JP5236755B2 - 成膜装置及び成膜方法 - Google Patents
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Description
内部の圧力が圧力調整可能に設けられており、固体状態の前記第1の原料を気化させ、気化した前記第1の原料ガスを前記基板に供給するための第1の気化器と、
内部の圧力が圧力調整可能に設けられており、液体状態の前記第2の原料を気化させ、気化した前記第2の原料ガスを前記基板に供給するための第2の気化器と、
前記第1の気化器から前記成膜容器に前記第1の原料ガスが流れる第1の供給流路に設けられた第1の圧力計を有する、第1の圧力計測部と、
前記第2の気化器から前記成膜容器に前記第2の原料ガスが流れる第2の供給流路に設けられた第2の圧力計を有する、第2の圧力計測部と、
前記第1の圧力計測部により測定した第1のデータに基づいて前記第1の原料ガスの供給量を算出し、前記第2の圧力計測部により測定した第2のデータに基づいて前記第2の原料ガスの供給量を算出し、算出した前記第1の原料ガスの供給量と算出した前記第2の原料ガスの供給量とがそれぞれ一定になるように、前記第1の気化器及び前記第2の気化器を制御する制御部と、
第3の供給流路を介して前記第1の気化器と接続されており、前記第1の原料ガスを搬送する第1のキャリアガスを前記第1の気化器に供給する第1のキャリアガス供給部と、
第4の供給流路を介して前記第2の気化器と接続されており、前記第2の原料ガスを搬送する第2のキャリアガスを前記第2の気化器に供給する第2のキャリアガス供給部と
を有し、
前記第1のキャリアガス供給部と前記成膜容器とが前記第1の気化器を迂回する第1の迂回流路を介して接続されており、かつ、前記第1の圧力計は、前記第1の迂回流路の圧力を測定可能な位置に設けられており、
前記第2のキャリアガス供給部と前記成膜容器とが前記第2の気化器を迂回する第2の迂回流路を介して接続されており、かつ、前記第2の圧力計は、前記第2の迂回流路の圧力を測定可能な位置に設けられている、
成膜装置が提供される。
(実施の形態)
最初に、本発明の実施の形態に係る成膜装置について説明する。本実施の形態に係る成膜装置は、芳香族酸二無水物よりなる第1の原料を気化した第1の原料ガスと、芳香族ジアミンよりなる第2の原料を気化した第2の原料ガスとを、成膜容器内に設置されている基板に供給することによって、基板にポリイミド膜を成膜する成膜装置である。
Pe=UL/d (1)
で表されるペクレ数Peが10以上100以下であることが好ましい。これにより、PMDAガスが上側拡散防止部91a側から貯蔵室81側へ拡散することを確実に防止できる。また、式(1)で表されるペクレ数Peが30以上100以下であることが更に好ましい。これにより、PMDAガスが上側拡散防止部91a側から貯蔵室81側へ拡散することを更に確実に防止できる。
S=π×15cm×15cm=707cm2 (3)
により表され、ポリイミド膜の体積Vは、式(4)
V=S×1×10−4=7.07×10−2cm3 (4)
により表される。そして、ポリイミドの密度を1.42g/cm3とすると、ウェハ1枚当たりの成膜に必要なポリイミドの質量w0は、
w0=V×1.42=0.100g (5)
により表される。そして、ポリイミド膜中においてPMDAモノマー(分子量218)とODAモノマー(分子量200)が略等モル比で混合されるとすると、各モノマーの必要な質量は、約w0/2となる。更に、ウェハ25枚を一括して成膜処理するものとし、供給したPMDAモノマーのうち10%が成膜に用いられるものと仮定すると、1回の成膜処理に必要なPMDAモノマーの質量w1は、
w1=w0/2×25/(10/100)=12.5g (6)
となる。そして、成膜時間tを10分とするとき、第1の気化器21から供給されるPMDAガスの流量F1は、
F1=w1/t=12.5g/10分=1.25g/分
となる。
(実施の形態の第1の変形例)
次に、図17を参照し、本発明の実施の形態の第1の変形例に係る成膜装置について説明する。
(実施の形態の第2の変形例)
次に、図18を参照し、本発明の実施の形態の第2の変形例に係る成膜装置について説明する。
11 チャンバー
20 第1の原料ガス供給部
21 第1の気化器
22 第1のキャリアガス供給部
24 第1の加熱部
25 第1の供給部
30 第1の調整用ガス供給部
40 第2の原料ガス供給部
41 第2の気化器
42 第2のキャリアガス供給部
44 第2の加熱部
45 第2の供給部
50 第2の調整用ガス供給部
60 制御部
M1〜M3 圧力計(第1の圧力計側部)
M11〜M13 圧力計(第2の圧力計側部)
Claims (12)
- 芳香族酸二無水物よりなる第1の原料を気化した第1の原料ガスと、芳香族ジアミンよりなる第2の原料を気化した第2の原料ガスとを、成膜容器内に設置されている基板に供給することによって、前記基板にポリイミド膜を成膜する成膜装置において、
内部の圧力が圧力調整可能に設けられており、固体状態の前記第1の原料を気化させ、気化した前記第1の原料ガスを前記基板に供給するための第1の気化器と、
内部の圧力が圧力調整可能に設けられており、液体状態の前記第2の原料を気化させ、気化した前記第2の原料ガスを前記基板に供給するための第2の気化器と、
前記第1の気化器から前記成膜容器に前記第1の原料ガスが流れる第1の供給流路に設けられた第1の圧力計を有する、第1の圧力計測部と、
前記第2の気化器から前記成膜容器に前記第2の原料ガスが流れる第2の供給流路に設けられた第2の圧力計を有する、第2の圧力計測部と、
前記第1の圧力計測部により測定した第1のデータに基づいて前記第1の原料ガスの供給量を算出し、前記第2の圧力計測部により測定した第2のデータに基づいて前記第2の原料ガスの供給量を算出し、算出した前記第1の原料ガスの供給量と算出した前記第2の原料ガスの供給量とがそれぞれ一定になるように、前記第1の気化器及び前記第2の気化器を制御する制御部と、
第3の供給流路を介して前記第1の気化器と接続されており、前記第1の原料ガスを搬送する第1のキャリアガスを前記第1の気化器に供給する第1のキャリアガス供給部と、
第4の供給流路を介して前記第2の気化器と接続されており、前記第2の原料ガスを搬送する第2のキャリアガスを前記第2の気化器に供給する第2のキャリアガス供給部と
を有し、
前記第1のキャリアガス供給部と前記成膜容器とが前記第1の気化器を迂回する第1の迂回流路を介して接続されており、かつ、前記第1の圧力計は、前記第1の迂回流路の圧力を測定可能な位置に設けられており、
前記第2のキャリアガス供給部と前記成膜容器とが前記第2の気化器を迂回する第2の迂回流路を介して接続されており、かつ、前記第2の圧力計は、前記第2の迂回流路の圧力を測定可能な位置に設けられている、
成膜装置。 - 前記制御部は、測定した前記第1のデータを予め準備した第1の基準データと比較することによって、前記第1の原料ガスの供給量が第1の所定範囲内にあるか否かを検知し、測定した前記第2のデータを予め準備した第2の基準データと比較することによって、前記第2の原料ガスの供給量が第2の所定範囲内にあるか否かを検知するものである、請求項1に記載の成膜装置。
- 前記第1の圧力計測部は、前記第1の気化器と前記第1の圧力計との間の前記第1の供給流路に設けられた第3の圧力計と、前記第1の圧力計と前記第3の圧力計との間の前記第1の供給流路を絞る第1の絞り部とを有し、
前記第2の圧力計測部は、前記第2の気化器と前記第2の圧力計との間の前記第2の供給流路に設けられた第4の圧力計と、前記第2の圧力計と前記第4の圧力計との間の前記第2の供給流路を絞る第2の絞り部とを有し、
前記制御部は、前記第3の圧力計により測定された圧力と、前記第1の圧力計により測定された圧力とに基づいて前記第1の原料ガスの供給量を算出し、前記第4の圧力計により測定された圧力と、前記2の圧力計により測定された圧力とに基づいて前記第2の原料ガスの供給量を算出するものである、請求項1又は2に記載の成膜装置。 - 前記制御部は、前記第3の圧力計により測定された圧力及び前記第1の圧力計により測定された圧力に基づいて、前記第1の流路のコンダクタンスを算出し、前記第4の圧力計により測定された圧力及び前記第2の圧力計により測定された圧力に基づいて、前記第2の流路のコンダクタンスを算出するものである、請求項3に記載の成膜装置。
- 前記第1の圧力計測部は、前記第3の供給流路に設けられた第5の圧力計を有し、
前記第2の圧力計測部は、前記第4の供給流路に設けられた第6の圧力計を有し、
前記制御部は、前記第5の圧力計により測定された圧力に基づいて、前記第1の気化器のコンダクタンスを算出し、前記第6の圧力計により測定された圧力に基づいて、前記第2の気化器のコンダクタンスを算出するものである、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の成膜装置。 - 前記第1のキャリアガス供給部に、前記第1の気化器を介して前記成膜容器と切り替え可能に接続されているとともに、前記第1の迂回流路を介して前記成膜容器と切り替え可能に接続されており、ガスを排出するための排出部を有し、
前記第1の圧力計は、前記第1のキャリアガス供給部と前記排出部が前記第1の気化器を介して接続されているときに前記第1の気化器から流れるガスの圧力を測定可能であるとともに、前記第1のキャリアガス供給部と前記排出部が前記第1の迂回流路を介して接続されているときに前記第1の迂回流路の圧力を測定可能な位置に設けられており、
前記制御部は、前記第1のキャリアガス供給部から前記第1の気化器を介して前記第1のキャリアガスを前記排出部により排出しているときに前記第1の圧力計により測定された圧力と、前記第1のキャリアガス供給部から前記第1の迂回流路を介して前記第1のキャリアガスを前記排出部により排出しているときに前記第1の圧力計により測定された圧力とに基づいて、前記第1の原料ガスの供給量を算出するものである、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の成膜装置。 - 前記第1の供給流路に合流するように接続されており、前記第1の原料ガスを搬送するキャリアガスの流量を調整するための流量調整用ガスを供給する調整用ガス供給部を有する、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の成膜装置。
- 前記第1の気化器は、
前記第1の原料を加熱して気化させる第1の加熱部と、
前記第1の加熱部の上方に設けられた、前記第1の加熱部に前記第1の原料を落下供給する第1の供給部と
を有するものである、請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の成膜装置。 - 前記第2の気化器は、
前記第2の原料を加熱して気化させる第2の加熱部と、
前記第2の加熱部の上方に設けられた、前記第2の加熱部に前記第2の原料を落下供給する第2の供給部と
を有するものである、請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の成膜装置。 - 前記芳香族酸二無水物は、ピロメリット酸二無水物であり、
前記芳香族ジアミンは、4,4’−ジアミノジフェニルエーテルである、請求項1乃至請求項9のいずれかに記載の成膜装置。 - 原料を気化する気化器と、
キャリアガスを供給するキャリアガス供給部と、
成膜容器と、
ガスを排出するための排出部と、
を有し、
前記気化器と前記成膜容器とが、供給流路を介して接続されており、
前記キャリアガス供給部と前記成膜容器とが、前記気化器を迂回する迂回流路を介して接続されており、
前記排出部は、前記キャリアガス供給部に、前記気化器を介して前記成膜容器と切り替え可能に接続されているとともに、前記迂回流路を介して前記成膜容器と切り替え可能に接続されている、
成膜装置を用いた成膜方法であって、
前記キャリアガスの分圧を計測する工程と、
前記原料の分圧を計測する工程と、
を含み、
前記キャリアガスの分圧を計測する工程は、前記キャリアガス供給部から前記迂回流路を介して前記キャリアガスを前記排出部により排出しているときに前記迂回経路の圧力を測定する工程を含み、
前記原料の分圧を計測する工程は、前記キャリアガス供給部から前記気化器を介して前記キャリアガスを前記排出部により排出しているときに、前記供給流路の圧力を測定する工程と、測定された前記迂回経路の圧力と測定された前記供給流路の圧力とから前記原料ガスの分圧を算出する工程を含む、
成膜方法。 - 内部の圧力が圧力調整可能に設けられており、固体状態の前記第1の原料を気化させ、気化した前記第1の原料ガスを前記基板に供給するための第1の気化器と、
内部の圧力が圧力調整可能に設けられており、液体状態の前記第2の原料を気化させ、気化した前記第2の原料ガスを前記基板に供給するための第2の気化器と、
前記第1の気化器から前記成膜容器に前記第1の原料ガスが流れる第1の供給流路に設けられた第1の圧力計を有する、第1の圧力計測部と、
前記第2の気化器から前記成膜容器に前記第2の原料ガスが流れる第2の供給流路に設けられた第2の圧力計を有する、第2の圧力計測部と、
第3の供給流路を介して前記第1の気化器と接続されており、前記第1の原料ガスを搬送する第1のキャリアガスを前記第1の気化器に供給する第1のキャリアガス供給部と、
第4の供給流路を介して前記第2の気化器と接続されており、前記第2の原料ガスを搬送する第2のキャリアガスを前記第2の気化器に供給する第2のキャリアガス供給部と、
を有し、
前記第1のキャリアガス供給部と前記成膜容器とが前記第1の気化器を迂回する第1の迂回流路を介して接続されており、かつ、前記第1の圧力計は、前記第1の迂回流路の圧力を測定可能な位置に設けられており、
前記第1のキャリアガス供給部に、前記第1の気化器を介して前記成膜容器と切り替え可能に接続されているとともに、前記第1の迂回流路を介して前記成膜容器と切り替え可能に接続されており、ガスを排出するための第1の排出部を有し、
前記第1の圧力計は、前記第1のキャリアガス供給部と前記排出部が前記第1の気化器を介して接続されているときに前記第1の気化器から流れるガスの圧力を測定可能であるとともに、前記第1のキャリアガス供給部と前記排出部が前記第1の迂回流路を介して接続されているときに前記第1の迂回流路の圧力を測定可能な位置に設けられており、
前記第2のキャリアガス供給部と前記成膜容器とが前記第2の気化器を迂回する第2の迂回流路を介して接続されており、かつ、前記第2の圧力計は、前記第2の迂回流路の圧力を測定可能な位置に設けられており、
前記第2のキャリアガス供給部に、前記第2の気化器を介して前記成膜容器と切り替え可能に接続されているとともに、前記第2の迂回流路を介して前記成膜容器と切り替え可能に接続されており、ガスを排出するための第2の排出部を有し、
前記第2の圧力計は、前記第2のキャリアガス供給部と前記排出部が前記第2の気化器を介して接続されているときに前記第2の気化器から流れるガスの圧力を測定可能であるとともに、前記第2のキャリアガス供給部と前記排出部が前記第2の迂回流路を介して接続されているときに前記第2の迂回流路の圧力を測定可能な位置に設けられている、
成膜装置を用いた成膜方法であって、
前記第1のキャリアガス供給部から前記第1の気化器を介して前記第1のキャリアガスを前記排出部により排出しているときに前記第1の圧力計により測定された圧力と、前記第1のキャリアガス供給部から前記第1の迂回流路を介して前記第1のキャリアガスを前記排出部により排出しているときに前記第1の圧力計により測定された圧力とに基づいて、前記第1の原料ガスの供給量を算出する工程と、
前記第2のキャリアガス供給部から前記第2の気化器を介して前記第2のキャリアガスを前記排出部により排出しているときに前記第2の圧力計により測定された圧力と、前記第2のキャリアガス供給部から前記第2の迂回流路を介して前記第2のキャリアガスを前記排出部により排出しているときに前記第2の圧力計により測定された圧力とに基づいて、前記第2の原料ガスの供給量を算出する工程と、
を含む、成膜方法。
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