JP2002349797A

JP2002349797A - 流体制御装置

Info

Publication number: JP2002349797A
Application number: JP2001154359A
Authority: JP
Inventors: Michio Yamaji; 道雄山路; Kenji Tsubota; 憲士坪田; Shiyuuei Hoshiyama; 秀永星山
Original assignee: Fujikin Inc
Current assignee: Fujikin Inc
Priority date: 2001-05-23
Filing date: 2001-05-23
Publication date: 2002-12-04
Also published as: DE60210702D1; CN1386987A; IL149796A0; EP1260743A3; EP1260743A2; DE60210702T2; US6868867B2; CA2387241A1; EP1260743B1; US20020185185A1; SG115477A1; TW524945B; KR20020090145A

Abstract

(57)【要約】【課題】分解・組立てが容易で、しかも、歪みによる
シール性の低下が防止された流体制御装置を提供する。【解決手段】流体制御機器間の直列接続および並列接
続を行う接続層が、上接続層4および下接続層5よりな
る。上接続層4が、１つの列の隣り合う流体制御機器同
士を接続する縦方向通路61および流体制御機器に通じる
貫通路62を有し縦方向に並ぶブロック状継手41,42,43,4
4が並列に配置されることにより形成されている。下接
続層5が、上接続層4の横方向に並ぶ継手41,42,43,44の
貫通路62同士を接続する横方向連通路64を有するブロッ
ク状継手56,57,58と、上接続層4の継手41,43,44の貫通
路62を出入口側継手52,53に連通させる複数のブロック
状継手51とによって形成されている。下接続層5の継手5
1,56,57,58が基板2に上方からのねじにより取り付けら
れ、上接続層4の継手41,42,43,44が下接続層5の継手51,
56,57,58に上方からのねじにより取り付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体製造装置
に使用される流体制御装置に関し、より詳しくは、マス
フローコントローラや開閉弁などの流体制御機器をブロ
ック状継手で接続し、保守点検時に流体制御機器を単独
で上方に取り出すことができるように組み立てられた集
積化流体制御装置に関する。

【０００２】この明細書において、上下は図３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、同図に示した状態で水平面に設置される
ほか、上下が逆になって水平面に設置されたり、垂直面
に設置されたりすることがある。

【０００３】

【従来の技術】従来、この種の集積化流体制御装置とし
て、複数の流体制御機器からなる１つのラインが複数ラ
イン配置されるとともに、これらの下方にライン内の接
続およびライン間の接続を行う接続手段が配置されてお
り、接続手段が、１つのライン内の流体制御機器間の接
続を行う縦方向通路を有する縦方向ブロック状継手と、
隣り合うライン間の接続を行う横方向通路を有する横方
向ブロック状継手とからなり、両ブロック状継手が基板
上に配されて、水平縦方向からのねじにより結合される
とともに、上方からのねじにより基板に取り付けられ、
これらのブロック状継手の上に流体制御器が上方からの
ねじにより取り付けられているものが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の流体制御装
置では、縦方向ブロック状継手と横方向ブロック状継手
とが水平縦方向からのねじにより結合されているため、
これらのブロック状継手の上に流体制御器を上方からの
ねじにより取り付けるさいの位置の微調整ができず、シ
ール性が確保できない場合が生じ、分解・組立てを繰り
返すことに伴う歪みにより、シール性が低下するという
問題もあった。

【０００５】この発明の目的は、分解・組立てが容易
で、しかも、歪みによるシール性の低下が防止された流
体制御装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段および発明の効果】この発
明による流体制御装置は、複数の流体制御機器が直列状
に配置された１つの列が並列に配置されることにより形
成された機器層と、この下方にあって１つの列の流体制
御機器間の直列接続および隣り合う列の流体制御機器間
の並列接続を行う接続層とを備えた流体制御装置におい
て、接続層は、上接続層および下接続層よりなり、上接
続層が、１つの列の隣り合う流体制御機器同士を接続す
る縦方向通路および所定箇所において流体制御機器に通
じる上下方向貫通路を有し縦方向に並ぶ複数のブロック
状継手が並列に配置されることにより形成されるととも
に、下接続層が、上接続層の横方向に並ぶブロック状継
手の上下方向貫通路同士を接続する横方向連通路を有す
る少なくとも１つの横方向連通用ブロック状継手と、上
接続層のブロック状継手の上下方向貫通路を外部との接
続に使用される入口側または出口側継手に連通させる複
数の入口側および出口側連通用ブロック状継手とによっ
て形成され、下接続層のブロック状継手が基板に上方か
らのねじにより取り付けられ、上接続層のブロック状継
手が下接続層のブロック状継手に上方からのねじにより
取り付けられ、各流体制御機器が上接続層のブロック状
継手に上方からのねじにより取り付けられていることを
特徴とするものである。

【０００７】この発明の流体制御装置によると、組立て
時には、基板に下接続層のブロック状継手を上方からの
ねじにより取り付け、これらの下接続層のブロック状継
手に上接続層のブロック状継手を上方からのねじにより
取り付け、上接続層のブロック状継手に流体制御機器を
上方からのねじにより取り付ければよく、また、分解時
には、この逆にすればよく、組立て・分解が容易にでき
る。しかも、下接続層のブロック状継手と上接続層のブ
ロック状継手とは、水平縦方向からのねじにより結合さ
れていないため、上接続層のブロック状継手に流体制御
器をねじにより取り付けるさいの位置の微調整が可能と
なり、シール性が確保しやすく、しかも、分解・組立て
を繰り返すことに伴う歪みによるシール性の低下を防止
することができる。また、流体制御機器は１つのライン
ごとに取外し・取付けができるので、ラインの変更や増
設に容易に対応することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を、以下図
面を参照して説明する。

【０００９】図１は、この発明の流体制御装置に対応す
る配管図（従来の流体制御装置と共通）であり、流体制
御装置(1)は、Ａ１からＡ４までの４つのライン(A1)(A
2)(A3)(A4)が並列に配置されて形成されている。

【００１０】各ライン(A1)(A2)(A3)(A4)は、パージガス
導入可能ラインであり、マスフローコントローラ(11)
と、マスフローコントローラ(11)の入口側に配置された
入口側第１開閉弁(12)、入口側第２開閉弁(13)、圧力セ
ンサ(14)、プレッシャーレギュレータ(15)、フィルタ(1
6)および入口側第３開閉弁(17)と、マスフローコントロ
ーラ(11)の出口側に設けられた出口側開閉弁(18)とから
なる。各ライン(A1)(A2)(A3)(A4)の出口側には、これら
に共通のパージガス導入用開閉弁(19)，パージガス排出
用開閉弁(20)およびプロセスガス排出用開閉弁(21)が設
けられるとともに、パージガス導入用開閉弁(19)とパー
ジガス排出用開閉弁(20)との間に、パージガス導入／排
出切換用開閉弁(22)が、パージガス排出用開閉弁(20)と
プロセスガス排出用開閉弁(21)との間に、パージ／プロ
セスガス切換用開閉弁(23)がそれぞれ設けられている。
実線で示すガス配管のうち、符号(24)で示すのがパージ
ガス分岐用配管、符号(25)で示すのがパージガス導入用
配管、符号(26)で示すのがパージ・プロセスガス集合用
配管である。

【００１１】図１の配管図に対応するために、この発明
による流体制御装置は、図２に示す機器層(3)と、図４
に示す上接続層(4)および図５に示す下接続層(5)よりな
る接続層とを有している。機器層(3)は、複数の流体制
御機器(11)(12)(13)(14)(15)(16)(17)(18)(19)(20)(21)
(22)(23)が直列状に配置された１つの列が並列に配置さ
れることにより形成され、上接続層(4)は、縦方向に並
ぶ複数のブロック状継手(41)(42)(43)(44)が並列に配置
されることにより形成され、下接続層(5)は、基板(2)に
取り付けられて上接続層(4)のブロック状継手(41)(42)
(43)(44)を仕様に合わせて接続するブロック状継手(51)
(56)(57)(58)によって形成されている。

【００１２】機器層(3)は、図１の配管図に対応し、Ｃ
列からＦ列までの複数列によって形成されている。Ｃ列
は、マスフローコントローラ(11)と、マスフローコント
ローラ(11)の入口側に配置された入口側第１開閉弁(1
2)、フィルタ(13)、圧力センサ(14)、プレッシャーレギ
ュレータ(15)、入口側第２開閉弁(16)および入口側第３
開閉弁(17)と、マスフローコントローラ(11)の出口側に
設けられた出口側開閉弁(18)とからなる。Ｄ列は、Ｃ列
の構成にパージガス導入用開閉弁(19)およびパージガス
導入／排出切換用開閉弁(22)が付加されたもので、Ｅ列
は、Ｃ列の構成にパージガス排出用開閉弁(20)が付加さ
れたもので、Ｆ列は、Ｃ列の構成にプロセスガス排出用
開閉弁(21)およびパージ／プロセスガス切換用開閉弁(2
3)が付加されたものである。また、Ｃ列の入口側第１開
閉弁(12)とＤ列のパージガス導入用開閉弁(19)との間に
は、パージガス導入配管(25)に対応して、下接続層(5)
の入口側横方向連通用ブロック継手(56)に取り付けられ
る継手(31)と、上接続層(4)の出口側ブロック状継手(4
4)に取り付けられる継手(32)と、両継手(31)(32)を接続
する分解可能継手(34)付き配管(33)とが設けられてい
る。

【００１３】上接続層(4)は、機器層(3)の各列に対応し
て形成されたもので、Ｃ列およびＦ列は、１つの入口側
ブロック状継手(41)および１つの出口側ブロック状継手
(42)(43)よりなり、Ｄ列およびＥ列は、１つの入口側ブ
ロック状継手(41)および２つの出口側ブロック状継手(4
2)(44)よりなる。入口側ブロック状継手(41)は、各列と
も同じものであり、Ｃ列、Ｄ列およびＥ列の出口側ブロ
ック継手(42)(44)は同じ長さで、Ｆ列の出口側ブロック
継手(43)は、他のブロック継手(42)(44)の２倍の長さを
有している。各ブロック状継手(41)(42)(43)(44)には、
図３および図６に例示するように、隣り合う流体制御機
器同士を接続する所要数のＶ型通路(61)および上下方向
貫通路(62)が設けられている。これらの通路(61)(62)
は、各ブロック状継手(41)(42)(43)(44)の幅方向中央に
長さ方向に所定間隔をおいて配置されており、図４にお
いて、Ｖ型通路(61)の開口に符号(61a)を付し、上下方
向貫通路(62)の開口に符号(62a)を付している。これら
の通路(61)(62)の開口(61a)(62a)には、リテーナに保持
されたガスケットを収納するための凹所が設けられてい
る。Ｅ列の出口側ブロック状継手(44)は、パージガス排
出用開閉弁(20)に通路を提供するものであり、同開閉弁
(20)に通じていない開口(61a)は、機器層(3)の閉鎖ブロ
ック(30)によって塞がれている。通路(61)(62)を挟むよ
うにして設けられている孔のうち、◎のもの(65)は、各
ブロック状継手(41)(42)(43)(44)を下接続層(5)のブロ
ック状継手(51)(56)(57)(58)に取り付けるためのねじ
（図示略）が挿通される座ぐり付きねじ挿通孔であり、
小さい○のもの(66)は、流体制御機器(11)(12)(13)(14)
(15)(16)(17)(18)(19)(20)(21)(22)(23)を取り付ける上
方からのねじ(35)がねじ合わされるめねじである。

【００１４】下接続層(5)は、入口側継手(52)に接続さ
れる入口側連通用ブロック状継手(51)と、出口側継手(5
3)(54)(55)に接続される出口側連通用ブロック状継手(5
1)と、両継手(51)間に配された横方向に長い横方向連通
用ブロック状継手(56)(57)(58)とが組み合わされて形成
されている。入口側継手および出口側継手(52)(53)(54)
(55)は、外部との接続に使用されるもので、入口側継手
(33)は、ライン(A1)(A2)(A3)(A4)の数に対応して４つあ
り、出口側継手(53)(54)(55)は、パージガス導入用のも
の(53)と、パージガス排出用のもの(54)と、プロセスガ
ス排出用のもの(55)とに対応して３つある。下接続層
(5)には、さらに、通路は有していないが入口側および
出口側連通用ブロック状継手(51)と同一寸法に形成され
て上接続層(4)のブロック状継手(41)(42)(44)(45)を支
持する支持ブロック(59)が設けられている。

【００１５】下接続層(5)の入口側および出口側連通用
ブロック状継手(51)は、図３および図６に示すように、
上接続層(4)の入口側および出口側ブロック状継手(41)
の端部に設けられた上下方向貫通路(62)と入口側および
出口側継手(52)(53)(54)(55)とを連通するＬ型の縦方向
連通路(63)を有している。

【００１６】下接続層(5)の横方向連通用ブロック状継
手(56)(57)(58)は、その一例を図７に示すように、横方
向にのびる主通路(64a)とこれから上向きに分岐して上
向きに開口する複数の副通路(64b)とよりなる横方向通
路(64)を有している。マスフローコントローラ(11)の入
口側および出口側には、Ｃ列からＦ列にわたる長さの横
方向連通用ブロック継手(56)(57)が配置されている。マ
スフローコントローラ(11)の入口側の横方向連通用ブロ
ック状継手(56)は、図１のパージガス分岐用配管(24)に
対応するもので、パージガス導入配管(25)に通じる開口
を有しており、マスフローコントローラ(11)の出口側の
横方向連通用ブロック状継手(57)は、図１のパージ・プ
ロセスガス集合用配管(26)に対応している。そして、マ
スフローコントローラ(11)の出口側の横方向連通用ブロ
ック(57)と出口側連通用ブロック状継手(51)との間に
は、Ｄ列からＦ列にわたる長さの横方向連通用ブロック
(58)が配置されている。この横方向連通用ブロック(58)
は、パージガス導入／排出切換用開閉弁(22)とパージ／
プロセスガス切換用開閉弁(23)とを接続するものであ
る。支持ブロック(59)は、マスフローコントローラ(11)
の入口側および出口側にそれぞれ列の数だけ設けられて
おり、上接続層(4)の入口側ブロック状継手(41)および
出口側ブロック継手(42)(43)のマスフローコントローラ
(11)側の端部を支持している。

【００１７】図５において、横方向連通用ブロック状継
手(56)(57)(58)の横方向連通路(64)にはすべて同じ符号
を付し、入口側および出口側連通用ブロック継手(51)の
縦方向連通路にはすべて同じ符号(63)を付している。こ
れらの通路(63)(64)の開口には、リテーナに保持された
ガスケットを収納するための凹所が設けられており、ま
た、通路(63)(64)を挟むようにして設けられている孔の
うち、◎のもの(67)は、各ブロック状継手および支持ブ
ロック(51)(56)(57)(58)を基板(2)に取り付けるための
ねじが挿通される座ぐり付きねじ挿通孔であり、小さい
○のもの(68)は、上接続層(4)のブロック状継手(41)(4
2)(43)(44)を取り付ける上方からのねじがねじ合わされ
るめねじである。

【００１８】なお、図７に示すように、横方向連通用ブ
ロック状継手(56)(57)(58)の一端部には、継手ねじ込み
用のめねじ部(69)が設けられており、必要に応じて、こ
のめねじ部(69)に継手（符号(31)および(32)で示されて
いるものと同形状のもの）がねじ込み可能であり、ま
た、継手の接続が不要の場合には、このめねじ部(69)は
雄ねじ部材で閉鎖される。

【００１９】この流体制御装置(1)において、各列の入
口側継手(52)から下接続層(5)のブロック状継手(51)に
導入されたプロセスガスは、上接続層(4)の入口側ブロ
ック状継手(41)で接続された機器層(3)の入口側流体制
御機器(17)(16)(15)(14)(13)(12)を通ってマスフローコ
ントローラ(11)に至り、その流量を調整されて、上接続
層(4)の出口側ブロック状継手(42)で接続された機器層
(3)の出口側流体制御機器＝開閉弁(18)を経てプロセス
チャンバーに向けて排出される。この際、各列のプロセ
スガスは、一旦ガス集合用の横方向連通用ブロック状継
手(57)によって集められ、切換用の横方向連通用ブロッ
ク状継手(58)を経てプロセスガス排出用開閉弁(21)の操
作によって排出される。また、パージガスは、Ｄ列の出
口側継手(53)から導入され、配管(33)を通って下接続層
(5)の横方向連通用ブロック状継手(56)を経て入口側第
１開閉弁(12)の位置からＣ列内に入り、以降はプロセス
ガスと同様に機器層(3)の流体制御機器(12)(11)(18)を
通って排出される。パージガスは、下接続層(5)の横方
向連通用ブロック状継手(56)によりＤからＦまでの列に
も分配され、マスフローコントローラ(11)を通過後に一
旦ガス集合用の横方向連通用ブロック状継手(57)によっ
て集められ、切換用の横方向連通用ブロック状継手(58)
を経てパージガス排出用開閉弁(20)の操作によって排出
される。

【００２０】この発明の流体制御装置によると、組立て
時には、基板(2)に下接続層(5)のブロック状継手および
支持ブロック(51)(56)(57)(58)(59)を上方からのねじに
より取り付け、これらの下接続層(5)のブロック状継手
および支持ブロック(51)(56)(57)(58)(59)に上接続層
(4)のブロック状継手(41)(42)(43)(44)を上方からのね
じにより取り付け、上接続層(4)のブロック状継手(41)
(42)(43)(44)に流体制御機器(11)(12)(13)(14)(15)(16)
(17)(18)(19)(20)(21)(22)(23)を上方からのねじ(35)に
より取り付ければよく、水平方向のねじを使用すること
なくまた溶接することなく組み立てることができる。ま
た、分解時には、この逆にすればよく、組立て・分解と
も容易に行える。また、ラインの変更や増設時には、流
体制御機器(11)(12)(13)(14)(15)(16)(17)(18)(19)(20)
(21)(22)(23)を１つのラインごとに取外し・取付けがで
き、また、上接続層のブロック状継手(41)(42)(43)(44)
も１つのラインごとに取外し・取付けができるので、容
易に対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による流体制御装置の構成を記号で示
す配管図である。

【図２】この発明による流体制御装置の機器層を示す平
面図である。

【図３】この発明による流体制御装置の側面図である。

【図４】上接続層を示す平面図である。

【図５】下接続層をを示す平面図である。

【図６】上接続層および下接続層を示す側面図である。

【図７】横方向連通用ブロック状継手を示す図である。

【符号の説明】 (2) 基板 (3) 機器層 (4) 上接続層 (5) 下接続層 (11)(12)(13)(14)(15)(16)(17)(18)(19) ライン構成用
流体制御機器 (19)(20)(21)(22)(23) 導入・排出用流体制御機器 (35) ねじ (41)(42)(43)(44) 上接続層ブロック状継手 (51)(56)(57)(58) 下接続層ブロック状継手 (52)(53)(54)(55) 入口側および出口側継手 (61) 縦方向通路 (62) 上下方向貫通路 (64) 横方向通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者星山秀永大阪市西区立売堀２丁目３番２号株式会社フジキン内Ｆターム(参考） 3H051 BB02 CC01 CC15 FF01 FF09 FF15 3J071 AA02 BB14 BB15 CC01 DD30 EE02 EE24 FF11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の流体制御機器(11)(12)(13)(14)(1
5)(16)(17)(18)(19)(20)(21)(22)(23)が直列状に配置さ
れた１つの列が並列に配置されることにより形成された
機器層(3)と、この下方にあって１つの列の流体制御機
器間の直列接続および隣り合う列の流体制御機器間の並
列接続を行う接続層(4)(5)とを備えた流体制御装置にお
いて、接続層(4)(5)は、上接続層(4)および下接続層(5)よりな
り、上接続層(4)が、１つの列の隣り合う流体制御機器
同士を接続する縦方向通路(61)および所定箇所において
流体制御機器に通じる上下方向貫通路(62)を有し縦方向
に並ぶ複数のブロック状継手(41)(42)(43)(44)が並列に
配置されることにより形成されるとともに、下接続層
(5)が、上接続層(4)の横方向に並ぶブロック状継手(41)
(42)(43)(44)の上下方向貫通路(62)同士を接続する横方
向連通路(64)を有する少なくとも１つの横方向連通用ブ
ロック状継手(56)(57)(58)と、上接続層(4)のブロック
状継手(41)(43)(44)の上下方向貫通路(62)を外部との接
続に使用される入口側または出口側継手(52)(53)(54)(5
5)に連通させる複数の入口側および出口側連通用ブロッ
ク状継手(51)とによって形成され、下接続層(5)のブロ
ック状継手(51)(56)(57)(58)が基板(2)に上方からのね
じにより取り付けられ、上接続層(4)のブロック状継手
(41)(42)(43)(44)が下接続層(5)のブロック状継手(51)
(56)(57)(58)に上方からのねじにより取り付けられ、各
流体制御機器(11)(12)(13)(14)(15)(16)(17)(18)(19)(2
0)(21)(22)(23)が上接続層(4)のブロック状継手(41)(4
2)(43)(44)に上方からのねじ(35)により取り付けられて
いることを特徴とする流体制御装置。