JP5626113B2

JP5626113B2 - ガス分岐装置およびガス分岐方法

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Publication number: JP5626113B2
Application number: JP2011111282A
Authority: JP
Inventors: 宏之鹿山
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2011-05-18
Filing date: 2011-05-18
Publication date: 2014-11-19
Anticipated expiration: 2031-05-18
Also published as: JP2012241222A

Description

本発明は、ガス分岐装置およびガス分岐方法に関する。

半導体ウエハや液晶パネル等の基板に成膜を行う装置として、プラズマＣＶＤ装置が知られている。このプラズマＣＶＤ装置は、基板が配置された真空チャンバー内に成膜用の材料ガスを導入し、高周波エネルギーの印加よって生成したプラズマで材料ガスを分解することにより、分解した材料ガスの成分を基板に堆積させ、成膜を行う。このようなプラズマＣＶＤ装置には、前記の材料ガスを供給するため、ガス供給手段が設けられている（例えば、特許文献１参照）。

また、プラズマＣＶＤ装置としては、誘導結合型電極を多数有するアレイアンテナユニットを備えたアレイアンテナ式プラズマＣＶＤ装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。このアレイアンテナ式プラズマＣＶＤ装置では、アレイアンテナユニットを複数（例えば３層）有し、これらアレイアンテナユニットに対応する複数（３つ）の領域で同時にプラズマを発生させ、各領域に配置された基板にそれぞれ成膜を行うようにしている。

このように複数の領域で同時にプラズマを発生させ、各領域で成膜を行うには、各領域にそれぞれ材料ガスを供給する必要がある。また、領域間で得られる膜の性質に差が生じないよう、すなわち膜質が均一になるよう、各領域に供給する材料ガスの流量を均等にする必要がある。

このような背景のもとに、従来のガス供給装置では、まず、反応ガスやキャリアガスなどの複数種のガスをそれぞれのガス供給原から所定量ずつ導入して混合し、予め設定した混合比となるように材料ガス（混合ガス）を調整する。すなわち、それぞれの供給配管にマスフローコントローラを設けておき、これらマスフローコントローラを制御することにより、各供給配管を流れる各ガスの流量がそれぞれ所定流量となるように調整しておく。

そして、このように各供給配管によって供給され、所望の混合比に混合された混合ガス（材料ガス）を、分岐配管によって前記の各領域に供給できるようにしている。すなわち、各分岐配管にそれぞれマスフローコントローラを設けておき、これら各マスフローコントローラを制御することにより、各分岐配管を流れる混合ガスの流量が同じになるように調整している。

ところが、このような構成のガス供給装置にあっては、上流側となる供給配管のマスフローコントローラによって調整された材料ガスの供給量の総流量と、下流側となる分岐配管のマスフローコントローラによって調整された混合ガスの供給量の総流量との間で、不整合が生じることがある。すなわち、上流側の各供給配管を流れる材料ガスと、下流側の分岐配管を流れる混合ガスとはその成分が異なるため、各マスフローコントローラによって各ガスの流量をそれぞれ正確に制御するのが難しく、結果的に上流側と下流側とでその総流量が異なってしまうことがある。

そこで、従来では、このような上流側と下流側との間の総流量の不整合を解消するため、材料ガスを供給する供給配管からなる上流側と、混合ガスを供給する分岐配管からなる下流側との間の接続配管に、上流側で形成された混合ガスの余剰分を系外に排出する排出配管を設けている。また、前記接続配管に前記余剰分を貯留するバッファタンクを設けている。なお、前記の上流側と下流側との間の総流量の不整合は、必ずしも上流側の総流量が多くなるとは限らない。したがって、特に下流側の総流量が多くなるような場合には、予め上流側の総流量が多くなるように供給配管のマスフローコントローラを調整しておき、強制的に混合ガスの余剰分を形成してこれを排出配管やバッファタンクに排出するようにしている。

特開２００１−１１８７９７号公報特開２００７−２６２５４１号公報

しかしながら、前述したように排出配管やバッファタンクを設けたガス供給装置では、排出配管やバッファタンクを設置するためのイニシャルコストが必要となり、さらに、ガスを排出することによってランニングコストも高くなっている。

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、混合ガスを系外に排出することなく全て使用することで、ランニングコストを低く抑え、さらに排出配管やバッファタンクを設置するためのイニシャルコストの発生もなくした、ガス分岐装置およびガス分岐方法を提供することにある。

本発明のガス分岐装置は、複数種のガスを混合して混合ガスとするガス混合部と、前記混合ガスを複数箇所に供給するための複数の分岐配管を有する分岐部と、前記複数の分岐配管のうちの一つの分岐配管に設けられた背圧制御弁と、前記一つの分岐配管以外の分岐配管に設けられたマスフローコントローラと、前記背圧制御弁の上流側に設けられて該背圧制御弁の背圧を検知する圧力計と、前記背圧制御弁の下流側に設けられた流量計と、を備えることを特徴とする。

また、本発明のガス分岐方法は、前記ガス分岐装置を用いて混合ガスを前記分岐配管に分岐し、該分岐配管から混合ガスを供給するに際し、
前記ガス混合部で得た混合ガスを前記分岐部に流すとともに、前記マスフローコントローラによって対応する分岐配管を流れる混合ガスの流量を予め設定した流量に調整し、かつ、前記背圧制御弁を調整して該背圧制御弁の上流側の圧力を予め設定した圧力に調整する処理と、
前記流量計によって前記一つの分岐配管を流れる混合ガスの流量を計測し、該流量と前記マスフローコントローラを設けた分岐配管を流れる混合ガスの流量とに基づき、全ての分岐配管を流れる混合ガスの総流量を求め、該総流量を分岐配管の総数で除算して各分岐配管毎の平均流量を求める処理と、
前記分岐配管を流れる混合ガスの流量が、全て前記平均流量となるように前記マスフローコントローラを調整する処理と、を行うことを特徴とする。

本発明によれば、混合ガスを系外に排出することなく全て使用することで、ランニングコストを低く抑え、さらに排出配管やバッファタンクを設置するためのイニシャルコストも不要にした、ガス分岐装置およびガス分岐方法を提供することができる。

本発明に係るガス分岐装置が用いられるアレイアンテナ式ＣＶＤプラズマ装置の正面断面図である。図１に示したアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置側面断面図である。真空チャンバーの内部からアレイアンテナユニット及び台車等を取り除いた状態を示す、アレイアンテナ式ＣＶＤプラズマ装置の正面断面図である。本発明の実施形態に係るガス分岐装置の概略構成を示す模式図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
まず、図１〜図３を参照して、本発明の実施形態のガス分岐装置が用いられるアレイアンテナ方式（誘導結合型）ＣＶＤプラズマ装置について説明する。なお、図面中、「ＦＦ」は前方向、「ＦＲ」は後方向、「Ｌ」は左方向、「Ｒ」は右方向、「Ｕ」は上方向、「Ｄ」は下方向をそれぞれ指している。

図１〜図３において符号１はアレイアンテナ式ＣＶＤプラズマ装置であり、このアレイアンテナ式ＣＶＤプラズマ装置（以下、ＣＶＤプラズマ装置と記す。）１は、真空雰囲気中でプラズマを発生させつつ、プラズマによって分解した材料ガスの成分を基板Ｗの表面に堆積させることにより、基板Ｗの表面に非結晶シリコン膜又は微結晶シリコン膜等の薄膜（図示せず）を成膜（形成）する装置である。

ＣＶＤプラズマ装置１は、箱型の真空チャンバー３を備えて構成されている。真空チャンバー３は、真空圧を発生させる真空ポンプ等の真空圧発生源５に接続されており、内部が真空状態に減圧可能になっている。
また、真空チャンバー３は、チャンバー本体７を備えており、このチャンバー本体７は、図２に示すように正面側（前側）にフロント開口部７ａ、背面側（後側）にリア開口部７ｂを有し、図１、図３に示すように両側面側（左側面側及び右側面側）にサイド開口部７ｃをそれぞれ有している。

さらに、チャンバー本体７の正面部（前部）には、図２に示すようにフロント開口部７ａを開閉可能にするフロント壁９が設けられており、チャンバー本体７の背面部（後部）には、リア開口部７ｂを開閉可能にするリア壁１１が設けられている。また、チャンバー本体７の両側部（左側部及び右側部）には、図１、図３に示すようにサイド開口部７ｃを開閉可能にするサイド壁（ゲートバルブを含む）１３がそれぞれ設けられており、チャンバー本体７の上部には、天井壁１５が設けられている。

真空チャンバー３の天井壁１５には、図３に示すように第１天井側コネクタ１７と第２天井側コネクタ１９とが真空チャンバー３の幅方向（左右方向）に交互に配設されている。各第１天井側コネクタ１７は、高周波電力を供給する高周波電源２１（図１参照）の供給側（非接地側）に電気的に接続されており、各第２天井側コネクタ１９は、高周波電源２１の接地側に電気的に接続されている。
真空チャンバー３の天井壁１５の内壁面における左右方向の中央部には、センターガイドブッシュ２３が設けられており、真空チャンバー３の天井壁１５の内壁面における左部及び右部には、サイドガイドブッシュ２５がそれぞれ設けられている。

真空チャンバー３の内部には、図１に示すようにアンテナ支持機構２７が配設されている。具体的には、真空チャンバー３の天井壁１５の内壁面には、一対のガイド支柱２９が左右方向に離間しかつ垂下して設けられており、各ガイド支柱２９の上部には、図３に示すように段差部２９ａが形成されている。また、各ガイド支柱２９には、図１に示すように可動支持部材３１が嵌挿して設けられており、各可動支持部材３１は、ガイド支柱２９に対して上下方向へ移動可能かつ着脱可能になっている。さらに、各ガイド支柱２９における可動支持部材３１の下側には、手動操作（回転操作）によって可動支持部材３１を上下方向へ移動させる操作ナット３３が螺合して設けられており、各操作ナット３３は、ガイド支柱２９に対して着脱可能になっている。

アンテナ支持機構２７における一対の可動支持部材３１には、プラズマを発生させるアレイアンテナユニット３５が架け渡されてセット（支持）されている。
アレイアンテナユニット３５は、真空チャンバー３の正面側からチャンバー本体７のフロント開口部７ａを通って、一対の可動支持部材３１に着脱可能にセットされるようになっている。また、図２に示すようにアレイアンテナユニット３５の前後両側（前側及び後側）は、鉛直状態の基板Ｗをセットするための基板エリアＡとなっている。ここで、本実施形態では、アレイアンテナユニット３５は真空チャンバー３の前後方向に４つ配設されている。したがって、これらアレイアンテナユニット３５に対応するべく、アンテナ支持機構２７も４組設けられている。

また、図１に示すようにアレイアンテナユニット３５は、鉛直方向に配置されて同一平面上に、左右方向（真空チャンバー３の幅方向またはアレイアンテナユニット３５のアレイ方向）に間隔を置いて配列（配設）された複数の誘導結合型電極４５を備えて構成されている。

誘導結合型電極４５は、第１電極棒４９と、該第１電極棒４９に対して平行に配置されたパイプ状の第２電極棒５３と、これら第１電極棒４９の下端部と第２電極棒５３の下端部との間を電気的に接続する連結ばね５５と、を備えて構成された、Ｕ字形状を呈したアンテナ素子である。
第１電極棒４９には、その上端部に第１アンテナ側コネクタ４７が設けられており、この第１アンテナ側コネクタ４７は、前記第１天井側コネクタ１７のうちの対応するコネクタ１７に着脱可能に接続されている。

また、第２電極棒５３には、その上端部に第２アンテナ側コネクタ５１が設けられており、この第２アンテナ側コネクタ５１は、前記第２天井側コネクタ１９のうちの対応するコネクタ１９に着脱可能に接続されている。さらに、各第２電極棒５３の外周面には、材料ガスを噴出する噴出孔（図示せず）が形成されている。なお、複数本の第１電極棒４９の下端部および複数本の第２電極棒５３の下端部には、左右方向へ延びた連結棒６１が連結されている。

真空チャンバー３の内部の床面には、左右方向へ延びた一対のガイドレール３７が設けられており、一対のガイドレール３７には、台車３９が移動可能に設けられている。台車３９は、チャンバー本体７のサイド開口部７ｃを介して真空チャンバー３の内部に送り出し及び引き出し可能になっている。そして、この台車３９には、図２に示すように鉛直方向に立てた状態の基板Ｗを保持する枠状の基板ホルダ４１が、前後に離間して設けられている。ここで、台車３９を真空チャンバー３の内部における基準の台車送り出し位置（図１に実線で示す台車３９の位置）に送り出すことにより、各基板エリアＡに基板Ｗがセットされるようになっている。

なお、本発明の実施形態にあっては、基板エリアＡに基板Ｗをセットするために台車３９等を用いているが、別のセット手段を用いて基板エリアＡに基板Ｗをセットするようにしてもよい。
図１に示すように真空チャンバー３の外側の適宜位置には、真空チャンバー３の内部、すなわち基板エリアＡに材料ガスを供給する、ガス分岐装置４３が配設されている。

このガス分岐装置４３は、本発明の一実施形態となるもので、図４に示すようにガス混合部７０と、分岐部７１と、を備えて構成されている。
ガス混合部７０は、真空チャンバー３内に供給する成膜用の材料ガスを構成する、シラン等の反応ガスや水素、窒素（不活性ガス）等のキャリアガスなどの複数種のガスを混合して、混合ガスを得るためのものである。すなわち、このガス混合部７０は、ガス供給ボンベ等の各ガス源（図示せず）に接続する供給配管７２と、該供給配管７２に設けられたマスフローコントローラ（以下、ＭＦＣと記す。）７３と、該供給配管７２の下流側に設けられて該供給配管７２を合流させる接続配管７４と、を備えて構成されている。

本実施形態では、材料ガスを構成するガスがＡ、Ｂ、Ｃの３種類のガスであり、したがってこれらガスの各ガス源（ガスＡ源、ガスＢ源、ガスＣ源）にそれぞれ接続して、供給配管７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃが設けられている。また、これら各供給配管７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃには、それぞれＭＦＣ７３が設けられている。

ＭＦＣ７３は、従来公知の構成からなるもので、流量センサ、バイパス、流量制御バルブ、各種電気回路等を有して構成されている。すなわち、このＭＦＣ７３では、供給配管７４に連通する入口から入ったガスを、まず、流量センサ側とバイパス側とに分流する。そして、流量センサで質量流量に比例した温度変化をとらえてブリッジ回路で電気信号に変換する。この電気信号は、増幅回路、補正回路を経てリニア電圧信号として外部へ出力されるとともに、比較制御回路にも送られる。また、外部からの設定信号と流量センサからの流量信号とが、比較制御回路にて差信号とされ、バルブ駆動回路に送られる。流量制御バルブは、この差信号がゼロになる方向に作動し、常に設定された流量となるように制御する。このような構成によってＭＦＣ７３は、これを通過するガス流量を、外部からの設定信号によって設定された流量（設定流量）となるように制御する。

３つの供給配管７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃは、その下流側端部が接続配管７４の一端側にて合流している。
接続配管７４は、供給配管７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃから流れてきた各ガスを合流させ、これによってガスＡ、ガスＢ、ガスＣを混合して混合ガスにしている。この接続配管７４には、後述する背圧制御弁７７の背圧、すなわち一次側の圧力を検知する圧力計７５が設けられている。

分岐部７１は、接続配管７４の他端側に設けられて分岐する４つの分岐配管７６を有したもので、ガス混合部７０で形成された混合ガスを各分岐配管７６に分配し、該分岐配管７６から複数箇所（４箇所）に混合ガスを供給するためのものである。
４つの分岐配管７６のうち、一つの分岐配管７６ａには背圧制御弁７７が設けられており、さらに、この背圧制御弁７７より下流側に流量計７８が設けられている。また、この分岐配管７６ａ以外の分岐配管７６ｂ〜７６ｄには、それぞれＭＦＣ７９が設けられている。ＭＦＣ７９は、ガス混合部７０側のＭＦＣ７３と同様の構成からなっており、したがって分岐配管７６ｂ（７６ｃ、７６ｄ）を通って該ＭＦＣ７９を通過する混合ガスの流量を、外部からの設定信号によって設定された流量（設定流量）となるように制御する。

背圧制御弁７７は、図示しない制御部を介して、あるいは人手によってその開度を調節することにより、背圧（一次側の圧）、すなわち上流側であるガス混合部７０側（供給配管７２Ａ〜７２Ｃ側）の圧力を調整するものである。ここで、分岐配管７６ｂ〜７６ｄには、前記したように設定流量となるよう制御されたＭＦＣ７９が設けられている。したがって、後述するようにガス分岐装置４３の初期設定時には、分岐配管７６ｂ〜７６ｄはＭＦＣ７９による流量設定が固定されるため、背圧制御弁７７により、接続配管７４を流れる混合ガスの圧力が調整可能になっている。

流量計７８としては、従来公知の種々の流量計が使用可能であるが、特に、ＭＦＣ７９に用いられている流量センサと同じ特性を有するもの、すなわち同じ計測原理のものが好適に用いられる。このようにＭＦＣ７９の流量センサと同じ特性のものを用いることにより、分岐配管７６ａと分岐配管７６ｂ〜７６ｄとの間で流量計や流量センサの計測原理の違いによる流量差が生じることが防止される。すなわち、分岐配管７６ａと分岐配管７６ｂ〜７６ｄとでは同じ混合ガスが流れるため、同じ計測原理でその流量を計測すれば、これらの間で流量差が生じることはない。

また、これら分岐管７６ａ〜７６ｄは、図１に示すようにそれぞれ独立して接続配管群に接続され、該接続配管群８０を介して真空チャンバー３内に連通している。すなわち、各分岐配管７６ａ〜７６ｄは、それぞれ、真空チャンバー３内に配設された４つのアレイアンテナユニット３５のうちの一つに対応して、接続配管群８０を介して真空チャンバー３に接続されている。これにより、各分岐配管７６ａ〜７６ｄは、アレイアンテナユニット３５に対応する４つの領域に、同時に混合ガス（材料ガス）を供給できるようになっている。

次に、前記ガス分岐装置４３を用いて混合ガスを前記４つの領域に分岐供給する、ガス分岐方法について説明する。
まず、ガスＡ源、ガスＢ源、ガスＣ源からガス混合部７０の各供給配管７２Ａ、７２Ｂ、７２ＣにそれぞれガスＡ〜ガスＣを供給するとともに、各ＭＦＣ７３を調節して、ガスＡ〜ガスＣを予め設定した流量で接続配管７４側に流す。これにより、接続配管７４に合流した各ガスＡ〜Ｃは、設定流量に対応する混合比で混合された混合ガスとなる。このようにして混合ガスを形成すると、この混合ガスは接続配管７４から各分岐配管７６ａ〜７６ｄに流入する。なお、接続配管７４から各分岐配管７６ａ〜７６ｄに流入する混合ガスの総流量Ｖ１は、ＭＦＣ７３によるガスＡ〜ガスＣの設定量の合計（総流量Ｖ０）にほぼ等しくなる。したがって、この設定量の合計（総流量Ｖ０）に対応する接続配管７４での圧力（圧力計７５で示される圧力）を予め実験等によって求めておく。

また、これに先だち、分岐配管７６ｂ〜７６ｄについてはそれぞれのＭＦＣ７９により、各分岐配管７６ｂ〜７６ｄを流れる混合ガスの流量を予め設定しておく。例えば、前記混合ガスの総流量Ｖ０（ガスＡ〜ガスＣの設定量の合計）の（１／４）の流量に設定しておく。一方、分岐配管７６ａについては、背圧制御弁７７を調節することにより、接続配管７４を流れる混合ガスの圧力が、前記混合ガスの総流量Ｖ０に対応する圧力となるように調整する。すなわち、接続配管７４に設けた圧力計７５が前記混合ガスの総流量Ｖ０に対応する圧力を示すように調節する。

このように各ＭＦＣ７９、背圧制御弁７７を調整すると、ＭＦＣ７３によるガスＡ〜ガスＣの設定量の合計（接続配管７４を流れる混合ガスの総流量Ｖ０）が、ＭＦＣ７９によって設定された混合ガスの流量と分岐配管７６ａの流量計７８によって計測される混合ガスの流量との合計（総流量Ｖ１）に一致していれば、分岐配管７６ａを流れる混合ガスの流量と分岐配管７６ｂ〜７６ｄを流れる混合ガスの流量とが等しくなり、分岐配管７６ａ〜７６ｄを流れる混合ガスの流量は全て等しくなる。

しかし、前述したように、上流側の供給配管７２を流れるガスＡ〜ガスＣと、下流側の分岐配管７６ａ〜７６ｄを流れる混合ガスとはその成分が異なるため、ＭＦＣ７３やＭＦＣ７９だけでは、ガスＡ〜ガスＣの流量や混合ガスの流量をそれぞれ正確に制御するのが困難である。したがって、上流側の供給配管７２を流れるガスＡ〜ガスＣの総流量Ｖ０と、下流側の分岐配管７６ａ〜７６ｄを流れる混合ガスの総流量Ｖ１とが異なってしまうことがある。

そこで、本実施形態では、背圧制御弁７７の下流側に設けた流量計７８によって分岐配管７６ａを流れる混合ガスの流量を計測し、該流量とＭＦＣ７９によって設定された分岐配管７６ｂ〜７６ｄを流れる混合ガスの流量とに基づき、全ての分岐配管７６ａ〜７６ｄを流れる混合ガスの総流量（Ｖ１）を求め、該総流量（Ｖ１）を分岐配管７６ａ〜７６ｄの総数である４で除算し、各分岐配管毎の平均流量を求める。

上流側の供給配管７２を流れるガスＡ〜ガスＣの総流量（Ｖ０）と、下流側の分岐配管７６ａ〜７６ｄを流れる混合ガスの総流量（Ｖ１）とが異なっている場合には、求めた平均流量が、流量計７８で計測された分岐配管７６ａを流れる混合ガスの流量や、ＭＦＣ７９によって設定された混合ガスの流量と異なる。
そこで、まず、ＭＦＣ７９を再調整し、分岐配管７６ｂ〜７６ｄを流れる混合ガスの流量を前記平均流量に設定し直す。

このようにしてＭＦＣ７９を再調整することで、分岐配管７６ａを流れる混合ガスの流量も平均流量に一致し、したがって全ての分岐配管７６ａ〜７６ｄを流れる混合ガスの流量が等しくなったら、各ＭＦＣ７９や背圧制御弁７７の制御を終了する。これにより、各分岐配管７６ａ〜７６ｄから真空チャンバー３内の各アレイアンテナユニット３５に対応する４つの領域に、それぞれ同時に、かつ均一な流量で、混合ガス（材料ガス）を供給することができる。

また、ＭＦＣ７９を再調整した後の、分岐配管７６ａを流れる混合ガスの流量が平均流量に一致しない場合には、再度全ての分岐配管７６ａ〜７６ｄを流れる混合ガスの流量から平均流量を求め、以下、前記処理を繰り返すことにより、全ての分岐配管７６ａ〜７６ｄを流れる混合ガスの流量が等しくなるようにする。ただし、ＭＦＣ７９を再調整した際に、圧力計７５によって示される圧力が前記混合ガスの総流量Ｖ０に対応する圧力と異なってしまった場合には、背圧制御弁７７を再調整し、接続配管７４を流れる混合ガスの圧力が前記総流量Ｖ０に対応する圧力となるようにし、その後、前記した一連の処理を繰り返す。そして、全ての分岐配管７６ａ〜７６ｄを流れる混合ガスの流量が等しくなったら、各ＭＦＣ７９や背圧制御弁７７の制御を終了する。

このようなガス分岐装置４３およびこれを用いたガス分岐方法にあっては、複数の分岐配管のうちの一つの分岐配管７６ａに背圧制御弁７７を設け、他の分岐配管７６ｂ〜７６ｄにＭＦＣ７９を設け、前記背圧制御弁７７を用いてその上流側となるガス混合部７０側の圧力を予め設定した圧力、すなわち供給配管７２を流れるガスＡ〜ガスＣの総流量Ｖ０に対応する圧力に調整し、その状態で分岐配管７６ａ〜７６ｄを流れる混合ガスの流量が全て同じ平均流量になるよう、ＭＦＣ７９を調整するようにしたので、混合ガスを系外に排出することなく全て使用し、各分岐配管７６ａ〜７６ｄから混合ガスを同時に等量ずつ供給することができる。
したがって、ランニングコストを低く抑えることができ、さらに、従来のように排出配管やバッファタンクを設置する必要が無くなってこれらの設置のためのイニシャルコストが不要になる。

また、混合するための複数種のガスを、ＣＶＤプラズマ装置（ＣＶＤ装置）１による成膜用の材料ガスを構成するガスとし、分岐配管７６ａ〜７６ｄを、ＣＶＤプラズマ装置１の真空チャンバー３内に接続されて用いられるように構成したので、真空チャンバー３内の複数の成膜領域に均等に混合ガス（材料ガス）を供給することができ、したがって各成膜領域間で得られる膜の性質に差が生じることがない。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、前記実施形態では材料ガスを構成するガスを３種類のガスとし、供給配管を３本設けるように、また、分岐配管を４本にして４つの領域に混合ガスを供給するようにしたが、これら供給配管や分岐配管の数については、対象となるガス種の数や領域の数に応じて適宜変更可能である。

また、前記実施形態では、圧力計７５を接続配管７４に設けたが、背圧制御弁７７の上流側であれば、例えば分岐配管７６ａに設けてもよい。
さらに、前記実施形態では本発明のガス分岐装置およびガス分岐方法を、ＣＶＤプラズマ装置１における成膜用の材料ガスの供給装置および供給方法に適用したが、本発明はこれに限定されることなく、複数種のガスを混合して得られた混合ガスを複数箇所に均等に、又は、予め決められた割合で供給する必要のある装置であれば、いずれにも適用可能である。

１…アレイアンテナ式ＣＶＤプラズマ装置、３…真空チャンバー、３５…アレイアンテナユニット、４３…ガス分岐装置、７０…ガス混合部、７１…分岐部、７２、７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃ…供給配管、７３…マスフローコントローラ（ＭＦＣ）、７４…接続配管、７５…圧力計、７６、７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄ…分岐配管、７７…背圧制御弁、７８…流量計、７９…マスフローコントローラ（ＭＦＣ）

Claims

複数種のガスを混合して混合ガスとするガス混合部と、
前記混合ガスを複数箇所に供給するための複数の分岐配管を有する分岐部と、
前記複数の分岐配管のうちの一つの分岐配管に設けられた背圧制御弁と、
前記一つの分岐配管以外の分岐配管に設けられたマスフローコントローラと、
前記背圧制御弁の上流側に設けられて該背圧制御弁の背圧を検知する圧力計と、
前記背圧制御弁の下流側に設けられた流量計と、
を備えることを特徴とするガス分岐装置。
前記複数種のガスは、ＣＶＤ装置による成膜用の材料ガスを構成するガスであり、
前記分岐配管は、前記ＣＶＤ装置の真空チャンバー内に接続されて用いられることを特徴とする請求項１記載のガス分岐装置。
請求項１又は２に記載のガス分岐装置を用いて混合ガスを前記分岐配管に分岐し、該分岐配管から混合ガスを供給するに際し、
前記ガス混合部で得た混合ガスを前記分岐部に流すとともに、前記マスフローコントローラによって対応する分岐配管を流れる混合ガスの流量を予め設定した流量に調整し、かつ、前記背圧制御弁を調整して該背圧制御弁の上流側の圧力を予め設定した圧力に調整する処理と、
前記流量計によって前記一つの分岐配管を流れる混合ガスの流量を計測し、該流量と前記マスフローコントローラを設けた分岐配管を流れる混合ガスの流量とに基づき、全ての分岐配管を流れる混合ガスの総流量を求め、該総流量を分岐配管の総数で除算して各分岐配管毎の平均流量を求める処理と、
前記分岐配管を流れる混合ガスの流量が、全て前記平均流量となるように前記マスフローコントローラを調整する処理と、を行うことを特徴とするガス分岐方法。