JP2005150191A - ガス供給集積ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 ラインを増設するのが容易なガス供給集積ユニットを提供すること。
【解決手段】 出口流路に設けられた第１手動弁１１と、第１手動弁１１とプロセスガス共通流路１５とを連通する位置に設けられた第２手動弁１３と、第１手動弁１１とパージガス共通流路１６とを連通する位置に設けられた第３手動弁１４とが流路ブロックにより直列一体に連結されているガスユニットを複数備えるガス供給集積ユニットにおいて、プロセスガス共通流路１５の端部と連通するプロセスガス共通流路端部手動弁２２と、パージガス共通流路１６の端部と連通するパージガス共通流路端部手動弁２３とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体工程にプロセスガスを供給するため、プロセスガスを分岐して供給するガス供給集積ユニットに関するものである。

半導体製造工場においては、プロセスガスはタンクに収納されクリーンルームの外に配置されている。そして、タンクから同じプロセスガスをクリーンルーム内の複数箇所に供給するために、プロセスガスを分岐して供給するガス供給装置が使用されている。その様なガス供給装置においては、プロセスガスを新たに必要とする箇所が生じた場合には、１ライン増設する作業を行う必要がある。
図１０に、３ラインの供給を行っているプロセスガス供給装置の回路図を示し、図１１に、その回路を具体化した空圧機器の設置状態を平面図で示す。プロセスガスエアオペレート弁１０７が、プロセスガス供給口１０８を介して図示しないプロセスガスタンクと接続している。プロセスガスエアオペレート弁１０７は、プロセスガス共通流路１０５を介して、第２手動弁１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃに接続している。

第２手動弁１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃは、第１手動弁１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃに接続している。第１手動弁１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃの出口は、プロセスガス出口１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃと連通されている。第２手動弁１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃと、第１手動弁１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃとの間の流路には、圧力計１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃが連通されている。
また、パージガス手動弁１１０が、パージガス供給口１１１を介して図示しないパージガスタンクと接続している。パージガス手動弁１１１は、逆止弁１０９、パージガス共通流路１０６を介して、第３手動弁１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃに接続している。第３手動弁１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃは、第１手動弁１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃに接続している。
プロセスガス共通流路１０５の端部１０５ａは止め栓により封止されている。パージガス共通流路１０６の端部１０６ａは、止め栓により封止されている。

次に、図１０の３ラインの回路に１ライン増設する場合について説明する。図１０には、第４ラインＤを右側に記載している。図１２に、増設後の回路図を示し、図１３に、その回路を具体化した空圧機器の配置状態を平面図で示す。
第４ラインを増設する工事手順を説明する。この工事中は、プロセスガスは供給できず、半導体製造工程も停止している必要がある。
始めに、プロセスガスエアオペレート弁１０７を閉弁状態とし、第３手動弁１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃを開弁状態とし、第１手動弁１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃを開弁状態とする。その状態で、パージガス手動弁１１１を開弁する。これにより、プロセスガスエアオペレート弁１０７から第１手動弁１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ内に残っているプロセスガスを窒素ガスであるパージガスと置換する。十分な時間をかけてガス置換を行った後、パージガス手動弁１１０を閉弁する。

次に、パージガス共通流路１０６の端部１０６ａを封止している止め栓を外して、第４ラインのパージガス共通流路の入口端部１０６ｂと、配管１１２により接続する。また、プロセスガス共通流路１０５の端部１０５ａを封止している止め栓を外して、第４ラインのプロセスガス共通流路の入口端部１０５ｂと、配管１１３により接続する。
第４ラインの機器の構成は第１から第３ラインの構成と同じなので説明を省略する。第４ラインのパージガス共通流路１０６の新たな端部１０６ｃは、止め栓により封止されている。また、プロセスガス共通流路１０５の新たな端部１０５ｃは止め栓により封止されている。
次に、プロセスガス出口１００Ｄを図示しない必要な箇所と接続する。
これにより、第４ラインの増設が終了する。

しかしながら、従来のガス供給集積ユニットには、以下の問題があった。
（１）新たなガスラインの増設工事を行う場合、既存のガスラインを停止しなければならないため、半導体製造工程が停止するときにしか増設工事を行うことができなかった。
また、増設工事を終了した後においても、プロセスガス共通流路１０５、及びパージガス共通流路１０６の図１２に大気暴露部として斜線で示す部分が、大気に暴露されるため、大気中の水分が流路の内壁に付着する問題があった。すなわち、プロセスガスに水分が混入すると、プロセスガスの機能が不完全となる場合があり、第４ラインを増設した後、パージガス共通流路よりパージガスを長時間流して、空気暴露した流路の水分を除去する必要があったからである。実際に、数時間から数十時間のパージが行われていた。

（２）余分な配管１１２，１１３を必要とするため、ガス供給集積ユニットが横方向に大きくなり、集積化による小型化の要請に反していた。また、第４ラインは、ボルトにより、ベースプレート１２０に取り付けられているが、その位置あわせを配管１１２，１１３により調整する必要があり、配管工事に無駄な時間がかかる問題があった。

そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ラインを増設するのが容易なガス供給集積ユニットを提供することを目的とする。

本発明に係るガス供給集積ユニットは、次のような構成を有している。
（１）出口流路に設けられた第１手動弁と、該第１手動弁とプロセスガス共通流路とを連通する位置に設けられた第２手動弁と、該第１手動弁とパージガス共通流路とを連通する位置に設けられた第３手動弁とが流路ブロックにより直列一体に連結されているガスユニットを複数備えるガス供給集積ユニットにおいて、プロセスガス共通流路の端部と連通するプロセスガス共通流路端部手動弁と、パージガス共通流路の端部と連通するパージガス共通流路端部手動弁とを有する。

（２）（１）に記載するガス供給集積ユニットにおいて、前記ガスユニットのガスの流れと直角方向に交差して複数設置され、前記ガスユニットが取り付けられるレールと、増設するガスユニットが、前記プロセスガス共通流路端部手動弁と連通する別のプロセスガス共通流路端部手動弁と、前記パージガス共通流路の端部と連通するパージガス共通流路端部手動弁と連通する別のパージガス共通流路端部手動弁とを有することを特徴とする。
（３）（２）に記載するガス供給集積ユニットにおいて、前記増設するガスユニットが、既設のガス供給集積ユニットと接続するための高さ調整手段を備えていることを特徴とする。

続いて、上記構成を有する発明の作用効果について説明する。
通常、プロセスガス共通流路の端部と連通するプロセスガス共通流路端部手動弁、及びパージガス共通流路の端部と連通するパージガス共通流路端部手動弁とは、閉弁状態にある。そして、新しいラインを増設する場合にも、少なくともパージ終了までは、プロセスガス共通流路端部手動弁及びパージガス共通流路端部手動弁とは閉弁されている。
次に、第４ラインを構成する第４ガスユニットを、ガスの流れと直角方向に交差して複数は位置されたレールに取り付け、レール上を移動させて、第４ガスユニットのプロセスガス共通流路の入口端部をプロセスガス共通流路端部手動弁の出口と接続する位置に、パージガス共通流路の入口端部をパージガス共通流路端部手動弁の出口と接続する位置に移動させる。

このとき、第４ガスユニットのプロセスガス共通流路の入口端部を構成するブロック、及びパージガス共通流路の入口端部を構成するブロックとは、例えば、高さ方向でスペーサ板の厚み分だけ低くなっているため、それらのブロックは、干渉することなくプロセスガス共通流路端部手動弁の出口の真下位置まで、同様に、パージガス共通流路端部手動弁の出口の真下位置まで移動できる。次に、第４ガスユニット全体の下面にスペーサ板を挿入することにより、第４ユニットのプロセスガス共通流路の入口端部をプロセスガス共通流路端部手動弁の出口と接続させ、パージガス共通流路の入口端部をパージガス共通流路端部手動弁の出口と接続させることができる。次に、接続ボルト、第４ガスユニット固定ボルトを締める。
次に、第４ガスユニットの新たなプロセスガス共通流路端部手動弁とパージガス共通流路端部手動弁とを閉弁状態とし、第２手動弁を閉弁状態とし、第１手動弁及び第３手動部とを開弁状態として、第３ガスユニットのパージガス共通流路端部手動弁を開弁する。
これにより、第４ガスユニット内にパージガスを流して、第４ガスユニット内の水分の除去を行う。水分が十分除去でき、半導体製造装置側の準備が整ったら、第３手動弁を閉じ、第２手動弁を開くことにより、第４ガスラインにプロセスガスを供給することができる。

以上説明したように、本発明のガス供給集積ユニットによれば、出口流路に設けられた第１手動弁と、該第１手動弁とプロセスガス共通流路とを連通する位置に設けられた第２手動弁と、該第１手動弁とパージガス共通流路とを連通する位置に設けられた第３手動弁とが流路ブロックにより直列一体に連結されているガスユニットを複数備えるガス供給集積ユニットにおいて、プロセスガス共通流路の端部と連通するプロセスガス共通流路端部手動弁と、パージガス共通流路の端部と連通するパージガス共通流路端部手動弁とを有するので、既存のガスラインに影響を与えることなく、すなわち、半導体製造工程を稼働したままで、新たなガスラインの増設工事を行うことができる。
また、増設工事終了後においても、既設のプロセスガス共通流路やパージガス共通流路を、大気暴露することなく新たなガスユニットを取り付けることができるため、増設工事が短時間で済む。

さらに、ガスユニットのガスの流れと直角方向に交差して複数設置され、ガスユニットが取り付けられるレールと、増設するガスユニットが、プロセスガス共通流路端部手動弁と連通する別のプロセスガス共通流路端部手動弁と、パージガス共通流路の端部と連通するパージガス共通流路端部手動弁と連通する別のパージガス共通流路端部手動弁とを有するので、例えば、第５ライン用の第５ガスユニットを増設する必要が発生した場合にも、同様の工事を行うことができる。
さらに、増設するガスユニットが、既設のガス供給集積ユニットと接続するための高さ調整手段を備えているので、増設するガスユニットの位置決めが容易であり、増設工事の作業効率が良い。

次に、本発明に係るガス供給集積ユニットの一実施の形態について図面を参照して説明する。図１に、既設の２ラインへプロセスガスの供給を行っているガスユニットＡ，Ｂからなるガス供給集積ユニットの回路図、及びそれに増設するための第３ガスユニットＣの回路図とを示す。
プロセスガスエアオペレート弁１７は、プロセスガス供給口１８を介して図示しないプロセスガスタンクと接続している。プロセスガスエアオペレート弁１７は、プロセスガス共通流路１５を介して、第２手動弁１３Ａ，１３Ｂの一方のポートに接続している。
第２手動弁１３Ａ，１３Ｂの他ポートは、第１手動弁１１Ａ，１１Ｂに接続している。第１手動弁１１Ａ，１１Ｂの出口ポートは、プロセスガス出口１０Ａ，１０Ｂと連通されている。第２手動弁１３Ａ，１３Ｂと、第１手動弁１１Ａ，１１Ｂとを連通させている流路に、圧力計１２Ａ，１２Ｂが連通されている。

また、パージガス手動弁２０が、パージガス供給口２１を介して図示しないパージガスタンクと接続している。パージガス手動弁２０は、逆止弁１９、パージガス共通流路１６を介して、第３手動弁１４Ａ，１４Ｂの一方のポートに接続している。第３手動弁１４Ａ，１４Ｂの他のポートは、第１手動弁１１Ａ，１１Ｂに接続している。
プロセスガス共通流路１５の端部は、プロセスガス共通流路端部手動弁２２により封止されている。また、パージガス共通流路１６の端部は、パージガス共通流路端部手動弁２３により封止されている。

図２に、その回路を具体化した空圧機器の設置状態を平面図で示す。２本のレール２６，２７が、両端をレール固定棒４１，２９により平行に固定されている。レール２６，２７に沿って、ユニット固定板２８，２９，３０が横方向に平行移動可能に取り付けられている。プロセスガス用ユニット固定板２８には、プロセスガスエアオペレート弁１７が固定されている。パージガス用ユニット固定板２９には、パージガス手動弁２０と逆止弁１９が固定されている。

第１ガスユニット固定板３０Ａには、上から第１手動弁１１Ａ、圧力計１２Ａ、そしてパイプ３８Ａにつながれて、第３手動弁１４Ａ、第２手動弁１３Ａが固定されている。同じく、第２ガスユニット固定板３０Ｂには、上から第１手動弁１１Ｂ、圧力計１２Ｂ、そしてパイプ３８Ｂにつながれて、第３手動弁１４Ｂ、第２手動弁１３Ｂ、そして少し右側にずれた位置に既設プロセスガス共通流路端部手動弁２２のが固定されている。また、パイプ３８Ｂを避けて少し右側にずれた位置に既設のパージガス共通流路端部手動弁２３が固定されている。
それらの既設ガスユニットから少し離れて、増設する第３ガスユニットが第３ガスユニット固定板３０Ｃ上に固定されている。すなわち、第３ガスユニット固定板３０Ｃには、上から第１手動弁１１Ｃ、圧力計１２Ｃ、パイプ３８Ｃにつながれて、第３手動弁１４Ｃ、第２手動弁１３Ｃ、そして少し右側にずれた位置に既設のプロセスガス共通流路端部手動弁２４が固定されている。また、パイプ３８Ｃを避けて少し右側にずれた位置にパージガス共通流路端部手動弁２５が固定されている。
また、第３ユニット固定板３０Ｃのプロセスガス共通流路端部手動弁２４の位置には、切り欠き部３４が形成され、パージガス共通流路端部手動弁２５の位置には、切り欠き部３５が形成されている。

図２のＡＡ断面図を図３に示す。パイプ形状のプロセスガス共通流路１５が継手ブロック４２を介して、Ｖ流路ブロック３２Ａに形成されたＶ流路３２１Ａと連通している。Ｖ流路３２１Ａは、手動弁入口流路１３１Ａを通って、手動弁の弁室を介して手動弁連通路１３３ＡによりＶ流路ブロック３２Ｂに形成されたＶ流路３２１Ｂと連通している。従って、第２手動弁１３Ａの開閉にかかわらず、手動弁入口流路１３１Ａと手動弁連通路１３３Ａとは、常時連通している。
第３手動弁の出口流路１３２Ａは、流路ブロック３３Ａに形成されたプロセスガス出口流路３３１Ａと連通している。
第２ガスユニットの流路構成は、第１ガスユニットの流路構成とほぼ同じなので、詳細は省略する。相違する点のみ説明する。

図４に図２のＢＢ断面図を示す。第２手動弁１３Ｂの手動弁連通路１３３Ｂは、流路ブロック３６Ｂに形成された流路３６１Ｂを介して、プロセスガス共通流路端部手動弁２２の入口流路２２ａと連通している。そして、プロセスガス共通流路端部手動弁２２の出口流路２２ｂは、流路ブロック３７に形成された流路３７１Ｂを介して、図２に示す継手孔３７ａと連通している。
一方、増設する第３ガスユニットが固定された第３ガスユニット固定板３０Ｃの下側、レール２６の上側には、高さ調整板３１が挟まれている。第３ガスユニット固定板３０Ｃの切り欠き部３４は、図が見にくくなるので、切り欠き部３４のみ記載して向こう側に見えるはずの部分を省略して記載している。
パージガス共通流路端部手動弁２３、第３ガスユニットのパージガス共通流路端部手動弁２５の構造は、図４に示す構造とほぼ同じなので説明を省略する。相違している点は、パージガス共通流路端部手動弁２３の出口流路と連通する流路が形成された流路ブロック３９が、図２の下側方向に延設され、その上面に第３手動弁１４Ｃの入口流路と連通するための継手孔３９ａが形成されていることである。

次に、第３ガスユニット固定板３０Ｃを第２ガスユニット固定板３０Ｂに近づけて継手孔３７ａと第３ガスユニットの第２手動弁１３Ｃの手動弁入口流路１３１Ｃとの孔位置を図２の平面方向で合わせる。その状態における図３に対応する断面図を図５に示す。継手孔３７ａと手動弁入口流路１３１Ｃとは高さ方向では、ちょうど高さ調整板３１の厚みだけ離れている。また、図４に対応する断面図を図６に示す。流路ブロック３７Ｂが、切り欠き部３４の空間に入り込むことで、図５の位置関係が実現されている。
この状態で、高さ調整板３１を取り外す。そして、図示しないボルトにより固定する。これにより、継手孔３７ａと第３ガスユニットの第２手動弁１３Ｃの手動弁入口流路１３１Ｃとが連通される。

以上により、第３ガスユニットの取付工事は終了する。次に、第３ガスユニットの新たなプロセスガス共通流路端部手動弁２４とパージガス共通流路端部手動弁２５とを閉弁状態とし、第２手動弁１３Ｃを閉弁状態とし、第１手動弁１１Ｃ及び第３手動部１４Ｃとを開弁状態として、第２ガスユニットのパージガス共通流路端部手動弁２３を開弁する。
これにより、第３ガスユニット内にパージガスを流して、第３ガスユニット内の水分の除去を行う。水分が十分除去でき、半導体製造装置側の準備が整ったら、第３手動弁１４Ｃを閉じ、第２手動弁１３Ｃを開くことにより、第３ガスラインにプロセスガスを供給することができる。

以上説明したように、本発明のガス供給集積ユニットによれば、出口流路に設けられた第１手動弁１１と、第１手動弁１１とプロセスガス共通流路１５とを連通する位置に設けられた第２手動弁１３と、第１手動弁１１とパージガス共通流路１６とを連通する位置に設けられた第３手動弁１４とが流路ブロックにより直列一体に連結されているガスユニットを複数備えるガス供給集積ユニットにおいて、プロセスガス共通流路１５の端部と連通するプロセスガス共通流路端部手動弁２２と、パージガス共通流路１６の端部と連通するパージガス共通流路端部手動弁２３とを有するので、既存のガスラインに影響を与えることなく、すなわち、半導体製造工程を稼働したままで、新たなガスラインの増設工事を行うことができる。
また、本発明のガス供給集積ユニットによれば、大気暴露される配管が図９に斜線で示す部分のみとなるので、既設のプロセスガス共通流路１５やパージガス共通流路１６を、大気暴露することなく新たなガスユニットＣを取り付けることができるため、増設工事が短時間で済む。

さらに、ガスユニットのガスの流れと直角方向に交差して複数設置され、ガスユニットが取り付けられるレール２６，２７と、増設するガスユニットＣが、プロセスガス共通流路端部手動弁２２と連通する別のプロセスガス共通流路端部手動弁２４と、パージガス共通流路端部と連通するパージガス共通流路端部手動弁２３と連通する別のパージガス共通流路端部手動弁２５とを有するので、例えば、第４ライン用の第４ガスユニットを増設する必要が発生した場合にも、同様の工事を行うことができる。
さらに、増設するガスユニットが、既設のガス供給集積ユニットと接続するための高さ調整板３１を備えているので、増設するガスユニットの位置決めが容易であり、増設工事の作業効率が良い。

次に、本発明の第２の実施例を説明する。第２実施例のガス供給集積ユニットの構成及び作用効果は、第１実施例とほぼ同じなので、相違する点のみ説明して、他を割愛する。
図５に対応する図面を図７に示し、図６に対応する図面を図８に示す。
図７及び図８において、ユニット固定板２８，２９、第１ガスユニット固定板３０Ａ、第２ガスユニット固定板３０Ｂの下に高さ調整板４０，４０Ａ，４０Ｂが各々取り付けられている。第３ガスユニット固定板３０Ｃの下には、始め高さ調整板４０Ｃは取り付けられていない。
また、図７及び図８において、流路ブロック３７Ｂが第２ガスユニット固定板３０Ｂに取り付けられているのではなく、第３ガスユニット固定板３０Ｃに取り付けられている。
図７及び図８の状態に位置決めした後、図示しない高さ調整板４０Ｃを第３ガスユニット固定板３０Ｃの下面に挟むことにより、流路ブロック３７Ｂに形成されたポートを、プロセスガス共通流路端部手動弁２２の出力ポートと連通させる。

なお、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。
例えば、プロセスガス共通流路端部手動弁２２を一度でも開いたことがわかる機構を取り付けると良い。通常は、プロセスガス共通流路端部手動弁２２により封止すると共に安全のため、継手孔１６ａにも、止め栓をしている。その場合には、誤ってプロセスガス共通流路端部手動弁２２を開いたとしても、継手孔１６ａが封止しているので、プロセスガスは外に漏れない。しかし、増設工事の時、作業するとプロセスガス共通流路端部手動弁２２の出力ポートから継手孔１６ａまでの空間に残存していたプロセスガスが外に漏れる危険性がある。それを防止するために、プロセスガス共通流路端部手動弁２２が一度でも開かれて、その後閉じられたとしても、外部から確認できる機構を付けておくと、安全性を高めることができる。

本発明の一実施例であるガス供給集積ユニットの構成を示す回路図である。 第１実施例の構成を示す平面図である。 図２のＡＡ断面図である。 図２のＢＢ断面図である。 図３において、第３ガスユニット固定板３０Ｃを移動させた後の断面図である。 図４において、第３ガスユニット固定板３０Ｃを移動させた後の断面図である。 第２実施例の図５に対応する図面である。 第２実施例の図６に対応する図面である。 本発明のガス供給集積ユニットを使用したときの大気暴露部を示す回路図である。 従来のガス供給ユニットの構成を示す回路図である。 図１０を具体化した構成を示す平面図である。 従来の増設後ガス供給ユニットを示す回路図である。 図１２を具体化した構成を示す平面図である。

符号の説明

１１ 第１手動弁
１３ 第２手動弁
１４ 第３手動弁
１５ プロセスガス共通流路
１６ パージガス共通流路
１７ プロセスガスエアオペレート弁
２０ パージガス手動弁
２２，２４ プロセスガス共通流路端部手動弁
２３，２５ パージガス共通流路端部手動弁

Claims (3)

1. 出口流路に設けられた第１手動弁と、該第１手動弁とプロセスガス共通流路とを連通する位置に設けられた第２手動弁と、該第１手動弁とパージガス共通流路とを連通する位置に設けられた第３手動弁とが流路ブロックにより直列一体に連結されているガスユニットを複数備えるガス供給集積ユニットにおいて、
   前記プロセスガス共通流路の端部と連通するプロセスガス共通流路端部手動弁と、
   前記パージガス共通流路の端部と連通するパージガス共通流路端部手動弁とを有することを特徴とするガス供給集積ユニット。
2. 請求項１に記載するガス供給集積ユニットにおいて、
   前記ガスユニットのガスの流れと直角方向に交差して複数設置され、前記ガスユニットが取り付けられるレールと、
   増設するガスユニットが、前記プロセスガス共通流路端部手動弁と連通する別のプロセスガス共通流路端部手動弁と、前記パージガス共通流路の端部と連通するパージガス共通流路端部手動弁と連通する別のパージガス共通流路端部手動弁とを有することを特徴とするガス供給集積ユニット。
3. 請求項２に記載するガス供給集積ユニットにおいて、
   前記増設するガスユニットが、既設のガス供給集積ユニットと接続するための高さ調整手段を備えていることを特徴とするガス供給集積ユニット。

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