JPS6362976A - 半導体プロセス用一方掃気形バルブ装置 - 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】 （発明の技術分野） 本発明は、半導体の製造プロセスに使用される各種のガ
スを供給するためのバルブ装置に係り、例えば、有機金
属を用いた化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）によりガリウ
ムヒ素糸の化合物半導体ウェアの製造の際にキャリアガ
スのデポジットラインあるいは反応管の口元で、ベント
と切換えて各種の有機金属ガスや原料ガスを選択供給す
るための半導体プロセス用一方掃気形バルブ装置に関す
る。

（発明の技術的背景とその問題点） レーザダイオードなどの好適な化合物半導体ウェハの薄
膜形成に際しては各種の原料ガスをウェハ基板上に供給
して行なわれる。

そして、高品質で、より膜厚の薄いものを製作するため
には、６膜の境界面が明確にコントロールされる必要が
あり、そのために、急峻なガス切換が求められている。

この種のバルブ装置としては、従来より、気密性に富む
膜部材を使用したベローズ形あるいはダイヤプラム形の
バルブが使用されている。そして、バルブ作動にあたっ
て、ガスは、可動バルブ部材で開閉制御されるガス送出
口を介して送出され、デポジットライン等のガス供給の
メインラインに接続された配管を通ってライン中に供給
される。

又、ガスのベント系は、例えば、ガス取入１’Ｊに至る
配管部にベント用バルブを接続して構成され、常時は、
当該ベンド用バルブを開成してガスをベントに流してお
き、必要時にこれを閉成するとともに供給側のガス送出
口を開成してメインラインへの供給に切換えるようにし
であるもので、いわゆる一方掃気のクリップバルブ構成
を採用しているのが通常である。

ところで、上記従来の構成では、メインラインまでの配
管部やベント系バルブとの間の配管部が、いわゆるデッ
ドスペースとなって、そこにガスの滞留が生じ、急峻な
ガスの切換作動ができない問題があった。又それに加え
て、この種の膜部材を使用したバルブでは、構造上、バ
ルブ室容桔が相当に大であるが、そこに古いガスが滞留
して、それがスムーズなガス供給を阻害する問題があっ
た。そしてこれらの問題が、形成膜の品質向」二を図る
上で大きな障害になっていた。

（発明の目的） 本発明は、上記従来の諸問題にかんがみなされたもので
、その目的は、デッドスペースを極力解消するとともに
バルブ室内におけるガスの滞留を解消して、スムーズで
急峻なガスの切換を可能にした半導体プロセス用一方掃
気形へルブ装置を提供するにある。

（発明の概要） 上記の目的を達成するために、本発明は、基本的にいっ
て、 一端部に膜部材を取着するとともに他端部にガス送出口
を開口したバルブ室と、ガス供給のメインラインを構成
するガス通路とを、バルブ本体に設け、当該バルブ室内
にガス送出口を開閉制御する可動バルブ部相を収容し、
バルブ室の前記他端部をガス通路に近接させてガス挿通
口をガス通路に連通し、前記バルブ室の一端部近傍位置
でバルブ室の周壁にガス取入口を開口するとともに、　
＋ｉｉｊ記バルブ室の他端部近傍位置でバルブ室の周壁
に、ベントラインに連通ずるベント側連通［Ｊを聞１１
し、当該連通１」を前記可動バルブ部材によるガス送出
口の開閉制御と関連して、ベント用バルブ手段により開
閉制御してなる構成の半導体プロセス用一方掃気形バル
ブ装置を提案するものである。

上記構成においては、バルブ室に開口したガス送出口が
メインラインを構成するガス通路に至近距離で連通ずる
構成であるため、メインラインまでの配管部のデッドス
ペースが実質的に解消され、又、ベント側への連通口が
バルブ室の他端部近傍位置、つまり、ガス送出口に近接
した位置で開口する構成とするとともに、他方、ガス取
入口をバルブ室の一端部近傍位置で開口する構成とした
ので、バルブ室内のガスは、滞留することなくスムーズ
に流れ、ベント側におけるデッドスペースも解消され、
上記本発明の目的を充分に達成するものである。

以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

（実施例） 第１図において、１はブロック状のバルブ本体、２はバ
ルブ本体１に形成されたメインラインＰ（第３図）を構
成するガス通路であり、ガス通路２の軸線Ｘ−Ｘ（第３
図）に対して半径方向の平面に沿って、ガス供給用の第
１のバルブアッセンブリ３と、ベント用の第２のバルブ
アッセンブリ４が、バルブ本体ｌにそれぞれ、取付は板
５゜ポルト６により取外し可ｔｅに装着されている。そ
して、両アシセンブリ３．４は、ベローズ形のバルブ構
成で、半径方向の面内でバルブ本体ｌに対して相対的に
直角に装着されている。

第１のバルブアッセンブリ３において、バルブ室７がバ
ルブ本体１に形成され、当該バルブ室の一端部７ａ（第
２図）には、バルブ室を気密状１Ｅに区画する膜部材を
なすベローズ８が取着されるとともに、そこからバルブ
室内７に突出している。バルブ室の他端部７ｂ（第２図
）には、バルブシール９を内周縁に形成したガス送出［
］１０が開口している。当該他端部７ｂは、図示の通り
、ガス通路２に近接した位置に延出し、従って、ガス送
出口１０は当該ガス通路２に対して至近の距離で連通し
ている。

１１は可動バルブ部材で、ベローズ８により囲まれてい
るとともに一端部にバルブシート９（第２図）と係合す
る弁体１２を有している。

当該部材の他端部にはバネ付勢されたピストン１３が取
着され、接続部１４を介して外部より駆動エアーを導入
することにより、可動バルブ部材１１がガス通路２の軸
線ｘ−ｘに対して半径方向に沿い往復動じて弁体１２と
バルブシート９との共働によりガス送出口ｌＯが選択的
に開閉制御される構成である。

ガス取入口１５は、バルブ室７の一端部７ａの近傍位置
において、バルブ室の周壁に開口し、これより取入れら
れたガスは、バルブ室７の周壁とへローズ８の外周によ
り区画された環状の領域に入る。ガス取入口１５は、ガ
スの供給ライン（図示せず）に配管部１６を介して接続
される。

一方、バルブ室７の他端部７ｂの近傍位置において、バ
ルブ室の周壁にベントラインＱに連通可使なベント側連
通口１８が開口している。すなわち、当該連通口１８は
、ガス送出ｒＪＩＯないしはバルブシート９に極力近接
した位置に設定されている。

第２のバルブアッセンブリ４は、第１のバルブアッセン
ブリ３と同様の構成で、接続部１９より駆動エアーを導
入してピストン２０をバネ付勢に抗して作動してベント
用バルブ手段をなすベント用可動バルブ部材２１をベン
ト用バルブ室２２内で往復動させる構成で、バルブ室は
、膜部材をなすベローズ２３で区画され、そのバルブ室
の一端部に前記ベント側連通口１８が形成され、バルブ
部材の弁体２４がその連通口１８の対応周縁に形成した
バルブシート２５（第２図）に係合可使に対応している
。

ベント用バルブ室２２の他端部にベローズ２３が取着さ
れ、その他端部近傍位置において、バルブ室２２の周壁
にベントロ２６が開口し、配管部２７を介してベントラ
インＱに接続している。

第１のバルブアッセンブリ３のベローズ８内における可
動バルブ部材１１との結合構成は第２１４に示す態様で
、これは第２のバルブアッセンブリ４も同様である。

なお、実施例では、膜部材としてべａ−ズを使用してい
るが、これに代えて、ダイヤフラムを張設してバルブ室
を区画するバルブ構成も可能である。

第２図に示すように、メインラインへのガス供給を行な
わない待機状態においては、ベント用の第２のバルブア
ッセンブリ４がバルブ開成状態におかれ、弁体２４がバ
ルブシート２５より離間して、ベント側連通口１８は開
放されている。

従って、ガス取入口よりバルブ室７内に流入したガスは
、バルブ室の一端部７ａから他端部７ｂへ、すなわち上
方から下方へ流れ、連通口１８を通り、ベント用バルブ
室２２中を流れ、ベント（１２６よりベントラインＱへ
と一方掃気の態様で連続して流出する。従って、この状
態で、バルブ室７内には、ガスの滞留が生じないので、
常に新鮮なガスの流れが存在する。

メインラインへ、ガス供給を行なう際には、ベント側の
ｉ２のバルブアッセンブリ４が閉成され、ベント側連通
口１８が閉じられ、それと同時に、第１のフルブアッセ
ンブリ３が開成動作して、弁体１２がバルブシート９よ
り離間してガス送出口ｌＯが開き、バルブ室７内のガス
がガス通路２へ押し出される。そして順次、ガス取入口
１５より流入したガスがガス通路２へと供給される。こ
の状態においても、バルブ室７内でのガスの滞留はなく
スムーズなガス供給動作が遂行される。

ガス通路２は、第３図に示すように、半導体プロセス用
の処理炉ＲｇＪｇ続されたメインラインＰをなすガス供
給のデポジットラインに配管部２８．２９により直接接
続されるので、ガス送出口１０より送出したガスは、実
質的に配管部のデッドスペースのない状態でメインライ
ンＰへと供給される。

このような構成のバルブ装置をメインラインＰに沿って
複数、並置して接続すれば、個々のバルブ装置で異なる
種類のガスを選択的にラインＰへ供給できる。

又、ｔ５３図に鎖線で示したように、バルブ本体ｌをラ
インに沿って長いブロック状とすれば、占該ブロック中
に図示のバルブ装置を複数組、一体にユニット化した構
成とし得る。

又、第４図に示す構成は、ガス通路２を反応炉Ｈの口元
でメインラインＰに接続した構成で、第３図のようなガ
ス通路２がバルブ本体１ｔ−貫通した構成だけでなく、
その使用状況によっては、このように、一方の配管部２
８のみを設けてめくら礼状に構成することも可能である
。

なお、第１図において、バルブ本体ｌに破線で示したよ
うに、バルブ本体の余分の厚肉部分を削って当該バルブ
本体のヒートマスをより小さくすることにより、ガス供
給動作時の加熱効果を上げることができる。

以上１本発明は実施例に限定されるものではない。

（発明の効果） 以上のように、本発明においては、バルブ室の一端部近
傍位置にガス取入口を開口するとともに、ベント側連通
口をガス送出口を設けたバルブ室の他端部の近傍位置に
開口し、かつ、当該ガス送出口をメインラインを構成す
るガス通路に至近距離で直接的に連通ずる構成としたの
で、望ましくない配管部のデッドスペースを殆ど解消で
きるとともに、バルブ室内のガスも同等滞留することな
く、順次、スムーズに押し出されるので、古いガスの滞
留による問題も解消でき、スムーズで急峻なガスの切換
動作を回部とし、半導体プロセス用として使用してきわ
めて好適なバルブ装置を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のバルブ装置の実施例の、ガス通路の軸
線に対して半径方向の一平面に沿う縦断面図、第２図は
第１図の要部拡大説ＩＪ１図、第３図は第１図の３−３
線に沿う縦断面図、第４図は第３図の構成の変形構成図
である。 １：バルブ本体　　　　２：ガス通路 ７：バルブ室　　　　ｌＯ：ガス送出１１１１：可動バ
ルブ部材　１５：ガス取入口１８：ベント側連通口　２
にベント側可動バルブ部材 出願人　大和半導体装置株弐會社 代理人　弁理士　朝　倉　勝　三 第１図 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）一端部に膜部材を取着するとともに他端部にガス
   送出口を開口したバルブ室と、ガス供給のメインライン
   を構成するガス通路とを、バルブ本体に設け、当該バル
   ブ室内にガス送出口を開閉制御する可動バルブ部材を収
   容し、バルブ室の前記他端部をガス通路に近接させてガ
   ス挿通口をガス通路に連通し、前記バルブ室の一端部近
   傍位置でバルブ室の周壁にガス取入口を開口するととも
   に、前記バルブ室の他端部近傍位置でバルブ室の周壁に
   、ベントラインに連通するベント側連通口を開口し、当
   該連通口を前記可動バルブ部材によるガス送出口の開閉
   制御と関連して、ベント用バルブ手段により開閉制御し
   てなる半導体プロセス用一方掃気形バルブ装置。
2. （２）前記可動バルブ部材は、開閉制御動作時に、ガス
   通路の軸線に対して半径方向に沿って、往復動してなる
   特許請求の範囲第１項記載の半導体プロセス用一方掃気
   形バルブ装置。
3. （３）ベント用バルブ手段は、前記可動バルブ部材が往
   復動する半径方向の面と実質的に同一の面内で往復動す
   るベント用可動バルブ部材を有し、当該ベント用可動バ
   ルブ部材を収容するベント用バルブ室の一端部に前記ベ
   ント側連通口が設けられるとともに当該ベント用バルブ
   室の他端部近傍位置においてバルブ室周壁にベントライ
   ンに接続されるベント口が開口してなる特許請求の範囲
   第２項記載の半導体プロセス用一方掃気形バルブ装置。