(57)【要約】      （修正有）【課題】排気管の内壁に微粒子が堆積することを抑制できる排気システムを提供する。【解決手段】排気システム１０は、排気ガスの導入口１２ａ及び排気口１２ｂを有する排気管１２を備えている。さらに、該排気管と接続され、該排気管内に定在波が形成されるように該排気管内に超音波を供給し、かつ該超音波の周波数を変化させる超音波発生装置１６を備えたことを特徴とする。【選択図】図１
2012062552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスの導入口及び排気口を有する排気管と、
前記排気管と接続され、前記排気管内に定在波が形成されるように前記排気管内に超音波を供給し、かつ前記超音波の周波数を変化させる超音波発生装置と、を備えたことを特徴とする排気システム。
【請求項２】
前記超音波発生装置は、前記超音波の周波数を周期的に変化させることを特徴とする請求項１に記載の排気システム。
【請求項３】
排気ガスの導入口及び排気口を有し、かつ開口を有する仕切りを有する排気管と、
前記排気管内部にガス供給できるように前記排気管に接続されたガス供給管と、を備え、
前記仕切りは前記排気管の内壁に沿って形成されたことを特徴とする排気システム。
【請求項４】
排気ガスの導入口及び排気口を有し、かつ折れ曲がった部分又は他の部分より内径の狭い部分を有する排気管と、
前記折れ曲がった部分又は前記内径の狭い部分にガスを噴射できるように前記排気管に接続されたガス供給管と、を備えたことを特徴とする排気システム。
【請求項５】
排気ガスの導入口及び排気口を有する排気管と、
前記排気管の内壁に形成されたテフロン（登録商標）コートと、を備えたことを特徴とする排気システム。
【請求項６】
排気ガスの導入口及び排気口を有する排気管と、
前記排気管に超音波振動を与えるように前記排気管に取り付けられた超音波発生装置と、を備えたことを特徴とする排気システム。
【請求項７】
排気ガスの導入口及び排気口を有する排気管と、
前記排気管に形成された開口である接続口と、
前記接続口に接続されたガス供給管と、
前記排気管内に、前記排気ガスと反応して前記排気ガスを前記排気ガスよりも前記排気管内壁に付着しづらい物質に変える反応ガスを導入できるように、前記ガス供給管に接続された反応ガス供給源と、を備えたことを特徴とする排気システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微粒子を含む排気ガスの排気に用いられる排気システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、成膜処理を行う成膜炉と、当該成膜炉で用いたガスを排気する排気管とを備えた半導体製造装置が開示されている。この半導体製造装置は、排気管に表面処理を行い、排気ガスによる排気管内壁の腐食を抑制するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２８３４６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ウェハなどに成膜処理を行う成膜炉には、成膜材料が導入される。成膜材料のうち成膜に用いられなかったものは、排気ガス中の微粒子となって排気管へ進む。この微粒子が排気管の内壁に堆積することがあった。この微粒子の堆積が進むと排気管の閉塞に至ることがあった。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、排気ガスに含まれる微粒子が排気管の内壁に堆積することを抑制できる排気システム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】
【０００６】
本願の第１の発明にかかる排気システムは、排気ガスの導入口及び排気口を有する排気管と、該排気管と接続され、該排気管内に定在波が形成されるように該排気管内に超音波を供給し、かつ該超音波の周波数を変化させる超音波発生装置と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
本願の第２の発明にかかる排気システムは、排気ガスの導入口及び排気口を有し、かつ開口を有する仕切りを有する排気管と、該排気管内部にガス供給できるように該排気管に接続されたガス供給管と、を備える。そして、該仕切りは該排気管の内壁に沿って形成されたことを特徴とする。
【０００８】
本願の第３の発明にかかる排気システムは、排気ガスの導入口及び排気口を有し、かつ折れ曲がった部分又は他の部分より内径の狭い部分を有する排気管と、該折れ曲がった部分又は該内径の狭い部分にガスを噴射できるように該排気管に接続されたガス供給管と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本願の第４の発明にかかる排気システムは、排気ガスの導入口及び排気口を有する排気管と、該排気管の内壁に形成されたテフロン（登録商標）コートと、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
本願の第５の発明にかかる排気システムは、排気ガスの導入口及び排気口を有する排気管と、該排気管に超音波振動を与えるように該排気管に取り付けられた超音波発生装置と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
本願の第６の発明にかかる排気システムは、排気ガスの導入口及び排気口を有する排気管と、該排気管に形成された開口である接続口と、該接続口に接続されたガス供給管と、該排気管内に、該排気ガスと反応して該排気ガスを該排気ガスよりも該排気管内壁に付着しづらい物質に変える反応ガスを導入できるように、該ガス供給管に接続された反応ガス供給源と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、排気管の内壁に微粒子が堆積することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る排気システムを示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る排気システムの動作を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る排気システムを示す図である。
【図４】図３の側面図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る排気システムの動作を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係る排気システムを示す図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係る排気システムの変形例を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態４に係る排気システムを示す図である。
【図９】本発明の実施の形態５に係る排気システムを示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態６に係る排気システムを示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態６に係る排気システムの動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る排気システムを示す図である。なお、全ての図面において対応する構成要素には同一の符号を付して説明の繰り返しを省略する。
【００１５】
本発明の実施の形態１に係る排気システム１０は、排気管１２を備えている。排気管１２は排気ガスの導入口１２ａと排気ガスの排気口１２ｂを有している。排気管１２には導入口１２ａと排気口１２ｂ以外にも開口である接続口１２ｃが形成されている。接続口１２ｃには接続管１４が接続されている。接続管１４には超音波発生装置１６が接続されている。超音波発生装置１６は、排気管１２内に定在波が形成されるように、排気管１２内に排気管１２に共鳴する超音波を供給するものである。超音波発生装置１６が供給する超音波の周波数は、排気管１２の形状で決まる共振周波数となるように定められる。この超音波発生装置１６は供給する超音波の周波数を変化させる手段を有している。
【００１６】
図２は本発明の実施の形態１に係る排気システム１０の動作を示す図である。図２における２つの矢印は、排気管１２の導入口１２ａから微粒子を含む排気ガス（以後、微粒子を含む排気ガスを単に排気ガスと称する）が入り、排気口１２ｂから排気されることを示している。ここで、排気ガスに含まれる微粒子は、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により基板に成膜を施す成膜炉で発生するものである。そのため、微粒子は主に、成膜炉に導入された成膜材料のうち成膜に用いられずに異物となったものである。微粒子の具体例としては、金属材料や有機材料が挙げられる。
【００１７】
排気ガスが排気管１２の導入口１２ａから導入されている期間中は、超音波発生装置１６が超音波を排気管１２内に供給することで、排気管１２内に定在波１６ａが形成される。定在波１６ａの腹は排気管１２の内壁に当たる。そして、排気ガスが排気管１２を通っている期間中は、超音波発生装置１６は、供給する超音波の周波数を時間変化させる。これにより、定在波１６ａの腹は排気管１２の内壁をくまなく移動する。
【００１８】
本発明の実施の形態１に係る排気システム１０は、超音波発生装置１６により排気管１２内に定在波を形成することを特徴とする。この定在波の腹の部分は、定在波の振幅が最大となる部分であり、この部分が排気管１２の内壁を効率的に振動させる。さらに、超音波の周波数を変化させる手段により定在波の腹は排気管１２の内壁をくまなく移動するため、排気管１２の内壁をくまなく振動させることができる。よって、排気管１２の内壁に微粒子が堆積することを抑制できる。微粒子の堆積を抑制できるため排気管交換の頻度、及び排気管洗浄の頻度を下げることができる。
【００１９】
排気ガスに含まれる微粒子は、ＣＶＤにより基板に成膜を施す成膜炉で発生するものであるとしたが、排気管の内壁に堆積しこれを閉塞させ得る微粒子であれば特に限定されない。本発明の実施の形態１に係る排気システムは、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法、又はＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ）法などの成膜を行う成膜炉で生じた微粒子を含む排気ガスの排気にも用いることができる。
【００２０】
超音波発生装置１６が備える超音波の周波数を変化させる手段は、超音波の周波数を「周期的に」変化させる手段であることが好ましい。排気管１２内に供給する超音波の周波数を「周期的に」変化させることにより、排気管１２の内壁をまんべんなく振動させ微粒子の堆積を抑制できる。
【００２１】
実施の形態２．
図３は本発明の実施の形態２に係る排気システムを示す図である。この排気システムは、排気ガスの導入口１８ａと排気口１８ｂを有する排気管１８を備えている。そして、排気管１８の内壁に沿って、開口を有する仕切り１８ｃが形成されている。
【００２２】
排気管１８の内壁には、開口である接続口１８ｄが設けられている。接続口１８ｄには、排気管１８内部にガス供給ができるようにガス供給管２２が接続されている。ガス供給管２２にはガスの供給及び遮断を調整できるようにバルブ２４が取り付けられている。
【００２３】
図４は図３の側面図である。排気管１８の内壁に沿って形成された仕切り１８ｃがガス供給管２２と排気管１８内部を隔てている。
【００２４】
図５は本発明の実施の形態２に係る排気システムの動作を示す図である。排気ガス（太い矢印で示す）が排気管１８内部を通っている期間中は、ガス供給管２２から排気管１８内部に窒素（Ｎ２）ガスが供給される。この窒素ガスは開口を有する仕切り１８ｃを通って排気管１８内部に導入される。窒素ガスの流れは細い矢印で示されている。
【００２５】
本発明の実施の形態２に係る排気システムによれば、仕切り１８ｃの周辺に、排気管１８の中央へ向かう窒素ガスの流れが生成される。そのため、排気ガスは、排気管１８の内壁及び仕切り１８ｃ周辺には及ばない。故に、排気管１８の内壁及び仕切り１８ｃに微粒子が堆積することを抑制することができる。なお、ガス供給管２２から排気管１８内部へ導入された窒素ガスは排気ガスとともに排気口１８ｂに排気される。
【００２６】
ガス供給管２２からは、窒素ガスに代えてアルゴン(Ａｒ), 水素(Ｈ２)などの不活性ガス、その他のパージガスを供給しても良い。その他、塩素(Ｃｌ２), 四塩化ケイ素(ＳｉＣｌ４), 四塩化炭素(ＣＣｌ４), 三塩化ホウ素(ＢＣｌ３)など、広くドライエッチング工程で用いられるエッチャントガスを用いても良い。
【００２７】
実施の形態３．
図６は本発明の実施の形態３に係る排気システムを示す図である。この排気システムは、導入口３０ａと排気口３０ｂを有する排気管３０を備えている。排気管３０は折れ曲がった形状となるように形成されている。排気管３０の折れ曲がった部分には開口である接続口３０ｃが形成されている。接続口３０ｃには、排気管３０内の折れ曲がった部分に窒素ガスを噴射できるように、ガス供給管３２が取り付けられている。ガス供給管３２には窒素ガスの供給及び遮断を調整できるようにバルブ３４が取り付けられている。
【００２８】
次に、この排気システムの動作を説明する。排気ガス（太い矢印で示す）が排気管３０内を通っている期間中は、ガス供給管３２から、排気管３０内の折れ曲がった部分に向けて窒素ガスが噴射される。
【００２９】
排気管３０の折れ曲がった部分は、排気ガスの流れが停滞しやすい部分である。そして、排気ガスの流れが停滞しやすい部分には微粒子の堆積が起こりやすい。しかしながら、本発明の実施の形態３に係る排気システムによれば、ガス供給管３２から排気管３０の折れ曲がった部分に窒素ガスが噴射される。そのため、当該部分における排気ガスの流れの停滞を抑制できる。従って、排気管３０の折れ曲がった部分に微粒子が堆積することを抑制することができる。
【００３０】
本発明の実施の形態３に係るガス供給管３２は、排気管３０の折れ曲がった部分に取り付けたが、排気管３０の折れ曲がった部分にガス噴射できれば取り付け位置は特に限定されない。図７は本発明の実施の形態３に係る排気システムの変形例を示す図である。変形例では、ガス供給管３６が排気管３０の折れ曲がった部分を避けて取り付けられている。このようにガス供給管３６を取り付けても、排気管３０の折れ曲がった部分にガス噴射できる限りにおいて、本発明の効果を得ることができる。
【００３１】
本発明の実施の形態３に係る排気管３０は折れ曲がった形状を有しているが、排気管の形状は、排気管内に排気ガスの停滞する部分が生じる形状である限り特に限定されない。例えば、他の部分よりも内径の狭い部分を有する排気管であっても、当該内径の狭い部分において排気ガスの停滞が起こり得る。その場合でも、当該内径の狭い部分（排気ガスの停滞する部分）にガスを噴射して微粒子の堆積を抑制することができる。
【００３２】
なお、ガス供給管３２から供給されるガスは窒素ガスに限定されず、実施の形態２におけるガス供給管から供給されるガスと同じものを用いることができる。
【００３３】
実施の形態４．
図８は本発明の実施の形態４に係る排気システムを示す図である。この排気システムは、排気ガスの導入口５０ａと排気口５０ｂを有する排気管５０を備えている。排気管５０の内壁にはテフロン（登録商標）コート５２が形成されている。
【００３４】
本発明の実施の形態４に係る排気システムによれば、排気管５０の内壁にテフロン（登録商標）コート５２が形成されているので、排気ガスのガス流の抵抗を低減できる。よって、排気ガスは、排気管５０内を停滞なく速やかに通過するため、排気管５０の内壁に微粒子が堆積することを抑制することができる。
【００３５】
実施の形態５．
図９は本発明の実施の形態５に係る排気システムを示す図である。この排気システムは、排気ガスの導入口６０ａと排気口６０ｂを有する排気管６０を備えている。さらに、排気管６０に超音波振動を与えるように排気管６０に超音波発生装置６２が取り付けられている。
【００３６】
この排気システムの動作を説明する。排気ガスが排気管６０内を通っている期間中は、超音波発生装置６２により排気管６０に超音波振動が与えられる。
【００３７】
本発明の実施の形態５に係る排気システムによれば、排気ガスが排気管６０を通っている期間中に排気管６０が超音波振動するため、排気管６０の内壁に微粒子が堆積することを抑制できる。また、仮に排気管６０の内壁に微粒子が付着したとしても、当該微粒子は超音波振動により排気管６０の内壁から離脱する。よって、排気管６０の内壁に微粒子が堆積することを抑制することができる。
【００３８】
実施の形態６．
図１０は本発明の実施の形態６に係る排気システムを示す図である。この排気システムは、排気ガスの導入口７０ａと排気口７０ｂを有する排気管７０を備えている。排気管７０には、開口である接続口７０ｃが形成されている。接続口７０ｃにはガス供給管７２が接続されている。ガス供給管７２は塩素（Ｃｌ２）ガス供給源７６を排気管７０と結びつけるものである。塩素ガス供給源７６は、塩素（Ｃｌ２）ガスを排気管７０内に供給するものである。なお、塩素ガスの排気管７０への供給及び遮断を調整するために、ガス供給管７２にはバルブ７４が取り付けられている。
【００３９】
図１１は本発明の実施の形態６に係る排気システムの動作を示す図である。排気ガス（排気ガスに含まれる物質の具体例としては、金属材料や有機材料が挙げられる）が排気管７０を通っている期間中は、バルブ７４が開かれ排気管７０内に塩素ガスが供給される。そうすると、塩素ガスと排気ガスが化学反応し、安定で排気管７０内壁に堆積しづらい物質が生成される。
【００４０】
本発明の実施の形態６に係る排気システムによれば、反応性の高い塩素ガスが排気ガスと化学反応しやすいことを利用して、排気ガスを排気管７０内壁に付着しづらい安定な物質に変えることができる。よって、排気管７０の内壁に排気ガス（微粒子）が堆積することを抑制することができる。
【００４１】
本発明の実施の形態６に係る排気システムでは、塩素ガスを用いたが本発明はこれに限定されない。排気管内に供給するガスは、排気ガスと反応し排気ガスを排気ガスよりも排気管７０内壁に付着しづらい物質に変える反応性の高いガス（反応ガスという）である限りにおいて特に限定されない。反応ガスとしては、例えば、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）、四塩化炭素（ＣＣｌ４）、三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）などのドライエッチングで用いられるエッチャントガスを用いることができる。従って塩素ガス供給源７６も、反応ガス供給源である限り特に限定されない。
【００４２】
なお、上述した各実施の形態の特徴を組み合わせることにより、排気管の内壁に排気ガス（微粒子）が付着することを抑制する効果を高める構成とすることも有効である。
【符号の説明】
【００４３】
１０  排気システム、  １２  排気管、  １４  接続管、  １６  超音波発生装置
【図１】
2012062552.tif 000003
【図２】
2012062552.tif 000004
【図３】
2012062552.tif 000005
【図４】
2012062552.tif 000006
【図５】
2012062552.tif 000007
【図６】
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【図７】
2012062552.tif 000009
【図８】
2012062552.tif 000010
【図９】
2012062552.tif 000011
【図１０】
2012062552.tif 000012
【図１１】
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