JP2005109367A

JP2005109367A - リントラップのメンテナンス方法

Info

Publication number: JP2005109367A
Application number: JP2003343934A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Hino; 大輔日野; Takeshi Nakazawa; 健中澤
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2003-10-02
Filing date: 2003-10-02
Publication date: 2005-04-21

Abstract

【課題】取り付け費用が安く、且つ準備に時間がかからず、安全に効率良くメンテナンス作業を行うことのできるリントラップのメンテナンス方法を提供する。
【解決手段】黄燐の付着した配管やバルブなどを大気中にて取り外す際に、シート類１０を用い、シート類の作業箇所の前後の一方における端部１０ａを可能な限り不活性ガスが漏洩しないように閉じ、シート類のもう一方における端部１０ｂを作業スペースとして開放することにより、作業箇所Ｐをシート類１０で囲い、この囲い１１の中に不活性ガス１３を流し入れて作業箇所Ｐを不活性ガス雰囲気中に置く。
【選択図】図１

Description

本発明は、リントラップを安全にメンテナンスする方法に関するものである。

化合物半導体のエピタキシャル成長技術として、ＶＰＥ法（気相エピタキシャル成長方法）やＭＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法（分子線エピタキシャル法）が知られている。このうち、ＭＯＣＶＤ法は膜厚制御性が良好で大量生産に適しているため、化合物半導体層のエピタキシャル成長に利用されている。

ＭＯＣＶＤ法の気相成長装置は、一般に次のように構成されている（例えば、特許文献１参照）。III族の原料はアルキル化物（ＴＭＩ、ＴＥＧ等）としてバブラと呼ばれるステンレス製の容器内に充填され、バブラには水素等のキャリアガスが純化装置およびマスフローコントローラと呼ばれる流量制御装置を介して接続され、III族原料はこのキャリアガスに含ませて配管を介してマニホールドと呼ばれる混合器に供給可能にされる。また、Ｖ族の原料水素化物（ＰＨ₃、ＡｓＨ₃）は、ボンベに充填されており、マスフローコントローラにより流量調整され、配管を通して上記マニホールドに供給可能にされる。

上記マニホールド内には切換え弁が設けられておりこれらの切換え弁を切り換えることで所望の割合で混合された原料ガスが、ガス導入管を介して反応管（成長炉）内に導入され、バレル型や横型のサセプタ上に載置された基板に向かって流下し又は基板面に沿って流れ、高周波コイルによって加熱された基板上で熱分解して基板表面にエピタキシャル層が成長される。上記マニホールドの出力側には上記反応管へのガス導入管とバイパス管とが接続されており、マニホールド内の切換え弁を切り換えることで所望の原料ガスを反応管内へ供給したり反応管を通さずにそのまま廃棄できるように構成されている。さらに、マニホールドへ向かう各配管の途中にも切換え弁が設けられており、これらを制御することにより原料ガスの供給／遮断あるいはキャリアガス（Ｈ₂）やパージ用ガス（Ｎ₂）のみを流せるようになっている。

図２は上記装置の排気系を示したもので、成長炉１からの排気は、砒素トラップ２を通り、真空ポンプ３により吸引されて、リントラップ４に入り、リンを除去されてから除害筒５に送られる。なお、７はリントラップ４の配管６に設けたボールバルブである。

反応管１に導入されたＰＨ₃、ＡｓＨ₃、有機金属等のガスは、高周波コイルで加熱されたサセプタ上にセットされた基板（ウエハ）上に、ＩｎＰやＧａＡｓ等の単結晶として析出するが、未反応の上記ガスはリントラップ４で冷却されてここに堆積する。原料ガスとしてＰＨ₃を用いると、堆積物はリンを含んだリン系堆積物となる。

リントラップとは燐を使用する装置が備えている燐回収器で、燐が溜まると閉塞してしまうので、定期的にリントラップを新しい物と交換しなければならない。しかし、黄燐は酸素と容易に反応し発火する性質を持つため、大気中で交換作業を行うと、その配管６やバルブ７に付着した燐が発火する恐れがあり、非常に危険である。

そこで従来技術では、リントラップ作業を大気中でそのまま行うか、もしくは燐が付着した物をグローブボックス内で取り外すなどしている。図３はグローブボックスを使用する場合を示しており、燐付着配管６ａ、６ｂが対峙する作業ポイントＰを囲繞するグローブボックス８内に、内部に連通するグローブ９から手を入れて、ボールバルブ７の先の配管部分６を取り外してリントラップ交換作業を行う。燐付着配管６ａ、６ｂはグローブボックス８と一体化しており、窒素雰囲気内で作業を行うようになっている。
特開平６−１７２０８５号公報

しかしながら、大気中で作業を行う場合は、燐が大気と接触するため発火する危険性が高い。

一方、図３のグローブボックス内で作業を行う場合では、グローブボックスを取り付ける費用が高く、作業性も悪い。また、窒素をグローブボックス内に流し込んでも、燐が発火しないようにするためには酸素濃度が充分低くなるまで作業を行えないので、準備に時間がかかる。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、取り付け費用が安く、且つ準備に時間がかからず、安全に効率良くメンテナンス作業を行うことのできるリントラップのメンテナンス方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、次のように構成したものである。

請求項１の発明に係るリントラップのメンテナンス方法は、黄燐の付着した配管やバルブなどを大気中にて取り外す際に、シート類を用い、シート類の作業箇所の前後の一方における端部を可能な限り不活性ガスが漏洩しないように閉じ、シート類のもう一方における端部を作業スペースとして開放することにより、作業箇所をシート類で囲い、この囲いの中に不活性ガスを流し入れて作業箇所を不活性ガス雰囲気中に置くことを特徴とする。

本発明において、シート類とは、箱又はシート等の腰のある包囲体を形成できる材料を意味する。

請求項２の発明は、請求項１記載のリントラップのメンテナンス方法において上記囲いを形成するシート類に不燃性の材質のものを用いることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２記載のリントラップのメンテナンス方法において、上記不活性ガスとして、囲いの上部を開放する時は比重が大気よりも大きな不活性ガスを使用し、下部を開放する時は比重が大気よりも小さな不活性ガスを使用し、また水平方向を開放する時は、大気と比べ比重が大きな不活性ガスと比重が小さな不活性ガスを併用して使用することを特徴とする。

本発明によれば、次のような優れた効果が得られる。

請求項１に記載の発明によれば、作業箇所をシート類で囲い、この囲いの中に不活性ガスを流し入れて作業箇所を不活性ガス雰囲気中に置くことから、大気（酸素）との接触を絶つことが出来る。従って、作業を行う場合に、燐が大気と接触して発火する危険性を無くすことができる。

また、作業箇所の囲いは、作業箇所の前後の一方におけるシート類の端部を可能な限り不活性ガスが漏洩しないように閉じ、シート類のもう一方における端部を作業スペースとして開放することで囲いを形成しているので、従来のグローブボックスを取り付ける場合に較べ、取り付けが容易で、費用が易く、作業性も良い。さらに、この囲いの中に不活性ガスを流し入れる作業も短時間で行えるので、従来のように窒素をグローブボックス内に流し込んだ後、燐が発火しない酸素濃度まで比較的長い時間待つ必要がない。

請求項２に記載の発明によれば、メンテナンス作業箇所を不燃性材料で囲っているので、万が一、発火した場合にも不燃性の囲いで燐の飛散領域を最小限に留めることが出来る。

請求項３に記載の発明によれば、囲いの上部を開放する時は比重が大気よりも小さな不活性ガスを使用し、下部を開放する時は比重が大気よりも大きな不活性ガスを使用し、また水平方向を開放する時は、大気と比べ比重が大きな不活性ガスと比重が小さな不活性ガスを併用して使用するので、任意の形態のリントラップのメンテナンスを行うことができる。

＜発明の要点＞
用いる不活性ガスは入手し易いことと人体に無害であることから下記の２種類のガスが望ましい。また、囲いに使用する不燃性材料は柔軟性を有するシート状の物が望ましい。

(a)シートの上部開放時は、大気よりも比重の大きなアルゴンガス（比重１．３８）を用いることで酸素と黄燐の接触を絶つことが出来る。

(b)シートの下部開放時は、大気よりも比重の小さなヘリウムガス（比重０．１４）を用いることで酸素と黄燐の接触を絶つことが出来る。

(c)水平方向を開放する時は、アルゴンとヘリウムの両方を併用することで酸素と黄燐の接触を絶つことが出来る。

以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。

ホスフィン（ＰＨ₃）を使用するIII−Ｖ族化合物半導体成長装置のリントラップでは、成長に寄与しなかった燐が配管やバルブなどにも付着する。そこでリントラップ交換作業を行う際に、黄燐が付着した配管やバルブを不燃性のシートで囲い、不活性ガスを流し込み、酸素と遮断した状態で、配管やバルブなどを取り外す作業を行う。

図１では、リントラップ交換作業において、図２のボールバルブ７の先の配管部分６を取り外す場合を示す。

まず、燐付着配管６ａ、６ｂが上下に対峙している作業ポイントＰ、つまり作業箇所をシート類で囲む。ここでシート類は、箱又はシート等の腰のある包囲体を形成できる材料であればよく、ここでは柔らかく、且つ有る程度腰のある不燃性のシート類（不燃性シート）１０を用いる。

この不燃性シート１０の、作業ポイントＰの前後の一方における端部１０ａを燐付着配管６ａに巻き付けて、可能な限り不活性ガスが漏洩しないように閉じる。そして、不燃性シート１０のもう一方における端部１０ｂを大きく開いて、内部を作業スペースとして開放する。これにより、燐付着配管６ａ、６ｂが上下に対峙している作業ポイントＰを不燃性シート１０で囲い、上に開いたアサガオ状の囲い１１を形成して作業空間を確保する。

この囲い１１の中に、囲い１１の壁に接続したガス管路１２より、大気よりも比重の大きな不活性ガス１３を流し入れて、作業ポイントＰを不活性ガス雰囲気で満たし、酸素と黄燐の接触を絶つ。この実施形態の囲い１１は上部開放型であるので、不活性ガス１３としては、大気よりも比重の大きなアルゴンガス（比重１．３８）を用いる。

上記のように作業ポイントＰを囲い１１内の不活性ガス１３中に置き、黄燐の付着したボールバルブ７やその先の配管部分６を取り外すことにより、発火の危険なしに安全に、定期的に実施しなければならない交換作業を行うことができる。なおボールバルブ７を閉じることでリントラップ４内部に大気が入り込むことはない。

上記図１では、囲いの上部を開放する形態でアルゴンガス（比重１．３８）を用いる場合について述べたが、燐付着配管等の形態によっては、囲い１１を下部が開放された形とし、囲い１１内に大気よりも比重の小さなヘリウムガス（比重０．１４）を充満させる。これにより同様に酸素と黄燐の接触を絶つことが出来る。また、水平方向を開放する時は、アルゴンとヘリウムの両方を併用することで酸素と黄燐の接触を絶つことが出来る。

上記実施形態によれば、メンテナンス作業箇所を不燃性材料で囲い、その囲いの中を不活性ガスで満たすので、燐の周囲は不活性ガス雰囲気となり、大気（酸素）との接触を絶つことが出来るため安全性が増す。万が一、発火した場合にも不燃性の囲いで囲っているので燐の飛散領域を最小限に留めることが出来る。

また柔軟で適度に腰のあるシートを使用して囲い１１を形成するだけでよく、特別なスペースを必要としない。さらにまた、従来のグローブボックス内で行う場合に比べ作業性を損なうことなく配管等を取り外し、安価に安全にリントラップのメンテナンス作業を行うことが出来る。

本発明は、リントラップ以外にも燐使用装置のメンテナンスで使用することができる。また、黄燐以外にも大気に曝した時に発火性、爆発性などを示す化学物質に関しても使用できる。

本発明のリントラップのメンテナンス方法における燐付着配管を外す際の説明に供する図である。本発明の方法を適用し得る気相成長装置の系統を示す概略構成図である。従来のグローブボックスを利用したメンテナンス方法の説明に供する図である。

符号の説明

１成長炉
４リントラップ
５除害筒
６配管
６ａ、６ｂ燐付着配管
７ボールバルブ
１０不燃性シート
１０ａ一方における端部
１０ｂもう一方における端部
１１囲い
１３不活性ガス

Claims

黄燐の付着した配管やバルブなどを大気中にて取り外す際に、シート類を用い、シート類の作業箇所の前後の一方における端部を可能な限り不活性ガスが漏洩しないように閉じ、シート類のもう一方における端部を作業スペースとして開放することにより、作業箇所をシート類で囲い、この囲いの中に不活性ガスを流し入れて作業箇所を不活性ガス雰囲気中に置くことを特徴とするリントラップのメンテナンス方法。
請求項１記載のリントラップのメンテナンス方法において
上記囲いを形成するシート類に不燃性の材質のものを用いることを特徴とするリントラップのメンテナンス方法。
請求項１又は２記載のリントラップのメンテナンス方法において
上記不活性ガスとして、囲いの上部を開放する時は比重が大気よりも大きな不活性ガスを使用し、下部を開放する時は比重が大気よりも小さな不活性ガスを使用し、また水平方向を開放する時は、大気と比べ比重が大きな不活性ガスと比重が小さな不活性ガスを併用して使用することを特徴とするリントラップのメンテナンス方法。