JP7503087B2 - Exhaust Gas Abatement System - Google Patents
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Description
半導体製造装置の排ガス処理ラインに設けられて排気ガスを除害する排ガス除害システムに関する。 This relates to an exhaust gas abatement system that is installed in the exhaust gas treatment line of semiconductor manufacturing equipment to abate exhaust gas.
半導体製造プロセスでは、爆発性を有するシラン系ガス（例えば、ＳｉＨ4やＳｉＨ2Ｃｌ2）や、毒性を有するリン系ガス（例えば、ＰＨ3）、ヒ素系ガス（例えば、ＡｓＨ3）、ホウ素系ガス（例えば、Ｂ2Ｈ6）などが使用されている。半導体製造装置から排出される排気ガスには、これらの特殊ガスが有害成分として含まれている。
このため、半導体製造装置の排気ガスは、排気ラインを通じて排ガス除害装置に送られて分解処理される（特許文献１及び２）。
In the semiconductor manufacturing process, explosive silane-based gases (e.g., SiH4 and SiH2Cl2 ), toxic phosphorus-based gases (e.g., PH3 ), arsenic-based gases (e.g., AsH3 ), boron-based gases (e.g., B2H6 ), etc. are used. These special gases are contained as harmful components in the exhaust gases discharged from semiconductor manufacturing equipment.
For this reason, exhaust gas from semiconductor manufacturing equipment is sent through an exhaust line to an exhaust gas abatement device for decomposition treatment (Patent Documents 1 and 2).
半導体製造装置の排気ラインにおいては、回転機等の振動による継手の緩み、排気ガスの腐食性によるシール材の劣化などにより時間経過とともに、ガス漏洩リスクは高まっていく。そこで、設備の安全な運用を継続するために定期的なガス漏洩検査が必要となる。 In the exhaust lines of semiconductor manufacturing equipment, the risk of gas leakage increases over time due to loosening of joints caused by vibrations from rotating machines, deterioration of sealing materials due to the corrosive nature of exhaust gas, etc. Therefore, regular gas leakage inspections are necessary to continue safe operation of the equipment.
従来、定期的な漏洩検査を実施する場合、半導体製造装置の後段に設置されているアイソレーションバルブを閉じて、ガス吸引のために排気ラインに設けられる真空ポンプを停止するといった大掛かりな停止操作が必要であった。
このため、漏洩検査の定期的な周期は、半導体製造装置の稼働率の維持と安全性（漏洩検査）のバランスを考慮して決定されていた。
Conventionally, when conducting periodic leak inspections, it was necessary to carry out extensive shutdown procedures such as closing the isolation valve installed downstream of the semiconductor manufacturing equipment and stopping the vacuum pump installed in the exhaust line for gas extraction.
For this reason, the periodic interval for leak testing has been determined by taking into consideration the balance between maintaining the operating rate of the semiconductor manufacturing equipment and safety (leak testing).
そこで、装置や部品の交換作業等を行った後の簡易的な漏洩検査を行うために、排気ラインに酸素濃度計を設置し、負圧状態である排気ラインへの環境空気の侵入の有無をチェックすることで、排気ラインの漏洩の有無を検査することが想定される。
このような、酸素濃度計を用いて漏洩検査を行うことを想定した排ガス除害システム５０の概念図を図５に示す。
Therefore, in order to perform a simple leak test after replacing equipment or parts, it is expected that an oxygen concentration meter will be installed in the exhaust line to check for the presence or absence of environmental air entering the exhaust line, which is in a negative pressure state, thereby inspecting for the presence or absence of leaks in the exhaust line.
FIG. 5 shows a conceptual diagram of an exhaust gas abatement system 50 that is designed to perform leakage testing using an oxygen concentration meter.
図５において、１は半導体製造装置、２は半導体製造装置１から排出される排気ガスが流れる排気ライン、３は排気ライン２を仕切るアイソレーションバルブ、５は排気ライン２を負圧にする真空ポンプ、７は排気切替三方弁、９は排ガス処理装置、１１は排気ダクト、１３は排気ライン２から分岐して設けられて漏洩検査を行うための漏洩検査ライン、１５は漏洩検査ライン１３に設けられたサンプリング仕切弁、１７は酸素濃度計である。 In FIG. 5, 1 is a semiconductor manufacturing device, 2 is an exhaust line through which exhaust gas discharged from the semiconductor manufacturing device 1 flows, 3 is an isolation valve that separates the exhaust line 2, 5 is a vacuum pump that creates negative pressure in the exhaust line 2, 7 is an exhaust switching three-way valve, 9 is an exhaust gas treatment device, 11 is an exhaust duct, 13 is a leak inspection line that branches off from the exhaust line 2 and is used to perform leak inspections, 15 is a sampling gate valve provided in the leak inspection line 13, and 17 is an oxygen concentration meter.
図５に示される排ガス除害システム５０には、半導体製造装置１において特殊ガスの使用を停止して不活性ガス（窒素など）のみが排気されている状態において、酸素濃度計１７を用いて排ガスライン２に漏洩が無いことを確認することができる。
したがって、図５にされる排ガス除害システム５０における漏洩検査は、例えば、真空ポンプの交換作業後等の簡易検査に使用するには有効である。
In the exhaust gas abatement system 50 shown in FIG. 5, when the use of special gases in the semiconductor manufacturing equipment 1 is stopped and only inert gases (such as nitrogen) are exhausted, it is possible to confirm that there are no leaks in the exhaust gas line 2 using an oxygen concentration meter 17.
Therefore, the leakage inspection in the exhaust gas abatement system 50 shown in FIG. 5 is effective for use as a simple inspection after replacing a vacuum pump, for example.
しかしながら、図５に示される排ガス除害システム５０における漏洩検査は、半導体製造装置１が特殊ガスを用いて稼働し、排ガス処理装置９で排気ガスを処理している間の排気ガスの漏洩を検査することはできないという問題がある。
なぜなら、排気ライン２に排気される特殊ガスが酸素濃度計１７に流れ、これが酸素濃度計１７の故障を引き起こすためである。
However, the leak inspection in the exhaust gas abatement system 50 shown in FIG. 5 has the problem that it is not possible to inspect for exhaust gas leaks while the semiconductor manufacturing equipment 1 is operating using special gas and the exhaust gas is being treated by the exhaust gas treatment device 9.
This is because the special gas exhausted to the exhaust line 2 flows into the oxygen concentration meter 17, causing the oxygen concentration meter 17 to malfunction.
また、図５に示される排ガス除害システム５０における漏洩検査は、半導体製造装置１から特殊ガスが排気されない、つまり不活性ガスのみが排気される状態であっても、漏洩検査を精度よく行うことはできないという問題もある。なぜなら、半導体製造装置１や排気ライン２の配管に残留するわずかな特殊ガスが、漏洩検査時に酸素濃度計１７に流れて酸素濃度計１７の故障を引き起こすからである。
仮に、漏洩検査の初回は精度よく検知できたとしても、漏洩検査を重ねる度に、酸素濃度計１７に特殊ガスによる損傷が蓄積されるため、長期間に亘って漏洩検知をすることは難しい。
5 has the problem that leak testing cannot be performed accurately even when the special gas is not exhausted from the semiconductor manufacturing equipment 1, that is, when only an inert gas is exhausted. This is because a small amount of special gas remaining in the semiconductor manufacturing equipment 1 or the piping of the exhaust line 2 flows into the oxygen concentration meter 17 during leak testing, causing the oxygen concentration meter 17 to malfunction.
Even if the leak can be detected accurately the first time a leak test is performed, damage to the oxygen concentration meter 17 caused by the special gas accumulates with each leak test, making it difficult to detect leaks over a long period of time.
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、半導体製造装置の稼働を停止することなく、長期間かつ精度よく漏洩検査を行うことができる漏洩検査機能を備えた排ガス除害システムを提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve these problems, and aims to provide an exhaust gas abatement system with a leak inspection function that can perform leak inspections accurately over a long period of time without stopping the operation of semiconductor manufacturing equipment.
（１）本発明に係る排ガス除害システムは、半導体製造装置から排出される特殊ガスを含む排気ガスを除害すると共に排気ラインにおける排ガス漏洩検査機能を備えたものであって、
排気ガスが負圧状態で流れる排気ラインと、
該排気ラインに設けられて排気ガスを除害する排ガス処理装置と、
前記排気ラインから分岐する漏洩検査ラインと、
前記漏洩検査ラインに設けられ、前記特殊ガスを吸着する吸着材が充填された特殊ガス除去筒と、
前記特殊ガス除去筒の下流側に設置され、前記漏洩検査ラインに流れる排気ガスの酸素濃度を測定する酸素濃度計と、
を備えたことを特徴とするものである。
(1) The exhaust gas abatement system according to the present invention abats exhaust gas containing special gases discharged from semiconductor manufacturing equipment and has an exhaust gas leakage inspection function in an exhaust line,
an exhaust line through which exhaust gas flows under negative pressure;
an exhaust gas treatment device provided in the exhaust line for removing harmful exhaust gas;
a leakage inspection line branching off from the exhaust line;
a special gas removal tube provided in the leakage inspection line and filled with an adsorbent for adsorbing the special gas;
an oxygen concentration meter that is installed downstream of the special gas removal tube and measures the oxygen concentration of the exhaust gas flowing into the leak inspection line;
The present invention is characterized by comprising:
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記特殊ガス除去筒の下流側、かつ、前記酸素濃度計の上流側に設置され、空気を前記漏洩検査ラインに取り込むための三方弁を備えたことを特徴とするものである。 (2) Furthermore, in the above (1), a three-way valve is provided downstream of the special gas removal tube and upstream of the oxygen concentration meter to introduce air into the leak inspection line.
（３）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記特殊ガス除去筒の下流側、かつ、前記酸素濃度計の上流側に不活性ガスを導入するための不活性ガス導入バルブを備えたことを特徴とするものである。 (3) Furthermore, in the above (1) or (2), an inert gas introduction valve is provided downstream of the special gas removal tube and upstream of the oxygen concentration meter to introduce an inert gas.
（４）また、上記（３）に記載のものにおいて、前記不活性ガス導入バルブの下流側、かつ、前記酸素濃度計の上流側に設置され、前記不活性ガスを希釈するためのドライエアーを導入するためのドライエアー導入バルブを備えたことを特徴とするものである。 (4) Furthermore, in the above (3), a dry air introduction valve is provided downstream of the inert gas introduction valve and upstream of the oxygen concentration meter, for introducing dry air to dilute the inert gas.
本発明においては、排気ガスに含まれる特殊ガスが、特殊ガス除去筒を通過することにより除去されるので、酸素濃度計が特殊ガスにより損傷を受けにくくなる。このため、半導体製造装置の稼働を停止することなく、長期間かつ精度よく漏洩検査を行うことができる。 In the present invention, the special gas contained in the exhaust gas is removed by passing through the special gas removal tube, so the oxygen concentration meter is less likely to be damaged by the special gas. This makes it possible to perform leak inspections accurately over a long period of time without stopping the operation of the semiconductor manufacturing equipment.
本実施の形態に係る排ガス除害システム５１を図１に基づいて説明する。なお、図１において、図５と同一部分には同一の符号を付してある。
本実施の形態に係る排ガス除害システム５１は、排気ガスが負圧状態で流れる排気ライン２と、排気ライン２に設けられて排気ガスを除害する排ガス処理装置９と、排気ライン２から分岐する漏洩検査ライン１３と、漏洩検査ライン１３に設けられて特殊ガスを吸着する吸着材が充填された特殊ガス除去筒１９と、特殊ガス除去筒１９の下流側に設置されて漏洩検査ライン１３に流れる排気ガスの酸素濃度を測定する酸素濃度計１７と、を備えている。
以下、各構成を詳細に説明する。
An exhaust gas abatement system 51 according to this embodiment will be described with reference to Fig. 1. In Fig. 1, the same parts as those in Fig. 5 are denoted by the same reference numerals.
The exhaust gas abatement system 51 of this embodiment comprises an exhaust line 2 through which exhaust gas flows under negative pressure, an exhaust gas treatment device 9 provided in the exhaust line 2 for abating the exhaust gas, a leak inspection line 13 branching off from the exhaust line 2, a special gas removal tube 19 provided in the leak inspection line 13 and filled with an adsorbent that adsorbs special gases, and an oxygen concentration meter 17 installed downstream of the special gas removal tube 19 for measuring the oxygen concentration of the exhaust gas flowing in the leak inspection line 13.
Each component will be described in detail below.
＜排気ライン＞
排気ライン２は、排気ガスが負圧状態で流れるラインであり、排気ライン２には、アイソレーションバルブ３、真空ポンプ５、排気切替三方弁７、排ガス処理装置９が設けられている。
排気ダクト１１を工場等の排気設備に接続することで、排気ライン２は負圧状態となり、排気ガスが外部に漏洩することを可及的に防止している。工場等の排気設備の能力が足りない場合は、排ガス処理装置９に図示しない排気ファンを追加することで、排気ライン２を負圧状態にすることができる。
<Exhaust line>
The exhaust line 2 is a line through which exhaust gas flows under negative pressure, and is provided with an isolation valve 3, a vacuum pump 5, an exhaust switching three-way valve 7, and an exhaust gas treatment device 9.
By connecting the exhaust duct 11 to the exhaust equipment of a factory or the like, the exhaust line 2 is put into a negative pressure state, thereby preventing the exhaust gas from leaking to the outside as much as possible. If the capacity of the exhaust equipment of the factory or the like is insufficient, the exhaust line 2 can be put into a negative pressure state by adding an exhaust fan (not shown) to the exhaust gas treatment device 9.
排気切替三方弁７は、排気ライン２における排気ガス処理装置の上流側に設けられて、排気ガスの流れを排ガス処理装置９側と排気ダクト１１側とで切り替える機能を有する。 The exhaust switching three-way valve 7 is provided upstream of the exhaust gas treatment device in the exhaust line 2 and has the function of switching the flow of exhaust gas between the exhaust gas treatment device 9 side and the exhaust duct 11 side.
＜排ガス処理装置＞
排ガス処理装置９は、半導体製造装置１から排出される特殊ガスを除害する装置であって、例えば特殊ガスをバーナで燃焼して除害する装置を使用することができる。もっとも、排ガス処理装置９における排ガス処理の方式は特に限定されず、例えば特殊ガスをプラズマにより分解する処理装置であってもよく、他の方式のものでもよい。
<Exhaust gas treatment equipment>
The exhaust gas treatment device 9 is a device that removes the special gas discharged from the semiconductor manufacturing equipment 1, and may be, for example, a device that removes the special gas by burning it with a burner. However, the method of exhaust gas treatment in the exhaust gas treatment device 9 is not particularly limited, and may be, for example, a treatment device that decomposes the special gas by plasma, or another method.
＜漏洩検査ライン＞
漏洩検査ライン１３は、排気ライン２から分岐して設けられ漏洩検査を行うための排気ガスを流すためのラインである。
漏洩検査ライン１３には、排気ライン２から排気ガスを導入するためのサンプリング仕切弁１５と、サンプリング仕切弁１５の下流側に設けられて特殊ガスを吸着して除去する特殊ガス除去筒１９と、特殊ガス除去筒１９の下流側に設けられてサンプリング系統を切り替えて空気を取り込むためのサンプリング系統切替三方弁２１（本発明の三方弁に相当）と、サンプリング系統切替三方弁２１の下流側に設けられてサンプリングガスを吸引するサンプリングポンプ２３と、サンプリングポンプ２３の下流側に設けられた酸素濃度計１７とが設けられている。
サンプリング系統切替三方弁２１は、一方の入口に漏洩検査ライン１３の上流側が接続され、他方の入口に空気導入ラインが接続され、また、出口に酸素濃度計１７に繋がる漏洩検査ライン１３の下流側が接続されている。
<Leak inspection line>
The leak inspection line 13 is a line branched off from the exhaust line 2 for carrying out the exhaust gas leak inspection.
The leak inspection line 13 is provided with a sampling gate valve 15 for introducing exhaust gas from the exhaust line 2, a special gas removal tube 19 located downstream of the sampling gate valve 15 for adsorbing and removing special gases, a sampling system switching three-way valve 21 (corresponding to the three-way valve of the present invention) located downstream of the special gas removal tube 19 for switching the sampling system and taking in air, a sampling pump 23 located downstream of the sampling system switching three-way valve 21 for sucking in sampling gas, and an oxygen concentration meter 17 located downstream of the sampling pump 23.
The sampling system switching three-way valve 21 has one inlet connected to the upstream side of the leak inspection line 13, the other inlet connected to an air introduction line, and the outlet connected to the downstream side of the leak inspection line 13 leading to the oxygen concentration meter 17.
また、図１に示されるように、漏洩検査ライン１３における特殊ガス除去筒１９とサンプリング系統切替三方弁２１との間に不活性ガス、例えば窒素ガスを導入するための不活性ガス導入バルブ２５を設けるのが好ましい。
不活性ガス導入バルブ２５を設けた場合において、サンプリング系統切替三方弁２１によって流路を切り替えることにより、酸素濃度計１７対して、排気ガス若しくは不活性ガスまたは空気を流すことができる。
In addition, as shown in FIG. 1, it is preferable to provide an inert gas introduction valve 25 for introducing an inert gas, such as nitrogen gas, between the special gas removal tube 19 and the sampling system switching three-way valve 21 in the leak inspection line 13.
When the inert gas introduction valve 25 is provided, the flow path can be switched by the sampling system switching three-way valve 21 to allow exhaust gas, inert gas, or air to flow to the oxygen concentration meter 17 .
また、図１に示されるように、不活性ガス導入バルブ２５の下流側、かつ、酸素濃度計１７の上流側に設置され、不性ガスを希釈するためのドライエアーを導入するためのドライエアー導入バルブ２７を設けるのが好ましい。
ドライエアー導入バルブ２７から供給されたドライエアーは、窒素ガスと混合される。窒素ガスとドライエアーの供給量を調整することにより、所定の酸素濃度を有するガスを得ることができる。この所定の酸素濃度を有するガスは、後述する「酸素濃度計の劣化検査方法」に使用できる。
ここで、ドライエアーとは、露点温度が使用環境において結露が生じない温度以下の空気を意味する。例えば、露点温度が０℃以下の空気を使用することができる。
As shown in FIG. 1, it is preferable to provide a dry air introduction valve 27 that is installed downstream of the inert gas introduction valve 25 and upstream of the oxygen concentration meter 17 to introduce dry air for diluting the inert gas.
Dry air supplied from the dry air introduction valve 27 is mixed with nitrogen gas. By adjusting the supply amounts of nitrogen gas and dry air, a gas having a predetermined oxygen concentration can be obtained. This gas having a predetermined oxygen concentration can be used in the "oximeter deterioration inspection method" described later.
Here, dry air means air whose dew point is equal to or lower than a temperature at which condensation does not occur in the environment in which it is used. For example, air whose dew point is equal to or lower than 0° C. can be used.
＜特殊ガス除去筒＞
特殊ガス除去筒１９は、漏洩検査ライン１３に設けられて排気ガス中に含まれる特殊ガスを吸着する吸着材が充填されている。
吸着材は、特殊ガスを吸着することにより、排気ガスに含まれる特殊ガスを除去する。特殊ガス除去筒１９には、異なる種類の吸着材を２以上充填してもよい。半導体製造プロセスでは、様々な特殊ガスが使用されるため、異なる種類の吸着材を充填することにより、排気ガス中に含まれる特殊ガスの濃度をより低下させることができる。
吸着材としては、特殊ガスの種類に応じて銅を含有する吸着剤、ソーダライム及び活性炭等を使用できるが、特殊ガスを吸着できるものであればこれに限定されない。
<Special gas removal tube>
The special gas removal column 19 is provided in the leakage inspection line 13 and is filled with an adsorbent that adsorbs special gases contained in the exhaust gas.
The adsorbent removes the special gas contained in the exhaust gas by adsorbing the special gas. The special gas removal column 19 may be filled with two or more different types of adsorbents. Since various special gases are used in the semiconductor manufacturing process, the concentration of the special gas contained in the exhaust gas can be further reduced by filling the column with different types of adsorbents.
As the adsorbent, an adsorbent containing copper, soda lime, activated carbon, etc. can be used depending on the type of special gas, but there is no limitation to these as long as it can adsorb the special gas.
また、吸着材の種類が異なる複数の特殊ガス除去筒１９を、直列に接続して設けてもよい。半導体製造プロセスでは、様々な特殊ガスが使用されるため、異なる種類の吸着材が充填された特殊ガス除去筒１９を複数設けることにより、排気ガス中に含まれる特殊ガスを効果的に吸着することができる。
また、吸着材の種類が同じ特殊ガス除去筒１９を並列に接続してもよい。一方の特殊ガス除去筒１９から流出するガスの特殊ガス濃度が許容限界を超える前に、他方の特殊ガス除去筒１９に切り替えることにより、システムを連続して運用することができる。
In addition, a plurality of special gas removal columns 19 filled with different types of adsorbents may be connected in series. Since various special gases are used in the semiconductor manufacturing process, by providing a plurality of special gas removal columns 19 filled with different types of adsorbents, the special gases contained in the exhaust gas can be effectively adsorbed.
In addition, special gas removal columns 19 using the same type of adsorbent may be connected in parallel. By switching to the other special gas removal column 19 before the special gas concentration of the gas flowing out of one special gas removal column 19 exceeds the allowable limit, the system can be operated continuously.
＜酸素濃度計＞
酸素濃度計１７は、特殊ガス除去筒１９の下流側に設置されて漏洩検査ライン１３に流れる排気ガスの酸素濃度を測定する。
酸素濃度計１７は、例えばジルコニア式酸素濃度計やガルバニ式酸素濃度計を使用することができる。もっとも、酸素濃度を測定できるものでれば、酸素濃度計１７の種類は特に限定されない。
<Oxygen concentration meter>
The oxygen concentration meter 17 is installed downstream of the special gas removal tube 19 and measures the oxygen concentration of the exhaust gas flowing into the leak inspection line 13 .
For example, a zirconia type oxygen concentration meter or a galvanic type oxygen concentration meter can be used as the oxygen concentration meter 17. However, the type of the oxygen concentration meter 17 is not particularly limited as long as it can measure the oxygen concentration.
上記のように構成された本実施の形態に係る排ガス除害システム５１の動作説明を、半導体を生産している状態である「生産中の状態」、排気ガスの漏洩検査を行っている「漏洩検査中の状態」及び漏洩検査後に行うパージ処理を行っている「パージ時の状態」に分けて説明する。 The operation of the exhaust gas abatement system 51 according to this embodiment, configured as described above, will be explained in separate sections: "in-production state" in which semiconductors are being manufactured, "in-leak inspection state" in which an exhaust gas leak inspection is being performed, and "purging state" in which a purging process is being performed after the leak inspection.
＜生産中の状態＞
生産中の状態における各構成機器の状態は表１の「生産中」の欄に示す通りであり、ガスの流れは図２の黒矢印で示す通りである。
<Current production status>
The state of each component device during production is as shown in the "During Production" column of Table 1, and the gas flow is as shown by the black arrows in FIG.
半導体製造装置１から排出された排気ガスは、排気ライン２を通って排ガス処理装置９に流れる。サンプリング仕切弁１５が閉じているため、排気ガスは、漏洩検査ライン１３には流れない。
サンプリング系統切替三方弁２１は、空気導入ラインから空気を酸素濃度計１７に流し、酸素濃度計１７は、空気の酸素濃度を測定する。これにより、酸素濃度計１７の連続的な通気運転が可能となる。
また、このとき、空気の酸素濃度を測定することで、後述の「酸素濃度計の劣化検査方法」で説明するとおり、初期の測定値に対する増減を監視し、酸素濃度計１７の劣化を検出できる。
Exhaust gas discharged from semiconductor manufacturing equipment 1 flows through exhaust line 2 to exhaust gas processing device 9. Since sampling gate valve 15 is closed, the exhaust gas does not flow into leak inspection line 13.
The sampling system switching three-way valve 21 allows air to flow from the air inlet line to the oxygen concentration meter 17, which measures the oxygen concentration of the air. This allows the oxygen concentration meter 17 to be operated in a continuous aeration state.
At this time, by measuring the oxygen concentration in the air, it is possible to monitor the increase or decrease from the initial measurement value and detect deterioration of the oxygen concentration meter 17, as will be described later in the "Method for inspecting deterioration of an oxygen concentration meter".
＜漏洩検査中の状態＞
漏洩検査は、半導体製造装置１が特殊ガスを排気しない状態、例えば、ウエハを処理するサイクルのインターバル中に実行する。このとき、半導体製造装置１はスタンバイ状態であり、不活性ガスを排出する。もっとも、排気ライン２には特殊ガスが微量に残存しているため、不活性ガスに特殊ガスが含まれる可能性があるが、特殊ガスは特殊ガス除去筒１９の吸着材に吸着されるので問題ない。
<Status during leak inspection>
The leakage inspection is performed when the semiconductor manufacturing equipment 1 is not exhausting the special gas, for example, during an interval in a cycle for processing wafers. At this time, the semiconductor manufacturing equipment 1 is in a standby state and exhausts an inert gas. Of course, since a small amount of the special gas remains in the exhaust line 2, there is a possibility that the inert gas may contain the special gas, but this is not a problem because the special gas is adsorbed by the adsorbent in the special gas removal tube 19.
また、ウエハ処置中に排出される特殊ガスは吸着材によって吸着できるので、ウエハ処理中、すなわち半導体製造装置１の稼動中にも漏洩検査をすることができる。つまり、本発明によれば、半導体製造装置１がウエハを処理している稼動中であるかスタンバイ状態であるかを問わず漏洩検査を実行することができる。 In addition, since the special gases discharged during wafer processing can be adsorbed by the adsorbent, leak testing can be performed while the wafer is being processed, i.e., while the semiconductor manufacturing equipment 1 is in operation. In other words, according to the present invention, leak testing can be performed regardless of whether the semiconductor manufacturing equipment 1 is in operation processing wafers or in standby mode.
漏洩検査中の状態における各構成機器の状態は表１の「漏洩検査時」の欄に示す通りであり、ガスの流れは図３の灰色矢印で示す通りである。
漏洩検査中は、生産中には閉じていたサンプリング仕切弁１５が開けられ、半導体製造装置１からか排出された排気ガスの一部は、サンプリング仕切弁１５を通過して、漏洩検査ライン１３に流れる。残りの排気ガスは、排ガス処理装置９に流れる。
漏洩検査ライン１３に流れた排気ガスは、特殊ガス除去筒１９を通過し、排気ガスに含まれる特殊ガスが除去される。特殊ガスが除去された排気ガスは、酸素濃度計１７に流れる。漏洩が無ければ、排気ガス中に空気が導入されることがないので、酸素濃度計１７は、酸素濃度０％を示す。一方、漏洩が発生している場合、酸素濃度計１７が示す酸素濃度は、０％よりも大きくなる。
The state of each component device during the leak inspection is as shown in the "During leak inspection" column of Table 1, and the gas flow is as shown by the gray arrows in Figure 3.
During leak testing, the sampling gate valve 15, which is closed during production, is opened, and a portion of the exhaust gas discharged from the semiconductor manufacturing equipment 1 passes through the sampling gate valve 15 and flows into the leak testing line 13. The remaining exhaust gas flows into the exhaust gas treatment device 9.
The exhaust gas that flows into the leak inspection line 13 passes through a special gas removal tube 19, where the special gas contained in the exhaust gas is removed. The exhaust gas from which the special gas has been removed flows into an oxygen concentration meter 17. If there is no leak, no air is introduced into the exhaust gas, and so the oxygen concentration meter 17 indicates an oxygen concentration of 0%. On the other hand, if a leak is occurring, the oxygen concentration indicated by the oxygen concentration meter 17 will be greater than 0%.
＜パージ時の状態＞
漏洩検査の後にパージ処理を実行する。
パージ開始時の各構成機器の状態は表１の「パージ開始時」の欄に示す通りである。以下、漏洩検査の状態から行うパージ処理の手順について、図４のフロー図に基づいて説明する。
<State during purging>
After the leak check, a purge process is performed.
The state of each component device at the start of purging is as shown in the "purge start" column of Table 1. The procedure for purging starting from the leak inspection state will be described below with reference to the flow diagram of FIG.
不活性ガス導入バルブ２５を開ける（Ｓ１）。これによって、不活性ガスが酸素濃度計１７に流れる。
次に、サンプリング仕切弁１５を閉じる（Ｓ３）。これによって、排気ガスラインからのガス流入が止まる。
この状態を所定時間保持する（Ｓ５）。これによって、漏洩検査ライン１３に不活性ガスが所定時間流れ、特殊ガスを除去することができる。所定時間は、配管や特殊ガス除去筒１９等の形状や容積を考慮して決めることができる。
The inert gas introduction valve 25 is opened (S1), whereby the inert gas flows into the oxygen concentration meter 17.
Next, the sampling gate valve 15 is closed (S3), which stops the inflow of gas from the exhaust gas line.
This state is maintained for a predetermined time (S5). This allows the inert gas to flow through the leak inspection line 13 for the predetermined time, thereby removing the special gas. The predetermined time can be determined taking into consideration the shape and volume of the piping, the special gas removal tube 19, etc.
所定時間経過後、サンプリング系統切替三方弁２１を、サンプリング側から環境Ａｉｒに切り替える（Ｓ７）。これによって、不活性ガスは、漏洩検査ライン１３におけるサンプリング仕切弁１５とサンプリング系統切替三方弁２１との間に供給される。このとき、サンプリング仕切弁１５とサンプリング系統切替三方弁２１との間が所定の圧力まで加圧される（Ｓ９）。圧力は、図示しない圧力計で測定される。所定の圧力は、配管や特殊ガス除去筒１９等の耐圧性能を考慮して決めることができる。 After a predetermined time has elapsed, the sampling system switching three-way valve 21 is switched from the sampling side to the environmental air (S7). As a result, the inert gas is supplied between the sampling gate valve 15 and the sampling system switching three-way valve 21 in the leak inspection line 13. At this time, the pressure between the sampling gate valve 15 and the sampling system switching three-way valve 21 is pressurized to a predetermined pressure (S9). The pressure is measured by a pressure gauge (not shown). The predetermined pressure can be determined taking into account the pressure resistance performance of the piping, the special gas removal tube 19, etc.
所定の圧力に到達すると、不活性ガス導入バルブ２５を閉じる（Ｓ１１）。これによって、サンプリング仕切弁１５とサンプリング系統切替三方弁２１との間が加圧された状態で保持される。その結果、漏洩検査ライン１３に外部から空気が流入しにくくなる。これにより、吸着材と空気中の水分が反応して、吸着材の寿命が低下することを防ぐことができる。 When the specified pressure is reached, the inert gas introduction valve 25 is closed (S11). This maintains a pressurized state between the sampling gate valve 15 and the sampling system switching three-way valve 21. As a result, air is less likely to flow into the leak inspection line 13 from the outside. This prevents the adsorbent from reacting with moisture in the air, which would shorten the life of the adsorbent.
＜酸素濃度計の劣化検査方法＞
酸素濃度計の劣化検査方法について、酸素濃度の上限値を計測する観点からの劣化検査方法（以下、「上限を検査する方法」）と、酸素濃度の下限値を計測する観点からの劣化検査方法（以下、「下限を検査する方法」）について説明する。
<Oxygen concentration meter deterioration inspection method>
Regarding deterioration inspection methods for oxygen concentration meters, a deterioration inspection method from the viewpoint of measuring the upper limit value of oxygen concentration (hereinafter, "method of inspecting the upper limit") and a deterioration inspection method from the viewpoint of measuring the lower limit value of oxygen concentration (hereinafter, "method of inspecting the lower limit") will be described.
『上限を検査する方法』
前述したように、生産中の状態で酸素濃度計１７に空気が流れるので、酸素濃度計１７の測定結果が所定の濃度であること（例えば、２１vol％程度）であることを監視する。酸素濃度計１７の応答時間を経過しても所定濃度にならない場合、酸素濃度計１７が劣化していることを検知できる。誤差が所定の値を超える場合は、空気でスパン校正をすることができる。
How to check the upper limit
As described above, air flows through the oxygen concentration meter 17 during production, so the measurement result of the oxygen concentration meter 17 is monitored to ensure that it is a predetermined concentration (for example, approximately 21 vol%). If the predetermined concentration is not reached even after the response time of the oxygen concentration meter 17 has elapsed, it can be detected that the oxygen concentration meter 17 has deteriorated. If the error exceeds a predetermined value, span calibration can be performed with air.
本システムの酸素濃度計１７は、漏洩検査を目的とするため、空気の酸素濃度２１vol％程度よりも低い酸素濃度領域を監視している。このため、低い酸素濃度領域の誤差を確認することが望ましい。以下、この方法について説明する。
不活性ガス導入弁とドライエアー導入バルブ２７の開閉度を調整して、窒素ガスとドライエアーを混合することにより、任意の酸素濃度を有するガスを、酸素濃度計１７に供給することができる。これにより、低い酸素濃度領域の誤差を確認することができる。誤差が所定の値を超える場合は、任意の酸素濃度のガスでスパン校正をすることができる。低い酸素濃度でスパン校正をすることにより、漏洩検査に適した濃度領域を精度よく補正をすることができる。
The oxygen concentration meter 17 of this system monitors an oxygen concentration range lower than the oxygen concentration of air of about 21 vol% for the purpose of leak inspection. Therefore, it is desirable to check the error in the low oxygen concentration range. This method will be described below.
By adjusting the opening and closing of the inert gas introduction valve and the dry air introduction valve 27 to mix nitrogen gas and dry air, a gas having an arbitrary oxygen concentration can be supplied to the oxygen concentration meter 17. This makes it possible to check the error in the low oxygen concentration region. If the error exceeds a predetermined value, span calibration can be performed with a gas of an arbitrary oxygen concentration. By performing span calibration with a low oxygen concentration, it is possible to accurately correct the concentration region suitable for leak testing.
『下限を検査する方法』
パージ処理におけるのステップ（Ｓ３）の状態において、酸素濃度計１７には、不活性ガスが流れる。このとき、酸素濃度計１７の測定結果が０vol％であることを確認する。酸素濃度計１７の応答時間を経過しても、０vol％とならない場合、サンプリング系統のリークまたは酸素濃度計１７が劣化していることを検知できる。誤差が所定の値を超える場合は、不活性ガスでスパン校正をすることができる。
"How to check the lower limit"
In the state of step (S3) of the purging process, inert gas flows through the oxygen concentration meter 17. At this time, it is confirmed that the measurement result of the oxygen concentration meter 17 is 0 vol%. If it does not become 0 vol% even after the response time of the oxygen concentration meter 17 has elapsed, it can be detected that there is a leak in the sampling system or that the oxygen concentration meter 17 is deteriorated. If the error exceeds a predetermined value, span calibration can be performed with inert gas.
以上のように、本実施の形態に係る排気ガス除害システム５１においては、排気ガスに含まれる特殊ガスが、特殊ガス除去筒１９を通過することにより、除去される。このため、酸素濃度計１７が、特殊ガスにより損傷を受けにくくなる。このため、長期間かつ精度よく漏洩検査を行うことができる。
また、特殊ガス除去筒１９の吸着材がウエハ処置中に排出される特殊ガスを吸着できるので、半導体製造装置１の稼働を停止することなく、漏洩検査を行うことができる。
As described above, in the exhaust gas abatement system 51 according to this embodiment, the special gas contained in the exhaust gas is removed by passing through the special gas removal tube 19. This makes it difficult for the oxygen concentration meter 17 to be damaged by the special gas. This makes it possible to perform leak inspections accurately over a long period of time.
Furthermore, since the adsorbent of the special gas removal tube 19 can adsorb the special gas discharged during wafer processing, leakage inspection can be performed without stopping the operation of the semiconductor manufacturing equipment 1 .
また、漏洩検査をしない間に、空気を酸素濃度計１７に流すことができ、酸素濃度計１７を常に運転させることができるため、応答性よく漏洩検査できる。また、空気の酸素濃度を測定することにより、酸素濃度計１７の測定誤差を監視することができ、酸素濃度計１７の劣化を検知できる。 In addition, air can be passed through the oxygen concentration meter 17 between leak inspections, allowing the oxygen concentration meter 17 to operate at all times, enabling leak inspections to be performed with good responsiveness. Furthermore, by measuring the oxygen concentration of the air, the measurement error of the oxygen concentration meter 17 can be monitored, and deterioration of the oxygen concentration meter 17 can be detected.
また、不活性ガスで漏洩検査ライン１３をパージすることでき、特殊ガスが漏洩検査ライン１３に残留することを抑制できる。特殊ガスは、微量であっても配管等を腐食させる原因となるが、パージをすることで配管等の劣化を防ぐことができる。
また、不活性ガスの酸素濃度を測定することで、酸素濃度計１７の誤差を監視することができ、酸素濃度計１７の劣化を検知できる。
Furthermore, the leak inspection line 13 can be purged with an inert gas, which makes it possible to prevent the special gas from remaining in the leak inspection line 13. Even a small amount of special gas can cause corrosion of pipes, etc., but purging the line can prevent deterioration of the pipes, etc.
Furthermore, by measuring the oxygen concentration of the inert gas, the error of the oxygen concentration meter 17 can be monitored, and deterioration of the oxygen concentration meter 17 can be detected.
不活性ガスをドライエアーで希釈することにより、不活性ガス中の酸素濃度を調整することができる。これにより、酸素濃度が低い領域でも、酸素濃度計１７の誤差を見ることができる。漏洩検査は、微量のリークを検知するために、低酸素濃度領域で実施されることが多い。したがって、低酸素濃度領域で測定誤差を確認できることは、精度よく微量リークを検知することができる利点がある。 By diluting the inert gas with dry air, the oxygen concentration in the inert gas can be adjusted. This makes it possible to see errors in the oxygen concentration meter 17 even in areas with low oxygen concentrations. Leak tests are often performed in low oxygen concentration areas to detect minute leaks. Therefore, being able to check measurement errors in low oxygen concentration areas has the advantage of being able to accurately detect minute leaks.
１ 半導体製造装置
２ 排気ライン
３ アイソレーションバルブ
５ 真空ポンプ
７ 排気切替三方弁
９ 排ガス処理装置
１１ 排気ダクト
１３ 漏洩検査ライン
１５ サンプリング仕切弁
１７ 酸素濃度計
１９ 特殊ガス除去筒
２１ サンプリング系統切替三方弁
２３ サンプリングポンプ
２５ 不活性ガス導入バルブ
２７ ドライエアー導入バルブ
５０ 排ガス除害システム（想定例）
５１ 排ガス除害システム（実施の形態）
REFERENCE SIGNS LIST 1 Semiconductor manufacturing equipment 2 Exhaust line 3 Isolation valve 5 Vacuum pump 7 Exhaust switching three-way valve 9 Exhaust gas treatment device 11 Exhaust duct 13 Leak inspection line 15 Sampling gate valve 17 Oxygen concentration meter 19 Special gas removal tube 21 Sampling system switching three-way valve 23 Sampling pump 25 Inert gas introduction valve 27 Dry air introduction valve 50 Exhaust gas abatement system (assumed example)
51 Exhaust gas abatement system (embodiment)
Claims (4)
排気ガスが負圧状態で流れる排気ラインと、
該排気ラインに設けられて排気ガスを除害する排ガス処理装置と、
前記排気ラインから分岐する漏洩検査ラインと、
前記漏洩検査ラインに設けられ、前記特殊ガスを吸着する吸着材が充填された特殊ガス除去筒と、
前記特殊ガス除去筒の下流側に設置され、前記漏洩検査ラインに流れる排気ガスの酸素濃度を測定する酸素濃度計と、
を備えたことを特徴とする排ガス除害システム。 An exhaust gas abatement system that abatements exhaust gas including special gases discharged from semiconductor manufacturing equipment and has an exhaust gas leakage inspection function in an exhaust line,
an exhaust line through which exhaust gas flows under negative pressure;
an exhaust gas treatment device provided in the exhaust line for removing harmful exhaust gas;
a leakage inspection line branching off from the exhaust line;
a special gas removal tube provided in the leakage inspection line and filled with an adsorbent for adsorbing the special gas;
an oxygen concentration meter that is installed downstream of the special gas removal tube and measures the oxygen concentration of the exhaust gas flowing into the leak inspection line;
An exhaust gas abatement system comprising:
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