JPH10237654A

JPH10237654A - 気相成長装置

Info

Publication number: JPH10237654A
Application number: JP3621497A
Authority: JP
Inventors: Michio Takahashi; 道生高橋; Hiroaki Tanaka; 宏明田中
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1997-02-20
Filing date: 1997-02-20
Publication date: 1998-09-08

Abstract

(57)【要約】【課題】１つのガス供給制御装置と複数の反応炉から
なり、成長膜の品質を損なうことなく、設備費用および
設備設置スペースを減少させることができる気相成長装
置を提供する。【解決手段】一つのガス供給制御装置５と、該ガス供
給制御装置５に接続した複数の反応炉１ａ、１ｂと、該
複数の反応炉１ａ、１ｂのそれぞれに接続し、相互に分
離した複数のパージライン１７ａ、１７ｂと、前記複数
の反応炉１ａ、１ｂに接続し、前記複数のパージライン
１７ａ、１７ｂから分離した一つの真空排気ライン３
と、前記複数の反応炉１ａ、１ｂに接続し、前記複数の
パージライン１７ａ、１７ｂから分離された一つの原料
ガス排気ライン２を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数個の反応炉を
有する気相成長装置の排気に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の気相成長装置は、ウエハを載置し
て加熱し、原料ガスを加熱分解してウエハ上に薄膜を形
成する反応炉と、原料ガスを供給するためのガス供給制
御装置、反応炉から排出される未反応の原料ガスを含む
排気ガスを除害して排気する排気系に大別できる。この
排気系は、通常３本の排気ラインから構成されている。
即ち、１）原料ガス排気ライン：成長中の反応炉内の圧力を設
定値に制御するための圧力制御手段を有し、成長中に反
応炉から排出される未反応の原料ガスを除害装置へ導く
（減圧成長する場合は、このラインに減圧ポンプ、圧力
制御手段を付設する）。２）真空排気ライン：反応炉内を真空引きする。３）パージライン：成長前後の反応炉内ガスを水素ガス
などでパージをする際に、パージガスを排気する。

【０００３】気相成長装置で薄膜を製造しようとする場
合、製造工程にはウエハのセット、反応炉内ガスの前パ
ージ、成長、反応炉内ガスの後パージ、ウエハ取り出し
といった工程がある。この製造工程のうち、成長工程の
占める割合は、時間にして全体の１／３程度である。そ
こで従来は、気相成長装置による薄膜の生産能力を上げ
ようとする場合、除害装置等の周辺設備を含めて一括し
て設備を増設していた。そのため、設備費用が２倍、３
倍となるばかりでなく、スペースも２倍、３倍のものを
要していた。最近、この問題を解決するため、反応炉だ
けを２台若しくはそれ以上を備える方法が検討されてき
ている。この場合、１つの反応炉が成長工程にあると
き、他の反応炉でウエハのセット等別工程を行い、１つ
の反応炉で成長が終了した後、他の反応炉で直ちに次の
成長を開始して、薄膜成長の効率化を図るものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
反応炉だけを複数個備えた装置には次のような問題があ
った。図５を用いて、２個の反応炉１ａ、１ｂと、一つ
の排気系（原料ガス排気ライン２、真空排気ライン３、
パージライン４からなる）、一つのガス供給制御装置５
からなる装置について説明する。反応炉１ａが成長前の
パージ工程にあり、反応炉１ｂが成長工程にあるとす
る。ガス供給制御装置５からは、各々の反応炉１ａ、１
ｂに要求されるガスを供給する。この時は、バルブ６
ｂ、９ｂが開き、バルブ６ａ、６ｃ、９ａが閉じて、反
応炉１ａのパージラインが開かれている。また、バルブ
７ｃ、９ｃが開き、バルブ７ａ、７ｂが閉じて、反応炉
１ｂの原料ガス排気ラインが開かれている。反応炉１ｂ
の成長工程が終了し、後パージ工程に入るときは、ガス
供給制御装置５から原料ガスの供給を止め、パージ用の
例えばＨ₂ガスを供給し、バルブ７ｃを閉じ、バルブ７
ｂを開ける。そうすると、パージライン４には反応炉１
ａ、１ｂの２個分の流量のパージガスが流れ、当初パー
ジしていた反応炉１ａ内の圧力が上がり、排気している
パージガスが逆流してくる恐れがあった。その結果、反
応炉１ａは逆流してきたパーティクルで汚染され、反応
炉１ａ内の製品が不良となる恐れがあった。なお、図
中、８ａ、８ｂはバルブ、１０は圧力調整のニードルバ
ルブ、１１ａ、１１ｂは真空ポンプ、１２は除害装置、
１３はブロワー、１４ａ、１４ｂは圧力計である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決すべくなされたもので、請求項１記載の発明は、一つ
のガス供給制御装置と、該ガス供給制御装置に接続した
複数の反応炉と、該複数の反応炉のそれぞれに接続し、
相互に分離した複数のパージラインと、前記複数の反応
炉に接続し、前記複数のパージラインから分離した一つ
の真空排気ラインと、前記複数の反応炉に接続し、前記
複数のパージラインから分離された一つの原料ガス排気
ラインを備えたことを特徴とする気相成長装置である。

【０００６】また、請求項２記載の発明は、一つのガス
供給制御装置と、該ガス供給制御装置に接続した複数の
反応炉と、該複数の反応炉に接続した圧力制御手段を有
する一つのパージラインと、前記複数の反応炉に接続し
た一つの真空排気ラインと、前記複数の反応炉に接続し
た一つの原料ガス排気ラインを備えたことを特徴とする
気相成長装置である。

【０００７】請求項１記載の発明では、複数の反応炉の
それぞれは、相互に分離した複数のパージラインに接続
しているので、パージ中の反応炉には他の反応炉がパー
ジ工程に入った際に、圧力が変動してパージガスが逆流
することはない。

【０００８】請求項２記載の発明では、複数の反応炉に
は圧力制御手段を有する一つのパージラインが接続して
いるので、パージラインの圧力は常に所定の圧力に制御
され、パージ中の反応炉内の圧力は他の反応炉の影響を
受けて変動することはなく、パージガスが反応炉内に逆
流することもない。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を詳細に説明する。（実施形態１）図１は、本発明にかかる気相成長装置の
一実施形態の説明図である。図１において、図５に関し
て説明した部分と同部分は同符号で指示してある。本実
施形態は、２個の反応炉１ａ、１ｂと、該２個の反応炉
１ａ、１ｂに接続された一つのガス供給制御装置５、原
料ガス排気ライン２、真空排気ライン３、反応炉１ａに
接続されたパージライン１７ａ、および反応炉１ｂに接
続されたパージライン１７ｂとからなる。パージライン
１７ａ、１７ｂは相互に分離しているとともに、原料ガ
ス排気ライン２および真空排気ライン３からも分離して
いる。また、パージライン１７ａ、１７ｂには、それぞ
れに除害装置１５ａ、１５ｂ、ブロワー１６ａ、１６ｂ
が設けられている。本実施形態において、反応炉１ａが
成長前のパージ工程にあり、反応炉１ｂが成長工程にあ
るとする。この時は、バルブ６ｂが開き、バルブ６ａ、
６ｃが閉じており、パージライン１７ａを用いてパージ
している。また、バルブ７ｃ、９ｃが開き、バルブ７
ａ、７ｂ、９ａが閉じている。その後、反応炉１ｂの成
長工程が終了し、後パージ工程に入るときは、バルブ７
ｃを閉じ、バルブ７ｂを開け、パージライン１７ｂを用
いてパージする。この際、パージライン１７ａ、１７ｂ
は分離されているので、パージライン１７ａはパージラ
イン１７ｂの影響を受けることがなく、圧力変動もな
く、排気しているパージガスが逆流することもない。ま
た、反応炉１ｂが成長中で、反応炉１ａが真空引きを開
始する場合でも、反応炉１ａ側のバルブ６ｂは開から閉
へ、バルブ６ａは閉から開へ、バルブ９ａは閉から開と
なり、真空ポンプ１１ａから真空の排気がなされるが、
反応炉１ｂにとってはニードルバルブ１０、真空ポンプ
１１ｂの後流側に合流するので、反応炉１ｂの圧力変動
は生じない。

【００１０】（実施形態２）図２は、本発明の他の実施
形態の説明図である。本実施形態は、２個の反応炉１
ａ、１ｂと、該２個の反応炉１ａ、１ｂに接続された一
つのガス供給制御装置５、原料ガス排気ライン２、真空
排気ライン３およびパージライン１８とからなる。原料
ガス排気ライン２、真空排気ライン３およびパージライ
ン１８は共通の除害装置１２およびブロワー１３に接続
している。パージライン１８には圧力センサー１９と、
該圧力センサー１９からの出力により圧力調整を行う圧
力制御バルブ２０とからなる圧力制御手段が設けられて
いる。圧力制御バルブ２０としては、可変コンダクタン
ス方式のバタフライ型バルブを用いた。また、パージラ
イン１８は原料ガス排気ライン２および真空排気ライン
３と共用する除害装置１２、ブロワー１３に接続してい
る。本実施形態において、パージライン１８の設定圧力
を７００Ｔｏｒｒとし、反応炉１ａを５０リットル／ｍ
ｉｎの流量の水素ガスでパージ中に、反応炉１ｂから同
流量の水素ガスを混合させた。そうすると、水素ガスの
混合当初には、パージライン１８には±７Ｔｏｒｒ程度
の圧力変動が生じたが、数秒後には設定圧力に戻った。
また、反応炉１ａを上記条件でパージ中に、反応炉１ｂ
を真空ポンプ１１ａで真空引きを開始したところ（バル
ブ９ａ、９ｂが開いて、パージライン１８と真空排気ラ
イン３が連通する）、最初はパージライン１８には±１
０Ｔｏｒｒ程度の圧力変動が生じたが、数秒後には設定
圧力に戻った。このような圧力変動と変動時間の制御
は、上記の運転条件においては十分に許容範囲に入るも
のであった。なお、圧力変動と変動時間の許容範囲は、
成長装置とその運転条件により定まることは言うまでも
ない。本実施形態では、反応炉の個数が増えても、実施
形態１のようにパージライン、除害装置、真空ポンプ、
ブロワーが増加することがなく、装置が簡単化し、設備
費の増加も少ない。

【００１１】（実施形態３）図３は、本発明のさらなる
他の実施形態の説明図である。本実施形態は、実施形態
２において、パージライン１８と真空排気ライン３を原
料ガス排気ライン２から分離し、パージライン１８と真
空排気ライン３を新たに設けられた共用する除害装置２
１およびブロワー２２に接続したものである。なお、除
害装置２１およびブロワー２２は原料ガス排気ライン２
に接続されていないので、原料ガス排気ライン２に接続
されている除害装置１２およびブロワー１３に比較して
小型なものでよい。また、本来は毒性ガスの流れるライ
ンではないため、除害装置２１はなくてもよいが、自衛
上設けたものである。

【００１２】（実施形態４）図４は、本発明のさらなる
他の実施形態の説明図である。本実施形態は、実施形態
２において、パージライン１８を真空排気ライン３およ
び原料ガス排気ライン２から分離し、パージライン１８
を除害装置２１およびブロワー２２に接続したものであ
る。本実施形態では、反応炉１ａをパージ中に、反応炉
１ｂを真空ポンプ１１ａで真空引きを開始しても、反応
炉１ａは反応炉１ｂの真空排気の影響を受けない。ま
た、圧力センサー１９および圧力制御バルブ２０はパー
ジライン１８のガス流量のみを考慮して、容易に設計す
ることができる。

【００１３】

【発明の効果】本発明によれば、１つのガス供給制御装
置と複数の反応炉からなる気相成長装置において、成長
膜の品質を損なうことなく、設備費用および設備設置ス
ペースを減少させることができるという優れた効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る気相成長装置の一実施形態の説明
図である。

【図２】本発明の他の実施形態の説明図である。

【図３】本発明のさらなる他の実施形態の説明図であ
る。

【図４】本発明のさらなる他の実施形態の説明図であ
る。

【図５】従来の気相成長装置の説明図である。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ反応炉２原料ガス排気ライン３真空排気ライン４、１７ａ、１７ｂ、１８パージライン５ガス供給制御装置６ａ〜６ｃ、７ａ〜７ｃ、８ａ、８ｂ、９ａ〜９ｃバル
ブ１０ニードルバルブ１１ａ、１１ｂ真空ポンプ１２、１５ａ、１５ｂ、２１除害装置１３、１６ａ、１６ｂ、２２ブロワー１４ａ、１４ｂ圧力計１９圧力センサー２０圧力制御バルブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一つのガス供給制御装置と、該ガス供給
制御装置に接続した複数の反応炉と、該複数の反応炉の
それぞれに接続し、相互に分離した複数のパージライン
と、前記複数の反応炉に接続し、前記複数のパージライ
ンから分離した一つの真空排気ラインと、前記複数の反
応炉に接続し、前記複数のパージラインから分離された
一つの原料ガス排気ラインを備えたことを特徴とする気
相成長装置。
【請求項２】一つのガス供給制御装置と、該ガス供給
制御装置に接続した複数の反応炉と、該複数の反応炉に
接続した圧力制御手段を有する一つのパージラインと、
前記複数の反応炉に接続した一つの真空排気ラインと、
前記複数の反応炉に接続した一つの原料ガス排気ライン
を備えたことを特徴とする気相成長装置。