JP2001297988A - 半導体製造装置の排気トラップ機構 - Google Patents

半導体製造装置の排気トラップ機構

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JP2001297988A
JP2001297988A JP2000112504A JP2000112504A JP2001297988A JP 2001297988 A JP2001297988 A JP 2001297988A JP 2000112504 A JP2000112504 A JP 2000112504A JP 2000112504 A JP2000112504 A JP 2000112504A JP 2001297988 A JP2001297988 A JP 2001297988A
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trap
exhaust
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manufacturing device
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Michio Fujii
道夫 藤井
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  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】処理するガスの流量が多くなっても、所定領域
で十分なトラップ能力を発揮する半導体製造装置の排気
トラップ機構を提供する。 【解決手段】半導体製造装置本体100は、拡散炉等、
POCl3 (オキシ塩化リン)等、酸系の液体ソースを
使用する処理チャンバ11を有する。排気配管12の途
中の所定領域に第1トラップ13と第2トラップ14を
含む排気トラップ機構TRAPが構成されている。第1
トラップ13は、らせん形状管131と、それを取り囲
む冷却ユニット132が配備されている。冷却ユニット
132は、冷却水の供給管15に連結している。さら
に、上記第1トラップ13の後段には第2トラップ14
が設けられ、第1トラップ13で液化した酸系の排液
(例えばPOCl3 自体または空気と反応したリン酸
液)が滴下され、それを取り込む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体製造装置に係
り、特に半導体製造装置内で生じる反応生成物のうち酸
系の処理に適用される半導体製造装置の排気トラップ機
構に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体製造装置では、半導体素子の製造
工程(ウェハ工程)で各種のガスが扱われ、化学気相酸
化反応が利用される、このような半導体製造装置本体の
処理チャンバから化学気相酸化反応を経て発生する排ガ
スは、有害なものも含まれている。
【0003】例えば、ウェット酸化機能、拡散機能を備
えた拡散炉などはPOCl3 (オキシ塩化リン)等の液
体ソースを使用して高温(700〜1000℃)で処理
され、高温(200℃程度)の酸系の排ガスを伴う。酸
系の排ガスは、排気配管の腐食、排気圧を制御するバル
ブの排気性能を低下させるなど半導体製造装置への悪影
響を及ぼす。よって、一般に酸系の排ガスはトラップに
より、冷却、液化され酸排水系へと導かれる。
【0004】上記トラップにおける排ガス液化手段は、
排ガスの排気配管途中で内部に冷却フィンを設けるもの
や、排気配管あるいはトラップに繋がる領域に冷却コイ
ル(冷却パイプ)を巻き付けるまたは管内に挿入すると
いった様々な構成がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ウェハ
の大口径化に伴い、処理するガスの流量が多くなってき
た。それに比べて排気配管トラップの構造は以前と同じ
方式がとられていた。この結果、高温で流量の多くなっ
た排ガスは十分に冷却することができずにトラップに至
ることになる。これにより、トラップで酸系の排ガスを
十分に液化することができなくなっている。
【0006】最悪の場合、トラップで取りきれずに排気
配管を流れる酸系のミストは配管の腐食を促進させた
り、排気圧を制御する排気制御バルブを詰まらせ、排気
性能を低下させる。従って、メンテナンスに費やす時間
が増え、スループットの低下を招くことになる。
【0007】本発明は上記のような事情を考慮してなさ
れたもので、処理するガスの流量が多くなっても、所定
領域で十分なトラップ能力を発揮する半導体製造装置の
排気トラップ機構を提供しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体製造装置
の排気トラップ機構は、半導体素子製造のための処理チ
ャンバ内における化学気相酸化反応に伴なって排出され
る排ガスを導く排気配管と、前記排気配管の途中の所定
領域をらせん形状とし、このらせん形状を取り囲む冷却
ユニットが配備された第1トラップと、前記排気配管の
途中において前記第1トラップの後段に設けられ液状の
反応生成物が取り込まれる第2トラップとを具備したこ
とを特徴とする。
【0009】本発明によれば、上記第1トラップにおい
て、排気配管の途中の所定領域がらせん形状になってい
る。これにより、直管に比べ排気の抵抗が大きくなると
共に排気配管の長さを稼ぎ、より多くの冷却時間を得
る。しかも冷却ユニットはらせん形状の配管を取り囲む
ように構成されるので、上記第2トラップでの排ガス冷
却効率は非常に高い。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施形態に係
る半導体製造装置の排気トラップ機構を示す概観図であ
る。半導体製造装置本体100は、拡散炉等、POCl
3 (オキシ塩化リン)等、酸系の液体ソースを使用する
処理チャンバ11を有する。ガス排気配管12は、チャ
ンバ11内における反応後の排ガスを流す。すなわち、
化学気相酸化反応に伴なって排出される排ガスを導く配
管である。図示のガス排気配管12は一部であり、図示
しないが、排ガスは最終的に除害装置等の排ガス処理系
に導かれる。
【0011】この実施形態では、排気配管12の途中の
所定領域に排気トラップ機構TRAPが構成されてい
る。排気トラップ機構TRAPは、第1トラップ13と
第2トラップ14を含む。
【0012】第1トラップ13は、排気配管12の所定
領域をらせん形状とした、らせん形状管131を含む。
さらに、このらせん形状管131を取り囲むように冷却
ユニット132が配備されている。
【0013】上記第1トラップ13のらせん形状管13
1は、一定の下向きの傾斜及びカーブを有する。これに
より、短い領域で排気配管の長さを稼ぐことができ、直
管に比べて排気の抵抗は大きくなり、反応生成物の衝突
回数が増える。従って、高温の排ガスに対し、より多く
の冷却時間が与えられる。らせん形状管131を含めて
排気配管13の材料は、例えば高温に耐える石英管であ
る。
【0014】上記第1トラップ13における冷却ユニッ
ト132は、上記らせん形状管131の領域をまとめて
囲う例えば円筒または直方体の容器である。この冷却ユ
ニット132は、冷却水の給排水管15に連結してい
る。冷却水は例えばこの半導体製造装置が含まれる半導
体製造プラントの用力で賄われており、循環するように
なっていてもよい。冷却ユニット132の材料はたとえ
ばテフロン(登録商標)である。
【0015】この実施形態では、さらに上記第1トラッ
プ13の後段に液状の反応生成物が取り込まれる第2ト
ラップ14が設けられている。この第2のトラップ14
は、第1トラップ13で液化した酸系の排液(例えばP
OCl3 自体または空気と反応したリン酸液)が滴下さ
れ、それを取り込む。また、第1トラップ13を介した
排気が第2のトラップ14で液化(リン酸液など)さ
れ、それを取り込む。
【0016】上記第2トラップ14は、上部で排気用配
管口16に連結され、さらに、下部で酸排水系に導かれ
る回収用配管口17に連結されている。この第2のトラ
ップの材料も例えば石英であり、内壁に冷却フィン14
1を設けていてもよい。
【0017】上記構成によれば、処理チャンバ11から
排気される200℃程度の酸系の排ガスが第1トラップ
13でほとんど液化される。すなわち、上記第1トラッ
プ13のらせん形状管131は、一定の下向きの傾斜と
カーブを有し、かつ、その壁面は冷却ユニット132に
より効率良く冷却される。
【0018】これにより、液化した酸系の排液はほとん
ど第2トラップ14へ滴下され、排気用配管口16への
流入が防止される。また、第2トラップ14に冷却フィ
ン141を設ければ、第2トラップ14での排気流れに
対して副生成物のトラップ効率をも向上させることがで
きる。この結果、ウェハが大口径化され、処理するガス
の流量が多くなったとしても、トラップ能力は十分維持
できる。
【0019】図2は、図1の排気トラップ機構を縦型拡
散炉に適用した概略図である。複数のウェハWFを収容
する炉心管(処理チャンバ)21は、外周囲にヒータ2
2が設置され、ガス導入管23から反応ガス、キャリア
ガスを導入する。排気配管24は、排気コントローラ2
5等で排気制御され、炉心管21内の反応生成物をキャ
リアガスと共に排出する。排気配管24途中に本発明の
トラップ機構TRAPが配備されている。ここでのトラ
ップ機構TRAPも、図1のトラップ機構TRAPと同
様の構成であるので、図1を参照する。
【0020】トラップ機構については、第1トラップ1
3、第2トラップ14とも、メンテナンス時にはその部
分だけ別に新しいものあるいはメンテナンス(清掃)済
みのものと交換できるようになっている。これにより、
半導体製造装置のスループットへの影響が少ない。
【0021】また、処理するガスによっては、第1トラ
ップ13におけるらせん形状管131の巻き数(らせん
回数)を変えたり管の太さを変えたりして、同じ所定領
域において、扱う排ガスに適合したトラップ機構TRA
Pを配備することができる。これにより、常に高信頼性
の状態が維持できる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、第
1、第2のトラップを設けている。第1トラップにおい
て、排気配管の途中の所定領域をらせん形状とし、排気
配管の長さを稼ぎ、狭い領域で長い冷却時間を得ること
ができる。しかも、冷却ユニットによりらせん形状の配
管を取り囲むように構成しているので、第2トラップで
の排ガス冷却効率は非常に高いものとなる。また、メン
テナンスはユニット毎の交換と、清掃による繰り返し使
用を可能とすることで、メンテナンスの容易性、経済性
に寄与する。この結果、処理するガスの流量が多くなっ
ても、所定領域で十分なトラップ能力を発揮する半導体
製造装置の排気トラップ機構を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る半導体製造装置の排
気トラップ機構を示す概観図である。
【図2】図1の排気トラップ機構を縦型拡散炉に適用し
た概略図である。
【符号の説明】
100…半導体製造装置本体 11…製造チャンバ 12…ガス排気配管 13…排ガス処理機構 13…第1トラップ 131…らせん形状管 132…冷却ユニット 14…第2トラップ 141…冷却フィン 15…冷却水の供給管 16…排気用配管口 17…回収用配管口 21…炉心管(処理チャンバ) 22…ヒーター 23…ガス導入管 24…排気配管 25…排気コントローラ TRAP…トラップ機構 WF…ウェハ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体素子製造のための処理チャンバ内
    における化学気相酸化反応に伴なって排出される排ガス
    を導く排気配管と、 前記排気配管の途中の所定領域をらせん形状管とし、こ
    のらせん形状管を取り囲む冷却ユニットが配備された第
    1トラップと、 前記排気配管の途中において前記第1トラップの後段に
    設けられ液状の反応生成物が取り込まれる第2トラップ
    と、を具備したことを特徴とする半導体製造装置の排気
    トラップ機構。
  2. 【請求項2】 前記第1トラップにおける冷却ユニット
    は、内部に冷却水が供給されることを特徴とする請求項
    1記載の半導体製造装置の排気トラップ機構。
  3. 【請求項3】 前記冷却ユニットへの冷却水の供給は、
    この半導体製造装置が含まれるプラントの用力で賄われ
    ていることを特徴とする請求項2記載の半導体製造装置
    の排気トラップ機構。
  4. 【請求項4】 前記第2トラップは、その上部で排気用
    配管口に、かつ、その下部で回収用配管口に連結されて
    いることを特徴とする請求項1記載の半導体製造装置の
    排気トラップ機構。
  5. 【請求項5】 前記第2トラップは、内壁に冷却フィン
    が設けられていることを特徴とする請求項4記載の半導
    体製造装置の排気トラップ機構。
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