JPH0445712B2

JPH0445712B2 -

Info

Publication number: JPH0445712B2
Application number: JP61134734A
Authority: JP
Inventors: Reinorudo Waagunaa Uirufuriido
Original assignee: EMUKOORU Inc
Current assignee: EMUKOORU Inc
Priority date: 1985-06-10
Filing date: 1986-06-10
Publication date: 1992-07-27
Also published as: GB2176270B; JPS622081A; GB8614112D0; GB2176270A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明はモジユール式ガス取扱装置に関する
ものであり、更に詳しくは多くの流路をその中に
有したモジユール式のブロツクであつて例えば半
導体の製造などで用いられる有害または高価なガ
スを取扱うものに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a modular gas handling device, and more specifically to a modular block having many flow paths therein, such as a semiconductor block. This relates to products that handle harmful or expensive gases used in manufacturing, etc.

なおこの明細書においては『モジユール』なる
用語を用いるが、これは全体的に多数の標準部品
からなりかつその組立および一部変更が容易なよ
うな集合体をいう。 In this specification, the term "module" is used, which refers to an assembly that is made up of a large number of standard parts and that is easy to assemble and partially change.

（従来技術）ガスや液体などの流体を取扱うシステムとして
は、種々のものが多年に亙つて知られている。特
に鉄などの材料からなるブロツク上に多数の流体
取扱弁を架設する技術が良く知られている。その
ようなシステムにおいては種々の流路に弁を仲介
させて、これにより流路を開いたり閉じたりして
いる。加えてこれらのシステムをモジユール化す
ることおよびそのようなモジユールを互いに連結
するこもよく知られている。(Prior Art) Various systems for handling fluids such as gases and liquids have been known for many years. Techniques for mounting a large number of fluid handling valves on a block of material, particularly iron, are well known. In such systems, valves are interposed in the various flow paths to open and close the flow paths. Additionally, it is well known to modularize these systems and to connect such modules to each other.

このようなモジユール式システムに関してはた
だ単にガスを取扱うというに留まらず、特殊な条
件下例えば高真空条件下でガスを取扱うことが研
究されている。また非常に融通性に富んだシステ
ム、および流路間をあまり過剰に接続する必要な
しにこのようなシステムを着脱自在に互いに連結
することも研究されている。更に高価なガスを取
扱てしかも流路内でのガスの損失を最小限にする
技術も研究されている。このようなシステムは特
に半導体の製造時に水晶の成長を促すプロセスに
有用であるが、一般に非常に高価なガスを取扱う
ものであるから非常に注意深くこれを制御監視す
る必要がある。 Such modular systems are being studied not only for handling gas, but also for handling gas under special conditions, for example under high vacuum conditions. There is also research into highly flexible systems and how such systems can be removably coupled together without the need for too many connections between channels. Research is also being conducted on techniques that can handle more expensive gas and minimize gas loss within the flow path. Such systems are particularly useful in processes that promote crystal growth in semiconductor manufacturing, but typically involve very expensive gases that must be very carefully controlled and monitored.

上記のようなガスの処理に際しては、特にこれ
を単一のモジユールブロツク内に組み込むとする
と、複雑なロジツク型式の流れ回路を該モジユー
ル内に構成することになる。 The processing of such gases, especially when incorporated within a single module block, requires the construction of complex logic-type flow circuits within the module.

このように単一のモジユール内に組み込まれた
ロジツク型式の流れ回路において処理すべきガス
を切り換えるに際しては、次のガス（新ガス）の
導入前に、最初のガス（旧ガス）により汚染され
ている流れ回路内を完全に洗い流してやる必要が
ある。この発明が対象とするような半導体製造の
水晶成長システムにおいて用いる希少で危険およ
び／または高価なガスの場合には特にその必要が
ある。しかし従来このような洗い流し作業を成功
裡に行なうには、流れ回路が構成上極めて制約さ
れたものとなるのを免れなかつた。与えられた流
れ回路がいかなる構成のものであつてもこのよう
な洗い流しを完全に行なうためには、極めて複雑
な作業を必要としたのである。 When switching between gases to be processed in such a logic-type flow circuit integrated within a single module, the first gas (old gas) must be contaminated before the next gas (new gas) is introduced. It is necessary to completely flush out the inside of the flow circuit. This is particularly necessary in the case of rare, dangerous and/or expensive gases used in semiconductor manufacturing crystal growth systems such as those to which this invention is directed. However, in the past, in order to successfully carry out such a flushing operation, the flow circuit had to be extremely restricted in its construction. Completely performing such flushing for any given flow circuit, regardless of its configuration, required extremely complex operations.

（発明の要旨）この発明の目的は、単一のブロツクに組み込ま
れたロジツク型式の流れ回路におけるガス切換え
に際しての流れ回路の洗流し作業を、回路構成に
一切の制約を掛けることなく、簡単な構成で行な
うことにある。(Summary of the Invention) An object of the present invention is to simplify the flow circuit flushing operation when switching gases in a logic-type flow circuit incorporated in a single block, without placing any restrictions on the circuit configuration. It's all about composition.

すなわちこの発明の基本構成においては、第２
図および第９図に示すように、単一の流路ブロツ
ク１内にその表面に複数のポートを形成する複数
のガス流路を貫通延在せしめ、第１の弁流路２１
ｂには第１の弁入口孔１３ｂまたは１５ｂと第１
の弁２５b′により制御される第１の弁座４６ｂま
たは４６b′とを設け、第２の弁流路２１ｃには第
２の弁入口孔１３ｃまたは１３ｂと第２の弁２５
c′により制御される第22の弁座４６ｃまたは４６
ｂとを設け、第１のガス流路５４または５２が第
２の弁入口孔と第２の弁座との間の所定の位置お
いて第２の弁流路２１ｃを横断して延在し、かつ
第２のガス流路５８または５４が第２の弁座を横
断して延在するように構成したものである。 That is, in the basic configuration of this invention, the second
As shown in FIG. 9 and FIG. 9, a plurality of gas flow paths forming a plurality of ports on the surface of a single flow path block 1 extend through the first valve flow path 21.
b has the first valve inlet hole 13b or 15b and the first valve inlet hole 13b or 15b.
A first valve seat 46b or 46b' controlled by the valve 25b' is provided, and a second valve inlet hole 13c or 13b and a second valve seat 46b or 46b' are provided in the second valve passage 21c.
22nd valve seat 46c or 46 controlled by c'
b, and the first gas flow path 54 or 52 extends across the second valve flow path 21c at a predetermined position between the second valve inlet hole and the second valve seat. , and the second gas passage 58 or 54 extends across the second valve seat.

このように構成した結果、第２の弁座を閉じて
旧ガスの流れを断ち、第１の弁により第１の弁座
を開いて第１のガス流路５４または５２に新ガス
を流せば、この新ガスが上記の所定の位置から第
２の弁流路２１ｃに流れ込んでその洗流しを行な
うのである。 As a result of this configuration, if the second valve seat is closed to cut off the flow of old gas, and the first valve seat is opened by the first valve to allow new gas to flow into the first gas passage 54 or 52, This new gas flows into the second valve flow path 21c from the above-mentioned predetermined position and washes it out.

（実施態様）第１図に示すモジユール式流路ブロツク１は耐
食性の不活性なステンレスから形成されており、
空洞がなくてしかも内部亀裂に対して抵抗力を有
してたものである。その寸法は例えば４”x41／
２”x11／２”程度の原材料にミリングやボーリ
ングなどの機械加工を加えたものである。(Embodiment) The modular flow path block 1 shown in FIG. 1 is made of corrosion-resistant inert stainless steel.
It had no cavities and was resistant to internal cracks. Its dimensions are, for example, 4”x41/
It is made by adding mechanical processing such as milling and boring to raw materials of about 2" x 11/2".

この例の場合モジユール式流路ブロツク１は長
方形をしており、その側方に突出部２ａを具えた
上面２と、底面１１と、壁３および５を具えた左
側面と、壁７および９を具えた右側面と、壁４お
よび６および８を具えた前面と、壁１０を具えた
後面とを有している。また後記するようにその
種々の面には超高真空弁を架設する架設機構を有
している。モジユール式流路ブロツク１内には多
数のガス流路が形成されており、これらはそれぞ
れガスポート１７ａ〜１７ｆに連通している。上
面２に形成されたガスポート１７ｂと底面１１に
形成されたガスポート１７ｄとは流路７０，７２
により接続されており、更にこれらの流路は後記
する弁により互いに適宜接続されている。 In this example, the modular channel block 1 has a rectangular shape and has a top surface 2 with a protrusion 2a on its side, a bottom surface 11, a left side surface with walls 3 and 5, and walls 7 and 9. , a front side with walls 4 , 6 and 8 , and a rear side with wall 10 . Furthermore, as will be described later, various surfaces thereof have construction mechanisms for installing ultra-high vacuum valves. A large number of gas passages are formed within the modular passage block 1, and these passages communicate with gas ports 17a-17f, respectively. The gas port 17b formed on the top surface 2 and the gas port 17d formed on the bottom surface 11 are connected to flow paths 70, 72.
Furthermore, these flow paths are appropriately connected to each other by valves to be described later.

更に上面２に形成されたガスポート１７ｃはガ
ス流路６６と６８により底面１１に形成されたガ
スポート１７ｅに接続されており、上面２に形成
されたガスポート１７ａはガス流路７４と７６に
より底面１１に形成されたガスポート１７ｆに接
続されている。 Furthermore, the gas port 17c formed on the top surface 2 is connected to the gas port 17e formed on the bottom surface 11 through gas channels 66 and 68, and the gas port 17a formed on the top surface 2 is connected to the gas port 17e formed on the bottom surface 11 through gas channels 74 and 76. It is connected to a gas port 17f formed on the bottom surface 11.

その他にもモジユール式流路ブロツク１にはい
くつかの弁座が貫通形成されている。即ち弁座１
３ａ〜１３ｃはそれぞれ上面２、後面の壁１０お
よび左側面の壁３に形成されている。また弁座１
５ａ〜１５ｃはそれぞれ前面の壁６と４と８に形
成されている。これらの弁は超高真空性であつ
て、例えば10^-6torr.の圧力下でその防漏度は
4x10^-9std.cm³位である。これらはベローズ弁であ
つて、その内部は全て耐食性のステエンレスでヘ
リアーク溶接により形成されている。内部シール
体としては軟質ステンレスまたはミネソタ鉱業社
により製造されているKEL−Ｆなどのような低
蒸気圧エラストマーを用いるとよい。かかる弁の
例としてはオハイオ州のヌプロ社のものがある。
この発明のようなモジユール式ガス取扱装置を用
いたシステムは例えば半導体の製造などに非常に
有用である。即ちそのようなシステムによれば少
量のガスでも非常に正確に取扱できるし、ヒソ、
燐および塩化水素などのような有毒および／また
は高価なガスを取扱うシステムにもこの発明の装
置は有利に応用できるのである。これらのような
システムにあつては漏洩の防止が厳しく要求され
る。この発明によればその様な要求に充分応え得
るのみならず、非常に簡単であり、しかも溶接の
場合などと違つて流路の接続を自在に変更するこ
とも可能である。 In addition, several valve seats are formed through the modular flow path block 1. That is, valve seat 1
3a to 13c are formed on the upper surface 2, the rear wall 10, and the left wall 3, respectively. Also valve seat 1
5a to 15c are formed on the front walls 6, 4, and 8, respectively. These valves are ultra-high vacuum resistant, and are not leak-tight under a pressure of, for example, 10 ^-6 torr.
4x10 ^-9 std.cm ^3rd place. These are bellows valves, and the interior thereof is entirely made of corrosion-resistant stainless steel and is formed by heli-arc welding. The internal seal may be made of soft stainless steel or a low vapor pressure elastomer such as KEL-F manufactured by Minnesota Mining Company. An example of such a valve is one manufactured by Nupro Corporation of Ohio.
A system using a modular gas handling device as in the present invention is very useful in, for example, semiconductor manufacturing. In other words, such a system can handle small amounts of gas with great precision, and
The device of the invention can also be advantageously applied to systems that handle toxic and/or expensive gases such as phosphorous and hydrogen chloride. In systems such as these, leakage prevention is strictly required. According to the present invention, not only can such demands be fully met, but it is also very simple, and unlike the case of welding, it is also possible to freely change the connection of the flow paths.

更に従来のような溶接を用いいてないので装置
内の無駄な空間がなくなり、損失や汚染も回避す
ることができる。また多数の流路を平行に組立て
ることによりシステムの規模を自由に拡張するこ
ともできる。 Furthermore, since conventional welding is not used, there is no wasted space within the device, and loss and contamination can be avoided. Furthermore, the scale of the system can be freely expanded by assembling a large number of channels in parallel.

さて第１図に戻つて、弁座１３ａ〜１３ｃはそ
れぞれ下降壁１４と円形の横断壁１６とによつて
画定されている。横断壁１６の内面は第２の下降
壁１８を構成しており、この壁は更に下降して円
形横断架設面１９に至つている。この架設面１９
に内面は円筒状下降壁２１を通つて下降し第６，
８，９図に示すように弁座４６ａ〜４６ｃに至つ
ている。 Returning now to FIG. 1, each of the valve seats 13a-13c is defined by a descending wall 14 and a circular transverse wall 16. The inner surface of the transverse wall 16 constitutes a second descending wall 18 , which descends further into a circular transverse construction surface 19 . This construction surface 19
The inner surface descends through the cylindrical descending wall 21 and the sixth,
As shown in FIGS. 8 and 9, the valve seats 46a to 46c are reached.

超高真空弁のモジユール式流路ブロツク１への
架設に当たつてはつぎのようにする。各ベローズ
弁は弁杆２１ａ〜２１ｃに架設されたベローズ体
２３ａ〜２３ｃを有している。弁杆の下端には
種々の弁座に収容されるシール面３７ａ〜３７ｃ
が形成されている。また弁杆２１ａ〜２１ｃは架
設体２４ａ〜２４ｃによりベローズ体２３ａ〜２
３ｃに固定されている。ベローズ体２３ａ〜２３
ｃの他端は自由に浮動した状態で、前環状面３０
ａ〜３０ｃを有している。ここでこの環状面３０
ａ〜３０ｃはベローズ体２３ａ〜２３ｃによつて
囲まれた弁杆２１ａ〜２１ｃに対して可動であ
る。弁杆２１上には円筒状弁架設リング２５が固
定されており、その外フランジ２９を具えた前端
は環状面３０の上面に当接する。弁架設リング２
５の上端には弁杆２１を囲んでこれと協働する小
径部が形成されている。したがつて円形横断面１
９に環状面３０がきつちりと嵌合するまで弁杆２
１の前端を弁座の方に挿入すると弁がおのずと弁
座に挿入される。また弁をその上に置く前に予め
環状横断面１９上には金属ガスケツト２７ａ〜２
７ｃが置かれている。 The ultra-high vacuum valve is installed in the modular flow path block 1 as follows. Each bellows valve has bellows bodies 23a to 23c installed on valve rods 21a to 21c. The lower end of the valve rod has sealing surfaces 37a to 37c accommodated in various valve seats.
is formed. Further, the valve rods 21a to 21c are connected to the bellows bodies 23a to 23 by the construction bodies 24a to 24c.
It is fixed at 3c. Bellows bodies 23a to 23
The other end of c is in a freely floating state and is attached to the front annular surface 30.
It has a to 30c. Here, this annular surface 30
a to 30c are movable relative to valve rods 21a to 21c surrounded by bellows bodies 23a to 23c. A cylindrical valve mounting ring 25 is fixed on the valve stem 21 , the front end of which is provided with an outer flange 29 abuts against the upper surface of the annular surface 30 . Valve installation ring 2
A small diameter portion is formed at the upper end of the valve rod 5 to surround and cooperate with the valve rod 21. Therefore, the circular cross section 1
9 until the annular surface 30 is tightly fitted into the valve rod 2.
When the front end of 1 is inserted toward the valve seat, the valve will automatically be inserted into the valve seat. Also, before placing the valve thereon, metal gaskets 27a to 2 are placed on the annular cross section 19.
7c is placed.

弁をモジユール式流路ブロツク１に対して最終
的に架設しかつシールするには、弁杆２１上ひい
ては弁架設リング２５の外面上で環状弁フランジ
２０ａ〜２０ｃを摺動させる。この環状弁フラン
ジはそれ自身弁架設リング２５と摺動可能に嵌合
する内側開口３７を有しており、これが弁架設リ
ング２５のフランジ２９の上面に当接する。また
弁フランジ２０ａ〜２０ｃの内側環状面３９は環
状凹部４１を有しており、それが正しい位置に置
かれたときにこの環状凹部４１が架設リング２５
上のフランジ２９の外壁に係合する。かくして弁
フランジ２０ａ〜２０ｃと弁架設リング２５上の
フランジ２９の面との間に均一な会合面が得られ
るのである。弁フランジ２０ａ〜２０ｃはその周
に沿つて数個の円筒状の孔３６ａ〜３６ｃを有し
ており、これに対応した数のネジ孔４３が環状横
断面１６に形成されている。従つて弁が架設され
ると、弁フランジ２０ａ〜２０ｃが弁座１３ａ−
１３ｃ内に上面を面一にして収る。ついでネジ３
８ａ〜３８ｃを孔３６ａ〜３６ｃからねじ孔４３
に挿入することにより架設とシールとが完結され
る。ネジを締めて弁をなるべく弁座に押圧する
と、弁は確実に架設されるのみならず、金属ガス
ケツト２７ａ〜２７ｃと協働して強固なシールが
得られる。第１図に示す他の弁２３a′〜２３c′も
弁座１３ａ〜１３ｃとの関係において同様に作用
するものであるが、この場合には押圧されるので
はなくて上面と面一になつている。この場合弁座
１５ａ〜１５ｃは環状横断面４５に至る下降壁４
４を有しており、この横断面の内面は円筒状下降
壁４７を経て弁座４６a′〜４６c′に至つている。
更に弁それ自体および環状弁フランジ２０a′〜２
０c′の構造は上記の場合と同様である。しかしこ
の場合には、架設に際して環状弁フランジ２０
a′〜２０c′がモジユール式流路ブロツク１それ自
体の面上に架設される。この場合にもモジユール
式流路ブロツク１の周面にはネジ孔４１ｂが形成
されており、これに対応して環状弁フランジは３
個の円筒状孔を有している。この場合にもネジ３
８a′〜３８c′をネジ孔４１ａ〜４１ｃにねじ込む
ことにより超高真空弁をモジユール式流路ブロツ
ク１に直接架設できる。更に金属ガスケツト２７
a′〜２７c′を用いてシールを完全なものとする。
ここで密封シールに関して２つの事項を説明す
る。まずこの発明によれば、一旦架設されたなら
ばモジユール式流路ブロツク１の面に対して環状
弁フランジを直線移動するだけで弁の架設装着が
できるということである。 To finally mount and seal the valve to the modular flow path block 1, the annular valve flanges 20a-20c are slid over the valve stem 21 and thus over the outer surface of the valve mount ring 25. The annular valve flange itself has an inner opening 37 that slidably engages the valve mounting ring 25, which abuts the upper surface of the flange 29 of the valve mounting ring 25. The inner annular surface 39 of the valve flanges 20a-20c also has an annular recess 41 which, when placed in the correct position, allows the bridging ring 20
It engages the outer wall of the upper flange 29. A uniform meeting surface is thus obtained between the valve flanges 20a-20c and the surface of the flange 29 on the valve mounting ring 25. The valve flanges 20a to 20c have several cylindrical holes 36a to 36c along their peripheries, and a corresponding number of threaded holes 43 are formed in the annular cross section 16. Therefore, when the valve is installed, the valve flanges 20a-20c are aligned with the valve seats 13a-
It fits in 13c with the top surface flush. Then screw 3
8a to 38c from holes 36a to 36c to screw holes 43
The construction and sealing are completed by inserting the tube into the tube. By tightening the screws and pressing the valve as close to the valve seat as possible, the valve is not only reliably installed, but also cooperates with the metal gaskets 27a-27c to provide a strong seal. The other valves 23a' to 23c' shown in FIG. 1 function similarly in relation to the valve seats 13a to 13c, but in this case they are not pressed but flush with the top surface. There is. In this case, the valve seats 15a to 15c are connected to the descending wall 4 leading to the annular cross section 45.
4, and the inner surface of this cross section reaches the valve seats 46a' to 46c' via a cylindrical descending wall 47.
Furthermore, the valve itself and the annular valve flange 20a'-2
The structure of 0c' is the same as in the above case. However, in this case, the annular valve flange 20 is
a' to 20c' are installed on the surface of the modular flow path block 1 itself. In this case as well, a threaded hole 41b is formed on the circumferential surface of the modular flow path block 1, and correspondingly, the annular valve flange has three screw holes 41b.
It has cylindrical holes. In this case as well, screw 3
By screwing screws 8a' to 38c' into the screw holes 41a to 41c, the ultra-high vacuum valve can be installed directly on the modular flow path block 1. Furthermore, metal gasket 27
Complete the seal using a'-27c'.
Here, two matters regarding the hermetic seal will be explained. First, according to the invention, once the valve has been installed, the valve can be installed by simply moving the annular valve flange linearly relative to the surface of the modular flow path block 1.

これに関連して同様なタイプの超高真空弁を装
着する典型的な従来技術を第１０，１１図に示
す。ここでは支持立方体９０が弁座１０４と立上
り円形壁９２を具えた上面とを有している。円形
壁９２の外面にはネジ１１２が形成されており、
上面には凹状の環状面９４が形成されて円筒状房
室９６に延在している。この房室の底部には弁座
１０４が形成されている。 In this connection, typical prior art techniques for installing similar types of ultra-high vacuum valves are shown in FIGS. 10 and 11. Here, a support cube 90 has a valve seat 104 and an upper surface with a raised circular wall 92 . A screw 112 is formed on the outer surface of the circular wall 92,
A concave annular surface 94 is formed on the upper surface and extends into a cylindrical chamber 96 . A valve seat 104 is formed at the bottom of this chamber.

弁を環状架設面９３に架設すると弁杆１０８が
弁座１０４に嵌入する。このとき弁それ自身には
められたスリツプリング１１０が用いられる。そ
の下降壁１２２は内側ネジ部１１４を有してお
り、このネジが立上り壁９２の外面上のネジ１１
２と合致する。このスリツプシング１１０の上端
は内側に突出する環状壁１１７によつて弁に固定
されている。またこの環状壁は弁架設リング２５
の外面に摺動可能に係合する。 When the valve is installed on the annular installation surface 93, the valve rod 108 fits into the valve seat 104. A slip ring 110 is then used which is fitted onto the valve itself. The descending wall 122 has an internal thread 114 that is connected to the thread 11 on the external surface of the rising wall 92.
Matches 2. The upper end of this slipping 110 is fixed to the valve by an inwardly projecting annular wall 117. This annular wall also has a valve installation ring 25.
slidably engages the outer surface of the.

装着に当つて弁を正しい位置に置くと、ネジ１
１４がネジ１１２に係合するまでスリツプリング
１１０が下方に移動し、弁が立方体９０にネジ固
定される。しかしこの場合には最終的な架設がス
リツプリング１１０の円形部により行われるので
ネジ過ぎなども起こるから高度の正確さを得るこ
とは難しい。この発明の場合には環状弁フランジ
を面に対して直線状に移動させるので、これより
遥かに正確な架設状態が得られるのである。 When installing, place the valve in the correct position and screw 1
Slip ring 110 is moved downward until 14 engages screw 112 and the valve is screwed to cube 90. However, in this case, the final installation is performed using the circular portion of the slip ring 110, and over-threading may occur, making it difficult to achieve a high degree of accuracy. In the case of the present invention, the annular valve flange is moved in a straight line relative to the plane, so that a much more accurate installation is achieved.

第１〜９図に戻つて、各弁ポートは弁座に連通
している。第２図に示すようにモジユール式流路
ブロツク１の上面２上の弁座１３ａは下方に延在
して弁座４６ａに連通している。しかしこの例の
場合には、下降円筒部２１の内壁は２個の孔を有
しており、前方孔は流路６４を経て他の弁座に連
通し、第２の側方流路６２はガスポート１７ｊに
連通している。モジユール式流路ブロツク１の左
面３に位置する弁座１３ｈは開いた弁座４６ｂを
有しており、これは流路５６からガスポート１７
ｉに連通している。弁座１３ｂ中の下降円筒面２
１は１対の孔を有しており、後方孔は流路５０を
介してガスポート１７ｇに連通し、前方孔は流路
５２を介して他の弁に連通している。弁座１３ｃ
に関していうと、弁座４６ｃは流路５８を介して
下側の更に他の弁座に連通している。下降円筒壁
２１は２個の流路を有しており、これらはガスポ
ート１７ｉと弁座１３ｂにそれぞれ連通してい
る。前面の弁座１５ａ〜１５ｃはそれぞれ同様に
流路に連通している。弁座１５ａは開いた弁座４
６a′を有しており、これが流路６４を介して弁座
１３ａの弁座４６上方の下降円筒壁２１に連通し
ている。弁座１５中の下降円形壁２１は流路６６
およびガスポート１７ｃに連通する上側開口を有
している。 Returning to Figures 1-9, each valve port communicates with a valve seat. As shown in FIG. 2, the valve seat 13a on the upper surface 2 of the modular flow path block 1 extends downward and communicates with the valve seat 46a. However, in this example, the inner wall of the descending cylindrical portion 21 has two holes, the front hole communicating with the other valve seat via the channel 64, and the second side channel 62 communicating with the other valve seat. It communicates with the gas port 17j. The valve seat 13h located on the left side 3 of the modular flow path block 1 has an open valve seat 46b, which extends from the flow path 56 to the gas port 17.
It is connected to i. Descending cylindrical surface 2 in valve seat 13b
1 has a pair of holes, the rear hole communicates with the gas port 17g via a flow path 50, and the front hole communicates with another valve via a flow path 52. Valve seat 13c
Specifically, the valve seat 46c communicates with a further valve seat below via a flow path 58. The descending cylindrical wall 21 has two flow paths, which communicate with the gas port 17i and the valve seat 13b, respectively. The valve seats 15a to 15c on the front side similarly communicate with the flow passages. The valve seat 15a is the open valve seat 4
6a', which communicates via a flow path 64 with the descending cylindrical wall 21 above the valve seat 46 of the valve seat 13a. The descending circular wall 21 in the valve seat 15 is connected to the flow path 66
and has an upper opening communicating with the gas port 17c.

弁座１５ｂは弁座４６b′を有しており、これが
流路５２を介して弁座１３ｂ中の下降円筒壁２１
に連通している。 The valve seat 15b has a valve seat 46b' which connects via a flow path 52 to the descending cylindrical wall 21 in the valve seat 13b.
is connected to.

弁座１５ｃは弁座４６c′を有しており、これが
流路５８を介して弁座１３中の開いた弁座４６ｃ
に連通している。円筒下降壁２１は孔を有してお
り、左側の流路６２はこの壁を下降円形壁２１に
接続し、右側の流路６０はガスポート１７ｈに連
通している。 The valve seat 15c has a valve seat 46c', which is connected to the open valve seat 46c in the valve seat 13 via a flow path 58.
is connected to. The cylindrical descending wall 21 has holes, a left channel 62 connects this wall to the descending circular wall 21, and a right channel 60 communicates with the gas port 17h.

かくして例えば弁座１３中の弁を閉じると流路
５４，５６に対して流路５８，７４，７６を遮断
することができる。 Thus, for example, closing the valve in the valve seat 13 can block the flow paths 58, 74, 76 from the flow paths 54, 56.

モジユール式流路ブロツク１の面３から延在す
る流路１６はモジユール式流路ブロツク１を貫通
うしてガスポート１７ｂからの中間流路７２に連
通し、その後流路８０を介して弁座４６および弁
座１３ａの底部に達する。かくして例えば弁座１
３ａ中の弁を閉じると流路８０を流路６２，６４
から遮断することになる。さて第３図において弁
座１５ｂ中において弁座４６b′に連なる流路２１
を囲む横断環状面１８上に金属ガスケツト２７を
置く。モジユール式流路ブロツク１に着脱可能に
かつシール状に固定されるのは弁２３b′と弁架設
リング２５b′とである。ついで金属ガスケツトを
通して弁座１５ｄ中に弁２３b′を挿入する。つい
で架設リング２５b′をして弁２３b′上を通過させ
る。 A passage 16 extending from face 3 of modular passage block 1 communicates through modular passage block 1 with an intermediate passage 72 from gas port 17b and then via passage 80 to valve seat 46. and reaches the bottom of the valve seat 13a. Thus, for example, valve seat 1
When the valve in 3a is closed, the flow path 80 is connected to the flow paths 62 and 64.
It will be cut off from Now, in FIG. 3, a flow path 21 in the valve seat 15b that is connected to the valve seat 46b'
A metal gasket 27 is placed on the transverse annular surface 18 surrounding the gasket. A valve 23b' and a valve mounting ring 25b' are removably and sealably fixed to the modular flow path block 1. Then, the valve 23b' is inserted into the valve seat 15d through the metal gasket. The construction ring 25b' is then passed over the valve 23b'.

かくして弁フランジ２０b′を弁および弁架設リ
ングに施すことにより弁はモジユール式流路ブロ
ツクに固定架設され、ネジ３８b′をネジ孔４１ｂ
に螺入すると弁が弁座１５ｂに気密にシールされ
る。またネジ３８b′をねじ込むことにより金属ガ
スケツト２７b′が広がり、問題となつている環状
面間を完全に満たすのである。このガスケツトは
ニツケルや焼鈍されたステンレスなどモジユール
式流路ブロツクと同じ耐食性の金属からなり、空
洞や細孔のない０、上面５インチ位の厚い金属板
から打ち抜きにより製造されるものである。第１
０，１１図に示す従来技術の場合に比べて、フラ
ンジ２０b′その他の要素に回転力を掛けることな
くネジ３８b′により弁を直接面に締結できるので
非常に有利である。従来のようにネジ係合が緩む
こともなく気密なシールが簡単に得られるのであ
る。 Thus, by attaching the valve flange 20b' to the valve and the valve installation ring, the valve is fixedly installed on the modular flow path block, and the screw 38b' is inserted into the screw hole 41b.
When the valve is screwed into the valve seat 15b, the valve is hermetically sealed to the valve seat 15b. Further, by screwing in the screw 38b', the metal gasket 27b' expands and completely fills the annular space in question. This gasket is made of the same corrosion-resistant metal as the modular flow path block, such as nickel or annealed stainless steel, and is manufactured by punching from a thick metal plate with a top surface of about 5 inches and no cavities or pores. 1st
Compared to the prior art shown in FIGS. 0 and 11, this is very advantageous because the valve can be fastened directly to the surface by the screw 38b' without applying any rotational force to the flange 20b' or other elements. An airtight seal can be easily obtained without the screw engagement loosening as in the conventional case.

第１５図に流路のガスポートへの取付け構造を
示す。モジユール式流路ブロツクａはガスポート
１７０をまたモジユール式流路ブロツクｂはガス
ポート１７１をそれぞれ含んでいる。これらのガ
スポートを互いに接続するために、連結流路１７
３が用いられている。この流路１７３は両端に拡
大端部１７５を具えている。その入口ポート１７
７を囲む環状面である端面１７６には環状のエツ
ジ１７８が設けられており、ほぼ三角形の断面を
有して入口ポート１７７を囲んでいる。連結流路
１７３に沿つて摺動自在に１対の環状フランジ１
８０が設けられており、これらのフランジは上記
摺動に充分な内径を有している。またその内径は
連結流路１７３の拡大端部１７５の外径１８２に
きつちりと合致するようになつている。またその
内面には環状フランジ部１８３が形成されてお
り、これによりフランジが流路の端部から拡大端
部１７５を越えて脱出するのを防いでいる。これ
らのフランジ１８０がその端面１７７へ更に移動
すると、モジユール式流路ブロツクの面と当接す
る平な面を与える。この面がガスポートのひとつ
と接触すると、まず連結流路１８４がポート間に
挿入される。金属ガスケツト１８４の直径は端面
１７７の環状エツジ１７８の直径に相当する。ま
たガスポート１７０はその中央流路を囲む環状エ
ツジ１７４を有しており、これが流路１７３の端
面１７７の環状エツジ１７８に対応する。したが
つて金属ガスケツトを間に流路１７３の端面１７
７がガスポートに押し付けられると、金属ガスケ
ツトは環状エツジ１７８と１７４間にクランプさ
れる。リング１８０を端面にまで摺動させてとネ
ジ１８６をガスポート１７９０，１７１を囲むネ
ジ孔１９０にねじ込むと、気密シールが得られ
る。ここでも圧力により金属ガスケツトが広がる
第１６図にこの発明の流路ブロツクを構成する連
結ブロツク２モジユール式流路ブロツクを示す。
その種々の面にはガスポート２７０が形成されて
おり、これらはそれぞれ流路ブロツクを貫通する
流路によつて他のガスポートに接続されている。
このような流路ブロツクは種々の接続に広く利用
できるものである。第１２図に示すのは冷却コイ
ル１１０であつて流路ブロツク上において１対の
ガスポート間に介設されるものである。コイルの
端部には拡大端部１１２が形成されており、１対
のリングを用いてこれらがガスポートに接続され
る。第１３図にガスポートに接続される膜房室１
２０を示す。この房室は内部に設けた膜１２２に
よつて二分されており、ガスは流路１２４から流
路ブロツク内に入り、第１の房室１２６からこの
膜を通ることにより純化されて第２の房室１２８
に入り、流路１３０を経て送り出される。排気の
ために弁１３３を具えた弁１３２が設けられてい
る。 FIG. 15 shows the structure for attaching the flow path to the gas port. Modular flow path block a includes a gas port 170, and modular flow path block b includes a gas port 171. Connecting channels 17 are provided to connect these gas ports to each other.
3 is used. This channel 173 has enlarged end portions 175 at both ends. Its inlet port 17
End face 176 is provided with an annular edge 178 and has a generally triangular cross section and surrounds inlet port 177 . A pair of annular flanges 1 are slidably attached along the connecting channel 173.
80 are provided, and these flanges have an inner diameter sufficient for said sliding movement. Further, its inner diameter is adapted to closely match the outer diameter 182 of the enlarged end 175 of the connecting channel 173. Further, an annular flange portion 183 is formed on the inner surface thereof, thereby preventing the flange from escaping from the end of the flow path beyond the enlarged end portion 175. As these flanges 180 move further toward their end faces 177, they provide a flat surface that abuts the face of the modular flow block. When this surface contacts one of the gas ports, the connecting channel 184 is first inserted between the ports. The diameter of metal gasket 184 corresponds to the diameter of annular edge 178 of end face 177. The gas port 170 also has an annular edge 174 surrounding its central passageway, which corresponds to an annular edge 178 on the end face 177 of the passageway 173. Therefore, the metal gasket is placed between the end face 17 of the flow path 173.
7 is pressed against the gas port, the metal gasket is clamped between annular edges 178 and 174. By sliding the ring 180 to the end face and threading the screw 186 into the threaded hole 190 surrounding the gas ports 1790, 171, an airtight seal is obtained. Again, the metal gasket expands due to pressure. FIG. 16 shows a modular flow path block with two connecting blocks constituting the flow path block of the present invention.
Gas ports 270 are formed on its various faces, each of which is connected to another gas port by a passage through the passage block.
Such channel blocks can be widely used for a variety of connections. FIG. 12 shows a cooling coil 110 that is interposed between a pair of gas ports on a flow path block. The ends of the coil are formed with enlarged ends 112, and a pair of rings are used to connect these to the gas ports. Figure 13 shows the membrane chamber 1 connected to the gas port.
20 is shown. This chamber is divided into two by a membrane 122 provided inside, and gas enters the flow path block through a channel 124 and is purified by passing through this membrane from the first chamber 126 to the second chamber. Chamber 128
and is sent out through the flow path 130. A valve 132 with a valve 133 is provided for venting.

第１４図に示す例においては泡房室１３５が１
対のガスポートに固定されている。流路１３７は
弁１３８を具え、流路１４０は弁１４２を具えて
いる。これらの流路はともに閉塞房室１４４内に
延在し、流路１３７は液レベル１５０の下側に開
口して流路ブロツクからのガスを泡の形で放出し
ており、かく放出されたガスは液レベル１５０上
側に開口する流路１４０を経て再び流路ブロツク
に回収される。つぎに実例として第１３図の装置
を用いて半導体ガリウムアルセナイドの薄層を成
長させる場合を説明する。まずジメチルガリウム
などの金属−有機化合物を房室１２０に入れ、こ
の房室を流路１２４，１３０を介して例えば第４
図に示すようなガスポート１７ｉ，１７ｊに気密
にシール付設する。前記のように拡大端部とガス
ポートとの間には金属ガスケツトを介装する。こ
れには前出のネジ１８６、ネジ孔１９０およびフ
ランジ１８０などを用いる。 In the example shown in FIG. 14, the bubble chamber 135 is one
Fixed to twin gas ports. Channel 137 includes valve 138 and channel 140 includes valve 142. Both channels extend into the closed chamber 144, with channel 137 opening below the fluid level 150 to release gas from the channel block in the form of bubbles. The gas passes through a channel 140 that opens above the liquid level 150 and is collected again into the channel block. Next, as an example, the case where a thin layer of semiconductor gallium arsenide is grown using the apparatus shown in FIG. 13 will be described. First, a metal-organic compound such as dimethyl gallium is introduced into the chamber 120, and this chamber is passed through channels 124, 130 to, for example, a fourth chamber.
Gas ports 17i and 17j as shown in the figure are airtightly sealed. As mentioned above, a metal gasket is interposed between the enlarged end and the gas port. For this purpose, the aforementioned screw 186, screw hole 190, flange 180, etc. are used.

つぎに水素などの搬送ガスを導く流路を流路ブ
ロツクのガスポート１７ｃに接続する。この場合
流路６６，６８は成長ラインの一部となる。 Next, a channel for introducing a carrier gas such as hydrogen is connected to the gas port 17c of the channel block. In this case, channels 66 and 68 become part of the growth line.

ついで他の搬送ガス用流路をガスポート１７ｂ
に接続する。この場合には流路７０，７２が排出
ラインの一部となる。 Next, connect the other carrier gas flow path to the gas port 17b.
Connect to. In this case, the channels 70, 72 become part of the discharge line.

これらのガス搬送流はかなり大きく成長ガス混
合物を流路ブロツクから結晶成長房室または排出
部に送るに充分な能力を具えている。 These gas carrier streams are fairly large and have sufficient capacity to convey the growth gas mixture from the channel block to the crystal growth chamber or exhaust.

更に第３の搬送ガス流路をガスポート１７ｇに
接続する。この搬送ガスは流路ブロツク中の種々
の流路を介して送られて次に述べるように成長ガ
ス混合物を形成するものである。また真空ポンプ
をポート１７ａにシール接続する。 Furthermore, a third carrier gas flow path is connected to the gas port 17g. This carrier gas is routed through various channels in the channel block to form a growth gas mixture as described below. A vacuum pump is also sealed connected to port 17a.

ついで弁座１３ｃ，１５ｃ内の弁を開き他の弁
座中の弁は閉じておく。ポ〜ト１７ａを介して真
空ポンプを利かせると、弁座４６ｂ内の空気と水
蒸気が全てライン５４，５６を介してポート１７
ｉに固定された容器の入口に、更には弁座４６
a′，ライン５８，６２，６４，６０へと流れ、こ
れらのラインから空気と水蒸気とが完全に除かれ
る。これにより高純度ガス流および純化合物の汚
染が防止される。 Then, the valves in the valve seats 13c and 15c are opened, and the valves in the other valve seats are closed. When the vacuum pump is operated through the port 17a, all the air and water vapor inside the valve seat 46b are transferred to the port 17 through the lines 54 and 56.
At the inlet of the container fixed to i, there is also a valve seat 46
a', into lines 58, 62, 64, and 60, from which air and water vapor are completely removed. This prevents contamination of high purity gas streams and pure compounds.

ついで弁座１３ｃ，１５ｃ内の弁を閉じ弁座１
５ｂ内の弁を開く。正確に測定した量の入力ガス
流をポート１７ｇから流路５２，５０に送り込む
と、弁座１３ｂ，１５ｂ内の弁のベローズを一掃
してポート１７ｄを経て排出される。 Then, close the valves in the valve seats 13c and 15c, and close the valves in the valve seats 1.
Open the valve in 5b. A precisely measured amount of input gas flow is directed into channels 52, 50 through port 17g, sweeping out the valve bellows within valve seats 13b, 15b and exiting through port 17d.

以上の処理が終了したら弁座１３ａ，１３ｂ中
の弁を開き、弁座１３ｂ内の弁を同時に閉じる。
すると水素搬送ガスが流路５４に入り、流路５
６、金属−有機化合物貯留器１２０を通過する。
かくして搬送ガスは金属−有機化合物により飽和
され、流路６０，６２，８０を通つて流路７０，
７２に流れ込む。 When the above processing is completed, the valves in the valve seats 13a and 13b are opened, and the valves in the valve seat 13b are simultaneously closed.
Then, the hydrogen carrier gas enters the flow path 54, and the hydrogen carrier gas enters the flow path 54.
6. Pass through metal-organic compound reservoir 120.
The carrier gas is thus saturated with metal-organic compounds and passes through channels 60, 62, 80 to channels 70,
It flows into 72.

結晶成長工程で金属−有機化合物が必要とされ
る期間が過ぎると、弁座１３ａ中の弁が閉じら
れ、弁座１５ａ中の弁は開かれ、搬送ガスと化合
物との混合物が流路６６，６８に送り込まれる。 Once the period during which the metal-organic compound is required in the crystal growth process has elapsed, the valve in valve seat 13a is closed and the valve in valve seat 15a is opened, allowing the mixture of carrier gas and compound to pass through channel 66, 68.

[Brief explanation of drawings]

第１図この発明の装置に用いる流路ブロツクの
一例を示す斜視図、第２図同流路ブロツクの平面
図、第３図流路ブロツクに設けられた超高真空弁
の一部断面側面図、第４図同流路ブロツクの後面
図、第５図同流路ブロツクの左側面図、第６図同
流路ブロツクの右側面図、第７図同流路ブロツク
の前面図、第８図同流路ブロツクの後面図、第９
図同流路ブロツクの底面図、第１０図従来の弁架
設構造の平面図、第１１図同一部断面側面図、第
１２図流路ブロツクに用いる冷却コイルの側面
図、第１３図流路ブロツクに用いる膜房室の斜視
図、第１４図流路ブロツクに用いる泡房室の一部
断面側面図、第１５図流路ブロツクを接続する構
造の斜視図、第１６図連結ブロツクの斜視図。１…モジユール式流路ブロツク、２…上面、１
１…底面、１３，１５…弁座。 Fig. 1 is a perspective view showing an example of a flow path block used in the device of the present invention, Fig. 2 is a plan view of the same flow path block, and Fig. 3 is a partially sectional side view of an ultra-high vacuum valve provided in the flow path block. , FIG. 4: Rear view of the same flow path block, FIG. 5: Left side view of the same flow path block, FIG. 6: Right side view of the same flow path block, FIG. 7: Front view of the same flow path block, FIG. 8 Rear view of the flow path block, No. 9
Fig. 10 is a plan view of the conventional valve installation structure; Fig. 11 is a partially sectional side view of the same; Fig. 12 is a side view of the cooling coil used in the flow path block; Fig. 13 is the flow path block. FIG. 14 is a partially sectional side view of a foam chamber used in the flow path block, FIG. 15 is a perspective view of a structure connecting the flow path blocks, and FIG. 16 is a perspective view of a connecting block. 1...Modular flow path block, 2...Top surface, 1
1...Bottom surface, 13, 15...Valve seat.

Claims

[Scope of Claims] 1. It has a plurality of gas flow paths extending through the flow path block and forming a plurality of ports on each surface of the flow path block, and the first valve flow path 21b is connected to the gas flow path 21b. The first valve flow path 21b extends into the flow path block 1, and the first valve flow path 21b is connected to the first valve inlet hole 13.
b, 15b and first valve seats 46b, 46b' controlled by the first valve 25b', and the second valve passage 21c extends within the passage block 1. This second valve flow path 21c is connected to the second valve inlet hole 13.
c, 13b and second valve seats 46c, 46b controlled by the second valve 25c', and the first gas flow paths 54, 52 are connected to the second valve inlet hole 1.
3c, 13b and the second valve seat 46c, 46b, the second gas flow path 58, 54 extends across the second valve flow path 21c at a predetermined position between the second valve seat 46c, 46b, and the second gas flow path 58, 54 46
c, 46b, and even when the second valve seats 46c, 46b are closed, the gas flowing through the first gas flow paths 54, 52 flows into the second valve flow path 21c. A modular gas handling device characterized in that the washing operation is controlled by a first valve 25b'. 2. The device according to claim 1, wherein the first and second valves are ultra-high vacuum valves. 3. The device according to claim 2, wherein the ultra-high vacuum valve is a bellows valve. 4 The first valve installation means 20 installs the first valve on the flow path block, the second valve installation means installs the second valve on the flow path block, and the first and second valve installation means 4. A device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises first and second valve flange bodies. 5. A plurality of flow path flange bodies 180 are provided, and each flow path flange body can construct the flow path 173 on the flow path block at any port without the need to apply a rotational force thereto. An apparatus according to claim 1, characterized in that: 6 The first and second valve flange bodies have a plurality of screw holes 3
6, and the first and second valve inlet holes have a plurality of corresponding screw holes 43, and the corresponding screw holes on the first and second valve flange bodies and the first Claims characterized in that the first and second valves are installed in the flow path block by the first and second valve flange bodies by passing a plurality of screws through the second valve inlet hole. The device according to paragraph 5. 7 A plurality of flow path blocks 2 are provided, and the flow path 173 is installed across both flow path blocks by a pair of flow path flanges 180 at each port, so that at least 6. The device of claim 5, wherein one port is hermetically sealed to a port on another flow block. 8. Claims characterized in that the plurality of valve inlet holes for the plurality of valve channels have an annular recess 13 which receives a corresponding flange on the ultra-high vacuum valve 134 Apparatus according to any one of clauses 1 to 7. 9. The apparatus of claim 8, wherein a metal gasket 184 is disposed within the annular recess, and the ultra-high vacuum valve 34 is sealingly mounted to the flow path block. 10 The plurality of ports have an annular port body recess 17, and each port body recess 17 has an annular protrusion 174 thereon.
and a metal gasket 184 applied thereto, and the flow path is installed in a flow path block with a seal, according to any one of claims 1 to 3. .