JP5949586B2 - 原料ガス供給装置、成膜装置、原料の供給方法及び記憶媒体 - Google Patents
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Description
液体または固体の原料を収容した原料容器と、
前記原料容器内の気相領域にキャリアガスを供給するためのキャリアガス供給部と、
前記原料容器から、気化した原料を含む原料ガスを前記成膜装置に供給するための原料ガス供給路と、
前記原料ガス供給路を流れる前記気化した原料の流量を測定する流量測定部と、
前記原料容器内の圧力を調節する圧力調節部と、
前記流量測定部にて測定した気化した原料の流量測定値と、予め設定された目標値とを比較し、流量測定値が目標値よりも高い場合には、前記原料容器内の圧力を上昇させ、流量測定値が目標値よりも低い場合には、前記原料容器内の圧力を低下させるように前記圧力調節部に制御信号を出力する制御部と、を備え、
前記圧力調節部は、前記原料ガス供給路に圧力調節用のガスを供給する圧力調整ガス供給部であることと、
前記原料ガス供給路における圧力調節用のガスの供給位置よりも下流側に、当該圧力調節用のガスの供給量の変動の影響を抑えるためのバッファーガスを供給するバッファーガス供給部を備えることと、を特徴とする。
(a)前記制御部は、前記圧力調節用のガスの供給量と、バッファーガスの供給量との合計が一定となるように、前記圧力調節ガス供給部及び原料ガス供給路に制御信号を出力すること。また、前記原料ガス供給路には、前記圧力調節ガス供給部から圧力調節用のガスが供給される位置と、前記バッファーガス供給部からバッファーガスが供給される位置との間の圧力差を大きくするための差圧形成部が設けられていること。
液体または固体の原料を収容した原料容器と、
前記原料容器内の気相領域にキャリアガスを供給するためのキャリアガス供給部と、
前記原料容器から、気化した原料を含む原料ガスを前記成膜装置に供給するための原料ガス供給路と、
前記原料ガス供給路を流れる前記気化した原料の流量を測定する流量測定部と、
前記原料容器内の圧力を調節する圧力調節部と、
前記流量測定部にて測定した気化した原料の流量測定値と、予め設定された目標値とを比較し、流量測定値が目標値よりも高い場合には、前記原料容器内の圧力を上昇させ、流量測定値が目標値よりも低い場合には、前記原料容器内の圧力を低下させるように前記圧力調節部に制御信号を出力する制御部と、を備え、
前記流量測定部は、前記原料容器にキャリアガスを供給するためのキャリアガス流路に設けられ、当該キャリアガス流路を流れるキャリアガスの流量を測定するための第1の流量測定部と、前記原料ガス供給路を流れる原料ガスの流量を出力するための第2の流量測定部と、これら第1の流量測定部にて得られたキャリアガスの流量測定値と、第2の流量測定部にて得られた原料ガスの流量測定値との差分値に基づいて前記気化した原料の流量測定値を求める流量演算部と、を備えたことを特徴とする。
また、第3の発明に係る原料ガス供給装置は、基板に対する成膜を行う成膜装置に用いられる原料ガス供給装置において、
液体または固体の原料を収容した原料容器と、
前記原料容器内の気相領域にキャリアガスを供給するためのキャリアガス供給部と、
前記原料容器から、気化した原料を含む原料ガスを前記成膜装置に供給するための原料ガス供給路と、
前記原料ガス供給路を流れる前記気化した原料の流量を測定する流量測定部と、
前記原料容器内の圧力を調節する圧力調節部と、
前記流量測定部にて測定した気化した原料の流量測定値と、予め設定された目標値とを比較し、流量測定値が目標値よりも高い場合には、前記原料容器内の圧力を上昇させ、流量測定値が目標値よりも低い場合には、前記原料容器内の圧力を低下させるように前記圧力調節部に制御信号を出力する制御部と、を備え、
前記流量測定部は、前記原料を収容した原料容器の重量を測定する重量測定部と、前記重量測定部から得られた重量測定値の経時変化に基づいて前記気化した原料の流量測定値を求める流量演算部と、を備えたことを特徴とする。
前記第2、第3の発明に係る原料ガス供給装置は以下の特徴を備えていてもよい。
(b)前記圧力調節部は、前記原料ガス供給路に設けられ、開度調節可能な圧力調節弁であること。または、前記圧力調節部は、前記原料ガス供給路に圧力調節用のガスを供給する圧力調整ガス供給部であること。
この原料ガス供給装置の下流側に設けられ、当該原料ガス供給装置から供給された原料ガスを用いて基板に成膜処理を行う成膜処理部と、を備えたことを特徴とする。
また、原料容器3には、気相部の圧力を計測する圧力検出部35が設けられている。
そこで本例の原料ガス供給装置においては、以下の手法によりPMDAの流量測定値を算出している。
Q2=Cf(Q3−Q1) …(1)
はじめに、反応チャンバー11にウエハボート12を搬入した後、反応チャンバー内を真空排気する。そして、成膜処理を開始する準備が整ったら、開閉バルブV1を開くと共に、キャリアガス供給部41から設定値の流量に調節されたキャリアガスを原料容器3に供給して原料ガスを発生させる。発生した原料ガスは成膜処理部1へ供給され、加熱部13により加熱されたウエハWの表面にて、この原料ガス中のPMDAと、不図示のODAの原料ガス供給ラインから供給されたODAとが反応してポリイミド系の有機絶縁膜が成膜される。
このようにして得られたPMDAの流量測定値Q2に基づいて圧力調節バルブPC1の開度を調節し、原料容器3の圧力制御をすることにより、例えば原料容器3の温度を変更してPMDAの流量を調節する場合よりも応答時間を短くすることができる。また、キャリアガスの増減によりPMDAの流量を調節する場合に比べて、原料容器3や各供給路410、210の配管内を通過するガスの流動状態が安定しているので、これらの部位の内壁面に付着したパーティクルが流量の変動に伴って飛散すること(発塵)を抑えることができる。
図8に示した原料ガス供給装置は、圧力調節バルブPC1に替えて、圧力調節ガス供給路610から原料ガス供給路210に圧力調節用のガスを供給することにより原料容器3内の圧力を調節する点が、図1に示した実施の形態と異なっている。また、原料ガスの流量測定値Q3とキャリアガスの流量設定値Q1との差分値Q3−Q1からPMDAの流量測定値Q2を算出する手法に替えて、PMDAを収容した原料容器3の重量変化に基づいて流量測定値Q2を算出する点も異なる。
なお、PMDAの気化流量Q2を求める手法は、特定の方法に限定されるものではなく、図2を用いて説明した原料ガスの流量測定値Q3とキャリアガスの流量設定値Q1との差分値Q3−Q1から算出してもよいし、他の手法を用いてもよい。これとは反対に、図1に示した圧力調節バルブPC1を用いる方式の圧力調節において、重量計37にて取得した重量測定値から算出したPMDAの流量測定値Q2を用いてもよいことは勿論である。
W ウエハ
1 成膜処理部
2 MFM(マスフローメータ)
210 原料ガス供給路
22 オリフィス
3 原料容器
300 固体原料
37 重量計
41 キャリアガス供給部
42 MFC(マスフローコントローラ)
410 キャリアガス流路
610 圧力調節ガス供給路
620 バッファーガス供給路
Claims (11)
- 基板に対する成膜を行う成膜装置に用いられる原料ガス供給装置において、
液体または固体の原料を収容した原料容器と、
前記原料容器内の気相領域にキャリアガスを供給するためのキャリアガス供給部と、
前記原料容器から、気化した原料を含む原料ガスを前記成膜装置に供給するための原料ガス供給路と、
前記原料ガス供給路を流れる前記気化した原料の流量を測定する流量測定部と、
前記原料容器内の圧力を調節する圧力調節部と、
前記流量測定部にて測定した気化した原料の流量測定値と、予め設定された目標値とを比較し、流量測定値が目標値よりも高い場合には、前記原料容器内の圧力を上昇させ、流量測定値が目標値よりも低い場合には、前記原料容器内の圧力を低下させるように前記圧力調節部に制御信号を出力する制御部と、を備え、
前記圧力調節部は、前記原料ガス供給路に圧力調節用のガスを供給する圧力調整ガス供給部であることと、
前記原料ガス供給路における圧力調節用のガスの供給位置よりも下流側に、当該圧力調節用のガスの供給量の変動の影響を抑えるためのバッファーガスを供給するバッファーガス供給部を備えることと、を特徴とする原料ガス供給装置。 - 前記制御部は、前記圧力調節用のガスの供給量と、バッファーガスの供給量との合計が一定となるように、前記圧力調節ガス供給部及び原料ガス供給路に制御信号を出力することを特徴とする請求項1に記載の原料ガス供給装置。
- 前記原料ガス供給路には、前記圧力調節ガス供給部から圧力調節用のガスが供給される位置と、前記バッファーガス供給部からバッファーガスが供給される位置との間の圧力差を大きくするための差圧形成部が設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の原料ガス供給装置。
- 基板に対する成膜を行う成膜装置に用いられる原料ガス供給装置において、
液体または固体の原料を収容した原料容器と、
前記原料容器内の気相領域にキャリアガスを供給するためのキャリアガス供給部と、
前記原料容器から、気化した原料を含む原料ガスを前記成膜装置に供給するための原料ガス供給路と、
前記原料ガス供給路を流れる前記気化した原料の流量を測定する流量測定部と、
前記原料容器内の圧力を調節する圧力調節部と、
前記流量測定部にて測定した気化した原料の流量測定値と、予め設定された目標値とを比較し、流量測定値が目標値よりも高い場合には、前記原料容器内の圧力を上昇させ、流量測定値が目標値よりも低い場合には、前記原料容器内の圧力を低下させるように前記圧力調節部に制御信号を出力する制御部と、を備え、
前記流量測定部は、前記原料容器にキャリアガスを供給するためのキャリアガス流路に設けられ、当該キャリアガス流路を流れるキャリアガスの流量を測定するための第1の流量測定部と、前記原料ガス供給路を流れる原料ガスの流量を出力するための第2の流量測定部と、これら第1の流量測定部にて得られたキャリアガスの流量測定値と、第2の流量測定部にて得られた原料ガスの流量測定値との差分値に基づいて前記気化した原料の流量測定値を求める流量演算部と、を備えたことを特徴とする原料ガス供給装置。 - 基板に対する成膜を行う成膜装置に用いられる原料ガス供給装置において、
液体または固体の原料を収容した原料容器と、
前記原料容器内の気相領域にキャリアガスを供給するためのキャリアガス供給部と、
前記原料容器から、気化した原料を含む原料ガスを前記成膜装置に供給するための原料ガス供給路と、
前記原料ガス供給路を流れる前記気化した原料の流量を測定する流量測定部と、
前記原料容器内の圧力を調節する圧力調節部と、
前記流量測定部にて測定した気化した原料の流量測定値と、予め設定された目標値とを比較し、流量測定値が目標値よりも高い場合には、前記原料容器内の圧力を上昇させ、流量測定値が目標値よりも低い場合には、前記原料容器内の圧力を低下させるように前記圧力調節部に制御信号を出力する制御部と、を備え、
前記流量測定部は、前記原料を収容した原料容器の重量を測定する重量測定部と、前記重量測定部から得られた重量測定値の経時変化に基づいて前記気化した原料の流量測定値を求める流量演算部と、を備えたことを特徴とする原料ガス供給装置。 - 前記圧力調節部は、前記原料ガス供給路に設けられ、開度調節可能な圧力調節弁であることを特徴とする請求項4または5に記載の原料ガス供給装置。
- 前記圧力調節部は、前記原料ガス供給路に圧力調節用のガスを供給する圧力調整ガス供給部であることを特徴とする請求項4または5に記載の原料ガス供給装置。
- 請求項1ないし7のいずれか一つに記載の原料ガス供給装置と、
この原料ガス供給装置の下流側に設けられ、当該原料ガス供給装置から供給された原料ガスを用いて基板に成膜処理を行う成膜処理部と、を備えたことを特徴とする成膜装置。 - 基板に対する成膜を行う成膜装置に供給される原料の供給方法において、
液体または固体の原料を収容した原料容器内の気相領域にキャリアガスを供給し、原料を気化させる工程と、
前記原料容器から、原料ガス供給路を介して、気化した原料を含む原料ガスを成膜装置に供給する工程と、
前記原料ガス供給路を流れる前記気化した原料の流量を測定する工程と、
前記気化した原料の流量測定値と、予め設定された目標値とを比較し、流量測定値が目標値よりも高い場合には、前記原料容器内の圧力を上昇させ、流量測定値が目標値よりも低い場合には、前記原料容器内の圧力を低下させるように原料容器内の圧力を調節する工程と、を含み、
前記原料容器内の圧力を調節する工程は、前記原料ガス供給路に圧力調節用のガスを供給することにより行われることと、
前記圧力調節用のガスの供給量の変動の影響を抑えるため、前記原料ガス供給路における圧力調節用のガスの供給位置よりも下流側にバッファーガスを供給することと、を特徴とする原料の供給方法。 - 前記圧力調節用のガスの供給量と、バッファーガスの供給量との合計が一定となるようにこれらのガスの供給量を調節する工程を含むことを特徴とする請求項9に記載の原料の供給方法。
- 基板に対する成膜を行う成膜装置に用いられる原料ガス供給装置に用いられるコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、
前記プログラムは請求項9または10に記載された原料の供給方法を実行するためにステップが組まれていることを特徴とする記憶媒体。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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