JPH06275544A - Semiconductor working device - Google Patents

Semiconductor working device

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JPH06275544A
JPH06275544A JP8557993A JP8557993A JPH06275544A JP H06275544 A JPH06275544 A JP H06275544A JP 8557993 A JP8557993 A JP 8557993A JP 8557993 A JP8557993 A JP 8557993A JP H06275544 A JPH06275544 A JP H06275544A
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metal plate
chamber
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Mutsuro Ogura
睦郎 小倉
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Abstract

PURPOSE:To improve the flow rate controlling characteristic of a gaseous starting material supplying device by simplifying the constitution of the device. CONSTITUTION:A flow rate valve 42 is connected to the exit side of a bubbler 41 and hydrogen saturated with an organic metal is passed through the valve 42. The section from the exit of the bubbler 41 to the connecting section of a pipeline to a reaction furnace through the valve 42 is housed in a thermostat 31.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、有機金属気相成長室
と、それへの原料ガス供給装置とを少なくとも含む半導
体加工装置の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a semiconductor processing apparatus including at least a metal-organic vapor phase epitaxy chamber and a source gas supply device for the chamber.

【0002】[0002]

【従来の技術】有機金属気相成長法(以下、MOCV
D)は、分子線エピタキシィ(MBE)と並んで化合物
半導体の極薄膜成長に良く用いられているが、特に、M
BEに比し成長速度が大きく取れ、組成制御も容易なこ
とから、産業的な量産装置においてとか、四元系の薄膜
成長に広く用いられている。しかし、こうしたMOCV
D成長室を含む従来の半導体加工装置には、未だ種々改
良すべき点がある。その一つに、MOCVD成長室内の
反応炉に対し原料ガスを供給する装置における課題があ
る。そこで、この点を明らかにするため、図8に従来の
原料ガス供給装置の配管系を示し、説明する。
2. Description of the Related Art Metalorganic vapor phase epitaxy (hereinafter MOCV
D) is often used for ultrathin film growth of compound semiconductors along with molecular beam epitaxy (MBE).
It has a growth rate higher than that of BE and can be easily controlled in composition. Therefore, it is widely used in industrial mass production equipment and for growing quaternary thin films. However, such MOCV
The conventional semiconductor processing apparatus including the D growth chamber still has various points to be improved. One of them is a problem in the apparatus for supplying the source gas to the reaction furnace in the MOCVD growth chamber. Therefore, in order to clarify this point, a piping system of a conventional raw material gas supply device is shown in FIG. 8 and explained.

【0003】図8に示されている従来の原料ガス供給装
置10において、符号AVで示されている機素は一般に空圧
弁として構成される流路開閉弁、符号MFCで示されて
いる機素はマスフローコントローラ、すなわち流量調整
弁である。これらは所定のプログラムに従い、最近では
マイクロコンピュータないしパーソナルコンピュータを
含む電子制御系により、所定のプログラムに従って制御
される。これに対し、符号MVで示されている機素は手動
弁である。
In the conventional raw material gas supply apparatus 10 shown in FIG. 8, the element indicated by reference symbol AV is a flow passage opening / closing valve generally constituted by a pneumatic valve, and the element indicated by reference symbol MFC. Is a mass flow controller, that is, a flow rate adjusting valve. These are controlled according to a predetermined program, and recently, according to a predetermined program by an electronic control system including a microcomputer or a personal computer. On the other hand, the element indicated by reference numeral MV is a manual valve.

【0004】図示の場合、装置内の配管系11は仮想線の
枠で囲った一系統分のみが示されているが、実際には同
一の装置筺体内に図示と同様の構成の配管系が複数個、
互いに並列的に設けられる。ここでは図示の一系統分の
みの配管系11にて代表させ、その動作を簡単に追う。純
水素入力口から供給されたバブリング用の純水素は、開
いている弁12を経、流量調整弁13にて所定の流量に調整
されながら弁14を介しバブラ15に導かれ、この中に収容
されている液体金属材料をバブリングする。
In the case of the drawing, the piping system 11 in the apparatus is shown only for one system surrounded by a frame of imaginary line, but in reality, a piping system of the same configuration as the drawing is provided in the same apparatus housing. Multiple,
They are provided in parallel with each other. Here, the piping system 11 for only one system shown in the figure is used as a representative, and its operation will be briefly described. Pure hydrogen for bubbling supplied from the pure hydrogen input port is introduced to the bubbler 15 via the valve 14 while being adjusted to a predetermined flow rate by the flow rate adjusting valve 13 via the open valve 12, and is stored therein. Bubbling the liquid metal material.

【0005】これにより有機金属で飽和した原料ガスは
弁16を介して放出されるが、バブリング時には弁21と弁
25が閉じ、弁17と弁19が開いているので、原料ガスは弁
17から手動オリフィスないし可変コンダクタンスバルブ
18、弁19を介してガス供給ライン20に導かれ、装置に外
付けの配管により、図示しないMOCVD成長室に導か
れる。ただし、バブリングは起こしていてもMOCVD
成長室への原料ガス供給は待機させている状態(すなわ
ちアイドリング状態)では弁19が閉じられ、弁25の方が
開かれて、原料ガスはこの弁25を介し、排気ライン26の
方に流し込まれる。
As a result, the raw material gas saturated with the organic metal is released through the valve 16, but at the time of bubbling, the valve 21 and the valve are closed.
Since 25 is closed and valves 17 and 19 are open, the source gas is
Manual orifice or variable conductance valve from 17
The gas is introduced into a gas supply line 20 via a valve 18 and a valve 19, and is introduced into a MOCVD growth chamber (not shown) by a pipe external to the apparatus. However, even if bubbling occurs, MOCVD
In the state where the raw material gas supply to the growth chamber is on standby (that is, in the idling state), the valve 19 is closed, the valve 25 is opened, and the raw material gas is flown into the exhaust line 26 through the valve 25. Be done.

【0006】バブリングのための純水素の主たる経路中
に設けられている流量調整弁13と並列な関係でもう一つ
設けられている流量調整弁23は、バランス水素供給用で
あって、圧力ゲージ24に連動して図示しない制御系によ
り制御される。従来装置の場合、この個別の閉ループ圧
力制御は必須である。
Another flow rate adjusting valve 23, which is provided in parallel with the flow rate adjusting valve 13 provided in the main passage of pure hydrogen for bubbling, is for supplying balanced hydrogen and is a pressure gauge. It is controlled by a control system not shown in conjunction with 24. In the case of conventional devices, this separate closed-loop pressure control is essential.

【0007】その外、必要に応じてバブリング停止時や
真空吸引時に開かれる弁21,29があり、また、ガス供給
ライン20や排気ライン26に対し、直接に純水素を供給し
得る流量調整弁27,28も設けられている。
In addition, there are valves 21 and 29 that are opened when bubbling is stopped or when vacuum suction is performed as required, and a flow rate adjusting valve that can directly supply pure hydrogen to the gas supply line 20 and the exhaust line 26. 27 and 28 are also provided.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】図8に明らかなよう
に、従来の原料ガス供給装置では、配管系11の一系統当
たりに要する部品点数の数もかなり多い。既述したよう
に、実際には同種の配管系が複数系統(七系統、八系統
等は普通である)設けられることから、全体としては相
当な数に昇る。特に、圧力ゲージ24(図中、記号PGを付
した)やこれに連動して制御される流量調整弁23、手動
オリフィス18等は、各系統ごとにそれぞれ専用に一つづ
つ備えさせねばならない。全ての系統に共通に用い得る
のは、ガス供給ライン20や排気ライン26に直接に接続し
た流量調整弁27,28位である。
As is apparent from FIG. 8, in the conventional raw material gas supply device, the number of parts required for each system of the piping system 11 is considerably large. As described above, in practice, a plurality of systems of the same type of piping system are provided (7 systems, 8 systems, etc. are common), and as a whole, the number is considerably increased. In particular, the pressure gauge 24 (indicated by PG in the drawing), the flow rate adjusting valve 23 controlled in conjunction with the pressure gauge 24, the manual orifice 18 and the like must be provided for each system one by one. The flow control valves 27 and 28, which are directly connected to the gas supply line 20 and the exhaust line 26, can be commonly used in all the systems.

【0009】また、この従来の装置では、バブラの上流
(入口側)に流量調整弁13を置き、下流(出口側)には
設けていない点にある意味で特徴があるが、これは、有
機金属で飽和した水素ガスが流量調整弁内を通ると、そ
の絞り部分での断熱膨張の結果、有機金属が凝集すると
考えられたためである。逆に言えば、そのような考えに
従ったがために、複雑な構成から逃れられなかったとも
言えるし、また、供給原料ガスの精密な流量制御、ひい
ては精密な組成制御が困難であった。
Further, this conventional device is characterized in that the flow rate adjusting valve 13 is placed upstream (inlet side) of the bubbler and is not provided downstream (outlet side). This is because when hydrogen gas saturated with metal passes through the flow rate adjusting valve, it is considered that the organic metal aggregates as a result of adiabatic expansion in the throttled portion. In other words, it can be said that it was not possible to escape from a complicated structure because such an idea was followed, and it was difficult to precisely control the flow rate of the feed material gas, and further, to precisely control the composition.

【0010】このような配管系ないし原料ガス供給装置
に関する問題の他にも、これまでに提供されているMO
CVD成長装置では種々の問題がある。例えば、MBE
程には超高真空、低放出ガス特性が要求されないとのこ
とから、そうした特性が不十分になり易く、さらに、成
長室内の反応炉内壁上部に付着した多結晶が基板表面に
落下して結晶欠陥を生成する等の不都合があった。これ
を防ぐには頻繁に炉内洗浄を行わねばならず、保守性、
生産性の点で劣っていた。
In addition to the problems related to such a piping system and the raw material gas supply device, the MO provided so far is provided.
There are various problems in the CVD growth apparatus. For example, MBE
Since ultra-high vacuum and low emission gas characteristics are not required to such an extent, such characteristics tend to be insufficient.In addition, the polycrystal adhering to the upper part of the inner wall of the reactor in the growth chamber falls onto the substrate surface and crystallizes. There was an inconvenience such as generation of defects. In order to prevent this, the inside of the furnace must be cleaned frequently, maintainability,
It was inferior in productivity.

【0011】また、MOCVDにより薄膜成長を施した
被加工半導体には、その後、大気に曝すことなく直ちに
エッチングを施した方が作製されるデバイス作製上も大
いに望ましい場合があるが、従来の装置ではこれに対応
できなかった。
In addition, it may be highly desirable in terms of device production that the semiconductor to be processed on which a thin film has been grown by MOCVD is immediately etched thereafter without being exposed to the atmosphere. I couldn't handle this.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上述の各種課題を順に解
決ないし軽減するため、本発明ではまず、バブラの出口
側に有機金属で飽和した水素の流量を調整する流量調整
弁を設ける。ただし、そのままでは上述した断熱膨張の
問題が生じ得るので、当該バブラや流量調整弁を含め、
純水素の入口からMOCVD成長室への原料ガス供給ラ
インの出口までの配管系を恒温槽に収める。
In order to solve or reduce the above-mentioned various problems in order, in the present invention, first, a flow rate adjusting valve for adjusting the flow rate of hydrogen saturated with an organic metal is provided on the outlet side of a bubbler. However, since the problem of adiabatic expansion mentioned above may occur as it is, including the bubbler and the flow rate adjusting valve,
A piping system from the inlet of pure hydrogen to the outlet of the source gas supply line to the MOCVD growth chamber is housed in a thermostatic chamber.

【0013】さらに、本発明では、上述の基本構成を満
たした上で、バブラの出口側に設けられる流量調整弁を
互いに並列な関係で選択的に使用したり同時に使用し得
る複数個とする構成も提案する。
Further, according to the present invention, in addition to satisfying the above-mentioned basic structure, the flow rate adjusting valves provided on the outlet side of the bubbler are selectively used in a parallel relationship with each other, or a plurality of them can be simultaneously used. Also suggest.

【0014】また、本発明の別な態様では、一般に外
管、内管から構成されるMOCVD成長室の反応炉内に
置いて、MOCVDの対象となる基板を保持する基板ホ
ルダに対し、当該基板の結晶成長面を下向きに配置する
構造も提案する。
In another aspect of the present invention, the substrate holder is generally placed in a reaction furnace of an MOCVD growth chamber composed of an outer tube and an inner tube, and the substrate holder is used to hold the substrate. We also propose a structure in which the crystal growth surface of is arranged downward.

【0015】さらに、本発明のまた別な態様では、MO
CVD成長室に隣接させて、互いに真空を破ることなく
基板を移送可能な関係でエッチング室を設けた装置も提
案する。このエッチング室は望ましくはECRエッチン
グ室であるが、平行平板型でも良い。後者の場合にはま
た、本発明のある態様に従えば、MOCVD成長室の反
応炉自体に対し平行平板電極によるプラズマ発生のため
の高周波電極構造を設けることで、当該MOCVD反応
管自体をエッチング室としても使用する構成が提案され
る。これはすなわち、反応管内管に保持されている基板
を挟むように一対の平行平板電極を設けることで達成さ
れる。
In yet another aspect of the invention, the MO
An apparatus is also proposed in which an etching chamber is provided adjacent to the CVD growth chamber so that substrates can be transferred without breaking vacuum. This etching chamber is preferably an ECR etching chamber, but it may be a parallel plate type. In the latter case, according to another aspect of the present invention, the MOCVD reaction tube itself is provided with a high frequency electrode structure for plasma generation by parallel plate electrodes in the reaction furnace itself of the MOCVD growth chamber. A configuration to be used as is also proposed. This is achieved by providing a pair of parallel plate electrodes so as to sandwich the substrate held by the inner tube of the reaction tube.

【0016】これに関連しては、本発明ではまた特定の
態様において、反応管の材質(一般に石英)をコンデン
サの端子間誘電体として利用し、反応管外管の外壁周囲
に第一の金属板を第一のコンデンサ端子導体として形成
し、これと半径方向内方で対向する位置にあって反応管
外管の内壁周囲に第二の金属板を第二のコンデンサ端子
導体として形成すると共に、第二の端子導体から延長す
る舌片状の導体部分を設けてこれを反応管内管の基板ホ
ルダに接触させ、その一方で反応管内管の内壁において
基板に対向する部位に第三の金属板を設ける構成も提案
する。これにより、第一のコンデンサ端子導体を形成す
る第一の金属板と第三の金属板との間に高周波電力を印
加すれば、整合用コンデンサを内包した形で平行平板型
プラズマ発生機構をMOCVD用反応炉自体に組込むこ
とができる。
In this regard, in a particular embodiment of the present invention, the material of the reaction tube (generally quartz) is utilized as a dielectric between the terminals of the capacitor, and the first metal surrounds the outer wall of the outer tube of the reaction tube. The plate is formed as a first capacitor terminal conductor, and a second metal plate is formed as a second capacitor terminal conductor around the inner wall of the reaction tube outer tube at a position facing inward in the radial direction. A tongue-shaped conductor portion extending from the second terminal conductor is provided and brought into contact with the substrate holder of the reaction tube inner tube, while a third metal plate is provided on the inner wall of the reaction tube inner tube at a portion facing the substrate. We also propose a configuration. As a result, when high frequency power is applied between the first metal plate and the third metal plate forming the first capacitor terminal conductor, the parallel plate type plasma generation mechanism including the matching capacitor is MOCVD-processed. Can be incorporated into the reactor itself.

【0017】[0017]

【実施例】図1には、本発明に従って構成された半導体
加工装置において、MOCVD成長室に対し原料ガスを
供給する原料ガス供給装置30の内部構成の要部が示され
ており、また、図2には、具体的な各機素の配置関係例
を示すため、要部の断面が示されている。以下、これら
の図面に即して説明を始めるが、すでに述べたように、
それぞれがバブラ41を持つ原料ガス供給系統は三つ以
上、もっと多くの複数系統とされることが多く、実際に
も本発明に従って構成された原料ガス供給装置30ではそ
うなっているが、簡単のため、図1では原料ガス供給系
統を二つしか示しておらず、図2ではその中の一つしか
示していない。また、これら二つの原料ガス供給系統に
関し、同一の機素ないし構成要素については同一の符号
を付しており、したがって以下に説明する各機素ないし
構成要素の働きはこれら二つのガス供給系統のそれぞれ
において同じである。ただし、下側に示されているガス
供給系統においては、後に改めて説明するように、バブ
ラ41の出口側に接続される流量調整弁が二つ(42,4
2’) ある点で上側に示されているものと相違する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a main part of an internal structure of a raw material gas supply device 30 for supplying a raw material gas to a MOCVD growth chamber in a semiconductor processing apparatus constructed according to the present invention. In FIG. 2, a cross section of a main part is shown in order to show a concrete example of the positional relationship of each element. Hereinafter, the description will be started according to these drawings, but as already mentioned,
The source gas supply system each having a bubbler 41 is often three or more, and more often a plurality of source gas supply systems. In fact, the source gas supply apparatus 30 configured according to the present invention has such a simple system. Therefore, FIG. 1 shows only two source gas supply systems, and FIG. 2 shows only one of them. Further, regarding these two raw material gas supply systems, the same elements or components are designated by the same reference numerals, and therefore the functions of the respective components or components described below are the same as those of these two gas supply systems. It is the same in each. However, in the gas supply system shown on the lower side, as will be described later, two flow rate adjusting valves (42, 4) are connected to the outlet side of the bubbler 41.
2 ') It differs from the one shown above in some respects.

【0018】この実施例に表されている本発明の特徴の
一つは、バブラ41の出口側に流量調整弁(MFC)42が
設けられていて、バブラ41内の液体有機金属をバブリン
グすることにより当該有機金属で飽和した水素ガスがこ
の流量調整弁42にて流量調整を受ける点である。すなわ
ち、図示しない純水素源から本装置の純水素入力口に供
給された純水素は、全ての系統に共通の入力側流量調整
弁32を介し、全ての系統に共通の水素供給ライン33を通
りながら各系統に分岐的に供給された後、従来はここで
各系統に専用の流量調整弁(図8中の符号13)を通して
からバブラに供給されていたのと異なり、本発明では単
に弁34,39を介してバブラ41に与えられる。なお、各弁
には先に説明した図8におけると同様、記号AV,MVが付
されており、記号MVの付された弁は手動弁である。これ
に対し、限定的ではないが、記号AVの示された弁は一般
に空圧弁により構成され、こうした空圧弁は、これも限
定できではないが、従来と同様の構成で良い電子的制御
回路により、所定のプログラムに従って電磁弁が選択制
御されることで空気の送排気が制御されるに伴い、選択
的に開閉駆動される。
One of the features of the present invention shown in this embodiment is that a flow rate adjusting valve (MFC) 42 is provided on the outlet side of the bubbler 41 to bubble the liquid organic metal in the bubbler 41. Thus, the flow rate of the hydrogen gas saturated with the organic metal is adjusted by the flow rate adjusting valve 42. That is, pure hydrogen supplied from a pure hydrogen source (not shown) to the pure hydrogen input port of this device passes through the input side flow rate adjusting valve 32 common to all systems and the hydrogen supply line 33 common to all systems. However, unlike the case where the flow rate is supplied to each system in a branched manner and then the flow rate control valve (reference numeral 13 in FIG. 8) dedicated to each system is conventionally supplied to the bubbler, the present invention simply uses the valve 34. , 39 to the bubbler 41. It should be noted that each valve is provided with symbols AV and MV as in the case of FIG. 8 described above, and the valve with the symbol MV is a manual valve. In contrast, although not limiting, the valve labeled AV is generally comprised of a pneumatic valve, which is not, but is not limited to, an electronic control circuit with a conventional configuration. The solenoid valve is selectively controlled according to a predetermined program to selectively open / close as the air supply / exhaust is controlled.

【0019】バブラ41内の液体有機金属材料をバブリン
グした水素は、弁40,36を順に介して流量調整弁42に与
えられ、ここで所望の流量に調整された後、弁43を介し
て装置内のガス供給ライン45に流され、その後、全ての
系統に共通の可変コンダクタンスバルブ47を介して装置
出力口に至り、ここから図示しない外部配管部材によ
り、これも図示しないMOCVD成長室に送られるか、
あるいは待機状態ないしアイドリング状態下では流量調
整弁42から弁44を通り、全系統共通の可変コンダクタン
スバルブ48を含む装置内の排気ライン46介し装置外部に
排気される。したがって上述の弁43,44は、バブリング
後の原料ガスの行く先を決めるもので、両者相まってマ
ニホルドバルブないし配管切替弁とも呼ぶことができ、
また、これらバルブは、一般に各系統ごとのものが一体
の筺体装置にまとめられてバルブユニットを構成する。
The hydrogen bubbling the liquid organometallic material in the bubbler 41 is supplied to the flow rate adjusting valve 42 through the valves 40 and 36 in order, and after being adjusted to a desired flow rate there, the device is operated via the valve 43. Flow to the gas supply line 45 inside, and then reach the output port of the apparatus through the variable conductance valve 47 common to all systems, and from there, it is sent to the MOCVD growth chamber (not shown) by the external piping member (not shown). Or
Alternatively, in the standby state or the idling state, the gas is exhausted to the outside of the device through the flow rate adjusting valve 42, the valve 44, and the exhaust line 46 in the device including the variable conductance valve 48 common to all systems. Therefore, the above-mentioned valves 43 and 44 determine the destination of the source gas after bubbling, and can be called a manifold valve or a pipe switching valve in combination with both.
In addition, as for these valves, those of each system are generally integrated into an integrated housing device to form a valve unit.

【0020】しかるに、流量調整弁42をバブラ出口側に
配すると、後に改めて検討するように装置構成自体は極
めて簡単になり、かつ性能的にも大いなる向上が見込ま
れるが、当該流量調整弁42を通る水素ガスはすでに有機
金属で飽和しているので、配管がバブラと同程度の温度
の場合、当該流量調整弁42内の絞りで断熱膨張が起こ
り、有機金属が凝集する恐れがある。そこで本発明で
は、図示されている装置内の配管系の全体を恒温槽31に
収めるようにした。これにより、例えばバブリング温度
が−10℃から+30℃程度の場合、恒温槽31を例えば60℃
程度にして、配管部分ではバブリング温度より20ないし
30℃程度、高めの温度が維持されるようにすれば、そう
した凝集の問題は解決でき、以下に述べるように、流量
調整弁42をバブラ出口側に設けたことの長所のみを引出
すことができる。なお、原理的には、バブラ41の出口か
ら流量調整弁42を介し、分配バルブ43,44に至る程度ま
での部分を恒温槽31に入れれば、上述の凝集という問題
は殆ど解決できるが、実際に装置を作る上では図示され
ている通り、装置30内の配管系のほぼ全体を恒温槽31に
入れた方が、作製上もむしろ簡単であるし、他の配管系
も恒温化できるのでより望ましいことが多い。
However, if the flow rate adjusting valve 42 is arranged at the bubbler outlet side, the apparatus structure itself is expected to be extremely simple and a great improvement in performance is expected as will be examined later. Since the hydrogen gas passing through is already saturated with the organic metal, if the temperature of the pipe is about the same as that of the bubbler, adiabatic expansion may occur at the throttle in the flow rate control valve 42, and the organic metal may aggregate. Therefore, in the present invention, the entire piping system in the illustrated apparatus is housed in the constant temperature bath 31. Thus, for example, when the bubbling temperature is from -10 ° C to + 30 ° C, the constant temperature bath 31 is heated to 60 ° C, for example.
The bubbling temperature is 20 to 20
If a temperature as high as about 30 ° C. is maintained, such a problem of aggregation can be solved, and as described below, only the advantage of providing the flow rate adjusting valve 42 on the bubbler outlet side can be brought out. . In principle, if the portion from the outlet of the bubbler 41 to the distribution valves 43 and 44 through the flow rate adjusting valve 42 is put in the constant temperature bath 31, the above-mentioned problem of aggregation can be solved, but in practice As shown in the figure, when making the device, it is easier to make almost all of the piping system in the device 30 in the constant temperature bath 31, and the other piping systems can be kept at a constant temperature. Often desirable.

【0021】上述の構成により、流量調整弁42による流
量調整の精度が高まったこともあって、図示実施例の場
合、さらに幾つかの工夫を施すことができており、例え
ば水素供給ライン33は全ての系統に共通の一本とし、こ
の供給ライン33から分岐的に得られる排気ライン49も全
系統に共通とした外、この共通排気ライン49に関して単
一の圧力ゲージ50を設け、その検出圧力に基づき図示し
ない電子的制御装置により流量調整弁32を帰還制御し、
系内圧力を安定化させている。例えば本発明による実験
下では共通の水素供給ライン33内の圧力を 900torrに保
ち、かつ有機金属の混合を防ぐため、共通排気ライン49
内には常に 200ないし 300sccmの水素を流した。これは
また、圧力制御の過渡応答特性の改善にも役立ってい
る。なお、共通排気ライン49から可変コンダクタンスバ
ルブ51を介してや、バブラ41周りの弁37を介する排気な
いし真空引きは、装置内の共通排気管52から真空吸引器
(図示せず)に公知の接続手法で接続されることにより
行われる。
With the above structure, the accuracy of the flow rate adjustment by the flow rate adjusting valve 42 is increased, and in the case of the illustrated embodiment, some further improvements can be made. For example, the hydrogen supply line 33 A single pressure gauge 50 is provided for this common exhaust line 49 in addition to a common exhaust line 49 branching from this supply line 33 for all systems. Feedback control of the flow rate adjusting valve 32 by an electronic control device (not shown) based on
It stabilizes the system pressure. For example, under the experiment according to the present invention, in order to keep the pressure in the common hydrogen supply line 33 at 900 torr and prevent the mixing of the organic metal, the common exhaust line 49
200 to 300 sccm of hydrogen was constantly flown inside. This also helps improve the transient response characteristics of pressure control. For exhausting or evacuating from the common exhaust line 49 via the variable conductance valve 51 or the valve 37 around the bubbler 41, a common exhaust pipe 52 in the apparatus is connected to a vacuum suction device (not shown) by a known connection. It is done by connecting by the method.

【0022】さらに、制御回路系につき具体的には図示
していないが、バブラ前後の圧力を監視し、水素供給圧
が1気圧より低下したり、バブラ出口の圧力が供給圧を
越えた場合にはバブラ前後の弁34,36を閉じるプログラ
ムを組み、誤操作による有機金属の逆流を防いだ。ま
た、バブラ41周りの弁であってバブリング時、アイドリ
ング時、排気時等においてそれぞれ選択的に開閉される
弁34,35,36,37は、複合バルブユニット38として単一
ボディにコンパクトにまとめ、原料ガスの停留を抑止し
た。
Although not specifically shown in the control circuit system, the pressure before and after the bubbler is monitored, and when the hydrogen supply pressure falls below 1 atm or the pressure at the bubbler outlet exceeds the supply pressure. Made a program to close the valves 34 and 36 before and after the bubbler to prevent the backflow of the organic metal due to an erroneous operation. Further, the valves 34, 35, 36, 37, which are valves around the bubbler 41 and which are selectively opened and closed at the time of bubbling, idling, exhausting, etc., are combined into a single body as a composite valve unit 38 in a compact body, The retention of raw material gas was suppressed.

【0023】このようなことから、図8に示した従来の
原料ガス供給装置10と比べてみると明らかなように、各
系統ごとに必要であった個別の圧力ゲージ24や、これに
基づき帰還制御される個別の流量調整弁23、そして個別
手動オリフィス18等は本発明では不要となり、全系統に
共通の一つに節約でき、部品点数はかなり減らすことが
できる。実際上、既述のように七系統も八系統も一つの
装置内に設ける場合のように、系統数が増える程、本発
明によることの部品節約効果はかなり大きいものがあ
る。さらに、本発明の場合には配管全体が常にベイキン
グ状態にあるので有機金属の残存が少なく、保守上も極
めて有利な外、流量調整弁42の出口が減圧された配管切
替弁43,44に直接に接続されるので、当該流量調整弁42
から先のガス容量が少ないこともあって流量制御の高速
応答性に優れている。
From the above, as is apparent from comparison with the conventional source gas supply apparatus 10 shown in FIG. 8, individual pressure gauges 24 required for each system and feedback based on this are provided. The individual flow rate control valve 23 to be controlled, the individual manual orifice 18 and the like are not necessary in the present invention, so that one common to all systems can be saved and the number of parts can be considerably reduced. Practically, as the number of systems increases, as in the case where seven or eight systems are provided in one device as described above, the component saving effect of the present invention is considerably large. Further, in the case of the present invention, since the entire pipe is always in a baking state, the amount of organic metal remaining is small, which is extremely advantageous in terms of maintenance. Is connected to the flow control valve 42.
Because of the small gas capacity at the end, the flow rate control is excellent in high-speed response.

【0024】また、図1中の下側の系統に示されている
ように、バブラ41からの出力を複数(図示の場合二つ)
の流量調整弁42,42’に与える構成は、デバイス構築の
ための半導体加工の実際上、かなり有効である。例えば
光電子デバイスではアルミニウム組成の異なるAlGaAs層
を組合せて発光波長の異なる量子井戸を作製したり、組
成を連続的に変化させた薄膜積層構造等が必要になる。
こうした場合、一般にMOCVDではあらかじめ次の工
程で必要な流量の原料ガスをアイドリングモードで排気
ラインの方に流しておき、必要になったときに分配切替
弁を急激にガス供給ラインの方に切り替えて組成の異な
る成長層相互の急峻性を確保するよう努める。しかる
に、図8に示した従来の装置では、このような要求に対
応するには同一の原料液体を収めたバブラ自体、二つ必
要になり、換言すれば同一の配管系11を二つ、必要とす
る。ところが本発明では、原料ガスの流量を制御する流
量調整弁42がバブラ出口側に設けられるので、この流量
調整弁42を複数にすれば、単一のバブラで上述の目的に
対処できる。すなわち、図1中にあって下側に示されて
いる系統中、現在使用中の流量調整弁42に対し、次の工
程で必要な流量をもう一つの流量調整弁42’にて規定し
ながら弁43’を閉じ、弁44’を開いてあらかじめ排気ラ
イン46の方に流しておけば、必要なタイミングで弁43’
と弁44を急激に開き、対して弁44’と弁43を急激に閉じ
れば、バブラ41は一台であるにもかかわらず、原料ガス
供給ライン45を介し、急峻に流量の異なる原料ガスをM
OCVD反応炉に供給することができる。
Further, as shown in the lower system in FIG. 1, a plurality of outputs from the bubbler 41 (two in the case shown) are provided.
The configuration given to the flow rate adjusting valves 42, 42 'of (1) is quite effective in practical semiconductor processing for device construction. For example, in an optoelectronic device, it is necessary to combine AlGaAs layers having different aluminum compositions to produce quantum wells having different emission wavelengths, or to form a thin film laminated structure in which the composition is continuously changed.
In such a case, generally, in MOCVD, the raw material gas at a flow rate required in the next step is made to flow to the exhaust line in the idling mode in advance, and when it becomes necessary, the distribution switching valve is rapidly switched to the gas supply line. Strive to ensure the steepness of growth layers with different compositions. However, in the conventional apparatus shown in FIG. 8, two bubblers themselves containing the same raw material liquid are required to meet such requirements, in other words, two identical piping systems 11 are required. And However, in the present invention, since the flow rate adjusting valve 42 for controlling the flow rate of the raw material gas is provided on the bubbler outlet side, if the number of the flow rate adjusting valves 42 is plural, a single bubbler can meet the above-mentioned object. That is, in the system shown in the lower side of FIG. 1, while the flow rate adjusting valve 42 currently in use is regulated by another flow rate adjusting valve 42 ', the flow rate required in the next step is defined. If valve 43 'is closed and valve 44' is opened and flowed toward exhaust line 46 beforehand, valve 43 'will be at the required timing.
When the valve 44 'and the valve 43 are rapidly closed, while the valve 44' and the valve 43 are rapidly closed, the raw gas having a sharply different flow rate is supplied through the raw gas supply line 45 though the number of the bubbler 41 is one. M
It can be fed into an OCVD reactor.

【0025】また、二つの流量調整弁42,42’の流量の
和が常に一定になるように制御すると、バブラ41への水
素供給量を一定に保つことができ、これにより有機金属
の飽和度の変動を抑えることができるので、複雑で急峻
な組成分布に対しても再現性の良い結果が得られる。こ
れは実験により確認されている。
Further, if the sum of the flow rates of the two flow rate adjusting valves 42 and 42 'is controlled to be always constant, the hydrogen supply amount to the bubbler 41 can be kept constant, which allows the saturation degree of the organic metal. Since it is possible to suppress the fluctuation of the above, it is possible to obtain a result with good reproducibility even for a complicated and steep composition distribution. This has been confirmed by experiments.

【0026】図3には、この実施例の原料ガス供給装置
30において用いられた実際のバブラの機械構造が示され
ているが、これにも工夫が施されている。従来において
は液体金属を収めるバブラボトル53における対流効果や
熱伝導特性改善のために用いられる外部塗布用シリコン
オイルの熱伝導遅れにより、正確な温度制御が困難であ
ったので、バブラボトル53の径に合わせた内径の盲孔を
持つ銅ブロック54を用意し、この中に少量のシリコンオ
イルと共にボトル53を直接に収めた。これにより上述の
問題は軽減し、高い温度制御特性を得ることができた。
また、恒温槽31内におけるバブラ41の周囲温度が高いた
め、銅ブロック54に接触させるペルチェ素子55には水冷
ジャケット56を付した。
FIG. 3 shows the raw material gas supply device of this embodiment.
The mechanical structure of the actual bubbler used in 30 is shown, but it is also devised. In the past, precise temperature control was difficult because of the heat conduction delay of the silicone oil for external application used to improve the heat conduction characteristics and the convection effect in the bubbler bottle 53 that contains the liquid metal. A copper block 54 having a blind hole with an inner diameter was prepared, and the bottle 53 was directly placed in this with a small amount of silicone oil. As a result, the above problems were alleviated and high temperature control characteristics could be obtained.
Further, since the ambient temperature of the bubbler 41 in the constant temperature bath 31 is high, a water cooling jacket 56 is attached to the Peltier element 55 brought into contact with the copper block 54.

【0027】図4には、本実施例で用いた本発明による
半導体加工装置の構造外観例が示されている。MOCV
D成長室60には反応炉63があり、この反応炉63はこの実
施例では後述する石英内管(本図では見えず)と、図中
で見えている石英外管64とにより、入れ子状に構成され
ている。この反応炉63には既述した原料ガス供給装置30
からの原料ガスが供給される。そのための接続配管自体
には特に改変はなく、公知構造と同様で良いので、本図
でも簡単化のため、図示を省略している。
FIG. 4 shows an example of the structural appearance of the semiconductor processing apparatus according to the present invention used in this embodiment. MOCV
The D-growth chamber 60 has a reaction furnace 63, and this reaction furnace 63 has a nested inner tube (not visible in this figure) described later and a quartz outer tube 64 visible in the figure in this embodiment. Is configured. In the reaction furnace 63, the raw material gas supply device 30
The raw material gas from is supplied. The connecting pipe itself for that purpose is not particularly modified and may have the same structure as that of a known structure. Therefore, in this figure, the illustration is omitted for simplification.

【0028】MOCVD成長室60ないし反応炉63は排気
チェンバ65を介し図示しないターボ分子ポンプにより排
気されるが、排気チェンバ65の横には、MOCVD成長
を終えたサンプルを大気に曝すことなく引き続きECR
エッチングし得るECRエッチング室66が接続され、さ
らにこのECRエッチング室66にロードロック室67が臨
み、これにはまた磁気結合回転導入機68と真空室68’と
が臨んでいる。また特に、ECRエッチング室66と、そ
の両側のロードロック室67及び排気室65との接続にはそ
れぞれ4インチゲートバルブ69が用いられ、さらに各接
続部には、原則として超高真空に対応可能なICFフラ
ンジを用いた。MOCVD成長室60内の石英外管64は長
さ 1m,直径10cmのフランジ付きで、排気チェンバ65と
の接続には中間部分を排気したダブルOリングを用いて
いる。さらに、石英外管64はリニアガイドローラ62によ
り支持されており、着脱が容易になっている。
The MOCVD growth chamber 60 or the reaction furnace 63 is evacuated by a turbo molecular pump (not shown) via an exhaust chamber 65. Next to the exhaust chamber 65, the sample after MOCVD growth is not exposed to the atmosphere and the ECR is continued.
An ECR etching chamber 66 capable of etching is connected, and a load lock chamber 67 faces the ECR etching chamber 66, and a magnetic coupling rotation introducing machine 68 and a vacuum chamber 68 'also face the load lock chamber 67. In particular, a 4-inch gate valve 69 is used to connect the ECR etching chamber 66 with the load lock chamber 67 and the exhaust chamber 65 on both sides of the ECR etching chamber 66. Furthermore, in principle, each connection can support ultra-high vacuum. An ICF flange was used. The quartz outer tube 64 in the MOCVD growth chamber 60 is provided with a flange having a length of 1 m and a diameter of 10 cm, and a double O-ring with an exhausted middle portion is used for connection with the exhaust chamber 65. Further, the quartz outer tube 64 is supported by the linear guide roller 62, so that the quartz outer tube 64 can be easily attached and detached.

【0029】図5には、MOCVD反応炉の一部を構成
し、石英外管64内に収められる石英内管70に関連する部
分が示されており、これにも本発明者による改良が施さ
れている。一般にMOCVD量産炉ではバレル型と呼ば
れる縦型炉が用いられるが、研究開発用としては一枚づ
つの成長が可能な横型炉の方がむしろ望ましい。この実
施例の装置もそうした横型炉を想定しており、従来の横
型炉における問題点の解決を図っている。すなわち、従
来の横型MOCVD反応炉では、加工対象(薄膜成長対
象)であるべき基板71は、通常、結晶成長面を上向きに
して反応炉内に据えられる。そのため、反応炉内壁に付
着した多結晶粉末が当該基板の結晶成長面上に落下し、
結晶欠陥を招くことがあった。特に、反応管壁と基板と
の間の物理的な間隔を狭めることで反応ガスの流速を上
げることが成長層の急峻性や均一性を増す上で有効とさ
れているが、そのようにすると、益々多結晶粉末の落下
を起こし易くなる。実際にも本発明者の知見では、一回
の石英管洗浄当たりの成長回数は極端に制限されてしま
った。
FIG. 5 shows a part of the MOCVD reactor, which is related to the inner quartz tube 70 housed in the outer quartz tube 64. This is also improved by the present inventor. Has been done. Generally, a vertical furnace called a barrel type is used in a MOCVD mass production furnace, but a horizontal furnace capable of growing one by one is more desirable for research and development. The apparatus of this embodiment also assumes such a horizontal furnace, and aims to solve the problems in the conventional horizontal furnace. That is, in the conventional horizontal MOCVD reaction furnace, the substrate 71 to be processed (thin film growth object) is usually placed in the reaction furnace with the crystal growth surface facing upward. Therefore, the polycrystalline powder adhered to the inner wall of the reactor falls on the crystal growth surface of the substrate,
This sometimes caused crystal defects. In particular, increasing the flow velocity of the reaction gas by narrowing the physical space between the reaction tube wall and the substrate is effective in increasing the steepness and uniformity of the growth layer. It becomes more and more likely that the polycrystalline powder will fall. Actually, according to the knowledge of the present inventor, the number of growth times per cleaning of the quartz tube was extremely limited.

【0030】そこで、図示されているように、基板71
は、望ましくはモリブデン製の基板ホルダ72の下面にこ
れもモリブデン製のクリップ73にて結晶成長面を下向き
にして保持されるようにし、石英外管64(図4)内に収
められる石英内管70の矩形断面部分の上面に基板71を丁
度収める程度の寸法の角孔74を開け、基板ホルダ72の周
縁部がこの角孔74の周りに乗るようにしながら基板71を
当該角孔74内に落とし込んだ。なお、この構造により、
原料ガスの通る内管内の流路と、後述のように基板ホル
ダを移送する内管外側の移送経路とを基板ホルダ72によ
って空間的に分離することができる。
Then, as shown in the figure, the substrate 71
Is preferably a molybdenum substrate holder 72, and a molybdenum clip 73 also holds the molybdenum substrate holder 72 with the crystal growth surface facing downward, and is housed in a quartz outer tube 64 (FIG. 4). A square hole 74 having a size for just accommodating the substrate 71 is formed on the upper surface of the rectangular cross section of 70, and the substrate 71 is placed in the square hole 74 while the peripheral portion of the substrate holder 72 is placed around the square hole 74. I dropped it. In addition, by this structure,
The substrate holder 72 can spatially separate the flow path in the inner pipe through which the raw material gas passes and the transfer path outside the inner pipe for transferring the substrate holder as described later.

【0031】石英内管にはその軸方向一端側(この場
合、円形断面に形成された端部側)にあるガス導入口75
から先に説明した原料ガス供給装置30より原料ガスが供
給されるが、この原料ガスはまた、基板71に至る以前に
拡散部材76を通過する。拡散部材76は、原料ガスを均一
な層流に変換するために用いられており、直径 2mm程度
の石英球を10mm程度の厚さに粗く燒結した、外形状が矩
形のものを用いた。ただし、石英内管70の内部の洗浄を
容易にするため、この拡散部材76も着脱可能にした。す
なわち、石英内管70の上面に拡散部材76を丁度落とし込
むような寸法の開口を開け、これを介して拡散部材76を
所定位置に収めた後、石英カバー78をモリブデン製のネ
ジ78’により取り外し可能に固定した。
The quartz inner tube is provided with a gas introduction port 75 at one axial end thereof (in this case, the end portion formed in a circular cross section).
Although the raw material gas is supplied from the raw material gas supply device 30 described above, the raw material gas also passes through the diffusion member 76 before reaching the substrate 71. The diffusing member 76 is used to convert the source gas into a uniform laminar flow, and has a rectangular outer shape in which quartz spheres having a diameter of about 2 mm are roughly sintered to a thickness of about 10 mm. However, in order to facilitate cleaning of the inside of the quartz inner tube 70, the diffusing member 76 is also removable. That is, an opening having a size that allows the diffusing member 76 to be just dropped is opened on the upper surface of the quartz inner tube 70, the diffusing member 76 is put into a predetermined position through this, and then the quartz cover 78 is removed with a molybdenum screw 78 ′. Fixed as possible.

【0032】基板温度測定用の温度センサないし熱電対
79は、基板ホルダ72を所定個所に位置させ、基板71を角
孔74内に落とし込んだときに、当該基板ホルダ72に設け
た凹み80内に丁度位置し、この部分で基板ホルダに接触
するように配置位置を調整、設定した。本図中には基板
移送用の一対のフォーク77,77も示されているが、これ
は公知の原理構造に対し、特別に大きな工夫を要した所
はなく、設計的に適当な構造を作製し得た。基板71はこ
の移送用フォーク77,77により、図4に示したエッチン
グ室66またはロードロック室67から移送されて来る。本
装置では、同じく図4に示した磁気結合回転導入機68
と、これに関連する真空室68’内に収めた直線ステージ
を用いて移送用フォーク77,77の上下、左右の移動を制
御した。
Temperature sensor or thermocouple for measuring substrate temperature
When the substrate holder 72 is positioned at a predetermined position and the substrate 71 is dropped into the square hole 74, 79 is located exactly in the recess 80 provided in the substrate holder 72 and contacts the substrate holder at this portion. The placement position was adjusted and set to. A pair of forks 77, 77 for transferring the substrate is also shown in the figure, but this does not require any special devise in comparison with the known principle structure, and a structure suitable for design is manufactured. It was possible. The substrate 71 is transferred by the transfer forks 77, 77 from the etching chamber 66 or the load lock chamber 67 shown in FIG. In this device, the magnetic coupling rotation introducing machine 68 also shown in FIG.
And the vertical movement of the transfer forks 77, 77 was controlled by using the linear stage housed in the vacuum chamber 68 'related thereto.

【0033】また、いずれも図示はしていないが、公知
既存の手法に従い、反応炉に対する主排気系にはドライ
ロータリーポンプを用い、ステッピングモータ駆動の可
変コンダクタンスバルブと圧力系とを連動させて反応系
の圧力を制御し、結晶成長後はターボポンプにより高真
空に維持した。
Although not shown in the drawings, a dry rotary pump is used as a main exhaust system for the reaction furnace according to a known existing method, and a reaction is performed by interlocking a variable conductance valve driven by a stepping motor and a pressure system. The system pressure was controlled, and after the crystal growth, a high vacuum was maintained by a turbo pump.

【0034】ところで、通常、基板の加熱には基板に接
触したグラファイトが良く用いられる。これに対し、本
実施例ではモリブデン製の基板ホルダ72を使用してい
る。これは、基板71を反応炉内で下向きに保持するため
に、基板ホルダ72に対しネジ止め孔加工その他、何らか
の機械加工が必要となる場合があっても、十分な物理的
強度でこれに耐え得るようにしたためである。しかし、
基板71の加熱効率という点では、通常のグラファイトよ
りも劣っている。そこで実験により、モリブデン製基板
ホルダ72の適否を検討したが、問題ないことが分かっ
た。本実施例のようにモリブデン製基板ホルダ72を使用
しても、80KHz程度の比較的低周波で表皮効果の影響を低
減し、かつ、基板ホルダの板厚を 8mm程度に設計して磁
束との錯交を増せば、均一で比較的効率の良い加熱が保
証された。図示構成により、2インチ基板を加熱するに要
した高周波数電力は 700℃のとき 3Kw、900℃のとき 4KW
であって、グラファイトを用いたときより二割程度大き
くなるが、基板71を直接にモリブデン製基板ホルダ72に
固定したため、成長温度の均一性が高く、またグラファ
イトに比し吸着ガス量が少ないので、残留酸素濃度を低
減できるという利点も生まれ、より高品質の結晶成長が
可能となった。
By the way, usually, graphite which is in contact with the substrate is often used for heating the substrate. On the other hand, in this embodiment, the substrate holder 72 made of molybdenum is used. This is because with a sufficient physical strength, the substrate holder 72 can withstand screwing holes or some other machining in order to hold the substrate 71 downward in the reaction furnace. This is because I got it. But,
The heating efficiency of the substrate 71 is inferior to that of ordinary graphite. Therefore, by experiment, the suitability of the molybdenum substrate holder 72 was examined, but it was found that there was no problem. Even when the molybdenum substrate holder 72 is used as in this embodiment, the influence of the skin effect is reduced at a relatively low frequency of about 80 KHz, and the board thickness of the substrate holder is designed to be about 8 mm so that the magnetic flux Increasing the number of crossovers ensured uniform and relatively efficient heating. With the configuration shown, the high frequency power required to heat a 2-inch substrate is 3Kw at 700 ℃ and 4KW at 900 ℃.
Although it is about 20% larger than when graphite is used, since the substrate 71 is directly fixed to the molybdenum substrate holder 72, the growth temperature is highly uniform and the amount of adsorbed gas is smaller than that of graphite. The advantage of being able to reduce the residual oxygen concentration was also created, and higher quality crystal growth became possible.

【0035】ここで再度、図4を見ると、本実施例の半
導体加工装置では、MOCVD成長室60に隣接し、か
つ、真空を破ることなく(ないし少なくとも大気に曝す
ことなく)、排気チェンバ65、ゲートバルブ69を介して
基板の相互移送が可能な関係でECRエッチング室66が
設けられている。こうした装置構成は、例えばAlGaAs系
化合物半導体の加工において極めて有利である。この種
の加工対象では、アルミニウムの濃度が高い程、酸化さ
れ易く、したがって、一旦大気に曝した後に結晶再成長
を行って埋め込み構造を作ったり、低抵抗オーミックコ
ンタクト層を形成することは困難であった。ところが、
この実施例におけるように、ロードロック室67とMOC
VD成長室60の間にエッチング室66を設けると、ある素
工程で結晶成長を行った基板に対し、エッチング加工を
施した後にも、当該基板表面を酸化させることなく、引
き続き次の素工程で再度結晶成長を行うことができる。
この効果はかなり大きく、良好なヘテロ界面を持つ半導
体レーザや低オーミックコンタクトの化合物半導体トラ
ンジスタ等を生産性良く作製することができる。
Referring again to FIG. 4, in the semiconductor processing apparatus of this embodiment, the exhaust chamber 65 is adjacent to the MOCVD growth chamber 60 and does not break the vacuum (or at least not exposed to the atmosphere). The ECR etching chamber 66 is provided so that the substrates can be transferred to each other via the gate valve 69. Such a device configuration is extremely advantageous in processing an AlGaAs compound semiconductor, for example. In this type of processing target, the higher the aluminum concentration is, the more easily it is oxidized, and therefore it is difficult to form a buried structure by performing crystal regrowth after once exposing it to the atmosphere, or to form a low resistance ohmic contact layer. there were. However,
As in this embodiment, load lock chamber 67 and MOC
When the etching chamber 66 is provided between the VD growth chambers 60, even after the etching process is performed on the substrate on which the crystal growth is performed in a certain elementary process, the substrate surface is not oxidized in the next elementary process continuously. Crystal growth can be performed again.
This effect is considerably large, and a semiconductor laser having a favorable hetero interface, a compound semiconductor transistor with low ohmic contact, and the like can be manufactured with high productivity.

【0036】図6には、この実施例装置で用いられたE
CRエッチング室66の内部構成の要部が概略的に示され
ている。 1×10-6Pa程度にも及ぶ超高真空環境で使用可
能なECRイオン源を実現するため、マイクロ波導波管
の接続される導波管接続部83からのマイクロ波導入口に
はICFフランジ付きのセラミック窓84を用いた。これ
は石英製でも良い。また、反応性ガスは石英製のノズル
85を介しプラズマ発生室86に導かれるが、プラズマ発生
室86は、ニッケルメッキ付きのステンレス容器か、より
望ましくは導電性の炭化シリコン(SiC) 容器87の内部空
間として構成されている。プラズマ発生室86を SiCで囲
むことは、エッチング後の汚染を軽減する上で効果があ
る。また、上述のセラミック窓84は、この容器87の底部
に設けられた開口を物理的に塞ぎ、空間的な隔離状態を
形成する一方で、マイクロ波に対しては導入口を構成す
るものである。
FIG. 6 shows the E used in the apparatus of this embodiment.
The main part of the internal structure of the CR etching chamber 66 is schematically shown. In order to realize an ECR ion source that can be used in an ultra-high vacuum environment as high as 1 × 10 -6 Pa, an ICF flange is provided at the microwave introduction port from the waveguide connection part 83 to which the microwave waveguide is connected. The ceramic window 84 of was used. This may be made of quartz. The reactive gas is a quartz nozzle.
It is guided to the plasma generation chamber 86 via 85, and the plasma generation chamber 86 is configured as an internal space of a nickel-plated stainless steel container or, more preferably, a conductive silicon carbide (SiC) container 87. Surrounding the plasma generation chamber 86 with SiC is effective in reducing contamination after etching. Further, the above-mentioned ceramic window 84 physically closes the opening provided at the bottom of the container 87 to form a spatially isolated state, while forming an inlet for microwaves. .

【0037】電磁石または永久磁石による磁気発生手段
89からの直流磁界印加状態下でマイクロ波導入口である
セラミック窓84を介しマイクロ波を照射すると、プラズ
マ発生室86とその上部に設けられたシース電極91により
限られた空間内にプラズマが発生する。発生したプラズ
マはプラズマ発生室86のさらに上方に設けられている一
対の加速、引き出し電極対90により加速されながら引き
出され、基板ホルダ72に支持されている基板71に照射さ
れる。エッチングを行うには、移送フォーク77により基
板71を基板ホルダ72共々、MOCVD成長室66の内部か
らエッチング室内部空間の中央に移送した後、概略的に
その一部を示すXYZマニュピュレータ92の先端に固定
されているエッチング室内フォーク93によりすくい上
げ、水冷プレート94の下に接触しているインジウム板95
に基板ホルダ72を押し付ける。インジウム板95は、基板
ホルダ72と基板ホルダ冷却用の水冷プレート94との間の
熱抵抗を低減する効果がある。フォーク93と水冷プレー
ト94とはセラミック電流導入端子96により電気的に絶縁
され、その結果、イオン電流の測定が可能になってい
る。こうした構成のECRエッチング室66にて、プラズ
マ発生室86、シース電極91、加速電極の電位を+400V、
引き出し電極を零電位(接地電位)とし、印加磁界 0.1
Tの下、プラズマ発生室に Cl2ガスを導入しながら電力
50Wのマイクロ波を照射した所、電流密度 200μA/cm
2 程度のイオン電流が得られ、GaAsエッチング速度とし
て60nm/min 程度が得られた。
Magnetic generation means by electromagnet or permanent magnet
When microwaves are radiated through the ceramic window 84, which is a microwave introduction port, under the application of the DC magnetic field from 89, plasma is generated in a limited space by the plasma generation chamber 86 and the sheath electrode 91 provided above the plasma generation chamber 86. . The generated plasma is extracted while being accelerated by a pair of acceleration / extraction electrode pairs 90 provided further above the plasma generation chamber 86, and is applied to the substrate 71 supported by the substrate holder 72. In order to perform the etching, the substrate 71 together with the substrate holder 72 is transferred from the inside of the MOCVD growth chamber 66 to the center of the space inside the etching chamber by the transfer fork 77, and then the tip of the XYZ manipulator 92 schematically showing a part thereof. Scooped up by the etching chamber fork 93 fixed to the indium plate 95 which is in contact with the bottom of the water cooling plate 94.
Press the substrate holder 72 against. The indium plate 95 has an effect of reducing thermal resistance between the substrate holder 72 and the water cooling plate 94 for cooling the substrate holder. The fork 93 and the water cooling plate 94 are electrically insulated by the ceramic current introduction terminal 96, and as a result, the ion current can be measured. In the ECR etching chamber 66 having such a configuration, the potentials of the plasma generating chamber 86, the sheath electrode 91, and the accelerating electrode are +400 V,
The extraction electrode is set to zero potential (ground potential) and the applied magnetic field is 0.1
Under T, electric power is supplied while introducing Cl 2 gas into the plasma generation chamber.
When irradiated with microwave of 50W, current density is 200μA / cm
An ion current of about 2 was obtained, and a GaAs etching rate of about 60 nm / min was obtained.

【0038】このような構成では、水冷プレート94に直
流電圧や高周波を印加することで基板バイアス状態を変
化させてエッチングを行ったり、いわゆる平行平板型の
高周波エッチングモードを採用することもできる。さら
に、すでに報告されているように、イオン損傷を低減す
るため、引き出し電極90の極性を反転し、塩素ガス雰囲
気中での電子線照射エッチングも可能である。
In such a structure, it is possible to apply a DC voltage or a high frequency to the water cooling plate 94 to change the substrate bias state for etching, or to employ a so-called parallel plate type high frequency etching mode. Furthermore, as already reported, in order to reduce ion damage, the polarity of the extraction electrode 90 can be reversed and electron beam irradiation etching in a chlorine gas atmosphere is also possible.

【0039】ECRエッチングではなく、平行平板型の
エッチングを採用するのであれば、本発明によると、M
OCVD成長室60内の反応炉自体をエッチング室として
も利用する構成が提案される。
If parallel plate type etching is adopted instead of ECR etching, according to the present invention, M
A configuration is proposed in which the reaction furnace itself in the OCVD growth chamber 60 is also used as an etching chamber.

【0040】図7にはそのような場合の要部構成が概略
的に示されている。すなわち、図示の構造は、これまで
説明したMOCVD反応炉63の機能とエッチング室66の
機能を併せ持つMOCVD反応炉兼エッチング室100 で
ある。ただし、各構成要素に図4,5中と同一の符号を
付して示すように、反応炉としての構造は当該図4,5
に示したものと同じで良いので、これら個々の構成要素
に関する説明はすでに述べた所を援用することができ
る。
FIG. 7 schematically shows the structure of the main part in such a case. That is, the illustrated structure is the MOCVD reaction furnace / etching chamber 100 that has both the functions of the MOCVD reaction furnace 63 and the etching chamber 66 described above. However, as shown by attaching the same reference numerals to the respective constituent elements in FIGS.
Since it may be the same as that shown in the above, the description on these individual components can be incorporated by reference to the parts already described.

【0041】特徴的なことは、反応炉自体に電極構造が
付与されていることと、外管64の材質である石英をマッ
チングコンデンサの端子間誘電体として利用しているこ
とであって、各電極は次のように設けられている。ま
ず、石英外管64の外壁には、軸方向に所定の長さに亙り
外壁のほぼ全周近くを取り囲むように第一の金属板101
が設けられており、かつ、内壁側には、この第一の金属
板101 と対向する関係で第二の金属板102 が設けられて
いる。ただし、この第二の金属板102 は石英外管64の内
壁の全周というより、むしろ当該外管64内に収められる
石英内管70の上面より上方部分にその殆どが設けられて
いる。また、この第二の金属板102 には、これから延長
する舌片状の導体部分 103があり、これが先端近傍で基
板ホルダ72の上面に接触している。一方、反応管内管70
の内壁において基板71に対向する部位には第三の金属板
104 が設けられている。
The characteristics are that the reaction furnace itself is provided with an electrode structure and that the material of the outer tube 64, quartz, is used as the inter-terminal dielectric of the matching capacitor. The electrodes are provided as follows. First, on the outer wall of the quartz outer tube 64, the first metal plate 101 is provided so as to surround the outer wall for a predetermined length in the axial direction and to surround almost the entire circumference of the outer wall.
And a second metal plate 102 is provided on the inner wall side so as to face the first metal plate 101. However, most of the second metal plate 102 is provided not on the entire circumference of the inner wall of the quartz outer tube 64 but on a portion above the upper surface of the quartz inner tube 70 housed in the outer tube 64. The second metal plate 102 has a tongue-shaped conductor portion 103 extending from the second metal plate 102, which is in contact with the upper surface of the substrate holder 72 in the vicinity of the tip. On the other hand, the reaction tube inner tube 70
A third metal plate is provided on the inner wall of the substrate facing the substrate 71.
104 are provided.

【0042】このような構造になっているので、第一の
金属板101 と第二の金属板102 との間の石英外管64の板
厚部分は、第一金属板101 を第一端子導体、第二金属板
102を第二端子導体とするコンデンサの端子間誘電体と
なる。実際、本発明者の実験ではキャパシタンス20pf程
度のコンデンサが得られた。その一方で、第一金属板10
1 と第三金属板104 とは、いずれも外部からアクセスし
易い位置に設けられているため、第一金属板101 に適宜
設けた給電部105 と、一般に接地電極となる第三金属板
104 との間に高周波電力を印加することで、整合用コン
デンサを内包した形で平行平板型のプラズマ発生機構を
実現することができる。
With such a structure, the thickness of the quartz outer tube 64 between the first metal plate 101 and the second metal plate 102 is determined by connecting the first metal plate 101 to the first terminal conductor. , Second metal plate
It serves as an inter-terminal dielectric of a capacitor having 102 as a second terminal conductor. In fact, in the experiment conducted by the present inventor, a capacitor having a capacitance of about 20 pf was obtained. On the other hand, the first metal plate 10
Since 1 and the third metal plate 104 are both provided at positions that are easily accessible from the outside, the power feeding section 105 appropriately provided on the first metal plate 101 and the third metal plate that is generally the ground electrode
By applying high-frequency power between the capacitor 104 and 104, it is possible to realize a parallel plate type plasma generation mechanism including a matching capacitor.

【0043】以上説明したような本発明による半導体加
工装置を用い、実際にAlGaAs系の量子井戸型面発光レー
ザを作製した所、極めて良好な結果が得られた。本発明
による原料ガス供給装置(図1,2)では、既述のよう
に、各系統ごとに専用に必要であった圧力調整ループが
省略され、かつ、有機金属混合気が直接に流量調整弁に
供給されるので、任意の組成を持つ化合物半導体がより
急峻に再現性良く作製できたのである。ちなみに、実際
に作製された面発光レーザの特性は、15μm2から20μ
2 のものでしきい値電流 3ないし5mA、しきい値電流密
度1KA 程度と、現時点で得られる最高水準のものとなっ
た。これには基板の結晶成長面を下向きにした構成や、
既述した他の工夫も大いに寄与している。
When an AlGaAs-based quantum well type surface emitting laser was actually manufactured using the semiconductor processing apparatus according to the present invention as described above, extremely good results were obtained. In the raw material gas supply device (FIGS. 1 and 2) according to the present invention, as described above, the pressure adjusting loop, which is required for each system, is omitted, and the organometallic mixture is directly supplied to the flow rate adjusting valve. Therefore, a compound semiconductor having an arbitrary composition could be manufactured more rapidly and with good reproducibility. By the way, the characteristics of the surface-emitting laser actually manufactured are 15 μm 2 to 20 μm.
With the m 2 type, the threshold current was 3 to 5 mA and the threshold current density was about 1 KA, which was the highest level obtained at the present time. For this, the structure with the crystal growth surface of the substrate facing downward,
The other devices mentioned above have also contributed greatly.

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明によると、MOCVD用成長室と
これへの原料ガス供給装置とを含む半導体加工装置にお
いて、結晶成長膜の高品質化、組成制御の精密化、結晶
欠陥の低減、装置としての保守性の向上等々、従来にな
い多々なる利点を得ることができる。特に、本発明の特
定の態様においてMOCVD反応炉に対しエッチング室
を並設するか、MOCVD反応炉自体をエッチング室と
しても兼用する構成を採用すると、各種半導体デバイス
を作製する上で、不測にも形成された酸化膜の除去工程
等が不要となり、製造工程を結果として単純化したり、
作製されるデバイス自体の特性を飛躍的に向上させるこ
とができる。
According to the present invention, in a semiconductor processing apparatus including a growth chamber for MOCVD and a source gas supply device for the growth chamber, the quality of a crystal growth film is improved, the composition is controlled precisely, the crystal defects are reduced, and the apparatus is improved. As a result, it is possible to obtain various advantages that are not available in the past, such as improvement in maintainability. In particular, in a specific aspect of the present invention, if an etching chamber is provided in parallel with the MOCVD reaction furnace, or if the MOCVD reaction furnace itself is also used as the etching chamber, unexpectedly in manufacturing various semiconductor devices. It eliminates the need to remove the oxide film formed, simplifying the manufacturing process,
The characteristics of the manufactured device itself can be dramatically improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の半導体加工装置に用いる原料ガス供給
装置の一例における配管系統の説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a piping system in an example of a raw material gas supply device used in a semiconductor processing apparatus of the present invention.

【図2】図1に示された原料ガス供給装置の要部構成を
概略的に示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a main part configuration of the raw material gas supply device shown in FIG.

【図3】バブラにおける改良部分の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of an improved portion of the bubbler.

【図4】本発明の望ましい一実施例における装置の全体
構成の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of an overall configuration of an apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

【図5】MOCVD反応炉の石英内管に関する望ましい
構造例の説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a desirable structural example of the quartz inner tube of the MOCVD reactor.

【図6】本発明の装置に組み込むと望ましいECRエッ
チング室の概略的な構成図である。
FIG. 6 is a schematic structural diagram of an ECR etching chamber which is preferable to be incorporated in the apparatus of the present invention.

【図7】MOCVD反応炉をエッチング室としても利用
する場合の望ましい構造例の概略的な説明図である。
FIG. 7 is a schematic explanatory diagram of a desirable structural example when the MOCVD reactor is also used as an etching chamber.

【図8】従来のMOCVD成長用原料ガス供給装置にお
ける配管系統要部の説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a main part of a piping system in a conventional source gas supply device for MOCVD growth.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

30 原料ガス供給装置; 31 恒温槽; 32 全系共通の流量調整弁; 33 水素供給ライン; 34,35,36,37 弁; 38 複合バルブ; 41 バブラ; 42,42’流量調整弁; 43,44,43’,44’ 弁; 49 水素排気ライン; 50 圧力ゲージ; 51 可変コンダクタンスバルブ; 53 バブラボトル; 54 銅ブロック; 56 水冷ジャケット; 60 MOCVD成長室; 63 反応炉; 64 石英外管; 65 排気チェンバ; 66 ECRエッチング室; 67 ロードロック室; 70 石英内管; 71 基板; 72 基板ホルダ; 74 角孔; 76 拡散部材; 77 移送用フォーク; 78 石英カバー; 83 マイクロ波導入口; 84 セラミック窓; 85 石英ノズル; 86 プラズマ発生室; 87 導電性炭化シリコン容器; 90 加速、引き出し電極対; 91 シース電極; 92 XYZマニュピュレータ; 93 エッチング室内フォーク; 94 水冷プレート; 95 インジウム板; 100 MOCVD反応炉兼エッチング室; 101 第一金属板; 102 第二金属板; 103 舌片状導体部分; 104 第三金属板; 105 給電部. 30 Source gas supply device; 31 Constant temperature bath; 32 Flow control valve common to all systems; 33 Hydrogen supply line; 34, 35, 36, 37 valves; 38 Combined valve; 41 Bubbler; 42, 42 'Flow control valve; 43, 44, 43 ', 44' valves; 49 hydrogen exhaust line; 50 pressure gauge; 51 variable conductance valve; 53 bubbler bottle; 54 copper block; 56 water cooling jacket; 60 MOCVD growth chamber; 63 reactor; 64 quartz outer tube; 65 exhaust Chamber; 66 ECR etching chamber; 67 load lock chamber; 70 quartz inner tube; 71 substrate; 72 substrate holder; 74 square hole; 76 diffusion member; 77 transfer fork; 78 quartz cover; 83 microwave inlet port; 84 ceramic window; 85 Quartz nozzle; 86 Plasma generation chamber; 87 Conductive silicon carbide container; 90 Accelerating / extracting electrode pair; 91 Sheath electrode; 92 XYZ manipulator; 93 Etching chamber fork; 94 Water cooling plate 95 indium plate; 100 MOCVD reactor and etching chamber; 101 first metal plate; 102 second metal plate; 103 tongue-like conductive portions; 104 third metal plate; 105 power source.

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 有機金属気相成長用反応炉を含む有機金
属気相成長室と、水素によってバブラ内の液体有機金属
をバブリングすることで得られた原料ガスを上記反応炉
中に供給する原料ガス供給装置とを少なくとも有する半
導体加工装置であって;上記原料ガス供給装置内にあっ
て上記バブラの出口から上記反応炉への配管中に上記原
料ガスの流量を調整する流量調整弁を挿入すると共に;
該バブラの出口から上記流量調整弁を介し上記反応炉へ
の配管接続部分までの配管系を恒温槽に収めたこと;を
特徴とする半導体加工装置。
1. A metal-organic vapor-phase growth chamber including a metal-organic vapor-phase growth reactor, and a raw material for supplying a source gas obtained by bubbling liquid organic metal in a bubbler into the reactor. A semiconductor processing apparatus having at least a gas supply device; a flow rate adjusting valve for adjusting a flow rate of the raw material gas is inserted into a pipe from the bubbler outlet to the reactor in the raw material gas supply device. With;
A semiconductor processing apparatus, wherein a piping system from an outlet of the bubbler to a pipe connecting portion to the reaction furnace via the flow rate adjusting valve is housed in a constant temperature bath.
【請求項2】 請求項1に記載の装置であって;上記バ
ブラの出口には複数の流量調整弁が備えられ、上記原料
ガスは該複数の流量調整弁の中の一つを介して選択的に
上記反応炉に供給されること;を特徴とする半導体加工
装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein a plurality of flow rate adjusting valves are provided at the outlet of the bubbler, and the raw material gas is selected via one of the plurality of flow rate adjusting valves. Is supplied to the above reaction furnace.
【請求項3】 請求項1または2に記載の装置であっ
て;上記反応炉内において上記有機金属気相成長の対象
となる基板は、基板ホルダにより、結晶成長面を下向き
にして保持されること;を特徴とする半導体加工装置。
3. The apparatus according to claim 1, wherein the substrate to be subjected to the metal organic chemical vapor deposition in the reaction furnace is held by a substrate holder with its crystal growth surface facing downward. Semiconductor processing equipment characterized by the following.
【請求項4】 請求項3に記載の装置であって;上記反
応炉は外管と該外管内に収められる内管とから構成さ
れ、該内管内を上記原料ガス流が通過するようになって
いると共に;上記基板ホルダは、上記内管の上部に設け
られた孔内に基板を落とし込むようにして基板を収め、
これにより該内管内の原料ガスの流路と該内管外の基板
ホルダ移送経路とが分離されていること;を特徴とする
半導体加工装置。
4. The apparatus according to claim 3, wherein the reaction furnace comprises an outer tube and an inner tube housed in the outer tube, and the raw material gas flow passes through the inner tube. And the substrate holder accommodates the substrate by dropping it into the hole provided in the upper portion of the inner tube,
With this, the flow path of the raw material gas in the inner pipe and the substrate holder transfer path outside the inner pipe are separated from each other;
【請求項5】 請求項1,2,3または4に記載の装置
であって;上記有機金属成長室に隣接して真空を破るこ
となく上記基板を移送可能な関係でエッチング室を設け
たこと;を特徴とする半導体加工装置。
5. The apparatus according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein an etching chamber is provided adjacent to the organometallic growth chamber so that the substrate can be transferred without breaking a vacuum. A semiconductor processing apparatus characterized by:
【請求項6】 請求項5に記載の装置であって;上記エ
ッチング室はECRエッチング室であること;を特徴と
する半導体加工装置。
6. The semiconductor processing apparatus according to claim 5, wherein the etching chamber is an ECR etching chamber.
【請求項7】 請求項6に記載の装置であって;上記E
CRエッチング室へのマイクロ波導入口から導入される
マイクロ波は、石英またはセラミック窓を介して室内に
導入されること;を特徴とする半導体加工装置。
7. The apparatus according to claim 6, wherein said E
Microwaves introduced from a microwave introduction port to the CR etching chamber are introduced into the chamber through a quartz or ceramic window.
【請求項8】 請求項6または7に記載の装置であっ
て;上記エッチング室内におけるプラズマ発生室は、導
電性炭化シリコン容器により構成されていること;を特
徴とする半導体加工装置。
8. The semiconductor processing apparatus according to claim 6, wherein the plasma generation chamber in the etching chamber is formed of a conductive silicon carbide container.
【請求項9】 請求項6,7または8に記載の装置であ
って;上記エッチング室内において上記基板ホルダを冷
却する水冷プレートは、インジウム板を介して該基板ホ
ルダに接触していること;を特徴とする半導体加工装
置。
9. The apparatus according to claim 6, 7 or 8, wherein a water cooling plate for cooling the substrate holder in the etching chamber is in contact with the substrate holder via an indium plate. Characteristic semiconductor processing equipment.
【請求項10】 請求項1,2,3または4に記載の装
置であって;上記反応炉内には、上記基板を挟む関係で
プラズマ発生用高周波電力印加用の一対の金属板が設け
られ、これにより該反応炉は、平行平板型プラズマ発生
機構を持つエッチング室としても機能すること;を特徴
とする半導体加工装置。
10. The apparatus according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein a pair of metal plates for applying high frequency power for plasma generation are provided in the reaction furnace so as to sandwich the substrate. , Thereby allowing the reaction furnace to also function as an etching chamber having a parallel plate type plasma generation mechanism.
【請求項11】 請求項4に記載の装置であって;上記
反応炉の上記外管に対し、その軸方向及び周方向にそれ
ぞれ所定の寸法で沿った第一の金属板と,該外管の内壁
において上記第一の金属板と対向し、該第一の金属板と
の間でコンデンサを形成する第二の金属板と,該第二の
金属板から延長し、上記基板ホルダに接触する導体部分
と,上記内管の内壁に沿い上記導体部分に対向する第三
の金属板と,を有し;該第一、第三金属板がプラズマ発
生用高周波電力を印加するための一対の電極となってい
ることで、該反応炉は平行平板型プラズマ発生機構を持
つエッチング室としても機能すること;を特徴とする半
導体加工装置。
11. The apparatus according to claim 4, wherein a first metal plate is provided along the outer tube of the reaction furnace with predetermined dimensions in the axial direction and the circumferential direction, respectively, and the outer tube. A second metal plate that faces the first metal plate on the inner wall of the substrate and forms a capacitor between the first metal plate and the second metal plate, and extends from the second metal plate to contact the substrate holder A conductor portion and a third metal plate facing the conductor portion along the inner wall of the inner tube; the pair of electrodes for applying high-frequency power for plasma generation by the first and third metal plates. That is, the reaction furnace also functions as an etching chamber having a parallel plate type plasma generation mechanism;
【請求項12】 有機金属気相成長用反応炉を含む有機
金属気相成長室と、水素によってバブラ内の液体有機金
属をバブリングすることで得られた原料ガスを上記反応
炉中に供給する原料ガス供給装置とを少なくとも有する
半導体加工装置であって;上記反応炉内には、上記基板
を挟む関係でプラズマ発生用高周波電力印加用の一対の
金属板が設けられ、これにより該反応炉は、平行平板型
プラズマ発生機構を持つエッチング室としても機能する
こと;を特徴とする半導体加工装置。
12. A metal-organic vapor-phase growth chamber containing a metal-organic vapor-phase growth reactor, and a raw material for supplying a source gas obtained by bubbling liquid organic metal in a bubbler into the reactor. A semiconductor processing apparatus having at least a gas supply device; a pair of metal plates for applying high-frequency power for plasma generation are provided in the reaction furnace so as to sandwich the substrate, whereby the reaction furnace is A semiconductor processing apparatus characterized by also functioning as an etching chamber having a parallel plate type plasma generation mechanism.
【請求項13】 有機金属気相成長用反応炉を含む有機
金属気相成長室と、水素によってバブラ内の液体有機金
属をバブリングすることで得られた原料ガスを上記反応
炉中に供給する原料ガス供給装置とを少なくとも有する
半導体加工装置であって;上記反応炉は外管と該外管内
に収められる内管とから構成され、該内管内を上記原料
ガス流が通過するようになっていると共に;上記有機金
属成長の対象となる基板を保持する基板ホルダは、上記
内管の上部に設けられた孔内に該基板を落とし込むよう
にして該基板の結晶成長面を下向きにして収める一方;
上記反応炉には、該反応炉の上記外管に対し、その軸方
向及び周方向にそれぞれ所定の寸法で沿った第一の金属
板と,該外管の内壁において上記第一の金属板と対向
し、該第一の金属板との間でコンデンサを形成する第二
の金属板と,該第二の金属板から延長し、上記基板ホル
ダに接触する導体部分と,上記内管の内壁に沿い上記導
体部分に対向する第三の金属板とが設けられ;該第一、
第三金属板がプラズマ発生用高周波電力を印加するため
の一対の電極となっていることで、該反応炉は平行平板
型プラズマ発生機構を持つエッチング室としても機能す
ること;を特徴とする半導体加工装置。
13. A metal-organic vapor-phase growth chamber containing a metal-organic vapor-phase growth reactor, and a raw material for supplying a raw material gas obtained by bubbling liquid organic metal in a bubbler into the reactor. A semiconductor processing apparatus having at least a gas supply device; the reaction furnace includes an outer tube and an inner tube housed in the outer tube, and the raw material gas flow passes through the inner tube. In addition, the substrate holder for holding the substrate to be the target of organometallic growth stores the substrate with the crystal growth surface of the substrate facing downward so as to drop the substrate into the hole provided in the upper portion of the inner tube;
In the reaction furnace, a first metal plate along the outer tube of the reaction furnace along a predetermined dimension in the axial direction and the circumferential direction, and the first metal plate on the inner wall of the outer tube A second metal plate facing each other and forming a capacitor between the first metal plate, a conductor portion extending from the second metal plate and contacting the substrate holder, and an inner wall of the inner pipe. A third metal plate along the conductor portion opposite the conductor portion;
The third metal plate serves as a pair of electrodes for applying high-frequency power for plasma generation, so that the reaction furnace also functions as an etching chamber having a parallel plate plasma generation mechanism. Processing equipment.
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