JP2011001995A - Gas box - Google Patents
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Description
本発明は、処理装置にガスを供給する際に用いるガスボックスに関する。 The present invention relates to a gas box used when supplying gas to a processing apparatus.
半導体の製造工程においては、成膜装置やエッチング装置など、ガスを用いる処理装置が用いられており、このようなガスを用いた処理装置においては、多数のガス供給源から処理を行うためのチャンバに複数のガスが供給されるが、配管にはガスの供給・停止を行うバルブや流量制御を行うマスフローコントローラ等が設けられており、従来、これらバルブ、マスフローコントローラ等はガスボックスに集積された状態とされる。 In a semiconductor manufacturing process, a processing apparatus using a gas such as a film forming apparatus or an etching apparatus is used. In a processing apparatus using such a gas, a chamber for performing processing from a large number of gas supply sources. A plurality of gases are supplied to the pipe, but the piping is provided with valves for supplying and stopping the gas, mass flow controllers for controlling the flow rate, etc., and these valves, mass flow controllers, etc. have been integrated in the gas box. State.
バルブ、マスフローコントローラ等は継手等の接続部により接続されているため、ガスが接続部分等から外部へ漏洩しないように、ガスボックスのボックス本体に空気を吸い込む吸い込み口を設け、その内部を常時排気し、ボックス本体内を負圧に保つ技術が知られている(例えば特許文献1)。 Since valves, mass flow controllers, etc. are connected by connecting parts such as joints, an air inlet is provided in the box body of the gas box so that gas does not leak to the outside from the connecting part, etc. And the technique which keeps the inside of a box main body into a negative pressure is known (for example, patent document 1).
特開2002−280317号公報 JP 2002-280317 A
しかしながら、上記技術では、ボックス本体内を排気するためのポンプ等の動力を常時作動させなくてはならず、また、ボックス本体内を排気した際の排ガス中には有害な処理ガスが混入する可能性があり、除害装置を通してから大気中に排出する必要がある。このため、多大な設備負担となる。 However, in the above technique, power such as a pump for exhausting the inside of the box body must be constantly operated, and harmful processing gas can be mixed in the exhaust gas when exhausting the inside of the box body. It is necessary to discharge to the atmosphere through the abatement device. For this reason, it becomes a great equipment burden.
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、設備負担の少ないガスボックスを提供する。 This invention is made | formed in view of this situation, Comprising: The gas box with few installation burdens is provided.
上記課題を解決するため、本発明は、処理装置へガスを供給するガス供給配管に設けられたバルブおよび流量制御器の少なくとも一方、ならびにそれらを前記ガス供給配管に接続する接続部を収容するボックス本体と、ボックス本体内に液体を供給し、その中に液体が充填されるようにする液体供給機構と、前記ボックス本体内に充填された液体を前記ガス供給配管内の圧力と同等またはそれ以上に加圧する加圧機構とを有することを特徴とするガスボックスを提供する。 In order to solve the above problems, the present invention provides a box that houses at least one of a valve and a flow rate controller provided in a gas supply pipe that supplies gas to a processing apparatus, and a connection portion that connects them to the gas supply pipe. A main body, a liquid supply mechanism for supplying liquid into the box main body and filling the liquid therein, and the liquid filled in the box main body is equal to or higher than the pressure in the gas supply pipe And a pressurizing mechanism for pressurizing the gas box.
本発明によれば、ボックス本体内に液体を充填し、その液体を加圧した状態とするので、接続部に隙間等が生じても、液体の圧力が作用するため接続部からの液体の漏出が抑制される。また、たとえガスが接続部から漏出したとしても液体の存在によりボックス本体の外部へのガスの漏出を防止することができる。このため、ポンプ等の動力を常時作動させることや、除害装置を設けること等が不要であるため、設備負担の少ないガスボックスを実現することができる。 According to the present invention, since the liquid is filled in the box body and the liquid is in a pressurized state, even if a gap or the like occurs in the connection portion, the liquid pressure acts, so that the liquid leaks from the connection portion. Is suppressed. Moreover, even if gas leaks from the connection portion, leakage of gas to the outside of the box body can be prevented due to the presence of the liquid. For this reason, it is not necessary to always operate the power of a pump or the like, or to provide a detoxifying device, so that it is possible to realize a gas box with less equipment burden.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図1は本発明の一実施形態に係るガスボックスが設けられた処理装置の一例を示す断面図、図2は本発明の一実施形態に係るガスボックスを示す断面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a processing apparatus provided with a gas box according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view showing a gas box according to an embodiment of the present invention.
この処理装置100は、被処理体に対して成膜等の所定の処理を行うためのものであり、被処理体、例えば半導体ウエハ等の基板Sを収容するチャンバ1を有している。チャンバ1内には基板Sを水平に支持するための載置台2が、チャンバ1の底部中央に立設された筒状の支持部材3により支持された状態で設けられている。載置台2の内部には、例えば、ヒータ(図示せず)が埋設されており、このヒータにより載置台2上の基板Sを加熱するようになっている。載置台2には、基板Sを支持して昇降させるための複数の昇降ピン(図示せず)が載置台2の表面に対して突没可能に設けられている。
The
チャンバ1の上部には、載置台2に対向するようにシャワーヘッド10が設けられている。シャワーヘッド10は、内部に空間11を有しており、チャンバ1の外部に設けられたガス供給機構20から、配管15を介してガス導入部12から空間11内に複数のガスが導入され、底部に形成された多数の吐出孔13からガスが吐出されるようになっている。
A
チャンバ1の底部には排気口16が設けられ、排気口16には排気管17が接続されている。そして、真空ポンプ等を含む排気装置(図示せず)により排気管17を介してチャンバ1内を排気するようになっている。チャンバ1の側壁には基板Sを搬入出するための搬入出口18および搬入出口18を開閉するゲートバルブ19が設けられている。
An
ガス供給機構20は、処理ガス、キャリアガス、希釈ガス等の処理に用いる複数のガスを含む複数のガスを供給するものであり、これらガスをそれぞれ供給する複数のガス供給源21(3つのみ図示)、これらガス供給源21からガスを供給するガス供給配管22、これらガス供給配管22にそれぞれ設けられた、流量制御器であるマスフローコントローラ23、マスフローコントローラ23の前後に設けられたバルブ24、マスフローコントローラ23の直前に設けられたフィルタ25とを有している。マスフローコントローラ23、バルブ24、フィルタ25は、接続部としての継手26によりガス供給配管22に接続されている(図2参照)。バルブ24は、弁体を作動させるアクチュエータ24aと弁体を開閉させる弁体動作部24bとを有している。複数のガス供給配管22は配管15から分岐するように設けられており、ガス供給配管22からのガスは配管15およびシャワーヘッド10を介してチャンバ1に導入される。
The gas supply mechanism 20 supplies a plurality of gases including a plurality of gases used for processing such as a processing gas, a carrier gas, and a dilution gas, and a plurality of gas supply sources 21 (only three) for supplying these gases respectively. A
マスフローコントローラ23、バルブ24、フィルタ25、および接続部である継手26は、ガスボックス30内に集積されている。
The
ガスボックス30は、図2に示すように、マスフローコントローラ23、バルブ24、フィルタ25、および接続部である継手26を収容するボックス本体31を有している。
As shown in FIG. 2, the
ボックス本体31の底部には、液体導入・排出口32が設けられており、この液体導入・排出口32には液体導入・排出配管33が接続されている。液体導入・排出配管33には、液体供給配管34および液体排出配管35が接続されている。
A liquid introduction /
液体供給配管34には液体供給機構36が接続されており、液体供給機構36からは、所定の液体が液体供給配管34および液体導入・排出配管33を介してボックス本体31内に供給され、図2に示すようにボックス本体31内は液体Lが充填した状態とされる。液体としては特に限定されないが、例えばガルデンやシリコンオイル等、マスフローコントローラ23、バルブ24、フィルタ25、継手26等に悪影響を与えないものを用いることができる。
A
液体排出配管35には、液体排出機構37が接続されており、液体排出機構37は、ボックス本体31内の液体を液体導入・排出配管33および液体排出配管35を介して排出するようになっており、液体を交換する場合やボックス本体31またはその中のマスフローコントローラ23、バルブ24、フィルタ25、継ぎ26等のメンテナンスを行う場合等に液体を排出できるようになっている。
A liquid discharge mechanism 37 is connected to the
なお、液体供給配管34および液体排出配管35には、それぞれバルブ34a,35aが設けられており、これらバルブ34a,35aを操作することにより、液体の供給および排出を切り換えるようになっている。
The
ガスボックス30は、また、ガスボックス本体31の上部に設けられた、ボックス本体31内に充填された液体をガス供給配管22内の圧力と同等またはそれ以上に加圧する加圧機構38を有している。加圧機構38は、ガスボックス本体31の上部から上方に突出する筒状部39と、筒状部39内の内壁に対して液密にかつ上下動可能に設けられた押圧部材40と、押圧部材40を介してガスボックス本体31内に圧力を与える圧力付与部としてのスプリング41とを有している。
The
ガスボックス30は、さらに、ガス漏出検知機構としての圧力計42を有しており、これにより、液体が充填されたガスボックス本体31内の液体の圧力を測定して、その際の圧力変化からガス供給配管22の継手26等からのガスの漏出を検知するようになっている。
The
ガスボックス本体は、蓋状の上部部材31aと下部部材31bとに分離可能となっており、これら上部部材31aと下部部材31bとの間はシール部材43を介してねじ44によりねじ止めされるようになっている。これにより、ボックス本体31またはその中のマスフローコントローラ23、バルブ24、フィルタ25、継ぎ26等のメンテナンスを行う場合等に上部部材31aと下部部材31bとを分離して、メンテナンスを容易に行えるようになっている。また、ガス供給配管22とガスボックス本体31との間には液体が外部に漏出しないようにシール部材46が設けられている。
The gas box main body can be separated into a lid-like
このように構成された処理装置100においては、まず、ゲートバルブ19を開けて、搬入出口18から基板Sをチャンバ1内に搬入し、載置台2に載置する。次いで、ゲートバルブ19を閉じ、基板Sを加熱しつつチャンバ1内を所定の減圧状態になるまで排気する。この状態で、ガス供給機構20から処理ガスを含む複数のガスをチャンバ1内に供給する。具体的には、各ガス供給源21から各ガスを各ガス供給配管22および配管15を経てシャワーヘッド10内に導入し、シャワーヘッド10のガス吐出孔13からガスを吐出させる。
In the
これにより、基板Sに処理ガスを含む複数のガスが供給され、基板Sに所定の処理、例えば成膜処理が施される。 Thereby, a plurality of gases including a processing gas are supplied to the substrate S, and a predetermined process, for example, a film forming process is performed on the substrate S.
この場合に、ガスボックス30のボックス本体31内には液体Lが充填されており、さらに加圧機構38によりボックス本体31内に充填された液体をガス供給配管22内の圧力と同等またはそれ以上に加圧するので、接続部である継手26に隙間等が生じても、液体の圧力により継手26からの液体の漏出を効果的に抑制することができる。また、たとえガスが継手26から漏出したとしても液体が存在しているため、漏出したガスが液体内にとどまり、場合によっては溶解し、ボックス本体31の外部へガスが漏出することをほぼ完全に防止することができる。このようにボックス本体31内の液体の存在によりガスの漏出を防止するので、ポンプ等の動力を常時作動させることや、除害装置を設けること等が不要である。このため、設備負担の少ないガスボックスを実現することができる。
In this case, the liquid L is filled in the box
また、接続部である継手26からガスが漏出した場合には、メンテナンス等のため、そのことを検知することが好ましいが、ガス漏出検知機構として圧力計42が設けられているので、それによりガスの漏出を検知することができる。すなわち、継手26からガスが漏出した場合には、漏出したガスが液体L内にとどまり、液体Lの圧力が上昇するため、圧力計42が圧力の上昇を検知することによりガスの漏出が検知される。
Further, when gas leaks from the joint 26 which is a connecting portion, it is preferable to detect this for maintenance or the like, but since a
さらに、液体排出機構37によりボックス本体31から液体を排出するようにしたので、メンテナンス時等には液体が存在しない状態とすることができる。また、ボックス本体31を、上部部材31aと下部部材31bとに分離可能とし、使用時にはシール部材43によりこれらを液密にシールしねじ止めした状態とし、メンテナンス時にはこれらを分離できるので、メンテナンス性が極めて高い。
Furthermore, since the liquid is discharged from the
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、処理装置として成膜装置を例にとって示したが、ガスを用いる処理であればエッチング装置等、他の処理装置に適用することができる。また、流量制御器としてマスフローコントローラを用いた場合について示したが、これに限るものではない。ガスボックスとしてバルブ、流量制御器(マスフローコントローラ)、フィルタ、およびそれらの接続部を集積(収容)したものを用いたが、フィルタは必ずしも含まれていなくてもよく、さらに、流量制御器とバルブのいずれか一方であってもよい。 The present invention can be variously modified without being limited to the above embodiment. For example, in the above-described embodiment, the film forming apparatus is illustrated as an example of the processing apparatus. However, any processing using gas can be applied to other processing apparatuses such as an etching apparatus. Moreover, although the case where the mass flow controller was used as a flow controller was shown, it is not restricted to this. As the gas box, a valve, a flow controller (mass flow controller), a filter, and an integrated (accommodated) connection portion thereof are used, but the filter does not necessarily need to be included. Either of these may be sufficient.
さらに、上記実施形態では、加圧機構38の圧力付与部としてスプリングを用いた例を示したが、図3に示すように、圧力付与部としてシリンダ51を用いた加圧機構38′であってもよく、さらに、他の圧力付与部を用いてもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, an example in which a spring is used as the pressure applying unit of the
さらにまた、上記実施形態では、ガス漏出検出機構として圧力計を用いた例を示したが、これに限るものではない。例えば、ガスが液体と反応するものであれば、ガス漏出部分の液体の成分分析等を行う分析装置を用いることにより、ガスの漏出を検知することができる。 Furthermore, in the said embodiment, although the example which used the pressure gauge as a gas leak detection mechanism was shown, it does not restrict to this. For example, if the gas reacts with the liquid, the leakage of the gas can be detected by using an analyzer that performs component analysis of the liquid in the gas leakage portion.
Claims (5)
ボックス本体内に液体を供給し、その中に液体が充填されるようにする液体供給機構と、
前記ボックス本体内に充填された液体を前記ガス供給配管内の圧力と同等またはそれ以上に加圧する加圧機構と
を有することを特徴とするガスボックス。 A box main body that accommodates at least one of a valve and a flow rate controller provided in a gas supply pipe for supplying gas to the processing apparatus, and a connecting portion for connecting them to the gas supply pipe;
A liquid supply mechanism for supplying a liquid into the box body and filling the liquid therein;
A gas box, comprising: a pressurizing mechanism that pressurizes a liquid filled in the box body to a pressure equal to or higher than a pressure in the gas supply pipe.
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