ハロゲン含有ガス供給装置及びハロゲン含有ガス供給方法
【課題】ハロゲン含有ガスを外部装置へと導く導入弁の表面腐食や導入弁に用いられるシール材の劣化を抑制すること。
【解決手段】ハロゲン含有ガスを、そのハロゲン含有ガスが高圧充填された容器１から外部装置１００へと供給するハロゲンガス供給装置であって、容器からハロゲン含有ガスを供給するための供給弁４と、供給管４の下流に設けられ衝撃波の発生を防止する衝撃波防止機構５０とを備える。
【解決手段】ハロゲン含有ガスを、そのハロゲン含有ガスが高圧充填された容器１から外部装置１００へと供給するハロゲンガス供給装置であって、容器からハロゲン含有ガスを供給するための供給弁４と、供給管４の下流に設けられ衝撃波の発生を防止する衝撃波防止機構５０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハロゲン含有ガス供給装置及びハロゲン含有ガス供給方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ハロゲンガスは、半導体デバイス、МＥМＳデバイス、液晶用ＴＦＴパネル及び太陽電池等の半導体製造工程における基板のエッチングプロセス用ガスや、ＣＶＤ装置等の薄膜形成装置のクリーニングプロセス用ガスとして、重要な役割を担っている。
【０００３】
ハロゲンガスを供給する方法の一つとして、ハロゲンガスが高圧充填されたボンベから供給する方法がある。ボンベに高圧充填されたハロゲンガスは、導入するための弁を介して半導体製造装置に供給される。
【０００４】
ハロゲンガスの充填圧力を向上させ、ボンベの交換頻度を減らすことによって、ボンベの輸送費や作業負担の低減を図ることができる。また、高濃度のハロゲンガスを用いることによって、クリーニングプロセスを効率的に行うことができる。そのため、ハロゲンガスをボンベに高圧かつ高濃度で充填することが望まれている。
【０００５】
ハロゲンガスは反応性が高いガスであり、半導体製造装置への取り扱いが容易ではない。特に、反応性の高いフッ素ガスに適した容器弁の開発が望まれている。
【０００６】
特許文献１には、半導体製造システムに高濃度フッ素ガスを高圧力で供給する容器弁が開示されている。
【０００７】
また、特許文献２には、半導体産業において使用される半導体材料ガスやパージガス、標準ガス、キャリアガス等の高純度ガスを供給するための容器弁（バルブ）として、真空排気性能やパージ性能などのガス置換特性を向上させることを目的として、ガス流路から障害物を除き、ガスの滞留するデッドスペースを最小にしたダイレクト型ダイヤフラム弁が開示されている。
【０００８】
また、特許文献３には、バルブのシール部について、ゴムシーリングの焼損およびシール機能の低下に対応するため、火炎流路から窪んだ箇所にゴムシーリングが配置されるバルブが開示されている。
【０００９】
さらに、特許文献４には、弁座の開閉動作を行うコイルやボビンを、空気冷却する構成とすることにより、コイルの焼損や絶縁劣化のないリニアサーボバルブが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−２０７４８０号公報
【特許文献２】特開２００５−１８８６７２号公報
【特許文献３】特開２０００−２９１５００号公報
【特許文献４】実開平５−６２７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に記載の容器弁は、シートディスクでガスの流路を開閉し、外部との気密をダイヤフラムでシールするバルブであるため、弁室内のガスが滞留しやすいデッドスペースが大きくなる。
【００１２】
特許文献２には、バルブの内部を研磨することによって、水分等のガス分子やパーティクルが接ガス部表面に吸着する影響を少なくすることについて開示されている。しかし、詳細な研磨部分や形状について具体的に記載されていない。また、フッ素およびフッ素化合物ガスに適用できることについての記載もされていない。
【００１３】
従来のバルブでは、高圧、高濃度のフッ素ガスを取り扱う場合には、弁室内の温度が上昇し、弁室内の表面腐食やシール材の劣化の問題があり、また、シール材に樹脂材質を用いるとフッ素ガスによって樹脂材質が焼損するという問題点があった。この問題点は、Ｏ２やＮＯ等の支燃性ガスを取り扱う場合も同様である。
【００１４】
特許文献３に記載のバルブは、バックファイヤに対して対策されたものであり、高圧、高濃度のフッ素ガスに応用することはできない。また、特許文献４に記載のリニアサーボバルブは、コイルやボビンが空気冷却されるものであり、高圧、高濃度のフッ素ガスに応用することはできない。
【００１５】
フッ素ガスなど腐食性の高いハロゲンガスが高圧充填された容器から供給弁を介してハロゲンガスを導入する場合、ハロゲンガスによって導入側の導入弁の弁室内の表面腐食やシール材の劣化が生じ易く、上述の従来のバルブを導入弁に用いても、シール材の焼損を防止することができない。
【００１６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ハロゲン含有ガスを外部装置へと導く導入弁の表面腐食や導入弁に用いられるシール材の劣化を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、ハロゲン含有ガスを、そのハロゲン含有ガスが高圧充填された容器から外部装置へと供給するハロゲン含有ガス供給装置であって、前記容器からハロゲン含有ガスを供給するための供給弁と、前記供給管の下流に設けられ衝撃波の発生を防止する衝撃波防止機構と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、ハロゲン含有ガスのハロゲンは、フッ素、塩素、臭素、又はヨウ素であることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、前記ハロゲン含有ガスの充填圧力は、５ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下であることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、ハロゲン含有ガスを、そのハロゲン含有ガスが高圧充填された容器から外部装置へと供給するハロゲン含有ガス供給方法であって、供給弁が開放されることによって、前記容器に高圧充填されたハロゲン含有ガスは、衝撃波の発生を防止する衝撃波防止機構通じて前記外部装置へと導かれることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ハロゲン含有ガスは衝撃波の発生を防止する衝撃波防止機構を通じて外部装置へと供給されるため、ハロゲン含有ガスを外部装置へと導く導入弁の表面腐食や導入弁に用いられるシール材の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例の系統図である。
【図２】本発明の実施例１における衝撃波防止機構の概略図である。
【図３】本発明の実施例２における衝撃波防止機構の概略図である。
【図４】本発明の実施例３、５における衝撃波防止機構の概略図である。
【図５】本発明の実施例４における衝撃波防止機構の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の実施の形態に係るハロゲン含有ガス供給装置は、ハロゲン含有ガスを、そのハロゲン含有ガスが高圧充填された容器から外部装置へと供給するものであって、容器からハロゲン含有ガスを供給するための供給弁と、供給管の下流に設けられ衝撃波の発生を防止する衝撃波防止機構とを備える。
【００２４】
外部装置は、半導体デバイス、МＥМＳデバイス、液晶用ＴＦＴパネル、及び太陽電池等に用いられる半導体を製造する半導体製造装置である。また、ハロゲン含有ガスは、半導体製造工程にてクリーニングプロセス用ガスやエッチングプロセス用ガスとして用いられる。
【００２５】
以下、本発明の実施の形態に係るハロゲン含有ガス供給装置及びハロゲン含有ガス供給方法について詳細に説明する。
【００２６】
ハロゲン含有ガスが高圧充填された容器は、開閉弁を具備し、高圧ガスを密閉できる容器である。容器の開閉弁には導管が接続され、その導管には容器からハロゲン含有ガスを供給するための供給弁が設けられる。容器と供給弁にてハロゲン含有ガスを供給可能な供給装置が構成される。供給弁の下流には衝撃波の発生を防止する衝撃波防止機構が設けられる。衝撃波防止機構の下流にはハロゲン含有ガスを外部装置へと導入するための導入弁が設けられる。導入弁は、外部装置内に設けるようにしてもよく、また、供給装置内に設けるようにしてもよい。
【００２７】
供給弁を開放することによって、容器内のハロゲン含有ガスは衝撃波防止機構及び導入弁を経由して外部装置へと供給される。なお、容器は、単独で用いてもよく、又は、複数のものを並列に連結して用いてもよい。容器の数は特に限定されない。
【００２８】
容器の材質は、充填されるハロゲンガスに対して耐蝕性を有するものが好ましく、例えば、マンガン鋼、ステンレス鋼、ニッケルを含む合金（ハステロイ、インコネル、モネルなど）が挙げられる。
【００２９】
ハロゲン含有ガスのハロゲンは、フッ素、塩素、臭素、又はヨウ素であり、これらのうちいずれか２種類以上が混合されたものであってもよい。
【００３０】
ハロゲン含有ガスは、ハロゲンが含有されているものであればよく、フッ素ガス、塩素ガス、臭素ガス、ヨウ素ガスのハロゲンガス、又はＮＦ３、ＢＦ３、ＣｌＦ、ＣｌＦ３、ＩＦ７等のハロゲン化合物のガスに、Ｎ２、Ａｒ、Ｈｅ等の不活性ガスを混合したものであってもよい。また、ハロゲンガスとハロゲン化合物のガスとの混合ガスに不活性ガスを混合したものであってもよい。
【００３１】
ハロゲン含有ガス中のハロゲンガス、ハロゲン化合物のガスの濃度は、特に限定されないが、例えば、フッ素ガス、塩素ガス、臭素ガス、ヨウ素ガス、ＮＦ３ガス、ＢＦ３ガス、ＣｌＦガス、ＣｌＦ３ガス、及びＩＦ７ガスのうち少なくともいずれか１種類が０．１ｖｏｌ％以上１００ｖｏｌ％以下の範囲である。
【００３２】
ハロゲン含有ガスの充填圧力は、５ＭＰａＧ以上２０ＭＰａＧ以下であることが望ましい。５ＭＰａＧ未満では、導入側の導入弁内部の温度上昇を引き起こし難く、また、導入弁の弁室内の表面腐食や導入弁に用いられるシール材の劣化が生じ難い。一方、２０ＭＰａＧ超では、本発明を用いることにより、導入弁内部の温度上昇は引き起こさないものの、ハロゲンガスによる接ガス部表面の腐食が生じ易くなるため、好ましくない。
【００３３】
ハロゲン含有ガスが供給弁より供給された場合、その供給されたガスの移動速度が一定以上になると、衝撃波が発生する。一般的に、この衝撃波が発生する速度は、下記（１）式で示されるマッハ数を用いて示される。
【００３４】
マッハ数（Ｍ）＝流体の速度（Ｖ）／音速（ａ） ・・・ （１）
ここで、気体における音速（ａ）は、気体の比熱比（κ）、気体定数（Ｒ）、気体の温度（Ｔ）、気体の平均分子量（Ｍ）を用いて、下記（２）式で表わされる。
【００３５】
【数１】
【００３６】
上記（１）式及び（２）式から算出されるマッハ数が０．７以上かつ１．２未満となるようなガス速度の場合、ガスが流通する導管の直径及び長さの条件によっては、衝撃波が発生する可能性がある。また、マッハ数が１．２以上となるようなガス速度の場合、ガスの移動に伴い衝撃波が発生する。
【００３７】
従って、ガスの移動に伴う衝撃波の発生を防止するためには、マッハ数が０．７未満となるようにガスの移動速度を低下させる必要がある。
【００３８】
具体的には、例えばハロゲン含有ガスが１００％のフッ素ガスであった場合、２５℃での音速は３０２．１２ｍ／ｓであるため、ガスの移動速度を２１１．４８ｍ／ｓ未満に制御することにより、衝撃波の発生を防止することができる。
【００３９】
また、ガスの移動によって発生する衝撃波は直進性が高いので、ガスの移動方向を変化させることにより、発生する衝撃波を分散させ、衝撃波の成長を抑制することができる。
【００４０】
衝撃波防止機構は、上述の衝撃波の性質を利用して、衝撃波の発生を抑制する衝撃波抑制機構、あるいは、発生した衝撃波を減衰させる衝撃波減衰機構である。
【００４１】
衝撃波の発生を抑制する衝撃波抑制機構の具体例を下記に挙げる。
【００４２】
第１の衝撃波抑制機構は、弁、直線状のチューブ、またはオリフィスなど、ガス流通を制限した構造を備えた機構である。この機構では、ガス流通を制限した箇所の下流でガスの移動速度が低下するため、衝撃波の発生を抑制できる。
【００４３】
第２の衝撃波抑制機構は、第１の衝撃波抑制機構において、ガス流通を制限した構造部を迂回するように設けられたバイパス管と、バイパス管に設けられた開閉弁とを備える機構である。この機構では、先ず、ガス流通を制限した構造部より衝撃波抑制機構内全域に衝撃波が発生しない程度の速度でガスが充填され、その後、開閉弁を開にしてバイパス管にガスを流通させる。そのため、外部装置へのガス供給時にはバイパス管へもガスが流通し、供給流量を向上できる。
【００４４】
次に、発生した衝撃波を減衰させる衝撃波減衰機構の具体例を下記に挙げる。
【００４５】
第１の衝撃波減衰機構は、導管をコイル状に巻いた機構である。この機構では、導管がコイル状であるため、導管内をガスが直線的に流通しない。したがって、導管内内での衝撃波の成長が抑制され、衝撃波が減衰する。
【００４６】
第２の衝撃波減衰機構は、導管内に邪魔板を設置した機構である。この機構では、ガスの流れる方向が不連続に変化するため、導管内での衝撃波の成長が抑制され、衝撃波が減衰する。
【００４７】
本発明に用いられる衝撃波防止機構は、上述した衝撃波の性質に基づき、衝撃波の発生を抑制する、あるいは、発生した衝撃波を減衰させる機構を備えたものであれば、特にその構造が限定されることは無い。
【００４８】
供給弁を開放して高圧のハロゲン含有ガスを供給する場合、外部装置へハロゲン含有ガスを導入するための導入弁の内部温度の上昇を引き起こし易く、また、導入弁の弁室内の表面腐食や導入弁に用いられるシール材の劣化が生じ易い。これは、供給弁の開放により、ハロゲン含有ガスが流通する導管内で衝撃波が発生し、発生した衝撃波が伝播する過程で成長し導入弁に達するため、導入弁内部の温度上昇を引き起こすものと推測される。そこで、本発明では、ハロゲン含有ガスを、衝撃波発生防止機構を介して導入弁に供給することにより、供給弁から導入弁の間での衝撃波の発生及び成長を抑制する。これにより、導入弁内部の温度上昇や、導入弁の弁室内の表面腐食やシール材の劣化を抑制することができる。
【００４９】
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【００５０】
図１に本実施例の系統図を示す。マンガン鋼製の容器１には、Ｎ２希釈による２０ｖｏｌ％Ｆ２ガスが５ＭＰａＧの圧力で充填されている。容器１には開閉弁２が装着され、開閉弁２には内径１．０７ｃｍ、長さ２０ｃｍの直線状のステンレス製の導管３が接続される。導管３にはＦ２ガスを供給するための供給弁４が設けられ、供給弁４の下流にはＦ２ガスを外部装置１００へと導く導入弁が設けられる。供給弁４と導入弁５の間には衝撃波防止機構５０が設けられる。導入弁５の下流には、真空排気設備が手動弁６を介して接続されている。真空排気設備は、導管３内のガス置換を行うためのものである。
【００５１】
衝撃波防止機構５０は、図２に示すように、内径０．７５ｃｍのステンレス配管５１を直径７ｃｍのスパイラル状に１５巻したものであり、供給弁４と導入弁５の間に接続されている。導入弁５は損傷が評価される弁である。導入弁５のシール材の材質５はＰＣＴＦＥ（三フッ化塩化エチレン）である。
【００５２】
容器１の開閉弁２以外のすべての弁を開放して、導管３内を真空状態とした後、すべての弁を閉止する。その後、開閉弁２を開放して容器１から供給弁４までの導管３内の圧力を５ＭＰａＧとした。
【００５３】
次に、供給弁４を開放し、導入弁５までの圧力を５ＭＰａＧとした状態で５分間保持した。５分間経過した後に、開閉弁２を閉止し、導入弁５及び手動弁６を開放し、真空排気設備により導管３内を真空状態とした。
【００５４】
以上の操作を１０回繰り返した後に、リークディテクターにより導入弁５の内部リーク量の計測を行ったところ、リーク量は１．０×１０−８Ｐａ・ｍ３／ｓ以下であり、リークのないことを確認した。
【００５５】
導入弁５を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材の焼損は認められなかった。
【実施例２】
【００５６】
衝撃波防止機構５０は、図３に示すように、内径５．２７ｃｍ、長さ２０ｃｍのステンレス配管５２と、ステンレス配管５２の内部に配置され一部が切り欠かれたステンレス製の複数の邪魔板５３とを備える。図３（ａ）は衝撃波防止機構５０の斜視図であり、図３（ｂ）は衝撃波防止機構５０の断面図である。なお、衝撃波防止機構５０以外の構成は、実施例１の構成と同じである。また、操作も実施例１と同様に実施した。
【００５７】
邪魔板５３は、外径がステンレス配管５２の内径と略同一であり、外周がステンレス配管５２の内周に沿うように配置される。邪魔板５３は、ステンレス配管５２の内部に配置された状態で、ハロゲン含有ガスが通過可能な開口部５４の面積が４．４ｃｍ２となるように切り欠かれる。邪魔板５３は、開口部５４が互い違いとなるように等間隔に、ステンレス配管５２の長さ方向に７枚配置される。
【００５８】
その結果、リークディテクターにより計測された導入弁５の内部リーク量は、１．０×１０−８Ｐａ・ｍ３／ｓ以下であり、リークのないことを確認した。
【００５９】
導入弁５を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材の焼損は認められなかった。
【実施例３】
【００６０】
衝撃波防止機構５０は、図４に示すように、内径１．０７ｃｍ、長さ２０ｃｍのステンレス配管５６の中央内部にオリフィス板１０が設置されたオリフィス管である。
【００６１】
オリフィス板１０は、直径２ｃｍのステンレス製の円板の中央に直径０．２ｃｍの貫通孔が設けられる。オリフィス板１０は、外径がステンレス配管５６の内径と略同一であり、外周がステンレス配管５６の内周に沿うように配置される。なお、衝撃波防止機構５０以外の構成は、実施例１の構成と同じである。また、操作も実施例１と同様に実施した。
【００６２】
その結果、リークディテクターにより計測された自動弁５の内部リーク量は、１．０×１０−８Ｐａ・ｍ３／ｓ以下であり、リークのないことを確認した。
【００６３】
導入弁５を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材の焼損は認められなかった。
【実施例４】
【００６４】
衝撃波防止機構５０は、図５に示すように、ガスが流通する内径１．０７ｃｍのステンレス製の主導管１１と、主導管１１に設けられた内径０．０８ｃｍ長さ１０ｃｍのステンレス製のチューブ１２と、チュ−ブ１２を迂回するように主導管１１に接続された内径１．０７ｃｍのステンレス製のバイパス管１３と、バイパス管１３に設けられる開閉弁１４とを備える。なお、衝撃波防止機構５０以外の構成は、実施例１の構成と同じである。また、操作も実施例１と同様に実施した。
【００６５】
容器１の開閉弁２以外のすべての弁を開放して、導管３、主導管１１、チューブ１２、及びバイパス管１３内を真空状態とした後、すべての弁を閉止する。その後、開閉弁２を開放して容器１から供給弁４までの導管３内の圧力を５ＭＰａＧとした。
【００６６】
次に、供給弁４を開放し、チュ−ブ１２にガスを流通し、導入弁５までの圧力を５ＭＰａＧまで上昇させた後、開閉弁１４を開として５分間保持した。５分間経過した後に、開閉弁２を閉止し、手動弁６を開放し、真空排気設備により導管３、主導管１１、チュ−ブ１２、及びバイパス管１３内を真空状態とした。
【００６７】
以上のような操作を１０回繰り返した後に、リークディテクターにより導入弁５の内部リーク量の計測を行ったところ、リーク量は、１．０×１０−８Ｐａ・ｍ３／ｓ以下であり、リークのないことを確認した。
【００６８】
導入弁５を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材の焼損は認められなかった。
【実施例５】
【００６９】
衝撃波防止機構５０は、実施例４のチューブ１２に代わり、実施例３で用いたオリフィス管を用いる。それ以外の構成は、実施例４の構成と同じである。また、操作も実施例１と同様に実施した。
【００７０】
その結果、リークディテクターにより計測された導入弁５の内部リーク量は、１．０×１０−８Ｐａ・ｍ３／ｓ以下であり、リークのないことを確認した。
【００７１】
導入弁５を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材の焼損は認められなかった。
【実施例６】
【００７２】
本実施例では、容器１に、１００ｖｏｌ％ＮＦ３ガスが１４．７ＭＰａＧの圧力で充填されている。それ以外の構成は実施例１の構成と同様である。また、操作も実施例１と同様に実施した。
【００７３】
その結果、リークディテクターにより計測された導入弁５の内部リーク量は１．０×１０−８Ｐａ・ｍ３／ｓ以下であり、リークのないことを確認した。
【００７４】
導入弁５を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材の焼損は認められなかった。
【実施例７】
【００７５】
本実施例では、容器１に、１００ｖｏｌ％Ｏ２ガスが１４．７ＭＰａＧの圧力で充填されている。それ以外の構成は実施例１の構成と同様である。また、操作も実施例１と同様に実施した。
【００７６】
その結果、リークディテクターにより計測された導入弁５の内部リーク量は１．０×１０−８Ｐａ・ｍ３／ｓ以下であり、リークのないことを確認した。
【００７７】
導入弁５を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材の焼損は認められなかった。
【実施例８】
【００７８】
本実施例では、容器１に、Ｎ２希釈による２０ｖｏｌ％ＢＦ３ガスが１４．７ＭＰａＧの圧力で充填されている。それ以外の構成は実施例１の構成と同様である。また、操作も実施例１と同様に実施した。
【００７９】
その結果、リークディテクターにより計測された導入弁５の内部リーク量は１．０×１０−８Ｐａ・ｍ３／ｓ以下であり、リークのないことを確認した。
【００８０】
導入弁５を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材の焼損は認められなかった。
【実施例９】
【００８１】
本実施例では、容器１に、Ｎ２希釈による２０ｖｏｌ％ＣｌＦガスが１４．７ＭＰａＧの圧力で充填されている。それ以外の構成は実施例１の構成と同様である。また、操作も実施例１と同様に実施した。
【００８２】
その結果、リークディテクターにより計測された導入弁５の内部リーク量は１．０×１０−８Ｐａ・ｍ３／ｓ以下であり、リークのないことを確認した。
【００８３】
導入弁５を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材の焼損は認められなかった。
【実施例１０】
【００８４】
本実施例では、容器１に、Ｎ２希釈による０．１ｖｏｌ％ＣｌＦ３ガスが５ＭＰａＧの圧力で充填されている。それ以外の構成は実施例１の構成と同様である。また、操作も実施例１と同様に実施した。
【００８５】
その結果、リークディテクターにより計測された導入弁５の内部リーク量は１．０×１０−８Ｐａ・ｍ３／ｓ以下であり、リークのないことを確認した。
【００８６】
導入弁５を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材の焼損は認められなかった。
【実施例１１】
【００８７】
本実施例では、容器１に、Ｎ２希釈による０．１ｖｏｌ％ＩＦ７ガスが５ＭＰａＧの圧力で充填されている。それ以外の構成は実施例１の構成と同様である。また、操作も実施例１と同様に実施した。
【００８８】
その結果、リークディテクターにより計測された導入弁５の内部リーク量は１．０×１０−８Ｐａ・ｍ３／ｓ以下であり、リークのないことを確認した。
【００８９】
導入弁５を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材の焼損は認められなかった。
［比較例１］
実施例１〜４にて示した衝撃波防止機構５０の代わりに、外径１／２インチ、長さ２００ｍｍの直線状のステンレス製の配管を用いて、供給弁４と導入弁５とを直接接続した。それ以外は、実施例１と同様に実施した。
【００９０】
その結果、リークディテクターにより計測された導入弁５の内部リーク量は、１．３×１０−１Ｐａ・ｍ３／ｓであり気密不良であった。
［比較例２］
本比較例では、容器１に、１００ｖｏｌ％ＮＦ３ガスが１４．７ＭＰａＧの圧力で充填されている。それ以外の構成は比較例１の構成と同様である。また、操作も比較例１と同様に実施した。
【００９１】
その結果、リークディテクターにより計測された導入弁５の内部リーク量は、１．０×１０−８Ｐａ・ｍ３／ｓ以下であり、リークのないことを確認した。
【００９２】
しかしながら、導入弁５を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材の焼損が認められた。
［比較例３］
本比較例では、容器１に、１００ｖｏｌ％Ｏ２ガスが１４．７ＭＰａＧの圧力で充填されている。それ以外の構成は比較例１の構成と同様である。また、操作も比較例１と同様に実施した。
【００９３】
その結果、リークディテクターにより計測された導入弁５の内部リーク量は、１．０×１０−８Ｐａ・ｍ３／ｓ以下であり、リークのないことを確認した。
【００９４】
しかしながら、導入弁５を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材の焼損が認められた。
［比較例４］
本比較例では、容器１に、Ｎ２希釈による２０ｖｏｌ％ＢＦ３ガスが１４．７ＭＰａＧの圧力で充填されている。それ以外の構成は比較例１の構成と同様である。また、操作も比較例１と同様に実施した。
【００９５】
その結果、リークディテクターにより計測された導入弁５の内部リーク量は、１．０×１０−８Ｐａ・ｍ３／ｓ以下であり、リークのないことを確認した。
【００９６】
しかしながら、導入弁５を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材の焼損が認められた。
［比較例５］
本比較例では、容器１に、Ｎ２希釈による２０ｖｏｌ％ＣｌＦガスが１４．７ＭＰａＧの圧力で充填されている。それ以外の構成は比較例１の構成と同様である。また、操作も比較例１と同様に実施した。
【００９７】
その結果、リークディテクターにより計測された導入弁５の内部リーク量は、１．０×１０−８Ｐａ・ｍ３／ｓ以下であり、リークのないことを確認した。
【００９８】
しかしながら、導入弁５を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材の焼損が認められた。
［比較例６］
本比較例では、容器１に、Ｎ２希釈による０．１ｖｏｌ％ＣｌＦ３ガスが５ＭＰａＧの圧力で充填されている。それ以外の構成は比較例１の構成と同様である。また、操作も比較例１と同様に実施した。
【００９９】
その結果、リークディテクターにより計測された導入弁５の内部リーク量は、１．０×１０−８Ｐａ・ｍ３／ｓ以下であり、リークのないことを確認した。
【０１００】
しかしながら、導入弁５を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材の焼損が認められた。
［比較例７］
本比較例では、容器１に、Ｎ２希釈による０．１ｖｏｌ％ＩＦ７ガスが５ＭＰａＧの圧力で充填されている。それ以外の構成は比較例１の構成と同様である。また、操作も比較例１と同様に実施した。
【０１０１】
その結果、リークディテクターにより計測された導入弁５の内部リーク量は、１．０×１０−８Ｐａ・ｍ３／ｓ以下であり、リークのないことを確認した。
【０１０２】
しかしながら、導入弁５を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材の焼損が認められた。
【０１０３】
導入弁５を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材の焼損が認められた。
【０１０４】
なお、上記実施の形態では、高圧充填されたハロゲン含有ガスを容器から外部装置へと供給する装置について説明した。しかし、実施例７及び比較例３に示したように、ハロゲン含有ガスに代わりＯ２やＮＯ等の支燃性ガスを用いた場合も同様の作用効果を奏する。つまり、適用するガスをハロゲン含有ガスから支燃性ガスに代え、それ以外の構成は同一であっても、発明として成立する。
【０１０５】
具体的には、支燃性ガスを、その支燃性ガスが高圧充填された容器から外部装置へと供給する支燃性ガス供給装置であって、前記容器から支燃性ガスを供給するための供給弁と、前記供給管の下流に設けられ衝撃波の発生を防止する衝撃波防止機構とを備える、と構成しても発明が成立する。
【０１０６】
また、支燃性ガスを、その支燃性ガスが高圧充填された容器から外部装置へと供給する支燃性ガス供給方法であって、供給弁が開放されることによって、前記容器に高圧充填された支燃性ガスは、衝撃波の発生を防止する衝撃波防止機構通じて前記外部装置へと導かれる、と構成しても発明が成立する。
【０１０７】
また、支燃性ガスの充填圧力は、５ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下であることが好ましい。
【０１０８】
支燃性ガスが用いられる本構成においても、支燃性ガスは衝撃波の発生を防止する衝撃波防止機構を通じて外部装置へと供給されるため、支燃性ガスを外部装置へと導く導入弁の表面腐食や導入弁に用いられるシール材の劣化を抑制することができる。
【０１０９】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明のハロゲン含有ガス供給装置及びハロゲン含有ガス供給方法は、ハロゲン含有ガスを、クリーニングガス又はエッチングガスとして、半導体製造装置へ安全に供給するために用いることができる。
【符号の説明】
【０１１１】
５０ 衝撃波防止機構
１ 容器
２ 開閉弁
３ 導管
４ 供給弁
５ 導入弁
６ 手動弁
１０ オリフィス板
１１ 主導管
１２ チューブ
１３ バイパス管
１４ 開閉弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハロゲン含有ガス供給装置及びハロゲン含有ガス供給方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ハロゲンガスは、半導体デバイス、МＥМＳデバイス、液晶用ＴＦＴパネル及び太陽電池等の半導体製造工程における基板のエッチングプロセス用ガスや、ＣＶＤ装置等の薄膜形成装置のクリーニングプロセス用ガスとして、重要な役割を担っている。
【０００３】
ハロゲンガスを供給する方法の一つとして、ハロゲンガスが高圧充填されたボンベから供給する方法がある。ボンベに高圧充填されたハロゲンガスは、導入するための弁を介して半導体製造装置に供給される。
【０００４】
ハロゲンガスの充填圧力を向上させ、ボンベの交換頻度を減らすことによって、ボンベの輸送費や作業負担の低減を図ることができる。また、高濃度のハロゲンガスを用いることによって、クリーニングプロセスを効率的に行うことができる。そのため、ハロゲンガスをボンベに高圧かつ高濃度で充填することが望まれている。
【０００５】
ハロゲンガスは反応性が高いガスであり、半導体製造装置への取り扱いが容易ではない。特に、反応性の高いフッ素ガスに適した容器弁の開発が望まれている。
【０００６】
特許文献１には、半導体製造システムに高濃度フッ素ガスを高圧力で供給する容器弁が開示されている。
【０００７】
また、特許文献２には、半導体産業において使用される半導体材料ガスやパージガス、標準ガス、キャリアガス等の高純度ガスを供給するための容器弁（バルブ）として、真空排気性能やパージ性能などのガス置換特性を向上させることを目的として、ガス流路から障害物を除き、ガスの滞留するデッドスペースを最小にしたダイレクト型ダイヤフラム弁が開示されている。
【０００８】
また、特許文献３には、バルブのシール部について、ゴムシーリングの焼損およびシール機能の低下に対応するため、火炎流路から窪んだ箇所にゴムシーリングが配置されるバルブが開示されている。
【０００９】
さらに、特許文献４には、弁座の開閉動作を行うコイルやボビンを、空気冷却する構成とすることにより、コイルの焼損や絶縁劣化のないリニアサーボバルブが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−２０７４８０号公報
【特許文献２】特開２００５−１８８６７２号公報
【特許文献３】特開２０００−２９１５００号公報
【特許文献４】実開平５−６２７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に記載の容器弁は、シートディスクでガスの流路を開閉し、外部との気密をダイヤフラムでシールするバルブであるため、弁室内のガスが滞留しやすいデッドスペースが大きくなる。
【００１２】
特許文献２には、バルブの内部を研磨することによって、水分等のガス分子やパーティクルが接ガス部表面に吸着する影響を少なくすることについて開示されている。しかし、詳細な研磨部分や形状について具体的に記載されていない。また、フッ素およびフッ素化合物ガスに適用できることについての記載もされていない。
【００１３】
従来のバルブでは、高圧、高濃度のフッ素ガスを取り扱う場合には、弁室内の温度が上昇し、弁室内の表面腐食やシール材の劣化の問題があり、また、シール材に樹脂材質を用いるとフッ素ガスによって樹脂材質が焼損するという問題点があった。この問題点は、Ｏ２やＮＯ等の支燃性ガスを取り扱う場合も同様である。
【００１４】
特許文献３に記載のバルブは、バックファイヤに対して対策されたものであり、高圧、高濃度のフッ素ガスに応用することはできない。また、特許文献４に記載のリニアサーボバルブは、コイルやボビンが空気冷却されるものであり、高圧、高濃度のフッ素ガスに応用することはできない。
【００１５】
フッ素ガスなど腐食性の高いハロゲンガスが高圧充填された容器から供給弁を介してハロゲンガスを導入する場合、ハロゲンガスによって導入側の導入弁の弁室内の表面腐食やシール材の劣化が生じ易く、上述の従来のバルブを導入弁に用いても、シール材の焼損を防止することができない。
【００１６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ハロゲン含有ガスを外部装置へと導く導入弁の表面腐食や導入弁に用いられるシール材の劣化を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、ハロゲン含有ガスを、そのハロゲン含有ガスが高圧充填された容器から外部装置へと供給するハロゲン含有ガス供給装置であって、前記容器からハロゲン含有ガスを供給するための供給弁と、前記供給管の下流に設けられ衝撃波の発生を防止する衝撃波防止機構と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、ハロゲン含有ガスのハロゲンは、フッ素、塩素、臭素、又はヨウ素であることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、前記ハロゲン含有ガスの充填圧力は、５ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下であることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、ハロゲン含有ガスを、そのハロゲン含有ガスが高圧充填された容器から外部装置へと供給するハロゲン含有ガス供給方法であって、供給弁が開放されることによって、前記容器に高圧充填されたハロゲン含有ガスは、衝撃波の発生を防止する衝撃波防止機構通じて前記外部装置へと導かれることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ハロゲン含有ガスは衝撃波の発生を防止する衝撃波防止機構を通じて外部装置へと供給されるため、ハロゲン含有ガスを外部装置へと導く導入弁の表面腐食や導入弁に用いられるシール材の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例の系統図である。
【図２】本発明の実施例１における衝撃波防止機構の概略図である。
【図３】本発明の実施例２における衝撃波防止機構の概略図である。
【図４】本発明の実施例３、５における衝撃波防止機構の概略図である。
【図５】本発明の実施例４における衝撃波防止機構の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の実施の形態に係るハロゲン含有ガス供給装置は、ハロゲン含有ガスを、そのハロゲン含有ガスが高圧充填された容器から外部装置へと供給するものであって、容器からハロゲン含有ガスを供給するための供給弁と、供給管の下流に設けられ衝撃波の発生を防止する衝撃波防止機構とを備える。
【００２４】
外部装置は、半導体デバイス、МＥМＳデバイス、液晶用ＴＦＴパネル、及び太陽電池等に用いられる半導体を製造する半導体製造装置である。また、ハロゲン含有ガスは、半導体製造工程にてクリーニングプロセス用ガスやエッチングプロセス用ガスとして用いられる。
【００２５】
以下、本発明の実施の形態に係るハロゲン含有ガス供給装置及びハロゲン含有ガス供給方法について詳細に説明する。
【００２６】
ハロゲン含有ガスが高圧充填された容器は、開閉弁を具備し、高圧ガスを密閉できる容器である。容器の開閉弁には導管が接続され、その導管には容器からハロゲン含有ガスを供給するための供給弁が設けられる。容器と供給弁にてハロゲン含有ガスを供給可能な供給装置が構成される。供給弁の下流には衝撃波の発生を防止する衝撃波防止機構が設けられる。衝撃波防止機構の下流にはハロゲン含有ガスを外部装置へと導入するための導入弁が設けられる。導入弁は、外部装置内に設けるようにしてもよく、また、供給装置内に設けるようにしてもよい。
【００２７】
供給弁を開放することによって、容器内のハロゲン含有ガスは衝撃波防止機構及び導入弁を経由して外部装置へと供給される。なお、容器は、単独で用いてもよく、又は、複数のものを並列に連結して用いてもよい。容器の数は特に限定されない。
【００２８】
容器の材質は、充填されるハロゲンガスに対して耐蝕性を有するものが好ましく、例えば、マンガン鋼、ステンレス鋼、ニッケルを含む合金（ハステロイ、インコネル、モネルなど）が挙げられる。
【００２９】
ハロゲン含有ガスのハロゲンは、フッ素、塩素、臭素、又はヨウ素であり、これらのうちいずれか２種類以上が混合されたものであってもよい。
【００３０】
ハロゲン含有ガスは、ハロゲンが含有されているものであればよく、フッ素ガス、塩素ガス、臭素ガス、ヨウ素ガスのハロゲンガス、又はＮＦ３、ＢＦ３、ＣｌＦ、ＣｌＦ３、ＩＦ７等のハロゲン化合物のガスに、Ｎ２、Ａｒ、Ｈｅ等の不活性ガスを混合したものであってもよい。また、ハロゲンガスとハロゲン化合物のガスとの混合ガスに不活性ガスを混合したものであってもよい。
【００３１】
ハロゲン含有ガス中のハロゲンガス、ハロゲン化合物のガスの濃度は、特に限定されないが、例えば、フッ素ガス、塩素ガス、臭素ガス、ヨウ素ガス、ＮＦ３ガス、ＢＦ３ガス、ＣｌＦガス、ＣｌＦ３ガス、及びＩＦ７ガスのうち少なくともいずれか１種類が０．１ｖｏｌ％以上１００ｖｏｌ％以下の範囲である。
【００３２】
ハロゲン含有ガスの充填圧力は、５ＭＰａＧ以上２０ＭＰａＧ以下であることが望ましい。５ＭＰａＧ未満では、導入側の導入弁内部の温度上昇を引き起こし難く、また、導入弁の弁室内の表面腐食や導入弁に用いられるシール材の劣化が生じ難い。一方、２０ＭＰａＧ超では、本発明を用いることにより、導入弁内部の温度上昇は引き起こさないものの、ハロゲンガスによる接ガス部表面の腐食が生じ易くなるため、好ましくない。
【００３３】
ハロゲン含有ガスが供給弁より供給された場合、その供給されたガスの移動速度が一定以上になると、衝撃波が発生する。一般的に、この衝撃波が発生する速度は、下記（１）式で示されるマッハ数を用いて示される。
【００３４】
マッハ数（Ｍ）＝流体の速度（Ｖ）／音速（ａ） ・・・ （１）
ここで、気体における音速（ａ）は、気体の比熱比（κ）、気体定数（Ｒ）、気体の温度（Ｔ）、気体の平均分子量（Ｍ）を用いて、下記（２）式で表わされる。
【００３５】
【数１】
【００３６】
上記（１）式及び（２）式から算出されるマッハ数が０．７以上かつ１．２未満となるようなガス速度の場合、ガスが流通する導管の直径及び長さの条件によっては、衝撃波が発生する可能性がある。また、マッハ数が１．２以上となるようなガス速度の場合、ガスの移動に伴い衝撃波が発生する。
【００３７】
従って、ガスの移動に伴う衝撃波の発生を防止するためには、マッハ数が０．７未満となるようにガスの移動速度を低下させる必要がある。
【００３８】
具体的には、例えばハロゲン含有ガスが１００％のフッ素ガスであった場合、２５℃での音速は３０２．１２ｍ／ｓであるため、ガスの移動速度を２１１．４８ｍ／ｓ未満に制御することにより、衝撃波の発生を防止することができる。
【００３９】
また、ガスの移動によって発生する衝撃波は直進性が高いので、ガスの移動方向を変化させることにより、発生する衝撃波を分散させ、衝撃波の成長を抑制することができる。
【００４０】
衝撃波防止機構は、上述の衝撃波の性質を利用して、衝撃波の発生を抑制する衝撃波抑制機構、あるいは、発生した衝撃波を減衰させる衝撃波減衰機構である。
【００４１】
衝撃波の発生を抑制する衝撃波抑制機構の具体例を下記に挙げる。
【００４２】
第１の衝撃波抑制機構は、弁、直線状のチューブ、またはオリフィスなど、ガス流通を制限した構造を備えた機構である。この機構では、ガス流通を制限した箇所の下流でガスの移動速度が低下するため、衝撃波の発生を抑制できる。
【００４３】
第２の衝撃波抑制機構は、第１の衝撃波抑制機構において、ガス流通を制限した構造部を迂回するように設けられたバイパス管と、バイパス管に設けられた開閉弁とを備える機構である。この機構では、先ず、ガス流通を制限した構造部より衝撃波抑制機構内全域に衝撃波が発生しない程度の速度でガスが充填され、その後、開閉弁を開にしてバイパス管にガスを流通させる。そのため、外部装置へのガス供給時にはバイパス管へもガスが流通し、供給流量を向上できる。
【００４４】
次に、発生した衝撃波を減衰させる衝撃波減衰機構の具体例を下記に挙げる。
【００４５】
第１の衝撃波減衰機構は、導管をコイル状に巻いた機構である。この機構では、導管がコイル状であるため、導管内をガスが直線的に流通しない。したがって、導管内内での衝撃波の成長が抑制され、衝撃波が減衰する。
【００４６】
第２の衝撃波減衰機構は、導管内に邪魔板を設置した機構である。この機構では、ガスの流れる方向が不連続に変化するため、導管内での衝撃波の成長が抑制され、衝撃波が減衰する。
【００４７】
本発明に用いられる衝撃波防止機構は、上述した衝撃波の性質に基づき、衝撃波の発生を抑制する、あるいは、発生した衝撃波を減衰させる機構を備えたものであれば、特にその構造が限定されることは無い。
【００４８】
供給弁を開放して高圧のハロゲン含有ガスを供給する場合、外部装置へハロゲン含有ガスを導入するための導入弁の内部温度の上昇を引き起こし易く、また、導入弁の弁室内の表面腐食や導入弁に用いられるシール材の劣化が生じ易い。これは、供給弁の開放により、ハロゲン含有ガスが流通する導管内で衝撃波が発生し、発生した衝撃波が伝播する過程で成長し導入弁に達するため、導入弁内部の温度上昇を引き起こすものと推測される。そこで、本発明では、ハロゲン含有ガスを、衝撃波発生防止機構を介して導入弁に供給することにより、供給弁から導入弁の間での衝撃波の発生及び成長を抑制する。これにより、導入弁内部の温度上昇や、導入弁の弁室内の表面腐食やシール材の劣化を抑制することができる。
【００４９】
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【００５０】
図１に本実施例の系統図を示す。マンガン鋼製の容器１には、Ｎ２希釈による２０ｖｏｌ％Ｆ２ガスが５ＭＰａＧの圧力で充填されている。容器１には開閉弁２が装着され、開閉弁２には内径１．０７ｃｍ、長さ２０ｃｍの直線状のステンレス製の導管３が接続される。導管３にはＦ２ガスを供給するための供給弁４が設けられ、供給弁４の下流にはＦ２ガスを外部装置１００へと導く導入弁が設けられる。供給弁４と導入弁５の間には衝撃波防止機構５０が設けられる。導入弁５の下流には、真空排気設備が手動弁６を介して接続されている。真空排気設備は、導管３内のガス置換を行うためのものである。
【００５１】
衝撃波防止機構５０は、図２に示すように、内径０．７５ｃｍのステンレス配管５１を直径７ｃｍのスパイラル状に１５巻したものであり、供給弁４と導入弁５の間に接続されている。導入弁５は損傷が評価される弁である。導入弁５のシール材の材質５はＰＣＴＦＥ（三フッ化塩化エチレン）である。
【００５２】
容器１の開閉弁２以外のすべての弁を開放して、導管３内を真空状態とした後、すべての弁を閉止する。その後、開閉弁２を開放して容器１から供給弁４までの導管３内の圧力を５ＭＰａＧとした。
【００５３】
次に、供給弁４を開放し、導入弁５までの圧力を５ＭＰａＧとした状態で５分間保持した。５分間経過した後に、開閉弁２を閉止し、導入弁５及び手動弁６を開放し、真空排気設備により導管３内を真空状態とした。
【００５４】
以上の操作を１０回繰り返した後に、リークディテクターにより導入弁５の内部リーク量の計測を行ったところ、リーク量は１．０×１０−８Ｐａ・ｍ３／ｓ以下であり、リークのないことを確認した。
【００５５】
導入弁５を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材の焼損は認められなかった。
【実施例２】
【００５６】
衝撃波防止機構５０は、図３に示すように、内径５．２７ｃｍ、長さ２０ｃｍのステンレス配管５２と、ステンレス配管５２の内部に配置され一部が切り欠かれたステンレス製の複数の邪魔板５３とを備える。図３（ａ）は衝撃波防止機構５０の斜視図であり、図３（ｂ）は衝撃波防止機構５０の断面図である。なお、衝撃波防止機構５０以外の構成は、実施例１の構成と同じである。また、操作も実施例１と同様に実施した。
【００５７】
邪魔板５３は、外径がステンレス配管５２の内径と略同一であり、外周がステンレス配管５２の内周に沿うように配置される。邪魔板５３は、ステンレス配管５２の内部に配置された状態で、ハロゲン含有ガスが通過可能な開口部５４の面積が４．４ｃｍ２となるように切り欠かれる。邪魔板５３は、開口部５４が互い違いとなるように等間隔に、ステンレス配管５２の長さ方向に７枚配置される。
【００５８】
その結果、リークディテクターにより計測された導入弁５の内部リーク量は、１．０×１０−８Ｐａ・ｍ３／ｓ以下であり、リークのないことを確認した。
【００５９】
導入弁５を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材の焼損は認められなかった。
【実施例３】
【００６０】
衝撃波防止機構５０は、図４に示すように、内径１．０７ｃｍ、長さ２０ｃｍのステンレス配管５６の中央内部にオリフィス板１０が設置されたオリフィス管である。
【００６１】
オリフィス板１０は、直径２ｃｍのステンレス製の円板の中央に直径０．２ｃｍの貫通孔が設けられる。オリフィス板１０は、外径がステンレス配管５６の内径と略同一であり、外周がステンレス配管５６の内周に沿うように配置される。なお、衝撃波防止機構５０以外の構成は、実施例１の構成と同じである。また、操作も実施例１と同様に実施した。
【００６２】
その結果、リークディテクターにより計測された自動弁５の内部リーク量は、１．０×１０−８Ｐａ・ｍ３／ｓ以下であり、リークのないことを確認した。
【００６３】
導入弁５を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材の焼損は認められなかった。
【実施例４】
【００６４】
衝撃波防止機構５０は、図５に示すように、ガスが流通する内径１．０７ｃｍのステンレス製の主導管１１と、主導管１１に設けられた内径０．０８ｃｍ長さ１０ｃｍのステンレス製のチューブ１２と、チュ−ブ１２を迂回するように主導管１１に接続された内径１．０７ｃｍのステンレス製のバイパス管１３と、バイパス管１３に設けられる開閉弁１４とを備える。なお、衝撃波防止機構５０以外の構成は、実施例１の構成と同じである。また、操作も実施例１と同様に実施した。
【００６５】
容器１の開閉弁２以外のすべての弁を開放して、導管３、主導管１１、チューブ１２、及びバイパス管１３内を真空状態とした後、すべての弁を閉止する。その後、開閉弁２を開放して容器１から供給弁４までの導管３内の圧力を５ＭＰａＧとした。
【００６６】
次に、供給弁４を開放し、チュ−ブ１２にガスを流通し、導入弁５までの圧力を５ＭＰａＧまで上昇させた後、開閉弁１４を開として５分間保持した。５分間経過した後に、開閉弁２を閉止し、手動弁６を開放し、真空排気設備により導管３、主導管１１、チュ−ブ１２、及びバイパス管１３内を真空状態とした。
【００６７】
以上のような操作を１０回繰り返した後に、リークディテクターにより導入弁５の内部リーク量の計測を行ったところ、リーク量は、１．０×１０−８Ｐａ・ｍ３／ｓ以下であり、リークのないことを確認した。
【００６８】
導入弁５を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材の焼損は認められなかった。
【実施例５】
【００６９】
衝撃波防止機構５０は、実施例４のチューブ１２に代わり、実施例３で用いたオリフィス管を用いる。それ以外の構成は、実施例４の構成と同じである。また、操作も実施例１と同様に実施した。
【００７０】
その結果、リークディテクターにより計測された導入弁５の内部リーク量は、１．０×１０−８Ｐａ・ｍ３／ｓ以下であり、リークのないことを確認した。
【００７１】
導入弁５を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材の焼損は認められなかった。
【実施例６】
【００７２】
本実施例では、容器１に、１００ｖｏｌ％ＮＦ３ガスが１４．７ＭＰａＧの圧力で充填されている。それ以外の構成は実施例１の構成と同様である。また、操作も実施例１と同様に実施した。
【００７３】
その結果、リークディテクターにより計測された導入弁５の内部リーク量は１．０×１０−８Ｐａ・ｍ３／ｓ以下であり、リークのないことを確認した。
【００７４】
導入弁５を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材の焼損は認められなかった。
【実施例７】
【００７５】
本実施例では、容器１に、１００ｖｏｌ％Ｏ２ガスが１４．７ＭＰａＧの圧力で充填されている。それ以外の構成は実施例１の構成と同様である。また、操作も実施例１と同様に実施した。
【００７６】
その結果、リークディテクターにより計測された導入弁５の内部リーク量は１．０×１０−８Ｐａ・ｍ３／ｓ以下であり、リークのないことを確認した。
【００７７】
導入弁５を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材の焼損は認められなかった。
【実施例８】
【００７８】
本実施例では、容器１に、Ｎ２希釈による２０ｖｏｌ％ＢＦ３ガスが１４．７ＭＰａＧの圧力で充填されている。それ以外の構成は実施例１の構成と同様である。また、操作も実施例１と同様に実施した。
【００７９】
その結果、リークディテクターにより計測された導入弁５の内部リーク量は１．０×１０−８Ｐａ・ｍ３／ｓ以下であり、リークのないことを確認した。
【００８０】
導入弁５を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材の焼損は認められなかった。
【実施例９】
【００８１】
本実施例では、容器１に、Ｎ２希釈による２０ｖｏｌ％ＣｌＦガスが１４．７ＭＰａＧの圧力で充填されている。それ以外の構成は実施例１の構成と同様である。また、操作も実施例１と同様に実施した。
【００８２】
その結果、リークディテクターにより計測された導入弁５の内部リーク量は１．０×１０−８Ｐａ・ｍ３／ｓ以下であり、リークのないことを確認した。
【００８３】
導入弁５を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材の焼損は認められなかった。
【実施例１０】
【００８４】
本実施例では、容器１に、Ｎ２希釈による０．１ｖｏｌ％ＣｌＦ３ガスが５ＭＰａＧの圧力で充填されている。それ以外の構成は実施例１の構成と同様である。また、操作も実施例１と同様に実施した。
【００８５】
その結果、リークディテクターにより計測された導入弁５の内部リーク量は１．０×１０−８Ｐａ・ｍ３／ｓ以下であり、リークのないことを確認した。
【００８６】
導入弁５を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材の焼損は認められなかった。
【実施例１１】
【００８７】
本実施例では、容器１に、Ｎ２希釈による０．１ｖｏｌ％ＩＦ７ガスが５ＭＰａＧの圧力で充填されている。それ以外の構成は実施例１の構成と同様である。また、操作も実施例１と同様に実施した。
【００８８】
その結果、リークディテクターにより計測された導入弁５の内部リーク量は１．０×１０−８Ｐａ・ｍ３／ｓ以下であり、リークのないことを確認した。
【００８９】
導入弁５を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材の焼損は認められなかった。
［比較例１］
実施例１〜４にて示した衝撃波防止機構５０の代わりに、外径１／２インチ、長さ２００ｍｍの直線状のステンレス製の配管を用いて、供給弁４と導入弁５とを直接接続した。それ以外は、実施例１と同様に実施した。
【００９０】
その結果、リークディテクターにより計測された導入弁５の内部リーク量は、１．３×１０−１Ｐａ・ｍ３／ｓであり気密不良であった。
［比較例２］
本比較例では、容器１に、１００ｖｏｌ％ＮＦ３ガスが１４．７ＭＰａＧの圧力で充填されている。それ以外の構成は比較例１の構成と同様である。また、操作も比較例１と同様に実施した。
【００９１】
その結果、リークディテクターにより計測された導入弁５の内部リーク量は、１．０×１０−８Ｐａ・ｍ３／ｓ以下であり、リークのないことを確認した。
【００９２】
しかしながら、導入弁５を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材の焼損が認められた。
［比較例３］
本比較例では、容器１に、１００ｖｏｌ％Ｏ２ガスが１４．７ＭＰａＧの圧力で充填されている。それ以外の構成は比較例１の構成と同様である。また、操作も比較例１と同様に実施した。
【００９３】
その結果、リークディテクターにより計測された導入弁５の内部リーク量は、１．０×１０−８Ｐａ・ｍ３／ｓ以下であり、リークのないことを確認した。
【００９４】
しかしながら、導入弁５を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材の焼損が認められた。
［比較例４］
本比較例では、容器１に、Ｎ２希釈による２０ｖｏｌ％ＢＦ３ガスが１４．７ＭＰａＧの圧力で充填されている。それ以外の構成は比較例１の構成と同様である。また、操作も比較例１と同様に実施した。
【００９５】
その結果、リークディテクターにより計測された導入弁５の内部リーク量は、１．０×１０−８Ｐａ・ｍ３／ｓ以下であり、リークのないことを確認した。
【００９６】
しかしながら、導入弁５を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材の焼損が認められた。
［比較例５］
本比較例では、容器１に、Ｎ２希釈による２０ｖｏｌ％ＣｌＦガスが１４．７ＭＰａＧの圧力で充填されている。それ以外の構成は比較例１の構成と同様である。また、操作も比較例１と同様に実施した。
【００９７】
その結果、リークディテクターにより計測された導入弁５の内部リーク量は、１．０×１０−８Ｐａ・ｍ３／ｓ以下であり、リークのないことを確認した。
【００９８】
しかしながら、導入弁５を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材の焼損が認められた。
［比較例６］
本比較例では、容器１に、Ｎ２希釈による０．１ｖｏｌ％ＣｌＦ３ガスが５ＭＰａＧの圧力で充填されている。それ以外の構成は比較例１の構成と同様である。また、操作も比較例１と同様に実施した。
【００９９】
その結果、リークディテクターにより計測された導入弁５の内部リーク量は、１．０×１０−８Ｐａ・ｍ３／ｓ以下であり、リークのないことを確認した。
【０１００】
しかしながら、導入弁５を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材の焼損が認められた。
［比較例７］
本比較例では、容器１に、Ｎ２希釈による０．１ｖｏｌ％ＩＦ７ガスが５ＭＰａＧの圧力で充填されている。それ以外の構成は比較例１の構成と同様である。また、操作も比較例１と同様に実施した。
【０１０１】
その結果、リークディテクターにより計測された導入弁５の内部リーク量は、１．０×１０−８Ｐａ・ｍ３／ｓ以下であり、リークのないことを確認した。
【０１０２】
しかしながら、導入弁５を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材の焼損が認められた。
【０１０３】
導入弁５を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材の焼損が認められた。
【０１０４】
なお、上記実施の形態では、高圧充填されたハロゲン含有ガスを容器から外部装置へと供給する装置について説明した。しかし、実施例７及び比較例３に示したように、ハロゲン含有ガスに代わりＯ２やＮＯ等の支燃性ガスを用いた場合も同様の作用効果を奏する。つまり、適用するガスをハロゲン含有ガスから支燃性ガスに代え、それ以外の構成は同一であっても、発明として成立する。
【０１０５】
具体的には、支燃性ガスを、その支燃性ガスが高圧充填された容器から外部装置へと供給する支燃性ガス供給装置であって、前記容器から支燃性ガスを供給するための供給弁と、前記供給管の下流に設けられ衝撃波の発生を防止する衝撃波防止機構とを備える、と構成しても発明が成立する。
【０１０６】
また、支燃性ガスを、その支燃性ガスが高圧充填された容器から外部装置へと供給する支燃性ガス供給方法であって、供給弁が開放されることによって、前記容器に高圧充填された支燃性ガスは、衝撃波の発生を防止する衝撃波防止機構通じて前記外部装置へと導かれる、と構成しても発明が成立する。
【０１０７】
また、支燃性ガスの充填圧力は、５ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下であることが好ましい。
【０１０８】
支燃性ガスが用いられる本構成においても、支燃性ガスは衝撃波の発生を防止する衝撃波防止機構を通じて外部装置へと供給されるため、支燃性ガスを外部装置へと導く導入弁の表面腐食や導入弁に用いられるシール材の劣化を抑制することができる。
【０１０９】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明のハロゲン含有ガス供給装置及びハロゲン含有ガス供給方法は、ハロゲン含有ガスを、クリーニングガス又はエッチングガスとして、半導体製造装置へ安全に供給するために用いることができる。
【符号の説明】
【０１１１】
５０ 衝撃波防止機構
１ 容器
２ 開閉弁
３ 導管
４ 供給弁
５ 導入弁
６ 手動弁
１０ オリフィス板
１１ 主導管
１２ チューブ
１３ バイパス管
１４ 開閉弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハロゲン含有ガスを、そのハロゲン含有ガスが高圧充填された容器から外部装置へと供給するハロゲン含有ガス供給装置であって、
前記容器からハロゲン含有ガスを供給するための供給弁と、
前記供給管の下流に設けられ衝撃波の発生を防止する衝撃波防止機構と、
を備えることを特徴とするハロゲン含有ガス供給装置。
【請求項２】
ハロゲン含有ガスのハロゲンは、フッ素、塩素、臭素、又はヨウ素であることを特徴とする請求項１に記載のハロゲン含有ガス供給装置。
【請求項３】
前記ハロゲン含有ガスの充填圧力は、５ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のハロゲン含有ガス供給装置。
【請求項４】
ハロゲン含有ガスを、そのハロゲン含有ガスが高圧充填された容器から外部装置へと供給するハロゲン含有ガス供給方法であって、
供給弁が開放されることによって、前記容器に高圧充填されたハロゲン含有ガスは、衝撃波の発生を防止する衝撃波防止機構通じて前記外部装置へと導かれることを特徴とするハロゲン含有ガス供給方法。
【請求項１】
ハロゲン含有ガスを、そのハロゲン含有ガスが高圧充填された容器から外部装置へと供給するハロゲン含有ガス供給装置であって、
前記容器からハロゲン含有ガスを供給するための供給弁と、
前記供給管の下流に設けられ衝撃波の発生を防止する衝撃波防止機構と、
を備えることを特徴とするハロゲン含有ガス供給装置。
【請求項２】
ハロゲン含有ガスのハロゲンは、フッ素、塩素、臭素、又はヨウ素であることを特徴とする請求項１に記載のハロゲン含有ガス供給装置。
【請求項３】
前記ハロゲン含有ガスの充填圧力は、５ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のハロゲン含有ガス供給装置。
【請求項４】
ハロゲン含有ガスを、そのハロゲン含有ガスが高圧充填された容器から外部装置へと供給するハロゲン含有ガス供給方法であって、
供給弁が開放されることによって、前記容器に高圧充填されたハロゲン含有ガスは、衝撃波の発生を防止する衝撃波防止機構通じて前記外部装置へと導かれることを特徴とするハロゲン含有ガス供給方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−９７８９２（Ｐ２０１２−９７８９２Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３２９９１（Ｐ２０１１−３２９９１）
【出願日】平成２３年２月１８日（２０１１．２．１８）
【出願人】（０００００２２００）セントラル硝子株式会社 (1,198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１８日（２０１１．２．１８）
【出願人】（０００００２２００）セントラル硝子株式会社 (1,198)
【Ｆターム（参考）】
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