JPH04150902A - トラップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、排気系に設置されるトラップ装置に関する。

（従来の技術） 従来から、半導体デバイスの製造工程における成膜工程
や熱拡散工程等では、熱処理装置が使用されている。

このような熱処理装置では、真空保持が可能な石英等か
らなる反応容器内に複数の半導体ウェハを収容し、反応
容器内を真空ポンプ等によって所定の減圧状態まで排気
した後、反応性ガスや酸化性ガス等を導入すると共に、
所定の反応温度まで昇温することによって、Ｓ１エピタ
キシヤル成長膜や酸化被膜等の形成か行われる。上記反
応性ガスとしては、例えば５ｉＨ２Ｃ１２、ＨＣＩ、Ｈ
２等や、これらにヒ素やリンの原料となる化合物を添加
したもの等が用いられている。

ところで、上記熱処理装置からの排気ガス中には、未反
応の成膜用ガスや反応生成物等の有害物質か含まれてお
り、これらがドライポンプ等の真空ポンプまで到達する
と、吸引能力の低下や各部の腐食等か進行し、また配管
系に反応生成物か付着すると、コンダクタンスが低下す
るため、排気経路の途中にトラップ装置を設置すること
が一般的に行われている。

、上記トラップ装置は、例えば冷却用のフィン等を有し
ており、処理温度近傍の排気ガスをトラップ装置内で冷
却し、排気ガス中の反応生成物を上記冷却フィン等に付
着させたり、また排気ガス中の未反応物質を反応もしく
は凝縮させて冷却フィン等に付着させることによって、
有害物質を除去する装置である。

このようなトラップ装置においては、反応生成物等の捕
獲物質の量が一定量以上となると、排気ガスからの有害
物質の除去効率の低下を招くため、一定期間経過毎に装
置内部のクリーニングを行う必要かある。

上述したトラップ装置のクリーニングは、排気系配管の
途中にフランジ等によって設置されているトラップ装置
を取り外した後、安全性を考慮した場所において内部ク
リーニングを実施している。

これは、捕獲した物質中には未反応のひ素等の有毒な物
質か含まれているためである。

（発明か解決しようとする課題） しかしなから、上述したようにトラップ装置内部のクリ
ーニング自体は、人体等に対する安全性等を考慮してい
るものの、排気系配管からトラップ装置を取り外す際に
は、フランジ部等から有害な物質が飛散する可能性か高
いという難点があり、この排気系からトラップ装置を取
り外す際の安全性の向上が強く望まれていた。

また、トラップ装置は、熱処理装置と同様に作業領域に
配置されているため、上述したようにトラップ装置を取
り外す際に有害物質か飛散すると、飛散した物質が半導
体デバイス等の製造歩留の低下要因となるという問題も
あった。

一方、排気系にバルブを介してトラップ装置を介挿する
ことも考えられるか、熱処理装置の大型化に伴って、排
気系配管も　３インチ程度の大口径配管が使用されてお
り、用いるバルブか大型化することによって、取扱い性
か大幅に悪化するという問題かある。

本発明は、このような課題に対処するためになされたも
ので、排気系からトラップ装置を取り外す際に、捕獲物
質か飛散することを防止することこよって、安全性を向
上させると共に、歩留低下要因となる塵埃の発生を防ぐ
ことが可能で、かつ取扱い性に優れたトラップ装置を提
供することを目的としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） すなわち本発明のトラップ装置は、排気系に着脱自在に
介挿され、該排気系内を流通する気体中に含まれる有害
物質の捕獲機構を有するトラップ装置において、前記排
気系への接続部と前記捕獲機構間に、加圧流体により膨
脹する弾性変形体の挿入口を設け、前記膨脹させた弾性
変形体により前記排気系への接続部を遮断させた状態で
、該排気系から取り外せるよう構成したことを特徴とし
ている。

（作　用） 本発明のトラップ装置においては、排気系への接続部と
捕獲機構との間に加圧流体により膨脹する弾性変形体の
挿入口を設けている。そして、弾性変形体内に加圧流体
を注入して膨脹させることによって、上記接続部の内壁
に弾性変形体を押しつけ、これにより接続部を気密シー
ルすることかできる。この状態で排気系からトラップ装
置を取り外すことにより、捕獲物質か捕獲機構側からト
ラップ装置外へ飛散することを防止することかできる。

（実施例） 以下、本発明装置の実施例について、図面を参照して説
明する。

第１図は、本発明を適用したトラップ装置の構成を示す
断面図である。同図に示すトラップ装置１は、気密封止
か可能な筐体形状の装置本体２内に、多数の冷却フィン
３か突設された水冷ジャケット４か収納されて構成され
ている。

上記装置本体２には、上記水冷ジャケット４と対向する
位置に、排気ガス導入部５か設置されており、また排気
ガス導入部５から直角方向に排気ガス導出部６か設置さ
れている。つまり、水冷ジャケット４は、上記排気ガス
導入部５から吸引された排気ガスの進路を妨害するよう
に設置されており、また冷却フィン３は、吸引された排
気ガスと十分に接触するように設けられている。

また、上記水冷ジャケット４に接続された冷却水の導出
入管７は、装置本体２の一面に着脱自在に設置された蓋
部２ａを貫通して装置本体２外へ導出されている。

上記排気ガス導入部５および排気ガス導出部６は、それ
ぞれ接続用配管８．９を介して排気系配管］０とフラン
ジ部１１．１２等によって着脱可能に接続されている。

上記接続用配管８．９には、それぞれ加圧流体例えば加
圧気体によって膨脹する配管遮断用弾性体、例えば配管
遮断用バルーン１３の挿入部１４．１５か設けられてい
る。

これら配管遮断用バルーン１３の挿入部１４．１５は、
第２図に示すように、挿入ポート１６が接続用配管８（
９）の径方向から設置されて構成されており、上記挿入
ポート１６は処理時には図示しないプラグ等によって閉
状態とされ、また第２図に示す配管遮断用バルーン１３
の挿入時には開状態とされる。なお、トラップ装置１内
のクリニングは、排気系の常圧復帰を行った後に実施す
るものであるか、僅かでも被捕獲物質例えば有害物質か
トラップ装置１から飛散することを防止する必要がある
際には、挿入ポート１６にゲートバルブ等を取付け、接
続用配管８（９）が開放状態となることを防止すればよ
い。

上記配管遮断用バルーン１３は、挿入治具１７内に収容
された状態で、挿入ポート１６内に挿入される。なお、
図中１８は固定用プラグである。

また、配管遮断用バルーン１３には、加圧気体供給配管
１９が接続されており、この加圧気体供給配管１９と挿
入治具１７との取付は部１７ａは、配管遮断用バルーン
１３を接続用配管８（９）内に挿入可能なように、摺動
可能とされている。

上記配管遮断用バルーン１３としては、接続用配管８（
９）内に挿入された際に、バルーンの厚さ方向への膨脹
か抑制されていると共に、径方向へ十分に膨脹するよう
な形状のものか好ましく、例えば第３図に示すように、
円板状のバルーン２０を用い、その厚さ方向への膨脹を
抑制するように、数点で溶着（図中、入点で示す）した
ものや、第４図に示すように、ドーナツ形状としたバル
ーン２１等が例示される。

また、配管遮断用バルーンユ３の材質としては、特に限
定されるものではないが、ゲージ圧力が０．１ｋｇ／ｃ
−〜［１，５ｋｇ／ｃ−程度で所定の形状に膨脹し、か
つ伸び率、引裂性、耐摩耗性、耐ガス透過性、耐溶剤性
等に優れるものが好ましく、例えば合成天然ゴム、ブチ
ルゴム、フッ素系ゴム等が用いられる。

上述したような構成を有するトラップ装置１は、例えば
第５図に示すように、例えば熱処理装置３０の気体流系
例えば排気系４ｏの途中に介挿される。

すなわち、上記熱処理装置３ｏは、被処理物である複数
の半導体ウェハ３１が収容される円筒状の反応容器３２
と、その周囲を囲繞する如く配置された加熱ヒータ３３
とを具備し、反応容器３２内には反応性ガス等のガス導
入管３４が設置されている。また、反応容器３２の下部
には、反応容器３２内を所定の減圧状態まで排気する二
とが可能な排気系４０が接続されている。

上記排気系４０は、例えばドライポンプ４１等の真空ポ
ンプと上記反応容器３２とを、排気系配管４２（１，０
）で接続することにより構成されており、この排気系配
管４２の途中に上記トラップ装置〕かフランジ〕〕、１
２等によって設置されている。また、トラップ装置１の
上流側の配管４２の周囲には、この配管４２内にトラッ
プ装置ユに到達するまでに排気ガス中に含まれる物質が
付着することを防止するために、図示しない加熱機構等
が設置されている。

次に、上記トラップ装置１のクリーニング方法を、第６
図を参照して説明する。

まず、例えば予備加熱状態にある反応容器３２内に複数
の半導体ウェハ３１を収容した後、ドライポンプ４１に
より所定の減圧状態まで反応容器３２内を真空排気する
と共に、所定の処理温度まで昇温し、所定の真空度を維
持するよう排気を継続しながら、処理ガス例えばＳｉＨ
２ＣＩ２　、）ＩＣＨ２をガス導入管３４から反応容器
３２内に供給して、半導体ウェハ３１のＳ＋エピタキシ
ャル成長等を行う。

この処理の際、トラップ装置１の水冷ジャケット４０に
冷却水を供給して、排気ガス中の有害物質を捕獲できる
状態とする。この際、接続用配管８（９）に設けられた
挿入ポート１６は、第６図（ａ）に示すように、プラグ
２２で閉状態とする。

処理が進行すると、排気系配管４２を介してトラップ装
Ｗｔ１に導入された排気ガスは、水冷ジャケット４の多
数の冷却フィン３と接触することにより、排気ガス中に
含まれる未反応物質が反応もしくは凝縮して冷却フィン
３等に付着し、あるいは排気ガス中に直接音まれる反応
生成物等が冷却フィン３に付着して、排気ガス中の有害
物質は捕獲される。

以上のような操作を繰り返し行うと、水冷ジャケット４
に突設された多数の冷却フィン３には、反応生成物等の
捕獲物質か堆積し、冷却フィン３と排気ガスとの接触面
積が減少して捕獲効率が低下するため、トラップ装置１
のクリーニングか必要となる。

トラップ装置のクリーニングは、まず排気系４０の常圧
復帰を行った後、第６図（ｂ）に示すように、挿入ポー
ト１６からプラグ２２を取り外し、挿入ポート１６を開
状態とした後、折り畳んだ配管遮断用バルーン１３が収
容された挿入治具１７を挿入ボート１６内に差し込む。

次に、第６図（Ｃ）に示すように、加圧気体供給配管１
９を配管８（９）の径方向に押し込むことによって、配
管遮断用バルーン１３を接続用配管８（９）内に挿入す
る。

そして、第６図（ｄ）に示すように、加圧気体導入配管
１９から所定のゲージ圧力例えば０．２ｋｇ／Ｃ−〜０
．８ｋｇ／ｃシ程度の加圧気体を配管遮断用バルーン１
３内に封入し、配管遮断用バルーン１３を膨脹させるこ
とによって、接続用配管８（９）の内壁に配管遮断用バ
ルーン１３を密着させて気密シールを行う。

以上の操作は、入口側および出口側の接続用配管８．９
それぞれに対して行う。

この後、フランジ部１１．１２から各接続用配管８．９
と排気系配管１０とを分離し、トラップ装置１全体を排
気系配管１０から取り外す。この際、接続用配管８．９
内は膨脹した配管遮断用バルーン１３によって気密にシ
ールされているため、フランジ部１１．１２の開放部か
ら捕獲した物質等が飛散することがない。

なお、上記排気系配管１０から取り外したトラップ装置
１は、安全性を考慮した場所まで移送した後に蓋体２ａ
を開き、水冷ジャケット１０や冷却フィン１１に付着し
ている捕獲物質を処理する。

このように、上記実施例においては、トラップ装置１を
排気系配管１０に接続するための接続用配管８．９に、
配管遮断用バルーン１３の挿入部１４．１５を設け、排
気系配管１０からトラップ装置１を取り外す際には、配
管遮断用バルーン１３を上記接続用配管８．９内で膨脹
させることによって、入口側および出口側双方の接続用
配管８．９を気密シールしているため、フランジ部１１
．１２の開放部等からトラップ装置１内に堆積した有害
物質である捕獲物質が飛散することを防止することがで
きる。よって、トラップ装置１の取り外しの際の安全性
を十分に確保することができる。

また、捕獲物質が飛散することかないため、半導体ウェ
ハの製造歩留を低下させることもない。

また、トラップ装置１には、接続用配管８．９に配管遮
断用バルーン１３の挿入部１４．１５を設けるだけでよ
いため、気密シール機構が小形化でき、よってトラップ
装置１の搬送等を容易に行うことができる等、取扱い性
を大幅に向上させることができる。

なお、上記実施例においては、バッチ式の熱処理装置の
排気系に介挿したトラップ装置に本発明を適用した例に
ついて説明したが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、この遮断用バルーンはトラップのみならず、配管
の任意の位置での遮断にも応用することができる。また
、バルーンへの加圧気体の封入圧力を変えることにより
、異径配管例えば２インチ、３インチ等へ共通バルーン
を適用できる。また、例えば枚様式ＣＶＤ装置、レジス
ト塗布装置等の排気系に介挿したトラップ装置にも適用
でき、上記実施例と同様に飛散物質の低減等の効果を得
ることができる。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明のトラップ装置によれば、
容易に捕獲物質の飛散を防止することかできることから
、トラップ装置の取り外しの際や捕獲物質の処理の際の
安全性を十分に確保することかでき、かつ被処理物の製
造歩留の低下要因となる塵埃等を発生させることもなく
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のトラップ装置の構成を示す
断面図、第２図は第１図に示すトラップ装置の要部を拡
大して示す断面図、第３図および第４図は本発明に用い
る配管遮断用バルーンの構成例をそれぞれ示す図、第５
図は第１図に示すトラップ装置の使用例を示す図、第６
図は第１図に示すトラップ装置のクリーニング工程を説
明するための図である。 １・・・　トラップ装置、２・・・・装置本体、３・・
・・冷却フィン、４・・・・・・水冷ジャケット、５・
・・・・・排気ガス導入部、６・・・・・排気ガス導出
部、８．９・・・・・・接続用配管、１０．４２・・・
・・排気系配管、１１．１２・・・・・・フランジ部、
１３・・・・・配管遮断用バルーン、１４．１５・・・
・・・バルーン挿入部、１６・・・・・・挿入ボート、
１７・・・・・・挿入治具、１９・・・・・・加圧気体
供給配管、２０・・・・・・円板状バルーン、２１・・
・・・・ドーナツ状バルーン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　排気系に着脱自在に介挿され、該排気系内を流通する
   気体中に含まれる有害物質の捕獲機構を有するトラップ
   装置において、 前記排気系への接続部と前記捕獲機構間に、加圧流体に
   より膨脹する弾性変形体の挿入口を設け、前記膨脹させ
   た弾性変形体により前記排気系への接続部を遮断させた
   状態で、該排気系から取り外せるよう構成したことを特
   徴とするトラップ装置。