JP2010255079A

JP2010255079A - 排気配管および成膜装置

Info

Publication number: JP2010255079A
Application number: JP2009109677A
Authority: JP
Inventors: Shunji Abe; 俊二阿部
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2009-04-28
Filing date: 2009-04-28
Publication date: 2010-11-11

Abstract

【課題】排気配管の内面への生成物の堆積を抑えることができる排気配管および成膜装置を提供する。
【解決手段】排気配管７０ａは、第１方向Ｄ１から第２方向Ｄ２へと屈曲する流路を有する排気配管であって、第１配管部２１および第２配管部２２ａを有する。第１配管部２１は流路のうち第１方向Ｄ１に沿う部分を有する。第２配管部２２ａは、流路のうち第２方向Ｄ２に沿う部分を有し、かつ第１配管部２１に連結されている。流路は、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２を含む断面において、流路の流れに沿って幅が狭くなった後に広くなる狭窄部を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、排気配管および成膜装置に関するものである。

成膜装置の中には、たとえばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学気相成長）装置のように、成膜室からの排気を排気するための排気配管を有するものがある。この排気がシランガスなどのように高い反応性を有する場合、排気から反応生成物が生じることによって、排気配管の内面に生成物が堆積することがある。この生成物は、排気配管のコンダクタンスを低下させるだけでなく、排気配管の内面から剥離してポンプなどの排気機構に侵入することで、排気機構の故障の原因となり得る。よってこのような生成物の堆積に対する対策が求められる。

たとえば特開平１０−６４８２９号公報（特許文献１）によれば、上記のような生成物の清掃方法が開示されている。この方法によれば、清掃治具導入口より排気配管内へ清掃治具が落下されて導入され、排気配管の終端部より取り出されて排気配管内が清掃される。

特開平１０−６４８２９号公報

上記公報の方法のように清掃を行なうためには、排気配管が取り付けられた装置の使用を中止しなければならず、また清掃のための手間を要する。よって清掃の頻度をできるだけ低くすることが望まれる。このためには、排気配管の内面への生成物の堆積を抑える必要がある。

それゆえ本発明の目的は、排気配管の内面への生成物の堆積を抑えることができる排気配管および成膜装置を提供することである。

本発明の排気配管は、第１方向から第２方向へと屈曲する流路を有する排気配管であって、第１および第２配管部を有する。第１配管部は流路のうち第１方向に沿う部分を有する。第２配管部は、流路のうち第２方向に沿う部分を有し、かつ第１配管部に連結されている。流路は、第１および第２方向を含む断面において、流路の流れに沿って幅が狭くなった後に広くなる狭窄部を有する。

本発明の排気配管によれば、排気配管の内面への生成物の堆積を抑えることができる。
上記の排気配管において好ましくは、狭窄部における流路の幅の変化は連続的である。

これにより、流路の幅の変化に起因する排気の滞留を抑えることができる。
上記の排気配管において好ましくは、第２配管部は、流路を狭めるように第１方向に向かって膨出した膨出部を含む。

これにより第２配管部の流路のうち第１方向と反対方向の側に位置する部分が少なくなる。よってこの部分における滞留の発生を防止することができる。

上記の排気配管において好ましくは、第２配管部は、流路を狭めるように第１方向の反対方向に向かって膨出した膨出部を含む。

これにより排気が第１方向の反対方向に向かうように導かれる。この導かれた排気が排気配管の内面の第１方向と反対方向の側の部分に吹き付けられることで、この部分における排気の滞留を防止することができる。

上記の排気配管において好ましくは、第２配管部は膨出部を支持する基部を含み、膨出部の材料の融点は基部の材料の融点よりも低い。

これにより、基部を溶かしてしまうことなく、溶融した材料を基部に付加することで膨出部を形成することができる。

本発明の成膜装置は成膜室および排気配管を有する。成膜室は、原料ガスを使用して膜を形成するためのものである。排気配管は、使用された原料ガスを成膜室から導くためのものであり、第１方向から第２方向へと屈曲する流路を有する。排気配管は第１および第２配管部を含む。第１配管部は、流路のうち第１方向に沿う部分を有する。第２配管部は、流路のうち第２方向に沿う部分を有し、かつ第１配管部に連結されている。流路は、第１および第２方向を含む断面において、流路の流れに沿って幅が狭くなった後に広くなる狭窄部を有する。

本発明の成膜装置によれば、排気配管の内面への生成物の堆積を抑えることができる。

以上説明したように、本発明によれば、排気配管の内面への生成物の堆積を抑えることができる。

本発明の実施の形態１における成膜装置の構成を概略的に示す模式図である。本発明の実施の形態１における排気配管の構成を概略的に示す平面図である。本発明の実施の形態１における排気配管の構成を概略的に示す正面図である。図３の線ＩＶ−ＩＶに沿う概略断面図である。比較例の排気配管における排気の流れの様子を概略的に示す断面図である。図４の排気配管における排気の流れの様子を概略的に示す断面図である。本発明の実施の形態２における排気配管の構成を概略的に示す断面図である。図７の排気配管における排気の流れの様子を概略的に示す断面図である。本発明の実施の形態３における排気配管の構成を概略的に示す断面図である。本発明の実施の形態４における排気配管の構成を概略的に示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
はじめに本実施の形態の成膜装置の概要について説明する。

図１を参照して、本実施の形態の成膜装置９０はＣＶＤ装置であって、成膜室９３と、エルボ配管７０ａ（排気配管）と、直線配管７１と、原料ガスボンベ９１と、希釈ガスボンベ９２と、原料ガス導入配管８３と、希釈ガス導入配管８４と、排気ポンプ９４と、除害装置９５（スクラバー）と、一般配管７３とを有する。

成膜室９３は、原料ガス導入配管８３を介して原料ガスボンベ９１から導入された原料ガスを使用して、基板１０１上に膜１０２を形成するためのものである。たとえば原料ガスとしてシランガスが使用されることにより、膜１０２としてシリコン膜が形成される。

エルボ配管７０ａおよび直線配管７１は、成膜室９３で使用された原料ガスを成膜室９３から排気ポンプ９４および除害装置９５へ排気として導くためのものである。この排気は、未反応の原料ガスを含有するので、生成物を生じ得るものである。

一般配管７３は、除害装置９５を経た排気を導くためのものである。この排気からは生成物を生成するガスおよび生成物が除害装置９５によって既に除去されている。よって一般配管７３およびさらに下流側の配管においては、生成物の堆積はほとんど生じない。

次に成膜装置９０が有するエルボ配管７０ａについて詳しく説明する。
図２〜図４を参照して、エルボ配管７０ａは、流入方向Ｄ１（第１方向）から流出方向Ｄ２（第２方向）へと屈曲する流路を有する。流入方向Ｄ１および流出方向Ｄ２がなす角度は、たとえば９０°である。

またエルボ配管７０ａは上流部２１（第１配管部）と、下流部２２ａ（第２配管部）と、フランジ３１、３２とを有する。上流部２１は、流路のうち流入方向Ｄ１に沿う部分（図４の右端部）を有する。下流部２２ａは、流路のうち流入方向Ｄ２に沿う部分（図４の下端部）を有する。上流部２１および下流部２２ａは連結部Ｃで連結されている。好ましくは、上流部２１および下流部２２ａは一体形成されており、連結部Ｃには継ぎ目がない。

下流部２２ａは基部２２および膨出部５０ａを有する。
基部２２は、たとえば、連結部Ｃを含む面について上流部２１と面対称な形状を有する。また基部２２の材料は、たとえばステンレス鋼である。

膨出部５０ａは基部２２に支持されている。また膨出部５０ａは、基部２２の内面を基準として、流入方向Ｄ１に向かって矢印Ｅ１（図４）のように膨出することで、下流部２２ａの流路を狭めている。より具体的には、下流部２２ａの流路は、流入方向Ｄ１および流出方向Ｄ２方向を含む断面（図４の断面）において、流路の流れに沿って、幅が寸法Ｗ１ａから寸法Ｗ２ａへと狭くなった後に寸法Ｗ３ａへと広くなる狭窄部（図４の寸法Ｗ２ａの部分近傍）を有する。狭窄部における流路の幅の変化は連続的である。好ましくは、膨出部５０ａは、図４の断面における連結部Ｃの内周側の接線Ｔを超えないように膨出している。

また膨出部５０ａの材料は、基部２２の材料と異なり、好ましくは、基部２２の融点よりも低い融点を有する金属材料である。

フランジ３１は、エルボ配管７０ａの上流部２１側の端部に取り付けられている。またフランジ３２は、エルボ配管７０ａの下流部２２ａ側の端部に取り付けられている。

次に比較例のエルボ配管について説明する。
図５を参照して、比較例のエルボ配管７０Ｚは、本実施の形態のエルボ配管７０ａ（図４）と異なり膨出部５０ａ（図４）を有しない。これにより基部２２による流路のうち流入方向Ｄ１と反対方向の側（図５の右側）に位置する部分が広くなる。この部分は、排気が流入方向Ｄ１から流出方向Ｄ２へと屈曲する際にエルボ配管７０Ｚの内面の陰となる部分であるため、排気の滞留が生じやすい。この滞留の結果、排気からの生成物ＤＰが堆積しやすい。

生成物ＤＰの堆積がいったん生じてしまうと、生成物ＤＰは容易に成長し、エルボ配管７０Ｚのコンダクタンスを低下させてしまう。このためエルボ配管７０Ｚを頻繁に清掃する必要が生じてしまう。また生成物ＤＰが基部２２の内面から剥離して排気ポンプ９４（図１）または除害装置９５（図１）に侵入することで、排気ポンプ９４または除害装置９５が故障し得る。

図６を参照して、この比較例に対して本実施の形態のエルボ配管７０ａによれば、膨出部５０ａによって下流部２２ａの流路のうち流入方向Ｄ１と反対方向の側（図６の右側）に位置する部分が少なくなる。よってこの部分における排気の滞留を防止することができるので、生成物ＤＰ（図５）の堆積を防止することができる。

また下流部２２ａの流路は、流入方向Ｄ１および流出方向Ｄ２方向を含む断面（図４の断面）において、流路の流れに沿って、幅が寸法Ｗ１ａから寸法Ｗ２ａへと狭くなった後に寸法Ｗ３ａへと広くなる狭窄部を有する。この狭窄部における流路の幅の変化が連続的であることにより、流路の幅の変化に起因する排気の滞留を抑えることができる。すなわち、膨出部５０ａを設けたことに起因して排気の滞留が生じることを防ぐことができる。

また膨出部５０ａの材料は、好ましくは基部２２の融点よりも低い融点を有する金属材料である。これにより、基部２２を溶かしてしまうことなく、溶融した材料を基部２２に付加することで膨出部５０ａを形成することができる。

（実施の形態２）
図７を参照して、本実施の形態のエルボ配管７０ｂは、実施の形態１の下流部２２ａ（図４）の代わりに、下流部２２ｂを有する。下流部２２ｂは、流路のうち流入方向Ｄ２に沿う部分を有する。また下流部２２ｂは膨出部５０ａ（図４）の代わりに膨出部５０ｂを有する。

膨出部５０ｂは基部２２に支持されている。また膨出部５０ｂは、基部２２の内面を基準として、流入方向Ｄ１の反対方向（図７の右方向）に向かって矢印Ｅ２（図７）のように膨出することで、下流部２２ｂの流路を狭めている。より具体的には、下流部２２ｂの流路は、流入方向Ｄ１および流出方向Ｄ２方向を含む断面（図７の断面）において、流路の流れに沿って、幅が寸法Ｗ１ｂから寸法Ｗ２ｂへと狭くなった後に寸法Ｗ３ｂへと広くなる狭窄部（図７の寸法Ｗ２ｂの部分近傍）を有する。狭窄部における流路の幅の変化は連続的である。好ましくは、膨出部５０ｂは、図７の断面における連結部Ｃの内周側の接線Ｔを超えないように膨出している。

なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。

図８を参照して、本実施の形態によれば、膨出部５０ｂによって、排気が流入方向Ｄ１の反対方向（図８の右方向）に向かうように導かれる。この導かれた排気が下流部２２ｂの内面の流入方向Ｄ１と反対方向の側（図８の右側）の部分に吹き付けられることで、この部分における排気の滞留を防止することができる。よってこの部分に生成物ＤＰが堆積することを防止することができる。

また下流部２２ｂの流路は、流入方向Ｄ１および流出方向Ｄ２方向を含む断面（図７の断面）において、流路の流れに沿って、幅が寸法Ｗ１ｂから寸法Ｗ２ｂへと狭くなった後に寸法Ｗ３ｂへと広くなる狭窄部を有する。この狭窄部における流路の幅の変化が連続的であることにより、流路の幅の変化に起因する排気の滞留を抑えることができる。すなわち、膨出部５０ｂを設けたことに起因して排気の滞留が生じることを防ぐことができる。

また膨出部５０ｂの材料は、基部２２の材料と異なり、好ましくは、基部２２の融点よりも低い融点を有する金属材料である。これにより、基部２２を溶かしてしまうことなく、溶融した材料を基部２２に付加することで膨出部５０ｂを形成することができる。

（実施の形態３）
図９を参照して、本実施の形態のエルボ配管７０ｃは、実施の形態１の下流部２２ａ（図４）の代わりに下流部２２ｃを有する。下流部２２ｃは、膨出部５０ａ（図４）の代わりに膨出部５０ｃを有する。膨出部５０ｃは、膨出部５０ａ（図４）の表面形状と同様の表面形状が得られるように矢印Ｅ１（図９）のように膨出している。すなわち膨出部５０ｃは、下流部２２ｃの流路を狭めるように膨出している。下流部２２ｃは、たとえば基部２２（図４）を変形することにより得られる。

本実施の形態によっても、実施の形態１と同様に、生成物ＤＰ（図５）の堆積を防止することができる。

（実施の形態４）
図１０を参照して、本実施の形態のエルボ配管７０ｄは、実施の形態２の下流部２２ｂ（図７）の代わりに下流部２２ｄを有する。下流部２２ｄは、膨出部５０ｂ（図７）の代わりに膨出部５０ｄを有する。膨出部５０ｄは、膨出部５０ｂ（図７）の表面形状と同様の表面形状が得られるように矢印Ｅ２（図１０）のように膨出している。すなわち膨出部５０ｄは、下流部２２ｄの流路を狭めるように膨出している。下流部２２ｄは、たとえば基部２２（図７）を変形することにより得られる。

なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態２の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。

本実施の形態によっても、実施の形態２と同様に、生成物ＤＰ（図５）の堆積を防止することができる。

今回開示された実施の形態はすべ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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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すべての変更が含まれることが意図される。

本発明は、排気配管および成膜装置に特に有利に適用することができる。

２１上流部（第１配管部）、２２ａ〜２２ｄ下流部（第２配管部）、２２基部、３１，３２フランジ、５０ａ〜５０ｄ膨出部、７０ａ〜７０ｄエルボ配管（排気配管）、７１直線配管、７３一般配管、８３原料ガス導入配管、８４希釈ガス導入配管、９０成膜装置、９１原料ガスボンベ、９２希釈ガスボンベ、９３成膜室、９４排気ポンプ、９５除害装置、１０１基板、１０２膜、Ｄ１流入方向（第１方向）、Ｄ２流出方向（第２方向）。

Claims

第１方向から第２方向へと屈曲する流路を有する排気配管であって、
前記流路のうち前記第１方向に沿う部分を有する第１配管部と、
前記流路のうち前記第２方向に沿う部分を有し、かつ前記第１配管部に連結された第２配管部とを備え、
前記流路は、前記第１および第２方向を含む断面において、前記流路の流れに沿って幅が狭くなった後に広くなる狭窄部を有する、排気配管。
前記狭窄部における前記流路の幅の変化は連続的である、請求項１に記載の排気配管。
前記第２配管部は、前記流路を狭めるように前記第１方向に向かって膨出した膨出部を含む、請求項１または２に記載の排気配管。
前記第２配管部は、前記流路を狭めるように前記第１方向の反対方向に向かって膨出した膨出部を含む、請求項１または２に記載の排気配管。
前記第２配管部は前記膨出部を支持する基部を含み、前記膨出部の材料の融点は前記基部の材料の融点よりも低い、請求項３または４に記載の排気配管。
原料ガスを使用して膜を形成するための成膜室と、
使用された前記原料ガスを前記成膜室から導くための、第１方向から第２方向へと屈曲する流路を有する排気配管とを備え、
前記排気配管は、
前記流路のうち前記第１方向に沿う部分を有する第１配管部と、
前記流路のうち前記第２方向に沿う部分を有し、かつ前記第１配管部に連結された第２配管部とを含み、
前記流路は、前記第１および第２方向を含む断面において、前記流路の流れに沿って幅が狭くなった後に広くなる狭窄部を有する、成膜装置。