气体供给装置、半导体制造装置和气体供给装置用部件

摘要

本发明提供与现有技术比较，能够减少由气体供给装置产生金属杂质的可能性，实现提高生产率的气体供给装置，半导体制造装置和气体供给装置用部件。气体供给装置1的连接用座体22由耐腐蚀性座体部件22a和金属制座体部件22b构成，其中耐腐蚀性座体部件22a，由对气体具有耐腐蚀性的陶瓷或贵金属构成、并且构成与气体接触的接触气体部；金属制座体部件22b，具有用于嵌合耐腐蚀性座体部件22a的嵌合孔28、并且保护所述耐腐蚀性座体部件22a。

说明书

技术领域

本发明涉及从气体供给源将气体供给处理被处理的处理腔内的气体供给装置，使用该气体供给装置的半导体制造装置和气体供给装置用部件。

背景技术

从现有技术公知的是，在对半导体晶片或LCD等被处理物进行所希望的处理的半导体制造装置中，从气体供给源向对被处理物进行处理的处理腔室内供给规定的气体，进行成膜处理或蚀刻处理等(参照专利文献1)。

另外，作为在上述的半导体制造装置等中使用的气体供给装置，公知的是构成为，用于控制气体供给的多个气体控制机构，例如气体流量控制机构(质量流量控制器等)、阀机构、气体压力控制机构等，在连接这些气体控制机构的同时通过形成气体流路的气体流路部(例如流路座体)连接的结构，并且这些气体控制机构和气体流路部由不锈钢构成(例如，参照专利文献2)。

专利文献1：特开2007-165479号公报

专利文献2：特开2006-132598号公报

在上述的半导体制造装置等中，存在使用氯类气体或氟类气体等腐蚀性高的气体的情况，在使用利用不锈钢的气体供给装置的情况下，存在不锈钢被腐蚀，铁或镍等不锈钢中包含的物质在处理腔室内等漏出的情况。

例如，存在在进行多晶硅的成膜的成膜装置中，在用于除去堆积在处理腔室内的多晶硅的清扫时，作为清扫气体使用氟类气体的情况。在这种情况下，产生清扫时铁或镍等金属杂质(金属污染物)从气体供给装置进入处理腔室内，清扫结束后，在开始成膜处理时，这些金属杂质侵入形成的膜内的问题。

由于这样，在清扫结束后，不将半导体晶片搬入处理腔室内，或将模拟晶片搬入处理腔室内，进行成膜处理，进行在处理腔室的内壁部分上形成多晶硅等的薄膜的所谓预涂层之后，搬入正规的半导体晶片进行成膜处理。即，在这种方法中，通过将金属杂质封锁在预涂层膜内，在正规的半导体晶片成膜时，防止金属杂质混入半导体晶片中。

然而，利用上述现有的技术，进行预涂层需要时间和成本，另外，由于形成预涂层，至进行下一次清扫的期间缩短，产生使生产降低的问题。

发明内容

本发明是为了解决上述现有问题而完成，其目的是提供与现有技术相比，能够减小由气体供给装置产生金属杂质的可能性，能够提高生产率的气体供给装置，半导体制造装置和气体供给装置用部件。

权力要求1的气体供给装置，其包括用于控制气体供给的多个气体控制机构、和连接这些气体控制机构相互之间的形成气体流路的气体流路部，该气体供给装置用于向处理被处理物用的处理腔室内供给来自气体供给源的气体，其特征在于：作为上述气体控制机构，至少具有用于控制气体流量的气体流量控制机构和用于控制气体的供给·停止的阀机构，上述气体控制机构和上述气体流路部的至少一部分由耐腐蚀性座体部件和金属制座体部件构成，其中，上述耐腐蚀性座体部件，由对上述气体具有耐腐蚀性的陶瓷或贵金属构成、并且构成与上述气体接触的接触气体部的至少一部分；上述金属制座体部件，具有用于嵌合上述耐腐蚀性座体部件的嵌合孔、并且保护上述耐腐蚀性座体部件的周围。

权利要求2的气体供给装置的特征在于，在权力要求1的上述气体供给装置中，上述耐腐蚀性座体由玻璃状碳或者蓝宝石构成。

权利要求3的气体供给装置的特征在于，在权力要求1或2上述的气体供给装置中，作为上述气体控制机构，还具有用于控制气体压力的压力控制机构。

权力要求4的半导体制造装置，其包括用于向处理被处理物用的处理腔室内供给来自气体供给源的气体的气体供给装置，其特征在于：上述气体供给装置，包括用于控制气体供给的多个气体控制机构、和连接这些气体控制机构相互之间的形成气体流路的气体流路部，并且，作为上述气体控制机构，至少具有用于控制气体流量的气体流量控制机构、和用于控制气体的供给·停止的阀机构，上述气体控制机构和上述气体流路部的至少一部分由耐腐蚀性座体部件和金属制座体部件构成，其中，上述耐腐蚀性座体部件，由对上述气体具有耐腐蚀性的陶瓷或贵金属构成、并且构成与上述气体接触的接触气体部的至少一部分；上述金属制座体部件，具有用于嵌合上述耐腐蚀性座体部件的嵌合孔、并且保护上述耐腐蚀性座体部件的周围。

权力要求5的半导体制造装置的特征在于，在权利要求4上述的半导体制造装置中，上述耐腐蚀性座体由玻璃状碳或蓝宝石构成。

权力要求6的半导体制造装置的特征在于，在权利要求4或5上述的半导体制造装置中，作为上述气体控制机构，还具有用于控制气体压力的压力控制机构。

权力要求7的气体供给装置用部件，其用于构成供给气体的气体供给装置的气体流路的一部分，其特征在于，具备：耐腐蚀性座体部件，其由对上述气体具有耐腐蚀性的陶瓷或贵金属构成、并且构成与上述气体接触的接触气体部的至少一部分；和金属制座体部件，其具有用于嵌合上述耐腐蚀性座体部件的嵌合孔、并且保护上述耐腐蚀性座体部件的周围。

权力要求8的气体供给装置用部件的特征在于，在权利要求7上述的气体供给装置用部件中，上述耐腐蚀性座体由玻璃状碳或蓝宝石构成。

采用本发明，能够提供与现有技术比较减少由气体供给装置产生金属杂质的可能性，实现提高生产率的气体供给装置，半导体制造装置和气体供给装置用部件。

附图说明

图1为示意性地表示本发明的一个实施方式的气体供给装置的结构的图。

图2为表示图1的气体供给装置的主要结构的图。

图3为示意性表示本发明的一个实施方式的半导体制造装置的结构的图。

符号说明

W——半导体晶片，1——气体供给装置，2——手动阀，3——压力控制机构(调节器)，4——压力传感器，5——止回阀，6a、6b——开闭阀，7——质量流量控制器，8——金属过滤器，20——气体供给管路连接用座体，21——装置侧管路连接用座体，22——连接用座体，22a——耐腐蚀性座体部件，22b——金属制座体部件，23——连接管路，24——基台。

具体实施方式

以下，参照附图，详细说明本发明的实施方式。

图1是示意性地表示本发明的实施方式的气体供给装置的结构的图。在图1所示的气体供给装置1中，作为气体控制机构，从气体供给方向的上游侧依次设置有手动阀2、压力控制机构(调节器regulator)3、压力检测用的压力传感器4，止回阀5，开闭阀6a、6b，作为流量控制机构的质量流量控制器7，金属过滤器8。

另外，在气体供给装置1的气体入口(图1中的左侧)端部设置有用于连接来自气体供给源的气体供给管路的气体供给管路连接用座体(block)20。在该气体供给管路连接用座体20的管路连接口20a内插入有过滤器20b。另一方面，在气体供给装置1的气体出口侧(图1中右侧)端部设置有用于连接设置在半导体制造装置中的装置侧管路的装置侧管路连接用座体21。

另外，在气体供给管路连接用座体20和装置侧管路连接用座体21之间，设置有用于连接多个(在图1所示的实施方式中为7个)上述各气体控制机构彼此之间、形成气体流路的连接用座体22。并且，在连接用座体22间的一部分上，设置有用于以所希望的间隔连接相邻的连接用座体22之间的连接管路23。通过上述气体供给管路连接用座体20、装置侧管路连接用座体21、连接用座体22和连接管路23构成气体供给装置1的气体流路。此外，上述的构成部件一体化地设置在基台24上。

图2表示在上述结构的气体供给装置1中，作为气体供给装置用部件的连接用座体22的结构，图2(a)为俯视图，图2(b)为沿着图2(a)的A-A线的纵截面图。如图2所示，连接用座体22由座体部件22a和座体部件22b构成，上述座体部件22a是由相对于气体具有耐腐蚀性的陶瓷或者贵金属构成的、构成与气体接触的接触气体部的耐腐蚀性座体部件22a；上述座体部件22b是具有用于嵌合耐腐蚀性座体部件22a的嵌合孔28，以包围耐腐蚀性座体部件22a的周围的方式设置，保护耐腐蚀性座体部件22a的金属制座体部件22b。

如图2(a)所示，在连接用座体22的上表面中耐腐蚀性部件22a的部分，设置有分别与气体控制机构的气体入口或气体出口连接的二个气体孔25。此外，气体孔25的部分通过W密封或C密封等气密密封。在这种情况下，密封垫片为不锈钢制或树脂制等。另外，在连接用座体22的上表面中金属制座体部件22b的部分上，设置有用于安装气体控制机构的多个(在图2(a)所示的例中，为2对共计4个)螺钉孔26。

另外，如图2(b)所示，二个气体孔25通过形成为大致V字状的气体流路27连通，成为接触气体部的气体流路27全部在耐腐蚀性座体部件22a内形成。通过形成为这样的结构，在利用不锈钢等形成接触气体部的情况下，即使使用在接触气体部中发生腐蚀的气体、例如氯类气体或氟类气体的情况下，能够抑制接触气体部发生腐蚀，铁或镍等的金属污染物(metal contaminant)混入气体中。

作为对上述的氯类气体或氟类气体有耐腐蚀性的陶瓷或者贵金属，例如能够适当地使用玻璃状碳(Glassy Carbon：玻碳)，蓝宝石。一般地，这种材料具有对气体的腐蚀性高、脆的特性。在本实施方式中，能够利用设置在周围的金属制座体部件22b保护耐腐蚀性座体部件22a，也能够确保用于安装其它气体供给装置用部件的螺钉孔26部分的机械强度。另外，一般上述材料的复杂的加工较困难，但是通过在金属制座体部件22b侧设置具有复杂的形状的部分，能够作成单纯形状的耐腐蚀性座体部件22a，从而减少加工的困难。

另外，在使用蓝宝石或者玻璃状碳等高价的材料的情况下，与利用这些材料构成全部连接用座体22的情况比较，能够减少使用的蓝宝石或者玻璃状碳等的量，从而能够实现降低气体供给装置用部件和气体供给装置的制造成本。另外，一般蓝宝石或者玻璃状碳等，制造具有一定厚度以上的厚度的材料较为困难，但是由于如果具有与全体连接用座体22相比薄的耐腐蚀性座体部件22a的厚度较好，因此能够使用厚度有限制的蓝宝石或者玻璃状碳等。

此外，在以上只说明了连接用座体22，但是气体供给管路连接用座体20、装置侧管路连接用座体21、连接管路23和作为气体控制机构的手动阀2，压力控制机构(调节器)3、压力检测用的压力传感器4、止回阀5、开闭阀6a、6b、作为流量控制机构的质量流量控制器7、金属过滤器8也是同样，能够构成为利用耐腐蚀性座体部件构成接触气体部，利用金属制座体部件保护其周围的结构。

在上述结构的本实施方式的气体供给装置1中，从与气体供给管路连接用座体20连接的气体供给管路供给的规定气体，通过手动阀2后，到达压力控制机构(调节器)3，在此控制为规定压力后，由压力传感器4检测出压力，再通过止回阀5、开闭阀6a、6b到达质量流量控制器7，在此被控制为规定流量后，通过金属过滤器8，在此被除去给定粒径以上的金属粒子，经过装置侧管路连接用座体21，被供给到半导体制造装置的处理腔室内。

如上所述，当将气体供给到处理腔室内时，在本实施方式的气体供给装置1中，由于接触气体部为耐腐蚀性座体部件，即使在使用不锈钢形成接触气体部的情况下，使用在接触气体部发生腐蚀那样的气体、例如氯类气体或氟类气体的情况下，能够抑制气体供给装置1的接触气体部发生腐蚀，抑制铁或镍等金属污染物(metal contaminant)混入气体中。

例如，在形成多晶硅膜的成膜装置中，当进行堆积在处理腔室内的多晶硅膜的清扫时，即使在使用氟等腐蚀性高的气体的情况下，也能够抑制金属污染物的发生。由于这样，在清扫结束时，在金属污染物没有附着在处理腔室内壁上的状态下，或者即使金属污染物附着在处理腔室内壁上，与先前比较，能够减少其量。

这样，能够省略现有技术实施的上述的预涂层处理(为了封锁金属污染物，在处理腔室内壁部分上形成多晶硅等的薄膜的处理)，或者为了形成更薄的预涂层膜，能够缩短预涂层处理需要的时间，从而提高生产率。

此外，如果不仅是上述气体供给装置1，而且与该气体供给装置1连接的气体供给管路和装置侧管路等的接触气体部全部用耐腐蚀性座体部件构成，能够进一步抑制金属污染物的发生。另一方面，即使仅气体供给装置1的接触气体部中的一部分由耐腐蚀性座体部件构成，也能够得到减少金属污染物的效果。

图3是示意性地表示具备气体供给装置的半导体制造装置100的结构的图。如图3所示，半导体制造装置100具备在内部收容和处理作为被处理物的半导体晶片W的处理腔室30。该处理腔室30对半导体晶片W进行规定的处理，例如成膜处理、蚀刻处理，由石英或铝等按规定形状、例如圆筒状构成。此外，在图3中表示在处理腔室30内仅收容一枚半导体晶片W，每次处理1枚半导体晶片W的单片式的装置，但也可以是收容多个半导体晶片W，一次处理多枚半导体晶片W的批量式装置。

在图3中，31a～31e分别为用于供给规定的气体的多个(在图3的例子中为5个)气体供给源。而且，这些气体供给源31a～31e分别通过别的气体供给装置1a～1e与处理腔室30连接。

在上述气体供给装置1a～1e中，关于不腐蚀不锈钢的气体流通的装置是，接触气体部为不锈钢制的现有的气体供给装置。另外，在腐蚀不锈钢的腐蚀性气体，例如氯类气体、氟类气体流通的装置是，上述接触气体部为通过由对这些气体有耐腐蚀性的陶瓷或贵金属构成的耐腐蚀性座体部件构成的气体供给装置。

另外，用于排出处理腔室30内部的气体的真空泵32与处理腔室30的下部连接，利用真空泵32排出从气体供给装置1a～1e供给到处理腔室30内，供给半导体晶片W的处理之后的气体。此外，在处理腔室30中，根据对半导体晶片W进行的处理的种类，例如设置用于加热半导体晶片W的加热机构，用于冷却半导体晶片W的冷却机构，用于使气体等离子体化的等离子体发生机构。

在上述半导体制造装置100中，即使在使用氯类气体或氟类气体的情况下，能够抑制气体供给装置1a～1e的接触气体部的腐蚀，和抑制铁或镍等金属污染物混入气体中。另外，由于能够抑制金属污染物的混入，所以在现有技术的处理腔室30的清扫后实行的预涂层处理能够省略或者能够缩短预涂层处理所需要的时间，可以实现提高生产率。