JP3005566B1 - 真空装置 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 外部リークが発生した場合に早期に発見し、
さらに被害を最小限にとどめる。 【解決手段】 真空室１と、真空室１をシールする真空
室シール部２と、真空室のリークが起こった際に外部雰
囲気が真空室１に侵入することを防止するために不活性
ガスを封入する不活性ガス封入部３とを備え、不活性ガ
ス封入部３の圧力を監視する第１の圧力モニター機構４
と、真空室１の圧力を監視する第２の圧力モニター機構
５とを備え、真空室シール部２にリークが発生した場
合、真空室１内に侵入するのは外部雰囲気よりも加圧さ
れた状態で密閉される不活性ガスであり、内部での反応
に与える影響を極めて小さくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空装置に関し、
特に、真空室の異常外部リークを不活性ガス封入部の圧
力変動として補足できる真空装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、真空装置を使用する場合、外部
からのリークの危険性を常にはらんでおり、リークが発
生した場合に外部から侵入した気体が真空室内での反応
に影響を与え、異常を引き起こす危険性が極めて高い。
また、外部リークの原因の多くはシール部材の劣化等で
シール性が不十分になることであり、これを完全に補足
および回避することは極めて困難である。

【０００３】上述した真空装置の従来例として、実開平
０３−２３９２４号公報に記載の半導体製造装置があ
る。この装置は、室壁外周に設けたＯリングシール構造
のシール部で室内への外気侵入を防止した反応室に、減
圧下でＨ₂ ガスを含む反応ガスを供給して半導体ウエハ
処理を行う製造装置において、反応室のシール部に外部
より不活性ガスを吹き付け充満させるガス供給手段を付
設した半導体製造装置である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した実開平０３−
２３９２４号公報に記載の半導体製造装置では、ガス供
給手段は有しているが、ガスを封入するシール部は、二
重構造ではなく、シール部の圧力またはガス供給量を監
視し制御する機構にはなっていない。従って、外部リー
クが発生した場合に早期に発見し、さらに被害を最小限
にとどめることができないという問題があった。

【０００５】そこで、本発明の目的は、上記問題を解決
すべく、反応室を２重封止構造にし、２重になった封止
部に不活性ガスを封入することにある。

【０００６】また、本発明の他の目的は、封止部の圧力
または封止部へのＮ₂ 供給量をモニターすることで、反
応室内へのリークを感度よく検出することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の真空装置は、真空室と、前記真空室をシー
ルする真空室シール部と、真空室シール部と外気雰囲気
との間に設けられ、真空室のリークが起こった際に外部
雰囲気が真空室に侵入することを防止するために不活性
ガスを封入する不活性ガス封入部とを備えた真空装置に
おいて、不活性ガス封入部の圧力を監視する第１の圧力
モニター機構と、真空室の圧力を監視する第２の圧力モ
ニター機構と、第１および第２の圧力モニター機構を制
御する自動制御部とを備えたことを特徴とする。

【０００８】また、不活性ガス封入部は、外部雰囲気よ
りも加圧された状態で密閉されるのが好ましい。

【０００９】さらに、不活性ガス封入部の圧力が外部雰
囲気の圧力に近くなった場合に、不活性ガス封入部内に
不活性ガス供給を行うのが好ましい。

【００１０】またさらに、不活性ガス封入部の容積を十
分小さくすることにより、真空室の微少外部リークを不
活性ガス封入部の圧力変動として補足できるのが好まし
い。

【００１１】また、不活性ガス封入部を２重封止構造に
するのが好ましい。

【００１２】さらに、不活性ガスが、Ｎ₂ であるのが好
ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照して、本発明の
実施の形態について詳細に説明する。

【００１４】図１は、本発明の真空装置の実施の形態の
構成を示す断面図である。本装置は、真空室１，真空室
シール部２，真空室シール部２の外側に設けられた不活
性ガス封入部３，不活性ガス封入部の圧力モニター機構
４，真空室の圧力モニター機構５により構成される。真
空室１を密閉しているシール部２にリークが発生した場
合、真空室１内に侵入するのは不活性ガスであり、内部
での反応に与える影響は極めて小さい。不活性ガス封入
部３は外部雰囲気よりも加圧された状態で密閉されてお
り、外部から不活性ガス封入部３に気体が侵入すること
は基本的にない。よって、シール部２のリークが起こっ
た際にも外部雰囲気が不活性ガス封入部３を経由して真
空室１内に侵入することはない。

【００１５】また、従来の技術では、真空室１の容積に
対して微少な外部リークを補足することが困難であった
が、本発明による装置では不活性ガス封入部３の容積を
十分小さくすることにより、真空室１の微少外部リーク
を不活性ガス封入部３の圧力変動として補足することが
可能である。

【００１６】

【実施例】次に図面を参照して、本発明の実施例につい
て詳細に説明する。

【００１７】図２は、本発明の真空装置の実施例の構成
を示す断面図である。この装置は、真空状態でガスの反
応処理を行う反応室１１，反応室１１内の圧力をモニタ
ーする第１の圧力モニター機構１５，反応室１１を真空
に保つためのポンプ１７，反応室１１の自動圧力制御
（以下ＡＰＣとする）をスロットルバルブ（以下ＳＶと
する）１６により行うＡＰＣ制御機構１９，反応室１１
のシール部１２，シール部１２外部に設けられたＮ₂ 封
入空間１３，Ｎ₂ 封入空間の圧力が外部雰囲気の圧力に
近くなった場合にＮ₂ 封入空間１３内にＮ₂ 供給を行う
自動制御機構２０，封入空間シール部１８，Ｎ₂ 供給ラ
イン９，反応ガス供給ライン１０を有する。

【００１８】次に、図２を参照して、本発明の実施例の
動作について説明する。

【００１９】反応室１１内において減圧での反応処理を
行う場合、反応室１１内はスロットルバルブ１６による
ＡＰＣ制御で一定圧力に保たれ、反応室シール部１２の
Ｏリングにより外部から遮断されている。何らかの理由
で反応室シール部１２が反応室１１内の気密を保つこと
ができなくなった場合、Ｎ₂ 封入空間１３内のガスが反
応室１１内に侵入することになる。このガスは不活性ガ
スＮ₂ であるため、反応室１１内で侵入ガスが反応する
ことはない。また、Ｎ₂ の侵入により生じる圧力上昇
は、ＡＰＣ制御機構１９により抑えることができる。

【００２０】上記のような反応室１１内へのＮ₂ リーク
あるいは外部雰囲気へのＮ₂ リークが生じた場合、Ｎ₂
封入空間１３内のＮ₂ 量は減少し、Ｎ₂ 封入空間１３内
の圧力が低下する。この圧力が外部雰囲気の圧力を下回
った場合、Ｎ₂ 封入空間１３内への外部からのガス侵入
が起こる可能性がある。この危険性を回避するため、Ｎ
₂ 封入空間１３内を一定圧力以上に保つ自動制御機構２
０を設けた。Ｎ₂ 封入空間１３内の圧力がある設定値を
下回った場合に、Ｎ₂ 供給ライン９のバルブを開け、Ｎ
₂ 封入空間１３内にＮ₂ を供給する。この設定値を外部
雰囲気の圧力以上にしてあれば、外部雰囲気のガスがＮ
₂ 封入空間１３内に侵入することはない。また、封入空
間１３内の圧力下降状況または封入空間１３内へのＮ₂
供給量をモニターすることにより、シール部１２または
封入空間１３と外部雰囲気の間で生じたリークを高感度
で検出する。

【００２１】次に、本発明の実施例において、反応ガス
にＳｉＨ₄ を用いて半導体ウェハー上にポリシリコンの
成長を行う場合を考える。反応室１１内にＳｉＨ₄ を流
しながら減圧（ある一定の圧力）でのポリシリコン成長
を行っている場合、何らかの理由によるリークが反応室
シール部１２で生じた場合、もしＮ₂ 封入空間１３がな
ければ差圧により外部の大気が反応室１１内に侵入し、
大気中の酸素とＳｉＨ ₄ との反応によりＳｉＯ₂ が形成
される。このＳｉＯ₂ は気相反応でできた場合にはゴミ
としてウェハーまたは反応室１１内壁に付着し、またウ
ェハー上に膜としても形成される。本来ポリシリコンが
形成されるべきウェハー上に異なる性質の膜が形成され
ることで製品は廃棄対象となってしまう。Ｎ₂ 封入空間
１３が設けられていれば、反応室１１内に侵入するのは
不活性ガスのＮ₂ であり、反応室１１内の反応に影響す
ることはない。また、ポリシリコン膜の形成は膜質のコ
ントロールのためある一定の圧力で行われる必要がある
が、反応室１１内にＮ₂ が混入してもスロットルバルブ
１６によるＡＰＣ機構により反応室１１内の圧力は一定
に保たれる。

【００２２】また、反応室１１内にＮ₂ が侵入した場
合、Ｎ₂ 封入空間１３内の圧力が低下するが、Ｎ₂ 封入
空間１３内を一定圧力以上に保つ自動制御機構２０によ
りＮ₂封入空間１３内は大気圧以上に保たれ、Ｎ₂ 封入
空間１３内への大気の侵入は発生しない。ひいては、反
応室１１内の雰囲気は外部と完全に遮断されていること
になる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
反応室シール部でリークが生じた場合にＮ₂ 封入空間内
のＮ₂ のみを反応室内に侵入させることで外部雰囲気の
ガスが反応室内へリークすることを未然に防止すること
ができるという効果を奏する。

【００２４】また、反応室シール部５でのリークが生じ
た場合、反応室内の圧力モニターによる場合よりも高感
度でリークの検出を行うことができるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の構成を示す断面図であ
る。

【図２】本発明の実施例の構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 真空室 ２ 真空室シール部 ３ 不活性ガス密封空間 ４ 第１の圧力モニター機構 ５ 第２の圧力モニター機構 ９ Ｎ₂ 供給ライン １０ 反応ガス供給ライン １１ 反応室 １２ 反応室シール部 １３ Ｎ₂ 封入空間 １４ 第１の圧力モニター １５ 第２の圧力モニター １６ スロットルバルブ １７ ポンプ １８ 封入空間シール部 １９ ＡＰＣ制御機構 ２０ 自動制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/205 H01L 21/31 H01L 21/365 C23C 16/00 - 16/56

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空室と、前記真空室をシールする真空室
   シール部と、前記真空室シール部と外気雰囲気との間に
   設けられ、前記真空室のリークが起こった際に外部雰囲
   気が真空室に侵入することを防止するために不活性ガス
   を封入する不活性ガス封入部とを備えた真空装置におい
   て、 前記不活性ガス封入部の圧力を監視する第１の圧力モニ
   ター機構と、 前記真空室の圧力を監視する第２の圧力モニター機構
   と、 前記第１および第２の圧力モニター機構を制御する自動
   制御部と、 を備えたことを特徴とする真空装置。
2. 【請求項２】前記不活性ガス封入部は、前記外部雰囲気
   よりも加圧された状態で密閉されたことを特徴とする、
   請求項１に記載の真空装置。
3. 【請求項３】前記不活性ガス封入部の圧力が前記外部雰
   囲気の圧力に近くなった場合に、前記不活性ガス封入部
   内に不活性ガス供給を行うことを特徴とする、請求項１
   または２に記載の真空装置。
4. 【請求項４】前記不活性ガス封入部の容積を十分小さく
   することにより、前記真空室の微少外部リークを前記不
   活性ガス封入部の圧力変動として補足できることを特徴
   とする、請求項１〜３のいずれかに記載の真空装置。
5. 【請求項５】前記不活性ガス封入部を２重封止構造にし
   たことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の
   真空装置。
6. 【請求項６】前記不活性ガスが、Ｎ₂ であることを特徴
   とする、請求項１〜５のいずれかに記載の真空装置。