JP2007208096A - Vapor phase growth apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、気相成長装置に関し、詳しくは、リンを含む原料ガスを用いて基板面に半導体薄膜を成膜する気相成長装置に関する。 The present invention relates to a vapor phase growth apparatus, and more particularly, to a vapor phase growth apparatus that forms a semiconductor thin film on a substrate surface using a source gas containing phosphorus.
リンを含む半導体薄膜、例えばInP(燐化インジウム)等を成膜する半導体製造装置では、成膜に使用する原料の分解生成物が反応炉の成膜構成部材に付着する。通常、この付着物は黄燐を多く含んでおり、大気に暴露すると容易に酸化し、付着量が多いと酸化反応が激化して発火に至る。さらに、同じ反応炉でヒ素を含む材料を成膜した場合、分解生成物にもヒ素が含まれるため、燐を含む分解生成物が発火すると、非常に毒性の強い三酸化ヒ素を生成することがあり、危険性が非常に高くなる。 In a semiconductor manufacturing apparatus for forming a semiconductor thin film containing phosphorus, such as InP (indium phosphide), a decomposition product of a raw material used for film formation adheres to a film forming component of a reaction furnace. Usually, this deposit contains a large amount of yellow phosphorus, and is easily oxidized when exposed to the atmosphere. When the amount of deposit is large, the oxidation reaction is intensified and leads to ignition. Furthermore, when a film containing an arsenic film is formed in the same reactor, arsenic is also contained in the decomposition product. Therefore, when the decomposition product containing phosphorus ignites, highly toxic arsenic trioxide may be generated. There is a very high risk.
通常、定期的なメンテナンスの際には、反応炉の成膜構成部材を分解して前記分解生成物を除去するが、メンテナンスの際には反応炉内を大気に暴露する必要があり、発火の危険性が非常に高くなっていた。 Usually, during regular maintenance, the film forming components of the reactor are decomposed to remove the decomposition products, but during maintenance, the reactor must be exposed to the atmosphere and The danger was very high.
このため、反応炉内を大気に暴露する前に、反応管の内壁面に付着した堆積物(付着物)を剥離してから反応管内に酸素含有ガスを導入し、付着物表面の黄燐を酸化して五酸化燐等の安全な物質に変化させてから反応管を取り外す方法が知られている(例えば、特許文献1参照。)。また、成膜室にグローブボックスを連設し、成膜構成部材からの付着物の除去を大気に接触させずに行えるようにした気相成長装置も知られている(例えば、特許文献2参照。)。
特許文献1に記載された方法では、反応管を取り外す前に堆積物を剥離するため、反応管を含む成膜構成部材の形状によっては、堆積物を完全に剥離することが困難であった。また、特許文献2に記載された装置では、黄燐を含む付着物を成膜構成部材から除去したときには、大きなグローブボックスを密閉した状態で安全な場所に移動させてからグローブボックス内に大気を導入しなければならなかった。また、グローブボックス内で黄燐を処理するため、黄燐の処理が終了するまではグローブボックスを大気に開放することができなかった。 In the method described in Patent Document 1, since the deposit is peeled before removing the reaction tube, it is difficult to completely remove the deposit depending on the shape of the film forming component including the reaction tube. In addition, in the apparatus described in Patent Document 2, when deposits containing yellow phosphorus are removed from the film forming component, the large glove box is moved to a safe place in a sealed state, and then the atmosphere is introduced into the glove box. Had to do. Also, since yellow phosphorus is treated in the glove box, the glove box could not be opened to the atmosphere until the yellow phosphorus treatment was completed.
そこで本発明は、黄燐を含む付着物が付着した成膜構成部材を分解して安全にかつ容易に運搬することができ、成膜構成部材の清掃を安全な場所で行うことが可能な気相成長装置を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention can disassemble a film-forming component to which deposits containing yellow phosphorus adhere and can safely and easily transport the film-forming component, and can be used to clean the film-forming component in a safe place. It aims to provide a growth device.
上記目的を達成するため、本発明の気相成長装置は、成膜構成部材を組み合わせた反応炉に原料ガスを導入し、前記反応炉内に加熱状態で保持された基板面に半導体薄膜を成膜する際に、前記成膜構成部材の少なくとも一つに発火性を有する反応生成物が付着する半導体製造装置において、前記反応炉を収納するグローブボックスと、該グローブボックスに連設した容器収納ボックスと、該容器収納ボックス内に収納される部材容器とを備え、前記グローブボックスと容器収納ボックスとの間に前記反応生成物が付着した成膜構成部材が通過可能な内部側開閉手段を設け、前記容器収納ボックスに前記部材容器を出し入れ可能な外部側開閉手段を設けるとともに、該容器収納ボックス内の雰囲気を不活性ガス雰囲気に置換するためのガス経路を設け、前記部材容器を前記反応生成物が付着した成膜構成部材を収容可能で、かつ、貯水可能に形成したことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the vapor phase growth apparatus of the present invention introduces a raw material gas into a reaction furnace combined with film forming components, and forms a semiconductor thin film on the substrate surface held in the reaction furnace in a heated state. In a semiconductor manufacturing apparatus in which an ignitable reaction product adheres to at least one of the film forming components when forming a film, a glove box for storing the reaction furnace, and a container storage box connected to the glove box And an internal opening / closing means through which the film forming component to which the reaction product adheres can pass between the glove box and the container storage box. A gas path for replacing the atmosphere in the container storage box with an inert gas atmosphere while providing an external opening / closing means capable of taking the member container in and out of the container storage box Provided, wherein the member container can accommodate the deposition component, wherein the reaction product is adhered, and is characterized in that the reservoir can be formed.
本発明の気相成長装置によれば、成膜構成部材のメンテナンスを行う際には、内部側開閉手段を閉じた状態で、水を張った部材容器を容器収納ボックス内に設置して外部側開閉手段を閉じた後、該容器収納ボックス内を不活性ガス雰囲気としてから内部側開閉手段を開き、グローブを介して手作業で成膜構成部材を分解し、発火性を有する反応生成物が付着した成膜構成部材を部材容器の水中に投入することにより、反応生成物の発火を確実に防止することができる。 According to the vapor phase growth apparatus of the present invention, when performing the maintenance of the film forming component, the member container filled with water is installed in the container storage box with the internal side opening / closing means closed, and the external side After closing the opening / closing means, the inside of the container storage box is made an inert gas atmosphere, then the internal opening / closing means is opened, and the film forming component is manually disassembled through the glove, and a reaction product having an ignition property is attached. By throwing the formed film forming component member into the water of the member container, ignition of the reaction product can be surely prevented.
図1は本発明の気相成長装置の一形態例を示す説明図、図2はグローブボックス内に収納される反応炉の要部を示す断面図である。 FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of a vapor phase growth apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing a main part of a reaction furnace housed in a glove box.
この気相成長装置は、グローブボックス11内に、基板上に薄膜を形成するための反応炉12を収納したものであって、グローブボックス11の側壁には複数のグローブ13と覗き窓(図示せず)とが設けられ、グローブ13側の底壁には容器収納ボックス14が連設されている。
In this vapor phase growth apparatus, a
また、グローブボックス11には、該グローブボックス11内に窒素等の不活性ガスを導入する不活性ガス導入経路11aと、グローブボックス11内のガスを排気するための排気経路11bとが設けられており、グローブボックス11内を不活性雰囲気にできるようにしている。
The
前記容器収納ボックス14には、グローブボックス13内と容器収納ボックス14内とを気密に仕切ることが可能な内部側開閉手段15が設けられるとともに、外部(大気側)と容器収納ボックス14内とを気密に仕切ることが可能な外部側開閉手段16が設けられている。この容器収納ボックス14は、前記反応炉12を構成する成膜構成部材の中で、発火性を有する反応生成物が付着する可能性がある成膜構成部材を収容可能な部材容器17を収納可能な大きさに形成されており、前記外部側開閉手段16は、前記部材容器17が通過可能な大きさの開口を有している。また、前記内部側開閉手段15は、分解した成膜構成部材をグローブボックス11内から容器収納ボックス14内に収納された部材容器17内に投入可能な大きさの開口を有している。
The
さらに、容器収納ボックス14には、該容器収納ボックス14内の雰囲気を不活性ガス雰囲気に置換するためのガス経路として、不活性ガス導入経路14aと排気経路14bとが設けられており、外部側開閉手段16を開いたときに容器収納ボックス14内に流入した大気を、不活性ガス導入経路14aから導入される不活性ガスによって排気経路14bから排気し、容器収納ボックス14内を不活性ガス雰囲気に置換できるように形成されている。
Further, the
前記部材容器17は、内部に水Wを貯留することが可能な有底筒状の容器であって、メンテナンス時に分解した成膜構成部材を水中に沈めた状態で清掃作業場所に搬送できるように形成されている。また、この部材容器17には、搬送中に部材容器17から水がこぼれることを防止するための蓋や、部材容器17を持ち運ぶ際に使用するための把手等を必要に応じて設けておくことができる。 The member container 17 is a bottomed cylindrical container capable of storing water W therein, and can be transported to a cleaning work place in a state where a film forming component disassembled during maintenance is submerged in water. Is formed. In addition, the member container 17 is provided with a lid for preventing water from spilling from the member container 17 during transportation, a handle for use when carrying the member container 17 and the like as necessary. Can do.
前記反応炉12は、例えば図2に示すように、フローチャンネル21、サセプタ22、ヒーター23、リフレクター24等の成膜構成部材を組み合わせたものであって、回転軸27により回転駆動されるサセプタ22に基板ホルダー25を介して基板26を載置し、該基板26をヒーター23によりサセプタ22を介して所定温度に加熱するとともに、フローチャンネル21内に気相原料を導入することにより、前記基板26上に所定の半導体薄膜を形成する。なお、フローチャンネル21の上流側及び下流側には、原料導入管及び排気管(いずれも図示せず)がそれぞれ接続されている。
For example, as shown in FIG. 2, the
通常の成膜操作を行うときには、前記内部側開閉手段15を閉じた状態で、前記不活性ガス導入経路11aからグローブボックス11内に不活性ガス、例えば窒素ガスを導入して排気経路11bから排気することにより、グローブボックス11内は不活性ガス雰囲気に保たれている。
When performing a normal film forming operation, an inert gas such as nitrogen gas is introduced into the
反応炉12でリンを含む半導体薄膜を成膜した後、フローチャンネル21等の成膜構成部材のメンテナンスを行う際には、まず、水Wを入れた部材容器17を用意し、外部側開閉手段16を開いて容器収納ボックス14内に収納した後、外部側開閉手段16を閉じて大気が容器収納ボックス14内に侵入しないようにする。次に、前記不活性ガス導入経路14aから容器収納ボックス14内に不活性ガス、例えば窒素ガスを導入して排気経路14bから排気することにより、容器収納ボックス14内を不活性ガス雰囲気とする。なお、容器収納ボックス14内への部材容器17の収納や容器収納ボックス14内を不活性ガス雰囲気とする操作は、あらかじめ成膜中に行っておいてもよい。
After the deposition of the semiconductor thin film containing phosphorus in the
次に、グローブボックス11内及び容器収納ボックス14内を不活性ガス雰囲気に保った状態のまま、グローブ13に手を挿入してグローブボックス11内で反応炉12を各成膜構成部材に分解するとともに内部側開閉手段15を開き、成膜構成部材の中で黄燐が付着する可能性のある成膜構成部材、あるいは、全ての成膜構成部材を部材容器17の水中に投入する。これにより、大気との接触で発火する危険性を有する黄燐を水中に封じ込めて発火の危険性を解消することができる。
Next, with the inside of the
このようにして成膜構成部材を水中に沈めた状態の部材容器17は、外部側開閉手段16を開いて容器収納ボックス14から取り出し、安全に清掃作業を行える場所に運搬することにより、各成膜構成部材の清掃作業を安全かつ確実に行うことができる。なお、成膜構成部材の清掃作業は水中で行うことができ、また、適当な薬品によって黄燐を安全な物質に変化させてから大気中で行ってもよい。
The member container 17 in which the film forming component is submerged in this way is opened by opening the external opening /
また、メンテナンス開始時には、分解した成膜構成部材を水中に投入するだけでよく、グローブボックス11内で黄燐を燃焼させる場合に比べてグローブボックス11の大気への開放を短時間で行うことができるので、メンテナンスに要する時間を大幅に短縮することができる。
Further, at the start of the maintenance, it is only necessary to put the decomposed film forming component into water, and the opening of the
11…グローブボックス、11a…不活性ガス導入経路、11b…排気経路、12…反応炉、13…グローブ、14…容器収納ボックス、14a…不活性ガス導入経路、14b…排気経路、15…内部側開閉手段、16…外部側開閉手段、17…部材容器、21…フローチャンネル、22…サセプタ、23…ヒーター、24…リフレクター、25…基板ホルダー、26…基板、27…回転軸、W…水
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