JP2017191848A - ガス供給機構及び半導体製造システム - Google Patents

ガス供給機構及び半導体製造システム Download PDF

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Abstract

【課題】耐久性に優れたガス供給機構及び半導体製造システムを提供することが要請されている。【解決手段】ガス供給機構は、ガスソースと半導体製造装置とを接続する配管と、配管に設けられ、ガスソースから半導体製造装置へ供給されるガスの流量を制御するバルブと、を備え、バルブは、内部に円筒状の内部空間が形成されているハウジングと、円柱状のシャフトと、を有し、ハウジングには、ガスソースから内部空間へガスが流入する入口及び内部空間から半導体製造装置へガスが流出する出口が形成され、シャフトは、外周面とハウジングの内壁面との間に隙間を設けてハウジングの内部空間に収容され、シャフトの軸線を中心に回転可能であり、シャフトの外周面には、シャフトを貫通する貫通孔が形成され、貫通孔の両端は入口及び前記出口に対応する。【選択図】図２

Description

本発明は、ガス供給機構及び半導体製造システムに関する。
特許文献１には、半導体製造システムが記載されている。この半導体製造システムは、処理容器（チャンバ）と、処理容器内に配置され処理容器と連通されている拡散室と、を備え、ガス供給源から供給される第１のガス及び第２のガスを拡散室に通して処理容器内に供給し、シリコン基板をプラズマ処理するエッチング工程と堆積工程とを繰り返し行っている。この半導体製造システムは、エッチング工程と堆積工程とが切替わるタイミングで拡散室にて前工程の残留ガスを排気しながら、次工程のガスを導入しており、バルブの開閉により次工程のガスを急速に拡散室へ流入させることで、前工程のガスが残留することを抑制し、工程間のガスの切り替え時間を短縮させている。
特開２０１３−１９７１８３号公報
しかし、特許文献１に記載の半導体製造システムのように、次工程のガスを急速に拡散室へ流入させた場合は、拡散室と連通している処理容器内の圧力が急激に上昇し、処理容器内の圧力が目標値を大きく超えるおそれがある。この場合、圧力が目標値まで低下し安定するまで時間を要し、堆積工程とエッチング工程との切替時間が長くなるおそれがある。
これに対して、バルブの開閉を高速に切り替えながら拡散室に次工程のガスを微小ステップで間欠的に供給することで、きめ細かな圧力制御を可能とし、処理容器内の圧力が目標値を大きく超えることを回避することで、堆積工程とエッチング工程との切替時間の長さを改善することが考えられる。バルブとしては、ダイヤフラムと弁座とを有し、ダイヤフラムを弁座に着座させることによって流路を塞ぐダイヤフラム式のバルブが一般的に用いられている。しかしながら、ダイヤフラム式のバルブの開閉を高速に切り替えた場合は、ダイヤフラムと弁座との当接する場所の摩耗が急速に進行しバルブが破損するおそれがある。
そこで、本技術分野では、耐久性に優れたガス供給機構及び半導体製造システムを提供することが要請されている。
本発明の一側面に係るガス供給機構は、ガスソースから半導体製造装置へガスを供給するガス供給機構であって、ガスソースと半導体製造装置とを接続する配管と、配管に設けられ、ガスソースから半導体製造装置へ供給されるガスの流量を制御するバルブと、を備え、バルブは、内部に円筒状の内部空間が形成されているハウジングと、円柱状のシャフトと、を有し、ハウジングには、ガスソースから内部空間へガスが流入する入口及び内部空間から半導体製造装置へガスが流出する出口が形成され、シャフトは、シャフトの外周面とハウジングの内壁面との間に隙間を設けてハウジングの内部空間に収容され、シャフトの軸線を中心に回転可能であり、シャフトの外周面には、シャフトを貫通する貫通孔が形成され、貫通孔の両端は入口及び出口に対応する。
このガス供給機構では、シャフトが回転し、貫通孔の両端がハウジングの入口及び出口に位置したときにバルブが開となり、ガスソースから供給されるガスはバルブを通過し半導体製造装置へ流れる。シャフトが更に回転し、貫通孔の両端がハウジングの入口及び出口に位置しないときにバルブが閉となり、ガスソースから供給されるガスはシャフトにより塞がれ半導体製造装置へ流れない。このように、このガス供給機構は、ダイヤフラムを弁座に着座させることによって流路を塞ぐダイヤフラム式のバルブのような構成を有していないため、ダイヤフラムと弁座との当接する場所の摩耗が急速に進行しバルブが破損することがなく、耐久性に優れている。更に、このガス供給機構では、ハウジングは円筒状の内部空間を有し、シャフトは円柱状であるため、シャフトの軸線方向にシャフトをハウジングの内部空間に収容させることができバルブの組立を容易にすることができる。
ガス供給機構では、ハウジングの内壁面とシャフトの外周面とに接触する複数のシール部材を更に備え、複数のシール部材は、シャフトの軸線方向において入口及び出口がシール部材間に配置されるように設けられてもよい。これにより、ガスがハウジングの内壁面とシャフトの外周面との間の隙間を通して入口から出口へ漏れることを防止することができる。
ガス供給機構は、シャフトをシャフトの軸線を中心に回転させる駆動部と、駆動部を制御する制御部と、を更に備えてもよい。これにより、シャフトの回転角を自動に制御することができる。
ガス供給機構では、駆動部は、回転軸と、回転軸に設けられた駆動側磁石と、を有し、シャフトには、ハウジングの側壁を介して駆動側磁石に対向して配置される従動側磁石が固定され、ハウジングの側壁は、非磁性体であってもよい。これにより、ハウジングの外側に設けられた駆動部とハウジングに収容されたシャフトとをハウジングの側壁を介して直接接続する必要がなく、ハウジングの密閉性を向上させると共に、ハウジングの側壁の摩耗を防ぎ耐久性を向上させることができる。
本発明の他の側面に係る半導体製造システムは、上述したガス供給機構を備える。これにより、耐久性に優れた半導体製造システムを提供することができる。
本発明の種々の側面及び実施形態によれば、耐久性に優れたガス供給機構及び半導体製造システムを提供することができる。
第１実施形態に係る半導体製造システムを概略的に示す断面図である。 ガス供給機構を概略的に示す断面図である。 ガス供給機構を概略的に示す断面図である。 ガス供給機構のガス供給方法を示すフロー図である。 処理空間内の圧力の時間変化を示すシミュレーション結果である。 デューティ比を変えた場合のガスの流量を示す図である。 第２実施形態に係るガス供給機構を概略的に示す断面図である。 第３実施形態に係るガス供給機構を概略的に示す断面図である。 シャフトの貫通孔の詳細を示す図である。 オリフィス面積の変化によってバルブの上流側と下流側との圧力差の変化を示すシミュレーション結果である。
以下、実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図においては同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る半導体製造システム１０を概略的に示す断面図である。図１に示されるように、半導体製造システム１０は、容量結合型平行平板プラズマエッチング装置であり、半導体製造装置１０Ａ及びガス供給装置１０Ｂを備えている。
半導体製造装置１０Ａは、略円筒状の処理容器１２、載置台２０Ａ及び上部電極３０を備えている。
処理容器１２は、例えば、その表面が陽極酸化処理されたアルミニウムから構成されている。この処理容器１２は保安接地されている。処理容器１２の側壁には被処理体Ｗの搬入出口１２ｇが設けられている。この搬入出口１２ｇはゲートバルブ５４により開閉可能となっている。
載置台２０Ａは、処理容器１２の内部に収容されており、支持部１４、下部電極１６、静電チャック１８及びフォーカスリングＦＲを有している。
支持部１４は、処理容器１２の底部上に配置され、その内壁面において、下部電極１６を支持している。下部電極１６は、例えばアルミニウムといった金属から構成されており、略円盤形状を有している。
下部電極１６には、整合器ＭＵ１を介して第１の高周波電源ＨＦＳが接続されている。第１の高周波電源ＨＦＳは、プラズマ生成用の高周波電力を発生する電源であり、２７〜１００ＭＨｚの周波数、一例においては４０ＭＨｚの高周波電力を発生する。整合器ＭＵ１は、第１の高周波電源ＨＦＳの出力インピーダンスと負荷側（下部電極１６側）の入力インピーダンスを整合させるための回路を有している。
また、下部電極１６には、整合器ＭＵ２を介して第２の高周波電源ＬＦＳが接続されている。第２の高周波電源ＬＦＳは、被処理体Ｗにイオンを引き込むための高周波電力（高周波バイアス電力）を発生して、当該高周波バイアス電力を下部電極１６に供給する。高周波バイアス電力の周波数は、４００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数であり、一例においては３ＭＨｚである。整合器ＭＵ２は、第２の高周波電源ＬＦＳの出力インピーダンスと負荷側（下部電極１６側）の入力インピーダンスを整合させるための回路を有している。
静電チャック１８は、下部電極１６上に設けられ、導電膜である電極２０を一対の絶縁層又は絶縁シート間に配置した構造を有している。電極２０には、直流電源２２が電気的に接続されている。この静電チャック１８は、直流電源２２からの直流電圧により生じたクーロン力等の静電力により被処理体Ｗを吸着保持することができる。
フォーカスリングＦＲは、下部電極１６の上面であって、静電チャック１８の外周に配置されている。フォーカスリングＦＲは、エッチングの均一性を向上させるために設けられている。フォーカスリングＦＲは、被エッチング層の材料によって適宜選択される材料から構成されており、例えば、シリコン、又は石英等を用いることができる。
下部電極１６の内部には、冷媒室２４が設けられている。冷媒室２４には、外部に設けられたチラーユニットから配管２６ａ，２６ｂを介して所定温度の冷媒、例えば冷却水が循環供給される。このように循環される冷媒の温度を制御することにより、静電チャック１８上に載置された被処理体Ｗの温度が制御される。
また、下部電極１６及び静電チャック１８には、ガス供給ライン２８が設けられている。ガス供給ライン２８は、伝熱ガス供給機構からの伝熱ガス、例えばＨｅガスを、静電チャック１８の上面と被処理体Ｗの裏面との間に供給する。
半導体製造装置１０Ａは、デポシールド４６を更に備えている。デポシールド４６は、処理容器１２の内壁に沿って着脱自在に設けられている。デポシールド４６は、支持部１４の外周にも設けられている。このデポシールド４６は、処理容器１２にエッチング副生物（デポ）が付着することを防止するものであり、例えばアルミニウム材にＹ２Ｏ３等のセラミックスを被覆することにより構成されている。
また、処理容器１２の内壁には、導電性部材（ＧＮＤブロック）５６が設けられている。導電性部材５６は、高さ方向において被処理体Ｗと略同じ高さに位置するように、処理容器１２の内壁に取り付けられている。この導電性部材５６は、グランドにＤＣ的に接続されており、異常放電防止効果を発揮する。
また、処理容器１２の底部側においては、支持部１４と処理容器１２の内壁との間に排気プレート４８が設けられている。排気プレート４８は、例えば、アルミニウム材にＹ２Ｏ３等のセラミックスを被覆することにより構成されている。処理容器１２には、排気プレート４８の下方において排気口１２ｅが設けられている。排気口１２ｅには、排気管５２を介して排気装置５０が接続されている。排気装置５０は、ターボ分子ポンプ等の真空ポンプを有しており、処理容器１２内を所望の真空度まで減圧することができる。
上部電極３０は、載置台２０Ａの上方において、当該載置台２０Ａと対向配置されている。載置台２０Ａと上部電極３０とは、互いに略平行に設けられている。これら上部電極３０と載置台２０Ａとの間には、被処理体Ｗにプラズマエッチングを行うための処理空間Ｓが画成されている。
上部電極３０は、絶縁性遮蔽部材３２を介して、処理容器１２の上部に支持されている。上部電極３０は、電極板３４及び電極支持体３６を含んでいる。
電極板３４は、処理空間Ｓに面しており、処理空間Ｓへガスを吐出する複数のガス吐出孔３４ａ及び複数のガス吐出孔３４ｂを画成している。この電極板３４は、例えばジュール熱の少ない低抵抗の導電体又は半導体から構成されている。
電極支持体３６は、電極板３４を着脱自在に支持するものであり、例えばアルミニウムといった導電性材料から構成されている。この電極支持体３６は、水冷構造を有している。また、電極支持体３６の内部には、第１のガス拡散室３８ａ及び第２のガス拡散室４０ａが設けられている。第１のガス拡散室３８ａの底部からは、ガス吐出孔３４ａに連通する複数のガス流通孔３８ｂが下方に延びている。また、第２のガス拡散室４０ａの底部からは、ガス吐出孔３４ｂに連通する複数のガス流通孔４０ｂが下方に延びている。第１のガス拡散室３８ａの上部には、後述する第１のガス供給機構１Ａ及び第１の流量制御器ＦＣ１を介して第１のガスソースＧＳ１が接続されている。また、第２のガス拡散室４０ａの上部には、後述する第２のガス供給機構１Ｂ及び第２の流量制御器ＦＣ２を介して第２のガスソースＧＳ２が接続されている。
ガス供給装置１０Ｂは、第１のガスソースＧＳ１、第１の流量制御器ＦＣ１、ガス制御部９２、メイン制御部９１、第１のガス供給機構１Ａ、第２のガスソースＧＳ２、第２の流量制御器ＦＣ２及び第２のガス供給機構１Ｂを備えている。
第１のガスソースＧＳ１は、例えば被処理体Ｗをエッチングするための第１のガスのガス源である。第１の流量制御器ＦＣ１は、その上流側において第１のガスソースＧＳ１に接続されており、その下流側においては第１のガス供給機構１Ａに接続されている。第１の流量制御器ＦＣ１は、第１のガスソースＧＳ１からの第１のガスの供給及び供給の停止を制御し、また、第１のガスの流量を制御するように構成されている。この第１の流量制御器ＦＣ１は、例えばバルブ及びマスフローコントローラを含んでいる。
第２のガスソースＧＳ２は、例えば被処理体Ｗの表面に対して堆積性を有する第２のガスのガス源である。第２の流量制御器ＦＣ２は、その上流側において第２のガスソースＧＳ２に接続されており、その下流側においては第２のガス供給機構１Ｂに接続されている。第２の流量制御器ＦＣ２は、第２のガスソースＧＳ２からの第２のガスの供給及び供給の停止を制御し、また、第２のガスの流量を制御するように構成されている。この第２の流量制御器ＦＣ２は、例えばバルブ及びマスフローコントローラを含んでいる。
第１の流量制御器ＦＣ１及び第２の流量制御器ＦＣ２には、ガス制御部９２が接続されている。ガス制御部９２は、第１の流量制御器ＦＣ１及び第２の流量制御器ＦＣ２のそれぞれに制御信号を送信し、第１の流量制御器ＦＣ１及び第２の流量制御器ＦＣ２を制御する。具体的に、ガス制御部９２は、第１の流量制御器ＦＣ１に対して制御信号を送出することにより、第１のガスソースＧＳ１からの第１のガスの供給及び供給の停止を制御し、また、第１のガスの流量を制御する。また、ガス制御部９２は、第２の流量制御器ＦＣ２に対して制御信号を送出することにより、第２のガスソースＧＳ２からの第２のガスの供給及び供給の停止を制御し、また、第２のガスの流量を制御する。ガス制御部９２はメイン制御部９１によって制御される。
以下、第１のガス供給機構１Ａ及び第２のガス供給機構１Ｂについて説明する。第１のガス供給機構１Ａは、第１の配管４２、第１のバルブＶＬ１及びモータＭ１を有している。第２のガス供給機構１Ｂは、第２の配管４４、第２のバルブＶＬ２及びモータＭ２を有している。また、第１のガス供給機構１Ａ及び第２のガス供給機構１Ｂは、モータ制御部９０を共有している。
第１の配管４２は、第１のガスソースＧＳ１と半導体製造装置１０Ａとを接続している。具体的には、第１の配管４２は、上流部４２ａが第１の流量制御器ＦＣ１の下流側に接続されており、下流部４２ｂが第１のガス拡散室３８ａの上流側に接続されている。第１の配管４２の内部には、第１のガスを輸送するための第１のガス供給経路４３が形成されている。
また、第２の配管４４は、第２のガスソースＧＳ２と半導体製造装置１０Ａとを接続している。具体的には、第２の配管４４は、上流部４４ａが第２の流量制御器ＦＣ２の下流側に接続されており、下流部４４ｂが第２のガス拡散室４０ａの上流側に接続されている。第２の配管４４の内部には、第２のガスを輸送するための第２のガス供給経路が形成されている。
第１のバルブＶＬ１は、第１の配管４２に設けられ、第１のガスソースＧＳ１から半導体製造装置１０Ａへ供給される第１のガスの流量を制御する。具体的には、第１のバルブＶＬ１は、上流側は第１の配管４２の上流部４２ａに接続され、下流側は第１の配管４２の下流部４２ｂに接続されている。
また、第２のバルブＶＬ２は、第２の配管４４に設けられ、第２のガスソースＧＳ２から半導体製造装置１０Ａへ供給される第２のガスの流量を制御する。具体的には、第２のバルブＶＬ２は、上流側は第２の配管４４の上流部４４ａに接続され、下流側は第２の配管４４の下流部４４ｂに接続されている。
第１のバルブＶＬ１は、第１の配管４２によって形成される第１のガス供給経路４３（図２参照）のコンダクタンスを増減する機能を有しており、第２のバルブＶＬ２は、第２の配管４４によって形成される第２のガス供給経路のコンダクタンスを増減する機能を有している。
モータＭ１は、第１のバルブＶＬ１を駆動させるための駆動部であり、回転軸７３を含んでいる（図２参照）。回転軸７３は、例えば棒状のものを用いることができる。そして、第１のバルブＶＬ１は、回転軸７３に連結されモータＭ１の駆動により駆動される。
モータＭ２は、第２のバルブＶＬ２を駆動させるための駆動部であり、回転軸を含んでいる。回転軸は、例えば棒状のものを用いることができる。そして、第２のバルブＶＬ２は、回転軸に連結されモータＭ２の駆動により駆動される。
モータＭ１及びＭ２の回転角、回転速度及び回転トルク等はモータ制御部９０によって制御される。また、モータ制御部９０はメイン制御部９１によって制御される。
次に、図１〜３を参照しながら第１のバルブＶＬ１について詳細に説明する。なお、第２のバルブＶＬ２の構成は第１のバルブＶＬ１と同一であるため詳細な説明は省略する。図２は、第１のバルブＶＬ１を概略的に示す断面図である。図２の（ａ）に示すように、第１のバルブＶＬ１は、ハウジング６０及びシャフト７０を有している。
ハウジング６０は、内部に円筒状の内部空間が形成されている。そして、ハウジング６０には、第１のガスソースＧＳ１からハウジング６０の内部空間へ第１のガスが流入する入口６２が形成されている。具体的には、ハウジング６０の上流側は第１の配管４２の上流部４２ａに接続され、接続部にはハウジング６０の内部空間と第１の配管４２の第１のガス供給経路４３とを連通する入口６２が形成されている。また、ハウジング６０には、ハウジング６０の内部空間から半導体製造装置１０Ａへ第１のガスが流出する出口６３が形成されている。具体的には、ハウジング６０の下流側は第１の配管４２の下流部４２ｂに接続され、接続部にはハウジング６０の内部空間と第１の配管４２の第１のガス供給経路４３とを連通する出口６３が形成されている。
これにより、第１のガスを第１のガスソースＧＳ１から半導体製造装置１０Ａへ供給するガス供給経路が形成される。
シャフト７０は、円柱状であり、その円柱の外周面７１とハウジング６０の内壁面６１との間に隙間を設けてハウジング６０の内部空間に収容され、シャフト７０の軸線Ｚを中心に回転可能である。具体的には、シャフト７０の外径はハウジング６０の内径より小さい。また、シャフト７０の軸線Ｚ方向における長さはハウジング６０の円筒状の内部空間の軸線方向における長さより短い。つまり、シャフト７０は隙間を設けてハウジング６０の内部空間に収容されることが可能なサイズである。隙間は、シャフト７０の軸線Ｚとハウジング６０の内部空間の軸線を一致させたときの、シャフト７０の外周面７１とハウジング６０の内壁面６１との間の距離であり、例えば０．０１３ｍｍ程度である。
シャフト７０は、軸線Ｚ方向において回転軸７３に連結されている。そして、シャフト７０は、モータＭ１の駆動により軸線Ｚを中心に回転可能である。この際、シャフト７０の外径がハウジング６０の内径より小さいため、シャフト７０はハウジング６０の内壁面６１と接触せずに回転することができる。このため、シャフト７０の外周面７１及びハウジング６０の内壁面６１は摩耗することなく、耐久性に優れている。また、シャフト７０が回転軸７３に連結され、モータＭ１により駆動される場合は、ハウジング６０のモータＭ１に対向する側壁には回転軸７３が配置される貫通穴６５が形成されている。なお、回転軸７３とハウジング６０の貫通穴６５との間にはシール部材が設けられてもよい。
シャフト７０の外周面７１には、シャフト７０を貫通する貫通孔７２が形成され、貫通孔７２の両端はハウジング６０の入口６２及び出口６３に対応している。具体的には、シャフト７０には、軸線Ｚと直交する方向において貫通孔７２が形成され、貫通孔７２の両端はシャフト７０の外周面７１に形成される。そして、シャフト７０が軸線Ｚを中心に回転し所定の回転角にあるとき、この貫通孔７２の一端はハウジング６０の入口６２に位置し、貫通孔７２の他端はハウジング６０の出口６３に位置する。つまり、シャフト７０が所定の回転角にあるとき、貫通孔７２は、第１の配管４２の第１のガス供給経路４３及びハウジング６０の内部空間と共に、第１のガスを第１のガスソースＧＳ１から半導体製造装置１０Ａへ供給するガス供給経路を形成する。
シャフト７０が軸線Ｚを中心に回転し、貫通孔７２の両端がハウジング６０の入口６２及び出口６３に位置したときに第１のバルブＶＬ１は開となり、第１のガスソースＧＳ１から供給される第１のガスは第１のバルブＶＬ１を通過し半導体製造装置１０Ａへ流れる。シャフト７０が軸線Ｚを中心に更に回転し、貫通孔７２の両端がハウジング６０の入口６２及び出口６３に位置しないときに第１のバルブＶＬ１は閉となり、第１のガスソースＧＳ１から供給される第１のガスはシャフト７０により塞がれ半導体製造装置１０Ａへ流れない。図３は、シャフト７０が、貫通孔７２の軸線が第１のガス供給経路４３の軸線と直交する位置にあるときを示す図である。この際は、貫通孔７２の両端はハウジング６０の入口６２及び出口６３に位置しておらず、第１のバルブＶＬ１は閉となっている。そして、第１のガスソースＧＳ１から供給される第１のガスは、ハウジング６０の入口６２の付近において、シャフト７０により塞がれ半導体製造装置１０Ａへ供給されない。
このような第１のバルブＶＬ１の開閉機能を以下のような条件で検証した。第１のバルブＶＬ１が閉となったとき、第１のガスはハウジング６０の入口６２からハウジング６０の内部空間へ流入し、ハウジング６０とシャフト７０との隙間を経てハウジング６０の出口６３から半導体製造装置１０Ａへ漏れる。シャフト７０とハウジング６０との隙間は例えば０．０１３ｍｍ程度であるが、具体的には、シャフト７０の直径をφ２０ｇ４（日本工業規格）、ハウジング６０の内部空間の直径をφ２０Ｈ６（日本工業規格）にし、シャフト７０とハウジング６０との隙間を０．００４〜０．０１３ｍｍにした。このような条件で、第１のバルブＶＬ１を閉とし、ガス制御部９２の制御により第１のガスソースＧＳ１から第１の配管４２の上流部４２ａに第１のガスを供給した。そして、第１のガスの供給の流量を変化させて、第１の配管４２の上流部４２ａの内部圧力を測定した。第１の配管４２の上流部４２ａに供給される第１のガスの流量を、１ｓｃｃｍとしたときは、第１の配管４２の上流部４２ａの内部圧力は８９Ｔｏｒｒに達し、５ｓｃｃｍとしたときは、第１の配管４２の上流部４２ａの内部圧力は１７２Ｔｏｒｒに達し、２０ｓｃｃｍとしたときは、第１の配管４２の上流部４２ａの内部圧力は３１５Ｔｏｏｒに達した。このように、第１のバルブＶＬ１が閉のときに、第１の配管４２の上流部４２ａの内部圧力が上昇すること、つまり、第１のバルブＶＬ１はバルブとして機能することが確認された。
なお、シャフト７０の外周面７１とハウジング６０の内壁面６１との間に隙間があるため、第１のバルブＶＬ１が閉とされたときであっても第１のガスの流れを完全に遮断することはできない。つまり、貫通孔７２の両端がハウジング６０の入口６２及び出口６３に位置していないときであっても、入口６２からハウジング６０に流入した第１のガスは、シャフト７０の外周面７１とハウジング６０の内壁面６１との間に形成された隙間を通り、出口６３へと流通することができる。以下では、第１のバルブＶＬ１が閉とされたときにおける、第１のガスの入口６２から出口６３までの流出ルートを漏れルートともいう。シャフト７０の外周面７１とハウジング６０の内壁面６１との間に形成された隙間が狭く、漏れルートが長いほど、第１のバルブＶＬ１のコンダクタンスは低下する。つまり、第１のバルブＶＬ１において、コンダクタンスを低下させる場合には、シャフト７０の外周面７１とハウジング６０の内壁面６１との間に形成された隙間を狭く、シャフト７０及びハウジング６０の径を大きくし、流出ルートを狭く、長くすればよい。このように、第１のバルブＶＬ１のコンダクタンスは、第１のバルブＶＬ１の隙間と径方向の大きさが調整されることで、容易に調整される。
貫通孔７２の直径ｄと第１のガス供給経路４３の直径Ｄとの関係は任意に設定することができる。例えば、貫通孔７２の直径ｄが第１のガス供給経路４３の直径Ｄ以上である場合には、第１のバルブＶＬ１は、第１のガス供給経路４３のコンダクタンスを低下させずに、第１のガス供給経路４３を流れる第１のガスを第１のガス拡散室３８ａに供給することが可能である。一方、貫通孔７２の直径ｄが第１のガス供給経路４３の直径Ｄよりも小さい場合には、第１のバルブＶＬ１は、第１のガス供給経路４３のコンダクタンスを低下させる絞り弁として機能することができる。
ハウジング６０の内壁面６１とシャフト７０の外周面７１との間には、ハウジング６０の内壁面６１とシャフト７０の外周面７１とに接触する複数のシール部材８０が設けられている。この複数のシール部材８０は、シャフト７０の軸線Ｚ方向においてハウジング６０の入口６２及び出口６３がシール部材８０間に配置されるように設けられている。具体的には図３に示すように、シール部材８０は、環状でありシャフト７０の外周面７１に取付けられ、シャフト７０の外周面７１に接触している。また、軸線Ｚ方向においてシャフト７０の貫通孔７２の両側には、少なくとも一個のシール部材８０が設けられている。そして、この複数のシール部材８０が取付けられたシャフト７０は、ハウジング６０に収容される。この際、シール部材８０は、その外周がハウジング６０の内壁面６１に接触しており、軸線Ｚ方向においてはハウジング６０の入口６２及び出口６３の両側に位置される。シール部材８０は、第１のバルブＶＬ１が閉となったとき第１のガスが、軸線Ｚ方向においてハウジング６０の内壁面６１とシャフト７０の外周面７１との間の隙間を通して入口６２から出口６３へ漏れることを防止することができる。
次に、図４を参照して、ガス供給装置１０Ｂを用いた半導体製造装置１０Ａへのガス供給方法について説明する。図４は、ガス供給装置１０Ｂのガス供給方法ＭＴを示すフロー図である。このガス供給方法ＭＴでは、第１のガス及び第２のガスが、それぞれ第１のガス供給機構１Ａ及び第２のガス供給機構１Ｂを介して交互に処理容器１２内に供給される。
ここで、第１のバルブＶＬ１が開となったとき（図２）、つまり、シャフト７０の貫通孔７２の軸線が第１のガス供給経路４３の軸線と一致し、貫通孔７２の両端がハウジング６０の入口６２及び出口６３に位置したときを第１のモードとし、このときの貫通孔７２の軸線と第１のガス供給経路４３の軸線とが成す角度を第１の回転角θ１（０°）とする。また、第１のバルブＶＬ１が閉となったとき（図３）、つまり、シャフト７０の貫通孔７２の軸線が第１のガス供給経路４３の軸線と直交し、貫通孔７２の両端がハウジング６０の入口６２及び出口６３に位置しないときを第２のモードとし、このときの貫通孔７２の軸線と第１のガス供給経路４３の軸線とが成す角度を第２の回転角θ２（９０°）とする。また、シャフト７０が軸線Ｚを中心に一定の角速度で回転するときを第３のモードとする。
ガス供給方法ＭＴでは、まず工程ＳＴ１が行われる。この工程ＳＴ１では、処理容器１２内に第１のガスが供給されると共に、第２のガスの供給が停止される。このために、メイン制御部９１は、ガス制御部９２に制御信号を送信する。ガス制御部９２は、この制御信号を受信すると、第１のガスが第１の配管４２に供給されるように第１の流量制御器ＦＣ１を制御すると共に、第２の配管４４に対する第２のガスの供給が停止するように第２の流量制御器ＦＣ２を制御する。
また、工程ＳＴ１においてメイン制御部９１は、モータ制御部９０にも制御信号を送信する。モータ制御部９０は、この制御信号を受信すると、第１のバルブＶＬ１のシャフト７０が第１の回転角θ１になるように第１のバルブＶＬ１のモータＭ１を制御する。さらに、モータ制御部９０は、第２のバルブＶＬ２のシャフトが第２の回転角θ２になるように第２のバルブＶＬ２のモータＭ２を制御する。すなわち、モータ制御部９０は、第１のバルブＶＬ１を第１のモードに設定し、第２のバルブＶＬ２を第２のモードに設定する。
上記のように制御されることによって、工程ＳＴ１では、第１のガスが第１のガスソースＧＳ１から第１の配管４２に供給される。そして、当該第１のガスが第１のバルブＶＬ１を通過し、第１のガス拡散室３８ａ内で拡散された後に処理容器１２内に供給される。一方、第２のガスソースＧＳ２からの第２のガスは、第２の流量制御器ＦＣ２によって供給が停止される。そして、半導体製造装置１０Ａでは、処理容器１２内に供給された第１のガスを用いて被処理体Ｗが処理される。例えば、処理容器１２内で第１のガスのプラズマが生成され、被処理体Ｗがエッチングされる。
ガス供給方法ＭＴでは、次いで工程ＳＴ２が行われる。工程ＳＴ２では、メイン制御部９１は、ガス制御部９２に制御信号を送信する。ガス制御部９２は、この制御信号を受信すると、第２のガスが第２の配管４４に供給されるように第２の流量制御器ＦＣ２を制御する。この際、第２のバルブＶＬ２は工程ＳＴ１において第２のモードに設定されているので、第２のガスソースＧＳ２からの第２のガスは、第２の配管４４の上流部４４ａ内に留められる。このため、工程ＳＴ２では、第２の配管４４の上流部４４ａの内部圧力が高められる。
次いで、工程ＳＴ３が行われる。工程ＳＴ３では、処理容器１２に対して供給されるガスが第１のガスから第２のガスに切り替えられる。このために、メイン制御部９１は、ガス制御部９２に制御信号を送信する。ガス制御部９２は、この制御信号を受信すると、第１の配管４２に対する第１のガスの供給が停止するように第１の流量制御器ＦＣ１を制御する。また、ガス制御部９２は、第２のガスが第２の配管４４に供給されるように第２の流量制御器ＦＣ２を制御する。
また、工程ＳＴ３においてメイン制御部９１は、モータ制御部９０にも制御信号を送信する。モータ制御部９０は、この制御信号を受信すると、第１のバルブＶＬ１のシャフト７０の回転角がθ２になるように第１のバルブＶＬ１のモータＭ１を制御する。さらに、モータ制御部９０は、第２のバルブＶＬ２のシャフトが一定の角速度で回転するように第２のバルブＶＬ２のモータＭ２を制御する。すなわち、モータ制御部９０は、第１のバルブＶＬ１を第２のモードに設定し、第２のバルブＶＬ２を第３のモードに設定する。
このように制御されることによって、工程ＳＴ３では、処理容器１２内への第１のガスの供給が第１の流量制御器ＦＣ１及び第１のバルブＶＬ１によって停止される。一方、第２のガス供給経路のコンダクタンスは周期的に変化するので、処理容器１２内に第２のガスソースＧＳ２からの第２のガスが間欠的に供給される。このため、処理容器１２内の圧力をきめ細かに制御して目標値に近づけることができる。また、工程ＳＴ２において、第２の配管４４の上流部４４ａと処理空間Ｓとの間には圧力差が生じているので、処理空間Ｓにて短時間で第１のガスを排気しながら、第２のガスを導入することができる。
次いで、工程ＳＴ４が行われる。工程ＳＴ４は、例えば工程ＳＴ３において処理容器１２内の第２のガスの圧力が目標値に安定した後に行われる。この工程ＳＴ４では、メイン制御部９１は、モータ制御部９０に制御信号を送信する。モータ制御部９０は、この制御信号を受信すると、第２のバルブＶＬ２のシャフトが第１の回転角θ１になるよう、第２のバルブＶＬ２のモータＭ２を制御する。これにより、第２のガスソースＧＳ２からの第２のガスが処理容器１２内に連続的に供給される。なお、工程ＳＴ４では、処理容器１２内に供給される第２のガスの流量を調整するために、第２のバルブＶＬ２のシャフトの回転角は第１の回転角θ１を基準として±Δθの所定範囲に設定されてもよい。
次いで、工程ＳＴ５が行われる。工程ＳＴ５では、終了条件を満たすか否かが判定される。終了条件を満たすか否かは、例えば処理空間Ｓに供給されるガスの切り替え回数が予め設定された回数に達したか否かによって判断されてもよい。工程ＳＴ５において終了条件を満たすと判定された場合には、ガス供給方法ＭＴを終了する。一方、工程ＳＴ５において終了条件を満たさないと判定された場合には、工程ＳＴ６が行われる。
工程ＳＴ６では、メイン制御部９１からガス制御部９２に制御信号が送信される。ガス制御部９２は、この制御信号を受信すると、第１のガスが第１の配管４２に供給されるように第１の流量制御器ＦＣ１を制御する。この際、工程ＳＴ３において第１のバルブＶＬ１が第２のモードに設定されているので、第１のガスソースＧＳ１からの第１のガスは、第１の配管４２の上流部４２ａ内に留められる。このため、工程ＳＴ６では、第１の配管４２の上流部４２ａの内部圧力が高められる。
次いで、工程ＳＴ７が行われる。工程ＳＴ７では、処理容器１２内に供給されるガスが第２のガスから第１のガスに切り替えられる。このために、メイン制御部９１は、ガス制御部９２に制御信号を送信する。ガス制御部９２は、この制御信号を受信すると、第１のガスが第１の配管４２に供給されるように第１の流量制御器ＦＣ１を制御する。また、ガス制御部９２は、第２の配管４４に対する第２のガスの供給が停止するように第２の流量制御器ＦＣ２を制御する。
さらに、工程ＳＴ７では、メイン制御部９１は、モータ制御部９０にも制御信号を送信する。モータ制御部９０は、この制御信号を受信すると、第１のバルブＶＬ１のシャフト７０が一定の角速度で回転するように第１のバルブＶＬ１のモータＭ１を制御する。また、モータ制御部９０は、第２のバルブＶＬ２のシャフトが第２の回転角θ２になるように第２のバルブＶＬ２のモータＭ２を制御する。すなわち、モータ制御部９０は、第１のバルブＶＬ１のモードを第３のモードに設定し、第２のバルブＶＬ２を第２のモードに設定する。
このように制御されることによって、工程ＳＴ７では、処理容器１２内への第２のガスの供給が第２の流量制御器ＦＣ２及び第２のバルブＶＬ２によって停止される。一方、第１のガス供給経路のコンダクタンスが周期的に変化するので、処理容器１２内に第１のガスソースＧＳ１からの第１のガスが間欠的に供給される。このため、処理容器１２内の圧力をきめ細かに制御して目標値に近づけることができる。また、工程ＳＴ６において、第１の配管４２の上流部４２ａと処理空間Ｓとの間には圧力差が生じているので、処理空間Ｓにて短時間で第２のガスを排気しながら、第１のガスを導入することができる。
次いで、工程ＳＴ８が行われる。工程ＳＴ８は、例えば工程ＳＴ７において処理容器１２内の第１のガスの圧力が目標値に安定した後に行われる。この工程ＳＴ８では、メイン制御部９１は、モータ制御部９０に制御信号を送信する。モータ制御部９０は、この制御信号を受信すると、第１のバルブＶＬ１のシャフト７０が第１の回転角θ１になるよう、第１のバルブＶＬ１のモータＭ１を制御する。これにより、第１のガスソースＧＳ１からの第１のガスが処理容器１２内に連続的に供給される。なお、工程ＳＴ８では、処理容器１２内に供給される第１のガスの流量を調整するために、第１のバルブＶＬ１のシャフト７０の回転角は第１の回転角θ１を基準として±Δθの所定範囲に設定されてもよい。この工程ＳＴ８の後、工程ＳＴ１が再び行われる。
上述のように、ガス供給方法ＭＴでは、処理容器１２内に第１のガス及び第２のガスが交互に供給される。処理容器１２内に供給されるガスが第１のガスから第２のガスに切り替えられた直後には、第２の配管４４の内部と処理容器１２の内部との間に圧力差を発生させた上で、第２のガスが処理容器１２内に間欠的に供給される。反対に、処理容器１２内に供給されるガスが第２のガスから第１のガスに切り替えられた直後には、第１の配管４２の内部と処理容器１２の内部との間に圧力差を発生させた上で、第１のガスが処理容器１２内に間欠的に供給される。したがって、供給されるガスが切り替わるときに、処理容器１２内のガスを早期に切替えると共に、処理容器１２内の圧力を早期に目標値に安定させることができる。したがって、ガス供給方法ＭＴによれば、工程の切り替えに要する時間を短縮させることができるので、被処理体Ｗの処理スループットを向上させることが可能となる。
図５を参照して、上述の効果を更に詳しく説明する。図５は、処理容器１２内の圧力の時間変化を示すシミュレーション結果である。図５の（ａ）は、第１の配管４２の上流部４２ａ内又は第２の配管４４の上流部４４ａ内に留められて高圧となった第１のガス又は第２のガスを、処理容器１２内に一気に供給された場合の処理容器１２内の圧力の時間変化を示すシミュレーション結果、図５の（ｂ）は、第１の配管４２の上流部４２ａ内又は第２の配管４４の上流部４４ａ内に留められ高圧となった第１のガス又は第２のガスを、処理容器１２内に間欠的に供給された場合の処理容器１２内の圧力の時間変化を示すシミュレーション結果である。処理容器１２内の圧力の目標値は例えば１４０ｍＴｏｒｒである。図５の（ａ）の場合は、処理容器１２内の圧力が目標値に対してオーバーシュートしてしまい、第１のガス又は第２のガスの供給開始から、処理容器１２内の圧力が目標値に安定するまでに要する時間は５秒以上であった。図５の（ｂ）の場合は、処理容器１２内の圧力が目標値に対してオーバーシュートせず、第１のガス又は第２のガスの供給開始から、処理容器１２内の圧力が目標値に安定するまでに要する時間が５秒以下となった。つまり、上述のように、第１のガス供給機構１Ａ、第２のガス供給機構１Ｂ及びガス供給方法ＭＴを用いて、処理容器１２内の圧力を早期に目標値に安定させることで、半導体製造システム１０における工程の切替に要する時間を短縮させることができることが確認された。
また、工程ＳＴ３及びＳＴ７では、第２のバルブＶＬ２及び第１のバルブＶＬ１は、モータ制御部９０により第３のモードに設定される。この際、第２のバルブＶＬ２及び第１のバルブＶＬ１のそれぞれのシャフトの角速度は、必要に応じて自由に設定することができる。図６は、デューティ比を変えた場合のガスの流量を示す図である。図６に示すように、第２のガス及び第１のガスは、Ｏｎ／Ｏｆｆのデューティ比を変えて半導体製造装置１０Ａに供給されることができる。
以上、第１実施形態に係る第１のガス供給機構１Ａでは、シャフト７０が回転し、貫通孔７２の両端がハウジング６０の入口６２及び出口６３に位置したときに第１のバルブＶＬ１が開となり、第１のガスソースＧＳ１から供給される第１のガスは第１のバルブＶＬ１を通過し半導体製造装置１０Ａへ流れる。シャフト７０が更に回転し、貫通孔７２の両端がハウジング６０の入口６２及び出口６３に位置しないときに第１のバルブＶＬ１が閉となり、第１のガスソースＧＳ１から供給される第１のガスはシャフト７０により塞がれ半導体製造装置１０Ａへ流れない。このように、この第１のガス供給機構１Ａは、ダイヤフラムを弁座に着座させることによって流路を塞ぐダイヤフラム式のバルブのような構成を有していないため、ダイヤフラムと弁座との当接する場所の摩耗が急速に進行しバルブが破損することがなく、耐久性に優れている。更に、この第１のガス供給機構１Ａでは、ハウジング６０は円筒状の内部空間を有し、シャフト７０は円柱状であるため、シャフト７０の軸線Ｚ方向にシャフト７０をハウジング６０の内部空間に収容させることができ第１のバルブＶＬ１の組立を容易にすることができる。
第１のガス供給機構１Ａでは、ハウジング６０の内壁面６１とシャフト７０の外周面７１とに接触する複数のシール部材８０を更に備え、複数のシール部材８０は、シャフト７０の軸線Ｚ方向において入口６２及び出口６３がシール部材８０間に配置されるように設けられている。これにより、第１のガスがハウジング６０の内壁面６１とシャフト７０の外周面７１との間の隙間を通して入口６２から出口６３へ漏れることを防止することができる。
第１のガス供給機構１Ａは、シャフト７０をシャフト７０の軸線Ｚを中心に回転させるモータ（駆動部）Ｍ１と、モータＭ１を制御するモータ制御部（制御部）９０と、を更に備える。これにより、シャフト７０の回転角を自動に制御することができる。
第１実施形態に係る半導体製造システム１０は、上述した第１のガス供給機構１Ａを備える。これにより、耐久性に優れた半導体製造システム１０を提供することができる。
（第２実施形態）
第２実施形態は第１実施形態に対して、第１のガス供給機構１Ａ及び第２のガス供給機構１Ｂのみが相違する。第２実施形態では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、重複する説明は省略する。なお、第２のガス供給機構１Ｂの構成は第１のガス供給機構１Ａと同一であるため詳細な説明は省略する。
図７は、第２実施形態に係る第１のガス供給機構１Ａを概略的に示す断面図である。図７に示すように、第１の配管４２の上流部４２ａの軸線と下流部４２ｂの軸線とは直線上に配置されていない。つまり、第１の配管４２の上流部４２ａとハウジング６０との接続部に形成されている入口６２と第１の配管４２の下流部４２ｂとハウジング６０との接続部に形成されている出口６３とは軸線Ｚと直交する方向において直線上に位置していない。従って、入口６２及び出口６３にそれぞれ対応する、シャフト７０の外周面７１に形成された貫通孔７２の両端も軸線Ｚと直交する方向において直線上に位置していない。つまり、貫通孔７２の軸線は軸線Ｚとは直交しておらず、斜めに交差している。
図７に示すように、第１のガス供給機構１Ａは、三個のシール部材８１、８２及び８３を有している。シール部材８１及び８２は、入口６２がシール部材８１及び８２の間に配置されるように設けられ、シール部材８３は、出口６３がシール部材８２及び８３の間に配置されるように設けられている。
この際の、第１のバルブＶＬ１の第１のモードとは、第１のバルブＶＬ１が開となったとき（図７）、つまり、貫通孔７２の両端がハウジング６０の入口６２及び出口６３に位置したときであり、このときのシャフト７０の回転角は第１の回転角θ１（０°）である。また、第１のバルブＶＬ１の第２のモードとは、第１のバルブＶＬ１が閉となったとき（図示せず）、つまり、貫通孔７２の両端がハウジング６０の入口６２及び出口６３に位置しないときであり、このときのシャフト７０の回転角は第２の回転角θ２（１８０°）である。なお、第１のガス供給機構１Ａのその他の構成は、第１実施形態と同一である。
以上、第２実施形態に係る第１のガス供給機構１Ａでは、第１のバルブＶＬ１が閉となったとき、第１のガスはハウジング６０の入口６２からハウジング６０の内部空間へ流入し、ハウジング６０とシャフト７０との隙間を経て、シャフト７０の貫通孔７２を通過した後、再びハウジング６０とシャフト７０との隙間を経て、ハウジング６０の出口６３から半導体製造装置１０Ａへ漏れる。つまり、第１のバルブＶＬ１が閉となったとき、第１実施形態に比べて第２実施形態に係る第１のガス供給機構１Ａでは、第１のガスの漏れルートが長くなるため、第１のバルブＶＬ１のコンダクタンスを更に低下させることができる。第１のバルブＶＬ１を閉とし、同流量の第１のガスを第１の配管４２の上流部４２ａに供給し、上流部４２ａの内部圧力をシミュレーションした結果、第２実施形態に係る第１のガス供給機構１Ａを用いた方が、上流部４２ａの内部圧力が第１実施形態に比べて倍程度上昇したことが確認された。つまり、第２実施形態に係る第１のガス供給機構１Ａでは、第１のバルブＶＬ１のコンダクタンスを第１実施形態に比べて倍程度低下させることができる。
（第３実施形態）
第３実施形態は第１実施形態に対して、第１のガス供給機構１Ａ及び第２のガス供給機構１Ｂのみが相違する。第３実施形態では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、重複する説明は省略する。なお、第２のガス供給機構１Ｂの構成は第１のガス供給機構１Ａと同一であるため詳細な説明は省略する。
図８は、第３実施形態に係る第１のガス供給機構１Ａを概略的に示す断面図である。第１のガス供給機構１Ａでは、シャフト７０は回転軸７３に直接連結されていない。モータＭ１の回転軸７３には、モータＭ１の回転に伴って回転する駆動側磁石７４が連結されている。一方、シャフト７０には、ハウジング６０の側壁６４を介して駆動側磁石７４に対向して配置される従動側磁石７５が固定されている。この際、ハウジング６０の側壁６４には回転軸７３を配置するための貫通穴６５は形成されていない。また、回転軸７３の軸線はシャフト７０の軸線Ｚと同軸である。ハウジング６０の側壁６４は非磁性体であり、例えば、ステンレス又はアルミ等の材料を用いることができる。駆動側磁石７４は、モータＭ１とハウジング６０の側壁６４との間においてモータＭ１の回転軸７３に連結され、ハウジング６０の側壁６４とは所定の距離離れている。従動側磁石７５は、シャフト７０とハウジング６０の側壁６４との間においてシャフト７０に固定され、ハウジング６０の側壁６４とは所定の距離離れている。モータＭ１の回転に伴って駆動側磁石７４が回転した場合、駆動側磁石７４と従動側磁石７５との間の磁力によって、従動側磁石７５が回転し従動側磁石７５と固定されているシャフト７０も回転する。なお、第１のガス供給機構１Ａのその他の構成は、第１実施形態と同一である。
以上、第３実施形態に係る第１のガス供給機構１Ａでは、ハウジング６０の外側に設けられたモータＭ１とハウジング６０に収容されたシャフト７０とをハウジングの側壁６４を介して直接接続する必要がなく、ハウジング６０の密閉性を向上させると共に、ハウジング６０の側壁６４の摩耗を防ぎ耐久性を向上させることができる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されない。
例えば、シャフト７０の外周面７１に形成される貫通孔７２の形状は、図９に示すような形状にしてもよい。図９は、シャフト７０の貫通孔７２の詳細を示す図である。図９に示すように、シャフト７０においては、軸線Ｚと直交あるいは交差する方向で直径ｄの貫通孔７２を形成した後、シャフト７０の外周面７１において面取りを施し、面取り部７６からシャフト７０の回転方向に沿って溝部７７が形成されてもよい。これにより、シャフト７０の回転角による第１のバルブＶＬ１のオリフィス面積を緩やかに変化させ、シャフト７０の回転角による第１のバルブＶＬ１のオリフィス面積の変化をｓｉｎ波にすることができる。これに伴って、第１のバルブＶＬ１の上流側と下流側との圧力差の変化もｓｉｎ波にすることができる。図１０は、第１のバルブＶＬ１のオリフィス面積の変化によって第１のバルブＶＬ１の上流側と下流側との圧力差の変化を示すシミュレーション結果である。図１０に示すように、図９に示す貫通孔７２を用いることによって、シャフト７０の回転に伴って、第１のバルブＶＬ１のオリフィス面積の変化及び第１のバルブの上流側と下流側との圧力差の変化をｓｉｎ波にすることができる。
なお、以上の実施形態では、第１のバルブＶＬ１はシール部材を二個又は三個有しているが、第１のガスが入口６２から出口６３へ漏れることを防止することができれば、その数は限定されることはなく、例えば一個又は四個以上有してもよい。また、第１のバルブＶＬ１はシール部材を有していなくてもよい。これにより、部品数を低減することができる。また、シール部材８０としては、第１のガスが入口６２から出口６３へ漏れることを防止することができれば、従来のシール部材を用いることができ、特に限定されることはない。
また、半導体製造システム１０は、ガス供給機構を１又は複数備えてもよく、その数は限定されない。
また、第１のガス供給経路４３及び貫通孔７２から形成されるガス供給経路の断面形状は円形であるが、これに限定されない。第１のガス及び第２のガスを輸送することができれば、ガス供給経路の断面形状は例えば矩形であってもよい。
また、第１実施形態においては、シャフト７０の貫通孔７２の軸線が第１のガス供給経路４３の軸線と直交し、貫通孔７２の両端がハウジング６０の入口６２及び出口６３に位置しないときを第２のモードとし、このときの貫通孔７２の軸線と第１のガス供給経路４３の軸線とが成す角度を第２の回転角θ２（９０°）としたが、これに限定されない。ハウジング６０の入口６２と貫通孔７２の一端とが重なって第１のガスが貫通孔７２に流入することがなければ、第２の回転角θ２は９０°に限定されることがなく、例えば４５°又は６０°としてもよい。また、第２実施形態においては、シャフト７０の貫通孔７２の両端がハウジング６０の入口６２及び出口６３に位置しないときを第１のバルブＶＬ１の第２のモードとし、このときのシャフト７０の回転角を第２の回転角θ２（１８０°）としたが、これに限定されない。ハウジング６０の入口６２と貫通孔７２の一端とが重なって第１のガスが貫通孔７２に流入することがなければ、第２の回転角θ２は１８０°に限定されることがなく、例えば４５°又は６０°としてもよい。
また、第１のガス供給機構１Ａは、モータＭ１及びモータ制御部９０を備えなくてもよく、第１のバルブＶＬ１のシャフト７０を手動で駆動させてもよい。
１０…半導体製造システム、１０Ａ…半導体製造装置、１０Ｂ…ガス供給装置、１Ａ…第１のガス供給機構、１Ｂ…第２のガス供給機構、４２…第１の配管、ＶＬ１…第１のバルブ、ＶＬ２…第２のバルブ、６０…ハウジング、６２…入口、６３…出口、６４…側壁、７０…シャフト、７２…貫通孔、７３…回転軸、８０…シール部材、Ｍ１，Ｍ２…モータ（駆動部）、９０…モータ制御部（制御部）、７４…駆動側磁石、７５…従動側磁石。

Claims (5)

  1. ガスソースから半導体製造装置へガスを供給するガス供給機構であって、
    前記ガスソースと前記半導体製造装置とを接続する配管と、
    前記配管に設けられ、前記ガスソースから前記半導体製造装置へ供給されるガスの流量を制御するバルブと、
    を備え、
    前記バルブは、内部に円筒状の内部空間が形成されているハウジングと、
    円柱状のシャフトと、
    を有し、
    前記ハウジングには、前記ガスソースから前記内部空間へガスが流入する入口及び前記内部空間から前記半導体製造装置へガスが流出する出口が形成され、
    前記シャフトは、前記シャフトの外周面と前記ハウジングの内壁面との間に隙間を設けて前記ハウジングの内部空間に収容され、前記シャフトの軸線を中心に回転可能であり、
    前記シャフトの外周面には、前記シャフトを貫通する貫通孔が形成され、前記貫通孔の両端は前記入口及び前記出口に対応する、ガス供給機構。
  2. 前記ハウジングの内壁面と前記シャフトの外周面とに接触する複数のシール部材を更に備え、
    複数の前記シール部材は、前記シャフトの軸線方向において前記入口及び前記出口が前記シール部材間に配置されるように設けられる、請求項１に記載のガス供給機構。
  3. 前記シャフトを前記シャフトの軸線を中心に回転させる駆動部と、
    前記駆動部を制御する制御部と、
    を更に備える請求項１又は２に記載のガス供給機構。
  4. 前記駆動部は、回転軸と、
    前記回転軸に設けられた駆動側磁石と、
    を有し、
    前記シャフトには、前記ハウジングの側壁を介して前記駆動側磁石に対向して配置される従動側磁石が固定され、
    前記ハウジングの側壁は、非磁性体である、
    請求項３に記載のガス供給機構。
  5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のガス供給機構を備える半導体製造システム。
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