JP2000031075A - 連続気体噴射による半導体薄膜蒸着装置 - Google Patents

連続気体噴射による半導体薄膜蒸着装置

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JP2000031075A JP11136865A JP13686599A JP2000031075A JP 2000031075 A JP2000031075 A JP 2000031075A JP 11136865 A JP11136865 A JP 11136865A JP 13686599 A JP13686599 A JP 13686599A JP 2000031075 A JP2000031075 A JP 2000031075A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】反応容器内で反応気体が混じるのを防止すると
ともに、反応容器または排気ポンプに一定の気体を流す
ことができる半導体薄膜蒸着装置を提供する。 【解決手段】蒸着装置は、反応容器200に気体を供給す
る反応気体供給部1110,1120と、排気ポンプ310と、反応
容器200に不活性気体を供給する不活性気体供給部1130
と、反応気体供給部と反応容器及び排気ポンプとの間に
連結された反応気体連結ライン21,22,71,72と、不活性
気体供給部と反応容器との間に連結された不活性気体連
結ライン23と、反応気体連結ライン及び不活性気体連結
ラインに設けられた多数の弁と、反応気体供給部と反応
容器との間に設けられ、その間の流体の流量を制御する
第1流量制御弁112a,122aと、反応気体供給部と排気ポン
プとの間に設けられ、その間の流体の流量を制御する第
2流量制御弁114a,124aとを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は連続気体噴射を用い
て半導体基板のようなウェーハに薄膜を蒸着する薄膜蒸
着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図1を参照すれば、従来の薄膜蒸着装置
は、所定の圧力が一定に維持される反応容器200に反応
気体を移送するための反応気体移送部100と、反応容器2
00の気体を排出するための排気部300とを含む。
【０００３】反応気体移送部100は、反応容器200に第1
反応気体を供給する第1反応気体供給部110と、第2反応
気体を供給する第2反応気体供給部120と、不活性気体を
供給する不活性気体供給部130よりなる。排気部300は反
応容器200から気体を排出する排気ポンプ310を有する。
【０００４】気体供給部110、120、130及び排気ポンプ3
10はパイプラインによって連結される。パイプラインに
は多数個のオン/オフ型弁111、112、113、114、115、12
1、122、123、124、125、131、132、133、134が設けら
れており、この弁は制御器(図示せず)によって制御され
る。
【０００５】第1反応気体供給部110は、第1反応気体に
なる液状の第1反応物質が充填された第1反応物質コンテ
ナ116と、第1反応気体を反応容器200に移送する移送気
体の流量を調節する流量制御器MFC(Mass Flow Controll
er)とを含む。第2反応気体供給部120は、第2反応気体に
なる液状の第2反応物質が充填された第2反応物質コンテ
ナ126と、第2反応気体を反応容器200に移送する移送気
体の流量を調節する流量制御器MFCとを含む。不活性気
体供給部130は不活性気体を供給する不活性気体コンテ
ナ136と、反応容器200に移送される不活性気体の流量を
調節する流量制御器MFCとを含む。
【０００６】このような構造の薄膜蒸着装置は、例え
ば、弁111、112、113が開放されれば、第1供給ライン11
及び弁111を通じて流入される移送気体が第1反応物質コ
ンテナ116の第1反応気体と共に弁112、113→第1容器ラ
イン21を通じて反応容器200に流入される。
【０００７】次に、弁114、115が開放されれば、第1供
給ライン11を通じて流入される移送気体が弁114、115→
第1排気ライン71→排気ポンプ310を通じて外部に排気さ
れる。
【０００８】次に、弁131、132、134が開放されれば、
不活性気体が第1容器ライン21及び第3容器ライン23を通
じて反応容器200に流入されて、第1容器ライン21及び反
応容器200に残留する反応気体を排気するようになる。
【０００９】その後、弁132、134が閉められ、弁121、1
22、123が開放されれば、第2供給ライン12及び弁121を通
じて流入される移送気体が第2反応物質コンテナ126の第
2反応気体と共に弁122、123→第2容器ライン22を通じて
反応容器200に流入される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところが、反応容器20
0に他の反応気体を移送するために弁134を閉じれば、不
活性気体はもはや第1容器ライン21に供給されない。従
って未だ排気されなかった第1容器ライン21内の反応気
体が次に供給される反応気体と混じることがある。ま
た、弁132を閉じれば、反応容器200内で排気ラインに隣
接した反応気体が排気されず残留する恐れがあって、こ
れもまた次に供給される反応気体と混じるようになる問
題点があった。
【００１１】また、他の反応気体を移送するために対応
する弁をオン/オフするが、この過程で弁に連結された
ラインに圧力の変化が発生する。このような圧力変化は
反応気体の供給が不安定となり、さらに供給ラインに圧
力変化に従う空洞を誘発して反応気体の移送が難しくな
るという問題点がある。
【００１２】本発明は、前記のような問題点を解決する
ために創出されたものであって、その目的は反応容器内
で反応気体が他の反応気体と混じるのを防止するととも
に、反応容器または排気ポンプに流れる気体の流れを一
定にできる半導体薄膜蒸着装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前記のような目的を達成
するために、本発明に係る半導体薄膜蒸着装置は、所定
の圧力が一定に維持される反応容器と、前記反応容器に
気体を供給する少なくとも２つの反応気体供給部と、前
記反応気体供給部及び/または前記反応容器の気体を外
部に排出する排気ポンプと、前記反応容器に不活性気体
を供給する不活性気体供給部と、前記反応気体供給部か
ら前記反応容器及び/または前記排気ポンプに前記反応
気体が流動するように連結する反応気体連結ラインと、
前記不活性気体供給部から前記不活性気体が前記反応容
器に流動するように連結する不活性気体連結ラインと、
前記反応気体連結ライン及び/または不活性気体連結ラ
インに設けられて前記反応気体及び/または不活性気体
が反応容器及び/または前記排気ポンプに適切に印加さ
れるように制御される多数の弁とを具備する連続気体噴
射による半導体薄膜蒸着装置において、前記反応気体供
給部と前記反応容器との間に設けられて、その間の流体
の流量を制御する第１流量制御弁と、前記反応気体供給
部と前記排気ポンプとの間に設けられて、その間の流体
の流量を制御する第２流量制御弁とを具備することを特
徴とする。
【００１４】ここで、前記第１、２、３流量制御弁は、
前記気体供給部と前記反応容器との間、そして前記気体
供給部と前記排気ポンプとの間に設けられる弁の前段に
設けられるメータリング弁またはコントロール弁であ
る。
【００１５】また、前記不活性気体供給部と前記反応気
体連結ラインとの間の弁の両端に設けられて、前記不活
性気体を前記反応気体連結ラインに少量ずつ流すバイパ
スラインをさらに含み、前記バイパスラインの内径は
０．１〜０．５ｍｍで、長さは１５〜２５ｍｍである。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して本
発明の望ましい実施形態について詳細に説明する。
【００１７】図2は本発明に係る一実施形態の連続気体
噴射による半導体薄膜蒸着装置の配管図である。ここ
で、図1と同じ参照符号は同じ機能の同じ部材を示す。
図2を参照すれば、薄膜蒸着装置は、所定の圧力が一定
に維持される反応容器200に反応気体を移送するための
反応気体移送部1000と、反応容器200の気体を排出する
ための排気部1300とを含む。
【００１８】反応気体移送部1000は反応容器200に第1反
応気体を供給する第1反応気体供給部1110と、第2反応気
体を供給する第2反応気体供給部1120と、不活性気体を
供給する不活性気体供給部1130よりなる。排気部1300は
反応容器200から気体を排出する排気ポンプ310を有す
る。
【００１９】第1、2、3気体供給部1110、1120、1130及
び排気ポンプ310はパイプラインによって連結される。
パイプラインには多数個のオン/オフ型弁111、112、11
3、114、115、121、122、123、124、125、131、132、13
3、134が設けられており、この弁は制御器(図示せず)に
よって制御される。
【００２０】第1反応気体供給部1110は、第1反応気体に
なる液状の第1反応物質が充填された第1反応物質コンテ
ナ116と、第1反応気体を反応容器200に移送する移送気
体の流量を調節する流量制御器MFCと、第1反応物質コン
テナ116と弁112との間に設けられた第1流量制御弁112a
と、流量制御器MFCと弁114との間に設けられた第2流量
制御弁114aとを含む。第1、2流量制御弁112a、114aは気
体の流量を連続的に制御して、反応容器200に流入され
る気体の蒸気圧力を一定に上昇/維持させる。
【００２１】第2反応気体供給部1120は、第2反応気体に
なる液状の第2反応物質が充填された第2反応物質コンテ
ナ126と、第2反応気体を反応容器200に移送する移送気
体の流量を調節する流量制御器MFCと、第2反応物質コン
テナ126と弁122との間に設けられた第1流量制御弁122a
と、流量制御器MFCと弁124との間に設けられた第2流量
制御弁124aとを含む。第1、2流量制御弁122a、124aは気
体の流量を連続的に制御して、反応容器200に流入され
る気体の蒸気圧力を一定に上昇/維持させる。
【００２２】不活性気体供給部1130は、不活性気体を供
給する不活性気体コンテナ136と、反応容器200に移送す
る不活性気体の流量を調節する流量制御器MFCと、弁131
と弁132との間に設けられた第3流量制御弁132aと、弁13
3の両端に設けられたバイパスライン133aと、弁134の両
端に設けられたバイパスライン134aとを含む。第3流量
制御弁132aは不活性気体の流量を連続的に制御して、反
応容器200に流入される不活性気体の蒸気圧力を一定に
上昇/維持させる。バイパスライン133a、134aは内径が
0.1〜0.5mmで、その長さが15〜25mmである。
【００２３】弁133、134に各々設けられたバイパスライ
ン133a、134aは、弁133、134が閉められた時にも不活性
気体を第1、2容器ライン21、22を通じて反応容器200に
持続的に流して、第1、2容器ライン21、22に残留する反
応気体を反応容器200に流入する役割を有する。そし
て、第3流量制御弁132aは、反応容器200への不活性気体
の流量を大きくして反応容器200に残留する反応気体
と、第1、2容器ライン21、22から流入される反応気体と
を完全に排気する。
【００２４】ここで、第1、2、3気体供給部1110、112
0、1130に採用された第1、2、3流量制御弁112a、114a、1
22a、124a、132aは、メータリング弁またはコントロー
ル弁であることが望ましい。そして、第1、2、3流量制
御弁112a、114a、122a、124a、132aは弁112、114、12
2、124、132の前段に設置されることが望ましく、各々
の流量制御弁と弁との間の長さは最小であることが望ま
しい。これは一定の圧力状態で流量が調節されるように
し、安定した圧力が維持されるようにするためである。
このような流量制御弁112a、114a、122a、124a、132aは
流体が通過する断面積を調節して流量を調節する。
【００２５】上記した構成の薄膜蒸着装置では、例え
ば、弁111、112、113が開けば第1供給ライン11及び弁11
1を通じて流入される移送気体は、第1反応物質コンテナ
116の第1反応気体と共に流量制御弁112a→弁112、113→
第1容器ライン21を通じて反応容器200に流入される。
【００２６】次に、弁114、115が開けば第1供給ライン1
1を通じて流入される移送気体が第2流量制御弁114a→弁
114、115→第1排気ライン71→排気ポンプ310を通じて外
部に排気される。ここで、第1、2流量制御弁112a、114a
は移送気体の流量を連続的に制御して、反応容器200に
流入される気体の蒸気圧力を一定に上昇/維持させ、反
応容器200に印加される気体の圧力と、排気ポンプ310に
印加される気体の圧力とを同一にする。
【００２７】次に、不活性気体が弁131→弁134→第1容
器ライン21を通じて、そして弁131→第3流量制御弁132a
→弁132→第3容器ライン23を通じて反応容器200に流入
されて第1容器ライン21及び反応容器200内に残留する反
応気体を排気する。
【００２８】その後、第2供給ライン12及び弁121を通じ
て流入される移送気体により第2反応物質コンテナ126の
第2反応気体が、第1流量制御弁122a→弁122、123→第2
容器ライン22を通じて反応容器200に流入され、その後
に、移送気体が第2流量制御弁124a→弁124、125→排気
ポンプ310を通じて外部に排気される。この時にも、第
1、2流量制御弁122a、124aは移送気体の流量を連続的に
制御して、反応容器200に流入される気体の蒸気圧力を
一定に上昇/維持させ、反応容器200に印加される気体の
圧力と、排気ポンプ310に印加される気体の圧力を同一
にする。
【００２９】そして、不活性気体が弁131→弁133→第2
容器ライン22を通じて、そして弁131→第3流量制御弁13
2a→弁132→第3容器ライン23を通じて反応容器200に流
入されて、第2容器ライン22及び反応容器200に残留する
反応気体を排気するようになる。
【００３０】ここで、弁133または弁134を閉じる場合に
も、バイパス弁133a、134aによって不活性気体が第1供
給ライン21または第2供給ライン22に持続的に流入され
るので、第1、2供給ライン21、22に残留する反応気体が
反応容器200に完全に流入され、次いで第3流量制御弁13
2a及び弁132を通じて流入される不活性気体と共に反応
容器200の外部に排気される。
【００３１】前述したように、反応容器200に他の反応
気体を移送するために弁133または弁134を閉じても、不
活性気体がバイパス133a又は134aラインを通じて反応容
器200に流入され、この過程で第1容器ライン21または第
2容器ライン22に残留する反応気体が反応容器200に完全
に流入される。この反応気体は第3供給ライン23に流入
される不活性気体によって反応容器200の外部に完全に
排気されるので、次に供給される反応気体と混じること
が防止される。
【００３２】また、他の反応気体を移送するために対応
する弁をオン/オフする場合でも、流量制御弁によって
移送気体の流量を連続的に制御できるので、圧力の変化
によって発生する恐れがある空洞の発生が防止できて、
反応気体の移送を一定にすることができる。
【００３３】また、第1、2流量制御弁が、それを通じて
移送される移送気体の流量を一定に制御できて、反応容
器及び排気ポンプに流入される気体の圧力変化を一定に
することができる。従って、薄膜蒸着装置を構成する構
成品の条件(反応容器の体積、ラインの内径、ラインの
長さ)によりラインに印加される圧力が異なっても、反
応気体の流量を一定に維持できる。
【００３４】
【発明の効果】本発明に係る連続気体噴射による半導体
薄膜蒸着装置によれば、流量制御弁及びバイパスライン
を採用することによって反応気体及び不活性気体の流量
を連続的に一定に制御でき、第1反応気体と第2反応気体
が反応容器内部で混じるのを防止することができるとい
う優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の技術に係る連続気体噴射による半導体薄
膜蒸着装置の配管図
【図2】本発明に係る連続気体噴射による半導体薄膜蒸
着装置の配管図
【符号の説明】
11、12 第1、2供給ライン 21、22 第1、2容器ライン 71、72 第1、2排気ライン 111、112、113、114、115、121、122、123、124、125、131、132、13
3、134 オン/オフ型弁 112a、122a 第1流量制御弁 114a、124a 第2流量制御弁 116 第1反応物質コンテナ 126 第2反応物質コンテナ 132a 第3流量制御弁 133a、134a バイパスライン 136 不活性気体コンテナ 200 反応容器 310 排気ポンプ 1000 反応気体移送部 1110 第1反応気体供給部 1120 第2反応気体供給部 1130 不活性気体供給部 1300 排気部 MFC 流量制御器

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定の圧力が一定に維持される反応容器
    と、前記反応容器に気体を供給する少なくとも２つの反
    応気体供給部と、前記反応気体供給部及び/または前記
    反応容器の気体を外部に排出する排気ポンプと、前記反
    応容器に不活性気体を供給する不活性気体供給部と、前
    記反応気体供給部から前記反応容器及び/または前記排
    気ポンプに前記反応気体が流動するように連結する反応
    気体連結ラインと、前記不活性気体供給部から前記不活
    性気体が前記反応容器に流動するように連結する不活性
    気体連結ラインと、前記反応気体連結ライン及び/また
    は不活性気体連結ラインに設けられて前記反応気体及び
    /または不活性気体が反応容器及び/または前記排気ポン
    プに適切に印加されるように制御される多数の弁とを具
    備する連続気体噴射による半導体薄膜蒸着装置におい
    て、 前記反応気体供給部と前記反応容器との間に設けられ
    て、その間の流体の流量を制御する第１流量制御弁と、 前記反応気体供給部と前記排気ポンプとの間に設けられ
    て、その間の流体の流量を制御する第２流量制御弁とを
    具備することを特徴とする連続気体噴射による半導体薄
    膜蒸着装置。
  2. 【請求項２】 前記第１、２流量制御弁は、前記反応気
    体供給部と前記反応容器との間、そして前記反応気体供
    給部と前記排気ポンプとの間に設けられる弁の前段に設
    けられるメータリング弁またはコントロール弁よりなる
    ことを特徴とする請求項１に記載の連続気体噴射による
    半導体薄膜蒸着装置。
  3. 【請求項３】 前記不活性気体供給部と前記反応容器と
    の間に設けられて、その間の流体の流量を制御する第３
    流量制御弁をさらに含むことを特徴とする請求項１に記
    載の半導体薄膜蒸着装置。
  4. 【請求項４】 前記第３流量制御弁は、前記不活性気体
    供給部と前記反応容器との間に設けられる弁の前段に設
    けられるメータリング弁またはコントロール弁よりなる
    ことを特徴とする請求項３に記載の連続気体噴射による
    半導体薄膜蒸着装置。
  5. 【請求項５】 前記不活性気体供給部と前記反応気体連
    結ラインとの間の弁の両端に設けられて、前記不活性気
    体を前記反応気体連結ラインに少量ずつ流すバイパスラ
    インをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載
    の半導体薄膜蒸着装置。
  6. 【請求項６】 前記バイパスラインの内径が０．１〜
    ０．５ｍｍであることを特徴とする請求項５に記載の半
    導体薄膜蒸着装置。
  7. 【請求項７】 前記バイパスラインの長さは１５〜２５
    ｍｍであることを特徴とする請求項６に記載の半導体薄
    膜蒸着装置。
  8. 【請求項８】 前記不活性気体供給部と前記反応気体連
    結ラインとの間の弁の両端に設けられて、前記不活性気
    体を前記反応気体連結ラインに少量ずつ流すバイパスラ
    インをさらに具備することを特徴とする請求項２に記載
    の半導体薄膜蒸着装置。
  9. 【請求項９】 前記バイパスラインの内径が０．１〜
    ０．５ｍｍであることを特徴とする請求項８に記載の半
    導体薄膜蒸着装置。
  10. 【請求項１０】 前記バイパスラインの長さは１５〜２
    ５ｍｍであることを特徴とする請求項９に記載の半導体
    薄膜蒸着装置。
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