JPH06319972A - 混合ガス供給装置 - Google Patents

混合ガス供給装置

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JPH06319972A
JPH06319972A JP5107029A JP10702993A JPH06319972A JP H06319972 A JPH06319972 A JP H06319972A JP 5107029 A JP5107029 A JP 5107029A JP 10702993 A JP10702993 A JP 10702993A JP H06319972 A JPH06319972 A JP H06319972A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の半導体製造装置に安定した濃度の混合
ガスを一台の混合器で供給できる混合ガス供給装置を提
供する。 【構成】 シランガス等の半導体用ガス、又は、不活性
ガスをミキシングチャンバー１３に供給するシランガス
等供給ライン５と不活性ガス供給ライン１９とに、第１
のＭＦＣ１０と第２のＭＦＣ１０Ａとをそれぞれ配設す
る。また、ミキシングチャンバー１３から供給されてく
る混合ガスの圧力エネルギーを抑制・緩和して混合ガス
を複数の半導体製造装置４にそれぞれ個別に供給するバ
ッファタンク２１を備える。そして、バッファタンク２
１に貯留された混合ガスの圧力値の増減に基づいて、第
１のＭＦＣ１０や第２のＭＦＣ１０Ａ等を開閉動作さ
せ、シランガス等と不活性ガスの供給を停止、又は、再
開する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数台の半導体製造装
置に安定した濃度の混合ガスを一台の混合器で供給し得
る混合ガス供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体の製造に関しては、純水や薬品等
とともに混合ガスが極めて重要な役割を果たすが、従来
における混合ガス供給装置は、図５に示す如く、複数の
半導体製造装置４に特殊材料ガスである混合ガスをそれ
ぞれ個別に供給するようにしている。
【０００３】上記複数の半導体製造装置（図５ではＭで
示す）４には、混合ガス供給ライン１の一端部がそれぞ
れ接続され、この混合ガス供給ライン１の他端部には、
混合ガス（図示せず）を貯留した常用・補用の２本のシ
リンダ２がそれぞれ接続されている。
【０００４】このシリンダ２は、高性能に設計・構成さ
れ、その内部には、純度１００％のシランガス（ＳｉＨ
4 ガス）が５％の体積で最初に充填され、稀釈用のガス
である高純度の窒素ガス（Ｎ2 ガス）が９５％の体積で
後に充填されるようになっている。
【０００５】尚、これら各原料ガスの充填に際しては、
ガスの重量を正確に量るという観点から、図示しない秤
がその都度使用される。
【０００６】原料ガスであるシランガスと窒素ガスとが
順次充填されると、シリンダ２がシェイクされるが、こ
のシリンダ２のシェイクに伴う混合作用で上記混合ガス
が製造される。そして、この混合ガスの純度の厳格なチ
ェックに基づきシリンダ２の合否が１本ずつ決定され、
合格したシリンダ２のみが複数のシリンダキャビネット
（図５ではＣ／Ｃで示す）３に２本ずつ貯蔵される。
【０００７】このシリンダキャビネット３は、常用・補
用の２本のシリンダ２を保有し、図示しない気密チェッ
ク用ガス導入ラインやベントライン等を内蔵しており、
ユースポイントから離隔して設置されるとともに、半導
体製造装置４の数に対応する数が設置されている。
【０００８】然して、合格した常用・補用の２本のシリ
ンダ２は、複数のシリンダキャビネット３にそれぞれ貯
蔵され、混合ガスを混合ガス供給ライン１を介して複数
の半導体製造装置４にそれぞれ個別に供給する。
【０００９】尚、この種の先行技術文献として特開昭６
０ー５２２２号公報や特公昭６１ー３６４５３号公報等
がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来における混合ガス
供給装置は、以上のように構成され、半導体製造装置４
の数に応じて極めて高価なシリンダキャビネット３を設
置せざるを得ないので、設備投資の抑制という最近の要
求に応えることができないという問題点があった。
【００１１】また、シリンダ２にシランガスと窒素ガス
とを上記した混合比率で順次充填するので、充填作業が
複雑化・煩雑化するとともに、使用したいシランガスの
量が５％しかないので、シリンダ２の交換頻度が非常に
高くならざるを得なかった。
【００１２】さらに、ガス供給業者の半導体用ガス充填
工場内で複雑な該充填作業を行うので、シリンダ２やガ
スの汚染の虞れがあり、混合ガスの純度を所定値に維持
し得ないという問題点があった。
【００１３】本発明は、上記に鑑みなされたもので、シ
リンダキャビネットの減少を通じて設備投資を著しく抑
制し、作業の簡素化を図ることができるとともに、交換
頻度を大幅に減少させ、且つ、汚染の虞れ等を容易に排
除し得る混合ガス供給装置を提供することを目的として
いる。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明においては上述の
目的を達成するため、ガスをそれぞれ個別に導送する複
数のガス導送手段と、この複数のガス導送手段に導送さ
れるガスをそれぞれ自動的に供給する複数の流量制御手
段と、該複数のガス導送手段から供給されてくる複数の
ガスを混合して混合ガスを製造する混合手段と、この混
合手段から供給されてくる混合ガスの圧力エネルギーを
緩和して当該混合ガスを複数の消費手段に供給する緩衝
手段とを備え、この緩衝手段に貯留された該混合ガスの
圧力値の変化に基づいて複数の流量制御手段を開閉動作
させ、該複数のガスの供給を停止、又は、再開するよう
にしている。
【００１５】また、本発明においては上述の目的を達成
するため、ガスをそれぞれ個別に導送する複数のガス導
送手段と、この複数のガス導送手段に導送されるガスを
それぞれ自動的に供給する複数の流量制御手段と、該複
数のガス導送手段から供給されてくる複数のガスを混合
して半導体用の混合ガスを製造する混合手段と、この混
合手段から供給されてくる混合ガスの圧力エネルギーを
緩和して当該混合ガスを複数の半導体製造手段に供給す
る緩衝手段とを備え、この緩衝手段に貯留された該混合
ガスの圧力値の変化に基づいて複数の流量制御手段を開
閉動作させ、該複数のガスの供給を停止、又は、再開す
るようにしている。そして、本発明においては上述の目
的を達成するため、上記複数のガス導送手段に、ガスの
流量を計測する流量計をそれぞれ配設し、この流量計と
該流量制御手段との検出値の不一致時に、別に用意した
混合ガスを複数の半導体製造手段にそれぞれ供給するよ
うにしている（混合ガスの濃度分析計を流量計と併用す
るか、又は、単独で使用しても可能である）。さらに、
本発明においては上述の目的を達成するため、上記複数
のガスのうちの少なくとも一つを不活性ガスとし、この
不活性ガスを、独立した貯槽の液化ガスを気化手段で気
化させて製造するか、又は、高圧ガスを減圧して製造す
るとともに、この気化手段、又は、減圧手段から該ガス
導送手段を介して混合手段に流入させるようにしてい
る。
【００１６】
【作用】上記構成を有する本発明によれば、混合手段が
複数のガスを所定の混合比で混合して混合ガスを製造す
るので、半導体製造手段の数に対応させて高価なシリン
ダキャビネットを設置する必要性を排除でき、複雑な充
填作業の簡素化が可能になる。また、シリンダやガスの
汚染の虞れを排除でき、しかも、混合ガスの高純度の維
持が期待できる。
【００１７】そして、混合ガスの圧力値の変化に基づい
て、流量制御手段が自動的に開閉動作し、複数のガスの
供給が停止、又は、再開するので、ガスの流量の変動に
伴う混合比の変化を防止でき、流量の変化に拘りなく安
定した混合ガスの濃度を維持することが可能となる。
【００１８】また、上記構成を有する本発明によれば、
流量計が流量制御手段の異常を検出すると、別に用意し
てある混合ガスが複数の半導体製造手段にそれぞれ個別
に供給されるので、流量制御手段が故障等しても、安定
した混合ガスの濃度維持が常時期待できる（混合ガスの
濃度分析計を流量計と併用するか、又は、単独で使用し
ても可能である）。
【００１９】さらに、上記構成を有する本発明によれ
ば、不活性ガスが既存の供給源からではなく、独立した
貯槽、換言すれば、独立した供給系から混合手段に供給
されるので、汚染の虞れが全くなく、しかも、事故の発
生をも防止できる。
【００２０】
【実施例】以下、図１及び図２に示す一実施例に基づき
本発明を詳説する。
【００２１】本発明に係る混合ガス供給装置は、図１に
示す如く、原料ガスであるシランガスと窒素ガスとを混
合器１００で混合して混合ガスを製造し、この混合ガス
を複数の半導体製造装置４にそれぞれ個別に供給するよ
うにしている。
【００２２】上記シランガス（図２ではＳｉＨ4 で示
す）は、図１に示す如く、高性能に設計・構成された２
本のシリンダ２に１００％の純度・体積でそれぞれ充填
され、この２本のシリンダ２の１本が常用として、もう
１本が補用として、それぞれ使用されるようになってい
る。
【００２３】この２本のシリンダ２は、同図に示す如
く、シリンダキャビネット（図１ではＣ／Ｃで示す）３
に貯蔵され、しかも、供給作用を営むシランガス供給ラ
イン（ガス導送手段）５の上流端部が接続されており、
このシランガス供給ライン５の残部が混合器１００の内
部に隠蔽状態で配設されている。
【００２４】この混合器１００の内部におけるシランガ
ス供給ライン５は、図２に示す如く、その上流部に、シ
ランガスの流通を調整する第１の止め弁６が接続される
とともに、シランガスの圧力を監視する第１の圧力セン
サ（以下、ＰＩＡで示す）７が接続され、この第１のＰ
ＩＡ７が異常値を検出すると、装置全体が停止するよう
になっている。
【００２５】第１のＰＩＡ７の下流におけるシランガス
供給ライン５には、濾過作用を営む第１のフィルター８
が接続されるとともに、濾過されたシランガスの流通を
エアシリンダの駆動に基づき調整する第１のエアバルブ
９が接続され、且つ、第１のマスフローコントローラ
（以下、ＭＦＣで示す）１０が接続されている。
【００２６】この第１のＭＦＣ（流量制御手段）１０
は、図示しない熱式質量流量センサ、コントロールバル
ブ、及び電気回路の組み合わせから構成され、第１のエ
アバルブ９を通過したシランガスを自動的に下流に供給
する機能を有している。
【００２７】尚、第１のＭＦＣ１０は、１０％〜１００
％の可変が可能な構造に本来的には構成されているが、
可変を許容すると混合濃度を一定値に維持し得ない虞れ
が生じる。従って、混合濃度を一定値に維持できる１０
０％の状態で常時作動するよう設定され、混合比を抑制
・維持し得るようになっている。この点については、後
述する第２のＭＦＣ１０Ａも同様である。
【００２８】第１のＭＦＣ１０の下流におけるシランガ
ス供給ライン５には、第１のＭＦＣ１０を通過したシラ
ンガスをエアシリンダの駆動に基づき調整する第２のエ
アバルブ９Ａが接続されるとともに、第１のＭＦＣ１０
のキャリブレーションを行う第１の分流弁１１が接続さ
れ、且つ、流量計である第１のマスフローメータ（以
下、ＭＦＭで示す）１２が接続されている。
【００２９】尚、上記した第１のエアバルブ９、第１の
ＭＦＣ１０、及び第２のエアバルブ９Ａは、図２では別
々に接続されているが、実際には一体的に構成されて相
互間の体積が可能な限り小さくなるようになっている。
【００３０】第１のＭＦＭ１２は、図示しない金属製毛
細管の外周面に巻回された２個の自己発熱抵抗体間に、
シランガスの質量流量に応じて発生する温度差を電流値
として検出する機能を営み、圧力損失が少なく、しか
も、高精度であるという特徴を有している。
【００３１】また、この第１のＭＦＭ１２は、第１のＭ
ＦＣ１０の検出値との間に不一致が生じた場合には、第
１のＭＦＣ１０の異常を検出し、混合ガスの供給源を切
り替える機能を有している（図１参照）。この点につい
ては後述する。
【００３２】然して、第１のＭＦＭ１２の下流における
シランガス供給ライン５には、第１のＭＦＭ１２のキャ
リブレーションを行う第２の分流弁１１Ａが接続される
とともに、この第２の分流弁１１Ａを通過したシランガ
スの流通を調整する第２の止め弁６Ａが接続され、この
第２の止め弁６Ａを通過したシランガスが矢印で示すよ
うにミキシングチャンバー（混合手段）１３に流入する
ようになっている。
【００３３】一方、第１の止め弁６の下流におけるシラ
ンガス供給ライン５には、パージ用窒素ガス（図２では
ＰｕｒｇｅＮ2 で示す）を供給するパージガス供給ライ
ン１４の下流部が接続されている。
【００３４】このパージガス供給ライン１４には、パー
ジ用窒素ガスの供給ラインへのシランガスの逆流を防止
する逆止め弁１５が接続され、且つ、この逆止め弁１５
を通過したパージ用窒素ガスの流通を調整する第３の止
め弁６Ｂが接続されている。
【００３５】また、パージガス供給ライン１４の接続に
伴い、第１のＭＦＣ１０の近傍におけるシランガス供給
ライン５には、第１のフィルター８を通過したパージ用
窒素ガスを第１の分流弁１１の上流に導く第１のバイパ
スライン１６が迂回して接続されている。
【００３６】然して、パージ用窒素ガスは、パージガス
供給ライン１４からシランガス供給ライン５に流入し、
シランガス供給ライン５の内部に残留したシランガスを
外部に追い出して爆発を防止する等のパージ作用を営
む。
【００３７】他方、高純度の上記窒素ガス（Ｎ2 ガス）
は、図１に示す如く、貯槽１７に貯留された液体窒素が
気化装置（気化手段）１８で気化されるに伴い製造さ
れ、この気化装置１８から独立した窒素ガス供給ライン
（ガス導送手段）１９を経由して混合器１００の内部に
供給されるようになっている。
【００３８】尚、本実施例では、貯槽１７に貯留された
液体窒素を気化装置１８に気化させて高純度の上記窒素
ガスを製造するものを専ら用いて説明するが、これに限
定されるものでは無く、図１に示す如く、複数のボンベ
２５の高圧の不活性ガス（例えばＮ２、Ａｒ、Ｈｅガ
ス）を減圧装置２６で減圧して製造するようにしても良
い。
【００３９】混合器１００の内部における窒素ガス供給
ライン１９は、図２に示す如く、シランガス供給ライン
５に並列状態で配管され、その上流部には、窒素ガスの
流通を調整する第４の止め弁６Ｃが接続されるととも
に、窒素ガスの圧力を監視する第２のＰＩＡ７Ａが接続
されており、この第２のＰＩＡ７Ａが異常値を検出する
と、装置全体が停止するようになっている。
【００４０】第２のＰＩＡ７Ａの下流における窒素ガス
供給ライン１９には、濾過作用を営む第２のフィルター
８Ａが接続されるとともに、濾過された窒素ガスの流通
をエアシリンダの駆動に基づき調整する第３のエアバル
ブ９Ｂが接続され、且つ、第２のＭＦＣ１０Ａが接続さ
れている。
【００４１】この第２のＭＦＣ１０Ａも、図示しない熱
式質量流量センサ、コントロールバルブ、及び電気回路
の組み合わせから構成され、第３のエアバルブ９Ｂを通
過した窒素ガスを自動的に下流に供給する機能を有して
いる。
【００４２】尚、第２のＭＦＣ１０Ａの近傍における窒
素ガス供給ライン１９には、第２のフィルター８Ａを通
過した窒素ガスを後述する第３の分流弁１１Ｂの上流に
導く第２のバイパスライン１６Ａが迂回して接続されて
いる。この第２のバイパスライン１６Ａは、シランガス
のパージや逆流防止等の観点から接続されている。
【００４３】第２のＭＦＣ１０Ａの下流における窒素ガ
ス供給ライン１９には、第２のＭＦＣ１０Ａを通過した
窒素ガスをエアシリンダの駆動に基づき調整する第４の
エアバルブ９Ｃが接続されるとともに、第２のＭＦＣ１
０Ａのキャリブレーションを行う第３の分流弁１１Ｂが
接続され、且つ、流量計である第２のＭＦＭ１２Ａが接
続されている。
【００４４】尚、第４のエアバルブ９Ｃは、第１のエア
バルブ９、第２のエアバルブ９Ａ、及び第３のエアバル
ブ９Ｂと同様に、第１のＭＦＣ１０や第２のＭＦＣ１０
Ａからシランガス、又は、窒素ガスが漏洩するのを確実
に遮断する観点から接続されている。
【００４５】また、上述した第３のエアバルブ９Ｂ、第
２のＭＦＣ１０Ａ、及び第４のエアバルブ９Ｃも、図２
では別々に接続されているが、実際には一体的に構成さ
れて相互間の体積が可能な限り小さくなるようになって
いる。
【００４６】第２のＭＦＭ１２Ａも、図示しない金属製
毛細管の外周面に巻回された２個の自己発熱抵抗体間
に、窒素ガスの質量流量に応じて発生する温度差を電流
値として検出する機能を営み、圧力損失が少なく、しか
も、高精度であるという特徴を有している。
【００４７】また、この第２のＭＦＭ１２Ａは、第２の
ＭＦＣ１０Ａの検出値との間に不一致が生じた場合に
は、第２のＭＦＣ１０Ａの異常を検出し、混合ガスの供
給源を切り替える機能を有している（図１参照）。この
点についても後述する。
【００４８】然して、第２のＭＦＭ１２Ａの下流におけ
る窒素ガス供給ライン１９には、第２のＭＦＭ１２Ａの
キャリブレーションを行う第４の分流弁１１Ｃが接続さ
れるとともに、この第４の分流弁１１Ｃを通過した窒素
ガスの流通を調整する第５の止め弁６Ｄが接続され、こ
の第５の止め弁６Ｄを通過した窒素ガスが矢印で示すよ
うにミキシングチャンバー１３に流入するようになって
いる。
【００４９】尚、この第４の分流弁１１Ｃは、第１の分
流弁１１、第２の分流弁１１Ａ、及び第３の分流弁１１
Ｂと同様に、第１のＭＦＣ１０、第２のＭＦＣ１０Ａ、
第１のＭＦＭ１２、及び第２のＭＦＭ１２Ａを長期に亘
り安定した状態で作動させる観点から、パージ作業時や
メンテナンス作業時に使用できるよう接続されている。
【００５０】また、ミキシングチャンバー１３は、周知
のスタテックミキサ（図示せず）を内蔵し、乱流を発生
させた状態で、流入してきたシランガスと窒素ガスとを
所定の混合比で混合し、半導体の製造に必要な混合ガス
を製造する機能を有している。
【００５１】然して、製造された混合ガスは、ミキシン
グチャンバー１３から供給ライン２０を経由して下流の
バッファタンク（緩衝手段）２１に断続的に供給され
る。
【００５２】供給ライン２０には、バッファタンク２１
内の圧力をモニタリングする第３のＰＩＡ７Ｂが接続さ
れ、この第３のＰＩＡ７Ｂの検出値に基づいて第１のＭ
ＦＣ１０や第２のＭＦＣ１０Ａ等が開閉動作するように
なっている。
【００５３】即ち、さまざまな流量に対応すべく、第３
のＰＩＡ７Ｂが２．５ｋｇ／ｃｍ2Ｇの圧力値を検出す
ると、第１のエアバルブ９、第１のＭＦＣ１０、第２の
エアバルブ９Ａ、第３のエアバルブ９Ｂ、第２のＭＦＣ
１０Ａ、及び第４のエアバルブ９Ｃが自動的に閉塞動作
して、シランガスと窒素ガスとの供給が停止する。
【００５４】これに対し、混合ガスの使用に伴って第３
のＰＩＡ７Ｂが１．８ｋｇ／ｃｍ2Ｇの減圧値を検出す
ると、閉塞していた第１のエアバルブ９、第１のＭＦＣ
１０、第２のエアバルブ９Ａ、第３のエアバルブ９Ｂ、
第２のＭＦＣ１０Ａ、及び第４のエアバルブ９Ｃが自動
的に開放動作し、シランガスと窒素ガスとの供給が再開
されて混合ガスが製造されることとなる。
【００５５】また、バッファタンク２１は、内面が研磨
された空洞のタンクから構成され、所定の圧力範囲に限
定された状態で供給されてくる混合ガスの圧力エネルギ
ーを抑制・緩和するとともに、内部に貯えた混合ガスを
矢印方向に位置する複数の半導体製造装置（半導体製造
手段）４、又は、真空ポンプ（図示せず）のいずれかに
供給する機能を有している。
【００５６】バッファタンク２１と複数の半導体製造装
置（図１ではＭで示す）４とを接続する混合ガス供給ラ
イン１には、混合ガスの流通をエアシリンダの駆動に基
づき調整する第５のエアバルブ９Ｄが接続されるととも
に、この第５のエアバルブ９Ｄを通過してきた混合ガス
を濾過する第３のフィルター８Ｂが接続されている。
【００５７】また、混合ガス供給ライン１には、図１に
示す如く、バックアップライン２２が接続され、このバ
ックアップライン２２には、バックアップ用の混合ガス
を充填したシリンダ（図示せず）が接続されており、こ
のシリンダがシリンダキャビネット３Ａに貯蔵されてい
る。
【００５８】バックアップ用の混合ガスは、ミキシング
チャンバー１３で製造される混合ガスと同じ濃度を有
し、上述した第１のＭＦＭ１２、又は、第２のＭＦＭ１
２Ａが、第１のＭＦＣ１０、又は、第２のＭＦＣ１０Ａ
の異常を検出した際に、シリンダからバックアップライ
ン２２及び混合ガス供給ライン１を順次経由して複数の
半導体製造装置４にそれぞれ個別に供給されるようにな
っている。
【００５９】そして、バッファタンク２１と真空ポンプ
とを接続する分流ライン２３には、混合ガスの流通を調
整する第６の止め弁６Ｅが接続されている。尚、真空ポ
ンプは、パージ作業やメンテナンス作業の際に使用され
る。
【００６０】従って、複数の半導体製造装置４に混合ガ
スを供給するには、シランガスをシランガス供給ライン
５に、窒素ガスを窒素ガス供給ライン１９に、それぞれ
供給すれば良い。
【００６１】すると、純度１００％のシランガスは、シ
リンダ２からシランガス供給ライン５を経由して混合器
１００のミキシングチャンバー１３に流入するが、その
流動の際、流量が第１のＭＦＣ１０で自動的に調節・制
御される。
【００６２】また、シランガスの供給と同様に、高純度
の窒素ガスは、貯槽１７に貯留された液体窒素が気化装
置１８で気化されるに伴い製造され、この気化装置１８
から窒素ガス供給ライン１９を経由して混合器１００の
ミキシングチャンバー１３に流入する。
【００６３】このように、稀釈用ガスである窒素ガス
は、半導体工場に既に存在する窒素源からではなく、独
立した貯槽１７から供給されるので、汚染の虞れが全く
なく、しかも、事故の発生の防止を通じて安全性の向上
が期待できる。尚、窒素ガスも流動の際、混合比を維持
できるよう第２のＭＦＣ１０Ａでその流量が自動的に調
節・制御される。
【００６４】こうして、シランガスと窒素ガスとがそれ
ぞれ流入すると、ミキシングチャンバー１３がシランガ
スと窒素ガスとを所定の混合比で混合して半導体の製造
に必要な混合ガス（例えば濃度５％の混合ガス）を製造
し、この混合ガスが供給ライン２０を経由してバッファ
タンク２１に一時貯留される。
【００６５】然して、バッファタンク２１は、供給され
てくる混合ガスの圧力エネルギーを抑制・緩和し、内部
に一時貯えた混合ガスを複数の半導体製造装置４にそれ
ぞれ個別に供給し、複数の半導体製造装置４が図示しな
い半導体を製造する。
【００６６】この混合ガスの供給の際、第３のＰＩＡ７
Ｂが２．５ｋｇ／ｃｍ2 Ｇのバッファタンク２１の昇圧
値を検出すると、第１のエアバルブ９、第１のＭＦＣ１
０、第２のエアバルブ９Ａ、第３のエアバルブ９Ｂ、第
２のＭＦＣ１０Ａ、及び第４のエアバルブ９Ｃが自動的
に閉塞動作し、シランガスと窒素ガスとの供給が停止し
て、これらシランガスと窒素ガスの流量や濃度が調整さ
れる。
【００６７】そして、混合ガスの使用に伴って第３のＰ
ＩＡ７Ｂが１．８ｋｇ／ｃｍ2 Ｇのバッファタンク２１
の減圧値を検出すると、閉塞していた第１のエアバルブ
９、第１のＭＦＣ１０、第２のエアバルブ９Ａ、第３の
エアバルブ９Ｂ、第２のＭＦＣ１０Ａ、及び第４のエア
バルブ９Ｃが自動的に開放動作し、シランガスと窒素ガ
スとの供給が再開されて混合ガスが再度製造されること
となる。以下、上記動作が繰り返される。
【００６８】上記構成によれば、ミキシングチャンバー
１３がシランガスと窒素ガスとを所定の混合比で混合し
て混合ガスを製造するので、図１と図５とを対比すれば
明白なように、半導体製造装置４の数に対応させて極め
て高価なシリンダキャビネット３を設置する必要がな
い。従って、混合ガス供給ライン１やシリンダキャビネ
ット３の減少を通じて設備投資の抑制を図ることができ
る。
【００６９】また、ガス供給業者の半導体用ガス充填工
場でシリンダ２にシランガスと窒素ガスとを順次充填す
る必要がないので、複雑な充填作業の簡素化が可能とな
る。また、シリンダ２に使用したいシランガスを１００
％の純度・体積で充填できるので、従来例に比べシリン
ダ２の交換頻度を減少させることができる。
【００７０】また、ガス供給業者の半導体用ガス充填工
場内で該充填作業が行われるのではなく、ミキシングチ
ャンバー１３の内部で混合ガスが直接製造されるので、
シリンダ２やガスの汚染の虞れを排除でき、しかも、混
合ガスの高純度の維持が期待できる。
【００７１】そして、第３のＰＩＡ７Ｂが検出するバッ
ファタンク２１の圧力値に基づいて、シランガスと窒素
ガスとの供給が停止、又は、再開するので、換言すれ
ば、バッファタンク２１がシランガスと窒素ガスの流量
を実質的に制御するので、流量の変動に伴う混合比の変
化を防止でき、半導体製造装置４の稼働台数の如何に拘
りなく、安定した混合ガスの濃度を維持することが可能
となる。
【００７２】さらに、第１のＭＦＭ１２、又は、第２の
ＭＦＭ１２Ａが、第１のＭＦＣ１０、又は、第２のＭＦ
Ｃ１０Ａの異常を検出すると、別言すれば、混合濃度の
異常を検出すると、バックアップ用の混合ガスがシリン
ダからバックアップライン２２及び混合ガス供給ライン
１を経由して複数の半導体製造装置４にそれぞれ個別に
供給されるので、第１のＭＦＣ１０や第２のＭＦＣ１０
Ａが故障等しても、安定した混合ガスの濃度維持が常時
期待できる。
【００７３】さらにまた、窒素ガスが上記した如く、半
導体工場に既に存在する窒素源からではなく、独立した
貯槽１７、換言すれば、独立した供給系から混合器１０
０に別の形で供給されるので、汚染の虞れが全くなく、
しかも、事故の発生の防止を通じて安全性の向上を図る
ことができるのは明白である。
【００７４】尚、上記実施例ではシランガスと窒素ガス
とを使用するものを示したが、半導体の製造に必要なガ
スであれば、ホスフィン等のガスを代わりに使用するよ
うにしても良い。
【００７５】また、上記実施例では稀釈用ガスとして窒
素ガスを使用するものを示したが、ＡｒやＨｅ等のガス
を稀釈用ガスとして代わりに使用するようにしても良い
のは言うまでもない。
【００７６】また、上記実施例では窒素ガス供給ライン
１９とシランガス供給ライン５の２本の管路を使用する
ものを示したが、使用するガスの増加に伴い管路を増加
するようにしても上記実施例と同様の作用効果を奏す
る。
【００７７】また、上記実施例ではスタテックミキサを
内蔵したミキシングチャンバー１３を使用するものを示
したが、ミキシングチャンバー１３の内部のパイプをコ
イル状に巻装したり、該パイプを非常に径の細い複数の
パイプに細分化しても良い。さらに、混合精度に代わり
が無ければ、スタテックミキサを省略した構造にするよ
うにしても、上記実施例と同様の作用効果が期待でき
る。
【００７８】また、上記実施例では２．５ｋｇ／ｃｍ2
Ｇや、１．８ｋｇ／ｃｍ2 Ｇという検出数値に基づい
て、第１のエアバルブ９、第１のＭＦＣ１０、第２のエ
アバルブ９Ａ、第３のエアバルブ９Ｂ、第２のＭＦＣ１
０Ａ、及び第４のエアバルブ９Ｃが自動的に開閉動作す
るものを示したが、該検出数値に何等限定されるもので
はない。
【００７９】そして、本発明に係る混合ガス供給装置
は、半導体の製造分野に必ずしも限定されるものではな
く、溶接の分野やガラスコーティングの分野等の高精度
の混合ガスを必要とする分野に転用しても良いのは言う
までもない。
【００８０】そしてまた、上記実施例では第１のＭＦＭ
１２、又は、第２のＭＦＭ１２Ａの異常の検出に基づい
て、バックアップ用の混合ガスが複数の半導体製造装置
４にそれぞれ個別に供給されるものを示したが、図３に
示す如く、上記実施例の混合ガス供給装置に、ほぼ同構
造の供給装置２００を予備に並設し、この予備の供給装
置２００からバックアップ用の混合ガスを供給するよう
にしても上記実施例と同様の作用効果を奏する。
【００８１】さらに、同図に示す如く、第１のＭＦＭ１
２や第２のＭＦＭ１２Ａと同様の機能を営む複数のアナ
ライザー２４を併せて設置するようにしても、上記実施
例と同様の作用効果が期待し得られ、安全性の向上や混
合ガスの濃度維持が一層期待できるのは明白である。
【００８２】さらにまた、図４に示す如く、上記実施例
の混合ガス供給装置に、ほぼ同構造の供給装置３００を
多段式に併設し、稀釈作業を２段階、又は、それ以上の
多段階に分けて実施するようにしても、上記実施例と同
様の作用効果が期待でき、混合ガスの濃度維持がより一
層期待できるのは明白である。この装置によれば、より
低濃度の希釈ガス製造が可能となる。
【００８３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、シリンダ
キャビネットの減少を通じて設備投資の大幅な抑制を図
ることができるという顕著な効果がある。また、複雑な
充填作業を著しく簡素にでき、しかも、シリンダの交換
頻度を大幅に減少させることができるという格別の効果
がある。
【００８４】また、シリンダやガスの汚染の虞れを極め
て容易に排除でき、しかも、混合ガスの高純度の維持が
常時期待できるという優れた効果がある。
【００８５】そして、従来の装置とは異なり、緩衝手段
が複数のガスの流量を制御するので、流量の変化に拘り
なく極めて安定した混合ガスの濃度を容易に維持するこ
とが可能になるという顕著な効果が期待できる。
【００８６】さらに、混合濃度の異常を検出すると、別
の混合ガスが複数の半導体製造手段にそれぞれ個別に供
給されるので、流量制御手段が故障等しても、安定した
混合ガスの濃度維持が常時期待できるという格別の効果
がある。
【００８７】さらにまた、窒素ガスが既存の窒素源から
ではなく、独立した供給系から混合手段に供給されるの
で、汚染の虞れが全くなく、しかも、事故の発生の防止
を通じて安全性の著しい向上をも図ることができるとい
う優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る混合ガス供給装置の一実施例を示
す全体図である。
【図２】本発明に係る混合ガス供給装置の混合器の内部
構造を示す説明図である。
【図３】本発明に係る混合ガス供給装置の他の実施例を
示す図２相当図である。
【図４】本発明に係る混合ガス供給装置の他の実施例を
示す図２相当図である。
【図５】従来の混合ガス供給装置を示す全体図である。
【符号の説明】
２…シリンダ、３・３Ａ…シリンダキャビネット、４…
半導体製造装置（消費手段、半導体製造手段）、５…シ
ランガス供給ライン（ガス導送手段）、７・７Ａ・７Ｂ
…圧力センサ（ＰＩＡ）、９・９Ａ・９Ｂ・９Ｃ・９Ｄ
…エアバルブ、１０・１０Ａ…ＭＦＣ（流量制御手
段）、１２・１２Ａ…ＭＦＭ（流量計）、１３…ミキシ
ングチャンバー（混合手段）、１７…貯槽、１８…気化
装置（気化手段）、１９…窒素ガス供給ライン（ガス導
送手段）、２１…バッファタンク（緩衝手段）、２２…
バックアップライン、２５…ボンベ、２６…減圧装置、
１００…混合器、２００…予備の供給装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西川 幸伸 東京都江東区東雲一丁目９番１号 テイサ ン株式会社内 (72)発明者 橋爪 吉則 茨城県つくば市東光台５−９−９ 筑波研 究コンソーシアム 第１サテライト棟 203号室 (72)発明者 木村 孝子 茨城県つくば市東光台５丁目９番地の９

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ガスをそれぞれ個別に導送する複数のガ
    ス導送手段と、この複数のガス導送手段に導送されるガ
    スをそれぞれ自動的に供給する複数の流量制御手段と、
    該複数のガス導送手段から供給されてくる複数のガスを
    混合して混合ガスを製造する混合手段と、この混合手段
    から供給されてくる混合ガスの圧力エネルギーを緩和し
    て当該混合ガスを複数の消費手段に供給する緩衝手段と
    を備え、この緩衝手段に貯留された該混合ガスの圧力値
    の変化に基づいて複数の流量制御手段を開閉動作させ、
    該複数のガスの供給を停止、又は、再開することを特徴
    とする混合ガス供給装置。
  2. 【請求項２】 ガスをそれぞれ個別に導送する複数のガ
    ス導送手段と、この複数のガス導送手段に導送されるガ
    スをそれぞれ自動的に供給する複数の流量制御手段と、
    該複数のガス導送手段から供給されてくる複数のガスを
    混合して半導体用の混合ガスを製造する混合手段と、こ
    の混合手段から供給されてくる混合ガスの圧力エネルギ
    ーを緩和して当該混合ガスを複数の半導体製造手段に供
    給する緩衝手段とを備え、この緩衝手段に貯留された該
    混合ガスの圧力値の変化に基づいて複数の流量制御手段
    を開閉動作させ、該複数のガスの供給を停止、又は、再
    開することを特徴とする混合ガス供給装置。
  3. 【請求項３】 上記複数のガス導送手段に、ガスの流量
    を計測する流量計をそれぞれ配設し、この流量計と該流
    量制御手段との検出値の不一致時に、別に用意した混合
    ガスを複数の半導体製造手段にそれぞれ供給することを
    特徴とする請求項２記載の混合ガス供給装置。
  4. 【請求項４】 上記複数のガスのうちの少なくとも一つ
    を不活性ガスとし、この不活性ガスを、独立した貯槽の
    液化ガスを気化手段で気化させて製造するか、又は、高
    圧ガスを減圧して製造するとともに、この気化手段、又
    は、減圧手段から該ガス導送手段を介して混合手段に流
    入させることを特徴とする請求項２記載の混合ガス供給
    装置。
  5. 【請求項５】 上記複数のガスのうちの少なくとも一つ
    を窒素ガスとし、この窒素ガスを、独立した貯槽の液体
    窒素を気化手段に気化させて製造するとともに、この気
    化手段から該ガス導送手段を介して混合手段に流入させ
    ることを特徴とする請求項２記載の混合ガス供給装置。
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