JP3609619B2

JP3609619B2 - Fluorine supply system, fluorine supply device and gas recycling system

Info

Publication number: JP3609619B2
Application number: JP16088098A
Authority: JP
Inventors: 渉二瀬田; 誠関根; 伊都子酒井; 淳子阿部
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-06-09
Filing date: 1998-06-09
Publication date: 2005-01-12
Anticipated expiration: 2018-06-09
Also published as: JPH11354863A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エキシマレーザー装置などで使用されたフッ素を再利用するフッ素供給システム、高純度のフッ素を供給するフッ素供給装置及び使用済みのガスを再利用するガス再利用システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、エキシマレーザー装置に供給されるフッ素は使用された後、活性炭またはアルミ等に吸い込ませ、残りを窒素により希釈して大気中に放出することにより、除外している。また、エキシマレーザー装置にフッ素を供給する際、フッ素をフッ素貯蔵合金に貯蔵させた後、これをリザーバーに入れて温度を上げることにより、フッ素貯蔵合金からフッ素を吐き出させることで、高純度なフッ素の供給を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来のシステムでは、レーザー使用後のフッ素は、前記記載の方法で除害され、再利用がなされておらず、資源を効率良く使用することができないため、コスト高、フッ素の除外による環境への影響などの問題があった。
【０００４】
また、通常にフッ素ボンベでフッ素を供給する際、高純度なフッ素を簡単に供給することが非常に難しいという問題があった。このため、一旦、フッ素をフッ素吸蔵合金に吸収させてから、このフッ素吸蔵合金を暖めてフッ素を吐き出させることで純度の高いフッ素を供給している。しかし、このような供給システムでは、フッ素を大量に使用する場合、フッ素をフッ素吸蔵合金に一旦吸収させなければならず、システムの効率が非常に悪くなるという問題があった。
【０００５】
更に、エッチング装置などでプロセスガスとして４フッ化炭素（ＣＦ_４）などを用いた場合もフッ素は再利用されず、その他のガスと共に、そのまま捨てられてしまうのが現状であり、資源の効率的な利用ができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述の如き従来の課題を解決するためになされたもので、その目的は、エキシマレーザー装置などに高純度のフッ素を再利用しながら効率良く供給することができるフッ素供給システム並びに高純度のフッ素を簡単且つ大量に供給することができるフッ素供給装置並びに排ガスを再利用することができるガス再利用システムを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の発明の特徴は、フッ素又はフッ素を含んだガスを消費し、かつ排出するフッ素消費装置と、フッ素が吸蔵された第１のフッ素吸蔵合金を有し、この第１のフッ素貯蔵合金に吸蔵させたフッ素を前記フッ素消費装置に供給する第１の反応容器と、前記フッ素消費装置の排出ガス中のフッ素を吸蔵する第２のフッ素貯蔵合金を有し、このフッ素貯蔵合金にフッ素を貯蔵する第１の反応容器とは別に用意された第２の反応容器とを備えたことにある。
【０００８】
この第１の発明によれば、装置から排出されるガスの中のフッ素は反応容器のフッ素貯蔵合金に吸蔵されて回収されることにより資源の節約がなされる。又、見方を変えれば、排出ガス中のフッ素をフッ素貯蔵合金に吸蔵して除外するとも言える。
【０００９】
第２の発明の特徴は、前記第２の反応容器に貯蔵されたフッ素を、前記第１の反応容器からの供給を切り替えて、前記フッ素消費装置に供給することにある。
【００１０】
この第２の発明によれば、回収されたフッ素が装置に供給されるため、フッ素の再利用がなされる。
【００１１】
第３の発明の特徴は、内蔵のフッ素貯蔵合金に吸蔵されているフッ素を装置に供給する第１の反応容器と、前記装置の排出ガス中のフッ素を内蔵のフッ素貯蔵合金に吸蔵させて貯蔵する第２の反応容器と、前記第１の反応容器が空、又は前記第２の反応容器が飽和すると、前記第１の反応容器内のフッ素貯蔵合金に排出ガス中のフッ素を吸蔵させ、前記第２の反応容器内に貯蔵されたフッ素を前記装置に供給するように切り換えることにある。
【００１２】
この第３の発明によれば、当初、第１の反応容器からフッ素が装置に供給され、その後、この装置の使用済みのフッ素が第２の反応容器により回収される。第１の反応容器が空になるか、又は第２の反応容器が飽和して満杯になると、第１と第２の反応容器の役割を交換して、第２の反応容器からフッ素が装置に供給され、その後、この装置の使用済みのフッ素が第１の反応容器により回収される。これを繰り返すことにより、前記装置への供給フッ素が回収されて、それが再度前記装置に供給され、極めて高い効率でフッ素を前記装置に供給することができる。
【００１３】
第４の発明の特徴は、前記第１の反応容器と前記第２の反応容器の役割の交換はフッ素の給排出系の配管接続を切り換えることにより行うことにある。
【００１４】
この第４の発明によれば、当初、第１の反応容器が供給系の配管に接続され、この第１の反応容器からフッ素が装置に供給され、第２の反応容器が排出系の配管に接続されて、この第２の反応容器に使用済みのフッ素が回収される。その後、給排出系を切り換ることにより、第２の反応容器が供給系の配管に接続され、この第２の反応容器からフッ素が装置に供給され、第１の反応容器が排出系の配管に接続されて、この第１の容器に使用済みのフッ素が回収される。
【００１５】
第５の発明の特徴は、前記第１の反応容器又は第２の反応容器に新たなフッ素を随時供給してシステムにフッ素を補充することにある。
【００１６】
この第５の発明によれば、第１の反応容器又は第２の反応容器によるフッ素の回収率は１００％でないため、次第にシステム内のフッ素の量が減少するので、フッ素ボンベなどから新たなフッ素を第１の反応容器又は第２の反応容器に補充する。
【００１７】
第６の発明の特徴は、前記装置はエキシマレーザー装置であることにある。
【００１８】
この第６の発明によれば、エキシマレーザー装置はフッ素を使用し、レーザー発信後、使用済みのフッ素が排出される。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明のフッ素供給システムの第１の実施の形態を示したブロック図である。エキシマレーザー装置３に配管９０及びバルブ４、バルブ３１を通して反応容器１が接続されると共に、配管９０及びバルブ４、バルブ３２を通して反応容器２が接続されている。又、エキシマレーザー装置３に配管９０及びバルブ５を通してクリプトン（Ｋｒ）ガス用のガスボンベ１５が接続され、配管９０及びバルブ６を通してネオン（Ｎｅ）ガス用のガスボンベ１６が接続されている。
【００２７】
反応容器１、２はそれぞれ配管９０とバルブ２１、バルブ９を通して真空ポンプ１９に接続されている。又、反応容器１は配管９０とバルブ１２、１０を通してリザーバー１７に接続されている。反応容器２は配管９０とバルブ１１、１０を通してリザーバー１７に接続されている。
【００２８】
リザーバー１７は配管９０とバルブ７を通してエキシマレーザー装置３に接続され、又、配管９０とバルブ８を通して真空ポンプ１９に接続されている。エキシマレーザー装置３は配管９０とバルブ２２を通して真空ポンプ１９に接続され、真空ポンプ１９の排気側は配管９０を介して除外装置７０に接続されている。
【００２９】
図２は上記した反応容器１（又は反応容器２）の詳細構成例を示した断面図である。反応容器１内に図示されないフッ素吸蔵合金が収納され、反応容器１の外周部にはヒーター台５１と冷却台５２が設置されている。ヒーター台５１は外部に設置されたヒーターコントローラー５３によりその発生熱量が制御され、冷却台５２は外部に設置されたチラーコントローラー５４によりその冷却量が制御されるようになっている。
【００３０】
従って、ヒーター台５１とヒーターコントローラー５３から成る加熱装置により反応容器１内のフッ素吸蔵合金は所望の温度に暖められ、或いは冷却台５２とチラーコントローラー５４から成る冷却装置により冷却される。又、反応容器１に近接して水冷用配管５５が設置され、ヒーター台５１と反応容器１が加熱されている時、周囲の温度が上昇しないようにしている。
【００３１】
次に本実施の形態の動作について説明する。まず、フッ素吸蔵合金に吸蔵させたフッ素を放出させ、エキシマレーザー装置３にフッ素を供給する動作について述べる。反応容器１はフッ素を供給する容器で、その内部には、フッ素が吸蔵されたフッ素吸蔵合金が入っている。この反応容器１は図２に示すように加熱装置と冷却装置が備わっている。反応容器１の温度を加熱装置で所定の温度にすることで貯蔵したフッ素が放出される。フッ素吸蔵合金として、例えばＫ_３ＮｉＦ_７を用いると（フッ素が貯蔵されていない場合はＫ_３ＮｉＦ_６）、２５０℃以上で、フッ素を放出し、１７０℃以下では殆どフッ素を放出しなくなる。
【００３２】
まず、反応容器１を１７０℃以下、できれば、装置の性能（チラーの性能）にもよるが、下げられる温度まで下げる。本例は、２０℃に下げ、この状態に保持し、バルブ２１を開けて、真空ポンプ１９により真空引きを行う。真空引き後、バルブ２１を閉じて反応容器１を２５０℃以上に保つ。
【００３３】
次に、バルブ３１、バルブ４を開けて反応容器１からフッ素をエキシマレーザー装置３に供給する。尚、エキシマレーザー装置３は、予めバルブ２２を開けて真空ポンプ１９によりチャンバー１３の真空引きを行う。真空引き終了した後にバルブ２２を閉める。
【００３４】
この時に、反応容器１内のフッ素吸蔵合金から放出されるフッ素の圧力は約２〜３気圧程度である。このフッ素供給と同時に、バルブ５、６を開けて、ガスボンベ１５からクリプトン（Ｋｒ）を、ガスボンベ１６からネオン（Ｎｅ）を約３気圧程度で、エキシマレーザー装置３に供給する。この際、バルブ４，５，６の下流側のチャンバー１３の手前にマスフローコントローラー１４が接続されていて、チャンバー１３に流れ込む各ガスの流量調節を行っている。
【００３５】
更に、この時、フッ素、クリプトン（Ｋｒ）及びネオン（Ｎｅ）の混合比が、ｌ：５：３２程度になるように、各バルブの開閉が時間制御されている。また、この時、エキシマレーザー装置３のチャンバー１３の容量は、約１７リットル程度で、圧力は約２．２気圧程度である。エキシマレーザー装置３内では、前記記載の混合ガスに高周波放電をかけることにより、ＫｒＦエキシマレーザーを発生させる。この際、ＫｒＦ放電が立ちにくくなった際は、バルブ３１、４を開閉することにより、少しずつ、フッ素をエキシマレーザー装置３内へ供給する。その後、約１週間程度で、エキシマレーザー装置３内にある混合ガスをバルブ７を開けることにより交換する。
【００３６】
この交換時、チャンバー内の圧力は約２．７気圧程度で、フッ素、クリプトン（Ｋｒ）及びネオン（Ｎｅ）の混合比は約７：３：２１程度になっている。エキシマレーザー装置３内の混合ガスを貯蔵する際、予めバルブ８を開けてリザーバー１７内を真空ポンプ１９により真空引きしてからバルブ８を閉め、その後、バルブ７を開けることにより、エキシマレーザー装置３内の混合ガスをリザーバー１７内に導入する。この時、リザーバ−１７の圧力を圧力計１８で監視し、エキシマレーザー装置３のチャンバー１３内の圧力とリザーバ−１７の圧力が同程度になったら、バルブ７を閉める。
【００３７】
その後、エキシマレーザー装置３内に残つた混合ガスはバルブ２２を開けて、真空ポンプ１９により真空引きして除外装置７０を通すことにより除外し、真空引き後にバルブ２２を閉める。また、リザーバー１７の体積は約８５リットルのもの（エキシマレーザー装置３内のチャンバー１３の容量の約５倍）を使用している。本例はエキシマレーザー装置３内のチャンバー１３の容量の約５倍の物を使用しているが、混合ガスをリザーバー１７内にできるだけ貯め込むために、更に大きいものであることが望ましい。
【００３８】
次に、バルブ９を開け、フッ素を吸収していないフッ素吸蔵合金（Ｋ_３ＮｉＦ_６）の入った反応容器２を真空ポンプ１９により真空引きした後、バルブ９を閉める。この時、フッ素吸蔵合金が入った反応容器２は一回目（フッ素が吸蔵合金に入っていない状態）には２５０℃以上に上げて脱ガスを行うが、二回目以降（フッ素が貯蔵されている状態）は、１７０℃以下、できればチラーの性能にもよるが、下げられる温度まで下げる。本例は、２０℃に下げている。
【００３９】
その後、反応容器２を２５０℃以上に保持し、バルブ１０、１１を開けることにより、フッ素貯蔵合金が入った反応容器２とリザーバー１７を平衡反応状態にする。この時、平衡反応時間が問題となるが、フッ素吸蔵合金は、飽和状態になるまで、約３日程度要するのに対し、エキシマレーザー装置３より前記記載の混合ガスを排出するのに、一度取リ替えた後、約１週間程度を要するため、充分な平衡反応時間を確保することが可能である。
【００４０】
またリザーバ−１７には、圧力計１８が設置されているため、フッ素がフッ素吸蔵合金に吸蔵され、減少する際の圧力を測定することができる。圧力減少が止まることが確認された後（フッ素の吸蔵が終了した後）、徐々にヒーター温度を下げて、装置の性能（チラーの性能）にもよるが、下げられる温度まで反応容器を下げる（本例は、２０℃に下げている）。このように、温度を下げることにより自由エネルギーを下げ、フッ素化合物をより安定に形成させる。ヒーター温度を下げた後、反応容器２のバルブ９を開けて真空ポンプ１９で真空に引いて、残留ガスを除外装置７０を通して除外した後、バルブ９を閉める。
【００４１】
そして、反応容器１から上記と同様の方法で、エキシマレーザー装置３にフッ素を供給する。そして、再度エキシマレーザー装置３から出た混合ガスの中のフッ素は反応容器２に吸蔵させる。
【００４２】
その後、反応容器１のフッ素の供給圧力が減少し、吸蔵合金内のフッ素がなくなつてきた時点で、バルブ３１を閉めて、バルブ３２を開けることにより、反応容器２からフッ素をエキシマレーザー装置３に供給し、そして、エキシマレーザー装置３から出た混合ガスの中のフッ素は反応容器１に吸蔵させる。これにより、一度使用したフッ素が再利用される。
【００４３】
反応容器１内のフッ素吸蔵合金にフッ素を供給する際、上記した再利用によりフッ素の再生効率は１００％ではないので、随時ボンベから高純度フッ素を反応容器１又は反応容器２内のフッ素吸蔵合金に補充する。
【００４４】
ボンベからのフッ素の補充の方法としては、図３に示すように、フッ素供給システム（図１に同じ）３０の反応容器１、２にフッ素ボンベ６１が直接繋がっていて、フッ素を供給する方法、また、図４に示すように、使用していない例えば反応容器１を取り出し、この取り出した反応容器１にフッ素ボンベ６１からフッ素を供給する方法があり、この場合、反応容器１は予めポンプ６２により真空引きされている。
【００４５】
更に、図５に示すように反応容器１、２に、フッ素がフッ素吸蔵合金に十分に吸蔵されている補充用の反応容器６４を接続し、反応容器６４を１７０℃以下に温度を下げて、真空で引いた後、２５０℃以上に温度を上げ、フッ素を例えば反応容器１に供給して補充する方法がある。特に図４，５の方法は、ボンベ庫から配管を引っ張ることがないため、安全面及びコスト面において非常に有利である。
【００４６】
本実施の形態によれば、フッ素吸蔵合金を内蔵した反応容器１、２を用意し、一方の反応容器１からエキシマレーザー装置３にフッ素を供給し、他方の反応容器２にエキシマレーザー装置３から排出されるフッ素を吸蔵させ、反応容器１のフッ素がなくなると、反応容器２からエキシマレーザー装置３にフッ素を供給し、逆に反応容器１にエキシマレーザー装置３から排出されるフッ素を吸蔵させ、上記反応容器１、２の役割交換を交互に繰り返すことにより、エキシマレーザー装置３に供給したフッ素を再利用して、複数回エキシマレーザー装置３に供給することができ、フッ素を効率的に使用することができ、エキシマレーザー装置３の運用コストを安価にすることができる。又、フッ素を再利用してエキシマレーザー装置３で使用するため、環境へ廃棄される量が著しく少なくなり、環境に対する影響を少なくすることができる。更に、エキシマレーザー装置３の混合ガスのフッ素は通常の方法で除害しなければならないが、フッ素が再利用されているため、通常のフッ素の除外量よりも非常に微量であるため、除外装置７０のトラップ材（吸着材）等の効率がよくなり、コストの面でも非常に安価になる。
【００４７】
尚、上記実施の形態ではフッ素吸蔵合金は通常粉体を反応容器中に入れて使用しているが、圧力を加え焼き固めてバルク状にすることで粉体が配管に回りこまないようにすることもできる。又、本例は、反応容器１、２を２つ並行に設置しているが、用途によって使用する反応容器は２つ以上でも構わず、同様の効果がある。
【００４８】
図６は本発明のフッ素供給システムの第２の実施の形態を示したブロック図である。本例はエキシマレーザー装置３が３台あり、この３台のエキシマレーザー装置３に反応容器１からフッ素が供給されるようになっている。又、使用済みのフッ素が反応容器２に回収される。その後、反応容器１のフッ素がなくなると、反応容器２から各エキシマレーザー装置３にフッ素が供給され、使用済みのフッ素が反応容器１に回収され、以降これが繰り返される。
【００４９】
ここで、各々のエキシマレーザー装置３のガス交換時期は異なるので、バルブの切り替え操作によってｌセットの反応容器１、２で複数のエキシマレーザー装置３に対応することができる。反応容器１、２の容量は例えばエキシマレーザー装置３の２回分の使用フッ素が貯蔵される程度で、反応容器１が空、又は、反応容器２が飽和したところで容器ｌと２の機能を交換する。このシステムも、再生効率は１００％ではないので、随時ボンベから図１に示した第１の実施の形態と同様に高純度フッ素を補充する。
【００５０】
本実施の形態のように複数のエキシマレーザー装置３に対しても、１セットの反応容器１、２を用いて、反応容器１（又は反応容器２）から各エキシマレーザー装置３にフッ素を供給し、反応容器２（又は反応容器１）で使用済みフッ素を回収することができ、図１に示した実施の形態と同様の効果がある。
【００５１】
尚、上記は反応容器１と２の役割をバルブで切り換えたが、反応容器１、２を着脱自在にして、反応容器１と２を付け替えることで反応容器１と２の役割を交換するようにし、更に設備を簡単にして設備費を抑制することができ、また、安全性も向上させることができる。又、本例はエキシマレーザー装置３を３台用いた例を示しているが、それ以上繋ぐことも可能である。
【００５２】
図７は本発明のフッ素供給装置の第１の実施の形態を示したブロック図である。フッ素供給装置は通常の純度のフッ素ガスが充填されているフッ素ボンベ７１とバルブ７２を介して配管９０により接続されたフィルター装置７３とから成っている。このフィルター装置７３にバルブ７４を介して高純度のフッ素を入れるボンベ７５を接続する。
【００５３】
図８は上記したフィルター装置７３の詳細構成例を示した断面図である。ステンレスなどで出来た円筒状の容器８１内に、図９で示すように断面が円筒状の薄膜化したフッ素合金貯蔵フィルター８６が容器の管軸方向に３列内蔵されている。円筒状の容器８１の外周部にはヒーター台８２と冷却台８３が設置され、ヒーター台８２は外部に設置されたヒーターコントローラー８４によりその発生熱量が制御され、冷却台８３は外部に設置されたチラーコントローラー８５によりその冷却量が制御されるようになっている。従って、ヒーター台８２とヒーターコントローラー８４から成る加熱装置により容器８１内のフッ素吸蔵フィルター８６は所望の温度に暖められたり、或いは冷却台８３とチラーコントローラー８５から成る冷却装置により冷却される。又、反応容器１に近接して水冷用配管８７が設置され、ヒーター台８２と容器８１が加熱されている時、周囲の温度が上昇しないようにしている。
【００５４】
次に本実施の形態の動作について説明する。約９９．９％程度の通常純度のフッ素から約９９．９９９％程度の高純度のフッ素を作って、高純度フッ素ボンベを作る場合、加熱装置により容器８１を加熱し、内部のフッ素合金貯蔵フィルター８６を２５０℃以上の温度にしておく。その後、図７におけるバルブ７２、７４を開ける。フッ素ボンベ７１から水（フッ素ボンベの残留ガス）を含んだ純度の高くないフッ素はフィルター装置７３に入る。Ｈ_２Ｏはフッ素吸蔵合金フィルター８６の表面で解離されず、トラップされてしまう。Ｆ_２のみ解離され、Ｆとなってフッ素吸蔵合金フィルター８６内に拡散される。こうして、フッ素吸蔵合金フィルター８６を通過したＦは、再度Ｆ２となり、これがバルブ７４を通って、高純度フッ素ボンベ７５に供給されて貯蔵される。尚、高純度フッ素の供給量はフッ素ボンベ７１内の通常純度のフッ素の量で決まるが、この通常純度のフッ素を大量に用意すれば、高純度フッ素の供給量も大量になる。
【００５５】
本実施の形態によれば、通常純度のフッ素を本例のフィルター装置７３に通すだけで、簡単に高純度のフッ素を大量に供給することができる。尚、上記実施の形態のフィルターは、常時フッ素の高純度化を図るため、菅軸方向に三重構造になっているが、用途によって何重にしても構わない。
【００５６】
図１０は本発明のフッ素供給装置の第２の実施の形態を示したブロック図である。本例はフッ素ボンベ７１とバルブ７２及びフィルター装置７３から成るフッ素供給装置からエキシマレーザー装置３にフッ素を供給している。フッ素ボンベ７１には、通常の純度のフッ素が充填されているが、これが２５０℃以上に加熱されたフッ素合金貯蔵フィルター８６を内蔵するフィルター装置７３を通過することで、図７に示した第１の実施の形態と同様に約９９．９９９％程度の高純度のフッ素となり、これがエキシマレーザー装置３に供給される。
【００５７】
本実施の形態によれば、通常のフッ素ボンベ７１からのフッ素を必要な量だけ簡単に高純度のフッ素にして、エキシマレーザー装置３に供給することができ、レーザー発生設備を簡単化して設備費を削減することができる。今回は、フッ素をエキシマレーザー装置に供給しているが、別の用途の工程（例えば、アッシャー装置、ＩＥ装置、プラズマＣＶＤ装置等）に供給することができる。
【００５８】
図１１は本発明のガス再利用システム一実施の形態を示したブロック図である。本例はエッチング装置などで用いたフッ素化合物中のフッ素などのガスを回収して再利用するシステムである。アッシング装置１０１の排気ガスは図８と同様の構成のフィルター装置１０２を通して図２に示したような反応容器１０３に供給される。この時、フィルターにより分離されたフッ素以外のガスは、別の用途の工程に供給される。反応容器１０３により回収されたフッ素はＣＦ_４製造工程１０４に供給され、或いは別の用途の工程１０５に供給され、または、再度アッシング装置に供給される。また、製造したＣＦ_４も、再度アッシング装置に供給及び、別の用途の工程１０５に供給される。
【００５９】
次に本実施の形態の動作について説明する。エッチング装置１０１にプロセスガスとして、例えば四フッ化炭素ＣＦ_４や酸素Ｏ_２及びフッ素Ｆ_２が供給され、内部の試料にアッシングをする。その際、主にＣＯＦ，ＣＯ，Ｏ_２，Ｆ_２，ＣＦ_ｘ系のガスが排出されるが、これはフィルター装置１０２に供給され、ここで、ＣＯ又はＣＯ_２，一部のＣＦ_ｘ系のガスと高純度のフッ素Ｆ_２に分離される。即ち、ＣＯＦ，ＣＦ_ｘ系のガス及びＦ_２はフィルター装置１０２に内蔵されているフッ素吸蔵合金に触れ、Ｆのみが合金中に拡散した後、Ｆ_２となって反応容器１０３側に供給され、残ったＣＯ，ＣＯ_２，一部のＣＦ_ｘ系のガスになって、別の経路より回収されて別の用途の工程に、再利用される。（この時の回収再利用方法としては、冷却トラップにより回収し、ガスを分離し再利用する方法がある。）また、一部のＣＦ_ｘ系のガスは、フィルターの温度を上げることにより、Ｆへの分解量が、増加する。これにより、殆どのガスがＣＯあるいはＣＯ_２となり、そのまま別の用途の工程１０５への使用もできる。反応容器１０３に供給されたＦ_２は、内蔵されているフッ素吸蔵合金に吸蔵されて貯蔵される。
【００６０】
その後、反応容器１０３に貯蔵されたフッ素はアッシング装置へ再度供給されるか、ＣＦ_４製造工程１０４に供給されて、ＣＦ_４になり、再度、アッシング装置１０１に供給されたり、或いは別の用途の工程１０５に送られて、再利用される。製造されたＣＦ_４も、別の用途の工程に使用される。
【００６１】
本実施の形態によれば、フィルター装置１０２を用いることにより、簡単な設備により使用済みのフッ素化合物などから容易にフッ素やその他のガスを回収して再利用することができる。また、今回はアッシング装置について詳述しているが、エッチング装置、成膜装置の除外側にフィルター装置を付けることにより、上記のアッシング装置と同様に、フッ素ガスの再利用及び、分離されたガスの再利用が可能である。
【００６２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明のフッ素供給システムによれば、フッ素貯蔵合金を利用することにより、エキシマレーザー装置などに高純度のフッ素を再利用しながら効率良く経済的に供給することができ、資源の無駄遣いを防止でき、更に環境への影響を最小限に抑えることができる。
【００６３】
本発明のフッ素供給装置によれば、フッ素貯蔵合金のフィルターを用いた簡単な設備で、高純度のフッ素を大量に供給することができる。
【００６４】
本発明のガス再利用システムによれば、フッ素貯蔵合金のフィルターを用いた簡単な設備で、使用済みのガスの中から容易にフッ素を分離して回収し、これをフッ素を利用する用途に供給して再利用を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフッ素供給システムの第１の実施の形態を示したブロック図である。
【図２】図１に示した反応容器の詳細構成例を示した断面図である。
【図３】図１のシステムにおけるフッ素の補充方法例を示した図である。
【図４】図１のシステムにおけるフッ素の他の補充方法例を示した図である。
【図５】図１のシステムにおけるフッ素の更に他の補充方法例を示した図である。
【図６】本発明のフッ素供給システムの第２の実施の形態を示したブロック図である。
【図７】本発明のフッ素供給装置の第１の実施の形態を示したブロック図である。
【図８】図７に示したフィルター装置の詳細構成例を示した断面図である。
【図９】図８に示したフィルターの横断面図である。
【図１０】本発明のフッ素供給装置の第２の実施の形態を示したブロック図である。
【図１１】本発明のガス再利用システム一実施の形態を示したブロック図である。
【符号の説明】
１、２、１０３反応容器
３エキシマレーザー装置
４〜１２、２１、２２、３１、３２、７２、７４バルブ
１３チャンバー
１４マスフローコントローラー
１５、１６ガスボンベ
１７リザーバー
１８圧力計
１９、６２ポンプ
３０フッ素供給システム
５１、８２ヒーター台
５２、８３冷却台
５３、８４ヒーターコントローラー
５４、８５チラーコントローラー
５５、２７水冷配管
６１、７１、７５フッ素ボンベ
６４フッ素補充反応容器
７０除外装置
７３、１０２フィルター装置
８１ステンレス
８６薄膜化したフッ素貯蔵合金フィルター
１０１アッシング装置
１０４ＣＦ_４製造工程
１０５別の用途の工程[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fluorine supply system that reuses fluorine used in an excimer laser device, a fluorine supply device that supplies high-purity fluorine, and a gas reuse system that reuses used gas.
[0002]
[Prior art]
At present, the fluorine supplied to the excimer laser device is excluded by being sucked into activated carbon or aluminum after being used, and the remainder diluted with nitrogen and released into the atmosphere. In addition, when supplying fluorine to the excimer laser device, fluorine is stored in a fluorine storage alloy, and then placed in a reservoir to raise the temperature, thereby discharging the fluorine from the fluorine storage alloy, thereby obtaining high purity fluorine. Supply.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional system as described above, the fluorine after use of the laser is detoxified by the above-described method and is not reused, and resources cannot be used efficiently. There were problems such as impact on the environment due to the exclusion of.
[0004]
Further, when supplying fluorine with a fluorine cylinder, there is a problem that it is very difficult to easily supply high-purity fluorine. Therefore, once the fluorine is absorbed by the fluorine storage alloy, the fluorine storage alloy is warmed to discharge the fluorine, thereby supplying high purity fluorine. However, in such a supply system, when a large amount of fluorine is used, the fluorine storage alloy has to be absorbed once, and the efficiency of the system is extremely deteriorated.
[0005]
In addition, carbon tetrafluoride (CF₄  ) And the like are not reused and are discarded together with other gases, and there is a problem that resources cannot be used efficiently.
[0006]
The present invention has been made in order to solve the conventional problems as described above, and an object of the present invention is to provide a fluorine supply system capable of efficiently supplying high-purity fluorine to an excimer laser apparatus or the like while reusing it. It is an object to provide a fluorine supply device that can easily supply a large amount of pure fluorine and a gas recycling system that can reuse exhaust gas.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the feature of the first invention is:A fluorine consuming apparatus that consumes and discharges fluorine or fluorine-containing gas, and a first fluorine storage alloy in which fluorine is occluded, and the fluorine occluded in the first fluorine storage alloy is consumed in the fluorine A first reaction vessel for supplying to the apparatus and a first reaction vessel for storing fluorine in the fluorine storage alloy having a second fluorine storage alloy for storing fluorine in the exhaust gas of the fluorine consuming apparatus. A second reaction vessel prepared separatelyIt is in.
[0008]
According to the first aspect of the present invention, the fluorine in the gas discharged from the apparatus is occluded and recovered by the fluorine storage alloy of the reaction vessel, thereby saving resources. In other words, it can be said that the fluorine in the exhaust gas is occluded and excluded by the fluorine storage alloy.
[0009]
The feature of the second invention isThe fluorine stored in the second reaction vessel is supplied to the fluorine consuming apparatus by switching the supply from the first reaction vessel.
[0010]
According to the second aspect, since the recovered fluorine is supplied to the apparatus, the fluorine is reused.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a first reaction vessel for supplying fluorine stored in the built-in fluorine storage alloy to the apparatus, and the fluorine contained in the exhaust gas of the apparatus is stored in the built-in fluorine storage alloy. When the second reaction vessel and the first reaction vessel are empty or the second reaction vessel is saturated, the fluorine storage alloy in the first reaction vessel occludes fluorine in the exhaust gas, Switching to supply the fluorine stored in the second reaction vessel to the apparatus.
[0012]
According to the third aspect of the invention, fluorine is initially supplied from the first reaction vessel to the apparatus, and then used fluorine of the apparatus is recovered by the second reaction vessel. When the first reaction vessel is empty or the second reaction vessel is saturated and full, the roles of the first and second reaction vessels are exchanged, and fluorine from the second reaction vessel enters the apparatus. After that, the used fluorine of this apparatus is recovered by the first reaction vessel. By repeating this, fluorine supplied to the apparatus is recovered and supplied again to the apparatus, and fluorine can be supplied to the apparatus with extremely high efficiency.
[0013]
The feature of the fourth invention resides in that the roles of the first reaction vessel and the second reaction vessel are exchanged by switching the piping connection of the fluorine supply / discharge system.
[0014]
According to the fourth aspect of the invention, the first reaction vessel is initially connected to the supply system pipe, fluorine is supplied from the first reaction container to the apparatus, and the second reaction container is connected to the discharge system pipe. Connected and used fluorine is recovered in the second reaction vessel. Thereafter, by switching the supply / discharge system, the second reaction vessel is connected to the supply system pipe, fluorine is supplied from the second reaction container to the apparatus, and the first reaction container is connected to the discharge system pipe. And used fluorine is recovered in the first container.
[0015]
A feature of the fifth invention is that new fluorine is supplied to the first reaction vessel or the second reaction vessel as needed to replenish the system with fluorine.
[0016]
According to the fifth aspect of the present invention, since the fluorine recovery rate in the first reaction vessel or the second reaction vessel is not 100%, the amount of fluorine in the system is gradually reduced. To the first reaction vessel or the second reaction vessel.
[0017]
A feature of the sixth invention is that the apparatus is an excimer laser apparatus.
[0018]
According to the sixth aspect of the invention, the excimer laser device uses fluorine, and used fluorine is discharged after laser transmission.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a fluorine supply system of the present invention. The reaction vessel 1 is connected to the excimer laser device 3 through the pipe 90, the valve 4, and the valve 31, and the reaction vessel 2 is connected through the pipe 90, the valve 4, and the valve 32. A gas cylinder 15 for krypton (Kr) gas is connected to the excimer laser device 3 through a pipe 90 and a valve 5, and a gas cylinder 16 for neon (Ne) gas is connected through a pipe 90 and a valve 6.
[0027]
The reaction vessels 1 and 2 are connected to a vacuum pump 19 through a pipe 90, a valve 21 and a valve 9, respectively. The reaction vessel 1 is connected to the reservoir 17 through a pipe 90 and valves 12 and 10. The reaction vessel 2 is connected to the reservoir 17 through a pipe 90 and valves 11 and 10.
[0028]
The reservoir 17 is connected to the excimer laser device 3 through the pipe 90 and the valve 7, and is connected to the vacuum pump 19 through the pipe 90 and the valve 8. The excimer laser device 3 is connected to the vacuum pump 19 through the pipe 90 and the valve 22, and the exhaust side of the vacuum pump 19 is connected to the exclusion device 70 through the pipe 90.
[0029]
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a detailed configuration example of the above-described reaction vessel 1 (or reaction vessel 2). A fluorine storage alloy (not shown) is accommodated in the reaction container 1, and a heater base 51 and a cooling base 52 are installed on the outer periphery of the reaction container 1. The generated heat amount of the heater base 51 is controlled by a heater controller 53 installed outside, and the cooling amount of the cooling base 52 is controlled by a chiller controller 54 installed outside.
[0030]
Therefore, the fluorine storage alloy in the reaction vessel 1 is heated to a desired temperature by the heating device including the heater base 51 and the heater controller 53 or cooled by the cooling device including the cooling base 52 and the chiller controller 54. Further, a water cooling pipe 55 is installed in the vicinity of the reaction vessel 1 so that the ambient temperature does not rise when the heater base 51 and the reaction vessel 1 are heated.
[0031]
Next, the operation of the present embodiment will be described. First, the operation of releasing fluorine stored in the fluorine storage alloy and supplying fluorine to the excimer laser device 3 will be described. The reaction vessel 1 is a vessel for supplying fluorine, and contains a fluorine occlusion alloy in which fluorine is occluded. As shown in FIG. 2, the reaction vessel 1 includes a heating device and a cooling device. The stored fluorine is released by setting the temperature of the reaction vessel 1 to a predetermined temperature with a heating device. As a fluorine storage alloy, for example, K₃  NiF₇  (If fluorine is not stored, K₃  NiF₆  ) Releases fluorine at 250 ° C. or higher, and hardly releases fluorine at 170 ° C. or lower.
[0032]
First, the temperature of the reaction vessel 1 is lowered to 170 ° C. or lower, and if possible, the temperature is lowered depending on the performance of the apparatus (chiller performance). In this example, the temperature is lowered to 20 ° C., kept in this state, the valve 21 is opened, and the vacuum pump 19 performs evacuation. After evacuation, the valve 21 is closed to keep the reaction vessel 1 at 250 ° C. or higher.
[0033]
Next, the valve 31 and the valve 4 are opened to supply fluorine from the reaction vessel 1 to the excimer laser device 3. The excimer laser device 3 opens the valve 22 in advance and evacuates the chamber 13 by the vacuum pump 19. After the evacuation is completed, the valve 22 is closed.
[0034]
At this time, the pressure of fluorine released from the fluorine storage alloy in the reaction vessel 1 is about 2 to 3 atmospheres. Simultaneously with the supply of fluorine, the valves 5 and 6 are opened to supply krypton (Kr) from the gas cylinder 15 and neon (Ne) from the gas cylinder 16 to the excimer laser apparatus 3 at about 3 atm. At this time, a mass flow controller 14 is connected in front of the chamber 13 on the downstream side of the valves 4, 5, 6, and the flow rate of each gas flowing into the chamber 13 is adjusted.
[0035]
Further, at this time, the opening and closing of each valve is time-controlled so that the mixing ratio of fluorine, krypton (Kr) and neon (Ne) is about 1: 5: 32. At this time, the capacity of the chamber 13 of the excimer laser device 3 is about 17 liters, and the pressure is about 2.2 atmospheres. In the excimer laser apparatus 3, a KrF excimer laser is generated by applying a high frequency discharge to the mixed gas described above. At this time, when KrF discharge becomes difficult to occur, the valves 31 and 4 are opened and closed to gradually supply fluorine into the excimer laser device 3. Thereafter, the mixed gas in the excimer laser device 3 is replaced by opening the valve 7 in about one week.
[0036]
At the time of this exchange, the pressure in the chamber is about 2.7 atm, and the mixing ratio of fluorine, krypton (Kr) and neon (Ne) is about 7: 3: 21. When storing the mixed gas in the excimer laser device 3, the valve 8 is opened in advance, the inside of the reservoir 17 is evacuated by the vacuum pump 19, the valve 8 is closed, and then the valve 7 is opened. The mixed gas inside is introduced into the reservoir 17. At this time, the pressure in the reservoir 17 is monitored by the pressure gauge 18, and the valve 7 is closed when the pressure in the chamber 13 of the excimer laser device 3 and the pressure in the reservoir 17 become comparable.
[0037]
Thereafter, the mixed gas remaining in the excimer laser device 3 is removed by opening the valve 22, evacuating by the vacuum pump 19 and passing through the excluding device 70, and closing the valve 22 after evacuation. The reservoir 17 has a volume of about 85 liters (about 5 times the capacity of the chamber 13 in the excimer laser device 3). In this example, an approximately five times the volume of the chamber 13 in the excimer laser device 3 is used. However, in order to store the mixed gas in the reservoir 17 as much as possible, it is preferably larger.
[0038]
Next, the valve 9 is opened, and a fluorine storage alloy (K₃  NiF₆  The reaction vessel 2 containing) is evacuated by the vacuum pump 19 and then the valve 9 is closed. At this time, the reaction vessel 2 containing the fluorine storage alloy is degassed by raising the temperature to 250 ° C. or more in the first time (the state in which the fluorine does not enter the storage alloy), but after the second time (the fluorine is stored). The state is 170 ° C. or lower, and if possible, the temperature is lowered to a temperature that can be lowered, depending on the performance of the chiller. In this example, the temperature is lowered to 20 ° C.
[0039]
Thereafter, the reaction vessel 2 is kept at 250 ° C. or higher, and the valves 10 and 11 are opened to bring the reaction vessel 2 containing the fluorine storage alloy and the reservoir 17 into an equilibrium reaction state. At this time, the equilibrium reaction time becomes a problem, but it takes about 3 days for the fluorine-occlusion alloy to become saturated. On the other hand, once the above-mentioned mixed gas is discharged from the excimer laser device 3, Since approximately one week is required after replacement, sufficient equilibrium reaction time can be secured.
[0040]
Moreover, since the pressure gauge 18 is installed in the reservoir 17, the pressure at the time when the fluorine is occluded and decreased by the fluorine occlusion alloy can be measured. After confirming that the pressure decrease stops (after the occlusion of fluorine is completed), gradually lower the heater temperature and lower the reaction vessel to a temperature that can be lowered, depending on the performance of the equipment (chiller performance) ( In this example, the temperature is lowered to 20 ° C.). Thus, free energy is lowered by lowering the temperature, and the fluorine compound is formed more stably. After lowering the heater temperature, the valve 9 of the reaction vessel 2 is opened and evacuated by the vacuum pump 19 to exclude residual gas through the exclusion device 70, and then the valve 9 is closed.
[0041]
Then, fluorine is supplied from the reaction vessel 1 to the excimer laser device 3 by the same method as described above. Then, the fluorine in the mixed gas that has come out of the excimer laser device 3 is stored in the reaction vessel 2 again.
[0042]
Thereafter, when the supply pressure of fluorine in the reaction vessel 1 decreases and the fluorine in the storage alloy disappears, the valve 31 is closed and the valve 32 is opened, so that the excimer laser device 3 removes fluorine from the reaction vessel 2. Then, the fluorine in the mixed gas emitted from the excimer laser device 3 is occluded in the reaction vessel 1. Thereby, the fluorine once used is reused.
[0043]
When supplying fluorine to the fluorine storage alloy in the reaction vessel 1, the recycling efficiency of the fluorine is not 100% due to the above-mentioned reuse. To replenish.
[0044]
As a method for replenishing fluorine from the cylinder, as shown in FIG. 3, a fluorine cylinder 61 is directly connected to the reaction vessels 1 and 2 of the fluorine supply system 30 (same as FIG. 1), and fluorine is supplied. In addition, as shown in FIG. 4, there is a method of taking out, for example, a reaction vessel 1 that is not used, and supplying fluorine from the fluorine cylinder 61 to the taken out reaction vessel 1. It is evacuated.
[0045]
Further, as shown in FIG. 5, a reaction vessel 64 for replenishment in which fluorine is sufficiently occluded in the fluorine storage alloy is connected to the reaction vessels 1 and 2, and the temperature of the reaction vessel 64 is lowered to 170 ° C. or lower. There is a method of raising the temperature to 250 ° C. or higher after pulling in vacuum and supplying fluorine to the reaction vessel 1 for replenishment. In particular, the methods shown in FIGS. 4 and 5 are very advantageous in terms of safety and cost because piping is not pulled from the cylinder.
[0046]
According to the present embodiment, reaction vessels 1 and 2 containing a fluorine storage alloy are prepared, fluorine is supplied from one reaction vessel 1 to the excimer laser device 3, and the other reaction vessel 2 is supplied from the excimer laser device 3. When the fluorine discharged is occluded and the reaction vessel 1 is depleted of fluorine, fluorine is supplied from the reaction vessel 2 to the excimer laser device 3, and conversely, the reaction vessel 1 occludes fluorine discharged from the excimer laser device 3, By alternately repeating the roles of the reaction vessels 1 and 2, the fluorine supplied to the excimer laser apparatus 3 can be reused and supplied to the excimer laser apparatus 3 a plurality of times, and the fluorine can be used efficiently. The operation cost of the excimer laser device 3 can be reduced. Further, since the fluorine is reused and used in the excimer laser device 3, the amount discarded to the environment is remarkably reduced, and the influence on the environment can be reduced. Furthermore, the fluorine in the mixed gas of the excimer laser device 3 must be detoxified by a normal method. However, since the fluorine is reused, it is much smaller than the normal fluorine excluded amount. The efficiency of the trap material (adsorbent material) 70 is improved, and the cost is very low.
[0047]
In the above embodiment, the fluorine storage alloy is usually used by putting the powder in a reaction vessel. However, by applying pressure and baking to make it into a bulk shape, the powder does not go around the pipe. You can also In this example, two reaction vessels 1 and 2 are installed in parallel. However, two or more reaction vessels may be used depending on the application, and the same effect is obtained.
[0048]
FIG. 6 is a block diagram showing a second embodiment of the fluorine supply system of the present invention. In this example, there are three excimer laser devices 3, and fluorine is supplied from the reaction vessel 1 to the three excimer laser devices 3. In addition, used fluorine is collected in the reaction vessel 2. Thereafter, when there is no fluorine in the reaction vessel 1, fluorine is supplied from the reaction vessel 2 to each excimer laser device 3, and used fluorine is collected in the reaction vessel 1, and this is repeated thereafter.
[0049]
Here, since the gas exchange time of each excimer laser device 3 is different, it is possible to correspond to a plurality of excimer laser devices 3 in one set of reaction vessels 1 and 2 by a valve switching operation. The capacity of the reaction vessels 1 and 2 is such that, for example, the used fluorine of the excimer laser device 3 is stored twice, and the functions of the vessels 1 and 2 are exchanged when the reaction vessel 1 is empty or the reaction vessel 2 is saturated. . Also in this system, since the regeneration efficiency is not 100%, high-purity fluorine is replenished from the cylinder as needed in the same manner as in the first embodiment shown in FIG.
[0050]
Fluorine is supplied from the reaction vessel 1 (or reaction vessel 2) to each excimer laser device 3 by using one set of reaction vessels 1 and 2 for a plurality of excimer laser devices 3 as in the present embodiment. The used fluorine can be recovered in the reaction vessel 2 (or the reaction vessel 1), and there is an effect similar to that of the embodiment shown in FIG.
[0051]
In the above, the roles of the reaction vessels 1 and 2 are switched by a valve. However, the roles of the reaction vessels 1 and 2 can be exchanged by changing the reaction vessels 1 and 2 by making the reaction vessels 1 and 2 detachable. Furthermore, the facility can be further simplified to reduce the facility cost, and the safety can be improved. Although this example shows an example in which three excimer laser devices 3 are used, it is possible to connect more than one.
[0052]
FIG. 7 is a block diagram showing a first embodiment of the fluorine supply device of the present invention. The fluorine supply device includes a fluorine cylinder 71 filled with fluorine gas of normal purity and a filter device 73 connected by a pipe 90 through a valve 72. A cylinder 75 containing high-purity fluorine is connected to the filter device 73 via a valve 74.
[0053]
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a detailed configuration example of the filter device 73 described above. In a cylindrical container 81 made of stainless steel or the like, as shown in FIG. 9, three rows of fluorine alloy storage filters 86 having a cylindrical cross section are incorporated in the tube axis direction of the container. A heater table 82 and a cooling table 83 are installed on the outer periphery of the cylindrical container 81. The amount of heat generated by the heater table 82 is controlled by a heater controller 84 installed outside, and the cooling table 83 is installed outside. The cooling amount is controlled by the chiller controller 85. Therefore, the fluorine storage filter 86 in the container 81 is heated to a desired temperature by the heating device including the heater table 82 and the heater controller 84, or is cooled by the cooling device including the cooling table 83 and the chiller controller 85. Further, a water cooling pipe 87 is installed in the vicinity of the reaction vessel 1 so that the ambient temperature does not rise when the heater base 82 and the vessel 81 are heated.
[0054]
Next, the operation of the present embodiment will be described. When making high-purity fluorine cylinders by making about 99.999% high-purity fluorine from about 99.9% normal-purity fluorine, the container 81 is heated by a heating device, and the internal fluorine alloy storage filter 86 is kept at a temperature of 250 ° C. or higher. Thereafter, the valves 72 and 74 in FIG. 7 are opened. Non-high-purity fluorine containing water (fluorine cylinder residual gas) from the fluorine cylinder 71 enters the filter device 73. H₂  O is not dissociated on the surface of the fluorine storage alloy filter 86 but is trapped. F₂  Is dissociated only into F and diffused into the fluorine storage alloy filter 86. Thus, F that has passed through the fluorine storage alloy filter 86 becomes F2 again, which is supplied to the high purity fluorine cylinder 75 through the valve 74 and stored. The supply amount of high-purity fluorine is determined by the amount of normal-purity fluorine in the fluorine cylinder 71. However, if a large amount of normal-purity fluorine is prepared, the supply amount of high-purity fluorine is also large.
[0055]
According to the present embodiment, it is possible to easily supply a large amount of high-purity fluorine simply by passing normal-purity fluorine through the filter device 73 of this example. Note that the filter of the above embodiment has a triple structure in the axial direction in order to constantly increase the purity of fluorine, but may be multi-layered depending on the application.
[0056]
FIG. 10 is a block diagram showing a second embodiment of the fluorine supply device of the present invention. In this example, fluorine is supplied to the excimer laser device 3 from a fluorine supply device including a fluorine cylinder 71, a valve 72, and a filter device 73. The fluorine cylinder 71 is filled with normal-purity fluorine, which passes through a filter device 73 containing a fluorine alloy storage filter 86 heated to 250 ° C. or higher, so that the first shown in FIG. In the same manner as in the first embodiment, high-purity fluorine of about 99.999% is obtained and supplied to the excimer laser device 3.
[0057]
According to the present embodiment, a necessary amount of fluorine from a normal fluorine cylinder 71 can be easily converted into high-purity fluorine and supplied to the excimer laser device 3, and the laser generation facility can be simplified to reduce the equipment cost. Can be reduced. Although fluorine is supplied to the excimer laser device this time, it can be supplied to a process for another application (for example, an asher device, an IE device, a plasma CVD device, etc.).
[0058]
FIG. 11 is a block diagram showing an embodiment of the gas recycling system of the present invention. This example is a system for recovering and reusing a gas such as fluorine in a fluorine compound used in an etching apparatus or the like. The exhaust gas from the ashing device 101 is supplied to the reaction vessel 103 as shown in FIG. At this time, the gas other than fluorine separated by the filter is supplied to a process for another use. The fluorine recovered by the reaction vessel 103 is CF₄  It is supplied to the manufacturing process 104, supplied to the process 105 for another application, or supplied again to the ashing apparatus. In addition, manufactured CF₄  Are supplied again to the ashing apparatus and supplied to the process 105 for another application.
[0059]
Next, the operation of the present embodiment will be described. For example, carbon tetrafluoride CF as a process gas in the etching apparatus 101₄  And oxygen O₂  And fluorine F₂  Is supplied to ash the sample inside. At that time, mainly COF, CO, O₂  , F₂  , CF_xSystem gas is exhausted, which is fed to the filter device 102 where CO or CO₂  , Some CF_xGas and high purity fluorine F₂Separated. That is, COF, CF_xSystem gas and F₂  Touches the fluorine storage alloy built in the filter device 102, and only F diffuses into the alloy.₂  Is supplied to the reaction vessel 103 side, and the remaining CO, CO₂  , Some CF_xIt becomes the gas of the system, is recovered from another route, and is reused for another application process. (At this time, there is a method of collecting and reusing by collecting with a cooling trap and separating and reusing the gas.)_xThe amount of decomposition of the system gas is increased by raising the temperature of the filter. This ensures that most gases are CO or CO₂  Thus, it can be used as it is for the process 105 of another application. F supplied to the reaction vessel 103₂  Is stored and stored in a built-in fluorine storage alloy.
[0060]
Thereafter, the fluorine stored in the reaction vessel 103 is supplied again to the ashing device, or CF₄  Supplied to the manufacturing process 104, CF₄  Then, it is supplied again to the ashing apparatus 101 or sent to the process 105 for another use and reused. Manufactured CF₄  Are also used in processes for other applications.
[0061]
According to the present embodiment, by using the filter device 102, fluorine and other gases can be easily recovered and reused from a used fluorine compound or the like with simple equipment. In addition, this time, the ashing device is described in detail, but by adding a filter device to the exclusion side of the etching device and the film forming device, the fluorine gas can be reused and separated as in the above ashing device. Can be reused.
[0062]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the fluorine supply system of the present invention, by using a fluorine storage alloy, it is possible to efficiently and economically supply high-purity fluorine to an excimer laser device or the like while reusing it. It is possible to prevent wasteful use of resources and to minimize the influence on the environment.
[0063]
According to the fluorine supply apparatus of the present invention, a large amount of high-purity fluorine can be supplied with simple equipment using a filter of a fluorine storage alloy.
[0064]
According to the gas recycling system of the present invention, fluorine is easily separated and recovered from used gas with a simple facility using a filter of a fluorine storage alloy, and this is supplied to an application using fluorine. And can be reused.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a fluorine supply system of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing a detailed configuration example of the reaction vessel shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing an example of a fluorine replenishment method in the system of FIG. 1;
FIG. 4 is a diagram showing another example of a fluorine replenishment method in the system of FIG. 1;
FIG. 5 is a view showing still another example of a fluorine replenishing method in the system of FIG. 1;
FIG. 6 is a block diagram showing a second embodiment of the fluorine supply system of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram showing a first embodiment of a fluorine supply device of the present invention.
8 is a cross-sectional view showing a detailed configuration example of the filter device shown in FIG.
9 is a cross-sectional view of the filter shown in FIG.
FIG. 10 is a block diagram showing a second embodiment of the fluorine supply device of the present invention.
FIG. 11 is a block diagram showing an embodiment of a gas reuse system of the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 2, 103 reaction vessel
3 Excimer laser equipment
4-12, 21, 22, 31, 32, 72, 74 Valve
13 chambers
14 Mass flow controller
15, 16 Gas cylinder
17 Reservoir
18 Pressure gauge
19, 62 Pump
30 Fluorine supply system
51, 82 Heater stand
52, 83 Cooling stand
53, 84 Heater controller
54, 85 Chiller controller
55, 27 Water-cooled piping
61, 71, 75 Fluorine cylinder
64 Fluorine replenishment reaction vessel
70 Exclusion device
73, 102 Filter device
81 stainless steel
86 Thin film fluorine storage alloy filter
101 ashing device
104 CF₄  Manufacturing process
105 Process for different applications

Claims

Fluorine that consumes and discharges fluorine or fluorine-containing gas
A consumer device;
A first reaction vessel having a first fluorine storage alloy in which fluorine is stored, and supplying fluorine stored in the first fluorine storage alloy to the fluorine consuming device;
A second reaction vessel prepared separately from the first reaction vessel for storing fluorine in the fluorine storage alloy ; A fluorine supply system characterized by comprising.

Fluorine stored in the second reaction vessel is converted into the first reaction volume.
2. The fluorine supply system according to claim 1 , wherein the supply from the vessel is switched to supply to the fluorine consuming apparatus .

A first reaction vessel containing a fluorine storage alloy and supplying fluorine stored therein to a fluorine consuming device;
A second reaction container for storing the fluorine in the exhaust gas of the fluorine consuming apparatus by storing the fluorine in a built-in fluorine storage alloy;
When the first reaction vessel is empty or the second reaction vessel is saturated, fluorine in the exhaust gas is occluded in the fluorine storage alloy in the first reaction vessel and stored in the second reaction vessel. The fluorine supply system is switched to supply the generated fluorine to the fluorine consuming apparatus.

4. The fluorine supply system according to claim 3, wherein the roles of the first reaction vessel and the second reaction vessel are exchanged by switching the piping connection of the fluorine supply / discharge system. 5.

5. The fluorine supply system according to claim 3, wherein new fluorine is supplied to the first reaction vessel or the second reaction vessel as needed to replenish the system with fluorine.

6. The fluorine supply system according to claim 1, wherein the fluorine consuming device is an excimer laser device.