JP2003042399A

JP2003042399A - ガス供給設備

Info

Publication number: JP2003042399A
Application number: JP2001228656A
Authority: JP
Inventors: Kenji Shigeta; 賢二重田; Tomoaki Hoshi; 朝秋星; Yoshio Ishihara; 良夫石原
Original assignee: Japan Oxygen Co Ltd; Nippon Sanso Corp
Current assignee: Japan Oxygen Co Ltd; Nippon Sanso Corp
Priority date: 2001-07-27
Filing date: 2001-07-27
Publication date: 2003-02-13

Abstract

(57)【要約】【課題】ガス漏洩検知器の数を最小限とし、生産効率
の低下を防ぎ、しかもガス供給配管の施工を容易にする
ことができるガス供給設備を提供する。【解決手段】ガス容器３１、３２からガス消費設備３
９にガスを供給するガス供給設備であって、ガス容器３
１、３２を収納するガスキャビネット３３、３４とガス
消費設備３９とを、少なくとも１本のガス供給配管３
５、３６を収納した空洞状ダクト３７により接続したガ
ス供給設備。ガスキャビネット３３、３４またはガス消
費設備３９に、ガスを系外に導出する吸引口４２を少な
くとも１つ付設し、吸引口４２の近傍にガス漏洩検知器
４３を備える。空洞状ダクト３７は、耐熱難燃性素材の
配管または金属製の配管であり、かつ直管部、屈曲部お
よび伸縮部のうち少なくとも１つで構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置や
液晶製造装置などのガス消費設備にガスを供給するガス
供給設備に関し、詳しくは、半導体集積回路製造工程、
液晶パネル製造工程、太陽電池製造工程などにおいて使
用する金属水素化物系ガス、金属ハロゲン化物系ガス、
有機金属系ガス等を上記ガス消費設備に供給することが
できるガス供給設備に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体プロセスガスとしては、モノシラ
ン（ＳｉＨ₄）、アルシン（ＡｓＨ₃）、ホスフィン（Ｐ
Ｈ₃）、六フッ化硫黄（ＳＦ₆）、三フッ化窒素（Ｎ
Ｆ₃）、四フッ化メタン［フロン−１４（ＣＦ₄）］、六
フッ化エタン［フロン−１１６（Ｃ₂Ｆ₆）］、メタン
（ＣＨ₄）、フッ化水素（ＨＦ）、塩化水素（ＨＣ
ｌ）、臭化水素（ＨＢｒ）、三フッ化塩素（Ｃｌ
Ｆ₃）、アンモニア（ＮＨ₃）、亜酸化窒素（Ｎ₂Ｏ）、
ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）、水素（Ｈ₂）、
酸素（Ｏ₂）、二酸化炭素（ＣＯ₂）、一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）などが使用されている。これらの半導体プロセスガ
スは、一般に活性度が高い。また、半導体プロセスガス
の多くは、可燃性、支燃性、毒性、窒息性などの性質を
有する。このため、半導体プロセスガスを取り扱う場合
には、安全性に対して十分な留意が必要である。

【０００３】図２は、従来のガス供給設備を示す概略構
成図である。このガス供給設備では、半導体製造装置な
どの複数のガス消費設備１、…と、半導体プロセスガス
を供給するガスキャビネット２、３とが、ガス供給配管
１９、２０、分配ボックス４、５およびプロセスガス供
給配管２１、２２を介して接続されている。ガスキャビ
ネット２、３には、それぞれ異なるガスが充填された容
器がそれぞれ収納されている。このガス供給設備では、
これらガス容器内のガスが、ガス供給配管１９、２０を
経て、分配ボックス４、５で分配され、プロセスガス供
給配管２１、２２を通して複数のガス消費設備１、…に
供給されるようになっている。

【０００４】このガス供給設備では、ガスキャビネット
２、３が、吸引口１４、１５を有する排出管を介して排
気ダクト１３に接続されている。ガス分配ボックス４、
５は、吸引口１６、１７を有する排出管を介して排気ダ
クト１２に接続されている。ガス消費設備１は、吸引口
１８を有する排出管を介して排気ダクト１１に接続され
ている。

【０００５】さらに、ガスキャビネット２、３の吸引口
１４、１５の近傍には、ガスの漏洩を検知するガス漏洩
検知器９、１０がそれぞれ設置されている。ガス分配ボ
ックス４、５の吸引口１６、１７の近傍には、ガス漏洩
検知器７、８がそれぞれ設置され、ガス消費設備１の吸
引口１８の近傍には、ガス漏洩検知器６が設置されてい
る。このガス供給設備は、これら何れかの検知器でガス
の漏洩が検知されると、漏洩したガスが吸引口を通して
吸引され、排気ダクトから緊急除害装置（図示略）に送
られるようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のガス供給設備に
あっては、ガス漏洩検知器が、ガスキャビネット、ガス
分配ボックス、ガス消費設備の数と同数必要であり、設
備コストがかさむ問題があった。さらに、ガス供給配管
からのガスの漏洩を検知するためには、ガス供給設備が
設けられているクリーンルーム内の雰囲気ガス中の漏洩
ガスを検知しなければならない。そのためには、クリー
ンルーム内に検知器を設けなければならず、設備コスト
が増大する問題があった。

【０００７】また、従来のガス供給設備にあっては、通
常、ガス漏洩検知器が作動すると、ガス消費設備へのガ
スの供給が停止し、ガス消費設備の操業が停止するシス
テムとなっている。したがって、このガス供給設備で
は、ガスキャビネット、ガス分配ボックスおよびガス消
費設備のいずれかに設置されているガス漏洩検知器が誤
作動すると、ガスキャビネットまたはガス分配ボックス
の供給元弁が閉止され、これらの後段に接続されている
ガス消費設備の稼動率に影響を及ぼし、生産効率の低下
を招くことがあった。

【０００８】さらに、一般に、ガス消費設備では、複数
種類のガスを並行して使用するために、ガス分配ボック
スからガス消費設備への配管が複数必要である。しかし
ながら、ガス消費設備では、配管を付設可能な空間が限
られているため、その配管の設計および施工には手間が
かかり、多大な労力を要していた。

【０００９】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、ガス漏洩検知器の数を最小限とし、生産効率の低下
を防ぎ、しかもガス供給配管の施工を容易にすることが
できるガス供給設備を提供することを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題は、ガス容器を
収納するガスキャビネットと、ガス消費設備とを、ガス
供給配管を収納した空洞状ダクトにより接続したガス供
給設備によって解決することができる。本発明のガス供
給設備では、ガスキャビネットまたはガス消費設備に、
ガスを系外に導出する導出口と、ガス漏洩検知器を設け
ることができる。空洞状ダクトは、耐熱難燃性素材また
は金属製の配管とするのが好ましい。空洞状ダクトは、
直管部、屈曲部および伸縮部のうち１つまたはこれらの
組み合わせにより構成することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
図１は、本発明のガス供給設備の一例を示す概略構成図
である。この例のガス供給設備は、ガス容器３１、３２
を収納したガスキャビネット３３、３４と、ガス容器３
１、３２に接続されたガス供給配管３５、３６と、これ
らガス供給配管３５、３６を収納する空洞状ダクト３７
と、ガス供給配管３５、３６が接続されたガス消費設備
３９とを備えている。

【００１２】ガス容器３１、３２は、ステンレス鋼、ク
ロム−モリブデン鋼、炭素鋼、マンガン鋼、アルミニウ
ム合金、アルミニウムライニング強化プラスチックなど
の材料からなるものが好適である。ガス容器３１、３２
の大きさは、例えば、外径３００〜１２００ｍｍ、長さ
１．５〜１２ｍであり、ガス消費設備３９の規模に応じ
て適宜設定されて設計され、クリーンルームなどに設置
されるのに適した大きさになっている。

【００１３】ガスキャビネット３３、３４は、ガス容器
３１、３２を収納可能な大きさとされている。半導体プ
ロセスガスは、有害なガスが多いことから、ガスキャビ
ネット３３、３４は、密閉可能とするのが好ましい。

【００１４】ガス供給配管３５、３６は、ＳＵＳ３１
６、ＳＵＳ３１６ＬおよびＳＵＳ３０４などのステンレ
ス鋼で形成されたものが好ましい。ガス供給配管３５、
３６としては、汎用の外径６．３５ｍｍのものを用いる
ことができる。なお、ガス供給配管３５、３６の径を小
さく、例えば外径５ｍｍ以下とすれば、曲げ加工がより
容易になるため、配管の施工時間を短縮することが可能
となる。また、配管内面積が小さくなり、配管内面から
脱離してガス中に混入する配管構成材料からなる不純物
量を低減することができ、より高純度のガスを使用でき
るようになる。

【００１５】空洞状ダクト３７は、両端がそれぞれガス
キャビネット３３、３４とガス消費設備３９とに気密に
取り付けられて、ガスキャビネット３３、３４とガス消
費設備３９とを接続するようになっている。空洞状ダク
ト３７は、難燃ポリプロピレン、難燃ポリスチレン、難
燃ＡＢＳ、難燃ポリアミド、難燃ＰＢＴ、難燃ポリカー
ボネートなどの耐熱難燃性の樹脂、または、ＳＵＳ３０
４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３２９、ＳＵＳ４０５、ＳＵ
Ｓ４４４、鉄などの金属で形成するのが好ましい。空洞
状ダクト３７の外径および長さは、これに収納されるガ
ス供給配管３５、３６の形状、寸法、数などに応じて適
宜設定される。

【００１６】空洞状ダクト３７は、直管部、屈曲部およ
び伸縮部のうち１つまたはこれらの組み合わせにより構
成するのが好ましい。直管部とは円筒形の直管状配管で
ある。屈曲部はＬ字管状の配管である。伸縮部は、例え
ば蛇腹状に形成されて長さ方向に伸縮自在とされた配管
である。伸縮部は径方向に伸縮自在とすることもでき
る。これら直管部、屈曲部、伸縮部は、互いに着脱自在
に構成するのが好ましい。空洞状ダクト３７を、このよ
うな構成とした場合には、直管部を耐熱難燃性の樹脂や
金属などで形成し、屈曲部を耐熱難燃性の樹脂や金属な
どで形成し、伸縮部を耐熱難燃性の樹脂や金属などの材
料で形成するのが好ましい。図１に例示したガス供給設
備では、空洞状ダクト３７は長さ方向に伸縮可能な伸縮
部からなるものである。

【００１７】ガス消費設備３９は、筐体３８内に設けら
れている。ガス消費設備３９の内部には、ガス供給配管
３５、３６から供給される複数種類の半導体プロセスガ
スを混合・希釈するガス供給部（図示略）を設けること
ができる。ガス消費設備３９は、排出管４０を介して排
気ダクト４１に接続されている。

【００１８】ガス消費設備３９の上部には、ガスを系外
に導出する導出口である吸引口４２が設けられ、ガス供
給設備３９内のガスを、吸引口４２を通して、排出管４
０に導くことができるようになっている。排出管４０内
には、吸引口４２の近傍に、ガス漏洩検知器４３が設け
られている。ガス漏洩検知器４３は、ガス容器３１、３
２に充填されているガスを検知できるようになってい
る。なお、この例のガス供給設備では、ガス消費設備３
９の上部に吸引口４２が設けられているが、吸引口４２
は、ガス消費設備３９の下部に設けられていてもよい
し、ガスキャビネット３３、３４に設けられていてもよ
い。

【００１９】このガス供給設備では、ガス漏洩検知器４
３が、ガス容器３１、３２またはガス消費設備３９から
漏洩したガスを検知すると、この漏洩ガスが、吸引口４
２を通して吸引され、排気管４０を通して排気ダクト４
１に排出され、緊急除害装置（図示略）に送られる。

【００２０】この例のガス供給設備では、ガスキャビネ
ット３３、３４とガス消費設備３９とが、空洞状ダクト
３７によって接続されているので、これらガスキャビネ
ット３３、３４とガス消費設備３９との内部が連通し、
１つの空間を形成している。このため、ガスキャビネッ
ト３３、３４またはガス消費設備３９に、１つの吸引口
４２と、１つのガス漏洩検知器４３を設けることによっ
て、ガス漏洩箇所にかかわらず、漏洩ガスを確実に検知
し、排出することが可能となる。したがって、図２に示
した従来のガス供給設備のように、ガスキャビネットお
よびガス消費設備のそれぞれにガス漏洩検知器を設ける
必要がなく、ガス漏洩検知器の設置数を最小限とし、設
備コスト低減を図ることができる。

【００２１】また、この例のガス供給設備では、ガスキ
ャビネット３３、３４が、ガス消費設備３９以外のガス
消費設備に接続されていないため、ガスキャビネット３
３、３４とガス消費設備３９との間を最短距離で配管施
工できるようになる。このため、ガス供給配管の内面積
を小さくし、配管内面からガス中に混入する配管構成材
料からなる不純物量を低減することができ、より高純度
のガスを使用できるようになる。

【００２２】また、ガスキャビネット３３、３４が、ガ
ス消費設備３９以外のガス消費設備に接続されていない
ため、仮にガスが漏洩して、ガスキャビネット３３、３
４からガス消費設備３９へのガス供給が停止しても、他
のガス消費設備が操業に支障を来すことがなく、生産効
率の低下を最小限に抑えることができる。

【００２３】また、複数のガス消費設備に対する配管が
必要なくなるため、ガス供給配管の施工を容易とするこ
とができる。

【００２４】また、空洞状ダクト３７を、半導体プロセ
スガスが透過しにくい耐熱難燃性素材または金属製の配
管とすることによって、空洞状ダクト３７からの半導体
プロセスガスの漏洩を確実に防ぐことができる。また耐
熱難燃性素材、金属はいずれも燃焼しにくいため、火災
を未然に防ぐことができる。

【００２５】また空洞状ダクト３７を、直管部、屈曲部
および伸縮部のうち１つまたはこれらの組み合わせによ
り構成する場合には、これらを容易にガス供給配管の形
状に応じた形状とすることができる。したがって、空洞
状ダクト３７の施工を容易とすることができる。

【００２６】さらに、本発明のガス供給設備にあって
は、ガスキャビネット３３、３４が、１つのガス消費設
備３９にのみ接続されているため、ガス消費設備が増設
される場合には、ガス消費設備の数に応じてガスキャビ
ネット等も増設される。したがって、ガス消費設備を増
設する際に、操業中の他のガス供給設備を停止する必要
がないから、半導体製造装置などにおける生産効率が低
下することがない。また、将来のガス消費設備の増設を
見込んで、あらかじめガス供給設備を付設する必要がな
くなるから、初期投資を低減することができる。

【００２７】また、上記の空洞状ダクト３７の屈曲部
を、長さ方向に２分割以上に分割可能とすれば、これら
を適宜組み合わせることによって、ガス供給配管３５、
３６の曲部の形状（曲げ半径６Ｄ以上）に応じた形状の
空洞状ダクト３７を簡単に構成することができる。な
お、曲げ半径６Ｄ以上とは、配管の曲部が、配管の径の
６倍以上の直径となる（すなわち曲げ半径が配管径の３
倍以上となる）ことをいう。したがって、ガス供給配管
３５、３６を空洞状ダクト３７内に収納する際に、空洞
状ダクト３７を付設する作業を容易にすることができ
る。さらに、上記の空洞状ダクト３７の伸縮部を、長さ
方向および径方向に伸縮可能とすれば、ガス供給配管３
５、３６の形状、寸法、数などに応じて空洞状ダクト３
７を変形させることが可能となり、空洞状ダクト３７を
付設する作業を容易にすることができる。

【００２８】なお、ガス消費設備３９内部は、仕切りに
よって、上記ガス供給部と、ガスを半導体などに接触さ
せるガス反応部とに分割し、これらのそれぞれに吸引口
およびガス漏洩検知器を設けることもできる。この場合
には、それぞれの吸引口において、ガスをサンプリング
すれば、ガス消費設備３９内の漏洩箇所あるいは、同様
にガスキャビネットの漏洩部位の特定も可能となる。こ
の場合、ガス漏洩検知器は１台であっても、複数の採取
ポートを有していればよく、必ずしも複数台の検知器を
必要としない。

【００２９】以下、具体的な実施例を示して本発明の効
果を明らかにする。図１に示したガス供給設備におい
て、ハロゲン系ガスを、ガス容器３１、３２から１つの
ガス消費設備３９に供給するように、外径６．３５ｍｍ
の３１６Ｌステンレス鋼配管３５、３６を配管施工し
た。また、比較のために、図２に示した従来のガス供給
設備において、ハロゲン系ガスを、ガス容器から複数の
ガス消費設備１、…に供給するように配管施工した。こ
の実施例のガス供給設備によれば、配管材料と施工工事
費用の合計が、従来のガス供給設備のそれと比較して、
約１／５になった。また、この実施例のガス供給設備の
設計に要した費用が、従来のガス供給設備のそれと比較
して、１／１０程度に低減された。したがって、この実
施例のガス供給設備によれば、配管施工に関わる全体費
用は、従来のガス供給設備のそれに対して、１８％程度
に抑えることができた。また、この実施例のガス供給設
備の施工に要した期間は２日であり、従来のガス供給設
備の施工に要する期間の半分であった。また、この実施
例のガス供給設備において、外径３．２ｍｍの３１６Ｌ
ステンレス鋼配管３５、３６を配管施工した場合、配管
材料および施工工事費用がさらに低減され、配管施工に
関わる全体費用は、従来のガス供給設備のそれに対し
て、１５％程度に抑えることができた。さらに、この実
施例のガス供給設備にあっては、ガス漏洩検知器の設置
台数が、従来のガス供給設備のそれと比較して、１／３
となった。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のガス供給
設備では、ガスキャビネットとガス消費設備とが、空洞
状ダクトよって接続されているので、これらガスキャビ
ネットとガス消費設備との内部が連通し、１つの空間を
形成する。このため、最小限の数の導出口とガス漏洩検
知器によって、漏洩ガスを確実に検知し、排出すること
が可能となる。したがって、ガス漏洩検知器の設置数を
最小限とし、設備コスト低減を図ることができる。ま
た、ガスキャビネットが、１つのガス消費設備にのみ接
続されているため、仮にガスが漏洩して、ガスキャビネ
ットからこのガス消費設備へのガス供給が停止しても、
他のガス消費設備が操業に支障を来すことがなく、生産
効率の低下を最小限に抑えることができる。また、複数
のガス消費設備に対する配管が必要なくなるため、ガス
供給配管の施工を容易とすることができる。

【００３１】また、空洞状ダクトを、半導体プロセスガ
スが透過しにくい耐熱難燃性素材または金属製の配管と
することによって、空洞状ダクトからのガス漏洩を確実
に防ぐとともに、火災を未然に防ぐことができる。

【００３２】また空洞状ダクトを、直管部、屈曲部およ
び伸縮部のうち１つまたはこれらの組み合わせにより構
成する場合には、これらを容易にガス供給配管の形状に
応じた形状とすることができる。したがって、空洞状ダ
クトの施工を容易とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガス供給設備の一例を示す概略構成
図である。

【図２】従来のガス供給設備を示す概略構成図であ
る。

【符号の説明】

３１，３２・・・ガス容器、３３，３４・・・ガスキャビネッ
ト、３５，３６・・・ガス供給配管、３７・・・空洞状ダク
ト、３８・・・筐体、３９・・・ガス消費設備、４０・・・排気
管、４１・・・排気ダクト、４２・・・吸引口（導出口）、４
３・・・ガス漏洩検知器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石原良夫東京都港区西新橋１丁目16番７号日本酸素株式会社内Ｆターム(参考） 3J071 AA02 BB11 CC01 DD30 EE37 FF11 4K030 AA02 AA06 AA11 EA03 KA39 KA46 LA15 LA16 5F045 BB08 BB10 BB20 EC07 EC08 EE01 EE02 EE11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガス容器内のガスを、ガス供給配管を通
してガス消費設備に供給するガス供給設備であって、ガス容器を収納するガスキャビネットと、ガス消費設備
とを、ガス供給配管を収納した空洞状ダクトにより接続
したことを特徴とするガス供給設備。
【請求項２】前記ガスキャビネットまたはガス消費設
備に、ガスを系外に導出する導出口と、ガス漏洩検知器
を設けたことを特徴とする請求項１記載のガス供給設
備。
【請求項３】前記空洞状ダクトは、耐熱難燃性素材ま
たは金属製の配管であることを特徴とする請求項１また
は２記載のガス供給設備。
【請求項４】前記空洞状ダクトは、直管部、屈曲部お
よび伸縮部のうち１つまたはこれらの組み合わせにより
構成されていることを特徴とする請求項１〜３のうちい
ずれか１項記載のガス供給設備。