JPH06318116A - ガス流量制御装置 - Google Patents
ガス流量制御装置Info
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- JPH06318116A JPH06318116A JP10780693A JP10780693A JPH06318116A JP H06318116 A JPH06318116 A JP H06318116A JP 10780693 A JP10780693 A JP 10780693A JP 10780693 A JP10780693 A JP 10780693A JP H06318116 A JPH06318116 A JP H06318116A
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- 239000000470 constituent Substances 0.000 abstract 1
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Landscapes
- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
- Flow Control (AREA)
- Control Of Fluid Pressure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】反応器にガスを導入する装置において、ガスの
導入開始の際に過剰なオーバーシュートを起こすことな
く、安定したガス流量の制御を行なう。 【構成】反応器内にガスを導入する装置において、ガス
導入系にガス流量検出機構とガス開閉弁とガス流量制御
弁とを入口側からこの順番で具備するガス流量制御器を
有している。
導入開始の際に過剰なオーバーシュートを起こすことな
く、安定したガス流量の制御を行なう。 【構成】反応器内にガスを導入する装置において、ガス
導入系にガス流量検出機構とガス開閉弁とガス流量制御
弁とを入口側からこの順番で具備するガス流量制御器を
有している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスを用いて処理を行
なう装置のガス流量制御装置に関する。
なう装置のガス流量制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造装置をはじめとして、反応槽
内にガスを導入する装置においては、通常、ガス流量制
御器（マスフローコントローラー）を用いてガス流量が
一定になるよう制御を行なっている。従来のガス流量制
御装置を図面を用いて説明する。
内にガスを導入する装置においては、通常、ガス流量制
御器（マスフローコントローラー）を用いてガス流量が
一定になるよう制御を行なっている。従来のガス流量制
御装置を図面を用いて説明する。
【０００３】図３は従来技術のガス流量制御装置の主要
部分のブロック図を示したものである。ガス容器１から
出たガスは減圧弁２、開閉弁３を経て、ガス流量制御器
（マスフローコントローラー）４によって、外部から設
定される流量設定値５に一致するように制御される。し
かる後に開閉弁６を経て、反応器７に導入され、種々の
反応が行なわれる。その後、ガスは排気ポンプ８を通じ
て排出される。
部分のブロック図を示したものである。ガス容器１から
出たガスは減圧弁２、開閉弁３を経て、ガス流量制御器
（マスフローコントローラー）４によって、外部から設
定される流量設定値５に一致するように制御される。し
かる後に開閉弁６を経て、反応器７に導入され、種々の
反応が行なわれる。その後、ガスは排気ポンプ８を通じ
て排出される。
【０００４】ガス流量制御器４は、通常、ガス流量検出
機構９、ガス流量制御弁１０、制御部１１より構成さ
れ、外部から設定される流量設定値５とガス流量検出機
構９の出力値が一致するように、制御部１１はガス流量
制御弁１０の開度をフィードバック制御する。
機構９、ガス流量制御弁１０、制御部１１より構成さ
れ、外部から設定される流量設定値５とガス流量検出機
構９の出力値が一致するように、制御部１１はガス流量
制御弁１０の開度をフィードバック制御する。
【０００５】ガスを反応器７内に導入する場合の制御タ
イムチャートを図４に示す。あらかじめ図３においてガ
ス容器１、減圧弁２、開閉弁３は開いている。反応器７
にガスを導入する場合、開閉弁６を図４（ａ）に示すよ
うに開状態とし、導入を中止する場合、開閉弁６を閉状
態とする。
イムチャートを図４に示す。あらかじめ図３においてガ
ス容器１、減圧弁２、開閉弁３は開いている。反応器７
にガスを導入する場合、開閉弁６を図４（ａ）に示すよ
うに開状態とし、導入を中止する場合、開閉弁６を閉状
態とする。
【０００６】開閉弁６を開閉繰り返す時の開閉弁６とガ
ス流量制御弁１０との間の配管内圧力およびガス流量制
御弁１０の開度はそれぞれ図４（ｂ）および図４（ｃ）
のように変動する。
ス流量制御弁１０との間の配管内圧力およびガス流量制
御弁１０の開度はそれぞれ図４（ｂ）および図４（ｃ）
のように変動する。
【０００７】即ち、ガス流量制御弁１０は開閉弁６が閉
状態である間も、外部からの流量設定値５とガス流量検
出機構９からの出力値が一致するように制御部１１から
制御されるので、開閉弁６が閉状態である間も、ガス流
量制御弁１０を通じてガスは流れ、開閉弁６とガス流量
制御弁１０との間の配管圧力は最終的に減圧弁２の２次
側圧力まで上昇する。
状態である間も、外部からの流量設定値５とガス流量検
出機構９からの出力値が一致するように制御部１１から
制御されるので、開閉弁６が閉状態である間も、ガス流
量制御弁１０を通じてガスは流れ、開閉弁６とガス流量
制御弁１０との間の配管圧力は最終的に減圧弁２の２次
側圧力まで上昇する。
【０００８】減圧弁２の２次側圧力は通常反応器７の圧
力より数ｋｇ／ｃｍ2 程度高く設定される為、開閉弁６
と流量制御弁１０との間の配管圧力も、最終的に反応器
７の圧力よりも数ｋｇ／ｃｍ2 高くなる。この状態で再
び反応器７にガスを導入すべく開閉弁６を開状態にする
と、開閉弁６と流量制御弁１０との間に蓄えられたガス
が瞬時に放出されること、ガス流量制御弁が相当量の開
度になっていることの２点から、開閉弁６を開にした直
後、いわゆるオーバーシュートと呼ばれる多量のガスが
反応器７内に流入する。この過剰なガス流量をガス流量
検出機構９が検出し、ガス流量制御弁１０が開度を調整
し、ガス流量が安定化するまでに１０秒程度を要してい
た。このようなガス流量の変動は反応器７における反応
の制御性を著しく悪化させ、半導体製造装置において
は、パーティクル発生、成膜速度、或はエッチング速度
の不安定化という重大な問題を引き起こし、その結果、
半導体装置の歩留り低下を招くという欠点を有してい
た。
力より数ｋｇ／ｃｍ2 程度高く設定される為、開閉弁６
と流量制御弁１０との間の配管圧力も、最終的に反応器
７の圧力よりも数ｋｇ／ｃｍ2 高くなる。この状態で再
び反応器７にガスを導入すべく開閉弁６を開状態にする
と、開閉弁６と流量制御弁１０との間に蓄えられたガス
が瞬時に放出されること、ガス流量制御弁が相当量の開
度になっていることの２点から、開閉弁６を開にした直
後、いわゆるオーバーシュートと呼ばれる多量のガスが
反応器７内に流入する。この過剰なガス流量をガス流量
検出機構９が検出し、ガス流量制御弁１０が開度を調整
し、ガス流量が安定化するまでに１０秒程度を要してい
た。このようなガス流量の変動は反応器７における反応
の制御性を著しく悪化させ、半導体製造装置において
は、パーティクル発生、成膜速度、或はエッチング速度
の不安定化という重大な問題を引き起こし、その結果、
半導体装置の歩留り低下を招くという欠点を有してい
た。
【０００９】上述したガス流量の変動を防止する方法と
して、例えば、特開昭６１−２５４２１号公報に示され
るように、ガス配管にバイパスを設ける方法がある。同
公報に開示されてある従来技術を図５を参照して説明す
る。先に示した従来技術と比較して異なる点は、ガス流
量制御弁１０の下流側に排気ポンプ８に連結された開閉
弁１２を設ける点であり、これにより図３の技術で問題
になったガス流量の変動を防止する為、開閉弁６を開状
態にする前に予め開閉弁１２を開状態にし、ガス流量の
変動が無くなり安定化した後に開閉弁１２を閉状態にす
ると同時に開閉弁６を開状態にしてガスを反応器７に導
入するものである。
して、例えば、特開昭６１−２５４２１号公報に示され
るように、ガス配管にバイパスを設ける方法がある。同
公報に開示されてある従来技術を図５を参照して説明す
る。先に示した従来技術と比較して異なる点は、ガス流
量制御弁１０の下流側に排気ポンプ８に連結された開閉
弁１２を設ける点であり、これにより図３の技術で問題
になったガス流量の変動を防止する為、開閉弁６を開状
態にする前に予め開閉弁１２を開状態にし、ガス流量の
変動が無くなり安定化した後に開閉弁１２を閉状態にす
ると同時に開閉弁６を開状態にしてガスを反応器７に導
入するものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記図５の従来技術に
おいては、図３の従来技術に比較して、ガス流量安定性
は向上しているが、反応器７内の圧力と排気ポンプ８の
吸気側圧力との圧力差異によって開閉弁１２と開閉弁６
とを同時に切り替える際に、ガス流量の変動を引き起こ
すという問題を生じる。
おいては、図３の従来技術に比較して、ガス流量安定性
は向上しているが、反応器７内の圧力と排気ポンプ８の
吸気側圧力との圧力差異によって開閉弁１２と開閉弁６
とを同時に切り替える際に、ガス流量の変動を引き起こ
すという問題を生じる。
【００１１】このようなガス流量の変動は、特に、反応
ガスを数秒単位で開閉を繰り返して行なう成膜装置やエ
ッチング装置等において問題となり、反応の制御性、再
現性を悪化させる。また、反応器７内の圧力は排気ポン
プ８の吸気側圧力より高い為、開閉弁１２と開閉弁６を
同時に切り替える瞬間、反応器７から開閉弁６、開閉弁
１２、排気ポンプ８へと向う流れが生じる。その結果、
反応器７内のガス流の乱れや反応器７内のパーティクル
が、ガス供給配管全体に逆流することによって、反応器
７内に設置された半導体装置にパーティクルを付着さ
せ、半導体装置の歩留りを低下させるという重大な問題
があった。さらに、未反応ガスを反応器７を通して反応
させることなく、開閉弁１２を通して排気ポンプに流す
為、例えばシラン（ＳｉＨ4 ）ガスに代表される反応ガ
スの場合、排気ポンプ８近傍において粉体の発生量が増
加し、排気ポンプの稼働率が低下する問題もある。ま
た、六フッ化タングステン（ＷＦ6 ）ガスに代表される
高価なガスの場合、製造原価が悪化するという問題もあ
る。
ガスを数秒単位で開閉を繰り返して行なう成膜装置やエ
ッチング装置等において問題となり、反応の制御性、再
現性を悪化させる。また、反応器７内の圧力は排気ポン
プ８の吸気側圧力より高い為、開閉弁１２と開閉弁６を
同時に切り替える瞬間、反応器７から開閉弁６、開閉弁
１２、排気ポンプ８へと向う流れが生じる。その結果、
反応器７内のガス流の乱れや反応器７内のパーティクル
が、ガス供給配管全体に逆流することによって、反応器
７内に設置された半導体装置にパーティクルを付着さ
せ、半導体装置の歩留りを低下させるという重大な問題
があった。さらに、未反応ガスを反応器７を通して反応
させることなく、開閉弁１２を通して排気ポンプに流す
為、例えばシラン（ＳｉＨ4 ）ガスに代表される反応ガ
スの場合、排気ポンプ８近傍において粉体の発生量が増
加し、排気ポンプの稼働率が低下する問題もある。ま
た、六フッ化タングステン（ＷＦ6 ）ガスに代表される
高価なガスの場合、製造原価が悪化するという問題もあ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明のガス流量制御装
置は、ガス導入系にガス流量検出機構、ガス開閉弁、ガ
ス流量制御弁を入口側からこの順番で具備するガス流量
制御器を有している。
置は、ガス導入系にガス流量検出機構、ガス開閉弁、ガ
ス流量制御弁を入口側からこの順番で具備するガス流量
制御器を有している。
【００１３】さらに、前記ガス開閉弁が開状態時におい
て、外部より制定されたガス流量値と、前記ガス流量検
出機構から検出されるガス流量値が一致するように、前
記ガス流量制御弁の開度を制御すると同時に、前記ガス
開閉弁が閉状態において、前記ガス流量制御弁の開度
が、前記ガス開閉弁が閉になる直前の値を保持するよう
にすることが好ましい。
て、外部より制定されたガス流量値と、前記ガス流量検
出機構から検出されるガス流量値が一致するように、前
記ガス流量制御弁の開度を制御すると同時に、前記ガス
開閉弁が閉状態において、前記ガス流量制御弁の開度
が、前記ガス開閉弁が閉になる直前の値を保持するよう
にすることが好ましい。
【００１４】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【００１５】図１は本発明の実施例のガス流量制御装置
の主要部分のブロック図を示したものである。ガスはガ
ス容器１から減圧弁２、開閉弁３を経てガス流量制御器
１４によって、外部から設定される流量設定値５に一致
するようにガス流量は一定値に制御され、反応器７に導
入される。その後、排気ポンプ８によってガスは排出さ
れる。
の主要部分のブロック図を示したものである。ガスはガ
ス容器１から減圧弁２、開閉弁３を経てガス流量制御器
１４によって、外部から設定される流量設定値５に一致
するようにガス流量は一定値に制御され、反応器７に導
入される。その後、排気ポンプ８によってガスは排出さ
れる。
【００１６】ここにおいて、本発明で用いられるガス流
量制御器（マスフローコントローラー）１４は、ガス流
量を検出するガス流量検出機構９とガス流を開閉する開
閉弁６とガス流量制御弁１０とがガスの入口側からこの
順番で設置され、外部からの流量設定値５とガス流量検
出機構の検出値とが一致するようにガス流量制御弁１０
の開度を制御部１１によって調節する。
量制御器（マスフローコントローラー）１４は、ガス流
量を検出するガス流量検出機構９とガス流を開閉する開
閉弁６とガス流量制御弁１０とがガスの入口側からこの
順番で設置され、外部からの流量設定値５とガス流量検
出機構の検出値とが一致するようにガス流量制御弁１０
の開度を制御部１１によって調節する。
【００１７】次にガスを反応器７に導入する場合の制御
タイムチャートを図２を用いて説明する。あらかじめ、
図１においてガス容器１、減圧弁２、開閉弁３は開状態
にする。反応器７にガスを導入する場合、開閉弁６を図
２（ａ）に示すように開状態にする。
タイムチャートを図２を用いて説明する。あらかじめ、
図１においてガス容器１、減圧弁２、開閉弁３は開状態
にする。反応器７にガスを導入する場合、開閉弁６を図
２（ａ）に示すように開状態にする。
【００１８】開閉弁６が閉状態にある場合、ガス流量制
御弁１０は開閉弁６が開状態から閉状態になる直前の開
閉度に固定されるように制御部１１によって制御される
ので、開閉弁６が開状態になり流量制御を開始した直後
においても、ガス流量制御弁１０の開度は図２（ｂ）に
示すようにほとんど変動しない。引き続いてガス導入を
中止する場合、開閉弁６を閉状態にすると同時にガス流
量制御弁の開度を固定する。
御弁１０は開閉弁６が開状態から閉状態になる直前の開
閉度に固定されるように制御部１１によって制御される
ので、開閉弁６が開状態になり流量制御を開始した直後
においても、ガス流量制御弁１０の開度は図２（ｂ）に
示すようにほとんど変動しない。引き続いてガス導入を
中止する場合、開閉弁６を閉状態にすると同時にガス流
量制御弁の開度を固定する。
【００１９】本発明においては、ガス導入時及びガス導
入中止時のいずれの場合においても、減圧弁２から開閉
弁６までの間の配管圧力は減圧弁２の２次圧の値で一定
であり、また、ガス流量制御弁１０と反応器７の間の配
管圧力は反応器７内圧力で一定である。唯一、開閉弁６
とガス流量制御弁１０の間の配管圧力のみが、開閉弁６
が開状態の場合は減圧弁２の２次圧、閉状態の場合は反
応器７の圧力に変動するが、本発明においては開閉弁６
とガス流量制御弁１０はいずれもガス流量制御器（マス
フローコントローラー）１４の構成部品である為、開閉
弁６とガス流量制御弁１０との間の配管長さは１０ｍｍ
以下にすることが可能になり、この間の圧力変動による
ガス流量変動は無視できる。
入中止時のいずれの場合においても、減圧弁２から開閉
弁６までの間の配管圧力は減圧弁２の２次圧の値で一定
であり、また、ガス流量制御弁１０と反応器７の間の配
管圧力は反応器７内圧力で一定である。唯一、開閉弁６
とガス流量制御弁１０の間の配管圧力のみが、開閉弁６
が開状態の場合は減圧弁２の２次圧、閉状態の場合は反
応器７の圧力に変動するが、本発明においては開閉弁６
とガス流量制御弁１０はいずれもガス流量制御器（マス
フローコントローラー）１４の構成部品である為、開閉
弁６とガス流量制御弁１０との間の配管長さは１０ｍｍ
以下にすることが可能になり、この間の圧力変動による
ガス流量変動は無視できる。
【００２０】その結果、ガス流量は図２（ｃ）に示すよ
うに、繰り返しガスの導入及び中止を行なっても図３の
従来技術において見られた過大なオーバーシュートを起
こすことが無い。図５の従来技術のような、分岐配管を
有することが無く、ガスは常に１つの配管経路のみを流
れる為、開閉弁６を開閉する場合、反応器７から配管内
に逆流してパーティクルを発生させることも無い。さら
に、反応器７にガス導入を中止している間はガスの流れ
が完全に止まっている為、図５の従来技術において見ら
れた排気ポンプ８近傍における粉体の堆積による排気ポ
ンプ８の稼働率の低下の問題や高価なガスを用いる場合
の製造原価の増大の問題が回避される。
うに、繰り返しガスの導入及び中止を行なっても図３の
従来技術において見られた過大なオーバーシュートを起
こすことが無い。図５の従来技術のような、分岐配管を
有することが無く、ガスは常に１つの配管経路のみを流
れる為、開閉弁６を開閉する場合、反応器７から配管内
に逆流してパーティクルを発生させることも無い。さら
に、反応器７にガス導入を中止している間はガスの流れ
が完全に止まっている為、図５の従来技術において見ら
れた排気ポンプ８近傍における粉体の堆積による排気ポ
ンプ８の稼働率の低下の問題や高価なガスを用いる場合
の製造原価の増大の問題が回避される。
【００２１】尚、上記実施例では、排気ポンプを有する
減圧型の反応器にガスを導入する場合のガス流量制御装
置について説明したが、排気ポンプを有しない大気圧型
反応器、或は加圧型反応器にガスを導入する場合も全く
同様である。
減圧型の反応器にガスを導入する場合のガス流量制御装
置について説明したが、排気ポンプを有しない大気圧型
反応器、或は加圧型反応器にガスを導入する場合も全く
同様である。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は反応器内
にガスを導入する装置において、ガスの導入及び中止を
過剰なオーバーシュートを生じくこと無く行ない、且
つ、分岐配管を用いることなく行なうことにより、反応
の制御性、再現性が向上する。また、開閉弁を開閉する
際にガスが逆流することが無いのでパーティクルの発生
が低減され、反応器内で処理される半導体装置の歩留り
が向上するという大きな効果を有する。また、分岐配管
を通じて、反応器を経ずに直接、排気ポンプに導入する
ことがないので、排気ポンプ近傍に粉体が付着すること
が低減し、反応器を有する半導体製造装置の稼働率が向
上し、生産能力が向大するという効果を有する。
にガスを導入する装置において、ガスの導入及び中止を
過剰なオーバーシュートを生じくこと無く行ない、且
つ、分岐配管を用いることなく行なうことにより、反応
の制御性、再現性が向上する。また、開閉弁を開閉する
際にガスが逆流することが無いのでパーティクルの発生
が低減され、反応器内で処理される半導体装置の歩留り
が向上するという大きな効果を有する。また、分岐配管
を通じて、反応器を経ずに直接、排気ポンプに導入する
ことがないので、排気ポンプ近傍に粉体が付着すること
が低減し、反応器を有する半導体製造装置の稼働率が向
上し、生産能力が向大するという効果を有する。
【図１】本発明の実施例のガス流量制御装置の主要部分
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２】図１のガス流量制御装置の制御を示すタイムチ
ャートである。
ャートである。
【図３】従来技術のガス流量制御装置の主要部分を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図４】図３のガス流量制御装置の制御を示すタイムチ
ャートである。
ャートである。
【図５】他の従来技術のガス流量制御装置の主要部分を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
１ ガス容器 ２ 減圧弁 ３，６，１２ 開閉弁 ４，１４ ガス流量制御器 ５ 流量設定値 ７ 反応器 ８ 排気ポンプ ９ ガス流量検出機構 １０ ガス流量制御弁 １１ 制御部
Claims (2)
- 【請求項１】 反応器内にガスを導入する装置におい
て、ガス導入系に、ガス流量検出機構、ガス開閉弁、ガ
ス流量制御弁を入口側からこの順番で具備するガス流量
制御器を有することを特徴とするガス流量制御装置。 - 【請求項２】 前記ガス開閉弁が開状態時において、外
部より設定されたガス流量値と、前記ガス流量検出機構
から検出されるガス流量値とが一致するように、前記ガ
ス流量制御弁の開度を制御すると同時に、前記ガス開閉
弁が閉状態時において、前記ガス流量制御弁の開度が、
前記ガス開閉弁が閉状態になる直前の値を保持すること
を特徴とする請求項１に記載のガス流量制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10780693A JPH06318116A (ja) | 1993-05-10 | 1993-05-10 | ガス流量制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10780693A JPH06318116A (ja) | 1993-05-10 | 1993-05-10 | ガス流量制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06318116A true JPH06318116A (ja) | 1994-11-15 |
Family
ID=14468512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10780693A Pending JPH06318116A (ja) | 1993-05-10 | 1993-05-10 | ガス流量制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06318116A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020074708A (ko) * | 2001-03-21 | 2002-10-04 | 삼성전자 주식회사 | 가스 투입 유량 증대 방법 |
| JP2007206936A (ja) * | 2006-02-01 | 2007-08-16 | Ckd Corp | 流量制御システム |
| JP2013178709A (ja) * | 2012-02-29 | 2013-09-09 | Fujikin Inc | ガス分流供給装置及びこれを用いたガス分流供給方法 |
| JP2014057930A (ja) * | 2012-09-19 | 2014-04-03 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 塗布装置および塗布装置の動作方法 |
| JP2014224307A (ja) * | 2013-04-25 | 2014-12-04 | 株式会社堀場エステック | 材料ガス濃度制御システム、材料ガス濃度制御装置、及び、制御プログラム |
| KR20190070867A (ko) * | 2017-12-13 | 2019-06-21 | 가부시키가이샤 호리바 에스텍 | 농도 제어 장치, 가스 제어 시스템, 성막 장치, 농도 제어 방법, 및 농도 제어 장치용 프로그램 기록 매체 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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