【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＣＶＤ装置・エッチング装置などの排気管の詰まり防止機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウェハプロセスにおいて、半導体ウェハ上に薄膜を形成するのにＣＶＤ装置が広く使われている。ＣＶＤ装置で形成される代表的な薄膜はＳｉ３Ｎ４（チッカシリコン）膜である。このＳｉ３Ｎ４膜はＳｉＨ２Ｃｌ２（ジクロルシラン）とＮＨ３（アンモニア）を高温の反応容器内で反応させ、生成したＳｉ３Ｎ４をウェハ表面に付着させて形成する。このとき副生成物としてＮＨ４Ｃｌ（塩化アンモニウム）が生成する。ＮＨ４Ｃｌは高温の反応容器内では気体であるが、温度が下がる排気管内では固体になり、管内壁に付着し排気管を詰まらせる。
【０００３】
排気管の詰まりはＣＶＤ装置・エッチング装置を中心として昔から問題になっているので、色々な解決方法が提案されてきた。例えば排気出口にトラップを直結し、成膜時にはトラップを冷却してＮＨ４Ｃｌ等を捕集して排気管にＮＨ４Ｃｌ等が行かないようにし、メンテナンス時にはトラップを加熱して捕集されていたＮＨ４Ｃｌ等を昇華させ一気に排出する方法が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
また排気管にヒーターと断熱材を巻き、排気管内を加熱して、排気管内をＮＨ４Ｃｌ等が気体のまま流れていくようにする方法が提案されている（特許文献２）。
【０００５】
また排気管内に清掃球を通すことにより、真空を破らないで排気管内に堆積したＮＨ４Ｃｌ等を清掃する方法が提案されている（特許文献３）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−１７２０８３号公報
【特許文献２】
特開２０００−１８２９７１号公報
【特許文献３】
特開平６−２５４５２４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来のいずれの方法も作用効果は明確であるが、構造が複雑で、可動部分があったり電力制御が必要であったりしてコストが高いきらいがある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の排気管の詰まり防止機構は、排気管の途中に排気を層流から乱流（渦巻き流）に変換する機構を取り付けることで実現される。従来のように排気管を流れている排気が層流であると、管中心部の流れは速いが、管内壁近傍の流れが遅い。そのため排気に含まれているＮＨ４Ｃｌ等の粉末が管内壁に堆積しやすい。しかし本発明のように排気が乱流（渦巻き流）であれば管内壁近傍の流れも速いためＮＨ４Ｃｌ等の粉末は管内壁に堆積しにくくなる。
【０００９】
本発明の説明では分かり易くするため堆積物を具体的にＮＨ４Ｃｌ等として説明している。ＣＶＤ装置やエッチング装置の排気に含まれる堆積物は他にも多種類あるが、本発明は作用原理から考えてそれらのほとんど全てに有効である。
【００１０】
本発明の排気管の詰まり防止機構は従来の方法に比べて構造が単純で可動部分がなく、しかも排気自身の流れを利用するので電力などの用力が不要であり、コストが安いという長所がある。
【００１１】
本発明の排気管の詰まり防止機構の構造は、管の中に十字形の隔壁を設け、この隔壁が管の中を進むに従いねじれ、管の出口で丁度一回転しているというものである。この中を進む排気は隔壁のねじれに沿って回転し、出口からは渦巻いて出て来る。これにより管の入り口までは層流であった排気が管を通過することにより渦巻き流となる。
【００１２】
請求項１記載の発明は、ほぼ円筒状の管に進行方向にねじれを有する隔壁を設け、前記の隔壁により管を通過する排気を層流から渦巻き流に変換することを特徴とする排気管の詰まり防止機構である。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の排気管の詰まり防止機構において、前記の隔壁が十字形であることを特徴とする排気管の詰まり防止機構である。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の排気管の詰まり防止機構において、管の入り口から出口までの前記の隔壁のねじれ角が９０°以上であることを特徴とする排気管の詰まり防止機構である。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の排気管の詰まり防止機構において、管の入り口から出口までの前記の隔壁のねじれ角が２７０°〜４５０°であることを特徴とする排気管の詰まり防止機構である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の排気管の詰まり防止機構の一実施例１０の模式図である。（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）はそれぞれの箇所の断面図である。
【００１７】
本発明の排気管の詰まり防止機構の一実施例１０は図示のように円筒形の管の中に十字形の隔壁１１、１２を設け、この隔壁１１、１２が左から右に進むに従いねじれている。そのねじれの様子を表わすため図では隔壁１１、１２の端にＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの記号を付けている。
【００１８】
詰まり防止機構１０の左端（ｂ）図と、全長の１／４進んだ（ｄ）図のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの位置を比較すると、（ｂ）図から（ｄ）図までに隔壁１１、１２が９０°ねじれていることが分かる。同様に（ｂ）図と（ｅ）図を比較すると隔壁１１、１２が１８０°ねじれていることが、（ｂ）図と（ｆ）図を比較すると隔壁１１、１２が２７０°ねじれていることが分かる。そして右端（ｃ）図に至り隔壁１１、１２は３６０°ねじれて、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは元の位置に戻っている。
【００１９】
図２は本発明の排気管の詰まり防止機構の一実施例１０を排気が通過するときの模式図である。詰まり防止機構１０は図のように通常の排気管１３、１４の間にセットされている。図中の矢印は排気の方向と速度を示す。排気は左の排気管１３から来て本発明の詰まり防止機構１０を通り右の排気管１４に行く。
【００２０】
図中の矢印で示すように、詰まり防止機構１０を通過する前の排気は層流であり、排気管１３の中心付近では流速が大きいが、管壁の近くでは流速が小さい。そのため排気中にＮＨ４Ｃｌのような粉体が混ざっていると、管壁に容易に堆積する。しかし詰まり防止機構１０を通過したあと、すなわち排気管１４の中では排気が渦巻いて進むので管壁の近くでも流速が大きい。そのため排気中の粉体は管壁にほとんど堆積しない。
【００２１】
図２では説明を分かり易くするため排気管１３、１４の途中に詰まり防止機構１０を入れた構造にしているが、これでは排気管１３が詰まりやすい。そこで実際はＣＶＤ装置などの直後に詰まり防止機構１０を入れ、さらに配管途中の、特に曲がったところの近傍に入れると効果的である。
【００２２】
図１の本発明の排気管の詰まり防止機構の一実施例１０では、隔壁１１、１２をＡ−Ｃ、Ｂ−Ｄの２枚としたが、隔壁の枚数は２枚に限らず１枚でも３枚以上でもよい。しかし１枚では排気を渦巻きにする効果がやや少なく、また３枚以上にすると排気抵抗が増えるので２枚が最適である。また図１の隔壁１１、１２は直線状だが滑らかな曲線でもよい。
【００２３】
また図１の本発明の排気管の詰まり防止機構の一実施例１０では、隔壁１１，１２の入り口から出口までのねじれを３６０°としたが、本発明の作用原理から考えてこのねじれ角は厳密に３６０°である必要はなく、９０°程度以上あれば効果が得られる。また３６０°を超えても差し支えないが、あまり大きいと排気抵抗が高くなるので４５０°程度以内が適当である。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の詰まり防止機構を通過したあとは排気が渦巻いて進むので管壁の近くでも流速が大きい。そのため排気中の粉体は管壁にほとんど堆積しない。本発明の排気管の詰まり防止機構は従来の方法に比べて構造が単純で可動部分がなく、しかも排気自身の流れを利用するので電力などの用力が不要であり、コストが安い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排気管の詰まり防止機構の一実施例１０の模式図
【図２】本発明の排気管の詰まり防止機構の一実施例１０を排気が通過するときの模式図
【符号の説明】
１０ 本発明の詰まり防止機構
１１、１２ 隔壁
１３、１４ 排気管[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a mechanism for preventing clogging of an exhaust pipe such as a CVD apparatus and an etching apparatus.
[0002]
[Prior art]
In a semiconductor wafer process, a CVD apparatus is widely used to form a thin film on a semiconductor wafer. A typical thin film formed by a CVD apparatus is a Si3N4 (ticker silicon) film. This Si3N4 film is formed by reacting SiH2Cl2 (dichlorosilane) and NH3 (ammonia) in a high-temperature reaction vessel and causing the generated Si3N4 to adhere to the wafer surface. At this time, NH4Cl (ammonium chloride) is generated as a by-product. NH4Cl is a gas in a high-temperature reaction vessel, but becomes solid in an exhaust pipe where the temperature decreases, adheres to the inner wall of the pipe, and clogs the exhaust pipe.
[0003]
Since the clogging of the exhaust pipe has been a problem for a long time mainly in CVD equipment and etching equipment, various solutions have been proposed. For example, a trap is directly connected to the exhaust outlet, and the trap is cooled during film formation to collect NH4Cl and the like so that NH4Cl and the like do not go to the exhaust pipe. During maintenance, the trap is heated to remove the collected NH4Cl and the like. A method of sublimating and discharging at a stretch has been proposed (Patent Document 1).
[0004]
Further, a method has been proposed in which a heater and a heat insulating material are wound around an exhaust pipe to heat the inside of the exhaust pipe so that NH4Cl or the like flows as a gas in the exhaust pipe (Patent Document 2).
[0005]
In addition, a method has been proposed in which a cleaning ball is passed through an exhaust pipe to clean NH4Cl or the like deposited in the exhaust pipe without breaking vacuum (Patent Document 3).
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-172803 [Patent Document 2]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-182971 [Patent Document 3]
JP-A-6-254524
[Problems to be solved by the invention]
Although the operation and effect of any of the above-mentioned conventional methods are clear, the cost is high because the structure is complicated, and there are movable parts or power control is required.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The exhaust pipe clogging prevention mechanism of the present invention is realized by attaching a mechanism for converting exhaust gas from laminar flow to turbulent flow (vortex flow) in the middle of the exhaust pipe. If the exhaust gas flowing through the exhaust pipe is laminar as in the related art, the flow at the center of the pipe is fast, but the flow near the inner wall of the pipe is slow. Therefore, powder such as NH4Cl contained in the exhaust gas is likely to deposit on the inner wall of the tube. However, if the exhaust gas is turbulent (swirl flow) as in the present invention, the flow near the inner wall of the tube is also fast, so that powder such as NH4Cl hardly deposits on the inner wall of the tube.
[0009]
In the description of the present invention, the deposit is specifically described as NH4Cl or the like for easy understanding. Although there are many other types of deposits contained in the exhaust gas of the CVD apparatus and the etching apparatus, the present invention is effective for almost all of them in view of the operation principle.
[0010]
The exhaust pipe clogging prevention mechanism of the present invention has the advantages that the structure is simpler than the conventional method, there are no movable parts, and since the flow of the exhaust gas itself is used, there is no need for electric power or the like and the cost is low. .
[0011]
The structure of the mechanism for preventing clogging of the exhaust pipe according to the present invention is that a cross-shaped partition is provided in the pipe, and this partition twists as it advances through the pipe, and makes just one turn at the outlet of the pipe. Exhaust gas traveling in this rotates along the torsion of the bulkhead and swirls out of the outlet. As a result, the exhaust gas, which has been laminar flow up to the inlet of the pipe, passes through the pipe and becomes a spiral flow.
[0012]
The invention according to claim 1 is characterized in that a partition wall having a twist in a traveling direction is provided in a substantially cylindrical pipe, and the partition wall converts exhaust gas passing through the pipe from laminar flow to spiral flow. This is a clogging prevention mechanism.
[0013]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the exhaust pipe clogging prevention mechanism according to the first aspect, wherein the partition wall has a cross shape.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, in the exhaust pipe clogging prevention mechanism according to the first aspect, a clogging angle of the exhaust pipe from the entrance to the exit of the pipe is 90 ° or more. Mechanism.
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, in the exhaust pipe clogging prevention mechanism according to the third aspect, a twist angle of the partition wall from an entrance to an exit of the pipe is 270 ° to 450 °. This is a clogging prevention mechanism.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic view of an exhaust pipe clogging prevention mechanism according to a tenth embodiment of the present invention. (A) is a front view, (b) is a left side view, (c) is a right side view, and (d), (e), and (f) are cross-sectional views of respective portions.
[0017]
In a tenth embodiment of a mechanism for preventing clogging of an exhaust pipe according to the present invention, cross-shaped partitions 11 and 12 are provided in a cylindrical pipe as shown in the figure, and the partitions 11 and 12 are twisted as going from left to right. I have. In the figure, symbols A, B, C and D are attached to the ends of the partition walls 11 and 12 in order to represent the state of the twist.
[0018]
Comparing the positions of A, B, C, and D in the left end (b) view of the clogging prevention mechanism 10 and the view (d) advanced by ４ of the entire length, the partition wall 11 is shown in the figures from (b) to (d). , 12 are twisted by 90 °. Similarly, comparing FIGS. (B) and (e), the partitions 11 and 12 are twisted by 180 °, and comparing FIGS. (B) and (f), the partitions 11 and 12 are twisted by 270 °. I understand. Then, as shown in the right end (c), the partitions 11 and 12 are twisted by 360 °, and A, B, C, and D return to their original positions.
[0019]
FIG. 2 is a schematic diagram when exhaust gas passes through a tenth embodiment of the exhaust pipe clogging prevention mechanism of the present invention. The clogging prevention mechanism 10 is set between ordinary exhaust pipes 13 and 14 as shown in the figure. Arrows in the figure indicate the direction and speed of exhaust. Exhaust air comes from the left exhaust pipe 13, passes through the clogging prevention mechanism 10 of the present invention, and goes to the right exhaust pipe 14.
[0020]
As indicated by the arrows in the figure, the exhaust before passing through the clogging prevention mechanism 10 is laminar, and the flow velocity is high near the center of the exhaust pipe 13 but low near the pipe wall. Therefore, if powder such as NH4Cl is mixed in the exhaust gas, the powder easily accumulates on the tube wall. However, after passing through the clogging prevention mechanism 10, that is, the exhaust gas swirls in the exhaust pipe 14, the flow velocity is high even near the pipe wall. Therefore, the powder in the exhaust hardly accumulates on the pipe wall.
[0021]
FIG. 2 shows a structure in which the clogging prevention mechanism 10 is provided in the middle of the exhaust pipes 13 and 14 for easy understanding. However, in this case, the exhaust pipe 13 is easily clogged. Therefore, in practice, it is effective to insert the clogging prevention mechanism 10 immediately after the CVD apparatus or the like, and further, to insert the clogging prevention mechanism 10 in the middle of the pipe, particularly near a bent portion.
[0022]
In Embodiment 10 of the exhaust pipe clogging prevention mechanism of the present invention shown in FIG. 1, the partition walls 11 and 12 are two pieces of AC and BD, but the number of partition walls is not limited to two but may be one. Three or more sheets may be used. However, the use of one sheet has a slightly less effect of swirling the exhaust gas, and the use of three or more sheets increases the exhaust resistance, so two sheets are optimal. The partition walls 11 and 12 in FIG. 1 may be linear but have smooth curves.
[0023]
Further, in Embodiment 10 of the exhaust pipe clogging prevention mechanism of the present invention shown in FIG. 1, the twist from the entrance to the exit of the partition walls 11 and 12 is set to 360 °, but considering the operation principle of the present invention, the twist angle is The angle does not need to be strictly 360 °, and an effect of about 90 ° or more can be obtained. Also, it may be over 360 °, but if it is too large, the exhaust resistance will be high.
[0024]
【The invention's effect】
After passing through the clogging prevention mechanism of the present invention, the exhaust gas swirls and proceeds, so that the flow velocity is high even near the pipe wall. Therefore, the powder in the exhaust hardly accumulates on the pipe wall. The exhaust pipe clogging prevention mechanism of the present invention has a simpler structure and has no moving parts as compared with the conventional method, and furthermore, because it uses the flow of the exhaust itself, there is no need for electric power or the like, and the cost is low.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of an exhaust pipe clogging prevention mechanism according to a tenth embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic view of an exhaust pipe clogging prevention mechanism according to an embodiment 10 of the present invention when exhaust gas passes. Description]
10. Clogging prevention mechanism 11, 12 of the present invention Partition walls 13, 14 Exhaust pipe
