JP2000249058A - トラップ装置 - Google Patents
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- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
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- H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 排ガス中の低蒸気圧成分を確実に捕獲し、し
かもこの捕獲物の再飛散を防止できるようにしたトラッ
プ装置を提供する。 【解決手段】 基板Ｗを処理する真空処理室の下流側に
配置された密閉されたトラップ容器３６を備え、トラッ
プ容器３６内に導入された排ガス中の低蒸気圧成分をト
ラップ容器３６に堆積させて除去するトラップ装置３０
において、トラップ容器３６には、前記排ガスを該排ガ
ス中に含まれる液化容易なガス成分の凝縮温度以下に冷
却する冷却装置５０が設けられている。
かもこの捕獲物の再飛散を防止できるようにしたトラッ
プ装置を提供する。 【解決手段】 基板Ｗを処理する真空処理室の下流側に
配置された密閉されたトラップ容器３６を備え、トラッ
プ容器３６内に導入された排ガス中の低蒸気圧成分をト
ラップ容器３６に堆積させて除去するトラップ装置３０
において、トラップ容器３６には、前記排ガスを該排ガ
ス中に含まれる液化容易なガス成分の凝縮温度以下に冷
却する冷却装置５０が設けられている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、トラップ装置に関
し、特に、チタン酸バリウム／ストロンチウム等の高誘
電体又は強誘電体薄膜を基板上に気相成長させる薄膜気
相成長装置の原料ガスのトラップに使用して最適なトラ
ップ装置に関する。
し、特に、チタン酸バリウム／ストロンチウム等の高誘
電体又は強誘電体薄膜を基板上に気相成長させる薄膜気
相成長装置の原料ガスのトラップに使用して最適なトラ
ップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体産業における集積回路の集
積度の向上はめざましく、現状のメガビットオーダか
ら、将来のギガビットオーダを睨んだＤＲＡＭの研究開
発が行われている。かかるＤＲＡＭの製造のためには、
小さな面積で大容量が得られるキャパシタ素子が必要で
ある。このような大容量素子の製造に用いる誘電体薄膜
として、誘電率が１０以下であるシリコン酸化膜やシリ
コン窒化膜に替えて、誘電率が２０程度である五酸化タ
ンタル（Ｔａ２Ｏ５）薄膜、あるいは誘電率が３００程
度であるチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸
ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）又はチタン酸バリウム
ストロンチウム等の金属酸化物薄膜材料が有望視されて
いる。また、さらに誘電率が高いＰＺＴ、ＰＬＺＴ、Ｙ
１等の強誘電体の薄膜材料も有望視されている。
積度の向上はめざましく、現状のメガビットオーダか
ら、将来のギガビットオーダを睨んだＤＲＡＭの研究開
発が行われている。かかるＤＲＡＭの製造のためには、
小さな面積で大容量が得られるキャパシタ素子が必要で
ある。このような大容量素子の製造に用いる誘電体薄膜
として、誘電率が１０以下であるシリコン酸化膜やシリ
コン窒化膜に替えて、誘電率が２０程度である五酸化タ
ンタル（Ｔａ２Ｏ５）薄膜、あるいは誘電率が３００程
度であるチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸
ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）又はチタン酸バリウム
ストロンチウム等の金属酸化物薄膜材料が有望視されて
いる。また、さらに誘電率が高いＰＺＴ、ＰＬＺＴ、Ｙ
１等の強誘電体の薄膜材料も有望視されている。
【０００３】このような素材の成膜を行う方法として、
化学気相成長法（ＣＶＤ）が有望とされている。図６
は、この種のチタン酸バリウム／ストロンチウム等の高
誘電体又は強誘電体薄膜を形成するための成膜装置の全
体構成を示す図であり、液体原料を気化する気化器１０
の下流側に原料ガス搬送経路１２を介して密閉可能な成
膜室１４が設けられ、さらにその下流側の排気経路１６
に真空ポンプ１８が配置されている。成膜室１４には、
酸素等の酸化ガスを供給する酸化ガス配管２０が接続さ
れている。
化学気相成長法（ＣＶＤ）が有望とされている。図６
は、この種のチタン酸バリウム／ストロンチウム等の高
誘電体又は強誘電体薄膜を形成するための成膜装置の全
体構成を示す図であり、液体原料を気化する気化器１０
の下流側に原料ガス搬送経路１２を介して密閉可能な成
膜室１４が設けられ、さらにその下流側の排気経路１６
に真空ポンプ１８が配置されている。成膜室１４には、
酸素等の酸化ガスを供給する酸化ガス配管２０が接続さ
れている。
【０００４】このような構成の成膜装置により、基板Ｗ
を基板保持・加熱台２２上に載置し、基板Ｗを所定温度
に維持しつつガス供給ヘッド２４のノズル穴２６から原
料ガスと酸化ガスとの混合ガスを基板Ｗに向けて噴射し
て、基板Ｗの表面に薄膜を成長させる。この場合、原料
ガスを成膜室１４内の基板Ｗに向けて安定的に供給する
必要がある。原料ガスは、常温で固体のＢａ（ＤＰＭ）
２、Ｓｒ（ＤＰＭ）２などを液状化し、さらに気化特性
を安定化させるために、例えば、テトラヒドロフラン
（ＴＨＦ）などの有機溶剤を混合したものを気化器１０
で加熱して気化することによって生成される。
を基板保持・加熱台２２上に載置し、基板Ｗを所定温度
に維持しつつガス供給ヘッド２４のノズル穴２６から原
料ガスと酸化ガスとの混合ガスを基板Ｗに向けて噴射し
て、基板Ｗの表面に薄膜を成長させる。この場合、原料
ガスを成膜室１４内の基板Ｗに向けて安定的に供給する
必要がある。原料ガスは、常温で固体のＢａ（ＤＰＭ）
２、Ｓｒ（ＤＰＭ）２などを液状化し、さらに気化特性
を安定化させるために、例えば、テトラヒドロフラン
（ＴＨＦ）などの有機溶剤を混合したものを気化器１０
で加熱して気化することによって生成される。
【０００５】ところで、成膜室１４から排出される排ガ
スには、昇華温度の高い残留原料や反応副生成物が含ま
れており、これらが昇圧途中で固形化し、真空ポンプ１
８内に析出して真空ポンプ１８の故障の原因となる。こ
れを防止するため、図６に示すように、排気経路１６の
真空ポンプ１８の上流側に排ガス中に含まれる昇華温度
が高い低蒸気圧成分を除去するトラップ装置３０が設け
られている。また、成膜室１４とトラップ装置３０とを
結ぶ配管には、原料ガス搬送経路１２と同様に、マント
ルヒータ等で構成される温度調整手段２８が備えられて
いる。
スには、昇華温度の高い残留原料や反応副生成物が含ま
れており、これらが昇圧途中で固形化し、真空ポンプ１
８内に析出して真空ポンプ１８の故障の原因となる。こ
れを防止するため、図６に示すように、排気経路１６の
真空ポンプ１８の上流側に排ガス中に含まれる昇華温度
が高い低蒸気圧成分を除去するトラップ装置３０が設け
られている。また、成膜室１４とトラップ装置３０とを
結ぶ配管には、原料ガス搬送経路１２と同様に、マント
ルヒータ等で構成される温度調整手段２８が備えられて
いる。
【０００６】従来、この種のトラップ装置３０は、図７
に示すように、螺旋状の流路を形成する邪魔板３２を有
するトラップ部３４を収納したトラップ容器３６と、こ
のトラップ容器３６の頂部に接続された入口配管３８
と、同じく底部に接続された出口配管４０とを備え、ク
イックカップリング４２ａ，４２ｂを介して排気経路１
６に連結されている。トラップ部３４の中央の媒体流路
４４には、トラップすべき低蒸気圧成分の凝縮温度より
低い温度に冷却された冷却媒体が流され、入口配管３８
からトラップ容器３６内に流入した排ガスの低蒸気圧成
分は、邪魔板３２に沿って流れる間にトラップ部３４で
トラップされて除去され、高蒸気圧成分のみが出口配管
４０から排気経路１６の真空ポンプ１８（図６参照）に
導かれるようになっていた。
に示すように、螺旋状の流路を形成する邪魔板３２を有
するトラップ部３４を収納したトラップ容器３６と、こ
のトラップ容器３６の頂部に接続された入口配管３８
と、同じく底部に接続された出口配管４０とを備え、ク
イックカップリング４２ａ，４２ｂを介して排気経路１
６に連結されている。トラップ部３４の中央の媒体流路
４４には、トラップすべき低蒸気圧成分の凝縮温度より
低い温度に冷却された冷却媒体が流され、入口配管３８
からトラップ容器３６内に流入した排ガスの低蒸気圧成
分は、邪魔板３２に沿って流れる間にトラップ部３４で
トラップされて除去され、高蒸気圧成分のみが出口配管
４０から排気経路１６の真空ポンプ１８（図６参照）に
導かれるようになっていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなトラップ装置において、残留原料のような低蒸気圧
成分はトラップ容器内で凝縮して粉体状となり、トラッ
プ部の表面等に徐々に溜まる。このような固形物は、排
気系が条件の変化により逆流を起こした場合にパーティ
クルとなって成膜室内に流入し、基板に付着して成膜の
品質を劣化させてしまう。
うなトラップ装置において、残留原料のような低蒸気圧
成分はトラップ容器内で凝縮して粉体状となり、トラッ
プ部の表面等に徐々に溜まる。このような固形物は、排
気系が条件の変化により逆流を起こした場合にパーティ
クルとなって成膜室内に流入し、基板に付着して成膜の
品質を劣化させてしまう。
【０００８】本発明は、上述の事情に鑑みて為されたも
ので、排ガス中の低蒸気圧成分を確実に捕獲し、しかも
この捕獲物の再飛散を防止できるようにしたトラップ装
置を提供することを目的とする。
ので、排ガス中の低蒸気圧成分を確実に捕獲し、しかも
この捕獲物の再飛散を防止できるようにしたトラップ装
置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、基板を処理する真空処理室の下流側に配置された密
閉されたトラップ容器を備え、該トラップ容器内に導入
された排ガス中の低蒸気圧成分をトラップ容器に堆積さ
せて除去するトラップ装置において、前記トラップ容器
には、前記排ガスを該排ガス中に含まれる液化容易なガ
ス成分の凝縮温度以下に冷却する冷却装置が設けられて
いることを特徴とするトラップ装置である。
は、基板を処理する真空処理室の下流側に配置された密
閉されたトラップ容器を備え、該トラップ容器内に導入
された排ガス中の低蒸気圧成分をトラップ容器に堆積さ
せて除去するトラップ装置において、前記トラップ容器
には、前記排ガスを該排ガス中に含まれる液化容易なガ
ス成分の凝縮温度以下に冷却する冷却装置が設けられて
いることを特徴とするトラップ装置である。
【００１０】これにより、トラップ容器内に導入された
排ガスは冷却装置で冷却され、例えば原料ガスに含まれ
ていた溶媒ガスのような液化容易ガスがトラップ容器内
で凝縮し、トラップ容器内の堆積物中に含有される。従
って、この堆積物に湿り気を持たせることができ、堆積
物と容器壁あるいは堆積物どうしの付着力が高くなり、
これらがトラップ容器の内周壁等から剥離してパーティ
クルを形成するような事態が防止される。
排ガスは冷却装置で冷却され、例えば原料ガスに含まれ
ていた溶媒ガスのような液化容易ガスがトラップ容器内
で凝縮し、トラップ容器内の堆積物中に含有される。従
って、この堆積物に湿り気を持たせることができ、堆積
物と容器壁あるいは堆積物どうしの付着力が高くなり、
これらがトラップ容器の内周壁等から剥離してパーティ
クルを形成するような事態が防止される。
【００１１】請求項２に記載の発明は、基板を処理する
真空処理室の下流側に配置された密閉されたトラップ容
器を備え、該トラップ容器内に導入された排ガス中の低
蒸気圧成分をトラップ容器に堆積させて除去するトラッ
プ装置において、前記トラップ容器内に難揮発性の溶媒
を注入する溶媒注入手段を備えたことを特徴とするトラ
ップ装置である。
真空処理室の下流側に配置された密閉されたトラップ容
器を備え、該トラップ容器内に導入された排ガス中の低
蒸気圧成分をトラップ容器に堆積させて除去するトラッ
プ装置において、前記トラップ容器内に難揮発性の溶媒
を注入する溶媒注入手段を備えたことを特徴とするトラ
ップ装置である。
【００１２】これにより、トラップ容器内に固着したト
ラップ成分に溶媒を供給して湿り気を持たせることがで
き、堆積物と容器壁あるいは堆積物どうしの付着力が高
くなり、これらがトラップ容器の内周壁等から剥離して
パーティクルを形成するような事態が防止される。「難
揮発性の溶媒」としては、トラップ容器内の真空度にお
いて液状を維持でき、かつ処理室の真空度が保たれるよ
うな物質が選択される。溶媒を噴霧したり容器中で飛散
させて気液の吸収反応を促進するようにしてもよい。
ラップ成分に溶媒を供給して湿り気を持たせることがで
き、堆積物と容器壁あるいは堆積物どうしの付着力が高
くなり、これらがトラップ容器の内周壁等から剥離して
パーティクルを形成するような事態が防止される。「難
揮発性の溶媒」としては、トラップ容器内の真空度にお
いて液状を維持でき、かつ処理室の真空度が保たれるよ
うな物質が選択される。溶媒を噴霧したり容器中で飛散
させて気液の吸収反応を促進するようにしてもよい。
【００１３】請求項３に記載の発明は、基板を処理する
真空処理室の下流側に配置された密閉されたトラップ容
器を備え、該トラップ容器内に導入された排ガス中の低
蒸気圧成分をトラップ容器に堆積させて除去するトラッ
プ装置において、前記トラップ容器の内部に、難揮発性
の溶媒を液状で貯留する溶媒貯留部を設けたことを特徴
とするトラップ装置である。これにより、トラップ容器
内に導入された排ガス中の低蒸気圧成分を、貯留部に貯
留した液状の溶媒中に捕捉してトラップすることで、こ
の再飛散が防止される。
真空処理室の下流側に配置された密閉されたトラップ容
器を備え、該トラップ容器内に導入された排ガス中の低
蒸気圧成分をトラップ容器に堆積させて除去するトラッ
プ装置において、前記トラップ容器の内部に、難揮発性
の溶媒を液状で貯留する溶媒貯留部を設けたことを特徴
とするトラップ装置である。これにより、トラップ容器
内に導入された排ガス中の低蒸気圧成分を、貯留部に貯
留した液状の溶媒中に捕捉してトラップすることで、こ
の再飛散が防止される。
【００１４】請求項４に記載の発明は、前記難揮発性の
溶媒は、酢酸ブチル、ＴＨＦ、ルテジン等の原料の溶媒
として使用されるもの、ジピバロイルメタン等の原料の
配位子として使用されるもの、テトラグライム系、トル
エン系、テトラエン系等の原料のアダクトとして使用さ
れるものから選択されることを特徴とする請求項２また
は３に記載のトラップ装置である。これにより、逆流し
ても成膜の品質に悪影響を及ぼすことが防止される。
溶媒は、酢酸ブチル、ＴＨＦ、ルテジン等の原料の溶媒
として使用されるもの、ジピバロイルメタン等の原料の
配位子として使用されるもの、テトラグライム系、トル
エン系、テトラエン系等の原料のアダクトとして使用さ
れるものから選択されることを特徴とする請求項２また
は３に記載のトラップ装置である。これにより、逆流し
ても成膜の品質に悪影響を及ぼすことが防止される。
【００１５】請求項５に記載の発明は、液体原料を気化
する気化器と、前記気化器の下流側に配置された成膜室
と、前記成膜室の下流側に配置された真空ポンプとを備
え、前記成膜室から前記真空ポンプに延びる排気経路に
請求項１ないし４のいずれかに記載のトラップ装置を配
置したことを特徴とする薄膜気相成長装置である。
する気化器と、前記気化器の下流側に配置された成膜室
と、前記成膜室の下流側に配置された真空ポンプとを備
え、前記成膜室から前記真空ポンプに延びる排気経路に
請求項１ないし４のいずれかに記載のトラップ装置を配
置したことを特徴とする薄膜気相成長装置である。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態のトラ
ップ装置を、図６に示す薄膜気相成長装置に適用した場
合について、図１ないし図３を参照して説明する。図７
に示す従来例と同一部材には、同一符号を付して説明す
る。
ップ装置を、図６に示す薄膜気相成長装置に適用した場
合について、図１ないし図３を参照して説明する。図７
に示す従来例と同一部材には、同一符号を付して説明す
る。
【００１７】図１は、本発明の第１の実施の形態を示す
もので、この実施の形態のトラップ装置３０は、内部に
トラップ室を形成する有底円筒状のトラップ容器３６
と、その一側面に接続された入口配管３８と、他側面に
接続された出口配管４０とを有して構成されている。ト
ラップ容器３６の内部には、トラップ容器３６の内部雰
囲気を冷却する冷却装置５０が配置され、上部は蓋体５
２で閉塞されている。冷却装置５０は、未反応の原料ガ
スのような低蒸気圧成分を固化させるだけでなく、それ
に含まれる比較的液化しやすい成分を凝縮させるような
温度以下に冷却するものである。
もので、この実施の形態のトラップ装置３０は、内部に
トラップ室を形成する有底円筒状のトラップ容器３６
と、その一側面に接続された入口配管３８と、他側面に
接続された出口配管４０とを有して構成されている。ト
ラップ容器３６の内部には、トラップ容器３６の内部雰
囲気を冷却する冷却装置５０が配置され、上部は蓋体５
２で閉塞されている。冷却装置５０は、未反応の原料ガ
スのような低蒸気圧成分を固化させるだけでなく、それ
に含まれる比較的液化しやすい成分を凝縮させるような
温度以下に冷却するものである。
【００１８】冷却装置５０は、この例では液体窒素を使
用したもので、液体窒素を蓄える容器本体５４と、この
容器本体５４内に液体窒素を供給する液体窒素供給管５
６と、排気管５８とを備えており、容器本体５４の外周
面には多数のフィン６０が設けられている。これによ
り、フィン６０を液体窒素の沸点である−１７６℃程度
に冷却するようになっている。トラップ装置３０は、図
６に示すように、成膜室１４と真空ポンプ１８とを結ぶ
排気経路１６内に配置され、トラップ容器３６内に成膜
室１４からの排ガスが導入される。
用したもので、液体窒素を蓄える容器本体５４と、この
容器本体５４内に液体窒素を供給する液体窒素供給管５
６と、排気管５８とを備えており、容器本体５４の外周
面には多数のフィン６０が設けられている。これによ
り、フィン６０を液体窒素の沸点である−１７６℃程度
に冷却するようになっている。トラップ装置３０は、図
６に示すように、成膜室１４と真空ポンプ１８とを結ぶ
排気経路１６内に配置され、トラップ容器３６内に成膜
室１４からの排ガスが導入される。
【００１９】以下、このような構成のトラップ装置の作
用を説明する。成膜装置に供給される原料ガスは、常温
で固体のＢａ（ＤＰＭ）２、Ｓｒ（ＤＰＭ）２などを液
状化し、さらに気化を促進するために、アダクト物質を
添加し、有機溶剤を混合したものを気化することによっ
て生成されている。従って、成膜室１４からの排ガスに
は、残留原料や反応副生成物等の低蒸気圧成分の他、原
料ガスに含まれる溶媒ガスや原料のアダクトガス、更に
はキャリアガス等も含まれている。溶媒としては、例え
ば酢酸ブチル、ＴＨＦ、ルテジン等が挙げられ、またア
ダクト物質としては、例えばテトラグライム系、トルエ
ン系、テトラエン系等が挙げられる。
用を説明する。成膜装置に供給される原料ガスは、常温
で固体のＢａ（ＤＰＭ）２、Ｓｒ（ＤＰＭ）２などを液
状化し、さらに気化を促進するために、アダクト物質を
添加し、有機溶剤を混合したものを気化することによっ
て生成されている。従って、成膜室１４からの排ガスに
は、残留原料や反応副生成物等の低蒸気圧成分の他、原
料ガスに含まれる溶媒ガスや原料のアダクトガス、更に
はキャリアガス等も含まれている。溶媒としては、例え
ば酢酸ブチル、ＴＨＦ、ルテジン等が挙げられ、またア
ダクト物質としては、例えばテトラグライム系、トルエ
ン系、テトラエン系等が挙げられる。
【００２０】このような種々の物質を含む排ガスは、ト
ラップ容器３６内に導入され、残留原料や反応副生成物
等のような低蒸気圧成分は固化して、トラップ容器３６
の内周壁や冷却装置５０のフィン６０の表面等に堆積す
る。同時に溶媒やアダクト物質等のような液化が容易な
ガス成分も凝縮し、堆積物中に含まれるので、トラップ
容器３６内部の付着物は湿り気を有している。これによ
り、付着力と容器又は付着物どうしの付着凝集力が高く
なっており、これらがトラップ容器３６の内周壁やフィ
ン６０の表面等から剥離してパーティクルを生成するこ
とが防止される。
ラップ容器３６内に導入され、残留原料や反応副生成物
等のような低蒸気圧成分は固化して、トラップ容器３６
の内周壁や冷却装置５０のフィン６０の表面等に堆積す
る。同時に溶媒やアダクト物質等のような液化が容易な
ガス成分も凝縮し、堆積物中に含まれるので、トラップ
容器３６内部の付着物は湿り気を有している。これによ
り、付着力と容器又は付着物どうしの付着凝集力が高く
なっており、これらがトラップ容器３６の内周壁やフィ
ン６０の表面等から剥離してパーティクルを生成するこ
とが防止される。
【００２１】図２は、本発明の第２の実施の形態を示す
もので、これが図１に示す実施の形態と異なる点は、液
体窒素を使用した冷却装置５０の代わりに、Ｇ・Ｍ（ギ
フォード・マクマフォン）冷凍機６２を使用した点であ
る。Ｇ・Ｍ冷凍機６２は、冷凍機本体６４にコンプレッ
サ６６から液体ヘリウムを供給することで、冷凍機本体
６４に設けられたコールドパネル６８を冷却するように
構成されている。トラップ容器３６の開口部は、冷凍機
本体６４のフランジ部７０で閉塞されている。
もので、これが図１に示す実施の形態と異なる点は、液
体窒素を使用した冷却装置５０の代わりに、Ｇ・Ｍ（ギ
フォード・マクマフォン）冷凍機６２を使用した点であ
る。Ｇ・Ｍ冷凍機６２は、冷凍機本体６４にコンプレッ
サ６６から液体ヘリウムを供給することで、冷凍機本体
６４に設けられたコールドパネル６８を冷却するように
構成されている。トラップ容器３６の開口部は、冷凍機
本体６４のフランジ部７０で閉塞されている。
【００２２】Ｇ・Ｍ冷凍機６２は、コールドパネル６８
を−１５０℃程度まで冷却可能なため、トラップ容器３
６の内部雰囲気を原料ガスに含まれる溶媒ガスまたは原
料のアダクトガスの凝縮温度以下に冷却することができ
る。
を−１５０℃程度まで冷却可能なため、トラップ容器３
６の内部雰囲気を原料ガスに含まれる溶媒ガスまたは原
料のアダクトガスの凝縮温度以下に冷却することができ
る。
【００２３】図３は、本発明の第３の実施の形態を示す
もので、２段のトラップ構造を有するものである。これ
は、原料自体は蒸気圧が低いので、自然放冷による冷却
でもトラップすることができる場合に用いる例である。
ここでは、トラップ装置３０のトラップ容器３６の下部
に、難揮発性の溶媒７４を液状で貯留する溶媒貯留部７
６が設けられており、これは冷媒を流通させる冷却ジャ
ケット７２で包囲されている。この溶媒貯留部７６に
は、ここに貯留した溶媒７４の液面レベルを測定する水
位センサ７８と、液温を測定する温度センサ８０が配置
されている。
もので、２段のトラップ構造を有するものである。これ
は、原料自体は蒸気圧が低いので、自然放冷による冷却
でもトラップすることができる場合に用いる例である。
ここでは、トラップ装置３０のトラップ容器３６の下部
に、難揮発性の溶媒７４を液状で貯留する溶媒貯留部７
６が設けられており、これは冷媒を流通させる冷却ジャ
ケット７２で包囲されている。この溶媒貯留部７６に
は、ここに貯留した溶媒７４の液面レベルを測定する水
位センサ７８と、液温を測定する温度センサ８０が配置
されている。
【００２４】この溶媒７４としては、前述の酢酸ブチル
等の原料の溶媒として使用されるもの、テトラグライム
系等の原料のアダクト物質として使用されるものの他、
ジピバロイルメタン等の原料の配位子として使用される
ものが挙げられる。
等の原料の溶媒として使用されるもの、テトラグライム
系等の原料のアダクト物質として使用されるものの他、
ジピバロイルメタン等の原料の配位子として使用される
ものが挙げられる。
【００２５】トラップ容器３６の内部は、下端が溶媒貯
留部７６に貯留された溶媒７４の液面に達する仕切板８
２によって第１室８４ａと第２室８４ｂに仕切られ、第
１室８４ａの頂部に入口配管３８が、第２室８４ｂの頂
部に出口配管４０がそれぞれ連結されている。入口配管
３８の内端は、第１室８４ａの内部を延びる内側管８６
となっており、仕切板８２の上部には連絡口８２ａが設
けられ、この連絡口８２ａに第２室８４ｂの内部を延び
る連絡管８８の上端が連結されている。これにより、入
口配管３８から内側管８６へと降下し、第１室８４ａ内
を上昇した後、連絡管８８を降下し、再び第２室８４ｂ
内を上昇して出口配管４０に至る排ガス経路が構成され
る。
留部７６に貯留された溶媒７４の液面に達する仕切板８
２によって第１室８４ａと第２室８４ｂに仕切られ、第
１室８４ａの頂部に入口配管３８が、第２室８４ｂの頂
部に出口配管４０がそれぞれ連結されている。入口配管
３８の内端は、第１室８４ａの内部を延びる内側管８６
となっており、仕切板８２の上部には連絡口８２ａが設
けられ、この連絡口８２ａに第２室８４ｂの内部を延び
る連絡管８８の上端が連結されている。これにより、入
口配管３８から内側管８６へと降下し、第１室８４ａ内
を上昇した後、連絡管８８を降下し、再び第２室８４ｂ
内を上昇して出口配管４０に至る排ガス経路が構成され
る。
【００２６】トラップ装置３０には、トラップ容器３６
内に溶媒７４を定期的にまたは適宜に注入する溶媒注入
手段９０が備えられている。この溶媒注入手段９０は、
溶媒７４を貯蔵する溶媒タンク９２と、この溶媒タンク
９２から延び、途中に溶媒供給ポンプ９４を介装した溶
媒供給ライン９６とを備えており、この溶媒供給ライン
９６は分岐してトラップ容器３６の第１室８４ａと第２
室８４ｂの上部にそれぞれ設けられた噴霧スプレー９８
に連絡されている。溶媒タンク９２は、トラップ容器３
６内の溶剤貯留部７６に開閉弁１００を備えた回収ライ
ン１０２を介して連結されている。これにより、溶媒供
給ポンプ９４の駆動に伴って、溶媒タンク９２に貯蔵さ
れた溶媒７４が噴霧スプレー９８からトラップ容器３６
の第１室８４ａ及び第２室８４ｂ内に注入される。
内に溶媒７４を定期的にまたは適宜に注入する溶媒注入
手段９０が備えられている。この溶媒注入手段９０は、
溶媒７４を貯蔵する溶媒タンク９２と、この溶媒タンク
９２から延び、途中に溶媒供給ポンプ９４を介装した溶
媒供給ライン９６とを備えており、この溶媒供給ライン
９６は分岐してトラップ容器３６の第１室８４ａと第２
室８４ｂの上部にそれぞれ設けられた噴霧スプレー９８
に連絡されている。溶媒タンク９２は、トラップ容器３
６内の溶剤貯留部７６に開閉弁１００を備えた回収ライ
ン１０２を介して連結されている。これにより、溶媒供
給ポンプ９４の駆動に伴って、溶媒タンク９２に貯蔵さ
れた溶媒７４が噴霧スプレー９８からトラップ容器３６
の第１室８４ａ及び第２室８４ｂ内に注入される。
【００２７】この実施の形態のトラップ装置ににおいて
は、成膜室１４からの排ガスは入口配管３８からトラッ
プ容器３６の第１室８４ａ内に導入され、この第１室８
４ａ内を上昇する。この上昇の過程で、残留原料等の低
蒸気圧成分が自然放冷で冷却されて凝縮し、その流れの
慣性により落下して溶媒貯留部７６内に貯留された溶媒
７４に捕捉される。そして、この第１室８４ａ内を上昇
した排ガスは、連絡管８８を下降して第２室８４ｂ内に
導入され、第１室８４ａの場合と同様に、この第２室８
４ｂ内を上昇する過程で、残留原料等の低蒸気圧成分が
自然放冷で冷却されて溶媒貯留部７６内に貯留された溶
媒７４に捕捉される。溶媒貯留部７６内に貯留された溶
媒７４の温度は、低蒸気圧成分の気化が進行しない温度
に制御されている。
は、成膜室１４からの排ガスは入口配管３８からトラッ
プ容器３６の第１室８４ａ内に導入され、この第１室８
４ａ内を上昇する。この上昇の過程で、残留原料等の低
蒸気圧成分が自然放冷で冷却されて凝縮し、その流れの
慣性により落下して溶媒貯留部７６内に貯留された溶媒
７４に捕捉される。そして、この第１室８４ａ内を上昇
した排ガスは、連絡管８８を下降して第２室８４ｂ内に
導入され、第１室８４ａの場合と同様に、この第２室８
４ｂ内を上昇する過程で、残留原料等の低蒸気圧成分が
自然放冷で冷却されて溶媒貯留部７６内に貯留された溶
媒７４に捕捉される。溶媒貯留部７６内に貯留された溶
媒７４の温度は、低蒸気圧成分の気化が進行しない温度
に制御されている。
【００２８】ここで、第１室８４ａ及び第２室８４ｂ内
で固化した低蒸気圧成分の一部は、トラップ容器３６の
内壁面、仕切板８２、内側管８６及び連絡管８８の表面
等に付着する。そこで、溶媒注入手段９０の溶媒供給ポ
ンプ９４を定期的または任意に駆動させ、溶媒タンク９
２に貯蔵された溶媒７４を噴霧スプレー９８からトラッ
プ容器３６の第１室８４ａ及び第２室８４ｂ内に噴霧さ
せる。これにより、トラップ容器３６の内壁面等に付着
した低蒸気圧成分は、溶媒７４で濡らされて湿り気を持
ち、付着力或いは付着物どうしの付着凝集力が高めら
れ、このトラップ容器３６の内壁面等からの剥離が防止
される。
で固化した低蒸気圧成分の一部は、トラップ容器３６の
内壁面、仕切板８２、内側管８６及び連絡管８８の表面
等に付着する。そこで、溶媒注入手段９０の溶媒供給ポ
ンプ９４を定期的または任意に駆動させ、溶媒タンク９
２に貯蔵された溶媒７４を噴霧スプレー９８からトラッ
プ容器３６の第１室８４ａ及び第２室８４ｂ内に噴霧さ
せる。これにより、トラップ容器３６の内壁面等に付着
した低蒸気圧成分は、溶媒７４で濡らされて湿り気を持
ち、付着力或いは付着物どうしの付着凝集力が高めら
れ、このトラップ容器３６の内壁面等からの剥離が防止
される。
【００２９】この時、噴霧スプレー９８で注入する溶媒
７４の量と溶媒貯留部７６内に貯留された溶媒７４の回
収量を調節することで、この水位を調節することができ
る。また、溶媒貯留部７６内に貯留された溶媒７４の原
料濃度が上昇した場合には、溶媒７４の入れ替えを行う
ことにより操業を継続することができる。
７４の量と溶媒貯留部７６内に貯留された溶媒７４の回
収量を調節することで、この水位を調節することができ
る。また、溶媒貯留部７６内に貯留された溶媒７４の原
料濃度が上昇した場合には、溶媒７４の入れ替えを行う
ことにより操業を継続することができる。
【００３０】なお、溶媒７４として、酢酸ブチル等の原
料の溶媒として使用されるもの、ジピバロイルメタン等
の原料の配位子として使用されるもの、テトラグライム
系等の原料のアダクトとして使用されるものを使用する
ことにより、溶媒７４が気化して成膜室１４内に逆流し
ても、基板上の形成された膜に混入してその品質を劣化
させることが防止される。
料の溶媒として使用されるもの、ジピバロイルメタン等
の原料の配位子として使用されるもの、テトラグライム
系等の原料のアダクトとして使用されるものを使用する
ことにより、溶媒７４が気化して成膜室１４内に逆流し
ても、基板上の形成された膜に混入してその品質を劣化
させることが防止される。
【００３１】図４は、図３の実施の形態の変形例を示す
もので、難揮発性の溶媒７４は噴霧スプレー９８を介す
ることなく直接に溶媒貯留部７６に供給される。この実
施の形態では、図示しない制御手段によって溶媒供給ポ
ンプ９４を制御して難揮発性の溶媒７４の液面レベル
を、内側管８６、連絡管８８との間のクリアランスδが
微小な所定値になるようにコントロールする。これによ
り、排ガスを直接液面に衝突させ、液中に直接排ガス中
の低蒸気圧成分を捕捉させるようになっている。この例
では、例えば図７の邪魔板３２でトラップする場合に比
較して、再飛散が起こりにくい。
もので、難揮発性の溶媒７４は噴霧スプレー９８を介す
ることなく直接に溶媒貯留部７６に供給される。この実
施の形態では、図示しない制御手段によって溶媒供給ポ
ンプ９４を制御して難揮発性の溶媒７４の液面レベル
を、内側管８６、連絡管８８との間のクリアランスδが
微小な所定値になるようにコントロールする。これによ
り、排ガスを直接液面に衝突させ、液中に直接排ガス中
の低蒸気圧成分を捕捉させるようになっている。この例
では、例えば図７の邪魔板３２でトラップする場合に比
較して、再飛散が起こりにくい。
【００３２】図５は、本発明のさらに他の実施の形態を
示すもので、トラップ容器３６内に下段に向かうに従い
径が大きくなる複数のトレー１００ａ〜１００ｅを多段
に設け、外部の貯留タンク１０２よりポンプ９４、容器
３６の中央に延びる供給管１０４を介して最上部のトレ
ー１００ａから難揮発性の溶媒７４を順次その縁部より
下段のトレー１００ｂ〜１００ｅに流して、多段のカス
ケードを構成している。排ガスは、上部中央の入口配管
３８から流入し、容器３６の縁部に貯留液面よりやや上
に開口する排気口１０６から出口配管４０を経由して排
出される。難揮発性溶媒は、外部の貯留タンク１０２と
の間で循環しており、フィルタ１０８よって清浄化され
て再使用される。
示すもので、トラップ容器３６内に下段に向かうに従い
径が大きくなる複数のトレー１００ａ〜１００ｅを多段
に設け、外部の貯留タンク１０２よりポンプ９４、容器
３６の中央に延びる供給管１０４を介して最上部のトレ
ー１００ａから難揮発性の溶媒７４を順次その縁部より
下段のトレー１００ｂ〜１００ｅに流して、多段のカス
ケードを構成している。排ガスは、上部中央の入口配管
３８から流入し、容器３６の縁部に貯留液面よりやや上
に開口する排気口１０６から出口配管４０を経由して排
出される。難揮発性溶媒は、外部の貯留タンク１０２と
の間で循環しており、フィルタ１０８よって清浄化され
て再使用される。
【００３３】この実施の形態では、液面及びカスケード
を複数段設けることによりトラップ効果を上げるととも
に、更に液を循環させて捕捉物をフィルタ１０８により
捕捉し、系外への排出を容易にしている。フィルタ１０
８の交換のタイミングは、例えばトラップ装置３０内の
液面の上昇を検知してフィルタ抵抗を推定することによ
って可能である。
を複数段設けることによりトラップ効果を上げるととも
に、更に液を循環させて捕捉物をフィルタ１０８により
捕捉し、系外への排出を容易にしている。フィルタ１０
８の交換のタイミングは、例えばトラップ装置３０内の
液面の上昇を検知してフィルタ抵抗を推定することによ
って可能である。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
例えば原料ガスに含まれていた溶媒ガスのような液化容
易ガスをトラップ容器内で凝縮させ、あるいは難揮発性
の物質をトラップ容器に供給して、湿り気をトラップ容
器内の堆積物中に与えるので、堆積物と容器壁あるいは
堆積物どうしの付着力が高くなり、これらがトラップ容
器の内周壁等から剥離してパーティクルを形成するよう
な事態が防止される。従って、排ガス中の低蒸気圧成分
を確実に捕獲し、しかもこの捕獲物の再飛散を防止する
ことができ、結果として、前段の処理チャンバにおい
て、円滑かつ品質の高い成膜等の処理を行なうことがで
き、半導体製造産業等において有用性の高い技術を提供
することができる。
例えば原料ガスに含まれていた溶媒ガスのような液化容
易ガスをトラップ容器内で凝縮させ、あるいは難揮発性
の物質をトラップ容器に供給して、湿り気をトラップ容
器内の堆積物中に与えるので、堆積物と容器壁あるいは
堆積物どうしの付着力が高くなり、これらがトラップ容
器の内周壁等から剥離してパーティクルを形成するよう
な事態が防止される。従って、排ガス中の低蒸気圧成分
を確実に捕獲し、しかもこの捕獲物の再飛散を防止する
ことができ、結果として、前段の処理チャンバにおい
て、円滑かつ品質の高い成膜等の処理を行なうことがで
き、半導体製造産業等において有用性の高い技術を提供
することができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すトラップ装置
の概要図である。
の概要図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示すトラップ装置
の概要図である。
の概要図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態を示すトラップ装置
の概要図である。
の概要図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態を示すトラップ装置
の概要図である。
の概要図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態を示すトラップ装置
の概要図である。
の概要図である。
【図６】本発明が適用される薄膜成長装置のシステム図
である。
である。
【図７】従来のトラップ装置を示す概要図である。
１０ 気化器 １４ 成膜室 １６ 排気経路 １８ 真空ポンプ ３０ トラップ装置 ３６ トラップ容器 ５０ 冷却装置 ６０ フィン ６２ Ｇ・Ｍ冷凍機（冷却装置） ６８ コールドパネル ７４ 溶媒 ７６ 溶媒貯留部 ８２ 仕切板 ９０ 溶媒注入手段 ９８ 噴霧スプレー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中田 勉 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 荒木 裕二 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 Ｆターム(参考） 3H076 AA25 BB21 CC52 CC94
Claims (5)
- 【請求項１】 基板を処理する真空処理室の下流側に配
置された密閉されたトラップ容器を備え、該トラップ容
器内に導入された排ガス中の低蒸気圧成分をトラップ容
器に堆積させて除去するトラップ装置において、 前記トラップ容器には、前記排ガスを該排ガス中に含ま
れる液化容易なガス成分の凝縮温度以下に冷却する冷却
装置が設けられていることを特徴とするトラップ装置。 - 【請求項２】 基板を処理する真空処理室の下流側に配
置された密閉されたトラップ容器を備え、該トラップ容
器内に導入された排ガス中の低蒸気圧成分をトラップ容
器に堆積させて除去するトラップ装置において、 前記トラップ容器内に難揮発性の溶媒を注入する溶媒注
入手段を備えたことを特徴とするトラップ装置。 - 【請求項３】 基板を処理する真空処理室の下流側に配
置された密閉されたトラップ容器を備え、該トラップ容
器内に導入された排ガス中の低蒸気圧成分をトラップ容
器に堆積させて除去するトラップ装置において、 前記トラップ容器の内部に、難揮発性の溶媒を液状で貯
留する溶媒貯留部を設けたことを特徴とするトラップ装
置。 - 【請求項４】 前記難揮発性の溶媒は、酢酸ブチル、Ｔ
ＨＦ、ルテジン等の原料の溶媒として使用されるもの、
ジピバロイルメタン等の原料の配位子として使用される
もの、テトラグライム系、トルエン系、テトラエン系等
の原料のアダクトとして使用されるものから選択される
ことを特徴とする請求項２または３に記載のトラップ装
置。 - 【請求項５】 液体原料を気化する気化器と、前記気化
器の下流側に配置された成膜室と、前記成膜室の下流側
に配置された真空ポンプとを備え、前記成膜室から前記
真空ポンプに延びる排気経路に請求項１ないし４のいず
れかに記載のトラップ装置を配置したことを特徴とする
薄膜気相成長装置。
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