特許 7061808 継手および流体制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-04-21

(45)【発行日】2022-05-02

(54)【発明の名称】継手および流体制御装置

(51)【国際特許分類】

   F17D 1/04 20060101AFI20220422BHJP

   F16L 47/28 20060101ALI20220422BHJP

   F16K 27/00 20060101ALI20220422BHJP

【ＦＩ】

F17D1/04

F16L47/28

F16K27/00 B

F16K27/00 D

F16K27/00 Z

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019505898

(86)(22)【出願日】2018-03-06

(86)【国際出願番号】 JP2018008452

(87)【国際公開番号】W WO2018168559

(87)【国際公開日】2018-09-20

【審査請求日】2021-01-06

(31)【優先権主張番号】P 2017050482

(32)【優先日】2017-03-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】390033857

【氏名又は名称】株式会社フジキン

(74)【代理人】

【識別番号】100183380

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 裕司

(74)【代理人】

【識別番号】110000279

【氏名又は名称】特許業務法人ウィルフォート国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】柴田 祐介

(72)【発明者】

【氏名】藤根 和洋

(72)【発明者】

【氏名】堂屋 英宏

【審査官】藤原 弘

(56)【参考文献】

【文献】米国特許第０６１２５８８７（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２００５－１６３９５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０６１５２１７５（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０１０６２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１７７９４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００５－５３９３７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５９８３９３３（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１７Ｄ １／０４

Ｆ１６Ｋ ２７／００

Ｆ１６Ｌ ４７／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１ブロックと、第２ブロックと、前記第１ブロックと前記第２ブロックを接続する単管部とを備え、内部に第１ガス流路および第２ガス流路を有し、前記第１ガス流路は、前記第１ブロックの外面に開口する第１ポート、前記単管部、および前記第２ブロックの外面に開口する第２ポートを連通するように形成され、
前記第２ガス流路は、前記第２ブロックの前記外面に開口する第３ポートおよび第４ポートを連通するように形成され、
前記第２ポートは、前記第３ポートと前記第４ポートとの間に位置し、
前記第１ブロックの前記外面と、前記第２ブロックの前記外面とは、同じ側を向いており、前記第１ポートと、前記第２ポートとは同じ側に開口している、継手。

【請求項2】

前記第１ガス流路は、前記第１ブロックに形成された第１流路と前記第２ブロックに形成されたた第２流路とを有し、前記第２流路は、前記第２ブロックの前記外面に対し直交するように形成された流路により構成され、
前記第２ガス流路は、前記第２流路を避けるように形成されている、請求項１に記載の継手。

【請求項3】

前記第１ブロックにのみ、ブロックをレールに固定するためのボルトを挿通させるためのボルト挿入孔が形成されている、請求項１または請求項２に記載の継手。

【請求項4】

複数のガスラインを備え、各ガスラインは、複数の流体制御機器と、流体制御機器が設置される継手とを備え、
前記継手は、第１ブロックと、第２ブロックと、前記第１ブロックと前記第２ブロックを接続する単管部とを備え、内部に第１ガス流路および第２ガス流路を有し、
前記第１ガス流路は、前記第１ブロックの外面に開口する第１ポート、前記単管部、および前記第２ブロックの外面に開口する第２ポートを連通するように形成され、
前記第２ガス流路は、前記第２ブロックの前記外面に開口する第３ポートおよび第４ポートを連通するように形成され、
前記第２ポートは、前記第３ポートと前記第４ポートとの間に位置し、
前記第１ブロックの前記外面と、前記第２ブロックの前記外面とは、同じ側を向いており、前記第１ポートと、前記第２ポートとは同じ側に開口している、流体制御装置。

【請求項5】

前記複数の流体制御機器は、二方弁である第１バルブと、三方弁である第２バルブと、パージガスを供給するためのパージガス配管とを備え、
前記継手は、前記第２ブロックよりも上流側に前記第１ブロックが位置するように配置され、
前記第１ブロックには、前記第１バルブが設置され、
前記第２ブロックには、前記第２バルブおよび前記パージガス配管が設置されている、請求項４に記載の流体制御装置。

【請求項6】

前記複数の流体制御機器は、三方弁であるバルブと、パージガスを供給するためのパージガス配管と、流量制御機器とを備え、
前記継手は、前記第１ブロックよりも上流側に前記第２ブロックが位置するように配置され、
前記第２ブロックには、前記バルブおよび前記パージガス配管が設置され、
前記第１ブロックには、前記流量制御機器が設置されている、請求項４に記載の流体制御装置。

【請求項7】

前記第１ガス流路は、前記第１ブロックに形成された第１流路と前記第２ブロックに形成された第２流路とを有し、前記第２流路は、前記第２ブロックの前記外面に対し直交するように形成された流路により構成され、
前記第２ガス流路は、前記第２流路を避けるように形成されている、請求項４から請求項６のいずれか一項に記載の流体制御装置。

【請求項8】

前記第１ブロックにのみ、ブロックをレールに固定するためのボルトを挿通させるためのボルト挿入孔が形成されている、請求項４から請求項７のいずれか一項に記載の流体制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体製造装置等に使用される流体制御装置で用いられる継手およびその継手を備える流体制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、流体制御装置に用いられる継手が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されたマスフローコントローラが設置される継手には、ブロック状の継手の上面に、一直線上に第１～４ポートが形成され、第１、３ポートがＶ字状の流路により接続され、第２、４ポートがＶ字状の流路により接続されている。この継手は、三方弁の中央のポートをブロック上面側の別のポートに連通させ、複数のガスラインにまたがるパージガス分岐配管をブロック上面側に後から取り付けられるようにすることで、事前に複数あるガスラインを個々のガスラインごとに組み立て可能にしたものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００５－１６３９５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、特許文献１に開示された継手では、単一のブロックの上面に４つのポートが形成された構成であるため、流体制御装置のガスラインの改造時にマスフローコントローラのサイズの変更にあわせて、当該継手のサイズを変更するのは容易ではない。すなわち、ポート間の距離を変更するには、流路の角度を変更する必要があり、２本のＶ字状の流路の設計をやり直す必要がある。

【0005】

そこで本発明は、ガスラインの改造等を行うに際し、容易にサイズ変更が可能な継手および流体制御装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を解決するために、本発明の一態様である継手は、第１ブロックと、第２ブロックと、前記第１ブロックと前記第２ブロックを接続する単管部とを備え、内部に第１ガス流路および第２ガス流路を有し、前記第１ガス流路は、前記第１ブロックの外面に開口する第１ポート、前記単管部、および前記第２ブロックの外面に開口する第２ポートを連通するように形成され、前記第２ガス流路は、前記第２ブロックの前記外面に開口する第３ポートおよび第４ポートを連通するように形成され、前記第２ポートは、前記第３ポートと前記第４ポートとの間に位置する。

【0007】

また、前記第１ガス流路は、前記第１ブロックに形成された第１流路と前記第２ブロックに形成された第２流路とを有し、前記第２流路は、前記第２ブロックの前記外面に対し直交するように形成された流路により構成され、前記第２ガス流路は、前記第２流路を避けるように形成されていてもよい。

【0008】

また、本発明の一態様である流体制御装置は、複数のガスラインを備え、各ガスラインは、複数の流体制御機器と、流体制御機器が設置される継手とを備え、前記継手は、第１ブロックと、第２ブロックと、前記第１ブロックと前記第２ブロックを接続する単管部とを備え、内部に第１ガス流路および第２ガス流路を有し、前記第１ガス流路は、前記第１ブロックの外面に開口する第１ポート、前記単管部、および前記第２ブロックの外面に開口する第２ポートを連通するように形成され、前記第２ガス流路は、前記第２ブロックの前記外面に開口する第３ポートおよび第４ポートを連通するように形成され、前記第２ポートは、前記第３ポートと前記第４ポートとの間に位置する。

【0009】

また、前記複数の流体制御機器は、二方弁である第１バルブと、三方弁である第２バルブと、パージガスを供給するためのパージガス配管とを備え、前記継手は、前記第２ブロックよりも上流側に前記第１ブロックが位置するように配置され、前記第１ブロックには、前記第１バルブが設置され、前記第２ブロックには、前記第２バルブおよび前記パージガス配管が設置されていてもよい。

【0010】

また、前記複数の流体制御機器は、三方弁であるバルブと、パージガスを供給するためのパージガス配管と、流量制御機器とを備え、前記継手は、前記第１ブロックよりも上流側に前記第２ブロックが位置するように配置され、前記第２ブロックには、前記バルブおよび前記パージガス配管が設置され、前記第１ブロックには、前記流量制御機器が設置されていてもよい。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、ガスラインの改造等を行うに際し、容易にサイズ変更が可能な継手および流体制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施形態に係る継手を備える流体制御装置の概略図を示す。

【図2】本発明の実施形態に係る継手の斜視図を示す。

【図3】（ａ）は、継手の平面図を示し、（ｂ）は、継手の側面図を示す。

【図4】変形例に係る継手を備える流体制御装置の概略図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明の第１の実施形態に係る継手および流体制御装置について、図面を参照して説明する。

【0014】

図１は、本実施形態に係る継手２０を備える流体制御装置１の概略図を示している。

【0015】

流体制御装置１は、複数のガスライン２と、複数本のレール３と、レール３が固定される図示せぬベースとを備えている。なお、図１では複数あるうちの一つのガスライン２およびレール３のみを示している。

【0016】

ガスライン２は、複数の継手４～６、２０と、複数の流体制御機器１０～１６と、パージガス分岐配管１７とを備える。

【0017】

複数の継手４～６、２０は、プロセスガスの入口となる入口継手４と、プロセスガスの出口となる出口継手５と、入口継手４と出口継手５との間に配置される複数のブロック状の継手６、２０とにより構成されている。継手２０については、後で詳細に説明する。複数の継手４～６は、図示せぬボルトによりレール３に固定されている。各継手４～６には、図示せぬガスの流路が形成され、当該流路は、対応する流体制御機器１０～１６の流路に連通している。

【0018】

複数の流体制御機器１０～１６は、自動弁（例えば流体駆動式の自動弁）であるバルブ１０～１２（バルブ１１を第１バルブ１１、バルブ１２を第２バルブ１２とする。）、と、手動式のレギュレータ（減圧弁）１３と、圧力計１４と、流量制御機器（例えば、マスフローコントローラ（ＭＦＣ：Ｍａｓｓ Ｆｌｏｗ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ））１５と、フィルタ１６とにより構成されている。各流体制御機器１０～１６は、ボルト１８（図の簡略化のため一つのボルト１８にのみ参照番号を付している。）により、継手４～６、２０に対しそれぞれ連結されている。

【0019】

第１バルブ１１には、第１ガス流入路１１ａおよび第１ガス流出路１１ｂが形成されている。第２バルブ１２は、三方弁であり、第２ガス流入路１２ａ、第２ガス流出路１２ｂ、およびパージガス流路１２ｃが形成されている。

【0020】

パージガス分岐配管１７は、一端が継手２０に接続され、他端が図示せぬパージガス主配管に接続されている。

【0021】

そして、入口継手４から流入するプロセスガスは、流体制御機器１０～１６、複数の継手６、２０、出口継手５を通過して、図示せぬチャンバへ供給される。また、図示せぬパージガス主配管から供給されるパージガス（例えば、窒素）は、パージガス分岐配管１７に流入し、第２バルブ１２のパージガス流路１２ｃを介して、第２ガス流入路１２ａから入口継手４側へ、第２ガス流出路１２ｂから出口継手５側へ流れる。

【0022】

次に、本実施形態に係る継手２０について、図１～図３を参照して説明する。

【0023】

図２は、継手２０の斜視図を示している。図３（ａ）は、継手２０の平面図を示し、図３（ｂ）は、継手２０の側面図を示している。

【0024】

継手２０は、第１ブロック２１と、第２ブロック２２と、単管部２３とを備える。

【0025】

第１ブロック２１は、切削加工、鍛造、鋳造、または３Ｄプリントにより製造され、略直方体状をなしている。第１ブロック２１は、第１面２４と、第１面２４の反対側に位置する第２面２５と、第１面２４と第２面２５とを接続する第３面２６とを有する。第１面２４には、第１バルブ１１が配置される。第１ブロック２１は、ボルト７によりレール３に対し固定される。

【0026】

第１ブロック２１には、第１流路２７が形成されている。第１流路２７は、平面視で直線状かつ側面視で略Ｌ字状をなし、第１面２４に開口する第１入口部２７Ａと、第３面２６に開口する第１出口部２７Ｂとを有する。第１出口部２７Ｂは、第１バルブ１１の第１ガス流出路１１ｂに連通する。

【0027】

第２ブロック２２は、切削加工、鍛造、鋳造、または３Ｄプリントにより製造され、略直方体状をなしている。第２ブロック２２は、第４面２８と、第４面２８の反対側に位置する第５面２９と、第４面２８と第５面２９とを接続する第６面３０とを有する。第４面２８には、パージガス分岐配管１７と、第２バルブ１２とが配置される。第６面３０は、第１ブロック２１の第３面２６に対向している。

【0028】

第２ブロック２２には、第２流路３１と、第３流路３２とが形成されている。第２流路３１は、平面視で直線状かつ側面視で略Ｌ字状をなし、第６面３０に開口する第２入口部３１Ａと、第４面２８に開口する第２出口部３１Ｂとを有する。すなわち、第２流路３１は、第４面２８および第６面３０に対し直交するように形成された流路により構成されている。第２入口部３１Ａは、単管部２３に連通し、第２出口部３１Ｂは、第２バルブ１２の第２ガス流入路１２ａに連通する。

【0029】

第３流路３２は、平面視および側面視で略Ｖ字状をなし、第４面２８に開口する第３入口部３２Ａおよび第３出口部３２Ｂを有する。すなわち、第３流路３２は、第４面２８に対し傾斜して略Ｖ字状をなすように形成されている。第３入口部３２Ａは、パージガス分岐配管１７に連通し、第３出口部３２Ｂは、第２バルブ１２のパージガス流路１２ｃに連通する。

【0030】

第２出口部３１Ｂ、第３入口部３２Ａ、および第３出口部３２Ｂは、一直線上に並ぶように形成されており、第２出口部３１Ｂは、第３入口部３２Ａと第３出口部３２Ｂとの間に位置する。第３流路３２は、平面視および側面視で略Ｖ字状をなしており、第２流路３１を避けて交わらないように構成されている。

【0031】

単管部２３は、第１ブロック２１と第２ブロック２２との間に設けられ、第１単管２３Ａと、第２単管２３Ｂとを有する。本実施形態において、第１単管２３Ａは、第１ブロック２１と一体であり削り出しにより形成され、第１出口部２７Ｂに連通している。第２単管２３Ｂは、第２ブロック２２の第２入口部３１Ａに溶接により接続されている。また、第１単管２３Ａと第２単管２３Ｂとは、溶接により互いに接続されている。また、この単管部の溶接を行う際に、間に任意の長さの単管を追加して溶接することで、第１ブロック２１と第２ブロック２２との距離を容易に調節することができる。

【0032】

なお、第１入口部２７Ａは第１ポートに、第２出口部３１Ｂは第２ポートに、第３入口部３２Ａは第３ポートに、第３出口部３２Ｂは第４ポートに相当し、第１流路２７、単管部２３、および第２流路３１は第１ガス流路に、第３流路３２は第２ガス流路に相当する。

【0033】

上記のような継手２０によれば、第２ブロック２２に三方弁である第２バルブ１２およびパージガス分岐配管１７を設置可能であり、既存のガスライン２の改造時において、流量制御機器１５のサイズが変更になり、パージガス分岐配管１７および第２バルブ１２の位置を調整する必要がある場合であっても、単管部２３の長さを変更することにより、容易にそれらの位置を調整でき、ガスライン２の改造を行うことができる。

【0034】

また、第２流路３１は、第４面２８および第６面３０に対し直交するように形成された流路により構成され、第３流路３２は、第２流路３１を避けるように、第４面２８に対し傾斜して略Ｖ字状をなすように形成されている。このような構成によれば、第２ブロック２２を構成する面に対し傾斜する方向に加工する必要があるのは、第３流路３２のみであるので、第２単管２３Ｂを切削加工で作ることができ、第２ブロック２２を容易に製造することができる。

【0035】

なお、本発明は、上述した実施例に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。

【0036】

例えば、マスフローコントローラ１５と第２バルブ１２間の空間を確保したい場合、図４に示すように、継手２０を上記実施形態の状態から１８０°反転させて、流体制御装置１に設置するようにしてもよい。この場合、第２ブロック２２が第１ブロック２１よりも上流側に位置し、第２ブロック２２に第２バルブ１２およびパージガス分岐配管１７が設置され、第１ブロック２１に流量制御機器１５が設置される。

【0037】

このような構成により、あるガスライン２のパージガス分岐配管１７を他のガスライン２のパージガス分岐配管１７からずらすことができるので、あるガスライン２のパージガスを他のガスライン２のパージガスから変えたい場合に有効である。

【0038】

また、第３流路３２は、略Ｖ字状であったが、略Ｕ字状であってもよい。

【0039】

単管部２３は、削り出しの第１単管２３Ａと、第２ブロック２２に溶接により接合された第２単管２３Ｂとにより構成されていたが、一本の単管を第１ブロック２１および第２ブロック２２に溶接により接合した構成であってもよいし、第２単管２３Ｂを削り出しにより構成してもよいし、第１単管２３Ａを第１ブロック２１に溶接により接合する構成であってもよい。

【0040】

上記の実施形態では、流体制御装置１は、流体制御機器として開閉弁（バルブ）、レギュレータ、圧力計およびマスフローコントローラを備えていたが、これらの他に、フィルタ、逆止弁等を備えていても良い。

【符号の説明】

【0041】

１：流体制御装置、２：ガスライン、１１：第１バルブ、１２：第２バルブ、１５：流量制御機器、１７：パージガス分岐配管、２０：継手、２１：第１ブロック、２２：第２ブロック、２３：単管部、２４：第１面、２７：第１流路、２７Ａ：第１入口部、２８：第４面、３０：第６面、３１：第２流路、３１Ｂ：第２出口部、３２：第３流路、３２Ａ：第３入口部、３２Ｂ：第３出口部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】