(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体製造装置から排出される支燃性ガスからなる反応ガスと可燃性ガスからなる反応ガスとを区別し、それぞれの排気処理装置に送り込むものであって、
前記半導体製造装置から延びる排気ラインと、
前記排気ラインから少なくとも二つに分岐されると共に支燃性ガス用の排気処理装置と可燃性ガス用の排気処理装置とに個別に接続される分岐ラインと、
前記排気ラインを流れる反応性ガスの圧力を検出するための第１の圧力検出手段と、
前記各分岐ラインに個別に設けられる開閉弁と、
前記可燃性ガス用の排気処理装置に接続される分岐ラインに接続され、窒素供給源から延びる窒素パージラインと、
前記窒素パージラインを流れる窒素ガスの圧力を検出するための第２の圧力検出手段と、
を備え、前記第１及び第２の圧力検出手段の検出結果に基づいて、前記可燃性ガス用の排気処理装置へ送り込まれる窒素ガスの流出を算出し、前記窒素ガスの流量に基づいて反応性ガスの濃度を監視するようにしたことを特徴とする排気切換装置。
【請求項２】
請求項１に記載の排気切換装置において、
前記第１及び第２の圧力検出手段の検出結果、及び排気されるガス比重値に基づいて前記窒素パージラインにおける窒素ガス流量を調節するための流量調節手段を設けたことを特徴とする排気ガス切換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、半導体製造装置から排出される反応性ガスを支燃性ガスと可燃性ガスとに分けて所定の排気処理装置へ送り込むようにした排気切換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体製造装置（例えば、膜付け装置）では、処理時間を短縮させるために、膜付け時に使用された反応性ガス（プロセスガス）をいかに早くチャンバの外に排出するかが問題となっている。ここで、膜付け装置から排出されるプロセスガスは所定の排気処理装置に送り込まれて処理されることになる。従って、膜付け装置からできるだけ早くプロセスガスを排出するには、排気処理装置でのガス処理能力を確保する必要があるが、実際には、同処理装置で規定濃度以上のプロセスガスを処理することはできない。
【０００３】
従来の膜付け装置では、同装置から排出されるプロセスガスを排気処理装置で処理するために、膜付け装置から排出されるプロセスガスを支燃性ガスと可燃性ガス（例えば、水素（Ｈ2）を含む）とに分けて排気処理装置へ送り込むために、排気切換装置が使用されている。
図３に排気切換装置３１の概略構成を示す。膜付け装置３２の排気ポンプ３３から延びる排気ライン３４は、その下流側で二つの分岐ライン３５，３６に分かれる。各分岐ライン３５，３６は、排気処理装置としての支燃性ガス用スクラバ３７及び可燃性ガス用スクラバ３８にそれぞれ接続される。支燃性ガス用スクラバ３７は非可燃性ガスを吸着処理するものであり、可燃性ガス用スクラバ３８は可燃性ガスを酸化分解処理するものである。可燃性ガス用スクラバ３８として、例えば、湿式のスクラバが使用される。排気ライン３４には、ガス圧力センサ３９が設けられ、各分岐ライン３５，３６には、開閉弁４０，４１がそれぞれ設けられる。可燃性ガス用スクラバ３８に接続される分岐ライン３６には、窒素タンク４２から延びる窒素パージライン４３が接続される。この窒素パージライン４３には、その上流側から順に、可変オリフィ４４、フローメータ４５、開閉弁４６及び逆止弁４７が直列に設けられる。上記のように一方の分岐ライン３６に窒素パージライン４３が接続されるのは、可燃性ガス用スクラバ３８へ送り込まれる可燃性ガスを希釈してそのガス濃度を所定の規定値以下にするためである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の排気切換装置３１では、膜付け装置３２の排気ポンプ３３からの排気が開始された直後におけるプロセスガス、即ち可燃性ガスの流量と、その排気が終了した時点での可燃性ガスの流量との間に大きな差がある。これにも拘わらず、排気切換装置３１では、可燃性ガスを希釈するために同ガスに混合される窒素ガスの流量が、最大となるときの可燃性ガス流量に合わせて設定されているだけである。ここで、窒素パージライン４３における窒素ガス流量は、フローメータ４５で監視されることにより所定の設定流量に保たれる。そして、窒素ガス流量が設定流量を逸脱した場合には、窒素パージライン４３の開閉弁４６が閉じられ、分岐ライン３６の開閉弁４１が閉じられることになる。
従って、可燃性ガス流量が最小となるときでも、窒素ガスは所定の設定流量によって可燃性ガスに混合されることになり、可燃性ガス流量が最大となるときに比べて窒素ガスが無駄に使用されることになる。加えて、マスフローメータ４５は、比較的高価で大型であるにも拘わらず、単に所定の設定流量を監視するために使用されるだけであり、占有スペースが大きく排気切換装置３１の小型化要求に反するものとなっている。
【０００５】
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その第１の目的は、反応性ガスに混合される窒素ガスの流量が所定の設定流量となるように監視するための全体構成を比較的安価で小型なものにすることを可能にした排気切換装置を提供することにある。
この発明の第２の目的は、第１の目的に加え、反応性ガスに混合される窒素ガスの流量を調節することにより、可燃性ガス用の排気処理装置へ送り込まれる反応性ガスの濃度を常に一定に保つことを可能にした排気切換装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために、請求項１に記載の発明の排気切換装置は、半導体製造装置から排出される反応性ガスを支燃性ガスと可燃性ガスとに分けて所定の排気処理装置へ送り込むようにした排気切換装置であって、半導体製造装置から延びる排気ラインと、排気ラインから少なくとも二つに分岐されると共に支燃性ガス用の排気処理装置と可燃性ガス用の排気処理装置とに個別に接続される分岐ラインと、排気ラインを流れる反応性ガスの圧力を検出するための第１の圧力検出手段と、各分岐ラインに個別に設けられる開閉弁と、可燃性ガス用の排気処理装置に接続される分岐ラインに接続され、窒素供給源から延びる窒素パージラインと、窒素パージラインを流れる窒素ガスの圧力を検出するための第２の圧力検出手段とを備え、第１及び第２の圧力検出手段の検出結果に基づいて、可燃性ガス用の排気処理装置へ送り込まれる反応性ガスの濃度を監視するようにしたことを趣旨とする。
【０００７】
上記発明の排気切換装置の構成によれば、半導体装置から排気ラインへ排出される反応性ガスが支燃性ガスである場合に、各分岐ラインに設けられた開閉弁を選択的に閉弁又は開弁することにより、支燃正ガスが支燃性ガス用の排気処理装置へ送り込まれ、処理される。一方、半導体装置から排気ラインへ排出される反応性ガスが可燃性ガスである場合には、各分岐ラインに設けられた開閉弁を選択的に閉弁又は開弁することにより、可燃性ガスが可燃性ガス用の排気処理装置へ送り込まれる。ここで、可燃性ガス用の排気処理装置へ送り込まれる可燃性ガスを希釈して所定の濃度にするために、窒素供給源から窒素パージラインを通じて対応する分岐ラインへ窒素ガスが導入され、その窒素ガスが可燃性ガスに混合されることになる。このとき、排気ラインを流れる可燃性ガスの圧力は、第１の圧力検出手段により検出される。窒素パージラインを流れる窒素ガスの圧力は、第２の圧力検出手段により検出される。そして、第１及び第２の圧力検出手段の検出結果は、可燃性ガス用の排気処理装置へ送り込まれる可燃性ガスの濃度を監視するために参照される。例えば、それぞれ検出される可燃性ガスの圧力と窒素ガスの圧力とが参照され、それらが所定の関係を有する状態で監視されることにより、窒素ガスの流量が監視されることになる。
従って、可燃性ガスに混合される窒素ガスの流量を監視するために、比較的高価で大型となるフローメータを使用する必要がなく、圧力検出手段として簡易で小型な圧力センサの使用が可能になる。
【０００８】
上記第２の目的を達成するために、請求項２に記載の発明の排気切換装置は、請求項１に記載の排気切換装置において、第１及び第２の圧力検出手段の検出結果に基づいて窒素パージラインにおける窒素ガス流量を調節するための流量調節手段を設けたことを趣旨とする。
【０００９】
上記発明の排気切換装置の構成によれば、請求項１の発明の作用に加え、流量調節手段を作動させることにより、窒素パージラインにおける窒素ガスの流量が調節されることから、第１及び第２の圧力検出手段の検出結果に基づいて、即ち、監視される可燃性ガスの圧力と窒素ガスの圧力とが所定の関係を有するように流量調節手段を作動させることにより、可燃性ガス用の排気処理装置へ送り込まれる可燃性ガスの濃度が所定の設定値に調節されることになる。又、窒素ガスの流量が適宜に調節されることから、過剰な窒素ガスが可燃性ガスに混合されることがない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
以下、本発明（請求項２の発明）の排気切換装置を具体化した第１の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
図１に排気切換装置１の概略構成を示す。この排気切換装置１は、半導体製造装置としての膜付け装置２の排気ポンプ３から排出される反応性ガス（プロセスガス）を排気処理装置としての支燃性ガス用スクラバ４又は可燃性ガス用スクラバ５により処理するために、排気ポンプ３から排出されるプロセスガスを支燃性ガスと可燃性ガス（ここでは、水素（Ｈ2）を含む）とに分けて各スクラバ４，５へ選択的に送り込むためのものである。
【００１２】
排気切換装置１は、膜付け装置２の排気ポンプ３から延びる排気ライン６と、その排気ライン６から二つに分岐されると共に支燃性ガス用スクラバ４と可燃性ガス用スクラバ５とに個別に接続される第１及び第２の分岐ライン７，８とを備える。排気切換装置１は、更に、排気ライン６を流れるプロセスガスの圧力を検出するための第１の圧力検出手段としての第１の圧力センサ９と、各分岐ライン７，８に個別に設けられる第１及び第２の開閉弁１０，１１と、可燃性ガス用スクラバ５に接続される第２の分岐ライン８に接続され、窒素供給源としての窒素タンク１２から延びる窒素パージライン１３と、その窒素パージライン１３を流れる窒素ガスの圧力を検出するための第２の圧力検出手段としての第２の圧力センサ１４とを備える。
【００１３】
即ち、膜付け装置２の排気ポンプ３から延びる排気ライン６は、その下流側で二つの分岐ライン７，８に分かれ、各分岐ライン７，８は、支燃性ガス用スクラバ４及び可燃性ガス用スクラバ５にそれぞれ接続される。支燃性ガス用スクラバ４は非可燃性ガスを反応槽に充填した特殊薬剤に吸着させて処理し無害化するものであり、この実施の形態では、エバラ製「エバラドライ排気ガス処理装置」が使用される。可燃性ガス用スクラバ５は可燃性ガスを分解処理するものであり、この実施の形態では、エバラ製「エバラ湿式排気ガス処理装置」が使用される。この処理装置は、水素を含む可燃性ガスをアルカリ液を含む通気撹拌槽に導入して溶解させ、その後に洗浄水により洗浄することにより、可燃性ガスを処理するものである。
窒素パージライン１３には、その上流側から順に、第２の圧力センサ１４、可変オリフィス１５、流量調節手段としての可変流量弁１６及び逆止弁１７が直列に設けられる。可変オリフィス１５は、窒素パージライン１３の流路面積を比較的限られた小範囲で変更するためのものである。可変流量弁１６は、窒素パージライン１３における窒素ガス流量を比較的広い範囲で変更するためのものである。逆止弁１７は、窒素パージライン１３における窒素ガスの逆流を防止するためのものである。上記のように第２の分岐ライン８に窒素パージライン１３が接続されるのは、可燃性ガス用スクラバ５へ送り込まれる可燃性ガスを希釈してそのガス濃度を所定の規定値以下にするためである。
【００１４】
排気切換装置１は、更にコントローラ１８を備える。コントローラ１８には、第１及び第２の開閉弁１０，１１、第１及び第２の圧力センサ９，１４、並びに可変流量弁１６がそれぞれ接続される。コントローラ１８は、排気ポンプ３から排出される支燃性ガス又は可燃性ガスを対応するスクラバ４，５へ選択的に送り込むために、第１及び第２の開閉弁１０，１１を制御する。又、コントローラ１８は、可燃性ガス用スクラバ５へ送り込まれる可燃性ガスの濃度を監視するために、第１及び第２の圧力センサ９，１４の検出結果に基づいて可燃性ガス流量に対する窒素ガス流量を算出し、それらを監視する。
例えば、第１の圧力センサ９で検出される可燃性ガスの圧力を「Ｐ１」とし、第２の圧力センサ１４で検出される窒素ガスの圧力を「Ｐ２」とすると、窒素ガス流量ＱＮは次式（１）によって求められる。
ＱＮ＝３９６Ｃｖ√｛（Ｐ２−Ｐ１）Ｐ１｝÷√Ｇ    …（１）
ここで、「Ｃｖ」は圧力Ｐ２とＰ１との間のＣＶ値を、「Ｇ」はガス比重値をそれぞれ示す。
【００１５】
上記したこの実施の形態の排気切換装置１の構成によれば、膜付け装置２の排気ポンプ３から排気ライン６へ排出されるプロセスガスが支燃性ガスである場合には、コントローラ１８が第１の開閉弁１０を開弁させ、第２の開閉弁１１を閉弁させる。これにより、排気ライン６及び第１の分岐ライン７を通じて支燃性ガスが支燃性ガス用スクラバ４へ送り込まれ、処理されることになる。
一方、膜付け装置２の排気ポンプ３から排気ライン６へ排出されるプロセスガスが可燃性ガスである場合には、コントローラ１８が第１の開閉弁１０を閉弁させ、第２の開閉弁１１を開弁させる。これにより、排気ライン６及び第２の分岐ライン８を通じて可燃性ガスが可燃性ガス用スクラバ５へ送り込まれる。ここで、同スクラバ５の処理能力に応じて送り込まれる可燃性ガスを希釈して所定の濃度にするために、窒素タンク１２から窒素パージライン１３を通じて第２の分岐ライン８には窒素ガスが導入され、窒素ガスが可燃性ガスに混合される。このとき、排気ライン６を流れる可燃性ガスの圧力は、第１の圧力センサ９により検出される。窒素パージライン１３を流れる窒素ガスの圧力は、第２の圧力センサ１４により検出される。第１及び第２の圧力センサ９，１４の検出結果は、可燃性ガス用スクラバ５へ送り込まれる可燃性ガスの濃度を監視するためにコントローラ１８により参照される。例えば、それぞれ検出される可燃性ガスの圧力Ｐ１と窒素ガスの圧力Ｐ２とがそれぞれ参照され、それらが所定の関係を有する状態に監視されることになる。
従って、この排気切換装置１では、可燃性ガスに混合される窒素ガスの流量を監視するために、従来の排気切換装置３１とは異なり、比較的高価で大型なフローメータを使用する必要がなく、比較的簡易で小型な二つの圧力センサ９，１４が使用されることになる。現状のフローメータの占有スペースは、各圧力センサ９点１４のそれの数倍に及ぶものとなる。このため、プロセスガスに混合される窒素ガスの流量が所定の設定流量となるように監視するための全体構成を比較的安価で小型なものにすることができるようになる。つまり、フローメータが第２の圧力センサ１４に置き換わる分だけ、排気切換装置１の全体構成を安価で小型なものにすることができるのである。
【００１６】
この実施の形態の排気切換装置１の構成によれば、コントローラ１８が可変流量弁１６を作動させることにより、窒素パージライン１３における窒素ガス流量が調節されることから、第１及び第２の圧力センサ９，１４の検出結果に基づいて、即ち、それぞれ監視される可燃性ガスの圧力Ｐ１と窒素ガスの圧力Ｐ２とが所定の関係を有するように、可変流量弁１６を作動させることにより、可燃性ガス用スクラバ５へ送り込まれる窒素ガス流量が調節され、可燃性ガスの濃度が所定値に調節される。このため、可燃性ガス用スクラバ５へ送り込まれる可燃性ガスの濃度を常に一定に保つことができるようになる。又、スクラバ５へ送り込まれる可燃ガス流量が変動しても、その変動に応じて窒素ガス流量が可変流量弁１６により調節されることから、過剰な窒素ガスが可燃性ガスに混合されることがない。即ち、膜付け装置２の排気ポンプ３から排出される可燃性ガス流量が、その排出開始時と排出終了時とで大きく変動したとしても、その変動に応じて窒素ガス流量を調節することができ、可燃性ガスに混合される窒素ガスが無駄に使用されることがない。このため、窒素ガスの使用を節約することができ、半導体製造上の運転コストを低減させることができる。
【００１７】
［第２の実施の形態］
次に、本発明（請求項１の発明）の排気処理装置を具体化した第２の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。尚、本実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略し、以下には異なった点を中心に説明する。
【００１８】
この実施の形態の排気切換装置２１では、窒素パージライン１３に設けられた前述した可変流量弁１６を、同ライン１３を単に開閉するための開閉弁１９に置き換えた点で第１の実施の形態と構成が異なる。
【００１９】
従って、この実施の形態の排気切換装置２１では、開閉弁１９を使用して窒素パージライン１３における窒素ガス流量を調節できないものの、可燃性ガスに混合される窒素ガス流量を監視するために、比較的簡易で小型な二つの圧力センサ９，１４が使用されることになる。このため、この排気切換装置２１においても、可燃性ガスに混合される窒素ガス流量が所定の設定流量となるように監視するための全体構成を比較的安価で小型なものにすることができる。
【００２０】
尚、この発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で、例えば、以下のように実施することができる。
【００２１】
（１）前記各実施の形態では、排気ライン６から分岐される二つの分岐ライン７，８を設けたが、分岐ラインを三つ以上設けることもできる。
【００２２】
（２）前記各実施の形態では、半導体製造装置を膜付け装置２としたが、膜付け装置以外の装置であってもよい。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明の排気切換装置によれば、排気ラインを流れる反応性ガスの圧力を検出するための第１の圧力検出手段と、窒素パージラインを流れる窒素ガスの圧力を検出するための第２の圧力検出手段の検出結果に基づいて、可燃性ガス用の排気処理装置に供給される反応性ガスの濃度を監視するようにしている。
従って、可燃性ガスに混合される窒素ガスの量を監視するために、比較的高価で大型なフローメータが使用されず、圧力検出手段として簡易で小型な圧力センサの使用が可能になる。この結果、反応性ガスに混合される窒素ガスの流量が所定の設定流量となるように監視するための全体構成を比較的安価で小型なものにすることができるという効果を発揮する。
【００２４】
請求項２に記載の発明の排気切換装置によれば、請求項１の排気切換装置において、第１及び第２の圧力検出手段の検出結果に基づいて窒素パージラインにおける窒素ガス流量を調節するための流量調節手段を設けている。
従って、流量調節手段により窒素ガス流量が調節されることから、第１及び第２の圧力検出手段の検出結果に基づいて流量調節手段を作動させることにより、可燃性ガス用の排気処理装置へ送り込まれる可燃性ガスの濃度が所定値に調節され、過剰な窒素ガスが可燃性ガスに混合されることがない。このため、請求項１の発明の効果に加え、可燃性ガス用の排気処理装置へ送り込まれる反応性ガスの濃度を常に一定に保つことができるという効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係り、排気切換装置を示す概略構成図である。
【図２】第２の実施の形態に係り、排気切換装置を示す概略構成図である。
【図３】従来の排気切換装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１    排気切換装置
２    膜付け装置（半導体製造装置）
４    支燃性ガス用スクラバ（排気処理装置）
５    可燃性ガス用スクラバ（排気処理装置）
６    排気ライン
７    第１の分岐ライン
８    第２の分岐ライン
９    第１の圧力センサ（第１の圧力検出手段）
１０  第１の開閉弁
１１  第２の開閉弁
１２  窒素タンク（窒素供給源）
１３  窒素パージライン
１４  第２の圧力センサ（第２の圧力検出手段）
１６  可変流量弁（流量調節手段）
１８  コントローラ
２１  排気切換装置
【図１】
0004245714.tif 000002
【図２】
0004245714.tif 000003
【図３】
0004245714.tif 000004