(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体処理装置の処理チャンバーに用いる、真空省スペース化した真空制御装置を提供する。【解決手段】半導体処理装置１１の処理チャンバー１３と真空ポンプ２０との間に設けられ、処理チャンバー１３と真空ポンプ２０とに接続される真空制御装置１５であって、真空制御装置１５は、処理チャンバー１３と真空ポンプ２０との間の排気流路２１を遮断する排気遮断弁２５と、排気流路２１の排気流量を制御して処理チャンバー１３内の圧力を調整する圧力制御弁２７とが組み込まれて成る。【選択図】図１
0003179683.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
半導体処理装置の処理チャンバーと真空ポンプとの間に設けられ、前記処理チャンバーと前記真空ポンプとに接続される真空制御装置であって、
該真空制御装置は、前記処理チャンバーと前記真空ポンプとの間の排気流路を遮断する排気遮断弁と、前記排気流路の排気流量を制御して前記処理チャンバー内の圧力を調整する圧力制御弁とが組み込まれて成ることを特徴とする真空制御装置。
【請求項２】
前記真空連続装置に組み込まれた前記排気遮断弁と前記圧力制御弁とが、前記真空制御装置の内部に設けた排気流路に連続して形成されて成ることを特徴とする請求項１に記載の真空制御装置。
【請求項３】
半導体処理装置の隣接する２以上の処理チャンバーと真空ポンプとの間に設けられ、前記２以上の処理チャンバーと前記真空ポンプとに接続される真空制御装置であって、
該真空制御装置は、前記隣接する２以上の処理チャンバーと前記真空ポンプとの間の排気流路を遮断する排気遮断弁と、前記排気流路の排気流量を制御して前記処理チャンバー内の圧力を調整する圧力制御弁とが組み込まれて成ることを特徴とする真空制御装置。
【請求項４】
前記排気遮断弁は、前記隣接する２以上の処理チャンバーからの排気流路毎にそれぞれ設けられ、前記圧力制御弁は、前記各排気流路が合流した合流排気流路に設けられて成ることを特徴とする請求項１に記載の真空制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項に記載の真空制御装置と、半導体基板を処理する処理チャンバーと、真空ポンプとを備えて成る半導体処理装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、半導体処理装置における処理チャンバーの真空制御装置に関し、特に、圧力制御弁、排気遮断弁及び接続配管などの真空排気系の装置を一つのブロック内に組み込んで成る、真空制御装置及びこれを備えた半導体処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体、液晶パネル等の製造は、高い清浄度及び所定の温度・湿度が維持されるように管理されたクリーンルーム内で行われるが、製造するデバイスの高集積化が進むに伴い、クリーンルームに要求される清浄度等の機能はより厳しくなり続け、デバイスの製造コストに占めるクリーンルームの運用費用の割合は、年々上昇する傾向にある。
【０００３】
これに伴い、半導体製造等においては、クリーンルーム内における基板処理装置の専有面積（Ｆｏｏｔ  Ｐｒｉｎｔ）を小さくすることが、クリーンルームを効率的に使用し、デバイスの製造コストを低減するうえで重要な課題となっている。
【０００４】
一方、昨今の基板の大型化に伴い、基板処理に必要な反応ガス量は、基板面積に比例して増大することから、処理チャンバー内を真空状態に制御する機器、すなわち、遮断弁、圧力制御弁、排気用配管などの真空排気系機器が大型化し、大きな空間を専有する傾向にある。
【０００５】
従来の半導体製造装置の処理チャンバーとその真空排気系機器の模式図を図３及び図４に示す。図３は処理チャンバーが単独配置される場合、図４は処理チャンバーが２台隣接配置される場合の、それぞれ真空排気系機器の模式図である。
【０００６】
図３に示すように、半導体製造装置５１は、半導体基板を成膜処理するために内部が真空排気される処理チャンバー５３と、処理チャンバー５３内を排気する排気流路を遮断する排気遮断弁５５と、排気遮断弁５５と処理チャンバー５３を接続する排気配管５６と、処理チャンバー５３内の圧力を調整する圧力制御弁５７と、圧力制御弁５７と排気遮断弁５５とを接続する排気配管５８と、処理チャンバー５３に原料ガスを送るガス供給部（不図示）及び高周波電力を供給する電力供給部（不図示）等の各種附属機器のコンポーネント６１とを含み、さらに圧力制御弁５７から矢印６２に示す方向の外部には、処理チャンバー５３内を排気する真空ポンプ６５が配置されている。
【０００７】
上記のように、半導体製造装置全体としては、その専有面積（横方向の長さ６５と縦方向の長さ６６とで示される方形状の範囲）が、真空排気系機器の大型化に伴い、省スペース化に反して拡大している。
【０００８】
図４に示すように、２台の処理チャンバーが隣接配置される半導体製造装置５２の場合には、処理チャンバー５３ａ、５３ｂと真空ポンプ６５ａ、６５ｂとの間に、それぞれ排気遮断弁５５ａ、５５ｂ、圧力制御弁５７ａ、５７ｂ、排気配管５６ａ、５６ｂ、５８ａ、５８ｂを含む真空排気系が処理チャンバー毎に設けられており、コンポーネント６１ａ、６１ｂを含む半導体製造装置全体の専有面積（横方向の長さ６８と縦方向の長さ６９とで示される方形状の範囲）は、さらに省スペース化に反している。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００９】
このように、従来の半導体製造装置では、真空排気系における各種の機能をそれぞれ個別の部品に持たせているため、個別の部品を繋ぐための配管を含めると合計の専有面積が大きくなり、処理チャンバー周辺の省スペース化が著しく制限され、真空排気系以外の機能に関する部品の配置が難しくなる傾向にある。
【００１０】
本考案は、半導体処理装置の処理チャンバーにおける排気遮断弁、圧力制御弁等を含む真空排気系機器の省スペース化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本考案が提供するのは、半導体処理装置の処理チャンバーと真空ポンプとの間に設けられ、前記処理チャンバーと前記真空ポンプとに接続される真空制御装置であって、該真空制御装置は、前記処理チャンバーと前記真空ポンプとの間の排気流路を遮断する排気遮断弁と、前記排気流路の排気流量を制御して前記処理チャンバー内の圧力を調整する圧力制御弁とが組み込まれて成ることを特徴とする真空制御装置である。
【００１２】
このように、処理チャンバーと真空ポンプとの間に、排気遮断弁と圧力制御弁とが組み込まれた真空制御装置を設け、処理チャンバーと真空ポンプとに接続することで、従来の真空排気系における各種の機能をそれぞれ個別の部品に持たせた場合に比べて、真空排気系機器の省スペース化を図ることができる。
【００１３】
さらに、前記真空連続装置に組み込まれた前記排気遮断弁と前記圧力制御弁とが、前記真空制御装置の内部に設けた排気流路に連続して形成されて成ることで、従来の排気遮断弁と圧力制御弁とを繋ぐ接続配管に要した部分の省スペース化を図ることができる。
【００１４】
さらに本考案が提供するのは、半導体処理装置の隣接する２以上の処理チャンバーと真空ポンプとの間に設けられ、前記２以上の処理チャンバーと前記真空ポンプとに接続される真空制御装置であって、該真空制御装置は、前記隣接する２以上の処理チャンバーと前記真空ポンプとの間の排気流路を遮断する排気遮断弁と、前記排気流路の排気流量を制御して前記処理チャンバー内の圧力を調整する圧力制御弁とが組み込まれて成ることを特徴とする真空制御装置である。
【００１５】
各処理チャンバー毎に設けられていた真空排気系機器を共通の真空制御装置を設けることで、真空排気系機器の省スペース化を図ることができる。
【００１６】
さらに、前記排気遮断弁は、前記隣接する２以上の処理チャンバーからの排気流路毎にそれぞれ設けられ、前記圧力制御弁は、前記各排気流路が合流した合流排気流路に設けられて成ることで、より真空排気系機器の省スペース化を図ることができる。
【００１７】
さらに、上記真空制御装置と、半導体基板を処理する処理チャンバーと、真空ポンプとを備えて成る、省スペース化を図った半導体処理装置を提供することができる。
【考案の効果】
【００１８】
本考案によれば、処理チャンバーと真空ポンプとの間に、排気遮断弁と圧力制御弁とが組み込まれた真空制御装置を設け、処理チャンバーと真空ポンプとに接続したので、従来の真空排気系における各種の機能をそれぞれ個別の部品に持たせた場合に比べて、真空排気系機器の省スペース化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本考案の第１の実施形態に係る真空制御装置を含む半導体処理装置の模式図である
【図２】図２は、本考案の第２の実施形態に係る真空制御装置を含む半導体処理装置の模式図である。
【図３】図３は、従来の半導体製造装置における処理チャンバーの真空排気系機器を示す模式図である。
【図４】図４は、従来の半導体製造装置における隣接した２台の処理チャンバーの真空排気系機器を示す模試図である。
【考案を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照して本考案の好ましい実施形態を説明する。
【００２１】
本考案の第１の実施形態に係る真空制御装置を含む半導体処理装置の模式図を図１に示す。
【００２２】
図１に示すように、半導体処理装置１１は、半導体基板を成膜処理するために内部を真空排気される処理チャンバー１３と、処理チャンバー１３と真空ポンプ２０との間に設けられ、処理チャンバー１３と真空ポンプとに接続される真空制御装置１５と、処理チャンバー１３に原料ガスを送るガス供給部（不図示）及び処理チャンバー１３に高周波電力を供給する電力供給部（不図示）等のコンポーネント１６とを含む。
【００２３】
処理チャンバー１３は、その内部に載置された半導体基板に化学気相成長（ＣＶＤ）法、又はプラズマエッチング法等により成膜処理するための容器である。
【００２４】
真空制御装置１５は、その内部に処理チャンバー１３からの排気を真空ポンプ２０に向けて送る排気流路２１が形成されており、排気流路２１の一端には処理チャンバー１３の排気口に接続されるチャンバー側開口部２２が、排気流路２１の他端には、矢印１８方向に示す位置に設けられる真空ポンプ２０に接続されるポンプ側開口部２３が、それぞれ形成される。
【００２５】
真空制御装置１５の排気流路２１の内部には、排気流路２１を遮断する排気遮断弁２５がチャンバー側開口部２２側に、排気流路２１の排気流量を制御して処理チャンバー１３内の圧力を調整する圧力制御弁２７がポンプ側開口部２３側となるように、排気遮断弁２５と圧力制御弁とがそれぞれ連続かつ近接した状態で配置される。
【００２６】
排気遮断弁２５としては、例えば電磁式又は電動式の遮断バルブが使用され、圧力制御弁１７としては、例えばニードルで排気流路２１の開度を調整して流量制御するニードルバルブ又はスロットルバルブ等が使用される。
【００２７】
真空制御装置１５は、その内部に排気遮断弁２５と圧力制御弁２７とを組み込んだ容器としてもよく、又は排気遮断弁器具と圧力制御弁器具とを連結具等を介して結合させた一体のものでもよい。
【００２８】
このように、本実施形態に示す真空制御装置は、排気遮断弁及び圧力制御弁を組み込んだものであるから、排気遮断弁、圧力制御弁及びこれらの接続配管から成る従来の真空排気系機器と比べて、図１に示すように半導体製造装置全体の専有面積（横方向の長さ２９と縦方向の長さ３０とで示される方形状の範囲）において、省スペース化を図ることができる。
【００２９】
次に、本考案の第２の実施形態に係る真空制御装置を含む半導体処理装置の模式図を図２に示す。本実施形態は、処理チャンバーを２台隣接して配置された場合の真空排気系の省スペース化を示すものであり、第１の実施形態と共通する部分は同一名称、同一符号で示し、第１実施形態と重複する説明は適宜省略する。
【００３０】
図２に示すように、半導体製造装置１２は、隣接して配置される２台の処理チャンバー１３ａ、１３ｂと、処理チャンバー１３ａ、１３ｂと真空ポンプ２０との間に設けられ、処理チャンバー１３ａ、１３ｂと真空ポンプとに接続される真空制御装置１９と、処理チャンバー１３ａ、１３ｂに原料ガスを送るガス供給部（不図示）及び処理チャンバー１３ａ、１３ｂに高周波電力を供給する電力供給部（不図示）等のコンポーネント１６ａ、１６ｂとを含む。
【００３１】
真空制御装置１９には、内部に処理チャンバー１３ａ、１３ｂからの排気を真空ポンプ２０に送る排気流路３１が形成され、さらに、処理チャンバー１３ａ、１３ｂからの各排気流路３１ａ、３１ｂは真空制御装置１９の内部で合流して、真空ポンプ２０に向けた１本の排気流路３１ｃとして形成される。
【００３２】
排気流路３１ａの一端には処理チャンバー１３ａの排気口に接続されるチャンバー側開口部３３ａが、また排気流路３１ｂの一端には処理チャンバー１３ｂの排気口に接続されるチャンバー側開口部３３ｂが形成され、排気流路３１ａの他端及び排気流路３１ｂの他端は排気流路３１ｃに接続して合流する。排気流路３１ｃは、矢印１８方向に示す位置に設けられる真空ポンプ２０に接続されるポンプ側開口部３５が形成される。
【００３３】
真空制御装置１９の排気流路３１の内部には、排気流路３１ａの排気を遮断する排気遮断弁２５ａと、排気流路３１ｂの排気を遮断する排気遮断弁２５ｂとがそれぞれ配置されており、さらに排気流路３１ｃには、排気流路３１ｃの排気流量を制御して処理チャンバー１３ａ、１３ｂ内の圧力を制御する圧力調整弁２７が配置されている。
【００３４】
圧力調整弁２７の使用に際しては、排気遮断弁２５ａにより排気流路３１ａを遮断すると共に、排気遮断２５ｂを開いて排気流路３１ｂを通流状態として、圧力調整弁２７により排気流量を調整して処理チャンバー１３ｂ内の圧力を調整し、これとは逆に、排気遮断弁２５ｂにより排気流路３１ｂを遮断すると共に、排気遮断２５ａを開いて排気流路３１ａを通流状態として、圧力調整弁２７により排気流量を調整して処理チャンバー１３ｂ内の圧力を調整する。
【００３５】
このように、本実施形態に示す真空制御装置は、各処理チャンバーの排気をそれぞれ遮断する各排気遮断弁と、各処理チャンバー内部の圧力を調整する共通の圧力制御弁を組み入れたものであるから、処理チャンバー毎の排気遮断弁、圧力制御弁及びこれらの接続配管から成る従来の真空排気系機器と比べて、図２に示すように半導体製造装置全体の専有面積において（横方向の長さ３６と縦方向の長さ３７で示される方形状の範囲）、省スペース化をさらに図ることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１１    半導体製造装置
１３    処理チャンバー
１５    真空制御装置
２０    真空ポンプ
２１    排気流路
２５    排気遮断弁
２７    圧力制御弁
【図１】
0003179683.tif 000003
【図２】
0003179683.tif 000004
【図３】
0003179683.tif 000005
【図４】
0003179683.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成24年9月6日(2012.9.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
半導体処理装置の処理チャンバーと真空ポンプとの間に設けられ、前記処理チャンバーと前記真空ポンプとに接続される真空制御装置であって、
該真空制御装置は、前記処理チャンバーと前記真空ポンプとの間の排気流路を遮断する排気遮断弁と、前記排気流路の排気流量を制御して前記処理チャンバー内の圧力を調整する圧力制御弁とが組み込まれて成ることを特徴とする真空制御装置。
【請求項２】
前記真空制御装置に組み込まれた前記排気遮断弁と前記圧力制御弁とが、前記真空制御装置の内部に設けた排気流路に連続して形成されて成ることを特徴とする請求項１に記載の真空制御装置。
【請求項３】
半導体処理装置の隣接する２以上の処理チャンバーと真空ポンプとの間に設けられ、前記２以上の処理チャンバーと前記真空ポンプとに接続される真空制御装置であって、
該真空制御装置は、前記隣接する２以上の処理チャンバーと前記真空ポンプとの間の排気流路を遮断する排気遮断弁と、前記排気流路の排気流量を制御して前記処理チャンバー内の圧力を調整する圧力制御弁とが組み込まれて成ることを特徴とする真空制御装置。
【請求項４】
前記排気遮断弁は、前記隣接する２以上の処理チャンバーからの排気流路毎にそれぞれ設けられ、前記圧力制御弁は、前記各排気流路が合流した合流排気流路に設けられて成ることを特徴とする請求項３に記載の真空制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項に記載の真空制御装置と、半導体基板を処理する処理チャンバーと、真空ポンプとを備えて成る半導体処理装置。