(57)【要約】      （修正有）【課題】  有毒ガスを用いたり、メンテナンス時等において、残留物の水分との反応によって有毒ガスが発生するような化合物半導体の半導体製造装置における装置の開放時の有毒ガスの放出の問題の解決を図る。【解決手段】  反応室１における化合物半導体を製造する定常使用時には、第２の排気系による排気と反応室１に対する水分を含むガスの導入とを停止し、第１のガス導入部１１から原料ガスを導入して反応室内で前記化合物半導体の生成がなされ、定常使用時以外の反応室の開放時には、この開放に先立って、原料ガスの導入を停止した状態で、第２のガス導入部１２から前記水分を含むガスを導入してこの水分と前記反応室１内の残留物との反応を生じさせ、特殊ガスセンサによって、反応室１内の有毒ガスの濃度を検出し、有毒ガス濃度が規定値より小に測定されて後、反応室１の開放を行うことによって有毒ガスの外気への放散を回避する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水分との反応によって有毒ガスを発生する原料を含む化合物半導体を製造する半導体製造装置であって、
前記化合物半導体を生成する反応室に対して、原料ガスを挿入する第１のガス導入部と、水分を含むガスを導入する第２のガスの導入部と、開閉バルブを介して連結された少なくとも有毒ガスを検出する特殊ガスセンサと、前記反応室における前記化合物半導体を生成する定常使用時において用いられる第１の排気系と、前記定常使用時以外での所要時において用いられる有毒ガスを排除する除害装置を有する第２の排気系とを有して成り、
前記反応室における前記化合物半導体を製造する定常使用時には、前記第２の排気系による排気と前記反応室に対する前記水分を含むガスの導入とを停止し、前記第１のガス導入部から原料ガスを導入して前記反応室内で前記化合物半導体の生成がなされ、
前記定常使用時以外の反応室の開放時には、該開放に先立って、前記原料ガスの導入を停止した状態で、前記第２のガス導入部から前記水分を含むガスを導入して該水分と前記反応室内の残留物との反応を生じさせ、
前記反応室内の有毒ガスを、外部に漏らすことのない状態で前記特殊ガスセンサに対する前記開閉バルブを開けて前記特殊ガスセンサによって、前記反応室内の有毒ガスの濃度を検出し、該有毒ガス濃度が規定値以上である場合は、前記第２の排気系によって前記有毒ガスの除害装置に前記反応室内のガスを送給して、前記除害装置によって前記有毒ガスの排除を行い、前記有毒ガス濃度が規定値より小に測定されて後、前記反応室の開放を行う構成としたことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
前記化合物半導体が、少なくとも砒素（Ａｓ）またはりん（Ｐ）を含む化合物半導体であることを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項３】
前記化合物半導体が、ＡｌＧａＡｓ系又はＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体であることを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置、特に、水分との反応によって有毒ガスを発生する原料を含む化合物半導体を製造する半導体製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばＡｓ又はＰを含むＡｌＧａＡｓ系、ＡｌＧａＩｎＰ系等の半導体レーザの製造において、基体上に、上述したＡｌＧａＡｓ系、ＡｌＧａＩｎＰ系等の化合物半導体の生成、すなわちエピタキシャル成長がなされる。
この化合物半導体の反応生成を行う半導体製造装置、例えばＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置においては、繰り返し使用等によって、装置内に生成化合物半導体の構成元素を含む堆積物が発生し、装置の安定性、すなわち排気性能、半導体生成の再現性、均一性が悪化してくる。
そのため、この半導体製造装置においては、定期的に装置内、特に反応室内を開放し、排気配管の清掃や、リアクタやサセプタの清掃を行うことが必要となる。このような清掃等に際しては、装置が開放されるが、このような装置の開放によって装置内が外気にさらされるとき、安全性に問題が生じる。
【０００３】
例えば、ＡｌＧａＡｓ系、ＡｌＧａＩｎＰ系の半導体を作製するＭＯＣＶＤ装置などでは、原料ガスとして通常ＡｓＨ３，ＰＨ３が用いられる。したがって、これら有毒ガスが、装置内に残留している状態で、装置を外気に対して開放すると、これら有毒ガスの人体への影響、環境への影響が問題となる。そこで、この開放に当たっては、装置内から有毒ガスを十分排除してから、外気への開放がなされる。
【０００４】
しかし、装置の開放によって、装置内に残留した反応生成物が、外気に触れることによって酸化し、このときの発熱が問題となる場合がある。
このような問題に対して、排気管を局所的に加熱することにより、予め、上述した残留生成物を除去しておき、開放時における酸化による発熱の問題を回避するという方法の提案がなされている（例えば特許文献１参照。）。
【０００５】
また、Ｎ２とＯ２の混合気体を装置内に導入することにより、残留した反応生成物を前もって酸化しておき、装置内の開放の際には発熱の危険性を小さくする方法の提案もなされている（前記特許文献１参照。）。
【０００６】
この方法による場合、特にＡｌＧａＩｎＰ系の半導体の生成においては、有効である。しかし、ＡｌＧａＡｓ系の化合物半導体に生成においては、装置内にＡｓを含む反応生成物が残留し、これが外気と接触した場合、上述した酸化反応のみならず、空気中の水分と、下記反応式で示す反応が生じる。したがって、このように、反応生成物中にＡｌＡｓまたはＡｌ組成の高いＡｌＧａＡｓ等がある場合、この大気中の水分との反応によって有毒なＡｓＨ３が発生する。
２ＡｌＡｓ＋３Ｈ２Ｏ→２ＡｓＨ３＋Ａｌ２Ｏ３
【０００７】
ところで、上掲の特許文献１に開示の方法では、パージガスとしてＮ２とＯ２の導入が前提となっていることから、この方法においては、酸化に関する対処のみであり、残留生成物の外気との接触、すなわち外気中の水分との反応による有毒ガスの発生についての対策がなされていない。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−３７０７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述したりん（Ｐ），砒素(砒素)を含む化合物半導体の製造装置におけるＡｓＨ３、ＰＨ３等の有毒ガス、更に、特に水分との反応によって有毒ガスを発生する生成物を生じる原料を含む化合物半導体を生成する半導体製造装置において、そのメンテナン時等における、装置の開放、すなわち外気との接触において、外気中の水分によって前述したＡｓＨ３等の有毒ガスが発生することによる外気汚染、人体への影響を回避することができるようにした半導体製造装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による半導体製造装置は、水分との反応によって有毒ガスを発生する原料を含む化合物半導体を製造する半導体製造装置であって、前記化合物半導体を生成する反応室に対して、原料ガスを挿入する第１のガス導入部と、水分を含むガスを導入する第２のガスの導入部と、開閉バルブを介して連結された少なくとも有毒ガスを検出する特殊ガスセンサと、前記反応室における前記化合物半導体を生成する定常使用時において用いられる第１の排気系と、前記定常使用時以外での所要時において用いられる有毒ガスを排除する除害装置を有する第２の排気系とを有して成り、前記反応室における前記化合物半導体を製造する定常使用時には、前記第２の排気系による排気と前記反応室に対する前記水分を含むガスの導入とを停止し、前記第１のガス導入部から原料ガスを導入して前記反応室内で前記化合物半導体の生成がなされ、前記定常使用時以外の反応室の開放時には、該開放に先立って、前記原料ガスの導入を停止した状態で、前記第２のガス導入部から前記水分を含むガスを導入して該水分と前記反応室内の残留物との反応を生じさせ、前記反応室内の有毒ガスを、外部に漏らすことのない状態で前記特殊ガスセンサに対する前記開閉バルブを開けて前記特殊ガスセンサによって、前記反応室内の有毒ガスの濃度を検出し、該有毒ガス濃度が規定値以上である場合は、前記第２の排気系によって前記有毒ガスの除害装置に前記反応室内のガスを送給して、前記除害装置によって前記有毒ガスの排除を行い、前記有毒ガス濃度が規定値より小に測定されて後、前記反応室の開放を行う構成としたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、上述した半導体装置において、前記化合物半導体が、少なくとも砒素（Ａｓ）またはりん（Ｐ）を含む化合物半導体であることを特徴とする。
また、本発明は、上述した半導体装置において、前記化合物半導体が、ＡｌＧａＡｓ系又はＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上述したように、本発明においては、装置の清掃、メンテナンス等において、反応室の開放、すなわち外気のリークに先立って、すなわち外気にさらす前に、第２のガス導入部から、積極的に水分を含むガス、例えば水分を含む空気をに送り込んで、いわば強制的に積極的に水分との反応によって有害ガスを発生させる反応を起こさせ、この反応によって生じた有毒ガス、すなわち有害ガスを第２の排気系の動作によってこの排気系の除害装置によって排除する。
【００１３】
そして、適宜特殊ガスセンサによって反応室内の導入ガス中の有毒ガス例えばＡｓＨ３、ＰＨ３や、水分との反応によって生じたＡｓＨ３等の濃度を、特殊ガスセンサによって測定し、これが有害と認められない程度の値、すなわち規定値以下に第２の排気系による除害装置によって排除されたことを確認して後、反応室内を開放して外気にさらすものである。
したがって、本発明装置によれば、清掃、メンテナンス等においての有毒ガスの外気への放出を確実に回避できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明による実施の形態を説明する。
本発明による半導体製造装置一実施の形態例を、図１を参照して説明する。
図１は、本発明による半導体製造装置１０の概略構成図で、減圧ＭＯＣＶＤ装置を例示するが、本発明は、この例に限定されるものではない。
【００１５】
この実施形態例においては、少なくともＡｓもしくはＰを含む例えばＡｌＧａＡｓ系、ＡｌＧａＩｎＰ系の例えば半導体発光素子を作製するための化合物半導体の生成がなされる半導体製造装置である。
この場合、化合物半導体の生成がなされる反応室１に対して、有機金属原料と、ＡｓＨ３、もしくはＰＨ３等の原料ガスを導入する第１のガス導入部１１と、水分を含むガス、例えば水分を含む空気が導入される第２のガス導入部１２とが設けられる。
また、反応室１からの排気がなされる第１及び第２の排気系２０及び３０が設けられる。これら第１及び第２の排気系と反応室１との間には、それぞれバルブＶ１及びＶ２が設けられる。
更に、反応室１に対し、有毒（有害）ガス、この例においては、ＡｓＨ３、もしくはＰＨ３を検出する特殊ガスセンサ２がバルブＶ３を介して連結される。
【００１６】
第１の排気系２０は、例えば反応室１に連結される排気配管部３と、フィルタ４と、例えばロータリーポンプによる第１の排気ポンプ１１と、第１の除害装置１２とが配置されて成る。そして、例えば排気配管部３の両端、フィルタ４と第１の排気ポンプ１１との間には、それぞれ継ぎ手Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３が配置されて、これら排気配管部３、フィルタ４、第１の排気ポンプ１１、更に、反応室１に対する連結、分解がなされる構成とし得る。
第２の排気系２０は、同様に例えばロータリーポンプによる第２の排気ポンプ２１と第２の除害装置２２とを有して成る。
【００１７】
また、第１のガス導入部１１と反応室１との間にはバルブＶ４が配置される。
第２のガス導入部１２は、第１の排気系１０の排気配管部３に連結され、これら間にバルブＶ５が配置される。一方、反応室１、排気配管部３、及びフィルタ４等の温度を検出する温度センサ５が設けられる。
【００１８】
更に、フィルタ４の継ぎ手Ｃ２との間に、バルブＶ６が配置され、第１の排気ポンプ２１と継ぎ手Ｃ３との間にバルブＶ７が配置される。
【００１９】
上述した半導体製造装置において、反応室１において、化合物半導体の生成、すなわち半導体製造を行う定常使用時においては、バルブＶ４及びＶ５が閉塞され、反応室１に対して第２の排気系３０による排気を停止し、水分を含むガスの導入を停止し、この状態で、第１の排気系２０を動作させ、第１のガス導入部１１から、目的とする生成半導体の原料ガスを導入する。
反応室１内のサセプタ（図示せず）には、例えば半導体基板、絶縁基板、半絶縁基板等の半導体生成を行う基体（図示せず）配置された状態にあって、上述した原料ガスの導入によって、基体表面に、目的とする化合物半導体の生成、すなわちＭＯＣＶＤがなされる。
このとき、第１の排気ポンプ２１を駆動して、反応室１で発生した反応生成物であるＡｓ等の粉塵を捕捉し、排気ポンプ２１によって反応室１内を減圧すると共に、除害装置２２によって排気ガスの除害を行い、集塵桟（図示せず）へと排気する。
【００２０】
そして、この定常使用時以外、例えば定常使用の終了時、あるいは定常使用前に、例えば反応室１内の清掃、メンテナンス等において、反応室１を開放、いわゆるエアレーションをおこなって、反応室１を外気にさらすが、これに先立って、第１の導入部１１からの原料ガスの導入を例えばバルブＶ４を閉塞して停止し、また例えばバルブＶ６の閉塞と第１の排気ポンプ２１の停止によって第１の排気系２０の排気を停止する。このとき、第２の排気系３０による排気も、バルブＶ２の閉塞及び例えば第２の排気ポンプ３１の停止によって停止し、この状態で、バルブＶ５及びＶ１導入部１２から水分を含むガス、例えば水分を含む空気が、反応室１及び排気配管部３に導入される。これら間の残存物の酸化と、水分による前述した有毒ガス、例えばＡｓＨ３の発生を促進させる。そして、バルブＶ３を開放し、このときに発生した、あるいは残存している有毒ガスのＡｓＨ３、もしくはＰＨ３は、特殊ガスセンサ２によってその濃度を測定することができる。そして、この濃度がゼロもしくは外気に放出されても問題がない場合は、反応室１等の開放を行う。
【００２１】
しかしながら、有毒ガス濃度が、外気に放出することに問題がある場合は、第２の排気系３０を動作させて、その除害装置３２によって有毒ガスの除去を行う。
そして、有毒ガスの濃度が規定以下となった時点で、第２の排気系３０の使用を停止し、反応室１等の外気の開放を行う。
また、このとき、残留物の酸化によって発熱が生じた場合、温度センサ５によってその測定がなされることから、温度上昇が激しい場合には、第２のガス導入部１２からの例えば空気の導入を遮断するなど、その導入量を調整して、酸化の進行を制御させながら、空気の導入を行う。
【００２２】
上述の半導体製造装置において、有毒ガスを検出する特殊ガスセンサ２は、半導体生成時の定常使用時等のその動作を必要としない状態では、バルブＶ３を閉塞することによってこの定常使用時における高濃度のＡｓＨ３やＰＨ３が特殊ガスセンサ２に導入して、センサの劣化を来たすなどの不都合を回避することができ、寿命の延長を図ることができる。
また、第２の排気系３０をバルブＶ２によって定常使用時に用いられる第１の排気系２０とは独別に設けられた構成としたことによって、この第２の排気系３０が、定常使用時の高濃度ガスによってその除害装置３２が過反応することによっての劣化、寿命低下を回避することができる。
【００２３】
尚、実際には、上述した水分を含む気体導入工程を行う一連の作業を一回のみ行うことでは、上述した反応が十分なされない可能性がある。そのため、ガスセンサ２で一定レベル以下のガス濃度となるまで、自動的に繰り返し行えるバッチ処理システムを構築することによって、作業の確実性、および安全性を向上させることも可能である。
【００２４】
また上述の装置構成とする場合、気体導入を行う領域は、それぞれ、バルブＶ１、Ｖ６、Ｖ７等で各部を隔離することができることから、任意の領域に対する気体導入いわゆるエアレーションを行うことが可能となっている。
【００２５】
上述したような装置構成、また複数回の気体導入工程を可能とするシステムを構築することにより、本発明による半導体製造装置においては、装置開放の際に、上述したように定常使用する除害システムの除害剤を消費することなく、酸化による加熱、空気中の水分との反応による問題ガス発生等に対応した安全なメンテナンス等の環境を作ることができる。
【００２６】
尚、上述の例においては、本発明を減圧ＭＯＣＶＤ装置に適用した例について説明したが、本発明はその他原料ガスとしてＡｓ又はＰを含有する半導体化合物を製造する各種の半導体製造装置に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による半導体製造装置の一例の概略構成図である。
【符号の説明】
【００２８】
１・・・反応室、２・・・特殊ガスセンサ、３・・・排気配管部、４・・・フィルタ、５・・・温度センサ、１１・・・第１のガス導入部、１２・・・第２のガス導入部、２０・・・第１の排気系、２１・・・第１の排気ポンプ、２２・・・第１の除害装置、３０・・・第２の排気系、３１・・・第２の排気ポンプ、３２・・・第２の除害装置，Ｖ１〜Ｖ７・・・バルブ、Ｃ１〜Ｃ３・・・継ぎ手
【図１】
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