(57)【要約】【課題】黄燐を含む付着物が付着した成膜構成部材を分解して安全にかつ容易に運搬することができ、成膜構成部材の清掃を安全な場所で行うことが可能な気相成長装置を提供する。【解決手段】基板面に半導体薄膜を成膜する際に、成膜構成部材の少なくとも一つに発火性を有する反応生成物が付着する気相成長装置において、反応炉１１を収納するグローブボックス１２と、反応生成物が付着した成膜構成部材を収容可能で、溶媒を貯留させる部材容器１３とを設け、部材容器１３とグローブボックス１２とを、成膜構成部材が通過可能な部材搬送用通路１４で連結する。部材搬送用通路１４は、通路遮断手段となるバルブ１５を備えるとともに、通路の先端を部材容器１３内の溶媒（水）Ｗに浸漬する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜構成部材を組み合わせた反応炉に原料ガスを導入し、前記反応炉内に加熱状態で保持された基板面に半導体薄膜を成膜する際に、前記成膜構成部材の少なくとも一つに発火性を有する反応生成物が付着する気相成長装置において、前記反応炉を収納するグローブボックスと、反応生成物が付着した成膜構成部材を収容可能で、溶媒を貯留させる部材容器とを設け、該部材容器と前記グローブボックスとを、前記成膜構成部材が通過可能な部材搬送用通路で連結し、該部材搬送用通路は、通路遮断手段を備えるとともに、該通路の先端が部材容器内の溶媒に浸漬されていることを特徴とする気相成長装置。
【請求項２】
前記半導体薄膜が燐系有機金属であり、前記溶媒が水であることを特徴とする請求項１記載の気相成長装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気相成長装置に関し、詳しくは、燐を含む原料ガスを用いて基板面に半導体薄膜を成膜する気相成長装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燐を含む半導体薄膜、例えばＩｎＰ（燐化インジウム）等を成膜する気相成長装置では、成膜に使用する原料の分解生成物が反応炉の成膜構成部材に付着する。通常、この付着物は黄燐を多く含んでおり、大気に暴露すると容易に酸化し、付着量が多いと酸化反応が激化して発火に至る。さらに、同じ反応炉でヒ素を含む材料を成膜した場合、分解生成物にもヒ素が含まれるため、燐を含む分解生成物が発火すると、非常に毒性の強い三酸化ヒ素を生成することがあり、危険性が高くなる。
【０００３】
通常、定期的なメンテナンスの際には、反応炉の成膜構成部材を分解して前記分解生成物を除去するが、メンテナンスの際には反応炉内を大気に暴露する必要があり、発火の危険性が高くなっていた。
【０００４】
このため、反応炉内を大気に暴露する前に、反応管の内壁面に付着した堆積物（付着物）を剥離してから反応管内に酸素含有ガスを導入し、付着物表面の黄燐を酸化して五酸化燐等の安全な物質に変化させてから反応管を取り外す方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、成膜室にグローブボックスを連設し、成膜構成部材からの付着物の除去を大気に接触させずに行えるようにした気相成長装置も知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平６−２８３４２９号公報
【特許文献２】特開２００５−２３６０９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された方法では、反応管を取り外す前に堆積物を剥離するため、反応管を含む成膜構成部材の形状によっては、堆積物を完全に剥離することが困難であった。また、特許文献２に記載された装置では、黄燐を含む付着物を成膜構成部材から除去したときには、大きなグローブボックスを密閉した状態で安全な場所に移動させてからグローブボックス内に大気を導入しなければならなかった。また、グローブボックス内で黄燐を処理するため、黄燐の処理が終了するまではグローブボックスを大気に開放することができなかった。
【０００６】
そこで本発明は、黄燐を含む付着物が付着した成膜構成部材を分解して安全にかつ容易に運搬することができ、成膜構成部材の清掃を安全な場所で行うことが可能な気相成長装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の気相成長装置は、成膜構成部材を組み合わせた反応炉に原料ガスを導入し、前記反応炉内に加熱状態で保持された基板面に半導体薄膜を成膜する際に、前記成膜構成部材の少なくとも一つに発火性を有する反応生成物が付着する気相成長装置において、前記反応炉を収納するグローブボックスと、反応生成物が付着した成膜構成部材を収容可能で、溶媒を貯留させる部材容器とを設け、該部材容器と前記グローブボックスとを、前記成膜構成部材が通過可能な部材搬送用通路で連結し、該部材搬送用通路は、通路遮断手段を備えるとともに、該通路の先端が部材容器内の溶媒に浸漬されていることを特徴とし、前記半導体薄膜が燐系有機金属であり、前記溶媒が水であっても良い。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の気相成長装置によれば、成膜構成部材のメンテナンスを行う際には、部材搬送用通路の先端を、溶媒を張った部材容器内に浸漬させた後、グローブボックス内及び部材搬送用通路内を不活性ガス雰囲気とするとともに、部材搬送用通路の通路遮断手段を開放して、グローブを介して手作業で成膜構成部材を分解し、発火性を有する反応生成物が付着した成膜構成部材を、部材搬送用通路を介して部材容器の溶媒中に投入することにより、反応生成物の発火を確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は本発明の気相成長装置の一形態例を示す説明図である。この気相成長装置は、反応炉１１を収納するグローブボックス１２と、反応生成物が付着した成膜構成部材を収容可能で、溶媒となる水Ｗを貯留させる部材容器１３とを備えたもので、部材容器１３とグローブボックス１２とは、成膜構成部材が通過可能な部材搬送用通路１４で連結され、該部材搬送用通路１４は、通路遮断手段となるバルブ１５を備えるとともに、該通路１４の先端は、部材容器１３内の水Ｗに浸漬可能となっている。
【００１０】
グローブボックス１２は、基板１６上に薄膜を形成するための前記反応炉１１が収納され、グローブボックス１２の側壁には複数のグローブ１７と覗き窓（図示せず）とが設けられ、グローブ１７を備えた側壁底部側に前記部材搬送用通路１４が設けられている。また、グローブボックス１２には、該グローブボックス１２内に窒素等の不活性ガスを導入する不活性ガス導入経路１８と、グローブボックス１２内のガスを排気するための排気経路１９とが設けられており、グローブボックス１２内及び部材搬送用通路１４を不活性雰囲気にできるようにしている。また、グローブボックス１２の前記グローブ１７を備えた側壁と対向する側壁には、基板交換用のパスボックス２０が設けられている。
【００１１】
反応炉１１は、フローチャンネル２１、サセプタ２２、ヒーター２３、リフレクター２４等の成膜構成部材を組み合わせたものであって、回転軸により回転駆動されるサセプタ２２に基板ホルダー２５を介して基板１６を保持し、該基板１６をヒーター２３によりサセプタ２２を介して所定温度に加熱するとともに、フローチャンネル２１内に気相原料を導入することにより、前記基板１６上に所定の半導体薄膜を形成する。なお、フローチャンネル２１には、原料ガス導入管２６及び排気管２７がそれぞれ接続されている。
【００１２】
部材搬送用通路１４は、前記グローブボックス１２の側壁から下方へ突出するＬ字状に形成され、反応炉１１を構成する成膜構成部材の中で、発火性を有する反応生成物が付着する可能性がある成膜構成部材が通過可能な大きさに形成されている。部材容器１３は、内部に水Ｗを貯留することが可能な有底筒状の容器であって、メンテナンス時に分解した成膜構成部材を水中に沈めた状態で清掃作業場所に搬送できるように形成されている。また、この部材容器１３には、搬送中に部材容器１３から水Ｗがこぼれることを防止するための蓋や、部材容器１３を持ち運ぶ際に使用するための把手等を必要に応じて設けておくことができる。
【００１３】
通常の成膜操作を行うときには、前記バルブ１５を閉じた状態で、前記不活性ガス導入経路１８からグローブボックス１２内に不活性ガス、例えば窒素ガスを導入して排気経路１９から排気することにより、グローブボックス１２内は不活性ガス雰囲気に保たれている。
【００１４】
反応炉１１で燐を含む半導体薄膜を成膜した後、フローチャンネル２１等の成膜構成部材のメンテナンスを行う際には、まず、水Ｗを入れた部材容器１３を用意し、部材搬送用通路１４の先端を水Ｗに浸漬させる。次に、パージ経路１４ａ，１４ｂを介して部材搬送用通路１４内に不活性ガスを導入し、部材搬送用通路１４内を不活性ガス雰囲気とする。なお、この部材搬送用通路１４内を不活性ガス雰囲気とする操作は、あらかじめ成膜中に行っておいてもよい。
【００１５】
次に、グローブボックス１１内及び部材搬送用通路１４内を不活性ガス雰囲気に保った状態のままバルブ１５を開き、グローブ１７に手を挿入してグローブボックス１２内で反応炉１１を各成膜構成部材に分解するとともに、成膜構成部材の中で黄燐が付着する可能性のある成膜構成部材、あるいは、全ての成膜構成部材を部材搬送用通路１４を介して部材容器１３の水中に投入する。これにより、大気との接触で発火する危険性を有する黄燐を水中に封じ込めて発火の危険性を解消することができる。
【００１６】
このようにして成膜構成部材を水中に沈めた状態の部材容器１３を取り外し、安全に清掃作業を行える場所に運搬することにより、各成膜構成部材の清掃作業を安全かつ確実に行うことができる。なお、成膜構成部材の清掃作業は水中で行うことができ、また、適当な薬品によって黄燐を安全な物質に変化させてから大気中で行ってもよい。
【００１７】
また、メンテナンス開始時には、分解した成膜構成部材を水中に投入するだけでよく、グローブボックス１２内で黄燐を燃焼させる場合に比べてグローブボックス１２の大気への開放を短時間で行うことができるので、メンテナンスに要する時間を大幅に短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の気相成長装置の一形態例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００１９】
１１…反応炉、１２…グローブボックス、１３…部材容器、１４…部材搬送用通路、１４ａ，１４ｂ…パージ経路、１５…バルブ、１６…基板、１７…グローブ、１８…不活性ガス導入経路、１９…排気経路、２０…パスボックス、２１…フローチャンネル、２２…サセプタ、２３…ヒーター、２４…リフレクター、２５…基板ホルダー、２６…原料ガス導入管、２７…排気管、Ｗ…水
【図１】
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