JP2005093526A - Semiconductor manufacturing apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor manufacturing apparatus which can collect efficiently predetermined components in a collection means. <P>SOLUTION: The semiconductor manufacturing apparatus comprises a chamber 1, a processing means which introduces treatment gas in the chamber 1 and performs treatment process of a semiconductor substrate 7, and a discharge means for exhausting gas in the chamber 1. The discharge means comprises a dry scroll pump 2 as the discharge pump; and a gas discharge trap 5 (5a, 5b) as the collection means which is connected with the chamber 1 through the dry scroll pump 2, and collects predetermined components (e.g. phosphorus or the like) contained in the gas exhausted by the gas discharge means. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体製造装置に関し、特に、チャンバ内のガスを排気する排気手段を備えた半導体製造装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly to a semiconductor manufacturing apparatus provided with exhaust means for exhausting a gas in a chamber.

チャンバ内において半導体装置の処理を行なう際には、たとえばリン系のガスであるホスフィン(PH)などの処理ガスが用いられる。ここで、半導体装置の処理に寄与しなかった処理ガス(分解されなかった未処理ガスと、処理ガスが分解されて生成された生成物とを含む)は、排気手段によってチャンバ外へと排出される。 When processing the semiconductor device in the chamber, for example, a processing gas such as phosphine (PH 3 ) which is a phosphorus-based gas is used. Here, the processing gas that has not contributed to the processing of the semiconductor device (including the unprocessed gas that has not been decomposed and the product that has been generated by the decomposition of the processing gas) is exhausted out of the chamber by the exhaust means. The

ここで、排気ポンプなどにおいて、上記の処理ガス内に含まれる成分が固化、堆積して、排気手段の機能やメンテナンス性などに影響を及ぼす場合がある。   Here, in an exhaust pump or the like, components contained in the processing gas may be solidified and deposited, thereby affecting the function of the exhaust means, maintainability, and the like.

これに対し、上記の排気手段を備えた半導体製造装置の従来の例としては、たとえば特開平6−224134号公報(従来例1)、特開平8−83773号公報(従来例2)、および特開平10−113532号公報(従来例3)に記載されたものなどが挙げられる。   On the other hand, as a conventional example of a semiconductor manufacturing apparatus provided with the above-described exhaust means, for example, JP-A-6-224134 (conventional example 1), JP-A-8-83773 (conventional example 2), and Examples include those described in Kaihei 10-113532 (conventional example 3).

従来例1においては、結晶成長を行なう成長管から排ガス配管にかけての通路に堆積したリン系の堆積物を加熱し、これを揮発させる加熱揮発手段と、ここで揮発した堆積物を析出させて捕集する捕集手段とを備えた気相結晶成長装置が開示されている。併せて、加熱揮発手段の代わりに、堆積物中に含まれる黄リンを、発火点の高い赤リンに変化させる加熱手段を設けた気相結晶成長装置も開示されている。   In Conventional Example 1, phosphorus-based deposits deposited in the passage from the growth pipe for crystal growth to the exhaust gas pipe are heated and volatilized by the heating and volatilizing means, and the volatilized deposits are precipitated and trapped. A vapor phase crystal growth apparatus provided with a collecting means for collecting is disclosed. In addition, a vapor phase crystal growth apparatus provided with a heating means for changing yellow phosphorus contained in the deposit into red phosphorus having a high ignition point is disclosed instead of the heating volatilization means.

従来例2においては、反応炉とガス排出手段との間に、概ね−60℃以下に保たれたコールドトラップ手段を設けた薄膜形成装置が開示されている。   In Conventional Example 2, a thin film forming apparatus is disclosed in which a cold trap means maintained at approximately −60 ° C. or less is provided between the reaction furnace and the gas discharge means.

従来例3においては、排出ガスの冷却を行なうケース内部を仕切り板によって複数の冷却室に分割するとともに、これらの仕切り板に貫通孔と、冷却室の内部に整流板を設けることにより、排出ガスに対する冷却能力を向上させた有害物除去装置が開示されている。   In Conventional Example 3, the inside of the case that cools the exhaust gas is divided into a plurality of cooling chambers by partition plates, and exhaust gas is provided by providing through holes in these partition plates and a rectifying plate inside the cooling chamber. An apparatus for removing harmful substances with improved cooling capacity is disclosed.

図2は、特開2003−45861号公報(従来例4)に記載された半導体製造装置の構成を示す図である。   FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a semiconductor manufacturing apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-45861 (conventional example 4).

従来例4において開示された半導体製造装置は、図2に示すように、半導体基板の処理を行う反応管101を具備し、この前記反応管101に接続された原料ガスを導入するガス導入系(図示ぜず)と、この反応管101に接続された原料ガスを排出する排気系統103とを含む。   As shown in FIG. 2, the semiconductor manufacturing apparatus disclosed in Conventional Example 4 includes a reaction tube 101 for processing a semiconductor substrate, and a gas introduction system (introducing a source gas connected to the reaction tube 101 ( And an exhaust system 103 for discharging the raw material gas connected to the reaction tube 101.

図2中において、排気ガスは矢印の方向に運搬される。排気系統103は、2系統の排気系統103a,103bからなり、排気系統103a,103b各々について、上流側から開閉バルブ106a,106bと、排気トラップ105a,105bとが、排気配管106によって接続されている。この2系統の排気系は、切り換えバルブ106cで合流し、真空ポンプ102に達するように排気配管106によって接続される。この構成により排気ガスが外部に放出される。   In FIG. 2, the exhaust gas is conveyed in the direction of the arrow. The exhaust system 103 includes two exhaust systems 103a and 103b. For each of the exhaust systems 103a and 103b, the opening and closing valves 106a and 106b and the exhaust traps 105a and 105b are connected by an exhaust pipe 106 from the upstream side. . The two exhaust systems are joined by a switching valve 106 c and connected by an exhaust pipe 106 so as to reach the vacuum pump 102. With this configuration, exhaust gas is released to the outside.

排気トラップ105a,105bは、前後の排気用配管との接続および切り離しが容易なように、それぞれ両側にカプラ108(108a,108b,108c,108d)を有する。   The exhaust traps 105a and 105b have couplers 108 (108a, 108b, 108c, and 108d) on both sides so that connection and disconnection with the front and rear exhaust pipes are easy.

以上のように、この半導体製造装置は、半導体基板の処理に寄与しなかった特定の副生成物を、排気トラップ105a,105bに堆積させることを意図した構造となっている。たとえば、ホスフィンを原料ガスに使用した場合、水冷排気トラップ105a,105bはリントラップ装置として機能する。
特開平6−224134号公報 特開平8−83773号公報 特開平10−113532号公報 特開2003−45861号公報
As described above, this semiconductor manufacturing apparatus has a structure intended to deposit specific by-products that have not contributed to the processing of the semiconductor substrate on the exhaust traps 105a and 105b. For example, when phosphine is used as the source gas, the water-cooled exhaust traps 105a and 105b function as a phosphorus trap device.
JP-A-6-224134 JP-A-8-83773 JP-A-10-113532 JP 2003-45861 A

しかしながら、上記のような半導体製造装置においては、以下のような問題があった。   However, the semiconductor manufacturing apparatus as described above has the following problems.

近年、スループット向上の観点などから、半導体製造装置が大型化しており、それに伴い排気ポンプも大型化しつつある。この結果、排気配管内のガス流速が高速化する傾向にある。   In recent years, from the viewpoint of improving throughput and the like, semiconductor manufacturing apparatuses have become larger, and along with this, exhaust pumps are also becoming larger. As a result, the gas flow rate in the exhaust pipe tends to increase.

これに対し、従来の半導体製造装置においては、排気ガスが排気トラップを通過する間に、排気ガス中の所定の成分を該トラップ内に堆積させる機能が十分でない場合がある。この結果、排気トラップにおいて捕集すべき成分が、該排気トラップを通過した後の排気ガスにも含まれることとなり、排気トラップよりも下流側において、広い範囲の排気配管に生成物が堆積することとなる。この場合、堆積物を除去するにあたり、装置を長時間停止する必要があり、スループットが向上しないという問題がある。   On the other hand, in the conventional semiconductor manufacturing apparatus, the function of depositing a predetermined component in the exhaust gas in the trap may not be sufficient while the exhaust gas passes through the exhaust trap. As a result, the components to be collected in the exhaust trap are also included in the exhaust gas after passing through the exhaust trap, and the product accumulates in a wide range of exhaust pipes downstream of the exhaust trap. It becomes. In this case, it is necessary to stop the apparatus for a long time when removing the deposit, and there is a problem that the throughput is not improved.

なお、図2に示す構造においては、2系統の排気配管を備えることにより、1系統をメンテナンスのために取り外した場合も、他方の系統の排気配管を用いることにより、継続して装置を作動させることができる。しかしながら、上記のように排気トラップよりも下流側の広い範囲に生成物が堆積することにより、その機能を発揮できない場合がある。   In the structure shown in FIG. 2, by providing two exhaust pipes, even when one system is removed for maintenance, the apparatus is continuously operated by using the other exhaust pipe. be able to. However, when the product accumulates in a wide range downstream from the exhaust trap as described above, the function may not be exhibited.

上記とは別の観点から、排気トラップの冷却手段による冷却温度を低下させるという方法が考えられるが、この場合は、たとえば液体窒素などの高価な冷媒が必要になり、結果としてコスト高となる。   From a viewpoint different from the above, a method of lowering the cooling temperature by the cooling means of the exhaust trap can be considered, but in this case, an expensive refrigerant such as liquid nitrogen is required, resulting in an increase in cost.

さらに別の観点から、排気配管を大口径化して、排気ガスの流速を低減するという方法が考えられるが、この場合は、配管内の熱伝導性が低下し、結果としてガスの冷却効率が低下する。   From another point of view, a method of reducing the exhaust gas flow velocity by increasing the diameter of the exhaust pipe is conceivable. In this case, however, the thermal conductivity in the pipe is reduced, resulting in a decrease in gas cooling efficiency. To do.

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、該捕集手段において効率良く所定の成分を捕集することができる半導体製造装置を提供することにある。   This invention is made | formed in view of the above problems, and the objective of this invention is to provide the semiconductor manufacturing apparatus which can collect a predetermined component efficiently in this collection means. .

本発明に係る半導体製造装置は、1つの局面では、チャンバと、チャンバ内に処理ガスを導入して半導体基板の処理プロセスを行なう処理手段と、チャンバ内のガスを排気する排気手段とを備え、排気手段は、排気ポンプと、該排気ポンプを介してチャンバと接続され、排気手段によって排気されるガス中に含まれる所定の成分を捕集する捕集手段とを備える。   In one aspect, a semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention includes a chamber, a processing unit that introduces a processing gas into the chamber to perform a semiconductor substrate processing process, and an exhaust unit that exhausts the gas in the chamber. The exhaust means includes an exhaust pump and a collection means that is connected to the chamber via the exhaust pump and collects a predetermined component contained in the gas exhausted by the exhaust means.

これにより、捕集手段における排気ガスの流速を低減することができるので、該捕集手段において効率良く所定の成分を捕集することができる。   Thereby, since the flow velocity of the exhaust gas in the collection means can be reduced, a predetermined component can be efficiently collected in the collection means.

複数の捕集手段を並列に接続することが好ましい。   It is preferable to connect a plurality of collecting means in parallel.

これにより、捕集手段における排気ガスの流速をさらに低減することができる。   Thereby, the flow rate of the exhaust gas in the collection means can be further reduced.

捕集手段はチャンバからの排出ガスを冷却する冷却手段を有することが好ましい。   The collecting means preferably has a cooling means for cooling the exhaust gas from the chamber.

これにより、捕集手段において排気ガス中の所定の成分が固化しやすくなるので、該捕集手段において効率良く所定の成分を捕集することができる。   Thereby, since the predetermined component in the exhaust gas is easily solidified in the collecting means, the predetermined component can be efficiently collected in the collecting means.

排気手段はチャンバと捕集手段との間に加熱手段をさらに備えることが好ましい。   The exhaust means preferably further includes a heating means between the chamber and the collection means.

これにより、チャンバと捕集手段との間で排気ガス中の所定の成分が固化しにくくなるので、該捕集手段において効率良く所定の成分を捕集することができる。   Thereby, since the predetermined component in the exhaust gas is hardly solidified between the chamber and the collecting means, the predetermined component can be efficiently collected by the collecting means.

上記の半導体製造装置を半導体基板の薄膜形成プロセスまたは結晶成長プロセスに用いることが好ましい。   The semiconductor manufacturing apparatus described above is preferably used for a semiconductor substrate thin film formation process or crystal growth process.

半導体基板の薄膜形成プロセスまたは結晶成長プロセスにおいては、半導体基板の処理に寄与しない処理ガスが比較的多く発生するので、捕集手段において効率良く所定の成分を捕集することによる効果が大きい。   In the thin film formation process or crystal growth process of the semiconductor substrate, a relatively large amount of processing gas that does not contribute to the processing of the semiconductor substrate is generated, so that the effect of efficiently collecting a predetermined component in the collecting means is great.

上記の処理ガスとしては、リンを含むものが考えられる。   As said process gas, what contains phosphorus can be considered.

リン系の副生成物は、取扱いに特に慎重を期す必要がある。これに対し、上記の半導体製造装置を用いることで、この副生成物などを、捕集手段において集中して捕集することができるので、取扱いが容易となる。   Phosphorous by-products must be handled with particular care. On the other hand, by using the semiconductor manufacturing apparatus, the by-products and the like can be collected in a concentrated manner in the collecting means, so that handling becomes easy.

本発明に係る半導体製造装置は、他の局面では、チャンバと、チャンバ内に処理ガスを導入して半導体基板の処理プロセスを行なう処理手段と、チャンバ内のガスを排気する排気ポンプと、排気ポンプによるガスの排気経路に設けられ、処理手段による処理時のチャンバ内の圧力よりも高圧とされ、排気ポンプによって排気されるガス中に含まれる所定の成分を捕集する捕集手段とを備える。   In another aspect, the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention includes a chamber, processing means for introducing a processing gas into the chamber to perform a processing process on the semiconductor substrate, an exhaust pump for exhausting the gas in the chamber, and an exhaust pump. And a collecting means for collecting a predetermined component contained in the gas exhausted by the exhaust pump, the pressure being higher than the pressure in the chamber during processing by the processing means.

これにより、捕集手段における排気ガスの流速を低減することができるので、該捕集手段において効率良く所定の成分を捕集することができる。   Thereby, since the flow velocity of the exhaust gas in the collection means can be reduced, the predetermined component can be efficiently collected in the collection means.

本発明によれば、半導体製造装置の排気経路に含まれる捕集手段において、排気ガスの流速を低減することができ、該捕集手段において効率良く所定の成分を捕集することができる。   According to the present invention, the flow rate of the exhaust gas can be reduced in the collecting means included in the exhaust path of the semiconductor manufacturing apparatus, and a predetermined component can be efficiently collected in the collecting means.

以下に、本発明に基づく半導体製造装置の実施の形態について、図1を用いて説明する。   An embodiment of a semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIG.

図1は、本実施の形態に係る半導体製造装置の構成を示した図である。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a semiconductor manufacturing apparatus according to the present embodiment.

本実施の形態に係る半導体製造装置は、図1に示すように、チャンバ1と、チャンバ1内に処理ガスを導入して半導体基板7の処理プロセスを行なう処理手段(図示せず)と、チャンバ1内のガスを排気する排気手段とを備え、排気手段は、排気ポンプとしてのドライスクロールポンプ2と、ドライスクロールポンプ2を介してチャンバ1と接続され、排気手段によって排気されるガス中に含まれる所定の成分(たとえばリンなど)を捕集する捕集手段としての排気トラップ5(5a,5b)とを備える。   As shown in FIG. 1, the semiconductor manufacturing apparatus according to the present embodiment includes a chamber 1, processing means (not shown) for introducing a processing gas into the chamber 1 and performing a processing process on the semiconductor substrate 7, and a chamber 1 is provided, and the exhaust means is connected to the chamber 1 via the dry scroll pump 2 and the dry scroll pump 2 and is included in the gas exhausted by the exhaust means. And an exhaust trap 5 (5a, 5b) as a collecting means for collecting a predetermined component (for example, phosphorus).

図1において、処理ガスは矢印の方向に運搬される。なお、チャンバ1よりも下流側における処理ガス(排気ガス)は、分解されなかった未処理ガスと、処理ガスが分解されて生成された生成物とを含む。   In FIG. 1, the process gas is conveyed in the direction of the arrow. Note that the processing gas (exhaust gas) on the downstream side of the chamber 1 includes an untreated gas that has not been decomposed and a product that is generated by the decomposition of the processing gas.

チャンバ1と、ドライスクロールポンプ2と、排気トラップ5(5a,5b)とは、排気配管6によって接続されている。排気配管6は、ドライスクロールポンプ2と排気トラップ5(5a,5b)との間で2系統に分岐し、排気トラップ5(5a,5b)の下流側で再度合流する。そして、排気配管6は、未反応の処理ガスの除害を行なう除害塔4を介して外部へと通じる。   The chamber 1, the dry scroll pump 2, and the exhaust trap 5 (5a, 5b) are connected by an exhaust pipe 6. The exhaust pipe 6 branches into two systems between the dry scroll pump 2 and the exhaust trap 5 (5a, 5b), and joins again on the downstream side of the exhaust trap 5 (5a, 5b). The exhaust pipe 6 communicates with the outside through a detoxification tower 4 that detoxifies unreacted processing gas.

なお、上記の分岐箇所および合流箇所に切り換えバルブを設置し、排気トラップ5a,5bのうち一方のメンテナンス(堆積物の除去など)を行なう際に、他方の排気トラップを含む排気系統のみを用いて装置を連続運転できる構造としてもよい。   In addition, when switching valves are installed at the branch points and the merge points, and maintenance of one of the exhaust traps 5a and 5b (deposit removal, etc.) is performed, only the exhaust system including the other exhaust trap is used. It is good also as a structure which can operate an apparatus continuously.

チャンバ1内においては、半導体基板の処理(たとえばエッチング、薄膜形成など)が行なわれるが、この際、チャンバ1内は大気圧よりも圧力が小さい減圧状態である。これに対し、ドライスクロールポンプ2の下流側の排気配管6内は、ほぼ大気圧に近い圧力となる。したがって、ドライスクロールポンプ2の下流側においては、上流側と比べて、排気ガスの流速が低減される。   In the chamber 1, a semiconductor substrate is processed (for example, etching, thin film formation, etc.). At this time, the inside of the chamber 1 is in a reduced pressure state whose pressure is lower than the atmospheric pressure. On the other hand, the pressure in the exhaust pipe 6 on the downstream side of the dry scroll pump 2 becomes a pressure close to atmospheric pressure. Therefore, the flow rate of the exhaust gas is reduced on the downstream side of the dry scroll pump 2 compared to the upstream side.

ここで、排気トラップ5をドライスクロールポンプ2よりも下流側に設置することで、排気トラップ5における排気ガスの流速を低減することができる。この結果、排気トラップ5において効率良く所定の成分を捕集することができる。   Here, the exhaust gas flow rate in the exhaust trap 5 can be reduced by installing the exhaust trap 5 on the downstream side of the dry scroll pump 2. As a result, it is possible to efficiently collect a predetermined component in the exhaust trap 5.

図1において、複数(2つ)の排気トラップ5(5a,5b)は、ドライスクロールポンプ2に対し並列に接続されている。   In FIG. 1, a plurality (two) of exhaust traps 5 (5 a, 5 b) are connected in parallel to the dry scroll pump 2.

排気トラップ5を並列に2つ備えることにより、1つの排気トラップの場合と比べて、排気トラップ5における排気ガスの流速を半分にすることができる。   By providing two exhaust traps 5 in parallel, the flow rate of the exhaust gas in the exhaust trap 5 can be halved compared to the case of one exhaust trap.

なお、複数のドライスクロールポンプを用い、排気トラップ5(5a,5b)を、別々のドライスクロールポンプを介してチャンバ1に並列に接続する構造としてもよい。   A plurality of dry scroll pumps may be used, and the exhaust trap 5 (5a, 5b) may be connected in parallel to the chamber 1 via separate dry scroll pumps.

図1において、排気トラップ5a,5bは、チャンバ1からの排出ガスを冷却する冷却手段としての水冷配管9を各々有している。   In FIG. 1, the exhaust traps 5 a and 5 b each have a water cooling pipe 9 as a cooling means for cooling exhaust gas from the chamber 1.

これにより、排気トラップ5a,5bにおいて排気ガス中の所定の成分が固化しやすくなるので、排気トラップ5a,5bにおいて効率良く所定の成分を捕集することができる。   Thereby, the predetermined components in the exhaust gas are easily solidified in the exhaust traps 5a and 5b, so that the predetermined components can be efficiently collected in the exhaust traps 5a and 5b.

図1において、排気手段はチャンバ1と排気トラップ5(5a,5b)との間に加熱手段としての配管ヒータ8を備えている。   In FIG. 1, the exhaust means includes a pipe heater 8 as a heating means between a chamber 1 and an exhaust trap 5 (5a, 5b).

これにより、排気ガスがチャンバ1から排気トラップ5a,5bに達するまでの間に、排気ガス中の所定の成分が固化しにくくなるので、排気トラップ5a,5bにおいて効率良く所定の成分を捕集することができる。   This makes it difficult for the predetermined components in the exhaust gas to solidify until the exhaust gas reaches the exhaust traps 5a and 5b from the chamber 1, and therefore the predetermined components are efficiently collected in the exhaust traps 5a and 5b. be able to.

上記の半導体製造装置の構成は、半導体装置の製造に用いる任意の装置に適用可能であるが、特に、半導体基板の薄膜形成プロセスまたは結晶成長プロセスに用いることが好ましい。   The configuration of the semiconductor manufacturing apparatus described above can be applied to any apparatus used for manufacturing a semiconductor device, but is particularly preferably used for a thin film formation process or a crystal growth process of a semiconductor substrate.

半導体基板の薄膜形成プロセスまたは結晶成長プロセスにおいては、半導体基板の処理に寄与しない処理ガスが比較的多く発生するので、排気トラップ5において効率良く所定の成分を捕集することによる効果が大きい。   In the semiconductor substrate thin film formation process or crystal growth process, a relatively large amount of processing gas is generated that does not contribute to the processing of the semiconductor substrate, so that the effect of efficiently collecting predetermined components in the exhaust trap 5 is great.

上記の処理ガスとしては、リンを含むものが考えられる。   As said process gas, what contains phosphorus can be considered.

リン系の副生成物は、取扱いに特に慎重を期す必要がある。これに対し、上記の半導体製造装置を用いることで、この副生成物などを、排気トラップ5において集中して捕集することができるので、取扱いが容易となる。   Phosphorous by-products must be handled with particular care. On the other hand, by using the semiconductor manufacturing apparatus, the by-products and the like can be collected in the exhaust trap 5 in a concentrated manner, so that handling becomes easy.

上述した半導体製造装置の構成について換言すると以下の通りとなる。すなわち、本実施の形態に係る半導体製造装置は、チャンバ1と、チャンバ1内に処理ガスを導入して半導体基板の処理プロセスを行なう処理手段(図示せず)と、チャンバ1内のガスを排気するドライスクロールポンプ2(排気ポンプ)と、ドライスクロールポンプ2によるガスの排気経路に設けられ、上記処理手段による処理時のチャンバ1内の圧力よりも高圧とされ、ドライスクロールポンプ2によって排気されるガス中に含まれる所定の成分(たとえばリンなど)を捕集する排気トラップ5a,5b(捕集手段)とを備える。   In other words, the configuration of the semiconductor manufacturing apparatus described above is as follows. That is, the semiconductor manufacturing apparatus according to the present embodiment includes a chamber 1, a processing means (not shown) for introducing a processing gas into the chamber 1 to perform a semiconductor substrate processing process, and exhausting the gas in the chamber 1. The dry scroll pump 2 (exhaust pump) and a gas exhaust path by the dry scroll pump 2 are set to a pressure higher than the pressure in the chamber 1 during processing by the processing means, and are exhausted by the dry scroll pump 2. Exhaust traps 5a and 5b (collecting means) for collecting predetermined components (for example, phosphorus) contained in the gas are provided.

以下に、上述した内容に関し、実際に半導体製造装置を作動させる場合について、さらに具体的に説明する。   Hereinafter, a case where the semiconductor manufacturing apparatus is actually operated will be described more specifically with respect to the above-described contents.

本実施の形態においては、上記処理ガスの一例として、ホスフィン(phosphine;PH)、トリメチルインジウム(TMIn;Trimethyl Indium)を含む原料ガスと、水素(H)を含むキャリアガスとを混ぜ合わせたものを使用する。この処理ガスは、チャンバ1内に導入され、チャンバ1内に載置された半導体基板7の一例としてのインジウムリン(InP)ウエハに供給される。このウエハは、たとえば500℃以上800℃以下程度に加熱されていて、ウエハ上に供給された原料ガスは加熱分解され、ウエハ上でインジウムリンが結晶成長される。 In this embodiment, as an example of the processing gas, a source gas containing phosphine (PH 3 ) and trimethylindium (TMIn) is mixed with a carrier gas containing hydrogen (H 2 ). Use things. This processing gas is introduced into the chamber 1 and supplied to an indium phosphide (InP) wafer as an example of the semiconductor substrate 7 placed in the chamber 1. This wafer is heated to, for example, about 500 ° C. or more and 800 ° C. or less, and the source gas supplied onto the wafer is thermally decomposed, and indium phosphide is grown on the wafer.

その後、加熱分解はされたが、上記の結晶成長に寄与しなかったリンとインジウム(加熱生成物)は、加熱分解されなかった未反応の原料ガスおよびキャリアガスとともに、チャンバ1の下部からドライスクロールポンプ2により高速に真空排気され、排気配管6を介して排気トラップ5a,5bに達する。なお、加熱生成物に含まれる割合としては、インジウムよりもリンの方が大きい。   Thereafter, phosphorus and indium (heated product), which were thermally decomposed but did not contribute to the crystal growth, were dry-scrolled from the lower portion of the chamber 1 together with unreacted source gas and carrier gas that were not thermally decomposed. The pump 2 is evacuated at high speed and reaches the exhaust traps 5a and 5b through the exhaust pipe 6. In addition, as a ratio contained in the heating product, phosphorus is larger than indium.

このとき、ドライスクロールポンプ2の上流側においては、排気ガスの流速が速く、チャンバ1とドライスクロールポンプ2との間の排気配管6は、配管ヒータ8により常時60℃以上80℃以下程度に加熱されているので、排気ガスに含まれるリンとインジウム(加熱生成物)は、急速に冷却されることなくドライスクロールポンプ2に達する。   At this time, on the upstream side of the dry scroll pump 2, the flow rate of the exhaust gas is high, and the exhaust pipe 6 between the chamber 1 and the dry scroll pump 2 is constantly heated to about 60 ° C. or more and 80 ° C. or less by the pipe heater 8. Therefore, phosphorus and indium (heated product) contained in the exhaust gas reach the dry scroll pump 2 without being rapidly cooled.

ドライスクロールポンプ2を通過した排気ガスは、その圧力が減圧状態から大気圧に変換され、流速は急激に低減される。さらに、ドライスクロールポンプ2とトラップ5間において、排気配管6は排気抵抗が等しい2系統に分岐する。これにより、ガス流速はさらに低下する。   The pressure of the exhaust gas that has passed through the dry scroll pump 2 is converted from the reduced pressure state to the atmospheric pressure, and the flow velocity is rapidly reduced. Further, between the dry scroll pump 2 and the trap 5, the exhaust pipe 6 branches into two systems having the same exhaust resistance. This further reduces the gas flow rate.

ここで、ドライスクロールポンプ2自体の発熱により、該ポンプの温度は60℃以上80℃以下程度に保たれており、また、ドライスクロールポンプ2とトラップ5a,5bと間の排気配管6についても、配管ヒータ8によって60℃以上80℃以下程度に加熱されている。これにより、リンとインジウム(加熱生成物)を含む排気ガスは、急速に冷却されることなく排気トラップ5a,5bに達する。   Here, due to the heat generated by the dry scroll pump 2 itself, the temperature of the pump is kept at about 60 ° C. or more and 80 ° C. or less, and the exhaust pipe 6 between the dry scroll pump 2 and the traps 5a and 5b is also The pipe heater 8 is heated to about 60 ° C. or more and 80 ° C. or less. Thereby, the exhaust gas containing phosphorus and indium (heated product) reaches the exhaust traps 5a and 5b without being rapidly cooled.

排気トラップ5a,5b内には水冷配管9が通され、該トラップ内は常時20℃程度の温度に冷却されている。排気トラップ5a,5bに達したリンとインジウム(加熱生成物)を含む排気ガスは、十分そのガス流速が低下しているので、排気トラップ5a,5b内部を通過する間に十分に冷却され、リン系生成物などを排気トラップ5a,5b内に固化堆積させることができる。   A water cooling pipe 9 is passed through the exhaust traps 5a and 5b, and the inside of the trap is always cooled to a temperature of about 20 ° C. The exhaust gas containing phosphorus and indium (heated product) that has reached the exhaust traps 5a and 5b is sufficiently cooled while passing through the exhaust traps 5a and 5b. System products and the like can be solidified and deposited in the exhaust traps 5a and 5b.

上記装置構成において、排気トラップ5a,5b(容積は約8リットル程度)内のガス流速を25リットル/分以下程度に抑制することができ、排気トラップ5a,5b内のみにリン系生成物を固化堆積させ、排気トラップ5a,5bよりも下流側の排気配管6中に、リン系生成物を堆積させないようにすることができる。   In the above apparatus configuration, the gas flow rate in the exhaust traps 5a and 5b (volume is about 8 liters) can be suppressed to about 25 liters / minute or less, and the phosphorus-based product is solidified only in the exhaust traps 5a and 5b. It is possible to prevent the phosphorus-based product from being deposited in the exhaust pipe 6 on the downstream side of the exhaust traps 5a and 5b.

なお、本実施の形態においては、原料ガスとしてホスフィンを使用したが、たとえばターシャリブチルホスフィン(TBP;Tertiary Butyl PH)あるいはトリメチルホスフィン(TMP;Trimethyl PH)など、その他のガスを使用しても同様の効果が期待できる。 In the present embodiment, phosphine is used as a source gas, but other gases such as tertiary butylphosphine (TBP; Tertiary Butyl PH 3 ) or trimethylphosphine (TMP; Trimethyl PH 3 ) are used. The same effect can be expected.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明の1つの実施の形態に係る半導体製造装置の構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of the semiconductor manufacturing apparatus which concerns on one embodiment of this invention. 従来の半導体製造装置の構成の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the structure of the conventional semiconductor manufacturing apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 チャンバ、2 ドライスクロールポンプ、4 除害塔、5a,5b,105a,105b 排気トラップ、6,106 排気配管、106a,106b 開閉バルブ、106c 切り換えバルブ、7 半導体基板、8 配管ヒータ、9 冷却配管、102 真空ポンプ、108a〜108d カプラ。   1 chamber, 2 dry scroll pump, 4 abatement tower, 5a, 5b, 105a, 105b exhaust trap, 6,106 exhaust piping, 106a, 106b open / close valve, 106c switching valve, 7 semiconductor substrate, 8 piping heater, 9 cooling piping , 102 vacuum pump, 108a-108d coupler.

Claims (7)

チャンバと、
前記チャンバ内に処理ガスを導入して半導体基板の処理プロセスを行なう処理手段と、
前記チャンバ内のガスを排気する排気手段とを備え、
前記排気手段は、排気ポンプと、該排気ポンプを介して前記チャンバと接続され、前記排気手段によって排気されるガス中に含まれる所定の成分を捕集する捕集手段とを備えた半導体製造装置。
A chamber;
Processing means for introducing a processing gas into the chamber to perform a semiconductor substrate processing process;
An exhaust means for exhausting the gas in the chamber,
The evacuation unit includes an evacuation pump and a collection unit that is connected to the chamber via the evacuation pump and collects a predetermined component contained in a gas exhausted by the evacuation unit. .
複数の前記捕集手段を並列に接続した、請求項1に記載の半導体製造装置。   The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein a plurality of the collecting means are connected in parallel. 前記捕集手段は前記チャンバからの排出ガスを冷却する冷却手段を有する、請求項1または請求項2に記載の半導体製造装置。   The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the collection unit includes a cooling unit that cools an exhaust gas from the chamber. 前記排気手段は前記チャンバと前記捕集手段との間に加熱手段をさらに備える、請求項1から請求項3のいずれかに記載の半導体製造装置。   The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the exhaust unit further includes a heating unit between the chamber and the collecting unit. 前記半導体基板の薄膜形成プロセスまたは結晶成長プロセスに用いる、請求項1から請求項4のいずれかに記載の半導体製造装置。   The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the semiconductor manufacturing apparatus is used for a thin film formation process or a crystal growth process of the semiconductor substrate. 前記処理ガスはリンを含む、請求項1から請求項5のいずれかに記載の半導体製造装置。   The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the processing gas contains phosphorus. チャンバと、
前記チャンバ内に処理ガスを導入して半導体基板の処理プロセスを行なう処理手段と、
前記チャンバ内のガスを排気する排気ポンプと、
前記排気ポンプによる前記ガスの排気経路に設けられ、前記処理手段による処理時の前記チャンバ内の圧力よりも高圧とされ、前記排気ポンプによって排気されるガス中に含まれる所定の成分を捕集する捕集手段とを備えた半導体製造装置。
A chamber;
Processing means for introducing a processing gas into the chamber to perform a semiconductor substrate processing process;
An exhaust pump for exhausting the gas in the chamber;
It is provided in the exhaust path of the gas by the exhaust pump, has a pressure higher than the pressure in the chamber at the time of processing by the processing means, and collects a predetermined component contained in the gas exhausted by the exhaust pump A semiconductor manufacturing apparatus comprising a collecting means.
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