JP7293178B2

JP7293178B2 - Deposition equipment

Info

Publication number: JP7293178B2
Application number: JP2020156713A
Authority: JP
Inventors: 一生矢部
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Electronic Devices and Storage Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Electronic Devices and Storage Corp
Priority date: 2020-09-17
Filing date: 2020-09-17
Publication date: 2023-06-19
Anticipated expiration: 2040-09-17
Also published as: JP2022050230A

Description

本発明の実施形態は、成膜装置に関する。 An embodiment of the present invention relates to a film forming apparatus.

半導体装置や液晶装置を製造するための成膜装置では、反応性ガスを用いて基板上に膜の形成を行う。一般に、膜の形成は、基板の温度を上げて反応室に原料ガスなどの反応性ガスを流し、反応性ガスの流量や圧力を調整して行っている。反応室で消費されなかった反応性ガスや反応により生じた反応副生成物のガスを含む排出ガスは、反応室から排気管、排気ポンプを通して成膜装置から排気され、除害装置を通して無害化され排出される。 2. Description of the Related Art A film forming apparatus for manufacturing a semiconductor device or a liquid crystal device forms a film on a substrate using a reactive gas. In general, a film is formed by increasing the temperature of a substrate, flowing a reactive gas such as a raw material gas into a reaction chamber, and adjusting the flow rate and pressure of the reactive gas. Exhaust gas containing reactive gas not consumed in the reaction chamber and reaction by-product gas produced by the reaction is exhausted from the reaction chamber through an exhaust pipe and an exhaust pump from the film forming apparatus, and detoxified through a detoxification device. Ejected.

排出ガス中の反応副生成物の中には、反応室から排気管を通過する際に凝縮して液体になるものがある。この液体となった反応副生成物が排気管の内壁に付着して、排気管の閉塞等が発生し、メンテナンスが求められる。反応副生成物によってはメンテナンス時発火危険性を伴う場合もある。そのため、かかる液体となった反応副生成物を効率良く捕集できることが好ましい。 Some of the reaction by-products in the exhaust gas condense into liquids as they pass from the reaction chamber through the exhaust pipe. This liquid reaction by-product adheres to the inner wall of the exhaust pipe, causing clogging of the exhaust pipe, etc., requiring maintenance. Depending on the reaction by-product, there is a risk of ignition during maintenance. Therefore, it is preferable to be able to efficiently collect such liquid reaction by-products.

特開２０１９－０５７５３０号公報JP 2019-057530 A

本発明が解決しようとする課題は、反応副生成物を効率良く捕集できる成膜装置を提供することにある。 A problem to be solved by the present invention is to provide a film forming apparatus capable of efficiently collecting reaction by-products.

実施形態の成膜装置は、反応室と、第１端部と、第２端部と、を有し、第１端部は反応室に接続され、第１所定方向に延伸している第１配管と、それぞれの円弧部が第１配管の内壁に接して設けられた複数の半円状部と、反応室と複数の半円状部の間の第１配管の内壁に設けられた狭窄部と、第２端部に接続された貯留部と、を備える。 A film forming apparatus according to an embodiment has a reaction chamber, a first end, and a second end, the first end being connected to the reaction chamber and a first film extending in a first predetermined direction. A pipe, a plurality of semi-circular portions each having an arc portion in contact with the inner wall of the first pipe, and a constricted portion provided on the inner wall of the first pipe between the reaction chamber and the plurality of semi-circular portions. and a reservoir connected to the second end.

第１実施形態の成膜装置の概略図である。1 is a schematic diagram of a film forming apparatus according to a first embodiment; FIG. 第１実施形態の狭窄部及び半円状部の模式上面図である。FIG. 4 is a schematic top view of the narrowed portion and the semicircular portion of the first embodiment; 第１実施形態の第１配管内における半円状部の配置の一例である。It is an example of arrangement|positioning of a semi-circular part in the 1st piping of 1st Embodiment. 第１実施形態の比較形態となる成膜装置の概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a film forming apparatus that is a comparative example of the first embodiment; 第２実施形態の成膜装置の概略図である。It is the schematic of the film-forming apparatus of 2nd Embodiment. 第３実施形態の成膜装置の概略図である。It is the schematic of the film-forming apparatus of 3rd Embodiment.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。なお、以下の説明では、同一又は類似の部材には同一の符号を付す場合がある。また、一度説明した部材等については適宜その説明を省略する場合がある。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, in the following description, the same reference numerals may be given to the same or similar members. In addition, the description of members and the like that have already been described may be omitted as appropriate.

（第１実施形態）
本実施形態の成膜装置は、反応室と、第１端部と、第２端部と、を有し、第１端部は反応室に接続され、第１所定方向に延伸している第１配管と、それぞれの円弧部が第１配管の内壁に接して設けられた複数の半円状部と、反応室と複数の半円状部の間の第１配管の内壁に設けられた狭窄部と、第２端部に接続された貯留部と、を備える。 (First embodiment)
The film forming apparatus of this embodiment has a reaction chamber, a first end, and a second end. The first end is connected to the reaction chamber and extends in a first predetermined direction. A pipe, a plurality of semi-circular portions each of which is in contact with the inner wall of the first pipe, and a constriction provided on the inner wall of the first pipe between the reaction chamber and the plurality of semi-circular portions. and a reservoir connected to the second end.

図１は、本実施形態の成膜装置１００の概略図である。図２は、本実施形態の狭窄部５４及び半円状部５２の模式上面図である。図２（ａ）は、本実施形態の狭窄部５４の模式上面図である。図２（ｂ）、図２（ｃ）、図２（ｄ）、図２（ｅ）及び図２（ｆ）は、本実施形態の半円状部５２の模式上面図である。図３は、本実施形態の第１配管２０内における半円状部５２の配置の一例である。 FIG. 1 is a schematic diagram of a film forming apparatus 100 of this embodiment. FIG. 2 is a schematic top view of the narrowed portion 54 and the semicircular portion 52 of this embodiment. FIG. 2(a) is a schematic top view of the narrowed portion 54 of the present embodiment. FIGS. 2(b), 2(c), 2(d), 2(e) and 2(f) are schematic top views of the semicircular portion 52 of this embodiment. FIG. 3 is an example of arrangement of the semicircular portion 52 in the first pipe 20 of this embodiment.

図１、図２及び図３を用いて、本実施形態の成膜装置１００の説明を行う。 A film forming apparatus 100 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 2 and 3. FIG.

成膜装置１００は、例えば、半導体装置の製造に用いられる、枚葉式のエピタキシャル成膜装置である。 The film forming apparatus 100 is, for example, a single wafer type epitaxial film forming apparatus used for manufacturing semiconductor devices.

成膜装置１００は、反応室１０と、プロセスガス供給口１２と、ステージ１４と、ヒータ１６と、第１配管２０と、狭窄部５４と、半円状部５２と、貯留部６８と、第２配管３０と、第３配管４０と、圧力調整バルブ７２と、排気ポンプ７４と、を備える。また、成膜装置１００には、除害装置７６が接続されている。なお、成膜装置１００は除害装置７６を含むと理解することも可能である。 The film forming apparatus 100 includes a reaction chamber 10, a process gas supply port 12, a stage 14, a heater 16, a first pipe 20, a constricted portion 54, a semicircular portion 52, a storage portion 68, a A second pipe 30 , a third pipe 40 , a pressure control valve 72 , and an exhaust pump 74 are provided. In addition, a detoxification device 76 is connected to the film forming apparatus 100 . It is also possible to understand that the film forming apparatus 100 includes the abatement device 76 .

ステージ１４は、反応室１０の内部に設けられている。基板Ｗは、ステージ１４の上に載置される。基板Ｗは、ヒータ１６により加熱される。 The stage 14 is provided inside the reaction chamber 10 . A substrate W is placed on the stage 14 . The substrate W is heated by the heater 16 .

プロセスガス供給口１２は、例えば、反応室１０の上部に設けられている。成膜に用いられるプロセスガスは、プロセスガス供給口１２から供給される。そして、基板Ｗの上に、所望の膜が成膜される。 The process gas supply port 12 is provided, for example, in the upper part of the reaction chamber 10 . A process gas used for film formation is supplied from the process gas supply port 12 . Then, on the substrate W, a desired film is formed.

第１配管２０は、第１端部２２と、第２端部２４と、を有する。第１端部２２は、反応室１０の、例えば下部に接続されている。反応室１０で消費されなかったプロセスガス及び反応により生じた反応副生成物を含む排出物は、第１配管２０を経由して排出される。第１配管２０は、例えば、第１端部２２から第２端部２４に向かって、第１所定方向Ｄ１に延伸している。本実施形態の第１所定方向Ｄ１は、鉛直方向であることが好ましいが、鉛直方向に限定されるものではない。なお、第１配管２０の全体が第１所定方向Ｄ１に延伸していなくてもかまわない。言い換えると、第１配管２０の一部が第１所定方向Ｄ１に延伸していてもかまわない。 First pipe 20 has a first end 22 and a second end 24 . The first end 22 is connected to, for example, the bottom of the reaction chamber 10 . Emissions containing process gas not consumed in the reaction chamber 10 and reaction by-products produced by the reaction are discharged through the first pipe 20 . The first pipe 20 extends, for example, from the first end 22 toward the second end 24 in the first predetermined direction D1. The first predetermined direction D1 in this embodiment is preferably the vertical direction, but is not limited to the vertical direction. Note that the entire first pipe 20 does not have to extend in the first predetermined direction D1. In other words, part of the first pipe 20 may extend in the first predetermined direction D1.

なお、第１端部２２は、反応室１０と直接接続されていてもかまわない。また、第１端部２２は、例えば他の配管等を介して、いわば間接的に、反応室１０と接続されていてもかまわない。 In addition, the first end portion 22 may be directly connected to the reaction chamber 10 . Also, the first end portion 22 may be indirectly connected to the reaction chamber 10 via another pipe or the like.

なお、ここで、ｚ方向を定義する。ｚ方向は、鉛直上向きの方向である。 Note that the z direction is defined here. The z-direction is the vertically upward direction.

冷却部７０は、第１配管２０の周囲に設けられている。冷却部７０は、第１配管２０の内部を流れる排出ガスを冷却し、凝縮しやすくする機能を有する。冷却部７０は、例えば、水冷管である。上記の排出物は、第１配管２０を通過する際に、冷却部７０により冷却される。 The cooling unit 70 is provided around the first pipe 20 . The cooling unit 70 has a function of cooling the exhaust gas flowing inside the first pipe 20 to facilitate condensation. The cooling unit 70 is, for example, a water-cooled pipe. The above discharge is cooled by the cooling unit 70 when passing through the first pipe 20 .

狭窄部５４は、反応室１０と複数の半円状部５２の間の第１配管の内壁２８に設けられている。狭窄部５４は、より好ましくは、冷却部７０が設けられている第１配管２０の部分と、複数の半円状部５２が設けられた第１配管２０の部分の間に設けられている。成膜装置１００において、狭窄部５４は、冷却部７０が設けられている第１配管２０の下に設けられている。狭窄部５４は、その開口面積を、第１配管の開口面積よりも小さくすることにより、排出物の排出速度を加速させるために設けられている。狭窄部５４は、例えば、第１配管２０内に設けられたオリフィスである。図２（ａ）に示したように、狭窄部の最小内径部５６と第１配管の中心線２６の距離はｄ_１である。しかし、狭窄部５４の態様はこれに限定されるものではない。例えば第１配管２０の一部の外径及び内径が小さくくびれた部分が形成されることにより、狭窄部５４が設けられていてもかまわない。 A constricted portion 54 is provided on the inner wall 28 of the first pipe between the reaction chamber 10 and the plurality of semicircular portions 52 . The narrowed portion 54 is more preferably provided between the portion of the first pipe 20 in which the cooling portion 70 is provided and the portion of the first pipe 20 in which the plurality of semicircular portions 52 are provided. In the film forming apparatus 100, the constricted section 54 is provided below the first pipe 20 in which the cooling section 70 is provided. The constricted portion 54 is provided to accelerate the discharge speed of the discharged matter by making the opening area smaller than the opening area of the first pipe. The narrowed portion 54 is, for example, an orifice provided in the first pipe 20 . As shown in FIG. 2(a), the distance between the narrowest inner diameter portion 56 and the center line 26 of the first pipe is _d1 . However, the form of the constricted portion 54 is not limited to this. For example, the narrowed portion 54 may be provided by forming a constricted portion with a small outer diameter and inner diameter in a portion of the first pipe 20 .

複数の半円状部５２は、第１配管２０の内部に設けられている。成膜装置１００においては、複数の半円状部５２は、狭窄部５４の下に設けられている。図１には、複数の半円状部５２としての、半円状部５２ａ、５２ｂ、５２ｃ及び５２ｄが図示されている。なお、図１に示された半円状部５２の個数は４個であるが、半円状部５２の個数はこれに限定されるものではない。 A plurality of semicircular portions 52 are provided inside the first pipe 20 . In the film forming apparatus 100 , the plurality of semicircular portions 52 are provided below the constricted portion 54 . Semicircular portions 52a, 52b, 52c and 52d are illustrated as the plurality of semicircular portions 52 in FIG. Although the number of semicircular portions 52 shown in FIG. 1 is four, the number of semicircular portions 52 is not limited to four.

図２（ｂ）、図２（ｃ）、図２（ｄ）、図２（ｅ）及び図２（ｆ）に示したように、半円状部５２ａは、弦部５１ａ及び円弧部５３ａを有する。そして、円弧部５３ａは、第１配管の内壁２８と接している。なお、同様に、半円状部５２ｂは、弦部５１ｂ及び円弧部５３ｂを有する。半円状部５２ｃは、弦部５１ｃ及び円弧部５３ｃを有する。半円状部５２ｄは、弦部５１ｄ及び円弧部５３ｄを有する。そして、円弧部５３ｂ、５３ｃ及び５３ｄは、それぞれ第１配管の内壁２８と接している。 As shown in FIGS. 2(b), 2(c), 2(d), 2(e) and 2(f), the semi-circular portion 52a has a chord portion 51a and an arc portion 53a. have. The arc portion 53a is in contact with the inner wall 28 of the first pipe. Similarly, the semicircular portion 52b has a chord portion 51b and an arc portion 53b. The semicircular portion 52c has a chord portion 51c and an arc portion 53c. The semicircular portion 52d has a chord portion 51d and an arc portion 53d. The arc portions 53b, 53c and 53d are in contact with the inner wall 28 of the first pipe, respectively.

例えば、図１及び図２（ｂ）に示すように、第１配管２０の断面は、円形を有する。そして、半円状部５２ａの形状は、第１配管２０の円形の、半円に相当する形状を有する、半円状の板である。ただし、半円状部５２ａの形状は、これに限定されるものではない。図１及び図２（ｃ）に示すように、半円状部５２ａの形状は、第１配管の中心線２６と半円状部５２ａの距離がｄ_２となるように、半円の形状の一部が除去された板であってもかまわない。また、図２（ｄ）に示すように、弦部５１ａが波状の形状を有していてもかまわない。また、図２（ｅ）に示すように、半円状部５２ａは半円より大きい形状であってもかまわない。また、図２（ｆ）に示すように、半円状部５２ａの形状は、円形から扇形が欠落した形状であってもかまわない。一方で、半円状部５２ａの形状は、第１配管２０内における排出物の流れを完全に塞がないようなものであることが好ましい、また、図１、図２（ｂ）、図２（ｃ）、図２（ｄ）及び図２（ｅ）に示した半円状部５２ａの形状は一例であり、半円状部５２ａの形状はこれに限定されるものではない。また、例えば、半円状部５２ａ、５２ｂ、５２ｃ及び５２ｄの形状は、互いに異なっていてもかまわないし、互いに同じであってもかまわない。 For example, as shown in FIGS. 1 and 2(b), the first pipe 20 has a circular cross section. The shape of the semicircular portion 52 a is a semicircular plate having a shape corresponding to the circular semicircle of the first pipe 20 . However, the shape of the semicircular portion 52a is not limited to this. As shown in FIGS. 1 and 2(c), the shape of the semicircular portion 52a is such that the distance between the center line 26 of the first pipe and the semicircular portion 52a is _d2 . A plate from which a part is removed may also be used. Also, as shown in FIG. 2(d), the chord portion 51a may have a wavy shape. Also, as shown in FIG. 2(e), the semicircular portion 52a may have a shape larger than a semicircle. Further, as shown in FIG. 2(f), the shape of the semicircular portion 52a may be a circular shape with a sector missing. On the other hand, it is preferable that the shape of the semicircular portion 52a is such that it does not completely block the flow of the effluent in the first pipe 20. The shape of the semicircular portion 52a shown in (c), FIG. 2(d), and FIG. 2(e) is an example, and the shape of the semicircular portion 52a is not limited to this. Also, for example, the shapes of the semicircular portions 52a, 52b, 52c and 52d may be different from each other or may be the same.

第１配管の中心線２６と狭窄部の最小内径部５６の距離ｄ_１（図２（ａ））は、第１配管の中心線２６と半円状部５２の距離ｄ_２（図２（ｂ）、図２（ｃ）、図２（ｄ）、図２（ｅ）及び図２（ｆ））より長いことが好ましい。なお、図２（ｂ）及び図２（ｅ）は、距離ｄ_２がゼロである場合の一例であるため、距離ｄ_２については図示していない。 The distance d ₁ (Fig. 2(a)) between the center line 26 of the first pipe and the minimum inner diameter portion 56 of the narrowed portion is the distance d ₂ (Fig. 2(b) ), FIGS. 2(c), 2(d), 2(e) and 2(f)). Note that FIG. 2B and FIG. 2E are examples in which the distance _d2 is zero, so the distance _d2 is not illustrated.

図１においては、半円状部の上面５２ａ_１又は下面５２ａ_２は、鉛直方向に垂直に配置されている。しかし、半円状部の上面５２ａ_１又は下面５２ａ_２の配置は、これに限定されるものではない。また、例えば、半円状部の上面５２ａ_１又は下面５２ａ_２に、凹凸等が形成されていてもかまわない。半円状部５２ｂ、５２ｃ及び５２ｄについても同様である。 In FIG. 1, the upper surface _52a1 or the lower surface _52a2 of the semicircular portion is arranged perpendicular to the vertical direction. However, the arrangement of the upper surface 52a ₁ or the lower surface 52a ₂ of the semicircular portion is not limited to this. Further, for example, unevenness or the like may be formed on the upper surface _52a1 or the lower surface _52a2 of the semicircular portion. The same applies to the semicircular portions 52b, 52c and 52d.

隣接する複数の半円状部５２は、第１所定方向Ｄ１において、少なくとも一部が重ならないように配置されていることが好ましい。図３には、紙面に垂直に第１所定方向Ｄ１を取った場合の、第１配管２０内における半円状部５２の配置の一例を示している。なお、図３では、半円状部５２の形状は、図１及び図２（ｂ）に示すような、半円の形状を有する板であるものとしている。 The plurality of adjacent semicircular portions 52 are preferably arranged so that at least a portion thereof does not overlap in the first predetermined direction D1. FIG. 3 shows an example of the layout of the semicircular portion 52 in the first pipe 20 when the first predetermined direction D1 is taken perpendicular to the plane of the paper. 3, the shape of the semicircular portion 52 is a plate having a semicircular shape as shown in FIGS. 1 and 2(b).

図３（ａ）に示した一例においては、半円状部５２ａは、第１配管２０内の、紙面において左半分を占めるように配置されている。半円状部５２ｂは、第１配管２０内の、紙面において右半分を占めるように配置されている。半円状部５２ｃは、第１配管２０内の、紙面において左半分を占めるように配置されている。半円状部５２ｄは、第１配管２０内の、紙面において右半分を占めるように配置されている。図３（ａ）に示した一例は、複数の半円状部５２が、第１所定方向Ｄ１において、全部が重ならないように配置されている一例である。 In the example shown in FIG. 3(a), the semicircular portion 52a is arranged to occupy the left half of the first pipe 20 in the drawing. The semicircular portion 52b is arranged so as to occupy the right half of the first pipe 20 in the drawing. The semicircular portion 52c is arranged so as to occupy the left half of the first pipe 20 on the page. The semicircular portion 52d is arranged so as to occupy the right half of the first pipe 20 in the plane of the drawing. The example shown in FIG. 3A is an example in which a plurality of semicircular portions 52 are arranged so as not to overlap in the first predetermined direction D1.

図３（ｂ）に示した一例においては、半円状部５２ａは、第１配管２０内の、紙面において左半分を占めるように配置されている。半円状部５２ｂは、第１配管２０内の、紙面において下半分を占めるように配置されている。これにより、半円状部５２ａと半円状部５２ｂは、第１所定方向Ｄ１において、それぞれの左下部分が重なっている。しかし、第１所定方向Ｄ１において、少なくとも半円状部５２ａの左上部分と半円状部５２ｂの右下部分は重なっていない。半円状部５２ｃは、第１配管２０内の、紙面において右半分を占めるように配置されている。これにより、半円状部５２ｂと半円状部５２ｃは、第１所定方向Ｄ１において、それぞれの右下部分が重なっている。しかし、第１所定方向Ｄ１において、少なくとも半円状部５２ｂの左下部分と半円状部５２ｃの右上部分は重なっていない。半円状部５２ｄは、第１配管２０内の、紙面において上半分を占めるように配置されている。これにより、半円状部５２ｃと半円状部５２ｄは、第１所定方向Ｄ１において、それぞれの右上部分が重なっている。しかし、第１所定方向Ｄ１において、少なくとも半円状部５２ｃ右下部分と半円状部５２ｄの左上部分は重なっていない。図３（ｂ）に示した一例は、隣接する複数の半円状部５２が、第１所定方向Ｄ１において、少なくとも一部が重ならないように配置されている一例である。 In the example shown in FIG. 3(b), the semicircular portion 52a is arranged to occupy the left half of the first pipe 20 in the drawing. The semicircular portion 52b is arranged so as to occupy the lower half of the first pipe 20 in the plane of the drawing. As a result, the semicircular portion 52a and the semicircular portion 52b overlap each other at their lower left portions in the first predetermined direction D1. However, in the first predetermined direction D1, at least the upper left portion of the semicircular portion 52a and the lower right portion of the semicircular portion 52b do not overlap. The semicircular portion 52c is arranged so as to occupy the right half of the first pipe 20 in the drawing. As a result, the semicircular portion 52b and the semicircular portion 52c overlap each other at their lower right portions in the first predetermined direction D1. However, at least the lower left portion of the semicircular portion 52b and the upper right portion of the semicircular portion 52c do not overlap in the first predetermined direction D1. The semicircular portion 52d is arranged so as to occupy the upper half of the first pipe 20 in the drawing. As a result, the upper right portions of the semicircular portion 52c and the semicircular portion 52d overlap in the first predetermined direction D1. However, in the first predetermined direction D1, at least the lower right portion of the semicircular portion 52c and the upper left portion of the semicircular portion 52d do not overlap. The example shown in FIG. 3B is an example in which a plurality of adjacent semicircular portions 52 are arranged so that at least a portion thereof does not overlap in the first predetermined direction D1.

図３（ｃ）に示した一例においては、半円状部５２ａ、５２ｂ、５２ｃ及び５２ｄは、第１配管内の、紙面において左半分を占めるように配置されている。図３（ｃ）に示した一例は、第１所定方向Ｄ１において、複数の半円状部５２の全部が重なるように配置されている一例である。 In the example shown in FIG. 3(c), the semicircular portions 52a, 52b, 52c and 52d are arranged in the first pipe so as to occupy the left half of the paper surface. The example shown in FIG. 3(c) is an example in which the plurality of semi-circular portions 52 are all arranged so as to overlap in the first predetermined direction D1.

本実施形態の成膜装置１００においては、図３（ａ）に示した一例及び図３（ｂ）に示した一例の配置は、いずれも好ましく用いることができる。ただし、図３（ａ）に示した配置の方が、より好ましい。その理由は、例えば、第１配管２０の右半分の部分を通過する排出物は、図３（ｂ）の場合は半円状部５２ｂの右下部分に衝突する。一方、第１配管２０の右上部分を通過する排出物は、半円状部５２ａ及び半円状部５２ｂに衝突しないで通過する。しかし、図３（ａ）の場合は、第１配管２０の右半分の部分を通過する排出物は、半円状部５２ｂの全面に衝突する。そのため、排出物が半円状部５２に衝突する回数を増加できる可能性があるためである。 In the film forming apparatus 100 of the present embodiment, both the example arrangement shown in FIG. 3(a) and the example arrangement shown in FIG. 3(b) can be preferably used. However, the arrangement shown in FIG. 3(a) is more preferable. The reason for this is that, for example, the discharge passing through the right half of the first pipe 20 collides with the lower right portion of the semicircular portion 52b in the case of FIG. 3(b). On the other hand, the effluent passing through the upper right portion of the first pipe 20 passes through the semi-circular portions 52a and 52b without colliding. However, in the case of FIG. 3A, the discharge passing through the right half portion of the first pipe 20 collides with the entire surface of the semicircular portion 52b. This is because there is a possibility that the number of times that the ejected matter collides with the semicircular portion 52 can be increased.

貯留部６８は、第２端部２４に接続されている。貯留部６８は、排出物に含まれる液体を貯留する。貯留部６８は、第１配管の中心線２６の方向に設けられていることが好ましい。貯留部６８に貯留されている液体は、例えば、オイリーシランＯであるが、これに限定されるものではない。 A reservoir 68 is connected to the second end 24 . The storage part 68 stores the liquid contained in the discharge. The reservoir 68 is preferably provided in the direction of the centerline 26 of the first pipe. The liquid stored in the storage part 68 is, for example, oily silane O, but is not limited to this.

第２配管３０は、第３端部３２と、第４端部３４と、を有する。第３端部３２は、例えば、図１に示すように、貯留部６８を介して第２端部２４に接続されている。 The second pipe 30 has a third end 32 and a fourth end 34 . Third end 32 is connected to second end 24 via reservoir 68, for example, as shown in FIG.

第２配管３０は、第３端部３２から第４端部３４に向かって鉛直上向きに延伸していることが好ましい。図１に示した第２所定方向Ｄ２は、鉛直上向きの方向である。 The second pipe 30 preferably extends vertically upward from the third end 32 toward the fourth end 34 . The second predetermined direction D2 shown in FIG. 1 is a vertically upward direction.

なお、第２配管は、設けられていなくてもかまわない。 In addition, the second pipe may not be provided.

第３配管４０は、第５端部４２を有する。第５端部４２は、第４端部３４に接続されている。 The third pipe 40 has a fifth end 42 . The fifth end 42 is connected to the fourth end 34 .

圧力調整バルブ７２は、第３配管４０に設けられている。圧力調整バルブ７２は、反応室１０の内部の圧力を、所望の圧力に調整する。 A pressure regulating valve 72 is provided in the third pipe 40 . The pressure control valve 72 adjusts the internal pressure of the reaction chamber 10 to a desired pressure.

排気ポンプ７４は、第３配管４０に設けられている。排気ポンプ７４は、圧力調整バルブ７２が、第５端部４２と排気ポンプ７４の間に配置されるように設けられている。言い換えると、圧力調整バルブ７２は、排気ポンプ７４の吸気側に設けられている。排気ポンプ７４は、圧力調整バルブ７２及び第５端部４２を介して、第４端部３４に接続されている。排気ポンプ７４は、反応室１０の内部を減圧する。排気ポンプ７４は、例えば、真空ポンプである。 The exhaust pump 74 is provided on the third pipe 40 . An exhaust pump 74 is provided such that the pressure regulating valve 72 is positioned between the fifth end 42 and the exhaust pump 74 . In other words, the pressure regulating valve 72 is provided on the intake side of the exhaust pump 74 . An exhaust pump 74 is connected to the fourth end 34 via the pressure regulating valve 72 and the fifth end 42 . The exhaust pump 74 reduces the pressure inside the reaction chamber 10 . The exhaust pump 74 is, for example, a vacuum pump.

除害装置７６は、第３配管４０に設けられている。除害装置７６は、排気ポンプ７４が、圧力調整バルブ７２と除害装置７６の間に配置されるように設けられている。言い換えると、除害装置７６は、排気ポンプ７４の排気側に設けられている。また、除害装置７６は、成膜装置１００の後段に接続されている。成膜装置１００から排気された排出物は、後段の除害装置７６を通して無害化することにより外部に排出される。 The abatement device 76 is provided on the third pipe 40 . The abatement device 76 is provided such that the exhaust pump 74 is arranged between the pressure regulating valve 72 and the abatement device 76 . In other words, the abatement device 76 is provided on the exhaust side of the exhaust pump 74 . Also, the abatement device 76 is connected to the rear stage of the film forming device 100 . Emissions discharged from the film forming apparatus 100 are detoxified through the subsequent abatement device 76 and discharged to the outside.

なお、第２配管３０は設けられていなくてもかまわない。例えば、第５端部４２と第２端部２４が直接接続されていてもかまわない。 Note that the second pipe 30 may not be provided. For example, the fifth end 42 and the second end 24 may be directly connected.

本実施形態の成膜装置１００においては、反応室１０から排出された排出物は、排気ポンプ７４により、第１配管２０、第２配管３０及び第３配管４０を経由して、成膜装置１００の外部に排出される。ここで、反応室１０から第１配管２０に排出された排出物は、冷却部７０により冷却される。冷却部７０により冷却された排出物は、狭窄部５４を通過する。狭窄部５４を通過した排出物は、複数の半円状部５２が設けられた第１配管２０の部分を、半円状部５２に衝突しながら通過する。次に、液化した排出物の一部は、貯留部６８によって貯留される。他の排出物の一部は、第２配管３０を経由して、第３配管４０に設けられた圧力調整バルブ７２及び排気ポンプ７４を通過する。その後、排出物は、成膜装置１００から排気され、後段の除害装置７６を通して無害化することにより外部に排出される。 In the film forming apparatus 100 of the present embodiment, the exhausted matter discharged from the reaction chamber 10 is sent to the film forming apparatus 100 via the first pipe 20, the second pipe 30 and the third pipe 40 by the exhaust pump 74. is discharged to the outside of the Here, the effluent discharged from the reaction chamber 10 to the first pipe 20 is cooled by the cooling section 70 . The discharge cooled by the cooling section 70 passes through the constriction section 54 . The discharge that has passed through the constricted portion 54 passes through the portion of the first pipe 20 provided with the plurality of semicircular portions 52 while colliding with the semicircular portions 52 . A portion of the liquefied effluent is then retained by reservoir 68 . Another part of the discharged matter passes through the pressure control valve 72 and the exhaust pump 74 provided in the third pipe 40 via the second pipe 30 . After that, the discharged matter is exhausted from the film forming apparatus 100 and is discharged to the outside after being rendered harmless through the abatement device 76 in the subsequent stage.

次に、本実施形態の成膜装置１００の作用効果を記載する。 Next, the effect of the film-forming apparatus 100 of this embodiment is described.

例えば、反応室１０の内部において、基板Ｗであるシリコンウェハ上にシリコンをエピタキシャル成長させる場合には、プロセスガスとして、ジクロロシラン（ＳｉＨ_２Ｃｌ_２）ガス又はトリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ_３）ガスが、好ましく用いられる。しかしこの場合、反応副生成物として、Ｓｉ－Ｈ－Ｃｌの重合体が形成される。このＳｉ－Ｈ－Ｃｌの重合体は、液化したオイリーシラン（反応性ポリシロキサン）として成膜装置１００の内部に堆積されるおそれがある。 For example, when silicon is epitaxially grown on a silicon wafer, which is the substrate W, in the reaction chamber 10, dichlorosilane (SiH ₂ Cl ₂ ) gas or trichlorosilane (SiHCl ₃ ) gas is preferably used as the process gas. be done. However, in this case, a polymer of Si--H--Cl is formed as a reaction by-product. This Si—H—Cl polymer may be deposited inside the film forming apparatus 100 as liquefied oily silane (reactive polysiloxane).

気体状のオイリーシランは、他の気体状の排出物と共に、成膜装置１００から排気され、後段の除害装置７６を通して無害化することにより外部に排出される。そのため、オイリーシランは、気体状のまま除害装置７６に到達すれば、成膜装置１００のメンテナンスの妨げとはならない。しかし、気体状のオイリーシランの一部は、排気配管の内壁や排気ポンプの内部に液化して堆積される。オイリーシランは発火性を有するため、成膜装置１００のメンテナンスのため排気配管や排気ポンプを大気開放する際に、液化して堆積されたオイリーシランが発火するおそれがあった。 The gaseous oily silane is exhausted from the film forming apparatus 100 together with other gaseous emissions, and is discharged to the outside after being detoxified through the subsequent abatement device 76 . Therefore, if oily silane reaches the abatement device 76 in a gaseous state, it does not interfere with the maintenance of the film forming device 100 . However, part of the gaseous oily silane is liquefied and deposited on the inner wall of the exhaust pipe and the interior of the exhaust pump. Since oily silane is flammable, there is a risk that liquefied and accumulated oily silane will ignite when the exhaust pipe or pump is exposed to the atmosphere for maintenance of the film forming apparatus 100 .

上記の、気体状のオイリーシランの一部が、排気配管の内壁や排気ポンプの内部に液化して堆積されるプロセスについては、例えば、以下のように考えられる。すなわち、気体状のオイリーシランの分子が排気配管の内壁等に衝突する際に、オイリーシランの凝縮核が形成される。そして、かかる凝縮核を元にして、オイリーシランの凝縮が進行し、液化したオイリーシランが排気配管の内壁等に堆積される、というプロセスである。このように考えると、排気配管内において、できるだけ凝縮核が発生しやすくなるような構造を設けると、より容易に液化したオイリーシランを捕集できると考えられる。また、かかる構造を通過した後の排出物には、容易に液化されない気体状のオイリーシランが主に含まれると考えられ、気体状のまま除害装置７６に到達しやすくなるために、成膜装置１００のメンテナンスの妨げになりにくいと考えられる。 The process in which part of the gaseous oily silane is liquefied and deposited on the inner wall of the exhaust pipe or the interior of the exhaust pump can be considered, for example, as follows. That is, when gaseous oily silane molecules collide with the inner wall of the exhaust pipe or the like, condensation nuclei of the oily silane are formed. Then, based on such condensation nuclei, condensation of oily silane proceeds, and the liquefied oily silane is deposited on the inner wall of the exhaust pipe or the like. Considering this, it is considered that liquefied oily silane can be collected more easily by providing a structure in the exhaust pipe that facilitates the generation of condensation nuclei as much as possible. In addition, it is thought that the effluent after passing through such a structure mainly contains oily silane in a gaseous state that is not easily liquefied. It is considered that the maintenance of the device 100 is less likely to be hindered.

図４は、本実施形態の比較形態となる成膜装置８００の概略図である。半円状部５２は設けられていない。狭窄部５４を通過することにより加速された排出物は、捕捉部８０の面８２に衝突する。この衝突の際にオイリーシランの凝縮核が形成されるため、面８２においてオイリーシランの凝縮が促進されると考えられる。しかし、面８２によるオイリーシランの凝縮は十分でないため、気体状のオイリーシランが第２配管３０及び第３配管の内壁や排気ポンプの内部に液化して付着してしまうという問題があった。 FIG. 4 is a schematic diagram of a film forming apparatus 800 that is a comparative example of this embodiment. A semi-circular portion 52 is not provided. Exudates accelerated by passing through constriction 54 impinge on surface 82 of trap 80 . Condensation nuclei of the oily silane are formed at the time of this collision, so it is believed that the condensation of the oily silane on the surface 82 is promoted. However, since the oily silane is not sufficiently condensed by the surface 82, there is a problem that gaseous oily silane liquefies and adheres to the inner walls of the second and third pipes 30 and the inside of the exhaust pump.

本実施形態の成膜装置１００は、それぞれの円弧部が第１配管の内壁２８に接して設けられた複数の半円状部５２を備える。そして、隣接する複数の半円状部５２は、第１配管２０が延伸する第１所定方向において、少なくとも一部が重ならないように配置されている。かかる場合、狭窄部５４を通過して加速された排気ガスは、複数の半円状部５２への衝突を繰り返しながら、第１配管２０を通過していく。衝突が繰り返されることにより、凝縮核が形成されやすくなるため、オイリーシランの液化が促進される。言い換えると、比較形態の成膜装置８００においては、気体状のオイリーシランは面８２に１回衝突するだけであるが、実施形態の成膜装置１００においては、気体状のオイリーシランは複数の半円状部５２へ、複数回衝突する。これにより、オイリーシランの、排気配管の内壁や排気ポンプの内部への付着を抑制できる。これにより、反応副生成物であるオイリーシランを効率良く捕集できる成膜装置１００の提供が可能となる。なお、本実施形態の成膜装置１００で捕集される反応副生成物は、勿論オイリーシランに限定されるものではない。 The film forming apparatus 100 of this embodiment includes a plurality of semicircular portions 52 each having an arcuate portion in contact with the inner wall 28 of the first pipe. A plurality of adjacent semicircular portions 52 are arranged so that at least a portion thereof does not overlap in the first predetermined direction in which the first pipe 20 extends. In this case, the exhaust gas accelerated through the constricted portion 54 passes through the first pipe 20 while repeatedly colliding with the plurality of semicircular portions 52 . Repetition of the collision facilitates the formation of condensation nuclei, thereby promoting the liquefaction of the oily silane. In other words, in the film forming apparatus 800 of the comparative embodiment, the gaseous oily silane collides with the surface 82 only once, but in the film forming apparatus 100 of the embodiment, the gaseous oily silane collides with a plurality of semi-transparent surfaces. It collides with the circular portion 52 multiple times. As a result, oily silane can be prevented from adhering to the inner wall of the exhaust pipe and the interior of the exhaust pump. This makes it possible to provide the film forming apparatus 100 that can efficiently collect oily silane, which is a reaction by-product. Incidentally, the reaction by-products collected by the film forming apparatus 100 of this embodiment are, of course, not limited to oily silane.

第１配管の中心線２６と狭窄部の最小内径部５６の距離は、第１配管の中心線２６と半円状部５２の距離より長いことが好ましい。狭窄部５４を通過した排気ガスを、より確実に半円状部５２に衝突させて、反応副生成物の液化を促進するためである。 Preferably, the distance between the center line 26 of the first pipe and the narrowest inner diameter portion 56 is greater than the distance between the center line 26 of the first pipe and the semi-circular portion 52 . This is to ensure that the exhaust gas that has passed through the constricted portion 54 collides with the semicircular portion 52, thereby promoting the liquefaction of reaction by-products.

第２配管３０は、第３端部３２から第４端部３４に向かって鉛直上向きに延伸していることが好ましい。気体状の反応副生成物が、圧力調整バルブ７２や排気ポンプ７４の内部にまで移動することが抑制されるためである。 The second pipe 30 preferably extends vertically upward from the third end 32 toward the fourth end 34 . This is because gaseous reaction by-products are prevented from moving into the pressure regulating valve 72 and the exhaust pump 74 .

貯留部６８は、第１配管の中心線２６の方向に設けられていることが好ましい。これにより、複数の半円状部５２に衝突して液化した反応副生成物が、他の部位に衝突等せずに、より直接的に貯留部６８に貯留されるためである。 The reservoir 68 is preferably provided in the direction of the centerline 26 of the first pipe. This is because the reaction by-products collided with the plurality of semi-circular portions 52 and liquefied are more directly stored in the storage portion 68 without colliding with other portions.

本実施形態の成膜装置によれば、反応副生成物を効率良く捕集できる成膜装置の提供が可能になる。 According to the film forming apparatus of this embodiment, it is possible to provide a film forming apparatus capable of efficiently collecting reaction by-products.

（第２実施形態）
本実施形態の成膜装置１１０は、第１所定方向が鉛直下向きの方向でない点で、第１実施形態の成膜装置１００と異なっている。ここで、第１実施形態と重複する内容の記載は省略する。 (Second embodiment)
The film forming apparatus 110 of the present embodiment differs from the film forming apparatus 100 of the first embodiment in that the first predetermined direction is not vertically downward. Here, the description of the content that overlaps with the first embodiment is omitted.

図５は、本実施形態の成膜装置１１０の概略図である。第１所定方向Ｄ１が鉛直下向きの方向でなくとも、反応副生成物を効率良く捕集することが可能である。ただし、第１所定方向Ｄ１が鉛直下向きの方が、製造工場内において成膜装置１１０が占める床面積が小さくなるため、好ましい。 FIG. 5 is a schematic diagram of the film forming apparatus 110 of this embodiment. Even if the first predetermined direction D1 is not vertically downward, it is possible to efficiently collect reaction by-products. However, it is preferable that the first predetermined direction D1 is vertically downward because the floor area occupied by the film forming apparatus 110 in the manufacturing factory is smaller.

（第３実施形態）
本実施形態の成膜装置１２０は、複数の半円状部５２と貯留部６８の間に設けられ、反応室１０から排出され第１配管２０を通過する排出物の移動方向に対抗する面８２を有する捕捉部８０をさらに備える点が、第１実施形態の成膜装置１００及び第２実施形態の成膜装置１２０と異なっている。ここで、第１実施形態及び第２実施形態と重複する内容の記載は省略する。 (Third embodiment)
The film forming apparatus 120 of this embodiment is provided between the plurality of semicircular portions 52 and the storage portion 68, and has a surface 82 facing the movement direction of the discharge discharged from the reaction chamber 10 and passing through the first pipe 20. is different from the film forming apparatus 100 of the first embodiment and the film forming apparatus 120 of the second embodiment in that a capture unit 80 is further provided. Here, the description of the content that overlaps with the first embodiment and the second embodiment is omitted.

図６は、本実施形態の成膜装置１２０の概略図である。排出物の移動方向は、例えば、第１配管の中心線２６に平行であり、例えば、鉛直方向である。面８２に衝突した排出物は、貯留部６８に貯留される。 FIG. 6 is a schematic diagram of the film forming apparatus 120 of this embodiment. The direction of movement of the effluent is, for example, parallel to the centerline 26 of the first pipe, and is, for example, vertical. Effluent that strikes surface 82 is stored in reservoir 68 .

複数の半円状部５２と捕捉部８０を組み合わせることにより、反応副生成物の液化はより促進されるため、反応副生成物を効率良く捕集できる成膜装置の提供が可能になる。 By combining a plurality of semi-circular portions 52 and trapping portions 80, the liquefaction of the reaction by-products is further promoted, so that it is possible to provide a film forming apparatus capable of efficiently trapping the reaction by-products.

本発明のいくつかの実施形態及び実施例を説明したが、これらの実施形態及び実施例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことが出来る。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 While several embodiments and examples of the invention have been described, these embodiments and examples are provided by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.

１０反応室
１２プロセスガス供給口
１４ステージ
１６ヒータ
２０第１配管
２２第１端部
２４第２端部
２６第１配管の中心線
２８第１配管の内壁
３０第２配管
３２第３端部
３４第４端部
４０第３配管
４２第５端部
５１弦部
５２半円状部
５３円弧部
５４狭窄部
５６狭窄部の最小内径部
６８貯留部
７０冷却部
７２圧力調整バルブ
７４排気ポンプ
７６除害装置
８０捕捉部
８２面
８４延長線
１００成膜装置
１１０成膜装置
１２０成膜装置
Ｄ１第１所定方向
Ｄ２第２所定方向
Ｏオイリーシラン
Ｗ基板 10 Reaction chamber 12 Process gas supply port 14 Stage 16 Heater 20 First pipe 22 First end 24 Second end 26 Center line of first pipe 28 Inner wall of first pipe 30 Second pipe 32 Third end 34 Fourth end portion 40 Third pipe 42 Fifth end portion 51 Chord portion 52 Semicircular portion 53 Arc portion 54 Constricted portion 56 Minimum inner diameter portion of constricted portion 68 Storage portion 70 Cooling portion 72 Pressure regulating valve 74 Exhaust pump 76 Abatement device 80 Capture portion 82 Surface 84 Extension line 100 Film forming device 110 Film forming device 120 Film forming device D1 First predetermined direction D2 Second predetermined direction O Oily silane W Substrate

Claims

a reaction chamber;
a first pipe having a first end and a second end, the first end being connected to the reaction chamber and extending in a first predetermined direction;
a plurality of semi-circular portions each of which is provided in contact with the inner wall of the first pipe;
a narrowed portion provided on the inner wall of the first pipe between the reaction chamber and the plurality of semicircular portions;
a reservoir connected to the second end;
A film forming apparatus.

2. The film forming apparatus according to claim 1, wherein the plurality of adjacent semicircular portions are arranged so that at least a portion thereof does not overlap in the first predetermined direction.

3. The film forming apparatus according to claim 1, wherein the distance between the center line of said first pipe and the minimum inner diameter portion of said constricted portion is longer than the distance between said center line and said semicircular portion.

a second pipe having a third end connected to the second end and a fourth end;
an exhaust pump connected to the fourth end;
an abatement device connected to the exhaust pump;
4. The film forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising:

5. The film forming apparatus according to claim 1, wherein said first predetermined direction is a vertically downward direction.

5. The film forming apparatus according to claim 4, wherein said second pipe extends vertically upward from said third end toward said fourth end.

7. The film forming apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the reservoir is provided in the direction of the center line of the first pipe.

1. A capturing part provided between the plurality of semi-circular parts and the storage part, and having a surface facing the moving direction of the discharge discharged from the reaction chamber and passing through the first pipe. The film forming apparatus according to claim 6 .