JPS61177370A - 減圧反応装置 - Google Patents

減圧反応装置

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JPS61177370A
JPS61177370A JP1548785A JP1548785A JPS61177370A JP S61177370 A JPS61177370 A JP S61177370A JP 1548785 A JP1548785 A JP 1548785A JP 1548785 A JP1548785 A JP 1548785A JP S61177370 A JPS61177370 A JP S61177370A
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J3/00Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
    • B01J3/006Processes utilising sub-atmospheric pressure; Apparatus therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4412Details relating to the exhausts, e.g. pumps, filters, scrubbers, particle traps

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、減圧CVD(気相成長)装置等の減圧反応装
置に関する。
〔従来の技術〕
減圧反応装置の一例である減圧CVD装置は、減圧状態
の反応炉中にSiH,(J□、Nf(8、SiH,等の
反応ガスを供給し、気相中で熱分解等の化学反応を起こ
させ、且つ反応炉内を所定の減圧状態に制御しつつ反応
炉中から排ガスを排気して、基板上にSi3N、膜、S
in、膜、ポリシリコン膜等を成長させる装置である。
そしてこの減圧CVD装置に於いては、反応炉内を所定
の減圧状態に制御することが生成膜の均一性(Devi
ce特性の均一性)に欠かせず、また排気を効率良く安
定して行うことが生産性の向上の為に必要である。
そこで従来は、この様な減圧反応装置に於いては、メカ
ニカルOブースタ・ポンプ(MBP)等を組合わせた真
空排気装置を反応炉の排気管に連結することに依って、
反応炉内を所定の減圧状態に制御していた。
ここで第2図は、従来の真空排気系を含む減圧CVD装
置を示し、と・−夕31で加熱される減圧反応炉32内
に8i(シリコン)ウニ/S33を多数配設し、84H
,C1,,2,NH,等の反応ガス34を送シ込むこと
によってウェハ33上に気相成長膜を形成する。そして
、反応生成ガスおよび未反応ガスを減圧反応炉32の排
気管35から排出してメカニカル・ブースタ・ポンプ3
6に導き、さらに油回転式ポンプ37によって排ガスを
排出している。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、このような従来の装置においては、反応ガス
の反応や蓄積によって油回転式ポンプ37の油が劣化し
、装置自体の劣化や寿命低下等の悪影響があシ、また、
メンテナンス頻度が多く、ポンプのダウンタイムが長く
なるのみならず、設備費用も嵩むという欠点がある。さ
らに、窒化物(ナイトライド)系のCVDを行うための
反応ガス、特に、5iH2CJ、□や8iC4,等とN
H,との混合ガスを用いる場合には、反応炉からの排気
ガスがポンプ内で析出して固形物となって付着し、ポン
プをつまらせる原因となる。
また、上記油回転式ポンプ370代りに、空気エゼクタ
・ポンプおよび水封ポンプを用いるものも提案されてい
るが、装置全体が大型化し、また、上記ナイトライド系
のCVDを行う場合には数バッチ毎の掃除等のメンテナ
ンスが必要となる。
本発明は、このような欠点を除去すべくなされたもので
あり、設備費用が嵩むことなく、メンテナンスが容易で
、ポンプの寿命を長寿命化でき、また常に安定な真空度
が得られるような減圧反応装置の提供を目的とする。
〔発明を解決するための手段〕
上述のような問題点を解決するために、本発明の減圧反
応装置は、減圧反応炉の排気経路に複数のメカニカル0
ブースタ・ポンプと液封ポンプとを順次配設し、これら
のメカニカル会ブースタ・ポンプおよび液封ポンプを含
む吸引手段によって上記減圧反応炉内を所定の減圧状態
に制御しながら上記減圧反応炉から排ガスを導出するよ
うになし、上記複数のメカニカル・ブースタ・ポンプ間
に注入口を設けている。
〔作用〕
メカニカル0ブースタ・ポンプ間に設けられた注入口か
ら例えばf(,0(水)あるいはN 2 (窒素)ガス
等を注入することによシ、析出された固形物を溶解除去
したシあるいは排気ガスを希釈して析出を抑えることが
可能となシ、また、油回転式ポンプやエゼクタ・ポンプ
等を用いない比較的簡単な構成の減圧反応装置を提供で
きる。
〔実施例〕
以下、本発明を減圧CVD装置に適用した一実施例に付
き第1図を参照しながら説明する。
第1図は5iN(窒化シリコン)CVD(気相成長)を
行うための減圧CVD装置を示しておシ、この装置では
、ヒータ1で加熱される減圧反応炉z内にsiウェハ3
を多数配置し、5iH2C12、NHH等の反応ガス4
を送シ込むことに依って、ウェハ3上に気相成長膜を形
成する。
この場合、反応炉z内を所定の減圧状態に減圧しながら
、反応生成ガス及び未反応ガスを排出する必要がある。
このため、反応炉2の排気管5に設けた圧力ゲージ6に
依って作業圧を測定しながら、次のような真空排気系に
より排ガスの排出を行っている。
すなわち、本発明の要旨として、排気管5の排気経路に
複数の、例えば3つのメカニカル・ブースタ・ポンプ1
3A、13B、13Cと、水封ポンプ17とを順次配設
シ、上記3つのメカニカル・ブースタ・ポンプ13A、
13B、13Cの間、例えばポンプ13Bと13Cとの
間に注入口14を設けておシ、この注入口14からN2
0(水)あるいはN2筐素)ガス等を注入することによ
シ析出物の溶解除去あるいは排出ガスの希釈を行うこと
が可能となる。
さらに、第1図において、圧力ゲージ6とパルプ9との
間には、冷却機8によって冷却される冷却トラップ7が
設けられておシ、この冷却トラップ7によシ反応炉2か
らの排ガスを冷却し、排ガス中の未反応ガスを液化して
除去するとともに、Nf(、CJ、等の固形反応生成物
の吸着性あるいは粘着性を低下させている。なお、冷却
機8は、少なくとも上記排ガス中の未反応ガスである5
iH2Cj、。
NH,等を液化し得る7レオンー22等を冷媒として使
用している。
次に、パルプ9には微調節用のバイパス・パルプ10が
併設されておシ、このバイパス・バルフ10によシスロ
ーに(緩慢に)排気したシ逆流防止の作用を行わせてい
る。
このバルブ9からの排出ガスは、流量調整弁11を介し
て、メカニカル・ブースタ・ポンプ13Aに導かれてい
る。ここで、3つの直列に連結されたメカニカル・ブー
スタ・ポンプ13A、13B、13Cは、それぞれまゆ
型カム12A、12B、12Cを有し、本実施例におい
ては、いわゆるトライパックと称される1台のポンプ装
置にまとめられておシ、これによってポンプの大型化を
防止している。これらのポンプ13A〜13Cは、はぼ
オイル・フリーのポンプであって、排気容量と到達真空
度を実現するために使用されるものである。例えば作業
圧が0.4〜0.5Torrのときに約4000v分の
排気速度を有しておシ、メカニカル・ブースタ・ポンプ
13Aと13Bとの間で数Torr程度、ポンプ13B
と13Cとの間で約9〜20Torr程度の真空度とな
る。このため、メカニカル0ブースタ・ポンプ13C以
降のように真空度が低下した系においてNH,CJ等の
固形反応生成物が析出し易くなシ、この点を考慮してポ
ンプ13Bと130との間に注入口14を設けている。
この注入口14には、反応炉2における減圧C■D処理
が終了しポンプ等を停止させた後に、水封ポンプ17の
みを動作状態としてN20(水)を注入する。注入量は
Nf(、C1等の固形反応生成物の3倍以上とする。こ
れは、NH2Cl、は水に溶解するが、20℃で水10
0Fに対して37.2P程度の溶解度であることを考慮
したものである。また、反応炉2における減圧CVD処
理中においては、注入口14よFat N2(窒素)ガ
スや不活性ガス等を注入することにより、ポンプ13C
に導かれた排ガスを希釈して固形反応生成物の析出を抑
えることが好ましい。
次に、ポンプ13Cからの排ガスは、逆流防止弁15を
介し、水封ポンプ17に導かれる。この水封ポンプ17
は従来公知のように100メ/hrの処理量の真空ポン
プの役割シを果たしつつ、メカニカル0ブースタ・ポン
プ13Cからの排出ガス中に残存している固形反応生成
物を水封を利用して安全に処理するものである。このた
め、導管16から給水を行い、この供給された水で固形
反応生成物を除去しつつポンプ17内に排出ガスを取シ
込む。なお逆流防止弁15は、水封ポンプ17が停止し
た時に水がメカニカル・ブースタ・ポンプ13C側へ流
れるのを防止する為のものである。
水封ポンプ17からは水相及びガス相18が夫々排出さ
れて、後続の夕/り20内に導入される。
ここでは、固形反応生成物を含む水相21から排液が排
出管22を通じて排出され、またタンク底部に溜ったN
H,Cj等の固形反応生成物は底部の排出管23から排
出される。他方、タンクの上部からは排ガス19が排出
管を通じて放出される。なお排液は適当なフィルタ(図
示せず)に通じて固形物を除去し、その後に再び導管1
6から給水として再利用することができる。
以上の説明からも明らかなように、本発明の実施例にお
いては、冷却トラップ7によって未反応ガスや固形反応
生成物をある程度除去するとともに、メカニカル・ブー
スタ0ポンプ13A〜13Cの真空度が低下した部分で
析出するNH4(J等の反応生成物については、CvD
処理後に注入口14から水を注入して溶解除去し水封ポ
ンプ17で排出することができるため、ポンプのメンテ
ナンスが大幅に軽減される。また、エゼクタ・ポンプの
ような大型の装置を必要とせず、占有空間が小さくて済
み、設備費も軽減できる。
なお、本発明は上述の実施例のみに限定されるものでは
なく、例えばメカニカル−ブースタ・ポンプは3段に限
定されず、2段あるいは4段以上としてもよい。この場
合、複数段のメカニカル・ブースタ0ポンプのうちの真
空度が低下して固形反応生成物が析出し易くなる部分で
あって水封ポンプに近い方のポンプとその前段のポンプ
との間に注入口を設けるようにすればよい。
〔発明の効果〕
減圧CVD処理等の減圧反応処理後に、注入口よシ水を
注入してNf(4C4等の固形反応生成物を溶解除去す
ることによシ、ポンプのっまシによる故障や事故等を低
減でき、メンテナンス時間が短かくてすみ、ポンプの寿
命の延長が図れ、点検、修理のインターバルも長くとれ
る。また、反応処理中には、注入口よりNzガスや不活
性ガス等を注入して排ガス中の未反応ガス等を希釈する
ことにより、固形反応生成物の析出を抑えることができ
、上述の効果をよシ高めることができる。さらに、エゼ
クタ・ポンプのような大型のポンプを必要とせず、装置
全体を小型化でき、占有空間が少なく、設備費を軽減で
きるとともに、ランニング・コストやメンテナンスに関
する維持費等も少なくてすむ。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例となる減圧CVD装置を示す
概略図、第2図は従来の減圧CVD装置を示す概略図で
ある。 2・・・・・・・・・減圧反応炉 5・・・・・・・・・排気管 13A、13B、13C−・・メカニカル・ブースタ・
ポンプ 14・・・・・・注入口 17・・・・・・水封ポンプ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 減圧反応炉の排気経路に複数のメカニカル・ブースタ・
    ポンプと液封ポンプとを順次配設し、これらのメカニカ
    ル・ブースタ・ポンプおよび液封ポンプを含む吸引手段
    によつて上記減圧反応炉内を所定の減圧状態に制御しな
    がら上記減圧反応炉から排ガスを導出するようになし、
    上記複数のメカニカル・ブースタ・ポンプ間に注入口を
    設けたことを特徴とする減圧反応装置。
JP1548785A 1985-01-31 1985-01-31 減圧反応装置 Granted JPS61177370A (ja)

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JP1548785A JPS61177370A (ja) 1985-01-31 1985-01-31 減圧反応装置

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JP1548785A JPS61177370A (ja) 1985-01-31 1985-01-31 減圧反応装置

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JPS61177370A true JPS61177370A (ja) 1986-08-09
JPH0559987B2 JPH0559987B2 (ja) 1993-09-01

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ID=11890150

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JP1548785A Granted JPS61177370A (ja) 1985-01-31 1985-01-31 減圧反応装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS648039U (ja) * 1987-06-29 1989-01-17
EP1560252B1 (en) * 2003-12-31 2016-03-09 Edwards Vacuum, LLC Deposition apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS648039U (ja) * 1987-06-29 1989-01-17
EP1560252B1 (en) * 2003-12-31 2016-03-09 Edwards Vacuum, LLC Deposition apparatus

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