JP4944331B2 - アルミニウムエッチング廃気から凝縮性アルミニウム蒸気を除去するための装置及び方法 - Google Patents
アルミニウムエッチング廃気から凝縮性アルミニウム蒸気を除去するための装置及び方法 Download PDFInfo
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Description
【関連出願】
本出願は、「真空ポンプ管路に形成された重合TEOSの制御に関する方法及び装置」と題する1999年2月18日の米国特許出願09/250,928号の一部継続出願である。
【0002】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般的に、ガス流から凝縮性塩化アルミニウム蒸気を収集し除去して、アルミニウムエッチングチャンバから下流の真空ポンプ管路、弁及びその他の部品内の塩化アルミニウム堆積を制御するトラップに関わり、詳細には、アルミニウムエッチングシステムから出る凝縮性塩化アルミニウム蒸気副産物を冷却して凝縮するための使い捨て要素を含み、その凝縮塩化アルミニウム固体を使い捨て要素の中に保持し、その使い捨て要素は、凝縮アルミニウム固体の安全且つ迅速な除去と処分のため、容易且つ迅速に取り外すことの出来る改良塩化アルミニウムトラップに関わる。
【0003】
【従来の技術】
半導体素子用構成部品製造のための典型的アルミニウムエッチング工程においては、上表面にアルミニウム膜を有するシリコンウエハ又はその他のサブストレートを反応チャンバの中に置き、管路を経由して反応チャンバに連結されたターボポンプ及び機械式ポンプを通じてチャンバを約10ミリトルの真空まで排気する。特定のパターンを有するフォトレジストをアルミニウム面に置いてアルミニウム膜の一部を保護する。アルミニウム膜のフォトレジストで保護されていない部分は、このとき、塩素(Cl2)又は3塩化硼素(BCl3)など反応の早い塩素含有ガスを利用してエッチングされる。一般的に、エッチング反応はプラズマ強化される。この場合、塩素含有ガスとアルミニウム膜との間の反応は、RF電力を反応チャンバに加えて反応ガスの構成原子から成る高エネルギ状態のプラズマをチャンバ内に作ることにより強化される。プラズマが発生すると、反応チャンバは、普通100℃乃至150℃の温度まで加熱される。アルミニウム膜と塩素含有反応ガスとの間のプラズマ支援反応はアルミニウム膜の露出された部分からアルミニウムをエッチングし、塩化アルミニウム蒸気(AlCl3)副産物を生じる。余剰塩素含有反応ガスに加えて凝縮性塩化アルミニウム蒸気を含有する反応チャンバ廃気は、次いで真空ポンプから加えられた真空により反応チャンバから除去される。真空ポンプから導かれる排気管路は次いで廃気をスクラバーに向け、ここで凝縮性塩化アルミニウム蒸気及びもし余剰塩化反応ガスがあればこれも破壊される。湿式スクラバーを使用し、廃気を水で処理して凝縮性塩化アルミニウムと余剰塩化反応ガスを廃気から除去することが多い。代替案として、乾式スクラバーを使用して廃気から塩素含有余剰反応ガスを破壊しても良いが、乾式スクラバーでは凝縮性塩化アルミニウム蒸気副産物を破壊することは出来ない。
【0004】
上述の在来アルミニウムエッチングシステムにおける凝縮性塩化アルミニウム蒸気副産物は、反応チャンバから下流に問題を生じる。これらは、廃棄ガスを反応チャンバから運び出すため使われる真空前管路及び排気管路の冷却された面など、と同時にエッチングシステムの真空導管システムの他の構成部品の中で、冷たい面に接触したとき凝縮して固化し析出するからである。エッチングチャンバから下流における固体塩化アルミニウムのこのような堆積は、部分的に時には全部パイプを閉塞して、真空導電率を低下させ、配管、ポンプ、スクラバーその他エッチングシステムに使われる装置の機能を損じ又は働かなくするので、頻繁な保守が必要となる。固体塩化アルミニウムの堆積はまた配管面から剥落して反応処理チャンバに戻り、半導体素子製造工程における汚染源となることがある。
【0005】
一般的に、アルミニウムエッチングシステムの前管路における真空は500ミリトルなので、その結果、凝縮性塩化アルミニウム蒸気を気相に保って、加わった真空により凝縮性塩化アルミニウム蒸気がチャンバと前管路から除去することが出来るようにするためには、前管路を約70℃の温度まで加熱する必要がある。しかし、ポンプとスクラバーとの間の排気管路における圧力は一般に760トルなので、廃気が排気管路を通るとき凝縮性塩化アルミニウム蒸気を気相に保つためには、もっと高い温度、一般的にはほぼ105℃、に加熱する必要がある。前管路、排気管路の何れか又は両方が正しい温度に保たれていないと、凝縮性塩化アルミニウム蒸気が冷えて凝縮し、固化するので、凝縮性塩化アルミニウム固体が真空導管システムの内面に沿って堆積し、真空源の機能低下若しくは閉塞を生じる。
【0006】
アルミニウムエッチングシステムの前管路及び排気管路における凝縮性塩化アルミニウム固体の凝縮及び固化並びに堆積を防止するため、当該配管の周りにヒータージャケットを巻いて前管路及び排気管路を高温に保ち、それにより、凝縮性塩化アルミニウム蒸気のこれら配管の内面上での凝縮及び固化を防止する。しかし、エッチングシステムにある前管路と排気管路の長さによっては、加熱ジャケットの使用は極めて高価となる。例えば、あるエッチングシステムにおいては、反応チャンバが建物の1つの階に置かれており真空ポンプとスクラバーが反応チャンバより1階以上上又は下の階に置かれていることがある。その結果、前管路、排気管路、又は両方が10フィート以上長くなる。このような状態では、加熱ジャケットの使用は費用が法外に高くなる。したがって、もっと費用の掛からない代替案として、前管路と排気管路を加熱するため加熱ジャケットの代わりに加熱テープを使うことが多い。しかし加熱テープの使用にもまた、管路を完全に効果的に巻くのが困難で、加熱テープ各部の間に隙間があくとの欠点がある。巻き方の悪いパイプにある各部の間のこのような隙間は「コールドスポット」を生じ、凝縮性塩化アルミニウム蒸気がパイプの内側に凝縮する。
【0007】
エッチングシステムの真空システムにある真空前管路及び排気管路における固体塩化アルミニウムの堆積を制御するため使用される追加対策には、廃棄ガス流から塩化アルミニウム蒸気をトラップして除去するため配管の加熱部分の直後にトラップを設置することが含まれうる。その結果、凝縮性塩化アルミニウム蒸気が配管内で析出して堆積する代わりにトラップ内で凝縮して収集される。トラップは次いで、析出固体塩化アルミニウムの清掃と除去が必要な時はいつでも配管から取り外すことができる。
【0008】
凝縮性蒸気を配管から除去するためのトラップの使用は、当該技術には衆知である。凝縮性蒸気トラップ用の在来のトラップは、トラップ内の凝縮性蒸気の温度降下が凝縮性蒸気を固体として凝縮させるとの原理に基づいて設計されることが多い。例えばミヤギ他に発行された米国特許5,422,081は、調節可能な個数の内面を有し、その内面に凝縮性塩化アルミニウム蒸気が接触すると冷えてその面上に凝縮する気相反応装置用のトラップ装置を開示する。然しミヤギ他のトラップは、層に組み立てた複数の板状部材を必要とし、これは製造組立が困難で時間を要する。加えて、多数の部品があることから、ミヤギ他のトラップは凝縮塩化アルミニウム固体を清掃し除去するための分解が困難で時間を要することになる。さらに、板状部材と吸気開口部との間が近いことから、トラップの恒久的な閉塞を起こし、トラップ容積の大部分を無駄にすることがある。
【0009】
カリフォルニア州ユーレカのNor−Cal社は、トラップに対する入口ポートとトラップに対する出口ポートとの間に同心で直角の構造を有するトラップを含む水冷式トラップを開発して半導体処理装置用に多数製造した。Nor−Cal社の製造するFTWA及びFTWSシリーズのトラップにおいては、円筒形に配置された冷却コイル管の間で邪魔板がガス流の方向を変えて、トラップを通って流れる凝縮性蒸気のための凝縮面積を増加する。トラップに流入するガスは、トラップ内面又はトラップ内に置かれた冷却コイル管の何れかに衝突することにより、90度又は180度の何れかで方向を変える。しかし、Nor−Cal社のトラップは、他の多数の在来型トラップと同様に、トラップへの入口パイプ付近で詰まり、容量低下をもたらすので頻繁な保守と清掃が必要である。
【0010】
グー他の米国特許5,820,641号は、化学蒸気反応システムにおける凝縮性蒸気を収集するための液体冷却式トラップを開示する。これは、蒸気の凝縮及びその結果のトラップに対する入口を閉塞することのある固体の析出を避けるため、極めて貧弱な熱交換器である第1段階と、良好な熱交換器で冷却コイル管及び冷却コーン又はフィンを含む第2ステップとを含む。しかし、グー他のトラップでは、冷却コイル管と冷却コーンが高価なため、塩化アルミニウム堆積の除去が必要なときトラップを廃棄することが出来ない。したがって、グー他のトラップにおける析出面の清掃には、トラップの再使用が出来るよう、経済的配慮を必要とする。
【0011】
アルミニウムエッチングシステムの真空導管システム全体の全部品を適切な温度に保つこと即ち在来のトラップを用いて凝縮性塩化アルミニウム蒸気を効率良くトラップすることは困難なので、アルミニウムエッチングシステムの真空導管システム全体に渡って固体塩化アルミニウムの堆積が起こるのは避けられない。したがって、ある時点で、真空導管システムは凝縮塩化アルミニウム個体を除去するための清掃を必要とする。この清掃は水を使っておこなうのが普通だが、水は塩化アルミニウムに接触したときおびただしい量の有毒腐食性塩化水素(HCl)煙霧を生じ、大量の熱も発生して、この両者は作業員に対し危険な状態を作る。
【0012】
したがって、加熱ジャケット、加熱テープ、及び各種の型の塩化アルミニウムトラップを利用することが既に出来るにも拘わらず、アルミニウムエッチングシステムで作られる凝縮性塩化アルミニウム蒸気を効率の良い方法で凝縮させて収集し、析出塩化アルミニウム固体のトラップからの除去と処分がもっと安全、容易、且つ迅速になる改良型トラップに関する需要が依然としてある。このような除去と処分により、固体塩化アルミニウム析出物をそのトラップにある析出面及びアルミニウムエッチングシステムの真空前管路及び排気管路にあるパイプから清掃する必要がなくなるならば、特にそうである。
【0013】
【発明の解決しようとする課題】
したがって、本発明の一般的目的は、アルミニウムエッチングシステム用の改良型トラップを提供することにある。そのトラップは、アルミニウムエッチング反応の凝縮性塩化アルミニウム蒸気副産物を当該エッチングシステムから迅速且つ容易に除去し、固体塩化アルミニウム析出物をトラップ内の析出面から清掃することなく安全に廃棄することが出来る。
本発明のいっそう明確な目的は、凝縮性塩化アルミニウム蒸気をエッチング廃気から除去するためのトラップを提供することにある。このトラップは、凝縮性塩化アルミニウム蒸気を冷却し、凝縮し、及び保持するための使い捨て要素を含み、この使い捨て要素は、最低の所要時間と労力でトラップから外すのが容易で、交換が廉価である。
【0014】
本発明の別の明確な目的は、凝縮性塩化アルミニウム蒸気のトラップ及び収集のための使い捨て要素を有するトラップを提供することにある。その使い捨て要素は、凝縮塩化アルミニウム固体のトラップ内壁上への析出を防止する。
真空ポンプの排気管路下流から及び/又は真空ポンプの前管路上流から凝縮性塩化アルミニウム蒸気を除去するための、改良方法及び改良装置を提供することもまた本発明の目的である。
半導体処理システムの反応チャンバから下流で塩化アルミニウムの除去を扱うのに必要な時間、労力及び費用を軽減することもまた本発明の追加目的である。
【0015】
アルミニウムエッチング用のトラップを提供することもまた本発明の追加目的である。このトラップは、アルミニウムエッチング反応の凝縮性塩化アルミニウム蒸気副産物を、迅速且つ容易に当該エッチングシステムから除去し、続いて処理することが出来るので、凝縮塩化アルミニウム固体の堆積をアルミニウムエッチングシステムの真空導管システム内部から除去する必要を軽減若しくは解消し、それにより危険で有毒な塩化水素(HCl)煙霧に対する人の暴露を軽減又は解消する。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明の追加の目的、利点、及び新規特徴は、一部は以下の記述において示すが、一部は当業者には、以下の検討により明白に理解され若しくは本発明の実践により習得されるであろう。目的及び利点は、手段及び前記請求の範囲における詳細な指摘の組合せにより実現され達成されるであろう。
【0017】
前述及びその他の目的を達成するため及び本発明の目的にしたがって、ここに具体化し広く記述した通り、本発明の方法は、反応チャンバ廃気から凝縮性塩化アルミニウム蒸気を塩化アルミニウムトラップにあるトラップ媒体上に凝縮し、固体化し及び保持するステップを含む。本発明の目的にしたがって前述及びその他の目的を達成するための装置は、チャンバ内に収容された使い捨て、交換可能トラップ要素を有し、その使い捨て要素は、凝縮性塩化アルミニウム蒸気を凝縮塩化アルミニウム固体として凝縮しトラップするためのトラップ媒体を含むトラップを含む。このトラップは、凝縮し析出した固体塩化アルミニウムを含む使い捨て要素を、塩化アルミニウム固体の迅速で安全な処理のため容易にトラップから取り外し、続いて新品使い捨て要素と交換することが出来るように設計されている。この使い捨て要素は、凝縮性塩化アルミニウム蒸気を効率良くトラップするので、凝縮性塩化アルミニウム蒸気が凝縮塩化アルミニウム固体として析出してアルミニウムエッチングシステムの真空導管システム(真空前管路及び排出回路など)の内壁又はトラップチャンバの内壁に堆積するのを防止する。こうして凝縮塩化アルミニウム固体をエッチングシステムの真空導管システム(つまり前管路及び排出回路)の内面から及び/又はトラップの内壁から除去するため、使い捨て要素及びトラップを清掃することに伴う危険な状態を解消する。
【0018】
図1に、アルミニウムエッチング工程における塩化アルミニウム副産物のトラップに使用するため好適取り付け位置にある本発明にしたがう塩化アルミニウムトラップ10を図式的に示す。その工程においては、反応炉又はチャンバ14の中でRFプラズマの支援を受けたチャンバ14の中の塩素化反応ガスに暴露することにより、アルミニウム膜23の露出面からアルミニウムがエッチングされる。このようなエッチングシステムにおいては、ターボポンプ13が前管路11に接続されており、エッチングチャンバ14を低圧まで真空に引いて、その真空をエッチングチャンバ14の中で、アルミニウムエッチング工程全体を通じて、一般的に約5乃至100ミリトル,多くは約10ミリトルを保つため使用される。半導体素子などを生産するためのエッチング工程においては、アルミニウム膜23をその面に蒸着したサブストレート21をチャンバ14の中に置く。マスク25(フォトレジストとも言う)を既知の方法により所望のパターンでアルミニウム膜23の上に形成する。次いで塩素(Cl 2 )又は3塩化硼素(BCl 3 )などの塩素化反応(即ちエッチング)ガスを、流れ矢印27で示すように、ガス供給入口20を通じて、約100ミリトルの真空エッチングチャンバ14に導入する。RF電場をチャンバ14に加えて、露出アルミニウム膜23と塩素化反応ガスとの反応(即ちエッチング)を助けるプラズマを作る。露出アルミニウム膜23と塩素化反応ガスとの間のこのプラズマ支援エッチング反応は、凝縮性塩化アルミニウム蒸気(AlCl 3 )副産物を生じる。この反応は、Alをアルミニウム膜23、Cl 2 を塩素化反応ガス、AlCl 3 を凝縮性塩化アルミニウム蒸気副産物とすると、
2Al+3Cl 2 → 2AlCl 3 (1)
の化学方程式で表される。凝縮性塩化アルミニウム蒸気は、余剰塩素化反応ガスと共にチャンバ出口24を通って、流れ矢印22で示すように、反応チャンバ14を出る。このとき真空ポンプ16がチャンバ廃気(即ち凝縮性塩化アルミニウム蒸気及び余剰塩素化反応ガス)を吸引し、前管路11及び12を通し次いでトラップ10を通す。ここで凝縮性塩化アルミニウム蒸気が凝縮し、固体化して使い捨て要素42の上にトラップされる。その一方、余剰塩素化反応ガスを含む残りの廃気は、流れ矢印84で示すように、トラップ10の外に向かい、排気管路18及び32に沿ってスクラバー37に至り、ここで余剰塩素化反応ガスを含む廃気が安全に処分される。
【0019】
ターボポンプ13は、連続的に作動してチャンバ14の中を真空に保たなければならない。新規反応ガスが供給ガス入口20に入り、エッチング反応で作られた大量の凝縮性塩化アルミニウム蒸気副産物が、流れ矢印22で示されたように、エッチングチャンバ14の外に引き出され、真空システムの真空導管前管路部分11と12及び真空導管排気管路部分18と32に入るからである。凝縮性塩化アルミニウム蒸気は、150−200℃のエッチングチャンバ14を出た直後、及び真空導管システムの冷却された構成部品(前管路部分11と12及び排気管路18と32など)に接触したとき、温度が下がり始める。したがって、チャンバ14の下流の真空導管システムの前管路部分11と12及び/又は排気管路部分18と32が十分に加熱されていないか、又は凝縮性塩化アルミニウム蒸気が十分にトラップされないと、凝縮性塩化アルミニウム蒸気はチャンバ14下流の冷却された面に接触して冷やされ、凝縮性アルミニウム蒸気を凝縮させて、固体塩化アルミニウムを前管路部分11と12及び排気管路部分18と32の内面に沿って析出する。本発明のトラップ10のエッチングシステム内における位置は、アルミニウムエッチングシステムの真空導管システムに固体塩化アルミニウムが析出するのを防止するため、前管路部分11と12及び/又は排気管路部分18と32を加熱するのに必要な、加熱ジャケット又は加熱テープなどのヒーター33と34の数を決定する。したがって、トラップ10は、ヒーター33の必要数を最小にするため、図1に示すように、ターボポンプ13と真空ポンプ16との間など、実用的にチャンバ14に出来るだけ近い位置に置くのが必須ではないが好適である。トラップ10は、反応チャンバ14の中で作られた凝縮性塩化アルミニウム蒸気副産物を、40及び41に示したように冷却し、凝縮し、固体化してトラップする。こうして、凝縮性塩化アルミニウム蒸気が真空ポンプ16の中及び真空導管排気管路部分18及び32の中で冷却し、凝縮し、固体化して堆積するのを防止する。
【0020】
トラップ10を、図1に示すように、ターボポンプ13と真空ポンプ16との間に置いたとき、凝縮性塩化アルミニウム蒸気が前管路部分11及び12の中で凝縮して詰まるのを防ぐには、加熱ジャケット33及び34などのヒーターを、通常配管前管路部分11と12それぞれを囲んで置き、前管路11、12の中の温度を、好適には70℃を越える温度に、上げて保ち、凝縮性塩化アルミニウム蒸気を含む廃気がトラップ10に達する前に、廃気中の凝縮性塩化アルミニウム蒸気が冷却し、凝縮し、固体化し及び堆積するのを防止する。このような凝縮と固体化は、トラップ10上流の弁及びその他の構成部品(図示せず)の中でも起こるので、これら構成成分もまた加熱したままにするのはめずらしいことではない。ヒーター34の使用を通じて、トラップ10に入るときの廃気温度を制御することが可能で、ヒーター34はトラップ10の入口パイプ30に突き当たるように置いてよいので、ヒーター34を、トラップ10の入口パイプ30の温度制御を助け、固体塩化アルミニウムが入口パイプ30の内壁に堆積するのを防止するためにも使う。
【0021】
図1に示した好適実施例においてトラップ10を置いた結果、凝縮性塩化アルミニウム蒸気は効率良く完全にトラップされるので、出口パイプ110又はトラップ10から真空ポンプ16に到る排気管路部分18又は真空ポンプ16からスクラバー37に到る排気管路32は、加熱する必要がない。図1に示す実施例を採用した工業用施設において、トラップ10の上流に必要なヒーターの数は、エッチングシステムにトラップ10を採用しない状態で真空導管システム全体を加熱するため必要なヒーターの数に比べ少ない。したがって、トラップ10は、在来のエッチングシステムでは欠かすことが出来なかったエッチングシステムが有する真空導管システムの長い部分を加熱することに伴う費用を著しく軽減することが出来る。
【0022】
上述のように、本発明のトラップ10は、図1に示すように置いたとき、凝縮塩化アルミニウム固体が真空ポンプ16及び排気管路18、32並びにトラップ10下流の圧力ゲージ、弁、及びその他の構成成分の中に堆積するのを防止する設計となっている。簡単に言うと、トラップ10は、ハウジング60の中に収容された使い捨て要素42を含む。この使い捨て要素42は、凝縮性塩化アルミニウム蒸気を固体塩化アルミニウムとして凝縮するための理想状態を作り、凝縮性塩化アルミニウム蒸気をトラップ10の使い捨て要素42の中に凝縮してトラップするトラップ媒体(以下で詳細に論じる)を含む。それにより、凝縮性塩化アルミニウム蒸気がもっと下流で問題を起こし得る前に、凝縮性塩化アルミニウム蒸気をチャンバ廃気から除去する。トラップ10を出る残りの廃気には、凝縮性塩化アルミニウム蒸気がほとんど含まれておらず、主として余剰塩素化反応ガスから成る。これは、真空ポンプ16及び排気管路18、32を無害で固体塩化アルミニウムを堆積することなく通過して、この余剰塩素化反応ガスの安全な処理及び処分のためスクラバー37まで続く。トラップ10の使い捨て要素42は、さらに、適切な時間経過の後、容易且つ迅速にトラップ10が取り外され、使い捨て要素42の中に集められた固体塩化アルミニウム堆積が安全で迅速に処分され、続いて新品使い捨て要素と交換することが出来る設計となっている。ガスの安全な処理及び処分のためスクラバー37まで続く。トラップ10の使い捨て要素42は、さらに、適切な時間経過の後、容易且つ迅速にトラップ10取り外され、使い捨て要素42の中に集められた固体塩化アルミニウム堆積が安全で迅速に処分され、続いて新品使い捨て要素と交換することが出来る設計となっている。
【0023】
ここで図2−6を参照すると、本発明にしたがう塩化アルミニウムトラップ10の好適実施例は、金属製ハウジング60,上流端壁94及び下流端壁108を有する。上流端壁94は入口開口部35を有し、下流端壁は出口開口部114を有する。端壁94、108うち1つ、上流端壁94は、着脱可能で、フランジ98、100の上にクランプ104を用いるなどで、定位置に固定できるのが必須ではないが好適である。図1に示したシステムの前管路12、18の中にトラップ10を着脱可能で固定するため、上流端壁94はパイプ継ぎ手96を有し、下流端壁108はパイプ継ぎ手112を有する。
【0024】
図2及び6に示すように、トラップ10のハウジング60及び端壁94、108が内部チャンバ90を囲み、チャンバ90の中には、図1の反応チャンバ14からの廃気中の塩化アルミニウムを凝縮しトラップするため、着脱可能使い捨てトラップ要素42が置かれている。トラップ要素42は、頑丈な円筒形シールド53で囲まれた円筒形外側トラップ媒体48、トラップ媒体48の内側にある小さい径の円筒形スクリーンカラム52、円筒形スクリーンカラム52の中に配置されたコアトラップ媒体44、及びスクリーンカラム52と外側媒体48との間の環状空間54の中に配置された中間トラップ媒体46を含む。トラップ媒体44、46、48は、メッシュ材を含み、好適には金属製メッシュを含み、このメッシュは気体が通過して流れることも出来るが、多数の面をもまた備えており、この面が図6の塩化アルミニウム40,41の凝縮及び析出を促進する。外側円筒形媒体48と円筒形スクリーンカラム52、特にコア媒体44と環状媒体46の上流側にある外側円筒形媒体48と円筒形スクリーンカラム52部分は、着脱可能使い捨てトラップ要素42の1次即ち第1トラップ段階200を構成し、コア媒体44と、環状媒体46は、使い捨てトラップ要素42の2次即ち第2段階205を構成する。
【0025】
基本的に、チャンバ90に、図6の流れ矢印64,66で示すように、流入する気体状廃気の塩化アルミニウム成分は、先ず、固体塩化アルミニウム堆積40で示すように、外側トラップ媒体48の上部及び、固体塩化アルミニウム堆積41で示すように、内側スクリーンカラム52の上端部に凝縮し析出する。廃気中の塩化アルミニウムの大部分(ほぼ90乃至95パーセント以上)は、この1次即ち第1トラップ段階200で凝縮し析出する。この1次即ち又は第1トラップ段階で凝縮し析出しなかった廃気中の塩化アルミニウムの残り(ほぼ5乃至10パーセント以下)は、2次即ち第2トラップ段階205のコア媒体44及び環状媒体46の中で凝縮し析出する。外側シールド53は、気体状塩化アルミニウムが外側媒体48を通過してトラップ10のハウジング60の内面上で凝縮し析出するのを防止する。
【0026】
第1トラップ段階200における固体塩化アルミニウム堆積40、41及び/又は第2トラップ段階205に関するコア媒体44及び環状媒体46の中の固体塩化アルミニウム堆積が、廃気流のトラップ10への流入又は通過を妨げるほど十分に累積されたとき、塩化アルミニウム堆積40、41の付いたトラップ要素42を単体としてチャンバ90から取り外し、新規トラップ要素42と交換することが出来る。着脱可能端壁94がトラップ要素42のこのような取り外しと交換を便利にする。
【0027】
一般的に、本発明のトラップ10を採用したアルミニウムエッチングシステムは、使い捨てトラップ媒体42の交換が必要になるまで約6乃至12ヶ月連続して作動させることが出来る。本発明のトラップ10のこのような仕事量と寿命とは、交換可能使い捨て要素42の作成に比較的廉価な材料が使用されることと相俟って、以下に詳細を記述するように、トラップ10を、当該技術において以前に使用された塩化アルミニウムトラップの何れより、遙かに廉価で実用的なものとする。
【0028】
本発明にしたがい、また図1及び2の好適実施例に示したような、トラップ10は、アルミニウムエッチングシステムで作られた凝縮性塩化アルミニウム蒸気を効率よく完全にトラップ10の使い捨て要素42の上に凝縮させ且つ凝縮塩化アルミニウム固体を使い捨て要素42の上に保持する設計となっている。塩化アルミニウムのこのようなトラップと容易な処分は、トラップ10の入口パイプ30と出口パイプ110との間のチャンバ90に置かれた使い捨て要素42の新規設計により果たされる。使い捨て要素42は、図1に堆積40及び41により示したようにトラップ媒体面上に凝縮塩化アルミニウム固体として堆積する凝縮性塩化アルミニウム蒸気の効率良い凝縮とトラップのため大きい表面積を与える一方で、廃気中の塩素化反応ガスなどその他の分子は、邪魔されることなく使い捨て要素42の中を通過することが出来る塩化アルミニウムトラップ媒体(下記に詳細を記述)を含む。凝縮性塩化アルミニウム蒸気を使い捨て要素42の上に凝縮させるためには、使い捨て要素42が、凝縮性塩化アルミニウム蒸気の温度を下げなければならない。使い捨て要素42は、廃気中の凝縮性塩化アルミニウム蒸気からトラップ媒体44、46、48に熱が伝導される熱交換器として働くトラップ媒体(下記に詳細を論じる)を含む。トラップ10の使い捨て要素42の重要な特性は、使い捨て要素42の中のトラップ媒体44、46、48の物理的形状及び特性が、使い捨て要素42の中の凝縮性塩化アルミニウム蒸気の冷却、凝縮及び固体化を最大にするよう、外付け又は内蔵冷却機構を何も必要としないで、最適化することが出来ることである。凝縮性塩化アルミニウム蒸気分子と使い捨て要素42のトラップ媒体44、46、48との間の熱交換量は、トラップ媒体44、46、48の周囲温度の内面に対する蒸気分子の物理的衝撃又は衝突に大きく左右されるので、使い捨て要素42のトラップ媒体44、46、48の表面積を、トラップ10を通る廃気流を邪魔することなく、十分な熱交換面積を作る(下記に論じる)ため、最適化する。
【0029】
凝縮性塩化アルミニウム蒸気の凝縮、析出及びトラップを最大にするには、本発明にしたがう使い捨て要素42は、特性の組合せを有するのが望ましい。第1に、使い捨て要素42のトラップ媒体44、46、48は、凝縮性塩化アルミニウム蒸気を凝縮し及びトラップするのに十分な表面積を有するのが好適である。第2に、凝縮性塩化アルミニウム蒸気の凝縮及びトラップのため多くの面を備える一方で、使い捨て要素42のトラップ媒体44、46、48は、それでもチャンバ廃気をエッチングチャンバ14から移動させる真空ポンプの能力を妨げないよう廃気中の塩素化エッチングガス分子に関しては高い流量伝導力を有しなければならない。第3に、使い捨て要素42のトラップ媒体44、46、48はまた、トラップ10を塞ぐことなく凝縮塩化アルミニウム固体堆積40を保持する大きい収集能力を有しなければならない。第4に、固体塩化アルミニウム堆積40及び41がほんの短時間の間に入口開口部35を塞がないよう、トラップ入口開口部35とトラップ媒体44、46、48の上面との間には十分な距離がなければならない。最後に、使い捨て要素42は、析出塩化アルミニウム固体の安全で迅速な処分のため取り外しが容易でなければならない。
【0030】
本発明の、好適だが唯一ではない、実施例をここで詳細に記述する。広い意味でのトラップ10は、ハウジング内の入口と出口のとに間に使い捨て要素42を含み、この使い捨て要素42が塩化アルミニウム蒸気分子の全部を面上に凝縮させてトラップするに十分な横断厚さと面密度とを有する構造体である。トラップ10は、ほぼ円筒形の構造を持つのが好適である。しかし、トラップ10には、本発明の原理にしたがって使うことの出来る他の多くの形状及び構造体が含まれる。
【0031】
ここで図2−7を参照すると、本発明のトラップ10に関する好適実施例は、トラップチャンバ90を囲む缶の形の、内径がDのほぼ円筒形の長いハウジング60を有する。ハウジングの入口端92は、入口開口部35の付いた着脱可能入口継ぎ手94及びポンプ管路12(図1)にあるパイプ継ぎ手に対する接続に適した適切なフランジ96により囲われている。続けて図2−7を参照すると、ハウジング60の入口端92には適切なフランジ98が固定されており、入口継ぎ手94の上の同様のフランジ100とかみ合って封止する。ガスケット102をフランジ対98、100の間に置いて真空に耐える密封を作る助けとすることが出来る。普及しており当業者には衆知のように、適切なクランプ104又は任意の他の留め具を使って2つのフランジ98、100を締め付けて保持することが出来る。ハウジング60の出口端106は、図2−5に示すように、出口パイプ110に接続されたパイプ継ぎ手112で終わる出口開口部114を持つ端壁108により囲われている。
【0032】
続けて図2−7を参照すると、使い捨て要素42の好適だが唯一ではない構造(下記に詳細を記述)は、高さh5、外径d4で内部コア径dの円筒形である(図2及び6)。使い捨て要素42をハウジング60の中に取り付けるためのガイド120が端壁108に固定されており、使い捨て要素42のコア56の径dにほぼ等しいか、やや小さい幅を有する。使い捨て要素42の下端122は、ガイド120の周りで滑り、これが使い捨て要素42をハウジング60の中で芯合わせして保持し、端壁108に当接する。したがって、使い捨て要素42は、ガイド120により挿入されて正しい位置に保たれる。ガイド120は、図2−6で良くわかるように、U型ストラップとするのが好適であるが、トラップ10の出口開口部114を塞がない限り任意の他の構造としてよい。前に論じたように、加熱ジャケット34又は加熱テープを使って、入口パイプ30を加熱し反応チャンバ14からの廃気温度を廃気が入口パイプ30でトラップ10に入るとき制御することが出来る(図1参照)。ヒーター34は入口パイプ30に当接するので、ヒーター34は、入口パイプ30の温度制御を助けるためにもまた使うことが出来る。
本発明のトラップ10の構造を説明する目的で、だが限定ではなく、ハウジング60は、約6インチの外径、約5.75インチ(図6)の内径D及び約8.5インチの高さを持たせることが出来る。
【0033】
使い捨て要素42が凝縮塩化アルミニウム固体で塞がったときなど、使い捨て要素42をハウジング60から取り外すには、先ずトラップ10をポンプ管路12及び18から外す(図1参照)。次いで、クランプ104を外すと入口継ぎ手94をハウジング60の入口端92から外せるので(図6参照)、使い捨て要素42をガイド120から滑らせてハウジング60のトラップチャンバ90から取り出す。新しい使い捨て要素42は、この逆の手順で装着することが出来る。
【0034】
言うまでもないが、この記述で使用するとき用語「上」及び「下」又は「頭」及び「底」は便宜上のためのみである。「上」及び「下」又は「頭」及び「底」は、図1及び3に示したトラップ10の垂直方向を基準とする。明らかに、トラップ10は、水平、上下逆、又はその中間など、別の取り付け姿勢でも、本発明の実質を変えることなく、使用することが出来る。また、円筒形以外のハウジング60及びトラップ媒体形状も本発明にしたがって使用することが出来る。さらに、使い捨て要素42の取り外しと交換を便利にするためトラップ10を開けるためにも、本発明の範囲内で、開閉可能なハウジング60、ねじ付き端壁94又は104及び他の多くなど、一旦本発明の原理を理解すると当業者には明らかなように、他の多数の構造がある。
【0035】
ここでトラップ10の使い捨て要素42を詳細に記述する。ここでは主として図6を参照するが、図2−5及び7も補助的に参照する。使い捨て要素42は、円筒形構造が好適な高さがh 1 で、横断厚さがt 1 のトラップ媒体48、及びこれもまた円筒形中空構造が好適で高さがh 2 で、外側トラップ媒体48の中に収容され、外側トラップ媒体48に対し間隔をあけ、外側トラップ媒体48と内側スクリーンカラム52との間に環状空間54が定められるようにした内部スクリーンカラム52を含む。環状空間54の中には、横断厚さがt 2 で高さがh 3 の中間トラップ媒体46がある。内側円筒形スクリーンカラム52はさらに、横断厚さがt 3 で高さがh 4 のトラップ媒体44が中に配置された内側コア56を定める。高さがh 5 の頑丈な保護シールド53が外側トラップ媒体48を囲む。任意選択で、形状が円筒形であるのが好適な外側スクリーンカラム50を、図8に示すように、トラップ媒体46と48との間に配置して、使い捨て要素42に対する追加構造的支持を与えてもよい。トラップ媒体44、46、及び48は、図9に示すように、金属製(好適にはステンレス鋼製)メッシュ130で、上述のような好適表面構造及び機能を使い捨て要素42に与える。この金属製メッシュ130は、図9−13及び16に示すような、交錯金属線又は繊維134で作られた、又は多層の織った金属スクリーンで作られた、金属布の積層又は複合層、若しくは多くの絡み合った又は秩序正しく並んだ金属微細面210(図16)を持つ何か別の材料を含むがこれらに限らない、各種の方法で各種の構造を用いて形成し、反応チャンバ14(図1)からの廃気が、塩化アルミニウムガス分子すべてを凝縮させトラップするため、通過しなければならない横断厚さと表面積密度を作ることが出来る。
【0036】
内側円筒形スクリーンカラム52は、凝縮性塩化アルミニウム蒸気を凝縮し、固体化し及びトラップするためにトラップ媒体として役立つだけでなく、使い捨て要素42をトラップ10のチャンバ90の中に引き留めるためにも役立つ。したがって、内側円筒形スクリーンカラム52は、トラップ媒体44、46、48よりいくらか固い材料から構成され、4×4メッシュ乃至8×8メッシュの目開きを有するワイヤースクリーンから構成するのが好適である。本発明を通じて使用される用語「スクリーン」は、ワイヤスクリーンに限定されることなく、孔あき材料など別の構造を含む。上述のように、追加の構造支持のため、外側円筒形スクリーンカラム50(図8)を、任意選択で使い捨て要素42に組み込んでもよい。任意選択外側円筒形スクリーンカラム50は、4×4メッシュ乃至8×8メッシュなどの目開きを有するワイヤースクリーンを含むのが好適である。孔あき金属など、その他の材料もまた外側カラム50として使用される。さらに、円筒形以外の外側スクリーンカラム形状を採用してもよい。
【0037】
使い捨て要素42のトラップ媒体44、46、48、内側円筒形スクリーンカラム52、及び頑丈なシールド53にはすべて、十分大きい体積の凝縮塩化アルミニウム固体に対応するのに十分な高さと寸法を持たせ、塩化アルミニウム蒸気分子を凝縮しトラップするその能力が消滅する程度まで、又は真空導管システムを通す廃気気体の伝導力が消滅する程度まで、使い捨て要素42が堆積40、41で詰まる前に、エッチングチャンバ14が十分な時間だけ稼働することが出来るようにするのが好適である。このような高さと寸法は、勿論、廃気中の凝縮性塩化アルミニウム蒸気の量と、保守を要する前にエッチングチャンバ14を稼働させたい所望時間の長さに左右される。使い捨て要素42の中の凝縮塩化アルミニウム固体の堆積が、凝縮塩化アルミニウム固体の堆積により使い捨て要素42の塩化アルミニウム蒸気分子を凝縮させトラップする能力が消滅するか、又は凝縮しなかった気体を伝導する能力が消滅するような体積に累積する前に、前に論じたように、システムを停止して詰まった又は部分的に詰まった使い捨て要素42をトラップ10から単に取り外して新品使い捨て要素42と交換することが出来る。
【0038】
トラップ媒体44、46、48の主要な機能、及び内側円筒形スクリーンカラム52と外側(気体不透過性)シールド53のそれは、ほぼ周囲温度の大きい表面積を提供し、トラップ10に追加の内蔵又は外付け冷却活動を要しないで、廃気中の塩化アルミニウム蒸気分子が、効率良く冷却され、凝縮され、析出されて、トラップ10にトラップされることである。本発明のトラップ10の重要な特徴は、使い捨て要素42を、使い捨て要素42の中の凝縮塩化アルミニウム固体の析出プロフィールの操作が出来る方法で設計することが出来るので、エッチング廃気の中に存在する塩化アルミニウム蒸気を凝縮し、固体化し、トラップする効率の良い方法を可能にすることである。析出プロフィールは、トラップ媒体44、46、48、及び内側円筒形スクリーンカラム52と外側シールド53の高さと密度を、以下で詳細に述べるように、調節することにより操作する。
【0039】
使い捨て要素42の中の塩化アルミニウム蒸気の凝縮過程は、相変化過程である。凝縮性塩化アルミニウム蒸気は、塩化アルミニウム蒸気が使い捨て要素42を通って流れるとき気相から固相に変化する。気体流中の凝縮性蒸気即ち気体は、気相におけるその分圧が、平衡蒸気圧のそれより大きいとき凝縮する。詳しく言うと、2つ以上の異なる気体状成分(分子種)を含む気体の分圧は、気体中のこのような成分毎の個別圧力の累積和である。したがって、凝縮性塩化アルミニウム蒸気(AlCl3)と塩素(Cl2)反応ガスを含む反応チャンバ14(図1)からの廃気など、アルミニウムエッチングシステムの廃気に関しては、2つの成分、塩化アルミニウム(AlCl3)と塩素(Cl2)、がそれぞれそれ各自の分圧を有する。2つの成分、塩化アルミニウム(AlCl3)と塩素(Cl2)、の混合から成る気体の全圧は、2つの成分、塩化アルミニウム(AlCl3)と塩素(Cl2)、の分圧の和に等しい。塩化アルミニウム(AlCl3)に関する平衡蒸気圧は、塩化アルミニウム(AlCl3)の蒸気から固体への凝縮速度が、塩化アルミニウム(AlCl3)の固体から気体への昇華即ち気化の速度と等しい圧力である。
【0040】
凝縮性蒸気の蒸気圧は、凝縮性蒸気の温度に関係し、これは、次の原子方程式によりあらわすことが出来る。
【数1】
ここで、A、B及びCは定数、pはトルで測定した圧力、Tは摂氏で測定した温度である。塩化アルミニウム(AlCl3)については、Aは約31.431に等しく、Bは約950436に等しく、Cは約202.39に等しい。塩化アルミニウムに関する蒸気圧曲線を図15に示す。方程式(1)に関連して論じた上述の例を続け、図15に示した蒸気圧曲線を参照すると、トラップ10に入る塩化アルミニウム蒸気の温度が100℃で、塩化アルミニウムの分圧が100ミリトルであると仮定するとき、約18℃の初期温度降下が、トラップ10の使い捨て要素42を通って流れる廃気中の凝縮性塩化アルミニウム蒸気約90%の凝縮を生じる。約16℃の第2の温度降下は、使い捨て要素42を通って流れる廃気中の残り10%の塩化アルミニウム蒸気約90%の凝縮を生じる。このように、前に論じた通り、使い捨て要素42の物理的プロフィールの制御は(即ち、使い捨て要素42のトラップ媒体44、46、48の密度、及びしたがって利用出来る表面積の量210の調節により)、トラップ10の析出プロフィールを著しく制御する。したがって、合理的な物理的サイズで高いトラップ能力を有し、利用出来るトラップ容積の大部分を使用して、トラップ10に対する入口開口部35で恒久的に詰まることのないトラップ10を得るためには、入口開口部35を通ってトラップ10に入る凝縮性塩化アルミニウム蒸気の冷却を制限して、凝縮性塩化アルミニウム蒸気のこれらの位置における凝縮が最小になるようにしなければならない。言い換えると、トラップ10の使い捨て要素42のトラップ媒体44、46、48のプロフィールは、以下でさらに詳細に論じるように、トラップ10が入口開口部35で恒久的に詰まることのないものでなければならない。
【0041】
図6を参照して、トラップ10の使い捨て要素42における塩化アルミニウム固体の析出及び析出プロフィールの操作を論じる。一般的に、トラップ10の使い捨て要素42は、そこで固体塩化アルミニウムの析出が起こる少なくとも2つの析出段階又は領域、第1析出領域200及び第2析出領域205、を含むと考えられる。チャンバ廃気に含まれる凝縮性塩化アルミニウム蒸気の大部分(約90乃至95パーセント以上)は、使い捨て要素42の第1即ち1次析出段階200に備えられた、外側トラップ媒体48の上部及びスクリーンカラム52の上部を含む、トラップ媒体に集められトラップされる。第1析出段階200の上述のトラップ媒体は、トラップ10の入口開口部35から十分に距離を置いて、ほんの僅かの使用時間の後、入口開口部35が凝縮塩化アルミニウム固体で詰まらないようにするのが好適である。凝縮性塩化アルミニウム蒸気の残り(約5%以下)は、密度が高く効率が極めて良いトラップ媒体を備えた使い捨て要素42の第2析出段階205において凝縮されてトラップされる。使い捨て要素42の第2析出段階205に備えられた密度の高いトラップ媒体は、第1析出段階においてトラップされなかった残りの凝縮性塩化アルミニウム蒸気分子(約5乃至10パーセント以下)との分子接触を最大にするため設けられた著しく高い量の表面積を含むので、残り(約5乃至10パーセント以下)の凝縮性塩化アルミニウム蒸気分子の熱交換、冷却、凝縮、及びトラップが最大になる。
【0042】
続けて図6を参照すると、入口開口部35を通ってトラップ10に入る廃気中の塩化アルミニウム蒸気分子の一部は、図6の流れ矢印64及び66で示したように外側トラップ媒体48(又は、図8に示すように、外側円筒形スクリーンカラム50が使い捨て要素に含まれているとき、任意選択の外側円筒形スクリーンカラム50)に衝突する。塩化アルミニウム分子の衝突は、塩化アルミニウム蒸気分子と外側トラップ媒体48との間に熱伝導を生じて、塩化アルミニウム蒸気分子の温度を下げ、このことが次ぎに、図6に固体塩化アルミニウム堆積40により示したように、塩化アルミニウム蒸気分子を外側トラップ媒体48の上に凝縮させトラップする。アルミニウムエッチングシステムにおける気体体積流速は一般的に全く低く(約100−200sccm)質量流速もまた比較的低い(約0.12g/分)ので、外側トラップ媒体48との物理的衝突による塩化アルミニウム蒸気の冷却は、非常に効率が良く、その結果本発明のトラップ10には外付け又は内蔵冷却機構の必要がない。したがって、塩化アルミニウム蒸気分子が外側トラップ媒体48に接触するとき、塩化アルミニウム蒸気分子の温度が接触冷却のため降下するので、大量の塩化アルミニウム蒸気分子が凝縮し、固体化し、固体塩化アルミニウム堆積40として外側トラップ媒体48の上に累積される。入口開口部35の早期閉塞を避けるため、外側トラップ媒体48の上面が、入口開口部35から十分な距離にあって、外側トラップ媒体48の上への初期塩化アルミニウム堆積40が入口開口部35を塞がないようにするのが好適である。外側トラップ媒体48の高さh1は、少なくとも使い捨て要素42の高さh5より2分の1インチ乃至1インチ低いのが好適である。
【0043】
凝縮塩化アルミニウムの堆積40が外側トラップ媒体48の上部に、図6に示すように、累積するにつれ、この堆積40に衝突する塩化アルミニウム蒸気分子からの熱伝導は効率が下がる。析出媒体40自体は金属が好適のトラップ媒体44ほど良くは熱を伝導しないからである。したがって、外側トラップ媒体48の上部へのこのような堆積40とともに、廃気流は次第に流れ矢印68、70、及び72で示す方向に向け直される。本質的に、熱伝導、したがって凝縮は、初期には外側トラップ媒体48の上の方で効率が良く、外側トラップ媒体48の上への塩化アルミニウムが凝縮は、上述のように、外側トラップ媒体48に隣接する分圧を下げ、それにより、塩化アルミニウム蒸気の分圧勾配の減少を起こし、その結果、流れ矢印64、66で示すような、外側トラップ媒体48に向かう塩化アルミニウム蒸気の卓越流を生じる。しかし、固体塩化アルミニウムが外側トラップ媒体48の上に堆積するにつれ、熱伝導、したがって凝縮、の効率が悪くなり、結果として生じた外側トラップ媒体48の上の固体塩化アルミニウム堆積40に隣接する塩化アルミニウムの蒸気分圧が、内側スクリーンカラム52に隣接する塩化アルミニウムの蒸気分圧よりいくらか多くまで増加する。こうして、凝縮性塩化アルミニウム蒸気を含む廃気の残りは、真空の影響のため、使い捨て要素42を通って、流れ矢印68、70及び72で示す方向に引かれ、結果として分圧勾配を生じ、次ぎに、これもまた使い捨て要素42の第1析出段階200である内側円筒形スクリーンカラム52と次第に多く接触し、ここで凝縮性塩化アルミニウム蒸気の2番目に大きい部分が、外側トラップ媒体48の上の堆積40について上で述べたのと同様の様態で凝縮し固体塩化アルミニウム堆積41として析出する。このようにして、廃気気体流は平衡しトラップ10の全体効率及び寿命が増加する。
【0044】
廃気が使い捨て要素42の第1析出段階200(即ち、外側トラップ媒体48及び内側円筒形スクリーンカラム52の上部)に接触し、使い捨て要素42の外側トラップ媒体48及び内側円筒形スクリーン要素52の上部に析出した後は、上述のように、廃気中に存在する元の凝縮性塩化アルミニウム蒸気の90−95%が第1析出段階200における固体塩化アルミニウム堆積40、41として析出されている。残りの5乃至10%の凝縮性塩化アルミニウム蒸気を含む廃気は、使い捨て要素42の第2析出段階205を通って凝縮される。第2析出段階205は、内側トラップ媒体44及び中間トラップ媒体46を含み、これら各々は、最大熱交換面を与えるため著しく大きい表面積210を含む一方で、なおトラップ媒体44及び46を通じる、流れ矢印74、76、78及び80で示すような、真空の影響下での廃気の流れを許す。したがって、トラップ媒体44及び46それぞれの密度及び高さh4とh3は、凝縮性塩化アルミニウム蒸気の効率良いトラップに対し重要である。トラップ媒体44及び46が十分な密度のものでないと、廃気の大部分が真空の影響下でトラップ媒体44及び46を通って流れ、凝縮性塩化アルミニウム蒸気のトラップが不十分になり、それにより凝縮性塩化アルミニウム蒸気がトラップ10を通り抜けてトラップ10下流の廃気管路18及び32の中で凝縮し、固体化し、累積させてしまうことになる。以下に詳細に記述するように、トラップ媒体44の密度は、約10in2/in3で、トラップ媒体46及び46の密度は約8in2/in3であるのが好適である。
【0045】
上述のように、内側円筒形スクリーンカラム52の高さh2は、入口開口部35から、内側コアが塞がるのを避けるため、最小量の塩化アルミニウムのみが入口開口部35近傍に析出するような間隔をあけるのが好適である。内側円筒形スクリーンカラム52の高さh2は、h3をハウジング60の高さとするとき、約0.5h5乃至0.99h5であるのが望ましく、約2/3h5であるのが好適である。外側トラップ媒体48は、ハウジング60の高さh5とほとんど等しいか又は僅かに小さい高さh5を有するのが好適である。原則的に、保護シールド53は、ハウジング60の内面を保護するのには十分であるが、ハウジング60の閉鎖及び密封を妨げる高さではない高さでなければならない。
【0046】
上に示したように、第2析出段階205のトラップ媒体44及び46は、廃気が使い捨て要素42の第1析出段階200を通過した後に廃気中に残留する凝縮性塩化アルミニウム蒸気(約5−10%以下)をトラップするのに十分な表面積を与えるのに十分な密度のものであるが、同時にトラップ媒体44及び46は、トラップ媒体44及び46を通過する廃気の流れを妨げるほど密ではない。したがって、残留凝縮性塩化アルミニウム蒸気は、流れ矢印74、76及び78で示すように、トラップ媒体44及び46の中を通って流れて析出することが出来る。さらに、トラップ媒体44及び46は、大きい表面積及びしたがって廃気中の残留凝縮性塩化アルミニウム蒸気(約5−10%以下)をトラップするための大きい能力を有する。このように、トラップ10の使い捨て要素42は、密集したトラップ媒体44および46が短時間の後には塞がらないよう、析出の大部分40及び41が第1段階で起こし、真空ポンプ16が、凝縮性塩化アルミニウム蒸気を効率良くトラップしながら、使い捨て要素42を通って、長時間に渡って真空に引くことが出来るよう、凝縮性塩化アルミニウム蒸気のトラップ効率を最大にする設計とする。加えて、密集したトラップ媒体44及び46は、トラップ10の第1析出段階200でトラップされなくて廃気中に残る凝縮性塩化アルミニウム蒸気(約5−10%以下)を効率良くトラップすることが出来るよう、十分に密度が高い。
【0047】
したがって、トラップ10の使い捨て要素42の重大な特徴は、使い捨て要素42が最早効率良く凝縮性塩化アルミニウム蒸気をトラップすることが出来なくなる前にトラップすることが出来る塩化アルミニウム固体の量を最大にするため、トラップ媒体44、46及び48の高さと密度及び内側円筒形スクリーンカラム52の高さを変えることにより、塩化アルミニウム固体の析出を操作することが出来ることである。このような次第でエッチングチャンバ14は、塩化アルミニウム堆積の付いた使い捨て要素42を新しい使い捨て要素42と交換することが必要となるまでに、かなりの時間に渡り作動させることが出来る。
【0048】
トラップ10の使い捨て要素42による塩化アルミニウムの効率良いトラップの結果、出口開口部114を出る廃気(流れ矢印84)は、原則的に凝縮性塩化アルミニウム蒸気が皆無である。その結果、トラップ10下流の真空システムの管路、ポンプ、弁又はその他の部品は何れも、これらの中での塩化アルミニウム蒸気の凝縮を防止するため、加熱する必要がない。
上に簡単に述べたように、トラップ媒体44、46、48は、廃気中の塩化アルミニウム蒸気のほぼ全量を冷却し、凝縮し、固体化するため十分な密度の微小面210を含む。同時に、微小面210は、反応炉14の中に必要な真空を保つ真空ポンプの能力を妨げるほど密ではない。言い換えると、Cl2又はBCl3などの余剰反応ガス分子は、妨げるものがほぼなくてトラップ媒体44、46、48を通過することが出来る筈である。
【0049】
トラップ媒体44、46、48の、好適だが不可欠ではない、実施例は、図9−12及び16に示し図9に当該トラップ媒体の拡大断面で示したような金属微小面の迷路又は縺れを形成するため、絡み合った又は交錯した金属線134で作られた縮れた金属布1層以上のメッシュ130を含む。上述のように、トラップ媒体44及び46は、トラップ媒体48より密である。したがって、以下の論説においては、メッシュ130の一般的特徴はすべてのトラップ媒体44、46、48に当て嵌まるけれども、トラップ媒体46の密度はトラップ媒体44の密度より小さいのが望ましく、トラップ媒体48の密度はトラップ媒体46の密度より小さいのが望ましいと了解する。
【0050】
図9に示すように、トラップ媒体好適実施例を形成するメッシュ130は、絡み合った又は交錯した金属線134の緩い縺れを含む。ここで使用する用語「縺れ」は、線が秩序正しい方法又はパターンで組み立てられ又は織り合わされていないことを意味するのではなく、凝縮性塩化アルミニウム蒸気がトラップ媒体に接触するとなくトラップ媒体を通り抜けるのを実質的に阻止し、凝縮性塩化アルミニウム蒸気が冷却されトラップ媒体上に固体として凝縮する結果となるように成形し置かれていることだけを意味する。
【0051】
トラップ媒体44、46、48の好適実施例においては、線134の縺れが横断厚さtの中に十分な表面積を与え、ほぼ全量の塩化アルミニウム蒸気分子が冷却されるだけでなく、固体として凝縮し線134の上に保持される。勿論、トラップ媒体の厚さtの中に線134が多過ぎると、塩素化反応気体分子など他の気体分子の流れを妨げて、上述のように、チャンバ内に必要な真空を維持する真空ポンプの能力を妨害する。
したがって、本発明の重要な特徴は、メッシュ130の中に十分な線134を置いて、約2in2/in3乃至15in2/in3の範囲、8in2/in3が好適、の密度(表面積/単位体積)を作ることである。言い換えると、メッシュ130の体積立方インチ毎に、約88in2の表面積がある。表面積Asは、メッシュ130の中の円筒状の線134に関し、方程式(3)により定めることが出来る。
As =(π)×(dia.)×(l) (3)
ここで、(dia.)は線134の径で、lはメッシュ130の中の線134の長さである(図16も参照)。
【0052】
ステンレス鋼線134が好適であるが、他の普通の金属、銅、青銅、及びアルミニウムなどもまた、メッシュ130の中のセラミック紐又は糸と同じく、凝縮性塩化アルミニウム蒸気分子の満足な凝縮及びトラップを与える。円形断面の線134が、主として入手可能性の理由で、好適であるけれども、平坦その他の断面を持つ線の帯134もまた、上述の範囲内の微小面密度を作るため使うことが出来る。
縮れた金属布140の単一層のサンプルを図10に示す。ここでは線134の糸を絡み合わせて隙間の多い単一層金属布140を形成している。図11に示すように、金属布140の密度は、このような金属布140をまとめて積み重ね又は積層して増加させることが出来る。図12に示すように、金属布140の4層を積み重ね又は積層してもっと高い密度を得ることが出来る。
【0053】
トラップ媒体44、46、48のためのメッシュ130の好適実施例は、したがって、金属布140の層を、所望の密度に達するまで積み重ねることにより容易に作ることが出来る。限定のためでなく、例として挙げると、金属布140の長い帯を、図13のように、折り曲げて、図11に示したものと同様の倍密度積層を作ることが出来る。金属布140はまた、図13に縮れた凹凸の屈曲141,142ととしてそれぞれ示したように、縮らせて布140に3次元奥行きを加えることも出来る。さらに、縮れた屈曲141、142を、図13に示すように、斜めに形成すると、上層143の凹屈曲142が下層144の凹屈曲142に対し橋絡して2層143、144の複合の3次元奥行きを維持する。これは、2層の金属布を縮らせなかったときより高い表面密度を作る。当然の帰結として、したがって、複合メッシュ130の表面密度は、凸屈曲141から隣接凹屈曲142までの鋭さ又は深さの関数となり得る。図13の折り畳み複合金属布140は、ついで必要巻数だけ巻いて、上述のようなメッシュ130トラップ媒体の所望の厚さtを作る。勿論、完成トラップ媒体には、望むだけきつく巻き付けた金属布140を持たせることが出来る。
【0054】
トラップ媒体44は、高さh4が、約1乃至3インチの範囲、好適には約2インチで、横断厚さt3が、約1乃至3インチの範囲、好適には約2インチであるのが望ましい。トラップ媒体46は、高さh3が、約3乃至5インチの範囲、好適には約4インチで、横断厚さt2が、約1乃至4インチの範囲、好適には約2.5インチであるのが望ましい。トラップ媒体48は、高さh1が、約6乃至10インチの範囲、好適には約8インチで、横断厚さt1が、約0.1乃至1インチの範囲、好適には約0.5インチであるのが望ましい。トラップ媒体44、46、48のこのような寸法決定は、径d4が、約4乃至8インチの範囲、好適には約4.75インチの使い捨て要素42を作る。これは、上述の範囲の微小面密度を持ち、他の気体分子の伝導を許しながら、塩化アルミニウム分子に関するトラップ能力を備え、塩化アルミニウム固体の下流析出を阻止する。使い捨て要素42をトラップ10のハウジング60に合わせるためには、使い捨て要素の径d1がチャンバ90の内径Dより少し小さいことが必要である。その結果、頑丈なシールド53とハウジング60の側壁124との間に環状空間148が存在することがある。環状空間148は、1/16インチの1/8以下であるのが好適である。
【0055】
さらに、トラップ媒体44の上面85のチャンバ入口端92からの距離は、トラップ媒体46のチャンバ入口端92からの距離とほぼ同じであるのが好適である。勿論、トラップ媒体44の高さh4はガイド120の寸法に左右される。
頑丈な気体不透過シールド53は、主としてハウジング60内面を塩化アルミニウムの析出から防護すると同時に、使い捨て要素42に対し構造的支持を与える役割を果たす。したがって、これは、廃気分子がハウジング60の側壁124の内面に達するのを実質的に阻止するに十分なだけ高いが、使い捨て部材42ハウジング60の中に嵌るのを妨害する高さではない、高さh3の頑丈なステンレス鋼であるのが好適である。
【0056】
トラップ10がポンプ16下流の排気管路32に沿って置かれたトラップ10の代替取り付け位置を図15に示す。この実施例においては、前管路12、ポンプ16及び、弁などその他すべての構成部品など、トラップ10上流の構成部品全部を加熱して、このような構成部品への塩化アルミニウム析出を阻止しなければならない。加えて、ポンプ性能改善のため窒素入口150を経由して窒素がポンプ16に添加されるので、塩化アルミニウムの一部が、気相沈殿165のせいで微粉として凝縮するが、固体堆積40よりは扱いやすい。この微粉は、封じ込めるのが困難なので、塩化アルミニウム微粉を収集するため、Y型などのトラップ160が必要となる。微粉165は、廃気をスクラバー37に流しながら、トラップ160を落下する。
【0057】
トラップ10がポンプ後に置かれた図15に示すような設備は、望ましくはないけれども、図15に示したような設備は、なお、塩化アルミニウム析出と除去に極めて効果的である。
前記の記述は、本発明の原理の例証のみであると見なす。用語「含むcomprise」「含んでいるcomprising」「包含するinclude」「包含しているincluding」及び「包含するincludes」は、本明細書及び以下の請求項で使用するとき、記載した特徴、完全体、構成部品、又はステップの存在を明確にする意図のものであるが、これらは1つ以上の別の特徴、完全体、構成部品、又はステップ存在又は追加を不可能にするものではない。さらに、当業者には多数の修正及び変更が容易に生じるので、本発明を上に記述したままの構造及び処理に限定することは望まない。したがって、適切な修正及び同等物のすべては、以下の請求項により規定される本発明の範囲内に入ることに助けを求める。
本明細書に合併しその一部を形成する付属図面は、本発明の好適実施例を示し、記述とともに本発明の原理の説明に役立つ。
【図面の簡単な説明】
【図1】反応チャンバの前管路下流でターボポンプと真空ポンプの間に置かれた本発明のトラップを有する典型的アルミニウムエッチングシステムの代表的な図であって、トラップ及び前管路を断面で示す。
【図2】本発明のトラップの等角図で、ハウジングの一部を切り取ってトラップ媒体を明らかに示し、トラップ媒体の一部を切り取って内部コア及びガイドを明らか示す。
【図3】図1及び2に示すトラップの正面図である。
【図4】図1及び2に示すトラップを、図3に4−4で示す線で切ったときの、頭部平面図である。
【図5】図1及び2に示すトラップを、図3に5−5で示す線で切ったときの、底部平面図である。
【図6】図3の切断線6−6に沿って切った、本発明のトラップの縦方向断面図である。
【図7】図3の切断線7−7に沿って切った、図2及び3に示すトラップの横方向断面図である。
【図8】図6と同様の縦方向断面図であるが、本発明の代替実施例のものであって、使い捨て要素が外側コアを含む。
【図9】本発明にしたがうトラップ媒体好適実施例の一部の等角図である。
【図10】本発明にしたがうトラップ媒体好適実施例に使用する交錯金属布メッシュの単一層の正面図である。
【図11】図10の交錯金属布メッシュを積層した2層の正面図である。
【図12】図10の交錯金属布メッシュを積層した4層の正面図である。
【図13】図10の交錯金属布メッシュの帯を折り畳んで2層積層にした図である。
【図14】塩化アルミニウム(AlCl3)に関する蒸気圧のグラフである。
【図15】典型的アルミニウムエッチングシステムの代替の代表的ブロック図であって、反応チャンバ、ターボポンプ、塩化アルミニウムトラップ、真空ポンプ、真空システムの前管路と排気管路、及びスクラバーを示し、トラップは真空ポンプとスクラバーとの間に置かれている。
【図16】図9に示すメッシュ状トラップ媒体好適実施例にある線の一部の拡大図である。
Claims (63)
- 凝縮性成分を気体流から除去するためのトラップ装置であって、
チャンバと呼ばれる空間を囲み、上流端にある入口開口部と、前記チャンバの出口端にある出口開口部とを有し、着脱可能又は開閉可能な壁を有するハウジングと、
前記チャンバ内の前記入口開口部と前記出口開口部との間に配置された着脱可能で使い捨てのトラップ要素と、を含み、
前記トラップ要素は、前記凝縮性成分が堆積して、前記入口開口部を塞がないように距離を開けて配置されると共に、
前記トラップ要素は、スクリーンカラムと、前記スクリーンカラムを囲む外側トラップ媒体と、を含む第1トラップ段階と、
前記スクリーンカラム内に配置されたコアトラップ媒体と、前記スクリーンカラムと前記外側トラップ媒体との間に配置された環状トラップ媒体と、を含む第2トラップ段階と
を含み、
前記気体流が前記入口開口部、前記第1トラップ段階、前記第2トラップ段階、前記出口開口部の順に通過するトラップ装置。 - 前記外側トラップ媒体が金属線メッシュを含み、前記コアトラップ媒体が金属線メッシュを含み、前記環状トラップ媒体が金属線メッシュを含む、請求項1に記載のトラップ装置。
- 前記外側トラップ媒体の金属線メッシュがコアトラップ媒体の金属線メッシュより密度が低い、請求項2に記載のトラップ装置。
- 前記外側トラップ媒体の金属線メッシュが環状トラップ媒体の金属線メッシュより密度が低い、請求項2に記載のトラップ装置。
- スクリーンカラムが、入口開口部に対し前記コアトラップ媒体よりも近くまで伸びる、請求項1に記載のトラップ装置。
- 外側トラップ媒体が、入口開口部に対し前記環状トラップ媒体よりも近くまで伸びる、請求項1に記載のトラップ装置。
- 前記環状トラップ媒体が、前記外側トラップ媒体と前記出口開口部との間に配置された、請求項1に記載のトラップ装置。
- 前記コアトラップ媒体が、前記環状トラップ媒体と前記出口開口部との間に配置された、請求項7に記載のトラップ装置。
- 外側トラップ媒体とハウジングとの間に配置された、気体不透過シールドを含む、請求項1に記載のトラップ装置。
- 入口開口部と外側トラップ媒体との間に配置された外側スクリーンカラムを含む、請求項1に記載のトラップ装置。
- 塩化アルミニウム蒸気と塩素化反応気体分子とを含む廃気中の凝縮性塩化アルミニウム蒸気をトラップするための塩化アルミニウムトラップであって、
チャンバとよばれる空間を囲み、前記廃気を前記チャンバ内に受け入れるのに適合させた入口開口部と出口開口部とを有するハウジングと、
トラップ媒体を含み、前記チャンバ内の前記入口開口部と前記出口開口部との間に、前記入口開口部を通じて前記チャンバに流入する廃気が、必ず前記トラップ媒体を通って流れ、前記凝縮性塩化アルミニウム蒸気が前記トラップ媒体上に凝縮し、析出し、トラップされ、前記塩素化反応気体分子は前記出口開口部まで通り抜けるような方法で置かれた使い捨て要素であって、この場合、前記チャンバが着脱可能で前記使い捨て要素を保持するのに適合されている使い捨て要素とを含み、
前記使い捨て要素が外側シールドと、
前記外側シールドの中に収容された内側スクリーンカラムであって、前記外側シールドに対し、前記外側スクリーンカラムと内側スクリーンカラムとの間に空間が定められるよう、間隔をあけた関係にあり、前記内側スクリーンカラムにより内側コアが区切られる内側スクリーンカラムと、
前記内側スクリーンカラムの中に配置された第1トラップ媒体と、
前記外側スクリーンカラムと前記内側スクリーンカラムとにより定められた前記空間内に配置された第2トラップ媒体と、
前記外側スクリーンカラムを囲む第3トラップ媒体と、
を含む、塩化アルミニウムトラップ。 - 前記トラップ媒体が、メッシュを含む、請求項11に記載の塩化アルミニウムトラップ。
- 前記メッシュが、金属線を含む、請求項11に記載の塩化アルミニウムトラップ。
- 前記金属線が、相互に巻き付き又は絡み合って金属布を形成し、前記メッシュが前記金属布の多重層を含む、請求項12に記載の塩化アルミニウムトラップ。
- 前記金属線が、ステンレス鋼である、請求項13に記載の塩化アルミニウムトラップ。
- 前記メッシュの表面密度(表面積/単位体積)が、0.8〜5.9cm2/cm3の範囲である、請求項12に記載の塩化アルミニウムトラップ。
- 前記ハウジングが長さを有し、前記第2トラップ媒体の長さが、前記ハウジングの長さの3分の1乃至2分の1である、請求項11に記載の塩化アルミニウムトラップ。
- 前記内側スクリーンカラムがワイヤスクリーンを含む、請求項11に記載の塩化アルミニウムトラップ。
- 前記ワイヤスクリーンが、4×4メッシュ乃至8×8メッシュの目開きを有するスクリーンである、請求項18に記載の塩化アルミニウムトラップ。
- 前記外側スクリーンカラムが、固体金属である、請求項11に記載の塩化アルミニウムトラップ。
- 前記ハウジングが、前記使い捨て要素をハウジング内に芯合わせし引き留めるためのガイドをさらに含む、請求項11に記載の塩化アルミニウムトラップ。
- 前記内側スクリーンカラムが、前記ガイドを覆って置かれた、請求項21に記載の塩化アルミニウムトラップ。
- 前記使い捨て要素が、前記チャンバに着脱可能で、別の使い捨て要素と交換可能である、請求項11に記載の塩化アルミニウムトラップ。
- 前記ハウジングが、円筒である、請求項11に記載の塩化アルミニウムトラップ。
- アルミニウムエッチングシステムにより作られた廃気中の凝縮性塩化アルミニウム蒸気を除去する方法であって、
前記凝縮性塩化アルミニウム蒸気が、
外側スクリーンカラムと、
前記外側スクリーンカラムと内側スクリーンカラムとの間に空間が定められるよう、間隔をあけた関係にあり、前記内側スクリーンカラムにより内側コアが区切られる内側スクリーンカラムと、
前記内側スクリーンカラムの中に配置された第1トラップ媒体と、
前記外側スクリーンカラムと前記内側スクリーンカラムとにより定められた前記空間内に配置された第2トラップ媒体と、
前記外側スクリーンカラムを囲む第3トラップ媒体と、を含む使い捨て要素の上で冷却され、凝縮され、凝縮塩化アルミニウムとして固体化されるとき、前記廃気を前記使い捨て要素を通して流すステップ、を含む方法。 - ハウジングがチャンバと呼ばれる空間を囲み、前記ハウジングが入口開口部と出口開口部とを有するとき、前記使い捨て要素が着脱可能でハウジング内に収容されている、請求項25に記載の方法。
- 前記トラップ媒体が、メッシュを含む、請求項26に記載の方法。
- 前記メッシュが、金属線である、請求項27に記載の方法。
- 前記金属線が、相互に巻き付き又は絡み合って金属布を形成し、前記メッシュが前記金属布の多重層を含む、請求項28に記載の方法。
- 前記金属線が、ステンレス鋼である、請求項28に記載の方法。
- 前記メッシュの表面密度(表面積/単位体積)が、0.8〜5.9cm2/cm3の範囲である、請求項27に記載の方法。
- 前記ハウジングが長さを有し、前記第2トラップ媒体の長さが前記ハウジングの長さの3分の1乃至2分の1である、請求項25に記載の方法。
- 前記内側スクリーンカラムがワイヤスクリーンを含む、請求項25に記載の方法。
- 前記ワイヤスクリーンが、4×4メッシュ乃至8×8メッシュの目開きを有するスクリーンである、請求項33に記載の方法。
- 前記外側スクリーンカラムが、固体金属板である、請求項26に記載の方法。
- 前記ハウジングが、前記使い捨て要素を前記チャンバ内に芯合わせし引き留めるためのガイドをさらに含む、請求項26に記載の方法。
- 前記内側スクリーンカラムが、前記ガイドを覆って置かれた、請求項36に記載の方法。
- 前記使い捨て要素が、前記チャンバに着脱可能で、別の使い捨て要素と交換可能である、請求項26に記載の方法。
- 前記ハウジングが、円筒である、請求項25に記載の方法。
- 凝縮性塩化アルミニウム蒸気分子と塩素化反応気体分子とを含むエッチング廃気を運ぶポンプ管路中で固体塩化アルミニウムの累積を阻止する方法であって、
使い捨て要素が、前記凝縮性塩化アルミニウム蒸気分子の冷却と、凝縮と、固体化とのためのトラップ媒体を含み、前記トラップ媒体が前記凝縮性塩化アルミニウム蒸気を凝縮塩化アルミニウム固体として凝縮させ、収集するとき、前記廃気を、外側スクリーンカラムと、
前記外側スクリーンカラムと内側スクリーンカラムとの間に空間が定められるよう、間隔をあけた関係にあり、前記内側スクリーンカラムにより内側コアが区切られる内側スクリーンカラムと、
前記内側スクリーンカラムの中に配置された第1トラップ媒体と、
前記外側スクリーンカラムと前記内側スクリーンカラムとにより定められた前記空間内に配置された第2トラップ媒体と、
前記スクリーンカラムを囲む第3トラップ媒体と、を含む使い捨て要素を通して流すステップ、を含む方法。 - ハウジングがチャンバと呼ばれる空間を囲み、前記ハウジングが入口開口部と出口開口部とを有するとき、前記使い捨て要素が着脱可能でハウジング内に収容されている、請求項40に記載の方法。
- 前記トラップ媒体が、メッシュを含む、請求項40に記載の方法。
- 前記メッシュが、金属線である、請求項42に記載の方法。
- 前記金属線が、相互に巻き付き又は絡み合って金属布を形成し、前記メッシュが前記金属布の多重層を含む、請求項43に記載の方法。
- 前記金属線が、ステンレス鋼である、請求項43に記載の方法。
- 前記メッシュの表面密度(表面積/単位体積)が、0.8〜5.9cm2/cm3の範囲である、請求項42に記載の方法。
- 前記ハウジングが長さを有し、前記第2トラップ媒体の長さが前記ハウジングの長さの3分の1乃至2分の1である、請求項40に記載の方法。
- 前記内側スクリーンカラムがワイヤスクリーンを含む、請求項43に記載の方法。
- 前記ワイヤスクリーンが、4×4メッシュ乃至8×8メッシュの目開きを有するスクリーンである、請求項48に記載の方法。
- 前記外側スクリーンカラムが、固体金属板である、請求項40に記載の方法。
- 前記ハウジングが、前記使い捨て要素を前記チャンバ内に芯合わせし引き留めるためのガイドをさらに含む、請求項41に記載の方法。
- 前記内側スクリーンカラムが、前記ガイドを覆って置かれた、請求項41に記載の方法。
- 前記使い捨て要素が、前記チャンバに着脱可能で、別の使い捨て要素と交換可能である、請求項41に記載の方法。
- 前記ハウジングが、円筒である、請求項41に記載の方法。
- 凝縮性塩化アルミニウム蒸気をトラップするための使い捨て要素であって、
外側スクリーンカラムと、
前記外側スクリーンカラムと内側スクリーンカラムとの間に空間が定められるよう、間隔をあけた関係にあり、前記内側スクリーンカラムにより内側コアが区切られる内側スクリーンカラムと、
前記内側スクリーンカラムの中に配置された第1トラップ媒体と、
前記外側スクリーンカラムと前記内側スクリーンカラムとにより定められた前記空間内に配置された第2トラップ媒体と、
前記外側スクリーンカラムを囲む第3トラップ媒体と、
を含む使い捨て要素。 - 前記第1トラップ媒体がメッシュを含み、前記第2トラップ媒体がメッシュを含み、前記第3トラップ媒体がメッシュを含む、請求項55に記載の使い捨て要素。
- 前記メッシュが、金属線である、請求項56に記載の使い捨て要素。
- 前記金属線が、相互に巻き付き又は絡み合って金属布を形成し、前記メッシュが前記金属布の多重層を含む、請求項57に記載の使い捨て要素。
- 前記金属線が、ステンレス鋼である、請求項57に記載の使い捨て要素。
- 前記メッシュの表面密度(表面積/単位体積)が、0.8〜5.9cm2/cm3の範囲である、請求項56に記載の使い捨て要素。
- 前記内側スクリーンカラムがワイヤスクリーンを含む、請求項55に記載の使い捨て要素。
- 前記ワイヤスクリーンが、4×4メッシュ乃至8×8メッシュの目開きを有するスクリーンである、請求項61に記載の塩化アルミニウムトラップ。
- 前記外側スクリーンカラムが、固体金属である、請求項55に記載の塩化アルミニウムトラップ。
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