JP2597245B2

JP2597245B2 - Ｃｖｄ装置のための排気装置

Info

Publication number: JP2597245B2
Application number: JP3083335A
Authority: JP
Inventors: 昌司打谷; 一宏下野; 達也葉久; 雅哉福井; 智小川; 裕二西山
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1991-03-22
Filing date: 1991-03-22
Publication date: 1997-04-02
Anticipated expiration: 2012-04-02
Also published as: JPH04293778A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、化学的気相成長法
（Chemical Vapour Deposition）によってウエハ表面に
絶縁膜などを形成するための装置（以下、ＣＶＤ装置と
いう）のための排気装置に関し、ＣＶＤ反応室（以下、
ＣＶＤチャンバという）のベント排気あるいは、上記チ
ャンバへの供給ガス用流量調節器（これは、マス・フロ
ーと俗称される）のパージ用排気が排気本管内に流入し
た際に反応によって生じる固体物が、排気本管への排気
管接続部を閉塞し、排気効率が低減するといったことが
ないように改良したものに関する。

【０００２】

【従来の技術および解決するべき課題】たとえば、プラ
ズマＣＶＤ法によってシリコンウエハ上にリンシリケー
トガラス皮膜を形成する場合、ＣＶＤチャンバには、原
料ガスとしてのシラン（ＳｉＨ₄）、ホスフィン（ＰＨ
₄）および酸化窒素（Ｎ₂Ｏ）ガスが導入されたうえ、
チャンバ内に装填したウエハをヒータによって加熱し、
かつ、チャンバ内の圧力を所定の真空圧とするととも
に、チャンバ内電極間に電圧を与えて上記ガスをプラズ
マ化する。そうすると、ウエハ表面には、リンシリケー
トガラス皮膜が化学的気相成長によって形成される。

【０００３】上記シラン、ホスフィン、および酸化窒素
などの原料ガスは、マス・フローと俗称される流量調節
器を介して、チャンバへの導入流量を調節されつつ上記
チャンバ内に導入される。ところで、ＣＶＤチャンバ
は、リンシリケートガラスの気相成長を終えたウエハの
搬出および新たなウエハの搬入のため、各気相成長処理
の終了後、真空ポンプによる吸引を停止した状態におい
て、窒素ガスの導入によるチャンバ内揚圧が行われ、同
時に、チャンバベント用バルブを開いて、チャンバ室に
残存する上記の原料ガスをベント排気としてチャンバ室
から送り出す操作を行う。

【０００４】一方、上記流量調節器についても、各気相
成長処理サイクルごとに、正確な流量の原料ガスをＣＶ
Ｄチャンバに送り込めるようにするため、各気相成長処
理後、原料ガスの導入経路とは別の経路から窒素ガスを
送り込むとともに、チャンバへの導入経路とは異なる排
気管を通して、流量調節器内に残留する原料ガスを送り
出してしまうパージ処理が行われる。上記のチャンバベ
ントあるいは各流量調節器のパージ処理の際、排気管を
通して、上述のシラン、ホスフィン、あるいは酸化窒素
などの原料ガスが、排気本管に送り出されることにな
る。

【０００５】従来、上記各流量調節器あるいはチャンバ
からの排気管は、単に、大径の排気本管につながれてい
るだけであった。この排気本管は、基本的には一端が大
気に開放されているため、パージ用ガスあるいはベント
用ガスとしての窒素ガスによって押し出されてくる上記
のシラン、ホスフィン、あるいは酸化窒素ガスが排気本
管内に流入した際に、これら原料ガスが排気本管内の空
気と反応して、シリカ（ＳｉＯ₂）あるいは五酸化リン
（Ｐ₄Ｏ₁₀）などの固体粉末が生成する。こうした固体
粉末は、各排気管の排気本管への出口開口付近に付着堆
積し、次第に、各排気管が閉塞してゆくという問題が生
じる。このように、各流量調節器あるいはＣＶＤチャン
バからの排気管の排気本管への接続部に閉塞が生じる
と、上述のパージ処理あるいはチャンバベント処理がス
ムーズに行えない問題が生じることが明らかである。

【０００６】本願発明は、上述の事情のもとで考えださ
れたものであって、ＣＶＤ装置において、原料ガス供給
ラインに介装される流量調節器からの排気管、あるいは
ＣＶＤチャンバからの排気管が、原料ガスの空気との反
応によって生じる固体物によって閉塞されることがない
ようにすることを、簡単な構成によって達成しようとす
るものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本願発明では、次の技術的手段を講じている。すな
わち、本願発明は、ＣＶＤチャンバのベント排気および
／または上記チャンバへの供給ガス用流量調節器のパー
ジ用排気のための排気装置であって、排気本管の側壁に
排気管接続用ポートを膨出形成する一方、上記ＣＶＤチ
ャンバおよび／または上記流量調節器からの排気管をそ
れぞれ上記ポートの側壁に接続するとともに、上記ポー
トにおける上記各排気管が接続される部位より先端側
に、不活性ガス導入管を接続したことを特徴としてい
る。

【０００８】

【発明の作用および効果】原料ガス用の流量調節器をパ
ージ処理する際、あるいはＣＶＤチャンバのベント処理
をする際、排気本管に膨出形成したポートには、不活性
ガス導入管から送り込まれた窒素ガスなどの不活性ガス
が充満させられる。したがって、このポート内は、空気
が存在しにくい状態となる。上記パージ排気あるいはベ
ント排気によって各排気管から上記ポート内部に送られ
てくる残留原料ガスは、したがって、各排気管からポー
ト内に導入された刹那において空気と接触することはな
く、これら原料ガスが化学反応を起こして固体粉末を生
成することはない。ポート内を経た上記の排気は、いず
れ排気本管内の空気に接触して反応を起こすことになる
が、この反応の時点は、排気本管内に入り込んだ時点で
あるため、仮にこの時に空気との接触によって固体粉末
が発生したとしても、この固体粉末が上記の各排気管の
上記ポート内への開口部に付着堆積するということはな
い。

【０００９】したがって、本願発明のＣＶＤ装置のため
の排気装置によれば、排気本管に膨出状ポートを形成し
たうえで、このポートに各排気管を接続し、かつ、この
ポート内を不活性ガスで充満させるようにするという簡
単な構成により、ＣＶＤチャンバのベント処理あるいは
原料ガス用流量調節器のパージ処理の際に、これらから
排気本管に通じる排気管が、原料ガスと空気との接触反
応によって生じる固体粉末によって次第に閉塞させられ
るという問題は解消され、排気効率を、長期間安定した
状態に維持される。

【００１０】なお、上記ポートに接続するべき不活性ガ
ス導入管は、窒素ガスを送り込むものとすることができ
る。窒素ガスは、ＣＶＤチャンバのベント用ガスあるい
は各流量調節器のパージ用ガスとしてすでに用いられて
おり、配管も存在するので、このような窒素ガスを配管
を通じて上記ポートの適部に導入することも容易に行い
得るのである。

【００１１】

【実施例の説明】以下、本願発明の一実施例を、図面を
参照しつつ具体的に説明する。図１は、プラズマＣＶＤ
法によって、ウエハ上にリンシリケートガラスを化学系
気相成長させるための装置の一例である。符号１はＣＶ
Ｄチャンバを示し、この内部には、処理するべき複数枚
のウエハを所定温度に加熱するためのヒータ２が配置さ
れている。ウエハは、通常、サセプタと呼ばれる支持台
に載置された状態で、このＣＶＤチャンバ１内に搬入さ
れる。このＣＶＤチャンバ１には、幾種類かの管が接続
されている。その第一は、チャンバ内を真空圧とするた
めの真空排気管３である。この真空排気管３は、開閉弁
４を介して真空ポンプ５につながれており、真空ポンプ
５からの排気は、ポンプ排気管６を介してＣＶＤ装置全
体としての排気を集める排気本管７に排出される。

【００１２】ＣＶＤチャンバ１に接続される管の第二
は、チャンバベント用排気管８である。このベント用排
気管８は、中間部に開閉弁９を有するとともに、上記排
気本管７に接続されている。ＣＶＤチャンバ１に接続さ
れる管の第三は、ベント用窒素ガス供給管１０である。
このベント用窒素ガス供給管１０は、窒素供給源１１か
ら開閉弁１２を介して、ＣＶＤチャンバ１の適部に接続
されている。ＣＶＤチャンバ１に接続される管の第四
は、原料ガス供給管１３である。本実施例においては、
原料ガスとして、シラン（ＳｉＨ₄）、ホスフィン（Ｐ
Ｈ₄）、および酸化窒素（Ｎ₂Ｏ）が用いられることか
ら、これら原料ガス用に個別に設けられた流量調節器１
４，１５，１６の出口管を合流させた原料ガス供給管１
３として、ＣＶＤチャンバ１に接続している。

【００１３】上記各流量調節器１４，１５，１６にいた
る原料ガス管には、それぞれ開閉弁１７，１８，１９が
設けられる。また、流量調節器１４，１５，１６の各出
口管にもそれぞれ開閉弁２０，２１，２２が設けられ
る。さらに、上記流量調節器１４，１５，１６を窒素ガ
スによってパージするための配管構成が付加される。す
なわち、上記窒素ガス供給管１０から枝分かれさせた３
本の管が、開閉弁２３，２４，２５を介して各原料ガス
管に合流させられており、かつ、各流量調節器１４，１
５，１６の出口管は、各別にパージ排気管２６，２７，
２８が枝分かれさせられ、これらパージ排気管２６，２
７，２８の先端は、上記排気本管７に連結されている。
なお、このパージ排気管２６，２７，２８の基端部にも
それぞれ開閉弁２９，３０，３１が介装されている。

【００１４】本願発明においては、上記ベント用排気管
８および流量調節器のためのパージ排気管２６，２７，
２８は、従来のように、排気本管に直接連結するのでは
なく、次のように特殊な連結構造としている。すなわ
ち、図２に詳示するように、大径の排気本管７の側壁
に、比較的小径の円筒状に膨出する排気管接続用ポート
３２を形成する一方、このポート３２の側壁に上記ベン
ト用排気管８、および、各パージ排気管２６，２７，２
８を接続し、さらに、このポート３２の頂部に、不活性
ガス導入管としての窒素ガス導入管３３を接続してい
る。

【００１５】この窒素ガス導入管３３は、上記窒素供給
源１１から配管するなどすればよく、好ましくはチャン
バベントあるいは流量調節器のパージを行っているとき
のみ上記ポート３２内に窒素ガスを導入するべく、弁装
置（図示略）が設けられる。上記窒素ガス導入管３３を
設けるべき最も好適な位置は、ポート３２における各排
気管の接続部より先端側である。本実施例においてこの
窒素ガス導入管３３は、上記ポート３２の先端面に接続
しているが、ポートの側壁であっても、上記各排気管接
続部より先端側であれば差し支えない。

【００１６】上記ＣＶＤ装置がＣＶＤチャンバ内に搬入
したウエハに対するリンシリケートガラスの化学気相成
長モードにあるとき、真空ポンプ５によってチャンバ内
の圧力を所定の圧力に低減させつつ、原料ガス供給管１
３から流量調節器１４，１５，１６によって流量を所定
に調節させられた原料ガス混合気体がチャンバ内に導入
される。この原料ガスは、図示しない電極間放電によっ
てプラズマ化させられ、プラズマ状態にある原料ガスの
一部がウエハ表面に付着し、化学的気相成長することに
より、ウエハ表面にリンシリケートガラスの薄膜が形成
される。

【００１７】この化学気相成長モードが終了すると、チ
ャンバ内を揚圧するとともに、内部に残留する原料ガス
をベントするチャンバベントが行われる。この時、弁２
０，２１，２２をすべて閉じることにより、原料ガスの
チャンバ内への供給が停止されるとともに、弁４の閉切
り換えおよび真空ポンプ５の停止により、チャンバ１の
真空排気が停止させられる一方、窒素ガス供給管１０か
らの窒素ガスが開閉弁１２を開とすることにより、チャ
ンバ内に導入される。また、チャンバ１のベントガス
は、弁９を開とすることにより、ベント用排気管８を介
して排気管ポート３２ないし排気本管７に送出される。

【００１８】そして、上記チャンバベントと同時に、あ
るいは相前後して、流量調節器１４，１５，１６の内部
の残留原料ガスを一掃する流量調節器パージが行われ
る。この時、各流量調節器１４，１５，１６に通じる各
原料ガス管の弁１７，１８，１９が閉じられるととも
に、窒素ガス供給管１０から枝分かれするパージ用窒素
ガス供給管の各弁２３，２４，２５を開とすることによ
って、窒素ガスが各流量調節器１４，１５，１６に導入
されるとともに、流量調節器１４，１５，１６を通過し
たパージ排気は、弁２９，３０，３１を開とすることに
より、各パージ排気管２６，２７，２８を介して上記排
気管接続用ポート３２ないし排気本管７に送出される。

【００１９】このようにして排気管接続用ポート３２に
各排気管８，２６，２７，２８を介してパージ排気ない
しはベント排気が導入される間、排気管接続用ポート３
２の先端に接続した窒素ガス導入管３３から、不活性ガ
スである窒素ガスが吹き込まれる。

【００２０】上述のように、各排気管８，２６，２７，
２８は、従来のように排気本管７の側壁に直接接続され
るのではなく、内部が窒素ガス導入管３３からの不活性
窒素ガスによって充満させられる排気管接続用ポート３
２に接続されていることから、パージガスあるいはベン
トガスとしての窒素ガスによって押し出されるように送
り出されてくるチャンバ１内あるいは各流量調節器１
４，１５，１６内に残存してした原料ガスが、排気管接
続用ポート３２に導入されたとたんに空気との反応を起
こして固体粉末を生成するということがない。したがっ
て、本願発明によれば、パージ排気管２６，２７，２８
あるいはベント用排気管８の排気本管７への接続部にお
いて、上記のような残留原料ガスの空気との反応による
固体物によって閉塞が生じるといった問題は有効に回避
されるのである。その結果、本願発明によれば、チャン
バのベント、あるいは各流量調節器のパージ効率が経時
的に低下するといった問題が解消される。

【００２１】もちろん、この発明の範囲は上述の実施例
に限定されるものではない。実施例のＣＶＤ装置は、原
料ガスとしてシラン、ホスフィン、および酸化窒素を用
い、プラズマＣＶＤ法によってウエハ上にリンシリケー
トガラスを化学気相成長させるものであるが、このよう
なＣＶＤ装置によって化学気相成長させるべき薄膜には
その他にも様々なものがあり、これに伴い原料ガスとし
て選択されるガスないしはその組み合わせも様々に変化
する。要するに、本願発明は、ＣＶＤ装置のＣＶＤチャ
ンバ、および、原料ガスを供給する際に用いる流量調節
器のベントないしはパージを行うタイプのＣＶＤ装置で
あれば、どのような形式のものであっても適用すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明を採用したＣＶＤ装置の一例の概略を
示す全体構成図である。

【図２】本願発明の要部である排気管接続要ポートない
しはこれに接続される各排気管構成例を示す詳細図であ
る。

【符号の説明】

１ＣＶＤチャンバ８ベント用排気管１４，１５，１６流量調節器２６，２７，２８パージ排気管３２排気管接続用ポート３３窒素ガス導入管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者福井雅哉京都市右京区西院溝崎町21番地ローム株式会社内 (72)発明者小川智京都市右京区西院溝崎町21番地ローム株式会社内 (72)発明者西山裕二京都市右京区西院溝崎町21番地ローム株式会社内 (56)参考文献特開平３−24273（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ＣＶＤチャンバのベント排気および／ま
たは上記チャンバへの供給ガス用流量調節器のパージ用
排気のための排気装置であって、排気本管の側壁に排気管接続用ポートを膨出形成する一
方、上記ＣＶＤチャンバおよび／または上記流量調節器
からの排気管をそれぞれ上記ポートの側壁に接続すると
ともに、上記ポートにおける上記各排気管が接続される
部位より先端側に、不活性ガス導入管を接続したことを
特徴とする、ＣＶＤ装置のための排気装置。