JP2012015196A - トラップ装置及び基板処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】トラップ機能とバイパス機能とを有する小型のトラップ装置を低コストで提供する。
【解決手段】基板を処理するためのガスを導入するためのガス供給部が接続されているチャンバーと、前記チャンバー内のガスを排気するための排気部との間に設けられたトラップ装置５０であって、前記チャンバーと接続される吸入口５２と、前記排気部と接続される排出口５３と、第１の空間５７を有するバイパス部５１と、前記ガスに含まれる未反応成分を冷却して凝固させて除去する第２の空間６１を有する冷却トラップ部６０と、を有し、前記ガスは、第１の状態では前記第１の空間５７を介し流れ、第２の状態では前記第２の空間６１を介し流れるものであって、前記冷却トラップ部６０に対し第１の流路５５及び第２の流路５６を、回転部５４により相対的に移動させることにより、前記第１の状態と前記第２の状態とを切り替える。
【選択図】図５
【解決手段】基板を処理するためのガスを導入するためのガス供給部が接続されているチャンバーと、前記チャンバー内のガスを排気するための排気部との間に設けられたトラップ装置５０であって、前記チャンバーと接続される吸入口５２と、前記排気部と接続される排出口５３と、第１の空間５７を有するバイパス部５１と、前記ガスに含まれる未反応成分を冷却して凝固させて除去する第２の空間６１を有する冷却トラップ部６０と、を有し、前記ガスは、第１の状態では前記第１の空間５７を介し流れ、第２の状態では前記第２の空間６１を介し流れるものであって、前記冷却トラップ部６０に対し第１の流路５５及び第２の流路５６を、回転部５４により相対的に移動させることにより、前記第１の状態と前記第２の状態とを切り替える。
【選択図】図５
Description
本発明は、トラップ装置及び基板処理装置に関する。
半導体デバイスに用いられる絶縁材料の１つとして、ポリイミドが挙げられる。ポリイミドは密着性が高く、リーク電流も低いことから、層間絶縁膜やパッシベーション膜などに用いられている。このようなポリイミドは半導体デバイスの集積度を上げるため、半導体チップを積層する３次元実装を行う際に、絶縁膜として、特に有望とされている。
このようなポリイミド膜を成膜する方法の一つとして、原料モノマーとして、ＰＭＤＡ（無水ピロメリト酸）とＯＤＡ（４，４'−オキシジアニリン）を用いた蒸着重合法（共蒸着重合法）による成膜方法が知られている。
この蒸着重合法（Vapor Deposition Polymerization）は、反応性の高い低分子モノマーであるＰＭＤＡ及びＯＤＡを気化させて、チャンバー内に設置した基板表面に共蒸着し、基板表面で重合させて高分子ポリマーとしてのポリイミドを得る方式である。
具体的に、この蒸着重合反応は下記に示すような反応である。
ＰＭＤＡ＋ＯＤＡ→ＰＡＡ（ポリアミド酸）→ＰＩ（ポリイミド）＋Ｈ２Ｏ
蒸着重合方式による成膜処理を行う基板処理装置においては、基板上での蒸着重合に寄与することのなかった原料モノマーは、ポリイミド膜の成膜に寄与することなくモノマーの状態で排出され、処理装置のチャンバー内を排気するための真空ポンプ内に到達する。このような原料モノマーは、真空ポンプに到達するまでの間に温度が低下し、気体から固体等の状態に変化し、真空ポンプ内において固着等してしまい真空ポンプの故障の原因となることが知られている。このため、これら原料モノマーが真空ポンプ内に到達する前に除去する必要があり、このような装置としては、水冷コイルを備えたモノマートラップを有する真空重合装置が開示されている（例えば、特許文献１）。
蒸着重合方式による成膜処理を行う基板処理装置においては、基板上での蒸着重合に寄与することのなかった原料モノマーは、ポリイミド膜の成膜に寄与することなくモノマーの状態で排出され、処理装置のチャンバー内を排気するための真空ポンプ内に到達する。このような原料モノマーは、真空ポンプに到達するまでの間に温度が低下し、気体から固体等の状態に変化し、真空ポンプ内において固着等してしまい真空ポンプの故障の原因となることが知られている。このため、これら原料モノマーが真空ポンプ内に到達する前に除去する必要があり、このような装置としては、水冷コイルを備えたモノマートラップを有する真空重合装置が開示されている（例えば、特許文献１）。
また、原料にポリマーの気化物質を使用しない、通常の真空成膜装置では、排気中の未反応成分が真空ポンプに異物として混入しないように、チャンバーと真空ポンプの間に除去装置を有しており、このような除去装置の一種として、除去装置内で未反応成分を反応させて、内壁に付着させる事で除去するものが開示されている（例えば、特許文献２）。
一方、ガス成分をトラップにより捕獲する機能を有し、トラップの一端を伸縮管の一方の端部に接続し、伸縮管が伸縮することにより捕獲モードと非捕獲モードとに切り換えることが可能な基板処理装置が開示されている（例えば、特許文献３）。
本発明では、ＰＭＤＡやＯＤＡ等のモノマーの除去に適したトラップ装置及び基板処理装置を提供するものである。
本発明は、基板を処理するためのガスを導入するためのガス供給部が接続されているチャンバーと、前記チャンバー内のガスを排気するための排気部との間に設けられたトラップ装置であって、前記チャンバーと接続される吸入口と、前記排気部と接続される排出口と、第１の流路と、第２の流路と、前記第１の流路及び前記第２の流路の形成されていない領域に設けられた第１の空間とを有するバイパス部と、前記第１の流路及び前記第２の流路と接続されており、前記ガスに含まれる未反応成分を冷却して凝固させて除去する第２の空間を有する冷却トラップ部と、を有し、前記吸入口及び前記排出口と前記第１の流路及び前記第２の流路とが接続されていない第１の状態では前記第１の空間を介し流れ、前記吸入口及び前記排出口と前記第１の流路及び前記第２の流路とが接続されている第２の状態では前記ガスは前記第２の空間を介し流れるものであって、前記冷却トラップ部に対し前記第１の流路及び前記第２の流路を相対的に移動させることにより、前記第１の状態と前記第２の状態とに切り替えることができることを特徴とする。
また、本発明は、前記チャンバー内を大気の状態より排気する場合には、前記第１の状態とし、前記チャンバー内に前記ガスを導入している場合には、前記第２の状態とすることを特徴とする。
また、本発明は、前記バイパス部には回転可能な回転部が設けられており、前記第１の流路及び前記第２の流路は前記回転部に設けられているものであって、前記第１の状態と前記第２の状態との切換えは、前記回転部を回転させることにより行うものであることを特徴とする。
また、本発明は、前記バイパス部、前記冷却トラップ部の順に、重力の働く方向に沿って配置されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記バイパス部は、前記ガスに含まれる未反応成分が凝固する温度よりも高い温度に設定されており、前記冷却トラップ部は、前記ガスに含まれる未反応成分が凝固する温度よりも低い温度に設定されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記ガスは、少なくともＰＭＤＡまたはＯＤＡのいずれかを含むことを特徴とする。
また、本発明は、前記冷却トラップ部の温度は、１２０℃以下に設定されていることを特徴とする。
また、本発明は、基板を処理するためのチャンバーと、前記チャンバー内にガスを導入するためのガス供給部と、前記チャンバー内のガスを排気するための排気部と、を有し、前記チャンバーと前記排気部との間に、前記記載のトラップ装置を配置したことを特徴とする。
また、本発明は、前記排気部と、前記トラップ装置と間には、他のトラップが設けられており、前記他のトラップは、前記ガスに含まれる未反応成分を反応させてポリマーを形成することにより除去するものであることを特徴とする。
また、本発明は、前記他のトラップの温度は１４０〜２００℃に設定されていることを特徴とする。
本発明によれば、ＰＭＤＡやＯＤＡ等のモノマーの除去に適したトラップ装置及び基板処理装置を提供することができる。
以下、本発明の一実施の形態について、詳細に説明する。
〔第１の実施の形態〕
本実施の形態は、基板処理装置である原料モノマーとしてＰＭＤＡとＯＤＡを用いて、蒸着重合によりポリイミドを得る成膜装置及びこの基板処理装置に組み込まれるトラップ装置である。
本実施の形態は、基板処理装置である原料モノマーとしてＰＭＤＡとＯＤＡを用いて、蒸着重合によりポリイミドを得る成膜装置及びこの基板処理装置に組み込まれるトラップ装置である。
最初に、図１に基づき、原料モノマーとしてＰＭＤＡとＯＤＡを用いた場合のチャンバーから排出されるガスのトラップ装置について説明する。
図１に示されるように、原料モノマーとしてＰＭＤＡとＯＤＡを用いた基板処理装置においては、不図示のチャンバーから排出される気流（ガス）は、第１のトラップ装置３３０及び第２のトラップ装置３５０を介し、真空ポンプ３７０により排気される。第１のトラップ３３０は、気化したＰＭＤＡとＯＤＡとを蒸着重合により反応させてポリイミドを生成し、生成されたポリイミドを第１のトラップ３３０の内部における壁面等に付着させることにより、気化したＰＭＤＡとＯＤＡを除去するものである。また、第２のトラップ３５０は、第２のトラップ３５０の内部を低温にすることによりＰＭＤＡとＯＤＡを凝固させて粉体状とし、生成されたＰＭＤＡとＯＤＡとを重力沈降等の方法により除去するものである。このような重力沈降等の方法により、生成されたＰＭＤＡとＯＤＡの粉体を除去する第２のトラップ３５０を介して、不図示のチャンバー内を大気圧の状態から排気した場合、コンダクタンスが低くなるため、チャンバー内を所定の到達真空度となるまでに排気する時間が極めて長時間となり、また、重力沈降等により第２のトラップ３５０の底面に堆積している粉体となったＰＭＤＡ及びＯＤＡを巻き上げてしまう場合がある。
このため、第２のトラップ３５０を介することなく真空ポンプ３７０によりチャンバー内を排気することができるように、バイパスライン３６０を設け、第２のトラップ３５０の前段と後段、即ち、バイパスライン３６０の前段と後段に、各々第１のバルブ３６１及び第２のバルブ３６２を設け、これら第１のバルブ３６１及び第２のバルブ３６２の開閉を制御することにより切り替えを行う方法が考えられる。尚、第１のバルブ３６１及び第２のバルブ３６２、第１のトラップ３３０、第２のトラップ３５０は、制御部となるコントローラ３８０と接続されており、各々所定の制御が行われる。
このような構成においては、不図示のチャンバー内を排気する際には、第１のバルブ３６１を開き、第２のバルブ３６２を閉じた状態とし、真空ポンプ３７０により排気を行う。これにより、チャンバーから排気される気流は、第１のトラップ３３０、第１のバルブ３６１、バイパスライン３６０を流れて真空ポンプ３７０により排気される。
また、チャンバー内に気化したＰＭＤＡ及びＯＤＡを供給しポリイミドを成膜する際には、第１のバルブ３６１を閉じ、第２のバルブ３６２を開いた状態とする。これにより、チャンバーから排気される気流は、第１のトラップ３３０、第２のトラップ３５０、第２のバルブ３６１を流れ真空ポンプ３７０により排気される。この際、第２のトラップ３５０の内部は冷却されているため、気流に含まれる気化した状態のＰＭＤＡ及びＯＤＡは凝固し、凝固したＰＭＤＡ及びＯＤＡは重力沈降等させることにより除去することができる。
しかしながら、この方法では、第１のバルブ３６１及び第２のバルブ３６２を必要とし、更には、バイパスライン３６０も必要となるため、基板処理装置及びトラップ装置を小型化することは困難であり、また、高コストなものとなってしまう。
本発明は、このような点を踏まえてなされたものである。
（成膜装置）
図２及び図３に基づき、本実施の形態におけるトラップ装置及び基板処理装置について説明する。尚、図２は、本実施の形態における基板処理装置を示すものであり、図３は、本実施の形態における基板処理装置の排気系、即ち、本実施の形態におけるトラップ装置を含む排気系を示すものである。
図２及び図３に基づき、本実施の形態におけるトラップ装置及び基板処理装置について説明する。尚、図２は、本実施の形態における基板処理装置を示すものであり、図３は、本実施の形態における基板処理装置の排気系、即ち、本実施の形態におけるトラップ装置を含む排気系を示すものである。
本実施の形態における基板装置は、真空ポンプ７０により排気が可能なチャンバー１１内にポリイミド膜が成膜されるウエハＷを複数設置することが可能なウエハボート１２を有している。また、チャンバー１１内には、気化したＰＭＤＡ及びＯＤＡを供給するためのインジェクター１３及び１４を有している。このインジェクター１３及び１４の側面には開口部が設けられており、インジェクター１３及び１４より気化したＰＭＤＡ及びＯＤＡが図面において矢印で示すようにウエハＷに対して水平方向から供給される。供給された気化したＰＭＤＡ及びＯＤＡは、ウエハＷ上で蒸着重合反応を起こし、ポリイミドとなって析出する。尚、ポリイミド膜の成膜に寄与しなかった気化したＰＭＤＡ及びＯＤＡは、そのまま流れ、排気口１５よりチャンバー１１の外に排出される。また、ウエハＷ上に均一にポリイミド膜が成膜されるようにウエハボート１２は、回転部１６により回転するように構成されている。更に、チャンバー１１の外部には、チャンバー１１内のウエハＷを一定の温度に加熱するためのヒーター１７が設けられている。
また、インジェクター１３及び１４は、ＰＭＤＡ気化器２１及びＯＤＡ気化器２２とバルブ２３及び２４を介しそれぞれ接続されており、更に、ＰＭＤＡ気化器２１及びＯＤＡ気化器２２と接続されているバルブ２３及び２４とインジェクター１３及び１４との間には導入部２５が設けられている。このような構成により、ＰＭＤＡ気化器２１及びＯＤＡ気化器２２より気化したＰＭＤＡ及びＯＤＡがインジェクター１３及び１４より供給される。
ＰＭＤＡ気化器２１には高温の窒素ガスをキャリアガスとして供給し、ＰＭＤＡ気化器２１においてＰＭＤＡを昇華させることにより気化した状態で供給する。このため、ＰＭＤＡ気化器２１は、２６０℃の温度に保たれている。また、ＯＤＡ気化器２２では、高温の窒素ガスをキャリアガスとして供給し、高温に加熱され液体状態となったＯＤＡを供給された窒素ガスによりバブリングすることにより、窒素ガスに含まれるＯＤＡの蒸気とし、気化した状態で供給する。このため、ＯＤＡ気化器２２は２２０℃の温度に保たれている。この後、気化したＰＭＤＡ及びＯＤＡは、バルブ２３及び２４を介してインジェクター１３及び１４内に供給され、チャンバー１１内に設置されたウエハＷの表面上で、ポリイミドとなる。尚、ポリイミドを成膜する際には、チャンバー１１内の温度は２００℃に保たれている。
従って、本実施の形態における成膜装置では、インジェクター１３及び１４より横方向に、気化したＰＭＤＡと気化したＯＤＡとが噴出し、ウエハＷ上において、重合反応しポリイミド膜が成膜される。
尚、本実施の形態においては、チャンバー１１内を排気する際には、気流は排気口１５より第１のトラップ３０及び第２のトラップ５０を流れ、真空ポンプ７０により排気される。また、第１のトラップ３０と第２のトラップ５０との間、第２のトラップ５０と真空ポンプ７０との間には必要に応じて接続バルブを設けた構成であってもよい。
また、第１のトラップ３０及び第２のトラップ５０の各々には、ヒーター等による不図示の温度調節機が設けられており、第１のトラップ３０及び第２のトラップ５０の各々が所定の温度となるように、コントローラ８０により温度制御がなされている。
（第１のトラップ）
次に、第１のトラップ３０について説明する。図４に第１のトラップ３０を示す。第１のトラップ３０は、円筒状の筐体部３１の内部に複数の円盤状のフィン３２を配置した構造のものである。第１のトラップ３０の吸入部３３は、チャンバー１１の排気口１５と接続されており、第２のトラップ５０を介し、真空ポンプ７０により排気を行うことにより、排気される気流（ガス）が吸入部３３より第１のトラップ３０の内部に入り込む。第１のトラップ３０は、コントローラ８０により、１４０〜２００℃に保たれており、よって、第１のトラップ３０の内部に設置された複数のフィン３２も、この温度に保たれている。この温度では気化したＰＭＤＡとＯＤＡが反応しポリイミドが形成されるため、チャンバー１１から第１のトラップ３０の内部に流れ込んだＰＭＤＡとＯＤＡとが反応し、フィン３２の表面にポリイミド膜を形成する。このようにして、排気される気流中において、気化した状態のＰＭＤＡとＯＤＡとを蒸着重合させることにより、できる限り排除することができる。この後、この気流は排出口３４より排気される。
次に、第１のトラップ３０について説明する。図４に第１のトラップ３０を示す。第１のトラップ３０は、円筒状の筐体部３１の内部に複数の円盤状のフィン３２を配置した構造のものである。第１のトラップ３０の吸入部３３は、チャンバー１１の排気口１５と接続されており、第２のトラップ５０を介し、真空ポンプ７０により排気を行うことにより、排気される気流（ガス）が吸入部３３より第１のトラップ３０の内部に入り込む。第１のトラップ３０は、コントローラ８０により、１４０〜２００℃に保たれており、よって、第１のトラップ３０の内部に設置された複数のフィン３２も、この温度に保たれている。この温度では気化したＰＭＤＡとＯＤＡが反応しポリイミドが形成されるため、チャンバー１１から第１のトラップ３０の内部に流れ込んだＰＭＤＡとＯＤＡとが反応し、フィン３２の表面にポリイミド膜を形成する。このようにして、排気される気流中において、気化した状態のＰＭＤＡとＯＤＡとを蒸着重合させることにより、できる限り排除することができる。この後、この気流は排出口３４より排気される。
尚、本実施の形態における第１のトラップ３０は、筐体部３１内において、フィン３２は排気流路に対して略垂直となるよう多段に配置されている。言い換えれば、多段に配置されたフィン３２の開口部により排気流路が形成される。このようなにフィン３２を多段に配置することにより、効率的に排気中のＰＭＤＡとＯＤＡとを反応させフィン３２の表面にポリイミドを成膜し除去することができ、排気される気流中において、気体として存在するＰＭＤＡとＯＤＡとを効率的に排除することができる。このため、第１のトラップ３０は１４０〜２００℃に設定されている。
例えば、本実施の形態における第１のトラップ３０は、筐体部３１の高さが１０００ｍｍ、内径が３１０ｍｍであって、フィン３２は、外径が３００ｍｍ、内径が１１０ｍｍであり、フィン３２の設置されるピッチは２４ｍｍで、フィン３２を３０段設けた構成のものである。
（第２のトラップ）
次に、図５から図７に基づき、本実施の形態におけるトラップ装置である第２のトラップ５０について説明する。第２のトラップ５０は、円筒状に形成されており、円筒状の内部において、上段におけるバイパス部５１と下段の冷却トラップ部６０を有している。図５は、第２のトラップ５０の機能の説明図であり、図６は、第２のトラップ５０をバイパス状態にした場合の内部の構造を示すものであり、図７は、第２のトラップ５０をトラップ状態にした場合の内部の構造を示すものである。
次に、図５から図７に基づき、本実施の形態におけるトラップ装置である第２のトラップ５０について説明する。第２のトラップ５０は、円筒状に形成されており、円筒状の内部において、上段におけるバイパス部５１と下段の冷却トラップ部６０を有している。図５は、第２のトラップ５０の機能の説明図であり、図６は、第２のトラップ５０をバイパス状態にした場合の内部の構造を示すものであり、図７は、第２のトラップ５０をトラップ状態にした場合の内部の構造を示すものである。
第２のトラップ５０の上部の面には、吸入口５２及び排出口５３が設けられており、第２のトラップ５０の吸入口５２は、第１のトラップ３０の排出口３４と接続されており、排出口５３は真空ポンプ７０と接続されている。
第２のトラップ５０の上段部におけるバイパス部５１は、回転部５４が設けられており、回転部５４には冷却トラップ部６０と接続するための第１の流路５５及び第２の流路５６が設けられている。尚、バイパス部５１において第１の流路５５及び第２の流路５６が設けられている領域以外には空間５７が形成されている。
また、冷却トラップ部６０の内部には、空間６１が設けられており、バイパス部５１における回転部５４が回転することにより、第１の流路５５及び第２の流路５６を介し吸入口５２及び排出口５３と接続される。
尚、バイパス部５１には加熱部５８が設けられておりバイパス部５１の全体が加熱されており、冷却トラップ部６０には水冷等による冷却部６２が設けられており冷却トラップ部６０の全体が冷却されている。
第２のトラップ５０では、バイパス部５１における回転部５４を回転させ、第１の流路５５及び第２の流路５６を吸入口５２及び排出口５３と接続させるか否かにより、冷却トラップ部６０の内部の空間６１に排気される気流を流入させるか否かの制御を行うことができる。
具体的には、図５（ａ）及び図６に示すように、第１の流路５５及び第２の流路５６と吸入口５２及び排出口５３とが接続されていない状態の場合では、吸入口５２より流入した気流は、バイパス部５１の内部の空間５７内に流入し、その後、排出口５３より排出される。バイパス部５１は加熱部５８により加熱されているため、吸入口５２よりバイパス部５１の内部の空間５７内に流入した気流に含まれる気化した物質は、凝固することなく、そのまま排出口５３より排出される。
次に、図５（ｂ）及び図７に示すように、バイパス部５１における回転部５４を回転させて、第１の流路５５及び第２の流路５６と吸入口５２及び排出口５３とを接続させた状態の場合では、吸入口５２より流入した気流は、第１の流路５５を介し、冷却トラップ部６０の内部の空間６１内に流入し、その後、第２の流路５６を介し排出口５３より排出される。冷却トラップ部６０では、冷却部６２により、冷却トラップ部６０の内部の空間６１全体が冷却されており、空間６１内に流入したガスに含まれる気化したＰＭＤＡ及びＯＤＡを凝固させることができる。このように凝固したＰＭＤＡ及びＯＤＡは、重力の影響により落下し、冷却トラップ部６０の内部の空間６１の底面部６３に堆積物６４として堆積する。
以上より、第２のトラップ５０では、バイパス部５１における回転部５４を回転させることにより、気化した状態のＰＭＤＡ及びＯＤＡを冷却し重力沈降によりトラップさせるか否かの制御を行うことができる。
例えば、チャンバー１１内を大気圧の状態から排気する際には、図５（ａ）及び図６に示すように、第１の流路５５及び第２の流路５６と吸入口５２及び排出口５３とが接続されていない状態とする。この状態において、真空ポンプ７０により排気を行うことにより、吸入口５２より流入した排気される気流はバイパス部５１の内部の空間５７を介し排出口５３から排出される。チャンバー１１内を大気圧の状態から排気する際においては、排気される気流（ガス）の量は多いが、冷却トラップ部６０の内部の空間６１には排気される気流は流入しないため、空間６１の底面部６３に堆積している堆積物６４を巻き上げてしまうことはない。よって、排気される気流に堆積物６４が混入することはないため、真空ポンプ７０内に堆積物６４が入り込んでしまうことはない。
一方、ウエハＷにポリイミドを成膜する際には、図５（ｂ）及び図７に示すように、第１の流路５５及び第２の流路５６と吸入口５２及び排出口５３とが接続されている状態とする。この状態において、ポリイミドを成膜するための気化したＰＭＤＡ及びＯＤＡをチャンバー１１内に流し、真空ポンプ７０により排気する。この場合、吸入口５２より流入した排気される気流はバイパス部５１の第１の流路５５を介し、冷却トラップ部６０の内部の空間６１に流入する。上述のとおり、冷却トラップ部６０の内部の空間６１は冷却部６２により冷却されているため、排気される気流に含まれる気化した状態のＰＭＤＡ及びＯＤＡを凝固させることができ、凝固したＰＭＤＡ及びＯＤＡは、冷却トラップ部６０の内部の空間６１の底面部６３に堆積物６４として堆積する。このようにして排気される気流より気化した状態のＰＭＤＡ及びＯＤＡを除去することができる。この後、この気流は、冷却トラップ部６０の内部の空間６１より第２の流路５６を介し排出部５３より排出される。
尚、本実施の形態におけるトラップ装置では、図５（ａ）及び図６に示すバイパス状態と、図５（ｂ）及び図７に示すトラップ状態とにおいて、トラップ装置の外観形状が変化することがなく、また、切り換えのためのバルブ等を必要としないため、小型で、低コストなものとなる。
ところで、ポリイミドを成膜する際においては、チャンバー１１内に供給される気化した状態のＰＭＤＡ及びＯＤＡの供給量が少ないため、真空ポンプ７０により排気される気流の量は極めて少ない。よって、冷却トラップ部６０の内部の空間６１に排気される気流が流入しても、空間６１の底面部６３に堆積している堆積物６４を巻き上げてしまうことはない。よって、堆積物６４が排気される気流に混入し排気されることはないため、堆積物６４が真空ポンプ７０内に入り込むことはない。
このように、第２のトラップ５０では、バイパス部５１における回転部５４の回転を制御することにより、排気される気流をバイパス部５１の内部の空間５７に流しバイパスさせる場合と、冷却トラップ部６０の内部の空間６１に流入させ気化した状態のＰＭＤＡ及びＯＤＡを除去する場合とに切り替えることができる。よって、本実施の形態のトラップ装置である第２のトラップ５０は、小型で、かつ、低コストで、トラップ機能とバイパス機能との切り替えを行うことができる。尚、この切り替えは、手動で行ってもよく、また、コントローラ８０等の制御により行ってもよい。
また、本実施の形態では、第２のトラップ５０の冷却トラップ部６０は、排気される気流に存在する気化した状態のＰＭＤＡ及びＯＤＡを凝固させて排除するものであるため、冷却トラップ部６０は、冷却部６２により１２０℃以下となるようにコントローラ８０により制御されている。
また、第２のトラップ５０の冷却トラップ部６０の内部の空間６２内を流れる気流の速度は、底面部６４の内側に堆積している凝固したＰＭＤＡ及びＯＤＡが、上昇する気流により巻き上げられないように、真空ポンプ８０の排気速度が設定される。また、第２のトラップ５０では、吸入部５２より第１の流路５５を介し、上から下方向に気流が空間６２に流入し、また、空間６２より第２の流路５６を介し、下から上方向に気流が流れ排出口５３へと排気される。よって、第２の流路５６を流れる気流の方向は、重力方向とは反対方向であるため、排気される気流に、凝固したＰＭＤＡ及びＯＤＡが混入することをできるだけ防ぐことができる。
更に、第２のトラップ５０の冷却トラップ部６０の外壁には、不図示の異物取り出し部が設けられており、堆積したＰＭＤＡ及びＯＤＡは、この異物取り出し部より取り出すことが可能であり、メンテナンス等を容易に行うことができる。
また、第２のトラップ５０における回転部５４による回転制御、冷却部６２に流れる冷媒の温度や流量等については、不図示のコンピュータで動作する制御プログラムにより制御することも可能である。また、この制御プログラムは、コンピュータにより読み取ることが可能な記憶媒体に記憶させておくことも可能である。
〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態におけるトラップ装置とは異なる構造のトラップ装置であり、第１の実施の形態における基板処理装置における第２のトラップとして用いることができるものである。
次に、第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態におけるトラップ装置とは異なる構造のトラップ装置であり、第１の実施の形態における基板処理装置における第２のトラップとして用いることができるものである。
次に、図８から図１０に基づき、本実施の形態におけるトラップ装置である第２のトラップ１５０について説明する。第２のトラップ１５０は、円筒状の外部筐体部１５１と外部筐体部１５１の内部に設けられた円筒状の内部回転部１６０を有している。図８は、第２のトラップ１５０の機能の説明図であり、図９は、第２のトラップ１５０をバイパス状態にした場合の内部の構造を示すものであり、図１０は、第２のトラップ１５０をトラップ状態にした場合の内部の構造を示すものである。
第２のトラッ１５０では、外部筐体部１５１の側面には吸入口１５２が設けられており、外部筐体部１５１の底面には排出口１５３が設けられている。本実施の形態における第２のトラップ１５０の吸入口１５２は、第１の実施の形態における第１のトラップ３０の排出口３４と接続されており、排出口１５３は第１の実施の形態における真空ポンプ７０と接続されている。
内部回転部１６０は外部筐体部１５１の内部において回転する構造のものであり、内部回転部１６０の内部には、空間１６１と筒状の流路１６２が設けられている。また、内部回転部１６０には、内部回転部１６０の外部と内部回転部１６０の内部の空間１６１とを接続するため開口部１６３が設けられている。よって、本実施の形態におけるトラップ装置である第２のトラップ１５０では、内部回転部１６０を回転させることにより、外部筐体部１５１における吸入口１５２の位置と内部回転部１６０における開口部１６３の位置とを一致させるか否かの制御を行うことができる。これにより、排気される気流を内部回転部１６０の内部の空間１６１に流入させるか否かの制御を行うことができる。尚、内部回転部１６０の内部の空間１６１は、不図示の冷却部により、気流に含まれるＰＭＤＡ及びＯＤＡが凝固する温度となるように冷却されている。
具体的には、図８（ａ）及び図９に示すように、外部筐体部１５１の吸入口１５２の位置と内部回転部１６０の開口部１６３との位置が一致していない状態の場合では、吸入口１５２より流入した気流は、内部回転部１６０の内部の空間１６１に流入することなく、外部筐体部１５１と内部回転部１６０との間、即ち、外部筐体部１５１の内部であって、内部回転部１６０の外部を矢印に示すように流れ、排出口１５３より排出される。尚、外部筐体部１５１は不図示の加熱部等により加熱されているため、吸入口１５２より流入した気流に含まれる気化した物質は凝固することなく、排出口１５３より排出される。
次に、図８（ｂ）及び図１０に示すように、内部回転部１６０を回転させて、外部筐体部１５１の吸入口１５２の位置と内部回転部１６０の開口部１６３との位置とが一致している状態の場合では、吸入口１５２より流入した気流は、内部回転部１６０の内部の空間１６１に流入する。内部回転部１６０の内部の空間１６１に流入した気流は、流路１６２における上部開口部１６４に向かって上昇し、この後、流路１６２内を流れ、下部開口部１６５より、内部回転部１６０の外側に排出される。内部回転部１６０の外側に排出された気流は、この後、排出口１５３より外部筐体部１５１の外に排出される。
ここで、内部回転部１６０の内部の空間１６１は、上述したとおり、不図示の冷却部により冷却されており、空間１６１内に流入した気流に含まれる気化したＰＭＤＡ及びＯＤＡは凝固し、重力の影響により落下し、空間１６１の底面部１６６に不図示の堆積物として堆積する。
このように、本実施の形態における第２のトラップ１５０では、内部回転部１６０を回転させる制御を行うことにより、排気される気流に含まれる気化した状態のＰＭＤＡ及びＯＤＡを冷却し重力沈降によりトラップするか否かの制御を行うことができる。即ち、排気される気流をバイパスする場合と、内部回転部１６０の内部の空間１６１に流入させ気化した状態のＰＭＤＡ及びＯＤＡを除去する場合とに切り替えることができる。よって、本実施の形態におけるトラップ装置である第２のトラップ１５０では、小型で、かつ、低コストで、トラップ機能とバイパス機能との切り替えを行うことができる。
尚、図９及び図１０に示されるように、第２のトラップ１５０は、外部筐体部１５１の外に設けられた不図示の回転レバーにより手動により内部回転部１６０を回転させることができるものであるが、不図示のモータ等を設け、このモータ等をコントローラ等により制御することにより自動で回転させることも可能である。
尚、上述した内容以外については、第１の実施の形態と同様である。
〔第３の実施の形態〕
次に、第３の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態及び第２の実施の形態におけるトラップ装置とは異なる構造のトラップ装置であり、第１の実施の形態における基板処理装置における第２のトラップとして用いることができるものである。
〔第３の実施の形態〕
次に、第３の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態及び第２の実施の形態におけるトラップ装置とは異なる構造のトラップ装置であり、第１の実施の形態における基板処理装置における第２のトラップとして用いることができるものである。
次に、図１１に基づき、本実施の形態におけるトラップ装置である第２のトラップ２５０について説明する。第２のトラップ２５０は、上段におけるバイパス部２５１と下段の冷却トラップ部２６０を有しており、バイパス部２５１は冷却トラップ部２６０に対しスライドして移動させることができるものである。図１１は、第２のトラップ２５０の機能の説明図である。
第２のトラップ２５０の上部の面には、吸入口２５２及び排出口２５３が設けられており、本実施の形態における第２のトラップ２５０の吸入口２５２は、第１の実施の形態における第１のトラップ３０の排出口３４と接続されており、排出口２５３は第１の実施の形態における真空ポンプ７０と接続されている。
第２のトラップ２５０の上段部におけるバイパス部２５１は、スライド部２５４が設けられており、スライド部２５４には冷却トラップ部２６０内と接続するための第１の流路２５５及び第２の流路２５６が設けられている。尚、バイパス部２５１において、第１の流路２５５及び第２の流路２５６が設けられている領域以外には空間２５７が形成されている。
また、冷却トラップ部２６０の内部には、空間２６１が設けられており、バイパス部２５１におけるスライド部２５４が相対的にスライドすることにより、第１の流路２５５及び第２の流路２５６を介し吸入口２５２及び排出口２５３と接続される。
尚、バイパス部２５１には不図示の加熱部が設けられており、バイパス部２５１の全体が加熱されており、また、冷却トラップ部２６０には不図示の冷却部が設けられており、冷却トラップ部２６０の内部の空間２６１全体が冷却されている。
本実施の形態における第２のトラップ２５０では、バイパス部２５１におけるスライド部２５４をスライドさせ、第１の流路２５５及び第２の流路２５６を吸入口２５２及び排出口２５３と接続さるか否かにより、冷却トラップ部２６０の内部の空間２６１に排気される気流を流入させるか否かの制御を行うことが可能である。
具体的には、図１１（ａ）に示すように、第１の流路２５５及び第２の流路２５６と吸入口２５２及び排出口２５３とが接続されていない状態とした場合では、吸入口２５２より流入した気流は、バイパス部２５１の内部の空間２５７内に流入し、その後、排出口２５３より排出される。バイパス部２５１は不図示の加熱部により加熱されているため、バイパス部２５１の内部の空間２５７内に流入したガスに含まれる気化した物質が凝固することなく、吸入口２５２より流入したガスは、そのまま排出口２５３より排出される。
次に、図１１（ｂ）に示すように、バイパス部２５１におけるスライド部２５４をスライドさせて、第１の流路２５５及び第２の流路２５６と吸入口２５２及び排出口２５３とを接続させた状態の場合では、吸入口２５２より流入した気流は、第１の流路２５５を介し、冷却トラップ部２６０の内部の空間２６１内に流入し、その後、第２の流路２５６を介し排出口２５３より排出される。冷却トラップ部２６０には、不図示の冷却部が設けられており、冷却トラップ部２６０の内部の空間２６１の全体が冷却されており、空間２６１内に流入した気流に含まれる気化した状態のＰＭＤＡ及びＯＤＡは凝固し、重力の影響により落下し、冷却トラップ部２６０の内部の空間２６１の底面部２６２に堆積物２６３として堆積する。
尚、上述した内容以外については、第１の実施の形態と同様である。
以上、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではない。
１１ チャンバー
１２ ウエハボート
１３ インジェクター
１４ インジェクター
１５ 排気口
１６ 回転部
１７ ヒーター
２１ ＰＭＤＡ気化器
２２ ＯＤＡ気化器
２３ バルブ
２４ バルブ
２５ 導入部
３０ 第１のトラップ
５０ 第２のトラップ
５１ バイパス部
５２ 吸入口
５３ 排出口
５４ 回転部
５５ 第１の流路
５６ 第２の流路
５７ 空間（第１の空間）
５８ 加熱部
６０ 冷却トラップ部
６１ 空間（第２の空間）
６２ 冷却部
６３ 底面部
６４ 堆積物
７０ 真空ポンプ
８０ コントローラ
Ｗ ウエハ
１２ ウエハボート
１３ インジェクター
１４ インジェクター
１５ 排気口
１６ 回転部
１７ ヒーター
２１ ＰＭＤＡ気化器
２２ ＯＤＡ気化器
２３ バルブ
２４ バルブ
２５ 導入部
３０ 第１のトラップ
５０ 第２のトラップ
５１ バイパス部
５２ 吸入口
５３ 排出口
５４ 回転部
５５ 第１の流路
５６ 第２の流路
５７ 空間（第１の空間）
５８ 加熱部
６０ 冷却トラップ部
６１ 空間（第２の空間）
６２ 冷却部
６３ 底面部
６４ 堆積物
７０ 真空ポンプ
８０ コントローラ
Ｗ ウエハ
Claims (10)
- 基板を処理するためのガスを導入するためのガス供給部が接続されているチャンバーと、前記チャンバー内のガスを排気するための排気部との間に設けられたトラップ装置であって、
前記チャンバーと接続される吸入口と、
前記排気部と接続される排出口と、
第１の流路と、第２の流路と、前記第１の流路及び前記第２の流路の形成されていない領域に設けられた第１の空間とを有するバイパス部と、
前記第１の流路及び前記第２の流路と接続されており、前記ガスに含まれる未反応成分を冷却して凝固させて除去する第２の空間を有する冷却トラップ部と、
を有し、
前記吸入口及び前記排出口と前記第１の流路及び前記第２の流路とが接続されていない第１の状態では前記第１の空間を介し流れ、前記吸入口及び前記排出口と前記第１の流路及び前記第２の流路とが接続されている第２の状態では前記ガスは前記第２の空間を介し流れるものであって、
前記冷却トラップ部に対し前記第１の流路及び前記第２の流路を相対的に移動させることにより、前記第１の状態と前記第２の状態とに切り替えることができることを特徴とするトラップ装置。 - 前記チャンバー内を大気の状態より排気する場合には、前記第１の状態とし、
前記チャンバー内に前記ガスを導入している場合には、前記第２の状態とすることを特徴とする請求項１に記載のトラップ装置。 - 前記バイパス部には回転可能な回転部が設けられており、
前記第１の流路及び前記第２の流路は前記回転部に設けられているものであって、
前記第１の状態と前記第２の状態との切換えは、前記回転部を回転させることにより行うものであることを特徴とする請求項１または２に記載のトラップ装置。 - 前記バイパス部、前記冷却トラップ部の順に、重力の働く方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のトラップ装置。
- 前記バイパス部は、前記ガスに含まれる未反応成分が凝固する温度よりも高い温度に設定されており、
前記冷却トラップ部は、前記ガスに含まれる未反応成分が凝固する温度よりも低い温度に設定されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のトラップ装置。 - 前記ガスは、少なくともＰＭＤＡまたはＯＤＡのいずれかを含むことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のトラップ装置。
- 前記冷却トラップ部の温度は、１２０℃以下に設定されていることを特徴とする請求項６に記載のトラップ装置。
- 基板を処理するためのチャンバーと、
前記チャンバー内にガスを導入するためのガス供給部と、
前記チャンバー内のガスを排気するための排気部と、
を有し、前記チャンバーと前記排気部との間に、請求項１から７のいずれかに記載のトラップ装置を配置したことを特徴とする基板処理装置。 - 前記排気部と、前記トラップ装置と間には、他のトラップが設けられており、
前記他のトラップは、前記ガスに含まれる未反応成分を反応させてポリマーを形成することにより除去するものであることを特徴とする請求項８に記載の基板処理装置。 - 前記他のトラップの温度は１４０〜２００℃に設定されていることを特徴とする請求項９に記載の基板処理装置。
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