CN102235573A - 半导体制造装置用的气体供给装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供不必在各个处理反应炉的每一个中设置压力式流量控制器而且能用紧凑的构造形成压力式流量控制器的半导体制造装置用的气体供给装置。气体供给装置具有气体供给源(11a、11b)、气体导入管(13a、13b)、气体集合管(15)、多个分支管(21a、21b)。在气体集合管与分支管设有压力式流量控制器(30)。压力式流量控制器具有设在气体集合管的压力检测器(17)、设在分支管的控制阀(23a、23b)及节流孔板(22a、22b)。根据来自压力检测器的检测压力(P1)，在流量运算电路中求出流量(Qc)，根据来自流量设定电路的流量设定信号(Qs)和来自流量运算电路的流量，利用运算控制电路来控制控制阀。

Description

半导体制造装置用的气体供给装置
技术领域
本发明涉及一种半导体制造装置用的气体供给装置，特别是涉及一种能够谋求装置的小型化与制造成本降低的半导体制造装置用的气体供给装置。
背景技术
一般，在半导体的制造中，大多随着时间变化切换使用多种气体或者分别以不同的流量并列使用同一种气体。因此，在以往的半导体制造装置用的气体供给装置中，在应供给的各个气体***的每一个中分别设有质量流量控制器等流量控制器，由此进行供给气体的高精度的流量控制。
例如，作为半导体制造的主要工序之一的蚀刻工序，由多个依次对绝缘膜进行蚀刻的被称作所谓的阶段性蚀刻(stepetching)的工艺构成，在各个工艺中，通过组合3～4种气体来进行蚀刻。因此，单是蚀刻工序用的气体供给装置就需要共计10种以上的气体及流量控制器，作为半导体制造设备整体，需要庞大数量的流量控制器。
同样，例如在CVD工序中，有时通过以相同或不同的流量从多个供给口向一座反应处理炉内同时供给相同种类的气体来进行所谓的CVD处理。在该情况下，通常在各个供给口的每一个管线上设置流量控制器，由此来调整供给气体的流量，就需要许多流量控制器。
另外，作为流量控制器，至今主要使用质量流量控制器，近年来不断开发利用压力式流量控制器。但是，如上所示，当流量控制器的设置台数较多时，不仅气体供给装置大型化，而且制造成本或维护检查费用也上升。另外，当流量控制器的设置台数较多时，不仅在其维护管理上花费工夫，而且更换用零部件、备品自身的需要数量也增多，气体供给装置的运行成本提高。
专利文献1：日本特开2000-323464号
发明内容
本发明是考虑到这一点而做成的，其目的在于提供一种不必在各个处理反应炉的每一个中设置流量控制器而且能够极其紧凑地构成该流量控制器的半导体制造装置用的气体供给装置。
本发明是半导体制造装置用的气体供给装置，其用于向多个处理反应炉供给气体，其特征在于，该半导体制造装置用的气体供给装置具有：多个气体供给源；气体导入管，其与各个气体供给源相连接；气体集合管，其用于将多个气体导入管集合；多个分支管，其从气体集合管分支，分别与所对应的处理反应炉相连接；压力式流量控制器，其设置于气体集合管及多个分支管；压力式流量控制器具有：压力检测器，其设置于气体集合管；控制阀，其设置于各个分支管；节流孔板(orifice)，其设置在控制阀的下游侧或上游侧；流量运算电路，其根据来自压力检测器的检测压力P1求出流量Qc＝KP1(K为常数)；流量设定电路，其用于输出流量设定信号Qs；运算控制电路，其根据来自流量运算电路的流量Qc和来自流量设定电路的流量设定信号Qs来控制各个控制阀。
本发明是半导体制造装置用的气体供给装置，其特征在于，压力式流量控制器还具有设置于气体集合管的流量检测用的热传感器，来自热传感器的信号Qa被发送到运算控制电路，在该运算控制电路中判断气体集合管内的压力是否为音速区域。
本发明是半导体制造装置用的气体供给装置，其特征在于，在多个气体供给源中的某一气体供给源的气体导入管连接有分流(bypass)管，该分流管与各个分支管之间利用连通管相连通。
本发明是半导体制造装置用的气体供给装置，其特征在于，各个分支管与单片簇(cluster)式的处理反应炉相连接。
本发明是半导体制造装置用的气体供给装置，其特征在于，各个分支管与间歇(batch)式的处理反应炉相连接。
本发明是半导体制造装置用的气体供给装置，其特征在于，压力式流量控制器具有设置在运算控制电路与各个控制阀之间的电气/空压调整部。
如上所述，采用本发明，不必在各个处理反应炉的每一个中设置压力式流量控制器，而且能够用极其紧凑的构造来形成压力式流量控制器。
附图说明
图1是表示本发明的半导体制造装置用的气体供给装置的第1实施方式的概略***图。
图2是表示一次压力与实际流量的关系的图。
图3的(a)是表示打开控制阀的状态下的一次压力的图，图3的(b)是表示由压力检测器检测出的流量与由热传感器检测出的流量的图。
图4是表示作为比较例的半导体制造装置用的气体供给装置的图。
图5是表示作为另一比较例的半导体制造装置用的气体供给装置的图。
图6是表示压力式流量控制器的详细图。
图7是表示本发明的半导体制造装置用的气体供给装置的第2实施方式的图。
图8是表示本发明的半导体制造装置用的气体供给装置的第3实施方式的图。
图9的(a)(b)(c)是表示本发明的半导体制造装置用的气体供给装置的第4实施方式的图。
图10是表示本发明的半导体制造装置用的气体供给装置的第5实施方式的图。
具体实施方式
第1实施方式
以下，参照附图说明本发明的半导体制造装置用的气体供给装置的第1实施方式。
图1至图6是表示本发明的半导体制造装置用的气体供给装置的第1实施方式的图，其中，图1是表示半导体制造装置用的气体供给装置的概略***图，图2是表示一次压力与实际流量的关系的图，图3的(a)(b)是表示节流孔板的异常监视状态的图，图3的(a)是表示打开控制阀的状态下的一次压力的图，图3的(b)是表示由压力检测器检测出的流量与由热传感器检测出的流量的图，图4是表示作为比较例的半导体制造装置用的气体供给装置的图，图5是表示作为另一比较例的半导体制造装置用的气体供给装置的图，图6是表示压力式流量控制器的详细图。
如图1至图6所示，半导体制造装置用的气体供给装置10用于向多个处理反应炉27a、27b供给气体。作为这种处理反应炉27a、27b，考虑到同时处理多个晶圆的批量式的处理反应炉(处理室)，利用这种处理反应炉27a、27b，能够获得包含FPD、LED、PV(太阳能电池)的半导体。
这种半导体制造装置用的气体供给装置10具有：多个气体供给源11a、11b；气体导入管13a、13b，其与各个气体供给源11a、11b相连接；气体集合管15，其用于将多个气体导入管13a、13b集合；多个分支管21a、21b，其从气体集合管15分支，分别与所对应的处理反应炉27a、27b相连接；压力式流量控制器30，其跨越设置于气体集合管15及多个分支管21a、21b。
其中，作为气体供给源11a、11b，例如作为气体供给源11a考虑到惰性气体供给源，作为气体供给源11b考虑到处理气体供给源。
另外，在与气体供给源11a、11b相连接的气体导入管13a、13b上，分别设有气体供给阀12a、12b，而且在分支管21a、21b上设有开闭阀24a、24b。
接着，根据图1及图6进一步详细说明压力式流量控制器30。如图1及图6所示，压力式流量控制器30具有：压力检测器17，其设置于气体集合管15；控制阀23a、23b，其设置于各个分支管21a、21b；节流孔板22a、22b，其设置在各个控制阀23a、23b的下游侧；控制电路30A，其根据来自压力检测器17的检测压力P1驱动控制各个控制阀23a、23b。另外，也可以将节流孔板22a、22b设置在各个控制阀23a、23b的上游侧。
另外，在气体集合管15依次设有被配置在压力检测器17的上游侧的流量调整器16、被配置在压力检测器17的下游侧的温度检测器18及流量检测用热传感器20。
在此，利用图6更详细地说明压力式流量控制器30。
图6是压力式流量控制器30的结构***图。在图6中，通常当节流孔板22a、22b前后的气体压力P2/P1(P1：上游侧压力，P2：下游侧压力)达到气体的临界压力比(当为气体、氮气等时，约为0.5)以下时，通过节流孔板22a、22b的气体的流速达到音速，节流孔板22a、22b的下游侧的压力变动不会传递到上游侧，能够获得与节流孔板22a、22b的上游侧的状态相对应的稳定的质量流量。即，在节流孔板22a、22b的节流孔的直径为恒定的情况下，当将上游侧压力P1设定为下游侧压力P2的约2倍以上时，流经节流孔板22a、22b的下游侧流量Qc仅取决于上游侧压力P1，Qc＝KP1(K为常数)这样的直线关系高精度地成立，如果节流孔板的节流孔直径相同，则该常数K也恒定(参照图2)。
在节流孔板22a、22b的上游侧的分支管21a、21b上，设有在驱动部60A的驱动下而开闭的控制阀23a、23b，节流孔板22a、22b的下游侧的分支管21a、21b分别经由开闭阀24a、24b与处理反应炉27a、27b相连接。比节流孔板22a、22b靠上游侧的压力P1被压力检测器17检测出来，经由放大电路36显示在压力显示器42上。另外，该输出通过A/D转换器38被数字化，利用流量运算电路40通过Q＝KP1(K为常数)运算出比节流孔板22a、22b靠下游侧的流量Q。另外，未必必须设置压力显示器42。
另一方面，由温度检测器18检测出的比节流孔板22a、22b靠上游侧的温度T1，经由放大电路46、A/D转换器48被输出到温度校正电路50，对上述流量Q进行温度校正，之后运算流量Qc输出到比较电路56。在此，比较电路56构成用于驱动控制控制阀23a、23b的运算控制电路58。
另一方面，从流量设定电路52经由A/D转换器54输出设定流量Qs，发送到比较电路56。在比较电路56中，通过Qy＝Qc-Qs运算出运算流量Qc与设定流量Qs的差信号Qy，经由运算电路60输出到控制阀23a、23b的驱动部60A。该驱动部60A沿差信号Qy为零的方向控制控制阀23a、23b开闭，使得比控制阀23a、23b靠下游侧的流量与设定流量相等。
该压力式流量控制器30为通过调整节流孔板22a、22b的上游侧压力P1来控制二次侧流量的结构，因此不受控制阀23a、23b的上游侧的气体压力的影响就能够进行节流孔板22a、22b的下游侧的流量控制，能够获得线性比较好的流量特性。另外，即使在气体种类、气体流量改变的情况下，通过预先求出相对于标准气体及标准流量的所谓的量系数(flow factor)，相对于各种不同的气体、气体流量，也能够比较简单地进行高精度的流量控制。
另外，利用包含比较电路56的运算控制电路58、流量运算电路40、温度校正电路50、流量设定电路52、A/D转换器54、运算电路60、放大电路36、压力显示器42、A/D转换器38、放大电路46及A/D转换器48来构成控制电路30A。
此外，如图6所示，利用流量检测用热传感器20检测气体集合管15内的流量，由热传感器20检测出的检测流量被发送到运算控制电路58。
通常，如图2所示，当一次压力P1与二次压力P2相比，处于P1≥2×P2的关系时，进入到通过节流孔板22a、22b的气体的流速达到音速的音速区域。在该情况下，利用上述压力式流量控制器30，能够适当地控制气体集合管15内的流量。另一方面，当一次压力P1处于P1＜2×P2的关系时，由于处于音速区域外，因此难以由压力式流量控制器30进行流量控制。
在图6中，由热传感器20检测出的检测流量被发送到运算控制电路58。由此，像刚开始运转后那样，当一次压力P1较低时，运算控制电路58判断为不能够进行压力式流量控制，从一次压力P1满足P1≥2×P2的关系而进入音速区域的时刻启动上述压力式流量控制。
另外，如图6所示，运算控制电路58也可以在驱动控制控制阀23a、23b的同时控制流量调整器16，调整气体集合管15内的压力来进行气体集合管15内的流量调整。
接着，说明由这样的结构构成的本实施方式的作用。
首先，来自气体供给源11a、11b的不同的气体分别向气体导入管13a、13b供给，气体导入管13a、13b内的气体被导入气体集合管15内并汇合。气体集合管15内的汇合气体然后经由流量调整器16、压力检测器17、温度检测器18、流量检测用热传感器20被分支并到达分支管21a、21b。
导入分支管21a、21b内的汇合气体然后经由控制阀23a、23b及节流孔板22a、22b供给到所对应的处理反应炉27a、27b。
如上所述那样采用本实施方式，由于压力式流量控制器30具有压力检测器17、设置于分支管21a、21b的控制阀23a、23b、控制阀23a、23b的下游侧的节流孔板22a、22b、根据来自压力检测器17的检测压力求出流量的流量运算电路40、流量设定电路52、根据来自流量运算电路40的流量和来自流量设定电路52的流量设定值来控制控制阀23a、23b的运算电路60，因此能够将控制阀23a、23b及节流孔板22a、22b嵌入压力式流量控制器30内，整体上能够使压力式流量控制器30紧凑化。
另外，只要相对于多个处理反应炉27a、27b设置一个压力式流量控制器30即可，因此能够谋求装置的设置成本的降低。
而且，节流孔板22a、22b与处理反应炉27a、27b之间的分支管21a、21b内的压力成为二次压力P2，因此作为节流孔板22a、22b与处理反应炉27a、27b之间的分支管21a、21b，不必使用耐压性管，装置的设置成本不会上升。
另外，在本实施方式中，为了监视节流孔板22a、22b的堵塞等异常情况，定期采用如下所述的异常监视方法。
例如，如图3的(a)所示，定期使气体供给装置10的运转停止。然后，关闭控制阀23a、23b，向气体集合管15内预先填充汇合气体，将由压力检测器17检测出的检测压力(一次压力P1)保持为规定的值。在该状态下打开控制阀23a、23b。在该情况下，由压力检测器17检测出的检测压力(一次压力P1)随着时间而减少。定期求出此时的一次压力P1的下降速率，与运转前的下降速率的初始值相比较。并且，只要是在一次压力P1的下降中花费时间，就判断为节流孔板22a、22b产生堵塞。
或者，通过在运算控制电路58中比较在压力式流量控制器30的流量运算电路40中求出的流量Qc和利用流量检测用的热传感器20求出的流量，也能够监视节流孔板22a、22b的堵塞(图3的(b))。另外，在图3的(b)中，在设置有2个处理反应炉27a、27b这样的前提下，利用流量运算电路40求出的流量Qc表示各个处理反应炉27a、27b的每一个的流量、即利用热传感器20求出的流量的大约一半的值。
接着，通过与图4所示的比较例的对比来说明本发明的半导体制造装置用的气体供给装置的作用效果。
如图4所示，作为比较例的气体供给装置具有多个气体供给源11a、11b、与各个气体供给源11a、11b相连接的气体导入管13a、13b、将气体导入管13a、13b集合并且与处理反应炉27a相连接的气体集合管15。另外，在气体导入管13a上设有气体供给阀12a，在气体导入管13b上设有开闭阀2、流量调整部3及压力检测器17。
而且，在气体集合管15上设置有流量控制器1，该流量控制器1具有流量检测用的热传感器5、流量调整部4、根据来自热传感器5的检测流量来调整流量调整部4的控制电路1A。
另外，在气体集合管15上，在流量控制器1的下游侧设有开闭阀24a。
在图4中，在等待处理时，预先关闭流量调整部4，用气体填充流量控制器1的气体集合管15内。当开始处理控制时，打开流量控制器1的流量调整部4并开始流量控制，在从用气体填充气体集合管15内的状态开始流量控制的情况下，供给到处理反应炉27a的气体的流量暂时增加。
相对于此，采用本申请的发明，在从为了开始处理控制而打开控制阀23a、23b并用气体填充气体集合管15内的状态开始流量控制时，由于在控制阀23a、23b的下游侧或上游侧设有节流孔板22a、22b，因此供给到处理反应炉27a、27b侧的气体的流量不会暂时增加。
而且，在图4所示的比较例中，在流量控制器1的上游侧的气体导入管13b上，设有与流量控制器1的流量调整部4相互独立的开闭阀2及追加的流量调整部3。
相对于此，采用本申请的发明，由于在压力式流量控制器30自身上设有控制阀23a、23b及流量调整器16，因此不必设置与压力式流量控制器30相互独立的开闭阀2或追加的流量调整部3。
接着，通过与图5所示的另一比较例的对比来说明本发明。
如图5所示，作为比较例的气体供给装置具有多个气体供给源11a、11b、与各个气体供给源11a、11b相连接的气体导入管13a、13b、将气体导入管13a、13b集合的气体集合管15、从气体集合管15分支并且与各个处理反应炉27a、27b相连接的分支管21a、21b。另外，在气体导入管13a上设有气体供给阀12a，在气体导入管13b上设有开闭阀2、流量调整部3及压力检测部17。
另外，在各个分支管21a、21b上设置流量控制器1，各个流量控制器1具有流量检测用的热传感器5、流量调整部4、根据来自热传感器5的检测流量来调整流量调整部4的控制电路1A。
而且，在分支管21a上分别设有开闭阀29a、24a，在分支管21b上分别设有开闭阀29b、24b。
在图5中，相对于2个处理反应炉27a、27b分别设置流量控制器1，流量控制器1的数量成为与处理反应炉27a、27b的数量相同的共计2个。
相对于此，采用本申请的发明，相对于2个处理反应炉27a、27b设置有1个压力式流量控制器30，因此能够大幅度削减流量控制器30的设置成本。
第2实施方式
接着，根据图7说明本发明的半导体制造装置用的气体供给装置的第2实施方式。图7所示的第2实施方式是卸下流量检测用的热传感器的结构，其他结构与图1至图6所示的第1实施方式大致相同。
这种半导体制造装置用的气体供给装置10具有：多个气体供给源11a、11b；气体导入管13a、13b，其与各个气体供给源11a、11b相连接；气体集合管15，其用于将多个气体导入管13a、13b集合；多个分支管21a、21b，其从气体集合管15分支，分别与所对应的处理反应炉27a、27b相连接；压力式流量控制器30，其跨越设置于气体集合管15及多个分支管21a、21b。
其中，作为气体供给源11a、11b，例如作为气体供给源11a考虑到惰性气体供给源，作为气体供给源11b考虑到处理气体供给源。
另外，在与气体供给源11a、11b相连接的气体导入管13a、13b上，分别设有气体供给阀12a、12b，而且在分支管21a、21b上设有开闭阀24a、24b。
接着，根据图7进一步详细说明压力式流量控制器30。如图7所示，压力式流量控制器30具有：压力检测器17，其设置于气体集合管15；控制阀23a、23b，其设置于各个分支管21a、21b；节流孔板22a、22b，其设置在各个控制阀23a、23b的下游侧；控制电路30A，其根据来自压力检测器17的检测压力P 1驱动控制各个控制阀23a、23b。
另外，在气体集合管15上依次设有被配置在压力检测器17的上游侧的流量调整器16和被配置在压力检测器17的下游侧的温度检测器18。
而且，压力式流量控制器30的控制电路30A的构造与图6所示的构造相同。
另外，如图6所示，运算控制电路58也可以在驱动控制控制阀23a、23b的同时控制流量调整器16，调整气体集合管15内的压力来进行气体集合管15内的流量调整。
接着，说明由这样的结构构成的本实施方式的作用。
首先，来自气体供给源11a、11b的不同的气体分别向气体导入管13a、13b供给，气体导入管13a、13b内的气体被导入气体集合管15内并汇合。气体集合管15内的汇合气体然后经由流量调整器16、压力检测器17、温度检测器18被分支并到达分支管21a、21b。
导入分支管21a、21b内的汇合气体然后经由控制阀23a、23b及节流孔板22a、22b供给到所对应的处理反应炉27a、27b。
如上所述那样采用本实施方式，由于压力式流量控制器30具有压力检测器17、设置于分支管21a、21b的控制阀23a、23b、控制阀23a、23b的下游侧的节流孔板22a、22b、根据来自压力检测器17的检测压力求出流量的流量运算电路40、流量设定电路52、根据来自流量运算电路40的流量和来自流量设定电路52的流量设定值来控制控制阀23a、23b的运算电路60，因此能够将控制阀23a、23b及节流孔板22a、22b嵌入压力式流量控制器30内，整体上能够使压力式流量控制器30紧凑化。
另外，只要相对于多个处理反应炉27a、27b设置一个压力式流量控制器30即可，因此能够谋求装置的设置成本的降低。
而且，节流孔板22a、22b与处理反应炉27a、27b之间的分支管21a、21b内的压力成为二次压力P2，因此作为节流孔板22a、22b与处理反应炉27a、27b之间的分支管21a、21b，不必使用耐压性管，装置的设置成本不会上升。
第3实施方式
接着，根据图8说明本发明的第3实施方式。
图8所示的第3实施方式是设置了4个批量式的处理反应炉27a、27b、27c、27d的结构，其他构造与图1至图6所示的第1实施方式大致相同。
半导体制造装置用的气体供给装置10具有：多个气体供给源11a、11b；气体导入管13a、13b，其与各个气体供给源11a、11b相连接；气体集合管15，其用于将多个气体导入管13a、13b集合；多个分支管21a、21b、21c、21d，其从气体集合管15分支，分别与所对应的处理反应炉27a、27b、27c、27d相连接；压力式流量控制器30，其跨越设置于气体集合管15及多个分支管21a、21b、21c、21d。
其中，作为气体供给源11a、11b，例如作为气体供给源11a考虑到惰性气体供给源，作为气体供给源11b考虑到处理气体供给源。
另外，在与气体供给源11a、11b相连接的气体导入管13a、13b上，分别设有气体供给阀12a、12b，而且在分支管21a、21b、21c、21d上设有开闭阀24a、24b、24c、24d。
接着，根据图8进一步详细说明压力式流量控制器30。如图8所示，压力式流量控制器30具有：压力检测器17，其设置于气体集合管15；控制阀23a、23b、23c、23d，其设置于各个分支管21a、21b、21c、21d；节流孔板22a、22b、22c、22d，其设置在各个控制阀23a、23b、23c、23d的下游侧；控制电路30A，其根据来自压力检测器17的检测压力P1驱动控制各个控制阀23a、23b、23c、23d。
另外，在气体集合管15上依次设有被配置在压力检测器17的上游侧的流量调整器16和被配置在压力检测器17的下游侧的温度检测器18及流量检测用热传感器20。
而且，压力式流量控制器30的控制电路30A的构造与图6所示的构造相同。
另外，如图6所示，利用流量检测用热传感器20检测出气体集合管15内的流量，由热传感器20检测出的检测流量被发送到运算控制电路58。
通常，如图2所示，当一次压力P1与二次压力P2相比处于P1≥2×P2的关系时，进入到通过节流孔板22a、22b的气体的流速达到音速的音速区域。在该情况下，利用上述压力式流量控制器30，能够适当地控制气体集合管15内的流量。另一方面，当一次压力P1处于P1＜2×P2的关系时，由于处于音速区域外，因此难以由压力式流量控制器30进行流量控制。
在图6中，由热传感器20检测出的检测流量被发送到运算控制电路58。由此，像刚开始运转后那样，当一次压力P1较低时，运算控制电路58判断为不能够进行压力式流量控制，从一次压力P1满足P1≥2×P2的关系而进入音速区域的时刻启动上述压力式流量控制。
另外，如图6所示，运算控制电路58也可以在驱动控制控制阀23a、23b的同时控制流量调整器16，调整气体集合管15内的压力来进行气体集合管15内的流量调整。
接着，说明由这样的结构构成的本实施方式的作用。
首先，来自气体供给源11a、11b的不同的气体分别向气体导入管13a、13b供给，气体导入管13a、13b内的气体被导入气体集合管15内并汇合。气体集合管15内的汇合气体然后经由流量调整器16、压力检测器17、温度检测器18、流量检测用热传感器20被分支并到达分支管21a、21b、21c、21d。
导入分支管21a、21b、21c、21d内的汇合气体然后经由控制阀23a、23b、23c、23d及节流孔板22a、22b、22c、22d供给到所对应的处理反应炉27a、27b、27c、27d。
如上所述那样采用本实施方式，由于压力式流量控制器30具有压力检测器17、设置在分支管21a、21b、21c、21d上的控制阀23a、23b、23c、23d、控制阀23a、23b、23c、23d的下游侧的节流孔板22a、22b、22c、22d、根据来自压力检测器17的检测压力求出流量的流量运算电路40、流量设定电路52、根据来自流量运算电路40的流量和来自流量设定电路52的流量设定值来控制控制阀23a、23b、23c、23d的运算电路60，因此能够将控制阀23a、23b、23c、23d及节流孔板22a、22b、22c、22d嵌入压力式流量控制器30内，整体上能够使压力式流量控制器30紧凑化。
另外，只要相对于多个处理反应炉27a、27b、27c、27d设置一个压力式流量控制器30即可，因此能够谋求装置的设置成本的降低。
而且，节流孔板22a、22b、22c、22d与处理反应炉27a、27b、27c、27d之间的分支管21a、21b、21c、21d内的压力成为二次压力P2，因此作为节流孔板22a、22b、22c、22d与处理反应炉27a、27b、27c、27d之间的分支管21a、21b、21c、21d，不必使用耐压性管，装置的设置成本不会上升。
第4实施方式
接着，根据图9的(a)、(b)、(c)说明本发明的第4实施方式。
图9的(a)、(b)、(c)所示的第4实施方式设置有4个处理反应炉27a、27b、27c、27d，并且这4个处理反应炉27a、27b、27c、27d由单片簇式的处理反应炉构成。
而且，4个处理反应炉27a、27b、27c、27d围着输送组件(TM)61而设置，在输送组件61上借助加载互锁组件(LLM)62连接有输入输出部63。
另外，压力式流量控制器30具有电气/空压调整部30B。
在图9的(a)、(b)、(c)所示的实施方式中，其他结构与图1至图6所示的第1实施方式大致相同。
半导体制造装置用的气体供给装置10具有：多个气体供给源11a、11b；气体导入管13a、13b，其与各个气体供给源11a、11b相连接；气体集合管15，其用于将多个气体导入管13a、13b集合；多个分支管21a、21b、21c、21d，其从气体集合管15分支，分别与所对应的处理反应炉27a、27b、27c、27d相连接；压力式流量控制器30，其跨越设置于气体集合管15及多个分支管21a、21b、21c、21d。
其中，作为气体供给源11a、11b，例如作为气体供给源11a考虑到惰性气体供给源，作为气体供给源11b考虑到处理气体供给源。
另外，在图9的(a)、(b)、(c)中，作为处理反应炉27a、27b、27c、27d，考虑到单片簇式的处理反应炉(也包含小批量式的处理反应炉的处理室)。
另外，在与气体供给源11a、11b相连接的气体导入管13a、13b上，分别设有气体供给阀12a、12b。
接着，根据图9进一步详细说明压力式流量控制器30。如图9所示，压力式流量控制器30具有：压力检测器17，其设置于气体集合管15；控制阀23a、23b、23c、23d，其设置于各个分支管21a、21b、21c、21d；节流孔板22a、22b、22c、22d，其设置在各个控制阀23a、23b、23c、23d的下游侧；控制电路30A，其根据来自压力检测器17的检测压力P1借助电气/空压调整部30B驱动控制各个控制阀23a、23b、23c、23d。
另外，在气体集合管15上依次设有被配置在压力检测器17的上游侧的流量调整器16和被配置在压力检测器17的下游侧的温度检测器18及流量检测用热传感器20。
另外，如图6所示，利用流量检测用热传感器20检测出气体集合管15内的流量，由热传感器20检测出的检测流量被发送到运算控制电路58。
通常，如图2所示，当一次压力P1与二次压力P2相比处于P1≥2×P2的关系时，进入到通过节流孔板22a、22b的气体的流速达到音速的音速区域。在该情况下，利用上述压力式流量控制器30，能够适当地控制气体集合管15内的流量。另一方面，当一次压力P1处于P1＜2×P2的关系时，由于处于音速区域外，因此难以由压力式流量控制器30进行流量控制。
在图6中，由热传感器20检测出的检测流量被发送到运算控制电路58。由此，像刚开始运转后那样，当一次压力P1较低时，运算控制电路58判断为不能够进行压力式流量控制，从一次压力P1满足P1≥2×P2的关系而进入音速区域的时刻启动上述压力式流量控制。
另外，如图6所示，运算控制电路58也可以在驱动控制控制阀23a、23b的同时控制流量调整器16，调整气体集合管15内的压力来进行气体集合管15内的流量调整。
接着，说明由这样的结构构成的本实施方式的作用。
首先，来自气体供给源11a、11b的不同的气体分别向气体导入管13a、13b供给，气体导入管13a、13b内的气体被导入气体集合管15内并汇合。气体集合管15内的汇合气体然后经由流量调整器16、压力检测器17、温度检测器18、流量检测用热传感器20被分支并到达分支管21a、21b、21c、21d。
导入分支管21a、21b、21c、21d内的汇合气体然后经由控制阀23a、23b、23c、23d及节流孔板22a、22b、22c、22d供给到所对应的处理反应炉27a、27b、27c、27d。
如上所述那样采用本实施方式，由于压力式流量控制器30具有压力检测器17、设置在分支管21a、21b、21c、21d上的控制阀23a、23b、23c、23d、控制阀23a、23b、23c、23d的下游侧的节流孔板22a、22b、22c、22d、根据来自压力检测器17的检测压力求出流量的流量运算电路40、流量设定电路52、根据来自流量运算电路40的流量和来自流量设定电路52的流量设定值来控制控制阀23a、23b、23c、23d的运算电路60，因此能够将控制阀23a、23b、23c、23d及节流孔板22a、22b、22c、22d嵌入压力式流量控制器30内，整体上能够使压力式流量控制器30紧凑化。
另外，只要相对于多个处理反应炉27a、27b、27c、27d设置一个压力式流量控制器30即可，因此能够谋求装置的设置成本的降低。
而且，节流孔板22a、22b、22c、22d与处理反应炉27a、27b、27c、27d之间的分支管21a、21b、21c、21d内的压力成为二次压力P2，因此作为节流孔板22a、22b、22c、22d与处理反应炉27a、27b、27c、27d之间的分支管21a、21b、21c、21d，不必使用耐压性管，装置的设置成本不会上升。
另外，如图9的(b)、(c)所示，运转处理反应炉27a、27b、27c、27d中的处理反应炉27a～27c而将处理反应炉27d设为待机状态之后，当开始处理反应炉27d的运转时，需要打开控制阀23d。此时，认为气体集合管15内的压力降低而向处理反应炉27a～27c供给的气体流量产生了脉动(图9的(b))。
相对于此，采用本申请的发明，控制电路30A借助电气/空压调整部30B驱动控制阀23a～23d的开闭，因此使控制阀23a～23d柔和地动作，向处理反应炉27a～27d供给的气体流量不会产生脉动。
第5实施方式
接着，根据图10说明本发明的第5实施方式。
在图10所示的第5实施方式中，在与某一气体供给源(N2气体供给源)11a相连接的气体导入管上连接有分流管70，该分流管70与各个分支管21a、21b、21c、21d之间利用连通管81a、81b、81c、81d相连通。
另外，在分流管70上设有追加流量调整部76、追加压力检测器77、追加的流量检测用的热传感器80，在各个连通管81a、81b、81c、81d上分别设有追加控制阀83a、83b、83c、83d和节流孔板82a、82b、82c、82d。
其他结构与图9的(a)、(b)、(c)所示的第4实施方式大致相同。
半导体制造装置用的气体供给装置10具有：多个气体供给源11a、11b；气体导入管13a、13b，其与各个气体供给源11a、11b相连接；气体集合管15，其用于将多个气体导入管13a、13b集合；多个分支管21a、21b、21c、21d，其从气体集合管15分支，分别与所对应的处理反应炉27a、27b、27c、27d相连接；压力式流量控制器30，其跨越设置于气体集合管15及多个分支管21a、21b、21c、21d。
其中，作为气体供给源11a、11b，例如作为气体供给源11a考虑到惰性气体供给源，作为气体供给源11b考虑到处理气体供给源。
另外，在与气体供给源11a、11b相连接的气体导入管13a、13b上，分别设有气体供给阀12a、12b。
接着，根据图10进一步详细说明压力式流量控制器30。如图10所示，压力式流量控制器30具有：压力检测器17，其设置于气体集合管15；控制阀23a、23b、23c、23d，其设置于各个分支管21a、21b、21c、21d；节流孔板22a、22b、22c、22d，其设置在各个控制阀23a、23b、23c、23d的下游侧；控制电路30A，其根据来自压力检测器17的检测压力P1借助电气/空压调整部30B驱动控制各个控制阀23a、23b、23c、23d。
另外，在气体集合管15上依次设有被配置在压力检测器17的上游侧的流量调整器16和被配置在压力检测器17的下游侧的温度检测器18及流量检测用热传感器20。
另外，如图6所示，利用流量检测用热传感器20检测出气体集合管15内的流量，由热传感器20检测出的检测流量被发送到运算控制电路58。
通常，如图2所示，当一次压力P1与二次压力P2相比处于P1≥2×P2的关系时，进入到通过节流孔板22a、22b的气体的流速达到音速的音速区域。在该情况下，利用上述压力式流量控制器30，能够适当地控制气体集合管15内的流量。另一方面，当一次压力P1处于P1＜2×P2的关系时，由于处于音速区域外，因此难以由压力式流量控制器30进行流量控制。
在图6中，由热传感器20检测出的检测流量被发送到运算控制电路58。由此，像刚开始运转后那样，当一次压力P 1较低时，运算控制电路58判断为不能够进行压力式流量控制，从一次压力P1满足P1≥2×P2的关系而进入音速区域的时刻启动上述压力式流量控制。
另外，如图6所示，运算控制电路58也可以在驱动控制控制阀23a、23b的同时控制流量调整器16，调整气体集合管15内的压力来进行气体集合管15内的流量调整。
接着，说明由这样的结构构成的本实施方式的作用。
首先，来自气体供给源11a、11b的不同的气体分别向气体导入管13a、13b供给，气体导入管13a、13b内的气体被导入气体集合管15内并汇合。气体集合管15内的汇合气体然后经由流量调整器16、压力检测器17、温度检测器18、流量检测用热传感器20被分支并到达分支管21a、21b、21c、21d。
导入分支管21a、21b、21c、21d内的汇合气体然后经由控制阀23a、23b、23c、23d及节流孔板22a、22b、22c、22d供给到所对应的处理反应炉27a、27b、27c、27d。
如上所述那样采用本实施方式，由于压力式流量控制器30具有压力检测器17、设置在分支管21a、21b、21c、21d上的控制阀23a、23b、23c、23d、控制阀23a、23b、23c、23d的下游侧的节流孔板22a、22b、22c、22d、根据来自压力检测器17的检测压力求出流量的流量运算电路40、流量设定电路52、根据来自流量运算电路40的流量和来自流量设定电路52的流量设定值来控制控制阀23a、23b、23c、23d的运算电路60，因此能够将控制阀23a、23b、23c、23d及节流孔板22a、22b、22c、22d嵌入压力式流量控制器30内，整体上能够使压力式流量控制器30紧凑化。
另外，只要相对于多个处理反应炉27a、27b、27c、27d设置一个压力式流量控制器30即可，因此能够谋求装置的设置成本的降低。
而且，节流孔板22a、22b、22c、22d与处理反应炉27a、27b、27c、27d之间的分支管21a、21b、21c、21d内的压力成为二次压力P2，因此作为节流孔板22a、22b、22c、22d与处理反应炉27a、27b、27c、27d之间的分支管21a、21b、21c、21d，不必使用耐压性管，装置的设置成本不会上升。
另外，控制电路30A借助电气/空压调整部30B驱动控制阀23a～23d的开闭，因此使控制阀23a～23d柔和地动作，向处理反应炉27a～27d供给的气体流量不会产生脉动。
另外，在图10中，当从打开控制阀23a～23d、关闭追加控制阀83b～83d并使处理反应炉27a～27d运转的状态仅使处理反应炉27a停止时，压力式流量控制器30关闭控制阀23a。接着，在关闭追加控制阀83b～83d的状态下，仅打开追加控制阀83a，能够将来自N2气体供给源11a的N2气体从分流管70经由连通管81a导入处理反应炉27a内。
另外，当进行追加控制阀83a～83d的驱动控制时，可以与控制阀23a～23d的驱动控制相同地设置压力式流量控制器30，利用该压力式流量控制器30来控制追加控制阀83a～83d，也可以根据来自追加热传感器80的信号利用未图示的控制部来控制追加控制阀83a～83d。

Claims (6)

1.一种半导体制造装置用的气体供给装置，其用于向多个处理反应炉供给气体，其特征在于，该半导体制造装置用的气体供给装置具有：
多个气体供给源；
气体导入管，其与各个气体供给源相连接；
气体集合管，其用于将多个气体导入管集合；
多个分支管，其从气体集合管分支，分别与所对应的处理反应炉相连接；
压力式流量控制器，其设置于气体集合管及多个分支管；
压力式流量控制器具有：压力检测器，其设置于气体集合管；控制阀，其设置于各个分支管；节流孔板，其设置在控制阀的下游侧或上游侧；流量运算电路，其根据来自压力检测器的检测压力(P1)求出流量(Qc)，其中，Qc＝KP1，K为常数；流量设定电路，其用于输出流量设定信号(Qs)；运算控制电路，其根据来自流量运算电路的流量(Qc)和来自流量设定电路的流量设定信号(Qs)来控制各个控制阀。
2.根据权利要求1所述的半导体制造装置用的气体供给装置，其特征在于，
压力式流量控制器还具有被设置于气体集合管的流量检测用的热传感器，来自热传感器的信号(Qa)被发送到运算控制电路，在该运算控制电路中判断气体集合管内的压力是否为音速区域的压力。
3.根据权利要求1所述的半导体制造装置用的气体供给装置，其特征在于，
在多个气体供给源中的某一气体供给源的气体导入管上连接有分流管，该分流管与各个分支管之间利用连通管相连通。
4.根据权利要求1所述的半导体制造装置用的气体供给装置，其特征在于，
各个分支管与单片簇式的处理反应炉相连接。
5.根据权利要求1所述的半导体制造装置用的气体供给装置，其特征在于，
各个分支管与批量式的处理反应炉相连接。
6.根据权利要求1所述的半导体制造装置用的气体供给装置，其特征在于，
压力式流量控制器具有被设置在运算控制电路与各个控制阀之间的电气/空压调整部。
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