WO2012002191A1 - トラップ装置及び基板処理装置 - Google Patents

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WO2012002191A1
WO2012002191A1 PCT/JP2011/064093 JP2011064093W WO2012002191A1 WO 2012002191 A1 WO2012002191 A1 WO 2012002191A1 JP 2011064093 W JP2011064093 W JP 2011064093W WO 2012002191 A1 WO2012002191 A1 WO 2012002191A1
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space
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弘司 福森
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Tokyo Electron Ltd
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    • H10P95/00—Generic processes or apparatus for manufacture or treatments not covered by the other groups of this subclass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D8/00—Cold traps; Cold baffles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4412—Details relating to the exhausts, e.g. pumps, filters, scrubbers, particle traps
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
    • H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/6416—With heating or cooling of the system

Definitions

  • the present invention relates to a trap apparatus and a substrate processing apparatus.
  • polyimide is used for an interlayer insulating film, a passivation film, and the like because it has high adhesion and low leakage current.
  • Such a polyimide is particularly promising as an insulating film when performing three-dimensional mounting in which semiconductor chips are stacked in order to increase the degree of integration of semiconductor devices.
  • One method for forming such a polyimide film is by vapor deposition polymerization (co-evaporation polymerization) using PMDA (pyromellitic anhydride) and ODA (4,4′-oxydianiline) as raw material monomers.
  • PMDA pyromellitic anhydride
  • ODA 4,4′-oxydianiline
  • This vapor deposition polymerization method is a system that vaporizes PMDA and ODA, which are highly reactive low molecular monomers, co-deposits on the substrate surface installed in the chamber, and polymerizes on the substrate surface to obtain polyimide as a polymer polymer. .
  • this vapor deposition polymerization reaction is a reaction as shown below.
  • the raw material monomer that did not contribute to the vapor deposition polymerization on the substrate is discharged in the monomer state without contributing to the film formation of the polyimide film, and processed A vacuum pump for evacuating the chamber of the apparatus is reached.
  • Such a raw material monomer decreases in temperature until it reaches the vacuum pump, changes from a gas to a solid state, and is stuck in the vacuum pump, which may cause a failure of the vacuum pump.
  • a vacuum polymerization apparatus having a monomer trap equipped with a water cooling coil is disclosed (for example, Patent Documents). 1).
  • a removal device is provided between the chamber and the vacuum pump so that unreacted components in the exhaust are not mixed as foreign matter in the vacuum pump. Yes.
  • a removal device is disclosed that removes unreacted components by reacting unreacted components in the removal device and attaching them to the inner wall (for example, Patent Document 2).
  • a substrate that has a function of capturing a gas component by a trap, and can be switched between a capture mode and a non-capture mode by connecting one end of the trap to one end of the expansion tube and expanding and contracting the expansion tube.
  • a processing apparatus is disclosed (for example, Patent Document 3).
  • the present invention provides a trap apparatus and a substrate processing apparatus suitable for removing monomers such as PMDA and ODA.
  • a gap is provided between a chamber to which a gas supply unit for introducing a gas for processing a substrate is connected and an exhaust unit for exhausting the gas in the chamber.
  • a trap device is provided.
  • the trap device includes a suction port connected to the chamber, a discharge port connected to the exhaust unit, and a first space, and the gas flowing into the first space is included in the gas.
  • a cooling trap for cooling to a temperature lower than the temperature at which unreacted components solidify, a first flow path capable of communicating with the suction port and the first space, and a communication between the first space and the discharge port are possible.
  • a second space that can communicate with the suction port and the discharge port, and moves relative to the cooling trap portion so as to move from the suction port to the first flow channel.
  • a bypass part for selectively forming the.
  • FIG. 1 is a structural diagram of a substrate processing apparatus in a first embodiment. It is a block diagram of the exhaust system containing the trap apparatus in 1st Embodiment. It is explanatory drawing of a 1st trap. It is explanatory drawing of the function of the trap apparatus in 1st Embodiment. It is explanatory drawing (1) of the structure of the trap apparatus in 1st Embodiment. It is explanatory drawing (2) of the structure of the trap apparatus in 1st Embodiment. It is explanatory drawing of the function of the trap apparatus in 2nd Embodiment. It is explanatory drawing (1) of the structure of the trap apparatus in 2nd Embodiment. It is explanatory drawing (2) of the structure of the trap apparatus in 2nd Embodiment. It is explanatory drawing of the function of the trap apparatus in 3rd Embodiment.
  • the present embodiment is a film forming apparatus for obtaining polyimide by vapor deposition polymerization using PMDA and ODA as raw material monomers as a substrate processing apparatus, and a trap apparatus incorporated in the substrate processing apparatus.
  • the air flow (gas) discharged from a chamber is generated by the first trap device 330 and the second trap device 350.
  • the air is exhausted by the vacuum pump 370.
  • the first trap 330 causes vaporized PMDA and ODA to react with each other by vapor deposition polymerization to generate polyimide, and the generated polyimide is attached to a wall surface or the like inside the first trap 330, whereby the vaporized PMDA and Remove ODA.
  • the second trap 350 solidifies PMDA and ODA into a powder form by lowering the inside of the second trap 350, and removes the generated PMDA and ODA by a method such as gravity sedimentation. .
  • a bypass line 360 is provided so that the inside of the chamber can be evacuated by the vacuum pump 370 without passing through the second trap 350, and the front stage and the rear stage of the second trap 350, that is, the front stage of the bypass line 360.
  • a method may be considered in which a first valve 361 and a second valve 362 are provided in the subsequent stage, and switching is performed by controlling the opening and closing of the first valve 361 and the second valve 362.
  • the first valve 361, the second valve 362, the first trap 330, and the second trap 350 are connected to a controller 380 serving as a control unit, and each performs predetermined control.
  • the first valve 361 when evacuating a chamber (not shown), the first valve 361 is opened, the second valve 362 is closed, and the vacuum pump 370 is evacuated. As a result, the airflow exhausted from the chamber flows through the first trap 330, the first valve 361, and the bypass line 360 and is exhausted by the vacuum pump 370.
  • the first valve 361 is closed and the second valve 362 is opened.
  • the airflow exhausted from the chamber flows through the first trap 330, the second trap 350, and the second valve 361 and is exhausted by the vacuum pump 370.
  • the inside of the second trap 350 is cooled, the vaporized PMDA and ODA contained in the airflow are solidified, and the solidified PMDA and ODA can be removed by gravity sedimentation or the like.
  • FIG. 2 shows the substrate processing apparatus in the present embodiment
  • FIG. 3 shows the exhaust system of the substrate processing apparatus in the present embodiment, that is, the exhaust system including the trap apparatus in the present embodiment.
  • the substrate processing apparatus in the present embodiment has a wafer boat 12 in which a plurality of wafers W on which a polyimide film is formed can be placed in a chamber 11 that can be evacuated by a vacuum pump 70.
  • the chamber 11 has injectors 13 and 14 for supplying vaporized PMDA and ODA. Openings are provided on the side surfaces of the injectors 13 and 14, and PMDA and ODA vaporized from the injectors 13 and 14 are supplied from the horizontal direction to the wafer W as indicated by arrows in the drawing.
  • the supplied vaporized PMDA and ODA cause a vapor deposition polymerization reaction on the wafer W and precipitate as polyimide.
  • the vaporized PMDA and ODA that did not contribute to the formation of the polyimide film flow as they are and are discharged out of the chamber 11 through the exhaust port 15. Further, the wafer boat 12 is configured to be rotated by the rotating unit 16 so that the polyimide film is uniformly formed on the wafer W. Further, a heater 17 for heating the wafer W in the chamber 11 to a constant temperature is provided outside the chamber 11.
  • the injectors 13 and 14 are connected to the PMDA vaporizer 21 and the ODA vaporizer 22 via valves 23 and 24, respectively. Further, the valves 23 and 24 connected to the PMDA vaporizer 21 and the ODA vaporizer 22 are connected. And the injectors 13 and 14 are provided with an introduction portion 25. With such a configuration, PMDA and ODA vaporized from the PMDA vaporizer 21 and the ODA vaporizer 22 are supplied from the injectors 13 and 14.
  • the high temperature nitrogen gas is supplied to the PMDA vaporizer 21 as a carrier gas, and the PMDA vaporizer 21 is supplied in a vaporized state by sublimating PMDA. For this reason, the PMDA vaporizer 21 is maintained at a temperature of 260 ° C.
  • high temperature nitrogen gas is supplied as a carrier gas, and the ODA heated to a high temperature and in a liquid state is bubbled with the supplied nitrogen gas, whereby ODA vapor contained in the nitrogen gas is obtained. Supply in a vaporized state. For this reason, the ODA vaporizer 22 is maintained at a temperature of 220 ° C.
  • the vaporized PMDA and ODA are supplied into the injectors 13 and 14 through the valves 23 and 24, and become polyimide on the surface of the wafer W installed in the chamber 11. Note that when the polyimide film is formed, the temperature in the chamber 11 is maintained at 200 ° C.
  • vaporized PMDA and vaporized ODA are ejected laterally from the injectors 13 and 14, and a polyimide film is formed on the wafer W through a polymerization reaction.
  • the airflow flows through the first trap 30 and the second trap 50 from the exhaust port 15 and is exhausted by the vacuum pump 70.
  • the structure which provided the connection valve between the 1st trap 30 and the 2nd trap 50 and between the 2nd trap 50 and the vacuum pump 70 may be sufficient as needed.
  • Each of the first trap 30 and the second trap 50 is provided with a temperature controller (not shown) such as a heater, and each of the first trap 30 and the second trap 50 has a predetermined temperature.
  • the controller 80 controls the temperature.
  • FIG. 4 shows the first trap 30.
  • the first trap 30 has a cylindrical casing 31, and a plurality of disc-shaped fins 32 are arranged inside the casing 31.
  • the suction part 33 of the first trap 30 is connected to the exhaust port 15 of the chamber 11, and exhausted by the vacuum pump 70 through the second trap 50, the exhausted airflow (gas) is sucked.
  • the portion 33 enters the inside of the first trap 30.
  • the first trap 30 is maintained at 140 to 200 ° C. by the controller 80. Therefore, the plurality of fins 32 installed in the first trap 30 are also maintained at this temperature.
  • the first trap 30 in the present embodiment is arranged in multiple stages in the casing 31 so that the fins 32 are substantially perpendicular to the exhaust passage.
  • an exhaust passage is formed by the openings of the fins 32 arranged in multiple stages.
  • the height of the casing 31 is about 1000 mm and the inner diameter is about 310 mm.
  • the fin 32 has an outer diameter of about 300 mm and an inner diameter of about 110 mm.
  • 30 fins 32 are arranged at a pitch of about 24 mm.
  • the second trap 50 which is the trap device in the present embodiment, will be described with reference to FIGS.
  • the second trap 50 is formed in a cylindrical shape, and has a bypass part 51 in the upper stage and a cooling trap part 60 in the lower stage inside the cylindrical shape.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of the function of the second trap 50
  • FIG. 6 shows the internal structure when the second trap 50 is in a bypass state
  • FIG. 7 shows the trapping of the second trap 50. The internal structure in the state is shown.
  • a suction port 52 and a discharge port 53 are provided on the upper surface of the second trap 50, and the suction port 52 of the second trap 50 is connected to the discharge port 34 of the first trap 30.
  • the discharge port 53 is connected to the vacuum pump 70.
  • the bypass portion 51 in the upper stage portion of the second trap 50 is provided with a rotating portion 54.
  • the rotating portion 54 has a first flow path 55 and a second flow path 56 for connecting to the cooling trap section 60. Is provided.
  • a space 57 is formed in the bypass portion 51 other than the region where the first flow path 55 and the second flow path 56 are provided.
  • a space 61 is provided inside the cooling trap unit 60, and the suction port 52 is connected via the first channel 55 and the second channel 56 by the rotation of the rotating unit 54 in the bypass unit 51. And the discharge port 53.
  • the bypass unit 51 is provided with a heating unit 58 so that the entire bypass unit 51 is heated.
  • the cooling trap unit 60 is provided with a cooling unit 62 such as water cooling. It is cooled.
  • the cooling trap section depends on whether or not the rotating section 54 in the bypass section 51 is rotated and the first flow path 55 and the second flow path 56 are connected to the suction port 52 and the discharge port 53. It is possible to control whether or not the air flow exhausted into the space 61 inside the 60 is allowed to flow.
  • the rotation unit 54 in the bypass unit 51 is rotated, and the first flow channel 55 and the second flow channel 56, the suction port 52, and the discharge port 53. Is connected, the airflow flowing in from the suction port 52 flows into the space 61 inside the cooling trap section 60 via the first flow path 55, and then flows through the second flow path 56. It is discharged from the discharge port 53.
  • the entire space 61 inside the cooling trap unit 60 is cooled by the cooling unit 62, and the vaporized PMDA and ODA contained in the gas flowing into the space 61 can be solidified.
  • the PMDA and ODA solidified in this way fall under the influence of gravity, and accumulate as deposits 64 on the bottom surface 63 of the space 61 inside the cooling trap 60.
  • the second trap 50 it is possible to control whether the vaporized PMDA and ODA are cooled and trapped by gravity sedimentation by rotating the rotating unit 54 in the bypass unit 51.
  • the first flow path 55, the second flow path 56, the suction port 52, and the discharge port. 53 is not connected.
  • the vacuum pump 70 by exhausting with the vacuum pump 70, the exhausted airflow flowing in from the suction port 52 is discharged from the discharge port 53 through the space 57 inside the bypass unit 51.
  • the amount of airflow (gas) to be exhausted is large, but the airflow exhausted does not flow into the space 61 inside the cooling trap section 60.
  • the deposit 64 deposited on the bottom surface portion 63 is not rolled up. Therefore, the deposit 64 does not enter the exhausted airflow, and therefore the deposit 64 does not enter the vacuum pump 70.
  • the vaporized PMDA and ODA contained in the exhausted airflow can be solidified, and the solidified PMDA and ODA can be solidified. Is deposited as a deposit 64 on the bottom surface 63 of the space 61 inside the cooling trap 60. In this way, PMDA and ODA in a vaporized state can be removed from the exhausted airflow. Thereafter, the air flow is discharged from the discharge portion 53 through the second flow path 56 from the space 61 inside the cooling trap portion 60.
  • the external shape of the trap device changes between the bypass state shown in FIGS. 5A and 6 and the trap state shown in FIGS. 5B and 7. Absent.
  • the trap device according to the present embodiment does not require a valve or the like for switching, the trap device is small and can be reduced in cost.
  • the amount of airflow exhausted by the vacuum pump 70 is extremely small. Therefore, even if the airflow flows into the space 61 inside the cooling trap portion 60, the deposit 64 deposited on the bottom surface portion 63 of the space 61 will not be rolled up. Therefore, when the airflow is exhausted from the space 61, the deposit 64 is not mixed and exhausted in the airflow, so that the deposit 64 does not enter the vacuum pump 70.
  • the second trap 50 by controlling the rotation of the rotation unit 54 in the bypass unit 51, the exhausted airflow is caused to flow in the space 57 inside the bypass unit 51 to bypass the cooling trap unit 60. It is possible to switch to the case where PMDA and ODA in a vaporized state flowing into the interior space 61 are removed. Therefore, the second trap 50 which is the trap device of the present embodiment is small in size and can be switched between the trap function and the bypass function at low cost. This switching may be performed manually or under the control of the controller 80 or the like.
  • the cooling trap unit 60 of the second trap 50 coagulates and eliminates the vaporized PMDA and ODA present in the exhausted airflow. 62 is controlled by the controller 80 so that the temperature becomes 120 ° C. or less.
  • the velocity of the airflow flowing in the space 62 inside the cooling trap portion 60 of the second trap 50 is such that the solidified PMDA and ODA deposited inside the bottom surface portion 64 are not wound up by the rising airflow.
  • the exhaust speed of the vacuum pump 80 is set.
  • the airflow flows from the suction portion 52 through the first flow path 55 into the space 62 from the top to the bottom, and from the space 62 through the second flow path 56 to the bottom. From above, the airflow flows upward and is exhausted to the discharge port 53. Therefore, since the direction of the airflow flowing through the second flow path 56 is opposite to the direction of gravity, it is possible to prevent the solidified PMDA and ODA from being mixed into the exhausted airflow as much as possible.
  • a takeout part (not shown) for taking out foreign matter from the inside of the cooling trap part 60 is provided on the outer wall of the cooling trap part 60 of the second trap 50. For this reason, PMDA and ODA deposited in the cooling trap part 60 can be taken out from the foreign matter taking-out part, and maintenance and the like can be easily performed.
  • the rotation control by the rotating unit 54 in the second trap 50, the temperature and flow rate of the refrigerant flowing in the cooling unit 62, and the like can be controlled by a control program operating on a computer (not shown).
  • the control program can also be stored in a storage medium that can be read by a computer.
  • This embodiment is a trap apparatus having a structure different from that of the trap apparatus in the first embodiment, and can be used as a second trap in the substrate processing apparatus in the first embodiment.
  • the second trap 150 which is the trap device in the present embodiment, will be described with reference to FIGS.
  • the second trap 150 includes a cylindrical outer casing portion 151 and a cylindrical inner rotating portion 160 provided inside the outer casing portion 151.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram of the function of the second trap 150
  • FIG. 9 shows the internal structure when the second trap 150 is in the bypass state
  • FIG. 10 shows the trapping of the second trap 150. The internal structure in the state is shown.
  • a suction port 152 is provided on the side surface of the external housing unit 151, and a discharge port 153 is provided on the bottom surface of the external housing unit 151.
  • the suction port 152 of the second trap 150 in this embodiment is connected to the discharge port 34 of the first trap 30 in the first embodiment, and the discharge port 153 is a vacuum in the first embodiment.
  • a pump 70 is connected.
  • the internal rotation unit 160 can rotate inside the external casing unit 151, and a space 161 and a cylindrical tube 162 are provided inside the internal rotation unit 160.
  • the internal rotation unit 160 is provided with an opening 163 for connecting the outside of the internal rotation unit 160 and the space 161 inside the internal rotation unit 160. Therefore, in the second trap 150 which is the trap device in the present embodiment, the position of the suction port 152 in the external casing 151 and the position of the opening 163 in the internal rotation unit 160 are rotated by rotating the internal rotation unit 160. It is possible to control whether or not to match. Thereby, it is possible to control whether or not the exhausted airflow flows into the space 161 inside the internal rotating unit 160.
  • the space 161 inside the internal rotation unit 160 is cooled by a cooling unit (not shown) so that the PMDA and ODA contained in the airflow become solidified.
  • the internal rotation unit 160 is rotated so that the position of the suction port 152 of the external housing unit 151 and the position of the opening 163 of the internal rotation unit 160 are changed.
  • the airflow that has flowed from the suction port 152 flows into the space 161 inside the internal rotation unit 160.
  • the airflow that has flowed into the space 161 inside the internal rotation unit 160 rises toward the upper opening 164 in the cylindrical tube 162, and then flows through the cylindrical tube 162 and from the lower opening 165 to the internal rotation unit. It is discharged outside 160 (arrow B). After that, the airflow discharged to the outside of the internal rotation unit 160 is discharged from the discharge port 153 to the outside of the external housing unit 151.
  • the space 161 inside the internal rotation unit 160 is cooled by a cooling unit (not shown), and the vaporized PMDA and ODA contained in the airflow flowing into the space 161 are solidified, and the gravity is reduced. It falls due to the influence and deposits as a deposit (not shown) on the bottom surface portion 166 of the space 161.
  • the second trap 150 As described above, in the second trap 150 according to the present embodiment, whether the PMDA and ODA in a vaporized state contained in the exhausted airflow is cooled and trapped by gravity sedimentation by rotating the internal rotation unit 160. Can be controlled. That is, it is possible to switch between bypassing the exhausted airflow and removing PMDA and ODA that have been vaporized by flowing into the space 161 inside the internal rotation unit 160. Therefore, the second trap 150 which is the trap device in the present embodiment can be switched between the trap function and the bypass function at a small size and at a low cost.
  • the second trap 150 can manually rotate the internal rotation unit 160 by a rotation lever (not shown) provided outside the external housing unit 151. It is also possible to provide a motor (not shown) or the like and rotate the motor or the like automatically by controlling the motor or the like with a controller or the like.
  • a rotation lever not shown
  • the contents other than those described above are the same as those in the first embodiment.
  • This embodiment is a trap device having a structure different from the trap devices in the first embodiment and the second embodiment, and is used as the second trap in the substrate processing apparatus in the first embodiment. Can do.
  • the second trap 250 which is the trap device in the present embodiment, will be described with reference to FIG.
  • the second trap 250 includes an upper bypass section 251 and a lower cooling trap section 260, and the bypass section 251 can be slid and moved relative to the cooling trap section 260.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram of the function of the second trap 250.
  • a suction port 252 and a discharge port 253 are provided on the upper surface of the second trap 250, and the suction port 252 of the second trap 250 in the present embodiment is the first trap in the first embodiment. Are connected to the discharge port 34 of the trap 30, and the discharge port 253 is connected to the vacuum pump 70 in the first embodiment.
  • the bypass part 251 in the upper stage part of the second trap 250 is provided with a slide part 254, and the slide part 254 has a first flow path 255 and a second flow path for connection with the inside of the cooling trap part 260. 256 is provided. In the bypass portion 251, a space 257 is formed in a region other than the region where the first flow channel 255 and the second flow channel 256 are provided.
  • a space 261 is provided inside the cooling trap portion 260, and the slide portion 254 in the bypass portion 251 slides relatively so that the first passage 255 and the second passage 256 are interposed.
  • the suction port 252 and the discharge port 253 are connected.
  • the bypass unit 251 is provided with a heating unit (not shown), the entire bypass unit 251 is heated, and the cooling trap unit 260 is provided with a cooling unit (not shown). The entire space 261 inside the portion 260 is cooled.
  • the suction port 252 when the first flow channel 255 and the second flow channel 256 are not connected to the suction port 252 and the discharge port 253, the suction port The airflow that has flowed in from 252 flows into the space 257 inside the bypass portion 251, and is then discharged from the discharge port 253. Since the bypass unit 251 is heated by a heating unit (not shown), the gas flowing in from the suction port 252 is solidified without the vaporized substance contained in the gas flowing into the space 257 inside the bypass unit 251 being solidified. It is discharged from the discharge port 253 as it is.
  • the slide part 254 in the bypass part 251 is slid to connect the first flow path 255 and the second flow path 256 to the suction port 252 and the discharge port 253.
  • the airflow flowing in from the suction port 252 flows into the space 261 inside the cooling trap section 260 via the first flow path 255, and then flows into the discharge port via the second flow path 256. It is discharged from H.253.
  • the cooling trap section 260 is provided with a cooling section (not shown), and the entire space 261 inside the cooling trap section 260 is cooled, and the PMDA in a vaporized state included in the airflow flowing into the space 261 The ODA solidifies, falls due to the influence of gravity, and accumulates as a deposit 263 on the bottom surface portion 262 of the space 261 inside the cooling trap portion 260.

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Abstract

　基板を処理するためのガスを導入するためのガス供給部が接続されているチャンバーと、チャンバー内のガスを排気するための排気部との間に設けられたトラップ装置であって、チャンバーと接続される吸入口と、排気部と接続される排出口と、第１の空間を含み、当該第１の空間に流入するガスを、ガスに含まれる未反応成分が凝固する温度よりも低い温度に冷却する冷却トラップ部と、吸入口及び第１の空間を連通可能な第１の流路、第１の空間及び排出口を連通可能な第２の流路、並びに吸入口及び排出口を連通可能な第２の空間を含み、冷却トラップ部に対して相対的に移動して、吸入口から第１の流路、第１の空間、及び第２の流路を通って排出口に至る第１の経路と、吸入口から第２の空間を通って排出口に至る第２の経路とを選択的に形成するバイパス部とを備えるトラップ装置が提供される。

Description

トラップ装置及び基板処理装置
　本発明は、トラップ装置及び基板処理装置に関する。
　半導体デバイスに用いられる絶縁材料の１つとして、ポリイミドが挙げられる。ポリイミドは密着性が高く、リーク電流も低いことから、層間絶縁膜やパッシベーション膜などに用いられている。このようなポリイミドは半導体デバイスの集積度を上げるため、半導体チップを積層する３次元実装を行う際に、絶縁膜として、特に有望とされている。
　このようなポリイミド膜を成膜する方法の一つとして、原料モノマーとして、ＰＭＤＡ（無水ピロメリト酸）とＯＤＡ（４，４'－オキシジアニリン）を用いた蒸着重合法（共蒸着重合法）による成膜方法が知られている。
　この蒸着重合法（Vapor Deposition
Polymerization）は、反応性の高い低分子モノマーであるＰＭＤＡ及びＯＤＡを気化させて、チャンバー内に設置した基板表面に共蒸着し、基板表面で重合させて高分子ポリマーとしてのポリイミドを得る方式である。　
　具体的に、この蒸着重合反応は下記に示すような反応である。　
　ＰＭＤＡ＋ＯＤＡ→ＰＡＡ（ポリアミド酸）→ＰＩ（ポリイミド）＋Ｈ２Ｏ
　蒸着重合方式による成膜処理を行う基板処理装置においては、基板上での蒸着重合に寄与することのなかった原料モノマーは、ポリイミド膜の成膜に寄与することなくモノマーの状態で排出され、処理装置のチャンバー内を排気するための真空ポンプ内に到達する。このような原料モノマーは、真空ポンプに到達するまでの間に温度が低下し、気体から固体等の状態に変化し、真空ポンプ内において固着等してしまい真空ポンプの故障の原因となることが知られている。このため、これら原料モノマーが真空ポンプ内に到達する前に除去する必要があり、このような装置としては、水冷コイルを備えたモノマートラップを有する真空重合装置が開示されている（例えば、特許文献１）。
　また、原料にポリマーの気化物質を使用しない、通常の真空成膜装置では、排気中の未反応成分が真空ポンプに異物として混入しないように、チャンバーと真空ポンプの間に除去装置が設けられている。このような除去装置の一種として、除去装置内で未反応成分を反応させて内壁に付着させることにより、未反応成分を除去する除去装置が開示されている（例えば、特許文献２）。
　一方、ガス成分をトラップにより捕獲する機能を有し、トラップの一端を伸縮管の一方の端部に接続し、伸縮管が伸縮することにより捕獲モードと非捕獲モードとに切り換えることが可能な基板処理装置が開示されている（例えば、特許文献３）。
特開平５－１３２７５９号公報 特開２０００－０７０６６４号公報 特開２００１－２６２３４９号公報
　本発明は、ＰＭＤＡやＯＤＡ等のモノマーの除去に適したトラップ装置及び基板処理装置を提供する。
　本発明の一の態様によれば、基板を処理するためのガスを導入するためのガス供給部が接続されているチャンバーと、前記チャンバー内のガスを排気するための排気部との間に設けられたトラップ装置が提供される。このトラップ装置は、前記チャンバーと接続される吸入口と、前記排気部と接続される排出口と、第１の空間を含み、当該第１の空間に流入する前記ガスを、前記ガスに含まれる未反応成分が凝固する温度よりも低い温度に冷却する冷却トラップ部と、前記吸入口及び前記第１の空間を連通可能な第１の流路、前記第１の空間及び前記排出口を連通可能な第２の流路、並びに前記吸入口及び前記排出口を連通可能な第２の空間を含み、前記冷却トラップ部に対して相対的に移動して、前記吸入口から前記第１の流路、前記第１の空間、及び前記第２の流路を通って前記排出口に至る第１の経路と、前記吸入口から前記第２の空間を通って前記排出口に至る第２の経路とを選択的に形成するバイパス部とを備える。
トラップ装置を含む排気系の説明図である。 第１の実施の形態における基板処理装置の構造図である。 第１の実施の形態におけるトラップ装置を含む排気系の構成図である。 第１のトラップの説明図である。 第１の実施の形態におけるトラップ装置の機能の説明図である。 第１の実施の形態におけるトラップ装置の構造の説明図（１）である。 第１の実施の形態におけるトラップ装置の構造の説明図（２）である。 第２の実施の形態におけるトラップ装置の機能の説明図である。 第２の実施の形態におけるトラップ装置の構造の説明図（１）である。 第２の実施の形態におけるトラップ装置の構造の説明図（２）である。 第３の実施の形態におけるトラップ装置の機能の説明図である。
　本発明の実施形態によれば、ＰＭＤＡやＯＤＡ等のモノマーの除去に適したトラップ装置及び基板処理装置を提供することができる。以下、本発明の一実施の形態について、詳細に説明する。
　〔第１の実施の形態〕
　本実施の形態は、基板処理装置である原料モノマーとしてＰＭＤＡとＯＤＡを用いて、蒸着重合によりポリイミドを得る成膜装置及びこの基板処理装置に組み込まれるトラップ装置である。
　最初に、図１に基づき、原料モノマーとしてＰＭＤＡとＯＤＡを用いた場合のチャンバーから排出されるガスのトラップ装置について説明する。
　図１に示されるように、原料モノマーとしてＰＭＤＡとＯＤＡを用いた基板処理装置においては、不図示のチャンバーから排出される気流（ガス）は、第１のトラップ装置３３０及び第２のトラップ装置３５０を介し、真空ポンプ３７０により排気される。第１のトラップ３３０は、気化したＰＭＤＡとＯＤＡとを蒸着重合により反応させてポリイミドを生成し、生成されたポリイミドを第１のトラップ３３０の内部における壁面等に付着させることにより、気化したＰＭＤＡとＯＤＡを除去する。また、第２のトラップ３５０は、第２のトラップ３５０の内部を低温にすることによりＰＭＤＡとＯＤＡを凝固させて粉体状とし、生成されたＰＭＤＡとＯＤＡとを重力沈降等の方法により除去する。このような重力沈降等の方法により、生成されたＰＭＤＡとＯＤＡの粉体を除去する第２のトラップ３５０を介して、不図示のチャンバー内を大気圧の状態から排気した場合、コンダクタンスが低くなるため、チャンバー内を所定の到達真空度となるまでに排気する時間が極めて長時間となり、また、重力沈降等により第２のトラップ３５０の底面に堆積している粉体となったＰＭＤＡ及びＯＤＡを巻き上げてしまう場合がある。
　このため、第２のトラップ３５０を介することなく真空ポンプ３７０によりチャンバー内を排気することができるように、バイパスライン３６０を設け、第２のトラップ３５０の前段と後段、即ち、バイパスライン３６０の前段と後段に、各々第１のバルブ３６１及び第２のバルブ３６２を設け、これら第１のバルブ３６１及び第２のバルブ３６２の開閉を制御することにより切り替えを行う方法が考えられる。尚、第１のバルブ３６１及び第２のバルブ３６２、第１のトラップ３３０、第２のトラップ３５０は、制御部となるコントローラ３８０と接続されており、各々所定の制御が行われる。
　このような構成においては、不図示のチャンバー内を排気する際には、第１のバルブ３６１を開き、第２のバルブ３６２を閉じた状態とし、真空ポンプ３７０により排気を行う。これにより、チャンバーから排気される気流は、第１のトラップ３３０、第１のバルブ３６１、バイパスライン３６０を流れて真空ポンプ３７０により排気される。
　また、チャンバー内に気化したＰＭＤＡ及びＯＤＡを供給しポリイミドを成膜する際には、第１のバルブ３６１を閉じ、第２のバルブ３６２を開いた状態とする。これにより、チャンバーから排気される気流は、第１のトラップ３３０、第２のトラップ３５０、第２のバルブ３６１を流れ真空ポンプ３７０により排気される。この際、第２のトラップ３５０の内部は冷却されているため、気流に含まれる気化した状態のＰＭＤＡ及びＯＤＡは凝固し、凝固したＰＭＤＡ及びＯＤＡは重力沈降等させることにより除去することができる。
　しかしながら、この方法では、第１のバルブ３６１及び第２のバルブ３６２を必要とし、更には、バイパスライン３６０も必要となるため、基板処理装置及びトラップ装置を小型化することは困難であり、また、コストの上昇を招く。
　本発明は、上記を踏まえてなされた。　
　（成膜装置）
　図２及び図３に基づき、本実施の形態におけるトラップ装置及び基板処理装置について説明する。尚、図２は、本実施の形態における基板処理装置を示し、図３は、本実施の形態における基板処理装置の排気系、即ち、本実施の形態におけるトラップ装置を含む排気系を示す。
　本実施の形態における基板処理装置は、真空ポンプ７０により排気が可能なチャンバー１１内にポリイミド膜が成膜されるウエハＷを複数設置することが可能なウエハボート１２を有している。また、チャンバー１１内には、気化したＰＭＤＡ及びＯＤＡを供給するためのインジェクター１３及び１４を有している。このインジェクター１３及び１４の側面には開口部が設けられており、インジェクター１３及び１４より気化したＰＭＤＡ及びＯＤＡが図面において矢印で示すようにウエハＷに対して水平方向から供給される。供給された気化したＰＭＤＡ及びＯＤＡは、ウエハＷ上で蒸着重合反応を起こし、ポリイミドとなって析出する。尚、ポリイミド膜の成膜に寄与しなかった気化したＰＭＤＡ及びＯＤＡは、そのまま流れ、排気口１５よりチャンバー１１の外に排出される。また、ウエハＷ上に均一にポリイミド膜が成膜されるようにウエハボート１２は、回転部１６により回転するように構成されている。更に、チャンバー１１の外部には、チャンバー１１内のウエハＷを一定の温度に加熱するためのヒーター１７が設けられている。
　また、インジェクター１３及び１４は、ＰＭＤＡ気化器２１及びＯＤＡ気化器２２とバルブ２３及び２４を介しそれぞれ接続されており、更に、ＰＭＤＡ気化器２１及びＯＤＡ気化器２２と接続されているバルブ２３及び２４とインジェクター１３及び１４との間には導入部２５が設けられている。このような構成により、ＰＭＤＡ気化器２１及びＯＤＡ気化器２２より気化したＰＭＤＡ及びＯＤＡがインジェクター１３及び１４より供給される。
　ＰＭＤＡ気化器２１には高温の窒素ガスをキャリアガスとして供給し、ＰＭＤＡ気化器２１においてＰＭＤＡを昇華させることにより気化した状態で供給する。このため、ＰＭＤＡ気化器２１は、２６０℃の温度に保たれている。また、ＯＤＡ気化器２２では、高温の窒素ガスをキャリアガスとして供給し、高温に加熱され液体状態となったＯＤＡを供給された窒素ガスによりバブリングすることにより、窒素ガスに含まれるＯＤＡの蒸気とし、気化した状態で供給する。このため、ＯＤＡ気化器２２は２２０℃の温度に保たれている。この後、気化したＰＭＤＡ及びＯＤＡは、バルブ２３及び２４を介してインジェクター１３及び１４内に供給され、チャンバー１１内に設置されたウエハＷの表面上で、ポリイミドとなる。尚、ポリイミドを成膜する際には、チャンバー１１内の温度は２００℃に保たれている。
　従って、本実施の形態における成膜装置では、インジェクター１３及び１４より横方向に、気化したＰＭＤＡと気化したＯＤＡとが噴出し、ウエハＷ上において、重合反応しポリイミド膜が成膜される。
　尚、本実施の形態においては、チャンバー１１内を排気する際には、気流は排気口１５より第１のトラップ３０及び第２のトラップ５０を流れ、真空ポンプ７０により排気される。また、第１のトラップ３０と第２のトラップ５０との間、第２のトラップ５０と真空ポンプ７０との間には必要に応じて接続バルブを設けた構成であってもよい。
　また、第１のトラップ３０及び第２のトラップ５０の各々には、ヒーター等による不図示の温度調節機が設けられており、第１のトラップ３０及び第２のトラップ５０の各々が所定の温度となるように、コントローラ８０により温度制御がなされている。
　（第１のトラップ）
　次に、第１のトラップ３０について説明する。図４に第１のトラップ３０を示す。第１のトラップ３０は円筒状の筐体部３１を有し、筐体部３１の内部には複数の円盤状のフィン３２が配置されている。第１のトラップ３０の吸入部３３は、チャンバー１１の排気口１５と接続されており、第２のトラップ５０を介し、真空ポンプ７０により排気を行うことにより、排気される気流（ガス）が吸入部３３より第１のトラップ３０の内部に入り込む。第１のトラップ３０は、コントローラ８０により、１４０～２００℃に保たれており、よって、第１のトラップ３０の内部に設置された複数のフィン３２も、この温度に保たれている。この温度では気化したＰＭＤＡとＯＤＡが反応しポリイミドが形成されるため、チャンバー１１から第１のトラップ３０の内部に流れ込んだＰＭＤＡとＯＤＡとが反応し、フィン３２の表面にポリイミド膜を形成する。このようにして、排気される気流中において、気化した状態のＰＭＤＡとＯＤＡとを蒸着重合させることにより、ＰＭＤＡとＯＤＡできる限り排除することができる。この後、この気流は排出口３４より排気される。
　尚、本実施の形態における第１のトラップ３０は、筐体部３１内において、フィン３２は排気流路に対して略垂直となるよう多段に配置されている。言い換えれば、多段に配置されたフィン３２の開口部により排気流路が形成される。このようなフィン３２を多段に配置することにより、効率的に排気中のＰＭＤＡとＯＤＡとを反応させフィン３２の表面にポリイミドを成膜し除去することができ、排気される気流中において、気体として存在するＰＭＤＡとＯＤＡとを効率的に排除することができる。このため、第１のトラップ３０は１４０～２００℃に設定されている。
　例えば、本実施の形態における第１のトラップ３０においては、筐体部３１の高さは約１０００ｍｍであり、内径は約３１０ｍｍである。また、フィン３２は、約３００ｍｍの外径と、約１１０ｍｍの内径とを有する。筐体部３１内において、３０個のフィン３２が約２４ｍｍのピッチで配置されている。
　（第２のトラップ）
　次に、図５から図７に基づき、本実施の形態におけるトラップ装置である第２のトラップ５０について説明する。第２のトラップ５０は、円筒状に形成されており、円筒状の内部において、上段におけるバイパス部５１と下段の冷却トラップ部６０を有している。図５は、第２のトラップ５０の機能の説明図であり、図６は、第２のトラップ５０をバイパス状態にした場合の内部の構造を示し、図７は、第２のトラップ５０をトラップ状態にした場合の内部の構造を示す。
　第２のトラップ５０の上部の面には、吸入口５２及び排出口５３が設けられており、第２のトラップ５０の吸入口５２は、第１のトラップ３０の排出口３４と接続されており、排出口５３は真空ポンプ７０と接続されている。
　第２のトラップ５０の上段部におけるバイパス部５１は、回転部５４が設けられており、回転部５４には冷却トラップ部６０と接続するための第１の流路５５及び第２の流路５６が設けられている。尚、バイパス部５１において第１の流路５５及び第２の流路５６が設けられている領域以外には空間５７が形成されている。
　また、冷却トラップ部６０の内部には、空間６１が設けられており、バイパス部５１における回転部５４が回転することにより、第１の流路５５及び第２の流路５６を介し吸入口５２及び排出口５３と接続される。
　尚、バイパス部５１には加熱部５８が設けられておりバイパス部５１の全体が加熱されており、冷却トラップ部６０には水冷等による冷却部６２が設けられており冷却トラップ部６０の全体が冷却されている。
　第２のトラップ５０では、バイパス部５１における回転部５４を回転させ、第１の流路５５及び第２の流路５６を吸入口５２及び排出口５３と接続させるか否かにより、冷却トラップ部６０の内部の空間６１に排気される気流を流入させるか否かの制御を行うことができる。
　具体的には、図５（ａ）及び図６に示すように、第１の流路５５及び第２の流路５６と吸入口５２及び排出口５３とが接続されていない状態の場合では、吸入口５２より流入した気流は、バイパス部５１の内部の空間５７内に流入し、その後、排出口５３より排出される。バイパス部５１は加熱部５８により加熱されているため、吸入口５２よりバイパス部５１の内部の空間５７内に流入した気流に含まれる気化した物質は、凝固することなく、そのまま排出口５３より排出される。
　次に、図５（ｂ）及び図７に示すように、バイパス部５１における回転部５４を回転させて、第１の流路５５及び第２の流路５６と吸入口５２及び排出口５３とを接続させた状態の場合では、吸入口５２より流入した気流は、第１の流路５５を介し、冷却トラップ部６０の内部の空間６１内に流入し、その後、第２の流路５６を介し排出口５３より排出される。冷却トラップ部６０では、冷却部６２により、冷却トラップ部６０の内部の空間６１全体が冷却されており、空間６１内に流入したガスに含まれる気化したＰＭＤＡ及びＯＤＡを凝固させることができる。このように凝固したＰＭＤＡ及びＯＤＡは、重力の影響により落下し、冷却トラップ部６０の内部の空間６１の底面部６３に堆積物６４として堆積する。
　以上より、第２のトラップ５０では、バイパス部５１における回転部５４を回転させることにより、気化した状態のＰＭＤＡ及びＯＤＡを冷却し重力沈降によりトラップさせるか否かの制御を行うことができる。
　例えば、チャンバー１１内を大気圧の状態から排気する際には、図５（ａ）及び図６に示すように、第１の流路５５及び第２の流路５６と吸入口５２及び排出口５３とが接続されていない状態とする。この状態において、真空ポンプ７０により排気を行うことにより、吸入口５２より流入した排気される気流はバイパス部５１の内部の空間５７を介し排出口５３から排出される。チャンバー１１内を大気圧の状態から排気する際においては、排気される気流（ガス）の量は多いが、冷却トラップ部６０の内部の空間６１には排気される気流は流入しないため、空間６１の底面部６３に堆積している堆積物６４を巻き上げてしまうことはない。よって、排気される気流に堆積物６４が混入することはないため、真空ポンプ７０内に堆積物６４が入り込んでしまうことはない。
　一方、ウエハＷにポリイミドを成膜する際には、図５（ｂ）及び図７に示すように、第１の流路５５及び第２の流路５６と吸入口５２及び排出口５３とが接続されている状態とする。この状態において、ポリイミドを成膜するための気化したＰＭＤＡ及びＯＤＡをチャンバー１１内に流し、真空ポンプ７０により排気する。この場合、吸入口５２より流入した排気される気流はバイパス部５１の第１の流路５５を介し、冷却トラップ部６０の内部の空間６１に流入する。上述のとおり、冷却トラップ部６０の内部の空間６１は冷却部６２により冷却されているため、排気される気流に含まれる気化した状態のＰＭＤＡ及びＯＤＡを凝固させることができ、凝固したＰＭＤＡ及びＯＤＡは、冷却トラップ部６０の内部の空間６１の底面部６３に堆積物６４として堆積する。このようにして排気される気流より気化した状態のＰＭＤＡ及びＯＤＡを除去することができる。この後、この気流は、冷却トラップ部６０の内部の空間６１より第２の流路５６を介し排出部５３より排出される。
　尚、本実施の形態におけるトラップ装置では、図５（ａ）及び図６に示すバイパス状態と、図５（ｂ）及び図７に示すトラップ状態とにおいて、トラップ装置の外観形状が変化することがない。また、本実施の形態におけるトラップ装置は、切り換えのためのバルブ等を必要としないため、小型で、コストを低減することもできる。
　ところで、ポリイミドを成膜する際においては、チャンバー１１内に供給される気化した状態のＰＭＤＡ及びＯＤＡの供給量が少ないため、真空ポンプ７０により排気される気流の量は極めて少ない。よって、冷却トラップ部６０の内部の空間６１に気流が流入しても、空間６１の底面部６３に堆積している堆積物６４を巻き上げてしまうことはない。よって、空間６１から気流が排気されるときに、その気流中に堆積物６４が混入し排気されることはないため、堆積物６４が真空ポンプ７０内に入り込むことはない。
　このように、第２のトラップ５０では、バイパス部５１における回転部５４の回転を制御することにより、排気される気流をバイパス部５１の内部の空間５７に流しバイパスさせる場合と、冷却トラップ部６０の内部の空間６１に流入させ気化した状態のＰＭＤＡ及びＯＤＡを除去する場合とに切り替えることができる。よって、本実施の形態のトラップ装置である第２のトラップ５０は、小型で、かつ、低コストで、トラップ機能とバイパス機能との切り替えを行うことができる。尚、この切り替えは、手動で行ってもよく、また、コントローラ８０等の制御により行ってもよい。
　また、本実施の形態では、第２のトラップ５０の冷却トラップ部６０は、排気される気流に存在する気化した状態のＰＭＤＡ及びＯＤＡを凝固させて排除するため、冷却トラップ部６０は、冷却部６２により１２０℃以下となるようにコントローラ８０により制御されている。
　また、第２のトラップ５０の冷却トラップ部６０の内部の空間６２内を流れる気流の速度は、底面部６４の内側に堆積している凝固したＰＭＤＡ及びＯＤＡが、上昇する気流により巻き上げられないように、真空ポンプ８０の排気速度が設定される。また、第２のトラップ５０では、吸入部５２より第１の流路５５を介し、上から下方向に気流が空間６２に流入し、また、空間６２より第２の流路５６を介し、下から上方向に気流が流れ排出口５３へと排気される。よって、第２の流路５６を流れる気流の方向は、重力方向とは反対方向であるため、排気される気流に、凝固したＰＭＤＡ及びＯＤＡが混入することをできるだけ防ぐことができる。
　さらに、第２のトラップ５０の冷却トラップ部６０の外壁には、冷却トラップ部６０内から異物を取り出す取り出し部（図示せず）が設けられている。このため、冷却トラップ部６０内に堆積したＰＭＤＡ及びＯＤＡを、この異物取り出し部より取り出すことが可能であり、メンテナンス等を容易に行うことができる。
　また、第２のトラップ５０における回転部５４による回転制御、冷却部６２に流れる冷媒の温度や流量等については、不図示のコンピュータで動作する制御プログラムにより制御することも可能である。また、この制御プログラムは、コンピュータにより読み取ることが可能な記憶媒体に記憶させておくことも可能である。
　〔第２の実施の形態〕
　次に、第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態におけるトラップ装置とは異なる構造のトラップ装置であり、第１の実施の形態における基板処理装置における第２のトラップとして用いることができる。
　次に、図８から図１０に基づき、本実施の形態におけるトラップ装置である第２のトラップ１５０について説明する。第２のトラップ１５０は、円筒状の外部筐体部１５１と外部筐体部１５１の内部に設けられた円筒状の内部回転部１６０を有している。図８は、第２のトラップ１５０の機能の説明図であり、図９は、第２のトラップ１５０をバイパス状態にした場合の内部の構造を示し、図１０は、第２のトラップ１５０をトラップ状態にした場合の内部の構造を示す。
　第２のトラッ１５０では、外部筐体部１５１の側面には吸入口１５２が設けられており、外部筐体部１５１の底面には排出口１５３が設けられている。本実施の形態における第２のトラップ１５０の吸入口１５２は、第１の実施の形態における第１のトラップ３０の排出口３４と接続されており、排出口１５３は第１の実施の形態における真空ポンプ７０と接続されている。
　内部回転部１６０は外部筐体部１５１の内部において回転することができ、内部回転部１６０の内部には、空間１６１と筒状管１６２が設けられている。また、内部回転部１６０には、内部回転部１６０の外部と内部回転部１６０の内部の空間１６１とを接続するため開口部１６３が設けられている。よって、本実施の形態におけるトラップ装置である第２のトラップ１５０では、内部回転部１６０を回転させることにより、外部筐体部１５１における吸入口１５２の位置と内部回転部１６０における開口部１６３の位置とを一致させるか否かの制御を行うことができる。これにより、排気される気流を内部回転部１６０の内部の空間１６１に流入させるか否かの制御を行うことができる。尚、内部回転部１６０の内部の空間１６１は、不図示の冷却部により、気流に含まれるＰＭＤＡ及びＯＤＡが凝固する温度となるように冷却されている。
　具体的には、図８（ａ）及び図９に示すように、外部筐体部１５１の吸入口１５２の位置と内部回転部１６０の開口部１６３との位置が一致していない状態の場合では、吸入口１５２より流入した気流は、内部回転部１６０の内部の空間１６１に流入することなく、外部筐体部１５１と内部回転部１６０との間、即ち、外部筐体部１５１の内部であって、内部回転部１６０の外部の空間を矢印Ａに示すように流れ、排出口１５３より排出される。尚、外部筐体部１５１は不図示の加熱部等により加熱されているため、吸入口１５２より流入した気流に含まれる気化した物質は凝固することなく、排出口１５３より排出される。
　次に、図８（ｂ）及び図１０に示すように、内部回転部１６０を回転させて、外部筐体部１５１の吸入口１５２の位置と内部回転部１６０の開口部１６３との位置とが一致している状態の場合では、吸入口１５２より流入した気流は、内部回転部１６０の内部の空間１６１に流入する。内部回転部１６０の内部の空間１６１に流入した気流は、筒状管１６２における上部開口部１６４に向かって上昇し、この後、筒状管１６２内を流れ、下部開口部１６５より、内部回転部１６０の外側に排出される（矢印Ｂ）。内部回転部１６０の外側に排出された気流は、この後、排出口１５３より外部筐体部１５１の外に排出される。
　ここで、内部回転部１６０の内部の空間１６１は、上述したとおり、不図示の冷却部により冷却されており、空間１６１内に流入した気流に含まれる気化したＰＭＤＡ及びＯＤＡは凝固し、重力の影響により落下し、空間１６１の底面部１６６に不図示の堆積物として堆積する。
　このように、本実施の形態における第２のトラップ１５０では、内部回転部１６０を回転させることにより、排気される気流に含まれる気化した状態のＰＭＤＡ及びＯＤＡを冷却し重力沈降によりトラップするか否かの制御を行うことができる。即ち、排気される気流をバイパスする場合と、内部回転部１６０の内部の空間１６１に流入させ気化した状態のＰＭＤＡ及びＯＤＡを除去する場合とに切り替えることができる。よって、本実施の形態におけるトラップ装置である第２のトラップ１５０では、小型で、かつ、低コストで、トラップ機能とバイパス機能との切り替えを行うことができる。
　尚、図９及び図１０に示されるように、第２のトラップ１５０は、外部筐体部１５１の外に設けられた不図示の回転レバーにより手動により内部回転部１６０を回転させることができるが、不図示のモータ等を設け、このモータ等をコントローラ等により制御することにより自動で回転させることも可能である。　
　尚、上述した内容以外については、第１の実施の形態と同様である。
　〔第３の実施の形態〕
　次に、第３の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態及び第２の実施の形態におけるトラップ装置とは異なる構造のトラップ装置であり、第１の実施の形態における基板処理装置における第２のトラップとして用いることができる。
　次に、図１１に基づき、本実施の形態におけるトラップ装置である第２のトラップ２５０について説明する。第２のトラップ２５０は、上段におけるバイパス部２５１と下段の冷却トラップ部２６０を有しており、バイパス部２５１は冷却トラップ部２６０に対しスライドして移動させることができる。図１１は、第２のトラップ２５０の機能の説明図である。
　第２のトラップ２５０の上部の面には、吸入口２５２及び排出口２５３が設けられており、本実施の形態における第２のトラップ２５０の吸入口２５２は、第１の実施の形態における第１のトラップ３０の排出口３４と接続されており、排出口２５３は第１の実施の形態における真空ポンプ７０と接続されている。
　第２のトラップ２５０の上段部におけるバイパス部２５１は、スライド部２５４が設けられており、スライド部２５４には冷却トラップ部２６０内と接続するための第１の流路２５５及び第２の流路２５６が設けられている。尚、バイパス部２５１において、第１の流路２５５及び第２の流路２５６が設けられている領域以外には空間２５７が形成されている。
　また、冷却トラップ部２６０の内部には、空間２６１が設けられており、バイパス部２５１におけるスライド部２５４が相対的にスライドすることにより、第１の流路２５５及び第２の流路２５６を介し吸入口２５２及び排出口２５３と接続される。
　尚、バイパス部２５１には不図示の加熱部が設けられており、バイパス部２５１の全体が加熱されており、また、冷却トラップ部２６０には不図示の冷却部が設けられており、冷却トラップ部２６０の内部の空間２６１全体が冷却されている。
　本実施の形態における第２のトラップ２５０では、バイパス部２５１におけるスライド部２５４をスライドさせ、第１の流路２５５及び第２の流路２５６を吸入口２５２及び排出口２５３と接続さるか否かにより、冷却トラップ部２６０の内部の空間２６１に排気される気流を流入させるか否かの制御を行うことが可能である。
　具体的には、図１１（ａ）に示すように、第１の流路２５５及び第２の流路２５６と吸入口２５２及び排出口２５３とが接続されていない状態とした場合では、吸入口２５２より流入した気流は、バイパス部２５１の内部の空間２５７内に流入し、その後、排出口２５３より排出される。バイパス部２５１は不図示の加熱部により加熱されているため、バイパス部２５１の内部の空間２５７内に流入したガスに含まれる気化した物質が凝固することなく、吸入口２５２より流入したガスは、そのまま排出口２５３より排出される。
　次に、図１１（ｂ）に示すように、バイパス部２５１におけるスライド部２５４をスライドさせて、第１の流路２５５及び第２の流路２５６と吸入口２５２及び排出口２５３とを接続させた状態の場合では、吸入口２５２より流入した気流は、第１の流路２５５を介し、冷却トラップ部２６０の内部の空間２６１内に流入し、その後、第２の流路２５６を介し排出口２５３より排出される。冷却トラップ部２６０には、不図示の冷却部が設けられており、冷却トラップ部２６０の内部の空間２６１の全体が冷却されており、空間２６１内に流入した気流に含まれる気化した状態のＰＭＤＡ及びＯＤＡは凝固し、重力の影響により落下し、冷却トラップ部２６０の内部の空間２６１の底面部２６２に堆積物２６３として堆積する。
　尚、上述した内容以外については、第１の実施の形態と同様である。
　以上、幾つかの実施の形態を参照しながら本発明を説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されることなく、添付の請求の範囲に照らし種々に変形又は変更をすることができる。
　本国際出願は２０１０年６月２９日に出願された日本国特許出願２０１０－１４８０１３号に基づく優先権を主張するものであり、その全内容をここに援用する。

Claims (9)

  1. 　基板を処理するためのガスを導入するためのガス供給部が接続されているチャンバーと、前記チャンバー内のガスを排気するための排気部との間に設けられたトラップ装置であって、
    　前記チャンバーと接続される吸入口と、
    　前記排気部と接続される排出口と、
    　第１の空間を含み、当該第１の空間に流入する前記ガスを、前記ガスに含まれる未反応成分が凝固する温度よりも低い温度に冷却する冷却トラップ部と、
    　前記吸入口及び前記第１の空間を連通可能な第１の流路、前記第１の空間及び前記排出口を連通可能な第２の流路、並びに前記吸入口及び前記排出口を連通可能な第２の空間を含み、前記冷却トラップ部に対して相対的に移動して、前記吸入口から前記第１の流路、前記第１の空間、及び前記第２の流路を通って前記排出口に至る第１の経路と、前記吸入口から前記第２の空間を通って前記排出口に至る第２の経路とを選択的に形成するバイパス部と
    　を備えるトラップ装置。
  2. 　前記バイパス部は回転部を含み、当該回転部の回転により前記第１の経路と前記第２の経路とを選択的に形成する、請求項１に記載のトラップ装置。
  3. 　前記バイパス部及び前記冷却トラップ部は、記載の順に、重力の働く方向に沿って配置されている、請求項１に記載のトラップ装置。
  4. 　前記ガスに含まれる未反応成分が凝固する温度よりも高い温度に前記バイパス部を加熱する加熱部が設けられる、請求項１に記載のトラップ装置。
  5. 　前記ガスがＰＭＤＡ及びＯＤＡのいずれか一方又は双方を含む、請求項１に記載のトラップ装置。
  6. 　前記冷却トラップ部の温度が１２０℃以下に設定される、請求項５に記載のトラップ装置。
  7. 　基板を処理するためのチャンバーと、
    　前記チャンバー内にガスを導入するためのガス供給部と、
    　前記チャンバー内のガスを排気するための排気部と、
    　前記チャンバーと前記排気部との間に設けられる、請求項１に記載のトラップ装置と、
    　を備える基板処理装置。
  8. 　前記チャンバーと前記トラップ装置と間に設けられる、前記ガスに含まれる未反応成分を反応させてポリマーを形成することにより当該未反応成分を除去する他のトラップ装置を更に備える、請求項７に記載の基板処理装置。
  9. 　前記他のトラップ装置の温度が１４０～２００℃に設定される、請求項８に記載の基板処理装置。
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