KR101290051B1 - 트랩 장치, 배기계 및 이것을 이용한 처리 시스템 - Google Patents

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Abstract

피처리체 W에 대해 처리를 실행하는 처리실(10)로부터의 배기 가스를 배출하는 배기로(22)에 마련되어, 배기 가스중으로부터 배기물을 포착하기 위한 트랩 장치에 있어서, 트랩 요소에 포착된 배기물을 효율 좋게 제거하여 트랩 요소를 재생할 수 있는 기술이 제공된다. 트랩 장치는 배기로에 개설되는 하우징(42)과, 하우징내에 마련되어 배기물을 포착하는 트랩 요소(48)와, 트랩 요소를 가열하는 트랩 가열 장치(54)와, 하우징내에 냉매를 도입하는 냉매 도입 장치(60)와, 하우징으로부터 냉매를 배출하기 위한 냉매 배출부(62)와, 트랩 요소에 의해 포착한 배기물을 제거하기 위해, 트랩 가열 장치에 의해 트랩 요소를 가열한 상태에서 냉매 도입 장치에 의해 상기 냉매를 하우징내에 도입하도록 제어하는 제어부(88)를 구비하고 있다.

Description

트랩 장치, 배기계 및 이것을 이용한 처리 시스템{TRAP APPARATUS, EXHAUST SYSTEM, AND TREATING SYSTEM USING THE SAME}
본 발명은 반도체 장치를 제조하기 위해 반도체 웨이퍼 등에 성막 등의 처리를 실시하는 처리 장치로부터 배출되는 배기 가스중의 배기물을 포착(트랩(trap))하기 위한 트랩 장치에 관한 것이다. 상세하게는 본 발명은 트랩 요소에 포착되어 부착된 배기물을 필요에 따라 제거해서 트랩 요소의 재생을 실행할 수 있는 트랩 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이와 같은 트랩 장치를 구비한 배기계 및 처리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 트랩 장치는 반도체 웨이퍼 등에 성막 처리 등의 소정의 처리를 실행하는 처리 장치로부터 내부 분위기를 배출하는 배기로에 개재되어 있다. 트랩 장치는 진공 펌프의 전단측에 배치된다. 트랩 장치는 처리 장치의 처리실로부터 배기된 배기 가스중의 미반응 처리 가스나 반응 부생성물 등의 배기물을 트랩 장치내의 트랩 요소에 의해 포착한다. 트랩 장치는 트랩 요소에 포착되어 부착된 배기물을 그곳으로부터 제거하고, 트랩 요소를 재생하는 기능을 갖고 있다.
트랩 장치를 1대만 갖는 처리 시스템에 있어서는 어느 정도의 양의 배기물이 트랩 요소에 의해 포착되면, 처리 시스템의 운전이 정지되고, 세정수를 이용하여 트랩 요소를 세정하는 것에 의해 부착되어 있던 배기물을 제거하고 있다.
일본 특허 공개 공보 제2001-323875호 및 일본 특허 공개 공보 제2004-111834호에는 1개의 트랩 영역과 그 양측에 마련된 2개의 재생 영역의 사이를 연동해서 이동 가능한 2개의 트랩 요소를 갖는 트랩 장치가 개시되어 있다. 이러한 종류의 트랩 장치에서는 제 1 트랩 요소가, 트랩 영역에 위치해서 배기 가스중의 반응 생성물의 배기물을 포착하여, 제 1 트랩 요소가 어느 정도의 양의 배기물을 포착하면, 제 1 트랩 요소가 재생 영역으로 이동해서 재생 처리가 실시된다. 제 1 트랩 요소가 트랩 영역에서 배기물의 포착을 실행하고 있는 동안에는 제 2 트랩 요소가 재생 영역에 위치해서 제 2 트랩 요소에 부착되어 있던 배기물이 세정수에 의해 세정되어 제거된다. 제 2 트랩 요소가 트랩 영역으로 이동하면, 제 1 트랩 요소는 재생 영역으로 이동한다.
이와 같이 2개의 트랩 요소를 교대로 사용하는 것에 의해, 처리 장치를 정지시키는 일 없이 복수개의 웨이퍼에 대해 연속적으로 처리가 가능하게 되고, 처리 장치의 가동률을 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이 단지 세정액을 끼얹는 것에 의해 트랩 요소를 세정한 것에서는 트랩 요소에 부착된 배기물이 충분히 제거되지 않아 재생이 불충분한 경우가 있다.
또한, 상술한 바와 같이 전환 가능한 2개의 트랩 요소를 갖는 트랩 장치에 있어서는 하우징 내벽상을 트랩 요소가 슬라이딩(sliding) 이동하기 때문에, 슬라이딩되는 부분에 시일(seal) 부재를 마련했다고 해도, 슬라이딩시에 슬라이딩되는 부분으로부터 배기 가스 또는 세정수가 누출되는 문제도 있다.
본 발명은 이상과 같은 문제점에 착안하고, 이것을 유효하게 해결하기 위해 창안된 것이다.
본 발명의 목적은 트랩 요소에 부착된 배기물을 확실하게 제거하는 것에 의해 재생을 확실하게 실행하는 것이 가능한 트랩 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 복수의 트랩 요소를 갖고 있어도, 트랩 요소의 전환시 등에 배기 가스 등이 외부로 새는 것을 확실하게 방지하는 것이 가능한 트랩 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기의 트랩 장치를 이용한 배기계 및 처리 시스템을 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은 트랩 요소로부터의 부착 배기물의 제거에 대해 예의(銳意) 연구한 결과, 배기물을 포착하는 트랩 요소와 부착된 배기물의 선팽창률(線膨脹率)의 차이에 착안하여, 양자를 급랭하는 것에 의해 양자의 선팽창률의 차이 및 열수축 속도의 차이에 기인해서 부착 배기물(부생성물)을 물리적으로 파괴(분쇄)해서 제거할 수 있다는 지견을 얻는 것에 의해, 본 발명에 이른 것이다.
따라서, 본 발명의 제 1 관점에 의하면, 피처리체에 대해 처리를 실행하는 처리실로부터의 배기 가스를 배출하는 배기로에 마련되고, 상기 배기 가스중으로부터 배기물을 포착하기 위한 트랩 장치에 있어서, 상기 배기로에 개설되는 하우징과, 상기 하우징내에 마련되어 상기 배기물을 포착하는 트랩 요소와, 상기 트랩 요소를 가열하는 트랩 가열 장치와, 상기 하우징내에 냉매를 도입하는 냉매 도입 장치와, 상기 냉매를 상기 하우징으로부터 배출하기 위한 냉매 배출부와, 상기 트랩 요소에 의해 포착한 상기 배기물을 상기 트랩 요소로부터 제거하기 위해, 상기 트랩 가열 장치에 의해 상기 트랩 요소를 가열한 상태에서 상기 냉매 도입 장치에 의해 상기 하우징내에 상기 냉매가 도입되도록 상기 트랩 가열 장치 및 상기 냉매 도입 장치를 제어하는 제어부를 구비한 트랩 장치가 제공된다.
이와 같이, 트랩 요소에 부착된 배기물을 제거할 때에, 냉매 도입 장치로부터 도입한 냉매에 의해 트랩 요소와 부착된 배기물의 양자를 급랭해서 양자의 선팽창률의 차이 및 열수축 속도의 차이에 의해, 부착 배기물을 물리적으로 파괴해서 확실하게 제거하도록 했으므로, 트랩 장치의 재생을 확실하게 실행할 수 있다.
바람직한 일 실시형태에 있어서, 상기 하우징에는 투명한 조사창이 마련되어 있고, 상기 트랩 가열 장치는 상기 하우징의 외부에 있어서 상기 조사창의 외측에 마련된 적외선 히터를 갖는다. 바람직한 일 실시형태에 있어서, 상기 하우징의 내부에 있어서 상기 조사창의 내측에는 상기 조사창의 표면에 상기 배기물이 부착되는 것을 방지하기 위한 방착(防着) 셔터가 이동 가능하게 마련되어 있다. 상기 트랩 가열 장치는 상기 트랩 요소에 마련된 저항 가열 히터를 구비하도록 해도 좋다.
바람직한 일 실시형태에 있어서, 상기 냉매 도입 장치는 상기 하우징의 천장부에 마련한 냉매 도입구를 갖고, 상기 냉매 도입구로부터 상기 트랩 요소로 상기 냉매를 분사하도록 이루어져 있다. 바람직한 일 실시형태에 있어서, 상기 냉매 배출부는 상기 하우징의 바닥부에 설치되는 동시에, 상기 냉매 배출부의 냉매 배출구에는 개폐 가능하게 이루어진 개폐 밸브가 마련되는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 상기 개폐 밸브는 밸브체와, 상기 밸브체를 착좌(着座)시키기 위해 밸브구의 외주에 마련된 플랜지(flange)형상의 밸브 시트(valve seat)를 갖고, 상기 밸브 시트에는 상기 밸브 시트와 상기 밸브체의 사이를 기밀하게 시일하는 시일 부재가 마련되어 있다.
상기 하우징의 외주에 냉각 재킷(jacket)을 마련할 수 있다. 상기 하우징내에 대기압 복귀용의 기체를 도입하는 대기압 복귀 가스 도입부를 마련할 수 있다. 상기 트랩 요소는 복수의 핀(fin)을 갖고 구성할 수 있다.
상기 핀은 회전 가능하게 구성할 수 있다.
본 발명의 제 2 관점에 의하면, 피처리체에 대해 처리를 실행하는 처리실로부터의 배기 가스를 배출하는 배기로와, 상기 배기로에 개설된 상술한 제 1 관점에 관한 트랩 장치와, 상기 트랩 장치를 통과한 배기 가스중의 유해물질을 무해화하는 제해(除害) 장치와, 상기 배기로의 도중에 개설되어 상기 처리실내의 분위기를 흡인하는 배기 펌프를 구비한 배기계가 제공된다. 바람직하게는 상기 트랩 장치는 상기 배기로에 개설된 부착관에 개설되어 있고, 상기 트랩 장치가 상기 배기로의 상기 부착관에 대한 접속 부분보다 낮은 위치에 위치하도록, 상기 부착관은 중력 방향으로 굴곡되어 있다.
본 발명의 제 3 관점에 의하면, 피처리체에 대해 처리를 실행하는 처리실로부터의 배기 가스를 배출하는 배기로와, 상기 배기로의 도중에 병렬로 개설된 복수의 부착관과, 상기 각 부착관에 개설된 제 1 관점에 관한 트랩 장치와, 상기 부착관의 분기부 및 합류부에 각각 마련되어, 상기 복수의 부착관 중의 적어도 1개를 상기 배기로와 연통시키는 동시에 상기 배기로와 연통되지 않은 상기 복수의 부착관 중의 적어도 1개를 상기 배기로로부터 차단하는 전환 밸브와, 상기 트랩 장치를 통과한 배기 가스중의 유해물질을 무해화하는 제해 장치와, 상기 배기로의 도중에 개설되어 상기 처리실내의 분위기를 흡인하는 배기 펌프와, 상기 복수의 트랩 장치 중의 적어도 1개에 있어서 부착된 배기물의 제거 동작이 실행될 때에 다른 적어도 1개의 트랩 장치에 있어서 배기 가스로부터의 배기물 트랩 동작이 실행되도록 상기 복수의 트랩 장치 및 상기 전환 밸브를 제어하는 전환 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 배기계가 제공된다.
이것에 따르면, 전환 밸브에 의해 트랩 장치 전환을 실행하도록 했으므로, 종래 기술과 같은 슬라이딩 이동하는 시일 부분을 마련할 필요가 없어져, 배기 가스나 냉매(세정수) 등이 새는 것을 방지할 수 있다. 또한, 처리 장치를 연속 사용할 수 있다.
바람직한 일 실시형태에 있어서, 상기 전환 밸브에는 상기 전환 밸브에 상기 배기 가스중의 배기물이 부착되는 것을 방지하기 위해 상기 전환 밸브를 가열하는 밸브 가열 장치가 마련되어 있다. 또한, 상기 분기부 및 합류부를 냉각하는 냉각 재킷을 마련할 수 있다. 바람직하게는 상기 각 부착관은 그 부착관에 마련된 트랩 장치가 상기 배기관의 그 부착관에 대한 접속 부분보다 낮은 위치에 위치하도록, 중력 방향으로 굴곡되어 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 피처리체에 대해 처리를 실행하는 처리실을 갖는 처리 장치와, 상술한 제 2 또는 제 3 관점에 관한 배기계를 구비한 것을 특징으로 하는 처리 시스템이 제공된다.
도 1은 본 발명에 관한 트랩 장치를 이용한 처리 시스템의 일예를 나타내는 개략 구성도.
도 2는 본 발명에 관한 트랩 장치를 나타내는 측면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예의 배기계에 마련한 트랩 장치를 나타내는 상면 부분 단면도.
도 4는 트랩 장치내에 수용되는 트랩 요소를 나타내는 사시도.
도 5a 및 도 5b는 냉매 배출부에 마련한 배출 개폐 밸브의 동작을 설명하기 위한 동작 설명도.
도 6은 본 발명에 관한 트랩 장치를 갖는 제 1 실시예의 배기계를 포함하는 처리 시스템 전체의 동작을 설명하기 위한 흐름도.
도 7은 제 2 실시예의 배기계에 마련한 본 발명에 관한 트랩 장치를 나타내는 상면 부분 단면도.
도 8은 본 발명에 관한 트랩 장치를 갖는 제 2 실시예의 배기계를 포함하는 처리 시스템 전체의 동작을 설명하기 위한 흐름도.
이하에, 본 발명에 관한 트랩 장치, 해당 트랩 장치를 이용한 배기계, 및 해당 배기계를 이용한 처리 시스템의 바람직한 일 실시예를 첨부 도면에 의거하여 상세하게 기술한다. 도 1은 본 발명에 관한 트랩 장치를 이용한 처리 시스템의 일예를 나타내는 개략 구성도, 도 2는 본 발명에 관한 트랩 장치를 나타내는 측면도, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예의 배기계에 마련한 트랩 장치를 나타내는 상면 부분 단면도, 도 4는 트랩 장치내에 수용되는 트랩 요소를 나타내는 사시도, 도 5a 및 도 5b는 냉매 배출부에 마련한 배출 개폐 밸브의 동작을 설명하기 위한 동작 설명도이다.
<처리 시스템의 전체 구성>
우선, 도 1을 참조하여 처리 시스템에 대해 설명한다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 이 처리 시스템(2)은 피처리체인 반도체 웨이퍼 W에 대해 성막 처리나 에칭 처리 등의 소정의 처리를 실시하기 위한 처리 장치(4)와, 이 처리 장치(4)내의 분위기를 배기하는 동시에 소정의 압력으로 유지하기 위한 배기계(6)에 의해 주로 구성되어 있다. 그리고, 이 처리 장치(4) 및 배기계(6)를 포함하는 처리 시스템의 전체의 동작은 예를 들면 컴퓨터 등으로 이루어지는 장치 제어부(8)에 의해 제어된다.
예시된 실시형태에 있어서, 처리 장치(4)는 웨이퍼 1개씩 처리하는 낱장식의 처리 장치이다. 처리 장치(4)는 알루미늄 합금에 의해 통체형상으로 형성된 처리실(10)을 갖고 있다. 처리실(10)내에는 웨이퍼 W를 탑재하기 위한 탑재대(12)가 마련되어 있다. 탑재대(12)에는 가열 수단으로서 예를 들면 저항 가열 히터(14)가 마련되어, 웨이퍼 W를 소정의 온도로 가열해서 유지할 수 있도록 되어 있다. 또한, 가열 수단으로서 가열 램프 등을 이용하는 경우도 있다.
탑재대(12)에는 웨이퍼 W의 반입·반출시에 웨이퍼 W를 밀어 올려 지지하기 위해 승강 가능하게 이루어진 리프트 핀(lift pin)(도시하지 않음)이 마련되어 있다. 처리실(10)의 측벽에는 웨이퍼 W의 반입·반출시에 개폐되는 게이트 밸브(gate valve)(16)가 마련되어 있다. 그리고, 처리실(10)의 천장부에는 가스 도입 수단으로서 예를 들면 샤워 헤드부(shower head portion)(18)가 마련되어 있고, 처리실(10)내에 처리에 필요한 각종 가스를 도입할 수 있도록 되어 있다. 가스 도입 수단으로서 샤워 헤드부(18)가 아닌, 가스 노즐(gas nozzle)을 이용해도 좋다. 처리실(10)의 바닥부에는 처리실(10)내의 분위기를 배기하기 위한 배기구(20)가 마련되어 있다. 또한, 처리 장치(4)는 낱장식의 처리 장치에 한정되지 않고, 한번에 복수개의 웨이퍼를 동시에 처리할 수 있는 일괄식의 처리 장치라도 좋다.
<배기계의 제 1 실시예의 구성>
다음에, 배기계(6)의 제 1 실시예에 대해 설명한다. 제 1 실시예에 관한 배기계(6)는 처리실(10)의 배기구(20)에 접속된 배기로(22)를 갖고 있고, 처리실(10)내로부터, 처리실(10)내의 분위기를 배기 가스로서 배출할 수 있도록 되어 있다. 배기 가스 중에는 웨이퍼 W에 대한 처리시에 발생하는 반응 부생성물 및 미반응의 잔류 가스 등으로 이루어지는 배기물이 가스형상으로 되어 포함되어 있다.
배기로(22)에는 유로 차단 기능과 밸브 개방도 조정 기능을 갖는 압력 조정 밸브(24)와, 상기 배기 가스중의 배기물을 포착해서 트랩하는 트랩 장치(26)와, 처리실(10)내의 분위기를 흡인하는 배기 펌프(28)와, 트랩 장치(26)내를 통과한 배기 가스 중의 유해물질을 무해화하는 제해 장치(30)가 상류측부터 차례로 개설되어 있다. 또한, 배기로(22)에 개설되는 상기 각 구성 부재의 순서는 특히 한정되는 것은 아니다. 예시된 실시예에 있어서는 배기 펌프(28)로서, 처리실(10)내를 진공으로 할 수 있는 진공 펌프가 이용되고 있다.
배기로(22)가 수평 방향으로 연장하는 부분에 있어서, 배기로(22)의 도중에 부착관(36)이 개설되어 있다. 부착관(36)은 그 상류측 부분 및 하류측 부분에 각각 마련된 플랜지부(32, 34)를 거쳐서 볼트 고정에 의해서 배기로(22)에 부착되어 있다. 트랩 장치(26)는 부착관(36)의 상류측 부분과 하류측 부분의 사이에 개설되어 있다. 부착관(36)은 전체적으로 U자형(혹은 각 꺽쇠괄호(square bracket)형)으로 되도록 아래쪽으로 굴곡되어 있다. 즉, 트랩 장치(26)는 부착관(36)에 접속되는 배기로(22)의 수평 방향 부분보다 낮은 위치에 위치하고 있다.
플랜지부(32)의 상류측의 배기로(22) 및 플랜지부(34)의 하류측의 배기로(22)에는 이것을 차단하는 개폐 밸브(38, 40)가 각각 개설되어 있다. 트랩 장치(26)의 메인터넌스(maintenance)시 등의 필요시에, 개폐 밸브(38, 40)에 의해 배기로(22)를 차단할 수 있다.
<트랩 장치의 구성>
다음에, 상기 트랩 장치(26)의 구성에 대해 설명한다. 도 2 및 도 3에도 나타내는 바와 같이, 트랩 장치(26)는 배기로(22)의 일부를 이루는 상기의 부착관(36)에 개설된 상자형상의 하우징(42)을 갖고 있다. 하우징(42)은 예를 들면 스테인리스 스틸(stainless steel)에 의해 형성되어 있다. 하우징(42)의 일측면에 형성한 가스 입구(44)에 부착관(36)의 상류측 부분이 접속되고, 반대측의 다른 측면에 형성한 가스 출구(46)에 부착관(36)의 하류측 부분이 접속되어 있으며, 이것에 의해 하우징(42)내를 통과하여 배기 가스가 흐르도록 되어 있다.
하우징(42)내에는 배기 가스 중의 가스형상의 배기물을 포착(트랩)하기 위한 트랩 요소(48)가 수용되어 있다. 구체적으로는 이 트랩 요소(48)는 회전축(49)의 주위에 배치한 복수, 도시예에서는 8개의 핀(fin)(50)을 갖고 있고(도 4 참조), 도시하지 않은 구동 기구에 의해 이 핀(50)을 회전시키면서 핀(50)의 표면에 배기물을 부착시켜 포착하도록 되어 있다. 이와 같이 핀(50)을 회전시키도록 하고 있으므로, 모든 핀(50)의 표면 전체에서 배기물을 균일하게 포착하는 것이 가능하게 된다. 핀(50)은 예를 들면 스테인리스 스틸이나 하스테로이(hastelloy)(상품명) 등의 내부식성 재료, 혹은 Si3N4 등의 열 충격에 강한 세라믹스(ceramic) 재료 등에 의해 형성되어 있고, 포착한 배기물에 의한 핀(50)의 부식을 방지하도록 되어 있다. 핀(50)의 회전축(49)의 방향은 도시예와 같이 배기 가스의 흐름에 직교하는 방향에 한정되지 않고, 예를 들면 배기 가스의 흐름을 따른 방향이어도 좋다. 핀(50)의 개수 및 형상과 트랩 요소(48)의 단(段) 수는 도시예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 복수 예를 들면 3단의 트랩 요소(48)를 배기 가스의 흐름 방향을 따라 배열하고, 각 트랩 요소(48)의 회전수를 저속, 중속, 고속과 같은 상태로 서로 다르게 하도록 해도 좋다.
하우징(42)의 또 다른 측벽에는 큰 원형의 개구(51)가 형성되어 있다. 개구(51)에는 예를 들면 투명한 석영 유리로 이루어지는 조사(照射)창(52)이 기밀하게 고정되어 있다. 개구(51)의 형상은 원형이 아닌, 예를 들면 사각형이어도 좋다. 하우징(42)의 외부의 조사창(52)의 외측에는 트랩 요소(48)를 가열하기 위한 트랩 가열 장치(54)가 마련되어 있다. 구체적으로는 트랩 가열 장치(54)는 적외 할로겐 램프 히터(infrared halogen lamp heater), 카본 히터(carbon heater) 등으로 이루어지는 적외선 히터(56)를 갖고 있으며, 필요시에 조사창(52)을 거쳐서 트랩 요소(48)에 적외선을 조사하는 것에 의해 트랩 요소(48)를 가열할 수 있도록 되어 있다.
하우징(42)내의 조사창(52)의 내측에는 조사창(52)의 내측 표면에 배기물이 부착되는 것을 방지하기 위해 방착(防着) 셔터(58)가 이동 가능하게 마련되어 있다. 웨이퍼 W에 소정의 처리가 실시되어 배기 가스중으로부터 배기물이 트랩되어 있을 때에는 방착 셔터(58)가 조사창(52)의 내측 표면을 덮고, 조사창(52)의 내측 표면에 배기물이 부착하지 않도록 하고 있다. 또한, 트랩 장치를 재생할 때에는 방착 셔터(58)는 조사창(52)을 덮지 않는 위치까지 이동할 수 있도록 되어 있다.
하우징(42)의 천장부에는 하우징(42)내에 냉매를 도입하는 냉매 도입 장치(60)가 마련되는 동시에, 하우징(42)의 바닥부에는 하우징(42)내의 냉매를 배출하기 위한 냉매 배출부(62)가 마련되어 있다. 구체적으로는 냉매 도입 장치(60)는 하우징(42)의 천장부에 마련한 냉매 도입구(64)를 갖고 있고, 냉매 도입구(64)에는 냉매 개폐 밸브(66)를 개설한 냉매 도입관(68)이 접속되며, 필요시에 냉매를 하우징(42)내로 분사할 수 있다. 냉매로서는 액체나 기체를 이용할 수 있고, 특히 액체로서는 냉각수를 이용할 수 있다. 또한, 이 냉매는 후술하는 바와 같이 파괴된 배기물을 씻어 내는 세정액으로서의 역할도 갖고 있다.
냉매 배출부(62)는 하우징(42)의 바닥부에 마련한 냉매 배출구(70)를 갖고 있으며, 이 냉매 배출구(70)에는 냉매 배출구(70)를 개폐하기 위한 배출 개폐 밸브(71)가 마련되어 있다. 배출 개폐 밸브(71)는 냉매 배출구(70)에 접속되어 그 하단에 밸브구(74)를 갖는 중공(中空) 통형상체와, 이 중공 통형상체의 외주에 마련된 링형상의 플랜지부를 포함하는 밸브 시트(valve seat)(72)를 갖고 있다. 밸브 시트(72)의 하면에는 예를 들면 O링으로 이루어지는 시일 부재(73)가 마련되어 있다. 도 5a 및 도 5b에도 나타내는 바와 같이, 밸브구(74)는 밸브체(76)에 의해 폐색(閉塞)할 수 있고, 이 때 밸브 시트(72)에 마련된 시일 부재(73)에 의해 밸브 시트(72)와 밸브체(76)의 사이가 기밀하게 시일된다. 밸브체(76)는 도시하지 않은 구동 기구에 의해, 상하 방향으로 이동 가능하고 또한 상하 방향 축선을 중심으로 선회 가능하며, 도 5a 및 도 5b에 나타내는 바와 같이 밸브구(74)를 개폐할 수 있다.
배출 개폐 밸브(71)의 아래쪽에는 냉매 배출관(78)이 배치되어 있고, 하우징(42)으로부터 배출되는 냉매를 계 외로 배출할 수 있도록 되어 있다. 냉매 배출관(78)은 밸브 시트(72) 및 밸브체(76)를 수용하는 일점쇄선으로 나타내는 밸브상자(79)에 접합되어 있다.
또한, 트랩 장치(26)의 하우징(42)에는 이것을 냉각해서 인간이 접촉해도 안전한 온도(이하, 「안전 온도」라 함)로 유지하기 위한 냉각 재킷(jacket)(80)(도 3 참조)이 마련되어 있고, 냉각 재킷(80)에는 필요에 따라 냉각수가 흐른다. 부착관(36)(도시예에서는 부착관(36)의 상류측 부분)에는 필요시에 하우징(42)내에 기체를 도입해서 대기압 복귀시키는 대기압 복귀 가스 도입부(82)(도 3 참조)가 부착되어 있다(도 2 참조).
구체적으로는 이 대기압 복귀 가스 도입부(82)는 부착관(36)에 접속된 대기압 복귀 가스관(84)을 갖고 있으며, 대기압 복귀 가스관(84)에는 복귀용 개폐 밸브(86)가 개설되어 가압된 복귀용의 기체를 필요에 따라 공급할 수 있도록 되어 있다. 이 복귀용의 기체로서는 청정한 공기 또는 N2 가스 등을 이용할 수 있다. 여기서, 하우징(42)내에 복귀용의 기체를 공급하는 경우에는 하우징(42)내 압력이 대기압에 대해 조금 양압(陽壓: positive pressure)으로 되도록 공급을 실행하는 것이 바람직하고, 이것에 의해 하우징(42)내로 주위의 공기가 침입하는 것에 의해 하우징(42)내가 오염되는 것을 방지할 수 있다. 또, 대기압 복귀 가스관(84)은 부착관(36)이 아닌, 하우징(42)에 직접적으로 접속해도 좋다.
도 1로 되돌아가, 트랩 장치(26)의 동작 전체는 예를 들면 컴퓨터 등으로 이루어지는 제어부(88)에 의해서 제어된다. 제어부(88)는 장치 제어부(8)에 의해 제어되고 있으며, 트랩 요소(48)에 의해 포착된 배기물을 제거해서 트랩 요소(48)를 재생하기 위해, 트랩 가열 장치(54)에 의해 트랩 요소(48)를 가열한 상태에서 냉매 도입 장치(60)에 의해 하우징(42)내에 냉매를 도입하도록 제어를 실행한다. 장치 제어부(8)는 상기 제어에 필요한 컴퓨터 프로그램을 기억하는 기억 매체(90)를 갖고 있다. 이 기억 매체(90)는 플로피 디스크, CD(Compact Disk), 하드 디스크, 플래시 메모리 등으로 할 수 있다. 또한, 발생하는 반응 부생성물에 따라서는 처리실(10)의 배기구(20)와 트랩 장치(26)의 사이의 배기로(22)에 테이프 히터(tape heater)를 두루 감아서 배기로(22)를 가열하고, 도중에 배기물이 배기로(22)의 내벽에 부착되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
다음에, 처리 시스템(2)의 동작에 대해 도 6도 참조해서 설명한다. 도 6은 이 발명에 관한 트랩 장치를 갖는 제 1 실시예의 배기계를 포함하는 처리 시스템 전체의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
우선, 도 1에 나타내는 바와 같이, 미처리의 반도체 웨이퍼 W를 처리 장치(4)의 처리실(10)내로 반입해서 이 웨이퍼 W를 탑재대(12)상에 탑재한다. 그리고, 이 탑재대(12)상의 웨이퍼 W는 저항 가열 히터(14)에 의해 원하는 온도로 가열되는 동시에, 샤워 헤드부(18)로부터 소정의 가스가 도입되고, 이와 동시에 배기계(6)에 의해 처리실(10)내의 분위기는 진공 배기되어 처리실(10)내가 소정의 압력으로 유지되어, 웨이퍼 W에 대해 소정의 처리가 실시된다. 예를 들면, 소정의 처리가 성막 처리이면, 처리 가스로서 성막 가스 등이 처리실(10)내에 공급되어 웨이퍼 W에 대해 성막 처리가 실시된다(S1).
성막 처리 중에는 처리실(10)내에서 성막 가스가 잔류하거나, 반응 부생성물이 발생하기 때문에, 이들 성분이 배기 가스중에 가스형상의 배기물로서 혼입된 상태로 처리실(10)로부터 배출된다. 배기 가스중에 포함되는 배기물은 계 외로 직접적으로 배출되면 각종 문제를 일으키기 때문에, 배기계(6)에 마련한 트랩 장치(26)에서 포착한다(S2). 구체적으로는 배기로(22)내를 유하(流下)하는 배기 가스는 압력 조정 밸브(24)를 거쳐서 트랩 장치(26)에 이르고, 그 하우징(42)의 가스 입구(44)(도 2 참조)로부터 하우징(42)내에 도입된다. 하우징(42)내에 도입된 배기 가스는 그 중에서 저속으로 회전하고 있는 트랩 요소(48)와 접촉하고, 이것에 의해 배기 가스중의 배기물은 핀(50)의 표면에 포착되어 배기 가스중으로부터 제거된다.
또, 이 때, 트랩 요소(48)에 냉각 재킷 등을 마련해서 핀(50)을 냉각해 두면, 배기물의 포착 효율을 더욱 크게 할 수 있다. 이와 같이 하여 배기물이 제거된 배기 가스는 가스 출구(46)로부터 하우징(42)의 외부로 배출되고, 그 후 배기 펌프(28)를 통과해서 제해 장치(30)에 이르며, 제해 장치(30)에 있어서 배기 가스중에 포함되는 유해 성분이 무해화되어, 마지막으로 도시하지 않은 공장 덕트(duct)를 거쳐서 대기 중으로 배출된다.
여기서, 상기 트랩 장치(26)에서는 하우징(42)에 마련한 냉각 재킷(80)이 동작해서 하우징(42)을 안전 온도까지 냉각하고 있고, 또한 조사창(52)의 내측에는 방착 셔터(58)가 닫힘 위치에 있어 조사창(52)의 내측 표면에 배기물이 부착되는 것을 방지하고 있다.
이와 같은 배기물의 포착 조작(트랩 조작)은 1개의 웨이퍼의 성막 처리가 완료될 때까지 실행된다(S3의 NO). 그리고, 1개의 웨이퍼의 처리가 완료하면(S3의 YES), 포착 효율의 저하를 방지하기 위해 포착 배기물의 제거를 개시할지 개시하지 않을지, 즉 트랩 장치의 재생 처리를 개시할지 개시하지 않을지를 판단한다(S4). 상기 판단을 하는 이유는 트랩 요소(48)에서 포착한 배기물이 과도하게 되면 포착 효율이 대폭 저하하기 때문이다. 통상은 예를 들면 1카세트(약 25개)의 웨이퍼 W를 처리할 때마다 재생 처리가 실행된다. 단, 재생 처리를 실행하는 빈도는 상기에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 총 성막량에 의거하여 재생 처리를 실행하는 타이밍을 정할 수도 있다.
여기서 재생 처리를 개시하지 않는 경우에는(S4의 NO), 웨이퍼 W의 미처리가 있는지 없는지가 판단되고(S5), 미처리의 웨이퍼 W가 존재하지 않는 경우에는(S5의 NO), 처리가 종료한다. 미처리의 웨이퍼 W가 존재하는 경우에는 스텝 S1로 되돌리고, 상기 스텝 S1∼S5가 반복 실행된다. 즉, 웨이퍼 W가 연속적으로 처리된다. 그리고, 트랩 요소(42)에 의해 포착된 배기물이 많아지고, 포착 배기물의 제거를 개시하는 판단이 이루어지면, 즉 재생 처리를 개시하는 판단이 이루어지면(S4의 YES), 우선, 트랩 장치(26)의 상류측 및 하류측에 마련한 각 개폐 밸브(38, 40)를 각각 닫힘 상태로 하는 것에 의해(S6), 트랩 장치(26)를 배기로(22)로부터 격리한다.
다음에, 대기압 복귀 가스 도입부(82)의 대기압 복귀 가스관(84)으로부터 가압(加壓) 기체, 예를 들면 가압한 공기를 공급하고, 이 가압 공기를 하우징(42)내에 도입하여 하우징(42)내를 대기압 복귀시킨다(S7). 이 경우, 오염 방지를 위해 하우징(42)내를 대기압보다도 약간 큰 양압 상태로 하고, 하우징(42)내를 대기 개방했을 때에, 외부 분위기가 하우징(42)내에 유입하지 않도록 한다. 또한, 여기서 트랩 장치(26)에 의한 포착물이 유해물질인 경우에는 이 트랩 장치(26)내로부터 유해 가스가 주위로 누출되는 것을 방지하기 위해, 상술한 경우와는 반대로 하우징(42)내를 대기압보다도 약간 작은 부압(負壓: negative pressure) 상태로 하는 것이 좋다.
또, 상기 대기압 복귀 조작의 다음에, 혹은 대기압 복귀 조작과 동시에, 조사창(52)을 덮고 있던 방착 셔터(58)를 구동하여, 조사창(52) 앞쪽으로부터 퇴피시킨다. 그리고, 트랩 가열 장치(54)를 작동시켜, 적외선 히터(56)로부터 트랩 요소(48)를 향해 적외선을 방사한다. 이것에 의해, 적외선은 조사창(52)을 투과해서 하우징(42)의 내부의 트랩 요소(48)에 조사되고, 이 트랩 요소(48)를 가열한다(S8). 이 적외선의 조사는 핀(50)을 포함하는 트랩 요소(48)가 소정의 온도에 도달할 때까지 실행된다(S9의 NO). 이 소정의 온도는 배기물의 종류에 따라서도 다르지만, 이 직후에 실행하는 급랭에 의해 배기물이 물리적 파괴를 일으켜 붕괴되는 바와 같은 온도이며, 예를 들면 600℃ 정도이다. 또한, 이 경우, 핀(50)을 가열할 때에, 이 핀(50)에 부착된 배기물이 가열에 의해 승화 등 해서 이것이 조사창(52)의 내면에 부착되는 것도 고려되므로, 이와 같은 경우에는 하우징(42)내에 샤워 노즐 등을 마련하여, 핀(50)의 가열시에 이 샤워 노즐로부터 조사창(52)의 내면에 세정수 등을 흘려 승화물 등이 부착하지 않도록 구성하는 것이 좋다. 이 경우, 트랩 가열 장치(54)로서는 세정수에 의한 흡수가 비교적 적은 근적외역의 파장대의 광을 방출하는 근적외(近赤外) 히터를 이용하는 것이 좋다.
그리고, 트랩 요소(48)가 소정의 온도에 도달하면, 하우징(42)의 바닥부에 마련한 배출 개폐 밸브(71)의 밸브체(76)를 열림 상태로 해서 밸브구(74)를 연다(S10). 이와 동시에, 트랩 요소(48)의 가열을 정지한다. 또한, 이와 동시에 하우징(42)의 천장부에 마련한 냉매 도입 장치(60)의 냉매 도입관(68)의 냉매 개폐 밸브(66)를 열고, 냉매 도입구(64)로부터 이 하우징(42)내에 냉매 예를 들면 냉각수를 다량으로 분사하는 동시에, 이 냉각수를 상기 냉매 배출구(70) 및 배출 개폐 밸브(71)를 거쳐서 냉매 배출관(78)측으로 배출한다(S11). 이 배출 개폐 밸브(71)의 개폐 동작은 도 5a 및 도 5b에 나타나 있다.
이 때, 하우징(42)내에 냉각수가 도입되는 것에 의해, 예를 들면 600℃ 정도로 가열되어 있던 핀(50)을 포함하는 상기 트랩 요소(48) 및 이것에 포착되어 있던 배기물은 급격히 냉각되게 되므로, 이 때, 이들 배기물과 핀(50)의 선팽창률 차이에 기인하여, 핀(50)에 포착되어 있던 단단한 배기물에 균열 등이 생겨 물리적 파괴를 일으켜 붕괴되고, 핀(50)으로부터 벗겨져 떨어진다. 이와 같이 하여, 트랩 요소(48)에 부착되어 고체화되어 있던 배기물을 트랩 요소(48)로부터 거의 확실하게 제거할 수 있고, 트랩 요소(48)를 재생할 수 있다. 여기서 벗겨져 떨어진 배기물은 냉각수와 함께 냉매 배출관(78)으로 배출된다. 또한, 여기서 핀(50)의 가열과 냉각수의 도입 배출을 복수회 반복 실행해도 좋다.
이와 같이 하여 트랩 요소(48)의 재생 처리가 완료하면, 다음의 웨이퍼 W에 대한 처리를 실행하는 준비를 실행한다. 우선, 냉매 개폐 밸브(66)를 닫고 냉각수의 공급을 정지시키는 동시에, 배출 개폐 밸브(71)를 닫아(도 5b의 상태에서 도 5a의 상태로) 하우징(42)내를 밀폐한다(S12). 배출 개폐 밸브(71)를 닫는 경우, 도 2 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 밸브시트(72)는 플랜지 형상으로 형성되어 시일 부재(73)가 밸브구(74)로부터 멀어진 위치에 있으므로, 시일 부재(73)에 파괴된 배출물을 포함하는 냉각수가 부착되는 일은 없다. 또한, 밸브체(76)도 횡방향으로 퇴피하고 있으므로, 이 밸브체(76)의 시일면에 배출되는 냉각수가 부착되는 일은 없다. 따라서, 이 배출 개폐 밸브(71)를 이물에 저해되는 일 없이 기밀성 좋게 닫힘 상태로 할 수 있다.
또, 부착관(36)은 전체적으로 대략 U자형상으로 아래방향으로 굴곡되고 그 최하부에 하우징(42)이 개설되어 있기 때문에, 하우징(42)내에 다량의 냉각수를 유입해도, 이 냉각수가 부착관(36)을 거쳐서 배기로(22)의 상류측이나 하류측으로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 스텝 S12에서는 냉매 개폐 밸브(66)와 배출 개폐 밸브(71)를 동시에 닫도록 했지만, 이것에 한정되지 않고, 냉매 개폐 밸브(66)만을 닫고 냉각수의 공급을 정지한 상태에서 트랩 가열 장치(54)를 재차 기동하여, 핀(50)을 열선으로 가열하는 것에 의해 건조시켜도 좋다. 이 경우에는 건조에 의해 발생한 수증기는 배출 개폐 밸브(71)를 거쳐서 배출되고, 이 건조를 소정 시간 실행하여 종료하면, 배출 개폐 밸브(71)를 닫도록 한다.
이상과 같이 해서, 스텝 S6∼S12에서 구성되는 트랩 장치의 재생 처리가 완료하면, 이 상류측과 하류측에 위치하는 개폐 밸브(38, 40)를 열림 상태로 해서 웨이퍼 W의 처리를 재개한다. 즉, 미처리의 웨이퍼 W가 존재하면(S5의 YES), 스텝 S1로 되돌려 상기한 각 공정을 반복 실행하고, 미처리의 웨이퍼 W가 존재하지 않고 처리가 완료하면(S5의 NO), 처리 시스템 전체의 동작을 종료하게 된다.
이와 같이, 본 실시예에서는 배기 가스중에 포함되는 배기물을 트랩 요소(48)에 의해 포착해서 이것에 부착된 배기물을 제거할 때에, 냉매 도입 장치(60)로부터 도입한 냉매에 의해 트랩 요소(48)와 부착된 배기물의 양자를 급랭해서 양자의 선팽창률의 차이 및 열수축 속도의 차이에 의해, 부착 배기물을 물리적으로 파괴해서 확실하게 제거하도록 했으므로, 트랩 장치의 재생을 확실하게 실행할 수 있다.
<배기계의 제 2 실시예의 설명>
다음에, 본 발명의 배기계의 제 2 실시예에 대해 설명한다. 도 7은 제 2 실시예의 배기계에 마련한 이 발명에 관한 트랩 장치를 나타내는 상면 부분 단면도이다. 또한, 도 2 및 도 3에 나타내는 구성 부분과 동일 구성 부분에 대해서는 동일 부호를 붙여, 중복 설명은 생략한다. 이 트랩 장치의 측면도는 도 2에 나타낸 것과 대략 동일하므로, 여기서는 그 기재를 생략한다.
이 제 2 실시예의 배기계에서는 복수대, 여기서는 2대의 트랩 장치를 마련하고, 한쪽의 트랩 장치에서 트랩 요소(48)에 재생 처리를 실행하고 있을 때에 다른쪽의 트랩 장치에서 배기물의 트랩을 실행하도록 양 트랩 장치를 전환하도록 하여, 처리 시스템의 연속 가동을 가능하게 하고 있다. 즉, 이 제 2 실시예에서는 배기로(22)가 도중에 복수, 여기서는 2개로 분기하도록, 배기로(22)의 도중에 2개의 부착관(36a, 36b)을 개설하고 있다. 부착관(36a, 36b)의 상류측 부분은 상류단에 있어서 연결되어 분기부로 되어 있다. 또한, 부착관(36a, 36b)의 하류측 부분은 하류단에 있어서 연결되어 합류부로 되어 있다.
부착관(36a, 36b)은 제 1 실시예의 부착관(36)과 마찬가지로, 배기로(22)의 수평 방향으로 연장하는 부분에 개설되고, 중력 방향(아래 방향)으로 U자형상 또는 꺽쇠괄호형상으로 굴곡되어 있으며, 각 부착관(36a, 36b)의 최하부에, 제 1 실시예에서 설명한 트랩 장치(26)와 동일한 구조의 트랩 장치(26a, 26b)가 각각 개설되어 있다. 트랩 장치(26a, 26b)는 배기 가스의 흐름 방향에 대하여 좌우가 반대로 되어 있는 점을 제외하고 완전 동일하게 구성되어 있다. 여기서, 도 7에 있어서는 앞의 제 1 실시예의 트랩 장치(26)의 각 구성부품과 동일한 부품에 관해, 한쪽의 트랩 장치(26a)의 대응하는 구성부품에 대해서는 그 부호의 마지막에 "a"를 붙이고, 다른쪽의 트랩 장치(26b)의 대응하는 구성부품에 대해서는 그 부호의 마지막에 "b"를 붙여, 중복 설명은 생략하고 있다.
부착관(36a, 36b)의 상류측의 분기부에는 상류측 전환 밸브(100)가 마련되어 있으며, 2개의 부착관(36a, 36b) 중의 어느 한쪽을 차단하고, 다른쪽을 열 수 있도록 되어 있다. 도 7은 부착관(36a)이 열려 있는 상태를 나타내고 있다. 상류측 전환 밸브(100)에는 히터로 이루어지는 밸브 가열 수단(102)이 마련되어 있고, 상류측 전환 밸브(100)를 가열하는 것에 의해, 이것에 배기 가스중의 배기물이 부착되는 것을 방지할 수 있다.
또, 이 분기부의 관내 내주면의 상류측 전환 밸브(100)와 접촉하는 부분에는 메탈 시일 또는 O링 등으로 이루어지는 시일 부재(104)가 마련되어 있고, 차단해야 할 부착관의 입구를 시일성 좋게 밀폐할 수 있도록 되어 있다. 또한, 분기부의 외측 전체는 케이싱(106)에 의해 둘러싸이는 동시에, 이 케이싱(106)에는 냉각 재킷(108)이 마련되어 있고, 이 분기부를 안전 온도까지 저하시키는 동시에, 시일 부재(104)가 온도에 의해 열화되는 것을 방지하도록 되어 있다. 그리고, 부착관(36a, 36b)의 하류측의 합류부도 분기부와 마찬가지로 구성되어 있다.
즉, 부착관(36a, 36b)의 하류측의 합류부에는 하류측 전환 밸브(110)가 마련되어 있으며, 2개의 부착관(36a, 36b) 중의 어느 한쪽을 차단하고, 다른쪽을 열 수 있도록 되어 있다. 도 7은 부착관(36a)이 열려 있는 상태를 나타내고 있다. 이 하류측 전환 밸브(110)에는 히터로 이루어지는 밸브 가열 수단(112)이 마련되어 있고, 이 하류측 전환 밸브(110)를 가열하는 것에 의해, 이것에 배기 가스 중의 배기물이 부착되는 것을 방지할 수 있다.
또, 이 합류부의 관내 내주면의 상기 하류측 전환 밸브(110)와 접촉하는 부분에는 예를 들면 메탈 시일이나 O링 등으로 이루어지는 시일 부재(114)가 마련되어 있고, 차단해야 할 부착관의 출구를 시일성 좋게 밀폐할 수 있도록 되어 있다. 또한, 합류부의 외측 전체는 케이싱(116)에 의해 둘러싸이는 동시에, 이 케이싱(116)에는 냉각 재킷(118)이 마련되어 있고, 이 합류부를 안전 온도까지 저하시키는 동시에, 상기 시일 부재(114)가 온도에 의해 열화되는 것을 방지하도록 되어 있다.
각 전환 밸브(100, 110)는 컴퓨터 등으로 이루어지는 전환 제어부(120)에 의해 제어되어 동시에 또한 동일 방향으로 동기해서 전환되고, 그 결과, 상기 2개의 트랩 장치(26a, 26b) 중의 어느 한쪽에서 재생이 실행될 때에 다른 트랩 장치에 배기 가스가 통류하도록 되어 있다.
다음에, 제 2 실시예의 배기계의 동작에 대해 도 8도 참조해서 설명한다. 도 8은 본 발명에 관한 트랩 장치를 갖는 제 2 실시예의 배기계를 포함하는 처리 시스템 전체의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다. 우선, 부착관의 분기부와 합류부에 마련한 상류측 전환 밸브(100)와 하류측 전환 밸브(110)를 조작해서, 2개의 부착관(36a, 36b) 중의 어느 한쪽 예를 들면 부착관(36b)의 상류측과 하류측을 닫아 밀폐하고, 다른쪽의 부착관(36a)을 개방하여, 이것에 개설되어 있는 트랩 장치(26a)를 가동 상태(배기물 트랩 운전 상태)로 한다.
우선, 처리 장치(4)(도 1 참조)에 있어서 웨이퍼 W에 대해 성막 처리를 실행하고(S21), 이 때의 배기 가스 중에서 배기물을 트랩 장치(26a)의 내에서 트랩하고(S22), 이 동작이 1개의 웨이퍼 W의 성막 처리가 완료할 때까지 실행된다(S23). 그리고, 1개의 웨이퍼를 처리할 때마다 트랩한 포착 배기물의 제거를 개시할지 개시하지 않을지, 즉 재생 처리를 개시할지 개시하지 않을지를 판단하고(S24), 포착 배기물이 아직 적은 경우에는(S24의 NO), 미처리의 웨이퍼 W의 존부를 확인하고(S25), 미처리의 웨이퍼 W가 존재하지 않는 경우에는(S25의 NO), 처리를 종료한다.
또한, 미처리의 웨이퍼 W가 존재하는 경우에는(S25의 YES), 상기 스텝 S21∼S25를 반복 실행한다. 이 점은 도 6중의 스텝 S1∼S5와 동일하다. 또한, 이와 같이, 트랩 장치(26a)에서 배기물의 포착을 실행하고 있는 동안에, 트랩 장치(26b)에서는 앞의 도 6중의 스텝 S6∼S12에 나타나는 재생 처리가 실행되어, 그 후 트랩 장치(26b)는 다음의 배기물 트랩 운전에 대비해서 대기하고 있다.
그리고, 스텝 S24에 있어서, 포착 배기물이 다량으로 되어 재생 처리를 개시하는 판단이 이루어지면(S24의 YES), 우선, 상류측 전환 밸브(100)와 하류측 전환 밸브(110)가 각각 전환되어 부착관(36b)을 선택하고(S26), 이미 재생 처리가 완료해서 대기 상태로 되어 있는 트랩 장치(26b)내로 배기 가스를 흘린다. 이것에 의해, 지금까지 동작하고 있던 트랩 장치(26a)는 배기 가스의 흐름으로부터 분리되고, 이 트랩 장치(26a)에 대해 앞의 도 6 중의 스텝 S6∼S12에 나타나는 재생 처리가 실행된다(S27).
이 재생 처리와 동시에, 전환된 트랩 장치(26b)는 가동 상태가 되고, 앞의 스텝 S21∼S25와 동일한 동작인 성막 및 트랩 처리를 스텝 S28∼S32에 관해 반복 실행한다. 여기서, 트랩 장치(26b)의 포착 배기물이 다량으로 되어 재생 처리를 개시하는 판단이 이루어지면(S31의 YES), 전술한 바와 마찬가지로, 우선 상류측 전환 밸브(100)와 하류측 전환 밸브(110)가 각각 전환되어 재차 부착관(36a)이 선택되고(S33), 이미 재생 처리가 완료해서 대기 상태가 되어 있는 트랩 장치(26a)내로 재차 배기 가스를 흘리도록 한다.
이것에 의해, 지금까지 동작하고 있던 트랩 장치(26b)는 배기 가스의 흐름으로부터 분리된 상태로 되고, 이 트랩 장치(26b)에 대해, 앞의 도 6중의 스텝 S6∼S12에 나타나는 재생 처리를 실행하게 된다(S34). 이 재생 처리와 마찬가지로, 전환된 트랩 장치(26a)는 재차 가동 상태가 되고, 앞의 스텝 S21∼S25의 성막 및 트랩 처리를 반복 실행한다. 이상의 처리를 미처리의 웨이퍼 W가 없어질 때까지 실행하게 된다. 이와 같이, 상기 2개의 트랩 장치(26a, 26b)는 배기 가스 중의 배기물의 포착 처리와 재생 처리가 서로 교대로 전환되어 실행되게 되고, 웨이퍼 W에 대해 연속 처리를 실행할 수 있다.
또한, 2개의 트랩 장치(26a, 26b)의 전환시에, 전환을 위한 슬라이딩 부분이 존재하지 않으므로, 전환시 등에 배기 가스나 냉각수(세정수)가 외부로 누출하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기한 일련의 동작 중에 있어서, 상류측 전환 밸브(100) 및 하류측 전환 밸브(110)는 각각 밸브 가열 수단(102, 112)에 의해 가열되고 있으므로, 각 전환 밸브(100, 110)에 배기물이 부착되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이, 배기로(22)를 복수, 예를 들면 2개로 분기시켜 예를 들면 2개의 부착관(36a, 36b)을 마련하고, 각 부착관에 트랩 장치(26a, 26b)를 개설하도록 하여, 상기 부착관(36a, 36b)을 전환하는 것에 의해 트랩 장치(26a, 26b)의 가동과 재생을 교대로 전환해서 실행하도록 했으므로, 슬라이딩 부분이 없어지고, 배기 가스나 냉매(세정수) 등이 새는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 처리 시스템을 연속 사용할 수 있다.
또한, 상기의 예에서는 부착관(36)을 2개로 분기시키고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 3개 이상으로 분기한 부착관을 이용하는 동시에 각 부착관에 트랩 장치 를 개설해도 좋다. 또한, 상기의 예에서는 트랩 가열 장치(54)로서 하우징(42)의 외측에 마련한 적외선 히터(56)를 이용하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 트랩 요소(48)에 저항 가열 히터를 직접 부착해도 좋다.
처리 장치(4)에 의해 실시되는 성막 처리에 의해 성막되는 막은 실리콘 산화막, 알루미나(Al2O3) 등의 세라믹막, Ta, Ti, W(텅스텐) 등의 금속막, MgF2, CaF 등의 금속 불화막 등의 각종 막이 예시되지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 처리 장치(4)에 의해 실시되는 처리는 성막 처리에 한정되지 않고, 예를 들면 텅스텐 에칭 처리, 티탄(titanium) 에칭 처리, 티탄 나이트라이드(titan nitride) 에칭 처리 등의 반응 부생성물이나 잔류 원료 가스 등의 가스 형상의 배기물이 발생하는 처리라도 좋다.
이 경우, 트랩 요소(48)의 핀(50)의 구성 재료는 배기물의 종류에 따라 결정하는 것이 좋고, 내부식성을 갖고 또한 배기물(핀(50)상의 부착물)과의 선팽창률 차이가 큰 재료로 하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 배기물이 Si나 SiO2 등인 경우에는 핀(50)의 재료로서 스테인리스 스틸을 이용하는 것이 좋고, 또 배기물이 CaF2인 경우에는 핀(50)의 재료로서 티탄 합금이나 인코로이(incoloy) 등을 이용하는 것이 좋으며, 또 배기물이 NH4C1인 경우에는 핀(50)의 재료로서 하스테로이 혹은 티탄 합금을 이용하는 것이 좋다.
또한, 트랩 요소(48)에 냉각 수단을 마련해서 트랩 요소(48)를 냉각하는 것에 의해, 배기물의 포착(트랩)을 더욱 효율적으로 실행하도록 해도 좋다. 또한, 처리 장치(4)에 의해 처리되는 피처리체는 반도체 웨이퍼에 한정되는 것은 아니고, 유리 기판, LCD 기판, 세라믹 기판 등의 다른 종류의 기판이라도 좋다.

Claims (19)

  1. 피처리체에 대해 처리를 실행하는 처리실로부터의 배기 가스를 배출하는 배기로에 마련되고, 상기 배기 가스중으로부터 배기물을 포착하기 위한 트랩 장치에 있어서,
    상기 배기로에 개설되는 하우징과,
    상기 하우징내에 마련되어 상기 배기물을 포착하는 트랩 요소와,
    상기 트랩 요소를 가열하는 트랩 가열 장치와,
    상기 하우징내에 냉매를 도입하는 냉매 도입 장치와,
    상기 냉매를 상기 하우징으로부터 배출하기 위한 냉매 배출부와,
    상기 트랩 요소에 의해 포착된 상기 배기물을 상기 트랩 요소로부터 제거하기 위해, 상기 트랩 가열 장치에 의해 상기 트랩 요소를 가열한 상태에서 상기 냉매 도입 장치에 의해 상기 하우징내에 상기 냉매를 도입하여 상기 트랩 요소와 상기 배기물을 급랭함으로써 상기 트랩 요소와의 선팽창률 차이에 의하여 상기 배기물이 박리되도록 상기 트랩 가열 장치 및 상기 냉매 도입 장치를 제어하는 제어부를 구비하며,
    상기 하우징에는 투명한 조사창이 마련되어 있고, 상기 트랩 가열 장치는 상기 하우징의 외부에 있어서 상기 조사창의 외측에 마련된 적외선 히터를 갖는 것을 특징으로 하는
    트랩 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징의 내부에 있어서 상기 조사창의 내측에는 상기 조사창의 표면에 상기 배기물이 부착되는 것을 방지하기 위한 방착 셔터가 이동 가능하게 마련되는 것을 특징으로 하는
    트랩 장치.
  4. 피처리체에 대해 처리를 실행하는 처리실로부터의 배기 가스를 배출하는 배기로에 마련되고, 상기 배기 가스중으로부터 배기물을 포착하기 위한 트랩 장치에 있어서,
    상기 배기로에 개설되는 하우징과,
    상기 하우징내에 마련되어 상기 배기물을 포착하는 트랩 요소와,
    상기 트랩 요소를 가열하는 트랩 가열 장치와,
    상기 하우징내에 냉매를 도입하는 냉매 도입 장치와,
    상기 냉매를 상기 하우징으로부터 배출하기 위한 냉매 배출부와,
    상기 트랩 요소에 의해 포착된 상기 배기물을 상기 트랩 요소로부터 제거하기 위해, 상기 트랩 가열 장치에 의해 상기 트랩 요소를 가열한 상태에서 상기 냉매 도입 장치에 의해 상기 하우징내에 상기 냉매를 도입하여 상기 트랩 요소와 상기 배기물을 급랭함으로써 상기 트랩 요소와의 선팽창률 차이에 의하여 상기 배기물이 박리되도록 상기 트랩 가열 장치 및 상기 냉매 도입 장치를 제어하는 제어부를 구비하며,
    상기 트랩 가열 장치는 상기 트랩 요소에 마련된 저항 가열 히터를 갖는 것을 특징으로 하는
    트랩 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉매 도입 장치는 상기 하우징의 천장부에 마련한 냉매 도입구를 갖고, 상기 냉매 도입구로부터 상기 트랩 요소로 상기 냉매를 분사하도록 이루어져 있는 것을 특징으로 하는
    트랩 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉매 배출부는 상기 하우징의 바닥부에 설치되는 동시에, 상기 냉매 배출부의 냉매 배출구에는 개폐 가능하게 이루어진 개폐 밸브가 마련되는 것을 특징으로 하는
    트랩 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 개폐 밸브는 밸브체와, 상기 밸브체를 착좌시키기 위해 밸브구의 외주에 마련된 플랜지형상의 밸브 시트를 갖고 있고, 상기 밸브 시트에는 상기 밸브 시트와 상기 밸브체의 사이를 기밀하게 시일하는 시일 부재가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는
    트랩 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징의 외주에는 냉각 재킷이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는
    트랩 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징내에 대기압 복귀용의 기체를 도입하는 대기압 복귀 가스 도입부를 갖는 것을 특징으로 하는
    트랩 장치.
  10. 피처리체에 대해 처리를 실행하는 처리실로부터의 배기 가스를 배출하는 배기로에 마련되고, 상기 배기 가스중으로부터 배기물을 포착하기 위한 트랩 장치에 있어서,
    상기 배기로에 개설되는 하우징과,
    상기 하우징내에 마련되어 상기 배기물을 포착하는 트랩 요소와,
    상기 트랩 요소를 가열하는 트랩 가열 장치와,
    상기 하우징내에 냉매를 도입하는 냉매 도입 장치와,
    상기 냉매를 상기 하우징으로부터 배출하기 위한 냉매 배출부와,
    상기 트랩 요소에 의해 포착된 상기 배기물을 상기 트랩 요소로부터 제거하기 위해, 상기 트랩 가열 장치에 의해 상기 트랩 요소를 가열한 상태에서 상기 냉매 도입 장치에 의해 상기 하우징내에 상기 냉매를 도입하여 상기 트랩 요소와 상기 배기물을 급랭함으로써 상기 트랩 요소와의 선팽창률 차이에 의하여 상기 배기물이 박리되도록 상기 트랩 가열 장치 및 상기 냉매 도입 장치를 제어하는 제어부를 구비하며,
    상기 트랩 요소는 복수의 핀을 갖는 것을 특징으로 하는
    트랩 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 핀은 회전 가능하게 이루어져 있는 것을 특징으로 하는
    트랩 장치.
  12. 삭제
  13. 피처리체에 대해 처리를 실행하는 처리실로부터의 배기 가스를 배출하는 배기로와,
    상기 배기로에 개설된 제 1 항에 기재된 트랩 장치와,
    상기 트랩 장치를 통과한 배기 가스중의 유해물질을 무해화하는 제해 장치와,
    상기 배기로의 도중에 개설되어 상기 처리실내의 분위기를 흡인하는 배기 펌프를 구비한 것을 특징으로 하는
    배기계.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 트랩 장치는 상기 배기로에 개설된 부착관에 개설되어 있고,
    상기 트랩 장치가 상기 배기로의 상기 부착관에 대한 접속 부분보다 낮은 위치에 위치하도록, 상기 부착관은 중력 방향으로 굴곡되어 있는 것을 특징으로 하는
    배기계.
  15. 피처리체에 대해 처리를 실행하는 처리실로부터의 배기 가스를 배출하는 배기로와,
    상기 배기로의 도중에 병렬로 개설된 복수의 부착관과,
    상기 각 부착관에 개설된 제 1 항에 기재된 트랩 장치와,
    상기 부착관의 분기부 및 합류부에 각각 마련되어, 상기 복수의 부착관 중의 적어도 1개를 상기 배기로와 연통시키는 동시에 상기 배기로와 연통되지 않은 상기 복수의 부착관 중의 적어도 1개를 상기 배기로로부터 차단하는 전환 밸브와,
    상기 트랩 장치를 통과한 배기 가스 중의 유해물질을 무해화하는 제해 장치와,
    상기 배기로의 도중에 개설되어 상기 처리실내의 분위기를 흡인하는 배기 펌프와,
    상기 복수의 트랩 장치 중의 적어도 1개에 있어서 부착된 배기물의 제거 동작이 실행될 때에 다른 적어도 1개의 트랩 장치에 있어서 배기 가스로부터의 배기물 트랩 동작이 실행되도록 상기 복수의 트랩 장치 및 상기 전환 밸브를 제어하는 전환 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는
    배기계.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 전환 밸브에는 상기 전환 밸브에 상기 배기 가스중의 배기물이 부착되는 것을 방지하기 위해 상기 전환 밸브를 가열하는 밸브 가열 장치가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는
    배기계.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 분기부 및 합류부를 냉각하는 냉각 재킷이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는
    배기계.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 각 부착관은 그 부착관에 마련된 트랩 장치가 상기 배기로의 그 부착관에 대한 접속 부분보다 낮은 위치에 위치하도록, 중력 방향으로 굴곡되어 있는 것을 특징으로 하는
    배기계.
  19. 피처리체에 대해 처리를 실행하는 처리실을 갖는 처리 장치와, 제 13 항 또 는 제 15 항 기재의 배기계를 구비한 것을 특징으로 하는
    처리 시스템.
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