JP3289190B2

JP3289190B2 - 半導体プロセスガスの供給システム

Info

Publication number: JP3289190B2
Application number: JP11644899A
Authority: JP
Inventors: 賢二重田; 智羽坂
Original assignee: Taiyo Nippon Sanso Corp
Current assignee: Taiyo Nippon Sanso Corp
Priority date: 1999-04-23
Filing date: 1999-04-23
Publication date: 2002-06-04
Anticipated expiration: 2019-04-23
Also published as: JP2000306839A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体プロセスガ
スの供給システムに関し、詳しくは、ガス容器内に高圧
で充填されている半導体プロセスガスを所定圧力に減圧
して安全な状態で半導体プロセスガス使用先に供給する
ための半導体プロセスガスの供給システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体産業に使用される半導体プロセス
ガスは、デバイスの微細化に伴って高品質化が要求され
ており、特に、デバイス不良に対して支配的な水分、酸
素並びに酸素化合物及び金属不純物やパーティクルの低
減が厳しく要求されている。また、半導体プロセスガス
のほとんどは、一般に、可燃性、毒性及び腐食性を有し
ており、特に、可燃性が高く、毒性の強いガス、例え
ば、モノゲルマン、モノシラン、ジシラン、ジボラン、
アルシン、ホスフィン、セレン化水素等は、特殊高圧ガ
スとして高圧ガス保安法で技術的かつ設備的に具備して
いなければならない要件が明確化されており、安全性の
確保は、必須の項目となっている。また、ウエハの大口
径化に伴って半導体プロセスガスの大量供給の実現を間
近にして安全性に対する厳格さが更に要求されている。

【０００３】半導体プロセスガスは、通常、ガス充填工
場で高圧容器に充填された後、トラックに積載されて半
導体製造工場へ運搬され、半導体製造工場に設けられて
いる半導体プロセスガス用の高圧ガス貯蔵所に一時保管
される。半導体プロセス装置での半導体プロセスガスの
消費時には、高圧ガス容器は、シリンダーキャビネット
に格納され、安全性を確保した上で、半導体プロセス装
置に供給される。

【０００４】通常の４７リットル以下の容量の高圧ガス
容器の場合について、半導体プロセスガスを供給する方
法をさらに詳しく述べると、高圧ガス容器には、半導体
プロセスガスの供給を制御するために容器弁が具備され
ているが、通常、高圧ガス容器内の半導体プロセスガス
は高圧であるから、シリンダーキャビネット内に付属さ
れた減圧弁によってガス圧力が調整され、半導体プロセ
ス装置に供給される。

【０００５】また、シリンダーキャビネットは、パージ
ガス容器やパージガスライン、さらに半導体プロセスガ
ス用の除害設備が備わっており、ガス容器交換時に混入
する大気成分やパージガスを半導体プロセスガスに置換
できるような構造を有している。加えて、シリンダーキ
ャビネットには、安全性を確保するために、容器やガス
供給ラインのガス漏洩を検知できる警報器が備え付けら
れ、ガス漏洩を検知した場合は、ガス供給を停止するた
めの緊急遮断機能がガス容器元弁に元々備わっていた
り、容器元弁直後に、容器元弁とは別に緊急遮断弁が備
わっている。通常、シリンダーキャビネットは、常時排
気されており、続くスクラバーや除害装置によって漏洩
したガスを無害化できる機構を有している。

【０００６】また、半導体プロセスガスを大量に供給す
る場合は、通常の４７リットル容器を束ねてカードルを
形成するか、容器径を３００ｍｍ以上に大きくしたり、
容器長さを１．５ｍから１２ｍに長くした容器を使用し
て一本で供給するか、これらを集合させてローダーとし
て供給する方法が取られており、４７リットル以下の容
器のようにシリンダーキャビネットに入れることは現実
的に不可能である。それゆえ、半導体プロセスガスの大
量供給には、屋外に大型容器を設置し、その近くに減圧
弁が内蔵されたガス供給パネルを配置してこのパネルを
介して供給するようにしている。しかし、この供給方法
では、通常の半導体プロセスガスは１ＭＰａ以上の高圧
ガス状態である場合が多く、半導体プロセス用大型容器
とガス供給パネルとが離れているため、高圧ガスが減圧
されるまでの配管が長くなり、その分、安全性が欠如す
ることになる。半導体プロセスガスを導入するための高
圧ガス配管は、場合によっては、数十ｍにわたって減圧
されない状態で半導体工場を引き回されることになり、
漏洩の危険機会が増すことになり、安全管理上、大きな
問題を有している。

【０００７】したがって、半導体プロセスガスの取り扱
い上、安全性を支配する因子は、半導体プロセスガス供
給における高圧ガス領域の大小と漏洩可能個所（例えば
継手）の多寡によって決定される。半導体工場で起きる
重大な事故の一例として、ＳｉＨ_４の漏洩によって起こ
る事故がある。ＳｉＨ_４は、もともと自然発火性である
が、１Ｍｐａ以上の高圧で漏洩し、流速が３．２ｍ／ｓ
ｅｃ以上で漏洩した場合は、着火せず、爆発混合気体と
なり滞留すると、流速が着火可能な３．２ｍ／ｓｅｃ以
下になったときに、その爆発混合気体に着火し、重大な
爆発事故を引き起すおそれがある。

【０００８】また、半導体工場に供給される半導体プロ
セスガスの品質は、容器交換時の大気成分のパージの良
否で決定され、半導体プロセスガスが、金属の接ガス表
面で吸着水分や酸素と反応したり、自己分解することに
よって、腐食生成物や副生成物を形成するため、接ガス
部の表面状態が経時変化し、容器交換時に配管内を汚染
する吸着水分量や混入酸素量、パーティクル数も変化
し、自ずと、容器交換時の大気成分をパージするための
条件も大きく変化せざるを得なかった。したがって、大
気成分のパージには、多くの時間を要し、時間を要した
からといって、完全に大気成分を除去可能かどうかの判
断ができないため、時には、大気成分である水分や酸
素、あるいはパーティクルが半導体プロセス装置内を汚
染したり、あるいは、半導体プロセスガスと水分や酸素
とが反応し、酸素化合物やパーティクル、さらには、腐
食生成物を形成し、その副生成物が、半導体プロセス装
置内を汚染したりして、デバイスの電気的特性を劣化さ
れたり、歩留まりの低下を引き起こす原因となってい
た。

【０００９】そこで、本発明は、ガス漏洩の起こりやす
い高圧ガス封入個所（高圧ガス領域）の低減を図ること
によって漏洩機会の低減を図り、また、ガス供給ライン
の配管スペースの低減と接続箇所の低減とを図ることに
より、安全管理が容易で、安全性を確保した上で、非常
にコンパクトなガス供給容器設備を実現することがで
き、しかも、ガス供給系のパージ性能も大幅に高めるこ
とができ、不純物がプロセス装置内に侵入することを防
止できる半導体プロセスガスの供給システムを提供する
ことを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の半導体プロセスガスの供給システムは、ガ
ス容器内に充填されている半導体プロセスガスを減圧し
て使用先に供給するためのシステムであって、ガス容器
及び該ガス容器に装着される減圧機能付き容器弁を備え
た容器ユニットと、該容器ユニットのガス出口部に着脱
可能に設けられる供給ユニットとを有し、前記減圧機能
付き容器弁は、容器取付側の閉止弁と、該閉止弁の下流
側に設けられてガス圧力を１ＭＰａ以下に減圧する減圧
弁と、前記閉止弁の二次側にパージガスを導入するパー
ジガス導入路とをブロック化するとともに、供給ユニッ
ト接続側に出口弁を付設したものであり、前記供給ユニ
ットは、半導体プロセスガス使用先配管接続側の供給弁
と、容器ユニット接続側から該供給弁に至る間の半導体
プロセスガス供給路内のガスを排気するための排気路と
を備えたものであることを特徴としている。

【００１１】また、本発明の半導体プロセスガスの供
給システムは、前記供給ユニットが複数の容器ユニット
接続部を備えており、該容器ユニット接続部から半導体
プロセスガス供給路を経て供給弁までに至る経路と、前
記半導体プロセスガス供給路に設けられる前記排気路と
を容器ユニット接続部に対応させて複数備えるととも
に、各供給弁の二次側で合流して主供給弁を介して前記
半導体プロセスガス使用先配管に接続されることを特徴
としている。

【００１２】さらに、前記減圧弁が直列に複数個設けら
れていること、前記供給ユニットに不純物量を測定する
不純物測定手段を設けたこと、前記供給ユニットの排気
路に半導体プロセスガスの除害処理を行う除害手段を設
けたこと、前記供給ユニットの供給弁の一次側にパージ
ガスを導入するパージガス導入路を設けたことをを特徴
としている。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の半導体プロセスガ
スの供給システムの一形態例を示す系統図、図２は容器
ユニットに用いられる減圧機能付き容器弁の一例を示す
系統図である。

【００１４】この半導体プロセスガス供給システムは、
容器ユニット１０と、該容器ユニット１０に着脱可能に
設けられるガス供給ユニット２０とを有するものであっ
て、容器ユニット１０は、半導体プロセスガス容器１
１、減圧機能付き容器弁１２、パージガス導入路１３及
び出口弁１４を備えている。また、ガス供給ユニット２
０は、入口弁２１、供給弁２２、排気路を構成する排気
弁２３、パージガス導入路を構成するパージガス導入弁
２４、不純物測定手段２５及び除害筒２６を備えてい
る。容器ユニット１０とガス供給ユニット２０とは、容
器ユニット１０の出口弁１４と、ガス供給ユニット２０
の入口弁２１との間の接続部１５で着脱可能に接続され
る。

【００１５】図２に示すように、前記減圧機能付き容器
弁１２は、安全弁３１、充填弁３２、閉止弁３３、前記
パージガス導入路１３に設けたパージガス導入弁３４、
第１圧力トランスミッター３５、温度センサー３６、第
１減圧弁３７、第２圧力トランスミッター３８、第２減
圧弁３９を一つの弁ブロック３０内に設けた構造を有し
ている。

【００１６】容器ユニット１０における半導体プロセス
ガス容器１１としては、一方のみに開口部（弁装着部）
を有するガス容器や、開口部が両端にあるものの何れか
でもよく、ガス容器の材質も、ステンレス鋼、ＣｒＭｏ
鋼、炭素鋼、Ｍｎ鋼、Ａｌ合金、Ａｌライニング強化プ
ラスチック製の何れでもよい。また、形状、大きさも限
定されるものではなく、半導体工場に配置されるものと
しては、外径が５０ｍｍ以上１２００ｍｍ以下、長さが
３５０ｍｍ以上１２ｍ以下が好適に用いられている。

【００１７】また、半導体プロセスガスの容器では、一
般に、水分等のガス分子やパーティクルが接ガス部表面
へ吸着する量を少なくし、金属表面の耐食性を向上させ
る目的から、ガス容器の接ガス部表面には、機械研磨、
砥粒研磨、電解研磨、複合電解研磨、化学研磨、複合化
学研磨等を施しており、容器内表面粗度を、Ｒｍａｘで
２５μｍ以下、好ましくは１２μｍ以下としている。さ
らに、Ｎｉを無電界で、あるいは電解でメッキすること
もあり、Ｎｉコーティングした表面に、フッ素によって
不動態膜を形成することもある。また、容器の材質がス
テンレス鋼である場合は、ＦｅやＣｒの酸化膜を形成
し、耐食性をさらに向上させることも行われている。

【００１８】減圧機能付き容器弁１２のボディは、真
鍮、ステンレス鋼、ニッケル合金等を機械加工すること
によって製作される。閉止弁３３は、キープレート式あ
るいダイヤフラム式が一般的であり、ダイヤフラム式
が、容器弁内部のデッドスペースが少なく、効率よくパ
ージできるのでより好ましい。また、閉止弁３３のケレ
ップシートは、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエ
チレン）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・ペンフル
オロビニルエーテル共重合体）、ポリイミド等が使用さ
れる。さらに、閉止弁３３の開閉駆動は、従来のように
手動によるマニュアル弁を使用することもできるが、緊
急遮断弁を兼ねるため、エアー駆動弁を使用することが
好ましい。さらに閉止弁３３の後段に、パーティクル除
去用フィルターを設けておくこともできる。一方、両減
圧弁３７，３９は、スプリング式の減圧弁が一般的では
あるが、デッドスペースが少なく、パーティクルの発生
が少ないダイヤフラム式の減圧弁構造を採用することが
好ましい。

【００１９】減圧機能付き容器弁１２の接ガス面には、
機械研磨、砥粒研磨、電解研磨、複合電解研磨、化学研
磨、複合化学研磨等を施しておくことが好ましく、Ｎｉ
を電解又は無電界でメッキすることもでき、フッ化によ
ってＮｉフッ化物の表面形成も可能である。また、ボデ
ィがステンレス鋼製の場合は、研磨後に、熱処理によっ
てＦｅやＣｒの酸化膜で不動態膜を形成することもでき
る。これらの内表面粗度は、Ｒｍａｘで１μｍ以下が好
適であり、０．３μｍ以下が好ましい。

【００２０】半導体プロセスガスを充填した容器には、
法律で安全弁の設置が義務づけられているため、二つの
開口部を有する容器にあっては、半導体プロセスガス容
器１１の一方の開口部には、安全弁３１及び充填弁３２
を省略した減圧機能付き容器弁を装着し、他方の開口部
には、通常の安全弁機能付き容器弁を装着することによ
って、法的な義務措置を満足することができる。

【００２１】一方、開口部が一つだけの容器の場合は、
法的義務のために安全弁を組込む必要があるので、図２
の例に示すように、容器接続側の入口流路から安全弁用
流路を分岐させて安全弁３１を設けるようにすればよ
い。安全弁３１には、破裂板式、スプリング式あるいは
可溶栓式のいずれかを採用することができ、複数の方式
を併用することもできる。また、半導体プロセスガスの
大量供給方法であるカードルやローダーによる供給の場
合も、開口部が一つの容器の場合と同様の供給形態とす
ればよい。

【００２２】さらに、減圧機能付き容器弁１２には、図
２に示すように、適当な位置に圧力トランスミッター３
５，３８や温度センサー３６を設けることができる。例
えば、第１減圧弁３７の上流側に圧力トランスミッター
３５を設けることにより、閉止弁３３を開けば容器内圧
力を知ることができ、第２減圧弁３９の下流側に圧力ト
ランスミッターを設けることによって供給圧力を知るこ
とができる。

【００２３】これらの圧力トランスミッターや温度セン
サーは、必要に応じて設ければよく、圧力トランスミッ
ター、温度センサーの一方だけでもよく、高圧側、低圧
側のいずれか一方でもよく、中圧部分にも設けることが
できる。また、圧力トランスミッターとしては、ブルド
ン管式、歪みゲージ式、半導体センサー式が好適に使用
され、デッドスペースの最少化の観点から、ダイヤフラ
ム式の半導体センサー式がより好ましい、温度センサー
は、シース型の熱電対が好適である。

【００２４】さらに、入口流路に充填弁３２を備えたガ
ス充填路を設けておくこともできる。このようなガス充
填路を入口流路から充填弁３２を介して分岐させておく
ことにより、ガス容器１１内へのガスの充填や、これに
先立ってのガス容器内の真空引き等にも利用することが
できる。このガス充填路と前記安全弁用流路とは、入口
流路への接続部で合流させるようにして設けることもで
きる。

【００２５】なお、安全弁３１や充填弁３２は、弁ブロ
ック３０の外部に設けることもでき、弁ブロック内の低
圧流路やパージガス導入路にも遮断弁を設けておくこと
ができる。遮断弁の形式は、手動式でも空気圧式でも応
用可能であり、通常はステンレス鋼製のダイヤフラム式
遮断弁が、内部構造的にデッドスペースが少ないため好
適である。これらの流路及び遮断弁等は、充填操作やパ
ージ操作等の使用条件に応じて任意に設置することがで
きる。

【００２６】このように、閉止弁３３、第１減圧弁３７
及び第２減圧弁３９を弁ブロック３０内に内蔵した状態
で容器弁を形成することにより、高圧ガス封入個所の低
減を図れるとともに、従来はガス供給パネル内に設けら
れていた減圧弁を容器弁に一体化できるので、ガス供給
パネルの配管スペースの低減も図れる。しかも、容器内
の高圧ガスを、第１減圧弁３３と第２減圧弁３９との２
段階で減圧して供給するように形成したことにより、減
圧弁で減圧されたガスのジュールトムソン膨張によるガ
ス温度の低下を抑制することができる。例えば、充填圧
力１５．０ＭＰａのＮ_２ガスを減圧する場合、使用圧力
の０．７ＭＰａまで１段で減圧するとガス温度が約２８
℃低下するのに対し、１段目で５．０ＭＰａに、２段目
で０．７ＭＰａに減圧した場合は、ガス温度の低下を１
段目で１７℃、２段目で１１℃程度に温度低下を分散で
きるため、ボディからの熱侵入によって、ガス温度の低
下を約１０℃程度改善できる。

【００２７】第１減圧弁３７及び第２減圧弁３９におけ
る減圧の程度（減圧比）は、充填圧力と使用圧力とによ
って適宜に設定することができるが、一般的には、１段
目の第１減圧弁３７によって５．０ＭＰａ〜１．０ＭＰ
ａに減圧し、２段目の第２減圧弁３９によって通常の供
給圧力である１．０ＭＰａ〜０．１ＭＰａに減圧すれば
よい。また、圧力差が大きい場合は、３個以上の減圧弁
を直列に配置して順次減圧するように形成することもで
き、圧力差が小さい場合は１個でも十分である。

【００２８】また、ガス供給ユニット２０における接ガ
ス面も、上記同様に不純物が付着しにくいように形成
し、また、供給弁２２等にも、デッドスペースが少な
く、効率よくパージできるものをもちいることが好まし
い。

【００２９】次に、本形態例の半導体プロセスガス供給
システムを使用して、ＳｉＨ_４を充填圧７．６ＭＰａで
充填したガス容器から０．７ＭＰａに減圧して供給する
場合を例に挙げて説明する。

【００３０】まず、容器ユニット１０は、半導体プロセ
スガス容器１１の開口部に閉止弁３３を閉じた状態の減
圧機能付き容器弁１２が取り付けられ、充填弁３２を利
用して真空引き後、所定のガス、例えばＳｉＨ_４を充填
し、出口弁１４を閉じた状態で輸送され、保管、貯蔵さ
れる。ガス供給を行う際には、出口弁１４からの配管
と、ガス供給ユニット２０の入口弁２１からの配管とを
接続部１５で接続し、経路内を十分にパージしてから行
う。

【００３１】接続部１５を接続する際、容器ユニット１
０においては、パージガス導入弁３４を開いてパージガ
ス導入路１３に接続したパージガス源（例えば圧力０．
７ＭＰａの高純度窒素供給源）から経路内にパージガス
を所定圧力、所定流量で供給した状態で出口弁１４を開
き、また、ガス供給ユニット２０においても、パージガ
ス導入弁２４を開いて所定圧力、所定流量でパージガス
を供給した状態で入口弁２１を開くことにより、接続部
１５からパージガスを流出させた状態にすることができ
るので、ここからガス供給系内に大気が侵入することを
抑制できる。

【００３２】さらに、接続部１５を接続した後、ガス供
給ユニット２０のパージガス導入弁２４を閉じて排気弁
２３を開き、容器ユニット１０のパージガス導入路１３
から導入されるパージガスを、容器ユニット１０の閉止
弁３３の二次側からガス供給ユニット２０の供給弁２２
の一次側まで流通させ、ガス供給系内の流通パージを行
うことにより、接続時に接続部１５からガス供給系内に
大気成分が侵入したとしても、侵入した大気成分を確実
にパージすることができる。

【００３３】すなわち、パージガス導入路１３から導入
されたパージガスは、閉止弁内部をパージしてから高圧
流路を流れ、第１圧力トランスミッター３５部分、温度
センサー３６部分を通って第１減圧弁３７を通り、さら
に、中圧流路及び第２圧力トランスミッター３８部分を
通って第２減圧弁３９から低圧流路に流れ、出口弁１４
を経て接続部１５に流れ、該接続部１５からガス供給ユ
ニット２０に流入する。ガス供給ユニット２０に流入し
たパージガスは、入口弁２１から半導体プロセスガス供
給路を流れ、排気弁２３から不純物成分を同伴して排出
される。

【００３４】このとき、不純物測定手段２５で不純物量
を測定することにより、流通パージの終点を確実に知る
ことができる。この不純物測定手段２５は、対象とする
不純物の種類に応じて適宜なものを使用することができ
るが、一般的には、酸素計や水分計、パーティクルカウ
ンターが使用される。酸素計としては黄燐発光式やガル
バニセル方式を、水分計としては水晶発振式、光学ミラ
ー式露点計、ＡＰＩＭＳ方式をそれぞれ好適に使用する
ことができる。これらの検出能力は、それぞれ１００ｐ
ｐｂ以下である。また、パーティクルカウンターには、
０．３μｍ以下までを測定できるレーザー光散乱方式を
使用することが好ましい。なお、この不純物測定手段２
５の一次側には、弁２７を設けておくことが好ましい。

【００３５】このようにしてガス供給系内をパージした
後、パージガス導入弁３４を閉じ、排気弁２３に接続し
た真空ポンプ（ターボ分子ポンプ）を作動させて閉止弁
３３から供給弁２２に至るガス供給系内を、１．０×１
０^−４Ｔｏｒｒまで真空排気する。次に、排気弁２３を
閉じて閉止弁３３を開き、ガス供給系内をＳｉＨ_４ガス
で加圧した後、閉止弁３３を閉じて排気弁２３を開き、
ガス供給系内のＳｉＨ _４ガスを除害筒２６で除害処理し
ながら大気圧あるいは真空まで排気する。このガス供給
系内に対するＳｉＨ_４ガスの加圧と排気とを複数回繰り
返すことにより、ガス供給系内をＳｉＨ_４ガスに完全に
置換することができる。

【００３６】ガス置換を終えた後、閉止弁３３を開くこ
とにより、ガス容器内のＳｉＨ_４は、減圧機能付き容器
弁１２内に導入され、第１圧力トランスミッター３５で
圧力が測定され、温度センサー３６で温度が測定された
後、第１減圧弁３７に導かれる。第１減圧弁３７では、
ガスの圧力を７．６ＭＰａから１．５ＭＰａまで減圧す
る。このとき第２圧力トランスミッター３８で中間圧力
を測定することにより、第１減圧弁３７の圧力制御不良
を検知することができる。中間圧力のガスは、第２減圧
弁３９で消費圧力である０．７ＭＰａに圧力制御され、
出口弁１４から配管接続部１５を経てガス供給ユニット
２０内に流入する。ガス供給ユニット２０内に流入した
ガスは、入口弁２１から半導体プロセスガス供給路に至
り、供給弁２２をを開くことによって供給弁２２を通
り、半導体プロセスガス使用先配管接続側から流出して
消費先に送られる。

【００３７】本形態例システムにより供給したＳｉＨ_４
の品質を評価した結果、供給したＳｉＨ_４中の０．１μ
ｍ以上のパーティクル数は１００個／Ｌ、水分は１００
ｐｐｂ以下、水分に起因すると考えられるシロキサンは
２００ｐｐｂ以下であった。

【００３８】一方、従来の容器弁及びガス供給パネルを
使用し、容器交換後に２時間かけてガスパネル側から真
空引きした後、ガス供給パネル内の減圧弁を経由して供
給したＳｉＨ_４ガスの品質は、０．１μｍ以上のパーテ
ィクル数が１００００個／Ｌ、水分が１００ｐｐｂ以
下、シロキサン濃度が１ｐｐｍであった。

【００３９】したがって、本形態例システムは、高圧ガ
スの封入個所が容器ユニット１０における減圧機能付き
容器弁１２のブロック内の第１減圧弁３７までとなり、
ガス供給ユニット２０以降には、第１減圧弁３７及び第
２減圧弁３９を経た低圧のガスが供給されるので、安全
性を大幅に向上させることができる。

【００４０】図３は、本発明の半導体プロセスガスの供
給システムの他の形態例を示す系統図である。本形態例
は、一つの供給ユニット５０に２系統の容器ユニット接
続部５１ａ，５１ｂを設けた例を示すものである。な
お、容器ユニットは前記形態例と同様に形成することが
できるので、詳細な図示及び説明は省略する。

【００４１】まず、容器ユニット接続部５１ａに接続し
た容器ユニット１０ａからガスを供給している場合は、
容器ユニット接続部５１ａに連通する供給弁２２ａが
開、容器ユニット接続部５１ｂに連通する供給弁２２ｂ
が閉であり、容器ユニット１０ａで所定圧力に減圧され
たガスは、出口弁１４ａから容器ユニット接続部５１ａ
を経て供給ユニット５０内に流入し、供給弁２２ａから
供給主弁２２を経て使用先に供給される。

【００４２】容器ユニット１０ａのガス量が所定量以
下になると、ガスの供給を容器ユニット１０ｂ側に切り
換える。この切り換え操作は、供給弁２２ａを閉じて供
給弁２２ｂを開くことにより、待機状態にあった容器ユ
ニット１０ｂから直ちにガスの供給を開始することがで
きる。

【００４３】供給切り換え後の容器ユニット１０ａの交
換は、次のようにして行う。まず、排気管５２にガスを
供給してバキュームジェネレーター５３を起動し、排気
弁２３ａを開いて系内から半導体プロセスガス（例えば
ＳｉＨ_４ガス）を排出する。次に、パージガス導入弁２
４，２４ａを開いて系内にパージガス（例えば高純度窒
素ガス）を導入し、系内に残留する半導体プロセスガス
を希釈する。

【００４４】さらに、パージガス導入弁２４ａを閉じて
排気弁２３ａを開くことにより希釈した半導体プロセス
ガスを排出する操作と、排気弁２３ａを閉じてパージガ
ス導入弁２４ａを開くことにより半導体プロセスガスを
希釈する操作とを複数回繰り返して系内から半導体プロ
セスガスをパージする。

【００４５】上記パージを終了したら、排気弁２３ａを
閉じてパージガス導入弁２４ａを開いて容器ユニット接
続部５１ａからパージガスが流出する状態とし、容器ユ
ニット１０ａにおいても、前述のようにパージガスを導
入して出口弁１４ａから流出する状態とし、容器ユニッ
ト接続部５１ａを切り離す。このようにして容器ユニッ
ト接続部５１ａを切り離すことにより、系内に大気が侵
入して系内が汚染されることを防止できる。

【００４６】さらに、上述のように容器ユニット接続
部５１ａの両側からパージガスを流出させた状態で新し
い容器ユニット１０ａを接続する。その後、前記同様に
排気弁２３ａとパージガス導入弁２４ａとを交互に開閉
して系内をパージした後、パージガス導入弁２４及び排
気弁２３ａを閉じ、容器ユニット１０ａ側からパージガ
スを導入し、前記形態例と同様の流通パージを行う。こ
のとき、パージ後のガスは、パージガス導入弁２４ａか
ら不純物測定手段２５を通って排気管５２に排出される
ので、排出されるガス中の不純物、例えば水分量やパー
ティクル量を不純物測定手段２５で測定することによ
り、前記同様にして流通パージの終点を確実に知ること
ができる。

【００４７】最後に、前記同様にして系内の真空排気と
系内への半導体プロセスガスの導入加圧とを繰り返し、
系内を半導体プロセスガスに置換させた状態で各弁を閉
じ、容器ユニット１０ａを待機状態とする。

【００４８】容器ユニット接続部５１ｂ側も、出口弁１
４ｂ、排気弁２３ｂ、パージガス導入弁２４ｂを上記同
様にして操作することにより、容器ユニット１０ｂの交
換を行うことができる。これにより、クリーンな半導体
プロセスガスを半導体プロセス装置に連続して安定供給
することができる。

【００４９】また、容器ユニット接続部を３系統以上設
けて２系統以上から半導体プロセスガスを同時に供給す
ることも可能であり、半導体プロセスガスの大量供給に
も容易に対応することができる。

【００５０】なお、接続部における容器ユニットの取り
外し時間が長い場合は、接続部側に前記図１に示すよう
な入口弁２１を設けておくことが好ましいが、容器ユニ
ットの交換を、パージガスを流出させた状態で短時間で
行うことができる場合は、図３に示すように入口弁を省
略することができる。また、容器ユニット側からの流通
パージで十分なパージが行える場合は、供給ユニット側
のパージガス導入路を省略することができる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体プ
ロセスガスの供給システムによれば、半導体プロセスガ
スの高圧領域を容器ユニット内のみに限定することがで
きるので、危険性（可燃性、毒性、腐食性）を有する半
導体プロセスガスの供給における安全性を大幅に向上さ
せることができる。さらに、パージ機構を備えることに
より、容器交換時に混入する大気成分をパージガスによ
ってパージすることができるので、高純度でクリーンな
半導体プロセスガスを供給することができる。また、不
純物測定手段を設けることにより、パージの終点を確実
に判断できるため、効率的なパージが可能であり、パー
ジガス量の低減も図れる。

【００５２】特に、供給ユニットに複数の容器ユニット
を接続可能にすることにより、半導体プロセスガスを連
続的に安定供給することができ、半導体プロセスガスの
大量供給にも対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体プロセスガスの供給システム
の一形態例を示す系統図である。

【図２】容器ユニットに用いられる減圧機能付き容器
弁の一例を示す系統図である。

【図３】本発明の半導体プロセスガスの供給システム
の他の形態例を示す系統図である。

【符号の説明】

１０，１０ａ，１０ｂ…容器ユニット、１１…半導体プ
ロセスガス容器、１２…減圧機能付き容器弁、１３…パ
ージガス導入路、１４，１４ａ，１４ｂ…出口弁、１５
…接続部、２０…ガス供給ユニット、２１…入口弁、２
２，２２ａ，２２ｂ…供給弁、２３，２３ａ，２３ｂ…
排気弁、２４，２４ａ，２４ｂ…パージガス導入弁、２
５…不純物測定手段、２６…除害筒、２７…弁、３０…
弁ブロック、３１…安全弁、３２…充填弁、３３…閉止
弁、３４…パージガス導入弁、３５…第１圧力トランス
ミッター、３６…温度センサー、３７…第１減圧弁、３
８…第２圧力トランスミッター、３９…第２減圧弁、５
０…ガス供給ユニット、５１ａ，５１ｂ…容器ユニット
接続部、５２…排気管、５３…バキュームジェネレータ
ー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平９−101000（ＪＰ，Ａ) 特開平10−30798（ＪＰ，Ａ) 特開平３−211281（ＪＰ，Ａ) 特開2000−81196（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F17C 1/00 - 13/00 H01L 21/205

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ガス容器内に充填されている半導体プロ
セスガスを減圧して使用先に供給するためのシステムで
あって、ガス容器及び該ガス容器に装着される減圧機能
付き容器弁を備えた容器ユニットと、該容器ユニットの
ガス出口部に着脱可能に設けられる供給ユニットとを有
し、前記減圧機能付き容器弁は、容器取付側の閉止弁
と、該閉止弁の下流側に設けられてガス圧力を１ＭＰａ
以下に減圧する減圧弁と、前記閉止弁の二次側にパージ
ガスを導入するパージガス導入路とをブロック化すると
ともに、供給ユニット接続側に出口弁を付設したもので
あり、前記供給ユニットは、半導体プロセスガス使用先
配管接続側の供給弁と、容器ユニット接続側から該供給
弁に至る間の半導体プロセスガス供給路内のガスを排気
するための排気路とを備えたものであることを特徴とす
る半導体プロセスガスの供給システム。
【請求項２】前記供給ユニットは、複数の容器ユニッ
ト接続部を備えており、該容器ユニット接続部から半導
体プロセスガス供給路を経て供給弁までに至る経路と、
前記半導体プロセスガス供給路に設けられる前記排気路
とを容器ユニット接続部に対応させて複数備えるととも
に、各供給弁の二次側で合流して主供給弁を介して前記
半導体プロセスガス使用先配管に接続されることを特徴
とする請求項１記載の半導体プロセスガスの供給システ
ム。
【請求項３】前記減圧弁が、直列に複数個設けられて
いることを特徴とする請求項１又は２記載の半導体プロ
セスガスの供給システム。
【請求項４】前記供給ユニットは、前記半導体プロセ
スガス供給路又は排気路内の不純物量を測定する不純物
測定手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２
記載の半導体プロセスガスの供給システム。
【請求項５】前記供給ユニットは、前記排気路に半導
体プロセスガスの除害処理を行う除害手段を備えている
ことを特徴とする請求項１又は２記載の半導体プロセス
ガスの供給システム。
【請求項６】前記供給ユニットは、前記供給弁の一次
側にパージガスを導入するパージガス導入路を備えてい
ることを特徴とする請求項１又は２記載の半導体プロセ
スガスの供給システム。