JPH11294697A - ガス供給設備 - Google Patents

ガス供給設備

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JPH11294697A
JPH11294697A JP9971098A JP9971098A JPH11294697A JP H11294697 A JPH11294697 A JP H11294697A JP 9971098 A JP9971098 A JP 9971098A JP 9971098 A JP9971098 A JP 9971098A JP H11294697 A JPH11294697 A JP H11294697A
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purge gas
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Homare Kuroiwa
誉 黒岩
Yoshihiro Nitta
義浩 新田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス使用量に応じてガス容器を1本単位で増
減することができるガス供給設備を提供する。 【解決手段】 低圧弁11の二次側のガス供給経路にガ
ス供給用接続経路1aを着脱可能な合流弁13を、パー
ジガス導入弁94の一次側のパージガス導入経路にパー
ジガス導入用接続経路2cを着脱可能なパージガス分岐
弁35を、パージガス導出弁12の二次側のパージガス
導出経路にパージガス導出用接続経路5aを着脱可能な
ガス合流部14をそれぞれ設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガス供給設備に関
し、特に、半導体デバイスの生産工程で使用する特殊材
料ガスの供給に適したガス供給設備に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】半導体
製造用の特殊材料ガスは、その大半が毒性,可燃性,腐
食性といった反応性に富んだ物性を有しているため、こ
のようなガスを充填したガス容器の保管やガスの使用に
あたっては、第一に安全に十分考慮する必要がある。
【0003】上述のような特殊な材料ガスを供給する設
備として、例えば、特許第2501913号公報に記載
されているようなオートシリンダーボックス(シリンダ
ーキャビネット)が知られている。この設備は、安全性
を考慮したキャビネット内に2本の材料ガス容器と必要
に応じて設置されるパージガス用の容器とを収納し、前
記2本の材料ガス容器を交互に使用することにより連続
的に材料ガスを供給できるように配管や弁が形成されて
おり、材料ガス容器を交換する際の残ガス放出やパージ
等の操作も自動的に行うようにしている。
【0004】ところが、従来のシリンダーキャビネット
は、そのほとんどが2本の材料ガス容器を収納するよう
に形成されており、また、多くの材料ガス容器を収納可
能なものでも、その収納本数が固定されているため、材
料ガスの使用量が増加したときには、同様に形成されて
いるシリンダーキャビネットを既存のものと併設する必
要があった。
【0005】しかし、シリンダーキャビネットを併設し
た場合、両キャビネットには、残ガス放出やパージ等の
操作を自動的に行うための各種配管や弁だけでなく、制
御装置も組み込まれているため、シリンダーキャビネッ
トの増設、即ち材料ガス容器の増設には多大なコストを
必要としていた。さらに、通常、シリンダーキャビネッ
トの増設は、使用先に材料ガスを供給している既存のガ
ス供給経路に新たなガス供給経路を接続するようにして
行われるため、材料ガスの供給を一旦停止しなければな
らないとともに、増設後には、経路内のパージも行わな
ければならなかった。
【0006】そこで本発明は、ガス容器を1本単位で増
減することができ、ガス使用先でのガス使用量の変動に
容易にかつ低コストで対応することができるガス供給設
備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、本発明のガス供給設備は、ガス容器収納部と、ガス
容器内の高圧ガスを、該ガス容器に設けられた容器弁か
ら高圧弁,減圧弁,低圧弁を介して使用先に送出するガ
ス供給経路と、前記容器弁と高圧弁との間の高圧経路に
パージガス導入弁を介してパージガスを導入するパージ
ガス導入経路と、前記減圧弁と低圧弁との間の低圧経路
からパージガス導出弁を介してパージガスを導出するパ
ージガス導出経路とを備えるとともに、前記低圧弁の二
次側のガス供給経路と、前記パージガス導入弁の一次側
のパージガス導入経路と、前記パージガス導出弁の二次
側のパージガス導出経路とに、閉塞手段を有する分岐経
路接続部をそれぞれ設けたことを特徴としている。
【0008】
【発明の実施の形態】図1は、本発明のガス供給設備を
半導体製造用材料ガスを供給するためのシリンダーキャ
ビネットに適用した一形態例を示す系統図である。この
ガス供給設備は、メインキャビネットAと、該メインキ
ャビネットAに順次接続されるサブキャビネットB1,
B2とを有するもので、各キャビネット内には、所定の
材料ガスを充填したガス容器C1,C2,C3が各々1
本ずつ収納されている。
【0009】メインキャビネットAには、材料ガスを使
用先に送出する材料ガス供給経路1と、パージガス導入
用のパージガス導入経路2aと、このパージガス導入経
路2aに切換弁ブロック3の部分で接続した高圧気密試
験用の高圧ガスを導入する高圧ガス導入経路2bと、パ
ージガス導出用のパージガス導出経路5と、パージガス
導出用の駆動ガスとして使用する駆動ガス導入経路6と
が接続されており、各キャビネット間は、分岐経路であ
るガス供給用接続経路1a,1b、パージガス導入用接
続経路2c,2d、パージガス導出用接続経路5a,5
bによってそれぞれ接続している。
【0010】さらに、メインキャビネットA内には、前
記切換弁ブロック3の他、材料ガス供給弁ブロック7
と、パージガス吸引弁ブロック8とが設けられ、メイン
・サブ両キャビネット内には、高圧弁ブロック9,9
a,9bと低圧弁ブロック10,10a,10bとが設
けられ、各弁ブロック内には、空気圧により作動する自
動弁等が設けられている。
【0011】前記切換弁ブロック3は、パージガス弁3
1及び高圧ガス弁32を有するもので、該切換弁ブロッ
ク3より上流側のパージガス導入経路2aには、高圧ガ
スが逆流することを防止するための逆止弁33が設けら
れており、高圧ガス導入経路2bは、この切換弁ブロッ
ク3の下流側に設けられた圧力センサー34の部分でパ
ージガス導入経路2に合流している。さらに、このパー
ジガス導入経路2は、三方弁からなるパージガス分岐弁
35,35a,35bにより、各キャビネット内の高圧
弁ブロック9,9a,9bに向かうパージガス導入経路
2e,2f,2gと、次段のサブキャビネットB1,B
2に向かう前記パージガス導入用接続経路2c,2dと
に分岐している。
【0012】前記パージガス分岐弁35,35a,35
bは、閉塞手段を有する分岐経路接続部として機能する
ものであって、開状態で3本の経路がそれぞれ連通した
状態となり、閉状態では特定の1本の経路のみが閉じら
れ、他の2本の経路が連通した状態となるものが用いら
れている。例えば、メインキャビネットAのパージガス
分岐弁35では、パージガス導入用接続経路2cが接続
した経路のみが開閉され、サブキャビネットB1のパー
ジガス分岐弁35aでは、パージガス導入用接続経路2
dが接続した経路のみが開閉されるように形成されてい
る。したがって、本形態例において末端となるサブキャ
ビネットB2のパージガス分岐弁35bは、第3のサブ
キャビネットを増設する際に設けられる接続経路2hを
接続するとき以外は閉状態であり、他のパージガス分岐
弁35,35aは開状態となっている。
【0013】前記材料ガス供給弁ブロック7は、材料ガ
スの供給を遮断する材料ガス遮断弁71とフィルター7
2とを有しており、パージガス吸引弁ブロック8は、パ
ージガス吸引弁81と、パージガス吸引用のエジェクタ
ー82と、駆動ガス導入弁83とを有している。また、
パージガス吸引弁ブロック8の上流側の駆動ガス導入経
路6には、材料ガス等が駆動ガス導入経路6に逆流する
ことを防止するための逆止弁84が設けられている。
【0014】前記低圧弁ブロック10,10a,10b
は、材料ガスの供給経路を切換えるための低圧弁11,
11a,11bと、パージガス等を導出するためのパー
ジガス導出弁12,12a,12bとを有するととも
に、メインキャビネットAに複数のサブキャビネットB
1,B2を接続したときの各材料ガス経路を1本にまと
めるための自動三方弁からなる合流弁13,13a,1
3bとを有している。
【0015】この合流弁は、前記パージガス分岐弁35
と同様に、閉塞手段を有する分岐経路接続部として機能
するものであって、開状態で3本の経路がそれぞれ連通
し、閉状態では特定の1本の経路のみが閉じられ、他の
2本の経路が連通した状態となるものである。すなわ
ち、メインキャビネットAの合流弁13では、ガス供給
用接続経路1aが接続した経路のみが開閉され、サブキ
ャビネットB1の合流弁13aでは、ガス供給用接続経
路1bが接続した経路のみが開閉される。したがって、
サブキャビネットB2の合流弁13bは閉状態、他の合
流弁13,13aは開状態であり、合流弁13bは、第
3のサブキャビネットを増設する際に設けられる接続経
路1c接続したときにのみ開状態となる。
【0016】また、各パージガス導出弁12,12a,
12bの二次側には、次段のサブキャビネットからのパ
ージガス経路を1本にまとめるためのチーズからなるガ
ス合流部14,14a,14bが設けられている。この
チーズからなるガス合流部14,14a,14bも、前
記パージガス分岐弁35や合流弁13と同様に、閉塞手
段を有する分岐経路接続部として機能するものであっ
て、末端となるサブキャビネットB2のガス合流部14
bに示すように、該サブキャビネットB2に第3のサブ
キャビネットを増設する際に設けられる接続経路5cの
接続口には、圧力の検出と同時に接続口を閉塞するため
の圧力センサー5dが装着されており、この圧力センサ
ー5dは、接続経路5cを接続するときにのみ取外され
る。
【0017】前記高圧弁ブロック9,9a,9bは、ガ
ス容器の容器弁91,91a,91bに接続する容器弁
接続部92,92a,92bと、高圧材料ガスの供給を
制御するための高圧弁93,93a,93bと、パージ
ガスの導入を制御するためのパージガス導入弁94,9
4a,94bと、圧力センサー95,95a,95bと
が設けられており、高圧弁93,93a,93bの二次
側のブロック出口部には、減圧弁96,96a,96b
が接続されている。
【0018】また、上記減圧弁96,96a,96bで
減圧された材料ガスが前記低圧弁ブロック10,10
a,10bに向かって流れる低圧経路97,97a,9
7bは、様々な大きさの材料ガス容器に対応するため、
蛇管等の可撓性を有する配管材料により形成されてお
り、低圧側の圧力センサー15,15a,15bを介し
て低圧弁ブロック10,10a,10bに接続されてい
る。
【0019】次に、このように形成したガス供給設備に
よる材料ガスの供給動作を説明する。まず、メインキャ
ビネットAのガス容器C1から材料ガスを使用先に供給
している場合、ガス容器C1の容器弁91,高圧弁9
3,低圧弁11,合流弁13及び材料ガス遮断弁71が
開状態であり、パージガス導入弁94及びパージガス導
出弁12が閉状態である。
【0020】したがって、ガス容器C1内の材料ガス
は、容器弁91から容器弁接続部92を経て高圧弁ブロ
ック9内に流入し、各経路及び高圧弁93を通り、減圧
弁96で所定圧力に減圧された後、低圧経路97,圧力
センサー15を経て低圧弁ブロック10に流入し、低圧
弁11及び合流弁13を通って材料ガス供給弁ブロック
7に入り、材料ガス遮断弁71とフィルター72とを通
過して材料ガス供給経路1から使用先に供給される。
【0021】このとき、サブキャビネットB1でガス容
器C2の交換を行う場合、安全性を確保するため、最初
に、サブキャビネットB1の経路内に残留する材料ガス
の除去が行われる。この材料ガスの除去操作は、上述の
材料ガス供給状態から、容器弁91a及び低圧弁11a
を閉じてパージガス導出弁12aを開き、パージガス吸
引弁ブロック8のパージガス吸引弁81及び駆動ガス導
入弁83を開状態として行われる。
【0022】これにより、駆動ガス導入経路6からパー
ジガス吸引弁81を介して導入される駆動ガスによりエ
ジェクター82に吸引力が発生し、この吸引力により、
容器弁91aから低圧弁11aまでの間の経路に存在す
るガスが、パージガス導出弁12a,ガス合流部14a
及びパージガス導出用接続経路5aを経てメインキャビ
ネットA内のガス合流部14及びパージガス吸引弁81
を介してエジェクター82に吸引され、パージガス導出
経路5から導出される。
【0023】この残留ガスの排気状態は、圧力センサー
5d,15a,95aにより確認することができ、所定
の真空度に達した後、高圧弁93aあるいはパージガス
導出弁12aを閉じて所定時間放置することにより、容
器弁91aからのリークの有無、すなわち、容器弁91
aが確実に閉じられていることを確認できる。
【0024】次に、容器弁91a及び高圧弁93aを閉
じた状態でパージガス弁31及びパージガス導入弁94
aを開き、パージガス導入経路2aからのパージガス、
通常は高純度窒素ガスを容器弁91aと高圧弁93aと
の間の高圧経路に導入する操作と、パージガス導入弁9
4aを閉じて高圧弁93aを開き、高圧経路内のガスを
前記同様にしてパージガス導出経路5から導出する操作
とを適当回数繰り返し、容器弁91a部分の材料ガスを
確実に排除してガス容器C2を安全に取外せる状態にす
る。
【0025】次に、ガス容器交換時に、容器弁接続部9
2aから高圧弁ブロック9a内の経路に大気成分が入り
込むことを防止するため、パージガス弁31及びパージ
ガス導入弁94aを開いたままとし、パージガスを容器
弁接続部92aから外部に吹出す状態にしてガス容器C
2を交換する。
【0026】ガス容器C2を交換して容器弁91aに高
圧弁ブロック9を接続したら、容器弁91aから低圧弁
11aまでの間の経路のガスをエジェクター82を介し
てパージガス導出経路5から抜き出して真空状態とした
後、パージガス導出弁12a及び高圧弁93aを閉じて
放置することにより、容器弁91aとの接続部等からの
リークの有無を確認する低圧気密試験と、容器弁91a
と高圧弁93aとの間の高圧経路を、高圧ガス導入経路
2bから高圧ガス弁32,パージガス導入経路2等を経
て導入される高圧ガス(高純度窒素ガス)で所定圧力に
加圧して放置することによりリークの有無を確認する高
圧気密試験とを行い、容器弁91aとの接続状態を確認
する。
【0027】さらに、容器弁91aの接続確認を終えた
ら、ガス容器交換時に経路内に入り込んだ可能性のある
大気成分を確実に除去するためのパージ操作を行う。こ
のパージ操作は、容器弁91aから低圧弁11aまでの
間の経路へのパージガスの導入と、導入したパージガス
の真空排気とを繰返すことにより行われる。
【0028】また、適宜に前記同様の低圧気密試験と高
圧気密試験とを行い、容器弁91a,高圧弁93a,パ
ージガス導入弁94a,減圧弁96a,低圧弁11a,
パージガス導出弁12aや圧力センサー15a,95a
の取付部,配管接続部等の気密試験を行う。
【0029】各部にリークの無いことが確認されたら、
パージガス導入弁94aを閉じ、容器弁91aとパージ
ガス導出弁12aとを交互に開閉して容器弁91aから
低圧弁11aまでの間の経路に材料ガスを導入し、最終
的にこの経路内を材料ガスに置換した状態とする。
【0030】これにより、サブキャビネットB1から材
料ガスを供給する準備が終了したことになる。材料ガス
の供給をメインキャビネットAからサブキャビネットB
1に切換えるには、サブキャビネットB1の低圧弁11
aを開くとともに、メインキャビネットAの低圧弁11
を閉じることにより行われる。
【0031】すなわち、サブキャビネットB1のガス容
器C2内の材料ガスは、容器弁91aから容器弁接続部
92aを経て高圧弁ブロック9a内に流入し、各経路及
び高圧弁93aを通り、減圧弁96aで所定圧力に減圧
された後、低圧経路97a,圧力センサー15aを経て
低圧弁ブロック10aに流入し、低圧弁11a,合流弁
13aからガス供給用接続経路1aを通り、メインキャ
ビネットAの合流弁13,材料ガス遮断弁71,フィル
ター72を通過して材料ガス供給経路1から使用先に供
給される。
【0032】各キャビネットにおけるガス容器の交換の
際には、上述のような手順が繰返されて各キャビネット
のガス容器から順次材料ガスが供給され、使用先への材
料ガスの供給は、メインキャビネットA、両サブキャビ
ネットB1,B2のいずれのガス容器から材料ガスを供
給する場合でも、メインキャビネットAに設けられた材
料ガス供給経路1により行われる。また、ガス容器交換
時のパージガス導入及びパージガス導出も、メインキャ
ビネットAに設けられたパージガス導入経路2及びパー
ジガス導出経路5を使用して行われることになる。
【0033】したがって、サブキャビネットの接続数に
かかわらず、材料ガス供給経路1,パージガス導入経路
2a,高圧ガス導入経路2b及びパージガス導出経路5
は、メインキャビネットAにのみ設ければよく、各サブ
キャビネットには、高圧弁ブロックと低圧弁ブロックと
を設けるだけでよく、前記各経路1,2,5に設けられ
ている切換弁ブロック3,材料ガス供給弁ブロック7及
びパージガス吸引弁ブロック8を省略することができる
ので、サブキャビネットの簡略化や製造コストの低減が
図れる。
【0034】次に、サブキャビネットを追加接続する際
の操作について説明する。例えば、サブキャビネットB
1の次段にサブキャビネットB2を追加する場合、サブ
キャビネットB1とサブキャビネットB2とにおける合
流弁13aと合流弁13bとをガス供給用接続経路1b
で接続し、ガス合流部14aに取付けられている圧力セ
ンサー(5d)を取外した後、ガス合流部14aとガス
合流部14bとをパージガス導出用接続経路5bで接続
するとともに、取外した圧力センサー(5d)をガス合
流部14bに取付け、さらに、パージガス分岐弁35a
とパージガス分岐弁35bとをパージガス導入用接続経
路2dで接続する。
【0035】この接続直後の状態は、各経路内に大気が
存在している状態であるから、最初に、各経路内の真空
排気とパージガスの導入とを繰返して大気成分を排出す
る操作を行う。このとき、サブキャビネットB2内の経
路から前段のガス供給用接続経路1aに大気成分が入り
込まないように、サブキャビネットB2の合流弁13a
は閉じた状態のままとし、パージガス分岐弁35aを開
いてサブキャビネットB2内の経路にパージガスを導入
できる状態とする。
【0036】大気成分排出操作は、低圧弁11b及び高
圧弁93bを開いた状態としたまま、パージガス導入弁
94bとパージガス導出弁12bとを交互に開閉し、容
器弁91bからサブキャビネットB1の合流弁13aに
至る材料ガス通過経路全体についてパージガスの導入と
真空排気とを繰返すことにより行われる。さらに、前記
同様の低圧気密試験や高圧気密試験を行った後、容器弁
91bとパージガス導出弁12bとを交互に開閉するこ
とにより、材料ガス通過経路内を材料ガスで置換する。
【0037】最後に合流弁13aを開くことにより、サ
ブキャビネットB1とサブキャビネットB2とが接続さ
れた状態となり、3本のガス容器C1,C2,C3によ
る材料ガスの供給が行える状態となる。このようにサブ
キャビネットB2を追加することにより、材料ガス消費
量の増大等に容易に対処することができる。さらに、第
3のサブキャビネット以降の増設も同様にして行うこと
ができ、各ガス容器からの材料ガスの供給順序を使用先
の状況に応じて設定することにより、各キャビネットに
おける材料ガスの供給やガス容器の交換を所定のタイミ
ングで行うことができる。また、サブキャビネットを2
個以上接続した場合は、2本以上のガス容器から同時に
材料ガスを供給するように設定することもできる。
【0038】逆に、サブキャビネットB2を取外す場合
は、サブキャビネットB1の合流弁13aを閉じた後、
容器弁91bから合流弁13aの間の材料ガス通過経路
に対しての真空引きとパージガスの導入とを繰返し、該
材料ガス通過経路内に残留する材料ガスを排出すること
により、各接続経路の取外しを安全に行うことができ
る。
【0039】このように、材料ガスの合流弁13やパー
ジガスのガス合流部14及びパージガス分岐弁35を設
け、ガス経路の接続によってサブキャビネットを増減で
きるように形成したことにより、メインキャビネットに
対して任意の数のサブキャビネットを接続することが可
能となり、使用先における材料ガスの使用量に応じて任
意の本数のガス容器を設置することができる。しかも、
サブキャビネットの着脱は、既存のメインキャビネット
やサブキャビネットからの材料ガスの供給を継続した状
態のままで行うことができるので、従来のシリンダーキ
ャビネットの増設時のように、材料ガスの供給を停止す
る必要がなく、容易にかつ短時間で増設や取外しを行う
ことができる。
【0040】なお、減圧弁96には、二次圧力固定型
(プリセット減圧弁)、二次圧力可変型のいずれでも使
用することができ、合流弁13やパージガス分岐弁35
は、三方弁に限るものではなく、任意の構造の弁を必要
に応じて組合わせた形態としてもよく、ガス合流部14
に適宜な弁を用いてもよい。また、エジェクター82に
代えて真空ポンプを用いることもできる。また、各経路
に設ける弁の位置も任意である。
【0041】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のガス供給
設備によれば、ガス容器を収納したキャビネットを1個
単位で増減することができるので、使用先の状況に応じ
て容易にかつ低コストでガス容器の本数を増減すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のガス供給設備の一形態例を示す系統
図である。
【符号の説明】
1…材料ガス供給経路、1a,1b…ガス供給用接続経
路、2a…パージガス導入経路、2b…高圧ガス導入経
路、2c,2d…パージガス導入用接続経路、3…切換
弁ブロック、5…パージガス導出経路、5a,5b…パ
ージガス導出用接続経路、5d…圧力センサー、6…駆
動ガス導入経路、7…材料ガス供給弁ブロック、8…パ
ージガス吸引弁ブロック、9,9a,9b…高圧弁ブロ
ック、10,10a,10b…低圧弁ブロック、11,
11a,11b…低圧弁、12,12a,12b…パー
ジガス導出弁、13,13a,13b…合流弁、14,
14a,14b…ガス合流部、35,35a,35b…
パージガス分岐弁、82…エジェクター、90…弁ブロ
ック、91,91a,91b…容器弁、92,92a,
92b…容器弁接続部、93,93a,93b…高圧
弁、94,94a,94b…パージガス導入弁、95,
95a,95b…圧力センサー、96,96a,96b
…減圧弁、97,97a,97b…低圧経路、A…メイ
ンキャビネット、B1,B2…サブキャビネット、C
1,C2,C3…ガス容器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガス容器収納部と、ガス容器内の高圧ガ
    スを、該ガス容器に設けられた容器弁から高圧弁,減圧
    弁,低圧弁を介して使用先に送出するガス供給経路と、
    前記容器弁と高圧弁との間の高圧経路にパージガス導入
    弁を介してパージガスを導入するパージガス導入経路
    と、前記減圧弁と低圧弁との間の低圧経路からパージガ
    ス導出弁を介してパージガスを導出するパージガス導出
    経路とを備えるとともに、前記低圧弁の二次側のガス供
    給経路と、前記パージガス導入弁の一次側のパージガス
    導入経路と、前記パージガス導出弁の二次側のパージガ
    ス導出経路とに、閉塞手段を有する分岐経路接続部をそ
    れぞれ設けたことを特徴とするガス供給設備。
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