JP3805073B2 - Excimer laser gas recovery equipment - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エキシマレーザーガスの回収装置に関し、詳しくは、エキシマレーザー発生装置で使用されるエキシマレーザーガス中の希ガスを再利用するために回収して精製する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
エキシマレーザーは、高出力の紫外光源として半導体製造工程等で広く用いられている。このエキシマレーザーでは、エキシマレーザーガスとして高価な希ガスを使用するため、例えば、特公平7−60914号公報に記載されているように、レーザー発生装置からエキシマレーザーガスを抜出して希ガスを精製した後、再利用することが提案されている。
【0003】
上記公報記載に記載された方法では、レーザー発生装置から抜出したエキシマレーザーガスを、フッ素系ガス(F,NF,ClF,ClF等)との反応性に富む金属に接触させることによって反応活性の高いフッ素等のハロゲンガスを除去した後、アルカリ金属やアルカリ土類金属化合物、ゼオライト、金属アルカリ類に順次接触させることによってエキシマレーザーガス中の希ガス(Kr,Xe,He,Ne等)を精製し、精製後の希ガスをレーザー発生装置に循環させるようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
一方、レーザー発生装置で使用したエキシマレーザーガスの全量を回収する場合は、真空ポンプを用いてレーザー発生装置内のガスを吸引する必要があるが、通常の真空ポンプでは、オイルコンタミ等が発生し、また、外気を吸込んで回収ガス中に酸素や水分、その他の微量成分が不純物として混入し、回収ガスの精製処理に悪影響を与えることがある。
【0005】
このため、真空ポンプとして、オイルコンタミ等の心配がないドライ真空ポンプを使用するとともに、窒素ガスをシールガスとして使用し、外気を吸込まないようにしている。しかしながら、このドライ真空ポンプから吐出される回収ガス中には、シールガスとして使用した窒素ガスが混入するため、希ガスを精製して再利用するためには、回収ガス中から窒素ガスを分離除去する必要が生じる。
【0006】
そこで本発明は、劣化したエキシマレーザーガスの全量を回収することができ、ガス回収用のドライ真空ポンプにシールガスとして使用する窒素ガスの除去も効率よく行うことができ、高価な希ガスを無駄に排出することなく、有効に再利用することができるエキシマレーザーガスの回収装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のエキシマレーザーガスの回収装置は、エキシマレーザー発生装置から抜出した希ガス及びハロゲンガスを含むエキシマレーザーガスを回収して精製する装置であって、前記エキシマレーザーガス中のハロゲンを除去するハロゲン除去手段と、エキシマレーザー発生装置から前記ハロゲン除去手段を介してエキシマレーザーガスを吸引するドライ真空ポンプ及び該ドライ真空ポンプにシール用窒素ガスを供給する窒素供給手段と、ドライ真空ポンプから吐出される回収ガス中の窒素ガスを分離する窒素ガス分離手段と、窒素ガスを分離した精製ガスにエキシマレーザーガスの成分ガスを補充する成分ガス補充部とを備えていることを特徴としている。
【0008】
また、本発明のエキシマレーザーガスの回収装置は、前記窒素ガス分離手段が、低温吸着法あるいは低温液化精留法により窒素ガスを分離するものであること、前記ドライ真空ポンプの吐出側にガス放出用切換弁を設けるとともに、ドライ真空ポンプの運転時間が所定時間に達したときに、前記ガス放出用切換弁のガスの流れ方向を、前記窒素ガス分離手段側から放出側に切換えるタイマーを設けたこと、さらに、前記成分ガス補充部は、前記精製ガスにエキシマレーザーガス中の希ガスを補充する希ガス供給経路と、該希ガス供給経路の下流に設けられた補助タンクと、該補助タンク内のガス組成を測定する分析器と、該分析器の測定結果に応じて希ガスの補充量を調節する流量調節手段と、補助タンクの下流に弁を介して設けられたバッファータンクと、該バッファータンク内にエキシマレーザーガス中の希ガス以外の成分を補充する成分ガス供給経路と、バッファータンク内のガス組成に応じて前記成分ガス供給経路からのガス補充量を制御するガス補充量制御手段とを備えていることを特徴としている。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1は本発明のエキシマレーザーガスの回収装置の一形態例を示す系統図である。以下、レーザー発振媒質であるKrFを、ベースガスであるネオン(Ne)で希釈したエキシマレーザーガスを回収してネオンの精製を行い、再びレーザー発生装置1に導入するまで手順に従って装置構成を説明する。
【0010】
レーザー発生装置1内のエキシマレーザーガスは、回収弁1a,ハロゲン除去筒2,フィルター3を介してドライ真空ポンプ4に吸引される。レーザー発生装置1では、前述のように、ベースガスであるネオンに媒質ガスであるKrFを添加したエキシマレーザーガスがチャンバー内に充填されており、その充填圧力は、一般に0.4MPa程度である。すなわち、チャンバー容積が25リットルの場合、エキシマレーザーガスの使用量は、約100リットルとなる。
【0011】
ハロゲン除去筒2は、エキシマレーザーガス中のハロゲンガスを除去するためのものであって、ハロゲンガス専用の吸着剤、例えば銅や亜鉛を主成分とする金属を活性炭に担持させた吸着剤を、ステンレス鋼製のカラム内に充填したものを使用することができる。このハロゲン除去筒2を通過することにより、エキシマレーザーガス中のフッ素が除去され、ガス中のフッ素濃度は、1ppm以下となる。また、フッ素のようなハロゲンガスは、人体に有害であるだけでなく、反応性に富み、強い腐食性を有しているため、フィルター3やドライ真空ポンプ4がハロゲンガスに侵されることがないように、ハロゲン除去筒2は、回収経路の最初に設けることが望ましい。
【0012】
フィルター3は、レーザー発生装置1内でのフッ素(ハロゲンガス)との反応により生成した粉塵等を除去するためのものであって、任意の構造のものを使用することができる。
【0013】
ドライ真空ポンプ4には、シールガス及びパージガスとして用いられる窒素ガスを供給するための窒素供給手段5が付設されている。このドライ真空ポンプ4は、ガス通路となるポンプ室内に潤滑オイルを全く使用しないため、オイルコンタミを発生させずにレーザー発生装置1内のエキシマレーザーガスを全量吸引排気することができる。また、シールガスとして窒素ガスを供給することにより、レーザー発生装置1内を高真空にまで吸引排気しても、酸素や水分等の不純物を含む外気を吸込むことがない。
【0014】
さらに、ドライ真空ポンプ4には、該ドライ真空ポンプ4の運転時間を計測するタイマー6が設けられるとともに、ドライ真空ポンプ4の下流側には、ガス放出用切換弁7を介して放出経路8と回収ガス貯留タンク9とが設けられている。
【0015】
タイマー6は、ドライ真空ポンプ4の運転時間が所定時間に達したときに、前記ガス放出用切換弁7のガスの流れ方向を、回収ガス貯留タンク9側から放出経路8側に切換える機能を有している。例えば、ドライ真空ポンプ4は、レーザー発生装置1内を十分に排気できるように、排気能力が毎分1500リットル以上のものを使用するので、チャンバー容積が25リットル(使用ガス量100リットル)のレーザー発生装置1の場合は、排気開始から10秒後には、エキシマレーザーガスは全量排気され、これ以後の排気運転は、レーザー発生装置1内の真空引きに費やされることになる。
【0016】
したがって、ある程度の時間が経過した後は、ドライ真空ポンプ4から吐出されるガスは、そのほとんどがシールガスとして用いた窒素ガスとなってしまう。そこで、前記タイマー6によるガス放出用切換弁7の切換時間を、例えば、排気開始から10秒に設定し、排気開始から10秒間は、ドライ真空ポンプ4から吐出される回収ガスが前記回収ガス貯留タンク9に流れ、10秒経過以後は、放出経路8にガスが流れるようにする。これにより、不要な窒素ガスが回収ガス貯留タンク9に流入することを防止できる。また、ドライ真空ポンプ4を所定時間運転してレーザー発生装置1内が十分な真空度に達した時点で、タイマー6からの信号により回収弁1aを閉じるとともにドライ真空ポンプ4を停止させることができる。
【0017】
回収ガス貯留タンク9は、回収ガス量により必要に応じて設けられるもので、前述のように、1回当たりの回収ガス量が100リットル程度の場合は、後段の精製設備の精製方式によっては精製効率が低下するため、精製方式に見合った量の回収ガスが貯留された時点で後段の精製設備に回収ガスを導入するようにする。この回収ガス貯留タンク9に貯留されるガスの組成は、媒質ガスの組成や使用量、ドライ真空ポンプ4の能力等によって異なるが、窒素が8%程度混入した状態となっている。
【0018】
回収ガス貯留タンク9の下流側には、昇圧機10と、二酸化炭素・水分除去筒11とを介して精製設備12が設けられている。昇圧機10は、精製後のガスをレーザー発生装置1に再導入するために必要な圧力まで回収ガスを昇圧するためのものであって、精製設備12の精製方式によっては、必要な操作圧力にまで回収ガスを昇圧する。この昇圧機10においても、潤滑油等がガス中に混入しない形式のもの、例えば、ダイヤフラム式やベローズ式等の圧縮機を用いることが好ましい。
【0019】
二酸化炭素・水分除去筒11は、精製設備12における希ガスの精製を低温で行うため、管路内で凍結する二酸化炭素や水分を回収ガス中からあらかじめ除去しておくために設けられるもので、モレキュラシーブス等の吸着剤が充填されている。
【0020】
窒素ガス分離手段である精製設備12は、低温での窒素ガスと希ガスとの吸着力の差を利用した低温吸着法や、沸点の差を利用した低温液化精留法等を、回収ガスの組成,回収量、精製後の希ガスの純度,ユーザーの要望に応じて適宜に選択使用することができる。
【0021】
本形態例は、低温吸着法によって窒素を分離する例を示している。この低温吸着法による精製設備12は、活性炭等の窒素吸着剤を充填した吸着筒13を収納した断熱槽14と、吸着筒13を冷却するための寒冷源、例えば液化窒素を断熱槽14内に導入するための液化窒素供給手段15と、吸着筒13から流出したガス成分を分析するための分析計16と、分析計16の分析結果によってガス流路を切換える切換弁17とを備えており、精製設備12の前後には、回収ガス導入弁18及び精製ガス導出弁19がそれぞれ設けられている。
【0022】
精製設備12による窒素ガスの分離は、次のようにして行うことができる。まず、液化窒素供給手段15から断熱槽14内に液化窒素を注入し、吸着筒13を所定温度に冷却する。次に、昇圧機10の運転を開始するとともに回収ガス導入弁18及び精製ガス導出弁19を開き、回収ガス貯留タンク9内の回収ガスを、二酸化炭素・水分除去筒11を介して吸着筒13に導入する。
【0023】
分析計16は、熱伝導度等によって吸着筒13から導出されるガスの成分を分析し、該ガスがネオンの場合は、切換弁17のガス流路を精製ガス導出弁19側に切換える。また、吸着筒13から導出されるガスの状態が変化したら、すなわち、ネオンの純度が所定純度以下になったら、切換弁17のガス流路を窒素放出経路20側に切換えてガスを排出する。同時に、回収ガス導入弁18及び精製ガス導出弁19を閉じ、昇圧機10を停止させて精製操作を終了する。
【0024】
精製操作終了後は、断熱槽14内の液化窒素を経路21から抜取り、所定温度に加熱した窒素ガスを断熱槽14内に導入して吸着筒13を加熱し、あるいは、ヒーター等により加熱し、さらに、必要に応じて窒素放出経路20に設けた真空ポンプで吸着筒13内を真空排気することにより、吸着剤に吸着している窒素やクリプトン(Kr)等を脱着させて吸着剤を活性化させる。
【0025】
精製設備12から切換弁17及び精製ガス導出弁19を経て導出した精製ガスは、レーザー発生装置1や回収精製経路での消費分,損失分,除去分に応じて各成分ガスを補充する成分ガス補充部22を通ってバッファータンク23に導入される。成分ガス補充部22は、エキシマレーザーガス中の希ガス成分であるネオン及びクリプトンを補充するためのネオン供給経路24及びクリプトン供給経路25と、希ガス以外の成分であるフッ素を補充するためのフッ素供給経路26とを有するもので、ネオン供給経路24及びクリプトン供給経路25の下流側には、質量分析計27を備えた補助タンク28が設けられ、前記バッファータンク23には、圧力計29と制御器30とが設けられている。
【0026】
前記質量分析計27は、補助タンク28内のガス組成を分析し、分析結果に応じてネオン供給経路24及びクリプトン供給経路25にそれぞれ設けられた流量調節器24a,25aを制御するもので、ベースガスであるネオンと媒質ガスであるクリプトンとは、所定の組成で補助タンク28内に貯留され、弁31を開くことによりバッファータンク23に導入される。このとき、ネオン供給経路24からのネオンの補充量は、精製設備12から導出される精製されたネオンの流量や圧力に応じて設定し、クリプトン供給経路25から補充するクリプトンの量のみを、前記質量分析計27の測定値によって制御するようにしてもよい。
【0027】
また、前記圧力計29は、補助タンク28から弁31を介してバッファータンク23に導入されるガス量を圧力に置換えて測定するものであって、圧力計29で測定したバッファータンク23内の圧力上昇に基づいて制御器30がフッ素の補充量を算出し、これによって流量調節器26aを制御してフッ素供給経路26から所定量のフッ素を補充することにより、バッファータンク23内に所定のガス組成のエキシマレーザーガスが貯留される。なお、各供給経路は、配管に接続せず、各タンクに接続することもできる。
【0028】
このようにしてバッファータンク23に貯留されたエキシマレーザーガスは、充填弁1bを介してレーザー発生装置1内に所定圧力で充填される。
【0029】
このように、窒素ガスでシールしたドライ真空ポンプ4を用いてレーザー発生装置1内から劣化したエキシマレーザーガスを回収し、混入した窒素を低温吸着等の方法で除去することにより、エキシマレーザーガス中のネオン(希ガス)を効率よく回収して再利用することができる。
【0030】
なお、本発明は、上記形態例に限定されるものではなく、種々の変形例が考えられる。例えば、精製設備12として、前述のように低温液化精留法を採用することもできる。この低温液化精留法は、精留筒内に所定圧力に昇圧した回収ガスを導入し、液化窒素等を寒冷源として還流液を発生させ、この還流液と回収ガスからなる上昇ガスとを気液接触させて精留操作を行うもので、精留筒頂部から沸点が低いネオンが得られ、塔底部から沸点の高い窒素やクリプトンが得られる。また、精留筒を複数設けて圧力等の条件を適当に設定することにより、クリプトンを精留分離することも可能であり、圧力等の精留条件は、回収ガスの組成や処理量、採取する希ガスに望まれる純度等に応じて設定することができる。
【0031】
また、バッファータンク23を、精製設備12と成分ガス補充部22との間に設けることもできる。この場合、バッファータンク23内に貯留されるガスは、精製処理されたネオンであるから、レーザー発生装置1内にエキシマレーザーガスを充填する際には、バッファータンク23からの導出量に対応させて各供給経路からの各ガスの補充量を設定すればよい。各供給経路から補充するガスは、エキシマレーザーガスの組成、例えばArF,KrF,XeF,NeF,XeCl等の媒質ガスの種類により異なることは当然であり、経路数もガス種に応じて増減できる。
【0032】
さらに、レーザー発生装置1のエキシマレーザーガスの回収及び充填や、回収ガスの精製処理を、それぞれバッチ方式で行うようにしているため、例えば、回収弁1aと充填弁1bとを複数分岐させて設けておくことにより、複数台のレーザー発生装置に対応することができ、回収ガス貯留タンク9部分で回収ガスを合流させることもでき、精製ガス導出弁19部分で精製ガスを分岐させることもできる。
【0033】
また、各部で使用する窒素ガスや液化窒素は、ガス容器に充填されたものを使用することもできるが、半導体製造工場等に設置されている空気分離装置から供給することができ、精製設備12の放出経路20や経路21から導出される窒素ガスや液化窒素を空気分離装置に戻すようにしてもよい。
【0034】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のエキシマレーザーガスの回収装置によれば、劣化したエキシマレーザーガスをドライ真空ポンプで吸引するので、その全量を回収することができ、高価な希ガスの廃棄量を大幅に低減することができ、レーザー発生装置の運転コストを削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のエキシマレーザーガスの回収装置の一形態例を示す系統図である。
【符号の説明】
1…レーザー発生装置、1a…回収弁、1b…充填弁、2…ハロゲン除去筒、3…フィルター、4…ドライ真空ポンプ、5…窒素供給手段、6…タイマー、7…ガス放出用切換弁、8…放出経路、9…回収ガス貯留タンク、10…昇圧機、11…二酸化炭素・水分除去筒、12…精製設備、13…吸着筒、14…断熱槽、15…液化窒素供給手段、16…分析計、17…切換弁、18…回収ガス導入弁、19…精製ガス導出弁、20…窒素放出経路、22…成分ガス補充部、23…バッファータンク、24…ネオン供給経路、25…クリプトン供給経路、26…フッ素供給経路、24a,25a,26a…流量調節器、27…質量分析計、28…補助タンク、29…圧力計、30…制御器
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an excimer laser gas recovery apparatus, and more particularly to an apparatus for recovering and purifying a rare gas in an excimer laser gas used in an excimer laser generator for reuse.
[0002]
[Prior art]
Excimer lasers are widely used in semiconductor manufacturing processes and the like as high-power ultraviolet light sources. In this excimer laser, an expensive rare gas is used as the excimer laser gas. For example, as described in Japanese Examined Patent Publication No. 7-60914, the excimer laser gas is extracted from the laser generator to purify the rare gas. Later, it has been proposed to reuse.
[0003]
In the method described in the above publication, the excimer laser gas extracted from the laser generator is reacted with a metal rich in reactivity with a fluorine-based gas (F 2 , NF 3 , ClF 3 , ClF, etc.). After removing halogen gas such as fluorine with high activity, contact with alkali metal, alkaline earth metal compound, zeolite, metal alkali in order to make rare gas in excimer laser gas (Kr, Xe, He, Ne, etc.) The noble gas after purification is circulated to the laser generator.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
On the other hand, when collecting the entire amount of excimer laser gas used in the laser generator, it is necessary to suck the gas in the laser generator using a vacuum pump. However, an ordinary vacuum pump generates oil contamination and the like. In addition, outside air may be sucked in and oxygen, moisture, and other trace components may be mixed as impurities in the recovered gas, which may adversely affect the purification process of the recovered gas.
[0005]
For this reason, as a vacuum pump, a dry vacuum pump that is free from oil contamination and the like is used, and nitrogen gas is used as a seal gas so as not to suck in outside air. However, since the recovered gas discharged from this dry vacuum pump contains the nitrogen gas used as the seal gas, the nitrogen gas is separated and removed from the recovered gas in order to purify and reuse the rare gas. Need to be done.
[0006]
Therefore, the present invention can recover the entire amount of deteriorated excimer laser gas, can efficiently remove nitrogen gas used as a seal gas in a dry vacuum pump for gas recovery, and wastes expensive noble gas. It is an object of the present invention to provide an excimer laser gas recovery device that can be effectively reused without being discharged.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an excimer laser gas recovery apparatus of the present invention is an apparatus for recovering and purifying excimer laser gas containing a rare gas and a halogen gas extracted from an excimer laser generator, wherein the excimer laser gas is purified. Halogen removing means for removing halogen in the interior, dry vacuum pump for sucking excimer laser gas from the excimer laser generator through the halogen removing means, and nitrogen supply means for supplying sealing nitrogen gas to the dry vacuum pump; A nitrogen gas separation means for separating nitrogen gas in the recovered gas discharged from the dry vacuum pump; and a component gas replenishment unit for replenishing the component gas of the excimer laser gas to the purified gas separated from the nitrogen gas. It is a feature.
[0008]
Further, the excimer laser gas recovery device of the present invention is characterized in that the nitrogen gas separating means separates nitrogen gas by a low temperature adsorption method or a low temperature liquefaction rectification method, and the gas is discharged to the discharge side of the dry vacuum pump. And a timer for switching the gas flow direction of the gas discharge switching valve from the nitrogen gas separation means side to the discharge side when the operating time of the dry vacuum pump reaches a predetermined time. Further, the component gas replenishment unit includes a rare gas supply path for replenishing the purified gas with a rare gas in an excimer laser gas, an auxiliary tank provided downstream of the rare gas supply path, and an inside of the auxiliary tank. An analyzer for measuring the gas composition of the gas, flow rate adjusting means for adjusting the replenishment amount of the rare gas according to the measurement result of the analyzer, and a battery provided downstream of the auxiliary tank via a valve. Gas tank, a component gas supply path for replenishing the buffer tank with components other than the rare gas in the excimer laser gas, and a gas for controlling the gas replenishment amount from the component gas supply path according to the gas composition in the buffer tank And a replenishment amount control means.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment of an excimer laser gas recovery apparatus according to the present invention. Hereinafter, the configuration of the apparatus will be described in accordance with the procedure until the excimer laser gas obtained by diluting KrF, which is a laser oscillation medium, with neon (Ne), which is a base gas, is collected, purified neon, and introduced into the laser generator 1 again. .
[0010]
The excimer laser gas in the laser generator 1 is sucked into the dry vacuum pump 4 through the recovery valve 1a, the halogen removal cylinder 2 and the filter 3. In the laser generator 1, as described above, the excimer laser gas obtained by adding the medium gas KrF to the base gas neon is filled in the chamber, and the filling pressure is generally about 0.4 MPa. That is, when the chamber volume is 25 liters, the amount of excimer laser gas used is about 100 liters.
[0011]
The halogen removal cylinder 2 is for removing the halogen gas in the excimer laser gas, and an adsorbent for halogen gas, for example, an adsorbent in which a metal mainly composed of copper or zinc is supported on activated carbon, What was packed in the stainless steel column can be used. By passing through the halogen removal cylinder 2, fluorine in the excimer laser gas is removed, and the fluorine concentration in the gas becomes 1 ppm or less. In addition, halogen gas such as fluorine is not only harmful to the human body, but also has high reactivity and strong corrosivity, so that the filter 3 and the dry vacuum pump 4 are not affected by the halogen gas. Thus, it is desirable to provide the halogen removal cylinder 2 at the beginning of the collection path.
[0012]
The filter 3 is for removing dust and the like generated by the reaction with fluorine (halogen gas) in the laser generator 1, and can be of any structure.
[0013]
The dry vacuum pump 4 is provided with nitrogen supply means 5 for supplying nitrogen gas used as seal gas and purge gas. Since this dry vacuum pump 4 does not use any lubricating oil in the pump chamber serving as a gas passage, the excimer laser gas in the laser generator 1 can be sucked and exhausted in its entirety without generating oil contamination. In addition, by supplying nitrogen gas as a seal gas, even if the laser generator 1 is sucked and exhausted to a high vacuum, the outside air containing impurities such as oxygen and moisture is not sucked.
[0014]
Further, the dry vacuum pump 4 is provided with a timer 6 for measuring the operation time of the dry vacuum pump 4, and on the downstream side of the dry vacuum pump 4, a discharge path 8 is connected via a gas discharge switching valve 7. A recovery gas storage tank 9 is provided.
[0015]
The timer 6 has a function of switching the gas flow direction of the gas discharge switching valve 7 from the recovered gas storage tank 9 side to the discharge path 8 side when the operation time of the dry vacuum pump 4 reaches a predetermined time. is doing. For example, since the dry vacuum pump 4 uses a pump having an exhaust capacity of 1500 liters / min or more so that the laser generator 1 can be sufficiently evacuated, a laser having a chamber volume of 25 liters (gas used amount: 100 liters). In the case of the generator 1, the excimer laser gas is exhausted in its entirety after 10 seconds from the start of exhaust, and the subsequent exhaust operation is expended for evacuating the laser generator 1.
[0016]
Therefore, after a certain amount of time has elapsed, most of the gas discharged from the dry vacuum pump 4 becomes nitrogen gas used as the seal gas. Therefore, the switching time of the gas discharge switching valve 7 by the timer 6 is set to, for example, 10 seconds from the start of exhaust, and the recovered gas discharged from the dry vacuum pump 4 is stored in the recovered gas for 10 seconds from the start of exhaust. The gas flows into the tank 9 and after 10 seconds, the gas flows in the discharge path 8. Thereby, unnecessary nitrogen gas can be prevented from flowing into the recovered gas storage tank 9. Further, when the dry vacuum pump 4 is operated for a predetermined time and the inside of the laser generator 1 reaches a sufficient degree of vacuum, the recovery valve 1 a can be closed and the dry vacuum pump 4 can be stopped by a signal from the timer 6. .
[0017]
The recovery gas storage tank 9 is provided as necessary depending on the recovery gas amount. As described above, when the recovery gas amount per one time is about 100 liters, the recovery gas storage tank 9 is purified depending on the purification method of the subsequent purification equipment. Since the efficiency is lowered, the recovered gas is introduced into the subsequent purification equipment when the amount of recovered gas corresponding to the purification method is stored. The composition of the gas stored in the recovered gas storage tank 9 varies depending on the composition and amount of the medium gas used, the capacity of the dry vacuum pump 4, etc., but is in a state where about 8% of nitrogen is mixed.
[0018]
A purification facility 12 is provided on the downstream side of the recovered gas storage tank 9 via a booster 10 and a carbon dioxide / water removal cylinder 11. The booster 10 is for boosting the recovered gas to a pressure necessary for reintroducing the purified gas into the laser generator 1. Depending on the purification method of the purification equipment 12, the booster 10 has a required operating pressure. Pressurize the recovered gas until Also in the booster 10, it is preferable to use a compressor in which lubricating oil or the like is not mixed in the gas, for example, a compressor of a diaphragm type or a bellows type.
[0019]
The carbon dioxide / water removal cylinder 11 is provided for removing carbon dioxide and water frozen in the pipe line from the recovered gas in advance in order to purify the rare gas in the purification facility 12 at a low temperature. It is filled with an adsorbent such as molecular sieves.
[0020]
The purification equipment 12 which is a nitrogen gas separation means uses a low temperature adsorption method using a difference in adsorption power between nitrogen gas and a rare gas at a low temperature, a low temperature liquefaction rectification method using a difference in boiling point, etc. It can be appropriately selected and used according to the composition, the recovered amount, the purity of the rare gas after purification, and the user's request.
[0021]
This embodiment shows an example in which nitrogen is separated by a low temperature adsorption method. The purification equipment 12 by this low temperature adsorption method includes a heat insulating tank 14 containing an adsorption cylinder 13 filled with a nitrogen adsorbent such as activated carbon, and a cold source for cooling the adsorption cylinder 13, for example, liquefied nitrogen in the heat insulating tank 14. A liquefied nitrogen supply means 15 for introducing, an analyzer 16 for analyzing the gas component flowing out from the adsorption cylinder 13, and a switching valve 17 for switching the gas flow path according to the analysis result of the analyzer 16; A recovery gas inlet valve 18 and a purified gas outlet valve 19 are respectively provided before and after the purification facility 12.
[0022]
The separation of nitrogen gas by the purification equipment 12 can be performed as follows. First, liquefied nitrogen is injected into the heat insulation tank 14 from the liquefied nitrogen supply means 15, and the adsorption cylinder 13 is cooled to a predetermined temperature. Next, the operation of the booster 10 is started, and the recovered gas introduction valve 18 and the purified gas outlet valve 19 are opened, and the recovered gas in the recovered gas storage tank 9 is supplied to the adsorption cylinder 13 through the carbon dioxide / water removal cylinder 11. To introduce.
[0023]
The analyzer 16 analyzes the gas component derived from the adsorption cylinder 13 based on thermal conductivity and the like, and when the gas is neon, switches the gas flow path of the switching valve 17 to the purified gas outlet valve 19 side. Further, when the state of the gas led out from the adsorption cylinder 13 changes, that is, when the purity of neon becomes lower than the predetermined purity, the gas flow path of the switching valve 17 is switched to the nitrogen release path 20 side to discharge the gas. At the same time, the recovered gas introduction valve 18 and the purified gas outlet valve 19 are closed, the booster 10 is stopped, and the purification operation is finished.
[0024]
After completion of the refining operation, the liquefied nitrogen in the heat insulating tank 14 is extracted from the passage 21, and nitrogen gas heated to a predetermined temperature is introduced into the heat insulating tank 14 to heat the adsorption cylinder 13, or heated by a heater or the like, Further, if necessary, the inside of the adsorption cylinder 13 is evacuated by a vacuum pump provided in the nitrogen release path 20 to desorb nitrogen and krypton (Kr) adsorbed on the adsorbent and activate the adsorbent. Let
[0025]
The purified gas derived from the purification equipment 12 via the switching valve 17 and the purified gas outlet valve 19 is a component gas that replenishes each component gas according to the consumption, loss, and removal in the laser generator 1 and the recovery and purification route. It is introduced into the buffer tank 23 through the replenishing unit 22. The component gas replenishment unit 22 includes a neon supply path 24 and a krypton supply path 25 for replenishing neon and krypton as rare gas components in the excimer laser gas, and fluorine for replenishing fluorine as a component other than the rare gas. The auxiliary tank 28 having a mass spectrometer 27 is provided on the downstream side of the neon supply path 24 and the krypton supply path 25. The buffer tank 23 includes a pressure gauge 29 and a control unit. A container 30 is provided.
[0026]
The mass spectrometer 27 analyzes the gas composition in the auxiliary tank 28 and controls the flow regulators 24a and 25a provided in the neon supply path 24 and the krypton supply path 25, respectively, according to the analysis result. Neon, which is a gas, and krypton, which is a medium gas, are stored in the auxiliary tank 28 with a predetermined composition, and are introduced into the buffer tank 23 by opening the valve 31. At this time, the replenishment amount of neon from the neon supply path 24 is set according to the flow rate and pressure of the purified neon derived from the refining facility 12, and only the amount of krypton to be replenished from the krypton supply path 25 is You may make it control by the measured value of the mass spectrometer 27. FIG.
[0027]
The pressure gauge 29 measures the amount of gas introduced from the auxiliary tank 28 through the valve 31 into the buffer tank 23 with pressure, and measures the pressure in the buffer tank 23 measured by the pressure gauge 29. Based on the increase, the controller 30 calculates the replenishment amount of fluorine, thereby controlling the flow rate regulator 26a and replenishing a predetermined amount of fluorine from the fluorine supply path 26, whereby a predetermined gas composition in the buffer tank 23 is obtained. Excimer laser gas is stored. Each supply path may be connected to each tank without being connected to the pipe.
[0028]
The excimer laser gas stored in the buffer tank 23 in this manner is filled into the laser generator 1 at a predetermined pressure via the filling valve 1b.
[0029]
In this way, the excimer laser gas deteriorated from the laser generator 1 is recovered using the dry vacuum pump 4 sealed with nitrogen gas, and the mixed nitrogen is removed by a method such as low-temperature adsorption, so that the excimer laser gas contains Neon (rare gas) can be efficiently recovered and reused.
[0030]
In addition, this invention is not limited to the said example of a form, Various modifications can be considered. For example, the low temperature liquefaction rectification method can be employed as the purification equipment 12 as described above. In this low temperature liquefaction rectification method, a recovered gas whose pressure has been increased to a predetermined pressure is introduced into a rectifying cylinder, a reflux liquid is generated using liquefied nitrogen or the like as a cold source, and the reflux gas and the rising gas composed of the recovered gas are gasified. The rectification operation is carried out in liquid contact, neon having a low boiling point is obtained from the top of the rectification cylinder, and nitrogen and krypton having a high boiling point are obtained from the bottom of the column. It is also possible to rectify and separate krypton by providing multiple rectification tubes and appropriately setting conditions such as pressure. The rectification conditions such as pressure include the composition, throughput, and sampling of the recovered gas. It can be set according to the purity and the like desired for the rare gas.
[0031]
In addition, the buffer tank 23 may be provided between the purification equipment 12 and the component gas replenishment unit 22. In this case, since the gas stored in the buffer tank 23 is purified neon, when the excimer laser gas is filled in the laser generator 1, it corresponds to the amount derived from the buffer tank 23. What is necessary is just to set the replenishment amount of each gas from each supply path. The gas to be replenished from each supply path naturally varies depending on the composition of the excimer laser gas, for example, the type of medium gas such as ArF, KrF, XeF, NeF, XeCl, and the number of paths can be increased or decreased depending on the gas type.
[0032]
Further, the recovery and filling of the excimer laser gas of the laser generator 1 and the purification process of the recovered gas are performed in a batch system, so that, for example, a plurality of recovery valves 1a and filling valves 1b are provided. Thus, it is possible to cope with a plurality of laser generators, the recovered gas can be merged in the recovered gas storage tank 9 portion, and the purified gas can be branched in the purified gas outlet valve 19 portion.
[0033]
The nitrogen gas or liquefied nitrogen used in each part can be one filled in a gas container, but can be supplied from an air separation device installed in a semiconductor manufacturing factory or the like, and the purification equipment 12 The nitrogen gas and liquefied nitrogen derived from the discharge path 20 and the path 21 may be returned to the air separation device.
[0034]
【The invention's effect】
As described above, according to the excimer laser gas recovery device of the present invention, the deteriorated excimer laser gas is sucked by the dry vacuum pump, so that the entire amount can be recovered and the amount of expensive rare gas discarded can be reduced. This can greatly reduce the operating cost of the laser generator.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment of an excimer laser gas recovery apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser generator, 1a ... Recovery valve, 1b ... Filling valve, 2 ... Halogen removal cylinder, 3 ... Filter, 4 ... Dry vacuum pump, 5 ... Nitrogen supply means, 6 ... Timer, 7 ... Switching valve for gas discharge, DESCRIPTION OF SYMBOLS 8 ... Release path, 9 ... Recovery gas storage tank, 10 ... Booster, 11 ... Carbon dioxide and moisture removal cylinder, 12 ... Purification equipment, 13 ... Adsorption cylinder, 14 ... Heat insulation tank, 15 ... Liquid nitrogen supply means, 16 ... Analyzer: 17 ... Switching valve, 18 ... Collected gas introduction valve, 19 ... Purified gas outlet valve, 20 ... Nitrogen release path, 22 ... Component gas replenishment section, 23 ... Buffer tank, 24 ... Neon supply path, 25 ... Krypton supply Path, 26 ... fluorine supply path, 24a, 25a, 26a ... flow rate regulator, 27 ... mass spectrometer, 28 ... auxiliary tank, 29 ... pressure gauge, 30 ... controller

Claims (4)

エキシマレーザー発生装置から抜出した希ガス及びハロゲンガスを含むエキシマレーザーガスを回収して精製する装置であって、前記エキシマレーザーガス中のハロゲンを除去するハロゲン除去手段と、エキシマレーザー発生装置から前記ハロゲン除去手段を介してエキシマレーザーガスを吸引するドライ真空ポンプ及び該ドライ真空ポンプにシール用窒素ガスを供給する窒素供給手段と、ドライ真空ポンプから吐出される回収ガス中の窒素ガスを分離する窒素ガス分離手段と、窒素ガスを分離した精製ガスにエキシマレーザーガスの成分ガスを補充する成分ガス補充部とを備えていることを特徴とするエキシマレーザーガスの回収装置。An apparatus for recovering and purifying an excimer laser gas containing a rare gas and a halogen gas extracted from an excimer laser generator, wherein the halogen is removed from the excimer laser gas, and the halogen is removed from the excimer laser generator. A dry vacuum pump for sucking excimer laser gas through the removing means, a nitrogen supply means for supplying sealing nitrogen gas to the dry vacuum pump, and a nitrogen gas for separating nitrogen gas in the recovered gas discharged from the dry vacuum pump An excimer laser gas recovery apparatus comprising: a separation unit; and a component gas replenishment unit that replenishes a component gas of the excimer laser gas to a purified gas from which nitrogen gas has been separated. 前記窒素ガス分離手段は、低温吸着法あるいは低温液化精留法により窒素ガスを分離することを特徴とする請求項1記載のエキシマレーザーガスの回収装置。The excimer laser gas recovery apparatus according to claim 1, wherein the nitrogen gas separation means separates the nitrogen gas by a low temperature adsorption method or a low temperature liquefaction rectification method. 前記ドライ真空ポンプの吐出側にガス放出用切換弁を設けるとともに、ドライ真空ポンプの運転時間が所定時間に達したときに、前記ガス放出用切換弁のガスの流れ方向を、前記窒素ガス分離手段側から放出側に切換えるタイマーを設けたことを特徴とする請求項1記載のエキシマレーザーガスの回収装置。A gas discharge switching valve is provided on the discharge side of the dry vacuum pump, and when the operating time of the dry vacuum pump reaches a predetermined time, the gas flow direction of the gas discharge switching valve is changed to the nitrogen gas separating means. The excimer laser gas recovery apparatus according to claim 1, further comprising a timer for switching from the side to the discharge side. 前記成分ガス補充部は、前記精製ガスにエキシマレーザーガス中の希ガスを補充する希ガス供給経路と、該希ガス供給経路の下流に設けられた補助タンクと、該補助タンク内のガス組成を測定する分析器と、該分析器の測定結果に応じて希ガスの補充量を調節する流量調節手段と、補助タンクの下流に弁を介して設けられたバッファータンクと、該バッファータンク内にエキシマレーザーガス中の希ガス以外の成分を補充する成分ガス供給経路と、バッファータンク内のガス組成に応じて前記成分ガス供給経路からのガス補充量を制御するガス補充量制御手段とを備えていることを特徴とする請求項1記載のエキシマレーザーガスの回収装置。The component gas replenishment unit includes a rare gas supply path for replenishing the purified gas with a rare gas in excimer laser gas, an auxiliary tank provided downstream of the rare gas supply path, and a gas composition in the auxiliary tank. An analyzer to be measured, a flow rate adjusting means for adjusting the replenishment amount of the rare gas according to the measurement result of the analyzer, a buffer tank provided via a valve downstream of the auxiliary tank, and an excimer in the buffer tank A component gas supply path for replenishing components other than the rare gas in the laser gas, and a gas replenishment amount control means for controlling the gas replenishment amount from the component gas supply path according to the gas composition in the buffer tank are provided. The excimer laser gas recovery apparatus according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3944025B2 (en) * 2002-08-27 2007-07-11 株式会社東芝 Electronics
JP5216220B2 (en) * 2007-01-09 2013-06-19 岩谷産業株式会社 Neon recovery method
JP4891969B2 (en) * 2008-10-03 2012-03-07 株式会社荏原製作所 Impurity removing apparatus for removing impurities and operation method thereof
JP5617623B2 (en) * 2010-12-28 2014-11-05 株式会社島津製作所 Total organic carbon measuring device
CN103430403B (en) * 2012-03-12 2015-04-29 松下电器产业株式会社 Gas laser oscillation device and laser gas replacement method
WO2015075840A1 (en) * 2013-11-25 2015-05-28 ギガフォトン株式会社 Gas purification system and laser device
JPWO2017072863A1 (en) * 2015-10-27 2018-08-09 ギガフォトン株式会社 Laser gas purification system
JP6175471B2 (en) * 2015-10-30 2017-08-02 日本エア・リキード株式会社 Neon recovery and purification system and neon recovery and purification method
CN108141000B (en) * 2015-11-13 2021-01-12 极光先进雷射株式会社 Laser gas refining system and laser system
CN109792128B (en) 2016-11-29 2021-01-12 极光先进雷射株式会社 Laser gas regeneration system and laser system
JP6209700B2 (en) * 2017-05-15 2017-10-04 日本エア・リキード株式会社 Neon recovery and purification system and neon recovery and purification method
JP6457013B2 (en) 2017-05-17 2019-01-23 日本エア・リキード株式会社 Excimer laser oscillator with gas recycling function
KR102482421B1 (en) * 2018-02-15 2022-12-27 사이머 엘엘씨 gas management system
KR102373962B1 (en) 2018-02-15 2022-03-11 사이머 엘엘씨 gas management system

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