本發(fā)明涉及阻斷閥和原料容器用阻斷閥,特別地,涉及被應用于安裝于將液體材料供給于半導體制造裝置的原料容器來使用的原料容器用阻斷閥,涉及在閥內(nèi)部不滯留液體材料或洗滌液等殘液的構(gòu)造的原料容器用阻斷閥。
背景技術:
在包括半導體制造工序的電子元件制造中的通過cvd法等進行成膜的情況下,作為有機金屬的前驅(qū)體,例如采用高純度的tdmat(四(二甲氨基)鈦:tetrakis(dimethylamino)titanium)等成膜用的液體。有以下的情況:該液體材料(tdmat等)被收納于原料容器,在原料容器上連接有氣體導入管和排出管,從氣體導入管送入he、n2等非活性的載送氣體,將原料容器內(nèi)部加壓,將被收納于原料容器內(nèi)的液體材料經(jīng)由排出管向半導體制造裝置供給。
在該排出管的中途,例如設置有控制液體材料向半導體制造裝置的供給的閘閥,此外,在該閘閥的2次側(cè)(半導體制造裝置側(cè)),使將沖洗氣體導入排出管、朝向半導體制造裝置的供給管路的沖洗管分岔。在從排出管分岔的沖洗管的中途設置有沖洗閥,前述沖洗閥通常被封閉,在沖洗處理時為了導入沖洗氣體而被開放。此外,在這些排出管、氣體導入管及沖洗管的下游側(cè),安裝有連接器,能夠在將排出管及氣體導入管連接于原料容器的狀態(tài)下,將原料容器從朝向半導體制造裝置的供給管路等分離。
在原料容器變空的情況下、將其他種類的液體材料供給于半導體制造裝置的情況下,將原料容器從半導體制造裝置卸下之前進行沖洗處理,進行殘留于排出管、供給管路的內(nèi)部的液體材料的除去。在沖洗處理時,將閘閥關閉,并且打開設置于沖洗管的沖洗閥,將沖洗氣體從沖洗氣體供給源導入至沖洗管。沖洗氣體從沖洗管經(jīng)由分岔部在包括排出管的供給管路中流動,被排出至半導體制造裝置外。通過該沖洗氣體的供給,能夠?qū)埩粲谂懦龉芗耙合喙苈返膬?nèi)部的液體材料除去。
然而,在將這樣的管路(管)和閥組合的以往的結(jié)構(gòu)的原料容器用閥中,需要在設置于排出管的閘閥的上部使沖洗管分岔,所以構(gòu)成為閘閥和沖洗閥在上下方向上堆疊,在閘閥和沖洗閥之間的管路上形成液體材料的滯留部(無效容積)。因此,在沖洗處理時,殘留于管路的液體材料的除去能夠在比較短的時間內(nèi)進行,但殘留于該無效容積的液體材料的除去較困難,沖洗處理需要的時間變長。
特別地,在使用的液體材料是tdmat等蒸氣壓較低的化學物質(zhì)的情況下,為了將殘留于該滯留部的液體材料完全除去,需要長時間的沖洗處理,在沖洗處理時間上需要較長時間,這將降低半導體制造裝置的工作效率,成為妨礙生產(chǎn)率的提高的重大要因。
此外,在沖洗處理不充分的情況下,液體材料殘留于無效容積。因此,此后,若將收納有其他種類的液體材料的原料容器連接于半導體制造裝置來開始該液體材料的供給,則殘存于供給管路的液體材料的成分混入該液體材料,無論是否要求高純度或超高純度的液體材料,被污染的液體材料都被供給于半導體制造裝置。
在作為這種容器用閥被提出的專利文獻1中,已知一種原料容器用閥歧管,前述原料容器用閥歧管為了即使在使用蒸氣壓較低的高純度的液體材料的情況下,仍能夠在短時間內(nèi)進行沖洗處理,以低無效容積來構(gòu)成。該閥歧管使兩個隔膜閥的隔膜面互相相向,配設于歧管塊,并且將連結(jié)這些閥的閥口的流路、及從外部連通于各閥的端口的流路設置于歧管塊內(nèi)。
因此,像以往的原料容器用閥那樣,通過將管路(管)和閥組合構(gòu)成使得無效容積不形成于歧管塊內(nèi)的流路,并且也能夠?qū)⒈恍纬捎谄绻軌K內(nèi)的流路的潤濕表面積最少化,所以,能夠在與以往對于蒸氣壓較低的液體材料所必需的沖洗時間相比大幅縮短的時間內(nèi)完成沖洗處理。
在進行已被搭載于原料容器的上部的該閥組件內(nèi)的流路的沖洗處理的情況下,將通至原料容器一側(cè)的閥打開,將通至真空源一側(cè)的閥關閉,經(jīng)由從連結(jié)兩閥之間的流路分岔的液相管路而從沖洗氣體導入源導入沖洗氣體,將殘留于閥組件內(nèi)的液體材料推回至原料容器。此后,關閉通至原料容器一側(cè)的閥,打開通至真空源一側(cè)的閥,經(jīng)由液相管路再導入沖洗氣體,進行組件的流路內(nèi)的沖洗處理。
專利文獻1:日本特許第4125633號公報。
構(gòu)成專利文獻1中所提出的閥歧管的水平相向型阻斷隔膜閥組件為了使閥組件間的流路最短化,采用使兩個隔膜閥的隔膜互相相向地配置的構(gòu)造。因此,在連通于通至原料容器一側(cè)的隔膜閥的原料容器的端口部的下方,存在液體材料滯留的空間,在該滯留部(無效容積)滯留的液體材料不能被沖洗氣體推回至原料容器。此外,在通至真空源一側(cè)的閥的座部的下方也存在液體材料的滯留部,若在沖洗處理時包括半導體制造裝置內(nèi)的液相管路中存在液體材料的殘液,則會倒流并侵入該滯留部,但該滯留部存在于供沖洗氣體導入的主流路的下方,所以不能借助沖洗氣體將殘留于滯留部的液體材料向閥外推出。
連通隔膜閥間的流路、及連結(jié)閥組件間的流路能夠通過沖洗處理容易地將液體材料除去,但在閥內(nèi)殘留的液體材料難以除去,由于不同批次的材料的混入、洗滌液的殘留而將高純度液體材料污染成為原因。此外,在將原料容器從半導體制造裝置卸下后,有以下情況:殘留于閥內(nèi)的液體材料暴露于大氣中而發(fā)生氧化反應,成為閥的故障的原因,需要進行閥的更換。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明是為了解決上述問題而開發(fā)的,其目的在于提供一種阻斷閥及原料容器用阻斷閥,前述阻斷閥及原料容器用阻斷閥具有在內(nèi)部不存在液體材料、洗滌液等的滯留部的構(gòu)造,并且能夠在短時間內(nèi)進行沖洗處理,適合高純度的液體材料的使用。
為了實現(xiàn)上述目的,技術方案1的發(fā)明是一種阻斷閥,其特征在于,將與阻斷體的供給路徑連通的主流路的一方和相對于前述阻斷體配設成傾斜狀態(tài)的第1隔膜閥的第1極小端口部連結(jié),并且將前述主流路的另一方和第2隔膜閥的第2極小端口部連結(jié),借助前述第2隔膜閥的端口和供給端口部連通,并且將前述第1隔膜閥的接合端口部和垂直方向的連接管路借助連通路連結(jié),該連通路設置成傾斜狀的傾斜流路。
技術方案2的發(fā)明是一種阻斷閥,其特征在于,前述供給端口部在與前述第2隔膜閥的座部相比靠下方的位置被配設于前述阻斷體的最下部。
技術方案3的發(fā)明是一種原料容器用阻斷閥,其特征在于,將與作為阻斷體的供給流路的沖洗氣體排出端口連通的主流路的一方和相對于前述阻斷體配設成傾斜狀態(tài)的作為第1隔膜閥的槽閘閥的極小端口部連結(jié),并且將前述主流路的另一方和作為第2隔膜閥的沖洗氣體導入自動閥的極小端口部連結(jié),借助前述沖洗氣體導入自動閥的端口和作為沖洗氣體供給端口部的沖洗氣體進入端口部連通,并且將前述槽閘閥的接合端口部和作為垂直方向的連接管路的原料容器的液相流路借助連通路連結(jié),該連通路為傾斜狀態(tài)的傾斜流路。
技術方案4的發(fā)明是一種原料容器用阻斷閥,其特征在于,前述沖洗氣體進入端口部在與前述沖洗氣體導入自動閥的座部相比靠下方的位置被配設于前述阻斷體的最下部。
技術方案5的發(fā)明是一種阻斷閥和原料容器用阻斷閥,其特征在于,設置使已設置于第1及第2隔膜閥的殼內(nèi)的隔膜工作的工作機構(gòu),且在前述隔膜設置懸吊型的推壓座部件,在與該推壓座部件相向的前述極小端口部的閥口設置與前述推壓座部件密封接觸的座部,使將前述極小端口部的閥口和前述主流路連通的流路的容積極小。
技術方案6的發(fā)明是一種阻斷閥和原料容器用阻斷閥,其特征在于,對前述阻斷體配設加熱器功能,通過該加熱器的加熱來除去將流路壁面潤濕的材料或因大氣暴露而附著的氧化源。
根據(jù)技術方案1的發(fā)明,將第1隔膜閥以傾斜狀態(tài)配設,由此能夠在比該閥的密封部低的位置設置接合端口部,將該接合端口部和垂直方向的連接管路以設置成傾斜狀態(tài)的傾斜流路的連通路連結(jié),由此在第1隔膜閥的閉閥時,能夠使第1隔膜閥內(nèi)的液體經(jīng)由接合端口部、連通路在連接管路中流動,所以液體不會殘留于第1隔膜閥內(nèi)。
此外,第2隔膜閥的端口和供給端口部連通,所以將流體從供給端口部經(jīng)由第2隔膜閥,導入阻斷體的主流路及供給流路,能夠?qū)⒘髀穬?nèi)存在的液體向阻斷閥外推出來除去。
因此,不會成為由于其他種類液體的混入、洗滌液的殘留而將高純度液體材料污染的原因,此外,不會有以下情況:由于殘留于閥內(nèi)的液體材料被暴露于大氣而發(fā)生氧化反應,成為閥的故障的原因。
進而,將兩個隔膜閥經(jīng)由各閥的極小端口接合于阻斷體的主流路的兩端,所以使主流路的容積最小化,能夠在第1隔膜閥的閉閥時使殘留于主流路的液體的容量最少,所以能夠縮短沖洗處理時間。
根據(jù)技術方案2的發(fā)明,供給端口部被配設于阻斷體的最下部,被連接于位于與第2隔膜閥的座部相比靠下方的位置的端口,所以被從供給端口部導入的流體被從第2隔膜閥的最下方位置向閥內(nèi)導入,所以存在于第2隔膜閥內(nèi)的液體借助被從供給端口部導入的流體經(jīng)由第2極小端口被向主流路推出,液體不會殘留于第2隔膜閥內(nèi)。
根據(jù)技術方案3的發(fā)明,將槽閘閥以傾斜狀態(tài)配設,在比密封部更低的位置設置接合端口部,將該接合端口部和原料容器的液相流路借助設置成傾斜狀態(tài)的傾斜流路的連通路連結(jié),由此能夠使在槽閘閥的閉閥時存在于槽閘閥內(nèi)的液體材料經(jīng)由接合端口部、連通路返回原料容器,所以液體材料不會殘留于槽閘閥內(nèi)。
此外,沖洗氣體導入自動閥的端口和作為沖洗氣體供給端口部的沖洗氣體進入端口部連通,所以將沖洗氣體從沖洗氣體進入端口部經(jīng)由沖洗氣體導入自動閥向阻斷體的主流路及供給流路導入,能夠?qū)⒋嬖谟谶@些流路內(nèi)的液體材料經(jīng)由沖洗氣體排出端口向阻斷體外推出來除去。
因此,沒有由于混入不同批次的材料或殘留有洗滌液而將高純度液體材料污染的情況,此外,不會有以下情況:由于殘留于閥內(nèi)的液體材料被暴露于大氣而發(fā)生氧化反應,成為閥的故障的原因。
進而,借助各閥的各極小端口將阻斷體的主流路的一方接合于槽閘閥,將另一方接合于沖洗氣體導入自動閥,所以能夠使主流路的容積最小化,能夠使槽閘閥的閉閥時殘留于主流路的液體材料的容量最少化,所以能夠?qū)⒃摎埩舻囊后w材料借助沖洗氣體容易地向阻斷體外推出。此外,通過使主流路的容積最小化,流路壁面的潤濕面積也變?yōu)樽钌?,所以能夠?qū)⒊櫇窳髀繁诿娴囊后w材料的時間縮短。
根據(jù)技術方案4的發(fā)明,沖洗氣體進入端口部被配設于阻斷體的最下部,被連接于位于與沖洗氣體導入自動閥的座部相比靠下方的位置的端口,所以被從沖洗氣體進入端口部導入的沖洗氣體被從沖洗氣體導入自動閥的最下方位置導入閥內(nèi),存在于閥內(nèi)的液體材料被沖洗氣體推起,被從第2極小端口向主流路推出,經(jīng)由沖洗氣體排出端口被向阻斷體外推出,所以液體材料不會殘留于沖洗氣體導入自動閥內(nèi)。
根據(jù)技術方案5的發(fā)明,將懸吊型的推壓座部件設置于隔膜,在與該推壓座部件相向的極小端口部的閥口設置與前述推壓座部件密封接觸的座部,所以不需要在閥口側(cè)設置閥座座容納部位,所以能夠使作為將閥口和主流路連通的流路的極小端口部的容積為極小,因此,在閉閥時殘留于主流路的流體的容量最少,所以能夠縮短沖洗處理時間。
根據(jù)技術方案6的發(fā)明,在液體材料的粘度較高的情況下,用加熱器加熱,由此使液體材料的粘度下降,使流動性增加,能夠在阻斷閥內(nèi)的流路中容易地流動。此外,通過將阻斷體用加熱器加熱,能夠促進潤濕流路壁面的液體材料、由于大氣暴露而附著于閥的氧化源(水分等)的蒸發(fā)來除去。
附圖說明
圖1(a)是表示本發(fā)明的阻斷閥及原料容器用阻斷閥的一實施方式的主視圖。圖1(b)是其右側(cè)視圖。
圖2是圖1(a)的局部剖視圖。
圖3是圖1(a)的放大a-a剖視圖。
圖4是圖1(a)的局部放大剖視圖。
圖5是表示本發(fā)明的原料容器用阻斷閥的一實施方式的主視圖。
圖6是表示本發(fā)明的阻斷閥的其他實施方式的示意圖。
圖7是表示處理工序時的圖6的阻斷閥的示意圖。
圖8(a)是表示圖7的導入路徑附近的示意圖。圖8(b)表示圖7的排出路徑附近的示意圖。
圖9是表示沖洗工序時的圖6的阻斷閥的示意圖。
圖10(a)是表示圖9的導入路徑附近的示意圖。圖10(b)是表示圖10(a)的座部附近的示意圖。
圖11(a)是表示圖9的排出路徑附近的示意圖。圖11(b)是表示圖11(a)的座部附近的示意圖。
具體實施方式
以下,基于附圖,對本發(fā)明的阻斷閥及原料容器用阻斷閥的實施方式詳細地說明。在圖1中,表示本發(fā)明的阻斷閥的一實施方式,在圖2中表示該阻斷閥的局部剖視圖,在圖3中表示該阻斷閥的剖視圖。此外,在圖4中,表示該阻斷閥的局部放大剖視圖。
在圖1中,阻斷閥10具備阻斷體11、第1隔膜閥12、第2隔膜閥13、供給路徑14、供給端口部15、連接管路16,前述第1隔膜閥12相對于該阻斷體11具有傾斜角θ,被配設成傾斜狀態(tài),前述第2隔膜閥13相對于該阻斷體11被配設成水平狀態(tài)。
阻斷體10例如由不銹鋼合金材料制作,如圖2所示,在阻斷體11內(nèi)部形成有供給路徑14的流路14a、主流路18、連通路19、連通路20、供給端口部15的流路15a。
供給路徑14的流路14a如圖3所示,被從阻斷體11的上部垂直向下地形成,流路14a的下端部連通于主流路18。主流路18以與供給路徑14的下端部連通的狀態(tài)被形成,其一方的端部被接合于第1隔膜閥12的第1極小端口部21,另一方的端部被接合于第2隔膜閥13的第2極小端口部22。
連通路19被形成為具有傾斜的傾斜流路,將第1隔膜閥12的接合端口部23和垂直方向的連接管路16接合來使其連通。此外,連通路20將第2隔膜閥13的接合端口部25和供給端口部15的流路15a接合來使其連通。
供給端口部15如圖3所示,被配設于阻斷體11的最下部,流路15a被在水平方向上形成。
這樣,將流路穿孔來設置于阻斷體11內(nèi)部,所以能夠?qū)⒘髀纷疃痰匦纬桑⑶沂÷詫⒐苈愤B接的接頭部,設置成流體難以殘留于流路內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu)。此外,在阻斷體11的內(nèi)部在與主流路18正交的方向上,形成有加熱器安裝用的孔11a。
第1隔膜閥12被以相對于阻斷體11具有傾斜角θ的傾斜狀態(tài)配設,所以能夠?qū)⒌?隔膜閥12的接合端口部23設置于第1極小端口部21的下方,且能夠設置于第1隔膜閥12內(nèi)的最下方位置。為了將接合端口部23形成于第1隔膜閥12內(nèi)的最下方位置,優(yōu)選地將該傾斜角θ設定為45度左右。
將第1隔膜閥12的接合端口部23設置于第1極小端口部21的下方,且設置于第1隔膜閥12內(nèi)的最下方位置,借助具有傾斜的連通路19連接接合端口部23和垂直方向的連接管路16,所以在第1隔膜閥12內(nèi)存在的液體容易從接合端口部23經(jīng)由連通路19向連接管路16流出。
第2隔膜閥13被相對于阻斷體11以水平狀態(tài)配設,所以能夠?qū)⒌?隔膜閥13的端口25配設于比第2隔膜閥13的座部27靠下方的位置。
將第2隔膜閥13的端口25設置于比第2隔膜閥13的座部27靠下方的位置,所以從供給端口部15經(jīng)由流路20從端口25供給至第2隔膜閥13內(nèi)的流體(沖洗氣體)能夠從最下方位置供給至第2隔膜閥13內(nèi)。
在圖4中,表示圖2所示的阻斷閥10的阻斷體11部分的放大剖視圖。
在第1隔膜閥12及第2隔膜閥13的殼30、31內(nèi),設置有使隔膜32、32工作的工作機構(gòu)33、33。此外,在第1隔膜閥12及第2隔膜閥13的隔膜32、32處,設置有懸吊型的推壓座部件35、35。此外,在與該推壓座部件35、35相向的極小端口部21、22的閥口36、37的周圍,設置有與推壓座部件35、35密封接觸的座部26、27。
借助工作機構(gòu)33、33使隔膜32、32工作,使以懸吊狀態(tài)設置于隔膜32的推壓座部件35、35相對于閥口36、37的座部26、27分離及接觸,由此能夠進行閥的開閉操作。
在第1隔膜閥12及第2隔膜閥13中,因為是在隔膜32處設置懸吊型的推壓座部件35,相對于閥口36、37的周圍的座部26、27,使懸吊于隔膜32的推壓座部件35分離及接觸來使閥開閉的構(gòu)造,所以僅將座部26、27平滑地精加工,不需要設置用于容納座的凹部。因此,能夠使將極小端口部21、22的閥口36、37和主流路18連結(jié)的流路38、39變短,且能夠使容積變?yōu)闃O小,能夠?qū)埩粲诹髀?8、39的流體量抑制成最少。
座部件35例如由樹脂材料構(gòu)成,在其末端側(cè)形成有能夠抵接于座部26、27的環(huán)狀突起部35a,該環(huán)狀突起部35a被推壓于座部26、27而呈閉閥狀態(tài)。
隔膜32例如借助不銹鋼合金材料、co-ni合金材料等能夠彈性變形的金屬材料被形成為圓盤狀,但為了提高耐久性,與不銹鋼合金材料相比,優(yōu)選地用co-ni合金材料來制作。
接著,對本發(fā)明的原料容器用阻斷閥進行說明。在圖5中,表示本發(fā)明的原料容器用阻斷閥的一實施方式。另外,對于原料容器用阻斷閥的結(jié)構(gòu)中與前述的阻斷閥的構(gòu)成相同的部分,使用相同的附圖標記使用而省略說明。
在圖5中,原料容器用阻斷閥50經(jīng)由連接管路16被安裝于原料容器51的排出管(液相流路)52的末端,借助被從圖中未示出的氣體導入管路導入至原料容器51內(nèi)的he、n2等非活性的載送氣體的壓力,控制被從原料容器51送出來的液體材料的流量。
在圖1中,原料容器用阻斷閥50具備作為隔膜閥的槽閘閥55、作為隔膜閥的沖洗氣體導入自動閥56、沖洗氣體排出端口57、沖洗氣體進入端口部58、連接管路16,前述作為隔膜閥的槽閘閥55相對于該阻斷體11具有傾斜角θ,被配設成傾斜狀態(tài),前述作為隔膜閥的沖洗氣體導入自動閥56相對于該阻斷體11被配設成水平狀態(tài)。在本實施例中,對于槽閘閥55使用手動式,但也可以是自動式的隔膜閥。此外,對于沖洗氣體導入自動閥56使用自動式,但也可以是手動式的隔膜閥。
此外,沖洗氣體進入端口部58如圖3所示,被配設于阻斷體11的最下部,流路58a被在水平方向上形成。該其他原料容器用阻斷閥50的結(jié)構(gòu)與阻斷閥10相同,所以省略說明。
將槽閘閥55開閉操作,由此能夠控制從原料容器51經(jīng)由液相流路52、連接管路16、連通路19、第1極小端口部21、流路38、主流路18、供給路徑14供給至圖中未示出的半導體制造裝置的液相流路的液體材料的流量。
操作沖洗氣體導入自動閥56,由此能夠控制經(jīng)由沖洗氣體進入端口部58、連通路20、端口25、第2極小端口部22、流路39、主流路18、供給路徑14供給至圖中未示出的半導體制造裝置的液相流路的沖洗氣體。
接著,對本發(fā)明的阻斷閥的作用,以作為原料容器用阻斷閥使用的情況為例進行說明。
被收納于原料容器51內(nèi)的液體材料借助he、n2等非活性的載送氣體的壓力,經(jīng)由液相流路(排出管)52被供給至原料容器用阻斷閥50。若使槽閘閥55為打開狀態(tài),并且使沖洗氣體導入自動閥56為關閉狀態(tài),則液體材料在圖4中如鏤空的箭頭所示,經(jīng)由原料容器用阻斷閥50的連接管路16、連通路19、第1極小端口部21、流路38、主流路18、供給路徑14,被供給至圖中未示出的半導體制造裝置的液相流路。此時,調(diào)整槽閘閥55的開度,由此能夠調(diào)整朝向半導體制造裝置的液體材料的供給流量。
隨著液體材料的供給,在原料容器用阻斷閥50的供給路徑14的壁面、半導體制造裝置的液相流路的壁面上液體材料成為固體并附著的情況下、更換原料容器51的情況下,需要沖洗處理。在進行沖洗處理時,停止載送氣體朝向原料容器51的供給,并且使槽閘閥55呈關閉狀態(tài)。若停止載送氣體的供給,則將液體材料向半導體制造裝置供給的壓力消失,所以在液體材料殘留于原料容器用阻斷閥50的供給路徑14、半導體制造裝置的液相流路的情況下,殘留的液體材料經(jīng)由供給路徑14、主流路18、流路38、第1極小端口部21倒流,流入槽閘閥55內(nèi)。
在比第1極小端口部21靠下方的槽閘閥55內(nèi)在最低的位置設置有接合端口部23,該接合端口部23借助具有向下傾斜的連通路19與連接管路16連通,該連接管路16被連接于原料容器51的液相流路52,所以從第1極小端口部21流入槽閘閥55內(nèi)的液體材料經(jīng)由接合端口部23、連通路19、連接管路16、液相流路52向原料容器51自然地(自動地)回流。因此,在槽閘閥55內(nèi)液體材料不會殘留。
使槽閘閥55呈關閉狀態(tài)后,使沖洗氣體導入自動閥56呈打開狀態(tài),將沖洗氣體導入原料容器用阻斷閥50內(nèi),實施沖洗處理。沖洗氣體如圖4中黑箭頭所示,經(jīng)由沖洗進入端口部58、流路20、端口25、第2極小端口部22、流路39、主流路18、沖洗排出端口57供給至圖中未示出的半導體制造裝置的液相流路,進行沖洗處理。
如前所述,停止載送氣體的供給的同時,殘留于原料容器用阻斷閥50的供給路徑14、半導體制造裝置的液相流路的液體材料經(jīng)由槽閘閥55自動回流至原料容器51,但根據(jù)槽閘閥55和沖洗氣體導入自動閥56的操作時機,液體材料回流至原料容器51前沖洗氣體導入自動閥56呈打開狀態(tài),液體材料流入沖洗氣體導入自動閥56內(nèi),能夠產(chǎn)生殘留于比座部27靠下方的部分的情況。
被供給于原料容器用阻斷閥50的沖洗氣體經(jīng)由沖洗氣體進入端口部58、連通路20、端口25被導入至沖洗氣體導入自動閥56內(nèi),但端口25被設置于比第2極小端口部22靠下方的沖洗氣體導入自動閥56內(nèi)的最低位置,所以從端口25被導入至沖洗氣體導入自動閥56內(nèi)的沖洗氣體將殘留于沖洗氣體導入自動閥56內(nèi)的液體材料從其底部推起,能夠從第2極小端口部22向沖洗氣體導入自動閥56外的主流路18推出。因此,液體材料不會殘留于沖洗氣體導入自動閥56內(nèi)。
此外,主流路18借助極小容積的流路38、39與槽閘閥55的第1極小端口部21、沖洗氣體導入自動閥56的第2極小端口部22連接,所以主流路18、流路38、流路39加在一起的容積非常小。因此,即使在由于槽閘閥55和沖洗氣體導入自動閥56的操作時機的不良而液體材料殘留于這些流路內(nèi)的情況下,殘留量也較少,借助經(jīng)由沖洗氣體導入自動閥56被導入的沖洗氣體的壓力,能夠經(jīng)由沖洗氣體排出端口57向原料容器用阻斷閥50的外部容易地推出。
此外,不僅主流路18、流路38、流路39加在一起的容積非常小,這些流路內(nèi)側(cè)的被液體材料潤濕的流路壁面的面積也較小。因此,在液體材料不殘留于這些流路內(nèi)的情況下,能夠以更短時間將把這些流路壁面潤濕的液體材料除去。
如以上說明那樣,本發(fā)明的阻斷閥和原料容器用阻斷閥構(gòu)成為,液體能夠從隔膜閥內(nèi)的最低位置向閥外自動地流出,液體不殘留于閥內(nèi),并且將沖洗氣體從隔膜閥內(nèi)的最低位置向閥內(nèi)導入,設置成將殘留于閥內(nèi)的液體向閥外推出,液體不殘留于閥內(nèi)。這樣,液體不會殘留于閥內(nèi),所以能夠切實地進行沖洗處理,并且能夠大幅縮短沖洗處理時間。此外,液體不殘留于閥內(nèi),所以不會有以下情況:從半導體制造裝置將原料容器卸下后,殘留于閥內(nèi)的液體被暴露于大氣,由此發(fā)生氧化反應,成為閥的故障的原因。
此外,將懸吊型的推壓座部件設置于隔膜,由此不需要在閥口側(cè)設置用于將座容納的凹部,使將隔膜閥的極小端口部和主流路連結(jié)的流路變短,使容積變?yōu)闃O小,所以能夠借助沖洗氣體將殘留于這些流路的液體容易地向阻斷閥外推出,并且能夠?qū)Π堰@些流路壁面潤濕的液體在短時間內(nèi)進行沖洗處理。
此外,在液體材料的粘性較高、液體材料難以回到原料容器51的情況下,借助配置于加熱器安裝孔11a的加熱器將阻斷體11加熱,由此能夠使液體材料的粘度下降,提高流動性,液體材料容易回到原料容器51。此外,將阻斷體用加熱器加熱,由此能夠促進將流路壁面潤濕的液體材料的蒸發(fā),能夠使氧化源(水分等)蒸發(fā)而除去,前述氧化源(水分等)為,由于從半導體制造裝置將原料容器51卸下后的大氣暴露,附著于阻斷體內(nèi)部的流路、閥內(nèi)的氧化源(水分等)。
以上,對控制流體為液體的情況的本發(fā)明的阻斷閥和原料容器用阻斷閥的作用、效果進行了說明,但本發(fā)明的阻斷閥和原料容器用阻斷閥當然也可以例如氣泡式的原料容器那樣,即使控制流體為氣體也能夠使用。即使控制流體是氣體,從隔膜閥內(nèi)的最低位置被導入閥內(nèi)的沖洗氣體也能夠?qū)埩粲陂y內(nèi)的氣體有效地向閥外排出。此外,只要將懸吊型的推壓座部件設置于隔膜、在閥口側(cè)設置極小的流路就能夠連結(jié)于主流路的隔膜閥有助于被形成于阻斷體內(nèi)部的流路長度的縮短,能夠縮短對殘留于流路內(nèi)的氣體進行沖洗處理的時間。
本發(fā)明的阻斷閥及原料容器用阻斷閥能夠以比以往的容器用閥少的零件緊湊地構(gòu)成,并且能夠在短時間內(nèi)實施沖洗處理,保持被供給至半導體制造裝置等的液體材料的純度,所以其利用價值非常大。
在圖6中,表示了本發(fā)明的阻斷閥的其他的實施方式。另外,在該實施方式中,與前述實施方式相同的部分用相同的附圖標記來表示,省略其說明。
在圖中,該實施方式的阻斷閥主體60具備阻斷體61、氣體導入側(cè)隔膜閥62、排出側(cè)隔膜閥63、沖洗用隔膜閥64、導入路徑65、導入側(cè)連接管路66、排出路徑67、排出側(cè)連接管路68。
在阻斷體61處,一體或分體地設置導入路徑65、導入側(cè)連接管路66、排出路徑67、排出側(cè)連接管路68,經(jīng)由這些路徑65、67、連接管路66、68,導入側(cè)隔膜閥62、排出側(cè)隔膜閥63、沖洗用隔膜閥64被能夠連接地設置。在阻斷閥主體60的內(nèi)部,形成用于將它們連接的導入側(cè)連通部70、排出側(cè)連通部71、沖洗側(cè)連通部72、連接流路73、連通流路74。
導入路徑65作為非活性氣體等載送氣體導入用而被設置,導入側(cè)連接管路66被設置于從導入路徑65向圖中未示出的原料容器的載送氣體導入側(cè)。這些導入路徑65、導入側(cè)連接管路66借助被形成于阻斷體61的內(nèi)部的導入側(cè)連通部70而被連通。
導入側(cè)連通部70被形成為大致圓錐(大致研缽)狀,在內(nèi)部具有空間,導入路徑65被形成于該導入側(cè)連通部70的斜面?zhèn)?,導入?cè)連接管路66被形成于導入側(cè)連通部70的底面?zhèn)取T趯雮?cè)連通部70處,在導入側(cè)隔膜閥62的與推壓座部件35的相向側(cè)設有座部75,相對于該座部75,能夠抵接密封地設置有推壓座部件35,由此,通過導入側(cè)隔膜閥62的動作,設置成導入路徑65和導入側(cè)連接管路66能夠連通或能夠切斷。
另一方面,排出路徑67作為朝向半導體制造裝置的原料流體的供給流路而被設置,排出側(cè)連接管路68被設置于從原料容器向排出路徑67的供給側(cè)。這些排出路徑67、排出側(cè)連接管路68借助被形成于阻斷體61的內(nèi)部的排出側(cè)連通部71而被連通。排出側(cè)連通部71具有形成為圓錐狀的空間,排出路徑67被形成于該排出側(cè)連通部71的斜面?zhèn)?,排出?cè)連接管路68被形成于排出側(cè)連通部71的底面?zhèn)取T谂懦鰝?cè)連通部71處,在排出側(cè)隔膜閥63的與推壓座部件35的相向側(cè)設置座部76,相對于該座部76,能夠抵接密封地設置推壓座部件35,由此,通過排出側(cè)隔膜閥63的動作,設置成排出路徑67和排出側(cè)連接管路68能夠連通或切斷。
進而,沖洗側(cè)連通部72被設置于阻斷體61的內(nèi)部,該沖洗側(cè)連通部72具有形成為圓錐狀的空間,在沖洗側(cè)連通部72的底面?zhèn)?,形成與排出側(cè)連通部71連通的連通流路74,在該連通流路74的外周側(cè),與前述同樣地,設置沖洗用隔膜閥64的推壓座部件35能夠抵接密封的座部77。在沖洗側(cè)連通部72的斜面?zhèn)?,形成有將該沖洗側(cè)連通部72和導入側(cè)連通部70連通的連接流路73。連接流路73在本實施方式中以大致l字形彎曲形成,但也可以形成為任意的形狀,優(yōu)選地設置成流體難以滯留的形狀。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu),阻斷閥主體60的導入路徑65和連接流路73經(jīng)由導入側(cè)連通部70總是呈連通狀態(tài),另一方面,排出路徑67和連通流路74經(jīng)由排出側(cè)連通部71總是呈連通狀態(tài)。
導入側(cè)隔膜閥62、排出側(cè)隔膜閥63、沖洗用隔膜閥64設置成與前述的第1隔膜閥12(第2隔膜閥13)相同的構(gòu)造,具有殼30、隔膜32、工作機構(gòu)33、推壓座部件35,在該推壓座部件35的相向位置,設置有具有極小端口部的閥口80、81、82。這些隔膜閥62、63、64分別借助工作機構(gòu)33使隔膜32工作時,推壓座部件35相對于閥口80、81、82的座部75、76、77分離及接觸,各個閥進行開閉動作,能夠切換阻斷體61內(nèi)的流路。
在該阻斷閥主體60中,導入側(cè)隔膜閥62為了對于原料容器供給或停止非活性氣體而被使用,排出側(cè)隔膜閥63為了相對于處理腔供給或停止原料容器內(nèi)的原料流體而被使用,沖洗用隔膜閥64在原料容器的更換等時,為了在將導入路徑65和排出路徑67的各接頭卸下前供給或停止用于沖洗流路的非活性氣體而被使用。
接著,對將圖6的阻斷閥主體60的流路切換的情況進行說明。
在圖7中,表示阻斷閥主體60的處理工序、即將原料容器內(nèi)的原料流體向二次側(cè)供給時的狀態(tài),圖8(a)表示圖7的導入路徑65附近的示意圖,圖8(b)表示圖7的排出路徑67附近的示意圖。
該情況下,在圖7、圖8中,設定為導入側(cè)隔膜閥62、排出側(cè)隔膜閥63呈開閥狀態(tài),沖洗用隔膜閥64呈閉閥狀態(tài)。該狀態(tài)下,非活性氣體被向?qū)肼窂?5導入時,如圖8(a)的箭頭所示,非活性氣體從導入路徑65通過導入側(cè)隔膜閥62內(nèi)部的導入側(cè)連通部70,被從導入側(cè)連接管路66向原料容器送入。
原料容器內(nèi)的原料流體如圖8(b)的箭頭所示,借助非活性氣體被從排出側(cè)連接管路68壓送,通過排出側(cè)隔膜閥63內(nèi)部的排出側(cè)連通部71,經(jīng)由排出路徑67被向圖中未示出的二次側(cè)的處理腔內(nèi)送入。該情況下,原料流體的供給時接通和切斷的切換通過排出側(cè)隔膜閥63的開閉操作被進行。
另一方面,在圖9中,表示阻斷閥主體60的沖洗工序、即將內(nèi)部的滯留氣體向外部放出時的狀態(tài)。圖10(a)表示圖9的導入路徑65附近的示意圖,圖10(b)表示圖10(a)的座部75附近的示意圖,如圖10(b)所示,圖10(a)的導入路徑65和連接流路73實際上被配置成90°的角度。圖11(a)表示圖9的排出路徑67附近的示意圖,圖11(b)表示圖11(a)的座部76附近的示意圖,如圖11(b)所示,圖11(a)的連通流路74和排出路徑67實際上被配置成90°的角度。
該情況下,在圖9~圖11中,導入側(cè)隔膜閥62、排出側(cè)隔膜閥63被設定成閉閥狀態(tài),沖洗用隔膜閥64被設定成開閥狀態(tài)。由此,將非活性氣體向?qū)肼窂?5導入時,如圖10(a)、圖10(b)的箭頭所示,非活性氣體從導入路徑65通過導入側(cè)隔膜閥62內(nèi)部的導入側(cè)連通部70,通過連接流路73,被送入至沖洗用隔膜閥64的沖洗側(cè)連通部72。
此時,排出側(cè)隔膜閥63呈關閉狀態(tài),由此如圖11(a)、圖11(b)所示,非活性氣體通過連通流路74,經(jīng)由排出路徑67被向外部排出。這樣,借助非活性氣體,能夠?qū)埩粲谧钄嚅y主體60內(nèi)部的滯留氣體沖洗。
在上述阻斷閥主體60中,隔膜閥的導入路徑65和連接流路73、連通流路74和排出路徑67分別被設置成90°的角度,但在本發(fā)明的阻斷閥處,也能夠?qū)⑦@些流路和路徑以任意的角度設置,例如,將它們平行地設置,通過被稱作所謂的氣旋式?jīng)_洗的方式進行沖洗,前述氣旋式?jīng)_洗是指來自入口側(cè)的流體在閥體的周圍漩渦狀地旋轉(zhuǎn)而流出后從出口側(cè)排出。該情況下,適當設定入口側(cè)流路、出口側(cè)流路的配置、流體流動的方向、流體壓力、流量?流體的特性等各種條件,流體以沿著圓錐狀的連通部形成漩渦的方式流動,由此能夠進行高效率的沖洗。
阻斷閥主體60相對于一個阻斷體61,借助導入路徑65、導入側(cè)連接管路66、導入側(cè)連通部70設置氣體導入側(cè)的流路,借助排出路徑67、排出側(cè)連接管路68、排出側(cè)連通部71設置排出側(cè)的流路,將這些借助連接流路73、連通流路74、沖洗側(cè)連通部72連接,由此將流體流動的空間的容積縮小至極限來抑制無效容積,通過連接于阻斷體61的導入側(cè)隔膜閥62、排出側(cè)隔膜閥63、沖洗用隔膜閥64的動作,切實地阻止液體材料向閥內(nèi)的滯留,在載送氣體的原料流體的供給時抑制濃度變化,并且提高沖洗工序時的氣體置換特性(沖洗性能),能夠?qū)_洗處理時間大幅縮短。該情況下,能夠在不改造管路的情況下,通過真空/循環(huán)沖洗實現(xiàn)更有效的載送氣體的沖擊沖洗。
如上所述,對于一個阻斷體61設置有導入路徑65、導入側(cè)連接管路66、排出路徑67、排出側(cè)連接管路68、導入側(cè)隔膜閥62、排出側(cè)隔膜閥63、沖洗用隔膜閥64,由此將阻斷閥主體60整體單元化,裝卸時等處理變得容易,實現(xiàn)緊湊化,由此向既設設備的安裝也成為可能。該情況下,能夠?qū)肼窂?5、排出路徑67相對于管路簡單地裝卸,由此原料容器的更換也變得容易。
與前述的阻斷閥10相同,將閥室內(nèi)、即導入側(cè)連通部70、排出側(cè)連通部71、沖洗側(cè)連通部72的側(cè)面斜面狀地設置,由此加工容易,這些閥室內(nèi)的空間(容積)也能夠被極力地較小地抑制。
進而,將這些導入側(cè)連通部70、排出側(cè)連通部71、沖洗側(cè)連通部72的側(cè)面斜面狀地設置,由此能夠使閥室內(nèi)的接觸氣體表面積變小,也能夠提高被稱作所謂的脫水特性的干燥特性。
因此,即使在液體材料、容易液化的材料呈液態(tài)而附著于斜面的情況下,液狀材料流動于這些導入側(cè)連通部70、排出側(cè)連通部71、沖洗側(cè)連通部72,由此閥室內(nèi)不易被污染。
相對于阻斷體61,將導入路徑65、導入側(cè)連接管路66、排出路徑67、排出側(cè)連接管路68直線狀地配置于與管路的連接方向,相對于已排列于阻斷閥主體60的一側(cè)面的導入側(cè)隔膜閥62、排出側(cè)隔膜閥63,將沖洗用隔膜閥64配置成設置于正交方向,由此能夠與將這些在相向位置設置的情況相比較使整體緊湊化,在狹窄的場所也能夠設置。不使這些隔膜閥62、63、64相對于阻斷體61傾斜,所以阻斷體61的被安裝部分的內(nèi)螺紋等也容易加工。
由此,阻斷閥主體60特別適合于mocvd用原料瓶及其關聯(lián)設備、cvd裝置用液體供給瓶、集中供給用lds母槽、或原料制造商等填充工廠設備用的瓶等的用途。
此外,在圖6的阻斷閥主體60的導入側(cè)隔膜閥62和導入側(cè)連接管路66、排出側(cè)隔膜閥63和排出側(cè)連接管路68之間,也可以分別連接圖中未示出的導入側(cè)手動隔膜閥、排出側(cè)手動隔膜閥。此時,設置成能夠通過手柄操作對這些手動隔膜閥進行手動操作,設置成能夠在手柄的關閉位置上鎖來防止錯誤操作。
該情況下,在搬運容器時等,若不僅將導入側(cè)?排出側(cè)隔膜閥,將導入側(cè)?排出側(cè)手動隔膜閥也設置成關閉狀態(tài),則能夠使容器切實地呈密封狀態(tài)。
附圖標記說明
10 阻斷閥
11 阻斷主體
12 第1隔膜閥
13 第2隔膜閥
14 供給路徑
15 供給端口部
16 連接管路
18 主流路
19 連通路
21 第1極小端口部
22 第2極小端口部
23 接合端口部
25 端口
32 隔膜
35 推壓座部件
50 原料容器用阻斷閥
51 原料容器
55 槽閘閥
56 沖洗氣體導入自動閥
57 沖洗氣體排出端口
58 沖洗氣體進入端口部
θ 傾斜角。