JP2012189169A - シリンダーキャビネット - Google Patents

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Abstract

【課題】ガスの無駄な廃棄を減らすことができるシリンダーキャビネットを提供すること。
【解決手段】実施形態のシリンダーキャビネットでは、制御部は、第１のガス容器の残ガス量が所定量以下となった場合にガスを供給するガス供給配管を、前記第１のガス供給配管から第２のガス供給配管に切り替える。また、前記制御部は、第２のガス容器から前記ガスを供給している間に前記第１のガス容器内の残ガスを回収容器内に回収させる。さらに、前記制御部は、前記第１のガス容器が新しいガス容器に交換された際には、前記回収容器に貯められた残ガスで前記第１のガス供給配管内をパージする。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、シリンダーキャビネットに関する。
半導体製造装置では、半導体製造プロセスの工程に応じて、様々な材料ガス等が使用されている。このような材料ガスは、半導体生産工場に隣接したシリンダーキャビネットから、半導体生産工場内に設置されたガス配管を通して、半導体製造装置に供給されている。
従来のシリンダーキャビネットでは、例えば２つのガス容器を準備しておき、２つのガス容器の何れか一方を用いて半導体製造装置にガスを供給している。そして、半導体製造装置にガスを供給している間、ガス残重量、１次圧力が測定される。そして、第１のガス容器内のガス残重量、１次圧力が、ガスを安定供給できる下限の残重量もしくは１次圧力に達すると、第１のガス容器から第２のガス容器に切り替えて、ガス供給を継続する。
このため、第１のガス容器には所定量のガスが残存することになる。この第１のガス容器は、そのまま取り外され、新品のガス容器に取り付けられるので、残存したガスはそのままガスメーカーに返却されて廃棄されることになる。このようなガスの無駄な廃棄によって、ガスの使用コストが増加するという問題があった。このため、ガスの無駄な廃棄を減らすことが望まれる。
特開平９−２９２１８２号公報
本発明が解決しようとする課題は、ガスの無駄な廃棄を減らすことができるシリンダーキャビネットを提供することである。
実施形態によれば、シリンダーキャビネットが提供される。シリンダーキャビネットは、外部装置に供給するガスの第１のガス容器が接続されて前記第１のガス容器内のガスを前記外部装置側に流す第１のガス供給配管と、前記外部装置に供給するガスの第２のガス容器が接続されて前記第２のガス容器内のガスを前記外部装置側に流す第２のガス供給配管と、を備えている。また、シリンダーキャビネットは、前記第１および第２のガス容器内の残ガスを回収して貯める回収容器が接続されて前記ガス容器内の残ガスを前記回収容器側に流すガス回収配管と、前記回収容器に接続されて、前記残ガスを前記回収容器内に貯める前に前記回収容器内を真空引きする真空配管と、を備えている。また、シリンダーキャビネットは、前記第１のガス供給配管上、前記第２のガス供給配管上、前記ガス回収配管上および前記真空配管上のそれぞれに設置されて前記ガスの流れを遮断または開放する自動弁と、前記自動弁を制御することにより、前記第１および第２のガス供給配管の何れか一方を介して前記ガスを前記外部装置に供給するよう、前記ガスおよび前記残ガスの流れを制御する制御部と、を備えている。そして、前記制御部は、前記第１のガス容器の残ガス量が所定量以下となった場合に前記ガスを供給するガス供給配管を、前記第１のガス供給配管から前記第２のガス供給配管に切り替える。また、前記制御部は、前記第２のガス容器から前記ガスを供給している間に前記第１のガス容器内の残ガスを前記回収容器内に回収させる。さらに、前記制御部は、前記第１のガス容器が新しいガス容器に交換された際には、前記回収容器に貯められた残ガスで前記第１のガス供給配管内をパージする。
図１は、第１の実施形態に係るシリンダーキャビネットの構成を示す図である。 図２は、残ガスを回収する際の第１の実施形態に係るシリンダーキャビネット内の状態を示す図である。 図３は、ガス回収容器内の回収ガスを用いてプロセスガスパージを行う際の第１の実施形態に係るシリンダーキャビネット内の状態を示す図である。 図４は、半導体製造装置へのプロセスガス供給処理手順を示す図である。 図５は、第２の実施形態に係るシリンダーキャビネットの構成を示す図である。 図６は、残ガスを回収する際の第２の実施形態に係るシリンダーキャビネット内の状態を示す図である。 図７は、ガス回収容器内の回収ガスを用いてプロセスガスパージを行う際の第２の実施形態に係るシリンダーキャビネット内の状態を示す図である。
以下に添付図面を参照して、実施形態に係るシリンダーキャビネットを詳細に説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るシリンダーキャビネットの構成を示す図である。シリンダーキャビネット１Ｘは、２つのガス容器（ガスボンベ）を用いて、半導体製造装置（図示せず）などにプロセスガスを供給する装置である。本実施形態のシリンダーキャビネット１Ｘは、ガス容器に残ったガスを回収するガス回収機構１０Ｘを有している。また、シリンダーキャビネット１Ｘは制御部７Ｘを有している。
シリンダーキャビネット１Ｘには、ガス容器５Ａと、ガス容器５Ｂと、ガス回収容器３Ｘと、が設置される。シリンダーキャビネット１Ｘは、ガス容器５Ａからのプロセスガスを半導体製造装置側に送り出すプロセスガス供給配管４１Ａと、ガス容器５Ａの接続されている配管にＮ2ガスを供給するＮ2ガス供給配管４２Ａと、配管内に残ったプロセスガスやＮ2ガスを外部に排気（ベント排気）する排気配管４３Ａと、を備えている。
同様に、シリンダーキャビネット１Ｘは、ガス容器５Ｂからのプロセスガスを半導体製造装置側に送り出すプロセスガス供給配管４１Ｂと、ガス容器５Ｂの接続されている配管にＮ2ガスを供給するＮ2ガス供給配管４２Ｂと、配管内に残ったプロセスガスやＮ2ガスを外部に排気する排気配管４３Ｂと、を備えている。
また、シリンダーキャビネット１Ｘは、ガス容器５Ａに残っているガスをガス回収容器３Ｘに送り込むガス回収配管４４Ａと、ガス容器５Ｂに残っているガスをガス回収容器３Ｘに送り込むガス回収配管４４Ｂと、ガス回収容器３Ｘ内を真空に引くための真空配管４５Ｃと、を備えている。
ガス容器５Ａ側のＮ2ガス供給配管４２Ａは、Ｎ2ガスによって配管内のプロセスガスを追い出す（Ｎ2パージ）するための配管であり、使用後のガス容器５Ａを新しいガス容器５Ａに交換する際に、ガス容器５Ａが接続されている配管（後述の容器近傍配管４６Ａ）にＮ2ガスを送り込む。同様に、ガス容器５Ｂ側のＮ2ガス供給配管４２Ｂは、Ｎ2ガスによって配管内のプロセスガスを追い出し処理（Ｎ2パージ）するための配管であり、使用後のガス容器５Ｂを新しいガス容器５Ｂに交換する際に、ガス容器５Ｂが接続されている配管（後述の容器近傍配管４６Ｂ）にＮ2ガスを送り込む。
ガス容器５Ａ側のプロセスガス供給配管４１Ａには、自動弁Ａ１４、調圧弁Ａ２０、圧力計４７Ａが設置されている。また、ガス容器５Ａ側のＮ2ガス供給配管４２Ａには、自動弁Ａ１２が設置され、ガス容器５Ａ側の排気配管４３Ａには、自動弁Ａ１３が設置されている。
同様に、ガス容器５Ｂ側のプロセスガス供給配管４１Ｂには、自動弁Ｂ１４、調圧弁Ｂ２０、圧力計４７Ｂが設置されている。また、ガス容器５Ｂ側のＮ2ガス供給配管４２Ｂには、自動弁Ｂ１２が設置され、ガス容器５Ｂ側の排気配管４３Ｂには、自動弁Ｂ１３が設置されている。
ガス回収配管４４Ａは、自動弁Ａ１４よりも上流側（ガス容器５Ａ側）でプロセスガス供給配管４１Ａに接続するとともにガス回収容器３Ｘと接続する配管であり、この配管上に自動弁Ｃ３１Ａが設置されている。
同様に、ガス回収配管４４Ｂは、自動弁Ｂ１４よりも上流側（ガス容器５Ｂ側）でプロセスガス供給配管４１Ｂに接続するとともにガス回収容器３Ｘと接続する配管であり、この配管上に自動弁Ｃ３１Ｂが設置されている。また、真空配管４５Ｃには、自動弁Ｃ３２Ｘが設置されている。
プロセスガス供給配管４１Ａ，４１Ｂは、プロセスガスを半導体製造装置に送り出す送出口側で互いに接続されており、プロセスガス供給配管４１Ａまたはプロセスガス供給配管４１Ｂから送られてくるプロセスガスが半導体製造装置に送り込まれる。
また、Ｎ2ガス供給配管４２Ａ，４２Ｂは、Ｎ2ガスが送り込まれてくる送入口側で互いに接続されている。また、排気配管４３Ａ，４３Ｂ，４５Ｃは、排気口側で互いに接続されている。そして、この接続部分から排気口までの配管上に自動弁Ｃ３０と真空調圧弁（ＶＧ（Vacuum Generator）８）が設置されている。
また、排気配管４３Ａ，４３Ｂ、真空配管４５Ｃを接続する配管は、シリンダーキャビネット１Ｘの外部で真空排気装置に接続されている。また、Ｎ2ガス供給配管４２Ａ，４２Ｂを接続する配管は、シリンダーキャビネット１Ｘの外部でＮ2ガスの供給源（Ｎ2ガス容器）に接続されている。
また、プロセスガス供給配管４１Ａと、ガス回収配管４４Ａは、ガス容器５Ａ側で接続されており、この接続部分からガス容器５Ａまでの配管に自動弁１１Ａが設置されている。
同様に、プロセスガス供給配管４１Ｂと、ガス回収配管４４Ｂは、ガス容器５Ｂ側で接続されており、この接続部分からガス容器５Ｂまでの配管に自動弁１１Ｂが設置されている。
自動弁Ａ１１〜Ａ１３は、ガス容器５Ａの近傍に配置されている。そして、自動弁Ａ１１〜Ａ１３とガス容器５Ａとの間が、所定の配管（容器近傍配管４６Ａ）で接続されている。
同様に、自動弁Ｂ１１〜Ｂ１３は、ガス容器５Ｂの近傍に配置されている。そして、自動弁Ｂ１１〜Ｂ１３とガス容器５Ａとの間が、所定の配管（容器近傍配管４６Ｂ）で接続されている。
ガス回収機構１０Ｘは、真空配管４５Ｃの一部と、ガス回収配管４４Ａの一部と、ガス回収配管４４Ｂの一部と、自動弁Ｃ３１Ａと、自動弁Ｃ３１Ｂと、自動弁Ｃ３２Ｘと、を含んで構成されている。ガス回収機構１０Ｘには、ガス回収容器３Ｘが設置され、これにより、ガス容器５Ａ内の残ガスやガス容器５Ｂ内の残ガスがガス回収容器３Ｘ内に回収される。
また、ガス容器５Ａの設置される箇所には、重量計６Ａが設置され、ガス容器５Ｂの設置される箇所には、重量計６Ｂが設置されている。重量計６Ａ，６Ｂは、それぞれガス容器５Ａ，５Ｂ内の残ガス重量を測定する装置である。ガス容器５Ａ，５Ｂには、それぞれ容器弁４Ａ，４Ｂが設けられており、ガスを送出する際には、容器弁４Ａ，４Ｂが開けられる。
制御部７Ｘは、自動弁Ａ１１〜Ａ１４，Ｂ１１〜Ｂ１４，Ｃ３０，Ｃ３１Ａ，Ｃ３１Ｂ，Ｃ３２Ｘ、調圧弁Ａ２０，Ｂ２０、ＶＧ８などを制御することにより、プロセスガス供給、残ガス回収、Ｎ2パージ、Ｎ2ガスの排出、プロセスガスパージなどを制御する。なお、自動弁Ａ１１〜Ａ１４，Ｂ１１〜Ｂ１４，Ｃ３０，Ｃ３１Ａ，Ｃ３１Ｂ，Ｃ３２Ｘは、それぞれガスの流れを遮断または開放する弁であり、各自動弁が制御されることにより、ガスの流れが切り替えられる。
例えば、ガス容器５Ａを用いて半導体製造装置側にプロセスガスを供給する際には、ガス容器５Ｂ側の弁（自動弁Ｂ１４など）は閉じておく。また、自動弁Ａ１２，Ａ１３と、自動弁Ｃ３１Ａと、が閉じられ、自動弁Ａ１１，Ａ１４と、容器弁４Ａと、が開けられる。これにより、容器近傍配管４６Ａ、プロセスガス供給配管４１Ａを介してプロセスガスが半導体製造装置に供給される。
ここで、第１の実施形態に係る残ガス回収処理について説明する。図２は、残ガスを回収する際の第１の実施形態に係るシリンダーキャビネット内の状態を示す図である。ガス容器５Ａ内の残ガスをガス回収容器３Ｘに回収させる際には、自動弁Ｃ３１Ａ，Ｃ３１Ｂが閉じられ、自動弁Ｃ３０，Ｃ３２Ｘが開けられる。これにより、真空配管４５Ｃを介して、ガス回収容器３Ｘ内の真空引き（Ｓ１）が行われる。
そして、ガス回収容器３Ｘ内が真空にされた後、自動弁Ｃ３２Ｘが閉じられる。また、自動弁Ａ１２〜Ａ１４が閉じられ、自動弁Ａ１１，Ｃ３１Ａと容器弁４Ａが開けられる。これにより、ガス回収容器３Ｘによる残ガス回収（Ｓ２）が行われる。換言すると、ガス容器５Ａ内の残ガスが、容器近傍配管４６Ａ、ガス回収配管４４Ａを介してガス回収容器３Ｘ内に引き込まれる。その後、残ガスの回収が完了すると、自動弁Ａ１１，Ｃ３１Ａと容器弁４Ａが閉じられる。
また、ガス容器５Ａ内の残ガス回収が終わった後、容器近傍配管４６ＡをＮ2パージする際には、自動弁Ａ１１，Ａ１３と、容器弁４Ａと、が閉じられ、自動弁Ａ１２が開けられる。これにより、容器近傍配管４６Ａ内にＮ2ガスが送り込まれ、プロセスガスの濃度が薄められる。
また、容器近傍配管４６Ａ内のＮ2ガスを排出する際には、自動弁Ａ１１，Ａ１２と、容器弁４Ａと、が閉じられ、自動弁Ａ１３，Ｃ３０が開けられる。これにより、容器近傍配管４６Ａ内からは、Ｎ2ガスとともにプロセスガスが排出される。
Ｎ2ガスによる容器近傍配管４６Ａ内のＮ2パージ（Ｎ2ガスの送り込みとＮ2ガスの排出（ガス抜き））は、例えば、複数回繰り返される。これにより、容器近傍配管４６Ａ内のプロセスガスの濃度が所定値よりも薄められる。
容器近傍配管４６Ａ内からプロセスガスがなくなった後、自動弁Ａ１１〜Ａ１３が閉じられた状態で、ガス容器５Ａがシリンダーキャビネット１Ｘから取り外される。そして、新しいガス容器５Ａがシリンダーキャビネット１Ｘに設置される。
新しいガス容器５Ａから半導体製造装置にプロセスガスを供給する際には、予めガス回収配管４４Ａと、容器近傍配管４６Ａと、プロセスガス供給配管４１Ａの一部（上流側）と、をプロセスガスによって充填（プロセスガスパージ）しておく必要がある。本実施形態では、ガス回収容器３Ｘ内の回収ガスを用いて、配管内をプロセスガスパージしておく。なお、以下の説明では、プロセスガスパージされる上記配管を、プロセスガスパージ対象配管という。
図３は、ガス回収容器内の回収ガスを用いてプロセスガスパージを行う際の第１の実施形態に係るシリンダーキャビネット内の状態を示す図である。ガス回収容器３Ｘ内の回収ガス（交換前のガス容器５Ａから回収したガス容器５Ａの残ガス）を用いてプロセスガスパージを行う際には、自動弁Ｃ３２Ｘ，Ｃ３１Ｂ，Ａ１２〜Ａ１４が閉じられ、自動弁Ａ１１，Ｃ３１Ａが開けられる。これにより、プロセスガスパージ対象配管内にプロセスガスが送り込まれ、プロセスガスの濃度が濃くなる。
また、容器近傍配管４６Ａ内のプロセスガスを排出する際には、自動弁Ｃ３１Ａが閉じられ、自動弁Ａ１１，Ａ１３，Ｃ３０が開けられる。これにより、プロセスガスパージ対象配管内からは、プロセスガスとともにプロセスガス以外のガスが排出される。
プロセスガスパージ対象配管内のプロセスガスパージ（プロセスガスの送り込みとプロセスガスの排出（ガス抜き））は、例えば、複数回繰り返される。これにより、プロセスガスパージ対象配管内のプロセスガスの濃度が所定値よりも濃くなる。このように、ガス回収容器３Ｘからの残ガス利用（Ｓ３）によって、プロセスガスパージが行われ、プロセスガスパージ対象配管がプロセスガスで満たされる。具体的には、プロセスガス供給配管４１Ａのうちの自動弁Ａ１１と自動弁Ａ１４の間の配管と、ガス回収配管４４Ａと、容器近傍配管４６Ａと、がガス回収容器３Ｘからのプロセスガスで満たされる。
なお、ガス容器５Ｂを用いたプロセスガス供給、ガス容器５Ｂ内からの残ガス回収、Ｎ2パージ、Ｎ2ガスの排出、プロセスガスパージなどは、ガス容器５Ａの場合と同様の処理であるので、その説明を省略する。
つぎに、半導体製造装置へのプロセスガスの供給処理手順について説明する。図４は、半導体製造装置へのプロセスガス供給処理手順を示す図である。シリンダーキャビネット１Ｘでは、ガス容器５Ａ内のプロセスガスとガス容器５Ｂ内のプロセスガスとを交互に半導体製造装置に供給給する。このとき、ガス容器５Ａ内のプロセスガスが、所定の残量（所定の残重量または所定の１次圧力）となるまで用いられ、その後、ガス容器５Ａをガス容器５Ｂに切り替えて、プロセスガスの供給が行われる。そして、ガス容器５Ｂ内のプロセスガスが、所定の残重量または所定の１次圧力となるまで用いられる。これにより、ガス容器５Ａからガス容器５Ｂへの切り替え、ガス容器５Ｂからガス容器５Ａへの切り替えが順番に行われる。
（プロセスガス供給処理５１）
例えば、ガス容器５Ａから半導体製造装置へのプロセスガス供給処理５１が行われる。このとき、重量計６Ａは、ガス容器５Ａの重量を測定し、圧力計４７Ａは、自動弁Ａ１４と自動弁Ａ１１との間の配管内の圧力（１次圧力）を測定している。重量計６Ａによる重量測定結果が所定値よりも小さくなるか、または圧力計４７Ａによる圧力測定結果が所定値よりも小さくなると、ガス容器５Ａからのプロセスガス供給処理が停止され、ガス容器５Ｂからのプロセスガス供給処理６１が開始される。
（残ガス回収処理５２）
ガス容器５Ａからのプロセスガス供給処理５１を停止した後、ガス容器５Ａ側では、残ガス回収処理５２が開始される。ガス容器５Ａ内の残ガスをガス回収容器３Ｘに回収させる際には、自動弁Ｃ３１Ａ，Ｃ３１Ｂが閉じられ、自動弁Ｃ３０，Ｃ３２Ｘが開けられる。これにより、真空配管４５Ｃを介して、ガス回収容器３Ｘ内の真空引きが行われる。
ガス回収容器３Ｘ内が真空にされた後、自動弁Ｃ３２Ｘが閉じられる。また、自動弁Ａ１２〜Ａ１４を閉じた状態にし、且つ自動弁Ａ１１，Ｃ３１Ａと容器弁４Ａを開けた状態にする。これにより、ガス容器５Ａ内の残ガスが、ガス回収配管４４Ａを介してガス回収容器３Ｘ内に引き込まれる。その後、残ガス回収処理５２が完了すると、自動弁Ａ１１，Ｃ３１Ａと容器弁４Ａが閉じられる。
（Ｎ2パージ５３）
ガス容器５Ａ内の残ガス回収処理５２が終わった後、容器近傍配管４６ＡのＮ2パージ５３が行われる。このとき、自動弁Ａ１１，Ａ１３と、容器弁４Ａと、を閉じておき、自動弁Ａ１２を開ける。これにより、容器近傍配管４６Ａ内にＮ2ガスが送り込まれ、プロセスガスの濃度が薄められる。
また、容器近傍配管４６Ａ内のＮ2ガスを排出する際には、自動弁Ａ１１，Ａ１２と、容器弁４Ａと、を閉じておき、自動弁Ａ１３，Ｃ３０を開ける。これにより、容器近傍配管４６Ａ内からは、Ｎ2ガスとともにプロセスガスが排出される。Ｎ2ガスによる容器近傍配管４６Ａ内のＮ2パージは、例えば、複数回繰り返される。
（容器交換５４）
容器近傍配管４６Ａ内からプロセスガスがなくなった後、自動弁Ａ１１〜Ａ１３、容器弁４Ａが閉じられた状態で、ガス容器５Ａがシリンダーキャビネット１Ｘから取り外される。そして、新しいガス容器５Ａがシリンダーキャビネット１Ｘに設置される。
（プロセスガスパージ５５）
そして、ガス容器５Ａ側のプロセスガスパージ対象配管に対し、ガス回収容器３Ｘ内の回収ガスを用いてプロセスガスパージ５５を行う。これにより、ガス容器５Ａからのプロセスガス供給準備が完了し、ガス容器５Ａからプロセスガスを供給可能な状態となる。
例えば、ガス容器５Ａ側での残ガス回収処理５２、Ｎ2パージ５３、容器交換５４、プロセスガスパージ５５は、ガス容器５Ｂから半導体製造装置側へのプロセスガス供給処理６１中に行われる。
（プロセスガス供給処理６１）
プロセスガス供給処理５１の後、ガス容器５Ｂから半導体製造装置へのプロセスガス供給処理６１を行う際には、自動弁Ｂ１２，Ｂ１３と、自動弁Ｃ３１Ｂと、が閉じられ、自動弁Ｂ１１，Ｂ１４と、容器弁４Ｂと、が開けられている。
このとき、重量計６Ｂは、ガス容器５Ｂの重量を測定し、圧力計４７Ｂは、自動弁Ｂ１４と自動弁Ｂ１１との間の配管内の圧力（１次圧力）を測定している。重量計６Ｂによる重量測定結果が所定値よりも小さくなるか、または圧力計４７Ｂによる圧力測定結果が所定値よりも小さくなると、ガス容器５Ｂからのプロセスガス供給処理が停止され、ガス容器５Ａからのプロセスガス供給処理５６が開始される。具体的には、ガス容器５Ｂ側の弁として自動弁Ｂ１４が閉じられ、ガス容器５Ａ側の弁として自動弁Ａ１３，Ａ１４，容器弁４Ａが開けられる。
（残ガス回収処理６２）
ガス容器５Ｂからのプロセスガス供給処理６１を停止した後、ガス容器５Ｂ側では、残ガス回収処理６２が開始される。ガス容器５Ｂ内の残ガスをガス回収容器３Ｘに回収させる際には、自動弁Ｃ３１Ａ，Ｃ３１Ｂが閉じられ、自動弁Ｃ３０，Ｃ３２Ｘが開けられる。これにより、真空配管４５Ｃを介して、ガス回収容器３Ｘ内の真空引きが行われる。
ガス回収容器３Ｘ内が真空にされた後、自動弁Ｃ３２Ｘが閉じられる。また、自動弁Ｂ１２〜Ｂ１４を閉じた状態にし、且つ自動弁Ｂ１１，Ｃ３１Ｂと容器弁４Ｂを開けた状態にする。これにより、ガス容器５Ｂ内の残ガスが、ガス回収配管４４Ｂを介してガス回収容器３Ｘ内に引き込まれる。その後、残ガス回収処理６２が完了すると、自動弁Ｂ１１，Ｃ３１Ｂと容器弁４Ｂが閉じられる。
（Ｎ2パージ６３）
ガス容器５Ｂ内の残ガス回収処理６２が終わった後、容器近傍配管４６ＢのＮ2パージ６３が行われる。このとき、自動弁Ｂ１１，Ｂ１３と、容器弁４Ｂと、を閉じておき、自動弁Ｂ１２を開ける。これにより、容器近傍配管４６Ｂ内にＮ2ガスが送り込まれ、プロセスガスの濃度が薄められる。
また、容器近傍配管４６Ｂ内のＮ2ガスを排出する際には、自動弁Ｂ１１，Ｂ１２と、容器弁４Ｂと、を閉じておき、自動弁Ｂ１３，Ｃ３０を開ける。これにより、容器近傍配管４６Ｂ内からは、Ｎ2ガスとともにプロセスガスが排出される。Ｎ2ガスによる容器近傍配管４６Ｂ内のＮ2パージは、例えば、複数回繰り返される。
（容器交換６４）
容器近傍配管４６Ｂ内からプロセスガスがなくなった後、自動弁Ｂ１１〜Ｂ１３、容器弁Ｂ４が閉じられた状態で、ガス容器５Ｂがシリンダーキャビネット１Ｘから取り外される。そして、新しいガス容器５Ｂがシリンダーキャビネット１Ｘに設置される。
（プロセスガスパージ６５）
そして、ガス容器５Ｂ側のプロセスガスパージ対象配管に対し、ガス回収容器３Ｘ内の回収ガスを用いてプロセスガスパージ６５を行う。これにより、ガス容器５Ｂからのプロセスガス供給準備が完了し、ガス容器５Ｂからプロセスガスを供給可能な状態となる。
（プロセスガス供給処理５６）
プロセスガス供給処理６１の後、ガス容器５Ａから半導体製造装置へのプロセスガス供給処理５６が行われる。ガス容器５Ａを用いたプロセスガス供給処理５６は、プロセスガス供給処理５１と同様の処理である。
このように、一方の容器側でプロセスガス供給処理を行っている間、他方の容器側では、残ガス回収処理、Ｎ2パージ、容器交換、プロセスガスパージが行われる。そして、一方の容器側の残ガスが所定量以下になると、他方の容器側でプロセスガス供給処理が行われる。また、他方の容器側でプロセスガス供給処理が行っている間、一方の容器側では、残ガス回収処理、Ｎ2パージ、容器交換、プロセスガスパージが行われる。このように、シリンダーキャビネット１Ｘでは、ガス容器５Ａとガス容器５Ｂによるプロセスガス供給処理が交互に行われる。
半導体製造装置では、シリンダーキャビネット１Ｘからのプロセスガスを用いて、半導体装置の製造を行う。なお、シリンダーキャビネット１Ｘは、半導体製造装置以外の装置にプロセスガスを供給してもよい。
半導体製造装置は、例えば成膜装置、エッチング装置などである。半導体装置（半導体集積回路）を製造する際には、フォトマスクなどのマスクが作製され、レジストの塗布されたウエハにマスクを用いて露光を行ない、その後ウエハを現像してウエハ上にレジストパターンが形成される。そして、レジストパターンをマスクとしてウエハの下層側がエッチングされる。これにより、レジストパターンに対応する実パターンがウエハ上に形成される。半導体装置を製造する際には、成膜処理、露光処理、現像処理、エッチング処理などがレイヤ毎に繰り返される。
なお、本実施形態では、Ｎ2ガス供給配管４２Ａ，４２Ｂと真空配管４５Ｃとを接続して同一の真空引き装置で真空引きを行う場合について説明したが、複数の真空引き装置を準備しておいてもよい。この場合、各真空引き装置に対してＮ2ガス供給配管４２Ａ，４２Ｂ、真空配管４５Ｃの少なくとも１つが接続される。
なお、シリンダーキャビネット１Ｘに設置するガス容器は、３本以上でもよい。この場合もガス容器毎にプロセスガス供給配管、Ｎ2ガス供給配管、排気配管、ガス回収配管などを設置しておく。また、パージを行うガスはＮ2ガス以外でも構わない。ガス容器交換時にクリーンルーム内に放出されて問題無いガスであれば適宜選択して使用することができる。
このように第１の実施形態によれば、ガス回収容器３Ｘによってガス容器５Ａやガス容器５Ｂの残ガスを回収し、回収した残ガスをプロセスガスパージに用いるので、ガスの無駄な廃棄を減らすことが可能となる。
（第２の実施形態）
つぎに、図５〜図７を用いてこの発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、２つのガス回収容器を用いて残ガス回収を行うとともに、回収した残ガスをプロセスガスとして半導体製造装置に供給する。
図５は、第２の実施形態に係るシリンダーキャビネットの構成を示す図である。図５の各構成要素のうち図１に示す第１の実施形態のシリンダーキャビネット１Ｘと同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
本実施形態のシリンダーキャビネット１Ｙは、ガス回収機構１０Ｘの代わりにガス回収機構１０Ｙを有している。ガス回収機構１０Ｙには、ガス回収容器３Ａ，３Ｂが設置される。ガス回収容器３Ａは、ガス容器５Ａ内の残ガスを回収する容器であり、ガス回収容器３Ｂはガス容器５Ｂ内の残ガスを回収する容器である。また、ガス回収機構１０Ｙは、自動弁Ｃ３２Ａ，Ｃ３２Ｂ，Ｃ３３Ａ，Ｃ３３Ｂを備えている、また、シリンダーキャビネット１Ｙは、制御部７Ｘの代わりに制御部７Ｙを備えている。
また、シリンダーキャビネット１Ｙは、真空配管４５Ｃの代わりに、ガス回収容器３Ａ，３Ｂ内を真空に引くための真空配管４５Ｄ，４９Ａ，４９Ｂを有している。また、シリンダーキャビネット１Ｙは、ガス回収配管４４Ａの代わりにガス配管４８Ａを有し、ガス回収配管４４Ｂの代わりにガス配管４８Ｂを有している。
ガス回収容器３Ａは、真空配管４９Ａ、ガス配管４８Ａに接続され、ガス回収容器３Ｂは、真空配管４９Ｂ、ガス配管４８Ｂに接続されている。真空配管４９Ａと真空配管４９Ｂは、それぞれ真空配管４５Ｄに接続され、真空配管４５Ｄ上に自動弁Ｃ３０とＶＧ８が設置されている。また、真空配管４９Ａには、自動弁Ｃ３２Ａが設置され、真空配管４９Ｂには、自動弁Ｃ３２Ｂが設置されている。
ガス配管４８Ａは、自動弁Ａ１４よりも上流側（ガス容器５Ａ側）でプロセスガス供給配管４１Ａに接続するとともにガス回収容器３Ａと接続する配管であり、この配管上に自動弁Ｃ３３Ａが設置されている。同様に、ガス配管４８Ｂは、自動弁Ｂ１４よりも上流側（ガス容器５Ｂ側）でプロセスガス供給配管４１Ｂに接続するとともにガス回収容器３Ｂと接続する配管であり、この配管上に自動弁Ｃ３３Ｂが設置されている。例えば、ガス配管４８Ａ，４８Ｂを短く構成しておく。これにより、ガス容器５Ａ，５Ｂ内の残ガスを効率良くガス回収容器３Ａ，３Ｂ内に導くことが可能となる。
ガス容器５Ａを用いて半導体製造装置側にプロセスガスを供給する際には、ガス容器５Ｂ側の弁（自動弁Ｂ１４など）が閉じられる。また、自動弁Ａ１２，Ａ１３と、自動弁Ｃ３３Ａと、が閉じられ、自動弁Ａ１１，Ａ１４と、容器弁４Ａと、が開けられる。
制御部７Ｙは、自動弁Ａ１１〜Ａ１４，Ｂ１１〜Ｂ１４，Ｃ３０，Ｃ３２Ａ，Ｃ３２Ｂ，Ｃ３３Ａ，Ｃ３３Ｂ，調圧弁Ａ２０，Ｂ２０、ＶＧ８などを制御することにより、プロセスガス供給、残ガス回収、Ｎ2パージ、Ｎ2ガスの排出、プロセスガスパージなどを制御する。
ここで、第２の実施形態に係る残ガス回収処理について説明する。図６は、残ガスを回収する際の第２の実施形態に係るシリンダーキャビネット内の状態を示す図である。なお、ガス回収容器３Ａによる残ガス回収処理とガス回収容器３Ｂによる残ガス回収処理は同様の処理であるので、ここではガス回収容器３Ａによる残ガス回収処理について説明する。
ガス容器５Ａ内の残ガスをガス回収容器３Ａに回収させる際には、自動弁Ｃ３３Ａ，Ｃ３３Ｂ，Ｃ３２Ｂが閉じられ、自動弁Ｃ３０，Ｃ３２Ａが開けられる。これにより、真空配管４５Ｄ，４９Ａを介して、ガス回収容器３Ａ内の真空引きが行われる。
そして、ガス回収容器３Ａ内が真空にされた後、自動弁Ｃ３２Ａが閉じられる。さらに、自動弁Ａ１２〜Ａ１４が閉じられ、自動弁Ａ１１，Ｃ３３Ａと容器弁４Ａが開けられる。これにより、ガス回収容器３Ａによる残ガス回収（Ｓ４）が行われる。換言すると、ガス容器５Ａ内の残ガスが、容器近傍配管４６Ａ、ガス配管４８Ａを介してガス回収容器３Ａ内に引き込まれる。その後、残ガスの回収が完了すると、自動弁Ａ１１，Ｃ３３Ａと容器弁４Ａが閉じられる。
本実施形態では、複数本のガス容器５Ａから残ガスを回収してガス回収容器３Ａに貯めるとともに、複数本のガス容器５Ｂから残ガスを回収してガス回収容器３Ｂに貯める。具体的には、ガス容器５Ａによるプロセスガスの供給が終了した後ガス、容器５Ｂによるプロセスガスの供給が開始され、ガス容器５Ａ（１本目）の残ガスがガス回収容器３Ａに貯められる。そして、ガス容器５Ａが新しいガス容器５Ａ（２本目）に交換される。また、ガス容器５Ｂによるプロセスガスの供給が終了した後、ガス容器５Ａによるプロセスガスの供給が開始され、容器５Ｂ（１本目）の残ガスがガス回収容器３Ｂに貯められる。そして、ガス容器５Ｂが新しいガス容器５Ｂに交換される。
さらに、ガス容器５Ａによるプロセスガスの供給が終了した後、ガス容器５Ｂによるプロセスガスの供給が開始され、ガス容器５Ａ（２本目）の残ガスがガス回収容器３Ａに貯められる。そして、ガス容器５Ａが新しいガス容器５Ａ（３本目）に交換される。また、ガス容器５Ｂによるプロセスガスの供給が終了した後、ガス容器５Ａによるプロセスガスの供給が開始され、ガス容器５Ｂの残ガス（２本目）がガス回収容器３Ｂに貯められる。そして、ガス容器５Ｂが新しいガス容器５Ｂ（３本目）に交換される。
本実施形態では、残ガスの回収処理と、ガス容器５Ａやガス容器５Ｂの交換処理と、を複数回繰り返す。例えば、２本目以降のガス容器５Ａからガス回収容器３Ａに残ガスを貯める場合、自動弁Ｃ３２Ａを開けることなく、自動弁Ｃ３３Ａを開ける。
ガス回収容器３Ａは、１本目のガス容器５Ａから残ガスを回収する際に真空に引かれている。このため、ガス回収容器３Ａ内の圧力がガス容器５Ａ内の圧力よりも高くなるまでは、ガス容器５Ａ内の残ガスをガス回収容器３Ａ内に引き込むことが可能となる。これにより、所定本数分の残ガスがガス回収容器３Ａ内に貯め込まれることとなる。同様に、所定本数分の残ガスがガス回収容器３Ｂ内に貯め込まれることとなる。
ガス回収容器３Ａ内の残ガスは、例えばプロセスガスとして半導体製造装置に供給される。図７は、ガス回収容器内の回収ガスを用いてプロセスガスパージを行う際の第２の実施形態に係るシリンダーキャビネット内の状態を示す図である。
ガス回収容器３Ａ内の残ガスをプロセスガスとして半導体製造装置に供給する際には、自動弁Ａ１１〜Ａ１３と、自動弁Ｃ３２Ａと、が閉じられ、自動弁Ｃ３３Ａと、自動弁Ａ１４と、が開けられる。これにより、ガス回収容器３Ａ内の残ガスが、ガス配管４８Ａ、プロセスガス供給配管４１Ａを介して半導体製造装置に供給される。このように、本実施形態では、ガス回収容器３Ａ，３Ｂからの残ガス利用（Ｓ５）によって、プロセスガス供給が行われる。
ガス回収容器３Ａからのプロセスガスの供給は、何れのタイミングで行ってもよい。例えば、ガス容器５Ａ，ガス容器５Ｂ、ガス回収容器３Ｂの何れかからのプロセスガスの供給が終了した後に、ガス回収容器３Ａからプロセスガスが供給される。また、ガス回収容器３Ａからのプロセスガスの供給が終了した後は、ガス容器５Ａ，ガス容器５Ｂ、ガス回収容器３Ｂの何れかからプロセスガスの供給を開始する。より好ましくは、一方の回収容器で回収中にもう一方の回収容器からプロセスガスを供給し、プロセスを行う。そうすることで時間の無駄無くガス回収容器内のプロセスガスを用いることができる。
ガス容器５Ａを新しいガス容器５Ａに交換した場合の、ガス容器５Ａ側のプロセスガスパージは、例えば、交換後のガス容器５Ａ内のガスを用いて行われる。同様に、ガス容器５Ｂを新しいガス容器５Ｂに交換した場合の、ガス容器５Ｂ側のプロセスガスパージは、例えば交換後のガス容器５Ｂ内のガスを用いて行われる。
なお、本実施の形態では、ガス回収容器３Ａ，３Ｂ内の残ガスをプロセスガスの供給に用いる場合について説明したが、ガス回収容器３Ａ，３Ｂ内の残ガスをプロセスガスパージに用いてもよい。
また、本実施の形態では、複数本のガス容器５Ａ，５Ｂからガス回収容器３Ａ，３Ｂ内に残ガスを貯める場合について説明したが、１本のガス容器５Ａ，５Ｂからガス回収容器３Ａ，３Ｂ内に残ガスを貯めてもよい。この場合は、ガス回収容器３Ａ，３Ｂ内の残ガスがプロセスガスパージに用いられる。
また、ガス容器５Ａとガス容器５Ｂの両方をガス回収容器３Ａに接続しておいてもよい。同様に、ガス容器５Ａとガス容器５Ｂの両方をガス回収容器３Ｂに接続しておいてもよい。この場合、ガス回収容器３Ａ，３Ｂは、ガス容器５Ａとガス容器５Ｂの両方から残ガスを回収することが可能となる。
例えば、ガス容器５Ａからプロセスガスを供給する場合には供給の間にガス容器５Ｂ内の残ガスをガス回収容器３Ａまたはガス回収容器３Ｂ内に回収する。また、ガス容器５Ｂからプロセスガスを供給する場合には供給の間にガス容器５Ａ内の残ガスをガス回収容器３Ａまたはガス回収容器３Ｂ内に回収する。
また、ガス回収容器３Ａから残ガスをプロセスガスとして供給する場合には供給の間にガス容器５Ａまたはガス容器５Ｂ内の残ガスをガス回収容器３Ｂ内に回収する。また、ガス回収容器３Ｂから残ガスをプロセスガスとして供給する場合には供給の間にガス容器５Ａまたはガス容器５Ｂ内の残ガスをガス回収容器３Ａ内に回収する。
このように第２の実施形態によれば、複数本のガス容器５Ａ，５Ｂからガス回収容器３Ａ，３Ｂ内に残ガスを貯めてプロセスガスに供給するので、ガスの無駄な廃棄を減らすことが可能となる。
このように第１および第２の実施形態によれば、ガスの無駄な廃棄を減らすことが可能となる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１Ｘ，１Ｙ…シリンダーキャビネット、３Ａ，３Ｂ，３Ｘ…ガス回収容器、５Ａ，５Ｂ…ガス容器、７Ｘ，７Ｙ…制御部、１０Ｘ，１０Ｙ…ガス回収機構、４４Ａ，４４Ｂ…ガス回収配管、４５Ｃ，４５Ｄ，４９Ａ，４９Ｂ…真空配管、４８Ａ，４８Ｂ…ガス配管。

Claims (5)

  1. 外部装置に供給するガスの第１のガス容器が接続されて前記第１のガス容器内のガスを前記外部装置側に流す第１のガス供給配管と、
    前記外部装置に供給するガスの第２のガス容器が接続されて前記第２のガス容器内のガスを前記外部装置側に流す第２のガス供給配管と、
    前記第１および第２のガス容器内の残ガスを回収して貯める回収容器が接続されて前記ガス容器内の残ガスを前記回収容器側に流すガス回収配管と、
    前記回収容器に接続されて、前記残ガスを前記回収容器内に貯める前に前記回収容器内を真空引きする真空配管と、
    前記第１のガス供給配管上、前記第２のガス供給配管上、前記ガス回収配管上および前記真空配管上のそれぞれに設置されて前記ガスの流れを遮断または開放する自動弁と、
    前記自動弁を制御することにより、前記第１および第２のガス供給配管の何れか一方を介して前記ガスを前記外部装置に供給するよう、前記ガスおよび前記残ガスの流れを制御する制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、
    前記第１のガス容器の残ガス量が所定量以下となった場合に前記ガスを供給するガス供給配管を、前記第１のガス供給配管から前記第２のガス供給配管に切り替え、
    且つ前記第２のガス容器から前記ガスを供給している間に前記第１のガス容器内の残ガスを前記回収容器内に回収させ、
    且つ前記第１のガス容器が新しいガス容器に交換された際には、前記回収容器に貯められた残ガスで前記第１のガス供給配管内をパージすることを特徴とするシリンダーキャビネット。
  2. 前記パージの際には、前記ガス回収配管を介して前記回収容器内のガスを前記ガス供給配管内に流すことを特徴とする請求項１に記載のシリンダーキャビネット。
  3. 外部装置に供給するガスの第１のガス容器が接続されて前記第１のガス容器内のガスを前記外部装置側に流す第１のガス供給配管と、
    前記外部装置に供給するガスの第２のガス容器が接続されて前記第２のガス容器内のガスを前記外部装置側に流す第２のガス供給配管と、
    前記第１のガス容器内の残ガスを回収して貯める第１の回収容器が接続されて前記第１のガス容器内の残ガスを前記第１の回収容器側に流す第１のガス回収配管と、
    前記第２のガス容器内の残ガスを回収して貯める第２の回収容器が接続されて前記第２のガス容器内の残ガスを前記第２の回収容器側に流す第２のガス回収配管と、
    前記第１および第２の回収容器に接続されて、前記残ガスを前記第１または前記第２の回収容器内に貯める前に前記第１または第２の回収容器内を真空引きする真空配管と、
    前記第１のガス供給配管上、前記第２のガス供給配管上、前記第１のガス回収配管上、前記第２のガス回収配管上および前記真空配管上のそれぞれに設置されて前記ガスの流れを遮断または開放する自動弁と、
    前記自動弁を制御することにより、前記第１のガス容器、前記第２のガス容器、前第１の回収容器および前記第２の回収容器の何れかから前記外部装置に前記ガスを供給するよう、前記ガスおよび前記残ガスの流れを制御する制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、
    前記第２のガス容器から前記ガスを供給している間に前記第１のガス容器内の残ガスを前記第１または第２の回収容器内に回収させ、前記第１のガス容器から前記ガスを供給している間に前記第２のガス容器内の残ガスを前記第１または第２の回収容器内に回収させ、
    且つ前記残ガスを前記第１または第２の回収容器に貯める際に、前記第１および第２の回収容器に対して前記第１または第２のガス容器の残ガスを複数本分貯めこませることを特徴とするシリンダーキャビネット。
  4. 前記ガスを外部装置に供給する際には、前記第１または第２のガス回収配管を介して前記第１または第２の回収容器内のガスを前記第１または第２のガス供給配管内に流すことを特徴とする請求項３に記載のシリンダーキャビネット。
  5. 前記第１のガス容器が交換された際には、前記第１のガス供給配管内を前記第１または第２の回収容器に貯められた残ガスでパージし、前記第２のガス容器が交換された際には、前記第２のガス供給配管内を前記第１または第２の回収容器に貯められた残ガスでパージすることを特徴とする請求項３または４に記載のシリンダーキャビネット。
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