(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体製造装置にドーピングガスを供給するガス供給装置であって、
前記複数の半導体製造装置内において使用する最大のドーピングガス濃度よりも大きい濃度を有する少なくとも１種類のドーピングガスを貯留する少なくとも１つの第１ガスシリンダと、
少なくとも１種類の希釈ガスを貯留する少なくとも１つの第２ガスシリンダと、
前記第１ガスシリンダからの前記ドーピングガスと前記第２ガスシリンダからの前記希釈ガスの流量比を調整して混合し、個々の半導体製造装置ごとに異なる濃度又は種類のドーピングガスを供給することが可能な流量調整手段と、
を備え、前記少なくとも１つの第１ガスシリンダは前記複数の半導体製造装置に接続されていることを特徴とするガス供給装置。
【請求項２】
前記第1ガスシリンダにおけるドーピングガスの濃度が１００％であることを特徴とする請求項１に記載のガス供給装置。
【請求項３】
複数の半導体製造装置にドーピングガスを供給するガス供給方法であって、
前記複数の半導体製造装置で使用しうる最大のドーピングガス濃度よりも大きい濃度を有する少なくとも１種類のドーピングガスと、少なくとも１種類の希釈ガスの流量比を調整して混合し、前記少なくとも１種類のドーピングガスを前記複数の半導体装置に供給して個々の半導体製造装置ごとに異なる濃度又は種類のドーピングガスを供給することを特徴とするガス供給方法。
【請求項４】
前記希釈ガスと混合するドーピングガスの濃度が１００％であることを特徴とする請求項１に記載のガス供給方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばＣＶＤ装置等の半導体製造装置にガスを供給するガス供給装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
半導体素子の製造過程においては通常、ポリシリコン膜及びドープトガラス膜（例えばＰＳＧ）等の成膜工程が含まれており、かかる成膜工程においては、ＰＨ3又はＡｓＨ3などのドーピングガスが使用される。そして、各成膜工程は通常、別個の半導体製造装置（例えばＣＶＤ装置）で行われ、各半導体製造装置ごとにドーピングガスの供給装置が設置されている。
【０００３】
図３は、従来のガス供給装置を示す概略構成図である。図３に示すように、ガス供給装置は、半導体製造装置１０４ａ〜１０４ｃごとに別個に設置されており、ガス供給装置は一般に、ドーピングガスとバランスガスとを混合してなる混合ガスを貯留したガスシリンダ１００と、ガスシリンダ１００に配管１０１を介して接続される流量調整装置１０２とで構成されている。ガスシリンダ１００は毒性の強いドーピングガスを含むため、シリンダーキャビネット１０３に収納されるのが通常である。そして、上記ガス供給装置においては、ガスシリンダ１００内の特定のドーピングガス濃度を有する混合ガスが、シリンダーキャビネット１０３から配管１０１及び流量調整装置１０２を経てそのままの濃度で半導体製造装置１０４に供給される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来のガス供給装置は、以下に示す課題を有する。
【０００５】
即ち半導体工場において多数の半導体製造装置１０４が設置される場合には、各半導体製造装置１０４ごとに、必要とするドーピングガス濃度やドーピングガスの種類も異なるのが通常である。このため、各ガス供給装置ごとにドーピングガス濃度やドーピングガスの種類の異なるガスシリンダを用意する必要があり、これに応じた数のシリンダーキャビネット１０３を設置する必要がある。ここで、シリンダーキャビネット１０３は、毒性の強いドーピングガスを安全且つ安定して供給する機能を有するため、一般に極めて高価である。従って、上記のようにシリンダキャビネット１０３を多数設置すると、多大な設備コストがかかる。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、複数の半導体製造装置にドーピングガスを供給する場合に、設備コストを十分に低減することができるガス供給装置及び方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、複数の半導体製造装置にドーピングガスを供給するガス供給装置であって、前記複数の半導体製造装置内において使用する最大のドーピングガス濃度よりも大きい濃度を有する少なくとも１種類のドーピングガスを貯留する少なくとも１つの第１ガスシリンダと、少なくとも１種類の希釈ガスを貯留する少なくとも１つの第２ガスシリンダと、前記第１ガスシリンダからの前記ドーピングガスと前記第２ガスシリンダからの前記希釈ガスの流量比を調整して混合し、個々の半導体製造装置ごとに異なる濃度又は種類のドーピングガスを供給することが可能な流量調整手段とを備え、前記少なくとも１つの第１ガスシリンダは前記複数の半導体製造装置に接続されていることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、流量調整手段により、第１ガスシリンダから供給されるドーピングガスと、第２ガスシリンダから供給される希釈ガスを任意の流量比に調整して混合できるので、個々の半導体製造装置ごとに異なる濃度又は異なる種類のドーピングガスを供給する場合に、第１ガスシリンダの設置数を半導体製造装置の設置数よりも少なくすることができ、ひいては第１ガスシリンダを収納するシリンダーキャビネットの設置数を少なくすることができる。
【０００９】
また、本発明は、複数の半導体製造装置にドーピングガスを供給するガス供給方法であって、前記複数の半導体製造装置で使用しうる最大のドーピングガス濃度よりも大きい濃度の少なくとも１種類のドーピングガスと、少なくとも１種類の希釈ガスの流量比を調整して混合し、前記少なくとも１種類のドーピングガスを前記複数の半導体装置に供給して個々の半導体製造装置ごとに異なる濃度又は種類のドーピングガスを供給することを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、ドーピングガスと希釈ガスが、流量比を調整されて混合されるため、個々の半導体製造装置ごとに異なる濃度又は異なる種類のドーピングガスを供給する場合に、ドーピングガスを収納するガスシリンダの設置数を半導体製造装置の設置数よりも少なくすることができ、ひいては上記ガスシリンダを収納するシリンダーキャビネットの設置数を少なくすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明のガス供給装置の一実施形態を示す概略構成図である。本実施形態では、３台の半導体製造装置（ＣＶＤ装置等の成膜装置）１ａ〜１ｃにドーピングガスを供給する場合を例にして説明する。
【００１３】
図１に示すように、ガス供給装置２は、第１ガスシリンダ３ａを収納するシリンダーキャビネット３を備えており、第１ガスシリンダ３ａには、例えばドーピングガスとしてのホスフィン（ＰＨ3）が貯留されている。
【００１４】
ドーピングガスの濃度は、半導体製造装置１内で使用する最大のドーピングガス濃度よりも大きい濃度である。つまり、半導体製造装置１ａ〜１ｃのそれぞれにおいては通常、使用するドーピングガス濃度が予め決まっており、その濃度は半導体製造装置１ａ〜１ｃ同士でそれぞれ異なっている。例えばドーピングガス濃度が半導体製造装置１ａでは１％であり、半導体製造装置１ｂでは３％であり、半導体製造装置１ｃでは５％である場合のごとくである。この場合、最大のドーピングガス濃度は５％であるから、ドーピングガスシリンダ３ａ内に貯留するドーピングガスの濃度は５％よりも大きい濃度にすることとなる。第１ガスシリンダ３ａ内のドーピングガス濃度をこのような濃度にすることで、当該濃度よりも低い濃度の範囲内で、任意の濃度のドーピングガスを半導体製造装置１ａ〜１ｃに供給することが可能となる。
【００１５】
半導体製造装置１ａ〜１ｃ内で使用されるドーピングガス濃度は一般に低いため（通常は大きくても５％）、第１ガスシリンダ３ａ内のドーピングガス濃度は１０％あれば十分であり、５０％あればより十分であるが、第１ガスシリンダ３ａ内のドーピングガス濃度は１００％であることが好適である。この場合、第１ガスシリンダ３ａ内にドーピングガスとバランスガス（例えば水素ガス又は窒素ガスなど）との混合ガスを貯留する場合と異なり、ドーピングガスを特定の濃度に安定化させるためにドーピングガスとバランスガスを混合した後しばらく時間を置く必要が無く、また、濃度分析を行う必要も無い。このため、ガスメーカに発注しても、ドーピングガスシリンダ３ａを直ちに且つより安価に入手することが可能となる。
【００１６】
第１ガスシリンダ３ａは、ドーピングガス導入ライン４を介してガスパネル５ａ〜５ｃに接続されている。
【００１７】
また、ガス供給装置２は、第２ガスシリンダ６，７を備えており、第２ガスシリンダ６には窒素ガスが貯留され、第２ガスシリンダ７には、水素ガスが貯留されている。第２ガスシリンダ６は、窒素ガス導入ライン８を介してガスパネル５ａ〜５ｃに接続され、第２ガスシリンダ７は、水素ガス導入ライン９を介してガスパネル５ａ〜５ｃに接続されている。
【００１８】
そして、ガスパネル５ａ〜５ｃはそれぞれ、混合ガス供給ライン１０ａ〜１０ｃを介して半導体製造装置１ａ〜１ｃに接続されている。
【００１９】
図２は、ガスパネル５ａの内部構成図である。図２に示すように、ガスパネル５ａの内部においては、ドーピングガス導入ライン４、水素ガス導入ライン９及び窒素ガス導入ライン８は、１つの混合ガス供給ライン１０ａに接続されており、ドーピングガス導入ライン４、水素ガス導入ライン９及び窒素ガス導入ライン８には、それぞれマスフローコントローラ１１ａ〜１１ｃが接続されている。従って、ドーピングガスと、水素ガス又は窒素ガスとの流量比を調整して混合し、混合ガス供給ライン１１ａを経て半導体製造装置１ａに混合ガスを供給することが可能となっている。
【００２０】
ここで、マスフロコントローラ１１ａ〜１１ｃは制御装置１４に接続されており、制御装置１４は、半導体製造装置１ａから出力される制御信号に基づいて、マスフローコントローラ１１ａ〜１１ｃを通るガスの流量及びマスフローコントローラ１１ａ〜１１ｃ同士のガス流量の比を制御するようになっている。
【００２１】
また、ドーピングガス導入ライン４、水素ガス導入ライン９及び窒素ガス導入ライン８には、マスフローコントローラ１１ａ〜１１ｃの上流側および下流側にそれぞれ、ライン中のごみを除去するフィルタ１２ａ〜１２ｃ、開閉弁１３ａ〜１３ｃが設置されている。
【００２２】
なお、図２は、ガスパネル５ａの内部構成について示したものであるが、ガスパネル５ｂ，５ｃも同様の内部構成を有し、こうしたガスパネル５ａ〜５ｃによって本発明のガス供給装置に用いる流量調整手段が構成されている。
【００２３】
次に、前述したガス供給装置２を用いたガス供給方法について説明する。
【００２４】
ここでは、半導体製造装置１ａ〜１ｃごとに濃度の異なるドーピングガスを供給する場合について説明する。このとき、希釈ガスとしては、水素ガスを用いることとする。
【００２５】
まず、図１に示すように、第１ガスシリンダ３ａからドーピングガス導入ライン４を経てホスフィン（ＰＨ3）をガスパネル５ａ〜５ｃのそれぞれに導入する。一方、第２ガスシリンダ７から水素ガス導入ライン７を経て水素ガスをガスパネル５ａ〜５ｃのそれぞれに導入する。
【００２６】
そして、例えばガスパネル５ａにおいては、図２に示すように、開閉弁１３ｃを閉じ、開閉弁１３ａ，１３ｂを開いておき、マスフローコントローラ１１ａ、１１ｂによりホスフィンと水素ガスの流量比を調整する。このとき、半導体製造装置１ａからホスフィンと水素ガスとの流量比に関する制御信号が制御装置１４に出力され、制御装置１４によりマスフローコントローラ１１ａ、１１ｂが制御される。
【００２７】
この結果、半導体製造装置１ａが必要とするホスフィン濃度を持つ混合ガスが混合ガス供給ライン１０ａを通して半導体製造装置１ａに供給される。
【００２８】
一方、上記と同様にして、半導体製造装置１ｂには、半導体製造装置１ａに供給するホスフィン濃度と異なるホスフィン濃度の混合ガスがガスパネル５ｂから混合ガス供給ライン１０ｂを経て供給され、半導体製造装置１ｃには、上記半導体製造装置１ａ，１ｂに供給するホスフィン濃度と異なるホスフィン濃度の混合ガスがガスパネル５ｃから混合ガス供給ライン１０ｃを経て供給される。
【００２９】
このように、本実施形態のガス供給方法によれば、第１ガスシリンダ３ａから排出されたドーピングガスを、第２ガスシリンダ７からの希釈ガスで希釈することにより任意のドーピングガス濃度の混合ガスを得ることができる。このため、半導体製造装置１ａ〜１ｃごとに異なる濃度のドーピングガスを供給する場合に、従来のようにドーピングガスシリンダ３ａの設置数を半導体製造装置１ａ〜１ｃの設置数と同じくする必要は無く、第１ガスシリンダ３ａの設置数を半導体製造装置１ａ〜１ｃの設置数よりも少なくすることができ、これに伴って、第１ガスシリンダ３ａを収納するシリンダーキャビネット３の設置数を少なくすることができる。ここで、シリンダーキャビネット３は、毒性の強いドーピングガスを安全且つ安定して供給する機能を有するため、一般に極めて高価である。このため、複数の半導体製造装置１ａ〜１を設置する場合に、上記のごとくシリンダーキャビネット３の設置数を少なくすることで設備コストを十分に低減することができる。
【００３０】
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば上記ガス供給方法では、ホスフィンを水素ガスで希釈しているが、水素ガスに代えて窒素ガスで希釈してもよく、水素と窒素ガスとの混合ガスで希釈してもよい。また、上記実施形態では、ホスフィンを使用しているが、ホスフィンに代えてアルシン（ＡｓＨ3）、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）、セレン化水素（Ｈ2Ｓｅ）、三フッ化ホウ素（ＢＦ3）又はゲルマン（ＧｅＨ4）等を使用してもよく、また、これらの２種以上を併用することもできる。この場合、第１ガスシリンダ３ａは、ドーピングガスの種類に応じた数だけ設置される。
【００３１】
また、上記実施形態では、ドーピングガスを３台の半導体製造装置１ａ〜１ｃに供給する場合について説明しているが、これに限定されるものではない。要するに、半導体製造装置は複数であればよい。但し、半導体製造装置の設置数が多いほど本発明は効果的である。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のガス供給装置及びガス供給方法によれば、ドーピングガスと希釈ガスが流量比を調整されて混合され、個々の半導体製造装置ごとに異なる濃度又は異なる種類のドーピングガスを供給する場合に、ドーピングガスを貯留するガスシリンダの設置数を半導体製造装置の設置数よりも少なくすることが可能となり、ひいてはこれを収納するシリンダーキャビネットの設置数を少なくすることができる。よって、設備コストを十分に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガス供給装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１のガスパネルの内部構成図である。
【図３】従来のガス供給装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１ａ〜１ｃ…半導体製造装置、２…ガス供給装置、３ａ…第１ガスシリンダ、５ａ〜５ｃ…ガスパネル（流量調整手段）、６，７…第２ガスシリンダ。
【図１】
0003720294.tif 000002
【図２】
0003720294.tif 000003
【図３】
0003720294.tif 000004