TW473456B

TW473456B - Method and apparatus for recovering noble gas

Info

Publication number: TW473456B
Application number: TW087119857A
Authority: TW
Inventors: Tadahiro Ohmi; Yoshio Ishihara
Original assignee: Nippon Oxygen Co Ltd; Tadahiro Ohmi
Priority date: 1997-12-01
Filing date: 1998-12-01
Publication date: 2002-01-21
Also published as: JPH11157814A; EP0983791A4; EP0983791B1; US6217633B1; EP0983791A1; DE69825275T2; KR100370776B1; DE69825275D1; JP4112659B2; KR20000070456A; WO1999028023A1

Description

473456 五、發明說明（1) 【技術領域】本發明係關於一種稀有氣體之回收方法及裝置；如果說得更加詳細一點，本發明係關於一種被用以回收著該由在減壓之狀態下而進行著運轉之稀有氣體使用設備、例如由電漿濺鑛用裝置、電漿CVD (化學氣相蒸著）用裝置、以及RIE (React ive Ion Etching :活性化離子蝕刻）用裝置等之裝置而排放出之排氣中之稀有氣體之回收方法及裝置。於該用以製造出半導體積體電路、主動陣列 (Active-Matrix )型液晶面板、太陽能電池面板、以及磁碟片（或磁碟機）等之半導體裝置之作業中，係使用著半導體裝置之處理裝置、例如由濺鍍用裝置、電漿CVD (化學氣相蒸著）用裝置、以及RIE (Reactive Ion Etching :活性化離子蝕刻）用裝置等之裝置，而在該減壓狀態下之稀有氣體之氣氛中，產生出電漿，以便於藉由前述之所產生之電漿，進行著半導體裝置之各種處理。例如在濺鍍用裝置中，係以每分鐘500cc左右之流量，而將稀有氣體導入至處理室内，同時，還藉由真空幫浦，而對於前述之處理室内，進行著排氣處理，以便於在該處理室内之壓力保持在1 Pa左右之狀態下，施加高頻至前述之處理室内之電極上，而產生出電漿，接著，藉由前述之所產生之電漿，而對於該設置在處理室内之固體成膜用材料，進行著濺鍍處理’以便於藉由在晶圓之表面上，堆積上前述之固體成膜用材料，而形成出薄膜。

第5頁五、發明說明（2) :夕：’在電漿CVD (化學氣相蒸著）用裝置中，係混合 ^成膜f氣體和稀有氣體，而以每分鐘lOOOcc左右之流 ί神ί則述之成膜用氣體和稀有氣體之混合氣體，導入至 =至内，同時，還與前述之濺鍍用裝置呈同樣地，在藉太夕ΐ =浦而使得前述之處理室内之壓力保持在10 OPa左、1下，產生出電漿，接著，使用前述之所產生之電分^解掉3前述之成膜用氣體，以便於在該被加熱至料，rft # &之^曰曰/之表面上，堆積上前述之固體成膜用材枓’而形成出薄膜。刻卜裝i?，(Reactive i〇n Etching:活性化離子蝕 ^ ，係混合著蝕刻用氣體和稀有氣體，而將前 :二生㈡：之處理室内之壓力保持在數=右:狀 :發前述之姓使用前述之所產生之電漿，而離子，ί行然後…著前述之所激發出之當ΐ::ί ΐ:ί ί種裝置中，*於係使用著該具備有相氣氛中，於處理：因；’在該所進行處理之膜作業之以外之氣體稽業之日^，虽存在有所謂有助於成物質時，則4::;類、例如氮氣、氧氣、…等之著钱刻作業。例=該所規定之薄m ’或者是無法進行電路用之金屬配線之=著滅锻用f置而進行半導體積體之氣氛中，當存在有〔成作業，狀怨下’於該所進行處理水分和氧氣等之物質時’則會氧化金

473456 五、發明說明（3) 屬薄膜’而增大金屬配線之電阻。並且，還會像钽（Ta) 一樣’而會有所謂結晶構成發生變化之狀態產生。此外，在該藉由電衆CV D (化學氣相蒸著）而形成出多結晶矽薄膜時之氣氛中，當存在有氧氣、水分和有機系不純物等之物質時’則會有所謂結晶顆粒之大小變成為相當不均一、或者是電子遷移率（electron mobilUy)呈極端地下降等之各種之意外產生。此外，在該藉由rie (Reactive Ion Etching :活性化離子蝕刻）而進行著蝕刻作業之時，S存在有不純物之時，則無法達到所謂材料之選擇比 5效ί a :會產生有所謂蝕刻不良之問題，或者是對於晶内之=右ί Ϊ。因此’所謂被導入至該使用著電漿之裝置 2:稀有氣體中之不純物，則必須要被減低至數_以下賤ΓΛ為▲示出：成為電漿處理裝置之某-例子之前ί這樣ίϋίΐ技術例子之系統圖。⑨常，在像該用以搬運荖r η/置中，係在處理室1之前段，設置有茨用乂搬運者晶圓2之裴料室3，LV你晶圓2 ”匕外，前述之裝室々便於-片-片地處理著供應部4而供應之乾燥^ ’係成為該由清掃用氣體氣氛，並且，㈣由該透體過之清择之真空排氣用幫浦6a、6b，以：5二連接至前述之裝料室3 内’保持在所謂減壓之狀態下。前述之裝料室3 3内之處理前之晶圓2，係在持在前述之裝料室行過真空排氣處理之後，通過料室3和處理室1而進 ° μ隔離著前述之裝料室3和

473456 五、發明說明（4) 處理室1兩室之閘閥7，而被設置於該處理室1内之晶圓支持台8上。在關閉掉該隔離著前述之裝料室3和處理室1兩室之閘閥 7之後，該通過精製器9而被除去不純物之稀有氣體，係由氣體供應用裝置1 0開始，經過線路10，而被導入至前述之處理室1内。通常，為了使得前述之處理室1之内部，成為所謂稀有氣體之氣氛，因此，藉由所謂來自控制用裝置1 2 之指令而按照著該所規定之順序，打開及關閉著各個閥，以便於反覆地進行著1次以上之所謂由該藉著真空排氣用幫浦11 a、11 b之所進行之處理室内之真空吸引作用和該來自氣體供應用裝置10之稀有氣體之導入作用而組成之循環。在前述之處理室之内部成為所謂稀有氣體之氣氛之後’精由透過該匹配電路1 3而由南頻電源1 4施加入南頻’ 以便於在前述之處理室内，產生出電漿，然後，藉由前述之所生成之電漿，而對於固體成膜用材料，進行著濺鍍處理，以便於在晶圓上，堆積出薄膜。為了進行著下一次之處理，因此，該形成有所規定薄膜之晶圓2，會由前述之處理室1開始，經過該裝料室3，而被搬運至下一個之作業。在像前述這樣之作業中，每小時係進行著大約3 0次左右之晶圓之搬入搬出作業。但是，該由前述之濺鍍用裝置開始而透過真空排氣用幫浦1 1 a、11 b被經過真空排氣處理過之排氣，不論是處理室内之清掃用氣體，或者是成膜作業時之所使用之氣體，就在維持著像這樣之狀態下，由排氣用通路1 5開始，而被排

五、發明說明（5) 放出至系統外。另一方面，稀有氣體，係為僅存在於’，由稀有氣體容器16 存在濃度，於大氣中，=軋中之氣體，例如氙之深冷分離處理，而更谁4〇. 〇86ppm。並不容易氣體中之前述這些稀有氣；步餾及製造出該稀有氣體。〃體’而無法大量地得到因此’將該由排氣（大部分變設置之容器或者體’進行著濃縮後，再一次地使由前述之回收方回收至容器或者過濃縮及精顧處中之優點產生，之容器或者汽球外，由於在安裝會有所謂大氣成濃縮及精餾處理度之稀有氣體之排氣用通路1 5開成為稀有氣體時汽球中，接著，及精鶴處理，以用著前述之所分法的話’由於係汽球等之中，因理後之稀有氣體但是’也會有所之搬運成本變成上或者拆卸下前分混入至前述之之時，會有所謂問題產生。始而被排放出至之排氣），回收對於前述之所回便於分離出稀有離出之稀有氣體將所排放出之稀此，會有所謂可而使用在各種之謂該用以回收著為相當大之問題述之容器之時，容器中，因此，並無法得到相當此外’圖5係為用以顯示出該適用著圖4之濺㉖之習知之先前技術之稀有氣體回收裝置之某—= 圖。也就是說，就正如圖5所顯示的，在習知, 之稀有氣體回收裝置中，也提議有：藉由封閉式而供應之 (Xe )之藉由空氣濃縮於氧相當多之系統外之至另外所收之氣氣體，然。如果藉有氣體，以將該經產業領域稀有氣體產生。此相當容易再進行著穩定之純用裝置中子之系統前技術迴路，而 473456

五、發明說明（6)

回收·著該由處理室開始而被排放出之排氣（大部分變成為稀有氣體時之排氣）中之稀有氣體之方法。像前述這樣^ 回收方法，係在該與前述之習知之先前技術呈同樣地而升< 成之濺鑛用裝置21之排氣用通路15上’設置有該連接於稀有氣體回收裝置22上之回收用通路2—3，同時，在前、+、> 制甘則达之精

t器9 ’係連接有前述之稀有氣體回收裝置22之出口用通略2 4 ’並且，還藉由切換著該分別地設置於前述之回收用通路2 3和排氣用通路1 5上之1對之切換閥2 5 a、2 5 b，而進行著該切換閥2 5 a、2 5 b之打開及關閉作業，以便於將該由處理室1開始而被排放出之排氣（稀有氣體），導入至^前述之稀有氣體回收裝置22中。在藉由該具備有分岔用^路之壓縮機27’而將該被導入至前述之稀有氣體回收裝置 22中之稀有氣體，升壓至該所規定之壓力之後，接著，前述之稀有氣體、與該來自稀有氣體容器16而被進行過適當補充之稀有氣體，進行著合流，而被搬送至前述之精製器 9中，然後’在該精製器9中，對於前述之稀有氣體，進行著精製處理’以便於再一次地循環使用著該稀有氣體。

但疋’在前述之方法中，於搬運入或搬運出晶圓2之時’會由於該來自前述之裝料室3之擴散作用等，而使得不純物混入至前述之處理室丨内，並且，該處理室丨内之不純物濃度’會隨著晶圓2之搬入或搬出作業，而產生有變動’因此’在導入稀有氣體之後，稀有氣體之純度，馬上就會發生有變動，結果，並不容易使得所謂藉由控制用裝置1 2而打開及關閉著該切換閥2 5 a、2 5 b以便於進行著稀有

第10頁五、發明說明（7) 氣體之回收為了由後段位之排氣用業，並且， (背式幫浦此，氣體流體、還有不浦之内部和必須要藉由體和不純物至系統外，當高效率地留於前述之不純物成分絕對數量，壽命變成為低之意外產本發明之相當有效率裝置等之稀且，還能夠前述之稀有之消耗量之【發明之揭作業之時機，成為在之真空排氣用幫浦之狀態下。此外，通路15開始，而進行^式幫浦）115之二次部前述之部分、★13别述之排氣之回收作之二次“之々段之真空排氣用幫浦速會相當急速地下降力，係為大氣壓，因純物成分，t Μ 而使得不僅是稀有氣背式幫浦之二次；：^地Π於前述f背式幫相當多量之稀有氣體而“樣之狀態下’則成分，而將這此稀P清掃掉前述這些稀有氣因此，為有虱體和不純物成分，清掃回收菩η不之回枚裝置22中，並無法相背< f亂—。此外，在直接地回收著該滯中和背式幫浦nb之二次部位中之合變：：用氣體之狀態下’由於不純物成分之 :A 4比較多’ 0此，會有所謂精製器9之 ^田極端地短暫，同時，稀有氣體之純度呈降目的’係為：提供一種能夠在減壓之狀態下，地回收著所謂由該使用著稀有氣體之電漿處理有氣體使用設備而被排放出之稀有氣體，並相當穩定地供應著該所規定純度之稀有氣體至氣體使用設備中，同時，也可以減低稀有氣體稀有氣體之回收方法及裝置。示】

第11頁 473456 五、發明說明（8) 為了達成前述之目的，因此，本發明之稀有氣體之第1 種回收方法，係為在回收著該由減壓之狀態下而進行著運轉之稀有氣體使用設備之所排放出之排氣中之稀有氣體之時，配合著前述之排氣中之所包含之不純物成分之濃度，而進行著所謂將前述之排氣導入至回收系統中之導入以及所謂將前述之排氣排放出至排氣系統中之排放出之切換操作。此外，本發明中之稀有氣體，係為氙（Xe )、氬（Ar )、氪（Kr)、氖（Ne)、或者前述之2種氣體或2種氣體以上之混合氣體。並且，本發明之稀有氣體之第2種回收方法，係在回收著該由減壓之狀態下而進行著運轉之稀有氣體使用設備之所排放出之排氣中之稀有氣體之時，於減壓之狀態下，而進行著所謂將前述之排氣導入至回收系統中之導入以及所謂將前述之排氣排放出至排氣系統中之排放出之切換操作。此外，還配合著前述之排氣中之所包含之不純物成分之濃度、或者前述之稀有氣體使用設備之運轉狀態，而進行著所謂將前述之排氣導入至回收系統中之導入以及所謂將前述之排氣排放出至排氣系統中之排放出之切換操作。本發明之稀有氣體之回收裝置，係設置有以下所敘述之構件：稀有氣體使用設備，而該稀有氣體使用設備，係在減壓之狀態下，進行著運轉；以及，第1真空排氣用幫浦，而該第1真空排氣用幫浦，係被用

第12頁五、發明說明（9) 以吸引著該由前述之稀有氣體使以及，、第2真空排氣用幫浦，而該第2 減壓用線路而呈串聯地被設置於浦之二次部位上；以及，回收用線路’而該回收用線路而由前述之減壓用線路呈分岔狀回收用真空幫浦，而該回收用之回收用線路上；以及，壓縮機，而該壓縮機，係被用幫浦之所導引出之回收氣體，進儲存槽，而該儲存槽，係被用過之回收氣體；以及，精製器，而該精製器，係被用而導引出之回收氣體中之不純物之精製作業；以及，稀有氣體供應用線路，而該稀用以供應著前述之精製處理過後氣體使用設備中。並且，在前述機之間，係設置有除害用裝置，以除去該包含於前述之回收用真氣體中之除去對象成分。此外了段’係設置有該用以測定出前迷度之不純物濃度檢測用手段，同用設備而排放出之排氣· 真空排氣用幫浦，係前述之第1真空排/、過丹二排礼用幫，係透過線路切換用 ;以及， α 真空幫浦，係設置於前述以對於前述之回收用真* 行著升壓處理；以及，二以儲存著該經過屋縮處理以除去該由前述之儲存槽 ’以便於進行著稀有氣^ 有氣體供應用線路，係被之稀有氣體至前述之稀有之回收用真空幫浦和 =除害用“，係被Ξ :!浦之所導弓丨出之回收在别述之除害用裝置之後 =回收氣體中之不純物濃、，在前述之不純物濃度

第13胃 473456 五、發明說明（ίο) 檢測用手段和前述之壓縮機之間，係透過線路切換用手段，以便於使得所謂配合著該所測定出之不純物濃度而排放出前述之回收氣體之排氣用線路呈分岔狀。同時，在前述之儲存槽，係設置有壓力檢測用手段，並且，還設置有稀有氣體補充用手段，以便於配合著前述之壓力檢測用手段之檢測值，而將稀有氣體導入至儲存槽内。如果藉由本發明的話，則能夠相當高效率地回收著該由電漿處理裝置等之稀有氣體使用設備而被排放出之排氣中之稀有氣體，並且，還能夠在所需要之氣體純度下，相當廉價地循環使用著該所需要數量之稀有氣體。此外，藉由計測出該所回收之稀有氣體中之不純物濃度，同時，在減壓之狀態下，回收著稀有氣體，以便於提高其回收效率，而且，還不會對於該用以除去不純物之精製器，造成過剩之負擔。【圖式之簡單說明】圖1係為用以顯示出本發明之稀有氣體回收裝置適用於濺鍍用裝置上之某一形態例子之系統圖。圖2係為用以顯示出在本發明之稀有氣體回收裝置適用於許多個之稀有氣體使用設備時之連接例子之重要部位之系統圖。圖3係為用以顯示出在本發明之稀有氣體回收裝置適用於該使用著成膜用氣體之稀有氣體使用設備上之某一形態例子之系統圖。圖4係為用以顯示出習知之先前技術之電漿處理裝置之

473456 五、發明說明（11) 某一例子之系統圖。圖5係為用以顯示出習知之先前技術之稀有氣體回收裝置適用於前述之圖4之電漿處理裝置上之某一例子之系統圖。【元件編號之說明】處理室晶圓裝料室 if 清掃用氣體供應部閘閥 6a :真空排氣用幫浦 6b :真空排氣用幫浦閘閥晶圓支持台精製器 1 0 :氣體供應用裝置 11 a :第1真空排氣用幫浦 11 b :第2真空排氣用幫浦 12 :控制用裝置 13 :匹配電路 14 . ifj頻電源 15 :排氣用通路 16 :稀有氣體容器 17 :減壓用線路

第15頁 473456 五、發明說明（12) 21 濺鍍用裝置 31 稀有氣體回收裝置 32 回收用線路 33 稀有氣體供應用線路 34a 切換閥 34b 切換閥 35 純度用監視器 36 回收用真空幫浦 37 除去用裝置 38 壓縮機 39 儲存槽 ( 缓衝槽） 40 壓力感測器 41 壓力控制用 χία — 早兀 51 主回收用線路 52 分岔用線路 60 成膜用氣體供應線路 61 成膜用氣體供應源 62 流量調 Λ-/Γ 即器 63 混合器 71 第 1線路切換用手段 72 第 2線路切換用手段 72a 切換閥 72b 切換閥 73 除害用裝置

五、發明說明（13) 7 4 :純度用監視器 7 5 :控制器 7 6 :排氣用線路 77 :預備除害用裝置【發明之最佳實施形態】該d為用以顯示出本發明之稀有氣體回收裝置適用於 ^為稀有氣體使用設傷之濺鍍裝置適用於 ί要素之相同之元件編d圖4所不，賤鑛用裝置之構同之元件編號之詳細說日】：在这裡’就省略掉前述士田丄比之稀有氣體回收裝置31，及、ttm 5月由1亥與針^ κ、+. g + £ 1 係被用以精製及回收著所製出之稀有將該透過前述之精製器9而袭置^體供應用線路33，以便^氧體供應用裝置10中之 + 1 ’可以遠桩s兄、+、、使得前述之稀有氣體回收在前迷之门連接至別达之職鍍用裝置21。回故用線路32和減壓用線路1?，係分別地設置

第17頁之稀有氣體"=同構成之濺鍍用裝置2 1而被排放出一:欠地供庫至f;之：f經過精製處理後之稀有氣體，再路，同時用裝置21，而形成-封閉式迴著真空排氣以對於前述之處理室1進行置於前述之第第：：空排氣用幫浦11a和該呈串聯地設空排氣用幫ί ίίΐ氣用幫浦Ua之二次部位上之第2真 ^〜路3*2 Ub:及間所

/ J^tJU 、發明說明（14) 有1對之切換閥3 4 a、3 4 b，以便於流路之線路切換用手段。係配合著乍為該用以切換著氣體理室！之出口用通路上之純产二者产藉由設置於前述之處 ^ ^ ^ - it f ^ ^ ^ (»· ：閉著前述之切換閥34a、34b :並且u: 換闊34a、34b之打開及關閉動作，以便於使 :刖：：切，a、34b’當一邊之切換闕呈打開狀態之寺則另—邊之切換閥’就成為所謂關閉狀態。例如在該藉由純度用監視器35之所檢測出之不純物濃度超過1〇〇卿之日、’則可以藉著啟動及關閉前述之切換閥34a而打開前，之切換閥34b，以便於使得所謂排氣，流動至第2真空排氣用幫浦11 b部位之排氣系統，而流出至系統外，並且，在該藉由純度用監視器3 5之所檢測出之不純物濃度成為 1 〇Oppm以下之狀態下，則可以藉由啟動及關閉著前述之切換闊34b而打開前述之切換閥34a，以便於使得所謂排氣，被導入至該回收系統之回收用線路3 2中。但是，即使不純物濃度變得比較高，於不純物之成分中，在所謂包含有該可以藉由設置於回收系統中之除去用裝置（除害用褒置^ 而除去之成分之狀態下，則能夠將前述之可除去之成八除去在考量之外。此外’在本形態例子之所示之濺鍍用裝置2 1中，係分別地在前述之第1真空排氣用幫浦1 1 a，使用著渦輪式分=幫浦’而在前述之第2真空排氣用幫浦11 b，使用著乾式幫、東或者螺旋式幫浦，以便於使得前述之減壓用線路丨7之壓' 4V3456 五、發明說明（15) 力’成為所謂l〇〇pa (巴斯卡）左右之減壓狀態。此外，前述之處理室1内之壓力，係設定為1 Pa (巴斯卡）左右’而前述之裝料室3内之壓力，係設定為丨〇〜8 Pa (巴斯卡）左右。在稀有氣體回收裝置3 1，係設置有以下所敘述之等構件：回收用真空幫浦3 6 ’而該回收用真空幫浦3 6 ’係被用以吸收著該來自減壓用線路1 7而呈減壓狀態之排氣；以及，除去用裝置37，而該除去用裝置37，係被用以除去該包含於前述之排氣中之金屬微粒；以及，壓縮機38，而該壓縮機38，係被用以使得前述之排氣，升壓至該所規定之壓力；以及，儲存槽3 9 ’而該儲存槽3 9，係被用以儲存著該成為所規定壓力之排氣；以及， ' 前述之精製器9 ;以及，稀有氣體容器1 6 ’而該稀有氣體容器，係為用以補充著稀有氣體。此外，稀有氣體使用設備，係為使用著反鹿性氣體等之有害成分之設備，例如在電漿CVD (化學氣相u蒸著）用裝置以及RIE (Reactive l〇n Etching :活j生化離子敍刻）用裝置等之狀癌下’由於必須要進行著該包含於前述之排氣中之有害成分之除害處理，因此，除了前述之除去用裝置3 7之外’另外還設置有該使用著除害劑（反$ 劑 '吸附劑等）之除害用裝置。前述之除害用裝置，係$ 以與前述之除去用裝置37 ’形成為不同之個體，但是y也 I、發明說明(16)〜 -~~ -3l£- > L- 以，、别連之除去用裝置37，形成為同一個之個體。法U下丄，據該回收稀有氣體之順序’而對於本發明之方室1進行β著相關之說明。首先，當前述之裝料室3和處理述’之，壓力’成為大致相同之壓力，而打開該隔離著前二之裝料至3和處理室1兩室之閘閥7之時，則前述之裝料 . 至3内夕處t 太此則之晶圓2，會通過前述之閘閥7，而被設置理!!述之處理室1内之晶圓支持台8上。此時，在前述之處‘ 、，至1内’會了防止有所謂來自真空排氣系統之不純物之逆，散現象發生’因此，由前述之清掃用氣體供應部4，通氣入該清掃用氣體，以便於在通入該清掃用氣體之狀態下’同時’使得前述之處理室1内，保持在所謂減壓狀態下。雖然在清掃用氣體，通常係使用氮氣，但是，也可以隨著稀有氣體之回收方法之製程，選定該清掃用氣體之種類’而並不—定僅侷限於氮氣。 * 在關閉該用以隔離著前述之裝料室3和處理室1兩室之閘 ' 閥7之後’藉由該透過闕18而被連接至前述之處理室1上之第1真空排氣用幫浦（渦輪式分子幫浦）11 a以及該連接至前述之第1真空排氣用幫浦11a上之第2真空排氣用幫浦 (背式幫浦）丨丨b ,以便於排放出前述之處理室1内之氣體^•肇分子。接著，該通過前述之精製器9而被除去不純物之稀 - 有氣體，則經過該氣體供應用裝置10，而以每分鐘5 0 0 cc 之流量，被導入至前述之處理室1内，並且，在該處理室1 内部成為稀有齑體之氣氛後，由高頻電源1 4 ’施加兩頻至該處理室1内以更於藉由高頻放電，而產生出電毁。該

第20頁 473456 五、發明說明（17) 在產生出電漿時之壓力，通常係為IPa。藉由前述之所產生之電漿，而對於固體成膜用材料，進行著濺鍍處理，以便於在前述之晶圓2上，堆積出薄膜。為了進行下一個作業，因此，該形成有所規定薄膜之晶圓2，會由前述之處理室1開始，經過該裝料室3，而被搬送至下一個作業。此時，藉著清掃用氣體，而由該處理室1開始，擠壓出前述之薄膜堆積作業中之所使用之稀有氣體。在像以上所敘述之作業中，每小時係大約進行著2 0次左右之晶圓2之搬入搬出作業。另一方面，係經過該用以隔離著前述之處理室1和第1真空排氣用幫浦11 a之閥1 8，而對於該來自處理室1之排氣，進行著真空排氣處理，並且，還藉由該設置於前述之閥18 之上流之純度用監視器3 5，以便於計測出前述之排氣中之不純物濃度。此時，前述之純度用監視器3 5，係被用以計測出前述之排氣中之不純物成分，因此，為了提高稀有氣體之回收效率，該純度用監視器3 5，係最好為進行著當場 (in-suit )計測之型式。此外，為了在所謂減壓之狀態下而進行著計測作業，因此，係最好使用質量分析用裝置，來作為前述之純度用監視器3 5，也就是說，藉由採用前述之質量分析用裝置，來作為該純度用監視器3 5，以便於能夠進行著當場（i n- su i t )計測作業，同時，並不會有所謂將稀有氣體排放出至系統外之現象發生，而且，就該質量分析用裝置之安裝作業而言，也可以僅在排氣用配管上，設置著承載器（port )，所以，能夠達到所謂更加

473456 五、發明說明（18) 廉價之計測作業之效果。並且，在本形態例子中，著純度用監視器3 5，但是，一次部位上，設置著純度用用監視器3 5，係能夠進行著並且，如果可以在所謂減壓話，則能夠使用著個種之機用FT-IR (複立葉變換~紅外光譜分析裝置等裝置。倍、在前述之閥1 8之上流，設置也可以在該切換閥34a、34b之，視器3 5。此時，前述之純度當場（in~Suit )計測作業， ^狀態、下而進行著計測作業的器’例如係相當適合使用該利 '線）和雷射光而作為光源用之猎由前述之純庋用氣、氮氣、水分、一氧化碳7二7出所謂排氣中之氧以及各種成膜用氣體等之X μι * 峻、氟化碳、氫氣、 J〜个純物濃$ 、述之純度用監視器3 5而計測出 ^又’並且’將該藉由前用裝置1 2。接著，例如♦ ^之叶測訊號，傳送至該控制除去用裝置3 7而除去之不u★、电物濃度（該無法藉由日守、最好成為1 Oppm以下夕^成為1 OOppm以下之 1 <崎，貝|J死、

制用裝皇1 2之訊號，而關閉今# 以藉由來自前述之控 11 b之上流之切換閥34b，廿1Γ °又置於第2真空排氣用幫浦收用線路3 2上之切換閥3 4 a，以饤開該設置於前述之回象’由所謂減壓狀態下之減壓用便於使得排氣之流動現用線路3 2，而使得該以稀有氣體、’友路1 7，被切換成為回收入至稀有氣體回收裝置31中j 作為主成分之排氣，被導 __ ，狀感下，係必須要使用著該

第22頁氣用幫浦11 a之一次部位，進行’也可以在第1真空排作業’但疋’在像前述這逃之.排氣之流路切換 473456 五、發明說明（19) 具備有與渦輪式分子幫浦之相同之吸引力之幫浦，來作為該回收用真空幫浦36。該被導入至前述之稀有氣體回收裝置3 1中之排氣，係被該回收用真空幫浦36所吸引，而傳送至該除去用裝置3 7。本形態例子中之除去用裝置3 7 ’其主要目的，係以除去金屬微粒為主’因此’該除去用裝置37之構成，係以金屬過 /慮器·# ’作為中心，但是’就正如前面所敘述的，在進行著該包含於排氣中之有害成分之除害處理之狀態下，該除 «· 去用裝置3 7之構成’係以所謂用以藉由氧化反應而除去該反應性氣體分子之反應劑、以及所謂用以吸附除去該反應性氣體分子之吸附劑等’作為中心。此外，雖然係可以使用氧化銅、氧化鐵、氧化鎳、白金、以及前述這些原料之混合物等’作為前述之反應劑，並且，則可以使用活性石反、氧化紹 '以及合成沸石等’作為前述之吸附劑，但是’該作為反應劑及吸附劑，並不僅侷限於前述之物質。而且，在反應性氣體分子為高沸點化合物（沸點為_5〇以上）之狀態下，係可以適當地設置著冷卻用筒，以便於藉

由液化或者固化該反應性氣體分子，而除去該反應性氣體分子。該通過前述之除去用裝置37之排氣，係被導入至該壓縮機38中’而被加壓至該所規定之壓力、例如1〜8kg / cji2G二在前述之壓縮機38，通常係使用往復式壓縮機，但是’别述之壓縮機38，並不僅侷限於該往復式壓縮機。該、’、5·過堅縮處理之排氣’係經過該與前述之切換閥3 4 &同時

第23頁

幷/J幷JO

、發明說明（20) 進行動作夕腐-

1縮機二次部位之閥38a以及單向閥（圈戎由亚禾顯示屮、 T 在乾、，而一度儲存於儲存槽（缓衝槽）39中。兮=Γ之緩衝槽39中，係設置有壓力感測器40，以便於， S亥緩衝槽3 q & K %在去 9内之稀有氣體壓力成為所規定壓力之下、例如 ' 乳壓之狀態下’使得稀有氣體，由稀有氣體容器開始，經禍厭丄t ^ 。丨6 - 、爱力控制用單元41，而逐漸地導入該成為滴a 有氣體。此外，前述之緩衝槽3 9之容量，係隨 * 〜由處理室1和處理室1開始而一直到第2真空排氣用 lib為j t ^ 节/两 ,句各積而不同，但是，前述之缓衝槽39之容量，係可以等於該由處理室1開始而一直到第2真空排氣用幫浦 11 b為止之容積。 1

該儲存於前述之緩衝槽39内之稀有氣體，係經過閥42，而被導入至精製器9中，並且，藉由前述之精製器9，以便於除去稀有氣體中之不純物、例如水分、氮氣、氧氣、氧化反—乳化碳、氫氣、以及各種ί炭化氫類等之不純物。在前述之精製器9中，係可以使用著各種之方式、例如，附式或者是薄膜分離方式等’但是，最好是使用該利用著鈦鈒、錯、鐵、和錄等之金屬或者合金之吸氣金屬 (getter)式精製裝置。在這裡，於進行稀有氣體之回收作業時’由於係藉由前述之純度用監視器3 5而計測出稀有氣體中之不純物濃度，因此，可以將該已經得知不純物濃度之稀有氣體，導入至前述之精製器9中。通常，吸氣金属（g e 11 e r )式精製器之性能（不純物除去效率），係由入口處不純物濃度和空塔速度而決定，因此，當入口處不

第24頁五、發明說明（21) '~~~ 純物濃度成為1〇〇ppm以上小，也就是說，必須要掸寺，則空塔速度會變得比較厚度，因此，钟合道站二11所謂吸氣金屬（getter )筒之果希望不純上：亥精製器9成為大型化。所以，如在標準處理、、,f :成為1〇〇PPm、甚至1〇PPm以下的話，則 "IL 1母分鐘1公升之狀態下，前述之吸氣金屬同之内徑’係可以為3 0 m m左右，而達到小型化之效果。此从地進，-崙，，也可以配合著所需要之流量，而相當合適有累ίΐΐ當之設計作業。並且，藉由在精製器9而設置 ^ ^ "IL量計，以便於能夠推算出該吸氣金屬（ge 11 e r ) 可°卩而可以預測出該吸氣金屬（g e 11 e r )之交換時間0 、

雖此外、在前述之精製器9為吸氣金屬（getter)式之狀 L下’為了防止所謂經常通入著氣體而有吸氣金屬 (getter)以上之發熱現象產生，因此，由該精製器9之 "(稀有氣體供應用線路33)開始而一直到壓縮機38之一次部位為止，設置有該用以循環著氣體之循環用線路 45二在稀有氣體之使用裝置（濺鍍用裝置21)並無導入稀 f氣體之時’打開閥46，而使得前述之精製器9内之稀有 =體’回復到該壓縮機3 8，接著，透過該緩衝槽39，而使得稀有氣體，循環至前述之精製器9。並且，前述之循環用線路45 ’則可以連接於氣體供應用裝置1 0和壓縮機3 8之一次部位之間。該藉由精製器9而除去不純物之稀有氣體，係由稀有氣體供應用線路33開始，經過氣體供應用裝置1 0，而被導入

第25頁五發明說明（22) 至處理室1內前面所敘述的以係便在於/;次地使用該稀有氣體。就正如之業传以及在所謂藉由電聚之產生而進行 (預備排氣排K者稀有氣體，並且，該預備清掃係大約為0 2公弁门/，例如在2〇〇mm晶圓之狀態下’ 度，而進行著排5夕。時’還配合著該排氣之不純物濃堆積作業時之路=回收作業。另一方面’由於該在薄膜低，、因此，可以一：2稀有氣體，其不純物濃度係相當地有氣體。凡王地回收及循環使用著前述之所有之稀像前地回收氣體，求數量也就回收系於達到藉由在換作業現象發之所排進行著旅且，氣用線延這樣及循環因此，之稀有是說，統和排所謂精所謂減 ’以便生，因放出之薄膜堆配合著路，也可以完全用之稀有廉價之要進行著該業，以便特別是前述之切浦部等之處理室i 述的，在比較低，切換著排之回收及，如果藉由本發明的話，由於幾乎，用著前述之濺鍍用裝置2 1之所使食)夠使用著該成為所需要純度以及氣體。 f由配合著排氣中之不純物濃度而之間之排氣用線路之切換作 ^二之下小型化和長壽命化之效果< = Ι之減壓用線路17而進行著 :並不會有所謂稀有氣體滯留於幫 :有相當有效率地回收著該由 _ & 卜就正如前面所敘 ,+. ^ ^ 即使不純物濃度變得能銳姑告:置之運轉狀態而 ’双年地進行著稀有氣體

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☆利用作業。此外，藉由配合著稀有氣體之回收操作時之，衝槽39内之壓力而進行著該來自稀有氣體容器〗6之稀有氣體之補充作業，以便於可以相當確實地補充上該所需要，量之稀有氣體，同時，也能夠利用1個之精製器9而進行著稀有氣體之精製作業。此外，通常係以商用頻 38 ’但是，由於該壓縮機換至回收系統之切換作業進行著相當穩定之壓縮機岔開該壓縮機之一次部位統内，設置有壓力調整器係再一次地對於該藉由壓體’進行著壓縮處理，因有所謂運轉成本升高增大縮機運轉成本，因此，最控制用機構。在像前述這前述之壓縮機3 8之一.次部於在最適當之狀態下，運說’可以藉由在前述之壓壓力之狀態下’也就是說收系統之排氣導入量比較機3 8之頻率’而使得今且’在前述之壓縮機之一態下’也可以藉由控制著率，而·一直一次部位之而發生有變之運轉作業和二次部位。但是，在縮機3 8而被此，就會因之狀況發生好在該壓縮樣之狀態下位上之壓力轉著前述之縮機之一次，可以藉由稀少之狀態壓縮機之頻次部位之壓前述之壓縮運轉著前述壓力，會隨動，因此’ ，因此，就，並五’在前述之方法壓縮處理過為壓縮處理。為了減低機38，設置，係可以根感測器之訊壓縮機38。部位之壓力在該排氣被下，控制著率，變得比力尚於基準機之頻率，著所謂切為了能夠必須要分該回收系中，由於之稀有氣之關係而前述之壓有反相器據該來自號，以便也就是低於基準導入至回前述之壓較小，並壓力之狀而使得該

473456 五、發明說明（24) 壓縮機38之頻率，變得比較縮機38之所消耗之電力 2丨：於：：減低前述之壓壓縮機38之一次部位之塵力、，、β以一控制著前述之次部位之壓力，成為在4之壓縮機38之-别述之I缩機38之相當長壽命之運轉。〜夠進仃者而顯示出在本發明之稀有氣體回收裝置31上而連接有許多個之豨右名挪队攻置dl上滅鑛用裳置21之例例如連接有3台之下流部位，該由各個之濺2田也就疋說，在切換閥34a之 <1# 而分別地呈分岔狀之3條二裝置f1之減壓用線路17開始主回收用線路51，並且、，前。收用線路於’係連接至1條之至該回收用真空幫浦36，此：，，：：：J J5 1 ’运連接路33 ’係透過：分歧用線路52，❿連接至各：之裝置以及豨有氣體使用設備中之主要，^軋體回收與圖1所示之稀有氣體回收裝置31和濺鍍用置2 ’係开可以為相同之裝置，因此，在相同之構成置21 ,形成之元件編號，ϋ且，還省略掉該元；=之”加上相同外，在各個之機鑛用裝置21中，係與圖& /、、、田說明。此置2 1呈同樣地，而設置有處理室！、穿不之賤鍍用裝供應部4、閘閥5、真空排氣用幫浦6二⑼至、門$知用氣體排氣用幫浦1 la、控制用裝置12、匹配甲^ 、真空 1 4、閥1 8、以及純度用監視器35等。、兩頻電源前述之稀有氣體回收裝置31之構成、功能、以及動作，

第28頁 473456 五、發明說明（25) 係與刖述之裝置為相同的，也就是說，該稀有氣體回收裝置31 ’係藉由調整著各個之濺鍍用裝置21中之運轉週期’ 以便於能夠在相當穩定之狀態下’運轉著前述之稀有氣體回收裝置3 1。也就是說，當以各個之濺鍍用裝置2丨中之晶圓搬入一成膜一晶圓搬出之一連串之製造流程之所需要之時間作為t之時’藉由使得各個之電漿處理裝置之製造流程之開始時刻呈偏離t /3之時間，以便於能夠使得該透過主回收用線路51而回收到之排氣量呈平均化，而可以相當穩定地運轉著壓縮機3 8，同時，也可以將該由精製器9開始而透過稀有氣體供應用線路33之所供應之稀有氣體數量呈平均化。但是’可以藉由稀有.氣體使用設備以及製造流程時間’而適當地設定出前述之呈偏離之t /3週期，並且’也能夠選定出任意之呈偏離之t /3週期。此外’在僅有前述之呈偏離之t /3週期並不容易進行著調整之狀態下，則可以藉由調整著各個之濺鍍用裝置2丨之 ‘ 氣體供應用裝置10之出口（vent)流量，以便於能夠在更加穩定之狀態下，運轉著前述之稀有氣體回收裝置3 i。圖3係為用以顯示出：就像電漿CVD (化學氣相蒸著）用裝置和RIE ( React ive Ion Etching :活性化離子蝕刻）用裝置一樣，在適用於該混合著反應性氣體或者餘刻用氣，體等之成膜用氣體與稀有氣體而所使用之稀有氣體使用設備上之稀有氣體回收裝置之某一形態例子之系統圖。並且’由於本形態例子之所顯示出之稀有氣體回收裝置以及稀有氣體使用設備中之主要之構成要素，係可以與前述之

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五、發明說明（26) 圖1所示之稀有氣體回收裝置3丨知鍍用裝置21 )，形成為相同之努罢有亂體使用設備（濺要素，係附加上相同之元件編號置“此-在相同之構成編號之詳細說明。虎並且，還省略掉該元件體使用設備中，係於前 ’設置有該成膜用氣體 ’而混合著該由前述之體、以及該來自成膜用 6 2而供應之反應性氣體如曱矽烷、氨、和膦等，接者’將該精由前述供應至前述之處理室首先，在前述之所形成之稀有氣述之氣體供應用裝置1 0之下流部位供應線路6 0 ’並且’藉由混合器6 3 氣體供應用裝置10而供應之稀有氣氣體供應源6 1並且透過流量調節器和蝕刻用氣體等之成膜用氣體、例之反應性氣體和各種之摻雜用氣體之混合器6 3而混合處理過之氣體，

此外，在稀有氣體回收裝置之部位上，除了設置有該由與前面敘述呈相同之切換閥34a ' 34b所組成之第1線路切換用手段71之外，另外在前述之壓縮機3 8之上流部位，還设置有該由1對之切換閥7 2 a、7 2 b而組成之第2線路切換用手段72，同時，在前述之第2線路切換用手段72之上流部位以及回收用真空幫浦3 6之間，係設置有該除害用裝置7 3 和純度用監視器7 4。啟動該所形成之第2線路切換用手段 7 2，配合著該藉由前述之純度用監視器7 4而檢測出之稀有氣體之純度、也就是不純物濃度，以便於使得該控制器7 5 連帶啟動以及打開關閉著前述之切換閥72a、72b，也就是說，在不純物濃度相當低之時，打開前述之切換閥7 2 a而

第30頁 473456 五、發明說明（27) 關閉掉該切換閥7 2 b ’相反地’在不純物濃度比較高之時’則打開前述之切換閥72b而關閉掉該切換閥72a。在像前述這樣構成之裝置中，於進行著晶圓2之交換作業之時’而在並無導入稀有氣體和成膜用氣體至前述之處理至1内之作業中’會變成為第1線路切換用手段71中之回 . 收部位之切換閥3 4 a呈關閉狀態而排氣部位之切換閥3 4匕呈打開狀態’並且’將該供應至處理室1内而且被渦輪式分子幫浦11 a所吸引而被導出至減壓用線路丨7中之清掃用氣體、例如氮氣等，同時，前述之清掃用氣體，還經過前述之切換閥34b和背式幫浦1 ib，而由排氣用通路丨5，被排放<1# 出至系統外。並且’當開始將稀有氣體和成膜用氣體導入至前述之處理室1内之時，對於第i線路切換用手段7丨中之兩個之切換閥3 4a、3 4b，進行著切換作業，而打開及關閉著前述之切換閥34a、34b，以便於使得該流動於減壓用線路丨7中之排 ^总經過前述之切換閥34a ’而被吸引至前述之回收用真 ^浦36中°該由前述之回收用真空幫浦36而導出之排在藉由除害用裝置73而除去或者除害處理過前述之純痒：，和，應性氣體等之除害對象成分之後，可以藉由 : I視态74，而測定出稀有氣體之純度（不純物濃度罢，’在本形態例子中，由於前述之純度用監視器74 T立f，係為該回收用真空幫浦之二次部位之大氣壓狀態下之線路，田α , ^ 純产用t滿哭因此，除了使用前述之各種機器，作為該、’又皿視^ 74之外，另外，也可以使用該氣相色譜儀等

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五、發明說明（28) 裝置’作為前述之純度用監視器74。該藉由前述之純度用監視器74而測定出之不純物 ”傳送至該控制器75，並I，1正如前面所敘述的% 配不純物濃度，對於第2線路切換用手段?2中之兩個、 ,切換閥72a、72b，進行著切換作業，而打開及關閉著前述之切換閥72a、72b。該不純物濃度比較低之排氣，係通過f述之切換閥72a，而藉由壓縮機38，被壓縮成為該所規定之壓力之後，接著’就與前面所敘述之裝置呈同樣地，一時被儲存於該缓衝槽39中，然後，藉由前述之精製器9 ’而對於前述之排氣，進行著精製處理，以便於使得則述之經過精製處理之排氣，由該稀有氣體供應用線路3 3 開始’經過氣體供應用裝置1 0和混合器6 3，而再一次地被供應至前述之處理室1内。

係藉由打開前述之切換閥72b而關閉掉該切換閥72a，以便於使得該不純物濃度比較高之排氣，經過前述之排氣用線路76，而回復到該背式幫浦丨丨b之一次部位。並且，在本形態例子中’係考量到所謂殘留有該藉由前述之除害用裝置7 3而無法除去之成膜用氣體之狀態、以及所謂在打開前述之切換閥34b時之系統内之所殘留之成膜用氣體會流入至排氣系統中之現象’因此，也在排氣用通路丨5中，設置有該預備除害用裝置77，以便於在這裡，也能夠對於所謂包含在該經過前述之排氣用線路7 6而由背式幫浦丨丨b被排放出至系統外之氣體中之不純物，進行著除害處理。實施例1

第32頁 473456 五、發明說明（29) " ' --- 使用著圖1所示之構成之稀有氣體使用設備以及稀有氣體回收裝置’而進行著氙（Xe )氣體之回收操作作業，並且’還測定出前述之氙（Xe )氣體之回收率。係藉由該設置於壓力控制用單元4 1之下流之流量計而計測出之新導入量、以及該在氣體供應用裝置丨〇之氣體使用流量，而計算出前述之氙（Xe)氣體之回收率。就正如以下所敘述的，係該構成為稀有氣體回故裝置之主要之零件之各個之物件。精製器9 : Ti (鈦）合金吸氣金屬（getter )式、容許壓力10kg /cm2、使用流量每分鐘1公升；以及，緩衝槽39 :SUS (不銹鋼）316L製、内容積15公升、容許壓力10kg/cm2 ;以及，壓力控制用單元41 :壓力（piez〇)控制式、壓力控制範圍1. 5〜9. 5 k g / c m2 ;以及，壓縮機38 :往復式、最大加壓壓力8kg/cm2、耐壓 kg /cm2 ；也就是說，纟前述之回收操作作業順序，而開始啟動著前述之稀右5触竹孜”、、考U下之 , 柿有虱體回收裝置。首先’就正如圖1所顯示的，俏拉、衝槽39之下流部位之氦檢漏器81之9直:妾於前述之緩控制用單元41、缓衝槽39、壓縮機μ工幫肩對於壓力進行著真空吸引處理，以便C，及精製器9内，業。接著，纟各個零件之内部仍=所谓氮檢漏測試作 β維持在真空之狀態下，

473456 五、發明說明（30) 係由稀有氣體容器1 6簡入氤叫氣體。係』壓力控制用單元41，而導於導入氣…）氣體;=力而計測出前述之用 (Xe)氣體之壓力，成為至3 kg/cm2m於導入氣前述之精製器9以及I缩細，同時H 啟動行著真空吸引處理，-直到10-7Pa為止。使二f内’進樣而開始啟動之稀有氣體回收裝置，而進〜考像則述這 :氣體使用設備之磁控管賤鍍用裝置而；由成為稀體之回收操作作業。被排放出之稀有氣在則述之磁控管錢錢用萝，言’係使用著鋁材料。此；，係僅：3材料而出作業之時，㈣及關閉著該用以隔離；m搬入搬 :料室：閘閥’並且，之晶圓之搬入搬：和間，係為3 0秒鐘。在進行著晶圓乍業之時將該作為清掃用氣體之氮 2業之前，係室’並且，還使得前述之作為清掃里成為IPa。在將晶圓設置於前述之札之壓力， /分鐘之流量，而在10秒鐘内，導入氤至後、以1500cc 於進行著所謂預備排氣處理。然後，在乳體，以便 CC/分鐘之流量，而流動著氤（χ〇氣之體壓力下二 J J聚’以便於進行著卜分鐘之成臈作業夺< 仃者則述之作業，並且，以36片，小時之汉復也' 6英吋之晶圓。力箭冰夕眘坠由，山从μ '又’而處理者 473456 五、發明說明（31) 排氣處理，因此，可以防止所謂來自真空散現象發生，並且，.fγ β。札糸、，充之恧擴 …電阻，處理後之各個晶圓間之前==;;器，㈣認出：隨著晶圓之搬出搬入至前&之，^ ^出搬入作業，係在數秒鐘之時間内，將 :ί i: i氣體’置換成為氮氣。同樣地，在預備排 ^ ^ ，，错由氤（Xe)氣體，而置換掉該以氮氣住支 & ΐ ΐ之=物。在前述之預備排氣作業之途中，該不忑物農度，係，為1Gppm以下，但是，在預備排氣作業中，並無法回收氙（Xe)氣體，而僅能夠在進行著成膜作業之時丄回收著氙（Xe )氣體。新氙（Xe )氣體之導入量，係為每一小，9 OOOcc。由於該導入至前述之處理室内之氣體導入總數里，係為6 3 〇〇〇 c c，因此，其回收率係大約為8 6 %左右。實驗例2 係使用著該用以形成多結晶矽薄膜之電漿CVD (化學氣相蒸著）用裝置’來作為稀有氣體使用設備。就該電漿 CVD (化學氣相蒸著）用裝置之構成而言，係在圖1之裝置構成中’使用著該在氣體供應用裝置丨〇之下流部位而設置有圖3所示之成膜用氣體供應線路6〇之裝置，此外，在成 i 膜用氣體’係使用著曱矽烷。並且，基板係為3 〇〇min角型之玻璃基板’而基板溫度係成為3 〇〇。〇。係僅在進行著晶圓之搬入搬出作業之時，打開及關閉著該用以隔離著前述之處理室和裝料室之閣閥，並且，前述之晶圓之搬入搬出

第35頁五、發明說明（32) 作業之時間，作或q 〇之前，係將_ Γ ϋ秒鐘。在進行著晶圓之搬入搬出作業還# r二、+、々，’導入至前述之裝料室和處理室，並且，俞、+、七疮你乳孔之壓力’成為1 0 0 Pa。在將晶圓設置於月|J述之處理室之後， 1 n〇俊將矾（Xe )氣體和甲矽烷氣體，以肉、#之例’而藉由1 0 0 0 cc /分鐘之流量，在1 〇秒鐘内’導入刖述之有、广祕 4 s QXe)氣體和曱矽烷氣體，以便於進行者明預備排氣處理。然後，在1 〇〇 Pa之壓力下，以1 0 0 : 之比例a，而藉由總流量3〇〇〇cc /分鐘之流量，流動著氙 # Xe )氣體和甲矽烷氣體，同時，還在1 1 0秒鐘内，進行著成膜作業。反覆地進行著前述之作業，並且，以24片/ 小時之速度，而處理著前述之晶圓。此外，在前述之實驗 :’係使得該成膜作業時之總流量，由3〇〇cc /分鐘之流置良化成為3〇〇Occ /分鐘為止之流量，以便於進行著前述之成膜作業，並且’還測定出晶圓之表面平坦度、均一性、以及多結晶矽之結晶子尺寸。結果，就發現到：在 3000 cc /分鐘之流量下而進行之成膜作業’係最為良好0 經過純度用監視器，而確認出：隨著晶圓之搬出搬入至前述之處理室之搬出搬入作業，係在數秒鐘之時間内，將彳_ 别述之氙（Xe)氣體’置換成為氮氣’並且，在預備排氣作業中，係藉由氙（Xe )氣體和曱矽烷氣體，而置換掉該、以氮氣作為主成分之不純物。在前述之預備排氣作業之途中，當該曱矽烷氣體以外之不純物濃度成為丨〇ppm以下之時’則開始回收著氙（Xe )氣體。並且，在成膜作業中之

473456 五、發明說明（33) 排氣，並無觀察到曱矽烷氣體成分。前述之現象，係由於咼密度之電.毁而元全地分解掉甲石夕燒氣體。新氣（Xe)氣體之導入里’係為母一小時3960cc。由於該導入至前述之處理室内之氣體導入總數量，係大約為134650cc左右，因此，其回收率係大約為9 7 %左右。實驗例3 係使用者S亥用以形成呈播雜狀之多結晶石夕薄膜之電漿 CVD (化學氣相蒸著）用裝置，來作為稀有氣體使用設備。與前述之實驗例2呈同樣地，就該電漿CVD (化學氣相蒸著）用裝置之構成而言，係在圖1所示之構成之裝置，附設著成膜用氣體供應線路60，此外，分別地在成膜用氣體’係使用著甲矽烧，而在掺雜用氣體，係使用著膦。此外’基板係為3 0 0mm角型之玻璃基板，而基板溫度係成為 3 0 0 C。係僅在進行著晶圓之搬入搬出作業之時，打開及關閉著該用以隔離著前述之處理室和裝料室之閘閥，並且’前述之晶圓之搬入搬出作業之時間，係為3 0秒鐘。在進行著晶圓之搬入搬出作業之前’係將氮氣，導入至前述之裝料室和處理室，並且，還使得前述之氮氣之壓力，成為lOOPa。在將晶圓設置於前述之處理室之後，將氙（Xe )氣體和甲矽烷氣體以及膦氣體，以1 0 0 0 0 0 : 1 0 0 0 : 1之比例’而藉由l〇〇〇cc /分鐘之流量，在10秒鐘内，導入前述之氣（Xe )氣體和曱矽烷氣體以及膦氣體，以便於進行著所謂預備排氣處理。然後，在100Pa之壓力下，以 1 0 0 0 0 0 : 1 〇 0 0 : 1之比例，而藉由總流量3 0 0 0 CC /分鐘之

473456 五、發明說明（34) -- 流量，流動著氙（Xe )氣體和曱矽烷氣體以及膦氣體，同時，還在1 6 0秒鐘内，進行著成膜作業。反覆地進行著前述之作業’並且，以18片/小時之速度，而處理著前述之晶圓。此外，隨著晶圓之搬出搬入至前述之處理室之搬出搬入作業，係在數秒鐘之時間内，將前述之氙（Xe )氣體，置 f成為氮氣，並且，在預備排氣作業中，係藉由氙（Xe) 氣體和曱矽烷氣體，而置換掉該以氮氣作為主成分之不純物。在前述之預備排氣作業之途中，該甲矽烷氣體和膦氣乂外之不純物濃度’係成為1 〇 p p m以下，但是，在預備，氣作業中，並無法回收氙（Xe )氣體，而僅能夠在進行 =成膜作業之時，回收著氤（Xe)氣體。並且，在成膜作 ^中之排氣’並無觀察到曱矽烷氣體以及膦氣體成分。前述之現象’係由於高密度之電漿而完全地分解掉甲矽烧氣乂及膦氣體。新氤（Xe)氣體之導入量，係為每一小時 297n J τ cc。由於該導入至前述之處理室内之氣體導入總數 ’係大約為1 4 5 5 4 0 c c左右，因此，其回收率係大約為9 8 %左右。貫驗例4 就圖3所示之裝置構成而言，係使用著該用以形成氮化 f薄膜之電漿CVD (化學氣相蒸著）用裝置，來作為稀有，體使用設備，並且，在成膜用氣體，係使用著曱矽烷和氨°此外，基板係為300mm角型之玻璃基板，而基板溫度係、成為3 〇〇 r。係僅在進行著晶圓之搬入搬出作業之時，

473456 五、發明說明（35) 打開及關閉著該用以隔離著前述之處理室和裝料室之閘閥’並且’前述之晶圓之搬入搬出作業之時間，係為3 〇秒鐘°在進行著晶圓之搬入搬出作業之前，係將氮氣，導入至前述之裝料室和處理室中，並且，還使得前述之氮氣之壓力’成為lOOPa。在將晶圓設置於前述之處理室之後，將氙（Xe)氣體和甲矽烷氣體以及氨氣體，以丨〇〇 :ι :5 之比例’而藉由1 〇〇〇cc /分鐘之流量，在1 〇秒鐘内，導入前述之氙（Xe)氣體和甲矽烷氣體以及氨氣體，以便於進行著所謂預備排氣處理。然後，在丨〇〇Pa之壓力下，以 100 : 1 : 5之比例，而藉由總流量3〇〇〇cc /分鐘之流量，流動著氙（X e )氣體和甲矽烷氣體以及氨氣體，同時，還在1 6 0秒鐘内，進行著成膜作業。反覆地進行著前述之作業’並且’以18片/小時之速度，而處理著前述之晶圓。此外，隨著晶圓之搬出搬入至前述之處理室之搬出搬入作業，’係在數秒鐘之時間内，將前述之氙（Xe )氣體，置換成為氮氣，並且，在預備排氣作業中，係藉由氙（Xe ) 氣體和甲矽烷氣體和氨氣體，而置換掉該以氮氣作為主成分之不純物。纟前述之預備排氣作業之時，並無法回收氤 Ud氣體，而僅能夠在進行著成膜作業之時，回收著氣氣並且’在預先所進行之預備謝，於成膜作業中之排氣，並無觀窣到审& ^ ^ ^ ,,^ _ τ、㈤甲矽烷氣體成分，但是，係檢 =大約1〇〇〇卿左右之氨氣體成分。此外，氮氣成分係為1J0厂以下。由於係可以藉由該設置於前述之回收用真空幫浦之一次部位上之除害用裝置而除去前述之氨氣體，

473456 五、發明說明（36) 因此，即使氨含有量係相當地高，也可以由該成膜作業時之排氣中，而回收著氙（Xe)氣體。新氙（Xe)氣體^導入量，係為每一小時283 0 cc，而該導入至前述之處理室内之氣體導入總數量，係大約為1 3 58 5 0 cc左右’因此，其回收率係大約為9 8 %左右。 ’、實驗例5 係使用氬氣而取代氙（Xe )氣體，以便於作為稀有氣 ' 體’同時，在稀有氣體使用設備，係使用著該用以對於棚磷玻璃（BPSG)進行著蝕刻處理之RIE (Reactive ιοη E t c h i n g :活性化離子儀刻）用裝置。在餘刻用氣體，係使用著C4H8、一氧化碳、以及氧氣。此外，基板係為堆積有厚度1.5 之硼磷玻璃（BPSG )之8英吋之Si (矽）晶圓，並且，在前述之基板上’塗敷上厚度1.5em之所謂稱為阻劑之光罩用材料，接著’經過所謂曝光和顯影之製造流程，而在前述之光罩用材料上’形成出直徑〇 . 1 8 μm之孔圖案。此外，其裝置構成’係與前述之實驗例2呈相同。

係僅在進行著晶圓之搬入搬出作業之時，打開及關閉著該用以隔離著前述之處理室和裝料室之閘閥，並且’前述之晶圓之搬入搬出作業之時間’係為3 0秒鐘。在進行著晶圓之搬入搬出作業之前’係將氮氣，導入至前述之裝料室和處理室中，並JL ’還使得前述之氮氣之壓力，成為 5Pa。在將晶圓設置於前述之處理室之後，以C4H8 : 5 % 、一氧化碳（C 0 ) : 1 5 % 、氧氣：2 % 、以及氬氣·· 7 8 %氣

第40頁五、發明說明（37) 體之傷 f體比’而藉由500 0cc /分鐘之流量，在1 〇秒鐘内， # S削ί 、一氧化碳（C0 )、氧氣、以及氬氣，以 7 I進行著所謂預備排氣處理。然後，在5Pa之壓力下， %月、J述之. 5 %、一氧化碳（CO ) : 1 5 %、氧氣：2 〉二二及氬氣：78 %氣體之氣體比，而藉由總流量1〇〇〇cc 尸刀，里之流量，流動著前述之、一氧化碳（co)、氧 :、以及氬氣氣體，同時，還在丄分鐘内，進行著蝕刻作 J :反！地進行著前述之作業’並且，以36片，小時之速又，而處理著前述之晶圓。

晶圓搬入及搬出至處理室之搬入搬出作業之進行，二i i !、？内、，將處理用氣體置換成為氮氣，1且，雖然 )疯*作業中，係藉由處理用氣體，而置換成為氮軋，但疋，在該預備排氣作業中，並無進行著氬回收，業、。此外，還觀察到：在預先所進行之預備實驗中，該作為成膜中之氣體成分，主要係為C_F (碳—氟）化 ^物二S i F4 (四氟化矽）、二氧化碳、以及氬（Ar ),但是，氧被消耗於co ( —氧化碳）和阻劑之氧化作用中，而幾乎無法計測到前述之氧成分。由於可以藉由除害用裝置’而除去該除了氧及氩（Ar)以外之反應性氣士分^;，因此，能夠在不受到前述這些氧及氬（Ar)以外之反應性氣體分子之含有量之關係之狀態下，於進行著成臈作S之時’回收氬（Ar )氣體。新的氬（Ar )氣體導入量，係為每1小時2380 cc ’然而’該導入至處理室中之氣體導入總量’係大約為3 0 4 2 0 c c，因此，其稀有氣體之回收率，係

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Claims

473456 公告本^ 號 87119857 —六、甲謂專利軌圍 1. 一種稀有氣體之回由減壓之狀態下而進行放出之排氣中之稀有氣包含之不純物成分之濃排氣中之不純物而進行述稀有氣體之回收系統收操作而進行著所謂將至排氣系統中之排放進排氣中所包含之不純物 2. —種稀有氣體之回由減壓之狀態下而進行放出之排氣中之稀有氣上述排氣中之不純物而收上述稀有氣體之回收之回收操作而進行著所排氣至排氣系統中之排之稀有氣體使用設備之 3. —種稀有氣體之回所敘述之構件：稀有氣體使用設備，之狀態下，進行著運轉第1真空排氣用幫浦以吸引著該由前述之稀以及， 90. 11. 1 6 叙正# .莽f u :如:.ι 收方法，著運轉之體之時，度，在減著所謂將中之導入前述之排行切換操成分之濃收方法，著運轉之體之時，進行著所系統中之謂將前述放進行切運轉狀態收裝置，其特徵為稀有氣體配合著前壓狀態之前述之排以及不進氣排放出作，同時度進行該其特徵為稀有氣體於減壓之謂將前述導入以及之排氣排換操作，而進行該其特徵為化'------- :係在回使用設備述之排氣下，對除氣導入至行稀有氣自設備排，配合著切換操作 :係在回使用設備狀態下，之排氣導不進行稀放出自設同時配合切換操作，係具備收著該之所排中之所去上述回收上體之回放排氣前述之〇收奢該之所排對除去入至回有氣體備排放著前述 0 有以下而該稀有氣體使用設備，係在減壓 ;以及，而該第1真空排氣用幫浦，係被用有氣體使用設備而排放出之排氣；

87119857.ptc 第44頁 2001.12.13. 044 473456 案號 87119857 六申請專利範圍一第2真空排氣用幫浦，而該第2真空排氣用幫浦，係透、尚減壓用線路而呈串聯地被設置於前述之第i真空排氣用& 浦之二次部位上；以及， ’工 ’、% 回收用線路，而該回收用線路，係透過線路切換用手而由前述之減壓用線路呈分岔狀；以及，又回收用真空幫浦，而該回收用真空幫浦，係設置之回收用線路上；以及，义壓縮機，而該壓縮機，係被用以對於前述之回收用幫浦之所導引出之回收氣體，進行著升壓處理；以及〔工，存槽，而該儲存槽’係被用以儲存著該過之回收氣體；以及，哪处至而而該精製器’係、被以除去該由前述之儲存槽出之回收氣體中之不純物，以便之精製作業；以及，㈣進仃者稀有軋體用2 ΐί供應用線路，而該稀有氣體供應用線路，係被氣體者前述之精製處理過後之稀有氣體至前述之稀有孔體使用設備中。在4前^申清專利範圍第3項之稀有氣體之回收裝置，其中裝ΐ之回收用真空幫浦和壓縮機之間，係設置有除害用收用真=°玄除害用装置，係被用以除去該包含於前述之回 5如=Ϊ浦之所導弓丨出之回收氣體中之除去對象成分。在於叫專利範圍第4項之稀有氣體之回收裝置，其中之回二，除害用裝置之後段，係設置有該用以測定出前述 Υ之不純物濃度之不純物濃度檢測用手段，同

第45頁 2001.12.13. 045 473456 _案號87119857_年月日修正_ 六、申請專利範圍時，在前述之不純物濃度檢測用手段和前述之壓縮機之間，係透過線路切換用手段，以便於使得所謂配合著該所測定出之不純物濃度而排放出前述之回收氣體之排氣用線路呈分岔狀。 6.如申請專利範圍第3項之稀有氣體之回收裝置，其中係在前述之儲存槽，設置有壓力檢測用手段，同時，還設置有稀有氣體補充用手段，以便於配合著前述之壓力檢測用手段之檢測值，而將稀有氣體導入至儲存槽内。

87119857.ptc 第46頁 2001.12.13. 046