JP2922440B2 - 空圧機器の大気開放方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＣｌＦ3 ガス等のハロ
ゲン間化合物ガスを用いる装置のメンテナンス時におけ
る安全性を確保するための空圧機器の大気開放方法及び
この大気開放方法を実施し得る各種装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体デバイスを製造する分野に
おいて、ＣｌＦ3 ガス等のハロゲン間化合物ガスは、半
導体ウエハのエッチング，ＣＶＤを行なったり、チャン
バ等の内部をクリーニングするためのガスとして注目を
浴びているが、その取扱い上、下記のような注意すべき
性質を有する。

【０００３】例えばハロゲン間化合物であるＣｌＦ3 分
子はＣｌ−Ｆの結合エネルギーが２５３. ６ＫＪ／ｍｏ
ｌと非常に小さく、結合を切り離し他の物質をフッ素化
する性質を強く有する。このような性質を利用して、Ｃ
ＶＤ装置において反応室を構成するチャンバ等の内壁に
形成されたポリシリコン膜，シリコンカーバイト膜等の
膜を定期的に除去する際のクリーニングガス（ＵＳＰ
４, ９９８, ９７９）や、ポリシリコン膜，シリコン窒
化膜等のエッチングガス（特開平２ー６６９４３号公
報）としてＣｌＦ3 ガスが提案されている。特に、Ｃｌ
Ｆ3 ガス等のハロゲン間化合物ガスは、プラズマ化しな
くとも常温でシリコンと反応するという強い反応性を有
することから、エッチングプロセス等で極めて優れた機
能を発揮し得るが、このような強い反応性は同時に強い
毒性を有することを意味する。エッチングガスとして現
在汎用されている塩素・ＨＦ・ＨＣｌ・ＨＢｒ等のエッ
チングガスの毒性の基準となるＴＬＶ値（当該環境下で
８時間以上の作業が危険なガス濃度）が１ｐｐｍである
のに対し、ＣｌＦ3 ガスのＴＬＶ値は０. １ｐｐｍであ
り、塩素ガス等の１０倍以上の毒性を有している。

【０００４】従って、ＣｌＦ3 ガスを用いる反応室内の
部品あるいはポンプ等の空圧機器の交換時・ＣｌＦ3 ガ
スボンベの交換時・排ガス処理装置の薬剤の交換時に
は、残留ＣｌＦ3 ガスの濃度を低減し作業者の安全を確
保する必要がある。そこで、従来、残留する反応性ガス
濃度の低減には、ＳＦ6 等の他の安全なガスでプラズマ
を発生させたり乾燥窒素等の不活性ガスで置換させる手
段がとられていた。なお、従来大気開放のためのリーク
ガスとして、湿度１％以下の乾燥窒素を用いていた理由
は、水分と反応性ガス特に塩素系ガスとの反応生成物で
ある塩酸が金属を腐食させやすかったからである。

【０００５】一方、ハロゲン元素を含むガスが導入され
ていたチャンバに残留するハロゲン元素を含むガスを除
去する方法として、下記の技術がある。

【０００６】例えば特開平４−３２３３８９号公報に開
示される方法では、チャンバに所定値以上の水分を含有
する空気又は不活性ガスを通過させて、残留ハロゲンガ
スを除去するようにしている。

【０００７】また、特開平５−２４３１６３に開示され
る方法では、ハロゲン元素を含むガスが導入されていた
チャンバに、５０℃以上に加熱した空気又は不活性ガス
を通過させて、残留するハロゲン元素を含むガスを除去
するようにしている。

【０００８】そして、上記各公報の技術では、残留する
ハロゲン元素を含むガスを除去することで、反応室を形
成するチャンバの腐食を防止するようにしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ハロゲ
ン元素を含むガスのうちでも、ハロゲン間化合物ガスは
非常に反応性が強い。したがって、上記各公報の技術の
ようにハロゲン間化合物ガスが残留したチャンバに水分
を含む空気や水分を含む不活性ガスを導入すると、ただ
ちにチャンバの内壁を構成するアルミニウム・ＳＵＳ等
の金属が腐食されることが判明した。そして、金属の腐
食により例えば酸化鉄等が発生すると、例えその量がわ
ずかでも、ＣＶＤ処理等を行なう際に酸化鉄等がプラズ
マ中で分解して生じた金属イオンが半導体材料中に混入
して、半導体装置に重大な悪影響を及ぼす。したがっ
て、上記公報の技術では、ＳＦ6 ガス，ＮＦ3 ガスやＣ
Ｆ4 ガスに対しては、反応室を形成するチャンバの腐食
を防止する効果があるものの、ＣｌＦ3 ガス等のハロゲ
ン間化合物ガスに対しては、かえって、腐食を促進する
ことになる。

【００１０】そこで、実用上、チャンバ等に残留するハ
ロゲン間化合物ガスを除去するには、ＳＦ6 プラズマの
発生を利用したりチャンバ内を窒素ガス等の不活性ガス
で置換するという一般的な従来の方法を用いるしかなか
った。

【００１１】しかし、ＣｌＦ3 ガス等のハロゲン間化合
物ガスは強い毒性を持つとともにＳＵＳ・アルミニウム
等の金属に対する吸着力が高い。従って、例えばＳＦ6
プラズマの発生を利用したり窒素ガスによる雰囲気の置
換を行なったりすることで、真空系あるいはポンプ部に
残留するハロゲン間化合物ガスの濃度を低減させようと
しても、チャンバの内壁に吸着したＣｌＦ3 ガスの濃度
をＴＬＶ値以下とするには、非常に長い時間をかけなけ
ればならなかった。例えば、窒素ガスによる雰囲気の置
換を行なう場合、２４時間の乾燥窒素による雰囲気の置
換でも配管内のＣｌＦ3 ガスの濃度を０．１ｐｐｍ以下
にすることはできなかった。

【００１２】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、短時間で残留するハロゲン間化合物
ガスの濃度をＴＬＶ値以下に低減することができ、安全
で迅速な装置のメンテナンス作業を可能とする空圧機器
の大気開放方法を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、空圧機器の大気開放方法として、上記請求項１〜９
に記載される手段を講じている。

【００１４】具体的に請求項１の発明が講じた手段は、
密封状態でハロゲン間化合物ガスが流通する空圧機器の
内部を大気に開放する方法として、上記空圧機器内に不
活性ガスを上記ハロゲン間化合物ガスの濃度が１０ｐｐ
ｍ以下になるまで導入する導入するステップと、上記不
活性ガスを空圧機器から排出するステップと、上記不活
性ガスが排出された空圧機器内に１％を越える湿度を有
する気体を導入して上記ハロゲン間化合物ガスを分解す
るステップと、上記ハロゲン間化合物が分解されて生じ
た物質を排出するステップと、上記物質が排出された上
記空圧機器内を大気に開放するステップとを設ける方法
である。

【００１５】請求項２の発明が講じた手段は、請求項１
の発明において、上記ハロゲン間化合物ガスを、ＣｌＦ
3 ガス，ＢｒＦ3 ガス，ＢｒＦ5 ガス，ＢｒＣｌガス及
びＩＦ3 ガスのうち少なくとも１つとする方法である。

【００１６】請求項３の発明が講じた手段は、請求項１
又は２の発明において、上記不活性ガスを導入するステ
ップと不活性ガスを排出するステップとを、交互に複数
回繰り返す方法である。

【００１７】請求項４の発明が講じた手段は、請求項１
又は２の発明において、上記不活性ガスを導入するステ
ップと不活性ガスを排出するステップとを、同時に行な
う方法である。

【００１８】請求項５の発明が講じた手段は、請求項１
又は２の発明において、上記１％を越える湿度を有する
気体を導入するステップと該気体を排出するステップと
を、交互に複数回繰り返す方法である。

【００１９】請求項６の発明が講じた手段は、請求項１
又は２の発明において、上記不活性ガスを導入するステ
ップでは、不活性ガスの圧力を高くして空圧圧機器内の
不活性ガスを押し出すことにより、上記不活性ガスを導
入するステップと上記不活性ガスを排出するステップと
を同時に行ない、上記１％を越える湿度を有する気体を
導入するステップでは、上記気体の圧力を高くして空圧
機器内の上記不活性ガス及び気体を押し出すことによ
り、上記１％を越える湿度を有する気体を導入するステ
ップと上記不活性ガスを排出するステップと上記物質を
排出するステップとを同時に行なう方法である。

【００２０】請求項７の発明が講じた手段は、請求項６
の発明において、不活性ガスの導入と排出とを同時に行
なうステップと、上記１％を越える湿度を有する気体の
導入と排出とを同時に行なうステップとを、交互に複数
回繰り返す方法である。

【００２１】請求項８の発明が講じた手段は、請求項
１，２，３，４又は５の発明において、上記不活性ガス
を導入するステップの前に、上記空圧機器内を減圧状態
にするよう吸引して、空圧機器内からハロゲン間化合物
ガスを排出するステップをさらに設ける方法である。

【００２２】請求項９の発明が講じた手段は、請求項
１，２，３，４，５，６，７又は８の発明において、上
記１％を越える湿度を有する気体を大気とする方法であ
る。

【００２３】

【作用】以上の装置又は方法により各請求項の発明で
は、以下の作用が奏される。

【００２４】請求項１の発明では、空圧機器内に不活性
ガスが導入されさらに排出されることにより、空圧機器
の内壁に吸着されたハロゲン間化合物ガスの分子と不活
性ガスの分子との置換が行なわれて、空圧機器内に残留
するハロゲン間化合物ガスの濃度が１０ｐｐｍ以下に、
つまり空圧機器を腐食させない程度にまで減少する。そ
して、この状態で１％を越える湿度を有する気体が導入
されると、比較的結合エネルギーの小さいハロゲン間化
合物の分子が水分との反応により分解し、空圧機器の内
壁への吸着力が低減する。したがって、ハロゲン間化合
物の分子の分解により生じた物質は容易に排出され、空
圧機器内を大気に開放したときには、人体への悪影響が
ない濃度まで低減しており、作業の安全性が確保され
る。

【００２５】請求項２の発明では、ハロゲン間化合物の
中でも、ＣｌＦ3 ガス，ＢｒＦ3 ガス，ＢｒＦ5 ガス，
ＢｒＣｌガス及びＩＦ3 ガスは、クリーニング用ガス，
ＣＶＤ用ガス，エッチング用ガスとして高い機能を有す
るとともに、毒性及び腐食性が極めて大きい。例えばＣ
ｌＦ3 分子のＣｌ−Ｆ間の結合エネルギーが２５４ＫＪ
／ｍｏｌと非常に小さいのに対し、Ｈ−Ｆ間の結合エネ
ルギーは５６６ＫＪ／ｍｏｌと高く、下記化学式１に示
すように、ＣｌＦ3 分子は水分の存在によりＨＦ等へと
容易に分解される。

【００２６】 ＣｌＦ3 ＋２Ｈ2 Ｏ→３ＨＦ＋ＨＣｌ＋Ｏ2 （１） ＣｌＦ3 分子及びＨＦ分子のアルミニウム等の金属に対
する吸着力は定量化されていないが、ＨＦ分子はＣｌＦ
3 分子に比べアルミニウム・ＳＵＳ等の金属に対する吸
着力がかなり弱いことが経験的に知られている。また、
不活性ガスとの置換によって、アルミニウム・ＳＵＳ等
の金属に腐食を生ぜしめない程度にまでＣｌＦ3 ガス等
の濃度が低減することも実験により確認されている。従
って、ＣｌＦ3 ガス等を使用する空圧機器に対して、請
求項１の発明の作用が確実に得られることになる。

【００２７】請求項３又は４の発明では、空圧機器内に
１％を越える湿度を有する気体を導入する前に、空圧機
器内のハロゲン間化合物ガスの濃度が極めて小さくなっ
ているので、空圧機器の内壁の腐食がより確実に防止さ
れる。

【００２８】請求項５の発明では、空圧機器の内部を大
気に開放する前に、空圧機器内のハロゲン間化合物ガス
の濃度がＴＬＶ値以下に確実に低減されることになる。

【００２９】請求項６又は７の発明では、空圧機器内を
減圧状態に排出する手段を有しない場合にも、空圧機器
内のハロゲン間化合物ガスの濃度を確実に低減すること
が可能となる。

【００３０】請求項８の発明では、空圧機器内に不活性
ガスを導入する前にすでに空圧機器内のハロゲン化合物
ガスの濃度が低くなっているので、空圧機器内の雰囲気
を不活性ガスで置換する時間が短縮されることになる。

【００３１】請求項９の発明では、大気を利用して容易
に空圧機器内のハロゲン間化合物ガスの残留濃度を低減
することが可能となる。

【００３２】

【実施例】以下、本発明の各実施例について、図面を参
照しながら説明する。

【００３３】 （第１実施例） 図１は第１〜第３実施例に共通するＣＶＤ装置の構造及
びその周辺装置の構成を示す配管系統図である。図１に
おいて、符号１はウエハ処理室を示し、符号１ａはウエ
ハ処理室１を形成するチャンバ本体を示し、符号１ｂは
チャンバ本体１ａの上面を覆うチャンバ蓋を示す。この
チャンバ本体１ａ及びチャンバ蓋１ｂは、湿度６０％に
保たれたクリーンルーム（図示せず）内に設置され、か
つ接地されている。上記ウエハ処理室１内の下方には、
アース電極を兼ねた平板状の試料台２が水平方向に配設
され、ウエハ処理室１内の上方には、試料台２に対向す
る対向電極３が配設されている。この対向電極３には、
ＲＦ電源４により、１３．５６ＭＨｚの高周波電力が供
給される。また、ウエハ処理室１のチャンバ本体１ａに
は、プロセスガス導入口８と、処理室排気口１３と、大
気導入口１４とが付設されている。後述のように、この
大気導入口１４がウエハ処理室１のチャンバ本体１ａに
付設されている点が本実施例の特徴である。つまり、従
来のＣＶＤ装置のごとくプロセスガスと大気とを共通の
導入口からチャンバ内に導入するようにすると、配管，
バルブ等が腐食する。それに対し、本実施例のごとく、
プロセスガス導入口８と、大気導入口１４とを個別に設
けることにより、ＣｌＦ3 ガス等のハロゲン間化合物ガ
スと大気とがチャンバ内で初めて接触するようにしてい
る。なお、本実施例では、大気導入口１４が窒素ガス導
入口を兼ねているが、大気導入口と窒素ガス導入口とを
個別に設けてもよい。

【００３４】また、上記ウエハ処理室１にシリコン酸化
膜を形成する為のプロセスガスとしてのＳｉＦ4 ガス及
びＯ2 ガスやクリーニングガスとしてのＣｌＦ3 ガス等
の反応ガスを供給するためのガス供給装置５と、マスフ
ローコントローラ（図示せず）等を含むガス制御部７と
が配設されている。ガス供給装置５とガス制御部７との
間は３本の第１〜第３プロセスガス配管６ａ〜６ｃによ
り接続され、ガス制御部７とウエハ処理室１のプロセス
ガス導入口８との間は１本の第４プロセスガス配管６ｄ
により接続されている。すなわち、ガス制御部７によ
り、ガス供給装置５から３本の第１〜第３プロセスガス
配管６ａ〜６ｃを介して供給される３種類のガスのうち
いずれかを選択し、その流量を調節しながら、第４プロ
セスガス共通配管６ｄを介してウエハ処理室１に所望の
プロセスガスを導入するようになされている。

【００３５】符号９はウエハ処理室１から排出される各
種ガスを無毒化する処理を行なう排ガス処理装置を示
す。この排ガス処理装置９と、ウエハ処理室１のチャン
バ本体１ａに設けられた処理室排気口１３との間は、処
理室排気配管１２により接続されている。この処理室排
気配管１２には、管路を開閉するための排気バルブ１０
と、ウエハ処理室１内の圧力を調節するためのロータリ
ーポンプ１１とが介設されている。ウエハ処理室１内で
消費されずに排出されたプロセスガスは、処理室排気配
管１２を介して周辺装置である排ガス処理装置９に送ら
れ、安全なガスのみが排ガス処理装置９から外部に排出
される。

【００３６】符号１９ａはウエハ処理室１に大気を供給
するための配管を示し、符号１９ｂはウエハ処理室１に
不活性ガスである窒素ガスを供給するための配管を示
し、上記大気供給用配管１９ａと窒素ガス供給用配管１
９ｂとは、大気導入口１４に直接接続された共通配管１
９ｃから互いに分岐して、それぞれクリーンルーム内か
つウエハ処理室１外の大気状態にある部位と窒素ガスボ
ンベ（図示せず）とにそれぞれ延びている。上記窒素ガ
ス供給用配管１９ｂには、窒素リークバルブ１５が介設
されている。上記大気供給用配管１９ａには、大気リー
クバルブ１６と、大気からのパーティクルを捕獲するた
めのフィルタ１７とが介設されている。また、共通配管
１９ｃには圧力センサ１８が取り付けられている。

【００３７】上記のように構成されたＣＶＤ装置では、
ウエハ処理室１を形成するチャンバ内の各種メンテナン
スを行なう必要が生じ、その際には、チャンバ蓋１ｂを
開けてメンテナンスを行なう。また、周辺装置であるガ
ス供給装置５・排ガス処理装置９においても、それぞれ
ボンベ交換や、薬剤交換等のメンテナンスを行なう必要
が生じる。

【００３８】次に、図２のフローチャートに基づき、図
１を参照しながらウエハ処理室１のメンテナンス時にお
ける大気開放方法の手順について説明する。

【００３９】まず、初期状態であるステップＳＴ１１で
は、ロータリーポンプ１１によるウエハ処理室１の真空
引きが継続中で、ウエハ処理室１はほぼ真空状態に保た
れているが、ウエハ処理室１のチャンバ本体１ａやチャ
ンバ蓋１ｂの内壁には、微量（１００ｐｐｍ以下）のＣ
ｌＦ3 ガスが吸着している。

【００４０】ステップＳＴ１２では、排気バルブ１０を
閉じ、窒素リークバルブ１５を開けて、ウエハ処理室１
に窒素ガスを導入する。そして、圧力センサ１８により
ウエハ処理室１の圧力が１気圧以上になったことが検出
されると、排気バルブ１０を開けて、窒素ガスの導入を
継続しながらロータリーポンプ１１でウエハ処理室１の
窒素ガスを排出する。つまり、所定時間（本実施例では
約３０分間）の間、ウエハ処理室１への窒素ガスの導入
とウエハ処理室１の排気とを同時に行なって、窒素ガス
による雰囲気の置換を行なう。ただし、ウエハ処理室１
が１気圧付近になるまで窒素ガスを導入するステップ
と、窒素ガスで満たされたウエハ処理室１をロータリー
ポンプ１１により真空にするステップとを、複数回（例
えば３回程度）繰り返してもよい。

【００４１】ステップＳＴ１３では、排気バルブ１０を
閉じ、大気リークバルブ１６を開けて、フィルタ１７に
よってパーティクルが取り除かれた大気を大気導入口１
４からウエハ処理室１に導入する。そして、圧力センサ
１８により、ウエハ処理室１が大気圧以上になったこと
が検出されると、大気リークバルブ１６を閉じる。この
時点で、上記化学式ｌに示す反応が生じ、チャンバ本体
１ａやチャンバ蓋１ｂの内壁に吸着していたＣｌＦ3 ガ
スは大気中の水分と反応してＨＦガス等へと分解され
る。

【００４２】次に、ステップＳＴ１４では、排気バルブ
１０を開けて、ロータリーポンプ１１によりウエハ処理
室１の大気を処理室排気口１３から排出する。この時点
で、ＨＦ等の分解生成物は大気と同時に排出される。

【００４３】ステップＳＴ１５では、ウエハ処理室１の
圧力が十分低くなった時点で、上記ステップＳＴ１３と
同様に、排気バルブ１０を閉じ、大気リークバルブ１６
を開けて、フィルタ１７によりパーティクルが取り除か
れた大気を大気導入口１４からウエハ処理室１に導入
し、圧力センサ１８でウエハ処理室１が大気圧になった
ことが確認されると、大気リークバルブ１６を閉じる。

【００４４】この後、ステップＳＴ１６では、チャンバ
蓋１ｂを開け、ステップＳＴ１７で、所定のメンテナン
スを行う。

【００４５】このような大気開放方法を行なうことで、
以下のような効果が得られる。一般に、ＣｌＦ3 ガスの
分圧が高いプロセス条件を使用した直後はウエハ処理室
１に残留するＣｌＦ3 ガスの濃度が高いため、いきなり
ステップＳＴ１３による大気導入を行なった場合、ウエ
ハ処理室１を構成するチャンバ本体１ａやチャンバ蓋１
ｂの内壁を腐食させる虞れがある。それに対し、本実施
例では、いったんウエハ処理室１に窒素ガスを導入し
て、ＣｌＦ3 ガスを窒素ガスで置換することにより、ウ
エハ処理室１のＣｌＦ3 ガスの濃度をｐｐｍオーダーに
低減してから、１％を越える湿度を有する気体（本実施
例では大気）をウエハ処理室１内に導入するので、チャ
ンバ本体１ａやチャンバ蓋１ｂの内壁の腐食を招くこと
がなく、かつ有害なＣｌＦ3 ガスを人体に影響がない濃
度にまで低減することができるのである。

【００４６】図９は、図２のステップＳＴ１２及びステ
ップＳＴ１３〜１５における残留ＣｌＦ3 ガスの濃度の
低減効果を示すデータである。曲線Ｃｆｎは、窒素ガス
の導入−排出（つまり窒素ガスによるウエハ処理室１の
雰囲気の置換）の繰り返し回数に対するＣｌＦ3 ガスの
濃度の低減特性を示し、曲線Ｃｆａは大気の導入−排出
の繰り返し回数に対するＣｌＦ3 ガスの濃度の低減特性
を示す。ただし、図９の横軸は、いずれも窒素ガスによ
るウエハ処理室１の雰囲気の置換を３回行なった後、窒
素ガス又は大気による雰囲気の置換を行なったときの合
計の回数を示す。例えば、曲線Ｃｆａ上における合計置
換回数が５回の点は、窒素ガスによる雰囲気の置換を３
回行なった後、大気による雰囲気の置換を２回行なった
ときの残留ＣｌＦ3 ガスの濃度を示す。曲線Ｃｆｎ上に
おける合計置換回数が５回の点は、窒素ガスによる雰囲
気の置換を５回行なったときの残留ＣｌＦ3 ガスの濃度
を示す。

【００４７】同図に示すように、窒素ガスによるウエハ
処理室の雰囲気の置換を合計３回行なうことで、ＣｌＦ
3 ガスの濃度を１０ｐｐｍ程度に低減し得る。このよう
にＣｌＦ3 ガスの濃度が１０ｐｐｍ程度になると、その
後１％を越える湿度を有する気体をウエハ処理室１に導
入しても、チャンバ本体１ａやチャンバ蓋１ｂの内壁は
ほとんど腐食されないことが確認された。一方、窒素ガ
スによるウエハ処理室１の雰囲気の置換だけでは、Ｃｌ
Ｆ3 ガスの濃度を１ｐｐｍ以下に低減しようとすると、
非常に長時間の窒素ガスによる置換作業を要することに
なる。本実験におけるウエハ処理室１の雰囲気の置換に
要する時間は、１０分程度であるので、窒素ガスによる
雰囲気の置換だけでは、５０分程度（５回の置換回数）
の雰囲気の置換を行なっても、ＣｌＦ3 ガスの濃度は飽
和し、これ以上低減することが困難となることがわかっ
た。例えば、窒素ガスによる雰囲気の置換を行なう場
合、２４時間の乾燥窒素による雰囲気の置換でも配管内
のＣｌＦ3 ガスの濃度を０．１ｐｐｍ以下にすることは
できなかった。それに対し、３回の窒素ガスによる雰囲
気の置換を行なった後、大気によるウエハ処理室１内の
雰囲気の置換を行なうことで、ＣｌＦ3 ガスの濃度をＴ
ＬＶ値０．１ｐｐｍ以下に速やかに低減することができ
る。

【００４８】 （第２実施例） 次に、第２実施例に係るガス供給装置５の詳細な構造及
びメンテナンス方法について、図３及び図４を参照しな
がら説明する。本実施例においても、半導体製造装置の
全体構成は、上記図１に示す通りである。図３は、Ｃｌ
Ｆ3 等のガス供給装置５の内部の構成を概略的に示す断
面図である。図３に示すように、ガス供給装置５は、全
体を区画するケーシング５０を備えている。ケーシング
５０内には、クリーニング用ガスであるＣｌＦ3 ガスを
供給する第１ボンベ５１ａと、ＳｉＦ4 ガス，Ｏ2 ガス
等のＣＶＤ用ガスを供給する第２，第３ボンベ５１ｂ，
５１ｃとが配設されている。各ボンベ５１ａ〜５１ｃと
図１に示すガス制御部７との間が、それぞれ前述したプ
ロセスガス配管６ａ〜６ｃにより接続されている。そし
て、各プロセスガス配管６ａ〜６ｃには、それぞれ第１
〜第３窒素リークバルブ５５ａ〜５５ｃを介して窒素ガ
ス供給配管１９ｂの分岐配管が接続されている。また、
第１プロセス配管６ａには、大気リークバルブ５６及び
フィルター５７を介して大気供給用配管５９ａが接続さ
れている。さらに、大気供給用配管５９ａには第１プロ
セス配管６ａ内の圧力状態を検出するための圧力センサ
５８が配設されている。そして、万一ケーシング５０内
に有毒ガスが漏れた場合に備えて、ケーシング５０には
有毒ガス排気配管５２が取り付けられている。

【００４９】図４は、図３に示すガス供給装置５内のＣ
ｌＦ3 ガス供給用の第１ボンベ５１ａを交換する際に第
１プロセスガス配管６ａを大気に開放する方法を示すフ
ローチャートである。

【００５０】まず、初期状態であるステップＳＴ２１で
は、第１プロセスガス配管６ａにはＣｌＦ3 ガスが充填
されている。

【００５１】ステップＳＴ２２では、第１ボンベ５１ａ
のバルブを閉じ、ロータリーポンプ１１により、別の図
示しない配管を介して第１プロセスガス配管６ａ内の真
空引きを行なう。次に、ステップＳＴ２３では、第１プ
ロセスガス配管６ａに接続される第１窒素リークバルブ
５５ａを開けて配管内に窒素を導入する。また、ステッ
プＳＴ２４では、再び第１プロセス配管６ａ内の真空引
きを行なう。このステップＳＴ２３及びＳＴ２４は交互
に３回繰り返される。

【００５２】その後、ステップＳＴ２５で、第１窒素リ
ークバルブ５５ａを閉じ、大気リークバルブ５６を開い
て、フィルタ５７によりパーティクルが取り除かれた大
気を第１プロセス配管６ａ内に導入する。そして、第１
プロセス配管６ａ内が大気圧になったことが圧力センサ
５８で確認されると、大気リークバルブ５６を閉じる。
この時点で、上記化学式ｌに示す反応が生じ、第１プロ
セスガス配管６ａの内壁に吸着していたＣｌＦ3 ガス
が、大気中の水分との反応によりＨＦガス等へと分解さ
れる。

【００５３】次に、ステップＳＴ２６，２７で、第１プ
ロセスガス配管６ａの真空引きと大気の導入とを繰り返
す。

【００５４】この後、ステップＳＴ２８では、既知の方
法でＣｌＦ3 ガス供給用の第１ボンベ５１ａを交換す
る。

【００５５】本実施例でも、上記第１実施例と同様に、
ＣｌＦ3 ガスによる配管等の内壁の腐食を防止しながら
人体の安全を図ることができる。

【００５６】 （第３実施例） 次に、第３実施例について、図５及び図６を参照しなが
ら説明する。本実施例においても、半導体製造装置の全
体構成は図１に示すとおりである。図５は排ガス処理装
置９の内部の構成を示す図である。図５に示すように、
排ガス処理装置９は、全体がケーシング９０により囲ま
れている。そして、ケーシング９０内には、各種有毒ガ
スを除害するための薬剤が充填された処理筒９１が配設
されており、この処理筒９１は、上述の処理室排気配管
１２を介して図１に示すウエハ処理室１に接続されてい
る。さらに、処理筒９１には、有毒ガスが除去された後
の安全なガスを外部に排出するための外部排出管１００
が接続されている。そして、上記処理室排気配管１２に
は、共通配管９９ｃを介して大気供給用配管９９ａと窒
素ガス供給配管９９ｂとが接続されている。また、大気
供給用配管９９ａには大気リークバルブ９６が介設さ
れ、窒素ガス供給用配管９９ｂには窒素リークバルブ９
５が介設されている。また、ケーシング９０内に、万一
排気ガスが漏れた場合に備え、ケーシング９０から有毒
ガスを排出するための有毒ガス排気配管９２が付設され
ている。

【００５７】以上のように、本実施例の排ガス処理装置
９には、真空引きによりハロゲン間化合物ガスを排出す
る手段は設けられていない点が、上記第１，第２実施例
と異なる。

【００５８】次に、排ガス処理装置９内の処理筒９１を
交換する時の処理室排気配管１２の大気開放方法につい
て、図６のフローチャートに基づき図５を参照しながら
説明する。

【００５９】まず、初期状態であるステップＳＴ３１で
は、ロータリポンプ１１から処理室排気配管１２に排出
される未反応のＣｌＦ3 ガスは、排ガス処理装置９内の
処理筒９１で薬剤に吸着されるか、薬剤と反応している
かの状態であって、外部排出管１００からは安全なガス
のみが排出されている。

【００６０】次に、処理筒９１の薬剤が交換時期となる
と、プロセス処理を中断し、ステップＳＴ３２で、処理
室排気配管１２内の雰囲気を窒素ガスにより置換する。
上記第１，第２実施例におけるウエハ処理室１や第１プ
ロセスガス配管６ａの大気開放の場合は、大気開放する
部位を真空引きすることができたが、今回の場合は構造
上真空引きをすることはできない。従って、この場合の
窒素ガスによる雰囲気の置換は、３０分間程度の間、１
０リットル／分の窒素ガスを処理室排気配管１２に流し
続ける。この窒素ガスによる雰囲気の置換により、次の
ステップＳＴ３３における大気導入時に配管の腐食が生
じない程度にＣｌＦ3 ガスの濃度を低下させる。

【００６１】次に、窒素リークバルブ９５を閉じた後、
ステップＳＴ３３では、大気リークバルブ９６を開けて
大気を処理室排気配管１２に導入する。この時点で、化
学式１に示す反応が生じ、処理室排気配管１２の内壁に
吸着していたＣｌＦ3 ガスは大気中の水分と反応してＨ
Ｆ等へと分解される。

【００６２】次に、ステップＳＴ３４で、上記ステップ
ＳＴ３２と同様の操作で、窒素ガスによる処理室排気配
管１２内の雰囲気の置換を行なう。このステップでは、
ＨＦ等の分解生成物を大気と同時に排出することが目的
である。

【００６３】次に、ステップＳＴ３５では、上記ステッ
プＳＴ３３と同様の操作で、処理室排気配管１２内に大
気を導入する。

【００６４】この後、ステップＳＴ３６では、既知の方
法で処理筒９１を交換する。

【００６５】なお、上記各実施例では、各種装置が湿度
６０％に保たれたクリーンルーム内に設置されているた
め、直接大気をウエハ処理室内に導入する構成を採用し
ている。湿度と除去能力の関係を下記表１に示す。

【００６６】

【表１】 上記各実施例における大気の代りに湿度１％を越える湿
度を有する気体例えば窒素ガスを取り入れる構成とすれ
ば、各実施例と同様の実施方法で同等の効果を得ること
ができる。しかし、ｐｐｍオーダーに湿度を一般的に抑
えられているＳｉＦ4 ガスやＯ2 ガス等のプロセスガス
あるいはリーク用に用いられているドライエアー・乾燥
窒素では、ハロゲン間化合物ガスを分解するのが困難で
ある。

【００６７】 （第４実施例） 次に、量産用の設備に係る第４実施例について、図７及
び図８を参照しながら説明する。量産用の設備は、図７
に示すように、ガスライン引き・ウエハ回収等、装置の
メンテナンスやエラー復帰の為のシーケンスを自動的に
行なうための「サービスシーケンス」を有している。ま
た、図８は、一般的な量産用の設備の命令信号系統を示
すブロック図である。図８において、ＣＲＴと一体化さ
れ命令を入力・実行するためのパソコン７１が配設さ
れ、該パソコン７１には信号線７３ａを介して制御ラッ
ク７２が接続されている。Ｉ／Ｏボードが設置された制
御ラック７２には、バルブ７４、ポンプ７５、センサー
７６、マスフロー７７、電源７８、モーター７９等が信
号線７３ｂを介して接続されている。プロセス条件やウ
エハ処理時のバルブ開閉手順等はパソコン７１内の記憶
装置（図示せず）に記憶されており、ウエハ処理は自動
的に行なわれる。また、ウエハ処理に加え、ガスライン
引き・ウエハ回収等手順が決っている命令群にも「サー
ビスシーケンス」として自動的に行えるようパソコン内
に命令が用意されている。

【００６８】図７は、サービスシーケンスのＣＲＴ画面
の一例を示す。ガスライン引き・ウエハ回収等に加えウ
エハ処理室を構成するチャンバ内の大気開放の項目が用
意されている。チャンバ内の大気開放には、上記第１実
施例で説明した図２のフローチャートの作業ルーチンの
うち、ステップＳＴ１２からＳＴ１７のルーチンがプロ
グラム化されており、このサービスシーケンスを選択・
実行すればステップＳＴ１２からＳＴ１７のルーチンが
自動的に実行され、安全な大気開放を確実に行なうこと
ができる。

【００６９】なお、上記各実施例では、半導体製造装置
のウエハ処理室１やガス供給装置５，排ガス処理装置９
等のメンテナンスを行なう際の手順を示したが、例えば
排気バルブ１０やロータリポンプ１１等の各種空圧機器
の内部を大気に開放する際にも、上記各実施例の手順を
用いることで、残留するＣｌＦ3 ガス等のハロゲン間化
合物ガスの濃度を低減することができ、安全で迅速な部
品交換作業等が可能となる。

【００７０】また、上記各実施例では、半導体製造装置
として平行平板型プラズマＣＶＤ装置の場合を示した
が、ＥＣＲプラズマ・ヘリコンプラズマ・インダクティ
ブカップルドプラズマを用いたプラズマＣＶＤ装置、あ
るいはハロゲン間化合物ガスを用いるエッチング装置等
への適用が可能なことは言うまでもない。

【００７１】さらに、上記各実施例では、ハロゲン間化
合物ガスとしてＣｌＦ3 ガスを使用する例を説明した
が、ハロゲン間化合物ガスとしては、ＣｌＦ3 ガス以外
に、ＢｒＦ5 ガス（あるいはＢｒＦ3 ガス），ＢｒＣｌ
ガス，ＩＦ3 ガス等のフッ素（Ｆ），臭素（Ｂｒ），塩
素（Ｃｌ），よう素（Ｉ）間の化合物があり、これらは
いずれも毒性が強く、かつ金属を腐食させる作用も大き
い。したがって、上記各実施例のような空圧機器の大気
開放方法を、これらのハロゲン間化合物ガスに適用する
ことで、上記各実施例と同様の効果を発揮することがで
きる。

【００７２】

【発明の効果】請求項１の発明では、ハロゲン化合物ガ
スが流通していた空圧機器の内部を大気に開放する際
に、ハロゲン化合物ガスによる空圧機器の内部の腐食と
ハロゲン間化合物ガスによる人体への悪影響とを防止し
ながら、空圧機器の内部を迅速に大気に開放することが
できる。

【００７３】請求項２の発明によれば、クリーニング用
ガス，ＣＶＤ用ガス，エッチング用ガスとして高い機能
を有する各種ハロゲン間化合物について、請求項１の発
明の効果を得ることができる。

【００７４】請求項３，４又は５の発明では、空圧機器
の内壁の腐食や人体への悪影響をより確実に防止するこ
とができる。

【００７５】請求項６又は７の発明では、空圧機器内を
減圧状態に排出する手段を有しない場合にも、空圧機器
内のハロゲン間化合物ガスの濃度を確実に低減すること
ができる。

【００７６】請求項８の発明では、空圧機器内の雰囲気
を不活性ガスで置換する時間の短縮を図ることができ
る。

【００７７】請求項９の発明では、大気を利用して簡便
に空圧機器内のハロゲン間化合物ガスの残留濃度の低減
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】半導体製造装置の実施例であるＣＶＤ装置の概
略的な構成を示すブロック図である。

【図２】第１実施例に係るウエハ処理室をメンテナンス
する際のウエハ処理室を大気開放する手順を示すフロー
図である。

【図３】第２実施例に係るガス供給装置の構成を概略的
に示す断面図である。

【図４】第２実施例に係るガス供給装置のＣｌＦ3 供給
用ボンベの交換時におけるプロセスガス配管の大気開放
手順を示すフロー図である。

【図５】第３実施例に係る排ガス処理装置の構成を概略
的に示す断面図である。

【図６】第３実施例における処理筒の交換時における処
理室排気配管の大気開放手順を示すフロー図である。

【図７】第４実施例に係る一般的量産半導体製造装置の
命令信号系統図を示すブロック図である。

【図８】第４実施例に係るサービスシーケンスの画面の
一例を示す図である。

【図９】実験により求められた雰囲気の置換回数と残留
するＣｌＦ3 ガスの濃度との関係を示す図である。

【符号の説明】

１ ウエハ処理室 １ａ チャンバ本体 １ｂ チャンバ蓋 ５ ガス供給装置 ７ ガス制御部 ８ プロセスガス導入口 ９ 該ガス処理装置 １０ 排気バルブ １１ ロータリーポンプ １２ 処理室排気配管 １３ 処理室排気口 １４ 大気導入口 １６ 大気リークバルブ １９ａ 大気供給用配管 １９ｂ 窒素ガス供給用配管

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密封状態でハロゲン間化合物ガスが流通
   する空圧機器の内部を大気に開放する方法であって、 上記空圧機器内に不活性ガスを上記ハロゲン間化合物ガ
   スの濃度が１０ｐｐｍ以下になるまで導入するステップ
   と、 上記不活性ガスを上記空圧機器から排出するステップ
   と、 上記不活性ガスが排出された空圧機器内に１％を越える
   湿度を有する気体を導入して上記ハロゲン間化合物ガス
   を分解するステップと、 上記ハロゲン間化合物が分解されて生じた物質を排出す
   るステップと、 上記物質が排出された上記空圧機器内を大気に開放する
   ステップとを備えたことを特徴とする空圧機器の大気開
   放方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の空圧機器の大気開放方法
   において、 上記ハロゲン間化合物ガスは、ＣｌＦ3 ガス，ＢｒＦ3
   ガス，ＢｒＦ5 ガス，ＢｒＣｌガス及びＩＦ3 ガスのう
   ち少なくとも１つであることを特徴とする空圧機器の大
   気開放方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の空圧機器の大気開
   放方法において、 上記不活性ガスを導入するステップと不活性ガスを排出
   するステップとは、交互に複数回繰り返されることを特
   徴とする空圧機器の大気開放方法。
4. 【請求項４】 請求項１又は２記載の空圧機器の大気開
   放方法において、 上記不活性ガスを導入するステップと不活性ガスを排出
   するステップとは、同時に行なわれることを特徴とする
   空圧機器の大気開放方法。
5. 【請求項５】 請求項１又は２記載の空圧機器の大気開
   放方法において、 上記１％を越える湿度を有する気体を導入するステップ
   と該気体を排出するステップとは、交互に複数回繰り返
   されることを特徴とする空圧機器の大気開放方法。
6. 【請求項６】 請求項１又は２記載の空圧機器の大気開
   放方法において、 上記不活性ガスを導入するステップでは、不活性ガスの
   圧力を高くして空圧圧機器内の不活性ガスを押し出すこ
   とにより、上記不活性ガスを導入するステップと上記不
   活性ガスを排出するステップとを同時に行ない、 上記１％を越える湿度を有する気体を導入するステップ
   では、上記気体の圧力を高くして空圧機器内の上記不活
   性ガス及び気体を押し出すことにより、上記１％を越え
   る湿度を有する気体を導入するステップと上記不活性ガ
   スを排出するステップと上記物質を排出するステップと
   を同時に行なうことを特徴とする空圧機器の大気開放方
   法。
7. 【請求項７】 請求項６記載の空圧機器の大気開放方法
   において、 上記不活性ガスの導入と排出とを同時に行なうステップ
   と、上記１％を越える湿度を有する気体の導入と排出と
   を同時に行なうステップとは、交互に複数回繰り返され
   ることを特徴とする空圧機器の大気開放方法。
8. 【請求項８】 請求項１，２，３，４又は５記載の空圧
   機器の大気開放方法において、 上記不活性ガスを導入するステップの前に、上記空圧機
   器内を減圧状態にするよう吸引して、空圧機器内からハ
   ロゲン間化合物ガスを排出するステップをさらに備えた
   ことを特徴とする空圧機器の大気開放方法。
9. 【請求項９】 請求項１，２，３，４，５，６，７又は
   ８記載の空圧機器の大気開放方法において、 上記１％を越える湿度を有する気体は、大気であること
   を特徴とする空圧機器の大気開放方法。