CN109216230A - 排气系统设备系统以及排气系统设备的清洁方法 - Google Patents

排气系统设备系统以及排气系统设备的清洁方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供排气系统设备，减少排气系统设备的内部的副生成物的残留量而进一步提高排气系统设备的工作率。为了对半导体制造装置(12)的腔室(14)内进行排气，而在腔室(14)的下游设置真空泵(10)。气体供给装置(18)与真空泵(10)连接，而向真空泵(10)供给包含卤化氢和氮气的气体。

Description

排气系统设备系统以及排气系统设备的清洁方法
技术领域
本发明涉及排气系统设备系统。
背景技术
在制造半导体器件、液晶面板、LED、太阳电池等的制造装置中，向排气成真空的工艺腔内导入工艺气体而进行成膜处理或蚀刻处理等各种处理。为了对制造装置的腔室内进行排气，而在制造装置的腔室的下游设置排气系统设备。排气系统设备具有：真空泵、除害装置、将真空泵和除害装置彼此连接的配管、以及将腔室与真空泵或除害装置连接的配管等。
真空泵对进行成膜处理或蚀刻处理等各种处理的工艺腔进行真空排气。由于工艺气体包含硅烷系气体(SiH4、TEOS等)等，给人体带来不良影响、或者出于地球温暖化的原因等给地球环境带来不良影响，因此并不优选直接向大气放出。因此，在通过设置在真空泵的下游侧的除害装置对这些废气进行无害化处理之后向大气放出。
真空泵为了将半导体制造装置的腔室维持在真空状态，而对腔室内部的气体进行排气。由于向腔室内部供给的成膜用的气体包含生成副生成物的气体，因而副生成物与排出气体一同流入真空泵等、或者在泵内部等产生副生成物。被带入真空泵内部的副生成物或者在泵内部生成的副生成物夹在真空泵的转子之间或者转子与收纳转子的外壳的间隙等中。因此，副生成物阻碍真空泵的正常的旋转。
生成副生成物的气体是作为半导体制造装置的目的的晶片成膜工序(制造工序)等所需的气体。真空泵的功能的前提是对向制造装置供给的所有的气体进行排气，无法避免副生成物的生成。半导体制造装置的用户要求在半导体制造装置制造制品时(成膜工序中)不停止真空泵。这是因为，当在成膜工序中真空泵停止时，必须废弃所有的制造中的制品，产生不期望的成本。并且，用户为了提高制造装置的工作率，期望真空泵的连续运转时间的延长，以使得在泵维护时期(例如，真空泵的定期更换时期)之前使真空泵不停止。
在日本特许第5562144号所记载的技术中，为了防止工艺气体的副生成物堆积成阻碍转子的旋转的情况，提出进行刮落堆积物的生成物对策运转。
作为其他的防止对策，通过泵的低温化或者高温化来抑制副生成物的生成、或者防止副生成物的固体化。具体而言，利用真空泵所生成的压缩热、设置于真空泵的加热器、在真空泵外部循环的冷却水而减少生成物。在该情况下，考虑生成物固有的温度(反应温度或升华温度)而进行泵的低温化或者高温化。在以上的以往技术中，残留有无法通过泵的低温化或者高温化来防止固态化的副生成物，期望减少残留量而进一步提高真空泵等的工作率。
专利文献1：日本特许第5562144号
发明内容
发明要解决的课题
本发明的一个方式是为了解决这样的问题点而完成的，其目的在于，提供如下的排气系统设备：减少堆积在真空泵的转子或者外壳表面上的副生成物的堆积量而进一步提高排气系统设备的工作率。
为了解决上述课题，在第一方式中采用如下结构，提供排气系统设备系统，其特征在于，该排气系统设备系统具有：排气系统设备，该排气系统设备能够设置在所述腔室的下游，以对制造装置的腔室内进行排气；以及气体供给装置，该气体供给装置与所述排气系统设备连接，能够将包含卤化氢、氟、氯、三氟化氯、氟自由基中的至少一种的气体向所述排气系统设备供给。
在本实施方式中，通过包含卤化氢、氟、三氟化氯中的至少一种的气体对残留在排气系统设备的副生成物中的占了该副生成物的大部分的二氧化硅(SiO2)进行分解。例如，使用氟化氢(HF)而引起以下的反应。
SiO2+4HF→SiF4+2H2O
所生成的氟化硅(SiF4)的沸点较低，在-95.5℃升华，因此在常温作为气体，能够容易地去除。因此，能够减少排气系统设备的内部的副生成物的残留量，而进一步提高排气系统设备的工作率。
根据实验，残量在作为排气系统设备中的一个部件的真空泵内的二氧化硅的大部分能够通过氟化氢而成为氟化硅，而从真空泵去除。这里，卤化氢是氢与卤(周期表第十七族元素、即氟F、氯Cl、溴Br、碘I、砹At)的化合物。卤化氢的一般式为HX(X为卤)。
在排气系统设备系统中具有：真空泵、气体供给装置、除害装置、将真空泵、气体供给装置和除害装置彼此连接的配管、以及将腔室和真空泵或者除害装置连接的配管等。作为真空泵、气体供给装置、除害装置的组合，具有(1)气体供给装置+真空泵+除害装置、(2)气体供给装置+真空泵、(3)气体供给装置+除害装置等。
使用了卤化氢气体等的真空泵的清洁对于副生成物的去除是通过与清洁用气体的化学反应而例如去除阻碍转子的旋转的生成物。副生成物的去除并不是降低副生成物的生成、抑制生成，而是“所生成的副生成物的去除”。关于副生成物的去除，通过副生成物的去除来确保间隙部(即，泵本体与旋转体的间隙)。另外，只要能够确保间隙部，就不需要分解或者去除所有的副生成物。基本上不需要所述排气系统设备的附带设备、排气系统配管内的维护。
在第二方式中，采用如下的结构，根据第一方式的排气系统设备系统，其特征在于，所述排气系统设备具有与所述制造装置连接的连接部，所述气体供给装置在所述连接部与所述排气系统设备连接。
在第三方式中，采用如下的结构，根据第一或者第二方式的排气系统设备系统，其特征在于，所述气体供给装置具有填充了卤化氢、氟、氯、三氟化氯中的至少一种的瓶。
在第四方式中，采用如下的结构，根据第一至第三方式中的任意一个方式的排气系统设备系统，其特征在于，该排气系统设备系统具有对所述气体的温度进行控制的气体温度控制装置。
在第五方式中，采用如下的结构，根据第四方式的排气系统设备系统，其特征在于，所述气体温度控制装置将所述气体的温度控制在50℃～250℃的范围内。
在第六方式中，采用如下的结构，根据第一至第五方式中的任意一个方式的排气系统设备系统，其特征在于，所述排气系统设备具有多个，从一个所述气体供给装置向多个所述排气系统设备供给所述气体。
在第七方式中，采用如下的结构，根据第一至第六方式中的任意一个方式的排气系统设备系统，其特征在于，所述排气系统设备系统具有将汽化或者雾化的水向所述气体供给的水供给装置，所述水与所述气体的混合物向所述排气系统设备供给。这里，雾化是指分散在气体中的液体的微粒子，也称为雾、液滴。
在第八方式中，采用如下的结构，根据第一至第七方式中的任意一个方式的排气系统设备系统，其特征在于，所述排气系统设备系统具有控制部，该控制部控制从所述气体供给装置向所述排气系统设备的所述气体的供给，所述控制部根据所述制造装置所输出的表示所述制造装置的动作状态的状态信号而进行所述控制。
在第九方式中，采用如下的结构，根据第一至第七方式中的任意一个方式的排气系统设备系统，其特征在于，所述排气系统设备系统具有控制部，该控制部控制从所述气体供给装置向所述排气系统设备的所述气体的供给，所述制造装置对除害装置输出表示所述制造装置的动作状态的状态信号，该除害装置设置在所述排气系统设备的下游且对从所述排气系统设备排出的废气进行处理而使该废气无害化，所述控制部从所述除害装置接收所述状态信号，根据接收到的所述状态信号而进行所述控制。
在第十方式中，采用如下的结构，根据第一至第七方式中的任意一个方式的排气系统设备系统，其特征在于，所述排气系统设备系统具有控制部，该控制部控制从所述气体供给装置向所述排气系统设备的所述气体的供给，所述控制部根据所述排气系统设备所输出的表示所述排气系统设备的动作状态的状态信号而进行所述控制。
在第十一方式中，采用如下的结构，根据第一至第八、第十方式中的任意一个方式的排气系统设备系统，其特征在于，所述排气系统设备包含除害装置，该除害装置对从所述腔室排出的废气进行处理而使该废气无害化。
在第十二方式中，采用如下的结构，根据第一至第十一方式中的任意一个方式的排气系统设备系统，其特征在于，所述排气系统设备包含真空泵。
使用了卤化氢气体等的清洁对于副生成物的去除除了能够应用于真空泵以外，还能够应用于将真空泵和设置于真空泵的下游的除害装置连接的排气配管内部的副生成物的去除。由此，不需要用于防止真空泵的背压上升的配管维护、或者维护频率降低。
使用了卤化氢气体等的清洁对于生成物的去除除了能够应用于真空泵以外，还能够应用于设置在真空泵的排气侧(下游)的除害装置内部的副生成物的去除。由此，不需要用于对附着在除害装置的结构部件的副生成物进行去除的维护、或者维护频率降低。
在第十三方式中，采用如下的结构，根据第一至第十二方式中的任意一个方式的排气系统设备系统，其特征在于，所述制造装置是用于制造半导体的半导体制造装置。
在第十四方式中，采用如下的结构，根据第一至第十三方式中的任意一个方式的排气系统设备系统，其特征在于，所述气体供给装置具有等离子体发生器，所述氟自由基是由所述等离子体发生器生成的。
在使用了氟自由基的实施方式中，通过包含氟自由基的气体对残留在排气系统设备的副生成物中的占了该副生成物的大部分的二氧化硅(SiO2)进行分解。例如，引起以下的反应。在下式中，用FR表示氟自由基1分子。
SiO2+4FR→SiF4+O2
若比较使用了氟化氢(HF)气体的情况与从三氟化氮(NF3)气体生成氟自由基的情况，存在以下的差异。关于气体使用量，由于在1分子的HF中，F是1原子，在1分子的NF3中，F是3原子，因此在使用了三氟化氮的情况下，去除等量的副生成物所需的气体量较少。若进行其他的表达，在使用了三氟化氮的情况下，能够以相同的气体量去除更多的副生成物。关于蚀刻效率(即，同体积的气体对副生成物的去除效率)，在使用了氟化氢(HF)的情况下，需要理论反应量的5倍的气体，但在使用了三氟化氮的情况下，由于使用自由基的分子，因此气体的需要量更少，是良好的。
适合使用了氟化氢(HF)的气体清洁(即，副生成物的去除)的工艺如下。氟化氢气体的供给单元是气体瓶等，与氟自由基的供给单元相比很简便，相反蚀刻效率较低，使用了氟化氢(HF)的气体清洁适合1)能够供给氟化氢气体的时间较长的(能够供给的时间有富余的)成批工艺、2)泵内部的副生成物的生成物量较少的工艺等。
另一方面，适合使用了氟自由基的气体清洁的工艺如下。使用了氟自由基的气体清洁的蚀刻效率较高，相反由于需要等离子体产生装置，因此适合1)能够供给清洁用气体的时间较短的(能够供给的时间没有富余的)单张工艺、2)泵内部的副生成物的生成物量较多的工艺等。
在第十五方式中，采用如下的结构，根据第十四方式的排气系统设备系统，其特征在于，所述氟自由基是在所述等离子体发生器中由三氟化氮或者四氟化氮生成的。
在第十六方式中，采用如下的结构，根据第十五方式的排气系统设备系统，其特征在于，所述气体供给装置具有填充了三氟化氮、四氟化氮中的至少一种的瓶。
第十七方式中，采用如下的结构，提供排气系统设备的清洁方法，该排气系统设备能够设置在所述腔室的下游，以对制造装置的腔室内进行排气，该排气系统设备的清洁方法的特征在于，具有如下的步骤：设置气体供给装置的步骤，该气体供给装置能够供给包含卤化氢、氟、氯、三氟化氯、氟自由基中的至少一种的气体；使所述气体供给装置与所述排气系统设备连接的步骤；以及从所述气体供给装置向所述排气系统设备供给所述气体的步骤。
在第十八方式中，采用如下的结构，根据第十七方式的清洁方法，其特征在于，所述排气系统设备包含真空泵和/或除害装置。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的排气系统设备系统的框图。
图2是图1所示的真空泵的剖视图。
图3是表示气体供给装置的结构的框图。
图4是表示具有控制气体的温度的气体温度控制装置的气体供给装置的结构的框图。
图5是表示具有向气体供给汽化或雾化的水的水供给装置的排气系统设备系统的结构的框图。
图6表示真空泵内的固态的副生成物所含有的成分以及各成分相对于真空泵内的固态的副生成物的总重量的重量比。
图7表示真空泵内的固态的副生成物所含有的成分以及各成分相对于真空泵内的固态的副生成物的总重量的重量比。
图8是具有作为多个排气系统设备的多个真空泵的一个实施方式的框图。
图9表示半导体制造装置重复进行工艺工序、清洁工序、怠速工序时的状态信号。
图10的表表示工艺工序、清洁工序、怠速工序与阀的开闭的关系。
图11表示半导体制造装置处于工艺工序、清洁工序、怠速工序时的真空泵的驱动电流值。
图12表示真空泵的驱动电流值的大小、各工序与HF气体的供给的有无的关系。
图13是表示本发明的一个实施方式的排气系统设备系统的框图。
图14是表示气体供给装置的结构的框图。
图15表示等离子体发生器的结构。
符号说明
10 真空泵
12 半导体制造装置
14 真空腔室
16 排气系统设备系统
18 气体供给装置
20 废气
22 配管
24 废气除害装置
26 第一控制部
28 第二控制部
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，在以下的各实施方式中，对相同或者相当的部件标注同一符号而省略重复的说明。图1是表示本发明的一个实施方式的排气系统设备系统的框图。在本实施方式中，排气系统设备系统包含：真空泵、气体供给装置、除害装置、将真空泵、气体供给装置和除害装置彼此连接的配管、以及将腔室和真空泵连接的配管等。排气系统设备包含：真空泵、除害装置、将真空泵和除害装置彼此连接的配管、以及将腔室和真空泵连接的配管等。并且，在本实施方式中，制造装置是用于制造半导体的半导体制造装置。
在图1中，表示使真空泵10与半导体制造装置12的真空腔室14连接的例子。排气系统设备系统16为了对半导体制造装置12的真空腔室14内进行排气，而具有真空泵10和气体供给装置18，该真空泵10能够设置于真空腔室14的下游，该气体供给装置18与真空泵10连接，能够向真空泵10供给包含卤化氢的气体。
在图1中，虽然未图示，但在真空腔室14的上游侧配置有向真空腔室14供给工艺气体的工艺气体供给源。真空腔室14通过配管22而与真空泵10连接。
如图2所示，作为真空泵10的例子，具有作为增压泵的第一真空泵30、作为主泵的第二真空泵32、以及收容第一真空泵30和第二真空泵32的壳体34。后述说明真空泵10的详细内容。
在图1中，在真空泵10的下游侧配置有用于使废气20(工艺气体)无害化的废气除害装置24(除害装置)。该废气除害装置24具有干式吸附方式、湿式吸收(或者溶解)方式、以及燃烧分解方式和催化剂式等类型。为了提高除害效率，还能够在干式吸附方式、湿式吸收(或者溶解)方式以及燃烧分解方式中的任意的方式中应用催化剂式。作为其他的例子，具有加热式(加热器式)分解和基于等离子体的分解。作为废气除害装置，可以选择它们中的任意一个方式，但也可以组合地使用。例如，催化剂式也能够通过与干式吸附方式、湿式吸收(或者溶解)方式、以及燃烧分解方式中的任意方式组合而提高除害效率。除害装置采用哪种方式例如能够通过考虑处理对象气体的种类或量、可使用的实用程序而适当地选择。真空腔室14连接有第一控制部26，通过该第一控制部26来控制真空腔室14中的基板处理(以下，称为本工艺)的工艺条件。作为工艺条件，列举出例如向真空腔室14供给的工艺气体的通气时间、种类或温度等。在本实施方式中，作为第一控制部26的运转控制项目，在决定了气体种类的情况下，存在流过气体的时刻、气体的流量、温度等。在本实施方式中，特别是，由于固定了气体的流量、温度等，因此控制所需的信息是流过气体的时刻。
第二控制部28与真空泵10和阀82连接，通过第二控制部28来控制真空泵10的运转条件和阀82的开闭。作为真空泵10的运转条件，列举出例如泵转子的旋转速度、第一真空泵30和第二真空泵32的启动时刻等。
另外，半导体制造装置、真空泵、除害装置能够独立地运转。装置间的协作并不是必须的。如果使泵和除害装置启动1次，则半导体制造装置能够单独地运转。但是，在标准的半导体工厂中，出于节能、性能提高、机器保护的观点，存在通过运转信号来进行协作运转的情况。在该情况下，信号(控制)的起点为半导体制造装置。通过半导体制造装置的指令而使真空泵、除害装置变更运转状态。并且，根据来自真空泵、除害装置的信号(异常、故障信号等)而使半导体制造装置变更运转。意思是，通信信号通常情况下为双向信号。
在本实施方式中，使第二控制部28与真空泵10各自独立，但第二控制部28也可以是真空泵10所具有的控制装置、或者是气体供给装置18所附带的控制部。第二控制部28不需要是另行设置的装置。
第二控制部28与第一控制部26连接，工艺条件作为状态信号而从第一控制部26发送至第二控制部28。第二控制部28根据状态信号来控制真空泵10和阀82。在本实施方式中，第二控制部28不是位于真空泵10的上位的控制装置，而是位于真空泵10的下位的控制部。即，气体供给装置18处于是真空泵10的附带设备这样的定位，作为气体供给装置18的控制部的第二控制部28为真空泵10的下位的控制部。
在图2中，第一真空泵30是具有一对罗茨型泵转子36(在图2中仅表示一个泵转子)的罗茨型真空泵的例子，第二真空泵32是具有一对罗茨型泵转子38(在图2中仅表示一个泵转子)的罗茨型真空泵。第一真空泵30和第二真空泵32分别具有不同的级数的泵转子。第一真空泵30与第二真空泵32在壳体34内彼此平行设置，第一真空泵30配置在第二真空泵32的上方。
在第一真空泵30的吸气口设置有吸气配管40，该吸气配管40经由配管22而与真空腔室14连接。另外，作为半导体制造装置12，列举出对半导体晶片、液晶面板等基板实施成膜处理、蚀刻处理的成膜装置、蚀刻装置等。在第一真空泵30的下部设置有排气口，该排气口经由连接配管42而与第二真空泵32的吸气口连接。第二真空泵32的排气口与排气配管44连接，经由该排气配管44而将气体(工艺气体等)排出到外部。气体除了包含工艺气体以外，还包含清洁气体、稀释用的惰性气体。这样，第一真空泵30与第二真空泵32串行连接，第二真空泵32配置在比第一真空泵30靠下游侧的位置。即，第一真空泵30配置在比第二真空泵32靠真空侧的位置，第二真空泵32配置在大气侧。
如图2所示，第一真空泵30具有彼此相对的一对多级泵转子36。各个泵转子36具有：配置在吸气侧的第一级的罗茨转子36a(吸气侧转子)、配置在排气侧的第二级的罗茨转子36b(排气侧转子)、以及固定这些罗茨转子36a、36b的旋转轴46。驱动第一真空泵30的马达M1固定于旋转轴46的端部。
第二真空泵32在具有5级泵转子的方面与第一真空泵30不同。其他的第二真空泵的结构与第一真空泵相同，省略其重复的说明。如图2所示，第二真空泵32具有彼此相对的一对多级泵转子38。各个泵转子38具有从吸气侧朝向排气侧依次配置的第一级罗茨转子38a、第二级罗茨转子38b、第三级罗茨转子38c、第四级罗茨转子38d、第五级罗茨转子36e、以及固定这些罗茨转子的旋转轴50。驱动第二真空泵32的马达M2固定于旋转轴50的端部。
在泵转子36、38之间、以及泵转子36、38与转子外壳34的内表面之间形成微小的间隙，由此泵转子36、38能够在转子外壳34内能够非接触地旋转。当在微小的间隙中夹有SiO<SUB>2</SUB>等副生成物时，泵转子36、38的旋转变得不良或者停止。另外，在本实施方式中，作为转子使用罗茨型，但不限于此，也可以使用螺杆型或爪型等。在任一情况下，都使用将多级的转子沿轴向排列得到的多级型的泵转子。并且，泵转子36、38的级数不限于2级、5级，分别也可以是3级以上、或者5级以上或者5级以下。
排气系统设备系统16具有作为与半导体制造装置12的连接部的吸气配管40。气体供给装置18在吸气配管40处与排气系统设备系统16连接。与吸气配管40连接的理由是因为，吸气配管40位于真空泵10的上游，因此当从吸气配管40供给HF气体时，能够清洁真空泵10整体。
作为供给HF气体的部位，也可以从将第一真空泵30和第二真空泵32连结的连接配管42供给HF气体。并且，也可以从作为主泵的第二真空泵32的任意的部位供给HF气体。仅向第二真空泵32供给HF气体的理由是因为，第二真空泵32与第一真空泵30相比，内部压力和内部温度较高，有时生成物容易生成。另外，依赖于半导体制造装置12的制造工艺等，容易夹有副生成物的部位、或者容易生成副生成物的部位发生变化。
接着，根据图3对气体供给装置18进行说明。图3是表示气体供给装置18的结构的框图。图3(a)表示从排气系统设备系统16的外部向气体供给装置18供给HF气体和N2气体的情况。HF气体经由配管56进行供给，N2气体经由配管58进行供给。图3(b)表示气体供给装置18具有填充了卤化氢的瓶54，从排气系统设备系统16的外部供给N2气体的情况。
N2气体用于调整HF气体的浓度。HF气体供给装置18在供给到气体供给装置18的HF气体和N2气体处于最佳的HF浓度、流量、最佳的供给时刻时，向真空泵10供给HF气体。HF气体与N2气体在被混合之后，被送至真空泵10。图中的MFC是质量流量控制器。在MFC的前后设置有用于对配管进行开闭的阀90。也可以取代MFC，使用质量流量计、远程操作的电磁阀等接通/断开(ON/OFF)阀和流量调整阀来实现相同的功能。在使用瓶54的情况下，不需要从排气系统设备系统16的外部供给HF气体，不需要用于从外部供给HF气体的较长的配管。因此，设置工程变得容易，并且，成本降低。
接着，根据图4对气体供给装置18的其他的实施方式进行说明。图4是表示具有控制气体的温度的加热用加热器60(气体温度控制装置)的气体供给装置18的结构的框图。图4(a)表示从排气系统设备系统16的外部向气体供给装置18供给HF气体和N2气体的情况。图4(b)表示气体供给装置18具有填充了卤化氢的瓶54、从排气系统设备系统16的外部供给N2气体的情况。
加热用加热器60将HF气体自动地加热控制成最适合清洁的温度。在前面描述的从二氧化硅生成氟化硅的反应的情况下，最适合清洁的温度为50℃～250℃。当比该温度范围低时，反应较弱，当比该温度范围高时，给装置的运转带来影响。当反应较弱时，无法充分地去除二氧化硅。对装置的影响是指，装置的各部分有可能由于局部加热而变形、受到因腐蚀而导致的损伤。
加热用加热器60卷绕在配管62的外周。通过温度传感器来测定HF气体温度，第二控制部28根据测定温度而控制加热用加热器60的输出。气体温度控制装置除了配置于气体供给装置18以外，也可以配置于真空泵10。
接着，根据图5对排气系统设备系统16的其他的实施方式进行说明。图5是表示具有向气体供给汽化或雾化的水的水供给装置的排气系统设备系统16的结构的框图。在该排气系统设备系统16中，向真空泵10供给水与气体的混合物。向真空泵10供给的HF气体携带着水，利用水使真空泵10内部的副生成物与HF气体反应。通过适当量的水分来改善前面描述的从二氧化硅生成氟化硅的反应的效率。
在图5(a)中，在将气体供给装置18和真空泵10连接的配管62配置有将雾化的水放出的喷射嘴64。水供给装置具有：喷射嘴64、调节从喷射嘴64放出的水量的流量控制器74(FIC)、以及阀76。水从排气系统设备系统16的外部向流量控制器74供给。喷射嘴64朝向与HF气体流动的方向66相反的方向68放出水。朝向相反的方向68放出水的理由是为了使HF气体和水良好地混合。
在图5(b)中，水供给装置具备具有加热装置70的水槽72。水从排气系统设备系统16的外部向水槽72供给。将气体供给装置18和真空泵10连接的配管62连接有配管88，该配管88从具有加热装置70的水槽72的上部伸出。通过真空泵10使配管62内处于真空，因此水槽72的内部保持真空。因此，在水槽72内，产生水蒸气，由于蒸发热而使水槽72内变成低温。为了防止水低温化到使水变成冰，而设置加热装置70。水蒸气与HF气体一同向真空泵10内部的副生成物供给。
接着，在本实施方式中，图6中表示通过试验来确认在将包含卤化氢的气体供给到真空泵10时残留在真空泵10内部的副生成物被卤化氢去除了怎样的程度的结果。在该试验中，从实际使用的真空泵10的内部将残留的固态的副生成物收集在容器内。向容器内的副生成物供给了包含卤化氢的气体。在供给气体之前和试验结束之后测定了容器内的固态的副生成物的重量。在试验中，在设定的时间范围内，供给了包含卤化氢的气体。
图6中表示供给气体之前的、容器内的固态的副生成物所包含的成分以及各成分相对于容器内的固态的副生成物的总重量的重量比。在供给气体之前，二氧化硅占95％。在与气体的反应结束之后测定二氧化硅的重量时，二氧化硅的重量大幅降低到可检测的重量以下。容器内的固态的副生成物在视觉观察中几乎消失。认为固体的二氧化硅的大部分变化成气体的氟化硅(SiF4)和氟硅酸铵((NH4)2SiF6)。
图7中表示与图6不同的工艺所相关的试验结果。该试验是使用了与图6不同的半导体制造工艺中使用的真空泵10的内部所残留的固态的副生成物的试验。在容器内收集了与图6不同的半导体制造工艺中使用的真空泵10的内部所残留的固态的副生成物。向容器内供给包含卤化氢的气体，在供给气体之前和与气体的反应结束之后测定了容器内的固态的副生成物的重量。
图7中表示填充气体之前的、玻璃容器内的固态的副生成物所包含的成分以及各成分相对于容器内的固态的副生成物的总重量的重量比。在供给气体之前，二氧化硅占71％。在与气体的反应结束之后测定二氧化硅的重量时，二氧化硅的重量大幅降低到可检测的重量以下。Si、F、O含有物占17％。在与气体的反应结束之后测定Si、F、O含有物的重量时，Si、F、O含有物的重量大幅降低到可检测的重量以下。容器内的固态的副生成物在视觉观察中几乎消失。认为固体的二氧化硅和Si、F、O含有物的大部分变化成气体的氟化硅(SiF4)等。
接着，根据图8对从一个气体供给装置向多个排气系统设备供给气体的排气系统设备系统的实施方式进行说明。图8是具有多个真空泵10作为多个排气系统设备的实施方式的框图。从1台HF气体供给装置18向多台真空泵10供给HF气体。真空泵10为了接收HF气体，具有与配管62连接的连接部。连接部是丝杠式的连接器等。
接着，根据图1对从气体供给装置向排气系统设备供给气体时的控制方法进行说明。排气系统设备系统16具有第二控制部28，该第二控制部28控制从气体供给装置18朝向真空泵10的气体的供给。第二控制部28根据半导体制造装置12输出的表示半导体制造装置12的动作状态的状态信号78而进行控制。
以下对表示半导体制造装置12的动作状态的状态信号78进行说明。例如，在晶片上进行成膜的半导体制造装置12所进行的工序具有：进行成膜的“工艺工序”、为了使被“工艺工序”污染的半导体制造装置12内的环境恢复成清洁的状态而实施的“清洁工序”、以及这些工序以外的处于待机状态的“怠速工序”。HF气体对真空泵10内部的副生成物的去除不会给半导体制造装置12的运转状态带来影响。在上述的任一工序中都能够进行真空泵10内部的副生成物的去除。但是，在工艺工序中，真空泵10内部的副生成物的去除需要排除给半导体制造装置12的运转状态(成膜品质)带来影响的可能性。因此，需要防止HF气体从真空泵10混入到半导体制造装置12。在工艺工序中，并不优选通过HF气体来实施真空泵10的清洁。因此，为了避免在半导体制造装置12处于工艺工序时朝向真空泵10的HF气体供给，优选在工艺工序以外的工序中实施HF气体对真空泵10的清洁。为了判断是否处于工艺工序而使用表示半导体制造装置12的动作状态的状态信号78。
但是，关于状态信号78，也可以是以下的使用方法。在半导体制造装置12中使用的气体种类、气体流量由于“工艺工序”、“清洁工序”、“怠速工序”而不同。在根据气体种类、气体流量而采用废气除害装置24、尤其是燃烧式除害装置的情况下，需要以最佳的燃烧条件进行燃烧。即，需要使废气除害装置24中的处理对象气体的去除效率最佳化。因此，废气除害装置24被从半导体制造装置12的第一控制部26输入表示半导体制造装置12实施哪个工序的状态信号78，而掌握半导体制造装置12的运转状态，实现与其对应的燃烧条件。
图9中表示状态信号78的例子。图9(a)表示半导体制造装置12依次重复工艺工序、清洁工序、怠速工序时的状态信号78。为了识别工艺工序、清洁工序、怠速工序，状态信号78例如能够采用数字信号“0”、“1”、“2”。并且，能够将状态信号78设为模拟信号，模拟信号的信号等级为3个阶段的信号。在图9(b)中，在重复了多次(在图9(b)中表示4次的情况。)工艺工序和怠速工序之后，半导体制造装置12进行清洁工序。图9(b)中表示半导体制造装置12重复该顺序时的状态信号78。图9(c)表示半导体制造装置12仅依次重复工艺工序和怠速工序时的状态信号78。
在半导体制造装置12分别进行工艺工序、清洁工序、怠速工序时，通过图10所示的表来说明是否向真空泵10供给HF气体。图10的表示出各工序、HF气体的供给的有无以及阀82的开闭的关系。如图10的表所示，在工艺工序中，不供给HF气体。在清洁工序和怠速工序中，供给HF气体。在各工序中，第二控制部28向阀82输出对阀82的开闭进行控制的信号86，阀82是供给HF气体的阀。第二控制部28通过信号86而在工艺工序中使阀82关闭，在清洁工序和怠速工序中使阀82打开。
第二控制部28从第一控制部26接收状态信号78，但第二控制部28也可以按照其他的路径接收状态信号78。即，由于废气除害装置24从第一控制部26接收状态信号78，因此第二控制部28能够从废气除害装置24接收与状态信号78相同的状态信号84。第二控制部28根据废气除害装置24所输出的状态信号84而像图10所示那样进行阀82的控制。
接着，根据图11对第二控制部28的控制方法的其他的实施方式进行说明。在本实施方式中，从气体供给装置18向真空泵10供给或者停止HF气体的控制是根据真空泵10的状态信号来判断半导体制造装置12的运转状态而进行的。第二控制部28根据排气系统设备、例如真空泵10所输出的表示真空泵10的动作状态的状态信号88而进行HF气体的供给控制。图11表示半导体制造装置12处于工艺工序、清洁工序、怠速工序时的真空泵10的驱动电流值。图的横轴是时间，纵轴是驱动电流值(A：安培)。在本实施方式中，驱动电流值是真空泵10的状态信号88。
真空泵10的驱动电流值的大小在工艺工序中为A3，在清洁工序中为A2，在怠速工序中为A1，在本实施方式中，按照工艺工序、清洁工序、怠速工序的顺序而变小。半导体的制造工序与泵电流的关系在图11中概念性地表示。实际上，未必一定是图11所示的简单的脉冲波形。但是，能够根据真空泵10的驱动电流值的大小来区别工艺工序、清洁工序、怠速工序。
在半导体制造装置12分别进行工艺工序、清洁工序、怠速工序时，根据图12所示的表来说明是否向真空泵10供给HF气体。图12的表表示真空泵10的驱动电流值的大小、各工序、HF气体的供给的有无以及阀82的开闭的关系。如图12的表所示，在工艺工序中，不供给HF气体。在清洁工序和怠速工序中，供给HF气体。在各工序中，第二控制部28向阀82输出对阀82的开闭进行控制的信号86。第二控制部28通过信号86而在工艺工序中使阀82关闭，在清洁工序和怠速工序中使阀打开。
在图1所示的排气系统设备系统16中，为了对半导体制造装置12的腔室14内进行排气，能够设置在腔室14的下游的真空泵10的清洁方法如下。在排气系统设备系统16中设置有能够供给包含卤化氢的气体的气体供给装置18。使气体供给装置18与真空泵10连接。从气体供给装置18向真空泵10供给气体。
接着，根据图13～15对气体供给装置具有等离子体发生器的、由等离子体发生器来生成氟自由基的实施方式进行说明。氟自由基在等离子体发生器中例如由三氟化氮或者四氟化氮生成。在图13中，排气系统设备系统16具有能够向真空泵10供给包含氟自由基的气体的气体供给装置118。
接着，根据图14对气体供给装置118进行说明。图14是表示气体供给装置18的结构的框图。表示从排气系统设备系统16的外部向气体供给装置118供给NF3气体和N2气体(和/或Ar气体)的情况。NF3气体经由配管156进行供给，N2气体经由配管58进行供给。N2气体用于调整NF3气体的浓度。
在供给到气体供给装置18的NF3气体和N2气体处于最佳的NF3浓度、流量、最佳的供给时刻时，向等离子体发生器92供给NF3气体。NF3气体与N2气体在被混合之后，被送至等离子体发生器92。等离子体发生器92生成氟自由基气体94，而向真空泵10供给氟自由基气体94。
接着，根据图15对等离子体发生器92进行说明。产生等离子体的方式存在多种。能够将任意的产生等离子体的方式应用于本实施方式。作为产生等离子体的方式，例如存在阻挡放电方式、沿面放电方式、高频放电方式等。图15是阻挡放电方式的一种。等离子体发生器92具有：设置有V形的沟槽102的高压电极96、电介质板98、接地电极100。在高压电极96的沟槽102与电介质板98之间设置有微小的缝隙(间隔)，而形成放电空间104。在沟槽102内填充电介质。向放电空间104供给NF3气体和N2气体。
通过高压交流电源106对高压电极96与接地电极100之间施加高频高电压。当施加高频高电压时，在放电空间104内引起电晕放电(无声放电)。被引导到放电空间104的NF3气体由于放电能量而使氟成为氟自由基。阻挡放电方式具有如下的优点：放电开始电压较低，氟自由基的产生量较多，氟自由基的浓度较高。
以上，对本发明的实施方式的例子进行了说明，但上述的发明的实施方式是为了易于理解本发明，并没有限定本发明。本发明在不脱离其主旨的情况下能够变更、改良，并且当然在本发明中包含其均等物。并且，在能够解决上述的课题的至少一部分的范围或者实现效果的至少一部分的范围中，能够使权利要求和说明书中记载的各结构要素进行任意的组合或者省略。

Claims (18)

1.一种排气系统设备系统，其特征在于，具有：
排气系统设备，该排气系统设备能够设置在所述腔室的下游，以对制造装置的腔室内进行排气；以及
气体供给装置，该气体供给装置与所述排气系统设备连接，能够将包含卤化氢、氟、氯、三氟化氯、氟自由基中的至少一种的气体向所述排气系统设备供给。
2.根据权利要求1所述的排气系统设备系统，其特征在于，
所述排气系统设备具有与所述制造装置连接的连接部，
所述气体供给装置在所述连接部与所述排气系统设备连接。
3.根据权利要求1或2所述的排气系统设备系统，其特征在于，
所述气体供给装置具有填充了卤化氢、氟、氯、三氟化氯中的至少一种的瓶。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的排气系统设备系统，其特征在于，
该排气系统设备系统具有对所述气体的温度进行控制的气体温度控制装置。
5.根据权利要求4所述的排气系统设备系统，其特征在于，
所述气体温度控制装置将所述气体的温度控制在50℃～250℃的范围内。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的排气系统设备系统，其特征在于，
所述排气系统设备具有多个，从一个所述气体供给装置向多个所述排气系统设备供给所述气体。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的排气系统设备系统，其特征在于，
所述排气系统设备系统具有将汽化或者雾化的水向所述气体供给的水供给装置，将所述水与所述气体的混合物向所述排气系统设备供给。
8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的排气系统设备系统，其特征在于，
所述排气系统设备系统具有控制部，该控制部控制从所述气体供给装置向所述排气系统设备的所述气体的供给，所述控制部根据所述制造装置所输出的表示所述制造装置的动作状态的状态信号而进行所述控制。
9.根据权利要求1至7中的任意一项所述的排气系统设备系统，其特征在于，
所述排气系统设备系统具有控制部，该控制部控制从所述气体供给装置向所述排气系统设备的所述气体的供给，
所述制造装置对除害装置输出表示所述制造装置的动作状态的状态信号，该除害装置设置在所述排气系统设备的下游，且对从所述排气系统设备排出的废气进行处理而使该废气无害化，
所述控制部从所述除害装置接收所述状态信号，根据接收到的所述状态信号而进行所述控制。
10.根据权利要求1至7中的任意一项所述的排气系统设备系统，其特征在于，
所述排气系统设备系统具有控制部，该控制部控制从所述气体供给装置向所述排气系统设备的所述气体的供给，所述控制部根据所述排气系统设备所输出的表示所述排气系统设备的动作状态的状态信号而进行所述控制。
11.根据权利要求1至8、10中的任意一项所述的排气系统设备系统，其特征在于，
所述排气系统设备包含除害装置，该除害装置对从所述腔室排出的废气进行处理而使该废气无害化。
12.根据权利要求1至11中的任意一项所述的排气系统设备系统，其特征在于，
所述排气系统设备包含真空泵。
13.根据权利要求1至12中的任意一项所述的排气系统设备系统，其特征在于，
所述制造装置是用于制造半导体的半导体制造装置。
14.根据权利要求1至13中的任意一项所述的排气系统设备系统，其特征在于，
所述气体供给装置具有等离子体发生器，所述氟自由基是由所述等离子体发生器生成的。
15.根据权利要求14所述的排气系统设备系统，其特征在于，
所述氟自由基是在所述等离子体发生器中由三氟化氮或者四氟化氮生成的。
16.根据权利要求15所述的排气系统设备系统，其特征在于，
所述气体供给装置具有填充了三氟化氮、四氟化氮中的至少一种的瓶。
17.一种排气系统设备的清洁方法，该排气系统设备能够设置在所述腔室的下游，以对制造装置的腔室内进行排气，该排气系统设备的清洁方法的特征在于，具有如下的步骤：
设置气体供给装置的步骤，该气体供给装置能够供给包含卤化氢、氟、氯、三氟化氯、氟自由基中的至少一种的气体；
使所述气体供给装置与所述排气系统设备连接的步骤；以及
从所述气体供给装置向所述排气系统设备供给所述气体的步骤。
18.根据权利要求17所述的清洁方法，其特征在于，
所述排气系统设备包含真空泵和/或除害装置，该除害装置对从所述腔室排出的废气进行处理而使该废气无害化。
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