CN117981059A - 泄漏检测装置、半导体装置的制造方法、基板处理方法及程序 - Google Patents

泄漏检测装置、半导体装置的制造方法、基板处理方法及程序 Download PDF

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Abstract

本发明提供如下技术，具备：两个O型环，其被配置为在以连接配管的方式对置的凸缘间二重地密封配管的内外之间；连通孔，其被设置在对置的凸缘中的一方，与由两个O型环包围的空间连通；监测管，其能够与连通孔连通；压力计，其被连接于监测管，测量内部的压力；阀，其以可开闭的方式将监测管流体性地连接至排气装置；控制部，其被构成为控制阀的开闭，以便将由压力计测定出的压力保持在比配管内的压力小的规定的压力范围。

Description

泄漏检测装置、半导体装置的制造方法、基板处理方法及程序
技术领域
本公开关于泄漏检测装置，半导体装置的制造方法，基板处理方法及程序。
背景技术
作为半导体装置的制造工序的一工序，存在在处理基板的反应管内流动处理气体，通过与反应管连结的真空泵来排出被处理的气体的情况(例如参照专利文献1)。该情况下，在处理基板时要求减低往周边大气的气体泄漏(漏出)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平4-207019号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本公开是提供一种在处理基板时可减低气体泄漏的技术。
用于解决课题的方法
若根据本公开的一方式，则提供一种具备下列结构的技术，
两个O型环，其被配置为在以连接配管的方式对置的凸缘间二重地密封所述配管的内外之间；连通孔，其被设置在对置的凸缘中的一方，与由所述两个O型环所包围的空间连通；监测管，其能够与所述连通孔连通；压力计，其被连接于所述监测管，测量内部的压力；阀，其以可开闭的方式将所述监测管流体性地连接于排气装置；控制部，其构成为能够控制所述阀的开闭，以便将由所述压力计测定出的压力保持在比所述配管内的压力小的规定的压力范围。
发明效果
根据本公开的一方式，可以减低气体泄漏。
附图说明
图1是表示本公开的一实施方式的基板处理装置的纵型处理炉的概略的纵剖面图。
图2是图1的A-A线概略横剖面图。
图3是本公开的一实施方式的基板处理装置的排气系统的概略结构图。
图4是表示本公开的一实施方式的排气系统的配管连接部的剖面的图。
图5是本公开的一实施方式的基板处理装置的控制器的概略结构图，以框图表示控制器的控制系统的图。
图6是本公开的一实施方式的半导体装置的制造方法的流程图。
图7是表示本公开的一实施方式的气体导入前的泄漏检测的处理的流程图。
图8是表示本公开的一实施方式的气体导入中的始终监测的处理的流程图。
图9是表示本公开的一实施方式的排气系统的结构的比较例的图。
图10是表示本公开的一实施方式的排气系统的结构的变形例的图。
图11是表示本公开的一实施方式的气体导入前的泄漏检测的处理的变形例的流程图。
具体实施方式
以下，主要一边参照图1～8一边说明本公开的一方式。此外，在以下的说明中使用的附图均为示意性，附图所示的各要素的尺寸的关系、各要素的比率等是不一定与现实者一致。并且，在多个附图的相互间也各要素的尺寸的关系、各要素的比率等是不一定一致。
(1)基板处理装置的结构
基板处理装置10是具备设有作为加热单元(加热机构、加热)的加热器207的处理炉202。加热器207是圆筒形状，通过被支承于作为保持板的加热器基底(未图示)而被垂直地安装。
在加热器207的内侧是与加热器207同心圆状地配设有构成反应管(反应容器、处理容器)的外管203。外管203是例如由石英(SiO2)或碳化硅(SiC)等的耐热性材料构成，被形成为上端闭塞而下端开口的圆筒形状。在外管203的下方是与外管203同心圆状地配设有集合管(入口凸缘)209。集合管209是例如由不锈钢(SUS)等的金属材料构成，被形成为上端及下端开口的圆筒形状。在集合管209的上端部与外管203之间是设置有作为密封部件的O型环220a。通过集合管209被支承于加热器基底，外管203成为被垂直安装的状态。
在外管203的内侧是配设有构成反应容器的内管204。内管204是例如由石英、SiC等的耐热性材料构成，被形成为上端闭塞而下端开口的圆筒形状。主要通过外管203、内管204及集合管209来构成处理容器(反应容器)。在处理容器的筒中空部(内管204的内侧)形成处理室201。
处理室201被构成为在通过作为支承具的晶舟217而能够在将作为基板的晶圆200以水平姿势多层地排列于铅直方向的状态下进行收容。
在处理室201内，喷嘴410、420、430被设置为贯通集合管209的侧壁及内管204。喷嘴410、420、430是分别连接气体供给管310、320、330。但是本实施方式的处理炉202并不被限定于上述方式。
在气体供给管310、320、330，从上游侧依次分别设置有作为流量控制器(流量控制部)的质量流控制器(MFC)312、322、332以及作为开闭阀的阀314、324、334。气体供给管310、320、330的阀314、324、334的下游侧分别与供给惰性气体的气体供给管510、520、530连接。在气体供给管510、520、530，从上游侧依次分别设置有作为流量控制器(流量控制部)的MFC512、522、532以及作为开闭阀的阀514、524、534。
气体供给管310、320、330的前端部分别与喷嘴410、420、430连结连接。喷嘴410、420、430被构成为L字型的喷嘴，被设置为其水平部贯通集合管209的侧壁及内管204。喷嘴410、420、430的垂直部在内管204的径方向向外突出，且被设置在形成为在铅直方向上延伸的通道形状(沟形状)的预备室201a的内部，在预备室201a内沿着内管204的内壁朝向上方(晶圆200的排列方向上方)设置。
喷嘴410、420、430是被设置为从处理室201的下部区域延伸至处理室201的上部区域，在与晶圆200对置的位置分别设置有多个气体供给孔410a、420a、430a。由此，从喷嘴410、420、430的气体供给孔410a、420a、430a分别供给处理气体至晶圆200。该气体供给孔410a、420a、430a从内管204的下部到上部被设置为多个，且分别具有相同的开口面积，进而被设置为相同的开口间距。但是气体供给孔410a、420a、430a并不被限定于上述方式。例如，也可以从内管204的下部朝向上部而开口面积慢慢地变大。由此，可以使从气体供给孔410a、420a、430a供给的气体的流量更均匀化。
喷嘴410、420、430的气体供给孔410a、420a、430a在从后述的晶舟217的下部到上部为止的高度的位置被设置为多个。因此，从喷嘴410、420、430的气体供给孔410a、420a、430a供给至处理室201内的处理气体被供给至从晶舟217的下部到上部被收容的晶圆200的全域。喷嘴410、420、430只要被设置为从处理室201的下部区域延伸至上部区域即可，但优选设置为延伸至晶舟217的顶部附近。
从气体供给管310经由MFC312、阀314、喷嘴410向处理室201内供给原料气体来作为处理气体。
从气体供给管320经由MFC322、阀324、喷嘴420向处理室201内供给还原气体来作为处理气体。
从气体供给管330是与还原气体不同的含有第15族元素的气体会作为处理气体经由MFC332、阀334、喷嘴430来供给至处理室201内。
从气体供给管510、520、530分别经由MFC512、522、532、阀514、524、534、喷嘴410、420、430向处理室201内供给惰性气体。作为惰性气体，例如可以使用氮(N2)气体、氩(Ar)气体、氦(He)气体、氖(Ne)气体、氙(Xe)气体等稀有气体。
主要从气体供给管310流过原料气体时，主要通过气体供给管310、MFC312、阀314来构成原料气体供给系统，但也可以考虑将喷嘴410包含在原料气体供给系统中。也可以将原料气体供给系统称为含有金属气体供给系统。另外，从气体供给管320流过还原气体时，主要通过气体供给管320、MFC322、阀324来构成还原气体供给系统，但也可以考虑将喷嘴420包含在还原气体供给系统中。另外，从气体供给管330流过含有第15族元素的气体时，主要通过气体供给管330、MFC332、阀334来构成含有第15族元素的气体供给系统，但也可以考虑将喷嘴430包含在含有第15族元素的气体供给系统中。另外，也可以将含有金属气体供给系统、还原气体供给系统及含有第15族元素的气体供给系统称为处理气体供给系统。另外，也可以考虑将喷嘴410、420、430包含在处理气体供给系统中。另外，主要通过气体供给管510、520、530、MFC512、522、532、阀514、524、534来构成惰性气体供给系统。
本实施方式的气体供给的方法是经由被配置在由内管204的内壁和多片的晶圆200的端部定义的圆环状的纵长的空间内的预备室201a内的喷嘴410、420、430来运送气体。而且，使气体从被设置在喷嘴410、420、430的与晶圆对置的位置的多个气体供给孔410a、420a、430a向内管204内喷出。更详细地，通过喷嘴410的气体供给孔410a、喷嘴420的气体供给孔420a、喷嘴430的气体供给孔430a使原料气体等朝向与晶圆200的表面平行方向喷出。
排气孔(排气口)204a是被形成于内管204的侧壁且与喷嘴410、420、430对置的位置的贯通孔，例如，在铅直方向细长开设的缝隙状的贯通孔。从喷嘴410、420、430的气体供给孔410a、420a、430a供给至处理室201内而在晶圆200的表面上流动的气体经由排气孔204a在被形成在内管204与外管203之间的间隙(排气路206内)流过。然后，向排气路206内流动的气体是流向排气管231内，向处理炉202外排出。
排气孔204a被设置在与多个晶圆200对置的位置，在从气体供给孔410a、420a、430a供给至处理室201内的晶圆200的附近的气体朝向水平方向流动之后，经由排气孔204a向排气路206内流动。排气孔204a不限于构成为缝隙状的贯通孔的情况，也可以通过多个的孔来构成。
在集合管209设置有将处理室201内的气氛排气的排气管231。在排气管231是从上游侧依次连接作为检测处理室201内的压力的压力检测器(压力检测部)的压力传感器245、APC(Auto Pressure Controller，自动压力控制器)阀243、作为真空排气装置的真空泵246。APC阀243通过在使真空泵246进行作动的状态下开闭阀，由此可以进行处理室201内的真空排气及真空排气停止，进而，在使真空泵246进行作动的状态下调节阀开度，由此可以调整处理室201内的压力。主要通过排气孔204a、排气路206、排气管231、APC阀243及压力传感器245来构成排气系统。也可以考虑将真空泵246包含在排气系统中。
在集合管209的下方设置有作为能够将集合管209的下端开口气密地闭塞的密封盖219。密封盖219被构成为从铅直方向下侧抵接于集合管209的下端。密封盖219例如由SUS等金属构成，被形成为圆盘状。在密封盖219的上表面是设置有作为与集合管209的下端抵接的密封部件的O型环220b。在密封盖219的与处理室201的相反侧设置有使收容晶圆200的晶舟217旋转的旋转机构267。旋转机构267的旋转轴255贯通密封盖219而与晶舟217连接。旋转机构267被构成为通过使晶舟217旋转而使晶圆200旋转。密封盖219构成为通过作为被垂直设置于外管203的外部的升降机构的晶舟升降机115而在铅直方向上升降。晶舟升降机115构成为通过使密封盖219升降，可以将晶舟217搬入及搬出于处理室201内外。晶舟升降机115构成为将晶舟217及被收容于晶舟217的晶圆200输送于处理室201内外的输送装置(输送机构、输送系统)。
晶舟217构成为使多片例如25～200片的晶圆200以水平姿势且彼此中心一致的状态下空出间隔地排列于铅直方向。晶舟217例如由石英或SiC等的耐热性材料构成。在晶舟217的下部，例如由石英或SiC等的耐热性材料构成的虚设基板218以水平姿势被多层支承。通过该结构，来自加热器207的热不易传至密封盖219侧。但是本实施方式并不限定于上述方式。例如，也可以在晶舟217的下部不设置虚设基板218，而设置由石英或SiC等的耐热性材料构成的构成为筒状的部件的隔热筒。
如图2所示，构成为在内管204内设置有作为温度检测器的温度传感器263，基于由温度传感器263检测出的温度信息来调整对加热器207的通电量，使处理室201内的温度成为所希望的温度分布。温度传感器263是与喷嘴410、420、430同样地构成为L字型，并沿着内管204的内壁设置。
(泄漏检测装置)
如图1及图3所示，在真空泵246的下游侧设置有处理有害或可燃性的气体(例如特殊高压气体或氢)等的除害装置247。通过设置除害装置247将提升安全性。在真空泵246设置有用于与除害装置247连接的第一配管248。在除害装置247设置有用于与真空泵246连接的第二配管249。真空泵246、除害装置247及配管248、249也可以包含在排气系统中。配管248、249内接近大气压，有可能因气体的流量而超过大气压。在将第一配管248与第二配管249连接的配管连接部被设置为假设专门在减压状态的使用的构造的情况下，当配管248、249内成为超过大气压的状态时，有可能发生气体泄漏。
如图4所示，第一配管248具有凸缘248a，第二配管249具有凸缘249a。使凸缘248a与凸缘249a对置而通过两个O型环250a、250b密封并将第一配管248与第二配管249连接。凸缘248a、249a、O型环250a、250b构成配管连接部250。两个O型环250a、250b在对置的凸缘248a、249a之间，被配置为二重地密封凸缘248a、249a的内外之间的边界。在作为对置的凸缘的一方的凸缘249a在内侧及外侧设置有同心而直径不同的沟249b、249c，两个O型环250a、250b被嵌合设置于该沟249b、249c。由此，可以固定两个O型环250a、250b的位置。嵌合两个O型环250a、250b的沟可以设置在凸缘248a，也可以设置在凸缘248a、249a的双方。在凸缘249a设置有与被两个O型环250a、250b所包围的空间250c连通的连通孔249d。将连通孔249d与作为监测管的连通孔配管251以流体能够连通的方式连接。连通孔249d也可以设置于凸缘248a。
如图3所示，在连通孔配管251，从上游侧依次连接有测量连通孔配管251的内部的压力的压力传感器(压力计)252、阀(valve)253、排气装置254。阀253以可开闭的方式将连通孔配管251流体性地连接于排气装置254。通过该结构，控制器121可以控制阀253的开闭，以便将由压力传感器252测定出的压力保持在比配管248、249内的压力小的规定的压力范围。由于空间250c通过作为第二排气装置的排气装置254而成为减压环境，因此即使有气体从O型环250a、250b泄漏，气体仍会向空间250c泄漏而朝排气装置254引导。即使在外侧的O型环250b有泄漏，也不会有从被减压的空间250c向更高压的周边大气侧漏出的情况。由此，可以防止气体从配管连接部250往外部漏出。另外，当有气体的泄漏时，控制器121通过关闭阀324，可以停止向处理室201的气体供给。配管连接部250、连通孔配管251、压力传感器252、阀253、排气装置254及控制器121构成泄漏检测装置。此外，连通孔配管251也可以经由阀253及排气管231而连接于真空泵246的吸气侧。该情况无须设置排气装置254。在设置排气装置254的情况下不需要用于连接连通孔配管251的排气管231的加工。
如图5所示，作为控制部(控制单元、控制器)的控制器121构成为具备CPU(CentralProcessing Unit，中央处理器)121a、RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)121b、存储装置121c、I/O端口121d的计算机。RAM121b、存储装置121c、I/O端口121d构成为能够经由内部总线与CPU121a进行数据交换。控制器121例如连接有被构成为触控面板等的输入输出装置122。
存储装置121c例如由闪存、HDD(Hard Disk Drive，硬盘驱动器)、SSD(SolidState Drive，固态驱动器)等构成。在存储装置121c内可读出地储存有控制基板处理装置的动作的控制程序、和记载有后述的半导体装置的制造方法(基板处理方法)的过程和条件等的制程工艺等。制程工艺被组合为可以使控制器121执行后述的半导体装置的制造方法(基板处理方法)的各工序(各步骤)，并取得规定的结果，而作为程序发挥功能。以下，也将该制程工艺、控制程序等总称为程序。在本说明书中使用程序的用语时，有时只包含制程工艺单体，有时只包含控制程序单体，或者有时包含制程工艺和控制程序的组合。RAM121b构成为暂时性地保持由CPU121a读出的程序、数据等的存储区域(工作区域)。
I/O端口121d与上述的MFC312、322、332，512、522、532、阀314、324、334，514、524、534，253、压力传感器245，252、APC阀243、真空泵246、加热器207、温度传感器263、旋转机构267、晶舟升降机115等连接。
CPU121a构成为从存储装置121c读出控制程序而执行，并且与来自输入输出装置122的操作指令的输入等相对应地从存储装置121c读出工艺等。CPU121a构成为能够按照读出的工艺的内容，控制MFC312、322、332，512、522、532的各种气体的流量调整动作、阀314、324、334，514、524、534的开闭动作、APC阀243的开闭动作及APC阀243的基于压力传感器245的压力调整动作、基于压力传感器252的阀253的开闭动作、基于温度传感器263的加热器207的温度调整动作、真空泵246的启动及停止、基于旋转机构267的晶舟217的旋转及旋转速度调节动作、基于晶舟升降机115的晶舟217的升降动作、向晶舟217的晶圆200的收容动作等。
控制器121可以通过将被储存于外部存储装置(例如磁带、软盘、硬盘等磁盘，CD、DVD等光盘，MO等光磁盘，USB存储器、存储卡等半导体存储器)123的上述的程序安装于计算机而构成。存储装置121c和外部存储装置123构成为计算机可读取的记录介质。以下，也可以将它们总称为记录介质。在本说明书中使用记录介质的用语时，有时只包含存储装置121c单体，有时只包含外部存储装置123单体时，有时包含它们双方时。对计算机提供程序也可以不使用外部存储装置123，而是利用因特网、专用线路等通信单元来进行。
(2)基板处理工序
以下，参照图6针对使用原料气体和还原气体，在晶圆200上形成规定的膜的例子进行说明。此外，在以下的说明中，构成基板处理装置的各部的动作是通过控制器121来控制的。
在本实施方式的成膜处理中，通过进行规定次数(1次以上)的循环而在晶圆200形成膜，该循环非同时地进行对处理室201内的晶圆200供给原料气体的工序(S941)、从处理室201内除去原料气体(残留气体)的工序(S942)、对处理室201内的晶圆200供给还原气体的工序(S943)、以及从处理室201内除去还原气体(残留气体)的工序(S944)。
在本说明书中使用“晶圆”这样的用语时，是除了表示“晶圆本身(裸晶圆)”以外，还表示“晶圆与被形成于其表面的规定的层或膜等的层叠体(复合体)”。同样地，“晶圆的表面”这样的用语有时表示“晶圆本身的表面”，有时表示“被形成于晶圆上的规定的层或膜等的表面，即作为层叠体的晶圆的最表面”。“基板”这样的用语的解释也与“晶圆”相同。
(S901：晶圆充填及晶舟装载)
最初，当多片晶圆200被装填于晶舟217(晶圆充填)时，集合管209的下端开口被开放。然后，如图1所示，支承多片的晶圆200的晶舟217被晶舟升降机115举起而搬入至处理室201内(晶舟装载)。在该状态下，密封盖219成为经由O型环220b来密封集合管209的下端的状态。
(S902：压力调整)
然后，通过真空泵246进行真空排气(减压排气)，以便使处理室201内即存在晶圆200的空间成为所希望的压力(真空度)。此时，处理室201内的压力被压力传感器245测定，根据该被测定出的压力信息，反馈控制APC阀243。处理室201内的排气至少在直至针对晶圆200的处理终了为止的期间持续进行。
(S903：升温)
另外，通过加热器207来进行加热，以使处理室201内的晶圆200成为所希望的处理温度。此时，根据温度传感器263检测出的温度信息，对向加热器207的通电情况进行反馈控制，以使处理室201内会成为所希望的温度分布。另外，开始旋转机构267的晶圆200的旋转。处理室201内的晶圆200的加热及旋转均为至少在直到针对晶圆200的处理终了为止的期间持续进行。
(S904：成膜处理)
当处理室6内的温度稳定至预先被设定的处理温度时，依次执行接下来的4个的子步骤，即S941、S942、S943及S944。此外，在该期间，通过旋转机构267而经由旋转轴255来旋转晶舟217，由此晶圆200被旋转。
(S941：原料气体供给)
在该步骤中，对处理室201内的晶圆200供给原料气体，在晶圆200的最表面上形成第1层。具体而言，打开阀314，向气体供给管310内流过原料气体。原料气体通过MFC312来调整流量，经由喷嘴410的气体供给孔410a而供给至处理室201内的处理区域，经由排气口231a而从排气管231排气。另外，同时打开阀514，向气体供给管510内流过惰性气体。惰性气体通过MFC512来调整流量，经由喷嘴410的气体供给孔410a而与原料气体一起供给至处理室201内的处理区域，从排气管231排气。另外，同时惰性气体经由喷嘴420，430的气体供给孔420a，430a而供给至处理室201内的处理区域，从排气管231排气。此时，控制器121进行将第1压力作为目标压力的定压控制。
(S942：原料气体排气)
第1层被形成之后，关闭阀314，停止原料气体的供给，并且进行将APC阀243设为全开的控制。由此，将处理室201内真空排气，从处理室201内排出残留于处理室201内的未反应或帮助形成第1层之后的原料气体。此外，保持打开阀514，使残留气体吹扫被供给至处理室201内的惰性气体。来自喷嘴410的吹扫气体的流量被设定为在排气路径中使低蒸气压气体的分压低于饱和蒸气压，或者设定为使在外管203内的流速形成高于扩散速度的速度。
(S943：还原气体供给)
步骤S942终了后，打开阀324，在气体供给管320内流过还原气体，向处理室201内的晶圆200即被形成于晶圆200上的第1层供给还原气体。还原气体通过MFC322来调整流量，经由喷嘴420的气体供给孔420a而供给至处理室201内的处理区域，经由排气口231a而从排气管231排气。另外，同时打开阀524，向气体供给管520内流过惰性气体。惰性气体通过MFC522来调整流量，经由喷嘴420的气体供给孔420a而与还原气体一起供给至处理室201内的处理区域，经由排气口231a而从排气管231排气。另外，同时，惰性气体经由喷嘴410、430的气体供给孔410a、430a而供给至处理室201内的处理区域，经由排气口231a而从排气管231排气。此时，控制器121进行以第2压力作为目标压力的定压控制。作为一例，第1压力和第2压力是100～5000P。
在此，作为还原气体，例如是以氢(H)所构成的气体。优选为以氢单体构成的气体。具体而言，可以使用氢(H2)气体、重氢(D2)。氢气体是可燃性气体。
(S944：还原气体排气)
开始还原气体的供给之后经过规定时间后，关闭阀324，停止还原气体的供给，并且进行将目标压力设为0的定压控制(即全开控制)。由此，将处理室201内真空排气，从处理室201内排出残留于处理室201内的未反应或帮助形成第1层之后的还原气体。此时，与步骤S942同样地，可以向处理室201内供给规定量的惰性气体作为吹扫气体。原料气体排气或还原气体排气的到达压力为100Pa以下，优选为10～50Pa。处理室201内的压力在供给时及排气时为10倍以上不同。
(S945：规定次数实施)
通过进行规定次数(n次)的循环，可以在晶圆200上形成规定组成和规定膜厚的膜，该循环在时间上不重叠地依次进行上述的S941～S944的步骤。
(S905：降温)
在该步骤中，根据需要，成膜处理的期间持续的步骤S903的温度调整会停止或重新设定为更低的温度，处理室201内的温度将慢慢地下降。
(S906：排气及大气压恢复)
成膜处理完了之后，从喷嘴410、420，430分别将惰性气体供给至处理室201内，并从排气口231a排气。从喷嘴410、420，430供给的惰性气体作为吹扫气体而起作用，由此，处理室201内被吹扫，残留于处理室201内的气体或反应副生成物等将从处理室201内被除去(后吹扫)。然后，处理室201内的气氛被置换成惰性气体(惰性气体置换)，处理室201内的压力会被恢复成常压(恢复大气压)。
(S907：晶舟卸除及晶圆释放)
之后，密封盖219通过晶舟升降机115而下降，集合管209的下端被开口。然后，处理完成的晶圆200在被支承于晶舟217的状态下从集合管209的下端搬出至外管203的外部(晶舟卸除)。然后，处理完成的晶圆200被搬出至外管203的外部之后，从晶舟217取出(晶圆释放)。
(气体泄漏检测)
来自配管连接部250的气体泄漏的检测是在基板处理工序的S904之前(例如S902、S903之中)及S904之中进行。将前者称为“气体导入前检查”(S10)，将后者称为“气体导入中始终监测”(S20)。在以下的说明中，以被导入(供给)的气体作为还原气体为例来进行说明。
如图7所示，首先，作为气体导入前检查(S10)，在流过气体之前(在关闭阀324的状态下)打开被设置于连通孔配管251的阀253(S11)，以压力传感器252来监测空间250c的压力(S12)。由于阀253打开，因此虽然通过排气装置254来减压，但是相比于在空间250c的压力的降低时确保气密性的情况，配管连接部250的气密性无法确保的情况更需要时间。此时，确认压力是否在规定时间内到达第1阈值(例如1kPa)以下，判断有无泄漏(泄漏检查)(S13)。当未到达阈值以下的压力时，换言之，压力保持超过第1阈值，在S11后将阀253打开的累积时间(打开时间)超过规定时间时(否)，判断为有泄漏，而产生联锁S14)。当判断为无泄漏时(是)，可以关闭被设置于连通孔配管251的阀253(S15)，而流动气体。步骤S15之后实施图8所示的步骤S21。由于在气体导入前可以检测气体泄漏，因此可以防止有害气体等的泄漏。
如图8所示，流过气体时，打开阀324来将气体导入处理室201内(S21)。在气体导入中始终监测(S20)中，以压力传感器252来监测空间250c的压力(S22)。在阀253关闭之前，空间250c被设为规定压力以下，当有气体泄漏时压力上升。对压力上升率设置阈值，确认有无气体泄漏(S23)。当超过压力上升率的阈值时(否)或压力超过上限值(例如3kPa)时，判断成有气体泄漏，产生联锁，并且关闭阀324，切断气体导入(S24)。由此，切断危险有害性气体向泄漏部流入，从而可以确保安全状态。另外，即使在压力上升率为阈值以下，没有气体泄漏时(是)，也会由于阀253关闭而空间250c的压力慢慢地上升，因此确认被设置于连通孔配管251的阀253的连续关闭时间或压力(S25)。当连续关闭时间未经过阈值时(否)，重复步骤S23及S25。当连续关闭时间经过阈值时(是)或压力超过比第1阈值大的第2阈值(例如2kPa)时，打开阀253而回到规定的减压状态(S26)。由此，可以将空间250c维持于从第1阈值到第2阈值之间的压力范围的减压状态。与步骤S13同样地，确认压力在规定时间内是否到达阈值以下，判断有无泄漏(S27)。当未到达阈值以下的压力时(否)，判断为有泄漏，在产生联锁的同时关闭阀324而切断气体导入(S24)。当判断为没有泄漏时(是)，关闭被设置于连通孔配管251的阀253(S28)。通过进行这样的处理，可以持续进行监测。由于可以在气体导入中检测气体泄漏而停止气体，因此可以设为更安全的状态。
(比较例)
作为防止气体往外部漏出的结构，如图9所示，可以考虑以箱体256来包围配管连接部250，一边流过惰性气体，一边进行局部排气的惰性吹扫构造。根据该构造，即使发生来自O型环的泄漏，也不会有泄漏的气体全部被引导至局部排气而漏出至箱体256外的情况。但是在加热配管248、249时，箱体256有可能阻碍加热。另外，在从配管加热器的上方对箱体256进行施工时，存在确保密闭性的课题。对此，由于本实施方式中不使用图9所示的箱体，因此不会阻碍配管加热，可以一边确保密闭性，一边防止有害气体等从配管连接部漏出。
(3)其他的实施方式
其次，针对上述的实施方式的泄漏检测装置的变形例详细说明。在以下的变形例中，只详细说明与上述的实施方式不同的点。
(变形例1)
在本变形例中，如图10所示，取代连通孔配管251而具备连通孔配管251。连通孔配管251是一端被连接至连通孔249d，另一端是被连接至设置在配管连接部250的前段的真空泵246的吸气侧。在处理室201流过有害气体等的期间，由于真空泵246一定运转，因此由两个O型环250a、250b包围的空间250c通过位于配管248的上游侧的真空泵246而被减压。因此，当气体从O型环250a、250b泄漏时，气体被吸引至减压侧，所以可以防止从配管连接部250向外部的气体漏出。
(变形例2)
本变形例的气体导入前检查(S30)如图11所示，打开被设置在连通孔配管251的阀253(S31)，通过排气装置254来进行抽真空而将由两个O型环250a、250b包围的空间250c设为减压状态(S32)。然后，关闭被设置在连通孔配管251的阀253(S33)，以压力传感器252来监测空间250c的压力(S34)。然后，与步骤S23同样地，在压力上升率设置阈值，确认有无气体泄漏(S35)。当压力上升率超过阈值时(否)，判断为有气体泄漏，使产生联锁。压力上升率的阈值以下时(是)，判断为没有气体泄漏，打开阀324而导入气体(S37)。由于在气体导入前可以检测气体泄漏，因此可以防止有害气体等的泄漏。
此外，也可以无需在实施方式的气体导入前检查后设为关闭被设置于连通孔配管251的阀253的状态(S15)，而是将阀253打开并始终通过排气装置254来将由两个O型环250a、250b包围的空间250c设为吸引状态。由此，与变形例1同样地，当有气体泄漏时，气体会被吸引至减压侧，因此可以防止气体从配管连接部250向外部漏出。
另外，上述实施方式中说明了关于使用作为一次处理多片基板的批量式的纵型装置的基板处理装置来成膜的例子，但本公开是不被限定于此，在使用一次处理1片或数片基板的单片式的基板处理装置来成膜的情况也可以应用。在使用这些基板处理装置时，也可以以与上述的实施方式同样的顺序、处理条件来进行成膜。
优选地，被用于这些各种薄膜的形成的制程工艺(记载有处理程序或处理条件等的程序)根据基板处理的内容(形成的薄膜的膜种、组成比、膜质、膜厚、处理程序、处理条件等)来分别个别地准备(准备多个)。而且，优选地，在开始基板处理时，根据基板处理的内容，从多个制程工艺中适当选择合适的制程工艺。具体而言，将根据基板处理的内容而个别准备的多个制程工艺经由电气通信线路或记录了该制程工艺的记录介质(外部存储装置123)来预先储存(安装)于基板处理装置所具备的存储装置121c内。而且，优选地，在开始基板处理时，基板处理装置所具备的CPU121a从被储存于存储装置121c内的多个制程工艺中，根据基板处理的内容，适当选择合适的制程工艺。通过这样构成，可以通过1台基板处理装置来通用性地、且再现性好地形成各种膜种、组成比、膜质、膜厚的薄膜。另外，可以减低操作员的操作负担(处理程序或处理条件等的输入负担等)，从而可以回避操作错误，并且迅速地开始基板处理。
另外，例如即使变更现有的基板处理装置的制程工艺也可以实现本公开。在变更制程工艺时，也可以将本公开的制程工艺经由电气通信线路或记录了该制程工艺的记录介质安装于现有的基板处理装置，并且操作现有的基板处理装置的输入输出装置，将该制程工艺本身变更为本公开的制程工艺。设为泄漏的测出对象的气体作为半导体制程气体不限于一般气体，也可以包括日本的化学物质排出掌握管理促进法所规定的第一种指定化学物质、第二种指定化学物质及其衍生物质等。
以上，具体说明了本公开的实施方式。但是，本公开并不被限定于上述的实施方式，可以在不脱离其主旨的范围中实施各种变更。
附图标记说明
121…控制器(控制部)
248、249…配管
248a、249a…凸缘
249d…连通孔
250a、250b…O型环
251…连通孔配管(监测管)
252…压力传感器(压力计)
253…阀(阀)。

Claims (16)

1.一种泄漏检测装置，其特征在于，具备：
两个O型环，其被配置为在以连接配管的方式对置的凸缘间二重地密封所述配管的内外之间；
连通孔，其被设置在对置的凸缘中的一方，与由所述两个O型环包围的空间连通；
监测管，其能够与所述连通孔连通；
压力计，其被连接于所述监测管，测量内部的压力；
阀，其以可开闭的方式将所述监测管流体性地连接于排气装置；
控制部，其构成为能够控制所述阀的开闭，以便将由所述压力计测定出的压力保持在比所述配管内的压力小的规定的压力范围。
2.根据权利要求1所述的泄漏检测装置，其特征在于，
所述配管为所述排气装置排气后的气体流动的配管，所述监测管被连接于所述排气装置的吸气侧。
3.根据权利要求1所述的泄漏检测装置，其特征在于，
所述控制部构成为在所述压力计的压力、该压力的上升率、和所述阀的打开时间中的至少一个超过阈值时检测泄漏。
4.根据权利要求3所述的泄漏检测装置，其特征在于，
所述控制部构成为与关闭所述阀的状态并行地监测所述空间的压力的上升率，当该上升率超过阈值时产生联锁。
5.根据权利要求3所述的泄漏检测装置，其特征在于，
所述控制部构成与打开所述阀的状态并行地以所述空间的压力在规定时间内是否到达规定压力以下来进行泄漏检查，在泄漏时产生联锁。
6.根据权利要求1所述的泄漏检测装置，其特征在于，
在所述配管内流通可燃性或有害的气体，在排气装置的下游侧设置有除害装置。
7.根据权利要求1所述的泄漏检测装置，其特征在于，
所述泄漏检测装置还具备：第二排气装置，其将气体排气至所述配管。
8.根据权利要求7所述的泄漏检测装置，其特征在于，
在所述配管内流通可燃性或有害的气体，在所述第二排气装置的下游侧设置有除害装置。
9.根据权利要求6或8所述的泄漏检测装置，其特征在于，
所述配管构成为具备第一配管和第二配管，使所述第一配管的凸缘与所述第二配管的凸缘对置而将所述第一配管与所述第二配管连接，
在所述第二配管的下游侧设置有所述除害装置。
10.根据权利要求1所述的泄漏检测装置，其特征在于，
在所述对置的凸缘中的至少一方设置有嵌合所述O型环的沟。
11.根据权利要求5所述的泄漏检测装置，其特征在于，
所述控制部构成为在所述阀的连续打开时间经过阈值时打开所述阀。
12.根据权利要求4所述的泄漏检测装置，其特征在于，
所述控制部构成为在关闭所述阀之前，打开所述阀而将所述连通孔内减压。
13.一种泄漏检测装置，其特征在于，具备：
两个O型环，其被配置为在以连接配管的方式对置的凸缘间二重地密封所述配管的内外之间；
连通孔，其被设置在对置的凸缘中的一方，与由所述两个O型环包围的空间连通；
监测管，其能够与所述连通孔连通；
压力计，其被连接于所述监测管，测量内部的压力；
阀，其以可开闭的方式将所述监测管流体性地连接于排气装置；
控制部，其构成为能够控制所述阀的开闭，以便将由所述压力计测定出的压力保持在比所述配管内的压力小的规定的压力范围。
14.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，具有如下工序：
将基板搬入至基板处理装置，该基板处理装置具备被配置为在以连接配管的方式对置的凸缘间二重地密封所述配管的内外之间的两个O型环、被设置在对置的凸缘中的一方并与由所述两个O型环包围的空间连通的连通孔、能够与所述连通孔连通的监测管、被连接于所述监测管并测量内部的压力的压力计、以及以可开闭的方式将所述监测管流体性地连接于排气装置的阀；
控制所述阀的开闭，以便将由所述压力计测定出的压力保持在比所述配管内的压力小的规定的压力范围。
15.一种基板处理方法，其特征在于，具有如下工序：
将基板搬入至基板处理装置，该基板处理装置具备被配置为在以连接配管的方式对置的凸缘间二重地密封所述配管的内外之间的两个O型环、被设置在对置的凸缘中的一方并与由所述两个O型环所包围的空间连通的连通孔、能够与所述连通孔连通的监测管、被连接于所述监测管并测量内部的压力的压力计、以及以可开闭的方式将所述监测管流体性地连接于排气装置的阀；
控制所述阀的开闭，以便将由所述压力计测定出的压力保持在比所述配管内的压力小的规定的压力范围。
16.一种程序，其特征在于，通过计算机使基板处理装置执行所述程序，所述程序具有如下过程：
将基板搬入至所述基板处理装置，所述基板处理装置具备被配置为在以连接配管的方式对置的凸缘间二重地密封所述配管的内外之间的两个O型环、被设置在对置的凸缘中的一方并与由所述两个O型环包围的空间连通的连通孔、能够与所述连通孔连通的监测管、被连接于所述监测管并测量内部的压力的压力计、以及以可开闭的方式将所述监测管流体性地连接于排气装置的阀；
控制所述阀的开闭，以便将由所述压力计测定出的压力保持在比所述配管内的压力小的规定的压力范围。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0530355Y2 (zh) * 1986-05-21 1993-08-03
JP3267766B2 (ja) * 1993-08-30 2002-03-25 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置及びその運転方法
JP4880408B2 (ja) * 2006-09-22 2012-02-22 株式会社日立国際電気 基板処理装置、基板処理方法、半導体装置の製造方法、メインコントローラおよびプログラム
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