(57)【要約】【課題】エキシマレーザ装置から排出される第１希ガスおよびネオンを含む排ガスを後段のプロセスに送る際に、排ガス中の不純物濃度に基づいて除去処理の有無および外気排出の有無を制御することができる不純物除去装置を提供することを目的とする。【解決手段】不純物除去装置は、排ガスが流れる排出ラインの排ガス中の不純物の濃度を測定する不純物濃度検知部と、不純物濃度検知部で測定された結果に基づいて、排ガス中の不純物をプラズマ分解で別物質に変換する変換部と、変換部によって変換された物質を所定の反応剤と反応させて排ガスから除去する除去部とを備える。不純物除去装置は、不純物濃度検知部で測定された結果に基づいて、排ガスを外気へ放出するための放出ラインを備えていてもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エキシマレーザ装置から排出される、ネオンおよび第１希ガスを少なくとも含む排ガスから不純物を除去する不純物除去装置であって、
前記排ガスが流れる排出ラインの前記排ガス中の前記不純物の濃度を測定する不純物濃度検知部と、
前記不純物濃度検知部で測定された結果に基づいて、前記排ガス中の前記不純物をプラズマ分解で別物質に変換する変換部と、
前記変換部によって変換された物質を所定の反応剤と反応させて前記排ガスから除去する除去部とを有する不純物除去装置。
【請求項２】
前記不純物濃度検知部で測定された結果に基づいて、前記排ガスを外気へ放出するための放出ラインと、および/または前記不純物濃度検知部で測定された結果に基づいて、不純物除去装置の後段に接続されるリサイクルガス回収精製システムへ前記排ガスを送るバイパスラインとを、さらに有する請求項１に記載の純物除去装置。
【請求項３】
前記不純物濃度検知部で測定された結果に基づいて、外気へ排出する第１処理と、除去処理を実行する第２処理と、不純物除去装置の後段に接続されるリサイクルガス回収精製システムへ前記排ガスを送り込む第３処理とのいずれかを選択する処理選択部を、さらに有し、
前記処理選択部で前記第１処理が選択された場合に、前記放出ラインで、前記排ガスを外気へ放出し、
前記処理選択部で前記第２処理が選択された場合に、不純物除去装置の後段に接続されるリサイクルガス回収精製システムへ前記排ガスを送るための除去処理ラインに設けられる前記変換部および前記除去部により、前記排ガスから不純物を除去し、
前記処理選択部で前記第３処理が選択された場合に、前記バイパスラインで、不純物除去装置の後段に接続されるリサイクルガス回収精製システムへ前記排ガスを送る、請求項２に記載の不純物除去装置。
【請求項４】
前記排ガスの流量を測定する流量測定部と、
前記流量測定部の測定値と前記不純物濃度検知部の測定値に基づいて、前記不純物の量を算出し、前記除去部の前記所定の反応剤の交換時期を求める交換時期判断部とをさらに備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の不純物除去装置。
【請求項５】
前記不純物濃度検知部が前記排ガス中のＣＦ４の濃度を測定する場合に、
ＣＦ４の濃度が第１閾値以上の場合に、前記処理選択部が前記第１処理を選択し、
ＣＦ４の濃度が前記第１閾値よりも小さい第２閾値より大きく、かつ前記第１閾値未満の場合に、前記処理選択部が前記第２処理を選択し、
ＣＦ４の濃度が前記第２閾値未満の場合に、前記処理選択部が前記第３処理を選択する、請求項３に記載の不純物除去装置。
【請求項６】
前記不純物濃度検知部が、前記排ガス中のＣＦ４、Ｎ２およびＨｅの濃度を測定する場合において、
（ａ）Ｈｅ濃度が第３閾値以上である、
（ｂ）ＣＦ４若しくはＮ２のいずれかが前記第１閾値以上である、または、
（ｃ）Ｈｅ濃度が第３閾値未満であって、ＣＦ４若しくはＮ２のいずれかが前記第２閾値以上前記第１閾値未満であり、かつ濃度の大小関係がＮ２＞（１／２）×ＣＦ４である場合に、前記処理選択部が前記第１処理を選択し、
（ｄ）Ｈｅ濃度が第３閾値未満の場合であって、Ｎ２若しくはＣＦ４の濃度が前記第２閾値以上前記第１閾値未満、かつ濃度の大小関係がＮ２＜（１／２）×ＣＦ４である場合に、前記処理選択部が前記第２処理を選択し、
（ｅ）Ｈｅ濃度が第３閾値未満の場合であって、Ｎ２若しくはＣＦ４の濃度が前記第２閾値未満の場合に、前記処理選択部が前記第３処理を選択する、請求項３に記載の不純物除去装置。
【請求項７】
少なくともネオンと第１希ガスとを含む混合希ガスを第１圧力で供給する供給ラインと、当該混合希ガスを利用するエキシマレーザ装置と、少なくとも当該エキシマレーザ装置から排出される排ガスを排出する排出ラインと、を有する製造システムから排出される排ガスからリサイクルガスを回収精製するリサイクルガス回収精製システムであって、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の不純物除去装置を備え、
リサイクルガス回収精製システムは、さらに、
前記排ガスから第１不純物を除去する第１不純物除去部と、
前記第１不純物除去部より排ガス経路下流側に配置され、前記第１不純物の除去後の排ガスから第２不純物を除去する第２不純物除去部と、を有するリサイクルガス回収精製システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば希ガスおよびネオンを含む混合ガスを使用するエキシマレーザ装置から排出される排ガスから不純物を除去可能な不純物除去装置、およびその不純物除去装置を備えるリサイクルガス回収精製システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
エキシマレーザ発振器から排出されるガスを再利用する工程においてフッ素化合物を除去する方法の一例として特許文献１がある。
【０００３】
また、排ガス中のＣＦ４を分解する方法として無声放電を用いる方法が特許文献２に、コロナ放電による方法が非特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−９２９２０号公報
【特許文献２】特開２００６−１１０４６１号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｔ．ＩＥＥＥ  Ｊａｐａｎ，  Ｖｏｌ．１１７−Ａ，Ｎｏ．１０（１９９７）「コロナ放電によるエキシマガス中のガス状不純物の除去」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の不純物除去装置では、ＣＦ４を含む不純物をゼオライト等により除去する工程を有するが、ＣＦ４を高濃度で含有する排ガスが導入された場合にはＣＦ４を分解しきれないという問題がある。このため、エキシマレーザ装置で発生したＣＦ４は、回収精製工程を繰り返すと徐々にＣＦ４濃度が上昇し、エキシマレーザ装置においてレーザパルス出力エネルギーの低下等の不具合の要因となっている。また、ＣＦ４分解時に新たな不純物である酸素を発生させるという問題がある。
【０００７】
特許文献２の排ガス中のＣＦ４を無声放電により分解する方法は、比較的高濃度のＣＦ４を分解処理できるものであるが、一定量のＣＦ４が分解後も残留するという問題がある。
【０００８】
非特許文献１の排ガス中のＣＦ４をコロナ放電により分解する方法は、電極がフッ化して劣化しやすいという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであって、例えば、エキシマレーザ装置から排出される第１希ガスおよびネオンを含む排ガスを後段のプロセスに送る際に、排ガス中の不純物（例えば、ＣＦ４、Ｎ２、Ｈｅなど）濃度に基づいて除去処理の有無および外気排出の有無を制御することができる不純物除去装置を提供することを目的とする。
また、上記不純物除去装置を備え、例えば、必要な希ガスを残したまま排ガスから不純物を除去し、リサイクルガス（例えば、希ガスおよびネオン）を製造システムに供給可能な、リサイクルガス回収精製システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の不純物除去装置は、
エキシマレーザ装置から排出される、ネオンおよび第１希ガスを少なくとも含む排ガスから不純物を除去する不純物除去装置であって、
前記排ガスが流れる排出ラインの前記排ガス中の前記不純物の濃度を測定する不純物濃度検知部と、
前記不純物濃度検知部で測定された結果に基づいて、前記排ガス中の前記不純物をプラズマ分解で別物質に変換する変換部と、
前記変換部によって変換された物質を所定の反応剤と反応させて前記排ガスから除去する除去部と、を備える。
上記不純物除去装置は、前記不純物濃度検知部で測定された結果に基づいて、前記排ガスを外気へ放出するための放出ラインを備えていてもよい。
上記不純物除去装置は、前記不純物濃度検知部で測定された結果に基づいて、不純物除去装置の後段に接続されるリサイクルガス回収精製システムへ前記排ガスを送るバイパスラインを備えていてもよい。
上記不純物除去装置は、
前記不純物濃度検知部で測定された結果に基づいて、外気へ排出する第１処理と、除去処理を実行する第２処理と、不純物除去装置の後段に接続されるリサイクルガス回収精製システムへ前記排ガスを送り込む第３処理とのいずれかを選択する処理選択部を備えていてもよい。
上記不純物除去装置は、
前記処理選択部で前記第１処理が選択された場合に、前記放出ラインで、前記排ガスを外気へ放出し、
前記処理選択部で前記第２処理が選択された場合に、不純物除去装置の後段に接続されるリサイクルガス回収精製システムへ前記排ガスを送るための除去処理ラインに設けられる前記変換部および前記除去部により、前記排ガスから不純物を除去し、
前記処理選択部で前記第３処理が選択された場合に、前記バイパスラインで、不純物除去装置の後段に接続されるリサイクルガス回収精製システムへ前記排ガスを送ってもよい。
上記不純物除去装置は、
前記第１処理が選択された場合に前記放出ラインへ前記排ガスを放出し、前記第２処理が選択された場合に前記除去処理ラインへ前記排ガスを送り、前記第３処理が選択された場合に前記バイパスラインへ前記排ガスを送るように、弁の開閉を制御する弁制御部を備えていてもよい。
【００１１】
上記発明において、不純物濃度検知部は、排出ラインの配管に配置されていてもよく、濃度測定を行える空間に配置されていてもよく、排出ラインに設置されたバッファタンクに配置されていてもよい。
上記発明において、放出ラインは、例えば、配管、外気排出用のベント装置、自動開閉弁などを有して構成されていてもよい。
上記発明において、変換部は、無声放電装置が好ましい。
上記発明において、所定の反応剤は、例えば、金属系反応剤またはガス吸収系反応剤などである。金属系反応剤としては、例えば、Ａｇ系、Ｃｕ系の反応剤が挙げられる。ガス吸収系反応剤として、例えば酸性ガス吸収反応剤が挙げられ、例えば、ソーダライムに代表される酸素含有物質を反応剤に使用することが挙げられる。
上記発明において、除去処理ラインは、例えば、配管、自動開閉弁、無声放電装置、ゲッター（除去装置）などを有して構成されていてもよい。
上記発明において、バイパスラインは、配管と自動開閉弁とを有して構成されていてもよい。
上記発明において、リサイクルガスは、例えば、主成分がネオンで、かつ第１希ガス（例えば、Ａｒ，Ｋｒ）を含む主成分がネオンのガスなどである。
【００１２】
この構成によれば、エキシマレーザ装置から送られた排ガス中の不純物（例えば、ＣＦ４）濃度を測定し、測定結果に応じて排ガスに対し３種類の処理を選択して行うことができる。本発明では、外気へ排出する第１処理と、不純物の除去処理を実行する第２処理と、不純物除去装置の後段に接続されるリサイクルガス回収精製システムへ排ガスを送り込む第３処理とが選択的に実行できる。例えば、不純物濃度が所定濃度範囲（例えば、１０ｐｐｍ〜１２０ｐｐｍ）よりも高い高濃度の場合に外気へ放出し、不純物濃度が所定濃度範囲（例えば、１０ｐｐｍ〜１２０ｐｐｍ）であれば不純物を除去し、不純物濃度が所定濃度範囲（例えば、１０ｐｐｍ〜１２０ｐｐｍ）未満であればそのまま後段のリサイクルガス回収精製システムへ排ガスを送り込むように構成できる。
すなわち、後段のリサイクルガス回収精製システムには、所定濃度の不純物を含む排ガスのみを送りこむことができるため、リサイクルガス回収精製システムにおいて不純物除去を確実に行える。また、不純物除去装置の除去部あるいはリサイクルガス回収精製システム内の不純物除去手段が早期に性能劣化する現象を抑制し、メンテナンス回数を減らすことが可能になる。
そして、半導体製造装置（例えばエキシマレーザ装置）から排出される排ガスのリサイクル処理において、不純物除去装置と、リサイクルガス回収精製システムを設置することで、不純物が除去されたリサイクルガスを半導体製造装置（例えばエキシマレーザ装置）へ供給することができる。
【００１３】
上記の発明において、前記除去処理ラインに導入される前記排ガスの流量を測定する流量測定部を有していてもよい。前記流量測定部が、前記不純物濃度検知部の測定位置よりも下流側の前記排出ラインＬ２または前記除去処理ラインに設けられていてもよい。
前記流量測定部の測定値と前記不純物濃度検知部の測定値に基づいて、前記不純物の量を算出し、前記除去部の前記所定の反応剤の交換時期を求める交換時期判断部とを有していてもよい。
【００１４】
この構成によれば、エキシマレーザ装置からの排ガスの流量と、排ガス中の不純物濃度から、不純物除去部に導入された不純物量を得ることができるため、前記除去部に充填された所定の反応剤の量に応じて交換時期を求めることができる。これにより前記金属系反応剤が前記変換部で変換された物質を除去する能力を超える前に金属系反応剤の交換を実施することができるようになり、除去しきれない物質が回収された精製ガス中に残留する現象を抑制することができる。
【００１５】
上記の発明において、前記弁は、前記弁制御部によって制御される自動開閉弁であってもよい。前記弁として、例えば、四方弁、四方切換弁でもよい。前記弁は、前記放出ライン、前記除去処理ラインおよび前記バイパスラインのそれぞれに設けられる仕切弁でもよい。
【００１６】
この構成によれば、前記弁制御部の制御に従って、エキシマレーザ装置からの排ガスを放出ライン、除去処理ライン、またはバイパスラインにそれぞれ振り分けて導出することができる。
【００１７】
上記の発明において、前記不純物は、例えば、ＣＦ４、Ｎ２、Ｈｅ、ＣＨ４のうちいずれか１種または複数種を含む。第１希ガスおよびネオンは、特に不純物と明示しないかぎり不純物ではない。
【００１８】
上記の発明において、前記不純物濃度検知部が前記排ガス中のＣＦ４の濃度を測定する場合に、
ＣＦ４の濃度が第１閾値以上の場合に、前記処理選択部が前記第１処理を選択し、
ＣＦ４の濃度が前記第１閾値よりも小さい第２閾値より大きく、かつ前記第１閾値未満の場合に、前記処理選択部が前記第２処理を選択し、
ＣＦ４の濃度が前記第２閾値未満の場合に、前記処理選択部が前記第３処理を選択する制御を行ってもよい。
上記発明において、「第１閾値」は、例えば、８０ｐｐｍ〜１１０ｐｐｍの間の任意の数値、好ましくは９０ｐｐｍ〜１００ｐｐｍの間の任意の数値であり、より好ましくは、１００ｐｐｍである。
上記発明において、「第２閾値」は、例えば、５ｐｐｍ〜１５ｐｐｍの間の任意の数値、好ましくは８ｐｐｍ〜１２ｐｐｍの間の任意の数値であり、より好ましくは１０ｐｐｍである。
本発明において、特に質量または重量を明示している場合を除き、濃度は体積濃度を意味する。
【００１９】
前記排ガスは、主成分がネオンであり、第１希ガスが総量に対し１〜１０％、好ましくは１〜８％である。排ガス中の不純物として、例えばＣＦ４、Ｎ２、Ｈｅ、ＣＨ４が挙げられる。排ガス中のＣＦ４濃度は１ｐｐｍ〜５００ｐｐｍの範囲が想定される。
【００２０】
ＣＦ４濃度が第１閾値（例えば１００ｐｐｍ）以上の場合には前記処理選択部が第１処理を選択する。前記第１処理は、排ガスを前記放出ラインにより系外に排出する。
一定量（例えば１００ｐｐｍ）以上のＣＦ４が変換部に導入されると、排ガス中に含まれるＣＦ４の一部が変換されず、完全に除去できなくなるが、このような構成とすれば、ＣＦ４除去が不十分となる可能性のある排ガスを予め系外に出すことにより完全な除去を行うことができる。
また、高濃度のＣＦ４が不純物除去装置に導入されると、前記変換部から排出される別物質の量が増加し、所定の反応剤（例えば、金属系反応剤、ガス吸収系反応剤）の交換頻度が高まり、配管、弁等の腐食が進行するといった問題が生ずるため、第１閾値以上の濃度のＣＦ４が不純物除去装置に導入されないようにしてこれらの問題を低減する。第１閾値の値は変換部の能力に応じて設定してもよい。
ＣＦ４濃度が第１閾値よりも小さい第２閾値（例えば１０ｐｐｍ）より大きく、かつ前記第１閾値未満の場合には前記第２処理を選択する。第２処理は、前記変換部に前記除去処理ラインから排ガスを導入する。変換部ではＣＦ４はプラズマ分解により別物質（Ｆ２、その他のフッ素化合物）に変換され、前記別物質は所定の反応剤（例えば、金属系反応剤、ガス吸収系反応剤）との反応により除去される。
ＣＦ４濃度が第２閾値未満である場合には前記第３処理を選択し、第３処理は前記変換部をバイパスし、前記不純物除去装置の後段に接続されるリサイクルガス回収精製システムへ排ガスをそのまま導入する。第２閾値未満の濃度のＣＦ４であれば、前記不純物除去装置後段に設置された前記リサイクルガス回収精製システム内の不純物除去部で除去することができるためである。
ＣＦ４のプラズマ分解法として無声放電を選択することが好ましい。また、ＣＦ４分解方式として無声放電を採用することにより、電極のフッ化による劣化があるコロナ放電の場合と比較してメンテナンスが容易であり、安定的な運転が長期間継続できる利点がある。
プラズマ分解により発生した物質、例えばフッ素系不純物の除去方法としては、本発明では所定の反応剤（例えば、金属系反応剤、ガス吸収系反応剤）を採用する。本発明において、金属系反応剤がガス吸収系反応剤よりも好ましい。ガス吸収系反応剤を使用した場合、それとフッ素系不純物との反応で酸素（または酸化物）が発生する可能性があり、その場合、リサイクルガス回収精製システムにおいて酸素（または酸化物）を除去する除去部（脱酸素除去装置）を設けることが好ましい。一般的に、排ガス中の不純物として酸素が多く含まれているため、酸素除去部は一般的にはすでに設けられているので、このために新たに設置することは少ない。
【００２１】
前記不純物濃度検知部が、前記排ガス中のＣＦ４、Ｎ２およびＨｅの濃度を測定する場合において、
（ａ）Ｈｅ濃度が第３閾値以上である、
（ｂ）ＣＦ４若しくはＮ２のいずれかが前記第１閾値（例えば、８０ｐｐｍ〜１１０ｐｐｍの間の任意の数値、好ましくは９０ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ）以上である、または、
（ｃ）Ｈｅ濃度が第３閾値未満であって、ＣＦ４若しくはＮ２のいずれかが前記第２閾値（例えば、５ｐｐｍ〜１５ｐｐｍの間の任意の数値、好ましくは８ｐｐｍ〜１２ｐｐｍ）以上前記第１閾値未満であり、かつ濃度の大小関係がＮ２＞（１／２）×ＣＦ４である場合に、前記処理選択部が前記第１処理を選択する。
（ｄ）Ｈｅ濃度が第３閾値未満の場合であって、Ｎ２若しくはＣＦ４の濃度が前記第２閾値以上前記第１閾値未満、かつ濃度の大小関係がＮ２＜（１／２）×ＣＦ４である場合に、前記処理選択部が前記第２処理を選択する。
（ｅ）Ｈｅ濃度が第３閾値未満の場合であって、Ｎ２若しくはＣＦ４の濃度が前記第２閾値未満の場合に、前記処理選択部が前記第３処理を選択する制御を行ってもよい。
上記発明において、「第３閾値」は、例えば、０．５％〜１．５％の間の任意の値、好ましくは０．８％〜１．２％の間の任意の値、より好ましくは１．０％である。
【００２２】
前記排ガス中の不純物として、ＣＦ４、Ｎ２およびＨｅの濃度を測定することもできる。前記排ガス中のＣＦ４およびＮ２濃度は１ｐｐｍ〜５００ｐｐｍの範囲、Ｈｅ濃度は０．０１〜５．０％の範囲が想定される。
ＣＦ４またはＮ２濃度が、例えば１００ｐｐｍ以上となるか、またはＨｅ濃度が、例えば１％以上の場合には、レーザ強度が落ちるため、ＣＦ４またはＮ２濃度が第１閾値（例えば１００ｐｐｍ）以上の場合またはＨｅ濃度が第３閾値（例えば１％）以上の場合には、前記処理選択部が第１処理を選択し、前記第１処理は排ガスを前記放出ラインにより系外に排出する。
Ｈｅ濃度が第３閾値未満であって、ＣＦ４およびＮ２濃度が第１閾値よりも小さい第２閾値（例えば１０ｐｐｍ）より大きく、かつ前記第１閾値未満の場合であっても、Ｎ２濃度がＣＦ４濃度の２倍以上となる場合には、前記変換部のプラズマ放電の過程において発生するイオン量が炭素イオン量に対して窒素イオン量が有利となる。この場合、前記変換部で変換された窒素イオンが炭素イオンよりも排ガス中に含まれる酸素または酸素イオンと優先的に反応し、窒素酸化物を生成する。このため、Ｎ２濃度がＣＦ４濃度の２倍以上となる場合には、前記処理選択部が第１処理を選択し、前記第１処理は排ガスを前記放出ラインにより系外に排出する。
一方、Ｈｅ濃度が第３閾値未満であり、ＣＦ４およびＮ２濃度が第２閾値以上第１閾値未満、かつ、Ｎ２濃度がＣＦ４濃度の２倍未満である場合には、プラズマ放電により変換が可能であり、この変換による窒素酸化物発生量も少ないため、前記第２処理を選択し、第２処理は前記変換部に前記除去処理ラインから排ガスを導入する。
Ｈｅ濃度が第３閾値未満であって、ＣＦ４およびＮ２濃度が第２閾値未満である場合には、前記第３処理を選択し、第３処理は前記変換部をバイパスし、前記不純物除去装置の後段に接続されるリサイクルガス回収精製システムへ排ガスをそのまま導入する。第２閾値未満の濃度のＣＦ４、Ｎ２であれば、前記不純物除去装置の後段に設置された前記リサイクルガス回収精製システム内の不純物除去部で除去することができるためである。
【００２３】
上記不純物除去装置の後段に設置されるリサイクルガス回収精製システムは、
少なくともネオンと第１希ガスとを含む混合希ガスを第１圧力で供給する供給ラインと、当該混合希ガスを利用するエキシマレーザ装置と、少なくとも当該エキシマレーザ装置から排出される排ガスを排出する排出ラインと、を有する製造システムから排出され、上記不純物除去装置を介して送られた排ガスからリサイクルガスを回収精製する。
【００２４】
エキシマレーザ装置としては、例えば、ＡｒＦエキシマレーザ装置、ＫｒＦエキシマレーザ装置、ＸｅＦエキシマレーザ装置が挙げられる。エキシマレーザ装置に応じて、不純物除去装置における変換部と除去部の仕様およびその性能を設定し、さらにリサイクルガス回収精製システムにおける不純物除去手段の仕様およびその性能を設定する。
【００２５】
第１の発明のリサイクルガス回収精製システムは、
少なくともネオンと第１希ガスとを含む混合希ガスを第１圧力で供給する供給ラインと、当該混合希ガスを利用するエキシマレーザ装置と、少なくとも当該エキシマレーザ装置から排出される排ガスを排出する排出ラインと、を有する製造システムから排出される排ガスからリサイクルガス（例えば第１希ガスおよびネオン）を回収精製するリサイクルガス回収精製システムであって、少なくとも、
前記排ガスから第１不純物を除去する第１不純物除去部と、
前記第１不純物除去部より排ガス経路下流側に配置され、前記第１不純物の除去後の排ガスから第２不純物を除去する第２不純物除去部と、を備える。
前記排出ラインは、少なくともエキシマレーザ装置から排出される排ガスを大気圧以上であって前記第１圧力以下である第２圧力で排出する排出ラインであってもよい。
上記リサイクルガス回収精製システムは、
上記不純物除去装置を備え、
前記不純物除去装置は、
前記排ガスが流れる前記排出ラインの前記排ガス中の前記不純物の濃度を測定する不純物濃度検知部と、
前記不純物濃度検知部で測定された結果に基づいて、外気へ排出する第１処理と、除去処理を実行する第２処理と、不純物除去装置の後段に接続されるリサイクルガス回収精製システムへ前記排ガスを送り込む第３処理とのいずれかを選択する処理選択部と、
前記処理選択部で前記第１処理が選択された場合に、前記排ガスを外気へ放出するための放出ラインと、
前記処理選択部で前記第２処理が選択された場合に、前記排ガスから不純物を除去し、かつ不純物除去装置の後段に接続されるリサイクルガス回収精製システムへ前記排ガスを送るための除去処理ラインと、前記除去処理ラインに設けられ、かつ前記排ガス中の前記不純物をプラズマ分解で別物質に変換する変換部と、前記除去処理ラインに設けられ、かつ前記変換部によって変換された物質を所定の反応剤（例えば金属系反応剤またはガス吸収系反応剤）と反応させて前記排ガスから除去する除去部と、
前記処理選択部で前記第３処理が選択された場合に、不純物除去装置の後段に接続されるリサイクルガス回収精製システムへ前記排ガスを送るバイパスラインと、
前記第１処理が選択された場合に前記放出ラインへ前記排ガスを放出し、前記第２処理が選択された場合に前記除去処理ラインへ前記排ガスを送り、前記第３処理が選択された場合に前記バイパスラインへ前記排ガスを送るように、弁の開閉を制御する弁制御部と、の複数の構成の内、１つまたは２以上の構成を有していてもよい。
【００２６】
上記リサイクルガス回収精製システムは、
上記不純物除去装置の除去処理ラインおよびバイパスラインと接続される排出ライン（前記除去処理ラインおよび前記バイパスラインが合流した後の排出ラインをいう）から分岐して延びる排ガス経路（Ｌ３）に配置される、前記排ガスを貯留する回収容器と、
前記回収容器より排ガス経路下流側に配置され、前記回収容器から送り出される前記排ガスの圧力を第３圧力へ昇圧するコンプレッサーと、を備えていてもよい。
上記リサイクルガス回収精製システムは、
前記コンプレッサーより排ガス経路下流側に配置され、排ガス経路下流に送られる、コンプレッサーで昇圧された前記排ガスの流量を調整する排ガス流量調整部または前記排ガスの流量を測定する排ガス流量計と、を備えていてもよい。
上記リサイクルガス回収精製システムは、
前記第２不純物除去部より精製ガス経路下流側に配置され、前記第１不純物の除去処理および前記第２不純物の除去処理が施された精製ガスを貯留する昇圧容器を備えていてもよい。
上記リサイクルガス回収精製システムは、
前記昇圧容器より精製ガス経路下流側に配置され、前記昇圧容器から送り出される前記精製ガスの圧力を前記第１圧力（と同じ圧力、実質的に同じ圧力、あるいは、より高い圧力）へ調整する精製ガス圧力調整部を備えていてもよい。また、昇圧容器が無い場合には、前記第２不純物の除去処理が施された精製ガスが流れる精製ガス経路において、前記精製ガス圧力調整部が配置されていてもよい。
上記リサイクルガス回収精製システムは、
前記第２不純物の除去処理が施された精製ガスが流れる精製ガス経路において、精製ガスの圧力を測定する圧力計を有していてもよく、所定圧に規制するための圧力調整弁を有していてもよい。
上記リサイクルガス回収精製システムは、
前記精製ガス圧力調整部あるいは前記圧力調整弁より精製ガス経路下流側または精製ガス経路上流側に配置され、前記製造システムの前記供給ラインへ供給される前記精製ガスの流量を調整する精製ガス流量調整部または精製ガスの流量を測定する流量計を備えていてもよい。
上記リサイクルガス回収精製システムは、
前記第２不純物の除去処理が施された精製ガスが流れる精製ガス経路において、前記精製ガスの流量を調整する精製ガス流量調整部または精製ガスの流量を測定する流量計を備えていてもよい。
【００２７】
上記構成の好ましい実施形態によれば、回収容器を備えることで排ガスを貯留して一定量に達したら、コンプレッサーで第１圧力以上の一定圧に昇圧させ、かつ排ガス流量調整部によって一定流量の排ガスを後段の第１不純物除去部、第２不純物除去部に連続的に送り込むことができるため第１、第２不純物の除去処理性能を確保でき、第１希ガスおよびネオンガスの精製ガス（「リサイクルガス」ともいう）を好適に得られる。
そして、昇圧容器で精製ガスを貯留して一定量に達したら、精製ガス圧力調整部（または圧力調整弁）で第１圧力（と同じ圧力、実質的に同じ圧力、あるいは、より高い圧力）に調整した精製ガスおよび／または精製ガス流量調整部で一定流量とした精製ガスを供給ラインに送り込むことができるため、混合希ガスと精製ガスとの混合を精度よく制御できる。よって、従来よりも簡単な構成で半導体製造装置などの製造システムに接続して、排ガスから第１、第２不純物を分離し、リサイクルガス（例えば第１希ガスおよびネオン）を回収して、再び製造システムに供給できる。
【００２８】
第２の発明のリサイクルガス回収精製システムは、
少なくともネオンと第１希ガスとを含む混合希ガスを第１圧力で供給する供給ラインと、当該混合希ガスを利用するエキシマレーザ装置と、少なくとも当該エキシマレーザ装置から排出される排ガスを排出する排出ラインと、を有する製造システムから排出される排ガスからリサイクルガス（例えば第１希ガスおよびネオン）を回収精製するリサイクルガス回収精製システムであって、少なくとも、
前記排ガスから第１不純物を除去する第１不純物除去部と、
前記第１不純物除去部より排ガス経路下流側に配置され、前記第１不純物の除去後の排ガスから第２不純物を除去する第２不純物除去部と、を備える。
前記排出ラインは、少なくともエキシマレーザ装置から排出される排ガスを大気圧以上であって前記第１圧力以下である第２圧力で排出する排出ラインであってもよい。
上記リサイクルガス回収精製システムは、
上記不純物除去装置を備え、
前記不純物除去装置は、
前記排ガスが流れる前記排出ラインの前記排ガス中の前記不純物の濃度を測定する不純物濃度検知部と、
前記不純物濃度検知部で測定された結果に基づいて、外気へ排出する第１処理と、除去処理を実行する第２処理と、不純物除去装置の後段に接続されるリサイクルガス回収精製システムへ前記排ガスを送り込む第３処理とのいずれかを選択する処理選択部と、
前記処理選択部で前記第１処理が選択された場合に、前記排ガスを外気へ放出するための放出ラインと、
前記処理選択部で前記第２処理が選択された場合に、前記排ガスから不純物を除去し、かつ不純物除去装置の後段に接続されるリサイクルガス回収精製システムへ前記排ガスを送るための除去処理ラインと、前記除去処理ラインに設けられ、かつ前記排ガス中の前記不純物をプラズマ分解で別物質に変換する変換部と、前記除去処理ラインに設けられ、かつ前記変換部によって変換された物質を所定の反応剤（例えば金属系反応剤またはガス吸収系反応剤）と反応させて前記排ガスから除去する除去部と、
前記処理選択部で前記第３処理が選択された場合に、不純物除去装置の後段に接続されるリサイクルガス回収精製システムへ前記排ガスを送るバイパスラインと、
前記第１処理が選択された場合に前記放出ラインへ前記排ガスを放出し、前記第２処理が選択された場合に前記除去処理ラインへ前記排ガスを送り、前記第３処理が選択された場合に前記バイパスラインへ前記排ガスを送るように、弁の開閉を制御する弁制御部と、の複数の構成の内、１つまたは２以上の構成を有していてもよい。
【００２９】
上記リサイクルガス回収精製システムは、
上記不純物除去装置の除去処理ラインおよびバイパスラインと接続される前記排出ライン（前記除去処理ラインおよび前記バイパスラインが合流した後の排出ラインをいう）から分岐して延びる排ガス経路（Ｌ３）に配置される、前記排ガスを貯留する回収容器と、
前記回収容器より排ガス経路下流側に配置され、前記回収容器から送り出される前記排ガスの圧力を第３圧力へ昇圧するコンプレッサーと、を備えていてもよい。
上記リサイクルガス回収精製システムは、
前記コンプレッサーより排ガス経路下流側に配置され、前記コンプレッサーで昇圧された前記排ガスを貯留する昇圧容器と、
前記昇圧容器より排ガス経路下流側に配置され、排ガス経路下流に送られる前記排ガスの流量を調整する排ガス流量調整部または前記排ガスの流量を測定する排ガス流量計と、を備えていてもよい。
上記リサイクルガス回収精製システムは、
前記第２不純物除去部より精製ガス経路下流側に配置され、前記第２不純物除去部から送り出される精製ガスの圧力を前記第１圧力（と同じ圧力、実質的に同じ圧力、あるいは、より高い圧力）へ調整する精製ガス圧力調整部を備えていてもよい。
上記リサイクルガス回収精製システムは、
前記第２不純物の除去処理が施された精製ガスが流れる精製ガス経路において、精製ガスの圧力を測定する圧力計を有していてもよく、所定圧に規制するための圧力調整弁を有していてもよい。
上記リサイクルガス回収精製システムは、
前記精製ガス圧力調整部あるいは前記圧力調整弁より精製ガス経路下流側または精製ガス経路上流側に配置され、前記製造システムの前記供給ラインへ供給される前記精製ガスの流量を調整する精製ガス流量調整部または精製ガスの流量を測定する流量計を備えていてもよい。
上記リサイクルガス回収精製システムは、
前記第２不純物の除去処理が施された精製ガスが流れる精製ガス経路において、前記精製ガスの流量を調整する精製ガス流量調整部または精製ガスの流量を測定する流量計を備えていてもよい。
【００３０】
上記構成の好ましい実施形態によれば、回収容器を備えることで排ガスを貯留して一定量に達したら、コンプレッサーで第１圧力以上の一定圧に昇圧させた後で昇圧容器に貯留させておき、排ガス流量調整部によって一定流量の排ガスを後段の第１不純物除去部、第２不純物除去部に連続的に送り込むことができるため第１、第２不純物の除去処理性能を確保でき、第１希ガスおよびネオンガスの精製ガス（「リサイクルガス」ともいう）を好適に得られる。
そして、第２不純物除去部の後段に配置された精製ガス圧力調整部（または圧力調整弁）で第１圧力（と同じ圧力、実質的に同じ圧力、あるいは、より高い圧力）に調整した精製ガスおよび／または精製ガス流量調整部で一定流量とした精製ガスを供給ラインに送り込むことができるため、混合希ガスと精製ガスとの混合を精度よく制御できる。よって、従来よりも簡単な構成で半導体製造装置などの製造システムに接続して、排ガスから第１、第２不純物を分離し、リサイクルガス（例えば第１希ガスおよびネオン）を回収して、再び製造システムに供給できる。
【００３１】
上記第２の発明のリサイクルガス回収精製システムにおいて、前記昇圧容器は、前記コンプレッサーより排ガス経路下流側の直近に配置されることが好ましい。「直近」は、例えば、コンプレッサーと昇圧容器とを連結する配管の長さが５０ｍ以内、好ましくは３０ｍ以内、より好ましくは２０ｍ以内である。
【００３２】
上記第１、２の発明のリサイクルガス回収精製システムにおいて、前記精製ガス圧力調整部として、例えば、減圧弁、背圧弁が挙げられる。
【００３３】
上記第１、２の発明のリサイクルガス回収精製システムにおいて、以下の構成が例示される。
前記混合希ガスは、主成分がネオンであり、第１希ガスが総量に対し１〜１０％、好ましくは、１〜８％である。混合希ガスには、不純物が含まれていてもよい。混合希ガス中の不純物としては、例えば、窒素、酸素、一酸化炭素、二酸化炭素、水などが挙げられる。
前記第１希ガスは、例えば、アルゴン（Ａｒ）、キセノン（Ｘｅ）、クリプトン（Ｋｒ）のうちいずれか１種または複数種を含む。
リサイクルガスには、主成分のネオンガスおよび第１希ガスが含まれる。第１希ガスは特に明示しないかぎり、排ガス中から実質的に除去されず、そのまま精製ガス（リサイクルガス）の一部として回収される。
第１希ガスの配合比は、例えば、混合希ガス総量に対しアルゴンが１〜５％、混合希ガス総量に対しキセノンが１〜１５％、キセノンが１ｐｐｍ〜１００ｐｐｍが挙げられる。
前記製造システムは、例えば、半導体露光装置などの半導体製造装置、精密加工装置、外科的医療装置などが挙げられる。
前記レーザ装置は、例えば、クリプトン・フッ素（ＫｒＦ）エキシマレーザ発振器を備える装置、アルゴン・フッ素（ＡｒＦ）エキシマレーザ発振器を備える装置が挙げられる。
前記排ガス経路上における前記背圧弁の前後に仕切弁が配置されることが好ましい。制御部が背圧弁を制御してもよい。
前記第１圧力は、製造システムの仕様に対応して設定されるが、通常大気圧よりも高い圧力であり、例えば、ゲージ圧で３００ＫＰａ以上〜７００ＫＰａの範囲、好ましくは４００ＫＰａ以上〜７００ＫＰａの範囲、より好ましくは５００ＫＰａ以上〜７００ＫＰａの範囲が例示される。
前記第２圧力は、大気圧以上であって前記第１圧力以下であり、例えば、ゲージ圧で５０ＫＰａ〜２００ＫＰａの範囲が挙げられる。
前記第３圧力は、前記第１圧力よりも大きい値であり、例えば、第１圧力と第３圧力の差がゲージ圧で５０ＫＰａ〜１５０ＫＰａの範囲である。
前記コンプレッサーは、その排ガス経路下流側に配置される圧力計の測定値に基づいて排ガスの圧力を制御する構成であることが好ましい。制御部がコンプレッサーを制御してもよい。
前記排ガス流量調整部は、ガス流量計と、ガス流量調整弁とを有し、ガス流量計の測定値に応じて弁を調整しガス流量を制御することが好ましい。制御部が、排ガス流量調整部を制御してもよい。
前記第１不純物は、排ガス成分中で最も多く含まれる不純物であり、例えば酸素が挙げられる。
前記第１不純物除去部は、第１不純物が酸素である場合、脱酸素装置であり、酸化マンガン反応剤や酸化銅反応剤が充填された構成が例示される。酸化マンガン反応剤としては、一酸化マンガンＭｎＯなどの反応剤、二酸化マンガンＭｎＯ２の反応剤、吸着剤をベースとした酸化マンガン反応剤が挙げられる。酸化銅反応剤としては、例えば、酸化銅ＣｕＯなどの反応剤、吸着剤をベースとした酸化銅反応剤が挙げられる。
前記第２不純物は、排ガス成分中で最も多く含まれる不純物を除いた成分であり、例えば、窒素、一酸化炭素、二酸化炭素、水、ＣＦ４、ＣＨ４、Ｈｅなどが挙げられる。
前記第２不純物除去部は、第２不純物が酸素以外の成分（窒素、一酸化炭素、二酸化炭素、水、ＣＦ４、ＣＨ４、Ｈｅである場合、化学吸着剤が充填されたゲッターが挙げられる。
第１、第２不純物除去部の配置は、排ガス含有量（あるいは除去部で除去可能な量）に対応して配置され、含有量の多い不純物を除去するための除去部を前段に配置することが好ましい。
前記減圧弁は、その精製ガス経路下流側に配置される圧力計の測定値に基づいて精製ガスの圧力を制御する構成であることが好ましい。リサイクルガス回収精製システムが有する制御部が減圧弁を制御してもよい。
前記精製ガス流量調整部は、ガス流量計と、ガス流量調整弁とを有し、ガス流量計の測定値に応じて弁を調整しガス流量を制御することが好ましい。リサイクルガス回収精製システムが有する制御部が、精製ガス流量調整部を制御してもよい。
前記排ガス経路は、前記排出ラインあるいは排出ラインから分岐された位置から前記不純物除去部までの排ガスの流通経路（配管）をいう。
前記精製ガス経路は、前記不純物除去部から前記供給ラインと合流する位置までの精製ガスの流通経路（配管）をいう。
前記供給ラインは、ハロゲン（Ｆ２）ガスを第１圧力で供給するハロゲン供給ラインをさらに有してもよい。
【００３４】
上記第１、第２の発明のリサイクルガス回収精製システムの一実施形態として、
前記第２不純物除去部から送り出される精製ガスを大気中へ排出する経路であるベント経路を、さらに有する。ベント経路は、精製ガス経路から分岐して設けられ、ベント経路に自動仕切弁または手動仕切弁が配置される。第１の発明において、例えば、前記昇圧容器の貯留容量を超える場合、自動仕切弁または手動仕切弁を開けて、大気中へ精製ガスを排出するように調整できる。昇圧容器に貯留容量を検出する検知部を配置し、制御部が検知部の検知に基づいて自動仕切弁を開ける制御を行うことができる。
【００３５】
上記第１、第２の発明のリサイクルガス回収精製システムの一実施形態として、前記第１希ガスがクリプトン（Ｋｒ）である場合、混合希ガスは、クリプトンとネオンを含む、リサイクルガス（精製ガス）もクリプトンとネオンを含む。
【００３６】
上記第１、第２の発明のリサイクルガス回収精製システムの一実施形態として、
前記排ガス中に、前記第１希ガスのアルゴン（Ａｒ）、第２希ガスとしてのキセノン（Ｘｅ）を含み、
前記第１不純物除去部と前記第２不純物除去部との間に、前記キセノンを除去するキセノン除去部と、
ネオンとキセノンの補助希ガスを、前記精製ガス流量調整部より精製ガス経路下流の位置で精製ガス経路に供給する補助希ガス供給経路と、をさらに有する。
【００３７】
上記第１、第２の発明のリサイクルガス回収精製システムの一実施形態として、
前記補助希ガス供給経路が前記精製ガス経路に合流する位置よりも下流の前記精製ガス経路において、前記供給ラインへ送り込まれる、精製ガスおよび補助希ガスからなるリサイクルガスを貯留するリサイクルガスタンクと、を有していてもよい。リサイクルガスタンクにおいて、一時的に貯留することで、ガス濃度を一定にでき、リサイクルガスの導入量をコントロールできる。
前記リサイクルガスタンクの入口および出口にはコントロール弁（自動開閉仕切り弁）が設置され、リサイクルガスを貯留処理および導入処理する際に、コントロール弁の開閉が、制御部によって制御される。
【００３８】
この構成によれば、混合希ガスにキセノンが含まれている場合に、キセノン除去部をさらに配置させる構成である。第１不純物が酸素で、残りの不純物が第２不純物である場合は、排ガス中のキセノン含有量が酸素のそれよりも少なく、第２不純物のそれよりも多く含まれている可能性が高いため、第１不純物除去部と前記第２不純物除去部との間にキセノン除去部を配置することが好ましい。キセノン除去部は、例えば、活性炭やゼオライト系の吸着剤が充填された構成が挙げられる。
【００３９】
上記第１、第２の発明のリサイクルガス回収精製システムの一実施形態として、
前記補助希ガス供給経路に配置され、ネオンとキセノンの補助希ガスを貯留する補助容器と、
前記補助希ガス供給経路に配置され、前記補助容器から送り出される補助希ガスの圧力を前記第１圧力へ補助希ガスを調整する補助希ガス圧力調整部と、
前記補助希ガス供給経路に配置され、前記補助希ガスの流量を調整する補助希ガス流量調整部と、をさらに有する。
【００４０】
この構成によれば、補助希ガスは、主成分がネオンであり、キセノン含有量が総量に対し一定比（例えば１０％）である。但し、補助希ガスには微量の不純物が含まれていてもよい。これにより、キセノン含有量が多い補助希ガスを、キセノンが除去された精製ガス（第１希ガスが含有の主成分ネオンガス）に混合させて、供給ライン側の混合希ガス中のキセノン含有量になるように調整できる。
前記補助希ガス圧力調整部（例えば補助希ガス減圧弁）は、それよりも補助希ガス供給経路下流側に配置される圧力計の測定値に基づいて補助希ガスの圧力を制御する構成であることが好ましい。リサイクルガス回収精製システムが有する制御部が補助希ガス圧力調整部（例えば補助希ガス減圧弁）を制御してもよい。
前記補助希ガス流量調整部は、ガス流量計と、ガス流量調整弁とを有し、ガス流量計の測定値に応じて弁を調整しガス流量を調整することが好ましい。リサイクルガス回収精製システムが有する制御部が、補助希ガス流量調整部を制御してもよい。
【００４１】
上記第１、第２の発明のリサイクルガス回収精製システムの一実施形態として、
前記排出ラインに配置され、かつ前記製造システムから第２圧力で排出される少なくとも酸素を含む排ガスを貯留するバッファ容器と、
前記バッファ容器から送りだされる前記排ガスを大気中へ排出する経路である予備ベント経路と、をさらに有する。予備ベント経路は、排出ラインから分岐して設けられ、予備ベント経路に自動仕切弁または手動仕切弁が配置される。これにより、例えば、前記回収容器の貯留容量を超える場合、自動仕切弁または手動仕切弁を開けて、排ガスを大気中へ排出するように調整できる。回収容器に貯留容量を検出する検知部を配置し、制御部が検知部の検知に基づいて自動仕切弁を開ける制御を行うことができる。あるいは、背圧弁が開いていない場合において、バッファ容器の貯留容量を超える場合、自動仕切弁または手動仕切弁を開けて、大気中へ排出するように調整できる。バッファ容器に貯留容量を検出する検知部を配置し、制御部が検知部の検知に基づいて自動仕切弁を開けるように制御を行うことができる。
【００４２】
上記第１、第２の発明のリサイクルガス回収精製システムの一実施形態として、
前記供給ラインに配置され、かつ前記混合希ガスを貯留する供給容器と、
前記供給ラインに配置され、かつ前記供給容器から送り出される混合希ガスの圧力を前記第１圧力へ減圧する混合希ガス減圧手段と、
前記供給ラインに配置され、かつ前記供給容器から送り出させる前記混合希ガスの供給量を制御する混合希ガス流量調整部と、を有する。
前記混合希ガス減圧手段が、前記供給容器と前記混合希ガス流量調整部との間に配置されることが好ましい。
前記混合希ガス減圧手段は、それよりも供給ライン下流側に配置される圧力計の測定値に基づいて混合希ガスの圧力を制御する構成であることが好ましい。製造システムの制御部あるいはリサイクルガス回収精製システムが有する制御部が混合希ガス減圧手段を制御してもよい。
前記混合希ガス減圧手段としては、例えば、減圧弁が挙げられる。
前記混合希ガス流量調整部は、ガス流量計と、ガス流量調整弁とを有し、ガス流量計の測定値に応じて弁を調整しガス流量を調整することが好ましい。
前記精製ガス経路は、前記混合希ガス流量調整部よりも供給ライン下流側に接続されることが好ましい。
【００４３】
上記第１、第２の発明のリサイクルガス回収精製システムの一実施形態として以下の構成が挙げられる。
前記第１不純物除去部に対する第１バイパスラインを有していてもよい。
前記第２不純物除去部に対する第２バイパスラインを有していてもよい。
前記キセノン除去部に対する第３バイパスラインを有していてもよい。
第１〜第３バイパスラインにはそれぞれ、仕切弁が配置されている。バイパス処理時に仕切弁が開放される構成である。
前記第１不純物除去部は、少なくともその上流側に仕切弁を有していてもよい。
前記第２不純物除去部は、少なくともその上流側に仕切弁を有していてもよい。
前記キセノン除去部は、少なくともその上流側に仕切弁を有していてもよい。
【００４４】
上記第１、第２の発明のリサイクルガス回収精製システムの一実施形態として、供給ガスと精製ガスを同時に製造システムに供給する構成でもよく、精製ガスのみを供給する構成でもよい。
【００４５】
上記第１、第２の発明のリサイクルガス回収精製システムの一実施形態として、製造システムの制御部からの命令信号に基づいて、リサイクルガス回収精製システムの制御部が各要素を制御する構成でもよい。
【００４６】
上記第１、第２の発明のリサイクルガス回収精製システムの一実施形態として、キセノン除去部は、２つのキセノン除去部が並列に配置され、一方で吸着処理を行い、他方で再生処理をする構成でもよい。
【００４７】
上記第１、第２の発明のリサイクルガス回収精製システムの一実施形態として、前記排ガス流量調整部より排ガス経路上流側または排ガス経路下流側に、前記排ガスの温度を調整する温度調整部を、さらに有する。温度調整部として、例えば、熱交換器が挙げられる。
上記第１の発明の一実施形態として、温度調整部は、前記コンプレッサーより排ガス経路下流側に配置され、好ましくは前記コンプレッサーと前記排ガス流量調整部との間に配置される。
上記第２の発明の一実施形態として、温度調整部は、前記昇圧容器より排ガス経路下流側に配置され、好ましくは前記昇圧容器と前記排ガス流量調整部との間に配置される。
【００４８】
この構成によれば、排ガス温度を所定温度に調整することができる。例えば、コンプレッサーで昇圧されると共に上昇した排ガス温度（例えば、６０〜８０℃）を所定温度（例えば１５〜３５℃）に調整することができる。また、後段の各種除去部における除去作用に適した温度範囲に排ガス温度を調整することができる。
【００４９】
第３の発明のリサイクルガス回収精製方法は、少なくともネオンと第１希ガスとを含む混合希ガスが第１圧力で供給される供給ラインと、当該混合希ガスを利用するレーザ装置と、少なくとも当該レーザ装置から排出された排出ガスが排出される排出ラインと、を有する製造システムから排出される排ガスからリサイクルガスを回収精製するリサイクルガス回収精製方法である。
前記排出ラインは、排出ガスを大気圧以上であって第１圧力以下である第２圧力で排出する排出ラインであってもよい。
上記リサイクルガス回収精製方法は、
前記排ガスが流れる排出ラインの前記排ガス中の前記不純物の濃度を測定する不純物濃度検知工程と、
前記不純物濃度検知工程で測定された結果に基づいて、外気へ排出する第１処理と、除去処理を実行する第２処理と、不純物除去装置の後段に接続されるリサイクルガス回収精製システムへ前記排ガスを送り込む第３処理とのいずれかを選択する処理選択工程と、
前記第１処理が選択された場合に放出ラインへ前記排ガスを放出し、前記第２処理が選択された場合に除去処理ラインへ前記排ガスを送り、前記第３処理が選択された場合にバイパスラインへ前記排ガスを送るように、弁の開閉を制御する弁制御工程と、
前記排ガスから第１不純物を除去する第１不純物除去工程と、
前記第１不純物除去工程における前記第１不純物除去後の排ガスから第２不純物を除去する第２不純物除去工程と、の複数の工程の内、１つまたは２以上の工程を含んでいてもよい。
上記リサイクルガス回収精製方法は、
前記排出ラインから分岐して延びる排ガス経路に配置される前記排ガスを回収容器に貯留する第１回収工程と、
前記回収容器から送り出される前記排ガスの圧力を第３圧力へ昇圧する昇圧工程と、
前記昇圧工程で昇圧された前記排ガスの流量を調整する排ガス流量調整工程と、を含んでいてもよい。
上記リサイクルガス回収精製方法は、
前記第１不純物除去工程および第２不純物除去工程の各処理が施された精製ガスを昇圧容器に貯留する第２回収工程を含んでいてもよい。
上記リサイクルガス回収精製方法は、
前記昇圧容器から送り出される前記精製ガスの圧力を前記第１圧力（と同じ圧力、実質的に同じ圧力、あるいは、より高い圧力）へ調整する精製ガス圧力調整工程を含んでいてもよい。また、前記精製ガス圧力調整工程の前に、前記昇圧容器から送り出される前記精製ガスの流量を測定する精製ガス流量測定工程または前記精製ガスの流量を調整する精製ガス流量調整工程を含んでいてもよい。
上記リサイクルガス回収精製方法は、
前記精製ガス圧力調整工程で圧力調整された前記精製ガスであって、前記製造システムの前記供給ラインへ供給される前記精製ガスの流量を調整する精製ガス流量調整工程、または前記精製ガスの流量を測定する精製ガス流量測定工程を含んでいてもよい。
【００５０】
この構成によれば、回収容器を備えることで排ガスを貯留して一定量に達したら、第１圧力以上(好ましくは第１圧力を超える)の一定圧に昇圧させ、かつ排ガス流量調整工程によって一定流量の排ガスを後段の第１不純物除去工程、第２不純物除去工程に連続的に処理させることができるため第１、第２不純物の除去処理性能を確保でき、第１希ガスおよびネオンガスの精製ガス（リサイクルガス）を好適に得られる。
そして、昇圧容器で精製ガスを貯留して一定量に達したら、精製ガス圧力調整工程で第１圧力（と同じ圧力、実質的に同じ圧力、あるいは、より高い圧力）に調整させ、かつ精製ガス流量調整工程によって一定流量の精製ガスを供給ラインに送り込むことができるため、混合希ガスと精製ガスとの混合を精度よく制御できる。よって、従来よりも簡単な構成で半導体製造装置などの製造システムにおいて、排ガスから第１、第２不純物を分離し、リサイクルガス（例えば第１希ガスおよびネオン）を回収し、再び製造システムに供給できる。
【００５１】
第４の発明のリサイクルガス回収精製方法は、少なくともネオンと第１希ガスとを含む混合希ガスが第１圧力で供給される供給ラインと、当該混合希ガスを利用するレーザ装置と、少なくとも当該レーザ装置から排出された排出ガスが排出される排出ラインと、を有する製造システムから排出される排ガスからリサイクルガスを回収精製するリサイクルガス回収精製方法である。
前記排出ラインは、排出ガスを大気圧以上であって第１圧力以下である第２圧力で排出する排出ラインであってもよい。
上記リサイクルガス回収精製方法は、
前記排ガスが流れる排出ラインの前記排ガス中の前記不純物の濃度を測定する不純物濃度検知工程と、
前記不純物濃度検知工程で測定された結果に基づいて、外気へ排出する第１処理と、除去処理を実行する第２処理と、不純物除去装置の後段に接続されるリサイクルガス回収精製システムへ前記排ガスを送り込む第３処理とのいずれかを選択する処理選択工程と、
前記第１処理が選択された場合に放出ラインへ前記排ガスを放出し、前記第２処理が選択された場合に除去処理ラインへ前記排ガスを送り、前記第３処理が選択された場合にバイパスラインへ前記排ガスを送るように、弁の開閉を制御する弁制御工程と、
前記排ガスから第１不純物を除去する第１不純物除去工程と、
前記第１不純物除去工程における前記第１不純物除去後の排ガスから第２不純物を除去する第２不純物除去工程と、の複数の工程の内、１つまたは２以上の工程を含んでいてもよい。
上記リサイクルガス回収精製方法は、
前記排出ラインから分岐して延びる排ガス経路に配置される前記排ガスを回収容器に貯留する第１回収工程と、
前記回収容器から送り出される前記排ガスの圧力を第３圧力へ昇圧する昇圧工程と、を含んでいてもよい。
上記リサイクルガス回収精製方法は、
前記昇圧工程で昇圧された前記排ガスを昇圧容器で貯留する第２回収工程と、
前記昇圧容器より送りだされる前記排ガスの流量を調整する排ガス流量調整工程と、を含んでいてもよい。
上記リサイクルガス回収精製方法は、
前記第２不純物除去工程の処理が施された精製ガスの圧力を前記第１圧力（と同じ圧力、実質的に同じ圧力、あるいは、より高い圧力）へ調整する精製ガス圧力調整工程を含んでいてもよい。また、前記精製ガス圧力調整工程の前に、前記昇圧容器から送り出される前記精製ガスの流量を測定する精製ガス流量測定工程または前記精製ガスの流量を調整する精製ガス流量調整工程を含んでいてもよい。
上記リサイクルガス回収精製方法は、
前記精製ガス圧力調整工程で圧力調整された前記精製ガスであって、前記製造システムの前記供給ラインへ供給される前記精製ガスの流量を調整する精製ガス流量調整工程、または前記精製ガスの流量を測定する精製ガス流量測定工程を含んでいてもよい。
【００５２】
この構成によれば、回収容器を備えることで排ガスを貯留して一定量に達したら、コンプレッサーで第１圧力以上(好ましくは第１圧力を超える)の一定圧に昇圧させた後で昇圧容器に貯留させておき、排ガス流量調整工程によって一定流量の排ガスを後段の第１不純物除去工程、第２不純物除去工程に連続的に処理させることができるため第１、第２不純物の除去処理性能を確保でき、第１希ガスおよびネオンガスの精製ガス（リサイクルガス）を好適に得られる。
そして、第２不純物除去工程の後段で第１圧力（と同じ圧力、実質的に同じ圧力、あるいは、より高い圧力）に調整させ、かつ精製ガス流量調整工程によって一定流量の精製ガスを供給ラインに送り込むことができるため、混合希ガスと精製ガスとの混合を精度よく制御できる。よって、従来よりも簡単な構成で半導体製造装置などの製造システムに接続して、排ガスから第１、第２不純物を分離し、リサイクルガス（例えば第１希ガスおよびネオン）を回収して、再び製造システムに供給できる。
【００５３】
上記第４の発明のリサイクルガス回収精製方法において、前記第２回収工程は、前記昇圧工程の昇圧処理の直後に昇圧された前記排ガスを昇圧容器で貯留することが好ましい。昇圧処理された排ガスが昇圧容器に貯留されるまでの時間が５分以内、好ましくは３分以内、より好ましくは１分以内である。
【００５４】
上記第３、第４の発明のリサイクルガス回収精製方法の一実施形態として、前記第２不純物除去工程を経た精製ガスをベント経路から大気中へ排出する排出工程をさらに含む。
【００５５】
上記第３、第４の発明のリサイクルガス回収精製方法の一実施形態として、前記第１希ガスがアルゴン（Ａｒ）であって、さらに第２希ガスとしてキセノン（Ｘｅ）を含み、
前記第１不純物除去工程と前記第２不純物除去工程との間に、前記キセノンを除去するキセノン除去工程と、
前記精製ガス流量調整工程後の精製ガス経路に、ネオンとキセノンの補助希ガスを供給する補助希ガス供給工程と、をさらに含む。
【００５６】
上記第３、第４の発明のリサイクルガス回収精製方法の一実施形態として、ネオンとキセノンを含む補助希ガスの圧力を前記第１圧力（と同じ圧力、実質的に同じ圧力、あるいは、より高い圧力）へ調整する補助希ガス圧力調整工程と、
前記補助希ガスの供給量を制御する補助希ガス流量調整工程と、をさらに含む。
【００５７】
上記第３、第４の発明のリサイクルガス回収精製方法の一実施形態として、前記昇圧工程と前記排ガス流量調整工程との間で、前記排ガスの温度を低下させる熱交換工程をさらに含む。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】実施形態１の製造システムおよびリサイクルガス回収精製システムの構成例を示す図である。
【図２】実施形態２の製造システムおよびリサイクルガス回収精製システムの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
（リサイクルガス回収精製システム）
実施形態１のリサイクルガス回収精製システム２について図１を用いて説明する。リサイクルガス回収精製システム２は、不純物除去装置２００を備え、この不純物除去装置２００を製造システム１の後段に配置させる。本実施形態において、製造システム１は、エキシマレーザ発振器を有し、キセノン、アルゴンを含有する雰囲気ガスがネオンガスである混合希ガスを利用する。本実施形態において、混合希ガスとしては、例えば、ネオンが主要成分であって、全量に対しキセノン５〜５０ｐｐｍ、アルゴン３．０〜４．０％である（不純物が含まれている場合もある）。本実施形態において、リサイクルガスとして回収するのは、第１希ガス含有の主成分ネオンガスである。
【００６０】
供給容器１０から混合希ガスが供給ラインＬ１を通じて製造システム１の半導体製造装置へ第１圧力で供給される。供給ラインＬ１には供給弁１１、仕切り弁１１ａ（あってもなくてもよい）、混合希ガス流量調整部１２、供給用仕切弁１３がこの順に配置される。混合希ガス流量調整部１２は、ガス流量計と、ガス流量調整弁とを有し、ガス流量計の測定値に応じて弁を調整しガス流量を制御する。製造システム側の制御部が、例えば、後述する精製ガス（リサイクルガス）のみを半導体製造装置へ供給する際に、供給弁１１および／または供給用仕切弁１１ａを閉じるように制御する。第１圧力は、製造システム１の仕様に応じて設定され、例えば５００ＫＰａから７００ＫＰａである。後述する精製ガス経路Ｌ５は、混合希ガス流量調整部１２および供給用仕切弁１３よりも供給ライン上流側、例えば混合希ガス流量調整部１２と供給用仕切弁１１ａとの間に接続される。
【００６１】
また、ハロゲンを供給するためのハロゲン供給ライン（不図示）が供給ラインＬ１に接続されるように設けられている。また、供給容器１０内の混合希ガスの圧力が第１圧力よりも大きい場合に、混合希ガス流量調整部１２より上流側に配置された混合希ガス減圧弁（不図示）で混合希ガスの圧力を第１圧力へ減圧する。
【００６２】
半導体製造装置から排出される排ガスは、大気圧以上であって上記第１圧力以下である第２圧力で排出される。この第２圧力も製造システムの仕様に応じて設定される。第２圧力としては、例えば５０〜１００ＫＰａである。排出される排ガスには、不純物が混じっている。不純物としては、例えば、窒素、酸素、一酸化炭素、二酸化炭素、水、ＣＦ４、Ｈｅ、ＣＨ４などが挙げられる。
【００６３】
排ガスは、半導体製造装置と接続された排出ラインＬ２を通じて排出される。排出ラインＬ２には、不純物除去装置２００と、バッファ容器１４が配置され、バッファ容器１４に一定量になるように排ガスを貯留する。バッファ容器１４を設置することで、後段の回収容器２２へ所定容量の排ガスを連続的に送り込むことができる。
【００６４】
（不純物除去装置）
不純物除去装置２００について説明する。
排出ラインＬ２にバッファタンク２１０が配置され、バッファタンク２１０に不純物濃度検知部２１１が設けられている。このバッファタンク２１０に排ガスが流れ込み、不純物濃度検知部２１１が排ガス中の不純物の濃度を測定する。排ガスはネオンを主成分とし、アルゴン、クリプトンを含有し、不純物として５％以下のヘリウム、ＣＦ４、Ｎ２、その他の不純物を含む場合もある。不純物濃度検知部２１１としては、例えば、ガスクロマトグラフィー、熱伝導式濃度センサー、半導体式濃度センサーなどを用いることができる。
【００６５】
バッファタンク２１０から排ガスを外気へ放出するための放出ラインＬ２０が設けられている。放出ラインＬ２０は、配管、外気排出用のベント装置、自動開閉弁２２１で構成されている。
【００６６】
また、バッファタンク２１０の下流において、排出ラインＬ２は除去処理ラインＬ３０とバイパスラインＬ４０とに分岐する。除去処理ラインＬ３０は、排ガスから不純物を除去し、かつ不純物除去装置の後段に接続されるリサイクルガス回収精製システム２へ前記排ガスを送るためのラインである。
【００６７】
除去処理ラインＬ３０は、自動開閉弁２３１と、排ガス中の不純物をプラズマ分解で別物質に変換する無声放電装置２３２と、無声放電装置２３２によって変換された物質を金属系反応剤と反応させて排ガスから除去するゲッター２３３と、配管とで構成されている。
無声放電装置２３２は、排ガス中のＣＦ４をＦ２、その他のフッ素化合物に分解する。そして、これらの物質はゲッター２３３へ導入され、ゲッター２３３に充填された金属系反応剤と反応して吸着することにより除去される。ゲッター２３３で吸着除去されなかった不純物の一部は、リサイクルガス回収精製システム２内の不純物除去部において除去される。別実施形態として、金属系反応剤の代わりにガス吸収系反応剤を使用してもよい。
【００６８】
バイパスラインＬ４０は、除去処理を行うことなく、不純物除去装置２００の後段に接続されるリサイクルガス回収精製システム２へ排ガスをそのまま送るためのラインである。バイパスラインＬ４０は、自動開閉弁２４１と配管で構成されている。
【００６９】
処理選択部２５０は、不純物濃度検知部２１１で測定された結果に基づいて、外気へ排出する第１処理と、除去処理を実行する第２処理と、不純物除去装置２００の後段に接続されるリサイクルガス回収精製システム２へ排ガスを送り込む第３処理とのいずれかを選択する。
【００７０】
弁制御部２５１は、処理選択部２５０の判断によって第１処理が選択された場合に、他の自動開閉弁２３１、２４１を閉じ、自動開閉弁２２１を開ける制御を行い、放出ラインＬ２０へ排ガスを放出させる。弁制御部２５１は、処理選択部２５０の判断によって第２処理が選択された場合に、他の自動開閉弁２２１、２４１を閉じ、自動開閉弁２３１を開ける制御を行い、除去処理ラインＬ３０へ排ガスを送る。弁制御部２５１は、処理選択部２５０の判断によって第３処理が選択された場合に、他の自動開閉弁２２１、２３１を閉じ、自動開閉弁２４１を開ける制御を行い、バイパスラインＬ４０へ排ガスを送る。図１において、処理選択部２５０および弁制御部２５１は、不純物除去装置２００の一部を構成するが、これに制限されず、主制御部６０の一部として構成されていてもよい。
【００７１】
除去処理ラインＬ３０に流量測定部２１２が設けられている。流量測定部２１２としては、マスフローメーターを用いることができる。交換時期判断部２５２は、流量測定部２１２の測定値と不純物濃度検知部２１１の測定値に基づいて、不純物の量を算出し、ゲッター２３３の金属系反応剤の交換時期を求める。求められた交換時期は、入出力インタフェースなどに出力され、オペレータに知らせることができる。
また、別実施形態として、バッファタンク２１０の下流の排出ラインＬ２（かつ除去処理ラインＬ３０とバイパスラインＬ４０との分岐より上流の排出ラインＬ２）に、流量測定部２１２を設けてもよい。この場合は、除去処理ラインＬ３０とバイパスラインＬ４０に流れる排ガスの流量をそれぞれ測定できる。
【００７２】
本実施形態における処理選択の判断は以下の通りである。
不純物濃度検知部２１１は排ガス中のＣＦ４の濃度を測定する。この場合において、ＣＦ４の濃度が第１閾値（例えば１００ｐｐｍ）以上の場合に、処理選択部２５０が第１処理を選択し、ＣＦ４の濃度が第１閾値よりも小さい第２閾値（例えば１０ｐｐｍ）より大きく、かつ第１閾値未満の場合に、処理選択部２５０が第２処理を選択し、ＣＦ４の濃度が第２閾値未満の場合に、処理選択部２５０が第３処理を選択する。
【００７３】
また、別の実施形態として、不純物濃度検知部２１１が排ガス中のＣＦ４、Ｎ２およびＨｅの濃度を測定する。この場合において、
（ａ）Ｈｅ濃度が第３閾値（例えば１．０％）以上である、
（ｂ）ＣＦ４若しくはＮ２のいずれかが前記第１閾値（例えば１００ｐｐｍ）以上である、または、
（ｃ）Ｈｅ濃度が第３閾値未満であって、ＣＦ４若しくはＮ２のいずれかが前記第２閾値（例えば１０ｐｐｍ）以上第１閾値未満であり、かつ濃度の大小関係がＮ２＞（１／２）×ＣＦ４である場合に、処理選択部２５０が第１処理を選択する。
（ｄ）Ｈｅ濃度が第３閾値未満の場合であって、Ｎ２若しくはＣＦ４の濃度が前記第２閾値以上前記第１閾値未満、かつ濃度の大小関係がＮ２＜（１／２）×ＣＦ４である場合に、処理選択部２５０が第２処理を選択する。
（ｅ）Ｈｅ濃度が第３閾値未満の場合であって、Ｎ２若しくはＣＦ４の濃度が前記第２閾値未満の場合に、処理選択部２５０が第３処理を選択する。
【００７４】
なお、上記金属系反応剤に限定されず、ガス吸収系反応剤を代わりに使用することもできる。
【００７５】
処理選択部２５０、弁制御部２５１、交換時期判断部２５２は、ＣＰＵ（又はＭＰＵ）などのハードウエア、回路、ファームウエア、ソフトウエアプログラムを記憶するメモリなどを有し、ソフトウエアとの協働により動作する構成でもよい。
【００７６】
リサイクルガス回収精製システム２の説明に戻る。
排出ラインＬ２のバッファ容器１４から後段の回収容器２２へ送らない場合に、第１仕切弁３０を閉じておき、予備ベント経路Ｌ２１に配置された予備ベント弁１５を開けて排ガスを大気中へ排出することができる。製造システム側の制御部１４１が、バッファ容器１４に配置された貯留容量を検出する検知部の検知に基づいて予備ベント弁１５を開けるように制御する。
【００７７】
排ガス経路Ｌ３は、予備ベント弁１５の上流側で排出ラインＬ２から分岐される。排ガス経路Ｌ３には、第１仕切弁３０、背圧弁（バックプレッシャーレギュレータ）２１、第２仕切弁３１、回収容器２２がこの順に配置される。予備ベント弁１５を閉じておき、第１仕切弁３０、背圧弁（バックプレッシャーレギュレータ）２１、第２仕切弁３１を開けて排ガスを回収容器２２に貯留させる。弁制御部６１は、第１仕切弁３０、背圧弁（バックプレッシャーレギュレータ）２１、第２仕切弁３１の弁の開閉を制御する。
【００７８】
回収容器２２より下流側の排ガス経路Ｌ３には、コンプレッサー２３、熱交換器５０、第３仕切弁３２、排ガス流量調整部２４がこの順に配置される。コンプレッサー２３より上流側に安全弁５１が設けられていてもよい。なお、排ガス流量調整部２４に代わり、排ガスの流量を測定するガス流量計を設けていてもよい。
【００７９】
コンプレッサー２３は、回収容器２２から送り出される排ガスの圧力を第３圧力へ昇圧する。第３圧力は、例えば、第１圧力よりも５０ＫＰａ〜１５０ＫＰａほど高い圧力である。圧力制御部６２は、コンプレッサー２３に組み込まれた圧力計あるいはコンプレッサー２３より下流に配置された圧力計の測定値に基づいて排ガスの圧力を制御する。
【００８０】
熱交換器５０は、排ガスの温度を所定温度に低下させる。コンプレッサー２３で昇圧されると共に上昇した排ガス温度（例えば、６０〜８０℃）を所定温度（例えば１５〜３５℃）に低下させることができ、例えば、後段の各種除去部における除去作用に適した温度範囲まで排ガス温度を低下させる。ガス温度制御部６３は、熱交換器５０に組み込まれたガス温度測定器あるいは熱交換器５０より下流に配置されたガス温度測定器の測定値に基づいて排ガスの温度を制御する。弁制御部６１は、第３仕切弁３２の弁の開閉を制御する。
【００８１】
排ガス流量調整部２４は、後段の酸素除去部８１へ送り込まれる排ガスの流量を調整する。排ガス流量調整部２４は、ガス流量計と、ガス流量調整弁とを有し、排ガス流量制御部６４が、ガス流量計の測定値に応じて、ガス流量調整弁を調整し、排ガスの流量を制御する。
【００８２】
排ガス流量調整部２４より下流側の排ガス経路Ｌ４には、酸素除去部８１、キセノン除去部８２、不純物除去部８３がこの順に配置される。排ガス流量調整部２４は、排ガス流量を測定する流量計の機能のみを実行しても良い。
【００８３】
酸素除去部８１は、排ガスから酸素を除去する、酸化マンガン反応剤が充填された脱酸素装置である。酸化マンガン反応剤としては、一酸化マンガンＭｎＯなどの反応剤、二酸化マンガンＭｎＯ２の反応剤が挙げられる。酸素除去部８１の上流側および下流側のそれぞれに入口弁３３、出口弁３４が配置され、入口弁３３の上流側から分岐し出口弁３４の下流側で排ガス経路Ｌ４に合流する第１バイパスラインＢ１が設けられる。第１バイパスラインＢ１に第１バイパス弁３５が配置される。酸素除去部８１を使用しない場合に、入口弁３３および出口弁３４を閉じ、第１バイパスラインＢ１を開ける。弁制御部６１は、入口弁３３、出口弁３４、第１バイパス弁３５の弁の開閉を制御する。
【００８４】
キセノン除去部８２は、キセノンを除去する、活性炭が充填された脱キセノン装置である。キセノン除去部８２の上流側および下流側のそれぞれに入口弁３６、出口弁３７が配置され、入口弁３６の上流側から分岐し出口弁３７の下流側で排ガス経路Ｌ４に合流する第２バイパスラインＢ２が設けられる。第２バイパスラインＢ２に第２バイパス弁３８が配置される。キセノン除去部８２を使用しない場合に、入口弁３６および出口弁３７を閉じ、第２バイパスラインＢ２を開ける。弁制御部６１は、入口弁３６、出口弁３７、第２バイパス弁３８の弁の開閉を制御する。
【００８５】
不純物除去部８３は、酸素、キセノン以外の不純物（例えば、窒素、一酸化炭素、二酸化炭素、水、ＣＦ４、ＣＨ４）を除去する、化学吸着剤が充填されたゲッターである。不純物除去部８３の上流側および下流側のそれぞれに入口弁３９、出口弁４０が配置され、入口弁３９の上流側から分岐し出口弁４０の下流側で精製ガス経路Ｌ５に合流する第３バイパスラインＢ３が設けられる。第３バイパスラインＢ３に第３バイパス弁４１が配置される。不純物除去部８３を使用しない場合に、入口弁３９および出口弁４０を閉じ、第３バイパスラインＢ３を開ける。弁制御部６１は、入口弁３９、出口弁４０、第３バイパス弁４１の弁の開閉を制御する。
【００８６】
不純物除去部８３を通過したガスは、酸素、キセノン、不純物が除去された精製ガス（第１希ガス含有の主成分ネオンガス）である。精製ガスは精製ガス経路Ｌ５を通じて供給ラインＬ１へ供給される。後述する昇圧容器２５へ送らない場合に、第４仕切弁４２を閉じ、精製ガスベント経路Ｌ５１に配置されたベント弁４３を開けて精製ガスを大気中へ排出することができる。例えば、弁制御部６１が、昇圧容器２５に配置された貯留容量を検出する検知部の検知に基づいて、第４仕切弁４２を閉じ、ベント弁４３を開けるように制御する。
【００８７】
精製ガス経路Ｌ５には、第４仕切弁４２、昇圧容器２５、第５仕切弁４４、減圧弁５２（精製ガス圧力調整部に相当する）、精製ガス流量調整部２６、第６仕切弁４５、第７仕切弁４６、リサイクルガスタンク２８、第９仕切弁４８がこの順に配置される。
【００８８】
昇圧容器２５は、精製ガスを貯留する。精製ガスを所定量まで貯留させておき、所定量の精製ガスをまとめて供給ラインＬ１へ送り込めるようにできる。
【００８９】
圧力制御部６５は、精製ガス経路Ｌ５の下流側に配置される圧力計あるいは減圧弁５２に組み込まれた圧力計の測定値に基づいて、減圧弁５２を制御し、精製ガスの圧力を制御する。昇圧容器２５の精製ガスは、第３圧力のガスであるため、供給ラインＬ１の供給ガスと同じ圧力（第１圧力）まで減圧する必要がある。
【００９０】
精製ガス流量調整部２６は、ガス流量計と、ガス流量調整弁とを有し、精製ガス制御部６６が、ガス流量計の測定値に応じて、ガス流量調整弁を調整し、精製ガスの流量を制御する。これにより、供給ラインＬ１へ送り込まれる精製ガスの供給量を一定に制御できる。精製ガス流量調整部２６は、ガス流量計の機能のみを実行してもよい。
【００９１】
第６仕切弁４５の下流側の精製ガス経路Ｌ５に合流する補助希ガス供給経路Ｌ６が設けられる。補助希ガス供給経路Ｌ６には、ネオンとキセノンの補助希ガスが充填された補助容器７１、供給弁５３、補助希ガス減圧弁（補助希ガス圧力調整部に相当する）５４、補助希ガス流量調整部７２、第８仕切弁４７がこの順に配置される。
【００９２】
補助希ガスは、主成分がネオンであり、キセノン含有量が総量に対し一定比（例えば１０％）である。但し、補助希ガスには微量の不純物が含まれていてもよい。
【００９３】
圧力制御部６５は、補助希ガス供給経路Ｌ６の下流側に配置される圧力計あるいは減圧弁５４に組み込まれた圧力計の測定値に基づいて、補助希ガス減圧弁５４を制御し、補助希ガスの圧力を制御する。補助容器７１内の補助希ガスの圧力が第１圧力よりも大きい場合に、第１圧力になるように減圧される。
【００９４】
前記補助希ガス流量調整部７２は、ガス流量計と、ガス流量調整弁とを有し、精製ガス制御部６６が、ガス流量計の測定値に応じて、ガス流量調整弁を調整し、補助希ガスの流量を制御する。精製ガス制御部６６は、混合希ガス（アルゴン、キセノン、ネオン）と同じ配合量のキセノン含有ガス（主成分ネオン）になるように、補助希ガスの流量と精製ガスの流量とを制御する。
本実施形態において、精製ガス経路Ｌ５に、精製ガスおよび補助希ガスからなるリサイクルガスを貯留するリサイクルガスタンク２８と、その入口側の第７仕切弁４６と、その出口側の第９仕切弁４８が設けられている。精製ガスと補助希ガスとがリサイクルガスタンク２８内で混合され、一定濃度に安定する。供給ラインＬ１へリサイクルガスを導入するにあたり、タンクに貯めておくことで、導入量をコントロールできる。弁制御部６１は、第７仕切弁４６と、第９仕切弁４８など（必要に応じて他の弁も）弁開閉をコントロールする。
なお、別実施形態として、精製ガスと補助希ガスとは、精製ガス経路Ｌ５の配管内で混合されて供給ラインＬ１へ送り込まれてもよい。弁制御部６１は、供給弁５３、第８仕切弁４７の弁の開閉を制御する。
また、リサイクルガスタンク２８を省いた構成でもあってもよい。
【００９５】
制御部６０は、ＣＰＵ（又はＭＰＵ）などのハードウエア、回路、ファームウエア、ソフトウエアプログラムを記憶するメモリなどを有し、ソフトウエアとの協働により動作する構成でもよい。制御部６０は、符号６１〜６６の各制御部の機能を有する。
【００９６】
（実施形態２）
実施形態２のリサイクルガス回収精製システムについて図２を参照しながら説明する。実施形態１と同じ符号は同じ機能を有しているが、実施形態２では、昇圧容器２２がコンプレッサー２３の後段に配置される構成である。実施形態２の不純物除去装置２００は実施形態１と同様の構成である。
【００９７】
昇圧容器２５は、コンプレッサー２３より排ガス経路下流側直近に配置され、コンプレッサー２３で昇圧された排ガスを貯留する。排ガス流量調整部２４は、昇圧容器２５より排ガス経路下流側に配置され、排ガス経路下流に送られる排ガスの流量を調整する。減圧弁５２は、不純物除去部８３より精製ガス経路下流側に配置され、不純物除去部８３から送り出される精製ガスの圧力を第１圧力へ減圧する。
【００９８】
（別実施形態）
実施形態１，２において、キセノン含有混合希ガスについて説明したが、これに制限されず、キセノンを含まない混合希ガス（例えばＡｒ・Ｎｅガス、Ｋｒ・Ｎｅガス）の排ガスの場合には、キセノン除去部８２、補助希ガス経路Ｌ６、補助容器７１、供給弁５３、補助希ガス減圧弁５４、補助希ガス流量調整部７２、第８仕切弁４７は、不要であり、第２バイパスラインＢ２を使用し、第８仕切弁４７などを閉じることで、精製処理時には機能しないように構成できる。
【００９９】
実施形態１、２において、キセノン除去部８２は一つの構成であったが、２つのキセノン除去部を有し、それらが並列に配置され、一方で除去処理を行い、他方で再生処理をする構成でもよい。
【０１００】
実施形態１，２において、熱交換器５０を備えていたが、熱交換器５０を備えていなくてもよい。
【０１０１】
実施形態１，２において、供給ラインＬ１に配置された混合希ガス流量調整部１２、供給用仕切弁１３は、第１希ガスおよびネオン回収精製システム２の一部を構成していてもよい。かかる場合において、制御部６０が混合希ガス流量調整部１２、供給用仕切弁１３を制御する構成である。
【０１０２】
実施形態１，２において、排出ラインＬ２に配置されたバッファ容器１４、予備ベント弁１５は、リサイクルガス回収精製システム２の一部を構成していてもよい。かかる場合において、制御部６０がバッファ容器１４、予備ベント弁１５を制御する構成である。
【０１０３】
実施形態１，２において、減圧弁５２の代わりに、圧力計のみの構成でもよい。
実施形態１、２において、精製ガス流量調整部２６が、ガス流量計であってもよい。減圧弁５２が、精製ガス流量調整部２６またはガス流量計より精製ガス経路の下流側に設置されていてもよい。
【０１０４】
（リサイクルガス回収精製方法）
本実施形態は、少なくともネオンと第１希ガスとを含む混合希ガスを第１圧力で供給する供給ラインと、当該混合希ガスを利用するレーザ装置と、少なくとも当該レーザ装置から排出される排出ガスを大気圧以上であって当該第１圧力以下である第２圧力で排出する排出ラインと、を有する製造システムから排出される排ガスから第１希ガスおよびネオンを回収精製するリサイクルガス回収精製方法である。
【０１０５】
第１のリサイクルガス回収精製方法は、
前記排ガスが流れる排出ラインの前記排ガス中の前記不純物の濃度を測定する不純物濃度検知工程と、
前記不純物濃度検知工程で測定された結果に基づいて、外気へ排出する第１処理と、除去処理を実行する第２処理と、不純物除去装置の後段に接続されるリサイクルガス回収精製システムへ前記排ガスを送り込む第３処理とのいずれかを選択する処理選択工程と、
前記第１処理が選択された場合に放出ラインへ前記排ガスを放出し、前記第２処理が選択された場合に除去処理ラインへ前記排ガスを送り、前記第３処理が選択された場合にバイパスラインへ前記排ガスを送るように、弁の開閉を制御する弁制御工程と、
前記排ガスから第１不純物を除去する第１不純物除去工程と、
前記第１不純物除去工程における前記第１不純物除去後の排ガスから第２不純物を除去する第２不純物除去工程と、を含む。
上記リサイクルガス回収精製方法は、さらに、
前記排出ラインから分岐して延びる排ガス経路に配置される前記排ガスを回収容器に貯留する第１回収工程と、
前記回収容器から送り出される前記排ガスの圧力を第３圧力へ昇圧する昇圧工程と、
前記昇圧工程で昇圧された前記排ガスの流量を調整する排ガス流量調整工程と、を含んでいてもよい。
上記リサイクルガス回収精製方法は、さらに、
前記第１不純物除去工程および第２不純物除去工程の各処理が施された精製ガスを昇圧容器に貯留する第２回収工程と、を含んでいてもよい。
上記リサイクルガス回収精製方法は、
前記昇圧容器から送り出される前記精製ガスの圧力を前記第１圧力（と同じ圧力、実質的に同じ圧力、あるいは、より高い圧力）へ調整する精製ガス圧力調整工程を含んでいてもよい。また、前記精製ガス圧力調整工程の前に、前記昇圧容器から送り出される前記精製ガスの流量を測定する精製ガス流量測定工程または前記精製ガスの流量を調整する精製ガス流量調整工程を含んでいてもよい。
上記リサイクルガス回収精製方法は、
前記精製ガス圧力調整工程で圧力調整された前記精製ガスであって、前記製造システムの前記供給ラインへ供給される前記精製ガスの流量を調整する精製ガス流量調整工程、または前記精製ガスの流量を測定する精製ガス流量測定工程を含んでいてもよい。
【０１０６】
第２のリサイクルガス回収精製方法は、
前記排ガスが流れる排出ラインの前記排ガス中の前記不純物の濃度を測定する不純物濃度検知工程と、
前記不純物濃度検知工程で測定された結果に基づいて、外気へ排出する第１処理と、除去処理を実行する第２処理と、不純物除去装置の後段に接続されるリサイクルガス回収精製システムへ前記排ガスを送り込む第３処理とのいずれかを選択する処理選択工程と、
前記第１処理が選択された場合に放出ラインへ前記排ガスを放出し、前記第２処理が選択された場合に除去処理ラインへ前記排ガスを送り、前記第３処理が選択された場合にバイパスラインへ前記排ガスを送るように、弁の開閉を制御する弁制御工程と、
前記排ガスから第１不純物を除去する第１不純物除去工程と、
前記第１不純物除去工程における前記第１不純物除去後の排ガスから第２不純物を除去する第２不純物除去工程と、を含む。
上記リサイクルガス回収精製方法は、さらに、
前記排出ラインから分岐して延びる排ガス経路に配置される前記排ガスを回収容器に貯留する第１回収工程と、
前記回収容器から送り出される前記排ガスの圧力を第３圧力へ昇圧する昇圧工程と、を含んでいてもよい。
上記リサイクルガス回収精製方法は、さらに、
前記昇圧工程で昇圧された前記排ガスを昇圧容器で貯留する第２回収工程と、
前記昇圧容器より送りだされる前記排ガスの流量を調整する排ガス流量調整工程と、を含んでいてもよい。
上記リサイクルガス回収精製方法は、
前記第２不純物除去工程の処理が施された精製ガスの圧力を前記第１圧力（と同じ圧力、実質的に同じ圧力、あるいは、より高い圧力）へ調整する精製ガス圧力調整工程を含んでいてもよい。また、前記精製ガス圧力調整工程の前に、前記昇圧容器から送り出される前記精製ガスの流量を測定する精製ガス流量測定工程または前記精製ガスの流量を調整する精製ガス流量調整工程を含んでいてもよい。
上記リサイクルガス回収精製方法は、
前記精製ガス圧力調整工程で圧力調整された前記精製ガスであって、前記製造システムの前記供給ラインへ供給される前記精製ガスの流量を調整する精製ガス流量調整工程、または前記精製ガスの流量を測定する精製ガス流量測定工程を含んでいてもよい。
【０１０７】
上記実施形態として、前記昇圧工程と前記排ガス流量調整工程との間で、前記排ガスの温度を低下させる熱交換工程をさらに含んでもよい。
【０１０８】
上記実施形態として、前記第２不純物除去工程を経た精製ガスをベント経路から大気中へ排出する排出工程をさらに含んでもよい。
【０１０９】
上記実施形態として、前記第１希ガスがアルゴン（Ａｒ）であって、さらに第２希ガスとしてキセノン（Ｘｅ）を含み、前記第１不純物除去工程と前記第２不純物除去工程との間に、前記キセノンを除去するキセノン除去工程と、前記精製ガス流量調整工程後の精製ガス経路に、ネオンとキセノンの補助希ガスを供給する補助希ガス供給工程と、をさらに含んでもよい。
【０１１０】
上記実施形態として、前記排出ラインに配置され、かつ前記製造システムから第２圧力で排出される少なくとも酸素を含む排ガスをバッファ容器に貯留するバッファ工程と、前記バッファ容器から送りだされる前記排ガスを予備ベント経路から大気中へ排出する予備ベント工程とを、さらに含んでもよい。
【０１１１】
上記実施形態として、前記供給ラインに配置され、かつ前記混合希ガスを供給容器に貯留する貯留工程と、前記供給ラインに配置され、かつ前記供給容器から送り出される混合希ガスの圧力を前記第１圧力へ減圧する減圧工程と、前記供給ラインに配置され、かつ前記供給容器から送り出させる前記混合希ガスの流量を調整する混合希ガス流量調整工程と、さらに含んでもよい。
【符号の説明】
【０１１２】
１      半導体製造システム
２      リサイクルガス回収精製システム
１０    供給容器
１４    バッファ容器
２１    背圧弁
２２    回収容器
２３    コンプレッサー
２４    排ガス流量調整部
２５    昇圧容器
２６    精製ガス流量調整部
６１    酸素除去部
６２    キセノン除去部
６３    不純物除去部
２００  不純物除去装置
２１０  バッファタンク
２１１  不純物濃度検知部
Ｌ１    供給ライン
Ｌ２    排出ライン
Ｌ３、Ｌ４    排ガス経路
Ｌ５    精製ガス経路
Ｌ２０  放出ライン
Ｌ３０  除去処理ライン
Ｌ４０  バイパスライン
【図１】
2018079461.tif 000003
【図２】
2018079461.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成29年7月11日(2017.7.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エキシマレーザ装置から排出される、ネオンおよび第１希ガスを少なくとも含む排ガスから不純物を除去する不純物除去装置であって、
前記排ガスが流れる排出ラインの前記排ガス中の前記不純物の濃度を測定する不純物濃度検知部と、
前記不純物濃度検知部で測定された結果に基づいて、前記排ガス中の前記不純物をプラズマ分解で別物質に変換する変換部と、
前記変換部によって変換された物質を所定の反応剤と反応させて前記排ガスから除去する除去部と、
前記不純物濃度検知部で測定された結果に基づいて、前記排ガスを外気へ放出するための放出ラインと、および/または前記不純物濃度検知部で測定された結果に基づいて、不純物除去装置の後段に接続されるリサイクルガス回収精製システムへ前記排ガスを送るバイパスラインと、
前記不純物濃度検知部で測定された結果に基づいて、外気へ排出する第１処理と、除去処理を実行する第２処理と、不純物除去装置の後段に接続されるリサイクルガス回収精製システムへ前記排ガスを送り込む第３処理とのいずれかを選択する処理選択部とを、有し、
前記処理選択部で前記第１処理が選択された場合に、前記放出ラインで、前記排ガスを外気へ放出し、
前記処理選択部で前記第２処理が選択された場合に、不純物除去装置の後段に接続されるリサイクルガス回収精製システムへ前記排ガスを送るための除去処理ラインに設けられる前記変換部および前記除去部により、前記排ガスから不純物を除去し、
前記処理選択部で前記第３処理が選択された場合に、前記バイパスラインで、不純物除去装置の後段に接続されるリサイクルガス回収精製システムへ前記排ガスを送る、不純物除去装置。
【請求項２】
前記排ガスの流量を測定する流量測定部と、
前記流量測定部の測定値と前記不純物濃度検知部の測定値に基づいて、前記不純物の量を算出し、前記除去部の前記所定の反応剤の交換時期を求める交換時期判断部とをさらに備える、請求項１に記載の不純物除去装置。
【請求項３】
前記不純物濃度検知部が前記排ガス中のＣＦ４の濃度を測定する場合に、
ＣＦ４の濃度が第１閾値以上の場合に、前記処理選択部が前記第１処理を選択し、
ＣＦ４の濃度が前記第１閾値よりも小さい第２閾値より大きく、かつ前記第１閾値未満の場合に、前記処理選択部が前記第２処理を選択し、
ＣＦ４の濃度が前記第２閾値未満の場合に、前記処理選択部が前記第３処理を選択する、請求項１に記載の不純物除去装置。
【請求項４】
前記不純物濃度検知部が、前記排ガス中のＣＦ４、Ｎ２およびＨｅの濃度を測定する場合において、
（ａ）Ｈｅ濃度が第３閾値以上である、
（ｂ）ＣＦ４若しくはＮ２のいずれかが前記第１閾値以上である、または、
（ｃ）Ｈｅ濃度が第３閾値未満であって、ＣＦ４若しくはＮ２のいずれかが前記第２閾値以上前記第１閾値未満であり、かつ濃度の大小関係がＮ２＞（１／２）×ＣＦ４である場合に、前記処理選択部が前記第１処理を選択し、
（ｄ）Ｈｅ濃度が第３閾値未満の場合であって、Ｎ２若しくはＣＦ４の濃度が前記第２閾値以上前記第１閾値未満、かつ濃度の大小関係がＮ２＜（１／２）×ＣＦ４である場合に、前記処理選択部が前記第２処理を選択し、
（ｅ）Ｈｅ濃度が第３閾値未満の場合であって、Ｎ２若しくはＣＦ４の濃度が前記第２閾値未満の場合に、前記処理選択部が前記第３処理を選択する、請求項１に記載の不純物除去装置。
【請求項５】
少なくともネオンと第１希ガスとを含む混合希ガスを第１圧力で供給する供給ラインと、当該混合希ガスを利用するエキシマレーザ装置と、少なくとも当該エキシマレーザ装置から排出される排ガスを排出する排出ラインと、を有する製造システムから排出される排ガスからリサイクルガスを回収精製するリサイクルガス回収精製システムであって、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の不純物除去装置を備え、
リサイクルガス回収精製システムは、さらに、
前記排ガスから第１不純物を除去する第１不純物除去部と、
前記第１不純物除去部より排ガス経路下流側に配置され、前記第１不純物の除去後の排ガスから第２不純物を除去する第２不純物除去部と、を有するリサイクルガス回収精製システム。