專利名稱：集成氣閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于轉(zhuǎn)換多種氣體而使氣體流動的集成氣閥。例如從多種工藝氣體中選擇規(guī)定的工藝氣體，并使此工藝氣體流入已經(jīng)預(yù)先流動的攜帶氣體內(nèi)的可用于半導(dǎo)體制造裝置的集成氣閥。
背景技術(shù)：
一直以來，有通過使作為不同工藝過程的材料的氣體每次少量流動，順次形成被膜并疊層而制造半導(dǎo)體的方法。這種方法例如如圖11框圖所示，使用下述結(jié)構(gòu)的集成氣閥，即工藝氣體流路201、202、203與攜帶氣體流路200相連，開閉閥211、212、213分別設(shè)置在各個工藝氣體流路201、202、203上。利用這種集成氣閥，使反應(yīng)爐與攜帶氣體流路200相連，對工藝過程沒有影響的攜帶氣體總是流動。另一方面，從工藝氣體流路201、202、203向攜帶氣體流路200供應(yīng)分別來自各流路的不同工藝氣體。因而，通過開閉規(guī)定的開閉閥211、212、213，使需要的工藝氣體流入在攜帶氣體流路200內(nèi)流動的攜帶氣體中，然后送入反應(yīng)爐。
對于如圖11所示的現(xiàn)有集成氣閥，從各個開閉閥211、212、213至攜帶氣體流路200的流路部分，在供給工藝氣體后的閉閥時成為殘留氣體的死空間Q。因而，例如在開啟開閉閥211而供應(yīng)工藝氣體后，暫時關(guān)閉閥，在改變濃度地供給使用相同工藝氣體的情況下，由于先前的工藝氣體滯留在位于開閉閥211二次側(cè)的死空間Q內(nèi)，因而不同濃度的工藝氣體混雜并被送入到反應(yīng)爐內(nèi)。因而，希望有一種沒有這種死空間的閥結(jié)構(gòu)的集成氣閥。對于這一點(diǎn)，在作為專利文獻(xiàn)1的特開2001-254857號公報(bào)中，記載了一種在流路的連接部分中沒有死空間的閥結(jié)構(gòu)。
圖12是表示此專利文獻(xiàn)1所記載的遮斷開放器100的視圖。這種遮斷開放器100在清除工藝氣體時，在短時間內(nèi)，僅使清除氣體流動，其本來目的不是一種除去死空間的裝置，但是結(jié)果記載了一種使氣體不殘留的閥結(jié)構(gòu)。也就是遮斷開放器100具有兩通閥103和三通閥104，形成圖示的流路110～115，使工藝氣體和清除氣體在質(zhì)量流量控制器102內(nèi)流動。
在該遮斷開放器100內(nèi)，供給工藝氣體時，在關(guān)閉兩通閥103的狀態(tài)下，開啟三通閥104。從而，從流入流路110流入的工藝氣體流經(jīng)流入流路111，通過開閥狀態(tài)的三通閥104，從流出流路112向質(zhì)量流量控制器102輸送。另一方面，在更換流路內(nèi)的工藝氣體時，相反，開啟兩通閥103并關(guān)閉三通閥104。由此，工藝氣體的流動由于流入流路111的遮斷而停止。從而，從流入流路113流入的清除氣體通過兩通閥103向流出流路114流動，而且，從流入流路115通過閉閥狀態(tài)的三通閥104的閥室向流出流路112流動，輸送到質(zhì)量流量控制器102。
圖13是對于構(gòu)成遮斷開放器100的三通閥104放大其閥部分而進(jìn)行表示的剖視圖。此三通閥104構(gòu)成如下流出流路112與工藝氣體流動的閥室120連通，清除氣體流經(jīng)的流入流路115通過同一個閥室120和流出流路112始終連通。在更換工藝氣體時，清除氣體由其自身的壓力壓出殘留在閥室120和流出流路112內(nèi)的工藝氣體而流動，盡早地消除兩種氣體混合的狀態(tài)，在短時間內(nèi)成為僅有清除氣體流動的情況。因而，此時閥室120內(nèi)的工藝氣體全被擠壓流動，不會滯留。
在利用這樣的專利文獻(xiàn)1所記載的三通閥104構(gòu)成圖11所示的集成氣閥時，可以考慮連接成使三通閥104的清除氣體流路連續(xù)。圖14是表示連設(shè)了3個三通閥104的集成氣閥300的閥部的視圖。在此集成氣閥300中，流出流路112和流入流路115串連連接，形成一連串?dāng)y帶氣體流路200，流入流路(工藝氣體流路)111通過閥與該攜帶氣體流路200連接。因而，此集成氣閥300與圖11所示框圖相同，在所有的三通閥104為關(guān)閉的狀態(tài)下，攜帶氣體也能夠通過攜帶氣體流路200而流動。通過開啟規(guī)定的三通閥104，能夠使工藝氣體流入攜帶氣體內(nèi)。由于工藝氣體流路111位于夾持著閥密封部而直接與構(gòu)成攜帶氣體流路200的閥室120連通的位置，因而沒有死空間。
(專利文獻(xiàn)1)特開2001-254857號公報(bào)(第3～4頁，圖1-2)但是這種集成氣閥300的攜帶氣體流路200由于通過三通閥104的閥室120而構(gòu)成，因而在流路112、115部分和閥室120部分上，流路截面的形狀和流路截面積變化大。因而，攜帶氣體從狹小的流路部分112向?qū)拸V的閥室120部分流動時，產(chǎn)生急劇的氣壓下降等變化，流速下降，在攜帶氣體流中產(chǎn)生紊流。因而，如果使工藝氣體從規(guī)定的三通閥104的工藝氣體流路111流入，特別是由于流入攜帶氣體流變成紊流的閥室120內(nèi)，工藝氣體流也紊亂了。
近年來，為了提高半導(dǎo)體制造工序的精度，對這種工藝氣體的擴(kuò)散問題開始重視起來。也就是為了形成薄而均勻的被膜，需要以某種程度集中少量的工藝氣體而使其流入，但是如果像集成氣閥300這樣，流入攜帶氣體而一起流動的工藝氣體擴(kuò)散，在此狀態(tài)下向反應(yīng)爐輸送，則難以形成薄而均勻的皮膜，對半導(dǎo)體的制造帶來惡劣影響。因而強(qiáng)烈希望有這樣一種集成氣閥在使工藝氣體流入攜帶氣體中時，使工藝氣體不擴(kuò)散地流動。
鑒于上述問題，提出本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供一種集成氣閥，不存在攜帶氣體的紊流部分，使流入攜帶氣體內(nèi)的工藝氣體不擴(kuò)散。

發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)上述目的而做出的本發(fā)明的集成氣閥，其中，通過致動器使閥體相對閥座抵接·離開，并進(jìn)行閥孔和閥室的連通·遮斷的開閉閥，具有在途中與閥孔分叉地貫通閥主體而形成的第1流路、以及從入口連通閥室并形成在閥主體上的第2流路，其特征在于，通過將多個這種開閉閥連設(shè)成一列，構(gòu)成上述第1流路彼此直接或通過連接流路串連連接而成的主流路，各個開閉閥的第2流路通過閥室和閥孔相對此主流路連接。
而且，本發(fā)明的集成氣閥，其中，通過致動器使閥體相對閥座抵接·離開并進(jìn)行閥孔和閥室的連通·遮斷的開閉閥，具有在途中與閥孔分叉地貫通閥主體而形成的第1流路、以及從入口連通閥室并形成在閥主體上的第2流路，其特征在于，通過使這種開閉閥2個為一組，將多組開閉閥連設(shè)成兩列，構(gòu)成基于一方開閉閥的第1流路彼此直接或通過連接流路串連連接而成的第1主流路、和基于另一方開閉閥的第1流路彼此直接或通過連接流路串連連接而成的第2主流路，在一組開閉閥中，由一個入口組成的1條第2流路通過各閥室和閥孔相對此第1主流路和第2主流路連接。
此時，優(yōu)選上述第1主流路和第2主流路的流路截面積相同。而且，優(yōu)選上述第2流路從一個入口與一方開閉閥的閥室連通，再從該閥室與另一方開閉閥的閥室連通。
而且，本發(fā)明的集成氣閥，優(yōu)選是上述多個開閉閥搭載在基塊上成為一體的結(jié)構(gòu)，各個開閉閥的第1流路彼此通過形成在基塊上的連接流路而連接，由此第1流路和連接流路形成上述主流路。
而且本發(fā)明的集成氣閥，優(yōu)選上述開閉閥的第1流路和上述基塊的連接流路由相同直徑的通孔形成，該第1流路和連接流路相連而成的上述主流路在整個長度上具有大致一定的流路截面積。
而且本發(fā)明的集成氣閥，優(yōu)選上述開閉閥的第1流路是V字形流路，且在其頂部折返部分上連接上述閥孔。
而且，本發(fā)明的集成氣閥，優(yōu)選上述V字形流路的第1流路在能夠由在上述主流路內(nèi)流動的流體攪出關(guān)閉閥時殘留在閥孔內(nèi)的流體的程度下，其頂部形成在閥體和閥座的密封部附近位置。
因而，例如像上述現(xiàn)有例那樣，在首先預(yù)先使攜帶氣體流向反應(yīng)爐，再從多種工藝氣體中選擇規(guī)定的工藝氣體而使其流入此攜帶氣體流中的半導(dǎo)體制造裝置中使用本發(fā)明的集成氣閥時，攜帶氣體在連通第1流路而形成的主流路內(nèi)流動，多個開閉閥處于關(guān)閉狀態(tài)，分別將不同的工藝氣體供應(yīng)到其第2流路。而且，如果從多個開閉閥中有選擇地使致動器動作而開啟閥，則第2流路與主流路連通，特定的工藝氣體流入攜帶氣體內(nèi)，并流向反應(yīng)爐。
而且，在使用連設(shè)一組開閉閥的集成氣閥時，將第1主流路連接到反應(yīng)爐，將第2主流路連接到回收容器，分別使攜帶氣體總是在第1主流路和第2主流路內(nèi)流動。而且，各組開閉閥使第1主流路側(cè)的開閉閥全都關(guān)閉，而使第2主流路側(cè)的開閉閥全都開啟。因而，由于供應(yīng)到各第2流路的各種工藝氣體總是在閥開啟的第2流路側(cè)流動，所以總是通過第2流路繼續(xù)流動。如果有選擇地對特定組的開閉閥開閉進(jìn)行切換而逆轉(zhuǎn)，則從第2流路向第2主流路流動的工藝氣體變成向第1主流路的氣流，并流向反應(yīng)爐內(nèi)。


圖1是表示第一實(shí)施方式的集成氣閥的俯視圖。
圖2是表示第一實(shí)施方式的集成氣閥的圖1中A-A截面的視圖。
圖3是表示第一實(shí)施方式的集成氣閥的圖1中B-B截面的視圖。
圖4是表示第一實(shí)施方式的集成氣閥的框圖。
圖5是表示第一實(shí)施方式的閥塊的剖視圖。
圖6是表示第一實(shí)施方式的基塊的俯視圖。
圖7是表示第二實(shí)施方式的集成氣閥的圖1中B-B截面的視圖。
圖8是表示第三實(shí)施方式的集成氣閥的俯視圖。
圖9是表示第三實(shí)施方式的集成氣閥的圖8中G-G截面的視圖。
圖10是表示第三實(shí)施方式的集成氣閥的圖8中H-H截面的視圖。
圖11是表示現(xiàn)有的集成氣閥的框圖。
圖12是表示專利文獻(xiàn)1記載的遮斷開放器的視圖。
圖13是對構(gòu)成專利文獻(xiàn)1記載的遮斷開放器的三通閥的閥部分進(jìn)行放大而表示的剖視圖。
圖14是表示由構(gòu)成現(xiàn)有的遮斷開放器的開閉閥而假想的集成氣閥的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
(第一實(shí)施方式)下文結(jié)合附圖詳細(xì)說明使本發(fā)明的集成氣閥具體化的第一實(shí)施方式。圖1是表示本實(shí)施方式的集成氣閥1的俯視圖。圖2是表示圖1中A-A截面的視圖，圖3是表示圖1中B-B截面的視圖。圖4是表示本實(shí)施方式的集成氣閥的框圖。
本實(shí)施方式的集成氣閥1，分別將4個具有相同結(jié)構(gòu)的閥塊10A、10B、10C、10D并排搭載在基塊11上。在集成氣閥1中形成2條使攜帶氣體流動的流路，一條流路是從入口21I至出口21O連通的第1攜帶氣體流路23，另一條流路是從入口22I至出口22O連通的第2攜帶氣體流路24。這樣的第1和第2攜帶氣體流路23、24由相同結(jié)構(gòu)形成，在圖1所示平面上看集成氣閥1時，都位于分別連接從氣口21I至氣口21O、從氣口22I至氣口22O的直線上。
另一方面，從圖2所示長度方向截面看集成氣閥1時，入口21I、22I通過塊17相連，出口21O、22O通過塊18相連。因而，連接氣口21I和氣口21O的第1攜帶氣體流路23、以及連接氣口22I和氣口22O的第2攜帶氣體流路24都使形成在閥塊10A～10D上的流路和形成在搭載了閥塊10A～10D的基塊11上的流路交替串連相連，上下波形地形成。
下文說明構(gòu)成集成氣閥1的各個閥塊10A～10D的結(jié)構(gòu)。但是，由于閥塊10A～10D的結(jié)構(gòu)都相同，因而歸納為閥塊10進(jìn)行說明。如圖3所示，閥塊10由2個致動器31、41一體組裝在主體12上的兩個開閉閥30、40組成。致動器31、41是氣缸，構(gòu)成為通過連接到圖中未表示的活塞上的閥桿32、42上下運(yùn)動，下方的隔膜閥體33、43相對閥座34、44抵接·離開地。也就是隔膜閥體33、43構(gòu)成得由其自身彈性而撓曲，從閥座34、44離開，由來自致動器31、41的推壓力而與閥座34、44抵接。閥座34、44形成在上下貫通的閥孔35、45的外周上，從而由在這樣的閥座34、44的周邊上環(huán)狀形成的槽構(gòu)成閥室36、46。
圖5是與圖2相同沿集成氣閥1的長度方向?qū)﹂_閉閥30、40截?cái)嗪蟮囊晥D。從而，一起賦予開閉閥30、40的標(biāo)號。
如圖5所示，倒V字形的塊流路26、26下面開口且貫通地形成在構(gòu)成開閉閥30、40閥部的主體12上。此塊流路26、26形成為使閥孔35、45在從圖上方向下方折返的塊流路26、26的頂部分叉。
從工藝氣體的入口25在垂直于塊流路26、42的方向上，在主體12上形成工藝氣體流路29。工藝氣體流路29穿過開閉閥30側(cè)的塊流路26下方而延伸，在2個位置直角地升高，連通閥室36和閥室46的兩個位置。因而，閥塊10的開閉閥30、40構(gòu)成為在隔膜閥體33、43與閥座34、44抵接的閉閥狀態(tài)下，遮斷工藝氣體流路29和塊流路26、26，在隔膜閥體33、43從閥座34、44離開的開閥狀態(tài)下，通過閥室36、46，從閥孔35、45向塊流路26、26連通工藝氣體流路29。
集成氣閥1的閥塊10A～10D并排搭載在基塊11上。圖6是表示搭載了閥塊10A～10D的基塊11的搭載面的視圖。在基塊11中，在一條直線上并排的6個開口19、19…成兩列地形成在基塊11的上面也就是搭載面上，每2個毗鄰的開口19、19之間通過圖2所示的V字形的連接流路27而貫通。如果如圖2所示，閥塊10A～10D搭載在該基塊11上，則毗鄰的閥塊10A～10D的塊流路26彼此通過連接流路27而串連連接。而且，墊圈夾入流路開口的接合部分上，成為流體不泄漏的氣密狀態(tài)。
閥塊10A～10D的塊流路26、26通過閥孔35、45連接于閥室36、46，在關(guān)閉閥時，處于閥室36、46和工藝氣體流路29被遮斷的狀態(tài)。各個閥塊10A～10D的塊流路26與連接流路27都總處于連通的狀態(tài)，構(gòu)成為如連續(xù)形成的1條流路。在本實(shí)施方式中，由這種塊流路26和連接流路27形成第1攜帶氣體流路23和第2攜帶氣體流路24。由于構(gòu)成第1和第2攜帶氣體流路23、24的閥塊10A～10D的塊流路26和基塊11的連接流路27是直徑相同的貫通孔，因而第1和第2攜帶氣體流路23、24構(gòu)成為在整個長度上的流路截面形狀相同，流路截面積幾乎相同。而且，這種塊流路26相當(dāng)于發(fā)明內(nèi)容中所記載的“第1流路”，第1和第2攜帶氣體流路23、24同樣相當(dāng)于“主流路(第1和第2主流路)”。
下文介紹構(gòu)成上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施方式的集成氣閥1的作用。首先，入口21I和22I與攜帶氣體供給源相連。反應(yīng)爐與第1攜帶氣體流路23的出口21O相連，回收容器與第2攜帶氣體流路24的出口22O相連。也就是在制造中不使用在第2攜帶氣體流路24中流動的工藝氣體，在半導(dǎo)體制造中使用在第1攜帶氣體流路23中流動的工藝氣體。
而且，規(guī)定的工藝氣體的氣體源分別連接在集成氣閥1的各入口25上。從此入口25向工藝氣體流路29輸送的工藝氣體的流體壓力設(shè)定得比流經(jīng)第1攜帶氣體流路23和第2攜帶氣體流路24的攜帶氣體的流體壓力稍大。
在閥塊10A～10D中，所有開閉閥30都維持關(guān)閉的狀態(tài)，另一方的開閉閥40都維持開啟的狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，閥塊10A～10D的工藝氣體流路29都通過閥室46和閥孔45與第2攜帶氣體流路24連通。在集成氣閥1中，攜帶氣體始終都在第1和第2攜帶氣體流路23、24兩方中流動。因而，從入口25供應(yīng)的工藝氣體，被送入始終流經(jīng)第2攜帶氣體流路24的攜帶氣體內(nèi)而流動。此時，由于通過工藝氣體流路29而輸送的工藝氣體的流體壓力比流經(jīng)第2攜帶氣體流路24的攜帶氣體的流體壓力大，因而攜帶氣體不會流入工藝氣體側(cè)，而工藝氣體流入攜帶氣體側(cè)。
然后，根據(jù)半導(dǎo)體制造工藝，將規(guī)定的工藝氣體順次供給于與反應(yīng)爐相連的第1攜帶氣體流路23內(nèi)。對此，在成為對像的工藝氣體被送入的閥塊10中，進(jìn)行根據(jù)開閉閥30、40的閥的開閉操作。也就是向反應(yīng)爐供應(yīng)工藝氣體時，開閉閥30切換到開閥狀態(tài)，相反，開閉閥40切換到閉閥狀態(tài)。由此，工藝氣體流路29在與第2攜帶氣體流路24之間被遮斷，而在與第1攜帶氣體流路23之間連通。從入口25向工藝氣體流路29供應(yīng)的工藝氣體流入流經(jīng)流體壓力低的第1攜帶氣體流路23的攜帶氣體內(nèi)，向反應(yīng)爐輸送。
然后，從同一個入口25改變濃度地供應(yīng)相同的工藝氣體。此時，在閥塊10中，閥的開閉由開閉閥30、40的開閉操作而暫時切換到初始狀態(tài)。也就是第1攜帶氣體流路23側(cè)的開閉閥30關(guān)閉，第2攜帶氣體流路24側(cè)的開閉閥40開啟。因而，改變濃度地供應(yīng)的工藝氣體輸送到第2攜帶氣體流路24內(nèi)，在連續(xù)流動中濃度穩(wěn)定。再次進(jìn)行流路的切換，第1攜帶氣體流路23側(cè)的開閉閥30開啟，第2攜帶氣體流路24側(cè)的開閉閥40關(guān)閉。由此，濃度穩(wěn)定的工藝氣體在第1攜帶氣體流路23內(nèi)流動，由攜帶氣體向反應(yīng)爐輸送。
而且，主要以工藝氣體流路29為對像，對工藝氣體向第1攜帶氣體流路23流入時的狀態(tài)進(jìn)行說明。如圖3所示，從工藝氣體入口25供應(yīng)的工藝氣體流經(jīng)工藝氣體流路29而同時送入閥室36和閥室46。在供應(yīng)成膜所不需要的工藝氣體的閥塊10中，第2攜帶氣體流路24側(cè)的開閉閥40開啟，第1攜帶氣體流路23側(cè)的開閉閥30關(guān)閉。因而，從該工藝氣體流路29向閥室36流動的工藝氣體流在此被遮斷，從工藝氣體流路29向閥室46流動的工藝氣體通過閥孔45向塊流路26流動，流入在第2攜帶氣體流路24內(nèi)流動的攜帶氣體內(nèi)。
如果在規(guī)定時刻進(jìn)行開閉閥30、40的切換，則向第2攜帶氣體流路24流動的工藝氣體被開閉閥40遮斷來自工藝氣體流路29的氣流。另一方面，被開閉閥30遮斷的工藝氣體流通過開啟閥，而從閥孔35流入在第1攜帶氣體流路23內(nèi)流動的攜帶氣體內(nèi)，送入反應(yīng)爐。
由此在本實(shí)施方式的集成氣閥1中，工藝氣體總是在第2攜帶氣體流路24側(cè)流動，在所需時刻，通過對閥塊10A～10D的開閉閥30、40進(jìn)行切換，將在第2攜帶氣體流路24側(cè)流動的工藝氣體流原封不動地切換到第1攜帶氣體流路23側(cè)并輸送到反應(yīng)爐內(nèi)。
由此，在本實(shí)施方式的集成氣閥1中，首先第1和第2攜帶氣體流路23、24由塊流路26和連接流路27構(gòu)成，不像圖14所示現(xiàn)有例那樣，在流路途中具有閥室120而成為空間急劇變大的流路。也就是由于僅由流路構(gòu)成，因而構(gòu)成為使其流路截面形狀和流路截面積在整個流路上不變化，大致為一定。由此，在攜帶氣體在第1和第2攜帶氣體流路23、24中流動時，流體壓力不變化，而且不產(chǎn)生紊流。從而，即使工藝氣體流入在第1攜帶氣體流路23內(nèi)流動的攜帶氣體內(nèi)，直至輸送到反應(yīng)爐也不擴(kuò)散，在某種程度上以層流那樣的狀態(tài)被輸送。
而且，在本實(shí)施方式的集成氣閥1中，第1和第2攜帶氣體流路23、24的流路截面積幾乎形成為相同。因而，即使工藝氣體的流動從第2攜帶氣體流路24切換到第1攜帶氣體流路23，在工藝氣體流中也幾乎不產(chǎn)生流量變化。因而，不會有因閥的開閉引起的過沖和壓力變動，在工藝氣體流中也不產(chǎn)生波動，即使像使非常少量的工藝氣體流動的半導(dǎo)體制造那樣，在短時間內(nèi)進(jìn)行閥的開閉，穩(wěn)定的流量控制也是可能的。
而且在使開閉閥30為閉閥狀態(tài)的第1攜帶氣體流路23中，閥孔35部分變成死空間。但是，由于閥孔35非常淺，且位于倒V字形的塊流路26的頂部，因而在剛剛關(guān)閉閥后，工藝氣體能夠從該死空間攪出而流動，因而在本實(shí)施方式的集成氣閥1中，工藝氣體不會滯留在第1攜帶氣體流路23內(nèi)。
而且，在集成氣閥1中，在工藝氣體流路29內(nèi)流動的工藝氣體的流體壓力設(shè)定得比在第1和第2攜帶氣體流路23、24內(nèi)流動的攜帶氣體的流體壓力高而供應(yīng)。因而在開啟開閉閥30、40，使工藝氣體流入攜帶氣體內(nèi)時，攜帶氣體不流入工藝氣體流路29內(nèi)，而工藝氣體可靠地流入攜帶氣體內(nèi)并被輸送。而且，由于工藝氣體被吸引導(dǎo)入低壓力流的攜帶氣體內(nèi)，因而工藝氣體自身不擴(kuò)散而集中地流入攜帶氣體內(nèi)。
(第二實(shí)施方式)下文結(jié)合附圖詳細(xì)說明使本發(fā)明的集成氣閥具體化的第二實(shí)施方式。本實(shí)施方式的集成氣閥與上述第一實(shí)施方式的集成氣閥1相同，形成2條攜帶氣體流路23、24，相對流過攜帶氣體流路23、24的攜帶氣體，交替切換2個開閉閥30、40，使工藝氣體流入。因此，本實(shí)施方式的集成氣閥與第一實(shí)施方式的集成氣閥1雖然結(jié)構(gòu)相同，但是向攜帶氣體流路23、24供應(yīng)工藝氣體的工藝氣體流路的結(jié)構(gòu)不同，因而與集成氣閥1相同的構(gòu)成采用相同的標(biāo)號，適當(dāng)參考圖1、圖2和圖4進(jìn)行說明。圖7是以圖1的B-B截面表示本實(shí)施方式的集成氣閥2的剖視圖。
對于此集成氣閥2的結(jié)構(gòu)，首先對與第一實(shí)施方式的集成氣閥1相同的結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡單說明。如圖1和2所示，集成氣閥2是4個閥塊10A～10D搭載在基塊11上的構(gòu)成。如圖4所示設(shè)置2個攜帶氣體流路23、24。對應(yīng)2個流路，在各個閥塊10A～10D上構(gòu)成2個開閉閥30、40。如圖2所示，貫通閥座34、44中心的閥孔35、45從倒V字形的塊流路26分叉地形成在主體12上。各個閥塊10A～10D的塊流路26彼此由形成在基塊11上的V字形連接流路27串連相連，構(gòu)成第1和第2攜帶氣體流路23、24。
而且在本實(shí)施方式中，相對這種第1和第2攜帶氣體流路23、24，連接圖7所示的工藝氣體流路。也就是在主體12上，從工藝氣體入口25至閥室36連通地形成第1工藝氣體流路29A，而且，從閥室36至另一方的閥室46連通地形成V字形的第2工藝氣體流路29B。本實(shí)施方式的工藝氣體流路29A、29B像上述第一實(shí)施方式那樣，構(gòu)成為從入口25供應(yīng)的工藝氣體不直接流到閥室46，而是暫時經(jīng)過閥室36而流動。
下文對本實(shí)施方式的集成氣閥2的作用進(jìn)行說明。在本實(shí)施方式中，攜帶氣體也始終在第1和第2攜帶氣體流路23、24內(nèi)流動。在閥塊10A～10D內(nèi)，首先全都維持開閉閥30關(guān)閉狀態(tài)和開閉閥40開啟狀態(tài)。因而，從各個閥塊10A～10D的入口25供應(yīng)的各種工藝氣體首先通過工藝氣體流路29A流入閥室36。但是由于開閉閥30關(guān)閉，因而工藝氣體不流入第1攜帶氣體流路23，而是通過工藝氣體流路29B流入閥室46。由于開閉閥40開啟，因而該工藝氣體通過閥孔45流入塊流路26也就是流入第2攜帶氣體流路24。
由于工藝氣體比在第1和第2攜帶氣體流路23、24內(nèi)流動的攜帶氣體的流體壓力大，因而攜帶氣體不流入工藝氣體流路29側(cè)，而工藝氣體一定流入第1和第2攜帶氣體流路23、24側(cè)。由此在制造半導(dǎo)體時使用的工藝氣體總是都流入在第2攜帶氣體流路24內(nèi)流動的攜帶氣體內(nèi)，準(zhǔn)備送入與第1攜帶氣體流路23相連的反應(yīng)爐內(nèi)。
根據(jù)半導(dǎo)體制造工藝，將規(guī)定的工藝氣體順次供應(yīng)到與反應(yīng)爐相連的第1攜帶氣體流路23內(nèi)。在與各種工藝氣體對應(yīng)的閥塊10A～10D內(nèi)，進(jìn)行開閉閥30、40的切換操作。也就是向反應(yīng)爐供應(yīng)規(guī)定工藝氣體時，開啟第1攜帶氣體流路23側(cè)的開閉閥30，相反關(guān)閉第2攜帶氣體流路24側(cè)的開閉閥40，進(jìn)行閥的開閉切換。這樣，流動到第2攜帶氣體流路24內(nèi)的工藝氣體從閥室36通過閥孔35流入塊流路26，也就是流入第1攜帶氣體流路23內(nèi)。另一方面，遮斷向第2攜帶氣體流路24的流動。
然后，從工藝氣體入口25改變濃度地供應(yīng)相同的工藝氣體。為此在同一個閥塊10上，使開閉閥30、40的開閉狀態(tài)暫時返回初始狀態(tài)。也就是關(guān)閉第1攜帶氣體流路23側(cè)的開閉閥30，開啟第2攜帶氣體流路24側(cè)的開閉閥40。因此，改變濃度而供應(yīng)的工藝氣體在第2攜帶氣體流路24內(nèi)流動，經(jīng)過規(guī)定時間而濃度穩(wěn)定。此時再次進(jìn)行開閉閥30、40的切換，開啟第1攜帶氣體流路23側(cè)的開閉閥30，相反關(guān)閉第2攜帶氣體流路24側(cè)的開閉閥40。因此，改變濃度的工藝氣體原封不動地流到第1攜帶氣體流路23內(nèi)，由攜帶氣體而輸送到反應(yīng)爐內(nèi)。
在本實(shí)施方式的集成氣閥2中，采用如下構(gòu)造使用于將工藝氣體向第2攜帶氣體流路24輸送的流路由工藝氣體流路29A、29B而暫時經(jīng)過閥室36。因而，即使停止向第1攜帶氣體流路23輸送工藝氣體，工藝氣體也通過相同的流路從閥室36流向第2攜帶氣體流路24。從而，即使在改變濃度而供應(yīng)工藝氣體時，由于沒有殘留變更前的工藝氣體，也僅向反應(yīng)爐供應(yīng)濃度改變的工藝氣體。
而且，在本實(shí)施方式的集成氣閥2中，與第一實(shí)施方式的集成氣閥1相同構(gòu)成的第1攜帶氣體流路23構(gòu)成為不通過閥室，流路截面形狀和流路截面積在整條流路上大致一定。因而，攜帶氣體流過第1攜帶氣體流路23時，流體壓力沒有變化，也不會使紊流產(chǎn)生。從而，工藝氣體流入到在這樣的第1攜帶氣體流路23內(nèi)流動的攜帶氣體中，直至輸送到反應(yīng)爐內(nèi)也沒有擴(kuò)散，在某種程度上以層流狀態(tài)被輸送。
其它與第一實(shí)施方式相同，由于第1和第2攜帶氣體流路23、24的流路截面積形成得相等，即使切換工藝氣體流，也沒有由閥的開閉引起的過沖和壓力變動，在工藝氣體流中不產(chǎn)生波動。即使像使非常少量的工藝氣體流動的半導(dǎo)體制造那樣，短時間內(nèi)進(jìn)行閥的開閉，穩(wěn)定的流量控制也是可能的。而且由于成為死空間的閥孔35的工藝氣體因攜帶氣體流而流動，在第1攜帶氣體流路23內(nèi)沒有殘留工藝氣體。而且，由于利用攜帶氣體和工藝氣體的壓力差，使工藝氣體可靠地流入攜帶氣體內(nèi)，因而工藝氣體自身不擴(kuò)散，集中地流入攜帶氣體內(nèi)。
(第三實(shí)施方式)下文結(jié)合附圖詳細(xì)說明使本發(fā)明的集成氣閥具體化的第三實(shí)施方式。圖8是表示根據(jù)本實(shí)施方式的集成氣閥的俯視圖，圖9是表示圖8中G-G截面的視圖，圖10是表示圖8中H-H截面的視圖。本實(shí)施方式的集成氣閥3從第一實(shí)施方式的集成氣閥1的結(jié)構(gòu)中省略了第2攜帶氣體流路24。也就是說，省略了閥塊10所具有的2個開閉閥30、40中的第2攜帶氣體流路24側(cè)的開閉閥40和與其有關(guān)的流路。由于殘存的開閉閥30側(cè)的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式相同，與集成氣閥1相同的結(jié)構(gòu)采用相同的標(biāo)號表示而進(jìn)行說明。
該集成氣閥3是由一個開閉閥30組成的閥塊50A～50D搭載在基塊16上的結(jié)構(gòu)。而且在該集成氣閥3中，從入口21I至攜帶氣體出口21O，形成1條攜帶氣體流路23，在各個閥塊50A～50D上形成從工藝氣體入口25向攜帶氣體流路23連通的工藝氣體流路29。
在各個閥塊50A～50D中，通過開閉閥30在主體15內(nèi)進(jìn)行工藝氣體流路29和攜帶氣體流路23的連通·遮斷操作。也就是說，在主體15內(nèi)部形成倒V字形的塊流路26，與閥室36連通的工藝氣體流路29通過閥孔35連通。而且在基塊16中，間隔地形成V字形的塊流路26，將所搭載的閥塊50A～50D的塊流路26、41…串連連接，構(gòu)成1條攜帶氣體流路23。也就是此集成氣閥3的攜帶氣體流路23是塊流路26和連接流路27串連連接而構(gòu)成的。
由此，在本實(shí)施方式的集成氣閥1中，如圖14所示，由塊流路26和連接流路27組成的第1攜帶氣體流路23僅由在途中不通過閥室120的流路組成，因而其流路截面和流路截面積構(gòu)成為在整條流路上大致一定。因而，攜帶氣體在第1攜帶氣體流路23內(nèi)流動時，流體壓力不變化，也不會使紊流產(chǎn)生。因而，工藝氣體流入在第1攜帶氣體流路23內(nèi)流動的攜帶氣體中，直至輸送到反應(yīng)爐內(nèi)也沒有擴(kuò)散，在某種程度上以層流狀態(tài)被輸送。
其他與第一實(shí)施方式相同，由于成為死空間的閥孔35的工藝氣體因攜帶氣體流而流動，在第1攜帶氣體流路23內(nèi)沒有殘留工藝氣體。而且，由于利用攜帶氣體和工藝氣體的壓力差，使工藝氣體可靠地流入攜帶氣體內(nèi)，因而工藝氣體自身不擴(kuò)散地，集中地流入攜帶氣體內(nèi)。
另一方面，在該集成氣閥3中，由于通過關(guān)閉閥而暫時停止供應(yīng)工藝氣體，再次開啟閥送入工藝氣體，因而不可避免由閥孔35的開閉引起過沖和壓力變動。但是這些變化在某種程度上能夠預(yù)測，除了使非常微量的氣體正確流入外，在使用上沒有問題。而且在這種集成氣閥3中，與集成氣閥1相比，所使用的閥的個數(shù)只有一半，具有降低成本、減少占地面積的優(yōu)點(diǎn)。
上文對集成氣閥的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施方式，在不脫離去其主旨的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種變更。
例如，在上述實(shí)施方式中，將多個閥塊10搭載在基塊11上，由連接流路27連接塊流路26而構(gòu)成攜帶氣體流路23，但是也可以使閥塊10的流路為一直線而直接連通。
而且，例如在上述各個實(shí)施方式中，使用連接4個閥塊10、11的集成氣閥1、2，但是對閥塊10、11的個數(shù)沒有限制。也可以配合所需工藝氣體的種類數(shù)目，進(jìn)行適當(dāng)變更而構(gòu)成。
而且，例如集成氣閥1的閥塊10的主體12是一體的，但是也可以連接像集成氣閥3的閥塊11那樣具有1個致動器的閥塊而構(gòu)成。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性由以上說明可知，根據(jù)本發(fā)明的集成氣閥，總使攜帶氣體流動的主流路不像現(xiàn)有例那樣在途中通過寬空間的閥室，而僅由串連連接第1流路并用于使氣體流動的流路組成。因而流路的截面形狀和流路截面積沒有大的改變，攜帶氣體流中沒有產(chǎn)生紊流，因而如果使工藝氣體流入這種流動順暢的攜帶氣體內(nèi)，就能夠使工藝氣體不擴(kuò)散地供應(yīng)到反應(yīng)爐內(nèi)。
而且，根據(jù)本發(fā)明的集成氣閥，由于使攜帶氣體在第1主流路和第2主流路內(nèi)流動，通過切換一對開閉閥而使工藝氣體流動，因而例如在途中改變濃度時，能夠在濃度穩(wěn)定后通過切換開閉閥而向反應(yīng)爐供給工藝氣體。而且在這樣設(shè)置2個主流路時，這種主流路不像現(xiàn)有例那樣在途中通過寬空間的閥室，僅由串連連接第1流路并用于使氣體流動的流路組成。因而，流路的截面形狀和流路的截面積沒有大的變化，在攜帶氣體流中不產(chǎn)生紊流，因而如果使工藝氣體流入這種流動順暢的攜帶氣體內(nèi)，能夠使工藝氣體不擴(kuò)散地供應(yīng)到反應(yīng)爐內(nèi)。
而且，通過使第1主流路和第2主流路的流路截面積相同，由于切換工藝氣體流，也不產(chǎn)生壓力變化，因而即使像使非常少量的工藝氣體流動的半導(dǎo)體制造那樣，短時間內(nèi)進(jìn)行閥的開閉，穩(wěn)定的流量控制也是可能的。
而且，如果通過串連連接那樣地連接一組開閉閥的閥室而形成第2流路，使工藝氣體通過處于距入口較遠(yuǎn)位置的開閉閥流入第2主流路，進(jìn)行切換而通過位于較近位置的開閉閥流入第1主流路，則在改變濃度而使工藝氣體流動時，由于變更之前的工藝氣體不殘留在第2流路內(nèi)，能夠僅將濃度變更的工藝氣體供應(yīng)到第1主流路內(nèi)。
而且，本發(fā)明的集成氣閥如果將各個開閉閥搭載基塊上，除了能夠簡化集成氣閥的結(jié)構(gòu)，通過都以直徑相同的通孔形成各個開閉閥的第1流路與基塊的連接流路，能夠使主流路整體為截面積恒定的流路，能夠獲得更穩(wěn)定的攜帶氣體流。
而且，根據(jù)本發(fā)明的集成氣閥，當(dāng)關(guān)閉開閉閥時，氣體雖然能夠積聚在從閥體和閥座的密封部分至主流路的閥孔部分內(nèi)，但是通過攜帶氣體在V字形的第1流路內(nèi)流動，在其流路頂部折返而流動時，閥孔內(nèi)的工藝氣體攪出到攜帶氣體內(nèi)，不會殘留。
權(quán)利要求
1.一種集成氣閥，其中，通過致動器使閥體相對閥座抵接·離開，并進(jìn)行閥孔和閥室的連通·遮斷的開閉閥，具有在途中與閥孔分叉地貫通閥主體而形成的第1流路、以及從入口連通閥室并形成在閥主體上的第2流路，其特征在于，通過將多個這種開閉閥連設(shè)成一列，構(gòu)成所述第1流路彼此直接或通過連接流路串連連接而成的主流路，各個開閉閥的第2流路通過閥室和閥孔相對此主流路連接。
2.一種集成氣閥，其中，通過致動器使閥體相對閥座抵接·離開并進(jìn)行閥孔和閥室的連通·遮斷的開閉閥，具有在途中與閥孔分叉地貫通閥主體而形成的第1流路、以及從入口連通閥室并形成在閥主體上的第2流路，其特征在于，通過使這種開閉閥2個為一組，將多組開閉閥連設(shè)成兩列，構(gòu)成基于一方開閉閥的第1流路彼此直接或通過連接流路串連連接而成的第1主流路、和基于另一方開閉閥的第1流路彼此直接或通過連接流路串連連接而成的第2主流路，在一組開閉閥中，由一個入口組成的1條第2流路通過各閥室和閥孔相對此第1主流路和第2主流路連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的集成氣閥，其特征在于，是所述多個開閉閥搭載在基塊上成為一體的結(jié)構(gòu)，各個開閉閥的第1流路彼此通過形成在基塊上的連接流路而連接，由此第1流路和連接流路形成所述主流路。
4.如權(quán)利要求3所述的集成氣閥，其特征在于，所述開閉閥的第1流路和所述基塊的連接流路由相同直徑的通孔形成，該第1流路和連接流路相連而成的所述主流路在整個長度上具有大致一定的流路截面積。
5.如權(quán)利要求1或2所述的集成氣閥，其特征在于，所述開閉閥的第1流路是V字形流路，且在其頂部折返部分上連接所述閥孔。
6.如權(quán)利要求5所述的集成氣閥，其特征在于，所述V字形流路的第1流路在能夠由在所述主流路內(nèi)流動的流體攪出關(guān)閉閥時殘留在閥孔內(nèi)的流體的程度下，其頂部形成在閥體和閥座的密封部附近位置。
7.如權(quán)利要求2所述的集成氣閥，其特征在于，所述第1主流路和第2主流路的流路截面積相同。
8.如權(quán)利要求2所述的集成氣閥，其特征在于，所述第2流路從一個入口與一方開閉閥的閥室連通，再從此閥室與另一方開閉閥的閥室連通。
全文摘要
提供一種攜帶氣體沒有紊流部分，使流到該攜帶氣體內(nèi)的工藝氣體不擴(kuò)散的集成氣閥。集成氣閥(1)構(gòu)成如下由致動器(31)使閥體(33)相對閥座(34)抵接·離開并進(jìn)行閥孔(35)和閥室(36)的連通·遮斷的開閉閥(30)，具有在途中與閥孔(35)分叉地貫通閥主體(12)而形成的第1流路(26)、以及從入口連通閥室并形成在閥主體(12)上的第2流路(29)，通過將多個這種開閉閥連設(shè)成一列，構(gòu)成上述第1流路彼此直接或通過連接流路(27)串連連接成的主流路(23)，各個開閉閥的第2流路(29)通過閥室(36)和閥孔(35)而相對這種主流路(23)連接。
文檔編號F16K27/00GK1705843SQ20038010183
公開日2005年12月7日 申請日期2003年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月21日
發(fā)明者吉田一裕, 井上貴史, 御友重吾, 成井啟修 申請人:喜開理株式會社, 索尼株式會社