JP3200450B2 - ガス供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体ウエハの
熱処理装置に用いられるガス供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に半導体ウエハの処理装置例えば熱
処理装置では、クリーンルーム内のメンテナンス領域に
ガス供給装置を設置し、屋外のガス供給源から送られて
くる処理ガスをガス供給装置を介して圧力、流量を所定
の大きさに調整して熱処理装置の反応管内へ供給するよ
うにしている。

【０００３】そしてガス供給装置は、一般にメンテナン
スの容易性などから固定用の構造体にバルブやマスフロ
コントローラなどの配管機器を取り付け、この固定用の
構造体を例えば熱処理装置の外装部であるフレームなど
の支持体に支持して構成されている。

【０００４】図６は従来のガス供給装置の一例を示す図
であり、この例では、固定用の構造体１の両端の垂直パ
ネル部１ａ、１ｂにガス配管接続部２ａ、２ｂを取り付
けると共に、これらガス配管接続部の間に例えば上流側
からガスフィルタＦａ、バルブＶ、マスフロコントロー
ラＭＦＣ及びガスフィルタＦｂを配列して、重量の大き
いバルブＶやマスフロコントローラＭＦＣについては固
定台２を介して構造体１に固定し、重量の小さいガスフ
ィルタＦａ、Ｆｂについてはガス配管３により両端を支
持させてガス供給装置を構成している。また固定用の構
造体１は、支持体４例えば熱処理装置の外装部であるフ
レームにボルトなどの固定手段により直接固定され、こ
れによってガス供給装置を支持体４に取り付けている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところでガス供給装置
の配置されている雰囲気例えばクリーンルーム内では空
調機や排気ポンプなどの機械的振動が常時ガス供給装置
に伝播しており、このためガス供給装置のガス配管に振
動が伝播してその振動周波数がガス配管とガスフィルタ
との固有共振周波数に一致すると大きく共鳴を起こし、
しかもガスフィルタは図５からわかるように振動の腹の
部分に位置するので大きく振動する。また最近ではシス
テムのコンパクト化の要請も一段と強く、例えばガス供
給系と熱処理装置の排気系とを一体のユニットにするな
どの構想もあり、この場合には、ガス供給装置の配管が
空間で複雑な三次元構造となるため配管の固定が困難と
なり、配管の振動が大きくなる傾向にある。このためガ
スフィルタは本来処理ガス中のパーティクルを除去する
ために設置されたものでありながら、捕捉したパーティ
クルの一部がガスフィルタの振動によって離脱し、この
結果ガスフィルタで捕捉したパーティクルがガス供給装
置内におけるパーティクルの発生源となっていた。

【０００６】更にまた半導体ウエハの製造プロセスで用
いられる処理ガスは、可燃性、支燃性、あるいは毒性が
大きく、危険性の高いガスが使用されるため、漏洩する
と大事故を引き起こすが、ガス配管に振動が伝播してそ
の振動周波数がガス配管の継手部分の固有共振周波数に
一致すると、継手部分が共鳴して大きく振動し、継手部
分の緩みの原因となり、ガスの漏洩につながるという問
題点がある。

【０００７】本発明はこのような事情のもとになされた
ものであり、その目的は、振動を抑えてガスフィルタで
補足したパーティクルの再放出やガス配管の継手部分の
緩みなどを防止することのできるガス供給装置を提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、固定用の構造
体にガス配管及びガスフィルタを含む配管機器を固定し
て構成され、ガス供給源よりの処理ガスを半導体製造の
ための処理部に供給するガス供給装置において、前記固
定用の構造体を振動抑制部を介して支持体に支持し、 前
記振動抑制部は、水平方向の振動を抑制するためのゴム
により構成された水平方向除振部と、上下方向の振動を
抑制するためのダンパ−体を含む上下方向除振部と、を
上下に重ねて構成したものであることを特徴とする。

【０００９】

【作用】機械的振動がガス供給装置に伝播すると、ガス
配管や配管機器は縦横両方向に振動し、特に共振により
大きく振動するが、この振動は、振動抑制部にも伝播
し、ここで抑制されて減衰される。この結果ガス供給装
置の振幅は縦横両方向共に小さくなり、ガスフィルタや
ガス配管の継手部分の振動も抑えられるので、パ−ティ
クルの離脱量が極力少なくなり、また継手部分の緩みも
防止できる。

【００１０】

【実施例】以下本発明を半導体ウエハの熱処理装置に適
用した実施例について説明する。図１は本発明の実施例
に係るガス供給装置を示す図である。図中１は例えばス
テンレス鋼よりなる板状体の両端を折曲起立させて垂直
パネル１ａ、１ｂを形成した固定用の構造体であり、垂
直パネル部１ａ、１ｂには夫々ガス供給源側の例えばス
テンレス鋼よりなるガス配管Ｇａ及び熱処理装置側のガ
ス配管Ｇｂに接続されるガス配管接続部３ａ、３ｂが取
り付けられている。これらガス配管接続部３ａ、３ｂの
間には、上流側からガスフィルタＦａ、バルブＶ、マス
フロコントローラＭＦＣ及びガスフィルタＦｂがこの順
にガス配管３を介して接続されており、バルブＶ及びマ
スフロコントローラＭＦＣは、重量が大きいため固定台
２を介して固定用の構造体１に固定されている。

【００１１】前記固定用の構造体１の下部四隅には、Ｌ
字状の取り付け部材１１が垂直パネル部１ａ、１ｂに一
体的に設けられ、これら取り付け部材１１には、夫々振
動抑制部５の上部が取り付けられている。そして各振動
抑制部５は支持体４に固定されており、この結果固定用
の構造体１は振動抑制部５を介して支持体４に支持され
ることになる。支持体４としては、熱処理装置の外装部
とは別体の例えば排気系ユニットを収納するフレーム
や、熱処理装置の外装部の天井板、あるいはガス供給装
置専用の支持台などが適宜使用される。

【００１２】また前記ガス配管Ｇｂには、ステンレス鋼
や石英からなるインジェクタ１０１が接続され、このイ
ンジェクタ１０１は、熱処理装置１００の処理部として
の熱処理部を形成する反応管１０２内に導入されてい
る。１０３はウエハボート、１０４はヒータである。

【００１３】次に前記振動抑制部５の詳細な構造につい
て図２を参照しながら説明する。支持体４の表面に、粘
着ゴムよりなる滑り止め層６１を介して固定された基板
部６と、この基板部６に水平方向除振部７を介して搭載
された中間プレート部７１と、この中間プレート部７１
に上下方向除振部８を介して搭載されたカバー部９とを
備えている。

【００１４】前記基板部６には、水平方向除振部７の外
周を取り囲むように筒状の第１のストッパ６２が上方側
に突出して設けられると共に、前記中間プレート部７１
の下面には、第１のストッパ６２と同軸上にかつ当該第
１のストッパ６２よりも径の大きい筒状の第２のストッ
パ７２が第１のストッパ６２と重なり合うように下方側
に突出して設けられており、これら２つのストッパ６
２、７２は、中間プレート部７１が基板部６に対して水
平方向に振動したときに、基板部６に対する中間プレー
ト部７１の振幅を互いの接触により一定以下に規制する
役割を有するものである。

【００１５】前記水平方向除振部７は、例えば積層ゴム
を円柱状に成形して構成され、固定用の構造体１から伝
播した振動のうち、水平方向の振動を抑える機能を備え
ている。前記上下方向除振部８は、上端が前記カバー部
９内に間隙を介して位置すると共に下端が中間プレート
部７１の上面に固定された、両端が開口している外筒部
８１と、この外筒部８１内にて中間プレート部７１の上
面に重層された例えばダンパー体８２と、このダンパー
体８２の上面中央部に下端が載置されると共に中央にボ
ルト固定部８３を備えかつ上部の径が拡大している内筒
部８４と、この内筒部８４及び外筒部８１の間に充填さ
れかつこれらに接着された例えば防振ゴム８５とから構
成されている。

【００１６】前記カバー部９は開口部を下側に向けた有
底筒状に作られると共に下部周縁に鍔部９０を備えてお
り、このカバー部９の上面中央部には裾付用のボルト９
１が貫通されている。そして前記カバー部９の下面側に
は、ナット９２がボルト９１に螺合して取り付けられて
おり、カバー部９の上面にて前記取り付け部材１１がボ
ルト９１、ナット９２の締め付けにより固定されてい
る。また前記鍔部９０の両側には夫々ガイド棒９３が下
方側に突出し、その先端が中間プレート部７１内を貫通
する一方、前記ボルト９１の下端が水平方向除振部８の
ボルト固定部８３に螺合して固定されており、従ってカ
バー部９は、中間プレート部７１に対してガイド棒９３
によりガイドされながら上下方向に揺動可能な状態にあ
る。

【００１７】ここで図１では配管機器を便宜的に示して
あるが、実際のガス供給装置では、配管機器やガス供給
路の系統は多数設けられており、図３にガス供給装置の
一例の全体斜視図を示す。図３中Ｆはガスフィルタであ
る。

【００１８】次に上述実施例の作用について述べる。図
示しないガス供給装源よりの処理ガスがガス配管Ｇａを
介してガス供給装置内のガスフィルタＦａなどの配管機
器を通流し、更にガス配管Ｇｂ及びインジェクタ１０１
を介して熱処理装置１００の反応管１０２内に送られ
て、酸化、拡散、ＣＶＤなどの所定の熱処理が行われ
る。そしてクリーンルームの空調機やポンプなどの機械
的振動がガス供給装置に伝播すると構造体１が振動する
が、この振動抑制部が固定用の構造体１の四隅に設けら
れた振動抑制部５に伝播して、水平方向振動（振動成
分）が水平方向除振部７である積層ゴムの減衰作用によ
って抑制されると共に、上下方向振動（振動成分）が上
下方向除振部８を構成するダンパー体８２及び防振ゴム
８５の減衰作用によって抑制され、この結果ガス供給装
置の水平方向、上下方向のいずれの振動も抑えられる。

【００１９】そしてガス配管やガスフィルタは宙に浮い
ていて横方向の振動に対して共振を伴いやすくまたパー
ティクルが離脱しやすくなる。従って水平方向の振動を
抑えることは非常に有効であり、この結果ガスフィルタ
Ｆａ、Ｆｂからのパーティクルの再放出が防止できるの
でクリーンな処理ガスを熱処理装置１００に供給するこ
とができると共に、ガス配管の継手の緩みも確実に防止
できる。

【００２０】ここで図２に示す振動抑制部５の減衰機能
を調べるたるに、水平方向の低固有振動数が１．３Ｈ
ｚ、上下方向の低固有振動数が４．５Ｈｚの振動抑制部
５に３００Ｋｇｗの荷重を加え、振動周波数を変えて振
動伝達率の大きさを調べたところ、図４の（Ａ）、
（Ｂ）の実線で示す特性が得られた。ただし（Ａ）、
（Ｂ）は夫々水平方向の振動、上下方向の振動に対応す
る。またコイルバネを用いて同様の試験を行ったとこ
ろ、図４（Ａ）、（Ｂ）の点線で示す結果が得られた。
この結果から前記振動抑制部５は、大きな減衰機能を有
していることが理解され、低周波数である機械振動の中
にさらされるガス供給装置に適用することは非常に有効
である。

【００２１】図５は本発明に係るガス供給装置を縦型熱
処理装置に適用した一例であり、熱処理装置本体１０と
供給装置１２から構成されている。この供給装置１２の
下部に真空排気装置１４、上部にガス供給装置１６が収
納されている。前記真空排気装置１４から発生する振動
はかなり大きいものであるが、ガス供給装置１６は振動
抑制部を介して真空排気装置１４に固定されているの
で、前記縦型熱処理装置ではガス供給系でのパーティク
ルの発生が少なく、処理する半導体素子の歩留まりを向
上することができる。

【００２２】なお、本発明のガス供給装置は熱処理装置
に限らず加熱をしないエッチング処理などを行う処理装
置に処理ガスを供給するものにも適用してもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、配管機器
やガス配管を固定するための固定用の構造体に振動抑制
部を介して支持体に支持させているため、機械振動がガ
ス供給装置に伝播してもガス供給装置の振動が抑えら
れ、この結果ガスフィルタからのパーティクルの再放出
を防止することができて、処理部にクリーンな処理ガス
を供給することができると共に、ガス配管の継手の緩み
を防止することができる。特にガス配管やガスフィルタ
など宙に浮いている部分については横方向の振動に対し
て共振を伴ないやすいので横方向の振動を抑制すれば、
非常に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す説明図である。

【図２】図１で用いた振動抑制部の一例を示す断面図で
ある。

【図３】本発明のガス供給装置の一例を示す斜視図であ
る。

【図４】振動抑制部の周波数特性を示す特性図である。

【図５】本発明に係るガス供給装置を縦型熱処理装置に
適用した一例を示す概観斜視図である。

【図６】ガス供給装置の従来例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 固定用の構造体 ３、Ｇａ、Ｇｂ ガス配管 ４ 支持体 ５ 振動抑制部 ７ 水平方向除振部 ８ 上下方向除振部 ９ カバー部 １００ 熱処理装置 Ｆａ、Ｆｂ ガスフィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−18084（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−65300（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01J 4/00 - 7/02 B01D 46/00 - 46/54 F17D 5/00 H01L 21/205 H01L 21/31 - 21/365

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定用の構造体にガス配管及びガスフィ
   ルタを含む配管機器を固定して構成され、ガス供給源よ
   りの処理ガスを半導体製造のための処理部に供給するガ
   ス供給装置において、 前記固定用の構造体を振動抑制部を介して支持体に支持
   し、 前記振動抑制部は、水平方向の振動を抑制するためのゴ
   ムにより構成された水平方向除振部と、上下方向の振動
   を抑制するためのダンパ−体を含む上下方向除振部と、
   を上下に重ねて構成したものである ことを特徴とするガ
   ス供給装置。