(57)【要約】  プロセスチャンバから排気される廃棄流から液体化合物を分離するための手段と、廃棄流から分離された液体化合物を収集するための手段と、廃棄流から収集された液体化合物を選択的に隔離するための手段と、ガス形態の化合物を廃棄流に戻すために、収集された液体化合物を蒸発させるための手段と、を有する、トラップデバイス。これにより、揮発性液体を廃棄流から隔離された規定場所で収集することができ、且つ望まれるときは、続く除害のためにガスの形態で廃棄流に戻すことができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセスチャンバから排気される廃棄流から液体化合物を分離するための手段と、
廃棄流から分離された液体化合物を収集するための手段と、
廃棄流から収集された液体化合物を選択的に隔離するための手段と、
ガス形態の化合物を廃棄流に戻すために、収集手段内で収集された液体化合物を蒸発させるための手段と、を有する、
ことを特徴とするトラップデバイス。
【請求項２】
隔離手段は、収集された液体化合物を廃棄流から隔離するために、パージガスを収集手段に導くための手段を有する、請求項１に記載のトラップデバイス。
【請求項３】
パージガスを導く手段は、パージガスを、収集した液体化合物の中にあるいはその近くに導くように構成される、請求項２に記載のトラップデバイス。
【請求項４】
収集手段を廃棄流に連結するための導管系を有し、隔離手段が導管系に配置される、請求項１に記載のトラップデバイス。
【請求項５】
導管系は、液体化合物を分離手段から収集手段に導くための第１の導管手段と、ガス化合物を収集手段から分離手段より下流で廃棄流に導くための第２の導管手段と、を有する、請求項４に記載のトラップデバイス。
【請求項６】
隔離手段は、収集手段を分離手段から選択的に隔離するための、第１の導管手段に配置された第１のバルブと、収集手段を分離手段より下流で廃棄流から選択的に隔離するための、第２の導管手段に配置された第２のバルブと、を有する、請求項５に記載のトラップデバイス。
【請求項７】
バルブの開閉を制御するためのバルブ制御手段を有する、請求項６に記載のトラップデバイス。
【請求項８】
バルブ制御手段は、収集手段内での液体の収集中、第１および第２のバルブを開放するように構成される、請求項７に記載のトラップデバイス。
【請求項９】
バルブ制御手段は、収集手段を廃棄流から隔離するために、第１および第２のバルブの両方を閉鎖するように構成される、請求項７または８のいずれかに記載のトラップデバイス。
【請求項１０】
第２の導管手段内でのガス化合物の凝縮を防止するために、第２の導管手段を加熱するための手段を有する、請求項６乃至９のいずれか１項に記載のトラップデバイス。
【請求項１１】
第１の導管手段は、分離手段からの液体化合物を、その一端で受け入れ、且つ液体化合物をその他端で収集手段に供給するように配置され、第２の導管手段は、第１の導管手段の両端間に配置され、そこから外方に延びる、請求項６乃至１０のいずれか１項に記載のトラップデバイス。
【請求項１２】
収集手段からの液体化合物の蒸発速度を制御するための手段を有する、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のトラップデバイス。
【請求項１３】
制御手段は、収集手段によって収集された液体の量を監視するための手段を有する、請求項１２に記載のトラップデバイス。
【請求項１４】
制御手段は、収集手段内の温度を監視するための手段を有する、請求項１２または１３に記載のトラップデバイス。
【請求項１５】
蒸発手段は、収集手段によって収集された液体化合物を加熱するためのヒーターからなる、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のトラップデバイス。
【請求項１６】
制御手段は、監視手段からの信号出力に依存してヒーターを制御するように構成される、請求項１３または１４に従属する請求項１５に記載のトラップデバイス。
【請求項１７】
分離手段は、液体化合物を収集手段に通し、且つ固体の通過を妨げるフィルタを有する、請求項１乃至１６のいずれか１項に記載のトラップデバイス。
【請求項１８】
分離手段は、廃棄流内に含有された粒子を捕捉するための第２のフィルタを有する、請求項１７に記載のトラップデバイス。
【請求項１９】
分離手段は、収集手段内に配置された環状バッフルを有する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のトラップデバイス。
【請求項２０】
バッフルは、裁頭円錐形であり、且つ廃棄流を受けるために、収集手段の入口に向って広がるように、収集手段内に配置される、請求項１９に記載のトラップデバイス。
【請求項２１】
収集手段は、バッフルを収納する容器を有し、
トラップデバイスは、廃棄流をバッフルの上方で容器の中へ接線方向に導くための入口導管と、廃棄流を容器から導くための、バッフルの上方に配置された出口導管と、を有する、
請求項１９または２０に記載のトラップデバイス。
【請求項２２】
液体化合物は、揮発性有機化合物である、請求項１乃至２１のいずれか１項に記載のトラップデバイス。
【請求項２３】
請求項１乃至２２のいずれか１項に記載のトラップデバイスを有する、ガス流をチャンバから除害デバイスに導くためのシステム。
【請求項２４】
廃棄流をチャンバから吸引するための、トラップデバイスより下流に配置された少なくとも１つの真空ポンプを有する、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
廃棄流をチャンバから吸引するための、トラップデバイスより上流に配置された少なくとも１つの真空ポンプを有する、請求項２３または２４に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トラップデバイスに関し、一例では、プロセスチャンバから排気された廃棄流に含有された揮発性液体を収集するためのトラップデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
ある半導体加工は、テトラエチルオルソシリケート（ＴＥＯＳ）あるいは室温および室内圧力で液体であるその他の揮発性化合物を用いる。ＴＥＯＳは、一般的に、化学蒸着（ＣＶＤ）法を用いて半導体基板上に二酸化珪素（ＳｉＯ2）の薄膜を付着させるための半導体プロセスチャンバに供給される。プロセスチャンバ内で、ＴＥＯＳは、酸素源の存在下で解離してＳｉＯ2を形成し、それがチャンバ内で基板上に付着する。チャンバへのＴＥＯＳガスの流量に依存して、真空ポンプ装置によってチャンバから吸引される廃棄流は、典型的には、チャンバ内でのプロセスからの副生物だけでなく消費されなかったＴＥＯＳも含有する。
【０００３】
プロセスチャンバからＴＥＯＳガスの放出により、例えば、Ｎ2のような比較的不活性ガスでの不十分なパージのため、あるいはプロセスチャンバからの排気ライン内の比較的低温のため、チャンバ排気より下流で、管理されていないＴＥＯＳの凝縮をもたらすことがある。排気装置内での揮発性液体ＴＥＯＳ溜りのランダムな蓄積は、それらがプロセスチャンバに続いて導入される別の種、例えばチャンバ清掃のためのフッ素および排気装置の中へ漏入する空気などと強く反応することがあるので、安全上の危険をもたらすことがある。排気装置内でのそのような液体ＴＥＯＳの蓄積は、液体ＴＥＯＳを直接プロセスチャンバあるいは前のラインへ放出する場合でも起こることがある。
【０００４】
廃棄流を大気中へ排気する前に廃棄流からＴＥＯＳを除去するための除害デバイスが、典型的にはプロセスチャンバより下流に設けられる。ガス流をプロセスチャンバから除害デバイスに導く排気装置内でのランダムな液体の蓄積により、除害デバイスに入るガス流量が大きく変動することがあり、これは廃棄流除害の効率にとって有害となることがある。
【０００５】
本発明の少なくとも好ましい実施形態の目的は、これらのおよびその他の問題を解決しようとすることである。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、プロセスチャンバから排気される廃棄流から液体化合物を分離するための手段と、廃棄流から分離された液体化合物を収集するための手段と、廃棄流から収集された液体化合物を選択的に隔離するための手段と、ガス形態の化合物を廃棄流に戻すために、収集された液体化合物を蒸発させるための手段と、を有するトラップデバイスを提供する。
【０００７】
かくして、本発明は、プロセスチャンバから排気される揮発性液体化合物、例えばＴＥＯＳのような揮発性有機化合物を規定場所で収集することができ、そして続く除害のためにガスの形態で廃棄流に制御可能に戻すことができる。収集手段、例えば容器内に蓄積する揮発性液体化合物の量は、容器からの液体化合物の制御された蒸発によって制御することができる。例えば、収集された液体を、トラップから定期的に蒸発させてもよいし、あるいはほぼ一定の蒸発速度でトラップから蒸発させてもよい。
【０００８】
収集された液体化合物を廃棄流から選択的に隔離するための手段が提供される。これは、収集された液体化合物が、それと反応するかもしれない、プロセスチャンバから排気された他の流体に曝されるのを防止することができる。例えば、液体化合物が揮発性液体である場合、プロセスチャンバから排気される酸素のようなあらゆる酸化剤あるいはハロゲンは、蓄積した液体と激しく反応し、容器内での爆燃となる可能性がある。
【０００９】
一実施形態では、隔離手段は、収集された液体化合物を廃棄流から隔離するために、窒素あるいは希ガスのようなパージガスを収集手段に導くための手段を含む。かくして、パージガスは、収集された液体化合物を廃棄流から隔離するための「ブランケット」を作ることができる。収集手段からの液体化合物の蒸発を助けるために、パージガスを導く手段は、液体化合物の蒸発を促進するために、パージガスを、収集した液体化合物の中へあるいはその近くに導くように構成されるので、パージガスは、ガス成分をほぼ一定の蒸発速度で廃棄流の中へ導くことができる。蒸発手段は更に、あるいは変形例において、収集された液体化合物を収集した液体化合物の少なくともいくらかを蒸発させてガス化合物を形成する温度まで加熱する手段を有する。パージガスを収集手段に供給して収集手段からの液体化合物の蒸発を促進する場合、加熱手段が、収集手段からのほぼ一定の蒸発速度の達成を助けることができる。変形例では、加熱手段は、収集手段からの液体化合物の定期的な蒸発に備えることができる。
【００１０】
他の実施形態では、隔離手段は、容器を廃棄流に連結するための導管系に配置される。導管系は、液体化合物を分離手段から容器に導くための第１の導管手段と、ガス化合物を容器から分離手段より下流で廃棄流に導くための第２の導管手段と、を有するのがよい。この場合、隔離手段は、容器を分離手段から選択的に隔離するための、第１の導管手段に配置された第１のバルブと、容器を分離手段より下流の廃棄流から選択的に隔離するための、第２の導管手段に配置された第２のバルブと、を有するのがよい。好ましくは、第１のバルブおよび第２のバルブは、容器内での液体収集処理中、開放する。酸化剤を処理装置に入れるとき、第１のバルブおよび第２のバルブを閉鎖して、酸化剤と化合物との間の反応を回避する。好ましくは、第２の導管手段を容器からの液体化合物の蒸発中加熱して、導管の中のガス化合物の凝縮を防止する。
【００１１】
収集手段は、「デッドレッグ」収集デバイスの形態で配置されるのがよい。従って、第１の導管手段は、分離手段からの液体化合物を、その一端で受け入れ、且つ液体化合物をその他端で収集手段に供給するように配置され、第２の導管手段は、第１の導管手段の両端間に配置され、そこから外方に延びる。
【００１２】
好ましくは、収集手段からの液体化合物の蒸発速度を制御するための手段が提供される。収集手段からの液体化合物の蒸発速度は、例えば、ヒーターの温度および収集手段へのパージガスの流量の１つあるいは両方を制御することによって制御することができる。レベルセンサあるいはその他の適当な手段が、収集手段内に収集された液体化合物の量を監視するために備えられるのがよい。次いで、収集された液体化合物の定期的な蒸発は、監視された量に依存して行われる。変形例で、あるいは付加的に、プロセスチャンバへの成分の供給を、収集手段内の液体化合物の量が減少する期間、中断してもよい。熱電対あるいはその他の適当な手段を、収集手段内の温度を監視するために設けることができ、それによって、収集手段内で起こる化学反応による収集手段内でのいかなる過熱をも検出する。この場合、収集された液体化合物の定期的な蒸発を行うことができる。
【００１３】
一実施形態では、分離手段は、液体化合物を収集手段に通し、且つ固体の通過を妨げるように構成されたフィルタを有する。分離手段は、廃棄流中に含有された粒子を捕捉するための、第１の言及したフィルタと一体のあるいは別体の、第２のフィルタを有してもよい。
【００１４】
他の実施形態では、分離手段は、例えば、収集手段内に配置された環状バッフルの形態で収集手段内に配置され、好ましくは、バッフルは、廃棄流を受け入れるために、収集手段の入口に向って広がるように収集手段内に配置される。かくして、トラップデバイスは「サイクロン」タイプのトラップデバイスの形態で配置され、トラップデバイスは、容器と、廃棄流を容器の中へ接線方向に導くように構成された入口導管と、液体化合物を廃棄流から分離するための、入口導管の下に配置された環状バッフルと、廃棄流を容器から導くための、バッフルの上に配置された出口導管と、を有するのがよい。容器は、好ましくは、廃棄流をチャンバから除害デバイスに導くための導管系の最も低い個所に配置されるので、液体化合物は、重力下で容器の中へ排出される。
【００１５】
本発明は、更に、ガス流をチャンバから除害デバイスに導くためのシステムを提供し、該システムは、前述したトラップデバイスを有する。システムは、廃棄流をチャンバから吸引するための、トラップデバイスより下流に配置された真空ポンプを有し、トラップデバイスは、ポンプに入る、従って、その中に蓄積する液体化合物の量を減じるのに役立つ。変形例では、システムは、廃棄流をチャンバから吸引するための、トラップデバイスより上流に配置された真空ポンプを有するのがよく、トラップデバイスは、ここで、除害デバイスに入る液体化合物の量を減じるのに役立つ。
【００１６】
本発明の装置の態様に関して上述した特徴は、同時に方法の態様にも適用することができ、逆もまた同様である。
【００１７】
本発明の好ましい特徴を、今、添付図面を参照して記載する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
先ず図１を参照すると、例えば半導体あるいはフラットパネルディスプレイデバイスのための処理システムは、プロセスチャンバ１０を有し、該プロセスチャンバは、１つ以上のプロセスガスを受け入れるための少なくとも１つの入口と、消費されなかったプロセスガスおよびプロセスチャンバ１０内で行われた加工からの副生物を含む廃棄流を排気するための出口１２と、を有する。プロセスチャンバ１０からの出口１２は、導管１４によって、プロセスチャンバ１０から排気された廃棄流から液体種を除去するためのトラップデバイス１８の入口１６に連結される。トラップ１８は、プロセスチャンバ１０から廃棄流を吸引するための真空ポンプ２４の入口２２に導管２１によって連結された出口２０を有する。真空ポンプ２４は、廃棄流が大気中へ排気される前に廃棄流から１つ以上の有害成分を除去するための除害デバイス２８の入口に導管２５によって連結された出口２６を有する。図２に図示した加工システムは、トラップデバイス１８が真空ポンプ２４から下流に配置されている以外は、図１のものと同様である。
【００１９】
上述のシステムのどちらにも適したトラップデバイス１８の第１の実施形態を、図１に示したシステムに関して図３に示す。トラップ１８は、導管１４から廃棄流を受け入れるための、そして廃棄流から液体化合物を分離するための分離ユニット３０を有するので、液体化合物のほぼ全く無い廃棄流が、第１の出口３１を通って分離ユニットを出て導管２１に至る。プロセスチャンバからの廃棄流中に存在する液体は、ＴＥＯＳおよびその他の有機金属のような揮発性の液体を含む。分離ユニット３０は、第１のフィルタ３２を含み、該フィルタは、液体化合物を分離ユニット３０から第２の出口３４に流通させるが、廃棄流内に含有される固形物の通過を妨げるための、例えばメッシュ、焼結金属あるいはＰＴＦＥのスポンジの形態をなしてもよい。図３に示すように、廃棄流中に含有される粒子をトラップするために、選択的に、第２の粒子プレフィルタ３６を設けてもよい。この第２のフィルタ３６は、第１のフィルタ３２と一体でもよいし、あるいは図示するように、それとは別体でもよい。この第２のフィルタ３６は、最適には、揮発性の液体化合物が蓄積するかもしれないポケットを備えないように設計されるべきである。
【００２０】
トラップデバイスは、下方に延びる第１のトラップ導管系４０を含み、該トラップ導管系は、その上端に位置する入口で、廃棄流から分離された液体化合物を受ける。第１のトラップ導管４０は、その他端に位置する出口４２を有し、該出口を通って液体化合物が、分離された液体化合物を収集するための、出口４２に連結された容器４４に入る。容器４４を分離ユニット３０から選択的に隔離するための第１のバルブ４６あるいはその他の様々な流量制御デバイスが、第１のトラップ導管４０に設けられる。バルブ４６の開閉は、コントローラ４８から受信された信号によって制御される。図３に図示するように、コントローラ４８は、また、容器４４によって収集された液体化合物の量を検出するためのレベル検出器５０からの信号、および容器４４内の温度を検出するための熱電対５２からの信号を受信する。トラップデバイス１８は、第１のトラップ導管４０と導管２１との間を連結する第２のトラップ導管系５４を更に含む。第２のバルブ５６が、第２のトラップ導管５４に位置する。第１のバルブ４６と同様に、第２のバルブ５６の開閉は、コントローラ４８から受信した信号によって制御される。
【００２１】
使用中、第１のバルブ４６が開放し、第２のバルブ５６が閉鎖されると、分離ユニット３０に入る廃棄流から分離された液体化合物は、分離ユニット３０から第２の出口３４を通り、そして第１の導管系４０によって容器４４に導かれる。
【００２２】
容器４４内に収集された液体を処分するために、収集された液体を容器４４から捨てることができるように、容器４４は、第２のトラップ導管４０に取り外し可能に連結されるのがよい。変形例では、容器４４は、液体を容器から定期的に排出するドレンを備えてもよい。これらの変形例の各々は、容器４４から素早く液体を抜いて空にできるが、収集された液体が揮発性の場合、液体を空気に曝さないことが重要である。
【００２３】
これに照らして、定期的にあるいは検出器５０および／または熱電対５２から受信した信号に応じてコントローラ４８が第１のバルブ４６を閉鎖し、第２のバルブ５６を開放し、そして、ヒーター５８を作動して、液体化合物を温度Ｔ１まで加熱し、容器４４内の液体化合物の少なくともいくらかを蒸発させてガス化合物を形成する。ガス化合物は、容器４４から上昇して、そして、第２のトラップ導管５４に入り、第２のトラップ導管は、ガス化合物を導管２１に導き、かくして廃棄流に戻す。第２のトラップ導管５４内でのガス化合物の凝縮を防止するために、第２のトラップ導管５４をＴ１よりも高い温度Ｔ２に加熱するためのヒーター６０を設けるのがよい。ガス化合物が第２のトラップ導管５４から導管２１に入る流量を制御するために、第２のバルブ５６は、蝶形弁あるいはコントローラ４８から第２のバルブ５６への信号出力の大きさに依存する、好ましくは比例するコンダクタンスを有する、その他の可変流量制御デバイスによって提供されるのがよい。
【００２４】
かくして、廃棄流から液体化合物を分離し、且つ分離された液体化合物をはっきりと特定された場所で収集することによって、トラップデバイス１８は導管１４、２１およびポンプ２４内での液体化合物溜りのランダムな蓄積を防止できる。液体化合物がガス形態をなして廃棄流に戻ることは、そのような液体化合物溜りがトラップデバイス１８より下流に形成される可能性を減じることができ、且つガス化合物を除害デバイス２８内で安全に処理することができる。容器４４は、また、例えばチャンバ清掃中、容器の中に収集された液体化合物と反応するであろう反応性流体が導管１４、２１を通る場合、バルブ４６、５６を閉鎖することによって、廃棄流から隔離することができる。
【００２５】
図４は、図１および２に記載されたシステムのどちらにも適したトラップデバイス１８の第２の実施形態を示す。本実施形態では、トラップデバイス１８は、「サイクロン」タイプのトラップデバイスの形態をなし、容器７０を有し、該容器は、廃棄流をプロセスチャンバ１０から受け入れるための、導管１４に連結可能な入口導管７２の形態をなす入口と、廃棄流を真空ポンプ２４に導くための、導管２１に連結可能な出口導管７４の形態をなす出口と、を有する。容器７０は、入口導管７２および出口導管７４の下に配置され、且つ入口導管７２および出口導管７４に向って広がるように配置された裁頭円錐形バッフル７６を含む。入口導管７２は、廃棄流が容器７０に接線方向に入るように配置されるため、廃棄流が容器７０内でバッフル７６上に渦を巻くので、廃棄流中の液体化合物はそれから分離される。液体化合物は、バッフル７６の開口部７８を通って落ちて、容器７０の底部に集まる。図４に示すように、容器７０は、好ましくは導管１４内のいかなる液体化合物も重力下で容器７０内に排出されるように配置される。
【００２６】
廃棄流が、容器７０内に収集された液体化合物と反応するであろう反応性流体を含有するとき、収集された液体をその後の廃棄流から隔離するために、トラップデバイス１８は、バッフル７６の下にパージガスの「ブランケット」を形成するように、Ｎ2のようなパージガスを容器７０に供給するためのパージガス供給源８０を含む。このパージガスのブランケットは、反応性流体と収集された液体との間の接触を防止するのに役立つ。図４に示すように、パージガス供給源８０は、収集された液体の蒸発を促進して、ガス化合物を廃棄流に戻すことができるように、収集された液体中、あるいはその近くをパージガスが流れるように配置するのがよい。
【００２７】
容器７０内の温度は、好ましくは、通常、導管１４の温度以下の温度に、好ましくはその中で液体化合物が優先的に凝縮するように、導管１４よりも約１０乃至３０℃冷たい温度に維持される。第１の実施形態と同様に、液体化合物の少なくともいくらかを蒸発させてガス化合物を形成する温度まで液体化合物を選択的に加熱するためのヒーター８２が設けられる。次いで、容器７０からの液体化合物の蒸発速度は、容器へのパージガスの流量とヒーター８２の両方によって制御される。ガス化合物は、バッフル７６の開口部７８を通って上昇して、廃棄流に入る。
【００２８】
第１の実施形態におけるように、容器７０内に収集された液体化合物の量を検出するためのレベル検出器を設けてもよいし、および／または容器７０内の温度を検出するための熱電対を設けてもよい。容器７０内に収集された液体化合物の量が所定量を超えた場合、容器７０への液体化合物の供給を、収集された液体化合物の高さが所定高さ、あるいは、より低い第２の所定高さ以下に減少するまで中断することができる。同様に、容器７０内の温度が所定温度を超えた場合、容器７０への液体化合物の供給を、容器内の温度が所定温度、あるいは、より低い第２の所定温度以下に減少するまで、中断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】包囲体から除害デバイスへガス流を導くためのシステムの第１の例を概略的に示す。
【図２】包囲体から除害デバイスへガス流を導くためのシステムの第２の例を概略的に示す。
【図３】図１あるいは図２のシステムでの使用に適したトラップデバイスの第１の実施形態を示す。
【図４】図１あるいは図２のシステムでの使用に適したトラップデバイスの第２の実施形態を示す。
【図１】
2008535211.tif 000003
【図２】
2008535211.tif 000004
【図３】
2008535211.tif 000005
【図４】
2008535211.tif 000006
【国際調査報告】
2008535211.tif 000007
2008535211.tif 000008