[发明专利]质量流量控制系统、包括该系统的半导体制造装置以及气化器

说明书

一种质量流量控制系统，构成为控制在流路中流动的流体的流量，该质量流量控制系统具有：第一装置，其为质量流量控制装置；外部传感器，其为构成第二装置的至少一个检测单元，所述第二装置是配设于第一装置的外部的装置；以及至少一个控制部，所述至少一个控制部设置于第一装置和第二装置这两方或其中任一方的壳体内，其中，控制部构成为能够至少基于从外部传感器输出的检测信号即外部信号来控制流量控制阀的开度。由此，不追加另外的控制装置等就能够实现迅速的吹扫处理、更准确的流量控制、简便的流量校正、基于罐内的压力或温度进行的流量控制或基于流体中的材料的浓度等进行的流量控制等效果。

技术领域

本发明涉及一种质量流量控制系统、包括该系统的半导体制造装置以及气化器。

背景技术

在半导体的制造工艺中，在被保持为真空(或者，低压或减压)状态的腔室内执行例如薄膜形成、微细加工等工序。例如，根据想要制造的半导体器件的结构等向该腔室导入各种半导体材料气体(后文中有时简称为“材料气体”。)。在需要的情况下，也有时使用例如氩、氦、氮等非活性气体与材料气体的混合气体等。

图1是例示现有技术所涉及的通常的半导体制造装置的构造的示意图。在图1所示的半导体制造装置中，能够根据需要在材料气体1、材料气体2以及材料气体3之间切换，并且向腔室内供给切换后的材料气体。另外，在各种情况下，能够通过各材料气体用质量流量控制装置(MFC-1至MFC-3)来进行各材料气体的流量的测定和控制。

另外，在将常温下处于液相状态或固体状态的材料用作材料气体的情况下，能够使用被称作“气化器”的装置将该材料进行加热来产生气化气体，将产生的气化气体向(作为)半导体制造装置(的作为反应炉的腔室)供给。作为在气化器中产生气化气体的方法，已知各种各样的方式。例如，作为在等离子体CVD法中使用的从液体材料产生气化气体的方式，以往以来，广泛地使用所谓的“鼓泡方式”。该鼓泡方式是一边将气化器具备的罐(气化罐)内贮存的液体材料的温度和气化气体的压力保持为固定一边将被控制了流量的载气向气化罐内的液面下导入并从气化罐的排气口取出载气与气化气体的混合气体的方式(例如参照专利文献1和专利文献2。)。

图2是例示现有技术所涉及的通常的气化器的构造的示意图。气化器由载气用质量流量控制装置、气化罐以及混合气体用质量流量计构成。载气的流量Q1由载气用质量流量控制装置(MFC)来测定和控制，载气与气化气体(材料气体)的混合气体的流量Q2由混合气体用质量流量计(MFM)来测定。气化气体的流量Qs能够通过从混合气体的流量Q2减去载气的流量Q1来求出。

如以上那样，向腔室供给的材料气体、气化气体、非活性气体等气体(后文中有时称作“工艺气体”。)的流量能够由质量流量控制装置来控制。质量流量控制装置至少具备测定作为对象的工艺气体的流量的流量传感器、控制工艺气体的流量的流量控制阀以及产生具有基于流量传感器的输出信号决定的性状(例如电压或电流的大小等)的控制信号的控制电路。流量控制阀的开度是基于控制信号的性状来控制的。因而，质量流量控制装置能够使用流量控制阀来控制载气的流量，以使载气的流量接近预先设定的目标值。另一方面，测定工艺气体的流量的质量流量计具备测定作为对象的工艺气体的流量的流量传感器。

如上述那样，在现有技术所涉及的质量流量控制装置中，在该装置的内部具备流量传感器，基于流量传感器的输出信号来决定向流量控制阀提供的控制信号的性状。即，在这样的质量流量控制装置中，流量传感器、流量控制阀以及控制电路全部被组装在内部，作为装置整体构建出自备型的独立的质量流量控制系统。因而，例如在由于装置的故障以及为了进行检查等而需要更换质量流量控制装置等情况下，能够整个更换质量流量控制装置，因此很方便。

然而，根据使用的方式，现有技术所涉及的自备型的独立的质量流量控制系统存在以下列举的各种各样的问题。例如，在图1所示的半导体制造装置中，在将工艺气体从材料气体1向材料气体2切换的情况下，首先，停止供给材料气体1，通过吹扫气体对材料气体1的流路和腔室内进行吹扫，之后，开始供给材料气体2。为了迅速地完成上述吹扫，期望使经由材料气体1的流路的吹扫气体的流量尽可能大。