JP2008545262A - 排気ガスの処理方法 - Google Patents

Abstract

【解決手段】処理チャンバ（１２）からガスの形態である爆発材料の流体流れを輸送するフォアライン（foreline）（１０）の内部において、固形爆発材料の蓄積を阻止する方法であって、爆発材料と反応させて非爆発材料を形成するために、源（１６）から流体流れに酸化剤を供給し、酸化剤の処理チャンバ内への移動を阻止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、排気ガスの処理方法に関し、処理チャンバからガスの形態である爆発材料の流体流れを輸送するフォアライン（foreline）の内部において、固形爆発材料の蓄積を阻止する方法に関する。

エピタキシャル堆積処理は、シリコン及び化合物半導体の用途の両方において、高速半導体装置に、ますます使用されている。エピタキシャル層は、慎重に成長した、単結晶のシリコン膜である。エピタキシャル堆積は、シリコン源のガス、代表的には、トリクロロシランやジクロロシランなどの、シラン又はクロロシランの化合物を利用し、代表的には約８００〜１１００℃の高温の水素雰囲気において、真空状態の下で行われる。エピタキシャル堆積処理は、製造される装置の必要に応じて、しばしば、少量の硼素、燐、砒素、ゲルマニウム、又は炭素でドーピングされる。また、堆積処理間において、チャンバをクリーニングするために塩化水素が使用される。

そうした堆積処理においては、処理チャンバ内における堆積ガスの滞在時間は比較的短く、堆積処理中には、チャンバに供給されたガスのわずかな割合だけが消費される。その結果、チャンバに供給された堆積ガスの大部分は、堆積処理の副産物と一緒に、チャンバから排気される。

エピタキシャル堆積処理に特に関連したひとつの問題点は、副産物が、処理チャンバと真空ポンプとの間に延在するフォアラインの内壁面に、付着し又は堆積することである。そうした副産物は、シリコンと塩素との化合物、または、シリコンと水素との化合物である傾向がある。これらの副産物は、ＳｉxＣｌyＨzの形態であるクロロシランの高分子を含む。これらの高分子は、雰囲気に含まれる湿度に曝されるならば、例えば、ポリシロキサンなどの、自己発火可能な又は爆発性の材料に変換される。その結果、この材料がフォアラインの内部に蓄積すると、フォアラインが空気に曝されたとき、例えば、フォアラインの内部に堆積した高分子を除去するための保守中にフォアラインが分解されたとき、または、フォアラインの漏れに起因してフォアラインの中に空気が不用意に侵入したとき、爆発が起こるリスクがある。

本発明の少なくとも好ましい実施形態の目的は、この問題点及びその他の問題点の解決を求めることである。

本発明の第１の観点によれば、処理チャンバからガスの形態である爆発材料の流体流れを輸送するフォアラインの内部において、固形爆発材料の蓄積を阻止する方法が提供され、前記方法は、爆発材料と反応させて非爆発材料を形成するために、流体流れに酸化剤を供給する段階と、酸化剤の処理チャンバ内への移動を阻止する段階と、を備えていることを特徴とする。

制御可能な量の酸化剤を、ガス状の爆発材料と反応させるために、流体流れに供給することで、この材料は、フォアラインの内面に凝縮する前に、非爆発材料に変換できて、それにより、安全性を高められる。酸化剤は、好ましくは、フォアラインに直接供給され、好ましくは、可能な限り処理チャンバの近くに供給され、爆発材料が蓄積するフォアラインの範囲を減少させる。

酸化剤が、処理チャンバに供給されるガスと不都合に反応する場合には、酸化剤が処理チャンバに侵入するのを防ぐために、酸化剤がフォアラインから処理チャンバに移動するのを阻止する手段が提供される。隔離手段は、好ましくはポンプ機構によって提供され、フォアラインに酸化剤が供給される酸化剤入口の上流側に設けられる。このポンプ機構は、処理チャンバからの排気ガスを部分的に圧縮して、それにより、酸化剤の著しい侵入からチャンバを隔離する。変形例としては、隔離手段は、酸化剤入口の上流側のフォアラインに配置されたオリフィスを備えても良い。

酸化剤をフォアラインに直接供給するのとは対照的に、酸化剤は、ポンプ機構に組み込まれた真空ポンプの酸化剤入口に供給しても良く、酸化剤の入口は好ましくはポンプ機構の下流側に配置され、このポンプ機構は、酸化剤が処理チャンバ内に移動するのを阻止する。例えば、真空ポンプが多段階のポンプならば、酸化剤の入口は、ポンプの段階間に配置される。

第２の観点において、本発明によって提供される、チャンバからの排気ガスを処理する方法は、排気ガスはガスの形態である爆発材料から構成され、前記方法は、爆発材料と反応させて非爆発材料を形成するために、排気ガスに酸化剤を供給する段階と、酸化剤のチャンバ内への移動を阻止する段階と、を備えていることを特徴とする。

第３の観点において、本発明によって提供されるシステムは、処理チャンバからガスの形態である爆発材料の流体流れを輸送するフォアラインの内部において、固形爆発材料の蓄積を阻止するシステムであって、システムは、爆発材料と反応させて非爆発材料を形成するために、流体流れに酸化剤を供給する手段と、酸化剤の処理チャンバ内への移動を阻止する手段と、を備えていることを特徴とする。

第４の観点において、本発明によって提供されるシステムは、チャンバからの排気ガスを処理するシステムであって、排気ガスはガスの形態である爆発材料から構成され、前記システムは、爆発材料と反応させて非爆発材料を形成するために、排気ガスに酸化剤を供給する手段と、酸化剤のチャンバ内への移動を阻止する手段と、を備えていることを特徴とする。

本発明の方法の観点に関連して上述した特徴は、システムの観点にも等しく適用可能であり、逆もまた同様である。

例として、本発明の実施形態について、以下に添付図面を参照して説明するが、図面に模式的に示したシステムは、処理チャンバ１２から真空ポンプ１４へと流体流れ又は排気ガスを輸送するフォアライン１０の内部に、固体爆発材料が蓄積するのを阻止するためのシステムである。システムは、エピタキシャル堆積処理が実行される処理チャンバ１２について特定の用途を見い出されるが、というのは、そうした処理は、ガスの形態である爆発材料の排気をもたらすためである。そうした爆発材料は、代表的には、高分子材料であり、代表的には、シリコンと塩素とから構成され、例えば、クロロシランの高分子である。しかしながら、システムは、そうした処理チャンバとの使用に制限されるものではなく、システムは、爆発材料を排気するあらゆる他のチャンバと組み合わせて使用することができる。

システムは、酸化剤の源１６を備え、例えば、酸素、オゾン、空気、フッ素、過酸化物、及び水蒸気のうち少なくともひとつであり、好ましくは、その湿度が制御され、排気ガス流れの中の爆発材料と反応して、非爆発材料を形成する。図示の実施形態においては、酸化剤は、連続的に、又は定期的に、源から酸化剤入口１８を通して、フォアライン１０の中に直接運ばれ、酸化剤入口は、好ましくは、可能な限り処理チャンバ１２の近くに配置され、爆発材料が蓄積するフォアラインの長さを最小化している。フォアライン１０への酸化剤の供給は、制御装置２０によって制御され、制御装置は、バルブ２２又はその他の可変流れ伝達装置に信号を供給して、フォアライン１０への酸化剤の供給を制御する。図示の通り、制御装置２０は、それぞれのガス源２４，２６，２８（図面には３つを示しているが、任意の数が設けられる。）から、処理チャンバに、処理ガスを供給するように構成されている。これは、処理チャンバ１２への１又は複数の処理ガスの供給と同期させて、フォアラインに酸化剤を周期的に供給することを可能にする。

酸化剤が、フォアライン１０から処理チャンバ１２へ移動するのを阻止するため、この例においては、処理チャンバ１２と酸化剤入口１８との間に、追加的なポンプ機構を設けている。図示の通り、このポンプ機構は、フォアライン１０の中に配置されたポンプ３０の一部分を形成している。適当なポンプ機構の例は、ルーツポンプ機構である。ポンプ機構は、処理チャンバ１２から吸引した排気ガスを部分的に圧縮し、それにより、処理チャンバ１２を酸化剤の著しい侵入から隔離する。さらに、このポンプ機構を使用して、フォアライン１０の温度及び圧力を制御し、従って、爆発材料をフォアライン１０の内部にガスの形態にて残すのを助ける。

酸化剤が処理チャンバに移動するのを阻止するために、追加的なポンプ機構を設けるのに代えて、酸化剤入口１８の上流側のフォアライン１０に、オリフィスを配置しても良い。

本発明の実施形態によるシステムを示したブロック図である。

Claims (21)

1. 処理チャンバからガスの形態である爆発材料の流体流れを輸送するフォアラインの内部において、固形爆発材料の蓄積を阻止する方法であって、前記方法は、爆発材料と反応させて非爆発材料を形成するために、流体流れに酸化剤を供給する段階と、酸化剤の処理チャンバ内への移動を阻止する段階と、を備えていることを特徴とする方法。
2. 酸化剤は、フォアラインに直接供給されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 酸化剤は、処理チャンバの近くにおいて、フォアラインに供給されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 酸化剤の処理チャンバ内への移動を阻止するために、流体流れに酸化剤が供給される酸化剤入口の上流側にポンプ機構が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の方法。
5. ポンプ機構は、フォアラインの内部において処理チャンバと酸化剤入口との間に配置されてなる、真空ポンプの一部分を形成していることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 酸化剤の処理チャンバ内への移動を阻止するために、流体流れに酸化剤が供給される酸化剤入口の上流側位置において、フォアラインにオリフィスが設けられていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の方法。
7. 酸化剤は、連続的にフォアラインに供給されることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の方法。
8. 酸化剤は、定期的にフォアラインに供給されることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の方法。
9. 爆発材料は、高分子材料から構成されていることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の方法。
10. 爆発材料は、少なくともシリコンと塩素との化合物から構成されていることを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 酸化剤は、酸素、オゾン、空気、フッ素、過酸化物、及び水蒸気のうちの少なくともひとつから構成されていることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の方法。
12. 酸化剤の湿度が制御されることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の方法。
13. チャンバからの排気ガスを処理する方法であって、排気ガスはガスの形態である爆発材料から構成され、前記方法は、爆発材料と反応させて非爆発材料を形成するために、排気ガスに酸化剤を供給する段階と、酸化剤のチャンバ内への移動を阻止する段階と、を備えていることを特徴とする方法。
14. 処理チャンバからガスの形態である爆発材料の流体流れを輸送するフォアラインの内部において、固形爆発材料の蓄積を阻止するシステムであって、システムは、爆発材料と反応させて非爆発材料を形成するために、流体流れに酸化剤を供給する手段と、酸化剤の処理チャンバ内への移動を阻止する手段と、を備えていることを特徴とするシステム。
15. 供給手段は、酸化剤をフォアラインに直接供給するように構成されていることを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
16. 供給手段は、酸化剤を処理チャンバの近くにおいて、フォアラインに供給するように構成されていることを特徴とする請求項１４又は１５に記載のシステム。
17. 酸化剤の処理チャンバ内への移動を阻止するために、流体流れに酸化剤が供給される酸化剤入口の上流側にポンプ機構からなる隔離手段が設けられていることを特徴とする請求項１４乃至１６の何れか１項に記載のシステム。
18. ポンプ機構は、フォアラインの内部において処理チャンバと酸化剤入口との間に配置されてなる、真空ポンプの一部分を形成していることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
19. 酸化剤の処理チャンバ内への移動を阻止するために、流体流れに酸化剤が供給される酸化剤入口の上流側位置において、フォアラインにオリフィスからなる隔離手段が設けられていることを特徴とする請求項１４乃至１６の何れか１項に記載のシステム。
20. 酸化剤は、酸素、オゾン、空気、フッ素、過酸化物、及び水蒸気のうちの少なくともひとつから構成されていることを特徴とする請求項１４乃至１９の何れか１項に記載のシステム。
21. チャンバからの排気ガスを処理するシステムであって、排気ガスはガスの形態である爆発材料から構成され、前記システムは、爆発材料と反応させて非爆発材料を形成するために、排気ガスに酸化剤を供給する手段と、酸化剤のチャンバ内への移動を阻止する手段と、を備えていることを特徴とするシステム。

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