專利名稱：氣體供給裝置、半導體制造裝置和氣體供給裝置用部件的制作方法
氣體供給裝置、半導體制造裝置和氣體供給裝置用部件 技術領域5 本發明涉及從氣體供給源將氣體供給處理被處理的處理腔內的氣 體供給裝置，使用該氣體供給裝置的半導體制造裝置和氣體供給裝置 用部件。
背景技術：
io 從現有技術公知的是，在對半導體晶片或LCD等被處理物進行所希望的處理的半導體制造裝置中，從氣體供給源向對被處理物進行處 理的處理腔室內供給規定的氣體，進行成膜處理或蝕刻處理等(參照 專利文獻l)。另外，作為在上述的半導體制造裝置等中使用的氣體供給裝置， 15 公知的是構成為，用于控制氣體供給的多個氣體控制機構，例如氣體 流量控制機構(質量流量控制器等)、閥機構、氣體壓力控制機構等， 在連接這些氣體控制機構的同時通過形成氣體流路的氣體流路部(例 如流路座體)連接的結構，并且這些氣體控制機構和氣體流路部由不 銹鋼構成(例如，參照專利文獻2)。 20 專利文獻l:特開2007-165479號公報專利文獻2:特開2006-132598號公報在上述的半導體制造裝置等中，存在使用氯類氣體或氟類氣體等 腐蝕性高的氣體的情況，在使用利用不銹鋼的氣體供給裝置的情況下， 存在不銹鋼被腐蝕，鐵或鎳等不銹鋼中包含的物質在處理腔室內等漏25 出的情況。例如，存在在進行多晶硅的成膜的成膜裝置中，在用于除去堆積 在處理腔室內的多晶硅的清掃時，作為清掃氣體使用氟類氣體的情況。 在這種情況下，產生清掃時鐵或鎳等金屬雜質(金屬污染物)從氣體 供給裝置進入處理腔室內，清掃結束后，在開始成膜處理時，這些金30 屬雜質侵入形成的膜內的問題。由于這樣，在清掃結束后，不將半導體晶片搬入處理腔室內，或 將模擬晶片搬入處理腔室內，進行成膜處理，進行在處理腔室的內壁 部分上形成多晶硅等的薄膜的所謂預涂層之后，搬入正規的半導體晶 片進行成膜處理。即，在這種方法中，通過將金屬雜質封鎖在預涂層 5 膜內，在正規的半導體晶片成膜時，防止金屬雜質混入半導體晶片中。
然而，利用上述現有的技術，進行預涂層需要時間和成本，另外， 由于形成預涂層，至進行下一次清掃的期間縮短，產生使生產降低的 問題。
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發明內容
本發明是為了解決上述現有問題而完成，其目的是提供與現有技 術相比，能夠減小由氣體供給裝置產生金屬雜質的可能性，能夠提高 生產率的氣體供給裝置，半導體制造裝置和氣體供給裝置用部件。
15 權力要求1的氣體供給裝置，其包括用于控制氣體供給的多個氣
體控制機構、和連接這些氣體控制機構相互之間的形成氣體流路的氣 體流路部，該氣體供給裝置用于向處理被處理物用的處理腔室內供給 來自氣體供給源的氣體，其特征在于作為上述氣體控制機構，至少 具有用于控制氣體流量的氣體流量控制機構和用于控制氣體的供
20 給，停止的閥機構，上述氣體控制機構和上述氣體流路部的至少一部 分由耐腐蝕性座體部件和金屬制座體部件構成，其中，上述耐腐蝕性 座體部件，由對上述氣體具有耐腐蝕性的陶瓷或貴金屬構成、并且構 成與上述氣體接觸的接觸氣體部的至少一部分；上述金屬制座體部件， 具有用于嵌合上述耐腐蝕性座體部件的嵌合孔、并且保護上述耐腐蝕
25 性座體部件的周圍。
權利要求2的氣體供給裝置的特征在于，在權力要求1的上述氣 體供給裝置中，上述耐腐蝕性座體由玻璃狀碳或者藍寶石構成。
權利要求3的氣體供給裝置的特征在于，在權力要求1或2上述
的氣體供給裝置中，作為上述氣體控制機構，還具有用于控制氣體壓
30 力的壓力控制機構。
權力要求4的半導體制造裝置，其包括用于向處理被處理物用的處理腔室內供給來自氣體供給源的氣體的氣體供給裝置，其特征在于-上述氣體供給裝置，包括用于控制氣體供給的多個氣體控制機構、和 連接這些氣體控制機構相互之間的形成氣體流路的氣體流路部，并且， 作為上述氣體控制機構，至少具有用于控制氣體流量的氣體流量控制 5 機構、和用于控制氣體的供給，停止的閥機構，上述氣體控制機構和 上述氣體流路部的至少一部分由耐腐蝕性座體部件和金屬制座體部件 構成，其中，上述耐腐蝕性座體部件，由對上述氣體具有耐腐蝕性的 陶瓷或貴金屬構成、并且構成與上述氣體接觸的接觸氣體部的至少一 部分；上述金屬制座體部件，具有用于嵌合上述耐腐蝕性座體部件的 10 嵌合孔、并且保護上述耐腐蝕性座體部件的周圍。權力要求5的半導體制造裝置的特征在于，在權利要求4上述的 半導體制造裝置中，上述耐腐蝕性座體由玻璃狀碳或藍寶石構成。權力要求6的半導體制造裝置的特征在于，在權利要求4或5上 述的半導體制造裝置中，作為上述氣體控制機構，還具有用于控制氣15 體壓力的壓力控制機構。權力要求7的氣體供給裝置用部件，其用于構成供給氣體的氣體 供給裝置的氣體流路的一部分，其特征在于，具備耐腐蝕性座體部件，其由對上述氣體具有耐腐蝕性的陶瓷或貴金屬構成、并且構成與上述氣體接觸的接觸氣體部的至少一部分；和金屬制座體部件，其具20有用于嵌合上述耐腐蝕性座體部件的嵌合孔、并且保護上述耐腐蝕性座體部件的周圍。權力要求8的氣體供給裝置用部件的特征在于，在權利要求7上 述的氣體供給裝置用部件中，上述耐腐蝕性座體由玻璃狀碳或藍寶石 構成。25 采用本發明，能夠提供與現有技術比較減少由氣體供給裝置產生金屬雜質的可能性，實現提高生產率的氣體供給裝置，半導體制造裝 置和氣體供給裝置用部件。
30 圖1為示意性地表示本發明的一個實施方式的氣體供給裝置的結構的圖。圖2為表示圖1的氣體供給裝置的主要結構的圖。
圖3為示意性表示本發明的一個實施方式的半導體制造裝置的結 構的圖。
符號說明
5 W——半導體晶片，1——氣體供給裝置，2——手動闊，3——壓
力控制機構(調節器)，4——壓力傳感器，5——止回閥，6a、 6b—— 開閉閥，7——質量流量控制器，8——金屬過濾器，20——氣體供給 管路連接用座體，21——裝置側管路連接用座體，22——連接用座體, 22a——耐腐蝕性座體部件，22b——金屬制座體部件，23——連接管 io 路，24——基臺。
具體實施例方式
以下，參照附圖，詳細說明本發明的實施方式。
圖1是示意性地表示本發明的實施方式的氣體供給裝置的結構的
15圖。在圖1所示的氣體供給裝置1中，作為氣體控制機構，從氣體供
給方向的上游側依次設置有手動閥2、壓力控制機構(調節器regulator) 3、壓力檢測用的壓力傳感器4，止回閥5，開閉閥6a、 6b，作為流量 控制機構的質量流量控制器7，金屬過濾器8。
另外，在氣體供給裝置1的氣體入口 (圖1中的左側)端部設置
20 有用于連接來自氣體供給源的氣體供給管路的氣體供給管路連接用座 體(block) 20。在該氣體供給管路連接用座體20的管路連接口 20 a 內插入有過濾器20b。另一方面，在氣體供給裝置1的氣體出口側(圖 1中右側)端部設置有用于連接設置在半導體制造裝置中的裝置側管路 的裝置側管路連接用座體21。
25 另外，在氣體供給管路連接用座體20和裝置側管路連接用座體21
之間，設置有用于連接多個(在圖1所示的實施方式中為7個)上述 各氣體控制機構彼此之間、形成氣體流路的連接用座體22。并且，在 連接用座體22間的一部分上，設置有用于以所希望的間隔連接相鄰的 連接用座體22之間的連接管路23。通過上述氣體供給管路連接用座體
30 20、裝置側管路連接用座體21、連接用座體22和連接管路23構成氣 體供給裝置1的氣體流路。此外，上述的構成部件一體化地設置在基臺24上。圖2表示在上述結構的氣體供給裝置1中，作為氣體供給裝置用 部件的連接用座體22的結構，圖2 (a)為俯視圖，圖2 (b)為沿著 圖2 (a)的A-A線的縱截面圖。如圖2所示，連接用座體22由座體 5 部件22a和座體部件22b構成，上述座體部件22a是由相對于氣體具 有耐腐蝕性的陶瓷或者貴金屬構成的、構成與氣體接觸的接觸氣體部 的耐腐蝕性座體部件22a;上述座體部件22b是具有用于嵌合耐腐蝕性 座體部件22a的嵌合孔28，以包圍耐腐蝕性座體部件22 a的周圍的方 式設置，保護耐腐蝕性座體部件22a的金屬制座體部件22b。io 如圖2 (a)所示，在連接用座體22的上表面中耐腐蝕性部件22a的部分，設置有分別與氣體控制機構的氣體入口或氣體出口連接的二 個氣體孔25。此外，氣體孔25的部分通過W密封或C密封等氣密密 封。在這種情況下，密封墊片為不銹鋼制或樹脂制等。另外，在連接 用座體22的上表面中金屬制座體部件22b的部分上，設置有用于安裝15 氣體控制機構的多個(在圖2 (a)所示的例中，為2對共計4個)螺 釘孔26。另外，如圖2(b)所示，二個氣體孔25通過形成為大致V字狀 的氣體流路27連通，成為接觸氣體部的氣體流路27全部在耐腐蝕性 座體部件22a內形成。通過形成為這樣的結構，在利用不銹鋼等形成20 接觸氣體部的情況下，即使使用在接觸氣體部中發生腐蝕的氣體、例 如氯類氣體或氟類氣體的情況下，能夠抑制接觸氣體部發生腐蝕，鐵 或鎳等的金屬污染物(metal contaminant)混入氣體中。作為對上述的氯類氣體或氟類氣體有耐腐蝕性的陶瓷或者貴金 屬，例如能夠適當地使用玻璃狀碳(Glassy Carbon:玻碳)，藍寶石。25 —般地，這種材料具有對氣體的腐蝕性高、脆的特性。在本實施方式 中，能夠利用設置在周圍的金屬制座體部件22b保護耐腐蝕性座體部 件22a，也能夠確保用于安裝其它氣體供給裝置用部件的螺釘孔26部 分的機械強度。另外， 一般上述材料的復雜的加工較困難，但是通過 在金屬制座體部件22b側設置具有復雜的形狀的部分，能夠作成單純30 形狀的耐腐蝕性座體部件22a，從而減少加工的困難。另外，在使用藍寶石或者玻璃狀碳等高價的材料的情況下，與利用這些材料構成全部連接用座體22的情況比較，能夠減少使用的藍寶 石或者玻璃狀碳等的量，從而能夠實現降低氣體供給裝置用部件和氣 體供給裝置的制造成本。另外， 一般藍寶石或者玻璃狀碳等，制造具 有一定厚度以上的厚度的材料較為困難，但是由于如果具有與全體連
5 接用座體22相比薄的耐腐蝕性座體部件22a的厚度較好，因此能夠使 用厚度有限制的藍寶石或者玻璃狀碳等。
此外，在以上只說明了連接用座體22，但是氣體供給管路連接用 座體20、裝置側管路連接用座體21、連接管路23和作為氣體控制機 構的手動閥2，壓力控制機構(調節器)3、壓力檢測用的壓力傳感器
io 4、止回閥5、幵閉閥6a、 6b、作為流量控制機構的質量流量控制器7、 金屬過濾器8也是同樣，能夠構成為利用耐腐蝕性座體部件構成接觸 氣體部，利用金屬制座體部件保護其周圍的結構。
在上述結構的本實施方式的氣體供給裝置1中，從與氣體供給管 路連接用座體20連接的氣體供給管路供給的規定氣體，通過手動閥2
15 后，到達壓力控制機構(調節器)3，在此控制為規定壓力后，由壓力 傳感器4檢測出壓力，再通過止回閥5、開閉閥6a、 6b到達質量流量 控制器7，在此被控制為規定流量后，通過金屬過濾器8，在此被除去 給定粒徑以上的金屬粒子，經過裝置側管路連接用座體21，被供給到 半導體制造裝置的處理腔室內。
20 如上所述，當將氣體供給到處理腔室內時，在本實施方式的氣體
供給裝置1中，由于接觸氣體部為耐腐蝕性座體部件，即使在使用不 銹鋼形成接觸氣體部的情況下，使用在接觸氣體部發生腐蝕那樣的氣 體、例如氯類氣體或氟類氣體的情況下，能夠抑制氣體供給裝置1的 接觸氣體部發生腐蝕，抑制鐵或鎳等金屬污染物(metal contaminant)
25 混入氣體中。
例如，在形成多晶硅膜的成膜裝置中，當進行堆積在處理腔室內 的多晶硅膜的清掃時，即使在使用氟等腐蝕性高的氣體的情況下，也 能夠抑制金屬污染物的發生。由于這樣，在清掃結束時，在金屬污染 物沒有附著在處理腔室內壁上的狀態下，或者即使金屬污染物附著在 30處理腔室內壁上，與先前比較，能夠減少其量。
這樣，能夠省略現有技術實施的上述的預涂層處理(為了封鎖金屬污染物，在處理腔室內壁部分上形成多晶硅等的薄膜的處理)，或者 為了形成更薄的預涂層膜，能夠縮短預涂層處理需要的時間，從而提
高生產率。
此外，如果不僅是上述氣體供給裝置l，而且與該氣體供給裝置l 5 連接的氣體供給管路和裝置側管路等的接觸氣體部全部用耐腐蝕性座 體部件構成，能夠進一步抑制金屬污染物的發生。另一方面，即使僅 氣體供給裝置1的接觸氣體部中的一部分由耐腐蝕性座體部件構成， 也能夠得到減少金屬污染物的效果。
圖3是示意性地表示具備氣體供給裝置的半導體制造裝置100的
io 結構的圖。如圖3所示，半導體制造裝置100具備在內部收容和處理 作為被處理物的半導體晶片W的處理腔室30。該處理腔室30對半導 體晶片W進行規定的處理，例如成膜處理、蝕刻處理，由石英或鋁等 按規定形狀、例如圓筒狀構成。此外，在圖3中表示在處理腔室30內 僅收容一枚半導體晶片W，每次處理1枚半導體晶片W的單片式的裝
15 置，但也可以是收容多個半導體晶片W， 一次處理多枚半導體晶片W 的批量式裝置。
在圖3中，31a 31e分別為用于供給規定的氣體的多個(在圖3的 例子中為5個)氣體供給源。而且，這些氣體供給源31a 31e分別通 過別的氣體供給裝置la le與處理腔室30連接。
20 在上述氣體供給裝置la le中，關于不腐蝕不銹鋼的氣體流通的
裝置是，接觸氣體部為不銹鋼制的現有的氣體供給裝置。另外，在腐 蝕不銹鋼的腐蝕性氣體，例如氯類氣體、氟類氣體流通的裝置是，上 述接觸氣體部為通過由對這些氣體有耐腐蝕性的陶瓷或貴金屬構成的 耐腐蝕性座體部件構成的氣體供給裝置。
25 另外，用于排出處理腔室30內部的氣體的真空泵32與處理腔室
30的下部連接，利用真空泵32排出從氣體供給裝置la le供給到處理 腔室30內，供給半導體晶片W的處理之后的氣體。此外，在處理腔 室30中，根據對半導體晶片W進行的處理的種類，例如設置用于加 熱半導體晶片W的加熱機構，用于冷卻半導體晶片W的冷卻機構，
30 用于使氣體等離子體化的等離子體發生機構。
在上述半導體制造裝置100中，即使在使用氯類氣體或氟類氣體的情況下，能夠抑制氣體供給裝置la le的接觸氣體部的腐蝕，和抑
制鐵或鎳等金屬污染物混入氣體中。另外，由于能夠抑制金屬污染物
的混入，所以在現有技術的處理腔室30的清掃后實行的預涂層處理能 夠省略或者能夠縮短預涂層處理所需要的時間，可以實現提高生產率。
權利要求
1.一種氣體供給裝置，其包括用于控制氣體供給的多個氣體控制機構、和連接這些氣體控制機構相互之間的形成氣體流路的氣體流路部，該氣體供給裝置用于向處理被處理物用的處理腔室內供給來自氣體供給源的氣體，其特征在于作為所述氣體控制機構，至少具有用于控制氣體流量的氣體流量控制機構和用于控制氣體的供給·停止的閥機構，所述氣體控制機構和所述氣體流路部的至少一部分由耐腐蝕性座體部件和金屬制座體部件構成，其中所述耐腐蝕性座體部件，由對所述氣體具有耐腐蝕性的陶瓷或貴金屬構成、并且構成與所述氣體接觸的接觸氣體部的至少一部分；所述金屬制座體部件，具有用于嵌合所述耐腐蝕性座體部件的嵌合孔、并且保護所述耐腐蝕性座體部件的周圍。
2. 根據權利要求l所述的氣體供給裝置，其特征在于 所述耐腐蝕性座體由玻璃狀碳或者藍寶石構成。
3. 根據權利要求1或2所述的氣體供給裝置，其特征在于 作為所述氣體控制機構，還具有用于控制氣體壓力的壓力控制機構。
4. 一種半導體制造裝置，其包括用于向處理被處理物用的處理腔 室內供給來自氣體供給源的氣體的氣體供給裝置，其特征在于所述氣體供給裝置，包括用于控制氣體供給的多個氣體控制機構、 和連接這些氣體控制機構相互之間的形成氣體流路的氣體流路部，并 且，作為所述氣體控制機構，至少具有用于控制氣體流量的氣體流量 控制機構、和用于控制氣體的供給 停止的閥機構，所述氣體控制機構和所述氣體流路部的至少一部分由耐腐蝕性座 體部件和金屬制座體部件構成，其中所述耐腐蝕性座體部件，由對所述氣體具有耐腐蝕性的陶瓷或貴金屬構成、并且構成與所述氣體接觸的接觸氣體部的至少一部分；所述金屬制座體部件，具有用于嵌合所述耐腐蝕性座體部件的嵌 合孔、并且保護所述耐腐蝕性座體部件的周圍。
5. 根據權利要求4所述的半導體制造裝置，其特征在于 所述耐腐蝕性座體由玻璃狀碳或藍寶石構成。
6. 根據權利要求4或5所述的半導體制造裝置，其特征在于 作為所述氣體控制機構，還具有用于控制氣體壓力的壓力控制機構。
7. —種氣體供給裝置用部件，其用于構成供給氣體的氣體供給裝 置的氣體流路的一部分，其特征在于，具備耐腐蝕性座體部件，其由對所述氣體具有耐腐蝕性的陶瓷或貴金 屬構成、并且構成與所述氣體接觸的接觸氣體部的至少一部分；和金屬制座體部件，其具有用于嵌合所述耐腐蝕性座體部件的嵌合 孔、并且保護所述耐腐蝕性座體部件的周圍。
8. 根據權利要求7所述的氣體供給裝置用部件，其特征在于-所述耐腐蝕性座體由玻璃狀碳或藍寶石構成。
全文摘要
本發明提供與現有技術比較，能夠減少由氣體供給裝置產生金屬雜質的可能性，實現提高生產率的氣體供給裝置，半導體制造裝置和氣體供給裝置用部件。氣體供給裝置1的連接用座體22由耐腐蝕性座體部件22a和金屬制座體部件22b構成，其中耐腐蝕性座體部件22a，由對氣體具有耐腐蝕性的陶瓷或貴金屬構成、并且構成與氣體接觸的接觸氣體部；金屬制座體部件22b，具有用于嵌合耐腐蝕性座體部件22a的嵌合孔28、并且保護所述耐腐蝕性座體部件22a。
文檔編號C23C16/455GK101409213SQ20081016135
公開日2009年4月15日 申請日期2008年9月23日 優先權日2007年9月25日
發明者守谷修司 申請人:東京毅力科創株式會社