JP2007524793A - 複数の容器配列におけるガス貯蔵分配容器の切換え用自動切換えシステム - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一般にガス貯蔵分配容器に関し、詳細には、ガス消費プロセス装置に対してガスの継続的供給を提供するために、継続的な交換が必要になる複数の容器配列に関する。特定の態様では、本発明は、半導体製造設備における半導体製造ツールにガスを供給する複数のガス貯蔵分配容器を含むガスキャビネット、並びに、ガス分配操作の連続性を維持するための容器切換え用の自動切換えシステムに関する。
トム(Tom)らの米国特許第5,518,528号明細書に開示されている物理的吸着剤に基づくガス貯蔵および分配システムは、半導体工業において危険ガスの輸送、供給、および使用に革命を起こした。このシステムは、容器内に貯蔵され、そこから選択的に分配されるべきガスに対して吸着親和力を有するモレキュラーシーブまたは活性炭などの物理的吸着剤媒体を保持する容器を含む。ガスは吸着剤媒体に吸着した状態で、「自由」(非吸着)状態にある同量のガスを保持する類似の(吸着剤が)空の容器と比較して、低い圧力下で、その容器に保持される。貯蔵分配容器における内部ガス圧力が、大気圧より低い圧力、大気圧、または大気圧を少し超える圧力であることは有利である。
本発明は、一般にガス貯蔵分配容器に関し、詳細には、ガス消費プロセスに対してガスの継続的供給を提供するために、配列において空になった容器から新しいガス含有容器への継続的な交換が必要になる複数の容器配列に関する。
その配列内にある第1の容器から第2の容器への切換えを伴う連続稼動分配操作用に配置される、少なくとも2つのガス貯蔵分配容器からなる配列と、
前記配列内の容器のうち稼働中の容器からのガスのポンプ圧送とポンプ圧送ガスの吐出のための、該配列とガス連通して接続されるポンプと、
前記容器のうち稼働中の容器の終点限界を検知し、次の稼動容器である、ガスの入った配列内の他方の容器からガスを引き続き分配をするために、稼働中の容器から前記他方の容器への自動切換えを開始するように組み立てられ、配置される自動切換えシステムとを含み、ここで、
終点限界の検知をしてから自動切換えを開始するまでの間に、ポンプへのガスの流れを停止し、ポンプを休止させ、かつ、
自動切換えの開始後、ポンプへのガスの流れを再開始させて、ポンプを再起動させる。
その配列内にある第1の容器から第2の容器への切換えを伴う連続稼動分配操作用に配置される、少なくとも2つのガス貯蔵分配容器からなる配列を含み、前記配列内の容器のうち稼働中の容器からのガスのポンプ圧送とポンプ圧送ガスの吐出のため、ポンプが該配列とガス連通して接続されるガス供給分配システムにおいて、
前記方法が、
前記容器のうち稼働中の容器の終点限界を検知し、次の稼動容器である、ガスの入った配列内の他方の容器からガスを引き続き分配をするために、稼働中の容器から前記他方の容器へ切換えることと、
ポンプへのガス流れを停止させ、ポンプを休止させることと、ただし、該停止および休止ステップが、終点限界を検知するステップと切換えステップの間に行われる、
ポンプへのガス流れを再開始させ、ポンプを再起動させることと、ただし、該再開始および再起動ステップが、切換えステップ後に行われる、
を含む。
本発明は、ガス供給システムの自動切換え装置および方法を提供し、この場合、ポンプ圧送/抽出装置は、前述の米国特許第5,518,528号明細書、同第6,101,816号明細書、同第6,089,027号明細書、および同第6,343,476号明細書に記載されているタイプの容器を含む複数の容器配列と接続されている。
(i)ポンプ/スクラバーマニホルド接続、
(ii)プロセスガス出口マニホルド接続、
(iii)パージガスマニホルド接続、および
(iv)ガス供給容器マニホルド接続。
これらのそれぞれについて以下に順番に述べる。
1.全ての弁が閉:始動時、重大警報または電源故障/電源異常の後、両方のシリンダについてガスオフ。
2.左のシリンダのガスオン−自動切換えオフ:左のシリンダの枯渇まで運転、「空のシリンダ」信号を送信する。
3.右のシリンダのガスオン−自動切換えオフ:右のシリンダの枯渇まで運転、「空のシリンダ」信号を送信する。
4.左のシリンダのガスオン−自動切換えオン:左のシリンダの枯渇まで運転、右のシリンダに切換える。
5.右のシリンダのガスオン−自動切換えオン:右のシリンダの枯渇まで運転、左のシリンダに切換える。
6.手動運転:シリンダ弁以外の全ての弁の手動選択。
全体の設定
・シリンダ低圧(トール):システムが、シリンダが空に近づき、交換が指図されるべきであることをユーザーに警告する点。
・シリンダ交換(トール):システムが、シリンダが空であり、(自動切換えが活動状態の場合)バックアップシリンダへの切換えをユーザーに警告する点。
・最小ツール真空度(トール):システムがツールから検出しなければならない最小真空度。
・平衡遅延時間(秒):変換器読取値の安定化を可能にする遅延時間。
・真空度デルタP(トール):真空下の変換器の間で許容できる逆方向読取値。
・シリンダ弁:据付けられるシリンダの弁の型式を選択する。
ツール真空排気
・最小ツール真空度(トール):ツール真空排気およびツールポンプパージプロトコルにおいて、弁が開く前に圧力変換器PT−31で確かめなければならない最小真空度。
局部的真空排気
・最小真空度設定点(トール):局部的真空排気の継続を可能にするため、圧力変換器PT−11またはPT21で確かめなければならない最小真空度。
ツールポンプパージ
・真空排気サイクルの遅延時間(秒):真空排気が安定化するのを可能にするための時間遅延。
・最小パージ圧力(トール):パージ加圧の間に到達しなければならない圧力。
・加圧サイクルの遅延時間(秒):圧力が安定化するのを可能にするための時間遅延。
・最小ツール真空度(トール):ツールポンプパージの間、弁が開く前に圧力変換器PT−31で確かめなければならない最小真空度。
・パージサイクルの数:加圧/真空排気サイクルの数。
局部的ポンプパージ
・最小真空度設定点(トール):真空発生源が到達しなければならない最小真空度。
・真空排気サイクルの遅延時間(秒):真空排気が安定化するのを可能にするための時間遅延。
・圧力変換器PT−11またはPT21での最小パージ圧力(トール):到達しなければならないパージガス圧力。
・加圧サイクルの遅延時間(秒):加圧が安定化するのを可能にするための時間遅延。
・パージサイクルの数:加圧/真空排気サイクルの数。
シリンダ交換
・最小漏れ試験圧力(トール):漏れ降下試験の間で達成しなければならない最小圧力。
・許容される圧力減衰(トール):漏れ降下試験の間で許容される圧力損失。
・交換前の漏れ試験時間(分):これは、シリンダ交換開始時、シリンダ弁が適切にシールされていることを確認する漏れ試験時間である。
・圧力変換器PT11/PT21最小圧力(トール):ピグテールを分離しながらシリンダ交換の間に到達しなければならない最小圧力。
・最小漏れ試験真空度(トール):漏れ上昇試験を行うために到達しなければならない真空度。
・許容される圧力上昇(トール):これは、漏れ上昇試験の間に許容される許容範囲内の圧力上昇である。
・交換後の漏れ試験時間(分):これは、新規シリンダが接続された後、CGA結合金具が適切に締められていることを確認するための漏れ上昇試験の漏れ試験時間である。
・マニホルド圧力の遅延時間(秒):警報を鳴らす前の圧力安定化時間。
操作パラメータ
・PT−1設定点(トール):システムが、それより上で入口遮断弁AV−1が開くのを許容しない圧力。
・PT−2設定点(トール):システムが、システムが大気圧より上であることをユーザーに警告する圧力。
・PT−3設定点(トール):システムが、それより上でポンプを止める圧力。
・PT−2/3デルタ(トール):フィルタが閉塞しつつあるかを判断するため微粒子フィルタ両端間の圧力損失を調べる。
Claims (58)
- ガス供給分配システムであって、
その配列内にある第1の容器から第2の容器への切換えを伴う連続稼動分配操作用に配置される、少なくとも2つのガス貯蔵分配容器からなる配列と、
前記配列内の容器のうち稼働中の容器からのガスのポンプ圧送とポンプ圧送ガスの吐出のための、該配列とガス連通して接続されるポンプと、
前記容器のうち稼働中の容器の終点限界を検知し、次の稼動容器である、ガスの入った配列内の他方の容器からガスを引き続き分配をするために、稼働中の容器から前記他方の容器への自動切換えを開始するように組み立てられ、配置される自動切換えシステムであって、
終点限界の検知をしてから自動切換えを開始するまでの間に、ポンプへのガスの流れを停止し、ポンプを休止させ、かつ、
自動切換えの開始後、ポンプへのガスの流れを再開始させて、ポンプを再起動させる自動切換えシステムと、
を含むシステム。 - 前記終点限界が、前記容器のうち稼働中の容器の終点限界重量として自動切換えシステムによって検知される、請求項1に記載のシステム。
- 前記終点限界が、前記容器のうち稼働中の容器から分配されるガスの終点限界圧力として自動切換えシステムによって検知される、請求項1に記載のシステム。
- 前記終点限界が、前記容器のうち稼働中の容器から分配されるガスの終点限界流速として自動切換えシステムによって検知される、請求項1に記載のシステム。
- 前記終点限界が、前記容器のうち稼働中の容器から分配されるガスの終点限界累積体積として自動切換えシステムによって検知される、請求項1に記載のシステム。
- 前記終点限界が、前記容器のうち稼働中の容器から分配されるガスの特性の終点限界変化率として自動切換えシステムによって検知される、請求項1に記載のシステム。
- 前記終点限界が、前記容器のうち稼働中の容器から分配されるガスの終点限界分配時間として自動切換えシステムによって検知される、請求項1に記載のシステム。
- 前記自動切換えシステムが、ポンプへのガスの流れを停止する時間間隔を制御可能に設定するためのタイマーを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記自動切換えシステムが、ポンプへのガスの流れを停止する時間間隔を動的に設定するための手段を含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記手段が、比例積分微分(PID)制御ループを含む、請求項9に記載のシステム。
- 前記比例積分微分(PID)制御ループが、ガス貯蔵分配容器の配列とガス連通してポンプに接続する流れ回路の圧力変換器手段と運転可能に接続される、請求項10に記載のシステム。
- 前記自動切換えシステムが、タイマーを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記自動切換えシステムが、ポンプを休止させる時間間隔を制御可能に設定するためのタイマーを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記自動切換えシステムが、ポンプを休止させるのに先立って、ポンプへのガスの流れを停止するように組み立てられ、配置される、請求項1に記載のシステム。
- 前記自動切換えシステムが、ポンプを再起動させるのに先立って、ポンプへのガスの流れを再開始させるように組み立てられ、構成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記ガス貯蔵分配容器が、該容器内に貯蔵され、そこから分配されるガスに対して吸着親和力を有する固相の物理的吸着剤を保持する、請求項1に記載のシステム。
- 前記固相の物理的吸着剤が、モレキュラーシーブ、炭素、シリカ、アルミナ、粘土、およびマクロ網状の高分子よりなる群から選択される材料を含む、請求項16に記載のシステム。
- 前記固相の物理的吸着剤が、炭素を含む、請求項16に記載のシステム。
- 前記ガスが、半導体製造ガスを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記ガス貯蔵分配容器が、内部に配置された調整器を含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記ガス貯蔵分配容器が、ガスキャビネット内に配置される、請求項1に記載のシステム。
- 前記ガス貯蔵分配容器が、ガスキャビネット内の弁付きマニホルドにガス連通して接続される、請求項21に記載のシステム。
- 前記ポンプが、ポンプ用キャビネット内に含まれる、請求項22に記載のシステム。
- 前記ポンプ用キャビネットが、ポンプに対して、ポンプ圧送ガスを受け入れる関係にあるサージタンクをさらに含む、請求項23に記載のシステム。
- 前記ポンプおよびサージタンクが、ポンプ用キャビネット内の弁付きマニホルドにガス連通して接続される、請求項24に記載のシステム。
- ガスキャビネット内の前記弁付きマニホルドが、ポンプ用キャビネット内の弁付きマニホルドにガス連通して接続される、請求項25に記載のシステム。
- 図24Aおよび24Bの自動切換え運転シーケンスを実施するように組み立てられ、配置される、請求項26に記載のシステム。
- 自動切換えシステムが、配列内にある第1の容器から第2の容器への切換えに伴って、ポンプへのガスの流れの停止、ポンプの休止、ポンプへのガス流れの再開始、およびポンプの再起動をするように組み立てられ、配置されてない対応するガス供給分配システムと比べて、
自動切換えシステムによるポンプへのガス流れの停止、ポンプの休止、ポンプへのガス流れの再開始、およびポンプの再起動が、ポンプから吐出されるポンプ圧送ガスの圧力変動を実質的に低減する、請求項1に記載のシステム。 - 配列内にある第1の容器から第2の容器への切換えの間にポンプから吐出されるポンプ圧送ガスが、圧力急上昇の挙動を示さないことを特徴とする、請求項28に記載のシステム。
- その配列内にある第1の容器から第2の容器への切換えを伴う連続稼動分配操作用に配置される、少なくとも2つのガス貯蔵分配容器からなる配列を含み、前記配列内の容器のうち稼働中の容器からのガスのポンプ圧送とポンプ圧送ガスの吐出のため、ポンプが該配列とガス連通して接続されるガス供給分配システムにおいて、ポンプから吐出されるポンプ圧送ガスの圧力変動を実質的に低減する方法であって、
前記方法が、
前記容器のうち稼働中の容器の終点限界を検知し、次の稼動容器である、ガスの入った配列内の他方の容器からガスを引き続き分配をするために、稼働中の容器から前記他方の容器へ切換えることと、
ポンプへのガス流れを停止させ、ポンプを休止させることと、ただし、該停止および休止ステップは終点限界を検知するステップと切換えステップの間に行われる、
ポンプへのガス流れを再開始させ、ポンプを再起動させることと、ただし、該再開始および再起動ステップは切換えステップ後に行われる、
を含む方法。 - 前記終点限界が、前記容器のうち稼動中の容器の終点限界重量として検知される、請求項30に記載の方法。
- 前記終点限界が、前記容器のうち稼動中の容器から分配されるガスの終点限界圧力として検知される、請求項30に記載の方法。
- 前記終点限界が、前記容器のうち稼動中の容器から分配されるガスの終点限界流速として検知される、請求項30に記載の方法。
- 前記終点限界が、前記容器のうち稼動中の容器から分配されるガスの終点限界累積体積として検知される、請求項30に記載の方法。
- 前記終点限界が、前記容器のうち稼動中の容器から分配されるガスの特性の終点限界変化率として検知される、請求項30に記載の方法。
- 前記終点限界が、前記容器のうち稼動中の容器から分配されるガスの終点限界分配時間として検知される、請求項30に記載の方法。
- ポンプへのガスの流れを停止する時間間隔を制御可能に設定するステップをさらに含む、請求項30に記載の方法。
- ポンプへのガスの流れを停止する時間間隔を動的に設定するステップをさらに含む、請求項30に記載の方法。
- 前記動的に設定するステップが、比例積分微分(PID)制御ループの使用を含む、請求項38に記載の方法。
- 前記比例積分微分(PID)制御ループが、ガス貯蔵分配容器からなる配列とガス連通してポンプに接続する流れ回路の圧力変換器手段と運転可能に接続される、請求項39に記載の方法。
- ポンプを休止させる時間間隔を制御可能に設定することをさらに含む、請求項30に記載の方法。
- タイマーの使用をさらに含む、請求項41に記載の方法。
- ポンプを休止させるのに先立ち、ポンプへのガスの流れを停止することを含む、請求項30に記載の方法。
- ポンプを再起動させるのに先立ち、ポンプへのガスの流れを再開始させることを含む、請求項30に記載の方法。
- 前記ガス貯蔵分配容器が、該容器内に貯蔵され、そこから分配されるガスに対して吸着親和力を有する固相の物理的吸着剤を保持する、請求項30に記載の方法。
- 前記固相の物理的吸着剤が、モレキュラーシーブ、炭素、シリカ、アルミナ、粘土、およびマクロ網状の高分子からなる群から選択される材料を含む、請求項45に記載の方法。
- 前記固相の物理的吸着剤が、炭素を含む、請求項45に記載の方法。
- 前記ガスが、半導体製造ガスを含む、請求項30に記載の方法。
- 前記ガス貯蔵分配容器が、内部に配置された調整器を含む、請求項30に記載の方法。
- 前記ガス貯蔵分配容器が、ガスキャビネット内に配置される、請求項30に記載の方法。
- 前記ガス貯蔵分配容器が、ガスキャビネット内の弁付きマニホルドにガス連通して接続される、請求項50に記載の方法。
- 前記ポンプが、ポンプ用キャビネット内に含まれる、請求項51に記載の方法。
- 前記ポンプ用キャビネットが、ポンプに対して、ポンプ圧送ガスを受け入れる関係にあるサージタンクをさらに含む、請求項52に記載の方法。
- 前記ポンプおよびサージタンクが、ポンプ用キャビネット内の弁付きマニホルドにガス連通して接続される、請求項53に記載の方法。
- ガスキャビネット内の前記弁付きマニホルドが、ポンプ用キャビネット内の弁付きマニホルドにガス連通して接続される、請求項54に記載の方法。
- 図24Aおよび24Bの自動切換え運転シーケンスを含む、請求項55に記載の方法。
- 切換えに伴ってポンプへのガス流れの停止、ポンプの休止、ポンプへのガス流れの再開始、およびポンプの再起動を含まない対応する容器切換えと比べて、
ポンプへのガス流れの停止、ポンプの休止、ポンプへのガス流れの再開始、およびポンプの再起動が、ポンプから吐出されるポンプ圧送ガスの圧力変動を実質的に低減する、請求項30に記載の方法。 - 配列内の第1の容器から第2の容器への切換えの間にポンプから吐出されるポンプ圧送ガスが、圧力急上昇の挙動を示さないことを特徴とする、請求項57に記載の方法。
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