JP2501913B2 - オ―トシリンダ―ボツクス - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体の製造等に使用される材料ガスが
充填されたボンベを格納するとともに、上記材料ガスを
製造装置に送るオートシリンダーボツクスに関するもの
である。

〔従来の技術〕

一般に、半導体の製造等に使用される材料ガスが充填
されたボンベは、前面が扉に形成されたボツクスに格納
されており、ボツクス内に設けられた複数の弁等を介し
てボンベからボツクスの外部に延設された配管によつ
て、内部の材料ガスを製造装置に送るようになつてい
る。そして、この材料ガスの製造装置への供給は、作業
員が手で上記複数の弁を開閉したり、作業の一部を自動
操作で行つたりしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記のような材料ガスの供給作業にお
いては、弁の開閉操作を頻繁に行わなければならず、こ
れを手で行うと、作業が煩雑になる。特に種類の異なる
材料ガスが充填された複数のボンベを操作する場合に
は、上記作業が非常に煩雑になるとともに、操作ミスが
生じやすいという問題がある。一方、作業の一部を自動
操作で行う場合も、自動で行える操作が、容器交換操作
やガス供給，停止操作等に限られ、煩雑なその他の操作
は手動操作で行わなければならず、やはり問題がある。
また、上記のような半導体の製造に用いられるガスの中
には、有毒のものが多く、弁の開閉等の作業による操作
ミスは、生産効率や品質が低下するという生産性の面か
らだけでなく、安全性の面からも許容できないものであ
る。さらに、上記の操作は危険を伴うため、特殊な知識
を有する作業員が行わなければならないという問題もあ
る。

この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、
操作が容易であるとともに、誤操作が生じないオートシ
リンダーボツクスの提供をその目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、この発明のオートシリン
ダーボツクスは、材料ガスを充填したボンベを格納し、
このボンベから延設された配管を介して製造装置に材料
ガスを供給するオートシリンダーボツクスであつて、ボ
ンベ交換，残圧放出，窒素置換，気密テスト，真空排
気，ガス供給・停止等の一連の動作データを記憶する記
憶手段と、上記動作データをタツチキーが配設された画
面に順次質問方式で表示し、上記タツチキーを操作する
ことにより、その指示データを送り出すようにしたデイ
スプレイ装置と、このデイスプレイ装置から送られる指
示データどおりに上記配管に設けられた弁等の装置を作
動させる作動手段を備え、上記記憶装置に記憶されるボ
ンベ交換の動作データが、ボンベの取付け・取外し，ボ
ンベ取付け後の配管への気密テスト用ガスの導入，ボン
ベ取付け状態が正常であるかどうかをガス漏洩の有無に
より調べる気密テストおよび配管からの気密テスト用ガ
スの排出の動作データを備えているという構成をとる。

〔作用〕

すなわち、この発明のオートシリンダーボツクスは、
従来例のように、作業員が手で弁の開閉操作をしながら
材料ガスを製造装置に供給するというようなものではな
く、予め、記憶手順に、ガス供給のために必要な一連の
動作データを入力して記憶させておき、これを順次、デ
イスプレイ装置の画面に質問方式で表示させ、その画面
の表示における質問に対する答えの部分のタツチキーを
押圧することにより、任意の条件で材料ガスを製造装置
に自動的に供給することができるようになつている。し
たがつて、操作がデイスプレイ装置のタツチキーを押す
だけですみ、極めて容易である。また、画面の表示を見
ながら一連の操作が行えるため、特に専門知識がない作
業員が操作を行つても、誤つた操作をすることがなくな
るとともに、作業員の個人差による操作のばらつきがな
くなる。その結果、作業が安全になるとともに、生産性
が向上しかつ安定するようになる。また、この発明で
は、ボンベ交換およびこのボンベ交換時の気密テストが
上記タツチキーを押すだけで簡単に行えるようになる。

つぎに、この発明を実施例にもとづいて詳しく説明す
る。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示している。すなわ
ち、図において、１は前面が観音開き（扉は図示せず）
になつた格納ボツクスであり、一端側に設けられた仕切
板２によつて内部が左右に仕切られているとともに、内
部の一端側部分が仕切板３によつて上下に仕切られてい
る。そして、格納ボツクス１内の他端側部分に並列状態
でボンベ4,5,6が格納され、一端側には、下部側に制御
装置（図では隠れて見えない）が、上部側にその制御装
置に配線によつて連結されたデイスプレイ装置７がそれ
ぞれ格納されている。上記ボンベ4,5には、半導体の製
造に使用されるモノシランガスが充填され、ボンベ６に
は、気密テスト用のヘリウムガスが充填されており、第
２図に示すような配管を介して格納ボツクス１の外部に
設けられた製造装置（配管ａの先端に連結されている）
に送られるようになつている。第２図において、８はボ
ンベ４の頂部から延設された配管であり、先端側が格納
ボツクス１の外部に設けられた窒素供給装置（配管ｂの
後端に連結されている）に連通する窒素供給配管９と、
製造装置に連通する材料ガス移送配管10に分岐してい
る。上記窒素供給配管９には、空圧弁11,12および蛇管
部13が設けられ、材料ガス移送配管10には、蛇管部14,
フイルター15,圧力センサー16,17,空圧弁18,19,ドーム
型減圧弁20がそれぞれ設けられている。そして、上記圧
力センサー16,17には圧力指示警報形21,22がそれぞれ連
結されている。また、上記材料ガス移送配管10からは、
空圧弁23および圧力センサー24が設けられた真空引配管
25と、オリフイス付の空圧弁26が設けられた排気配管27
が分岐して外部に延びており、配管8,10内を真空にする
場合には、高圧側真空引配管25を介して吸引することに
より配管8,10内を真空状態にすることができ、配管8,10
内の残存ガスを外部に放出する際には、排気配管27を通
して残留ガスを外部に放出することができるようになつ
ている。28は圧力センサー24に連結された圧力指示警報
計で、29は配管10,25を連結する低圧側真空引配管で、3
0はこの配管29に設けられた空圧弁である。また、ボン
ベ５の頂部からも配管８と同様の配管8aが延設され、そ
の先端側に、窒素供給装置に連通する窒素供給配管9a,
製造装置に連通する材料ガス移送配管10a等の配管が、
上記ボンベ４から延びる配管８等と同じ構成で配設され
ている。そして、これらの各配管における各部分に、空
圧弁11a等の装置が、配管８等に設けられた空圧弁11等
と同様にして設けられている（ただし、圧力センサー24
および圧力指示警報計28に対応するものは設けられてい
ない）。したがつて、図示のボンベ５から延びる配管8a
等に設けられた各装置は、ボンベ４から延びる配管８等
に設けられた各装置の符号にａを付けた符号で表してい
る。31は窒素供給装置からボンベ６の頂部に延設された
配管であり、この配管31から排気配管27,27aに連通する
配管32および窒素供給配管9,9aの上流側に連通する配管
33が分岐している。上記配管31には、蛇管部34,フイル
ター35,圧力センサー36,空圧弁37,38,ダイヤフラム弁39
が設けられており、圧力センサー36に圧力指示警報計40
が、ダイヤフラム弁39にノズルガン41がそれぞれ連結さ
れている。また、配管32に流量計42および逆止弁43が設
けられ、配管33には圧力指示警報計44に連結された圧力
センサー45が設けられている。46は外部に設けられた空
気供給装置（配管ｃの後端に連結されている）から格納
ボツクス１内に延設された圧力スイツチ47付の空気供給
配管であり、先端側が３つの配管46a,46b,46cに分岐し
ている。そして、配管46aに計装用減圧弁48a,三方電磁
弁49aが設けられ、配管46bに計装用減圧弁48b,三方電磁
弁49bが、配管46cにマニホールド三方電磁弁50がそれぞ
れ設けられている。上記三方電磁弁49a,49bは、それぞ
れ材料ガス移送配管10,10aに設けられたドーム型減圧弁
20,20aに連結され、配管46a,46bに送られてくる空気の
圧力によつてドーム型減圧弁20,20aの開閉を行うように
なつており、マニホールド三方電磁弁50は各空圧弁に連
結され、配管46cに送られてくる空気の圧力によつて各
空圧弁を開閉するようになつている。また、51,52はボ
ンベ4,5の頂部に設けられたバルブシヤツターであり、5
3は格納ボツクス１の天井部に設けられたキヤビネツト
排気弁である。上記バルブシヤツター51,52は、作業開
始の際に自動または手動で開けることができるようにな
つており、閉塞は制御装置による自動制御によつて行わ
れるようになつている。なお、上記制御装置の記憶部に
は、ボンベ４またはボンベ５内のモノシランガスを製造
装置に送るために必要な弁の開閉等の一連の動作を漏れ
なく網羅したデータが入力されており、これが質問およ
びその質問に対する択一式の答えとして順次、デイスプ
レイ装置７の画面に表示されるようになつている。そし
て、この画面に表示された質問に対して一つの答えの部
分を指で押すと、上記制御装置の作動部がその答えの通
りに弁通の装置を作動させ、指示どおりの条件でモノシ
ランガスを製造装置に送るようになつている。この場
合、誤操作が危険を伴うような質問については、同じ質
問を二度繰り返して（二度目はさらに具体的な質問とな
る）画面に表示することによつて、誤操作をなくすよう
になつている。

この構成において、第３図に示すフローチヤートに従
つて操作を行う。まず、制御装置およびデイスプレイ装
置７のスイツチをオンにする。これによつて、デイスプ
レイ装置７の画面に、まず、タイトル画面があらわれ、
その画面を押圧すると、容器パターン設定、ガス名
登録、バルブシヤツター，減圧弁，重量計の設定、
パージ方法の設定、自動切替・自動停止の設定、タ
イマーの設定、PIA、WIAの設定、テストモード等に関
する質問事項が順次表示される。したがつて、この画面
を見ながら画面の答えが表示されている部分を押してい
くことにより、任意の条件で初期設定を行うことができ
る。ついで、ボンベ4,5,6が取り付けられていることを
確認し、その取り付け状態が正常であるかどうか（漏洩
の有無）を気密テストによつて確かめる。この気密テス
トは、ボンベ4,5のバルブシヤツター51,52を閉じた状態
で、ボンベ６のヘリウムガスを配管31,33および窒素供
給配管9,9aを通してボンベ4,5側に送り込んだのち所定
の弁を閉塞して、ボンベ４またはボンベ５を含む閉じら
れた回路内に封入し、一定時間（時間は任意に設定する
ことができる）放置し、その間の圧力変動を予め設定さ
れた基準値と対比することにより行われる。この場合、
漏洩の有無の判定は、制御装置の自動演算判定によつて
行われる。気密テストの結果、通常がなければ、所定の
弁を開け、窒素供給装置から配管33を介して窒素ガスを
上記回路内に送り込むとともに、排気配管27,27aから上
記回路内のヘリウムガスおよび窒素ガスを外部に排出す
る。ついで、吸引手段を用いて、上記回路内の残留ガス
を真空引配管25,25a側に吸引することにより、上記回路
内を真空状態にする。その状態で、デイスプレイ装置７
の画面に表示される使用系列を選択（ボンベ4,5のいず
れにもモノシランガスが充填されているためどちらを選
んでも同じになるが、この場合、ボンベ４のガスを選択
したとする）すると、画面がラインセレクトの表示に変
わる。そこで、停止または供給のどちらかを選ぶ。供給
を選ぶと、制御装置に入力された動作データによつて、
第４図に示すフローチャートのように操作が進行してい
く。すなわち、緊急停止中であれば、リセツトボタンを
オンにすることにより、ラインセレクトの所に戻り、緊
急停止中でなければ、開始ボタンをオンにすることによ
り、バルブシヤツター51が開き、ボンベ４のモノシラン
ガスが燃料ガス移送装置10,aを通つて製造装置に送ら
れ、そこで半導体の製造に使用される。この際、タイマ
ーの設定によつて、正確な時間通りにモノシランガスの
供給が進んでいくとともに、圧力指示警報計21,22,28,2
1a,22a,42および圧力スイツチ47の圧力が適正な状態で
あるかどうかが常時、基準値と対比されるようになつて
いる。この場合、デイスプレイ装置７の画面には、第５
図に示すような図が表示されて、供給中または停止中の
ラインおよび圧力指示警報計の圧力が一目で分かるよう
になつている。そして、例えば、ボンベ４内のガス残量
が低下して、圧力指示警報計21の値が基準値以下になる
と、自動切替になり、ボンベ４からボンベ５に自動的に
容器交換が行われ、ボンベ５のモノシランガスが製造装
置に再び供給されるようになる。また、材料ガス移送配
管10,10a内の圧力、配管33および窒素供給配管9,9aの圧
力、真空引配管25,25aの圧力がそれぞれ基準値を越えて
上昇すると、圧力指示警報計22,22a、圧力指示警報計4
4、圧力指示警報計28の指示値が基準値以上になつてそ
れぞれアラームが鳴るようになつている。さらに、圧力
スイツチ47の圧力が基準値以下になると、各空圧弁が作
動しにくくなり、計装圧異常によるアラームがなるよう
になつている。したがつて、これらの警報によつて適切
な処置（画面に表示される対策メツセージに対する対
応）を行うことができる。このように、圧送指示警報計
等によつて、監視された状態で、適正なモノシランガス
の供給が接続され、一定時間経過して停止オンになる
と、モノシランガスの供給が停止される。また、第３図
のフローチヤートにおいて、停止を選ぶと、デイスプレ
イ装置７の画面に、メンテナンス，全体パージ，容器
（ボンベ）交換，部分パージ，気密テストの表示がで
る。したがつて、上記項目の中から１つの項目を選びそ
れが表示された画面の部分を押圧することにより、その
操作を行うことができる。すなわち、メンテナンスを選
べば、部品交換，気密テスト，残留ガスのパージ，真空
引き等の操作が順次行われ、全体パージを選べば残留ガ
スのパージおよび真空引きの操作が、容器交換を選べば
容器脱着，気密テスト，残留ガスのパージ等の操作が、
部分パージを選べばガスパージの操作が、気密テストを
選べば気密テストの操作がそれぞれフローチヤート図に
沿つて行われる。なお、この操作において、パージは、
所定の密封回路内に、窒素ガスの封入・放出を繰り返す
ことによつて行われ、真空引き、気密テストの操作は、
前記した方法と同様にして行われる。また、上記の間
に、作業員が行う操作は、ボンベ4,5,6の脱着や部品交
換の外は、開始オンや供給オン等のタツチキーの押圧だ
けであり、作業は制御装置による自動制御によつて行わ
れる。さらに、誤つた指示が危険を伴うような質問に対
しては、同じ質問を画面に二度表示して（ただし二度目
はさらに具体的な質問となる）誤指示が生じないように
している。したがつて、二度誤指示を繰り返さない限り
事故は生じない。また、操作中に異常が装じた場合に
は、制御装置の自動制御により、作業が停止するように
なつている。

このように、この発明のオートシリンダーボツクス
は、制御装置に入力した一連の動作データを順次デイス
プレイ装置７の画面に表示させ、その表示を見ながらタ
ツチキーを押していくことにより、任意の条件で材料ガ
スを製造装置に供給することができるようになつてい
る。したがつて、操作が極めて容易になるとともに、誤
操作がなくなる。その結果、生産性が向上するととも
に、作業が安全になる。また、従来のように、作業員が
手で弁の開閉を行うのではないため、個人差がなくな
り、常に一定のガス供給が行えるようになるとともに、
作業員に特殊な知識がなくとも容易に操作を行えるよう
になる。

なお、上記実施例では、ボンベ4,5の２個のボンベを
用い、ボンベ4,5の双方にモノシランガスを充填してい
るが、これに限定するものではなく、ボンベは２個以上
の複数個用いてもよく、これらのボンベにそれぞれ異な
るガスを充填してもよいし、また一部のボンベに異なる
ガスを充填する等、種々の組合わせをすることができ
る。また、製造装置へのガスの供給は、１個のボンベか
らだけでなく、同時に複数のボンベから供給することも
できる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明のオートシリンダーボツクス
は構成されているため、操作がデイスプレイ装置のタツ
チキーを押すだけですみ、極めて容易であるとともに、
画面の表示を見ながら一連の操作が行えるため誤操作が
なくなり、かつ生産性が向上するようになる。その結
果、高品質の半導体の製造を安全に行うことが可能にな
る。また、この発明では、ボンベ交換およびこのボンベ
交換時の気密テストが上記タツチキーを押すだけで簡単
に行えるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す斜視図、第２図はそ
の構成図、第３図はそれを用いた操作の流れを示すフロ
ーチヤート図、第４図はガス供給操作の流れを示すフロ
ーチャート図、第５図はデイスプレイ装置の画面に表示
されたガス供給状態の一例を示す模式図である。 １……格納ボツクス、4,5,6ボンベ、７……デイスプレ
イ装置、8,8a……配管8a、10,10a……材料ガス移送配管

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】材料ガスを充填したボンベを格納し、この
   ボンベから延設された配管を介して製造装置に材料ガス
   を供給するオートシリンダーボツクスであつて、ボンベ
   交換，残圧放出，窒素置換，気密テスト，真空排気，ガ
   ス供給・停止等の一連の動作データを記憶する記憶手段
   と、上記動作データをタツチキーが配設された画面に順
   次質問方式で表示し、上記タツチキーを操作することに
   より、その指示データを送り出すようにしたデイスプレ
   イ装置と、このデイスプレイ装置から送られる指示デー
   タどおりに上記配管に設けられた弁等の装置を作動させ
   る作動手段を備え、上記記憶装置に記憶されるボンベ交
   換の動作データが、ボンベの取付け・取外し、ボンベ取
   付け後の配管への気密テスト用ガスの導入，ボンベ取付
   け状態が正常であるかどうかをガス漏洩の有無により調
   べる気密テストおよび配管からの気密テスト用ガスの排
   出の動作データを備えていることを特徴とするオートシ
   リンダーボツクス。