JP2001226774A - 反応副生成物の配管内付着防止装置及び付着防止方法 - Google Patents
反応副生成物の配管内付着防止装置及び付着防止方法Info
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Abstract
る真空ポンプの間を接続する配管内に反応副生成物が付
着堆積することなく、定期的メンテナンスによる半導体
製造装置の稼動率を低下させることのない反応副生成物
の配管内付着防止装置及び付着防止方法を提供するこ
と。 【解決手段】 反応真空チャンバーを排気する排気系の
配管内に反応副生成物が付着するのを防止する反応副生
成物の配管内付着防止装置であって、配管10を外筒1
2と内筒11を有する2重構造とし、真空断熱状態の該
内筒11を加熱手段13で該内筒11の内面を反応副生
成物が付着しない温度に加熱すると共に、該内筒11の
内壁面に沿って不活性ガスや窒素ガスを導入する。これ
により内筒11は真空断熱状態となり反応副生成物が付
着しない温度に加熱することが容易となる。また、内筒
11の内壁面に沿って不活性ガスや窒素ガスを導入し、
ガス流層18を形成することにより、反応副生成物が付
着するのを防止できる。
Description
装置等の真空チャンバーを真空にするための真空排気系
の配管内に反応副生成物が付着するのを防止する反応副
生成物の配管内付着防止装置及び付着防止方法に関する
ものである。
英管の反応炉(真空チャンバー)を具備し、該反応炉に
金属製排気ラインを介して真空ポンプが接続されてい
る。このような、減圧化学気相成長装置において、酸化
膜、窒化膜の形成プロセスは特に反応副生成物が多量に
発生し、真空ポンプの短期間での停止や配管の定期的な
洗浄による装置の稼動率の低下が問題になっている。
ぐために、反応炉と真空ポンプの間に設置する様々なタ
イプのトラップが開発され、販売され、それぞれ効果を
あげている。しかしながら、反応炉とトラップ間の配管
には、依然として反応副生成物が流れ込み、配管内壁面
に付着堆積するという問題がある。この対策として配管
外表面に加熱用ヒータを巻き付け、配管を加熱すること
により、反応副生成物の凝結・堆積を防止している。
が逃げるため、配管温度が十分に上がらないという問題
があった。特に酸化膜の形成プロセスでは、反応副生成
物の昇華温度が高くさらに反応副生成物の量も多いた
め、十分な効果が得られなかった。
みてなされたもので、真空チャンバーと該真空チャンバ
ーを排気する真空ポンプの間を接続する配管内に反応副
生成物が付着堆積することなく、定期的メンテナンスに
よる半導体製造装置の稼動率を低下させることのない反
応副生成物の配管内付着防止装置及び付着防止方法を提
供することを目的とする。
請求項1に記載の発明は、反応真空チャンバーを排気す
る排気系の配管内に反応副生成物が付着するのを防止す
る反応副生成物の配管内付着防止装置であって、配管を
外筒と内筒を有する2重構造とし、真空断熱状態の該内
筒を加熱手段で該内筒内面を反応副生成物が付着しない
温度に加熱すると共に、該内筒の内壁面に沿って不活性
ガスや窒素ガスを導入したことを特徴とする。
より、内筒を真空断熱状態とすることができるから、加
熱手段で内筒を反応副生成物が付着しない温度に加熱す
ることが容易で、且つ配管の内筒の内壁面に沿って不活
性ガスや窒素ガスを導入し、該内壁面に不活性ガスや窒
素ガスの流れ層を形成するから、真空チャンバーからの
反応副生成物が付着するのを防止できる。
に記載の反応副生成物の配管内付着防止装置において、
配管の内筒と外筒の間に沿って不活性ガスや窒素ガスを
導入し、加熱手段により昇温した該不活性ガスや窒素ガ
スを更に該内筒内壁面に沿って導入したことを特徴とす
る。
て不活性ガスや窒素ガスを導入することにより、このガ
スは内筒を加熱する加熱手段の熱により加熱され昇温す
るから、この昇温した不活性ガスや窒素ガスを該内筒内
壁面に沿って導入し、該内壁面に該昇温したガスの流れ
層を形成することにより、反応副生成物の付着を更に効
果的に防止できる。
に記載の反応副生成物の配管内付着防止装置において、
配管の内筒を多孔質体で構成すると共に、該配管の内筒
と外筒の間に沿って不活性ガスや窒素ガスを導入し、昇
温した該不活性ガスや窒素ガスを該内筒の多孔を通して
内壁面に噴出させることを特徴とする。
昇温した該不活性ガスや窒素ガスを噴出するので、該内
壁面に沿って不活性ガスや窒素ガスの噴出が形成され、
反応副生成物の内壁面への付着を防止する。また付着し
た反応副生成物を吹き飛ばす。
チャンバーを排気する排気系の配管内に反応副生成物が
付着するのを防止する反応副生成物の配管内付着防止方
法であって、プロセス前に配管を冷却すると共に、該配
管内にアンモニアガス、アルゴンガス、窒素ガス等少な
くとも一種類以上のガスを導入し、その内壁面に該ガス
を凝結させ、プロセス中に反応副生成物を凝縮させ、プ
ロセス終了後、冷却を停止し、プロセス前に凝結させた
ガスを気化させることにより、凝縮させた反応副生成物
も一緒に排出させることを特徴とする。
チャンバーを排気する排気系の配管内に反応副生成物が
付着するのを防止する反応副生成物の配管内付着防止装
置であって、配管は外筒と内筒を有する2重構造にする
と共に、該外筒と内筒の間に冷媒を導入する冷媒導入手
段と、該配管の内筒内にアンモニアガス、アルゴンガ
ス、窒素ガス等少なくとも一種類以上のガスを導入する
ガス導入手段を設け、プロセス前に配管の外筒と内筒の
間に冷媒導入手段で冷媒を導入して該内筒を冷却すると
共に、該内筒内にガス導入手段でアンモニアガス、アル
ゴンガス、窒素ガス等少なくとも一種類以上のガスを導
入し、その内壁面に該ガスを凝結させ、プロセス中には
反応副生成物を凝縮させ、プロセス終了後、冷却を停止
し、内筒内壁面に凝結させたガスを気化させると共に、
凝縮させた反応副生成物も一緒に排出させることを特徴
とする。
該配管内に導入したアンモニアガス、アルゴンガス、窒
素ガス等少なくとも一種類以上のガスを内壁面に凝結さ
せ、プロセス中に内筒内を通る反応副生成物を凝縮さ
せ、プロセス終了後、冷却を停止プロセス前に凝結させ
たガスを気化させ、凝縮させた反応副生成物も一緒に排
出させるので、プロセス終了毎に内筒内壁面に付着する
反応副生成物を排出することができる。
面に基づいて説明する。図1は本発明に係る反応副生成
物の配管内付着防止装置の構成例を示す図である。図1
において、10は反応真空チャンバーを真空ポンプで排
気する排気系の配管であり、該配管10の左端側は図示
しない反応真空チャンバーに接続され、右端側は図示し
ない真空ポンプ又は図示しないトラップに接続されてい
る。
重構造である。内筒11の外周には該内筒11を加熱す
るための加熱手段13が設けられている。内筒11と外
筒12は、例えば金属材料で構成され、ガス流入側(反
応真空チャンバー側)の端部でセラミック材等の断熱材
17を介在させて結合されている。また、配管10のガ
ス流入側の端部には不活性ガス(例えばアルゴンガス)
や窒素(N2)ガスを内筒11内に導入するガス導入口
16が設けられている。
装置において、図示しない真空ポンプで図示しない反応
真空チャンバーを排気すると、反応真空チャンバーから
のガスは矢印14に示すように流れる。配管10内は真
空状態となる。配管10内を真空状態にすることによ
り、内筒11の内部空間に連通する内筒11と外筒12
の間(実際には加熱手段13の外周面と外筒12の内周
面)の空隙15も真空状態となり、内筒11は真空断熱
状態となる。該真空断熱状態となった内筒11は加熱手
段13により、容易に高温(300℃以上)となる。ま
た、内筒11と外筒12の間に真空状態の空隙15があ
るので、外筒12は高温とならない。
り加熱され、その内壁面が高温に維持されているため、
反応副生物は凝結することなく、内壁面に付着・堆積し
ない。また、ガス導入口16から内筒11の内壁面に沿
って不活性ガスや窒素ガスを導入して、該内壁面に沿っ
てガス流層18を形成する。これにより反応副生成物の
内壁面への付着を防止できる。なお、上記加熱手段13
としては、電気加熱ヒータやオイル加熱ヒータ等内筒1
1を高温に加熱できるものであればよい。
面)に形成される不活性ガスや窒素ガスのガス流層18
の剥離を防止するため、上記構成の配管10を直列に接
続して、反応副生成物の配管内付着防止装置を構成して
もよい。
付着防止装置の構成例を示す図である。図2において、
図1と同一符号を付した部分は同一又は相当部分を示
す。また、他の図面においても同様とする。内筒11と
外筒12はガス流出側(真空ポンプ側)の端部でセラミ
ック材等の断熱材17を介在させて結合されている。ま
た、配管10のガス流出側の端部には不活性ガス(例え
ばアルゴンガス)や窒素(N2)ガスを内筒11内に導
入するガス導入口16が設けられている。
装置において、図示しない真空ポンプで図示しない反応
真空チャンバーを排気すると、反応真空チャンバーから
のガスは矢印14に示すように流れ、配管10内は真空
状態となる。配管10内を真空状態にすることにより、
内筒11の内部空間に連通する内筒11と外筒12の間
の空隙15も真空状態となり、内筒11は真空断熱状態
となる。該真空断熱状態となった内筒11は加熱手段1
3により容易に高温(300℃以上)となる。
り加熱され、その内壁面が高温に維持されているため、
反応副生物は凝結することなく、内壁面に付着・堆積し
ない。また、ガス導入口16から内筒11と外筒12の
間の空隙15に導入された不活性ガスや窒素ガスは加熱
手段13に加熱されて昇温し、空隙15と内筒11の内
部空間を連通する連通口19を通って、該内壁面に沿っ
てガス流層18を形成する。これにより内筒11の内壁
面には高温のガス流層18が形成されることにより、よ
りいっそう反応副生成物の内壁面への付着を防止でき
る。
管10の内壁面(内筒11の内壁面)に形成される不活
性ガスや窒素ガスのガス流層18の剥離を防止するた
め、図1の場合と同様、配管10を直列に接続して、反
応副生成物の配管内付着防止装置を構成してもよい。
付着防止装置の構成例を示す図である。本配管内付着防
止装置の配管10は内筒11と外筒12の2重構造であ
り、内筒11は多数の孔11aを有する多孔質体(多数
の孔11aを形成したもの或いは多孔質セラミック体)
で構成され、加熱手段13も同様に多孔13aを有する
多孔質体で構成している。
装置において、図示しない真空ポンプで図示しない反応
真空チャンバーを排気すると、反応真空チャンバーから
のガスは矢印14に示すように流れ、配管10内は真空
状態となる。この状態でガス導入口16から不活性ガス
や窒素ガスを導入すると、該ガスは内筒11と外筒12
の空隙15に流れ込み、加熱手段13により加熱され高
温に昇温する。また、内筒11は加熱手段13により加
熱され、その内壁面が高温に維持される。
の多数の孔13a及び内筒11の多数の孔11aを通っ
てその内壁面に噴出し、該内壁面に高温の不活性ガスや
窒素ガスの噴出層20を形成する。このように内筒11
の内壁面は加熱され、更に高温に昇温されたガスの噴出
層20で覆われているので、反応副生成物は、内壁面に
付着・堆積しない。なお、ガス導入口16から不活性ガ
スや窒素ガスを断続的に噴出させることにより、内筒1
1の内壁面に付着した反応副生成物を吹き飛ばすように
してもよい。
付着防止装置の構成例を示す図である。本配管内付着防
止装置の配管10は内筒11と外筒12の2重構造であ
り、外筒12の内壁面と外筒12と内筒11の両端の間
に断熱材21を設け、該断熱材21と内筒11の外周の
間の空隙15に液体窒素等の冷媒を導入する冷媒導入口
22と導出する冷媒導出口23を設けている。
装置において、図示しない真空ポンプで、図示しない反
応真空チャンバーを排気し、反応真空チャンバー内で反
応プロセスを行う前に空隙15に液体窒素等の冷媒を供
給し、内筒11を冷却する。この状態で配管10内にア
ンモニアガス、アルゴンガス、窒素ガスを導入し、内筒
11の内面にこのガスを凝結させ、凝結膜(固体膜)2
4を形成する。そして反応真空チャンバー内での反応プ
ロセス中は反応副生成物(ガス)を凝結膜24上面に凝
縮(液体及び固体状態)させる。
る冷媒を停止すると共に内部の冷媒を排出し、内筒11
の冷却を停止する。これにより、反応プロセス前に凝結
された凝結膜24は気化すると共に、凝縮した反応副生
成物も該気化により剥離され、排出される。
11の内壁面に反応副生成物が付着するのを防止するこ
とができるから、配管10内の清掃等のメンテナンスが
不要となり、半導体製造設備に用いれば、設備の稼動率
を大幅に向上させることが可能となる。
発明によれば下記のような優れた効果が得られる。
のを防止することができるから、配管の定期的なメンテ
ナンスが必要なくなり、反応真空チャンバーの稼動率を
大幅に向上させることができる。
付着防止装置及び付着防止方法は、AsSg(砒素ガラ
ス)膜の成膜プロセスにも容易に適用でき、この場合は
配管のメンテナンス時に作業者がAs(砒素)に曝され
る恐れがなく(従来は作業者がAsに曝される恐れがあ
った)、作業の安全性を図ることができる。
置の構成例を示す図である。
置の構成例を示す図である。
置の構成例を示す図である。
置の構成例を示す図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 反応真空チャンバーを排気する排気系の
配管内に反応副生成物が付着するのを防止する反応副生
成物の配管内付着防止装置であって、 前記配管を外筒と内筒を有する2重構造とし、真空断熱
状態の該内筒を加熱手段で該内筒内面を前記反応副生成
物が付着しない温度に加熱すると共に、該内筒の内壁面
に沿って不活性ガスや窒素ガスを導入したことを特徴と
する反応副生成物の配管内付着防止装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の反応副生成物の配管内
付着防止装置において、 前記配管の内筒と外筒の間に沿って不活性ガスや窒素ガ
スを導入し、前記加熱手段により昇温した不活性ガスや
窒素ガスを該内筒内壁面に沿って導入したことを特徴と
する反応副生成物の配管内付着防止装置。 - 【請求項3】 請求項1に記載の反応副生成物の配管内
付着防止装置において、 前記配管の内筒を多孔質体で構成すると共に、該配管の
内筒と外筒の間に沿って不活性ガスや窒素ガスを導入
し、昇温した該不活性ガスや窒素ガスを該内筒の多孔を
通して内壁面に噴出させることを特徴とする反応副生成
物の配管内付着防止装置。 - 【請求項4】 反応真空チャンバーを排気する排気系の
配管内に反応副生成物が付着するのを防止する反応副生
成物の配管内付着防止方法であって、 プロセス前に前記配管を冷却すると共に、該配管内にア
ンモニアガス、アルゴンガス、窒素ガス等少なくとも一
種類以上のガスを導入し、その内壁面に該ガスを凝結さ
せ、プロセス中に反応副生成物を凝縮させ、プロセス終
了後、前記冷却を停止し、前記プロセス前に凝結させた
ガスを気化させることにより、前記凝縮させた反応副生
成物も一緒に排出させることを特徴とする反応副生成物
の配管内付着防止方法。 - 【請求項5】 反応真空チャンバーを排気する排気系の
配管内に反応副生成物が付着するのを防止する反応副生
成物の配管内付着防止装置であって、 前記配管は外筒と内筒を有する2重構造にすると共に、
該外筒と内筒の間に冷媒を導入する冷媒導入手段と、該
配管の内筒内にアンモニアガス、アルゴンガス、窒素ガ
ス等少なくとも一種類以上のガスを導入するガス導入手
段を設け、 プロセス前に前記配管の外筒と内筒の間に前記冷媒導入
手段で冷媒を導入して該内筒を冷却すると共に、該内筒
内に前記ガス導入手段でアンモニアガス、アルゴンガ
ス、窒素ガス等少なくとも一種類以上のガスを導入し、
その内壁面に該ガスを凝結させ、プロセス中には反応副
生成物を凝縮させ、プロセス終了後、冷却を停止し、前
記内筒内壁面に凝結させたガスを気化させると共に、前
記凝縮させた反応副生成物も一緒に排出させることを特
徴とする反応副生成物の配管内付着防止装置。
Priority Applications (8)
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