KR102152822B1 - 유체제어장치 - Google Patents

Abstract

[과제] 유체의 공급 유량을 감소시키지 않고, 더 한층의 소형화, 집적화되어, 조립 공수가 대폭 삭감되어, 메인티넌스 성능도 개선한 유체제어장치를 제공한다. [해결 수단] 이음매 블록(20)의 유체유로(23)는, 수직유로(23a)와 수평유로(23c)를 포함하고, 이음매 블록(20)은, 길이 방향G1, G2에 이동가능하게 레일 부재(50)상에 구속되고, 유체제어 기기(110)는, 이음매 블록(20)을 통해 레일 부재(50)에 지지되고, 나사 구멍(25a)을 갖고, 해당 나사 구멍(25a)에 유체제어 기기(110A)의 보디(113)를 관통하는 체결 볼트BT가 나사 결합하고, 체결 볼트BT의 조임력에 의해, 이음매 블록(20)과 보디(113)의 사이의 가스켓(120)이, 보디(113)와 이음매 블록(20)과의 사이에서 압축되고, 나사 구멍(25a)은, 선단부가 수평유로(23c)의 상방에서 폐색하고 있음과 아울러, 평면에서 보아서, 적어도 일부가 수평유로(23c)에 중합되어 있다.

Description

유체제어장치

본 발명은, 유체기기가 집적화된 유체제어장치, 이것에 사용되는 이음매 블록, 유체기기, 및, 이 유체제어장치를 이용한 반도체장치등의 제조 방법에 관한 것이다.

예를 들면, 반도체 제조장치등의 챔버에 각종의 프로세스 가스를 공급하기 위해서 사용되는 유체제어장치로서는, 하기의 인용문헌1, 2등에 개시된 것이 알려져 있다.

특허문헌1: 일본 특허공개2002-206700호 공보 특허문헌2: 일본 특허공개2015-175502호 공보

상기와 같은 유체제어장치의 분야에 있어서는, 프로세스 가스의 공급 제어에 의해 높은 응답성이 요구되고 있어, 이를 위해서는 유체제어장치를 될 수 있는한 소형화, 집적화하고, 유체의 공급처인 챔버를 보다 가깝게 설치할 필요가 있다.

또한, 반도체 웨이퍼의 대구경화 등의 처리 대상물의 대형화가 진행되고 있어, 이것에 맞춰서 유체제어장치로부터 챔버내에 공급하는 유체의 공급 유량도 증가시킬 필요가 있다.

유체제어장치를 간단히 소형화한 것으로는, 유체유로의 단면적도 작아지고, 공급 유량도 감소해버린다.

더욱, 유체제어장치를 소형화, 집적화해가면, 조립이 어렵게 되어, 조립 공수가 증대한다. 또한, 장치의 메인티넌스성도 저하한다.

본 발명의 일 목적은, 유체의 공급 유량을 감소시키지 않고, 더 한층의 소형화, 집적화된 유체제어장치를 제공하는데에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 조립 공수가 대폭 삭감되어, 메인티넌스 성능도 개선한 유체제어장치를 제공하는데에 있다.

본 발명의 유체제어장치는, 서로 대향하는 상면 및 저면, 상기 상면으로부터 상기 저면측을 향해서 연장되는 측면을 획정함과 아울러, 유체유로를 획정하고, 상기 저면측에 걸어맞춤부를 갖는 이음매 블록과,

상기 이음매 블록의 걸어맞춤부가 걸어맞춤 가능한 길이 방향에 직선형으로 연장되는 가이드부를 갖는 지지 부재와,

상기 이음매 블록을 통해 상기 지지 부재에 지지되는 제1 및 제2 유체기기를, 갖는 유체제어장치이며,

상기 이음매 블록의 유체유로는, 상기 상면으로부터 저면측을 향해서 연장됨과 아울러 상기 상면에서 개구하는 유로구를 갖는 제1유로와, 상기 이음매 블록의 내부를 길이 방향에 직선형으로 연장되어서 상기 제1유로와 접속되는 제2유로를 포함하고, 상기 가이드부는, 상기 이음매 블록의 길이 방향으로의 이동을 허용하면서 해당 이음매 블록을 상기 지지 부재상에 구속하고, 상기 제1 및 제2 유체기기의 각각은, 유체유로를 획정하는 보디를 갖고, 해당 보디는 그의 저면측에서 개구하는 적어도 2개의 유로구를 갖고,

상기 이음매 블록은, 상기 상면에서 개구하여 상기 저면측을 향해서 연장되는 제1 및 제2 나사 구멍을 갖고, 해당 제1 및 제2 나사 구멍에 상기 제1 및 제2 유체기기의 보디를 관통하는 제1 및 제2 체결 볼트가 각각 나사 결합하고,

상기 체결 볼트의 조임력에 의해, 서로 맞대진 상기 이음매 블록의 유로구와 상기 보디의 하나의 유로구의 주위에 배치되는 씰 부재가, 상기 보디와 상기 이음매 블록과의 사이에서 눌러지고,

상기 제1유로는, 상기 제2유로에 각각 접속되고, 길이 방향에 있어서 서로 이격한 위치에 형성되는 2개의 제1유로를 포함하고, 상기 제1 및 제2 나사 구멍은, 선단부가 상기 제2유로의 상방에서 폐색하고 있음과 아울러, 평면에서 보아서, 적어도 일부가 상기 제2유로에 중합되어 있고, 또한 길이 방향에 있어서 상기 상면에서 개구하는 2개의 제1유로의 2개의 유로구의 사이에 배치되고, 상기 제1 및 제2 유체기기의 보디는, 상기 이음매 블록에 의해서만 서로 연결되어 일체화되어 있는 것을 특징한다.

본 발명의 이음매 블록은, 서로 대향하는 상면 및 저면, 상기 상면으로부터 상기 저면측을 향해서 연장되는 측면을 획정함과 아울러, 유체유로를 획정하는 이음매 블록이며,

상기 이음매 블록의 유체유로는, 길이 방향에 있어서 이격한 위치에, 상기 상면으로부터 저면측을 향해서 연장됨과 아울러 상기 상면에서 개구하는 유로구를 갖는 2개의 제1유로와, 상기 이음매 블록의 내부를 길이 방향으로 직선형으로 연장되어서 상기 2개의 제1유로와 접속되는 제2유로를 포함하고,

상기 저면측에, 다른 부재와 걸어맞춤 가능한 걸어맞춤부를 갖고,

각각 다른 부재와의 연결가능한 2개의 나사 구멍이 상기 상면으로부터 저면측을 향해서 형성되어, 해당 2개의 나사 구멍은, 길이 방향에 있어서, 상기 2개의 유로구의 사이에 배치되고,

상기 2개의 나사 구멍은, 선단부가 상기 제2유로의 상방에서 폐색하고 있음과 아울러, 평면에서 보아서, 적어도 일부가 상기 제2유로에 중합되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 유체기기는, 개폐 밸브, 레귤레이터, 프레셔 게이지 및 매스플로우 콘트롤러 중 적어도 어느 하나를 포함하는 유체기기이며,

유체유로를 획정하는 보디를 갖고, 해당 보디는 그 저면측에서 개구하는 적어도 2개의 유로구를 갖고,

서로 대향하는 상면 및 저면, 상기 상면으로부터 상기 저면측을 향해서 연장되는 측면을 획정함과 아울러, 유체유로를 획정하는 이음매 블록을 더욱 갖고,

상기 이음매 블록의 유체유로는, 길이 방향에 있어서 이격한 위치에, 상기 상면으로부터 저면측을 향해서 연장됨과 아울러 상기 상면에서 개구하는 유로구를 갖는 제1유로와, 상기 이음매 블록의 내부를 길이 방향으로 직선형으로 연장되어서 상기 수직유로와 접속되는 제2유로를 포함하고,

상기 이음매 블록은, 상기 저면측에, 다른 부재와 걸어맞춤 가능한 걸어맞춤부를 갖고,

상기 이음매 블록은, 상기 상면측에서 개구하여 상기 저면측을 향해서 연장되는 나사 구멍을 갖고, 해당 나사 구멍에 상기 보디를 관통하는 체결 볼트가 나사 결합하고,

상기 체결 볼트의 조임력에 의해, 서로 맞대진 상기 이음매 블록의 유로구와 상기 보디의 하나의 유로구의 주위에 배치되는 씰 부재가, 상기 보디와 상기 이음매 블록과의 사이에서 압축되고,

상기 나사 구멍은, 선단부가 상기 제2유로의 상방에서 폐색하고 있음과 아울러, 평면에서 보아서, 적어도 일부가 상기 제2유로에 중합되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 이음매 블록의 걸어맞춤부를 지지 부재의 가이드부에 걸어맞추어서 지지 부재상에 구속함으로써, 이음매 블록과 지지 부재와의 사이의 볼트를 사용한 연결 작업이 불필요해지고, 조립 공수를 대폭 삭감할 수 있다. 또한, 복수의 유체기기의 사이를 각각 별개의 독립적인 이음매 블록으로 연결하고, 이음매 블록의 저면측은 지지 부재에 고정하지 않으므로, 유체유로의 변경이 용이해져, 메인티넌스성도 각별히 향상한다.

본 발명에 의하면, 이음매 블록에 형성해야 할 체결 볼트를 비틀어 박는 나사 구멍을, 씰 부재의 사방측이나 양측에 배치하는 것이 아니고, 씰 부재에 대하여 한쪽측에만 설치함으로써, 체결 볼트의 수 및 점유 면적을 대폭 삭감할 수 있다.

본 발명에 의하면, 이음매 블록에 형성해야 할 나사 구멍을, 평면에서 보아서, 수평유로와 중합되는 위치에 배치했으므로, 체결볼트의 점유 면적을 더 한층 축소할 수 있고, 특히, 이음매 블록의 폭을 대폭 협소화할 수 있다.

본 발명에 의하면, 이음매 블록의 수평유로의 배치를 저면측으로 기울어져 있게 함으로써, 유로단면적을 확보할 수 있으므로, 유체의 공급 유량을 감소시키지 않고 마친다.

본 발명에 의하면, 유체제어장치를 전체적으로 대폭 소형화, 집적화할 수 있으므로, 유체제어장치를 처리 챔버의 근방에 가능한 한 가깝게 할 수 있고, 이 결과, 유체제어의 응답성을 높일 수 있다.

도1a는 본 발명의 일 실시예에 관련되는 유체제어장치의 외관 사시도.
도1b는 도1a의 유체제어장치의 평면도.
도1c는 도1a의 유체제어장치의 배면도.
도2a는 도1a의 유체제어장치의 일부를 추출한 조립체의 외관 사시도.
도2b는 도2a의 조립체의 측면도.
도2c는 도2b의 IIC-IIC선에 따른 부분 단면도.
도3a는 레일 부재의 외관 사시도.
도3b는 도3a의 레일 부재의 평면도.
도3c는 도3a의 레일 부재의 정면도.
도3d는 도3a의 레일 부재의 측면도.
도4a는 이음매 블록의 외관 사시도.
도4b는 도4a의 이음매 블록의 평면도.
도4c는 도4b의 가상 중앙평면CP2에 따른 단면도.
도4d는 도4b의 이음매 블록의 좌측면도.
도4e는 도4b의 이음매 블록의 우측면도.
도5a는 개폐 밸브의 사시도.
도5b는 도5a의 개폐 밸브의 보디의 저면도.
도5c는 도5a의 개폐 밸브의 보디의 부분 단면도.
도6a는 가스켓의 외관 사시도.
도6b는 가스켓의 평면도.
도6c는 가스켓의 단면도.
도7a는 체결 볼트의 사시도.
도7b는 체결 볼트의 머리 부분을 나타내는 평면도.
도8a는 레일 부재를 사용하지 않고 기준면 위에 배치한 조이기 전의 상태의 조립체의 모식도.
도8b는 도8a의 조립체를 체결 볼트로 조였을 때의 상태를 나타내는 모식도.
도8c는 레일 부재를 사용해서 조립체를 체결 볼트로 조인 상태를 나타내는 모식도.
도9a는 체결 볼트의 조이기 전에 발생할 수 있는 이음매 블록의 위치 어긋남의 일례를 나타내는 모식도.
도9b는 체결 볼트의 조이기 전에 발생할 수 있는 이음매 블록의 위치 어긋남의 다른 예를 나타내는 모식도.
도10은 체결 볼트의 조임에 의한 정렬 기구의 동작을 설명하기 위한 모식도.
도11a는 걸어맞춤부와 가이드부의 베리에이션의 일례를 나타내는 모식도.
도11b는 걸어맞춤부와 가이드부의 베리에이션의 다른 예를 나타내는 모식도.
도11c는 걸어맞춤부와 가이드부의 베리에이션의 또 다른 예를 나타내는 모식도.
도12a는 걸어맞춤부와 가이드부의 베리에이션의 또 다른 예를 나타내는 모식도.
도12b는 걸어맞춤부와 가이드부의 베리에이션의 또 다른 예를 나타내는 모식도.

이하, 본 발명의 실시예에 대해서 도면을 참조해서 설명한다.

도1a∼도10을 참조해서 본 발명의 일 실시예에 관련되는 유체제어장치에 대해서 상세하게 설명한다.

도1a∼도1c에 도시한 바와 같이, 유체제어장치(1)에 있어서, 금속제의 베이스 플레이트(10)위에는, 폭방향W1, W2에 따라 배열되어 길이 방향G1, G2로 연장되는 5개의 레일 부재(50)가 설치되어 있다. 또한, W1은 정면측, W2는 배면측, G1은 상류측, G2는 하류측의 방향을 나타내고 있다. 5개의 레일 부재(50) 중 양단부 및 중앙부의 레일 부재(50)에만 각종 부재가 설치되어 있고, 2번째 및 4번째의 레일 부재(50)에는 아무것도 설치되어 있지 않고, 빈 상태로 되어 있지만, 이것들 2개의 레일 부재(50)는 각종 부재를 추가해서 설치할 수 있고, 불필요한 경우에는, 베이스 플레이트(10)로부터 떼서 양단부 및 중앙부의 3개의 레일 부재(50)를 서로 인접하게 배열하는 것도 가능하다.

본 발명에 있어서는, 베이스 플레이트(10)에 부설되는 레일 부재(50)는 복수에 한정되는 것이 아니고 1개이여도 좋지만, 갯수가 많으면 많을수록 본 발명의 효과는 현저해진다.

도1a에 도시한 바와 같이, 정면측과 중앙부에 배치된 2개의 레일 부재(50)에는, 복수의 이음매 블록(20, 30)을 통해 각종 유체기기(110A∼110E)가 설치되어, 복수의 이음매 블록(20, 30)에 의해, 상류측으로부터 하류측을 향해서 유체가 유통하는 유로가 각각 형성되어 있다. 배면측의 레일 부재(50)에는, 복수의 이음매 블록(20, 30)을 통해 유체기기110E를 제외하는 유체기기(110A∼110D)와 연통관(330)이 설치되어, 상류측으로부터 하류측을 향해서 유체가 유통하는 유로가 형성되어 있다.

여기에서, 본 발명의 「유체기기」란, 유체의 흐름을 제어하는 유체제어장치에 사용되는 기기이며, 유체유로를 획정하는 보디를 구비하고, 이 보디의 저면에서 개구하는 적어도 2개의 유로구를 갖는 기기다. 구체적으로는, 개폐 밸브(2방향 밸브)(110A), 레귤레이터(110B), 프레셔 게이지(110C), 개폐 밸브(3방향 밸브)(110D), 매스플로우 콘트롤러(110E)등이 포함되지만, 이것들에 한정되는 것은 아니다.

도입관(310)은, 이음매부재(300)에 의해, 이음매 블록(30)에 형성된 도시하지 않는 2개의 유로구의 상류측의 유로구에 접속되어 있다. 이음매부재(300)와 이음매 블록(30)과의 사이에는 도시하지 않는 씰 부재가 개재하고 있다. 씰 부재로서는 금속제 또는 수지제등의 가스켓을 들 수 있다.

가스켓으로서는, 연질 가스켓, 세미메탈 가스켓, 금속 가스켓등을 들 수 있다. 구체적으로는, 이하의 것이 적합하게 사용된다.

(1) 연질 가스켓

·고무 0링

·고무 시트(전체면 자리용)

·조인트 시트

·팽창 흑연 시트

·PTFE 시트

·PTFE 재킷형

(2) 세미메탈 가스켓

·스파이어럴형 가스켓(Spiral-wound gaskets)

·메탈 재킷 가스켓

(3) 금속 가스켓

·금속 평형 가스켓

·메탈 중공 0링

·링 조인트

상기 도시하지 않은 가스켓의 양측으로부터 2개의 체결 볼트BT2를 조임으로써 가스켓이 눌러져, 이음매부재(300)와 이음매 블록(30)과의 사이가 씰 되게 되어 있다. 이음매 블록(30)에 형성된 유체유로의 구성은, 후술하는 이음매 블록(20)과 같으므로, 여기에서는 설명을 생략한다. 이음매 블록(30)의 도시하지 않은 하류측의 유로구는, 개폐 밸브(110A)와 접속되어 있다. 이 부분의 접속 구조는, 후술하는 이음매 블록(20)과 유체기기(110A∼110E)와의 후술하는 접속 구조와 같으므로 상세설명은 생략한다.

유체제어장치(1)의 3계통의 유로에는, 예를 들면, 정면측의 도입관(310)을 통해서 암모니아 가스 등의 프로세스 가스가 도입되어, 중앙부의 도입관(310)을 통해서, 예를 들면, 수소 가스 등의 프로세스 가스가 도입되고, 배면측의 도입관(310)을 통해서, 질소 가스 등의 퍼지 가스가 도입된다.

3개의 개폐 밸브(3방향 밸브)(110D)는, 연통관(320)으로 서로 접속되어 있어, 퍼지 가스를 프로세스 가스의 유로에 도입할 수 있게 되어 있다.

연통관(330)은, 퍼지 가스의 유로계통에는 매스플로우 콘트롤러(110E)가 불필요하므로, 매스플로우 콘트롤러(110E) 대신에 유로의 도중에 설치되어 있다.

공급관(340)은, 하류측에 배치된 3개의 이음매부재(300)의 사이를 접속함과 아울러, 도시하지 않은 처리 챔버에 접속되어 있다.

정면측, 중앙부 및 배면측의 상류측 및 하류측의 단부에 있어서는, 각각 스토퍼(400)가 체결 볼트BT2로 가이드부(55)의 저면에 고정되어 있고, 각 유로계통으로 서로 연결된 유체기기(110A∼110E)의 길이 방향G1, G2에의 이동을 규제하고 있다. 스토퍼(400)는, 유체기기의 수등에 따라서 고정 위치를 적절하게 변경 조정할 수 있다.

도2a∼도2c는, 유체제어장치(1)의 1계통의 유로를 구성하는 부분적인 조립체(200)이며, 도2a는 사시도, 도2b는 측면도, 도2c는 도2b의 IIC-IIC선단면도다.

조립체(200)는, 레일 부재(50), 이 레일 부재(50) 위에 배치된 상류측 및 하류측 이음매 블록(20, 20), 상류측 및 하류측 이음매 블록(20, 20) 위에 배치된, 유체기기로서의 개폐 밸브(110A)를 갖고 있다. 또한, 개폐 밸브(110A)의 보디(113)와 상류측 및 하류측 이음매 블록(20, 20)의 사이에는, 씰 부재로서의 가스켓(120, 120)이 설치되어 있다. 더욱, 조립체(200)는, 개폐 밸브(110A)의 보디(113)를 상류측 및 하류측 이음매 블록(20, 20)에 연결하기 위한 2개의 체결 볼트BT를 갖고 있다.

도3a∼도3d는, 레일 부재(50)를 도시한 도면이며, 도3a는 외관 사시도, 도3b는 평면도, 도3c는 정면도, 도3d는 측면도다.

레일 부재(50)는, 예를 들면, 스테인레스 합금등의 금속제의 긴 부재이며, 단면이 직사각형으로 형성되어, 상면(51), 이것에 직교하는 2개의 측면(52), 상면(51)에 평행해서 측면(52)에 직교하는 저면(53) 및 길이 방향의 양단면(54)을 획정하고 있다. 상면(51)에는, 길이 방향으로 홈형으로 형성된 가이드부(55)가 연장되어 있다. 이 가이드부(55)는, 도3d에 도시한 바와 같이, 레일 부재(50)의 상면(51) 및 저면(53)의 중앙위치를 지나 길이 방향으로 연장되는 가상 중앙평면CP에 관해서 대칭으로 형성되어 있고, 가이드부(55)는 저면(55b)과, 저면(55b)을 향해서 점차로 끝 쪽이 퍼지는 형상으로 경사하는 2개의 받침면(55f)을 가진다. 2개의 받침면(55f)은 역방향으로 경사져 있다. 받침면(55f)은, 저면(55b)에 대하여 57도 정도의 각도로 경사져 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 레일 부재(50)의 상면(51)은, 이음매 블록(20, 30), 스토퍼(400)를 지지가능한 지지면으로서 기능한다. 가이드부(55)의 저면(55b)의 길이 방향의 양단부에는, 베이스 플레이트(10)에 레일 부재(50)를 고정하기 위한 체결 볼트용의 관통구멍(56)이 형성되어 있다. 레일 부재(50)의 치수는, 폭 및 높이가 10mm정도이며, 전체 길이가 300mm정도이지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 스토퍼(400)는, 가이드부(55)의 길이 방향의 임의의 위치에 체결 볼트BT2로 고정가능하지만, 고정 구조에 대해서는 주지의 것을 채용할 수 있으므로 상세설명을 생략한다.

도4a∼도4e는, 이음매 블록(20)을 도시한 도면이며, 도4a는 외관 사시도, 도4b는 평면도, 도4c는 도4b의 가상 중앙평면CP2에 따른 단면도, 도4d는 길이 방향의 일 단면도, 도4e는 길이 방향의 타 단면도다.

이음매 블록(20)은, 스테인레스 합금등의 금속제의 부재이며, 서로 대향하는 평면으로 이루어지는 상면(20a) 및 평면으로 이루어지는 저면(20b), 상면(20a)에 대하여 각각 직교하는 4개의 측면(21a, 21b, 21c, 21d)을 가진다. 4개의 측면 21a, 21b, 21c, 21d 중, 인접하는 2개 측면은 서로 직교하고 있다. 측면 21a, 21b는, 길이 방향의 양단에 위치하는 평면이며, 측면 21c, 21d는 길이 방향에 연장되는 평면이다. 또한, 이음매 블록(20)은 직방체 형상의 경우를 예로 들었지만 다른 형상을 채용할 수도 있다.

저면(20b)은, 레일 부재(50)의 상면(51)에 의해 지지되는 피지지면으로서 기능하지만, 이 저면(20b)에는 걸어맞춤부(22)가 돌출하도록 일체적으로 형성되어 있다. 걸어맞춤부(22)는, 저면(20b)으로부터 하방을 향해서 점차로 끝 쪽이 퍼지는 형상으로 형성되어, 서로 역방향으로 경사지는 걸어맞춤면(22f)을 가진다. 걸어맞춤부(22)는, 가상 중앙평면CP2에 관해서 대칭으로 형성되어 있어, 걸어맞춤면(22f)의 저면(22b)에 대한 경사각도는, 레일 부재(50)의 받침면(55f)과 대략 같은 각도이지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 걸어맞춤부(22)는 레일 부재(50)의 가이드부(55)에 끼워 맞춰지는 형상을 갖고, 레일 부재(50)의 길이 방향의 양단부로부터 각각 삽입가능하다. 가이드부(55)는, 걸어맞춤부(22)의 길이 방향으로의 이동을 허용하면서 이음매 블록(20)을 레일 부재(50)상에 구속한다. 걸어맞춤부(22)와 가이드부(55)와의 사이에는, 가공 및 조립의 관점으로부터, 설정된 공차범위의 반동이 존재하지만, 이 반동은 후술하는 정렬 기구가 확실하게 작동하는 범위내 에 설정된다.

이음매 블록(20)의 획정하는 유체유로(23)는, 상면(20a)으로부터 저면(20b)측을 향해서 연장됨과 아울러 상면(20a)에서 개구하는 유로구(24a)를 갖는 제1의 수직유로(23a)와, 길이 방향에 있어서 서로 이격된 위치에, 상면(20a)으로부터 저면(20b)측을 향해서 연장됨과 아울러 상면(20a)에서 개구하는 유로구(24b)를 갖는 제2의 수직유로(23b)와, 이음매 블록(20)의 내부를 길이 방향으로 직선형으로 연장되어서 제1 및 제2의 수직유로(23a, 23b)와 접속되는 수평유로(23c)를 포함한다. 또한, 제1 및 제2의 수직유로(23a, 23b)는, 상면(20a)에 대하여 수직하게 형성되고, 수평유로(23c)는 상면(20a)에 대하여 평행하게 형성되어 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 수직, 수평이라고 하지 않는 것도 가능하다.

제1 및 제2의 수직유로(23a, 23b)의 가공 방법은, 예를 들면, 이음매 블록(20)의 상면(20a)에 수직한 방향으로 드릴로 구멍을 뚫고, 블라인드 홀을 형성하면 좋다. 수평유로(23c)는, 이음매 블록(20)의 측면(21a)에 수직한 방향으로 드릴로 구멍을 뚫고, 블라인드 홀을 형성하면 좋다. 이때, 제1 및 제2의 수직유로(23a, 23b)의 선단부와 접속되는 높이로 수평유로(23c)를 가공한다. 수평유로(23c)를 형성하기 위한 구멍을 이음매 블록(20)의 측면(21a)으로부터 넓히면, 측면(21a)에 개구가 형성된다. 이 때문에, 측면(21a)의 개구의 주위에 보유 오목부(28)를 형성하고, 이 보유 오목부(28)에 금속제의 원반형의 폐색 부재(150)를 끼워 넣기 폐색 부재(150)의 외주연부를 용접으로 씰함으로써, 개구를 막는다. 이에 따라, 제1 및 제2의 수직유로(23a, 23b)와 수평유로(23c)로 이루어지는 U형 유로가 형성된다.

이음매 블록(20)의 상면(20a)측에서 개구하는 유로구(24a, 24b)의 주위에는, 가스켓(120)을 각각 보유하기 위한 보유 오목부(26, 26)가 형성되어 있다. 보유 오목부(26, 26)의 저면의 유로구(24a, 24b)의 외주에는, 도시하지 않지만, 가스켓(120)을 찌그러뜨리기 위해서 가스켓(120)보다도 경도를 충분히 높게 하는 경화 처리한 원고리 형상의 돌기를 형성해도 좋다.

이음매 블록(20)에는, 길이 방향에 있어서, 상면(20a)에서 개구하여 저면(20b)측을 향해서 연장되는 2개의 나사 구멍(25a, 25b)이 형성되어 있다. 나사 구멍(25a, 25b)은, 상면(20a)에서 개구하는 2개의 유로구24a, 24b의 사이에 위치한다. 나사 구멍(25a, 25b)은, 예를 들면, M5에서 적어도 3개의 나사산을 갖고, 깊이가 3mm정도이지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 가상 중앙평면CP2상에 중심축이 위치하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 폭방향의 한쪽으로 벗어나고 있어도 좋고, 또한, 나사 구멍(25a, 25b)은 한쪽이 측면21c측 근처, 다른쪽이 측면21d측 근처에 배치되어 있어도 좋다. 또한, 이음매 블록(20)의 치수 사양은, 예를 들면, 폭이 10mm정도, 길이가 30mm정도, 유체유로(23)의 직경이 2.6mm정도. 높이가 13mm정도이지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 이음매 블록(20) 및 레일 부재(50)의 폭은, 약 10mm로 대략 일치하고 있다.

나사 구멍(25a)은 수평유로(23c)의 상방에 위치하고, 도4b에 나타내는 평면에서 보아서, 나사 구멍(25a)과 수평유로(23c)가 중합되어 있다. 더욱, 나사 구멍(25a)은, 유로구(24a)에 대하여, 측면21b측이 아니고 측면21a측에 있고, 덧붙여, 이음매 블록(20)의 길이 방향에 있어서 유로구(24a)에 대하여 한쪽측에만 형성되어 있다. 이러한 구성으로 함으로써, 유체유로(23)의 단면적을 확보할 수 있는 것에 더해서, 1개의 체결 볼트BT의 체결력으로 생기고, 유로구(24a)의 주위를 씰 하는 가스켓(120)을 찌그러뜨릴 수 있음과 아울러, 이음매 블록(20)과 개폐 밸브(110A)의 보디(113)와를 연결 할 수 있다. 이 결과, 이음매 블록(20)의 폭을 대폭 협소화하는 것이 가능해진다. 마찬가지로, 나사 구멍(25b)은 수평유로(23c)의 상방에 위치하고, 도4b에 나타내는 평면에서 보아서, 나사 구멍(25b)과 수평유로(23c)가 중합되어 있다. 더욱, 나사 구멍(25b)은, 유로구(24b)에 대하여, 측면21b측이 아니고 측면21a측에 있고, 유로구(24b)에 대하여 한쪽측에만 형성되어 있다. 이러한 구성으로 함으로써, 유체유로(23)의 단면적을 확보 할 수 있는 것에 더해서, 1개의 체결 볼트BT로, 유로구(24b)의 주위를 씰 하는 가스켓(120)을 찌그러뜨림과 아울러, 이음매 블록(20)과 다른 유체기기의 보디(113)와를 연결할 수 있다.

더욱, 도4c 및 도4e로부터 분명한 바와 같이, 수평유로(23c)는 상면(20a)과 저면(20b)과의 사이에서, 저면(20b)측으로 기울어져 있다. 이러한 구성을 채용함으로써, 체결 볼트BT가 나사 결합하는 나사 구멍(25a, 25b)의 깊이를 충분히 확보할 수 있다.

도5a∼도5c는, 개폐 밸브(유체기기)(110A)를 도시한 도면이며, 도5a는 사시도, 도5b는 저면도, 도5c는 도5b의 VC-VC선 방향의 부분 단면도다.

개폐 밸브(110A)는, 액추에이터 내장부(111), 밸브 내장부(112) 및 보디(113)를 갖고, 이음매 블록(20)을 통해 레일 부재(50)에 지지된다.

보디(113)의 폭은, 이음매 블록(20)의 폭과 정합하여 있고, 예를 들면, 10mm정도이지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.

보디(113)는, 유체유로(117)를 획정함과 아울러, 이 유체유로(117)는, 저면(113b)측에서 개구하는 2개의 유로구(117a)를 갖고, 2개의 유로구(117a)에는 각각 가스켓(120)을 보유하는 보유용 오목부(116)가 형성되어 있다. 보유용 오목부(116)에는, 도시하지 않지만, 가스켓(120)을 찌그러뜨리기 위해서 가스켓(120)보다도 경도를 충분히 높게 하는 경화 처리한 원고리 형상의 돌기를 형성해도 좋다.

보디(113)의 길이 방향의 양단부에는, 상면(113a)으로부터 저면(113b)을 향해서, 체결 볼트BT를 삽통하기 위한 관통구멍(114)이 각각 형성되어 있다.

도6a∼도6c는, 가스켓(120)의 사시도, 평면도 및 단면도이다.

가스켓은, 스테인레스 합금등의 보디(113)와 같은 재료로 형성할 수 있지만, 보디(113)보다도 경도가 충분히 낮아지도록 열처리할 필요가 있다. 금속재료이외에도, 수지제의 가스켓을 사용하는 것도 가능하다.

도7a 및 도7b는, 체결 볼트BT의 사시도 및 머리 부분의 평면도다. 체결 볼트BT는, 보디(113)와 이음매 블록(20)과를 연결함과 아울러, 가스켓(120)을 찌그러뜨리는 힘을 한개로 짊어지기 위해서, 다른 장소에 사용되는 체결 볼트BT2(예를 들면, M4)보다 직경이 큰 것(예를 들면, M5)이 사용되지만, 모든 체결 볼트를 공통의 사이즈로 하는 것도 가능하다.

여기서, 본 발명의 레일 부재(50)의 역할 및 정렬 기구에 대해서 설명한다.

상기 실시예에서는, 정렬 기구는, 레일 부재(50)의 가이드부(55)의 2개의 받침면(55f)과, 이음매 블록(20)의 걸어맞춤부(22)의 2개의 걸어맞춤면(22f)을 구비한다.

도8a는, 레일 부재(50)상이 아니고, 기준면BS상에 2개의 이음매 블록(20, 20)을 두고, 가스켓(120)을 소정 개소에 배치하고, 이 위에 유체기기로서의 개폐 밸브(110A)의 보디(113)를 둔 상태를 나타내고 있다.

이 상태에 있어서는, 가스켓(120)이 눌러지지 않고 있으므로, 보디(113)의 저면(113b)과 2개의 이음매 블록(20)의 상면(20a)과의 사이에는, 거의 일정한 간극GP가 형성된다.

다음에, 도8b에 도시한 바와 같이, 상류측 및 하류측 이음매 블록(20, 20)의 나사 구멍(25a, 25a)에 보디(113)의 관통구멍(114)을 통해서 체결 볼트BT를 비틀어 박고, 조여가면, 상류측 및 하류측 이음매 블록(20, 20)에는, 나사 구멍(25a, 25a)에 화살표F1A, F2A로 나타내는 방향의 인상력이 작용함과 아울러, 가스켓(120, 120)으로부터는 화살표F1B， F2B로 나타내는 하향의 힘이 작용한다. 따라서, 상류측 이음매 블록(20)의 상류측 단부는 기준면BS에 대하여 D1방향으로 부상하고, 하류측 이음매 블록(20)의 하류측 단부도 기준면BS에 대하여 D2방향으로 부상한다.

가스켓은, 체결 볼트BT의 조임력에 의해 눌러지므로, 가스켓(120)으로부터 벗어난 위치의 간극GP2는, 도8a의 간극GP보다도 작아지지만, 가스켓(120)의 근방의 간극GP1보다도 작아진다. 이 때문에, 서로 연결된 상류측 및 하류측 이음매 블록(20, 20)과 보디(113)에는, 상류측 이음매 블록(20)과 하류측 이음매 블록(20)을 서로 역방향으로 경사시키는 굽힘력이 작용한다.

도8c에 도시한 바와 같이, 레일 부재(50)의 가이드부(55)에 상류측 및 하류측 이음매 블록(20, 20)의 걸어맞춤부(22, 22)를 삽입하고, 도8b와 마찬가지로 체결 볼트BT를 조이면, 상류측 및 하류측 이음매 블록(20, 20)은, 상기한 굽힘력에 저항하는 레일 부재(50)의 가이드부(55)의 받침면(55f)으로부터 화살표F1C, F2C로 나타내는 하향의 방향의 반력을 받고, 상류측 및 하류측 이음매 블록(20, 20)이 경사지는 일이 없다. 체결 볼트BT를 소요의 축력이 되도록, 조이면, 보디(113)의 저면(113b)과 2개의 이음매 블록(20)의 상면(20a)과의 간극GP3는 제로 또는 거의 제로가 되어, 보디(113)의 저면(113b)과 2개의 이음매 블록(20)의 상면(20a)은 실질적으로 접촉한다.

여기서, 상기한 것 같이, 레일 부재(50)의 가이드부(55)와 상류측 및 하류측 이음매 블록(20, 20)의 걸어맞춤부(22, 22)와의 사이에 약간의 반동이 존재하면, 체결 볼트BT를 조이지 않고 있는 상태에서는, 예를 들면, 도9a에 도시한 바와 같이, 걸어맞춤부(22)의 가상 중앙평면CP2가 레일 부재(50)의 가이드부(55)의 가상 중앙평면CP에 대하여 좌측방향L로 위치 어긋나고, 혹은, 도9b에 도시한 바와 같이, 우측방향R로 위치 어긋날 가능성이 있다.

예를 들면, 도9a나 도9b와 같은 횡방향(길이 방향에 직교하는 방향)의 위치 어긋남이 있으면, 레일 부재(50)상에서 복수의 유체기기(110A∼110E)가 구불구불하거나, 혹은, 좌우의 한쪽측으로 기울 가능성이 있어, 가스켓(120)의 씰 성능이 저하할 가능성이 있다.

본 실시예에서는, 상기한 것 같이, 가이드부(55)와 걸어맞춤부(22)와의 사이에 정렬 기구를 설치하고 있다. 정렬 기구는, 서로 연결된 상류측 및 하류측 이음매 블록(20, 20)과 보디(113)에 체결 볼트BT의 조임력에 의해 발생하는 굽힘력에 저항하는 반력의 일부를 이용하고, 가이드부(50)의 길이 방향에 직교하는 횡방향의 상류측 및 하류측 이음매 블록(20, 20)의 위치를 가이드부(50)의 중앙위치에 정렬시키도록 작용한다. 이에 따라, 조립중에, 상기한 횡 어긋남은 자동수정된다(당초 위치로부터 정규위치에 자동적으로 이행한다).

구체적으로는, 도10에 도시한 바와 같이, 굽힘력에 의해 이음매 블록(20)에 인상력F가 작용했다고 하면, 가이드부(55)의 2개의 받침면(55f)은, 걸어맞춤부(22)의 2개의 걸어맞춤면(22f)에 대하여 반력R1, R2를 작용시킨다. 가이드부(55) 및 걸어맞춤부(22)는, 가상 중앙평면CP, CP2에 관해서 대칭으로 형성되어 있으므로, 반력R1, R2는 같은 크기가 된다. 그리고, 반력R1, R2의 수평방향분력R1x, R2x는, 서로 역방향으로 같은 크기이므로, 이 분력R1x, R2x는, 걸어맞춤부(22)의 가상 중앙평면CP2가, 가이드부(55)의 가상 중앙평면CP에 일치시키도록 작용한다.

또한, 반력R1, R2의 수직방향분력R1y, R2y는 서로 같은 크기이며, 인상력F에 저항하고, 이음매 블록(20)을 레일 부재(50)상에 구속하도록(레일 부재가 지지 부재로서 기능하고, 이음매 블록(20)을 정규위치에서 고정적으로 지지하도록) 작용한다.

이렇게, 본 실시예에 의하면, 이음매 블록(20)을 레일 부재(50)의 가이드부(55)에 삽입하고, 유체기기의 보디(113)와 이음매 블록(20)을 체결 볼트BT로 연결해 가면, 이음매 블록(20)은 가이드부(55)의 중앙위치에 자동적으로 정렬하므로, 조립 작업이 각별히 용이해지고, 조립의 자동화도 더욱 용이해진다.

상기 실시예에서는, 걸어맞춤부(22)의 걸어맞춤면(22f) 및 가이드부(55)의 받침면(55f)을 경사면만으로 형성했지만, 도11a에 도시한 바와 같이, 걸어맞춤부(22_1), 가이드부(55_1)를 경사면과 수직면으로 구성할 수도 있다. 또한, 도11b, 도11c에 도시한 바와 같이, 걸어맞춤부(22_2, 22_3), 가이드부(55_2, 55_3)에 만곡면을 사용해도 좋다. 더욱, 도12a, 12b에 도시한 바와 같이, 걸어맞춤부(22_4, 22_5)를 오목형, 가이드부(55_4, 55_5)를 볼록형으로 하여도 좋다.

상기 실시예에서는, 이음매 블록(20)과 보디(113)를 1개의 체결 볼트BT로 연결하는 경우에 대해서 설명했지만, 유로구(24a)에 대하여 나사 구멍이 수평유로(23c)측에 존재하면, 복수의 체결 볼트BT를 사용하는 것도 가능하다.

상기 실시예에서는 사용하지 않았지만, 이음매 블록(20)과 보디(113)와의 사이에 위치 결정 핀을 사용하는 것도 가능하다.

상기 실시예에서는, 수평유로(23c)를 이음매 블록(20)의 저면(20b)측으로 기울어져 있게 하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 중심부에 형성해도 좋다.

상기 실시예에서는, 지지 부재로서 일조의 가이드부(55)가 형성된 레일 부재(50)를 사용했지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 1매의 플레이트에 복수조의 가이드부(55)를 형성한 것을 지지 부재로 하여도 좋다. 이 경우, 베이스 플레이트(10)를 사용하지 않는 구성으로 할 수도 있다.

상기 실시예에서는, 이음매 블록(20)에 2개의 유로구(24a, 24b)를 형성함과 아울러, 이것들의 사이에 2개의 나사 구멍(25a, 25b)을 형성했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 유로구가 3개 있었을 경우에도 본 발명은 적용할 수 있고, 하나의 유로구(24a)가 이음매 블록(20)의 상면(20a)에 개구하고, 다른 유로구가 이음매 블록(20)의 측면(21b)에 개구하는 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다.

상기 실시예에서는, 본 발명의 제1유로 및 제2유로로서, 수직유로 및 수평유로를 예로 들었지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 제1 및 제2의 유로는 수직방향 또는 수평방향에 대하여 경사져 있어도 좋다.

1 유체제어장치
10 베이스 플레이트
20A-20E 이음매 블록
20a 상면
20b 저면
21a∼21d 측면
22 걸어맞춤부
22b 저면
22f 걸어맞춤면(정렬 기구)
23 유체유로
23a, 23b 수직유로
23c 수평유로
24a, 24b 유로구
25a, 25b 나사 구멍
26 보유 오목부
30 이음매 블록
50 레일 부재
55 가이드부
55f 받침면(정렬 기구)
11OA 개폐 밸브(2방향 밸브)(유체기기)
11OB 레귤레이터(유체기기)
11OC 프레셔 게이지(유체기기)
11OD 개폐 밸브(3방향 밸브)(유체기기)
11OE 매스플로우 콘트롤러(유체기기)
111 액추에이터 내장부
112 밸브 내장부
113 보디
113a 상면
113b 저면
114 관통구멍
300 이음매부재
310 도입관
320 연통관
330 연통관
340 공급관
400 스토퍼
BT 체결 볼트
BT2 체결 볼트
GP, GP1, GP2, GP3 간극

Claims (15)

1. 서로 대향하는 상면 및 저면, 상기 상면으로부터 상기 저면측을 향해서 연장되는 측면을 획정함과 아울러, 유체유로를 획정하고, 상기 저면측에 걸어맞춤부를 갖는 이음매 블록과,
   상기 이음매 블록의 걸어맞춤부가 걸어맞춤 가능한 길이 방향에 직선형으로 연장되는 가이드부를 갖는 지지 부재와,
   상기 이음매 블록을 통해 상기 지지 부재에 지지되는 제1 및 제2 유체기기를, 갖는 유체제어장치이며,
   상기 이음매 블록의 유체유로는, 상기 상면으로부터 저면측을 향해서 연장됨과 아울러 상기 상면에서 개구하는 유로구를 갖는 제1유로와, 상기 이음매 블록의 내부를 길이 방향에 직선형으로 연장되어서 상기 제1유로와 접속되는 제2유로를 포함하고,
   상기 가이드부는, 상기 이음매 블록의 길이 방향으로의 이동을 허용하면서 해당 이음매 블록을 상기 지지 부재상에 구속하고,
   상기 제1 및 제2 유체기기의 각각은, 유체유로를 획정하는 보디를 갖고, 해당 보디는 그의 저면측에서 개구하는 적어도 2개의 유로구를 갖고,
   상기 이음매 블록은, 상기 상면에서 개구하여 상기 저면측을 향해서 연장되는 제1 및 제2 나사 구멍을 갖고, 해당 제1 및 제2 나사 구멍에 상기 제1 및 제2 유체기기의 보디를 관통하는 제1 및 제2 체결 볼트가 각각 나사 결합하고,
   상기 체결 볼트의 조임력에 의해, 서로 맞대진 상기 이음매 블록의 유로구와 상기 보디의 하나의 유로구의 주위에 배치되는 씰 부재가, 상기 보디와 상기 이음매 블록과의 사이에서 눌러지고,
   상기 제1유로는, 상기 제2유로에 각각 접속되고, 길이 방향에 있어서 서로 이격한 위치에 형성되는 2개의 제1유로를 포함하고,
   상기 제1 및 제2 나사 구멍은, 선단부가 상기 제2유로의 상방에서 폐색하고 있음과 아울러, 평면에서 보아서, 적어도 일부가 상기 제2유로에 중합되어 있고, 또한 길이 방향에 있어서 상기 상면에서 개구하는 2개의 제1유로의 2개의 유로구의 사이에 배치되고,
   상기 제1 및 제2 유체기기의 보디는, 상기 이음매 블록에 의해서만 서로 연결되어 일체화되어 있는 것을 특징으로 하는, 유체제어장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   유체 유로를 획정하는 보디를 갖고, 해당 보디는 그의 저면측에서 개구하는 적어도 2개의 유로구를 가지는 제3 유체기기와,
   상기 길이 방향에 있어서 상기 이음매 블록에 인접하도록 배치되고, 상기 제2유체기기의 보디와 제3 유체기기의 보디를 연결하여 일체화하는 제2이음매 블록을 갖고,
   상기 제2 유체기기의 보디는, 상기 이음매 블록의 보디와 상기 제2 이음매 블록의 보디와의 사이에 걸쳐있는 것을 특징으로 하는, 유체제어장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2유로는, 상기 이음매 블록의 상면과 저면과의 사이에 있어서, 저면측으로 기울어져 있는 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 유체제어장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1유로는, 상기 이음매 블록의 상면에 대하여 수직하게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 유체제어장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 이음매 블록은, 상기 상면에 대하여 직교하는 4개의 측면을 갖고, 해당 4개의 측면 중, 인접하는 2개의 측면은 서로 직교하고,
   상기 제2유로는, 상기 4개의 측면 중, 길이 방향에 대향하는 2개의 측면의 한쪽의 측면에 수직하게 형성된 구멍으로 구성되고, 해당 구멍의 개구는, 폐색 부재로 밀봉되어 있는 것을 특징으로 하는, 유체제어장치.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 지지 부재는, 일조의 상기 가이드부를 갖고, 길이 방향에 직교하는 방향의 폭 치수는, 상기 이음매 블록의 길이 방향에 직교하는 방향의 폭과 정합하고 있는, 유체제어장치.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 이음매 블록은, 단일의 상기 체결 볼트로 상기 보디에 연결되는 것을 특징으로 하는, 유체제어장치.
   
8. 서로 대향하는 상면 및 저면, 상기 상면으로부터 상기 저면측을 향해서 연장되는 측면을 획정함과 아울러, 유체유로를 획정하고, 제1 및 제2 유체기기의 보디를 서로 연결하여 일체화하는 이음매 블록이며,
   상기 이음매 블록의 유체유로는, 길이 방향에 있어서 이격한 위치에, 상기 상면으로부터 저면측을 향해서 연장됨과 아울러 상기 상면에서 개구하는 유로구를 갖는 2개의 제1유로와, 상기 이음매 블록의 내부를 길이 방향으로 직선형으로 연장되어서 상기 2개의 제1유로와 접속되는 제2유로를 포함하고,
   상기 저면측에, 다른 부재와 걸어맞춤 가능한 걸어맞춤부를 갖고,
   제2유체기기의 보디와 제2유체기기의 보디에 각각 연결가능한 제1 및 제2 나사 구멍이 상기 상면으로부터 저면측을 향해서 형성되고, 해당 제1 및 제2 나사 구멍은, 선단부가 상기 제2유로의 상방에서 폐색하고 있음과 아울러, 평면에서 보아서, 적어도 일부가 상기 제2유로에 중합되어 있고, 또한 길이 방향에 있어서 상기 2개의 제1유로의 2개의 유로구의 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 이음매 블록.
   
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15. 반도체 제조 프로세스에 있어서 사용되는 유체의 제어에, 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 유체제어장치를 사용하는 것을 특징으로 하는, 반도체 제조 방법.
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    

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