JP4459297B1 - 半導体製造装置及び弁装置並びに半導体製造装置を用いたｃｖｄ処理方法及び半導体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
流路壁面に固形膜が形成されるのを防止して清掃についての負担を大幅に軽減し、半導体製造装置の稼働率を向上させる。
【解決手段】
弁装置の固定部に固定部用ヒータを設けると共に固定部用温度センサを設け、弁装置の可動部に可動部用ヒータを設けると共に可動部用温度センサを設け、前記固定部用温度センサの温度検知信号を温度制御装置に対して出力するとともに、前記固定部用ヒータに前記温度制御装置からの制御により通電し、前記可動部用温度センサの温度検知信号を前記温度制御装置に対して出力するとともに、前記可動部用ヒータに前記温度制御装置からの制御により通電する半導体製造装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は半導体製造装置の圧力調整弁、例えば半導体製造装置の反応室内の反応ガスを所要の圧力に維持する為に用いられる圧力調整弁に関するものである。

半導体製造装置の１つであるＣＶＤ装置は圧力調整弁を具備しており、該圧力調整弁は、反応室と排気ポンプとの間に設けられ、ガス圧力検知装置からの信号を基に弁の開度を調整し、前記反応室のガス圧力を所要の値に調整する。

前記ＣＶＤ装置に於ける反応ガスは、チャンバを出た後、冷却表面上に凝固する排気ガス分により、流路壁面に固形膜を生成する性質がある。この為、狭小な間隙に生成した固形膜により弁体等の可動部と弁箱等の固定部が一体化し、圧力調整弁の作動抵抗が著しく増大し、アクチュエータであるモータが過負荷となって焼損することがある。

従って、斯かる圧力調整弁は前記焼損を防止する為、定期的な分解清掃をする必要がある。ところが従来の圧力調整弁は前記弁体と該弁体の弁軸とが一体構成であり、或は弁体に弁軸を貫通させた構造であり、定期的な清掃を行うには軸受を外し、弁体を収納する弁箱を完全に分解するか、或は弁軸を引抜くかする等、清掃しにくい構造となっており、この為清掃には熟練者を要し且長時間を要する等、半導体製造装置の稼働率を低減させる原因となっていた。

本発明は斯かる実情を鑑み、流路壁面に固形膜が形成されるのを防止して清掃についての負担を大幅に軽減し、半導体製造装置の稼働率を向上させようとするものである。

本発明は、弁箱等の固定部と弁体等の可動部とを有する弁装置を反応室と排気ポンプとの間に設けた半導体製造装置であって、前記弁装置の前記固定部に固定部用ヒータを設けると共に固定部用温度センサを設け、前記弁装置の前記可動部に可動部用ヒータを設けると共に可動部用温度センサを設け、前記固定部用温度センサの温度検知信号を温度制御装置に対して出力するとともに、前記固定部用ヒータに前記温度制御装置からの制御により通電し、前記可動部用温度センサの温度検知信号を前記温度制御装置に対して出力するとともに、前記可動部用ヒータに前記温度制御装置からの制御により通電する半導体製造装置に係り、又前記反応室からの排気ガスが前記弁装置を流通する際に、前記固定部と前記可動部との接触部分の加熱温度を維持するように前記固定部用ヒータに通電し、前記可動部用ヒータに通電する半導体製造装置に係るものである。又、本発明は、半導体製造装置に於ける反応室と排気ポンプとの間に用いられ、弁箱等の固定部と弁体等の可動部とを有する弁装置であって、前記固定部に固定部用ヒータを設けると共に固定部用温度センサを設け、前記可動部に可動部用ヒータを設けると共に可動部用温度センサを設け、前記固定部用温度センサの温度検知信号を温度制御装置に対して出力するとともに、前記固定部用ヒータに前記温度制御装置からの制御により通電し、前記可動部用温度センサの温度検知信号を前記温度制御装置に対して出力するとともに、前記可動部用ヒータに前記温度制御装置からの制御により通電する弁装置に係り、又、前記反応室からの排気ガスが前記弁装置を流通する際に、前記固定部と前記可動部との接触部分の加熱温度を維持するように前記固定部用ヒータに通電し、前記可動部用ヒータに通電する弁装置に係るものである。又、本発明は、反応室と排気ポンプとの間に用いられ、弁箱等の固定部と弁体等の可動部とを有し、前記固定部に固定部用ヒータを設けると共に固定部用温度センサを設け、前記可動部に可動部用ヒータを設けると共に可動部用温度センサを設け、前記固定部用温度センサの温度検知信号を温度制御装置に対して出力するとともに、前記固定部用ヒータに前記温度制御装置からの制御により通電し、前記可動部用温度センサの温度検知信号を前記温度制御装置に対して出力するとともに、前記可動部用ヒータに前記温度制御装置からの制御により通電する弁装置を用いて処理するＣＶＤ処理方法であって、前記反応室でのＣＶＤ処理と共に排気される排気ガスが前記弁装置を流通する際に、前記固定部用温度センサの温度検知信号を前記温度制御装置に対して出力するとともに、前記固定部用ヒータに前記温度制御装置からの制御により通電し、前記可動部用温度センサの温度検知信号を前記温度制御装置に対して出力するとともに、前記可動部用ヒータに前記温度制御装置からの制御により通電するＣＶＤ処理方法に係り、又、前記排気ガスが前記弁装置を流通する際に、前記固定部と前記可動部との接触部分の加熱温度を維持するように前記固定部用ヒータに通電し、前記可動部用ヒータに通電するＣＶＤ処理方法に係るものである。又、本発明は、反応室と排気ポンプとの間に用いられ、弁箱等の固定部と弁体等の可動部とを有し、前記固定部に固定部用ヒータを設けると共に固定部用温度センサを設け、前記可動部に可動部用ヒータを設けると共に可動部用温度センサを設け、前記固定部用温度センサの温度検知信号を温度制御装置に対して出力するとともに、前記固定部用ヒータに前記温度制御装置からの制御により通電し、前記可動部用温度センサの温度検知信号を前記温度制御装置に対して出力するとともに、前記可動部用ヒータに前記温度制御装置からの制御により通電する弁装置を用いて処理する半導体の製造方法であって、前記反応室での処理と共に排気される排気ガスが前記弁装置を流通する際に、前記排気ガスにより前記固定部と前記可動部との接触部分に固形膜が生成されない様前記固定部用温度センサの温度検知信号を前記温度制御装置に対して出力するとともに、前記固定部用ヒータに前記温度制御装置からの制御により通電し、前記可動部用温度センサの温度検知信号を前記温度制御装置に対して出力するとともに、前記可動部用ヒータに前記温度制御装置からの制御により通電する半導体の製造方法に係り、又、前記排気ガスが前記弁装置を流通する際に、前記固定部と前記可動部との接触部分の加熱温度を維持するように前記固定部用ヒータに通電し、前記可動部用ヒータに通電する請求項７の半導体の製造方法に係るものである。

流路に隣接する部分をヒータによって排気ガス分中の凝固温度以上に加熱維持する。従って流通する反応ガス中に含まれる凝固分が弁体、弁箱に触れても凝固することがなく、反応ガスによる固形膜を生成することがない。

本発明の実施の形態を示す一部破断斜視図である。 同前実施の形態の側断面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。

本実施の形態では、弁箱、弁座等の圧力調整弁の構成部品、特にガス流路に臨接する部品を加熱し、ガスの露点以上に保持し、流路壁面に固形膜が形成されるのを防止する。

以下、図１、図２に於いて具体的に説明する。

円筒中空部１を穿設した弁箱２に、前記円筒中空部１の軸心と直交する軸心を有するベアリングハウジング３，３を嵌着し、両ベアリングハウジング３，３にベアリング４，４を介して弁軸５，６を回転自在に挿通する。

該弁軸５，６と前記弁箱２との間にはＯリング７，７を挾設して、前記弁軸５，６と弁箱２との間を気密にシールする。該両弁軸５，６は同一軸心上にあって、両弁軸５，６の内側端部には弁体９を固着する。該弁軸５，６の内一方の弁軸５に断熱カラー１０を介しウォームホイール１１を嵌着し、他方の弁軸６と弁体９との間にはＯリング１２を設ける。

前記弁箱２に断熱板１３を介してモータ支持金具１４を設け、該モータ支持金具１４に減速器１５を介して弁開閉モータ１６を取付け、該弁開閉モータ１６の出力軸１７にはウォーム１８を嵌着し、該ウォーム１８には前記ウォームホイール１１を噛合させる。

前記弁体９の形状は周面を曲面仕上した円盤状であり、該弁体９の２平面にはそれぞれ大径凹部１９と該大径凹部１９の中心部に更に形成した小径凹部２０が形成され、該小径凹部２０にはドーナッツ状に形成した弁体ヒータ２１を収納させる。

前記小径凹部２０と同心にＯリング８を埋設し、前記大径凹部１９に蓋板２２を嵌着し、前記小径凹部２０を気密に閉塞する。又、前記弁体９には両小径凹部２０，２０を連通させる案内孔２４と該案内孔２４にＴ字状に連通する横孔２５を穿設する。該横孔２５は、前記他方の弁軸６と同一軸心上に設けられている。

該他方の弁軸６は中空となっており、該弁軸６を軸心に沿って貫通する通孔２６は前記横孔２５と連通する。

前記通孔２６には絶縁被覆付のリード線２７を挿通し、該リード線２７の一端を前記弁体ヒータ２１に接続し、該リード線２７の他端は図示しない温度制御装置に接続する。

前記一方の弁軸５には閉止穴２８を穿設し、該閉止穴２８に温度センサ２９を挿入し、該温度センサ２９のリード線３０は前記図示しない温度制御装置に接続する。

前記弁箱２の前記弁軸５，６が貫通していない２平面に平板状の弁箱ヒータ３１を固着し、又前記弁箱２の温度を検出する温度センサ３２を金具３３により該弁箱２に密着させて取付ける。前記平板状の弁箱ヒータ３１及び温度センサ３２はそれぞれ図示しない前記温度制御装置に接続する。

尚、本弁装置の関連機器への取付けは、断熱部材を介して行い、本弁装置からの熱の漏洩を防止する。

以下、作用について説明する。

弁の開度の調整は、前記弁開閉モータ１６を駆動し、前記ウォーム１８、ウォームホイール１１、弁軸５を介して前記弁体９を回転させる。該弁体９の回転角度は、前記弁開閉モータ１６の回転数の検出、前記弁軸５の回転角度の検出により検知され、弁装置の開度が決定される。

前記弁体ヒータ２１、弁箱ヒータ３１に通電し、弁体９、弁箱２を加熱保温する。この加熱保温温度は、３５℃〜１５０℃位の範囲から選択され、目標設定温度とされる。

前記温度センサ２９，３２からの温度検知信号は、図示しない温度制御装置に入力され、該検知温度を基に前記弁体ヒータ２１、弁箱ヒータ３１の通電が制御される。而して前記弁箱２、弁体９等反応ガスが接する部分を８０℃〜１００℃の温度に維持制御する。又、斯かる制御が可能である様、前記弁体ヒータ２１、弁箱ヒータ３１の電気容量を決定し、且温度制御装置に支障を生じ、制御不能となった場合にもＯリング等を焼損しない様印加電圧の最大値を選択する。

ＣＶＤ処理と共に反応ガスが弁装置を流通するが、前記した様に弁体９、弁箱２はそれぞれ弁体ヒータ２１、弁箱ヒータ３１によって加熱保温されている。従って、反応ガス中に存在する凝固分は、円筒中空部１の壁面、弁体９の表面に接しても凝固することがない。而して、反応ガスを流通しても前記円筒中空部１の壁面、弁体９の表面に固形膜を生成することがない。

尚、弁体ヒータ２１、弁箱ヒータ３１については種々考えられるが、弁体ヒータ２１としては雲母の薄いドーナッツ状のベース３４に所要の発熱体であるリボン線３６を所要巻きし、雲母の円板３５で挾持したものが挙げられ、又弁箱ヒータ３１としては雲母の矩形薄板３７に発熱体３８を巻付け、雲母の薄板３９で挟み、更に金属製のカバー４０で覆い前記弁箱２の側面に固着したものが挙げられる。

又弁箱ヒータは弁箱の内部に埋没する様にしてもよい。

以上述べた如く本発明によれば、流通するガスに晒れる部分を加熱し、流通するガス中に含まれる凝固分の凝固温度以上に維持するので、排気ガスによる固形膜が生成することがなく、従って固形膜除去の為の分解掃除が不要となる。

而して、保弁作業の軽減を図り得ると共に分解掃除による装置の停止がなくなることで半導体製造装置の稼働率が向上する等、種々の優れた効果を発揮する。

１ 円筒中空部
２ 弁箱
９ 弁体
２１ 弁体ヒータ
３１ 弁箱ヒータ

Claims (8)

1. 弁箱等の固定部と弁体等の可動部とを有する弁装置を反応室と排気ポンプとの間に設けた半導体製造装置であって、前記弁装置の前記固定部に固定部用ヒータを設けると共に固定部用温度センサを設け、前記弁装置の前記可動部に可動部用ヒータを設けると共に可動部用温度センサを設け、前記固定部用温度センサの温度検知信号を温度制御装置に対して出力するとともに、前記固定部用ヒータに前記温度制御装置からの制御により通電し、前記可動部用温度センサの温度検知信号を前記温度制御装置に対して出力するとともに、前記可動部用ヒータに前記温度制御装置からの制御により通電する半導体製造装置。
2. 前記反応室からの排気ガスが前記弁装置を流通する際に、前記固定部と前記可動部との接触部分の加熱温度を維持するように前記固定部用ヒータに通電し、前記可動部用ヒータに通電する請求項１の半導体製造装置。
3. 半導体製造装置に於ける反応室と排気ポンプとの間に用いられ、弁箱等の固定部と弁体等の可動部とを有する弁装置であって、前記固定部に固定部用ヒータを設けると共に固定部用温度センサを設け、前記可動部に可動部用ヒータを設けると共に可動部用温度センサを設け、前記固定部用温度センサの温度検知信号を温度制御装置に対して出力するとともに、前記固定部用ヒータに前記温度制御装置からの制御により通電し、前記可動部用温度センサの温度検知信号を前記温度制御装置に対して出力するとともに、前記可動部用ヒータに前記温度制御装置からの制御により通電する弁装置。
4. 前記反応室からの排気ガスが前記弁装置を流通する際に、前記固定部と前記可動部との接触部分の加熱温度を維持するように前記固定部用ヒータに通電し、前記可動部用ヒータに通電する請求項３の弁装置。
5. 反応室と排気ポンプとの間に用いられ、弁箱等の固定部と弁体等の可動部とを有し、前記固定部に固定部用ヒータを設けると共に固定部用温度センサを設け、前記可動部に可動部用ヒータを設けると共に可動部用温度センサを設け、前記固定部用温度センサの温度検知信号を温度制御装置に対して出力するとともに、前記固定部用ヒータに前記温度制御装置からの制御により通電し、前記可動部用温度センサの温度検知信号を前記温度制御装置に対して出力するとともに、前記可動部用ヒータに前記温度制御装置からの制御により通電する弁装置を用いて処理するＣＶＤ処理方法であって、前記反応室でのＣＶＤ処理と共に排気される排気ガスが前記弁装置を流通する際に、前記固定部用温度センサの温度検知信号を前記温度制御装置に対して出力するとともに、前記固定部用ヒータに前記温度制御装置からの制御により通電し、前記可動部用温度センサの温度検知信号を前記温度制御装置に対して出力するとともに、前記可動部用ヒータに前記温度制御装置からの制御により通電するＣＶＤ処理方法。
6. 前記排気ガスが前記弁装置を流通する際に、前記固定部と前記可動部との接触部分の加熱温度を維持するように前記固定部用ヒータに通電し、前記可動部用ヒータに通電する請求項５のＣＶＤ処理方法。
7. 反応室と排気ポンプとの間に用いられ、弁箱等の固定部と弁体等の可動部とを有し、前記固定部に固定部用ヒータを設けると共に固定部用温度センサを設け、前記可動部に可動部用ヒータを設けると共に可動部用温度センサを設け、前記固定部用温度センサの温度検知信号を温度制御装置に対して出力するとともに、前記固定部用ヒータに前記温度制御装置からの制御により通電し、前記可動部用温度センサの温度検知信号を前記温度制御装置に対して出力するとともに、前記可動部用ヒータに前記温度制御装置からの制御により通電する弁装置を用いて処理する半導体の製造方法であって、前記反応室での処理と共に排気される排気ガスが前記弁装置を流通する際に、前記排気ガスにより前記固定部と前記可動部との接触部分に固形膜が生成されない様前記固定部用温度センサの温度検知信号を前記温度制御装置に対して出力するとともに、前記固定部用ヒータに前記温度制御装置からの制御により通電し、前記可動部用温度センサの温度検知信号を前記温度制御装置に対して出力するとともに、前記可動部用ヒータに前記温度制御装置からの制御により通電する半導体の製造方法。
8. 前記排気ガスが前記弁装置を流通する際に、前記固定部と前記可動部との接触部分の加熱温度を維持するように前記固定部用ヒータに通電し、前記可動部用ヒータに通電する請求項７の半導体の製造方法。

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