JPS63141321A - ガス異常反応制御方式 - Google Patents

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］ 本発明はガスの異常を検知して供給を制御する方式に関
する。更に詳細には、本発明はＣＶ　Ｉ）装置等のよう
な気相反応装置に供給される爆発性ガスの流ｌｉｔ異常
を検知して供給を制御する方式に関する。

［従来の技術］ 薄膜の形成方法として半導体工業において一般に広く用
いられているものの一つに化学的気相成長法（ＣＶＤ：
Ｃｈｅｍｉｃａｌ　　ＶａｐｏｕｒＤｅｐｏｓ　ｉ　ｔ
　１ｏｎ）がある。ＣＶＤとは、ガス伏物質を化学反応
で固体物質にし、基板上に堆積することをいう。

ＣＶＤの特徴は、成長しようとする薄膜の融点よりかな
り低い堆積温度で種々の薄膜が得られること、および、
成長した薄膜の純度が高＜、ｓｉやＳ　ｉ　−１−の熱
酸化膜上に成長した場合も電気的特性が安定であること
で、広＜１へ導体表面のパッシベーション膜として利用
されている。

ＣＶＤによる薄膜形成は、例えば約４００℃−５００℃
程度に加熱したウェハに反応ガス（例えば、ＳｉＨ４＋
０２．　　またはＳ　ｆ　Ｈ／／　＋　Ｐ　Ｎ３　＋０
２）を供給して杼われる。」−記の反応ガスは反応炉（
ベルジャ）内のウェハに吹きつけられ、該ウェハの表面
に５ｉ０２あるいはフォスフオシリケードガラス（ＰＳ
Ｇ）またはボロシリケートガラス（ＢＳＧ）の薄膜を形
成する。また、５ｉ０２とＰＳＧまたはＢＳＧとの２層
成膜が行われることもある。更に、モリブデン、タング
ステンあるいはタングステンシリサイド等の金属薄膜の
形成にも使用できる。

５ｉＨ４−０２系のＣＶＤ法はＳｉＨ４が０２と室温で
爆発的に反応するので、不活性ガスで十分に希釈して用
いる必ｄがある。反応ガス中でのＳｉＨ＜＋／：Ｊ度は
例えば、Ｓ　ｉ　Ｈａ　−０２−Ｎ２の混合ガス中では
少なくとも０．８％以下であれば室温でも反応せず、１
４０℃−２７０°Ｃに加温された場合に反応を開始する
。

［発明が解決しようとする問題点コ 成膜される膜の種類または製品に応じて使用する反応ガ
スの種類および流量を変化させなければならない。従っ
て、製品が変わる毎に流Ｍの設定変更を行う。この時、
希釈ガスが設定されておらず、流れていなかった、とか
、希釈ガスと反応ガスとの濃度比が１′分でなかった、
とかの原因により、ガスの異常反応が起こり、爆発また
は火災を誘引することがあった。

このような危険を防１ヒするほか、ＣＶＤ装置の反応ガ
スが反応炉外に未反応のまま排気されるため、種々の付
帯設備または方法により安全が図られているが、更に効
率のよい排ガス処理方法の開発が強く求められている。

［発明の目的］ 従って、本発明の目的はガスの異常反応を防止し、未反
応の反応ガスを安全に処理するガス異常反応制御方式を
提供することである。

［問題点を解決するためのＰ段］ 前記の問題点を解決し、あわせて本発明のし１的を達成
するための手段として、この発明は、気相反応装置の反
応炉へ反応ガスおよび希釈ガスを送入するそれぞれの管
路に流量計測装置が配設されており、該流量計測装置は
検出した流Ｍを流量制御装置に送信し、流ｉ！制御装置
は反応ガスの流量と希釈ガスの流量に基づき反応ガスの
濃度比を計算し、得られた値が設定値を逸脱している場
合には反応ガスの供給量を調節することからなるガス異
常反応制御方式を提供する。

［作用コ 前記のように、本発明のガス異常反応制御方式は反応ガ
スの流量と希釈ガスの流ｍを計測し、この計測値に基づ
き反応ガスの濃度比を計算し、得られた濃度比が設定値
を逸脱している場合には反応ガスの供給量を設定値に合
うように調節することからなる。

かくして、希釈ガスが供給されていなかったり、あるい
は供給量が不（・分なために、反応炉内の反応ガス濃度
が異常に高くなって異常反応が起こり、爆発または火災
等のｌｔ故が発生することは効果的に防１１−される。

濃度比が一定に保たれるために成膜条件も均一となり、
不良膜付がなくなる。その結果、製造歩留りが向」二さ
れる。

更に、反応ガスの供給を＋ｔめ、希釈ガスだけを送入す
ることができるので、反応炉内に残留している反応ガス
は安全レベルにまで希釈される。従って、従来から使用
されてきたガス処理用付帯設備が不要となる。

［実施例コ 以下、図面を参照しながら本発明のガス異常反応制御方
式の一実施例について更に詳細に説明する。

第１図は本発明のガス異常反応制御方式の一例を示す概
要図である。

第１図において、１はＣＶＤ装置の反応炉である。この
反応炉ｌは下部に排気ダクト３を有し、上部に反応ガス
送入ノズル５を有する。このノズル５には希釈ガス供給
パイプ１０および反応ガス供給パイプ２０が接続されて
いる。

希釈ガス供給パイプ１０の途中には流量をコントロール
するためのバルブ１２が配設されている。

コノバルブ１２と送入ノズル５との間に流量計測装置１
４が配設されている。同様に、反応ガス供給パイプ２０
の途中にもバルブ２２と流は計測装置２４が配設されて
いる。

希釈ガス供給パイプ１０および反応ガス供給パイプ２０
から各ガスが供給されると、ガスは流用計測装置１４お
よび２４を経て反応炉ｌへ送入される。流量計測装置１
４は希釈ガスの流ｆｕＬ２を流量制御装置３０へ送信す
る。同様に、流ζ先計測装置２４は反応ガスの流ｆｉｔ
　Ｌ　ｔを流量制御装置３０へ送信する。

流量制御装置３０には、例えば、マイクロプロセッサ３
２とメモリ３４が内蔵されており、メモＩＪ　３４には
流量制御プログラムが格納されている。

流頃計潤装置１４および２４により得られた流量Ｌ／お
よびＬ２の値をマイクロプロセッサ３２に読込み、濃度
比ｑ：Ｌ／／Ｌ２を計算する。この値をメモリ３４に記
憶されている、予め決められた安全な濃度比と比較する
。ｑが設定安全濃度比を逸脱している場合、マイクロプ
ロセッサ３２が流量制御プログラムを起動して反応ガス
供給バルブ開閉制御装置４０を制御し、所定の流Ｍ制御
を行う。

反応ガスの流−１制御としては、反応ガスの供給を完全
に遮断してしまうものから、供給量を減少させるものま
で広い範囲にわたって実施できる。

排気ダクト３からのガス排気における濃度は、反応炉に
おける成膜反応で反応ガスが消費されるため、反応ガス
Ｌ／流量がＪｌ／に減少する。この場合、Ｑ／　＝Ｌｔ
　／Ｌ２　＞ｑ２　＝Ｊ／　／Ｌ２となるので、反応ガ
ス濃度は低くなり安全である。

本発明の方式をＣＶＤ装置について説明してきたが、本
発明の方式は爆発性または引火性の反応ガスを使用する
その他の気相反応装置（例えば、ドライエツチング装置
、エピタキシャル成長装置。

ＰＶＤによる金属膜被着装置、酸化・拡散装置等）にお
いても同様に実施できる。

［発明の効果］ 以−■〕説明したように、本発明のガス異常反応制御方
式は反応ガスの流量と希釈ガスの流量を計測し、この計
／Ｉ−１値に基づき反応ガスの濃度比を計算し、得られ
た濃度比が設定値を逸脱している場合には反応ガスの供
給量を設定値に合うように調節することからなる。

か（して、希釈ガスが供給されていなかったり、あるい
は供給計が不七分なために、反応炉内の反応ガス濃度が
異常に高くなって異常反応が起こり、爆発または火災等
の事故が発生することは効果的に防止される。

濃度比が一定に保たれる去めに成膜条件も均一・となり
、不良膜付がなくなる。その結果、製造歩留りが向トさ
れる。

更に、反応ガスの供給を止め、希釈ガスだけを送入する
ことができるので、反応炉内に残留している反応ガスは
安全レベルにまで希釈される。従って、従来から使用さ
れてきたガス処理用付帯設備が不要となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のガス異常反応ｆ、ｌＪ御方式の一例を
示すＷ１要図である。 １・・・反応炉、３・・・排気ダクト、５・・・ガス送
入ノズル、１０・・・希釈ガス供給パイプ、１２および
２２・・・流量コントロールバルブ、１４および２４・
・・流眼計測装置、２０・・・反応ガス供給パイプ。 ３０・・・流量制御装置、３２・・・マイクロプロセッ
サ。 ３４・・・メモリ、４０・・・反応ガス供給バルブ開閉
制御装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）気相反応装置の反応炉へ反応ガスおよび希釈ガス
   を供給するそれぞれの管路に流量計測装置が配設されて
   おり、該流量計測装置は検出した流量を流量制御装置に
   送信し、流量制御装置は反応ガスの流量と希釈ガスの流
   量に基づき反応ガスの濃度比を計算し、得られた値が設
   定値を逸脱している場合には反応ガスの供給量を調節す
   ることからなるガス異常反応制御方式。
2. （２）流量制御装置にはマイクロプロセッサとメモリが
   内蔵されており、メモリには流量制御プログラムが格納
   されている特許請求の範囲第１項に記載のガス異常反応
   制御方式。（３）気相反応装置はＣＶＤ装置である特許
   請求の範囲第１項に記載のガス異常反応制御方式。