(57)【要約】【課題】  減圧排気系のポンプの過負荷停止原因となる排気中混在物の捕捉手段のメンテナンス性向上。【解決手段】  メカニカルブースターポンプ４０とドライポンプ５０とを接続する排気配管６０内に、排気中の混在物の捕捉手段７０を設ける。さらに、排気配管６０に捕捉手段７０の点検手段８０を設ける。かかる構成を採用することにより、ドライポンプ５０と排気配管６０とを取り外すことなく捕捉手段７０のメンテナンスを行うことができ、ドライポンプ５０と排気配管６０とを取り外してメンテナンスを行う場合に比べて格段にメンテナンス効率を向上させることができる。【選択図】  図１
2005109383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メカニカルブースターポンプとドライポンプとを用いた排気系を有する半導体製造装置の前記メカニカルブースターポンプと前記ドライポンプとの間を接続し、以下の手段を有することを特徴とする半導体製造装置用排気配管；
（ａ）前記排気配管の配管内に設けられ、前記配管内を通過する排気中の混在物を捕捉する捕捉手段、
（ｂ）前記捕捉手段を点検する点検手段。
【請求項２】
メカニカルブースターポンプとドライポンプとを用いた排気系を有する半導体製造装置の前記メカニカルブースターポンプと前記ドライポンプとの間を接続し、以下の手段を有することを特徴とする半導体製造装置用排気配管；
（ａ）前記排気配管の配管内に設けられ、前記配管内を通過する排気中の混在物を捕捉する捕捉手段、
（ｂ）前記捕捉手段を点検する点検手段、
（ｃ）前記捕捉手段の点検時期を知らせる点検時期通知手段。
【請求項３】
メカニカルブースターポンプとドライポンプとを用いた排気系を有する半導体製造装置の前記メカニカルブースターポンプと前記ドライポンプとの間を接続し、以下の配管部と手段とを有することを特徴とする半導体製造装置用排気配管；
（ａ）一端が前記ドライポンプへの接続管端に、他端が開閉可能な蓋を設けた管端となる配管部、
（ｂ）前記配管部の途中から分岐され、分岐端が前記メカニカルブースターポンプへの接続管端となる分岐配管部、
（ｃ）前記（ａ）配管部の接続管端側に設けられ、前記配管部を通過する排気中の混在物を捕捉する捕捉手段。
【請求項４】
メカニカルブースターポンプとドライポンプとを用いた排気系を有する半導体製造装置の前記メカニカルブースターポンプと前記ドライポンプとの間を接続し、以下の配管部と手段とを有することを特徴とする半導体製造装置用排気配管；
（ａ）一端が前記ドライポンプへの接続管端に、他端が開閉可能な蓋を設けた管端となる配管部、
（ｂ）前記配管部の途中から分岐され、分岐端が前記メカニカルブースターポンプへの接続管端となる分岐配管部、
（ｃ）前記（ａ）配管部の接続管端側に設けられ、前記配管部を通過する排気中の混在物を捕捉する捕捉手段、
（ｄ）前記（ａ）配管部の管端側に設けられ、前記配管部の排気圧力を示す排気圧力表示手段。
【請求項５】
ウエハを処理する処理室内の排気をメカニカルブースターポンプとドライポンプとを用いた排気系で行い、以下の手段を有することを特徴とする半導体製造装置；
（ａ）前記メカニカルブースターポンプと前記ドライポンプとを接続する排気配管内に設けられ、前記排気配管内を通過する排気中の混在物を捕捉する捕捉手段、
（ｂ）前記排気配管に設けられ、前記捕捉手段を点検する点検手段。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＶＤ装置等の減圧排気系の技術に関し、特に排気中の混在物による目詰まりに基づくドライポンプの過負荷停止防止に有効に適用することができる。
【背景技術】
【０００２】
以下に説明する技術は、本発明を研究、完成するに際し、本発明者によって検討されたものであり、その概要は次のとおりである。
【０００３】
半導体装置の製造に際しては、各種の薄膜を形成するが、かかる薄膜の形成技術としてＣＶＤ法（気相成長法:  Chemical Vapor Deposition）がある。薄膜原料を気相状態で供給し、触媒反応を利用してウエハ上に薄膜状に堆積させる方法である。
【０００４】
かかるＣＶＤ法のうち、熱ＣＶＤ法では、ウエハ上に薄膜を成長させるに際して、大気圧下で薄膜成長を行わせる常圧ＣＶＤ法に対して、大気圧より低い状態で、すなわち減圧状態で成長を行わせる減圧ＣＶＤ法、あるいは大気圧より少し低い圧力状態で成長させる準常圧ＣＶＤ法等がある。
【０００５】
準常圧をも含めて大気圧より低い圧力で薄膜成長を行わせるＣＶＤ装置では、気相状態の原料ガスをウエハ上に堆積させるチャンバ内の圧力を、チャンバに設けた排気系にポンプで吸引することにより所定圧力に減圧させている。
【０００６】
例えば、ＣＶＤ装置の排気系の概略構成を示すと、図８（ａ）に示すように、ＣＶＤ装置のチャンバ１にはチャンバ内の減圧用に排気系２が設けられている。チャンバ内に連通した排気管３には、アイソレーションバルブ４、スロットバルブ５が設けられ、さらにメカニカルブースターポンプ６、ドライポンプ７が設けられている。
【０００７】
かかる構成の排気系２を有するＣＶＤ装置では、チャンバ１内では、薄膜形成に際して所定圧力に減圧することができるように、メカニカルブースターポンプ６、ドライポンプ７が共同して働いている。
【０００８】
かかるメカニカルブースターポンプ６、ドライポンプ７の駆動時には、排気系２を通じて薄膜形成物質あるいは副産物等がチャンバ内から排気管３内に吸引される。かかる薄膜形成物質や副産物等は、ドライポンプ７のロータとステータとの間等に詰まって過負荷状態を引き起し、ドライポンプ７を停止させる。
【０００９】
そのため、かかるドライポンプ７の過負荷停止を未然に防止すべく、図８（ｂ）に示すように、ドライポンプ７のメカニカルブースターポンプ６への排気配管８との接続側に、メッシュでできた籠状のフィルタ９が設けられ、フィルタ９でかかる排気中に含まれる薄膜生成物、副産物等の混在物の捕捉が行われている。
【００１０】
かかるフィルタ９を定期的なメンテナンスで清掃することで、フィルタ９の捕捉物を除去し、ドライポンプ７の過負荷停止を未然に防止し、円滑なＣＶＤ処理が行えるようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところが、上記排気系の混在物の捕捉技術においては、以下の課題があることを本発明者は見出した。
【００１２】
すなわち、上記の如く、ＣＶＤ装置の円滑な稼働を図るためには、定期的にフィルタ９の清掃を行い、フィルタ９に捕捉された排気中の混在物による目詰まりを解消する必要があるが、フィルタ９はドライポンプ７側に設けられているため、その清掃に手間がかかる。特に、近年のＣＶＤ装置はその小型化が進められ、メカニカルブースターポンプ６、排気配管８、ドライポンプ７とからなるポンプユニット部は、小スペースに構成され、フィルタ９の清掃作業は容易ではない。
【００１３】
例えば、フィルタ９の清掃を行うには、ポンプユニット部からドライポンプ７を引き出し、排気配管（ドライポンプ吸入部排気配管とも言う）８をドライポンプ７から取り外さなければならない。極めて面倒な作業である。また、清掃後には、取り外しとは逆手順で組み付けを行わなければならず、これも取り外し同様に面倒な作業である。本発明者は、フィルタのメイテナンスをより簡単に行う技術の開発が必要と考えた。
【００１４】
本発明の目的は、減圧排気系のポンプの過負荷停止の原因となる排気中混在物の捕捉手段のメンテナンスを容易にすることにある。
【００１５】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１７】
すなわち、排気系のメカニカルブースターポンプとドライポンプとを結ぶ排気配管に排気中混在物の捕捉手段と、捕捉手段の点検用手段とを設けた。
【発明の効果】
【００１８】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００１９】
メカニカルブースターポンプとドライポンプを接続する排気配管に排気中混在物の捕捉手段と、捕捉手段の点検手段とを設けたため、捕捉手段をドライポンプ側に設ける場合に比べて格段に捕捉手段のメンテナンス効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
【００２１】
また、本明細書で排気系とは、排気を通すのに必要な配管類、配管類に設けるバルブ類、排気を吸引するポンプ類等からなり、排気機能を発揮するようになされた構成を言うものとする。
【００２２】
図１は、本発明の半導体製造装置用排気配管をＣＶＤ装置に適用した場合を示す説明図である。図２は、半導体装置用排気配管部分を拡大して示す説明図である。図３は、半導体装置用排気配管部の要部を断面で示す部分断面図である。
【００２３】
半導体装置用排気配管１０は、図１に示すように、ＣＶＤ装置等の減圧排気系に使用することができる。減圧ＣＶＤ装置、準常圧ＣＶＤ装置に有効に適用することができる。
【００２４】
図１に示す構成では、ＣＶＤ装置２０ａに構成した半導体製造装置２０のチャンバ２１内に排気系３０が設けられ、チャンバ２１内を減圧可能に排気することができるようになっている。チャンバ２１内に連通した排気管３１には、アイソレーションバルブ３２、スロットバルブ３３が設けられ、さらにメカニカルブースターポンプ４０、ドライポンプ５０が設けられている。
【００２５】
かかる構成の排気系３０を有するＣＶＤ装置２０ａでは、チャンバ２１内には、ウエハＷを保持するウエハテーブル２２が設けられている。ウエハテーブル２２の上方には、キャリアガスや薄膜形成用の原料ガスを、チャンバ２１外に設けたタンク２３から導き、ウエハＷ面にシャワー状に吹き付けるシャワーヘッド２４が設けられている。
【００２６】
チャンバ２１内では、ＣＶＤ処理に際して、メカニカルブースターポンプ４０、ドライポンプ５０により所定圧力まで吸引減圧される。かかる吸引減圧に際しては、チャンバ２１内から排気される排気中には、成膜原料のガス、キャリアガスと共に、薄膜生成物と副産物が含まれている。かかる薄膜生成物及び副産物、所謂排気中混在物は、ドライポンプ５０のメカニカル部に入り込み、ドライポンプ５０の機能停止を起こす。そのためドライポンプ５０とメカニカルブースターポンプ４０とを結ぶ排気配管６０内に、混在物の捕捉手段７０が設けられている。図中、破線で囲んで示した。
【００２７】
排気配管６０は、図２に拡大して示すように、ドライポンプ５０側から直筒状に伸びた配管部６１と、かかる配管部６１からメカニカルブースターポンプ４０へ向けて分岐された分岐配管部６２とから構成されている。
【００２８】
配管部６１の一方の管端６１ａ側は、フランジ６３によりドライポンプ５０側に連結され、他方の管端６１ｂ側は、図３に示すように、開閉可能な蓋８０ａを設けた点検手段８０に構成されている。
【００２９】
点検手段８０は、図３に詳細に示すように、配管部６１の管端６１ｂ側に設けたフランジ６４に、Ｏリング６５を介して蓋８０ａが重ねられ、この状態でクランプ８１により密栓状態に塞がれて構成されている。クランプ８１は、配管部６１のメンテナンス時等の必要に際して適宜開けることができるようになっている。
【００３０】
かかる構成の配管部６１内には、図３に示すように、メッシュの皿状に形成されたフィルタ７０ａが、排気中の混在物の捕捉手段７０として、配管部６１の管端６１ａ側に設けた係止部６６に係止されて設けられている。フィルタ７０ａは、図３に示すように、配管部６１内で、ドライポンプ５０に近い側に設けられている。
【００３１】
メカニカルブースターポンプ４０側から分岐配管部６２を経由して配管部６１内に入り、ドライポンプ５０側へ排気配管６０内を抜ける排気中の混在物は、フィルタ７０ａで捕捉されることとなる。かかるフィルタ７０ａにより排気中混在物が捕捉されるため、ドライポンプ５０のロータとステータ等のメカニカルな狭隘部分の詰まりが防止され、ドライポンプ５０の過負荷停止が未然に防止される。
【００３２】
かかる構成のフィルタ７０ａは、定期的なメンテナンスにより清掃しなければならない。かかる清掃時には、前記説明の点検手段８０を構成するクランプ８１を開放し、蓋８０ａを開けて、フィルタ７０ａを引き上げ、別の目詰まりを起こしていないフィルタ７０ａと交換して、メンテナンスを行う。
【００３３】
あるいは、配管部６１内から引き上げたフィルタ７０ａの目詰まりを清掃後、再度、配管部６１内に戻しても構わない。清掃終了後は、再度、蓋８０ａを被せ、クランプ８１で閉じ、管端６１ｂ側を密栓状態にする。
【００３４】
フィルタ７０ａの構成は、排気中の混在物が捕捉できる構成であれば、どのような形状であっても構わない。図３に示す場合には、メッシュの皿状に形成した場合を示すが、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、メッシュの皿部分に、配管部６１の丈に合わせたステー７１ａを設け、ステー７１ａの先端側を、配管部６１の管端６１ｂ側の係止部（図示はしない）等に係止することができるような形状にしても構わない。かかる構成を採用すれば、蓋８０ａを開けてメンテナンスする際に、配管部６１の下方にあるフィルタ７０ａを棒等の先に引っ掛けて引き上げる等面倒な作業を行わずに、ステー７１ａを持ち上げることで容易にフィルタ７０ａを引き上げることができる。
【００３５】
また、図４（ｃ）に示すように、配管部６１の内周面に略密着するような外形の筒状のフィルタ７０ｂに形成しても構わない。かかるフィルタ７０ｂは、図４（ｃ）に示すように、筒体７１の側面に分岐配管部６２に連通するように分岐配管用の開口部７２が設けられている。筒体７１の底部側にはメッシュが張られている。かかる構成のフィルタ７０ｂを配管部６１内に設けた様子を、図５に示す。
【００３６】
このように配管部６１内に筒状のフィルタ７０ｂを設けておけば、メカニカルブースターポンプ４０側から分岐配管部６２を通り、フィルタ７０ｂの筒体７１に開けた開口部７２からフィルタ７０ｂの筒体７１内に入り、ドライポンプ５０側に排気は抜けることとなる。そのため、排気中の混在物は、筒体７１の底部側に設けたメッシュ部分で捕捉され、ドライポンプ５０側に混在物が入り込むことはない。
【００３７】
さらに、排気は、開口部７２を通して筒体７１内を通過するため、配管部６１の内壁側に混在物が付着することがない。筒体７１内の内壁側に混在物が付着することとなり、かかる筒状の構成を有しないフィルタ７０ａ等を用いる場合に比べて、配管部６１内の内壁への混在物の付着防止が効果的に行える。
【００３８】
筒体７１内の底部側をメッシュ構造にした場合を説明したが、筒体７１全体を混在物の捕捉可能なメッシュ構造としても構わない。かかる構成を採用すれば、筒体７１全面を用いて混在物の捕捉を行うこととなり、メッシュ面積を拡大させる分、より効率的な混在物の捕捉が行える。
【００３９】
上記のように、排気配管６０内に捕捉手段７０を設け、排気配管６０に捕捉手段７０の点検用の蓋８０ａ等の点検手段８０を設けることにより、これまでの構成とは異なり、捕捉手段７０のメンテナンス時に、ポンプユニットからドライポンプ５０を引き出し、排気配管６０をドライポンプ５０から取り外す等の極めて面倒な作業を行わなくても済ませることができる。かかるメンテナンス時間は、これまでは約３時間かかっていたものが、約３０分で済ませることができるようになった。
【００４０】
また、短時間でのメンテナンスが可能となったため、メンテナンスも装置稼働に大きな影響を与えることなく回数を増やすことができる。その分、ドライポンプ５０の過負荷停止を未然に防止することができ、ドライポンプ５０の寿命を延ばすことができる。その分オーバーホール経費の低減が図れる。例えば、試算によれば、これまで１．４Ｍ\/月かかっていた経費を、０．９Ｍ\/月まで削減することも可能である。約３６％の経費削減効果がある。
【００４１】
これまでのメンテナンス周期は、ＣＶＤ装置の稼働時間に対して経験的見地から適切と思われる周期を設定していたが、メンテナンス周期を自動でオペーレータ等に知らせることができるようにすれば、ＣＶＤの稼働時間が不規則になった場合でも、何時メンテナンスを行わなくてはいけないか気にかけることなく装置稼働を行うことができる。
【００４２】
例えば、図６（ａ）に示すように、点検手段８０側に、圧力計９０ａ等のメンテナンス時期通知手段９０を設けておけばよい。圧力計９０ａは、図６（ａ）に示す場合には、ブザー９１ａ等の警報手段９１に接続されている。
【００４３】
かかる構成では、例えば、フィルタ７０ａに排気中混在物が捕捉され、混在物の捕捉量が多くなるにつれて、排気圧力は大きくなってくる。すなわち過負荷状態になってくる。予め、メンテナンスが必要な状態の捕捉量における排気配管６０内の圧力でブザー９１ａが警報を出すように設定しておけば、フィルタ７０ａの清掃が必要となった時点でブザー９１ａが鳴って、メンテナンス時期を自動的にオペレータ等に知らせることができる。
【００４４】
図６（ｂ）に示すように、圧力計９０ａは、蓋８０ａに、専用のポート９２、８２を設けておき、かかる両ポート９２、８２をＣＶ継手８３で連結するようにして取り付ければよい。
【００４５】
また、図７に示すように、メンテナンス時期通知手段９０を、制御ユニット９３に接続し、さらに、制御ユニット９３をインターロック装置９４に接続しておけば、メンテナンス時期が来たことを警報手段９１等で知らせるとともに、万が一警報手段９１に応答することなく見過ごしても、制御ユニット９３で装置の過負荷停止が発生しない限度まで稼働を続けた状態で、インターロック装置９４に作動命令を出して、ＣＶＤ装置の稼働の区切りがよい状態で装置をインターロックすることができる。すなわち、フィルタ７０ａのメンテナンスを行わない限り再稼働しないようにインターロックされ、過負荷停止を未然に防止することができる。
【００４６】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００４７】
上記実施の形態ではＣＶＤ装置の排気系を例に挙げて説明したが、本発明は、ＣＶＤ装置以外でも、メカニカルブースターポンプとドライポンプとを排気配管で接続する構成を有する減圧排気系を用いた装置であれば適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、ＣＶＤ装置等の減圧排気系を有する半導体製造装置における分野に有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施の形態の半導体製造装置用排気配管をＣＶＤ装置に適用した場合を模式的に示す説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態の半導体装置用排気配管部分を拡大して模式的に示す説明図である。
【図３】本発明の一実施の形態の半導体装置用排気配管部の要部を断面で模式的に示す部分断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は捕捉手段の変形例をそれぞれ示す斜視図である。
【図５】筒状のフィルタに構成した捕捉手段を排気配管内に設けた様子を模式的に示す説明図である。
【図６】（ａ）はメンテナンス時期通知手段として圧力計を設けた構成を示す部分説明図であり、（ｂ）は圧力計の取り付け状況を示す要部説明図である。
【図７】本発明の一実施の形態におけるインターロックシステムを組み込んだ状況を示す説明図である。
【図８】（ａ）これまでの排気系の構成を示す説明図であり、（ｂ）は捕捉手段の取り付け状況を示す要部説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１        チャンバ
２        排気系
３        排気管
４        アイソレーションバルブ
５        スロットバルブ
６        メカニカルブースターポンプ
７        ドライポンプ
８        排気配管
９        フィルタ
１０      半導体装置用排気配管
２０      半導体製造装置
２０ａ    ＣＶＤ装置
２１      チャンバ
２２      ウエハテーブル
２３      タンク
２４      シャワーヘッド
３０      排気系
３１      排気管
３２      アイソレーションバルブ
３３      スロットバルブ
４０      メカニカルブースターポンプ
５０      ドライポンプ
６０      排気配管
６１      配管部
６１ａ    管端
６１ｂ    管端
６２      分岐配管部
６３      フランジ
６４      フランジ
６５      Ｏリング
６６      係止部
７０      捕捉手段
７０ａ    フィルタ
７０ｂ    フィルタ
７１      筒体
７１ａ    ステー
７２      開口部
８０      点検手段
８０ａ    蓋
８１      クランプ
８２      ポート
８３      ＣＶ継手
９０      メンテナンス時期通知手段
９０ａ    圧力計
９１      警報手段
９１ａ    ブザー
９２      ポート
９３      制御ユニット
９４      インターロック装置
Ｗ        ウエハ
【図１】
2005109383.tif 000003
【図２】
2005109383.tif 000004
【図３】
2005109383.tif 000005
【図４】
2005109383.tif 000006
【図５】
2005109383.tif 000007
【図６】
2005109383.tif 000008
【図７】
2005109383.tif 000009
【図８】
2005109383.tif 000010