JPS60195936A - 自動しや断弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は反応性ガスを用いるプロセス用機器に関するも
のであり、特に種々のガスゼ用いるプラズマ反応装置に
関する。

・”　発明の背景 ・過去においては、プラズマ反応装置へのガスの送出し
はいろいろな配管、弁およびブロックを介する一連の比
較的永久的な接続部ゼ含んでいた。

機器内における接続部の物理的位置ならびに接続部の性
能によ・クズ変更又は調整は一般に困難である。この結
果機器ゼ収りつけた後にガス取扱い部分を調整又は修理
することが困難にな５ことがしはへ・；、シはある。

プラス１反応装置は半導体ウェーッ・上に材料ゼエッチ
ング又は堆積するためにいろいろなガスな用いる。これ
らのガスのなかには毒性又は腐食性。

又はそれら両方の性質を有するものがある。従って反応
装置ｔを調整したり、又は修理する場合には注意しなけ
ればならない。更に、配管接続部を分解すると、ガス系
統の動作および寿命に悪影響を与える漏れ、湿気および
その池の汚染物質を導入する可能性がある。

ガスの性質はもう１つの困難、即ちシステムの各運転停
止又は各不使用期間後にシステムをパージ（ｐｕｒｇｅ
　）する必要を生じさせる。特に面倒なのは反応室の汚
染である。反応室の容積は別にしても。

内部の形は、バージングゼくり返し行っても汚染ガス、
例えば雰囲気（ａｔｏｍｏｓｐｈｅｒａ　）が残ってい
る可能性のあるボケットセー股に作っている。従って。

ガス取扱い部分を隔離してシステム全体をパージしたり
、又は空気にさらしたりする必要のないようにすること
がきわめて望ましい。

プラズマを用いる半導体デバイスの製造は、プロセス機
器のだめの継続的努力およびプロセス制御の改良を特徴
としている。この努力を大いに助ゆている１つの品目は
質量流量制御装置である。

これらのデバイスでは２反応室へ流れるガスの容積では
なくて質量が測定される。典型的な反応装置は装置全体
にわたって配置されているこれらのデバイスゼ数個有し
ていることがある。残念ながら質量流量制御装置は信頼
性の点であまり優れていない。従って、質量流量制御装
置のｍ！１又は交換の間に装置が作動してない期間がし
ばしばある。

適当に運転している場合でさえも、ガスが腐食性である
とガスシステムの僅かな漏れが問題ゼ生じさせることが
ある。電気的コネクタおよびワイヤリングは腐食性雰囲
気内では急速に劣化する可能性がある。この問題ゼ解決
する１つの方法は。

例えば適当なスリーブ、ブーツ、埋込用樹脂又はそれら
に類似した物を用いてガスから電子回路（・ｔａａｔｒ
ｏｎｌｅｓ）を確実に隔離することである。

発明の目的 上記の点にかんがみ２本発明の目的はウェーッ）プロセ
ス機器におけるガス制御の信頼性を改善することである
。

本発明のもう１つの目的は、プラズマ反応装置における
ガス管（ｇａｓ　ｔｌｎｅｓ）　４Ｌ：隔離する手段を
提供することである。

本発明のもう１つの目的は１反応性ガスを用いる機器を
モジュールによって製作できるようにする手段な提供す
ることである。

本発明の更にもう１つの目的はガス管のための改良され
た接続機構な提供することである。

要約 上記の目的およびその他の利点は、１つ又は複数の取付
は部品（ｆｌｔｔｌｎｇａ）が間隔をおいた所定の関係
において第１パネルに取付けられている。各取付は部品
はその一端にスプリング弁（ｓｐｒｉｎｇ　＃ａｄ＠ｄ
マａＬｖ・）を有する穴を含む。ガスモジュールは間隔
ゼおいて同じ所定の関係にあるプラグな含む。モジュー
ルゲ除去すると、プラグがはずれパルプが閉じ、それに
よってガスシステムを封止して反応装置全体をパージす
る必要がなくなる。質量流量制御装置ぞ含むモジュール
の場合には、真空付属装置がモジュールに負圧を生じさ
せて外部の空気を引き込み、この空気が漏れている腐食
性ガスがあるとそれを希釈し除去する。

好ましい実施例の説明 第１図に示されているように、その各々がガス配管およ
び電気的コネクタのだめの取付は部品を有するパネル１
０および２０のような２つのパネルは容易に接続したり
取外したりできるよ５になっている。具体的に云うと、
Ｉ！又はパネル１０はそこを通過して適当な手段（図示
されていない）によってパネル１０に接続されているガ
ス管を含む。

こシでは平らなリボンケーブル用のコネクタとして示さ
れている゛峨気コネクタ１６もまたへネル１０を通りぬ
けている。パネル２０はそこに接続されているブロック
２１ならびに電気コネクタ２６を有し。

その各々はコネクタ１５およびガス管１１および１２に
対応して間隔がおかれている。ブロック２１はガス管１
１および１２と正ｌ１１！に位置合せられた第１および
第２穴を含む。ガス管１１および１２かも離れている穴
の端には、それぞれ弁２２および２３がある。弁２２お
よび２５はスプリング２４および２５１Ｃよってブロッ
ク２１内の弁座（ＩＩＩｓａｔ）に押しつけられ弁の後
方のガスの圧力によ・りて支えられている円錐形部分を
含む。弁部材２２および２３は、弁２３と弁座２９との
間の接触領域の内方へ弁２３４−通ってぬけている穴２
８のような複数の穴を含む。１つのそのような穴は弁２
３の軸と位置合せされており、弁２５の端と穴２８の間
を連絡しており、それによりガスがガス管へ流れたりガ
ス管から流れる通路ゲ与える。

動作すると、その１つの壁としてパネル１０４Ｌ：有す
るデバイスはパネル２０と位置を合わせられてその近く
に移動するので、ガス管１１および１２およびコネクタ
１５はブロック２１内のそれぞれの穴およびコネクタ２
６とそれぞれかみ合うよ５になる。ガス管１２が穴の中
に挿入されると、ガス管の端はパルプ２３とかみ合・り
て、スプリング２４を押してパルプ２３ヲ下へ押し下げ
る゛。このことはパルプ２６４を肩（ｓｈｏｕｔｄ＠ｒ
）　２９から離れさせ、それによ・りてパルプを開ける
。パルプが開かれる前に。

弾性リング１５が穴１７とかみ合い、それに′よ・りて
穴を封止する。パネル１０および２０が一諸に動くと、
コネクタ１６および２６もまたかみ合い、それによりバ
ネＡ１１０４Ｉ：含むモジュールとパネル２０ｆ：含む
フレーム又はその他の構造部材との間の電気的接続およ
び機械的接続の両方ゼ完成させる。

Ｉ４２図はモジュールガス組立体、特に質量流量制御装
置モジュールぞ示す。上記したように、これらのデバイ
スは一般に１つにまとめられて、製造又は組立の期１＆
＆ｌ中に先行ｖｅｍのプラズマ装置内の便利な所に置か
れる。第２図に示しであるように、１・つのガス流量制
御システムが１つのモジュール内に組込まれている。２
つ以上のそのような装置が必要ならば、又は所望される
ならば、その時には複数のモジュールを並列して必要な
容量乞与える。第１図に示したしゃ新井ゼ用いると、パ
ネル２０の大幅な改造ゼしなくても１つ又は複数のモジ
ュールを支持することができる。モジュール４０はガス
管１１および１２お′よびコネクタ１５４＃含み、これ
らは第１図のこれらの素子１Ｃ対応する。

ガス管１１はしゃ新井３２に接続されている。弁３１は
今度はガス管３２に接続されており、このガス管６２は
弁６３と質量流量制御装［１５４とを相互接続してい２
゜それ自体市販されでいる質量流量制御装置３４は弁５
５によって接続さ′れガス管３６によってモジュール４
０の前面に接続されている。弁５３も菱だガス＠　５’
７によってモジュール４０の）彎ントパネルに結合され
ている。°□弁３５および３５もまたしゃ新井ななして
いる。ガス管゛１２はブロック４１に接続され、このプ
μツク４１は空気ガス（ｐｎ＠ｕｔｍｔｌａ　ｇａｓ）
　４−管４’２−４４によって弁３１　、５３および３
５にそれぞれ分配する。ブロン□り４１は端子４５によ
ってコネクタ１５に接−されている電気的に制御される
複数の弁を含む。従ろて、管４２−４４の各々は外部の
モジュール４０がら電気的に選択的に制御される。

動作すると、質量流量制御装置５４４（通・りて流れる
ガスの質量が検知され、それを表わす電気信号がコネク
タ１３によ・りて遠隔の制御装置に結合される。適当な
装置が技術上それ自体周知であり。

と）に詳述する必要はない。管５６および５７４を通つ
て流れるガスの量に応じて、制御信号はコネクタ１５４
１：介して制御装置６４へ戻され、それによってガス流
量が調節される。モジュールゼパージする又は赫動させ
るため弁５１　、５３および５５ヲ作動させるブロック
４１によって更に制御が行われる。

ガス管１１は弁５１によって管５’６−５７をパージす
るため窒素のような不活性ガスを含む。

こメ構造によりモジュール４０は池のモジュールと容易
に並列にされ、容易にシステム内に挿入されン又はシス
テムから除去される。更に、除去されるとモジュールの
背後のガス管は第１図に示されている弁によ・りて自動
□的に封止される。一般的には手動しゃ新井力を管６６
および５７がモジュール４０のフロントパネルから現わ
れる場所の近くに置かれている。従って、モジュール４
０の除去又は交換を可能にするため、システムの残りの
部分をモジュール４０から隔離することができる。

第１図に示すような弁の自動動作は著しくこの機能を促
ｉする。”この配置はそのようなモジュールを用いた装
置の保守を非常に簡単にし、休止時間を大幅に短縮する
。という訳は交換モジュールを直接に挿入できるからで
ある。更に、モジュール１個につき１個の質量流量制御
装置を備えることによって、故障部品がそれ自体のモジ
ュール内において分離されているのでシステムの修理が
簡単になる。

プラズマ反応装置に用いられるガスの腐食性は。

モジュールによる反応装置上設計する場合１ｃ２つの問
題を提起する。第１に、純粋に、′ＩＩＬ気的な装置を
含むモジュールにおいては、近くの配管からガスが入る
のを不可能くすることが望ましい。第２に、質量流量制
御装置モジュールのような配管乞食むモジュールにおい
ては、漏れたガスが逃げるのを不可能にすることが畷ま
しい。第３図Ａおよびｉ＠５図Ｂはそれぞれこれら２つ
の問題の解決法を示している。

第３図Ａは電子モジュールの後部パネルの一部分の平面
図に相当する部分ゼ示す。電子モジュールはＷ＆２図に
関連して上述したガスモジュ−９とはず同じであるが、
但しガス配管特徴が異なる。。

例えば、マイクロプロセッサ制御装置、接続箱又は同様
な品目が電子モジュールには収められていることがある
。特に、パネル１０および２ｏは上述した通りであるが
、コネクタ１６はそれらの間に延長しているものとして
概略的に示されている。

第３図Ａは、適当な封止部材５２および５５の間に範囲
を限定された空間（ｐｔａｎｕｍ）　５１がパネル１ｏ
の５しろに備えられているというモジュール構造装置の
も５１・っの利点を示している。封止物５２および５３
はフオームラバーの細片で作ってもよく。

きわめて気密な封止物である必要はない。空間５１を満
たしコネクタ１６周囲の空間５１かもモジュール内へ漏
出する窒素などの不活性ガスを供給するため適当な取付
は部品が備えられている。次にこの不活性ガスはモジュ
ールの筐体のアパーチャゼ通ってモジュールから外へ漏
出する。従・って、そこに収容されている電子回路は不
活性ガスの僅かな正圧にさらされ、従って漏れた腐食性
ガスが入るのを妨げる。

第３図Ｂはガスモジュール内の漏ｔ′Ｌを隔離する問題
に対する同様ではあるが少し異なった方法（ａｐｐｒｏ
ａｃｈ　）を示す。パネル１０および２０．コネクタ１
３、封止物５２．空間５１および取付は部品５４は上述
したのと同様である。しかし、この場合には。

モジュールの内部は真空システムに接続されている取付
は部品５６によって僅かな負圧に保たれている。このた
め外の空気がモジュールのアパーチャを通してモジュー
ル内に引きこまれ、漏れたガスがあればそれ化希釈し排
出させる。更に、パネル１０のうしろの゛磁子接続部は
窒素に包まれたま１になっていて腐食を阻止する。ガス
漏れの場合には、空間５１からの不活性ガスがコネクタ
１３の周囲に流れ、それによってそこにある電気接続部
を保護する。わざと電相封止してないシステムの池の場
所においても同様な保護かえられる。

そ５することにより、信頼でき、システムの池の部分か
ら漏れるかもしれない腐食性ガスの近くにあっても信頼
性が保たれる複数の電気接続部を含ムシステムかえられ
る。このことはシステム自体のなか＋Ｃあって局所的圧
制御された環境（ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ）な提供するこ
とによ・りてシステムを更に一層きれいにする。

本発明な上巳に説明したが９本発明の精神および範囲内
において幾多の変形がｏＪ能であることが当業者には明
らかであろう。例えばしゃ新井ｒこ関しては、穴２８は
弁２６にではなく管１２の端に作ることができる。質量
流量制御装置の図解は本発明によるモジュール構造のほ
んの１つの応用例にすぎないということを理解すべきで
ある。更に。

種々の接続部の数および位置は特定の応用例によ・りて
違ってくることを理解すべきである。しかし。

空間は接続部夕腐食性ガスから十分に保護するため電気
接続部のすぐ近くＶこ配置することが必要である。第３
図の配置はガスモジュールのみでなく保護したいと思う
いかなるモジュールにも適用される。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明による２パルプしセ１１ｒ機構を示す
。 第２図は１本発明の包含された七ジュール設計を組み入
れたガスモジュールを示す。 １３図Ａおよび第３図Ｂは、電子モジュールおよび質量
流量制御装置モジュールのそれぞれの場合の不活性ガス
の流れを示す。 １０　、２０はパネル １３　、２６は電気コネクタ ２１はブロック １１　、１２はガス管 ２２　、２３は弁部材 ２４　、２５はスプリング １５は弾性リング 特許出願人　チーガル・コーポレーション代理人　弁理
士玉蟲久五部 ＦＩＧ、　３Ａ ＦＩＧ、　３８

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｔ　反応室および前記反応室に関連した１・本又は複数
   のガス管を有する゛プラズマにより半導・体ウェーハを
   処理する装置に、５おい□て。 前記ガス管の間におかれたコネクタブロックと、。 前記１ブロツク内にあって前記プ閘ツクから′しゃ断さ
   れると前記管を閉じる自動し・や新井と、を具えること
   ｔ特徴とする自動しゃ新井。 λ　各パルプは、　−、 ブロックによって範囲を限定され異なる直径“の第１お
   よびＷＩＪ２部分を有する穴と。 前記穴のなかにある弁部材と。 萌妃弁部材ゼ閉じ−られた位、置に押し・つける手段と
   、を具える特許請求の範囲第１項に記載の自動しゃ新井
   。 Δ　第１直径は第２直径より小さく。 前記弁部材は前記第１直径より小さい１つの部分お□よ
   び前記第１直径より大きいも５１つの部分とを・有する
   。 前記特許請求の範囲第１項に記載の自動しゃ新井。