JP5829962B2

JP5829962B2 - 成膜装置

Info

Publication number: JP5829962B2
Application number: JP2012067694A
Authority: JP
Inventors: 啓和松田
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2012-03-23
Filing date: 2012-03-23
Publication date: 2015-12-09
Anticipated expiration: 2032-03-23
Also published as: JP2013199669A

Description

本発明は、被処理物の表面に化学気相成長法（Chemical Vapor Deposition）等の化学反応によって膜を形成する成膜装置に関し、特に使用済みの成膜ガスを処理空間から吸引して排出する排気機構を備えた成膜装置に関する。

例えば特許文献１、２に開示されているように、この種の成膜装置は、成膜部と排気管を備えている。成膜部には、サセプタと、ディスパージョンヘッドとが向かい合って配置されている。被処理物をサセプタに支持させ、かつヒータで被処理物を加熱する。そして、膜の原料を含む成膜ガスをディスパージョンヘッドから吹き出して被処理物に接触させる。これによって、被処理物の表面にシリコン化合物等の膜を化学気相成長法によって形成できる。成膜部から排気管が延びている。この排気管にブロアや吸引ポンプなどの吸引手段が接続されている。この吸引手段の駆動によって、使用済の成膜ガスが、排気管に吸い込まれて、除害装置で除害されたうえで、外部に排出される。

特開２００６−１５６６９６号公報特開２００６−０８２０３７号公報

使用済みの成膜ガスには、未反応の原料や、成膜反応の副生成物が含まれている。このガスが排気管内を通ることで、上記未反応原料及び副生成物等からなる付着物が層状になって排気管の内壁に堆積しやすい。そのため、上記付着物がある程度の厚みになったら、成膜装置の運転を停止し、排気管内を掃除して、付着物を除去する必要がある。しかし、現状では、排気管内の付着物の厚みを的確に判断できる目安が無い。頻繁に排気管を掃除することにすると、成膜装置の稼働率が低下する。一方、掃除を長く行わないでいると、排気管が閉塞されて、使用済みの成膜ガスが成膜部の周辺の雰囲気中に溢れ出てしまう。
本発明は、上記事情に鑑み、成膜装置の排気管内の付着物の堆積具合を推定する目安を提供し、排気管を掃除すべき時期を的確に判断できるようにすることを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、大気圧近傍の処理空間内で被処理物の表面に膜を形成する成膜装置において、
前記処理空間を有して、かつ前記処理空間に前記膜の原料を含む成膜ガスを供給する成膜部と、
前記処理空間と吸引手段とを連ねる排気管と、
前記排気管に設けられた開度調節弁と、
前記排気管の内圧を検出する排気圧力計と、
前記処理空間の周辺の雰囲気圧と前記排気圧力計の検出圧力との差圧が一定になるように、前記開度調節弁の開度を調節する弁調節部と、
前記開度調節弁の開度が予め定めた閾値に達したか否かを監視する監視部と、
を備え、前記排気管の内壁の付着物層の厚みが増すにしたがって、前記弁調節部が、前記開度調節弁の開度を小さくすることを特徴とする。
排気管の内壁に付着物が堆積するにしたがって、排気管の流路断面積が狭まることで、排気管内のガス流速が高まる。すると、排気圧力計の検出圧力が低下し、処理空間周辺の雰囲気圧と上記検出圧力との間の差圧が大きくなる。そこで、弁調節部が、上記差圧を一定に維持すべく、開度調節弁の開度を小さくする。したがって、開度調節弁の開度を監視することで、排気管内の付着物の堆積具合を推定できる。ひいては、排気管を掃除すべき時期を的確に判断できる。そして、的確な時期に排気管を掃除することによって、成膜装置の稼働率が低下するのを防止しつつ、排気管が閉塞されて使用済の成膜ガスが周囲に溢れ出るのを防止できる。

前記差圧の一定値は、使用済みの成膜ガスが排気管に確実に吸い込まれるような大きさに設定することが好ましい。
前記吸引手段は、前記排気管内のガスを通常運転時は一定の吸引圧で吸引することが好ましい。これによって、使用済みの成膜ガスを安定的に吸引して排気できる。加えて、排気管の内壁への付着物の堆積によって排気管の流路断面積が狭まると、排気管内のガス流速が確実に高まり、雰囲気圧と排気管の検出内圧との間の差圧が確実に大きくなる。したがって、付着物の堆積量と開度調節弁の開度とが確実に相関することになる。この結果、開度調節弁の開度を監視することで、排気管を掃除すべき時期をより的確に判断できる。前記一定の吸引圧は、前記吸引手段の吸引能力や、除害装置が在る場合には該除害装置の除害能力に応じて定めることができる。ここで、「通常運転時」とは、成膜装置が正常に稼働して成膜が行なわれている状態を言い、例えば前記開度調節弁の開度が前記閾値に達しておらず、その他、不具合等の異常が起きていない状態で成膜処理がなされている状態を言う。

前記閾値が、前記排気管のコンダクタンスが最大時の７０％〜２０％程度、好ましくは６８％〜３５％程度、より好ましくは６５％〜５０％程度の範囲内であるときの前記開度に対応することが望ましい。これによって、排気管を掃除すべき時期を一層的確に判断できる。したがって、成膜装置の稼働率低下を確実に防止できるとともに、使用済みの成膜ガスが周囲に溢れるのを確実に防止できる。ここで、排気管のコンダクタンスが最大の時とは、排気管の内壁に付着物がまったく又は殆ど付いていない状態に相当する。

前記閾値に達したとき、発報又は前記成膜ガスの供給停止を含む保安動作を行なう保安動作部を、前記監視部に接続することが好ましい。
これによって、前記排気管内に付着物が掃除すべき程度に堆積したことを報知できる。又は、付着物がそれ以上堆積するのを防止することで、使用済みの成膜ガスが処理空間の周りの雰囲気中に溢れ出すのを確実に回避できる。

本発明の成膜処理は、大気圧近傍下にて行なうことが好ましい。ここで、大気圧近傍とは、１．０１３×１０^４〜５０．６６３×１０^４Ｐａの範囲を言い、圧力調整の容易化や装置構成の簡便化を考慮すると、１．３３３×１０^４〜１０．６６４×１０^４Ｐａが好ましく、９．３３１×１０^４〜１０．３９７×１０^４Ｐａがより好ましい。

本発明によれば、開度調節弁の開度を監視することで、排気管内の付着物の堆積具合を推定できる。よって、排気管を掃除すべき時期を的確に判断できる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る成膜装置の概略構成を示す解説正面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う、上記成膜装置の成膜部の平面図である。図３は、上記成膜部のノズルプレートの斜視図である。図４は、上記成膜装置の排気機構の開度調節弁を模式的に示す解説側面図である。図５は、本発明の第２実施形態に係る成膜装置の概略構成を示す解説正面図である。図６は、実施例１における吸引圧力に応じた開度調節弁の開度変化の測定結果を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る成膜装置１を示したものである。成膜装置１は、膜の原料を含む成膜ガスを被処理物９に供給して、化学気相成長法によって被処理物９の表面に膜を形成する。膜は、例えば結晶若しくは非晶質のシリコン又はシリコン化合物にて構成されているが、本発明はこれに限られない。原料は、膜の成分に応じて適宜選択され、常温常圧で気体であってもよく、液体又は固体を気化させた気化体であってもよい。被処理物９は、例えば半導体装置、液晶表示装置、太陽電池等の基板であるが、これに限定されるものではない。

図１に示すように、成膜装置１は、筺体２と、成膜部１０と、排気機構２０を備えている。詳細な図示は省略するが、筺体２は、周壁を構成するパネルカバー、及び扉等の開閉部を有している。開閉部をすべて閉じることで、筺体２の内部の空間２ａを密閉できる。筺体内空間２ａには、成膜部１０が収容されている他、被処理物９の搬送ロボット（搬送手段）、成膜ガスのコンソール（制御盤）、電装ボックス等が収容されている。

筺体２の例えば上部には、筺体排気路２ｂが接続されている。筺体内空間２ａの雰囲気ガスが排気路２ｂから排出されることで、筺体２の内圧が大気圧より少し低くなっている。これによって、上記雰囲気ガスが、筺体２の排気路２ｂ以外の部分から外部に漏れるのを防止できる。ひいては、未反応の原料や成膜反応の副生成物を含む使用済みの成膜ガスが、筺体２の排気路２ｂ以外の部分から外部に漏れるのを防止できる。

図１に示すように、成膜部１０は、処理空間１０ａを有し、かつ該処理空間１０ａに膜の原料を含む成膜ガスを供給するものであり、ディスパージョンヘッド１１（成膜ヘッド）と、ヒータ１２と、サセプタ１３と、ハウジング１４を含む。ディスパージョンヘッド１１は、複数のノズルプレート１５，１５…を含む。ノズルプレート１５の材質は、成膜ガスに対する耐性があれば特に限定がなく、樹脂でもよく、セラミックスでもよく、金属でもよい。図１及び図２に示すように、各ノズルプレート１５は、長手方向を図１の紙面と直交する方向（図２の上下）に向け、かつ厚み方向を図１の左右に向けた四角形の板状になっている。複数のノズルプレート１５，１５…が互いの厚み方向（図１の左右）に並べられ、かつ隣接するノズルプレート１５，１５どうしがぴったりと重ねられている。これら複数のノズルプレート１５，１５…からなるディスパージョンヘッド１１の平面視の面積は、被処理物９の面積と同等又は被処理物９の面積よりも大きい。

図３に示すように、各ノズルプレート１５の片面には、複数の導入凹部１５ａ，１５ａ…と、吹出凹部１５ｂとが形成されている。導入凹部１５ａ，１５ａ…は、それぞれノズルプレート１５の下端面から上へ延びるとともに、互いにノズルプレート１５の長手方向（図１の紙面と直交する方向）に離れて、好ましくは等間隔置きに配置されている。吹出凹部１５ｂは、ノズルプレート１５の上下方向の中間部よりも上側の部分のほぼ全幅に及ぶように形成されている。吹出凹部１５ｂの下端部に各導入凹部１５ａが連なっている。吹出凹部１５ｂの上端部は、ノズルプレート１５の上端部に達している。図１及び図２に示すように、各ノズルプレート１５の上記片面（凹部１５ａ，１５ｂが形成された面）に、その隣のノズルプレート１５の反対側の面（凹部１５ａ，１５ｂが形成されていない面）が接することで、導入凹部１５ａ及び吹出凹部１５ｂの上記片面側の開口が塞がれている。各ノズルプレート１５の導入凹部１５ａとその隣のノズルプレート１５とによって、導入路１６が画成されている。各ノズルプレート１５の吹出凹部１５ｂとその隣のノズルプレート１５とによって、吹出路１７が画成されている。

図１に示すように、原料供給源３から供給路３ａが延びている。この供給路３ａが、複数に分岐して各導入路１６に接続されている。膜の原料を含む成膜ガスが、原料供給源３から供給路３ａを経て、各ノズルプレート１５の各導入路１６に均一に分配される。この成膜ガスが各導入路１６を通って吹出路１７で合流し、吹出路１７の長手方向の全域に均一に分散しながら、吹出路１７の上端開口から吹き出される。

図１及び図２に示すように、ディスパージョンヘッド１１の周側部及び底部は、ハウジング１４で囲まれている。ハウジング１４は、平面視で四角形の箱形状をしており、上面が開口されている。

図１に示すように、ヒータ１２は、ディスパージョンヘッド１１の上方に離れて、ディスパージョンヘッド１１と対向するように配置されている。ヒータ１２の下面にサセプタ１３が設けられている。ディスパージョンヘッド１１とサセプタ１３との間に処理空間１０ａが画成されている。処理空間１０ａの圧力は、大気圧近傍になっている。処理空間１０ａの外周部は、筺体内空間２ａに連なっている。

サセプタ１３に被処理物９が支持されている。被処理物９は、膜が形成されるべき被処理面を下に向けて、サセプタ１３の下面に吸着されている。これによって、被処理物９が処理空間１０ａ内に配置され、その被処理面がディスパージョンヘッド１１に面している。被処理物９は、ヒータ１２を介してサセプタ１３によって所定の温度まで加熱される。この被処理物９にディスパージョンヘッド１１からの成膜ガスが吹き付けられることで、被処理物９の被処理面上で成膜ガス中の膜原料の熱反応が起き、被処理面に膜が化学気相成長法によって形成される。ディスパージョンヘッド１１の複数の吹出路１７，１７…から成膜ガスがそれぞれ吹き出されることで、被処理物９の全域に成膜ガスを一度に吹き付けることができ、被処理物９の全域において膜を同時に成長させることができる。各吹出路１７から成膜ガスを均一に吹き出すことで、被処理物９の全体に均一に成膜できる。

なお、ディスパージョンヘッド１１とサセプタ１３を互いの対向方向と交差する方向に相対移動させながら、サセプタ１３上の被処理物９にディスパージョンヘッド１１から成膜ガスを吹き付けるようにしてもよい。この場合、ディスパージョンヘッド１１の上記相対移動方向の寸法を被処理物９の同方向の寸法より小さくしてもよく、ディスパージョンヘッド１１全体の吹出路１７の数を減らしてもよく、吹出路１７が１つだけであってあってもよい。また、成膜部１０が、図１において上下に反転した構造になっていてもよい。すなわち、ディスパージョンヘッド１１が、成膜ガスを下方に吹き出す構造になっていてもよく、ヒータ１２及びサセプタ１３、ひいては被処理物９が、ディスパージョンヘッド１１の下方に配置されていてもよい。

次に、排気機構２０について説明する。排気機構２０は、成膜部１０における上記被処理物９への吹き付け後の使用済みの成膜ガスを排出するものであり、図１に示すように、成膜部１０から延びる排気管２１と、開度調節機構３０を備えている。排気管２１は、複数の管体２２，２３，２４，２５，２６…を一列に連ねることによって構成されている。これら管体２２〜２６は、ステンレス製の管にて構成されているが、これに限定されるものではなく、ステンレス以外の金属管にて構成されていてもよく、樹脂製の管にて構成されていてもよい。管体２２〜２６の数は、任意である。また、中間の管体２５がＬ字管にて構成され、排気管２１が全体としてＬ字に配管されているが、この配管形状は任意に改変できる。

ハウジング１４の内面（内側面及び内底面）とディスパージョンヘッド１１との間の空間が、排気導入路２０ａになっている。ハウジング１４及びディスパージョンヘッド１１は、排気機構２０における排気導入路画成部を兼ねている。排気導入路２０ａの上端部が、処理空間１０ａの外周部に連なっている。ハウジング１４の底部に最上流の管体２２が接続されている。そして、排気導入路２０ａが管体２２の内部に連なっている。

排気管２１の下流側の部分は、筺体２の外部へ引き出されている。最下流の管体２６が、除害装置５内の吸引手段４に接続されている。これによって、処理空間１０ａと吸引手段４とが排気管２１を介して連ねられている。なお、吸引手段４は、除害装置５の外部に設けられていてもよい。吸引手段４は、排気ブロアであってもよく、吸引ポンプであってもよい。吸引手段４は、排気管２１内のガスを常時一定の吸引圧で吸引している。上記吸引手段４の吸引動作によって、処理空間１０ａにおける使用済みの成膜ガス、及び筺体内空間２ａの雰囲気ガスの一部が、排気導入路２０ａに導入される。以下、排気導入路２０ａに導入されたガスを「排ガス」と称す。排ガスには、処理空間１０ａにおける未反応の原料や、成膜反応の副生成物が含まれている。排ガスは、排気導入路２０ａから排気管２１に流れ込む。この排ガスが、排気管２１を通った後、吸引手段４の吸引ポートに吸い込まれるとともに吸引手段４の吐出ポートから吐出されて、除害装置５の除害処理部（図示省略）へ送られる。除害処理部は、排ガスに含まれる未反応の膜原料や、成膜時の副生成物や、高環境負荷物質を、化学的又は物理的処理によって排ガスから除去する。上記一定の吸引圧は、吸引手段４の吸引能力や除害装置５の除害処理能力に応じて定めるとよい。これによって、吸引排気処理又は除害処理を安定的に行うことができる。

開度調節機構３０は、開度調節弁３１と、弁調節部３２を含み、排気管２１の開度を調節する。開度調節弁３１は、排気管２１の中間部（中間の管体２３）に設けられている。図４に模式的に示すように、開度調節弁３１は、弁体３１ａを有している。弁体３１ａが変位することによって、開度調節弁３１の開度が調節され、ひいては排気管２１の開度が調節される。例えば図４では、弁体３１ａは、軸３１ｃのまわりに回転するようになっている。図４の二点鎖線にて示すように、排気管２１の管軸方向（図４において上下）に対する弁体３１ａの傾きが大きくなるにしたがって、開度調節弁３１の開度が小さくなる。なお、弁体３１ａが回転ではなくスライドするようになっていて、このスライド位置によって開度調節弁３１の開度が決まるようになっていてもよい。

図１に示すように、開度調節弁３１に弁調節部３２が接続されている。開度調節弁３１と弁調節部３２がユニットになっていてもよく、更には、開度調節弁３１と弁調節部３２と管体２３がユニットになっていてもよい。弁調節部３２は、開度調節弁３１を制御するものであり、詳細な図示は省略するが、制御動作を行なうマイクロコンピュータ（制御手段）、及び弁体３１ａの駆動回路等を含むコントローラにて構成されている。なお、弁調節部３２内の上記制御手段として、マイクロコンピュータに代えて、アナログ回路を用いてもよい。

さらに、弁調節部３２には開度検知部３３が内蔵されている。開度検知部３３は、弁体３１ａの回転角度（変位位置）を検知し、ひいては開度調節弁３１の開度を検知する。なお、開度検知部３３が、弁調節部３２から分離されて弁調節部３２の外部に設けられていてもよい

弁調節部３２には、圧力計４１，４２が接続されている。雰囲気圧力計４１は、筺体内空間２ａに設けられ、筺体内空間２ａの内圧（空間２ａ内の雰囲気ガスの圧力）を検出する。雰囲気圧力計４１の検出圧力は、弁調節部３２に送られる。排気圧力計４２は、排気管２１に設けられ、排気管２１の内圧（管２１内の排ガスの圧力）を検出する。好ましくは、排気圧力計４２は、排気管２１における開度調節弁３１よりも上流側（成膜部１０側）の管部分２１ａの内圧を検出する。より好ましくは、排気圧力計４２は、上流側管部分２１ａの中心軸付近における内圧を検出する。例えば、排気圧力計４２は、検圧プローブ４２ｐを含む。プローブ４２ｐは、上流側管部分２１ａに差し入れられ、その先端部が上流側管部分２１ａの中心軸付近に配置されている。このプローブ４２ｐの先端部におけるガス圧に応じた電気信号が、排気圧力計２１の検出圧力として、排気圧力計２１から弁調節部３２に送られる。なお、プローブ４２ｐの先端部が、上流側管部分２１ａの中心軸からずれていてもよい。排気圧力計４２を、排気管２１における開度調節弁３１よりも下流側（除害装置５側）の管部分２１ｂに設けてもよい。排気圧力計４２を排気管２１の複数箇所（例えば、両方の管部分２１ａ，２１ｂ）に設けてもよい。

上記弁調節部３２のマイクロコンピュータのメモリには、２つの圧力計４１，４２の検出圧力の差圧の目標値（一定値）が設定されている。この目標値は、排気管２１の内圧が筺体内空間２ａの内圧よりある程度、ないしは十分に低くなるように設定されている。弁調節部３２は、上記２つの検出圧力の差圧が目標値に維持されるように、開度調節弁３１の開度を調節する。これによって、処理空間１０ａにおける使用済の成膜ガスが筐体内空間２ａに漏れるのを防止して、該使用済の成膜ガスを排気管２１に確実に吸い込むことができる。

成膜装置１は、排気管２１の保守時期を管理する排気管理部５０を、更に備えている。管理部５０は、開度調節弁３１を監視する監視部５１と、保安動作を行なう保安動作部５３，５４とを有している。詳細な図示は省略するが、監視部５１は、監視動作を司るマイクロコンピュータ（制御手段）、及び保安動作部５３，５４の駆動回路等を含むコントローラにて構成されている。なお、監視部５１の上記制御手段としてマイクロコンピュータに代えて、アナログ回路を用いてもよい。監視部５１に開度検知部３３の出力信号線が接続されている。開度検知部３３の検出情報は、監視部５１のマイクロコンピュータに送られて、開度調節弁３１に対する監視処理に供される。監視部５１のマイクロコンピュータのメモリには、上記監視処理のために、開度調節弁３１の開度の閾値が記憶されている。この閾値は、排気管２１のコンダクタンスが最大時の７０％〜２０％程度、好ましくは６８％〜３５％程度、より好ましくは６５％〜５０％程度の範囲内であるときの、開度調節弁３１の開度に対応する。ここで、排気管２１のコンダクタンスが最大の時とは、排気管２１の内壁に付着物がまったく又は殆ど付いていない状態に相当する。上記閾値は、吸引手段４の吸引圧に応じて可変としてもよい。また、図示は省略するが、監視部５１に上記閾値等を入力するためのタッチパネル等の入力部や、監視状況等を表示するディスプレイを設けてもよい。

排気管理部５０の保安動作部は、ブザー５３（発報器）及びランプ５４（発報器）にて構成されている。以下、ブザー５３及びランプ５４を「発報器５３，５４」と総称する。これら発報器５３，５４は、監視部５１に接続され、監視部５１によってオンオフ操作される。なお、発報器５３，５４は、監視部５１とは別体であってもよく、監視部５１に一体に搭載されていてもよい。監視部５１及び発報器５３，５４を含む排気管理部５０の全体が、筺体２に搭載されていてもよく、筺体２から分離されて筺体２の外部に設置されていてもよい。排気管理部５０の全体又は少なくとも発報器５３，５４が、筺体２が在る成膜現場から離れた制御室等の遠隔箇所に設置されていてもよい。排気管理部５０が、発報器（保安動作部）として、ブザー５３とランプ５４のうち何れか１つだけを有していてもよい。

上記のように構成された成膜装置１の動作を、開度調節機構３０及び排気管理部５０の動作を中心に説明する。
成膜装置１の稼働中、筺体内空間２ａの内圧を雰囲気圧力計４１によって検出するとともに、排気管２１の内圧を排気圧力計４２によって検出して、これら検出圧力値を弁調節部３２に送る。弁調節部３２は、これら検出圧力値に基づいて、筺体内空間２ａの内圧（処理空間１０ａの周辺の雰囲気圧）と排気管２１の内圧との差圧が上記目標値（一定値）になるように、開度調節弁３１の開度を調節する。筺体内空間２ａの内圧は、筺体排気路２ｂからの排気によって大気圧（筺体２の外部の圧力）より少し低くなっている。また、吸引手段４を一定の吸引圧にて駆動する。この吸引圧は、筺体内空間２ａの内圧よりも低い。したがって、
（大気圧）＞（筺体内空間２ａの内圧）＞（排気管２１の内圧）＞（吸引手段４の吸引圧）
となる。よって、成膜部１０における使用済みの成膜ガスのほぼ全部及び筺体内空間２ａの雰囲気ガスの一部が、排ガスとなって、排気導入路２０ａから排気管２１に吸い込まれる。この排ガスが、排気管２１の上流側管部分２１ａ、開度調節弁３１、下流側管部分２１ｂを順次通って除害装置５に送られ、除害装置５において除害処理されたうえで外部に排出される。

上記排ガスには未反応の原料や成膜反応の副生成物が含まれているために、排気管２１の内壁には上記未反応原料及び副生成物等からなる付着物層８が形成されやすい。この付着物層８の厚みは、成膜装置１の運転を継続するにしたがって増大する。付着物層８の厚みが増大すればするほど、排気管２１の流路が狭まり、コンダクタンスが低下する。通常、付着物層８は、排気管２１の内壁の全周にわたって一様に形成される。したがって、排気管２１の流路は、排気管２１の軸心に向かって狭まる。排気圧力計４２のプローブ４２ｐを排気管２１の軸心付近に配置しておくことで、付着物層８の厚みが増大しても、プローブ４２ｐが付着物層８内に埋まるのを回避でき、排気管２１の内圧を確実に検出することができる。

ここで、排気管２１の流路が狭まると、吸引手段４の吸引圧が一定であるために排気管２１内の排ガスの流速が高まり、排気管２１の内圧（静圧）が低下する。そのため、筺体内空間２ａの内圧と排気管２１の内圧との差圧が増大する。そこで、弁調節部３２が、上記差圧の増大を阻止しようとして、弁体３１ａを閉方向（図４の矢印方向）に変位させて開度調節弁３１の開度を小さくする。したがって、付着物層８の厚みが増すにしたがって、開度調節弁３１の開度が小さくなる。

この開度調節弁３１の開度を開度検知部３３によって検出し、その検出信号を排気管理部５０へ送る。排気管理部５０の監視部５１は、開度検知部３３からの検出信号に基づいて、開度調節弁３１の開度が上記閾値に達したか否かを判断（監視）する。そして、開度調節弁３１の開度が閾値に達したときは、装置１の正常な動作又は安全を確保するための保安動作を行なう。ここでは、発報器からなる保安動作部５３，５４によって発報する。具体的には、監視部５１からブザー５３にオン信号を出力することで、ブザー５３を鳴らす。また、監視部５１からランプ５４にオン信号を出力することで、ランプ５４を発光させる。これよって、排気管２１の内壁の付着物が掃除を要する程度の堆積量に達したことを作業者に報知することができる。

作業者は、上記ブザー５３及びランプ５４の発報を受けて、成膜装置１の運転を停止する。そして、排気管２１を分解し、排気管２１及び開度調節弁３１の内部を掃除して、付着物層８を除去する。このようにして、排気管２１の掃除を的確な時期に行なうことができる。すなわち、付着物層８の厚みがある程度の大きさに達した時点で、該付着物層８を除去できる。したがって、過度に短い間隔で成膜装置１を止めて排気管２１を掃除することで成膜装置１の稼働率が低下するのを防止できる。また、逆に、排気管２１を掃除する間隔を過度に長くしために、排気管２１が詰まって使用済みの成膜ガスが筺体内空間２ａに溢れ出てしまうことをも防止することができる。成膜ガスの溢れ出しを防止することで、筺体２の内部に付着物層８が形成されるのを回避できる。

次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において既述の形態と重複する構成に関しては図面に同一符号を付して説明を簡略化する。
図５は、本発明の第２実施形態を示したものである。第２実施形態では、排気管理部５０の保安動作部として、供給路３ａに開閉弁５６（ガス供給遮断器）が設けられている。開閉弁５６の制御線が監視部５１に接続されている。監視部５１には、開閉弁５６を操作するための駆動回路（図示省略）が設けられている。

成膜装置１の通常運転時には、開閉弁５６を開位置にしておく。そして、開度調節弁３１の開度が閾値に達したときは、監視部５１が開閉弁５６を閉位置にする。これによって、供給路３ａが閉止され、原料供給源３から成膜部１０への成膜ガス供給が遮断される。したがって、成膜ガスが、筺体内空間２ａに溢れ出るのを確実に防止することができる。さらに、上記開閉弁５６の閉操作と同時に又は相前後して、発報器５３，５４によって警報を発報する。なお、第２実施形態において、発報器５３，５４を省略してもよい。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の改変をなすことができる。
例えば、排気管理部５０が、警報を示す信号又はデータを、成膜装置１を管理するコンピュータ等の管理装置に出力してもよい。上記コンピュータ等の管理装置が、排気管理部５０の機能を有していてもよい。
排気管理部５０の保安動作部として、発報器５３，５４及びガス供給遮断器５６に代えて、又はこれらに加えて、装置１の一部又は全体の電源をオフする電源遮断手段や、排気機構３０の排気流量を増大させる排気流量制御手段などを設けてもよい。上記電源遮断手段による電源オフによって、成膜ガスの成膜部１０への供給が停止されるようにしてもよい。上記排気流量制御手段が、保安動作時に限り、吸引手段４の吸引圧（負圧度）を高くすることで、排気機構３０の排気流量を増大させてもよい。
開度調節弁３１の開度の閾値として、第１、第２の閾値を設定してもよい。ここで、第１の閾値＞第２の閾値とする。そして、開度調節弁３１の開度が第１の閾値に達したら、排気管２１の交換時期を知らせる予報を行い、第２の閾値に達したら発報や成膜ガス供給停止等の保安動作を行うようにしてもよい。上記予報は、ブザーやランプの作動で行なってもよいし、図示しない成膜装置１のコントロールパネルでの表示で行なってもよい。
本発明の成膜方法は熱ＣＶＤに限られない。例えば、膜原料をプラズマによって活性化させて成膜反応を起こさせるプラズマＣＶＤを適用してもよい。

実施例を説明するが、本発明が以下の実施例に限定されるものではない。
まず、実施例に用いた装置１の構成について述べる。
排気管２１の内直径は、上流側及び下流側の管部分２１ａ，２１ｂについて共に８０ｍｍであった。
上流側管部分２１ａの長さは、約７００ｍｍであった。
下流側管部分２１ｂの長さは、約７００ｍｍであった。
開度調節弁３１として、東横化学社製、型番ＴＸ−８５２を用いた。
雰囲気圧力計４１として、長野計器社製、型番ＧＣ６２を用いた。
排気圧力計４２として、長野計器社製、型番ＧＣ６２を用い、これを上流側管部分２１ａに設置した。
さらに、吸引手段４の吸引圧を計測するために、下流側管部分２１ｂに圧力計（長野計器社製、型番ＧＣ６２）を設置した。

下記の（ａ）〜（ｄ）の４通りの条件下において、吸引手段４の吸引圧力を対大気圧で負圧側に５０Ｐａ〜５５０Ｐａの範囲で変化させて、各吸引圧力における開度調節弁３１の開度を計測した。
（ａ）上流側管部分２１ａ及び下流側管部分２１ｂの何れにおいても付着物層がまったく形成されていない状態
（ｂ）上流側管部分２１ａには付着物層がまったく形成されておらず、かつ下流側管部分２１ｂの内壁に厚み１５ｍｍの付着物層が形成されている状態
（ｃ）上流側管部分２１ａの内壁に厚み１５ｍｍの付着物層が形成されており、かつ下流側管部分２１ｂには付着物層がまったく形成されていない状態
（ｄ）上流側管部分２１ａ及び下流側管部分２１ｂの両方の内壁に厚み１５ｍｍの付着物層８形成されている状態

上記（ｂ）〜（ｄ）の付着物層として、塩化ビニール樹脂製の管を排気管２１に挿入することで、疑似的に付着物層が形成されているのと同等の状態にした。上記塩化ビニール樹脂製の管の外直径は約８０ｍｍであり、内直径は５０ｍｍであった。

条件（ａ）は、排気管２１のコンダクタンスが最大である状態に相当する。この条件（ａ）における最大コンダクタンスＣ_ｍａｘに対して、条件（ｂ）及び条件（ｃ）における排気管の２１のコンダクタンスＣ（ｂ），Ｃ（ｃ）は、Ｃ_（ｂ）＝Ｃ_（ｃ）＝０．６５×Ｃ_ｍａｘ程度になる。また、条件（ｄ）における排気管の２１のコンダクタンスＣ（ｄ）は、Ｃ_（ｄ）＝０．５０×Ｃ_ｍａｘ程度になる。

図６は、各条件（ａ）〜（ｄ）における上記開度調節弁３１の開度の計測結果を示したものである。
条件（ａ）の計測結果は、各吸引圧力における開度調節弁３１のイニシャル開度（排気管２１のコンダクタンスが最大値Ｃ_ｍａｘのときの開度）に相当する。
条件（ｂ）及び（ｃ）の計測結果から明らかな通り、同一の吸引圧力下においては、上流側管部分２１ａが閉塞されるほうが、下流側管部分２１ｂが閉塞されるよりも、開度調節弁３１の開度が小さくなった。
さらに、条件（ｄ）の計測結果から明らかな通り、両方の管部分２１ａ，２１ｂが共に閉塞されるほうが、何れか片方の管部分２１ａ又は２１ｂだけが閉塞されるよりも、開度調節弁３１の開度が小さくなった。

そこで、開度調節弁３１の開度の閾値は、吸引手段４の吸引圧に応じて、条件（ｃ）の計測結果と条件（ｄ）の計測結果との間の領域Ｒ（図６の斜線部）内に該閾値が入るように決めるとよい。この領域Ｒにおける排気管２１のコンダクタンスは、最大時の７０％〜２０％程度の範囲内にほぼ入る。これによって、排気管２１の全体が閉塞される前に、警報を発報したり、成膜ガスの供給を停止したりすることができる。

本発明は、例えば半導体装置、液晶表示装置、太陽電池等の製造に適用可能である。

１成膜装置
２筺体
２ａ筺体内空間
２ｂ筺体排気路
３原料供給源
３ａ供給路
４吸引手段
５除害装置
８付着物層
９被処理物
１０成膜部
１０ａ処理空間
１１ディスパージョンヘッド（成膜ヘッド）
１２ヒータ
１３サセプタ
１４ハウジング
１５ノズルプレート
１５ａ導入凹部
１５ｂ吹出凹部
１６導入路
１７吹出路
２０排気機構
２０ａ排気導入路
２１排気管
２１ａ上流側管部分
２１ｂ下流側管部分
２２〜２６管体
３０開度調節機構
３１開度調節弁
３１ａ弁体
３１ｃ軸
３２弁調節部
３３開度検知部
４１雰囲気圧力計
４２排気圧力計
４２ｐプローブ
５０排気管理部
５１監視部
５３ブザー（保安動作部）
５４ランプ（保安動作部）
５６開閉弁（保安動作部）

Claims

大気圧近傍の処理空間内で被処理物の表面に膜を形成する成膜装置において、
前記処理空間を有して、かつ前記処理空間に前記膜の原料を含む成膜ガスを供給する成膜部と、
前記処理空間と吸引手段とを連ねる排気管と、
前記排気管に設けられた開度調節弁と、
前記排気管の内圧を計測する排気圧力計と、
前記処理空間の周辺の雰囲気圧と前記排気圧力計の検出圧力との差圧が一定になるように、前記開度調節弁の開度を調節する弁調節部と、
前記開度調節弁の開度が予め定めた閾値に達したか否かを監視する監視部と、
を備え、前記排気管の内壁の付着物層の厚みが増すにしたがって、前記弁調節部が、前記開度調節弁の開度を小さくすることを特徴とする成膜装置。
前記吸引手段が、前記排気管内のガスを通常運転時は一定の吸引圧で吸引することを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
前記閾値が、前記排気管のコンダクタンスが最大時の７０％〜２０％程度の範囲内であるときの前記開度に対応することを特徴とする請求項１又は２に記載の成膜装置。
前記閾値に達したとき、発報又は前記原料の供給停止を含む保安動作を行なう保安動作部を、前記監視部に接続したことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の成膜装置。