106)から流入した流体１は、３ポート弁(102)の第１ポート(105)から流出する。他方、左方の３ポート弁(102)のアクチュエータが閉、他の３ポート弁(102)のアクチュエータが開、２ポート弁(101)のアクチュエータが閉の時、左方の３ポート弁(102)の第２ポート(106)から流入した流体２は、この第２ポート(106)に常時連通している左方の３ポート弁(102)の第３ポート(107)に至り、継手部材内通路(108)および他の３ポート弁(102)の第２ポート(106)を経て、この３ポート弁(102)の第１ポート(105)から流出する。さらに、２つの３ポート弁(102)(102)のアクチュエータがいずれも閉で２ポート弁(101)のアクチュエータが開の時、２ポート弁(101)の第１ポート(103)から吸引すると、左方の３ポート弁(102)の第２ポート(106)から、同第３ポート(107)、継手部材内通路(108)、他の３ポート弁(102)の第２ポート(106)、同第３ポート(107)および２ポート弁(101)の第２ポート(104)を経て、２ポート弁(101)の第１ポート(103)に至る通路中にある流体１および／または流体２が吸引される。
【００４０】
３−３型の遮断開放器(94)によると、左方の３ポート弁(102)のアクチュエータが開で他の３ポート弁(102)のアクチュエータが閉の時、左方の３ポート弁(102)の第１ポート(105)から流入した流体１は、同第２ポート(106)から流出する。そして、他の３ポート弁(102)の第３ポート(107)の出口側が開の状態のときは、この流体１は、左方の３ポート弁(102)の第３ポート(107)および他の３ポート弁(102)の第２ポート(106)を経て、同第３ポート(107)から流出することができる。他方、左方の３ポート弁(102)のアクチュエータが閉で他の３ポート弁(102)のアクチュエータが開の時、他の３ポート弁(102)の第１ポート(105)から流入した流体２は、同第２ポート(106)から、継手部材内通路(108)、左方の３ポート弁(102)の第３ポート(107)および第２ポート(106)を経て流出する。そして、他の３ポート弁(102)の第３ポート(107)の出口側が開の状態のときは、流体２は、この第３ポート(107)から流出することができる。
【００４１】
３−３−３型遮断開放器(95)によると、左端の３ポート弁(102)のアクチュエータが開で他の２つの３ポート弁(102)のアクチュエータがいずれも閉の時、左方の３ポート弁(102)の第２ポート(106)から流入した流体１は、同第１ポート(105)から流出する。他方、左端の３ポート弁(102)のアクチュエータが閉、中央の３ポート弁(102)のアクチュエータが開、右端の３ポート弁(102)のアクチュエータが閉の時、左端の３ポート弁(102)の第２ポート(106)から流入した流体２は、左端の３ポート弁(102)の第３ポート(107)に至り、さらに、継手部材内通路(108)および中央の３ポート弁(102)の第２ポート(106)を経て、この３ポート弁(102)の第１ポート(105)から流出する。また、左端および中央の３ポート弁(102)(102)のアクチュエータがいずれも閉で右端の３ポート弁(102)のアクチュエータが開の時、右端の３ポート弁(102)の第１ポート(105)から吸引すると、左端の３ポート弁(102)の第２ポート(106)から、同第３ポート(107)、中央の３ポート弁(102)の第２ポート(106)、同第３ポート(107)および右端の３ポート弁(102)の第２ポート(106)を経て、右端の３ポート弁(102)の第１ポート(105)に至る通路中にある流体１および／または流体２が吸引される。そして、右端の３ポート弁(102)の第３ポート(107)からは、さらに他の流体３（図には、丸付き数字の３で示す。）を流入させ、これをいずれかの３ポート弁(102)の第１ポート(105)から流出させることができる。
【００４２】
なお、図１に示した流体制御装置は、第１ライン(85)が、フィルター(83)、流体制御器(3)および２型の遮断開放器(91)からなり、第２ライン(96)が、フィルター(83)、逆止弁(84)、２−３−３型の遮断開放器(93)、流体制御器(3)および３−３−３型の遮断開放器(95)からなり、第３ライン(87)が、フィルター(83)、逆止弁(84)、２−３型の遮断開放器(92)、流体制御器(3)および２−３型の遮断開放器(92)からなっている。
【００４３】
次に、図２の中央に示したライン(98)を流体制御装置に具体的に適用する場合の構成について、特に弁同士を接続するための継手部材の構成について、図４から図６までを参照して説明する。同図において、マスフローコントローラの入口側（左方）の遮断開放器(1)は、図２および図３において(92)で示す２−３型の遮断開放器とされ、同出口側（右方）の遮断開放器(2)は、図２および図３において(93)で示す２−３−３型の遮断開放器とされている。
【００４４】
入口側の遮断開放器(1)は、左方に配置された第１開閉弁(6)および右方に配置された第２開閉弁(7)と、第１開閉弁(6)および第２開閉弁(7)が取り付けられている第１弁取付基部(28)とを備えている。第１開閉弁(6)は、図２および図３において(101)で示す２ポート弁であり、第２開閉弁(7)は、図２および図３において(102)で示す３ポート弁である。第１弁取付基部(28)は、後述するように複数の継手部材(30)(31)(32)(33)により形成されている。入口側の遮断開放器(1)の左方には、第１逆止弁(5)が設けられている。
【００４５】
また、出口側の遮断開放器(2)は、左方に配置された第３開閉弁(8)、中間に配置された第４開閉弁(9)および右方に配置された第５開閉弁(10)と、第３開閉弁(8)、第４開閉弁(9)および第５開閉弁(10)が取り付けられている第２弁取付基部(29)とを備えている。第３開閉弁(8)および第４開閉弁(9)は、図２および図３において(102)で示す３ポート弁であり、第５開閉弁(10)は、図２および図３において(101)で示す２ポート弁である。第２弁取付基部(29)は、後述するように複数の継手部材(34)(35)(36)(37)(38)(39)により形成されている。出口側の遮断開放器(2)の右方には、第２逆止弁(11)が設けられている。
【００４６】
各開閉弁(6)(7)(8)(9)(10)は、それぞれ、弁本体(12)(14)(16)(18)(20)およびこれに上方から取り付けられて弁本体(12)(14)(16)(18)(20)内の流路を適宜遮断開放するアクチュエータ(13)(15)(17)(19)(21)よりなる。各開閉弁(6)(7)(8)(9)(10)の弁本体(12)(14)(16)(18)(20)の下端部には、上から見て方形のフランジ部(12a)(14a)(16a)(18a)(20a)が設けられており、このフランジ部(12a)(14a)(16a)(18a)(20a)が上方からねじ込まれたねじにより弁取付基部(28)(29)に結合されている。
【００４７】
各逆止弁(5)(11)は、それぞれ、下面に入口が設けられた左側弁本体(22)(25)と、左側弁本体(22)(25)とねじで接続された中央弁本体(23)(26)と、中央弁本体(23)(26)とねじで接続されかつ下面に出口が設けられた右側弁本体(24)(27)とを備えている。
【００４８】
マスフローコントローラ(3)の下端部左面には、下面に入口が設けられた直方体状左方張出部(49)が設けられ、同右面には、下面に出口が設けられた直方体状右方張出部(50)が設けられている。
【００４９】
図６に拡大して示すように、第１開閉弁(6)の弁本体(12)には、弁本体(12)の下面のほぼ中央に位置する入口(62)と、同右寄りに位置する出口(63)とが設けられており、弁本体(12)内に、入口(62)から弁室(66)に通じている流入通路(64)と、出口(63)から弁室(66)に通じている流出通路(65)とが形成されている。弁アクチュエータ(13)は、ダイヤフラムの弁体(67)を作動させるもので、弁アクチュエータ(13)の操作により、流入通路(64)が弁体(67)により遮断開放されるようになされている。
【００５０】
また、第２開閉弁(7)の弁本体(14)には、弁本体(14)の下面の左寄りに位置する入口(68)と、同左寄りに位置する出口(69)と、同ほぼ中央に位置しており他の流体の入口または出口とされる副出入口(70)とが設けられており、弁本体(14)内に、入口(68)から弁室(74)に通じている流入通路(71)と、副出入口(70)から弁室(74)に通じている副通路(73)と、出口(69)から弁室(74)に通じている流出通路(72)とが形成されている。弁アクチュエータ(15)は、ダイヤフラムの弁体(75)を作動させるもので、弁アクチュエータ(15)の操作により、副通路(73)が弁体(75)により遮断開放されるようになされている。一方、入口(68)に通じる流入通路(71)と出口(69)に通じる流出通路(72)とは、弁室(74)を介して常時連通するようになされている。
【００５１】
マスフローコントローラ(3)の左方にある各弁本体(22)(23)(24)(12)(14)の下面およびマスフローコントローラ(3)の左方張出部(49)の下面は、すべて面一となされており、マスフローコントローラ(3)の右方張出部(50)およびマスフローコントローラ(3)の右方にある各弁本体(16)(18)(20)(25)(26)(27)の下面も、すべて面一となされている。
【００５２】
第１逆止弁(5)の左側弁本体(22)の入口には、直方体状継手保持部材(40)に保持された継手部(41)が設けられている。この継手部(41)は、パージガス導入通路に接続されている。
【００５３】
第１逆止弁(5)の右側弁本体(24)の出口および第１開閉弁(6)の弁本体(12)の入口には、それぞれ直方体状継手保持部材(42)(44)に保持された継手部(43)(45)が設けられている。継手部(43)(45)同士は短筒状突出部(46)を介して接続されている。これらの継手保持部材(42)(44)、継手部(43)(45)および短筒状突出部(46)によって、入口側の遮断開放器(1)に流体を導入する通路を有する第１流入路形成部材(30)が形成されている。
【００５４】
第１開閉弁(6)の弁本体(12)の右寄り部分下面と第２開閉弁(7)の弁本体(14)の左寄り部分下面とにまたがって、第１開閉弁(6)の出口と第２開閉弁(7)の入口とを連通するＶ字状通路(31a)を有する直方体状第１連通路形成部材(31)が設けられている。
【００５５】
第２開閉弁(7)の弁本体(14)の副出入口には、直方体状継手保持部材(47)に保持された継手部(48)が設けられている。この継手部(48)は、プロセスガス導入通路に接続されている。これらの継手保持部材(47)および継手部(48)によって、第２開閉弁(7)の副出入口に通じる通路を有する第１副通路形成部材(32)が形成されている。
【００５６】
第２開閉弁(7)の弁本体(14)の右寄り部分下面とマスフローコントローラ(3)の左方張出部(49)下面とにまたがって、第２開閉弁(7)の出口から流体を排出してマスフローコントローラ(3)に送り込むＶ字状通路(33a)を有する直方体状第１流出路形成部材(33)が設けられている。
【００５７】
マスフローコントローラ(3)の左方にある第１流入路形成部材(30)、第１連通路形成部材(31)、第１副通路形成部材(32)および第１流出路形成部材(33)により、入口側の遮断開放器(1)の第１弁取付基部(28)が形成されている。したがって、入口側の遮断開放器(1)には、逆止弁(5)を経て導入されたパージガスが、第１流入路形成部材(30)、第１開閉弁(6)の弁本体(12)、第１連通路形成部材(31)、第２開閉弁(7)の弁本体(14)および第１流出路形成部材(33)を通って排出されるパージガス用通路と、第１副通路形成部材(32)の下面より導入されたプロセスガスが、第１副通路形成部材(32)、第２開閉弁(7)の弁本体(14)および第１流出路形成部材(33)を通って排出されるプロセスガス用通路とが形成されている。
【００５８】
マスフローコントローラ(3)の右方張出部(50)下面と第３開閉弁(8)の弁本体(16)の左寄り部分下面とにまたがって、マスフローコントローラ(3)から排出された流体を出口側の遮断開放器(2)に導入するＶ字状通路(34a)を有する直方体状第２流入路形成部材(34)が設けられている。
【００５９】
第３開閉弁(8)の弁本体(16)の副出入口には、直方体状継手保持部材(51)に保持された継手部(52)が設けられている。この継手部(52)は、真空引き通路に接続されている。これらの継手保持部材(51)および継手部(52)によって、第３開閉弁(8)の副出入口に通じる通路を有する第２副通路形成部材(35)が形成されている。
【００６０】
第３開閉弁(8)の弁本体(16)の右寄り部分下面と第４開閉弁(9)の弁本体(18)の左寄り部分下面とにまたがって、第３開閉弁(8)の出口と第４開閉弁(9)の入口とを連通するＶ字状通路(36a)を有する直方体状第２連通路形成部材(36)が設けられている。
【００６１】
第４開閉弁(9)の弁本体(18)の副出入口には、直方体状継手保持部材(53)に保持された継手部(54)が設けられている。この継手部(54)は、プロセスガス送り込み通路に接続されている。これらの継手保持部材(53)および継手部(54)によって、第４開閉弁(9)の副出入口に通じる通路を有する第３副通路形成部材(37)が形成されている。
【００６２】
第４開閉弁(9)の弁本体(18)の出口および第５開閉弁(10)の弁本体(20)の入口には、それぞれ直方体状継手保持部材(55)(57)に保持された継手部(56)(58)が設けられている。継手部(56)(58)同士は短筒状突出部(59)を介して接続されている。これらの継手保持部材(55)(57)、継手部(56)(58)および短筒状突出部(59)によって、第４開閉弁(9)の出口と第５開閉弁(10)の入口とを連通する第３連通路形成部材(38)が形成されている。
【００６３】
第５開閉弁(10)の弁本体(20)の右寄り部分下面と第２逆止弁(11)の左側弁本体(25)の下面とにまたがって、第５開閉弁(10)の出口と第２逆止弁(11)の入口とを連通するＶ字状通路(39a)を有する直方体状第２流出路形成部材(39)が形成されている。
【００６４】
マスフローコントローラ(3)の右方にある第２流入路形成部材(34)、第２副通路形成部材(35)、第２連通路形成部材(36)、第３副通路形成部材(37)、第３連通路形成部材(38)および第２流出路形成部材(39)により、出口側の遮断開放器(2)の弁取付基部(29)が形成されている。したがって、出口側の遮断開放器(2)には、マスフローコントローラ(3)を経て導入されたパージガスが、第２流入路形成部材(34)、第２連通路形成部材(36)、第３連通路形成部材(38)および第２流出路形成部材(39)を通って排出されるパージガス用通路と、マスフローコントローラ(3)を経て導入されたプロセスガスが、第２流入路形成部材(34)、第２連通路形成部材(36)および第３副通路形成部材(37)を通ってプロセスチャンバーに送り込まれるプロセスガス通路と、これらの通路内のガスが第２副通路形成部材(35)から抜き出される真空引き用通路とが形成されている。
【００６５】
第２逆止弁(11)の右側弁本体(27)の出口には、直方体状継手保持部材(60)に保持された継手部(61)が設けられている。この継手部(61)は、パージガス排出通路に接続されている。
【００６６】
第１逆止弁(5)の左側弁本体(22)と継手保持部材(40)とは、左側弁本体(22)の上方からねじ込まれたねじにより接続され、同右側弁本体(24)と継手保持部材(42)とは、右側弁本体(24)の上方からねじ込まれたねじにより接続されている。したがって、これらのねじを外すことにより、第１逆止弁(5)は上方に取り外すことができる。第２逆止弁(11)も同様であり上方に取り外すことができる。
【００６７】
なお、各弁本体(22)(23)(24)(12)(14)(16)(18)(20)(25)(26)(27)とこれらに突き合わされている各部材(41)(30)(31)(32)(33)(34)(35)(36)(37)(38)(39)(61)との間には、図６に示すようなシール部(76)がそれぞれ設けられている。
【００６８】
この流体制御装置(4)によると、第１開閉弁(6)を閉、第２開閉弁(7)を開、第３開閉弁(8)を閉、第４開閉弁(9)を開、第５開閉弁(10)を閉として、入口側の遮断開放器(1)の第１副通路形成部材(32)にプロセスガスを導入すると、プロセスガスは、第２開閉弁(7)の弁本体(14)および第１流出路形成部材(33)を通ってマスフローコントローラ(3)に至り、ここでその流量を調整されて、出口側の遮断開放器(2)に導入される。そして、第２流入路形成部材(34)、第３開閉弁(8)の弁本体(16)、第２連通路形成部材(36)、第４開閉弁(9)の弁本体(18)および第３副通路形成部材(37)を通ってプロセスチャンバーに送り込まれる。この後、第１開閉弁(6)を開、第２開閉弁(7)を閉、第３開閉弁(8)を閉、第４開閉弁(9)を閉、第５開閉弁(10)を開として、第１逆止弁(5)からパージガスを導入すると、パージガスは、第１流入路形成部材(30)、第１開閉弁(6)の弁本体(12)、第１連通路形成部材(31)、第２開閉弁(7)の弁本体(14)および第１流出路形成部材(33)を通ってマスフローコントローラ(3)に至り、さらに、第２流入路形成部材(34)、第３開閉弁(8)の弁本体(16)、第２連通路形成部材(36)、第４開閉弁(9)の弁本体(18)、第３連通路形成部材(38)、第５開閉弁(10)の弁本体(20)、第２流出路形成部材(39)および第２逆止弁(11)を流れて排出される。このとき、パージガスは、自身の圧力によって第２開閉弁(7)の弁本体(14)、第１流出路形成部材(33)、第２流入路形成部材(34)および第２連通路形成部材(36)に残っているプロセスガスを追い出し、これにより、短時間でパージガスだけが流れるようになる。この流体制御装置において、パージガスの通路とプロセスガスの通路とは、逆にしてもよい。この場合は、プロセスガスを流したとき、これがパージガスに素早く置き換わることになる。
【００６９】
上記の入口側および出口側の遮断開放器(1)(2)において、第１流入路形成部材(30)および第３連通路形成部材(38)が共通の部材とされ、また、第１連通路形成部材(31)、第１流出路形成部材(33)、第２流入路形成部材(34)、第２連通路形成部材(36)および第２流出路形成部材(39)が共通の部材とされ、各副通路形成部材(32)(35)(37)も共通の部材とされている。すなわち、入口側の遮断開放器(1)に３ポートの開閉弁を１つ付加するとともに、その弁取付基部(28)に、第１連通路形成部材(31)および第１副通路形成部材(32)と同じものを付加するだけで、出口側の遮断開放器(2)が得られている。ここで、付加する開閉弁が２ポートのものであるときは、出口側の遮断開放器(2)の第４開閉弁(9)を２ポートの弁に置き換えるとともに、その取付基部(29)から第３副通路形成部材(37)を除去すればよい。また、これに伴って、弁同士の間隔が広くなる場合は、第３連通路形成部材(38)を形成する短筒状突出部(59)の長さだけを変更することによって対応できる。
【００７０】
しかも、各通路形成部材(30)(31)(32)(33)(34)(35)(36)(37)(38)(39)同士は、互いに直接に連通する通路を持っていないから、これらをシール部を介さないで結合することが可能であり、第１および第２弁取付基部(28)(29)が複数の部材から構成されているにもかかわらず、シール性を確保することができる。
【００７１】
なお、第１流入路形成部材(30)および第３連通路形成部材(38)をＶ字状通路を有する直方体状部材で形成してもよく、逆に、第１連通路形成部材(31)等を２つの継手保持部材、２つの継手部および短筒状突出部によって形成してもよい。上記の流体制御装置(4)は、プロセスガスが通る第１流出路形成部材(33)、第２流入路形成部材(34)および第２連通路形成部材(36)をＶ字状通路(33a)(34a)(36a)を有する直方体状部材で形成することにより、これらの部材(33)(34)(36)を両側からヒーターで挟んで加熱することができ、プロセスガスを加熱しやすいという利点を有している。また、１つの継手部材が、２つの継手保持部材、２つの継手部および短筒状突出部によって形成されているものでは、ブロック状の継手部材に比べて軽量化できるという利点を有している。
【００７２】
詳細な図は省略したが、２型の遮断開放器(91)は、入口側の遮断開放器(1)から第２開閉弁(7)を取り除いた構成とされ、３−３型の遮断開放器(94)は、出口側の遮断開放器(2)から第５開閉弁(11)を取り除いた構成とされ、３−３−３型の遮断開放器(95)は、出口側の遮断開放器(2)の第５開閉弁(11)を３ポート弁で置き換えた構成とされる。そして、２型の遮断開放器(91)、３−３型の遮断開放器(92)、２−３−３型の遮断開放器(93)、３−３型の遮断開放器(94)および３−３−３型遮断開放器(95)のうちのいずれかの遮断開放器がマスフローコントローラの左方および右方に設けられるとともに、これがさらに並列状に配置されて、半導体製造装置用の種々の流体制御装置が構成される。
【００７３】
上記の流体制御装置を構成するのに、継手部材も極力標準化が図られており、継手部材としては、図６に示した入口側の遮断開放器(1)に用いられた第１流入路形成部材(30)、第１連通路形成部材(31)および第１副通路形成部材(32)と全く同じ寸法の部材と、これらの寸法を若干変更した部材とだけより構成される。
【００７４】
なお、継手部材として、図４から図６までに示したもののほか、さらに、図７および図８に示したものを用いることにより、隣り合うライン同士の接続がよりやりやすくなる。
【００７５】
図７に示す直方体状継手部材(141)は、上面に３つの開口(142)(143)(144)を有し、かつ左端の開口(142)と中央の開口(143)とを連通する第１Ｖ字状通路(145)と、中央の開口(143)と右端の開口(144)とを連通する第２Ｖ字状通路(146)とを有している。この継手部材(141)によると、隣り合う２つのラインの入口または出口同士を連通して、さらに他のラインに接続することができる。
【００７６】
また、図８に示す継手部材(151)は、３つ以上のポートを連通させる連通路形成用継手部材である。この継手部材(151)は、同一形状の３つの継手保持部材(152)(153)(154)と、第１の継手保持部材(152)に保持されかつ上向き流路(158)および右向き流路(159)を備えた第１継手(155)と、第２の継手保持部材(153)に保持されかつ上向き流路(160)、左向き流路(161)および右向き流路(162)を備えた第２継手(156)と、第３の継手保持部材(154)に保持されかつ上向き流路(163)、左向き流路(164)および右向き流路(165)を備えた第３継手(157)とよりなり、第１継手(155)の右向き流路(159)と第２継手(156)の左向き流路(161)とが連通され、第２継手(156)の右向き流路(162)と第３継手(157)の左向き流路(164)とが連通されており、第３継手(157)の右向き流路(165)が他のラインに接続されるようになされている。この継手部材(151)によると、隣り合う３つのラインの入口または出口同士を連通して、他のラインに接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】この発明による流体制御装置の一具体例を示す平面図である。
【図２】この発明による流体制御装置を構成する５種類のラインを示すフロー図である。
【図３】図２の５種類のラインで使用される遮断開放器のすべての種類を示す図である。
【図４】この発明による流体制御装置の１つのラインの一例を示す正面図である。
【図５】同分解斜視図であり、一部はその断面を示している。
【図６】同流体制御装置の拡大斜視図であり、一部はその断面を示している。
【図７】この発明による流体制御装置で使用される継手部材の変形例を示す斜視図である。
【図８】この発明による流体制御装置で使用される継手部材の他の変形例を示す斜視図である。
【図９】図１に示した流体制御装置に対応する従来の流体制御装置を示す平面図である。
【図１０】流体制御装置を構成する５種類のラインを示すフロー図である。
【符号の説明】
【００７８】
(3)      流体制御器
(91)     ２型の遮断開放器
(92)     ２−３型の遮断開放器
(93)     ２−３−３型の遮断開放器
(94)     ３−３型の遮断開放器
(95)     ３−３−３型遮断開放器
(101)    ２ポート弁
(101a)   弁本体
(102)    ３ポート弁
(103)    入口
(104)    出口
(105)    副出入口
(106)    出口
(107)    入口
(108)    継手部材内通路