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JP3068559B2 - Atmospheric pressure chemical vapor deposition equipment - Google Patents
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JP3068559B2 - Atmospheric pressure chemical vapor deposition equipment - Google Patents

Atmospheric pressure chemical vapor deposition equipment

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JP3068559B2
JP3068559B2 JP10149890A JP14989098A JP3068559B2 JP 3068559 B2 JP3068559 B2 JP 3068559B2 JP 10149890 A JP10149890 A JP 10149890A JP 14989098 A JP14989098 A JP 14989098A JP 3068559 B2 JP3068559 B2 JP 3068559B2
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chemical vapor
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晴彦 岡崎
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、常圧化学気相成長
装置に関し、特に、粉体除去装置を備える常圧化学気相
成長装置に関する。
The present invention relates to an atmospheric pressure chemical vapor deposition apparatus, and more particularly to an atmospheric pressure chemical vapor deposition apparatus provided with a powder removing device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の常圧化学気相成長装置
は、半導体基板などを乗せ加熱されたサセプタを移動さ
せ、ディスパ−ジョンヘッドから反応ガスを噴出させ半
導体基板に酸化膜などの膜を形成していた。このとき発
生する反応生成物や余剰の未反応ガスをディスパ−ショ
ンヘッドのガス噴出口の周囲にある排気口から排気し、
排気口と連なる配管から装置外に排出している。
2. Description of the Related Art Conventionally, this type of atmospheric pressure chemical vapor deposition apparatus mounts a semiconductor substrate or the like, moves a heated susceptor, ejects a reaction gas from a dispersion head, and deposits a film such as an oxide film on the semiconductor substrate. Had formed. The reaction products and excess unreacted gas generated at this time are exhausted from an exhaust port around the gas ejection port of the dispersion head,
The gas is exhausted from the piping connected to the exhaust port.

【0003】また、反応生成物や余剰の未反応ガスを排
気する排気口は、ガス噴出口の外周位を囲むように一つ
あるいは三つなど複数が設けられている。しかしなが
ら、これら排気口の排気風量がバランスが取れないと、
サセプタ上に残留するゴミを舞い上がらせ半導体基板に
付着させたり、余剰反応ガスが大気中に飛散させたりす
ることになる。そこで、この問題を解消する方法とし
て、これら複数の排気口の排気量を制御する方法が提案
されている。
[0003] Further, a plurality of exhaust ports, such as one or three, are provided so as to surround the outer periphery of the gas ejection port, for exhausting reaction products and excess unreacted gas. However, if the exhaust air volume of these exhaust ports is not balanced,
The dust remaining on the susceptor will fly up and adhere to the semiconductor substrate, and excess reaction gas will be scattered into the atmosphere. Therefore, as a method of solving this problem, a method of controlling the exhaust amount of the plurality of exhaust ports has been proposed.

【0004】例えば、特開平2−166735号公報に
開示されている常圧CVD装置には、反応部周囲を複数
の排気ダクトから排気を行い、各々の静圧を制御し各排
気量のバランスをとる技術が記載されている。しかし、
この従来技術には、反応生成物の堆積により排気ダクト
が閉塞してきた場合には反応部に於ける実際の排気量が
低下し、漏れが発生した場合には見かけの排気量が増加
するものの実際の排気量が低下するという新たな問題が
ある。
For example, in a normal-pressure CVD apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-166735, exhaust around a reaction section is performed from a plurality of exhaust ducts, and the static pressure of each is controlled to balance each exhaust amount. Techniques to take are described. But,
According to this conventional technology, when the exhaust duct is blocked due to the accumulation of reaction products, the actual exhaust volume in the reaction section decreases, and when a leak occurs, the apparent exhaust volume increases. There is a new problem that the displacement of the engine is reduced.

【0005】図4は従来の一例を示す常圧化学気相成長
装置の配管系統図である。上述した反応生成物を除去す
る粉体除去装置を備え排気量を一定に制御することが可
能な常圧化学気相成長装置は、図4に示すように、常圧
化学気相成長装置より発生する反応生成物を除去する粉
体集塵部20と、粉体集塵部20の後段の配管に接続さ
れるオリフィス管部21と、オリフィス管部21両端の
差圧を測定する差圧計22と、差圧計22の信号を入力
し排風機23の回転数を制御する制御部24とを備えて
いる。
FIG. 4 is a piping diagram of an atmospheric pressure chemical vapor deposition apparatus showing an example of the prior art. As shown in FIG. 4, an atmospheric pressure chemical vapor deposition apparatus equipped with a powder removing apparatus for removing the above-described reaction products and capable of controlling the exhaust volume to a constant level is generated from the atmospheric pressure chemical vapor growth apparatus. A powder dust collecting section 20 for removing reaction products to be generated, an orifice pipe section 21 connected to a pipe at a stage subsequent to the powder dust collecting section 20, and a differential pressure gauge 22 for measuring a differential pressure between both ends of the orifice pipe section 21. And a control unit 24 for inputting a signal from the differential pressure gauge 22 and controlling the rotation speed of the exhaust fan 23.

【0006】そして、この常圧化学気相成長装置は、排
気される反応生成物や余剰の反応ガスを粉体集塵部20
を通過した後、オリフィス管部21の前後の差圧を検知
し、この差圧信号を入力した制御部24で排気流量を演
算して求めかつ所望の排気流量と比較し送風機23の回
転数を制御し、排気流量が一定にすることを特徴として
いた。
[0006] The atmospheric pressure chemical vapor deposition apparatus removes the exhausted reaction product and excess reaction gas from the powder dust collecting section 20.
, The differential pressure across the orifice tube section 21 is detected, and the control section 24 to which the differential pressure signal has been input calculates and calculates the exhaust flow rate and compares it with a desired exhaust flow rate to determine the rotational speed of the blower 23. It is characterized by controlling and making the exhaust flow rate constant.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の常圧化
学気相成長装置では、粉体集塵部20に反応生成物が堆
積し圧力損失が大きくなった場合に、オリフィス管部の
粉体集塵部20に近い側は反応生成物の濃度が高まり、
オリフィス管部21の前段側と後段側の気体密度に差異
が生じてくる。後述の式により算出される排気流量と
実際の排気流量に誤差が生じてくるという問題がある。
このため、半導体基板上の気相反応が安定せず膜厚やド
−パント濃度の均一性が得られない。ひいてはゴミの舞
上がり起こし半導体基板を汚染させる。
In the conventional atmospheric pressure chemical vapor deposition apparatus described above, when a reaction product accumulates in the powder dust collecting section 20 and the pressure loss becomes large, the powder in the orifice pipe section becomes large. On the side close to the dust collecting section 20, the concentration of the reaction product increases,
A difference occurs in the gas density between the upstream side and the downstream side of the orifice tube portion 21. There is a problem that an error occurs between the exhaust gas flow rate calculated by the equation described later and the actual exhaust gas flow rate.
For this reason, the gas phase reaction on the semiconductor substrate is not stabilized, and uniformity of film thickness and dopant concentration cannot be obtained. As a result, the dust rises and contaminates the semiconductor substrate.

【0008】従って、本発明の目的は、常に一定の排気
流量で反応生成物や余剰な未反応ガスを排出できる常圧
化学気相成長装置を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an atmospheric pressure chemical vapor deposition apparatus capable of constantly discharging reaction products and excess unreacted gas at a constant exhaust flow rate.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、反応ガ
スを噴射するガス吹き出し部の外周囲を囲むように配置
される第1の開口と該第1の開口の外周囲を囲むように
配置される第2の開口とを有するディスパ−ジョンヘッ
ドと、第1のバルブを介して前記第1の開口と連なると
ともに未反応ガスおよび反応生成物を排気するプロセス
ガス排気配管と、このプロセスガス排気配管の後端に接
続される粉体集塵部と該粉体集塵部の後段に接続される
排風機とで構成される粉体除去装置と、第2のバルブを
介して前記第2の開口と連なるとともに前記プロセスガ
ス排気配管の後端部付近に連結される排気量補正配管
と、該排気量補正配管の排管途中に取り付けられる排気
流量を測定する流量計と、前記第1のバルブを閉じ前記
第2のバルブを開け前記排気量補正配管から前記排風機
で外気を排気するとともに前記流量計で排気流量を測定
し前記未反応ガスおよび反応生成物を含む気体の排気流
量に前記排気流量を変換しかつ前記気体の規定の排気流
量と比較し前記気体の排気流量との差が無くなるように
前記排風機の回転数を制御する制御部とを備える常圧化
学気相成長装置である。
A feature of the present invention is that a first opening is provided so as to surround an outer periphery of a gas blowing portion for injecting a reaction gas, and a first opening is provided so as to surround the outer periphery of the first opening. A dispersion head having a second opening disposed therein, a process gas exhaust pipe connected to the first opening via a first valve and exhausting unreacted gas and reaction products, and the process gas A powder removing device including a powder dust collecting unit connected to a rear end of the exhaust pipe and an air blower connected to a stage subsequent to the powder dust collecting unit; and a second valve via a second valve. An exhaust gas correction pipe connected to the process gas exhaust pipe near the rear end thereof, and a flow meter attached to the exhaust gas correction pipe for measuring an exhaust flow rate, which is attached in the middle of the exhaust pipe; Close the valve and open the second valve The exhaust air is exhausted from the exhaust amount correction pipe by the exhaust fan, the exhaust flow rate is measured by the flow meter, the exhaust flow rate is converted to the exhaust flow rate of the gas containing the unreacted gas and the reaction product, and the regulation of the gas is performed. And a control unit for controlling the number of revolutions of the exhaust fan such that there is no difference between the exhaust gas flow rate and the exhaust gas flow rate.

【0010】また、前記プロセスガス排気配管と前記排
気量補正配管との連結部付近の該排気量補正配管に前記
第2のバルブと同じ動作をする第3のバルブを備えるこ
とが望ましい。さらに、前記第1のバルブが閉き前記第
2のバルブおよび第3のバルブが閉じるとき前記排気量
補正配管に不活性ガスを導入することが望ましい。そし
て、前記不活性ガスとして窒素ガスを用いる。また、前
記プロセスガス排気配管に取り付けられる第1の静圧計
を備えることが望ましい。さらに、必要ならば、前記排
気量補正配管に取り付けられる第2の静圧計を備えるこ
とである。
It is preferable that a third valve, which operates in the same manner as the second valve, is provided in the exhaust gas correction pipe near the connection between the process gas exhaust pipe and the exhaust gas correction pipe. Further, it is desirable to introduce an inert gas into the displacement correction pipe when the first valve is closed and the second valve and the third valve are closed. Then, nitrogen gas is used as the inert gas. Further, it is desirable to have a first static pressure gauge attached to the process gas exhaust pipe. Further, if necessary, a second static pressure gauge attached to the displacement correction pipe is provided.

【0011】一方、前記流量計の測定機構は、前記排気
量補正配管の配管途中に設けられるオリフィス管部と、
このオリフィス管部の前段と後段の圧力差を測定する差
圧計とを備えるか、あるいは、前記排気量補正配管の配
管途中に設けられる風速計を備えるかである。
On the other hand, the measuring mechanism of the flow meter includes an orifice pipe provided in the middle of the displacement correction pipe,
Either a differential pressure gauge for measuring the pressure difference between the front and rear stages of the orifice pipe portion is provided, or an anemometer provided in the middle of the displacement correction pipe is provided.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。図1は本発明の一実施の形態における常
圧化学気相成長装置の配管系統図である。
Next, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a piping diagram of an atmospheric pressure chemical vapor deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.

【0013】この常圧化学気相成長装置は、図1に示す
ように、反応ガスをウェハ19に噴射する吹き出し部1
0の周囲を囲むように開口1aをもつとともにさらに開
口1aの周囲を囲むように開口1bが配置されるディス
パ−ジョンヘッド1と、ディスパ−ジョンヘッド1の開
口1aと通ずる配管で構成されるプロセスガス排気ライ
ン8と、ディスパ−ジョンヘッド1の開口1bと通ずる
配管を有するとともにプロセスガス排気ライン8と接続
する排気量補正ライン2と、プロセスガス排気ライン8
と排気量補正ライン2との接続部付近に設けられる出口
配管7と入口配管9を介して接続される粉体集塵部13
と粉体集塵部13に配管を介して配設される排風機14
とで構成される粉体除去装置とを備えている。
As shown in FIG. 1, this atmospheric pressure chemical vapor deposition apparatus has a blowing unit 1 for injecting a reaction gas onto a wafer 19.
A process comprising a dispersion head 1 having an opening 1a surrounding the periphery of the opening 0 and further having an opening 1b surrounding the periphery of the opening 1a, and a pipe communicating with the opening 1a of the dispersion head 1. A gas exhaust line 8, an exhaust amount correction line 2 having a pipe communicating with the opening 1b of the dispersion head 1 and connected to the process gas exhaust line 8, and a process gas exhaust line 8;
Dust collecting unit 13 connected through an outlet pipe 7 and an inlet pipe 9 provided near a connection between the air and the displacement correction line 2
And an air blower 14 arranged in the powder dust collecting section 13 through a pipe
And a powder removing device.

【0014】また、プロセスガス排気ライン8と接続す
る排気量補正ライン2とを切り替えるバルブ3およびバ
ルブ4が設けられている。さらに、排気量補正ライン2
の配管途中にオリフィス管部5と、そのオリフィス管部
5の前段側と後段側の差圧を測定する差圧計6とが備え
られている。そして、この差圧計6の差圧値信号を入力
し後述の式により演算し排気流量を求め規定の排気流
量と比較しその差を排風機14の回転を制御し補正する
制御部15が備えられている。
A valve 3 and a valve 4 for switching between the process gas exhaust line 8 and the exhaust gas amount correcting line 2 are provided. Furthermore, the displacement correction line 2
An orifice pipe 5 and a differential pressure gauge 6 for measuring a differential pressure between the front and rear sides of the orifice pipe 5 are provided in the middle of the pipe. A control section 15 is provided which receives the differential pressure value signal of the differential pressure gauge 6 and calculates the exhaust flow rate by an equation to be described later, obtains the exhaust flow rate, compares it with a specified exhaust flow rate, and controls the rotation of the blower 14 to correct the difference. ing.

【0015】すなわち、この差圧計6により、常圧化学
気相成長装置のスタンバイ時やウェーハ搬送時のような
プロセスガスを流していない状態で、常圧化学気相成長
装置の気相反応部18での排気流量が規定量になるよう
に排風機14の回転数を変化させることで定期的に規定
量となるように補正を行うことである。また、成膜時持
には、バルブ4を閉じバルブ11を開き不活性導入ライ
ン12から、例えば、安価な窒素ガスを導入し、開口1
bから吹き出させ反応生成物が侵入し開口1bや配管内
に堆積しないようにする。
That is, the differential pressure gauge 6 allows the gas phase reaction unit 18 of the atmospheric pressure chemical vapor deposition apparatus to be operated in a state where the process gas is not flowing, such as when the atmospheric pressure chemical vapor deposition apparatus is on standby or when a wafer is transported. That is, by changing the rotation speed of the exhaust fan 14 so that the exhaust gas flow rate at the time becomes a specified amount, the correction is periodically performed so as to be the specified amount. During film formation, the valve 4 is closed, the valve 11 is opened, and, for example, inexpensive nitrogen gas is introduced from the inert introduction line 12 to open
b to prevent reaction products from entering and accumulating in the openings 1b and pipes.

【0016】さらに、プロセスガス排気ライン8で未反
応ガスや反応生成物を排気しているとき、プロセスガス
排気ライン8と排気量補正ライン2との連結部から反応
生成物が排気量補正ライン2に侵入しオリフィス管部5
を汚染しないように、連結部にバルブ4aを設けること
が望ましい。
Further, when unreacted gas and reaction products are exhausted in the process gas exhaust line 8, the reaction products are discharged from the connection between the process gas exhaust line 8 and the exhaust gas correction line 2. Into the orifice tube 5
It is desirable to provide a valve 4a at the connection part so as not to contaminate the tub.

【0017】このように、排気量補正ライン2を設ける
ことによって、気相反応部18の排気量を定期的に補正
して、プロセスガス排気ライン8の排気量を常に一定に
保つことができる。ウェハ上での安定した気相反応が得
られ、ウェーハ基板上へ生成する膜厚やドーパント濃度
の均一性向上及びパーティクル付着を防止するという効
果が得られる。
As described above, by providing the exhaust gas amount correction line 2, the exhaust gas amount of the process gas exhaust line 8 can be constantly maintained by periodically correcting the exhaust gas amount of the gas phase reaction section 18. A stable gas phase reaction is obtained on the wafer, and the effects of improving the uniformity of the film thickness and dopant concentration formed on the wafer substrate and preventing the adhesion of particles are obtained.

【0018】図2は図1の常圧化学気相成長装置の動作
を説明するための処理シーケンスにおける排気量の変化
と補正の有無による違いを示す図である。まず、ウェー
ハ上に気相反応を開始する準備段階であるスタンバイや
ウェハ搬送時において、バルブ3、11を閉じバルブ4
を開けることで、粉体除去装置の排風機14により排気
量補正ライン2を排気させる。
FIG. 2 is a diagram showing a change in the displacement and a difference depending on the presence or absence of correction in a processing sequence for explaining the operation of the atmospheric pressure chemical vapor deposition apparatus of FIG. First, during standby or wafer transfer, which is a preparation stage for starting a gas phase reaction on a wafer, the valves 3 and 11 are closed and the valve 4 is closed.
Is opened, the exhaust gas amount correction line 2 is exhausted by the exhaust fan 14 of the powder removing device.

【0019】この状態で、排気流量の予め補正を行う。
それには、まず、オリフィス管部5の前段と後段の差圧
を差圧計6で測定し、制御部15の演算部である排気量
変換器へ測定データが送られる。そして変換は、下記式
により行う。
In this state, the exhaust flow rate is corrected in advance.
For this purpose, first, the differential pressure at the front and rear stages of the orifice pipe section 5 is measured by the differential pressure gauge 6, and the measurement data is sent to the displacement converter which is the calculation section of the control section 15. The conversion is performed by the following equation.

【0020】Q:排気流量 ρ1:オリフィス板5の(粉体除去装置側)の気体密度 ρn:オリフィス板5の(バルブ4側)の気体密度 hn:オリフィス板5の両端の差圧 αn:オリフィス板5の流量係数 ε:空気の膨張による修正係数 An:オリフィス板5の円孔面積 規定の排気流量になるように補正が完了したら、バルブ
4を閉じ、バルブ3をあけウェハ18の成膜を開始す
る。なお、排気量補正ライン1のバルブ11を開け未反
応ガスや反応生成物の排気を行い、バルブ4aを閉じ反
応生成物の排気補正ライン1への回り込みを防止する。
これは前述したように、開口1bおよび配管内やオリフ
ィス管部5の詰まりによる圧力損失を無くすためであ
る。このことを考慮すれば、ρ1、ρn、αn、εおよ
びAnは常に一定値と見なすことができる。
Q: Exhaust flow rate ρ1: Gas density of the orifice plate 5 (on the side of the powder removing device) pn: Gas density of the orifice plate 5 (on the side of the valve 4) hn: Differential pressure between both ends of the orifice plate 5 αn: Orifice Flow coefficient of plate 5 ε: Modification coefficient due to air expansion An: Circular hole area of orifice plate 5 When correction is completed so that the specified exhaust flow rate is obtained, valve 4 is closed, valve 3 is opened, and film formation of wafer 18 is performed. Start. In addition, the valve 11 of the exhaust amount correction line 1 is opened to exhaust the unreacted gas and the reaction product, and the valve 4a is closed to prevent the reaction product from flowing into the exhaust correction line 1.
This is to eliminate pressure loss due to clogging of the opening 1b, the piping, and the orifice tube 5, as described above. Taking this into consideration, ρ1, ρn, αn, ε, and An can always be regarded as constant values.

【0021】そして、これらの値をあらかじめ計算によ
り得られた固定値として制御部15の記憶部に記憶させ
ておくことにより、式に於いてhnを差圧計6により
得られた測定データから、排気流量Qを演算することが
できる。この排気流量Qと、予め成膜条件として設定さ
れている規定量に差異が生じている場合には、排風機1
4の回転数を変化させることで差異を無くすように動作
させ、排気流量Qと規定量を一致させる。
By storing these values in the storage section of the control section 15 as fixed values obtained in advance by calculation, hn can be calculated from the measurement data obtained by the differential pressure gauge 6 in the equation. The flow rate Q can be calculated. If there is a difference between the exhaust flow rate Q and a specified amount set in advance as a film forming condition, the exhaust fan 1
By changing the number of revolutions of No. 4, the operation is performed so as to eliminate the difference, and the exhaust gas flow rate Q and the specified amount are matched.

【0022】ここで、排気流量Qと規定量が一致した時
の排風機14の回転数を記憶させておく。次に成膜開始
時から終了時までの間は、排風機14の回転数を前述の
記憶された回転数に固定した上で、バルブ4を閉じバル
ブ3を開けることにより、粉体除去装置により排気され
るラインをプロセスガス排気ライン8に切り換える。
又、同時にバルブ4aを閉じバルブ11を開け、排気量
補正ライン2へ成膜時の反応生成物が回り込まないよう
に不活性ガスを不活性ガス導入ライン12より導入す
る。次にプロセスガス吹き出し部10からプロセスガス
を吹き出すことにより、ウェハ上にて化学気相反応部1
8が生じ成膜される。
Here, the number of rotations of the exhaust fan 14 when the exhaust flow rate Q and the specified amount match is stored. Next, from the start to the end of the film formation, the rotation speed of the exhaust fan 14 is fixed at the above-mentioned stored rotation speed, and then the valve 4 is closed and the valve 3 is opened. The exhaust line is switched to the process gas exhaust line 8.
At the same time, the valve 4a is closed and the valve 11 is opened, and an inert gas is introduced from the inert gas introduction line 12 so that the reaction product during film formation does not flow into the displacement correction line 2. Next, the process gas is blown out from the process gas blow-out unit 10 so that the chemical vapor reaction unit 1
8 is formed and a film is formed.

【0023】次に、成膜終了すると、バルブ3およびバ
ルブ11が閉じ、バルブ4およびバルブ4aが開き粉体
除去装置の排風機14により排気量補正ライン2を排気
させる。そして、オリフィス管部5の前段と後段の差圧
を差圧計6で測定し、制御部15に測定デ−タを送り得
られた排気量Qと、予め記憶された成膜条件として設定
されている規定量に差異が生じている場合には、排風機
14の回転数を変化させることで差異を無くすように動
作させ、排気量Qと規定量を一致させる。
Next, when the film formation is completed, the valve 3 and the valve 11 are closed, the valve 4 and the valve 4a are opened, and the exhaust amount correction line 2 is exhausted by the exhaust fan 14 of the powder removing apparatus. The differential pressure between the upstream and downstream stages of the orifice tube section 5 is measured by the differential pressure gauge 6, and the exhaust amount Q obtained by sending measurement data to the control section 15 and the film forming conditions stored in advance are set. If there is a difference in the specified amount, the exhaust fan 14 is operated to change the rotation speed so as to eliminate the difference, and the exhaust amount Q matches the specified amount.

【0024】このように、成膜時以外のウェハ搬送時お
よび稼動開始時に、排気量補正ライン1を使用して排気
流量を補正することである。なお、排風機14の回転数
に上限を設けておき、上限に回転数が達しても、規定の
排気流量に補正できないときは、粉体集塵部13が目詰
まりしたとして警報信号を発生させる。そして、装置を
停止させ、粉体除去部13を新しい物と交換する。
As described above, the purpose of the present invention is to correct the exhaust gas flow rate by using the exhaust gas amount correction line 1 at the time of transferring a wafer other than the time of film formation and at the start of operation. It should be noted that an upper limit is provided for the rotation speed of the blower 14, and when the rotation speed reaches the upper limit and the exhaust gas flow rate cannot be corrected to the specified value, a warning signal is generated assuming that the powder dust collection unit 13 is clogged. . Then, the apparatus is stopped, and the powder removing unit 13 is replaced with a new one.

【0025】なお、上記の実施の形態において、排気風
量の測定はオリフィス管部を使用して説明したが、オリ
フィス管部の代わりに風速計を用いることもできる。風
速計を用いた場合の排気風量の算出式は下記のようにな
る。
In the above embodiment, the measurement of the exhaust air volume has been described using the orifice tube, but an anemometer may be used instead of the orifice tube. The calculation formula of the exhaust air volume when the anemometer is used is as follows.

【0026】排気風量=風速*配管断面積 図3は図1の常圧化学気相成長装置の変形例における配
管系統図である。この常圧化学気相成長装置は、図3に
示すように、プロセスガス排気ライン8に静圧計16を
設けている。それ以外は図1と同じで同じ符号を記して
いる。
FIG. 3 is a piping diagram of a modification of the atmospheric pressure chemical vapor deposition apparatus of FIG. In this atmospheric pressure chemical vapor deposition apparatus, a static pressure gauge 16 is provided in a process gas exhaust line 8 as shown in FIG. The other parts are the same as those in FIG. 1 and are denoted by the same reference numerals.

【0027】成膜回数を重ねていくにつれて、膜として
ウェハ19上に堆積されなかったり、プロセスガス排気
ライン8の配管内壁には、未反応ガスの大気との反応に
より生成された反応生成物が付着してくる。特に、開口
1aや配管内が閉塞してきた場合、排風機14の回転数
が一定でも気相反応部18での排気量が減少するという
懸念がある。また、配管内部にて漏れ等が発生した場合
にも同様の現象が発生する。
As the number of times of film formation increases, a reaction product generated by the reaction of the unreacted gas with the atmosphere is not deposited on the wafer 19 as a film or is formed on the inner wall of the pipe of the process gas exhaust line 8. Will stick. In particular, when the opening 1a and the inside of the pipe are closed, there is a concern that the amount of exhaust gas in the gas phase reaction unit 18 decreases even if the number of rotations of the exhaust fan 14 is constant. A similar phenomenon occurs when a leak or the like occurs inside the pipe.

【0028】このように配管系統に異常が発生した場
合、プロセスガス排気ライン8に設けた静圧計16の測
定値が変動する。閉塞してきた場合には測定値が正常時
に対して上昇し、漏れが発生した場合には低下する。こ
れらのことから、正常時の静圧値に対し上下限値を常圧
化学気相成長装置に予め設定し常に監視することによ
り、異常発生の予知や早期発見ができるという効果が得
られる。また、排気量補正ライン2においても、反応生
成物が開口1bに付着する恐れがあるので、静圧計17
を設けることが望ましい。
When an abnormality occurs in the piping system as described above, the measurement value of the static pressure gauge 16 provided in the process gas exhaust line 8 fluctuates. The measured value rises as compared with the normal case when the obstruction is obstructed, and decreases when a leak occurs. From these facts, by setting the upper and lower limits with respect to the normal static pressure value in the atmospheric pressure chemical vapor deposition apparatus in advance and constantly monitoring them, it is possible to obtain an effect that abnormal occurrence can be predicted and detected early. Also, in the displacement correction line 2, there is a possibility that reaction products may adhere to the opening 1b.
Is desirably provided.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、プロセス
ガスの未反応ガスや反応生成物を排気するプロセスガス
排気配管系統とは別に、ガス排気開口部の位置をほぼ同
じにしかつプロセスガス排気配管系統の排風機と連なる
配管に接続する排気量補正配管系統と、排気量補正配管
系統の配管に単位時間に流れる排気量を測定する流量計
と、流量計の測定値と規定の排気量と比較し排風機の回
転数を制御する制御部とを設け、成膜時以外のとき常時
バルブを切り替えて排風機で排気量補正配管系統を排気
し、規定の排気量と比較し排風機の回転数を変え排気量
を補正することによって、切り替えられたプロセスガス
排気配管系統のガスの排気量を常に一定にすることがで
きる。
As described above, according to the present invention, apart from the process gas exhaust pipe system for exhausting unreacted gas and reaction products of the process gas, the position of the gas exhaust opening is made substantially the same and the process gas exhaust is performed. A displacement correction piping system connected to the piping connected to the exhaust fan of the piping system, a flow meter that measures the amount of exhaust flowing per unit time through the piping of the displacement correction piping system, a measured value of the flow meter and a prescribed displacement A control unit for controlling the rotation speed of the exhaust fan is provided, and the valve is constantly switched except during film formation, and the exhaust correction pipe system is exhausted by the exhaust fan. By changing the number and correcting the exhaust amount, the exhaust amount of the gas in the switched process gas exhaust piping system can always be kept constant.

【0030】従って、ウェハ上での安定した気相反応が
得られ、ウェーハ基板上へ生成する膜厚やドーパント濃
度の均一性向上及びパーティクル付着を防止するという
効果が得られる。
Therefore, a stable gas phase reaction on the wafer is obtained, and the effects of improving the uniformity of the film thickness and the dopant concentration formed on the wafer substrate and preventing the adhesion of particles are obtained.

【0031】また、必要に応じて静圧計をこれら配管系
統に設けることによって、配管内の漏れおよび反応生成
物の堆積の有無を早期に知り得ることができ装置の安定
して運転ができるという効果がある。
By providing a static pressure gauge in these piping systems as required, it is possible to know at an early stage whether or not there is a leak in the piping and the accumulation of reaction products, so that the apparatus can be operated stably. There is.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態における常圧化学気相成
長装置の配管系統図である。
FIG. 1 is a piping diagram of an atmospheric pressure chemical vapor deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の常圧化学気相成長装置の動作を説明する
ための処理シーケンスにおける排気量の変化と補正の有
無による違いを示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a change in displacement and a difference depending on the presence or absence of correction in a processing sequence for explaining the operation of the atmospheric pressure chemical vapor deposition apparatus of FIG.

【図3】図1の常圧化学気相成長装置の変形例における
配管系統図である。
FIG. 3 is a piping diagram of a modification of the atmospheric pressure chemical vapor deposition apparatus of FIG. 1;

【図4】従来の一例を示す常圧化学気相成長装置の配管
系統図である。
FIG. 4 is a piping system diagram of an atmospheric pressure chemical vapor deposition apparatus showing an example of the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ディスパ−ジョンヘッド 1a,1b 開口 2 排気量補正ライン 3,4,4a,11 バルブ 5,21 オリフィス管部 6,22 差圧計 7 出口配管 8 プロセスガス排気ライン 9 入口配管 10 吹き出し部 12 不活性ガス導入ライン 13,20 粉体集塵部 14,23 排風機 15,24 制御部 16,17 静圧計 18 気相反応部 19 ウェハ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Dispersion head 1a, 1b opening 2 Displacement correction line 3, 4, 4a, 11 Valve 5, 21 Orifice pipe part 6, 22 Differential pressure gauge 7 Outlet piping 8 Process gas exhaust line 9 Inlet piping 10 Blowout part 12 Inactive Gas introduction line 13,20 Powder dust collecting part 14,23 Exhaust gas 15,24 Control part 16,17 Static pressure gauge 18 Gas phase reaction part 19 Wafer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/31 H01L 21/205 C23C 16/00 C30B 25/00 B01D 45/00 B01D 50/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/31 H01L 21/205 C23C 16/00 C30B 25/00 B01D 45/00 B01D 50/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 反応ガスを噴射するガス吹き出し部の外
周囲を囲むように配置される第1の開口と該第1の開口
の外周囲を囲むように配置される第2の開口とを有する
ディスパ−ジョンヘッドと、第1のバルブを介して前記
第1の開口と連なるとともに未反応ガスおよび反応生成
物を排気するプロセスガス排気配管と、このプロセスガ
ス排気配管の後端に接続される粉体集塵部と該粉体集塵
部の後段に接続される排風機とで構成される粉体除去装
置と、第2のバルブを介して前記第2の開口と連なると
ともに前記プロセスガス排気配管の後端部付近に連結さ
れる排気量補正配管と、該排気量補正配管の排管途中に
取り付けられる排気流量を測定する流量計と、前記第1
のバルブを閉じ前記第2のバルブを開け前記排気量補正
配管から前記排風機で外気を排気するとともに前記流量
計で排気流量を測定し前記未反応ガスおよび反応生成物
を含む気体の排気流量に前記排気流量を変換しかつ前記
気体の規定の排気流量と比較し前記気体の排気流量との
差が無くなるように前記排風機の回転数を制御する制御
部とを備えることを特徴とする常圧化学気相成長装置。
A first opening disposed to surround an outer periphery of a gas blowing portion for injecting a reaction gas; and a second opening disposed to surround an outer periphery of the first opening. A dispersing head, a process gas exhaust pipe connected to the first opening via a first valve and exhausting unreacted gas and reaction products, and a powder connected to a rear end of the process gas exhaust pipe. A powder removing device comprising a body dust collecting portion and an air blower connected to a stage subsequent to the powder dust collecting portion; and a process gas exhaust pipe connected to the second opening via a second valve. An exhaust flow correction pipe connected near the rear end of the exhaust pipe, a flow meter attached to the exhaust pipe of the exhaust flow correction pipe to measure an exhaust flow rate,
Close the second valve and open the second valve, exhaust the outside air from the exhaust amount correction pipe with the exhaust fan, measure the exhaust flow rate with the flow meter, and adjust the exhaust flow rate of the gas containing the unreacted gas and the reaction product. A normal pressure, comprising: a control unit that converts the exhaust flow rate and controls the number of revolutions of the blower so that a difference between the exhaust flow rate of the gas and the specified exhaust flow rate of the gas is eliminated. Chemical vapor deposition equipment.
【請求項2】 前記プロセスガス排気配管と前記排気量
補正配管との連結部付近の該排気量補正配管に前記第2
のバルブと同じ動作をする第3のバルブを備えることを
特徴とする請求項1記載の常圧化学気相成長装置。
2. The exhaust gas correction pipe near the connection between the process gas exhaust pipe and the exhaust gas correction pipe has a second shape.
2. The atmospheric pressure chemical vapor deposition apparatus according to claim 1, further comprising a third valve that operates in the same manner as the first valve.
【請求項3】 前記第1のバルブが閉き前記第2のバル
ブおよび第3のバルブが閉じるとき前記排気量補正配管
に不活性ガスを導入することを特徴とする請求項1また
は請求項2記載の常圧化学気相成長装置。
3. An inert gas is introduced into the displacement correction pipe when the first valve is closed and the second valve and the third valve are closed. Atmospheric pressure chemical vapor deposition apparatus as described.
【請求項4】 前記不活性ガスが窒素ガスであることを
特徴とする請求項3記載の常圧化学成長装置。
4. The atmospheric pressure chemical growth apparatus according to claim 3, wherein said inert gas is nitrogen gas.
【請求項5】 前記プロセスガス排気配管に取り付けら
れる第1の静圧計を備えることを特徴とする請求項1ま
たは請求項2あるいは請求項3記載の常圧化学気相成長
装置。
5. The atmospheric pressure chemical vapor deposition apparatus according to claim 1, further comprising a first static pressure gauge attached to the process gas exhaust pipe.
【請求項6】 前記排気量補正配管に取り付けられる第
2の静圧計を備えることを特徴とする請求項1、請求項
2、請求項3および請求項5のいずれか記載の常圧化学
気相成長装置。
6. A normal pressure chemical vapor phase according to claim 1, further comprising a second static pressure gauge attached to said displacement correction pipe. Growth equipment.
【請求項7】 前記流量計の測定機構は、前記排気量補
正配管の配管途中に設けられるオリフィス管部と、この
オリフィス管部の前段と後段の圧力差を測定する差圧計
とを備えることを特徴とする請求項1、請求項2、請求
項3、請求項5、請求項6のいずれか記載の常圧化学気
相成長装置。
7. A measurement mechanism of the flow meter, comprising: an orifice pipe provided in the middle of the displacement correction pipe; and a differential pressure gauge for measuring a pressure difference between a former stage and a latter stage of the orifice tube. An atmospheric pressure chemical vapor deposition apparatus according to any one of claims 1, 2, 3, 5, and 6.
【請求項8】 前記流量計の測定機構は、前記排気量補
正配管の配管途中に設けられる風速計を備えることを特
徴とする請求項1、請求項2、請求項3、請求項5およ
び請求項6のいずれか記載の常圧化学気相成長装置。
8. The flow rate meter according to claim 1, wherein the measurement mechanism of the flow meter includes an anemometer provided in the middle of the displacement correction pipe. Item 7. An atmospheric pressure chemical vapor deposition apparatus according to any one of Items 6.
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