台湾专利TW201303196A 氣體減壓供應裝置、具備其之壓缸櫃、閥箱及基板處理裝置，以及氣體減壓供應方法

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本發明提供一種以低於大氣壓之製程壓力來進行製程而對腔室供應氣體之氣體減壓供應裝置。該氣體減壓供應裝置具備有：壓力調整器，係將一次壓減壓，而將二次壓調整成低於大氣壓但高於製程壓力之壓力；壓力測量器，係測量壓力調整器之二次側配管內的壓力；第1開閉閥，係設置於二次側配管；開閉閥控制器，係開閉第1開閉閥；壓力比較器，係將藉由壓力測量器所測量的二次側配管內壓力與第1設定壓力相比較；以及控制部，係當壓力比較器判斷二次側配管內的壓力為第1設定壓力以下時，會向開閉閥控制器輸出關閉第1開閉閥之關閉訊號。
公开号:TW201303196A
申请号:TW101106870
申请日:2012-03-02
公开日:2013-01-16
发明作者:Tsuneyuki Okabe
申请人:Tokyo Electron Ltd；
IPC主号:H01L21-00

专利说明:
氣體減壓供應裝置、具備其之壓缸櫃、閥箱及基板處理裝置，以及氣體減壓供應方法
本發明關於一種以低於大氣壓之製程壓力來進行製程而對腔室供應氣體之氣體減壓供應裝置、具備其之壓缸櫃、閥箱及基板處理裝置。
在半導體元件的製造中所使用之半導體製造裝置當中有例如化學沉積(CVD)裝置或蝕刻裝置等般地利用氣體之半導體製造裝置。這類半導體製造裝置係透過氣體供應配管而與壓缸櫃等氣體供應源相連接。此處，氣體供應配管內的壓力大多會被維持在較大氣壓要高例如0.1MPa左右之壓力。如此地，在配管內壓力高於大氣壓時，便會有原料氣體從原料氣體供應配管中的接頭溢漏之虞。於是，便將接頭集中地配置在稱為閥箱之容器內，並在閥箱內設置氣體溢漏檢測器來監視氣體溢漏，並且，將閥箱連接於排氣設備，來定時地將閥箱內排氣。在藉由氣體溢漏檢測器來檢測氣體溢漏的情況，係藉由排氣設備來將壓缸櫃內強制地排氣，以防止氣體溢漏至室內。
再者，由於亦有可能從氣體供應配管中的焊接部位處發生氣體溢漏，因此將複數氣體溢漏檢測器沿著配管而配置在例如無塵室的頂板之情況亦非常多。
又，當使用液體原料時，為了使蒸氣壓高於大氣壓而必須加熱原料，但如此一來，便會有原料在配管內液化的可能性。此情況下，會無法以所欲供應量來供應原料，又，會因液化後的原料使得配管內被腐蝕，而有成為污染的原因之情況。於是，便藉由使用帶式加熱器(tape heater)等來加熱配管，以防止液化。
專利文獻1：日本特開2006-61824號公報專利文獻2：日本特公平7-50418號公報
如上所述地，當進行氣體溢漏檢測，或閥箱內的定時排氣或溢漏時的強制排氣、配管的加熱等時，便必須要有稼動半導體製造裝置本身之電力以外的電力，而導致半導體裝置的製造成本上升。於是，便期望能夠節省上述般的電力。
是以，本發明係提供一種可降低半導體製造裝置之稼動中所需電力以外的必須公用電力之氣體減壓供應裝置、具備其之壓缸櫃、閥箱及基板處理裝置。
本發明第1樣態提供一種以低於大氣壓之製程壓力來進行製程而對腔室供應氣體之氣體減壓供應裝置。該氣體減壓供應裝置具備有：壓力調整器，係將一次壓減壓，而將二次壓調整成低於大氣壓但高於該製程壓力之壓力；壓力測量器，係測量該壓力調整器之二次側配管內的壓力；第1開閉閥，係設置於該二次側配管；開閉閥控制器，係開閉該第1開閉閥；壓力比較器，係將藉由該壓力測量器所測量的二次側配管內壓力與較該製程壓力要高特定壓力之第1設定壓力相比較；以及控制部，係當該壓力比較器判斷該二次側配管內的壓力為該第1設定壓力以下時，會向該開閉閥控制器輸出關閉該第1開閉閥之關閉訊號。
本發明第2樣態提供一種壓缸櫃，其具備有：如第1樣態之氣體減壓供應裝置，係配置在框體內；以及至少一個氣壓缸，係於該框體內連接於該壓力調整器的一次側。
本發明第3樣態提供一種閥箱，其具備有：如第1樣態之氣體減壓供應裝置，係配置在框體內；一或二個以上的開閉閥，係配置在該框體內而與來自特定氣體供應源的氣體供應管相連接；以及配管，係對應而連接於該一或二個以上的開閉閥，且連接於特定基板處理裝置。
本發明第4樣態提供一種基板處理裝置，其具備有：如第1樣態之氣體減壓供應裝置，係配置在框體內；以及腔室，係從氣體減壓供應裝置供應有製程氣體，而以低於大氣壓之製程壓力來進行製程。
本發明第5樣態提供一種氣體減壓供應方法，其包含以下步驟：藉由壓力調整器來將來自氣體供應源的製程氣體減壓，而以低於大氣壓但高於基板處理所進行的製程壓力之壓力來將該製程氣體供應至該壓力調整器的二次側配管之步驟；藉由該二次側配管所設置之壓力測量器來測量該二次側配管內壓力之步驟；比較所測量之該二次側配管內壓力與較該製程壓力要高特定壓力之第1設定壓力之步驟；比較的結果於判斷該二次側配管內壓力係低於該第1設定壓力時，便關閉該二次側配管所設置的第1開閉閥之步驟。
本發明實施型態係提供一種可降低半導體製造裝置之稼動所需電力以外的必須公用電力之氣體減壓供應裝置、具備其之壓缸櫃、閥箱及基板處理裝置。
以下，參照添附圖式來加以說明本發明之非限定性的例示實施型態。所添附之全部圖式中，針對相同或相對應的組件或零件則賦予相同或相對應之參考符號而省略重複說明。 (第1實施型態)
圖1係顯示包含有本發明第1實施型態的氣體減壓供應裝置之壓缸櫃，與從該壓缸櫃供應有氣體之基板處理裝置之概略圖。如圖所示，壓缸櫃10係由可與外部環境隔離的框體所構成，其內部係配置有氣壓缸12，該氣壓缸12係充填有供應至基板處理裝置20的腔室22之製程氣體。又，氣壓缸12係透過主閥13而連接至調整器(regulator)31的一次側。本實施型態中，作為調整器31係使用縱使二次側的壓力為負壓而仍可穩定地調整壓力者。又，本實施型態之調整器31中，雖係以手動來旋轉調整器31所具備的手柄而調整二次壓，但如後述所述地，在其他實施型態中亦可利用電-氣調整器(Electro Pneumatic Regulator)來作為調整器31。
調整器31的二次側係連接有配管32，配管32係設置有開閉閥33。開閉閥33係例如空氣操作閥，且透過電磁閥(未圖示)而連接有空氣配管(皆未圖示)。藉由閥控制器36來電性控制電磁閥的ON/OFF，則空氣操作閥便會被開閉。此外，開閉閥33較佳係使用所謂的常閉型(Normally Closed)空氣操作閥。
又，配管32係在開閉閥33的下游側(相對於開閉閥33而較氣壓缸12要遠之一側)處設置有壓力感測器34。壓力感測器34係測量配管32內的壓力(即調整器31的二次壓)，並將表示所測量的壓力之訊號輸出至壓力偵測器35。壓力感測器34可使用例如隔膜式真空計或派藍尼感測器(Pirani Sensor)等真空計。
再者，配管32係在壓缸櫃10的頂板處而與配管14相連接，配管14係連接於後述基板處理裝置20內的配管23。亦即，壓缸櫃10內的氣壓缸12所充填之製程氣體係從壓缸櫃10通過配管14而被供應至基板處理裝置20。
基板處理裝置20內的配管23係透過開閉閥25而連接於例如流量控制器等流量控制器24。流量控制器24係藉由設置有開閉閥27之主配管26而連接至腔室22。腔室22係具有排氣配管22b，排氣配管22b係連接至未圖示之排氣裝置。又，排氣配管22b係設置有主閥22c。依據上述結構，藉由排氣裝置來將腔室22內的壓力減壓調整至特定製程壓力，並打開開閉閥25及27後，則從壓缸櫃10所供應之製程氣體便會藉由流量控制器24而受到流量控制且會被供應至腔室22。藉此，依據氣體的種類，來對腔室22內之晶座22a上所載置的晶圓W進行特定處理(成膜、蝕刻等)。
再回到圖1中的壓缸櫃10，壓缸櫃10內係設置有噴射器16。噴射器16係具有流入口、高壓氣體流入口及流出口。流入口係連接有設置有開閉閥15之配管16a的一端，而配管16a的另一端則連接至配管32。高壓氣體流入口係連接有連接於未圖示之高壓氣體源且設置有開閉閥16V之配管16b。流出口係連接有配管16c的一端，而配管16c的另一端則連接至例如除害設備(未圖示)。打開配管16b的開閉閥16V而將來自高壓氣體源的高壓氣體供應至噴射器後，高壓氣體會在噴射器內朝向流入口以高速流動，而伴隨其則流入口側便會被減壓。藉此，配管16a內的氣體便會被吸引至噴射器16內，且連同高壓氣體一起從流出口流出。
又，開閉閥15及16V係藉由噴射器控制器17而受到控制並開閉。藉由噴射器控制器17來打開開閉閥15及16V後，如上所述地噴射器16會開始做作用。又，噴射器控制器17係與壓力偵測器35電連接，而如後述般地根據來自壓力偵測器35的訊號來開閉開閉閥15及16V。
輸入有來自上述壓力感測器34的訊號之壓力偵測器35會依據所輸入之訊號來比較配管32內的壓力與預先記憶之第1設定壓力。此處，第1設定壓力較佳係根據基板處理裝置20中之腔室22的製程壓力來決定。一般來說，為了使流量控制器24(Mass Flow Controller)穩定動作，便將氣體流入口與氣體流出口處的壓力差在仕樣上而設定為特定範圍。此處，例如若仕樣上的壓力差為100Torr(13.3kPa)，則壓力偵測器35所記憶之第1設定壓力較佳地係較製程壓力要大100Torr(13.3kPa)之壓力。另一方面，由於調整器31的二次壓在本發明實施型態中係低於760Torr(101.3kPa)，因此壓力偵測器3中的第1設定壓力係設定為高於「製程壓力+流量控制器24之仕樣所決定的壓力差」，但低於760Torr(101.3kPa)之範圍。更具體地說明，第1設定壓力係較「製程壓力+流量控制器24之仕樣所決定的壓力差」要高數十Torr之壓力，較佳係設定為例如50Torr(6.67kPa)至60Torr(8.00kPa)。
當壓力偵測器35比較調整器31之二次側配管32內壓力與第1設定壓力後的結果，而判斷配管32內壓力為第1設定壓力以下時，便會對閥控制器36輸出關閉開閉閥33之指示的指示訊號。當閥控制器36輸入有該指示訊號後便會關閉開閉閥33。藉此，則來自壓缸櫃10之氣體的供應便會停止。又，壓力偵測器35亦可在判斷縱使調整器31之二次側配管32內的壓力雖未達第1設定壓力，但低於較第1設定壓力稍高(例如約10Torr(1.33kPa))的壓力之時間點發出警報，且將該要旨顯示在基板處理裝置20的操作面板等(未圖示)。
此外，壓力偵測器35亦可在輸出上述指示訊號時，將同樣的指示訊號輸出至例如基板處理裝置20的控制部(未圖示)。藉此，基板處理裝置20中便會發出有警報，且基板處理裝置20中的處理會停止。
又，閥控制器36可與例如基板處理裝置20的控制部(未圖示)相連接，而藉由使用基板處理裝置20所設置的操作面板等(未圖示)之操作來輸入訊號，並根據該訊號來開閉開閉閥33。
再者，閥控制器36亦可根據來自壓力偵測器35的指示訊號或來自基板處理裝置20的訊號而關閉開閉閥33，同時對後述基板處理裝置20中的閥控制器28輸出訊號。輸入有該訊號後的閥控制器28便會關閉基板處理裝置20之腔室22的主配管26所設置之開閉閥27(且/或開閉閥25，以下相同)。藉此，開閉閥33與開閉閥27之間的配管便會被封閉。
此外，較佳地，閥控制器36在開閉閥33與開閉閥27之間被封閉時，會將該要旨通知壓力偵測器35。藉由此通知，則壓力偵測器35便可監視壓力感測器34所測量之開閉閥33與27之間的配管內壓力，來計算出壓力上升速度。由於開閉閥33與開閉閥27係被關閉，因此在發現壓力上升時，便可懷疑開閉閥33與開閉閥27之間的配管中發生溢漏。於是，壓力偵測器35便會判斷壓力上升速度是否超過特定值，較佳地，在判斷超過的情況，則會對例如基板處理裝置20輸出警報訊號。輸入有該警報訊號之基板處理裝置20可藉由將壓力上升速度異常顯示於操作面板等(未圖示)，來通知基板處理裝置20的操作者。之後，操作者便可進行該配管的溢漏確認等來特定並修復溢漏部位。
此外，被封閉後之配管內壓力的監視及壓力上升速度的計算可在例如基板處理裝置20於特定期間而為待機狀態時自動地進行，或是亦可由基板處理裝置20的操作者透過操作面板等來手動地進行。再者，亦可非在待機狀態時，而是在基板處理裝置20的維修保養中進行。又再者，亦可在關閉開閉閥33之時間點開始配管內壓力的監視，而在打開開閉閥33時計算壓力上升速度。此情況下，亦可在當壓力上升速度高於特定值時，將開閉閥33控制為不會打開。
又，壓力偵測器35可記憶較上述第1設定壓力要高之第2設定壓力，當比較壓力感測器34所測量之配管32內壓力(調整器31的二次壓)與所記憶之第2設定壓力，而判斷壓力感測器34所測量之壓力為第2設定壓力以上時，便會對噴射器控制器17輸出起動噴射器16之訊號。輸入有該訊號之噴射器控制器17會打開開閉閥15及16V，並使噴射器16作用。又，縱使是在壓力感測器34所測量之壓力未達第2設定壓力的情況，而仍可在例如高於較第2設定壓力稍低(例如約10Torr)的壓力之時間點發出警報，並且將開閉閥33控制為不會打開。
依據上述結構，從氣壓缸12對調整器31以充填壓力來供應被充填在氣壓缸12的製程氣體後，便會因調整器31而被減壓，來將低於大氣壓但高於製程壓力之壓力作為二次壓而輸出至二次側。於是，製程氣體便會以低於大氣壓之壓力而被供應至基板處理裝置20。另一方面，藉由壓力感測器34來測量調整器31之二次側配管32內的壓力，該壓力會在壓力偵測器35中被與第1設定壓力相比較，在低於第1設定壓力時，便關閉配管32的開閉閥33而停止製程氣體的供應。又，壓力偵測器35中，配管32內的壓力亦會被與第2設定壓力相比較，在高於第2設定壓力時，則會起動噴射器16來強制地降低配管32內壓力。
依據本發明第1實施型態，氣壓缸12內的製程氣體的壓力係藉由調整器31而被減壓，且作為二次壓，來將低於大氣壓但高於製程壓力之壓力輸出至調整器31的二次側。該壓力係藉由配管32所設置之壓力感測器34來測量，且在壓力偵測器35中，會與被預先記憶之第1設定壓力相比較。在判斷所測量之壓力係低於第1設定壓力時，便藉由閥控制器36來封閉調整器31之二次側配管32所設置的開閉閥33。當配管32內壓力低於第1設定壓力時，雖會有基板處理裝置20內之流量控制器24的流量控制變得不穩定而無法在基板處理裝置20中進行適當的處理之可能性，但依據上述結構，由於上述情況下，製程氣體的供應會被停止，故可避免不適當的處理。
於是，便可將調整器31之二次側配管32、14及23內的壓力維持為較大氣壓要低，且將製程氣體穩定地供應至腔室22。又，由於從調整器31的二次側到基板處理裝置20之間的配管係被維持在較大氣壓要低之壓力，因此便不須將配管途中的接頭集中在閥箱內，或藉由氣體溢漏檢測器來監視氣體溢漏。於是，便可降低氣體溢漏檢測器的設置費用、氣體溢漏檢測器的動作所需電力，以及氣體溢漏檢測器的定期檢查費用等。
又，由於從壓缸櫃10內之調整器31的二次側到基板處理裝置20的排氣配管22b之間不具有流有正壓氣體的部分，因此便不須將基板處理裝置20內排氣(框體排氣)。於是，便可節省框體排氣所需的設備費用及電力。
又，縱使是藉由使用充填有液體之壓缸作為氣壓缸12來加熱液體，以提高蒸氣壓來供應蒸氣(或氣體)的情況，由於只要將蒸氣壓提高至高於製程壓力但低於第1設定壓力之壓力便足夠，因此可抑制配管內之蒸氣(或氣體)的凝結或液化。於是，由於可不需加熱配管，又，由於縱使在加熱的情況但仍可使溫度較低，因此可節省配管加熱所需電力。
再者，壓缸櫃10係設置有噴射器16，當配管32(及配管14、23)內的壓力異常上升，而變得較第2設定壓力要高時，藉由噴射器16的動作，便可降低配管32內的壓力。若預先將第2設定壓力設定為較大氣壓要低，例如600Torr(80.0kPa)至750Torr(100kPa)左右，便可將配管32甚至配管14及23內的壓力維持在大氣壓以下。又，由於噴射器16不具驅動部，因此具有維修檢查較為容易之優點。
又，當關閉壓缸櫃10內的開閉閥33與基板處理裝置20內的開閉閥27時，由於可監視該等開閉閥33與開閉閥27之間之配管32、14及23內的壓力上升速度，因此便可檢測該等配管中的溢漏。當配管內被減壓的情況，萬一發生溢漏時，室內的空氣會被吸引至配管內。此情況下，不僅無法以氣體溢漏檢測器來檢測，且會因被吸引之空氣中的氧導致製程氣體被氧化，而有可能產生在基板處理裝置20內經處理後的晶圓W發生缺陷之問題。但依據上述結構，由於可檢測出減壓配管中的溢漏，因此便可避免上述問題。 (第2實施型態)
接下來，參照圖2來加以說明本發明第2實施型態。如圖所示，本實施型態中，係取代第1實施型態中之調整器31(以手動來設定二次壓之型態)而使用電-氣調整器310。以下，便以該差異點為主來加以說明。
電-氣調整器310係包含有測量二次壓之壓力感測器(未圖示)，與對應於該壓力感測器所測量之壓力值與設定壓力值的比較結果而受到控制之電磁閥(未圖示)。藉由上述結構，便可更加穩定地維持二次壓。又，當例如製程氣體的供應量較多的情況，雖會有第1實施型態中之調整器31的二次壓降低，而無法實現所欲供應量之可能性，但若依據電-氣調整器，由於可根據電-氣調整器其本身具有之壓力感測器來調整二次壓，因此便可抑制氣體大量供應所伴隨的壓力降低，來實現所欲供應量。
又，在第2實施型態中，並不具有第1實施型態中的壓力感測器34，而是使用電-氣調整器310內的壓力感測器來測量配管32內壓力。亦即，將顯示有藉由電-氣調整器310內的壓力感測器所測量的壓力之訊號輸出至壓力偵測器35，並在壓力偵測器35中，依據該訊號來比較二次壓與第1設定壓力及第2設定壓力。
藉由以上的結構，便可與第1實施型態同樣地將電-氣調整器310之二次側配管32、14及23內的壓力維持為較大氣壓要低，並且，可穩定地將製程氣體供應至腔室22。於是，便可發揮氣體溢漏檢測器所需費用的降低、框體排氣所需設備費用及電力的節省、配管加熱所需費用的降低、以及減壓配管的溢漏檢測之效果。又，第2實施型態係具有可藉由電-氣調整器310的利用，來使二次壓更加穩定且可進行大流量供應之優點。
此外，亦可與第1實施型態同樣地設置有壓力感測器34，藉以測量配管32內的壓力。又，此情況下，無需贅言在壓力偵測器35中，壓力感測器34的測量值會被與第1設定壓力及第2設定壓力相比較。再者，若設置有壓力感測器34，則當關閉壓缸櫃10的開閉閥33與基板處理裝置20的開閉閥27時，便可計算該等間之配管內的壓力上升速度。在壓力上升速度超過特定值時，便可掌握減壓配管處之氣體溢漏。 (第3實施型態)
接下來，參照圖3來加以說明本發明第3實施型態。如圖所示，本實施型態中，壓缸櫃10與基板處理裝置20之間係設置有可與外部環境分離之框體所構成的閥箱40。具體來說，壓缸櫃10與閥箱40係藉由配管14A而相連接，閥箱40與基板處理裝置20則藉由配管14B而相連接。
在閥箱40內，連接配管14A及配管14B之配管係設置有電-氣調整器310與開閉閥33。電-氣調整器310會將配管14A內的壓力減壓，而將低於大氣壓但高於基板處理裝置20之腔室22中的製程壓力之壓力作為二次壓輸出。藉此，配管14B內便會以低於大氣壓但高於製程壓力之壓力而流有製程氣體。又，本實施型態中，亦與第2實施型態同樣地將顯示有電-氣調整器310之壓力感測器所測量的壓力之訊號輸入至壓力偵測器35，並在壓力偵測器35中，比較所測量之壓力與第1設定壓力及第2設定壓力。
又，閥箱40係連接有其他配管41。配管41係與壓缸櫃10內的其他氣壓缸(未圖示)、其他壓缸櫃(未圖示)、或作為例如無塵室的公用設備之氣體供應源相連接，藉以對閥箱40供應正壓的製程氣體。又，配管41係在閥箱40內分歧為複數根，且係對應於各分歧管而設置有開閉閥43a~43d。再者，各分歧管係連接至相對應之其他的基板處理裝置(未圖示)。又，當作為公用設備之氮氣供應源連接有配管41的情況，則分歧管當中的至少一者亦可連接至基板處理裝置20，來作為吹淨氣體供應管利用。
另一方面，壓缸櫃10係配置有充填有高壓製程氣體之氣壓缸12，氣壓缸12內之製程氣體的壓力係藉由調整器18而被調整為較大氣壓要高例如0.1MPa左右之二次壓，並以此二次壓來將製程氣體供應至配管14A。
本實施型態中，有一種使正壓氣體在壓缸櫃10及閥箱40內流動之配管。於是，壓缸櫃10內係設置有氣體溢漏檢測器19，且設置有用以將壓缸櫃10的內部排氣之排氣埠10a，而藉由排氣設備(未圖示)來排氣。同樣地，閥箱40內亦設置有氣體溢漏檢測器44，且設置有用以將閥箱40的內部排氣之排氣埠40a，而藉由排氣設備(未圖示)來排氣。
然而，針對基板處理裝置20，在流有藉由閥箱40內的電-氣調整器310而被減壓後的製程氣體之配管14B與在減壓下進行製程之基板處理裝置20中，並未有供製程氣體以正壓流動的部分。於是，基板處理裝置20中便不須設置氣體溢漏檢測器，且不須將基板處理裝置20內排氣。於是，便可降低基板處理裝置20之稼動所需電力以外的電力。亦即，本實施型態中亦可發揮降低氣體溢漏檢測器所需費用，以及降低配管加熱所需費用之效果。
此外，本實施型態中，亦可在閥箱40內之開閉閥33與基板處理裝置20內之開閉閥27之間的配管處設置有壓力感測器。藉此，當關閉開閉閥33與開閉閥27時，便可藉由壓力感測器來監視該等開閉閥之間的配管內壓力，且在壓力偵測器35中計算壓力上升速度。而當壓力上升速度超過特定值時，便可掌握減壓配管處之氣體溢漏。
此外，亦可將複數配管14B連接至閥箱40，而在閥箱40內，設置有連接來自壓缸櫃10的配管14A與複數配管14B之分歧管。如此，便可使用來自壓缸櫃10的一個配管14A來將製程氣體供應至複數基板處理裝置。此情況下，連接至複數配管14B之複數基板處理裝置當中，關於在減壓氛圍下進行製程之基板處理裝置，較佳地，係如上述般地將電-氣調整器310及開閉閥33設置在閥箱40內相對應之分歧管，而關於在大氣壓(或常壓)氛圍下進行製程之基板處理裝置，則不須設置調整器，而只要設置有例如開閉閥即可。 (第4實施型態)
接下來，參照圖4來加以說明本發明第4實施型態。如圖所示，本實施型態中，係將電-氣調整器310設置於基板處理裝置20內。藉此，從壓缸櫃10通過配管14被供應至基板處理裝置20之正壓的製程氣體便會藉由電-氣調整器310而被減壓，且以低於大氣壓但高於腔室22內的製程壓力之二次壓輸出製程氣體。
此情況下，基板處理裝置20內係僅在電-氣調整器310的一次側配管流有正壓的製程氣體。於是，較佳係如圖4所示般地設置有圍繞電-氣調整器310周圍之區隔壁20a，而藉由排氣設備來將區隔壁20a內排氣，且在區隔壁20a內設置有氣體溢漏檢測器(未圖示)。由於只要將基板處理裝置20內局部地排氣即可，故可降低排氣所需費用或配管加熱所需費用。 (變形例)
參照圖5來加以說明圖1所示之壓缸櫃10的變形例。如圖5所示，變形例的壓缸櫃10中係配置有氣壓缸12A及12B。該等氣壓缸12A及12B係充填有相同的製程氣體。
又，變形例的壓缸櫃10係並聯地配置有2個調整器31A、31B，該等調整器31係透過開閉閥13A而連接於氣壓缸12A，且透過開閉閥13B而連接於氣壓缸12B。又，調整器31A與開閉閥13A及13B之間係設置有開閉閥37A，調整器31B與開閉閥13A及13B之間係設置有開閉閥37B。
依據上述結構，便可切換氣壓缸12A及12B來加以使用。亦即，從開始使用氣壓缸12A，而在氣壓缸12A變空之前，藉由關閉開閉閥13A並打開開閉閥13B，便可使用氣壓缸12B。然後，若在使用氣壓缸12B的期間，更換氣壓缸12A的話，便不須中斷來自壓缸櫃10的製程氣體供應。
又，若選擇性地打開開閉閥37A及37B，便可選擇性地使用調整器31A及31B。例如當僅使用調整器31A的情況，在當調整器31A故障時，藉由關閉開閉閥37A並打開開閉閥37B，來使用調整器31B，便可縮短製程氣體供應的中斷期間。再者，若同時打開開閉閥37A及37B雙方，便可以大流量來供應製程氣體。
又，以上之說明以外的部分由於係構成為與第1實施型態中的壓缸櫃10相同，因此除了上述優點以外，亦可發揮相同於第1實施型態的效果。
接下來，說明針對本發明實施型態之省能源效果所計算出的結果。例如當進行壓缸櫃、閥箱及基板處理裝置內的框體排氣之情況下，通常係以每分鐘3m³的流量來將框體內排氣。若每分鐘1m³的排氣所需電力為0.0037Kw，由於每分鐘會消耗0.67kWh的電力，因此一年間便會消耗5834kWh的電力。於是，若可在一個部位處廢除框體排氣，則1年便可節省這些電力。若將該電力換算成CO₂排出量，則可削減高達2.3噸的CO₂。又，在使用例如帶式加熱器(tape heater)來加熱配管的情況，則每7.4m配管的消耗電力為0.296kWh(假設稼動時的消耗電力為0.315kW，待機時的消耗電力為0.305kW，1小時中的70%為稼動，25%為待機狀態，5%為停止)。若一年間的消耗電力為2595kWh，換算成CO₂排出量後，便為1.04噸。由上述，便可理解本發明實施型態的效果。特別是，若無塵室整體及所有無塵室中不須框體排氣或配管加熱的情況，則消耗電功率的節省及CO₂排出量削減的效果是非常大的。
以上，雖已參照幾個實施型態及實施例來加以說明本發明，但本發明未限定於上述實施型態及實施例，可參照添附申請專利範圍來做各種變形或改變。
例如當壓缸櫃10內的氣壓缸12係充填有高壓氣體的情況，較佳係在壓缸櫃10內設置有用以經常地將壓缸櫃10內排氣之排氣埠、與排氣埠相連接之排氣管、以及可檢測氣壓缸12內的氣體之氣體溢漏檢測器。但是，在僅使用充填有液體之壓缸的情況，則由於壓缸櫃10內不具有高於大氣壓之部分，因此便不須排氣埠及排氣管。又，在壓缸櫃10內係配置有高壓氣壓缸與液體壓缸的情況，則亦可將高壓氣壓缸密閉，而將密閉空間排氣。藉此，便不須將壓缸櫃10內的整體排氣，從而可降低排氣所需電力。
又，第3實施型態之閥箱40中，亦可使用第1實施型態中之調整器31，且伴隨其亦設置有壓力感測器34。再者，第4實施型態之基板處理裝置20中，亦可使用第1實施型態中之調整器31，且伴隨其亦設置有壓力感測器34。又再者，圖5所示壓缸櫃10的變形例中，亦可取代調整器31而使用電-氣調整器310。
又，無需贅言第3及第4實施型態中，亦可設置有第1及第2實施型態中的噴射器16。
又，上述的實施型態中，當監視及計算配管內的壓力時，亦可取代開閉閥33，而關閉調整器31(或電-氣調整器310)與氣壓缸12之間所設置的開閉閥13。此情況下，較佳地，係利用噴射器16或在減壓氛圍下進行製程之基板處理裝置的排氣裝置，來將調整器31(或電-氣調整器310)與開閉閥13之間的配管內減壓後，再封閉壓力上升速度的監視對象區間。
圖5中，雖係以並聯地設置有調整器31為例來加以說明，但亦可在例如圖3中的閥箱40或圖4中的基板處理裝置20中並聯地設置有調整器31。
製程氣體不僅例如CVD裝置中的原料氣體，或蝕刻裝置中的蝕刻氣體，而亦包含氮氣或稀有氣體等非活性氣體或氫氣。
本申請案係依據2011年3月3日向日本專利局所申請之日本專利申請第2011-046490號而主張優先權，並援用其全部內容於此。
W‧‧‧晶圓
10‧‧‧壓缸櫃
10a、40a‧‧‧排氣埠
12、12A、12B‧‧‧氣壓缸
13‧‧‧主閥
14、14A、14B、16a、16b、16c、23、32、41‧‧‧配管
13A、13B、15、16V、25、27、33、37A、37B‧‧‧開閉閥
16‧‧‧噴射器
17‧‧‧噴射器控制器
18、31、31a、31b‧‧‧調整器
19‧‧‧氣體溢漏檢測器
20‧‧‧基板處理裝置
20a‧‧‧區隔壁
22‧‧‧腔室
22a‧‧‧晶座
22b‧‧‧排氣配管
22c‧‧‧主閥
24‧‧‧流量控制器
26‧‧‧主配管
28、36‧‧‧閥控制器
34‧‧‧壓力感測器
35‧‧‧壓力偵測器
40‧‧‧閥箱
44‧‧‧氣體溢漏檢測器
310‧‧‧電-氣調整器
圖1係顯示具備本發明第1實施型態之氣體減壓供應裝置的壓缸櫃之示意圖。
圖2係顯示具備本發明第2實施型態之氣體減壓供應裝置的壓缸櫃之示意圖。
圖3係顯示具備本發明第3實施型態之氣體減壓供應裝置的閥箱之示意圖。
圖4係顯示具備本發明第4實施型態之氣體減壓供應裝置的基板處理裝置之示意圖。
圖5係顯示圖2之壓缸櫃的變形例之示意圖。
W‧‧‧晶圓
10‧‧‧壓缸櫃
12‧‧‧氣壓缸
13‧‧‧主閥
14、16a、16b、16c、23、32‧‧‧配管
20‧‧‧基板處理裝置
22‧‧‧腔室
15、16V、25、27、33‧‧‧開閉閥
16‧‧‧噴射器
17‧‧‧噴射器控制器
22‧‧‧腔室
22a‧‧‧晶座
22b‧‧‧排氣配管
22c‧‧‧主閥
24‧‧‧流量控制器
26‧‧‧主配管
28‧‧‧閥控制器
31‧‧‧調整器
34‧‧‧壓力感測器
35‧‧‧壓力偵測器
36‧‧‧閥控制器

权利要求:
Claims (10)
[1] 一種氣體減壓供應裝置，係以低於大氣壓之製程壓力來進行製程而對腔室供應氣體之氣體減壓供應裝置；其具備有：壓力調整器，係將一次壓減壓，而將二次壓調整成低於大氣壓但高於該製程壓力之壓力；壓力測量器，係測量該壓力調整器之二次側配管內的壓力；第1開閉閥，係設置於該二次側配管；開閉閥控制器，係開閉該第1開閉閥；壓力比較器，係將藉由該壓力測量器所測量的二次側配管內壓力與較該製程壓力要高特定壓力之第1設定壓力相比較；以及控制部，係當該壓力比較器判斷該二次側配管內的壓力為該第1設定壓力以下時，會向該開閉閥控制器輸出關閉該第1開閉閥之關閉訊號。
[2] 如申請專利範圍第1項之氣體減壓供應裝置，其另具備有：第2開閉閥，係於該二次側配管處而設置在該第1開閉閥及該壓力測量器的下游側；以及，警報訊號產生部，係於關閉該第1開閉閥及該第2開閉閥時，當藉由該壓力測量器所測量的壓力以特定速度以上的速度上升時，便輸出警報訊號。
[3] 如申請專利範圍第1項之氣體減壓供應裝置，其另具備有透過可開閉的第3開閉閥而連接至該二次側配管之氣體噴射器；其中當該壓力比較器判斷所測量之該二次側配管內壓力為高於該第1設定壓力之第2設定壓力以上時，該氣體噴射器便會被起動。
[4] 如申請專利範圍第1項之氣體減壓供應裝置，其中該壓力調整器為電-氣調整器(Electro Pneumatic regulator)。
[5] 一種壓缸櫃，其具備有：如申請專利範圍第1項之氣體減壓供應裝置，係配置在框體內；以及至少一個氣壓缸，係於該框體內連接於該壓力調整器的一次側。
[6] 一種閥箱，其具備有：如申請專利範圍第1項之氣體減壓供應裝置，係配置在框體內；一或二個以上的開閉閥，係配置在該框體內而與來自特定氣體供應源的氣體供應管相連接；以及配管，係對應而連接於該一或二個以上的開閉閥，且連接於特定基板處理裝置。
[7] 一種基板處理裝置，其具備有：如申請專利範圍第1項之氣體減壓供應裝置，係配置在框體內；以及腔室，係從氣體減壓供應裝置供應有製程氣體，而以低於大氣壓之製程壓力來進行製程。
[8] 一種氣體減壓供應方法，其包含以下步驟：藉由壓力調整器來將來自氣體供應源的製程氣體減壓，而以低於大氣壓但高於基板處理所進行的製程壓力之壓力來將該製程氣體供應至該壓力調整器的二次側配管之步驟；藉由該二次側配管所設置之壓力測量器來測量該二次側配管內壓力之步驟；比較所測量之該二次側配管內壓力與較該製程壓力要高特定壓力之第1設定壓力之步驟；比較的結果於判斷該二次側配管內壓力係低於該第1設定壓力時，便關閉該二次側配管所設置的第1開閉閥之步驟。
[9] 如申請專利範圍第8項之氣體減壓供應方法，其另包含以下步驟：關閉該第1開閉閥與於該二次側配管處而設置在該第1開閉閥及該壓力測量器的下游側之第2開閉閥之步驟；在關閉該第1開閉閥及該第2開閉閥時，監視藉由該壓力測量器所測量的壓力之步驟；當所監視之該壓力以特定速度以上的速度上升時，便輸出警報訊號之步驟。
[10] 如申請專利範圍第8項之氣體減壓供應方法，其中當判斷所測量之該二次側配管內壓力為高於該第1設定壓力之第2設定壓力以上時，會起動連接於該二次側配管之氣體噴射器。

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