JPH11335846A - 成膜装置及びその運転方法 - Google Patents

成膜装置及びその運転方法

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JPH11335846A
JPH11335846A JP15538298A JP15538298A JPH11335846A JP H11335846 A JPH11335846 A JP H11335846A JP 15538298 A JP15538298 A JP 15538298A JP 15538298 A JP15538298 A JP 15538298A JP H11335846 A JPH11335846 A JP H11335846A
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JP
Japan
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film forming
shower head
forming chamber
pipe
raw material
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JP15538298A
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Masao Saito
真佐雄 斉藤
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Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 例えば、保守作業後の成膜装置の立ち上げの
際に、装置部品や配管の残留ガスを完全に除去して、こ
れによる汚染を排除することができる成膜装置を提供す
る。 【解決手段】 基板Wを内部に保持する成膜室18と、
成膜室において原料ガスを基板に噴射するシャワヘッド
32と、原料ガスを原料供給配管20を介してシャワヘ
ッドに供給する気化器10と、成膜室を排気する主排気
手段24を備え、シャワヘッドを原料供給配管側から直
接に排気するバイパス配管44が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、成膜装置に関し、
特に、チタン酸バリウム/ストロンチウム等の高誘電体
又は強誘電体薄膜を形成するのに好適な成膜装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図2は、例えば、チタン酸バリウム/ス
トロンチウム等の高誘電体又は強誘電体薄膜を形成する
ための成膜装置を示す図であり、例えば液状の原料を気
化する気化器10の下流側に原料配管20を介して成膜
室18が設けられ、さらにその下流側の排気経路に真空
ポンプ22が配置されて主排気配管24が構成されてい
る。成膜室18には、酸素等の反応ガスを供給する反応
ガス配管28が接続されている。成膜室18には、基板
Wを加熱・保持する保持台30と、これに対向してノズ
ル孔34より原料ガスや反応ガスを噴射するシャワヘッ
ド32が設けられている。主排気配管24の成膜室18
の下流には、開閉弁V6が設けてあり、これは成膜室1
8内の圧力を調整するものである。
【0003】このような成膜装置では、気化器において
安定な条件で気化を行なうために気化器10への原料供
給を短い時間のピッチで遮断しないようにしており、一
方、成膜室18では、成膜時間の管理、処理基板の交換
のために原料ガスの流れを正確に制御する必要がある。
そこで、原料配管20とは別に、成膜室18をバイパス
する気化器のベント配管16が設けられており、開閉弁
1,V2によって気化器10をいずれかに選択的に接続
するようにしている。
【0004】従って、成膜処理を行っていない場合には
原料ガスはベント配管16に流れ、高い濃度で含まれる
原料ガスはトラップ26において凝結して捕集される。
成膜処理を開始する場合には、開閉弁V1,V2の切換に
よって原料配管20より成膜室18を経由して原料を供
給していた。なお、トラップ26の直後には開閉弁V3
が設けてあり、トラップ26を保守するときに開閉弁V
2,V3を閉じたのち、トラップ26を大気に曝すことに
よりベント配管16を大気に開放しないようにする。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、気化器1
0、成膜室18等の保守を行なうと、これらの装置やこ
れらを連絡する配管が大気に開放され、大気中のH
20,CO,CO2等の雰囲気ガスがこれらの装置の部品
や配管の表面に吸着される。また、これらの装置の部品
や配管を交換すれば、それらの部材は同様に種々のガス
成分で汚染されている可能性がある。
【0006】しかしながら、上記のような従来の装置で
は、立ち上げの際の真空排気を、シャワヘッド32のノ
ズル孔34のようなコンダクタンスの小さい要素を含む
成膜室18を経由して行っており、各部分の真空到達度
が充分でないので、シャワヘッド32、気化器10等に
含まれる汚染性ガス物質を充分に排除できない。このよ
うな残留ガスは、成膜処理開始後に原料ガスと接触して
これを分解し、成膜速度の低下やパーティクルの発生に
よる成膜の品質低下を引き起こす。また、残留ガス成分
の除去のために所定の低圧にするまでに時間が掛かるの
で、稼動効率を低下させる。
【0007】本発明は、上記のような課題に鑑み、例え
ば、保守作業後の成膜装置の立ち上げの際に、装置部品
や配管の残留ガスを完全に除去して、これによる汚染を
排除することができる成膜装置を提供することを目的と
する。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、基板を内部に保持する成膜室と、成膜室において原
料ガスを前記基板に噴射するシャワヘッドと、原料ガス
を原料供給配管を介して前記シャワヘッドに供給する気
化器と、成膜室を排気する主排気手段を備え、前記シャ
ワヘッドを前記原料供給配管側から直接に排気する直接
排気ラインが設けられていることを特徴とする成膜装置
である。
【0009】これにより、例えば、成膜室の保守・点検
等を行なうためにシャワヘッドを含む内部を大気雰囲気
に曝した場合、その後の装置の立ち上げ作業においてシ
ャワヘッドを直接排気ラインを介して原料供給配管側か
ら直接に排気し、この部分の真空度を高く維持して、該
当部に付着し又は吸収されているガス成分を迅速に除去
してそのレベルを低下させる。
【0010】請求項2に記載の発明は、基板を内部に保
持する成膜室と、成膜室において原料ガスを前記基板に
噴射するシャワヘッドと、原料ガスを原料供給配管を介
して前記シャワヘッドに供給する気化器と、成膜室を排
気する排気手段を備えた成膜装置の運転方法において、
前記成膜装置の立ち上げ時において、シャワヘッドを前
記原料供給配管側から直接に排気することを特徴とする
成膜装置の運転方法である。
【0011】
【発明の実施の形態】図1に示すのは、この発明の1つ
の実施の形態の成膜装置を示すもので、基本的な構成は
先に説明した従来の装置と同じである。すなわち、気化
器10の出口配管12は下流で原料配管20とベント配
管16とに分岐し、原料配管20は成膜室18と主排気
配管(主排気手段)24を経由して真空ポンプ22に連
絡している。主開閉弁V1は原料配管20の出口配管1
2付近の設けてある。ベント配管16は、開閉弁V2
介してトラップ26に連絡され、さらに開閉弁V3を介
して真空ポンプ22の上流で主排気配管24に合流して
いる。成膜室18の上流側には反応ガスを供給する反応
ガス配管28が開閉弁V4を介して原料配管20に接続
されている。
【0012】成膜室18の内部には被処理基板Wを保持
し加熱する保持台30が設けられ、成膜室18の上部に
は基板Wに対向するようにシャワヘッド32が設けられ
ている。シャワヘッド32は、多数のノズル孔34が形
成されたノズル盤36を有しており、これの上流側にガ
ス振り分け板38を有するガス空間40が形成され、こ
れに原料配管20が接続されている。成膜室18の下部
の所定箇所に排気口42が設けられ、主排気配管24に
接続されている。
【0013】この実施の形態では、原料配管20の成膜
室18のすぐ上流側の点と、成膜室18の下流側の主排
気配管24とベント配管16との合流点を結ぶバイパス
配管(直接排気ライン)44が設けられ、これには開閉
弁V7がシャワヘッド32の近傍に設けられている。ま
た、低圧排気による残留ガス排出が必要な箇所、この例
ではシャワヘッド32のガス空間40に真空度を確認す
るための圧力センサ46が設けられている。
【0014】以上のように構成された成膜装置の作用を
説明する。定常的な運転では、バイパス配管44は用い
ず、開閉弁V7を閉じ原料配管20とベント配管16と
を交互に切り換える。つまり、気化器10には、所定の
流量で液体原料やキャリアガスを供給して、これを常に
稼動しておき、成膜処理中は気化原料を原料配管20に
流して成膜を行い、成膜処理の終了と同時にこれをベン
ト配管16に切り換えて原料をトラップしつつ排出し、
成膜処理の開始とともにこれを原料配管20に切り換え
る。
【0015】例えば、成膜室18の保守・点検等を行な
うときは、トラップ26に吸着している付着物が剥離し
てパーティクルが発生することを防止したり、気化器1
0に大気が吸着して液体原料が分解して気化不可能にな
ることを防止するため、開閉弁V1,V2,V3を閉じた
のちシャワヘッド32を含む内部を大気雰囲気に曝す。
その後の装置の立ち上げの作業は以下のように行う。開
閉弁V1,V2,V4を閉じ、開閉弁V5,V6,V7を開い
て真空ポンプ22を動作させて排気を行なう。この場
合、密閉した領域を排気しているので圧力は低下する
が、真空ポンプ22の能力や領域の容積との関係である
程度の真空度に到達すると飽和する。
【0016】ここにおいて成膜室18は、排気口42、
主排気配管24を経由して下側から排気するラインと、
原料供給配管20、バイパス配管44を経由してシャワ
ヘッド32を上側から排気するラインの双方から排気さ
れる。従って、従来のように成膜室18の下流側のみか
ら排気する場合と異なり、シャワヘッド32をコンダク
タンスが低いノズル盤36のみならず、バイパス配管4
4も経由して排気するので、ガス空間40等の圧力が迅
速にかつ充分な真空度に到達する。この到達真空度は、
圧力センサ46によって確認することができる。所定の
真空度に到達してから所定の時間の排気処理を行なうこ
とにより、シャワヘッド32の内壁面等構成要素に吸着
され又は吸収されているガス成分は低いレベルにまで除
去される。
【0017】このようにして成膜室18に吸着されたガ
ス成分除去を行った後に、開閉弁V2を開いてベント配
管16から排気を行いながら気化器10を立ち上げて、
これが定常状態になったところで、開閉弁V1,V4を開
き、開閉弁V2,V7を閉じ、成膜処理を開始する。上記
実施の形態ではシャワヘッド32を排気するとき開閉弁
1,V2,V4を閉じたが、それに加えて開閉弁V3も閉
じると、ポンプ22はトラップ26内を排気しなくてす
み、効果的にシャワヘッド32を排気でき、運転コスト
を抑えられる。
【0018】なお、上記においては、一台の真空ポンプ
で直接排気を行なうようにしたが、これを増設して必要
に応じて単複を使い分けてもよい。また、直接排気ライ
ンを主排気配管と全く別系統として設けてもよい。ま
た、上記実施形態では直接排気ラインは原料供給配管と
接続しているが、原料供給配管と接続するのをやめ、直
接排気ラインが分岐して原料供給配管と別個にシャワヘ
ッド上流側に連結するようにしてもよい。
【0019】上記実施形態(図1)では、シャワヘッド
32を主排気配管24とバイパス配管44との双方から
排気し、コンダクタンスの高いバイパス配管44側から
の排気により、効果的にシャワヘッド32を排気した
が、本発明はこれに限らず図2の原料配管20からベン
ト配管16に至る経路を図1のバイパス配管44の代わ
りとして使用することもできる。すなわち、上述の原料
配管20からベント配管16に至るコンダクタンスの高
い経路と、主排気配管24との双方からシャワヘッド3
2を排気する。
【0020】この場合、最初のうちは、開閉弁V1を閉
じ、シャワヘッド32を主排気配管24側からのみ排気
し、シャワヘッド32に吸着された汚染ガス成分をある
程度除去したのち、開閉弁V1も開いて原料配管20側
からも排気する。このように、最初のうちに原料配管2
0を排気に使わない理由は、仮に最初から原料配管20
側からもシャワヘッド32を排気すると、シャワヘッド
32に吸着された汚染ガス成分が多量に原料配管20内
を通るため、気化器10内の原料に対し上記汚染ガス成
分が悪影響を与えたり、原料配管20全長にわたり上記
汚染ガスが汚染し、のちの成膜時に原料ガスが原料配管
20内を通るときにパーティクルの発生が起こるためで
ある。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シャワヘッドの内部のようなコンダクタンスの低い部分
を直接排気ラインを介して原料供給配管側から直接に排
気し、この部分の真空度を高く維持して、該当部に付着
し又は吸収されているガス成分を迅速に除去する。従っ
て、成膜室の保守・点検等の後の装置の立ち上げ後の稼
動が円滑に行われ、また、残留ガス成分によって成膜の
品質を落とすことが無いような成膜装置を提供すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の1つの実施の形態の成膜装置の全体
の構成を模式的に示す図である。
【図2】従来の成膜装置の全体の構成を模式的に示す図
である。
【符号の説明】
10 気化器 12 出口配管 16 ベント配管 18 成膜室 22 真空ポンプ 24 主排気配管 26 トラップ 32 シャワヘッド 34 ノズル孔 36 ノズル盤 44 バイパス配管 V1,V2,V3,V4,V5,V6,V7 開閉弁

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板を内部に保持する成膜室と、成膜室
    において原料ガスを前記基板に噴射するシャワヘッド
    と、原料ガスを原料供給配管を介して前記シャワヘッド
    に供給する気化器と、成膜室を排気する主排気手段を備
    え、 前記シャワヘッドを前記原料供給配管側から直接に排気
    する直接排気ラインが設けられていることを特徴とする
    成膜装置。
  2. 【請求項2】 基板を内部に保持する成膜室と、成膜室
    において原料ガスを前記基板に噴射するシャワヘッド
    と、原料ガスを原料供給配管を介して前記シャワヘッド
    に供給する気化器と、成膜室を排気する排気手段を備え
    た成膜装置の運転方法において、 前記成膜装置の立ち上げ時において、シャワヘッドを前
    記原料供給配管側から直接に排気することを特徴とする
    成膜装置の運転方法。
JP15538298A 1998-05-20 1998-05-20 成膜装置及びその運転方法 Pending JPH11335846A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101103119B1 (ko) 2008-01-18 2012-01-04 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 기화기를 포함하는 반도체 처리 시스템 및 그 사용 방법
JP2014220398A (ja) * 2013-05-09 2014-11-20 ソニー株式会社 原子層堆積装置及び原子層堆積方法

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