(57)【要約】     【課題】装置のダウンタイムを大幅に短縮し最小限して生産効率を向上可能なＣＶＤ成膜技術を提供する。    【解決手段】本発明は、ＣＶＤによって成膜を行う成膜装置であって、真空排気系に接続された真空処理槽２と、成膜原料を気化器によって気化して真空処理槽２内に導入する複数の成膜原料導入系とを備える。複数の成膜原料導入系は、主となるメイン成膜原料導入系５と、メイン成膜原料導入系５の正常動作時には待機状態にしておく予備成膜原料導入系６を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＶＤによって成膜を行う成膜装置であって、
真空排気系に接続された真空処理槽と、
成膜原料を気化器によって気化して前記真空処理槽内に導入する成膜原料導入系とを備え、
前記成膜原料導入系を複数有し、これら複数の成膜原料導入系が、前記真空処理槽内への成膜原料の導入状況に応じて切換可能に構成されている成膜装置。
【請求項２】
前記複数の成膜原料導入系が、主となるメイン成膜原料導入系と、当該メイン成膜原料導入系の正常動作時には待機状態にしておく予備成膜原料導入系を有する請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】
前記真空排気系を複数有し、これら複数の真空排気系が、前記真空処理槽内の雰囲気の排気状況に応じて切換可能に構成されている請求項１又は２のいずれか１項記載の成膜装置。
【請求項４】
前記複数の真空排気系が、主となるメイン真空排気系と、当該メイン真空排気系の正常動作時には待機状態にしておく予備真空排気系を有する請求項３記載の成膜装置。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれか１項記載の成膜装置を用い、成膜原料として有機金属を用いて成膜を行うＭＯ−ＣＶＤ方法。
【請求項６】
使用中の一方の成膜原料導入系の気化器に異常が生じた場合に、前記一方の成膜原料導入系の運転を停止するとともに、他方の成膜原料導入系を運転させ、前記一方の成膜原料導入系の気化器の復旧作業を行う工程を有する請求項５記載のＭＯ−ＣＶＤ方法。
【請求項７】
前記気化器の復旧作業として、当該気化器を有機溶媒で洗浄する工程を有する請求項６記載のＭＯ−ＣＶＤ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＣＶＤによって成膜を行う装置に関し、特に、ＭＯ−ＣＶＤ成膜プロセスによって成膜を行う成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＭＯ−ＣＶＤによる成膜プロセスにおいては、原料の液体を気化器において気化させ、真空処理槽内に供給し、加熱された成膜対象物の成膜部分に原料ガスを導くようにしている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
しかし、この気化器を安定して運転させることは極めて困難であり、実際上、気化器の閉塞が発生する場合がある。その際には、気化器を交換することが必要であるが、この交換作業中は成膜させることができないので、成膜処理の効率が低下してしまう。
【０００４】
一方、ＭＯ−ＣＶＤによる成膜装置においては、装置の構造上原料ガスをそのままの状態で排気系に流さざるを得ない。
その結果として、原料ガスが排気ポンプ内に吸着するか、あるいは膜が形成されてしまうため、排気ポンプの故障も発生する場合がある。この排気ポンプ交換時間も、当然装置のダウンタイムの原因となる。
【特許文献１】特開平１０−１４４６１３号公報
【特許文献２】特開平１０−２１９４５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、装置のダウンタイムを大幅に短縮し最小限して生産効率を向上可能なＣＶＤ成膜技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた請求項１記載の発明は、ＣＶＤによって成膜を行う成膜装置であって、真空排気系に接続された真空処理槽と、成膜原料を気化器によって気化して前記真空処理槽内に導入する成膜原料導入系とを備え、前記成膜原料導入系を複数有し、これら複数の成膜原料導入系が、前記真空処理槽内への成膜原料の導入状況に応じて切換可能に構成されているものである。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記複数の成膜原料導入系が、主となるメイン成膜原料導入系と、当該メイン成膜原料導入系の正常動作時には待機状態にしておく予備成膜原料導入系を有するものである。
請求項３記載の発明は、請求項１又は２のいずれか１項記載の発明において、前記真空排気系を複数有し、これら複数の真空排気系が、前記真空処理槽内の雰囲気の排気状況に応じて切換可能に構成されているものである。
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記複数の真空排気系が、主となるメイン真空排気系と、当該メイン真空排気系の正常動作時には待機状態にしておく予備真空排気系を有するものである。
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４いずれか１項記載の成膜装置を用い、成膜原料として有機金属を用いて成膜を行うＭＯ−ＣＶＤ方法である。
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、使用中の一方の成膜原料導入系の気化器に異常が生じた場合に、前記一方の成膜原料導入系の運転を停止するとともに、他方の成膜原料導入系を運転させ、前記一方の成膜原料導入系の気化器の復旧作業を行う工程を有するものである。
請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記気化器の復旧作業として、当該気化器を有機溶媒で洗浄する工程を有するものである。
【０００７】
本発明の場合、気化された成膜原料を真空処理槽に導入する成膜原料導入系を複数有し、これら複数の成膜原料導入系が、真空処理槽内への成膜原料の導入状況に応じて切換可能に構成されていることから、使用中の気化器が故障した場合であっても、他の成膜原料導入に切り換えて正常な気化器を使用することにより、ＣＶＤ成膜装置のダウンタイムを大幅に短縮することができる。
【０００８】
本発明において、複数の成膜原料導入系が、主となるメイン成膜原料導入系と、当該メイン成膜原料導入系の正常動作時には待機状態にしておく予備成膜原料導入系を有する場合には、メイン成膜原料導入系が故障した場合に、直ちに予備成膜原料導入系を動作させることができるので、成膜装置のダウンタイムをより短縮することができる。
【０００９】
本発明において、複数の真空排気系が、真空処理槽内の雰囲気の排気状況に応じて切換可能に構成されている場合には、使用中の真空排気ポンプが故障した場合に、他の真空排気系に切り換えて正常な真空排気ポンプを使用することにより、成膜装置のダウンタイムを大幅に短縮することができる。
【００１０】
本発明において、前記複数の真空排気系が、主となるメイン真空排気系と、当該メイン真空排気系の正常動作時には待機状態にしておく予備真空排気系を有する場合には、メイン真空排気系が故障した場合に、直ちに予備真空排気系を動作させることができるので、成膜装置のダウンタイムをより短縮することができる。
【００１１】
そして、このような本発明によれば、成膜原料として有機金属を用いてＭＯ−ＣＶＤによる成膜を効率良く行うことができる。
この場合、使用中の一方の成膜原料導入系の気化器に異常が生じた場合に、一方の成膜原料導入系の運転を停止するとともに、他方の成膜原料導入系を運転させ、一方の成膜原料導入系の気化器の復旧作業を行うようにすれば、運転中に成膜装置を元の状態に戻すことができるので、より安定した稼働が可能な成膜装置を提供することができる。
【００１２】
また、気化器の復旧作業として、当該気化器を有機溶媒で洗浄するようにすれば、気化器を交換する必要がないので、迅速な復旧作業が可能になるとともに、コストダウンを図ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、装置のダウンタイムを大幅に短縮し最小限して生産効率を向上可能なＣＶＤ成膜技術を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に係る成膜装置の実施の形態の概略構成図である。
図１に示すように、本実施の形態の成膜装置１は、ＭＯ−ＣＶＤプロセスによって成膜を行うもので、真空処理槽２を有し、この真空処理槽２内において、加熱可能なサセプタ３上に配置された基板４上に膜を形成するようになっている。
【００１５】
本実施の形態の場合、真空処理槽２は、複数の成膜原料導入系、すなわち、メイン成膜原料導入系５と、予備成膜原料導入系６に接続されている。
メイン成膜原料導入系５は、第１の液体原料供給源（プリカーサタンク）５０を有し、この第１の液体原料供給源５０は、順次、第１の液体流量計ＬＭ１、エアオペバルブＡＶ１、第１の気化器ＶＰ１、エアオペバルブＡＶ３を介して真空処理槽２に接続され、さらに、供給ノズル５１によって原料ガス２０を基板４の表面近傍に供給するように構成されている。
【００１６】
本実施の形態においては、第１の液体流量計ＬＭ１にて測定された結果が原料導入系制御部７に入力されるようになっている。また、エアオペバルブＡＶ１、ＡＶ３は、原料導入系制御部７からの命令に基づいて動作するようになっている。
【００１７】
予備成膜原料導入系６は、メイン成膜原料導入系５と同様の構成のもので、第２の液体原料供給源６０を有し、この第２の液体原料供給源６０は、順次、第２の液体流量計ＬＭ２、エアオペバルブＡＶ２、第２の気化器ＶＰ２、エアオペバルブＡＶ４を介して真空処理槽２に接続され、さらに、供給ノズル６１によって原料ガスを基板４の表面近傍に供給するように構成されている。
【００１８】
本実施の形態においては、第２の液体流量計ＬＭ２にて測定された結果を上述の原料導入系制御部７に入力するようになっている。また、エアオペバルブＡＶ２、ＡＶ４は、原料導入系制御部７からの命令に基づいて動作するようになっている。
本実施の形態の成膜装置１は、複数の真空排気系を有しており、真空処理槽２が、メイン真空排気系８と、予備真空排気系９に接続されている。
【００１９】
メイン真空排気系８は、エアオペバルブＡＶ５を介して第１の真空排気ポンプ８０に接続されている。一方、予備真空排気系９は、メイン真空排気系８と同様の構成のもので、エアオペバルブＡＶ６を介して第２の真空排気ポンプ９０に接続されている。
【００２０】
また、真空処理槽２には、真空計１０が接続され、この真空計１０にて測定された結果が排気系制御部１１に入力されるようになっている。
そして、メイン真空排気系８のエアオペバルブＡＶ５は、この排気系制御部１１からの命令に基づいて動作するようになっており、また、予備真空排気系９のエアオペバルブＡＶ６もまた、排気系制御部１１からの命令に基づいて動作するようになっている。
【００２１】
図２〜図４は、本実施の形態の使用方法の例を示す説明図である。
図２は、通常の場合の使用状態を示すものである。
本実施の形態の場合、通常は、成膜原料導入系として、メイン成膜原料導入系５を使用する。すなわち、メイン成膜原料導入系５の第１の気化器ＶＰ１を運転モードにするとともに、原料導入系制御部７と連動する第１の液体流量計ＬＭ１、エアオペバルブＡＶ１およびＡＶ３を運転モードとする。
【００２２】
そして、予備成膜原料導入系６の第２の液体流量計ＬＭ２、エアオペバルブＡＶ２およびＡＶ４は、非運転モード（待機状態）とする。
この待機状態では、例えば、第１の気化器ＶＰ１について、メイン成膜原料導入系５に異常が発生した際に直ちに動作できるように、その温度を上昇させておくことが好ましい。
【００２３】
一方、真空排気系については、メイン真空排気系８の第１の真空排気ポンプ８０を動作させ、排気を行う際にエアオペバルブＡＶ５を開けるようにする。
この場合、予備真空排気系９については待機状態とするが、メイン成膜原料導入系５に異常が発生した際、直ちに動作できるように、ポンプ２は運転させたままエアオペバルブＡＶ６を常時閉とすることが好ましい。
【００２４】
図３は、メイン成膜原料導入系に異常が生じた場合の使用状態を示すものである。
上述した図２に示す状態でメイン成膜原料導入系５の運転中において、第１の気化器ＶＰ１に閉塞等の異常が発生し、第１の液体流量計ＬＭ１において設定通りの流量が得られなくなった場合には、原料導入系制御部７からの命令に基づき、メイン成膜原料導入系５を非運転モードとするとともに、予備成膜原料導入系６を運転モードとする。
【００２５】
具体的には、メイン成膜原料導入系５の第１の液体流量計ＬＭ１、エアオペバルブＡＶ１およびＡＶ３の動作を停止するとともに、予備成膜原料導入系６のエアオペバルブＡＶ２およびＡＶ４を運転モードとする。
【００２６】
そして、メイン成膜原料導入系５の第１の気化器ＶＰ１の復旧作業を行う。
この復旧作業としては、例えば、使用する液体原料に応じた有機溶媒を用いて第１の気化器ＶＰ１を洗浄することがあげられる。この場合には、第１の気化器ＶＰ１を交換する必要がないので、迅速な復旧作業が可能になるとともに、コストダウンを図ることができる。
また、第１の気化器ＶＰ１自体を新規な気化器に交換することもできる。
そして、この復旧作業の後、第１の気化器ＶＰ１について、上述した待機状態にしておくことが好ましい。
【００２７】
図４は、メイン真空排気系に異常が生じた場合の使用状態を示すものである。
上述した図３に示す状態で運転中において、メイン真空排気系８の第１の真空排気ポンプ８０の故障により真空処理槽２の真空排気ができなくなった場合には、真空処理槽２に設けられた真空計１０の測定結果から、異常圧力上昇として排気系制御部１１が検知し、メイン真空排気系８を非運転モードとするとともに、予備真空排気系９を運転モードとする。
【００２８】
具体的には、メイン真空排気系８のエアオペバルブＡＶ５を閉めるとともに、予備真空排気系９のエアオペバルブＡＶ６を開けるようにする。
そして、メイン真空排気系８の第１の真空排気ポンプ８０の復旧作業を行う。この場合、第１の真空排気ポンプ８０自体を新規な気化器に交換することもできる。
そして、この復旧作業の後、第１の真空排気ポンプ８０について、上述した待機状態にしておくことが好ましい。
【００２９】
以上述べたように本実施の形態の成膜装置１によれば、メイン成膜原料導入系５と予備成膜原料導入系６が、真空処理槽２内への成膜原料の導入状況に応じて切換可能に構成されていることから、使用中のメイン成膜原料導入系５の第１の気化器ＶＰ１が故障した場合であっても、予備成膜原料導入系６に切り換えて正常な第２の気化器ＶＰ２を使用することにより、成膜装置１のダウンタイムを大幅に短縮することができる。
【００３０】
特に本実施の形態では、予備成膜原料導入系６を待機状態にしておくことにより、メイン成膜原料導入系５が故障した場合に、直ちに予備成膜原料導入系６を動作させることができるので、成膜装置１のダウンタイムをより短縮することができる。
【００３１】
また、本実施の形態では、メイン真空排気系８と予備真空排気系９が、真空処理槽２内の雰囲気の排気状況に応じて切換可能に構成されていることから、使用中のメイン真空排気系８の第１の真空排気ポンプ８０が故障した場合であっても、予備真空排気系９に切り換えて正常な第２の真空排気ポンプ９０を使用することにより、成膜装置１のダウンタイムを大幅に短縮することができる。
【００３２】
特に、本実施の形態では、予備真空排気系９を待機状態にしておくことにより、メイン真空排気系８が故障した場合に、直ちに予備真空排気系９を動作させることができるので、成膜装置１のダウンタイムをより短縮することができる。
そして、このような本実施の形態によれば、成膜原料として有機金属を用いてＭＯ−ＣＶＤによる成膜を効率良く行うことができる。
【００３３】
特に本実施の形態では、メイン成膜原料導入系５の第１の気化器ＶＰ１に異常が生じた場合に、メイン成膜原料導入系５の運転を停止するとともに、予備成膜原料導入系６を運転させ、メイン成膜原料導入系５の気化器の復旧作業を行うことから、成膜装置１の運転中に元の状態に戻すことができ、その結果、より安定した稼働が可能な成膜装置１を提供することができる。
【００３４】
なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、上述の実施の形態においては、切換可能な成膜原料導入系及び真空排気系（メイン、予備）をそれぞれ二つ設けるようにしたが、本発明はこれに限られず、いずれも三つ以上設けることも可能である。
【００３５】
また、上述の実施の形態では、切換可能な成膜原料導入系及び真空排気系をそれぞれ同一の構成にしたが、本発明はこれに限られず、プロセス等に応じて各成膜原料導入系及び真空排気系の構成を異ならせることも可能である。
【００３６】
そして、成膜原料導入系及び真空排気系に関し、「メイン」又は「予備」の名称は便宜上のものであり、実質的には、稼働中のものがメインとなり、停止（待機）中のものが予備となるものである。
【実施例】
【００３７】
＜実施例１＞
プリカーサとして、ヘキサフルオロアセチルアセトナト銅(Ｃ10Ｈ13ＣｕＦ6Ｏ2Ｓｉ、通称Ｃｕｐｒａ）を用いたＣｕ−ＣＶＤプロセスによる本発明の具体的な実施例を、気化器の制御切換の具体例に則して以下に記す。
【００３８】
図１に示す成膜装置を用い、第１及び第２の液体原料供給源５０、６０の何れにもＣｕｐｒａを充填し、「第２の液体原料供給源６０  →  第２の液体流量計ＬＭ２  →  エアオペバルブＡＶ２  →  第２の気化器ＶＰ２  →  エアオペバルブＡＶ４  →  真空処理槽２」ライン（予備成膜原料導入系６）は非運転モードとしたまま「第１の液体原料供給源５０  →  第１の液体流量計ＬＭ１  →  エアオペバルブＡＶ１    →  第１の気化器ＶＰ１  →  エアオペバルブＡＶ３  →  真空処理槽２」のライン（メイン成膜原料導入系５）を運転モードとする。
【００３９】
この場合、第１の気化器ＶＰ１、第２の気化器ＶＰ２ともに気化器内温度は８０℃に保つ。第１の気化器ＶＰ１に供給するＣｕｐｒａの流量を０．１４ｇ／ｍｉｎと設定する場合、第１の液体流量計ＬＭ１における流量が設定値（０．１４ｇ／ｍｉｎ）となるように気化器直前のエアオペバルブＡＶ１の開度を調整する。
【００４０】
しかし、何らかの原因で第１の気化器ＶＰ１の閉塞が生じ、第１の液体流量計ＬＭ１における流量が設定値（０．１４ｇ／ｍｉｎ）通りとならず、その表示値が設定値よりも低めに表示される場合がある。
【００４１】
例えば、第１の液体流量計ＬＭ１における流量が設定値（０．１４ｇ／ｍｉｎ）の０．７倍（０．１ｇ／ｍｉｎ）以下となった場合、第１の気化器ＶＰ１は閉塞したと原料導入系制御部７が判断し、「第１の液体原料供給源５０  →  第１の液体流量計ＬＭ１  →  エアオペバルブＡＶ１  →  第１の気化器ＶＰ１  →  エアオペバルブＡＶ３  →  真空処理槽２」のラインを非運転モードに切り換えるとともに、「第２の液体原料供給源６０→  第２の液体流量計ＬＭ２  →  エアオペバルブＡＶ２  →  第２の気化器ＶＰ２  →  エアオペバルブＡＶ４  →  真空処理槽２」ラインを運転モードとする。
【００４２】
そして、予備成膜原料導入系６の第２の気化器ＶＰ２を用いた成膜を続行している間に、有機  溶媒（例えば、ヘキサンＣ6Ｈ14）による洗浄、あるいは、気化器本体の交換等により、第１の気化器ＶＰ１の復旧を図る。このような処理を施すことによって、先に示した通り、一ヶ月当たりの装置ダウンタイムを１０日間削減することが出来ると期待される。
【００４３】
＜実施例２＞
プリカーサとして、ＳＯＰＤ（Ｃ24Ｈ46ＣｕＦＯ2Ｓｉ2）を用いる場合、第１の気化器ＶＰ１、第２の気化器ＶＰ２ともに気化器内温度は２３０℃とし、ＳＯＰＤ流量は０．５ｇ／ｍｉｎとする。
【００４４】
本実施例の場合は、第１の液体流量計ＬＭ１における流量が設定値（０．５ｇ／ｍｉｎ）の０．７倍（０．３５ｇ／ｍｉｎ）以下となった場合を第１の気化器ＶＰ１の閉塞と判断する。
そして、予備成膜原料導入系６を使用して成膜を続行する間、閉塞したメイン成膜原料導入系５の第１の気化器ＶＰ１について、有機溶媒としてオクタン（Ｃ8Ｈ18）によって洗浄するか、あるいは、新規の気化器と交換する等の復旧策を施す。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る成膜装置の実施の形態の概略構成図
【図２】同成膜装置の通常の場合の使用状態を示す説明図
【図３】同成膜装置においてメイン成膜原料導入系に異常が生じた場合の使用状態を示す説明図
【図４】同成膜装置においてメイン真空排気系に異常が生じた場合の使用状態を示す説明図
【符号の説明】
【００４６】
１…成膜装置
２…真空処理槽
４…基板
５…メイン成膜原料導入系
６…予備成膜原料導入系
８…メイン真空排気系
９…予備真空排気系
８０…第１の真空排気ポンプ
９０…第２の真空排気ポンプ
ＶＰ１…第１の気化器
ＶＰ２…第２の気化器
【図１】
2007314846.tif 000003
【図２】
2007314846.tif 000004
【図３】
2007314846.tif 000005
【図４】
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