(57)【要約】  本発明は、絶縁チャンバであって、後壁（１０２）および２つの側壁（１００）ならびにチャンバの開閉を可能にするために垂直軸（Ｘ）を中心として枢動するドア（１０１）を含む絶縁チャンバが設けられた、気体を供給するための設備（１）であって、前記設備（１）が、２つの多機能ブロック（３）であって、流体回路を保護し、前記チャンバ内部の前記後壁に取り付けられ、各々、単一の高圧調整器（４）と、３つの低圧弁（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３から構成されたパージシステムと、シリンダ（Ｂ、Ｂ’）の内容物への流体接続のための手段（６）と、装置に気体が供給されることを可能にする排出口とを含む２つの多機能ブロックを含む設備（１）において、高圧調整器（４）がパージシステムの上流に位置することと、後壁の、各多機能ブロックが占める表面積が、２７０ｃｍ２未満、好ましくは２２０ｃｍ２未満であることとを特徴とする設備（１）に関する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性チャンバであって、後壁（１０２）および２つの側壁（１００）ならびに前記チャンバの開閉を可能にするために垂直軸（Ｘ）を中心として枢動するドア（１０１）を含む絶縁性チャンバが設けられた、気体を供給するための設備（１）であって、前記設備（１）が、２つの多機能ブロック(３)であって、流体回路を収納し、前記チャンバ内部の前記後壁に取り付けられ、各々、
−  単一の高圧調整器（４）と、
−  ３つの低圧弁（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３）から構成されたパージシステムと、
−  シリンダ（Ｂ、Ｂ’）の内容物への流体接続のための手段（６）と、
−  装置に気体が供給されることを可能にする排出口と
を含む２つの多機能ブロック（３）を含む設備（１）において、
前記高圧調整器（４）が前記パージシステムの上流に位置することと、前記後壁の、各多機能ブロックが占める面積が、２７０ｃｍ２未満、好ましくは２２０ｃｍ２未満であることとを特徴とし、気体の不断の分配を可能にするために、各々シリンダ（ＢおよびＢ’）へ固定された前記２つのブロック（３）が、一方のシリンダから他方のシリンダへの自動切替を可能にするよう適合されることを特徴とする設備（１）。
【請求項２】
２つの気体シリンダが前記チャンバに含まれ、前記２つのシリンダの各々が前記２つの多機能ブロックのうちの１つに接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の設備。
【請求項３】
真空発生装置（５）をさらに含む、請求項１または２に記載の設備。
【請求項４】
前記パージシステムが、第１または加圧パイプ（７）と、真空が確立されることを可能にする第２または排出パイプ（８）と、装置（Ｅ）へ分配される前記気体の経路設定を可能にする第３または抽出パイプ（９）とを含む十字形パージシステムであり、前記３つのパイプ（７、８および９）が前記圧力調整器（４）の下流に位置するポイントＡで接続されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の設備。
【請求項５】
前記多機能ブロック（３）が、前記圧力調整器（４）の上流に圧力センサ（１１）をさらに含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の設備。
【請求項６】
前記多機能ブロック（３）が、前記圧力調整器（４）の下流に圧力センサ（１１）をさらに含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の設備。
【請求項７】
前記圧力センサ（１１）が前記パージシステムの上流にあることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の設備。
【請求項８】
その外壁のうちの１つに、抽出システムに接続され得るコネクタ（１０）を含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の設備。
【請求項９】
前記空気圧式弁（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３）の作動ならびに前記圧力センサおよび前記パージサイクルの制御を可能にする制御システム（１５）を含むことを特徴とする、請求項４〜８のいずれか一項に記載の設備。
【請求項１０】
前記制御システム（１５）が、無線送信機−受信機、イーサネット（登録商標）ポート、セル方式無線送信機−受信機、ＷＩＦＩ送信機−受信機およびＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）送信機−受信機から選択された通信ポートを含むことを特徴とする、請求項１〜９に記載の設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作動気体を分配するためのデバイス、ならびに、半導体、太陽光発電、ＬＥＤ、フラットスクリーン産業、または鉱業および医薬産業などの他の任意の産業などの様々な産業のプロセスにおいて用いられる気体を、これらのプロセスに使用されるシリンダから装置または反応器まで供給するために使用されるそのような気体を供給するための設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
これらのプロセスの実施には、例えば自動パージおよび連続的分配を必要とする高品質の危険な気体の使用が必要であることが多い。例えば、電子回路の製造には、毒性および／または可燃性があるために大抵は人にとって危険とみなされる、例えばＣｌ２、ＮＨ３、ＨＣｌ、ＨＢｒ、ＮＦ３およびＷＦ６などの「作動」気体と呼ばれる様々な気体の使用が必要である。
【０００３】
多くの工業用設備には、装置のいくつかへの気体および流体の供給を自動的に制御できる装置が必要である。特に、集積回路の製造は、一般に、気体が半導体基板を含む反応チャンバへ供給される気相堆積などの複数のプロセスを含む。集積回路の３次元設計を作り出すために開発された材料の様々な層を積層するための温度および圧力は、このチャンバにおいて慎重に制御される。
【０００４】
反応チャンバ内へおよび反応チャンバ内から輸送される全ての物質は、連続的に監視されなければならないが、その理由は、蒸気雰囲気を構成する様々な試薬の割合が、極小のシリコンチップ上の単一の巨大な電気回路を集合的に構成する要素、とりわけトランジスタ、コンデンサおよび抵抗器の物理的寸法を最終的に決定するからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
集積回路の機能不良の最大の原因のうちの１つは、回路が製造される作動領域を汚染する微細なダスト粒子に帰せられ得る。極小の異物は、極めて高価な回路を損傷し得るとともにそれを使用不可能にし得る。このタイプの粒子汚染から保護するために、半導体製造業者は、自社の製品を保護された「防塵室」環境において製造する。
【０００６】
防塵室に入ることができた空気は、第１に濾過され、したがって、ほぼ全体的に、望ましくない気体粒子を除去する。これらの環境において作業をする技術者は、彼らの細部まで行き届いた作業を損ない得る物質の導入を防ぐ特別なマスクおよび衣服を着用する。この高度に専門化された環境の補修管理および正しい操作に関連する費用はかなりのものである。結果として、防塵室の全ての空間は、可能な限り効率的に使用されなければならない。
【０００７】
この重要な要件に加えて、使用される化学製品は、十分注意して分配されなければならない。半導体産業において使用される液体化学製品および特殊気体は有毒であることが多い。これらの潜在的に危険な製品を分配するために選択されたデバイスは、腐食および漏出から保護された状態での、信頼性の高い使用を確保しなければならない。
【０００８】
標準的な「気体キャビネット」は、とりわけ長期間の製造および分配用途のために常におよび確実に使用可能である。これらのシステムは、全体として、それらが接続される装置から数十メートルのところにあり得る専用の部屋における大きいキャビネットにおいて設置される。
【０００９】
半導体、太陽光発電、ＬＥＤ、フラットスクリーン産業または鉱業および医薬産業など他の任意の産業など様々な産業のプロセスにおける、レイアウトが最適であり、いずれの気体シリンダーでも使用でき、インテリジェント自動制御を備えた、これらのプロセスに使用されるシリンダから装置または反応器までの、安全な気体分配設備の開発が、主な技術的進歩を構成するだろう。そのように革新的なデバイスの使用は、そのような産業において長い間感じられてきた要求を満たすだろう。
【００１０】
本発明の目的は、上で言及された先行技術の欠点の一部または全てを軽減することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的のために、本発明は、絶縁性チャンバであって、後壁および２つの側壁ならびにチャンバの開閉を可能にするために垂直軸を中心として枢動するドアを含む絶縁性チャンバが設けられた気体を供給するための設備であって、前記設備が、２つの多機能ブロックであって、流体回路を収納し、前記チャンバ内部の前記後壁に取り付けられ、各々が、
−  単一の高圧調整器と、
−  ３つの低圧弁から構成されたパージシステムと、
−  シリンダの内容物への流体接続のための手段と、
−  装置に気体が供給されることを可能にする排出口と
を含む２つの多機能ブロックを含む、設備において、
高圧調整器がパージシステムの上流に位置することと、前記後壁の、各多機能ブロックが占める面積が、２７０ｃｍ２未満、好ましくは２２０ｃｍ２未満であることとを特徴とする設備にある。
【００１２】
特殊気体により意味するのは、半導体産業において一般的に使用される全ての気体である。これらは、不活性、有毒、腐食性または自然発火性の気体であり得る。これらの特殊気体は、液化された状態でシリンダＢに含まれたＨＦ、ＷＦ６、ＢＣｌ３、ＣｌＦ３、ＤＣＳ、３ＭＳ、Ｃ４Ｆ６、Ｃ４Ｆ８Ｏ、Ｃ４Ｆ８、ブタン、ＳＯ２、Ｃｌ２、Ｃ３Ｆ８、ＮＨ３、プロパン、ＳＦ６、ＨＢｒ、Ｃ２Ｆ６、ＣＨ３Ｆ、ＨＣｌ、ＣＨＦ３、Ｎ２Ｏから、または、圧縮された状態でシリンダＢに含まれたＦ２、ＰＨ３、Ｂ２Ｈ６、ＮＯ、ＮＦ３、ＳｉＨ４、ＣＦ４、ＣＨ４、ＣＯから選択され得る。分配される気体の性質および、液化されているか圧縮されているかのその状態に依存して、シリンダＢおよびＢ’内部の圧力は、したがって、両端を含んで０バール〜２００バールである。
【００１３】
さらに、本発明の実施形態は、以下の特徴の１つまたは複数を含み得る。
−  ２つの気体シリンダがチャンバに含まれ、２つのシリンダの各々が２つの多機能ブロックのうちの１つに接続されていることを特徴とする、上で定義されたとおりの設備。
−  真空発生装置をさらに含む、上で定義されたとおりの設備。
−  パージシステムが、第１または加圧パイプと、真空が確立されることを可能にする第２または排出パイプと、装置へ分配される気体の経路設定を可能にする第３または抽出パイプとを含む十字形パージシステムであり、３つのパイプが圧力調整器の下流に位置するポイントＡで接続されていることを特徴とする、上で定義されたとおりの設備。
−  多機能ブロックが圧力調整器の上流に圧力センサをさらに含むことを特徴とする、上で定義されたとおりの設備。
−  多機能ブロックが圧力調整器の下流に圧力センサをさらに含むことを特徴とする、上で定義されたとおりの設備。
−  圧力センサがパージシステムの上流にあることを特徴とする、上で定義されたとおりの設備。
−  その外壁のうちの１つに、抽出システムに接続され得るコネクタを含むことを特徴とする、上で定義されたとおりの設備。
−  空気圧式弁の作動ならびに圧力センサおよびパージサイクルの制御を可能にする制御システムを含むことを特徴とする、上で定義されたとおりの設備。
−  制御システムが、無線送信機−受信機、イーサネット（登録商標）ポート、セル方式無線送信機−受信機、ＷＩＦＩ送信機−受信機およびＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）送信機−受信機から選択された通信ポートを含むことを特徴とする、上で定義されたとおりの設備。
【００１４】
本発明の特定の一態様によると、圧力調整器の出口圧力は１０バール未満である。
【００１５】
特に、Ｐ１が８バール未満である場合、および、供給された装置が可能とする場合は、多機能ブロックは高圧圧力調整器を含まない。
【００１６】
フィルタが、圧力調整器の上流および／または下流で任意選択的に一体化され得る。これは、必要に応じて、圧力調整器の保護を確実にするとともに分配された気体の純度を保証する。これは、標準的な「気体キャビネット」の使用に勝る別の利点である。
【００１７】
他の特定の特徴および利点は、図１および２を参照して以下の説明を読めば明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明による設備において用いられた多機能ブロックの単純化されたブロック図である。
【図２】本発明による設備の単純化されたダイアグラムであり、そのドアが閉鎖された状態である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１において、気体シリンダＢとシリンダＢに固定されるよう適合された特殊気体分配デバイス２とからなる特殊気体分配システム１’が示される。
【００２０】
デバイス２は、真空発生装置５、および単一の高圧圧力調整器４と、３つの弁Ｖ１、Ｖ２およびＶ３を含むパージシステムと、シリンダＢの内容物への接続のための手段６とを含む多機能ブロック３を含む。
【００２１】
圧力Ｐ１のシリンダＢからの気体がその圧力Ｐ１で圧力調整器４に到達するように、圧力調整器４はパージシステムの上流にある。圧力調整器４の出口で、気体は、数バール程度、すなわち低圧の圧力で流れる。
【００２２】
結果として、弁Ｖ１、Ｖ２およびＶ３ならびに多機能ブロック３に含まれることの多い全ての他のコンポーネントは、低圧の気体と接触する。これは、信頼性、安全性およびコンポーネントの使用可能期間の点でかなりの利点である。これはまた、漏出のリスクも減少させる。
【００２３】
追加的に、この特徴は、例えば、膜弁アクチュエータ、気体パイプおよびシールなどコンポーネントの小型化、ならびに、それらの配置構成の単純化を可能にする。
【００２４】
パージシステムは、第１パイプ７であって、その上に弁Ｖ１が位置するとともに、弁Ｖ１が開かれると回路を加圧するパージ気体Ｇを受けることを意図された第１パイプ７を含む。前記パージ気体Ｇは、窒素、アルゴンおよびヘリウムから選択され得る。窒素は、好ましくはパージのために使用される。弁Ｖ２を含む第２パイプ８は、第１パイプ７を、小型電気ポンプまたはベンチュリであり得る真空発生装置５へ接続することを意図されている。この接続はまた、外部真空システムへの接続を自由に可能にし得る。
【００２５】
これらの第１および第２パイプ７および８は、圧力調整器４の下流のポイントＡで弁Ｖ３を含むパイプ９へ接続されるとともに、弁Ｖ３が開かれると装置Ｅに供給を行うことを意図される。
【００２６】
従来のパージシステムは、概して、分離弁と呼ばれる弁を圧力調整器の上流にさらに含む。
【００２７】
この分離弁は、理論的には、漏出またはシステムの故障に続いて起り得る事故の危険性を原因とする警告の場合に必要である。実際、この弁の機能は、このような状況において分配システムを停止させることである。ここでは、シリンダＢと圧力調整器４との間での漏出のリスクがかなり低下するほどブロック３の体積が小さいため、その必要はない。
【００２８】
同様に、警告があった場合に適用を止めることができるオペレータが永続的にデバイスの傍にいることにより暗示されていることから考えて、本発明によるシステムの適用は、極めて限られた継続時間であるため、この弁は役に立たない。空気圧式弁を含むシリンダの場合、空気圧式弁も本発明によるデバイスにより制御され得る。したがって、本発明によるデバイスは、高圧の気体と接触し易い要素を含んでいない。
【００２９】
本発明による分配デバイス２はまた、漏出の際に気体の抽出を可能にする通気口１０を含み得る。実際、半導体産業において使用される特殊気体は有害である。標準的な特殊気体分配デバイスが気体キャビネットの形の設備１に封入されるのは、この理由のためである。ここで、デバイスの小型化により、必要な保護を提供する小さい体積の多機能ブロック３における単純化された態様で配置された少ない数のコンポーネントの封入が可能になる。
【００３０】
分配デバイス２はまた、その多機能ブロック３において、例えば、圧力調整器の上流および／または下流に配置された圧力センサ１１を含み得る。
【００３１】
分配デバイス２は、空気圧式弁Ｖ１、Ｖ２およびＶ３の制御ならびにパージシークエンスの自動化を可能にするシステム１５を介して制御される。
【００３２】
このシステム１５は、例えば電源、空気圧式弁を作動させるためのソレノイド弁、論理制御器、緊急停止ボタン、およびシステムのステータスを表示するためのＬＣＤスクリーンなどのスクリーンを含む。
【００３３】
制御システムは、例えばプログラム可能な論理制御器からなる。
【００３４】
この制御システム１５は、例えば、無線送信機−受信機、イーサネット（登録商標）ポート、セル方式無線送信機−受信機、ＷＩＦＩ送信機−受信機およびＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）送信機−受信機から選択された通信ポートを含む。
【００３５】
本発明による設備１が図２に示される。設備１は、２つの側壁１００’と、筐体を開閉するために軸（Ｘ）を中心として枢動し得るドア１０１と、後壁１０２とを備えた筐体を含む。筐体の内部には、２つの気体シリンダＢおよびＢ’があり、各々接続手段６を介して図１に示される多機能ブロック３に接続される。図２に示される設備１は、そのドア１０１が閉鎖されており、その筐体内部に、図１に示される多機能ブロック３を２つ含む。
【００３６】
本発明による設備において気体の分配のために用いられる多機能ブロック３ゆえの小さい体積は、有毒、腐食性、可燃性および自然発火性の気体の安全で急速な操作を保証する。
【００３７】
本発明は、多機能ブロック３における粒子トラップの数を減らすことができる。本発明は、速くて容易な設置、トラブルシューティングおよび修正手段を特徴とするデバイスを用いる。実際に、これらのブロック３を輸送および操作することは単純である。
【００３８】
説明された本発明は、意図された用途に適した単純化された構造を有し、このことは、製品の費用および全体的なサイズを最小化することを可能にする。本発明による設備の主コンポーネント、すなわち、この用途のために特別に開発された圧力調整器４ならびに３つの弁Ｖ１、Ｖ２およびＶ３を組み込むブロック３は、空間の大幅な節約および全体のサイズの減少を可能にする新規な特徴である。
【００３９】
本構造は、必要な機能性を保持しつつ、費用、全体的なサイズ、およびコンポーネントの数を最小化するために特別に設計されている。
【００４０】
気体の不断の分配を可能にするために、各々１つの気体シリンダ（ＢおよびＢ’）に固定された２つのブロック３は、本発明による設備１に一体化され（これらは例えば、設備の筐体の後壁に隣接して配置される）、気体シリンダの最低充填レベル（切替閾値）に到達したときに、第１シリンダから第２シリンダへの切り替えを可能にする。
【００４１】
したがってこの装置は、ブロック３（低圧弁の上流にある高圧圧力調整器、減少したパージ体積、低い費用）および「気体キャビネット」と呼ばれる設備において開発された切替デバイスの使用から利益を得る。
【００４２】
気体の分配の連続性は、製造の中断を防ぐことが可能になるという、この種の装置のユーザの要求である。本発明による設備は、それらがシリンダに取り付けることができ、それらがシリンダ自体よりも大きい空間をほとんどとらないため極めて小さい接地面積を提供するという点で、小型設備など現在まで既知のシステムと異なり、これは、不連続的な態様での少量の気体のユーザ、例えば、空間に関して制約があるときもあり得る実験室などに適している。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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2018523073.tif 000009
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