(57)【要約】【課題】本発明は、反応炉にて成膜を開始した直後から、排気トラップによるリンの捕集効率を高くできる成膜装置を提供することを目的とする。【解決手段】本願の発明にかかる成膜装置は、リンを含む排気ガスを排出する反応炉と、ハウジングと、該ハウジングの内部に該排気ガスを導入する排気ガス導入口と、該ハウジングの内部から該排気ガスを導出する排気ガス導出口と、該ハウジング内に設けられ該排気ガス中のリンを凝固付着させる金属製の冷却コイルと、を有する排気トラップと、該冷却コイルを冷却する冷却装置と、該ハウジング内部の排気ガスを密閉するように設けられたバルブと、を備えたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リンを含む排気ガスを排出する反応炉と、
ハウジングと、前記ハウジングの内部に前記排気ガスを導入する排気ガス導入口と、前記ハウジングの内部から前記排気ガスを導出する排気ガス導出口と、前記ハウジング内に設けられ前記排気ガス中のリンを凝固付着させる金属製の冷却コイルと、を有する排気トラップと、
前記冷却コイルを冷却する冷却装置と、
前記ハウジング内部の排気ガスを密閉するように設けられたバルブと、を備えたことを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記ハウジングを覆うように配置されたヒータを備えたことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記排気トラップのバイパス配管を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の成膜装置。
【請求項４】
リンを含む排気ガスを排出する反応炉と、
ハウジングと、前記ハウジングの内部に前記排気ガスを導入する排気ガス導入口と、前記ハウジングの内部から前記排気ガスを導出する排気ガス導出口と、前記ハウジング内に設けられ前記排気ガス中のリンを凝固付着させる金属製の冷却コイルと、を有する排気トラップと、を備え、
前記冷却コイルには多孔質被膜が施されたことを特徴とする成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リン系化合物を用いて成膜する成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
気相成長法を利用する成膜装置は、基板に成膜を施すための反応炉を備える。反応炉には成膜に使われたガスを排気ガスとして排気するための排気配管が接続される。排気ガスがリンを含む場合には、リンが排気配管の内壁に凝固付着して排気配管を閉塞させることがある。
【０００３】
これを防止するために、排気経路には排気トラップと呼ばれる装置が設けられる。排気トラップは金属製のコイルを備えるものである。このコイルを冷却することにより、コイル表面にリンを凝固付着させ、排気ガス中のリンを捕集する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１６２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、コイルは冷却される必要があるため金属製であることが多い。そのため、コイルの表面にリンが凝固付着する前は、コイルの表面は平坦性が高い状態である。コイルの表面平坦性が高いと、コイルの表面にリンが凝固付着し難い。その為、反応炉にて成膜を開始し排気トラップに排気ガスを流すと、はじめのうちは冷却コイルにリンが凝固付着し難くリンの捕集効率が低い期間が生じる。そして、リンの捕集効率が低い期間に、排気配管の内壁に大量のリンが凝固付着することがあった。
【０００６】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、反応炉にて成膜を開始した直後から、リンの捕集効率を高くすることができる成膜装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明に係る成膜装置は、リンを含む排気ガスを排出する反応炉と、ハウジングと、該ハウジングの内部に該排気ガスを導入する排気ガス導入口と、該ハウジングの内部から該排気ガスを導出する排気ガス導出口と、該ハウジング内に設けられ該排気ガス中のリンを凝固付着させる金属製の冷却コイルと、を有する排気トラップと、該冷却コイルを冷却する冷却装置と、該ハウジング内部の排気ガスを密閉するように設けられたバルブと、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
第２の発明に係る成膜装置は、リンを含む排気ガスを排出する反応炉と、ハウジングと、該ハウジングの内部に該排気ガスを導入する排気ガス導入口と、該ハウジングの内部から該排気ガスを導出する排気ガス導出口と、該ハウジング内に設けられ該排気ガス中のリンを凝固付着させる金属製の冷却コイルと、を有する排気トラップと、を備え、該冷却コイルには多孔質被膜が施されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、反応炉にて成膜を開始した直後から、排気トラップによるリンの捕集効率を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る成膜装置を示す図である。
【図２】排気トラップの拡大図である。
【図３】リン被膜の形成方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態
図１は本発明の実施の形態に係る成膜装置を示す図である。成膜装置１０は反応炉１２を備える。反応炉１２は、リンを含む化合物を用いて基板上に成膜を行う部分である。リンを含む化合物としては、インジウムリン（ＩｎＰ）、アルミガリウムインジウムリン（ＡｌＧａＩｎＰ）などを用いることができる。反応炉１２には排気配管１４が接続されている。排気配管１４は反応炉１２で発生した排気ガスを排出するための配管である。排気配管１４には排気配管１４を開閉する上流バルブ１６と下流バルブ１８が設けられている。上流バルブ１６は下流バルブ１８よりも上流、すなわち反応炉１２に近い部分に設けられている（以後、反応炉に近い部分を上流、遠い部分を下流ということがある）。さらに、排気配管１４の排気経路には排気トラップ２０が設けられている。排気トラップ２０は上流バルブ１６と下流バルブ１８の間に設けられている。
【００１２】
排気配管１４にはバイパス配管２２が接続されている。バイパス配管２２は、上流バルブ１６及び下流バルブ１８が閉じられているときにも排気ガスの排気経路を確保できるように設けられている。具体的にはバイパス配管２２は上流バルブ１６の上流側と下流バルブ１８の下流側を接続している。バイパス配管２２にはバイパス配管２２を開閉するバイパスバルブ２４が設けられている。なお、バイパス配管２２を経由した排気経路を図１に破線の矢印で示す。
【００１３】
下流バルブ１８の下流側にはスロットバルブ２６が設けられている。スロットバルブ２６の下流側には減圧ポンプ２８が設けられている。スロットバルブ２６と減圧ポンプ２８は反応炉１２の内部の圧力を調整するものである。減圧ポンプ２８の下流側には無害塔３０が設けられている。無害塔３０は排気ガスを無害化し排出する部分である。
【００１４】
次いで、図２を参照して排気トラップ２０の詳細な構成について説明する。図２は排気トラップ２０の断面の拡大図である。排気トラップ２０はハウジング３２を備えている。ハウジング３２にはハウジング３２の内部に排気ガスを導入する排気ガス導入口３４と、ハウジング３２の内部から排気ガスを導出する排気ガス導出口３６が設けられている。ハウジング３２の内部には冷却コイル３８が設けられている。冷却コイル３８は金属製である。冷却コイル３８の表面にはリン被膜３８ａが施されている。冷却コイル３８にはフランジ４０を介して冷却装置４２が接続されている。冷却装置４２は冷却コイル３８を冷却するために用いられる。
【００１５】
ハウジング３２の外側には、ハウジング３２を覆うようにヒータ４４が設けられている。ヒータ４４はハウジング３２、排気ガス導入口３４、及び排気ガス導出口３６を加熱できるように配置されている。
【００１６】
次に、リン被膜３８ａの形成方法について説明する。図３はリン被膜３８ａの形成方法を示すフローチャートである。まず、ハウジング３２の外側に設置したヒータ４４により、ハウジング３２、排気ガス導入口３４、及び排気ガス導出口３６をリンの凝固温度以上に加熱する（ステップ５０）。次に、反応炉１２内部を常圧以下に減圧させた上でリン系ガスを反応炉１２内部に導入し高濃度のリン蒸気を発生させる（ステップ５２）。なお、ステップ５０及び５２では上流バルブ１６、下流バルブ１８、及びバイパスバルブ２４は閉じた状態を維持する。
【００１７】
次に、上流バルブ１６を開き反応炉１２内のリン蒸気をハウジング３２内に導入する。ハウジング３２内がリン蒸気で満たされた段階で上流バルブ１６を閉じ、ハウジング３２内にリン蒸気を密閉する（ステップ５４）。ここで、上流バルブ１６を閉じると同時にバイパスバルブ２４を開けて、反応炉１２に残留したリン蒸気をバイパス配管２２、スロットバルブ２６、減圧ポンプ２８、及び無害塔３０の経路で排出する。このとき、リンを含む排気ガス（リン蒸気）が排気経路を流れることとなるが、この排気ガスの量は成膜時の排気ガスの量と比較すると極微量である。よって、この排気ガスにより排気経路の内壁に凝固付着するリンは極少量である。
【００１８】
次に、ハウジング３２内にリン蒸気を密閉した状態で、冷却装置４２を用いて冷却コイル３８をリンの凝固温度以下に冷却する（ステップ５６）。そうすると、冷却コイル３８の表面にリンが凝固付着する。ここで、ヒータ４４の加熱によりハウジング３２、排気ガス導入口３４、及び排気ガス導出口３６へのリンの凝固付着は抑制されている。よって、ハウジング３２内部のリン蒸気の密度を高く維持できる。このように、ハウジング３２内のリン蒸気の密度を高く維持することで、効率的に冷却コイル３８にリンを凝固付着させる。
【００１９】
そして、冷却コイル３８の表面に十分なリン被膜が形成されるまで冷却コイル３８の冷却とハウジング３２などの加熱を継続する。ハウジング３２内のリン蒸気の密度が低下した場合は、前述のステップ５０からステップ５６の処理を繰り返す。このようにして、冷却コイル３８の表面にリンを積極的に凝固付着させることでリン被膜３８ａを形成する。リン被膜３８ａが施されると冷却コイル３８の表面平坦性は低くなる。
【００２０】
次いで、成膜装置１０による成膜方法について説明する。成膜装置１０による成膜は、上述のリン被膜３８ａを施した後に行われる。まず、上流バルブ１６及び下流バルブ１８を開き、かつバイパスバルブ２４を閉じた状態で、反応炉１２にてリン系ガスを用いて成膜する。成膜に使用されたリンを含むガスは、冷却された冷却コイル３８を備えるハウジング３２内部に導入する。ここで、冷却コイル３８は、リン被膜３８ａにより表面平坦性が低減されている。そのため、リンを含むガスの中のリンは、確実に冷却コイル３８に捕集される。
【００２１】
ところで、冷却コイル３８の表面平坦性が高いまま成膜を開始してしまうと、しばらくは冷却コイルへリンが凝固付着しづらい。そのため、成膜開始後にリンの捕集効率が低い期間が生じることがある。しかしながら、本発明の実施の形態に係る成膜方法によれば、リン被膜３８ａにより冷却コイル３８の表面平坦性が低減された状態で成膜を開始するため、成膜開始直後からリンの捕集効率を高めることができる。
【００２２】
本発明に係る成膜装置は、成膜開始によりリンを含む排気ガスが大量に発生する前に、リンが凝固付着し易い冷却コイルを準備しておくことが特徴である。この特徴を失わない限りにおいて様々な変形が可能である。
【００２３】
例えば、リン被膜３８ａに代えて、冷却コイル３８に赤リン被膜又は多孔質被膜を施しても本発明の効果を得ることができる。多孔質被膜は、例えばセラミックで形成することができる。また、冷却コイルとしてアルミを用い、冷却コイル表面をアルマイト処理することで多孔質被膜を形成することもできる。
【００２４】
例えば、排気トラップ２０内部にリンの固体材料及び当該固体材料の加熱手段を儲け、これらを用いた蒸着法により冷却コイル３８にリン被膜３８ａを施しても本発明の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００２５】
１０  成膜装置、  １２  反応炉、  １４  排気配管、  １６  上流バルブ、  １８  下流バルブ、  ２０  排気トラップ、  ２２  バイパス配管、  ２４  バイパスバルブ、  ２６  スロットバルブ、  ２８  減圧ポンプ、  ３０  無害塔、  ３２  ハウジング、  ３４  排気ガス導入口、  ３６  排気ガス導出口、  ３８  冷却コイル、  ３８ａ  リン被膜、  ４０  フランジ、  ４２  冷却装置、  ４４  ヒータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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