專利名稱：混合氣體的供給方法和混合氣體的供給裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及混合氣體的供給方法和混合氣體的供給裝置，用于向半導體制造裝置
的處理腔室等氣體使用對象供給作為處理氣體的由多種氣體構成的混合氣體。
背景技術：
在現(xiàn)有技術中，在向半導體制造裝置的處理腔室等氣體使用對象供給作為處理氣
體的由多種氣體構成的混合氣體的情況下，例如，在向等離子體蝕刻裝置的處理腔室供給
蝕刻氣體的情況下，一般使用被稱為氣體箱(GAS BOX)的混合氣體供給裝置。 上述混合氣體供給裝置構成為通過連接在一條公共配管(集管、總管
(manifold))上的多個單獨氣體供給管線來供給多種氣體，將這些多種氣體的混合氣體通
過公共配管的氣體出口部利用混合氣體供給管線向氣體使用對象進行供給。作為使用這樣
的混合氣體的供給裝置進行供給的氣體包括在常溫常壓下為氣體，從氣體供給源以氣體
的狀態(tài)被供給的氣體(以下稱為通常氣體)；和使用氣化單元對從液體原料供給源所供給
的液體原料進行加熱使其氣化而得到的氣體(以下稱為液體原料氣體)。在供給這樣的液
體原料氣體的情況下，公知有從距離處理腔室較近的位置供給蒸汽壓非常低的液體原料氣
體的方法(例如，參照專利文獻1)。 專利文獻1 :日本特開平8-88191號公報 如上所述，在使用混合氣體的供給裝置對等離子體蝕刻裝置的處理腔室等供給蝕 刻氣體的情況下，在公共配管(集管、總管(manifold))或混合氣體供給管線上設置過濾 器，除去通常氣體和氣體原料氣體混合后的混合氣體中的顆粒。但是，因為這種過濾器的傳 導性(conductance)較低，所以，在該過濾器的部分混合氣體的壓力上升，液體原料氣體有 可能發(fā)生液化。因此，在現(xiàn)有技術中，將公共配管(集管、總管(manifold))、混合氣體供給 管線等利用加熱器加熱至高溫，以防止液體原料氣體發(fā)生液化。 如上所述，在現(xiàn)有技術中，需要通過將公共配管(集管、總管(manifold))、混合氣 體供給管線等利用加熱器加熱至高溫來防止液體原料氣體發(fā)生液化的情況，因此，存在利 用加熱器進行的加熱中所必要的電量增大的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明是根據(jù)上述現(xiàn)有的情況而提出的，其目的在于提供一種混合氣體的供給方 法和混合氣體的供給裝置，在使用通過加熱液體原料使其氣化而得到的液體原料氣體的情 況下，與現(xiàn)有技術相比能夠減少利用加熱器進行的加熱中所必要的電量，能夠實現(xiàn)節(jié)能化。
本發(fā)明的第一方面的混合氣體的供給方法，通過連接在公共配管上的多個單獨氣 體供給管線供給多種氣體，通過上述公共配管的氣體出口部利用混合氣體供給管線向氣體 使用對象供給該多種氣體的混合氣體，該混合氣體的供給方法的特征在于在同時供給從 氣體供給源以氣體狀態(tài)供給的通常氣體和使用氣化單元對從液體原料供給源供給的液體 原料進行加熱使其氣化而得到的氣體時，從與通常氣體相比距離上述氣體出口部較近的位
4置設置的上述單獨氣體供給管線供給上述液體原料氣體，并且，將上述液體原料氣體供給 到用于除去上述通常氣體中的顆粒的過濾器的后級。 本發(fā)明的第二方面的混合氣體的供給方法，其特征在于在本發(fā)明的第一方面所 述的混合氣體的供給方法中，在供給上述液體原料的配管上設置有過濾器，通過除去上述 液體原料中的顆粒來防止顆粒向上述液體原料氣體中的混入。
本發(fā)明的第三方面的混合氣體的供給方法，其特征在于在本發(fā)明的第一或第二
方面所述的混合氣體的供給方法中，利用第一加熱器將供給上述液體原料氣體的上述單獨
氣體供給管線的、與上述氣化單元的連接部和與上述公共配管的連接部之間加熱至第一溫
度，利用第二加熱器將上述公共配管的、至少與供給上述液體原料氣體的上述單獨氣體供
給管線的連接部和上述氣體出口部之間加熱至比上述第一溫度低的第二溫度。
本發(fā)明的第四方面的混合氣體的供給方法，其特征在于在本發(fā)明的第三方面上
述的混合氣體的供給方法中，上述第一溫度為使上述液體原料的蒸汽壓力成為供給上述液
體原料氣體的上述單獨氣體供給管線內部的壓力以上的溫度。 本發(fā)明的第五方面的混合氣體的供給方法，其特征在于在本發(fā)明的第三或第四 方面所述的混合氣體的供給方法中，上述第二溫度為使上述液體原料的蒸汽壓力成為上述 公共配管內的上述液體原料氣體的分壓以上的溫度。 本發(fā)明的第六方面的混合氣體的供給方法，其特征在于在本發(fā)明的第一至五方 面中任一方面所述的混合氣體的供給方法中，上述氣體使用對象為等離子體蝕刻裝置的處
理腔室。 本發(fā)明的第七方面的混合氣體的供給方法，其特征在于在本發(fā)明的第一至六方 面中任一方面所述的混合氣體的供給方法中，上述液體原料氣體為C5F8、 C6F6、 SiCl4、 HF中 的至少任一種。 本發(fā)明的第八方面的混合氣體的供給裝置，通過連接在公共配管上的多個單獨氣 體供給管線供給多種氣體，通過上述公共配管的氣體出口部利用混合氣體供給管線向氣體 使用對象供給該多種氣體的混合氣體，該混合氣體的供給裝置的特征在于該混合氣體的 供給裝置構成為在同時供給從氣體供給源以氣體狀態(tài)供給的通常氣體和使用氣化單元對 從液體原料供給源供給的液體原料進行加熱使其氣化而得到的氣體時，從與通常氣體相比 距離上述氣體出口部較近的位置設置的上述單獨氣體供給管線供給上述液體原料氣體，并 且，將上述液體原料氣體供給到用于除去上述通常氣體中的顆粒的過濾器的后級。
本發(fā)明的第九方面的混合氣體的供給裝置，其特征在于在本發(fā)明的第八方面所 述的混合氣體的供給裝置中，該混合氣體的供給裝置構成為在供給上述液體原料的配管 上設置有過濾器，通過除去上述液體原料中的顆粒來防止顆粒向上述液體原料氣體中的混 入。 本發(fā)明的第十方面的混合氣體的供給裝置，其特征在于在本發(fā)明的第八或第九 方面所述的混合氣體的供給裝置中，該混合氣體的供給裝置構成為利用第一加熱器將供 給上述液體原料氣體的上述單獨氣體供給管線的、與上述氣化單元的連接部和與上述公共 配管的連接部之間加熱至第一溫度，利用第二加熱器將上述公共配管的、至少與供給上述 液體原料氣體的上述單獨氣體供給管線的連接部和上述氣體出口部之間加熱至比上述第 一溫度低的第二溫度。
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本發(fā)明的第十一方面的混合氣體的供給裝置，其特征在于在本發(fā)明的第十方面 所述的混合氣體的供給裝置中，上述第一溫度為使上述液體原料的蒸汽壓力成為供給上述 液體原料氣體的上述單獨氣體供給管線內部的壓力以上的溫度。 本發(fā)明的第十二方面的混合氣體的供給裝置，其特征在于在本發(fā)明的第十或第 十一方面所述的混合氣體的供給裝置中，上述第二溫度為使上述液體原料的蒸汽壓力成為 上述公共配管內的上述液體原料氣體的分壓以上的溫度。 本發(fā)明的第十三方面的混合氣體的供給裝置，其特征在于在本發(fā)明的第八至 十二方面中任一方面所述的混合氣體的供給裝置中，上述氣體使用對象為等離子體蝕刻裝 置的處理腔室。 本發(fā)明的第十四方面的混合氣體的供給裝置，其特征在于在本發(fā)明的第八至 十三方面中任一方面所述的混合氣體的供給裝置中，上述液體原料氣體為C5F8、C6F6、SiCl4、 HF中的至少任一種。 根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種混合氣體的供給方法和混合氣體的供給裝置，在使用 通過加熱液體原料使其氣化而得到的液體原料氣體的情況下，與現(xiàn)有技術相比能夠減少在 利用加熱器進行的加熱中所必要的電量，從而能夠實現(xiàn)節(jié)能化。


圖1是示意地表示本發(fā)明的一個實施方式所涉及的混合氣體的供給裝置的簡要
結構的示意圖。
符號說明1A 1N:單獨氣體供給管線14 :帶有氣化單元的流量控制器50:公共配管(集管)51 :氣體出口部53 :過濾器70 :混合氣體供給管線60 :第一加熱器61 :第二加熱器90 :處理腔室100 :混合氣體的供給裝置
具體實施例方式
下面，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細說明。 圖1是示意地表示本發(fā)明的一個實施方式所涉及的混合氣體的供給裝置的簡要 結構的示意圖。如圖1所示，混合氣體的供給裝置100包括對應于多個氣體種類的多個(在 本實施方式中為13個)單獨氣體供給管線1A 1M，這些單獨氣體供給管線1A 1M的一 端連接在一根公共配管(集管)50上。 上述公共配管(集管)50的一端的氣體出口部51連接在混合氣體供給管線70上， 該混合氣體供給管線70連接在作為氣體使用對象的半導體制造裝置(在本實施方式中為等離子體蝕刻裝置)的處理腔室90上。 在上述各單獨氣體供給管線1A 1M中，設置在距離氣體出口部51最近位置的單 獨氣體供給管線1A是用于供給使用氣化單元14將從圖中未標示的液體原料供給源所供給 的液體原料加熱使其氣化而得到的液體原料氣體(GAS1)的供給管線。
另外，剩下的單獨氣體供給管線IB 1M是用于供給從圖中未標示的氣體供給源 以氣體的狀態(tài)供給的通常氣體的供給管線。在它們之中，在距離氣體出口部11最遠的位置 設置的單獨氣體供給管線1M是用于供給作為吹掃氣體的氮氣⑨2氣體)的供給管線，剩下 的單獨氣體供給管線IB 1L是用于供給由通常氣體構成的處理氣體(GAS2 12)的供給 管線。 在用于供給由通常氣體構成的處理氣體(GAS2 12)的供給管1B 1L上，從上 游側依次設置有過濾器2、手動閥3、調節(jié)器4、壓力計5、第一氣動閥6、質量流控制器7、第 二氣動閥8。 另外，在單獨氣體供給管線1B 1L上，設置有從第一氣動閥6與質量流控制器7 之間分支的分支配管9，在這些分支配管9上，各自設置有第三氣動閥10。
在用于供給作為吹掃氣體的氮氣(N2氣體)的單獨氣體供給管線1M上，從上游側 開始依次設置有過濾器2M、手動閥3M、壓力開關11、調節(jié)器4M、壓力計5M、第一氣動閥6M、 第二氣動閥8M。另外，設置有從第一氣動閥6M與第二氣動閥8M之間分支的分支配管9M， 在該分支配管9M上，連接有上述的設置在單獨氣體供給管線1B 1L上的分支配管9。
在用于供給液體原料氣體(GAS1)的單獨氣體供給管線1A上，從上游側開始依次 設置有第一手動閥3A、第一氣動閥6A、過濾器12、第二手動閥13、帶有氣化單元的流量控制 器14、第三手動閥15、第二氣動閥8A。該過濾器12用于除去液體原料中的顆粒，以防止顆 ?；烊氲揭后w原料氣體中。 另外，在單獨氣體供給管線1A上，設置有從第一氣動閥6A與過濾器12之間分支 的分支配管9A，在該分支配管9A上設置有第三氣動閥IOA。該分支配管9A與分支配管9M 連接。 另外，在單獨氣體供給管線1A上，設置有從單獨氣體供給管線1A的第三手動閥15 與第二氣動閥8A之間分支的第二分支配管16，該分支配管16上設置有第四氣動閥17。
在上述分支配管9A與分支配管9M的連接部，設置有止回閥18。另外，分支配管 9A連接在第二分支配管16上，在分支配管9A的、與第二分支配管16的連接部附近，設置有 第五氣動閥19。 在公共配管(集管)50的、與單獨氣體供給管線1A的連接部和與單獨氣體供給管 線1B的連接部之間，設置有氣動閥52與過濾器53。該過濾器53用于除去流通在公共配管 (集管)50內的通常氣體的混合氣體中的顆粒。另外，在公共配管(集管)50的、與單獨氣 體供給管線1A的連接部的下游側，設置有壓力開關54、氣動閥55。 另外，在用于供給液體原料氣體(GAS1)的單獨氣體供給管線1A的帶有氣化單元 的流量控制器14的下游側，如圖中虛線所示，設置有用于加熱該部分的第一加熱器60。另 外，在公共配管(集管)50的氣動閥52的下游側，如圖中虛線(點劃線)所示，設置有用于 加熱該部分的第二加熱器61 。這些第一加熱器60、第二加熱器61用于加熱流通在單獨氣體 供給管線1A和公共配管(集管)50內部的液體原料氣體，以防止液體原料氣體發(fā)生液化。
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如上所述，在本實施方式的混合氣體的供給裝置100中，用于供給液體原料氣體 (GAS 1)的單獨氣體供給管線1A被設置在公共配管(集管)50的、距離氣體出口部51最近 的位置，該液體原料氣體(GAS1)通過利用帶有氣化單元的流量控制器14加熱從液體原料 供給源供給的液體原料而產(chǎn)生。另外，在用于供給該液體原料氣體(GAS1)的單獨氣體供給 管線1A上，設置有用于除去液體原料中的顆粒的過濾器12。而且，在帶有氣化單元的流量 控制器14的下游側，在單獨氣體供給管線1A和公共配管(集管)50兩者上，不設置用于除 去氣體中的顆粒的過濾器。 由此，能夠抑制液體原料氣體和含有液體原料氣體的混合氣體因低傳導性的過濾 器造成其壓力上升從而導致液體原料氣體發(fā)生液化的情況。因此，即便使第一加熱器60、第 二加熱器61的加熱量比現(xiàn)有技術減少，也能夠防止液體原料氣體發(fā)生液化。由此，與現(xiàn)有 技術相比，能夠抑制對第一加熱器60、第二加熱器61通電的電量，從而能夠實現(xiàn)節(jié)能化。
對于利用上述第一加熱器60、第二加熱器61加熱時的加熱設定溫度，以作為第二 加熱器61的加熱設定溫度的第二溫度比作為第一加熱器60的加熱設定溫度的第一溫度低 的方式進行設定。 S卩，第一加熱器60的加熱設定溫度(第一溫度)為使液體原料的蒸汽壓力成為供 給液體原料氣體的單獨氣體供給管線1A的內部的壓力以上的溫度。另外，在這種情況下， 根據(jù)液體原料氣體流量的不同，單獨氣體供給管線1A的內部的壓力會發(fā)生變動，因此，或 者對應配管內部壓力改變加熱設定溫度，或者將加熱設定溫度設定成在液體原料氣體以能 夠在該混合氣體的供給裝置100中流動的最大流量進行流動的情況下也滿足上述條件。
另一方面，第二加熱器61的加熱設定溫度(第二溫度)為使液體原料的蒸汽壓力 成為公共配管(集管)50內部的液體原料氣體的分壓以上的溫度。于是，該第二加熱器61 的加熱設定溫度(第二溫度)比第一加熱器60的加熱設定溫度(第一溫度)低。像這樣 通過控制單獨氣體供給管線1A和公共配管(集管)50的溫度，能夠防止在這些配管內部液 體原料氣體發(fā)生液化，并且，能夠以必要的最小限度的電量防止液體原料氣體發(fā)生液化，因 此，與現(xiàn)有技術相比能夠實現(xiàn)節(jié)能化。 另外，作為液體原料氣體的例子，能夠列舉出例如C5F8、 C6F6、 SiCl4、 HF等。另夕卜， 像這樣的液體原料氣體，并不僅限于一種，也可以同時使用多種。 另外，本發(fā)明并不限于上述實施方式和實施例，當然也能夠對其進行種種變形。例 如，處理腔室90并不限于等離子體蝕刻裝置的情況，也可以是CVD裝置等的成膜裝置的處 理腔室。另外，單獨氣體供給管線的數(shù)目不限于13，可以是13以上，也可以不足13。
權利要求
一種混合氣體的供給方法，通過連接在公共配管上的多個單獨氣體供給管線供給多種氣體，通過所述公共配管的氣體出口部利用混合氣體供給管線向氣體使用對象供給該多種氣體的混合氣體，該混合氣體的供給方法的特征在于在同時供給從氣體供給源以氣體狀態(tài)供給的通常氣體和使用氣化單元對從液體原料供給源供給的液體原料進行加熱使其氣化而得到的氣體時，從與通常氣體相比距離所述氣體出口部較近的位置設置的所述單獨氣體供給管線供給所述液體原料氣體，并且，將所述液體原料氣體供給到用于除去所述通常氣體中的顆粒的過濾器的后級。
2. 如權利要求1所述的混合氣體的供給方法，其特征在于在供給所述液體原料的配管上設置有過濾器，通過除去所述液體原料中的顆粒來防止 顆粒向所述液體原料氣體中的混入。
3. 如權利要求1或2所述的混合氣體的供給方法，其特征在于利用第一加熱器將供給所述液體原料氣體的所述單獨氣體供給管線的、與所述氣化單 元的連接部和與所述公共配管的連接部之間加熱至第一溫度，利用第二加熱器將所述公共配管的、至少與供給所述液體原料氣體的所述單獨氣體供 給管線的連接部和所述氣體出口部之間加熱至比所述第一溫度低的第二溫度。
4. 如權利要求3所述的混合氣體的供給方法，其特征在于所述第一溫度為使所述液體原料的蒸汽壓力成為供給所述液體原料氣體的所述單獨 氣體供給管線內部的壓力以上的溫度。
5. 如權利要求3所述的混合氣體的供給方法，其特征在于所述第二溫度為使所述液體原料的蒸汽壓力成為所述公共配管內的所述液體原料氣 體的分壓以上的溫度。
6. 如權利要求1或2所述的混合氣體的供給方法，其特征在于 所述氣體使用對象為等離子體蝕刻裝置的處理腔室。
7. 如權利要求1或2所述的混合氣體的供給方法，其特征在于所述液體原料氣體為C5F8、 C6F6、 SiCl4、 HF中的至少任一種。
8. —種混合氣體的供給裝置，通過連接在公共配管上的多個單獨氣體供給管線供給多 種氣體，通過所述公共配管的氣體出口部利用混合氣體供給管線向氣體使用對象供給該多種氣體的混合氣體，該混合氣體的供給裝置的特征在于 該混合氣體的供給裝置構成為在同時供給從氣體供給源以氣體狀態(tài)供給的通常氣體和使用氣化單元對從液體原料 供給源供給的液體原料進行加熱使其氣化而得到的氣體時，從與通常氣體相比距離所述氣體出口部較近的位置設置的所述單獨氣體供給管線供 給所述液體原料氣體，并且，將所述液體原料氣體供給到用于除去所述通常氣體中的顆粒 的過濾器的后級。
9. 如權利要求8所述的混合氣體的供給裝置，其特征在于 該混合氣體的供給裝置構成為在供給所述液體原料的配管上設置有過濾器，通過除去所述液體原料中的顆粒來防止 顆粒向所述液體原料氣體中的混入。
10. 如權利要求8或9所述的混合氣體的供給裝置，其特征在于 該混合氣體的供給裝置構成為利用第一加熱器將供給所述液體原料氣體的所述單獨氣體供給管線的、與所述氣化單 元的連接部和與所述公共配管的連接部之間加熱至第一溫度，利用第二加熱器將所述公共配管的、至少與供給所述液體原料氣體的所述單獨氣體供 給管線的連接部和所述氣體出口部之間加熱至比所述第一溫度低的第二溫度。
11. 如權利要求IO所述的混合氣體的供給裝置，其特征在于所述第一溫度為使所述液體原料的蒸汽壓力成為供給所述液體原料氣體的所述單獨 氣體供給管線內部的壓力以上的溫度。
12. 如權利要求IO所述的混合氣體的供給裝置，其特征在于所述第二溫度為使所述液體原料的蒸汽壓力成為所述公共配管內的所述液體原料氣 體的分壓以上的溫度。
13. 如權利要求8或9所述的混合氣體的供給裝置，其特征在于 所述氣體使用對象為等離子體蝕刻裝置的處理腔室。
14. 如權利要求8或9所述的混合氣體的供給裝置，其特征在于所述液體原料氣體為C5F8、 C6F6、 SiCl4、 HF中的至少任一種。
全文摘要
本發(fā)明提供一種混合氣體的供給方法和混合氣體的供給裝置，在使用通過加熱液體原料使其氣化而成的液體原料氣體的情況下，與現(xiàn)有技術相比，能夠減少在利用加熱器進行的加熱中所需的電量，能夠實現(xiàn)節(jié)能化。在同時供給從氣體供給源以氣體狀態(tài)供給的通常氣體和使用帶有氣化單元的流量控制器(14)將從液體原料供給源供給的液體原料加熱使其氣化而成的液體原料氣體時，從與通常氣體相比距離氣體出口部(51)較近的位置所設置的上述單獨氣體供給管線(1A)供給液體原料氣體，并且將液體原料氣體供給到用于除去通常氣體中的顆粒的過濾器(53)的后級。
文檔編號F17D3/00GK101761778SQ200910261099
公開日2010年6月30日 申請日期2009年12月22日 優(yōu)先權日2008年12月22日
發(fā)明者內田陽平 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社