处理气体供给系统及处理装置的制作方法

专利名称：处理气体供给系统及处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对半导体晶片等被处理体实施退火处理或成膜处理等规定的处理的
处理装置及其中所使用的处理气体供给系统，特别是涉及能够将处理气体利用稀释气体在 数ppb水平-数百ppb水平的稀释率非常高的范围内高精度地稀释而供给的处理气体供给 系统及处理装置。
背景技术：
—般来说，在制造半导体器件时，通过对半导体晶片反复进行成膜处理、蚀刻处
理、退火处理、氧化扩散处理、改性处理等各种处理，来制造所需的设备。最近，出于对半导
体器件的进一步的高集成化及高精细化的要求，线宽或孔径越来越精细化。 此种状况下，在实施如上所述的各种处理时，作为加工条件的例如加工温度或加
工压力等被要求进行更严格的高精度的控制。与此同时，对于作为加工气体的处理气体也
要求严格高精度的流量控制。特别是，在供给微量的处理气体的情况下，有时要求在对该处
理气体的微细量高精度地加以流量控制的同时进行供给。 例如在最近，如JP2004-107747A等中所公开的那样，作为布线材料或向沟槽、孔 等凹部内的填入材料，有时使用电阻小的铜。此外，作为填入材料使用电阻小的铜时，取代 以往的由Ta膜或TaN膜构成的阻挡膜，而采用使用了 Mn膜或CuMn合金膜的自形成阻抗层 受到关注(例如JP2005-277390A) 。 Mn膜或CuMn合金膜是利用溅射成膜的，此外该Mn膜或 CuMn合金膜自身成为种子膜。由此，可以在该Mn膜或CuMn合金膜的上方直接形成镀铜层。 如果在镀铜后实施退火，则Mn膜或CuMn合金膜中的Mn成分就会自行匹配地与下层的作为 绝缘膜的Si02层反应。这样，在Si02层与镀敷形成的Cu层的交界部分就会形成MnSi,Oy(x、 y :任意的自然数)膜、或锰氧化物Mn,Oy(x、y :任意的自然数)膜这样的阻挡膜。其结果是， 可以获得能削减制造工序数的优点。 为了提高如上所述的使用了来自Mn膜或CuMn合金膜的自形成阻挡膜的Cu布线 的可靠性，需要在Cu层的形成后在02气氛中进行退火处理，使Mn膜或CuMn合金膜中的多 余的Mn向Cu层上排出。此时，为了控制Mn向Cu表面的排出程度，需要将上述02气氛的 02浓度设定为数ppb到数百ppb水平这样的非常低的值，并且最好高精度地控制该浓度。
作为其他的例子，上述Mn膜或含有Mn的膜例如可以使用含有Mn的有机金属材料 和微量的水分，利用例如CVD(Chemical VaporD印osition)法来形成。此时所必需的水分 非常微量。为了形成可靠性高的MnxOy阻挡膜，需要对该水分量以数ppb到数百ppb水平高 精度地加以流量控制。 例如，如JP2006-521707T中所公布地，以如上所述的微量的流量进行处理气体的 供给。即，在将上述处理气体以微少的流量流过的同时，用大量的Ar或N2等稀释气体稀释， 从而就要供给该稀释处理气体。 但是，如上所述，在流过微少量的处理气体的同时将其用大量的稀释气体稀释的 情况下，由于质量流控制器之类的流量控制器的特性上的问题，将处理气体的浓度在如上
6所述的数ppb-数百ppb水平的极低浓度范围内高精度地控制是非常困难的。 另外，如果不流过非常多的稀释气体，则无法制作所需的浓度的稀释处理气体。此
外，必须将稀释处理气体中的所必须的流量以外的剩余部分废弃。基于这些情况，稀释气体
的使用变得没有效率，从而还有气体的成本高的问题。

发明内容
本发明是着眼于如上所述的问题，为了有效地解决该问题而提出的。本发明的目
的在于，提供可以在数ppb-数百ppb水平的极低浓度范围内高精度地控制处理气体的浓度 的处理气体供给系统及处理装置。另外，本发明的其他目的在于，通过将处理气体再利用来 降低气体的成本。 本发明的第一处理气体供给系统是对气体使用系统供给利用稀释气体稀释后的 处理气体的处理气体供给系统，其特征在于，具备储存上述处理气体的处理气体罐；储存 上述稀释气体的稀释气体罐；连接上述处理气体罐和上述气体使用系统的主气体通道；设 置于上述主气体通道上的多个流量控制器；稀释气体通道，是将上述稀释气体罐与上述主 气体通道连接的稀释气体通道，在设置于上述主气体通道上的多个流量控制器当中的除最
下游侧的流量控制器以外的流量控制器所紧邻的下游侧与上述主气体通道连接；设置于上 述稀释气体通道上的流量控制器；剩余气体排出通道，其在设置于上述主气体通道上的多
个流量控制器当中的除最上游侧的流量控制器以外的流量控制器所紧邻的上游侧与上述
主气体通道连接，将剩余的稀释后的处理气体从上述主气体通道中排出。 根据本发明的第一处理气体供给系统，通过将从处理气体罐经主气体通道内在加
以流量控制的同时流来的处理气体，利用经稀释气体通道内在加以流量控制的同时流来的 稀释气体稀释，就可以生成稀释后的处理气体。此后，稀释后的处理气体在被控制流量的同
时供给，此时，剩余的稀释处理气体被排出。其结果是，可以在数ppb-数百ppb水平的极低
浓度范围高精度地控制处理气体的浓度。 本发明的第一处理气体供给系统中，也可以在上述处理气体罐内，收容纯处理气 体或利用稀释气体稀释为规定的浓度的处理气体。特别是，在将利用稀释气体稀释为规定 的浓度的处理气体收容于处理气体罐内的情况下，可以在更低的浓度范围高精度地控制处 理气体的浓度。 本发明的第一处理气体供给系统中，上述处理气体也可以是02。 本发明的第二处理气体供给系统是对气体使用系统供给利用稀释气体稀释后的
处理气体的处理气体供给系统，其特征在于，具备储存上述处理气体的液体原料的液体原
料罐；储存上述稀释气体的稀释气体罐；连接上述液体原料罐和上述气体使用系统的主气
体通道；设置于上述主气体通道上的流量控制器；稀释气体通道，是将上述稀释气体罐与
上述主气体通道连接的稀释气体通道，在设置于上述主气体通道上的流量控制器的下游侧
与上述主气体通道连接。 根据本发明的第二处理气体供给系统，作为处理气体的原料使用液体的原料。这 样，通过将从储存液体原料的液体原料罐中在进行流量控制的同时流来的处理气体，利用 经稀释气体通道内在进行流量控制的同时流来的稀释气体稀释，就可以生成稀释后的处理 气体。所以，就可以在数ppm-数百ppm水平的低浓度范围高精度地控制处理气体的浓度。
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本发明的第二处理气体供给系统中，上述液体原料罐也可以如下构成，S卩，在该液
体原料罐内因上述液体原料蒸发而产生的处理气体向上述主气体通道流出。
本发明的第二处理气体供给系统也可以还具备设置于上述主气体通道上的多个
流量控制器；剩余气体排出通道，其在设置于上述主气体通道上的多个流量控制器当中的
除最上游侧的流量控制器以外的流量控制器所紧邻的上游侧与主气体通道连接，将剩余的
稀释后的处理气体从上述主气体通道中排出，上述稀释气体通道在设置于上述主气体通道
上的多个流量控制器当中的除最下游侧的流量控制器以外的流量控制器所紧邻的下游侧
与上述主气体通道连接。 本发明的第二处理气体供给系统也可以还具备压力调整阀机构，其在上述液体原 料罐所紧邻的下游侧设于上述主气体通道上。 本发明的第二处理气体供给系统中，上述处理气体也可以是水蒸气(H20)。
本发明的第三处理气体供给系统是对气体使用系统供给利用稀释气体稀释后的 处理气体的处理气体供给系统，其特征在于，具备储存上述处理气体的液体原料的液体原 料罐；储存上述稀释气体的稀释气体罐；鼓泡机构，其通过向储存在上述液体原料罐内的 上述液体原料中，在利用流量控制器控制流量的同时，导入稀有气体，使上述液体原料气化 而生成上述处理气体；连接上述液体原料罐和上述气体使用系统的主气体通道；将上述稀 释气体罐与上述主气体通道连接的稀释气体通道；设置于上述稀释气体通道上的流量控制 器。 根据本发明的第三处理气体供给系统，作为处理气体的原料使用液体的原料。这 样，通过向储存液体原料的液体原料罐内在进行流量控制的同时导入稀释气体，即借助使 用了稀释气体的鼓泡，来生成处理气体。此外，通过利用经稀释气体通道内在进行流量控制 的同时流来的稀释气体将处理气体稀释，就可以生成稀释后的处理气体。所以，就可以在数 卯m-数百ppm水平的低浓度范围高精度地控制处理气体的浓度。 本发明的第三处理气体供给系统也可以还具备设置于上述主气体通道上的流量 控制器；剩余气体排出通道，其在该流量控制器所紧邻的上游侧与上述主气体通道连接，将 剩余的稀释后的处理气体从上述主气体通道中排出。 本发明的第三处理气体供给系统也可以还具备设置于上述主气体通道上的多个 流量控制器；剩余气体排出通道，其在设置于上述主气体通道上的多个流量控制器当中的 除最上游侧的流量控制器以外的流量控制器所紧邻的上游侧与主气体通道连接，将剩余的 稀释后的处理气体从上述主气体通道中排出，上述稀释气体通道在设置于上述主气体通道 上的多个流量控制器当中的除最下游侧的流量控制器以外的流量控制器所紧邻的下游侧 与上述主气体通道连接。根据此种处理气体供给系统，可以涵盖多段地设置稀释气体通道 和剩余气体排出通道，可以在反复进行处理气体的稀释和剩余气体的排出的同时，涵盖多 段地反复进行稀释。从而就可以在更低的浓度范围高精度地控制处理气体的浓度。另外， 通过设为多段构成，还可以减少稀释气体的总使用量。 本发明的第三处理气体供给系统也可以还具备压力调整阀机构，其在上述液体原 料罐所紧邻的下游侧设于上述主气体通道上。 本发明的第三处理气体供给系统中，上述处理气体也可以是水蒸气(H20)。 本发明的第一至第三处理气体供给系统的某个也可以还具备浓度测定器，其设
8于上述气体使用系统的紧前方的上述主气体通道上或上述气体使用系统中，测定上述处理 气体的浓度；反馈控制部，其基于上述浓度测定器的检测值对上述流量控制器进行反馈控 制。此种处理气体供给系统中，进行利用上述反馈控制部的反馈控制的流量控制器也可以 是设置于上述主气体通道上的上述流量控制器。或者，在此种处理气体供给系统中，进行利 用上述反馈控制部的反馈控制的流量控制器也可以是设置于上述稀释气体通道上的上述 流量控制器。根据此种处理气体供给系统，可以检测出导入气体使用系统的处理气体的浓 度而进行反馈控制。从而可以在极低的浓度范围中高精度地稳定地控制处理气体的浓度。
本发明的第四处理气体供给系统是对气体使用系统供给利用稀释气体稀释后的 处理气体的处理气体供给系统，其特征在于，具备形成上述处理气体的处理气体形成部； 储存上述稀释气体的稀释气体罐；连接上述处理气体形成部和上述气体使用系统的主气体 通道；设置于上述主气体通道上的流量控制器；稀释气体通道，是将上述稀释气体罐与上 述主气体通道连接的稀释气体通道，在设置于上述主气体通道上的流量控制器的上游侧与 上述主气体通道连接；设置于上述稀释气体通道上的流量控制器；剩余气体排出通道，其 在设置于上述主气体通道上的流量控制器所紧邻的上游侧与上述主气体通道连接，将剩余 的稀释后的处理气体从上述主气体通道中排出。 根据本发明的第四处理气体供给系统，通过将从处理气体形成部中经主气体通道 内流来的处理气体，利用经稀释气体通道内在进行流量控制的同时流来的稀释气体稀释， 就可以生成稀释后的处理气体。此外，稀释后的处理气体在被控制流量的同时供给，此时， 剩余的稀释处理气体被排出。其结果是，可以在数ppb-数百ppb水平的极低浓度范围高精 度地控制处理气体的浓度。 本发明的第四处理气体供给系统中，上述处理气体形成部也可以具有将用于形 成上述处理气体的多种原料气体在独立地进行流量控制的同时供给的原料气体供给系统、 使来自上述原料气体供给系统的上述多种原料气体反应而形成上述处理气体的反应部。根 据此种处理气体供给系统，可以将由处理气体形成部形成的处理气体的纯度维持得较高， 并且可以高精度地控制浓度。 本发明的第四处理气体供给系统中，也可以上述多种原料气体是H2气及02气，上 述处理气体是水蒸气(H20)。 本发明的第四处理气体供给系统也可以还具备浓度测定器，其设于上述气体使 用系统的紧前方的上述主气体通道上或上述气体使用系统中，测定上述处理气体的浓度； 反馈控制部，其基于上述浓度测定器的检测值对上述流量控制器进行反馈控制。此种处理 气体供给系统中，进行利用上述反馈控制部的反馈控制的流量控制器也可以是设置于上述 主气体通道上的上述流量控制器、或设于上述处理气体形成部中的流量控制器。或者，在此 种处理气体供给系统中，进行利用上述反馈控制部的反馈控制的流量控制器也可以是设置 于上述稀释气体通道上的上述流量控制器。 本发明的第一至第四处理气体供给系统的某个也可以如下构成，S卩，还具备连接 上述剩余气体排出通道和上述稀释气体通道的再利用气体通道，上述再利用气体通道可以 将从上述剩余气体排出通道中排出的剩余气体的全部或其一部分作为上述稀释气体再利 用。根据此种处理气体供给系统，能够将所排出的剩余气体的全部或者所排出的剩余气体 的一部分再利用，从而可以降低气体的成分而削减运转费用。
此种处理气体供给系统中，也可以如下构成，S卩，在上述再利用气体通道中，设置 从含有上述稀释气体和上述处理气体的稀释后的处理气体中吸收上述处理气体的处理气 体除去过滤器，上述处理气体除去过滤器从流经上述再利用气体通道内的上述稀释后的处 理气体中排除上述处理气体而使上述稀释气体通过。 本发明的第一至第四处理气体供给系统的某个也可以如下构成，S卩，还具备连接 上述剩余气体排出通道和设于上述气体使用系统中的排气系统的再利用气体通道，上述再 利用气体通道可以将从上述剩余气体排出通道中排出的剩余气体的全部或其一部分作为 针对上述排气系统的真空泵的清扫气体再利用。 此种处理气体供给系统中，也可以如下构成，S卩，在上述再利用气体通道中，设置 从含有上述稀释气体和上述处理气体的稀释后的处理气体中吸收上述处理气体的处理气 体除去过滤器，上述处理气体除去过滤器从流经上述再利用气体通道内的上述稀释后的处 理气体中排除上述处理气体而使上述稀释气体通过。 本发明的第一至第四处理气体供给系统的某个也可以如下构成，S卩，还具备在比 位于最下游侧的上述流量控制器更靠下游的下游侧与上述主气体通道连接的废弃气体排 出通道，废弃气体排出通道绕过上述气体使用系统地流过上述处理气体，将该处理气体废 弃。 本发明的第一至第四处理气体供给系统的某个中，也可以在上述剩余气体排出通 道上，设置一旦上述处理气体的压力达到规定的压力以上即进行开动作的止回阀。此种处 理气体供给系统中，也可以在上述止回阀的上游侧，在上述剩余气体排出通道上设置针阀。
本发明的第一至第四处理气体供给系统的某个中，也可以还具备压力计，其设于 上述主气体通道上，测定上述主气体通道内的气体压力；设置于上述剩余气体排出通道上 的压力调整阀；阀控制部，其基于上述压力计的测定值来控制上述压力调整阀的阀开度。
本发明的第一至第四处理气体供给系统的某个中，也可以是位于上述剩余气体排 出通道所连接的连接位置、和在上述剩余气体排出通道的连接位置的下游侧的上述稀释气 体通道所连接的连接位置之间的上述主气体通道的部分，与毗邻该部分的上游侧及下游侧 的主气体通道的其他的部分相比，截面积更小。 本发明的第一至第四处理气体供给系统的某个中，也可以还具备氧化锆式的浓 度测定器，其设于上述主气体通道上，测定上述主气体通道内的气体中的氧浓度；反馈控制
部，其基于上述氧化锆式的浓度测定器的检测值对上述流量控制器进行反馈控制。此种处 理气体系统还可以如下构成，即，还具备设于上述主气体通道上的设置有开闭阀的测定器 旁通管，上述测定器旁通管包含开闭阀，可以绕过上述氧化锆式的浓度测定器地流过上述 处理气体。 本发明的第一至第四处理气体供给系统的某个中，上述气体使用系统也可以是在 被处理体的表面进行薄膜的成膜处理的成膜装置(成膜室)、或对形成了薄膜的被处理体 进行退火处理的退火装置(退火室)。此种处理气体供给系统中，上述薄膜采用CuMn膜、高 介电常数膜、Mn膜及含有Mn的膜中的哪一种都可以。 本发明的第一至第四处理气体供给系统的某个也可以还具备设于上述主气体通 道的上述稀释气体通道所连接的位置的混合器。 本发明的第一至第四处理气体供给系统的某个中，上述稀释气体可以由选自^气及稀有气体中的一种以上的气体构成。 本发明的处理装置是对被处理体实施规定的处理的处理装置，其特征在于，具备 可以收容一个以上的被处理体的处理容器、用于向上述处理容器内导入气体的气体导入构 件、为了向上述处理容器内供给利用稀释气体稀释后的处理气体而与上述气体导入机构连 接的处理气体供给系统，处理气体供给系统是上述的本发明的第一至第四处理气体供给系 统的某个。 本发明的处理装置也可以还具备用于将上述处理容器内的气氛排出的排气系统，
上述排气系统具有在途中设置有开闭阀和真空泵的主排气通道；大气压处理用的旁通排
气通道，其绕过上述真空泵地与上述主排气通道连接，在途中设置有开闭阀。 根据本发明的处理气体供给系统及处理装置，可以在数卯m-数百ppm水平的低浓
度，或者数Ppb-数百ppb水平的极低浓度，高精度地控制处理气体的浓度。另外，通过将处
理气体再利用，可以降低气体的成本而削减运转费用。


图1是表示与处理装置连接的本发明的处理气体供给系统的第一实施方式的构 成图。 图2A是表示主气体通道与稀释气体通道的连接部的一例的图。 图2B是表示主气体通道与稀释气体通道的连接部的其他例子的图。 图2C是表示主气体通道与稀释气体通道的连接部的其他例子的图。 图2D是表示主气体通道与稀释气体通道的连接部的其他例子的图。 图2E是表示主气体通道与稀释气体通道的连接部的其他例子的图。 图2F是表示主气体通道与稀释气体通道的连接部的其他例子的图。 图3是表示与处理装置连接的本发明的处理气体供给系统的第二实施方式的构成图。 图4是表示与处理装置连接的本发明的处理气体供给系统的第三实施方式的构 成图。 图5是表示与处理装置连接的本发明的处理气体供给系统的第四实施方式的构 成图。 图6是表示与处理装置连接的本发明的处理气体供给系统的第五实施方式的构 成图。 图7是表示与处理装置连接的本发明的处理气体供给系统的第六实施方式的构 成图。 图8是表示与处理装置连接的本发明的处理气体供给系统的第七实施方式的构 成图。 图9是表示与处理装置连接的本发明的处理气体供给系统的第八实施方式的构 成图。 图10是表示与处理装置连接的本发明的处理气体供给系统的第九实施方式的构 成图。 图11是表示与处理装置连接的本发明的处理气体供给系统的第十实施方式的构成图。 图12是表示与处理装置连接的本发明的处理气体供给系统的第十一实施方式的 构成图。 图13是表示与处理装置连接的本发明的处理气体供给系统的第十二实施方式的 构成图。 图14A是表示作为气体使用系统的处理装置的一例的概略构成图。 图14B是表示作为气体使用系统的处理装置的其他例子的概略构成图。
具体实施例方式
下面，基于附图对本发明的处理气体供给系统及处理装置的优选的实施方式进行 详述。以下说明的各实施方式中，说明的是将对半导体晶片等被处理体实施成膜处理或退 火处理等各种处理的处理装置作为气体使用系统的例子。另外，以下说明的例子中，作为处 理气体使用02气或水蒸气(H20)，作为稀释气体使用稀有气体中的Ar气。
〈第一实施方式> 图1是表示与处理装置连接的本发明的处理气体供给系统的第一实施方式的构 成图。如图l所示，作为气体使用系统如上所述，使用处理装置4。该处理气体供给系统2
为了对半导体晶片等被处理体实施成膜处理或退火处理等各种处理，与上述处理装置4的 气体导入构件6连接。此外，在该处理装置4内由构成排气系统的真空泵8抽真空而设为
减压气氛。 上述处理气体供给系统2具有储存上述处理装置4中所用的处理气体的处理气 体罐10、储存稀释该处理气体的稀释气体的稀释气体罐12。该情况下，在该处理气体罐10 或稀释气体罐12中，各种原料既可以以液体储存，也可以以气体储存。
另外，作为这两个罐10、12，既可以使用在设置上述处理装置4的半导体制造工厂 中作为工厂设备常设的罐设备，也可以使用可以搬送的移动式的罐设备。以上的方面在后 述的其他实施方式中也相同。 特别是，在该第一实施方式中，在上述稀释气体罐12内，储存有浓度实质上为 100%的纯稀释气体，在上述处理气体罐10内，储存有利用稀释气体稀释为规定的浓度的 处理气体。在这里如前所述，作为稀释气体使用Ar气，作为处理气体使用(^气。所以，在 上述处理气体罐10内填充有用Ar气稀释后的02气。储存于处理气体罐10内的02气的含 量例如设定为500ppm左右。该程度的02气浓度的稀释处理气体在气体制造公司中可以高 精度地比较容易地制造。本例中，作为处理气体罐10使用移动式的罐设备，作为稀释气体 罐12使用工厂设备的固定式的罐设备。 此外，设置主气体通道14，将上述处理气体罐10和上述处理装置4的气体导入构 件6连接。此外，在该主气体通道14的途中，从上游侧朝向下游侧依次介入设置多个，图示 的例子中为2个流量控制器FC1、FC5。另外，从上述稀释气体罐12中延伸地设置稀释气体 通道16。该稀释气体通道16的头端与上述主气体通道14连接。 具体来说，本例中上述稀释气体通道16为1条。稀释气体通道16的头端，在除 最下游侧的流量控制器FC5以外的其他的流量控制器处，在这里是最上游侧的流量控制器 FC1所紧邻的下游侧处，与主气体通道14连接。这样，就会将从处理气体罐10侧流来的稀
12释处理气体利用从稀释气体通道16新导入的稀释气体稀释得更稀。 此外，该主气体通道14和稀释气体通道16的连接部可以如图2所示地构成。例 如，可以如图2A所示，将主气体通道14的一部分縮径，在縮径后的部分连结稀释气体通道 16。根据此种构成，可以期待文丘里效应。更优选的是，可以如图2B-图2F所示，设置用于 促进两种气体的混合的混合器18。如图2B及图2C所示，混合器18具有容器主体18A，其 具有一定程度的大小的容量。该混合器18中，从容器主体18A的一端导入经主气体通道14 内流下的处理气体，从容器主体18A的另一端处理气体向下游流出。另外，上述处理气体在 容器主体18A内，被经稀释气体通道16内流下的稀释气体稀释。 该情况下，上述稀释气体通道16的端部也可以如图2B所示，与容器主体18A的侧 面连接。或者，上述稀释气体通道16的端部也可以如图2(C)所示，与从上游侧延伸来的 主气体通道14所连接的容器主体18的端面连接。另外，也可以在容器主体18A内，填充 SUS(不锈钢)或陶瓷的球，或设置各种过滤介质。此外，如图2D-图2F所示，可以如图2D 所示，在容器主体18A内设置在容器主体18A内开设了多个孔的开孔挡板18B。另外，可以 如图2E所示，在容器主体18A内设置具有小孔的小孔板18C。此夕卜，可以如图2F所示，将主 气体通道14的配管的一部分向容器主体18A内延长，在该配管的在容器主体18A内延伸的 部分形成多个孔。即，可以将主气体通道14的配管的一部分作为开孔管18D形成。以上所 说明的关于稀释气体通道与主气体通道14的连接部的事项也同样地适用于此后说明的所 有的实施方式。 此外，在上述稀释气体通道16的途中，设置有流量控制器FC2。这样，稀释气体就 在被控制流量的同时流过。作为这里所使用的流量控制器FC1、 FC2、 FC5，可以使用质量流 控制器、节流流量计、借助采用了音速喷嘴的压力控制的流量控制器等，这一点在此后说明 的实施方式中也相同。 此外，在上述处理气体罐10所紧邻的下游侧的主气体通道14及上述稀释气体罐 12所紧邻的下游侧的稀释气体通道16中，分别设置有用于除去流经各个通道内的气体中 的水分等杂质的在线气体提纯器20、22。此外，在主气体通道14的上述多个，本例中为2个 流量控制器FC1、FC5的除最上游侧的流量控制器FC1以外的流量控制器，即，在本例中为流 量控制器FC5所紧邻的上游侧，且在上述混合器18的下游侧的位置，在主气体通道14上连 接着剩余气体排出通道24。在该剩余气体排出通道24中，依次介入设置有开闭阀26和排 出用的止回阀28，在上述主气体通道14内的压力达到一定压力以上时，上述止回阀28打开 而将剩余的稀释处理气体向系统外排出。剩余气体排出通道24的下游侧例如可以与设置 于处理装置4的排气系统中的真空泵8的上游侧，或者与真空泵8的下游侧的被减压了的 排气管道连接。 另外，在上述处理装置4的紧前方的位置，在主气体通道14中，设有测定流经主气 体通道14内的处理气体的浓度的浓度测定器30。本例中，可以测定作为处理气体的02的 浓度。作为该浓度测定器30可以使用带有差动排气功能的Q-mass(四极质谱仪)。另外， 作为其他的例子，可以将极限电流式(氧化锆式)、磁流量比式、隔膜伽伐尼电池式等分析 仪或傅立叶变换红外分光分析仪(FT-IR)作为浓度测定器30使用。该浓度测定器30的检 测值被输入例如由计算机等构成的反馈控制部32。除去流量控制器FC5以外的上游侧的 流量控制器FC1或流量控制器FC2由反馈控制部32进行控制，这样，就可以维持规定的处理气体浓度，即维持规定的02浓度。而且，上述浓度测定器30也可以不设于主气体通道14 中，而设于处理装置4内。 下面，对如上所述地构成的处理气体供给系统2的动作进行说明。首先，在处理装 置4的动作时，设于处理装置4中的真空泵8被连续地驱动，将处理装置4内抽真空。其结 果是，在处理装置4的动作时，处理装置4内被维持为规定的减压气氛，例如维持为10—7Pa。
作为通过稀释气体即Ar气预先稀释到例如500ppm左右的处理气体的含有02气 的稀释处理气体由上述处理气体罐10供给，经主气体通道14内流下。稀释处理气体的流 量由流量控制器FC1进行流量控制，例如为10sccm左右。经主气体通道14内流下的稀释 处理气体中所含的水分等杂质被利用在线气体提纯器20除去。而且，流量控制器的控制精 度一般来说达到作为可以进行流量控制的范围的最大刻度的1%左右。所以，如果与需要对 应地变更最大刻度，则可以与各种浓度或流量等对应。此后，如上所述地除去了水分等杂质 的稀释处理气体在通过流量控制器FC1后流入混合器18内。 另一方面，从稀释气体罐12供给作为稀释气体的Ar气。作为稀释气体的Ar气在 由流量控制器FC2进行流量控制，例如为50slm左右的同时，经稀释气体通道16内流下。稀 释气体中所含的水分等杂质被利用在线气体提纯器22除去。此后，除去该水分等杂质后的 Ar气在通过流量控制器FC2后，流入到混合器18内。在该混合器18内，经上述主气体通道 14内流来的稀释处理气体被与经上述稀释气体通道16内流来的Ar气均匀地混合。这样， 稀释处理气体在混合器18内进一步稀释后，从混合器18向下游侧的主气体通道14流出。 其结果是，稀释后的处理气体中的02浓度作为一例达到100ppb左右。 像这样，02浓度被稀释到100ppb左右的稀释处理气体进一步向下游侧流动。进一 步稀释后的稀释处理气体的流量由控制器FC5控制为例如20slm左右。此后，该进行了流 量控制的稀释处理气体进一步经主气体通道14内流下而导入到处理装置4内。导入到处 理装置4内的稀释处理气体被用于规定的处理，例如退火处理等中。所以，利用Ar将(^浓 度稀释到极低的100ppb左右的处理气体就可以在处理装置4内使用。而且，在气体使用系 统中需要上述02以外的其他处理气体的情况下，当然是从未图示的气体供给系统将该其他 种类的必需的气体导入处理装置。 这里，在上述混合器18与流量控制器FC5之间的主气体通道14内滞留有剩余的 稀释处理气体。此后，当该部分的压力达到一定以上时，设置于剩余气体排出通道24中的 止回阀28即进行开动作，将上述剩余的稀释处理气体经由该剩余气体排出通道24向系统 外排出。另外，利用设于处理装置4的紧前方的主气体通道14中的浓度测定器30，测定、检 测出稀释处理气体中的处理气体的浓度，即02气浓度。浓度测定器30的检测值被输入反 馈控制部32。反馈控制部32控制流量控制器FC1或流量控制器FC2，将稀释处理气体中的 02浓度维持设定值。 而且，在对流量大的稀释气体通道16的流量控制器FC2进行反馈控制而调整02 浓度的情况下，响应速度会变慢，然而可以提高流量精度。相反，在对设置于主气体通道14 中的流量控制器FC1进行反馈控制而调整02浓度的情况下，就可以对远远小于流经稀释气 体通道16内的稀释气体流量的流量的处理气体进行流量控制。所以，虽然流量精度略为降 低，然而可以加快响应速度。如果从其他的视角考察，则通过适当地选择流量控制器的最 大刻度(FS)，就可以选择最佳动作。S卩，在使流量控制的精度优先的情况下，设置具有接近在流量控制器中实际流过的流量(设想流量)的FS的流量控制器(例如相对于设想流量 10sccm，将FS设为20sccm)是有效的。另一方面，在使流量控制的速度优先的情况下，设置 具有比在流量控制器中实际流过的流量大很多的FS的流量控制器(例如相对于设想流量 10sccm，将FS设为100sccm)也是有效的。 像这样，通过将从处理气体罐10经主气体通道14内在进行流量控制的同时流来 的处理气体，利用经稀释气体通道16内在进行流量控制的同时流来的稀释气体稀释，就可 以控制稀释处理气体的浓度。另外，稀释处理气体的流量受到控制，并且剩余的稀释处理气 体被向系统外排出。所以，就可以在数卯b-数百ppb水平的极低浓度范围高精度地控制处 理气体的浓度，例如02浓度。 另外，通过在处理气体罐10内，收容预先利用稀释气体稀释为规定的浓度的处理 气体，就可以在更低的浓度范围高精度地控制处理气体的浓度。另外，由于检测出导入作为 气体使用系统的处理装置4的处理气体的浓度而进行反馈控制，因此可以在极低的浓度范 围高精度地稳定地控制处理气体的浓度。
〈第二实施方式> 下面，对本发明的处理气体供给系统的第二实施方式进行说明。图3是表示与处 理装置4连接的本发明的处理气体供给系统的第二实施方式的构成图。而且，对于与图1 及图2所示的构成部分相同的构成部分，在图3中也使用相同的参照符号而省略其说明。
在先前的第一实施方式中，对在处理气体罐10内填充有预先用稀释气体高精度 地稀释为规定的02浓度，例如500ppm的气体的例子进行了说明。然而在第二实施方式的 处理气体供给系统中，取代第一实施方式中的处理气体罐10，使用填充纯02气作为处理气 体的处理气体罐34。此外，将该纯处理气体分为多个阶段，在这里分为2个阶段，利用稀释 气体稀释。 具体来说，设置从上述稀释气体通道16的途中分支的新的稀释气体通道36。在新 的稀释气体通道36的途中，设置有与迄今所说明的流量控制器FC1 、FC2、FC5不同用途的流 量控制器FC4。该稀释气体通道36的另一端夹隔着与上述的混合器18不同用途的新的混 合器38与上述主气体通道14连接。该稀释气体通道36与主气体通道14的连接位置成为 先前的第一实施方式中说明过的混合器18与主气体通道14连接的位置、与剩余气体排出 通道24与主气体通道14连接的位置之间的位置。 此外，在该混合器38所紧邻的上游侧的位置，在主气体通道14中设置有另外用途 的流量控制器FC3。此外，在该流量控制器FC3所紧邻的上游侧即在上述混合器18的下游 侧的位置，在主气体通道14上连接着新的剩余气体排出通道40。此外，在该剩余气体排出 通道40中，依次设置有开闭阀42和排出用的止回阀44。在剩余气体排出通道40所连接的 位置的周边的主气体通道14内的压力达到一定值以上的情况下，上述止回阀44打开而将 剩余的稀释处理气体向系统外排出。该情况下，按照越是向主气体通道14的上游侧，则主 气体通道14内的压力就越高的方式，设定上述各止回阀28、44的开放压力值。另外，反馈 控制部32的反馈目标在该情况下成为流量控制器FC1-FC4当中的任意一个。
下面，对上述的第二实施方式的动作进行说明。本实施方式中，各流量控制器FC1 的设定值为10sccm，流量控制器FC2的设定值为20slm，流量控制器FC3为10sccm，流量控 制器FC4为50slm，流量控制器FC5为20slm。首先，纯02气从处理气体罐34向主气体通道
1514内流动。该纯02气的气体流量由初段的流量控制器FC1控制为10sccm。该纯02气与经 稀释气体通道16内流来的Ar气在初段的混合器18中均匀地混合，被该Ar气稀释。此时 的Ar气的流量由流量控制器FC2控制为20slm的流量。所以，在混合器18中稀释后的稀 释处理气体的02浓度变为500ppm左右。 从混合器18中流出的稀释处理气体由第二段的流量控制器FC3控制为10sccm的 流量而流入第二段的混合器38内。在该混合器38中，上述02浓度为500ppm的稀释处理 气体与经稀释气体通道36内流来的Ar气均匀地混合，被该Ar气进一步稀释。流入第二段 的混合器38内的Ar气的流量由流量控制器FC4控制为50slm。所以，在混合器38中稀释 后的稀释处理气体的02浓度变为100ppb(为与第一实施方式相同的02浓度)。其后，分为 两个阶段稀释后的稀释处理气体在由流量控制器FC5控制为20slm的流量的同时，导入处 理装置4内。 本实施方式中，也是在各流量控制器FC3、 FC5的上游侧将剩余的稀释处理气体分 别经由剩余气体排气通道40、24向系统外排出。而且，该第二实施方式中，各流量控制器 FC3、FC4、FC5的流量设定值与第一实施方式的各流量控制器FC1、FC2、FC5的流量设定值对 应。 第二实施方式中，在对流量大的稀释气体通道16、36的流量控制器FC2或流量控 制器FC4进行反馈控制而调整02浓度的情况下，虽然响应速度变慢，然而可以提高流量精 度。相反，在对设置于主气体通道14中的流量控制器FC1或流量控制器FC3进行反馈控制 而调整02浓度的情况下，就可以对远小于流经稀释气体通道16内的稀释气体流量的流量 的处理气体进行流量控制。所以，虽然流量精度略为降低，然而可以加快响应速度。该第二 实施方式中，也可以发挥与先前的第一实施方式相同的作用效果。
〈第三实施方式> 下面，对本发明的处理气体供给系统的第三实施方式进行说明。图4是表示与处 理装置4连接的本发明的处理气体供给系统的第三实施方式的构成图。而且，对于与图1 至图3所示的构成部分相同的构成部分，在图4中也使用相同的参照符号而省略其说明。
在先前的第二实施方式中，从剩余气体排出通道24、40中排出的剩余气体被全部 废弃。第三实施方式中，将向系统外排出的剩余气体的一部分被再利用。具体来说，02浓度 变得更低的剩余气体，即从下游侧的剩余气体排出通道24中排出的剩余气体被再利用。所 以，如图4所示，下游侧的剩余气体排出通道24在这里与再利用气体通道46连接。该再利 用气体通道46的头端在流量控制器FC2所紧邻的上游侧与上述稀释气体通道16连接。艮卩， 上述剩余气体排出通道24经由上述再利用气体通道46与上述稀释气体通道16侧连接。
如图4所示，在再利用气体通道46中，依次设置有用于提高所排出的剩余气体的 压力的加压泵48、用于将从该加压泵48中微量地产生的灰尘或污垢除去以及用于缓解加 压泵48的压力振动的过滤器50、以及除去气体中的水分等杂质的在线气体提纯器52。作 为上述加压泵48，为了不在气体中混入油，优选使用无油泵，例如隔膜泵等干式泵。
另外，在上述在线气体提纯器52的下游侧，在再利用气体通道46上，连接着剩余 气体排出通道54。在该剩余气体排出通道54中，依次设置有开闭阀56及止回阀58。无法 再利用的剩余的气体被从再利用气体通道46经由剩余气体排出通道54排出。
另外，在设于稀释气体通道16上的在线气体提纯器22的出口侧、与稀释气体通道16上的再利用气体通道46的连接位置之间，在稀释气体通道16中，朝向下游侧地依次设置
有止回阀60及开闭阀62。这样，在经上述再利用气体通道46内流来的气体的流量不足的
情况下，就能从稀释气体罐12侧供给而弥补该不足量。另外，再利用气体不会流入与后段
的混合器38连接的稀释气体通道36内。由此，虽然在上述再利用气体中含有一定程度的
02气，然而可以向与后段的混合器38连接的稀释气体通道36内仅流入纯Ar气。 根据第三实施方式，可以发挥与先前的第二实施方式相同的作用效果。另外，在这
里通过设置再利用气体通道46，所排出的剩余气体的一部分就能够被再利用。这样，就可以
降低运转费用。〈第四实施方式〉 下面，对本发明的处理气体供给系统的第四实施方式进行说明。图5是表示与处 理装置4连接的本发明的处理气体供给系统的第四实施方式的构成图。而且，对于与图1 至图4所示的构成部分相同的构成部分，在图5中也使用相同的参照符号而省略其说明。
先前的第三实施方式中，从2个剩余气体排出通道24、40中排出的剩余气体当中， 只是从02浓度低的一方的剩余气体排出通道24中排出的剩余气体得到再利用。在第四实 施方式中，从上述2个剩余气体排出通道24、40双方中排出的剩余气体，即全部的剩余气体 都得到再利用。具体来说，上述2个剩余气体排出通道24、40分别与上述再利用气体通道 46连接。该再利用气体通道46的另一方连接到上述稀释气体通道16侧。在本实施方式的 再利用气体通道46的途中，设置有用于从流经再利用气体通道46内的气体中去掉作为处 理气体的02气的处理气体除去过滤器64。这样，只是除去了02的稀释气体(Ar气)得到 再利用。 如上所述，在通过处理气体除去过滤器64后的再利用气体中不含有02成分。所
以，通过处理气体除去过滤器64后的再利用气体仅由纯稀释气体(Ar)构成。由此，也就能
够将再利用气体导入到后段的混合器38。第四实施方式中，与第三实施方式不同，并非将从
稀释气体通道16中分支出另一方的稀释气体通道36的分支点设于在线气体提纯器22所
紧邻的下游侧(参照图4)的位置，而是移向设置于在线气体提纯器22的下游侧的止回阀
60及开闭阀62所紧邻的下游侧，即，移向流量控制器FC2所紧邻的上游侧。 根据该第四实施方式，可以发挥与先前的第三实施方式相同的作用效果。此外，第
四实施方式中，再利用气体不仅向一方的稀释气体通道16供给，而且还向另一方的稀释气
体通道36侧供给。所以，第四实施方式中，可以将所排出的剩余气体的全部再利用，这样，
就可以进一步降低运转费用。〈第五实施方式〉 下面，对本发明的处理气体供给系统的第五实施方式进行说明。图6是表示与处 理装置4连接的本发明的处理气体供给系统的第五实施方式的构成图。而且，对于与图1 至图5所示的构成部分相同的构成部分，在图6中也使用相同的参照符号而省略其说明。
在先前的第四实施方式中，借助再利用气体通道46将剩余气体排出通道24、40与 稀释气体通道16连接，向系统外排出的剩余气体被作为属于稀释气体的Ar气再利用。第 五实施方式中，如图6所示，还将与剩余气体排出通道24、40连接的再利用气体通道46与 设于处理装置4中的真空泵8连接，从而可以将剩余气体作为真空泵8的旋转轴的清扫气 体使用。
例如在进行半导体晶片的成膜处理或蚀刻处理等的情况下，残留于处理装置4内 的反应气体或反应副产物被作为废气排出。此时，这些反应气体或反应副产物有可能附着 于真空泵8的旋转轴等上而使真空泵8发生故障。第五实施方式中，为了防止该附着现象， 将经上述再利用气体通道46内流来的由稀释气体构成的剩余气体作为清扫气体使用。具 体来说，通过将来自再利用气体通道46的剩余气体向真空泵8的旋转轴8A喷送，就可以防 止反应气体或反应副产物附着于旋转轴上。 第五实施方式中，由于上述剩余气体并非作为稀释气体使用，因此不需要在剩余 气体的流路中设置第三及第四实施方式中设置的加压泵48、过滤器50、在线气体提纯器 52、剩余气体排出通道54、开闭阀56、62、止回阀58、60。另外，除去02成分的处理气体除去 过滤器64只要根据需要设置即可。 根据第五实施方式，可以发挥与先前的第四实施方式相同的作用效果。而且，虽然 在这里是全部的剩余气体得到再利用，然而并不限定于此，也可以仅将从两条剩余气体排 出通道24、40当中的任意一方的剩余气体排出通道中排出的剩余气体再利用。另外，作为 用作真空泵8的旋转轴8A的清扫气体以外的用途，还可以用于除害装置的废气冷却、H2等 可燃性气体的爆炸下限稀释用途中。
〈第六实施方式〉 下面，对本发明的处理气体供给系统的第六实施方式进行说明。该第六实施方式 到第十实施方式中，对作为处理气体使用水分(水蒸气)的例子进行说明。图7是表示与 处理装置连接的本发明的处理气体供给系统的第六实施方式的构成图。而且，对于与图1 至图6所示的构成部分相同的构成部分，在图7中也使用相同的参照符号而省略其说明。
图7所示的第六实施方式的构成基本上与图l所示的第一实施方式的构成相同。 但是，第六实施方式中，取代处理气体罐10 (参照图1)，而设置储存处理气体的液体原料的 液体原料罐66。该液体原料罐66借助接头68可以拆装地与主气体通道14连接。在液体 原料罐66的拆装时，可以利用手动开闭设于该液体原料罐66的出口的开闭阀70。液体原 料罐66例如由不锈钢制成。在液体原料罐66的内部，收容有液体原料72。本实施方式中， 如上所述，由于作为处理气体使用水蒸气，因此作为上述液体原料72使用洁净的水。而且， 根据需要，也可以在接头68与流量控制器FC1之间设置阀。 液体原料罐66中，产生与液体原料72的温度对应的蒸气，在本实施方式中产生水 蒸气，液体原料罐66内达到规定的水蒸气压。例如35t:的水蒸气压为45. 1Torr(6. OKPa)。 本实施方式中，所产生的水蒸气被作为处理气体使用，经主气体通道14内流下。经主气体 通道14内流下的水蒸气(H20)的供给量可以利用流量控制器FC1适当地控制。在必要的 情况下也可以在上述液体原料罐66中设置加热器，利用该加热器将液体原料罐66加热为 规定的温度。换言之，可以利用加热器按照获得必需的水蒸气压的方式调节液体原料罐66 的温度。而且，需要防止液体原料的蒸气在主气体通道14的内部冷凝。基于该目的，优选 按照可以将主气体通道14、以及设置于主气体通道14中的流量控制器或混合器等加热到 液体原料罐66的温度左右的方式，来设置加热器。 另外，本实施方式中，将在液体原料罐66内产生的水蒸气，即处理气体全部使用。 即，未设置图1中所用的剩余气体排出通道24。这样，经上述主气体通道14内流下的水蒸 气就由来自稀释气体通道16的Ar气稀释。另外，本实施方式中，设于处理装置4的紧前方的主气体通道14中的浓度测定器74检测水分的浓度。反馈控制部32基于由浓度测定器 74检测出的水的浓度的检测值，来控制流量控制器FC1或流量控制器FC2。
该第六实施方式中，上述原料气体用的流量控制器FC1被设定为0. 5sccm，稀释 气体用的流量控制器FC2被设定为20slm。所以，从混合器18流下的稀释处理气体中的 水分浓度即为25卯m，该水分浓度为25卯m的稀释处理气体被导入处理装置4内。而且， 在液体原料罐66内的液体原料72的温度如上所述为35t:的情况下，水蒸气压就达到 45. 1Torr(6.0KPa)。该水蒸气压力作为使流量控制器FC1动作的压力来说是足够的。 一般 来说，为了使流量控制器动，流量控制器的上游侧与下游侧的压差必须达到一定值以上。由 此，必须预先使流量控制器FC1的下游的压力高于45Torr(6. 0KPa)。 如上所述，在处理气体的原料由液体原料72构成的情况下，由于在将从储存该液 体原料的液体原料罐66中产生的处理气体(水蒸气) 一边进行流量控制一边流过的同时， 利用进行了流量控制的稀释气体来稀释，因此就可以在数ppm-数百ppm水平的低浓度范围 内高精度地控制处理气体的浓度。另外，由于检测出导入气体使用系统(处理装置4)的处 理气体的浓度而进行反馈控制，因此可以在低浓度范围内高精度稳定地控制处理气体的浓 度。〈第七实施方式〉 下面，对本发明的处理气体供给系统的第七实施方式进行说明。图8是表示与处 理装置4连接的本发明的处理气体供给系统的第七实施方式的构成图。而且，对于与图1 至图7所示的构成部分相同的构成部分，在图8中也使用相同的参照符号而省略其说明。
如图8所示，第七实施方式中，针对图7所示的第六实施方式的液体原料罐66设 置鼓泡机构78。如果具体地进行说明，则鼓泡机构78具有从上述稀释气体通道16侧分支 的鼓泡用气体通道80。即，本实施方式中，Ar气被作为鼓泡气体使用。在该鼓泡用气体通 道80中，依次设置有流量控制器FC1、热交换器82及开闭阀84。该热交换器82将鼓泡气 体维持为一定的温度。 如图8所示，鼓泡用气体通道80的一端借助接头88与配置于上述液体原料罐66 内的鼓泡喷嘴86连接。鼓泡喷嘴86的头端浸渍于液体原料罐66内的液体原料72中。在 鼓泡喷嘴86中设置有手动的开闭阀90。 另一方面，在上述主气体通道14中，取代图7所示的流量控制器FC1，设有压力调 整阀机构92。该压力调整阀机构92包含设置于上述主气体通道14中的压力调整阀94和 压力测定器96。压力调整阀94被基于由压力测定器96得到的压力值控制。本实施方式 中，利用该压力调整阀机构92，例如在l-50kPa左右的范围中，控制主气体通道14内的压 力。 该第七实施方式中，流量控制器FC1的流量被设定为0. 69sccm，流量控制器FC2 的流量被设定为20slm。此外，如图将原料液体72的温度设定为35°C，并且将液体原料 罐66内部压力设定为200Torr(26. 7KPa)，则此时的借助使用了 Ar气的鼓泡产生的水蒸气 中的水分的实际流量即为0. 20sccm。其结果是，导入处理装置4的气体中的水分浓度为 10. 06ppm。 像这样生成的含有水蒸气的稀释处理气体被Ar气在混合器18内进一步稀释，向 处理装置4侧供给。本实施方式中，反馈控制部32对流量控制器FC1或流量控制器FC2进
19行反馈控制。像这样，本实施方式中，在处理气体的原料为液体原料72的情况下，向储存该 液体原料72的液体原料罐66内导入进行了流量控制的稀释气体，利用鼓泡形成处理气体 (水蒸气)，将该处理气体利用进行了流量控制的稀释气体进一步稀释。所以，就可以在数 卯m-数百ppm水平的低浓度范围高精度地控制处理气体的浓度。 另外，由于检测出导入气体使用系统(处理装置4)中的处理气体的浓度而进行反
馈控制，因此可以在低浓度范围内高精度稳定地控制处理气体的浓度。〈第八实施方式〉 下面，对本发明的处理气体供给系统的第八实施方式进行说明。图9是表示与处 理装置4连接的本发明的处理气体供给系统的第八实施方式的构成图。而且，对于与图1 至图8所示的构成部分相同的构成部分，在图9中也使用相同的参照符号而省略其说明。
如图9所示，该第八实施方式中，相对于图8所示的第七实施方式的构成，在主气 体通道14的途中设置了流量控制器FC5。此外，第八实施方式中，在流量控制器FC5所紧邻 的上游侧的位置从主气体通道14中分支地设置具有开闭阀26及止回阀28的剩余气体排 气通道24。剩余气体排气通道24。剩余气体排气通道24将比流量控制器FC5更靠上游侧 的主气体通道14内的含有水蒸气的稀释处理气体中的剩余部分排出。
该第八实施方式的各流量控制器FC1、 FC2、 FC5的各设定值分别为lsccm、50slm、 20slm。此外，如果将液体原料72的温度设定为35°C ，并且将液体原料罐66内的压力设定 为1140Torr (152KPa)，则此时的借助使用了 Ar气的鼓泡产生的水蒸气中的水的实际流量 即为0. 04sccm。其结果是，导入处理装置4的气体中的水分浓度为0. 82卯m。
根据第八实施方式，可以发挥与先前的图8所示的第七实施方式相同的作用效 果。 而且，第八实施方式中，使压力调整阀机构92的压力控制范围比第七实施方式更 高，例如设为100-500kPa。这样所产生的水蒸气的量就被减少，可以在比第七实施方式更低 的浓度范围控制处理气体的浓度。
〈第九实施方式〉 下面，对本发明的处理气体供给系统的第九实施方式进行说明。图IO是表示与处 理装置连接的本发明的处理气体供给系统的第九实施方式的构成图。而且，对于与图l至 图9所示的构成部分相同的构成部分，在图9中也使用相同的参照符号而省略其说明。
如图10所示，第九实施方式中，相对于图9所示的第八实施方式的构成，又设置了 图3所示的第二实施方式中已经说明的新的稀释气体通道36、设置于该稀释气体通道36中 的流量控制器FC4、设置于主气体通道14中的混合器38及流量控制器FC3、和具有开闭阀 42及止回阀44的新的剩余气体排出通道40。 该第九实施方式的各流量控制器FC1-FC5的各设定值分别为65sccm、20slm、 50slm、20slm。此外，如果将液体原料72的浓度设定为35°C ，并且将液体原料罐66内的压 力设定为1520Torr(203KPa)，则此时的借助使用了 Ar气的鼓泡产生的水蒸气中的水的实 际流量即为1. 99sccm。其结果是，导入处理装置4的气体中的水分浓度为99卯b。
像这样，本实施方式中，将稀释气体通道16、 36和剩余气体排出通道24、40跨越多 段，例如2段地设置，从而在反复进行处理气体(水蒸气)的稀释和剩余气体的排出的同 时，跨越多段，例如2段地反复进行稀释。由此，就可以在更低的浓度范围高精度地控制处理气体的浓度。另外，由于检测出导入气体使用系统(处理装置4)的处理气体的浓度而进
行反馈控制，因此可以在极低的浓度范围高精度地稳定地控制处理气体的浓度。〈第十实施方式〉 下面，对本发明的处理气体供给系统的第十实施方式进行说明。图11是表示与处 理装置4连接的本发明的处理气体供给系统的第十实施方式的构成图。而且，对于与图1 至图IO所示的构成部分相同的构成部分，在图11中也使用相同的参照符号而省略其说明。
如图11所示，该第十实施方式中，取代图10所示的第九实施方式的液体原料罐66 和鼓泡机构78，设置其他的机构的处理气体形成部100。而且，也可以在图9所示的第八实 施方式中，取代上述液体原料罐66和鼓泡机构78，设置本实施方式的处理气体形成部100。
具体来说，如图ll所示，处理气体形成部100具有将用于形成处理气体的多种原 料气体一边独立地进行流量控制一边供给的原料气体供给系统102、使来自该原料气体供 给系统102的多种原料气体反应而形成上述处理气体的反应部104。 图11所示的例子中，作为上述原料气体供给系统102，设有储存两种原料气体的 原料气体罐106A、106B。例如在一方的原料气体罐106A中储存纯H2气，在另一方的原料气 体罐106B中储存纯02气。而且，作为上述两种原料气体罐106A、106B，也可以使用工厂设 备的罐。此外，来自上述两个原料气体罐106A、106B的气体通道108A、108B在途中被连接 为一条而成为气体通道108，在该气体通道108的途中设置有上述反应部104。
反应部104中，利用催化反应或利用燃烧反应，形成处理气体，在图示的例子中形 成水蒸气。此外，该气体通道108与上述主气体通道14连接，作为处理气体将水蒸气向下 游流动。 如图11所示，在各气体通道108A、108B中，分别设置有流量控制器FCl-a、FCl-b。 流量控制器FCl-a、 FCl-b控制流经各气体通道108A、108B内的气体的流量。另外，在上述 反应部104所紧邻的上游侧，在气体通道108中设置有过滤器110。此外，在反应部104所 紧邻的下游侧，在气体通道108中分别设置有检测H2或02的传感器112及过滤器114。
而且，根据需要，也可以设置储存02气或112气的添加用气体罐116，从该罐116中， 延伸出在途中设置了流量控制器FCl-c的气体通道118，将气体通道118的头端在反应部 104的下游侧与气体通道108连接。也可以除了从反应部104中流出的气体以夕卜，还供给作 为添加气体的02气、112气。 该第十实施方式的各流量控制器FCl-a、 FCl-b、 FC2-FC5的各设定值为，控制器 FCl-a为10sccm，FCl-b为5sccm，FC2为50slm，FC3为25sccm，FC4为50slm，FC5为20slm。 另外，在反应部104中利用催化反应或燃烧反应产生的水的生成量达到10sccm。而且，剩余 的稀释处理气体从剩余气体排出通道24、40中排出的情况如前所述。其结果是，导入处理 装置4内的气体中的水分浓度为100ppb。 像这样，本实施方式中，通过将从处理气体形成部100经主气体通道14内流来的 处理气体(水蒸气)，利用在稀释气体通道16、36内一边控制流量一边流来的稀释气体来稀 释，就会生成调整了浓度的稀释处理气体。另外，稀释处理气体在进行流量控制的同时被供 给，并且剩余的稀释处理气体被排出。所以，就可以在数ppb-数百ppb水平的极低浓度范 围高精度地控制处理气体的浓度。 另外，在处理气体形成部100中，一边供给用于形成处理气体的多种原料气体，例
21如02气和H2气， 一边使这些原料气体在反应部104中反应而形成处理气体。从而就可以将 在反应部104中形成的处理气体的纯度维持得较高。另外，由于可以利用供给原料气体的 2个流量控制器FCl-a、 FCl-b，高精度地控制原料气体的流量，因此就可以高精度地控制因 这两种气体的反应而产生的处理气体(水分=水蒸气)的流量。 另外，调整气体中的水分浓度的反馈控制部32的反馈目标为流量控制器FC2、
FC3、 FC4当中的任意一个。这样，利用该反馈控制，尽管处于极低的浓度范围，也可以高精
度地稳定地控制气体中的水分浓度。另外，为了调整上述水分浓度，也可以对流量控制器
FCl-a或流量控制器FCl-b进行反馈控制。而且，作为处理气体形成部100，也可以使用被
称作渗透器(permeator)的渗透膜式的微量蒸发器，该情况下也可以发挥与上述的实施方
式相同的作用效果。〈第^^一实施方式〉 下面，对本发明的处理气体供给系统的第十一实施方式进行说明。图12是表示本 发明的处理气体供给系统的第十一实施方式的局部构成图。而且，对于与图3所示的第二 实施方式的构成部分构成部分相同的构成部分，在图12中也使用相同的参照符号而省略 其说明。该第十一实施方式是以先前参照图3说明的第二实施方式作为基本构成而改良的 方式，在处理装置4内不仅可以在真空气氛下主要实施退火处理，而且还可以在大气压或 接近大气压的气氛中实施，并且抑制各流量控制器的上游侧的压力变动而保证流量控制器 的稳定动作。 首先，这里为了不仅能够在真空气氛中，而且还能够在大气压或接近大气压的气 氛中选择性地进行退火处理，而将真空排气系统(排气系统)设为2个系统。S卩，在作为气 体使用系统的处理装置4上，连接将其内部气氛排出的真空排气系统128。该真空排气系统 128具有在途中依次设置了开闭阀160、进行处理装置(处理容器)4内的压力调整的压力 调整阀126、以及干式泵等真空泵8的主排气通道162。该主排气通道126的下游侧经由未 图示的除害装置等与设为大气压程度的排气管道连接。来自处理容器4的废气经由该未图 示的排气管道向大气中散逸。 在主排气通道162中，绕过上述真空泵8，设有在途中设置了开闭阀164的旁通排 气通道166。具体来说，该旁通排气通道166的上游侧的一端在开闭阀160的上游侧与主排 气通道162连接，其下游侧的另一端在真空泵8的下游侧与主排气通道162连接。所以，在 处理装置4内在真空气氛中进行退火处理的情况下，将旁通排气通道166侧的开闭阀设为 闭状态，将主排气通道162侧的开闭阀160设为开状态。这样，通过旋转驱动真空泵8，就可 以进行真空气氛中的退火处理。 与之不同，在处理装置4内在大气压气氛或接近它的压力气氛中进行退火处理的 情况下，与上述相反，将旁通排气通道166侧的开闭阀164设为开状态，将主排气通道162 侧的开闭阀160设为闭状态。这样，处理装置4内的气氛就由排气管道侧被直接地抽吸，从 而可以在大气压或接近它的压力气氛中进行退火处理。像这样，就可以选择性地进行真空 气氛中的退火处理和大气压中的退火处理。换言之，可以从真空气氛中到大气压气氛中在 宽范围的压力气氛中进行退火处理。而且，该真空排气系统的构成能够适用于第一至第十 的全部实施方式。 另外，在切换氧浓度等处理气体的浓度的情况下，或在处理系统的调适等时，会有流量暂时地变得不稳定的情况。此种情况下，也需要使处理气体不流向处理装置4内，而是 使之旁路而废弃。由此，在该处理气体供给系统的主气体通道14中，在处理装置4的紧前 方附近，连接用于废弃处理气体的废弃气体排出通道168。另外，在该连接点与上述处理装 置4之间的主气体通道14中设置有开闭阀170。在处理气体的废弃时，可以将该开闭阀170 设为闭状态而不使处理气体流向处理装置4侧。而且，在使处理气体流向处理装置4内时， 当然要将该开闭阀170设为开状态。 此外，上述废弃气体排出通道168被分支为2条分支路168A、168B。 一方的分支路 168A的下游侧在真空泵8所紧邻的上游侧与主气体通道162连接。另一方的分支管168B 的下游侧在开闭阀164的下游侧与旁通排气通道166连接。此外，在一方的分支路168A的 途中设置有真空气氛用的开闭阀172A，在另一方的分支路168B的途中设置有大气压气氛 用的开闭阀172B。所以，在真空气氛中进行退火处理时的不需要的处理气体(流量稳定前 的气体)因将上述真空气氛用的开闭阀172A设为开状态而经由该分支路168A向主排气通 道162侧废弃。 另外，在大气压气氛中进行退火处理时的不需要的处理气体(流量稳定前的气 体)因将上述大气压气氛用的开闭阀172B设为开状态而经由该分支路168B向旁通排气通 道166侧废弃。该废弃气体排出通道168B的一连串的构成可以适用于上述的第一至第十 的全部实施方式中。 另外，这里公开了作为测定02浓度的上述浓度测定器30设置氧化锆式的浓度测 定器30A的例子。该氧化锆式的浓度测定器30A具有分支测定管176，其用于使在主气体通 道14中流动的处理气体的一部分分支而取出。在分支测定管176中，依次设置有小孔178 及氧化锆式02测定传感器180。使用由此种构成制成的浓度测定器30A，就可以测定上述 处理气体中的02浓度。 此种浓度测定器30A中，因分支而流入分支测定管176的处理气体的流量由于设 置上述小孔178而非常受到限制。例如，流经分支测定管176内的气体流量达到流经主气 体通道14内的气体流量的约10%左右，变得非常少。由此，就可以防止对处理装置4内的 退火处理造成不良影响。 另外，在该氧化锆式02测定传感器180中，由于其测定方法会导致成为测定对象 的气体中的02浓度有略为增加的倾向。由此，将成为测定对象的气体再次返回主气体通道 14内是不够理想的。本实施方式中，流入分支测定管176内的气体被向真空排气系统128 侧废弃。具体来说，该分支测定管176的下游侧经由在途中设置了开闭阀184的配管182， 与上述旁通排气通道166连接。 利用此种构成，在处理装置4内在大气压气氛中进行退火处理时，成为浓度测定 器30A的02浓度测定对象的处理气体就被经由配管182向旁通排气通道166侧废弃。
另外，由于在真空气氛中无法使用氧化锆式02测定传感器180，或者由于有时不需 要进行处理气体中的02浓度的测定，因此考虑到此种情况，在上述主气体通道14上，为了 绕过上述氧化锆式的浓度测定器30(30A)，而连接在途中设置了开闭阀186的测定器旁通 管188。 此外，在主气体通道14上的氧化锆式的浓度测定器30 (30A)所紧邻的上游侧及紧 邻下游侧，也都分别设置有开闭阀190。通过对这些开闭阀190、设置于测定器旁通管188中的开闭阀186进行切换操作，就可以选择是否测定处理气体中的02浓度。 这里，氧化锆式的02测定传感器180中的测定值被输入反馈控制部32。此后，利
用反馈控制部32，控制流量控制器FC1-FC4中任一个，从而将02浓度维持为预先设定的一定值。 而且，流量控制器FC2、FC4的控制流量与流量控制器FC1、 FC3的控制流量相比大 1000倍以上。所以，在想要调整02浓度时，流量控制器FC2、FC4的流量保持固定，对控制流 量小的流量控制器FC1、FC3的流量进行控制。这里从流量控制器FC1到处理装置4的气体 通道长度比从流量控制器FC3到处理装置4的长度更长。所以，如果想要控制流量控制器 FC1的流量而调整02浓度，则需要很长时间才能将作为控制结果的02浓度在处理装置4内 反映。结果就是，最好控制流量控制器FC3的流量而控制02浓度。该氧化锆式的浓度测定 器30A(30)的构成对于第一至第十的全部实施方式，都可以适用于测定02浓度的情况。
另外，在各剩余气体排出通道24、40的途中，分别设有当主气体通道14内的压力 达到规定的压力以上时即变为开状态的止回阀28、44。此外，本实施方式中，在各剩余气体 排出通道24、40的各止回阀28、44的上游侧，分别设置有针阀192、 194。利用该针阀192、 194，即使在各止回阀28、44变为开状态的情 况下，也可以防止主气体通道14内的压力急剧 地减少，使之平缓地减少。 —般来说已知，对于质量流控制器之类的流量控制器FC3、FC5，如果在其上游侧与 下游侧之间产生大的压力变动，则流量控制的精度就会降低。通过如上所述地在剩余气体 排出通道24、40的途中设置针阀192、194，即使在各止回阀28、44变为开状态的情况下，主 气体通道14内的压力也不会急剧地降低，而是平缓地减少。这样，就可以抑制各流量控制 器FC3、FC5的上游侧的压力变动，其结果是，可以将各流量控制器FC3、FC5的流量控制的精 度维持得较高。该针阀192U94的构成可以适用于第一至第十的全部实施方式。
另外，在该主气体通道14的最下游侧，连接有惰性气体的清扫管线210。在该清扫 管线210的途中，分别设置有开闭阀212及质量流控制器之类的流量控制器214。如果利用 该清扫管线210，则通过根据需要地流过清扫气体，就可以促进处理装置4的残留气体的排 出。而且，作为清扫气体可以使用N2气等惰性气体或Ar等稀有气体。
〈第十二实施方式〉 下面，对本发明的处理气体供给系统的第十二实施方式进行说明。图13是表示本 发明的处理气体供给系统的第十二实施方式的局部构成图。而且，对于与图3及图12所示 的构成部分构成部分相同的构成部分，在图13中也使用相同的参照符号而省略其说明。该 第十二实施方式是进一步抑制各流量控制器的上游侧的压力变动的方式。
本实施方式中，在上述各剩余气体排出通道24、40的途中，未设有图12中所示的 止回阀28、44或针阀192、194，取而代之地设有压力调整阀196、198。如果利用该压力调整 阀196、198，就可以将主气体通道14内的压力控制为规定的值。本实施方式中，在主气体通 道14的各流量控制器FC5、 FC3所紧邻的上游侧的位置，分别设有压力计200、202。另外， 这些压力计200、202的测定值分别被输入阀控制部204、206，这些阀控制部204、206分别独 立地控制压力调整阀196、 198。 根据此种构成，利用压力调整阀196、 198的动作，各流量控制器FC5、FC3的上游侧 的压力总是维持一定。所以，与第十一实施方式的情况相比，可以使各流量控制器FC5、FC3的动作进一步稳定化。这样，就可以使流量控制器FC5、FC3的流量控制的精度进一步提高。 而且，该压力调整阀196U98的构成也可以适用于第一至第十实施方式。
但是，为了迅速地进行处理气体的氧浓度的切换而提高生产率，最好尽可能地縮 短主气体通道14的整体的长度，尽可能减小通道内部的容积。 此外，本实施方式中，为了使氧浓度的调整更迅速化，对于在剩余气体排出通道40 与主气体通道14的连接点P1、和与该连接点P1相比沿着主气体通道14处于下游侧的稀释 气体通道36与主气体通道14的连接点P2之间的主气体通道，与其他部分的主气体通道相 比，其内径变小。 具体来说，对于在剩余气体排出通道40与主气体通道14的连接点Pl、和与该连 接点Pl相比沿着主气体通道14处于下游侧的稀释气体通道36与主气体通道14的连接点 P2 (具体来说是混合器38)之间的主气体通道的部分Ll来说，与其他的主气体通道的部分 相比，其内径被减小。例如，主气体通道14的大部分例如使用配管直径为1/4英寸的配管。 然而，主气体通道部分L1中使用配管直径为1/8英寸的配管。根据此种构成，例如在切换 处理气体的02浓度的情况下，由于上述主气体通道部分Ll的容积被设定得非常小，因此就 可以迅速地进行该部分的处理气体的更换。 另外，同样地，对于流量控制器FC1和其紧邻下游侧的与稀释气体通道16的连接
点P3 (混合器18)之间的主气体通道的部分L2，也可以使配管直径变化。在主气体通道部
分L2中，残留有100%浓度的02。这样，通过对主气体通道部分L2如上所述地使用配管直
径为1/8英寸的配管，也可以使主气体通道部分L2的处理气体的更换迅速化。 像这样使形成主气体通道的配管的配管直径局部地变化而能够使氧浓度的调整
更加迅速化的构成也可以适用于第一至第十实施方式。〈作为气体使用系统的处理装置〉 下面，对使用了上述第一至第十二实施方式的处理气体供给系统2的作为气体使 用系统的处理装置4的一例进行说明。图14是表示作为气体使用系统的处理装置的一例 的概略构成图。首先，图14A表示一次性处理多片被处理体的批处理式的处理装置的一例。 图14B表示逐片地处理被处理体的单片式的处理装置的一例。 图14A所示的处理装置4例如为进行退火处理的处理装置。处理装置4具有圆筒 体状的石英制处理容器120。例如，石英制处理容器120具有顶板部，然而其下端被敞开。 在处理装置4中，设有例如晶片舟之类的保持装置122。保持机构122能够从处理容器120 的下方朝向处理容器120内地相对于处理容器120上升，并且能够从处理容器120内朝向 处理容器120外地相对于处理容器120下降。像这样，保持机构122就能够相对于处理容 器120内插入脱离。处理容器120的下端由盖部124密闭。此外，在上述保持机构122上， 作为被处理体多段地支承着多片半导体晶片W。 另外，在处理容器120的下部，连接有设置了压力调整阀126及真空泵8的真空排 气系统128。利用真空排气系统128，将上述处理容器120内抽真空，就可以将处理容器120 内维持为规定的减压气氛。在上述处理容器120的外周，将其包围地设有圆筒体状的加热 装置130。利用加热装置130，可以将上述晶片W加热。另外，在处理容器120中，设有用于 向处理容器120中导入气体的气体导入构件6。该气体导入构件6例如被作为经处理容器 120内沿着上下方向延伸的气体喷嘴构成。
此外，在该气体导入构件6上，连接有上述第一至第五实施方式以及第十一、第 十二实施方式当中的任意一个处理气体供给系统2。处理气体供给系统2如前所述能够作 为处理气体供给将02浓度控制为极为微量的气体。而且，特别是在来自处理气体供给系统 2的气体供给量多的情况下，有可能因来自处理气体供给系统2的气体供给而将处理容器 内的温度气氛冷却。从防止处理容器内的温度气氛的温度降低的观点出发，最好在从流量 控制器FC5经由浓度检测器30直到气体导入构件6的主气体通道14中设置用于将气体预 先加热的热交换器(气体加热器)。 如果使用该处理装置，则可以在将02浓度调整得极稀的气氛下，对形成Mn膜或 CuMn膜的半导体晶片W实施退火处理。而且，在需要的情况下，当然可以还向处理容器120 内供给其他的处理气体。另外，也可以用如图14B所示的单片式的处理装置来进行上述退 火处理。 图14B所示的处理装置4是进行薄膜例如含有Mn的薄膜的成膜处理的处理装置。 该处理装置4具有例如由铝合金等制成的筒体状的处理容器134。该处理容器134内，设有 保持作为被处理体的半导体晶片W的保持机构136。具体来说，该保持机构136包括从容器 底部利用支柱138竖起的圆板状的载放台140。该载放台140可以以将晶片W载放在其上 的状态保持晶片。此外，在该载放台140内，设有例如由钨丝等制成的加热装置142。禾拥 加热装置142，将上述晶片W加热。 在该处理容器134的底部，设有排气口 144。在该排气口 144上，连接着依次设置 了压力调整阀146及真空泵8的真空排气系统148。利用真空排气系统148将上述处理容 器134内抽真空，就可以将处理容器134内维持为规定的减压气氛。在处理容器134内，为 了使压力调整阀146动作，设有未图示的压力计。另外，真空排气系统148在不需要处理气 体的工序时，需要从处理容器134内使处理气体快速地排出。由此，根据需要，也可以设置 涡轮分子泵(TMP)或离子泵、溅射离子泵、惰性泵(noble pump)、钛升华泵、低温泵等高真 空排气系统。 在处理容器134的顶板部，设有例如由淋浴喷头构成的气体导入构件6。经由气体 导入构件6，向处理容器134内供给必需的气体。如图14B所示，在气体导入构件6上，连接 有供给Mn原料的Mn原料供给系统152、以及第六至第十实施方式中的任意一个处理气体供 给系统2。如前所述，处理气体供给系统2可以作为处理气体供给将H20浓度控制为极为微 量的气体。 另外，上述Mn原料供给系统152作为Mn原料例如使用Mn有机金属材料，可以一 边进行流量控制一边供给该气体。而且，本实施方式中，形成如下的后混合(post-mix)的 供给方式，即，H20和Mn原料分别流经淋浴喷头(气体导入构件)6内，在处理容器134内混合。 如果使用该处理装置，则可以在半导体晶片W上以高精度地调整的膜厚形成质量 良好的含有Mn的膜。而且，在需要的情况下，当然还向处理容器134内供给其他的处理气 体。另外，也可以在如图14A所示的批处理式的处理装置内进行上述成膜处理。此外，以上 的各实施方式中，虽然对作为稀释气体使用Ar气的例子进行了说明，然而并不限定于此， 作为稀释气体，可以使用选自K及稀有气体(Ar、Ne、He、Xe等)中的一种以上的气体。
另外，这里所说明的各气体的流量或气体浓度只不过是给出一个例子，当然并不限定于这些数值例。另外，上述的实施方式中虽然给出了对含有Mn的膜或CuMn膜等薄膜 进行退火处理的例子，然而并不限定于此，也可以对Cu膜、Co膜、W膜、Al膜乃至高介电常 数膜(high-k膜)等薄膜进行退火处理。另外，上述各实施方式中，虽然向处理气体中最大 以2个阶段混合稀释气体而稀释，然而并不限定于此，也可以以3个阶段以上混合稀释气体 而稀释处理气体。此种变形例中，当然也可以设置与稀释阶段数相称的稀释气体通道、剩余 气体排出通道、混合器等。 另外，上述实施方式中虽然对将02气或水分(水蒸气)稀释而供给的例子进行了 说明，然而并不限定于这些气体，例如也可以在将多种处理气体混合后，将所得的混合气体 稀释而生成低浓度的稀释处理气体。此外，本发明当然可以适用于所有的气体的供给，在微 量地添加反应促进剂、反应抑制剂、氧化剂、H2等还原剂等气体的情况下特别有效。
此外，虽然图14B所示的成膜处理中对利用热CVD进行成膜的例子进行了说明，然 而并不限定于此，在利用ALD(Atomic LayerD印osition)法、溅射法、蒸镀法等的成膜方法 中也可以应用本发明。此外，本发明并不限定于成膜处理或退火处理，还可以适用于其他的 所有处理，例如氧化扩散处理、抛光处理、改性处理等。另外，这里作为被处理体虽然以半导 体晶片为例进行了说明，然而并不限定于此，也可以将本发明应用于玻璃基板、LCD基板、陶 瓷基板等。
2权利要求
一种处理气体供给系统，是对气体使用系统供给利用稀释气体稀释后的处理气体的处理气体供给系统，其特征在于，具备储存所述处理气体的处理气体罐；储存所述稀释气体的稀释气体罐；连接所述处理气体罐和所述气体使用系统的主气体通道；设置于所述主气体通道上的多个流量控制器；稀释气体通道，是将所述稀释气体罐与所述主气体通道连接的稀释气体通道，在设置于所述主气体通道上的多个流量控制器当中的除最下游侧的流量控制器以外的流量控制器所紧邻的下游侧与所述主气体通道连接；设置于所述稀释气体通道上的流量控制器；剩余气体排出通道，其在设置于所述主气体通道上的多个流量控制器当中的除最上游侧的流量控制器以外的流量控制器所紧邻的上游侧与所述主气体通道连接，将剩余的稀释后的处理气体从所述主气体通道中排出。
2. 根据权利要求1所述的处理气体供给系统，其特征在于，在所述处理气体罐内，收容 有纯处理气体或利用稀释气体稀释为规定的浓度的处理气体。
3. 根据权利要求1所述的处理气体供给系统，其特征在于，还具备连接所述剩余气体 排出通道和所述稀释气体通道的再利用气体通道，所述再利用气体通道可以将从所述剩余气体排出通道中排出的剩余气体的全部或其 一部分作为所述稀释气体再利用。
4. 根据权利要求3所述的处理气体供给系统，其特征在于，在所述再利用气体通道上， 设置从含有所述稀释气体和所述处理气体的稀释后的处理气体中吸收所述处理气体的处 理气体除去过滤器，所述处理气体除去过滤器从流经所述再利用气体通道内的所述稀释后的处理气体中 排除所述处理气体而使所述稀释气体通过。
5. 根据权利要求1所述的处理气体供给系统，其特征在于，还具备将所述剩余气体排 出通道和设于所述气体使用系统中的排气系统连接起来的再利用气体通道，所述再利用气体通道可以将从所述剩余气体排出通道中排出的剩余气体的全部或其 一部分作为针对所述排气系统的真空泵的清扫气体再利用。
6. 根据权利要求5所述的处理气体供给系统，其特征在于，在所述再利用气体通道上， 设置从含有所述稀释气体和所述处理气体的稀释后的处理气体中吸收所述处理气体的处 理气体除去过滤器，所述处理气体除去过滤器从流经所述再利用气体通道内的所述稀释后的处理气体中 排除所述处理气体而使所述稀释气体通过。
7. 根据权利要求1所述的处理气体供给系统，其特征在于，还具备 浓度测定器，其设于所述气体使用系统的紧前方的所述主气体通道上或所述气体使用系统中，测定所述处理气体的浓度；反馈控制部，其基于所述浓度测定器的检测值对所述流量控制器进行反馈控制。
8. 根据权利要求7所述的处理气体供给系统，其特征在于，进行利用所述反馈控制部 的反馈控制的流量控制器是设置于所述主气体通道上的所述流量控制2器。
9. 根据权利要求7所述的处理气体供给系统，其特征在于，进行利用所述反馈控制部 的反馈控制的流量控制器是设置于所述稀释气体通道上的所述流量控制器。
10. 根据权利要求1所述的处理气体供给系统，其特征在于，还具备废弃气体排出通 道，该废弃气体排出通道在比位于最下游侧的所述流量控制器更靠下游的下游侧与所述主 气体通道连接，废弃气体排出通道使所述处理气体绕过所述气体使用系统而流过，将该处理气体废弃。
11. 根据权利要求1所述的处理气体供给系统，其特征在于，在所述剩余气体排出通道 上，设置有一旦所述处理气体的压力达到规定的压力以上即进行开动作的止回阀。
12. 根据权利要求11所述的处理气体供给系统，其特征在于，在所述止回阀的上游侧， 在所述剩余气体排出通道上设置针阀。
13. 根据权利要求1所述的处理气体供给系统，其特征在于，还具备 压力计，其设于所述主气体通道上，测定所述主气体通道内的气体压力； 设置于所述剩余气体排出通道上的压力调整阀；阀控制部，其基于所述压力计的测定值来控制所述压力调整阀的阀开度。
14. 根据权利要求1所述的处理气体供给系统，其特征在于，对于位于所述剩余气体排 出通道所连接的连接位置与在所述剩余气体排出通道的连接位置的下游侧即所述稀释气 体通道所连接的连接位置之间的所述主气体通道的部分，与毗邻该部分的上游侧及下游侧 的主气体通道的其他的部分相比，截面积小。
15. 根据权利要求1所述的处理气体供给系统，其特征在于，还具备 氧化锆式的浓度测定器，其设于所述主气体通道上，测定所述主气体通道内的气体中的氧浓度；反馈控制部，其基于所述氧化锆式的浓度测定器的检测值对所述流量控制器进行反馈 控制。
16. 根据权利要求15所述的处理气体供给系统，其特征在于，还具备设于所述主气体 通道上的设置有开闭阀的测定器旁通管，所述测定器旁通管包含开闭阀，可以使所述处理 气体绕过所述氧化锆式的浓度测定器而流过。
17. 根据权利要求1所述的处理气体供给系统，其特征在于，所述气体使用系统是在被 处理体的表面进行薄膜的成膜处理的成膜装置、或对形成了薄膜的被处理体进行退火处理 的退火装置。
18. 根据权利要求17所述的处理气体供给系统，其特征在于，所述薄膜是CuMn膜、高介 电常数膜、Mn膜及含有Mn的膜中的任意一种。
19. 根据权利要求1所述的处理气体供给系统，其特征在于，还具备混合器，该混合器 设于所述主气体通道的所述稀释气体通道所连接的位置。
20. 根据权利要求1所述的处理气体供给系统，其特征在于，所述稀释气体由选自N2气 及稀有气体中的一种以上的气体构成。
21. 根据权利要求1所述的处理气体供给系统，其特征在于，所述处理气体是02。
22. —种处理气体供给系统，是对气体使用系统供给利用稀释气体稀释后的处理气体 的处理气体供给系统，其特征在于，具备储存所述处理气体的液体原料的液体原料罐； 储存所述稀释气体的稀释气体罐；连接所述液体原料罐和所述气体使用系统的主气体通道； 设置于所述主气体通道上的流量控制器；稀释气体通道，是将所述稀释气体罐与所述主气体通道连接的稀释气体通道，在设置 于所述主气体通道上的流量控制器的下游侧与所述主气体通道连接。
23. 根据权利要求22所述的处理气体供给系统，其特征在于，所述液体原料罐构成为 在该液体原料罐内因所述液体原料蒸发而产生的处理气体向所述主气体通道流出。
24. 根据权利要求22所述的处理气体供给系统，其特征在于，还具备 设置于所述主气体通道上的多个流量控制器；剩余气体排出通道，其在设置于所述主气体通道上的多个流量控制器当中的除最上游 侧的流量控制器以外的流量控制器所紧邻的上游侧与主气体通道连接，将剩余的稀释后的 处理气体从所述主气体通道中排出，所述稀释气体通道在设置于所述主气体通道上的多个流量控制器当中的除最下游侧 的流量控制器以外的流量控制器所紧邻的下游侧与所述主气体通道连接。
25. 根据权利要求22所述的处理气体供给系统，其特征在于，还具备压力调整阀机构， 其在所述液体原料罐所紧邻的下游侧设置在所述主气体通道上。
26. 根据权利要求22所述的处理气体供给系统，其特征在于，所述处理气体是水蒸气。
27. —种处理气体供给系统，是对气体使用系统供给利用稀释气体稀释后的处理气体 的处理气体供给系统，其特征在于，具备储存所述处理气体的液体原料的液体原料罐； 储存所述稀释气体的稀释气体罐；鼓泡机构，其通过向储存在所述液体原料罐内的所述液体原料中，在利用流量控制器 控制流量的同时，导入稀有气体，使所述液体原料气化而生成所述处理气体； 连接所述液体原料罐和所述气体使用系统的主气体通道； 将所述稀释气体罐与所述主气体通道连接的稀释气体通道； 设置于所述稀释气体通道上的流量控制器。
28. 根据权利要求27所述的处理气体供给系统，其特征在于，还具备 设置于所述主气体通道上的流量控制器；剩余气体排出通道，其在该流量控制器所紧邻的上游侧与所述主气体通道连接，将剩 余的稀释后的处理气体从所述主气体通道中排出。
29. 根据权利要求27所述的处理气体供给系统，其特征在于，还具备 设置于所述主气体通道上的多个流量控制器；剩余气体排出通道，其在设置于所述主气体通道上的多个流量控制器当中的除最上游 侧的流量控制器以外的流量控制器所紧邻的上游侧与主气体通道连接，将剩余的稀释后的 处理气体从所述主气体通道中排出，所述稀释气体通道在设置于所述主气体通道上的多个流量控制器当中的除最下游侧 的流量控制器以外的流量控制器所紧邻的下游侧与所述主气体通道连接。
30. 根据权利要求27所述的处理气体供给系统，其特征在于，还具备压力调整阀机构，其在所述液体原料罐所紧邻的下游侧设于所述主气体通道上。
31. 根据权利要求27所述的处理气体供给系统，其特征在于，所述处理气体是水蒸气。
32. —种处理气体供给系统，是对气体使用系统供给利用稀释气体稀释后的处理气体 的处理气体供给系统，其特征在于，具备形成所述处理气体的处理气体形成部； 储存所述稀释气体的稀释气体罐；连接所述处理气体形成部和所述气体使用系统的主气体通道； 设置于所述主气体通道上的流量控制器；稀释气体通道，是将所述稀释气体罐与所述主气体通道连接的稀释气体通道，在设置 于所述主气体通道上的流量控制器的上游侧与所述主气体通道连接； 设置于所述稀释气体通道上的流量控制器；剩余气体排出通道，其在设置于所述主气体通道上的流量控制器所紧邻的上游侧与所 述主气体通道连接，将剩余的稀释后的处理气体从所述主气体通道中排出。
33. 根据权利要求32所述的处理气体供给系统，其特征在于，所述处理气体形成部具有原料气体供给系统，其将用于形成所述处理气体的多种原料气体在独立地进行流量控 制的同时进行供给；反应部，其使来自所述原料气体供给系统的所述多种原料气体反应而形成所述处理气体。
34. 根据权利要求32所述的处理气体供给系统，其特征在于，所述多种原料气体是H2 气及02气，所述处理气体是水蒸气。
35. 根据权利要求32所述的处理气体供给系统，其特征在于，还具备 浓度测定器，其设于所述气体使用系统的紧前方的所述主气体通道上或所述气体使用系统中，测定所述处理气体的浓度；反馈控制部，其基于所述浓度测定器的检测值对所述流量控制器进行反馈控制。
36. 根据权利要求35所述的处理气体供给系统，其特征在于，进行利用所述反馈控制 部的反馈控制的流量控制器是设置于所述主气体通道上的所述流量控制器、或设于所述处 理气体形成部中的流量控制器。
37. 根据权利要求35所述的处理气体供给系统，其特征在于，进行利用所述反馈控制 部的反馈控制的流量控制器是设置于所述稀释气体通道上的所述流量控制器。
38. —种处理装置，是对被处理体实施规定的处理的处理装置，其特征在于，具备 可以收容一个以上的被处理体的处理容器、 用于向所述处理容器内导入气体的气体导入构件、为了向所述处理容器内供给利用稀释气体稀释后的处理气体而与所述气体导入机构 连接的权利要求1所述的处理气体供给系统。
39. 根据权利要求38所述的处理装置，其特征在于，还具备用于将所述处理容器内的 气氛排出的排气系统，所述排气系统具有在途中设置有开闭阀和真空泵的主排气通道；大气压处理用的旁 通排气通道，其绕过所述真空泵与所述主排气通道连接，在途中设置有开闭阀。
全文摘要
本发明提供处理气体供给系统及处理装置。处理气体供给系统(2)向气体使用系统(4)供给利用稀释气体稀释后的处理气体。处理气体供给系统(2)包括处理气体罐(10)、稀释气体罐(12)、连接处理气体罐(10)和气体使用系统(4)的主气体通道(14)、将稀释气体罐(12)与主气体通道连接的稀释气体通道。在主气体通道(14)及稀释气体通道上，分别设置有流量控制器(FC1、FC2、FC5)。稀释气体通道在多个流量控制器当中的除最下游侧的流量控制器以外的流量控制器所紧邻的下游侧与主气体通道连接。还设有剩余气体排出通道(24)，其在流量控制器当中的除最上游侧的流量控制器以外的流量控制器所紧邻的上游侧与主气体通道连接，排出剩余的稀释后的处理气体。
文档编号C23C16/455GK101765680SQ20088010114
公开日2010年6月30日 申请日期2008年8月28日 优先权日2007年8月30日
发明者伊藤仁, 松本贤治 申请人:东京毅力科创株式会社