(57)【要約】      （修正有）【課題】  排気流量を安定的に制御可能で、成膜チャンバー内での原料ガスの流れを安定に維持可能な常圧ＣＶＤ装置及び常圧ＣＶＤ装置の排ガス流制御方法を提供する。【解決手段】  成膜チャンバーに、基材搬送機構により下方に搬送された基材４に原料ガスを供給して薄膜を成膜する原料ガス供給部７と、前記原料ガス供給部７に隣接して未反応の原料ガス及び反応生成物を排気するガス排気部７を備えた成膜ヘッド２を設け、前記ガス排気部７からの排ガスを排気管路９ａ，９ｂを介して外部に排気するブロワー１０を備え、前記排気管路９ａに、微差圧計ＭＧを配置するとともに希釈ガスを流入させる排ガス希釈管路９ｃを接続し、前記微差圧計ＭＧによる検出差圧が所定の目標値に維持されるように前記排ガス希釈管路９ｃからの希釈ガス流入量をフィードバック制御するガス流制御手段１１を設ける。【選択図】  図２
2005191391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜チャンバーに、基材搬送機構により搬送された基材に原料ガスを供給して薄膜を成膜する原料ガス供給部と、前記原料ガス供給部に隣接して未反応の原料ガス及び反応生成物を排気するガス排気部を備えた成膜ヘッドを設け、前記ガス排気部からの排ガスを排気管路を介して外部に排気するブロワーを備えてなる常圧ＣＶＤ装置であって、
前記排気管路に、微差圧計を配置するとともに希釈ガスを流入させる排ガス希釈管路を接続し、前記微差圧計による検出差圧が所定の目標値に維持されるように前記排ガス希釈管路からの希釈ガス流入量をフィードバック制御するガス流制御手段を設けてある常圧ＣＶＤ装置。
【請求項２】
成膜チャンバーに、基材搬送機構により搬送された基材に原料ガスを供給して薄膜を成膜する原料ガス供給部と、前記原料ガス供給部に隣接して未反応の原料ガス及び反応生成物を排気するガス排気部を備えた成膜ヘッドを設け、前記ガス排気部からの排ガスを排気管路を介して外部に排気するブロワーを備え、前記ガス排気部からの排ガス流を制御することにより前記原料ガス供給部から前記基材への原料ガスの供給量を調整する常圧ＣＶＤ装置の排ガス流制御方法であって、
前記排気管路に配置された微差圧計による検出差圧が所定の目標値に維持されるように、前記排気管路に接続された排ガス希釈管路からの希釈ガス流入量をフィードバック制御する常圧ＣＶＤ装置の排ガス流制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ、光ディスク、液晶表示装置などの基材の表面に薄膜を成膜するためのＣＶＤ装置に関し、詳述すると、基材搬送機構により下方に搬送された基材に原料ガスを供給して前記基材に薄膜を成膜する原料ガス供給部と、前記原料ガス供給部に隣接して未反応の原料ガス及び反応生成物を排気するガス排気部を備えた成膜ヘッドを設け、前記ガス排気部からの排ガスを排気管路を介して外部に排気するブロワーを備えてなる常圧ＣＶＤ装置及び常圧ＣＶＤ装置の排ガス流制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にＣＶＤ装置では、薄膜の膜厚分布が所定の厚さで均一に成膜されるように、成膜チャンバー内での原料ガスの流れを安定に維持することが重要で、減圧ＣＶＤ装置においては半導体製造プロセスのモニタリングおよび自動制御を行うＡＰＣ装置（Advanced  Process  Control）により、成膜チャンバー内の検出圧力に基づいて排気管路からの排気量を制御することで、成膜チャンバー内の圧力を一定に維持して原料ガスの流れを安定化させている。
【０００３】
一方、常圧ＣＶＤ装置では反応部が常圧であるために、ブロワーの手前の排気管路内にオリフィスを設け、このオリフィスの入側と出側の圧力差を検出し、この検出信号に基づいて、静圧が一定に保たれるようにブロワーの駆動をインバーターで制御することにより成膜チャンバー内でのガスの流れを維持する静圧制御方式が採用されている。
【特許文献１】特開２００１−１５４７３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述した従来の静圧制御方式を採用する常圧ＣＶＤ装置によれば、成膜の膜厚均一性のため極微少の排気流量で成膜するものであり、検出される微差圧値の変動が極めて小さく、且つ、非常に不安定なため、ブロワーに対してフィードバック制御を行なうとチャタリングが発生し、その結果、排気流量が大きく変動する虞があるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述の従来欠点に鑑み、排気流量を安定的に制御可能で、成膜チャンバー内での原料ガスの流れを安定に維持可能な常圧ＣＶＤ装置及び常圧ＣＶＤ装置の排ガス流制御方法を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するため、本発明による常圧ＣＶＤ装置の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、成膜チャンバーに、基材搬送機構により搬送された基材に原料ガスを供給して薄膜を成膜する原料ガス供給部と、前記原料ガス供給部に隣接して未反応の原料ガス及び反応生成物を排気するガス排気部を備えた成膜ヘッドを設け、前記ガス排気部からの排ガスを排気管路を介して外部に排気するブロワーを備えてなる常圧ＣＶＤ装置であって、前記排気管路に、微差圧計を配置するとともに希釈ガスを流入させる排ガス希釈管路を接続し、前記微差圧計による検出差圧が所定の目標値に維持されるように前記排ガス希釈管路からの希釈ガス流入量をフィードバック制御するガス流制御手段を設けてある点にある。
【０００７】
また、本発明による常圧ＣＶＤ装置の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、成膜チャンバーに、基材搬送機構により搬送された基材に原料ガスを供給して薄膜を成膜する原
料ガス供給部と、前記原料ガス供給部に隣接して未反応の原料ガス及び反応生成物を排気するガス排気部を備えた成膜ヘッドを設け、前記ガス排気部からの排ガスを排気管路を介して外部に排気するブロワーを備え、前記ガス排気部からの排ガス流を制御することにより前記原料ガス供給部から前記基材への原料ガスの供給量を調整する常圧ＣＶＤ装置の排ガス流制御方法であって、前記排気管路に配置された微差圧計による検出差圧が所定の目標値に維持されるように、前記排気管路に接続された排ガス希釈管路からの希釈ガス流入量をフィードバック制御する点にある。
【０００８】
本発明によれば、ブロワーによる誘引量を所定量に維持しながらも、ガス排気部から排気される未反応の原料ガス及び反応生成物に微量の希釈ガス流入量を調整することにより微差圧計による検出差圧を目標値に迅速に収束するように制御できるので、ブロワーによる誘引量をフィードバック制御することによるオーバーシュートの問題が生じることなく、原料ガスの流れを安定的に調整できるようになるのである。
【発明の効果】
【０００９】
従って、本発明により、排気流量を安定的に制御可能で、成膜チャンバー内での原料ガスの流れを安定に維持可能な常圧ＣＶＤ装置及び常圧ＣＶＤ装置の排ガス流制御方法を提供することができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に本発明による常圧ＣＶＤ装置の実施の形態を説明する。図１に示すように、常圧ＣＶＤ装置１は、成膜チャンバー（図示せず）内に、成膜ヘッド２と、トレイ３に載置された基材４としての半導体ウエハを前記成膜ヘッド２の下方に搬送する基材搬送機構５と、トレイ３上の基材を加熱する加熱装置６などを備えて構成される。
【００１１】
前記基材搬送機構５は一対のエンドレスチェーン５ａにトレイホルダを介して所定間隔に配置されたトレイ３を駆動装置（図示せず）により回転させて前記成膜ヘッド２の下方に搬送するもので、本実施形態では各トレイ３に２枚の基材４がロボットアームにより自動載置されて順次搬送されるものである。
【００１２】
図２に示すように、前記成膜ヘッド２は、直下に搬送された基材４に原料ガスを供給して薄膜を成膜する原料ガス供給部７と、前記原料ガス供給部７に隣接して未反応の原料ガス及び反応生成物を排気するガス排気部８を備えて構成される。原料ガス供給部７は複数枚の矩形の金属プレート７ａが基材の搬送方向に対して直交する方向に互いに平行に且つ所定の間隔で配列され、原料ガス供給口７ｂから供給された原料ガスが夫々の金属プレート７ａの間隙から基材４に吹き付けられるように構成されている。前記ガス排気部８は、前記原料ガス供給部７の外側に隣接して配置され、前記原料ガス供給部７から供給された原料ガスのうち未反応の原料ガスや反応生成物が排気管路９ａ，９ｂを介してブロワー１０により排気されるように構成され、前記排気管路９ａ，９ｂからの排ガスは不図示の除害装置などにより無害化処理された後に大気開放される。
【００１３】
一例として原料ガス供給口７ｂから夫々単独で供給されたＴＥＯＳ、シランガス（ＳｉＨ４）、アルシン、ホスフィンなどの原料ガスが前記原料ガス供給部７で混合され、さらに微量の空気と反応させることにより、加熱装置６で所定温度に加熱された基材表面にガラス膜などが成膜される。
【００１４】
このとき成膜チャンバー内は常圧であるため、成膜ガスと空気の比率を一定に保ちながら安定して原料ガスが基材表面に供給されるように前記ガス排気部８からの排ガス流を安定に調整する必要がある。そのため、前記ブロワー１０による排風圧力を一定に保ちながら、前記排気管路９ａにオリフィスを設けてオリフィスの入側と出側の圧力差を検出する
微差圧計ＭＧを配置するとともに、微差圧計ＭＧの上流側に希釈ガスを流入させる排ガス希釈管路９ｃを接続し、前記微差圧計ＭＧによる検出差圧が所定の目標値に維持されるように前記排ガス希釈管路９ｃからの希釈ガス流入量をフィードバック制御するガス流制御手段１１を設けてあり、前記ガス流量制御手段１１による制御出力が流量制御装置ＭＦＣに入力されて前記排ガス希釈管路９ｃからの希釈ガス流入量が調整されるように構成してある。このような構成により、微差圧計ＭＧにより検出される微差圧値の変動が極めて小さく、且つ、不安定であっても、微量の希釈ガス流入量を調整することにより原料ガスの流れを安定的に調整できるようになる。ここで、希釈ガスとしては、排気管路９ａ，９ｂへの原料ガスとの反応生成物の付着堆積を防止する観点から窒素ガスなどの不活性ガスを用いることが好ましい。
【００１５】
上述した実施形態では、前記微差圧計ＭＧを排気管路９ａに配置するものを説明したが、排気管路９ｂに配置するものであってもよい。また、前記ガス流量制御手段１１を、排気管路や除害装置のフィルタなどの目詰まりによる圧損を検出してブロワー１０の排風圧力を調整するように構成してもよい。
【００１６】
上述した実施形態では、ヘッドフレーム２４内に一組の放電電極２ａ，２ｂと、原料ガス供給部２１と、ガス排気部２２と、シールドガス供給部２３を備えてなる成膜ヘッド２を有するＣＶＤ装置を説明したが、成膜ヘッド２としてはこのような構成に限定されるものではなく、例えば、ヘッドフレーム２４内に複数組の放電電極２ａ，２ｂと、原料ガス供給部２１と、ガス排気部２２と、シールドガス供給部２３を備えて構成されるものであってもよい。
【００１７】
上述した実施形態では、基材に原料ガスを供給して薄膜を成膜する原料ガス供給部と、前記原料ガス供給部に隣接して未反応の原料ガス及び反応生成物を排気するガス排気部を備えた成膜ヘッドを有する常圧ＣＶＤ装置について説明したが、本発明は、一対の放電電極２ａ，２ｂを備えた常圧プラズマＣＶＤ装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】常圧ＣＶＤ装置の要部の斜視図
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図
【符号の説明】
【００１９】
１：常圧プラズマＣＶＤ装置
２：成膜ヘッド
３：トレイ
４：基材
５：基材搬送機構
６：加熱装置
９，９ａ，９ｂ：排気管路
９ｃ：排ガス希釈管路
１０：ブロワー
１１：ガス流制御手段
ＭＦＣ：流量制御装置
ＭＧ：微差圧計
【図１】
2005191391.tif 000003
【図２】
2005191391.tif 000004