JP5020758B2 - Gas supply device, semiconductor manufacturing device, and parts for gas supply device - Google Patents

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Description

本発明は、ガス供給源からのガスを、被処理物を処理するための処理チャンバー内に供給するためのガス供給装置、このガス供給装置を用いた半導体製造装置及びガス供給装置用部品に関する。   The present invention relates to a gas supply device for supplying a gas from a gas supply source into a processing chamber for processing an object to be processed, a semiconductor manufacturing apparatus using the gas supply device, and parts for the gas supply device.

従来から、半導体ウエハやＬＣＤ等の被処理物に所望の処理を施す半導体製造装置では、被処理物を処理するための処理チャンバー内に、ガス供給源からの所定のガスを供給して成膜処理やエッチング処理等を施すことが知られている（例えば、特許文献１参照。）。   Conventionally, in a semiconductor manufacturing apparatus that performs a desired process on an object to be processed such as a semiconductor wafer or an LCD, a film is formed by supplying a predetermined gas from a gas supply source into a processing chamber for processing the object to be processed. It is known to perform processing, etching processing, and the like (for example, see Patent Document 1).

また、上記のような半導体製造装置等に使用するガス供給装置としては、ガス供給を制御するための複数のガス制御機構、例えば、ガス流量制御機構（マスフローコントローラ等）、弁機構、ガス圧力制御機構等を、これらのガス制御機構を接続するとともにガス流路を形成するガス流路部（例えば流路ブロック）によって連結した構成としたものが知られており、これらのガス制御機構及びガス流路部は、ステンレス鋼によって構成することが知られている（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００７−１６５４７９号公報 特開２００６−１３２５９８号公報 Moreover, as a gas supply apparatus used for the above semiconductor manufacturing apparatus etc., several gas control mechanisms for controlling gas supply, for example, a gas flow control mechanism (mass flow controller etc.), a valve mechanism, and gas pressure control It is known that the mechanism and the like are connected by a gas flow path portion (for example, a flow path block) that connects these gas control mechanisms and forms a gas flow path. It is known that the road portion is made of stainless steel (for example, see Patent Document 2).
JP 2007-165479 A JP 2006-132598 A

上記のような半導体製造装置等では、塩素系ガスやフッ素系ガス等の腐食性の高いガスを使用する場合があり、ステンレス鋼を用いたガス供給装置を使用した場合、ステンレス鋼が腐食されて鉄やニッケル等のステンレス鋼に含有されている物質が処理チャンバー内等に漏れ出てくる場合がある。   In semiconductor manufacturing equipment such as the above, highly corrosive gases such as chlorine-based gas and fluorine-based gas may be used. When a gas supply device using stainless steel is used, stainless steel is corroded. Substances contained in stainless steel such as iron and nickel may leak into the processing chamber.

例えば、ポリシリコンの成膜を行う成膜装置では、処理チャンバー内に堆積したポリシリコンを除去するためのクリーニングの際に、クリーニングガスとしてフッ素系ガスを使用する場合がある。このような場合、クリーニング時にガス供給装置から鉄やニッケル等の金属不純物（メタルコンタミ）が処理チャンバー内に入り込み、クリーニング終了後に成膜処理を開始した際に、これらの金属不純物が成膜された膜内に侵入してしまうという問題が生じる。   For example, in a film forming apparatus that forms a polysilicon film, a fluorine-based gas may be used as a cleaning gas in cleaning for removing polysilicon deposited in the processing chamber. In such a case, metal impurities such as iron and nickel enter the processing chamber from the gas supply device during cleaning, and these metal impurities are formed when the film forming process is started after the cleaning is completed. The problem of entering into the film arises.

このため、クリーニングが終了した後、処理チャンバー内に半導体ウエハを搬入せず、又はダミーウエハを処理チャンバー内に搬入して、成膜処理を行い、処理チャンバーの内壁部分にポリシリコン等の薄い膜を形成する所謂プリコートを行った後に、正規の半導体ウエハを搬入して成膜処理することが行われていた。すなわち、この方法では、プリコート膜内に金属不純物を封じ込めることによって、正規の半導体ウエハの成膜の際に、金属不純物が半導体ウエハに混入することを防止している。   For this reason, after the cleaning is completed, a semiconductor wafer is not carried into the processing chamber, or a dummy wafer is carried into the processing chamber to perform a film forming process, and a thin film such as polysilicon is formed on the inner wall portion of the processing chamber. After performing so-called pre-coating, a regular semiconductor wafer is carried in and film formation is performed. In other words, in this method, the metal impurity is confined in the precoat film, thereby preventing the metal impurity from being mixed into the semiconductor wafer when the regular semiconductor wafer is formed.

しかしながら、上記の従来の技術では、プリコートに時間とコストがかかり、また、プリコートすることによって、次回のクリーニングを行うまでの期間が短くなってしまい、生産性の低下を招くという問題があった。   However, the above-described conventional technique has a problem that it takes time and cost for pre-coating, and the pre-coating shortens the period until the next cleaning, resulting in a decrease in productivity.

本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもので、従来に比べてガス供給装置から金属不純物が発生する可能性を低減することができ、生産性の向上を図ることのできるガス供給装置、半導体製造装置及びガス供給装置用部品を提供しようとするものである。   The present invention has been made in response to such a conventional situation, and can reduce the possibility that metal impurities are generated from a gas supply device compared to the conventional case, and can provide a gas supply capable of improving productivity. An apparatus, a semiconductor manufacturing apparatus, and a part for a gas supply apparatus are to be provided.

請求項１のガス供給装置は、ガス供給を制御するための複数のガス制御機構と、これらのガス制御機構の間を接続するガス流路を形成するガス流路部とを具備し、ガス供給源からのガスを、被処理物を処理するための処理チャンバー内に供給するためのガス供給装置であって、前記ガス制御機構として、少なくとも、ガス流量を制御するためのガス流量制御機構と、ガスの供給・停止を制御するための弁機構とを有し、前記ガス制御機構及び前記ガス流路部の少なくとも一部が、前記ガスに対して耐食性を有するガラス状カーボン又はサファイアからなり、前記ガスと接触する接ガス部の少なくとも一部を構成する耐食性ブロック部材と、前記耐食性ブロック部材を嵌合させるための嵌合穴を有し、前記耐食性ブロック部材の周囲を保護する金属製ブロック部材とから構成されていることを特徴とする。 The gas supply device according to claim 1 includes a plurality of gas control mechanisms for controlling gas supply, and a gas flow path portion that forms a gas flow path connecting between the gas control mechanisms. A gas supply device for supplying a gas from a source into a processing chamber for processing an object to be processed, and as the gas control mechanism, at least a gas flow rate control mechanism for controlling a gas flow rate; A valve mechanism for controlling supply / stop of gas, and at least part of the gas control mechanism and the gas flow path portion is made of glassy carbon or sapphire having corrosion resistance to the gas, A corrosion-resistant block member that constitutes at least a part of a gas contact portion that comes into contact with gas, and a fitting hole for fitting the corrosion-resistant block member, and protects the periphery of the corrosion-resistant block member Characterized in that it is composed of a genus made block member.

請求項２のガス供給装置は、請求項１記載のガス供給装置であって、前記耐食性ブロックが、直方体形状のガラス状カーボン又はサファイアからなることを特徴とする。 A gas supply apparatus according to a second aspect is the gas supply apparatus according to the first aspect, wherein the corrosion-resistant block is made of glass-like carbon or sapphire having a rectangular parallelepiped shape .

請求項３のガス供給装置は、請求項１又は２記載のガス供給装置であって、前記ガス制御機構として、さらにガス圧を制御するための圧力制御機構を具備したことを特徴とする。   A gas supply apparatus according to a third aspect is the gas supply apparatus according to the first or second aspect, further comprising a pressure control mechanism for controlling a gas pressure as the gas control mechanism.

請求項４の半導体製造装置は、ガス供給源からのガスを、被処理物を処理するための処理チャンバー内に供給するためのガス供給装置を具備した半導体製造装置であって、前記ガス供給装置は、ガス供給を制御するための複数のガス制御機構と、これらのガス制御機構の間を接続するガス流路を形成するガス流路部とを具備し、かつ、前記ガス制御機構として、少なくとも、ガス流量を制御するためのガス流量制御機構と、ガスの供給・停止を制御するための弁機構とを有し、前記ガス制御機構及び前記ガス流路部の少なくとも一部が、前記ガスに対して耐食性を有するガラス状カーボン又はサファイアからなり、前記ガスと接触する接ガス部の少なくとも一部を構成する耐食性ブロック部材と、前記耐食性ブロック部材を嵌合させるための嵌合穴を有し、前記耐食性ブロック部材の周囲を保護する金属製ブロック部材とから構成されていることを特徴とする。 5. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 4, comprising a gas supply device for supplying a gas from a gas supply source into a processing chamber for processing an object to be processed. Comprises a plurality of gas control mechanisms for controlling the gas supply, and a gas flow path portion that forms a gas flow path connecting the gas control mechanisms, and at least as the gas control mechanism, A gas flow rate control mechanism for controlling the gas flow rate and a valve mechanism for controlling the supply / stop of gas, wherein at least a part of the gas control mechanism and the gas flow path portion are in the gas. made of glass-like carbon or sapphire having corrosion resistance against, and corrosion resistance block member constituting at least a part of the gas-contact portion in contact with the gas, for fitting the corrosion-resistant block member Has Goana, characterized in that it is composed of a metallic block member for protecting the periphery of the corrosion-resistant block member.

請求項５の半導体製造装置は、請求項４記載の半導体製造装置であって、前記耐食性ブロックが、直方体形状のガラス状カーボン又はサファイアからなることを特徴とする。 The semiconductor manufacturing apparatus according to a fifth aspect is the semiconductor manufacturing apparatus according to the fourth aspect, wherein the corrosion-resistant block is made of glass-like carbon or sapphire having a rectangular parallelepiped shape .

請求項６の半導体製造装置は、請求項４又は５記載の半導体製造装置であって、前記ガス制御機構として、さらにガス圧を制御するための圧力制御機構を具備したことを特徴とする。   A semiconductor manufacturing apparatus according to a sixth aspect is the semiconductor manufacturing apparatus according to the fourth or fifth aspect, further comprising a pressure control mechanism for controlling a gas pressure as the gas control mechanism.

請求項７のガス供給装置用部品は、ガスを供給するガス供給装置のガス流路の一部を構成するためのガス供給装置用部品であって、前記ガスに対して耐食性を有するガラス状カーボン又はサファイアからなり、前記ガスと接触する接ガス部の少なくとも一部を構成する耐食性ブロック部材と、前記耐食性ブロック部材を嵌合させるための嵌合穴を有し、前記耐食性ブロック部材の周囲を保護する金属製ブロック部材とを具備しことを特徴とする。 A gas supply device component according to claim 7 is a gas supply device component for constituting a part of a gas flow path of a gas supply device for supplying a gas, wherein the glassy carbon has corrosion resistance to the gas. Or it consists of sapphire , has a corrosion-resistant block member which constitutes at least a part of the gas contact part which contacts the gas, and a fitting hole for fitting the corrosion-resistant block member, and protects the periphery of the corrosion-resistant block member And a metal block member.

請求項８のガス供給装置用部品は、請求項７記載のガス供給装置用部品であって、前記耐食性ブロックが、直方体形状のガラス状カーボン又はサファイアからなることを特徴とする。 A gas supply device part according to an eighth aspect is the gas supply device part according to the seventh aspect, wherein the corrosion-resistant block is made of glass-like carbon or sapphire having a rectangular parallelepiped shape .

本発明によれば、従来に比べてガス供給装置から金属不純物が発生する可能性を低減することができ、生産性の向上を図ることのできるガス供給装置、半導体製造装置及びガス供給装置用部品を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to reduce the possibility that metal impurities are generated from a gas supply device as compared with the conventional case, and to improve productivity, a gas supply device, a semiconductor manufacturing device, and a gas supply device component Can be provided.

以下、本発明の詳細を、図面を参照して実施の形態について説明する。   The details of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１は、本発明の実施の形態にかかるガス供給装置の構成を模式的に示すものである。図１に示すガス供給装置１には、ガス制御機構として、ハンドバルブ２、圧力制御機構（レギュレータ）３、圧力検出のためのプレッシャートランスデューサー４，逆止弁５、開閉弁バルブ６ａ，６ｂ、流量制御機構としてのマスフローコントローラ７、メタルフィルタ８が、ガス供給方向の上流側からこの順で設けられている。   FIG. 1 schematically shows a configuration of a gas supply apparatus according to an embodiment of the present invention. 1 includes a hand valve 2, a pressure control mechanism (regulator) 3, a pressure transducer 4 for detecting pressure, a check valve 5, open / close valve valves 6a and 6b as gas control mechanisms. A mass flow controller 7 and a metal filter 8 as a flow rate control mechanism are provided in this order from the upstream side in the gas supply direction.

また、ガス供給装置１のガス入口側（図１中左側）端部には、ガス供給源からのガス供給配管を接続するためのガス供給配管接続用ブロック２０が設けられており、このガス供給配管接続用ブロック２０の配管接続口２０ａ内には、フィルタ２０ｂが挿入されるようになっている。一方、ガス供給装置１のガス出口側（図１中右側）端部には、半導体製造装置に設けられた装置側配管を接続するための装置側配管接続用ブロック２１が設けられている。   A gas supply pipe connection block 20 for connecting a gas supply pipe from a gas supply source is provided at the gas inlet side (left side in FIG. 1) end of the gas supply apparatus 1. A filter 20 b is inserted into the pipe connection port 20 a of the pipe connection block 20. On the other hand, at the gas outlet side (right side in FIG. 1) end of the gas supply device 1, there is provided a device side pipe connection block 21 for connecting a device side pipe provided in the semiconductor manufacturing apparatus.

そして、ガス供給配管接続用ブロック２０と装置側配管接続用ブロック２１との間には、複数（図１に示す実施形態では７つ）の上記した各ガス制御機構同士の間を接続してガス流路を形成するための接続用ブロック２２が設けられている。さらに、接続用ブロック２２間の一部には、隣接する接続用ブロック２２の間を、所望の間隔を設けて接続するための接続配管２３が設けられている。上記のガス供給配管接続用ブロック２０、装置側配管接続用ブロック２１、接続用ブロック２２、および接続配管２３によって、ガス供給装置１のガス流路部が構成されている。なお、上記の構成部品は、基台２４上に設けられて一体化されている。   And between the gas supply pipe connection block 20 and the apparatus side pipe connection block 21, a plurality of gas control mechanisms (seven in the embodiment shown in FIG. 1) are connected to each other. A connection block 22 for forming a flow path is provided. Furthermore, a connection pipe 23 is provided in a part between the connection blocks 22 to connect the adjacent connection blocks 22 with a desired interval. The gas supply pipe connection block 20, the apparatus-side pipe connection block 21, the connection block 22, and the connection pipe 23 constitute a gas flow path portion of the gas supply apparatus 1. In addition, said component is provided on the base 24 and is integrated.

図２は、上記構成のガス供給装置１のうち、ガス供給装置用部品である接続用ブロック２２の構成を示すものであり、図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線に沿った縦断面図である。図２に示されるとおり、接続用ブロック２２は、ガスに対して耐食性を有するセラミック又は貴金属からなり、ガスと接触する接ガス部を構成する耐食性ブロック部材２２ａと、耐食性ブロック部材２２ａを嵌合させるための嵌合穴２８を有し、耐食性ブロック部材２２ａの周囲を囲むように設けられ、耐食性ブロック部材２２ａを保護する金属製ブロック部材２２ｂとから構成されている。   FIG. 2 shows a configuration of a connection block 22 which is a gas supply device component in the gas supply device 1 having the above-described configuration. FIG. 2 (a) is a top view, and FIG. 2 (b) is FIG. It is a longitudinal cross-sectional view along the AA line of (a). As shown in FIG. 2, the connection block 22 is made of ceramic or noble metal having corrosion resistance against gas, and fits the corrosion resistance block member 22 a constituting a gas contact portion in contact with the gas and the corrosion resistance block member 22 a. And a metal block member 22b that protects the corrosion-resistant block member 22a and is provided so as to surround the periphery of the corrosion-resistant block member 22a.

図２（ａ）に示すように、接続用ブロック２２の上面のうち耐食性ブロック部材２２ａの部分には、夫々がガス制御機構のガス入口又はガス出口と接続される２つのガス穴２５が設けられている。なお、ガス穴２５の部分は、Ｗシール又はＣシール等によって気密封止される。この場合、ガスケットはステンレス鋼製又は樹脂製等とされる。また、接続用ブロック２２の上面のうち金属製ブロック部材２２ｂの部分には、ガス制御機構を取り付けるための複数（図２（ａ）に示す例では、２対、合計４個）のねじ穴２６が設けられている。   As shown in FIG. 2A, two gas holes 25 each connected to a gas inlet or a gas outlet of the gas control mechanism are provided in the corrosion-resistant block member 22a portion of the upper surface of the connection block 22. ing. The gas hole 25 is hermetically sealed with a W seal or a C seal. In this case, the gasket is made of stainless steel or resin. Further, a plurality of screw holes 26 (two pairs in the example shown in FIG. 2A, a total of four) for attaching the gas control mechanism to the metal block member 22b portion of the upper surface of the connection block 22. Is provided.

また、図２（ｂ）に示すように、２つのガス穴２５は、略Ｖ字状に形成されたガス流路２７によって連通されており、接ガス部となるガス流路２７は、全て耐食性ブロック部材２２ａ内に形成されている。このような構成とすることによって、接ガス部をステンレス鋼等によって形成した場合に、接ガス部に腐食が生じるようなガス、例えば塩素系のガスやフッ素系のガスを使用した場合においても、接ガス部が腐食して、ガス中に鉄やニッケル等の金属汚染物（メタルコンタミ）が混入することを抑制することができる。   Further, as shown in FIG. 2B, the two gas holes 25 are communicated with each other by a gas flow path 27 formed in a substantially V shape, and all the gas flow paths 27 serving as gas contact portions are corrosion resistant. It is formed in the block member 22a. By adopting such a configuration, when the gas contact part is formed of stainless steel or the like, even when a gas that causes corrosion in the gas contact part, for example, a chlorine-based gas or a fluorine-based gas is used, It is possible to suppress the gas contact portion from corroding and mixing of metal contaminants (metal contamination) such as iron and nickel into the gas.

上記のような塩素系のガスやフッ素系のガスに対して耐食性を有するセラミック又は貴金属としては、例えば、ガラス状カーボン（グラッシーカボン）、サファイアを好適に用いることができる。一般に、このような材料は、ガスに対する腐食性は高いが、脆いという特性を有するが、本実施形態では、周囲に設けた金属製ブロック部材２２ｂによって耐食性ブロック部材２２ａを保護することができ、他のガス供給装置用部品を取り付けるためのねじ穴２６部分の機械的強度等も確保することができる。さらに、一般に、上記の材料は、複雑な加工が困難であるが、複雑な形状を有する部分を金属製ブロック部材２２ｂ側に設けることによって、単純な形状の耐食性ブロック部材２２ａとすることができ、加工の困難さを軽減することができる。   For example, glassy carbon (glassy carbon) or sapphire can be suitably used as the ceramic or noble metal having corrosion resistance to the above chlorine-based gas and fluorine-based gas. In general, such a material is highly corrosive to gas but has a characteristic of being brittle, but in this embodiment, the corrosion-resistant block member 22a can be protected by a metal block member 22b provided in the periphery. The mechanical strength and the like of the screw hole 26 portion for attaching the gas supply device parts can be ensured. Furthermore, in general, the above-mentioned material is difficult to process in a complicated manner, but by providing a portion having a complicated shape on the metal block member 22b side, the corrosion-resistant block member 22a having a simple shape can be obtained. The difficulty of processing can be reduced.

また、サファイアやガラス状カーボン等の高価な材料を使用した場合にも、接続用ブロック２２全体をこれらの材料で構成した場合に比べて使用するサファイアやガラス状カーボン等の量を低減することができ、ガス供給装置用部品及びガス供給装置の製造コストの低減を図ることができる。さらに、一般に、サファイアやガラス状カーボン等は、一定の厚さ以上の厚みを有する材料を製造することが困難であるが、接続用ブロック２２全体に比べて薄い耐食性ブロック部材２２ａの厚さがあればよいため、厚さの制限のあるサファイアやガラス状カーボン等も使用できる。   Further, even when an expensive material such as sapphire or glassy carbon is used, the amount of sapphire or glassy carbon used can be reduced as compared with the case where the entire connection block 22 is constituted by these materials. In addition, the manufacturing cost of the gas supply device parts and the gas supply device can be reduced. Furthermore, in general, sapphire, glassy carbon, and the like are difficult to produce a material having a thickness greater than a certain thickness, but the thickness of the corrosion-resistant block member 22a is thinner than the connection block 22 as a whole. Therefore, sapphire or glassy carbon having a limited thickness can be used.

なお、以上では、接続用ブロック２２についてのみ説明したが、ガス供給配管接続用ブロック２０、装置側配管接続用ブロック２１、接続配管２３、及び、ガス制御機構としてのハンドバルブ２、圧力制御機構（レギュレータ）３、圧力検出のためのプレッシャートランスデューサー４、逆止弁５、開閉弁バルブ６ａ，６ｂ、流量制御機構としてのマスフローコントローラ７、メタルフィルタ８についても同様にして、接ガス部を耐食性ブロック部材によって構成し、その周囲を金属製ブロック部材で保護した構成とすることができる。   Although only the connection block 22 has been described above, the gas supply pipe connection block 20, the apparatus side pipe connection block 21, the connection pipe 23, the hand valve 2 as a gas control mechanism, and the pressure control mechanism ( Regulator) 3, pressure transducer 4 for pressure detection, check valve 5, open / close valve valves 6a and 6b, mass flow controller 7 as a flow control mechanism, and metal filter 8 in the same manner, the gas contact portion is a corrosion resistant block. It can be set as the structure comprised by the member, and the periphery was protected with the metal block member.

上記構成の本実施形態のガス供給装置１では、ガス供給配管接続用ブロック２０に接続されたガス供給配管から供給される所定のガスが、ハンドバルブ２を通った後圧力制御機構（レギュレータ）３に至り、ここで所定圧力に制御された後、プレッシャートランスデューサー４にて圧力を検出され、逆止弁５、開閉弁バルブ６ａ，６ｂを通ってマスフローコントローラ７に至り、ここで所定流量に制御された後、メタルフィルタ８を通り、ここで所定粒径以上のメタル粒子が除去され、装置側配管接続用ブロック２１を経て半導体製造装置の処理チャンバー内へ供給される。   In the gas supply device 1 of the present embodiment having the above-described configuration, the predetermined gas supplied from the gas supply pipe connected to the gas supply pipe connection block 20 passes through the hand valve 2 and then the pressure control mechanism (regulator) 3. The pressure is detected by the pressure transducer 4 and then reaches the mass flow controller 7 through the check valve 5 and the on-off valve valves 6a and 6b, where it is controlled to the predetermined flow rate. After that, the metal particles having a predetermined particle diameter or more are removed through the metal filter 8 and supplied to the processing chamber of the semiconductor manufacturing apparatus through the apparatus side pipe connection block 21.

上記のようにしてガスが処理チャンバー内に供給される際に、本実施形態のガス供給装置１では、接ガス部が耐食性ブロック部材とされているため、接ガス部をステンレス鋼によって形成した場合に接ガス部に腐食が生じるようなガス、例えば塩素系のガスやフッ素系のガスを使用した場合においても、ガス供給装置１の接ガス部が腐食して、ガス中に鉄やニッケル等の金属汚染物（メタルコンタミ）が混入することを抑制することができる。   When the gas is supplied into the processing chamber as described above, in the gas supply device 1 of the present embodiment, the gas contact part is a corrosion-resistant block member, and therefore the gas contact part is formed of stainless steel. Even when a gas that corrodes the gas contact portion, such as a chlorine-based gas or a fluorine-based gas, is used, the gas contact portion of the gas supply device 1 is corroded, and the gas such as iron or nickel Mixing of metal contaminants (metal contamination) can be suppressed.

例えば、ポリシリコン膜を形成する成膜装置において、処理チャンバー内に堆積したポリシリコン膜のクリーニングを行う際に、フッ素等の腐食性の高いガスを使用した場合であっても、メタルコンタミの発生を抑制することができる。このため、クリーニングが終了した時点において、処理チャンバー内壁にメタルコンタミが付着していない状態、又は、処理チャンバー内壁にメタルコンタミが付着していたとしてもその量を従来に比べて減少させることができる。   For example, in a film forming apparatus for forming a polysilicon film, metal contamination is generated even when a highly corrosive gas such as fluorine is used when cleaning the polysilicon film deposited in the processing chamber. Can be suppressed. For this reason, even when metal contamination has not adhered to the inner wall of the processing chamber at the time when cleaning is completed, or even if metal contamination has adhered to the inner wall of the processing chamber, the amount can be reduced as compared with the conventional case. .

これによって、従来実施していた前述したプリコート処理（メタルコンタミを封じ込めるために処理チャンバー内壁部分にポリシリコン等の薄い膜を形成する処理）を省略できるか、または、より薄いプリコート膜で済むためプリコート処理に要する時間を短縮することができ、生産性の向上を図ることができる。   As a result, the previously described pre-coating process (the process of forming a thin film such as polysilicon on the inner wall of the processing chamber to contain metal contamination) can be omitted or a thinner pre-coating film can be used. The time required for processing can be shortened, and productivity can be improved.

なお、上記したガス供給装置１のみでなく、このガス供給装置１に接続されるガス供給配管及び装置側配管等の接ガス部を全て耐食性ブロック部材によって構成すれば、さらにメタルコンタミの発生を抑制することができる。一方、ガス供給装置１の接ガス部のうちの一部のみを耐食性ブロック部材によって構成しても、メタルコンタミを低減する効果は得ることができる。   In addition to the gas supply device 1 described above, if all the gas contact parts such as the gas supply piping and device side piping connected to the gas supply device 1 are configured by the corrosion-resistant block member, the occurrence of metal contamination is further suppressed. can do. On the other hand, even if only a part of the gas contact part of the gas supply device 1 is constituted by the corrosion-resistant block member, the effect of reducing metal contamination can be obtained.

図３は、ガス供給装置を具備した半導体製造装置１００の構成を模式的に示したものである。図３に示すように、半導体製造装置１００は、内部に被処理物である半導体ウエハＷを収容して処理するための処理チャンバー３０を具備している。この処理チャンバー３０は、半導体ウエハＷに所定の処理、例えば、成膜処理、エッチング処理を施すものであり、石英又はアルミニウム等から所定形状、例えば円筒状に構成されている。なお、図３には、処理チャンバー３０内に半導体ウエハＷを１枚のみ収容して、半導体ウエハＷを１枚ずつ処理する枚葉式の装置について示してあるが、複数の半導体ウエハＷを収容して、１度に複数枚の半導体ウエハＷを処理するバッチ式の装置であってもよい。   FIG. 3 schematically shows the configuration of the semiconductor manufacturing apparatus 100 provided with a gas supply device. As shown in FIG. 3, the semiconductor manufacturing apparatus 100 includes a processing chamber 30 for accommodating and processing a semiconductor wafer W that is an object to be processed. The processing chamber 30 performs a predetermined process such as a film forming process and an etching process on the semiconductor wafer W, and is configured in a predetermined shape, for example, a cylindrical shape from quartz or aluminum. FIG. 3 shows a single-wafer type apparatus in which only one semiconductor wafer W is accommodated in the processing chamber 30 and the semiconductor wafers W are processed one by one, but a plurality of semiconductor wafers W are accommodated. A batch type apparatus that processes a plurality of semiconductor wafers W at a time may be used.

図３において、３１ａ〜３１ｅは、夫々が所定のガスを供給するための複数（図３の例では５つ）のガス供給源である。そして、これらのガス供給源３１ａ〜３１ｅの夫々が、夫々別のガス供給装置１ａ〜１ｅを介して、処理チャンバー３０に接続されている。   In FIG. 3, reference numerals 31a to 31e denote a plurality of gas supply sources (five in the example of FIG. 3) for supplying a predetermined gas. Each of these gas supply sources 31a to 31e is connected to the processing chamber 30 via another gas supply device 1a to 1e.

上記のガス供給装置１ａ〜１ｅのうち、ステンレス鋼を腐食しないガスが流通されるものについては、接ガス部がステンレス鋼製である従来のガス供給装置とされている。また、ステンレス鋼が腐食される腐食性のガス、例えば塩素系ガス、フッ素系ガスが流通されるものについては、上述した接ガス部が、これらのガスに対して耐食性を有するセラミック又は貴金属からなる耐食性ブロック部材によって構成されたガス供給装置とされている。   Among the gas supply devices 1a to 1e described above, those in which a gas that does not corrode stainless steel is circulated are the conventional gas supply devices in which the gas contact portion is made of stainless steel. In addition, for corrosive gases that corrode stainless steel, such as those in which chlorine-based gas or fluorine-based gas is circulated, the gas contact part described above is made of a ceramic or noble metal that has corrosion resistance to these gases. The gas supply device includes a corrosion-resistant block member.

また、処理チャンバー３０の下部には、処理チャンバー３０内部を排気するための真空ポンプ３２が接続されており、ガス供給装置１ａ〜１ｅから処理チャンバー３０内に供給され、半導体ウエハＷの処理に供した後のガスを、真空ポンプ３２によって排気するようになっている。なお、処理チャンバー３０には、半導体ウエハＷに施す処理の種類によって、例えば、半導体ウエハＷを加熱するための加熱機構、半導体ウエハＷを冷却するための冷却機構、ガスをプラズマ化するためのプラズマ発生機構等が設けられる。   A vacuum pump 32 for evacuating the inside of the processing chamber 30 is connected to the lower part of the processing chamber 30 and is supplied into the processing chamber 30 from the gas supply devices 1a to 1e to be used for processing the semiconductor wafer W. The gas after being discharged is exhausted by a vacuum pump 32. In the processing chamber 30, depending on the type of processing performed on the semiconductor wafer W, for example, a heating mechanism for heating the semiconductor wafer W, a cooling mechanism for cooling the semiconductor wafer W, and plasma for converting the gas into plasma. A generation mechanism or the like is provided.

上記の半導体製造装置１００では、塩素系のガスやフッ素系のガスを使用した場合においても、ガス供給装置１ａ〜１ｅの接ガス部が腐食して、ガス中に鉄やニッケル等の金属汚染物（メタルコンタミ）が混入することを抑制することができる。また、金属汚染物（メタルコンタミ）の混入を抑制するために、従来処理チャンバー３０のクリーニング後に実施していたプリコート処理を省略できるか、または、プリコート処理に要する時間を短縮することができるので、生産性の向上を図ることができる。   In the semiconductor manufacturing apparatus 100 described above, even when chlorine-based gas or fluorine-based gas is used, the gas contact portions of the gas supply devices 1a to 1e are corroded, and metal contaminants such as iron and nickel are contained in the gas. It can suppress that (metal contamination) mixes. Further, in order to suppress the contamination of metal contaminants (metal contamination), the pre-coating process that has been performed after the cleaning of the conventional processing chamber 30 can be omitted, or the time required for the pre-coating process can be shortened. Productivity can be improved.

本発明の一実施形態のガス供給装置の構成を模式的に示す図。The figure which shows typically the structure of the gas supply apparatus of one Embodiment of this invention. 図１のガス供給装置の要部構成を示す図。The figure which shows the principal part structure of the gas supply apparatus of FIG. 本発明の一実施形態の半導体製造装置の構成を模式的に示す図。The figure which shows typically the structure of the semiconductor manufacturing apparatus of one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

Ｗ……半導体ウエハ、１……ガス供給装置、２……ハンドバルブ、３……圧力制御機構（レギュレータ）、４……プレッシャートランスデューサー、５……逆止弁、６ａ，６ｂ……開閉弁バルブ、７……マスフローコントローラ、８……メタルフィルタ、２０……ガス供給配管接続用ブロック、２１……装置側配管接続用ブロック、２２……接続用ブロック、２２ａ……耐食性ブロック部材、２２ｂ……金属製ブロック部材、２３……接続配管、２４……基台。   W ... Semiconductor wafer, 1 ... Gas supply device, 2 ... Hand valve, 3 ... Pressure control mechanism (regulator), 4 ... Pressure transducer, 5 ... Check valve, 6a, 6b ... Open / close valve Valve, 7 ... Mass flow controller, 8 ... Metal filter, 20 ... Gas supply piping connection block, 21 ... Device side piping connection block, 22 ... Connection block, 22a ... Corrosion-resistant block member, 22b ... ... Metal block member, 23 ... Connection piping, 24 ... Base.

Claims (8)

ガス供給を制御するための複数のガス制御機構と、これらのガス制御機構の間を接続するガス流路を形成するガス流路部とを具備し、ガス供給源からのガスを、被処理物を処理するための処理チャンバー内に供給するためのガス供給装置であって、
前記ガス制御機構として、少なくとも、ガス流量を制御するためのガス流量制御機構と、ガスの供給・停止を制御するための弁機構とを有し、
前記ガス制御機構及び前記ガス流路部の少なくとも一部が、
前記ガスに対して耐食性を有するガラス状カーボン又はサファイアからなり、前記ガスと接触する接ガス部の少なくとも一部を構成する耐食性ブロック部材と、
前記耐食性ブロック部材を嵌合させるための嵌合穴を有し、前記耐食性ブロック部材の周囲を保護する金属製ブロック部材とから構成されている
ことを特徴とするガス供給装置。 A plurality of gas control mechanisms for controlling the gas supply, and a gas flow path portion that forms a gas flow path connecting the gas control mechanisms, and the gas from the gas supply source A gas supply device for supplying into a processing chamber for processing
As the gas control mechanism, at least a gas flow rate control mechanism for controlling the gas flow rate and a valve mechanism for controlling supply / stop of gas are provided.
At least a part of the gas control mechanism and the gas flow path section are
Corrosion-resistant block member made of glassy carbon or sapphire having corrosion resistance to the gas, and constituting at least a part of a gas contact portion in contact with the gas;
A gas supply device comprising: a metal block member having a fitting hole for fitting the corrosion resistant block member and protecting the periphery of the corrosion resistant block member. 請求項１記載のガス供給装置であって、
前記耐食性ブロックが、直方体形状のガラス状カーボン又はサファイアからなることを特徴とするガス供給装置。 The gas supply device according to claim 1,
The gas supply device according to claim 1, wherein the corrosion-resistant block is made of rectangular parallelepiped glassy carbon or sapphire. 請求項１又は２記載のガス供給装置であって、
前記ガス制御機構として、さらにガス圧を制御するための圧力制御機構を具備したことを特徴とするガス供給装置。 The gas supply device according to claim 1 or 2,
A gas supply apparatus comprising a pressure control mechanism for controlling a gas pressure as the gas control mechanism. ガス供給源からのガスを、被処理物を処理するための処理チャンバー内に供給するためのガス供給装置を具備した半導体製造装置であって、
前記ガス供給装置は、ガス供給を制御するための複数のガス制御機構と、これらのガス制御機構の間を接続するガス流路を形成するガス流路部とを具備し、かつ、前記ガス制御機構として、少なくとも、ガス流量を制御するためのガス流量制御機構と、ガスの供給・停止を制御するための弁機構とを有し、
前記ガス制御機構及び前記ガス流路部の少なくとも一部が、
前記ガスに対して耐食性を有するガラス状カーボン又はサファイアからなり、前記ガスと接触する接ガス部の少なくとも一部を構成する耐食性ブロック部材と、
前記耐食性ブロック部材を嵌合させるための嵌合穴を有し、前記耐食性ブロック部材の周囲を保護する金属製ブロック部材とから構成されている
ことを特徴とする半導体製造装置。 A semiconductor manufacturing apparatus including a gas supply device for supplying a gas from a gas supply source into a processing chamber for processing an object to be processed,
The gas supply device includes a plurality of gas control mechanisms for controlling gas supply, and a gas flow path section that forms a gas flow path connecting the gas control mechanisms, and the gas control As a mechanism, it has at least a gas flow rate control mechanism for controlling the gas flow rate, and a valve mechanism for controlling supply / stop of gas,
At least a part of the gas control mechanism and the gas flow path section are
Corrosion-resistant block member made of glassy carbon or sapphire having corrosion resistance to the gas, and constituting at least a part of a gas contact portion in contact with the gas;
A semiconductor manufacturing apparatus comprising: a metal block member having a fitting hole for fitting the corrosion-resistant block member and protecting the periphery of the corrosion-resistant block member. 請求項４記載の半導体製造装置であって、
前記耐食性ブロックが、直方体形状のガラス状カーボン又はサファイアからなることを特徴とする半導体製造装置。 The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 4,
The said corrosion-resistant block consists of a rectangular parallelepiped glass-like carbon or sapphire, The semiconductor manufacturing apparatus characterized by the above-mentioned. 請求項４又は５記載の半導体製造装置であって、
前記ガス制御機構として、さらにガス圧を制御するための圧力制御機構を具備したことを特徴とする半導体製造装置。 A semiconductor manufacturing apparatus according to claim 4 or 5,
A semiconductor manufacturing apparatus comprising a pressure control mechanism for controlling the gas pressure as the gas control mechanism. ガスを供給するガス供給装置のガス流路の一部を構成するためのガス供給装置用部品であって、
前記ガスに対して耐食性を有するガラス状カーボン又はサファイアからなり、前記ガスと接触する接ガス部の少なくとも一部を構成する耐食性ブロック部材と、
前記耐食性ブロック部材を嵌合させるための嵌合穴を有し、前記耐食性ブロック部材の周囲を保護する金属製ブロック部材と
を具備しことを特徴とするガス供給装置用部品。 A gas supply device component for constituting a part of a gas flow path of a gas supply device for supplying gas,
Corrosion-resistant block member made of glassy carbon or sapphire having corrosion resistance to the gas, and constituting at least a part of a gas contact portion in contact with the gas;
A gas supply device component comprising: a metal block member having a fitting hole for fitting the corrosion resistant block member and protecting the periphery of the corrosion resistant block member. 請求項７記載のガス供給装置用部品であって、
前記耐食性ブロックが、直方体形状のガラス状カーボン又はサファイアからなることを特徴とするガス供給装置用部品。 The gas supply device component according to claim 7,
The gas supply device component, wherein the corrosion-resistant block is made of a rectangular parallelepiped glassy carbon or sapphire.
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