KR20000062779A - 처리 장치, 처리 장치용 진공 배기 시스템, 감압 ｃｖｄ장치, 감압 ｃｖｄ 장치용 진공 배기 시스템 및 트랩 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 감압 처리실로부터 미반응 원료 가스나 반응 부생성물 가스를 배기하기 위한 진공 펌프의 안정 가동을 보증하는 동시에 반응 부생성물을 효율적으로 회수하여 자원의 유효 이용 및 운전 비용의 절감을 도모하는 것을 목적으로 한다. 이 감압 CVD 장치는 감압 CVD법에 의해 구리의 성막(成膜)을 행하기 위한 처리실(10)과, 이 처리실(10)에 원료 가스로서 유기 구리 화합물 예컨대 Cu(I) hfac TMVS를 공급하기 위한 원료 가스 공급부(12)와, 처리실(10)을 진공 흡기하여 배기하기 위한 진공 배기부(14)로 구성되어 있다. 진공 배기부(14)는 진공 펌프(26)와, 그 전단 및 후단에 각각 설치된 고온 트랩 장치(28) 및 저온 트랩 장치(30)로 구성되어 있다. 고온 트랩 장치(28)에서는 처리실(10)로부터의 배기 가스에 포함되어 있는 미반응 Cu(I) hfac TMVS를 분해하여 금속 구리가 트랩되고, 저온 트랩 장치(30)에서는 반응 부생성물인 Cu(II) (hfac)2가 트랩된다.

Description

처리 장치, 처리 장치용 진공 배기 시스템, 감압 ＣＶＤ 장치, 감압 ＣＶＤ 장치용 진공 배기 시스템 및 트랩 장치{TREATMENT APPARATUS, VACUUM EXHAUSTING SYSTEM FOR TREATMENT APPARATUS, REDUCED PRESSURE CVD, VACUUM EXHAUSTING SYSTEM FOR REDUCED PRESSURE CVD, AND TRAPPING APPARATUS}
본 발명은 반도체 디바이스 제조 등의 미세 가공에서 가스를 취급하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 감압 CVD 장치로 대표되는 화학 반응 방식의 처리 장치 및 이러한 종류의 처리 장치에 사용 가능한 진공 배기 시스템 및 트랩 장치에 관한 것이다.
최근의 반도체 디바이스에서는 다층 배선 구조가 일반화되어 있지만, 고밀도화에 따른 상이한 금속 배선층간의 컨택트 홀도 보다 미소화가 요구되며, 그 종횡비(=구멍의 깊이/개구폭)가 증대하고 있다. 또한, 칩내의 각각의 반도체 소자 및 디바이스 전체의 고속화에 따라서, 컨택트 홀로의 매립분을 포함해서 배선층에는 저항이 보다 낮은 재료가 요구되고 있다.
이러한 미소화 및 저 저항화의 요구에 따른 것으로, 금속 배선에 종래의 일반 알루미늄 대신에 구리를 금속 배선 재료로 하여 CVD(Chemical Vapor Deposition: 화학 기상 성장)법에 의해 구리막을 작성하는 기술이 검토되고 있다.
CVD법에 의해 구리막을 형성하기 위한 원료는 일반적으로 유기 구리 화합물로서, 그 중에서도 Cu(I) hfac TMVS가 주목받고 있다. 여기서, hfac는 헥사플루오로아세틸아세토네이트(hexafluoroacetylacetonate)를 나타내고, TMVS는 트리메틸비닐실란(trimethylvinylsilane)을 나타내며, Cu(I)는 1가의 구리를 나타낸다. 또한 이하에서 Cu(II)는 2가의 구리를 나타내고, Cu(0)는 금속 구리를 나타낸다.
Cu(I) hfac TMVS는 상온에서 저점도의 액체로서 증기압도 60℃에서 1 Torr로 적당하기 때문에 액체 공급계+기화기의 구성을 이용하여 기화하고, 원료 가스로서 반응실 또는 처리실로 공급하는 것이 비교적 용이하다. 또한, 적어도 70℃ 이상에서 분해가 진행되기 때문에 처리실내에서는 190℃ 부근의 비교적 저온에서도 제조상 문제가 없는 성막 속도로 피처리 기판상에 구리막을 형성할 수 있다.
유기 구리 화합물로서는, 그 외에도 β디케도나이트 화합물 예컨대 Cu(II) (hfac)2나 시클로펜타디에닐 화합물 예컨대 CpCuTEP 등이 알려져 있다. 그러나, 이들 모두 상온에서 고체이기 때문에, 가스 상태로 처리실로 공급하기가 어렵다. 또한, Cu(II) (hfac)2는 분해에 350℃ 이상의 높은 온도를 필요로 하고, CpCuTEP는 증기압이 80℃에서 0.01 Torr로 매우 낮아서 성막시에 충분한 분압을 얻기 어렵다고 하는 난점이 있다.
이들 다른 유기 구리 화합물과 비교하여 Cu(I) hfac TMVS는 상기한 바와 같이 액체 공급계+기화기의 구성을 이용하여 기화하고, 처리실로 용이하게 공급할 수 있는 점과 저온 성막이 가능하다 점에서 유리하다.
통상, 구리막을 형성하기 위한 CVD로서, 감압 CVD가 채용된다. 진공 펌프에 의해 CVD 처리실은 소정의 압력으로 감압되는 동시에 미반응 원료 가스나 반응 부생성물 가스 등은 처리실로부터 배기된다. 이러한 종류의 진공 펌프로서는 오일 회전 펌프 등의 웨트계는 오일을 피배기실(처리실)로 역확산시켜 오염 내지 수율 저하를 초래할 우려가 있기 때문에, 그러한 문제가 없는 드라이 펌프가 주류가 되고 있다.
그런데, 기화된 Cu(I) hfac TMVS는 응결 온도와 분해 온도가 비슷하다고 하는 특성을 갖고 있지만, 이 특성이 감압 CVD용 진공 배기 시스템에서는 문제가 되고 있다.
진공 펌프내의 온도가 낮으면, 처리실로부터 보내어져 온 미반응 Cu(I) hfac TMVS가 펌프내에서 응결하여 각부, 특히 회전계에 대하여 장해물이 되고, 현저한 경우는 회전계를 파손시키는 경우가 있다.
그러한 응결을 피하기 위해 통상 채용되는 방법은 펌프내를 가온하는 것이다. 그러나, 진공 펌프와 같이 복잡한 구조체에서는, 각부를 균일한 온도로 유지하는 것은 거의 불가능하고, 온도 분포에 편차가 발생하는 것은 필연적이며, 상대적으로 온도가 높은 부위에서는 Cu(I) hfac TMVS의 분해가 진행되어 금속 구리가 석출하게 될 우려가 있다. 이것을 피하기 위해 온도를 낮추어 설정하면, 이번에는 상대적으로 온도가 낮은 부위에서 상기와 같은 응결이 생기게 된다.
즉, 원료 가스에 Cu(I) hfac TMVS를 이용하는 감압 CVD에 있어서는, 진공 펌프내로 인입된 미반응 Cu(I) hfac TMVS의 응결 및 분해를 동시에 억제하기는 매우 곤란하다.
또한, 이 CVD에서는, Cu(I) hfac TMVS가 Cu(0)와 Cu(Il) (hfac)2로 분해되고, 반응 생성물인 Cu(O)는 구리막 형성에 이용되지만, 원료에 포함되는 Cu 원자의 50%를 포함하는 반응 부생성물 Cu(II) (hfac)2는 폐기 처분되어 자원의 이용 효율이 낮았다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 감압 처리실로부터 미반응 원료 가스나 반응 부생성물 가스를 배기하기 위한 진공 펌프의 안정 가동을 보증하는 동시에 반응 부생성물을 효율적으로 회수하여 자원의 유효 이용 및 운전 비용의 절감을 도모하도록 한 처리 장치 및 진공 배기 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 원료 가스로서 Cu(I) hfac TMVS를 이용하는 감압 CVD에 있어서, 미반응 Cu(I) hfac TMVS가 진공 펌프로 들어가는 것을 효율적이고도 확실하게 저지하여 진공 펌프의 안전성을 보증하고, 또한 반응 부생성물인 Cu(II) (hfac)2를 효율적으로 회수하여 자원의 유효 이용 및 운전 비용의 절감을 도모하도록 한 CVD 장치용 진공 배기 시스템을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 다른 목적은 처리실로부터 배기된 기체중에서 미반응 원료 가스만을 선택적으로, 또 확실하게 저지할 수 있도록 한 트랩 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 다른 목적은 트랩한 유기 화합물을 효율적으로 회수할 수 있도록 한 트랩 장치를 제공하는 데에 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 감압 CVD 장치의 전체 구성을 도시한 도면.
도 2는 Cu(II) (hfac)2의 증기압 곡선을 도시한 도면.
도 3은 실시예에 있어서 트랩 장치를 병렬 접속하는 구성예를 도시한 도면.
도 4는 제1 실시예에 따른 트랩 장치의 구성을 도시한 종단면도.
도 5는 제2 실시예에 따른 트랩 장치의 구성을 도시한 종단면도.
도 6은 제2 실시예의 트랩 장치에 있어서의 트랩 판의 구성을 도시한 평면도.
도 7은 제3 실시예에 따른 트랩 장치의 구성을 도시한 종단면도.
도 8은 제3 실시예에 따른 트랩 장치의 구성을 도시한 상면도.
도 9는 제3 실시예의 트랩 장치에 있어서의 트랩 판의 배치 구성을 도시한 횡단면도.
도 10은 제4 실시예에 따른 트랩 장치의 구성을 도시한 종단면도.
도 11은 제4 실시예의 트랩 장치에 있어서의 트랩 판 및 지지 부재의 구성을 도시한 평면도.
도 12는 제4 실시예에 따른 트랩 장치의 구성을 도시한 상면도.
도 13은 제4 실시예에 따른 트랩 장치내의 회수 작업시의 구성을 도시한 종단면도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
10 : 처리실
12 : 원료 가스 공급부
14 : 진공 배기부
26 : 진공 펌프
28 : 고온 트랩 장치
30 : 저온 트랩 장치
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 처리 장치는 감압된 실내에서 원료 가스를 반응시켜 반응 생성물을 소정의 처리에 이용하는 처리실과, 상기 처리실로부터 미반응 원료 가스 및 한 종류 또는 여러 종류의 반응 부생성물 가스를 포함하는 기체를 배기하여 실내를 소정의 압력으로 진공 흡기하기 위한 진공 펌프와, 상기 처리실과 상기 진공 펌프 사이의 배기로에 설치되고, 실질적으로 상기 처리실로부터의 미반응 원료 가스만을, 또한 그 대부분을 반응시켜 반응 생성물을 트랩하기 위한 제1 트랩 장치와, 상기 진공 펌프의 출구측 배기로에 설치되고, 상기 진공 펌프로부터의 소정의 반응 부생성물 가스를 응축시켜 그 반응 부생성물을 트랩하기 위한 제2 트랩 장치를 갖는 구성으로 하였다.
본 발명의 처리 장치는 전형적으로는 유기 구리 화합물을 포함하는 원료 가스를 반응시켜 반응 생성물인 금속 구리를 피처리 기판상에 퇴적시키는 감압 CVD 처리 장치로서 적합한 것이다.
본 발명의 감압 CVD 장치용 진공 배기 시스템은 감압된 실내에서 원료 가스인 Cu(I) hfac TMVS가 하기 화학식 1과 같이 반응한 반응 생성물인 Cu(0)가 피처리 기판상에 퇴적되도록 이루어진 CVD 처리실로부터 미반응 Cu(I) hfac TMVS 및 반응 부생성물 가스인 기체 상태의 Cu(II) (hfac)2를 포함하는 기체를 배기하여 실내를 소정의 압력으로 진공 흡기하기 위한 드라이 펌프와,
2Cu(I) hfac TMVS→Cu(0)+Cu(II) (hfac)2+2TMVS
상기 처리실과 상기 드라이 펌프 사이의 배기로에 설치되고, 실질적으로 상기 처리실로부터의 미반응 Cu(I) hfac TMVS만을, 또한 그 대부분을 반응시켜 반응 생성물인 Cu(0)를 트랩하기 위한 제1 트랩 장치와, 상기 드라이 펌프의 출구측 배기로에 설치되고, 상기 드라이 펌프로부터의 기체 상태의 Cu(II) (hfac)2를 응축시켜 Cu(II) (hfac)2를 트랩하기 위한 제2 트랩 장치를 갖는 구성으로 하였다.
본 발명의 CVD 장치용 진공 배기 시스템에 있어서, 상기 제1 트랩 장치내의 반응 온도는 미반응 Cu(I) hfac TMVS만을, 또한 그 대부분을 반응시키는 데에 있어서, 180℃ 내지 300℃의 범위내인 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1 트랩 장치는 Cu(I) hfac TMVS를 신속하게 분해시키고, 또한 안정되고 확실하게 퇴적시키는 데에 있어서, 구리로 이루어지는 트랩 부재 또는 구리 도금된 트랩 부재를 갖는 것이 바람직하다.
진공 펌프의 전단에서 사용 가능한 본 발명의 트랩 장치는 소정의 가스 상태의 물질을 가열하여 반응시켜 반응 생성물을 트랩하기 위한 트랩 장치로서, 양쪽 단부에 개구부를 갖는 통 형상의 하우징과, 양쪽 단부에 가스 도입부 및 가스 배출부를 각각 가지며, 상기 하우징의 한쪽 개구부에 상기 가스 도입부를 위치시키는 동시에 다른쪽 개구부에 상기 가스 배출부를 위치시키도록 상기 하우징내에 어느 한쪽의 상기 개구부를 거쳐 착탈 가능하게 장착되는 통 형상의 트랩 본체와, 상기 트랩 본체의 가스 도입부와 가스 배출부 사이의 가스 유로에 배치되고, 상기 가스 도입부로부터 도입된 상기 가스 상태의 물질과 접촉하여 상기 반응 생성물을 퇴적시키기 위한 트랩 부재와, 상기 트랩 부재를 소정의 온도로 가열하기 위한 가열 수단을 구비하는 구성으로 하였다.
이 트랩 장치에서는, 반응 생성물을 퇴적시키기 위한 트랩 부재를 포함하는 트랩 본체가 하우징에 착탈 가능하게 장착되는 구성으로 되어 있다. 상기 가열 수단은 바람직하게는 상기 트랩 본체의 외주면과 상기 하우징의 내주면 사이에 배치되어 트랩 본체를 주위에서부터 가열하여도 좋다.
진공 펌프의 후단에서 사용 가능한 본 발명의 트랩 장치는 소정의 유기 가스를 응결시켜 응결한 유기 화합물을 트랩하기 위한 트랩 장치로서, 가스 도입구와 가스 배출구를 가지며, 상기 가스 도입구와 상기 가스 배출구 사이에 가스 통로를 설치하여 이루어지는 하우징과, 상기 하우징내에서 상기 가스 통로를 따라 설치되고, 상기 가스 도입구로부터 도입된 상기 유기 가스를 응착시키기 위한 응착면을 갖는 트랩 부재와, 상기 트랩 부재의 응착면의 일부 또는 전부에 응착한 상기 유기 화합물을 용해시키는 약액을 공급하기 위한 약액 공급 수단과, 상기 유기 화합물을 용해시킨 약액을 회수하기 위한 약액 회수 수단을 구비하는 구성으로 하였다.
이 트랩 장치에 있어서, 약액에 의한 유기 화합물의 용해를 효율적으로 행하기 위한 바람직한 형태는 상기 트랩 부재가 수직 방향으로 각각 경사진 응착면을 교대로 반대측으로 향하게 하여 지그재그형으로 배치된 복수개의 트랩 판을 포함하여, 상기 약액 공급 수단이 최상부의 상기 트랩 판에 상기 약액을 부여하기 위한 약액 공급로를 가지며, 상기 약액 공급 수단인 약액 공급로로부터 최상부의 트랩 판에 공급된 상기 약액이 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 순차적으로 각 트랩 판을 따라 흘러내리는 구성이다. 약액의 공급중에 초음파 진동자에 의해 상기 트랩 부재를 진동시키는 것도 효과적이다.
또한, 약액의 사용 효율을 높이기 위해 상기 약액 회수 수단에, 회수한 상기 약액을 상기 약액 공급 수단의 약액 공급로로 회송하기 위한 약액 회송 수단을 설치하여도 좋다.
또한, 다른 형태로서, 상기 트랩 부재가 수직 방향으로 소정의 간격을 두고 배치되는 복수개의 트랩 판을 포함하여, 상기 하우징내에 상기 복수개의 트랩 판을 각각의 위치에서 착탈 가능하게 지지하기 위한 지지 부재가 설치되고, 상기 하우징내에 상기 지지 부재로부터 빠져 낙하한 상기 복수개의 트랩 판을 수용하는 액체 저류(貯留) 가능한 트랩 판 수집부가 설치되며, 상기 약액 공급 수단이 상기 트랩 판 수집부로 상기 약액을 유도하기 위한 약액 공급로를 가지며, 상기 트랩 판 수집부에서 상기 복수개의 트랩 판이 상기 약액에 침지되는 구성도 적합하다.
이 트랩 장치에서는, 유기 화합물의 응착과 용해가 순차적으로 행해진다. 트랩 부재는 응착시에는 냉각을 필요로 하고, 용해시에는 가온을 필요로 한다. 이 냉각과 가온을 간단하고도 효율적으로 행하기 위한 바람직한 형태는 상기 트랩 부재에 열적으로 결합된 매체 통로를 설치하여, 상기 트랩 부재에 상기 유기 가스를 응착시킬 때에는 냉각용 매체를 상기 매체 통로로 흐르게 하고, 상기 트랩 부재에 응착한 상기 유기 화합물을 상기 약액으로 용해시킬 때에는 가온용 매체를 상기 매체 통로로 흐르게 하는 구성이다.
이하, 첨부 도면를 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 1에 본 발명의 일 실시예에 따른 감압 CVD 장치의 전체 구성을 모식적으로 도시한다.
이 감압 CVD 장치는 감압 CVD법에 의해 구리의 성막을 행하기 위한 처리실(10)과, 이 처리실(10)에 원료 가스로서 유기 구리 화합물 예컨대 Cu(I) hfac TMVS를 공급하기 위한 원료 가스 공급부(12)와, 처리실(10)을 진공 흡기하여 배기하기 위한 진공 배기부(14)로 구성되어 있다.
처리실(10)은 감압 가능한 진공 챔버로 이루어져, 바닥의 중앙에 피처리 기판 예컨대 반도체 웨이퍼(W)를 유지하기 위한 적재대(16)를 설치하고 있다. 이 적재대(16)는 예컨대 저항 발열체로 이루어지는 히터를 내장하고 있고, 처리중에는 반도체 웨이퍼(W)를 소정의 처리 온도로 가열하도록 되어 있다.
처리실(10)의 상부에는 다수의 통기공(18a)을 갖는 다공판(18)이 부착되고, 그 상부에 버퍼부(20)가 설치되어 있다. 처리실(10)의 벽 속 또는 외측이나 내측에는 온도 조절용 매체 통로(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 외부의 온도 조절 장치(도시하지 않음)로부터 배관(22)을 통해 온도 조절용 매체 예컨대 물이 순환 공급되고, 처리실(10)의 벽면이 소정의 온도로 조절되도록 되어 있다.
원료 가스 공급부(12)는 원료인 Cu(I) hfac TMVS를 액체 상태로 저류하는 용기와, Cu(I) hfac TMVS를 소정의 온도(예컨대 60℃) 및 압력(예컨대 1 Torr)으로 기화시키는 기화기를 가지고 있고, 기화한 Cu(I) hfac TMVS를 수소 또는 Ar, He 등의 비산화성 가스로 이루어지는 캐리어 가스와 함께 가스 공급관(24)을 통해 처리실(10)의 버퍼부(20)로 공급한다.
또, Cu(I) hfac TMVS의 분해 불안정성을 억제하기 위해서, 나아가서는 Hhfac나 TMVS를 여분으로 가한 혼합 재료 예컨대 Cu(I) hfac TMVS 0.4% Hhfac 2.5% TMVS 「SupraSelect」(상품명)를 원료 가스로 하여도 좋다.
진공 배기부(14)는 진공 펌프(26)와, 그 전단 및 후단에 각각 설치된 고온 트랩 장치(28) 및 저온 트랩 장치(30)로 구성되어 있다. 처리실(10)의 바닥면에 형성된 배기구(32)가 배기관(34)을 통해 고온 트랩 장치(28)의 가스 도입구에 접속되어 있다. 고온 트랩 장치(28)의 가스 배출구가 배기관(36)을 통해 진공 펌프(26)의 가스 흡입구에 접속되고, 진공 펌프(26)의 가스 배출구가 배기관(38)을 거쳐 저온 트랩 장치(30)의 가스 도입구에 접속되어 있다. 저온 트랩 장치(30)의 가스 배출구는 배기관(40)을 통해 배기 덕트 또는 제해 장치(除害 裝置) 등에 접속되어도 좋다.
진공 펌프(26)는 드라이 펌프로 이루어져, 처리실(10)의 실내를 소정의 압력으로 감압하고, 처리실(10)로부터 미반응 원료 가스 및 반응 부생성물 가스 등의 기체를 배기한다. 배기 능력을 높이기 위해서, 드라이 펌프의 전단에 1단 또는 여러단의 기계적 부스터 펌프를 설치할 수도 있다.
고온 트랩 장치(28)는 처리실(10)로부터의 미반응 Cu(I) hfac TMVS만을, 또한 그 대부분을 반응시켜 반응 생성물인 금속 구리 Cu(0)를 트랩하도록 구성되어 있다. 따라서, 진공 펌프(26)에는, 반응 부생성물 가스인 Cu(II) (hfac)2나 Cu(I) hfac TMVS로부터 일부 분리한 Hhfac, TMVS 등의 가스만이 인입되고, Cu(I) hfac TMVS는 실질적으로 유입되지 않도록 되어 있다.
저온 트랩 장치(30)는 진공 펌프(26)로부터의 기체 상태의 Cu(II) (hfac)2를 응축시켜 Cu(II) (hfac)2를 트랩하도록 구성되어 있다. 이것에 의해, 원료에 포함되는 Cu 원자의 50%를 포함하는 반응 부생성물인 Cu(II) (hfac)2가 저온 트랩 장치(30)로 수집 또는 회수되어 재생 이용(recycling)에 이바지하도록 되어 있다.
다음에, 이 감압 CVD 장치의 작용을 설명한다.
처리실(10)의 버퍼부(20)에는 원료 가스 공급부(12)로부터 가스 공급관(24)을 통해 캐리어 가스와 함께 원료 가스인 Cu(I) hfac TMVS가 도입된다. 도입된 가스는 다공판(18)의 통기공(18a)을 지나 균일한 농도 및 균일한 흐름으로 적재대(16)상의 반도체 웨이퍼(W)에 분무된다.
처리중, 처리실(10)의 실내는 진공 펌프(26)에 의해 소정의 압력 예컨대 1 Torr로 감압된다. 적재대(16)상에서 반도체 웨이퍼(W)는 적재대에 내장되어 있는 상기 히터에 의해 소정의 반응 온도 예컨대 190℃ 부근으로 가열된다. 반도체 웨이퍼(W) 표면에 분무된 원료 가스인 Cu(I) hfac TMVS는 웨이퍼 표면상에서 상기 온도 및 압력하에서 상기 화학식 1과 같이 반응(분해)하며, 반응 생성물인 Cu(0)가 웨이퍼 표면에 퇴적된다. 처리실(10)의 벽면은 상기 온도 조절 기구에 의해 Cu(I) hfac TMVS의 응착을 막는 온도 예컨대 55℃ 부근으로 유지된다.
처리실(10)내의 상기 반응으로 생성된 기체 또는 반응하지 않고서 남은 기체는 전부 배기구(32)로부터 진공 배기부(14)측으로 배기된다. 특히, 반응 부생성물인 Cu(II) (hfac)2, 원료 가스인 Cu(I) hfac TMVS로부터 일부 분리된 Hhfac나 TMVS 및 미반응 Cu(I) hfac TMVS가 기체 상태로 배기구(32)로부터 배기관(34)을 지나 고온 트랩 장치(28)로 유도된다. 또, 필요에 따라 배기관(34)도 처리실(10)의 벽면과 같이 적당한 온도 예컨대 55℃ 부근으로 온도를 조절하여도 좋다.
고온 트랩 장치(28)는 도입한 가스와 접촉하여 가스중의 Cu(I) hfac TMVS만을 선택적으로, 또한 그 대부분을 반응 또는 분해시켜, 반응 생성물의 Cu(0)를 퇴적 또는 부착시키는 트랩 부재와, 이 트랩 부재를 소정의 반응 온도로 가열하기 위한 히터를 구비하고 있다.
고온 트랩 장치(28)에 있어서, 이 반응 온도 또는 트랩 온도는 180℃ 내지 300℃의 범위내에 있는 것이 바람직하다. 180℃ 미만이면, 유입된 가스가 트랩 부재를 통과할 때에 상기 화학식 1의 반응을 완전히 행하게 하기가 어렵게 되고, Cu(I) hfac TMVS가 약간이지만 후단의 진공 펌프(26)측으로 빠질 우려가 있다. 또한, 300℃를 초과하면, 반응 속도로서는 작지만 Cu(II) (hfac)2의 분해가 진행되어 버리고, 후단의 저온 트랩 장치(30)로 수집 또는 회수할 수 있는 Cu(II) (hfac)2의 양이 감소할 우려가 있다.
이 고온 트랩 장치(28)에서는, 트랩 부재를 구리로 구성하거나 그렇지 않으면 구리 도금을 한 구성으로 하는 것이 바람직하다. 그 이유는 트랩 부재의 트랩면에 구리 이외의 재질 예컨대 절연물이 표출되고 있으면, 상기 화학식 2의 반응에 잠복(lncubatlon) 시간이 생겨 트랩을 사용하기 시작해서 잠시 동안은 이 반응이 진행되지 않고, 미반응 Cu(I) hfac TMVS가 트랩 부재를 그냥 지나쳐서 후단의 진공 펌프(26)로 유입될 우려가 있기 때문이다. 또한, 충분히 시간이 경과하여 이 반응이 진행되어 트랩면에 금속 구리 Cu(0)가 석출되었다고 해도 밀착성 좋게 퇴적 또는 부착할 수 없으며, 일단 퇴적된 금속 구리가 트랩면으로부터 박리되어 후단의 진공 펌프(26)로 들어가 펌프(26)에 손상을 줄 우려가 있다. 이러한 금속 구리의 박리는 특히 온도 상승, 온도 하강 등의 열순환시에 일어나기 쉽고, 트랩면을 구성하는 재료와, 석출된 금속 구리 사이에서 열팽창의 차가 큰 경우에 현저하다.
고온 트랩 장치(28)에 있어서, 트랩 부재의 트랩면을 처음부터 구리로 구성해 둠으로써 상기 화학식 1의 반응의 잠복 시간을 없애고, 나아가서는 트랩면의 재질과 석출된 금속 구리와의 열팽창 계수가 일치하고 있기 때문에 석출 구리의 박리를 억제하여 상기와 같은 진공 펌프(26)에의 손상 등의 문제를 없앨 수 있다.
고온 트랩 장치(28)에서 Cu(I) hfac TMVS의 전부 또는 대부분이 제거된 배기 가스는 배기관(36)을 지나 진공 펌프(26)로 흡입된다. 이 흡입되는 배기 가스의 주된 성분은 Cu(II) (hfac)2이며, 그 중의 대부분은 처리실(10)내에서, 나머지는 고온 트랩 장치(28)내에서 각각 발생한 것이다.
상기한 바와 같이 진공 펌프(26)는 드라이 펌프로 이루어지고, 펌프내의 각부 사이에서 온도 분포 및 압력 분포에 어느 정도의 변동이 있다. 드라이 펌프는 흡입한 기체를 배출구 측으로 밀어붙이도록 하여 배기하기 때문에, 그 기체 압축에 의해 펌프 출구측 쪽이 입구측보다 고온도, 고압력이 되는 경향이 있다. 그러나, 통상의 드라이 펌프 및 기계적 부스터 펌프는 입구측에서 출구측까지 Cu(II) (hfac)2를 기체 상태로 유지할 수 있는 온도·압력 분포를 가지고 있다.
도 2에 Cu(II) (hfac)2의 증기압 곡선을 도시한다. 본 실시예에서는, 진공 펌프(26)내의 온도·압력 분포를 예컨대 60℃(0.1 Torr) 내지 150℃(5 Torr)의 범위내에서 마치고 있다. 따라서, 진공 펌프(26)내에서 Cu(Il) (hfac)2가 응축하는 경우는 없다. 또한, Cu(II) (hfac)2의 분해 온도가 350℃ 이상인 데 대하여 드라이 펌프나 기계적 부스터 펌프의 내부 온도는 통상 300℃ 이상이 되는 경우는 없기 때문에 진공 펌프(26)내에서 Cu(H) (hfac)2를 분해할 우려는 없다.
또한, Hhfac나 TMVS는 증기압이 더욱 높은 데다가, 분해나 그 외에 가능한 반응 온도도 상당히 높기 때문에, 이들 배기 물질도 펌프 입구측에서 출구측까지(정확하게는 진공 배기부(14)를 통하여) 기체 상태를 유지할 수 있다.
이상과 같이 하여 진공 펌프(26)로 도입된 배기 가스의 대부분이 그 대로의 상태(기체 상태)로 펌프내의 가스 유로를 빠져나가 펌프 배기구로부터 배출된다.
진공 펌프(26)로부터 배출된 배기 가스는 배기관(38)을 지나 저온 트랩 장치(30)로 도입된다. 도 2에 도시된 바와 같이, Cu(II) (hfac)2는 온도가 60℃에서는, 약 1 Torr 이상에서(10 Torr 이상에서는 확실하게) 고체 상태가 된다. 진공 펌프(26)의 배기측 압력은 적어도 10 Torr 이상(통상은 100 Torr 이상)이기 때문에, 저온 트랩 장치(30)에서는 트랩 부재의 온도를 60℃ 이하로 함으로써 Cu(II) (hfac)2를 응축시켜 트랩하는 것이 가능하다.
저온 트랩 장치(30)에 있어서의 응축 온도 또는 트랩 온도는 15℃ 내지 60℃의 범위내에 있는 것이 바람직하다. 도 2의 증기압 곡선으로부터 밝혀진 바와 같이, Cu(II) (hfac)2는 저온, 고압이 될수록 고체가 되기 쉽고, 전단의 펌프 출구측 압력범위로 효율적인 Cu(II) (hfac)2의 수집을 행하기 위해서는 트랩 온도가 60℃ 이하인 것이 요구된다. 그러나, 15℃를 초과하여 냉각된 경우는, 예컨대 트랩 교환 등의 유지 보수로 냉각을 멈추면, 실온까지 온도를 상승시켰을 때에 기화가 진행되어 트랩 내부가 가압 상태가 되고, 현저한 경우에는 내용물이 분출할 우려가 있다. 따라서, 냉각의 하한 온도를 실온 정도(15℃)로 하는 것이 바람직하다.
저온 트랩 장치(30)에 있어서, 트랩 부재의 재질(예컨대 스테인레스)이 트랩면에 표출되어 있으면, 거기에 Cu(II) (hfac)2를 응착시켜 보존할 경우, 또는 회수를 위해 용매 또는 약액을 공급했을 경우에, 트랩 표면이 반응, 열화하여 오염(contamination)을 일으킬 우려가 있다. 이 문제는 트랩 부재의 트랩면을 불소수지로 피복함으로써 해결할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 실시예의 감압 CVD 장치에서는, 처리실(10)내에서 원료 가스의 Cu(I) hfac TMVS가 반도체 웨이퍼(W)상에서 상기 화학식 1과 같이 반응하며, 반응 생성물인 Cu(0)가 웨이퍼 표면에 퇴적되어 구리막이 형성된다. 반응 부생성물인 Cu(II) (hfac)2나 미반응 Cu(I) hfac TMVS는 진공 배기부(14)로 배기된다.
진공 배기부(14)에 있어서, 처리실(10)로부터의 배기 가스는 우선 고온 트랩 장치(28)로 도입된다. 고온 트랩 장치(28)에서는, 소정의 온도로 Cu(I) hfac TMVS만이, 또한 그 대부분이 반응하며, 석출된 금속 구리 Cu(0)는 트랩된다. 고온 트랩 장치(28)내의 트랩 부재가 구리로 구성되고, 또는 미리 구리 도금을 행함으로써 Cu(I) hfac TMVS의 열분해 및 금속 구리의 퇴적은 트랩의 사용 개시시부터 신속하게 행해지고, 또한, 석출된 금속 구리의 밀착성도 양호하며, 박리 등의 문제는 발생하지 않는다.
고온 트랩 장치(28)로부터의 배기 가스는 드라이 펌프로 이루어지는 진공 펌프(26)로 흡입된다. 이 흡입되는 배기 가스는 Cu(II) (hfac)2나 Hhfac, TMVS 등의 혼합 가스로서, Cu(I) hfac TMVS를 실질적으로 포함하고 있지 않다. 따라서, 진공 펌프(26)내에 Cu(I) hfac TMVS가 유입되는 일이 없기 때문에, Cu(I) hfac TMVS의 열분해 또는 응축에 의한 펌프의 손상을 아주 완전히 피할 수 있다.
진공 펌프(26)로 도입된 Cu(II) (hfac)2나 Hhfac, TMVS 등의 가스는 펌프 내부에서 열분해하는 일이 없으면 응축하는 일도 없고 기체 상태로 배기된다.
진공 펌프(26)로부터의 배기 가스는 저온 트랩 장치(30)로 도입된다. 저온 트랩 장치(30)에서는, 소정의 온도 및 압력하에서, Cu(II) (hfac)2가 응축하여 트랩 부재에 트랩된다. 트랩 부재의 트랩면에 불소수지를 코팅함으로써, 트랩측으로부터 오염을 방지하여 순도 높은 상태로 Cu(II) (hfac)2를 회수할 수 있다. 회수한 Cu(II) (hfac)2로부터 Cu(I) hfac TMVS를 재생하는 것은 비교적 용이하여 원료 가스의 운전 비용을 절감할 수 있다.
또, 도 3에 도시된 바와 같이, 진공 배기부(14)의 배기로(14a)에 대하여 여러대 예컨대 각 2대의 고온 트랩 장치(28) 또는 저온 트랩 장치(30)를 밸브(42∼48)를 통해 병렬로 접속하고, 한쪽 트랩 장치를 선택적으로 사용하는 구성으로 하여도 좋다. 이러한 병렬 트랩 구성에 따르면, 성막 작업을 멈추지 않고 트랩 교환을 행할 수 있다.
다음에, 도 4 내지 도 13에 관하여, 상기 실시예의 감압 CVD 장치에 있어서의 고온 트랩 장치(28) 또는 저온 트랩 장치(30)로서 사용 가능한 본 발명의 트랩 장치의 실시예를 설명한다.
도 4에 고온 트랩 장치(28)로서 적합한 제1 실시예에 따른 트랩 장치의 구성을 도시한다.
이 트랩 장치에 있어서, 하우징(50)은 예컨대 실리콘 고무 등의 단열재로 이루어지고, 통체 예컨대 사각 통체로 형성되어 있다. 하우징(50)의 한쪽 단부(도면의 우단부)는 직경 방향 내측 또는 중심측으로 절곡하여 측벽부(50a)를 형성하고, 이 측벽부(50a)에 가스 흡입구용 개구가 설치되어 있다. 하우징(50)의 다른쪽 단부(50b)는 측벽부를 지니지 않고, 후술하는 바와 같이 가스 배출구뿐만 아니라 트랩 본체 장입(裝入)/취출구를 부여하도록 큰 직경으로 개구되어 있다.
하우징(50)내에는, 그것보다 훨씬 작은 동일 사각 통체로 형성된 열전도체 예컨대 스테인리스강으로 이루어지는 히터 본체(52)가 수용되어 있다. 히터 본체(52)의 한쪽 단부(우단부: 52a)는 하우징(50) 측벽부(50a)의 개구로부터 축방향 외측으로 원통형으로 돌출되어 가스 도입구 및 배관 커넥터부를 구성하고 있다. 히터 본체(52)의 타단부(52b)는 하우징(50)의 타단부(50b)와 동일하게 측벽부를 지니지 않고 큰 직경으로 개구되어 있다.
히터 본체(52)의 몸통부에는 예컨대 텅스텐 선으로 이루어지는 전열 코일(54)이 매립되어 있다. 이 전열 코일(54)은 전기 코드(55)를 통해 히터 전원 회로(도시하지 않음)에 접속되어 있다.
히터 본체(52)의 내측에는 그것보다 훨씬 작은 동일 사각 통체로 형성된 구리판으로 이루어지는 트랩 본체(56)가 하우징(50) 및 히터 본체(52)의 다른쪽 단부의 개구를 통해 착탈 가능하게 수용 또는 장착된다. 트랩 본체(56)의 한쪽 단부(56a)는 원통형으로 돌출되어 가스 도입부를 형성하고, 히터 본체(52)의 돌출부(52a)내에 O 링으로 이루어지는 시일 부재(58)를 통해 삽입된다. 트랩 본체(56)의 다른쪽 단부(56b)는 가스 배출부를 형성하고, 외측으로부터 트랩 내부(후술하는 구리의 퇴적 상황)가 잘 보이도록 큰 직경으로 개구되어 있다.
트랩 본체(56)의 내측에는 서로 대향하는 한 쌍의 내벽면으로부터 각각 축방향으로 적당한 간격을 두고 교대로 다른쪽 내벽면을 향해 그 앞까지 연장되어 있는 핀형의 구리판으로 이루어지는 트랩 판(60)이 착탈 가능하게 부착되어 있다.
각 트랩 판(60)의 양측 가장자리는 트랩 본체(56)의 내벽에 간극 없이 밀착 또는 접속하고 있다. 따라서, 가스 도입부(56a)로부터 트랩 본체(56)내로 도입된 가스는 입구측에서 출구측으로 향하여 순차적으로 각 트랩 판(60)에 접촉하면서 각 트랩 판(60)과 대향하는 트랩 본체(56)의 내벽면 사이 및 서로 인접하는 트랩 판(60, 60) 사이에 형성되어 있는 미로 구조의 가스 유로(62)를 지나 가스 배출부(56b)측으로 빠진다. 그 때, 후술하는 바와 같이, 각 트랩 판(60)의 표면 및 트랩 본체(56)의 내벽면(트랩면)에 접촉한 가스중의 소정의 물질(본 실시예에서는 Cu(I) hfac TMVS)이 반응 또는 분해하여 반응 생성물(금속 구리)이 트랩면상에 퇴적하도록 되어 있다.
트랩 본체(56)에는 온도 센서 예컨대 열전쌍(64)이 착탈 가능하게 부착된다. 이 열전쌍(64)의 출력 단자는 센스 선 또는 전기 케이블(66)을 통해 상기 히터 전원 회로의 제어부에 접속되어 있다. 히터 전원 회로로부터 공급되는 전력에 의해 히터 본체(52)에 내장된 전열 코일(54)이 발열하고, 그 열이 히터 본체(52)로부터 트랩 본체(56)로 전달되어 트랩 본체(56) 내지 각 트랩 판(60)이 가열된다. 그 히터 제어부는 열전쌍(64)으로 검출되는 트랩 본체(56) 내지 각 트랩 판(60)의 온도가 소정의 반응 온도 또는 트랩 온도와 일치하도록, 저항 발열체(54)에 대한 공급 전력을 제어하도록 되어 있다.
트랩 본체(56)의 다른쪽 단부(56b)에는 예컨대 스테인리스강으로 이루어져 원통형의 돌출부를 갖는 플랜지(68)가 예컨대 O 링으로 이루어지는 시일 부재(70)를 통해 볼트(도시하지 않음) 등에 의해 착탈 가능하게 부착된다. 플랜지(68)의 원통부는 가스 배출구를 구성한다. 또한, 플랜지(68)의 외측에는 단열재 예컨대 실리콘 고무로 이루어지는 측벽판(72)이 착탈 가능하게 부착된다.
이 트랩 장치를 상기 실시예의 감압 CVD 장치에 있어서의 고온 트랩 장치(28)로서 이용하는 경우, 트랩 본체(56) 내지 각 트랩 판(60)은 상기한 바와 같이 180℃ 내지 300℃의 범위내 예컨대 200℃의 온도로 가열된다. 이것에 의해, 처리실(10)에서 보내진 배기 가스가 트랩 본체(56)내의 가스 유로(62)를 통과할 경우에, 배기 가스에 포함되어 있는 Cu(I) hfac TMVS가 트랩 판(60)의 표면 및 트랩 본체(56)의 내벽면에 접촉하여 상기 화학식 2와 같이 반응하며, 반응 생성물의 금속 구리 Cu(0)가 그 트랩면상에 퇴적 또는 응착한다. 트랩 본체(56)내의 가스 유로(62)는 미로 구조이기 때문에, Cu(I) hfac TMVS와 트랩면과의 접촉 면적 또는 접촉 시간은 충분히 커서 가스 배출구에 도달할 때까지 Cu(I) hfac TMVS는 거의 남김 없이 반응한다.
또한, 트랩면이 구리로 구성되어 있기 때문에, 이 트랩 장치의 사용 개시시부터 Cu(I) hfac TMVS의 반응 및 금속 구리의 퇴적이 잠복 시간 없이 신속하게 행해지는 동시에 석출된 금속 구리는 트랩면에 양호하게 밀착하여 박리되기 어렵게 되어 있다.
또한, 트랩 본체(56) 및 트랩 판(60)이 전부 구리로 구성되어 있기 때문에, 열전도성이 우수하고, 전열 코일(54) 내지 히터 본체(52)로부터의 열이 상기 반응에 효율적으로 사용되도록 되어 있다.
그리고, 측벽판(72) 및 플랜지(68)를 해체함으로써 하우징(50) 및 히터 본체(52)의 한쪽 개구부를 통해 트랩 본체(56) 및 트랩 판(60)을 간단히 추출할 수 있을 뿐만 아니라 금속 구리의 퇴적 또는 부착 상황을 육안으로 감시 내지 확인할 수 있기 때문에, 트랩 본체(56) 또는 트랩 판(60)의 교환 시기를 정확하게 판단할 수 있고, 유지 보수성이 우수하다.
가스 도입구 및 배출구를 시일하는 O 링(58, 70)은 해체나 조립이 편리하다. 특히, 가스 도입구의 O 링(58)에 의해 가스 도입구로 도입된 가스, 특히 트랩 대상인 Cu(I) hfac TMVS가 트랩 본체(56)와 히터 부재(52)와의 간극(73)에 들어가지 않는, 따라서 트랩 본체(56)의 외주면에 트랩 대상인 Cu(I) hfac TMVS가 접촉 내지 퇴적되지 않게 되어 있다. 한편, 가스 배출부측에서는, 가스중에 이제 Cu(I) hfac TMVS가 포함되어 있지 않기 때문에, 간극(73)을 가스 유로(62)와 연결시키는 구성으로 하여 트랩 본체(56)의 삽탈(揷脫)을 용이하게 행할 수 있도록 하고 있다.
트랩 본체(56) 또는 트랩 판(60)을 구리 이외의 재질 예컨대 스테인리스강으로 구성하고, 그 트랩면에 구리 도금을 행하는 구성도 가능하다. 그 경우, 한번 사용하여 다된 트랩 본체(56) 또는 트랩 판(60)에 있어서, 트랩면에 부착된 퇴적 구리와 함께 도금 구리도 제거하고, 표출된 스테인리스강에 재차 도금 구리를 행함으로써 트랩 부재의 재사용이 가능하다. 또, 상기와 같은 구리로 제조된 트랩 부재의 경우는 부착 가능한 최대한까지 구리를 퇴적시켜, 사용후에는 구리 폐 재료로서 재가공에 이바지할 수 있다.
도 5에 제2 실시예에 따른 트랩 장치의 구성을 도시한다. 이 트랩 장치는 상기 제1 실시예의 트랩 장치에 있어서 트랩 본체(56)내의 구성을 변형한 것이다. 다른 각부는 상기 제1 실시예의 것과 동일한 구성 및 기능을 갖고 있다.
이 제2 실시예에서는, 트랩 본체(56)의 사방의 내벽면에 각각 네 변의 단부를 밀착 또는 접속하도록 하여 복수개의 트랩 판(74)이 축 방향으로 소정의 간격을 두고 배치된다. 트랩 판 간격은 입구측에서 가장 크고, 출구측으로 향하여 점차로 작아지도록 구성되어 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 각 트랩 판(74)에는 전면에 걸쳐 다수의 통기공(74a)이 설치되어 있고, 통기공(74a)의 구멍 직경은 입구측에서 가장 크고, 출구측으로 갈수록 점차로 작아지도록 형성되어 있다. 또, 통기공(74a)의 위치 및 갯수가 각 트랩 판(74)마다 달라도 좋다.
트랩 본체(56)내에서 가스 도입부에 가장 가까운 트랩 판(74')은 도시된 바같이 단면 형상이 거의 마름모형으로 형성되어 있다. 이 트랩 판(74')에 있어서는 내측의 한 쌍의 사면부(74b')에만 통기공(74a)이 형성되고, 외측의 한 쌍의 사면부(74c')에는 통기공(74a)이 형성되어 있지 않다.
가스 도입구로부터 도입된 가스는 최초에 이 트랩 판(74')으로 구획된 버퍼실로 들어가고, 사면부(74b')의 통기공(74a)을 지나 경사 바깥 방향으로 빠지고 나서 후단의 평행 트랩 판(74)을 순차적으로 빠져나가고, 마지막으로 가스 배출구측으로 나오도록 되어 있다. 그 때, 각 트랩 판(74)의 표면 및 트랩 본체(56)의 내벽면에 접촉한 가스중의 소정의 물질(본 실시예에서는 Cu(I) hfac TMVS)이 반응 또는 분해하여 반응 생성물(금속 구리)이 트랩면상에 퇴적하도록 되어 있다.
이 실시예에서는 트랩 판(74')에 의한 버퍼 효과와 경사 확산 효과에 의해, 가스의 가스 도입구측에의 반동이나 난류를 억제하고, 트랩 본체(56) 외측의 히터 본체(54)나 배관(도시하지 않음) 등에 금속 구리가 퇴적 부착하지 않도록 하고 있다.
또한, 가스 도입구에 가까울수록 트랩 판(74)의 통기공(74a)의 구멍 직경을 크게 하는 동시에 트랩 판 간격을 크게 하고, 가스 배출구에 가까워질수록 통기공(74a)의 구멍 직경과 트랩 판 간격을 각각 작게 하고 있다. 이것에 의해, 미반응 가스가 가장 많은 입구측에서는 가스가 순조롭게 속안으로 보내어지고, 출구측으로 갈수록(미반응 가스가 적어질수록) 가스가 트랩면에 접촉하는 정도가 증대한다. 따라서, 각각의 트랩 판(74)에 있어서의 구리의 부착에 치우침이 없고, 출구 부근의 구리 퇴적량이 적은 단계에서 입구측 트랩 판(74)의 통기공(74a)이 퇴적물(금속 구리)로 폐색되는 경우도 없다.
그외, 상기 제1 실시예에 있어서의 여러 가지 작용 효과 또는 이점이 이 제2 실시예에서도 동일하게 얻어진다.
도 7 내지 도 9에 저온 트랩 장치(30)로서 적합한 제3 실시예에 따른 트랩 장치의 구성을 도시한다. 도 7은 종단면도, 도 8은 평면도, 도 9는 횡단면도이다.
이 트랩 장치의 하우징(80)은 열전도성 재질 예컨대 스테인리스강으로 이루어지고, 바닥이 있는 사각 통 형상으로 형성되어 있다. 하우징(80)의 상벽 또는 덮개부(81)의 중앙부에 가스 도입구(82)가 설치되고, 바닥의 측벽에 가스 배출구(84)와 약액 배출구(86)가 설치되어 있다.
하우징(80)의 사방 측벽(80a, 80b, 80c, 80d)중, 서로 대향하는 한 쌍의 측벽(80a, 80c) 내부에는 온도 조절수 통로(88, 90)가 각각 형성되어 있다(도 9). 하우징(80)의 덮개부(81)에는 한쪽 측벽(80a)내의 온도 조절수 통로(88)에 접속하는 온도 조절수 도입구(92)와 다른쪽 측벽(80c)내의 온도 조절수 통로(90)에 접속하는 온도 조절수 배출구(94)가 설치되어 있다(도 8). 양측의 온도 조절수 통로(88, 90)는 하우징(80)의 상면에 가설된 바이패스관(96)을 통해 연결되어 있다(도 8).
온도 조절수 공급부(도시하지 않음)로부터 소정의 온도로 수온이 조정된 물(WQ)이 배관(도시하지 않음)을 통해 온도 조절수 도입구(92)로 도입된다. 도입된 온도 조절수(WQ)는 측벽(80a)내의 온도 조절수 통로(88)→바이패스관(96)→측벽(80c)내의 온도 조절수 통로(90)의 유로를 흐른 후, 온도 조절수 배출구(94)로부터 배출되고, 거기에서 배관(도시하지 않음)을 통해 온도 조절수 공급부로 되돌아간다. 이러한 온도 조절수(WQ)의 순환 공급에 의해 하우징(80) 및 그 내부의 후술하는 트랩 부재가 온도 조절수(WQ)의 수온에 가까운 온도로 냉각 또는 가온되도록 되어 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 하우징(80)중에는 가스 도입구(82)와 가스 배출구(84) 사이에 지그재그형의 가스 유로(98)가 설치되어 있다. 이 유로(98)는 수직 방향으로 지그재그형으로 배치된 2열의 트랩 판 [100(1), 100(2), ……, 100(m)], [102(1), 102(2), ……, 102(n)]에 의해 형성되어 있다.
한쪽(도면에서는 좌측) 열에 있어서는, 트랩 판 100(1), 100(2), ……, 100(m)이 수직 방향으로 각각 경사진 트랩면을 교대로 반대측을 향하도록 하여 지그재그형으로 배치되어 있다.
보다 상세하게는, 최상부의 트랩 판 100(1)은 하우징(80)의 측벽(80b) 내벽면으로부터 경사 하향으로 하우징 중심부를 다소 넘는 위치까지 연장한다. 2번째 트랩 판 100(2)은 최상부의 트랩 판 100(1)의 하단과 조금 간극(104)을 두고 반대측의 측벽(80d)에 바싹 댄 위치로부터 경사 하향으로 측벽(80b) 내벽면의 조금 앞까지 연장되어 있다. 트랩 판 100(2)과 측벽(80b) 사이에는 간극(106)이 형성된다. 3번째 트랩 판 100(3)은 2번째 트랩 판 100(2)의 하단과 조금 간극(108)을 두고 하우징(80)의 측벽(80b) 내벽면으로부터 최상부의 트랩 판 100(1)과 동일하게 경사 하향으로 하우징 중심부를 다소 넘는 위치까지 연장되어 있다. 이하, 하단의 트랩 판 100(4), 100(5), ……에 있어서도 동일 배치 패턴이 반복된다.
다른쪽(우측) 열에 있어서는, 좌측 열과 높이 위치를 어긋나게 하여 상기와 같은 패턴으로, 트랩 판 [102(1), 102(2), ……, 102(n)]이 수직 방향으로 각각 경사진 트랩면을 교대로 반대측으로 향하도록 하여 지그재그형으로 배치되어 있다. 이것에 의해, 양측 트랩 판 열 사이에 지그재그형의 가스 유로(98)가 형성되어 있다. 또, 각 트랩 판(100, 102)은 하우징(80)의 측벽(80a, 80c)과는 밀착 또는 접속하고 있다(도 9).
하우징(80)의 바닥에는 양측 트랩 판 열을 따라 내려 온 가스를 전부 배출구까지 안내하기 위한 트랩 판(110)이 설치되어 있다. 이 바닥 트랩 판(110)은 하우징(80)의 모든 측벽(80a, 80b, 80c, 80d)에 밀착 또는 접속하고 있다.
각 트랩 판(100, l02, 110)은 열전도율이 높은 재질 예컨대 알루미늄으로 이루어지고, 그 표면이 불소수지 가공되어 있다.
이 트랩 장치에서는, 트랩 판(100, 102, 110)에 응착한 석출물(본 실시예에서는 Cu(II) (hfac)2)을 다음과 같은 기구에 의해 하우징(80)내에서 회수할 수 있도록 되어 있다.
하우징(80)의 상부 덮개부(81)에는 응착물(Cu(lI) (hfac)2)을 용해시키는 약액(예컨대 아세톤: MQ)를 도입하기 위한 약액 도입구(112)가 부착되어 있고, 또한, 그 상측에 약액 투입구(111)가 설치되어 있다. 그리고, 상부 덮개부(81)의 내부에는 약액 도입구(112)와 하우징(80)의 양 측벽(80b, 80d) 내벽면의 상단에 각각 형성된 슬릿형 약액 토출구(114, 116)를 잇는 약액 통로(118, 120, 122)가 설치되어 있다. 약액 통로(118)는 약액 도입구(112)로부터 경사 하향으로 부채형으로 넓어져 약액 토출구(116)에 도달한다. 약액 통로(122)는 가스 도입구(82)를 사이에 두고 약액 도입구(112)와 반대측 위치로부터 경사 하향으로 부채형으로 넓어져 약액 토출구(114)에 도달한다. 약액 통로(120)는 가스 도입구(82)를 우회하도록 하여 약액 도입구(112)와 약액 통로(122)를 연결한다.
약액(MQ)은 약액 투입구(111)로부터 주입된다. 약액 투입구(111)는 통상 덮개로 밀폐되어 있다.
약액 도입구(112)에 약액(MQ)이 투입되면, 도입된 약액의 일부는 약액 통로(118)측으로 분배되고, 나머지는 약액 통로(120)를 지나 약액 통로(122)측으로 분배된다.
우측의 약액 통로(118)에 분배된 약액(MQ)은 우측의 약액 토출구(116)로부터 측벽(80d)의 벽을 따라 떨어져 우측 최상단 트랩 판(102(1))의 상단부에 공급된다.
도 7에서 점선의 화살표로 도시된 바와 같이, 트랩 판(102(1))의 상단부에 공급된 약액(MQ)은 트랩 판(102(1))의 상면을 따라 흘러내려, 트랩 판(102(1))의 하단에 도달하면, 거기에서 간극(104)을 통해 2번째 트랩 판(102(2))의 상단부로 낙하하고, 역시 트랩 판(102(2))의 상면을 따라 흘러내려, 트랩 판(102(2))의 하단에 도달하면, 거기에서 간극(106, 108)을 통해 3번째 트랩 판(102(3))의 상단부에 낙하하며, 이하 상기한 바와 같은 흐름 방법으로 하단의 트랩 판(102(4)), 트랩 판(102(5), …)을 순차적으로 통과한다. 그리고, 약액(MQ)은 마지막으로 바닥 트랩 판(110)으로 낙하하고, 이 트랩 판(110)으로부터 약액 배출구(86)를 지나 약액 탱크(124)로 회수된다.
이와 같이, 최상부 트랩 판(102(1))에 공급된 약액(MQ)이 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 순차적으로 각 트랩 판(102(1), 102(2), ……, 102(n), 110)을 따라 흘러내려, 약액 배출구(86)를 지나 약액 탱크(124)로 회수되도록 되어 있다.
좌측의 약액 통로(122)에 분배된 약액(MQ)은 좌측의 약액 토출구(114)로부터 측벽(80b)의 벽을 따라 떨어져 좌측 최상단 트랩 판(100(1))의 상단부에 공급된다. 도 7에서 점선의 화살표로 도시된 바와 같이, 좌측 트랩 판 열에 있어서도, 약액(MQ)은 상기한 바와 같은 흐르는 방법으로 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 순차적으로 각 트랩 판(100(1), 100(2), ……, 100(m), 110)을 따라 흘러내려, 약액 배출구(86)를 지나 약액 탱크(124)로 회수되도록 되어 있다.
또, 도 9에 도시된 바와 같이, 각 트랩 판(100, 102)에는 적당한 부위에 초음파 진동자(126)가 부착되어 있다. 상기한 바와 같이 약액(MQ)을 공급할 때에, 각 초음파 진동자(126)가 작동하여 각 트랩 판(100, 102)을 진동시키도록 되어 있다. 또, 바닥 트랩 판(110)에도 동일한 초음파 진동자를 부착할 수 있다.
이 트랩 장치에서는, 약액 탱크(124)에 펌프(도시하지 않음)를 설치하여 이 펌프의 출구를 배관(128)을 통해 약액 도입구(112)에 접속하고 있다. 약액 탱크(124)에 저장 또는 회수된 약액(MQ)을 펌프로 배관(128)을 통해 약액 도입구(112)로 보내어 약액(MQ)을 순환시키도록 하고 있다.
다음에, 이 트랩 장치를 도 1의 감압 CVD 장치에 있어서의 저온 트랩 장치(30)로서 이용하는 경우의 작용을 설명한다.
트랩으로서 운전하는 동안에는 온도 조절수 공급부로부터 소정의 냉각 온도 예컨대 25℃에서 온도 조절수(CW)가 온도 조절수 도입구(92)에 공급된다. 이 온도 조절된 냉각수(CW)가 하우징(80)의 양 측벽(80a, 80c)내의 온도 조절수 통로(88, 90)를 흐름으로써, 하우징(80)의 양 측벽(80a, 80c)에 밀착 또는 접속하고 있는 각 트랩 판(100, 102)은 약 25℃의 온도로 식거나 이 온도로 유지된다.
가스 도입구(82)에는 진공 펌프(26)로부터의 배기 가스가 도입된다. 상기한 바와 같이, 이 배기 가스는 트랩 대상인 반응 부생물인 Cu(II) (hfac)2를 포함하고 있다. 도입된 가스의 대부분은 양측의 트랩 판 [100(1), 100(2), ……, 100(m)], [102(1), 102(2), ……, 102(n)]의 내측에 형성되어 있는 지그재그형 가스 유로(98)를 지나 하우징 바닥의 배기구(84)측으로 빠진다. 여기서, 각 트랩 판에 있어서, 트랩 본체의 중앙부를 향하여 가스 유로(98)에 인접해 있는 면을 표면(주 트랩면), 그 안쪽 면을 이면(부 트랩면)으로 한다.
상기와 같이 하여 가스 유로(98)를 흐를 때에, 가스는 컨덕턴스가 낮은 가스 유로(98)내에서 압축되면서 각 트랩 판(100, 102, 110)의 표면에 접촉한다. 이것에 의해, 가스중의 Cu(II)(hfac)2가 상기 냉각 온도(약 25℃)로 식어서 응축하고, 석출된 고체의 Cu(II) (hfac)2는 트랩면상에 응착 또는 부착된다.
여기서, 트랩 판(100, 102, 110)중에서는 가스 도입구(82)에 가까울수록 Cu(II) (hfac)2의 응착량이 많아지는 경향이 있고, 근접한 높이 위치에서는 홀수번째 트랩 판(예컨대 102(3))쪽이 짝수번째 트랩 판(예컨대 100(2))보다 응착량이 많아지는 경향이 있다. 즉, 홀수번째 트랩 판(102(3))의 표면은 상향으로 되어 있기 때문에, 상측의 입구로부터 흘러나오는 가스와 충돌 또는 접촉하는 정도가 크고, 그만큼 Cu(II) (hfac)2가 응착하기 쉽다. 이것에 대하여, 홀수번째 트랩 판(100(2))의 표면은 하향으로 되어 있기 때문에, 상측으로부터 흘러나오는 가스와 충돌 또는 접촉하는 정도가 작고, Cu(II) (hfac)2가 응착하기 어렵다.
또, 일부의 가스는 간극(104, 106, 108)을 지나 양측 트랩 판(100, 102)의 안쪽을 돌면서 배기구(84)측으로 빠진다. 그 때, 비교적 적은 양이기는 하지만, 가스중의 Cu(II) (hfac)2가 각 트랩 판(100, 102)의 이면에 접촉하여 응착한다.
이 트랩 장치에서는, 각 트랩 판(100, 102, 110)의 트랩면이 불소수지로 피복되어 있기 때문에, 석출한 Cu(II) (hfac)2는 트랩면상에서 안전하고 또한 안정되게 유지된다.
상기와 같은 트랩 운전에 의해 Cu(Il) (hfac)2의 응착량이 상당 레벨에 도달했을 때를 가늠하여 Cu(II) (hfac)2의 회수 작업을 행하여도 좋다.
회수 작업시에는 온도 조절수 공급부로부터 소정의 가열 온도 예컨대 50℃에서 온도 조절수(CW)를 온도 조절수 도입구(92)로 공급한다. 이 온도 조절된 가열수(WQ)가 하우징(80)의 양 측벽(80a, 80c)내의 온도 조절수 통로(88, 90)를 흐름으로써 하우징(80)의 양 측벽(80a, 80c)에 밀착 또는 접속하고 있는 각 트랩 판(100, 102)은 약 50℃의 온도로 따뜻해진다.
그리고, 약액 탱크(124)의 펌프를 가동시켜, 상기한 바와 같은 약액 공급 기구를 작동시킨다. 이것에 의해, 약액(MQ)이 소정 회수 순환하여 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 순차적으로 각 단의 트랩 판 [100(1), 100(2), ……, 100(m)], [102(1), 102(2), ……, 102(n)], 110을 따라 흘러내려, 각 트랩 판(100, 102, 110)의 트랩면에 부착하고 있는 Cu(II) (hfac)2를 용해하면서 씻어 낸다.
본 실시예에서는, 상기한 바와 같이 각 트랩 판(100, 102)을 소정 온도(약 50℃)로 가온시키는 동시에 초음파 진동자(126)에 의해 각 트랩 판(100, 102, 110)을 진동시킴으로써, Cu(II) (hfac)2의 용해를 효율적으로 행할 수 있다.
또한, 약액(MQ)을 순환시킴으로써, 비교적 소량의 약액(MQ)으로 Cu(II) (hfac)2의 용해 또는 회수를 행할 수 있다.
또한, 각 트랩 판(100, 102, 110)의 트랩면을 불소수지 가공하고 있기 때문에, 회수 처리중에 트랩면이 반응·열화할 우려가 없고, 오염의 문제가 발생하지 않는다.
또, 상기 약액 공급에 있어서, 약액(MQ)은 보다 상세하게는, 홀수번째 각 트랩 판에 대해서는 내측 또는 겉의 주 트랩면을 흘러내리고, 짝수번째 각 트랩 판에 대해서는 이면의 부 트랩면을 흘러내린다. 즉, 홀수번째 각 트랩 판의 이면의 부 트랩면과 짝수번째 각 트랩 판의 내측의 주 트랩면과는 약액(MQ)은 널리 퍼지지 않는다. 그러나, 홀수번째 각 트랩 판의 안쪽 부 트랩면에서의 응착량은 매우 적다. 또한, 짝수번째 각 트랩 판의 내측 주 트랩면에 있어서도, 상기한 바와 같이 가스와의 접촉 정도가 비교적 작기 때문에, 응착량은 비교적 적다.
가장 많이 응착하는 부분은 홀수번째 트랩 판(100(1), 100(3), ……, 102(1), 102(3), ……의 표면이다. 이들 트랩면에는 약액(MQ)이 충분히 널리 퍼져 공급되기 때문에, 응착한 Cu(I) (hfac)2의 대부분을 회수할 수 있다.
탱크(124)의 펌프를 멈춰 약액 순환 공급을 종료시키면, 트랩 판(100, 102, 110)으로부터 씻어 내어진 Cu(II) (hfac)2가 약액(MQ)과 함께 탱크(124)내에 수집되어 저류된다. 이 탱크(124)에 수집한 용액을 처리함으로써, Cu(II) (hfac)2를 Cu(I) hfac TMVS로 리사이클할 수 있다.
도 10 내지 도 13에, 저온 트랩 장치(30)로서 적합한 제4 실시예에 따른 트랩 장치의 구성을 도시한다. 도 10 및 도 13은 장치의 종단면도, 도 11은 트랩 판과 지지 부재의 평면도, 도 12는 장치의 평면도이다.
이 트랩 장치의 하우징(130)은 열전도성 재질 예컨대 알루미늄으로 이루어지고, 바닥이 있는 사각 통 형상으로 형성되어 있다. 하우징(130)의 상부 덮개(132)에 가스 도입구(134) 및 배출구(136)가 설치되어 있다.
하우징(130)내의 공간은 중심부에 늘어뜨려 설치된 예컨대 알루미늄으로 이루어지는 칸막이 벽(138)에 의해 한 쌍(좌우)의 실(140, 142)로 분할되고, 이들 실(140, 142)은 칸막이 벽(140)의 하단과 하우징 바닥면 사이에 형성된 개구(144)를 통해 연결되어 있다.
우측 실(140)내에는 열전도성 재질 예컨대 알루미늄으로 이루어지는 복수개의 트랩 판(146)이 수직 방향으로 소정의 간격을 두고 배치된다. 트랩 판 간격은 입구측(최상부)에서 가장 크고, 하류의 바닥측으로 향하여 점차로 작아지도록 구성되어 있다.
좌측 실(142)내에는 열전도성 재질 예컨대 알루미늄으로 이루어지는 복수개의 트랩 판(148)이 수직 방향으로 소정의 간격을 두고 배치된다. 트랩 판 간격은 상류의 바닥측에서 가장 크고, 하류의 출구측으로 향하여 점차로 작아지도록 구성되어 있다. 무엇보다도, 좌측 바닥의 트랩 판 간격은 그것보다 상류측의 우측 최하위의 트랩 판 간격과 같은 정도이나 그것보다 작은 값으로 설정되어 있다.
각 트랩 판(146, 148)에는 도 11에 도시된 바와 같이, 다수의 통기공(150)이 형성되어 있다. 도 5의 트랩 장치에 있어서의 트랩 판(74)과 마찬가지로, 통기공(150)의 구멍 직경을 입구측에서 가장 크게 하고, 하류(출구측)로 갈수록 점차로 작아지도록 하여도 좋다. 또한, 각각의 트랩 판(146, 148)에 있어서의 통기공(150)의 개수 및 위치를 다르게 하여도 좋다.
각 트랩 판(146, 148)의 표면에는 불소수지 가공이 실시되어 있다. 또한, 이 트랩 장치에서는, 하우징(130)의 내벽면 및 칸막이 벽(138)의 표면도 트랩 수단을 구성하기 때문에, 이들 벽면에도 불소수지 가공이 실시된다.
하우징(130)내에서, 각 트랩 판(146(148))은 한 쌍의 수직 지지봉(152(154))에 착탈 가능하게 지지되어 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 각 트랩 판(146(148))이 서로 대향하는 한 쌍의 각 구석부에 수직 지지봉(152(154))을 헐겁게 끼우는 크기로 타원형 개구(156(158))가 형성되어 있다. 수직 지지봉(152(154))에는 각 트랩 판(146(148))의 하면에 대응하는 높이 위치에 돌기형 수평 지지부(160(162))가 설치되어 있다. 도 10의 조립된 상태에서는, 각 수평 지지부(160(162))가 타원 개구(156(158))의 단축 방향을 향해 각 트랩 판(146(148))을 담지(擔持)하고 있다.
각 수직 지지봉(152(154))은 상부 덮개(132)를 관통하여 하우징(130)의 상면으로 돌출하고 있고, 그 돌출부에는 조작 손잡이 또는 레버(160(162))가 부착되어 있다.
각 트랩 판(146(148))에 부착된 Cu(H) (hfac)2를 회수할 때에는 이 조작 손잡이 또는 레버(160(162))를 도 12의 화살표 방향에 직각으로 돌린다. 그러면, 하우징(130)내에서는 각 수직 지지봉(152(154))의 각 수평 지지부(160(162))가 타원 개구(156(158))의 장축 방향으로 향하게 되고, 각 트랩 판(146(148))이 빠져 탈락한다.
도 13에 도시된 바와 같이, 수직 지지봉(152(154))으로부터 빠져 탈락한 트랩 판(146(148))은 각각의 실(140, 142)의 바닥에 겹쳐 쌓인다.
이 트랩 장치에서는, 하우징(130)내의 칸막이 벽(138)을 따라 약액이 공급되 도록 상부 덮개(132)에 약액 공급로(164)가 설치되어 있다. 상부 덮개(132)에는 또한, 이 약액 공급로(164)로 연결되는 약액 도입구(166)가 설치되어 있다. 이 약액 도입구(166)로부터 약액(MQ)을 공급하면, 약액(MQ)은 칸막이 벽(138) 상단의 토출구(168)로부터 칸막이 벽(138)을 따라 하우징(130)의 바닥에 유도되도록 되어 있다.
하우징(130)의 한쪽 측벽의 하단부에는 용액 취출구(170)가 설치되어 있다. 통상은 이 용액 취출구(170)가 폐쇄되어 있기 때문에, 상기한 바와 같이 약액 공급로(164)를 통해 공급된 약액(MQ)은 하우징(130)의 바닥에 고이고, 적층 상태로 수집되어 있는 트랩 판(146(148))은 약액(MQ)에 침지된다.
하우징(130)의 바닥면에는 여러 지점에 오목부(172)가 형성되고, 각 오목부(172) 속에 초음파 진동자(174)가 부착되어 있다. 상기와 같이 하여 하우징(130)의 바닥에서 트랩 판(146(148))을 약액(MQ)에 침지하고 있는 동안, 이들 초음파 진동자(174)가 작동하여 적층 상태의 트랩 판(146(148))에 진동을 부여하고, 응착물(Cu(II) (hfac)2)의 용해를 촉진하도록 하고 있다.
소정 시간의 침지에 의해 응착물(Cu(II) (hfac)2)이 약액(MQ)에 용해되면, 용액 취출구(170)로부터 용액을 밖으로 취출하여 처리함으로써, Cu(II) (hfac)2를 Cu(I) hfac TMVS로 리사이클할 수 있다.
이 트랩 장치에서도, 냉각 및 가온 겸용 온도 조절수 순환 기구가 설치되어 있다. 하우징(130)의 한쪽 측면에 온도 조절수 도입구(176) 및 배출구(178)가 부착되어 있다. 이들 온도 조절수 도입구(176) 및 배출구(178)는 하우징(130)의 일부 또는 전부의 측벽 속에 널리 퍼지도록 하여 설치되어 있는 하나의 계통 또는 여러 계통의 온도 조절수 통로의 시단 및 종단에 각각 접속되어 있다.
트랩 운전시에는 소정의 냉각 온도로 온도 조절된 물(WQ)이 순환 공급되고, 응착물(Cu(II) (hfac)2)의 회수시에는 소정의 가열 온도로 온도 조절된 물(WQ)이 순환 공급된다.
이 트랩 장치에서는, 하우징(130) 바닥에 형성한 약액(MQ)이 고인 곳 속에 트랩 판(146(148))을 침지하여 응착물(Cu(II) (hfac)2)을 용해시키기 때문에, 응착물을 거의 완전히 회수할 수 있다.
또한, 상기 한 제3 실시예의 저온 트랩 장치와 동일하게, 이 실시예에서도, 각 트랩면을 불소수지 가공하고 있기 때문에, 트랩 운전중에는 석출물이 안정되게 유지되고, 회수 처리중에는 트랩면이 반응·열화할 우려가 없으며, 오염의 문제가 발생하지 않는다.
또, 회수 작업을 위해 탈락시킨 각 트랩 판(146(148))을 다시 세트하기 위해서는 상부 덮개(132)를 벗겨 지지봉(152(154))과 함께 하우징(130) 밖으로 취출하여 지지봉(152(154))에 각 트랩 판(146(148))을 조립하고 나서, 하우징(130) 속으로 되돌아간다.
이상, 적합하게 실시예에 대해서 설명하였지만, 본 발명의 기술 사상의 범위내에서 여러 가지 변형, 변경할 수 있다. 특히, 상기 실시예에서는 원료 가스를 Cu(I) hfac TMVS로 하였지만, 다른 유기 구리 화합물을 원료 가스로 이용하여 상기 감압 CVD 장치에 의해 구리막을 형성하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명의 처리 장치, 진공 배기 시스템 및 트랩 장치는 구리의 성막 처리 이외에도 각종 감압 CVD 기타 미세 가공에도 적용할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 처리 장치 및 진공 배기 시스템에 따르면, 감압 처리실로부터 미반응 원료 가스나 반응 부생성물 가스를 배기하기 위한 진공 펌프의 안정 가동을 보증하는 동시에 반응 부생성물을 효율적으로 회수하여 자원의 유효 이용 및 운전 비용의 절감을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명의 트랩 장치에 따르면, 처리실로부터 배기된 기체중에서 미반응 원료 가스만을 선택적으로, 또한 확실하게 트랩할 수 있다. 또한, 본 발명의 트랩 장치에 따르면, 트랩한 유기 화합물을 효율적으로 회수할 수 있다.

Claims (17)

  1. 감압된 실내에서 원료 가스를 반응시켜 반응 생성물을 소정의 처리에 이용하는 처리실과,
    상기 처리실로부터 미반응 원료 가스 및 한 종류 또는 복수 종류의 반응 부생성물 가스를 포함하는 기체를 배기하여 실내를 소정의 압력으로 진공 흡기하기 위한 진공 펌프와,
    상기 처리실과 상기 진공 펌프 사이의 배기로에 설치되고, 실질적으로 상기 처리실로부터의 미반응 원료 가스만을 반응시키거나 또는 그 대부분을 반응시켜 반응 생성물을 트랩하기 위한 제1 트랩 장치와,
    상기 진공 펌프의 출구측 배기로에 설치되고, 상기 진공 펌프로부터의 소정의 반응 부생성물 가스를 응축시켜 그 반응 부생성물을 트랩하기 위한 제2 트랩 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 처리 장치.
  2. 감압된 실내에서 원료 가스가 반응하도록 이루어진 처리실로부터 미반응 원료 가스 및 한 종류 또는 복수 종류의 반응 부생성물 가스를 포함하는 기체를 배기하여 실내를 소정의 압력으로 진공 흡기하기 위한 진공 펌프와,
    상기 처리실과 상기 진공 펌프 사이의 배기로에 설치되고, 실질적으로 상기 처리실로부터의 미반응 원료 가스만을 반응시키거나 또는 그 대부분을 반응시켜 반응 생성물을 트랩하기 위한 제1 트랩 장치와,
    상기 진공 펌프의 출구측 배기로에 마련되고, 상기 진공 펌프로부터의 소정의 반응 부생성물 가스를 응축시켜 그 반응 부생성물을 트랩하기 위한 제2 트랩 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 처리 장치용 진공 배기 시스템.
  3. 감압된 실내에서 유기 구리 화합물을 포함하는 원료 가스를 반응시켜 반응 생성물인 금속 구리를 피처리 기판상에 퇴적시키는 CVD 처리실과,
    상기 처리실로부터 미반응 원료 가스 및 한 종류 또는 복수 종류의 반응 부생성물 가스를 포함하는 기체를 배기하여 실내를 소정의 압력으로 진공 흡기하기 위한 진공 펌프와,
    상기 처리실과 상기 진공 펌프 사이의 배기로에 설치되고, 실질적으로 상기 처리실로부터의 미반응 원료 가스만을 반응시키거나 또는 그 대부분을 반응시켜 반응 생성물인 금속 구리를 트랩하기 위한 제1 트랩 장치와,
    상기 진공 펌프의 출구측 배기로에 설치되고, 상기 진공 펌프로부터의 소정의 반응 부생성물 가스를 응축시켜 그 반응 부생성물을 트랩하기 위한 제2 트랩 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 감압 CVD 장치.
  4. 감압된 실내에서 원료 가스인 Cu(I) hfac TMVS가 아래의 화학식
    2Cu(I) hfac TMVS→Cu(0)+Cu(II) (hfac)2+2 TMVS
    과 같이 반응하여 반응 생성물인 Cu(0)가 피처리 기판상에 퇴적되도록 이루어진 CVD 처리실로부터 미반응 Cu(I) hfac TMVS 및 반응 부생성물 가스인 기체 상태의 Cu(II) (hfac)2를 포함하는 기체를 배기하여 실내를 소정의 압력으로 진공 흡기하기 위한 드라이 펌프와,
    상기 처리실과 상기 드라이 펌프 사이의 배기로에 설치되고, 실질적으로 상기 처리실로부터의 미반응 Cu(I) hfac TMVS만을 반응시키거나 또는 그 대부분을 반응시켜 반응 생성물인 Cu(0)을 트랩하기 위한 제1 트랩 장치와,
    상기 드라이 펌프의 출구측 배기로에 설치되고, 상기 드라이 펌프로부터의 기체 상태의 Cu(II) (hfac)2를 응축시켜 Cu(II) (hfac)2를 트랩하기 위한 제2 트랩 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 감압 CVD 장치용 진공 배기 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 트랩 장치에 있어서의 반응 온도는 180℃ 내지 300℃의 범위내인 것을 특징으로 하는 감압 CVD 장치용 진공 배기 시스템.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제1 트랩 장치는 상기 Cu(I) hfac TMVS와 접촉하여 Cu(0)를 퇴적시키기 위한 구리로 이루어지는 트랩 부재를 갖는 것을 특징으로 하는 감압 CVD 장치용 진공 배기 시스템.
  7. 제4항에 있어서, 상기 제1 트랩 장치는 2Cu(I) hfac TMVS와 접촉하여 Cu(0)를 퇴적시키기 위한 구리 도금된 트랩 부재를 갖는 것을 특징으로 하는 감압 CVD 장치용 진공 배기 시스템.
  8. 제4항에 있어서, 상기 제2 트랩 장치에서 Cu(II) (hfac)2를 응결시키는 온도는 15℃ 내지 60℃ 범위내인 것을 특징으로 하는 감압 CVD 장치용 진공 배기 시스템.
  9. 제4항에 있어서, 상기 제2 트랩 장치는 Cu(II) (hfac)2를 응착시키기 위한 불소수지로 피복된 트랩부를 갖는 것을 특징으로 하는 감압 CVD 장치용 진공 배기 시스템.
  10. 소정의 가스 상태의 물질을 가열하여 반응시키고, 반응 생성물을 트랩하기 위한 트랩 장치에 있어서,
    양쪽 단부에 개구부를 갖는 원통형의 하우징과,
    양쪽 단부에 가스 도입부 및 가스 배출부를 각각 가지며, 상기 하우징의 한쪽 개구부에 상기 가스 도입부를 위치시키는 동시에 다른쪽 개구부에 상기 가스 배출부를 위치시키도록 상기 하우징내에 어느 한쪽의 상기 개구부를 통해 착탈 가능하게 장착되는 원통형의 트랩 본체와,
    상기 트랩 본체의 가스 도입부와 가스 배출부 사이의 가스 유로에 배치되고, 상기 가스 도입부로부터 도입된 상기 가스 상태의 물질과 접촉하여 상기 반응 생성물을 퇴적시키기 위한 트랩 부재와,
    상기 트랩 부재를 소정의 온도로 가열하기 위한 가열 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 트랩 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 가열 수단은 상기 트랩 본체의 외주면과 상기 하우징의 내벽면 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 트랩 장치.
  12. 소정의 유기 가스를 응결시키고, 응결한 유기 화합물을 트랩하기 위한 트랩 장치에 있어서,
    가스 도입구와 가스 배출구를 가지며, 상기 가스 도입구와 상기 가스 배출구 사이에 가스 통로를 설치하여 구성된 하우징과,
    상기 하우징내에서 상기 가스 통로를 따라 배치되고, 상기 가스 도입구로부터 도입된 상기 유기 가스를 응착시키기 위한 응착면을 갖는 트랩 부재와,
    상기 트랩 부재의 응착면의 일부 또는 전부에 상기 유기 화합물을 용해시키는 약액을 공급하기 위한 약액 공급 수단과,
    상기 유기 화합물을 용해시킨 약액을 회수하기 위한 약액 회수 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 트랩 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 트랩 부재는 수직 방향으로 각각 경사진 응착면을 교대로 반대쪽을 향하도록 하여 지그재그형으로 배치된 복수개의 트랩 판을 포함하고,
    상기 약액 공급 수단은 최상부의 상기 트랩 판에 상기 약액을 부여하기 위한 약액 공급로를 가지며,
    상기 약액 공급 수단의 약액 공급로로부터 최상부의 트랩 판에 공급된 상기 약액은 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 순차적으로 각 트랩 판을 따라 흘러내리도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 트랩 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 약액 회수 수단은 회수한 상기 약액을 상기 약액 공급 수단의 약액 공급로로 회송하기 위한 약액 회송 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 트랩 장치.
  15. 제12항에 있어서, 상기 트랩 부재는 수직 방향으로 소정의 간격을 두고 배치되는 복수개의 트랩 판을 포함하고,
    상기 하우징내에는 상기 복수개의 트랩 판을 각각의 위치에서 착탈 가능하게 지지하기 위한 지지 부재 및 상기 지지 부재로부터 빠져나와 낙하된 상기 복수개의 트랩 판을 수용하는 액체 저류 가능한 트랩 판 수집부가 설치되며,
    상기 약액 공급 수단은 상기 하우징의 내벽을 따라 상기 트랩 판 수집부로 상기 약액을 유도하기 위한 약액 공급로를 가지며,
    상기 트랩 판 수집부에서 상기 복수개의 트랩 판은 상기 약액에 침지되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 트랩 장치.
  16. 제12항에 있어서, 상기 약액의 공급중에 상기 트랩 부재를 진동시키기 위한 초음파 진동자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트랩 장치.
  17. 제12항에 있어서, 상기 트랩 부재에 열적으로 결합된 매체 통로를 설치하여, 상기 트랩 부재에 상기 유기 가스를 응착시킬 때에는 냉각용 매체를 상기 매체 통로로 흐르게 하고, 상기 트랩 부재에 응착한 상기 유기 화합물을 상기 약액으로 용해시킬 때에는 가온용 매체를 상기 매체 통로로 흐르게 하는 것을 특징으로 하는 트랩 장치.
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