JP5047223B2 - Method for avoiding gas mixing in vapor phase growth apparatus - Google Patents
Method for avoiding gas mixing in vapor phase growth apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP5047223B2 JP5047223B2 JP2009117161A JP2009117161A JP5047223B2 JP 5047223 B2 JP5047223 B2 JP 5047223B2 JP 2009117161 A JP2009117161 A JP 2009117161A JP 2009117161 A JP2009117161 A JP 2009117161A JP 5047223 B2 JP5047223 B2 JP 5047223B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- valve
- flow path
- chamber
- cleaning
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Description
本発明は、成長用ガスと、クリーニングガスとが混合しないように工夫した気相成長装置、及び気相成長装置におけるガス混合回避方法 The present invention relates to a vapor phase growth apparatus devised so as not to mix a growth gas and a cleaning gas, and a gas mixing avoidance method in the vapor phase growth apparatus
従来、ウェハに成膜する製造装置として、気相成長装置（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎで、この中にＶＰＥ：Ｖａｐｏｒ ｐｈａｓｅ ｅｐｉｔａｘｉａｌ ｇｒｏｗｔｈを含む）が一般的で、例えば特開平９−１７７３４号公報に示すように、Ｓｉの成膜では、ガスとしてシラン（ＳｉＨ４）と水素（Ｈ２）が用いられている。 Conventionally, as a manufacturing apparatus for forming a film on a wafer, a vapor phase growth apparatus (CVD: Chemical Vapor Deposition, which includes VPE: Vapor phase epitaxial growth) is generally used, for example, as disclosed in JP-A-9-17734 As described above, silane (SiH 4 ) and hydrogen (H 2 ) are used as gases in the Si film formation.
なお、ここで、結晶性の悪い基板上には、ポリＳｉ膜が、Ｓｉ単結晶基板には単結晶Ｓ
ｉ膜が成膜される。
Here, a poly Si film is formed on a substrate having poor crystallinity, and a single crystal S is formed on a Si single crystal substrate.
An i film is formed.
具体的な例としては、図３に示す通りで、支持台３０１上に載置された半導体ウェハ３０２がチャンバー３０３内に収納される。収納された半導体ウェハ３０２は、ヒータ３０４により、成膜に必要な温度に加熱される。 As a specific example, as shown in FIG. 3, a semiconductor wafer 302 placed on a support table 301 is accommodated in a chamber 303. The stored semiconductor wafer 302 is heated by a heater 304 to a temperature necessary for film formation.
チャンバー３０３には、ＳｉＨ４ガス及びＨ２ガスを供給するガス流路３０５ａ、３０５ｂ（第１の流路）が連結され、ガス流路の他方はそれぞれガスシリンダ３０６ａ、３０６ｂに接続されている。その流路３０５ａ、３０５ｂの途中には、ガスを開閉するバルブ３０７ａ、３０７ｂが接続されている。 Gas flow paths 305a and 305b (first flow paths) for supplying SiH 4 gas and H 2 gas are connected to the chamber 303, and the other gas flow paths are connected to gas cylinders 306a and 306b, respectively. Valves 307a and 307b for opening and closing the gas are connected in the middle of the flow paths 305a and 305b.
シリンダ３０６ａ、３０６ｂより、ガス流路３０５ａ、３０５ｂを介し、バルブ３０７ａ、３０７ｂが開放され、チャンバー３０３内に、ＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガスが供給され、半導体単結晶ウェハ上に、Ｓｉ膜が成膜（エピタキシャル成長）される。この成膜は、何回か繰り返して行う場合が多い。例えば特開２０００−２８２２４１号公報に示す如く、ＳｉＨ４ガスに硼素、アルミニウム、ガリウム及び燐などを含むようにすると、Ｐ型、Ｎ型の半導体単結晶層を形成可能である。更に、特開２００４−２８１６７３号公報の如く、ＳｉＨ４ガスと、Ｏ２ガスを供給するようにすれば、ＳｉＯ２膜が、ＳｉＮ４ガスとＨＮ３ガスなどを供給するようにすれば、Ｓｉ３Ｎ４膜が成膜できる。 Valves 307a and 307b are opened from cylinders 306a and 306b via gas flow paths 305a and 305b, SiH 4 gas and H 2 gas are supplied into chamber 303, and an Si film is formed on the semiconductor single crystal wafer. A film (epitaxial growth) is performed. This film formation is often repeated several times. For example, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-282241, when SiH 4 gas contains boron, aluminum, gallium, phosphorus, or the like, P-type and N-type semiconductor single crystal layers can be formed. Further, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-281673, if SiH 4 gas and O 2 gas are supplied, if the SiO 2 film supplies SiN 4 gas and HN 3 gas, etc., Si A 3 N 4 film can be formed.
また、チャンバー３０３には、ＣｌＦ３ガス（ＳｉＯ２膜、Ｓｉ３Ｎ４膜の場合ＣＦ４やＣ２Ｆ６などのガスを用いる）を供給するガス流路３０８が接続され、その流路３０８の途中には、ガスを開閉するバルブ３０９が接続されている。 The chamber 303 is connected to a gas flow path 308 for supplying ClF 3 gas (using a gas such as CF 4 or C 2 F 6 in the case of a SiO 2 film or a Si 3 N 4 film). Is connected to a valve 309 for opening and closing the gas.
成膜（Ｓｉ単結晶膜）が終了後、チャンバー３０３内をクリーニングする際、シリンダ３１０より、ガス流路３０８を介し、バルブ３０９を開放することにより、ＣｌＦ３ガスが供給される。 When the inside of the chamber 303 is cleaned after the film formation (Si single crystal film) is completed, the valve 309 is opened from the cylinder 310 via the gas flow path 308, whereby ClF 3 gas is supplied.
なお、上記ウェハ上への成膜、チャンバー内のクリーニングにおいて、ガスの排気は、ガス排気用のガス流路３１１の接続されている真空ポンプ３１２より、バキュームされる。 In the film formation on the wafer and the cleaning of the chamber, gas is exhausted by a vacuum pump 312 connected to a gas flow path 311 for gas exhaust.
ところで、上述した図３の気相成長装置において、成膜時に用いるＳｉＨ４ガスと、クリーニング時に用いるＣｌＦ３ガスとの混合を、危険性などから絶対に避ける必要がある。 By the way, in the above-described vapor phase growth apparatus of FIG. 3, it is absolutely necessary to avoid mixing of SiH 4 gas used during film formation and ClF 3 gas used during cleaning because of danger.
このため、特に成膜時に用いるＳｉＨ４ガスを流す流路３０５ａに接続されているバルブ３０６ａを、クリーニング時に完全に閉めるようにしている。また、成膜が完了後、Ｎ２などで、チャンバー内をパージし、その後、バルブ３１１を開き、排出用のガス流路３１２に接続されている真空ポンプ３１３でバキュームし、ＳｉＨ４ガスを完全に排気するようにしている。 For this reason, in particular, the valve 306a connected to the flow path 305a through which SiH 4 gas used for film formation flows is completely closed during cleaning. Further, after the film formation is completed, the inside of the chamber is purged with N 2 or the like, and then the valve 311 is opened and vacuumed by the vacuum pump 313 connected to the gas flow path 312 for discharge, and the SiH 4 gas is completely discharged. To exhaust.
しかしながら、従来の方法では、排出時の排気完了を確認できても、クリーニング中、ＳｉＨ４ガスがチャンバー内に侵入しているかは全く不明である。換言すると、ＳｉＨ４ガスがチャンバー内への侵入を検知していないという実情である。 However, in the conventional method, even if the completion of exhaustion at the time of exhaust can be confirmed, it is completely unknown whether SiH 4 gas has entered the chamber during cleaning. In other words, it is the actual situation that SiH 4 gas does not detect intrusion into the chamber.
上述したように、従来の気相成長装置において、安全性の観点から充分とは言えず、未だ改良すべき点がある。
本発明は、上記した点に対処して鑑みなされ、安全性を大幅に改善した新規な気相成長装置、及びこの気相成長装置におけるガス混合回避方法を提供するものである。
As described above, the conventional vapor phase growth apparatus is not sufficient from the viewpoint of safety, and there are still points to be improved.
The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a novel vapor phase growth apparatus with greatly improved safety, and a gas mixing avoidance method in the vapor phase growth apparatus.
本発明の気相成長装置の特徴は、チャンバーに収容されたウェハ上に、気相成長法により成膜するために、成膜に必要なガスを供給する第１の流路と、この第１のガス流路のガスを制御するバルブと、チャンバー内をクリーニングするために、クリーニング用ガスをチャンバー内に供給する第２の流路と、チャンバー内のガスを排気する第３の流路とを備えてなる気相成長装置であって、バルブを直列の２段構成とし、その２段構成のバルブの間に、圧力スイッチを設けたことにある。 The vapor phase growth apparatus according to the present invention is characterized by a first flow path for supplying a gas necessary for film formation in order to form a film on a wafer accommodated in a chamber by a vapor phase growth method. A valve for controlling the gas in the gas flow path, a second flow path for supplying a cleaning gas into the chamber to clean the inside of the chamber, and a third flow path for exhausting the gas in the chamber In the vapor phase growth apparatus provided, the valve has a two-stage configuration in series, and a pressure switch is provided between the valves of the two-stage configuration.
また、もう一つの本発明の気相成長装置の特徴は、チャンバーに収容されたウェハ上に、気相成長法により成膜するために、成膜に必要なガスを供給する第１の流路と、この第１のガス流路のガスを制御するバルブと、チャンバー内をクリーニングために、クリーニング用ガスをチャンバー内に供給する第２の流路と、チャンバー内のガスを排気する第３の流路とを備えてなる気相成長装置であって、バルブを直列の２段構成とし、その２段構成のバルブの間に、ガス検知器を設けたことにある。 Another feature of the vapor phase growth apparatus according to the present invention is that the first flow path for supplying a gas necessary for film formation in order to form a film on the wafer accommodated in the chamber by the vapor phase growth method. A valve for controlling the gas in the first gas flow path, a second flow path for supplying a cleaning gas into the chamber to clean the inside of the chamber, and a third flow for exhausting the gas in the chamber A vapor phase growth apparatus comprising a flow path, wherein a valve has a two-stage configuration in series, and a gas detector is provided between the two-stage valves.
なお、本発明で用いる、前記第１の流路は、Ｈ２化物ガスを供給する流路と、キャリアガスを供給する流路との並列に構成され、その２つの流路それぞれが２段のバルブからなり、その中間に圧力スイッチが設けられている点にも特徴がある。 The first flow path used in the present invention is configured in parallel with a flow path for supplying H 2 gas and a flow path for supplying carrier gas, and each of the two flow paths has two stages. It is also characterized in that it consists of a valve and a pressure switch is provided in the middle.
また、本発明で用いる前記第１の流路は、Ｈ２化物ガスを供給する流路と、キャリアガスを供給する流路とが個々に構成され、第一のバルブを介して共通され、その共通部分の流路から、流路を分離し、個々に第二のバルブを介してその２つの流路それぞれがバルブを介してからなり、その中間にガス検出器が設けられている点にも特徴がある。 In addition, the first flow path used in the present invention includes a flow path for supplying H 2 gas and a flow path for supplying carrier gas, which are configured individually through a first valve, The flow path is separated from the flow path of the common part, and each of the two flow paths is connected via a valve through a second valve, and a gas detector is provided between them. There are features.
さらに、本発明で用いるＨ２化物ガスは、シラン（ＳｉＨ４）ガス、トリクロルシラン（ＳｉＨＣｌ３）ガスまたはジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）ガスであることが望ましい。 Further, the H 2 gas used in the present invention is preferably silane (SiH 4 ) gas, trichlorosilane (SiHCl 3 ) gas or dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ) gas.
また、本発明で用いる第１の流路には、Ｈ２化物ガスを供給する流路と、キャリアガスを供給する流路とが個々に構成されると共に、Ｎ２を供給するための補助流路が設けられている点にも特徴がある。 In addition, the first flow path used in the present invention includes a flow path for supplying H 2 gas and a flow path for supplying carrier gas, and an auxiliary flow for supplying N 2. It is also unique in that a road is provided.
さらにまた、本発明で用いる第１の流路は、並列構成で、その一方には、シラン（ＳｉＨ４）ガス、トリクロルシラン（ＳｉＨＣｌ３）ガスまたはジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）ガス、他方にはＨ２ガスが供給され、第２の流路には、ＣｌＦ３ガスが供給されることが望ましい。 Furthermore, the first flow path used in the present invention has a parallel configuration, one of which is silane (SiH 4 ) gas, trichlorosilane (SiHCl 3 ) gas or dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ) gas, and the other is It is preferable that H 2 gas is supplied and ClF 3 gas is supplied to the second flow path.
さらに、本発明において、第２のガス流路のガスを制御する第２のバルブと、圧力スイッチが圧力変動を検知した場合に、第２のバルブを閉じるように制御する制御装置と、を備えている点にも特徴がある。 The present invention further includes a second valve that controls the gas in the second gas flow path, and a control device that controls the second valve to close when the pressure switch detects a pressure fluctuation. There is also a feature.
また、本発明の方法の特徴は、上述した気相成長装置を用い、チャンバー内にクリーニングガスを供給する際は、２段構成のバルブを閉じてクリーニングを開始し、そのクリーニング中に、圧力スイッチの圧力変動が生じた時、クリーニングガスの供給を禁止することにより、前記Ｈ２化物ガスとクリーニングガスの混合を無くすことにある。 Further, the method of the present invention is characterized by using the above-described vapor phase growth apparatus, and when supplying the cleaning gas into the chamber, the two-stage valve is closed to start the cleaning, and during the cleaning, the pressure switch When the pressure fluctuation occurs, the supply of the cleaning gas is prohibited, thereby eliminating the mixing of the H 2 gas and the cleaning gas.
さらに、本発明の方法のもう一つの特徴は、上述した気相成長装置を用い、チャンバー内にクリーニングガスを供給する際は、２段構成のバルブを閉じてクリーニングを開始し、そのクリーニング中に、ガス検出器でＨ２化物ガスの検出が認められた時、クリーニングガスの供給を禁止することにより、Ｈ２化物ガスとクリーニングガスの混合を無くすことにある。 Further, another feature of the method of the present invention is that when the above-described vapor phase growth apparatus is used and the cleaning gas is supplied into the chamber, the two-stage valve is closed and cleaning is started. When the detection of the H 2 gas is detected by the gas detector, the supply of the cleaning gas is prohibited, thereby eliminating the mixing of the H 2 gas and the cleaning gas.
また、２段構成のバルブを閉じる場合に、前記ガスを供給する側のバルブを閉じて、前記第３の流路側から排気した後に、前記２段構成のバルブの内、他方のバルブを閉じることにも特徴がある。 When closing the two-stage valve, close the other valve of the two-stage valve after closing the gas supply valve and exhausting from the third flow path side. There are also features.
本発明によれば、クリーニング中において、ガス供給側のバルブ間に設けた、圧力スイッチの圧力の変動があった時点、ガス供給側のバルブ間に設けたガス検出器でガス検出が認められたに時点で、クリーニングガス（ＣｌＦ３ガス）の供給を取り止めるようにして、チャンバー内でのＳｉＨ４ガス、トリクロルシラン（ＳｉＨＣｌ３）ガスまたはジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）ガスと、クリーニングガスとの混在を無くし、安全性を高めた気相成長装置及びその装置を用いた方法を提供可能となる。 According to the present invention, during the cleaning, when the pressure of the pressure switch provided between the gas supply side valves fluctuated, gas detection was recognized by the gas detector provided between the gas supply side valves. At this point, the supply of the cleaning gas (ClF 3 gas) is stopped so that the SiH 4 gas, trichlorosilane (SiHCl 3 ) gas or dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ) gas in the chamber and the cleaning gas It is possible to provide a vapor phase growth apparatus and a method using the apparatus that eliminates mixing and increases safety.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
（実施形態１）
第１の実施形態では、上述した従来例と同様で、図１に示す如く、支持台１０１上に載置されたSi単結晶ウェハ１０２がチャンバー１０３内に収納される。収納されたSi単結晶ウェハ１０２は、ヒータ１０４により、成膜に必要な温度に加熱される。
(Embodiment 1)
In the first embodiment, similar to the conventional example described above, a Si single crystal wafer 102 placed on a support base 101 is accommodated in a chamber 103 as shown in FIG. The stored Si single crystal wafer 102 is heated to a temperature required for film formation by a heater 104.
チャンバー１０３には、ＳｉＨ４ガス及びＨ２ガスを供給するガス流路１０５ａ、１０５ｂ（第１の流路）が連結され、ガス流路の他方はそれぞれガスシリンダ１０６ａ、１０６ｂに接続されている。その流路１０５ａ、１０５ｂの途中には、ガスを開閉するバルブ１０７Ａ、１０７ａ、１０７Ｂ、１０７ｂが接続されている。即ちバルブは、Ｈ２ガス制御用として、直列に１０７Ａ、１０７ａ、ＳｉＨ４ガス制御用として、直列に１０７Ｂ、１０７ｂが設けられている。このバルブ１０７Ａと１０７ａの間、１０７Ｂと１０７ｂの間には、圧力スイッチ１１４Ａ、１１４Ｂが接続され、その圧力スイッチ１１４の他端は制御装置１１５に接続されている。この制御装置１１５には、クリーニングガスを制御するバルブ１０９も接続されている。 Gas flow paths 105a and 105b (first flow paths) for supplying SiH 4 gas and H 2 gas are connected to the chamber 103, and the other gas flow paths are connected to gas cylinders 106a and 106b, respectively. Valves 107A, 107a, 107B, 107b for opening and closing the gas are connected in the middle of the flow paths 105a, 105b. That is, the valves are provided with 107A and 107a in series for H 2 gas control and 107B and 107b in series for SiH 4 gas control. Pressure switches 114A and 114B are connected between the valves 107A and 107a and 107B and 107b, and the other end of the pressure switch 114 is connected to the control device 115. The control device 115 is also connected with a valve 109 for controlling the cleaning gas.
なお、ＳｉＨ４ガスに硼素（Ｂ２Ｈ６ガス）、燐（ＰＨ３ガス）などを含むようにすると、Ｐ型、Ｎ型のＳｉ単結晶層を形成可能である。ＳｉＨ４ガスに含ませるガスは、硼素、燐に限らず、Ａｌ、Ａｓなどを含むガスであっても構わない。 Note that if the SiH 4 gas contains boron (B 2 H 6 gas), phosphorus (PH 3 gas), or the like, P-type and N-type Si single crystal layers can be formed. The gas included in the SiH 4 gas is not limited to boron and phosphorus, but may be a gas including Al, As, and the like.
シリンダ１０６ａ、１０６ｂより、ガス流路１０５ａ、１０５ｂを介し、バルブ１０７Ａ、１０７ａ、１０７Ｂ、１０７ｂが開放され、チャンバー１０３内に、ＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガスが供給され、Ｓｉ単結晶ウェハ上に、Ｓｉ単結晶膜が成膜される。この成膜は、何回か繰り返して行う場合が多い。本実施形態の場合は、最初、ＳｉＨ４ガスにＰＨ３ガスを混合したガスと、Ｈ２ガスを、次に、ＳｉＨ４ガスにＢ２Ｈ６ガスを混合したガスと、Ｈ２ガスを流すことによって、最初Ｎ型Ｓｉ単結晶層、次にＰ型Ｓｉ単結晶層が形成される。 Valves 107A, 107a, 107B, and 107b are opened from cylinders 106a and 106b through gas flow paths 105a and 105b, and SiH 4 gas and H 2 gas are supplied into chamber 103. A Si single crystal film is formed. This film formation is often repeated several times. In the case of the present embodiment, first, a gas in which PH 3 gas is mixed with SiH 4 gas and H 2 gas, and then a gas in which B 2 H 6 gas is mixed in SiH 4 gas and H 2 gas are flowed. As a result, an N-type Si single crystal layer is formed first, and then a P-type Si single crystal layer.
また、チャンバー１０３には、ＣｌＦ３ガスを供給するガス流路１０８（第２の流路）が接続され、その流路１０８の途中には、ガスを開閉するバルブ１０９が接続されている。このバルブ１０９には、制御装置１１５が接続されている。なお、ＣｌＦ３ガスを供給するガス流路１０８の他端は、当然ながらシリンダ１１０が接続されている。 The chamber 103 is connected to a gas flow path 108 (second flow path) for supplying ClF 3 gas, and a valve 109 for opening and closing the gas is connected to the middle of the flow path 108. A controller 115 is connected to the valve 109. Of course, the cylinder 110 is connected to the other end of the gas flow path 108 for supplying the ClF 3 gas.
成膜（Ｐ型Ｓｉ単結晶層、Ｎ型Ｓｉ単結晶層）が終了後、チャンバー１０３内をクリーニングする。この場合、シリンダ１１０より、ガス流路１０８を介し、バルブ１０９を開放することにより、ＣｌＦ３ガスが供給される。 After film formation (P-type Si single crystal layer, N-type Si single crystal layer) is completed, the inside of the chamber 103 is cleaned. In this case, the ClF 3 gas is supplied from the cylinder 110 by opening the valve 109 via the gas flow path 108.
なお、上記ウェハ上への成膜、チャンバー内のクリーニングにおいて、ガスの排気は、ガス排気用のガス流路１１２（第３の流路）が接続されている真空ポンプ１１３により、バキュームされる（バルブ１１１を開放する）。 In the film formation on the wafer and the cleaning of the chamber, the exhaust of the gas is vacuumed by the vacuum pump 113 to which the gas channel 112 (third channel) for gas exhaust is connected ( Open the valve 111).
本実施形態では、気相成長プロセスからクリーニングへの移行の際、バルブ１０７Ａ、１０７Ｂを閉じておいて、チャンバー１０３内に加えて、ＳｉＨ４ガスの供給元側のバルブ１０７Ａ（チャンバーからバルブ１０７ａ経由バルブ１０７Ａ迄），１０７Ｂ（チャンバーからバルブ１０７ｂ経由バルブ１０７Ｂ迄）までの配管もバキュームし、管内からＳｉＨ４ガスを排出する。ＳｉＨ４ガスの排出後、バルブ１０７ａ、１０７ｂを閉じる。この後に、ＣｌＦ３ガスをチャンバー１０３内に導入し、クリーニングを実施する。 In this embodiment, the valve 107A, 107B is closed during the transition from the vapor phase growth process to cleaning, and in addition to the inside of the chamber 103, the valve 107A on the SiH 4 gas supply side (from the chamber via the valve 107a). The pipes from the valve 107A) to 107B (from the chamber to the valve 107B via the valve 107b) are also vacuumed, and SiH 4 gas is discharged from the pipe. After discharging the SiH 4 gas, the valves 107a and 107b are closed. Thereafter, ClF 3 gas is introduced into the chamber 103 to perform cleaning.
この後が本実施形態において、最も重要で、ＣｌＦ３ガス導入中、バルブ１０７ａと１０７Ａの間、１０７ｂと１０７Ｂの間の配管に設けられた圧力スイッチ１１４Ａが圧力上昇を検知した時、クリーニングガス（ＣｌＦ３ガス）の導入を禁止（バルブ１０９を閉じる）する。即ち、圧力スイッチ１１４Ａ、１１４Ｂで圧力上昇を感知すると、制御装置１１５に信号が送られ、その制御装置１１５からバルブ１０９が閉じられ、クリーニングガスの供給ができなくなる。 After this, in the present embodiment, the most important thing is that when the pressure switch 114A provided in the pipe between the valves 107a and 107A and between the valves 107b and 107B detects an increase in pressure during the ClF 3 gas introduction, the cleaning gas ( Introduction of ClF 3 gas) is prohibited (the valve 109 is closed). That is, when a pressure increase is sensed by the pressure switches 114A and 114B, a signal is sent to the control device 115, the valve 109 is closed from the control device 115, and the cleaning gas cannot be supplied.
このように制御を行えば、微量のＳｉＨ４ガスの残量或いはバルブ１０７Ａ、１０７Ｂの緩みから発生する漏れがあったとしても、ＳｉＨ４ガスとクリーニングガスとが混合するということはない。 If the control is performed in this way, the SiH 4 gas and the cleaning gas will not be mixed even if there is a leak caused by the remaining amount of the small amount of SiH 4 gas or the looseness of the valves 107A and 107B.
換言すると、バルブ１０７Ａ，１０７Ｂ間の圧力スイッチ１１４で、異常が感知された時に、クリーニングガスの供給を止める（バルブ１０９を閉じる）ので、アパチャー内で、ＳＩＨ４ガスとＣｌＦ３ガスでの混合がなくなり、安全性に優れたものとなる。 In other words, the valve 107A, a pressure switch 114 between 107B, when an abnormality is detected, the stop supply of the cleaning gas (closing the valve 109), in the aperture, there is no mixing in SIH4 gas and ClF 3 gas It will be excellent in safety.
この装置で上記のように制御すれば、ＳｉＨ４ガスとクリーニングガスの混合の危険性を、クリーニングガスの導入中もリアルタイムで監視可能となる。 If this apparatus is controlled as described above, the risk of mixing the SiH 4 gas and the cleaning gas can be monitored in real time even during the introduction of the cleaning gas.
したがって、本実施形態１の気相成長装置によれば、ＳｉＨ４ガスとクリーニングガスの混合の危険性がなくなる為、安全性の高いものを提供可能となる。 Therefore, according to the vapor phase growth apparatus of the first embodiment, since there is no danger of mixing the SiH 4 gas and the cleaning gas, a highly safe apparatus can be provided.
なお、上記実施形態１では、Ｓｉ単結晶層形成の場合を説明したが、ポリＳｉ層形成時にも適用でき、他の化合物半導体例えばＧａＡｓ層、ＧａＡｌＡｓやＩｎＧａＡｓなどにも適用可能である。この場合、成膜用のガスを代える必要がある。しかし、クリーニング用のガスとしては、基本的にフッ素系のガスを用いるケースが多いが、他のガス即ちチャンバー内をクリーニングできるガスであれば良い。 In the first embodiment, the case of forming the Si single crystal layer has been described. However, the present invention can be applied to the formation of the poly-Si layer, and can be applied to other compound semiconductors such as a GaAs layer, GaAlAs, InGaAs, and the like. In this case, it is necessary to change the film forming gas. However, in many cases, a fluorine-based gas is basically used as a cleaning gas, but any other gas, that is, a gas that can clean the inside of the chamber may be used.
また、ＳｉＯ２膜やＳｉ３Ｎ４膜形成の場合にも適用可能で、その場合は、供給ガス、クリーニングガスも上記とは大幅に異なってくる。 Further, the present invention can also be applied to the case of forming a SiO 2 film or a Si 3 N 4 film, in which case the supply gas and the cleaning gas are significantly different from the above.
ＳｉＯ２膜の場合、モノシラン（ＳｉＨ４）の他、Ｎ２，Ｏ２，Ａｒガスを、Ｓｉ３Ｎ４膜の場合、ＳｉＨ４の他、ＮＨ３，Ｎ２，Ｏ２、Ａｓガスなどを供給することになる。この時の、クリーニングガスとしては、ＣＦ３、Ｃ２Ｆ６、ＣＯＦ２などを用いる。これらの場合も、上記実施形態と同様に、安全性を高めることが可能となる。 In the case of a SiO 2 film, in addition to monosilane (SiH 4 ), N 2 , O 2 , Ar gas is supplied. In the case of a Si 3 N 4 film, NH 3, N 2 , O 2 , As gas, etc. are supplied in addition to SiH 4. Will do. At this time, as the cleaning gas, the like CF3, C 2 F 6, COF2 . In these cases as well, the safety can be improved as in the above embodiment.
（実施形態２）
第２の実施形態では、上述した実施形態１と類似し、基本構成は略同じである。即ち、図２（ａ）に示す如く、支持台２０１上に載置されたＳｉ単結晶ウェハ２０２がチャンバー２０３内に収納される。収納されたＳｉ単結晶ウェハ２０２は、ヒータ２０４により、成膜に必要な温度に加熱される。
(Embodiment 2)
The second embodiment is similar to the first embodiment described above, and the basic configuration is substantially the same. That is, as shown in FIG. 2A, the Si single crystal wafer 202 placed on the support table 201 is stored in the chamber 203. The accommodated Si single crystal wafer 202 is heated by a heater 204 to a temperature necessary for film formation.
チャンバー２０３には、ＳｉＨ４ガスを供給するガス流路２０５ａ（第１の流路）が連結され、ガス流路の他方はガスシリンダ２０６ａに接続されている。その流路２０５ａ、の途中は、Ｈ２ガス流路２０５ｂと共通化され、そのＨ２ガス流路２０５ｂの他端は、ガスシリンダ２０６ｂに接続されている。そのガスを開閉するバルブ２０７ａ、２０７Ａ、２０７ｂ、２０７Ｂが接続されている。ガス流路が共通化された部分に、ガス検知器２１６が接続され、そのガス検知器２１６の他端は制御装置２１５に接続されている。この制御装置２１５には、クリーニングガスを制御するバルブ２０９も接続されている。 A gas flow path 205a (first flow path) for supplying SiH 4 gas is connected to the chamber 203, and the other gas flow path is connected to a gas cylinder 206a. The flow path 205a, the middle of, is common to the H 2 gas flow path 205b, the other end of the H 2 gas flow path 205b is connected to a gas cylinder 206 b. Valves 207a, 207A, 207b, and 207B for opening and closing the gas are connected. A gas detector 216 is connected to the portion where the gas flow path is shared, and the other end of the gas detector 216 is connected to the control device 215. The control device 215 is also connected with a valve 209 that controls the cleaning gas.
なお、ＳｉＨ４ガスに硼素（Ｂ２Ｈ６ガス）、燐（ＰＨ３ガス）などを含むようにすると、実施形態１と同様、Ｐ型、Ｎ型のＳｉ単結晶層を形成可能である。ＳｉＨ４ガスに含ませるガスは、硼素、燐に限らず、Ａｌ、Ａｓなどを含むガスであっても構わない。 Note that, when boron (B 2 H 6 gas), phosphorus (PH 3 gas), or the like is included in the SiH 4 gas, P-type and N-type Si single crystal layers can be formed as in the first embodiment. The gas included in the SiH 4 gas is not limited to boron and phosphorus, but may be a gas including Al, As, and the like.
シリンダ２０６ａ、２０６ｂより、ガス流路２０５ａ、２０５ｂを介し、バルブ２０７Ａ、２０７ａ、２０７ｂ、２０７Ｂが開放され、チャンバー２０３内に、ＳｉＨ４ガスが供給され、Ｓｉ単結晶ウェハ上に、Ｓｉ単結晶膜が成膜される。この成膜は、何回か繰り返して行う場合が多い。なお、この場合、Ｈ２ガスは、チャンバー２０３には供給されず、外部へ放出される。 Valves 207A, 207a, 207b, and 207B are opened from the cylinders 206a and 206b through the gas flow paths 205a and 205b, SiH 4 gas is supplied into the chamber 203, and an Si single crystal film is formed on the Si single crystal wafer. Is deposited. This film formation is often repeated several times. In this case, the H 2 gas is not supplied to the chamber 203 but is released to the outside.
また、チャンバー２０３には、ＣｌＦ３ガスを供給するガス流路２０８（第２の流路）が接続され、その流路２０８の途中には、ガスを開閉するバルブ２０９が接続されている。このバルブ２０９には、制御装置２１５が接続されている。なお、ＣｌＦ３ガスを供給するガス流路２０８の他端は、当然ながらシリンダ２１０が接続されている。 A gas flow path 208 (second flow path) for supplying ClF 3 gas is connected to the chamber 203, and a valve 209 for opening and closing the gas is connected to the middle of the flow path 208. A controller 215 is connected to the valve 209. Of course, a cylinder 210 is connected to the other end of the gas flow path 208 for supplying the ClF 3 gas.
成膜が終了後、チャンバー２０３内をクリーニングする。この場合、シリンダ２１０より、ガス流路２０８を介し、バルブ２０９を開放することにより、ＣｌＦ３ガスが供給される。 After the film formation is completed, the inside of the chamber 203 is cleaned. In this case, the ClF 3 gas is supplied from the cylinder 210 by opening the valve 209 via the gas flow path 208.
なお、上記ウェハ上への成膜、チャンバー内のクリーニングにおいて、ガスの排気は、ガス排気用のガス流路２１２（第３の流路）が接続されている真空ポンプ２１３により、バキュームされる（バルブ２１１を開放する）。 In the film formation on the wafer and the cleaning of the chamber, the exhaust of the gas is vacuumed by the vacuum pump 213 to which the gas channel 212 (third channel) for gas exhaust is connected ( The valve 211 is opened).
本実施形態では、気相成長プロセスからクリーニングへの移行の際、バルブ２０７Ａをまず閉じて、チャンバー２０３内に加えて、ＳｉＨ４ガスの供給元側のバルブ２０７Ａ（チャンバーからバルブ２０７ａ経由バルブ２０７Ａ迄）までの配管もバキュームし、管内からＳｉＨ４ガスを排出する。ＳｉＨ４ガスの排出後、バルブ２０７ａを閉じる。その後、ＣｌＦ３ガスはバルブ１０９を開放することで、チャンバー２０３内に導入され、クリーニングが実施される。 In this embodiment, at the time of transition from the vapor phase growth process to cleaning, the valve 207A is first closed, and in addition to the inside of the chamber 203, the SiH 4 gas supply side valve 207A (from the chamber to the valve 207A via the valve 207a) ) Is also vacuumed, and SiH 4 gas is discharged from the inside of the pipe. After discharging the SiH 4 gas, the valve 207a is closed. Thereafter, ClF 3 gas is introduced into the chamber 203 by opening the valve 109, and cleaning is performed.
この後が本実施形態につき、最も重要で、ＣｌＦ３ガス導入中、バルブ２０７ａと２０７Ａとの間の配管に設けられたＳｉＨ４ガスの検出器２１６が、ＳｉＨ４ガスを検知した時、クリーニングガス（ＣｌＦ３ガス）の導入を禁止（バルブ２０９を閉じる）する。即ち、ガス検出器２１６でＳｉＨ４ガスを感知すると、制御装置２１５に信号が送られ、その制御装置２１５からバルブ２０９が閉じられ、クリーニングガスの供給ができなくなる。このように制御を行えば、微量のＳｉＨ４ガスの残量或いはバルブ２０７Ａの緩みなどから発生する漏れがあったとしても、第１の流路内でＳｉＨ４ガスの検知が可能であり、チャンバー内で、ＳｉＨ４ガスとクリーニングガスとが混合するということはない。 After this is per the present embodiment, the most important, in ClF 3 gas supply, when the detector 216 of the SiH 4 gas is provided in the piping between the valve 207a and 207A are obtained by detecting the SiH 4 gas, a cleaning gas The introduction of (ClF 3 gas) is prohibited (the valve 209 is closed). That is, when the gas detector 216 senses SiH 4 gas, a signal is sent to the control device 215, the valve 209 is closed from the control device 215, and the cleaning gas cannot be supplied. If the control is performed in this manner, even if there is a leak caused by the remaining amount of SiH 4 gas or the looseness of the valve 207A, the SiH 4 gas can be detected in the first flow path. In this case, the SiH 4 gas and the cleaning gas are not mixed.
この装置で上記のように制御すれば、ＳｉＨ４ガスとクリーニングガスの混合の危険性を、クリーニングガスの導入中もリアルタイムで監視可能となる。 If this apparatus is controlled as described above, the risk of mixing the SiH 4 gas and the cleaning gas can be monitored in real time even during the introduction of the cleaning gas.
したがって、本実施形態の気相成長装置によれば、チャンバー内でのＳｉＨ４ガスとクリーニングガスの混合の危険性がなくなる為、安全性の高いものを提供可能となる。 Therefore, according to the vapor phase growth apparatus of this embodiment, since there is no risk of mixing the SiH 4 gas and the cleaning gas in the chamber, a highly safe apparatus can be provided.
本実施形態２の場合、通常減圧で行うケースが多いので、図２（ｂ）に示す如く、Ｎ２ガスをパージガスとして供給することが望ましい。この図２の（ｂ）において、２０５Ｃは第１の供給路の一部、２０６ＣはＮ２シリンダ、２０７Ｃ、２０７ｃはバルブである。バルブ２０７Ｃ、２０７ｃは、ＳｉＨ４ガスを供給時には、供給するようにして置くことが望ましい。 In the case of the second embodiment, since there are many cases where the pressure is normally reduced, it is desirable to supply N 2 gas as a purge gas as shown in FIG. In FIG. 2B, 205C is a part of the first supply path, 206C is an N 2 cylinder, and 207C and 207c are valves. The valves 207C and 207c are desirably placed so as to be supplied when SiH 4 gas is supplied.
１０１・・・・・・・・・・支持台
１０２・・・・・・・・・・Ｓｉ単結晶ウェハ
１０３・・・・・・・・・・チャンバー
１０４・・・・・・・・・・ヒータ
１０５ａ・・・・・・・・・ＳｉＨ４ガス流路
１０５ｂ・・・・・・・・・Ｈ２ガス流路
１０６ａ・・・・・・・・・ＳｉＨ４ガスシリンダ
１０６ｂ・・・・・・・・・Ｈ２シリンダ
１０７、１０９、１１１・・バルブ
１０８・・・・・・・・・・ＣｌＦ３ガス流路（第２のガス流路）
１１０・・・・・・・・・・ＣｌＦ３ガスシリンダ
１１２・・・・・・・・・・排気用ガス流路（第３のガス流路）
１１３・・・・・・・・・・真空ポンプ
１１４・・・・・・・・・・圧力スイッチ
101 ... support stand 102 ... Si single crystal wafer 103 ... chamber 104 ... Heater 105a ... SiH 4 gas flow path 105b ... H 2 gas flow path 106a ... SiH 4 gas cylinder 106b ... ... H 2 cylinders 107, 109, 111 ... Valve 108 ... ClF 3 gas flow path (second gas flow path)
110... ClF 3 gas cylinder 112... Exhaust gas flow path (third gas flow path)
113 ... Vacuum pump 114 ... Pressure switch
Claims (4)
を備えてなる気相成長装置であって、前記バルブを直列の２段構成とし、その２段構成のバルブの間に、圧力スイッチを設けたことを特徴とする気相成長装置を用い、前記チャンバー内にＣｌＦ ３ ガスを供給する際は、前記２段構成のバルブを閉じてクリーニングを開始し、そのクリーニング中に、前記圧力スイッチの圧力変動が生じた時、ＣｌＦ ３ ガスの供給を禁止することにより、前記成膜に必要なガスとＣｌＦ ３ ガスの混合を無くすことを特徴とする気相成長装置におけるガス混合回避方法。 In order to form a film by vapor deposition on a wafer accommodated in a chamber, any one of silane (SiH 4 ) gas, trichlorosilane (SiHCl 3 ) gas, and dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ) gas is formed. A first flow path for supplying a gas necessary for the membrane, a valve for controlling the gas in the first gas flow path, and a cleaning ClF 3 gas in the chamber for cleaning the chamber. A vapor phase growth apparatus comprising a second flow path to be supplied and a third flow path for exhausting gas in the chamber, wherein the valve has a two-stage configuration in series, When a ClF 3 gas is supplied into the chamber using a vapor phase growth apparatus characterized in that a pressure switch is provided between the valves, cleaning is started by closing the two-stage valve. When the pressure fluctuation of the pressure switch occurs during the cleaning, the supply of the ClF 3 gas is prohibited to eliminate the mixing of the gas necessary for the film formation and the ClF 3 gas. A method of avoiding gas mixing in a phase growth apparatus.
When the two-stage valve is closed, the gas supply valve is closed, and after exhausting from the third flow path side, the other valve of the two-stage valve is closed. The method of avoiding gas mixing in the vapor phase growth apparatus according to claim 2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009117161A JP5047223B2 (en) | 2005-03-04 | 2009-05-14 | Method for avoiding gas mixing in vapor phase growth apparatus |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005061122 | 2005-03-04 | ||
| JP2005061122 | 2005-03-04 | ||
| JP2009117161A JP5047223B2 (en) | 2005-03-04 | 2009-05-14 | Method for avoiding gas mixing in vapor phase growth apparatus |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006041885A Division JP4355321B2 (en) | 2005-03-04 | 2006-02-20 | Vapor growth equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009177216A JP2009177216A (en) | 2009-08-06 |
| JP5047223B2 true JP5047223B2 (en) | 2012-10-10 |
Family
ID=41031904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009117161A Active JP5047223B2 (en) | 2005-03-04 | 2009-05-14 | Method for avoiding gas mixing in vapor phase growth apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5047223B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101198039B1 (en) | 2010-09-20 | 2012-11-06 | 에스엔유 프리시젼 주식회사 | Apparatus for depositing monomer and Method for exhausting monomer of the same |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0265226A (en) * | 1988-08-31 | 1990-03-05 | Nec Yamagata Ltd | Atmospheric film forming device |
| JPH03273615A (en) * | 1990-03-23 | 1991-12-04 | Canon Inc | Maintenance method for deposited-film forming apparatus |
| JP2001135576A (en) * | 1999-10-29 | 2001-05-18 | Applied Materials Inc | System and method for forming thin film |
| JP4794031B2 (en) * | 2000-07-12 | 2011-10-12 | 株式会社日立国際電気 | Semiconductor manufacturing apparatus, display method of semiconductor manufacturing apparatus, and manufacturing method of semiconductor device |
| JP3876222B2 (en) * | 2002-12-17 | 2007-01-31 | 三菱重工業株式会社 | Thin film manufacturing apparatus and cleaning method therefor |
-
2009
- 2009-05-14 JP JP2009117161A patent/JP5047223B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2009177216A (en) | 2009-08-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4355321B2 (en) | Vapor growth equipment | |
| US10435790B2 (en) | Method of subatmospheric plasma-enhanced ALD using capacitively coupled electrodes with narrow gap | |
| TWI819348B (en) | Semiconductor device manufacturing method, substrate processing method, substrate processing device and program | |
| US8236692B2 (en) | Method of manufacturing semiconductor device, cleaning method and cleaning control apparatus | |
| US11335554B2 (en) | Method of manufacturing semiconductor device, substrate processing apparatus, and recording medium | |
| JP6998106B2 (en) | Substrate processing equipment, semiconductor device manufacturing methods, programs and reaction tubes | |
| JP4972444B2 (en) | Vapor growth apparatus and vapor growth method | |
| US20090211526A1 (en) | Processing apparatus using source gas and reactive gas | |
| US20080250619A1 (en) | Vertical type semiconductor device producing apparatus | |
| US20060121211A1 (en) | Chemical vapor deposition apparatus and chemical vapor deposition method using the same | |
| US10128104B2 (en) | Method of manufacturing semiconductor device, substrate processing apparatus, and recording medium | |
| KR20150118552A (en) | Device and method for exhaust gas purification at a cvd-reactor | |
| KR102297247B1 (en) | Method of cleaning member in process container, method of manufacturing semiconductor device, substrate processing apparatus, and program | |
| TW201020429A (en) | Balanced purge slit valve | |
| TW202136558A (en) | Method of manufacturing semiconductor device, substrate processing apparatus, and recording medium | |
| JP5047223B2 (en) | Method for avoiding gas mixing in vapor phase growth apparatus | |
| US20210005447A1 (en) | Method of manufacturing semiconductor device, substrate processing apparatus, and recording medium | |
| TWI730638B (en) | Manufacturing method of semiconductor device, substrate processing device and recording medium | |
| JP7055219B2 (en) | Semiconductor device manufacturing methods, substrate processing methods, substrate processing equipment, and programs | |
| JP2006032610A (en) | Apparatus for depositing film | |
| JP2011132568A (en) | Method for manufacturing semiconductor device, and substrate processing apparatus | |
| JP2008263224A (en) | Substrate processing apparatus | |
| JP2005039123A (en) | Chemical vapor deposition device | |
| JP2008047597A (en) | Vapor growth device | |
| US20150013604A1 (en) | Chamber pressure control apparatus for near atmospheric epitaxial growth system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090514 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120410 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120608 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120626 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120717 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150727 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5047223 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |