专利名称：清除气体供应系统及气体清除方法
技术领域：
本发明涉及一种流体供应系统及清除方法，且特别地，涉及一种清除气体(purge gas)供应系统及气体清除方法。
技术背景在半导体工艺中，几乎每一种工艺设备都需要各种不同的气体来参与工 艺的进行。所以，半导体的工艺设备都需要个别的气体输送处理系统来传输 所需要的工艺气体(processing gas )。而气体输送系统的规划，也随着各种 不同气体间的特性，而有简单到非常复杂的设计。一般而言，气体输送系统是用来将设备所需的工艺气体透过管线及各种 配件，而供应到设备中。而半导体工艺所需要的各种工艺气体，通常是由存 放在气体储拒里的气体钢瓶(gas cylinder)所供应。在更换气体储拒中的气体 钢瓶时，若连接气体钢瓶的管线内还残留有工艺气体，容易造成残留的工艺 气体流入工作环境内。因此，在更换气体钢瓶之前，通常会使用清除氮气 (purge nitrogen)来清洁工艺气体的输送管线，以将管线内的工艺气体排除。然而，在一般常温(约介于20。C至24。C之间)状态下的清除氮气，对于如 溴化氢(HBr)或氯气(Cl2)等黏滞性较高的工艺气体的清除效果极有限。而在 没有完全清理干净的管线中，残存的工艺气体或液滴容易与水气发生反应， 生成氯化氢(HC1)等有害反应物，而导致阀件腐蚀损坏且危害操作人员的安 全。发明内容本发明提供一种清除气体供应系统，能够提供加热的氮气，以有效清除 管线内残留的工艺气体或液滴。本发明还提供一种气体清除方法，可有助于彻底清除管线内的残存物， 以降低清除气体的使用量。本发明提出一种清除气体供应系统，适于连接至工艺气体供应系统。此 清除气体供应系统包括气体供应源、緩冲槽、第一气体输送管线以及控制器。 气体供应源用于提供清除气体。緩冲槽连接气体供应源，用以改变通过緩冲 槽的清除气体的温度。第一气体输送管线连接气体供应源与緩冲槽。控制器 连接缓沖槽，用以调控緩冲槽的温度。在本发明一实施例中，上述緩沖槽包括加热装置，以加热通过緩沖槽的 清除气体。在本发明一实施例中，上述控制器例如连接加热装置。在本发明一实施例中，上述清除气体加热后的温度介于35。C至40。C之间。在本发明一实施例中，还包括第二气体输送管线，连接緩沖槽与工艺气 体供应系统，用以将清除气体输送至工艺气体供应系统。在本发明一实施例中，上述清除气体例如是氮气。在本发明 一实施例中，上述工艺气体供应系统所提供的气体例如是高黏 滞性气体。在本发明一实施例中，上述高黏滞性气体例如是溴化氢。 在本发明一实施例中，上述高黏滞性气体例如是氯气。 本发明还提出一种气体清除方法，适于清洁管线内的高黏滞性工艺气体。首先，加热清除气体。接着，将经加热的清除气体输送至管线中。之后，排出清除气体。在本发明一实施例中，上述加热清除气体，使清除气体的温度介于35。C 至4(TC之间。在本发明 一实施例中，上述清除气体例如是惰性气体(inert gas)。在本发明一实施例中，上述清除气体例如是氮气。在本发明 一 实施例中，上述高黏滞性工艺气体例如是溴化氢。在本发明一实施例中，上述高黏滞性工艺气体例如是氯气。本发明清除气体供应系统因配置可加热的緩冲槽及调控緩沖槽温度的控制器，因此，管线内水气和残存的工艺气体或液滴可以容易地被清除，进而增加阀件的使用寿命并提高操作人员的安全性。此外，本发明的气体清除方法可以有效地清除管线内高黏滞性气体的残存物，因此能够减少清除管线的次数，降低清除气体的使用量，避免工艺成本的增力口。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并 配合所附图式，作详细"i兌明如下。
图1是依照本发明一实施例的清除气体供应系统的配置示意图。图2为依照本发明一实施例的气体清除方法的步骤流程图。主要附图标记说明100:清除气体供应系统 110、 210:气体供应源 120:緩沖槽 130:控制器140、 142、 240a、 240b、 240c、 240d、 240e:气体输送管线144、 146、 242a、 242b、 242c 、 242d:阀件200:工艺气体供应系统220: <吏用端230:抽气装置244:管线S300、 S310、 S320:步骤具体实施方式
图1是依照本发明一实施例的清除气体供应系统的配置示意图。请参照图1 ，清除气体供应系统100例如是适于连接至工艺气体供应系 统200。工艺气体供应系统200所提供的工艺气体例如是高黏滞性气体，其 可以为溴化氢或氯气。在本实施例中，是以将本发明的清除气体供应系统100 应用于清洁工艺气体供应系统200中的高黏滞性气体为例来进行说明，然而 其并不限于此。当然，本发明除了可使用在半导体工艺设备外，亦可应用于 其他适当的领域中，本发明于此不做特别的限定。清除气体供应系统100包括气体供应源110、緩冲槽120、控制器130、 气体输送管线140以及气体输送管线142。緩沖槽120例如是连接气体供应 源110。控制器130例如是耦接至緩沖槽120。气体供应源IIO例如是用来提供清除气体。在本实施例中，气体供应源 110例如是气体钢瓶，且所使用的清除气体包括惰性气体，其例如是氮气。气体输送管线140例如是将气体供应源IIO连接至緩沖槽120，使清除 气体得以自气体供应源110流入緩冲槽120中。在气体输送管线140上还可 以设置阀件144，以调节流入緩冲槽120的清除气体量。緩冲槽120例如具有加热装置(未绘示)，以加热通过緩冲槽120的清除 气体。而通过经加热的緩冲槽120的清除气体，其温度例如介于35。C至40°C 之间。气体输送管线142例如将緩冲槽120连接至工艺气体供应单元200。也 就是说，清除气体供应系统IOO是经由緩沖槽120而连接工艺气体供应系统 200,使得加热后的清除气体可以由气体输送管线142流入工艺气体供应系 统200的管线，进而能够在工艺气体供应系统200的管线中进行清除步骤。 而在气体输送管线142上还可以设置阀件146，作为气体输送管线142的控 制开关。在此说明的是，阀件146在不需进行清除步骤时，例如是处于关闭 状态。此外，控制器130例如耦接至缓沖槽120中的加热装置。操作人员可以 在控制器130设定一个加热温度，以调控緩沖槽120的加热情况。在本实施 例中，控制器130可以是比例积分孩i分控制器(proportiona1-integral-derivative, PID)。特别说明的是，在将清除气体输送至工艺气体供应单元200的管线之前， 藉由使清除气体通过加热的緩沖槽120，可以提高清除气体的温度。随着清 除气体温度的增高，水气会减少、其翁滞性会降低且蒸气压会升高而更容易 气化。因此，使用加热后的清除气体清洁工艺气体供应单元200的管线，能 够有助于让水气及残存的液滴更容易^f皮排除。接下来，将继续说明本发明的气体清除方法。图2为依照本发明一实施例的气体清除方法的步骤流程图。为了详述本 发明的气体清除方法，以下将利用上述图1来举例说明以清除气体供应系统 100应用于清洁工艺气体供应系统200时的操作方法。当然，以下的说明是 用来详述本发明以使本领域技术人员能够据以实施，但并非用以限定本发明 的范围。请同时参照图1与图2,工艺气体供应系统200包括气体供应源210、 使用端220及气体输送管线240a、 240b、 240c、 240d、 240e。气体供应源210用来提供工艺所需的气体。气体供应源210例如是以气体钢瓶的形式配 置在气体储拒中。气体输送管线240a、 240b、 240c、 240d、 240e的功用是 用来将气体供应源210所供应的工艺气体传送到使用端220。气体输送管线 240b与气体输送管线240c的两端例如是交会连接，且其交会连接处分别连 接至气体输送管线240a、 240d。在气体输送管线240b、 240d上分别设置有 阀件242b、 242d。在气体输送管线146、 240a、 240e的交会处例如设置有阀 件242a。在气体输送管线240b、 240c、 240d的交会处例如设置有阀件242c。 上述阀件例如作为气体输送管线240a、 240b、 240c、 240d、 240e的控制开 关。在此实施例中，阀件242a、 242c为减压阀。此外，工艺气体供应系统200例如连接至抽气装置230。抽气装置230 用来在清除管线时产生所需的真空度。抽气装置230例如藉由管线244连接 至气体输送管线240b,且两者的交会连接处位于阀件242b与阀件242c之间。当要更换气体供应源210之前，为了避免管线内残留有工艺气体，则必 须先以清除气体供应系统100提供清除气体将管线内的工艺气体清除。首先， 步骤S300，操作人员可以在清除气体供应系统100中的控制器130设定加 热温度，以加热通过缓沖槽120的清除气体。经加热的清除气体的温度例如 介于35。C至40。C之间。继之，停止气体供应源210供应工艺气体，亦即关闭工艺气体钢瓶的开 关阀门。接着，打开阀件146,并让阀件242a、 242c处于开启状态，且同时 使阀件242b、 242d处于关闭状态。此时，经加热的清除气体会自清除气体 供应系统100会流入并充满气体输送管线240a、 240c、 240e及部分气体输 送管线240b、 240d(步骤S310)。使清除气体于上述管线中持续停留一段时间 并使其反应稳定后，关闭阀件146，并打开抽气装置230将清除气体排出(步 骤S320)。特别说明的是，为了使工艺气体供应系统200的所有管线都能够被彻底 清洁，因此可以选择性地重复进行步骤S310至步骤S320。之后，使阀件242a、 242b、 242c处于开启状态，且使阀件146、 242d 处于关闭状态，并开启抽气装置230将位于气体供应源210与使用端220之 间的气体传输管线242a、 242b、 242c、 242e内的气体抽离，而在上述管线 内形成负压的状态。接着，打开阀件146,使清除气体灌入先前形成负压的气体传输管线242a、 242b、 242c、 242e(步骤S310)。之后，再关闭阀件146,并开启抽气 装置230抽离气体传输管线242a、242b、 242c、 242e内的清除气体(步骤S320)。 然后，持续地交替进行于气体输送管线中灌入清除气体并将清除气体抽离的 循环步骤数次。如此一来，即可藉由重复地使用经加热的清除气体来带走位 于气体供应源210与使用端220之间的气体传输管线242a、242b、242c、242e 内的残留物。当更换气体供应源210的气体钢瓶时，可以避免气体输送管线 内的残留物影响操作人员的安全。综上所述，本发明至少具有下列优点加热的清除气体可以将管线内残存的高黏滞性工艺气体或液滴清除得更干净。有效地排除管线内的残存物有助于减少清除气体的排气循环次数，降低 清除气体的使用量，因此可以节省工艺成本。管线内没有残留的工艺气体或是其与水气共同生成的反应物，因此气体 输送系统中阀件腐蚀损坏的情况可以获得改善，进而延长阀件的使用寿命。在更换工艺气体钢瓶时，能够避免管线内的残留物散布到工作环境中， 并进一步提升更换气体钢瓶的操作人员的安全。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何 本领域普通技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许之更动与 润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定者为准。
权利要求
1. 一种清除气体供应系统，适于连接至工艺气体供应系统，包括气体供应源，用以提供清除气体；缓冲槽，连接该气体供应源，用以改变通过该缓冲槽的该清除气体的温度；第一气体输送管线，连接该气体供应源与该缓冲槽；以及控制器，连接该缓冲槽，用以调控该缓冲槽的温度。
2. 如权利要求1所述的清除气体供应系统，其中该緩沖槽包括加热装 置，以加热通过该缓冲槽的该清除气体。
3. 如权利要求2所述的清除气体供应系统，其中该控制器连接该加热装置。
4. 如权利要求2所述的清除气体供应系统，其中该清除气体加热后的温 度介于35。C至40。C之间。
5. 如权利要求1所述的清除气体供应系统，还包括第二气体输送管线， 连接该緩沖槽与该工艺气体供应系统，用以将该清除气体输送至该工艺气体 供应系统。
6. 如权利要求1所述的清除气体供应系统，其中该清除气体包括氮气。
7. 如权利要求1所述的清除气体供应系统，其中该工艺气体供应系统所 提供的气体包括高黏滞性气体。
8. 如权利要求7所述的清除气体供应系统，其中该高黏滞性气体包括溴 化氢。
9. 如权利要求7所述的清除气体供应系统，其中该高黏滞性气体包括氯气
10. —种气体清除方法，适于清洁管线内的高黏滞性工艺气体，包括 加热清除气体；将经加热的该清除气体输送至该管线中；以及 排出该清除气体。
11. 如权利要求IO所述的清除气体供应系统，其中加热该清除气体，使 该清除气体的温度介于35。C至40。C之间。
12. 如权利要求IO所述的清除气体供应系统，其中该清除气体包括惰性 气体。
13. 如权利要求12所述的清除气体供应系统，其中该清除气体包括氮
14. 如权利要求IO所述的清除气体供应系统，其中该高黏滞性工艺气体 包括溴化氢。
15. 如权利要求10所述的清除气体供应系统，其中该高黏滞性工艺气体 包括氯气。
全文摘要
本发明提供一种清除气体供应系统及气体清除方法，该清除气体供应系统适于连接至工艺气体供应系统。此清除气体供应系统包括气体供应源、缓冲槽、第一气体输送管线以及控制器。气体供应源用于提供清除气体。缓冲槽连接气体供应源，用以改变通过缓冲槽的清除气体的温度。第一气体输送管线连接气体供应源与缓冲槽。控制器连接缓冲槽，用以调控缓冲槽的温度。
文档编号B08B9/032GK101398127SQ20071016197
公开日2009年4月1日 申请日期2007年9月27日 优先权日2007年9月27日
发明者何照铭, 魏涌洲 申请人:力晶半导体股份有限公司