JPH1054356A - 析出物除去用トラップ - Google Patents
析出物除去用トラップInfo
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- JPH1054356A JPH1054356A JP23252396A JP23252396A JPH1054356A JP H1054356 A JPH1054356 A JP H1054356A JP 23252396 A JP23252396 A JP 23252396A JP 23252396 A JP23252396 A JP 23252396A JP H1054356 A JPH1054356 A JP H1054356A
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Links
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- F25D19/006—Thermal coupling structure or interface
Landscapes
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 プロセスの反応副生成物の析出から真空ポン
プおよび排ガス処理装置を保護して、真空ポンプおよび
排ガス処理装置の長寿命化、運転の信頼性の向上を図る
ことができる析出物除去用トラップを提供する。 【解決手段】 気密のチャンバ１０と、これを真空に
するための真空ポンプ１２を有する真空排気系に設けら
れたトラップ容器１０２と、トラップ容器内に非直線的
な流路を形成するバッフル板１０６と、バッフル板を冷
却するパルスチューブ冷凍機１３４とを備え、バッフル
板１０６はパルスチューブ冷凍機１３４のコールドヘッ
ド１３７に熱的に結合している。
プおよび排ガス処理装置を保護して、真空ポンプおよび
排ガス処理装置の長寿命化、運転の信頼性の向上を図る
ことができる析出物除去用トラップを提供する。 【解決手段】 気密のチャンバ１０と、これを真空に
するための真空ポンプ１２を有する真空排気系に設けら
れたトラップ容器１０２と、トラップ容器内に非直線的
な流路を形成するバッフル板１０６と、バッフル板を冷
却するパルスチューブ冷凍機１３４とを備え、バッフル
板１０６はパルスチューブ冷凍機１３４のコールドヘッ
ド１３７に熱的に結合している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体製造
用の真空チャンバを真空にするための真空排気装置に用
いられる。
用の真空チャンバを真空にするための真空排気装置に用
いられる。
【０００２】
【従来の技術】従来の真空排気システムを図１０を参照
して説明する。真空チャンバ１０は、例えばエッチング
装置や化学気相成長装置（ＣＶＤ）等の半導体製造装置
のプロセスチャンバであり、この真空チャンバ１０は、
配管１４を通じて真空ポンプ１２に接続されている。真
空ポンプ１２は、真空チャンバ１０からのプロセスの排
ガスを大気圧まで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。
して説明する。真空チャンバ１０は、例えばエッチング
装置や化学気相成長装置（ＣＶＤ）等の半導体製造装置
のプロセスチャンバであり、この真空チャンバ１０は、
配管１４を通じて真空ポンプ１２に接続されている。真
空ポンプ１２は、真空チャンバ１０からのプロセスの排
ガスを大気圧まで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。
【０００３】真空チャンバ１０が必要とする真空度が、
ドライポンプ１２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ポンプ等の超高
真空ポンプが配備されることもある。プロセスの排ガス
はプロセスの種類により毒性や爆発性があるので、その
ままでは大気に放出できない。このため、真空ポンプ１
２の下流には排ガス処理装置２６が配備されている。大
気圧まで昇圧されたプロセスの排ガスのうち、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
収等の処理を行い、無害なガスのみが大気に放出され
る。なお、配管１４には必要に応じて適所にバルブが設
けられている。
ドライポンプ１２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ポンプ等の超高
真空ポンプが配備されることもある。プロセスの排ガス
はプロセスの種類により毒性や爆発性があるので、その
ままでは大気に放出できない。このため、真空ポンプ１
２の下流には排ガス処理装置２６が配備されている。大
気圧まで昇圧されたプロセスの排ガスのうち、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
収等の処理を行い、無害なガスのみが大気に放出され
る。なお、配管１４には必要に応じて適所にバルブが設
けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】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、昇圧途上でガスが固形化し、真空ポンプ内に
析出して真空ポンプの故障の原因になる欠点がある。
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、昇圧途上でガスが固形化し、真空ポンプ内に
析出して真空ポンプの故障の原因になる欠点がある。
【０００５】例えばアルミニウム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ＢＣｌ3，Ｃｌ2を使
用すると、プロセスチャンバからは、ＢＣｌ3，Ｃｌ2の
プロセスガスの残ガスとＡｌＣｌ3の反応副生成物が真
空ポンプ１２により排気される。
めに、代表的なプロセスガスであるＢＣｌ3，Ｃｌ2を使
用すると、プロセスチャンバからは、ＢＣｌ3，Ｃｌ2の
プロセスガスの残ガスとＡｌＣｌ3の反応副生成物が真
空ポンプ１２により排気される。
【０００６】このＡｌＣｌ3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、真空ポンプ内で析出して真空ポンプの故障
の原因となる。これは、ＳｉＮの成膜を行うＣＶＤ装置
から生じる（ＮＨ4）2ＳｉＦ6やＮＨ4Ｃｌ等の反応副生
成物の場合も同様である。
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、真空ポンプ内で析出して真空ポンプの故障
の原因となる。これは、ＳｉＮの成膜を行うＣＶＤ装置
から生じる（ＮＨ4）2ＳｉＦ6やＮＨ4Ｃｌ等の反応副生
成物の場合も同様である。
【０００７】従来、この問題点に対して、 （１）真空ポンプを加熱して真空ポンプ内部で固形化物
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。 （２）真空ポンプの上流（吸気側）に水冷クーラを設け
て、析出物をトラップする。等の対策が施されてきた。
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。 （２）真空ポンプの上流（吸気側）に水冷クーラを設け
て、析出物をトラップする。等の対策が施されてきた。
【０００８】しかし、（１）の対策では、真空ポンプに
対しては効果があるが、その結果として、その真空ポン
プの下流に配設される排ガス処理装置で固形化物が析出
し、その充填層の目詰まりを生じさせる問題があった。
また（２）の対策は、水冷クーラが真空ポンプの吸気側
に設けられているので、析出物の分圧が低く、飽和蒸気
圧の関係から十分に析出物がトラップできず、有効なト
ラップとして働いているとは言えなかった。
対しては効果があるが、その結果として、その真空ポン
プの下流に配設される排ガス処理装置で固形化物が析出
し、その充填層の目詰まりを生じさせる問題があった。
また（２）の対策は、水冷クーラが真空ポンプの吸気側
に設けられているので、析出物の分圧が低く、飽和蒸気
圧の関係から十分に析出物がトラップできず、有効なト
ラップとして働いているとは言えなかった。
【０００９】この場合、クーラとして極低温を発生させ
る手段を用いて、析出物をトラップすることが考えられ
る。このような手段として、 液体窒素などの液化ガスを用いる方法 クライオポンプ等に用いられているギフォード・マク
マホン冷凍機を用いる方法 が考えられるが、については、冷凍温度がその液化ガ
スの沸点で決まってしまうため、異なる凝固温度をもつ
さまざまな固形化物質の捕捉用の冷却手段としては使用
し難い欠点がある。また極低温の液化ガスを貯蔵、供給
するための設備及び施工工事が高価であり、困難であ
る。に関しては、その冷凍発生原理上、ディスプレー
サと呼ばれるシールをもつ振動部分があるため、シール
の耐久性及び振動の問題を回避することができない。こ
のため、従来は真空排気途中での固形化物質の析出とい
う問題に対して有効な手だてはなされていなかった。
る手段を用いて、析出物をトラップすることが考えられ
る。このような手段として、 液体窒素などの液化ガスを用いる方法 クライオポンプ等に用いられているギフォード・マク
マホン冷凍機を用いる方法 が考えられるが、については、冷凍温度がその液化ガ
スの沸点で決まってしまうため、異なる凝固温度をもつ
さまざまな固形化物質の捕捉用の冷却手段としては使用
し難い欠点がある。また極低温の液化ガスを貯蔵、供給
するための設備及び施工工事が高価であり、困難であ
る。に関しては、その冷凍発生原理上、ディスプレー
サと呼ばれるシールをもつ振動部分があるため、シール
の耐久性及び振動の問題を回避することができない。こ
のため、従来は真空排気途中での固形化物質の析出とい
う問題に対して有効な手だてはなされていなかった。
【００１０】本発明は上述の事情に鑑みなされたもの
で、プロセスの反応副生成物の析出から真空ポンプおよ
び排ガス処理装置を保護して、真空ポンプおよび排ガス
処理装置の長寿命化、運転の信頼性の向上を図ることが
できる析出物除去用トラップを提供することを目的とし
ている。
で、プロセスの反応副生成物の析出から真空ポンプおよ
び排ガス処理装置を保護して、真空ポンプおよび排ガス
処理装置の長寿命化、運転の信頼性の向上を図ることが
できる析出物除去用トラップを提供することを目的とし
ている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明における前述の課
題を解決する手段は、真空チャンバを真空に排気する真
空排気系の途中に、パルスチューブ冷凍機のコールドヘ
ッドを熱的に結合したバッフルを有する析出物除去用ト
ラップを、設置したことである。
題を解決する手段は、真空チャンバを真空に排気する真
空排気系の途中に、パルスチューブ冷凍機のコールドヘ
ッドを熱的に結合したバッフルを有する析出物除去用ト
ラップを、設置したことである。
【００１２】本発明では、パルスチューブ冷凍機を用い
ることにより、上記のの課題に対しては、コールドヘ
ッドの温度を可変にでき、性能が広い範囲で良好であ
り、且つ安定となる。また設備面では、設置に自由度の
ある冷凍機運転用のコンプレッサと作動ガスの常温配管
のみなので、設置（施工）が容易である。またに関し
ては、パルスチューブ冷凍機にはコールドヘッドに可動
部分がないため無振動で、かつメンテナンスインターバ
ルを長くすることができる利点を有している。
ることにより、上記のの課題に対しては、コールドヘ
ッドの温度を可変にでき、性能が広い範囲で良好であ
り、且つ安定となる。また設備面では、設置に自由度の
ある冷凍機運転用のコンプレッサと作動ガスの常温配管
のみなので、設置（施工）が容易である。またに関し
ては、パルスチューブ冷凍機にはコールドヘッドに可動
部分がないため無振動で、かつメンテナンスインターバ
ルを長くすることができる利点を有している。
【００１３】それに加えてトラップの再生の際、ギフォ
ード・マクマホン冷凍機では、ディスプレーサが樹脂で
できているため、例えば固形化物質がＮＨ4 Ｃｌなら
ば、昇華温度の１８８℃までコールドヘッドを加熱して
昇華再生することは不可能であるが、パルスチューブ冷
凍機を用いれば、ディスプレーサがないので加熱昇華再
生を行うことができる利点もある。
ード・マクマホン冷凍機では、ディスプレーサが樹脂で
できているため、例えば固形化物質がＮＨ4 Ｃｌなら
ば、昇華温度の１８８℃までコールドヘッドを加熱して
昇華再生することは不可能であるが、パルスチューブ冷
凍機を用いれば、ディスプレーサがないので加熱昇華再
生を行うことができる利点もある。
【００１４】このような利点を持つパルスチューブ冷凍
機を、析出物除去用トラップ内に配されているバッフル
に熱的に接続すると、バッフルは極低温に冷却されるの
で、トラップ内に形成されているガス流路を通過する固
形化成分のガス分子は、バッフルに接触することにより
凝固し、捕捉・除去することができる。
機を、析出物除去用トラップ内に配されているバッフル
に熱的に接続すると、バッフルは極低温に冷却されるの
で、トラップ内に形成されているガス流路を通過する固
形化成分のガス分子は、バッフルに接触することにより
凝固し、捕捉・除去することができる。
【００１５】図１に示すように、パルスチューブ冷凍機
１３４は、ガスを作動媒体にした冷凍機であり、圧縮機
１４０、高低圧切り替え装置１３９、蓄冷材が充填され
た蓄冷管１３６、低温取り出し部であるコールドヘッド
１３７およびガスの膨張空間であるパルスチューブ１３
８で構成される。極低温を必要とする場合は、作動ガス
として一般的にヘリウムが用いられるが、窒素や乾燥空
気など他のガスを用いても構わない。
１３４は、ガスを作動媒体にした冷凍機であり、圧縮機
１４０、高低圧切り替え装置１３９、蓄冷材が充填され
た蓄冷管１３６、低温取り出し部であるコールドヘッド
１３７およびガスの膨張空間であるパルスチューブ１３
８で構成される。極低温を必要とする場合は、作動ガス
として一般的にヘリウムが用いられるが、窒素や乾燥空
気など他のガスを用いても構わない。
【００１６】極低温を目的として、ヘリウムガスを作動
媒体に用いる場合、圧縮機１４０を運転して高低圧切り
替え装置１３９を周期的に切り替えて、蓄冷管１３６を
通してパルスチューブ１３８内にガスを給気および排気
すると、ガスの断熱膨張が連続的にパルスチューブ１３
８内で生じ、コールドヘッド１３７に−１４０℃程度の
低温が発生する。
媒体に用いる場合、圧縮機１４０を運転して高低圧切り
替え装置１３９を周期的に切り替えて、蓄冷管１３６を
通してパルスチューブ１３８内にガスを給気および排気
すると、ガスの断熱膨張が連続的にパルスチューブ１３
８内で生じ、コールドヘッド１３７に−１４０℃程度の
低温が発生する。
【００１７】通常は、パルスチューブ１３８内でのガス
の断熱膨張を効率的に生じさせて、より低温を発生させ
るために、図２に示すように、パルスチューブ１３８の
先端にオリフィス１３３やニードルバルブ１３５等のガ
スの流れを調節する機構を介してバッファタンク１４２
を設ける。この機構を用いれば、−２２０℃程度の極低
温を発生させることができる。さらに、低温にするため
に図３に示すような、ガスの流れを調節する配管１３１
を、オリフィスやニードルバルブ等のガスの流れを調節
する機構を介して、設けることもある。
の断熱膨張を効率的に生じさせて、より低温を発生させ
るために、図２に示すように、パルスチューブ１３８の
先端にオリフィス１３３やニードルバルブ１３５等のガ
スの流れを調節する機構を介してバッファタンク１４２
を設ける。この機構を用いれば、−２２０℃程度の極低
温を発生させることができる。さらに、低温にするため
に図３に示すような、ガスの流れを調節する配管１３１
を、オリフィスやニードルバルブ等のガスの流れを調節
する機構を介して、設けることもある。
【００１８】図４は、パルスチューブ冷凍機の性能を表
した一例であり、縦軸はコールドヘッドの冷凍能力（ワ
ット）、横軸はそのときのコールドヘッドの温度（℃）
を示している。図４の例では、冷凍能力がゼロの時のコ
ールドヘッド到達温度は−２１３℃であり、コールドヘ
ッドの温度が高くなるにしたがって冷凍能力が増加して
いく。特徴として、広範囲の温度領域に対して、ほぼリ
ニアな冷凍能力を有しており、このことから、必要とす
る温度レベルが変化しても、パルスチューブ冷凍機を用
いれば、容易にその変化に対応することができる。
した一例であり、縦軸はコールドヘッドの冷凍能力（ワ
ット）、横軸はそのときのコールドヘッドの温度（℃）
を示している。図４の例では、冷凍能力がゼロの時のコ
ールドヘッド到達温度は−２１３℃であり、コールドヘ
ッドの温度が高くなるにしたがって冷凍能力が増加して
いく。特徴として、広範囲の温度領域に対して、ほぼリ
ニアな冷凍能力を有しており、このことから、必要とす
る温度レベルが変化しても、パルスチューブ冷凍機を用
いれば、容易にその変化に対応することができる。
【００１９】前述した手段によれば、極低温に冷却され
たバッフルを有するトラップにおいて固形化物質を捕捉
・除去することができるので、該トラップを、固形化物
質が析出し悪影響を及ぼす箇所に設置することにより、
真空ポンプおよび排ガス処理装置を析出物から保護する
ことができる。
たバッフルを有するトラップにおいて固形化物質を捕捉
・除去することができるので、該トラップを、固形化物
質が析出し悪影響を及ぼす箇所に設置することにより、
真空ポンプおよび排ガス処理装置を析出物から保護する
ことができる。
【００２０】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例について
説明する。図５は本発明の基本的な実施例であって、真
空チャンバ１０と真空ポンプ１２をつなぐ配管１４に、
析出物除去用トラップ１６がバルブ２０，２２を介して
配置されている。真空ポンプ１２の下流には、排ガス処
理装置２６が設けられている。
説明する。図５は本発明の基本的な実施例であって、真
空チャンバ１０と真空ポンプ１２をつなぐ配管１４に、
析出物除去用トラップ１６がバルブ２０，２２を介して
配置されている。真空ポンプ１２の下流には、排ガス処
理装置２６が設けられている。
【００２１】析出物除去用トラップ１６は、例えば図６
に示すように、筒状をしたトラップ容器１０２とバッフ
ル１０６が取り付けられた軸体１１２およびパルスチュ
ーブ冷凍機１３４から構成される。バッフル１０６およ
び軸体１１２は金属のような熱伝導性のよい材質で形成
され、パルスチューブ冷凍機１３４のコールドヘッド１
３７に熱的に結合されている。
に示すように、筒状をしたトラップ容器１０２とバッフ
ル１０６が取り付けられた軸体１１２およびパルスチュ
ーブ冷凍機１３４から構成される。バッフル１０６およ
び軸体１１２は金属のような熱伝導性のよい材質で形成
され、パルスチューブ冷凍機１３４のコールドヘッド１
３７に熱的に結合されている。
【００２２】バッフル１０６には例えば孔が多数開けら
れており、ガスの流路を形成している。析出する物質は
ガスの流入口１１０に近いバッフルで捕捉されやすいの
で、全バッフルを有効に用いるために、バッフルに開け
る孔の径を上流から下流に向かって徐々に小さくしてい
くとともに、バッフルを軸体１１２に設ける間隔を上流
から下流に向かって徐々に狭めていくとよい。また捕捉
率を上げるために、バッフル間の孔の相対的位置関係を
ずらして、ガスが千鳥足状に流れるようなガス流路１０
９を形成するとよい。本実施例では、バッフル１０６に
孔が多数開けられているものについて示したが、ガスの
流れが非直線的になるようにバッフルを形成していれば
どのような形態でも同じ効果を奏する。
れており、ガスの流路を形成している。析出する物質は
ガスの流入口１１０に近いバッフルで捕捉されやすいの
で、全バッフルを有効に用いるために、バッフルに開け
る孔の径を上流から下流に向かって徐々に小さくしてい
くとともに、バッフルを軸体１１２に設ける間隔を上流
から下流に向かって徐々に狭めていくとよい。また捕捉
率を上げるために、バッフル間の孔の相対的位置関係を
ずらして、ガスが千鳥足状に流れるようなガス流路１０
９を形成するとよい。本実施例では、バッフル１０６に
孔が多数開けられているものについて示したが、ガスの
流れが非直線的になるようにバッフルを形成していれば
どのような形態でも同じ効果を奏する。
【００２３】パルスチューブ冷凍機１３４に付属するバ
ッファタンク１４２はトラップ容器１０２と一体構造と
すると省スペースを図ることができてよい。また図６に
示すように、パルスチューブ冷凍機１３４のコールドヘ
ッド１３７が下に向くように冷凍機を取り付けると、パ
ルスチューブ１３８内のガスの熱対流による性能低下を
防ぐことができるので、より好ましい。またトラップ容
器１０２の外部から低温に冷却されているバッフルへの
熱侵入を防ぐために、断熱材でトラップ容器１０２の外
側を覆うか、もしくはトラップ容器を二重構造にして真
空断熱層を設けると、外部からの熱を断熱できてよい。
ッファタンク１４２はトラップ容器１０２と一体構造と
すると省スペースを図ることができてよい。また図６に
示すように、パルスチューブ冷凍機１３４のコールドヘ
ッド１３７が下に向くように冷凍機を取り付けると、パ
ルスチューブ１３８内のガスの熱対流による性能低下を
防ぐことができるので、より好ましい。またトラップ容
器１０２の外部から低温に冷却されているバッフルへの
熱侵入を防ぐために、断熱材でトラップ容器１０２の外
側を覆うか、もしくはトラップ容器を二重構造にして真
空断熱層を設けると、外部からの熱を断熱できてよい。
【００２４】以上の構成の析出物除去用トラップ１６を
用いて、図５の実施例によって窒化ケイ素（Ｓｉ−Ｎ）
膜を成膜する減圧化学気相成長（ＣＶＤ）装置のプロセ
スチャンバを排気する場合を説明する。窒化ケイ素（Ｓ
ｉ−Ｎ）の成膜を行う減圧ＣＶＤのプロセスでは、Ｓｉ
Ｈ2 Ｃｌ2、ＮＨ3をプロセスガスとして導入して、真空
チャンバ１０からプロセスガスの残ガスであるＳｉＨ2
Ｃｌ2、ＮＨ3および反応副成物であるＳｉ3Ｎ4、ＮＨ4
Ｃｌが排出される。この中でＳｉ3Ｎ4 とＮＨ4Ｃｌは凝
固点が高いので、真空ポンプ１２の手前もしくは内部で
析出するのであるが、特にＮＨ4 Ｃｌは多量に生成する
ので従来より問題となっていた。ここで本実施例では、
真空ポンプ１２の前にトラップ１６を設けてＮＨ4Ｃｌ
を捕捉、除去し問題を解決している。
用いて、図５の実施例によって窒化ケイ素（Ｓｉ−Ｎ）
膜を成膜する減圧化学気相成長（ＣＶＤ）装置のプロセ
スチャンバを排気する場合を説明する。窒化ケイ素（Ｓ
ｉ−Ｎ）の成膜を行う減圧ＣＶＤのプロセスでは、Ｓｉ
Ｈ2 Ｃｌ2、ＮＨ3をプロセスガスとして導入して、真空
チャンバ１０からプロセスガスの残ガスであるＳｉＨ2
Ｃｌ2、ＮＨ3および反応副成物であるＳｉ3Ｎ4、ＮＨ4
Ｃｌが排出される。この中でＳｉ3Ｎ4 とＮＨ4Ｃｌは凝
固点が高いので、真空ポンプ１２の手前もしくは内部で
析出するのであるが、特にＮＨ4 Ｃｌは多量に生成する
ので従来より問題となっていた。ここで本実施例では、
真空ポンプ１２の前にトラップ１６を設けてＮＨ4Ｃｌ
を捕捉、除去し問題を解決している。
【００２５】パルスチューブ冷凍機１３４を運転する
と、その冷凍出力によりバッフル１０６および軸体１１
２は冷却される。これによりＮＨ4 Ｃｌガス分子が、バ
ッフル１０６もしくは軸体１１２に析出するので、真空
ポンプ１２の上流で捕捉・除去することができる。バッ
フル１０６の設定温度はトラップ１６が真空ポンプ１２
の前に設けられているので、ＮＨ4 Ｃｌガスの分圧と飽
和蒸気圧との関係から捕捉率をあげるために、極低温た
とえば−１５０℃程度に設定するとよい。
と、その冷凍出力によりバッフル１０６および軸体１１
２は冷却される。これによりＮＨ4 Ｃｌガス分子が、バ
ッフル１０６もしくは軸体１１２に析出するので、真空
ポンプ１２の上流で捕捉・除去することができる。バッ
フル１０６の設定温度はトラップ１６が真空ポンプ１２
の前に設けられているので、ＮＨ4 Ｃｌガスの分圧と飽
和蒸気圧との関係から捕捉率をあげるために、極低温た
とえば−１５０℃程度に設定するとよい。
【００２６】ある一定量以上のＮＨ4Ｃｌがトラップ１
６で捕捉されると再生が必要になる。再生時期は、図６
においてバッフル１０６に温度センサ１２０を取り付け
て温度を測定し、その温度があらかじめ設定された値よ
り上昇したら、ＮＨ4 Ｃｌが付着して熱負荷が増えたた
めと判断することにより知ることができる。別の方法と
しては、トラップ１６の入口と出口に圧力センサ１２
２，１２４を設けて差圧を測定し、それにより判断して
もよい。また、一定時間毎に再生してもよい。
６で捕捉されると再生が必要になる。再生時期は、図６
においてバッフル１０６に温度センサ１２０を取り付け
て温度を測定し、その温度があらかじめ設定された値よ
り上昇したら、ＮＨ4 Ｃｌが付着して熱負荷が増えたた
めと判断することにより知ることができる。別の方法と
しては、トラップ１６の入口と出口に圧力センサ１２
２，１２４を設けて差圧を測定し、それにより判断して
もよい。また、一定時間毎に再生してもよい。
【００２７】再生時期と判断されれば、トラップ１６の
前後のバルブ２０，２２を閉じてトラップ１６を真空排
気系から切り離し、再生用ガス導入ポート１１６からＮ
Ｈ4Ｃｌの昇華温度より高い２００℃程度に加熱された
窒素ガスを導入して、再生用ガス排気ポート１１８から
排気し、スクラバ１２８等で処理することにより再生す
ることができる。また同時にバッフル１０６もしくは軸
体１１２に加熱ヒータ１２６を設けて加熱すると、再生
を促進し、再生に要する時間を短くすることができて好
ましい。この時パルスチューブ冷凍機は内部に樹脂製の
エキスパンダー等がないので高温にすることができる。
前後のバルブ２０，２２を閉じてトラップ１６を真空排
気系から切り離し、再生用ガス導入ポート１１６からＮ
Ｈ4Ｃｌの昇華温度より高い２００℃程度に加熱された
窒素ガスを導入して、再生用ガス排気ポート１１８から
排気し、スクラバ１２８等で処理することにより再生す
ることができる。また同時にバッフル１０６もしくは軸
体１１２に加熱ヒータ１２６を設けて加熱すると、再生
を促進し、再生に要する時間を短くすることができて好
ましい。この時パルスチューブ冷凍機は内部に樹脂製の
エキスパンダー等がないので高温にすることができる。
【００２８】また図７は、本発明の別の実施例であり、
窒化ケイ素（Ｓｉ−Ｎ）膜を成膜するプラズマＣＶＤ装
置の真空チャンバを排気する場合において、本発明であ
る析出物除去用トラップ１６を、多段構成となっている
真空ポンプの前段３０と後段３２の中間に設ける場合を
説明する。
窒化ケイ素（Ｓｉ−Ｎ）膜を成膜するプラズマＣＶＤ装
置の真空チャンバを排気する場合において、本発明であ
る析出物除去用トラップ１６を、多段構成となっている
真空ポンプの前段３０と後段３２の中間に設ける場合を
説明する。
【００２９】プラズマＣＶＤによる窒化ケイ素（Ｓｉ−
Ｎ）の成膜プロセスでは、ＳｉＨ4、ＮＨ3 をプロセス
ガスとして導入して、真空チャンバ１０からのプロセス
ガスの残ガスであるＳｉＨ4，ＮＨ3および反応副生成物
である（ＮＨ4）2ＳｉＦ6、Ｈ2が排出される。この中で
（ＮＨ4）2ＳｉＦ6 は凝固点が２７０℃と高いので、排
気途中の真空ポンプの内部で飽和圧力を越えて析出し、
真空ポンプの故障の原因となっていた。そこで本実施例
では、真空ポンプの昇圧途中の前段３０と後段３２の間
に析出物除去用トラップ１６を設けることにより（ＮＨ
4）2ＳｉＦ6ガス分子を捕捉・除去して問題点を解決し
ている。
Ｎ）の成膜プロセスでは、ＳｉＨ4、ＮＨ3 をプロセス
ガスとして導入して、真空チャンバ１０からのプロセス
ガスの残ガスであるＳｉＨ4，ＮＨ3および反応副生成物
である（ＮＨ4）2ＳｉＦ6、Ｈ2が排出される。この中で
（ＮＨ4）2ＳｉＦ6 は凝固点が２７０℃と高いので、排
気途中の真空ポンプの内部で飽和圧力を越えて析出し、
真空ポンプの故障の原因となっていた。そこで本実施例
では、真空ポンプの昇圧途中の前段３０と後段３２の間
に析出物除去用トラップ１６を設けることにより（ＮＨ
4）2ＳｉＦ6ガス分子を捕捉・除去して問題点を解決し
ている。
【００３０】本実施例に示すトラップ１６の位置では、
（ＮＨ4）2ＳｉＦ6 の分圧は飽和蒸気圧に近い状態にあ
るが、捕捉率を上げるために例えば−１００℃程度にバ
ッフル１０６の温度を設定するとよい。
（ＮＨ4）2ＳｉＦ6 の分圧は飽和蒸気圧に近い状態にあ
るが、捕捉率を上げるために例えば−１００℃程度にバ
ッフル１０６の温度を設定するとよい。
【００３１】また図８は、本発明の別の実施例であり、
アルミニウムをエッチングするエッチング装置の真空チ
ャンバを排気する場合において、本発明である析出物除
去用トラップ１６を、真空ポンプ１２と排ガス処理装置
２６の間に設ける場合を説明する。
アルミニウムをエッチングするエッチング装置の真空チ
ャンバを排気する場合において、本発明である析出物除
去用トラップ１６を、真空ポンプ１２と排ガス処理装置
２６の間に設ける場合を説明する。
【００３２】アルミニウムのエッチングのプロセスで
は、Ｃｌ2、ＢＣｌ3をプロセスガスとして導入して、真
空チャンバ１０からプロセスガスの残ガスであるＣｌ
2 、ＢＣｌ3および反応副生成物であるＡｌＣｌ3が排出
される。この中でＡｌＣｌ3は昇華温度が１８０℃と高
いので、排気途中の真空ポンプの内部で飽和圧力を越え
て析出し、真空ポンプの故障の原因となっていた。この
問題を対処するために従来は、真空ポンプをＡｌＣｌ3
の昇華温度より高い２００℃程度まで加熱してＡｌＣｌ
3が真空ポンプの内部を通過するようにしていた。また
別の方法として、通常ドライ真空ポンプにはルーツ型が
用いられるのであるが、この型はクリアランスの点にお
いて析出物に対して弱い構造のため、析出物に対して強
い構造のスクリュー型を用いて排気し、ポンプ内部で析
出したＡｌＣｌ3を通過させて問題を回避していた。し
かしＡｌＣｌ3を通過させて対処する方法では、真空ポ
ンプ１２の下流につながる排ガス処理装置２６にＡｌＣ
ｌ3 が析出して悪影響を及ぼす点で問題は解決されてい
なかった。
は、Ｃｌ2、ＢＣｌ3をプロセスガスとして導入して、真
空チャンバ１０からプロセスガスの残ガスであるＣｌ
2 、ＢＣｌ3および反応副生成物であるＡｌＣｌ3が排出
される。この中でＡｌＣｌ3は昇華温度が１８０℃と高
いので、排気途中の真空ポンプの内部で飽和圧力を越え
て析出し、真空ポンプの故障の原因となっていた。この
問題を対処するために従来は、真空ポンプをＡｌＣｌ3
の昇華温度より高い２００℃程度まで加熱してＡｌＣｌ
3が真空ポンプの内部を通過するようにしていた。また
別の方法として、通常ドライ真空ポンプにはルーツ型が
用いられるのであるが、この型はクリアランスの点にお
いて析出物に対して弱い構造のため、析出物に対して強
い構造のスクリュー型を用いて排気し、ポンプ内部で析
出したＡｌＣｌ3を通過させて問題を回避していた。し
かしＡｌＣｌ3を通過させて対処する方法では、真空ポ
ンプ１２の下流につながる排ガス処理装置２６にＡｌＣ
ｌ3 が析出して悪影響を及ぼす点で問題は解決されてい
なかった。
【００３３】そこで本実施例では、真空ポンプ１２と排
ガス処理装置２６の間に析出物除去用トラップ１６を設
けて、真空ポンプ１２を通過してきたＡｌＣｌ3を捕捉
・除去して問題点を解決している。本実施例に示すトラ
ップ１６の位置では、真空チャンバから排出されたガス
は真空ポンプ１２で大気圧まで昇圧されているのでＡｌ
Ｃｌ3 は常温でも析出するが、捕捉率を上げるためにバ
ッフル１０６を例えば−２０℃程度に設定するとよい。
ガス処理装置２６の間に析出物除去用トラップ１６を設
けて、真空ポンプ１２を通過してきたＡｌＣｌ3を捕捉
・除去して問題点を解決している。本実施例に示すトラ
ップ１６の位置では、真空チャンバから排出されたガス
は真空ポンプ１２で大気圧まで昇圧されているのでＡｌ
Ｃｌ3 は常温でも析出するが、捕捉率を上げるためにバ
ッフル１０６を例えば−２０℃程度に設定するとよい。
【００３４】図９は本発明の別の実施例であり、本発明
である析出物除去用トラップ１６を、排ガス処理装置２
６の下流に設置している。真空チャンバ１０の中で行わ
れるプロセスによっては、排ガス処理装置２６より下流
の配管１４に固形化物質が析出し悪影響を及ぼすことが
ある。このような場合、本発明であるトラップ１６を排
ガス処理装置２６の直後に設けると排ガス処理装置２６
を通過した固形化物質は、パルスチューブ冷凍機で冷却
されているバッフル１０６に固化、析出するので、大気
へ排気するための配管１４に析出する前に除去すること
ができ、前述の問題を解決することができる。
である析出物除去用トラップ１６を、排ガス処理装置２
６の下流に設置している。真空チャンバ１０の中で行わ
れるプロセスによっては、排ガス処理装置２６より下流
の配管１４に固形化物質が析出し悪影響を及ぼすことが
ある。このような場合、本発明であるトラップ１６を排
ガス処理装置２６の直後に設けると排ガス処理装置２６
を通過した固形化物質は、パルスチューブ冷凍機で冷却
されているバッフル１０６に固化、析出するので、大気
へ排気するための配管１４に析出する前に除去すること
ができ、前述の問題を解決することができる。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、トラップ容器のバッフルがパルスチューブ冷凍機に
より極低温に冷却されるので、トラップ容器内にバッフ
ルにより形成されているガス流路を通過する固形化成分
のガス分子は、バッフルに接触することにより凝固し捕
捉される。従って、真空ポンプ中において析出して摺動
部分に損傷を与えたり、排ガス処理装置の充填層に蓄積
されて目詰まりを起こすような悪影響を及ぼす固形化成
分の析出物を取り除くことができ、真空ポンプや排ガス
処理装置を保護することができる。このトラップ装置は
パルスチューブ冷凍機を冷却装置としているので、コー
ルドヘッドの温度を可変にでき、性能が広い範囲で安定
となるとともに、コールドヘッドに可動部分がないため
無振動で、かつメンテナンスインターバルを長くするこ
とができ、従って、真空ポンプと排ガス処理装置の長寿
命化とともに運転の信頼性の向上や保守・点検の簡略化
を図ることができる。
ば、トラップ容器のバッフルがパルスチューブ冷凍機に
より極低温に冷却されるので、トラップ容器内にバッフ
ルにより形成されているガス流路を通過する固形化成分
のガス分子は、バッフルに接触することにより凝固し捕
捉される。従って、真空ポンプ中において析出して摺動
部分に損傷を与えたり、排ガス処理装置の充填層に蓄積
されて目詰まりを起こすような悪影響を及ぼす固形化成
分の析出物を取り除くことができ、真空ポンプや排ガス
処理装置を保護することができる。このトラップ装置は
パルスチューブ冷凍機を冷却装置としているので、コー
ルドヘッドの温度を可変にでき、性能が広い範囲で安定
となるとともに、コールドヘッドに可動部分がないため
無振動で、かつメンテナンスインターバルを長くするこ
とができ、従って、真空ポンプと排ガス処理装置の長寿
命化とともに運転の信頼性の向上や保守・点検の簡略化
を図ることができる。
【図１】パルスチューブ冷凍機の構成を示す図である。
【図２】パルスチューブ冷凍機の他の構成を示す図であ
る。
る。
【図３】パルスチューブ冷凍機のさらに他の構成を示す
図である。
図である。
【図４】パルスチューブ冷凍機の性能を表すグラフであ
る。
る。
【図５】この発明の第１の実施例のトラップの全体構成
を示す図である。
を示す図である。
【図６】図５の実施例のトラップの具体的な構成を示す
図である。
図である。
【図７】この発明の第２の実施例のトラップの全体構成
を示す図である。
を示す図である。
【図８】この発明の第３の実施例のトラップの全体構成
を示す図である。
を示す図である。
【図９】この発明の第４の実施例のトラップの全体構成
を示す図である。
を示す図である。
【図１０】従来のトラップの全体構成を示す図である。
１０ 真空チャンバ １２ 真空ポンプ ２６ 排ガス処理装置 １０２ トラップ容器 １０６ バッフル １３４ パルスチューブ冷凍機 １３７ コールドヘッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 深作 善郎 神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号 株 式会社荏原総合研究所内
Claims (8)
- 【請求項１】 気密のチャンバと、これを真空にするた
めの真空ポンプを有する真空排気系に設けられたトラッ
プ容器と、 該トラップ容器内に非直線的な流路を形成するバッフル
板と、 該バッフル板を冷却するパルスチューブ冷凍機とを備
え、 該バッフル板は前記パルスチューブ冷凍機のコールドヘ
ッドに熱的に結合していることを特徴とする析出物除去
用トラップ。 - 【請求項２】 前記真空排気系は排ガス処理装置を有す
ることを特徴とする請求項１に記載の析出物除去用トラ
ップ。 - 【請求項３】 前記チャンバは、半導体製造装置のプロ
セスチャンバであることを特徴とする請求項１に記載の
析出物除去用トラップ。 - 【請求項４】 前記真空ポンプは排気経路に潤滑油を用
いないドライポンプであることを特徴とする請求項１に
記載の析出物除去用トラップ。 - 【請求項５】 前記トラップ容器は前記真空排気系中の
チャンバと真空ポンプの間に配置されていることを特徴
とする請求項１に記載の析出物除去用トラップ。 - 【請求項６】 前記真空ポンプは複数段昇圧式であり、
前記トラップ容器は該複数段の真空ポンプの間に配置さ
れていることを特徴とする請求項１に記載の析出物除去
用トラップ。 - 【請求項７】 前記トラップ容器は前記真空ポンプと前
記排ガス処理装置との間に配置されていることを特徴と
する請求項２に記載の析出物除去用トラップ。 - 【請求項８】 前記トラップ容器は前記排ガス処理装置
の下流側に配置されていることを特徴とする請求項２に
記載の析出物除去用トラップ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23252396A JPH1054356A (ja) | 1996-08-14 | 1996-08-14 | 析出物除去用トラップ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23252396A JPH1054356A (ja) | 1996-08-14 | 1996-08-14 | 析出物除去用トラップ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1054356A true JPH1054356A (ja) | 1998-02-24 |
Family
ID=16940673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23252396A Withdrawn JPH1054356A (ja) | 1996-08-14 | 1996-08-14 | 析出物除去用トラップ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1054356A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1014014A1 (en) * | 1998-06-12 | 2000-06-28 | Daido Hoxan Inc. | Pulse pipe refrigerating machine and cryopump using the refrigerating machine |
| US20100077771A1 (en) * | 2008-10-01 | 2010-04-01 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Cryopump |
| JP2012052226A (ja) * | 2010-08-09 | 2012-03-15 | Rohm & Haas Electronic Materials Llc | 送達装置およびその使用方法 |
| JP2013062362A (ja) * | 2011-09-13 | 2013-04-04 | Tokyo Electron Ltd | 排気トラップ |
| KR101957440B1 (ko) * | 2018-07-11 | 2019-03-12 | (주)클린팩터스 | 플라즈마 반응을 이용한 유해가스 처리기를 구비하는 배관 장치 및 이를 포함하는 유해가스 처리설비 |
| WO2020013426A1 (ko) * | 2018-07-11 | 2020-01-16 | (주)클린팩터스 | 유해가스 처리기를 구비하는 배관 장치, 이의 설계 방법 및 이를 포함하는 유해가스 처리설비 |
-
1996
- 1996-08-14 JP JP23252396A patent/JPH1054356A/ja not_active Withdrawn
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1014014A4 (en) * | 1998-06-12 | 2007-08-15 | Air Water Inc | SWING TUBE CHILLER AND CRYOPUMP USING THE REFRIGERATOR |
| EP1014014A1 (en) * | 1998-06-12 | 2000-06-28 | Daido Hoxan Inc. | Pulse pipe refrigerating machine and cryopump using the refrigerating machine |
| US9046091B2 (en) | 2008-10-01 | 2015-06-02 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Cryopump |
| US20100077771A1 (en) * | 2008-10-01 | 2010-04-01 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Cryopump |
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