JP2019012812A - Exhaust facility system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排気系設備システムに関するものである。 The present invention relates to an exhaust system system.
半導体デバイス、液晶パネル、LED、太陽電池等を製造する製造装置においては、真空に排気されたプロセスチャンバ内にプロセスガスを導入して成膜処理やエッチング処理等の各種処理を行っている。製造装置のチャンバ内を排気するために、製造装置のチャンバの下流に排気系設備が設置される。排気系設備には、真空ポンプ、除害装置、これらを互いに接続する配管、チャンバと真空ポンプまたは除害装置を接続する配管等がある。 In a manufacturing apparatus that manufactures semiconductor devices, liquid crystal panels, LEDs, solar cells, and the like, various processes such as a film forming process and an etching process are performed by introducing a process gas into a process chamber evacuated to a vacuum. In order to exhaust the inside of the chamber of the manufacturing apparatus, an exhaust system facility is installed downstream of the chamber of the manufacturing apparatus. The exhaust system equipment includes a vacuum pump, an abatement device, piping for connecting them to each other, piping for connecting the chamber and the vacuum pump or the abatement device, and the like.
真空ポンプは、成膜処理やエッチング処理等の各種処理を行うプロセスチャンバを真空排気する。プロセスガスは、シラン系ガス(SiH4,TEOS等)等を含み、人体に悪影響を及ぼしたり、地球温暖化の原因になる等の地球環境に悪影響を及ぼすので、大気にそのまま放出することは好ましくない。そこで、これらの排ガスを真空ポンプの下流側に設置された除害装置によって無害化処理を行った後に大気に放出している。 The vacuum pump evacuates a process chamber that performs various processes such as a film forming process and an etching process. Process gas contains silane-based gases (SiH4, TEOS, etc.), etc., and adversely affects the human body and adversely affects the global environment such as causing global warming. . Therefore, these exhaust gases are detoxified by a detoxifying device installed on the downstream side of the vacuum pump and then released into the atmosphere.
真空ポンプは、半導体製造装置のチャンバを真空状態に維持するために、チャンバ内部のガスを排気する。チャンバ内部に供給される成膜用のガスは、副生成物を生成するガスが含まれるために、排気ガスとともに副生成物が真空ポンプ等に流入し、またはポンプ内部等で副生成物の発生が生じる。真空ポンプ内部に持ち込まれる副生成物またはポンプ内部で生成する副生成物が、真空ポンプのロータ同士またはロータとロータを収納するケーシングとの隙間等に挟まる。このため、副生成物は、真空ポンプの正常な回転を阻害する。 The vacuum pump exhausts the gas inside the chamber in order to maintain the chamber of the semiconductor manufacturing apparatus in a vacuum state. Since the gas for film formation supplied to the chamber contains gas that generates by-products, by-products flow into the vacuum pump together with the exhaust gas, or by-products are generated inside the pump. Occurs. A by-product brought into the vacuum pump or a by-product generated inside the pump is sandwiched between gaps between the rotors of the vacuum pump or between the rotor and the casing housing the rotor. For this reason, a by-product inhibits the normal rotation of the vacuum pump.
副生成物を生成するガスは半導体製造装置の目的であるウェハ成膜工程(製造工程)等に必要なガスである。真空ポンプの機能は製造装置に供給される全てのガスを排気することが前提であり、副生成物の生成を回避することはできない。半導体製造装置のユーザは、半導体製造装置が製品を製造しているとき(成膜工程中)に真空ポンプが停止しないことを要望している。成膜工程中に真空ポンプが停止すると、製造中の製品をすべて廃棄しなければならず、望ましくないコストが発生するからである。また、ユーザは、製造装置の稼働率を向上するために、ポンプメンテナンス時期(例えば、真空ポンプの定期交換時期)まで、真空ポンプを停止しないように、真空ポンプの連続運転時間の延長を望んでいる。 The gas which produces | generates a by-product is gas required for the wafer film-forming process (manufacturing process) etc. which are the objectives of a semiconductor manufacturing apparatus. The function of the vacuum pump is based on the premise that all the gas supplied to the manufacturing apparatus is exhausted, and generation of by-products cannot be avoided. A user of a semiconductor manufacturing apparatus desires that the vacuum pump does not stop when the semiconductor manufacturing apparatus manufactures a product (during a film forming process). This is because if the vacuum pump is stopped during the film forming process, all the products being manufactured must be discarded, which causes undesirable costs. In addition, the user wants to extend the continuous operation time of the vacuum pump so as not to stop the vacuum pump until the pump maintenance time (for example, the periodic replacement time of the vacuum pump) in order to improve the operating rate of the manufacturing apparatus. Yes.
特許第5562144号に記載の技術では、プロセスガスの副生成物がロータの回転を阻害するまでに堆積してしまうことを防止するために、堆積物を掻き落とす生成物対策運転を行うことを提案している。 In the technology described in Japanese Patent No. 5562144, in order to prevent the by-product of the process gas from accumulating before the rotation of the rotor is obstructed, it is proposed to perform a product countermeasure operation for scraping off the deposit. doing.
別の防止策として、ポンプの低温化または高温化によって、副生成物の生成抑制、または副生成物の固体化の防止を行っている。具体的には真空ポンプが生成する圧縮熱、真空ポンプに設置したヒータ、真空ポンプ外部を循環する冷却水を利用して、生成物の低減を行っている。この場合、生成物固有の温度(反応温度や昇華温度)を考慮して、ポンプの低温化または高温化を行う。以上の従来技術においては、ポンプの低温化または高温化では固形化を防止できない副生成物が残留しており、残留量を減らして、真空ポンプ等の稼働率を、さらに向上することが望まれている。 As another preventive measure, the generation of by-products is suppressed or the solidification of the by-products is prevented by lowering or increasing the temperature of the pump. Specifically, products are reduced by using compression heat generated by the vacuum pump, a heater installed in the vacuum pump, and cooling water circulating outside the vacuum pump. In this case, the temperature of the pump is reduced or increased in consideration of the temperature unique to the product (reaction temperature or sublimation temperature). In the above prior art, by-products that cannot be solidified by lowering or increasing the temperature of the pump remain, and it is desired to further reduce the residual amount and improve the operating rate of the vacuum pump and the like. ing.
本発明の一形態は、このような問題点を解消すべくなされたもので、その目的は、真空ポンプのロータまたはケーシング表面に堆積した副生成物の堆積量を減らして、排気系設備の稼働率を、さらに向上させた排気系設備を提供することである。 One aspect of the present invention is to solve such problems, and the object is to reduce the amount of by-products accumulated on the rotor or casing surface of the vacuum pump and to operate the exhaust system equipment. It is to provide an exhaust system facility in which the rate is further improved.
上記課題を解決するために、第1の形態では、製造装置のチャンバ内を排気するために、前記チャンバの下流に設置可能な排気系設備と、前記排気系設備に接続されて、ハロゲン化水素、フッ素、塩素、三フッ化塩素、フッ素ラジカルのうちの少なくとも1つを含むガスを前記排気系設備に供給可能なガス供給装置とを有することを特徴とする排気系設備システムという構成を採っている。 In order to solve the above problems, in the first embodiment, in order to exhaust the inside of the chamber of the manufacturing apparatus, an exhaust system facility that can be installed downstream of the chamber and a hydrogen halide connected to the exhaust system facility. And a gas supply device capable of supplying a gas containing at least one of fluorine, chlorine, chlorine trifluoride, and fluorine radicals to the exhaust system facility. Yes.
本実施形態では、排気系設備に残留する副生成物のうち、その大部分を占める二酸化ケイ素(SiO2)をハロゲン化水素、フッ素、三フッ化塩素のうちの少なくとも1つを含むガスにより分解する。例えば、フッ化水素(HF)を用いて、以下の反応を起こさせる。
SiO2+ 4HF → SiF4+ 2H2O
生成されるフッ化ケイ素(SiF4)は、沸点が低く、−95.5℃で昇華するため、常温においては気体として、容易に除去できる。従って、排気系設備の内部における副生成物の残留量を減らして、排気系設備の稼働率を、さらに向上をさせることができる。
In the present embodiment, silicon dioxide (SiO 2 ) occupying most of the by-products remaining in the exhaust system facility is decomposed with a gas containing at least one of hydrogen halide, fluorine, and chlorine trifluoride. To do. For example, the following reaction is caused using hydrogen fluoride (HF).
SiO 2 + 4HF → SiF 4 + 2H 2 O
The generated silicon fluoride (SiF 4 ) has a low boiling point and sublimates at −95.5 ° C., so that it can be easily removed as a gas at room temperature. Therefore, the residual amount of by-products in the exhaust system facility can be reduced, and the operating rate of the exhaust system facility can be further improved.
実験によれば、排気系設備の1つである真空ポンプ内に残量していた二酸化ケイ素の大部分が、フッ化水素により、フッ化ケイ素になり、真空ポンプから除去することができた。ここで、ハロゲン化水素とは、水素とハロゲン(周期表第17族元素、すなわち、フッ素F、塩素Cl、臭素Br、ヨウ素I、アスタチンAt)との化合物である。ハロゲン化水素の一般式は、HX(Xはハロゲン)である。
According to the experiment, most of the silicon dioxide remaining in the vacuum pump, which is one of the exhaust system facilities, was converted to silicon fluoride by hydrogen fluoride and could be removed from the vacuum pump. Here, the hydrogen halide is a compound of hydrogen and halogen (
排気系設備システムには、真空ポンプ、ガス供給装置、除害装置、これらを互いに接続する配管、チャンバと真空ポンプまたは除害装置を接続する配管等がある。真空ポンプ、ガス供給装置、除害装置の組合せとしては、(1)ガス供給装置+真空ポンプ+除害装置、(2)ガス供給装置+真空ポンプ、(3)ガス供給装置+除害装置等がある。 The exhaust system system includes a vacuum pump, a gas supply device, an abatement device, piping for connecting these to each other, piping for connecting the chamber and the vacuum pump or the abatement device, and the like. Combinations of vacuum pump, gas supply device and abatement device include (1) gas supply device + vacuum pump + abatement device, (2) gas supply device + vacuum pump, (3) gas supply device + abatement device, etc. There is.
ハロゲン化水素ガス等を用いた真空ポンプのクリーニングによる副生成物の除去は、クリーニング用ガスとの化学反応によって、例えば、ロータの回転を阻害する生成物の除去を行うものである。副生成物の除去は、副生成物の生成を低減することや生成を抑制することではなく、「生成された副生成物の除去」である。副生成物の除去は、クリアランス部(すなわち、ポンプ本体と回転体との間隙)を副生成物の除去により確保するものである。なお、クリアランス部が確保できれば、全ての副生成物を分解または除去する必要はない。前記排気系設備に係わる付帯機器や、排気系配管内のメンテナンスは基本的に不要である。 Removal of a by-product by cleaning a vacuum pump using hydrogen halide gas or the like is to remove, for example, a product that inhibits rotation of the rotor by a chemical reaction with the cleaning gas. The removal of the by-product is not “reducing or suppressing the production of the by-product” but “removal of the produced by-product”. The removal of the by-product is to secure a clearance portion (that is, a gap between the pump body and the rotating body) by removing the by-product. If the clearance portion can be secured, it is not necessary to decompose or remove all by-products. There is basically no need for maintenance of the auxiliary equipment related to the exhaust system facility or the exhaust system piping.
第2の形態では、前記排気系設備は、前記製造装置との接続部を有し、前記ガス供給装置は、前記接続部において、前記排気系設備に接続されることを特徴とする第1の形態の排気系設備システムという構成を採っている。 In a second aspect, the exhaust system facility includes a connection portion with the manufacturing apparatus, and the gas supply device is connected to the exhaust system facility at the connection portion. The configuration of the exhaust system equipment system is adopted.
第3の形態では、前記ガス供給装置は、ハロゲン化水素、フッ素、塩素、三フッ化塩素
のうちの少なくとも1つが充填されたボンベを有することを特徴とする第1または2の形態の排気系設備システム、という構成を採っている。
In the third mode, the gas supply device has a cylinder filled with at least one of hydrogen halide, fluorine, chlorine, and chlorine trifluoride. The exhaust system according to the first or second mode is characterized in that The equipment system is adopted.
第4の形態では、前記ガスの温度を制御するガス温度制御装置を有することを特徴とする第1ないし3の形態のいずれか1つの排気系設備システム、という構成を採っている。 In the fourth embodiment, the exhaust system equipment system according to any one of the first to third embodiments, which has a gas temperature control device for controlling the temperature of the gas, is employed.
第5の形態では、前記ガス温度制御装置は、前記ガスの温度を50℃〜250℃の範囲に制御することを特徴とする第4の形態の排気系設備システム、という構成を採っている。 In the fifth embodiment, the gas temperature control device adopts a configuration of an exhaust system facility system according to a fourth embodiment, which controls the temperature of the gas in a range of 50 ° C. to 250 ° C.
第6の形態では、前記排気系設備は、複数個あり、1個の前記ガス供給装置から前記複数の排気系設備に前記ガスを供給することを特徴とする、第1ないし5の形態のいずれか1つの排気系設備システム、という構成を採っている。 In the sixth aspect, there are a plurality of exhaust system facilities, and the gas is supplied from one gas supply device to the plurality of exhaust system facilities. It adopts the configuration of one exhaust system facility system.
第7の形態では、前記排気系設備システムは、気体もしくはミストである水を前記ガスに供給する水供給装置を有し、前記水と前記ガスとの混合物が前記排気系設備に供給されることを特徴とする、第1ないし6の形態のいずれか1つの排気系設備システム、という構成を採っている。ここで、ミストとは、気体中に分散した液体の微粒子のことを指し、霧・液滴とも呼ばれる。 In a seventh aspect, the exhaust system facility system includes a water supply device that supplies water, which is gas or mist, to the gas, and a mixture of the water and the gas is supplied to the exhaust system facility. The exhaust system equipment system according to any one of the first to sixth aspects is employed. Here, mist refers to liquid fine particles dispersed in a gas, and is also referred to as mist / droplet.
第8の形態では、前記排気系設備システムは、前記ガス供給装置から前記排気系設備への前記ガスの供給を制御する制御部を有し、前記制御部は、前記製造装置が出力する前記製造装置の動作状態を示す状態信号に基づいて、前記制御を行うことを特徴とする、第1ないし7の形態のいずれか1つの排気系設備システム、という構成を採っている。 In an eighth aspect, the exhaust system facility system includes a control unit that controls supply of the gas from the gas supply device to the exhaust system facility, and the control unit outputs the manufacturing output by the manufacturing apparatus. The exhaust system system according to any one of the first to seventh embodiments is characterized in that the control is performed based on a state signal indicating an operation state of the apparatus.
第9の形態では、前記排気系設備システムは、前記ガス供給装置から前記排気系設備への前記ガスの供給を制御する制御部を有し、
前記排気系設備の下流に設置され、前記排気系設備から排出された排ガスを処理して無害化する除害装置に対して、前記製造装置は、前記製造装置の動作状態を示す状態信号を出力し、
前記制御部は、前記状態信号を前記除害装置から受信し、受信した前記状態信号に基づいて、前記制御を行うことを特徴とする、第1ないし7の形態のいずれか1つの排気系設備システム、という構成を採っている。
In a ninth aspect, the exhaust system facility system includes a control unit that controls supply of the gas from the gas supply device to the exhaust system facility.
For the abatement device installed downstream of the exhaust system facility and detoxifying the exhaust gas discharged from the exhaust system facility, the manufacturing apparatus outputs a status signal indicating the operating state of the manufacturing apparatus And
The control unit receives the status signal from the abatement apparatus, and performs the control based on the received status signal, and the exhaust system equipment according to any one of the first to seventh aspects, The system is adopted.
第10の形態では、前記排気系設備システムは、前記ガス供給装置から前記排気系設備への前記ガスの供給を制御する制御部を有し、前記制御部は、前記排気系設備が出力する前記排気系設備の動作状態を示す状態信号に基づいて、前記制御を行うことを特徴とする、第1ないし7の形態のいずれか1つの排気系設備システム、という構成を採っている。 In a tenth aspect, the exhaust system facility system includes a control unit that controls supply of the gas from the gas supply device to the exhaust system facility, and the control unit outputs the exhaust system facility. The exhaust system equipment system according to any one of the first to seventh embodiments is characterized in that the control is performed based on a state signal indicating an operation state of the exhaust system equipment.
第11の形態では、前記排気系設備は、前記チャンバから排出された排ガスを処理して無害化する除害装置を含むことを特徴とする、第1ないし8、および10の形態のいずれか1つの排気系設備システム、という構成を採っている。 In an eleventh aspect, any one of the first to eighth and tenth aspects is characterized in that the exhaust system facility includes a detoxification device that treats the exhaust gas discharged from the chamber and renders it harmless. It has a configuration of two exhaust system systems.
第12の形態では、前記排気系設備は、真空ポンプを含むことを特徴とする、第1ないし11の形態のいずれか1つの排気系設備システム、という構成を採っている。 In a twelfth aspect, the exhaust system facility has a configuration of any one exhaust system facility system according to the first to eleventh aspects, including a vacuum pump.
ハロゲン化水素ガス等を用いたクリーニングによる副生成物の除去は、真空ポンプ以外にも、真空ポンプと、真空ポンプの下流に設けた除害装置とを接続する排気配管内部の副生成物の除去にも適用できる。これにより真空ポンプの背圧上昇防止のための配管メンテナンスが不要になる、またはメンテナンス頻度が低減する。 Removal of by-products by cleaning with hydrogen halide gas, etc., removes by-products in the exhaust pipe that connects the vacuum pump and the abatement device provided downstream of the vacuum pump in addition to the vacuum pump. It can also be applied to. This eliminates the need for piping maintenance for preventing the back pressure of the vacuum pump from increasing, or reduces the maintenance frequency.
ハロゲン化水素ガス等を用いたクリーニングによる生成物の除去は、真空ポンプ以外にも、真空ポンプの排気側に(下流に)設置される除害装置内部の副生成物の除去にも適用できる。これにより除害装置の構成部品に付着した副生成物を除去するためのメンテナンスが不要になる、またはメンテナンス頻度が低減する。 The removal of the product by cleaning using hydrogen halide gas or the like can be applied not only to the vacuum pump but also to the removal of by-products inside the detoxifying device installed (downstream) on the exhaust side of the vacuum pump. This eliminates the need for maintenance for removing by-products attached to the components of the abatement apparatus, or reduces the maintenance frequency.
第13の形態では、前記製造装置は、半導体を製造するための半導体製造装置であることを特徴とする、第1ないし12の形態のいずれか1つの排気系設備システム、という構成を採っている。 In a thirteenth aspect, the manufacturing apparatus is a semiconductor manufacturing apparatus for manufacturing a semiconductor, and employs a configuration of any one exhaust system facility system according to the first to twelfth aspects. .
第14の形態では、前記ガス供給装置はプラズマ発生器を有し、前記フッ素ラジカルは、前記プラズマ発生器によって生成されることを特徴とする、第1ないし13の形態のいずれか1つの排気系設備システム、という構成を採っている。 In a fourteenth aspect, the gas supply apparatus includes a plasma generator, and the fluorine radical is generated by the plasma generator, and the exhaust system according to any one of the first to thirteenth aspects The equipment system is adopted.
フッ素ラジカルを用いた実施形態では、排気系設備に残留する副生成物のうち、その大部分を占める二酸化ケイ素(SiO2)を、フッ素ラジカルを含むガスにより分解する。例えば、以下の反応を起こさせる。次式では、フッ素ラジカル1分子をFRで示す。
SiO2+ 4FR → SiF4+ O2
フッ化水素(HF)ガスを用いた場合と、フッ素ラジカルを三フッ化窒素(NF3)ガスから生成した場合を比較すると以下の相違がある。
ガス使用量に関しては、1分子のHF中にFは1原子であり、1分子のNF3中にFは3原子あるため、三フッ化窒素を用いた場合の方が、等量の副生成物を除去するために必要なガス量は少ない。別の表現をすると、三フッ化窒素を用いた場合の方が、同じガス量で、より多くの副生成物を除去できる。
エッチング効率(すなわち、同体積のガスによる副生成物の除去効率)に関しては、フッ化水素(HF)を用いた場合、理論反応量の5倍のガスが必要であったが、三フッ化窒素を用いた場合は、ラジカルな分子を用いているためガスの必要量は、より少なく良好であった。
In the embodiment using fluorine radicals, silicon dioxide (SiO 2) occupying most of the by-products remaining in the exhaust system equipment is decomposed with a gas containing fluorine radicals. For example, the following reaction is caused. In the following formula, one fluorine radical molecule is represented by FR.
SiO 2 + 4FR → SiF 4 + O 2
When the case where hydrogen fluoride (HF) gas is used and the case where fluorine radicals are generated from nitrogen trifluoride (NF 3) gas are compared, there are the following differences.
Regarding the amount of gas used, F is one atom in one molecule of HF, and three atoms are in one molecule of NF3. Therefore, when nitrogen trifluoride is used, an equal amount of by-product is used. The amount of gas required to remove the is small. In other words, more by-products can be removed with the same amount of gas when nitrogen trifluoride is used.
Regarding the etching efficiency (that is, the removal efficiency of by-products with the same volume of gas), when hydrogen fluoride (HF) was used, 5 times the theoretical reaction amount was required, but nitrogen trifluoride. In the case of using, since the radical molecule is used, the required amount of gas is smaller and better.
フッ化水素(HF)を用いたガスクリーニング(すなわち、副生成物の除去)が適するプロセスは以下のようなものである。
フッ化水素ガスの供給手段はガスボンベ等であり、フッ素ラジカルの供給手段より簡便な反面、エッチング効率が低いため、フッ化水素(HF)を用いたガスクリーニングは、
1)フッ化水素ガスを供給できる時間が長い(供給できる時間に余裕がある)バッチプロセスや、
2)ポンプ内部の副生成物の生成物量が少ないプロセス等に適する。
A process suitable for gas cleaning using hydrogen fluoride (HF) (that is, removal of by-products) is as follows.
The means for supplying hydrogen fluoride gas is a gas cylinder or the like, which is simpler than the means for supplying fluorine radicals, but has a low etching efficiency. Therefore, gas cleaning using hydrogen fluoride (HF)
1) A batch process in which hydrogen fluoride gas can be supplied for a long time (there is time to supply),
2) Suitable for processes where the amount of by-products in the pump is small.
一方、フッ素ラジカルを用いたガスクリーニングが適するプロセスは以下のようなものである。
フッ素ラジカルを用いたガスクリーニングは、エッチング効率が高い反面、プラズマ発生装置が必要であるため、
1)クリーニング用ガスを供給できる時間が短い(供給できる時間に余裕がない)枚葉プロセスや
2)ポンプ内部の副生成物の生成物量が多いプロセス等に適する。
On the other hand, a process suitable for gas cleaning using fluorine radicals is as follows.
Gas cleaning using fluorine radicals has high etching efficiency but requires a plasma generator.
It is suitable for 1) a single-wafer process in which the cleaning gas can be supplied for a short time (there is no sufficient time for supply), and 2) a process in which the amount of by-products in the pump is large.
第15の形態では、前記フッ素ラジカルは、前記プラズマ発生器において三フッ化窒素または四フッ化炭素から生成されることを特徴とする、第14の形態の排気系設備システム、という構成を採っている。 In a fifteenth aspect, the exhaust radical equipment system according to the fourteenth aspect is adopted, wherein the fluorine radical is generated from nitrogen trifluoride or carbon tetrafluoride in the plasma generator. Yes.
第16の形態では、前記ガス供給装置は、三フッ化窒素、四フッ化炭素のうちの少なく
とも1つが充填されたボンベを有することを特徴とする、第15の形態の排気系設備システム、という構成を採っている。
According to a sixteenth aspect, the gas supply device includes an exhaust system equipment system according to the fifteenth aspect, characterized by having a cylinder filled with at least one of nitrogen trifluoride and carbon tetrafluoride. The composition is taken.
第17の形態では、製造装置のチャンバ内を排気するために、前記チャンバの下流に設置可能な排気系設備のクリーニング方法であって、
ハロゲン化水素、フッ素、塩素、三フッ化塩素、フッ素ラジカルのうちの少なくとも1つを含むガスを供給可能なガス供給装置を設けるステップと、
前記ガス供給装置を前記排気系設備に接続するステップと、
前記ガス供給装置から、前記ガスを前記排気系設備に供給するステップとを有することを特徴とするクリーニング方法、という構成を採っている。
In a seventeenth aspect, there is provided a cleaning method for exhaust system equipment that can be installed downstream of the chamber in order to exhaust the inside of the chamber of the manufacturing apparatus,
Providing a gas supply device capable of supplying a gas containing at least one of hydrogen halide, fluorine, chlorine, chlorine trifluoride, and fluorine radicals;
Connecting the gas supply device to the exhaust system facility;
And a step of supplying the gas to the exhaust system equipment from the gas supply device.
第18の形態では、前記排気系設備は、真空ポンプおよび/または除害装置を含むことを特徴とする、第17の形態のクリーニング方法、という構成を採っている。 According to an eighteenth aspect, the exhaust system facility has a configuration of a cleaning method according to a seventeenth aspect, which includes a vacuum pump and / or an abatement apparatus.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同一または相当する部材には同一符号を付して重複した説明を省略する。図1は、本発明の一実施形態に係る排気系設備システムを示すブロック図である。本実施形態では、排気系設備システムは、真空ポンプ、ガス供給装置、除害装置、これらを互いに接続する配管、及びチャンバと真空ポンプを接続する配管等を含む。排気系設備は、真空ポンプ、除害装置、これらを互いに接続する配管、及びチャンバと真空ポンプを接続する配管等を含む。また、本実施形態では、製造装置は、半導体を製造するための半導体製造装置である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. FIG. 1 is a block diagram showing an exhaust system equipment system according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, the exhaust system facility system includes a vacuum pump, a gas supply device, a detoxifying device, piping that connects these to each other, piping that connects the chamber and the vacuum pump, and the like. The exhaust system equipment includes a vacuum pump, a detoxifying device, piping connecting these to each other, piping connecting the chamber and the vacuum pump, and the like. In the present embodiment, the manufacturing apparatus is a semiconductor manufacturing apparatus for manufacturing a semiconductor.
図1では、真空ポンプ10を半導体製造装置12の真空チャンバ14に接続した例を示す。排気系設備システム16は、半導体製造装置12の真空チャンバ14内を排気するために、真空チャンバ14の下流に設置可能な真空ポンプ10と、真空ポンプ10に接続されて、ハロゲン化水素を含むガスを真空ポンプ10に供給可能なガス供給装置18とを有する。
FIG. 1 shows an example in which the
図1には、図示しないが、真空チャンバ14の上流側には真空チャンバ14にプロセスガスを供給するプロセスガス供給源が配置されている。真空チャンバ14は配管22によって真空ポンプ10に接続されている。
Although not shown in FIG. 1, a process gas supply source for supplying a process gas to the
図2に示すように、真空ポンプ10の例として、ブースターポンプとしての第1の真空ポンプ30と、メインポンプとしての第2の真空ポンプ32と、第1の真空ポンプ30及び第2の真空ポンプ32を収容するハウジング34とを備えている。真空ポンプ10の詳細については後述する。
As shown in FIG. 2, as an example of the
図1において、真空ポンプ10の下流側には排ガス20(プロセスガス)を無害化するための排ガス除害装置24(除害装置)が配置されている。この排ガス除害装置24には、乾式吸着方式、湿式吸収(または溶解)方式、及び燃焼分解方式及び触媒式などのタイプがある。触媒式は、乾式吸着方式、湿式吸収(または溶解)方式、及び燃焼分解方式のいずれの方式にも除害効率を上げるために適用可能である。その他の例としては、加熱式(ヒータ式)分解とプラズマによる分解がある。排ガス除害装置としては、これらのうちのいずれか1つの方式を選択することもできるが、組み合わせて使用しても良い。例えば触媒式は、乾式吸着方式、湿式吸収(または溶解)方式、及び燃焼分解方式のいずれかの方式と組み合せることでも除害効率を上げることが可能である。除害装置にどのような方式を採用するかは、例えば、処理対象ガスの種類や量、使えるユーティリティーを考慮して、適切に選択することができる。真空チャンバ14には第1の制御部26が接続されており、この第1の制御部26により、真空チャンバ14における基板処理(以下、本プロセスという)のプロセス条件が制御される。プロセス条件としては、例えば真空チャンバ14に供給されるプロセスガスの通気時間、種類や温度などが挙げられる。本実施形態では、第1の制御部26の運転制御項目としては、ガス種を決めた場合、ガスを流すタイミング、ガスの流量、温度等である。本実施形態では、特に、ガスの流量、温度等を固定しているため、制御に必要な情報は、ガスを流すタイミングである。
In FIG. 1, an exhaust gas abatement device 24 (abatement device) for detoxifying the exhaust gas 20 (process gas) is disposed on the downstream side of the
第2の制御部28は、真空ポンプ10及びバルブ82に接続されており、第2の制御部28によって真空ポンプ10の運転条件及びバルブ82の開閉が制御される。真空ポンプ10の運転条件としては、例えばポンプロータの回転速度や第1の真空ポンプ30及び第2の真空ポンプ32の起動タイミングなどが挙げられる。
The
なお、半導体製造装置、真空ポンプ、除害装置は独立して運転可能である。装置間の連携は必須ではない。ポンプと除害装置を1度起動すれば、半導体製造装置は単独で運転することが可能である。ただし、標準的な半導体工場では省エネ、性能向上、機器保護の観点から運転信号による連携運転を行うケースがある。その場合、信号(制御)の起点となるのは半導体製造装置である。半導体製造装置の指令によって真空ポンプ、除害装置は運転状態を変更する。また真空ポンプ、除害装置からの信号(異常、故障信号等)によって半導体製造装置は運転を変更する。その意味で通信信号は、一般的には双方向信号である。 Note that the semiconductor manufacturing apparatus, vacuum pump, and abatement apparatus can be operated independently. Cooperation between devices is not essential. If the pump and the abatement apparatus are started once, the semiconductor manufacturing apparatus can be operated independently. However, in a standard semiconductor factory, there are cases where cooperative operation is performed using operation signals from the viewpoint of energy saving, performance improvement, and equipment protection. In that case, the starting point of the signal (control) is the semiconductor manufacturing apparatus. The vacuum pump and the abatement device change the operating state according to the command of the semiconductor manufacturing apparatus. In addition, the semiconductor manufacturing apparatus changes operation by a signal (abnormality, failure signal, etc.) from the vacuum pump and the abatement apparatus. In that sense, the communication signal is generally a bidirectional signal.
本実施形態では、第2の制御部28を真空ポンプ10とは別箇独立としているが、第2の制御部28は、真空ポンプ10が有している制御装置、あるいはガス供給装置18に付帯した制御部としてもよい。第2の制御部28は、別置きの装置である必要はない。
In the present embodiment, the
第2の制御部28は第1の制御部26に接続されており、第1の制御部26からプロセス条件が状態信号として第2の制御部28に送られるようになっている。第2の制御部28は、状態信号に基づいて真空ポンプ10及びバルブ82を制御する。本実施形態では、第2の制御部28は、真空ポンプ10の上位にある制御装置ではなく、真空ポンプ10の下位にある制御部である。すなわち、ガス供給装置18は真空ポンプ10の付帯設備という位置づけであり、ガス供給装置18の制御部である第2の制御部28は、真空ポンプ10の下位の制御部となる。
The
図2において、第1の真空ポンプ30は、一対のルーツ型ポンプロータ36(図2では1つのポンプロータのみを示す)を有するルーツ型真空ポンプの例であり、第2の真空ポンプ32は、一対のルーツ型ポンプロータ38(図2では1つのポンプロータのみを示す)を有するルーツ型真空ポンプである。第1の真空ポンプ30及び第2の真空ポンプ32は、異なる段数のポンプロータをそれぞれ有している。第1の真空ポンプ30と第2の真空ポンプ32とはハウジング34内で互いに平行に設置され、第1の真空ポンプ30は第2の真空ポンプ32の上方に配置されている。
In FIG. 2, the
第1の真空ポンプ30の吸気口には吸気配管40が設けられており、この吸気配管40は、配管22を経由して真空チャンバ14に接続されている。なお、半導体製造装置12としては、半導体ウェハや液晶パネルなどの基板に成膜処理やエッチング処理を施す成膜装置やエッチング装置などが挙げられる。第1の真空ポンプ30の下部には排気口が設けられており、この排気口は接続配管42を介して第2の真空ポンプ32の吸気口に接続されている。第2の真空ポンプ32の排気口には排気配管44が接続され、この排気配管44を介して気体(プロセスガス等)が外部に排気される。気体には、プロセスガス以外にもクリーニングガス、希釈用の不活性ガスが含まれる。このように、第1の真空ポンプ30と第2の真空ポンプ32とは直列に接続され、第2の真空ポンプ32は、第1の真空ポンプ30よりも下流側に配置されている。すなわち、第1の真空ポンプ30は第2の真空ポンプ32よりも真空側に配置され、第2の真空ポンプ32は大気側に配置されている。
An
図2に示すように、第1の真空ポンプ30は、互いに対向する一対の多段ポンプロータ36を備えている。それぞれのポンプロータ36は、吸気側に配置される1段目のルーツロータ36a(吸気側ロータ)と、排気側に配置される2段目のルーツロータ36b(排気側ロータ)と、これらのルーツロータ36a,36bが固定される回転軸46とを備えている。第1の真空ポンプ30を駆動するモータM1は、回転軸46の端部に固定されている。(コメント:タイミングギヤ48と52に関する記載を、明細書と図2から削除致します。)
As shown in FIG. 2, the
第2の真空ポンプ32は、5段のポンプロータを備える点で第1の真空ポンプ30と異なっている。その他の第2の真空ポンプの構成は第1の真空ポンプと同様であり、その重複する説明を省略する。図2に示すように、第2の真空ポンプ32は、互いに対向する一対の多段ポンプロータ38を備えている。それぞれのポンプロータ38は、吸気側から排気側に向かって順に配置される1段目のルーツロータ38aと、2段目のルーツロータ38bと、3段目のルーツロータ38cと、4段目のルーツロータ38dと、5段目のルーツロータ36eと、これらのルーツロータが固定される回転軸50とを備えている。第2の真空ポンプ32を駆動するモータM2は、回転軸50の端部に固定されている。
The
ポンプロータ36,38同士、及びポンプロータ36,38とロータケーシング34の内面との間には微小な隙間が形成されており、これによりポンプロータ36,38がロータケーシング34内で、非接触で回転可能となっている。微小な隙間に、SiO2等の副生成物が挟まると、ポンプロータ36,38の回転が不良になる、もしくは停止する。なお、本実施形態では、ロータとしてルーツ型を使用しているが、これに限らずスクリュー
型やクロー型などを用いてもよい。いずれの場合でも、複数段のロータが軸方向に配列された多段型のポンプロータが用いられる。また、ポンプロータ36、38の段数は2段、5段に限られず、それぞれ3段以上、又は、5段以上または5段以下であってもよい。
Small gaps are formed between the
排気系設備システム16は、半導体製造装置12との接続部である吸気配管40を有する。ガス供給装置18は、吸気配管40において、排気系設備システム16に接続される。吸気配管40に接続する理由は、吸気配管40は真空ポンプ10の上流に位置するため、吸気配管40からHFガスを供給すると、真空ポンプ10の全体をクリーニングすることができるからである。
The exhaust
HFガスを供給する場所としては、第1の真空ポンプ30と第2の真空ポンプ32を連結する接続配管42からHFガスを供給してもよい。また、メインポンプである第2の真空ポンプ32の任意の場所からHFガスを供給してもよい。第2の真空ポンプ32のみにHFガスを供給する理由は、第2の真空ポンプ32は、第1の真空ポンプ30よりも、内部圧力及び内部温度が高く、生成物が生成しやすい場合があるからである。なお、半導体製造装置12の製造プロセス等に依存して、副生成物が挟まりやすい場所、もしくは、副生成物が生成しやすい場所は変化する。
As a place for supplying the HF gas, the HF gas may be supplied from a
次に、図3により、ガス供給装置18について説明する。図3は、ガス供給装置18の構成を示すブロック図である。図3(a)は、ガス供給装置18に、排気系設備システム16の外部からHFガス及びN2ガスが供給される場合を示す。HFガスは、配管56を介して、N2ガスは、配管58を介して供給される。図3(b)は、ガス供給装置18が、ハロゲン化水素が充填されたボンベ54を有し、排気系設備システム16の外部からN2ガスが供給される場合を示す。
Next, the
N2ガスは、HFガスの濃度を調整するために用いられる。HFガス供給装置18は、ガス供給装置18に供給されたHFガス及びN2ガスを、最適なHF濃度、流量、最適な供給タイミングで、真空ポンプ10にHFガスを供給する。HFガスとN2ガスは混合された後に、真空ポンプ10に送られる。図中のMFCは、マスフローコントローラである。MFCの前後には、配管を開閉するためのバルブ90を設ける。MFCの代わりに、同様の機能を、マスフローメータ及び遠隔操作される電磁弁等のONOFF弁と流量調整弁とを用いて、実現してもよい。ボンベ54を利用する場合、排気系設備システム16の外部からHFガスを供給することが不要になり、外部からHFガスを供給するための長い配管が不要になる。このため、設置工事が容易になり、またコストが低減する。
N2 gas is used to adjust the concentration of HF gas. The HF
次に、図4により、ガス供給装置18の別の実施形態について説明する。図4は、ガスの温度を制御する加熱用ヒータ60(ガス温度制御装置)を有するガス供給装置18の構成を示すブロック図である。図4(a)は、ガス供給装置18に、排気系設備システム16の外部からHFガス及びN2ガスが供給される場合を示す。図4(b)は、ガス供給装置18が、ハロゲン化水素が充填されたボンベ54を有し、排気系設備システム16の外部からN2ガスが供給される場合を示す。
Next, another embodiment of the
加熱用ヒータ60は、HFガスをクリーニングに最適な温度に、自動的に加熱制御する。クリーニングに最適な温度とは、既述の二酸化ケイ素からフッ化ケイ素を生成する反応の場合、50℃〜250℃である。この温度範囲よりも低いと、反応が弱く、この温度範囲よりも高いと、装置の運転に影響を与える。反応が弱いと、二酸化ケイ素を十分に除去できない。装置への影響とは、装置の各部が、局所的に加熱されることによる変形や腐食による損傷を受ける可能性があることを意味する。
The
加熱用ヒータ60は、配管62の外周に巻く。HFガス温度を温度センサにより測定し
て、第2の制御部28は、測定温度に基づいて、加熱用ヒータ60の出力を制御する。ガス温度制御装置は、ガス供給装置18に配置する以外に、真空ポンプ10に配置してもよい。
The
次に、図5により、排気系設備システム16の別の実施形態について説明する。図5は、気体もしくはミストである水をガスに供給する水供給装置を有する排気系設備システム16の構成を示すブロック図である。この排気系設備システム16では、水とガスとの混合物が真空ポンプ10に供給される。真空ポンプ10に供給するHFガスに水を同伴させて、真空ポンプ10の内部の副生成物を、水を利用してHFガスと反応させる。適度な量の水分により、既述の二酸化ケイ素からフッ化ケイ素を生成する反応の効率が改善される。
Next, another embodiment of the exhaust
図5(a)では、ガス供給装置18と真空ポンプ10を接続する配管62に、ミストである水を放出するスプレーノズル64を配置する。水供給装置は、スプレーノズル64と、スプレーノズル64から放出する水量を調節する流量コントローラ74(FIC)と弁76とを有する。水は、排気系設備システム16の外部から、流量コントローラ74に供給される。スプレーノズル64は、HFガスの流れる方向66と反対の方向68に向けて、水を放出する。反対の方向68に向けて、水を放出する理由は、HFガスと水を、よく混合させるためである。
In FIG. 5A, a
図5(b)では、水供給装置は、加熱装置70を備えた水槽72を有する。水は、排気系設備システム16の外部から、水槽72に供給される。ガス供給装置18と真空ポンプ10を接続する配管62に、加熱装置70を備えた水槽72の上部から出ている配管88を接続する。真空ポンプ10により、配管62内が真空になるため、水槽72の内部は真空に保たれる。このために、水槽72内では、水蒸気が発生し、蒸発熱により、水槽72内は低温になる。水が氷に変化するまで水が低温化することを防ぐために、加熱装置70を設ける。水蒸気は、HFガスとともに真空ポンプ10の内部の副生成物に供給される。
In FIG. 5B, the water supply device has a
次に、本実施形態において、ハロゲン化水素を含むガスを真空ポンプ10に供給したときに、真空ポンプ10の内部に残留している副生成物がハロゲン化水素によって、どの程度、除去されるかを試験により確認した結果を図6に示す。この試験では、実際に使用されていた真空ポンプ10の内部から、残留していた固形の副生成物を容器内に収集した。容器内の副生成物に、ハロゲン化水素を含むガスを供給した。容器内の固形の副生成物の重量を、ガスを供給する前と、試験が終了した後に測定した。試験では、設定された時間にわたって、ハロゲン化水素を含むガスを供給した。
Next, in this embodiment, how much by-product remaining in the
図6に、ガスを供給する前の、容器内の固形の副生成物に含まれる成分と、容器内の固形の副生成物の全重量に対する各成分の重量比を示す。ガスを供給する前は、二酸化ケイ素が、95%を占めていた。ガスとの反応が終了した後に、二酸化ケイ素の重量を測定したところ、二酸化ケイ素の重量は、検知可能な重量以下に、大幅に低下していた。容器内の固形の副生成物は、目視では、ほとんど消滅していた。固体の二酸化ケイ素の大部分は、気体のフッ化ケイ素(SiF4)とケイフッ化アンモニウム((NH4)2SiF6)に変化したと考えられる。 FIG. 6 shows the weight ratio of each component to the total weight of the solid by-product in the container and the solid by-product in the container before supplying the gas. Before supplying gas, silicon dioxide accounted for 95%. When the weight of the silicon dioxide was measured after the reaction with the gas was completed, the weight of the silicon dioxide was greatly reduced below the detectable weight. The solid by-product in the container almost disappeared visually. Most of the solid silicon dioxide is thought to have changed to gaseous silicon fluoride (SiF 4 ) and ammonium silicofluoride ((NH 4 ) 2 SiF 6 ).
図6とは、別のプロセスに関する試験結果を図7に示す。この試験は、図6とは異なる半導体製造プロセスに使用されていた真空ポンプ10の内部に残留していた固形の副生成物を用いた試験である。図6とは異なる半導体製造プロセスに使用されていた真空ポンプ10の内部に残留していた固形の副生成物を容器内に収集した。容器内に、ハロゲン化水素を含むガスを供給して、容器内の固形の副生成物の重量を、ガスを供給する前と、ガスとの反応が終了した後に測定した。
FIG. 7 shows the test results for a process different from FIG. This test is a test using a solid by-product remaining in the
図7に、ガスを充てんする前の、ガラス容器内の固形の副生成物に含まれる成分と、容器内の固形の副生成物の全重量に対する各成分の重量比を示す。ガスを供給する前は、二酸化ケイ素が、71%を占めていた。ガスとの反応が終了した後に、二酸化ケイ素の重量を測定したところ、二酸化ケイ素の重量は、検知可能な重量以下に、大幅に低下していた。Si,F,O含有物は、17%を占めていた。ガスとの反応が終了した後に、Si,F,O含有物の重量を測定したところ、Si,F,O含有物の重量は、検知可能な重量以下に、大幅に低下していた。容器内の固形の副生成物は、目視では、ほとんど消滅していた。固体の二酸化ケイ素、及びSi,F,O含有物の大部分は、気体のフッ化ケイ素(SiF4)等に変化したと考えられる。 In FIG. 7, the weight ratio of each component with respect to the total weight of the component contained in the solid by-product in a glass container before filling with gas and the solid by-product in a container is shown. Before supplying gas, silicon dioxide accounted for 71%. When the weight of the silicon dioxide was measured after the reaction with the gas was completed, the weight of the silicon dioxide was greatly reduced below the detectable weight. Si, F, O content accounted for 17%. After the reaction with the gas was completed, the weight of the Si, F, O-containing material was measured. As a result, the weight of the Si, F, O-containing material was significantly reduced to a detectable weight or less. The solid by-product in the container almost disappeared visually. Most of the solid silicon dioxide and Si, F, O-containing materials are considered to have changed to gaseous silicon fluoride (SiF4) or the like.
次に、1個のガス供給装置から複数の排気系設備にガスを供給する排気系設備システムの実施形態について、図8により説明する。図8は、複数の排気系設備として複数の真空ポンプ10を有する実施形態のブロック図である。1台のHFガス供給装置18から複数台の真空ポンプ10にHFガスを供給する。真空ポンプ10は、HFガスを受け入れるために、配管62との接続部を有する。接続部は、ねじ式のコネクタ等である。
Next, an embodiment of an exhaust system facility system that supplies gas to a plurality of exhaust system facilities from one gas supply device will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a block diagram of an embodiment having a plurality of
次に、ガス供給装置から排気系設備にガスを供給するときの制御方法について、図1により説明する。排気系設備システム16は、ガス供給装置18から真空ポンプ10へのガスの供給を制御する第2の制御部28を有する。第2の制御部28は、半導体製造装置12が出力する半導体製造装置12の動作状態を示す状態信号78に基づいて、制御を行う。
Next, a control method for supplying gas from the gas supply device to the exhaust system facility will be described with reference to FIG. The exhaust
半導体製造装置12の動作状態を示す状態信号78について、以下説明する。例えば、ウェハ上に成膜を行う半導体製造装置12が行う工程には、成膜を行う「プロセス工程」と、「プロセス工程」により汚染された半導体製造装置12内の環境を、清浄な状態に復帰させるために実施する「クリーニング工程」、及びそれら以外の待機状態である「アイドル工程」がある。HFガスによる真空ポンプ10内部の副生成物の除去は、半導体製造装置12の運転状態には影響を受けない。真空ポンプ10内部の副生成物の除去は、上記のどの工程においても可能である。しかし、プロセス工程中は、真空ポンプ10内部の副生成物の除去が、半導体製造装置12の運転状態に(成膜品質に)影響を与える可能性を排除する必要がある。このため、真空ポンプ10から半導体製造装置12へのHFガスの混入を防止する必要がある。プロセス工程中は、HFガスによる真空ポンプ10のクリーニングを実施することは望ましくない。そこで、半導体製造装置12がプロセス工程であるときの真空ポンプ10へのHFガス供給を避けるため、プロセス工程以外で、真空ポンプ10のHFガスによるクリーニングを実施することが望ましい。プロセス工程であるかどうかを判断するために、半導体製造装置12の動作状態を示す状態信号78を用いる。
The
ところで、状態信号78については、以下のような使用方法も可能である。半導体製造装置12において用いられるガス種、ガス流量は、「プロセス工程」、「クリーニング工程」、「アイドル工程」によって異なる。ガス種、ガス流量に応じて排ガス除害装置24、特に燃焼式除害装置の場合は、最適な燃焼条件で燃焼を行う必要がある。すなわち、排ガス除害装置24における処理対象ガスの除去効率を最適化する必要がある。従って排ガス除害装置24は、半導体製造装置12の第1の制御部26から、半導体製造装置12がどの工程を実施しているかを示す状態信号78を入力されて、半導体製造装置12の運転状態を把握し、それに応じた燃焼条件を実現している。
By the way, the
状態信号78の例を、図9に示す。図9(a)は、プロセス工程、クリーニング工程、アイドル工程をこの順に半導体製造装置12が繰り返すときの状態信号78を示す。状態信号78は、プロセス工程、クリーニング工程、アイドル工程を識別するために、例えば、デジタル信号の「0」、「1」、「2」とすることができる。また、状態信号78をア
ナログ信号とし、アナログ信号の信号レベルが3段階の信号とすることができる。図9(b)では、プロセス工程とアイドル工程を複数回(図9(b)では、4回の場合を示す。)繰り返した後に、半導体製造装置12は、クリーニング工程を行う。半導体製造装置12が、この順番を繰り返すときの状態信号78を図9(b)は示す。図9(c)は、プロセス工程とアイドル工程のみを、この順に半導体製造装置12が繰り返すときの状態信号78を示す。
An example of the
半導体製造装置12がプロセス工程、クリーニング工程、アイドル工程のそれぞれを行っているときに、真空ポンプ10にHFガスを供給するかどうかを、図10に示す表により説明する。図10の表は、各工程と、HFガスの供給の有無と、バルブ82の開閉との関係を示す。図10の表に示すように、プロセス工程では、HFガスを供給しない。クリーニング工程とアイドル工程では、HFガスを供給する。各工程では、第2の制御部28は、HFガスを供給する弁であるバルブ82の開閉を制御する信号86をバルブ82に出力する。第2の制御部28は、信号86によって、プロセス工程ではバルブ82を閉とし、クリーニング工程とアイドル工程では開とする。
Whether the HF gas is supplied to the
第2の制御部28は、状態信号78を第1の制御部26から受信するが、第2の制御部28は、別の経路で状態信号78を受信することもできる。すなわち、排ガス除害装置24は第1の制御部26から状態信号78を受信しているため、第2の制御部28は、排ガス除害装置24から、状態信号78と同一である状態信号84を受信することができる。第2の制御部28は、排ガス除害装置24が出力する状態信号84に基づいて、図10に示すようにバルブ82の制御を行う。
The
次に、第2の制御部28による制御方法の別の実施形態について図11により説明する。この実施形態では、ガス供給装置18からHFガスを真空ポンプ10に供給または停止する制御は、半導体製造装置12の運転状態を真空ポンプ10の状態信号から判断して行う。第2の制御部28は、排気系設備、例えば真空ポンプ10が出力する真空ポンプ10の動作状態を示す状態信号88に基づいて、HFガスの供給制御を行う。図11は、半導体製造装置12がプロセス工程、クリーニング工程、アイドル工程にあるときの真空ポンプ10の駆動電流値を示す。図の横軸は時間、縦軸は駆動電流値(A:アンペア)である。本実施形態では、駆動電流値が真空ポンプ10の状態信号88である。
Next, another embodiment of the control method by the
真空ポンプ10の駆動電流値の大きさは、プロセス工程ではA3、クリーニング工程ではA2、アイドル工程ではA1であり、本実施形態では、プロセス工程、クリーニング工程、アイドル工程の順に小さくなる。半導体の製造工程とポンプ電流の関係は、図11において、概念的に示されている。実際には、図11に示すような単純なパルス波形に必ずしもなるわけではない。しかし、プロセス工程、クリーニング工程、アイドル工程を、真空ポンプ10の駆動電流値の大きさによって区別することは可能である。
The magnitude of the drive current value of the
半導体製造装置12がプロセス工程、クリーニング工程、アイドル工程のそれぞれを行っているときに、真空ポンプ10にHFガスを供給するかどうかを、図12に示す表により説明する。図12の表は、真空ポンプ10の駆動電流値の大きさと、各工程と、HFガスの供給の有無と、バルブ82の開閉との関係を示す。図12の表に示すように、プロセス工程では、HFガスを供給しない。クリーニング工程とアイドル工程では、HFガスを供給する。各工程では、第2の制御部28は、バルブ82の開閉を制御する信号86をバルブ82に出力する。第2の制御部28は、信号86によって、プロセス工程ではバルブ82を閉とし、クリーニング工程とアイドル工程では開とする。
Whether the HF gas is supplied to the
図1に示す排気系設備システム16において、半導体製造装置12のチャンバ14内を排気するために、チャンバ14の下流に設置可能な真空ポンプ10のクリーニング方法は
、次のようなものである。ハロゲン化水素を含むガスを供給可能なガス供給装置18を排気系設備システム16に設ける。ガス供給装置18を真空ポンプ10に接続する。ガス供給装置18から、ガスを真空ポンプ10に供給する。
In the exhaust
次に、ガス供給装置がプラズマ発生器を有し、フッ素ラジカルは、プラズマ発生器によって生成される実施形態について図13〜15により説明する。フッ素ラジカルは、プラズマ発生器において、例えば、三フッ化窒素または四フッ化炭素から生成される。図13において、排気系設備システム16は、フッ素ラジカルを含むガスを真空ポンプ10に供給可能なガス供給装置118を有する。
Next, an embodiment in which the gas supply apparatus has a plasma generator and fluorine radicals are generated by the plasma generator will be described with reference to FIGS. Fluorine radicals are generated in a plasma generator, for example from nitrogen trifluoride or carbon tetrafluoride. In FIG. 13, the exhaust
次に、図14により、ガス供給装置118について説明する。図14は、ガス供給装置18の構成を示すブロック図である。ガス供給装置118に、排気系設備システム16の外部からNF3ガス、及びN2ガス(およびまたはArガス)が供給される場合を示す。NF3ガスは、配管156を介して、N2ガスは、配管58を介して供給される。N2ガスは、NF3ガスの濃度を調整するために用いられる。
Next, the
ガス供給装置18に供給されたNF3ガス及びN2ガスを、最適なNF3濃度、流量、最適な供給タイミングで、プラズマ発生器92にNF3ガスを供給する。NF3ガスとN2ガスは混合された後に、プラズマ発生器92に送られる。プラズマ発生器92は、フッ素ラジカルガス94を生成して、真空ポンプ10にフッ素ラジカルガス94を供給する。
The NF3 gas and N2 gas supplied to the
次に、プラズマ発生器92について図15により説明する。プラズマを発生する方式には種々ある。任意のプラズマを発生する方式を本実施形態に適用できる。プラズマを発生する方式としては、例えば、バリア放電方式、沿面放電方式、高周波放電方式等がある。図15は、バリア放電方式の一種である。プラズマ発生器92は,V形のトレンチ溝102を設けた高圧電極96と、誘電板98と、アース電極100を有する。高圧電極96のトレンチ溝102と、誘電板98との間には微小なすきま(ギャップ)を設けて、放電空間104を形成する。トレンチ溝102内には誘電体が充填されている。放電空間104には、NF3ガスとN2ガスが供給される。
Next, the
高圧電極96とアース電極100の間に高圧交流電源106により高周波高電圧を印加する。高周波高電圧を印加すると,放電空間104内にコロナ放電(無声放電)が起こる。放電空間104に導かれたNF3ガスは,放電エルネギーにより、フッ素がフッ素ラジカルとなる。バリア放電方式は、放電開始電圧が低く、フッ素ラジカルの発生量が多く、フッ素ラジカルの濃度が高いという利点がある。
A high frequency high voltage is applied between the
以上、本発明の実施形態の例について説明してきたが、上記した発明の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明には、その均等物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。 As mentioned above, although the example of embodiment of this invention was demonstrated, above-described embodiment of this invention is for making an understanding of this invention easy, and does not limit this invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and the present invention naturally includes equivalents thereof. In addition, any combination or omission of each constituent element described in the claims and the specification is possible within a range where at least a part of the above-described problems can be solved or a range where at least a part of the effect is achieved. It is.
10…真空ポンプ
12…半導体製造装置
14…真空チャンバ
16…排気系設備システム
18…ガス供給装置
20…排ガス
22…配管
24…排ガス除害装置
26…第1の制御部
28…第2の制御部
DESCRIPTION OF
Claims (18)
前記排気系設備に接続されて、ハロゲン化水素、フッ素、塩素、三フッ化塩素、フッ素ラジカルのうちの少なくとも1つを含むガスを前記排気系設備に供給可能なガス供給装置とを有することを特徴とする排気系設備システム。 In order to exhaust the inside of the chamber of the manufacturing apparatus, exhaust system equipment that can be installed downstream of the chamber;
A gas supply device connected to the exhaust system facility and capable of supplying a gas containing at least one of hydrogen halide, fluorine, chlorine, chlorine trifluoride, and fluorine radicals to the exhaust system facility. A featured exhaust system system.
前記ガス供給装置は、前記接続部において、前記排気系設備に接続されることを特徴とする請求項1記載の排気系設備システム。 The exhaust system facility has a connection portion with the manufacturing apparatus,
The exhaust system equipment system according to claim 1, wherein the gas supply device is connected to the exhaust system equipment at the connection portion.
前記排気系設備の下流に設置され、前記排気系設備から排出された排ガスを処理して無害化する除害装置に対して、前記製造装置は、前記製造装置の動作状態を示す状態信号を出力し、
前記制御部は、前記状態信号を前記除害装置から受信し、受信した前記状態信号に基づいて、前記制御を行うことを特徴とする、請求項1ないし7のいずれか1項に記載の排気系設備システム。 The exhaust system facility system has a control unit that controls supply of the gas from the gas supply device to the exhaust system facility,
For the abatement device installed downstream of the exhaust system facility and detoxifying the exhaust gas discharged from the exhaust system facility, the manufacturing apparatus outputs a status signal indicating the operating state of the manufacturing apparatus And
The exhaust according to any one of claims 1 to 7, wherein the control unit receives the status signal from the abatement apparatus and performs the control based on the received status signal. System system.
を含むことを特徴とする、請求項1ないし8、および10のいずれか1項に記載の排気系設備システム。 The exhaust system facility according to any one of claims 1 to 8, and 10, wherein the exhaust system facility includes a detoxifying device that processes the exhaust gas discharged from the chamber to render it harmless. system.
ハロゲン化水素、フッ素、塩素、三フッ化塩素、フッ素ラジカルのうちの少なくとも1つを含むガスを供給可能なガス供給装置を設けるステップと、
前記ガス供給装置を前記排気系設備に接続するステップと、
前記ガス供給装置から、前記ガスを前記排気系設備に供給するステップとを有することを特徴とするクリーニング方法。 An exhaust system cleaning method that can be installed downstream of the chamber to exhaust the interior of the chamber of the manufacturing apparatus,
Providing a gas supply device capable of supplying a gas containing at least one of hydrogen halide, fluorine, chlorine, chlorine trifluoride, and fluorine radicals;
Connecting the gas supply device to the exhaust system facility;
And a step of supplying the gas from the gas supply device to the exhaust system facility.
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TW201906657A (en) | 2019-02-16 |
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