(57)【要約】  【課題】  除害筒を新たに増設することなく、真空チャンバ内を高真空に保持した状態で除害筒のメンテナンスを容易に行なうことができる有害ガス排気装置を提供する。  【解決手段】  本発明の有害ガス排気装置１はドライエッチャ２から排出されるエッチング生成ガスを無害化処理する装置であり、吸着剤３が充填された除害筒４と、ドライポンプ５と、メイン配管６を備えている。また、除害筒４のＯＵＴ側にはガスセンサ７、警報器８、開閉バルブ９が設けられている。さらに、ドライポンプ５のＯＵＴ側に新たにバイパス配管１０が設置されるとともに、メイン配管６とバイパス配管１０の切替えを行なう切替バルブ１１、１２が設置されている。【選択図】  図１
2005109066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハ上に形成された薄膜を所定のパターンにエッチングするドライエッチャのエッチング生成ガスをドライポンプにより排気して除害筒に導き、前記除害筒内に設置された吸着剤により前記エッチング生成ガスを無害化処理する有害ガス排気装置において、前記ドライポンプのＯＵＴ側に、切替バルブにより切替可能なメイン配管とバイパス配管を備えたことを特徴とする有害ガス排気装置。
【請求項２】
前記吸着剤におけるエッチング生成ガスの吸着量を検知する吸着量センサと、前記吸着量センサの出力を所定の値と比較して吸着剤の吸着力低下度を検出する吸着力検出部と、前記吸着力検出部の出力に基づいて前記切替バルブを開閉操作するバルブ制御部を備えたことを特徴とする請求項１記載の有害ガス排気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハに形成された薄膜を所望の形状にエッチングするドラエッチャのエッチング生成ガスを無害化処理して排出するための有害ガス排気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子において、レジストなどで形成されたパターンを保護マスクにして、その下にあるＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４等の絶縁膜またはポリシリコン、Ａｌ、Ｗ等の配線金属膜等に同じパターンを形成するエッチング工程がある。このエッチングには、薬液で溶解するウェットエッチングと、反応ガス雰囲気で行なうドライエッチングがあるが、微細なパターン形成には、通常ドライエッチングが用いられる。このとき、発生するエッチング生成ガスは有害であるので、有害ガス排気装置により無害化して大気中に放出、またはガススクラバーに送られる。
【０００３】
このような技術は、例えば、特開平１０−３３１６２４号公報に開示されている。図３は従来の有害ガス排気装置の構成図である。図３において、３１は有害ガス排気装置、３２はドライエッチャである。
【０００４】
従来の有害ガス排気装置３１はドライエッチャ３２から排出されるエッチング生成ガスを無害化処理する装置であり、吸着剤３３が充填された除害筒３４と、ドライポンプ３５と、配管３６を備えている。さらに、除害筒３４のＯＵＴ側には、破過センサ３７と開閉バルブ３８が設けられている。この破過センサ３７は、エッチング生成ガスの濃度を検出するガスセンサである。また、ドライエッチャ３２は、ウェーハ上の薄膜を反応ガスにより所定の形状にエッチング処理する装置であり、真空チャンバ３９と、真空チャンバ３９を真空排気するターボ分子ポンプ４０と開閉バルブ４１、４２で構成されている。
【０００５】
上記構成の有害ガス排気装置３１によれば、ドライエッチャ３２における真空チャンバ３９のエッチング生成ガスが、開閉バルブ４１、ターボ分子ポンプ４０、開閉バルブ４２を介して、ドライポンプ３５により配管３６を通り、除害筒３４に供給される。さらに、除害筒３４内の吸着剤３３を通過して無害化処理された後に、大気中へ放出またはガススクラバーに送られる。
【０００６】
しかし、この無害化処理を続けていくと、吸着剤３３のエッチング生成ガスに対する吸着力が次第に低下し、エッチング生成ガスが未処理のまま放出されてしまう。これを防止するために、除害筒３４のＯＵＴ側に設けた破過センサ３７によりエッチング生成ガス濃度を検出し、検出濃度が所定値を超えると吸着剤３３が破過したと判断し、吸着剤３３の交換を行なっている。
【０００７】
しかし、上述した従来の有害ガス排気装置３１は、ドライエッチャ３２と配管３６により連結されているため、除害筒３４内の吸着剤３３を交換する際には、ターボ分子ポンプ４０とドライポンプ３５を停止させる必要があった。そのため、真空チャンバ３９の内部がビルドアップ状態になり、徐々に真空度が低下するようになる。真空度が低下すると、真空チャンバ３９の内壁に付着していたエッチング堆積物が剥がれ落ちてウェーハを汚染し、半導体素子の品質に悪影響を及ぼし、製造歩留りを低下させる原因になる。このため、除害筒３４内の吸着剤３３の交換時期が近くなると、品質維持のために、真空チャンバ３９のウェットまたはドライクリーニングのタイミングに合わせて早めの交換を実施していたので、吸着剤３３を使用限界まで使えずにロスコストが発生していた。
【０００８】
この問題を解決するために、上述した従来技術には、他の有害ガス排気装置が提案されている。図４は、この有害ガス排気装置５１の構成図である。この有害ガス排気装置５１の特徴は、従来の除害筒３４（以下、第１除害筒と言う）に加え、新たに予備配管５２と、予備配管５２に接続された吸着剤５３を有するもう一つの除害筒５４（以下、第２除害筒と言う）を設け、各除害筒３４、５４を切替バルブ５５、５６により切替え可能にしたことである。
【０００９】
上記構成の有害ガス排気装置５１によれば、ドライエッチャ３２における真空チャンバ３９のエッチング生成ガスが、開閉バルブ４１、ターボ分子ポンプ４０、開閉バルブ４２を介して、ドライポンプ３５の作動により配管３６または予備配管５２に送り込まれ、第１除害筒３４の吸着剤３３または第２除害筒５４の吸着剤５３のいずれか一方を通過して無害化された後に、大気中へ放出またはガススクラバーへ送られる。
【００１０】
このとき、第１除害筒３４または第２除害筒５４の切替えは、切替バルブ５５、５６により行なう。具体的には、第１除害筒３４の吸着剤３３の破過が破過センサ３７で検知された場合、切替バルブ５５、５６を操作して、第１除害筒３４が設けられた配管３６を閉鎖し、予備配管５２を開通状態にする。そして、真空チャンバ３９からのエッチング生成ガスを、予備配管５２に供給して第２除害筒５４で無害化する。この間、第１除害筒３４が設けられた配管３６は閉鎖されているので、破過した第１除害筒３４の吸着剤３３を新しいものと交換することができる。このように、エッチング生成ガスの供給および無害化を続けたままで、第１除害筒３４または第２除害筒５４のいずれか一方へのガスの供給を停止して吸着剤の交換を行なうことができるので、ターボ分子ポンプ４０、ドライポンプ３５を停止させる必要がなく、半導体素子の品質や製造歩留りの低下を防止できる。
【特許文献１】特開平１０−３３１６２４号公報（第２，３頁、０００２段落〜００１９段落、図１，図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、上述した従来の有害ガス排気装置５１には、以下のような問題があった。従来の第１除害筒３４に加え、第２除害筒５４を新たに増設する必要があるため、各除害筒３４、５４に係る設備コストの大幅な上昇を招くとともに、その設置スペースも大きくなるため、スペース的に余裕のないフロアには設置することができない。特に、反応ガスの種類に応じて各除害筒３４、５４を複数設置する場合は、その設備コストや設置スペースが膨大なものになる。
【００１２】
本発明は、上記問題点を解決するために考えられたもので、除害筒を新たに増設することなく、真空チャンバ内を高真空に保持した状態で除害筒のメンテナンスを容易に行なうことができる有害ガス排気装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載の有害ガス排気装置は、ウェーハ上に形成された薄膜を所定のパターンにエッチングするドライエッチャのエッチング生成ガスをドライポンプにより排気して除害筒に導き、前記除害筒内に設置された吸着剤により前記エッチング生成ガスを無害化処理する有害ガス排気装置であって、前記ドライポンプのＯＵＴ側に、切替バルブにより切替可能なメイン配管とバイパス配管を備えたことを特徴とする。この構成によれば、切替バルブによりメイン配管からバイパス配管に切替えて除害筒の吸着剤交換を行なうので、ターボ分子ポンプ、ドライポンプを停止させる必要がない。これにより、真空チャンバ内の真空度低下、エッチング堆積物の剥がれを防止できる。
【００１４】
また、請求項２記載の有害ガス排気装置は、請求項１記載の有害ガス排気装置であって、前記吸着剤におけるエッチング生成ガスの吸着量を検知する吸着量センサと、前記吸着量センサの出力を所定の値と比較して吸着剤の吸着力低下度を検出する吸着力検出部と、前記吸着力検出部の出力に基づいて前記切替バルブを開閉操作するバルブ制御部を備えたことを特徴とする。この構成によれば、除害筒における吸着剤の吸着力低下度を常時監視するので、吸着剤の交換時期を正確に把握することができる。これにより、吸着剤を能力限界まで使用することができ、吸着剤交換等のメンテナンスにかかる費用を大幅に削減できるとともに、装置稼動率も向上させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明の有害ガス排気装置によれば、ドライポンプのＯＵＴ側にバイパス配管と切替バルブを設けることにより、真空チャンバを真空引きした状態で、除害筒の吸着剤を交換することができる。これにより、真空チャンバの真空度低下により発生するエッチング堆積物の剥がれを未然に防止でき、半導体素子の品質や製造歩留りの低下を防止できる。また、除害筒を新たに増設する必要がないので、設備コストや設置スペースを低減できる利点もある。
【００１６】
また、除害筒と真空チャンバに、各々吸着量センサと堆積物センサを設けることにより、吸着剤の交換時期と真空チャンバのクリーニング時期を正確に把握することができる。これにより、吸着剤を能力限界まで使用することができ、交換やクリーニング等のメンテナンスにかかる費用削減や装置稼動率の向上にも大きな効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は本発明の第１実施例の有害ガス排気装置の構成図である。図１において、１は有害ガス排気装置、２はドライエッチャである。
【００１８】
本実施例の有害ガス排気装置１はドライエッチャ２から排出されるエッチング生成ガスを無害化処理する装置であり、吸着剤３が充填された除害筒４と、ドライポンプ５と、メイン配管６を備えている。また、除害筒４のＯＵＴ側にはガスセンサ７、警報器８、開閉バルブ９が設けられている。さらに、本実施例の有害ガス排気装置１では、ドライポンプ５のＯＵＴ側に新たにバイパス配管１０が設置されるとともに、メイン配管６とバイパス配管１０の切替えを行なうメイン切替バルブ１１とバイパス切替バルブ１２が設置されている。また、ドライエッチャ２は、ウェーハ上の薄膜を反応ガスにより所定の形状にエッチング処理する装置であり、真空チャンバ１３と、真空チャンバ１３を真空排気するターボ分子ポンプ１４と、開閉バルブ１５、１６で構成されている。
【００１９】
次に、本実施例の有害ガス排気装置１の動作を説明する。上記構成の有害ガス排気装置１によれば、ドライエッチャ２の真空チャンバ１３内で発生したエッチング生成ガスが、開閉バルブ１５、ターボ分子ポンプ１４、開閉バルブ１６を介して、ドライポンプ５によりメイン配管６を通り、除害筒４に供給される。除害筒４に供給されたエッチング生成ガスは、吸着剤３を通過して無害化された後に、大気中へ放出またはガススクラバーへ送られる。
【００２０】
そして、無害化処理を続け、吸着剤３の吸着力低下によって交換が必要になった場合、メイン切替バルブ１１を閉にした後、バイパス切替バルブ１２を開にしてバイパス配管１０を開通状態にする。このとき、除害筒４が設けられたメイン配管６は閉鎖されているので、容易に吸着剤３を新しいものと交換することができる。交換の間は、バイパス配管１０を通って排出されるガスは、ガスセンサ７で常にモニタされる。したがって、万一有害ガスが流れた場合は、直ちに警報器８が作動して開閉バルブ９を閉にするので、有害なエッチング生成ガスが誤って大気中に漏れることがない。
【００２１】
本実施例の有害ガス排気装置１によれば、除害筒４内の吸着剤３を交換する際、ターボ分子ポンプ１４とドライポンプ５を稼動させ、真空チャンバ１３内を常時排気した状態で行なう。これにより、真空チャンバ１３内壁のエッチング堆積物落下による半導体素子の品質や製造歩留りの低下を防止できる。また、本構成はバイパス配管１０と各切替バルブ１１、１２を設けるだけであり、既存の設備を大きく設計変更することなく有効に活用できるので、設備コストを低減できる効果も有する。
【００２２】
次に、他の好ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。図２は本発明の第２実施例の有害ガス排気装置の構成図である。図２において、２１は有害ガス排気装置、２２はドライエッチャである。なお、上述した第１実施例と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００２３】
本実施例の有害ガス排気装置２１において、上述した第１実施例と相違するところは、除害筒４における吸着剤３の吸着力低下度をより素早く検知して対応するために、除害筒４に、新たに吸着量センサ２３、吸着力検出部２４、バルブ制御部２５を設けたことである。吸着量センサ２３は吸着剤３におけるエッチング生成ガスの吸着量を検知し、吸着力検出部２４は吸着量センサ２３の出力を所定の値と比較して吸着剤３の吸着力低下度を検出し、バルブ制御部２５は吸着力検出部２４の出力に基づいてメイン切替バルブ１１、バイパス切替バルブ１２を開閉操作する。さらに、ドライエッチャ２２には、堆積物センサ２６と汚染度検出部２７が設けられている。堆積物センサ２６は真空チャンバ１３内のエッチング生成物の堆積量を検知し、汚染度検出部２７は堆積物センサ２６の出力を所定の値と比較して真空チャンバ１４内の汚染度を検出する。
【００２４】
次に、本実施例の有害ガス排気装置２１の動作を説明する。先ず、除害筒４における吸着剤３のエッチング生成ガス吸着量を吸着量センサ２３で検知する。検知方式には、例えば吸着剤３の重量変化や検知剤による色変化を測定する方式がある。この吸着量センサ２３の出力を吸着力検出部２４へ送り、この出力値を所定の値と比較して吸着剤３の吸着力低下度を、常時監視する。そして、吸着力低下度が所定の値以下になり、吸着剤３の交換が必要であると判断したら、バルブ制御部２５にメイン切替バルブ１１、バイパス切替バルブ１２を操作する信号を出力する。具体的には、バルブ制御部２５によりメイン切替バルブ１１を閉にした後、バイパス切替バルブ１２を開にしてバイパス配管１０を開通状態にする。このとき、除害筒４が設けられたメイン配管６が閉鎖されているので、容易に除害筒４の吸着剤３を新しい吸着剤と交換することができる。交換の間は、バイパス配管１０を通って排出されるガスは、ガスセンサ７で常にモニタされる。したがって、万一有害ガスが流れた場合は、直ちに警報８が作動して開閉バルブ９を閉にするので、有害なガスが大気中に漏れることがない。
【００２５】
また、ドライエッチャ２２における真空チャンバ１３の汚染状態も、堆積物センサ２６と汚染度検出部２７により自動的に検出される。堆積物センサ２６の検知方式には、例えばモニタ基板への膜厚変化や浮遊異物の数量変化を測定する方式がある。
【００２６】
上述したように、本実施例の有害ガス排気装置２１によれば、吸着剤３の吸着力低下度を常時監視できるようにしたので、吸着剤３の交換時期を正確に把握することができる。併せて、真空チャンバ１３の汚染度を常時監視できるようにしたので、真空チャンバ１３のクリーニング時期も正確に把握することができる。これにより、吸着剤３を能力限界まで使用することができ、吸着剤交換やクリーニング等のメンテナンスにかかる費用を大幅に削減できるとともに、装置稼動率も向上させることができる。
【００２７】
なお、本実施例では、除害筒４の吸着力検出部２４の出力に基づいてバルブ制御部２５により各切替バルブ１１、１２の開閉操作を行なうようにしたが、吸着力検出部２４に警報器を接続して音や光などの警報を発してオペレータに吸着力低下を知らせ、吸着剤３の交換を促すようにしてもよい。また、同様に、真空チャンバ１３の汚染度検出部２７に警報器を接続して、オペレータにクリーニングを促すようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
ドライポンプのＯＵＴ側にバイパス配管と切替バルブを設けることによって、真空チャンバを真空引きした状態で、除害筒の吸着剤を交換することができる。これにより、真空チャンバの真空度低下により発生するエッチング堆積物の剥がれを未然に防止でき、半導体素子の品質や製造歩留りの低下を防止できる。また、除害筒を新たに増設する必要がないので、設備コストや設置スペースを低減できる利点もある。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施例の有害ガス排気装置の構成図
【図２】本発明の第２実施例の有害ガス排気装置の構成図
【図３】従来の有害ガス排気装置の構成図
【図４】従来の他の有害ガス排気装置の構成図
【符号の説明】
【００３０】
１  本発明の第１実施例の有害ガス排気装置
２  ドライエッチャ
３  吸着剤
４  除害筒
５  ドライポンプ
６  メイン配管
７  ガスセンサ
８  警報器
９  開閉バルブ
１０  バイパス配管
１１  メイン切替バルブ
１２  バイパス切替バルブ
１３  真空チャンバ
１４  ターボ分子ポンプ
１５  開閉バルブ
１６  開閉バルブ
２１  本発明の第２実施例の有害ガス排気装置
２２  ドライエッチャ
２３  吸着量センサ
２４  吸着力検出部
２５  バルブ制御部
２６  堆積物センサ
２７  汚染度検出部
３１  従来の有害ガス排気装置
３２  ドライエッチャ
３３  吸着剤
３４  除害筒
３５  ドライポンプ
３６  配管
３７  破過センサ
３８  開閉バルブ
３９  真空チャンバ
４０  ターボ分子ポンプ
４１  開閉バルブ
４２  開閉バルブ
５１  従来の他の有害ガス排気装置
５２  予備配管
５３  吸着剤
５４  第２除害筒
５５  切替バルブ
５６  切替バルブ
【図１】
2005109066.tif 000003
【図２】
2005109066.tif 000004
【図３】
2005109066.tif 000005
【図４】
2005109066.tif 000006