JP2003212517A - ガス供給システム及びガス供給方法 - Google Patents
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Abstract
するガス量を適正なものにすること。 【解決手段】 本発明に係るガス供給システムは、ガス
を生成するガス生成器31と、ガス生成器31から出力
されるガスを供給するガス供給通路4と、ガス供給通路
4に設けられガス供給通路4に流れるガスの流量を制御
するガス流量制御器41と、ガス供給通路4と並列して
設けられガス生成器31から出力されるガスを排出する
ガス排出通路8と、ガス排出通路8に設けられガス排出
通路8に流れるガスの圧力を制御する圧力制御器81と
を備えている。
Description
ガス、反応ガス等のガスを処理装置に供給するガス供給
システム及びガス供給方法に関するものである。
ス、生成ガス、反応ガス等のガスを生成するガス生成器
と、ガス生成器と処理装置とに接続されガス生成器から
出力されるガスを処理装置まで導く配管と、この配管に
設けられガス生成器から処理装置へ供給されるガスのガ
ス流量を調整するガス流量制御部とから構成されてい
る。
ガス生成器で生成されるオゾンガスや反応ガスを、内部
に半導体ウエハが収納された半導体処理装置に供給し、
このオゾンガスや反応ガスにより半導体処理装置で半導
体ウエハへの処理(成膜処理、ウエハ洗浄処理、レジス
ト剥離処理、エッチング処理等)がなされる半導体装置
の製造工程等を含め、ガスを処理装置に供給する様々な
分野で利用されている。
る特開平8−133707号公報に記載されたガス供給
システムを示す図である。詳細には、半導体ウエハ上に
シリコン酸化膜を形成するため、オゾンガスをCVD
(Chemical Vapor Depositio
n)成膜装置に供給するガス供給システムを示す図であ
る。
である酸素ガスが、配管2を介して原料ガスである窒素
ガスが各々オゾン発生装置3に供給される。このとき、
配管1に設けられた、ガス開閉弁11、ガス減圧弁1
2、マスフロー流量制御器(MFC)13により、配管
1を流れる酸素ガスのガス流量が制御され、配管2に設
けられた、ガス開閉弁21、ガス減圧弁22、マスフロ
ー流量制御器(MFC)23により、配管2を流れる窒
素ガスのガス流量が制御されるようになっている。
スは、オゾン発生装置3内に設けられた互いに対向する
電極を有するオゾン発生器としてのオゾン発生器(セ
ル)31に供給されるが、供給される原料ガスは、圧力
1気圧以上の酸素に窒素を含んだガスになるよう制御さ
れて供給される。それととも、オゾン発生器31の電極
間に高周波高電圧電源(オゾナイザ電源)32による高
電圧を印加し、電極間に無声放電を発生させてオゾン発
生器31でオゾンガスを生成する。なお、オゾン生成時
には、無声放電に伴なって放電熱が発生するため、冷却
装置33からの水によって電極セル自身を冷却し、この
放電熱を冷却する。
ガスフィルター34が設けられたガス出力管35から出
力され、ガス出力管35に接続されたガス供給管4を介
して半導体処理装置(被処理チャンバー)5に供給され
る。ガス供給管4にはマスフロー流量制御器(MFC)
41が設けられており、これによりガス供給管4を流れ
るオゾンガスの流量が制御されるようになっている。
が配管2から分岐して設けられており、窒素ガスが配管
6に設けられたマスフロー流量制御器(MFC)61を
介してテトラエチルオルソシリケート(以下TEOSと
言う)供給器62に供給される。そして、TEOS供給
器62で窒素ガスにより液体のTEOSが気化され、そ
のTEOSガスが被処理チャンバー5に供給される。
て供給されるオゾンガスと配管6を通して供給されるT
EOSガスとの化学反応により生成されたシリコン酸化
膜が被処理チャンバー5内に配置された半導体ウエハ上
に形成される。なお、被処理チャンバー5に残存するガ
ス等は配管7に設けられている逆止弁71、ガス分解処
理装置(排オゾン処理装置)72を介して排出される。
ム及びガス供給方法では、上記のようにガス生成器31
で生成されたガスが、ガス生成器31と処理装置5とを
接続するガス供給管4を介して処理装置5に供給される
ようになっている。そのため、処理装置5内へ供給する
ガスのガス流量を適正な値に制御すると、そのガス流量
の制御は、ガス供給管4の処理装置5とは反対側に接続
されているガス生成器31内の圧力にも影響を与えてし
まう。
のガス量はガス生成器31内の圧力に影響するため、処
理装置5内へ供給するガスのガス流量の制御によりガス
生成器31内の圧力が影響を受けると、それに伴なって
ガス生成器31内で生成されるガスのガス量も影響を受
けてしまい、生成されるガス量を適切に制御できないと
いう問題点があった。
れるガス供給システムの場合には、シリコン酸化膜の堆
積量の管理や酸化膜の品質を高めるため、半導体処理装
置5内を1〜数100Torrの範囲で一定の圧力に維
持するとともに、供給するTEOSガスやオゾンガス量
などをリアルタイム制御する必要がある。また、オゾン
発生器31内の圧力は、生成されるオゾンガスの生成量
等を考慮して1気圧以上のガス圧になるよう制御する必
要がある。そのため、半導体処理装置5へ供給するガス
量の制御を優先させると、オゾン発生器31内の圧力が
適正なものとならず、オゾン発生性能が低下するなどの
問題点があった。
ため、ガス出力部にバルブを設けることが想定される
が、バルブを設けるだけでは、バルブの開閉度でガス流
量を制御するとともに、ガス流量によって一定の圧損を
持たせるように操作バルブを調整することが困難で十分
な制御が行えないという問題点があった。
給方法では、接続される処理装置へ供給するガスのガス
流量制御によりガス生成器内の圧力が影響されるので、
接続される処理装置の数が多くなればなるほど、その影
響も大きくなってしまう。よって、ガス生成器内の圧力
影響を少なくするためには、1台のガス生成器に接続す
る処理装置を少なくする必要があり、1台のガス生成器
に対して、複数個の処理装置を接続できないという問題
点があった。
めになされたもので、供給するガスのガス流量、ガス生
成器で発生するガス量を適正なものにすることができる
ガス供給システム及びガス供給方法を提供するものであ
る。
給することができるガス供給システム及びガス供給方法
を提供するものである。
システムは、ガスを生成するガス生成器と、上記ガス生
成器から出力されるガスを供給するガス供給通路と、上
記ガス供給通路に設けられ上記ガス供給通路に流れるガ
スの流量を制御するガス流量制御器と、上記ガス供給通
路と並列して設けられ上記ガス生成器から出力されるガ
スを排出するガス排出通路と、上記ガス排出通路に設け
られ上記ガス排出通路に流れるガスの圧力を制御する圧
力制御器とを備えている。
は、ガスを生成するガス生成器と、上記ガス生成器から
出力されるガスを供給するガス供給通路と、上記ガス供
給通路に設けられ上記ガス供給通路に流れるガスの流量
を制御するガス流量制御器と、上記ガス生成器と上記ガ
ス流量制御器との間のガス供給通路に設けられたバッフ
ァータンクと、上記ガス生成器と上記ガス流量制御器と
の間のガス供給通路に設けられ上記ガス供給通路に流れ
るガスの圧力を調整する圧力調整器とを備えている。
が一定になるようにガス排出通路に流れるガスの圧力を
制御するようにしてもよい。
が一定になるようにガス供給通路に流れるガスの圧力を
制御するようにしてもよい。
計を設け、上記圧力計で測定された圧力値が所定圧力範
囲から外れたときに異常対策を施すようにしてもよい。
た複数のガス供給管と、これらの各ガス供給管に設けら
れガス供給管に流れるガスの流量を制御するガス流量制
御器とを含むようにしてもよい。
複数の処理装置を備えてもよい。
閉を制御する開閉制御器とを備えてもよい。
装置を備えてもよい。
量のガスを供給する第1のガス供給管と、第1のガス流
量とは異なる第2のガス流量のガスを供給する第2のガ
ス供給管とを含むようにしてもよい。
ス生成器から出力されるガスをガス供給通路を介して供
給するとともにガス排出通路を介して排出し、上記ガス
排出通路に流れるガスの圧力を制御することで、上記ガ
ス供給通路を介して供給されるガスの流量及び上記ガス
生成器内の圧力を制御するものである。
ス生成器から出力されるガスをガス供給通路を介して供
給し、上記ガス供給通路に配置されたバッファータンク
と圧力調整器とにより上記ガス供給通路に流れるガスの
圧力を制御することで、上記ガス供給通路を介して供給
されるガスの流用及び上記ガス生成器内の圧力を制御す
るものである。
た複数のガス供給管にし、これら複数のガス供給管の流
量を各々制御してガスを供給するようにしてもよい。
基づいて説明する。なお、以下では、処理装置にオゾン
ガス、生成ガス、反応ガス等を供給し、これらのガスを
用いて成膜処理やエッチング処理等の半導体ウエハの処
理を施す半導体装置の製造工程におけるガス供給システ
ム及びガス供給方法について説明する。
半導体装置の製造工程について説明するが、本発明のガ
ス供給システム及びガス供給方法は、この半導体装置の
製造工程に限定されるものではなく、ウエハ洗浄処理や
レジスト剥離処理等、他の半導体装置の製造工程におけ
るガス供給システム及びガス供給方法に適用してもよい
し、また、他の様々な用途におけるガス供給システム及
びガス供給方法に適用してもよい。
半導体装置の製造工程におけるガス供給システムを示す
概略構成図である。
に、原料ガスをガス生成器に供給する原料ガス供給部
(配管1、2等)と、原料ガスに基づいてガスを生成す
るガス生成器(オゾン発生器31等)と、ガス生成器か
ら出力されるガスをガス供給口から供給するガス供給通
路(配管4)と、処理装置としての半導体処理装置5
と、TEOSガスを生成し供給するTEOSガス供給部
(配管6、TEOS供給器62)と、ガス供給通路と並
列して設けられガス生成器から出力されるガスをガス排
出口から排出するガス排出通路を含むガス排出部(配管
7,8等)とで構成されている。
3に接続され原料としての酸素ガスをオゾン発生装置3
に供給する配管1と、一端がオゾン発生装置3に接続さ
れ原料としての窒素ガスをオゾン発生装置3に供給する
配管2とで構成されており、配管1、2には、図17と
同様に、ガス開閉弁11、21、ガス減圧弁12、2
2、ガスの流量を制御するマスフロー流量制御器(MF
C)13、23が各々設けられており、各配管から供給
される原料ガスの流量等が調整できるようになってい
る。
生装置3内に設けられ、互いに対向する電極からなるオ
ゾン発生器(セル)31と、オゾン発生器31の電極に
高電圧を印加する高周波高電圧電源(オゾナイザ電源)
32と、オゾン発生器31を冷却する冷却装置33と、
ガスフィルター34が設けられたガス出力管35とで構
成されている。
管35に一端が接続され、オゾン発生器31から出力さ
れるオゾンガスをガス供給口から供給するガス供給通路
としての配管4(その一部又は全て)が設けられてい
る。このガス供給通路(配管4)には、図17と同様
に、ガス供給通路に流れるガスの流量を制御するガス流
量制御器としてのマスフロー流量制御器(MFC)41
が設けられている。
ガス供給通路4と並列して設けられガス生成器から出力
されるガスをガス排出口から排出するガス排出通路とし
てのガス排出管8(その一部又は全て)が設けられてい
る。ガス排出通路(ガス排出管8)には、ガス排出管8
に流れるガスの圧力を制御することでガス生成器31の
ガス圧力を自動的に一定値に制御する圧力制御器として
の自動圧力制御器(APC)81と、逆止弁82とが設
けられている。
供給通路のオゾンガス流量を制御するMFC41と並列
に接続配管され、APC81から排出されるオゾンガス
はガス分解処理装置(排オゾン処理装置)72にバイパ
ス配管されている。
配管2から分岐して半導体処理装置5に接続される配管
6と、配管6に設けられたマスフロー流量制御器(MF
C)61、TEOS供給器62とで構成されている。
されるガス及びTEOSガス供給部から供給されるTE
OSガスに基づいて半導体ウエハに半導体処理を施す処
理装置(被処理チャンバー)である。
供給されるオゾンガスとTEOSガスとの化学反応によ
りシリコン酸化膜を生成し半導体ウエハ上にこのシリコ
ン酸化膜を形成する成膜処理等があげられるが、半導体
処理は成膜処理に限定するものではなく、供給されるガ
スに基づく処理であればよく、エッチング処理、ウエハ
洗浄処理、レジスト剥離処理等他の処理であってもよ
い。
設けられガス生成器から出力されるガスをガス排出口か
ら排出するガス排出通路(ガス排出管8)と、半導体処
理装置5から排出されるガスをガス分解処理装置(排オ
ゾン処理装置)72に排出する配管7等で構成されてい
る。なお、半導体処理装置5に残存するガスは配管7に
設けられている逆止弁71、排オゾン処理装置72を介
して排出される。
て酸素が、配管2を介して窒素が各々オゾン発生装置3
に供給され、オゾン発生装置3のオゾン発生器31で、
供給された原料ガス(酸素、窒素)に基づいてオゾンガ
スが生成される。
ら出力されるが、このオゾンガスは、MFC41が設け
られたガス供給管4を介して半導体処理装置5に供給さ
れるとともに、APC81が設けられたガス排出管8を
介して排オゾン処理装置72に排出される。
は、適切なガス流量になるよう、MFC41でそのガス
流量が制御される。ここでは、配管6を介して供給され
るTEOSガスとともに、オゾン処理によるウエハ表面
の酸化膜形成などの半導体処理が適切になるように、供
給するガス流量を制御する。
量を制御すると、配管4のオゾン発生器31側の圧力が
影響を受けることになるが、この実施の形態では、この
配管4と並列にガス排出管8が配管しているので、この
ガス排出管8の圧力をAPC81で制御することで、配
管4のオゾン発生器31側の圧力を適正な値に制御する
ことができる。そのため、MFC41で配管4の流量を
制御しても、その影響分をガス排出管8のAPC81を
制御することで解消できるので、オゾン発生器31内の
圧力に与える影響を少なくすることができる。
導体処理装置5に供給するオゾンガスの量を増やす場合
には、APC81から排出されるオゾンガスの量が少な
くなるようAPC81が自動的に閉まるように制御すれ
ばよい。また逆に、MFC41の制御によって、半導体
処理装置5に供給するオゾンガスの量を減らす場合に
は、APC81から排出されるオゾンガスの量が多くな
るようAPC81が自動的に開くように制御すればよ
い。このように制御することで、オゾン発生器31内の
圧力を一定に保つことができる。
力されるガスを供給するガス供給通路と並列して設けら
れ上記ガス生成器から出力されるガスを排出するガス排
出通路と、上記ガス排出通路に設けられ上記ガス排出通
路に流れるガスの圧力を制御する圧力制御器とを備えて
いるので、ガス排出通路に流れるガスの圧力制御を行う
ことで、ガス供給通路のガス生成器側の圧力を制御する
ことができる。その結果、ガス供給通路のガス生成器側
に圧力変化が生じても、その圧力の影響を圧力制御器の
制御で解消させることができ、ガス供給通路を介して供
給するガスのガス流量と、ガス生成器内の圧力とを適切
な値に制御することができる。
通路に流れるガス流量の変動にかかわらず、ガス生成器
内の圧力が一定になるよう制御することができるので、
ガス生成器で安定したガスを発生させることができる。
フローを用いたが、ガス流量制御器(FC)でガス量を
調整してもよい。また、オゾンガスの出力制御について
説明したが、他の生成もしくは反応ガスを出力する制御
方式においても同様の効果がある。
ステムでは、1つのガス生成器に対して1つの処理装置
を接続しているが、この実施の形態2のガス供給システ
ムは、1つのガス生成器に対して複数の処理装置を接続
したものである。
造工程におけるガス供給システムを示す概略構成図であ
る。図に示すように、1つのガス生成器(オゾン発生器
31)に、複数の半導体処理装置501〜503が接続
されている。
ガスが出力されるガス出力管35に連通し互いに並列に
配置される各ガス供給管401〜403と各半導体処理
装置501〜503とを各々接続し、このガス供給管4
01〜403を介して各半導体処理装置501〜503
にオゾン発生器31で生成されるオゾンガスを各々供給
する。もちろん、各ガス供給管401〜403には、マ
スフロー流量制御器(MFC)411〜413が設けら
れており、各ガス供給管401〜403のガスのガス流
量が制御できるようになっている。
理装置5にTEOSガスを供給する配管も、各半導体処
理装置501〜503に対応させて複数の配管601〜
603にし、この配管601〜603を介して各半導体
処理装置501〜503にTEOSガスを各々供給す
る。また、各配管601〜603には、マスフロー流量
制御器(MFC)611〜613、TEOS供給器62
1〜623が各々設けられている。
ゾンガスをガス供給通路401〜403を介して各半導
体処理装置501〜503に供給するとともに、このガ
ス供給通路401〜403と並列して設けられガス生成
器31から出力されるガスをガス排出口から排出するガ
ス排出通路としてのAPC81を有するガス排出管8が
設けられていることも含め、他は実施の形態1と同様で
ある。
装置501〜503に供給されるオゾンガスのガス流量
が各MFC411〜413で、供給されるTEOSガス
のガス流量が各MFC611〜613で適切な値に制御
される。
411〜413の制御に伴なって、配管401〜403
のオゾン発生器31側の圧力が影響を受けることになる
が、配管401〜403に連通しているガス排出管8の
圧力をAPC81で制御することで、配管401〜40
3のオゾン発生器31側の圧力を適正な値に制御するこ
とができる。よって、MFC411〜413で配管40
1〜403の流量を制御しても、その影響分をガス排出
管8のAPC81を制御することで解消できるので、オ
ゾン発生器31内の圧力に与える影響を少なくすること
ができる。
れるガスの圧力を圧力制御器で制御することで、ガス供
給通路におけるガス生成器側の圧力を調整することがで
きるので、1台のガス生成器から複数の半導体処理装置
に各々適切な流量のガスを供給できるとともに、ガス生
成器で適切な量のガスが生成できるよう制御することが
できる。その結果、1台のガス生成器のガス発生容量を
アップするのみで複数の半導体処理装置にガスを安定的
に供給することができ、安価でコンパクトなシステムを
提供できる。
給システムは、実施の形態2のガス供給システムの各ガ
ス供給管に弁を設けたもので、処理装置へのガス供給の
有無を各処理装置毎に独立に制御するものである。
造工程におけるガス供給システムを示す概略構成図であ
る。図に示すように、図2に示したガス供給システムに
加えて、半導体処理装置501〜503にガスを供給す
る各々のガス供給管401〜403に空圧弁(弁及び弁
の開閉を制御する開閉制御器を含む)421〜423を
設けている。ここでは、空圧によって弁の開閉を制御す
る空圧弁を用いているが、これは特に限定するものでは
なく電磁弁等の他の手法で動作する弁を用いてもよい。
空圧弁421〜423を設けることで、同一のガス生成
器31で生成されるガスを、複数の半導体処理装置50
1〜503に供給できるとともに、ガスの供給が不要な
半導体処理装置に対しては、その半導体処理装置へガス
を供給するガス供給管の弁を閉じるだけでその供給を停
止させることができ、ある半導体処理装置へのガスの供
給を継続させながら、他の半導体処理装置へのガスの供
給を停止させることができる。よって、複数の半導体処
理装置での処理を独立して行わせることができ、ガス供
給を効率よく運用することができる。
給システムでは、1つの半導体処理装置に対してのガス
の供給は、1つのガス供給配管を介して行うようにして
いるが、この実施の形態4のガス供給システムは、1つ
の半導体処理装置に対してのガスの供給を複数のガス供
給管を介して行うようにし、これら各ガス供給管の流量
並びにこれら各ガス供給管からのガス供給の有無を各々
独立に制御するようにしたものである。
造工程におけるガス供給システムを示す概略構成図であ
る。図に示すように、オゾン発生装置3内には、ガス出
力管35に接続され、ガス供給口からガスを半導体処理
装置5に供給する互いに並列に配管されたガス供給通路
としての配管404と配管405とが設けられている。
ス供給通路に流れるガスの流量を制御するガス流量制御
器としてのマスフロー流量制御器(MFC)414、4
15と、空圧によって弁の開閉を制御する空圧弁42
4、425が設けられている。ここでは、空圧によって
弁の開閉を制御する空圧弁を用いているが、これは特に
限定するものではなく電磁弁等の他の手法で動作する弁
を用いてもよい。
ゾンガスをガス供給通路404、405を介して半導体
処理装置5に供給するとともに、このガス供給通路40
4、405と並列して設けられガス生成器31から出力
されるガスをガス排出口から排出するガス排出通路とし
てのAPC81を有するガス排出管8が設けられている
ことも含め、他は実施の形態1と同様である。
404、405の流量を各々独立に制御するとともに弁
424、425を制御することで、適切なガス流量のガ
スが瞬時に得られるように制御することができる。すな
わち、MFC414、415を制御することで、配管4
04、405から供給されるガスのガス流量を各々独立
に制御することができ、さらに、空圧弁424、425
の開閉を制御することで、配管404からガスを供給す
るのか、逆に、配管405からガスを供給するのかを制
御することができ、時分割的にオゾンガスを半導体処理
装置5に供給することができる。
処理装置5に供給する手法を説明する。例えば、半導体
処理装置5内で、半導体ウエハ表面にシリコン酸化膜を
形成する工程は、半導体ウエハ表面へのシリコン酸化膜
の堆積を促進させる工程(デポジッション工程)と、半
導体ウエハ表面に堆積したシリコン酸化膜の絶縁性能等
の品質を向上させる工程(アニーリング工程)と、成膜
した半導体ウエハを取り出す工程(搬送工程)との3つ
に大別される。
ス量が異なっており、デポジッション工程では大量のオ
ゾンガスが、アニーリング工程では少量のオゾンガスが
必要である。また、処理が施された半導体ウエハと未処
理の半導体ウエハとの交換を行うために、搬送工程では
オゾンガスの供給を停止してキャリアガスを供給する必
要がある。このような3工程は、生産工程を高めるため
に、そのスループットを向上させる必要があり、適時、
適量のガスを半導体処理装置5内に供給する必要があ
る。
いて、上記3つの工程を含む半導体処理を行う場合の、
空圧弁の動作、半導体処理装置へのオゾンガスの供給量
の関係を示すタイムチャートである。なお、半導体処理
装置へのオゾンガス以外の薬品やガスの関係については
省略する。
に対応したオゾンガス量が供給できるよう、配管404
のガス流量をMFC414で設定しておく。一方、配管
405からアニーリング工程に対応したオゾンガス量が
供給できるよう、配管405のガス流量をMFC415
で設定しておく。
オゾン濃度が、150g/Nm3である場合には、半導
体処理装置5に12.5mg/sの大量のオゾンガスが
供給できるように、MFC414で配管404の流量を
5000cc/minに設定し、又、半導体処理装置5
に1.25mg/sの少量のオゾンガスが供給できるよ
うに、MFC415で配管405の流量を500cc/
minに設定すればよい。
を予め設定した状態で、空圧弁424、425の開閉を
制御するようにすれば、弁が開状態にある配管から、適
切なガス量のオゾンガスが供給されるので、上記成膜工
程の3工程をスムーズに実現できる。
弁424を開状態に、空圧弁425を閉状態にすること
で、配管404からデポジッション工程に対応したガス
流量5000cc/sのオゾンガスが半導体処理装置5
に供給され、アニーリング処理工程時には、空圧弁42
4を閉状態にし、空圧弁425を開状態にすることで、
配管405からアニーリング工程に対応したガス流量5
00cc/sのオゾンガスが半導体処理装置5に供給さ
れる。さらに、搬送工程には、両空圧弁424、425
を閉状態にして半導体処理装置5へのオゾンガスの供給
を停止させ、この停止時に、別途キャリアガスの供給に
よるガス交換を行い半導体ウエハの交換を行うようにす
る。
装置に対してのガスの供給を複数のガス供給管を介して
行うようにし、これら各ガス供給管の流量を各々独立に
制御するとともに、どのガス供給管からガスを供給させ
るかを制御するようにしているので、1つの処理装置に
異なるガス流量のガスを供給することができ、さらに、
弁の開閉を制御することで、異なるガス流量に瞬時に切
り換えることができるので、例えば半導体処理のスルー
プットを向上させることができる。
のように半導体処理装置が1つの場合について説明した
が、これは特に限定するものではなく、実施の形態2、
3のように複数の半導体処理装置のものに適用してもよ
い。
ステムは、ガス排出通路に流れるガスの圧力制御を行う
ことで、ガス供給通路のガス生成器側の圧力を制御する
ようにしているが、この実施の形態5では、ガス供給通
路にバッファータンクと圧力調整器とを設け、これらに
よりガス供給通路のガス生成器側の圧力を制御するもの
である。
造工程におけるガス供給システムを示す概略構成図であ
る。
に、原料ガスをガス生成器に供給する原料ガス供給部
(配管1、2等)と、原料ガスに基づいてガスを生成す
るガス生成器(オゾン発生器31等)と、ガス生成器か
ら出力されるガスをガス供給口から供給するガス供給通
路(配管4)と、処理装置としての半導体処理装置5
と、TEOSガスを生成し供給するTEOSガス供給部
(配管6、TEOS供給器62)と、処理装置から出力
されるガスを外部に排出するガス排出部(配管7)とで
構成されている。
体処理装置、TEOSガス供給部に関しては、実施の形
態1と同様である。
ガス出力管35に一端が接続され、オゾン発生器31か
ら出力されるオゾンガスをガス供給口から半導体処理装
置5に供給するガス供給通路としての配管4(その一部
又は全て)が設けられており、このガス供給通路(配管
4)には、ガス供給通路に流れるガスの流量を制御する
ガス流量制御器としてのマスフロー流量制御器(MF
C)41が設けられている。
えて、このガス供給通路におけるガス生成器31とガス
流量制御器(MFC)41との間に、MFC41による
流量変動に対しても十分に対応できるオゾン量を確保で
きるバッファータンク91と、ガス供給通路のガス生成
器側の圧力を調整する圧力調整器としての圧力ヘッドノ
ズル92とが設けられている。
限定するものではなく、例えば、バルブやノズル等、圧
力を調整できるものであればよい。
と同様にしてオゾン発生器31で生成されたオゾンガス
はガス出力管35から出力されるが、このオゾンガス
は、バッファータンク91、圧力ヘッドノズル92、M
FC41が設けられたガス供給管4を介して半導体処理
装置5に供給される。なお、半導体処理装置5に供給さ
れるオゾンガスは、適切なガス流量になるよう、実施の
形態1と同様に、MFC41でそのガス流量が制御され
る。
4の流量を制御すると、配管4のオゾン発生器31側の
圧力が影響を受けることになるが、この実施の形態で
は、ガス供給管4における、ガス生成器とMFC41と
の間に、バッファータンク91と圧力ヘッドノズル92
とを配置しているので、バッファータンク91により、
MFC41による流量変化に対して十分対応できるオゾ
ン量を確保できるとともに、圧力ヘッドノズル92によ
り、ガス供給通路のガス生成器側の圧力を調整すること
ができる。その結果、オゾン発生器31内の圧力を適切
な値(例えば、一定)に制御することができる。そのた
め、MFC41で配管4の流量を制御しても、その影響
分をバッファータンク91、圧力ヘッドノズル92で解
消できるので、オゾン発生器31内の圧力に与える影響
を少なくすることができる。
流量制御器との間のガス供給通路に設けられたバッファ
ータンクと、ガス生成器とガス流量制御器との間のガス
供給通路に設けられガス供給通路に流れるガスの圧力を
調整する圧力調整器とを備えているので、ガス供給通路
のガス生成器側の圧力を制御することができる。その結
果、ガス供給通路のガス生成器側に圧力変化が生じて
も、その圧力の影響を解消させることができ、ガス供給
通路を介して供給するガスのガス流量と、ガス生成器内
の圧力とを適切な値に制御することができる。
通路に流れるガス流量の変動にかかわらず、ガス生成器
内の圧力が一定になるよう制御することができるので、
ガス生成器で安定したガスを発生させることができる。
ァータンク91、圧力調整器92、MFC41の順に配
置しているが、バッファータンク91、圧力調整器92
は、ガス生成器31とMFC41との間に配置されてい
ればよく、図7に示すように、ガス生成器31、圧力調
整器(圧力ヘッドノズル)92、バッファータンク9
1、MFC41の順に配置してもよい。
路にバッファータンクと圧力調整器とを設け、これらに
よりガス供給通路のガス生成器側の圧力を制御するよう
にしているが、図8に示すように、実施の形態1のガス
供給システムにおけるガス供給通路にバッファータンク
と圧力調整器とを設けるようにしてもよい。
れるガスの圧力制御と、ガス供給通路に設けられたバッ
ファータンクと圧力調整器とによる圧力制御とにより、
ガス供給通路のガス生成器側の圧力を制御することがで
きるので、より適切な制御を行うことができる。
ステムは、1つのガス生成器に対して1つの処理装置を
接続しているが、この実施の形態6のガス供給システム
は、1つのガス供給器に対して複数の処理装置を接続し
たものである。
造工程におけるガス供給システムを示す概略構成図であ
る。図に示すように、図2と同様に、MFC411〜4
13が設けられた各ガス供給管401〜403を介し
て、1つのガス生成器(オゾン発生器31)に複数の半
導体処理装置501〜503が接続されている。
5にTEOSガスを供給する配管も、各半導体処理装置
501〜503に対応させてMFC611〜613が設
けられた複数の配管601〜603にしている。
1とガス流量制御器411〜413との間に、バッファ
ータンク91と、圧力ヘッドノズル92等の圧力調整器
を設けることも含め、他は実施の形態5と同様である。
と同様に、バッファータンク91及び圧力調整器92に
より、ガス供給通路のガス生成器側の圧力を調整するこ
とができ、オゾン発生器内の圧力を適切な値に制御する
ことができる。よって、1台のガス生成器から複数の半
導体処理装置に各々適切な流量のガスを供給できるとと
もに、ガス生成器で適切な量のガスが生成できるよう制
御することができる。その結果、1台のガス生成器のガ
ス発生容量をアップするのみで複数の半導体処理装置に
ガスを安定的に供給することができ、安価でコンパクト
なシステムを提供できる。
3つガス供給管401〜403に分岐する前のガス供給
通路にバッファータンク91及び圧力調整器92を設け
るようにしているが、3つのガス供給管401〜403
の各々にバッファータンク及び圧力調整器を設けるよう
にしてもよい。
路にバッファータンクと圧力調整器とを設け、これらに
よりガス供給通路のガス生成器側の圧力を制御するよう
にしているが、図10に示すように、実施の形態2のガ
ス供給システムにおけるガス供給通路にバッファータン
クと圧力調整器とを設けるようにしてもよい。
給システムは、実施の形態6のガス供給システムの各ガ
ス供給管に弁を設けたもので、処理装置へのガス供給の
有無を各処理装置毎に独立に制御するものである。
製造工程におけるガス供給システムを示す概略構成図で
ある。図に示すように、図9に示したガス供給システム
に加えて、半導体処理装置501〜503にガスを供給
する各々のガス供給管401〜403に空圧弁(弁及び
弁の開閉を制御する開閉制御器を含む)421〜423
を設けている。ここでは、空圧によって弁の開閉を制御
する空圧弁を用いているが、これは特に限定するもので
はなく電磁弁等の他の手法で動作する弁を用いてもよ
い。
空圧弁421〜423を設けることで、同一のガス生成
器31で生成されるガスを、複数の半導体処理装置50
1〜503に供給できるとともに、ガスの供給が不要な
半導体処理装置に対しては、その半導体処理装置へガス
を供給するガス供給管の弁を閉じるだけでその供給を停
止させることができ、ある半導体処理装置へのガスの供
給を継続させながら、他の半導体処理装置へのガスの供
給を停止させることができる。よって、複数の半導体処
理装置での処理を独立して行わせることができ、ガス供
給を効率よく運用することができる。
路にバッファータンクと圧力調整器とを設け、これらに
よりガス供給通路のガス生成器側の圧力を制御するよう
にしているが、図12に示すように、実施の形態3のガ
ス供給システムにおけるガス供給通路にバッファータン
クと圧力調整器とを設けるようにしてもよい。
給システムでは、1つの半導体処理装置に対してのガス
の供給は、1つのガス供給配管を介して行うようにして
いるが、この実施の形態8のガス供給システムは、1つ
の半導体処理装置に対してのガスの供給を複数のガス供
給管を介して行うようにし、これら各ガス供給管の流量
並びにこれら各ガス供給管からのガス供給の有無を各々
独立に制御するようにしたものである。
製造工程におけるガス供給システムを示す概略構成図で
ある。図に示すように、オゾン発生装置3内には、ガス
出力管35に接続され、ガス供給口からガスを半導体処
理装置5に供給する互いに並列に配管されたガス供給通
路としての配管404と配管405とが設けられてい
る。
ス供給通路に流れるガスの流量を制御するガス流量制御
器としてのマスフロー流量制御器(MFC)414、4
15と、空圧によって弁の開閉を制御する空圧弁42
4、425が設けられている。ここでは、空圧によって
弁の開閉を制御する空圧弁を用いているが、これは特に
限定するものではなく電磁弁等の他の手法で動作する弁
を用いてもよい。
ガス流量制御器との間に、バッファータンク91と圧力
ヘッドノズル92等の圧力調整器とを設けることも含
め、他は実施の形態5と同様である。
404、405の流量を各々独立に制御するとともに弁
424、425を制御することで、適切なガス流量のガ
スが瞬時に得られるように制御することができる。すな
わち、MFC414、415を制御することで、配管4
04、405から供給されるガスのガス流量を各々独立
に制御することができ、さらに、空圧弁424、425
の開閉を制御することで、配管404からガスを供給す
るのか、逆に、配管405からガスを供給するのかを制
御することができ、例えば実施の形態4で説明したよう
に、時分割的にオゾンガスを半導体処理装置5に供給す
ることができる。
装置に対してのガスの供給を複数のガス供給管を介して
行うようにし、これら各ガス供給管の流量を各々独立に
制御するとともに、どのガス供給管からガスを供給させ
るかを制御するようにしているので、1つの処理装置に
異なるガス流量のガスを供給することができ、さらに、
弁の開閉を制御することで、異なるガス流量に瞬時に切
り換えることができるので、例えば半導体処理のスルー
プットを向上させることができる。
のように半導体処理装置が1つの場合について説明した
が、これは特に限定するものではなく、実施の形態6、
7のように複数の半導体処理装置のものに適用してもよ
い。
路にバッファータンクと圧力調整器とを設け、これらに
よりガス供給通路のガス生成器側の圧力を制御するよう
にしているが、図14に示すように、実施の形態4のガ
ス供給システムにおけるガス供給通路にバッファータン
クと圧力調整器とを設けるようにしてもよい。
給システムは、実施の形態1〜8のガス供給システムに
異常対策機能を施したもので、特に、ガス発生器内の圧
力が所定値以上の圧力になった場合に、異常対策を施す
ものである。
製造工程におけるガス供給システムを示す概略構成図
で、図8に示したガス供給システムに異常対策機能を施
したものである。図に示すように、オゾン発生器(圧力
容器)31中に排圧弁36と、オゾン発生器31が所定
圧力以上になると接点信号がONとなる圧力計37とを
設けている。なお、ここでは、図8に示したガス供給シ
ステムに異常対策を施した例を示しているが、この異常
対策を他の実施の形態のガス供給システムに適用しても
よい。
圧弁36が動作し異常圧力の抑制及び異常圧力信号を出
力するようにし、オゾン発生器31のオゾナイザ電源3
2の停止もしくはオゾン発生量の抑制指令を出力するよ
うになっている。
の安全対策を施すことで、半導体装置の製造工程等のガ
ス供給システムを自動運転させることができ、信頼性の
高いシステムを提供できる。
ス供給システムは、実施の形態1〜9のガス供給システ
ムに異常対策機能を施すようにしたもので、特に、ガス
発生器内の圧力が所定値以下の圧力になった場合に、異
常対策を施すものである。
の製造工程におけるガス供給システムを示す概略構成図
で、図8に示したガス供給システムに異常対策を施した
ものである。図に示すように、オゾン発生器31の圧力
を検出し圧力信号を出力する圧力計38と、圧力信号を
受けてオゾン発生量の増減指令をオゾナイザ電源32及
び原料ガスのガス流量を制御するマスフロー流量制御器
(MFC)13、23に送信する制御回路39とが設け
られている。なお、ここでは、図8に示したガス供給シ
ステムに異常対策機能を施した例を示しているが、この
異常対策を他の実施の形態のガス供給システムに適用し
てもよい。
力を検出し、オゾン発生器31の動作範囲内であれば、
実施の形態1〜4のような通常の制御を行う。検出した
圧力が動作範囲外の圧力(異常低下圧力)になると、制
御回路39が異常圧力低下信号を出力し、オゾナイザ電
源32の停止、オゾン発生量の増加指令によるオゾナイ
ザ電源32の出力上昇、または、マスフロー流量制御器
(MFC)13、23の制御による原料ガス流量の増加
等の処理により、オゾン発生器31内の圧力を増加させ
る方向にフィードバック制御させる。なお、このフィー
ドバック制御には、公知の手法を用いればよい。
の安全対策やガス発生量保証対策を施すことで、半導体
装置の製造工程等のガス供給システムを自動運転させる
ことができ、信頼性の高いシステムを提供できるととも
に、その制御範囲を広くすることができるので、効率的
で信頼性の高いシステムを提供することができる。
スを生成するガス生成器と、上記ガス生成器から出力さ
れるガスを供給するガス供給通路と、上記ガス供給通路
に設けられ上記ガス供給通路に流れるガスの流量を制御
するガス流量制御器と、上記ガス供給通路と並列して設
けられ上記ガス生成器から出力されるガスを排出するガ
ス排出通路と、上記ガス排出通路に設けられ上記ガス排
出通路に流れるガスの圧力を制御する圧力制御器とを備
えているので、供給するガスのガス流量とガス生成器で
発生されるガス量とを適正なものにすることができる。
は、ガスを生成するガス生成器と、上記ガス生成器から
出力されるガスを供給するガス供給通路と、上記ガス供
給通路に設けられ上記ガス供給通路に流れるガスの流量
を制御するガス流量制御器と、上記ガス生成器と上記ガ
ス流量制御器との間のガス供給通路に設けられたバッフ
ァータンクと、上記ガス生成器と上記ガス流量制御器と
の間のガス供給通路に設けられ上記ガス供給通路に流れ
るガスの圧力を調整する圧力調整器とを備えているの
で、供給するガスのガス流量とガス生成器で発生される
ガス量とを適正なものにすることができる。
が一定になるようにガス排出通路に流れるガスの圧力を
制御する場合には、ガス生成器内で安定してガスを生成
させることができる。
が一定になるようにガス供給通路に流れるガスの圧力を
制御する場合には、ガス生成器内で安定してガスを生成
させることができる。
計を設け、上記圧力計で測定された圧力値が所定圧力範
囲から外れたときに異常対策を施す場合には、ガス供給
システムを自動運転させることができ、信頼性の高いシ
ステムを提供できる。
た複数のガス供給管と、これらの各ガス供給管に設けら
れガス供給管に流れるガスの流量を制御するガス流量制
御器とを含むようにした場合には、複数のガス供給管か
ら安定したガスを供給することができる。
複数の処理装置を備えた場合には、複数の処理装置に安
定したガスを供給することができる。
閉を制御する開閉制御器とを備えた場合には、弁を閉状
態にすることで、その弁を有する配管からのガスの供給
を停止することができるので、他の供給管でのガスの供
給状態に関係なく、ガスの供給・停止を任意に行うこと
ができる。
装置を備えた場合には、1つの処理装置に異なるガス流
量のガスを供給することができる。
量のガスを供給する第1のガス供給管と、第1のガス流
量とは異なる第2のガス流量のガスを供給する第2のガ
ス供給管とを含むようにした場合には、1つの処理装置
に異なるガス流量のガスを供給することができることに
加え、異なるガス流量に瞬時に切り換えることができ
る。
ス生成器から出力されるガスをガス供給通路を介して供
給するとともにガス排出通路を介して排出し、上記ガス
排出通路に流れるガスの圧力を制御することで、上記ガ
ス供給通路を介して供給されるガスの流量及び上記ガス
生成器内の圧力を制御するようにしているので、供給す
るガスのガス流量とガス生成器で発生されるガス量とを
適正なものにすることができる。
ス生成器から出力されるガスをガス供給通路を介して供
給し、上記ガス供給通路に配置されたバッファータンク
と圧力調整器とにより上記ガス供給通路に流れるガスの
圧力を制御することで、上記ガス供給通路を介して供給
されるガスの流用及び上記ガス生成器内の圧力を制御す
るようにしているので、供給するガスのガス流量とガス
生成器で発生されるガス量とを適正なものにすることが
できる。
た複数のガス供給管であって、これら複数のガス供給管
の流量を各々制御してガスを供給する場合には、複数の
ガス供給管から安定したガスを供給することができる。
程におけるガス供給システムを示す概略構成図である。
程におけるガス供給システムを示す概略構成図である。
程におけるガス供給システムを示す概略構成図である。
程におけるガス供給システムを示す概略構成図である。
弁の動作、半導体処理装置へのオゾンガスの供給量の関
係を示すタイムチャートである。
程におけるガス供給システムを示す概略構成図である。
程における他のガス供給システムを示す概略構成図であ
る。
程における他のガス供給システムを示す概略構成図であ
る。
程におけるガス供給システムを示す概略構成図である。
工程における他のガス供給システムを示す概略構成図で
ある。
工程におけるガス供給システムを示す概略構成図であ
る。
工程における他のガス供給システムを示す概略構成図で
ある。
工程におけるガス供給システムを示す概略構成図であ
る。
工程における他のガス供給システムを示す概略構成図で
ある。
工程におけるガス供給システムを示す概略構成図であ
る。
造工程におけるガス供給システムを示す概略構成図であ
る。
である。
装置 4、401〜405 ガス供給管 5、501〜503 半導体処理装置 6、601〜603 配管 7 配管 8 ガス排出管 11、21 ガス開閉弁 12、22 ガ
ス減圧弁 13、23 マスフロー流量制御器 31 オゾン発生器 32 高周波
高電圧電源 33 冷却装置 34 ガスフ
ィルター 35 ガス出力管 36 排圧弁 37、38 圧力計 39 制御回
路 41、411〜415 マスフロー流量制御器 61、611〜613 マスフロー流量制御器 62、621〜623 TEOS供給器 71、82 逆止弁 72 ガス分
解処理装置 81 自動圧力制御器 91 バッファータンク 92 圧力ヘ
ッドノズル 421〜425 空圧弁
Claims (13)
- 【請求項1】 ガスを生成するガス生成器と、上記ガス
生成器から出力されるガスを供給するガス供給通路と、
上記ガス供給通路に設けられ上記ガス供給通路に流れる
ガスの流量を制御するガス流量制御器と、上記ガス供給
通路と並列して設けられ上記ガス生成器から出力される
ガスを排出するガス排出通路と、上記ガス排出通路に設
けられ上記ガス排出通路に流れるガスの圧力を制御する
圧力制御器とを備えたガス供給システム。 - 【請求項2】 ガスを生成するガス生成器と、上記ガス
生成器から出力されるガスを供給するガス供給通路と、
上記ガス供給通路に設けられ上記ガス供給通路に流れる
ガスの流量を制御するガス流量制御器と、上記ガス生成
器と上記ガス流量制御器との間のガス供給通路に設けら
れたバッファータンクと、上記ガス生成器と上記ガス流
量制御器との間のガス供給通路に設けられ上記ガス供給
通路に流れるガスの圧力を調整する圧力調整器とを備え
たガス供給システム。 - 【請求項3】 圧力制御器は、ガス生成器内の圧力が一
定になるようにガス排出通路に流れるガスの圧力を制御
する請求項1記載のガス供給システム。 - 【請求項4】 圧力調整器は、ガス生成器内の圧力が一
定になるようにガス供給通路に流れるガスの圧力を制御
する請求項2記載のガス供給システム。 - 【請求項5】 ガス生成器内の圧力を測定する圧力計を
設け、上記圧力計で測定された圧力値が所定圧力範囲か
ら外れたときに異常対策を施す請求項1又は請求項2に
記載のガス供給システム。 - 【請求項6】 ガス供給通路は、並列して設けられた複
数のガス供給管と、これらの各ガス供給管に設けられガ
ス供給管に流れるガスの流量を制御するガス流量制御器
とを含んでいる請求項1又は請求項2に記載のガス供給
システム。 - 【請求項7】 複数のガス供給管が各々接続される複数
の処理装置を備えた請求項6記載のガス供給システム。 - 【請求項8】 各ガス供給管に、弁と、上記弁の開閉を
制御する開閉制御器とを備えた請求項6記載のガス供給
システム。 - 【請求項9】 複数のガス供給管に接続される処理装置
を備えた請求項8記載のガス供給システム。 - 【請求項10】 複数のガス供給管は、第1のガス流量
のガスを供給する第1のガス供給管と、第1のガス流量
とは異なる第2のガス流量のガスを供給する第2のガス
供給管とを含んでいる請求項9記載のガス供給システ
ム。 - 【請求項11】 ガス生成器から出力されるガスをガス
供給通路を介して供給するとともにガス排出通路を介し
て排出し、上記ガス排出通路に流れるガスの圧力を制御
することで、上記ガス供給通路を介して供給されるガス
の流量及び上記ガス生成器内の圧力を制御するガス供給
方法。 - 【請求項12】 ガス生成器から出力されるガスをガス
供給通路を介して供給し、上記ガス供給通路に配置され
たバッファータンクと圧力調整器とにより上記ガス供給
通路に流れるガスの圧力を制御することで、上記ガス供
給通路を介して供給されるガスの流用及び上記ガス生成
器内の圧力を制御するガス供給方法。 - 【請求項13】 ガス供給通路は、並列して設けられた
複数のガス供給管であって、これら複数のガス供給管の
流量を各々制御してガスを供給する請求項11又は請求
項12に記載のガス供給方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002008685A JP4071968B2 (ja) | 2002-01-17 | 2002-01-17 | ガス供給システム及びガス供給方法 |
US10/210,872 US20030133854A1 (en) | 2002-01-17 | 2002-08-02 | System for supplying a gas and method of supplying a gas |
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