JP3766760B2 - Valve unit - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置等の産業用製造装置で使用されるバルブユニットに関し、さらに詳細には、流路内に滞留する残留ガスの置換を効率的に行うことが可能なバルブユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体製造工程では、従来からホトレジスト加工のエッチング等に腐食性ガス、毒性ガスおよび可燃性ガス等のプロセスガスが供給ガスとして使用されている。ホトレジスト加工(ホトレジスト塗布、露光、現像、エッチング)は、半導体製造工程において複数回繰り返されるが、そこではプロセスガスを必要に応じて供給するガス供給装置が使用されている。即ち、ホトレジスト加工においては、複数種類のプロセスガスや、同一種類であっても濃度の異なったプロセスガスが使用されることがある。そのため、密閉された空間で構成したチャンバ内で、複数の腐食性ガスや成分ガス等のプロセスガスが混合されたり、プロセスガス等に不活性ガスが混合されたりして所定の濃度にされたりして供給されている。
【0003】
ところが、プロセスガスの中でも腐食性ガスは、供給後パイプ内に残留したまま放置されると、パイプ内部の金属等を腐食してしまうので、次のガス供給時に不純物が混入して半導体に悪影響を与えることがあった。
また、腐食性ガスが少量でも残留すれば、次に使用するプロセスガスの成分が変化してしまい、ホトレジスト加工に大きな悪影響を与え、半導体製品の品質の劣化させる原因にもなった。
さらに、前回使用のプロセスガスが可燃性ガス等の場合には、たとえ少しの残量であっても種類によっては次のガスと混合して、可燃性ガスによる燃焼や爆発が発生する恐れがあった。
そこで、ガス供給装置では、複数種類の所定量のプロセスガス等をチャンバ内で混合して供給ガスを製造して半導体工程に供給した後、チャンバやガス供給装置等の内部に残留しているプロセスガスを窒素ガス等の不活性ガスで置換することが行われている。
【0004】
ところで、最近では半導体製造装置の集積化が進み、ガス供給装置を構成する流路及び制御バルブなどをユニット化したバルブユニットが採用されるに至っている。図3は、そのようなバルブユニットの従来例を示す断面図である。バルブユニット100は、流路の形成されたマニホールド101に、不図示のチャンバへのプロセスガスの流れを制御するガス供給バルブ102、残留ガスを置換するためのパージガスの流れを制御するガス置換バルブ103、及びプロセスガスの流入を防止するチェック弁104が一列に並べられ一体に取り付けられている。 そして、プロセスガスを流す時にはガス置換バルブ103が閉じられ、ガス供給バルブ102が開けられてプロセスガスがチャンバ側へと供給される。そのため、プロセスガスは、プロセスガス流入路111から入りガス供給バルブ102を介してプロセスガス流出路112へと流れ、排出流路113から不図示のチャンバへと供給される。
【0005】
一方、残留ガスの置換時には、ガス供給バルブ102が閉じられてプロセスガスの供給が止められた後、ガス置換バルブ103が開けられてパージガス(例えば窒素ガス)が高い圧力(例えば2気圧)で流路内に流される。パージガスは、チェック弁104からガス置換バルブ103を通ってプロセスガス流出路112に直交するパージガス流入路114から排出流路113側へ勢い良く流されるとともに、高い圧力で供給されているためガス供給バルブ102側へ続くデッドスペース120内へも流入することとなる。そのため、デッドスペース120内の残留ガスは、パージガスによって希釈されとともに排出流路113側へ流されて排出される。従って、プロセスガス流出路112内にパージガスを流し続けることによって、流路内に残るプロセスガスが希釈されてガス置換が完了することになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図3に示すような従来のバルブユニット100では、流路内の残留ガスを所望の濃度にまで希釈させるガス置換に時間がかかり、またそれに伴ってパージガスの消費量が多くなることが問題になっていた。ガス置換に長時間を要すれば、半導体製造装置のサイクルタイムが長くなって生産効率を低下させ、またパージガスの消費量が多くなれば、コスト削減への障害となるからである。
【0007】
そこで、本発明は、上記の課題を解決すべく、残留ガスの置換を効率よく行うことが可能なバルブユニットを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るバルブユニットは、ブロック体に流路が形成されたマニホールドに対して、前記流路を通って流れる流体の流れを制御する複数の流体制御機器が一体に取り付けられてなるバルブユニットであって、プロセスガスの流れを制御するガス供給バルブと、前記ガス供給バルブより前記プロセスガスの流れの下流側に配置されてパージガスの流れを制御するガス置換バルブとを有し、前記マニホールドは、前記ガス供給バルブの排出路に接続する第1接続ポートと、前記第1接続ポートを前記プロセスガスの排出口に連通させるプロセスガス流路と、前記ガス置換バルブの排出路に接続する第2接続ポートと、前記第2接続ポートを前記プロセスガス流路に連通させるパージガス流路とを有し、前記プロセスガス流路と前記パージガス流路との合流点が、前記第1接続ポートと前記第2接続ポートとの間にあることを特徴とする。
例えば、前記パージガス流路が、前記第2接続ポートから前記第1接続ポート側に傾斜して形成され、前記プロセスガス流路が、第1接続ポートから前記第2接続ポート側に傾斜して形成される傾斜部分を有し、前記パージガス流路が、前記プロセスガス流路の傾斜部分に合流する。
よって、プロセスガス供給後にガス供給バルブを閉じ、ガス置換バルブを開けてパージガスを流せば、パージガス流路からプロセスガス流路の合流点を通って下流側に残留ガスが押し流され、またパージガスは一般に高い圧力で供給されるため、ガス供給バルブによって閉じられてデッドスペースとなった合流点の上流側にも流れ込んで、当該スペースの残留ガスを希釈して排気させる。このとき、合流点がガス置換バルブの上流側、即ちガス供給バルブの閉弁部により近い位置にあるため、デッドスペースの容積が小さく、即ちプロセスガスの残留量が少なくなることでガス置換に要する時間を短縮し、パージガスの消費量も減らすことができる。
【0009】
また、本発明に係るバルブユニットは、ブロック体に流路が形成されたマニホールドに対して、前記流路を通って流れる流体の流れを制御する複数の流体制御機器が一体に取り付けられてなるバルブユニットであって、プロセスガスの流れを制御するガス供給バルブと、前記ガス供給バルブより前記プロセスガスの流れの下流側に配置されてパージガスの流れを制御するガス置換バルブとを有し、前記マニホールドは、前記ガス供給バルブの排出路に接続する第1接続ポートと、前記第1接続ポートを排出口に連通させるプロセスガス流路と、前記ガス置換バルブの排出路に接続する第2接続ポートと、前記第2接続ポートを前記プロセスガス流路に連通させるパージガス流路と、前記第1接続ポートと前記第2接続ポートとを連絡するバイパス流路とを有することを特徴とする。
よって、プロセスガス供給後にガス供給バルブを閉じ、ガス置換バルブを開けてパージガスを流せば、パージガス流路からプロセスガス流路の合流点を通って下流側に残留ガスが押し流され、またバイパス流路を通って合流点の更に上流側からプロセスガス流路内の残留ガスが押し流される。また、パージガスは一般に高い圧力で供給されるため、ガス供給バルブによって閉じられてデッドスペースとなったプロセスガス流路入り口の上流側にも流れ込んで、当該スペースの残留ガスを希釈して排気させる。このとき、デッドスペースがガス供給バルブ内の僅かな空間であるため、プロセスガスの残留量が少なく、ガス置換に要する時間を短縮し、パージガスの消費量も減らすことができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係るバルブユニットの一実施の形態について図面を参照して具体的に説明する。本実施の形態のバルブユニットは、前述したものと同様に半導体製造装置等のガス供給装置を構成するものである。図1は、バルブユニットの第1実施の形態を示す断面図である。
バルブユニット10は、流路の形成されたマニホールド1上に、不図示のチャンバへのプロセスガスの流れを制御するガス供給バルブ2、残留ガスを置換するためのパージガスの流れを制御するガス置換バルブ3、及びプロセスガスの流入を防止するチェック弁4が一列に並べられ一体に取り付けられている。ガス供給バルブ2、ガス置換バルブ3及びチェック弁4は、それぞれのバルブブロック11,12,13と一体に構成され、そのバルブブロック11,12,13によってマニホールド1に取り付けられている。バルブブロック11,12,13には、それぞれ弁部に連通し、取り付け面である底面側にポート部を開設する流入路11A,12A,13Aと流出路11B,12B,13Bとが穿設されている。
【0011】
そして、このバルブブロック11,12,13の流入路11A,12A,13A及び流出路11B,12B,13Bとに連通する流路がマニホールド1に穿設されている。即ち、プロセスガスの流れを制御する作業バルブ2のバルブブロック11には、プロセスガス流入路21とプロセスガス流出路22が連通している。特に、本実施の形態のものは、従来例のもの(図3参照)と比較して分かるように、プロセスガス流出路22が、マニホールド1の長手方向に穿設された水平部22Pに対し、下流側(ガス置換バルブ3側)に傾斜した傾斜部22Qによって連通している。従って、バルブブロック11の流出路11Bもプロセスガス流出路22の傾斜部22Qに合わせて傾斜して形成されている。
【0012】
またマニホールド1には、チェック弁4にパージガスを供給するパージガス流入路23と、チェック弁4からガス置換バルブ3へパージガスを流すための連絡流路24とが穿設されている。更に、マニホールド1には、ガス置換バルブ3に対するバルブブロック12の流出路12Bから、プロセスガス流出路22の傾斜部22Qの途中で合流するようにパージガス供給路25が穿設されている。このパージガス供給路25は、上流側(ガス供給バルブ2側)にプロセスガス流出路22の傾斜部22Qと同程度に傾斜して形成され、そこへ連通するバルブブロック12の流出路12Bも傾斜して形成されている。
なお、プロセスガス流出路22とパージガス供給路25とが、それぞれ請求項1に記載するプロセスガス流路とパージガス流路に相当する。
【0013】
そこで、このようなバルブユニット10によれば、次のようにしてガス置換が行われる。
先ず、プロセスガスは、ガス置換バルブ3が閉じられた状態でガス供給バルブ2が開けられて、マニホールド1のパージガス流入路21からパージガス流出路22を通って不図示のチャンバへと供給される。そして、エッチング等の処理が終了すると、ガス供給バルブ2が閉じられプロセスガスの供給が停止し、次いでガス置換が実行される。即ち、ガス供給バルブ2の閉弁に続いてガス置換バルブ3が開けられ、高圧のパージガスがプロセスガス流出路22内に押し流される。パージガスには、窒素ガスなどの不活性ガスが使用され、2気圧或いはそれ以上の圧力で供給される。
よって、パージガスは、マニホールド1のパージガス流入路23及び連絡流路24を通ってチェック弁4からガス置換バルブ3へと流れ、更にパージガス供給路25からプロセスガス流出路22の傾斜部22Qへと勢い良く流入する。
【0014】
プロセスガス流出路22へ流れ込んだパージガスは、そのまま残留ガスを押し流しながら排出流路26から排出する。
また、パージガスは、流路内の圧力より高圧で供給されているため、傾斜部22Qをバルブブロック11の流出路11B、即ちデッドスペース28(斑点で図示)内へも流れ込む。そのため、デッドスペース28内の残留ガスは、パージガスによって希釈されるとともに排出流路26側へ流されて排出される。従って、プロセスガス流出路22内にパージガスを流し続けることによって、流路内に残るプロセスガスが希釈されてガス置換が完了することになる。
【0015】
ここで、本実施の形態のバルブユニット10と図3の従来のバルブユニット100とのガス置換特性について試験結果を比較する。図4及び図5は、ガス置換特性についての試験結果をグラフで示したものである。なお、この試験では、腐食性ガスの代わりに酸素の充填された流路内に窒素ガスのパージによってガス置換を行った。図4のグラフには、バルブユニット流路内の残留酸素濃度に対するパージ時間の比較を示し、図5のグラフには、バルブユニット流路内の残留酸素濃度に対する窒素ガス消費量の比較を示している。
なお、本試験は、置換ガス圧力を0.2MPaとし、毎分1リットルの置換ガス流量のもとで行った。
また、実際にガス置換を行う場合には、流路内の残留ガスの濃度はガス種により許容濃度が決められており、今回の試験は0.5ppm以下に希釈するまでを比較した。
【0016】
そこで、両バルブユニット10,100をほぼ基準値に達するまでのパージ時間と窒素ガス消費量で比較してみると、明らかに本実施の形態のバルブユニット10(実線で表示)の方が、従来のバルブユニット100に比べて良いガス置換特性を示した。
即ち、図4に示すように、残留酸素が基準濃度に達するまでに、従来のバルブユニット100の場合は約900secものパージ時間を要したのに対し、本バルブユニット10は約200secであった。また、図5に示すように、残留酸素が基準濃度に達するまでに、従来のバルブユニット100の場合は約15リットルもの窒素ガスを消費したたのに対し、本バルブユニット10は約3.3リットルであった。従って、本実施の形態のバルブユニット10によれば、パージ時間の短縮に伴って窒素ガス消費量もで抑えることができた。
【0017】
これは、プロセスガス流出路22の傾斜部22Qに、同じように傾斜させたパージガス供給路25を合流させるように形成したので、デッドスペース28を極力小さくすることができたからであると考えられる。その点において、従来のマニホールド101ではデッドスペース120内での残留ガスの容量が0.71ccであるのに対し、本実施の形態のマニホールド1では、デッドスペース28内での残留ガスの容量を0.13ccにまで低下させることができた。
そして、この結果から、本実施の形態のバルブユニット10によれば、半導体製造装置のサイクルタイムを短くすることができ、製造能力の向上につながった。また、ガス置換に使用されるパージガスの消費量を少なくさせることができ、コスト削減にもなった。
【0018】
次に、本発明に係るバルブユニットの第2実施の形態について説明する。図2は、バルブユニットの第2実施の形態を示す断面図である。本実施の形態のバルブユニット30は、第1実施の形態のものと同様に組み付けられ、半導体製造装置等のガス供給装置を構成するものである。従って、前記バルブユニット10(図1参照)と同一の構成部品には同符号を付して説明する。
流路の形成されたマニホールド31上に、ガス供給バルブ2、ガス置換バルブ3、及びチェック弁4が一列に並べられ一体に取り付けられている。そして、これらは各バルブブロック11,12,13と一体に構成され、そのバルブブロック11,12,13によってマニホールド31に取り付けられている。バルブブロック11,12,13には、それぞれ弁部に連通し、取り付け面である底面側にポート部を開設する流入路11A,12A,13Aと流出路11B,12B,13Bとが穿設されている。
【0019】
そして、このバルブブロック11,12,13の流入路11A,12A,13A及び流出路11B,12B,13Bとに連通する流路がマニホールド31に穿設されている。即ち、プロセスガスの流れを制御する作業バルブ2のバルブブロック11には、プロセスガス流入路41とプロセスガス流出路42が連通している。プロセスガス流出路42は、マニホールド31の長手方向に穿設された水平部42Pに対し、上面から垂直に穿設された垂直部42Qによって連通している。
またマニホールド31には、チェック弁4にパージガスを供給するパージガス流入路43と、チェック弁4からガス置換バルブ3へパージガスを流すための連絡流路44とが穿設されている。
更に、マニホールド31には、バルブブロック12の流出路12Bからプロセスガス流出路42の水平部42Pへ垂直に連通して合流するパージガス供給路45と、そのパージガス供給路45とプロセスガス流出路42との上面開口部を連通するV字形のバイパス流路46が穿設されている。
なお、プロセスガス流出路42とパージガス供給路45とが、それぞれ請求項2に記載するプロセスガス流路とパージガス流路に相当する。
【0020】
そこで、このようなバルブユニット30によれば、次にようにしてガス置換が行われる。
先ず、プロセスガスは、ガス置換バルブ3が閉じられた状態でガス供給バルブ2が開けられて、マニホールド31のパージガス流入路41からパージガス流出路42を通って不図示のチャンバへと供給される。そして、エッチング等の処理が終了すると、ガス供給バルブ2が閉じられプロセスガスの供給が停止し、ガス置換が実行される。即ち、ガス供給バルブ2の閉弁に続いてガス置換バルブ3が開けられ、高圧のパージガスがプロセスガス流出路42内に押し流される。パージガスには、窒素ガスなどの不活性ガスが使用され、2気圧或いはそれ以上の圧力で供給される。
よって、パージガスは、マニホールド31のパージガス流入路43及び連絡流路44を通ってチェック弁4からガス置換バルブ3へと流れ、更にバルブブロック12の流出路12Bからパージガス供給路45とバイパス流路46との2方向に分かれて流れ込む。
【0021】
パージガス供給路45へ流れ込んだパージガスは、そのままプロセスガス流出路42内の残留ガスを押し流して排出流路26から排出する。一方、バイパス流路46へ流れ込んだパージガスは、プロセスガス流出路42内の残留ガスを上流から更に押し流して排出流路26側へ排出する。また、バイパス流路46へ流れ込んだパージガスは、高圧で供給されているため、デッドスペース48(斑点で図示)となっているバルブブロック11の流出路11B内へも流れ込む。
そのため、デッドスペース48内の残留ガスは、パージガスによって希釈されとともに排出流路26側へ流されて排出される。従って、パージガスを流し続けることによって、流路内に残るプロセスガスが希釈されてガス置換が完了することになる。
【0022】
そして、本実施の形態のバルブユニット30によれば、ガス置換特性の試験結果は示されていないが、更なるパージ時間の短縮を可能とし、それに伴って窒素ガス消費量もでより抑えることができる。第1実施の形態でも示したように、ガス置換特性の向上は、流路内のデッドスペースに起因していると考えられるからである。その点において本実施の形態では、マニホールド31内の残留ガスを完全に押し流すようにしたので、デッドスペース48内での残留ガスの容量が、流出路11B部分の0.09ccにまでに低下させることができたからである。
また、ガス置換特性向上の根拠として、パージガスがデッドスペース48へ流れ込む方向性を挙げることもできる。即ち、パージガスは流路内の圧力より高圧で供給されるためデッドスペース内にも流入するが、本実施の形態のようにバイパス流路46がデッドスペース48の方向を向いていることにより、パージガスの流れによる運動エネルギが有効に働いてデッドスペース内に効果的に流入することが考えられるからである。
【0023】
従って、本実施の形態のバルブユニット30によれば、ガス置換特性の向上により半導体製造装置のサイクルタイムを短くすることができ、製造能力の向上につながる。また、ガス置換に使用されるパージガスの消費量を少なくさせることができ、コスト削減にもなる。
【0024】
なお、本発明は、前記実施の形態のものに限定されるわけではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記第2実施の形態では、パージガス供給路45に加えてバイパス流路46を形成したがバイパス流路46のみでパージガスを供給するようにしてもよい。
【0025】
【発明の効果】
本発明は、ブロック体に流路が形成されたマニホールドに対して、前記流路を通って流れる流体の流れを制御する複数の流体制御機器が一体に取り付けられてなるバルブユニットであって、プロセスガスの流れを制御するガス供給バルブと、前記ガス供給バルブより前記プロセスガスの流れの下流側に配置されてパージガスの流れを制御するガス置換バルブとを有し、前記マニホールドは、前記ガス供給バルブの排出路に接続する第1接続ポートと、前記第1接続ポートを前記プロセスガスの排出口に連通させるプロセスガス流路と、前記ガス置換バルブの排出路に接続する第2接続ポートと、前記第2接続ポートを前記プロセスガス流路に連通させるパージガス流路とを有し、前記プロセスガス流路と前記パージガス流路との合流点が、前記第1接続ポートと前記第2接続ポートとの間にあるので、残留ガスの置換を効率よく行うことが可能なバルブユニットを提供することが可能となった。
【0026】
また、本発明は、ブロック体に流路が形成されたマニホールドに対して、前記流路を通って流れる流体の流れを制御する複数の流体制御機器が一体に取り付けられてなるバルブユニットであって、プロセスガスの流れを制御するガス供給バルブと、前記ガス供給バルブより前記プロセスガスの流れの下流側に配置されてパージガスの流れを制御するガス置換バルブとを有し、前記マニホールドは、前記ガス供給バルブの排出路に接続する第1接続ポートと、前記第1接続ポートを排出口に連通させるプロセスガス流路と、前記ガス置換バルブの排出路に接続する第2接続ポートと、前記第2接続ポートを前記プロセスガス流路に連通させるパージガス流路と、前記第1接続ポートと前記第2接続ポートとを連絡するバイパス流路とを有する構成としたので、残留ガスの置換を効率よく行うことが可能なバルブユニットを提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るバルブユニットの第1実施の形態を示す断面図である。
【図2】 本発明に係るバルブユニットの第2実施の形態を示す断面図である。
【図3】 従来のバルブユニットを示す断面図である。
【図4】 パージ時間に基づくガス置換特性を示したグラフである。
【図5】 パージガス消費量に基づくガス置換特性を示したグラフである。
【符号の説明】
1,31,101 マニホールド
2,102 ガス供給バルブ
3,103 ガス置換バルブ
4,104 チェック弁
10,30,100 バルブユニット
22,42,112 プロセスガス流出路
25,45,46,114 パージガス供給路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a valve unit used in an industrial manufacturing apparatus such as a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly to a valve unit capable of efficiently replacing residual gas staying in a flow path.
[0002]
[Prior art]
In the semiconductor manufacturing process, a process gas such as a corrosive gas, a toxic gas, and a flammable gas has been conventionally used as a supply gas for etching of photoresist processing or the like. Photoresist processing (photoresist application, exposure, development, and etching) is repeated a plurality of times in the semiconductor manufacturing process, where a gas supply device that supplies process gas as needed is used. That is, in photoresist processing, a plurality of types of process gases or process gases having the same concentration but different concentrations may be used. Therefore, a process gas such as a plurality of corrosive gases and component gases may be mixed in a chamber configured with a sealed space, or an inert gas may be mixed with the process gas to obtain a predetermined concentration. Have been supplied.
[0003]
However, corrosive gas among process gases, if left in the pipe after supply, will corrode the metal inside the pipe, etc., so impurities will be mixed in the next gas supply, which will adversely affect the semiconductor. There was to give.
Further, if a corrosive gas remains even in a small amount, the component of the process gas to be used next is changed, which has a great adverse effect on the photoresist processing and causes the quality of the semiconductor product to deteriorate.
In addition, if the process gas used last time is flammable gas, even if it is a small amount, it may be mixed with the next gas depending on the type, and there is a risk of combustion or explosion caused by flammable gas. It was.
Therefore, in the gas supply device, a plurality of types of predetermined amounts of process gas and the like are mixed in the chamber to manufacture the supply gas and supply it to the semiconductor process, and then remain in the chamber and the gas supply device. The gas is replaced with an inert gas such as nitrogen gas.
[0004]
Recently, integration of semiconductor manufacturing apparatuses has progressed, and a valve unit in which a flow path and a control valve constituting a gas supply apparatus are unitized has been adopted. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a conventional example of such a valve unit. A
[0005]
On the other hand, when replacing the residual gas, after the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a valve unit that can efficiently replace residual gas in order to solve the above-described problems.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The valve unit according to the present invention is a valve unit in which a plurality of fluid control devices for controlling the flow of fluid flowing through the flow path are integrally attached to a manifold having a flow path formed in a block body. there are, comprises a gas supply valve for controlling the flow of process gas, wherein disposed from a gas supply valve to the downstream side of the flow of the process gas and a gas replacement valve for controlling the flow of purge gas, said manifold, A first connection port connected to a discharge path of the gas supply valve; a process gas flow path communicating the first connection port with a discharge port of the process gas; and a second connection connected to a discharge path of the gas replacement valve. And a purge gas passage for communicating the second connection port with the process gas passage, the process gas passage and the purge gas Confluence with the road, characterized in that between the first connecting port and the second connecting port.
For example, the purge gas channel is formed to be inclined from the second connection port to the first connection port, and the process gas channel is formed to be inclined from the first connection port to the second connection port. The purge gas flow path merges with the inclined portion of the process gas flow path .
Therefore, if the gas supply valve is closed after the process gas is supplied, the gas replacement valve is opened and the purge gas is allowed to flow, the residual gas will be pushed downstream from the purge gas flow path through the confluence of the process gas flow path. Since it is supplied at a high pressure, it flows into the upstream side of the junction where the dead space is closed by the gas supply valve, and the residual gas in the space is diluted and exhausted. At this time, the merge point is located upstream of the gas replacement valve, that is, closer to the closed portion of the gas supply valve. Therefore, the dead space volume is small, that is, the residual amount of process gas is reduced, which is required for gas replacement. Time can be shortened and purge gas consumption can also be reduced.
[0009]
The valve unit according to the present invention is a valve in which a plurality of fluid control devices that control the flow of fluid flowing through the flow path are integrally attached to a manifold having a flow path formed in a block body. a unit has a gas supply valve for controlling the flow of process gas, wherein disposed from a gas supply valve to the downstream side of the flow of the process gas and a gas replacement valve for controlling the flow of purge gas, the manifold It has a first connection port connected to the discharge path of the gas supply valve, and process gas passage for communicating the discharge port of the first connection port, a second connection port connected to the discharge channel of the gas exchange valve the purge gas flow path for communicating the second connection port to the process gas flow path, by which contact with the said first connection port second connection port And having a scan channel.
Therefore, if the gas supply valve is closed after the process gas is supplied, the gas replacement valve is opened and the purge gas is allowed to flow, the residual gas is pushed downstream from the purge gas flow path through the confluence of the process gas flow path, and the bypass flow path. The residual gas in the process gas flow path is forced away from the further upstream side of the confluence through the flow path. Further, since the purge gas is generally supplied at a high pressure, it flows into the upstream side of the process gas flow path entrance which is closed by the gas supply valve and becomes a dead space, and the residual gas in the space is diluted and exhausted. At this time, since the dead space is a slight space in the gas supply valve, the residual amount of process gas is small, the time required for gas replacement can be shortened, and the consumption of purge gas can also be reduced.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of a valve unit according to the present invention will be specifically described with reference to the drawings. The valve unit according to the present embodiment constitutes a gas supply device such as a semiconductor manufacturing device as described above. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a valve unit.
A
[0011]
A flow path communicating with the
[0012]
Also in the manifold 1, a purge
The process
[0013]
Therefore, according to such a
First, the process gas is supplied from the purge
Accordingly, the purge gas flows from the check valve 4 to the
[0014]
The purge gas that has flowed into the process
Further, since the purge gas is supplied at a pressure higher than the pressure in the flow path, the
[0015]
Here, a test result is compared about the gas displacement characteristic of the
In addition, this test was performed under a replacement gas flow rate of 1 liter per minute at a replacement gas pressure of 0.2 MPa.
In the actual gas replacement, the allowable concentration of the residual gas concentration in the flow path is determined by the gas type, and this test was compared until diluted to 0.5 ppm or less.
[0016]
Therefore, when comparing the
That is, as shown in FIG. 4, in the case of the
[0017]
This is presumably because the purge
From this result, according to the
[0018]
Next, a second embodiment of the valve unit according to the present invention will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the valve unit. The
A
[0019]
A flow path communicating with the
The manifold 31 includes a purge
The manifold 31 further includes a purge
The process
[0020]
Therefore, according to such a
First, the process gas is supplied from the purge
Therefore, the purge gas flows from the check valve 4 to the
[0021]
The purge gas that has flowed into the purge
Therefore, the residual gas in the
[0022]
According to the
Further, the direction of the purge gas flowing into the
[0023]
Therefore, according to the
[0024]
In addition, this invention is not necessarily limited to the thing of the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning.
For example, in the second embodiment, the
[0025]
【The invention's effect】
The present invention provides a valve unit in which a plurality of fluid control devices for controlling the flow of fluid flowing through the flow path are integrally attached to a manifold having a flow path formed in a block body, A gas supply valve that controls a gas flow; and a gas replacement valve that is disposed downstream of the process gas flow from the gas supply valve and controls a flow of a purge gas. The manifold includes the gas supply valve A first connection port connected to the discharge path, a process gas flow path communicating the first connection port with the process gas discharge port, a second connection port connected to the discharge path of the gas replacement valve, the second connection port and a purge gas flow path which communicates with the process gas flow path, the meeting point of the process gas flow path and the purge gas flow path, before Since between the first connection port second connection port, it becomes possible to provide a valve unit capable of performing the substitution of the residual gas efficiently.
[0026]
Further, the present invention is a valve unit in which a plurality of fluid control devices for controlling the flow of fluid flowing through the flow path are integrally attached to a manifold having a flow path formed in a block body. A gas supply valve that controls a flow of the process gas; and a gas replacement valve that is disposed on the downstream side of the flow of the process gas from the gas supply valve to control the flow of the purge gas, and the manifold includes the gas A first connection port connected to the discharge path of the supply valve; a process gas flow path connecting the first connection port to the discharge port; a second connection port connected to the discharge path of the gas replacement valve; structure with a purge gas passage for communicating the connection port to the process gas flow path, and a bypass passage communicating with said first connection port and the second connecting port Since was, it becomes possible to provide a valve unit capable of performing the substitution of the residual gas efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a valve unit according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a second embodiment of a valve unit according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a conventional valve unit.
FIG. 4 is a graph showing gas replacement characteristics based on purge time.
FIG. 5 is a graph showing gas replacement characteristics based on purge gas consumption.
[Explanation of symbols]
1,31,101 Manifold 2,102 Gas supply valve 3,103 Gas replacement valve 4,104
Claims (3)
プロセスガスの流れを制御するガス供給バルブと、前記ガス供給バルブより前記プロセスガスの流れの下流側に配置されてパージガスの流れを制御するガス置換バルブとを有し、
前記マニホールドは、
前記ガス供給バルブの排出路に接続する第1接続ポートと、
前記第1接続ポートを前記プロセスガスの排出口に連通させるプロセスガス流路と、
前記ガス置換バルブの排出路に接続する第2接続ポートと、
前記第2接続ポートを前記プロセスガス流路に連通させるパージガス流路とを有し、
前記プロセスガス流路と前記パージガス流路との合流点が、前記第1接続ポートと前記第2接続ポートとの間にあることを特徴とするバルブユニット。A valve unit in which a plurality of fluid control devices for controlling the flow of fluid flowing through the flow path are integrally attached to a manifold having a flow path formed in a block body,
A gas supply valve for controlling the flow of the process gas, wherein disposed from a gas supply valve to the downstream side of the flow of the process gas and a gas replacement valve for controlling the flow of purge gas,
The manifold is
A first connection port connected to the discharge path of the gas supply valve ;
A process gas flow path for communicating the first connection port with the process gas outlet;
A second connection port connected to the discharge path of the gas replacement valve;
A purge gas flow path communicating the second connection port with the process gas flow path,
The valve unit, wherein a confluence of the process gas flow path and the purge gas flow path is between the first connection port and the second connection port .
前記パージガス流路が、前記第2接続ポートから前記第1接続ポート側に傾斜して形成され、
前記プロセスガス流路が、第1接続ポートから前記第2接続ポート側に傾斜して形成される傾斜部分を有し、
前記パージガス流路が、前記プロセスガス流路の傾斜部分に合流することを特徴とするバルブユニット。The valve unit according to claim 1, wherein
The purge gas flow path is formed to be inclined from the second connection port to the first connection port ;
The process gas flow path has an inclined portion formed to be inclined from the first connection port to the second connection port ;
The valve unit , wherein the purge gas flow path joins an inclined portion of the process gas flow path.
プロセスガスの流れを制御するガス供給バルブと、前記ガス供給バルブより前記プロセスガスの流れの下流側に配置されてパージガスの流れを制御するガス置換バルブとを有し、
前記マニホールドは、
前記ガス供給バルブの排出路に接続する第1接続ポートと、
前記第1接続ポートを排出口に連通させるプロセスガス流路と、
前記ガス置換バルブの排出路に接続する第2接続ポートと、
前記第2接続ポートを前記プロセスガス流路に連通させるパージガス流路と、
前記第1接続ポートと前記第2接続ポートとを連絡するバイパス流路とを有することを特徴とするバルブユニット。A valve unit in which a plurality of fluid control devices for controlling the flow of fluid flowing through the flow path are integrally attached to a manifold having a flow path formed in a block body,
A gas supply valve for controlling the flow of the process gas, wherein disposed from a gas supply valve to the downstream side of the flow of the process gas and a gas replacement valve for controlling the flow of purge gas,
The manifold is
A first connection port connected to the discharge path of the gas supply valve ;
A process gas flow path for communicating the first connection port with the discharge port;
A second connection port connected to the discharge path of the gas replacement valve;
A purge gas flow path for communicating the second connection port with the process gas flow path;
A valve unit comprising a bypass flow path connecting the first connection port and the second connection port .
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