KR101684755B1 - 트랩 기구, 배기계 및 성막 장치 - Google Patents

트랩 기구, 배기계 및 성막 장치 Download PDF

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Abstract

피처리체(W)의 표면에 박막을 형성하는 성막 장치 본체(4)로부터 배출되는 배기 가스를 흘리는 배기 통로(60)의 도중에 개재 설치되어 배기 가스 중에 포함되는 포집 대상 가스를 냉각하여 액화함으로써 회수하는 트랩 기구(10)는, 가스 입구(72A)와 가스 출구(72B)를 갖는 하우징(72)과, 하우징 내를 복수의 체류 공간(74A 내지 74C)으로 구획하는 구획 부재(76)와, 체류 공간끼리를 연통하는 연통로(78A, 78B)와, 배기 가스를 냉각하기 위해 연통로를 냉각하는 냉각 재킷부(80A, 80B)를 구비하고 있다. 이 구조에 의해, 배기 가스를 냉각하면서 단열 팽창시켜, 포집 대상 가스를 효율적으로 냉각하여 액화시킨다.

Description

트랩 기구, 배기계 및 성막 장치{TRAP MECHANISM, EXHAUST SYSTEM, AND FILM FORMATION DEVICE}
본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 피처리체에 원료 가스를 사용하여 성막할 때의 성막 장치, 배기계 및 이것에 사용하는 트랩 기구에 관한 것이다.
일반적으로, IC 등의 집적 회로나 논리 소자를 형성하기 위해서는, 반도체 웨이퍼, LCD 기판 등의 표면에 박막을 성막하는 공정이나 당해 박막을 원하는 패턴으로 에칭하는 공정이 반복해서 행하여진다.
성막 장치에서 행하여지는 성막 공정에서는, 소정의 처리 가스(원료 가스)를 처리 용기 내에서 반응시킴으로써, 실리콘의 박막, 실리콘의 산화물이나 질화물의 박막, 또는 금속의 박막, 금속의 산화물이나 질화물의
박막 등을 피처리체의 표면에 형성한다. 성막 반응과 동시에 여분의 반응 부생성물이 발생하고, 이것이 배기 가스와 함께 배출되거나, 또는 미반응 처리 가스가 배기 가스와 함께 배출된다.
이 배기 가스 중의 반응 부생성물이나 미반응 처리 가스는, 그대로 대기 중에 방출되면 환경 오염 등의 원인으로 된다. 이것을 방지하기 위해서, 일반적으로는, 처리 용기로부터 연장되는 배기계에 트랩 기구를 개재 설치하고, 이에 의해 배기 가스 중에 포함되어 있는 반응 부생성물이나 미반응 처리 가스 등을 포집하여 제거하도록 되어 있다.
포집 제거할 반응 부생성물 등의 특성에 따른 다양한 구성의 트랩 기구가 제안되어 있다. 상온에서 응축(액화) 또는 응고(고화)하는 반응 부생성물을 제거하는 경우에는, 트랩 기구는, 예를 들어 배기 가스의 도입구와 배출구를 갖는 하우징 내에 다수의 핀을 설치하여 구성되어 있다. 핀은 배기 가스가 흐르는 방향으로 순차적으로 배열되어, 핀 사이를 배기 가스가 통과할 때에 배기 가스 중의 반응 부생성물 등이 핀 표면에 부착되어 포집된다. 포집 효율을 높이기 위해서, 핀을 냉각 매체 등에 의해 냉각하는 것도 행해지고 있다(예를 들어 일본 특허 공개 평 08-083773호 공보, 일본 특허 공개 평 08-172083호 공보를 참조). 또한, 배기 가스를 제1 트랩의 나선관 내에 흘리면서 냉각하여, 액상의 반응 생성물을 냉각 핀을 구비한 제2 트랩에서 포집하도록 한 트랩 기구도 알려져 있다(일본 특허 공개 제2001-297988호 공보).
최근에는, 배선 저항이나 콘택트 저항의 저감을 위해서, 은, 금, 루테늄 등의 귀금속을 포함하는 박막을, 당해 귀금속을 포함하는 유기 금속 화합물 등의 원료(소스 가스)를 사용하여 성막 장치로 형성하는 것도 행하여지고 있다. 이 경우에도, 배기 가스를 냉각하여 가스를 응축시키거나 해서 미반응 원료를 포함하는 부생성물을 회수함과 함께, 이 부생성물을 정제함으로써 미반응 원료를 회수하는 것도 제안되어 있다(일본 특허 공개 제2001-342566호 공보를 참조).
일본 특허 공개 평 08-083773호 공보 일본 특허 공개 평 08-172083호 공보 일본 특허 공개 제2001-297988호 공보 일본 특허 공개 제2001-342566호 공보
상술한 바와 같은 트랩 기구는, 증기압이 낮아서 비교적 액화하기 어려운 물질의 가스를 포집 가능한 온도까지 효율적으로 냉각하는 것이 곤란하여, 포집 효율이 낮다는 문제가 있다.
본 발명은 배기 가스를 냉각하면서 배기 컨덕턴스를 변화시켜서 단열 팽창시킴으로써, 포집 대상 가스를 효율적으로 냉각하여 액화시켜서 포집 대상물을 효율적으로 포집할 수 있는 트랩 기구, 배기계 및 성막 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 피처리체의 표면에 박막을 형성하는 성막 장치 본체로부터 배출되는 배기 가스를 흘리는 배기 통로의 도중에 개재 설치되어, 상기 배기 가스 중에 포함되는 포집 대상 가스를 냉각해서 액화함으로써 회수하는 트랩 기구에 있어서, 가스 입구와 가스 출구를 갖는 하우징과, 상기 하우징 내를 복수의 체류 공간으로 구획하는 구획 부재와, 상기 체류 공간끼리를 연통하는 연통로와, 상기 배기 가스를 냉각하기 위해 상기 연통로를 냉각하는 냉각 재킷부를 구비한 트랩 기구가 제공된다.
상기의 트랩 기구에 의하면, 배기 가스를 연통로를 통해 각 체류 공간에 순차적으로 흘림으로써 배기 가스를 냉각하면서 배기 컨덕턴스를 변화시켜서 단열 팽창시킬 수 있고, 이에 의해, 포집 대상 가스를 효율적으로 냉각해서 액화시켜 포집 대상물을 효율적으로 포집하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 피처리체의 표면에 박막을 형성하는 성막 장치 본체로부터의 배기 가스를 흘리는 배기계에 있어서, 상기 성막 장치 본체의 배기구에 접속된 배기 통로와, 상기 배기 통로의 도중에 개재 설치된 진공 펌프와, 상기 진공 펌프보다도 상류측의 상기 배기 통로의 도중에 개재 설치된 상기의 트랩 기구와, 상기 트랩 기구를 우회하도록 상기 배기 통로의 도중에 접속된 바이패스 통로와, 상기 트랩 기구의 가스 입구와 상기 바이패스 통로의 상류측의 접속부의 사이의 상기 배기 통로 내와 상기 트랩 기구의 가스 출구와 상기 바이패스 통로의 하류측의 접속부의 사이의 상기 배기 통로 내에, 상기 바이패스 통로에 배기 가스를 흘릴 때에 상기 배기 가스의 압력보다 높은 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 수단을 구비한 배기계가 제공된다.
상기의 배기계에 의하면, 바이패스 통로 내에 배기 가스를 흘릴 때에 트랩 기구의 상류측과 하류측에 배기 가스보다 압력이 높은 불활성 가스를 공급함으로써, 바이패스 통로 내를 흐르는 배기 가스(예를 들어 클리닝 가스)가 트랩 기구에 약간이라도 유입되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 형태에 따르면, 피처리체의 표면에 박막을 형성하는 성막 장치에 있어서, 진공 배기가 가능하게 이루어진 처리 용기를 갖는 성막 장치 본체와, 상기 피처리체를 재치하기 위한 재치대 구조와, 상기 처리 용기 내에 가스를 도입하는 가스 도입 수단과, 상기 가스 도입 수단에 접속되어 가스를 공급하는 가스 공급계와, 상기 처리 용기 내의 분위기를 배기하기 위한 상기의 배기계를 구비한 성막 장치가 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 성막 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 트랩 기구를 도시하는 종단면도이다.
도 3은 상기 트랩 기구의 제1 냉각 재킷을 도시하는 평면도이다.
도 4는 상기 트랩 기구의 제2 냉각 재킷을 도시하는 분해 사시도이다.
도 5는 트랩 기구에 저류액이 저장되어 가는 상태를 도시하는 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 배기계를 갖는 성막 장치 전체를 나타내는 개략 구성도이다.
도 7은 배기계 내를 흐르는 가스의 흐름을 설명하기 위한 설명도이다.
도 8은 트랩 기구의 다른 실시 형태를 도시하는 종단면도이다.
이하에, 본 발명의 트랩 기구, 배기계 및 성막 장치의 바람직한 실시 형태에 대하여 첨부 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 여기에서는, 원료로서 Ru(EtCp)2, RuCpBuCp, RuCpPrCp, Ru(nbd)(iHD)2 등의 실온에서 액체의 유기 금속 화합물을 사용하고 이것을 가스화하여 원료 가스를 생성하고, 이 원료 가스로 금속 Ru의 박막을 성막하고, 배기 가스 중으로부터 포집 대상 가스로서 미반응 원료 가스를 액화하여 회수하는 경우를 예로 들어 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 성막 장치(2)는, 피처리체로서의 원판 형상의 반도체 웨이퍼(W)에 대하여 성막 처리를 실시하는 성막 장치 본체(4)와, 이 성막 장치 본체(4)에 대하여 성막용의 원료 가스를 포함한 필요한 가스를 공급하는 가스 공급계(6)와, 상기 성막 장치 본체(4)로부터의 배기 가스를 배출하는 배기계(8)와, 이 배기계(8)에 설치되는 트랩 기구(10)에 의해 주로 구성되어 있다.
먼저, 상기 성막 장치 본체(4)에 대하여 설명한다. 이 성막 장치 본체(4)는, 예를 들어 알루미늄 합금 등으로 이루어지는 통체 형상의 처리 용기(12)를 갖고 있다. 이 처리 용기(12) 내에는 피처리체인 반도체 웨이퍼(W)를 재치하여 유지하는 재치대 구조(14)가 설치된다. 이 재치대 구조(14)는, 전체가 예를 들어 원판 형상으로 성형되어 있고, 이 상면측에 반도체 웨이퍼(W)를 재치하도록 되어 있다. 그리고, 이 재치대 구조(14)는, 처리 용기(12)의 저부로부터 기립된, 예를 들어 알루미늄 합금 등으로 이루어지는 금속제의 지주(16)의 상단부에 설치 고정되어 있다.
상기 재치대 구조(14) 중에는 그 상부측에 가열 수단으로서 예를 들어 텅스텐 와이어 히터나 카본 와이어 히터 등으로 이루어지는 가열 히터(18)가 매립되어 있어, 상기 반도체 웨이퍼(W)를 가열하도록 되어 있다. 상기 가열 히터(18)의 하방에는, 재치대 구조(14)의 하부나 측부를 냉각하여 온도 조정하는 냉매를 흘리기 위한 냉매 통로(20)가 형성되어 있다. 재치대 구조(14)에는, 반도체 웨이퍼(W)의 반출입시에 승강되어 반송 아암과의 사이에서 반도체 웨이퍼(W)의 수수를 행하는 도시하지 않은 리프터 핀이 설치되어 있다.
상기 처리 용기(12)의 저부에는, 배기구(22)가 형성되고, 이 배기구(22)에는 상기 배기계(8)가 접속되어, 처리 용기(12) 내의 분위기를 진공 배기할 수 있도록 되어 있다. 이 배기계(8)에 대해서는 후술한다. 이 처리 용기(12)의 측벽에는 반도체 웨이퍼(W)를 반출입하는 개구(24)가 형성되어 있고, 이 개구(24)에는 이것을 기밀하게 개폐하기 위한 게이트 밸브(25)가 설치되어 있다.
상기 처리 용기(12)의 천장부에는, 예를 들어 샤워 헤드(26)로 이루어지는 가스 도입 수단(30)이 설치되어 있어, 하면에 형성한 가스 분출 구멍(31)으로부터 처리 용기(12) 내에 필요한 가스를 공급하도록 되어 있다. 상기 처리 용기(12)의 측벽이나 샤워 헤드(26)에는 각각 히터(32, 34)가 설치되어 있어, 이들을 소정의 온도로 유지함으로써 원료 가스가 액화하는 것을 방지하도록 되어 있다. 그리고, 이 샤워 헤드(26)의 가스 입구(26A)에, 상기 가스 공급계(6)가 접속되어 있다.
도 1에는 원료를 공급하는 가스 공급계만을 기재하고 있지만, 예를 들어 퍼지 가스가 필요하면 퍼지 가스 공급계가 처리 용기(12)에 접속되고, 또한 그 밖에 필요한 가스가 있는 경우에는 그 가스 공급계가 처리 용기(12)에 접속된다. 사용하는 가스종에 의존하여, 샤워 헤드(26)로서, 샤워 헤드(26) 내에서 원료 가스와 다른 가스가 혼합되는 프리 믹스 타입의 것을 사용하는 경우와, 샤워 헤드(26) 내가 분할되어 원료 가스와 다른 가스가 따로 따로 처리 용기(12) 내에 도입된 후에 혼합되는 포스트 믹스 타입의 것을 사용하는 경우가 있다. 여기에서는, 가스 도입 수단(30)으로서 샤워 헤드(26)를 사용하고 있지만, 이것 대신에 노즐을 사용해도 되며, 그 가스 도입 형태는 특별히 한정되는 것은 아니다.
이어서, 상기 가스 공급계(6)에 대하여 설명한다. 먼저, 이 가스 공급계(6)는 고체 원료 또는 액체 원료를 저류하는 원료 탱크(36)를 갖고 있다. 여기에서는, 이 원료 탱크(36) 내에는, 유기 금속 화합물의 원료인 예를 들어 액체 원료(38)가 저류되어 있고, 이 액체 원료(38)로서는, 상술한 바와 같이 Ru(EtCp)2, RuCpBuCp, RuCpPrCp, Ru(nbd)(iHD)2 등이 사용되고 있다. 이 액체 원료(38)는 일반적으로는 증기압이 매우 낮아서 증발하기 어려운 특성을 갖고 있다.
원료 탱크(36)의 천장부에 형성한 가스 출구(40)에 일단이 접속됨과 함께 상기 성막 장치 본체(4)의 샤워 헤드(26)의 가스 입구(26A)에 타단이 접속된 원료 통로(42)를 통해, 상기 원료 탱크(36)에서 발생한 원료 가스를 샤워 헤드(26)에 공급할 수 있도록 되어 있다. 상기 원료 통로(42) 중 원료 탱크(36)에 가까운 부분에는 개폐 밸브(44)가 개재 설치되어 있다.
상기 원료 탱크(36)의 천장부에는 상기 원료 탱크(36)에 캐리어 가스를 공급하기 위한 캐리어 가스관(46)이 접속되어 있다. 이 캐리어 가스관(46)의 선단의 가스 입구(48)는, 원료 탱크(36) 내에 삽입 관통되어, 상부 공간(50)에 위치되어 있다. 이 캐리어 가스관(46)의 도중에는, 매스 플로우 컨트롤러와 같은 유량 제어기(52)와 캐리어 가스 개폐 밸브(54)가 순차적으로 개재 설치되어 있어, 캐리어 가스를 유량 제어하면서 공급하여 상기 액체 원료(38)를 가열함으로써, 이 액체 원료(38)를 기화시켜서 원료 가스를 형성하도록 되어 있다. 상기 캐리어 가스로서 여기에서는 N2 가스가 사용되고 있다. 이 캐리어 가스로서 Ar 등의 희가스를 사용해도 된다.
상기 원료 탱크(36)에는, 이것을 가열하기 위한 탱크 가열 수단(56)이 설치되어 있어, 액체 원료(38)의 기화를 촉진시키도록 되어 있다. 이 경우, 상기 원료 탱크(36)의 가열 온도는 액체 원료(38)의 분해 온도 이하의 온도이다. 상기 원료 통로(42)에는, 테이프 히터와 같은 통로 가열 히터(58)가 설치되어 있어, 원료 통로(42)를 원료 가스의 액화 온도 이상으로 가열하여 원료 가스가 재 액화하는 것을 방지하도록 되어 있다.
다음으로 배기계(8)에 대하여 설명한다. 이 배기계(8)는, 상기 처리 용기(12)의 배기구(22)에 접속된 배기 통로(60)를 갖고 있으며, 이 배기 통로(60)를 따라 처리 용기(12) 내의 분위기를 배기하도록 되어 있다. 구체적으로는, 이 배기 통로(60)에는, 그 상류측으로부터 하류측을 향해 압력 조정 밸브(62), 트랩 기구(10), 진공 펌프(64) 및 제해 장치(66)가 순차적으로 개재 설치되어 있다. 그리고, 상기 트랩 기구(10)의 양측에는, 이 트랩 기구(10)를 배기 통로(60)로부터 제거할 때에 배기 통로(60)측을 밀폐하기 위한 수동으로 동작하는 개폐 밸브(68)가 각각 설치되어 있다.
상기 압력 조정 밸브(62)는, 예를 들어 버터플라이 밸브로 이루어지고, 상기 처리 용기(12) 내의 압력을 조정하는 기능을 갖고 있다. 상기 진공 펌프(64)는, 예를 들어 드라이 펌프로 이루어지며, 처리 용기(12) 내의 분위기를 진공화할 수 있도록 되어 있다. 그리고, 상기 처리 용기(12)의 배기구(22)로부터 트랩 기구(10)까지의 배기 통로(60) 및 그 도중에 개재 설치된 각 부재에는 테이프 히터 등의 통로 가열 히터(70)가 설치되어 있어, 배기 가스를 소정의 온도로 가열하여 배기 가스 중의 포집 대상 가스가 도중에 액화하는 것을 방지하도록 되어 있다.
다음으로 트랩 기구(10)에 대하여 설명한다. 이 트랩 기구(10)는, 상술한 바와 같이 배기 가스 중으로부터 미반응 원료 가스를 재 액화하여 회수하는 것이다. 도 2 내지 도 4에도 도시한 바와 같이, 이 트랩 기구(10)는, 전체의 외각을 형성하는 하우징(72)과, 이 하우징(72) 내를 복수의 체류 공간(74)으로 구획하는 구획 부재(76)와, 상기 복수의 체류 공간(74)끼리를 연통하는 연통로(78)와, 배기 가스를 냉각하기 위해 상기 연통로(78)를 냉각하는 냉각 재킷부(80)에 의해 주로 구성되어 있다.
여기에서는 상기 복수의 체류 공간(74)은, 제1 체류 공간(74A)과, 제2 체류 공간(74B)과, 제3 체류 공간(74C)의 3개의 체류 공간으로 이루어지고, 각 체류 공간(74A 내지 74C)은 상기 순서로 연통로(78)에 의해 직렬로 연통되어 있다. 상기 냉각 재킷부(80)는 하우징(72) 내의 상부에 설치되는 제1 냉각 재킷(80A)과 하우징(72) 내의 중앙부에 설치되는 제2 냉각 재킷(80B)을 갖고 있으며, 이들 제1 및 제2 냉각 재킷(80A, 80B)은, 예를 들어 모두 스테인레스 스틸에 의해 형성되어 있다.
구체적으로는 먼저, 상기 하우징(72)은 예를 들어 스테인레스 스틸 등에 의해 원통 형상으로 성형되어 있다. 이 하우징(72)의 천장부의 중앙에는 가스 입구(72A)가 형성되고, 이 가스 입구(72A)에 상기 배기 통로(60)의 상류측이 접속되어 있다. 하우징(72)의 저부 중앙에는 가스 출구(72B)가 형성되고, 이 가스 출구(72B)에 상기 배기 통로(60)의 하류측이 접속되어 있다. 또한, 상기 가스 입구(72A) 및 가스 출구(72B)에는, 이 트랩 기구(10)를 배기 통로(60)로부터 제거할 때에, 이 하우징(72) 내를 완전히 밀봉하기 위한 수동으로 동작하는 도시하지 않은 개폐 밸브가 각각 설치되어 있다.
상기 하우징(72)의 크기는 직경이 예를 들어 20 내지 40cm 정도, 높이가 예를 들어 20 내지 50cm 정도인데, 이 수치는 특별히 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 냉각 재킷(80A)은 제1 체류 공간(74A)과 제2 체류 공간(74B)을 구획하는 구획 부재(76)로서의 역할도 겸하고 있다. 제1 냉각 재킷(80A)은, 상술한 바와 같이 하우징(72) 내의 상부에서 하우징(72)의 폭 방향 전역에 걸쳐 수평하게 설치되어 있고, 그 상방에 제1 체류 공간(74A)을 구획 형성하고, 그 하방에 제2 체류 공간(74B)을 구획 형성하고 있다.
이 제1 냉각 재킷(80A)은 상방으로 볼록한 저부 구획벽(82)과 평탄한 천장 구획벽(92)에 의해 구획 형성되어 있다. 이 제1 냉각 재킷(80A)의 하부에 냉매 입구(88)를 형성함과 함께 상부에 냉매 출구(90)를 형성하여, 내부에 냉매(86)를 흘리도록 되어 있다. 천장 구획벽(92)은 하우징(72)의 가스 입구(72A)에 면하도록 설치되어 있고, 이 가스 입구(72A)에는 이 가스 입구(72A)로부터 상기 천장 구획벽(92)에 대하여 연장시켜서 통체 형상의 가스 도입통(94)이 설치되어 있다.
이 가스 도입통(94)의 선단은 상기 천장 구획벽(92)에 근접하고 있으며, 이에 의해, 가스 도입통(94)의 선단과 상기 천장 구획벽(92)의 사이에 작은 링 형상의 간격인 연통 간극(96)이 형성되어 있다. 따라서, 이 가스 도입통(94) 내의 공간인 도입 공간(98)과 그 외주측의 공간인 제1 체류 공간(74A)이 상기 연통 간극(96)을 통해 연통되어 있다. 바꾸어 말하면, 상기 도입 공간(98)으로부터 제1 체류 공간(74A)으로 통하는 통로의 유효 개구 면적, 즉 연통 간극(96)의 개구 면적은 작고, 따라서, 배기 컨덕턴스가 작아서 압력 손실이 발생하도록 되어 있다. 이 때문에, 연통 간극(96)을 지나는 배기 가스는, 천장 구획벽(92)에 의해 냉각되면서 제1 체류 공간(74A)에서 단열 팽창한다. 여기서 배기 통로(60)(가스 도입통(94))의 내경은, 예를 들어 40 내지 60mm 정도, 연통 간극(96)의 간격(L1)은, 예를 들어 2 내지 10mm 정도의 범위 내이다.
상기 제1 냉각 재킷(80A)에는 제1 체류 공간(74A)과 제2 체류 공간(74B)을 연통하는 연통로(78)로서 제1 연통로(78A)가 형성되어 있다. 구체적으로는, 이 제1 연통로(78A)는 제1 냉각 재킷(80A)을 상하 방향으로 관통하도록 형성되어 있다. 또한, 이 제1 연통로(78A)는, 도 3에도 도시한 바와 같이, 둘레 방향을 따라 복수개 등간격으로 배치되어 있다. 도 3에서는 제1 연통로(78A)는 8개 배치되어 있지만, 이 수는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 제1 연통로(78A)의 내경에 따라 다르지만, 4 내지 20개 정도의 범위 내이다. 이 제1 연통로(78A)는 금속, 예를 들어 스테인레스 스틸에 의해 형성되어 있다.
여기에서는, 상기 제1 연통로(78A)는 아래 방향으로 직선 형상으로 연장되어 있지만, 배기 컨덕턴스를 조정하기 위해 곡선 형상, 예를 들어 사행 형상, 또는 사인 곡선 형상으로 굴곡되어 있어도 된다. 이 제1 연통로(78A)의 내경은, 예를 들어 2 내지 10mm 정도이다. 이에 의해, 이 제1 연통로(78A)는, 제1 냉각 재킷(80A)에 의해 충분히 냉각되어 있으므로, 이 속을 지나는 배기 가스를 충분히 냉각할 수 있도록 되어 있다. 따라서, 제1 체류 공간(74A)으로부터 제2 체류 공간(74B)으로 통하는 통로의 유효 개구 면적, 즉 제1 연통로(78A)의 유로 총단면적은 작고, 따라서 배기 컨덕턴스가 작아 압력 손실이 발생하도록 되어 있기 때문에, 이 제1 연통로(78A)를 지나는 배기 가스는 냉각되면서 제2 체류 공간(74B)에서 단열 팽창한다.
상기 제2 냉각 재킷(80B)은 상기 제2 체류 공간(74B) 내에 설치되어 있다. 이 제2 냉각 재킷(80B)에는 상기 제2 체류 공간(74B)과 제3 체류 공간(74C)을 연통하는 제2 연통로(78B)가 형성되어 있어, 즉 제2 냉각 재킷(80B)이 상기 구획 부재(76)로서의 역할도 겸하고 있다. 구체적으로는, 이 제2 냉각 재킷(80B)은, 소정의 폭의 냉각 공간부(100)를 사이에 두고 동심 형상으로 배치된 2개의 재킷 통체(102, 104)로 이루어지는 통체 형상의 재킷 본체(106)와, 이 재킷 본체(106)의 외주에, 이 외주로부터 상기 제2 연통로(78B)로 되는 소정의 간극을 사이에 두고 동심 형상으로 배치된 천장이 있는 외측 통체(108)를 갖고 있다.
그리고, 이 통체 형상의 재킷 본체(106)의 내측 공간(110)과 상기 외측 통체(108)의 상부 공간(112)에 의해 상기 제3 체류 공간(74C)을 형성하고 있다. 여기에서는, 도 4에도 도시한 바와 같이, 상기 양쪽 재킷 통체(102, 104) 및 외측 통체(108)는, 각각 스테인레스 스틸로 이루어지며, 모두 원통 형상으로 성형되어 있다.
상기 양쪽 재킷 통체(102, 104)의 상단부끼리 및 하단부끼리는 연결되어 밀폐되어서 그 내부가 원환 형상으로 이루어진 상기 냉각 공간부(100)로 되어 내부에 냉매(114)를 흘리도록 되어 있다. 상기 재킷 본체(106)의 내측의 재킷 통체(104)는, 외측의 재킷 통체(102)보다 하측으로 길게 연장되고, 브래킷(104A)에 의해 하우징(72)의 저부에 고정되어 있다. 또한, 외측 통체(108)의 하단부도 브래킷(108A)에 의해 하우징(72)의 저부에 고정되어 있다.
상기 재킷 본체(106)의 저부에는 외부로부터 이것에 냉매를 도입하는 냉매 도입 노즐(116)과 냉매를 외부로 배출하는 냉매 배출 노즐(118)이 설치되어 있다. 그리고, 냉매 도입 노즐(116)의 선단은 재킷 본체(106) 내의 하단부에 위치되고, 냉매 배출 노즐(118)의 선단은 재킷 본체(106) 내의 상단부에 위치되어 있어, 냉매(114)를 이 재킷 본체(106)에 가득 채운 상태에서 배출할 수 있도록 되어 있다. 또한, 이 냉매 배출 노즐(118)로부터 배출된 냉매(114)를, 도시하지 않은 유로를 통해 상기 제1 냉각 재킷(80A)의 냉매 입구(88)로 유도하여 냉매를 순환 사용하도록 해도 된다.
상술한 바와 같이, 재킷 본체(106)의 외주에 소정의 간극을 두고 동심 형상으로 천장이 있는 외측 통체(108)를 배치함으로써, 이 재킷 본체(106)의 외주와 외측 통체(108)의 내주의 사이에 유로 단면적이 작은 원환 형상의 제2 연통로(78B)가 형성된다. 이 제2 연통로(78B)의 폭(L2)은, 예를 들어 1 내지 5mm 정도이다. 그리고, 이 외측 통체(108)의 측면에는 상기 제2 체류 공간(74B)과 상기 제2 연통로(78B)를 연락하는 복수의 연락 구멍(120)이 형성되어 있다.
이와 같이, 연락 구멍(120)이 외측 통체(108)의 측면에 형성되어 있기 때문에, 연락 구멍(120)으로부터 유입된 배기 가스의 흐름 방향으로 재킷 본체(106)의 외주면이 존재하므로, 배기 가스를 적극적으로 재킷 본체(106)의 외주면에 충돌시킬 수 있다. 여기에서는, 상기 연락 구멍(120)은, 외측 통체(108)의 높이 방향에 대하여 중단, 하단, 최하단에 각각 위치하는 3개의 그룹을 이룬다. 즉, 연락 구멍(120)은 중단 연락 구멍(120A), 하단 연락 구멍(120B) 및 최하단 연락 구멍(120C)으로 그룹지어진다.
그리고, 중단, 하단 및 최하단의 각 연락 구멍(120A, 120B, 120C)은, 외측 통체(108)의 둘레 방향을 따라 등간격으로 복수개, 예를 들어 각각 10개 정도 형성되어 있다. 따라서, 제2 체류 공간(74B)으로부터 각 연락 구멍(120A 내지 120C)을 통해 제2 연통로(78B) 내로 유입된 배기 가스는, 이 제2 연통로(78B)의 상방을 향해 흘러서 제3 체류 공간(74C) 내로 유도되게 된다. 상기 각 연락 구멍(120A 내지 120C)의 직경은, 예를 들어 2 내지 5mm 정도이지만, 특별히 한정되지 않는다.
따라서, 제2 체류 공간(74B)으로부터 제3 체류 공간(74C)으로 통하는 통로의 유효 개구 면적, 즉 유로 총단면적은 작고, 따라서 배기 컨덕턴스가 작아져서 압력 손실이 발생한다. 이 때문에, 제2 연통로(78B)를 지나는 배기 가스는 냉각되면서 제3 체류 공간(74C)에서 단열 팽창한다. 외측 통체(108)의 높이 위치가 서로 다른 연락 구멍(120)의 그룹이 형성되어 있기 때문에, 하우징(72) 내의 저류액(140)의 양이 증대하여 액면 레벨이 상승함에 수반해서 제2 연통로(78B)의 배기 컨덕턴스가 단계적으로 감소한다. 이 때문에, 트랩 기구(10)의 배기 컨덕턴스도 단계적으로 감소한다. 이 배기 컨덕턴스의 단계적인 변화는, 압력 조정 밸브(62)의 개방도나 처리 용기(12) 내의 압력값에 단계적으로 영향을 주므로, 이들 값을 감시함으로써, 하우징(72) 내의 저류액(140)의 양을 간접적으로 검출할 수 있다. 이에 의해, 트랩 기구(10)의 교환 필요성을 검출할 수 있다.
또한, 상기 재킷 본체(106)의 내측의 재킷 통체(104)의 하단부에는, 제3 체류 공간(74C) 내와 제2 체류 공간(74B) 내를 저부끼리 연통하여 회수된 저류액을 통과시키는 액류 통과 구멍(122)이 형성되어 있지만, 이 액류 통과 구멍(122)은, 회수된 저류액의 액면이 약간 상승하기만 해도 이 액류 통과 구멍(122)은 즉시 저류액(140)으로 채워져서, 제2 체류 공간(74B)과 제3 체류 공간(74C)과의 사이에서의 배기 가스의 이동이 차단된다. 또한, 저류액의 수용량은 감소하는데, 이 액류 통과 구멍(122)을 형성하지 않도록 해도 된다.
상기 제3 체류 공간(74C) 내에는 상하 방향으로 연장되는 가스 배출로(124)가 형성되어 있다. 이 가스 배출로(124)는, 예를 들어 스테인레스 스틸 등에 의해 형성되어 있다. 가스 배출로(124)의 상단부의 가스 흡입구(124A)가 제3 체류 공간(74C) 내의 상부에 위치되고, 가스 배출로(124)는 하우징(72)의 저부를 관통하고, 가스 배출로(124)의 하단부의 가스 배출구(124B)가 하우징(72)의 하부 외측에 형성된 가스 출구(72B) 내에 위치하고 있고, 이에 의해, 상기 제3 체류 공간(74C) 내의 배기 가스를 하우징(72)의 밖으로 배출하도록 되어 있다. 여기에서는, 가스 배출로(124)의 배기 컨덕턴스를 작게 하기 위해서, 가스 배출로(124)는 나선 형상으로 굴곡 권회되어 통로 길이를 길게 하고 있지만, 이것을 직선 형상으로 형성해도 된다. 이 가스 배출로(124)의 내경은, 예를 들어 2 내지 10mm 정도이다.
따라서, 제3 체류 공간(74C)으로부터 하우징(72)의 외측 진공 펌프(64)(도 1 참조)측으로 통하는 통로의 유효 개구 면적, 즉 가스 배출로(124)의 유로 단면적은 작게 되고, 배기 컨덕턴스를 작게 하여 압력 손실이 발생하도록 되어 있다. 그리고, 도 2에 도시한 바와 같이, 이 하우징(72)의 저부에는, 회수한 저류액을 하우징(72)의 밖으로 배출하기 위하여 개폐 밸브(128)가 개재 설치된 배출 노즐(130)이 설치되어 있다.
이렇게 구성된 성막 장치(2)의 전체 동작, 예를 들어 가스의 공급 개시, 정지, 프로세스 온도, 프로세스 압력, 트랩 기구(10)에서의 냉매의 공급, 냉매의 순환 등의 제어는, 예를 들어 컴퓨터로 이루어지는 장치 제어부(132)(도 1을 참조)에 의해 행해지게 된다.
이 제어에 필요한 컴퓨터에 판독 가능한 프로그램은 기억 매체(134)에 기억되어 있고, 이 기억 매체(134)로서는, 플렉시블 디스크, CD(Compact Disc), CD-ROM, 하드 디스크, 플래시 메모리 또는 DVD 등을 사용할 수 있다.
<성막 방법과 트랩 기구의 동작>
이어서, 이상과 같이 구성된 성막 장치(2)를 사용하여 행하여지는 성막 방법과 트랩 기구의 동작에 대하여 도 5도 참조하여 설명한다. 도 5는 트랩 기구에 저류액이 저장되어 가는 상태를 도시하는 단면도이다. 먼저, 도 1에 도시한 바와 같이, 이 성막 장치(2)의 성막 장치 본체(4)에서는, 배기계(8)의 진공 펌프(64)가 계속적으로 구동되어, 처리 용기(12) 내가 진공화되어서 소정의 압력으로 유지되어 있고, 또한 재치대 구조(14)에 지지된 반도체 웨이퍼(W)는 가열 히터(18)에 의해 소정의 온도로 유지되어 있다. 또한 처리 용기(12)의 측벽 및 샤워 헤드(26)도 각각 히터(32, 34)에 의해 소정의 온도로 유지되어 있다. 이 온도는 원료 가스의 액화 온도 이상의 온도 범위이다.
또한, 가스 공급계(6)의 전체는 탱크 가열 수단(56)이나 통로 가열 히터(58)에 의해 미리 소정의 온도로 가열되어 있다. 그리고, 성막 처리를 개시하면, 가스 공급계(6)에서는, 원료 탱크(36) 내에는 캐리어 가스관(46)을 통해 유량 제어된 캐리어 가스를 공급함으로써, 원료 탱크(36) 내의 상부 공간(50)에 기화하여 포화 상태로 되어 있는 원료 가스는, 캐리어 가스와 함께 원료 통로(42) 내를 하류측을 향해 흘러 간다.
이 원료 가스는, 성막 장치 본체(4)의 샤워 헤드(26)로부터 감압 분위기로 되어 있는 처리 용기(12) 내에 도입되어, 이 처리 용기(12) 내에서 예를 들어 CVD(Chemical Vapor Deposition)에 의해 반도체 웨이퍼(W) 위에 Ru 금속의 박막이 성막되게 된다. 이때의 프로세스 조건은, 프로세스 압력이 50Torr(6665Pa) 정도이다.
이때, 처리 용기(12) 내에서 미반응 액체 원료(38)가 캐리어 가스와 함께 배기계(8)의 배기 통로(60) 내를 흘러내려 간다. 이 배기 통로(60)도 통로 가열 히터(70)에 의해 가열되어 원료 가스가 재 액화하는 것을 방지하여 가스 상태를 유지하고 있다. 상기 배기 통로(60)를 흘러내려 가는 배기 가스는, 압력 조정 밸브(62), 트랩 기구(10), 진공 펌프(64) 및 제해 장치(66)를 순차적으로 경유한 후에 대기 중에 방산된다.
여기서 상기 트랩 기구(10)에 있어서 포집 대상 가스인 미반응 원료 가스를 액화하여 회수하는 조작에 대하여 설명한다. 이 트랩 기구(10)의 제1 및 제2 냉각 재킷(80A, 80B) 내에는 냉매로서 예를 들어 냉각수가 흘러 냉각되어 있다. 이 냉매는 냉각수에 한정되지 않으며, 어떠한 냉매를 사용해도 된다.
먼저, 배기 통로(60) 내를 흐르는 배기 가스는, 하우징(72)의 상부에 형성한 가스 입구(72A)로부터 하우징(72) 내로 도입되고, 이 배기 가스는 가스 입구(72A)의 바로 아래의 도입 공간(98)으로부터 가스 도입통(94)과 제1 냉각 재킷(80A)의 천장 구획벽(92)과의 사이에 형성된 좁은 환형상의 연통 간극(96)을 통해 제1 체류 공간(74A) 내에 확산되어 흘러간다. 이때, 연통 간극(96)을 흐르는 배기 가스는, 천장 구획벽(92)과 효율적으로 접촉 내지 충돌하여 충분히 냉각되고, 또한 제1 체류 공간(74A) 내에 유입될 때에 단열 팽창하게 되어 배기 가스의 온도가 저하되므로, 배기 가스 중에 포함되는 일부의 원료 가스가 액화된다.
또한, 이 제1 체류 공간(74A) 내의 배기 가스는, 제1 냉각 재킷(80A)에 복수개 형성되어 있는 제1 연통로(78A) 내에 들어가고, 이 속을 냉각하면서 하방을 향해 흘러 제2 체류 공간(74B) 내에 유입된다. 이 제1 연통로(78A) 내를 흐르는 배기 가스는, 여기에서 냉각되어 있는 제1 연통로(78A)의 벽면과 효율적으로 접촉하여 충분히 냉각되고, 또한 제2 체류 공간(74B) 내에 유입될 때에 다시, 단열 팽창하게 되어 배기 가스의 온도가 저하되므로, 일부의 원료 가스가 액화된다.
또한, 이 제2 체류 공간(74B) 내의 배기 가스는, 제2 냉각 재킷(80B)의 외측 통체(108)에 형성되어 있는 각 연락 구멍(120)으로부터 환형상으로 형성되어 있는 폭이 좁은 제2 연통로(78B) 내에 들어가고, 이 속을 냉각하면서 상방을 향해 흘러서 제3 체류 공간(74C) 내에 유입된다.
이 제2 연통로(78B) 내를 흐르는 배기 가스는, 재킷 본체(106)의 외측의 재킷 통체(102)의 외측 벽면과 효율적으로 접촉하여 충분히 냉각되고, 또한 제3 체류 공간(74C) 내에 유입될 때에 3번째의 단열 팽창을 하게 되어서 배기 가스의 온도가 저하되므로, 여기에서 배기 가스 중에 포함되는 대부분의 원료 가스가 액화된다.
그리고, 제3 체류 공간(74C) 내의 배기 가스는, 이 제3 체류 공간(74C) 내의 상부에 위치되어 있는 가스 흡입구(124A)로부터 가스 배출로(124) 내로 유입되어, 이 속을 하방을 향해 흘러서 가스 배출구(124B)로부터 가스 출구(72B) 내로 배출되고, 이때, 배기 가스는 단열 팽창하게 된다. 그리고, 이 배기 가스는 또한 배기 통로(60)의 하류측으로 흘러가게 된다. 상기 제1 내지 제3 체류 공간(74A, 74B, 74C) 내에서 냉각에 의해 액화된 원료는, 제1 및 제2 연통로(78A, 78B)를 구획하는 벽면을 따라서 흘러내려, 하우징(72)의 저부에 저류액(140)(도 5 참조)으로서 조금씩 저장되어 가고, 이 저류액(140)의 액면이 조금씩 상승해 간다.
이 경우, 제2 체류 공간(74B)과 제3 체류 공간(74C)은, 외측 통체(108)의 하단에 형성한 최하단 연락 구멍(120C) 및 내측의 재킷 통체(104)의 하단에 형성한 액류 통과 구멍(122)을 통해 연통되어 있으므로, 저류액(140)은 양쪽 체류 공간(74B, 74C) 상호간에서 유통되면서 체류 공간(74B, 74C) 내에 저장되어 가고, 체류 공간(74B, 74C) 내의 저류액(140)의 액면 레벨(142)은, 서로 동일한 높이 레벨을 유지하면서 상승해 간다.
또한, 하우징(72) 내의 저류액(140) 양이 거의 제로일 때에는, 상술한 바와 같이 제2 체류 공간(74B)과 제3 체류 공간(74C)은, 최하단 연락 구멍(120C) 및 내측의 재킷 통체(104)의 액류 통과 구멍(122)을 통해 연통되어 있으므로, 제2 체류 공간(74B) 내의 일부의 배기 가스는, 제2 연통로(78B)를 통하지 않고 제3 체류 공간(74C) 내로 유입된다. 그러나, 저류액(140)이 상기 액류 통과 구멍(122)을 막을 수 있는 정도의 약간의 양만큼 저장됨으로써, 상기 제2 체류 공간(74B)과 제3 체류 공간(74C)은 완전히 분리되게 되므로, 특별히 문제가 발생할 일은 없다.
그리고, 하우징(72) 내의 저류액(140)의 양이 증대하여, 액면 레벨(142)이, 도 5 중의 일점 쇄선으로 나타낸 바와 같이 외측 통체(108)에 형성한 연락 구멍(120) 중 최상위에 위치하는 중단 연락 구멍(120A)이 막히는 액면 레벨(142)에 도달하면, 배기 가스가 흐르지 않게 되어 포집이 중단된다. 이때, 가스 배출로(124)의 상단부의 가스 흡입구(124A)가, 외측 통체(108)에 형성한 연락 구멍(120) 중 최상위에 위치하는 중단 연락 구멍(120A)보다 상방에 위치하므로, 저류액(140)이 배기 가스류의 하류측으로 흐르는 경우도 없다.
상술한 바와 같이, 상기 실시 형태에서는, 연통 간극(96), 제1 연통로(78A) 및 제2 연통로(78B)와 같이 복수 단계로 배기 컨덕턴스가 작아지는 부분을 설정하여 압력 손실을 발생시켜, 각 부분에서 복수 단계, 예를 들어 3단계로 배기 가스를 냉각된 벽면에 접촉시킴으로써 배기 가스를 효율적으로 냉각하고, 또한 각 단계에서 이 배기 가스를 단열 팽창시켜서 포집 대상 가스인 원료 가스를 액화시키도록 하고 있으므로, 효율적으로 원료를 회수할 수 있다.
여기서 상기 연통 간극(96), 제1 연통로(78A), 제2 연통로(78B) 및 가스 배출로(124)에서는, 각각 10Torr(1333Pa) 이상의 압력 손실이 발생하도록 통로 길이(간극의 폭)나 통로 개수를 바꾸어서 배기 컨덕턴스를 조정하는 것이 바람직하다.
상기 실시 형태에 따르면, 트랩 기구(10)는 배기 가스 중에 포함되는 포집 대상 가스를, 가스 입구(72A)와 가스 출구(72B)를 갖는 하우징(72)과, 하우징 내를 복수의 체류 공간(74A 및 74B)으로 구획하는 구획 부재(76)와, 체류 공간끼리를 연통하는 연통로(78)(78A, 78B)와, 배기 가스를 냉각하기 위해 연통로를 냉각하는 냉각 재킷부(80)를 구비하고, 배기 가스를 연통로(78)를 통해 각 체류 공간(74A 및 74B)에 순차적으로 흘림으로써 배기 가스를 냉각하면서 배기 컨덕턴스를 변화시켜서 단열 팽창시키고, 이에 의해 포집 대상 가스를 효율적으로 냉각하여 액화시켜서 포집 대상물을 효율적으로 포집할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 가스 입구(72A)에 가스 도입통(94)을 설치했지만, 이것을 설치하지 않고 생략해도 된다. 또한, 상기 실시 형태에서는, 제1 냉각 재킷(80A)과 제2 냉각 재킷(80B)을 설치했지만, 도 8에 도시한 바와 같이 제1 냉각 재킷(80A)(제1 연통로(78A)를 포함함)을 설치하지 않고, 제1 체류 공간(74A) 및 제2 체류 공간(74B)을 통합하여 단일한 체류 공간(74AB)으로 해도 된다.
또한, 상기 실시 형태에 있어서, 제1 냉각 재킷(80A)에만 냉매를 흘리고, 제2 냉각 재킷(80B)에 냉매를 흘리지 않도록 해도 된다. 또한, 상기 실시 형태에서는, 포집 대상 가스로서 원료 가스를 포집하여 미반응 원료를 회수했지만, 포집 대상은 이것에 한정되지 않고, 종류에 상관없이 액상의 원료, 또는 액상의 반응 부생성물을 포집할 수 있다.
<배기계의 구체적 설명>
이어서, 배기계의 구체적인 구성에 대하여 설명한다. 실제로는, 상기 처리 용기 내에는 클리닝 가스나 퍼지 가스 등이 필요에 따라서 도입된다. 그 때문에, 배기계에는, 클리닝 시에 클리닝 가스를 트랩 기구(10) 내에 통과시키지 않고 우회하여 흘리기 위한 바이패스 통로가 형성되어 있고, 가스의 유로를 개폐 밸브의 조작에 의해 절환하도록 되어 있다.
이 경우, 특히 클리닝 가스는 포집 대상 가스나 트랩 기구(10) 내의 포집 대상물과 매우 용이하게 반응하므로, 약간의 양이라도 클리닝 가스가 트랩 기구(10) 내에 침입하는 것을 저지해야 한다. 그러나, 상기 개폐 밸브에는, 실제로는 매우 미미하지만 누출이 발생할 가능성이 있다. 그 때문에, 개폐 밸브에서 누출된 미량의 클리닝 가스가 조금씩 확산되어 트랩 기구(10) 내에 침입할 우려가 발생한다. 여기에서의 배기계에서는, 클리닝 가스가 개폐 밸브에서 약간 누출되어도 이 클리닝 가스가 트랩 기구(10) 내에 침입하는 것을 확실하게 방지하는 구성으로 되어 있다.
도 6은 이러한 배기계를 갖는 성막 장치 전체를 나타내는 개략 구성도, 도 7은 배기계 내를 흐르는 가스의 흐름을 설명하기 위한 설명도이다. 도 6에 나타내는 성막 장치는, 배기계(8) 이외에는 도 1에 도시하는 성막 장치와 완전히 마찬가지로 형성되어 있지만, 여기서는 간략화해서 도시하고 있고, 또한, 도 1에 도시하는 구성 부분과 동일 구성 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이고 있다.
도 6에 나타내는 성막 장치 본체(4)의 처리 용기(12)에 있어서는, 그 샤워 헤드(26)에 가스 공급계(6)의 일부로서, 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급계(150)와 클리닝 가스를 공급하는 클리닝 가스 공급계(152)가 설치되어 있고, 각각의 가스 통로에는 개폐 밸브(154, 156)가 개재 설치되어 있다. 이에 의해, 필요에 따라 퍼지 가스나 클리닝 가스를 유량 제어하면서 샤워 헤드(26)에 공급할 수 있도록 되어 있다. 여기서 퍼지 가스로서는, 예를 들어 N2 가스가 사용되지만, 이것에 한정되지 않고, Ar 등의 희가스를 사용해도 된다. 또한 클리닝 가스로서는, 예를 들어 ClF3 가스가 사용된다.
배기계(8)에 있어서는, 먼저 상기 트랩 기구(10)를 우회하도록 하여 배기 통로(60)의 도중에 바이패스 통로(158)가 접속되어 있다. 이 바이패스 통로(158)는 상기 트랩 기구(10)의 상류측과 하류측에서 배기 통로(60)에 접속되어 있다. 이 바이패스 통로(158)의 상류측의 접속부(160)에는 배기 통로(60)측과 바이패스 통로(158)측의 사이에서 배기 가스의 흐름을 절환하기 위한 절환 밸브 기구(162)가 설치되어 있다.
이 절환 밸브 기구(162)는 상기 접속부(160)보다도 하류측의 배기 통로(60)에 설치한 제1 개폐 밸브(164)와 바이패스 통로(158)에 설치한 제2 개폐 밸브(166)를 포함하고, 양쪽 개폐 밸브(164, 166)의 개폐 상태를 절환함으로써 상술한 바와 같이 배기 가스의 흐름을 절환하도록 되어 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 개폐 밸브(164, 166) 대신에 삼방 밸브를 설치해도 된다.
또한 바이패스 통로(158)의 하류측의 접속부(168)보다도 상류측의 배기 통로(60)의 도중에는 클리닝 가스의 역류를 방지하는 유입 방지용의 개폐 밸브(170)가 설치되어 있다. 그리고, 트랩 기구(10)의 가스 입구(72A)와 바이패스 통로(158)의 상류측의 접속부(160)의 사이의 배기 통로(60) 내와, 트랩 기구(10)의 가스 출구(72B)와 바이패스 통로(158)의 하류측의 접속부(168)의 사이의 배기 통로(60) 내에, 바이패스 통로(158)에 배기 가스를 흘릴 때에 상기 배기 가스의 압력보다 높은 압력의 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 수단(172)이 설치되어 있다.
구체적으로는, 상기 불활성 가스 공급 수단(172)은, 상기 가스 입구(72A)와 상류측의 접속부(160)의 사이로서 상기 제1 개폐 밸브(164)의 하류측의 배기 통로(60)에 접속된 제1 가압용 가스 통로(174)와, 상기 가스 출구(72B)와 하류측의 접속부(168)의 사이로서 유입 방지용의 개폐 밸브(170)의 상류측의 배기 통로(60)에 접속된 제2 가압용 가스 통로(176)와, 상기 제1 및 제2 가압용 가스 통로(174, 176) 내에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급부(178)를 갖고 있다.
상기 제1 가압용 가스 통로(174)의 도중에는, 불활성 가스를 공급할 때에 개방 상태로 되고, 그 이외의 경우에는 폐쇄 상태로 되는 가스 공급용 개폐 밸브(180)가 설치되어 있다. 여기에서는 상기 제1 및 제2 가압용 가스 통로(174, 176)는 서로 연통되어 1개의 공통 가스 통로(182)로서 설치되어 있다. 그리고, 이 공통 가스 통로(182)에 상기 불활성 가스 공급부(178)가 접속되어 공통되고 있다.
이 불활성 가스 공급부(178)의 가스 공급 통로(184)에는 개폐 밸브(186)가 설치되어, 필요에 따라 불활성 가스를 공급할 수 있도록 되어 있다. 여기서, 이 불활성 가스로서는 N2 가스가 사용되지만, 이것 대신에 Ar 등의 희가스를 사용해도 된다. 여기서 배기 통로(60) 내의 압력은, 처리 형태에 따라 다르지만, 예를 들어 최대 400Torr(53328.9Pa) 정도이고, 이에 대해 상기 불활성 가스의 압력은 500Torr(66661.2Pa) 정도로 높게 설정되어 있다.
또한, 상기 제1 가압용 가스 통로(174)의 배기 통로(60)에 대한 접속부(188)보다 하류측의 배기 통로(60)의 도중과, 제2 가압용 가스 통로(176)의 배기 통로(60)에 대한 접속부(190)보다 상류측의 배기 통로(60)의 도중에는, 각각 역류 방지용의 개폐 밸브(192, 194)가 설치되어 있다.
상기 바이패스 통로(158)에 예를 들어 배기되는 클리닝 가스를 흘릴 때에는, 상기 공통 가스 통로(182), 즉 제1 및 제2 가압용 가스 통로(174, 176)에 배기 가스보다 압력이 높은 예를 들어 500Torr(66661.2Pa)의 불활성 가스를 공급하고, 트랩 기구(10)보다도 상류측의 제1 개폐 밸브(164)와 한쪽의 역류 방지용의 개폐 밸브(192)의 사이 및 트랩 기구(10)보다 하류측의 역류 방지용의 개폐 밸브(194)와 유입 방지용의 개폐 밸브(170)의 사이에, 상기 압력이 높은 불활성 가스를 도입해서 봉입하고, 여기에 클리닝 가스가 조금이라도 유입 또는 확산되어 오지 않도록 하고 있다.
또한 상기 공통 가스 통로(182)에는, 압력계(196)가 설치되어 있고, 공통 가스 통로(182) 내의 압력 변동을 감시함으로써 불활성 가스의 누출 유무를 확인할 수 있도록 되어 있다. 상기 각 개폐 밸브의 개폐 제어는, 예를 들어 장치 제어부(132)로부터의 지시에 의해 행해지게 된다.
이어서, 상기 배기계의 동작에 대하여 도 7도 참조하여 설명한다. 도 7의 (A)는 성막 시의 배기 가스의 흐름을 나타내고, 도 7의 (B)는 클리닝 시의 배기 가스의 흐름을 나타내고 있다. 도 7 중에서 각 개폐 밸브의 도형이 백색인 경우에는 '개방 상태'를 나타내고, 흑색인 경우에는 '폐쇄 상태'를 나타내고 있다.
먼저, 박막을 형성하는 성막 시에는, 도 7의 (A)에 도시한 바와 같이 트랩 기구(10)에 배기 가스를 흘리고, 바이패스 통로(158)에는 흘리지 않도록 한다. 이 경우, 불활성 가스 공급 수단(172)은 동작시키지 않는다. 즉, 절환 밸브 기구(162)의 제2 개폐 밸브(166), 제1 가압용 가스 통로(174)의 가스 공급용 개폐 밸브(180) 및 불활성 가스 공급부(178)의 개폐 밸브(186)를 모두 폐쇄 상태로 한다. 이에 반해, 절환 밸브 기구(162)의 제1 개폐 밸브(164), 트랩 기구(10)의 상하류측의 역류 방지용의 개폐 밸브(192, 194) 및 유입 방지용의 개폐 밸브(170)를 모두 개방 상태로 한다.
이에 의해, 화살표(200)로 나타낸 바와 같이 성막 시의 배기 가스는, 배기 통로(60)를 따라 흘러서 트랩 기구(10) 내에 유입되고, 이 트랩 기구(10) 내에서 상술한 바와 같이 배기 가스 내에서 포집 대상 가스가 냉각되어 포집 대상물이 제거된다. 이 트랩 기구(10)를 유출한 배기 가스는 그대로 하류측으로 흘러들어 가게 된다.
이에 반해, 처리 용기(12) 내를 클리닝 처리할 때에는, 도 7의 (B)에 도시한 바와 같이 상기와는 반대로 트랩 기구(10)에는 배기 가스를 흘리지 않도록 하고, 바이패스 통로(158)에 배기 가스인 클리닝 가스를 흘리도록 한다. 이 경우, 불활성 가스 공급 수단(172)은 동작시킨다. 즉, 절환 밸브 기구(162)의 제2 개폐 밸브(166), 제1 가압용 가스 통로(174)의 가스 공급용 개폐 밸브(180) 및 불활성 가스 공급부(178)의 개폐 밸브(186)를 모두 개방 상태로 한다. 이에 반해, 절환 밸브 기구(162)의 제1 개폐 밸브(164), 트랩 기구(10)의 상하류측의 역류 방지용의 개폐 밸브(192, 194) 및 유입 방지용의 개폐 밸브(170)를 모두 폐쇄 상태로 한다.
이에 의해, 화살표(202)로 나타낸 바와 같이 클리닝 처리 시의 클리닝 가스를 포함하는 배기 가스는, 배기 통로(60)로부터 바이패스 통로(158)를 따라 흐르게 되어, 트랩 기구(10) 내에는 유입되지 않는다. 이때, 상술한 바와 같이 불활성 가스 공급부(178)로부터는 화살표(204)로 나타낸 바와 같이 상기 클리닝 가스를 포함하는 배기 가스보다 압력이 높은 N2 가스가 공급되고, 이 N2 가스는 제1 및 제2 가압용 가스 통로(174, 176), 즉 공통 가스 통로(182)를 통해 배기 통로(60)측에 도입된다.
그 결과, 트랩 기구(10)보다도 상류측의 제1 개폐 밸브(164)와 한쪽의 역류 방지용의 개폐 밸브(192)의 사이의 배기 통로(60)의 부분 및 트랩 기구(10)보다도 하류측의 역류 방지용의 개폐 밸브(194)와 유입 방지용의 개폐 밸브(170)의 사이의 배기 통로(60)의 부분에, 불활성 가스를 도입하고 여기에 클리닝 가스를 포함하는 배기 가스보다 압력이 높은 상태에서 봉입된다.
따라서, 제1 개폐 밸브(164)나 유입 방지용의 개폐 밸브(170)에 약간의 누출이 발생해도, 불활성 가스 공급부(178)로부터 공급되는 N2 가스가 압력이 낮은 배기 가스측으로 유입되게 된다. 그 결과, 트랩 기구(10) 내에 클리닝 가스가 누출되어 확산되고 혼입되는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 트랩 기구(10)측에 가까운 역류 방지용의 개폐 밸브(192)나 유입 방지용의 개폐 밸브(194)에 약간의 누출이 발생해도, 불활성 가스인 N2 가스가 트랩 기구(10) 내에 약간 유입될 뿐이므로, 특별히 큰 문제가 발생하지는 않는다. 여기서 상기 N2 가스의 압력은 예를 들어 500Torr(66661.2Pa)인 것에 반해, 클리닝 가스를 포함하는 배기 가스의 압력은 50 내지 400Torr(6666.12 내지 53328.9Pa) 정도이다.
이와 같이, 바이패스 통로(158)로 배기 가스를 흘리는 것은, 클리닝 처리시 뿐만 아니라, 예를 들어 처리 용기(12) 내에 반도체 웨이퍼(W)를 반출입할 때에도 처리 용기(12) 내에 퍼지 가스가 공급되므로, 이 퍼지 가스를 배기할 때에도 상기 바이패스 통로(158)가 사용되어도 된다. 또한, 여기서는 공통 가스 통로(182)에 500Torr(66661.2Pa)의 불활성 가스를 공급했지만, 공통 가스 통로(182)에 공급되는 불활성 가스의 압력은, 바이패스 통로(158)를 흐르는 배기 가스의 압력보다 높으면 되며, 상기 500Torr(66661.2Pa)에 한정되지 않는다.
또한, 여기서는 제1 및 제2 가압용 가스 통로(174, 176)를 연통한 공통 가스 통로(182)를 사용하고, 이것에 1개의 불활성 가스 공급부(178)를 공통되도록 접속했지만, 상기 제1 및 제2 가압용 가스 통로(174, 176)를 별개로 독립시켜서 설치하고, 각각에 상기 불활성 가스 공급부를 설치해도 된다.
또한, 상기 클리닝 가스로서 여기에서는 ClF3 가스를 사용했지만, 이것에 한정되지 않고, 다른 염소계 가스, NF3 가스 등의 불소계 가스, 또는 오존을 사용해도 된다. 또한, 여기서는 가스 공급용 개폐 밸브(180)와 역류 방지용의 개폐 밸브(192)를 따로따로 설치했지만, 이들을 일체화하여 삼방 밸브를 사용하도록 해도 된다.
또한, 이상의 실시 형태에서는, 피처리체는 반도체 웨이퍼이었지만, 이 반도체 웨이퍼에는 실리콘 기판이나 GaAs, SiC, GaN 등의 화합물 반도체 기판도 포함된다. 또한, 피처리체는, 액정 표시 장치에 사용하는 유리 기판이나 세라믹 기판 등이어도 된다.

Claims (23)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 피처리체의 표면에 박막을 형성하는 성막 장치 본체로부터 배출되는 배기 가스를 흘리는 배기 통로의 도중에 개재 설치되어 상기 배기 가스 중에 포함되는 포집 대상 가스를 냉각하여 액화함으로써 회수하는 트랩 기구로서,
    가스 입구와 가스 출구를 갖는 하우징과,
    상기 하우징 내를 복수의 체류 공간으로 구획하는 구획 부재와,
    상기 체류 공간끼리를 연통하는 연통로와,
    상기 배기 가스를 냉각하기 위해 상기 연통로를 냉각하는 냉각 재킷부,
    를 구비하고,
    상기 배기 가스를 상기 연통로를 통해 각 체류 공간에 순차적으로 흘림으로써 상기 배기 가스를 냉각하면서 배기 컨덕턴스를 변화시켜서 단열 팽창시키도록 구성하며,
    상기 복수의 체류 공간은 직렬로 접속된 제1, 제2 및 제3의 3개의 체류 공간으로 이루어지고,
    상기 냉각 재킷부는 제1 및 제2 냉각 재킷을 가지며,
    상기 제1 냉각 재킷은, 상기 제1 체류 공간과 상기 제2 체류 공간을 연통하는 제1 연통로를 내부에 가짐과 함께, 상기 하우징 내를 상부의 제1 체류 공간과 하부의 제2 체류 공간으로 구획하는 상기 구획 부재를 겸하고 있으며,
    상기 제1 냉각 재킷의 천장 구획벽은 상기 가스 입구에 면하도록 설치되어 있고,
    상기 가스 입구에는, 상기 제1 냉각 재킷의 상기 천장 구획벽에 대하여 연장되어 그 선단이 상기 천장 구획벽에 근접하여 상기 천장 구획벽과의 사이에서 상기 제1 체류 공간에 연통하는 연통 간극을 형성하는 가스 도입통이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 트랩 기구.
  7. 피처리체의 표면에 박막을 형성하는 성막 장치 본체로부터 배출되는 배기 가스를 흘리는 배기 통로의 도중에 개재 설치되어 상기 배기 가스 중에 포함되는 포집 대상 가스를 냉각하여 액화함으로써 회수하는 트랩 기구로서,
    가스 입구와 가스 출구를 갖는 하우징과,
    상기 하우징 내를 복수의 체류 공간으로 구획하는 구획 부재와,
    상기 체류 공간끼리를 연통하는 연통로와,
    상기 배기 가스를 냉각하기 위해 상기 연통로를 냉각하는 냉각 재킷부,
    를 구비하고,
    상기 배기 가스를 상기 연통로를 통해 각 체류 공간에 순차적으로 흘림으로써 상기 배기 가스를 냉각하면서 배기 컨덕턴스를 변화시켜서 단열 팽창시키도록 구성하며,
    상기 복수의 체류 공간은 직렬로 접속된 제1, 제2 및 제3의 3개의 체류 공간으로 이루어지고,
    상기 냉각 재킷부는 제1 및 제2 냉각 재킷을 가지며,
    상기 제1 냉각 재킷은, 상기 제1 체류 공간과 상기 제2 체류 공간을 연통하는 제1 연통로를 내부에 가짐과 함께, 상기 하우징 내를 상부의 제1 체류 공간과 하부의 제2 체류 공간으로 구획하는 상기 구획 부재를 겸하고 있으며,
    상기 제1 연통로는 굴곡되어 있는 것을 특징으로 하는, 트랩 기구.
  8. 삭제
  9. 피처리체의 표면에 박막을 형성하는 성막 장치 본체로부터 배출되는 배기 가스를 흘리는 배기 통로의 도중에 개재 설치되어 상기 배기 가스 중에 포함되는 포집 대상 가스를 냉각하여 액화함으로써 회수하는 트랩 기구로서,
    가스 입구와 가스 출구를 갖는 하우징과,
    상기 하우징 내를 복수의 체류 공간으로 구획하는 구획 부재와,
    상기 체류 공간끼리를 연통하는 연통로와,
    상기 배기 가스를 냉각하기 위해 상기 연통로를 냉각하는 냉각 재킷부,
    를 구비하고,
    상기 배기 가스를 상기 연통로를 통해 각 체류 공간에 순차적으로 흘림으로써 상기 배기 가스를 냉각하면서 배기 컨덕턴스를 변화시켜서 단열 팽창시키도록 구성하며,
    상기 복수의 체류 공간은 직렬로 접속된 제1, 제2 및 제3의 3개의 체류 공간으로 이루어지고,
    상기 냉각 재킷부는 제1 및 제2 냉각 재킷을 가지며,
    상기 제2 냉각 재킷은, 상기 제2 체류 공간 내에 설치되어 있고, 내부에 상기 제3 체류 공간을 가짐과 함께 외주에 상기 제2 체류 공간과 상기 제3 체류 공간을 연통하는 제2 연통로가 형성되어 상기 구획 부재를 겸용하는 것을 특징으로 하는, 트랩 기구.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 냉각 재킷은, 소정의 폭의 냉각 공간부를 사이에 두고 동심 형상으로 배치되어 상기 냉각 공간부에 냉매를 흘리도록 한 2개의 재킷 통체를 갖는 통체 형상의 재킷 본체와, 상기 재킷 본체의 외주에, 이 외주로부터 상기 제2 연통로로 되는 소정의 간극을 두고 동심 형상으로 배치된 천장이 있는 외측 통체를 갖고, 상기 통체 형상의 재킷 본체의 내측 공간과 상기 외측 통체 내의 상부 공간에 의해 상기 제3 체류 공간을 형성하도록 한 것을 특징으로 하는, 트랩 기구.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 외측 통체의 측면에는 상기 제2 체류 공간과 상기 제2 연통로를 연락하는 복수의 연락 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 트랩 기구.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제3 체류 공간에는, 상단부의 가스 흡입구가 상기 제3 체류 공간 내의 상부에 위치되고, 하단부가 상기 가스 출구에 연통된 가스 배출로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 트랩 기구.
  13. 삭제
  14. 피처리체의 표면에 박막을 형성하는 성막 장치 본체로부터의 배기 가스를 흘리는 배기계로서,
    상기 성막 장치 본체의 배기구에 접속된 배기 통로와,
    상기 배기 통로의 도중에 개재 설치된 진공 펌프와,
    상기 진공 펌프보다도 상류측의 상기 배기 통로의 도중에 개재 설치된 제6항, 제7항, 및 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 트랩 기구와,
    상기 트랩 기구를 우회하도록 상기 배기 통로의 도중에 접속된 바이패스 통로와,
    상기 트랩 기구의 가스 입구와 상기 바이패스 통로의 상류측의 접속부의 사이의 상기 배기 통로 내와, 상기 트랩 기구의 가스 출구와 상기 바이패스 통로의 하류측의 접속부의 사이의 상기 배기 통로 내에, 상기 바이패스 통로에 상기 배기 가스를 흘릴 때에 상기 배기 가스의 압력보다 높은 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 수단
    을 구비한 것을 특징으로 하는 배기계.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 바이패스 통로의 상류측의 접속부에는 상기 배기 통로측과 상기 바이패스 통로측과의 사이에서 배기 가스의 흐름을 절환하기 위한 절환 밸브 기구가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 배기계.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 절환 밸브 기구는 상기 배기 통로에 설치된 제1 개폐 밸브와 상기 바이패스 통로에 설치된 제2 개폐 밸브로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 배기계.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 바이패스 통로의 하류측의 접속부보다도 상류측의 상기 배기 통로의 도중에는 유입 방지용의 개폐 밸브가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 배기계.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 불활성 가스 공급 수단은,
    상기 가스 입구와 상기 상류측의 접속부의 사이의 상기 배기 통로에 접속된 제1 가압용 가스 통로와,
    상기 가스 출구와 상기 하류측의 접속부의 사이의 상기 배기 통로에 접속된 제2 가압용 가스 통로와,
    상기 제1 및 제2 가압용 가스 통로에 상기 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급부를 갖고 있는 것을 특징으로 하는, 배기계.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 가압용 가스 통로의 도중에는, 상기 불활성 가스를 공급할 때에 개방 상태로 되고, 그 이외의 경우에는 폐쇄 상태로 되는 가스 공급용 개폐 밸브가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 배기계.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 제1 가압용 가스 통로와 상기 제2 가압용 가스 통로는 연통되어 있는 것을 특징으로 하는, 배기계.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 제1 가압용 가스 통로의 상기 배기 통로에 대한 접속부보다 하류측의 배기 통로의 도중과, 상기 제2 가압용 가스 통로의 상기 배기 통로에 대한 접속부보다 상류측의 배기 통로의 도중에는, 각각 역류 방지용의 개폐 밸브가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 배기계.
  22. 제14항에 있어서,
    상기 배기 통로의 도중에는 압력 조정 밸브와 제해 장치가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 배기계.
  23. 피처리체의 표면에 박막을 형성하는 성막 장치로서,
    진공 배기가 가능하게 이루어진 처리 용기를 갖는 성막 장치 본체와,
    상기 피처리체를 재치하기 위한 재치대 구조와,
    상기 처리 용기 내에 가스를 도입하는 가스 도입 수단과,
    상기 가스 도입 수단에 접속되어 가스를 공급하는 가스 공급계와,
    상기 처리 용기 내의 분위기를 배기하기 위하여 제14항에 기재된 배기계
    를 구비한 것을 특징으로 하는 성막 장치.
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101671887B1 (ko) * 2014-11-04 2016-11-04 한국생산기술연구원 용탕의 가스함유량 측정을 위한 감압장치
JP6684397B2 (ja) * 2015-04-02 2020-04-22 エムテックスマート株式会社 流体の噴出方法および流体の成膜方法
US10662529B2 (en) * 2016-01-05 2020-05-26 Applied Materials, Inc. Cooled gas feed block with baffle and nozzle for HDP-CVD
CN108701583B (zh) * 2016-04-13 2023-12-01 应用材料公司 用于排气冷却的设备
KR102506309B1 (ko) * 2016-06-29 2023-03-07 (주)지오엘리먼트 케미컬 회수 시스템
US20180274615A1 (en) * 2017-03-27 2018-09-27 Goodrich Corporation Common vacuum header for cvi/cvd furnaces
KR102306675B1 (ko) 2017-05-19 2021-09-28 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 액체 및 고체 유출물의 수집 및 가스 유출물로의 후속 반응을 위한 장치
JP7042587B2 (ja) * 2017-11-13 2022-03-28 昭和電工株式会社 化学気相成長装置
KR102081864B1 (ko) * 2018-06-07 2020-02-26 에스케이하이닉스 주식회사 반도체 제조 장비의 파우더 포집 장치
US10675581B2 (en) * 2018-08-06 2020-06-09 Applied Materials, Inc. Gas abatement apparatus
KR102154196B1 (ko) * 2018-11-27 2020-09-09 주식회사 미래보 반도체 공정의 반응부산물 포집장치
US11052347B2 (en) 2018-12-21 2021-07-06 Entegris, Inc. Bulk process gas purification systems
WO2020213503A1 (ja) * 2019-04-15 2020-10-22 株式会社ニューフレアテクノロジー ＳｉＣエピタキシャル成長装置
KR102231250B1 (ko) 2019-09-10 2021-03-24 (주)지오엘리먼트 케미컬 회수용 응축모듈 및 이를 구비한 케미컬 회수 시스템
CN114981473A (zh) * 2020-06-01 2022-08-30 岩谷产业株式会社 铂族金属回收方法、含铂族金属膜的制造方法及成膜装置
KR20220091744A (ko) 2020-12-24 2022-07-01 삼성전자주식회사 파우더 부산물 억제를 위해 흡착제를 포함하는 배기 가스 처리 시스템
KR20220095376A (ko) 2020-12-29 2022-07-07 삼성전자주식회사 반도체 공정 가스 처리 장치 및 반도체 공정 가스 처리 방법
KR102228180B1 (ko) * 2021-01-21 2021-03-16 주식회사 미래보 유기막 증착 공정 시 발생하는 반응 부산물 포집 장치
JP2022127071A (ja) * 2021-02-19 2022-08-31 三菱重工業株式会社 熱交換器及び熱交換コアの交換方法
CN115256239B (zh) * 2022-08-04 2024-03-22 王宇辰 印刷电路板数控水刀铣边机
KR102490651B1 (ko) 2022-08-18 2023-01-20 주식회사 미래보 반도체 공정 시 발생하는 반응부산물 포집 장치의 신속 교체를 통한 공정 정지 로스 감축 시스템

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5422081A (en) * 1992-11-25 1995-06-06 Tokyo Electron Kabushiki Kaisha Trap device for vapor phase reaction apparatus
JPH0883773A (ja) * 1994-09-13 1996-03-26 Toshiba Corp 薄膜形成装置
JP3539446B2 (ja) * 1994-12-16 2004-07-07 株式会社荏原製作所 副生成物トラップ装置及びその洗浄方法
JP3246708B2 (ja) * 1995-05-02 2002-01-15 東京エレクトロン株式会社 トラップ装置及びこれを用いた未反応処理ガス排気機構
US6332925B1 (en) * 1996-05-23 2001-12-25 Ebara Corporation Evacuation system
US6149729A (en) * 1997-05-22 2000-11-21 Tokyo Electron Limited Film forming apparatus and method
JP4092821B2 (ja) * 1999-07-27 2008-05-28 東京エレクトロン株式会社 処理装置の排気システム
JP4162366B2 (ja) 2000-03-31 2008-10-08 田中貴金属工業株式会社 Ｃｖｄ薄膜形成プロセス及びｃｖｄ薄膜製造装置
JP2001297988A (ja) 2000-04-13 2001-10-26 Seiko Epson Corp 半導体製造装置の排気トラップ機構
US20020088398A1 (en) * 2001-01-09 2002-07-11 Mosel Vitelic Inc. Teos deposition apparatus for semiconductor manufacture processes
JP4285108B2 (ja) * 2003-06-25 2009-06-24 東京エレクトロン株式会社 トラップ装置、処理システム及び不純物除去方法
US7044997B2 (en) * 2003-09-24 2006-05-16 Micron Technology, Inc. Process byproduct trap, methods of use, and system including same
KR100558562B1 (ko) * 2005-02-01 2006-03-13 삼성전자주식회사 반도체 설비용 부산물 포집장치
GB0506089D0 (en) * 2005-03-24 2005-05-04 Boc Group Plc Trap device
KR100621660B1 (ko) * 2005-07-01 2006-09-11 주식회사 뉴프로텍 반도체 부산물 트랩장치
WO2007129820A1 (en) * 2006-05-04 2007-11-15 Milaebo Co., Ltd. Byproduct collecting apparatus of semiconductor apparatus

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