JPH01191411A - 化学蒸着法による薄膜形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は化学蒸着法（ＣＶＤ法）による薄膜形成装置（
ＣＶＤ装置）に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種のＣＶＤ装置における反応ガス供給装置で
は、原料ガスのキャリアガスへの混合比（濃度）を制御
する際には、一般的には原料ガスとキャリアガスの流量
比を制御することにより。

また固体又は液体の原料から気化させたものを原料ガス
として用いる場合には、原料ガスへの気化器の温度を調
節して気化量を制御することによって行ってきた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のＣＶＤ装置に用いられている反応ガス供
給装置では、特に原料ガスのキャリアガスへの混合比の
低い場合（濃度の低い場合）に、以下のような問題点を
有している。

原料ガスとキャリアガスとの流量比により混合比を制御
する場合には、一般的には原料ガスの流量を下げキャリ
アガスの流量を上げれば良い訳であるが、ガスの流れを
安定に保つためには、ある一定量以下に流量を下げるこ
とは得策ではない。

従って混合比を低くするためには、キャリアガスの流量
を増やさざるを得ない。すなわち、原料ガスの濃度１％
の状態からこれを０．１％に下げようとすれば、キャリ
アガスの流量を約１０倍にせねばならず、このようにす
ると原料ガスとキャリアガスを合わせた反応ガス全体の
流量も１０倍となってしまう。

反応ガスの流量が大幅に変化することは反応室の構造に
制約を加え、また反応ガスの排気系の負担を大きくし好
ましくない。

一方、固体・液体からの気化による原料ガスを用いる場
合には、原料ガスの気化器の温度を下げることにより混
合比（濃度）を下げられる。しかしながら、この場合に
も、原料ガスの濃度をある程度低く保とうとすれば、温
度調節が容易且つ比較的精度良く行える室温〜数１０℃
の範囲で多くの原料でその磁気圧が高く気化量が多すぎ
るために冷却を行う必要が生じ、気化器の構造が複雑に
なることと、温度設定を変えねばならないため。

混合比の変更を行う際のレスポンスが遅いという問題点
を有している。

本発明は従来のもののこのような欠点を解決しようとす
るもので、キャリアガスの流量、原料ガスの発生量、流
量を大幅に変化させることなく原料ガスのキャリアガス
への混合比を可変とすることを可能としたＣＶＤ装置を
提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によると薄膜を形成するための原料ガスをキャリ
アガスと混合・希釈して反応ガスとして用い、該反応ガ
スを連続的に供給しながらＣＶＤ法により基板上に薄膜
を形成する装置であって、原料ガスの供給系に連続的に
開閉を繰り返すバルブを設け、該バルブの開口時間又は
開閉周期を外部より可変できる機構を有することを特徴
とするＣＶＤ装置が得られる。

上記の可変機構により反応ガス濃度を所望の値に変える
ことができる。

〔実施例〕

次に本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。原料ガス２をキャリアガス３と混合した反応ガスを
連続的に流しながら使用し、原料ガス２とキャリアガス
３との混合比を変えるために、原料ガス２の導入系に開
口時間ミリ秒くシ返し数１００　Ｈｚで連続動作する混
合調節開閉バルブ１を設け、さらに前記バルブ１の開口
時間または開閉周期を可変するための制御システム１２
を設ける。

原料ガス２．キャリアガス３とも流量調節器７により流
量（単位時間当シの通過ガスの量）が制御されている。

原料ガス２は制御信号１１により開閉を制御されている
混合比調節開閉バルブ１を通してミキシング・チェンバ
５に導かれる。同時にキャリアガス３もミキシング・チ
ェンバ５に導かれる。

ミキシング・チェンバ５では原料ガス２とキャリアガス
３を例えばファン６により原料ガスの濃度が一定になる
ように混合が行われ常に一定の量が反応ガス４として反
応室に供給される。ミキシング・チェンバ５を設けるの
は、原料ガス２の供給が混合比調節開閉バルブ１により
間歇的に行われるため、これをそのまま反応ガスとして
用いたのでは反応ガス中の原料ガス濃度に時間的な脈動
が生じてしまうのを防ぐだめである。

従って、ミキシング・チェンバ５は、その内部に原料ガ
ス２及びキャリアガス３が一定時間以上滞留するように
、内容積を充分大きくするか、原料ガス２とキャリアガ
ス３の導入口２１，３１から出口４１までの距離を充分
長くする必要がある。

また、原料ガス濃度の脈動を抑えるために、混合化調節
開閉バルブ１はミリ秒の応答速度と数１００Ｈｚ以上の
繰り返し周期で動作できる必要がある。

混合比調節開閉バルブ１の構造としてはたとえば第４図
に示すようなものが考えられる。第４図のバルブは通常
のソレノイド型バルブとは異なり。

プランジャ４０１を保持し元の位置に復帰させるために
スプリングではなく板バネ４０２を用いていることが特
徴である。板バネの使用で剛性を高め、チャタリングを
抑えているので、　ｌ　ｍ５ｅｃ程度で開閉を制御でき
る。

第２図は混合比調節開閉バルブ１を駆動するだめの制御
信号１１の波形を示すタイミング・チャートである。（
ｂ）は（、）の周期Ｔを半分にしたもので。

時間平均をとれば、（ｂ）の場合は（ａ）の場合に比べ
て原料ガスの濃度が２倍になる。また同様の効果はバル
ブ開（ｔｏＮ）の時間を２倍にして（デユーティ−を上
げる）も達成できる。

第３図は本発明の第２の実施例の構成を示すブロック図
である。本実施例では２種類の原料ガスを用いる場合に
ついて示している。原料ガスＡ・２ａおよび原料ガスＢ
・２ｂはそれぞれ独立の混合比調節開閉バルブｌａ　７
１ｂを通してミキシング・チェンバ５に導かれ、キャリ
アガス３と混合される。２個の混合比調節開閉バルブ１
ａ・１ｂの開口時間又は開閉の周期を変えることにより
原料ガスＡ−Ｂｓ２ａ・２ｂの混合比を自由に制御でき
る。

なお、使用する原料ガスの種類は２種類に限定されるも
のではなく、３種類以上の場合も同様に実施できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、キャリアガスに原料ガス
を混合して反応ガスとして使用するＣＶＤ装置において
１反応ガスを連続的に流し続けて使用する場合に、原料
ガスの供給系に外部制御バルブを設け、このバルブを連
続的に開閉しながらその開口時間又は開閉周期を外部よ
り制御することによりアキャリアガスの流量、原料ガス
の発生量・流量を大幅に変化させることなく原料ガスの
キャリアガスへの混合比を可変することが可能となシ。

特に混合比の小さい（原料ガス濃度の低い）反応ガスを
安定に供給することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の構成を示すブロック図
、第２図は第１図中の混合比調節開閉バルブ１の制御信
号の波形を示すタイミング・チャート、第３図は本発明
の第２の実施例の構成を示すブロック図、第４図は第１
図中の混合比調節開閉バルブの一例を示す断面図である
。 記号の説明＝１・・・混合比調節開閉バルブ、２・・・
原料ガス、３・・・キャリアガス、４・・・反応ガス。 １１・・・制御信号、１２・・・制御システム。 第１図 第２図 第３図 ｖ１町坩咽臣ワ／Ｖレノ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、薄膜を形成するための原料ガスをキャリアガスと混
   合・希釈して反応ガスとして用い、該反応ガスを連続的
   に供給しながら化学蒸着法により基板上に薄膜を形成す
   る装置であって、原料ガスの供給系に連続的に開閉を繰
   り返すバルブと、該バルブの開口時間又は開閉周期を外
   部より可変できる機構を有することを特徴とする、化学
   蒸着法による薄膜形成装置。