JP2010016227A - 半導体製造装置および排気トラップ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の排気トラップ装置は、ハウジングと、前記ハウジングの内部に排気ガスを導入する排気ガス導入口と、前記ハウジングの外部に排気ガスを導出する排気ガス導出口と、前記ハウジングの内部に設けられた冷却コイルと、前記冷却コイルに冷媒を供給する冷媒供給手段と、前記冷却コイルを加熱する加熱手段と、を備えることを特徴とするものである。
【選択図】図2
Description
この実施の形態1はMOCVD装置の排気ガスに含まれる未反応ガスを冷却コイルにより捕集する半導体製造装置および排気トラップ装置に関するものである。この実施の形態1に係る排気トラップ装置は、冷却コイルに生成した未反応ガスの堆積物を溶融することにより、排気ガス通過経路が局所的に閉塞することを防止するものである。下記に、まず、この半導体製造装置について説明する。その後、排気トラップ装置に関して説明する。
下記に、この実施の形態1に係る半導体製造装置について説明する。図1は、この半導体製造装置を示す図である。図1において、矢印の方向は、この半導体製造装置における排気経路の下流の方向を示す。この半導体製造装置はリン系化合物半導体を成膜する装置であり、反応炉10を備える。反応炉10は排気トラップ装置12に接続している。排気トラップ装置12はスロットバルブ14を介し減圧ポンプ16に接続している。また、この半導体製造装置は、減圧ポンプ16よりも下流の位置にも排気トラップ装置12を備えている。
続いて、上述した排気トラップ装置12の構成について説明する。図2は、この排気トラップ装置12の概略断面図である。図2に示すように、この排気トラップ12はハウジング20を備えている。このハウジング20は、A−A´を中心軸とする円筒形状である。そして、ハウジング20の上端はフランジ22で閉じられている。ハウジング24の下端はフランジ24で閉じられている。ハウジング20の側面には、排気ガス導入口26が設けられている。また、ハウジング20内部には、A−A´を中心軸とする導出管28が設けられている。導出管28はハウジング20の上端付近から下端を通りハウジング20外部にまで至っている。そして、導出管28はハウジング20の下端に設けられた排気ガス導出口30に接続している。そして、ハウジング20内部には、直径の異なる冷却コイル32と冷却コイル34が、導出管28を取囲むように設けられている。
続いて、この排気トラップ装置12により排気ガス内の未反応ガスが捕集されるプロセスについて以下に説明する。上述した半導体製造装置の反応炉10から排気ガスが排出される。この排気ガスは排気ガス導入口26から排気トラップ装置12に導入される。
以上のように、この実施の形態1に係る排気トラップ装置12では、冷却コイル32および冷却コイル34の冷却効率の低下および、排気ガス通過経路の局所的な閉塞を防止できる。また、排気トラップ装置12の交換周期を2倍以上に伸ばすことができる。
この実施の形態1に係る排気トラップ装置12において、未反応ガスを冷却するプロセスと、未反応ガスの堆積物を加熱するプロセスを制御する方法は、人がマニュアルで制御する方法でも、自動制御する方法でも構わない。
この実施の形態2は、MOCVD装置の排気ガスに含まれる未反応ガスを冷却コイルにより捕集する排気トラップ装置に関するものである。下記に、この実施の形態2に係る排気トラップ装置に関して、実施の形態1とは異なる点のみを説明する。
まず、この実施の形態2に係る排気トラップ装置の構成に関して説明する。図3に、この実施の形態2に係る排気トラップ装置46の概略断面図を示す。この排気トラップ装置46においては、冷却コイル48、冷却コイル50の直径がフランジ24側に近づくほど大きくなっている。あわせて、導出管28と冷却コイル48間の距離がフランジ24側に近づくに従い大きくなっている。他の構成に関しては、実施の形態1と同じなので説明を省略する。
続いて、この排気トラップ装置46における未反応ガスの捕集に関して説明する。排気トラップ装置46には実施の形態1と同様に排気ガスが排気ガス導入口26から導入される。実施の形態1においても述べたように、排気トラップ装置46に導入された排気ガスにおける未反応ガスの濃度は排気ガス通過経路の上流側が高くなる。図3に、排気トラップ装置46に導入された排気ガスが流れる方向を矢印で示す。この矢印に示されるように、排気ガスは排気ガス導入口26からハウジング20の下端側のフランジ24の方向に流れる。その後、排気ガスはハウジング20の下端側から、導出管28と冷却コイル48間、冷却コイル48と冷却コイル50間を通り、ハウジング20の上端側に流れる。このように、冷却コイル48と冷却コイル50においてはフランジ24側の箇所(図3に示す、H1、H2の領域)が排気ガス通過経路の上流となる。従って、H1、H2の領域における未反応ガスの濃度は高いので、この領域に集中して未反応ガスの凝固物が堆積する。従って、仮に、冷却コイル48と冷却コイル50が実施の形態1と同一形状であるとすると、H1、H2の領域において導出管28と冷却コイル48間が局所的に閉塞することになる。
以上のように、この実施の形態2に係る排気トラップ装置46では、排気ガスの捕集に使用できる時間を長くできる。このため、この排気トラップ装置46を使用する半導体製造装置の稼働率を高くすることができる。
この実施の形態2に係る排気トラップ装置46においては、図3に示したように、冷却コイル48の直径および冷却コイル50の直径が、同一比率で、フランジ24側に近づくに従い大きくなっている。この実施の形態2は、これに限定されない。冷却コイル50の直径の方が、冷却コイル48の直径と比較して大きい比率で、フランジ24側に近づくに従い大きくなっていくようにしても構わない。この場合には、フランジ24側に近づくに従い、冷却コイル48と冷却コイル50間の距離も大きくなる。このため、冷却コイル48と冷却コイル50間における局所的な閉塞も防止できる。この結果、この排気トラップ装置46を使用する半導体製造装置の稼働率をより高くすることができる。
この実施の形態3は、MOCVD装置の排気ガスに含まれる未反応ガスを冷却コイルにより捕集する排気トラップ装置に関するものである。下記に、この実施の形態3に係る排気トラップ装置に関して、実施の形態1とは異なる点のみを説明する。
図4に、この実施の形態3に係る排気トラップ装置52の概略断面図を示す。この排気トラップ装置52には、実施の形態1とは異なり、ハウジング20の外周にヒーター54が設けられている。そして、この排気トラップ装置52の冷却コイル32と冷却コイル34に未反応ガスの堆積物が生成した場合に、冷却コイル32および冷却コイル34を冷却する冷却ユニットを停止して、ヒーター54によりその堆積物を加熱し溶融する。
以上のように、この実施の形態3に係る排気トラップ装置52では、冷却コイル32および冷却コイル34に温水を流すことなく未反応ガスの堆積物を溶融することができる。これにより、冷却コイル32および冷却コイル34の冷却効率の低下および局所的な閉塞を防止できる。また、排気トラップ装置52の交換周期を2倍以上に伸ばすことができる。
この実施の形態3に係る排気トラップ装置52において、冷却コイル32および冷却コイル34に温水を流すことなく未反応ガスの堆積物を溶融して剥離する方法は、ヒーター54で加熱する方法に限られない。ヒーター54で加熱するのではなく、例えば、排気ガス導入口26から高温ガスを導入し高温ガスの熱により堆積物を溶融する方法をとってもよい。
この実施の形態4は、MOCVD装置の排気ガスに含まれる未反応ガスを冷却コイルにより捕集する排気トラップ装置に関するものである。下記に、この実施の形態4に係る排気トラップ装置に関して、実施の形態1とは異なる点のみを説明する。
まず、この実施の形態4に係る排気トラップ装置の構成に関して説明する。図5に、この実施の形態4に係る排気トラップ装置56の概略断面図を示す。実施の形態1とは異なり、この排気トラップ装置56にはハウジング58の下端側にフランジおよび集積容器が設けられていない。その代わり、ハウジング58の底部が円錐状になっており、ハウジング58の底部に切離しタンク60が設けられている。この切離しタンク60は、ハウジング58の底部から切離すことが可能である。また、この切離しタンク60とハウジング58の底部の接続部分には、バルブ62およびバルブ64が設けられている。バルブ62、バルブ64を開くことにより、未反応ガスの堆積物が溶融したものをハウジング58側から切離しタンク60内に集積することができる。バルブ62、バルブ64を閉じることで、ハウジング58を密閉できる。
続いて、この排気トラップ装置56における切離しタンク60に関して説明する。この排気トラップ装置56においては、冷却コイル32および冷却コイル34に生成した未反応ガスの堆積物を溶融させて切離しタンク60に集積できる。そして、切離しタンク60に堆積物が限度まで溜まった時点で、バルブ62、バルブ64を閉じ、切離しタンク60のみを交換する。この切離しタンク60の交換を行う際には、バルブ62、バルブ64を閉じている。このため、排気ガス等を流出させることなく、未反応ガスの捕集運転を続けることができる。
以上のように、この実施の形態4に係る排気トラップ装置56では、切離しタンク60のみを交換することで未反応ガスの堆積物を廃棄できる。このため、排気トラップ装置56の交換作業が不要となる。これにより、排気トラップ装置56を使用する半導体製造装置の稼働率を高くすることができる。
12;46;52;56 排気トラップ装置
20;58 ハウジング
22,24 フランジ
26 排気ガス導入口
28 導出管
30 排気ガス導出口
32;48,34;50 冷却コイル
36 冷却水導入口
38 冷却水導出口
40 導出管入口
42 集積容器
44 仕切り板
54 ヒーター
60 切離しタンク
62,64 バルブ
Claims (7)
- ハウジングと、
前記ハウジングの内部に排気ガスを導入する排気ガス導入口と、
前記ハウジングの外部に排気ガスを導出する排気ガス導出口と、
前記ハウジングの内部に設けられた冷却コイルと、
前記冷却コイルに冷媒を供給する冷媒供給手段と、
前記冷却コイルを加熱する加熱手段と、
を備えることを特徴とする排気トラップ装置。 - 前記加熱手段が前記冷却コイルに加熱媒体を供給するものであることを特徴とする請求項1記載の排気トラップ装置。
- 前記ハウジングの内面が第一の底面、第二の底面および側面から構成され、
前記冷却コイルの第一の端部が前記第一の底面に対向し、
前記冷却コイルの第二の端部が前記第二の底面に対向し、
前記排気ガス導入口が前記側面に設けられ、
前記排気ガス導出口が前記第二の底面に設けられ、
前記冷却コイルと前記第一の底面の間の隙間を塞ぐ仕切り板と、
前記排気ガス導出口から前記冷却コイルの前記第二の端部を経て前記第一の端部まで前記冷却コイル内部を通って伸び、前記第一の端部より前記第一の底面側に設けられた口に至る管路と、
を備えることを特徴とする請求項2記載の排気トラップ装置。 - 前記冷却コイルの直径が、前記第二の底面に近づくに従い大きくなることを特徴とする請求項3記載の排気トラップ装置。
- 前記第二の底面に設けられた集積容器を備えることを特徴とする請求項1乃至請求項4記載の排気トラップ装置。
- 前記集積容器が取り外し可能であることを特徴とする請求項5記載の排気トラップ装置。
- リンを含む排気ガスを排出する反応炉と、
ハウジングと、前記ハウジングの内部に前記排気ガスを導入する排気ガス導入口と、前記ハウジングの外部に前記排気ガスを導出する排気ガス導出口と、前記ハウジングの内部に設けられた冷却コイルと、前記冷却コイルに冷媒を供給する冷媒供給手段と、前記冷却コイルを加熱する加熱手段と、を備える排気ストラップ装置と、
を備えることを特徴とする半導体製造装置。
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