JP2913040B2 - Trap device - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、トラップ装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial application field) The present invention relates to a trap device.
（従来の技術） 被処理体例えば半導体ウエハの熱処理工程即ち酸化工
程，拡散工程,CVD工程等で、処理容器即ち反応管を備え
た熱処理装置が用いられている。この熱処理装置は、発
熱自在なヒータ線を巻回したヒータの中に石英製の反応
管をセットし、複数枚のウエハを配列搭載したボートを
上記反応管の開口端から挿入し、反応管内の予め定めら
れた位置に設定した後、上記開口端を蓋体により封止
し、上記ヒータ線の発熱により上記ウエハを加熱した状
態で所定の処理ガスを導入して熱処理を行なうものであ
る。このような熱処理技術としては、例えば特公昭60−
41848号，特開昭60−119716号公報等に開示されてい
る。(Prior Art) In a heat treatment step for an object to be processed, for example, a semiconductor wafer, that is, an oxidation step, a diffusion step, a CVD step, and the like, a heat treatment apparatus having a processing container, that is, a reaction tube is used. In this heat treatment apparatus, a reaction tube made of quartz is set in a heater around which a heater wire capable of generating heat is wound, and a boat on which a plurality of wafers are arrayed is inserted from an opening end of the reaction tube, and the inside of the reaction tube is inserted. After being set at a predetermined position, the opening end is sealed with a lid, and a predetermined processing gas is introduced while the wafer is heated by the heat generated by the heater wire to perform heat treatment. As such a heat treatment technique, for example,
No. 41848, JP-A-60-119716 and the like.
このような熱処理においては、反応管内の処理後の排
ガスは外部に排出されるが、この排ガス中には反応生成
物が含有されており、このまま排気すると上記生成物が
真空ポンプのオイルに混入してこのオイルを劣化させて
しまう。このオイルの劣化により上記反応管内の排気能
力が低下してしまい、上記反応管内を所望する圧力に設
定できず、所望する熱処理が行なえたいため、上記反応
管内の排ガスを排気する排気系には、この排ガス中の反
応生成物をトラップするトラップ装置が備えられてい
る。このトラップ装置には、例えばメッシュ状フィルタ
ーを設けたガス流路に排ガスを流すことで反応生成物を
ミスト状で付着させて除去する技術等が使用されてい
る。In such a heat treatment, the exhaust gas after the treatment in the reaction tube is discharged to the outside, but the exhaust gas contains a reaction product, and when the exhaust gas is exhausted as it is, the product is mixed into the oil of the vacuum pump. It degrades leverage oil. Due to the deterioration of the oil, the exhaust capacity in the reaction tube is reduced, the desired pressure cannot be set in the reaction tube, and a desired heat treatment can be performed. Therefore, an exhaust system for exhausting exhaust gas in the reaction tube includes: A trap device for trapping reaction products in the exhaust gas is provided. For this trap device, for example, a technique is used in which exhaust gas is caused to flow through a gas flow path provided with a mesh filter so that reaction products are attached in a mist and removed.
また、上記排ガス中の未反応ガスを除去する技術が、
特開昭61−291033号公報に開示されている。Also, the technology for removing unreacted gas in the exhaust gas,
It is disclosed in JP-A-61-291033.
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記メッシュ状フィルターを使用した
技術では、メッシュの目詰まりが激しく、上記メッシュ
を頻繁に交換する必要があり、非常に手間がかかり熱処
理装置の稼働効率を低下させてしまう問題があった。更
に、上記メッシュ状フィルターを設けると排気のコンダ
クタンスが低くなり、排気効率が低下してしまう問題が
あった。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the technique using the mesh filter, the mesh is severely clogged, and the mesh needs to be replaced frequently, which is very troublesome and reduces the operation efficiency of the heat treatment apparatus. There was a problem of lowering. Further, when the mesh filter is provided, there is a problem that the conductance of the exhaust gas is reduced and the exhaust efficiency is reduced.
また、特開昭61−291033号公報に開示された、排ガス
を加熱することにより上記未反応ガスを反応させてフィ
ン表面に被着させる技術では、未反応ガスを除去するこ
とは可能であるが、上記反応生成物はほとんど上記フィ
ンに被着せず、通過してしまう。そのため、反応生成物
は除去できずに排気され、真空ポンプのオイルに混入し
てこのオイルを汚染したり、メカニカルブースターポン
プに上記反応生成物が詰まり、ロック現像を起こして排
気を不可能としてしまう問題があった。上記オイルを汚
染すると上記真空ポンプの性能が低下する他、オイル交
換を頻繁に行なうため、上記熱処理装置の稼働率が低下
してしまう問題があった。更に、排ガスを500℃以上に
加熱するため、高温による危険性があり、そのため真空
ポンプ側に高温対策を施す必要があり、コストが高いも
のとしていた。Further, in the technology disclosed in JP-A-61-291033, in which the unreacted gas is reacted by heating the exhaust gas to adhere to the fin surface, it is possible to remove the unreacted gas. The reaction products hardly adhere to the fins and pass through. Therefore, the reaction products are exhausted without being removed, and are mixed into the oil of the vacuum pump to contaminate the oil, or the reaction products are clogged in the mechanical booster pump, causing lock development and making exhaust impossible. There was a problem. When the oil is contaminated, the performance of the vacuum pump is reduced, and the oil exchange is frequently performed, so that the operation rate of the heat treatment apparatus is reduced. Furthermore, since the exhaust gas is heated to 500 ° C. or higher, there is a danger of high temperature, and therefore, it is necessary to take measures against high temperature on the vacuum pump side, which has been expensive.
本発明は上記点に対処してなされたもので、精度の高
い反応生成物のトラップを長寿命で行なうことが可能な
トラップ装置を提供しようとするものである。The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a trap device which can trap a reaction product with high accuracy for a long life.
（課題を解決するための手段） 請求項１の発明であるトラップ装置は、処理容器から
排気される排ガス中に含まれている反応生成物を除去す
るトラップ装置において、 排ガス流路を形成する筒状体と、 この筒状体の中に軸方向に設けられた棒体と、 上記筒状体の軸方向に対してほぼ直角になるようにか
つ上記軸方向に間隔をおいて上記棒体に支持され、上記
筒状体の内径よりもわずかに小径な複数の第１の円板
と、 上記筒状体の軸方向に対してほぼ直角になるようにか
つ上記第１の円板と交互に配列されるように上記棒体に
支持され、上記第１の円板よりも小径な複数の第２の円
板と、 上記第１の円板に、第２の円板と対向する位置に周方
向に複数設けられた通気口と、 上記筒状体の内壁面を冷却する冷却機構と、 上記筒状体の排ガスの入り口側に連通し、冷却機構に
より壁面が冷却される冷却用排ガス流路と、を備え、 上記冷却用排ガス流路で冷却された排ガスは、第１の
円板の通気口を通過して第２の円板に衝突した後、筒状
体の内壁に衝突し、更に下流側の第１の円板の通気口を
通過し、こうして第２の円板及び筒状体の内壁に対する
排ガスの衝突が複数回行われることを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a trap device for removing a reaction product contained in an exhaust gas exhausted from a processing container. A cylindrical body, a rod provided in the cylindrical body in the axial direction, and a rod substantially perpendicular to the axial direction of the cylindrical body and spaced apart in the axial direction. A plurality of first disks supported and slightly smaller in diameter than the inner diameter of the cylindrical body, and alternately with the first disk so as to be substantially perpendicular to the axial direction of the cylindrical body. A plurality of second disks supported by the rod so as to be arranged and having a smaller diameter than the first disk; and a plurality of the second disks being circumferentially arranged at positions opposed to the second disk. A plurality of vents provided in the direction, a cooling mechanism for cooling an inner wall surface of the tubular body, and exhaust gas of the tubular body An exhaust gas passage for cooling, which is communicated with the inlet side and whose wall surface is cooled by a cooling mechanism, wherein the exhaust gas cooled in the exhaust gas passage for cooling passes through the vent of the first disk and is After colliding with the second disk, it collides with the inner wall of the cylindrical body, further passes through the vent of the first disk on the downstream side, and thus the exhaust gas collides with the inner wall of the second disk and the cylindrical body. Is performed a plurality of times.
請求項２の発明であるトラップ装置は、処理容器から
排気される排ガス中に含まれている反応生成物を除去す
るトラップ装置において、 排ガス流路を形成する内筒と、 上記内筒の中に軸方向に設けられた棒体と、 上記筒状体の軸方向に対してほぼ直角になるようにか
つ上記軸方向に間隔をおいて上記棒体に支持され、上記
筒状体の内径よりもわずかに小径な複雑の第１の円板
と、 上記筒状体の軸方向に対してほぼ直角になるようにか
つ上記第１の円板と交互に配列されるように上記棒体に
支持され、上記第１の円板よりも小径な複数の第２の円
板と、 上記第１の円板に、第２の円板と対向する位置に周方
向に複数設けられた通気口と、 上記内筒の中と連通する冷却用排ガス流路をなす隙間
を介して上記内筒の外側に同軸に設けられた外筒と、 この外筒の一端側に形成され、当該外筒の外側と上記
隙間とを連通するガス入り口と、 上記内筒の内壁面及び外壁面並びに外筒の内壁面を冷
却する冷却機構と、を備え、 上記冷却用排ガス流路で冷却された排ガスは、第１の
円板の通気口を通過して第２の円板に衝突した後、内筒
の内壁に衝突し、更に下流側の第１の円板の通気口を通
過し、こうして第２の円板及び内筒の内壁に対する排ガ
スの衝突が複数回行われることを特徴とする。この場合
例えば内筒は外筒に対して着脱自在に設けられる。A trap device according to a second aspect of the present invention is a trap device for removing a reaction product contained in exhaust gas exhausted from a processing vessel, wherein: an inner cylinder forming an exhaust gas flow path; A rod provided in the axial direction, supported by the rod so as to be substantially perpendicular to the axial direction of the cylindrical body and spaced apart in the axial direction, A complicated first disk having a slightly smaller diameter, supported by the rod so as to be substantially perpendicular to the axial direction of the cylindrical body and alternately arranged with the first disk; A plurality of second disks having a smaller diameter than the first disk; a plurality of ventilation holes provided in the first disk in a circumferential direction at positions opposed to the second disks; An outer cylinder coaxially provided outside the inner cylinder through a gap forming a cooling exhaust gas flow path communicating with the inside of the inner cylinder. A gas inlet formed at one end side of the outer cylinder and communicating the outside of the outer cylinder and the gap, and a cooling mechanism for cooling the inner wall surface and the outer wall surface of the inner cylinder and the inner wall surface of the outer cylinder. The exhaust gas cooled in the cooling exhaust gas channel passes through the vent of the first disk and collides with the second disk, and then collides with the inner wall of the inner cylinder, and further flows downstream of the first cylinder. The exhaust gas passes through the vent of the first disk and thus the exhaust gas collides with the second disk and the inner wall of the inner cylinder a plurality of times. In this case, for example, the inner cylinder is provided detachably with respect to the outer cylinder.
（作用） 処理室内から排気される排ガスが冷却用排ガス流路を
通過することにより、排ガス中の反応生成物が冷却され
てミスト状となり、このミストを筒状体（内筒）の中の
円板に付着させることで反応生成物がトラップされる。
この場合筒状体（内筒）の中は排ガスを円板に複数回衝
突させる構造であるため、排ガスの衝突は、特にトラッ
プ能力が高く有効に上記反応生成物を付着することがで
きる。(Operation) As the exhaust gas exhausted from the processing chamber passes through the cooling exhaust gas channel, the reaction products in the exhaust gas are cooled to form a mist, and the mist is formed into a circle in a cylindrical body (inner cylinder). Reaction products are trapped by being attached to the plate.
In this case, since the exhaust gas collides with the disk a plurality of times in the cylindrical body (inner cylinder), the exhaust gas collides with a particularly high trapping ability and can effectively adhere the reaction product.
また、目詰まりはなく、しかも排気コンダクタンスを
高くすることができるため、精度の高い排気及び圧力制
御を可能とすることができる。Further, since there is no clogging and the exhaust conductance can be increased, highly accurate exhaust and pressure control can be performed.
更にまた、排ガスを冷却するため、高温による危険も
防止することができる。Furthermore, since the exhaust gas is cooled, danger due to high temperatures can be prevented.
（実施例） 以下、本発明装置を半導体製造工程におけるエピタキ
シャル成長処理に適用した一実施例につき、図面を参照
して説明する。(Embodiment) An embodiment in which the device of the present invention is applied to an epitaxial growth process in a semiconductor manufacturing process will be described below with reference to the drawings.
まず、エピタキシャル成長装置の構成を説明する。 First, the configuration of the epitaxial growth apparatus will be described.
この装置は、例えば第１図に示すように縦型エピタキ
シャル成長装置で、軸方向を垂直にした処理容器例えば
反応管（１）から成る処理部（２）と、この処理部
（２）に搬入・搬出される被処理体例えば半導体ウエハ
（３）を上記垂直方向に複数枚例えば20〜50枚程度所定
の間隔を設けて積載した支持体例えばボート（４）と、
このボート（４）を、上記反応管（１）下方の予め定め
られたボート（４）受け渡し位置から上記反応管（１）
にロード・アンロードする搬送機構（５）とから構成さ
れている。This apparatus is, for example, a vertical epitaxial growth apparatus as shown in FIG. 1, and has a processing unit (2) composed of a processing vessel, for example, a reaction tube (1) whose axial direction is vertical, and a processing unit (2). A support such as a boat (4) on which a plurality of objects to be carried out, for example, semiconductor wafers (3) are loaded at predetermined intervals in the vertical direction, for example, about 20 to 50,
The boat (4) is moved from the predetermined boat (4) transfer position below the reaction tube (1) to the reaction tube (1).
And a transport mechanism (5) for loading and unloading the data.
上記処理部（２）の上記反応管（１）は、耐熱性で処
理ガスに対して反応しにくい非金属体例えば石英ガラス
により構成され、上端が封止された筒状構造となってい
る。この反応管（１）は２重管構造となっており、上記
と同様に非金属体例えば石英ガラスにより構成された上
端が封止された筒状内管（1a）が、上記反応管（１）内
に非接触状態で設けられている。上記反応管（１）の内
面及び上記内管（1a）の外面との間には、所定の間隔例
えば17mmの隙間（６）が設けられており、この隙間
（６）と上記内管（1a）内部との通気を可能とする如
く、上記内管（1a）側壁の定められた位置には、複数個
のガス通気孔（７）が設けられている。上記隙間（６）
は、下端部において例えばSUS製の管状マニホールド
（８）に着脱自在に封止されている。このマニホールド
（８）は、外側の反応管（１）を保持する上側マニホー
ルド（8a）と、内側の内管（1a）を保持し、メンテナン
スや組み立て時の上記内管（1a）の取付け及び取外しを
容易にするための下側マニホールド（8b）とから構成さ
れ、各々の接合部はシール材例えばＯリング（９）によ
り気密保持されている。また、上記マニホールド（8b）
の下端に上記搬送機構（５）の昇降により当接可能とさ
れた板状の例えばSUS製蓋体（10）が設けられている。
この蓋体（10）の上記マニホールド（8b）との当接部に
は、シール部材例えばＯリング（９）が設けられ、上記
内管（1a）及び上記反応管（１）内を気密に保持可能と
なっている。また、上記マニホールド（8b）を貫通して
上記内管（1a）内に延びた処理ガスやキャリアガスの導
入管（11）が設けられている。このガス導入管（11）
は、上記内管（1a）内面に沿って垂直に延び、上記ボー
ト（４）に積載されている各ウエハ（３）に対応する位
置に複数の開孔（11a）が設けられており、この開孔（1
1a）から上記ウエハ（３）に処理ガスを供給可能として
いる。また、上記蓋体（10）のほぼ中央部には、表面に
非金属体例えば石英ガラスが被着された支持体（12）が
設けられている。この支持体（12）は、保温筒（13）下
面に設けられている例えばステンレススチール（SUS）
からなる保温筒受け台（14）と接続し、上記保温筒（1
3）及びボート（４）を支持する如く構成されている。
上記保温筒（13）は、非金属体例えば石英ガラスよりな
る筒状体で、上記反応管（１）内の熱を下方に逃がさな
いために配設されている。この保温筒（13）上端には、
上記ボート（４）が連設しており、上記蓋体（10）の搬
送機構（５）による昇降移動に連動する構造となってい
る。また、上記反応管（１）を同軸的に囲繞する如く筒
状加熱機構例えばコイル状に巻回されたヒータ（15）が
設けられ、このヒータ（15）は上記ウエハ（３）の載置
される領域内部を所望する温度例えば600〜1400℃程度
に均一加熱する如く設けられている。このヒータ（15）
によると上記ウエハ（３）の載置される領域の加熱をよ
り均一な温度分布で加熱する如く、上記ヒータ（15）及
び上記反応管（１）外壁との間には、例えばSiC（シリ
コンカーバイト）製均熱管（図示せず）が配設されてい
る。また、上記マニホールド（8a）には、上記隙間
（６）内の雰囲気及び上記内管（1a）内の雰囲気を排気
する排気管（16）が接続しており、この排気管（16）は
トラップ装置（17）を介して真空ポンプ例えばメカニカ
ルブースターポンプ（18a）及びロータリーポンプ（18
b）に連設している。The reaction tube (1) of the processing section (2) is made of a nonmetallic material such as quartz glass that is heat-resistant and hardly reacts with the processing gas, and has a tubular structure with an upper end sealed. The reaction tube (1) has a double tube structure, and a tubular inner tube (1a) made of a non-metallic material, for example, quartz glass and sealed at the upper end is made of the reaction tube (1) as described above. ) Are provided in a non-contact state. Between the inner surface of the reaction tube (1) and the outer surface of the inner tube (1a), a gap (6) having a predetermined interval, for example, 17 mm is provided, and the gap (6) and the inner tube (1a) are provided. A) A plurality of gas vents (7) are provided at predetermined positions on the side wall of the inner pipe (1a) so as to allow ventilation with the inside. The gap (6)
Is detachably sealed at its lower end to, for example, a tubular manifold (8) made of SUS. This manifold (8) holds the upper manifold (8a) holding the outer reaction tube (1) and the inner tube (1a), and attaches and removes the inner tube (1a) during maintenance and assembly. And a lower manifold (8b) for facilitating the operation, and each joint is hermetically held by a sealing material such as an O-ring (9). In addition, the above manifold (8b)
A plate-like lid (10) made of, for example, SUS, which can be brought into contact with the transport mechanism (5) by raising and lowering the transport mechanism (5), is provided at the lower end of the lid.
A seal member, for example, an O-ring (9) is provided at a contact portion of the lid (10) with the manifold (8b) to keep the inside of the inner tube (1a) and the reaction tube (1) airtight. It is possible. Further, an introduction pipe (11) for a processing gas or a carrier gas, which extends through the manifold (8b) and extends into the inner pipe (1a), is provided. This gas introduction pipe (11)
Has a plurality of apertures (11a) extending vertically along the inner surface of the inner tube (1a) and corresponding to each wafer (3) loaded on the boat (4). Aperture (1
The processing gas can be supplied to the wafer (3) from 1a). At substantially the center of the lid (10), a support (12) having a surface coated with a non-metallic material such as quartz glass is provided. This support (12) is provided on the lower surface of the heat retaining cylinder (13), for example, stainless steel (SUS).
Connected to the heat-insulating cylinder holder (14) consisting of
3) and a boat (4).
The heat retaining cylinder (13) is a cylindrical body made of a non-metallic body, for example, quartz glass, and is provided to prevent heat in the reaction tube (1) from escaping downward. At the top of this thermal insulation tube (13),
The boat (4) is continuously provided, and has a structure interlocked with the vertical movement of the lid (10) by the transport mechanism (5). Further, a cylindrical heating mechanism, for example, a heater (15) wound in a coil shape is provided so as to coaxially surround the reaction tube (1), and the heater (15) is placed on the wafer (3). The interior of the region is provided so as to be uniformly heated to a desired temperature, for example, about 600 to 1400 ° C. This heater (15)
According to the method described above, for example, a SiC (silicon car) is provided between the heater (15) and the outer wall of the reaction tube (1) so as to heat the region on which the wafer (3) is mounted with a more uniform temperature distribution. A soaking tube (not shown) made of a (bite) is provided. An exhaust pipe (16) for exhausting the atmosphere in the gap (6) and the atmosphere in the inner pipe (1a) is connected to the manifold (8a). Via a device (17) a vacuum pump such as a mechanical booster pump (18a) and a rotary pump (18)
b).
上記トラップ装置（17）は第２図に示すように、筒状
構造で内部に排ガスを導入するガス入口（19）が、上記
排気管（16）と接続状態で設けられ、更に上記トラップ
装置（17）内部からの排ガスを導出するガス出口（20）
が上記メカニカルブースターポンプ（18a）及びロータ
リーポンプ（18b）に接続状態で設けられている。この
トラップ装置（17）には、内部に導入された排ガスを冷
却する冷却機構と、上記排ガスを壁面に複数回衝突させ
る構造のガス流路が設けられている。これは、例えば外
筒をなす筒状トラップ装置（17）の壁内部に設けられた
隙間（21）に、所定温度例えば20℃に温調した冷却水を
循環させることにより、上記排ガスを冷却可能としてい
る。即ち、上記隙間（21）に接続された冷却水導入口
（22）から所定温度に冷却された冷却水が導入し、循環
する構造となっている。そして、上記トラップ装置（1
7）の内壁と所定の間例えば3mmを開けて非接触状態に、
内筒（23）が設けられている。この内筒（23）は、上記
トラップ装置（17）内部に挿入出可能となっており、メ
ンテナンス例えば内部洗浄を容易に行なえる構造となっ
ている。この内筒（23）を上記トラップ装置（17）内部
に設置すると、内筒（23）上端部周囲がシール部材（2
4）と当接し、更に、下端部は蓋体（25）により全体が
封止されていることにより、上記内筒（23）及びトラッ
プ装置（17）内壁の隙間（26）を気密に設けている。ま
た、上記内筒（23）の壁内部に設けられた隙間（27）に
所定温度例えば20℃に温調した冷却水を循環させること
により、上記排ガスを冷却可能としている。即ち、上記
隙間（27）に接続された冷却水導入口（28）及び冷却水
導出口（29）から所定温度に冷却された冷却水を導入出
し、循環する構造となっている。このような内筒（23）
には開口（30）が設けられており、上記ガス入口（19）
から導入され、更に隙間（26）を流導された排ガスが、
上記開口（30）を通過して内筒（23）内部に導入される
如く構成されている。この時、上記導入された排ガス
を、上記トラップ装置（17）壁内部に設けられた隙間
（21）及び上記内筒（23）壁内部に設けられた隙間（2
7）に循環させる冷却水により冷却する構造であるが、
この冷却時間即ち上記壁面に排ガスが接触する距離を長
くするために、例えば上記ガス入口（19）をトラップ装
置（17）の側面上方に設け、また、上記開口（30）を内
筒（23）の側面下方に設けている。更に、上記排ガスが
流導される隙間（26）に仕切り板（31）を設けること
で、上記排ガスを螺旋状に流して上記接触距離を長くし
ている。なお上記隙間（26）は冷却用排ガス流路をなす
ものである。また、上記内筒（23）の上壁中央部から下
方に延びた棒体（32）が設けられ、この棒体（32）には
夫々所定の間隔例えば50mm開けて複数枚の板状体例えば
第１の円板（33a）及び第２の円板（33b）が取り付けら
れている。この円板（33a）は、上記内筒（23）の内径
より多少小口径であり、複数例えば４個の通気口（34）
が設けられている。例えば第３図に示すように、角度90
゜ピッチで直径例えば40mmで形成されている。また、円
板（33b）は上記円板（33a）より小口径に形成され、こ
のような円板（33a）及び円板（33b）が交互に６個配置
されている。更に、上記内筒（23）の上面にも上記と同
様に複数の開口（35）が設けられ、この開口（35）を通
過して上記トラップ装置（17）の上壁に設けられたガス
出口（20）から排ガスが流出する構造となっている。こ
のようにしてトラップ装置（17）及びエピタキシャル成
長装置が構成されている。As shown in FIG. 2, the trap device (17) has a cylindrical structure, and a gas inlet (19) for introducing exhaust gas therein is provided in a state of being connected to the exhaust pipe (16). 17) Gas outlet for discharging exhaust gas from inside (20)
Are connected to the mechanical booster pump (18a) and the rotary pump (18b). The trap device (17) is provided with a cooling mechanism for cooling the exhaust gas introduced therein, and a gas flow path having a structure in which the exhaust gas collides with a wall surface a plurality of times. This is because the exhaust gas can be cooled by circulating cooling water at a predetermined temperature, for example, 20 ° C., in a gap (21) provided inside the wall of the cylindrical trap device (17) forming an outer cylinder. And That is, the cooling water cooled to a predetermined temperature is introduced from the cooling water inlet (22) connected to the gap (21) and circulated. Then, the trap device (1
7) Open for example 3mm between the inner wall and a predetermined distance to make it in a non-contact state.
An inner cylinder (23) is provided. The inner cylinder (23) can be inserted into and removed from the inside of the trap device (17), and has a structure that can easily perform maintenance, for example, internal cleaning. When this inner cylinder (23) is installed inside the trap device (17), the periphery of the upper end of the inner cylinder (23) is sealed with a sealing member (2).
4), and the lower end is entirely sealed by a lid (25), so that a gap (26) between the inner cylinder (23) and the inner wall of the trap device (17) is provided in an airtight manner. I have. Further, the exhaust gas can be cooled by circulating cooling water adjusted to a predetermined temperature, for example, 20 ° C., in a gap (27) provided inside the wall of the inner cylinder (23). That is, cooling water cooled to a predetermined temperature is introduced and circulated from the cooling water inlet (28) and the cooling water outlet (29) connected to the gap (27). Such an inner cylinder (23)
The gas inlet (19) is provided with an opening (30).
Exhaust gas that was introduced from and further conducted through the gap (26)
It is configured to be introduced into the inner cylinder (23) through the opening (30). At this time, the introduced exhaust gas is passed through a gap (21) provided inside the trap device (17) wall and a gap (2) provided inside the inner cylinder (23) wall.
7) Cooling with cooling water circulating in
In order to extend the cooling time, that is, the distance of contact of the exhaust gas with the wall surface, for example, the gas inlet (19) is provided above the side surface of the trap device (17), and the opening (30) is provided in the inner cylinder (23). It is provided below the side surface of. Furthermore, by providing the partition plate (31) in the gap (26) through which the exhaust gas flows, the exhaust gas flows in a spiral shape to extend the contact distance. The gap (26) forms a cooling exhaust gas channel. Further, a rod body (32) extending downward from the center of the upper wall of the inner cylinder (23) is provided, and the rod body (32) is provided with a plurality of plate-like bodies at predetermined intervals, for example, 50 mm, respectively. A first disk (33a) and a second disk (33b) are attached. This disk (33a) has a diameter slightly smaller than the inner diameter of the inner cylinder (23), and a plurality of, for example, four ventilation holes (34).
Is provided. For example, as shown in FIG.
It is formed with a pitch of, for example, 40 mm in diameter. Further, the disc (33b) is formed to have a smaller diameter than the disc (33a), and six such discs (33a) and discs (33b) are alternately arranged. Further, a plurality of openings (35) are provided on the upper surface of the inner cylinder (23) in the same manner as described above, and a gas outlet provided through the opening (35) and provided on the upper wall of the trap device (17). Exhaust gas flows out of (20). Thus, the trap device (17) and the epitaxial growth device are configured.
次に、上述したエピタキシャル成長装置の動作作用を
説明する。Next, the operation of the above-described epitaxial growth apparatus will be described.
まず、図示しないウエハ移替え装置によりウエハ
（３）が積載されたボート（４）を、受け渡し位置（図
示せず）に設定した保温筒（13）上に、ハンドラ（図示
せず）により把持搬送し載置する。そして、上記ボート
（４）を、搬送機構（５）により所定量上昇させ、上記
反応管（１）下端部のマニホールド（8b）と蓋体（10）
を当接させることにより、自動的にウエハ（３）を位置
決めすると共に、上記反応管（１）内部を気密にする。
次に、上記反応管（１）内を所望の低圧状態例えば１〜
20Torrに保つようにメカニカルブースターポンプ（18
a）及びロータリーポンプ（18b）で排気制御し、ヒータ
（15）により所望の温度例えば1050℃程度に設定する。
そして、この設定後上記排気制御しながらガス供給源か
ら図示しないマスフローコントローラ等で流量を調節し
つつ、処理ガス例えばSiH2Cl2（ジクロルシラン）及びH
2（水素）を反応管（１）即ち内管（1a）内にガス導入
管（11）を介して複数の開口（11a）から所定時間供給
する。すると、反応管（１）内に設置されたウエハ
（３）表面には、下式に示すSi（珪素）膜がエピタキ
シャル成長する。First, a boat (4) on which wafers (3) are loaded by a wafer transfer device (not shown) is gripped and transferred by a handler (not shown) onto a heat retaining cylinder (13) set at a transfer position (not shown). And place it. Then, the boat (4) is raised by a predetermined amount by the transport mechanism (5), and the manifold (8b) at the lower end of the reaction tube (1) and the lid (10)
, The wafer (3) is automatically positioned and the inside of the reaction tube (1) is made airtight.
Next, a desired low pressure state, for example,
Mechanical booster pump (18
The evacuation is controlled by a) and the rotary pump (18b), and a desired temperature, for example, about 1050 ° C. is set by the heater (15).
Then, after this setting, while controlling the flow rate from a gas supply source with a mass flow controller or the like (not shown) while controlling the exhaust gas, processing gases such as SiH 2 Cl 2 (dichlorosilane) and H
2 (Hydrogen) is supplied into the reaction tube (1), that is, the inner tube (1a) from the plurality of openings (11a) through the gas introduction tube (11) for a predetermined time. Then, a Si (silicon) film represented by the following formula is epitaxially grown on the surface of the wafer (3) installed in the reaction tube (1).
SiH2Cl2＋H2→Si＋2HCl そして、このエピタキシャル成長処理中及び処理後に
は、上記反応管（１）内の雰囲気即ち排ガスは上記内筒
（1a）の側壁に設けられたガス通気孔（７）を介して排
気管（16）から排気される。この排気された排ガスは、
トラップ装置（17）内で、含有している反応生成物の除
去が行なわれる。即ち、上記排ガスはトラップ装置（1
7）のガス入口（19）から流入し、隙間（26）を通過し
て開口（30）から内筒（23）内に流入される。この時、
上記排ガスは、隙間（26）を通過する際に冷却され、壁
面に多少の反応生成物がミスト状となって付着する。そ
して、この冷却された排ガスは円板（33a）の通気口（3
4）を通過してガス出口（20）側に流れる。この時、上
記排ガスは通気口（34）を通過して直進するが、この直
進側には円板（33b）が存在する。そのため、この円板
（33b）壁面に上記排ガスが衝突し、この排ガス中の反
応生成物が付着する。そして、この衝突した排ガスは、
内筒（23）の内壁面に衝突し、ここでも反応生成物が付
着する。更に、この排ガスは円板（33a）の通気口（3
4）を通過して上記と同様に次の円板（33b）に衝突す
る。このような排ガスの衝突が複数回行なわれ、上記内
筒（23）の上壁に設けられた開口（35）を介してガス出
口（20）から排気される。この内筒（23）内部でも、こ
の内筒（23）側壁が冷却されていることにより上記排ガ
スは冷却される。SiH 2 Cl 2 + H 2 → Si + 2HCl During and after the epitaxial growth treatment, the atmosphere in the reaction tube (1), that is, the exhaust gas passes through the gas vent (7) provided on the side wall of the inner cylinder (1a). The exhaust gas is exhausted from the exhaust pipe (16). This exhaust gas is
In the trap device (17), contained reaction products are removed. That is, the exhaust gas is trapped (1
The gas flows in from the gas inlet (19) of (7), passes through the gap (26), and flows into the inner cylinder (23) from the opening (30). At this time,
The exhaust gas is cooled when passing through the gap (26), and some reaction products adhere to the wall surface in the form of mist. Then, the cooled exhaust gas is passed through the vent (3a) of the disc (33a).
After passing through 4), it flows toward the gas outlet (20). At this time, the exhaust gas passes straight through the ventilation port (34), and a disk (33b) exists on the straight traveling side. Therefore, the exhaust gas collides with the wall surface of the disk (33b), and the reaction product in the exhaust gas adheres. And the exhaust gas that collided
It collides with the inner wall surface of the inner cylinder (23), and the reaction product also adheres here. In addition, this exhaust gas is passed through the vent (3a) of the disc (33a).
After passing through 4), it collides with the next disk (33b) in the same manner as above. Such collision of exhaust gas is performed a plurality of times, and the exhaust gas is exhausted from the gas outlet (20) through the opening (35) provided in the upper wall of the inner cylinder (23). The exhaust gas is also cooled inside the inner cylinder (23) by cooling the side wall of the inner cylinder (23).
このように、冷却による反応生成物のトラップ及び壁
面への衝突による反応生成物のトラップを行なうことが
できるため、上記排ガス中に含まれている反応生成物の
ほとんどをトラップすることができ、真空ポンプ即ちメ
カニカルブースターポンプ（18a）及びロータリーポン
プ（18b）に悪影響を与えることはない。As described above, since the reaction product can be trapped by cooling and the reaction product caused by collision with the wall surface, most of the reaction products contained in the exhaust gas can be trapped, and The pumps, ie, the mechanical booster pump (18a) and the rotary pump (18b) are not adversely affected.
また、上記トラップ装置（17）は、定期的に分解洗浄
することで再生することができる。この分解に際して
は、内筒（23）を取外すことのみで容易に洗浄すること
ができる。Further, the trap device (17) can be regenerated by periodically disassembling and cleaning. At the time of this disassembly, washing can be easily performed only by removing the inner cylinder (23).
このようなエピタキシャル成長処理後、処理ガスの供
給を停止し、不活性ガス例えばN2（窒素）ガス或いはAr
（アルゴン）ガスを上記内筒（1a）内に導入すること
で、上記内筒（1a）内を常圧に復帰させる。そして、上
記処理後のウエハ（３）を積載したボート（４）を受け
渡し位置（図示せず）まで搬送機構（５）により搬出
し、処理が終了する。After such an epitaxial growth process, the supply of the processing gas is stopped, and an inert gas such as N 2 (nitrogen) gas or Ar gas is used.
By introducing (argon) gas into the inner cylinder (1a), the inside of the inner cylinder (1a) is returned to normal pressure. Then, the boat (4) loaded with the processed wafer (3) is carried out by the transfer mechanism (5) to a transfer position (not shown), and the processing is completed.
上記実施例では冷却水を使用した排ガスの冷却につい
て説明したが、これに限定するものではなく、例えば気
体或いはペルチェ素子を使用した冷却でも同様な効果が
得られる。また、冷却部を壁内部のみとしたが、例えば
円板（33a）（33b）や棒体（32）を冷却する構造として
もよい。In the above embodiment, the cooling of the exhaust gas using the cooling water has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the same effect can be obtained by cooling using a gas or a Peltier element. Further, the cooling unit is limited to the inside of the wall. However, for example, the cooling unit may be configured to cool the disks (33a) (33b) and the rod (32).
また、上記実施例では、トラップ装置を半導体ウエハ
のエピタキシャル成長処理に用いた例を説明したが、こ
れに限定するものではなく、例えばCVD処理、エッチン
グ処理，アッシング処理等に用いてもよく、また、半導
体ウエハに限らず、例えば液晶TVなどの画面表示装置等
に用いられるLCD基板やプリント基板等に適用しても同
様な効果を得ることができる。Further, in the above embodiment, the example in which the trap device is used for the epitaxial growth process of the semiconductor wafer is described. However, the present invention is not limited to this. For example, the trap device may be used for a CVD process, an etching process, an ashing process, and the like. A similar effect can be obtained by applying the invention not only to a semiconductor wafer but also to an LCD substrate or a printed circuit board used for a screen display device such as a liquid crystal TV.
以上述べたようにこの実施例によれば、処理室内から
排気する排ガスを冷却する冷却機構と、上記排ガスを壁
面に複数回衝突させる構造のガス流路を備えたことによ
り、反応生成物が冷却されてミスト状となり、このミス
トをガス流路の壁面に付着させることで上記反応生成物
のトラップを可能とする。この時のガス流路壁面への反
応生成物の付着は、上記ガス流路が排ガスを壁面に複数
回衝突させる構造であるため、上記排ガスを強制的に上
記壁面に衝突させて付着させるものである。このような
壁面への排ガスの衝突は、特にトラップ能力が高く有効
に上記反応生成物を付着することができる。As described above, according to this embodiment, the reaction product is cooled by providing the cooling mechanism for cooling the exhaust gas exhausted from the processing chamber and the gas flow path having a structure in which the exhaust gas collides with the wall surface a plurality of times. As a result, the reaction product is trapped by attaching the mist to the wall surface of the gas flow path. At this time, the reaction product adheres to the gas flow path wall surface because the gas flow path has a structure in which the exhaust gas collides with the wall surface a plurality of times, so that the exhaust gas is forced to collide with and adhere to the wall surface. is there. The collision of the exhaust gas with such a wall surface has a particularly high trapping ability and can effectively adhere the reaction product.
また、目詰まりはなく、しかも排気コンダクタンスを
高くすることができるため、精度の高い排気及び圧力制
御を可能とすることができる。Further, since there is no clogging and the exhaust conductance can be increased, highly accurate exhaust and pressure control can be performed.
更にまた、排ガスを冷却するため、高温による危険も
防止することができる。Furthermore, since the exhaust gas is cooled, danger due to high temperatures can be prevented.
第１図は本発明装置の一実施例を説明するためのエピタ
キシャル成長装置の構成図、第２図は第１図のトラップ
装置説明図、第３図は第２図の円板説明図である。 １……反応管、３……ウエハ 17……トラップ装置、19……ガス入口 20……ガス出口、23……内筒 33……円板FIG. 1 is a structural view of an epitaxial growth apparatus for explaining an embodiment of the apparatus of the present invention, FIG. 2 is an explanatory view of a trap device of FIG. 1, and FIG. 3 is an explanatory view of a disk of FIG. 1 ... Reaction tube, 3 ... Wafer 17 ... Trap device, 19 ... Gas inlet 20 ... Gas outlet, 23 ... Inner cylinder 33 ... Disc
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/22 ５１１ Ｈ０１Ｌ 21/22 ５１１Ｓ 21/31 21/31 Ｆ ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 21/22 511 H01L 21/22 511S 21/31 21/31 F
Claims (3)
ている反応生成物を除去するトラップ装置において、 排ガス流路を形成する筒状体と、 この筒状体の中に軸方向に設けられた棒体と、 上記筒状体の軸方向に対してほぼ直角になるようにかつ
上記軸方向に間隔をおいて上記棒体に支持され、上記筒
状体の内径よりもわずかに小径な複数の第１の円板と、 上記筒状体の軸方向に対してほぼ直角になるようにかつ
上記第１の円板と交互に配列されるように上記棒体に支
持され、上記第１の円板よりも小径な複数の第２の円板
と、 上記第１の円板に、第２の円板と対向する位置に周方向
に複数設けられた通気口と、 上記筒状体の内壁面を冷却する冷却機構と、 上記筒状体の排ガスの入り口側に連通し、冷却機構によ
り壁面が冷却される冷却用排ガス流路と、を備え、 上記冷却用排ガス流路で冷却された排ガスは、第１の円
板の通気口を通過して第２の円板に衝突した後、筒状体
の内壁に衝突し、更に下流側の第１の円板の通気口を通
過し、こうして第２の円板及び筒状体の内壁に対する排
ガスの衝突が複数回行われることを特徴とするトラップ
装置。1. A trap device for removing a reaction product contained in an exhaust gas exhausted from a processing container, comprising: a tubular body forming an exhaust gas flow path; And the rod body is supported by the rod body so as to be substantially perpendicular to the axial direction of the cylindrical body and spaced apart in the axial direction, and has a slightly smaller diameter than the inner diameter of the cylindrical body. A plurality of first disks, supported by the rod so as to be substantially perpendicular to the axial direction of the cylindrical body and alternately arranged with the first disks; A plurality of second disks having a diameter smaller than that of the first disk, a plurality of vents provided in the first disk in a circumferential direction at a position facing the second disk, A cooling mechanism that cools the inner wall surface, and a cooling device that communicates with the exhaust gas inlet side of the cylindrical body and cools the wall surface by the cooling mechanism. The exhaust gas cooled by the cooling exhaust gas channel passes through the ventilation opening of the first disk and collides with the second disk, and is then applied to the inner wall of the cylindrical body. A trap device, wherein the collision occurs and the exhaust gas passes through a vent of a first disk further downstream, and the exhaust gas collides with the inner wall of the second disk and the cylindrical body a plurality of times.
ている反応生成物を除去するトラップ装置において、 排ガス流路を形成する内筒と、 上記内筒の中に軸方向に設けられた棒体と、 上記筒状体の軸方向に対してほぼ直角になるようにかつ
上記軸方向に間隔をおいて上記棒体に支持され、上記筒
状体の内径よりもわずかに小径な複数の第１の円板と、 上記筒状体の軸方向に対してほぼ直角になるようにかつ
上記第１の円板と交互に配列されるように上記棒体に支
持され、上記第１の円板よりも小径な複数の第２の円板
と、 上記第１の円板に、第２の円板と対向する位置に周方向
に複数設けられた通気口と、 上記内筒の中と連通する冷却用排ガス流路をなす隙間を
介して上記内筒の外側に同軸に設けられた外筒と、 この外筒の一端側に形成され、当該外筒の外側と上記隙
間とを連通するガス入り口と、 上記内筒の内壁面及び外壁面並びに外筒の内壁面を冷却
する冷却機構と、を備え、 上記冷却用排ガス流路で冷却された排ガスは、第１の円
板の通気口を通過して第２の円板に衝突した後、内筒の
内壁に衝突し、更に下流側の第１の円板の通気口を通過
し、こうして第２の円板及び内筒の内壁に対する排ガス
の衝突が複数回行われることを特徴とするトラップ装
置。2. A trap device for removing a reaction product contained in an exhaust gas exhausted from a processing vessel, comprising: an inner cylinder forming an exhaust gas flow path; and an axial direction provided in the inner cylinder. A plurality of rods, supported by the rod so as to be substantially perpendicular to the axial direction of the cylindrical body and spaced apart in the axial direction, and having a diameter slightly smaller than the inner diameter of the cylindrical body; A first circular plate, supported by the rod so as to be substantially perpendicular to the axial direction of the cylindrical body and alternately arranged with the first circular plate; A plurality of second disks smaller in diameter than the plate, a plurality of vents provided in the first disk in a circumferential direction at a position facing the second disk, and a communication with the inside of the inner cylinder An outer cylinder coaxially provided outside the inner cylinder via a gap forming a cooling exhaust gas flow path, and a shape formed on one end side of the outer cylinder. A gas inlet that communicates with the outside of the outer cylinder and the gap, and a cooling mechanism that cools an inner wall surface and an outer wall surface of the inner cylinder and an inner wall surface of the outer cylinder. The exhaust gas cooled in the above passes through the vent of the first disc and collides with the second disc, and then collides with the inner wall of the inner cylinder, and further passes through the vent of the first disc on the downstream side. A trap device, wherein the exhaust gas passes through the second disk and the inner wall of the inner cylinder in this manner, and the collision of the exhaust gas is performed a plurality of times.
いることを特徴とする請求項２記載のトラップ装置。3. The trap device according to claim 2, wherein the inner cylinder is provided detachably with respect to the outer cylinder.
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