JPS62141400A - 超高純度ガス切替供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数種類の超高純度ガスを選択的に切替えて
共通流出端に導くだめの配管系および、この配管系にお
ける残溜ガスを不活性ガスによって排出するだめのパー
ジ手段を備えた超高純度ガス切替供給装置に関する。

〔従来の技術〕

超ＬＳＩ等の生産に際しては複数種類の超高純度が使用
されるが、このようなガスを選択的に切替えて反応室等
に供給する従来のガス切替供給装置においては、３種類
のガス（Ａ％　ＢＸＣ）Ｋ対応するものを第４図に示す
ように、ガス容器１（必要に応じガス種類に対応するサ
フィックスａ、　ｂＸｅを付して区分する。以下同じ）
は容器弁２ａ、２ｂ、２ｃおよび主管３＊、３ｂ。

３ｃ等を介して共通流出管４に接続されている。

各主管Ｊａ、３ｂ、３ｃには圧力制御弁５ｇ。

５ｂ、５ｅ、、開閉弁６ａ、６ｂ、６ｃおよび流量制御
手段７ｈ、７ｂ、７ｃ等が夫々設けられておシ、かつ流
量制御手段７ｇ、７ｂ、７ｃは、開閉弁８ｈ、８ｂ、Ｂ
ｅおよび調整弁９等を有するバイパス流路１０を備えて
いる。また、ノ臂−ジ用不活性ガス（Ｐ）は容器１ノか
ら容器弁１２、パージ管１３、開閉弁１４等を介して上
記主管３の上流端近傍に導かれるようになっている。

そして、超高純度ガスは１種類ずつ所望量だけ供給され
るとともに、他種ガスの供給開始前には必ず主管３をパ
ージすることにしている。

しかしながら、上記従来装置においてたとえばガスＡを
流出させるため容器弁２ａ、開閉弁６８等を開状態とす
れば、ガスＡは共通流出管４およびバイパス管１０ｂ、
１０ｃ等を介して他の主管３ｂおよび３Ｃの下流側に拡
散する。

したがって、不活性ガスＰによって主管３ａ。

バイパス管１０ａおよび共通流出管４のノ４−ジを行っ
ても拡散して他の主ｖｓｂ＊ｓｃおよびバイパス管１０
ｂ、１０ｃ等に滞溜しているガスＡを排除することがで
きず、他のガスＢまたはＣの流出時にこれらのガスの純
度が低下することになる。また、滞溜しているガスＡを
確実に排除するためにはすべての主管３ｔＬ、３ｂ。

３ｃをバイパス管１０ｈ、１０ｂ、１０ｃと共にパージ
しなければならないので、パージ用不活性ガス（Ｐｉを
大量に準備しておかなければならず、装置の大形化が不
可避である。さらに、各ガスＡ、Ｂ、Ｃが選択的に流出
されるにも拘らず上記流量制御手段７は各ガスごとに設
けられておシ、利用効率が低い上に、特にガスの種類が
多くなるほど装置が大形となるなどの不具合がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

したがって本発明は、先使用ガスが滞溜可能なデッドス
ペースの極少化を図って７４−ジ効率を向上させるとと
もに、流量制御手段の使用効率を向上させることと相ま
って装置の小形化を図ることを目的とする。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明は、ガス流量制御手段の少なくとも１つを多連式
の逆止弁または開閉弁を介して複数のガス容器と切替可
能に対応させ、かつ上記各ガス容器の流出端にはノ４−
シロ付容器弁を設けるとともに複数のガス容器を夫々の
容器弁パージ口に接続された多連式の開閉弁を介してｔ
’？　−ジ用不活性ガス供給源と切替可能に対応させて
、上記各ガス容器からのガスを選択的に切替えて共通流
出端に導くだめの配管系における不用ガスの滞溜を防止
するようにしたことを特徴とするものである。

〔作用〕

本発明においては、上述のように少なくとも１つのガス
流量制御手段を複数の超高純度ガス容器と切替可能に対
応させであるので、１つの流量制御手段によシ複数種類
のガスにつきそれぞれの流量を制御することができる。

したがって、ガス種類の多少に拘らず流量制御手段の数
を少なくすることがで尊、装置の小形化および流量制御
手段の使用効率の向上を図ることができる。

また、上述のように多連式の逆止弁や開閉弁、ノ４−シ
ロ付容器弁を用い、配管系における不用ガスの滞溜を防
止するようにしたので、１つのガスを流通させたときそ
のガスが他のガス流路にまで拡散、滞溜するようなこと
がなく、先使用ガスの流路のみをパージするだけでよい
からパージ効率の向上を図ることができ、パージ用不活
性ガスの消費量が少々くてよいから装置の相対的な小形
化に寄与することができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を第１図ないし第３図に示す一実施例につ
いて説明する。

第１図は４種類の超高純度ガスＡ−Ｄを取扱う場合を例
示し、これら各ガスは夫々の専用容器２０＊〜２０ｄに
充填されている。これらのガスを選択的に切替えて共通
流出端２ノに導くための配管系２２はガスＡおよびＢに
対応する一方の管系２３と、ガスＣおよびＤに対応する
他方の管系２４とこれらが接続された流出管２５とを備
えている。このような組合せは必要に応じて適宜に設定
してよい。

６一 上記一方の管系２３は、容器２０ｍおよび２０ｂの各流
出端に取付けられた後述するパージ口付容器弁２６ａお
よび２６ｂと、これら容器弁間に設けられた後述する２
連式逆止弁２７と、この逆止弁の共通流出端に接続され
たガス流量制御手段２８とを備えている。このガス流量
制御手段２８は、圧力調整器２９、質量流量制御器３０
、後述する２連式開閉弁３１ｇおよび３１ｂを介して質
量流量制御器３ｏと並列に設けられたバイパス流路３２
等を備えている。

上記他方の管系２４も一方の管系２３と同様に構成され
ているので、相対応する部分には同一記号（容器弁のサ
フィックスは異なる）を付して示す、これら両管系２３
および２４は、２連式開閉弁３３を介して上記流出管２
５Ｖｃ接続されている。流出管２５にはフィルタ３４が
設けられている。

上記配管系２２をパージするためのパージ手段３５は、
不活性ガスＰ（たとえばアルゴン）が充填されたガス容
器３６、パージ口付容器弁３７および開閉弁３８を介し
てガス容器３６に接続された２組の分流管３９および４
０等を備えている。一方の分流管３９は逆止弁４１およ
び２連式開閉弁４２を介して上記容器弁２６ａおよび２
６ｃの各／４’−シロに接続されている。

他方の分流管４０は逆止弁４３および２連式開閉弁４４
を介して上記容器弁２６ｂおよび２６ｄの各パージ口に
接続されている。

また、上記ガス容器３６用容器弁３７のパーシロは、不
活性ガスＰが充填された補助容器４５用容器弁４６のノ
や一シロと接続されておシ、この容器弁４６の流入口は
不活性ガスＰの補充端４７に接続されている。

上述したすべての部品および管系は、これらを相互に接
続するため用いられた各種の連結用部材等と共に、上記
超高純度ガスＡ−ＤＫ関し耐食性、耐透過性その他の所
望条件に適合する材料から構成され、かつ最高水準の清
浄状態に保持されている。また、２連式の開閉弁および
逆止弁等について後述するように、各部品および管系内
には不用ガスの滞溜を許容するようなデッドスペースは
一切排除するように、かつ弁の開閉等に伴なって金属微
粒子などが発生することがないように構成されている。

そして、上記装置は大地から電気的に絶縁された台上に
配置されている。

上記２連式開閉弁３３は２つの開閉弁を一体に組合せた
もので、たとえば第２図および第３図に示すように構成
されている。すなわち、弁ケース５０には２つの開閉弁
５ノおよび５２が一体に設けられておシ、かつ夫々の流
入口５３および５４と、共通流出口、５５とが設けられ
ている。一方の開閉弁５ノにおいて流入口５３と連通す
る弁室５６は軸方向一端に開口する流路５７を介して共
通流出口５５と連通している。

弁室５６には、流路５７の周縁部に設けられた弁座５８
と接離自在に対向する弁体５９が軸方向に変位自在に収
容されている。弁体５９と弁座５８とは閉状態において
相互に平面接触をなし、かつ開閉時に摺接することのな
いように構成されている。弁体５９はばね部材６ｏによ
シ開方向に付勢されるとともに、ハンドル６ノによシ弁
ステム６２を介して開閉駆動されるようになっている。

また、弁室５６の他端はダイアフラム６３を介して流体
密に閉塞されている。

上記他方の開閉弁５２においても上記一方の開閉弁５ノ
と実質的に同等に構成されているので説明を省略する。

上述のように構成された２連式開閉弁においては、流路
５７の容積を充分小さく形成することができるので、こ
の部分に滞溜する不用ガスの量が極少であるからガスの
純度が損なわれるようなことがない。また、弁体５９と
弁座５８とは摺接することがないから開閉動作を繰返し
ても有害な微粒子を発生するようなことがない。

上記２連式開閉弁４２および４４は、第２図および第３
図に例示するものと実質的に同等であってよく、単に上
記流入口５３および５４が夫々流出口として用いられ、
共通流出口５５が流入口として用いられている点が相違
するのみである。上記２連式開閉弁３ノ＆および３１ｂ
は、弁体５９の駆動用として上記ハンドル６１およびそ
の関連機構の代シに流体および（または）電気等による
駆動機構を備えておシ、その他は第２図および第３図に
示すものと実質的に同等に構成されている。そして、以
上の各２連式開閉弁３１ｈ、３１ｂ、３３，４２．４４
等はいずれも流路の切替えに用いられるようになってい
る。

また、上記２連式逆止弁２７は第２図および第３図に示
す２連式開閉弁の各開閉弁５ノおよび５２をいずれも逆
止弁に置換した点が相違するのみで、その他は実質的に
同等であってよい。

さらに、上記ノ４−シロ付逆止弁２６ａ〜２６ｄ。

３７．４６等は、第２図および第３図に示す２連式開閉
弁におけるいずれか一方の開閉弁、たとえば５１を省略
したと実質的に同等であってよく、この一方の開閉弁５
１側流入口５３を配管側に、他方の流入口５４を容器側
に接続するとともに、共通流出口５５をノ（−シロとし
て用いるようになっている。

なお、上記２連式逆止弁２７の代シに要すれば上記２連
式開閉弁３）または３３等を用いるようにしてもよい。

また、以上においては２連式の逆止弁２７および開閉弁
４２．４４を用いる場合について説明したが、たとえば
１つの流量制御手段２８を３つ以上のガス容器に対応さ
せるような場合には、３つ以上の弁を一体に組合せた多
連式の逆上弁および開閉弁を用いるようにしてもよい。

また、このような一体形の多連式弁を複数個連結して用
いることも可能である。

したがって本発明において多連式の弁（逆止弁または開
閉弁）というのは、１つの共通流路と連通可能な複数の
流路に夫々設けられた弁を一体に組合せたもので、不用
なガスが滞溜するデッドスペースが極小であシ、かつ開
閉動作によシ微粒子を生じないように構成されたもの、
およびこのような多連式一体形の弁を相互に連結したも
のを含んでいる。

つぎに、上述のように構成された装置の動作について説
明する。

超高純度ガスの供給は原則として１種類ずつ行ない、当
該ガスの共給が終了すれば、その流路をパージしたのち
他のガスを供給する。たとえば、ガスＢを供給する場合
には当該容器２０ｂの容器弁２６ｂ１一方の管系２３に
おける２連式開閉弁３１ａおよび３１ｂの質量流量制御
器側開閉弁（パイノ４ス流路３２側開閉弁は必要に応じ
て開閉すればよい）、２連式開閉弁３３の管系２３側開
閉弁等を開き、その他の各弁はすべて閉じておく。また
、圧力調整器２９および質量流量制御器３０等を適宜に
設定しておく。

ガスＢは容器２０ｂから容器弁２６ｂおよび２連式逆止
弁２７を経て一方の管系２３に入夛、圧力調整器２９．
２連式開閉弁３１ａ１質量流量制御器３０．２連式開閉
弁３１ｂを経たのち２連式開閉弁３３から流出管２５に
導かれ、フィルタ３４を経て流出端２ノに至る。なお、
容器弁２６ｂのパージ口に接続された管路４８に流入し
たガスＢは、２連式開閉弁４４が閉じられているので他
に流動することはない。

ガスＢの供給が終了すれば当該容器２０ｂの容器弁２６
ｂを閉じ、その他の各弁はガス供給時のままで、不活性
ガスＰの容器弁３７、開閉弁３８および、２連式開閉弁
４４の容器弁２６ｂ側開閉弁を開く。これによシガスＰ
は容器３６から開閉弁３８を経て分流管３９および４０
に導かれる。一方の分流管３９においては逆止弁４ノを
通過可能であるが、２連式開閉弁４２が閉じられている
ので流動は停止される。他方の分流管４０においては、
逆止弁４３を経たガスＰが２連式開閉弁４４から管路４
８に圧入され、ここに滞溜していたガスＢを排除しなが
ら容器弁２６ｂのノ９−シロに至シ、以下ガスＢの供給
流路に沿って流出端２１に導かれ、配管系２２内に残留
していたガスＢの排出が行なわれ、ガスＰのみが残留す
ることになる。

このようにしてガスＢのパージが終了すれば、容器弁３
７、開閉弁３８．２連式開閉弁４４等を旧に復し、次に
供給するガスについて上記ガスＢ供給時に準じた操作を
行なう。

上記構成によれば、２連式逆止弁２７および２連式開閉
弁４２．４４を設けたので、供給するガスは、他のガス
と共用するガス流量制御手段２８には流れるが、他のガ
スの専用流路に流入することがない。また、不用ガスが
滞溜するデッドスペースも極小に形成されている。した
がって、パージ用不活性ガスの消費量が少なくてすむと
ともにパージ所要時間も少なくてよく、かつ超高純度ガ
スの損失も少ない。また、１つのガス流量制御手段２８
を２種類の超高純度ガスに対応させるようにしたので、
１対１の場合に比し所要スペースが少なくてすみ、上記
従来例（第４図）Ｋおけるように３種類の超高純度ガス
を用いる場合と同じ大きさの台上に４種類の超高純度ガ
ス容器を設けることができ、かつ不活性ガスの補助容器
をも設けることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、少なくとも１つの
ガス流量制御手段を複数の超高純度ガス容器と切替可能
に対応させであるので、ガス種類の多少に拘らずガス流
量制御手段の数が少なくてよく、装置の小形化およびガ
ス流量制御手段の使用効率を向上させることができる。

また、多連式の逆止弁および開閉弁、ならびにパージ口
付容器弁等を用い、不用ガスの滞溜を防止するようにし
たので、ノ臂−ジ効率を向上させ得るとともに、パージ
用不活性ガスの消費量が少なくてすむから装置の小形化
に寄与することができる。

したがって、装置の大きさが同等でよければよシ多くの
超高純度ガス容器およびパージ用不活性ガス容器等を設
けることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す系統図、第２図は同側
における要部の切欠正面図、第３図は第２図の部分側面
図、第４図は従来例を示す系統図である。 ２０ｈ〜２０ｄ・・・ガス容器、２ノ・・・共通流出端
、２２−・・配管系、２６＊　〜２６ｔｌ、３１゜４６
・・・パージ口付容器弁、２７・・・２連式逆止弁、２
８・・・がス流量制御手段、２９・・・圧力調整器、３
０・・・質量流量制御器、３１　ａ　、　３　ｌ　ｂ　
、　３　Ｂ。 ４２．４４・・・２連式開閉弁、３５・・・パージ手段
、３６・・・不活性ガス容器、５０・・・弁ケース、５
１゜５２・・・開閉弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 超高純度ガスを充填した複数のガス容器、これら容器か
   らのガスを選択的に切替えて共通流出端に導くための配
   管系、この配管系に含まれたガス流量制御手段および、
   不活性ガス供給源を含み上記配管系における不用ガスを
   排出するためのパージ手段を有するガス切替供給装置に
   おいて、上記ガス流量制御手段の少なくとも１つを多連
   式の逆止弁または開閉弁を介して複数の上記ガス容器と
   切替可能に対応させ、かつ上記各ガス容器の流出端には
   パージ口付容器弁を設けるとともに複数のガス容器を夫
   々の容器弁パージ口に接続された多連式の開閉弁を介し
   て上記不活性ガス供給源と切替可能に対応させて、上記
   配管系における不用ガスの滞溜を防止するようにしたこ
   とを特徴とする超高純度ガス切替供給装置。