TWI381258B - 氣體供應單元 - Google Patents

Description

氣體供應單元

本發明，係有關於一種供給作用氣體之氣體供應單元。

先前，在半導體製造裝置中，例如於在晶圓表面形成薄膜之CVD裝置中，係由構成薄膜材料之元素所構成之1種或數種作用氣體供給到晶圓上。此時，為了使形成於晶圓表面之薄膜成為期望之物質，例如使記載於專利文獻1之氣體供應單元組裝在CVD裝置，使被供給到晶圓上之作用氣體以一定量來連續供給。

第17圖係先前氣體供應單元100之回路圖。

氣體供應單元100，係具有設有手動閥11、調壓閥12、壓力計13、質量流量控制器14及第1遮斷閥15之供給管路4。供給管路4，係上游側連接到作用氣體供給源2，下游側係連接到處理室3。供給管路4，係自質量流量控制器14與第1遮斷閥15之間分歧有排氣管線5。排氣管線5，係配置有第2遮斷閥17，連接到真空幫浦6。在真空幫浦6上也連接有處理室3。

前述氣體供應單元100，係當作業時，在第1遮斷閥15成打開且第2遮斷閥17成關閉之狀態下，使以質量流量控制器14來控制流量之作用氣體供給到處理室3。另外，在作業以外之時間，於第1遮斷閥15成關閉且第2遮斷閥17成打開之狀態下，一邊使作用氣體流到排氣管線 5，一邊使處理室3抽真空。因此，第1遮斷閥15及第2遮斷閥17係被交互開閉。

【專利文獻1】日本特開2000-122725號公報

【發明所欲解決的課題】

但是，先前之氣體供應單元100，係無論質量流量控制器14如何調整作用氣體之流量，累計流量也會有參差。累計流量會有參差，可能係由以下原因所造成。

當第1遮斷閥15自關閉狀態被切換成打開狀態，第2遮斷閥17自打開狀態被切換成關閉狀態時，只要第1遮斷閥15二次側壓力P1與第2遮斷閥17二次側壓力P2之壓力相同，質量流量控制器14之二次側壓力就不會變動。在此情形下，作用氣體係以既定流量通過第1遮斷閥15而被供給到處理室3。但是，實際上，第1遮斷閥15二次側壓力P1與第2遮斷閥17二次側壓力P2卻很少相同。

例如，當第2遮斷閥17比第1遮斷閥15的Cv值大，或者，排氣管線5之流路口徑比供給管線4還要大或管路較短等時，作用氣體係在排氣管線5的流動比供給管線4容易。在此情形下，當使第1遮斷閥15關閉，使第2遮斷閥17打開時，排氣管線5係比供給管線4還要容易抽真空，排氣管線5之真空度係比供給管線4的真空度還要高。又，例如當對排氣管線5之排氣時間比對處理室3之供給時間還要短時，排氣管線5之真空度係比供給管線4的真 空度還要高。因為這些原因，第1遮斷閥15二次側壓力P1係比第2遮斷閥17二次側壓力P2還要高。

在此情形下，在使第1遮斷閥15自關閉狀態切換到打開狀態，同時，使第2遮斷閥17自打開狀態切換到關閉狀態時，第1遮斷閥15二次側壓力P1係比第1遮斷閥15一次側壓力還要高，所以，作用氣體係自第1遮斷閥15側逆流到質量流量控制器14。藉此，質量流量控制器14之二次側壓力會上升，質量流量控制器14之動作差壓會變小，所以質量流量控制器14之流量會減少。結果，供給到處理室3之作用氣體的累積流量會減少。當以處理室3內之壓力狀態來確認時，例如如第9圖所示地僅減少X1。

反之，例如當第1遮斷閥15比第2遮斷閥17的Cv值大，或者，供給管線4之流路口徑比排氣管線5還要大或管路較短等時，作用氣體係在供給管線4的流動比排氣管線5容易。在此情形下，當使第1遮斷閥15關閉，使第2遮斷閥17打開時，供給管線4係比排氣管線5還要容易抽真空，處理室3之真空度係比排氣管線5的真空度還要高。又，例如當對處理室3之氣體供給時間比對排氣管線5之排氣時間還要短時，供給管線4之真空度係比排氣管線5的真空度還要高。因為這些原因，第1遮斷閥15二次側壓力P1係比第2遮斷閥17二次側壓力P2還要低。

在此情形下，在使第1遮斷閥15自關閉狀態切換到打開狀態，同時，使第2遮斷閥17自打開狀態切換到關閉狀態時，第1遮斷閥15二次側壓力P1係比第1遮斷閥15一 次側壓力還要低，所以，作用氣體係自質量流量控制器14大量流到第1遮斷閥15側。藉此，質量流量控制器14之二次側壓力會下降，質量流量控制器14之動作差壓會變大，所以質量流量控制器14之流量會增加。結果，供給到處理室3之作用氣體的累積流量會增加。當以處理室3內之壓力狀態來確認時，例如如第12圖所示地僅增加X2。

因此，因為第1、第2遮斷閥15,17或配管、質量流量控制器14之個體差異或經年變化、第1、第2遮斷閥15,17之閥開閉控制狀態等的複合性因素，累積流量會產生參差。累積流量之參差，係使供給到處理室3之作用氣體的氣體供給量不穩定，而使成膜品質產生參差，所以非常不好。

本發明，係為了解決上述問題點所研發出之物件，其目的在於提供一種能使氣體供給量穩定之氣體供應單元。

為了解決上述課題，當使用本發明氣體供應單元之一態樣時，其係具有：質量流量控制器；第1遮斷閥，連接到前述質量流量控制器；第2遮斷閥，連接到前述質量流量控制器，以與前述第1遮斷閥並列；以及第1壓力控制閥，被配置於前述第2遮斷閥之二次側；前述第1壓力控制閥之閥開度，係能依據前述第1遮斷閥二次側壓力與前述第2遮斷閥二次側壓力之壓力差來調整。

以下，參照圖面來詳細說明本發明之最佳實施態樣。

(第1實施形態) <回路構成>

第1圖係本發明第1實施形態氣體供應單元1之回路圖。

第1實施形態之氣體供應單元1的基本構成係與第17圖所示之先前氣體供應單元100相同。因此，第1圖所示之氣體供應單元1在與先前氣體供應單元100共通之構成處，係賦予相同編號。第1實施形態之氣體供應單元1，係與先前氣體供應單元100同樣地，被組裝在例如CVD裝置中。氣體供應單元1係具有供給管線4及分歧管線5。供給管線4，係連接設於單元1外部之作用氣體供給源2及處理室3。

排氣管線5，係自供給管線4分歧而連接到設於單元1外部之真空幫浦6。而且，在真空幫浦6也連接有處理室3在供給管線4處，係自上游側配置有手動閥11、調壓閥12、壓力計13、質量流量控制器14、第1遮斷閥15、及「壓力差測定機構」一例之壓力計16。

另外，在排氣管線5，係自上游側配設有第2遮斷閥17、「壓力差測定機構」一例之壓力計18、及「第1壓力控制閥」一例之壓力控制閥19。

第2遮斷閥17，係連接到質量流量控制器14，以使與，第1遮斷閥15並列。

氣體供應單元1，係由第1、第2遮斷閥15,17、壓力 計16, 18、壓力控制閥19及控制裝置40來構成壓力控制裝置20。壓力控制裝置20，係使動作訊號Vp輸出到壓力控制閥19，以使第1、第2遮斷閥15, 17之二次側壓力P1, P2相同。但是，這裡所謂相同壓力並不僅意味完全相同，也意味壓力差到±20kPa(數值之根據敘述於後)之情況。而且，第1、第2遮斷閥15, 17，係自外部裝置42輸入動作訊號Vs, Vv，來控制閥的開閉動作。

＜具體性構成＞

第2圖係氣體供應單元1之俯視圖。第3圖係自第2圖中A方向所見之氣體供應單元側視圖。第4圖係自第2圖中B方向所見之氣體供應單元側視圖。第3圖及第4圖中之粗線係表示作用氣體之流動。

如第2圖及第3圖所示，氣體供應單元1，係使手動閥11、調壓閥12、壓力計13、質量流量控制器14、第2遮斷閥17、第1遮斷閥15及壓力計16，自上方以螺栓固定在流路塊體21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32上表面，直列連結成一體。

手動閥11，係輸入埠連通到流路塊體21之輸入部21a。輸入部21a係連接到作用氣體供給源2。因此，自作用氣體供給源2供給到輸入部21a之作用氣體，係以手動閥11來控制供給/遮斷。手動閥11之輸出埠，係透過流路塊體22連接到調壓閥12之輸入埠。調壓閥12之輸出埠，係透過流路塊體23連接到壓力計13輸入埠，使以調壓閥12調整之壓力以壓力計13來測定。壓力計13之輸出埠， 係透過流路塊體24, 25連接到質量流量控制器14之輸入埠。

質量流量控制器14之輸入埠，係透過流路塊體26, 27, 28, 29, 30連接到第1遮斷閥15之輸入埠，流量被調整之作用氣體係被供給到第1遮斷閥15。第1遮斷閥15之輸出埠，係透過流路塊體31連接到壓力計16之輸入埠，以測定第1遮斷閥15之二次側壓力P1。壓力計16之輸出埠，係連通到流路塊體32之輸出部32a。在輸出部32a連接有處理室3。

在流路塊體29上表面處，第2遮斷閥17及旁通塊體36係自上方以螺栓固定。自連通質量流量控制器14與第1遮斷閥15之流路分歧出的流路，係在流路塊體29上表面開口，前述開口係與第2遮斷閥17之輸入埠相連接。流路塊體29，係自上表面形成V字形流路，將第2遮斷閥17輸出埠與旁通塊體36加以連通。

如第2圖及第4圖所示，壓力計18與壓力控制閥19，係自上方以螺栓固定在流路塊體33, 34, 35上，直列連結成一體。在流路塊體33上表面處，旁通塊體36係自上方以螺栓固定。壓力計18，係輸入埠透過流路塊體33、旁通塊體36及流路塊體29連接到第2遮斷閥17輸出埠，將第2遮斷閥17之二次側壓力P2加以測定。

壓力計18之輸出埠，係透過流路塊體34連接到壓力控制閥19之輸入埠。壓力控制閥19，係輸出埠與流路塊體35排氣部35a相連通，將自壓力計18供給來之作用氣 體的壓力加以調整而輸出到排氣部35a。排氣部35a係連接到真空幫浦6。

＜控制裝置＞

如第1圖所示，控制裝置40係具有控制回路41及異常報知機構43。在控制回路41連接有壓力計16, 18及壓力控制閥19。控制回路41，係自壓力計16, 18輸入第1、第2遮斷閥15, 17二次側壓力P1, P2而算出壓力差，依據算出之壓力差使壓力控制訊號Vp輸出到壓力控制閥19。另外，異常報知機構43，係連接到控制回路41，當壓力計16, 18檢出之壓力P1, P2異常時(例如當壓力P1, P2超過上限值，或者，當壓力P1, P2之壓力差比既定值還要大等)，藉由警鈴作響或警示燈顯示等來報知異常。而且，異常報知機構43，係在異常報知時使異常訊號輸出到外部裝置42。

而且，在本實施形態中，雖然使包含控制裝置40之壓力控制裝置20組裝在氣體供應單元1，但是，也可以使控制裝置40外接在氣體供應單元1上。例如也可以使控制裝置40設於半導體控制裝置之控制部等上級裝置，使上級裝置藉由配線連接到壓力計16, 18及壓力控制閥19而實施通訊。

＜動作說明＞

接著，說明氣體供應單元1之動作。

氣體供應單元1，係在稼動以外之時間，使手動閥11、第2遮斷閥17及壓力控制閥19打開，使第1遮斷閥15關 閉。自作用氣體供給源2供給到輸入部21a之作用氣體，係自手動閥11透過調壓閥12、壓力計13、質量流量控制器14、第2遮斷閥17、壓力計18、壓力控制閥19及排氣部35a被往真空幫浦6排氣。

此時，控制回路41，係自壓力計16, 18輸入第1、第2遮斷閥15, 17二次側壓力P1, P2。控制回路41，係通常測定二次側壓力P1, P2之壓力差，使壓力控制訊號Vp輸入壓力控制閥19，以使二次側壓力P1, P2相同(在本實施形態中，壓力差係不到±20kPa)。

具體說來，控制回路41，係當第1遮斷閥15二次側壓力P1比第2遮斷閥17二次側壓力P2還要高時，輸出使閥開度變小的壓力控制訊號Vp到壓力控制閥19。藉由壓力控制閥19使閥開度往關閉方向移動而流量變小，被排出之作用氣體的量會變小，第2遮斷閥17二次側壓力P2會上升。

又，控制回路41，係當第1遮斷閥15二次側壓力P1比第2遮斷閥17二次側壓力P2還要低時，輸出使閥開度變大的壓力控制訊號Vp到壓力控制閥19。藉由壓力控制閥19使閥開度往打開方向移動而流量變大，被排出之作用氣體的量會變大，第2遮斷閥17二次側壓力P2會下降。

如此一來，在使第1、第2遮斷閥15, 17二次側壓力P1, P2相同(在本實施形態中，壓力差係不到±20kPa)之狀態下，氣體供應單元1，係藉由外部裝置42來操作第1、第2遮斷閥15, 17，使作用氣體供應到處理室3。

＜作用效果＞

說明本實施形態氣體供應單元1之作用及效果。

發明者們，係調查過第1、第2遮斷閥15, 17二次側壓力P1, P2，對處理室3內之壓力P3及質量流量控制器14有何種影響。

第5圖、第7圖及第10圖，係表示調查過第1遮斷閥15閥開閉動作與質量流量控制器14流量之關係的流量測定實驗實驗結果，縱軸係表示質量流量控制器流量(SLM)，橫軸係表示時間(秒)。而且，第5圖、第7圖及第10圖，係表示質量流量控制器流量與第1、第2遮斷閥15, 17開閉動作之關係，所以，使第1、第2遮斷閥15, 17之開閉狀態重疊記載於表內。

第6圖、第8圖及第11圖，係表示調查過第1、第2遮斷閥15, 17閥開閉動作與處理室3壓力P3之關係的輸出壓力檢定實驗實驗結果，縱軸係表示管線壓力P1,P2(kPa)及處理室內壓力變動Δ P3 (Pa)，橫軸係表示時間(秒)。而且，第6圖、第8圖及第11圖，係表示第1、第2遮斷閥15, 17二次側壓力及處理室3內之壓力變動與第1、第2遮斷閥15, 17開閉動作之關係，所以，使第1、第2遮斷閥15, 17之開閉狀態重疊記載於表內。

第9圖及第12圖，係在使第1、第2遮斷閥15, 17二次側壓力P1, P2不同、及使二次側壓力P1, P2相同時，處理室3之壓力P3如何不同之整理圖面。

如第5圖所示，在使第1、第2遮斷閥15, 17二次側 壓力P1, P2相同之狀態下，使第1遮斷閥15自關閉狀態切換成打開狀態，使第2遮斷閥17自打開狀態切換成關閉狀態時，質量流量控制器14之二次側壓力不變，所以為一定，往處理室3之氣體供應流量會很穩定。

因此，如第6圖所示，處理室3之壓力P3，係自第1遮斷閥15開始打開至開始關閉之間，緩緩上升而直線性變化。

因此，於使第1、第2遮斷閥15, 17二次側壓力P1, P2相同之狀態下，使第1遮斷閥15自關閉狀態切換成打開狀態，使第2遮斷閥17自打開狀態切換成關閉狀態時，與質量流量控制器14或第1、第2遮斷閥15, 17等之個體差無關地，質量流量控制器14之流量會一定，往處理室3之氣體供應流量會很穩定。

但是，如第8圖所示，在第1遮斷閥15二次側壓力P1比第2遮斷閥17二次側壓力P2高20kPa之狀態下，當使第1遮斷閥15自關閉狀態切換成打開狀態，使第2遮斷閥17自打開狀態切換成關閉狀態時，處理室3內之壓力P3，係在使第1遮斷閥15切換成打開狀態瞬間會降低，之後，在使第1遮斷閥15自打開狀態切換成關閉狀態為止會上升。其原因在於：在使第1遮斷閥15打開且使第2遮斷閥17關閉之瞬間，第1遮斷閥15一次側壓力係比第1遮斷閥15二次側壓力還要低，所以，會產生作用氣體自處理室3側逆流到氣體供應單元1側之現象。

因此，如第7圖所示，在第1遮斷閥15二次側壓力 P1比第2遮斷閥17二次側壓力P2高20kPa之狀態下，當使第1遮斷閥15自關閉狀態切換成打開狀態，使第2遮斷閥17自打開狀態切換成關閉狀態時，質量流量控制器14之流量，係在使第1遮斷閥15自關閉狀態切換成打開狀態，且第2遮斷閥17自打開狀態切換成關閉狀態瞬間減少後，被調整成設定流量。其原因在於：藉由在使第1遮斷閥15自關閉狀態切換成打開狀態，且第2遮斷閥17自打開狀態切換成關閉狀態瞬間產生之逆流現象，質量流量控制器14之二次側壓力會上升，質量流量控制器14之動作差壓會變少。

如第9圖所示，關於處理室3內之壓力P3，當將使第1、第2遮斷閥15, 17二次側壓力P1, P2相同之情形(圖中粗線)與第1遮斷閥15二次側壓力P1比第2遮斷閥17二次側壓力P2高20kPa之情形(圖中實線)相比較時，如圖中X1所示，第1遮斷閥15二次側壓力P1比第2遮斷閥17二次側壓力P2高20kPa之情形(圖中實線)的處理室3內壓力P3，係整體比使第1、第2遮斷閥15, 17二次側壓力P1, P2相同之情形(圖中粗線)還要低。

藉由上述實驗結果，在第1遮斷閥15二次側壓力P1比第2遮斷閥17二次側壓力P2高20kPa之狀態下，當使第1遮斷閥15自關閉狀態切換成打開狀態，使第2遮斷閥17自打開狀態切換成關閉狀態時，在第1遮斷閥15打開瞬間，處理室3側之氣體會逆流到質量流量控制器14側，藉此，質量流量控制器14二次側壓力會上升，而質量流量 控制器14動作差壓會變小。質量流量控制器14之流量可知係暫時性變動。因此，處理室3內壓力P3之上升率，係在使二次側壓力P1, P2相同之狀態下，比使第1遮斷閥15自關閉狀態切換成打開狀態時還要小，可知往處理室3之作用氣體累積流量會變得不充分。

另外，如第11圖所示，在第1遮斷閥15二次側壓力P1比第2遮斷閥17二次側壓力P2低於20kPa之狀態下，當使第1遮斷閥15自關閉狀態切換成打開狀態，使第2遮斷閥17自打開狀態切換成關閉狀態時，處理室3內之壓力P3係在自打開第1遮斷閥15至關閉為止之間，呈拋物線大幅上升。其原因在於：藉由使第1遮斷閥15打開且使第2遮斷閥17關閉之瞬間，第1遮斷閥15一次側壓力係比第1遮斷閥15二次側壓力還要高，所以，作用氣體會大量流到處理室3側而引起過流現象。

因此，如第10圖所示，在第1遮斷閥15二次側壓力P1比第2遮斷閥17二次側壓力P2低於20kPa之狀態下，當使第1遮斷閥15自關閉狀態切換成打開狀態，使第2遮斷閥17自打開狀態切換成關閉狀態時，質量流量控制器14之流量，係在使第1遮斷閥15自關閉狀態切換成打開狀態，且第2遮斷閥17自打開狀態切換成關閉狀態瞬間比設定流量還要多，之後，會穩定在設定流量。其原因在於：藉由在使第1遮斷閥15自關閉狀態切換成打開狀態，且第2遮斷閥17自打開狀態切換成關閉狀態瞬間產生之過流現象，質量流量控制器14之二次側壓力會下降，質量流量控 制器14之動作差壓會變大。藉此，可知在打開第1遮斷閥15瞬間，作用氣體係比設定流量還要多地流到處理室3側。

如第12圖所示，關於處理室3內之壓力P3，當將使第1、第2遮斷閥15, 17二次側壓力P1, P2相同之情形(圖中粗線)與第1遮斷閥15二次側壓力P1比第2遮斷閥17二次側壓力P2小20kPa之情形(圖中實線)相比較時，如圖中X2所示，第1遮斷閥15二次側壓力P1比第2遮斷閥17二次側壓力P2小20kPa之情形(圖中實線)的處理室3內壓力P3，係整體比使第1、第2遮斷閥15, 17二次側壓力P1, P2相同之情形(圖中粗線)還要高。

藉由上述實驗結果，在第1遮斷閥15二次側壓力P1比第2遮斷閥17二次側壓力P2小20kPa之狀態下，當使第1遮斷閥15自關閉狀態切換成打開狀態，使第2遮斷閥17自打開狀態切換成關閉狀態時，在第1遮斷閥15打開瞬間，第1遮斷閥15一次側壓力係比第1遮斷閥15二次側壓力還要高，所以，作用氣體會大量自第1遮斷閥15側往處理室3側流動，而質量流量控制器14二次側壓力會下降。藉此，質量流量控制器14，係動作差壓變大，流量會暫時性變動。因此，處理室3內壓力P3之上升率，係在使二次側壓力P1, P2相同之狀態下，其整體的上昇率比第1遮斷閥15自關閉狀態切換成打開狀態時、第2遮斷閥17自打開狀態切換成關閉狀態還要大，可知往處理室3之作用氣體累積流量會變得過剩。

因此，第1實施形態之氣體供應單元1，係以壓力計 16, 18來測定第1遮斷閥15二次側壓力P1及第2遮斷閥17二次側壓力P2，在調整壓力控制閥19之閥開度，以使二次側壓力P1, P2相同後，使第1遮斷閥15自關閉狀態切換成打開狀態。在此，所謂「相同壓力」，最好係二次側壓力P1, P2壓力差不到±20kPa。其原因在於：如第8圖及第11圖所示，當二次側壓力P1, P2壓力差在20kPa以上時，如第9圖及第12圖所示，處理室3之壓力P3係相較於二次側壓力P1, P2相同時之壓力還要大，有著大的偏差，累積流量就會產生參差。如此一來，藉由依據二次側壓力P1, P2之壓力差來調整壓力控制閥19之閥開度，質量流量控制器14二次側壓力會不受第1、第2遮斷閥15, 17動作影響地維持穩定。因此，第1實施形態之氣體供應單元1，係處理室3側之作用氣體會逆流到質量流量控制器14側，累積流量會減少很多，或者，作用氣體會大量自質量流量控制器14側流到第1遮斷閥15側，避免累積流量極端地增加的不良情形，而能使供給到處理室3之作用氣體的氣體供給量穩定。

尤其，如第7圖及第10圖所示，在第1遮斷閥15二次側壓力P1與第2遮斷閥17二次側壓力P2並非相同(相同意謂：壓力差不到±20kPa)之狀態下，當使第1遮斷閥15自關閉狀態切換成打開狀態，使第2遮斷閥17自打開狀態切換成關閉狀態時，質量流量控制器14之二次側壓力會激烈變化，質量流量控制器14之動作差壓會改變，所以流量會變得不穩定。在此情形下，流量需要數百msec才會 趨於穩定。因此，切換第1、第2遮斷閥15,17之開閉狀態的循環時間愈短，對累積流量之影響就愈大，使二次側壓力P1,P2相同(壓力差不超過±20kPa)而打開第1遮斷閥15之效果很大。

而且，質量流量控制器14、第1、第2遮斷閥15,17及其他機器，係具有個體差異，很容易產生經年變化。因此，第1、第2遮斷閥15,17之二次側壓力P1,P2很難一致，但是藉由壓力控制閥19，使第1、第2遮斷閥15,17之二次側壓力P1,P2之壓力差不超過±20kPa，所以，即使質量流量控制器14、第1、第2遮斷閥15,17等產生個體差異或經年變化，也能穩定作用氣體之供給量。

藉由使氣體供應單元1之累積流量穩定，能使成膜條件固定。因此，在半導體裝置中，藉由使用第1實施形態之氣體供應單元1，能提高成膜品質。

又，第1實施形態之氣體供應單元1，係以壓力計16來測定第1遮斷閥15之二次側壓力P1，以壓力計18來測定第2遮斷閥17之二次側壓力P2，算出測定之二次側壓力P1,P2壓力差而調整壓力控制閥19之閥開度，所以，能使第2遮斷閥17二次側壓力P2與第1遮斷閥15二次側壓力P1相同(壓力差不超過±20kPa)。

而且，第1實施形態之氣體供應單元1，係當第1遮斷閥15之二次側壓力P1，或者，第2遮斷閥17之二次側壓力P2產生異常時，異常報知機構43會使警鈴作響，或者使警示燈亮起等，來報知使用者有異常發生。因此，第 1實施形態之氣體供應單元1，係能防止不穩定的氣體供應於未然。

(第2實施形態)

接著，參照圖面來說明本發明氣體供應單元之第2實施形態。第13圖係本發明第2實施形態氣體供應單元61之回路圖。第14圖係將第13圖所示回路具體化之氣體供應單元61側視圖。

第2實施形態氣體供應單元61，係在使「第2壓力控制閥」一例之壓力控制閥62配置在壓力計16之二次側之點上，與第1實施形態氣體供應單元1不同。在此，係說明與第1實施形態不同之構成，關於共通之構成係在圖面賦予與第1實施形態相同之編號，說明則予以省略。

如第14圖所示，壓力控制閥62，係輸入埠透過流路塊體63連接到壓力計16之輸出埠，輸出埠與流路塊體32之輸出部32a連通。如第13圖所示，控制裝置40，係控制回路41連接到壓力控制閥62，使壓力控制訊號Vpa輸出到壓力控制閥62。

第2實施形態氣體供應單元61，係依據壓力計16,18測定之第1、第2遮斷閥15,17之二次側壓力P1,P2，使壓力控制訊號Vp、Vpa輸出到壓力控制閥19,62，調整壓力控制閥19,62之閥開度。藉由壓力控制閥19,62來同時控制第1、第2遮斷閥15,17之二次側壓力P1,P2，所以，在短時間內，就能使二次側壓力P1,P2壓力相同(壓力差不超過±20kPa)。

(第3實施形態)

接著，參照圖面來說明本發明氣體供應單元之第3實施形態。第15圖係本發明第3實施形態氣體供應單元71之回路圖。

第3實施形態氣體供應單元71，係在以「壓力差測定機構」一例之壓力差計72來取代壓力計16,18之點上，與第1實施形態氣體供應單元1不同。在此，係說明與第1實施形態不同之構成，關於共通之構成係在圖面賦予與第1實施形態相同之編號，說明則予以省略。

氣體供應單元71，係在第1、第2遮斷閥15,17二次側連接有壓力差計72。在排氣管線5處，於壓力差計72二次側配設有壓力控制閥19。控制裝置40，係控制回路41連接到壓力差計72，自壓力差計72輸入第1、第2遮斷閥15,17之二次側壓力P1,P2之壓力差，而使壓力控制訊號Vp輸出到壓力控制閥19，使二次側壓力P1,P2一致(壓力差不超過±20kPa)。

第3實施形態氣體供應單元71，係以壓力差計72取代壓力計16,18，所以，能比第1實施形態氣體供應單元1所佔空間還要小，而且造價更便宜。

(第4實施形態)

接著，參照圖面來說明本發明氣體供應單元之第4實施形態。第16圖係本發明第4實施形態氣體供應單元81之回路圖。

第4實施形態氣體供應單元81，係在以「第1壓力控 制閥」一例之手動式流量調整閥82來取代壓力控制閥19之點上，與第1實施形態氣體供應單元1不同。在此，係說明與第1實施形態不同之構成，關於共通之構成係在圖面賦予與第1實施形態相同之編號，說明則予以省略。

氣體供應單元81，係在壓力計18二次側配設有以手動調整閥開度之手動式流量調整閥82。壓力控制裝置83，係使用手動式流量調整閥82，所以無須控制裝置40。

當使第2遮斷閥17成關閉狀態，使第1遮斷閥15成打開狀態時，調整手動式流量調整閥82之閥開度，以使壓力計16,18壓力相同(壓力差不超過±20kPa)。此調整，係例如在定期維修之外，也可以在質量流量控制器14之流量很紊亂時實施。

前述第4氣體供應單元81，係藉由使用手動式流量調整閥82而無須控制裝置40，所以，結構比第1實施形態之氣體供應單元1還要簡易，能降低成本。

又，在，第4實施形態之氣體供應單元81中，也可以省略壓力計16,18，調整手動式流量調整閥82之閥開度，以使質量流量控制器14之流量為一定值。藉由即使不使用壓力計16,18，質量流量控制器14之流量也為一定，能確認第1、第2遮斷閥15,17之二次側壓力P1,P2壓力差很小。

本發明，係不侷限於上述實施例之記載，不脫逸本發明旨趣範圍之種種修正或變更，均屬於本發明之專利申請範圍。

例如，在上述實施形態中，雖然為了測定流量而使用質量流量控制器14，但是也可以使用質量流量計。

例如在第2實施形態中，雖然在供給管線4配置壓力控制閥62，但是也可以用手動式流量調整閥來取代壓力控制閥62。

本發明之其他目的及優點，係一部份表示於以下記載，同時，一部份可由該記載明瞭，藉由本發明之實施來瞭解。本發明之目的及優點，係可藉由附加之專利申請範圍中特別記載之機構及組合來實現。

1‧‧‧氣體供應單元

2‧‧‧作用氣體供給源

3‧‧‧處理室

4‧‧‧供給管線

5‧‧‧排氣管線

6‧‧‧真空幫浦

11‧‧‧手動閥

12‧‧‧調壓閥

13‧‧‧壓力計

14‧‧‧質量流量控制器

15‧‧‧第1遮斷閥

16‧‧‧壓力計

17‧‧‧第2遮斷閥

18‧‧‧壓力計

19‧‧‧壓力控制閥

20‧‧‧壓力控制裝置

36‧‧‧旁通塊體

40‧‧‧控制裝置

41‧‧‧控制回路

43‧‧‧異常報知機構

61‧‧‧氣體供應單元

62‧‧‧壓力控制閥

63‧‧‧流路塊體

71‧‧‧氣體供應單元

72‧‧‧壓力差計

81‧‧‧氣體供應單元

82‧‧‧手動式流量調整閥

83‧‧‧壓力控制裝置

100‧‧‧氣體供應單元

21, 22, 23, 24, 25‧‧‧流路塊體

21a‧‧‧輸入部

26, 27, 28, 29, 30‧‧‧流路塊體

31, 32‧‧‧流路塊體

32a‧‧‧輸出部

33, 34, 35‧‧‧流路塊體

35a‧‧‧排氣部

第1圖係本發明第1實施形態氣體供應單元之回路圖。

第2圖係將第1圖所示回路具體化之氣體供應單元俯視圖。

第3圖係自第2圖中A方向所見之氣體供應單元側視圖。圖中粗線係表示作用流體之流動。

第4圖係自第2圖中B方向所見之氣體供應單元側視圖。圖中粗線係表示作用流體之流動。

第5圖係表示當使第1、第2遮斷閥二次側壓力相同時，調查第1遮斷閥閥開閉動作與質量流量控制器流量之關係的流量測定實驗的實驗結果。

第6圖係表示當使第1、第2遮斷閥二次側壓力相同時，調查第1、第2遮斷閥閥開閉動作與處理室壓力之關係的輸出壓力檢定實驗的實驗結果。

第7圖係當第1遮斷閥二次側壓力比第2遮斷閥二次側壓力還要高時，調查第1遮斷閥閥開閉動作與質量流量控制器流量之關係的流量測定實驗的實驗結果。

第8圖係當第1遮斷閥二次側壓力比第2遮斷閥二次側壓力還要高時，調查第1、第2遮斷閥閥開閉動作與處理室壓力之關係的輸出壓力檢定實驗的實驗結果。

第9圖係將第8圖所示流量檢定時之處理室內壓力變動，與第1、第2遮斷閥二次側壓力相同時相比較後之圖面。

第10圖係當第1遮斷閥二次側壓力比第2遮斷閥二次側壓力還要低時，調查第1遮斷閥閥開閉動作與質量流量控制器流量之關係的流量測定實驗的實驗結果。

第11圖係當第1遮斷閥二次側壓力比第2遮斷閥二次側壓力還要低時，調查第1、第2遮斷閥閥開閉動作與處理室壓力之關係的輸出壓力檢定實驗的實驗結果。

第12圖係第11圖所示流量檢定時之處理室內壓力變動，與第1、第2遮斷閥二次側壓力相同時相比較後之圖面。

第13圖係本發明第2實施形態氣體供應單元之回路圖。

第14圖係將第13圖所示回路具體化之氣體供應單元側視圖。

第15圖係本發明第3實施形態氣體供應單元之回路圖。

第16圖係本發明第4實施形態氣體供應單元之回路圖。

第17圖係先前氣體供應單元之回路圖。

2‧‧‧作用氣體供給源

3‧‧‧處理室

6‧‧‧真空幫浦

14‧‧‧質量流量控制器

41‧‧‧控制回路

42‧‧‧外部裝置

43‧‧‧異常報知機構

Claims (4)

1. 一種氣體供應單元(1,61,71,81)，具有：質量流量控制器(14)，連接到作用氣體供應源(2)以及處理室(3)，其中前述質量流量控制器用以提供作用氣體至前述處理室(3)；第1遮斷閥(15)，連接於前述質量流量控制器(14)與前述處理室(3)之間；第2遮斷閥(17)，連接於前述質量流量控制器(14)與真空幫浦(6)之間，以與前述第1遮斷閥(15)並列；以及第1壓力控制閥(19,82)，被配置於前述第2遮斷閥(17)與前述真空幫浦(6)之間；前述第1壓力控制閥(19,82)之閥開度係能依據前述第1遮斷閥(15)與前述處理室(3)之壓力差以及前述第2遮斷閥(17)與前述第1壓力控制閥(19,82)之壓力差來調整，其中，前述第1遮斷閥(15)二次側壓力與前述第2遮斷閥(17)二次側壓力的壓力差係被調整到不超過±20kPa。
2. 如申請專利範圍第1項所述之氣體供應單元(1,61,71)，其中，具有將前述第1遮斷閥(15)二次側壓力與前述第2遮斷閥(17)二次側壓力之壓力差加以測定之壓力差測定機構(41,72)，前述第1壓力控制閥(19)，係依據前述壓力差測定 機構(41,72)之測定結果來動作。
3. 如申請專利範圍第1項所述之氣體供應單元(61)，其中，具有一第2壓力控制閥(62)連接於前述第1遮斷閥(15)與前述處理室(3)之間，藉由前述第1壓力控制閥(19)及前述第2壓力控制閥(62)，來調整前述第1遮斷閥(15)之二次側壓力及前述第2遮斷閥(17)之二次側壓力。
4. 如申請專利範圍第1項所述之氣體供應單元(1,61,71)，其中，具有將前述第1遮斷閥(15)二次側壓力或前述第2遮斷閥(17)二次側壓力產生之異常加以報知的異常報知機構(43)。