JPH05171447A - 処理ガス供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］処理ガスが流れる配管内で発生した液滴その他
のパーティルを排出・除去して、清浄な処理ガスを処理
部へ供給する。 ［構成］ＨＭＤＳガス供給管４０には、タンク２に近い
管路位置に第１の切換バルブ４２が設けられるととも
に、処理装置２２に近い管路位置に第２の切換バルブ４
４が設けられている。第１の切換バルブ４２には、Ｎ2
ガス源４８より換気用ガスとしてのＮ2 ガスを供給する
Ｎ2 ガス供給管５０が接続されている。第２の切換バル
ブ４４には排気管５８が接続され、この排気管５８の他
端は除去装置（図示せず）に接続されている。ＨＭＤＳ
ガス供給管４０内を換気・浄化するとき、第１の切換バ
ルブ４２はＮ2 ガス供給管５０側に切り換えられ、第２
の切換バルブ４４は排気管５８側に切り換えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、処理ガスを配管を介し
て処理部へ供給する処理ガス供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製品等の製造工程において、処理
液をキャリアガス中に気相化させて処理ガスとし、この
処理ガスを配管を介して処理装置に供給するようにした
処理ガス供給装置が用いられている。

【０００３】この種の処理液供給装置を適用した例とし
て、図２に示すように、ヘキサメチルジシラザン（以下
ＨＭＤＳという）を用いて半導体ウエハ等の被処理体の
表面処理を行うＨＭＤＳ処理装置がある。このＨＭＤＳ
処理装置のタンク１００においては、タンク内に処理液
としてのＨＭＤＳ液が貯留されており、タンク底部に設
けられたバブラー１０２にキャリアガスとして窒素ガス
（Ｎ2 ガス）がＮ2 ガス供給管１０４より供給され、バ
ブラー１０２より発生されるＮ2 ガスの泡１０６にＨＭ
ＤＳが気化して溶け込むようになっている。

【０００４】このようにして気相化したＨＭＤＳ（ＨＭ
ＤＳガス）は、Ｎ2 ガスと共にＨＭＤＳガス供給管１０
８を通って処理容器１１０へ送られ、処理容器１１０内
に配置され必要に応じて加熱されている半導体ウエハ１
１２に処理ガスとして吹き付けられる。これにより、半
導体ウエハ１１２に対する所定の表面処理が行われ、処
理後のガスは排気管１１４より排気される。

【０００５】ＨＭＤＳガス供給管１０８には、ＨＭＤＳ
を溶解したＮ2 ガスが所定の流量で流れていることを確
認するためのフロート式流量計１１６が設けられてい
る。この流量計１１６は、テーパ管内を浮遊するフロー
トの位置によって管内を流れるガスの流量を測定する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなＨＭＤＳ処理装置においては、ＨＭＤＳガスがＨ
ＭＤＳガス供給管１０８内を流れる際に、一部が液滴化
して管１０８の内壁に付着することがある。特に、キャ
リアガス（Ｎ2 ガス）中のＨＭＤＳの濃度が高い場合
や、ＨＭＤＳガスの温度と供給管の周囲の温度との温度
差が大きい場合、そのようなＨＭＤＳガスの液滴化現象
が発生しやすい。

【０００７】このようにしてＨＭＤＳガス供給管１０８
内で液滴化したＨＭＤＳがそのうち処理容器１１０内に
入り込んで、半導体ウエハ１１２に付着すると、ウエハ
１１２上にピンホール等を発生させ、半導体製品の歩留
まり低下の原因となった。さらに、液滴化したＨＭＤＳ
が処理容器１１０内でウエハ加熱機構のヒータ等に触れ
ると、発火するおそれがあった。また、ＨＭＤＳガス供
給管１０８においても液滴化したＨＭＤＳが流量計１１
４のフロートに付着すると、流量計１１４の精度が低下
し、正確な流量検出ができなくなってしまうという問題
もあった。

【０００８】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、処理ガスが流れる配管内で発生した液滴その他
のパーティクルを配管より排出・除去して、清浄な処理
ガスを処理部へ供給し、歩留まりの向上等をはかる処理
ガス供給装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の処理ガス供給装置は、処理ガスを配管を介
して処理部へ供給する処理ガス供給装置において、前記
配管に換気用ガスを供給するためのガス供給手段と、前
記配管内のガスを排気するための排気手段と、前記配管
の第１の管路位置に設けられ、前記ガス供給手段に接続
された第１の切換弁と、前記配管の第２の管路位置に設
けられ、前記排気手段に接続された第２の切換弁とを具
備する構成とした。

【００１０】

【作用】処理部で所定の処理が行われるとき、第１の切
換弁はガス供給手段と遮断した状態、つまり第１の切換
弁からみて配管の上流側の配管部と下流側の配管部とを
連通接続する状態に切り換えられ、第２の切換弁は排気
手段と遮断した状態、つまり第２の切換弁からみて配管
の上流側の配管部と下流側の配管部とを連通接続する状
態に切り換えられる。これにより、処理ガスは配管を通
って処理部へ送られる。

【００１１】処理部で処理が行われない間に配管内を換
気・浄化（パージ purge）するとき第１の切換弁はガス
供給手段を配管の管路に接続した状態に切り換えられ、
第２の切換弁は排気手段を配管の管路に接続した状態に
切り換えられる。これによって、ガス供給手段からの換
気用ガスは第１の切換弁から配管に流入して第２の切換
弁側へ流れ、第２の切換弁から排気手段へ抜ける。この
際、配管の内壁に付着していた液滴その他のパーティク
ルは換気用ガスと一緒に排気手段へ排気・除去される。

【００１２】

【実施例】以下、図１を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は、本発明の一実施例による処理ガス供給装
置を適用したＨＭＤＳ処理装置の構成を示す。

【００１３】このＨＭＤＳ処理装置において、タンク２
は、ＨＭＤＳ液を貯溜する容器で、ＨＭＤＳ中への不純
物の溶出を防止するために石英ガラスでできている。タ
ンク２内の底部には、細かなＮ2 ガスの気泡を発生させ
るための多孔質の部材からなるバブラー４が設けられて
おり、このバブラー４にはＮ2 ガスボンベ等のＮ2 ガス
源（図示せず）よりキャリアガスとしてのＮ2 ガスを供
給するＮ2 ガス供給管６が接続されている。タンク２の
頂部には、ＨＭＤＳを予備タンク（図示せず）からタン
ク２へ補給するためのＨＭＤＳ液供給管８が接続されて
いる。タンク２の外壁には、タンク２内のＨＭＤＳ中の
Ｎ2 ガスの泡１０を計測するための超音波センサ１２，
１４が取り付けられている。これらの超音波センサ１
２，１４は計測回路１６に電気的に接続されている。な
お、Ｎ2 ガス供給管６およびＨＭＤＳ液供給管８にはそ
れぞれ開閉バルブ１８，２０が設けられている。

【００１４】処理容器２２のチャンバ２４内には、電気
ヒータ等を使用した加熱機構（図示せず）を内蔵したウ
エハ載置台２６が設けられ、このウエハ載置台２６上に
ＨＭＤＳ処理をうけるべき被処理体たとえば半導体ウエ
ハ２８が載置される。処理容器２２の底部には処理後の
ガスを排気するための排気管３０が接続されている。排
気管３０にはチャンバ２４内を負圧に吸引するためのエ
ゼクタ（空気圧式真空装置）３２が設けられ、このエゼ
クタ３２には駆動用の圧力空気を供給する駆動空気供給
管３４が接続されている。なお、排気管３０および駆動
空気供給管３４には、それぞれ開閉バルブ３６，３８が
設けられている。

【００１５】タンク２の頂部と処理容器２２の頂部との
間には、タンク２内で気相化したＨＭＤＳ（ＨＭＤＳガ
ス）をＮ2 ガスと一緒に処理容器２２へ供給するための
ＨＭＤＳガス供給管４０が接続されている。ＨＭＤＳガ
ス供給管４０には、タンク２に近い管路位置に第１の切
換バルブ４２が設けられるとともに、処理装置２２に近
い管路位置に第２の切換バルブ４４が設けられ、両切換
バルブ４２，４４の間の管路に流量計４６が設けられて
いる。

【００１６】第１の切換バルブ４２には、Ｎ2 ガス源４
８より換気（パージ purge）用ガスとしてのＮ2 ガスを
供給するＮ2 ガス供給管５０が接続されている。第１の
切換バルブ４２は、手動式、電磁式または空気圧式等の
適当な切換操作によって、バルブ４２からみて下流側の
ＨＭＤＳガス供給管部４０ａをバルブ４２からみて上流
側のＨＭＤＳガス供給管部４０ｂもしくはＮ2 ガス供給
管５０に選択的に接続するように切り換わるようになっ
ている。なお、Ｎ2 ガス供給管５０には、圧力調整バル
ブ５２，流量計５４および開閉バルブ５６が設けられて
いる。

【００１７】第２の切換バルブ４４には排気管５８が接
続され、この排気管５８の他端は排ガス除去装置（図示
せず）に接続されている。第２の切換バルブ４４は手動
式、電磁式または空気圧式等の適当な切換操作によっ
て、バルブ４４からみて上流側のＨＭＤＳガス供給管部
４０ａをバルブ４４からみて下流側のＨＭＤＳガス供給
管部４０ｃもしくは排気管５８に選択的に接続するよう
に切り換わるようになっており、ＨＭＤＳガス供給管４
０内のガスを排気可能に構成されている。なお、ＨＭＤ
Ｓガス供給管４０において、第２の切換バルブ４４と処
理装置２２との間の管路に開閉バルブ６０が設けられて
いる。また、処理装置２２付近でＨＭＤＳガス供給管４
０と並列に大気供給管６２が接続され、この管６２にも
開閉バルブ６４が設けられている。

【００１８】次に、このＨＭＤＳ処理装置の動作を説明
する。搬送アーム（図示せず）により半導体ウエハ２８
を処理容器２２内に搬入して載置台２６上に載置後、チ
ャンバ２４を密閉状態にする。ＨＭＤＳ処理のためＨＭ
ＤＳガスを処理容器２２に供給するに先立ち、開閉バル
ブ６０，６４を閉じ、開閉バルブ３６，３８を開いてエ
ゼクタ３２に駆動空気供給管３４より駆動用の圧縮空気
を送り、エゼクタ３２によって処理容器２２のチャンバ
２４内の雰囲気を吸引排気して減圧する。

【００１９】しかる後、第１の切換バルブ４２を上流側
のＨＭＤＳガス供給管部４０ｂ側に切り換え、かつ第２
の切換バルブ４４を下流側のＨＭＤＳガス供給管部４０
ｃ側に切り換えた状態の下で、つまりＨＭＤＳガス供給
管４０を介してタンク２と処理装置２２とを連通接続し
た状態の下で、開閉パルブ６０，１８を開く。

【００２０】開閉パルブ１８が開くことによって、Ｎ2
ガス供給管６よりＮ2 ガスが所定の流量たとえば３リッ
トル／分でバブラー４に導入され、導入されたＮ2 ガス
はバブラー４より細かな泡１０となってタンク２内のＨ
ＭＤＳ液中に流入し、Ｎ2 ガスの泡１０にＨＭＤＳが気
化して混入する。こうしてタンク２内でＨＭＤＳが気相
化してＨＭＤＳガスが発生する。このＨＭＤＳガスは、
キャリアガス（Ｎ2 ガス）と共にＨＭＤＳガス供給管４
０を通って処理容器２２に供給される。

【００２１】次いで、ＨＭＤＳガスおよびキャリアガス
（Ｎ2 ガス）を所定の流量たとえば３リットル／分で処
理容器２２へ供給し、通常のＨＭＤＳ処理状態とする。
これにより、減圧された処理容器２２のチャンバ２４内
で加熱された半導体ウエハ２８にＨＭＤＳガスが処理ガ
スとして吹き付けられ、半導体ウエハ２８の表面が疏水
化処理される。この疏水化処理によって、後続のレジス
ト塗布工程におけるレジストとウエハ２８との密着性・
固着性が向上する（アドヒージョン adhesion処理）。

【００２２】上記のようなＨＭＤＳ処理が終了したなら
ば、開閉バルブ６０，１８をそれぞれ閉じ、開閉バルブ
６４を開いてチャンバ２４内を大気に置換後、処理済み
の半導体ウエハ２８を搬出する。次に、第１の切換バル
ブ４２をＮ2 ガス供給管５０側に切り換えるとともに、
第２の切換バルブ４４を排気管５８側に切り換え、開閉
バルブ５６を開く。そうすると、Ｎ2 ガス供給源４８か
らの換気用Ｎ2 ガスが所定の流量たとえば５リットル／
分でＮ2 ガス供給管５０より切換バルブ４２を介してＨ
ＭＤＳガス供給管４０に流入し、流入したＮ2 ガスはＨ
ＭＤＳガス供給管４０内を第２の切換バルブ４４側に向
かって流れ、第２の切換バルブ４４から排気管５８側へ
抜ける。

【００２３】このようにＮ2 ガスが第１および第２の切
換バルブ４２，４４間でＨＭＤＳガス供給管４０内を吹
き抜けパージすることにより、先のＨＭＤＳ処理におい
てＨＭＤＳガス供給管４０あるいは流量計４６内で液滴
化していたＨＭＤＳはＮ2 ガスと共に排気管５８側へ排
出され、ＨＭＤＳガス供給管４０から除去される。ま
た、ＨＭＤＳガス供給管４０あるいは流量計４６内に存
在していた他のパーティクルも一緒に排気管５８側へ排
出・除去される。そして、ＨＭＤＳガス供給管４０の内
壁および流量計４６のフロート等が浄化される。

【００２４】このＨＭＤＳガス供給管４０の換気および
浄化を、所定時間たとえば３０秒行ったなら、開閉バル
ブ５６を閉じ、両切換バルブ４２，４４を定常状態に戻
す。すなわち、第１の切換バルブ４２を上流側のＨＭＤ
Ｓガス供給管部４０ｂ側に切り換えるとともに、第２の
切換バルブ４２を下流側のＨＭＤＳガス供給管部４０ｃ
側に切り換える。

【００２５】上記のようなＨＭＤＳガス供給管４０に対
する換気および浄化処理は、１回または複数回のＨＭＤ
Ｓ処理つき、作業員の手動操作により、あるいは制御装
置の自動操作によって行われてもよい。このような定期
的な換気および浄化処理によって、ＨＭＤＳガス供給管
４０内あるいは流量計４６内に液滴化していたＨＭＤＳ
を早期に排出・除去して、管４０内および流量計４６内
をクリーニングすることで、液滴化ＨＭＤＳの残存ない
し処理装置２２への流入を大幅に低減することができ
る。したがって、処理装置２２においては、ＨＭＤＳの
液滴が半導体ウエハ２８や加熱装置２６に付着するおそ
れが少ないので、製品歩留まりが向上し、発火の問題も
なくなる。またＨＭＤＳガス供給管４０においては、流
量計４６のフロートが清浄に保たれるので、流量検出精
度を安定に維持することができる。

【００２６】第１および第２の切換バルブ４２，４４の
配置位置は、任意に選択することが可能であるが、第１
の切換バルブ４２をできるだけタンク２に近付け、第２
の切換バルブ４４をできるだけ処理装置２２に近付けた
方が、より長い管路にわたってＨＭＤＳガス供給管４０
の換気・浄化を行うことができる。また、この実施例で
はＨＭＤＳガス供給管４０に流量計４６を設けたが、流
量調整バルブ等の任意の気体装置を設けることが可能で
ある。また、換気用のガスとして、Ｎ2 ガスの代わりに
他の中性ガスを用いてもよい。また、第１の切換バルブ
４２を処理装置２２側の管路位置に配置し、第２の切換
バルブ４４をタンク２側の管路位置に配置し、ＨＭＤＳ
ガス供給管４０の下流側から上流側に換気用ガスを流す
ことも可能である。

【００２７】なお、本実施例において、超音波センサ１
２，１４はそれぞれ圧電材料からなる送信素子と受信素
子を有している。各々の送信素子は、計測回路２０より
超音波発生電圧を受けて、超音波ビームを放射する。こ
の超音波ビームは、タンク２の外壁を通過してタンク２
内へと放射され、この放射により発生する反射波は各超
音波センサ１２，１４の受信素子により受信されて電気
的な反射波検出信号に変換され、各々の反射波検出信号
が計測回路２０に入力される。

【００２８】超音波センサ１２，１４の付近にＨＭＤＳ
液がないときは、超音波はタンク２内の内壁面で直ちに
強く反射されるため、一定レベルの反射波検出信号が計
測回路２０に与えられる。超音波センサ１２，１４の付
近にＨＭＤＳ液があるときは超音波はタンク２の内壁面
ではあまり反射されずＨＭＤＳ液中に放射され、ＨＭＤ
Ｓ液中のＮ2 ガスの泡１０に入射すると、この泡１０で
強い反射を受ける。

【００２９】このように、ＨＭＤＳ液中に放射されたと
きの超音波の反射物体は泡１０であるから、超音波の入
射方向に泡１０が存在するか否かにより計測回路２０に
与えられる反射波検出信号のレベルが変動する。したが
って、計測回路２０は、各反射波検出信号のレベルの変
化から泡１０の有無すなわちＨＭＤＳ液の有無を判別
し、タンク２内のＨＭＤＳ液の液位が所定範囲（超音波
センサ１２，１４の設置位置）内にあるか否かを監視す
ることができる。そして、液位が所定範囲内にあるよう
に開閉バルブ２０を操作する。

【００３０】上述した実施例は気相化したＨＭＤＳを処
理ガスとする装置に係るものであったが、本発明は、処
理液を気相化して処理ガスとする任意の処理ガス供給装
置に適用可能であり、さらには配管内で処理ガスの液滴
その他のパーティクルが発生しやすい任意の処理ガス供
給装置に適用可能である。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の処理ガス
供給装置によれば、処理ガスを処理部へ供給する配管の
所定の管路位置に第１および第２の切換弁を設け、これ
ら第１および第２の切換弁を介して配管内に換気用ガス
を流し、配管内の液滴その他のパーティクルを排出・除
去するようにしたので、処理部に清浄な処理ガスを供給
することが可能であり、歩留まりの向上等をはかること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による処理ガス供給装置を適
用したＨＭＤＳ処理装置の構成を示す図である。

【図２】従来のＨＭＤＳ処理装置の構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

２ タンク ８ ＨＭＤＳ液供給管 ２２ 処理容器 ２８ 半導体ウエハ ４０ ＨＭＤＳガス供給管 ４２ 第１の切換弁 ４４ 第２の切換弁 ４８ Ｎ2 ガス源 ５０ Ｎ2 ガス供給管 ５８ 排気管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理ガスを配管を介して処理部へ供給す
   るようにした処理ガス供給装置において、 前記配管に換気用ガスを供給するためのガス供給手段
   と、 前記配管内のガスを排気するための排気手段と、 前記配管の第１の管路位置に設けられ、前記ガス供給手
   段に接続された第１の切換弁と、 前記配管の第２の管路位置に設けられ、前記排気手段に
   接続された第２の切換弁と、を具備したことを特徴とす
   る処理ガス供給装置。