(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クリーンルーム内に設けた所定の対象箇所へ不活性ガスを供給し得るようにした管路の中途部に、不活性ガスを一時的に蓄えるバッファタンクを設け、前記管路のバッファタンクよりも不活性ガス流れ方向上流側の部分に、不活性ガス流れ方向上流側から下流側へ向けて、順次高圧側減圧弁及び遮断弁並に低圧側減圧弁を接続し、前記クリーンルーム内の酸素濃度が所定の値よりも低くなったら前記遮断弁へ弁閉止指令を出力する酸素濃度指示調節計或いは前記バッファタンク内の不活性ガス圧力が所定の値よりも高くなったら前記遮断弁へ弁閉止指令を出力する圧力指示調節計のうち少くとも何れか一方を設けたことを特徴とする不活性ガス供給設備。
【請求項２】
バッファタンクに蓄えられている不活性ガスの圧力が所定の値よりも高くなったら、バッファタンクから屋外へ不活性ガスを放出し得るよう、安全弁を備えた管路を設けた請求項１に記載の不活性ガス供給設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はクリーンルーム内に設けた所定の対象箇所に不活性ガスを供給するようにした不活性ガス供給設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体製造装置や液晶パネルの製造装置は、クリーンルーム内に設置されると共に、半導体ウェハや液晶パネルのケミカルフリー、空気中の酸素による自然酸化膜成長の防止等を目的として、前記半導体製造装置や液晶パネル製造装置には、窒素ガス等の不活性ガスを供給することが行われている。
【０００３】
而して、窒素ガスの供給される従来の製造装置は一般に密封度が高いものが大部分であり特に問題はないが、製造装置が半導体ウェハや液晶パネルの洗浄装置の場合は密封容器が大きくなるために密封度が低いのが通常である。
【０００４】
斯かる密封度の低い装置へ不活性ガスを供給すると、その一部はクリーンルーム内へ漏洩するが、それが従来特に問題とならなかったのは、クリーンルーム内への外気の取入れ量に比較して前記装置へ供給される不活性ガスの量が対外気比で０．１％以下と少く、且つ不活性ガスの装置への供給が断続的であり、しかも不活性ガスを送給する配管の径が小径であるため、配管に接続された弁が異常により全開となっても不活性ガスの供給に上限があり、クリーンルーム内の酸素濃度は問題になるほど低下することはなかった。
【０００５】
一方、クリーンルーム内には、半導体ウェハや液晶パネルの数時間ないし数日間に亘る一時的な保管のために、クリーンストッカが使用され、クリーンストッカに対しても半導体ウェハや液晶パネルのケミカルフリー、自然酸化膜の成長防止を目的として、窒素ガス等の不活性ガスを供給することが要求されるようになって来た。
【０００６】
ところが、クリーンストッカは上記製造装置に比較して大型であるため、不活性ガスの供給量が多いうえ、不活性ガスを連続的に供給する必要がある。
【０００７】
而して、斯かる不活性ガス供給設備の従来の一例は、図２に示され、図中、ａは窒素ガス等の不活性ガスを供給するための不活性ガス供給装置、ｂはクリーンルームｃ内に設置された密閉度の低いクリーンストッカであり、不活性ガス供給装置ａとクリーンストッカｂとは、不活性ガス供給装置ａからクリーンストッカｂへ不活性ガスｄを供給するために管路ｅにより接続されている。
【０００８】
又、管路ｅのクリーンルームｃ外の部分には高圧側減圧弁ｆが接続され、管路ｅのクリーンルームｃ内の部分には低圧側減圧弁ｇが接続されている。
【０００９】
更に、クリーンルームｃ内の管路ｅにおいては、低圧側減圧弁ｇよりも不活性ガス流れ方向上流側から管路ｈが分岐しており、管路ｈは他の複数の装置ｉへ接続されている。
【００１０】
不活性ガス供給装置ａから送出された窒素ガス等の不活性ガスｄは管路ｅを通り、高圧側減圧弁ｆ及び低圧側減圧弁ｇで夫々減圧され、所定の圧力となって半導体ウェハ等が保管されるクリーンストッカｂへ供給される。
【００１１】
このため、クリーンストッカｂ内に保管されている半導体ウェハ等のケミカルフリーが実現でき、空気中の酸素による自然酸化膜の成長が防止される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述の不活性ガス供給設備においては、
ｉ）他の装置ｉでの制御弁のオン−オフに伴い、管路ｅを流れる不活性ガスｄに一次圧力変動が生じると、クリーンストッカｂへの不活性ガスの供給が不安定となり好ましくない、
ｉｉ）低圧側減圧弁ｇが何等かの原因で制御できなくなり全開となった場合、管路ｅが２５〜４０ｍｍφと太いため、管路ｅからクリーンストッカｂへ供給される不活性ガスの量が増加し、従ってクリーンストッカｂからクリーンルームｃ内へ漏洩する不活性ガスが増える結果、クリーンストッカｂ周辺の酸素濃度が低下して、作業員がクリーンルームｃ内で作業できなくなる、
等の問題がある。
【００１３】
本発明は上述の実情に鑑み、クリーンルーム内に設けたクリーンストッカ等の所定の対象箇所への不活性ガスの供給を安定して行い得るようにすると共に、不活性ガスを供給する系統に異常が生じて所定の対象箇所からのクリーンルーム内への不活性ガスの漏れ量が増加したような場合にも、クリーンルーム内の酸素濃度が所定の値よりも低下しないようにすることを目的としてなしたものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の不活性ガス供給設備は、クリーンルーム内に設けた所定の対象箇所へ不活性ガスを供給し得るようにした管路の中途部に、不活性ガスを一時的に蓄えるバッファタンクを設け、前記管路のバッファタンクよりも不活性ガス流れ方向上流側の部分に、不活性ガス流れ方向上流側から下流側へ向けて、順次高圧側減圧弁及び遮断弁並に低圧側減圧弁を接続し、前記クリーンルーム内の酸素濃度が所定の値よりも低くなったら前記遮断弁へ弁閉止指令を出力する酸素濃度指示調節計或いは前記バッファタンク内の不活性ガス圧力が所定の値よりも高くなったら前記遮断弁へ弁閉止指令を出力する圧力指示調節計のうち少くとも何れか一方を設けたものである。
【００１５】
従って、本発明では、不活性ガスを安定して所定の対象箇所へ供給できると共に不活性ガスのクリーンルーム内への漏洩量を常に最小限に保持することができ、クリーンルーム内の酸素濃度が所定の値よりも低下することを防止できるため、作業員がクリーンルーム内で作業を行う場合に作業に支障が生じることはない。
【００１６】
又、本発明では、バッファタンクに蓄えられている不活性ガスの圧力が所定の値よりも高くなったら、バッファタンクから屋外へ不活性ガスを放出し得るよう、安全弁を備えた管路を設けているため、バッファタンク内の不活性ガスは屋外へ放出され、従ってクリーンルーム内の酸素濃度が所定の値よりも下降することをより一層確実に防止することができる。
【００１７】
更に、万一クリーンルーム内に設けた酸素濃度指示調節計により検出した酸素濃度が１８％以下になった場合には、弁閉止指令により遮断弁を閉鎖して不活性ガスの供給を停止し、作業員が支障なく作業をすることを可能とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
【００１９】
なお、本発明の実施の形態においては、不活性ガスとして窒素ガスを使用し、該窒素ガスをクリーンルーム内に設置したクリーンストッカへ供給する場合について説明する。
【００２０】
図１中、１はクリーンルームであり、該クリーンルーム１内には６面を壁で包囲された箱体状のクリーンストッカ２が収納されている。
【００２１】
クリーンストッカ２内には、図１において紙面に直交する方向へ走行し得るようにしたスタッカクレーン３が配置されると共に、スタッカクレーン３の左右両側に多段、多列に配置したラック４が収納されており、ラック４の各保管部にはウェハカセット５を格納し得るようになっている。
【００２２】
ラック４の各保管部の後面には、夫々フィルタ６が設置されると共に、各フィルタ６の後面には、クリーンストッカ２内の窒素ガスＮ2をフィルタ６を通して各保管部に保管されているウェハカセット５側へ送給するためファン７が設置されている。
【００２３】
左右のラック４の下部には、スタッカクレーン３が走行する空間８を通って下降して来た窒素ガスＮ2が循環し得るよう、孔の穿設された仕切板９が設置されている。
【００２４】
又、スタッカクレーン３の走行方向所定位置には、図示してないがウェハカセット５を入出庫するための入出庫部が設けられている。
【００２５】
而して、クリーンストッカ２、スタッカクレーン３、ラック４、フィルタ６、ファン７によりウェハカセット保管設備が構成されている。
【００２６】
クリーンルーム１内には窒素ガスＮ2を貯留するバッファタンク１０が収納され、バッファタンク１０の上部に接続した窒素ガス供給主管１１は、先端側で窒素ガス供給枝管１１ａに分岐し、クリーンストッカ２内に挿入されて空間１２内に窒素ガスＮ2を送出し得るようになっている。
【００２７】
クリーンルーム１の外部に設置した窒素ガス供給装置１３には窒素ガス供給管１４が接続されている。而して、窒素ガス供給管１４はクリーンルーム１内に挿入されてその先端は、バッファタンク１０の上部に接続されている。
【００２８】
窒素ガス供給管１４には、クリーンルーム１内において、窒素ガス流れ方向上流側から下流側へ向け、順次、高圧側減圧弁１５、遮断弁１６、低圧側減圧弁１７が接続されている。
【００２９】
バッファタンク１０には圧力指示調節計１８が接続されると共にクリーンルーム１内には酸素濃度指示調節計１９が配置されており、圧力指示調節計１８で検出したバッファタンク１０内の窒素ガスの圧力が所定の値よりも高い場合（例えば１００ｍｍＡｑ以上）、或いは酸素濃度指示調節計１９で検出したクリーンルーム１内の酸素濃度が所定の値よりも低い場合（例えば１８％以下）には、圧力指示調節計１８或いは酸素濃度指示調節計１９から遮断弁１６へ弁閉止指令Ｖ１或いはＶ２を与え得るようになっている。
【００３０】
バッファタンク１０の上部には、安全弁２０を備えた窒素ガス排出管２１が接続されており、バッファタンク１０に蓄えられている窒素ガスＮ2の圧力が所定の値（例えば７０ｍｍＡｑ以上）よりも高い場合には、窒素ガスＮ2を屋外へ放出するよう、窒素ガス排出管２１はクリーンルーム１から屋外２２へ導出されてその先端は屋外２２に開放されている。
【００３１】
なお、図中、２３は窒素ガス供給主管１１に接続した圧力検出器、２４，２５は各管に接続した開閉弁、２６はバッファタンク１０から低圧側減圧弁１７に接続された導管である。
【００３２】
次に本発明の実施の形態例の作動について説明する。
【００３３】
クリーンストッカ２内に窒素ガスＮ2を供給する場合には遮断弁１６及び各開閉弁２４，２５は全開状態になっており、安全弁２０は全閉状態になっている。
【００３４】
而して、窒素ガス供給装置１３から送出された窒素ガスＮ2は窒素ガス供給管１４を流通しつつ高圧側減圧弁１５において所定の圧力に減圧され（例えば７ｋｇ／ｃｍ2Ｇから４ｋｇ／ｃｍ2Ｇ）、遮断弁１６を流通して低圧側減圧弁１７へ送給され、低圧側減圧弁１７において所定の圧力に減圧され（例えば４ｋｇ／ｃｍ2Ｇから５０ｍｍＡｑ）、更に窒素ガス供給管１４を流通してバッファタンク１０へ導入される。
【００３５】
なお、低圧側減圧弁１７の下流側圧力（例えば５０ｍｍＡｑ）は導管２６を経由したバッファタンク１０内の圧力により制御することにより、バッファタンク１０へ安定した圧力で窒素ガスＮ2を供給することが可能となる。
【００３６】
バッファタンク１０へ導入された窒素ガスＮ2は、窒素ガス供給主管１１から窒素ガス供給枝管１１ａを流通してクリーンストッカ２内の空間１２に吹込まれ、各ファン７の後面へ上昇する。
【００３７】
窒素ガスＮ2は、バッファタンク１０から窒素ガス供給主管１１、窒素ガス供給枝管１１ａを送給される際の圧力損失により減圧され、従って、クリーンストッカ２内の空間１２の窒素ガスＮ2の圧力はクリーンルーム１内の圧力よりも僅かに高い数ｍｍＡｑ程度である。
【００３８】
ファン７後面の空間１２を上昇した窒素ガスＮ2は、ファン７で加圧されたうえフィルタ６を通り清浄化され、各ラック４の部分を通過して空間８へ送り込まれ、空間８を下降して仕切板９の孔を通り、窒素ガス供給枝管１１ａからクリーンルーム１の空間１２内下部に吹込まれた窒素ガスＮ2と合流し、循環、上昇し、再びファン７から、フィルタ６、ラック４を経て空間８側へ送られる。
【００３９】
このように、クリーンストッカ２内に吹込まれた窒素ガスＮ2を空間１２，８を通し循環させることにより、ラック４にウェハカセット５として保管されているウェハの表面に塵埃が付着することを防止すると共に、ケミカルフリーを達成でき、しかもウェハ表面に自然酸化膜が形成されることが防止される。
【００４０】
クリーンストッカ２は通常十分な密閉構造ではないため、クリーンストッカ２内の窒素ガスＮ2はクリーンルーム１内との差圧により僅かにクリーンルーム１内へ漏洩するが、窒素ガスＮ2を送給する系統に異常がない場合には、クリーンルーム１の空気調節系によりクリーンルーム１内の空気の交替が行われるため、特に問題はない。
【００４１】
窒素ガスＮ2を供給する系統に何等かの異常が生じ、クリーンストッカ２内に供給される窒素ガスＮ2の圧力が数ｍｍＡｑよりも高くなると、クリーンルーム１内の窒素ガス濃度が上昇し、その結果、クリーンルーム１内の酸素濃度が低下する。
【００４２】
而して、酸素濃度指示調節計１９で検出したクリーンルーム１内の酸素濃度が予め設定した所定の値よりも低くなった場合には、酸素濃度指示調節計１９から遮断弁１６に弁閉止指令Ｖ２が与えられて遮断弁１６が閉止する。このため、バッファタンク１０内へは窒素ガスＮ2が導入されず、従ってバッファタンク１０内の圧力が下降してクリーンストッカ２への窒素ガスＮ2の供給は停止される。
【００４３】
高圧側減圧弁１５や低圧側減圧弁１７が制御不能となる等により故障してバッファタンク１０に導入される窒素ガスＮ2の圧力が所定の値よりも高くなると、先ず安全弁２０が開き、バッファタンク１０の圧力上昇を押えようとする。而して、安全弁２０が全て開放してもなおもバッファタンク１０内の圧力が上昇し、所定の値よりも高くなると、圧力指示調節計１８から遮断弁１６に弁閉止指令Ｖ１が与えられて遮断弁１６が閉止する。このため、バッファタンク１０内へは窒素ガスＮ2は導入されず、バッファタンク１０内の圧力が下降してクリーンストッカ２への窒素ガスＮ2の供給は減少し、最終的には停止される。
【００４４】
又例えば、高圧側減圧弁１５と遮断弁１６が故障したような場合、或いは遮断弁１６と低圧側減圧弁１７が故障したような場合には、バッファタンク１０へ導入される窒素ガスＮ2の圧力は所定の圧力よりも高圧となる。
【００４５】
而して、このような場合には、バッファタンク１０内の窒素ガスＮ2は、バッファタンク１０の内圧によりすでに開いている安全弁２０から窒素ガス排出管２１を流通して屋外２２へ放出される。このため、バッファタンク１０からクリーンストッカ２への窒素ガスＮ2の供給が継続されても、一定量を越えることはない。
【００４６】
本発明の実施の形態によれば、通常は安定した圧力の窒素ガスＮ2をクリーンストッカ２へ供給でき、又窒素ガスＮ2を供給する系統において何等かの異常が生じ、その結果、窒素ガスＮ2がクリーンストッカ２からクリーンルーム１内へ漏洩してクリーンルーム１内の酸素濃度が所定の値よりも低くなった場合、或いはバッファタンク１０へ導入される窒素ガスＮ2の圧力が所定の値よりも高くなった場合には、クリーンストッカ２への窒素ガスＮ2の供給を直ちに停止するか、或いはその供給量に上限を設けるため、窒素ガスＮ2の供給に暴走が生じることはない。
【００４７】
従って、クリーンルーム１内の窒素ガス濃度が上昇して酸素濃度が所定の値よりも低くなることがなく、このため、クリーンルーム１内で作業員が作業をする場合にも作業に支障が生じることはない。
【００４８】
なお、本発明の実施の形態においては、不活性ガスとして窒素ガスを使用する場合について説明したが、窒素ガス以外にもヘリウムガス、アルゴンガス等種々の不活性ガスの使用が可能なこと、クリーンストッカ内にはウェハカセットを保管する場合について説明したが、液晶パネルを保管する場合にも適用可能なこと、半導体ウェハの表面に対する成膜工程の装置に対しても適用できること、半導体ウェハや液晶パネルを洗浄した後の乾燥に適用することもできること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ること、等は勿論である。
【００４９】
【発明の効果】
本発明の不活性ガス供給設備によれば、請求項１、２の何れにおいても所定箇所への不活性ガスの供給を安定して行うことができると共に、クリーンルーム内の酸素濃度が所定の値よりも低くなることを防止できるため、作業員がクリーンルーム内で作業を行う場合に作業に支障が生じることはなく、又請求項２の場合には不活性ガスを屋外へ放出できるため、クリーンルーム内の酸素濃度が所定の値よりも低くなることをより一層確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の不活性ガス供給設備の実施の形態の一例を示す概要図である。
【図２】従来の不活性ガス供給設備の一例を示す概要図である。
【符号の説明】
１    クリーンルーム
２    クリーンストッカ
１０  バッファタンク
１１  窒素ガス供給主管（管路）
１１ａ        窒素ガス供給枝管（管路）
１４  窒素ガス供給管（管路）
１５  高圧側減圧弁
１６  遮断弁
１７  低圧側減圧弁
１８  圧力指示調節計
１９  酸素濃度指示調節計
２０  安全弁
２１  窒素ガス排出管（管路）
２２  屋外
Ｖ１，Ｖ２    弁閉止指令
【図１】
0003866840.tif 000002
【図２】
0003866840.tif 000003