JPS60207337A - 局部的汚染ガスを有するモジユールプラズマ反応装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、反応ガスを用いる処理装置に関するもので、
詳細には種々のガスを使用する、プラズマ反応装置に関
する。

発明の概要 多くの部品がモジュールに分離されたプラズマ反応炉装
置が説明されている。ガス供給ライン用の質量流量制御
器として知られる装置（デバイス）が各モジネールに取
付けられる。不活性ガス体でモジュールをかこむため、
各モジーールは不活性ガスのプレナムに接続されている
。

先行技術 今まで、プラズマ反応装置へのガスの供給は、多くノパ
イピング、弁、及びブロックを通る比較的に永久連結を
した装置により６なわれた。変更又は調整は、具部的に
設備の中の物理的な位置や連結の永久性によ如困難であ
る。このために設備が据え着けられた後は、ガス操作部
分の調整や修繕は困難となることが多い。

プラズマ反応装置は、半導体ウェー７１上の材料のエツ
チングや蒸着を効果的にするため多種のガスを用いる。

ある種の使用ガスは、有毒、腐蝕性。

または両方の性質を具えている。それゆえ、反応装置の
調整や修繕の時には、注意しなけれはならない。さらに
配管部の連結の分解は、漏洩、湿気。

及び他の汚染をまねき、ガス系統の操作や期待寿命に悪
い影響を与える。

ガスの性質は、他の困難性、即ち、各系統が運転停止ま
たは不使用の後で、浄化する必要を生ずる。特に面倒な
のは反応室の汚染でおる。反応室の体積は別として、内
部の形状が具部的なポケットを作シ、反復的浄化作業に
もかかわらず、汚染ガス例えば、大気がそこの中に残留
する。そこでガス操作系統の部分は分離し、全系統（シ
ステム）は浄化、及び／または、空気にさらす必要を無
くすことが非常に望ましい。

プラズマを用いる半導体デバイスの製造者は、このプロ
セスの制御に絶えず努力し、改善しているのが特徴であ
る。この努力に大いに役立つ装置は、質量流量（ｍａａ
ａ　ｆｌａｗ　）制御器として知られているものでおる
。この装置では、ガスの流れる体積ではなく、反応室に
流れるガスの質量が測定される。代表的な反応装置はこ
れらの装置を、設備の中に数個持っている。しかし質量
流量制御器は。

信頼性がないので注目される。そこで質量流量制御器の
調整と取替えの間は、設備が不稼動のことがしばしばあ
る。

適当に操業していても、ガスが腐蝕性であれば、ガス系
統における少量の漏洩でも問題を起こすことがおシうる
。腐蝕性雰囲気中では、電気コネクタ及び配線は、急速
度に劣化する。この問題を防ぐ一つの方法は、電気部品
をガスから、例えば。

適当なスリーブ、ブーツ、埋込み用化合物又は類似物に
よシ確実に分離することである。これはしかし、装置の
電気部品を補修又は調整するのを非常に困難にする。

発明の目的 上記のことを考慮して、本発明の目的は、ウェーハ処理
装置のガス制御の信頼性を改善することである。

本発明の他の目的は、プラズマ反応炉装置のガスライン
を分離する手段を提供することである。

本発明の他の目的は、反応ガスを使用する装置をモジュ
ール構成にすることを可能にする手段を提供することで
ある。

本発明のさらに他の目的は、局部的なガス体を有するプ
ラズマ反応炉装置を提供することである。

発明の要約 上記の鎖目的は、多くの部品がモジュールに分離される
本発明によシ達成される。モジュールに不活性ガスやガ
ス混合物を供給するため、プレナム（ｐｌａｔＬ％ｍ；
ガスが充満された空間）が具えられる。不活性ガスは、
プレナムに隣接したモジュール容器の多くの接合部を介
してモジュールに流入し、他の接合部を介してモジュー
ルよシ流出し、され、モジュールに１個宛入れられる。

これによシ補修と維持の費用は、極めて減少される。質
量流量制御器を入れるモジュールの場合は、真空付属部
品がモジュールの中を負の圧力とし、外気を吸入し、漏
洩した腐蝕ガスを希釈し、除去する。

好ましい実施例の説明 第１図に図示するように、パネル１０及び２ｏの如き２
個のパネルは、各々ガスラインと電気コネクタ用の取付
部品を有し、容品に接続と接断が可能である。特に壁、
即ちパネル１０は、これを通過し、適当な手段（図示せ
ず）によシこれに接続されたガスライン１１と１２を具
えている。電気コネクタ１６もまたパネル１０を通過し
、ここではフラット・リボン・ケーブル用のコネクタと
して示される。パネル２０は、ｔｌ気コネクタ゛２６と
共にブロック２１をそこに接続させ、各々は、コネクタ
１３、ガス２イン１１及び１２に対応するように離なさ
れている。ブロック２１は、第１と第２の穴（１０ｒａ
）を具え、これらは特に、ガスライン１１と１２と一直
線に整列されている。ガス２イン１１と１２カラ離れた
穴の端には、それぞれ弁２２と２６がある。

弁２２と２３は、はね（スプリング）２４と２５によジ
ブロック２１の弁座に押しつけられ、弁の後のガス圧力
もこれを助力している円すい部分を含んでいる。弁２２
と２３の１部分は、穴２８のような多くの穴を含み、こ
の穴は、弁２３と弁座２９の間の接触領域内部の弁２３
を通過させる。そのような穴の一つは、弁２３の軸と一
線とな如、弁２５の端部と穴２８の間を連絡し、それに
よシガスがガスライン１２に流入しｉｂまた逆流したシ
する通路を提供する。

操作では、パネル１０を一つの壁とする装置は、パネル
２０と位置を調整され、パネル２０と極めて接近して移
動されるので、ガス２イン１２　ト１３、及びコネクタ
１３は、夫々、ブロック２１のそれぞれの穴及びコネク
タ２６にはめ込まれる。ガスライン１２がシリンダ１７
に挿入されるとき、ガスラインの端部は、弁２３と係合
し、ばね２４にさからい弁２６を下向きに押す。これは
、弁２５を弁座（肩部）２９よシ離し、弁は開かれる。

弁が開く前に、弾性リング１５は穴１７に係合し、それ
によシ穴を封止する。パネル１０と２０が合はせられる
と、コネクタ１６と２６もまた接続し、これによ１１，
１０を含むモジュールとパネル２０を含むフレームまた
は、他の構造部材の間の電気的及び機械的の接続は、と
もに完成される。

第２図は、モジニール・ガス・アセンブリー、特に買電
流量制御器モジーールを図示したものである。前に述べ
たように、先行技術のプラズマ装置では、これらの装置
（デバイス）は、製造や組立ての間、普通はいっしょに
グループ化され、都合のよい所に置かれた。第２図に図
示したように、１個のガス流量制御システムが１モジユ
ールに組込まれている。若し、このような装置が１個以
上必要でおるか、または、望ましければ、必要な容置を
与えるため、多くのモジュールが並列にされる。第１図
に図示される閉鎖弁の利用によシ、パネル２０を実質的
に改造もせずに、１個、またはそれ以上のモジュールを
支持することが可能である。

モジュール４０は、ガスライン１１と１２、及びコネク
タ１５を含み、これらは第１図の要素に対応する。

ガスライン１１は分離弁６１に接続される。次いで、弁
３１は、弁３６と質量流量制御器６４を相互接続するガ
スライン３２に接続される。質量流量制御器６４の正面
パネルに、ガスライン６７を経由して接続される。弁６
６と３５はまた、遮断弁を構成する。ライン１２は、２
イン４２−４４により弁３１，５５、及び３５へ、それ
ぞれ圧搾空気を給送するブロック４１に接続される。ブ
ロック４１は、端子４５によシコネクタ１３に接続され
た多くの電気的制御弁を構成する。そこで、４２−４４
の各ラインは、モジュール４０の外部よシ、電気的にか
つ選択的に制御される。

運転のあいだ、質量流量制御器３４を流れるガスの質量
は検出され、それを表わす電気信号は、コネクタ１５を
介して遠隔制御装置に接続される。使用に適合する装置
は技術上それ自体公知で、１）、ここで詳細に述べる必
要はない。２イン５６−５７を流れるガスの量によ如、
制御信号がコネクタ１３を経由して制御器３４にもどさ
れ、それによシガス流量が制御される。追加の制御は、
モジュールを浄化して操作するため、弁５１，５５．及
び６５を動作させるブロック４１によシ行なわれる。ガ
スライン１１は、弁３１の制御により２イン５６−３７
を浄化するため窒素のような不活性ガスを含む。

この構造によシモジュール４０は、他のモジュールと容
易に並列にされ、容易に１つのシステムに挿入されまた
除去されることが可能である。更に、除去のときには、
モジュールの背面のガスラインは、第１図に図示する弁
によル、自動的に閉鎖される。モジュール４０の正面パ
ネルからライン６６と３７が出る所には、接近して普通
は手動の閉鎖弁が配置される。そこでこの装置め残ｐの
部分は、モジュール４０から分離でき、その除去や取シ
変えが可能になる。第１図に示すような弁の自動動作は
、この機能を極めて容易にする。この配置は、そのよう
なモジュールを用いる装置の維持を大いに簡素化し、取
シ変えモジュールは直接挿入可能でおるから、休止時間
も大幅に減少する。さらに、モジュールごとに１個の質
量流量制御器を設けることによシシステムの補修が単純
となる。なぜなら、故障部分は、本質的にそのモジュー
ル内で分離されるからである。

プラズマ反応装置で用いられるガスの腐蝕性は、モジュ
ール反応装置の設計に、２つの問題を提示する。第１に
、純粋に電気的な装置を含むモジーールには、近くの配
管からのガスの侵入を除外することが望ましいことであ
る。第２に、質量流量制御器モジーールのように配管を
含むモジュールでは、漏洩ガスの脱出を防止することが
望ましい。

第６Ａ図及び第３Ｂ図は、これらの２つの問題の解決方
法をそれぞれ図示する。

第３Ａ図は、電子モジニールの後面パネルの一部分の上
面図と等しいものを図示する。電子モジュールは実質的
に、ガス配管の特徴をのぞけに、上記に説明した第２図
のガスモジュールと殆んど同一である。例えば、マイク
ロ・プロセッサ制御器、接続箱、またその類似品は、電
子モジュールに格納される。パネル１０と２０は、特に
前述したものと同様でアル、コネクタ１５は、その間に
延長しているように概略的に図示されて−る。プレナム
（ｐｌｅｎｓｓｒｎ　）　５１はパネル１０の後方に設
けられ、適当な密閉部材５２と５３で制限される点で、
８３１図は、モジュール的に構成された装置の利点をさ
らに示している。密閉部材５２と５５は発泡ゴムストリ
ップよシなシ、極端に気密シールでおる必要はない。プ
レナム５１を充満し、コネクタ１３のまわシのプレナム
５１からモジュールに漏れて流入する窒素のような不活
性ガスを供給するため、適尚な取付部品５４が設けられ
る。不活性ガスは、そこで、容器の開口を通シモジュー
ルよシ漏洩する。このようにして、その中に収容された
電子部品はすこし高い圧力の不活性ガスにさらされ、こ
のようにして腐蝕性の漏洩ガスの侵入は防止される。

第３Ｂ図は、ガスモジュール中で漏洩を分離する問題に
対し、類似しているが、しかしすこし変った方法を図示
する。パネル１０と２０、コネクタ１３に密閉部材５２
、プレナム５１、及び取付部品５４は、前述したものと
同一である。しかし、この場合には、モジュールの内部
は、真空系統に接続された取付部品５６によシ、少し負
の圧力に保もたれる。

これは、開口を介してモジュールの中に外部の空気を吸
い込み、漏洩ガスを希釈し排出する。さらにパネル１０
の後方の電子接続は窒素にかこまれたま＼でメジ、腐蝕
は抑止される。ガス漏洩の場合には、プレナム５１から
の不活性ガスはコネクタ１３のまわシを流れ、これによ
シその電気接続を保賎する。同様な保−が、意識的に緻
密には密閉されていない装置の他の場所でも、達成され
る。

このようにすることによ如、装置（システム）の他の部
分から漏洩する可能性のある腐蝕性ガスに接近していて
も、信頼性が必ｐまた信頼性が維持される多くの電気接
続からなる装置が完成される。さらに、これは、装置自
身の内部にある局部的に制御されたガス体を供給するこ
とによシ、装置の清浄度を改善する。

本発明は以上のように説明されたが、画業技術者に対し
ては、本発明の精神と範囲の中で多くの変更を行なうこ
とが可能なことは、明白である。

例えは、プレナムはモジュールの側面に作る必要はなく
、別個の要素として作成することもできる。

なお応用によっては、装置自体は減圧しｆｃ濃境に収容
する必要はなく、例えば、別のガス抜きフードが装置に
具えることも可能でわる。その時は、プレナムの中の圧
力は大気圧以上とし、不活性ガスが装置よｐ流出するよ
うにしなければならない。

質量流量制御器の図示例は、本発明にもとづくモジュー
ル構成のただ一つの応用例にすぎないことを理解さるべ
きである。なお多くの接続部の数と位置は、個々の応用
例に依存するものと理解すべきである。しかし、腐蝕性
ガスよシ接続部を十分に保躾するためには、プレナムは
電気接続部の最も近い所に置くことが必要である。１ｌ
Ｇ５図の配置は、ガスモジュールのみならず、保護が望
ましいモジュールには全て適用される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にもとづく２個の弁閉鎖機構を図示す
る。 第２図は、本発明のモジュール収納設計を組み入れたガ
スモジュールを図示する。 第３Ａ図及び第３Ｂ図は、電子部晶子ジュールと質量流
量制御器モジュールの場合の不活性ガスの流れをそれぞ
れ図示する。 第１図において、 １０．２０はパネル １１、１２はガスフィン １３、２６は電気コネクタ ２１はブロック ２２．２５は弁 １７．２８は穴 ’１ＩｉＦ許出願人　チーガル・コーポレーシロン代理
人弁理士　玉　蟲　久　五　部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　プラズマによル半導体りエーハを処理するため、
   反応炉室、該反応炉室に関連する１個又はそれ以上のガ
   ス供給ライン、電子制御ユニット、及び該制御ユニット
   に接続した多くの変換器を部品として含む装置において
   、 前記部品の少なくともいくつかを含む複数のモジニール
   、 不活性ガスを含むプレナム、を具え、 前記モジーールは、前記ガスが前記モジュールを介しま
   たそのまわｐを流れるように、前記プレナムに結合され
   ることを特徴とする局部的汚染ガスヲ有するモジ具−ル
   プラズマ反厄装置。 ２、　前記モジュールは、前記プレナムの一つの壁面を
   形成する特許請求の範囲第１項記載の装置。 己　前記モジュールの少なくとも１個は、質量流量制御
   器を具える特許請求の範囲第１項または第２項の何れか
   に記載の装置。