JP2001131748A - トラップ装置及びトラップ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 排気ガスの流れ方向に沿って偏在させること
なく均一に反応副生成物等を付着させて捕獲することが
でき、これによりメンテナンス周期を大幅に伸ばすこと
が可能なトラップ装置を提供する。 【解決手段】 被処理体Ｗに成膜処理を施す成膜装置の
排気ガス系に設けられて、排気ガス中に含まれる反応副
生成物を捕獲するトラップ装置２２において、ガス導入
口とガス排気口を有して前記排気ガス系に介設される筐
体２８と、この筐体内に前記排気ガスの流れ方向に沿っ
て多段に設けられて前記反応副生成物を付着させる複数
のトラップ部材７０Ａ〜７０Ｄと、この複数のトラップ
部材を複数のグループに分割して前記排気ガスの流れ方
向の最下流に位置するグループを除いて各グループ毎に
独立して加熱するために設けられた加熱手段７８Ａ〜７
８Ｄと、この加熱手段の発する熱量を制御する熱量制御
部２７とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、成膜装置の排気ガ
ス中に含まれる反応副生成物を捕獲して除去するトラッ
プ装置及びトラップ方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＩＣなどの集積回路や論理素子
を形成するためには、半導体ウエハ、ガラス基板、ＬＣ
Ｄ基板等の表面に、所望の薄い成膜を施す行程やこれを
所望のパターンにエッチングする行程が繰り返して行な
われる。ところで、成膜工程を例にとれば、この工程に
おいては、所定の処理ガス（原料ガス）を処理容器内に
て反応させることによってシリコンの薄膜、シリコンの
酸化物や窒化物の薄膜、或いは金属の薄膜、金属の酸化
物や窒化物の薄膜等を被処理体の表面に形成するが、こ
の成膜反応と同時に余分な反応副生成物が発生し、これ
が排気ガスと共に排出されてしまう。また、未反応の処
理ガスも排出される。

【０００３】この反応副生成物や未反応の処理ガスは、
そのまま大気中に放出されると環境汚染等の原因になる
ことから、これを防止するために一般的には処理容器か
ら延びる排気ガス系にトラップ装置を介設し、これによ
り排気ガス中に含まれている反応副生成物等を捕獲して
除去するようになっている。このトラップ装置の構成
は、捕獲除去すべき反応副生成物等の特性に応じて種々
提案されているが、例えば常温で液化乃至固化して凝縮
する反応副生成物を除去する場合には、このトラップ装
置はその一例として排気ガスの導入口と排出口を有する
筐体内に多数のフィンを設けて構成されている。そし
て、このフィンは、排気ガスの流れる方向に対して、相
互に異なる角度を持たせて順次配列して排気コンダクタ
ンスを持たせており、これらのフィン間を排気ガスが通
過する時に排気ガス中の反応副生成物をフィン表面に付
着させて捕獲するようになっている。また、このフィン
を冷却流体等により冷却して捕獲効率を上げることも行
なわれている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のトラップ装置にあっては、一般的には一室構造のト
ラップ装置であるために、排気ガスとフィンとが接触す
る時間が少なく、特に、成膜レートを上げるために処理
ガスを多く流す時には、捕獲し切れなかった反応副生成
物が下流側に流れてしまう場合があった。また、多数の
フィンを等ピッチで配列した構造であるために、フィン
に付着した反応副生成物により目詰まりがしばしば生
じ、この場合にも捕獲し切れなかった反応副生成物が下
流に流れてしまう問題があった。この点を解決するため
に、トラップ装置の容量を大きくすることも考えられる
が、単に容量を大きくするだけではそれに見合った捕獲
効率を上げることはできず、いたずらに占有スペースを
拡大することになってしまう。

【０００５】そこで本発明者は、特開平１０−１４０３
５７号公報において、占有スペースをそれ程拡大するこ
となく、目詰まりが生じ難くて反応副生成物の捕獲効率
も高く、しかも、メンテナンスの良好なトラップ装置を
提案した。このトラップ装置は、筐体内を例えば４つの
部屋に区画して各部屋にトラップ用のフィンを着脱自在
に設け、そして、排気ガスを各部屋に亘って順に流して
反応副生成物や未反応の原料ガスをフィンに付着させて
これを排気ガス中から除去するようになっている。

【０００６】ところで、上述したようなトラップ装置に
あっては、確かに装置のコンパクト化を図ることができ
るが、一般に、トラップ装置内において反応副生成物
は、均一に除去されるのではなくて、排気ガスの導入口
側に近い場所に位置するフィンには多量に付着し、排気
ガスの流れ方向に沿ってその付着量は急激に減少して行
き、従って、排気ガスの排出口側に近い場所に位置する
フィンには僅かな量しか付着しないことになる。トラッ
プ装置は、内部に付着した副反応生成物等を除去して能
力を回復させるために定期的に、或いは不定期的にメン
テナンス作業が行なわれるが、上述したような理由から
排気ガスの導入口側に近い第１の部屋のフィンに特に多
量に副反応生成物が付着して排気コンダクタンスを低下
させることから、この第１の部屋の付着状況がメンテナ
ンス周期を律速することになる。従って、排気ガスの下
流側の他の部屋において付着能力が十分に存在するにも
かかわらず、これらが有効に利用されず、メンテナンス
を行なわなければならないので、メンテナンスの周期が
短くなる、といった問題があった。

【０００７】このような問題は、上述のように部屋を複
数に分割したようなトラップ装置のみならず、排気ガス
の流れ方向に沿ってフィン（トラップ板も含む）を配列
したような構造の全てのトラップ装置において共通した
問題点であり、排気ガスの上流側のフィンのみに多量に
付着物が偏在して堆積していた。本発明は、以上のよう
な問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案された
ものである。本発明の目的は、排気ガスの流れ方向に沿
って偏在させることなく均一に反応副生成物等を付着さ
せて捕獲することができ、これによりメンテナンス周期
を大幅に伸ばすことが可能なトラップ装置及びトラップ
方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に規定する発明
は、被処理体に成膜処理を施す成膜装置の排気ガス系に
設けられて、排気ガス中に含まれる反応副生成物を捕獲
するトラップ装置において、ガス導入口とガス排気口を
有して前記排気ガス系に介設される筐体と、この筐体内
に前記排気ガスの流れ方向に沿って多段に設けられて前
記反応副生成物を付着させる複数のトラップ部材と、こ
の複数のトラップ部材を複数のグループに分割して前記
排気ガスの流れ方向の最下流に位置するグループを除い
て各グループ毎に独立して加熱するために設けられた加
熱手段と、この加熱手段の発する熱量を制御する熱量制
御部とを備えるようにしたものである。

【０００９】このように、筐体内においてトラップ部材
は排気ガスの流れ方向に沿って複数のグループに分割さ
れ、例えば排気ガスの最下流のグループを除いてグルー
プ毎に独立して加熱手段を設ける。そして、熱量制御部
は、加熱手段の発する熱量を制御し、トラップ装置を使
い始めた当初は排気ガスの最下流のグループ以外のグル
ープの全てのトラップ部材を高温にして反応副生成物等
が付着しないようにし、加熱手段を設けていない最下流
のグループのトラップ部材を例えば室温にして、これで
反応副生成物等を捕獲する。そして、ある程度、この最
下流のグループのトラップ部材に反応副生成物が付着し
たならば、次に、その直前のグループのトラップ部材の
温度を例えば室温にしてここで反応副生成物を捕獲す
る。以後、同様にして順次、捕獲すべきトラップ部材の
グループを排気ガスの上流側へ移行させて行き、最上流
側のグループのトラップ部材にてある程度の捕獲を行な
ったならば、このトラップ装置のメンテナンス作業を行
なう。これにより、装置内の全てのトラップ部材にて偏
在させることなく反応副生成物等を捕獲させることが可
能となり、メンテナンス周期を大幅に伸ばすことが可能
となる。

【００１０】この場合、請求項２に規定するように、前
記熱量制御部は、前記成膜処理が行なわれるに従って、
前記加熱手段が発生する熱量を前記排気ガスの流れ方向
の下流側より上流側に向けて順次絞り込むように制御す
る。請求項３に規定するように、例えば前記加熱手段
は、抵抗発熱体で形成することができる。

【００１１】また、請求項４に規定するように、例えば
前記抵抗発熱体は、前記トラップ部材に一体的になされ
ている。また、例えば請求項５に規定するように、前記
加熱手段は、前記筐体内に設けた温調媒体配管と、これ
に流れる加熱流体とにより形成してもよい。

【００１２】また、例えば請求項６に規定するように、
前記トラップ部材の複数のグループ毎に対応させて設け
られた複数の冷却手段を有するようにしてもよい。これ
によれば、トラップ部材を冷却することにより、反応副
生成物等の捕獲をより効率的に行なうことが可能とな
る。この場合、請求項７に規定するように、前記熱量制
御部は、前記冷却手段に対して前記対応する加熱手段の
制御と逆の制御を行なうことになる。

【００１３】また、例えば請求項８に規定するように、
前記冷却手段は、前記筐体内に設けた温調媒体配管と、
これに流れる冷却流体とにより構成してもよい。また、
例えば請求項９に規定するように、前記温調媒体配管
は、前記トラップ部材を支持固定する支持部材を兼用す
るようにしてもよい。

【００１４】請求項１０に規定する発明は、上記トラッ
プ装置により実施される方法発明であり、被処理体に成
膜処理を施す成膜装置の排気ガス系に流れる排気ガス中
から反応副生成物を除去するトラップ方法において、前
記排気ガスの流れ方向に沿ってグループ分けされた複数
のトラップ部材を設けると共にこのグループ毎にトラッ
プ部材を加熱する加熱手段を設け、前記成膜処理が行な
われるに従って、前記加熱手段が発生する熱量を、前記
排気ガスの流れ方向の下流側より上流側に向けて順次絞
り込むようにする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係るトラップ装
置及びトラップ方法の一実施例を添付図面に基づいて詳
述する。図１は本発明のトラップ装置を設けた成膜装置
の排気ガスを示す図、図２は本発明のトラップ装置を示
す構成図、図３は図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面
図、図４は図２中のＩＶ−ＩＶ線矢視断面図、図５はト
ラップ装置内の排気ガスの流れを模式的に示す模式図、
図６はトラップ部材の取り付け状態を示す斜視図、図７
及び図８はトラップ部材の取り付け状態を示す側面図、
図９は各トラップ部材と加熱手段と熱量制御部との関係
を示す図である。

【００１６】まず、図１に基づいて成膜装置とその排気
ガス系について説明する。図１に示すように成膜装置２
は、例えばアルミニウム製の処理容器４を有している。
この処理容器４内の底部には、被処理体として例えば半
導体ウエハＷを載置するためのサセプタ６が設けられ、
天井部には、処理容器４内に処理ガスを導入するための
シャワーヘッド８が設けられている。ここでは処理ガス
として、例えばＴｉＣｌ₄ とＮＨ₃ （アンモニア）を用
いて、ＴｉＮ（チタンナイトライド）を成膜する場合を
例にとって説明する。この時、反応副生成物としては、
純度にもよるが、例えば常温で固体であり、しかも１５
０℃で気化するＴｉＣｌ₂ 等のＴｉ系や塩化アンモニウ
ム（ＮＨ₄ Ｃｌ）が生成され、トラップ装置２２は、こ
れを捕獲することになる。

【００１７】そして、上記処理容器４の底部に設けた排
気口１０には、排気ガス系１２が接続されて、処理容器
４内を真空引き可能としている。具体的には、この排気
ガス系１２は、上記排気口１０に接続された例えばステ
ンレス製の排気通路１４を有し、この排気通路１４にそ
の上流側より下流側に向けて、ゲートバルブ１６、ター
ボ分子ポンプ等のポンプ１８、第１開閉弁２０、本発明
のトラップ装置２２、第２開閉弁２４及びドライポンプ
２６等を順次介設している。尚、このトラップ装置２２
等が介設された排気ガス系１２は、実際には成膜装置２
の近傍にコンパクトに納められているが、図１では構造
を判り易くするために展開して記載してある。また、ト
ラップ装置２２の介設位置は、上記した位置に限定され
ない。そして、トラップ装置２２の上流側に上流側圧力
センサＳ１を設けると共に、下流側には下流側圧力セン
サＳ２を設け、両センサＳ１、Ｓ２の出力を、トラップ
装置２２の一部を構成する熱量制御部２７へ導入して、
後述するように加熱手段の制御を行なう。尚、図中、２
５で示される破線は、反応副生成物等の固化を防止する
ために排気通路１４に巻回したテープヒータである。

【００１８】次に、トラップ装置２２について説明す
る。図２乃至図８に示すようにこのトラップ装置２２
は、例えばアルミニウム等により一辺が略数１０ｃｍ程
度の略方形状に成形された箱状の筐体２８を有してい
る。この筐体２８内には、その高さ方向に沿って十字状
に配置された仕切板３０Ａ〜３０Ｄが設けられて内部を
仕切っており、例えば直方体状の第１〜第４の４つの部
屋３２Ａ〜３２Ｄを形成している。この仕切板３０Ａ〜
３０Ｄにより、後述するように各トラップ部材が４つに
グループ化される。第１の部屋３２Ａの上部側壁にはガ
ス導入口３４が形成されており、これにはフランジ３６
を有する接続管３８が接続されている。このフランジ３
６には、排気通路１４のフランジ１４Ａが図示しないシ
ール部材等を介設してボルト４０により気密に接続さ
れ、排気ガスを導入するようになっている。

【００１９】上記第１と第２の部屋３２Ａと３２Ｂとの
間を仕切る仕切板３０Ａの底部には、比較的大面積の第
１のガス流通口４２Ａ（図４参照）が形成されており、
上記ガス導入口３４より第１の部屋３２Ａ内に導入した
排気ガスを下降させて、この第１のガス流通口４２Ａを
介して第２の部屋３２Ｂの底部へ導入するようになって
いる。また、上記第２と第３の部屋３２Ｂと３２Ｃとの
間を仕切る仕切板３０Ｂの上部には、比較的大面積の第
２のガス流通口４２Ｂが形成されており、上記第１のガ
ス流通口４２Ａより第２の部屋３２Ｂ内に導入した排気
ガスを上昇させて、この第２のガス流通口４２Ｂを介し
て第３の部屋３２Ｃの上部へ導入するようになっている
（図３参照）。

【００２０】更に、上記第３と第４の部屋３２Ｃと３２
Ｄとの間を仕切る仕切板３０Ｃの底部には、比較的大面
積の第３のガス流通口４２Ｃが形成されており、上記第
２のガス流通口４２Ｂより第３の部屋３２Ｃ内に導入し
た排気ガスを下降させてこの第３のガス流通口４２Ｃを
介して第４の部屋３２Ｄの底部へ導入するようになって
いる（図４参照）。また、図２に示すように第４の部屋
３２Ｄの天井部にはガス排出口４４が形成されており、
これにはフランジ４６を有する接続管４８が接続され
る。このフランジ４６には、排気通路１４のフランジ１
４Ｂが図示しないシール部材等を介設してボルト５０に
より気密に接続され、筐体２８内の排気ガスを後流側へ
排出するようになっている。従って、排気ガスは、図５
に示すようにガス導入口３４から第１の部屋３２Ａ内に
入ってこれを流下し、第１のガス流出口４２Ａから第２
の部屋３２Ｂ内へ流入してこれを上昇し、そして、第２
の流出口４２Ｂから第３の部屋３２Ｃ内へ流入してこれ
を流下し、更に第３のガス流出口４２Ｃから第４の部屋
３２Ｄ内へ流入してこれを上昇し、そして、ガス排出口
４４から装置外へ流出することになる。尚、このガス排
出口４４を第４の部屋３２Ｄの天井部ではなく、側壁の
上部に設けるようにしてもよい。

【００２１】また、第１及び第４の部屋３２Ａ、３２Ｄ
の各側壁には、その高さ方向に沿って設けられた例えば
石英ガラスよりなる監視窓５２、５４が形成されてお
り、内部の状況を監視し得るようになっている。更に、
この筐体２８の底部には、複数のキャスタ５６が設けら
れており、この装置全体の搬送を容易に行ない得るよう
になっている。また、第１〜第３の部屋３２Ａ〜３２Ｃ
の天井部及び第４の部屋３２Ｄの底部には、後述するト
ラップ機構を挿脱し得る大きさの取出開口部が形成され
ており、各開口部は蓋体６２Ａ〜６２Ｄにより気密に閉
塞されて、ボルト（図示せず）により着脱可能に取り付
けられている。そして、各蓋体６２Ａ〜６２Ｄには、把
手６６が設けられており、この着脱を容易化している。

【００２２】一方、上記第１〜第４の各部屋３２Ａ〜３
２Ｄ内には、それぞれ図６乃至図８に示すようなトラッ
プ機構５８Ａ〜５８Ｄが収容されており、これにより排
気ガス中に含まれる反応副生成物を捕獲して除去するよ
うになっている。各トラップ機構５８Ａ〜５８Ｄは、排
気ガスの最下流のグループのトラップ機構５８Ｄ（図８
参照）が加熱手段を備えていない点を除いて、全く同様
に形成されている。図７はトラップ機構５８Ａ〜５８Ｃ
の平面図を示し、図８はトラップ機構５８Ｄの平面図を
示す。具体的には、各トラップ機構５８Ａ〜５８Ｄは、
上記各蓋体６２Ａ〜６２Ｄに端部が接続固定された２本
のＵ字状の温調媒体配管６８Ａ〜６８Ｄと、これに所定
のピッチ、例えば１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度の間隔で取り
付け固定された矩形状の多数の、例えば２０枚程度の板
状のトラップ部材７０Ａ〜７０Ｄとにより構成されてい
る。従って、トラップ部材は７０Ａ〜７０Ｄで示される
４つにグループ化されていることになる。各トラップ部
材７０Ａ〜７０Ｄには、図６にも示すように排気ガスを
通過させるために直径が約１０ｍｍ程度の多数の通気孔
７２Ａ〜７２Ｄが形成されている。

【００２３】また、上記Ｕ字状の温調媒体配管６８Ａ〜
６８Ｄは、各トラップ部材を支持固定する固定部材とし
ての機能を有すると共に、第１〜第４の各部屋３２Ａ〜
３２Ｄに対応して設けられる冷却手段７４Ａ〜７４Ｄの
一部として構成される。すなわち、各温調媒体配管６８
Ａ〜６８Ｄの端部は、図示しない温調媒体給排系に接続
されており、ここでは温調媒体として冷却水等の冷媒を
流して必要に応じてトラップ部材７０Ａ〜７０Ｄを冷却
するようになっている。そして、各温調媒体配管６８Ａ
〜６８Ｄの入口側には、この流路を開閉する開閉弁７６
Ａ〜７６Ｄが設けられている。そして、図８に示すよう
に第４の部屋３２Ｄ内に収容されるトラップ部材７０Ｄ
は、排気ガスの最下流のグループに属することになる
が、これらのトラップ部材７０Ｄを除き、これよりも前
段の、すなわち第１〜第３の部屋３２Ａ〜３２Ｃに収容
されるトラップ部材７０Ａ〜７０Ｃの裏面には、図７に
示すように、加熱手段として例えばシースヒータ７８Ａ
〜７８Ｃが取り付けられており、各トラップ部材７０Ａ
〜７０Ｃを所望する温度に加熱し得るようになってい
る。このシースヒータ７８Ａ〜７８Ｃの外周は、耐腐食
性材料、例えばステンレスやニッケル等により被覆され
ている。

【００２４】また、これらのシースヒータ７８Ａ〜７８
Ｃより引き出されるリード線（図示せず）も、同様にス
テンレスやニッケル等の耐腐食性材料により被覆されて
いる。この加熱手段としては、上記したシースヒータ７
８Ａ〜７８Ｃに限定されず、トラップ部材７０Ａ〜７０
Ｃ自体を例えばグラスカーボン、カーボン、ＳｉＣ等の
ような抵抗発熱体で形成し、これに電流を流すようにし
て加熱手段として構成してもよいし、２本の温調媒体配
管６８Ａ〜６８Ｃの内の少なくとも一本に加熱流体を流
すことにより加熱手段として構成してもよいし、更に
は、各部屋を区画する区画壁に加熱流体を流す配管や溝
を設けることにより加熱手段を構成するようにしてもよ
いし、また更には、ペルチェ効果を用いた電子冷却素子
を区画壁に設けることにより加熱手段を構成するように
してもよい。そして、図９に示すように、上記各温調媒
体配管６８Ａ〜６８Ｄに介設した各開閉弁７６Ａ〜７６
Ｄの開閉（オンオフ）及び各シースヒータ７８Ａ〜７８
Ｃのオンオフは、前記熱量制御部２７が、上記２つの圧
力センサＳ１、Ｓ２の出力に基づいて制御することにな
る。

【００２５】次に、以上のように構成された本実施例の
作用について説明する。まず、図１に示すように成膜装
置２の処理容器４内にて減圧雰囲気下においてウエハＷ
に対して所定の成膜処理を行なうと、排気ガス中には反
応副生成物や未反応の原料ガスが含まれ、これが排気ガ
ス系１２内を流れてくる。例えば処理ガスとしてＴｉＣ
ｌ₄ とＮＨ₃ ガスを用いてウエハＷにチタンナイトライ
ド膜を成膜する場合には、ＴｉＣｌ₂ 等のＴｉ系や塩化
アンモニウムが反応副生成物として生成される。この反
応副生成物は、トラップ装置２２までの排気通路１４は
ヒータ２５により気化温度、例えば１５０℃以上に加熱
されているので、凝固することなくトラップ装置２２内
に排気ガスとともに流入する。図５に示すように、ガス
導入口３４より第１の部屋３２Ａ内の上部に流入した排
気ガスはこの部屋３２Ａを流下して第１のガス流通口４
２Ａを介して第２の部屋３２Ｂの底部に流れ込む。この
排気ガスは、この部屋３２Ｂ内を上昇して第２のガス流
通口４２Ｂより第３の部屋３２Ｃ内の上部に流れ込み、
この部屋３２Ｃ内を流下する。そして、この排気ガス
は、第３の流通口４２Ｃを介して第４の部屋３２Ｄの底
部に流れ込み、この部屋３２Ｄ内を上昇した後、天井部
のガス排出口４４から筐体２８の外へ排出されることに
なる。

【００２６】ここで、各部屋３２Ａ〜３２Ｄ内には、ト
ラップ部材７０Ａ〜７０Ｄを有するトラップ機構５８Ａ
〜５８Ｄが設けられているので、排気ガス中の反応副生
成物は効率的に捕獲されて除去される。このようにし
て、多数枚の半導体ウエハが成膜処理される。この時の
第１〜第４の各部屋３２Ａ〜３２Ｄの冷却手段７４Ａ〜
７４Ｄの開閉弁７６Ａ〜７６Ｄ及び加熱手段７８Ａ〜７
８Ｃのオンオフ制御について図９乃至図１１も参照して
詳しく説明する。図１０は第１〜第４の各部屋の加熱手
段（第４の部屋には無し）及び冷却手段のオン（Ｏ
Ｎ）、オフ（ＯＦＦ）の時間的経過を示す図、図１１は
第１〜第４の各部屋のトラップ部材の温度変化を示す図
である。本実施例では、トラップ装置がクリーニングさ
れてから次にメンテナンスされるまでの間を、第１段階
から第４段階まで４つの段階に便宜上区切って使用して
いる。そして、加熱手段と冷却手段を制御することによ
り、排気ガスの最下流のグループ、すなわち第４の部屋
のトラップ機構７０Ｄより反応副生成物の捕獲を開始
し、ここにある程度の量が堆積したら順に上流側のグル
ープのトラップ機構にその捕獲動作を順次移行させて行
く。

【００２７】まず、当初（第１段階）は全ての加熱手段
７８Ａ〜７８Ｃをオンにして通電を行なって反応副生成
物等が付着しないで蒸発する温度、例えば１５０℃に各
トラップ部材７０Ａ〜７０Ｃを加熱してこれに反応副生
成物等を付着させないようにする。この時、対応する各
冷却手段７４Ａ〜７４Ｃはオフにする。そして、第４の
部屋３２Ｄの冷却手段７４Ｄのみをオンにして温調媒体
配管６８Ｄに冷却流体を流し、トラップ部材７０Ｄを反
応副生成物や未反応原料ガス等が凝縮凝固し得る温度、
例えば２０℃以下に冷却する。従って、この第１段階で
は、第１〜第３の部屋３２Ａ〜３２Ｃ内のトラップ部材
７０Ａ〜７０Ｃには反応副生成物等は付着せず、排気ガ
スの流れ方向の最下流の第４の部屋３２Ｄ内の冷却され
ているトラップ部材７０Ｄにより反応副生成物等が凝縮
凝固されて付着し、排気ガス中から除去される。この
時、処理されるウエハ枚数が多くなるに従って、増加す
る付着物によりこの部分の排気コンダクタンスが低下
し、この排気コンダクタンスの低下はトラップ装置２２
の上流側と下流側とに設けた圧力センサＳ１、Ｓ２によ
り常時モニタされている。そして、ウエハの処理枚数が
更に多くなってトラップされた付着堆積物がある程度に
達すると、両圧力センサＳ１、Ｓ２の差圧が第１段階用
に予め設定した所定値以上になり、熱量制御部２７は第
２段階へ制御を移行させる。

【００２８】上記第１段階から第２段階への切り替え
は、後述する切り替えの場合も同じであるが、トラップ
部材の排気コンダンクタンスが必要以上に低下しないよ
うな状態であって、ある程度の余裕を持たせた状態で切
り替えるのは勿論であり、また、第１段階から第４段階
へ向けて順次切り替える時の差圧の値は、順次大きくな
っていくように設定されている。この第２段階では、図
１０に示すように第４の部屋３２Ｄの冷却手段７４Ｄは
オンにしたままの状態でトラップ部材７０Ｄを冷却し続
ける。そして、この直ぐ上流側の第３の部屋３２Ｃの加
熱手段７８Ｃをオフに切り替えると共に冷却手段７４Ｃ
をオンに切り替えて、このトラップ部材７０Ｃを冷却
し、このトラップ部材７０Ｃによる反応副生成物等の捕
獲を開始し、排気ガス中から除去する。尚、この部分で
万一捕獲できなかった反応副生成物等は、下流の第４の
部屋３２Ｄのトラップ部材７０Ｄにより前述したように
捕獲される。

【００２９】このようにして、この第２段階において複
数枚のウエハの成膜処理を実施して捕獲導作を行ってい
る間に、付着物の量が増大して両圧力センサＳ１、Ｓ２
の差圧がこの第２段階用に予め設定された差圧値に達す
ると、熱量制御部２７は第３段階へ制御を移行させる。
この第３段階では、図１０に示すように第３の部屋３２
Ｃの加熱手段７８Ｃと冷却手段７４Ｃはそのままの状態
に維持しておき、これに対して、この直ぐ上流側の第２
の部屋３２Ｂの加熱手段７８Ｂをオフに切り替えると共
に、冷却手段７４Ｂをオンに切り替えて、このトラップ
部材７０Ｂを冷却し、このトラップ部材７０Ｂによる反
応副生成物等の捕獲を開始し、排気ガス中から除去す
る。尚、この部分で万一捕獲できなかった反応副生成物
等は下流の第３及び第４の部屋３２Ｃ、３２Ｄのトラッ
プ部材７０Ｃ、７０Ｄにより前述したように捕獲され
る。

【００３０】このようにして、この第３段階において複
数枚のウエハの成膜処理を実施して捕獲動作を行なって
いる間に、付着物の量が増大して両圧力センサＳ１、Ｓ
２の差圧が、この第３段階用に予め設定された差圧値に
達すると、熱量制御部２７は第４段階へ制御を移行させ
る。この第４段階では、図１０に示すように第２の部屋
３２Ｂの加熱手段７８Ｂと冷却手段７４Ｂはそのままの
状態に維持しておき、これに対して、この直ぐ上流側の
第１の部屋３２Ａの加熱手段７８Ａをオフに切り替える
と共に、冷却手段７４Ａをオンに切り替えて、このトラ
ップ部材７０Ａを冷却し、このトラップ部材７０Ａによ
る反応副生成物等の捕獲を開始し、排気ガス中から除去
する。尚、この部分で万一捕獲できなかった反応副生成
物等は下流の第２乃至第４の部屋３２Ｂ、３２Ｃ、３２
Ｄのトラップ部材７０Ｂ、７０Ｃ、７０Ｄにより前述し
たように捕獲される。このようにして、この第４段階に
おいて複数枚のウエハの成膜処理を実施して捕獲動作を
行なっている間に、付着物の量が増大して両圧力センサ
Ｓ１、Ｓ２の差圧が、この第４段階用に予め設定された
差圧値に達すると、熱量制御部２７はメンテナンスを行
なうべき指令を発することになる。

【００３１】このように、本実施例では、トラップ装置
２２の第１〜第４の部屋３２Ａ〜３２Ｄ内の全てのトラ
ップ部材７０Ａ〜７０Ｄに、排気コンダクタンスを許容
量以下に低下させない範囲で反応副生成物等を付着させ
た状態にすることができるので、その分、メンテナンス
を要するまでの時間を大幅に延ばすことができ、メンテ
ナンスサイクルを長期化することができる。ここでは、
筐体２８内を第１〜第４の部屋３２Ａ〜３２Ｄまで、ト
ラップ部材を４つのグループに分割した場合を例にとっ
て説明したが、このグループ数は２以上であれば特に制
限されない。また、ここでは説明を判り易くするために
筐体内を４つに仕切ったが、トラップ部材を排気ガスの
流れ方向に沿って複数にグループ化できれば、特に仕切
る必要もない。

【００３２】また、各トラップ部材７０Ａ〜７０Ｄの加
熱温度及び冷却温度は、捕獲すべき反応副生成物等の気
化温度や凝縮温度等の特性に応じて最適値を選択するの
は勿論である。また、ここでは冷却手段７４Ａ〜７４Ｄ
を設けた場合を例にとって説明したが、反応副生成物等
を室温にて十分に捕獲できるのであれば、特に冷却手段
７４Ａ〜７４Ｄを設ける必要もない。更には、ここでは
説明を判り易くするために、冷却手段７４Ａ〜７４Ｄと
加熱手段７８Ａ〜７８Ｃをオンオフ制御するようにした
が、前述したような温度コントロールができるのであれ
ば、供給する冷却流体の流量や供給電力量を制御するよ
うにしてもよい。

【００３３】また、第１〜第４段階における各段階の切
り替えは、圧力センサＳ１、Ｓ２の出力差を検出するこ
とにより行なっているが、これに限定されず、各段階に
おけるウエハの成膜枚数を予め規定しておき、処理枚数
がこの規定数枚に達したならば、段階を順次切り替える
ようにしてもよい。上記実施例では、加熱手段としては
シースヒータ７８Ａ〜７８Ｃを設け、冷却手段７４Ａ〜
７４Ｄとして温調媒体配管６８Ａ〜６８Ｄを設けること
により、両者を別体として設けたが、この加熱手段と冷
却手段とを兼用させるようにしてもよい。図１２は冷却
手段と加熱手段とを兼用させた時のトラップ機構を示す
側面図、図１３は図１２に示すトラップ機構を用いた時
の各トラップ部材と加熱手段と熱量制御部との関係を示
す図である。

【００３４】図１２及び図１３に示すように、排気ガス
の最下流のグループのトラップ機構５８Ｄ’としては、
図８で示したトラップ機構と同一構成のものを用い、他
の３つのグループのトラップ機構５８Ａ’〜５８Ｃ’と
しては図１２に示すものを用いる。具体的には、このト
ラップ機構５８Ａ’〜５８Ｃ’では、各トラップ部材７
０Ａ〜７０Ｃにシースヒータ７８Ａ〜７８Ｃ（図７参
照）を設けておらず、代わりに温調媒体配管６８Ａ〜６
８Ｃに加熱手段と冷却手段の機能を併せて持たせてい
る。すなわち、この温調媒体配管６８Ａ〜６８Ｃの媒体
入口側を２つに分岐させて分岐管８０Ａ〜８０Ｃを形成
する。そして、この分岐管８０Ａ〜８０Ｃに開閉弁８２
Ａ〜８２Ｃを介設し、この分岐管８０Ａ〜８０Ｃに加熱
流体の供給系（図示せず）を接続する。これにより、冷
却用の開閉弁７６Ａ〜７６Ｃと加熱用の開閉弁８２Ａ〜
８２Ｃとを選択的に開閉制御することにより、温調媒体
配管６８Ａ〜６８Ｃ内に加熱冷媒と冷却冷媒とを選択的
に流すようになっている。この実施例の各開閉弁７６Ａ
〜７６Ｄ及び８２Ａ〜８２Ｃのオンオフ制御は、図１０
において説明したと同様な制御である。この場合には、
温調媒体配管６８Ａ〜６８Ｄを加熱手段と冷却手段とに
兼用させて選択的に使用できるので、加熱手段としての
シースヒータが不要になり、その分、設備コストを削減
することができる。

【００３５】尚、以上の実施例では、チタン化合物であ
るＴｉＣｌ₄ とアンモニアを用いてＴｉＮを成膜する時
に発生する反応副生成物として塩化アンモニウムを除去
する場合を例にとって説明したが、これに限定されず、
ジクロルシラン（ＳｉＨ₂ Ｃｌ₂ ）とアンモニアを用い
て窒化シリコンを成膜する時に発生する塩化アンモニウ
ムを除去する場合、有機金属材料、例えばＤＭＡＨ（ジ
メチルアルミニウムヘキサイド）、ペントエトキシタン
タル等を用いてＡｌ、Ｔａ或いはＭｏ等を堆積させる場
合にも適用することができる。また、成膜装置として
は、ここで説明した枚葉式の成膜装置のみならず、バッ
チ式の成膜装置にも適用することができる。更に、被処
理体としては、半導体ウエハに限定されず、ガラス基
板、ＬＣＤ基板にも適用することができる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のトラップ
装置及びトラップ方法によれば、次のように優れた作用
効果を発揮することができる。請求項１〜５及び請求項
１０に規定する発明によれば、トラップ部材を排気ガス
の流れ方向に沿って複数のグループに分割し、そして、
グループ毎に温度制御することにより排気ガスの下流側
のグループのトラップ部材から上流側に向けて順に反応
副生成物等を付着堆積させるようにしたので、装置内の
全てのトラップ部材にて偏在させることなく反応副生成
物等を捕獲させることが可能となり、メンテナンス周期
を大幅に伸ばすことができる。請求項６〜９に規定する
発明によれば、トラップ部材を冷却することにより、反
応副生成物等の捕獲をより効率的に行なうことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトラップ装置を設けた成膜装置の排気
ガスを示す図である。

【図２】本発明のトラップ装置を示す構成図である。

【図３】図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。

【図４】図２中のＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。

【図５】トラップ装置内の排気ガスの流れを模式的に示
す模式図である。

【図６】トラップ部材の取り付け状態を示す斜視図であ
る。

【図７】トラップ部材の取り付け状態を示す側面図であ
る。

【図８】トラップ部材の取り付け状態を示す側面図であ
る。

【図９】各トラップ部材と加熱手段と熱量制御部との関
係を示す図である。

【図１０】第１〜第４の各部屋の加熱手段及び冷却手段
のオン（ＯＮ）、オフ（ＯＦＦ）の時間的経過を示す図
である。

【図１１】第１〜第４の各部屋のトラップ部材の温度変
化を示す図である。

【図１２】冷却手段と加熱手段とを兼用させた時のトラ
ップ機構を示す側面図である。

【図１３】図１２に示すトラップ機構を用いた時の各ト
ラップ部材と加熱手段と熱量制御部との関係を示す図で
ある。

【符号の説明】

２２ トラップ装置 ２７ 熱量制御部 ２８ 筐体 ３０Ａ〜３０Ｄ 仕切板 ３２Ａ〜３２Ｄ 第１〜第４の部屋 ５８Ａ〜５８Ｄ トラップ機構 ６８Ａ〜６８Ｄ 温調媒体配管 ７０Ａ〜７０Ｄ トラップ部材 ７４Ａ〜７４Ｄ 冷却手段 ７８Ａ〜７８Ｃ シースヒータ（加熱手段） Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理体に成膜処理を施す成膜装置の排
   気ガス系に設けられて、排気ガス中に含まれる反応副生
   成物を捕獲するトラップ装置において、ガス導入口とガ
   ス排気口を有して前記排気ガス系に介設される筐体と、
   この筐体内に前記排気ガスの流れ方向に沿って多段に設
   けられて前記反応副生成物を付着させる複数のトラップ
   部材と、この複数のトラップ部材を複数のグループに分
   割して前記排気ガスの流れ方向の最下流に位置するグル
   ープを除いて各グループ毎に独立して加熱するために設
   けられた加熱手段と、この加熱手段の発する熱量を制御
   する熱量制御部とを備えたことを特徴とするトラップ装
   置。
2. 【請求項２】 前記熱量制御部は、前記成膜処理が行な
   われるに従って、前記加熱手段が発生する熱量を前記排
   気ガスの流れ方向の下流側より上流側に向けて順次絞り
   込むように制御することを特徴とする請求項１記載のト
   ラップ装置。
3. 【請求項３】 前記加熱手段は、抵抗発熱体であること
   を特徴とする請求項１または２記載のトラップ装置。
4. 【請求項４】 前記抵抗発熱体は、前記トラップ部材に
   一体的になされていることを特徴とする請求項３記載の
   トラップ装置。
5. 【請求項５】 前記加熱手段は、前記筐体内に設けた温
   調媒体配管と、これに流れる加熱流体とよりなることを
   特徴とする請求項１または２記載のトラップ装置。
6. 【請求項６】 前記トラップ部材の複数のグループ毎に
   対応させて設けられた複数の冷却手段を有することを特
   徴とする請求項１乃至５記載のトラップ装置。
7. 【請求項７】 前記熱量制御部は、前記冷却手段に対し
   て前記対応する加熱手段の制御と逆の制御を行なうこと
   を特徴とする請求項６記載のトラップ装置。
8. 【請求項８】 前記冷却手段は、前記筐体内に設けた温
   調媒体配管と、これに流れる冷却流体とよりなることを
   特徴とする請求項６または７記載のトラップ装置。
9. 【請求項９】 前記温調媒体配管は、前記トラップ部材
   を支持固定する支持部材を兼用することを特徴とする請
   求項５または８記載のトラップ装置。
10. 【請求項１０】 被処理体に成膜処理を施す成膜装置の
    排気ガス系に流れる排気ガス中から反応副生成物を除去
    するトラップ方法において、前記排気ガスの流れ方向に
    沿ってグループ分けされた複数のトラップ部材を設ける
    と共にこのグループ毎にトラップ部材を加熱する加熱手
    段を設け、前記成膜処理が行なわれるに従って、前記加
    熱手段が発生する熱量を、前記排気ガスの流れ方向の下
    流側より上流側に向けて順次絞り込むようにしたことを
    特徴とするトラップ方法。