JP3684624B2 - Reaction gas supply device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反応ガス供給源からガス反応装置へ供給される有毒な反応ガスの漏れを防止する反応ガス供給装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体装置の製造工程における代表的な工程に微細パターニングプロセスがあるが、この微細パターニングプロセスにおいては、例えば、化学的エッチング装置、CVD装置などの多くの真空装置が用いられている。これら化学的エッチング装置、CVD装置などでは、プロセス上、塩素ガス、臭化水素ガスなどの有毒ガスが使用される場合がある。ガス供給源から前記各ガス反応装置へ所定のガスを供給するガス供給ラインは、通常、ステンレススチール製のパイプで配管されている。
【0003】
現用の具体的な反応ガス供給装置を図2に示した。この反応ガス供給装置1は有毒ガスを含む複数種の反応ガスの供給源であるガスボンベB1、B2、B3・・・を収納したガスボンベボックス2と、各反応ガスの流量を調整する、反応ガス供給バルブV1、V2、V3・・・を含むマスフローコントローラMFC1、MFC2、MFC3・・・を収納したガスボックス3などから構成されており、この出力側は化学エッチング装置またはCVD装置などのガス反応装置4へ所要の反応ガスを供給している。
【0004】
前記ガス反応装置4にはメインバルブV4を介してターボ分子ポンプPM1が装着されており、このターボ分子ポンプPM1の出力側にはパイプP5とフォアバルブV5を介してラフポンプPM2が、そしてこのラフポンプPM2の出力側にはパイプP6を介して排気ガス処理装置T1が接続されている。また、前記ガス反応装置4にはパイプP7とラフバルブV6を介して前記ラフポンプPM2が接続されている。
【0005】
前記各ガスボンベB1、B2、B3・・・の各供給口と前記各マスフローコントローラMFC1、MFC2、MFC3・・・とはそれぞれパイプP1、P2、P3・・・で接続されており、また、各マスフローコントローラMFC1、MFC2、MFC3・・・の出力側に接続された各反応ガス供給バルブV1、V2、V3・・・の出力側は1本の共通のパイプP4と反応ガス供給バルブV7とを介して前記ガス反応装置4に接続されている。前記いずれのパイプもステンレススチール製である。
【0006】
半導体ウエハにエッチングまたはデポジションを施す場合には、前記ガス反応装置4内をラフポンプP2及びターボ分子ポンプP1を順次作動させて所要の真空度に引き、このようなガス反応装置4内に各ガスボンベB1、B2、B3・・・からの反応ガスをマスフローコントローラMFC1、MFC2、MFC3・・・で流量調整し、開放されている反応ガス供給バルブV7とパイプP4を介して前記ガス反応装置4に供給する。このようにして、半導体ウエハの表面にエッチングまたはデポジションを施すことができる。
【0007】
ところで、前記各パイプの継ぎ手部は、通常、図3に示したような構造のメタルシールが使用されている。
即ち、この継ぎ手部20の構造は、メタルパイプPaの端部には端面に突起21が形成された鍔状の端板22が形成されており、この端部に内周に雌ねじ23が切られているナット24を装着し、一方、メタルパイプPbの端部は、その外周面に雄ねじ25が切られた、その端面に突起26が形成されたボルト27に形成されていて、メタルパイプPaとPbとの間にシール材である、中央部にガス流出孔28が開けられたガスケット29を介挿し、前記ナット24を前記ボルト27に締め付けることにより、前記メタルパイプPaとPbとが接続される構造になっている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
このパイプの接続構造は、メタル−メタル接触の高純度、高真空を得ることができるシール構造であるが、その機能上、奨励される締め付け代があり、締め付け不足、締め付け過ぎによるガスリークが発生する可能性がある。
また、メタル−メタル間のガスケット29の材質は、使用するガスの種類、温度、圧力などにより異なる。ナット24を締め付け過ぎると、ガスケット29が破れて、そこから反応ガスが漏れ、また、誤ったガスケットを選定し、使用すると、流したガスにより、そのガスケットが変形し、更には腐食し、その結果、ガスリークが発生する可能性がある。
本発明は、このような欠点を無くすることを課題とするものであって、万一、有毒ガスが漏れても、作業者の安全を確保できる反応ガス供給装置を得ることを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の反応ガス供給装置は、有毒ガスを含む複数種の反応ガスの供給源である複数のガスボンベを収納し、排気孔が設けられたガスボンベボックスと、各反応ガスの流量を調整する複数のマスフローコントローラを収納し、排気孔が設けられたガスボックスと、前記各ガスボンベの各供給口と前記各マスフローコントローラとを接続する複数の内部パイプと、前記ガスボンベボックスと前記ガスボックスとの間の前記複数の内部パイプ全体を密封する第1の外部パイプと、前記マスフローコントローラーの出力側に共通に接続され、ガス反応装置に接続された一本の共通内部パイプと、前記ガスボックスと前記ガス反応装置との間の前記一本の共通内部パイプを密封する第2の外部パイプと、前記ガスボンベボックスの排気孔と前記ガスボックスの排気孔とに接続された排気用パイプと、前記排気用パイプに接続された排気ポンプと、前記排気ポンプに接続された排気ガス処理装置と、前記ガスボンベボックスおよび前記ガスボックスの近傍、並びに前記排気ポンプの手前における前記排気用パイプにそれぞれ設置された複数のガス検知器とを有する。
【0010】
従って、本発明によれば、万一、内部パイプから有毒ガスが漏れても、直ちに外部パイプを通じて、例えば、排気ガス処理装置へ排出できるので、事故を未然に防ぐことができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
次に、図1を参照しながら、本発明の反応ガス供給装置を説明する。
図1は本発明の反応ガス供給装置の模式図である。
なお、従来技術の反応ガス供給装置の構成と同一の構成部分には同一の符号を付して説明する。
【0012】
本発明の反応ガス供給装置1Aは、有毒ガスを含む複数種の反応ガスの供給源であるガスボンベB1、B2、B3・・・を収納し、排気孔2aが設けられたガスボンベボックス2と、各反応ガスの流量を調整する、反応ガス供給バルブV1、V2、V3・・・を含むマスフローコントローラMFC1、MFC2、MFC3・・・を収納し、排気孔3aが設けられたガスボックス3などから構成されていることは、従来技術の反応ガス供給装置1と殆ど同様である。この出力側は化学エッチング装置またはCVD装置などのガス反応装置4へ所要の反応ガスを供給している。
【0013】
前記ガス反応装置4にも、従来技術と同様にメインバルブV4を介してターボ分子ポンプPM1が装着されており、このターボ分子ポンプPM1の出力側にはパイプP5とフォアバルブV5を介してラフポンプPM2が、そしてこのラフポンプPM2の出力側にはパイプP6を介して排気ガス処理装置T1が接続されている。また、前記ガス反応装置4にはパイプP7とラフバルブV6を介して前記ラフポンプPM2が接続されている。
【0014】
前記各ガスボンベB1、B2、B3・・・の各供給口と前記各マスフローコントローラMFC1、MFC2、MFC3・・・とはそれぞれ内部パイプPi1、Pi2、Pi3・・・で接続されており、そしてこれら内部パイプPi1、Pi2、Pi3・・・全体を、その全長にわたって外部パイプPo1で覆う二重配管で構成した。この外部パイプPo1の一端は前記ガスボンベボックス2の開口2bの全周を密封するように、その開口2bに装着されており、その他端は前記ガスボックス3の開口3bの全周を密封するように、その開口3bに装着されている。
【0015】
また、各マスフローコントローラMFC1、MFC2、MFC3・・・の出力側に接続された各反応ガス供給バルブV1、V2、V3・・・の出力側は1本の共通の内部パイプPi4と反応ガス供給バルブV7とを介して前記ガス反応装置4に接続されている。そしてこの内部パイプPi4全体を、その全長にわたって外部パイプPo2で覆う二重配管で構成した。この外部パイプPo2の一端は前記ガスボックス3の開口3cの全周を密封するように、その開口3cに装着されており、その他端は前記ガス反応装置4のガス供給口4aの全周を密封するように、その開口4aに装着されている。
前記いずれのパイプもステンレススチール製である。
【0016】
更に、本発明の反応ガス供給装置1Aにおいては、ガスボンベボックス2の排気孔2aとガスボックス3の排気孔3aとにパイプP8が接続され、そしてそのパイプP8の末端にラフポンプPM3と排気ガス処理装置T2とが接続されている。そして更に、ガス検知器D1が前記ガスボンベボックス2の排気孔2aの近傍に設置されており、パイプP9を介してパイプP8に接続されている。また、ガス検知器D2がガスボックス3の排気孔3aの近傍に設置されており、パイプP10を介してパイプP8に接続されている。更にまた、ガス検知器D3がラフポンプPM3の近傍に設置されており、パイプP11を介してパイプP8に接続されている。ガス反応装置4の近傍にはガス検知器D4が設置されている。
【0017】
半導体ウエハにエッチングまたはデポジションを施す場合には、前記ガス反応装置4内をラフポンプP2及びターボ分子ポンプP1を順次作動させて所要の真空度に引き、このようなガス反応装置4内に各ガスボンベB1、B2、B3・・・からの反応ガスをマスフローコントローラMFC1、MFC2、MFC3・・・で流量調整し、開放されている反応ガス供給バルブV7とパイプP4を介して前記ガス反応装置4に供給する。ガス反応装置4内の反応ガスはターボ分子ポンプP1により吸引、排気され、フォアバルブV5を通過し、排気ガス処理装置T1へ排気される。このようにして、半導体ウエハの表面にエッチングまたはデポジションを施せることは、従来技術のものと同様である。
【0018】
このガス反応中、本発明の反応ガス供給装置1Aは、前記ラフポンプPM3と排気ガス処理装置T2を作動させ、常時、ガスボンベボックス2、ガスボックス3及び外部パイプPo1、Po2内のガスを排気し、そして、反応ガスの漏れはガス検知器D1、D2、D3、D4にて、常時、チェックされる。
ガス漏れが発生した場合は、いずれかの前記ガス検知器が作動し、反応ガス供給バルブV1、V2、V3・・・及びV7を閉じる。漏れた反応ガスは内部パイプPi1、Pi2、Pi3・・・及びPi4と外部パイプPo1及びPo2との空間を通り、ラフポンプPM3に引かれて排気ガス処理装置T2に排気される。
【0019】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の反応ガス供給装置によれば、前記の構成及び動作により、万一、内部パイプから有毒ガスが漏れても、直ちに外部パイプを通じて、排気ガス処理装置へ排気するので、その有毒ガスは作業場に流出することなく、安全に排気され、しかもガス検知器がガス漏れをいち早く感知するので、作業者の安全を確保でき、事故を未然に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の反応ガス供給装置の模式図である。
【図2】 従来技術の反応ガス供給装置の模式図である。
【図3】 従来技術の反応ガス供給装置に用いられているパイプの継ぎ手部の構造の断面図である。
【符号の説明】
1A 反応ガス供給装置
2 ガスボンベボックス
2a 排気孔
2b 開口
3 ガスボックス
3a 排気孔
3b 開口
3c 排気口
4 ガス反応装置
B1 ガスボンベ
B2 ガスボンベ
B3 ガスボンベ
Pi1 内部パイプ
Pi2 内部パイプ
Pi3 内部パイプ
Pi4 内部パイプ
Po1 外部パイプ
Po2 外部パイプ
MFC1 マスフローコントローラ
MFC2 マスフローコントローラ
MFC3 マスフローコントローラ
V1 反応ガス供給バルブ
V2 反応ガス供給バルブ
V3 反応ガス供給バルブ
V4 メインバルブ
V7 反応ガス供給バルブ
PM1 ターボ分子ポンプ
PM2 ラフポンプ
PM3 ラフポンプ
T1 排気ガス処理装置
T2 排気ガス処理装置
D1 ガス検知器
D2 ガス検知器
D3 ガス検知器
D4 ガス検知器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a reaction gas supply device that prevents leakage of toxic reaction gas supplied from a reaction gas supply source to a gas reaction device.
[0002]
[Prior art]
A typical patterning process in the manufacturing process of a semiconductor device includes a fine patterning process. In this fine patterning process, for example, many vacuum apparatuses such as a chemical etching apparatus and a CVD apparatus are used. In these chemical etching apparatuses and CVD apparatuses, toxic gases such as chlorine gas and hydrogen bromide gas may be used in the process. A gas supply line for supplying a predetermined gas from a gas supply source to each of the gas reaction apparatuses is usually connected with a stainless steel pipe.
[0003]
A practical reactive gas supply apparatus in use is shown in FIG. The reaction
[0004]
The
[0005]
The supply ports of the gas cylinders B1, B2, B3,... And the mass flow controllers MFC1, MFC2, MFC3,... Are connected by pipes P1, P2, P3,. The output side of each reaction gas supply valve V1, V2, V3... Connected to the output side of the controllers MFC1, MFC2, MFC3... Is connected through one common pipe P4 and the reaction gas supply valve V7. The
[0006]
When etching or deposition is performed on a semiconductor wafer, the rough reactor P2 and the turbo molecular pump P1 are sequentially operated in the
[0007]
Incidentally, a metal seal having a structure as shown in FIG. 3 is usually used for the joint portion of each pipe.
That is, the structure of the joint portion 20 is formed with a bowl-shaped end plate 22 having a projection 21 formed on the end surface at the end portion of the metal pipe Pa, and a female screw 23 is cut at the inner periphery of the end portion. On the other hand, the end portion of the metal pipe Pb is formed on a bolt 27 having a male thread 25 cut on its outer peripheral surface and a projection 26 formed on its end surface. The metal pipes Pa and Pb are connected by inserting a gasket 29 having a gas outflow hole 28 in the central portion between the Pb and fastening the nut 24 to the bolt 27. It has a structure.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
This pipe connection structure is a seal structure that can obtain high purity and high vacuum of metal-metal contact, but there is a tightening allowance recommended for its function, and gas leakage due to insufficient tightening or excessive tightening occurs. there is a possibility.
The material of the metal-metal gasket 29 differs depending on the type of gas used, temperature, pressure, and the like. If the nut 24 is tightened too much, the gasket 29 is torn and the reaction gas leaks from it, and if an incorrect gasket is selected and used, the gas will be deformed and corroded by the flowed gas, resulting in corrosion. Gas leaks may occur.
An object of the present invention is to eliminate such drawbacks, and an object of the present invention is to obtain a reaction gas supply device that can ensure the safety of an operator even if a toxic gas leaks. It is.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a reaction gas supply apparatus of the present invention stores a plurality of gas cylinders that are supply sources of a plurality of types of reaction gases including a toxic gas, a gas cylinder box provided with exhaust holes, and each reaction A plurality of mass flow controllers for adjusting the flow rate of gas are housed, a gas box provided with exhaust holes, a plurality of internal pipes connecting each supply port of each gas cylinder and each mass flow controller, and the gas cylinder box A first external pipe that seals the whole of the plurality of internal pipes between the gas box, a common internal pipe that is commonly connected to the output side of the mass flow controller and connected to a gas reaction device; wherein the second external pipe to seal the common internal pipes one between the gas reactor and the gas box, the gas cylinder volume Hex exhaust holes of the exhaust pipe connected to an exhaust hole of the gas box, an exhaust pump connected to the exhaust pipe, and exhaust gas treatment device connected to said exhaust pump, said gas cylinder box and A plurality of gas detectors installed in the exhaust pipe in the vicinity of the gas box and in front of the exhaust pump .
[0010]
Therefore, according to the present invention, even if toxic gas leaks from the internal pipe, it can be immediately discharged through the external pipe to, for example, the exhaust gas treatment device, so that an accident can be prevented.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the reaction gas supply apparatus of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a schematic view of a reaction gas supply apparatus of the present invention.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the component same as the structure of the reaction gas supply apparatus of a prior art.
[0012]
The reactive gas supply apparatus 1A of the present invention accommodates gas cylinders B1, B2, B3... That are supply sources of a plurality of types of reactive gases including toxic gases, and includes
[0013]
The
[0014]
The supply ports of the gas cylinders B1, B2, B3... And the mass flow controllers MFC1, MFC2, MFC3... Are connected by internal pipes Pi1, Pi2, Pi3. The pipes Pi1, Pi2, Pi3,... Were entirely composed of a double pipe covered with an external pipe Po1 over the entire length. One end of the external pipe Po1 is attached to the opening 2b so as to seal the entire periphery of the opening 2b of the
[0015]
Also, the reaction gas supply valves V1, V2, V3,... Connected to the output sides of the mass flow controllers MFC1, MFC2, MFC3,... Have one common internal pipe Pi4 and reaction gas supply valve. It is connected to the
Each of the pipes is made of stainless steel.
[0016]
Furthermore, in the reactive gas supply apparatus 1A of the present invention, a pipe P8 is connected to the
[0017]
When etching or deposition is performed on a semiconductor wafer, the rough reactor P2 and the turbo molecular pump P1 are sequentially operated in the
[0018]
During this gas reaction, the reactive gas supply device 1A of the present invention operates the rough pump PM3 and the exhaust gas processing device T2, and always exhausts the gas in the
When a gas leak occurs, one of the gas detectors operates to close the reaction gas supply valves V1, V2, V3,. The leaked reaction gas passes through the space between the internal pipes Pi1, Pi2, Pi3... And Pi4 and the external pipes Po1 and Po2, and is drawn by the rough pump PM3 to be exhausted to the exhaust gas processing device T2.
[0019]
【The invention's effect】
As described above, according to the reaction gas supply device of the present invention, even if toxic gas leaks from the internal pipe, the exhaust gas processing device is immediately exhausted through the external pipe by the above-described configuration and operation. Therefore, the toxic gas is safely exhausted without flowing out to the workplace, and the gas detector quickly detects the gas leak, so that the safety of the worker can be ensured and an accident can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a reaction gas supply device of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view of a conventional reactive gas supply device.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the structure of a joint portion of a pipe used in a reaction gas supply device according to the prior art.
[Explanation of symbols]
1A Reaction
Claims (1)
各反応ガスの流量を調整する複数のマスフローコントローラを収納し、排気孔が設けられたガスボックスと、
前記各ガスボンベの各供給口と前記各マスフローコントローラとを接続する複数の内部パイプと、
前記ガスボンベボックスと前記ガスボックスとの間の前記複数の内部パイプ全体を密封する第1の外部パイプと、
前記マスフローコントローラーの出力側に共通に接続され、ガス反応装置に接続された一本の共通内部パイプと、
前記ガスボックスと前記ガス反応装置との間の前記一本の共通内部パイプを密封する第2の外部パイプと、
前記ガスボンベボックスの排気孔と前記ガスボックスの排気孔とに接続された排気用パイプと、
前記排気用パイプに接続された排気ポンプと、
前記排気ポンプに接続された排気ガス処理装置と、
前記ガスボンベボックスおよび前記ガスボックスの近傍、並びに前記排気ポンプの手前における前記排気用パイプにそれぞれ設置された複数のガス検知器と
を有する反応ガス供給装置。A plurality of gas cylinders which are a supply source of a plurality of types of reactive gases including toxic gas, and a gas cylinder box provided with an exhaust hole;
Contains a plurality of mass flow controllers that adjust the flow rate of each reaction gas, a gas box provided with exhaust holes,
A plurality of internal pipes connecting each supply port of each gas cylinder and each mass flow controller;
A first outer pipe that seals the entire plurality of inner pipes between the gas cylinder box and the gas box;
A common internal pipe connected to the output side of the mass flow controller and connected to the gas reactor;
A second outer pipe sealing the one common inner pipe between the gas box and the gas reactor;
An exhaust pipe connected to the exhaust hole of the gas cylinder box and the exhaust hole of the gas box;
An exhaust pump connected to the exhaust pipe;
An exhaust gas treatment device connected to the exhaust pump;
A reaction gas supply device comprising: the gas cylinder box; a plurality of gas detectors installed in the vicinity of the gas box; and the exhaust pipe before the exhaust pump .
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