WO1999037919A1 - Dispositif et systeme de piegeage - Google Patents

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WO1999037919A1
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chamber
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vacuum pump
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Norihiko Nomura
Nobuharo Noji
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Ebara Corporation
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B37/00Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00
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    • F04B37/14Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for special use to obtain high vacuum
    • F04B37/16Means for nullifying unswept space
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D45/00Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
    • B01D45/04Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia
    • B01D45/08Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia by impingement against baffle separators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04B37/08Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by thermal means by condensing or freezing, e.g. cryogenic pumps

Definitions

  • the A l C 1 3 is the suction side of the vacuum pump is not deposited because partial pressure is low, pressurized exhaust partial pressure in the course of the gas is increased and solidified precipitated in vacuo Bonn flop, attached to the pump interior wall As a result, the vacuum pump may fail.
  • reaction by-products such as (NH 4) 2 Si F 6 and NH 4 C 1 that result from CVD equipment that deposits SiN:
  • a second object of the present invention is to provide a trap system capable of regenerating traps while suppressing equipment costs and running costs.
  • the water flows while changing its direction to the outside at the upstream flow path portion and toward the inside at the downstream flow path portion, so that the chance of contact with the wall of the trap flow channel is increased, and the trap efficiency is improved. Since the flow path is not excessively complex, the production and maintenance costs do not increase, and the conductance does not decrease excessively, so that the effect on the exhaust system is small.
  • the cooling water whose temperature has risen after passing through a predetermined portion of the semiconductor manufacturing equipment is supplied to the regeneration chamber, and the trap section is efficiently cleaned with the hot water.
  • stable and continuous operation of the trap device becomes possible.
  • no new heat source or cleaning solution is used, resource and energy savings can be improved.
  • the invention according to claim 7 is the trap system according to claim 6, wherein the semiconductor manufacturing apparatus is a vapor phase growth apparatus.
  • FIG. 7 is a diagram showing the piping of the cleaning solution and the purge gas of the trap device.
  • FIG. 8 is a diagram showing another embodiment of the trap unit.
  • FIG. 10 is a diagram showing still another embodiment of the trap section.
  • FIGS. 1 to 7 show one embodiment of the trap system according to the present invention, in which a CVD reaction chamber (vacuum chamber) 10 constituting a part of a semiconductor manufacturing apparatus is controlled by a vacuum pump 12.
  • An exhaust pipe 14 for exhausting air is provided, and a trap device T is provided upstream of the vacuum pump 12.
  • a regenerating pipe 16 for circulating a cleaning liquid is disposed adjacent to the exhaust pipe 14, and is disposed in a cylindrical casing 22 formed over the trap pipe 30.
  • a regeneration chamber 32 adjacent thereto.
  • a bellows 34 is provided between the air cylinder 26 and the casing 22 to maintain airtightness therebetween. Further, an O-ring 35 is disposed at a position where the partition wall 27 and the partition plate 28 are in contact with each other, so that the airtightness between the trap chamber 30 and the regeneration chamber 32 is maintained.
  • the partition plate 28 is made of a material having a high heat insulating property so as to prevent heat transfer between the trap chamber 30 and the regeneration chamber 32. ing.
  • the cleaning liquid discharge port 62 is connected to a valve 72 and a cleaning liquid discharge path 76 in which a pump or an agitator 74 for urging the discharge of the cleaning liquid is sequentially arranged.
  • each gas purge port 64 is connected via a valve 80 to a purge gas flow path 82 communicating with, for example, an N 2 gas source.
  • cooling water (cleaning liquid) heated to about 40 ° C. flows into the regeneration chamber from the lower port 60 and is filled, so that the trap 18 is immersed.
  • the product adhering to the trap section 18 is dissolved in the cleaning liquid, separated from the trap section 18 by the force of the flow of the cleaning liquid, and floats in the cleaning liquid.
  • the washing liquid in which the products are dissolved or suspended is sequentially discharged from the washing liquid discharge port 62. Since the cleaning liquid continuously flows into the regeneration chamber 32, the regeneration chamber 32 is always filled with the new cleaning liquid.
  • Table 1 shows a comparison of the trapping efficiencies by performing an experiment for trapping NH 4 C 1 using a conventional trapping device and a trapping device having a baffle according to the embodiment of the present invention.

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Description

明 細 書 トラップ装置及びトラップシステム 技術分野
従来の真空排気システムを図 1 1 を参照して説明する。 ここにおいて. 真空チャンバ 1 0は、 例えばエッチング装置や化学気相成長装置 (C V D ) 等の半導体製造工程に用いるプロセスチャンバであ り 、 この真空チ ヤンバ 1 0は、 排気配管 1 4を通じて真空ポンプ 1 2に接続されている c 真空ポンプ 1 2は、 真空チャンバ 1 0からのプロセスの排気を大気圧に 昇圧するためのもので、 従来は油回転式ポンプが、 現在はドライポンプ が主に使用されている。 真空チャンバ 1 0が必要とする真空度が真空ポ ンプ 1 2の到達真空度よ り も高い場合には、 ドライポンプの上流側にさ らにターボ分子等の超高真空ポンプが配置されていることもある。
プロセスの排気は、 プロセスの種類により毒性や爆発性があるので、 そのまま大気に放出できない。 そのため、 真空ポンプ 1 2の下流には排 気処理装置 2 0が配置されている。 大気圧まで昇圧されたプロセスの排 気のうち、 上記のような大気に放出できないものは、 ここで吸着、 分解、 吸収等の処理が行われて無害なガスのみが大気に放出される。 なお、 配 管 1 4には必要に応じて適所にバルブが設けられている。
以上のよ うな従来の真空排気システムにおいては、 反応副生成物の中 に昇華温度の高い物質がある場合、 そのガスを真空ポンプが排気するの で、 昇圧途中でガスが固形化し、 真空ポンプ中に析出して真空ポンプの 故障の原因になる欠点がある。
例えば、 アルミのエッチングを行うために、 代表的なプロセスガスで ある B C 1 3, C l 2を使用すると、 プロセスチャンバからは、 B C 1 3, C 1 2のプロセスガスの残ガスと A 1 C 1 3の反応副生成物が真空ボン プによ り排気される。 この A l C 1 3は、 真空ポンプの吸気側では分圧 が低いので析出しないが、 加圧排気する途中で分圧が上昇し、 真空ボン プ内で析出して固形化し、 ポンプ内壁に付着して真空ポンプの故障の原 因となる。 これは、 S i Nの成膜を行う C V D装置から生じる (N H 4 ) 2 S i F 6や N H 4 C 1 等の反応副生成物の場合も同様である:
従来、 この問題に対して、 真空ポンプ全体を加熱して真空ポンプ内部 で固形物質が析出しないようにし、 ガスの状態で真空ポンプを通過させ る等の対策が施されてきた。 しかし、 この対策では真空ポンプ内での析 出に対しては効果があるが、 その結果と して、 その真空ポンプの下流に 配置される排気処理装置で固形化物が析出し、 充填層の目詰まり を生じ させる問題があった。
そこで、 ポンプの上流、 あるいは下流に トラップ装置を取り付けて生 成物を付着させ、 固形化物を生成する成分を先に除去して排気配管に備 えられた各種機器を保護することが考えられる。 このよ うな トラ ップ装 置 1 0 0 と して、 図 1 2又は図 1 3に示すよ うに、 排気配管中にその一 部を形成する気密容器 1 0 2を配置して、 その中に例えば板状のバッフ ル 1 0 4 (トラップ部) を設ける構成が考えられる。 バッフル 1 0 4に 一定量の析出物が付着した時は、 排気流路を切り換えて トラップの洗浄 や交換を行い、 処理を継続させる。
しかしながら、 従来の トラップ装置はトラップ効率が悪く、 排気中の 大部分の成分が トラップ部に付着することなくそのまま流れて、 下流の 配管や各種機器に付着していた。 これは、 バッフル 1 0 4の構成が平行 板状であるので排気と トラップ部の接触が充分図られていないことによ • ると考えられる。
バッフル板を複雑な形状にすると、 トラップが部分的になされ、 コン ダクタンスが過度に低下したり、 詰ま り を生じて排気の流れが不安定に なったり、 トラップ部の交換や切り換えが円滑に行えないなどの不具合 が生じるのみでなく 、 構造が複雑になって製造ゃメンテナンスのコス ト が上昇する。 発明の開示
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、 成膜処理等におい て、 真空チヤンバの許容するコンダクタンスを満たしながら トラップ効 率を上げることができ、 それによつて、 真空ポンプの性能に影響するこ と無く、 真空ポンプの長寿命化、 除害装置の保護を行って運転の信頼性 の向上を図り、 さらに装置設備や運転コス トの低減を図ることができる トラップ装置を提供することを目的と している。
また、 トラップ装置の トラップ部には捕捉された固形物が蓄積するの で、 適当な時間経過後に、 トラップ部を交換したり、 あるいは所定の方 法で固形物を除去して再生することが必要となる。 前者の場合は、 トラ ップ部を多く用意しなければならず、 自動化も難しい。
そこで、 例えば、 排気配管 1 4に隣接して例えば所定の温度に加熱し た温水を流通させる再生経路を設け、 トラップ部を排気流路と再生経路 に切り替えて トラップ動作と再生動作を交互に行って、 自動運転を可能 とすることが考えられる。
しかしながら、 このよ うな トラップ装置においては、 洗浄用の温水を 得るためヒータ等の独自の加温手段や付帯設備を設ける必要があり、 ク リーンルームの床を占有するなど設備コス トの上昇につながる。 また、 温水を連続して循環させると、 温水 (洗浄液) に汚れが生じて洗浄効率 が低下してしま うため、 常に新しい水を加熱して用いる必要があり、 電 力消費量の増大やメンテナンス等のためにランニングコス トも嵩んでし まう。
そこで、 本発明の第 2の目的は、 設備コス ト及びランニングコス トを 抑制しつつ トラップの再生を行う ことができるよ うにした トラップシス テムを提供することである。
請求項 1 に記載の発明は、 真空チャンバから真空ポンプにより排気す る排気流路に配置され、 排ガス中の生成物を付着させて除去する トラッ プ部を有する トラップ装置において、 前記トラップ部は、 中心から外側 に向かって膨らむ上流側流路部分と、 外側から中心側に向かう下流側流 路部分からなる トラップ流路を有することを特徴とする トラップ装置で ある。
これにより、 上流側流路部分で外側に向かい、 下流側流路部分で内側 に向かう よ うに方向転換しながら流れるので、 トラップ流路の壁に接触 する機会が増え、 トラップ効率が向上する。 流路が過度に複雑でないの で、 製造やメンテナンスコス トが上昇することもなく、 また、 コンダク タンスを過度に低下させることがないので、 排気系へ与える影響も小さ い。
請求項 2に記載の発明は、 前記トラップ流路は、 曲面により形成され ていることを特徴とする請求項 1 に記載の トラップ装置である。 これに より、 流路が順次方向転換するので、 直線的な流路の場合より トラップ 効率が高い。
前記トラップ流路を複数多層に配置するようにしてもよい。
また、 入口側に、 気体の流れを案内する案内面部を設けるよ うにして もよい。
請求項 3に記載の発明は、 いずれかの トラップ流路の下流側部分を部 分的に少なく とも 2つの流路に区分していることを特徴とする請求項 1 に記載の トラップ装置である。 これによ り、 下流側での滞流時間を稼ぐ と ともに気体と壁を接触しゃすく して、 全体と しての トラップ効率を向 上させる。
請求項 4に記載の発明は、 前記トラップ部は、 前記排気流路に対して 出し入れ可能に設けられていることを特徴とする請求項 1 に記載の トラ ップ装置である。 これによ り交換等が容易になるとと もに、 少なく とも 2つの トラップ部を用意しておき、 一方で トラップ処理しつつ他方を再 生するよ うにして連続運転を可能にすることができる。
請求項 5に記載の発明は、 真空チャンバから真空ポンプにより排気す る排気流路に配置され、 排ガス中の生成物を付着させて除去する トラッ プ部を有する トラップ装置において、 前記トラップ部は、 軸線が排気流 路に交差する円弧面状の トラップ面を有するバッフル板を有することを 特徴とする トラップ装置である。
請求項 6に記載の発明は、 半導体製造装置の真空チャンバから真空ポ ンプにより排気する排気流路に配置され、 排ガス中の生成物を トラップ 部に付着させて除去する トラップ室と、 前記トラップ室に隣接して配置 された再生室と、 前記トラップ部を前記トラップ室と前記再生室との間 で切り替える切替機構と、 前記再生室に前記半導体製造装置の冷却に使 用された冷却水を導入する冷却水流路とを有することを特徴とする トラ ップシステムである。
これにより、 半導体製造装置の所定箇所を通過して温度が上昇した冷 却水を再生室に供給し、 温水によって トラップ部の洗浄を効率良く行な つて、 トラップ装置の安定した連続運転が可能になる。 しかも、 新たな 熱源や洗浄液を用いていないので、 省資源、 省エネルギー性を高めるこ とができる。
請求項 7に記載の発明は、 前記半導体製造装置が、 気相成長装置であ ることを特徴とする請求項 6に記載の トラップシステムである。 図面の簡単な説明
図 1は本発明の実施の形態の トラップ装置及びトラップシステムを備 えた真空排気システムを示す系統図である。
図 2は図 1の実施の形態の トラップ装置の平面断面図である。
図 3は図 2の m— m矢視図である。
図 4は図 2の IV— IV矢視図である。
図 5はこの発明の 1つの実施の形態の トラップ装置を示す図である。 図 6は図 5の トラップ装置を拡大して示す図である。
図 7はトラップ装置の洗浄液及びパージガスの配管を示す図である。 図 8は トラップ部の他の実施の形態を示す図である。
図 9はトラップ部のさ らに他の実施の形態を示す図である。
図 1 0はトラップ部のさ らに他の実施の形態を示す図である。
図 1 1は従来の トラップシステムを用いている排気システムを示す図 である。
図 1 2は従来の トラップ装置の例を示す図である。
図 1 3は従来の トラップ装置の他の例を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。 図 1ないし図 7は、 この発明の トラップシステムの一つの実施の形態 を示すもので、 半導体製造装置の一部を構成する C V D反応室 (真空チ ャンバ) 1 0を真空ポンプ 1 2によ り排気する排気配管 1 4が設けられ この真空ポンプ 1 2の上流側に トラ ップ装置 Tが設けられている。 トラ ップ装置 Tは、 排気配管 1 4に隣接して洗浄液を流通させる再生配管 1 6が配置され、 これらに跨って形成された筒状のケ一シング 2 2の中に. トラップ室 3 0 とそれに隣接する再生室 3 2が形成されて構成されてい る。 ケーシング 2 2の中には、 軸体 2 4に取り付けられた トラップ部 1 8が、 排気配管 1 4及び再生配管 1 6に交差する方向に直進移動可能に 配置され、 外部の切替機構によって トラップ室 3 0 と再生室 3 2に交互 に移動可能に設けられている。 図 1及び図 7に示すよ うに、 この例では、 再生配管 1 6には半導体製造装置 Sの冷却に使用された冷却水の排出流 路が接続されている。
ケーシング 2 2には、 図 2に示すよ うに、 軸体 2 4を軸方向に往復移 動させる駆動手段であるエアシリ ンダ 2 6が設けられている。 ケーシン グ 2 2は、 中央が開口する隔壁 2 7及び軸体 2 4に取り付けられた仕切 板 2 8によって トラップ室 3 0 と再生室 3 2に仕切られており、 各部屋 にはそれぞれ排気配管 1 4又は再生配管 1 6が接続されている。 トラッ プ室 3 0、 再生室 3 2あるいは排気配管 1 4の所定箇所には、 トラップ 量を間接的に検知する温度センサや圧力センサが設けられている。
エアシリ ンダ 2 6 とケ一シング 2 2の間にはべローズ 3 4が設けられ てこれらの間の気密性を維持している。 また、 隔壁 2 7 と仕切板 2 8が 接する箇所には Oリ ング 3 5が配置されて、 トラップ室 3 0 と再生室 3 2の間の気密性を維持している。 仕切板 2 8は断熱性の高い素材で形成 されて、 トラップ室 3 0 と再生室 3 2の間の熱移動を阻止するようにし ている。
トラップ部 1 8は、 図 6に示すよ うに、 軸体 2 4に軸方向に対向して 取り付けられた一対の端板 3 6 と、 これら端板の間に渡って設けられた ノ ッフル板 3 8 a, 3 8 b , 3 8 c と力、ら構成されている。 バッフル板 3 8 a , 3 8 b, 3 8 c は左右対称に複数 (図示例では 6枚) が配置さ れ、 それぞれの間及び軸体 2 4又は容器壁との間に、 中心から外側に向 かって膨らむ上流側流路部分 Uと、 外側から中心側に向かう下流側流路 部分 Dとを有する トラップ流路 4 0 a, 4 0 b , 4 0 c , 4 0 dを形成 している。 ノく ッフル板 3 8 a, 3 8 b , 3 8 cは、 この例では、 円弧面 部 4 2 と、 上下の連絡部を形成する平面部 4 4を有している。
ノ ッフル板 3 8 a, 3 8 b , 3 8 c及び端板 3 6はそれぞれ熱伝導性 の良い材質から形成されており、 バッフル板 3 8 a, 3 8 b , 3 8 cは 端板 3 6を介して軸体 2 4 との間の熱伝導により冷却されるようになつ ている。 各バッフル板には、 後述する再生の場合に付着物の排出に用い る排出穴 3 9が設けられている。
軸体 2 4は、 金属等の熱伝導性の良い材料によ り形成され、 内部に冷 却用の冷媒流路 4 6が形成されている。 この冷媒流路 4 6には、 液体窒 素のよ うな液体又は冷却された空気又は水等の冷却用熱媒体が供給され る。
図 4に示すように、 再生室 3 2には、 下部に洗浄液の注入と排出のた めの洗浄液注入排出ポー ト 6 0、 上部に洗浄液を排出するための洗浄液 排出ポー ト 6 2、 及び乾燥用のパージガスの導入及び排出のための 3個 のガスパージポー ト 6 4が設けられている。 洗浄液注入排出ポー ト 6 0 には、 図 7に示すように、 半導体製造装置 Sの冷却に使用された冷却水 の排出流路 (洗浄液供給経路) 6 6がバルブ 6 8及び 3方切替弁 7 0を 介して接続されている。 半導体製造装置 Sが、 C V D装置の場合、 真空 チャンバ 1 0の壁、 ガス噴射ヘッ ド、 基板保持台等の冷却水の他、 気化 器やその他の付随設備の冷却水を適宜に用いることができる。
洗浄液排出ポー ト 6 2には、 バルブ 7 2 と、 洗浄液の排出を促すため のポンプあるいはェジエタタ 7 4が順次配置された洗浄液排出経路 7 6 が接続されている。 この洗浄液排出経路 7 6には、 3方切換弁 7 0から 延びるバイパス流路 7 8が合流している。 一方、 各ガスパージポー ト 6 4には、 バルブ 8 0を介して例えば N 2ガス源に連絡するパージガス流 路 8 2が接続されている。
次に、 上記のような構成の トラップ装置 Tの作用を説明する。 C V D 処理時においては、 図 2に示すように、 トラップ部 1 8はトラップ室 3 0に位置するように切り換えられ、 ノく ッフル板 3 8は冷媒流路 4 6 を流 れる冷媒によって冷却される。 真空ポンプ 1 2 の作動によ り 、 チャンバ 1 0から排出された気体は排気配管 1 4を介してケーシング 2 2に導入 される。 排気は、 図 5に示すよ うに、 ノくッフル板 3 8 a, 3 8 b, 3 8 cの問の湾曲した トラップ流路 4 0 a, 4 0 b , 4 0 c に沿って流れ、 バッフル板 3 8 a, 3 8 b , 3 8 c に当たって冷却される。 冷却された 排気中の凝結しやすい成分はそこで析出し、 析出した固形物は、 これら バッフル板の内外面に付着する。
トラップ流路 4 0 a, 4 0 b , 4 0 c , 4 0 dが湾曲して形成されて いるので、 排気中のガス分子が トラップ面に当たる確率が高く なり、 冷 却されて トラップされる効率も向上する。 これは、 冷却による トラ ップ だけでなく、 例えば粒子を トラップ面に吸着させる トラップでも同様で ある。 これにより、 排気配管 1 4に沿って流入する排ガスに含まれる特 定の成分、 例えばアルミ ニウムの成膜を行なう場合には、 例えば、 塩化 アルミニウムのよ うな成分が固形物と して付着して トラ ップされて排ガ スから除去される。
一定時間の処理後、 あるいは、 温度センサや圧力センサ等でトラップ 量が一定量に達したことを検知すると、 処理を一時的に停止し、 あるい は排気配管 1 4を他の トラップ経路に切り替えてから、 エアシリ ンダ 2 6の動作によ り、 図 3に示すよ うに トラップ部 1 8を再生室 3 2に移動 させる。 そして、 バルブ 6 8を開と し、 3方切替弁 7 0をポ一 ト 6 0 と 流路 6 6が連通するように切り替えて、 半導体製造装置 Sの冷却に使用 されて温められた冷却水 (洗浄液) を再生室 3 2内に導入し、 同時に洗 浄液排出経路 7 6のバルブ 7 2を開く。
すると、 再生室には 4 0 °C程度に温められた冷却水 (洗浄液) が下方 のポー ト 6 0から流入して充満し、 トラップ部 1 8を浸漬させる。 これ によ り、 トラップ部 1 8に付着した生成物は洗浄液に溶解し、 洗浄液の 流れの力によって トラップ部 1 8から離されて洗浄液中に浮遊する。 生 成物を溶解又は浮遊させた洗浄液は、 洗浄液排出ポー ト 6 2から順次排 出される。 洗浄液は、 再生室 3 2に連続的に流入するので再生室 3 2は 常に新しい洗浄液で満たされる。
このよ うにして所定の時間の洗浄が終了すると、 3方切替弁 7 0をポ ー ト 6 0 とバイパス流路 7 8が連通するように切り替えて再生室 3 2内 に充満した洗浄液を排出する。 次に、 パージガス流路 8 2のバルブ 8 0 を開と して、 乾燥した N 2ガスをガスパージポー ト 6 4から流入させ、 これにより トラップ部 1 8及び再生室 3 2を乾燥させた後、 トラップ部 1 8 を トラップ室 3 0に戻す。 これにより、 排気配管 1 4に水分を導入 することなく トラップ動作を再開することができる。 バルブ 6 8, 8 0 は再生工程の時以外は閉じておき、 トラップ部 1 8が トラップ室 3 0 と 再生室 3 2 との間を移動する時も排気配管 1 4に水分が侵入しないよう にする。
なお、 生成物の付き方や物性等によって付着物が容易に分離しない場 合には、 ガスパージポ一 ト 6 4を洗浄液注入口 と して用いて多方向よ り 洗浄液を注入したり、 或いは再生室 3 2に洗浄液が充満してから、 各ボ — ト 6 0, 6 2 , 6 4よ り N2ガス或いはエア一を供給してバブリ ング させることにより、 洗浄液を流動させて付着物を物理的に剥離させるよ うにしてもよレ、。 また、 洗浄液を適当な方法で加圧して トラップ部 1 8 に向けて噴射するようにしてもよい。
なお、 発明者による実施では、 L P _ C VD装置の真空チャンバの排 気流路に トラップ装置 Tを設置し、 NH4C 1 を トラップ部 1 8に トラ ップさせた時に、 2 0分の洗浄で洗浄効率 1 0 0 % (NH4C 1 残量 0 g ) を得られることが確かめられている。
次に、 トラップ部の他の構成の例を説明する。 図 8に示すトラップ部 1 8は、 軸体 2 4を取り囲むよ うに複数の円弧板状のバッフル板 3 8 a, 3 8 b , 3 8 c, 3 8 d , 3 8 eが配置され、 これらのバッフル板の間 に湾曲した トラップ流路 4 0 a, 4 0 b , 4 0 c , 4 O dが多層に構成 されている。 これらの各流路の上流側の入口 5 0及び出口 5 2の幅は、 入口 5 0側が広く鈍角に開いており、 出口 5 2側は狭く開いており、 こ れにより、 気体を特に トラップ部 1 8の下流側部分で充分滞流させて ト ラップ時間を稼ぐようにしている。
また、 入口 5 0には、 中央側を流れる気体を周辺側の流路に分配する 作用をする案内バッフル 5 4 b, 5 4 c, 5 4 dが設けられている。 こ れらの案内バッフル 5 4 b, 5 4 c , 5 4 dは、 この例では、 円弧板状 のバッフル板 3 8 c, 3 8 d , 3 8 eの一部と して、 すなわち、 筒状の バッフル板に軸方向に延びるス リ ッ トを形成することによって形成され ているが、 これに限るわけではない。 この例では、 案内バッフル 5 4 b : 5 4 c , 5 4 dは流れに沿って交互に配置されており、 それによ り、 気 体の分配機能を高めている。
このよ うに、 トラップ部 1 8には同心の複数の トラップ流路 4 0 a, 4 0 b , 4 0 c , 4 0 dが形成されており、 外側の トラップ流路の方が 距離が大きく従って トラップ面積も大きい。 従って、 上記のように トラ ップ面積が大きい外側の トラップ流路に気体を分配することにより、 全 体の トラップ効率を向上させることができる。 なお、 各流路への気体の 分配は、 各流路のコンダクタンスによっても調整することができるので、 例えば、 外側の流路幅を内側より大きくすることによ り、 気体流量分布 を調整してもよい。
図 9は、 図 6に示した トラップ部を改良した他の実施の形態を示すも ので、 トラップ流路 4 0 a , 4 0 bの下流側部分に各流路を 2分する分 割バッフル板 5 6 a, 5 6 bを挿入して流路幅を狭め、 ここに気体を充 分滞流させるよ うにしている。 これにより、 全流路の幅を狭める場合に 比べて過度にコンダクタンスを下げることなく、 気体の流れが安定した 下流側部分でトラップ時間を稼ぎ、 全体と しての トラップ効率を向上さ せることができる。
図 1 0は、 この発明のさらに他の実施の形態の トラップ部を示すもの で、 図 6の実施の形態と異なる点は、 中心から外側に向かって膨らむ上 流側流路部分 Uと、 外側から中心側に向かう下流側流路部分 Dとが、 そ れぞれ平坦なバッフル板 5 8 a, 5 8 b , 5 8 c , 5 8 dによって形成 されている点である。 この実施の形態では、 バッフル板の加工が容易で 比較的低コス トで、 先の実施の形態と同様の作用効果を得ることができ る。 なお、 この実施の形態において、 図 8のよ うな案内バッフル板や、 図 9のよ うな分割バッフル板を用いてもよいことは言うまでもない。 上述した実施の形態では、 再生配管を 1つのみ設けた構成と したが、 再生配管を排気配管の両側に設け、 軸耐に 2つの トラップ部を設けて、
1つの トラップ部が トラ ップ処理している間に他の トラ ップ部の再生処 理を行なうことによ り、 連続的な トラップ処理を行なう よ うにしてもよ い。 また、 上記実施の形態では、 トラップ部 1 8がケーシング内を直線 的に移動して切り替えられるよ うになっているが、 ケーシングを環状に 形成し、 トラップ部をロータ リー運動させることによって移動させても よい。 この場合には 1つの排気流路に対して トラップ部を 3つ以上設け て 2つ以上の再生 · 洗浄経路で同時に再生させることができる。 通常、 トラップのの速度よ り再生の速度が遅いので、 この点は特に有利である: また、 ロータ リ一式では 2つの トラップ部の場合でも再生経路が 1つで 済むことになる。
従来の トラップ装置と、 この発明の実施の形態のバッフル部を有する トラップ装置を用いて、 N H 4 C 1 を捕捉する実験を行い、 トラップ効 率を比較した値を表 1 に示す。
表 1
Figure imgf000015_0001
図 6の形状による捕捉効率がよいことが分かった。 ここで、 このバッ フルとチヤンバの組み合わせによる トラップ後のコンダクタンスは 4 2 2 0 0 ( L / m i n ) (実績値) となり、 プロセスに与える影響はまつ たく無かった。
以上説明したよ うに、 この発明の第 1 の態様によれば、 コンダクタン スを過度に低下させずに、 トラップ効率を上げることができ、 それによ つて、 排気システムの真空ポンプの性能に影響すること無く、 真空ボン プの長寿命化、 除害装置の保護等を行って排気システムの運転の信頼性 の向上を図り、 半導体製造等の生産性向上に寄与することができる。 また、 この発明の他の態様によれば、 半導体製造装置の所定箇所を通 過して温度が上昇した冷却水を再生室に供給し、 温水によって トラップ 部の洗浄を効率良く行なって、 トラップ装置の安定した連続運転が可能 になる。 しかも、 新たな熱源や洗浄液を用いていないので、 省資源、 省 エネルギー性を高め、 結果と して設備コス ト及びランニングコス トを抑 制しつつ トラ ップの再生を行う ことができる。 産業上の利用の可能性
本発明は、 例えば半導体製造装置の真空チヤンバを真空にするために 用いる真空排気システム及びそれに用いられる トラップ装置と して有用 である。

Claims

請求の範囲
1 . 真空チャンバから真空ポンプによ り排気する排気流路に配置され、 排ガス中の生成物を付着させて除去する トラップ部を有する トラップ装 j レヽ 、
前記トラップ部は、 中心から外側に向かって膨らむ上流側流路部分と . 外側から中心側に向かう下流側流路部分からなる トラップ流路を有する ことを特徴とする トラップ装置。
2 . 前記トラップ流路は、 曲面によ り形成されていることを特徴とする 請求項 1 に記載の トラップ装置。
3 . いずれかの トラップ流路の下流側部分を部分的に少なく とも 2つの 流路に区分していることを特徴とする請求項 1 に記載の トラップ装置。
4 . 前記トラ ップ部は、 前記排気流路に対して出し入れ可能に設けられ ていることを特徴とする請求項 1 に記載の トラ ップ装置。
5 . 真空チャンバから真空ポンプにより排気する排気流路に配置され、 排ガス中の生成物を付着させて除去する トラップ部を有する トラップ装 置において、
前記トラップ部は、 軸線が排気流路に交差する円弧面状の トラップ面 を有するバッフル板を有することを特徴とする トラップ装置。
6 . 半導体製造装置の真空チャンバから真空ポンプによ り排気する排気 流路に配置され、 排ガス中の生成物を トラップ部に付着させて除去する トラップ室と、
前記トラップ室に隣接して配置された再生室と、
前記トラ ップ部を前記 トラップ室と前記再生室との問で切り替える切 替機構と、
前記再生室に前記半導体製造装置の冷却に使用された冷却水を導入す る冷却水流路とを有することを特徴とする トラ ップシステム。
7 . 前記半導体製造装置は、 気相成長装置であるこ とを特徴とする請求 項 6に記載の トラップシステム。
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