JP2005109383A - Exhaust pipe for semiconductor manufacturing apparatus and semiconductor manufacturing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、CVD装置等の減圧排気系の技術に関し、特に排気中の混在物による目詰まりに基づくドライポンプの過負荷停止防止に有効に適用することができる。 The present invention relates to a technique of a vacuum exhaust system such as a CVD apparatus, and can be effectively applied particularly to prevention of an overload stop of a dry pump based on clogging due to inclusions in exhaust.
以下に説明する技術は、本発明を研究、完成するに際し、本発明者によって検討されたものであり、その概要は次のとおりである。 The technology described below has been studied by the present inventors in researching and completing the present invention, and the outline thereof is as follows.
半導体装置の製造に際しては、各種の薄膜を形成するが、かかる薄膜の形成技術としてCVD法(気相成長法: Chemical Vapor Deposition)がある。薄膜原料を気相状態で供給し、触媒反応を利用してウエハ上に薄膜状に堆積させる方法である。 In manufacturing a semiconductor device, various thin films are formed. As a technique for forming such a thin film, there is a CVD method (Chemical Vapor Deposition). In this method, a thin film material is supplied in a gas phase and is deposited in a thin film form on a wafer using a catalytic reaction.
かかるCVD法のうち、熱CVD法では、ウエハ上に薄膜を成長させるに際して、大気圧下で薄膜成長を行わせる常圧CVD法に対して、大気圧より低い状態で、すなわち減圧状態で成長を行わせる減圧CVD法、あるいは大気圧より少し低い圧力状態で成長させる準常圧CVD法等がある。 Among such CVD methods, the thermal CVD method grows in a state lower than atmospheric pressure, that is, in a reduced pressure state, compared to the atmospheric pressure CVD method in which a thin film is grown under atmospheric pressure when growing a thin film on a wafer. There are a low-pressure CVD method to be performed, a quasi-atmospheric pressure CVD method in which growth is performed at a pressure slightly lower than atmospheric pressure, and the like.
準常圧をも含めて大気圧より低い圧力で薄膜成長を行わせるCVD装置では、気相状態の原料ガスをウエハ上に堆積させるチャンバ内の圧力を、チャンバに設けた排気系にポンプで吸引することにより所定圧力に減圧させている。 In a CVD apparatus that performs thin film growth at a pressure lower than atmospheric pressure, including quasi-atmospheric pressure, the pressure in the chamber for depositing the gas phase source gas on the wafer is pumped into the exhaust system provided in the chamber. By doing so, the pressure is reduced to a predetermined pressure.
例えば、CVD装置の排気系の概略構成を示すと、図8(a)に示すように、CVD装置のチャンバ1にはチャンバ内の減圧用に排気系2が設けられている。チャンバ内に連通した排気管3には、アイソレーションバルブ4、スロットバルブ5が設けられ、さらにメカニカルブースターポンプ6、ドライポンプ7が設けられている。
For example, when the schematic configuration of the exhaust system of the CVD apparatus is shown, as shown in FIG. 8A, the chamber 1 of the CVD apparatus is provided with an
かかる構成の排気系2を有するCVD装置では、チャンバ1内では、薄膜形成に際して所定圧力に減圧することができるように、メカニカルブースターポンプ6、ドライポンプ7が共同して働いている。
In the CVD apparatus having the
かかるメカニカルブースターポンプ6、ドライポンプ7の駆動時には、排気系2を通じて薄膜形成物質あるいは副産物等がチャンバ内から排気管3内に吸引される。かかる薄膜形成物質や副産物等は、ドライポンプ7のロータとステータとの間等に詰まって過負荷状態を引き起し、ドライポンプ7を停止させる。
When the
そのため、かかるドライポンプ7の過負荷停止を未然に防止すべく、図8(b)に示すように、ドライポンプ7のメカニカルブースターポンプ6への排気配管8との接続側に、メッシュでできた籠状のフィルタ9が設けられ、フィルタ9でかかる排気中に含まれる薄膜生成物、副産物等の混在物の捕捉が行われている。
Therefore, in order to prevent such an overload stop of the
かかるフィルタ9を定期的なメンテナンスで清掃することで、フィルタ9の捕捉物を除去し、ドライポンプ7の過負荷停止を未然に防止し、円滑なCVD処理が行えるようになっている。
By cleaning the filter 9 by periodic maintenance, the trapped matter of the filter 9 is removed, the overload stop of the
ところが、上記排気系の混在物の捕捉技術においては、以下の課題があることを本発明者は見出した。 However, the present inventor has found that there are the following problems in the above-described trapping technology for exhaust system inclusions.
すなわち、上記の如く、CVD装置の円滑な稼働を図るためには、定期的にフィルタ9の清掃を行い、フィルタ9に捕捉された排気中の混在物による目詰まりを解消する必要があるが、フィルタ9はドライポンプ7側に設けられているため、その清掃に手間がかかる。特に、近年のCVD装置はその小型化が進められ、メカニカルブースターポンプ6、排気配管8、ドライポンプ7とからなるポンプユニット部は、小スペースに構成され、フィルタ9の清掃作業は容易ではない。
That is, as described above, in order to smoothly operate the CVD apparatus, it is necessary to periodically clean the filter 9 to eliminate clogging due to the inclusions in the exhaust gas captured by the filter 9, Since the filter 9 is provided on the
例えば、フィルタ9の清掃を行うには、ポンプユニット部からドライポンプ7を引き出し、排気配管(ドライポンプ吸入部排気配管とも言う)8をドライポンプ7から取り外さなければならない。極めて面倒な作業である。また、清掃後には、取り外しとは逆手順で組み付けを行わなければならず、これも取り外し同様に面倒な作業である。本発明者は、フィルタのメイテナンスをより簡単に行う技術の開発が必要と考えた。
For example, in order to clean the filter 9, the
本発明の目的は、減圧排気系のポンプの過負荷停止の原因となる排気中混在物の捕捉手段のメンテナンスを容易にすることにある。 An object of the present invention is to facilitate maintenance of trapping means for trapping in-exhaust substances that cause an overload stop of a vacuum exhaust system pump.
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。 Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
すなわち、排気系のメカニカルブースターポンプとドライポンプとを結ぶ排気配管に排気中混在物の捕捉手段と、捕捉手段の点検用手段とを設けた。 That is, the exhaust pipe connecting the mechanical booster pump of the exhaust system and the dry pump is provided with a trapping means for inclusions in the exhaust and an inspection means for the trapping means.
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。 Among the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.
メカニカルブースターポンプとドライポンプを接続する排気配管に排気中混在物の捕捉手段と、捕捉手段の点検手段とを設けたため、捕捉手段をドライポンプ側に設ける場合に比べて格段に捕捉手段のメンテナンス効率を向上させることができる。 Since the exhaust pipe connecting the mechanical booster pump and the dry pump is equipped with a trapping means for inclusions in the exhaust and an inspection means for the trapping means, the maintenance efficiency of the trapping means is significantly higher than when the trapping means is provided on the dry pump side. Can be improved.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof may be omitted.
また、本明細書で排気系とは、排気を通すのに必要な配管類、配管類に設けるバルブ類、排気を吸引するポンプ類等からなり、排気機能を発揮するようになされた構成を言うものとする。 Further, in this specification, the exhaust system means a configuration that is made up of piping necessary for passing exhaust, valves provided in the piping, pumps for sucking the exhaust, etc., and exhibiting an exhaust function. Shall.
図1は、本発明の半導体製造装置用排気配管をCVD装置に適用した場合を示す説明図である。図2は、半導体装置用排気配管部分を拡大して示す説明図である。図3は、半導体装置用排気配管部の要部を断面で示す部分断面図である。 FIG. 1 is an explanatory diagram showing a case where the exhaust pipe for a semiconductor manufacturing apparatus of the present invention is applied to a CVD apparatus. FIG. 2 is an explanatory diagram showing an enlarged exhaust pipe portion for a semiconductor device. FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing the main part of the exhaust pipe part for a semiconductor device in cross section.
半導体装置用排気配管10は、図1に示すように、CVD装置等の減圧排気系に使用することができる。減圧CVD装置、準常圧CVD装置に有効に適用することができる。
As shown in FIG. 1, the semiconductor
図1に示す構成では、CVD装置20aに構成した半導体製造装置20のチャンバ21内に排気系30が設けられ、チャンバ21内を減圧可能に排気することができるようになっている。チャンバ21内に連通した排気管31には、アイソレーションバルブ32、スロットバルブ33が設けられ、さらにメカニカルブースターポンプ40、ドライポンプ50が設けられている。
In the configuration shown in FIG. 1, an
かかる構成の排気系30を有するCVD装置20aでは、チャンバ21内には、ウエハWを保持するウエハテーブル22が設けられている。ウエハテーブル22の上方には、キャリアガスや薄膜形成用の原料ガスを、チャンバ21外に設けたタンク23から導き、ウエハW面にシャワー状に吹き付けるシャワーヘッド24が設けられている。
In the
チャンバ21内では、CVD処理に際して、メカニカルブースターポンプ40、ドライポンプ50により所定圧力まで吸引減圧される。かかる吸引減圧に際しては、チャンバ21内から排気される排気中には、成膜原料のガス、キャリアガスと共に、薄膜生成物と副産物が含まれている。かかる薄膜生成物及び副産物、所謂排気中混在物は、ドライポンプ50のメカニカル部に入り込み、ドライポンプ50の機能停止を起こす。そのためドライポンプ50とメカニカルブースターポンプ40とを結ぶ排気配管60内に、混在物の捕捉手段70が設けられている。図中、破線で囲んで示した。
In the
排気配管60は、図2に拡大して示すように、ドライポンプ50側から直筒状に伸びた配管部61と、かかる配管部61からメカニカルブースターポンプ40へ向けて分岐された分岐配管部62とから構成されている。
As shown in an enlarged view in FIG. 2, the
配管部61の一方の管端61a側は、フランジ63によりドライポンプ50側に連結され、他方の管端61b側は、図3に示すように、開閉可能な蓋80aを設けた点検手段80に構成されている。
One
点検手段80は、図3に詳細に示すように、配管部61の管端61b側に設けたフランジ64に、Oリング65を介して蓋80aが重ねられ、この状態でクランプ81により密栓状態に塞がれて構成されている。クランプ81は、配管部61のメンテナンス時等の必要に際して適宜開けることができるようになっている。
As shown in detail in FIG. 3, the inspection means 80 has a
かかる構成の配管部61内には、図3に示すように、メッシュの皿状に形成されたフィルタ70aが、排気中の混在物の捕捉手段70として、配管部61の管端61a側に設けた係止部66に係止されて設けられている。フィルタ70aは、図3に示すように、配管部61内で、ドライポンプ50に近い側に設けられている。
As shown in FIG. 3, a
メカニカルブースターポンプ40側から分岐配管部62を経由して配管部61内に入り、ドライポンプ50側へ排気配管60内を抜ける排気中の混在物は、フィルタ70aで捕捉されることとなる。かかるフィルタ70aにより排気中混在物が捕捉されるため、ドライポンプ50のロータとステータ等のメカニカルな狭隘部分の詰まりが防止され、ドライポンプ50の過負荷停止が未然に防止される。
The inclusions in the exhaust gas that enter the
かかる構成のフィルタ70aは、定期的なメンテナンスにより清掃しなければならない。かかる清掃時には、前記説明の点検手段80を構成するクランプ81を開放し、蓋80aを開けて、フィルタ70aを引き上げ、別の目詰まりを起こしていないフィルタ70aと交換して、メンテナンスを行う。
The
あるいは、配管部61内から引き上げたフィルタ70aの目詰まりを清掃後、再度、配管部61内に戻しても構わない。清掃終了後は、再度、蓋80aを被せ、クランプ81で閉じ、管端61b側を密栓状態にする。
Or after clogging of
フィルタ70aの構成は、排気中の混在物が捕捉できる構成であれば、どのような形状であっても構わない。図3に示す場合には、メッシュの皿状に形成した場合を示すが、図4(a)、(b)に示すように、メッシュの皿部分に、配管部61の丈に合わせたステー71aを設け、ステー71aの先端側を、配管部61の管端61b側の係止部(図示はしない)等に係止することができるような形状にしても構わない。かかる構成を採用すれば、蓋80aを開けてメンテナンスする際に、配管部61の下方にあるフィルタ70aを棒等の先に引っ掛けて引き上げる等面倒な作業を行わずに、ステー71aを持ち上げることで容易にフィルタ70aを引き上げることができる。
The configuration of the
また、図4(c)に示すように、配管部61の内周面に略密着するような外形の筒状のフィルタ70bに形成しても構わない。かかるフィルタ70bは、図4(c)に示すように、筒体71の側面に分岐配管部62に連通するように分岐配管用の開口部72が設けられている。筒体71の底部側にはメッシュが張られている。かかる構成のフィルタ70bを配管部61内に設けた様子を、図5に示す。
Moreover, as shown in FIG.4 (c), you may form in the
このように配管部61内に筒状のフィルタ70bを設けておけば、メカニカルブースターポンプ40側から分岐配管部62を通り、フィルタ70bの筒体71に開けた開口部72からフィルタ70bの筒体71内に入り、ドライポンプ50側に排気は抜けることとなる。そのため、排気中の混在物は、筒体71の底部側に設けたメッシュ部分で捕捉され、ドライポンプ50側に混在物が入り込むことはない。
Thus, if the
さらに、排気は、開口部72を通して筒体71内を通過するため、配管部61の内壁側に混在物が付着することがない。筒体71内の内壁側に混在物が付着することとなり、かかる筒状の構成を有しないフィルタ70a等を用いる場合に比べて、配管部61内の内壁への混在物の付着防止が効果的に行える。
Further, since the exhaust gas passes through the
筒体71内の底部側をメッシュ構造にした場合を説明したが、筒体71全体を混在物の捕捉可能なメッシュ構造としても構わない。かかる構成を採用すれば、筒体71全面を用いて混在物の捕捉を行うこととなり、メッシュ面積を拡大させる分、より効率的な混在物の捕捉が行える。
Although the case where the bottom side in the
上記のように、排気配管60内に捕捉手段70を設け、排気配管60に捕捉手段70の点検用の蓋80a等の点検手段80を設けることにより、これまでの構成とは異なり、捕捉手段70のメンテナンス時に、ポンプユニットからドライポンプ50を引き出し、排気配管60をドライポンプ50から取り外す等の極めて面倒な作業を行わなくても済ませることができる。かかるメンテナンス時間は、これまでは約3時間かかっていたものが、約30分で済ませることができるようになった。
As described above, the trapping means 70 is provided in the
また、短時間でのメンテナンスが可能となったため、メンテナンスも装置稼働に大きな影響を与えることなく回数を増やすことができる。その分、ドライポンプ50の過負荷停止を未然に防止することができ、ドライポンプ50の寿命を延ばすことができる。その分オーバーホール経費の低減が図れる。例えば、試算によれば、これまで1.4M\/月かかっていた経費を、0.9M\/月まで削減することも可能である。約36%の経費削減効果がある。
In addition, since the maintenance in a short time is possible, the number of maintenance can be increased without greatly affecting the operation of the apparatus. Accordingly, the overload stop of the
これまでのメンテナンス周期は、CVD装置の稼働時間に対して経験的見地から適切と思われる周期を設定していたが、メンテナンス周期を自動でオペーレータ等に知らせることができるようにすれば、CVDの稼働時間が不規則になった場合でも、何時メンテナンスを行わなくてはいけないか気にかけることなく装置稼働を行うことができる。 The maintenance cycle so far has been set to a cycle that seems to be appropriate from an empirical point of view with respect to the operation time of the CVD apparatus. However, if the maintenance cycle can be automatically notified to the operator, etc. Even when the operation time becomes irregular, the apparatus can be operated without worrying about when maintenance should be performed.
例えば、図6(a)に示すように、点検手段80側に、圧力計90a等のメンテナンス時期通知手段90を設けておけばよい。圧力計90aは、図6(a)に示す場合には、ブザー91a等の警報手段91に接続されている。
For example, as shown in FIG. 6A, maintenance time notification means 90 such as a
かかる構成では、例えば、フィルタ70aに排気中混在物が捕捉され、混在物の捕捉量が多くなるにつれて、排気圧力は大きくなってくる。すなわち過負荷状態になってくる。予め、メンテナンスが必要な状態の捕捉量における排気配管60内の圧力でブザー91aが警報を出すように設定しておけば、フィルタ70aの清掃が必要となった時点でブザー91aが鳴って、メンテナンス時期を自動的にオペレータ等に知らせることができる。
In such a configuration, for example, inclusions in the exhaust are captured by the
図6(b)に示すように、圧力計90aは、蓋80aに、専用のポート92、82を設けておき、かかる両ポート92、82をCV継手83で連結するようにして取り付ければよい。
As shown in FIG. 6B, the
また、図7に示すように、メンテナンス時期通知手段90を、制御ユニット93に接続し、さらに、制御ユニット93をインターロック装置94に接続しておけば、メンテナンス時期が来たことを警報手段91等で知らせるとともに、万が一警報手段91に応答することなく見過ごしても、制御ユニット93で装置の過負荷停止が発生しない限度まで稼働を続けた状態で、インターロック装置94に作動命令を出して、CVD装置の稼働の区切りがよい状態で装置をインターロックすることができる。すなわち、フィルタ70aのメンテナンスを行わない限り再稼働しないようにインターロックされ、過負荷停止を未然に防止することができる。
Further, as shown in FIG. 7, if the maintenance time notification means 90 is connected to the
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
上記実施の形態ではCVD装置の排気系を例に挙げて説明したが、本発明は、CVD装置以外でも、メカニカルブースターポンプとドライポンプとを排気配管で接続する構成を有する減圧排気系を用いた装置であれば適用することができる。 In the above embodiment, the exhaust system of the CVD apparatus has been described as an example, but the present invention uses a vacuum exhaust system having a configuration in which a mechanical booster pump and a dry pump are connected by an exhaust pipe other than the CVD apparatus. Any device can be applied.
本発明は、CVD装置等の減圧排気系を有する半導体製造装置における分野に有効に利用することができる。 The present invention can be effectively used in the field of semiconductor manufacturing apparatuses having a vacuum exhaust system such as a CVD apparatus.
1 チャンバ
2 排気系
3 排気管
4 アイソレーションバルブ
5 スロットバルブ
6 メカニカルブースターポンプ
7 ドライポンプ
8 排気配管
9 フィルタ
10 半導体装置用排気配管
20 半導体製造装置
20a CVD装置
21 チャンバ
22 ウエハテーブル
23 タンク
24 シャワーヘッド
30 排気系
31 排気管
32 アイソレーションバルブ
33 スロットバルブ
40 メカニカルブースターポンプ
50 ドライポンプ
60 排気配管
61 配管部
61a 管端
61b 管端
62 分岐配管部
63 フランジ
64 フランジ
65 Oリング
66 係止部
70 捕捉手段
70a フィルタ
70b フィルタ
71 筒体
71a ステー
72 開口部
80 点検手段
80a 蓋
81 クランプ
82 ポート
83 CV継手
90 メンテナンス時期通知手段
90a 圧力計
91 警報手段
91a ブザー
92 ポート
93 制御ユニット
94 インターロック装置
W ウエハ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
(a)前記排気配管の配管内に設けられ、前記配管内を通過する排気中の混在物を捕捉する捕捉手段、
(b)前記捕捉手段を点検する点検手段。 An exhaust pipe for a semiconductor manufacturing apparatus characterized in that it connects between the mechanical booster pump and the dry pump of a semiconductor manufacturing apparatus having an exhaust system using a mechanical booster pump and a dry pump, and has the following means;
(A) a capturing means that is provided in a pipe of the exhaust pipe and captures a mixture in the exhaust gas passing through the pipe;
(B) Inspection means for inspecting the capturing means.
(a)前記排気配管の配管内に設けられ、前記配管内を通過する排気中の混在物を捕捉する捕捉手段、
(b)前記捕捉手段を点検する点検手段、
(c)前記捕捉手段の点検時期を知らせる点検時期通知手段。 An exhaust pipe for a semiconductor manufacturing apparatus characterized in that it connects between the mechanical booster pump and the dry pump of a semiconductor manufacturing apparatus having an exhaust system using a mechanical booster pump and a dry pump, and has the following means;
(A) a capturing means that is provided in a pipe of the exhaust pipe and captures a mixture in the exhaust gas passing through the pipe;
(B) inspection means for inspecting the capturing means;
(C) Inspection time notification means for notifying the inspection time of the capturing means.
(a)一端が前記ドライポンプへの接続管端に、他端が開閉可能な蓋を設けた管端となる配管部、
(b)前記配管部の途中から分岐され、分岐端が前記メカニカルブースターポンプへの接続管端となる分岐配管部、
(c)前記(a)配管部の接続管端側に設けられ、前記配管部を通過する排気中の混在物を捕捉する捕捉手段。 A semiconductor manufacturing apparatus characterized in that the mechanical booster pump and a dry pump of a semiconductor manufacturing apparatus having an exhaust system using a mechanical booster pump and a dry pump are connected to each other and have the following piping section and means. Exhaust piping;
(A) a pipe part that is a pipe end provided with a lid that can be opened and closed at one end at a connection pipe end to the dry pump;
(B) a branch pipe part branched from the middle of the pipe part, and a branch end serving as a connection pipe end to the mechanical booster pump;
(C) A capturing unit that is provided on the connection pipe end side of the piping part (a) and captures the inclusions in the exhaust gas passing through the piping part.
(a)一端が前記ドライポンプへの接続管端に、他端が開閉可能な蓋を設けた管端となる配管部、
(b)前記配管部の途中から分岐され、分岐端が前記メカニカルブースターポンプへの接続管端となる分岐配管部、
(c)前記(a)配管部の接続管端側に設けられ、前記配管部を通過する排気中の混在物を捕捉する捕捉手段、
(d)前記(a)配管部の管端側に設けられ、前記配管部の排気圧力を示す排気圧力表示手段。 A semiconductor manufacturing apparatus characterized in that the mechanical booster pump and a dry pump of a semiconductor manufacturing apparatus having an exhaust system using a mechanical booster pump and a dry pump are connected to each other and have the following piping section and means. Exhaust piping;
(A) a pipe part that is a pipe end provided with a lid that can be opened and closed at one end at a connection pipe end to the dry pump;
(B) a branch pipe part branched from the middle of the pipe part, and a branch end serving as a connection pipe end to the mechanical booster pump;
(C) (a) a capturing means that is provided on the connecting pipe end side of the piping section and captures the inclusions in the exhaust gas passing through the piping section;
(D) (a) Exhaust pressure display means provided on the pipe end side of the pipe section and indicating the exhaust pressure of the pipe section.
(a)前記メカニカルブースターポンプと前記ドライポンプとを接続する排気配管内に設けられ、前記排気配管内を通過する排気中の混在物を捕捉する捕捉手段、
(b)前記排気配管に設けられ、前記捕捉手段を点検する点検手段。 A semiconductor manufacturing apparatus characterized in that the processing chamber for processing a wafer is exhausted by an exhaust system using a mechanical booster pump and a dry pump, and has the following means:
(A) a capturing means that is provided in an exhaust pipe connecting the mechanical booster pump and the dry pump and captures a mixture in the exhaust that passes through the exhaust pipe;
(B) Inspection means provided on the exhaust pipe for inspecting the capturing means.
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