JPH0221618A - プロセス装置用ガス供給配管装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、各種薄膜形成や微細パターンのドライエツチ
ング工程のプロセスガスを供給する配管装置に係り、特
に、高品質成膜及び高品質エツチングを可能にするプロ
セス装置ガス供給配管装置に関するものである。

［従来の技術］ 近年、高品質薄膜形成や微細パターンのドライエツチン
グ等のプロセスにおいて、プロセス７囲気の超高清浄化
、すなわち、超高純度ガスをプロセス装置に供給する技
術が非常に重要となってきている。

例えば半導体デバイスについて見ると、集積回路の集積
度を向上させるために単位素子の寸法は年々小さくなっ
ており、１μｍからサブミクロンの寸法を、さらには０
．５μｍ以下の寸法を持つ半導体デバイスが実用化のた
めに盛んに研究開発されている。このような半導体デバ
イスの製造は、薄膜を形成したり、あるいはこれらの薄
膜を所定の回路パターンにエツチングする工程を繰り返
して行われる。そしてこのようなプロセスは、シリコン
ウェハをプロセス用反応チャンバ内に入れ、所定のガス
を導入した減圧霊囲気で行われるのが通常となってきて
いる。減圧状態とする目的は、アスペクト比の高いスル
ーホールやコンタクトホールのエツチング、穴埋めのた
めにガス分子の平均自由行程を長くすること、及び気相
反応を制御することである。

これらの工程の反応雰囲気に不純物が混入すれば、薄膜
の膜質が劣化したり、微細加工の精度が得られなかった
り、異種物質間のエツチングの選択比が大きく取れなか
ったり、薄膜間の密着性が不足するなどの問題を生じる
。大口径ウェハ上に、サブミクロン、ローワサブミクロ
ンのパターンの集積回路を高密度にかつ高歩留りで製作
するには、成膜、エツチング等に寄与する反応：囲気が
完全に制御されていなければならない。これが超高純度
ガスを供給する技術が重要となる理由である。

半導体製造装置に使用されるガスには、比較的安定な一
般ガス（Ｎ２　、Ａｒ、Ｈｅ、０２．Ｎ２）と、強毒性
、自燃性、腐食性等の性質を持った特殊材料ガス（Ａｓ
Ｈ３，ＰＨ３，Ｓ　ｉ　Ｈ４Ｓ　１２Ｈ６、ＨＣｌ２．
ＮＨ３、Ｃｆ１２　、ＣＦ４　。

ＳＦａ　、ＮＦ３．ＷＦ６等）がある。一般ガスは、そ
の取扱いが比較的容易であるため、精製装置から直接半
導体製造装置へ圧送される場合がほとんとであり、貯槽
、精製装置、配管材料等が開発、改善されたことにより
、超高純度ガスを半導体製造装置へ供給することが可能
となった（大見忠弘、　　ｐｐｔへの挑戦〜ｐｐｔの不
純物濃度に挑戦する半導体用ガス配管システム”、日経
マイクロデバイス、１９８７年７月号、ｐｐ、９８−１
１９）。他方、特殊材料ガスは、取扱いに十分な注意が
必要であり、一般ガスに比べ使用量がかなり少ない等の
点から、シリンダーに充填されたガスを、シリンダーキ
ャビネット配管装置を経由して、半導体製造装置へ圧送
する場合がほとんどである。

これまでシリンダーからシリンダーキャビネット配管装
置を経由して供給されるガスを超高純度化する上でもっ
とも深刻な問題となっていたのは、シリンダー自身の内
面の汚さと、シリンダーパルプとシリンダー接続部にお
ける大きな外部リークの存在と、シリンダーパルプ内部
をクリーニングできないため生じる多量の吸着ガスによ
る汚染であった。しかし、この問題も、内面を複合？解
研磨することにより加工変質層のない鏡面に仕上げたこ
とと、パージパルプを内蔵しＭＣＧ（Ｍｅｔａｌ　ＣＲ
ｉｎｇフィティング）を用いた外ネジ方式のシリンダー
パルプの開発とによりほとんど克服された（大見忠弘、
室田淳−゛クリーンボンベとガス充填技術”、第６回超
ＬＳＩウルトラクリーンテクノロジーシンポジウム予稿
集「高性能化プロセス技術ＩＩＩ　Ｊ、１９８８年１月
、ｐｐ。

１０９−１２８）。さらに、ガスシリンダーを収納しプ
ロセスガスを供給するためのシリンダーキャビネット配
管装置の全配管ラインを大気に対し二重切りとし、かつ
、パージ用ガス供給ラインを常時パージできる構造とし
て、配管系への大気の混入や配管材内壁からの水分を中
心とする放出ガスによるイ９染を極力抑え込んだ装置を
実現したことによって、超高純度ガスが供給できるよう
になった。

通常こうしたプロセスガスの供給は、１台のプロセス装
置に対してｉ　ｆｆｆｉ類のガスを１本のガスシリンダ
ーから供給する場合、シリンダーキャビネット配管装置
に供給されるパージ用ガスで、プロセスガス供給ライン
及びプロセス装置内プロセスガス供給・制御配管ライン
をパージできるため、大きな問題はない。ところが、多
数のガス種を使用する装置（例えば、リアクティブイオ
ン・エツチング装置（ＲｒＥ）、電子サイクロトロン共
鳴装置（ＥＣＲ）や、減圧ケミカルベーパーデポジショ
ン装置（ＬＰＧＶＤ））においては、複数のプロセスガ
スから、１種あるいは数種のガスを選択、混合してプロ
セス装置に供給しなければならない。この場合、プロセ
スガスを選択、混合する際に、プロセスガス供給・制御
配管ラインにおいてプロセスガスの滞留部が存在すると
、この部分でのプロセスガスの置換が行われず、プロセ
ス装置に供給されるプロセスガスの純度を低下させる。

また、プロセス装置に対してプロセスガスを供給してい
る使用中のプロセスガス供給・制御配管ラインは良いが
、プロセスガスを供給していない休止中のプロセスガス
供給・制御配管ラインは通常、ガスを封入した状態とな
り、配管内部からの水分を中心とした放出ガスのｉｔに
よって汚染され、後にこのプロセスガス供給・制御ライ
ンを使用したときに供給されるプロセスガスの純度低下
の原因となる。

このようにガス配管系に流れるガスが停止したり、ガス
の滞留部が存在することにより配管系が汚染され、供給
されるガスの純度が低下すると、プロセスに重大な影響
を与える。

例えば、新たに開発されたＤＣ−ＲＦ結合バイアススパ
ッタ装置では、４００℃で熱処理をしても全くヒロック
の現われない、表面が鏡面状の極めて優れたＡ℃薄膜が
得られている（Ｔ、Ｏｈｍｉ。

Ｈ，Ｋｕｗａｂａｒａ、Ｔ、５ｈｉｂａｔａ　ａｎｄ　
Ｔ、に１ｙｏｔａ、　”ＲＦ−Ｄ（：ｃｏｕｐｌｅｄ　
ｍｏｄａ　ｂｉａｓ　ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ　ｆｏｒ　
ＩＪＬｓＩｍｅｔａｌｉｚａｔｆｏｎ　　、　Ｐｒｏｃ
　１ｓｔ　Ｉｎｔ、Ｓｙｍｐ、ｏｎ　ＵｌｔｒａＬａｒ
ｇｅ　５ｃａｌｅ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　５ｃｉｅ
ｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏ−１ｏｇｙ、　Ｍａｙ　
１０−１５．１９８７．　Ｐｈ１ｌａｄｅｌｐｈｉａ　
、及び、犬見忠弘、“不純物を徹底除去、ヒロックが発
生しないＡＪｌの成膜条件を把握”　日経マイクロデバ
イス、１９８７年１０月号、ｐｐ、１０９−１１１）。

この装置を用いたＡＩＬ成膜においては、Ａｒ中に含ま
れる水分量をｔ　０ｐｐｂ以下に抑え込んだ上で初めて
ＡＪ２膜を形成する最適な製造条件を求めることができ
ることがわかっている。Ａｒスパッタ雰囲気中に水分が
１０ｐｐｂ以上含まれると、ＡｆＬＭ表面のモフオロジ
が劣化する。これでは抵抗率がバルクのＡｆｌに等しく
かつ熱処理でヒロックの現われないＡｆＬの成膜パラメ
ーターを求めることは不可能である。

また、減圧ＣＶＤにおいて、水分含有量が１０１）ｐｂ
以下の超高純度のＳｉＨ４，Ｎ２．Ｎ２を用いてＳｉｒ
＃膜形成を行った結果、ウニ八表面の水分吸着を十分少
なく抑えれば、従来選択成長ならびにエピタキシャル成
長しないとされていた実用的薄膜形成条件下（温度６５
０℃、圧力数ＴＯｒｒ）でも選択成長ならびにエピタキ
シャル成長することが見い出されている。すなわち、ク
リーンなＳｉ表面にＳｔのエピタキシャル成長が得られ
、５ｉ０２上のポリシリコン成膜は少なく抑えられる（
室田淳−１中村直人、加藤学、御子柴宣夫、大見忠弘、
°“高選択性を有するウルトラクリーンＣＶＤ技術”、
第６回超ＬＳＩウルトラクリーンテクノロジーシンポジ
ウム予稿集「高性能化プロセス技術ＩＩＩ　Ｊ、１９８
８年１月、ｐｐ。

２１５−２２６）。

第３１図（ａ）〜（ｃ）は、プロセス装置に対して複数
のプロセスガスを供給する従来のプロセス装置ガス供給
配管装置の最もよく考慮された例である。

第３１図（ａ）についてその概要を説明する。

第３１図（ａ）は、簡単のために、プロセス装置に対し
て３種類のプロセスガスを供給するプロセス装置ガス供
給配管装置が描かれている。第３１図（ａ）において、
６０１はプロセス装置の反応室であり、真空排気装置に
つながれている。

６０８．６０９，６１０，６１４，６１５゜６１６．６
１７，６１８，６１９，６２９゜６３０．６３１，６３
２，６３３，６３４６３５．６３６，６３７，６４３，
６４４６４８．６４９，６５０，６５２，６５３６５４
．６５８，６５９，６６３はストップパルプであり、こ
のうち、６１４と６１７．６１５と６１８．６１６と６
１９、及び６５３と６５４は、それぞれ２つのパルプを
一体化した２連３方パルプである。６０２，６０３，６
０４はプロセスガス供給配管ラインであり、通常シリン
ダーに充填されたプロセスガス及びガス配管系パージ用
ガス（例えばＡｒ）等をシリンダーキャビネット配管装
置からプロセス装置配管ラインへ供給するラインである
。６１１，６１２，６１３は圧力調整器であり、６２０
，６２１，６２２はマスフローコントローラーである。

６２３．６２４６２５はガスフィルターである。６５５
，６６０はパージガスの放出口からの大気の逆拡散によ
る混入を防止するためのスパイラル管である。

６５６．６６１はニードルパルプであり、パージ用ガス
の流量を制御する。６５７，６６２は浮子式流量計であ
る。圧力調整器６１１，６１２゜６１３、マスフローコ
ントローラー６２０゜６２１．６２２、及びガスフィル
ター６２３゜６２４．６２５を合わせてプロセスガス制
御ラインが構成される。プロセスガス制御ラインの数は
プロセスガス供給配管ラインと同数となる。

８３８．８３９，６４５，６４６，６４７は、プロセス
装置配管ラインであり、プロセス装置へプロセスガスを
導入する配管系である。６２６゜６２７．６２８はバイ
パスライン、６４０゜６４１．６４２，８５１はパージ
用ガスの排気及びガス配管の真空排気ラインである。６
０５６０６はパージ用ガス排気ライン、６０７は真空排
気ラインであり、それぞれ排気ダクト又は排気装置へ接
続されている。通常、これらの配管ラインは１／４”の
電解研磨５ＵＳ３１６Ｌ管で構成されている。

次に、第３１図（ａ）の装置の機能及び操作について、
第３１図（ｂ）〜（ｆ）を用いて説明する。。ここでは
プロセスガス供給配管ライン６０２から反応室６０１に
プロセスガスを供給する場合を例として、下記■〜■に
操作を説明する。

■装置休止時 通常、プロセス装置がプロセスガスを使用していないと
きは、プロセスガス供給配管ライン６０２．６０３，６
０４よりパージ用ガス（例えばＡｒ）が、ストップパル
プ６０８，６０９゜６１０．６１４，６１５，６１６，
６１７゜６１８．６１９，６２９，６３０，６３１゜６
３５．６３６，６３７，６４３，６４４゜６４８．６４
９，６５０，６５４，６５８゜６５９．６６３開、６３
２，６３３，６３４゜６５２．６５３閉の状態で、ニー
ドルパルプ６５６．６６１で流量調整してプロセス装置
反応室直前まで供給され、配管系内を常時パージ用ガス
でパージしている。この状態を第３１図に示す。太線で
表わした部分がガスの流れを示している。なお、以下の
説明で、ストップパルプ及びニードルパルプを単にパル
プとすることがある。

■パージ用ガスをプロセスガスに置換 次にプロセス装置に高純度なプロセスガスを供給するた
めに、供給配管系内に残存するパージ用ガス（例えばＡ
ｒガス）等をプロセスガスで置換する操作を行う。まず
、第３１図（ｂ）の状態からパルプ８５８，６６３，６
５４，６５６゜６５９．６６１を閉じ、さらに、パルプ
６３５゜６３６．６３７，６４９，６５０を閉じ、プロ
セスガス供給配管ライン６０２からのパージ用ガス（例
えばＡｒ）の供給を停止する。次に、パルプ６５３を開
けて反応室６０１を通してプロセスガス供給ライン６３
８，８３９，６４５，６４６゜６４７の真空排気を行い
、パルプ６３２，６５２を開け、真空排気ライン６０７
を用いて配管ライン６２６，６４０及びシリンダーキャ
ビネット配管装置までの配管ラインの真空排気を行う（
第３１図（Ｃ））。パルプ６３５は閉である。配管ライ
ンの真空度が例えば１ｘｌＯ””Ｔｏｒｒ程度まで達し
た後、パルプ６４８，６５３を閉じる。

そしてパルプ６３５を開け、プロセスガス供給配管ライ
ン６０２よりプロセスガスを供給し、配管系内にプロセ
スガスを充填する（第３１図（ｄ））。この後、プロセ
スガスの供給を止め、パルプ６４８．６５３を開け、パ
ージ用ガスの真空排気と同様に配管系内の真空排気を行
う（第３１図（ｅ））。このプロセスガス供給ライン６
０２からのプロセスガスの供給、及び配管ラインの真空
排気を、通常５回以上繰り返し、パルプ６０８．６１４
，６１７，６２９，６３２゜６３５．６４３，６４４，
６４８，６５３を閉じる。

■プロセスガスの供給 上記の操作の後、パルプ６０８，６１７６３５．６４３
，６４４，６５３を開けた状態で、圧力ｍ整１ｓ　１１
、マスフローコントローラー６２０を用いてプロセスガ
スの供給圧力、流量を調整して反応室６０１にプロセス
ガスを供給する。さらに、パルプ６５２を閉じ、パルプ
６４９，６５０，６５９，６６１，６６３を開けてプロ
セスガスを供給していない配管ライン６０３．６０４の
系のパージを再開する。この状態を第３１図（ｅ）に示
す。

■プロセスガスの供給停止 次にプロセスガスの供給を停止する方法について説明す
る。操作はプロセスガスの供給の場合と同じ方法で、パ
ージ用ガスをプロセスガスで置換する代わりに、プロセ
スガスをパージ用ガス（例えばＡｒガス）で置換する。

操作は、パージ用ガスの供給、配管ラインの真空排気を
、通常５回以上繰り返す。続いて、パルプ６０８，６１
４６１７．６２９，６３２，６３５，６４３゜６４４．
６４８，６５２，６５３を閉じ、プロセスガス供給配管
ライン６０２よりパージ用ガスを供給する。次に、パル
プ６０８，６１４６１７．６２９，６３５，６４３，６
４４゜６４８．６５４，６５６，６５８，６５９６６１
．６６３を開けてパージを再開する（第３１図（ｆ））
。配管ライン６０３，６０４からの系のパージを再開す
ると、第３１図（ｂ）の状態になる。

［発明が解決しようとする課題］ ところが第３１図（ａ）の装置では、例えば、プロセス
ガス供給配管ライン６０２からプロセスガスを供給、又
は停止する際にパージ用ガスのプロセスガスでの置換、
又はプロセスガスのパージ用ガスでの置換を行うが、こ
の時、他のシリンダーガスキャビネット配管装置６０３
及び６０４の配管ライン６２７，６４１，６２８，６４
２はパージ用ガスを流すことができず、完全に閉鎖せざ
るを得ない（第３１図（ｃ）、（ｄ））。また、プロセ
スガス供給配管ライン６０２がプロセスガスを供給して
いる際、プロセスガス供給配管ライン６０３，６０４か
らの配管系においてはパージ用ガスが流れているが、プ
ロセスガス供給配管ライン６０２のパージ用ガスの排気
及び、ガス配管の真空排気用の配管ラインである６２６
゜６４０は完全に閉鎖せざるを得ない（第３１図（ｅ）
）。このようにガス供給配管系内を完全に閉鎖した場合
、配管材内壁からの水分を中心とした放出ガスによって
系内部が汚染される。

第３２図のグラフはこうしたガス配管系で実際に系を閉
鎖した時の露点の変化を示している。供給配管系をベー
キングするなどによってガスの露点が一９８℃まで下が
った系で、９日間ガス供給を停止した後に再びガスを流
し始めた場合、ガスの露点は一４２℃まで上昇し、元の
値に回復するまでに３日間以上もかかっている。このよ
うに、ガス供給配管系を閉鎖するということは、配管系
内を汚染することとなり、超高純度ガスを必要とするプ
ロセス装置へのガス供給系として大きな問題となる。

また、第３１図（ａ）の装置において、プロセスガス供
給配管ライン６０２からプロセスガスを供給する際（第
３１図（ｅ））にプロセスガス供給配管ライン６０３，
６０４のプロセスガス供給配管ライン６３８，６３９は
ガスの滞留部（デッドゾーン）となっておりガスの置換
が行えず、供給されるプロセスガスの純度の低下につな
がる。

さらに、プロセスガス供給配管ライン６０４からプロセ
スガスを供給した場合では、パージ用ガスの排気用及び
ガス配管の真空排気用の配管ラインである６２８，６４
２ばかりでなく、プロセスガス供給配管ラインである６
３８，６３９゜６４５．６４６まで完全に閉鎮され、配
管内の汚染は一層深刻に・なる（第３１図（ｇ））。前
記従来技術の項ではプロセスガス供給配管ラインが３つ
の場合を示したが、実際の装置ではこの数はさらに多く
、それだけ汚染の影晋も大きくなる。

従って、１台のプロセス装置に対して複数のプロセスガ
スを供給する配管システムにおいては、各々のプロセス
ガス供給ライン及びプロセス装置配管ラインを独立にパ
ージ及び真空排気でき、かつ、各々のプロセスガス供給
配管ラインが合流する部分において、ガスの滞留部がな
く、さらに、使用していない配管系に常時パージ用ガス
を流し続けることができるシステム技術が望まれていた
。

本発明は、以上の点に鑑みなされたものであり、１台の
プロセス装置に対して複数のプロセスガスを供給する場
合に、配管システムにおけるガスの滞留が一切なく、各
々のプロセスガス供給配管ラインを独立にパージ、真空
排気できる構造としたプロセス装置ガス供給配管装置を
提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明の第１の要旨は、一端がガス供給源に接続されて
いる２本以上のプロセスガス供給配管ラインと、一端が
排気ラインに接続されているパージ用ガスを排気するた
めのパージ用ガス配管ラインと、一端がプロセス装置接
続されているプロセス装置配管ラインとを有する、１台
のプロセス装置へプロセスガスを供給するガス供給配管
装置において、前記２本以上のプロセスガス供給配管ラ
インの少なくとも２木のそれぞれの他端と、前記パージ
用ガス配管ラインの他端と、プロセス装置配管ラインの
他端とが前記プロセスガス供給配管ラインを各々独立に
パージできるように少なくとも４個のパルプを介して接
続されているプロセス装置ガス供給配管装置に存在する
。

本発明の第２の要旨は、第１の要旨において、前記パー
ジ用ガス配管ラインが、少なくとも１個の流量計及び少
なくとも１個の流量制御パルプを介して排気ラインに接
続されているプロセス装置ガス供給配管装置に存在する
。

本発明の第３の要旨は、第１の要旨又は第２の要旨にお
いて、前記少なくとも４個のパルプが、一体に構成され
たモノブロックパルプであるプロセス装置ガス供給配管
装置に存在する。

本発明の第４の要旨は、第３の要旨において、前記４個
のパルプを一体に構成したモノブロックパルプの数が、
前記プロセスガス供給配管ラインの本数から１を引いた
数以上であるプロセス装置ガス供給配管装置に存在する
。

［作用］ すなわち、本発明は、１台のプロセス装置に対して複数
のプロセスガスを供給するプロセス装置ガス供給配管装
置において、プロセスガスを供給せず停止中のプロセス
装置ガス供給配管ラインを常時パージ用ガスによってパ
ージできる構造にし、さらに、プロセス装置ガス制御ラ
インのバイパスラインをガスの滞留部の極めて少ない構
造とすることによって、総てのガス供給配管ラインで常
時ガスか流れている、ガス滞留部（デッドゾーン）の極
めて少ないプロセス装置ガス供給配管装置としたもので
ある。

さらに、本発明のプロセス装置ガス供給配管装置と、新
たに開発された半導体用クリーンガスシリンダー（特願
昭６３−５３８９号）、シリンダーガスキャビネット配
管装置（特願昭６３−５２４５７号）及びプロセスガス
供給配管システム（特願昭６３−１１１１５２号）とを
併用することにより、水分含有量が１０ｐｐｂ以下の超
高純度のプロセスガスを、常時複数のプロセス装置へ供
給することができる。

ここで、新たに開発された半導体用クリーンガスシリン
ダーとは次のようなものである。

■主要部分がステンレス鋼で形成されている装置であり
、装置内部に露出する前記ステンレス鋼の表面の少なく
とも一部には、ステンレス鋼と不動態膜との界面近傍に
形成されたクロムの酸化物を主成分とする層と、不動態
膜の表面近傍に形成された鉄の酸化物を主成分とする層
との２つの層から構成され、厚さが５０Å以上の不動態
膜が、１５０℃以上４００℃未満の温度においてステン
レス鋼を加熱酸化せしめて形成されているもの。

■主要部分がステンレス鋼で形成されている装置であり
、装置内部に露出する前記ステンレス鋼の表面の少なく
とも一部には、クロムの酸化物と鉄の酸化物との混合酸
化物を主成分とする層からなる、厚さが１００Å以上の
不動態膜が、４００℃以上５００℃未満の温度において
ステンレス鋼を加熱酸化せしめて形成されているもの。

■主要部分がステンレス鋼で形成されている装置であり
、装置内部に露出する前記ステンレス鋼の表面の少なく
とも一部には、クロムの酸化物を主成分とする層からな
る、厚さが１３０Å以上の不動態膜が、５５０℃以上の
温度において９時間以上ステンレス鋼を加熱酸化せしめ
て形成されているもの。

特に、不動態膜が形成されたステンレス鋼の表面が、半
径５μｍの円周内における凸部と凹部との高さの差の最
大値が１μｍ以下の平坦度を有しているものが好ましい
。

こうした新しい技術において本発明で得られる不純物の
少ないクリーンなＳｉＨ４，５ｉ２Ｈａガスを用いるこ
とにより、Ｓｉのエピタキシャル成長温度を６００℃ま
で低温化でき、また、Ｓｔ、５ｉｎ２上へのシリコン堆
積において、明白な選択性が得られている（森田瑞穂、
光地哲伸、大見忠弘、熊谷清祥、伊藤雅樹、“自由分子
流照射型低温高速ＣＶＤ技術”、第６回超ＬＳＩウルト
ラクリーンテクノロジー予ｇ４集「高性能化プロセス技
術１１１４，１９８８年１月、ｐｐ。

２２９−２４３、及び、室田淳−１中村直人、加藤学、
御子柴宣夫、大見忠弘、“高選択性を有するウルトラク
リーンＣＶＤ技術”、同上、ｐｐ２＋５−２２６）。こ
のように、原料ガス供給系をトータル的にクリーン化さ
れたシステムとすることによって、高品質成膜及び高品
質エツチングが可能となる。

［実施イ列コ 以下、本発明の実施例を図面を用いて詳しく説明する。

（実施例１） ・装置の説明・ 第１図は本発明の実施例１を示すプロセス装置ガス供給
配管装置の配管図である。本例は簡単のため、３種類の
プロセスガスを供給する場合を示し、プロセス装置ガス
制御ラインも簡略化している。１０１はプロセス装置の
反応室であり、真空排気装置（図示せず）に接続されて
いる。反応室を真空排気する真空排気装置としては、反
応室のオイルによる汚染を防止する上で、オイルフリー
の磁気浮上方式のターボ分子ポンプを用いることが好ま
しい。１０２，１０３及び１０４はプロセスガス供給配
管ラインであり、通常、シリンダーに充填されたプロセ
スガス及びガス配管系パージ用ガス（例えばＡｒ）等を
シリンダーキャビネット配管装置からプロセス装置配管
ラインへ供給するラインである。１０５，１０６はパー
ジ用ガス排気ラインであり、排気ダクト（図示せず）に
接続されている。１０７はガス配管の真空排気ラインで
あり、真空排気装置（図示せず）に接続されている。１
０８，１０９，１１０，１１１１１２．１１３，１１４
，１１５，１１６１２０．１２１，１２２，１２３　１
２４１２５．１２６，１２７，１２８，１３２１３３．
１３４，１３５，１３６，１３７１３８．１３９，１４
０，１４１，１４２゜１６３．１６４，１６６．１６７
．１７１１７２．１７６は、ストップパルプであり、こ
のうち、１１１と１１４と１２０．１１２と１１５と１
２１．１１３と１１６と１２２．１２３と１２６と１３
２．１２４と１２７と１３３、及び１２５と１２８と１
３４は、それぞれ３個のパルプを一体化し、ガス滞溜部
を極小化したモノブロックパルプであり、特に、パルプ
１１４１１５．１１６，１２６，１２７，１２８はパル
プ自体がバイパスラインの役割を果たしている。

また、１３５と１３６と１３７と１３８、及び１３９と
１４０と１４１と１４２は、それぞれ４個のパルプを一
体化し、ガス滞溜部を極小化したモノブロックパルプで
ある。また、１６３と１６４、及び１６６と１６７は、
それぞれ２個のパルプを一体化した２連３方パルプであ
る。

１１７．１１８及び１１９は圧力調整器である。

１２９．１３０及び１３１はマスフローコントローラー
であり、これらはニードルパルプ付き浮子式流量計でも
かまわない。また、第１図の装置には用いていないが、
必要に応じて、３個のパルプを一体化したモノブロック
パルプを用いて、圧力調整器やマスフローコントローラ
ーと同様の方法で、ガスフィルター等を取り付けてもか
まわない。ガスフィルターの取り付けは、１つのプロセ
スガス供給配管系に対して、４個のパルプを一体化した
モノブロックパルプを１つまたは２つ用いて、２つのガ
スフィルターを取り付けてもよく、これについては後に
詳述する。１６９，１７４はニードルパルプ、１７０，
１７５は浮子式流量計であり、これらはそれぞれ一体止
されたニードルパルプ付き流量計でもよいし、マスフロ
ーコントローラーを用いてもかまわない。以上の部品材
料は、外部リークが無く、かつ、パーティクル発生無し
、放出ガス極小とする上で、内面を電解研磨したもので
あることが望ましい。１３０．１３１はプロセス装置ガ
ス制御ラインを構成する。プロセス装置ガス制御ライン
はプロセスガス供給配管ライン１０２，１０３，１０４
のそれぞれに設けられる。１６８，１７３はパージ用ガ
スの放出口から大気の逆拡散による混入を防止するため
のスパイラル状のパイプであり、１／４′の内面研磨５
ＵＳ３１６Ｌ管で４ｍ程度以上の長さのものを設置する
ことが好ましい。１４３，１４４゜１４７．１４８，１
４９．１５０，１５２゜１５３．１５４，１５７，１５
８，１５９１６０．１６２はプロセス装置配管ラインで
あり、プロセス装置へプロセスガスを導入する配管系で
ある。１４５，１４６，１５１，１５５゜１５６．１６
１はプロセス装置パージ用ガス配管ラインである。１６
５はガス配管の真空排気、゛及びパージ用の配管ライン
である。これらの各ラインは、ガスの使用量により、１
／４”あるいは３　／　８　”の内面電解研磨５ＵＳ３
１６Ｌ管で構成される。流れるガスが塩素系あるいはフ
ッ素系のガスで腐食性が強い場合には、Ｎｉ配管を使う
ことも有効である。また、プロセス装置パージ用ガス配
管ライン１５１，１６１は、簡単のために２つのライン
を１つにまとめて排気しているが、それぞれ単独で配管
し、排気してもかまわない。

第２図は本実施例に用いられている３個のパルプを一体
化したモノブロックパルプの１つを抜き出して描いたも
のである。このモノブロックパルプはガスの滞留部をつ
くることなくバイパスラインを作ることができる高機能
パルプである。

第３図は、本発明に用いられている４個のパルプを一体
化したモノブロックパルプの１つを抜き出して描いたも
のである。プロセスガスの合流部の配管ライン１４３と
１４４，１４５と１４６゜１４７と１４８，１４９と１
５０はモノブロック化することによって極小化されてお
り、パルプ内のガス滞留部によるプロセスガスの純度の
低下を極小に抑えこんでいる。よって、このモノブロッ
クパルプは、２種類のプロセスガスを独立に２つのガス
配管ラインへ、高純度のプロセスガスの純度を落すこと
なく供給できることを特徴とする高機能パルプである。

・フィルターを接続する場合の接続例・また、これら２
種類のモノブロックパルプを組み合わせることによって
２つのガスフィルターを使用することができ、一方のガ
スフィルターをプロセスガスの供給に使用している間に
他方のガスフィルターをヒーター等で加熱、パージでき
る構造とし、ガスフィルターの使用時に常にガスフィル
ターの再生を行うことができる。

以下、第４図乃至第９図を用いて、２つのフィルター及
び上記モノブロックパルプを用いた配管系について説明
する。

第４図は上記配管系の実施例を示している。

２０１はプロセスガス供給配管ラインからの配管ライン
であり、第１図の３個のパルプを一体化したモノブロッ
クパルプのパルプ１１１，１１２１１３，１２３，１２
４，１２５等に接続される。２０２はプロセス装置への
配管ラインであり、第１図の３個のパルプを一体化した
モノブロックパルプであるパルプ１２０，１２１１２２
．１３２，１３３，１３４等に接続される。２０３はパ
ージ用ガス排気ラインへの配管ラインであり、排気ダク
ト等にニードルパルプ、流量系を経て接続されている。

２０４，２０５゜２０６　２０７．２０８，２０９はス
トップパルプであり、このうちパルプ２０４と２０５と
２０６と２０７は４個のパルプを一体化したモノブロッ
クパルプであり、第３図に示したものと同じものである
。２１０，２１１はガスフィルターである。

操作方法について第５図及び第６図を用いて説明する。

ガスフィルター２１０を使用し、ガスフィルター２１１
をパージする場合は、パルプ２０４，２０７，２０８，
２０９を開け、２０５．２０６を閉じ、ガスフィルター
２１１をヒーター等で加熱する。この時のガスの流れを
第５図に示す。また、ガスフィルター２１１を使用し、
ガスフィルター２１０をパージする場合は、パルプ２０
５，２０５，２０８，２０９を開け、２０４．２０７を
閉じ、ガスフィルター２１０をヒーター等で加熱する。

この時のガスの流れを第６図に示す。この方法は、ガス
フィルターの再生をプロセスガスで行うのでガスフィル
ター内のガスの置換を考えずに済むが、プロセスガスの
流量が種々の理由により多く取れない場合には使用でき
ない。

次に再生用のガスを別に供給する場合の接続例を第７図
乃至第９図を用いて説明する。

第７図は上記配管系の接続例である。３０１はプロセス
ガス供給配管ラインからの配管ラインであり、第１図の
３個のパルプを一体化したモノブロックパルプのパルプ
１．１１，１１２，１１３゜１２３．１２４，１２５等
に接続され、３０２はプロセス装置への配管ラインであ
り、第１図の３個のパルプを一体化したモノブロックパ
ルプであるパルプ１２０，１２１，１３２，１３３゜１
３４等に接続される。３０３はパージ用ガス供給ライン
であり、排気ダクト等にニードルパルプ、流量系を経て
接続されている。３０５゜３０６．３０７，３０８，３
０９，３１０゜３１１．３１２はストップパルプであり
、このうちパルプ３０５と３０６と３０７と３０８．３
０９と３１０と３１１と３１２は４個のパルプを一体化
したモノブロックパルプであり、第３図に示したものと
同じものである。３１３．３１４はガスフィルターであ
る。

操作方法について、第８図及び第９図を用いて説明する
。ガスフィルター３１４を使用し、フィルター３１３を
パージする場合は、パルプ３０５．３０８，３０９，３
１２を開、３０６３０７．３１０，３１１を閉とし、ガ
スフィルター３１３をヒーター等で加熱する。この時の
ガスの流れを第８図に示す。ガスフィルター３１３を使
用し、ガスフィルター３１４をパージする場合は、パル
プ３０６，３０７，３１０，３１１を開け、３０５．’
３０Ｂ、３０９，３１２を閉じ、ガスフィルター３１４
をヒーター等で加熱する。

この時のガスの流れを第９図に示す。この方法はガスフ
ィルターの再生をプロセスガスとは別のパージ用ガスで
行っているため再生用のガスの流量は確保できるが、ガ
スフィルターにプロセスガスと異なるガスを流すことに
なるため、ガスフィルター内のガスの置換を充分に行う
必要性がある。

・操作方法・ 次に第１図のプロセス装置ガス供給配管装置の操作方法
について第１０図乃至第２８図を用いて説明する。

（操作休止時） 第１０図及び第１１図はプロセスガスを使用していない
ときのパージ用ガス（例えばＡｒ等）の流れを示してい
る。ガスの流れているラインを太く描いである。装置の
立ち上げ時等、ガス系の露点が高く、配管内壁の水分を
早く減らしたい時は、第１０図のようにプロセスガス供
給配管ライン１０２，１０３，１０４より供給されるパ
ージ用ガス（例えばＡｒ等）を、パルプ１０８１０９．
１１０．１１１，１１２，１１３゜１１４．１１５，１
１６，１２０，１２１゜１２２．１２３，１２４，１２
５，１２６１２７．１２８，１３２．１３３，１３４１
３５．１３８，１３９，１４２，１６４１６７．１７１
，１７２，１７６開、１１４゜１３７．１４０，１４１
，１６３，１６６閉の状態で、ニードルパルプ１６９，
１７４によって一つのプロセスガス当たり例えば２　ｆ
ｌ　／　ｍ　ｉ　ｎ程度に流量調整してプロセス装置反
応室直前まで供給され、配管系内を大量のガスによって
パージを行う。これにより、ガス系の露点が例えば−８
０℃程度まで達した後、第１１図のようにプロセスガス
供給配管ライン１０２，１０３，１０４よりパージ用ガ
ス（例えばＡｒ等）を、パルプ１０８．１０９，１１０
，１１１，１１２゜１１３．１２０，１２１，１２２，
１２３゜１２４．１２５，１３２，１３３，１３４゜１
３５、　１３８．　１３９．　１４２．　１６４１６７
．１７１，１７２，１７６開、１１４１１５、　１１６
．　１２６．　１２７．　１２８゜１３６、　　１３７
．　　１４０．　　１４１．　１６３１６６閉の状態で
、ニードルパルプ１６９１７４で流量調整してプロセス
装置反応室直前まで供給し、配管と比較して内壁の水分
等の不純物が脱落しにくい圧力調整器、マスフローコン
トローラー、及びフィルター等のパージを行い、ガス系
の露点が一１００℃程度になった後、プロセスガスの使
用を開始する。なお、パージの際に配管、パルプ、マス
フローコントローラー及びフィルター等をヒーター等に
よって加熱し、１００℃程度の温度にてパージを行うこ
とがガス系内部の不純物の脱離及び露点の低下に有効で
ある。プロセスガスの使用開始後は、常時、プロセスガ
ス供給配管ライン１０２，１０３，１０４よりパージ用
ガス（例えばＡｒ等）を、パルプ１０８１０９．１１０
，１１１，１１２，１１３゜１２０．１２１，１２２，
１２３，１２４１２５、　１３２．　１３３．　１３４
．　１３５１３８、　１３９．　１４２．　１６４．　
１６７゜１７１．１７２，１７６開、１１４，１１５゜
１１６、　１２６．　１２７．　１２８．　１３６゜１
３７．１４０，１４１．１６３，１６６閉の状態で、ニ
ードルパルプ１６９，１７４で例えばＩｎ／ｍｉｎ程度
に流量調整しプロセス装置反応室直前まで供給し、ガス
配管系全体をパージし続けることによってガス系の純度
を維持する。

上記の例では、４個のパルプを一体化したモノブロック
パルプであるパルプ１３５と１３６と１３７と１３８、
及び１３９と１４０と１４１と１４２において、パルプ
１３５，１３８１３９．１４２開、１３６，１３７．１
４０１４１閉の状態でパージしているが、他に、パルプ
１３６．１３７，１４０，１４１開、１３５．１３８，
１３９，１４２閉の状態、パルプ１３５，１３８，１４
０，１４１開、１３６゜１３７．１３９，１４２閉の状
態、またはパルプ１３６．１３７，１３９．１４２開、
１３５゜１３８．１４０，１４１閉の状態でパージを行
フてもかまわない。

次にプロセスガスの供給について第１２図乃至第２３図
を用いて説明する。黒く太く描いである線がガスの流れ
ているラインである。

始めに、ｌ　ｆｆｆｉ類のガスをプロセス装置反応室１
０１に供給する場合の操作を第１２図乃至第１７図を用
いて説明する。

まず、プロセスガス供給配管ライン１０２よりガスを供
給する場合について説明する。プロセス装置に高純度な
プロセスガスを供給するために、供給配管内に残存する
パージ用ガス（例えばＡｒ等）等をプロセスガスで置換
する作業を行う。この直前まで、ガス系はプロセスガス
供給配管ライン１０２，１０３及び１０４よりパージ用
ガス（例えばＡｒ等）を、第１１図に示す状態で、ニー
ドルパルプ１６９，１７４で流量調節してプロセス装置
反応室直前まで供給し、全系パージしているものとする
。パルプ１３５を閉じ、プロセスガス供給配管ライン１
０２からのパージ用ガスの供給を止め、さらにパルプ１
７１．１６７゜１７２，１７６を閉じ、パージ用ガス排
気ライン１０５．１０６からのパージを停止する。次に
、パルプ１３８，１３９，１４２を閉じ、パルプ１３６
．１４０，１７２，１７６を開け、プロセスガス供給ラ
イン１０３，１０４の系のパージを再開する。この時の
ガスの流れを第１２図に示す。次に、パルプ１１４，１
２６，１３７゜１４１．１６４，１６６を開けて、真空
排気ライン１０７を用いて、プロセスガス供給配管ライ
ン１０２、及びプロセス装置配管ラインの真空排気を行
う。配管ラインの真空度が例えばｌＸｌ０−２Ｔｏｒｒ
程度に達した後、パルプ１６６を閉じてプロセスガス供
給配管ライン１０２よりプロセスガスを供給し、配管系
内にプロセスガスを充填する。配管系内にプロセスガス
が充填された後、プロセスガスの供給を停止し、パージ
用ガスの真空排気と同様に配管系内の真空排気を行う。

このプロセスガス供給配管ライン１０２からのプロセス
ガスの供給、及び配管ラインの真空排気を、通常５回以
上繰り返し、充分に配管系内のパージ用ガスとプロセス
ガスとの置換が行われた後、パルプ１１４．１２６．１
６４，１８６を閉じ、パルプ１０８，１１１．１２０，
１２３，１３２゜１３７．１４１，１６３を開けた状態
で、圧力調整器１１７、マスフローコントローラー１２
９を用いてプロセスガスの供給圧力、流量を調整してプ
ロセス装置反応室１０１にプロセスガスを供給する。こ
の時のガスの流れを第１３図に示す。

次に、プロセスガス供給配管ライン１０３よりガスを供
給する場合について説明する。プロセス装置に高純度な
プロセスガスを供給するために、上記ガス供給方法と同
様に、供給配管内に残存するパージ用ガス（例えばＡｒ
等）等をプロセスガスで置換する作業を行う。この直前
まで、ガス系はプロセスガス供給配管ライン１０２，１
０３゜１０４よりパージ用ガス（例えばＡｒ等）を、第
１１図に示す状態で、ニードルパルプ１６９゜１７４で
流量調節してプロセス装置反応室直前まで供給し、全系
パージしているものとする。パルプ１３９を閉じ、プロ
セスガス供給配管ライン１０３がらのパージ用ガスの供
給を止め、さらにパルプ１７１，１６７．１７２，１７
６を閉じパージ用ガス排気ライン１０５，１０６からの
パージを停止する。次に、パルプ１３８゜１４２を閉じ
、パルプ１４０，１７２，１７６を開け、プロセスガス
供給ライン１０２，１０４の系のパージを再開する。こ
の時のガスの流れを第１４図に示す。次に、パルプ１１
５，１２７゜１３８．１４１，１６４，１６６を開けて
、真空排気ライン１０７を用いて、プロセスガス供給配
管ライン１０３、及びプロセス装置配管ラインの真空排
気を行う。配管ラインの真空度が例えばｔｘｔｏ−”ｒ
ｏｒｒ程度に達した後、パルプ１６６を閉じてプロセス
ガス供給配管ライン１０３よりプロセスガスを供給し、
配管系内にプロセスガスを充填する。配管系内にプロセ
スガスが充填された後、プロセスガスの供給を停止し、
パージ用ガスの真空排気と同様に配管系内の真空排気を
行う。このプロセスガス供給配管ライン１０３からのプ
ロセスガスの供給、及び配管ラインの真空排気を、通常
５回以上繰り返し、充分に配管系内のパージ用ガスとプ
ロセスガスとの置換が行われた後、パルプ１１５，１２
７，１６４゜１６６を閉じ、パルプ１０９，１１２，１
２１゜１２４．１３３．１３８，１４１，１６３を開け
た状態で、圧力調整器１１８、マスフローコントローラ
ー１３０を用いてプロセスガスの供給圧力、流量を調整
してプロセス装置反応室１０１にプロセスガスを供給す
る。この時のガスの流れを第１５図に示す。

次に、プロセスガス供給配管ライン１０４よりガスを供
給する場合について説明する。プロセス装置に高純度な
プロセスガスを供給するために、上記ガス供給方法と同
様に、供給配管内に残存するパージ用ガス（例えばＡｒ
等）等をプロセスガスで置換する作業を行う。この直前
まで、ガス系はプロセスガス供給配管ライン１０２，１
０３゜１０４よりパージ用ガス（例えばＡｒ等）を、第
１１図に示す状態で、ニードルパルプ１６９゜１７４で
流量調節してプロセス装置反応室直前まで供給し、全系
パージしているものとする。パルプ１７１を閉じ、プロ
セスガス供給配管ライン１０４からのパージ用ガスの供
給を止め、さらにパルプ１６７．１７２，１７６を閉じ
パージ用ガス排気ライン１０５，１０６からのパージを
停止する。この時のガスの流れを第１６図に示す。

次に、パルプ１１６，１２８，１６６を開けて、真空排
気ライン１０７を用いて、プロセスガス供給配管ライン
１０４、及びプロセス装置配管ラインの真空排気を行う
。配管ラインの真空度が例えば１ｘｌＯ−２Ｔｏｒｒ程
度に達した後、パルプ１６６を閉じてプロセスガス供給
配管ライン１０４よりプロセスガスを供給し、配管系内
にプロセスガスを充填する。配管系内にプロセスガスが
充填された後、プロセスガスの供給を停止し、パージ用
ガスの真空排気と同様に配管系内の真空排気を行う。こ
のプロセスガス供給配管ライン１０４からのプロセスガ
スの供給、及び配管ラインの真空排気を、通常５回以上
繰り返し、充分に配管系内のパージ用ガスとプロセスガ
スとの置換が行われた後、パルプ１１６，１２８，１６
４゜１６６を閉じ、パルプ１１０，１１３，１２２゜１
２５．１３４，１４２，１６３を開けた状態で、圧力調
整器１１９、マスフローコントローラー１３１を用いて
プロセスガスの供給圧力、流量を調整してプロセス装置
反応室１０１にプロセスガスを供給する。この時のガス
の流れを第１７図に示す。

次に、２種類のプロセスガスを混合して供給する場合の
操作を第１８図乃至第２３図を用いて説明する。

まず、プロセスガス供給ライン１０２，１０３より供給
されるプロセスガスをプロセス装置反応室１０１へ供給
する場合について説明する。前述したｉ　ｆｆｆｉ類の
プロセスガスを供給する場合と同じように、プロセス装
置に高純度なプロセスガスを供給するために、供給配管
内に残存するパージ用ガス（例えばＡｒ等）等をプロセ
スガスで置換する作業を行う。この直前まで、ガス系は
プロセスガス供給配管ライン１０２，１０３，１０４よ
りパージ用ガス（例えばＡｒ等）を、第１１図に示す状
態で、ニードルパルプ１６９，１７４で流量調節してプ
ロセス装置反応室直前まで供給し、全系パージしている
ものとする。パルプ１７６を閉じ、プロセスガス供給配
管ライン１０２，１０３からのパージ用ガスの供給を止
め、さらにパルプ１７１．１６７．１７２を閉じ、パー
ジ用ガス排気ライン１０５，１０６からのパージを停止
する。次に、パルプ１３５，１３９，１４２を閉じ、パ
ルプ１４０，１７２，１７６を開け、プロセスガス供給
配管ライン１０４系のパージを再開する。この時のガス
の流れを第１８図に示す。

次に、パルプ１１４，１１５，１２６，１２７゜１３７
．１４１，１６６を開けて、真空排気ライン１０７を用
いて、プロセスガス供給配管ライン１０２，１０３、及
びプロセス装置配管ラインの真空排気を行う。配管ライ
ンの真空度が例えばｌＸｌ０−’Ｔｏｒｒ程度に達した
後、パルプ１６６．１３８（もしくは１３７でも良い）
を閉じてプロセスガス供給配管ライン１０２，１０３よ
りプロセスガスを供給し、配管系内にプロセスガスを充
填する。配管系内にプロセスガスが充填された後、プロ
セスガスの供給を停止し、パージ用ガスの真空排気と同
様に配管系内の真空排気を行う。このプロセスガス供給
配管ライン１０２゜１０３からのプロセスガスの供給、
及び配管ラインの真空排気を、通常５回以上繰り返し、
充分に配管系内のパージ用ガスとプロセスガスとの置換
が行われた後、パルプ１１４，１１５．１２６１２７．
１６４，１６６を閉じ、パルプ１０８゜１０９．１Ｎ１
　　１１２，１２０，１２１゜１２３．１２４，１３２
，１３３，１３７゜１３８．１４１，１６３を開けた状
態で、圧力調整器１１７，１１８、マスフローコントロ
ーラー１２９．１３０を用いてプロセスガスの供給圧力
、流量を調整してプロセス装置反応室１０１にプロセス
ガスを供給する。この時のガスの流れを第１９図に示す
。

次に、プロセスガス供給ライン１０２，１０４より供給
されるプロセスガスを混合してプロセス装置反応室１０
１へ供給する場合について説明する。プロセス装置に高
純度なプロセスガスを供給するために、供給配管内に残
存するパージ用ガス（例えばＡｒ等）等をプロセスガス
で置換する作業を行う。この直前まで、ガス系はプロセ
スガス供給配管ライン１０２．１０３，１０４よりパー
ジ用ガス（例えばＡｒ等）を、第１１図に示す状態で、
ニードルパルプ１６９，１７６で流量調節してプロセス
装置反応室直前まで供給し、全系パージしているものと
する。パルプ１３５゜１７１を閉じ、プロセスガス供給
配管ライン１０２　１０４からのパージ用ガスの供給を
止め、さらにパルプ１６７．１７２，１７６を閉じ、パ
ージ用ガス排気ライン１０５，１０６からのパージを停
止する。１次に、パルプ１３８゜１３９を閉じ、パルプ
１３６，１７２，１７６を開け、プロセスガス供給配管
ライン１０３系のパージを再開する。この時のガスの流
れを第２０図に示す。次に、パルプ１１４，１１６゜１
２６．１２８，１３７，１４１，１６６を開けて、真空
排気ライン１０７を用いて、プロセスガス供給配管ライ
ン１０２，１０４、及びプロセス装置配管ラインの真空
排気を行う。配管ラインの真空度が例えば１ｘｌＯ−”
Ｔｏｒｒ程度に達した後、パルプ１６６．１４２（もし
くは１４１でも良い）を閉じてプロセスガス供給配管ラ
イン１０２．１０４よりプロセスガスを供給し、配管系
内にプロセスガスを充填する。配管系内にプロセスガス
が充填された後、プロセスガスの供給を停止し、パージ
用ガスの真空排気と同様に配管系内の真空排気を行う。

このプロセスガス供給配管ライン１０２，１０４からの
プロセスガスの供給、及び配管ラインの真空排気を、通
常５回以上繰り返し、充分に配管系内のパージ用ガスと
プロセスガスとの置換が行われた後、パルプ１１４゜１
１８．１２６，１２８，１６４，１６６を閉じ、パルプ
１０８，１１０，１１１，１１３゜１２０．１２２，１
２３，１２５，１３２゜１３４．１３７，１４１，１４
２，１６３を開けた状態で、圧力調整器１１７，１１９
、マスフローコントローラー１２９，１３１を用いてプ
ロセスガスの供給圧力、流量を調整してプロセス装置反
応室１０１にプロセスガスを供給する。この時のガスの
流れを第２１図に示す。

次に、プロセスガス供給ライン１０３，１０４より供給
されるプロセスガスを混合してプロセス装置反応室１０
１へ供給する場合について説明する。プロセス装置に高
純度なプロセスガスを供給するために、供給配管内に残
存するパージ用ガス（例えばＡｒ等）等をプロセスガス
で置換する作業を行う。この直前まで、ガス系はプロセ
スガス供給配管ライン１０２，１０３，１０４よりパー
ジ用ガス（例えばＡ「等）を、第１１図に示す状態で、
ニードルパルプ１６９，１７６で流量調節してプロセス
装置反応室直前まで供給し、全系パージしているものと
する。パルプ１３９゜１６７．１７１を閉じ、プロセス
ガス供給配管ライン１０３，１０４からのパージ用ガス
の供給を止め、パージ用ガス排気ライン１０６からのパ
ージを停止する。この時のガスの流れを第２２図に示す
。次に、パルプ１１５，１１６，１２７゜１２８．１４
１，１６８を開けて、真空排気ライン１０７を用いて、
プロセスガス供給配管ライン１０３．１０４、及びプロ
セス装置配管ラインの真空排気を行う。配管ラインの真
空度が例えば１ｘｌＯ−”Ｔｏｒｒ程度に達した後、パ
ルプ１６６．１４２（もしくは１４１でも良い）を閉じ
てプロセスガス供給配管ライン１０３，１０４よりプロ
セスガスを供給し、配管系内にプロセスガスを充填する
。配管系内にプロセスガスが充填された後、プロセスガ
スの供給を停止し、パージ用ガスの真空排気と同様に配
管系内の真空排気を行う。このプロセスガス供給配管ラ
イン１０３゜１０４からのプロセスガスの供給、及び配
管ラインの真空排気を、通常５回以上繰り返し、充分に
配管系内のパージ用ガスとプロセスガスとの置換が行わ
れた後、パルプ１１５，１１６．１２７１２８．１６４
，１６６を閉じ、パルプ１０９゜１１０、　１１２．　
１１３．　１２１．　１２２゜１２４　　　１２５，１
３３，１３４，１３８゜１４１．１４２，１６３を開け
た状態で、圧力調整器１１８，１１９、マスフローコン
トローラー１３０．１３１を用いてプロセスガスの供給
圧力、流量を調整してプロセス装置反応室ｉｏｔにプロ
セスガスな供給する。この時のガスの流れを第２３図に
示す。

以上、１種類及び２種頚のプロセスガスの供給方法につ
いて述べたが、３種類のプロセスガスの混合についても
同様に供給できる。また、上記プロセスガス供給時にお
いても各々のプロセス装置ガス供給配管はパージ用ガス
配管ラインの切り替えのパルプの開閉の時を除き、ガス
の滞留は一切生じていない。

（プロセスガスの供給停止） 次に、プロセスガスの供給を停止する方法について第２
４図乃至第２８図を用いて説明する。操作はプロセスガ
ス供給の場合と同様であり、パージ用ガスをプロセスガ
スで置換する代わりに、プロセスガスをパージ用ガスで
置換する。

始めに、プロセスガス供給配管ライン１０２から供給さ
れているプロセスガスの使用を停止する方法について説
明する。ガス系はパルプ１０８゜１０９．１１０，１１
１，１１２，１１３゜１２０．１２１，１２２，１２３
，１２４゜１２５．１３２，１３３，１３４，１３６゜
１３７．１４０，１４１，１６３，１７２゜１７６開、
１１４，１１５，１１６，１２６゜１２７．１２８，１
３５，１３８，１３９゜１４２．１６４，１６６．１６
７．１７１閉の状態であり、プロセスガス供給配管ライ
ン１０２からはプロセスガスが、１０３，１０４からは
パージ用ガス（例えばＡｒ等）が供給されており、パー
ジ用ガスはニードルパルプ１７４によって流量調整され
パージ用ガス排気ライン１０５に、プロセスガスは圧力
調整器１１７、マスフローコントローラー１２９によっ
て供給圧力、流量を調整されて、プロセス装置反応室１
０１に、それぞれ流されているものとする。この時のガ
スの流れを第２４図に示す。まず、パルプ１６３を閉じ
、プロセスガス供給配管ライン１０２からのプロセスガ
スの供給を停止する。次に、パルプ１６４１６６を開け
て、真空排気ライン１０７を用いて、プロセスガス供給
配管ライン１０２及び、プロセス装置配管ラインの真空
排気を行う。配管ラインの真空度が例えば１ｘｌＯ−２
Ｔｏｒｒ程度に達した後、パルプ１６６を閉じ、プロセ
スガス供給配管ライン１０２よりパージ用ガス（例えば
Ａｒ等）を供給し、配管系内にパージ用ガスを充填する
。配管系内にパージ用ガスが充填された後、パージ用ガ
スの供給を停止し、プロセスガスの真空排気と同様に配
管系内の真空排気を行う。

このプロセスガス供給配管ライン１０２からのパージ用
ガスの供給、及び配管ラインの真空排気を、通常５回以
上繰り返し、充分に配管系内のプロセスガスとパージ用
ガスとの置換が行われた後、パルプ１６６を閉じ、プロ
セスガス供給配管ライン１０２からパージ用ガスを供給
し、パルプ１６７．１７１を開け、ニードルパルプ１６
９によって流量を調整し、パージ用ガス排気ライン１０
６ヘパージ用ガスを流すことによってプロセスガス供給
配管ライン１０２系のパージを行う。

以上により、使用していないプロセスガス供給配管ライ
ン１０３，１０４系のパージを中断することなく、プロ
セスガス供給配管ライン１０２系のプロセスガスの供給
停止及びパージの再開できる。この時のガスの流れを第
２５図に示す。また、プロセスガス供給配管ライン１０
３，１０４よりプロセスガスが供給されている場合も同
様にして、プロセスガスの供給を停止し、他の使用して
いないガス系のパージを中断することなくパージを再開
できる。

次に、２種頚のプロセスガスを混合して供給している場
合に供給を停止する方法について説明する。ガス系は、
パルプ１０８，１０９，１１０１１１．１１２，１１３
，１２０，１２１゜１２２．１２３，１２４，１２５，
１３２゜１３３．１３４，１３７，１３８，１４０゜１
４１．１６３，１７２，１７６開、１１４１１５、　１
１６．　１２６．　１２７．　１２８゜１３５　　　１
３６，１３９，１４２，１６４゜１６６．１６７．１７
１閉の状態であり、プロセスガス供給ライン１０２，１
０３よりプロセスガスが、１０４よりパージ用ガスが供
給されており、パージ用ガスはニードルパルプ１７４に
よって流ｉ調整されパージ用ガス排気ライン１０５に、
プロセスガスは圧力調整器１１７，１１８、マスフロー
コントローラー１２９，１３０によって供給圧力、流量
を調整されて、プロセス装置反応室１０１に、それぞれ
流されているものとする。この時のガスの流れを第２６
図に示す。まず、パルプ１６３を閉じ、プロセスガス供
給配管ライン１０２，１０３からのプロセスガスの供給
を停止する。次に、パルプ１６４，１６６を開けて、真
空排気ライン１０７を用いて、プロセスガス供給配管ラ
イン１０２，１０３、及びプロセス装置配管ラインの真
空排気を行う。配管ラインの真空度が例えば１ｘｌＯ−
’Ｔｏｒｒ程度に達した後、パルプ１６６を閉じ、プロ
セスガス供給配管ライン１０２，１０３よりパージ用ガ
ス（例えばＡｒ等）を供給し、配管系内にパージ用ガス
を充填する。配管系内にパージ用ガスが充填された後、
パージ用ガスの供給を停止し、プロセスガスの真空排気
と同様に配管系内の真空排気を行う。

このプロセスガス供給配管ライン１０２，１０３からの
パージ用ガスの供給、及び配管ラインの真空排気を、通
常５回以上繰り返し、充分に配管系内のプロセスガスと
パージ用ガスとの置換が行われた後、パルプ１６６を閉
じ、プロセスガス供給配管ライン１０２，１０３からパ
ージ用ガスを供給し、パルプ１３６，１３７を閉じ、１
３５゜１６７．１７１を開け、ニードルパルプ１６９゜
１７４によって流量を調整し、パージ用ガス排気ライン
１０５，１０６へパージ用ガスを流すことによってプロ
セスガス供給配管ライン１０２゜１０３系のパージを行
う。以上により、プロセスガス供給配管ライン１０４系
のパージを中断することなく、プロセスガス供給配管ラ
イン１０２．１０３系のプロセスガスの供給停止、及び
パージの再開ができる。この時のガスの流れを第２７図
に示す。また、パージの再開時にパルプ１３５．１３８
を閉じ、１３６，１６７．１７１を開けてもよく、この
時のガスの流れは第２８図に示す通りである。同様にし
て、プロセスガス供給配管ライン１０２と１０４．１０
３と１０４、さらに３種のプロセスガスの混合ガスが供
給されている場合にもプロセスガスの供給を停止し、他
の使用していない系のパージを中断することなく、パー
ジを再開することができる。

（実施例２） 上記の例では、簡単のために３種類のプロセスガスを供
給する場合を示したが、同様にしてさらに多くのプロセ
スガスを供給することが可能である。第２９図、第３０
図に４　ｆｍ類のプロセスガスを供給する場合の実施例
を示す。４０１゜５０１はプロセス装置の反応室であり
、４０２゜４０３．４０４，５０２，５０３，５０４゜
４０５．５０５はプロセスガス供給配管ライン、４０６
．４０７，４０８，４０９，５０６゜５０７．５０８，
５０９はストップパルプであり、４１４，４１５，４１
６，５１４，５１５゜５１６は４個のパルプを一体化し
たモノブロックパルプ、４１０，４１１，４１２，４１
３゜５１０．５１１，５１２，５１３はガス調整配管ラ
インであり、プロセスガスの供給圧力、流量を調整する
。４１７，５１７は２連３方パルプである。４１８，５
１８はパージ用ガス排気ラインであり、排気ダクト等に
接続されている。４１９゜５１９は真空排気及びパージ
用ガス排気ラインである。第２９図は４個のパルプを一
体化したモノブロックパルプをピラミッド状に構成した
例、第３０図は梯子状に構成した例であり、どちらをと
っても良い。さらに、４種類以上のプロセスガスを供給
する場合も同様であり、また両者の構成を混ぜて構成し
ても良い。

以上、本発明の実施例１及び実施例２の説明をしたが、
本発明におけるプロセスガス供給システムのように超高
純度のプロセスガスを供給するシステムにおいては、外
部リークをｌＸｌ０−”Ｔａｒｔ−Ｉｔ／ｓｅｃ以下に
抑える必要があり、実際に配管を組んだ後に配管系の外
部リークの検査が必要不可欠である。通常、このような
微小なリークの検査にはＨｅリークデイティクターが用
いられ、配管の一部にＨｅリークデイティクターのため
のボートが必要になる。ポートの部分はガスの滞留部と
なり、プロセスガスの純度を低下させるためポートを設
置する位置に注意しなければならない。第１図に示した
実施例１においては、真空排気及びパージ用の配管ライ
ン１６５にリーク検査のためのボートを設ければ、プロ
セス装置反応室へ供給されるプロセスガスの汚染の問題
は解決する。

また、本発明のように複数のパルプを一体化したモノブ
ロックパルプを用いることは、ガス配管系の性能向上に
有効なだけでなく、装置の小型化に劇的な効果を発揮す
る。さらに、従来専門的な知識が必要であったガス供給
システムの設計が、本発明で用いた高性能のモノブロッ
クパルプを用いることによって非常に容易になり、ガス
の滞留部がなく、かつ、総てのプロセスガス供給系を独
立にパージ、真空排気できる高性能なプロセス装置ガス
供給配管装置を簡単に設計できることになる。

［発明の効果］ 以上に詳しく述べたように、本発明のプロセス装置ガス
供給配管装置によれば、以下のような効果を得ることが
できた。

請求項１．２，３．４では、配管系をガス供給配管系の
中にガスが流れない部分が一切生じず、かつ、各プロセ
スガス供給配管ラインを独立にパージ、真空排気できる
ように設計、組み立てることができた。よフて、プロセ
スガス供給配管ラインより供給されるパージに使うガス
の純度が十分高ければ、プロセスガスの純度をそのまま
保ち、プロセス装置に何時如何なる場合でも供給するこ
とが可能となった。

また、請求項３，４では、４つのパルプを一体化したモ
ノコックパルプを用いることによって、配管系のデッド
スペースを極小に抑えることが可能となり、さらに、装
置の飛曜的な小型化が可能となった。また、ガス供給シ
ステムの設計、管理及び操作も、これにより非常に容易
となフた。

このように、プロセスガス供給系をトータルかつクリー
ン化されたシステムとすることによって、高品質成膜及
び高品質エツチングが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるプロセス装置ガス供給配管システ
ムの実施例１を示す図、第２図は本発明に用いた３連４
方パルプを示す図、第３図は本発明に用いた４速４方パ
ルプを示す図である。 第４図及び第７図は本発明によるプロセス装置ガス配管
ラインにおけるガスフィルター配管の接続例を示す図、
第５図、第６図、第８図及び第９図は、第４図、第７図
に示したガスフィルター配管の操作例を示す図である。 第１０図乃至第２８図は、第１図に示した本発明による
プロセス装置ガス供給配管装置の操作例を示す図である
。 第２９図及び第３０図は第１図に示した本発明のプロセ
ス装置ガス供給配管装置において４　ｆ！類のプロセス
ガスを供給する場合の実施例２を示す図である。 第３１図（ａ）〜（ｇ）は従来のプロセス装置ガス供給
配管装置の例を示す図、第３２図はプロセス装置ガス供
給配管装置で配管系を閉鎖した場合の露点の変化を測定
した結果を示すグラフである。 １０１・・・プロセス装置の反応室、１０２１０３．１
０４・・・プロセスガス供給配管ライン、１０５．１０
６・・・パージ用ガス排気ライン、１０７はガス配管の
真空排気ライン、１０８１０９．１１０，１１１，１１
２，１１３１１４．１１５，１１６，１２０，１２１゜
１２２．１２３，１２４，１２５，１２６１２７．１２
８，１３２，１３３，１３４゜１３５．１３６，１３７
，１３８，１３９゜１４０．１４１，１４２，１６３，
１６４゜１６６．１６７．１７１，１７２，１７６・・
・ストップパルプ、１１１と１１４と１２０，１１２と
１１５と１２１，１１３と１１６と１２２゜１２３と１
２６と１３２，１２４と１２７と１３３．１２５と１２
８と１３４・・・３個のパルプを一体化したモノブロッ
クパルプ、１３５と１３６と１３７と１３８，１３９と
１４０と１４１と１４２・・・４個のパルプを一体化し
たモノブロックパルプ、１６３と１６４，１６６と１６
７・・・２連３方パルプ、１１７，１１８゜１１９・・
・圧力調整器、１２９，１３０，１３１・・・マスフロ
ーコントローラー　１６９，１７４・・・ニードルパル
プ、１７０，１７５・・・浮子式流量計、１６８，１７
３・・・スパイラル状のパイプ、１４３．１４４，１４
７，１４８，１４９゜１５０．１５２，１５３，１５４
，１５７１５８．１５９，１６０，１６２・・・プロセ
ス装置配管ライン、１４５，１４６，１５１，１５５゜
１５６．１６１・・・プロセス装置パージ用ガス配管ラ
イン、１６５・・・真空排気及びパージ用の配管ライン
、２０１・・・プロセスガス供給配管ラインからの配管
ライン、２０２・・・プロセス装置への配管ライン、２
０３・・・パージ用ガス排気ライン、２０４．２０５，
２０６，２０７，２０８゜２０９・・・ストップパルプ
、２０４と２０５と２０６と２０７・・・４個のパルプ
を一体化したモノブロックパルプ、２１０，２１１はガ
スフィルター　３０１・・・プロセスガス供給配管ライ
ンからの配管ライン、３０２・・・プロセス装置への配
管ライン、３０３・・・パージ用ガス供給ライン、３０
５．３０６，３０７，３０８，３０９゜３１０．３１１
，３１２・・・ストップパルプ、３０５と３０６と３０
７と３０８，３０９と３１０と３１１と３１２・・・４
個のパルプを一体化したモノブロックパルプ、３１３，
３１４・・・ガスフィルター　４０１・・・反応室、４
０２，４０３゜４０４．４０５．・・・プロセス、ガス
供給配管ライン、４０６，４０７，４０８，４０９．・
・・ストップパルプ、４１０，４１１，４１２，４１３
．・・・ガス調整配管ライン、４１４，４１５，４１６
゜・・・４個のパルプを一体化したモノブロックパルプ
、４１７・・・２連３方パルプ、４１８・・・パージ用
ガス排気ライン、４１９・・・真空排気及びパージ用ガ
ス排気ライン、５０１・・・反応室、５０２゜５０３．
５０４，５０５・・・プロセスガス供給配管ライン、５
０６，５０７，５０８，５０９・・・ストップパルプ、
５１０，５１１，５１２，５１３・・・ガス調整配管ラ
イン、５１４，５１５，５１６・・・４個のパルプを一
体化したモノブロックパルプ、５１７・・・２連３方パ
ルプ、５１８・・・パージ用ガス排気ライン、５１９・
・・真空排気及びパージ用ガス排気ライン、６０１・・
・反応室、６０２゜６０３．６０４・・・プロセスガス
供給配管ライン、６０５．６０６・・・パージ用ガス排
気ライン、６０７・・・真空排気ライン、６０８，６０
９゜６１０．６１４，６１５，６１６，６１７゜６１８
．６１９，６２９，６３０，６３１゜６３２．６３３，
６３４，６３５，６３６゜６３７．６４３，６４４，６
４８，６４９゜６５０．６５２，６５３，６５４，６５
８゜６５９．６６３・・・ストップパルプ、６１４と６
１７．６１５と６１８，６１６と６１９゜６５３と６５
４・・・２連３方パルプ、６１１゜６１２．６１３・・
・圧力調整器、６２０，６２１゜６２２・・・マスフロ
ーコントローラー　６２３゜６２４．６２５・・・ガス
フィルター、６５５゜６６０・・・スパイラル管６５６
，６６１・・・ニードルパルプ、６５７，６６２・・・
浮子式流量計、８３８．６３９，６４５，６４６，６４
７・・・プロセス装置配管ライン、６２６，６２７，６
２８・・・バイパスライン、６４０，６４１，６４２゜
６５１・・・パージ用ガスの排気及びガス配管の真空排
気ライン。 第 図 第 図 ｎ ｕｔ 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第２９ 図 第３０図 手続補正帯 平成　元年 ７月 ７日

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）一端がガス供給源に接続されている２本以上のプ
   ロセスガス供給配管ラインと、一端が排気ラインに接続
   されているパージ用ガスを排気するためのパージ用ガス
   配管ラインと、一端がプロセス装置接続されているプロ
   セス装置配管ラインとを有する、１台のプロセス装置へ
   プロセスガスを供給するガス供給配管装置において、前
   記２本以上のプロセスガス供給配管ラインの少なくとも
   ２本のそれぞれの他端と、前記パージ用ガス配管ライン
   の他端と、プロセス装置配管ラインの他端とが前記プロ
   セスガス供給配管ラインを各々独立にパージできるよう
   に少なくとも４個のパルプを介して接続されていること
   を特徴とするプロセス装置ガス供給配管装置。
2. （２）前記パージ用ガス配管ラインが、少なくとも１個
   の流量計及び少なくとも１個の流量制御パルプを介して
   排気ラインに接続されていることを特徴とする請求項１
   記載のプロセス装置ガス供給配管装置。
3. （３）前記少なくとも４個のパルプが、一体に構成され
   たモノブロックパルプであることを特徴とする請求項１
   又は請求項２記載のプロセス装置ガス供給配管装置。
4. （４）前記４個のパルプを一体に構成したモノブロック
   パルプの数が、前記プロセスガス供給配管ラインの本数
   から１を引いた数以上であることを特徴とする請求項３
   記載のプロセス装置ガス供給配管装置。