JP2005166860A

JP2005166860A - Ｃｖｄ装置

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Publication number: JP2005166860A
Application number: JP2003402471A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Shimazu; 正嶋津; Yuichi Kono; 雄一河野; Hidenaru Kafuku; 秀考加福; Naoki Oyama; 直樹大山; Masahiko Inoue; 雅彦井上
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2003-12-02
Filing date: 2003-12-02
Publication date: 2005-06-23

Abstract

【課題】比較的安価に、有機金属などの液体原料を気化して原料ガスを生成した際に発生するパーティクルの問題を解決することができるＭＯＣＶＤ装置などのＣＶＤ装置を提供する。
【解決手段】原料気化器４１と真空チャンバ２１との間に電気泳動コイル式の電気集塵装置２４を備え、原料ガスを電気集塵装置内のガス流路５２に導入し、このガス流路５２に配設した電気泳動コイル５３によって発生した移動電界により、パーティクル５６を電気泳動コイル５３の先に設けたパーティクルトラップ５４へと移動させて、原料ガスからパーティクル５６を除去し、このパーティクルを除去した原料ガスを、パーティクルトラップ５４の手前に設けた原料ガス供給管（原料ガス導出管）５０から電気集塵装置外へと導出して、真空チャンバ内に供給するように構成する。
【選択図】図２

Description

本発明はＣＶＤ装置に関し、液体原料を原料気化器で気化して原料ガスとするＭＯＣＶＤ装置などに適用して有用なものである。

ＣＶＤ装置には、予めガスボンベに貯留された原料ガスを真空チャンバへ導入して成膜を行うものや、液体原料を原料気化器で気化して原料ガスを生成し、この原料ガスを真空チャンバに導入して成膜を行うものなどがある。後者のＣＶＤ装置としては、例えばＭＯＣＶＤ装置がある。ＭＯＣＶＤ装置とは、熱反応により基板上に成膜する装置であって、特に膜の原料として有機金属を用いる有機金属化学気相蒸着法（ＭｅｔａｌＯｒｇａｎｉｃＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＭＯＣＶＤ）を適用したものである。

一方、現在、強誘電体を用いた半導体素子として強誘電体メモリ（ＦｅＲＡＭ）が注目され、実用化もされている。ＦｅＲＡＭは強誘電体膜を電極膜で挟んだ構造の強誘電体キャパシタをＬＳＩメモリに組み込んだものであり、強誘電体キャパシタの残留分極特性により、電源を切っても記憶した情報を保持することができる不揮発性メモリとして機能するものである。強誘電体膜はＰＺＴ：Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ₃やＳＢＴ：ＳｒＢｉ₂Ｔａ₂Ｏ₉などの金属酸化膜（金属酸化物の結晶構造膜）であり、電極膜はＰｔやＩｒなどの膜である。そして、現在、強誘電体キャパシタの構成要素である強誘電体膜を基板上に成膜する技術として、ＭＯＣＶＤ装置による成膜技術が開発されている。

図７には従来のＭＯＣＶＤ装置の一例を示す。同図に示すように、ＭＯＣＶＤ装置は真空チャンバ１を有しており、成膜時には真空チャンバ１に設けられた排気口２から図示しない真空排気系へ真空チャンバ１内のガスを排気することによって真空チャンバ１内を低圧環境とする。真空チャンバ１内には基板支持台３が設けられ、この基板支持台３上にＳｉウエハなどの基板４が載置される。基板支持台３上に載置された基板４は、基板支持台３に設けられた電気ヒータ５によって所定の成膜温度（例えば６００〜８００℃以上）に加熱される。ヒータ５への給電はヒータ電源６から行われる。真空チャンバ１内の上部には中空の原料ガス導入部７が設けられている。原料ガス導入部７は下面に多数の孔７ａが開けられており、これらの孔７ａから原料ガスを真空チャンバ１内に吹き出す。また、このときに原料ガスが凝結するのを防止するため、原料ガス導入部７は電気ヒータなどの加熱装置８によって加熱される。

そして、真空チャンバ１の外には原料ガス供給部である原料気化器１０及び液化原料供給装置９が設けられている。液化原料供給装置９と原料気化器１０は液体原料供給管１２を介して接続され、原料気化器１０と原料ガス導入部７は原料ガス供給管１１を介して接続されている。液化原料供給装置９では図示しない複数の原料タンクなどを備えており、これらの原料タンクには強誘電体膜（金属酸化膜）の原料となる複数種類の有機金属が液体原料が貯留されている。そして、これらの液体原料が液化原料供給装置９により、液体原料供給管１２を介して原料気化器１０へ送給され、ここで気化されて混合される。このようにして生成された原料ガス（混合ガス）は、更に図示しない酸素供給装置から送給された酸素と混合された後、供給配管１１及び原料ガス導入部７を介して真空チャンバ１内に供給（導入）される。その結果、真空チャンバ１内では、所定の成膜温度に加熱された基板１２上に熱反応により、強誘電体膜（強誘電体の結晶構造膜）が形成される。

かかるＭＯＣＶＤ装置は例えば特許文献１に示されている。また、特許文献１には熱反応にプラズマ反応を付加することにより、成膜温度の低減を可能にしたＭＯＣＶＤ装置も開示されている（図２参照）。なお、特許文献２には従来のプラズマＣＶＤ装置の一例が示されている。

特開２００３−５９９１７号公報特開平９−４１１４７号公報

ところが、上記従来のＭＯＣＶＤ装置では、原料気化器１０で気化されて混合された原料ガスが、原料ガス供給配管１１内で反応することにより、パーティクルが発生する。従って、このままではパーティクルが原料ガスとともに真空チャンバ１内に入り、落下して強誘電体膜に付着するため、強誘電体膜の膜質を悪化させるなどの不具合を招いてしまう。このため、原料ガスからパーティクルを除去する必要がある。しかし、ガスフィルタを原料ガス供給配管１１に設けてパーティクルを捕集しようとしても、すぐにガスフィルタが目詰まりをしてしまう。また、原料ガスが反応してパーティクルが発生しない条件で液体原料を気化させるとともにクリーニング機構を備えて原料気化器の目詰まりを防止した原料気化器が開発されており、この原料気化器を用いれば上記のようなパーティクルの問題を解決することができると考えられるが、このような特殊な原料気化器を用いた場合にはＣＶＤ装置のコストアップを招いてしまう。

なお、ＷやＣｕなどの単一金属の原料を気化して混合する場合には温度管理などを適切に行うことにより、比較的容易に原料ガスが反応してパーティクルが発生するのを防止することができるが、特に有機金属などの合金を気化して混合する場合には原料ガスが反応してパーティクルが発生するのを防止することが難しい。

従って本発明は上記の事情に鑑み、比較的安価に、有機金属などの液体原料を気化して原料ガスを生成した際に発生するパーティクルの問題を解決することができるＭＯＣＶＤ装置などのＣＶＤ装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決する第１発明のＣＶＤ装置は、膜の原料となる液体原料を原料気化器で気化して原料ガスを生成し、この原料ガスを真空チャンバ内に導入して、前記真空チャンバ内に設置した基板上に前記膜を形成するＣＶＤ装置において、前記原料気化器と前記真空チャンバとの間に電気式の集塵装置を備え、この集塵装置によって前記原料ガス中のパーティクルを捕集することにより、前記原料ガスから前記パーティクルを除去し、このパーティクルを除去した原料ガスを、前記真空チャンバ内に導入するように構成したことを特徴とする。

また、第２発明のＣＶＤ装置は、第１発明のＣＶＤ装置において、前記電気式の集塵装置は、電気泳動コイル式の電気集塵装置であり、前記原料ガスを前記電気集塵装置内のガス流路に導入し、このガス流路に配設した電気泳動コイルによって発生した移動電界により、前記パーティクルを前記電気泳動コイルの先に設けたパーティクル捕集部へと移動させて、前記原料ガスから前記パーティクルを除去し、このパーティクルを除去した原料ガスを、前記パーティクル捕集部の手前に設けた原料ガス導出管から前記電気集塵装置外へと導出して、前記真空チャンバ内に供給するように構成してなるものであることを特徴とする。

また、第３発明のＣＶＤ装置は、第２発明のＣＶＤ装置において、前記パーティクル捕集部は前記ガス流路の下流端部の下方に位置しており、前記電気泳動コイルの下流端部は屈曲して前記パーティクル捕集部の方向へと延びていることを特徴とする。

また、第４発明のＣＶＤ装置は、第２又は第３発明のＣＶＤ装置において、前記ガス流路の下流端部と前記パーティクル捕集部との間に、前記ガス流路と前記パーティクル捕集部とを遮断する流路遮断手段を備え、前記パーティクル捕集部を、前記流路遮断手段に着脱可能に取り付けたことを特徴とする。

また、第５発明のＣＶＤ装置は、第２，第３又は第４発明のＣＶＤ装置において、前記ガス流路の幅を１ｍｍ〜３ｍｍに狭めたことを特徴とする。

また、第６発明のＣＶＤ装置は、第２，第３又は第４発明のＣＶＤ装置において、前記ガス流路は、上流端から下流端に向かって徐々に幅が狭まる構成としたことを特徴とする。

また、第７発明のＣＶＤ装置は、第２，第３，第４，第５又は第６発明のＣＶＤ装置において、前記電気泳動コイルは、前記ガス流路の上下両側に配設したことを特徴とする。

第１発明のＣＶＤ装置によれば、原料気化器と真空チャンバとの間に電気式の集塵装置を備え、この集塵装置によって原料ガス中のパーティクルを捕集することにより、原料ガスから前記パーティクルを除去し、このパーティクルを除去した原料ガスを、真空チャンバ内に導入するように構成したため、真空チャンバ内に供給される原料ガス中のパーティクルが十分に低減され、パーティクルの付着がない良質な膜を生成することができる。しかも、特別な原料気化器を用いる場合などに比べて安価にパーティクルの問題を解決することができる。

また、第２発明のＣＶＤ装置によれば、電気式の集塵装置は、電気泳動コイル式の電気集塵装置であり、原料ガスを電気集塵装置内のガス流路に導入し、このガス流路に配設した電気泳動コイルによって発生した移動電界により、パーティクルを前記電気泳動コイルの先に設けたパーティクル捕集部へと移動させて、原料ガスからパーティクルを除去し、このパーティクルを除去した原料ガスを、パーティクル捕集部の手前に設けた原料ガス導出管から電気集塵装置外へと導出して、真空チャンバ内に供給するように構成してなるものであるため、真空チャンバ内に供給される原料ガス中のパーティクルが十分に低減されるため、パーティクルの付着がない良質な膜を生成することができる。しかも、特別な原料気化器を用いる場合などに比べて安価にパーティクルの問題を解決することができる。また、パーティクル捕集部にパーティクルを集めるため、ガス流路がパーティクルによって塞がれることがなく、メンテナンスも容易である。

また、第３発明のＣＶＤ装置によれば、パーティクル捕集部はガス流路の下流端部の下方に位置しており、電気泳動コイルの下流端部は屈曲してパーティクル捕集部の方向へと延びているため、より確実にパーティクルをパーティクル捕集部に集めて、パーティクルを原料ガスから分離（除去）することができる。

また、第４発明のＣＶＤ装置によれば、ガス流路の下流端部とパーティクル捕集部との間に、ガス流路とパーティクル捕集部とを遮断する流路遮断手段を備え、パーティクル捕集部を、流路遮断手段に着脱可能に取り付けたため、流路遮断手段を閉じることにより、ガス流路などの低圧環境状態を保持したままで、パーティクル捕集部を取り外してパーティクル捕集部の交換やパーティクル捕集部に集められたパーティクルの廃棄を行うことができる。

また、第５発明のＣＶＤ装置によれば、ガス流路の幅を３ｍｍ以下に狭めたため、より確実にパーティクルを電気泳動コイルの移動電界により移動させてパーティクル捕集部に集めることができる。

また、第６発明のＣＶＤ装置によれば、ガス流路は、上流端から下流端に向かって徐々に幅が狭まる構成としたため、ガス流路の幅が急に狭められている場合に比べて、ガス流路内を原料ガスが円滑に流れ、より確実にパーティクルを除去することができる。

また、第７発明のＣＶＤ装置によれば、電気泳動コイルは、ガス流路の上下両側に配設したため、片側にだけ電気泳動コイルを設けた場合に比べてより確実にパーティクルを除去することができる。

以下、本発明の実施の形態例を図面に基づき詳細に説明する。

＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態１に係るＭＯＣＶＤ装置の本体部の構成図、図２は前記ＭＯＣＶＤ装置の原料ガス供給部の構成図である。

図１に示すように、本実施の形態１のＭＯＣＶＤ装置は真空チャンバ２１を有しており、成膜時には真空チャンバ２１に設けられた排気口２２から図示しない真空排気系へ真空チャンバ２１内のガスを排気することによって真空チャンバ２１内を低圧環境とする。真空チャンバ２１内には基板支持台２３が設けられ、この基板支持台２３上にＳｉウエハなどの基板２４が載置される。基板支持台２３に載置された基板２４は、基板支持台２３に設けられた基板加熱手段としての電気ヒータ２５により、例えば４００℃程度の成膜温度に加熱される。電気ヒータ２５への給電はヒータ電源２６から行われる。なお、基板加熱手段としては流体による加熱装置などでもよい。

真空チャンバ３１の側面にはノズル２７が設けられている。ノズル２７にはノズル加熱手段としての電気ヒータ２８が設けられており、このヒータ電気ヒータ２８でノズル２７を加熱することによって、ノズル２７から真空チャンバ２１内に吹き出す原料ガスが凝結するのを防止している。電気ヒータ２８への給電はヒータ電源２９から行われる。なお、ノズル加熱手段としては流体による加熱装置などでもよい。

また、真空チャンバ２１の上端部には電磁波透過窓である天井板３０が設けられ、この天井板３０上にスパイラル状の給電アンテナ３１が設置されている。給電アンテナ３１には高周波電源３２が接続されている。即ち、本ＭＯＣＶＤ装置には誘導結合方式の高周波パワー印加手段を備えている。高周波電源３２から給電アンテナ３１に高周波電力が供給されると、給電アンテナ３１から放射される電磁波が天井板３０を介して真空チャンバ２１内に入射される（高周波パワーが印加される）。その結果、この高周波パワーによって真空チャンバ２１内の原料ガスがプラズマ状態となり、このプラズマ中の活性粒子により化学的な反応が促進されて、基板２４上への強誘電体膜（強誘電体の結晶構造膜）の形成が促進される。即ち、熱反応による成膜にプラズマによる反応が付加されることになるため、例えば３００℃程度の低い成膜温度で良質な強誘電体膜を形成することができる。

そして、本実施の形態１のＭＯＣＶＤ装置には、図２に示すような原料ガス供給部が、真空チャンバ２１の外に装備されている。

図２に示すように、原料ガス供給部には原料気化器４１、電気式の集塵装置としての電気泳動コイル式の電気集塵装置４２、ガスフィルタ４３などが装備されている。原料気化器４１、電気集塵装置４２及びガスフィルタ４３は恒温室４４内に収容されている。恒温室４４内は図示しない電気ヒータなどの加熱手段によって所定の温度（例えば２１０℃）に維持されており、このことによって原料気化器４１で気化された原料ガスが凝結するのを防止している。図示されていないが、ノズル２７までの原料供給管５０も原料ガスが凝結するのを防止するために加熱している。

原料気化器４１の原料ガス出口部４１ａと、電気集塵装置４２の原料ガス入口部４２ａは、原料ガス供給管４９によって接続されている。電気集塵装置４２の原料ガス出口部４２ｂには、原料ガス供給管５０が接続され、この原料ガス供給管５０の途中にガスフィルタ４３が設けられている。図１に示すように、ガスフィルタ４３はノズル２７に接続されている。ガスフィルタ４３は、原料ガス中に含まれる０．１μｍよりも小さな粒径のパーティクルを捕集して、原料ガスから除去するためのものである。なお、原料ガス中に含まれるパーティクルを、より確実に除去するためにはガスフィルタ４３を設けることが望ましいが、電気集塵装置４２だけでも十分なパーティクルの除去能力を有しているため、必ずしもガスフィルタ４３を設ける必要はない。

図１及び図２に示すように、原料気化器４１、電気集塵装置４２、ガスフィルタ４３及び原料ガス供給管４９，５０などを有する原料ガス供給部は、ノズル２７を介して真空チャンバ２１に通じているため、真空チャンバ２１内のガスを真空排気系へ排気して真空チャンバ２１内を低圧環境にするのにともなって、低圧環境となる。

図２に示すように、原料気化器４１は、液体原料供給管４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃを介して液化原料供給装置４７に接続され、また、酸素供給管４６Ｃを介して酸素供給装置４８に接続されている。また、液体原料供給管４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃ及び酸素供給管４６Ｄの途中には、マスフローコントローラ４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４５Ｄがそれぞれ設けられている。

液化原料供給装置４７では図示しない複数の原料タンクなどを備えている。本ＭＯＣＶＤ装置で生成する強誘電体膜はＦｅＲＡＭの強誘電体キャパシタの構成要素であるＰＺＴ：Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ₃やＳＢＴ：ＳｒＢｉ₂Ｔａ₂Ｏ₉などの金属酸化膜（金属酸化物の結晶構造膜）であり、前記原料タンクには、この金属酸化膜の原料となる複数種類の有機金属の液体原料がそれぞれ貯留されている。例えばＰＺＴ膜用の液体原料としては、図２に例示するような有機金属のＰｂ（ＤＰＭ）₂をＴＨＦ（テトラヒドロフラン）の溶剤に溶かしたＰｂ（ＤＰＭ）₂／ＴＨＦと、有機金属のＺｒ（ＤＩＢＭ）₂をＴＨＦの溶剤に溶かしたＺｒ（ＤＩＢＭ）₂／ＴＨＦと、有機金属のＴｉ（ＯｉＰｒ）₂（ＤＰＭ）₂をＴＨＦの溶剤に溶かしたＴｉ（ＯｉＰｒ）₂（ＤＰＭ）₂／ＴＨＦとが挙げられる。これらの液体原料は液化原料供給装置４７により、液体原料供給管４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃを介して原料気化器１０へ送給される。このとき各液体原料はマスフローコントローラ４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃによってそれぞれ所定の流量となるように調整される。原料気化器４１では、液化原料供給装置４７から送給された各液体原料を気化して混合する。

そして、この原料気化器４１で生成された原料ガス（混合ガス）は、更に酸素供給装置４８から酸素供給管４６Ｄを介し且つマスフローコントローラ４５Ｄで所定の流量に調整されて原料気化器４１に送給されたＯ₂と混合された後、原料ガス供給管４９を介して電気集塵装置４２に導入されるようになっている。電気集塵装置４２では、詳細は後述するが、前記原料ガス（混合ガス）が原料ガス供給管４９内で反応することにより発生した前記原料ガス中のパーティクルを捕集することにより、前記原料ガスから前記パーティクルを除去する。その後、このパーティクルを除去した原料ガスを、原料ガス供給管５０，ガスフィルタ４３及びノズル２７を介して真空チャンバ２１内に供給する。その結果、真空チャンバ２１内では、所定の成膜温度に加熱された基板２４上に熱反応及びプラズマ反応により、強誘電体膜（図示例ではＰＺＴ膜）が形成される。

電気集塵装置４２は、電気集塵装置４２（ケース５１）内にガス流路５２を有し、このガス流路５２に沿うようにして電気泳動コイル５３が配設されている。電気泳動コイル５３は交流電源５５に接続されており、この交流電源５５から供給される多相の交流電力（例えば３相、６０Ｈｚ）によって、矢印Ａのようにガス流路４２の上流側から下流側へと移動する移動電界を発生する。また、電気泳動コイル５３の先、即ち、ケース５１の下流端部（ガス流路５２の下流端部）には、パーティクル捕集部であるパーティクルトラップ５４が設けられている。パーティクルトラップ５４はガス流路５２の下流端部の下方に位置している。原料ガス出口部４２ｂはパーティクルトラップ５４の手前（上流側）でケース４２の上面に設けられており、この原料ガス出口部４２ｂに原料ガス導出管としての原料ガス供給管５０が接続されている。原料ガス入口部４２ａはケース４２の上流側の端面に設けられて、ガス流路５２に通じている。

原料ガス中のパーティクルは一般に電荷を有している。従って、電気集塵装置４２では、原料ガス入口４２ａから電気集塵装置４２（ケース５１）内に流入した原料ガス（混合ガス）がガス流路５２を流れるとき、この原料ガス中のパーティクル５６が、電気泳動コイル５３によって生じる移動電界により、矢印Ａのように電気泳動コイル５３（ガス流路４２）に沿うようにして、電気泳動コイル５３の先に設けられたパーティクルトラップ５４へと移動し、パーティクルトラップ５４に集められる。

一方、このようにしてパーティクル５６が除去された原料ガスは、パーティクルトラップ５４の手前に設けられた原料ガス供給管（原料ガス導出管）５０から矢印Ｂのように電気集塵装置４２（ケース５１）外へと導出され、ガスフィルタ４３で更に微小なパーティクルが除去された後、真空チャンバ２１内に供給される。このとき、原料ガス供給管（原料ガス導出管）５０がパーティクルトラップ５４の手前、即ち、電気泳動コイル５３の先端部（下流端部）の手前に設けられているため、電気泳動コイル５３によってその先端部へと移動した（搬送された）パーティクル５６と、原料ガス供給管（原料ガス導出管）５０から電気集塵装置４２外へ導出される原料ガスとを確実に分離することができる。

以上のように、本実施の形態１のＭＯＣＶＤ装置によれば、原料気化器４１と真空チャンバ２１との間に電気泳動コイル式の電気集塵装置４２を備え、原料気化器４１で生成した原料ガスを電気集塵装置４２内のガス流路５２に導入し、ガス流路５２に配設した電気泳動コイル５３によって発生した移動電界により、原料ガス中のパーティクル５６を電気泳動コイル５３の先に設けたパーティクルトラップ５４へと移動させて原料ガスからパーティクル５６を除去し、このパーティクル５６を除去した原料ガスを、パーティクルトラップ５４の手前に設けた原料ガス供給管（原料ガス導出管）５０から電気集塵装置４２外へと導出して真空チャンバ２１内に供給するように構成したため、真空チャンバ２１内に供給される原料ガス中のパーティクルが十分に低減され、パーティクルの付着がない良質な強誘電体膜を生成することができる。しかも、特別な原料気化器を用いる場合などに比べて安価にパーティクルの問題を解決することができる。

また、パーティクルトラップ５４にパーティクル５６を集めるため、ガス流路５２がパーティクル５６によって塞がれることがなく、メンテナンスも容易である。

＜実施の形態２＞
図３は本発明の実施の形態２に係るＭＯＣＶＤ装置に備えた電気集塵装置の構成図である。本実施の形態２は泳動コイル式の電気集塵装置の構成に工夫を施したものであり、ＭＯＣＶＤ装置の本体部の構成や原料ガス供給部の全体的な構成などは上記実施の形態１と同様であるため、ここでの説明及び図示は省略する（図１、図２参照）。

図３に示すように、電気集塵装置４２は、電気集塵装置４２（ケース５１）内にガス流路５２を有し、このガス流路５２の上下両側に電気泳動コイル５３Ａ，５３Ｂが配設されている。電気泳動コイル５３Ａは交流電源５５に接続されており、この交流電源５５から多相の交流電力（例えば３相、６０Ｈｚ）が供給される。また、電気泳動コイル５３の先、即ち、ケース５１の下流端部（ガス流路５２の下流端部）には、パーティクル捕集部であるパーティクルトラップ５４が設けられている。パーティクルトラップ５４はガス流路５２の下流端部の下方に位置している。原料ガス出口部４２ｂはパーティクルトラップ５４の手前（上流側）でケース４２の上面に設けられており、この原料ガス出口部４２ｂに原料ガス導出管としての原料ガス供給管５０が接続されている。原料ガス供給管４９が接続された原料ガス入口４２ａはケース４２の上流側の端面に設けられており、ガス流路５２に通じている。

そして、本実施の形態２では電気泳動コイル５３Ａ，５３Ｂの下流端部５３Ａ−１，５３Ｂ−１が屈曲してパーティクルトラップ５４へと延びている。このため、交流電源５５から多相の交流電力が電気泳動コイル５３Ａ，５３Ｂに供給されると、矢印Ｃのようにガス流路４２の上流側から下流側へとパーティクルトラップ５４へ向かうように移動電界を発生する。このため、電気集塵装置４２では、原料ガス入口４２ａから電気集塵装置４２（ケース５１）内に流入した原料ガス（混合ガス）がガス流路５２を流れるとき、この原料ガス中のパーティクル５６が、電気泳動コイル５３Ａ，５３Ｂによって生じる移動電界により、矢印Ｃのように電気泳動コイル５３Ａ，５３Ｂの先に設けられたパーティクルトラップ５４に向かって移動し、パーティクルトラップ５４に集められる。

従って、本実施の形態２のＭＯＣＶＤ装置の電気集塵装置４２によれば、より確実にパーティクル５６をパーティクルトラップ５４に集めて、パーティクル５６を原料ガスから分離（除去）することができる。また、本実施の形態２では、ガス流路５２の上下両側に電気泳動コイル５３Ａ，５３Ｂを設けているため、上記実施の形態１のように片側にだけ電気泳動コイル５３を設けた場合に比べてより確実にパーティクル５６を除去することができる。

＜実施の形態３＞
図４は本発明の実施の形態３に係るＭＯＣＶＤ装置に備えた電気集塵装置の構成図である。本実施の形態３は泳動コイル式の電気集塵装置の構成に工夫を施したものであり、ＭＯＣＶＤ装置の本体部の構成や原料ガス供給部の全体的な構成などは上記実施の形態１と同様であるため、ここでの説明及び図示は省略する（図１、図２参照）。

図４に示すように、電気集塵装置４２は、電気集塵装置４２（ケース５１）内にガス流路５２を有し、このガス流路５２の上下両側に電気泳動コイル５３Ａ，５３Ｂが配設されている。電気泳動コイル５３Ａは交流電源５５に接続されており、この交流電源５５から多相の交流電力（例えば３相、６０Ｈｚ）が供給される。また、電気泳動コイル５３の先、即ち、ケース５１の下流端部（ガス流路５２の下流端部）には、パーティクル捕集部であるパーティクルトラップ５４が設けられている。パーティクルトラップ５４はガス流路５２の下流端部の下方に位置している。原料ガス出口部４２ｂはパーティクルトラップ５４の手前（上流側）でケース４２の上面に設けられており、この原料ガス出口部４２ｂに原料ガス導出管としての原料ガス供給管５０が接続されている。原料ガス供給管４９が接続された原料ガス入口４２ａはケース４２の上流側の端面に設けられており、ガス流路５２に通じている。

また、電気泳動コイル５３Ａ，５３Ｂの下流端部（先端部）５３Ａ−１，５３Ｂ−１は屈曲してパーティクルトラップ５４の方向へと延びている。このため、交流電源５５から多相の交流電力が電気泳動コイル５３Ａ，５３Ｂに供給されると、矢印Ｃのようにガス流路４２の上流側から下流側へとパーティクルトラップ５４へ向かうように移動電界を発生する。このため、電気集塵装置４２では、原料ガス入口４２ａから電気集塵装置４２（ケース５１）内に流入した原料ガス（混合ガス）がガス流路５２を流れるとき、この原料ガス中のパーティクル５６が、電気泳動コイル５３によって生じる移動電界により、矢印Ｃのように電気泳動コイル５３の先に設けられたパーティクルトラップ５４に向かって移動し、パーティクルトラップ５４に集められる。

そして、本実施の形態３では電気集塵装置４２のガス流路５２の幅ｗを、３ｍｍ以下に狭めている。パーティクル６３は電気泳動コイル５３Ａ，５３Ｂに接近しているほど、確実に電気泳動コイル５３Ａ，５３Ｂの移動電界によって移動（搬送）される。このため、ガス流路５２の幅ｗは狭いほうがよく、３ｍｍ以下とすることが好ましく、より好ましくは２ｍｍ以下とする。但し、処理に必要なガス流量を確保すると共に目詰まりを抑制するため、幅ｗは１ｍｍ以上とする。

以上のように、本実施の形態３のＭＯＣＶＤ装置の電気集塵装置４２によれば、ガス流路５２の幅ｗを３ｍｍ以下（或いは２ｍｍ以下）に狭めたため、より確実にパーティクル５６を電気泳動コイル５３Ａ，５３Ｂの移動電界により移動させてパーティクルトラップ５４に集めることができる。

＜実施の形態４＞
図５は本発明の実施の形態４に係るＭＯＣＶＤ装置に備えた電気集塵装置の構成図である。本実施の形態４は泳動コイル式の電気集塵装置の構成に工夫を施したものであり、ＭＯＣＶＤ装置の本体部の構成や原料ガス供給部の全体的な構成などは上記実施の形態１と同様であるため、ここでの説明及び図示は省略する（図１、図２参照）。

図５に示すように、電気集塵装置４２は、電気集塵装置４２（ケース５１）内にガス流路５２を有し、このガス流路５２の上下両側に電気泳動コイル５３Ａ，５３Ｂが配設されている。電気泳動コイル５３Ａは交流電源５５に接続されており、この交流電源５５から多相の交流電力（例えば３相、６０Ｈｚ）が供給される。また、電気泳動コイル５３の先、即ち、ケース５１の下流端部（ガス流路５２の下流端部）の先には、パーティクル捕集部であるパーティクルトラップ５４が設けられている。原料ガス出口部４２ｂはパーティクルトラップ５４の手前（上流側）でケース４２の上面に設けられており、この原料ガス出口部４２ｂに原料ガス導出管としての原料ガス供給管５０が接続されている。原料ガス供給管４９が接続された原料ガス入口４２ａはケース４２の上流側の端面に設けられており、ガス流路５２に通じている。

交流電源５５から多相の交流電力が電気泳動コイル５３Ａ，５３Ｂに供給されると、矢印Ｄのようにガス流路４２の上流側から下流側へとパーティクルトラップ５４へ向かうように移動電界を発生する。このため、電気集塵装置４２では、原料ガス入口４２ａから電気集塵装置４２（ケース５１）内に流入した原料ガス（混合ガス）がガス流路５２を流れるとき、この原料ガス中のパーティクル５６が、電気泳動コイル５３Ａ，５３Ｂによって生じる移動電界により、矢印Ｄのように電気泳動コイル５３Ａ，５３Ｂの先に設けられたパーティクルトラップ５４に向かって移動し、パーティクルトラップ５４に集められる。また、電気集塵装置４２のガス流路５２の幅ｗは、確実に電気泳動コイル５３Ａ，５３Ｂの移動電界によってパーティクル５６を移動（搬送）させるため、３ｍｍ以下又は２ｍｍ以下に狭めている。

そして、本実施の形態４では、ガス流路５２の下流端部とパーティクルトラップ５４との間に、ガス流路５２の下流端部とパーティクルトラップ５４とを遮断する流路遮断手段としてのバルブ５７を備えている。また、パーティクルトラップ５４は、ボルトなどの適宜の着脱手段（取付手段）によりバルブ５７に着脱可能に取り付けられている。なお、このようにガス流路５２の下流端部とパーティクルトラップ５４との間にバルブ５７を設ける場合、パーティクルトラップ５４の配置は図５のようなケース５１の前部に限らず、例えば図４のようにケース５１の下部であってもよい。

以上のように、本実施の形態４のＭＯＣＶＤ装置の電気集塵装置４２によれば、ガス流路５２の下流端部とパーティクルトラップ５４との間にバルブ５７を備え、パーティクルトラップ５４をバルブ５７に着脱可能に取り付けたため、バルブ５７を閉じることにより、ガス流路５２などの低圧環境状態を保持したままで、パーティクルトラップ５４を取り外してパーティクルトラップ５４の交換やパーティクルトラップ５４内に集められたパーティクル５６の廃棄を行うことができる。

＜実施の形態５＞
図６は本発明の実施の形態５に係るＭＯＣＶＤ装置に備えた電気集塵装置の構成図である。本実施の形態５は泳動コイル式の電気集塵装置の構成に工夫を施したものであり、ＭＯＣＶＤ装置の本体部の構成や原料ガス供給部の全体的な構成などは上記実施の形態１と同様であるため、ここでの説明及び図示は省略する（図１、図２参照）。

そして、本実施の形態５では、電気集塵装置４２のガス流路５２が、上流端から下流端に向かって徐々に幅ｗが狭まる構成となっている。ガス流路５２の先端部（原料ガス出口部４２ｂ付近）では、３ｍｍ以下又は１ｍｍ〜２ｍｍにまで幅ｗが狭められている。電気泳動コイル５３Ａ，５３Ｂも、このガス流路５２の形状に沿って配置されている。即ち、電気泳動コイル５３Ａは上流端から下流端に向かって徐々に上方に傾斜し、電気泳動コイル５３Ｂは上流端から下流端に向かって徐々に下方に傾斜しており、両者の間隔が徐々に狭められている。

このため、交流電源５５から多相の交流電力が電気泳動コイル５３Ａ，５３Ｂに供給されると、矢印Ｅのように電気泳動コイル５３Ａ，５３Ｂに沿ってガス流路４２の上流側から下流側へと向かう傾斜した移動電界が発生する。このため、電気集塵装置４２では、原料ガス入口４２ａから電気集塵装置４２（ケース５１）内に流入した原料ガス（混合ガス）が傾斜したガス流路５２を円滑に流れ、このときに原料ガス中のパーティクル５６が、電気泳動コイル５３Ａ，５３Ｂによって生じる移動電界により、矢印Ｅのように傾斜して移動し、電気泳動コイル５３Ａ，５３Ｂの先に設けられたパーティクルトラップ５４に集められる。なお、ガス流路５２の幅ｗを徐々に狭める場合、必ずしも図示例のように上下両側を傾斜させるような構成に限定するものではなく、上側又は下側の何れか一方のみを傾斜させるようにしてもよい。

以上のように、本実施の形態５のＭＯＣＶＤ装置の電気集塵装置４２によれば、ガス流路５２を、上流端から下流端に向かって徐々に幅ｗが狭まる構成としたため、上記実施形態３，４（図４，図５参照）のようにガス流路５２の幅ｗが急に狭められている場合に比べて、ガス流路５２内を原料ガスが円滑に流れ、より確実にパーティクル５６を除去することができる。

なお、本発明は上記のような誘導結合型のプラズマＣＶＤ装置に限らず、容量結合型のプラズマＣＶＤ装置にも適用することができる。また、本発明はプラズマＣＶＤ装置に限定するものでもなく、図７に示すような熱反応のみによって成膜を行うＭＯＣＶＤ装置にも適用することができる。更に、本発明はＭＯＣＶＤ装置に限定するものでもなく、その他のＣＶＤ装置にも適用することができる。即ち、本発明は膜の原料となる液体原料を原料気化器で気化して原料ガスを生成し、この原料ガスを真空チャンバ内に導入して真空チャンバ内に設置した基板上に前記膜を形成するような各種のＣＶＤ装置に広く適用することができる。

また、本発明のＣＶＤ装置に用いる電気式の集塵装置としては上記のような電気泳動コイル式の電気集塵装置が適しているが、必ずしもこれに限定するものではなく、他の方式の電気集塵装置を用いることもできる。例えば、パーティクルを静電気力により電極に付着させて除去する電気集塵装置（平行平板電極式のものなど）を用いてもよい。

本発明はＣＶＤ装置に関するものであり、有機金属の液体原料を原料気化器で気化して混合した原料ガスを用いて強誘電体膜を生成するＭＯＣＶＤ装置など、各種のＣＶＤ装置において、原料ガス（混合ガス）の反応により発生するパーティクルの問題を解決する場合に適用して有用なものである。

本発明の実施の形態１に係るＭＯＣＶＤ装置の本体部の構成図である。前記ＭＯＣＶＤ装置の原料ガス供給部の構成図である。本発明の実施の形態２に係るＭＯＣＶＤ装置に備えた電気集塵装置の構成図である。本発明の実施の形態３に係るＭＯＣＶＤ装置に備えた電気集塵装置の構成図である。本発明の実施の形態４に係るＭＯＣＶＤ装置に備えた電気集塵装置の構成図である。本発明の実施の形態５に係るＭＯＣＶＤ装置に備えた電気集塵装置の構成図である。従来のＭＯＣＶＤ装置の一例を示す構成図である。

符号の説明

２１真空チャンバ
２２排気口
２３基板支持台
２４基板
２５電気ヒータ
２６ヒータ電源
２７ノズル
２８電気ヒータ
２９ヒータ電源
３０天井板
３１給電アンテナ
３２高周波電源
４１原料気化器
４１ａ原料ガス出口部
４２電気集塵装置
４２ａ原料ガス入口部
４２ｂ原料ガス出口部
４３ガスフィルタ
４４恒温室
４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４５Ｄマスフローコントローラ
４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃ液体原料供給管
４６Ｄ酸素供給管
４７液化原料供給装置
４８酸素供給装置
４９原料ガス供給管
５０原料ガス供給管（原料ガス導出管）
５１ケース
５２ガス流路
５３，５３Ａ，５３Ｂ電気泳動コイル
５３Ａ−１，５３Ｂ−１電気泳動コイルの下流端部
５４パーティクルトラップ
５５交流電源
５６パーティクル
５７バルブ

Claims

膜の原料となる液体原料を原料気化器で気化して原料ガスを生成し、この原料ガスを真空チャンバ内に導入して、前記真空チャンバ内に設置した基板上に前記膜を形成するＣＶＤ装置において、
前記原料気化器と前記真空チャンバとの間に電気式の集塵装置を備え、
この集塵装置によって前記原料ガス中のパーティクルを捕集することにより、前記原料ガスから前記パーティクルを除去し、
このパーティクルを除去した原料ガスを、前記真空チャンバ内に導入するように構成したことを特徴とするＣＶＤ装置。
請求項１に記載のＣＶＤ装置において、
前記電気式の集塵装置は、
電気泳動コイル式の電気集塵装置であり、
前記原料ガスを前記電気集塵装置内のガス流路に導入し、このガス流路に配設した電気泳動コイルによって発生した移動電界により、前記パーティクルを前記電気泳動コイルの先に設けたパーティクル捕集部へと移動させて、前記原料ガスから前記パーティクルを除去し、
このパーティクルを除去した原料ガスを、前記パーティクル捕集部の手前に設けた原料ガス導出管から前記電気集塵装置外へと導出して、前記真空チャンバ内に供給するように構成してなるものであることを特徴とするＣＶＤ装置。
請求項２に記載のＣＶＤ装置において、
前記パーティクル捕集部は前記ガス流路の下流端部の下方に位置しており、前記電気泳動コイルの下流端部は屈曲して前記パーティクル捕集部の方向へと延びていることを特徴とするＣＶＤ装置。
請求項２又は３に記載のＣＶＤ装置において、
前記ガス流路の下流端部と前記パーティクル捕集部との間に、前記ガス流路と前記パーティクル捕集部とを遮断する流路遮断手段を備え、
前記パーティクル捕集部を、前記流路遮断手段に着脱可能に取り付けたことを特徴とするＣＶＤ装置。
請求項２，３又は４に記載のＣＶＤ装置において、
前記ガス流路の幅を１ｍｍ〜３ｍｍに狭めたことを特徴とするＣＶＤ装置。
請求項２，３又は４に記載のＣＶＤ装置において、
前記ガス流路は、上流端から下流端に向かって徐々に幅が狭まる構成としたことを特徴とするＣＶＤ装置。
請求項２，３，４，５又は６に記載のＣＶＤ装置において、
前記電気泳動コイルは、前記ガス流路の上下両側に配設したことを特徴とするＣＶＤ装置。