ガス供給ユニット及びガス供給システム
【課題】 小型で安価なガス供給湯ユニット及びガス供給システムを提供すること。
【解決手段】 作用ガス搬送管路上に配設されるものであり、複数の流体制御機器２〜６，９が流路ブロック１２〜１７を介して連通して作用ガスを制御するガス供給ユニット１１Ａにおいて、複数の流体制御機器に含まれる入口開閉弁４を一側面に取り付けられる第１流路ブロック１４と、複数の流体制御機器に含まれるパージ弁９を一側面に取り付けられる第２流路ブロック１７とを有し、第１流路ブロック１４と第２流路ブロック１７を作用ガスの搬送方向に対して垂直方向に積層し、入口開閉弁４とパージ弁９を、作用ガス搬送管路上に配設されたマスフローコントローラ５とユニット１１Ａを取り付ける取付面との間に配設する。
【解決手段】 作用ガス搬送管路上に配設されるものであり、複数の流体制御機器２〜６，９が流路ブロック１２〜１７を介して連通して作用ガスを制御するガス供給ユニット１１Ａにおいて、複数の流体制御機器に含まれる入口開閉弁４を一側面に取り付けられる第１流路ブロック１４と、複数の流体制御機器に含まれるパージ弁９を一側面に取り付けられる第２流路ブロック１７とを有し、第１流路ブロック１４と第２流路ブロック１７を作用ガスの搬送方向に対して垂直方向に積層し、入口開閉弁４とパージ弁９を、作用ガス搬送管路上に配設されたマスフローコントローラ５とユニット１１Ａを取り付ける取付面との間に配設する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、供給ガスの搬送管路上に配設され、複数の流体制御機器を用いて供給ガスを制御するガス供給ユニット及びガス供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体製造工程では、ホトレジスト加工のエッチング等に腐食性ガスを使用されている。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ため、実際の半導体製造工程では、腐食ガスを必要に応じて供給するガス供給ユニットが使用されている。
【０００３】
図１５は、ガス供給ユニットの回路図の一例である。
ガス供給ユニットは、図中左端から図中右端に向かって作用ガスとパージガスが流れる。作用ガス供給源１には、レギュレータ２、圧力センサ３、入口開閉弁（特許請求の範囲の「第１流体制御機器」に相当。）４、マスフローコントローラ５、出口開閉弁６が順次接続し、出口開閉弁６の出力ポートに真空チャンバ７が接続している。一方、パージガス供給源８には、パージ弁（特許請求の範囲の「第２流体制御機器」に相当。）９が接続している。パージ弁９の出力ポートは、入口開閉弁４とマスフローコントローラ５との間に接続している。
【０００４】
図１６は、図１５に示す回路を具体化した従来のガス供給ユニット１００の側面図である。
従来のガス供給ユニット１００は、レギュレータ２が入力ブロック１０１と流路ブロック１０２の上面に上方からボルトで固定され、入力ポートが入力ブロック１０１を介して作用ガス供給源１に連通する。圧力センサ３は、流路ブロック１０２，１０３の上面に上方からボルトで固定され、入力ポートがレギュレータの出力ポートに連通する。入口開閉弁４は、流路ブロック１０３，１０４の上面に上方からボルトで固定され、入力ポートが圧力センサ３の出力ポートに連通する。パージ弁９は、流路ブロック１０４，１０５及びパージブロック１０８の上面に上方からボルトで固定され、作用ガス入力ポートが入口開閉弁４の出力ポートに連通し、パージガス入力ポートがパージブロック１０８を介してパージガス供給源８に連通する。マスフローコントローラ５は、流路ブロック１０５，１０６の上面に上方からボルトで固定され、入力ポートがパージ弁９の共通出力ポートに連通する。出口開閉弁６は、流路ブロック１０６と出力ブロック１０７の上面に上方からボルトで固定され、出力ポートが出力ブロック１０７を介して真空チャンバ７に連通する。ガス供給ユニット１００は、各機器２〜９をブロック１０１〜１０７の上面に上方からボルトで固定するため、全ての機器２〜９を配管で接続する場合と比べて、全長が短くなり、小型化できる（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
一方、マスフローコントローラ５は、流路ブロック１０５，１０６に持ち上げられ、取付面との間に隙間がある。そこで、流路ブロック１０５，１０６に交換頻度の少ない入口開閉弁４又は出口開閉弁６を横向きに取り付けて、マスフローコントローラ５と取付面との間に配設し、ガス供給ユニットの全長をさらに短くする技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１５９６４９
【特許文献２】国際公開第０２／０９３０５３号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のガス供給ユニット１００は、機器２〜９をブロック１０１〜１０７に上方から取り付けたり、マスフローコントローラ５と取付面との間に機器を配設するなどして小型化を図っているものの、近年の作用ガス供給ユニットに対する小型化の要求から見ると、未だ不十分であった。すなわち、機器２〜４と取付面との間に無駄な空間が存在し、設置スペースが大きくなっていた。また、１個の機器を２つのブロックに固定して他の機器に連結するため、ブロック数が多く、さらに機器とブロックの接続部分をシールするシール箇所も多かった。そのため、従来のガス供給ユニットは、ブロックやシール部材などの材料費やシール箇所の加工費などが嵩み、コスト高であった。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、小型で安価なガス供給ユニット及びガス供給システム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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係るガス供給ユニットは以下の構成を有する。
（１）作用ガス搬送管路上に配設されるものであり、複数の流体制御機器が流路ブロックを介して連通して作用ガスを制御するガス供給ユニットにおいて、複数の流体制御機器に含まれる第１流体制御機器を一側面に取り付けられる第１流路ブロックと、複数の流体制御機器に含まれる第２流体制御機器を一側面に取り付けられる第２流路ブロックとを有し、第１流路ブロックと第２流路ブロックを作用ガスの搬送方向に対して垂直方向に積層し、第１流体制御機器と第２流体制御機器を、作用ガス搬送管路上に配設された流体制御機器とユニットを取り付ける取付面との間に配設したものであることを特徴とする。
【００１０】
（２）請求項１に記載するガス供給ユニットにおいて、第１流路ブロックは、上側面と下側面に少なくとも１個ずつポートが開設されており、それらのポートが第１流体制御機器を介して互いに連通しており、第２流路ブロックは、上側面と、第２流体制御機器を取り付けられる側面と対向する対向側面とに少なくとも１個ずつポートが開設されており、それらのポートが第２流体制御機器を介して互いに連通していることを特徴とする。
【００１１】
（３）請求項２に記載するガス供給ユニットにおいて、第１流路ブロックは、第１流体制御機器を取り付けられる側面と対向する対向側面に少なくとも１個のポートが開設され、上側面と下側面に開設されたポートに第１流体制御機器を介して互いに連通していることを特徴とする。
【００１２】
（４）請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載するガス供給ユニットにおいて、
第１流路ブロック又は第２流路ブロックを、作用ガス搬送管路上に配設された流路ブロックに接続するバイパス配管が、流体制御機器と取付面との間に配設されていることを特徴とする。
【００１３】
また、上記目的を達成するために、本発明のガス供給システムは以下の構成を有する。
（５）請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載するガス供給ユニットの両端に取り付けられて当該ガス供給ユニットを水平に保持する一対のブラケットを有し、一対のブラケットを取付部材に固定することにより、ガス供給ユニットを集積したものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
続いて、本発明の作用効果について説明する。
本発明のガス供給ユニットは、例えば作用ガスを左右方向に供給する場合には、第１流路ブロックと第２流路ブロックを作用ガスの搬送方向に対して垂直方向、すなわち上下方向に積層することにより、第１流路ブロックの一側面に取り付けられた第１流体制御機器と、第２流路ブロックの一側面に取り付けられた第２流体制御機器が、作用ガス供給管路上に配設された流体制御機器とユニットを取り付ける取付面との間の隙間に横向きに配設される。そのため、ガス供給ユニットに搭載される複数の流体制御機器のうち、作用ガス搬送管路上に並べられる流体制御機器は、第１流体制御機器と第２流体制御機器を省いたものとなる。しかも、第１流路ブロックと第２流路ブロックは、上下方向に積層され、ユニットの全長方向に無駄な空間を作らないので、１個の流体制御機器を２個の流路ブロックに固定する場合と比べて流路ブロック間の無駄な空間が少なくなる。ここで、第１，第２流体制御機器は、第１，第２流路ブロックにそれぞれ直接取り付けられている。そのため、ガス供給ユニットは、１個の機器を２個の流路ブロックに固定する場合と比べてブロックの数やシール箇所が減少する。
よって、本発明のガス供給ユニットによれば、作用ガス搬送管路上に配設される流体制御機器の数を減らすとともに、流路ブロック間の無駄な空間を少なくするので、ユニットの全長を短くして小型化を図ることができる。また、本発明のガス供給ユニットによれば、ブロック数やシール箇所が減るため、材料費や加工費を削減し、低廉化を図ることができる。
【００１５】
第１流路ブロックと第２流路ブロックを上下に積層すると、第１流路ブロックの下側面と第２流路ブロックの上側面に開設したポートが互いに連通する。第１流路ブロックは、上側面と下側面に開設したポートが第１流体制御機器を介して連通し、第２流路ブロックは、上側面と第２流体制御機器を取り付けられる側面に対向する側面とに開設されたポートが第２流体制御機器を介して連通しているので、第２流路ブロックの側面に開口するポートに供給した流体を第２流体制御機器、第１流体制御機器を介して第１流路ブロックの上側面に開口するポートから出力して、作用ガス搬送管路上に配設される流体制御機器に供給することができる。
よって、本発明のガス供給ユニットによれば、第１，第２流路ブロックを積層するだけで、第１，第２流体制御機器で流体制御可能な流路を上下方向に簡単に形成することができる。
【００１６】
特に、第１流路ブロックが、上側面と下側面のポートに加え、第１流体制御機器を取り付けられる側面と対向する側面にポートを開設し、それらのポートを第１流体制御機器を介して相互に連通するようにされた場合には、第１流体制御機器と異なる流体制御機器や流路ブロックなどを側面に直接当接させて連結することができ、作用ガス搬送管路上に配設される流体制御機器の数や流路ブロック間の無駄な隙間を減らしてユニットの小型化を図ることができる。
【００１７】
このように、第１流路ブロックと第２流路ブロックを上下方向に積層すると、作用ガス搬送管路上に配設される流体制御機器と取付面との間の隙間が余ることがある。このような場合には、バイパス配管の一端を第１流路ブロック又は第２流路ブロックに接続し、他端を作用ガス搬送管路上に配設される流路ブロックに接続することにより、バイパス配管を作用ガス搬送管路上に配設される流体制御機器と取付面との間に配設すれば、１ライン分の占有スペースでバイパス配管を設けることができる。
【００１８】
上記ガス供給ユニットは、両端に取り付けられた一対のブラケットにより水平に保持され、そのブラケットを取付部材に固定することにより集積される。このようにしてシステム化されたガス供給システムは、小型化で低廉化なガス供給ユニットを使用するので、システム自体の小型化や低廉化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明に係るガス供給ユニット、ガス供給システム及び流路ブロックの実施形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
（第１実施形態）
本発明のガス供給ユニットの第１実施形態について説明する。図１は、ガス供給ユニット１１Ａの側面図である。
ガス供給ユニット１１Ａは、図１６に示す従来のガス供給ユニット１００との差異を明確にするために、図１５に示す回路を具体化するように構成されている。図１６と同一の構成部品には、同一符号を付している。ガス供給ユニット１１Ａは、流体制御機器としてレギュレータ２、圧力センサ３、入口開閉弁４、マスフローコントローラ５、出口開閉弁６、パージ弁９を備え、機器２〜９をブロック１２，１３，１４，１５，１６，１７に取り付けてスティック状に連結している。機器２〜９及びブロック１２〜１７は、耐熱性や剛性を鑑みて、ステンレス等の剛性を有する金属を材質としている。ガス供給ユニット１１Ａは、流路ブロック（特許請求の範囲の「第１流路ブロック」に相当。）１４と流路ブロック（「特許請求の範囲の「第２流路ブロック」に相当。）１７をガス搬送方向に対して垂直に、すなわち縦方向に積み上げている点に特徴を有する。
【００２１】
ガス供給ユニット１１Ａは、レギュレータ２が入力ブロック１２と流路ブロック１３の上面に上方からボルトで固定され、レギュレータ２の入力ポートが入力ブロック１２を介して作用ガス供給源１に連通している。流路ブロック１３は、レギュレータ２の出力ポートに接続するポートから図中右側面に開設されたポートへと作用ガスを流す流路がＬ字型に形成され、その流路から分岐した分岐流路が上面に開口している。圧力センサ３は、分岐流路に位置合わせされ、流路ブロック１３の上面に上方からボルトで固定されており、流路ブロック１３を流れる作用ガスの流体圧力を計測する。
【００２２】
流路ブロック１４は、流路ブロック１３の図中左側面から貫き通されたボルトを締結されて、流路ブロック１３に固定されている。流路ブロック１４の図中右側面には、入口開閉弁４が横向きに取り付けられている。つまり、入口開閉弁４は、マスフローコントローラ５と取付面との間に配設されている。入口開閉弁４は、エアオペレイト式の開閉制御弁であって、流路ブロック１４によってボディを構成されている。流路ブロック１４については後述する。
【００２３】
マスフローコントローラ５は、流路ブロック１４と流路ブロック１５の上面に上方からボルトで固定され、入力ポートが入口開閉弁４の共通出力ポートに連通している。出口開閉弁６は、流路ブロック１５と出力ブロック１６の上面に上方からネジで固定され、出力ポートが出力ブロック１６を介して真空チャンバ７に連通している。なお、流路ブロック１５は、マスフローコントローラ５を水平に保持するために、流路ブロック１４と同一の高さを有するが、出力ブロック１６に汎用品を用いるために、流路ブロック１６の高さに合わせて出口開閉弁６を固定する段差を設けている。
【００２４】
一方、流路ブロック１４は、流路ブロック１７に下方から貫き通したボルトを締結され、流路ブロック１７を下面に固定されている。パージ弁９は、流路ブロック１４の図中右側面に横向きに螺合されている。つまり、パージ弁９は、入口開閉弁４と縦方向に並べられてマスフローコントローラ５と取付面との間に配設されている。パージ弁９は、エアオペレイト式の開閉制御弁であって、流路ブロック１７によってボディを構成されている。流路ブロック１７には、パージ配管１８を介してパージブロック１９が接続し、パージ弁９のパージガス入力ポートをパージガス供給源８に連通させている。
【００２５】
次に、流路ブロック１４について説明する。図２は、ガス供給ユニット１１Ａで使用する流路ブロック１４の構造を示す図であって、（ａ）は入口開閉弁４を取り付けられた流路ブロック１４の要部断面図であり、（ｂ）は流路ブロック１４の左側面図であり、（ｃ）は流路ブロック１４の上側面図であり、（ｄ）は流路ブロック１４の下側面図である。
図２（ａ）に示すように、流路ブロック１４は、略立方体形状をなす。流路ブロック１４の右側面には、入口開閉弁４を螺設するための取付孔２１が円筒形状に穿設されている。流路ブロック１４は、図中左側面から取付孔２１と同軸上に第１ポート２２が開設され、ストレート状の流路を介して取付孔２１の中央に連通している。また、流路ブロック１４は、図中上側面に第２ポート２３が開設される一方、図中下側面に第３ポート２４が開設されている。第２，第３ポート２３，２４は、Ｌ字型の流路を介して取付孔２１に連通している。取付孔２１の底面には、第１ポート２２に連通する開口部の周りに弁座２５が設けられ、弁座２５を挟んで上下対称位置に第２，第３ポート２３，２４に連通する流路が開口している。流路ブロック１４の取付孔２１は、ダイアフラム弁体２６で気密に区画され、第１〜第３ポート２２，２３，２４に連通する弁室２７を形成している。
【００２６】
また、図２（ｂ）〜（ｃ）に示すように、流路ブロック１４には、第１ポート２２、第２ポート２３、第３ポート２４を挟んで対称位置に、一対のボルト孔２８，２８，２９，２９，３０，３０がそれぞれ形成されている。
【００２７】
次に、流路ブロック１７について説明する。図３は、ガス供給ユニット１１Ａで使用する流路ブロック１７の構造を示す図であって、（ａ）は流体制御機器を取り付けられた流路ブロックの要部断面図であり、（ｂ）は流路ブロックの左側面図であり、（ｃ）は流路ブロックの上側面図であり、（ｄ）は流路ブロックの下側面図である。
図３（ａ）に示すように、流路ブロック１７は、略立方体形状をなす。流路ブロック１７の右側面には、パージ弁９を螺設するための取付孔３１が円筒形状に穿設されている。流路ブロック１７は、図中左側面から取付孔３１と同軸上に第１ポート３２が開設され、ストレート状の流路を介して取付孔３１の中央に連通している。また、流路ブロック１７は、図中上側面に第２ポート３３が開設され、Ｌ字型の流路を介して取付孔３１に連通している。取付孔３１の底面には、第１ポート３２に連通する開口部の周りに弁座３５が設けられ、弁座３５の外側に第２ポート３３に連通する流路が開口している。流路ブロック１７の取付孔３１は、ダイアフラム弁体３６で気密に区画され、第１，第２ポート３２，３３に連通する弁室３７を形成している。
【００２８】
また、図３（ｂ）に示すように、流路ブロック１７の左側面には、第１ポート３２を挟んで対称位置に、一対のボルト孔３８，３８がそれぞれ形成されている。また、流路ブロック１７には、図３（ｃ），（ｄ）に示すように、第２ポート３３を挟んで左右対称位置にボルトを貫き通すための貫通孔３９，３９が形成され、さらに、下側面には、図３（ｄ）に示すように、ボルトの頭部を係止するための段差４０，４０が設けられている。
【００２９】
このような流路ブロック１４，１７は、縦方向に積層され、ボルトで固定される。流路ブロック１４，１７は、回路に応じて並べ替えることができるように、外形を同一形状にして互換性を持たせている。流路ブロック１４の第２ポート２３、第３ポート２４及び流路ブロック１７の第２ポート３３は、流路ブロック１４，１７を積層したときに同軸状に列ぶように形成されている。そのため、例えば、パージガスを供給しない回路であれば、パージブロック１９、パージ配管１８、パージ弁９を省き、流路ブロック１４に変えて流路ブロック１７を一段で使用することも可能である。なお、このような互換性を持たせるには、流路ブロック１７は、貫通孔３９の内周面に雌ネジを形成してボルトをねじ込めるようにしておくことが望ましい。
【００３０】
流路ブロック１４と流路ブロック１７は、次のようにしてガス供給ユニット１１Ａに組み付けられる。図１に示すように、流路ブロック１４は、第１ポート２２を流路ブロック１３の図中右側面に開設されたポートにガスケット（図示せず）を介して位置合わせし、流路ブロック１３の図中左側面側から右側面側に向かって貫き通したボルトを左側面のボルト孔２８，２８に締結することにより、流路ブロック１３と一体化される。流路ブロック１４は、マスフローコントローラ５に上方から貫き通したボルトを上側面のボルト孔３０，３０に締結することにより、マスフローコントローラ５と一体化される。流路ブロック１４の下側面には、流路ブロック１４の第３ポート２４と流路ブロック１７の第２ポート３３との間にガスケット（図示せず）を介在させて、流路ブロック１７の上側面が当接され、流路ブロック１７の貫通孔３９，３９に下方から貫き通したボルトを流路ブロック１４のボルト孔２９，２９に締結することにより、流路ブロック１４，１７が一体化される。流路ブロック１７は、第１ポート３２とパージ配管１８との間にガスケットを配設し、パージ配管１８の固定ブロックに貫き通したボルトを左側面のボルト孔３８，３８に締結することにより、パージ配管１８と一体化される。なお、このとき、各ボルトは、各ガスケットを均一な力で押し潰すように締結することが望ましい。各ポートの周りのシール力を均一にするためである。
【００３１】
このようなガス供給ユニット１１Ａは、ブラケット４１，４２に支持されて取付プレート１０に固定され、ガス供給システムを構成する。ブラケット４１，４２は、金属板の両端を反対側に折り曲げて、ガス供給ユニット１１Ａの下面に当接する当接部４１ａ，４２ａと、取付プレート１０に当接する当接部４１ｂ，４２ｂを設けている。ガス供給ユニット１１Ａは、ブラケット４１，４２が当接部４１ａ，４２ａに貫き通したボルトをブロック１２，１３，１６にそれぞれ締結することにより固定され、そのブラケット４１，４２の当接部４１ｂ，４２ｂにボルトを貫き通して取付プレート１０に締結することにより、取付面から持ち上げられるようにして取付プレート１０に固定される。
【００３２】
なお、このとき、パージ配管１８はブラケット４１に形成した貫通孔もしくは溝に貫き通すので、パージ配管１８をレギュレータ２と圧力センサ３の下方でストレート状に設けることができ、ガス供給ユニット１１Ａの幅方向に余分なスペースを占有しない。また、パージブロック１９がブラケット４１の外側に設けられているので、ガス供給ユニット１１Ａの増設時にパージラインを設けやすい。
【００３３】
次に、ガス供給ユニット１１Ａの作用効果について説明する。
このようなガス供給ユニット１１Ａは、作用ガスとパージガスの何れも供給しないときには、入口開閉弁４、出口開閉弁６、パージ弁９を閉弁している。
【００３４】
ガス供給ユニット１１Ａは、作用ガスを供給するときには、パージ弁９を閉弁した状態で、入口開閉弁４と出口開閉弁６を開弁する。すると、作用ガス供給源１から入力ブロック１２に供給された作用ガスが、レギュレータ２で圧力調整された後、流路ブロック１３を介して流路ブロック１４の第１ポート２２に入力する。作用ガスは、パージ弁９が閉弁しているため、第１ポート２２から弁座２５、弁室２７を介して第２ポート２３へと供給される。作用ガスは、流路ブロック１４の第２ポート２３からマスフローコントローラ５に入力すると、流量調整され、出口開閉弁６を通り出力ブロック１６を介して真空チャンバ７に出力される。
【００３５】
ガス供給ユニット１１Ａは、その後パージを行うときには、入口開閉弁４を閉弁した後、パージ弁９を開弁する。パージガス供給源８からパージブロック１９に供給されたパージガスは、パージ配管１８を介して流路ブロック１７の第１ポート３２に入力する。パージガスは、第１ポート３２から弁座３５、弁室３７を介して第２ポート３３に供給され、流路ブロック１４の第３ポート２４に入力する。パージガスは、第３ポート２４に連通する流路から弁室２７に流入すると、弁座２５の周りを二方向に分かれて流れた後、第２ポート２３に連通する流路に流れ込む。パージガスは、第２ポート２３からマスフローコントローラ５に入力し、さらに、流路ブロック１５、出口開閉弁６、出力ブロック１６を介して真空チャンバ７へ出力される。このとき、パージガスは、入口開閉弁４、流路ブロック１４、マスフローコントローラ５、流路ブロック１５、出口開閉弁６、出力ブロック１６に残留する作用ガスを流体圧で押し出し、ガス置換を行う。その後、ガス供給ユニット１１Ａは、パージ弁９を閉弁し、パージを完了する。
【００３６】
従って、本実施形態のガス供給ユニット１１Ａによれば、流路ブロック１４と流路ブロック１７を入力ブロック１２側から出力ブロック１６側へ流れる作用ガスの搬送方向に対して垂直方向、すなわち図中上下方向に積層することにより、流路ブロック１４の一側面に取り付けられた入口開閉弁４と、流路ブロック１７の一側面に取り付けられたパージ弁９が、作用ガス供給管路上に配設されたマスフローコントローラ５とユニット１１Ａを取り付ける取付面との間の隙間に横向きに配設される。そのため、ガス供給ユニット１１Ａに搭載される複数の流体制御機器２，３，４，５，６，９のうち、作用ガス搬送管路上に並べられる流体制御機器は、入口開閉弁４とパージ弁９を省いたものとなる。しかも、流路ブロック１４と流路ブロック１７は、上下方向に積層され、ユニット１１Ａの全長方向に無駄な隙間Ｓを作らないので、１個の流体制御機器を２個の流路ブロックに固定する場合と比べて、流路ブロック間の無駄な隙間Ｓが少なくなる。ここで、入口開閉弁４とパージ弁９は、流路ブロック１４，１７にそれぞれ直接取り付けられている。そのため、ガス供給ユニット１１Ａは、従来技術（図１６参照）のように入口開閉弁４やパージ弁９をそれぞれ２個の流路ブロックにわたって固定する必要がなく、ブロックの数やシール箇所が減少する。
【００３７】
上記効果について同一回路を具体化したガス供給ユニット１１Ａ，１００を比較して具体的に説明する。図４は、ガス供給ユニット１１Ａの寸法及びシール位置を示す図である。図５は、図１６に示す従来のガス供給ユニット１００の寸法及びシール位置を示す図である。上述したように、ガス供給ユニット１１Ａと従来のガス供給ユニット１００は、図１５に示す同一回路を具体化したものである。
ガス供給ユニット１１Ａは、入力ブロック１２と流路ブロック１３との間だけに全長方向の隙間Ｓがあるのに対して、従来のガス供給ユニット１００は、入力ブロック１０１と流路ブロック１０２との間、流路ブロック１０２と流路ブロック１０３の間、流路ブロック１０３と流路ブロック１０４との間の３カ所に隙間Ｓがあり、ガス供給ユニット１１Ａは、従来のガス供給ユニット１００と比べて全長方向の隙間量が少ない。また、ガス供給ユニット１１Ａは、従来のガス供給ユニット１００と比べて入口開閉弁４とパージ弁９をラインに沿って設置されておらず、入口開閉弁４とパージ弁９の設置スペースを省くことができる。これにより、従来のガス供給ユニット１００の全長が２６９ｍｍであるのに対して、ガス供給ユニット１１Ａの全長が１７８ｍｍになり、ガス供給ユニット１１Ａは従来のガス供給ユニット１００と比べて全長を３分の２程度に削減することができた。
【００３８】
なお、ガス供給ユニット１１Ａは、流路ブロック１４，１７を積層したことにより全高が２０２ｍｍとなり、全高が１４２ｍｍである従来のガス供給ユニット１００より高さ方向のスペースを必要とする。しかし、半導体製造装置等では、全長方向や幅方向のスペースを狭小化する要望が高いものの、高さ方向のスペースを小さくする要望は少なく、ガス供給ユニット１１Ａのように全高が高くなっても、殆ど問題ない。
【００３９】
また、ガス供給ユニット１１Ａは、入口開閉弁４とパージ弁９を流路ブロック１４，１７に直接取り付けたことにより、図４に示すように総ブロック数が７個であるのに対して、従来の流路ブロック１００は、入口開閉弁４と出口開閉弁９を流路ブロック１０３，１０４，１０５に固定しているため、図５に示すように総ブロック数が８個であり、ガス供給ユニット１１Ａは従来のガス供給ユニット１００と比べてブロックを１個減らすことができた。そして、ガス供給ユニット１１Ａは、図４に示すようにシール箇所Ｘが１１カ所であるのに対して、従来のガス供給ユニット１００は、図５に示すようにシール箇所Ｘが１４カ所であり、ガス供給ユニット１１Ａは、ブロック数の減少に伴って従来のガス供給ユニット１００と比べてシール箇所Ｘを３カ所減らすことができた。
【００４０】
よって、本実施形態のガス供給ユニット１１Ａによれば、作用ガス搬送管路上に配設される流体制御機器の数を減らすとともに、流路ブロック間の無駄な隙間Ｓを少なくするので、ユニット１１Ａの全長を短くして小型化を図ることができる。また、本実施形態のガス供給ユニット１１Ａによれば、ブロック数やシール箇所Ｘが減るため、材料費や加工費を削減し、低廉化を図ることができる。
【００４１】
流路ブロック１４と流路ブロック１７を上下に積層すると、流路ブロック１４の下側面に開設した第３ポート２４と流路ブロック１７の上側面に開設した第２ポート３３が互いに連通する。流路ブロック１４は、上側面に開設された第２ポート２３と下側面に開設された第３ポート２４が入口開閉弁４を介して連通し、流路ブロック１７は、上側面に開設された第２ポート３３とパージ弁９を取り付けられる右側面に対向する左側面に開設された第１ポート３２がパージ弁９を介して連通しているので、流路ブロック１７の第１ポート３２に供給したパージガスをパージ弁９、入口開閉弁４を介して流路ブロック１４の上側面に開口する第２ポート２３から出力して、作用ガス搬送管路上に配設されるマスフローコントローラ５に供給することができる。
よって、本実施形態のガス供給ユニット１１Ａによれば、流路ブロック１４，１７を積層するだけで、入口開閉弁４、パージ弁９で流体制御可能な流路を上下方向に簡単に形成することができる。
【００４２】
特に、流路ブロック１４が、上側面と下側面の第２，第３ポート２３，２４に加え、入口開閉弁４を取り付けられる右側面と対向する左側面に第１ポート２２を開設し、それらのポート２２，２３，２４を入口開閉弁４を介して相互に連通させているので、流路ブロック１３を流路ブロック１４の右側面に直接当接させて連結することができ、流路ブロック１３，１４間の無駄な隙間をなくしてユニット１１Ａの小型化を図ることができる。
【００４３】
上記ガス供給ユニット１１Ａは、両端に取り付けられた一対のブラケット４１，４２により水平に保持され、そのブラケット４１，４２を取付プレート１０にボルトで固定することにより集積される。このようにしてシステム化されたガス供給システムは、小型化で低廉化なガス供給ユニット１１Ａを使用するので、システム自体の小型化や低廉化を図ることができる。
【００４４】
（第２実施形態）
続いて、ガス供給ユニットの第２実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態のガス供給ユニットは、第１実施形態と異なる回路を備える。図６は、ガス供給ユニットの回路図である。なお、第１実施形態と同一構成部品については、図面に同一符号を付し、説明を適宜省略する。
本実施形態のガス供給ユニットは、パージラインから分岐してマスフローコントローラ５の下流側に接続するバイパスラインを備える点で第１実施形態と相違する。バイパスラインには、流速を増加させるノズル５４と、第２パージ弁９が配設されている。また、入口開閉弁４の上流側には、流量調整弁５１が設けられ、作用ガス供給源１から入力した作用ガスを微小流量で入口開閉弁４に供給している。また、第１パージ弁（特許請求の範囲の「第１流体制御機器」に相当。）５３の上流側には、逆止弁５２が設けられ、作用ガスの逆流を防止している。
【００４５】
図７は、ガス供給ユニット１１Ｂの側面図である。
本実施形態のガス供給ユニット１１Ｂは、図６に示す回路を具体化したものである。ガス供給ユニット１１Ｂは、マスフローコントローラ５と取付面との間に流路ブロック１４，５５，１７を縦方向に積層し、それも伴って形成されるマスフローコントローラ５と取付面との間の隙間を利用してバイパス配管５６を設けている。ここで、本実施形態のガス供給ユニット１１Ｂは、第１実施形態のガス供給ユニット１１Ａと同一構成を含んでいる。よって、本実施形態では、第１実施形態と相違する構成を中心に説明し、共通する構成については第１実施形態と同一符号を図面に付し、説明を適宜省略することにする。
【００４６】
ガス供給ユニット１１Ｂは、流路ブロック１４，１７の間に流路ブロック５５を配設し、３個の流路ブロックを積層している。流路ブロック１４，１７，５５は、外形が同一形状に形成され、縦方向に棒状に連結されている。
【００４７】
流路ブロック５５は、おおよそ流路ブロック１４と同一の流路構造を有する。すなわち、図中右側面に第１パージ弁５３が螺合され、第１パージ弁５３を取り付けられる右側面と対向する左側面に第１ポートが形成され、下側面に第２ポートが形成され、上側面に第３ポートが形成されている。流路ブロック５５は、図中左側面に逆止弁５２を直接取り付けられ、逆止弁５２が第１ポートに連通している。逆止弁５２には、パージ配管１８を介してパージブロック１９が連結し、パージガスが第１パージ弁５３側にのみ流れるようにされている。なお、流路ブロック５５は、第２ポートが流路ブロック１７の第２ポート３３に対応する位置に開設されており、第２ポートと第３ポートとが同軸上に形成されていない点が流路ブロック１４と異なる。
【００４８】
バイパス配管５６は、流路ブロック１７と流路ブロック５７に固定されている。流路ブロック１７は、マスフローコントローラ５の下流にバイパス配管５６を配設するために、第１実施形態と１８０度反転して配設されている。そのため、第２パージ弁９は、取付面と作用ガス搬送管路上の流量調整弁５１との間に横向きに配設され、逆止弁５２と上下に並べられている。流路ブロック１７の第２ポート３３には、ノズル５４が装填されている。また、第１ポート３２には、バイパス配管５６が連通している。バイパス配管５６は、固定ブロック５６ａに挿通されたボルトを流路ブロック１７のボルト孔３８，３８に締結することにより、流路ブロック１７と一体化されている。
【００４９】
バイパス配管５６の他端は、マスフローコントローラ５の下流側に設けられた流路ブロック５７に固定されている。バイパス配管５６は、固定ブロック５６ｂを流路ブロック５７の下端面に当接させ、流路ブロック５７に上方から貫き通されたボルトを固定ブロック５６ｂに締結することにより、流路ブロック５７と一体化されている。マスフローコントローラ５は、流路ブロック１４と流路ブロック５７の上面に載置され、上方からボルトで固定される。出口開閉弁６は、流路ブロック５７と出力ブロック５８の上面にボルトで固定される。ここで、流路ブロック５７は、マスフローコントローラ５に連通する入力ポートと、出口開閉弁６に連通する出力ポートとが、下面に開口するパージガス入力ポートに連通し、マスフローコントローラ５側から流れてくるパージガスとバイパス配管５６から流れてくるパージガスを合流させて出口開閉弁６に供給するようになっている。
【００５０】
図８は、ガス供給ユニット１１Ｂの平面図である。
このようにガス供給ユニット１１Ｂは、バイパス配管５６がマスフローコントローラ５と取付面との間に配設され、作用ガス供給ラインから幅方向にはみ出して設けられない。
【００５１】
次に、図６に示す回路を実現した従来のガス供給ユニット２００を検討する。図９は、図６に示す回路を具体化した従来のガス供給ユニット２００の側面図である。
ガス供給ユニット２００は、１個の機器を２個の流路ブロックに取り付ける構造を備える。ガス供給ユニット２００は、入力ブロック２０１、流量調整弁５１、流路ブロック２０２、パージブロック２０３、切替ブロック２０４、流路ブロック２０５、分岐ブロック２０６、流路ブロック２０７、マスフローコントローラ５、流路ブロック２０８、第２パージ弁９、流路ブロック２０９、出口開閉弁６、出力ブロック２１０により、作用ガス供給ラインを構成する。また、ガス供給ユニット２００は、逆止弁５２、パージブロック２０３、第１パージ弁５３、切替ブロック２０４、入口開閉弁４、流路ブロック２０５、分岐ブロック２０６、流路ブロック２０７により、パージガスラインを構成する。従って、従来のガス供給ユニット２００は、入口開閉弁４、逆止弁５２、第１パージ弁５３、第２パージ弁９を作用ガス搬送管路上に配設している分だけ、本実施形態のガス供給ユニット１１Ｂより全長が長くなっている。また、従来のガス供給ユニット２００は、パージブロック２０３及び切替ブロック２０４の下方及びマスフローコントローラ５の下方にある隙間Ｓを無駄にしている。
【００５２】
図１０は、図６に示す回路を具体化した従来のガス供給ユニット２００の平面図である。
ガス供給ユニット２００は、分岐ブロック２０６、上流側バイパスブロック２１１、バイパス配管２１２、下流側バイパスブロック２１３によってバイパスラインを構成する。このとき、バイパス配管２１２は、ガス供給ユニット２００の幅方向に突きだす。つまり、ガス供給ユニット２００は、作用ガス供給ラインとバイパスラインがユニットの幅方向に並列な２ラインに設けられる。そのため、従来のガス供給ユニット２００は、本実施形態のガス供給ユニット１１Ｂより幅方向の設置スペースが大きい。
【００５３】
従って、本実施形態のガス供給ユニット１１Ｂによれば、バイパス配管５６の一端を流路ブロック１７に接続し、他端を作用ガス搬送管路上に配設される流路ブロック５７に接続することにより、バイパス配管５６を作用ガス搬送管路上に配設されるマスフローコントローラ５と取付面との間に配設しているので、１ライン分の占有スペースでバイパス配管５６を設けることができる。
【００５４】
また、本実施形態のガス供給ユニット１１Ｂは、流路ブロック５５の第１パージ弁５３を取り付けた側面と対向する側面に第１ポートを設け、逆止弁５２を直接取り付けているので、作用ガス搬送管路上に配設される流体制御機器を減らすことができる。
また、流路ブロック１４，５５，１７を上下に積み重ねると、マスフローコントローラ５の下方だけでなく、流量調整弁５１の下方にも空間ができる。ガス供給ユニット１１Ｂは、流路ブロック５５，１７の両側にできる空間を利用して、流路ブロック５５，１７を挟んで反対向きに流体制御機器５２，５３，９やバイパス配管９を設けているので、ユニットの下方にできる隙間を有効活用して装置サイズを効率的に小さくすることができる。
【００５５】
（第３実施形態）
続いて、本発明のガス供給ユニットの第３実施形態について図面を参照して説明する。図１１は、ガス供給ユニットの回路図である。
本実施形態では、第１実施形態と異なる回路を備える。すなわち、入力側と出力側にフィルタ６１，６３を設けたり、手動弁６２をフィルタ６１とレギュレータ６２との間に配設したり、パージ弁９の上流側に逆止弁５２を設けている点で第１実施形態と相違している。
【００５６】
図１２は、図１１に示す回路を具体化したガス供給ユニット１１Ｃの側面図である。
ガス供給ユニット１１Ｃは、入力ブロック１２と流路ブロック６４の上面に手動弁６２が上方からボルトで固定されている。入力ブロック１２には、入力ポートにフィルタ６１が取り付けられ、フィルタで不純物を除去された作用ガスが手動弁６２に入力するようにされている。レギュレータ２は、流路ブロック６４と流路ブロック１３の上面に上方からボルトで固定され、入力ポートが手動弁６２の出力ポートに連通し、出力ポートが流路ブロック１３、流路ブロック１４を介して入口開閉弁４に連通している。また、出力ブロック１６には、フィルタ６３が内蔵され、フィルタ６３で不純物を除去したガスを真空チャンバ７に出力するようにされている。なお、流路ブロック１７は、第１ポート３２に連通するように逆止弁５２が図中左側面にボルトで固定され、逆止弁５２、パージ配管１８を介してパージブロック１９に連通している。
【００５７】
従って、本実施形態のガス供給ユニット１１Ｃによれば、作業者が操作する手動弁６２、レギュレータ２や定期的なメンテナンスを要するフィルタ６１，６３、作業者が視認する必要のある圧力センサ３など、一定の作業を要する機器については、ブロック１２，６４，１３に取り付けて作用ガス搬送管路上に配設し、作業性の低い逆止弁５２などについては、作用ガス搬送管路上に配設される機器６２，２，３，５と取付面との間に配設しているので、作業性やメンテナンス性を損なうことなくユニット１１Ｃを小型化することができる。
【００５８】
（第４実施形態）
続いて、本発明の第４実施形態について図面を参照して説明する。図１３は、ガス供給ユニット１１Ｄの側面図である。
本実施形態のガス供給ユニット１１Ｄは、流路ブロック１４に替えて流路ブロック（特許請求の範囲の「第１流路ブロック」に相当。）７３を使用する点、レギュレータ２に替えて手動弁６２を使用する点、さらに、圧力センサ３を直接流路ブロック７３に固定する点が第１実施形態と相違している。よって、ここでは、第１実施形態と相違する点について説明し、共通する点については図面に同一符号を付し、説明を適宜省略する。
【００５９】
手動弁６２は、入力ブロック７１と流路ブロック７２の上面に上方からボルトで固定されており、圧力センサ３は、流路ブロック７２と流路ブロック７３の上面に上方からボルトで固定されている。入力ブロック７１と流路ブロック７２は、同一形状をなし、入力ブロック７１は上方から作用ガスを導入するようにされている。入力ブロック７１と流路ブロック７２は、第１実施形態の入力ブロック１２や流路ブロック１３と比べて高さが低くされている。これは、圧力センサ３の出力ポートが流路ブロック７３の上面に開口するポートに直に接続するため、流路ブロック７２の図中右側面にポートを設ける必要がないからである。このように、高さの低いブロック７１，７２を使用することにより、軽量化やコストダウンを図ることができる。一方、流路ブロック７３は、２個の流体制御機器（ここでは圧力センサ３とマスフローコントローラ５）を上面に固定する関係上、流路ブロック１７と比べて全長方向の幅寸法が大きくされている。
【００６０】
図１４は、流路ブロック７３の構造を示す図であって、（ａ）は流体制御機器を取り付けられた流路ブロック７３の要部断面図であり、（ｂ）は流路ブロック７３の上側面図であり、（ｃ）は流路ブロック７３の下側面図である。
流路ブロック７３は、基本的に図２に示す流路ブロック１４と同一の流路構造を有するが、上側面に第１ポート７４と第２ポート２３が設けられている点で第１実施形態の流路ブロック１４と相違する。流路ブロック７３の上端面には、図４（ｂ）に示すように、第１ポート７４の両側にボルト孔７５，７５が形成され、圧力センサ３の下端面との間でガスケット（図示せず）を押し潰したときに均一にシールされるようになっている。
【００６１】
このようなガス供給ユニット１１Ｄは、入力ブロック７１に入力した作用ガスが、流路ブロック７２、圧力センサ３を介して流路ブロック７３の第１ポート７４に入力する。入口開閉弁４が開弁し、パージ弁９が閉弁していれば、作用ガスは、流路ブロック７３の弁座２５から弁室２７、第２ポート２３に出力され、さらに、マスフローコントローラ５、出口開閉弁６を通って真空チャンバ７に供給される。
一方、入口開閉弁４が閉弁し、パージ弁９が開弁していれば、作用ガスは流路ブロック７３の弁座２５から弁室２７に流出せず、パージガスがパージ弁９から入口開閉弁４の第３ポート２４、弁室２７、第２ポート２３を通ってマスフローコントローラ５に供給され、さらに出口開閉弁６を通って真空チャンバ７に排出される。
【００６２】
従って、本実施形態のガス供給ユニット１１Ｄによれば、ユニット１１Ｄに搭載する流体制御機器の種類に応じて積層する流路ブロック１４，１７，７３のポート開設位置を変更すれば、具体化できる回路の自由度を広げることができる。
【００６３】
尚、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、色々な応用が可能である。
【００６４】
（１）例えば、上記実施の形態では、半導体製造装置に取り付けるガス供給ユニット１１Ａ〜１１Ｄについて説明したが、ＣＶＤ装置、エッチング装置など各種産業分野にガス供給ユニット１１Ａ〜１１Ｄを使用してもよい。
【００６５】
（２）例えば、上記実施の形態では、取付プレート１０にガス供給ユニット１１Ａ〜１１Ｄを固定したが、取付部材としてレールを使用してもいい。この場合、ブラケット４１，４２をレールに係合可能な形状とし、レールに沿ってガス供給ユニット１１Ａ〜１１Ｄを移動させて所定位置で固定するようにすれば、ガス供給ユニット１１Ａ〜１１Ｄをより簡単にシステム化することができる。
【００６６】
（３）例えば、上記実施の形態では、各種流路ブロックや流体制御機器の材質を耐熱性や剛性を有する金属としたが、腐食性の高いガスを制御する場合などには、ＰＴＦＥやＰＰなどの樹脂を流路ブロックや流体制御機器の材質としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１実施形態に係り、ガス供給ユニットの側面図である。
【図２】同じく、ガス供給ユニットで使用する流路ブロックの構造を示すものであって、（ａ）は流体制御機器を取り付けられた流路ブロックの要部断面図であり、（ｂ）は流路ブロックの左側面図であり、（ｃ）は流路ブロックの上側面図であり、（ｄ）は流路ブロックの下側面図である。
【図３】同じく、ガス供給ユニットで使用する流路ブロックの構造を示す図であって、（ａ）は流体制御機器を取り付けられた流路ブロックの要部断面図であり、（ｂ）は流路ブロックの左側面図であり、（ｃ）は流路ブロックの上側面図であり、（ｄ）は流路ブロックの下側面図である。
【図４】同じく、ガス供給ユニットの寸法及びシール箇所を示す図である。
【図５】図１６に示す従来のガス供給ユニットの寸法及びシール位置を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係り、ガス供給ユニットの回路図である。
【図７】同じく、ガス供給ユニットの側面図である。
【図８】同じく、ガス供給ユニットの平面図である。
【図９】同じく、図６に示す回路を具体化した従来のガス供給ユニットの側面図である。
【図１０】同じく、図６に示す回路を具体化した従来のガス供給ユニットの平面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係り、ガス供給ユニットの回路図である。
【図１２】同じく、図１１に示す回路を具体化したガス供給ユニットの側面図である。
【図１３】本発明の第４実施形態に係り、ガス供給ユニットの側面図である。
【図１４】同じく、流路ブロックの構造を示す図であって、（ａ）は流体制御機器を取り付けられた流路ブロックの要部断面図であり、（ｂ）は流路ブロックの下側面図であり、（ｃ）は流路ブロックの上側面図である。
【図１５】ガス供給ユニットの回路図の一例である。
【図１６】図１５に示す回路を具体化した従来のガス供給ユニットの側面図である。
【符号の説明】
【００６８】
２〜６，９ 流体制御機器
４ 入口開閉弁
９ パージ弁
１１Ａ〜１１Ｄ ガス供給ユニット
１４ 第１流路ブロック
１７ 第２流路ブロック
２２ 第１ポート
２３ 第２ポート
２４ 第３ポート
３２ 第１ポート
３３ 第２ポート
５１〜５３ 流体制御機器
５３ 第１パージ弁
５６ バイパス配管
６１〜６３ 流体制御機器
７４ 第１ポート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、供給ガスの搬送管路上に配設され、複数の流体制御機器を用いて供給ガスを制御するガス供給ユニット及びガス供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体製造工程では、ホトレジスト加工のエッチング等に腐食性ガスを使用されている。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ため、実際の半導体製造工程では、腐食ガスを必要に応じて供給するガス供給ユニットが使用されている。
【０００３】
図１５は、ガス供給ユニットの回路図の一例である。
ガス供給ユニットは、図中左端から図中右端に向かって作用ガスとパージガスが流れる。作用ガス供給源１には、レギュレータ２、圧力センサ３、入口開閉弁（特許請求の範囲の「第１流体制御機器」に相当。）４、マスフローコントローラ５、出口開閉弁６が順次接続し、出口開閉弁６の出力ポートに真空チャンバ７が接続している。一方、パージガス供給源８には、パージ弁（特許請求の範囲の「第２流体制御機器」に相当。）９が接続している。パージ弁９の出力ポートは、入口開閉弁４とマスフローコントローラ５との間に接続している。
【０００４】
図１６は、図１５に示す回路を具体化した従来のガス供給ユニット１００の側面図である。
従来のガス供給ユニット１００は、レギュレータ２が入力ブロック１０１と流路ブロック１０２の上面に上方からボルトで固定され、入力ポートが入力ブロック１０１を介して作用ガス供給源１に連通する。圧力センサ３は、流路ブロック１０２，１０３の上面に上方からボルトで固定され、入力ポートがレギュレータの出力ポートに連通する。入口開閉弁４は、流路ブロック１０３，１０４の上面に上方からボルトで固定され、入力ポートが圧力センサ３の出力ポートに連通する。パージ弁９は、流路ブロック１０４，１０５及びパージブロック１０８の上面に上方からボルトで固定され、作用ガス入力ポートが入口開閉弁４の出力ポートに連通し、パージガス入力ポートがパージブロック１０８を介してパージガス供給源８に連通する。マスフローコントローラ５は、流路ブロック１０５，１０６の上面に上方からボルトで固定され、入力ポートがパージ弁９の共通出力ポートに連通する。出口開閉弁６は、流路ブロック１０６と出力ブロック１０７の上面に上方からボルトで固定され、出力ポートが出力ブロック１０７を介して真空チャンバ７に連通する。ガス供給ユニット１００は、各機器２〜９をブロック１０１〜１０７の上面に上方からボルトで固定するため、全ての機器２〜９を配管で接続する場合と比べて、全長が短くなり、小型化できる（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
一方、マスフローコントローラ５は、流路ブロック１０５，１０６に持ち上げられ、取付面との間に隙間がある。そこで、流路ブロック１０５，１０６に交換頻度の少ない入口開閉弁４又は出口開閉弁６を横向きに取り付けて、マスフローコントローラ５と取付面との間に配設し、ガス供給ユニットの全長をさらに短くする技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１５９６４９
【特許文献２】国際公開第０２／０９３０５３号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のガス供給ユニット１００は、機器２〜９をブロック１０１〜１０７に上方から取り付けたり、マスフローコントローラ５と取付面との間に機器を配設するなどして小型化を図っているものの、近年の作用ガス供給ユニットに対する小型化の要求から見ると、未だ不十分であった。すなわち、機器２〜４と取付面との間に無駄な空間が存在し、設置スペースが大きくなっていた。また、１個の機器を２つのブロックに固定して他の機器に連結するため、ブロック数が多く、さらに機器とブロックの接続部分をシールするシール箇所も多かった。そのため、従来のガス供給ユニットは、ブロックやシール部材などの材料費やシール箇所の加工費などが嵩み、コスト高であった。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、小型で安価なガス供給ユニット及びガス供給システム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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係るガス供給ユニットは以下の構成を有する。
（１）作用ガス搬送管路上に配設されるものであり、複数の流体制御機器が流路ブロックを介して連通して作用ガスを制御するガス供給ユニットにおいて、複数の流体制御機器に含まれる第１流体制御機器を一側面に取り付けられる第１流路ブロックと、複数の流体制御機器に含まれる第２流体制御機器を一側面に取り付けられる第２流路ブロックとを有し、第１流路ブロックと第２流路ブロックを作用ガスの搬送方向に対して垂直方向に積層し、第１流体制御機器と第２流体制御機器を、作用ガス搬送管路上に配設された流体制御機器とユニットを取り付ける取付面との間に配設したものであることを特徴とする。
【００１０】
（２）請求項１に記載するガス供給ユニットにおいて、第１流路ブロックは、上側面と下側面に少なくとも１個ずつポートが開設されており、それらのポートが第１流体制御機器を介して互いに連通しており、第２流路ブロックは、上側面と、第２流体制御機器を取り付けられる側面と対向する対向側面とに少なくとも１個ずつポートが開設されており、それらのポートが第２流体制御機器を介して互いに連通していることを特徴とする。
【００１１】
（３）請求項２に記載するガス供給ユニットにおいて、第１流路ブロックは、第１流体制御機器を取り付けられる側面と対向する対向側面に少なくとも１個のポートが開設され、上側面と下側面に開設されたポートに第１流体制御機器を介して互いに連通していることを特徴とする。
【００１２】
（４）請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載するガス供給ユニットにおいて、
第１流路ブロック又は第２流路ブロックを、作用ガス搬送管路上に配設された流路ブロックに接続するバイパス配管が、流体制御機器と取付面との間に配設されていることを特徴とする。
【００１３】
また、上記目的を達成するために、本発明のガス供給システムは以下の構成を有する。
（５）請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載するガス供給ユニットの両端に取り付けられて当該ガス供給ユニットを水平に保持する一対のブラケットを有し、一対のブラケットを取付部材に固定することにより、ガス供給ユニットを集積したものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
続いて、本発明の作用効果について説明する。
本発明のガス供給ユニットは、例えば作用ガスを左右方向に供給する場合には、第１流路ブロックと第２流路ブロックを作用ガスの搬送方向に対して垂直方向、すなわち上下方向に積層することにより、第１流路ブロックの一側面に取り付けられた第１流体制御機器と、第２流路ブロックの一側面に取り付けられた第２流体制御機器が、作用ガス供給管路上に配設された流体制御機器とユニットを取り付ける取付面との間の隙間に横向きに配設される。そのため、ガス供給ユニットに搭載される複数の流体制御機器のうち、作用ガス搬送管路上に並べられる流体制御機器は、第１流体制御機器と第２流体制御機器を省いたものとなる。しかも、第１流路ブロックと第２流路ブロックは、上下方向に積層され、ユニットの全長方向に無駄な空間を作らないので、１個の流体制御機器を２個の流路ブロックに固定する場合と比べて流路ブロック間の無駄な空間が少なくなる。ここで、第１，第２流体制御機器は、第１，第２流路ブロックにそれぞれ直接取り付けられている。そのため、ガス供給ユニットは、１個の機器を２個の流路ブロックに固定する場合と比べてブロックの数やシール箇所が減少する。
よって、本発明のガス供給ユニットによれば、作用ガス搬送管路上に配設される流体制御機器の数を減らすとともに、流路ブロック間の無駄な空間を少なくするので、ユニットの全長を短くして小型化を図ることができる。また、本発明のガス供給ユニットによれば、ブロック数やシール箇所が減るため、材料費や加工費を削減し、低廉化を図ることができる。
【００１５】
第１流路ブロックと第２流路ブロックを上下に積層すると、第１流路ブロックの下側面と第２流路ブロックの上側面に開設したポートが互いに連通する。第１流路ブロックは、上側面と下側面に開設したポートが第１流体制御機器を介して連通し、第２流路ブロックは、上側面と第２流体制御機器を取り付けられる側面に対向する側面とに開設されたポートが第２流体制御機器を介して連通しているので、第２流路ブロックの側面に開口するポートに供給した流体を第２流体制御機器、第１流体制御機器を介して第１流路ブロックの上側面に開口するポートから出力して、作用ガス搬送管路上に配設される流体制御機器に供給することができる。
よって、本発明のガス供給ユニットによれば、第１，第２流路ブロックを積層するだけで、第１，第２流体制御機器で流体制御可能な流路を上下方向に簡単に形成することができる。
【００１６】
特に、第１流路ブロックが、上側面と下側面のポートに加え、第１流体制御機器を取り付けられる側面と対向する側面にポートを開設し、それらのポートを第１流体制御機器を介して相互に連通するようにされた場合には、第１流体制御機器と異なる流体制御機器や流路ブロックなどを側面に直接当接させて連結することができ、作用ガス搬送管路上に配設される流体制御機器の数や流路ブロック間の無駄な隙間を減らしてユニットの小型化を図ることができる。
【００１７】
このように、第１流路ブロックと第２流路ブロックを上下方向に積層すると、作用ガス搬送管路上に配設される流体制御機器と取付面との間の隙間が余ることがある。このような場合には、バイパス配管の一端を第１流路ブロック又は第２流路ブロックに接続し、他端を作用ガス搬送管路上に配設される流路ブロックに接続することにより、バイパス配管を作用ガス搬送管路上に配設される流体制御機器と取付面との間に配設すれば、１ライン分の占有スペースでバイパス配管を設けることができる。
【００１８】
上記ガス供給ユニットは、両端に取り付けられた一対のブラケットにより水平に保持され、そのブラケットを取付部材に固定することにより集積される。このようにしてシステム化されたガス供給システムは、小型化で低廉化なガス供給ユニットを使用するので、システム自体の小型化や低廉化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明に係るガス供給ユニット、ガス供給システム及び流路ブロックの実施形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
（第１実施形態）
本発明のガス供給ユニットの第１実施形態について説明する。図１は、ガス供給ユニット１１Ａの側面図である。
ガス供給ユニット１１Ａは、図１６に示す従来のガス供給ユニット１００との差異を明確にするために、図１５に示す回路を具体化するように構成されている。図１６と同一の構成部品には、同一符号を付している。ガス供給ユニット１１Ａは、流体制御機器としてレギュレータ２、圧力センサ３、入口開閉弁４、マスフローコントローラ５、出口開閉弁６、パージ弁９を備え、機器２〜９をブロック１２，１３，１４，１５，１６，１７に取り付けてスティック状に連結している。機器２〜９及びブロック１２〜１７は、耐熱性や剛性を鑑みて、ステンレス等の剛性を有する金属を材質としている。ガス供給ユニット１１Ａは、流路ブロック（特許請求の範囲の「第１流路ブロック」に相当。）１４と流路ブロック（「特許請求の範囲の「第２流路ブロック」に相当。）１７をガス搬送方向に対して垂直に、すなわち縦方向に積み上げている点に特徴を有する。
【００２１】
ガス供給ユニット１１Ａは、レギュレータ２が入力ブロック１２と流路ブロック１３の上面に上方からボルトで固定され、レギュレータ２の入力ポートが入力ブロック１２を介して作用ガス供給源１に連通している。流路ブロック１３は、レギュレータ２の出力ポートに接続するポートから図中右側面に開設されたポートへと作用ガスを流す流路がＬ字型に形成され、その流路から分岐した分岐流路が上面に開口している。圧力センサ３は、分岐流路に位置合わせされ、流路ブロック１３の上面に上方からボルトで固定されており、流路ブロック１３を流れる作用ガスの流体圧力を計測する。
【００２２】
流路ブロック１４は、流路ブロック１３の図中左側面から貫き通されたボルトを締結されて、流路ブロック１３に固定されている。流路ブロック１４の図中右側面には、入口開閉弁４が横向きに取り付けられている。つまり、入口開閉弁４は、マスフローコントローラ５と取付面との間に配設されている。入口開閉弁４は、エアオペレイト式の開閉制御弁であって、流路ブロック１４によってボディを構成されている。流路ブロック１４については後述する。
【００２３】
マスフローコントローラ５は、流路ブロック１４と流路ブロック１５の上面に上方からボルトで固定され、入力ポートが入口開閉弁４の共通出力ポートに連通している。出口開閉弁６は、流路ブロック１５と出力ブロック１６の上面に上方からネジで固定され、出力ポートが出力ブロック１６を介して真空チャンバ７に連通している。なお、流路ブロック１５は、マスフローコントローラ５を水平に保持するために、流路ブロック１４と同一の高さを有するが、出力ブロック１６に汎用品を用いるために、流路ブロック１６の高さに合わせて出口開閉弁６を固定する段差を設けている。
【００２４】
一方、流路ブロック１４は、流路ブロック１７に下方から貫き通したボルトを締結され、流路ブロック１７を下面に固定されている。パージ弁９は、流路ブロック１４の図中右側面に横向きに螺合されている。つまり、パージ弁９は、入口開閉弁４と縦方向に並べられてマスフローコントローラ５と取付面との間に配設されている。パージ弁９は、エアオペレイト式の開閉制御弁であって、流路ブロック１７によってボディを構成されている。流路ブロック１７には、パージ配管１８を介してパージブロック１９が接続し、パージ弁９のパージガス入力ポートをパージガス供給源８に連通させている。
【００２５】
次に、流路ブロック１４について説明する。図２は、ガス供給ユニット１１Ａで使用する流路ブロック１４の構造を示す図であって、（ａ）は入口開閉弁４を取り付けられた流路ブロック１４の要部断面図であり、（ｂ）は流路ブロック１４の左側面図であり、（ｃ）は流路ブロック１４の上側面図であり、（ｄ）は流路ブロック１４の下側面図である。
図２（ａ）に示すように、流路ブロック１４は、略立方体形状をなす。流路ブロック１４の右側面には、入口開閉弁４を螺設するための取付孔２１が円筒形状に穿設されている。流路ブロック１４は、図中左側面から取付孔２１と同軸上に第１ポート２２が開設され、ストレート状の流路を介して取付孔２１の中央に連通している。また、流路ブロック１４は、図中上側面に第２ポート２３が開設される一方、図中下側面に第３ポート２４が開設されている。第２，第３ポート２３，２４は、Ｌ字型の流路を介して取付孔２１に連通している。取付孔２１の底面には、第１ポート２２に連通する開口部の周りに弁座２５が設けられ、弁座２５を挟んで上下対称位置に第２，第３ポート２３，２４に連通する流路が開口している。流路ブロック１４の取付孔２１は、ダイアフラム弁体２６で気密に区画され、第１〜第３ポート２２，２３，２４に連通する弁室２７を形成している。
【００２６】
また、図２（ｂ）〜（ｃ）に示すように、流路ブロック１４には、第１ポート２２、第２ポート２３、第３ポート２４を挟んで対称位置に、一対のボルト孔２８，２８，２９，２９，３０，３０がそれぞれ形成されている。
【００２７】
次に、流路ブロック１７について説明する。図３は、ガス供給ユニット１１Ａで使用する流路ブロック１７の構造を示す図であって、（ａ）は流体制御機器を取り付けられた流路ブロックの要部断面図であり、（ｂ）は流路ブロックの左側面図であり、（ｃ）は流路ブロックの上側面図であり、（ｄ）は流路ブロックの下側面図である。
図３（ａ）に示すように、流路ブロック１７は、略立方体形状をなす。流路ブロック１７の右側面には、パージ弁９を螺設するための取付孔３１が円筒形状に穿設されている。流路ブロック１７は、図中左側面から取付孔３１と同軸上に第１ポート３２が開設され、ストレート状の流路を介して取付孔３１の中央に連通している。また、流路ブロック１７は、図中上側面に第２ポート３３が開設され、Ｌ字型の流路を介して取付孔３１に連通している。取付孔３１の底面には、第１ポート３２に連通する開口部の周りに弁座３５が設けられ、弁座３５の外側に第２ポート３３に連通する流路が開口している。流路ブロック１７の取付孔３１は、ダイアフラム弁体３６で気密に区画され、第１，第２ポート３２，３３に連通する弁室３７を形成している。
【００２８】
また、図３（ｂ）に示すように、流路ブロック１７の左側面には、第１ポート３２を挟んで対称位置に、一対のボルト孔３８，３８がそれぞれ形成されている。また、流路ブロック１７には、図３（ｃ），（ｄ）に示すように、第２ポート３３を挟んで左右対称位置にボルトを貫き通すための貫通孔３９，３９が形成され、さらに、下側面には、図３（ｄ）に示すように、ボルトの頭部を係止するための段差４０，４０が設けられている。
【００２９】
このような流路ブロック１４，１７は、縦方向に積層され、ボルトで固定される。流路ブロック１４，１７は、回路に応じて並べ替えることができるように、外形を同一形状にして互換性を持たせている。流路ブロック１４の第２ポート２３、第３ポート２４及び流路ブロック１７の第２ポート３３は、流路ブロック１４，１７を積層したときに同軸状に列ぶように形成されている。そのため、例えば、パージガスを供給しない回路であれば、パージブロック１９、パージ配管１８、パージ弁９を省き、流路ブロック１４に変えて流路ブロック１７を一段で使用することも可能である。なお、このような互換性を持たせるには、流路ブロック１７は、貫通孔３９の内周面に雌ネジを形成してボルトをねじ込めるようにしておくことが望ましい。
【００３０】
流路ブロック１４と流路ブロック１７は、次のようにしてガス供給ユニット１１Ａに組み付けられる。図１に示すように、流路ブロック１４は、第１ポート２２を流路ブロック１３の図中右側面に開設されたポートにガスケット（図示せず）を介して位置合わせし、流路ブロック１３の図中左側面側から右側面側に向かって貫き通したボルトを左側面のボルト孔２８，２８に締結することにより、流路ブロック１３と一体化される。流路ブロック１４は、マスフローコントローラ５に上方から貫き通したボルトを上側面のボルト孔３０，３０に締結することにより、マスフローコントローラ５と一体化される。流路ブロック１４の下側面には、流路ブロック１４の第３ポート２４と流路ブロック１７の第２ポート３３との間にガスケット（図示せず）を介在させて、流路ブロック１７の上側面が当接され、流路ブロック１７の貫通孔３９，３９に下方から貫き通したボルトを流路ブロック１４のボルト孔２９，２９に締結することにより、流路ブロック１４，１７が一体化される。流路ブロック１７は、第１ポート３２とパージ配管１８との間にガスケットを配設し、パージ配管１８の固定ブロックに貫き通したボルトを左側面のボルト孔３８，３８に締結することにより、パージ配管１８と一体化される。なお、このとき、各ボルトは、各ガスケットを均一な力で押し潰すように締結することが望ましい。各ポートの周りのシール力を均一にするためである。
【００３１】
このようなガス供給ユニット１１Ａは、ブラケット４１，４２に支持されて取付プレート１０に固定され、ガス供給システムを構成する。ブラケット４１，４２は、金属板の両端を反対側に折り曲げて、ガス供給ユニット１１Ａの下面に当接する当接部４１ａ，４２ａと、取付プレート１０に当接する当接部４１ｂ，４２ｂを設けている。ガス供給ユニット１１Ａは、ブラケット４１，４２が当接部４１ａ，４２ａに貫き通したボルトをブロック１２，１３，１６にそれぞれ締結することにより固定され、そのブラケット４１，４２の当接部４１ｂ，４２ｂにボルトを貫き通して取付プレート１０に締結することにより、取付面から持ち上げられるようにして取付プレート１０に固定される。
【００３２】
なお、このとき、パージ配管１８はブラケット４１に形成した貫通孔もしくは溝に貫き通すので、パージ配管１８をレギュレータ２と圧力センサ３の下方でストレート状に設けることができ、ガス供給ユニット１１Ａの幅方向に余分なスペースを占有しない。また、パージブロック１９がブラケット４１の外側に設けられているので、ガス供給ユニット１１Ａの増設時にパージラインを設けやすい。
【００３３】
次に、ガス供給ユニット１１Ａの作用効果について説明する。
このようなガス供給ユニット１１Ａは、作用ガスとパージガスの何れも供給しないときには、入口開閉弁４、出口開閉弁６、パージ弁９を閉弁している。
【００３４】
ガス供給ユニット１１Ａは、作用ガスを供給するときには、パージ弁９を閉弁した状態で、入口開閉弁４と出口開閉弁６を開弁する。すると、作用ガス供給源１から入力ブロック１２に供給された作用ガスが、レギュレータ２で圧力調整された後、流路ブロック１３を介して流路ブロック１４の第１ポート２２に入力する。作用ガスは、パージ弁９が閉弁しているため、第１ポート２２から弁座２５、弁室２７を介して第２ポート２３へと供給される。作用ガスは、流路ブロック１４の第２ポート２３からマスフローコントローラ５に入力すると、流量調整され、出口開閉弁６を通り出力ブロック１６を介して真空チャンバ７に出力される。
【００３５】
ガス供給ユニット１１Ａは、その後パージを行うときには、入口開閉弁４を閉弁した後、パージ弁９を開弁する。パージガス供給源８からパージブロック１９に供給されたパージガスは、パージ配管１８を介して流路ブロック１７の第１ポート３２に入力する。パージガスは、第１ポート３２から弁座３５、弁室３７を介して第２ポート３３に供給され、流路ブロック１４の第３ポート２４に入力する。パージガスは、第３ポート２４に連通する流路から弁室２７に流入すると、弁座２５の周りを二方向に分かれて流れた後、第２ポート２３に連通する流路に流れ込む。パージガスは、第２ポート２３からマスフローコントローラ５に入力し、さらに、流路ブロック１５、出口開閉弁６、出力ブロック１６を介して真空チャンバ７へ出力される。このとき、パージガスは、入口開閉弁４、流路ブロック１４、マスフローコントローラ５、流路ブロック１５、出口開閉弁６、出力ブロック１６に残留する作用ガスを流体圧で押し出し、ガス置換を行う。その後、ガス供給ユニット１１Ａは、パージ弁９を閉弁し、パージを完了する。
【００３６】
従って、本実施形態のガス供給ユニット１１Ａによれば、流路ブロック１４と流路ブロック１７を入力ブロック１２側から出力ブロック１６側へ流れる作用ガスの搬送方向に対して垂直方向、すなわち図中上下方向に積層することにより、流路ブロック１４の一側面に取り付けられた入口開閉弁４と、流路ブロック１７の一側面に取り付けられたパージ弁９が、作用ガス供給管路上に配設されたマスフローコントローラ５とユニット１１Ａを取り付ける取付面との間の隙間に横向きに配設される。そのため、ガス供給ユニット１１Ａに搭載される複数の流体制御機器２，３，４，５，６，９のうち、作用ガス搬送管路上に並べられる流体制御機器は、入口開閉弁４とパージ弁９を省いたものとなる。しかも、流路ブロック１４と流路ブロック１７は、上下方向に積層され、ユニット１１Ａの全長方向に無駄な隙間Ｓを作らないので、１個の流体制御機器を２個の流路ブロックに固定する場合と比べて、流路ブロック間の無駄な隙間Ｓが少なくなる。ここで、入口開閉弁４とパージ弁９は、流路ブロック１４，１７にそれぞれ直接取り付けられている。そのため、ガス供給ユニット１１Ａは、従来技術（図１６参照）のように入口開閉弁４やパージ弁９をそれぞれ２個の流路ブロックにわたって固定する必要がなく、ブロックの数やシール箇所が減少する。
【００３７】
上記効果について同一回路を具体化したガス供給ユニット１１Ａ，１００を比較して具体的に説明する。図４は、ガス供給ユニット１１Ａの寸法及びシール位置を示す図である。図５は、図１６に示す従来のガス供給ユニット１００の寸法及びシール位置を示す図である。上述したように、ガス供給ユニット１１Ａと従来のガス供給ユニット１００は、図１５に示す同一回路を具体化したものである。
ガス供給ユニット１１Ａは、入力ブロック１２と流路ブロック１３との間だけに全長方向の隙間Ｓがあるのに対して、従来のガス供給ユニット１００は、入力ブロック１０１と流路ブロック１０２との間、流路ブロック１０２と流路ブロック１０３の間、流路ブロック１０３と流路ブロック１０４との間の３カ所に隙間Ｓがあり、ガス供給ユニット１１Ａは、従来のガス供給ユニット１００と比べて全長方向の隙間量が少ない。また、ガス供給ユニット１１Ａは、従来のガス供給ユニット１００と比べて入口開閉弁４とパージ弁９をラインに沿って設置されておらず、入口開閉弁４とパージ弁９の設置スペースを省くことができる。これにより、従来のガス供給ユニット１００の全長が２６９ｍｍであるのに対して、ガス供給ユニット１１Ａの全長が１７８ｍｍになり、ガス供給ユニット１１Ａは従来のガス供給ユニット１００と比べて全長を３分の２程度に削減することができた。
【００３８】
なお、ガス供給ユニット１１Ａは、流路ブロック１４，１７を積層したことにより全高が２０２ｍｍとなり、全高が１４２ｍｍである従来のガス供給ユニット１００より高さ方向のスペースを必要とする。しかし、半導体製造装置等では、全長方向や幅方向のスペースを狭小化する要望が高いものの、高さ方向のスペースを小さくする要望は少なく、ガス供給ユニット１１Ａのように全高が高くなっても、殆ど問題ない。
【００３９】
また、ガス供給ユニット１１Ａは、入口開閉弁４とパージ弁９を流路ブロック１４，１７に直接取り付けたことにより、図４に示すように総ブロック数が７個であるのに対して、従来の流路ブロック１００は、入口開閉弁４と出口開閉弁９を流路ブロック１０３，１０４，１０５に固定しているため、図５に示すように総ブロック数が８個であり、ガス供給ユニット１１Ａは従来のガス供給ユニット１００と比べてブロックを１個減らすことができた。そして、ガス供給ユニット１１Ａは、図４に示すようにシール箇所Ｘが１１カ所であるのに対して、従来のガス供給ユニット１００は、図５に示すようにシール箇所Ｘが１４カ所であり、ガス供給ユニット１１Ａは、ブロック数の減少に伴って従来のガス供給ユニット１００と比べてシール箇所Ｘを３カ所減らすことができた。
【００４０】
よって、本実施形態のガス供給ユニット１１Ａによれば、作用ガス搬送管路上に配設される流体制御機器の数を減らすとともに、流路ブロック間の無駄な隙間Ｓを少なくするので、ユニット１１Ａの全長を短くして小型化を図ることができる。また、本実施形態のガス供給ユニット１１Ａによれば、ブロック数やシール箇所Ｘが減るため、材料費や加工費を削減し、低廉化を図ることができる。
【００４１】
流路ブロック１４と流路ブロック１７を上下に積層すると、流路ブロック１４の下側面に開設した第３ポート２４と流路ブロック１７の上側面に開設した第２ポート３３が互いに連通する。流路ブロック１４は、上側面に開設された第２ポート２３と下側面に開設された第３ポート２４が入口開閉弁４を介して連通し、流路ブロック１７は、上側面に開設された第２ポート３３とパージ弁９を取り付けられる右側面に対向する左側面に開設された第１ポート３２がパージ弁９を介して連通しているので、流路ブロック１７の第１ポート３２に供給したパージガスをパージ弁９、入口開閉弁４を介して流路ブロック１４の上側面に開口する第２ポート２３から出力して、作用ガス搬送管路上に配設されるマスフローコントローラ５に供給することができる。
よって、本実施形態のガス供給ユニット１１Ａによれば、流路ブロック１４，１７を積層するだけで、入口開閉弁４、パージ弁９で流体制御可能な流路を上下方向に簡単に形成することができる。
【００４２】
特に、流路ブロック１４が、上側面と下側面の第２，第３ポート２３，２４に加え、入口開閉弁４を取り付けられる右側面と対向する左側面に第１ポート２２を開設し、それらのポート２２，２３，２４を入口開閉弁４を介して相互に連通させているので、流路ブロック１３を流路ブロック１４の右側面に直接当接させて連結することができ、流路ブロック１３，１４間の無駄な隙間をなくしてユニット１１Ａの小型化を図ることができる。
【００４３】
上記ガス供給ユニット１１Ａは、両端に取り付けられた一対のブラケット４１，４２により水平に保持され、そのブラケット４１，４２を取付プレート１０にボルトで固定することにより集積される。このようにしてシステム化されたガス供給システムは、小型化で低廉化なガス供給ユニット１１Ａを使用するので、システム自体の小型化や低廉化を図ることができる。
【００４４】
（第２実施形態）
続いて、ガス供給ユニットの第２実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態のガス供給ユニットは、第１実施形態と異なる回路を備える。図６は、ガス供給ユニットの回路図である。なお、第１実施形態と同一構成部品については、図面に同一符号を付し、説明を適宜省略する。
本実施形態のガス供給ユニットは、パージラインから分岐してマスフローコントローラ５の下流側に接続するバイパスラインを備える点で第１実施形態と相違する。バイパスラインには、流速を増加させるノズル５４と、第２パージ弁９が配設されている。また、入口開閉弁４の上流側には、流量調整弁５１が設けられ、作用ガス供給源１から入力した作用ガスを微小流量で入口開閉弁４に供給している。また、第１パージ弁（特許請求の範囲の「第１流体制御機器」に相当。）５３の上流側には、逆止弁５２が設けられ、作用ガスの逆流を防止している。
【００４５】
図７は、ガス供給ユニット１１Ｂの側面図である。
本実施形態のガス供給ユニット１１Ｂは、図６に示す回路を具体化したものである。ガス供給ユニット１１Ｂは、マスフローコントローラ５と取付面との間に流路ブロック１４，５５，１７を縦方向に積層し、それも伴って形成されるマスフローコントローラ５と取付面との間の隙間を利用してバイパス配管５６を設けている。ここで、本実施形態のガス供給ユニット１１Ｂは、第１実施形態のガス供給ユニット１１Ａと同一構成を含んでいる。よって、本実施形態では、第１実施形態と相違する構成を中心に説明し、共通する構成については第１実施形態と同一符号を図面に付し、説明を適宜省略することにする。
【００４６】
ガス供給ユニット１１Ｂは、流路ブロック１４，１７の間に流路ブロック５５を配設し、３個の流路ブロックを積層している。流路ブロック１４，１７，５５は、外形が同一形状に形成され、縦方向に棒状に連結されている。
【００４７】
流路ブロック５５は、おおよそ流路ブロック１４と同一の流路構造を有する。すなわち、図中右側面に第１パージ弁５３が螺合され、第１パージ弁５３を取り付けられる右側面と対向する左側面に第１ポートが形成され、下側面に第２ポートが形成され、上側面に第３ポートが形成されている。流路ブロック５５は、図中左側面に逆止弁５２を直接取り付けられ、逆止弁５２が第１ポートに連通している。逆止弁５２には、パージ配管１８を介してパージブロック１９が連結し、パージガスが第１パージ弁５３側にのみ流れるようにされている。なお、流路ブロック５５は、第２ポートが流路ブロック１７の第２ポート３３に対応する位置に開設されており、第２ポートと第３ポートとが同軸上に形成されていない点が流路ブロック１４と異なる。
【００４８】
バイパス配管５６は、流路ブロック１７と流路ブロック５７に固定されている。流路ブロック１７は、マスフローコントローラ５の下流にバイパス配管５６を配設するために、第１実施形態と１８０度反転して配設されている。そのため、第２パージ弁９は、取付面と作用ガス搬送管路上の流量調整弁５１との間に横向きに配設され、逆止弁５２と上下に並べられている。流路ブロック１７の第２ポート３３には、ノズル５４が装填されている。また、第１ポート３２には、バイパス配管５６が連通している。バイパス配管５６は、固定ブロック５６ａに挿通されたボルトを流路ブロック１７のボルト孔３８，３８に締結することにより、流路ブロック１７と一体化されている。
【００４９】
バイパス配管５６の他端は、マスフローコントローラ５の下流側に設けられた流路ブロック５７に固定されている。バイパス配管５６は、固定ブロック５６ｂを流路ブロック５７の下端面に当接させ、流路ブロック５７に上方から貫き通されたボルトを固定ブロック５６ｂに締結することにより、流路ブロック５７と一体化されている。マスフローコントローラ５は、流路ブロック１４と流路ブロック５７の上面に載置され、上方からボルトで固定される。出口開閉弁６は、流路ブロック５７と出力ブロック５８の上面にボルトで固定される。ここで、流路ブロック５７は、マスフローコントローラ５に連通する入力ポートと、出口開閉弁６に連通する出力ポートとが、下面に開口するパージガス入力ポートに連通し、マスフローコントローラ５側から流れてくるパージガスとバイパス配管５６から流れてくるパージガスを合流させて出口開閉弁６に供給するようになっている。
【００５０】
図８は、ガス供給ユニット１１Ｂの平面図である。
このようにガス供給ユニット１１Ｂは、バイパス配管５６がマスフローコントローラ５と取付面との間に配設され、作用ガス供給ラインから幅方向にはみ出して設けられない。
【００５１】
次に、図６に示す回路を実現した従来のガス供給ユニット２００を検討する。図９は、図６に示す回路を具体化した従来のガス供給ユニット２００の側面図である。
ガス供給ユニット２００は、１個の機器を２個の流路ブロックに取り付ける構造を備える。ガス供給ユニット２００は、入力ブロック２０１、流量調整弁５１、流路ブロック２０２、パージブロック２０３、切替ブロック２０４、流路ブロック２０５、分岐ブロック２０６、流路ブロック２０７、マスフローコントローラ５、流路ブロック２０８、第２パージ弁９、流路ブロック２０９、出口開閉弁６、出力ブロック２１０により、作用ガス供給ラインを構成する。また、ガス供給ユニット２００は、逆止弁５２、パージブロック２０３、第１パージ弁５３、切替ブロック２０４、入口開閉弁４、流路ブロック２０５、分岐ブロック２０６、流路ブロック２０７により、パージガスラインを構成する。従って、従来のガス供給ユニット２００は、入口開閉弁４、逆止弁５２、第１パージ弁５３、第２パージ弁９を作用ガス搬送管路上に配設している分だけ、本実施形態のガス供給ユニット１１Ｂより全長が長くなっている。また、従来のガス供給ユニット２００は、パージブロック２０３及び切替ブロック２０４の下方及びマスフローコントローラ５の下方にある隙間Ｓを無駄にしている。
【００５２】
図１０は、図６に示す回路を具体化した従来のガス供給ユニット２００の平面図である。
ガス供給ユニット２００は、分岐ブロック２０６、上流側バイパスブロック２１１、バイパス配管２１２、下流側バイパスブロック２１３によってバイパスラインを構成する。このとき、バイパス配管２１２は、ガス供給ユニット２００の幅方向に突きだす。つまり、ガス供給ユニット２００は、作用ガス供給ラインとバイパスラインがユニットの幅方向に並列な２ラインに設けられる。そのため、従来のガス供給ユニット２００は、本実施形態のガス供給ユニット１１Ｂより幅方向の設置スペースが大きい。
【００５３】
従って、本実施形態のガス供給ユニット１１Ｂによれば、バイパス配管５６の一端を流路ブロック１７に接続し、他端を作用ガス搬送管路上に配設される流路ブロック５７に接続することにより、バイパス配管５６を作用ガス搬送管路上に配設されるマスフローコントローラ５と取付面との間に配設しているので、１ライン分の占有スペースでバイパス配管５６を設けることができる。
【００５４】
また、本実施形態のガス供給ユニット１１Ｂは、流路ブロック５５の第１パージ弁５３を取り付けた側面と対向する側面に第１ポートを設け、逆止弁５２を直接取り付けているので、作用ガス搬送管路上に配設される流体制御機器を減らすことができる。
また、流路ブロック１４，５５，１７を上下に積み重ねると、マスフローコントローラ５の下方だけでなく、流量調整弁５１の下方にも空間ができる。ガス供給ユニット１１Ｂは、流路ブロック５５，１７の両側にできる空間を利用して、流路ブロック５５，１７を挟んで反対向きに流体制御機器５２，５３，９やバイパス配管９を設けているので、ユニットの下方にできる隙間を有効活用して装置サイズを効率的に小さくすることができる。
【００５５】
（第３実施形態）
続いて、本発明のガス供給ユニットの第３実施形態について図面を参照して説明する。図１１は、ガス供給ユニットの回路図である。
本実施形態では、第１実施形態と異なる回路を備える。すなわち、入力側と出力側にフィルタ６１，６３を設けたり、手動弁６２をフィルタ６１とレギュレータ６２との間に配設したり、パージ弁９の上流側に逆止弁５２を設けている点で第１実施形態と相違している。
【００５６】
図１２は、図１１に示す回路を具体化したガス供給ユニット１１Ｃの側面図である。
ガス供給ユニット１１Ｃは、入力ブロック１２と流路ブロック６４の上面に手動弁６２が上方からボルトで固定されている。入力ブロック１２には、入力ポートにフィルタ６１が取り付けられ、フィルタで不純物を除去された作用ガスが手動弁６２に入力するようにされている。レギュレータ２は、流路ブロック６４と流路ブロック１３の上面に上方からボルトで固定され、入力ポートが手動弁６２の出力ポートに連通し、出力ポートが流路ブロック１３、流路ブロック１４を介して入口開閉弁４に連通している。また、出力ブロック１６には、フィルタ６３が内蔵され、フィルタ６３で不純物を除去したガスを真空チャンバ７に出力するようにされている。なお、流路ブロック１７は、第１ポート３２に連通するように逆止弁５２が図中左側面にボルトで固定され、逆止弁５２、パージ配管１８を介してパージブロック１９に連通している。
【００５７】
従って、本実施形態のガス供給ユニット１１Ｃによれば、作業者が操作する手動弁６２、レギュレータ２や定期的なメンテナンスを要するフィルタ６１，６３、作業者が視認する必要のある圧力センサ３など、一定の作業を要する機器については、ブロック１２，６４，１３に取り付けて作用ガス搬送管路上に配設し、作業性の低い逆止弁５２などについては、作用ガス搬送管路上に配設される機器６２，２，３，５と取付面との間に配設しているので、作業性やメンテナンス性を損なうことなくユニット１１Ｃを小型化することができる。
【００５８】
（第４実施形態）
続いて、本発明の第４実施形態について図面を参照して説明する。図１３は、ガス供給ユニット１１Ｄの側面図である。
本実施形態のガス供給ユニット１１Ｄは、流路ブロック１４に替えて流路ブロック（特許請求の範囲の「第１流路ブロック」に相当。）７３を使用する点、レギュレータ２に替えて手動弁６２を使用する点、さらに、圧力センサ３を直接流路ブロック７３に固定する点が第１実施形態と相違している。よって、ここでは、第１実施形態と相違する点について説明し、共通する点については図面に同一符号を付し、説明を適宜省略する。
【００５９】
手動弁６２は、入力ブロック７１と流路ブロック７２の上面に上方からボルトで固定されており、圧力センサ３は、流路ブロック７２と流路ブロック７３の上面に上方からボルトで固定されている。入力ブロック７１と流路ブロック７２は、同一形状をなし、入力ブロック７１は上方から作用ガスを導入するようにされている。入力ブロック７１と流路ブロック７２は、第１実施形態の入力ブロック１２や流路ブロック１３と比べて高さが低くされている。これは、圧力センサ３の出力ポートが流路ブロック７３の上面に開口するポートに直に接続するため、流路ブロック７２の図中右側面にポートを設ける必要がないからである。このように、高さの低いブロック７１，７２を使用することにより、軽量化やコストダウンを図ることができる。一方、流路ブロック７３は、２個の流体制御機器（ここでは圧力センサ３とマスフローコントローラ５）を上面に固定する関係上、流路ブロック１７と比べて全長方向の幅寸法が大きくされている。
【００６０】
図１４は、流路ブロック７３の構造を示す図であって、（ａ）は流体制御機器を取り付けられた流路ブロック７３の要部断面図であり、（ｂ）は流路ブロック７３の上側面図であり、（ｃ）は流路ブロック７３の下側面図である。
流路ブロック７３は、基本的に図２に示す流路ブロック１４と同一の流路構造を有するが、上側面に第１ポート７４と第２ポート２３が設けられている点で第１実施形態の流路ブロック１４と相違する。流路ブロック７３の上端面には、図４（ｂ）に示すように、第１ポート７４の両側にボルト孔７５，７５が形成され、圧力センサ３の下端面との間でガスケット（図示せず）を押し潰したときに均一にシールされるようになっている。
【００６１】
このようなガス供給ユニット１１Ｄは、入力ブロック７１に入力した作用ガスが、流路ブロック７２、圧力センサ３を介して流路ブロック７３の第１ポート７４に入力する。入口開閉弁４が開弁し、パージ弁９が閉弁していれば、作用ガスは、流路ブロック７３の弁座２５から弁室２７、第２ポート２３に出力され、さらに、マスフローコントローラ５、出口開閉弁６を通って真空チャンバ７に供給される。
一方、入口開閉弁４が閉弁し、パージ弁９が開弁していれば、作用ガスは流路ブロック７３の弁座２５から弁室２７に流出せず、パージガスがパージ弁９から入口開閉弁４の第３ポート２４、弁室２７、第２ポート２３を通ってマスフローコントローラ５に供給され、さらに出口開閉弁６を通って真空チャンバ７に排出される。
【００６２】
従って、本実施形態のガス供給ユニット１１Ｄによれば、ユニット１１Ｄに搭載する流体制御機器の種類に応じて積層する流路ブロック１４，１７，７３のポート開設位置を変更すれば、具体化できる回路の自由度を広げることができる。
【００６３】
尚、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、色々な応用が可能である。
【００６４】
（１）例えば、上記実施の形態では、半導体製造装置に取り付けるガス供給ユニット１１Ａ〜１１Ｄについて説明したが、ＣＶＤ装置、エッチング装置など各種産業分野にガス供給ユニット１１Ａ〜１１Ｄを使用してもよい。
【００６５】
（２）例えば、上記実施の形態では、取付プレート１０にガス供給ユニット１１Ａ〜１１Ｄを固定したが、取付部材としてレールを使用してもいい。この場合、ブラケット４１，４２をレールに係合可能な形状とし、レールに沿ってガス供給ユニット１１Ａ〜１１Ｄを移動させて所定位置で固定するようにすれば、ガス供給ユニット１１Ａ〜１１Ｄをより簡単にシステム化することができる。
【００６６】
（３）例えば、上記実施の形態では、各種流路ブロックや流体制御機器の材質を耐熱性や剛性を有する金属としたが、腐食性の高いガスを制御する場合などには、ＰＴＦＥやＰＰなどの樹脂を流路ブロックや流体制御機器の材質としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１実施形態に係り、ガス供給ユニットの側面図である。
【図２】同じく、ガス供給ユニットで使用する流路ブロックの構造を示すものであって、（ａ）は流体制御機器を取り付けられた流路ブロックの要部断面図であり、（ｂ）は流路ブロックの左側面図であり、（ｃ）は流路ブロックの上側面図であり、（ｄ）は流路ブロックの下側面図である。
【図３】同じく、ガス供給ユニットで使用する流路ブロックの構造を示す図であって、（ａ）は流体制御機器を取り付けられた流路ブロックの要部断面図であり、（ｂ）は流路ブロックの左側面図であり、（ｃ）は流路ブロックの上側面図であり、（ｄ）は流路ブロックの下側面図である。
【図４】同じく、ガス供給ユニットの寸法及びシール箇所を示す図である。
【図５】図１６に示す従来のガス供給ユニットの寸法及びシール位置を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係り、ガス供給ユニットの回路図である。
【図７】同じく、ガス供給ユニットの側面図である。
【図８】同じく、ガス供給ユニットの平面図である。
【図９】同じく、図６に示す回路を具体化した従来のガス供給ユニットの側面図である。
【図１０】同じく、図６に示す回路を具体化した従来のガス供給ユニットの平面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係り、ガス供給ユニットの回路図である。
【図１２】同じく、図１１に示す回路を具体化したガス供給ユニットの側面図である。
【図１３】本発明の第４実施形態に係り、ガス供給ユニットの側面図である。
【図１４】同じく、流路ブロックの構造を示す図であって、（ａ）は流体制御機器を取り付けられた流路ブロックの要部断面図であり、（ｂ）は流路ブロックの下側面図であり、（ｃ）は流路ブロックの上側面図である。
【図１５】ガス供給ユニットの回路図の一例である。
【図１６】図１５に示す回路を具体化した従来のガス供給ユニットの側面図である。
【符号の説明】
【００６８】
２〜６，９ 流体制御機器
４ 入口開閉弁
９ パージ弁
１１Ａ〜１１Ｄ ガス供給ユニット
１４ 第１流路ブロック
１７ 第２流路ブロック
２２ 第１ポート
２３ 第２ポート
２４ 第３ポート
３２ 第１ポート
３３ 第２ポート
５１〜５３ 流体制御機器
５３ 第１パージ弁
５６ バイパス配管
６１〜６３ 流体制御機器
７４ 第１ポート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作用ガス搬送管路上に配設されるものであり、複数の流体制御機器が流路ブロックを介して連通して作用ガスを制御するガス供給ユニットにおいて、
前記複数の流体制御機器に含まれる第１流体制御機器を一側面に取り付けられる第１流路ブロックと、
前記複数の流体制御機器に含まれる第２流体制御機器を一側面に取り付けられる第２流路ブロックとを有し、
前記第１流路ブロックと前記第２流路ブロックを前記作用ガスの搬送方向に対して垂直方向に積層し、前記第１流体制御機器と前記第２流体制御機器を、前記作用ガス搬送管路上に配設された流体制御機器とユニットを取り付ける取付面との間に配設したものであることを特徴とするガス供給ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載するガス供給ユニットにおいて、
前記第１流路ブロックは、上側面と下側面に少なくとも１個ずつポートが開設されており、それらのポートが前記第１流体制御機器を介して互いに連通しており、
前記第２流路ブロックは、上側面と、前記第２流体制御機器を取り付けられる側面と対向する対向側面とに少なくとも１個ずつポートが開設されており、それらのポートが前記第２流体制御機器を介して互いに連通していることを特徴とするガス供給ユニット。
【請求項３】
請求項２に記載するガス供給ユニットにおいて、
前記第１流路ブロックは、前記第１流体制御機器を取り付けられる側面と対向する対向側面に少なくとも１個のポートが開設され、前記上側面と前記下側面に開設されたポートに前記第１流体制御機器を介して互いに連通していることを特徴とするガス供給ユニット。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載するガス供給ユニットにおいて、
前記第１流路ブロック又は前記第２流路ブロックを、前記作用ガス搬送管路上に配設された流路ブロックに接続するバイパス配管が、前記流体制御機器と前記取付面との間に配設されていることを特徴とするガス供給ユニット。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載するガス供給ユニットの両端に取り付けられて当該ガス供給ユニットを水平に保持する一対のブラケットを有し、前記一対のブラケットを取付部材に固定することにより、前記ガス供給ユニットを集積したものであることを特徴とするガス供給システム。
【請求項１】
作用ガス搬送管路上に配設されるものであり、複数の流体制御機器が流路ブロックを介して連通して作用ガスを制御するガス供給ユニットにおいて、
前記複数の流体制御機器に含まれる第１流体制御機器を一側面に取り付けられる第１流路ブロックと、
前記複数の流体制御機器に含まれる第２流体制御機器を一側面に取り付けられる第２流路ブロックとを有し、
前記第１流路ブロックと前記第２流路ブロックを前記作用ガスの搬送方向に対して垂直方向に積層し、前記第１流体制御機器と前記第２流体制御機器を、前記作用ガス搬送管路上に配設された流体制御機器とユニットを取り付ける取付面との間に配設したものであることを特徴とするガス供給ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載するガス供給ユニットにおいて、
前記第１流路ブロックは、上側面と下側面に少なくとも１個ずつポートが開設されており、それらのポートが前記第１流体制御機器を介して互いに連通しており、
前記第２流路ブロックは、上側面と、前記第２流体制御機器を取り付けられる側面と対向する対向側面とに少なくとも１個ずつポートが開設されており、それらのポートが前記第２流体制御機器を介して互いに連通していることを特徴とするガス供給ユニット。
【請求項３】
請求項２に記載するガス供給ユニットにおいて、
前記第１流路ブロックは、前記第１流体制御機器を取り付けられる側面と対向する対向側面に少なくとも１個のポートが開設され、前記上側面と前記下側面に開設されたポートに前記第１流体制御機器を介して互いに連通していることを特徴とするガス供給ユニット。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載するガス供給ユニットにおいて、
前記第１流路ブロック又は前記第２流路ブロックを、前記作用ガス搬送管路上に配設された流路ブロックに接続するバイパス配管が、前記流体制御機器と前記取付面との間に配設されていることを特徴とするガス供給ユニット。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載するガス供給ユニットの両端に取り付けられて当該ガス供給ユニットを水平に保持する一対のブラケットを有し、前記一対のブラケットを取付部材に固定することにより、前記ガス供給ユニットを集積したものであることを特徴とするガス供給システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００６−２３４１１０（Ｐ２００６−２３４１１０Ａ）
【公開日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５１５４４（Ｐ２００５−５１５４４）
【出願日】平成１７年２月２５日（２００５．２．２５）
【出願人】（０００１０６７６０）シーケーディ株式会社 (627)
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月２５日（２００５．２．２５）
【出願人】（０００１０６７６０）シーケーディ株式会社 (627)
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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