JPH07321048A - 薄膜成長装置 - Google Patents
薄膜成長装置Info
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- JPH07321048A JPH07321048A JP10990594A JP10990594A JPH07321048A JP H07321048 A JPH07321048 A JP H07321048A JP 10990594 A JP10990594 A JP 10990594A JP 10990594 A JP10990594 A JP 10990594A JP H07321048 A JPH07321048 A JP H07321048A
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Abstract
な濃度分布の濃度分布の製品が得られる薄膜成長装置を
提供する。 【構成】制御ユニットXにおいて、ボンベ23から供給
されるドーパントガスの濃度を制御する制御方式とし
て、一定割合制御方式が選択されている場合、流量制御
器MFC3、MFC5の流量比xに対し、流量制御器M
FC4の流量比を1−xに設定することにより、高い濃
度のドーパントガスを供給でき、また、個別割合制御方
式が選択されている場合、流量制御器MFC3、MFC
5の流量比を0.05に設定し、流量制御器MFC4の
流量比を0.95〜1.00の範囲に設定することによ
り、極めて低い濃度のドーパントガスが供給でき、従来
の装置において得られていた濃度分布よりも広範囲な濃
度分布のドーパントガスを供給することができる。
Description
ガラス等の基板上に気相成長により薄膜成長を行う装置
において、広範囲な濃度分布(比抵抗分布等)を得るた
めの薄膜成長装置に関する。
apor Deposition)等の薄膜成長装置に
おいて、反応ガスやドーパントガスなどの原料ガス(以
下、ドーパントガスとして説明する。)の濃度を制御す
る濃度制御方式として、 (1)反応ガスやN型又はP型のドーパントガス(以
下、簡単にN型のドーパントガスをDN、P型のドーパ
ントガスをDPと略称する。)を1つの流量制御器(マ
ス・フロー・コントーラ)にて制御する方式。 (2)ドーパントガスを2つの流量制御器にて制御する
方式。 (3)ドーパントガスを3つの流量制御器にて制御する
方式。 がある。
0、図11、図12を参照して説明する。図9〜図12
はいずれも従来のドーパントガスの濃度を制御するため
のガス制御系統図である。
で、前記(1)の方式を採用したものである。DNが入
ったボンベ25から上方へ延びる管路PL10には、開
閉弁PV5が設けられ、流量制御器MFC3に通じてい
る。
を流れるDNの流量が設定されていて、この流量により
ドーパントの濃度が決定される。また、DNをベント
(vent)ラインへ排出する必要があれば、開閉弁P
V10を通じてベントラインPL11に排出される。
制御されるので、流量制御器から供給されるガスの濃度
分布の安定性、再現性は高い。しかし、流量制御器の最
大流量に対し、0〜5%程度の範囲は、制御不可能であ
るため、大容量の流量制御器を用いると小流量の制御が
不可能になり、また、広範囲な濃度分布を得るために
は、濃度の違うガスの入ったボンベに交換しなくてはな
らない。つまり、流量制御器MFC3の流量範囲によっ
て、流量制御器MFC3から供給されるガスの濃度が一
義的に決定されるため、広範囲の濃度分布を得るために
は、流量制御器MFC3の交換又は濃度の違うボンベの
交換が必要となる。また、このことと同時に、現在の多
様な多品種少量生産の実情に合わなくなってきている。
で、前記(2)の方式を採用したものである。この第2
の従来例は、前記した第1の従来例における、供給され
るガスの濃度範囲が狭いという問題点を解決しようとす
るものである。すなわち、流量制御器MFC3と開閉弁
PV11A、流量制御器MFC4と開閉弁PV11Bを
それぞれ直列に接続したものを、管路PL1Aの開閉弁
PV10と開閉弁PV5との間に並列に接続している。
にはそれぞれ異なる流量が設定されていて、指令によ
り、流量制御器MFC3、流量制御器MFC4のどちら
かが選択された後、選択された流量制御器の開閉弁(P
V11A又はPV11B)を開くようになっている。
尚、両者の流量制御器を利用して、双方にドーパントガ
スを流すこともある。
された、流量制御器MFC3、流量制御器MFC4のど
ちらを利用するかの選択を行う必要があり、また、各流
量制御器から供給されるガスの濃度は一義的に決定され
るため、2つの異なる流量値をもつ流量制御器を用意し
ても、得られる濃度分布は必然的に限定されるため広範
囲な濃度分布が得られないと言う問題点があった。
で、前記(3)の方式を採用したものである。この第3
の従来例は、オートドーパントコントロール(ADC)
方式と呼ばれ、第2の従来例と同様、前記した第1の従
来例における、供給されるガスの濃度範囲が狭いという
問題点を解決しようとするものである。
路PL11には、開閉弁PV5が設けられ、ソースと呼
ばれる流量制御器MFC5に通じている。流量制御器M
FC5には、あらかじめ流量が設定されていて、流量制
御器MFC5からは一定濃度のDNが流出するようにな
っている。
定濃度のDNは混合器MXに通じ、下方の開閉弁PV1
1から供給されるキャリアガス(例えば、水素(H2 )
ガス)と混合され、インジェクション側の流量制御器M
FC3とベントライン側の流量制御器MFC4に送られ
る。
比較的広い範囲の濃度分布が得られる。すなわち、DN
の流量が、例えば流量制御器MFC5にて決定される
と、それに応じて、流量制御器MFC3、流量制御器M
FC4の流量が自動的に決定され、それによりドーパン
トの濃度が決定される。その方法は、流量制御器MFC
5から流れ出た一定濃度のDNは、混合器MXにおい
て、水素ガス等のキャリアガスと混合し、この混合され
たガスの一部は、流量制御器MFC3、管路PL1Aを
通って図示しない反応部へインジェクション(注入)さ
れ、ダイリューション(希釈)された余分のガスは、流
量制御器MFC4、ベントラインPL6Aを通って排出
される。
MFC3と流量制御器MFC4の流量によって決定され
る。すなわち、流量制御器MFC3の最大流量f3maxに
対する流量制御器MFC3に設定された流量(設定流
量)f3 の割合f3 /f3maxを流量割合xとすると、流
量制御器MFC4の設定流量f4 は、その最大流量f
4maxに対し1−xの流量割合、すなわち、f4 =f4max
(1−x)となるように制御される。例えば、流量制御
器MFC3の最大流量が300(cc/min)、流量
制御器MFC4の最大流量が30(L(リットル)/m
in)の場合、流量制御器MFC3の設定流量が100
(cc/min)のとき、 x=100/300=1/
3となるので、流量制御器MFC4の設定流量f4 は、
f4 =30(1−1/3)=20(L/min)とな
る。通常、流量制御器MFC3は、流量制御器MFC5
と等しい流量割合に設定されるため、ボンベ25からの
DNは、300x/{30000(1−x)+300
x}の割合に希釈され、流量制御器MFC3を介して図
示しない反応部へ供給される。
ガス等のキャリアガスとが混合される処理段階では開か
れ、また、この混合されたガスを図示しない反応部へ供
給する処理段階では閉じるようになっている。
3、流量制御器MFC4、流量制御器MFC5と構成数
が増えるという欠点を有するものの、前記した従来例と
比較して、広範囲の濃度分布が得られる。しかし、最
近、さらに広範囲な濃度分布が可能となる薄膜成長装置
の要望が高まってきた。
ために、本発明者らによって図12に示すような装置が
考えられた(特願平4−123553号参照)。この装
置は、図11の装置の改良であり、より高い濃度範囲ま
で濃度分布を拡大したものである。
量制御器MFC4とベントラインPL10との間に開閉
弁PV12を設け、開閉弁PV11、PV12を閉じる
ことにより、ボンベ25から供給されるDNをキャリア
ガスによって希釈することなく図示しない反応部に供給
する機能を、前記したADC方式に追加したものである
(以下、このような濃度制御方式を一定割合制御方式と
呼ぶ。)。
続して形成できる薄膜成長装置の要望が高まり、そのた
め、1つの装置にてより広範囲な濃度分布の原料ガスが
供給できるものが要求されている。
層とするために高濃度のDNの供給を必要とし、第2層
を高抵抗の層とするために低濃度のDNの供給を必要と
する。
従来考えられた装置でもある程度改善されるが、より低
い濃度を得ようとする場合に問題がある。すなわち、前
記した一定割合制御方式では、流量制御器MFC3およ
び流量制御器MFC5の最大流量をa(cc/mi
n)、流量制御器MFC4の最大流量をb(cc/mi
n)とすると、ボンベ25からのDNは、ax/{b
(1−x)+ax}の割合に希釈されることになる。こ
のとき、xを小さい値に設定すれば、理論的には極めて
低い濃度を得ることができるが、実際の流量制御器で
は、設定流量がその最大流量に対して約5%以下では、
実用に耐える制御精度が得られないため、x<0.05
の範囲は設定不可能であるという問題点があった。
は、生産性、歩留まりを向上するため、装置上にて、保
守時間、故障時間等のダウンタイムを極力押さえる必要
がある。特に、生産の品種が多岐にわたる場合、品種毎
にガスボンベの交換が必要になれば、生産性に大きな障
害となり、製品価格にも大きな影響を与えることにな
る。
も供給して、従来の装置において得られていた濃度分布
よりも広範囲な濃度分布のガスを供給することができる
薄膜成長装置を提供することを目的とする。
は、反応炉内にシリコン、ガラス等の基板を配置し、前
記反応炉内に、ガス供給源からの少なくとも1種類の原
料ガスとキャリアガスとを混合器により混合して供給
し、気相成長により前記基板上に薄膜を形成する薄膜成
長装置であって、前記ガス供給源と前記ガス混合器との
間、前記反応炉と前記混合器との間、前記混合器とベン
トラインとの間にそれぞれ配設され、前記ガス流量を制
御可能な第1、第2、第3の流量制御器を有し、前記ベ
ントラインに通じる第3の流量制御器のガス流を独立し
て遮断し、前記ガス供給源から供給される原料ガスと前
記キャリアガスとを混合することなく前記第1、第2の
流量制御器及び混合器を介して前記反応炉へ供給可能に
した薄膜成長装置において、前記ガス供給源から供給さ
れる原料ガスの流量を前記第1の流量制御器の設定値に
応じて制御し、この流量が制御された原料ガスを前記第
2の流量制御器の設定値、および、前記第1の流量制御
器の設定値により決定される前記第3の流量制御器の設
定値に応じて前記混合器において前記キャリアガスで所
望濃度に希釈し、前記第2の流量制御器を介して前記反
応炉に供給する第1の濃度制御手段と、前記ガス供給源
から供給される原料ガスの流量を、前記第1の流量制御
器の設定値に応じて制御し、この流量が制御された原料
ガスを前記第2および第3の流量制御器のそれぞれの設
定値に応じて前記混合器において前記キャリアガスで所
望濃度に希釈し、前記第2の流量制御器を介して前記反
応炉に供給する第2の濃度制御手段と、前記第1の濃度
制御手段および前記第2の濃度制御手段のうちいずれか
一方を選択する選択手段とを具備している。
にシリコン、ガラス等の基板を配置し、前記反応炉内
に、ガス供給源からの少なくとも1種類の原料ガスとキ
ャリアガスとを混合器により混合して供給し、気相成長
により前記基板上に薄膜を形成する薄膜成長装置であっ
て、前記ガス供給源と前記ガス混合器との間、前記反応
炉と前記混合器との間、前記混合器とベントラインとの
間にそれぞれ配設され、前記ガス流量を制御可能な第
1、第2、第3の流量制御器を有する薄膜成長装置にお
いて、前記ガス供給源から供給される原料ガスの流量を
前記第1の流量制御器の設定値に応じて制御し、この流
量が制御された原料ガスを前記第2の流量制御器の設定
値、および、前記第1の流量制御器の設定値により決定
される前記第3の流量制御器の設定値に応じて前記混合
器において前記キャリアガスで所望濃度に希釈し、前記
第2の流量制御器を介して前記反応炉に供給する第1の
濃度制御手段と、前記ガス供給源から供給される原料ガ
スの流量を、前記第1の流量制御器の設定値に応じて制
御し、この流量が制御された原料ガスを前記第2および
第3の流量制御器のそれぞれの設定値に応じて前記混合
器において前記キャリアガスで所望濃度に希釈し、前記
第2の流量制御器を介して前記反応炉に供給する第2の
濃度制御手段と、前記第1の濃度制御手段および前記第
2の濃度制御手段のうちいずれか一方を選択する選択手
段とを具備している。
給源から供給される原料ガスを第1、第2の流量制御器
の設定値および第1の流量制御器の設定値により決定さ
れる第3の流量制御器の設定値に応じて、混合器により
キャリアガスで所望濃度に希釈することにより、比較的
高い濃度のドーパントガスを供給でき、また、第2の濃
度制御手段が選択された場合、ガス供給源から供給され
る原料ガスを、第1、第2、第3の流量制御器のそれぞ
れの設定値に応じて混合器によりキャリアガスで所望濃
度に希釈することにより、極めて低い濃度(高抵抗)の
ドーパントガスが供給できる。
して説明する。図1は、本実施例に係る縦型気相成長装
置の構成を概略的に示すもので、高周波発生部11、反
応炉R1、R2を備えた気相成長装置の本体12、1
3、各反応炉(反応部)内へのガス流量、温度等を制御
するための制御部14、工場ライン(ボンベ含)より供
給された各種ガスの流量を制御する流量制御器および開
閉弁(以下、簡単に弁と略称する。)等を備えたガス制
御部15から構成される。さらに、反応炉R1、R2に
は、気相成長の処理の開始等の操作を行うための操作盤
12A、13Aを備え、制御部14には、操作キー入力
部やディスプレイ装置を含む操作パネル14Aを備えて
いる。
るガス制御系統図である。図2において、反応炉R1、
R2に対し供給されるガスは、窒素(N2 )ガス、水素
(H2 )ガス、N型のドーパントガス(DN)、塩化水
素(HCl)ガスなどで、同図下方において、N2 、H
2 、DN、HClと示した各ボンベ20、21、23、
24から供給される。また、図においてSiCl4 と示
したバブリングチャンバ22には、四塩化シリコンSi
Cl4 又はトリクロロシランSiHCl3 等の流体が入
っている。尚、以下の説明においては、バブリングチャ
ンバ22には、四塩化シリコンSiCl4 が入っている
ものとして説明するが、トリクロロシランSiHCl3
が入っていても、以下の説明は同様である。
は圧力スイッチPS1、常時開状態の弁(以下、常開弁
と呼ぶ。)PV1が設けられ、常開弁PV7に通じてい
る。ボンベ21から上方へ延びる管路PL2には圧力ス
イッチPS2、弁PV2が設けられ、弁PV8に通じて
いる。弁PV7と弁PV8の出口ポートは合流してい
て、それぞれの流量制御器MFC1及びMFC2を介し
て管路PL1、PL2に接続されている。
9、PV20、PV21が反応炉R1との間に設けられ
ており、管路PL1A、PL2A、PL3Aにより供給
されるガスを弁PV19、PV20、PV21を開くこ
とにより混合できるようになっている。
V22、PV23、PV24が反応炉R2との間に設け
られており、管路PL1A、PL2A、PL3Aにより
供給されるガスを弁PV22、PV23、PV24を開
くことにより混合できるようになっている。
PL4A、PL4Bが設けられており、弁PV3、弁V
Cに接続されている。この弁VCのポートP0には管路
PL5を介して弁PV2が接続されていて、この弁PV
2、管路PL5を介して、キャリアガスとしての水素
(H2 )ガスが弁VCに入り、さらに、管路PL4A、
弁PV3を通ってバブリングチャンバ22内に入り、液
体のSiCl4 に対しバブリングが行われる。すると、
バブリングチャンバ22内の空間には、蒸気化した四塩
化シリコンSiCl4 と、水素H2 の混合気体ができ、
これが管路PL4B上の弁PV3を通って弁VCに入
り、指定量の混合気体がポートP1を通り、管路PL3
Aに入る。
には、弁PV5を介して制御ユニットXが接続されてい
る。ボンベ24から上方へ延びる管路PL2Aには、弁
PV6A、流量制御器MFC6が設けられ、管路PL2
Aを介してそれぞれ合流弁PV21、PV24の混合ポ
ートに接続されている。さらに、流量制御器MFC6に
は、常開弁PV26を介してベントラインPL6A、図
示しない排気ガス処理部に接続されていて、管路PL2
A内の不要なガスを排気したり、流量制御器MFC6か
ら出されるガスの流量を安定させるためにガスの排気が
できるようになっている。
てベントラインPL6Aが接続されていて、常開弁PV
25の場合と同様に、管路PL3A内の不要なガスの排
気ができるようになっている。
のである。この制御ユニットXの構成は、図12に示し
た従来考えられた装置と等価なものであるので、図12
と同一部分には同一符号を付して説明は省略し、異なる
部分についてだけ説明する。すなわち、ボンベ23から
上方へ延びる管路PL1Aには、弁PV5を介して制御
ユニットXの流量制御器MFC5が接続される。また、
流量制御器MFC3には管路PL1Aが接続され、さら
に、流量制御器MFC3、MFC4には、弁PV10、
PV12を介してベントラインPL6Aが接続されてい
る。
式は、図12で説明した一定割合制御方式(ADC方式
にキャリアガスによりDNを希釈しない所定の濃度のD
Nを供給するようにする機能を追加した制御方式)と、
流量制御器MFC3、MFC5の流量比xを0.05に
固定し、流量制御器MFC4の流量比のみを所望するD
Nの濃度に応じて0.95から1.00まで変化させる
濃度制御方式(以下、個別割合制御方式と呼ぶ。)のう
ち、どちらかが選択されて用いられる。
流量に対する各流量制御器に設定されて実際に流れる流
量との比を言う。また、以下の説明において、個別割合
制御方式が選択されているときに流量制御器MFC3、
MFC4、MFC5に設定される流量比、流量をそれぞ
れ個別流量比、個別流量と呼ぶ。
は、流量制御器MFC3およびMFC5の最大流量をa
(cc/min)、流量制御器MFC4の最大流量をb
(cc/min)、流量制御器MFC3、MFC5の流
量比xとすると、DNの濃度は、ax/{b(1−x)
+ax}で表すことができる。この場合、流量比xは1
から0.05まで変化でき、DNの最低濃度はx=0.
05のときである。すなわち、流量制御器MFC3、M
FC5の流量比が0.05で流量制御器MFC4の流量
比が0.95のときに、一定割合制御方式によりDNの
濃度を制御した場合の最低濃度が得られ、その濃度値は
0.05a/(0.95b+0.05a)である。
3、MFC5の流量比xをx=0.05と固定し、流量
制御器MFC4の流量比のみを個別に0.95から1.
00まで変化できる。従って、一定割合制御方式の場合
よりもさらに低い濃度が実現でき、その濃度は、流量制
御器MFC4の個別流量比を1.00にしたときに、
0.05a/(1.00b+0.05a)まで低下させ
ることが可能となる。
高濃度のDNを供給したい場合は、一定割合制御方式が
選択され、ボンベ23から弁PV5を介して流れ出るD
Nの濃度が制御され、また、極めて低い濃度のDNを供
給したい場合は、個別割合制御方式が選択され、その濃
度が制御される。そして、所望の濃度のDNは、管路P
L1Aに出力され、余分なガスはベントラインPL6A
を通って排出される。
ットXを制御するための電気回路の要部を概略的に示す
ものである。図4において、全体の制御を司るマスタC
PU50には、データバス51、入出力バス52が接続
されている。データバス51には、第1の記憶部53、
第2の記憶部54、第3の記憶部55が接続されてい
る。
構成され、各反応炉R1またはR2において実際の薄膜
成長を行うために実行される一連のプロセスに関するデ
ータ、たとえば、反応炉R1、R2での反応温度、反応
時間、反応圧力、ガス流量や、操作パネル14A、図示
しない各種スイッチ及び各種検出器等の入出力機器から
入力された情報や、制御ユニットXにおいて実行される
べき濃度制御方式(一定割合制御方式又は個別割合制御
方式のうちどちらか一方の制御方式)を選択するための
情報(以下、制御方式の選択情報とも言う。)が記憶さ
れている。
に必要な固定データが登録されるもので、たとえば、R
OMで構成されている。第3の記憶部55は、プロセス
制御プログラム55aと、修正処理プログラム55b
と、確認処理プログラム55cとが記憶されている。
スプログラムのデータに基づいて本装置を動作させるた
めのプログラムである。修正処理プログラム55bは、
成長させようとする気相成長層の特性や各プロセスに応
じて選択された濃度の制御方式に対応させて、第1の記
憶部53に記憶されている、制御方式の選択情報やガス
流量などの一連のプロセスに関するデータを修正するた
めの処理を行うプログラムである。
ログラム55bにより修正されたデータ等の確認をする
ための処理を行うプログラムである。また、入出力バス
52には、入出力インタフェイス部56、および、入出
力インタフェイス部57が接続されている。
した各流量制御器MFC3、MFC4、MFC5、およ
び、各弁PV10、PV11、PV12を駆動制御する
ものである。すなわち、入出力インタフェイス部56
は、各流量制御器に対し、流量の設定を行うための各種
指令信号を与えるデジタル・アナログ(D/A)コンバ
ータ等の出力部(図示せず)、各流量制御器から実際の
ガスの流量を伝える信号(実流量信号)を取り込むアナ
ログ・デジタル(A/D)コンバータ等の入力部(図示
せず)、および、各弁を駆動するデジタル出力部(図示
せず)などから構成されている。流量制御器に対し、そ
の流量制御器に実際に流れるガスの流量を設定する場
合、入出力インタフェイス部56には、流量比または流
量が通知されるが、以下の説明では、第1の記憶部53
に記憶された流量比が通知されるものとする。
パネル14A、図示しない各種スイッチ及び各種検出
器、図示しないディスプレイ装置等の入出力機器58と
のインタフェイスを司るものである。
ロセスプログラムのデータ構成の具体例を示したもので
ある。図5において、制御方式の選択情報は、制御ユニ
ットXを一定割合制御方式又は個別割合制御方式のどち
らで制御するかを選択するための情報で、たとえば、個
別割合制御方式が選択されているときにセットするよう
にするフラグが記憶されている。また、プロセスプログ
ラムに関連した情報や、このプロセスプログラムを構成
する各プロセスのシーケンス番号S(i)と、そのシー
ケンス番号S(i)のプロセスの処理の実行に必要なデ
ータが順次記憶されている。
の構造の具体例を示したものである。図6において、シ
ーケンス番号S(i)のデータのデータサイズ、シーケ
ンス番号S(i)のプロセスの処理時間であるシーケン
ス時間、反応炉R1およびR2の加熱温度、また、水素
(H2 )ガス、塩化水素(HCl)ガス、四塩化シリコ
ン(SiCl4 )ガスの流量、流量制御器MFC3、M
FC5に対して設定される流量比、流量制御器MFC4
に対して設定される流量比等の流量選択情報が記憶され
ている。
3、MFC4、MFC5に設定される流量比は、制御方
式の選択情報により選択された濃度制御方式(一定割合
制御又は個別割合制御)に応じて、その値が後述するよ
うに修正されるものである。
式の選択情報の修正)は、プロセスプログラム単位に行
うことも、シーケンス番号を指定して各プロセス毎に行
うことも可能である。
て、プロセス制御プログラム55aにより行われる、本
装置の動作処理について説明する。プロセス制御プログ
ラム55aが起動されると、まず、ステップS1に進
み、反応炉R1を動作させるためのスタートスイッチ
(図示せず)が押下されているか否かがチェックされ、
押下されているとステップS2に進む。
行されているシーケンス番号S(i−1)のプロセスの
シーケンス時間の残り時間が「0」であるか否かがチェ
ックされ、残り時間=0のときは、ステップS3に進
む。
「0」でないときは、ステップS1に戻る。すなわち、
残り時間が「0」になるまで(シーケンス番号S(i)
のプロセスが終了するまで)待機するようになってい
る。
(i)が終了のシーケンス番号であるか否かがチェック
され、終了のシーケンス番号でないときは、ステップS
4に進み、終了のシーケンス番号のときは処理が終了さ
れる。
(i)が指定され、第1の記憶部53からシーケンス番
号S(i)のデータ(図6参照)が読み出され、ステッ
プS5に進む。
読み出されたシーケンス番号S(i)のプロセスのシー
ケンス時間をセットし、ステップS6に進む。ステップ
S6では、第1の記憶部53に記憶されている制御方式
の選択情報から、一定割合制御方式か個別割合制御方式
のどちらが選択されているかがチェックされ、一定割合
制御方式が選択されていると判断されると、ステップS
7に進む。
(i)のデ−タとして記憶されている流量制御器MFC
3、MFC5の流量比(x)から流量制御器MFC4に
おけるガスの流量比(1−x)を演算して求め、ステッ
プS8に進む。
MFC5の流量比、ステップS7で求めた流量制御器M
FC4の流量比、第1の記憶部53にシーケンス番号S
(i)のデ−タとして記憶されている各種ガスの流量な
どの流量選択情報、反応炉R1の加熱温度等のデータが
出力インタフェイス部56に出力されて、その制御値に
従って各流量制御器および弁の動作が制御され、ステッ
プS9に進む。
るための準備として、シーケンス番号がインクリメント
され、次のシーケンス番号であるS(i+1)がセット
され、ステップS1に戻る。
合制御方式が選択されていると判断されると、ステップ
S7をジャンプしてステップS8に進む。ステップS8
では、流量制御器MFC3、MFC4、MFC5の流量
比、第1の記憶部53にシーケンス番号S(i)のデ−
タとして記憶されている各種ガスの流量などの流量選択
情報、反応炉R1の加熱温度等のデータが入出力インタ
フェイス部56に出力されて、その制御値に従って各流
量制御器および弁の動作が制御され、ステップS9に進
み、以降の処理は前記同様である。このとき、第1の記
憶部53にシーケンス番号S(i)のデータとして記憶
されている流量制御器MFC3、MFC5、MFC4の
流量比はそれぞれの流量制御器に個別に与えられる個別
流量比である。
ートスイッチが押下されていないときは、ステップS1
0に進み、ここで、反応炉R2を動作させるためのスタ
ートスイッチが押下されているか否かがチェックされ
る。スタートスイッチが押下されていないときは、処理
は終了され、スタートスイッチが押下されているとき
は、ステップS2に進み、反応炉R2に対して、前記同
様の処理が行われる。
て、修正処理プログラム55bにより行われる、第1の
記憶部53に記憶された各プロセスの処理の実行に必要
なデータ(たとえば、シーケンス番号S(i)のデー
タ)の修正処理について説明する。
と、まず、ステップS20に進み、シーケンス番号S
(i)が入力され、ステップS21に進む。ステップS
21では、第1の記憶部53に記憶された流量制御器F
MC3、MFC4、MFC5の流量比に対して修正が行
われたか否かがチェックされる。流量比の修正が行われ
ていない場合は、ステップS25に進む。
記憶されている、シーケンス番号S(i)の他のデータ
(加熱温度、反応時間、反応圧力、ガス流量等)に対し
ても修正が行われる。このとき、各データ毎に、修正さ
れたか否かのチェックが行われるが、説明は省略する。
この修正が終了すると、シーケンス番号S(i)のデー
タの修正が終了する。
で、流量比の修正が行われていたと判断された場合は、
ステップS22に進む。ステップS22では、第1の記
憶部53に記憶されている制御方式の選択情報から、一
定割合制御方式が選択されているか否かがチェックさ
れ、一定割合制御方式が選択されていると判断される
と、ステップS23に進む。
記憶されている流量制御器MFC3、MFC5における
流量比(x)が修正され、ステップS24に進む。ステ
ップS24では、これら修正された流量制御器MFC
3、MFC5における流量比(x)をもとに、流量制御
器MFC4の流量比(1−x)が演算され、第1の記憶
部53に記憶されている流量制御器MFC4における流
量比が修正され、ステップS25に進む。尚、このステ
ップS24において行われる演算及び修正処理は、プロ
セス制御プログラム55aの処理の実行時に、図7に示
したフローチャートのステップS7で行ってもよい。
割合制御方式が選択されていないと判断されると、ステ
ップS26に進み、第1の記憶部53に記憶されている
制御方式の選択情報から、個別割合制御方式が選択され
ているか否かがチェックされる。個別割合制御方式が選
択されていると判断されると、ステップS27に進み、
個別割合制御方式が選択されていないと判断されると、
ステップS25に進む。
記憶されている流量制御器MFC3、MFC5の流量比
が個別流量比に修正され、ステップS28に進む。ステ
ップS28では、第1の記憶部53に記憶されている流
量制御器MFC4の流量比が個別流量比に修正され、ス
テップS25に進む。
ば、制御ユニットXにおいて、ボンベ23から供給され
るドーパントガスの濃度を制御する制御方式として、一
定割合制御方式が選択されている場合、流量制御器MF
C3、MFC5の流量比xに対し、流量制御器MFC4
の流量比を1−xに設定することにより、比較的高い濃
度のドーパントガスを供給でき、また、個別割合制御方
式が選択されている場合、流量制御器MFC3、MFC
5の流量比を0.05に設定し、流量制御器MFC4の
流量比を0.95〜1.00の範囲に設定することによ
り、極めて低い濃度のドーパントガスが供給でき、従来
の装置において得られていた濃度分布よりも広範囲な濃
度分布のドーパントガスを供給することができる。ま
た、ダウンタイムを少なくし装置の稼働率も向上し、多
品種にわたる製品の製造も1つの装置にて可能になる。
式が選択されている場合、制御ユニットXの流量制御器
MFC3、MFC4、MFC5の流量比を0.05より
も大きい範囲においてそれぞれ個別に自由に設定するこ
とも可能である。
Xのガス制御系統は、図12の従来考えられた装置と等
価としたが、これに限らず、図11に示した従来例の場
合のガス制御系統でも可能である。この場合、たとえ
ば、一定割合制御方式が選択されているときは、図11
の構成により濃度の制御が行われ、個別割合制御方式が
選択されているときは、各流量制御器に対し、その流量
比を0.05より大きい範囲においてそれぞれ個別に自
由に設定すればよい。
れるものではなく、低圧化学気相成長(LPCVD)、
プラズマ化学気相成長(PECVD)、光化学気相成長
等の薄膜成長装置にも同様に適用し得るものである。
めて低い濃度のガスも供給して、より広範囲な濃度分布
の製品が得られる薄膜成長装置を提供できる。
略構成を示す外観斜視図。
めの電気回路の要部を概略的に示すブロック図
のデータ構成の具体例を示した図。
例を示した図。
説明するためのフローチャート。
するためのフローチャート。
1の例を説明するためのガス制御系統図。
第2の例を説明するためのガス制御系統図。
第3の例を説明するためのガス制御系統図。
御方式を説明するためのガス制御系統図。
量制御器)、MFC5…流量制御器(第2の流量制御
器)、MFC4…流量制御器(第3の流量制御器)、P
V10〜12…開閉弁、PL1A…管路、PL6A…ベ
ントライン、11…高周波発生部、12、13…気相成
長装置の本体、14…制御部、15…ガス制御部、23
…ボンベ
Claims (2)
- 【請求項1】 反応炉内にシリコン、ガラス等の基板を
配置し、前記反応炉内に、ガス供給源からの少なくとも
1種類の原料ガスとキャリアガスとを混合器により混合
して供給し、気相成長により前記基板上に薄膜を形成す
る薄膜成長装置であって、 前記ガス供給源と前記ガス混合器との間、前記反応炉と
前記混合器との間、前記混合器とベントラインとの間に
それぞれ配設され、前記ガス流量を制御可能な第1、第
2、第3の流量制御器を有し、前記ベントラインに通じ
る第3の流量制御器のガス流を独立して遮断し、前記ガ
ス供給源から供給される原料ガスと前記キャリアガスと
を混合することなく前記第1、第2の流量制御器及び混
合器を介して前記反応炉へ供給可能にした薄膜成長装置
において、 前記ガス供給源から供給される原料ガスの流量を前記第
1の流量制御器の設定値に応じて制御し、この流量が制
御された原料ガスを前記第2の流量制御器の設定値、お
よび、前記第1の流量制御器の設定値により決定される
前記第3の流量制御器の設定値に応じて前記混合器にお
いて前記キャリアガスで所望濃度に希釈し、前記第2の
流量制御器を介して前記反応炉に供給する第1の濃度制
御手段と、 前記ガス供給源から供給される原料ガスの流量を、前記
第1の流量制御器の設定値に応じて制御し、この流量が
制御された原料ガスを前記第2および第3の流量制御器
のそれぞれの設定値に応じて前記混合器において前記キ
ャリアガスで所望濃度に希釈し、前記第2の流量制御器
を介して前記反応炉に供給する第2の濃度制御手段と、 前記第1の濃度制御手段および前記第2の濃度制御手段
のうちいずれか一方を選択する選択手段と、 を具備したことを特徴とする薄膜成長装置。 - 【請求項2】 反応炉内にシリコン、ガラス等の基板を
配置し、前記反応炉内に、ガス供給源からの少なくとも
1種類の原料ガスとキャリアガスとを混合器により混合
して供給し、気相成長により前記基板上に薄膜を形成す
る薄膜成長装置であって、 前記ガス供給源と前記ガス混合器との間、前記反応炉と
前記混合器との間、前記混合器とベントラインとの間に
それぞれ配設され、前記ガス流量を制御可能な第1、第
2、第3の流量制御器を有する薄膜成長装置において、 前記ガス供給源から供給される原料ガスの流量を前記第
1の流量制御器の設定値に応じて制御し、この流量が制
御された原料ガスを前記第2の流量制御器の設定値、お
よび、前記第1の流量制御器の設定値により決定される
前記第3の流量制御器の設定値に応じて前記混合器にお
いて前記キャリアガスで所望濃度に希釈し、前記第2の
流量制御器を介して前記反応炉に供給する第1の濃度制
御手段と、 前記ガス供給源から供給される原料ガスの流量を、前記
第1の流量制御器の設定値に応じて制御し、この流量が
制御された原料ガスを前記第2および第3の流量制御器
のそれぞれの設定値に応じて前記混合器において前記キ
ャリアガスで所望濃度に希釈し、前記第2の流量制御器
を介して前記反応炉に供給する第2の濃度制御手段と、 前記第1の濃度制御手段および前記第2の濃度制御手段
のうちいずれか一方を選択する選択手段と、 を具備したことを特徴とする薄膜成長装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10990594A JP3553129B2 (ja) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | 薄膜成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10990594A JP3553129B2 (ja) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | 薄膜成長装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07321048A true JPH07321048A (ja) | 1995-12-08 |
JP3553129B2 JP3553129B2 (ja) | 2004-08-11 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10990594A Expired - Fee Related JP3553129B2 (ja) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | 薄膜成長装置 |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3553129B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003142409A (ja) * | 2001-10-31 | 2003-05-16 | Applied Materials Inc | ガス供給装置及び方法 |
-
1994
- 1994-05-24 JP JP10990594A patent/JP3553129B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2003142409A (ja) * | 2001-10-31 | 2003-05-16 | Applied Materials Inc | ガス供給装置及び方法 |
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