JP3061455B2 - 気相成長装置及び気相成長装置内のクリーニング方法 - Google Patents
気相成長装置及び気相成長装置内のクリーニング方法Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体等の製造に用い
られる気相成長装置に関する。
られる気相成長装置に関する。
【0002】
【従来の技術】反応炉内にガス(原料ガス,キャリアガ
ス等)を供給し前記反応炉内に配置した基板ホルダ上の
基板に薄膜を気相成長させる気相成長装置では、基板に
薄膜を気相成長させる際に、反応炉内特に基板ホルダ上
に半導体薄膜等の堆積物が堆積する。
ス等)を供給し前記反応炉内に配置した基板ホルダ上の
基板に薄膜を気相成長させる気相成長装置では、基板に
薄膜を気相成長させる際に、反応炉内特に基板ホルダ上
に半導体薄膜等の堆積物が堆積する。
【0003】このように基板ホルダ上に堆積物が堆積す
ると、基板に気相成長させる際に前記堆積物が剥離する
ことによって、基板上に剥離した堆積物が付着して薄膜
の膜組成に悪影響を及ぼす。
ると、基板に気相成長させる際に前記堆積物が剥離する
ことによって、基板上に剥離した堆積物が付着して薄膜
の膜組成に悪影響を及ぼす。
【0004】また、堆積物の厚みが大きくなると、成長
した膜の膜厚分布等の均一性も悪化するようになる。
した膜の膜厚分布等の均一性も悪化するようになる。
【0005】このため、反応炉内の基板ホルダ等に堆積
した堆積物を定期的に除去する必要があり、従来は基板
ホルダから基板を取外した状態で反応炉内に、エッチン
グガス(例えばHCl)をキャリアガス(例えばH2 )
と共に供給して基板ホルダ等に堆積した堆積物を除去し
ていた。
した堆積物を定期的に除去する必要があり、従来は基板
ホルダから基板を取外した状態で反応炉内に、エッチン
グガス(例えばHCl)をキャリアガス(例えばH2 )
と共に供給して基板ホルダ等に堆積した堆積物を除去し
ていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
気相成長装置では、図4に示すように基板ホルダ1の外
周側には堆積物2が堆積しているが、その内側の基板が
載置されていた部分1aには堆積物はないので、基板ホ
ルダ1に堆積した堆積物2をエッチングガスで除去する
際に、基板ホルダ1の基板が載置されていた部分1aは
エッチングガスに直接触れる。
気相成長装置では、図4に示すように基板ホルダ1の外
周側には堆積物2が堆積しているが、その内側の基板が
載置されていた部分1aには堆積物はないので、基板ホ
ルダ1に堆積した堆積物2をエッチングガスで除去する
際に、基板ホルダ1の基板が載置されていた部分1aは
エッチングガスに直接触れる。
【0007】このため、基板ホルダ1がエッチングガス
によって腐食されることにより、基板ホルダ1の寿命が
短くなる問題点があった。また、基板ホルダ1が腐食さ
れることにより、基板ホルダ1が例えばSiCコートさ
れている場合には、このSiCコートはエッチングガス
(例えばHCl)で徐々に腐食されることによって、基
板ホルダ中の微量の不純物が放出され、気相成長時に基
板に付着して薄膜の膜組成に悪影響を及ぼす。
によって腐食されることにより、基板ホルダ1の寿命が
短くなる問題点があった。また、基板ホルダ1が腐食さ
れることにより、基板ホルダ1が例えばSiCコートさ
れている場合には、このSiCコートはエッチングガス
(例えばHCl)で徐々に腐食されることによって、基
板ホルダ中の微量の不純物が放出され、気相成長時に基
板に付着して薄膜の膜組成に悪影響を及ぼす。
【0008】また、基板ホルダ1上の堆積物2を完全に
除去するために、堆積物2が基板ホルダ1上からほぼ除
去された後も一定時間エッチングガスが供給されていた
ので、基板ホルダ1が腐食されることによって基板ホル
ダ1中の微量の不純物が放出されることにより、気相成
長時に不純物が基板に付着して薄膜の膜組成に悪影響を
及ぼす。
除去するために、堆積物2が基板ホルダ1上からほぼ除
去された後も一定時間エッチングガスが供給されていた
ので、基板ホルダ1が腐食されることによって基板ホル
ダ1中の微量の不純物が放出されることにより、気相成
長時に不純物が基板に付着して薄膜の膜組成に悪影響を
及ぼす。
【0009】本発明は上記した課題を解決する目的でな
され、反応炉内の堆積物を除去する際に基板ホルダに悪
影響を与えることなく、基板ホルダ上の堆積物を良好に
除去することができる気相成長装置を提供しようとする
ものである。
され、反応炉内の堆積物を除去する際に基板ホルダに悪
影響を与えることなく、基板ホルダ上の堆積物を良好に
除去することができる気相成長装置を提供しようとする
ものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
ために、本発明の第1の特徴は、反応炉内に原料ガスを
供給し、反応炉内に配置した基板ホルダ上の基板に薄膜
を気相成長させる気相成長装置において、基板ホルダ上
に堆積した堆積物を除去するためのエッチングガスを反
応炉内に供給する第一のガス供給装置と、基板ホルダに
堆積した堆積物を除去する際に、基板ホルダの基板が載
置されていた部分にパージガスを供給する第二のガス供
給装置とを具備する気相成長装置であることにある。
ために、本発明の第1の特徴は、反応炉内に原料ガスを
供給し、反応炉内に配置した基板ホルダ上の基板に薄膜
を気相成長させる気相成長装置において、基板ホルダ上
に堆積した堆積物を除去するためのエッチングガスを反
応炉内に供給する第一のガス供給装置と、基板ホルダに
堆積した堆積物を除去する際に、基板ホルダの基板が載
置されていた部分にパージガスを供給する第二のガス供
給装置とを具備する気相成長装置であることにある。
【0011】また、本発明の第2の特徴は、気相成長装
置の反応炉内に堆積した堆積物を除去する気相成長装置
内のクリーニング方法において、基板ホルダの基板が載
置されていた部分にパージガスを供給しながら、反応炉
内にエッチングガスを流して堆積物を除去する気相成長
装置内のクリーニング方法であることにある。
置の反応炉内に堆積した堆積物を除去する気相成長装置
内のクリーニング方法において、基板ホルダの基板が載
置されていた部分にパージガスを供給しながら、反応炉
内にエッチングガスを流して堆積物を除去する気相成長
装置内のクリーニング方法であることにある。
【0012】
【作用】本発明によれば、基板への気相成長により、基
板を載置する基板ホルダに堆積した堆積物をガスによっ
て除去する際に、基板ホルダの基板が載置されていた部
分をガスから保護することにより、基板ホルダ表面の腐
食等を防止して堆積物だけを除去することができる。
板を載置する基板ホルダに堆積した堆積物をガスによっ
て除去する際に、基板ホルダの基板が載置されていた部
分をガスから保護することにより、基板ホルダ表面の腐
食等を防止して堆積物だけを除去することができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明を図示の一実施例に基づいて詳
細に説明する。
細に説明する。
【0014】図1は、本発明の一実施例に係る気相成長
装置を示す概略構成図である。この図に示すように、反
応炉3内には基板4を載置した基板ホルダ1と、基板ホ
ルダ1を回転自在に支持する回転軸5と、基板4と基板
ホルダ1を加熱するヒータ6が配設されている。
装置を示す概略構成図である。この図に示すように、反
応炉3内には基板4を載置した基板ホルダ1と、基板ホ
ルダ1を回転自在に支持する回転軸5と、基板4と基板
ホルダ1を加熱するヒータ6が配設されている。
【0015】反応炉3の上部には供給管7を介して反応
炉3内に原料ガス(例えばSiH2 Cl2 )を供給する
原料ガス供給装置8と、反応炉3内に堆積する半導体薄
膜等の堆積物を除去するエッチングガス(例えばHC
l)を反応炉3内に供給するエッチングガス供給装置9
が切換えバルブ10を介して接続されており、反応炉3
の下部には回転軸5を回転駆動するモータ11と、反応
炉3内の圧力調整及び未反応ガス等を排気する排気装置
12が排気管13を介して接続されている。
炉3内に原料ガス(例えばSiH2 Cl2 )を供給する
原料ガス供給装置8と、反応炉3内に堆積する半導体薄
膜等の堆積物を除去するエッチングガス(例えばHC
l)を反応炉3内に供給するエッチングガス供給装置9
が切換えバルブ10を介して接続されており、反応炉3
の下部には回転軸5を回転駆動するモータ11と、反応
炉3内の圧力調整及び未反応ガス等を排気する排気装置
12が排気管13を介して接続されている。
【0016】また、反応炉3の基板ホルダ1上に載置し
た基板4と対向する外側面には、それぞれゲートバルブ
14,15を介して第1,第2予備室16,17が連通
して形成されており、第1,第2予備室16,17の外
側にはそれぞれ搬送装置18,19が配設されている。
た基板4と対向する外側面には、それぞれゲートバルブ
14,15を介して第1,第2予備室16,17が連通
して形成されており、第1,第2予備室16,17の外
側にはそれぞれ搬送装置18,19が配設されている。
【0017】第1予備室16内には、基板受け20が基
板4方向に移動自在に配設されており、基板受け20に
は、搬送装置18によって基板4方向に移動自在な搬送
棒21がベロー22を介して気密状態で連結されてい
る。このように、基板受け20は、搬送装置18によっ
て移動する搬送棒21によって反応炉3内の基板ホルダ
1上に移動し、基板ホルダ1に載置される基板4を第1
予備室16から反応炉3、反応炉3から第1予備室16
に搬入・搬出する。
板4方向に移動自在に配設されており、基板受け20に
は、搬送装置18によって基板4方向に移動自在な搬送
棒21がベロー22を介して気密状態で連結されてい
る。このように、基板受け20は、搬送装置18によっ
て移動する搬送棒21によって反応炉3内の基板ホルダ
1上に移動し、基板ホルダ1に載置される基板4を第1
予備室16から反応炉3、反応炉3から第1予備室16
に搬入・搬出する。
【0018】第2予備室17内には、基板4とほぼ同じ
径の基板ホルダ保護板23が基板4方向に移動自在に配
設されており、基板ホルダ保護板23には、搬送装置1
9によって基板4方向に移動自在な搬送棒24がベロー
25を介して気密状態で着脱自在に連結されている。基
板ホルダ保護板23は、例えばSiもしくはSiCをコ
ートした高純度カーボンもしくはSiC板もしくはカー
ボンもしくはSiO2 等の材質で形成されている。ま
た、他の材質でもよい。このように、基板ホルダ保護板
23は、搬送装置19によって移動する搬送棒24によ
って反応炉3内の基板ホルダ1上に移動し、基板ホルダ
1の基板4が載置される位置に搬入・搬出される。
径の基板ホルダ保護板23が基板4方向に移動自在に配
設されており、基板ホルダ保護板23には、搬送装置1
9によって基板4方向に移動自在な搬送棒24がベロー
25を介して気密状態で着脱自在に連結されている。基
板ホルダ保護板23は、例えばSiもしくはSiCをコ
ートした高純度カーボンもしくはSiC板もしくはカー
ボンもしくはSiO2 等の材質で形成されている。ま
た、他の材質でもよい。このように、基板ホルダ保護板
23は、搬送装置19によって移動する搬送棒24によ
って反応炉3内の基板ホルダ1上に移動し、基板ホルダ
1の基板4が載置される位置に搬入・搬出される。
【0019】また、第1,第2予備室16,17は、そ
れぞれ上部にOリング26,27を介して蓋28,29
が着脱自在に配設され、下部には第1,第2予備室1
6,17内の圧力調整及び未反応ガス等を排気するため
に排気管30,31を介して前記排気装置12が接続さ
れている。
れぞれ上部にOリング26,27を介して蓋28,29
が着脱自在に配設され、下部には第1,第2予備室1
6,17内の圧力調整及び未反応ガス等を排気するため
に排気管30,31を介して前記排気装置12が接続さ
れている。
【0020】本実施例に係る気相成長装置は上記のよう
に構成されており、排気装置12で反応炉3内を排気し
て所定の圧力に調整し、ヒータ6の加熱によって基板4
を所定温度に上昇させると共に、モータ11を回転駆動
して基板ホルダ1及び基板4を回転させて、原料ガス供
給装置8から原料ガス(例えばSiH2 Cl2 )をキャ
リアガス(例えばH2 )と共に反応炉3内に供給するこ
とによって、基板4上に半導体薄膜を気相成長させる。
この際、薄膜としてシリコンを成長させる場合は、基板
4はSiであり、基板ホルダ1はSiCをコートした高
純度カーボンである。この時、反応炉5と第1,第2予
備室16を仕切るゲートバルブ14,15は閉じられて
いる。
に構成されており、排気装置12で反応炉3内を排気し
て所定の圧力に調整し、ヒータ6の加熱によって基板4
を所定温度に上昇させると共に、モータ11を回転駆動
して基板ホルダ1及び基板4を回転させて、原料ガス供
給装置8から原料ガス(例えばSiH2 Cl2 )をキャ
リアガス(例えばH2 )と共に反応炉3内に供給するこ
とによって、基板4上に半導体薄膜を気相成長させる。
この際、薄膜としてシリコンを成長させる場合は、基板
4はSiであり、基板ホルダ1はSiCをコートした高
純度カーボンである。この時、反応炉5と第1,第2予
備室16を仕切るゲートバルブ14,15は閉じられて
いる。
【0021】そして、反応炉3内で半導体薄膜の気相成
長を例えば1ロット25回行うと、基板ホルダ1の基板
4が載置されている外側には、1回の気相成長につき例
えば5μm程度の厚さで半導体薄膜が堆積するので、全
体では125μm程度の厚さで半導体薄膜(以下、堆積
物という)が堆積する。
長を例えば1ロット25回行うと、基板ホルダ1の基板
4が載置されている外側には、1回の気相成長につき例
えば5μm程度の厚さで半導体薄膜が堆積するので、全
体では125μm程度の厚さで半導体薄膜(以下、堆積
物という)が堆積する。
【0022】そして、上記したように基板ホルダ1上に
ある程度堆積物が堆積すると、この堆積物が剥離して基
板4に付着するというような不都合が生じるので、堆積
物を除去する必要がある。以下、基板ホルダ1上に堆積
した堆積物の除去について説明する。
ある程度堆積物が堆積すると、この堆積物が剥離して基
板4に付着するというような不都合が生じるので、堆積
物を除去する必要がある。以下、基板ホルダ1上に堆積
した堆積物の除去について説明する。
【0023】先ず、第1予備室16のゲートバルブ14
を開け、搬送装置18で搬送棒21を移動させて連結さ
れている基板受け20を反応炉3内に移動させる。そし
て、基板4を基板受け20で保持して再び搬送装置18
で搬送棒21を元の位置まで移動させることにより、基
板4が第1予備室16内に収納される。この時、反応炉
3内と第1予備室16は、排気装置12によりほぼ等し
い圧力に調整されている。
を開け、搬送装置18で搬送棒21を移動させて連結さ
れている基板受け20を反応炉3内に移動させる。そし
て、基板4を基板受け20で保持して再び搬送装置18
で搬送棒21を元の位置まで移動させることにより、基
板4が第1予備室16内に収納される。この時、反応炉
3内と第1予備室16は、排気装置12によりほぼ等し
い圧力に調整されている。
【0024】そして、第1予備室16のゲートバルブ1
4を閉じた後、今度は第2予備室17のゲートバルブ1
5を開け、搬送装置19で搬送棒24を移動させて着脱
自在に連結されている基板ホルダ保護板23を反応炉3
内の基板ホルダ1上の基板4が載置されていた位置に設
置する(図2参照)。この時、反応炉3内と第2予備室
17は、排気装置12によりほぼ等しい圧力に調整され
ている。
4を閉じた後、今度は第2予備室17のゲートバルブ1
5を開け、搬送装置19で搬送棒24を移動させて着脱
自在に連結されている基板ホルダ保護板23を反応炉3
内の基板ホルダ1上の基板4が載置されていた位置に設
置する(図2参照)。この時、反応炉3内と第2予備室
17は、排気装置12によりほぼ等しい圧力に調整され
ている。
【0025】そして、第2予備室17のゲートバルブ1
5を閉じて反応炉3内をヒータ6の加熱によって所定温
度に設定し、切換えバルブ10を切換えてエッチングガ
ス供給装置9から供給管7を通してエッチングガス(例
えばHCl)をキャリアガス(例えばH2 )と共に反応
炉3内に供給して基板ホルダ1に堆積している堆積物2
の除去を行う。除去された堆積物2は、排気管13を通
して排気装置12で反応炉3の外に排出されて回収装置
(図示省略)に回収される。
5を閉じて反応炉3内をヒータ6の加熱によって所定温
度に設定し、切換えバルブ10を切換えてエッチングガ
ス供給装置9から供給管7を通してエッチングガス(例
えばHCl)をキャリアガス(例えばH2 )と共に反応
炉3内に供給して基板ホルダ1に堆積している堆積物2
の除去を行う。除去された堆積物2は、排気管13を通
して排気装置12で反応炉3の外に排出されて回収装置
(図示省略)に回収される。
【0026】また、エッチングガスによる堆積物2の除
去時間は堆積物2の厚さによって調整され、堆積物2が
ほぼ除去された時にエッチングガスの供給を停止するよ
うにする。例えば、半導体薄膜の気相成長を例えば1ロ
ット25回行った時、基板ホルダ1の外周側には、1回
の気相成長につき例えば5μm程度の厚さで堆積物2が
堆積すると、25回では125μm程度の厚さで堆積物
2が堆積する。よって、エッチングガスによる堆積物2
の除去速度(エッチング速度)を例えば20μm/min
とすると、6分少しで堆積物2が完全に除去されるの
で、エッチングガスの反応炉3内への供給時間は6分少
しに設定する。
去時間は堆積物2の厚さによって調整され、堆積物2が
ほぼ除去された時にエッチングガスの供給を停止するよ
うにする。例えば、半導体薄膜の気相成長を例えば1ロ
ット25回行った時、基板ホルダ1の外周側には、1回
の気相成長につき例えば5μm程度の厚さで堆積物2が
堆積すると、25回では125μm程度の厚さで堆積物
2が堆積する。よって、エッチングガスによる堆積物2
の除去速度(エッチング速度)を例えば20μm/min
とすると、6分少しで堆積物2が完全に除去されるの
で、エッチングガスの反応炉3内への供給時間は6分少
しに設定する。
【0027】本実施例においては、第1,第2予備室を
具備しているが、第1予備室のみ具備していてもよく、
また、予備室を具備せず、直接、基板や、基板ホルダ保
護板を基板ホルダに置載してもよい。また、予備室に
は、複数の基板や基板ホルダ保護板を収納及び搬送する
手段を有していてもよい。
具備しているが、第1予備室のみ具備していてもよく、
また、予備室を具備せず、直接、基板や、基板ホルダ保
護板を基板ホルダに置載してもよい。また、予備室に
は、複数の基板や基板ホルダ保護板を収納及び搬送する
手段を有していてもよい。
【0028】図3は、本発明の第2の実施例に係る気相
成長装置の要部を示す概略図である。
成長装置の要部を示す概略図である。
【0029】本実施例では、基板ホルダ1の基板4が載
置されていた部分1aに、上方に設けた複数の供給管7
a,7b,7cからパージガス(例えばH2)を流し、
堆積物2が堆積している部分に、上方に設けた複数の供
給管7d,7eからエッチングガス(例えばHCl)を
キャリアガス(例えばH2 )と共に流す構成である。
置されていた部分1aに、上方に設けた複数の供給管7
a,7b,7cからパージガス(例えばH2)を流し、
堆積物2が堆積している部分に、上方に設けた複数の供
給管7d,7eからエッチングガス(例えばHCl)を
キャリアガス(例えばH2 )と共に流す構成である。
【0030】このように、本実施例では、基板ホルダ1
の基板4が載置されていた部分1aをパージガスで保護
することにより、エッチングガスが基板ホルダ1を腐食
することなく堆積物2だけを除去することができる。
の基板4が載置されていた部分1aをパージガスで保護
することにより、エッチングガスが基板ホルダ1を腐食
することなく堆積物2だけを除去することができる。
【0031】この実施例においても、堆積物の除去時間
は堆積物の厚みとエッチング速度に応じて設定される。
は堆積物の厚みとエッチング速度に応じて設定される。
【0032】また、前記した各実施例では、基板ホルダ
1の堆積物2を除去する際に基板ホルダ1を加熱した
が、エッチングガスとして例えばハロゲン化ガスを用い
ることにより、室温で堆積物2だけを除去することがで
きる。
1の堆積物2を除去する際に基板ホルダ1を加熱した
が、エッチングガスとして例えばハロゲン化ガスを用い
ることにより、室温で堆積物2だけを除去することがで
きる。
【0033】また、前記した各実施例で、エッチングガ
スで基板ホルダ1上の堆積物2を除去する際に、反応炉
3の内壁面等に付着している堆積物も除去することがで
きる。
スで基板ホルダ1上の堆積物2を除去する際に、反応炉
3の内壁面等に付着している堆積物も除去することがで
きる。
【0034】
【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように本発明によれば、基板ホルダに堆積した堆積物
をガスで除去する際に、基板ホルダの基板が載置されて
いた部分を保護することにより、基板ホルダ表面の腐食
を防止して基板ホルダに堆積した堆積物だけを除去する
ことができるので、基板ホルダの寿命が長くなり、且つ
基板ホルダから不純物が放出されることもなくなり、高
品質の薄膜を成長させることができる。
たように本発明によれば、基板ホルダに堆積した堆積物
をガスで除去する際に、基板ホルダの基板が載置されて
いた部分を保護することにより、基板ホルダ表面の腐食
を防止して基板ホルダに堆積した堆積物だけを除去する
ことができるので、基板ホルダの寿命が長くなり、且つ
基板ホルダから不純物が放出されることもなくなり、高
品質の薄膜を成長させることができる。
【図1】本発明の第1の実施例に係る気相成長装置を示
す概略図である。
す概略図である。
【図2】基板ホルダに載置した基板ホルダ保護板を示す
側面図である。
側面図である。
【図3】本発明の第2の実施例に係る気相成長装置の要
部を示す概略図である。
部を示す概略図である。
【図4】堆積物が堆積した基板ホルダを示す側面図であ
る。
る。
1 基板ホルダ 2 堆積物 3 反応炉 4 基板 8 原料ガス供給装置 9 エッチングガス供給装置 12 排気装置 16 第1予備室 17 第2予備室 20 基板受け 23 基板ホルダ保護板(保護手段)
Claims (2)
- 【請求項1】 反応炉内に原料ガスを供給し、前記反応
炉内に配置した基板ホルダ上の基板に薄膜を気相成長さ
せる気相成長装置において、 前記基板ホルダ上に堆積した堆積物を除去するためのエ
ッチングガスを前記反応炉内に供給する第一のガス供給
装置と、 前記基板ホルダに堆積した堆積物を除去する際に、前記
基板ホルダの前記基板が載置されていた部分にパージガ
スを供給する第二のガス供給装置とを具備することを特
徴とする気相成長装置。 - 【請求項2】 気相成長装置の反応炉内に堆積した堆積
物を除去する気相成長装置内のクリーニング方法におい
て、 基板ホルダの基板が載置されていた部分にパージガスを
供給しながら、前記反応炉内にエッチングガスを流して
前記堆積物を除去することを特徴とする気相成長装置内
のクリーニング方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3223906A JP3061455B2 (ja) | 1991-09-04 | 1991-09-04 | 気相成長装置及び気相成長装置内のクリーニング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3223906A JP3061455B2 (ja) | 1991-09-04 | 1991-09-04 | 気相成長装置及び気相成長装置内のクリーニング方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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