TWI480712B - A gas shunt supply device for a semiconductor manufacturing apparatus - Google Patents

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Ryousuke Dohi
Kaoru Hirata
Katsuyuki Sugita
Nobukazu Ikeda
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Description

半導體製造裝置之氣體分流供應裝置
本發明是關於半導體製造裝置用氣體供應裝置的改良，且關於構成為藉由將壓力式流量控制裝置的節流孔為連結成並列狀的複數節流孔以對要執行相同處理的複數處理室能夠精度良好分流供應所需量的製程氣體，並且藉由對該壓力式流量控制裝置有機性組合熱式流量控制裝置就能夠任意查核分流供應中之製程氣體實際流量的半導體製造裝置的氣體分流供應裝置。
於半導體製造裝置的氣體供應裝置中，從以往就廣泛利用熱式流量控制裝置或壓力式流量控制裝置。
第5圖為表示半導體製造裝置之氣體供應裝置所使用的壓力式流量控制裝置之構成，該壓力式流量控制裝置FCS由控制閥CV、溫度檢測器T、壓力檢測器P、節流孔OL及運算控制部CD等所構成，此外，運算控制部CD由溫度修正暨流量運算電路CDa、比較電路CDb、輸出入電路CDc及輸出電路CDd等所構成。
另外，於該壓力式流量控制裝置中，從壓力 檢測器P及溫度檢測器T所檢測出的檢測值會被轉換成數位訊號後輸入至溫度修正暨流路運算電路CDa，於此執行檢測壓力的溫度修正及流量運算之後，流量運算值Qt就會被輸入至比較電路CDb。
另一方面，設定流量訊號Qs是從端子In輸入在輸出入電路CDc轉換成數位值之後就被輸入至比較電路CDb，於此和來自於上述溫度修正暨流量運算電路CDa的流量運算值Qt進行比較。接著，當流量運算值Qt大於設定流量訊號Qs時，控制訊號Pd就會輸出至控制閥CV的驅動部，使控制閥CV透過其驅動機構CVa被驅動往關閉方向。即，控制閥CV會被驅動往關閥方向直到流量運算值Qt和設定流量訊號Qs的差(Qt-Qs)等於零為止。
另，上述壓力式流量控制裝置FCS其構成為習知的技術，具有下述優異的特性，即，當節流孔OL的下游側壓力P2 (即處理室側的壓力P2 )和節流孔OL的上游側壓力P1 (即控制閥CV出口側的壓力P1 )之間保持有P1 /P2 ≧約2的關係(所謂臨界膨脹條件)時，流通在節流孔OL之氣體Go的流量Q就會成為Q=KP1 (當K為常數)，藉由控制壓力P1 就能夠高精度控制流量Q，並且當控制閥CV上游側之氣體Go的壓力即使大幅改變，但控制流量值還是幾乎不變。
然而，於要將氣體分流供應至一間或複數間處理室之形式的半導體製造裝置用氣體供應設備中，如第6圖及第7圖所示，是構成為在各供應線GL1 、GL2 各別 設置壓力式流量控制裝置FCS1 、FCS2 ，藉此調整各供應線GL1 、GL2 的氣體流量Q1 、Q2 。
因此，就需要在每一條製程氣體的分流路設置壓力式流量控制裝置，以致會有難以實現半導體製造裝置用氣體供應裝置小型化及低成本化的基本性問題。
另，於第6圖中(日本特開2008-009554號)，S為氣體供應源，G為製程氣體，C為處理室，D為2區分式氣體放出器，H為晶圓，I為晶圓保持台，此外，於第7圖中(日本特開2000-305630號)，RG為壓力調整器，MFM1 、MFM2 為熱式流量計，P2 A、P2 B、P1 為壓力計，V1 、V2 、V3 、V4 、VV1 、VV2 為閥，VP1 、VP2 為排氣泵。
另一方面，為了解決上述第6圖及第7圖之氣體供應裝置的上述所示問題，就開發有分流供應裝置(日本特開2003-323217號)，如第8圖所示，其構成為在各分岐氣體供應線GL1 、GL2 間設音速噴嘴或節流孔SN1 、SN2 ，利用控制部ACQ調整設置在氣體供應源側的自動調壓器ACP使各節流孔SN1 、SN2 的一次側壓力P1 保持成為節流孔SN1 、SN2 之二次側壓力P2 的約3倍，藉此獲得以節流孔SN1 、SN2 口徑決定的指定分流量Q1 、Q2 。
但是，於上述日本特開2003-323217號的流量控制系統(分流供應裝置)中，是構成為將自動調壓器ACP、控制部ACQ及節流孔SN1 、SN2 分別單獨設置，並且為了讓流量Q1 、Q2 為與一次側壓力P1 成比例的流量而 將一次側壓力P1 保持成為二次側壓力P2 的約3倍，使流通在節流孔SN1 、SN2 的氣體流為臨界狀態的流動。
其結果，自動調壓器ACP、控制部ACQ及節流孔SN1 、SN2 等是需要適宜組裝成一體性，以致氣體供應裝置的製造不但繁瑣，還會有難以實現氣體供應裝置的小型化、簡潔化。
此外，控制部ACQ及自動調壓器ACP的控制系並未採用所謂回饋控制，其結果，自動調壓器ACP就難以迅速調整開閉閥V1 、V2 之開閉動作所產生的一次側壓力P1 的變動，其結果就會有開閉閥V1 、V2 之開閉動作導致流量Q1 、Q2 (或流量Q)變動的問題。
再加上，由於是構成為利用自動調壓器ACP調整一次側壓力P1 ，以節流孔之1次側壓力P1 和2次側壓力P2 的比P1 /P2 保持成約3以上的狀態控制分流量Q1 、Q2 ，因此當上述P1 /P2 的值接近約2，使氣體流成為所謂非臨界膨脹狀態條件下的氣體流時，就會有難以達到正確之分流量控制的問題。
〔先行技術文獻〕 〔專利文獻〕
[專利文獻1]日本特開2008-009554號
[專利文獻2]日本特開2000-305630號
[專利文獻3]日本特開2003-323217號
本申請發明，是為了要解決使用先前技術之壓力式流量控制裝置的氣體分流供應裝置其上述所示的問題等而為的發明，即所要解決的問題為，(1)當在各氣體供應線(各分流線)設置壓力式流量控制裝置時，氣體供應裝置的小型化、低成本化難以實現的問題；此外(2)當利用設置在氣體供應源側的自動調壓器調整各節流孔的1次側壓力P1 ，對流通在各節流孔且與壓力P1 成比例的各分流氣體流量Q1 、Q2 進行供應時，氣體供應裝置的組裝製造繁瑣，導致裝置的小型化、簡潔化困難，且於任一分流路的開閉時節流孔1次側壓力P1 產生變動，以致另一分流路的分流量容易變動，及，當節流孔1次側壓力P1 和2次側壓力P2 的比P1 /P2 成為臨界膨脹條件外的值(例如O2 或N2 的情況為約2以下)時，分流流量Q1 、Q2 之高精度的控制變困難等的問題，其目的在於提供一種藉由將壓力式流量控制裝置和熱式流量控制裝置以有機性成一體性就可實現氣體分流供應裝置構造的簡潔化和小型化，並且以該氣體分流供應裝置就可對要進行相同處理之多數的處理室執行經濟性並且高精度的流量控制的製程氣體分流供應，再加上即使除去臨界膨脹條件的狀態下，仍可進行高精度的氣體分流供應，並可根據需求適宜執行供應中之製程氣體的實際流量監視之半導體製造裝置的氣體分流供應裝置。
本申請專利範圍第1項的發明，其發明的基本構成如下述，即，具備：連接在製程氣體入口11之壓力式流量控制部1a構成用的控制閥3；要連通於控制閥3下游側的氣體供應主管8；以並列狀連接在氣體供應主管8下游側的複數分岐管路9a、9n；間設在各分岐管路9a、9n的分岐管路開閉閥10a、10n；設置在分岐管路開閉閥10a、10n下游側的節流孔6a、6n；設置在上述控制閥3和節流孔6a、6n之間的製程氣體通路附近的溫度感測器4；設置在上述控制閥3和節流孔6a、6n之間的製程氣體通路的壓力感測器5；設置在上述節流孔6a、6n出口側的分流氣體出口11a、11n；及被輸入有來自於上述壓力感測器5的壓力訊號及來自於溫度感測器4的溫度訊號，對流通在上述節流孔6a、6n的製程氣體之總流量Q進行運算的同時，對閥驅動部3a輸出要使上述控制閥3朝運算出之流量值與流量設定值的差值之減少方向開閉動作的控制訊號Pd之壓力式流量運算控制部7a所成的運算控制部7，構成為是由上述壓力式流量控制部1a執行要流通在各節流孔6a、6n之製程氣體的流量控制。
申請專利範圍第2項的發明，其發明的基本構成如下述，即，具備：連接在製程氣體入口11之壓力式流量控制部1a構成用的控制閥3；連接在控制閥3下游側之熱式流量控制部1b構成用的熱式流量感測器2； 要連通於熱式流量感測器2下游側的氣體供應主管8；以並列狀連接在氣體供應主管8下游側的複數分岐管路9a、9n；間設在各分岐管路9a、9n的分岐管路開閉閥10a、10n；設置在分岐管路開閉閥10a、10n下游側的節流孔6a、6n；設置在上述控制閥3和節流孔6a、6n之間的製程氣體通路附近的溫度感測器4；設置在上述控制閥3和節流孔6a、6n之間的製程氣體通路的壓力感測器5；設置在上述節流孔6a、6n出口側的分流氣體出口11a、11n；及被輸入有來自於上述壓力感測器5的壓力訊號及來自於溫度感測器4的溫度訊號，對流通在上述節流孔6a、6n的製程氣體之總流量Q進行運算的同時，對閥驅動部3a輸出要使上述控制閥3朝運算出之流量值與流量設定值的差值之減少方向開閉動作的控制訊號Pd之壓力式流量運算控制部7a和被輸入有來自於上述熱式流量感測器2的流量訊號2c從該流量訊號2c運算顯示要流通在節流孔6a、6n之製程氣體的總流量Q之熱式流量運算控制部7b所成的運算控制部7，構成為當流通在各節流孔6a、6n之製程氣體流為滿足臨界膨脹條件的氣體流時就由上述壓力式流量控制部1a執行製程氣體的流量控制，並且當製程氣體流為未滿足臨界膨脹條件的氣體流時就由上述熱式流量控制部1b執行製程氣體的流量控制。
申請專利範圍第3項的發明，是於申請專利範圍第1項或第2項的發明中，構成為複數之節流孔6a、6n的口徑為同一口徑，對各分岐管路9a、9n供應相 同流量的製程氣體Qa、Qn。
申請專利範圍第4項的發明，是於申請專利範圍第1項或第2項的發明中，構成為只對複數之分岐管路9a、9n當中的任意分岐管路流通製程氣體。
申請專利範圍第5項的發明，是於申請專利範圍第1項的發明中，構成為將控制閥3、節流孔6a、6n、壓力感測器5、溫度感測器4、分岐管路9a、9n、分岐管路開閉閥10a、10n、氣體供應主管8一體組裝形成在一個機體。
申請專利範圍第6項的發明，是於申請專利範圍第2項的發明中，構成為將控制閥3、熱式流量感測器2、節流孔6a、6n、壓力感測器5、溫度感測器4、氣體供應主管8、分岐管路9a、9n、分岐管路開閉閥10a、10n組裝在一個機體上成一體性。
申請專利範圍第7項的發明，是於申請專利範圍第2項的發明中，構成為由壓力式流量控制部1a執行製程氣體的流量控制，並且由熱式流量控制部1b顯示製程氣體的實際流量。
申請專利範圍第8項的發明，是於申請專利範圍第2項的發明中，構成為將壓力感測器5設置在控制閥3的出口側和熱式流量感測器2的入口側之間。
申請專利範圍第9項的發明，是於申請專利範圍第2項的發明中，將運算控制部7構成為當壓力式流量運算控制部7a所運算出的流體流量和熱式流量運算控 制部7b所運算出的流體流量間之差超過設定值時就會執行警報顯示。
於本申請發明中，是構成為利用一個壓力式流量控制部，或是利用一個壓力式流量控制部和一個熱式流量控制部，使製程氣體流通在連接成並列狀之複數節流孔且供應至複數處理室，因此就能夠使氣體分流供應裝置的構造大幅簡潔化和小型化不占空間。此外，當將複數節流孔為相同的節流孔時，就可同時對要進行相同處理的複數處理室分流供應相同流量的製程氣體，因此就可使氣體分流供應裝置更進一步小型化。
此外，由於氣體分流供應裝置構成用的各構件是形成為組裝一體組裝在一個機體的構成，因此就可使氣體分流供應裝置大幅小型化。
再加上，由運算控制部形成為要執行各分岐管路開閉閥之開閉控制用的構成，因此就能夠只對任意的分岐管路供應製程氣體，並且還可簡單執行氣體供應執行用之分岐管路彼此的切換。
又加上，構成為設有熱式流量控制部，因此即使為非臨界膨脹條件下的製程氣體利用該熱式流量控制部也可執行高精度的流量控制，並且即使於臨界條件下由壓力式流量控制部執行流量控制的期間，使用熱式流量控制部就可適宜執行實際流量的查核等。
CHa、CHn‧‧‧處理室
Q‧‧‧全製程氣體流量
Qa、Qn‧‧‧分流氣體
P1 ‧‧‧節流孔上游側壓力
P2 ‧‧‧節流孔下游側壓力
1‧‧‧半導體製造裝置之氣體分流供應裝置
1a‧‧‧壓力式流量控制部
1b‧‧‧熱式流量控制部
2‧‧‧熱式流量感測器
3‧‧‧控制閥
3a‧‧‧壓敏式閥驅動部
4‧‧‧溫度感測器
5‧‧‧壓力感測器
6a、6n‧‧‧節流孔
7‧‧‧運算控制部
7a‧‧‧壓力式流量運算控制部
7b‧‧‧熱式流量運算控制部
8‧‧‧氣體供應主管
9a、9n‧‧‧分岐管路
10a、10n‧‧‧分岐管路開閉閥
11‧‧‧製程氣體入口
11a、11n‧‧‧分流氣體出口
12‧‧‧清洗氣體入口
13‧‧‧訊號輸入暨輸出端子
14a、14n‧‧‧開閉閥
15‧‧‧製程氣體
15a‧‧‧開閉閥
16‧‧‧清洗氣體
16a‧‧‧開閉閥
17‧‧‧輸入暨輸出訊號
第1圖為本發明實施形態相關之半導體製造裝置的氣體分流供應裝置之構成系統圖。
第2圖為本發明實施形態相關之另一半導體製造裝置的氣體分流供應裝置之構成系統圖。
第3圖為表示氣體分流供應裝置之第1實施例的構成系統圖。
第4圖為表示氣體分流供應裝置之第2實施例的構成系統圖。
第5圖為先前技術之壓力式流量控制裝置的構成說明圖。
第6圖為使用先前技術之壓力式流量控制裝置的氣體分流供應裝置之構成說明圖。
第7圖為使用先前技術之壓力式流量控制裝置的另一氣體分流供應裝置之構成說明圖。
第8圖為使用先前技術之自動調壓器的流量控制系統概要圖。
 〔發明之實施形態〕
以下，根據圖面對本發明之實施形態進行說明。
第1圖為本發明相關之半導體製造裝置的氣體分流供應裝置之第1實施形態相關的構成系統圖，該氣體分流供應裝置由二個部份即壓力式流量控制部和熱式流量控制部構成。
即，該氣體分流供應裝置1由壓力式流量控制部1a和熱式流量控制部1b所形成。此外，上述壓力式流量控制部1a由控制閥3、溫度感測器4、壓力感測器5、複數節流孔6a、6n，及，運算控制部7形成用的壓力式流量運算控制部7a以及氣體供應主管8等構成，當流通在節流孔6a、6n的氣體為臨界膨脹條件下時，例如就O2 或N2 氣體而言當節流孔6a、6n之上游側壓力P1 和下游側壓力P2 為P1 /P2 >2的關係時，就由壓力式流量控制部1a執行流量控制的同時執行流量Qa、Qn的分流氣體供應。
此外，熱式流量控制部1b由熱式流量感測器2和要形成運算控制部7的熱式流量運算控制部7b等所構成，當流通在控制部節流孔6a、6n的氣體為臨界膨脹條件外的狀態時，就由熱式流量控制部1b執行流量控制的同時使流量Qa、Qn的分流氣體供應至各處理室CHa、CHn。
第2圖為本發明第2實施形態相關的構成系統圖，除了第1實施形態之熱式流量感測器2的位置移動至控制閥3的上游側以外，其他的構成完全都和第1圖的形態相同。
另，上述第1圖及第2圖中，3a為壓敏式閥 驅動部，8為氣體供應主管，9a、9n為分岐管路，10a、10n為分岐管路開閉閥，11為製程氣體入口，11a、11n為分流氣體出口，12為清洗氣體入口，13為訊號輸出入端子，F為過濾器，14a、14n為自動開閉閥，15為製程氣體，15a為自動開閉閥，16為清洗氣體，16a為自動開閉閥，17為輸入暨輸出訊號。
第3圖為表示本發明之第1實施例，氣體分流供應裝置1由二個部份即由壓力式流量控制部1a和熱式流量控制部1b所構成。
此外，上述壓力式流量控制部1a由控制閥3、溫度感測器4、壓力感測器5、複數節流孔6a、6n，及，運算控制部7形成用的壓力式流量運算控制部7a所構成。
再加上，上述熱式流量控制部1b由熱式流量感測器2和要形成運算控制部7的熱式流量運算控制部7b所構成。
上述壓力式流量控制部1a如以上所述由控制閥3、溫度感測器4、壓力感測器5、複數節流孔6a、6n，及，壓力式流量運算控制部7a等所構成，從輸入端子7a1 輸入有流量設定訊號，此外，從輸出端子7a2 輸出有由壓力式流量控制部1a所運算出之要流通在節流孔6a、6n的全製程氣體流量(即流通在氣體供應主管8的製程氣體流量Q)之流量輸出訊號。
另，本實施例中由於分流供應路為二個，因 此構成為設有節流孔6a、6n，但分流供應路的數量(即節流孔數)通常為2個以上。
此外，各節流孔6a、6n的口徑雖然是根據需要供應至各處理室CHa、CHn的氣體供應流量加以適當決定，但以各節流孔6a、6n的口徑相同，可對各處理室CHa、CHn供應相同流量的分流氣體Qa、Qn之構成為佳。
使用上述節流孔6a、6n的壓力式流量控制部1a其構成，是屬於日本專利第3291161號等的眾所周知的技術，以壓力式流量運算控制部7a根據壓力感測器5所檢測出之臨界膨脹條件下流通在節流孔之流體流量的壓力進行運算，將要與輸入端子7a1 所輸入之流量設定訊號和上述所運算出之流量訊號的差成比例的控制訊號Pd輸出至控制閥3的閥驅動部3a。
另，壓力式流量控制部1a及其流量運算控制部7a的構成，由於為習知技術因此於此省略其詳細說明。
此外，於該壓力式流量控制部1a，理所當然設有習知的零點調整機構及流量異常檢測機構、氣體種類轉換機構(CF值轉換機構)等各種附屬機構。
再加上，第3圖中，11為製程氣體入口，10a、10n為分流氣體出口，8為器械本體內的氣體供應主管。
上述氣體分流供應裝置1構成用的熱式流量控制部1b，是由熱式流量感測器2和熱式流量運算控制部7b所構成，於熱式流量運算控制部7b分別設有輸入端 子7b1 及輸出端子7b2 。接著，從輸入端子7b1 輸入有流量設定訊號，從輸出端子7b2 輸出有由熱式流量感測器2所檢測出的流量訊號(實際流量訊號)。
另，熱式流量控制部1b其構成為習知技術，因此於此省略其詳細說明。
此外，於本實施例中，熱式流量控制部1b是使用搭載在富士金股份有限公司製的FCS-T1000系列的產品。
此外，第3圖中雖然未加以圖示，但於熱式流量運算控制部7b和壓力式流量運算控制部7a之間，理所當然是可適宜執行上述實際流量訊號或運算流量訊號的輸入暨輸出，監視兩者的異同或其差值的大小，或者當兩者的差值超過一定值時可發出警告。
第4圖為表示本發明相關之氣體分流供應裝置1的第2實施例，其構成中控制閥3和熱式流量感測器2的安裝位置是與實施1的形態相反。
此外，第3圖及第4圖中雖然未加以圖示，但也可構成為在各節流孔的下游側設有另外的壓力感測器，藉此監視流通在節流孔6a、6n的流體是否為臨界膨脹條件下並發出警報訊號，或可構成為將流量控制從壓力式流量控制部1a自動轉換成熱式流量控制部1b的控制。
再加上，各分流管路開閉閥10a、10n理所當然也可根據來自於運算控制部7的訊號適宜驅動成開閉。
於上述第1圖及第2圖的實施形態中，雖然是將熱式流量感測器2和控制閥3的位置分別予以替換， 但是為了要減少製程氣體15供應源側之壓力變動等的影響藉此執行更高精度的流量控制，經由測試結果確認出熱式流量感測器2配設在控制閥3下游側的構成(第1圖及第3圖)為較佳。
此外，於第1圖至第4圖的實施形態及實施例中，雖然是將溫度感測器4及壓力感測器5的安裝位置(檢測位置)分別加以改變，但是經由測試結果確認出溫度感測器4及壓力感測器5的安裝位置幾乎沒有造成流量控制精度等的變動，因此溫度感測器4的安裝位置，只要位於控制閥3或熱式流量感測器2的下游側則也可位於氣體供應主管8的任一部位。
再加上，於上述第3圖及第4圖中，控制閥3、壓力感測器5、節流孔6a、6n、熱式流量感測器2、氣體供應主管8、分岐管路9a、9n、分岐管路開閉閥10a、10n、製程氣體入口11、分流氣體出口11a、11n等雖然是以各個獨立的狀態標示，但壓力式流量控制部1a及熱式流量控制部1b形成用的上述各構件實際上是以一體性分別形成且組裝固定在一個機體本體(未圖示)。
其次，針對本申請發明相關之氣體分流供應裝置的動作進行說明。參照第1圖及第3圖，首先執行清洗氣體16在氣體分流供應裝置1內部的清洗處理，當該清洗結束時，就關閉開閉閥15a、16a，打開分岐管路開閉閥10a、10n藉此執行各處理室CHa、CHn內的減壓。此外，從運算控制部7之壓力式流量運算控制部7a的輸入 端子7a1 輸入設定流量訊號，並且也對熱式流量運算控制部7b的輸入端子7b1 輸入指定之設定流量訊號。
然後，打開製程氣體供應側的開閉閥15a並且使壓力式流量運算控制部7a動作，藉此開放控制閥3，使流通在氣體供應主管8、分流管路開閉閥10a、10n、節流孔6a、6n且對應設定流量訊號之全流量Q=Qa+Qn的分流氣體從分流氣體出口11a、11n供應至各處理室CHa、CHn。
另，各節流孔6a、6n的口徑，是根據節流孔1次側壓力P1 和所需流量Qa、Qn加以事先決定，藉由控制閥3之開度調整控制節流孔1次側壓力P1 ，以使全流量Q=Qa+Qn其流量被控制成設定流量。
此外，本發明相關的氣體分流供應裝置1，主要是使用在要將製程氣體供應至複數相同處理執行用之處理室CHa、CHn的形態。因此，上述各節流孔6a、6n的口徑通常選定成同一口徑。
當上述節流孔6a、6n的一次側壓力P1 和二次側壓力P2 之間臨界膨脹條件成立時，是由壓力式流量控制部1a執行流量控制。此外，熱式流量控制部1b，是在需要的情況下動作，執行流通在氣體供應主管8內之製程氣體Q的實際流量查核及顯示等。
另一方面，根據處理室CHa、CHn側的壓力條件，當流通在各節流孔6a、6n的製程氣體流成為上述臨界膨脹條件外的狀態(P1 /P2 ≦2)時就會從壓力式流量 控制部1a的流量控制自動切換成熱式流量控制部1b的流量控制，藉由熱式流量運算控制部7b取代壓力式流量運算控制部7a的動作以執行製程氣體流量的控制。
其結果，流通在節流孔6a、6n的製程氣體流即使為臨界膨脹條件外的狀態，還是與上述P1 /P2 的壓力條件無關能夠執行高精度的流量控制。
此外，於上述各實施例等，是以製程氣體流供應在複數各分流管路9a、9n之全部的狀態進行了說明，但理所當然也可只對所需的分流管路例如只對節流孔6a之間設的分流管路9a供應氣體。
再加上，於上述各實施例等，是構成為設有壓力式流量控制部1a和熱式流量控制部1b的雙方，但也可削除熱式流量控制部1b使氣體分流供應裝置構成為只具備有壓力式流量控制部1a。
〔產業上之可利用性〕
本發明並不限於只做為半導體製造裝置之氣體分流供應裝置，只要是可使臨界膨脹條件下之流體分流的構成，也可廣泛應用在化學品製造裝置等流體供應裝置。
CHa、CHn‧‧‧處理室
Q‧‧‧全製程氣體流量
Qa、Qn‧‧‧分流氣體
P1 ‧‧‧節流孔上游側壓力
P2 ‧‧‧節流孔下游側壓力
F‧‧‧過濾器
1‧‧‧半導體製造裝置之氣體分流供應裝置
1a‧‧‧壓力式流量控制部
1b‧‧‧熱式流量控制部
2‧‧‧熱式流量感測器
3‧‧‧控制閥
3a‧‧‧壓敏式閥驅動部
4‧‧‧溫度感測器
5‧‧‧壓力感測器
6a、6n‧‧‧節流孔
7‧‧‧運算控制部
8‧‧‧氣體供應主管
9a、9n‧‧‧分岐管路
10a、10n‧‧‧分岐管路開閉閥
11‧‧‧製程氣體入口
11a、11n‧‧‧分流氣體出口
12‧‧‧清洗氣體入口
13‧‧‧訊號輸入暨輸出端子
14a、14n‧‧‧開閉閥
15‧‧‧製程氣體
15a‧‧‧開閉閥
16‧‧‧清洗氣體
16a‧‧‧開閉閥
17‧‧‧輸入暨輸出訊號

Claims (9)

  1. 一種半導體製造裝置之氣體分流供應裝置，其特徵為，具備：連接在製程氣體入口(11)之壓力式流量控制部(1a)構成用的控制閥(3)；連通於控制閥(3)下游側的氣體供應主管(8)；以並列狀連接在氣體供應主管(8)下游側的複數分岐管路(9a、9n)；間設在各分岐管路(9a、9n)的分岐管路開閉閥(10a、10n)；設置在分岐管路開閉閥(10a、10n)下游側的節流孔(6a、6n)；設置在上述控制閥(3)和節流孔(6a、6n)之間的製程氣體通路附近的溫度感測器(4)；設置在上述控制閥(3)和節流孔(6a、6n)之間的製程氣體通路的壓力感測器(5)；設置在上述節流孔(6a、6n)出口側的分流氣體出口(11a、11n)；及被輸入有來自於上述壓力感測器(5)的壓力訊號及來自於溫度感測器(4)的溫度訊號，對流通在上述節流孔(6a、6n)的製程氣體之總流量(Q)進行運算的同時，對閥驅動部(3a)輸出使上述控制閥(3)朝運算出之流量值與流量設定值的差值之減少方向開閉動作的控制訊號(Pd)之壓力式流量運算控制部(7a)所成的運算控制部(7)，構成為由上述壓力式流量控制部(1a)執行流通在各節流孔(6a、6n)之製程氣體的流量控制。
  2. 一種半導體製造裝置之氣體分流供應裝置，其特徵為，具備：連接在製程氣體入口(11)之壓力式流量控制部(1a)構成用的控制閥(3)；連接在控制閥(3)下 游側之熱式流量控制部(1b)構成用的熱式流量感測器(2)；連通於熱式流量感測器(2)下游側的氣體供應主管(8)；以並列狀連接在氣體供應主管(8)下游側的複數分岐管路(9a、9n)；間設在各分岐管路(9a、9n)的分岐管路開閉閥(10a、10n)；設置在分岐管路開閉閥(10a、10n)下游側的節流孔(6a、6n)；設置在上述控制閥(3)和節流孔(6a、6n)之間的製程氣體通路附近的溫度感測器(4)；設置在上述控制閥(3)和節流孔(6a、6n)之間的製程氣體通路的壓力感測器(5)；設置在上述節流孔(6a、6n)出口側的分流氣體出口(11a、11n)；及被輸入有來自於上述壓力感測器(5)的壓力訊號及來自於溫度感測器(4)的溫度訊號，對流通在上述節流孔(6a、6n)的製程氣體之總流量(Q)進行運算的同時，對閥驅動部(3a)輸出使上述控制閥(3)朝運算出之流量值與流量設定值的差值之減少方向開閉動作的控制訊號(Pd)之壓力式流量運算控制部(7a)和被輸入有來自於上述熱式流量感測器(2)的流量訊號(2c)從該流量訊號(2c)運算顯示流通在節流孔(6a、6n)之製程氣體的總流量(Q)之熱式流量運算控制部(7b)所成的運算控制部(7)，構成為當流通在各節流孔(6a、6n)之製程氣體流為滿足臨界膨脹條件的氣體流時就由上述壓力式流量控制部(1a)執行製程氣體的流量控制，並且當製程氣體流為未滿足臨界膨脹條件的氣體流時就由上述熱式流量控制部(1b)執行製程氣體的流 量控制。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載的半導體製造裝置之氣體分流供應裝置，其中，複數之節流孔(6a、6n)的口徑為同一口徑，對各分岐管路(9a、9n)供應相同流量的製程氣體(Qa、Qn)。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載的半導體製造裝置之氣體分流供應裝置，其中，只對複數之分岐管路(9a、9n)當中的任意分岐管路流通製程氣體。
  5. 如申請專利範圍第1項所記載的半導體製造裝置之氣體分流供應裝置，其中，控制閥(3)、節流孔(6a、6n)、壓力感測器(5)、溫度感測器(4)、分岐管路(9a、9n)、分岐管路開閉閥(10a、10n)、氣體供應主管(8)是一體組裝形在一個機體。
  6. 如申請專利範圍第2項所記載的半導體製造裝置之氣體分流供應裝置，其中，控制閥(3)、熱式流量感測器(2)、節流孔(6a、6n)、壓力感測器(5)、溫度感測器(4)、氣體供應主管(8)、分岐管路(9a、9n)、分岐管路開閉閥(10a、10n)是一體組裝形成在一個機體。
  7. 如申請專利範圍第2項所記載的半導體製造裝置之氣體分流供應裝置，其中，由壓力式流量控制部(1a)執行製程氣體的流量控制，並且由熱式流量控制部(1b)顯示製程氣體的實際流量。
  8. 如申請專利範圍第2項所記載的半導體製造裝置 之氣體分流供應裝置，其中，壓力感測器(5)是設置在控制閥(3)的出口側和熱式流量感測器(2)的入口側之間。
  9. 如申請專利範圍第2項所記載的半導體製造裝置之氣體分流供應裝置，其中，運算控制部(7)是構成為當壓力式流量運算控制部(7a)所運算出之流體流量和熱式流量運算控制部(7b)所運算出之流體流量間的差超過設定值時就會執行警報顯示。
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