TW201339358A - 成膜裝置及成膜方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種成膜裝置及成膜方法，於基板上將氣相磊晶膜成膜之成膜裝置1具備：反應室2、排氣機構3、及連接其等之配管4。於配管4之中途配置：非活性氣體供給管11，對內部供給非活性氣體15；以及捕集部5’，與排出反應生成物14之排出管16相連接。成膜時，於反應室2內配置基板，自反應氣體供給管8供給反應氣體7以於基板上施行成膜。捕集部5’收集排氣氣體6中之反應生成物14。成膜後，自非活性氣體供給管11將非活性氣體15供給往捕集部5’，將貯留之反應生成物14自排出管16壓送至無害化裝置20。
Description
作為本申請案之優先權主張的基礎，將2011年12月14日提出申請之日本特許出願第2011-273033號的揭示內容，亦即，說明書、專利申請範圍、附圖及解決方法，全部無修改地納於本案之中。
本發明係關於一種成膜裝置及成膜方法。
既往以來，如同IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：絶緣閘極雙極性電晶體)等之功率元件，在製造需要膜厚較厚之結晶膜的半導體元件上，利用磊晶成長技術。
磊晶成長技術所使用之氣相磊晶方法，係於成膜裝置之反應室內在載置基板的狀態使反應室內的壓力為常壓或將其減壓。之後，將基板加熱，並對反應室內供給反應性氣體。作為反應性氣體，在基板上將矽(Si)膜成膜的情況，例如，如同日本特開平9-17734號公報所記載，可使用甲矽烷(SiH4)與氫(H2)之混合氣體。此外，其他亦可使用二氯矽烷(SiH2Cl2)或三氯矽烷(SiHCl3)等。而後，於基板表面將此反應性氣體進行熱分解反應或氫還原反應以使氣相磊晶膜成膜。
將因反應而產生之氣體、未於反應使用之氣體，作為排氣氣體，藉由與反應室相連接的排氣機構排出至反應室外部。於基板上形成磊晶膜後，自反應室搬出基板。接著，將新的基板搬入反應室內，同樣地進行磊晶膜之成膜。
於基板上施行氣相磊晶後自反應室被排出的排氣氣體，如同上述，含
有未於氣相磊晶反應使用之氣體的未反應成分、因成膜時之化學反應而產生的不安定中間產物成分等。藉由將此等成分冷卻，使連接反應室與排氣機構之配管的內面，緩緩地堆積油狀的反應生成物。已知此一油狀的反應生成物，為例如日本特開2000-173925號公報所記載之油性矽烷(Oily Silane)等。油性矽烷係為，分子量較高的氯化矽烷之聚合物，例如，聚氯矽烷或聚氯矽氧烷等之混合物。油性矽烷，具備高黏度性的同時亦具有可燃性，其去除處理伴隨著危險性與繁雜度。
此外，因油性矽烷等之反應生成物的堆積而有連接反應室與排氣機構之配管內其空間的剖面積變小的情形。一旦配管內之空間的剖面積變小，則阻礙排氣氣體自反應室內順暢排出，有反應室內之反應性氣體的流量產生變動的情形。而若反應性氣體的流量產生變動，則對反應室內的壓力或真空度造成影響，招致氣相磊晶膜之成膜條件的不穩定化。此一結果，使成膜於基板之氣相磊晶膜的膜厚與性能不均一，有引起品質降低的情形。
因而前人檢討，在連接反應室與排氣機構之配管的中途設置捕集手段，用於捕捉收集反應生成物。設置捕集手段的情況，被收集至此之反應生成物，通常以人工作業進行廢棄之處理。例如，將捕集手段自配管卸下，以人手將貯留於其中之反應生成物進行廢棄之處理。
然而，如同上述，被捕集之反應生成物為油性矽烷等，具有高黏性與可燃性，其去除處理伴隨著危險性與繁雜度。因此，需要可簡單、安全地進行將貯留於其中之反應生成物進行廢棄處理作業的捕集手段。
此外，於反應室內之基板上將磊晶膜成膜的成膜裝置中，清洗使用含有三氟化氯(ClF3)之清洗氣體的裝置內部。
清洗氣體，具有與上述油性矽烷等之反應生成物反應，並將其分解的功能。藉由對反應室內供給清洗氣體，可去除附著在反應室內、及連接反應室與排氣機構之配管內的反應生成物。藉由使用此清洗氣體之清洗作業，將反應室內之反應性氣體的流量保持為一定。而可將反應室內的壓力或真空度保持於期望的狀態，使氣相磊晶膜之成膜條件穩定化。
此等清洗作業，在反應室內、連接排氣機構之配管內附著少量附著反應生成物的情況，作為其去除方法頗有效率。然而，在存在大量反應生成物的情況，難以將其等全部去除。特別是，具有如同上述，在連接反應室
的排氣口與排氣機構之配管其中途設置捕集手段，而反應生成物貯留於此處的情況。此一情況，僅以使清洗氣體流通的方法難以將貯留於捕集手段之反應生成物完全去除。
進一步，在貯留有反應生成物之捕集手段內，若清洗氣體與反應生成物接觸，則其等之間產生爆炸性的激烈反應。此一結果，有產生發熱等危險的狀態。因而，在連接反應室與排氣機構之配管途中設置捕集手段時，要求不將含有ClF3之清洗氣體導入捕集手段而安全地實施清洗。
鑒於以上問題，本發明之目的在於提供一種，可將產生之反應生成物的去除簡便且安全地實施之成膜裝置及成膜方法。
本發明之其他目的及優點，可自如同以下之記載內容加以了解。
本發明之第1態樣係關於一種成膜裝置，其特徵為具備：反應室，具有供給反應氣體之反應氣體供給部，於基板上進行氣相磊晶反應產生之成膜；捕集部，捕集自該反應室排出之排氣氣體中的該氣相磊晶反應產生之反應生成物；排氣機構，將除去該捕集部所捕集到之該反應生成物以外的該排氣氣體排出至外部；以及非活性氣體供給部，對該捕集部內供給非活性氣體，用以將捕集到之該反應生成物壓送至該捕集部外部。
本發明之第2態樣係關於一種成膜方法，其特徵為具備如下方法：將基板配置於反應室內，供給反應氣體並於該基板上進行氣相磊晶反應產生之成膜；同時將自該反應室排出之排氣氣體導入捕集部，捕集該排氣氣體所含有之反應生成物，並將除去捕集到之該反應生成物以外的該排氣氣體排出；對該捕集部內供給非活性氣體，將捕集到之該反應生成物壓送至該捕集部外部。
1、100‧‧‧成膜裝置
2‧‧‧反應室
3‧‧‧排氣機構
4、4a、4b、17、31‧‧‧配管
5‧‧‧捕集裝置
5’‧‧‧捕集部
6‧‧‧排氣氣體
7‧‧‧反應氣體
8‧‧‧反應氣體供給管
9、10、12、18、26、33‧‧‧開閉閥
11‧‧‧非活性氣體供給管
13、32‧‧‧非活性氣體供給壓力缸筒
14‧‧‧反應生成物
15、34‧‧‧非活性氣體
16‧‧‧排出管
20‧‧‧無害化裝置
21‧‧‧清洗氣體
22‧‧‧清洗氣體供給管
23‧‧‧排氣氣體排出口
24‧‧‧排氣氣體導入口
25‧‧‧旁通管
27‧‧‧流量控制閥
28‧‧‧流路
30‧‧‧非活性氣體供給機構
圖1 說明本發明之第1實施形態的成膜裝置其要部構成之概略圖。
圖2 說明本發明之第2實施形態的成膜裝置其要部構成之概略圖。
[實施本發明之最佳形態]
實施形態1
茲就係本發明之第1實施形態的成膜裝置，使用附圖加以說明。
圖1為，說明本發明之第1實施形態的成膜裝置其要部構成之概略圖。
圖1所示之本實施形態的成膜裝置1具備：反應室2、排氣機構3、以及將其等雙方以氣體配管連接之配管4。而在連接反應室2與排氣機構3之配管4的中途，如同後文詳述，設置捕集部5’。
於反應室2上部，設置將反應氣體7供給至反應室2內之反應氣體供給管8。反應氣體7為，含有氣相磊晶膜之成膜所使用的原料氣體與係載氣的氫氣之氣體。而反應室2，內部保持為既定的真空度或常壓(0.1MPa(760Torr))，藉由使反應氣體7接觸反應室2內被加熱旋轉的基板(未圖示)，使既定的氣相磊晶膜成膜。
作為反應氣體7所含有之原料氣體，可列舉甲矽烷、二氯矽烷、三氯矽烷等。
自上述施行氣相磊晶膜之成膜的反應室2內，藉由排氣機構3，將含有反應生成物之氣體排出。此一反應生成物，係在反應氣體7熱分解反應或氫還原反應而在基板表面進行氣相磊晶反應時所產生。排氣機構3，例如，可使用真空泵構成。又，於此時，未直接參與氣相磊晶膜之成膜過程，而含有成分無化學變化之未反應的反應氣體，亦在與上述氣體混合的狀態下自反應室2被排出。以下，將此等自反應室2排出之氣體稱作排氣氣體6。排氣氣體6，含有上述之反應生成物或作為其原料之成分。
氣相磊晶膜之成膜後的排氣氣體6，含有上述反應生成物等，以配管4藉由與反應室2連接之排氣機構3將其自反應室2排出。本實施形態之成膜裝置1，於配管4中途配置捕集部5’。
捕集裝置5具備：捕集部5’；排氣氣體導入口24，與設置於捕集部5’
之上部的，來自反應室2之配管4a相連接；以及排氣氣體排出口23，與和排氣機構3相通之配管4b相連接。於反應室2與排氣氣體導入口24之間的配管4a，設置開閉閥9。另一方面，於排氣機構3與排氣氣體排出口23之間的配管4b，設置開閉閥10。
自反應室2排出之排氣氣體6，通過配管4a自排氣氣體導入口24被導入捕集部5’內。之後，自排氣氣體排出口23通過配管4b被排出。此時，將導入至捕集部5’內的排氣氣體6冷卻，以捕集部5’捕集含有之反應生成物。在捕集裝置5內捕集到之反應生成物，成為油狀的反應生成物14，貯留在捕集部5’之底部。
此處，成膜裝置1，可在反應室2與開閉閥9之間的配管4a，或在捕集裝置5中，設置冷卻裝置。圖1顯示，在反應室2與開閉閥9之間的配管4a，設置包圍配管4a周圍之冷卻水的流路28以作為冷卻裝置的例子。圖1中雖未圖示，但在捕集部5’中，亦可於周圍設置冷卻水的流路使其作為冷卻裝置。成膜裝置1，藉由設置此一冷卻裝置，實現來自反應室2的排氣氣體6之有效率的冷卻，可將反應生成物14有效率地收集至捕集裝置5內。
反應生成物14，由於含有如上述之油性矽烷等，反應性強，具有可燃性。因此，貯留在捕集部5’底部之反應生成物14，在接觸空氣時有爆炸的疑慮，大氣下之操作者的人工作業的廢棄處理成為非常危險的作業。因而，要求實現不依賴人工而自動施行之安全的廢棄處理作業。
捕集裝置5，如圖1所示，於上部具有非活性氣體供給管11，用於對其內部供給非活性氣體15。非活性氣體供給管11，介由閥12，與係非活性氣體供給部之非活性氣體供給壓力缸筒13以氣體配管連接。
作為非活性氣體15，宜選擇使用不與捕集裝置5內之反應生成物14反應的氣體。例如，可選擇使用除了氮氣以外之氦(He)、氖(Ne)氣、氬(Ar)氣等。
而捕集裝置5具有排出管16，以自捕集裝置5上部起朝向底部延伸的方式設置。排出管16，在捕集裝置5上部與配管17相連接。於配管17設置開閉閥18。
因此，在捕集部5’貯留有油狀的反應生成物14時，可分別關閉上述配
管4a及配管4b的開閉閥9、10，其後，分別開啟開閉閥12、18，將非活性氣體15導入內部。之後，藉由供給至捕集部5’內部的非活性氣體15其供給壓力，將反應生成物14自排出管16壓送至捕集部5’外部。
此時，捕集部5’之內部容量，可為3公升~10公升，非活性氣體15之流量可為1公升/分~3公升/分，供給壓力可為100kPa~300kPa。另，宜依排出管16與後述廢棄手段之間的距離，調整非活性氣體15之供給壓力，隨著排出管16至廢棄手段之距離的拉長，宜選擇較高供給壓力之非活性氣體15。
本實施形態之成膜裝置1，對於反應生成物14，以可成為不依賴人工之自動而安全的廢棄處理之方式，可具有廢棄手段。而此一廢棄手段，宜設置在與排出管16連接之配管17的前端。作為廢棄手段，宜為可密閉之不與大氣接觸而能夠將反應生成物進行廢棄處理的密閉容器、或可使反應生成物無害化而將其廢棄的無害化裝置。
圖1所示的本實施形態之成膜裝置1，作為反應生成物14之廢棄手段，具有可使排氣氣體6與反應生成物14無害化而將其廢棄處理的無害化裝置20。而本實施形態之捕集裝置5中，排出管16，介由具備開閉閥18之配管17與無害化裝置20相連接。因此，通過排出管16被壓送至捕集裝置5外部之反應生成物14，通過配管17，被送往無害化裝置20。無害化裝置20，施行排氣氣體6與反應生成物14之無害化處理，之後將其廢棄。
另，作為無害化裝置20，例如可使用一般被稱作洗滌器之裝置。
以上構成的本實施形態之成膜裝置1，可將排氣氣體6中之反應生成物14捕捉收集至捕集部5’，並使用非活性氣體15將其壓送至捕集部5’外，藉以自動地進行廢棄處理。其結果，可將具有可燃性等之危險的反應生成物14，在大氣下不進行人工作業地，安全且簡便地加以廢棄處理。
此外，本實施形態之成膜裝置1，如圖1所示，可於反應室2上部設置清洗氣體供給管22，將清洗氣體21供給至反應室2內。清洗氣體21為，可與在反應室2內之基板表面進行氣相磊晶反應時所產生的反應生成物反應，並將其分解之氣體。作為清洗氣體21，可使用三氟化氯(ClF3)氣體。
反應室2內，在基板表面進行氣相磊晶反應時，產生反應生成物，但其一部分有未自反應室2排出，而附著於反應室2之內壁的情形。此外，
排氣氣體6所含之反應生成物，有附著於配管4之內壁的情形。清洗氣體21，可分解此一反應生成物，將其氣化，並自反應室2與配管4去除。
本實施形態之成膜裝置1中，使用反應氣體7之基板上的成膜後，宜進行使用清洗氣體21的清洗。清洗程序係為，將成膜後之基板自反應室2搬出後，對反應室2內供給清洗氣體21，並使用排氣機構3將其排氣。如此地，以清洗氣體21將附著於反應室2之內壁與配管4內的反應生成物去除，可清洗反應室2及配管4。
此時，在清洗氣體21係由三氟化氯氣體等構成之情況，對由反應氣體7形成之反應生成物具有高反應性。因此，若清洗氣體21，被導入具有大量反應生成物處，則引起非常劇烈的反應。本實施形態之成膜裝置1，於配管4中途具有捕集裝置5，有在反應室2之基板上的成膜後，於捕集裝置5貯留大量之反應生成物14的情形。
因此，一旦貯留在捕集部5’內之反應生成物14與清洗氣體21接觸，則引起劇烈的分解反應，有甚至於如同爆炸之劇烈發熱的疑慮。
由此，本實施形態之成膜裝置1，如圖1所示，可設置旁通管25，以不使清洗氣體21與貯留在捕集部5’中之反應生成物14接觸的方式，於配管4中繞過捕集部5’。
旁通管25，以在配管4之中途繞過捕集部5’的方式設置，於其中途設有開閉閥26。而如同上述，於反應室2與排氣氣體導入口24之間的配管4a，設置開閉閥9。此一開閉閥26與開閉閥9，作為將清洗氣體21自反應室2導至旁通管25所用的手段而作用。
因此，在反應室2內之基板上的成膜後，施行清洗時，關閉配管4之開閉閥9與閥10，開啟旁通管25之開閉閥26。其結果，被供給至反應室2內的清洗氣體21，在清洗反應室2內之後，通過旁通管25並繞過捕集部5’。之後，清洗配管4內，並在不導入捕集部5’的情形下藉排氣機構3被排出。
如此，成膜裝置1，在進行使用清洗氣體21的反應室2與配管4之清洗時，可不造成捕集裝置5內之反應生成物14與清洗氣體21接觸的危險地，進行安全的清洗作業。
此外，本實施形態之成膜裝置1，可在配管4的開閉閥10與排氣機構3間，旁通管25的開閉閥26與排氣機構3間，設置控制氣體流量的流量控
制閥27。作為流量控制閥27，可使用例如節流閥。藉由在配管4中，設置此一流量控制閥27，可控制自反應室2排出之排氣氣體6與清洗氣體21的流量。
實施形態2
對係本發明之第2實施形態的成膜裝置，使用附圖加以說明。
圖2為，說明本發明之第2實施形態的成膜裝置其要部構成之概略圖。
圖2所示的本發明之第2實施形態的成膜裝置100，與成膜裝置1相同，作為反應生成物14之廢棄手段，具有可使排氣氣體6與反應生成物14無害化並將其排氣之無害化裝置20。而除了在連接排出管16與無害化裝置20之配管17的中途，設置用於對配管17內供給非活性氣體之非活性氣體供給機構30以外，具有與圖1所示之成膜裝置1相同的構造。因此，對與成膜裝置1共通之構成要素給予同一符號，並省略重複之說明。
非活性氣體供給機構30具備如下元件地構成：非活性氣體供給壓力缸筒32，對配管17供給非活性氣體34；配管31，將非活性氣體供給壓力缸筒32與配管17以氣體配管連接；以及開閉閥33，配置於配管31之中途。亦即，非活性氣體供給機構30中，供給非活性氣體34之非活性氣體供給壓力缸筒32，介由具備開閉閥33之配管31，與配管17相連接。
作為非活性氣體34，宜選擇使用不與捕集部5’內之反應生成物14反應的氣體。例如，可選擇使用除了氮氣以外之氦(He)、氖(Ne)氣、氬(Ar)氣等。
因此，成膜裝置100，在捕集部5’貯留有油狀的反應生成物14時，可分別關閉配管4a及配管4b的開閉閥9、10。其後，分別開啟開閉閥12、18，將非活性氣體15導入捕集裝置5內部。之後，藉由供給至捕集部5’內部的非活性氣體15其供給壓力，將反應生成物14自排出管16壓送至捕集部5’外部。
而後，使用排出管16壓送既定量之反應生成物14後，關閉開閉閥18，接著，開啟開閉閥33，對配管17內供給非活性氣體34。藉此，可防止配管17被反應生成物14阻塞。此外，可將配管17內之反應生成物14有效率地送往無害化裝置20，並將配管17內藉由非活性氣體34沖淨，可防止反應生成物14殘留於配管17內。
另，成膜裝置100中，對非活性氣體供給管11供給非活性氣體15之
非活性氣體供給壓力缸筒13，亦可與對配管17供給非活性氣體34之非活性氣體供給壓力缸筒32共通。亦即，例如可僅使用非活性氣體供給壓力缸筒13，使配管31與非活性氣體供給壓力缸筒13相連接。藉此，可不使用非活性氣體供給壓力缸筒32地，自非活性氣體供給壓力缸筒13供給非活性氣體15，將其送至配管17內。
實施形態3
以下，對係本發明之第3實施形態的成膜方法加以說明。
本實施形態之成膜方法，可使用上述第1實施形態之成膜裝置1及第2實施形態之成膜裝置100施行。因此，適當參考圖1及圖2而進行說明。
本實施形態之成膜方法具有成膜步驟，例如如圖1所示，於成膜裝置1之反應室2配置係成膜對象之基板(未圖示)，自反應氣體供給管8供給反應氣體7，於基板上進行氣相磊晶反應產生之成膜。
而成膜步驟如同後述，於捕集部5’收集排氣氣體6中之反應生成物14。因此，可於成膜步驟之後設置廢棄步驟，將在捕集部5’收集到之反應生成物14進行廢棄處理。
而更可於成膜步驟之後具有清洗步驟，清洗成膜裝置1。
本實施形態之成膜方法的成膜步驟，使用排氣機構3，將反應室2保持於既定的真空度或常壓(0.1MPa(760Torr))。之後，於反應室2內，將基板加熱並使其旋轉，另一方面，自反應氣體供給管8，供給反應氣體7，其含有氣相磊晶膜之成膜所使用的原料氣體與係載氣的氫氣等。
作為反應氣體7所含有之原料氣體，可列舉甲矽烷、二氯矽烷、三氯矽烷等。
之後，藉由使在反應室2內被加熱並旋轉之基板(未圖示)，與反應氣體7接觸，在基板上將既定的氣相磊晶膜成膜。
此一成膜步驟，在於基板上將既定的氣相磊晶膜成膜時，以結束此一成膜後之既定期間，自反應室2排出排氣氣體6。排氣氣體6，含有反應氣體7熱分解反應或氫還原反應而在基板表面進行氣相磊晶反應時所產生之反應生成物。此外，亦包含未直接參與氣相磊晶膜之成膜過程的，含有成分無化學變化之未反應的反應氣體7，作為含有多種成分的氣體，自反應室2被排出。
排氣氣體6被冷卻，在反應室2與配管4之內壁附著含有的反應生成物，並自反應室2往配管4中流通而去。擱置在此一狀態的情況，成為反應室2與配管4被反應生成物汙染的狀態。此外，配管4，於內面緩緩地堆積油狀的反應生成物。
若因反應生成物的堆積而使連接反應室2與排氣機構3之配管4內其空間的剖面積變小，則阻礙排氣氣體6自反應室2內順暢地排出，有反應室2內之反應氣體7的流量產生變動的情形。而若反應氣體7的流量產生變動，則對反應室2內的壓力或真空度造成影響，招致氣相磊晶膜之成膜條件的不穩定化。此一結果，使成膜於基板之氣相磊晶膜的膜厚與性能不均一，產生引起品質降低的疑慮。
因而本實施形態之成膜方法，於成膜步驟中，捕集自反應室2排出的排氣氣體6中之反應生成物，不阻塞配管4地將其聚集於1處。本實施形態之成膜方法，對於此一反應生成物的捕集等，如圖1所示，利用設置在配管4中途之捕集裝置5。
亦即，本實施形態之成膜方法，關閉後述清洗步驟所使用的旁通管25之開閉閥26，開啟配管4a之開閉閥9與配管4b之開閉閥10。接著，使用流量控制閥27控制流通在配管4內之氣體流量，將來自反應室2的排氣氣體6導往捕集裝置5。而後，使排氣氣體6通過捕集裝置5，藉由排氣機構3將其排氣。
此時，宜將設置在配管4a周圍之冷卻水的流路28作為冷卻裝置使用，有效率地冷卻排氣氣體6，將排氣氣體6中所含之反應生成物有效率地捕集至捕集裝置5。亦可將同樣之冷卻水的流路設置於捕集部5’周圍，冷卻捕集部5’。
如同上述，本實施形態之成膜方法，在成膜步驟中，藉由自排氣氣體6中去除反應生成物，可防止反應生成物堆積於配管4內。因而，能夠以穩定的條件，在基板上施行氣相磊晶膜之成膜，可提供高品質之磊晶膜。
於基板上形成磊晶膜後，自反應室2搬出基板。接著，將新的基板搬入反應室2內，同樣地施行磊晶膜之成膜。
此處，本實施形態之成膜方法，可在對1個基板施行成膜之成膜步驟後，設置將貯留在捕集裝置5之反應生成物14進行廢棄處理的廢棄步驟。
亦即，在1個基板的磊晶膜之成膜結束，將次一基板搬入反應室2時，確認反應生成物14貯留在捕集部5’的狀況。其結果，在捕集部5’確認到既定量以上之反應生成物14時，可設有廢棄步驟。之後，在搬入次一成膜處理之基板前，可施行捕集部5’內之反應生成物14的廢棄處理。
本實施形態之成膜方法的廢棄步驟，首先，分別關閉圖1所示的捕集裝置5之配管4a及配管4b的開閉閥9、10。其次，分別開啟開閉閥12、18。之後，介由開閉閥12自與係非活性氣體供給部之非活性氣體供給壓力缸筒13以氣體配管連接的非活性氣體供給管11，將非活性氣體15導入捕集部5’。作為非活性氣體15，宜選擇使用不與捕集部5’內之反應生成物14反應的氣體。例如，可選擇使用除了氮氣以外之氦(He)、氖(Ne)氣、氬(Ar)氣等。
藉由非活性氣體15之供給壓力，將反應生成物14自排出管16壓送至捕集部5’外。
此時，捕集部5’之內部容量，可為3公升~10公升，非活性氣體15之流量宜為1公升/分~3公升/分，供給壓力宜為100kPa~300kPa。另，宜依排出管16與後述無害化裝置20之間的距離，調整非活性氣體15之供給壓力，隨著排出管16至無害化裝置20之距離的拉長，宜選擇較高供給壓力之非活性氣體15。
本實施形態之成膜方法，於廢棄步驟中，使用可使排氣氣體6與反應生成物14無害化而進行廢棄處理之廢棄手段，可施行被壓送至捕集部5’外部之反應生成物14的廢棄處理。
圖1所示之成膜裝置1，作為廢棄手段具有無害化裝置20。無害化裝置20，介由具備開閉閥18之配管17，與排出管16相連接。因此，本實施形態之成膜方法，可使自排出管16壓送至捕集部5’外部之反應生成物14，通過配管17被送往無害化裝置20。之後，於無害化裝置20中，施行排氣氣體6與反應生成物14之無害化處理，其後可進行廢棄物處置。
另，作為無害化裝置20，例如可使用一般被稱作洗滌器之裝置。
此外，本實施形態之成膜方法，於廢棄步驟中，亦可取代無害化裝置20，使用可密閉之不與大氣接觸而能夠將反應生成物進行廢棄處理的密閉容器作為反應生成物14之廢棄手段。而將此一密閉容器與配管17連接，
收納自捕集部5’通過排出管16被壓送之反應生成物14，可不與大氣接觸而安全地進行廢棄物處置。
而本實施形態之成膜方法，宜以使自捕集部5’通過排出管16被壓送之反應生成物14，不阻塞配管17的方式，對配管17內部供給非活性氣體。
本實施形態之成膜方法中，此一往配管17之非活性氣體供給的進行，宜利用上述成膜裝置100具備之非活性氣體供給機構30。而廢棄步驟中，如圖2所示，分別關閉配管4a及配管4b之開閉閥9、10。之後，分別開啟開閉閥12、18，將非活性氣體15導入內部。其次，藉由供給至捕集裝置5內部的非活性氣體15之供給壓力，將反應生成物14自排出管16壓送至捕集部5’外部。
而後，使用排出管16壓送既定量之反應生成物14後，關閉開閉閥18。接著，開啟成膜裝置100之非活性氣體供給機構30的開閉閥33，對配管17內供給非活性氣體34。如此，可防止配管17被反應生成物14阻塞。此外，可將配管17內之反應生成物14有效率地送至無害化裝置20，將配管17內藉由非活性氣體34沖淨，可防止反應生成物14殘留於配管17內。
作為非活性氣體34，宜選擇使用不與捕集部5’內之反應生成物14反應的氣體。例如，可選擇使用除了氮氣以外之氦(He)、氖(Ne)氣、氬(Ar)氣等。
另，本實施形態之成膜方法，亦可僅使用成膜裝置100之非活性氣體供給壓力缸筒13。亦即，使非活性氣體供給機構30之配管31與非活性氣體供給壓力缸筒13相連接。之後，亦可自非活性氣體供給壓力缸筒13供給非活性氣體15，取代來自非活性氣體供給壓力缸筒32的非活性氣體34將其送至配管17內。
依循以上方法的本實施形態之成膜方法，在基板上施行氣相磊晶膜之成膜的成膜步驟中，可將排氣氣體6中之反應生成物14捕捉收集至成膜裝置1或成膜裝置100之捕集部5’。之後，在因應必要而設置之廢棄步驟中，藉由使用非活性氣體15壓送至捕集部5’外，例如可使用無害化裝置20等之廢棄手段，自動地進行反應生成物14的廢棄處理。此外，藉由使用成膜裝置100之非活性氣體供給機構30，可將配管17內之反應生成物14有效率地送往無害化裝置20。此一結果，可將具有可燃性等之危險的反應生成物14，在大氣下不進行人工作業地，安全且簡便地進行廢棄處理。
進一步，本實施形態之成膜方法，於成膜步驟後可設置清洗步驟，清洗反應室2及與其連接之配管4。
本實施形態之成膜方法的成膜步驟中，反應室2內，在基板表面進行氣相磊晶反應時，由反應氣體7產生反應生成物。之後，其一部分，有未自反應室2排出，而附著於反應室2之內壁的情形。此外，排氣氣體6所含之反應生成物，有附著於與反應室2連接的配管4之內壁的情形。
因而，於成膜步驟之基板的搬出後，宜設置清洗步驟。清洗步驟中，自設置於反應室2上部之清洗氣體供給管22，將清洗氣體21供給至反應室2內。清洗氣體21為，可與在反應室2內之基板表面進行氣相磊晶反應時所產生的反應生成物反應，並將其分解之氣體。作為清洗氣體21，可使用三氟化氯(ClF3)氣體。
清洗步驟，在將成膜後之基板搬出後，對反應室2內供給清洗氣體21，使用排氣機構3將其排氣，藉以清洗反應室2及與其連接之配管4。
此時，在清洗氣體21係由三氟化氯氣體等構成之情況，對由反應氣體7形成之反應生成物具有高反應性。因此，若此一反應生成物大量存在，則與清洗氣體21間，引起非常劇烈的反應。
成膜步驟後之捕集部5’，有貯留大量反應生成物14的情況。因此，若貯留在捕集部5’內之反應生成物14與清洗氣體21接觸，則引起劇烈的分解反應，有甚至於如同爆炸之劇烈發熱的疑慮。
如以上，本實施形態之成膜方法，清洗步驟中，以不使清洗氣體21與貯留在捕集部5’中之反應生成物14接觸的方式施行清洗。亦即，例如使用圖1所示之成膜裝置1，利用設置於配管4之繞過捕集部5’的旁通管25。
本實施形態之成膜方法，於成膜步驟後設置清洗步驟。之後，在施行清洗時，於搬出基板後，先關閉配管40之開閉閥9與開閉閥10，開啟旁通管25之開閉閥26。
其次，自清洗氣體供給管22將清洗氣體21導入反應室2內。之後，在清洗氣體21清洗反應室2內後，使其通過旁通管25，繞過捕集部5’。而後，清洗配管4內，且以不導入捕集部5’的方式，藉由排氣機構3排出。
如此地，本實施形態之成膜方法，在清洗步驟中，即便於捕集裝置5內貯留反應生成物14，仍不產生反應生成物14與清洗氣體21之接觸危險。
本實施形態之成膜方法，可在清洗步驟中，安全地施行清洗。
另，本實施形態之成膜方法，可各別設置上述廢棄步驟與清洗步驟。此一情況，清洗步驟之實施時間點，可設置在成膜步驟後之基板搬出後、廢棄步驟之前。
成膜步驟後，即便在捕集部5’貯留有反應生成物14的狀態，仍如同上述，藉由使用配管4之旁通管25的清洗，可不產生反應生成物14與清洗氣體21之接觸危險地，安全地施行清洗作業。亦即，可無關捕集部5’內之反應生成物的有無，施行使用清洗氣體21之清洗。
此外，本實施形態之成膜方法，亦可在成膜步驟後，於搬出成膜後的基板之後、上述反應生成物14之廢棄步驟後，設置清洗步驟。
此一情況，有藉由已實施之廢棄步驟，進行貯留在捕集部5’之反應生成物14的去除之情形。此一場合，亦可在清洗步驟中，不進行使用旁通管25之清洗氣體21的繞過捕集部5’的過程。
亦即，清洗步驟中，可將清洗氣體21導入捕集部5’內。此一情況，開啟配管4a、4b的開閉閥9、10，將清洗氣體21自清洗氣體供給管22導入反應室2內。
於廢棄步驟後之捕集部5’內部，無大量反應生成物14，僅殘留少量的情況，捕集部5’內，不發生清洗氣體21所產生之劇烈反應。因而，可不具劇烈發熱等之疑慮地，清洗捕集部5’內及配管4a、4b。
依本發明，提供一種可將反應生成物的去除簡便且安全地施行之成膜裝置。此外，提供一種可將反應生成物的去除簡便且安全地施行之成膜方法。
另，本發明並不限定為上述實施形態，可在不逸脫本發明要旨的範圍進行各種變形而實施。
此外，上述實施形態，作為成膜裝置之一例雖列舉磊晶成長裝置加以說明，但並不限於此裝置。若為將反應性氣體供給至反應室內，加熱載置在反應室內之基板而使其於基板表面反應以形成膜者，為其他成膜裝置亦可，此外，亦可使用於其他磊晶膜之成膜。
進一步，雖對於裝置構成與控制方法等，本發明不直接必須的部分省略其記載，但可適當選擇使用必要的裝置構成、控制方法等。
1‧‧‧成膜裝置
2‧‧‧反應室
3‧‧‧排氣機構
4、4a、4b、17‧‧‧配管
5‧‧‧捕集裝置
5’‧‧‧捕集部
6‧‧‧排氣氣體
7‧‧‧反應氣體
8‧‧‧反應氣體供給管
9、10、12、18、26‧‧‧開閉閥
11‧‧‧非活性氣體供給管
13‧‧‧非活性氣體供給壓力缸筒
14‧‧‧反應生成物
15‧‧‧非活性氣體
16‧‧‧排出管
20‧‧‧無害化裝置
21‧‧‧清洗氣體
22‧‧‧清洗氣體供給管
23‧‧‧排氣氣體排出口
24‧‧‧排氣氣體導入口
25‧‧‧旁通管
27‧‧‧流量控制閥
28‧‧‧流路
Claims (5)
- 一種成膜裝置，其特徵為具備：反應室，具有供給反應氣體之反應氣體供給部，於基板上藉由氣相磊晶反應進行成膜；捕集部，捕集自該反應室排出之排氣氣體中的由該氣相磊晶反應產生之反應生成物；排氣機構，將除去該捕集部所捕集到之該反應生成物以外的該排氣氣體排出至外部；以及非活性氣體供給部，對該捕集部內供給非活性氣體，用以將捕集到之該反應生成物壓送至該捕集部外部。
- 如申請專利範圍第1項之成膜裝置，其中，具有廢棄手段，用於將藉該捕集部壓送之該反應生成物進行廢棄處理。
- 如申請專利範圍第1或2項之成膜裝置，其中，該反應室具有清洗氣體供給部，用來供給清洗該反應生成物用之清洗氣體；該排氣機構，將含有自該反應室排出之該清洗氣體的清洗排氣氣體，介由繞過該捕集部之旁通管排出。
- 一種成膜方法，其特徵為包含：將基板配置於反應室內，供給反應氣體並於該基板上藉由氣相磊晶反應進行成膜；同時將自該反應室排出之排氣氣體導入捕集部，捕集該排氣氣體所含有之反應生成物，並將除去捕集到之該反應生成物以外的該排氣氣體排出；對該捕集部內供給非活性氣體，將捕集到之該反應生成物壓送至該捕集部外部。
- 如申請專利範圍第4項之成膜方法，其中，對該反應室供給用於清洗該反應生成物之清洗氣體，將含有自該反應室排出之該清洗氣體的清洗排氣氣體，自該反應室通過繞過該捕集部之旁通管排出。
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