JP2007043171A - ポンプユニットを有する半導体素子製造装置及び前記ポンプユニットを洗浄する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ポンプユニットを有する半導体素子製造装置及び前記ポンプユニットを洗浄する方法を提供する。
【解決手段】チャンバ１０と、チャンバ１０と連結され、工程進行のうちチャンバ１０内で発生する副生成物を排気して、チャンバ１０内の圧力を調節する排気システム２０とを含む半導体製造装置であって、排気システム２０は、チャンバ１０に連結される排気管１００と、排気管１００に配置されるポンプユニット２００と、排気管１００のうちポンプユニット２００と隣接した位置に、または、ポンプユニット２００に直接連結され、ポンプユニット２００に直接洗浄流体を供給する洗浄ユニット３００と、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は半導体素子を製造する装置及び方法に係り、より詳細にはポンプユニットを有する装置及び前記ポンプユニットを洗浄する方法に関する。

一般的に半導体素子は蒸着、フォトリソグラフィ、エッチング、及び研磨などのような多様な単位工程の繰り返し的な実行によって製造される。これらの単位工程のうち、蒸着やエッチングなどのような工程を実行する装置はウェーハを収容し、工程が実行される空間を備えるチャンバを有する。チャンバにはその内部を工程圧力で維持し、工程進行のうち発生される反応副生成物を排気する排気システムを備える。この排気システムは、チャンバに連結される排気管と排気管に設けられるポンプとを有する。ポンプではチャンバ内の圧力を調節するドライポンプと、これのポンピング能力を向上させるブースタポンプが用いられる。また、チャンバ内部を高真空で維持するために追加的にターボポンプがチャンバに直接設けられることができる。

工程が進行されることに従って、チャンバ及びポンプ内には反応副生成物が蒸着される。チャンバ内に蒸着された反応副生成物は後続工程が進行されるウェーハに対してパーティクルとして作用する。また、ポンプに蒸着された反応副生成物はポンプ内部の回転子（ｒｏｔａｔｏｒ）と固定子（ｓｔａｔｏｒ）との間に抵抗を増加させる。抵抗の増加によってモータの機械的負荷が増加して、ポンプの圧縮性能が低下する。特に、蒸着工程進行の時、上述したポンプの圧縮性能の低下が漸進的に行われず、突発的に発生されるおそれがあり、この場合、ポンプの故障によって工程不良が発生する。

したがって、定期的にチャンバ及びポンプを洗浄する工程が要求される。一般的にポンプがチャンバと連結された状態でチャンバエッチングに用いられたエッチングガスを排気管を通じてポンプに供給することによって、ポンプをチャンバと共に洗浄するか、ポンプを排気システムから分離した後ポンプを洗浄する。しかし、チャンバとポンプとがエッチングガスによって同時に実行される場合、チャンバ洗浄に用いられたエッチングガスによってポンプが洗浄されるので、ポンプの洗浄効率が大きく低下するという問題がある。

また、排気システムから分離してポンプを洗浄する場合、ポンプの分離及び結合に多くの時間がかかり、ポンプの洗浄のために工程を中断しなければならないので設備稼動率が大きく低下するという問題がある。

本発明は、上記問題を解決するために成されたものであり、チャンバに連結されたポンプの洗浄を効率的に実行することができる装置及び方法を提供することを目的とする。

また、本発明は設備稼動率の低下なしにポンプの洗浄を実行することができる装置及び方法を提供することを目的とする。

本発明は、半導体素子を製造する装置を提供する。本発明の一特徴によれば、前記装置はチャンバと排気システムとを有する。前記排気システムは前記チャンバと連結されて工程進行のうち前記チャンバ内で発生する副生成物を排気し、前記チャンバ内の圧力を調節する。前記排気システムは前記チャンバに連結される排気管、前記排気管に設けられるポンプユニット、及び前記排気管のうち前記ポンプユニットに隣接した位置にまたは前記ポンプユニットに直接連結されて前記ポンプユニットに直接洗浄流体を供給する洗浄ユニットを有する。

前記ポンプユニットは前記ポンプユニットを前記排気管に連結する流入口及び流出口、前記チャンバ内の圧力を調節するドライポンプ、及び前記流入口と前記ドライポンプとの間に設けられて前記ドライポンプのポンピング能力を向上させるブースタポンプを含むことができる。

前記洗浄ユニットは洗浄ガスを供給する洗浄ガス供給管、前記洗浄ガスを活性化する活性化部材、及び活性化された前記洗浄ガスを前記ポンプユニットに注入する注入管を含むことができる。

一例によれば、前記活性化部材は前記洗浄ガスからプラズマを発生させるプラズマ発生器を含む。前記プラズマ発生器は前記注入管と前記洗浄ガス供給管との間にこれらと連結されるように配置されるケーシング、前記ケーシングの一側に配置される第１電極、前記第１電極と対向するように前記ケーシングの他側に配置される第２電極、前記第１電極または前記第２電極にエネルギーを印加する電力供給器を含むことができる。

他の例によれば、前記活性化部材は前記洗浄ガスを加熱する加熱器を含む。

本発明の他の特徴によれば、前記洗浄ガスはエッチングガスと補助ガスとを含む。前記エッチングガスは前記ポンプユニット内の副生成物をエッチングし、前記補助ガスは前記エッチングガスの成分のうち前記エッチングに直接参加しない成分と結合して、エッチングに直接参加しない成分がエッチングに参加する成分と再反応することを防止する。

前記洗浄ガス供給管は前記活性化部材に前記エッチングガスを供給するエッチングガス供給管と前記活性化部材に前記補助ガスを供給する補助ガス供給管とを含み、エッチングガスと補助ガスは前記活性化部材内で活性化されて互いに混合する。

前記洗浄ユニットは前記エッチングガス供給管に設けられる流量調節器と前記補助ガス供給管に設けられる流量調節器とを有し、前記流量調節器によって前記ポンプユニットに供給されるエッチングガスと補助ガスの混合率は調節される。

本発明のまた他の特徴によれば、前記注入管は前記ポンプユニット内に配置された配管内に挿入され、前記注入管の吐出口は前記排気システムを流れるガスの流れ方向に順行する方向に前記洗浄ガスを吐き出すように形状付けられる。望ましくは前記注入管の吐出口は前記排気システムを流れるガスの流れ方向と平行の方向に前記洗浄ガスを吐き出すように形状付けられる。

前記洗浄ガスが広い領域に分散するように前記注入管の端には複数の噴射孔が形成されたシャワーヘッドが設けられることができる。

一例によれば、前記洗浄ユニットは前記ポンプユニットの流入口または前記流入口と前記ブースタポンプを連結する配管に直接連結される。他の例によれば、前記洗浄ユニットは前記ブースタポンプと前記ドライポンプとを連結する配管に直接連結される。また他の例によれば、前記ドライポンプは複数のステージを含み、前記洗浄ユニットは前記ステージを連結する配管のうち少なくともいずれか一つの配管に直接連結される。また他の例によれば、前記洗浄ユニットは前記ドライポンプと前記流出口とを連結する配管に直接連結される。

本発明の他の特徴によれば、前記排気システムには前記ポンプユニット内に配置されたモータの負荷を測定する測定器と、前記測定器から測定値が送られ、送られた測定値に応じて前記ポンプユニットの洗浄時期を制御するメイン制御器が配置される。

また、本発明は半導体素子製造装置に用いられるチャンバから反応副生成物を排気する排気管に連結されるポンプユニットを洗浄する方法を提供する。本発明の一特徴によれば、前記排気管のうち前記ポンプユニットに隣接した位置にまたは前記ポンプユニットに洗浄ガスを供給する供給管を直接連結して、前記ポンプユニットの内部を洗浄する。前記洗浄ガスは前記ポンプユニット内で相対的に蒸着された反応副生成物が多い領域に直接供給されることが望ましい。

一例によれば、前記ポンプユニットの洗浄は前記チャンバで工程が進行される間行われる。他の例によれば、前記ポンプユニットの洗浄は前記チャンバであらかじめ設定された数のウェーハに対して工程が実行されるか、あらかじめ設定された時間が経過すれば行われる。他の例によれば、前記ポンプユニットの洗浄は前記チャンバで工程が進行されるか否かに関係なく、一定時間の間隔で継続して洗浄ガスを供給することで行われる。他の例によれば、前記ポンプユニットの洗浄は前記チャンバが洗浄される間行われる。他の例によれば、前記ポンプユニットの洗浄は前記ポンプユニットの自己診断の後、エラーが発生される場合に行われる。この場合、前記ポンプユニットに用いられるモータに流れる電流が継続して測定され、前記ポンプユニットの洗浄は前記ポンプユニットに用いられるモータに流れる電流が設定範囲を逸脱する場合に行われることができる。

本発明によれば、ポンプユニットに直接洗浄ガスを供給してポンプユニットを洗浄するので、チャンバ洗浄に用いられたエッチングガスでポンプユニットを洗浄する時に比べて洗浄効率が向上する。

また、本発明によれば、ポンプユニットが排気管に結合した状態でポンプユニットを洗浄することができるので、ポンプユニットの洗浄のためにポンプを排気管から必ず分離する必要がなく、分離してポンプユニットを洗浄する工程が必要な場合にも、その周期を長くすることができる。この結果、設備稼動率を向上させ、洗浄を容易に実行することができる。

また、本発明によれば、チャンバで工程が進行中にポンプが作動している場合にもポンプユニットを洗浄することができるので設備稼動率が向上する。

また、本発明によれば、洗浄ガスとして、エッチングガスの他に、補助ガスがさらに用いられるので、ラジカルまたはイオン状態で活性化されたエッチングガスの成分がポンプユニット内で再結合することを防止することができる。

また、本発明によれば、ポンプユニットを定期的にまたは適切な時点で洗浄することができるので、ポンプユニットの状態を反応副生成物が蒸着されない初期状態に継続的に維持することができる。したがって、ポンプユニットの寿命が長くなり、ポンプユニットの故障によって設備稼動率が低下することを防止することができる。

以下、図１〜図８を参照して、本発明に係る半導体製造装置をより詳細に説明する。本発明の実施形態は様々な形態に変形することができ、本発明の技術的範囲が以下に説明する実施形態に限定されると解釈されてはならない。本実施形態は当業界で平均的な知識を持つ者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における構成要素の形状は、発明の理解を容易なものとするため誇張されて示している。

本実施形態では蒸着工程が実行される装置を例としてあげて説明する。しかし、これに限らず、本発明はエッチング装置のようにポンプが設けられた排気システム２０を有する他の種類の装置に適用することができる。

図１は本発明に係る半導体素子製造装置（以下、「装置」と称する）１の構成を概略的に示すブロック図である。図１を参照すれば、装置１はチャンバ１０と排気システム２０とを有する。

チャンバ１０は、ウェーハ（図示せず）のような半導体基板を収容する空間を含む。ウェーハに蒸着される工程ガスがガス供給管１２を通じてチャンバ１０内に供給される。チャンバ１０には排気システム２０が連結される。排気システム２０は、工程進行のうちチャンバ１０の内部を工程圧力で維持し、チャンバ１０内で発生する反応副生成物をチャンバ１０から排出する。

排気システム２０は、排気管１００、ポンプユニット２００、及び洗浄ユニット３００を有する。

排気管１００は、チャンバ１０と連結され、チャンバ１０から排出されるガスの移動通路として機能する。

ポンプユニット２００は、排気管１００に設けられ、チャンバ１０からガスを強制吸入してチャンバ１０の内部を工程圧力で維持する。ポンプユニット２００には洗浄ユニット３００が連結される。

洗浄ユニット３００は、ポンプユニット２００内に蒸着された反応副生成物を除去するためにポンプユニット２００内に洗浄ガスを供給する。本発明で洗浄ユニット３００はポンプユニット２００に直接連結されてポンプユニット２００内に直接洗浄ガスを供給する。

図２は本発明の排気システム２０の一例を示す。図２を参照すれば、ポンプユニット２００は流入口２８２及び流出口２８４、及びブースタポンプ２２０とドライポンプ２４０を有する。

ポンプユニット２００は、流入口２８２と流出口２８４によって排気管１００と連結される。チャンバ１０から排気される反応副生成物は流入口２８２を通じてポンプユニット２００内に流入され、流出口２８４を通じてポンプユニット２００から流出される。

ドライポンプ２４０は、チャンバ１０の内部を工程圧力で維持し、ブースタポンプ２２０はドライポンプ２４０のポンピング能力を向上させる。ドライポンプ２４０は、流入口２８２と流出口２８４との間に配置され、ブースタポンプ２２０は流入口２８２とドライポンプ２４０との間に配置される。すなわち、流入口２８２、ブースタポンプ２２０、ドライポンプ２４０、及び流出口２８４は順次に配置され、これらは互いに配管２６２、２６４、２６８によって連結される。ドライポンプ２４０は、チャンバ１０の内部を設定された圧力に維持するために空気を圧縮する複数のステージ２４２を有し、これらステージ２４２は配管２６６によって連結される。ステージ２４２の数及び種類は工程進行の時、要求されるチャンバ１０の工程圧力に応じて異なるように提供されることができる。

上述した例ではポンプユニット２００がドライポンプ２４０とブースタポンプ２２０とを全部具備し、ドライポンプ２４０は複数のステージ２４２を具備すると説明した。しかし、これに限らず、ポンプユニット２００はドライポンプ２４０のみを具備してもよい。また、ドライポンプ２４０は単一のステージ２４２を具備するか、ステージの代わりにスクリュー形状の圧縮器を具備してもよい。

工程が進行されることに従って、ポンプユニット２００内には反応副生成物が蒸着される。反応副生成物はポンプユニット２００に提供された配管２６２、２６４、２６６、２６８やポンプ２２０、２４０内に蒸着される。ポンプユニット２００内に反応副生成物が多量蒸着されれば、ポンプの機能が低下する。これによって、チャンバ１０の内部が所望の工程圧力で維持されず、工程不良が発生する。

洗浄ユニット３００は、ポンプユニット２００を洗浄するためのものである。洗浄ユニット３００は、排気管１２０のうちポンプユニット２００に隣接した位置に、または、ポンプユニット２００に直接連結されて、ポンプユニット２００内に直接、洗浄ガスを供給する。

また、洗浄ユニット３００は、洗浄ガス供給管３２０、注入管３４０、及び活性化部材３６０を有することができる。洗浄ガスは、洗浄ガス貯蔵部（図示しない）から洗浄ガス供給管３２０を通じてポンプユニット２００に供給される。活性化部材３６０は、洗浄ガス供給管３２０上に配置され、洗浄ガスを活性化させる。注入管３４０は、ポンプユニット２００内に直接連結されてポンプユニット２００内に活性化された洗浄ガスを供給する。

洗浄ガスは、エッチングガスと補助ガスとを含む。エッチングガスは、ポンプユニット２００内の反応副生成物をエッチングする。エッチングガスには洗浄に直接寄与する成分と洗浄に直接寄与しない成分が含まれる。活性化されたエッチングガスのうち洗浄に直接寄与する成分がポンプユニット２００内の反応副生成物と結合する前に、洗浄に直接寄与しない成分と再結合する。これは、ポンプユニット２００の洗浄効率を大きく低下させる要因となる。補助ガスは、エッチングガスの成分のうちエッチングに直接寄与しない成分がエッチングに寄与する成分と再結合することを防止する。補助ガスは、エッチングガスの成分のうちエッチングに寄与しない成分と容易に結合することができる成分を含む。

一例によれば、ウェーハ上に蒸着しようとする膜がタングステンである場合、エッチングガスではＮＦ_３が使用され、補助ガスはＯ_２が使用されることができる。ＮＦ_３でエッチングに寄与する成分はフッ素であり、これらはタングステンと反応してフッ化タングステン（ＷＦ_Ｘ）を生成する。ＮＦ_３でエッチングに寄与しない成分は窒素であり、これらは酸素と結合してＮ_２Ｏを生成する。ポンプユニット２００内で窒素は補助ガスである酸素と結合するので、ポンプユニット２００内で窒素がフッ素と再結合することを防止することができる。

上述した例と異なり、エッチングガスとしてＮＦ_３の代わりにパーフルオロカーボン（ｐｅｒｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎ）、ＣｌＦ_３、フッ素（Ｆ_２）などが使用されてもよいし、補助ガスとして酸素の代わりに窒素（Ｎ_２）などが使用されてもよい。

洗浄ガス供給管３２０は、エッチングガス供給管３２２と補助ガス供給管３２４とを有する。エッチングガスと補助ガスはポンプユニット２００の外部で混合した後、ポンプユニット２００内に供給される。

エッチングガス供給管３２２と補助ガス供給管３２４とは、活性化部材３６０に連結されて活性化部材３６０内で混合することができる。これに限らず、エッチングガスと補助ガスとを混合する混合器（図示せず）が別に配置することもできる。

また、選択的にエッチングガスと補助ガスとは、それぞれポンプユニット２００に供給されることができる。エッチングガスと補助ガスの混合比が調節可能になるように、エッチングガス供給管３２２と補助ガス供給管３２４のそれぞれには流量調節器３２２ａ、３２４ａが設けられる。流量調節器３２２ａ、３２４ａでは質量流量計や流量調節バルブなどが使用されることができる。また、エッチングガス供給管３２２と補助ガス供給管３２４のそれぞれにはレギュレータ（ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）３２２ｂ、３２４ｂが設けられることができる。それぞれの流量調節器３２２ａ、３２４ａは流量制御器３２６によって制御される。作業者は、流量制御器３２６を通じてエッチングガスと補助ガスの混合比を調節することができる。

注入管３４０は、ポンプユニット２００に直接連結されて洗浄ガスをポンプユニット２００内に供給する。注入管３４０にはその内部通路を開閉するバルブ３４０ａが設けられる。バルブ３４０ａは、電気的に制御可能なソレノイドバルブが使用されることが望ましい。バルブ３４０ａは、上述した流量制御器３２６によって制御されることができる。

上述したように、洗浄ガスは活性化された状態でポンプユニット２００内に供給される。

一例によれば、図３に示したように活性化部材３６０では、洗浄ガスをプラズマ状態に活性化させるプラズマ発生器３６０ａが使用されることができる。プラズマ発生器３６０ａは、ケーシング３６２、第１電極３６４、第２電極３６６、及び電力供給器３６８を有する。

ケーシング３６２の後面（ｒｅａｒ ｆａｃｅ）には、エッチングガス供給管３２２と補助ガス供給管３２４とが連結され、ケーシング３６２の前面（ｆｒｏｎｔ ｆａｃｅ）には注入管３４０が連結される。ケーシング３６２の一側面には第１電極３６４が設置され、これと向き合う他側面には第１電極３６４と対向するように第２電極３６６が設けられる。第１電極３６４には電力供給器３６８によって高電圧が印加され、第２電極３６６は接地されることができる。電力供給器３６８では高周波電力を印加する高周波発生器（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）が使用されることができる。高周波発生器から印加される高周波電力は電力制御器３６９によって制御されることができる。

他の例によれば、図４に示したように、活性化部材３６０は洗浄ガスをイオン状態に活性化させる加熱器３６０ｂを有する。加熱器３６０ｂはケーシング３６２’、熱線３６４’、及び電源部３６８’を有する。

ケーシング３６２’の後面にはエッチングガス供給管３２２と補助ガス供給管３２４とが連結され、ケーシング３６２’部材の前面には注入管３４０が連結される。ケーシング３６２’の側面には熱線３６４’が設けられる。熱線３６４’はケーシング３６２’の側面を囲むように配置され、コイル形状を有する。熱線３６４’は、電源部３６８’から電力が印加され、電源部３６８’は電力制御器３６９’によって制御される。

エッチングガス及び補助ガスは、エッチングガス供給管３２２と補助ガス供給管３２４とを通じて活性化部材３６０のケーシング３６２内に流入された後、ケーシング３６２内で混合して、ラジカルまたはイオン状態に活性化される。以後、イオン及びラジカル状態のエッチングガスと補助ガスは注入管３４０を通じてポンプユニット２００内に直接供給される。

図５は注入管３４０の一例を示す図である。注入管３４０は活性化部材と連結され、その吐出口がポンプユニット２００の配管２６２、２６４、２６６、２６８（図２参照）内に配置されるように配管２６２、２６４、２６６、２６８の側壁を通じて挿入される。注入管３４０の吐出口は、配管２６２、２６４、２６６、２６８を流れるガスの流れ方向（図５で実線の矢印方向）に順行する方向（図５で点線の矢印方向）に洗浄ガスを吐き出すような形状に形成される。これは、洗浄ユニット３００を通じて供給された洗浄ガスが配管２６２、２６４、２６６、２６８内でガスの流れ方向に沿って所望の領域に安定的に供給されるようにするためである。ここで、配管を流れるガスは、チャンバ１０から排気されるガスであり、ガスの流れに順行する方向とは、ガスの流れ方向と洗浄ガスの吐出方向との間の角（θ）が０゜≦θ＜９０゜であることを意味する。一例によれば、注入管３４０は、配管２６２、２６４、２６６、２６８と垂直した方向に配管２６２、２６４、２６６、２６８を通じて挿入される挿入部３４２と挿入部３４２の一端からガスの流れに順行する方向に傾いた吐出部３４４を有する。挿入部３４２と吐出部３４４とはそれぞれ長さ方向に直径が同一の管形状を有することができる。望ましくは、注入管３４０の吐出口は配管２６２、２６４、２６６、２６８を流れるガスの流れ方向と平行に洗浄ガスを吐き出すような形状に形成される。

図６は注入管３４０の他の例を示す図である。図６を参照すれば、注入管３４０は、配管内の広い領域に洗浄ガスを供給することができる形状を有する。注入管３４０は、挿入部３４２、吐出部３４４、及びシャワーヘッド３４６を有する。挿入部３４２及び吐出部３４４は、図５に示した挿入部３４２及び吐出部３４４と同一であるので、これに対する詳細な説明は略する。

シャワーヘッド３４６は、吐出部３４４から吐き出された洗浄ガスが広い領域に均一に広がるようにするものである。シャワーヘッド３４６は、吐出部３４４の一端に結合する。シャワーヘッド３４６は、吐出部３４４から吐出された洗浄ガスが配管２６２、２６４、２６６、２６８内に供給される前に一時的に留まる空間を定義する側壁３４６ａと噴射板３４６ｂとを有し、空間内に流入された洗浄ガスは噴射板３４６ｂに配置された複数の噴射ホール３４６ｃを通じて配管２６２、２６４、２６６、２６８内の領域に広く広がる。

注入管３４０が連結されるポンプユニット２００の位置は多様である。図２に示したように、注入管３４０はポンプユニット２００の流入口２８２または流入口２８２とブースタポンプ２２０を連結する配管２６２に連結されることができる。

選択的に図７Ａに示したように、注入管３４０はブースタポンプ２２０とドライポンプ２４０を連結する配管２６４に連結されることができる。

また、選択的に図７Ｂに示したように、注入管３４０はドライポンプ２４０内のステージ２４２を連結する配管２６６に連結されることができる。

また、選択的に図７Ｃに示したように、注入管３４０はドライポンプ２４０と流出口２８４を連結する配管２６８に連結されることができる。

また、選択的に図７Ｄに示したように、注入管３４０はブースタポンプ２２０及びステージ２４２内に直接連結されることができる。

また、選択的に図７Ｅに示したように、注入管３４０は排気管１２０のうちポンプユニット２０に隣接した位置に結合することができる。

ポンプユニット２００の流出口２８４と連結される排気管（図２の参照符号１４０）の内部はポンプユニット２００の流入口２８２と連結される排気管（図２の参照符号１２０）に比べて高い圧力を有するので、排気管１４０内に蒸着される反応副生成物の量は排気管１２０に蒸着される反応副生成物の量より相対的に多い。注入管３４０がドライポンプ２４０と流出口２８４とを連結する配管２６８、または流出口２８４に直接連結される場合、ポンプユニット２００だけでなく流出口２８４と連結される排気管１００の洗浄効率を向上させることができる。

注入管３４０が連結されるポンプユニット２００の位置は、ポンプユニット２００内で蒸着が多く行われる領域の位置に応じて決められることが望ましい。例えば、工程進行の時、ポンプユニット２００内でブースタポンプ２２０内に相対的に多量の蒸着が行われる場合、注入管３４０は図２のように流入口２８２とブースタポンプ２２０とを連結する配管２６２に結合するか、ブースタポンプ２２０に直接結合することができる。

図２、図７Ａ〜図７Ｅでは、ポンプユニット２００内にまたは排気管１２０のうちポンプユニット２００に隣接した位置に一つの注入管３４０が結合する場合のみを示した。しかし、これに限らず、注入管３４０は、複数個が互いに異なっている位置で排気管１２０のうちポンプユニット２００に隣接した位置にまたはポンプユニット２００に結合することができる。

上述した流量制御器３２６及び電力制御器３６９は、装置の作動を全体的に制御するメイン制御器４００によって調節される。メイン制御器４００は、流量制御器３２６及び電力制御器３６９を制御してポンプユニット２００の洗浄時期を制御する。

一例によれば、ポンプユニット２００の洗浄は定期的に行われる。すなわち、チャンバ１０であらかじめ設定された数のウェーハに対して工程が実行されるか、あらかじめ設定された時間が経過すれば、メイン制御器４００はポンプユニット２００の洗浄が行われるように流量制御器３２６と電力制御器３６９とを制御する。

他の例によれば、ポンプユニット２００の洗浄は継続して行われる。すなわち、工程が進行する間、または工程進行するか否かに関係なしに、メイン制御器４００は洗浄ガスがポンプユニット２００内に一定の時間間隔で継続して供給されるように流量制御器３２６と電力制御器３６９とを制御する。

他の例によれば、ポンプユニット２００の洗浄は、チャンバ１０の洗浄と連係して行われる。すなわち、メイン制御器４００はチャンバ１０の洗浄が行われる時、ポンプユニット２００の洗浄が行われるように流量制御器３２６と電力制御器３６９とを制御する。

他の例によれば、ポンプユニット２００の洗浄は作業者の直接的な指示によって定期的または非定期的に行われる。作業者はメイン制御器４００を直接操作するか、遠距離制御方式に応じてメイン制御器４００を操作することができる。

他の例によれば、ポンプユニット２００の洗浄は装置の稼動の可否及び生産状況と連動して行われる。すなわち、メイン制御器４００は装置が稼動されない時点などのようにあらかじめ設定された時点でポンプユニット２００の洗浄が行われるように流量制御器３２６と電力制御器３６９とを制御することができる。

他の例によれば、ポンプユニット２００の洗浄は自己診断方式によって行われる。すなわち、工程進行の時、ポンプユニット２００に配置されたモータ（図示せず）に対して、あらかじめ設定した範囲を逸脱した負荷がかかる時、メイン制御器４００はポンプユニット２００の洗浄が行われるように流量制御器３２６と電力制御器３６９とを制御する。

一例によれば、図８に示したように、ブースタポンプ２２０及びそれぞれのステージ２４２に提供されるモータに流れる電流の大きさを測定する測定器３８０が設置され、それぞれの測定器３８０は測定された値をメイン制御器４００に送る。メイン制御器４００は送られた測定値が設定範囲を逸脱すればポンプユニット２００の洗浄が行われるようにする。

本発明は、半導体素子製造に関する技術分野に有用である。

本発明の半導体素子製造装置の構造を概略的に示す図である。 図１の排気システムの一例を概略的に示す図である。 図２の活性部材の一例を示す図である。 図２の活性部材の他の例を示す図である。 配管に挿入された噴射管の一例を示す図である。 配管に挿入された噴射管の他の例を示す図である。 ポンプユニットに結合する噴射管の多様な位置を示す図である。 ポンプユニットに結合する噴射管の多様な位置を示す図である。 ポンプユニットに結合する噴射管の多様な位置を示す図である。 ポンプユニットに結合する噴射管の多様な位置を示す図である。 ポンプユニットに結合する噴射管の多様な位置を示す図である。 図１の排気システムの他の例を概略的に示す図である。

符号の説明

１０ チャンバ、
２０ 排気システム、
１００ 排気管、
２００ ポンプユニット、
２２０ ブースタポンプ、
２４０ ドライポンプ、
２４２ ステージ、
３００ 洗浄ユニット、
３２２ エッチングガス供給管、
３２４ 洗浄ガス供給管、
３２２ａ，３２４ａ 流量調節器、
３２６ 流量制御器、
３４０ 注入管、
３６０ 活性化部材、
４００ メイン制御器。

Claims (32)

1. チャンバと、
   前記チャンバと連結され、工程進行のうち前記チャンバ内で発生する副生成物を排気して、前記チャンバ内の圧力を調節する排気システムとを含む半導体製造装置であって、
   前記排気システムは、
   前記チャンバに連結される排気管と、
   前記排気管に配置けられるポンプユニットと、
   前記排気管のうち前記ポンプユニットと隣接した位置に、または、前記ポンプユニットに直接連結され、前記ポンプユニットに直接洗浄流体を供給する洗浄ユニットと、
   を含むことを特徴とする半導体素子製造装置。
2. 前記ポンプユニットは、
   前記ポンプユニットを前記排気管に連結する流入口及び流出口と、
   前記チャンバ内の圧力を調節するドライポンプと、
   前記流入口と前記ドライポンプとの間に設置され、前記ドライポンプのポンピング能力を向上させるブースタポンプと、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体素子製造装置。
3. 前記洗浄ユニットは、
   洗浄ガスを供給する洗浄ガス供給管と、
   前記洗浄ガスを活性化する活性化部材と、
   活性化された前記洗浄ガスを前記ポンプユニットに注入する注入管と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体素子製造装置。
4. 前記活性化部材は、前記洗浄ガスからプラズマを発生させるプラズマ発生器を含むことを特徴とする請求項３に記載の半導体素子製造装置。
5. 前記プラズマ発生器は、
   前記注入管と前記洗浄ガス供給管との間に配置され、前記注入管と前記洗浄ガス供給管とに連結されるケーシングと、
   前記ケーシングの一側に形成される第１電極と、
   前記第１電極と対向して配置され、前記ケーシングの他側に形成される第２電極と、
   前記第１電極または前記第２電極にエネルギーを印加する電力供給器と、
   を含むことを特徴とする請求項４に記載の半導体素子製造装置。
6. 前記活性化部材は、前記洗浄ガスを加熱する加熱器を含むことを特徴とする請求項３に記載の半導体素子製造装置。
7. 前記洗浄ガスは、
   前記ポンプユニット内の副生成物をエッチングするエッチングガスと、
   前記エッチングガスの成分のうちエッチングに直接寄与しない成分とエッチングに寄与する成分との再反応することを防止するために、前記エッチングに直接寄与しない成分と結合する補助ガスと、
   を含むことを特徴とする請求項３に記載の半導体素子製造装置。
8. 前記洗浄ガス供給管は、
   前記活性化部材に前記エッチングガスを供給するエッチングガス供給管と、
   前記活性化部材に前記補助ガスを供給する補助ガス供給管と、
   を含むことを特徴とする請求項７に記載の半導体素子製造装置。
9. 前記洗浄ユニットは、
   前記エッチングガス供給管に配置けられる流量調節器と、
   前記補助ガス供給管に配置けられる流量調節器と、
   前記エッチングガス供給管に配置された流量調節器及び前記補助ガス供給管に配置された流量調節器を制御する流量制御器と、
   を含むことを特徴とする請求項８に記載の半導体素子製造装置。
10. 前記注入管は前記ポンプユニット内に配置された配管内に挿入され、
    前記注入管の吐出口は前記排気システムを流れるガスの流れ方向に順行する方向に前記洗浄ガスを吐き出すような形状に形成されることを特徴とする請求項３に記載の半導体素子製造装置。
11. 前記注入管の吐出口は、前記排気システムを流れるガスの流れ方向と平行の方向に前記洗浄ガスを吐き出すような形状に形成されることを特徴とする請求項１０に記載の半導体素子製造装置。
12. 前記注入管は、前記洗浄ガスを広い領域に分散させるため、前記注入管の一端に複数の噴射孔が形成されたシャワーヘッドを有することを特徴とする請求項１１に記載の半導体素子製造装置。
13. 前記洗浄ユニットは、前記ポンプユニットの流入口、または、前記流入口と前記ブースタポンプとを連結する配管に直接連結されることを特徴とする請求項２に記載の半導体素子製造装置。
14. 前記洗浄ユニットは、前記ブースタポンプと前記ドライポンプとを連結する配管に直接連結されることを特徴とする請求項２に記載の半導体素子製造装置。
15. 前記ドライポンプは複数のステージを含み、
    前記洗浄ユニットは前記ステージを連結する配管のうちの少なくともいずれか一つの配管に直接連結されることを特徴とする請求項２に記載の半導体素子製造装置。
16. 前記洗浄ユニットは、前記ドライポンプと前記流出口とを連結する配管に直接連結されることを特徴とする請求項２に記載の半導体素子製造装置。
17. 前記排気システムは、
    前記ポンプユニット内に配置されたモータの負荷を測定する測定器と、
    前記測定器から測定値が伝送され、伝送された測定値に応じて前記ポンプユニットの洗浄時期を制御するメイン制御器と、
    をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体素子製造装置。
18. 前記チャンバは、蒸着工程が実行されるチャンバであることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子製造装置。
19. 半導体素子製造装置に使用されるチャンバから反応副生成物を排気する排気管に連結されるポンプユニットを洗浄する方法であって、
    前記排気管のうちポンプユニットと隣接する位置に、または、前記ポンプユニットに洗浄ガスを供給する供給管を直接連結して、前記ポンプユニットの内部に直接洗浄ガスを供給することによって、前記ポンプユニットを洗浄することを特徴とするポンプユニットを洗浄する方法。
20. 前記洗浄ガスは、前記ポンプユニット内で相対的に蒸着された反応副生成物が多い領域に直接供給されることを特徴とする請求項１９に記載のポンプユニットを洗浄する方法。
21. 前記洗浄ガスはプラズマ状態に活性化された後、前記ポンプユニットに供給されることを特徴とする請求項１９に記載のポンプユニットを洗浄する方法。
22. 前記洗浄ガスはヒータによって加熱された後、前記ポンプユニットに供給されることを特徴とする請求項１９に記載のポンプユニットを洗浄する方法。
23. 前記洗浄ガスは、
    前記ポンプユニット内に蒸着された反応副生成物をエッチングするエッチングガスと、
    前記エッチングガスの成分のうちエッチングに直接参加しない成分がエッチングに参加する成分と再反応することを防止するため、前記エッチングに直接参加しない成分と結合する補助ガスと、
    を含むことを特徴とする請求項１９に記載のポンプユニットを洗浄する方法。
24. 前記ポンプユニットに配置される前記エッチングガスの流量と前記補助ガスの流量とは、調節可能であることを特徴とする請求項２３に記載のポンプユニットを洗浄する方法。
25. 前記ポンプユニットの洗浄は、前記チャンバで工程が進行される間実行されることを特徴とする請求項１９に記載のポンプユニットを洗浄する方法。
26. 前記ポンプユニットの洗浄は前記チャンバであらかじめ設定された数のウェーハに対して工程が実行された場合、または、あらかじめ設定された時間が経過した場合、実行されることを特徴とする請求項１９に記載のポンプユニットを洗浄する方法。
27. 前記ポンプユニットの洗浄は前記チャンバで工程が進行されるか否かに関係なく、一定時間の間隔で継続して洗浄ガスを供給することによって実行されることを特徴とする請求項１９に記載のポンプユニットを洗浄する方法。
28. 前記ポンプユニットの洗浄は、前記チャンバが洗浄される間実行されることを特徴とする請求項１９に記載のポンプユニットを洗浄する方法。
29. 前記ポンプユニットは、ポンプユニットを作動させるためのモーターを含み、
    前記ポンプユニットの洗浄は、前記モーターに対して、あらかじめ定められた負荷がかかる場合に実行されることを特徴とする請求項１９に記載のポンプユニットを洗浄する方法。
30. 前記ポンプユニットに使用されるモータに流れる電流を継続的に測定し、前記ポンプユニットの洗浄は電流の測定値が設定範囲を逸脱する場合に実行されることを特徴とする請求項２９に記載のポンプユニットを洗浄する方法。
31. 前記洗浄ガスは前記ポンプユニットに提供された配管でガスが流れる方向に順行するように前記配管内に供給されることを特徴とする請求項１９に記載のポンプユニットを洗浄する方法。
32. 前記ポンプユニットはブースタポンプとドライポンプとを含み、
    前記洗浄ガスによって洗浄が行われる対象は前記ブースタポンプ及び前記ドライポンプの少なくともいずれか一方であることを特徴とする請求項１９に記載のポンプユニットを洗浄する方法。

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