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WO1996021945A1 - Nitrogen gas supply system - Google Patents

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WO1996021945A1
WO1996021945A1 PCT/JP1996/000010 JP9600010W WO9621945A1 WO 1996021945 A1 WO1996021945 A1 WO 1996021945A1 JP 9600010 W JP9600010 W JP 9600010W WO 9621945 A1 WO9621945 A1 WO 9621945A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
nitrogen gas
wafer
nitrogen
wafer processing
supply system
Prior art date
Application number
PCT/JP1996/000010
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tadahiro Ohmi
Yoshio Ishihara
Original Assignee
Nippon Sanso Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Sanso Corporation filed Critical Nippon Sanso Corporation
Priority to KR1019960704903A priority Critical patent/KR100298304B1/ko
Priority to US08/704,738 priority patent/US5759214A/en
Priority to DE69636768T priority patent/DE69636768T2/de
Priority to EP96900183A priority patent/EP0750340B1/en
Publication of WO1996021945A1 publication Critical patent/WO1996021945A1/ja

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Definitions

  • the present invention relates to a nitrogen gas supply system, and more particularly, to a system for supplying nitrogen gas to a wafer processing apparatus and a transfer apparatus in a semiconductor manufacturing apparatus.
  • a nitrogen gas generator such as a cryogenic separator has been installed near the manufacturing equipment, and the nitrogen gas generated by the nitrogen gas generator is used for each section. To supply it.
  • FIG. 1 shows an example of a conventional nitrogen gas supply system for supplying nitrogen gas to a wafer processing apparatus 11 and a nitrogen gas tunnel type wafer transfer apparatus (hereinafter, referred to as a transfer apparatus) 12.
  • a transfer apparatus As the nitrogen gas generator, a cryogenic separation device 13 that can relatively easily obtain high-purity nitrogen gas suitable as nitrogen gas for semiconductors is used.
  • the raw material air that has been compressed and refined and introduced into the cryogenic separation device 13 from the path 14 is cooled by the heat exchanger 15 and introduced into the rectification tower 16, where it is cooled by a well-known liquefaction rectification operation. Generates raw gas. After the nitrogen gas reaches about room temperature in the heat exchanger 15, the path 17 passes through the path 17 a to the wafer processing apparatus 11 and the path 17 b to the transfer apparatus 12. Supplied respectively.
  • the wafer processing concealment 11 is an apparatus for performing a predetermined processing on a wafer in order to manufacture a semiconductor product.
  • a vacuum pump 18 is connected to the wafer processing apparatus 11, and processes a wafer at a pressure lower than the atmospheric pressure.
  • the amount of nitrogen gas consumed in the wafer processing apparatus 11 varies depending on the operating state of the processing equipment.
  • the cryogenic separation apparatus 13 has a low nitrogen gas generation amount for stable operation of the separation apparatus. It is preferable to operate with constant. Therefore, the nitrogen gas supplied from the cryogenic separation device 13 to the wafer processing device 11 is excessively supplied depending on the operation state of the wafer processing device 11. There is a surplus or a shortage of supplies.
  • the transporting device 12 is, for example, a porous plate installed in a box-shaped tunnel, partitions the inside of the tunnel up and down, supplies nitrogen gas below the porous plate, and passes through each hole of the porous plate.
  • This is a nitrogen gas floating-type transfer device configured to transfer a wafer placed on a perforated plate while floating by ejecting nitrogen gas in a predetermined direction.
  • the nitrogen gas supplied into the tunnel of the transfer device 12 is not only used for transferring the wafer, but also contacts the wafer when ejected from the perforated plate, and also has a function of maintaining the cleanliness of the wafer. That is, the nitrogen gas in contact with the wafer protects the wafer surface from moisture and hydrocarbon. In some cases, a gas that causes contamination of the wafer may be generated from the tunnel constituent member of the transfer device 12 itself, and this gas is also removed together with the nitrogen gas.
  • the transfer device 12 and the wafer processing device 11 are connected to each other via a gate valve 20 for transferring the wafer.
  • the gate valve 20 is opened when necessary, and the transfer device 12 is tunneled.
  • the wafer conveyed through the inside is taken into the wafer processing apparatus 11 by an appropriate taking-out means such as a vacuum chuck device. Note that the wafer processed by the wafer processing apparatus 11 may be returned to the transfer apparatus 12 in some cases.
  • the gate valve 20 is closed except when transferring the wafer.
  • the transfer device 12 is supplied with nitrogen gas from the cryogenic separation device 3, and the nitrogen gas supplied from the tunnel entrance side of the transfer device 12 is supplied from the perforated plate in the tunnel. After being blown out, it is discharged to the path 21 from the tunnel exit side, purified by the purifier 22, cooled by the heat exchanger 15, and directly introduced into the rectification tower 16. In the purifier 22, moisture and hydrocarbon contained in the nitrogen gas discharged from the transfer device 12 are removed.
  • the nitrogen gas used in the transfer device 12 is returned to the cryogenic separation device 13 again to be reused after purification, so that the transfer device 12 almost consumes the nitrogen gas. And simply between the transfer device 12 and the wafer processing device 11 When the gate valve 20 is opened to transfer the wafer, only nitrogen gas that flows into the wafer processing apparatus 11 operated at a low pressure is consumed.
  • the nitrogen gas consumed in the wafer processing device 11 and the nitrogen gas discharged from the transfer device 12 to the wafer processing device 11 when the gate valve 20 is opened are combined. Should be newly generated.
  • the nitrogen gas generated in the cryogenic separation device 13 is supplied to both the wafer processing device 11 and the transfer device 12, and the nitrogen gas supplied to the transfer device 12 is also supplied.
  • the exhaust gas is returned to the rectification column 16 of the cryogenic separation device 13 via the purifier 22.
  • the rectification tower 16 must process the nitrogen gas returned from the transfer device 12 in addition to the newly generated nitrogen gas amount.
  • the amount of nitrogen gas circulated in the transfer device 12 is often larger than the amount of nitrogen gas consumed in the wafer treatment device 11.
  • the nitrogen gas consumption in the wafer processing apparatus 11 is 6000 m 3 /
  • the nitrogen gas flowing in the transfer apparatus 12 is 24000 m 3 Zh
  • the outflow from the gate valve 10 is 1 m 3
  • the amount of nitrogen gas actually consumed is 600 1 m 3 Zh
  • the cryogenic separation device 13 only needs to generate 600 lm / h of nitrogen gas newly, the transfer device Most of the 24000m 3 Zh of nitrogen gas flowing through 12 returns to the rectification column 16, so the rectification column 16 must be sized with the necessary capacity to generate about 30,000m 3 Zh of nitrogen gas. did not become.
  • the transport system contains about 1 PPb of water and hydrocarbon even if severe. It may be.
  • the nitrogen gas is supplied from one cryogenic separation device 13 to both the wafer processing device 11 and the transfer device 12, so that the purity of the supplied nitrogen gas depends on the wafer processing device. It needed to be a level corresponding to 1 1.
  • the carrier device 12 is supplied with an excessively pure nitrogen gas. Disclosure of the invention
  • An object of the present invention is to provide a nitrogen gas supply system capable of efficiently supplying a necessary and sufficient amount and purity of nitrogen gas to a wafer processing apparatus and a nitrogen gas tunnel type wafer transfer apparatus.
  • the present invention provides a wafer processing apparatus that includes a nitrogen gas generator and a nitrogen storage tank and performs a predetermined process on a wafer, and a nitrogen gas tunnel type wafer transfer apparatus that transfers the wafer to the wafer processing apparatus via a gate valve.
  • a nitrogen gas supply system for supplying nitrogen gas obtained by the nitrogen gas generator to the wafer processing apparatus; and an outlet and an inlet of the transfer device, which are a purifier.
  • the nitrogen gas supply system of the present invention purifies nitrogen gas in a facility for supplying high-purity nitrogen gas to a wafer processing apparatus that consumes a substantially constant amount of nitrogen gas, and in a transfer apparatus that circulates and uses a large amount of nitrogen gas.
  • Equipment, and nitrogen gas equivalent to the very small amount of nitrogen gas flowing out of the transfer equipment is filled in from the nitrogen gas for the wafer processing equipment, so that initial costs and running costs are greatly reduced. be able to.
  • the nitrogen gas generator can be sized according to the amount of nitrogen gas supplied to the wafer processing equipment, so that it can be made smaller than before, and there is no waste in supplying excessive quality nitrogen gas to the transfer equipment. Disappears.
  • a cryogenic separation apparatus that can relatively easily obtain high-purity nitrogen gas required for a wafer processing apparatus is preferable, but other nitrogen generation apparatuses such as a pressure fluctuation adsorption separation apparatus and A membrane separation device can be used, and a container filled with nitrogen gas at high pressure can be used.
  • the purifier provided in the nitrogen gas circulation path only needs to have a capability of obtaining the nitrogen gas purity required for the transfer device, and a purifier for obtaining high-purity nitrogen gas to be supplied to a process device. It can be simplified as compared with a vessel. Furthermore, replenishment of nitrogen gas consumed from the transfer device through the gate valve can be easily performed by storing a part of the nitrogen obtained by the nitrogen gas generator in a nitrogen storage tank and using this. . Moreover, by providing a control valve in the supply path, a required amount of nitrogen gas can be introduced into the circulation path without waste. If a cryogenic separation type purifier is used as the purifier, water and hydrocarbon can be sufficiently and easily removed.
  • the nitrogen gas tunnel type wafer transfer device is not limited to the nitrogen gas floating transfer device, but various transfer devices that maintain a wafer transfer environment in a nitrogen gas atmosphere, such as a conveyor belt or a magnetic transfer. A transport device using means or the like is also included.
  • FIG. 1 is a system diagram showing an example of a conventional nitrogen gas supply system.
  • FIG. 2 is a system diagram showing one embodiment of the nitrogen gas supply system of the present invention. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • Wafer processing device 31 in this embodiment transfer device (nitrogen gas tunnel type wafer transfer device) 32, cryogenic separation device as nitrogen gas generator 33, route 34, vacuum pump 35, liquefied nitrogen storage tank 3 6 and the gate valve 37 are connected to the wafer processing device 11, transfer device 12, cryogenic separation device 13, route 14, vacuum pump 18, liquefied nitrogen storage tank 19 and gate valve 2 in FIG. These correspond to 0 respectively.
  • one wafer processing apparatus 31 is connected to the transfer apparatus 32. However, in an actual apparatus, a plurality of wafer processing apparatuses 31 are usually connected.
  • a route 38 is provided between the cryogenic separation device 33 and the wafer processing device 31, and most of the high-purity nitrogen gas obtained by the cryogenic separation device 33 is provided in a route 38.
  • the remaining nitrogen gas is supplied to the wafer processing apparatus 31 via the liquefied nitrogen, and is liquefied and stored in a liquefied nitrogen storage tank 36.
  • the transfer device 32 is provided with a nitrogen gas circulation path 40 that connects a tunnel outlet 32 a and a tunnel inlet 32 b via a purifier 39.
  • the nitrogen gas discharged from 2a is purified in the purifier 39 and is introduced again from the inlet 32b.
  • the purifier 39 is a cryogenic separation type purifier provided with a heat exchanger 41, a rectification column 42, etc., and separates nitrogen gas and impurities by a liquefaction rectification operation. Required Purify nitrogen gas to a high purity.
  • a purifier an adsorption purifier, a membrane purifier, or the like can be used. However, water, hydrocarbon, etc. contained in nitrogen gas discharged from the transfer device 32 are efficiently removed.
  • a cryogenic separation type purifier is suitable.
  • a path 43 is provided between the liquefied nitrogen storage tank 36 and the path 38, and depending on the operation state of the wafer processing apparatus 31, the wafer is transferred from the cryogenic separation apparatus 33 via the path 38.
  • the liquefied nitrogen in the liquefied nitrogen storage tank 36 is gasified via the path 43 and supplied to the wafer processing apparatus 31.
  • a trapping path 44 for filling the nitrogen gas from the liquefied nitrogen storage tank 36 to the circulation path 40 is provided between the liquefied nitrogen storage tank 36 and the circulation path 40.
  • the supply path 44 is provided with a flow control valve 45 for adjusting the supply amount of nitrogen gas according to the pressure on the outlet side of the purifier 39 in the circulation path 40.
  • the opening of the flow control valve 45 is adjusted by a pressure indicating controller 46 that detects the pressure of the circulation path 40.
  • the pressure indicating controller 46 detects the pressure drop in the circulation path 40 when the nitrogen gas in the transfer device 32 flows out into the wafer processing device 31 by opening the gate valve 37, and the flow rate The opening degree of the control valve 45 is automatically adjusted to supply a predetermined amount of nitrogen gas to the circulation path 40.
  • the gate valve 37 is opened, and the nitrogen gas flowing out of the transfer device 32 to the wafer processing device 31 is supplied to the liquefied nitrogen storage tank via the supply path 44. Since the recirculation route 40 is replenished from the circulation route 40, the cryogenic separation device 33 is equipped with the nitrogen gas consumed in the wafer treatment device 31 and the nitrogen gas discharged from the transfer device 32 to the wafer treatment device 31. What is necessary is just to generate
  • the purifier 39 dedicated to circulating nitrogen gas provided in the circulation path 40 is required for the nitrogen gas used in the transfer device 32 Since it is only necessary to purify the nitrogen gas to a purity, a cryogenic separation device that is simplified as compared with a cryogenic separation device that generates nitrogen gas to be supplied to the wafer processing apparatus 31 can be used as in the related art.
  • the overall size and size can be reduced as compared to the case where one large nitrogen generator for generating high-purity nitrogen is installed. This not only reduces equipment costs, but also reduces operating costs.
  • the cryogenic separation device can be of any configuration as long as nitrogen gas of a desired purity can be obtained.
  • Nitrogen gas for capture can be obtained by gasifying liquefied nitrogen in a liquefied nitrogen storage tank. However, it is also possible to store and use gaseous nitrogen.

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Description

明 細 害 窒素ガス供給システム 技術分野 .
本発明は、 窒素ガス供給システムに関し、 詳しくは、 半導体製造装置における ウェハ処理装置及び搬送装置に窒素ガスを供給するシステムに関する。 背景技術
半導体製造分野では、 多量の窒素ガスを消費するため、 近年は、 製造設備の近 くに深冷分離装置等の窒素ガス発生装置を設置し、 該窒素ガス発生装置で発生し た窒素ガスを各セクションに供給するようにしている。
図 1は、 ウェハ処理装置 1 1と窒素ガストンネル式ウェハ搬送装置 （以下、 搬 送装置という） 1 2とに窒素ガスを供給する従来の窒素ガス供給システムの一例 を示すものである。 前記窒素ガス発生装置には、 半導体用窒素ガスとして好適な 髙純度窒素ガスを比較的容易に得ることができる深冷分離装置 1 3が用いられて いる。
圧縮 ·精製されて経路 1 4から深冷分離装置 1 3に導入された原料空気は、 熱 交換器 1 5で冷却されて精留塔 1 6に導入されて、 周知の液化精留操作により窒 素ガスを発生する。 この窒素ガスは、 前記熱交換器 1 5で常温程度になった後、 経路 1 7から、 経路 1 7 a介して前記ウェハ処理装置 1 1及び経路 1 7 bを介し て前記搬送装置 1 2にそれぞれ供給される。
前記ウェハ処理装匿 1 1は、 半導体製品を製造するためにウェハに所定の処理 を行う装置である。 通常、 このウェハ処理装置 1 1には、 真空ポンプ 1 8が連設 されており、 大気圧より低い状態でウェハを処理している。 このウェハ処理装置 1 1における窒素ガスの消費量は、 該処理装匿の稼働状態により変動するが、 一 方、 深冷分離装置 1 3は、 該分離装置の安定運転のため、 窒素ガス発生量を一定 にして運転することが好ましい。 このため、 深冷分離装置 1 3からウェハ処理装 置 1 1に供給される窒素ガスは、 ウェハ処理装置 1 1の稼働状態によって供給過 剰になったり、 供耠不足になったりする。 そこで、 供給過剰のときには、 深冷分 離装置 1 3で発生した窒素ガスの一部を液化して液化窒素貯槽 1 9に貯留し、 供 給不足時には、 液化窒素貯槽 1 9内の液化窒素をガス化して経路 1 7 aに導入し、 ウェハ処理装置 1 1に供給している。
一方、 前記搬送装置 1 2は、 例えば、 箱型のトンネル内に設置した多孔板にて、 該トンネル内を上下に区画し、 多孔板の下方に窒素ガスを供給して多孔板の各孔 から所定方向に窒素ガスを噴出させることにより、 多孔板上に置かれるウェハを 浮遊させながら搬送するように構成した窒素ガス浮上式搬送装置である。
前記搬送装置 1 2のトンネル内に供給された窒素ガスは、 ウェハの搬送に用い られるだけでなく、 前記多孔板から噴出した際にウェハに接触し、 ウェハの清浄 度を保持する作用も行う。 すなわち、 ウェハに接触した窒素ガスは、 ウェハ表面 を水分， ハイ ドロカーボンから保護する。 なお、 搬送装置 1 2のトンネル構成部 材自体からウェハを汚染する原因となるガスが発生する場合があるが、 このガス も前記窒素ガスに同伴されて除去される。
前記搬送装置 1 2とウェハ処理装置 1 1とは、 ウェハ受け渡しのため、 ゲート 弁 2 0を介して連設されており、 必要なときにゲート弁 2 0を開いて、 搬送装置 1 2のトンネル内を搬送されるウェハを、 真空チヤック装置等の適宜な取出し手 段によりウェハ処理装置 1 1内に取り込む。 なお、 ウェハ処理装置 1 1で処理さ れたウェハを搬送装置 1 2内に戻すこともある。 また、 ウェハ受け渡し時以外は、 ゲート弁 2 0は閉じられている。
前述のように、 前記搬送装置 1 2には、 深冷分離装置 3から窒素ガスが供給さ れるが、 搬送装置 1 2のトンネル入口側から供給された窒素ガスは、 トンネル内 の前記多孔板から吹き出した後、 トンネル出口側から経路 2 1に排出され、 精製 器 2 2で精製された後、 前記熱交換器 1 5で冷却されて前記精留塔 1 6に直接導 入される。 前記精製器 2 2では、 搬送装置 1 2からの排出窒素ガス中に含まれる 水分やハイ ドロカーボンが除去される。
このように、 搬送装置 1 2で使用した窒素ガスを再び深冷分離装置 1 3に戻し て精製後に再使用するようにしているため、 搬送装置 1 2では、 窒素ガスはほと んど消費されることはなく、 単に、 搬送装置 1 2とウェハ処理装置 1 1との間で ウェハの受け渡しのためにゲート弁 20を開いた際に、 低圧で運転されているゥ ェハ処理装置 1 1に流出する分の窒素ガスが消費されるだけである。
したがって、 深冷分離装置 13では、 ウェハ処理装置 1 1で消費される分の窒 素ガスと、 ゲート弁 20を開いたときに搬送装置 12からウェハ処理装置 1 1に 流出する分の窒素ガスとを、 新たに発生させればよいことになる。
このように、 従来の窒素ガス供給システムでは、 深冷分離装置 13で発生した 窒素ガスをウェハ処理装置 1 1と搬送装置 12との両方に供給するとともに、 搬 送装置 12に供給した窒素ガスの排ガスを、 精製器 22を介して深冷分離装置 1 3の精留塔 16に戻すようにしている。 このため、 精留塔 16は、 新たに発生さ せる窒素ガス量に加えて、 搬送装置 12から戻ってきた窒素ガスも処理しなけれ ばならないことになる。 また、 搬送装置 12で循環使用する窒素ガス量は、 ゥェ ハ処理装置 1 1で消費する窒素ガス量に比べて大量である場合が多い。
具体的な例で説明すると、 ウェハ処理装置 1 1での窒素ガス消費量を 6000 m3 / , 搬送装置 12を流れる窒素ガス量を 24000m3 Zh, ゲート弁 1 0からの流出量を 1 m3 Zhとした場合、 実際に消費される窒素ガス量は 600 1 m3 Zhであり、 深冷分離装置 13では 600 lm /hの窒素ガスを新たに 発生させればよいにも拘らず、 搬送装置 12を流れる 24000m3 Zhの窒素 ガスのほとんどが精留塔 16に戻ってくるため、 精留塔 16は、 約 30000m 3 Zhの窒素ガスを発生させるのに必要な能力を備えたサイズにしなければなら なかった。
また、 ウェハ処理装置 1 1においては、 全ての不純物を 0. l p p b以下にす ることが要求されているのに対して、 搬送系では、 厳しくても水分及びハイ ドロ カーボンが 1 P P b程度含まれていてもよい。 ところが、 上述の従来システムで は、 窒素ガスを一つの深冷分離装置 13からウェハ処理装置 1 1と搬送装置 12 との両方に供給しているので、 供給する窒素ガスの純度は、 ウェハ処理装置 1 1 に対応するレベルにする必要があった。 深冷分離装置 13で上記のような極めて 高純度の窒素を発生させるためには、 排ガスの量が多くなり、 深冷分離装置 13 は、 益々大型化することになる。 これによつて、 搬送装置 12には過剰純度の窒 素ガスが供給されることになる。 発明の開示
本発明の目的は、 ウェハ処理装置及び窒素ガストンネル式ウェハ搬送装置に必 要十分な量と純度の窒素ガスを効率良く供給することができる窒素ガス供給シス テムを提供することにある。
本発明は、 窒素ガス発生装置及び窒素貯槽とを備え、 ウェハに所定の処理を行 うウェハ処理装置と、 ゲート弁を介して該ウェハ処理装置にウェハを搬送する窒 素ガストンネル式ウェハ搬送装置とに窒素ガスを供給する窒素ガス供給システム であって、 前記窒素ガス発生装置で得た窒素ガスを前記ウェハ処理装置に供給す る経路と、 前記搬送装置の出口部と入口部とを精製器を介して連通させた窒素ガ スの循環経路と、 前記窒素貯槽から該循環経路に窒素ガスを補給する補給経路と をそれぞれ設ける。
本発明の窒素ガス供耠システムは、 略一定量の窒素ガスを消費するウェハ処理 装置に高純度窒素ガスを供給する設備と、 大量の窒素ガスを循環使用する搬送装 置の窒素ガスを精製する設備とを設け、 搬送装置から流出する極少量の窒素ガス に見合う分の窒素ガスをウェハ処理装置用の窒素ガスから補袷するようにしたの で、 イニシャルコス トゃランニングコストを大幅に低減することができる。
また、 窒素ガス発生装置は、 ウェハ処理装置に供給する窒素ガスの量に応じた サイズにすることができるので、 従来よりも小形化できるとともに、 搬送装置に 過剰品質の窒素ガスを供給する無駄もなくなる。 なお、 窒素ガス発生装置として は、 ウェハ処理装置に必要な高純度の窒素ガスを比較的容易に得られる深冷分離 装置が好適であるが、 他の窒素発生装置、 例えば圧力変動吸着分離装置や膜分離 装置を用いることもでき、 また、 窒素ガスを高圧充填した容器を用いることもで さる o
また、 窒素ガスの循環経路に設ける前記精製器は、 搬送装置に必要な窒素ガス 純度を得られる能力を有していればよく、 プロセス装置に供給するような高純度 窒素ガスを得るための精製器に比べて簡略化することができる。 さらに、 搬送装 置からゲート弁を通して消費される窒素ガスの補給は、 窒素ガス発生装置で得ら れた窒素の一部を窒素貯槽に貯留し、 これを利用することにより容易に行うこと ができる。 しかも、 前記補給経路に調節弁を設けることにより、 所要量の窒素ガスを無駄 無く循環経路に導入することができる。 また、 精製器に深冷分離式精製器を用い ると、 水分やハイ ドロカーボンを十分に、 かつ、 容易に除去することができる。 前記窒素ガストンネル式ウェハ搬送装置は、 前記窒素ガス浮上式搬送装匿に限 定されるものではなく、 ウェハの搬送環境を窒素ガス雰囲気に保つ各種搬送装置, 例えば、 コンべャベルトや磁気による搬送手段等を用いた搬送装置も含まれる。 図面の簡単な説明
図 1は、 従来の窒素ガス供給システムの一例を示す系統図である。
図 2は、 本発明の窒素ガス供給システムの一実施例を示す系統図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の一実施例を、 図 2に基づいて詳細に説明する。
本実施例におけるウェハ処理装置 3 1 , 搬送装置 （窒素ガストンネル式ウェハ 搬送装置） 3 2 , 窒素ガス発生装置としての深冷分離装置 3 3 , 経路 3 4 , 真空 ポンプ 3 5 , 液化窒素貯槽 3 6及びゲー卜弁 3 7は、 図 1におけるウェハ処理装 置 1 1 , 搬送装置 1 2 , 深冷分離装置 1 3， 経路 1 4， 真空ポンプ 1 8， 液化窒 素貯槽 1 9及びゲート弁 2 0にそれぞれ相当するものである。
なお、 図 2では、 搬送装置 3 2には、 ウェハ処理装置 3 1が 1つ接続されてい るが、 実際の装置では、 通常、 複数のウェハ処理装置 3 1が接続されている。 前記深冷分離装置 3 3と前記ウェハ処理装置 3 1との間には経路 3 8が設けら れ、 深冷分離装置 3 3で得られた高純度の窒素ガスの大部分は、 経路 3 8を介し て前記ウェハ処理装置 3 1に供給され、 残りの窒素ガスは、 液化されて液化窒素 貯槽 3 6内に貯留される。
前記搬送装置 3 2には、 トンネル出口部 3 2 aと トンネル入口部 3 2 bとを、 精製器 3 9を介して連通させた窒素ガスの循環経路 4 0が設けられており、 出口 部 3 2 aから排出された窒素ガスは、 精製器 3 9で精製されて入口部 3 2 bから 再び導入される。
前記精製器 3 9は、 熱交換器 4 1 , 精留塔 4 2等を備えた深冷分離式精製器で あって、 液化精留操作により窒素ガスと不純物とを分離し、 搬送装置 3 2に必要 な純度に窒素ガスを精製する。 なお、 精製器としては、 吸着精製器や膜式精製器 等を用いることも可能であるが、 搬送装置 3 2から排出される窒素ガス中に含ま れる水分， ハイ ドロカーボン等を効率良く除去するためには、 深冷分離式精製器 が好適である。
また、 前記液化窒素貯槽 3 6と経路 3 8との間には経路 4 3が設けられており， ウェハ処理装置 3 1の稼働状態によって、 深冷分離装置 3 3から経路 3 8を介し てウェハ処理装置 3 1に供給される窒素ガス量が不足した場合には、 経路 4 3を 介して液化窒素貯槽 3 6内の液化窒素をガス化してウェハ処理装置 3 1に供給す る。
さらに、 前記液化窒素貯槽 3 6と循環経路 4 0との間には、 液化窒素貯槽 3 6 から循環経路 4 0に窒素ガスを補袷する捕袷経路 4 4が設けられている。 この補 給経路 4 4には、 循環経路 4 0の精製器 3 9の出口側の圧力に応じて窒素ガス補 給量を調節する流量調節弁 4 5が設けられている。 この流量調節弁 4 5は、 循環 経路 4 0の圧力を検出する圧力指示調節計 4 6により開度が調節される。
したがって、 ゲート弁 3 7が開いて搬送装置 3 2内の窒素ガスがウェハ処理装 置 3 1内に流出したときの循環経路 4 0の圧力低下を圧力指示調節計 4 6が検出 して、 流量調節弁 4 5の開度を自動的に調節して所定量の窒素ガスを循環経路 4 0に補給する。
このように、 自動的に窒素ガスを補給して循環経路 4 0の圧力を略一定に保つ ことにより、 精製器 3 9の窒素ガスの流量変動を最小限にすることができ、 精製 器 3 9を安定した状態で運転することができる。 なお、 前記流量調節弁を設けず に、 一定量の窒素ガスを連続的に液化窒素貯槽 3 6から循環経路 4 0に供給する ようにしてもよく、 また、 ゲート弁 3 7に連動して開閉する弁を前記補袷経路 4 4に設置するようにしてもよい。
上述のように、 本実施例の窒素ガス供給システムは、 ゲート弁 3 7が開いて搬 送装置 3 2からウェハ処理装置 3 1に流出した窒素ガスを、 補給経路 4 4を介し て液化窒素貯槽 3 6から循環経路 4 0に補給するので、 深冷分離装置 3 3は、 ゥ ェハ処理装置 3 1で消費する分の窒素ガスと搬送装置 3 2からウェハ処理装置 3 1に流出する分の窒素ガスとに見合う量の窒素ガスを発生させればよい。 したが つて、 前述の具体例の場合では、 6 0 0 1 m 3 hの窒素ガスを新たに発生させ ることができる規模の深冷分離装置 3 3を設置すればよく、 該深冷分離装置 3 3 を従来の 3 0 0 0 0 m。 Z h規模のものに比べて大幅に小型化することができる < また、 循環経路 4 0に設けた循環窒素ガス専用の精製器 3 9は、 搬送装置 3 2 で使用する窒素ガスに要求される純度に窒素ガスを精製すればよいため、 従来の ように、 ウェハ処理装置 3 1に供給する窒素ガスを発生する深冷分離装置に比べ て簡略化した深冷分離装置を使用することができる。
したがって、 深冷分離装置を 2基設置しても、 従来の高純度窒素発生用の大型 の窒素発生装置を 1基設置した場合に比べて全体的に小型化及び簡略化を図るこ とができ、 設備コス トの低減だけでなく、 運転コストの低減等も図れる。
なお、 深冷分離装置は、 所望の純度の窒素ガスが得られれば任意の構成のもの を使用することができ、 また、 捕給用の窒素ガスは、 液化窒素貯槽内の液化窒素 をガス化して用いているが、 ガス状窒素を貯留して用いることも可能である。

Claims

請求の範囲
1 . 窒素ガス発生装置及び窒素貯槽とを備え、 ウェハに所定の処理を行うゥェ ハ処理装匿と、 ゲート弁を介して該ウェハ処理装置にウェハを搬送する窒素ガス トンネル式ウェハ搬送装置とに窒素ガスを供袷する窒素ガス供給システムであつ て、 前記窒素ガス発生装置で得た窒素ガスを前記ウェハ処理装置に供給する経路 と、 前記窒素ガストンネル式ウェハ搬送装置の出口部と入口部とを精製器を介し て連通させた窒素ガスの循環経路と、 前記窒素貯槽から該循環経路に窒素ガスを 補袷する補袷経路とをそれぞれ設けた窒素ガス供給システム。
2 . 前記補袷経路は、 前記循環経路の精製器出口側の圧力に応じて窒素ガス補 給量を調節する調節弁を備えている請求項 1記載の窒素ガス供給システム。
3 . 前記精製器は、 深冷分離式精製器である請求項 1記載の窒素ガス供給シス テム。
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