JPH0520323U - 気相成長装置 - Google Patents

気相成長装置

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Abstract

(57)【要約】 【目的】気相成長装置において、反応生成物及び未反応
ガスによるロータリポンプや反応圧力コントロールバル
ブへの影響を排除し、安定した排気能力を保ち、かつメ
ンテ性の向上を計る。 【構成】気相成長装置の排気配管１０にロータリーポン
プ７，圧力調整バルブ６とともにダストフィルタ３と液
体窒素トラップ４を直列に設ける。

Description

【考案の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本考案は半導体装置の製造工程で用いられる気相成長装置に関し、特に排気配 管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の気相成長装置は、ＡｓＨ3 （アルシン），ＰＨ3 （フォスフィン）Ｓｉ Ｈ4 （シラン），Ｈ2 （水素）等の反応ガスを反応炉へ供給し、誘導加熱や抵抗 加熱等により、半導体ウェハー（以下単にウェハーという）を加熱し、導入ガス を熱分解させ、ウェハー上に所定の組成の薄膜を成長させるものである。ウェハ ー上に成長しなかった生成物や未反応ガスは、反応炉より排気配管を通り排気さ れる。
【０００３】 この生成物を排気配管中でトラップするため、金属メッシュやテフロンフィル タ等で作られたダストフィルタが取り付けられている。
【０００４】
【考案が解決しようとする課題】
この従来の気相成長装置の排気配管では、微小粒反応生成物や未反応ガスが充 分トラップできないため、これら生成物等が排気配管後段にあるロータリーポン プ中に入り込んで、排気能力を低下させたり、砒素やリンが入り込んで、メンテ ナンス性や安全性にも問題が生じていた。ロータリポンプのオイル中にリン分が 入り、オイルが大気にふれると燃えてしまうという事例もあった。さらに、排気 配管後段にある圧力調整バルブの内部に反応生成物が付着した場合、圧力調整に おけるバルブ開閉度にも変化が生じ、圧力精度が悪くなるという欠点があった。 また微小粒反応生成物をトラップするためダストフィルタ内のメッシュを小さく （５０μｍ以下）すると、排気能力が落ちてしまうという問題もあった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】 本考案の気相成長装置は、反応生成物や未反応ガスを効率よくトラップするた めに、排気配管に液体窒素トラップとダストフィルタとを直列に設置している。
【０００６】 この液体窒素トラップは内部にモレキュラシーブが入っており液体窒素（沸点 −１９５．８℃）にて冷却することで、未反応ＰＨ3 （沸点−８７．７℃，融点 −１３３℃）やＡｓＨ3 （沸点−５４．８℃，融点−１１３．５℃）をトラップ することができる。
【０００７】
【実施例】
次に本考案について図面を参照して説明する。図１は本考案の第１の実施例の 構成図である。
【０００８】 反応炉１に導入された反応ガスが反応炉１内で熱分解され、ウェハー２上に薄 膜が成長する。そして、ウェハー２上に成長しなかった反応生成物は、反応炉１ 内部に付着するものを除けば排気配管１０中に流れ出す。その反応生成物はダス トフィルタ３にて大部分がトラップされる。しかし微小粒子のものはダストフィ ルタ３内の金属メッシュ等（メッシュ５０〜１００μｍ）を通ってしまう。そこ で液体窒素トラップ４の内部モレキュラシーブにて吸着させる。
【０００９】 さらに反応炉１の内部で反応しなかった反応ガスは、そのままの状態で排気配 管１０に流れ出す。この未反応ガスは、ダストフィルタ３ではトラップされず、 液体窒素トラップ４がソープションポンプと同じ働きを行ない吸着する。
【００１０】 このため、圧力調整バルブ６やロータリーポンプ７に未反応ガスが流れ込んだ り、反応生成物の付着による影響がなくなるため、安定した排気が行なわれる。
【００１１】 この時、液体窒素トラップ４は常に冷却されるように補助タンク５を設け、常 に液体窒素を補給するようにしておく。実際ＡｓＨ3 やＰＨ3 を流して薄膜を成 長後、メンテ時におけるダストフィルタと液体窒素トラップを観察してみると、 ダストフィルタ３には粉末状の黒・茶色のダストが多く、また液体窒素トラップ ４の内部モレキュラシーブは、大気中でその表面が炎を出して燃える。これはリ ン分が多くトラップされていると考えられる。また、ロータリポンプ中のオイル 中に含まれるリン及び砒素について分析したところ、両方ともほとんど含まれて いないという結果が得られた。
【００１２】 図２は本考案の第２の実施例の構成図であり、液体窒素トラップ４Ａに高圧エ アーラインを設けたものである。
【００１３】 液体窒素トラップ４Ａに高圧エアーラインを設けることにより、反応炉１内部 で分解されなかった未反応ガス及び微小粒子生成物がトラップされた、液体窒素 トラップ４Ａのメンテ作業性の向上を計ることができる。
【００１４】 すなわち、第２の実施例においては、集中的に液体窒素トラップ４Ａに生成物 及び未反応のガスがトラップされる。そこでより効率的，安全なメンテ作業とし て、液体窒素トラップ４Ａにトラップされたものを、液体窒素トラップ４Ａの両 側に設けたストップバルブ１１により他の系と分け、そしてエアーバルブ１２に より液体窒素トラップ４Ａ内に高圧エアーを導入することで、空気との混合を閉 じた系の中で空気とトラップされた物質との反応を行なってしまう。特にリンが トラップされた場合水分や酸素と激しく反応し、燃焼するので有効となる。
【００１５】
【考案の効果】
以上説明したように本考案は、気相成長装置の排気配管にダストフィルタと液 体窒素トラップを設けることにより、反応生成物や未反応ガスが効率よくトラッ プでき、排気能力が数Ｔｏｒｒから０．１Ｔｏｒｒ程度まで向上させることがで きた。さらに成長圧力も±５Ｔｏｒｒから±２Ｔｏｒｒまで向上した。また、従 来排気系メンテに３〜４日間要していたものを１〜２日間に短縮させることが可 能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本考案の第１の実施例の構成図。
【図２】本考案の第２の実施例の構成図。
【符号の説明】 １ 反応炉 ２ ウェハー ３ ダストフィルタ ４，４Ａ 液体窒素トラップ ５ 補助タンク ６ 圧力調整バルブ ７ ロータリーポンプ １０ 排気配管 １１ ストップバルブ １２ エアーバルブ

Claims (2)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項１】 反応炉とこの反応炉に接続された排気配
    管とを有する気相成長装置において、前記排気配管にダ
    ストフィルタと液体窒素トラップとを直列に設けたこと
    を特徴とする気相成長装置。
  2. 【請求項２】 液体窒素トラップには高圧エアーライン
    が接続されている請求項１記載の気相成長装置。
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