组合式气体分配盘装置的制作方法

专利名称：组合式气体分配盘装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种组合式气体分配盘装置，用于半导体制造过程等。
背景技术：
所谓组合式气体分配盘装置是用来将用于半导体装置制造等的多种气体分别予以控 制流量并最终加以混合，以供给到成膜腔室的装置，是通过将由在此以前的配管构造所 构成的气体供给控制线路加以縮小所开发而成。具体而言，如专利文献l中揭示的一个实 例，是将阀或质量流量控制器等气体控制设备安装到大致呈面板状的分配盘体而构成的 装置。在分配盘体内部形成有，例如
多个分支流路，安装有该气体控制设备；及主要流路，连接该多个分支流路，使得流经该多个分支流路的各气体汇流。 近年来，技术人员对这样的组合式气体分配盘装置施加了各种改良，例如，己知的
组合式气体分配盘装置等，适当连接设置多种类块状体以组合成该分配盘体，从而使得
其可以采取对应于所使用的气体种类的数量等的柔性流路构成。专利文献1日本特开平10-169881公报

发明内容
发明所欲解决的课题
在已知的此类装置中，分支流路并列配置于主要流路的一侧，各分支流路与主要流 路的汇流部位是按照分支流路的排列顺序，从主要流路的上游朝向下游大致呈等间隔配 置的。
然而，通过这样的构成，例如，如果分支流路增加很多，需要延长主要流路的相应 部分的长度从而导致气体抵达最终出口的抵达时间变长，这样会对液压回路系统的反应 性造成不良影响。明显受此影响的是来自位于主要流路上游侧的分支流路的气体或流量 小的气体。而这样的结果会导致难以实现对如要求具有短时间内的高速反应性的过程进 行充分的处理。且反应性的不佳也会导致气体浓度容易发生不稳定的问题。
4特别是在半导体步骤中，通过制造步骤的高速气体处理所造成的处理时间的縮短(至 启动稳定为止的排气时间/结束时清洗时间的縮短等)已经成为一个重要因素，如此的 反应性劣化所造成的问题是不令人满意的。
并且，例如在半导体的制造过程中，通常要求最终所供给的多种气体是处于充分混 合的状态。这是由于供给气体的混合状态中如果存在不均匀的话，就会导致装置的质量 劣化，针对这点，现有技术中均设法将组合式气体分配盘装置之后的配管长度加以延长， 以促进混合，或者进一步在该后段设置气体混合器。
然而，通过这样的构造，虽然可以进行充分的混合，但会使配管容量增加，从而在 一定程度上会导致对反应性的不良影响，与上述相同，这会导致难以实现对例如要求具 有短时间内的高速反应性的过程进行充分的处理。而且，反应性不佳也会在相当程度上 对气体浓度的启动稳定性等造成影响。并且，来自一部分分支流路的气体流量小时，由 于该气体抵达时间长，反应性不佳，且容易因流经主要流路的气体压力变动等原因，导 致该小流量气体的汇流量变动，最终有时会造成气体浓度的不稳定化更加明显。
并且，在已知的此种装置中，分支流路并列配置于主要流路的一侧，各分支流路与 主要流路的汇流部位是按照分支流路的排列顺序，从主要流路的上游朝下游大致呈等间 隔配置，因此会发生各分支流路中，在主要流路的上游侧汇流的分支流路与在下游侧汇 流的分支流路的气体抵达最终出口的抵达时间不同的问题。此时，来自位于最上游侧的 分支流路的气体抵达时间长，该气体抵达时间会对该液压回路系统的反应性造成决定性 的影响。
而且，无法保证来自各分支流路的气体抵达时间的同时性，因此在启动状态中气体 浓度分布容易发生不稳定。
而且，如果分支流路增加许多，需要延长主要流路的相应部分的长度，这也会对液 压回路系统的反应性造成不良影响。
换句话说，根据已知的构造，会导致难以实现对如要求具有短时间内的高速反应性 的过程进行充分的处理，并且容易发生气体浓度不稳定等问题。
为解决这些问题，本发明的主要目的在于提供一种组合式气体分配盘装置，其可以 获得非常优异的反应性，还可以实现气体浓度的稳定化，并且可以维持现有的分配盘的 原有形状，而不会导致构造的复杂化或庞大化，或甚至可使其精简化。 解决课题的手段
根据本发明的第l个方面，提供一种组合式气体分配盘装置，包含
多个分支流路，途中设有阀或质量流量控制器等气体控制设备，可控制流经内部的气体；主要流路，来自多个分支流路的气体流入其中并汇流；及歧管型分配盘体，通过组装多个块状体，在其内部形成有分支流路及主要流路； 该组合式气体分配盘装置的特征在于，分配盘体包含 用于主要流路的块状体，形成该主要流路；及用于分支流路的块状体，分别配置成以该用于主要流路的块状体为中心而沿左右两 侧彼此面对，形成该分支流路。通过这样的构造，可以通过将已知的仅仅配置于主要流路的一侧的分支流路配置于 主要流路的左右，从而可以縮短主要流路的长度。而这样的结果可以缩短气体抵达最终 出口的抵达时间，从而可以提升反应性。这样还有助于气体浓度的稳定化。并且可以将 形成各流路的块状体配置在同一平面上，从而构成与已知技术相同的分配盘体，因此可 以顺利地取代已知装置。在縮短主要流路的较优实施方式中，可以有以下方式夹着该主要流路且彼此面对 的一个分支流路及另一个分支流路的与该主要流路相对的各汇流部位沿着该主要流路的 延伸方向大致设定于同一位置。所谓沿着主要流路的延伸方向大致同一位置是指除了汇 流部位完全一致外，还包含主要流路的相互彼此面对的管侧壁部位或垂直的管侧壁部位 等。为更提升反应性、气体浓度稳定性，可以在该用于主要流路的块状体内形成连通其 内部的主要流路的插入孔；且在内部具有该分支流路出口部分的用于分支流路的块状体内设置使该分支流路朝外 侧突出的突出配管；在该突出配管插入该插入孔，以组装该用于主要流路的块状体与用于分支流路的块 状体的状态下，该突出配管的前端比该主要流路的内侧面更朝向内侧突出。而且，根据本发明的第5个方面，提供了一种组合式气体分配盘装置，包含 多个分支流路，途中设有阀或质量流量控制器等气体控制设备，并可控制流经内部 的气体；主要流路，来自多个分支流路的气体流入其中；及分配盘体，通过组装多个块状体，在其内部形成该分支流路及主要流路； 该组合式气体分配盘装置的特征在于-该块状体中，在内部具有该主要流路的用于主要流路的块状体内形成有连通其内部 的主要流路的插入孔；且在内部具有该分支流路出口部分的用于分支流路的块状体内设置有使该分支流路朝 外侧突出的突出配管；在该突出配管插入该插入孔，以组装该用于主要流路的块状体与用于分支流路的块 状体的状态下，该突出配管的前端比该主要流路的内侧面更朝向内侧突出。通过这样的构造，在分支流路与主要流路的连接部分，分支流路出口的突出配管突 出于主要流路内，使该流路口径变窄，因此通过该部分的紧缩效果将分支流路内的气体 强力吸入主要流路内，且可通过产生于突出配管后方的乱流等使该气体扩散，因此可大 幅促进流经主要流路的气体与分支流路的气体的混合。因此，与现有技术相比，可在该气体分配盘装置内进行气体充分的混合，通过縮小 或省略原本应该配置于其后段的配管长度或气体混合器的容量，与现有技术相比，可以 成为就高速反应性而言是是非常优异的。并且通过这样还可以提升启动时等的气体浓度 的稳定性。而且，即使分支流路内的气体流量小，也可以将其确实吸入主要流路，因此该流量 小的气体汇流时不易发生流量变动，就此点而言，也可以提升气体浓度的稳定性。而且，基本上可使突出配管刚好从用于分支流路的块状体突出预定长度，因此几乎 不会导致任何构造上的复杂化，在组装状态下，该突出配管隐藏于内部，因此可维持其 与现有技术在外形上几乎完全相同。为了顺利促进气体的混合，从横剖面观察时，该突出配管的前端较好地突出至该主 要流路的中央附近。而且，根据本发明的第8方面，提供一种立体组合式气体分配盘装置，其特征在于， 包含多个分支流路，途中设有阀或质量流量控制器等气体控制设备，可控制流经内部的 气体；主要流路，来自多个分支流路的气体流入其中并汇流；用于分支流路的块状体，内部形成有分支流路的、呈以底面为安装面的长条分配盘 状；及中心块状体，以形成于侧周面的固持面固持多个用于分支流路的块状体，使得这些 块状体的纵长方向相互平行；且在该中心块状体形成有主要流路，并形成有中间流路，分别从设置于该主要流路的 汇流部位，朝向安装于该中心块状体的侧周面的用于分支流路的块状体的分支流路延伸。通过这样的构造，使过去被展开为平面状的用于分支流路的块状体得以立体配置，因此变得更为精简而可以实现流路长度的縮短，可提升反应性。且由于其是立体的构造， 因此提高了各流路的配置自由度，通过调整其流路长度或汇流部位，可实现气体汇流时 间点同时性的提升，或进一步实现气体浓度稳定性的提升。更具体而言，为通过縮短主要流路以实现反应性的提升，较好地将该汇流部位设定 于主要流路的一处。特别是通常在中心块状体的端面安装有出口端口，因此若能将汇流 部位设定于例如中心块状体的端部即可縮短主要流路长度，因此可在可及的范围内实现 反应性的提升。为提升气体汇流时间点的同时性，较好地，通过各固持面构成为以中央块状体的轴 线为中心的旋转对称形，且将该汇流部位设置在该轴线上，设定各中间流路其长度相等。 此时，若沿该轴线设置该主要流路，即可在可及的范围内有助于主要流路长度的縮短。为了进一步为提升同时性，可根据气体流量使中间流路的口径或分支流路中特别是 质量流量控制器以后的流路的口径不同(气体流量愈小口径愈小)。考虑到制造的容易性，具体的实施方式中，该中心块状体较好地是呈正多角柱状的 块状体。本发明的效果特别明显，可发挥其有用性的具体的实施方式中，可通过例举将其使 用在半导体制造过程中为例。 发明的效果通过这样构成如本发明第l个方面中，可以縮短主要流路长度，因此可以提升反应性 或启动时等的气体浓度稳定性。并且可以维持与现有技术相同的平面状，因此可以顺利 地取代已知的装置。根据本发明的第5方面中，可以大幅地促进流经主要流路的气体与分支流路的气体的 混合，因此通过縮小或省略原本应该配置于其后段的配管长度或气体混合器的容量，与 现有技术相比，可以提升高速反应性，进一步可以提升启动时等的气体浓度稳定性。并 且基本上可以使得突出配管恰好从用于分支流路的块状体突出预定长度，因此几乎不会 导致任何构造上的复杂化，在组装状态下，该突出配管隐藏于内部，因此可以维持其与 现有技术在外形上的几乎完全相同。根据本发明的第8方面中，如上所述，使得用于分支流路的块状体立体配置，因此可 实现精简化或设计自由度的提升，其结果使得反应性或气体浓度稳定性也得以提升。8


图l是本发明的第l实施方式中组合式气体分配盘装置的整体立体图。 图2是该实施方式中组合式气体分配盘装置的流体回路图。 图3是从平面方向看时显示该实施方式中的连接部分的示意图。 图4是该实施方式的变形例中，从平面方向看时显示组合式气体分配盘装置连接部分 的示意图。图5是显示该变形例中组合式气体分配盘装置的主要流路的重要部位的纵剖面图。 图6是本发明的第2实施方式中组合式气体分配盘装置的整体立体图。 图7是该实施方式中组合式气体分配盘装置的流体回路图。 图8是该实施方式中组合式气体分配盘装置的重要部位部分剖面图。 图9是显示该实施方式中连接部分的分解立体图。 图10是该实施形态中组合式气体分配盘装置的重要部位部分剖面图。 图11是将本发明的第3实施方式中立体组合式气体分配盘装置内部部分断开并加以 显示的整体立体图。图12是该实施方st中立体组合式气体分配盘装置的流体回路图。图13是显示该实施方式中汇流部位的示意横端视图。图14是该实施方式的变形例中中心块状体的示意横剖面图。
具体实施方式
以下参照

本发明的多个具体实施方式
。而且，在各实施方式中，会对对应 构件标示同一符号。但如果是具有同一功能而形状相异，或与此相反的情况的构件等， 也可能标示不同的符号。第l实施方式参照图1至图5说明第1实施方式。根据本实施方式的组合式气体分配盘装置l构成半导体制造系统的一部分，其概要如 图1所示，用来将成膜用的各种气体从未图示的气体供给源分别导入，混合后再供给至半 导体成膜腔室(未图示)。在此首先参照图2说明此组合式气体分配盘装置1的流体回路构造，还包含其周边回路。主要流路R2，连接各分支流路R1的出口。各分支流路R1，它们的基端分别连接进入端口PI，通过连接该进入端口PI的外部配 管(未图示)分别将来自该气体供给源的多种类气体送入各分支流路R1。在各分支流路 R1的途中设置有阀V或质量流量控制器MFC等气体控制设备，通过它们的动作，可以分 别控制流经各分支流路R1的气体流量或朝向清洗气体的切换等。另一方面，主要流路R2如上所述是单一流路构造，上述的与各分支流路R1的连接部 分CN不集中于一处，沿该路径跳跃设置。在本实施方式中，在此组合式气体分配盘装置 l的下游，也就是主要流路R2的下游，配置有气体混合器MIX，用以搅拌混合汇流的气 体，更在此下游设置有流量比率控制器FRC，将由气体混合器MIX所混合的气体按照预 定流量比率分配，从排出端口PO朝向各成膜腔室输出。又，这样的气体混合器MIX或流 量比率控制器FRC、排出端口PO等在图l中没有显示。通过这样的构造，由各气体供给源所供给的气体，其流量分别在此组合式气体分配 盘装置1的分支流路R1中受到控制再被导入主要流路R2，随后由气体混合器MIX充分加 以混合，由流量比率控制器FRC按照预定的流量比从各排出端口PO分别输出。而且，在图2中除了主要流路R2、分支流路R1外，还记载有上述的清洗气体流路或 其入口端口PX、出口端口PY等。且以符号MFM所标示的构件是检验机，用以确认质量 流量控制器所示的流量是否正确。接下来，参照图l等一起说明该组合式气体分配盘装置l的物理性构成。此气体分配盘装置l包含分配盘体2，大致呈面板状，内部形成有主要流路R2或分支流路R1; 气体控制设备V、 MFC，安装于该分配盘体2;以及 附属配管具，是进入端口PI等。如图1所示，分配盘体2是由多个块状体在同一平面上连设而构成的面板状。该块状 体虽有多个种类，但在这里至少使用有-用于分支流路的块状体31，构成分支流路R1;及 用于主要流路的块状体32，构成主要流路R2。用于分支流路的块状体31是扁平的方形平板状，具有阀搭载用的或质量流量控制器 搭载用的等内部配管不同的若千种。分支流路R1是将多个如此的用于分支流路的块状体 31直列而形成为长条板状者，但更可将这样直列的用于分支流路的块状体31的列(以下 也称为分支流路块状体列5)横向排列成面板状，这样构成回路，如上所述使多个分支流 路R1并列配置。用于主要流路的块状体32是例如为片状长条板状，沿其纵长方向(延伸方向)在内 部延伸有主要流路R2。且上下(沿与分配盘体2的平面方向垂直的方向)堆栈在用于分 支流路的块状体31的下方而连接。此时用于主要流路的块状体32的延伸方向与该分支流 路块状体列5的延伸方向垂直。而且，根据本实施方式，以用于主要流路的块状体32为中心，左右对称分别排列有 多个(例如每侧4个等)的用于分支流路的块状体列5。这样，如图3所示的自平面方向看 时的示意图，以主要流路R2为中心，在其左右两侧对称配置有分支流路R1。且与夹着主要流路R2彼此面对的一个分支流路R1及另一个分支流路R1相对的该主 要流路R2的各连接部分(以下也称为汇流部位)CN沿该主要流路R2的延伸方向位于同 一位置，设定于主要流路R2的彼此面对的侧部。而且，该各连接部分CN沿主要流路R2 的延伸方向位于同一位置即可，如果因为零件配置等设计上的状况，需要使得一方位于 主要流路的底部另一方位于侧部等也是可以的。通过这样构成的气体分配盘装置l ，过去仅配置于主要流路的一侧的分支流路R1被 配置于主要流路R2的左右，因此可将主要流路R2中设置有各汇流部位CN的区域长度縮 短至大约是过去的一半。结果，可縮短气体抵达最终出口的抵达时间，因此可提升反应 性，同时也可以提升启动时等的气体浓度的稳定化。而且，在同一平面上配置块状体以构成与现有技术相同的分配盘体2，维持了平面形 状，因此可以顺利地取代例如已知的装置。下面将说明本实施方式的变形(以下的变形例中对与该实施方式对应的构件赋予同 一符号)。例如图4所显示的，使得左右分支流路R1以交错状连接到主要流路R2。根据这样的 构造，与彼此面对的一个分支流路及另一个分支流路相对的主要流路的各汇流部位CN沿 该主要流路R2的延伸方向位于不同的位置，与该实施方式的情形相比，主要流路R2的长 度稍微变长。然而与如现有技术中将分支流路仅仅配置于主要流路的一侧的情形相比， 还是可以大大縮短主要流路R2的长度，并可预料到能够与该实施方式发挥几乎相同的作 用效果。而且，根据这样的构造，如以下说明，在汇流部位CN中，使得分支流路R1的出口 配管311在主要流路R2内刚好突出预定长度时，该出口配管311不互相干扰而可顺利构 成。关于该汇流部位CN的构造，在此详述其一个示例。在该示例中，如图5所示，使得用于主要流路的块状体32的表面开口以形成插入孔321，使得该插入孔321连通内部的主要流路R2，另一方面，将从该分支流路R1表面突出 的圆筒状出口配管(以下也称为突出配管)311—体地(也可以分开)设置在用于分支流 路的块状体31的最下游，也就是具有分支流路R1的出口部分的用于分支流路的块状体31 (1)上。
然后，在将该突出配管311插入插入孔321以将用于主要流路的块状体32与用于分支 流路的块状体31 (1)加以组装的状态下，该突出配管311的前端比该主要流路R2的内侧 面R2a (如图5所示)更朝向内侧突出。该突出尺寸，从横剖面观察时，例如突出配管3U 的前端突出到大约主要流路R2的中央附近。
且在此组装状态下，使得0形环等密封构件6位于用于主要流路的块状体32与用于分 支流路的块状体31 (1)所彼此面对的平面间并沿推力方向紧密接触，以防止气体在此连 接部分CN发生泄漏。
通过这样的构造，在分支流路R1与主要流路R2的连接部分CN，分支流路R1出口的 突出配管311突出于主要流路R2内，使得此流路口径狭窄，因此该部分主要流路R2的气 体流速增加压力降低，可以将分支流路R1内的气体强力吸入主要流路R2内。然后在主要 流路R2中将此被吸入的气体通过产生于突出配管311后方的乱流等加以扩散，因此可将 流经该主要流路R2的气体更加均匀地混合。也就是说，与现有技术相比，可预先在分配 盘体2内部充分进行气体的混合。
因此，可将例如现有技术为进行气体的充分混合而延长设定的连接部分以后的配管 长度加以縮短，而且也可以縮小气体混合器MIX的容量或依情形省略。而且，这样縮小 的流路容量可相当程度地进一步提升该液压回路系统的反应性。
也就是说，如果将该构造适用于该实施方式，即可以同时实现主要流路R2的分支流 路汇流处的长度縮短与此以后的流路长度縮短，可以大大地促进反应性的提升与因此的 启动时等的气体浓度稳定性的提升。
而且，如上所述，即使分支流路R1内的气体流量小，也可以将其确实吸入主要流路 R2，因此就该点而言，最终也可以进一步提升混合气体的浓度稳定性。
而且，在构造上与现有技术不同的除了使得用于分支流路的块状体彼此面对设置外， 仅有从用于分支流路的块状体31突出预定长度的突出配管311的部分，因此几乎不会导致 任何构造上的复杂化，在组装状态下该突出配管311隐藏于内部，因此在该接合部分可与 现有技术在外形上兼容。
做为其它的变形例，也可以根据各气体的流量设定例如各分支流路的内径(流量愈 少内径愈小)。有技术相比可提升主要流路内的各气体汇流 时间点的同时性，因此可以不为气体流量所左右，在更短的时间内供给混合气体。
块状体除了方形外也可以是例如圆板状。只要使得其是推力密封构造且在彼此面对 处较好地具有平面部。
第2实施方式
以下参照图6 图10说明本发明的第2实施方式。
根据本实施方式的组合式气体分配盘装置l构成半导体制造系统的一部分，其概要如 图6所示，用来将成膜用的各种气体从未经图示的气体供给源分别导入，混合后再供给至 半导体的成膜腔室(未图示)。
在此首先参照图7说明该组合式气体分配盘装置1的流体回路构造，也包含其周边回路。
在该组合式气体分配盘装置l中设有-多个分支流路R1，并列设置；及 主要流路R2，连接各分支流路R1的出口。
各分支流路R1的基端分别连接有进入端口PI，自该气体供给源(未图示)将多种气 体通过连接进入端口PI的外部配管(未图示)分别送入各分支流路R1。在各分支流路R1 的途中设置有阀V或质量流量控制器MFC等气体控制设备，通过它们的动作，可以分别 控制流经各分支流路R1的气体流量或朝向清洗气体的切换等。
另一方面，主要流路R2如上所述是单一流路构造，上述的与各分支流路R1的连接部 分CN不集中于1处，沿该路径跳跃设置。在本实施方式中，在此组合式气体分配盘装置l 的下游，亦即主要流路R2的下游，配置有气体混合器MIX，用以搅拌混合汇流的气体， 进一步，在此下游设置有流量比率控制器FRC，将由气体混合器MIX所混合的气体按照 预定流量比率分配，从排出端口PO朝向各成膜腔室输出。又，这样的气体混合器MIX或 流量比率控制器FRC、排出端口PO等在图6中没有显示。
通过这样的构造，由各气体供给源所供给的气体，其流量分别在该组合式气体分配 盘装置1的分支流路R1中受到控制再被导入主要流路R2，其后由气体混合器MIX充分加 以混合，由流量比率控制器FRC按照预定的流量比从各排出端口PO分别输出。
又，在图7中除了主要流路R2、分支流路R1以外还记载有上述的清洗气体流路或其 入口端口PX、出口端口PY等。并且以符号MFM所示的构件是检验机，用以确认质量流 量控制器所示的流量是否正确。
接下来，参照图6等一起说明该组合式气体分配盘装置1的物理性构成。
13该气体分配盘装置l包含
分配盘体2，大致呈面板状，内部形成有该主要流路R2或分支流路R1; 该气体控制设备，安装于分配盘体2;及 附属配管具，是进入端口PI等。
如图6所示，分配盘体2是由多个块状体在同一平面上连设而构成的面板状。块状体 虽然有多种，但在这里至少使用有
用于分支流路的块状体31，构成分支流路R1;及
用于主要流路的块状体32，构成主要流路R2。
用于分支流路的块状体31是扁平的方形平板状，具有阀搭载用的或质量流量控制器 搭载用的等内部配管不同的若干种。分支流路R1是将多个这样的用于分支流路的块状体 31直列而形成为长条板状者，但更可将这样直列的用于分支流路的块状体31的列(以下 也称为分支流路块状体列5)横向排列成面板状，通过这样构成回路，如上所述使得多个 分支流路R1并列形成。
用于主要流路的块状体32是例如为片状长条板状者，沿其纵长方向在内部形成有主 要流路R2。且上下(沿与分配盘体的平面方向垂直的方向)堆栈在用于分支流路的块状 体31的下方而连接。此时用于主要流路的块状体32的延伸方向与该分支流路块状体列5 的延伸方向垂直。而这样如上所述，主要流路R2连接各分支流路R1的出口。
又，在本实施方式中，主要流路R2与分支流路R1的连接部分CN采用例如以下的构造。
也就是说，如图8 图10所示，使得该用于主要流路的块状体32的上部平面开口以形 成插入孔321，使得该插入孔321连通内部的主要流路R2，另一方面，将从该分支流路R1 的下部平面突出的圆筒状突出配管311—体地设置在用于分支流路的块状体31的最下游， 也就是具有分支流路R1的出口部分的用于分支流路的块状体31 (1)上。而且，该突出 配管311的外径与插入孔321的内径几乎一致。
然后，在将该突出配管311插入插入孔321以将用于主要流路的块状体32与用于分支 流路的块状体31 (1)加以组装的状态下，该突出配管311的前端比该主要流路R2的内侧 面R2a(如图10所示)更朝内侧突出。该突出尺寸，从横剖面观察时，例如突出配管311 的前端是突出到大约主要流路R2的中央附近。
且在此组装状态下，使得0形环等密封构件6位于用于主要流路的块状体32与用于分 支流路的块状体31 (1)所彼此面对的平面间并沿推力方向紧密接触，以防止气体在此连 接部分CN发生泄漏。又，符号322指代刮削部，设置于用于主要流路的块状体32，用以储存密封构件6。该刮削部322也可以设置于用于分支流路的块状体31。
根据这样构造的本实施方式，在分支流路R1与主要流路R2的连接部分CN，分支流 路R1出口的突出配管311突出于主要流路R2内，使得该流路口径狭窄，因此此部分主要 流路R2的气体流速增加压力降低，可将分支流路R1内的气体强力吸入主要流路R2内。然 后在主要流路R2中将此被吸入的气体通过产生于突出配管3U后方的乱流等加以扩散， 因此可将流经主要流路R2的气体更均匀地混合。也就是说，与现有技术相比，可以预先 在分配盘体2内部充分进行气体的混合，可以縮小其后段的气体混合器MIX容量，或依情 形省略其。而其结果可以大大地提升反应性。并且这样还可以提升启动时等的气体浓度 稳定性。
而且，即使分支流路R1内的气体流量小，也可以将其确实吸入主要流路R2，因此就 此点而言最终也可以进一步提升混合气体的浓度稳定性。
而且，在构造上与已知者不同的仅有从用于分支流路的块状体31突出预定长度的突 出配管311的部分，因此几乎不会导致任何构造上的复杂化，在组装状态下该突出配管311 隐藏于内部，因此可以与现有技术在外形上兼容。
而且，采用有推力密封构造，在各块状体31 (1) 、 32所彼此面对的平面间夹着密封 构件6，因此可以轻易且确实地使得防止连接部分CN的气体泄漏得以实现。
又，还可以使得本实施方式变形。例如突出配管的外径至少比主要流路的内径小即 可，朝向主要流路突出的尺寸，在这里虽然被认为较优地突出至主要流路的中央附近， 但事实上考虑气体流量设定到最适合混合的状态即可。
而且，也可以根据各气体流量设定(流量愈少内径愈小)各突出配管的内径(质量 流量控制器以后的分支流路内径则更佳)，这样即使气体流量小流速也与其它气体等同， 可以縮短抵达时间，因此可以提升各气体在主要流路中的汇流时间点的同时性。也就是 说，不为气体流量所左右，可以在更短时间内供给混合气体。
而且，突出配管不限于圆筒状，也可以是多角形筒，还可以考虑为其它各种形状。
而且，突出配管不仅可以一体地设置于用于分支流路的块状体，也可以与用于分支 流路的块状体分别设置再加以组装。
块状体除方形外也可以为例如圆板状。只要使其是推力密封构造且在彼此面对处较 优地具有平面部。
第3实施方式
以下参照图U 图14说明本发明的第3实施方式。
根据该实施方式的立体组合式气体分配盘装置l构成半导体制造系统的一部分，其概要如图ll所示，用来将成膜用的各种气体从未经图示的气体供给源分别导入，混合后再 供给至半导体成膜腔室(未经图示)。
在此首先参照图12说明该立体组合式气体分配盘装置1的流体回路构造，还包含其周 边回路。
在此立体组合式气体分配盘装置l中包含 多个分支流路R1，回路上来看是并列的； 主要流路R2，连接多个各分支流路R1的出口；及 多个中间流路R3，连通多个分支流路R1及主要流路。
各分支流路R1，其基端分别连接进入端口PI，通过连接该进入端口PI的外部配管(未 经图示)分别将来自该气体供给源的多种气体送入各分支流路R1。在各分支流路R1的途 中设置有阀V或质量流量控制器MFC等气体控制设备，通过它们的动作，可以分别控制 流经各分支流路R1的气体流量或朝向清洗气体的切换等。
中间流路R3分别连续连接各分支流路R1的前端(出口)，使得主要流路R2连通各分 支流路R1。
主要流路R2如上所述是单一流路构造，而此实施方式中，在此主要流路R2的下游， 也就是立体组合式气体分配盘装置l的下游，配置有气体混合器MIX，用以搅拌混合汇流 的气体，进一步在此下游设置有流量比率控制器FRC，将由气体混合器MIX所混合的气 体按照预定的流量比率分配，从排出端口PO朝向各成膜腔室输出。又，这样的气体混合 器MIX或流量比率控制器FRC、排出端口PO等在图ll中没有显示。
通过这样的构造，由各气体供给源所供给的气体，其流量分别在该立体组合式气体 分配盘装置1的分支流路R1中受到控制后经过中间流路R3再被导入主要流路R2，其后由 气体混合器MIX充分加以混合，由流量比率控制器FRC按照预定的流量比从各排出端口 PO分别输出。
又，在图12中，除主要流路R2、分支流路R1之外还记载有上述的清洗气体流路或其 入口端口PX、出口端口PY等。且以符号MFM所表示的构件是检验机，用以确认质量流 量控制器MFC所示的流量是否正确。
接下来，参照图ll、图13等一起说明该立体组合式气体分配盘装置1的物理性构成。
该立体组合式气体分配盘装置l包含
用于分支流路的块状体3，是长条平板的分配盘状，内部形成有分支流路R1; 中心块状体4，为正多角柱状(在此为正八角柱状)，形成有主要流路R2或中间流 路R3;
16该气体控制设备V、 MFC,安装于该用于分支流路的块状体3;及
附属配管具，是进入端口PI等。
在这里，所谓的分支流路R1是指多个分支流路中的一个。
用于分支流路的块状体3在这里是由多个扁平的方形平板状块状体元件31直列而构 成。该块状体元件31中，具有阀搭载用的或质量流量控制器搭载用的等内部配管不同的 若干种。当然也可以不分割该用于分支流路的块状体3而使其成为完整一体构成。
如上述，中心块状体4呈以轴线为中心的旋转对称形，即正八角柱状，将各用于分支 流路的块状体3的安装面即底面3a分别与作为固持面的其各侧周面41彼此面对并固持。
在此中心块状体4的一侧的端部，沿其轴线C设置有主要流路R2。在该主要流路R2 的前端(该端部侧的一端)安装有出口端口P，用以与外部配管连接，从中心块状体4的 端面4a突出。且在该主要流路R2的基端(与该端部相反的一侧的一端)设定有汇流部位 CN，与该轴线C垂直，从该汇流部位CN且朝向中心块状体4的各侧周面41呈放射状延伸 有中间流路R3。这样的中间流路R3互相具有相等的长度。
根据这样，从各分支流路R1到主要流路R2的流路长度(中间流路R3的长度)相等， 且所有中间流路R3汇流于设置于主要流路R2的一处的汇流部位CN，因此从各分支流路 R1到最终出口端口P的距离相等。通过这样可大大提升各气体抵达时间的同时性。
且主要流路R2位于出口端口P的附近，即中心块状体4的端部，其距离非常短，因此 反应性非常优异。这也可以说是灵活地运用了立体构造的特性所造成的效果。
且将已知的展开为平面状的各种构件加以立体配置，因此也可以使其精简化。
又，当然可使本实施方式变形。
例如为进一步提升同时性，可以根据气体流量使中间流路的口径或分支流路中特别 是质量流量控制器以后的流路的口径不同(气体流量愈小口径愈小)。除此之外，可以 根据气体流量使中间流路的长度不同(气体流量愈小长度愈短)。此时，例如可使中间 块状体保持旋转对称形的原有形状，使得汇流部位从中间块状体的轴线偏移，亦或使中 间块状体本身为不同形状，以令中间流路的长度不同。
且就此中心块状体而言，其并不限于单一构造，也可以将多个块状体元件组合而构 成。且就形状而言不限于正多角柱，重点是其通过各固持面41而构成以轴线为中心的复 数旋转对称形即可。如图14所示的示例为例。
而且，也可在实质上对反应性的影响不造成问题的范围内，因制造时的状况或形状 上的限制等而不将汇流处设定在一处，设置于主要流路上稍微错开的多处。
除此之外，本发明还可以将以上在各实施方式所述的构造的一部分适当组合，在不
17脱离本发明的宗旨的范围内可进行各种变形。主要组件符号说明
l (立体)(组合式)气体分配盘装置 2 分配盘体
3、 31 用于分支流路的块状体(块状体元件)
3a 用于分支流路的块状体的安装面(底面)
4 中心块状体
4a 中心块状体的端面
5 分支流路块状体列
6 密封构件
31 (1) 具有分支流路出口部分的用于分支流路的块状体
32 用于主要流路的块状体
41 中心块状体的各侧周面(固持面)
311 出口配管(突出配管)
321 插入孔
322 刮削部
Rl 分支流路
R2 主要流路
R2a 主要流路的内侧面
R3 中间流路
PI 进入端口
PO 排出端口
PX 入口端口
PY、 P 出口端口
V 阀
MFC 质量流量控制器
CN 主要流路与分支流路的连接部分(汇流部位)
MIX 气体混合器
FRC 流量比率控制器
MFM 检验机
C 轴线
权利要求
1. 一种组合式气体分配盘装置，包含多个分支流路，途中设有阀或质量流量控制器等气体控制设备，可控制流经内部的气体；主要流路，来自所述多个分支流路的气体流入其中并汇流；及歧管型分配盘体，通过组装多个块状体，在其内部形成所述分支流路及主要流路；所述组合式气体分配盘装置的特征在于，所述分配盘体包含用于主要流路的块状体，形成所述主要流路；及用于分支流路的块状体，配置成以所述用于主要流路的块状体为中心而彼此面对，形成所述分支流路。
2. 如权利要求l所述的组合式气体分配盘装置，其特征在于，夹着所述主要流路彼此面 对的一个分支流路及另一个分支流路的与该主要流路相对的各汇流部位沿所述主要 流路的延伸方向几乎设定于同一位置。
3. 如权利要求l所述的组合式气体分配盘装置，其特征在于，在所述汇流部位，分支流 路的出口配管比主要流路的内侧面更朝向内侧突出预定长度。
4. 如权利要求l所述的组合式气体分配盘装置，其特征在于，该气体被使用在半导体制 造过程中。
5. —种组合式气体分配盘装置，包含多个分支流路，途中设有阀或质量流量控制器等气体控制设备，可控制流经内部的气 体；主要流路，来自所述多个分支流路的气体流入其中；及分配盘体，通过组装多个块状体，在其内部形成所述分支流路及主要流路；所述组合式气体分配盘装置的特征在于-该块状体中，在内部具有所述主要流路的用于主要流路的块状体内形成连通其内部的 主要流路的插入孔；且在内部具有所述分支流路出口部分的用于分支流路的块状体内设置有使该分支流路 朝外侧突出的突出配管；在该突出配管插入该插入孔、以组装所述用于主要流路的块状体与用于分支流路的块 状体的状态下，该突出配管的前端比所述主要流路的内侧面更加朝向内侧突出。
6. 如权利要求5所述的组合式气体分配盘装置，其特征在于，从横剖面看时，所述突出配管的前端突出至所述主要流路的中央附近。
7. 如权利要求5所述的组合式气体分配盘装置，其特征在于，该气体被使用在半导体制造过程中。
8. —种立体组合式气体分配盘装置，包含多个分支流路，途中设有阀或质量流量控制器等气体控制设备，可控制流经内部的气 体；主要流路，来自所述多个分支流路的气体流入其中并汇流；用于分支流路的块状体，内部形成有分支流路的、呈以底面为安装面的长条分配盘状； 及中心块状体，以形成于侧周面的固持面固持多个用于分支流路的块状体，从而使得这 些块状体的纵长方向相互平行，且在该中心块状体形成有所述主要流路，并形成有中间流路，分别从设定于该主要流路 的汇流部位，朝向安装于该中心块状体的侧周面的用于分支流路的块状体的分支流路 延伸。
9. 如权利要求8所述的立体组合式气体分配盘装置，其特征在于，所述汇流部位设定于 主要流路的一处。
10. 如权利要求9所述的立体组合式气体分配盘装置，其特征在于，通过所述各固持面构 成为以中央块状体的轴线为中心的旋转对称形，并且将所述汇流部位设置在该轴线 上，设定各中间流路的长度相等。
11. 如权利要求8所述的立体组合式气体分配盘装置，其特征在于，所述主要流路沿所述 轴线设置。
12. 如权利要求8所述的立体组合式气体分配盘装置，其特征在于，所述中心块状体是呈 正多角柱状的块状体。
13. 如权利要求8所述的立体组合式气体分配盘装置，其特征在于，所述气体被使用在半 导体制造过程中。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种组合式气体分配盘装置，通过该组合式气体分配盘装置，可获得非常优异的反应性，并实现气体浓度的稳定化，并且可以维持现有的分配盘的原有形状。为此，本发明中，分配盘体(2)至少由形成主要流路(R2)的用于主要流路的块状体(32)与形成分支流路(R1)的用于分支流路的块状体(31)所构成，配置该用于分支流路的块状体(31)，配以使其以该用于主要流路的块状体(32)为中心沿左右两侧彼此面对。
文档编号F16L55/00GK101506561SQ20078003115
公开日2009年8月12日 申请日期2007年8月21日 优先权日2006年8月23日
发明者大屋和博, 林达也 申请人:株式会社堀场Stec