(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気密チャンバから真空ポンプにより排気する排気経路に配置されたトラップ室と、
前記トラップ室に隣接して配置された再生室と、
前記トラップ室と前記再生室との間を移動して排ガス中の生成物のトラップと再生を行うトラップ部と、
前記トラップ部と一体に移動して前記トラップ室と前記再生室とをシール部材を介して交互にシールする弁体とを備え、
前記シール部材は、前記弁体の外周縁部の両側に形成されたテーパ状の面取り部に設けられた溝内に装着され、テーパ面で構成されたシール面に該シール部材を圧接してシールするよう構成されていることを特徴とするトラップ装置。
【請求項２】
気密チャンバから真空ポンプにより排気する排気経路に配置されたトラップ室と、
前記トラップ室に隣接して配置された再生室と、
前記トラップ室と前記再生室との間を移動して排ガス中の生成物のトラップと再生を行うトラップ部と、
前記トラップ部と一体に移動して前記トラップ室と前記再生室とをシール部材を介して交互にシールする弁体とを備え、
前記再生室をシールする時に互いに近接する前記弁体または前記トラップ室及び前記再生室を構成する容器の少なくとも一方に、撥水化処理が施されたシール面が形成されていることを特徴とするトラップ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体製造装置の真空チャンバを真空にするために用いる真空排気システムにおいて用いられるトラップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の真空排気システムを図５を参照して説明する。ここにおいて、気密チャンバ１０は、例えばエッチング装置や化学気相成長装置（ＣＶＤ）等の半導体製造工程に用いるプロセスチャンバであり、この気密チャンバ１０は、排気配管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、気密チャンバ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。気密チャンバ１０が必要とする真空度が真空ポンプ１２の到達真空度よりも高い場合には、真空ポンプ１２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置される。
【０００３】
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、そのまま大気に放出できない。そのため、真空ポンプ１２の下流には排ガス処理装置１６が配置されている。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、吸収等の処理が行われ、無害なガスのみが大気に放出される。排気配管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１２が排気するので、昇圧途中でガスが固形化し、真空ポンプ１２中に析出して真空ポンプ１２の故障の原因になる欠点がある。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、気密チャンバ１０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。
【０００５】
このＡｌＣｌ３は、真空ポンプ１２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１２内で析出して固形化し、ポンプ内壁に付着して真空ポンプ１２の故障の原因となる。このことは、例えばＳｉＮの成膜を行うＣＶＤ装置から生じる（ＮＨ４)２ＳｉＦ６やＮＨ４ＣＩ等の反応副生成物の場合も同様である。
【０００６】
従来、この問題に対しては、真空ポンプ全体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て、ガスの状態で真空ポンプ内を通過させる等の対策が施されてきた。しかし、この対策では真空ポンプ内での析出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置される排ガス処理装置で固形化物が析出して、充填層の目詰まりを生じさせる問題があった。
【０００７】
このため、真空ポンプの上流に、例えば低温トラップのような適当なトラップ装置を設けて排ガス中の固形化しやすい成分をトラップすることが考えられる。この場合、トラップ装置のトラップ部には捕捉された固形物が蓄積するので、適当な時間経過後に、トラップ部を交換したり、あるいは所定の方法で固形物を除去して再生することが必要となる。前者の場合は、トラップ部を多く用意しなければならず、自動化も難しい。
【０００８】
そこで、例えば、トラップ室に隣接して再生室を設け、トラップ部を再生室内に位置させた状態で再生室内に所定の温度に加熱した温水や薬液等の再生液あるいはガスを流通させてトラップ部を再生（洗浄）することで、自動運転を可能とすることが考えられる。
【０００９】
しかしながら、このようなトラップ装置においては、トラップと再生を切り替える上でトラップ室と再生室のシール性が問題となる。例えば、一般的なＯリングによってトラップ室と再生室とを互いに隔離させてトラップと再生の連続運転を行った場合のシールへの影響は、ＬＰ−ＣＶＤ装置において膜厚１５００Åを４０ＲＵＮで漏れ量１×Ｅ５が実績として報告されている。
【００１０】
本発明は上述の事情に鑑みなされたものであり、トラップ時あるいは再生時におけるシール性を向上させて、信頼性のある排気系ラインを構成できるようにしたトラップ装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、気密チャンバから真空ポンプにより排気する排気経路に配置されたトラップ室と、前記トラップ室に隣接して配置された再生室と、前記トラップ室と前記再生室との間を移動して排ガス中の生成物のトラップと再生を行うトラップ部と、前記トラップ部と一体に移動して前記トラップ室と前記再生室とをシール部材を介して交互にシールする弁体とを備え、前記シール部材は、前記弁体の外周縁部の両側に形成されたテーパ状の面取り部に設けられた溝内に装着され、テーパ面で構成されたシール面に該シール部材を圧接してシールするよう構成されていることを特徴とするトラップ装置である。
【００１２】
これにより、弁体を移動させてトラップ室と再生室をシール部材を介して交互にシールする際、シール部材はテーパ面で構成されたシール面で潰されることでシール性が向上する。また、テーパ面に対しくい込める為、軸シールに近くなり複数の弁の平行度のずれを吸収できる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、気密チャンバから真空ポンプにより排気する排気経路に配置されたトラップ室と、前記トラップ室に隣接して配置された再生室と、前記トラップ室と前記再生室との間を移動して排ガス中の生成物のトラップと再生を行うトラップ部と、前記トラップ部と一体に移動して前記トラップ室と前記再生室とをシール部材を介して交互にシールする弁体とを備え、前記再生室をシールする時に互いに近接する前記弁体または前記トラップ室及び前記再生室を構成する容器の少なくとも一方に、撥水化処理が施されたシール面が形成されていることを特徴とするトラップ装置である。
【００１４】
これにより、再生室をシールした状態で再生室内に温水や薬液等の再生液を流通させてトラップ部を再生（洗浄）する際、撥水処置が施されたシール面で液体を弾くことで、再生室内の液体が再生室から外部に流出することが防止される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
図１及び図２に示すのは、この発明のトラップ装置の第１の実施の形態を示すもので、半導体製造装置の一部を構成する気密チャンバ１０を真空ポンプ１２により排気する排気配管１４が設けられ、この真空ポンプ１２の上流側にトラップ装置１８が設けられている。トラップ装置１８は、排気配管１４に連通する吸気口２０と排気口２２を有するトラップ室２４を形成するトラップ容器２６と、再生液あるいはガスの注入口２８と排出口３０を有する再生室３２をトラップ室２４に隣接して形成する再生容器３４とを備えている。
【００１６】
トラップ部３６を取付けた軸体３８が両容器２６，３４を貫通して配置され、この軸体３８は、駆動手段であるエアシリンダ４０で軸方向に往復動して、トラップ部３６がトラップ室２４と再生室３２との間を交互に移動するようになっている。トラップ部３６は、軸体３８の周囲にバッフル板４２が端板４４を介して取り付けられて構成され、軸体３８の内部には、低温の流体を流通させる流路（図示せず）が形成されて、端板４４を介してバッフル板４２を冷却するようになっている。
【００１７】
軸体３８のトラップ部３６を挟んだ両側には、トラップ部３６と一体に移動する一対の弁体４６ａ，４６ｂがトラップ室２４及び再生室３２内にそれぞれ位置して設けられている。この弁体４６ａ，４６ｂの外周縁部の両側には、テーパ状の面取り部４８が形成され、この各面取り部４８に設けられた溝内にシール部材としてのＯリング５０が装着されている。
【００１８】
トラップ容器２６の両端部には、内方に突出した隔壁５２ａ，５２ｂが設けられ、この隔壁５２ａ，５２ｂの内壁面にテーパ面で構成されたシール面５４ａ，５４ｂが設けられている。再生容器３４も同様に、両端部に内方に突出した隔壁５６ａ，５６ｂが設けられ、この隔壁５６ａ，５６ｂの内壁面にテーパ面で構成されたシール面５８ａ，５８ｂが設けられている。
【００１９】
これにより、図２において、トラップ容器２６の左側のシール面５４ａに弁体４６ａの左側に装着したＯリング５０が、再生容器３４の左側のシール面５８ａに弁体４６ｂの左側に装着したＯリング５０が互いに圧接することでトラップ室２４をシールし、トラップ容器２６の右側のシール面５４ｂに弁体４６ａの右側に装着したＯリング５０が、再生容器３４の右側のシール面５８ｂに弁体４６ｂの右側に装着したＯリング５０が互いに圧接することで再生室３２をシールするようになっている。この時、Ｏリング５０はテーパ面で構成されたシール面５４ａ，５４ｂ，５８ａ，５８ｂで潰され、潰された面積が増えることでシール性が向上し、トラップ室２４及び再生室３２が高い精度でシールされる。しかも、シール面積を減らし、その分、トラップ部３６の外径を大きくして、トラップ面積を増やしトラップ効率を向上させることが可能となる。
【００２０】
次に、前記のような構成のトラップ装置１８の作用を説明する。半導体装置製造時においては、トラップ部３６はトラップ室２４内に位置するように切り替えられ、バッフル板４２は冷媒によって冷却される。これにより、排気配管１４に沿ってトラップ室２４内に流入する排ガスに含まれる特定の成分、例えばアルミニウムの成膜を行う場合には、塩化アルミニウムのような成分が固形分としてトラップ部３６でトラップされ排ガスから除去される。
【００２１】
温度センサや圧力センサ等でトラップ部３６のトラップ量が一定量に達したことを検知すると、処理を一時的に停止し、あるいは他の排気トラップ経路に切り替えてから、トラップ部３６を再生室３２に移動させる。そして、注入口２８から再生室３２内に再生液あるいはガスを注入し、排出口３０から排出させて、トラップ部３６を再生させる。これらの過程において、Ｏリング５０とシール面５４ａ，５４ｂ，５８ａ，５８ｂとが密着しているため、トラップ室２４及び再生室３２は高い精度にシールされており、排ガスや、再生液あるいはガスが外部に漏れることはない。
【００２２】
図３は、本発明の第２の実施の形態を示すもので、これはトラップ室２４を区画形成するトラップ容器２６の両側に再生室３２ａ，３２ｂを区画形成する再生容器３４ａ，３４ｂを配置している。そして、２個のトラップ部３６ａ，３６ｂが取付けられた軸体３８を、トラップ室２４と再生室３２ａ，３２ｂを貫通して摺動可能に設け、一方のトラップ部３６ａが一方の再生室３２ａとトラップ室２４との間を、他方のトラップ部３６ｂが他方の再生室３２ｂとトラップ室２４との間を移動可能に構成したものである。
【００２３】
この実施の形態によれば、排気配管１４に連通するトラップ室２４内に常に一方のトラップ部３６ａまたは３６ｂが位置するようにして、他方のトラップ部３６ａまたは３６ｂを再生室３２ａまたは３２ｂで再生させつつ、処理を連続して行うことができる。
【００２４】
図４は、本発明の第３の実施の形態を示すもので、これは、再生室３２内に再生液を導入するよう構成するとともに、図４において、再生室３２をシールする際にトラップ容器２６の右側のシール面５４ｂと近接する弁体４６ａの右側の面取り部４８のＯリング装着部の内側、及び再生容器３４の右側のシール面５８ｂに近接する弁体４６ｂの右側の面取り部４８のＯリング装着部の内側に、例えばテトラフルオロエチレン重合体等をコーティングして撥水化処理を施したシール面６０ａ，６０ｂを形成したものである。他の構成は、図２に示すものと同様である。
【００２５】
この実施の形態によれば、再生室３２内にトラップ部を位置させ温水や薬液等の再生液を注入して再生させる際、撥水処置が施されたシール面６０ａ，６０ｂで再生液を弾くことで、再生室３２内の再生液が再生室３２から外部に流出することが防止される。これにより、フッ酸等の薬液による洗浄も安全に行える。しかも、例えば１８０℃より昇華温度の低い生成物ができるプロセスにおいても、付着対策としてシール面６０ａ，６０ｂをヒータ等により加温させることで対応できる。
【００２６】
なお、この例では、弁体４６ａ，４６ｂ側に撥水化処理を施したシール面６０ａ，６０ｂを形成した例を示しているが、トラップ容器２６の隔壁５２ｂ及び再生容器３４の隔壁５６ｂ側に撥水化処理を施したシール面を形成するようにしていも良い。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、弁体を移動させてトラップ室と再生室をシール部材を介して交互にシールする際、シール部材のシール性を向上させて、トラップ室及び再生室を高い精度でシールすることができる。これにより、トラップ部の再生のために装置を止めたり、交換用のトラップを用意する必要がなく、気密チャンバにおいて安定した処理を行うことができる。また、適当な切替えタイミング判定手段を用いて安全な自動化を図ることも容易である。従って、真空ポンプの長寿命化、除害装置の保護、ロスタイム削減による運転の信頼性の向上、更には設備や運転コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のトラップ装置を備えた真空排気システムを示す系統図である。
【図２】図１のトラップ装置の縦断正面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態のトラップ装置を備えた真空排気システムを示す系統図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態のトラップ装置を示す縦断正面図である。
【図５】従来の真空排気システムの系統図である。
【符号の説明】
１０    気密チャンバ
１２    真空ポンプ
１４    排気配管
１８    トラップ装置
２４    トラップ室
２６    トラップ容器
３２，３２ａ，３２ｂ    再生室
３４，３４ａ，３４ｂ    再生容器
３６，３６ａ，３６ｂ    トラップ部
４６ａ，４６ｂ    弁体
５０    Ｏリング（シール部材）
５２ａ，５２ｂ    隔壁
５４ａ，５４ｂ    シール面
５６ａ，５６ｂ    隔壁
５８ａ，５８ｂ    シール面
６０ａ，６０ｂ    シール面
【図１】
0003979458.tif 000002
【図２】
0003979458.tif 000003
【図３】
0003979458.tif 000004
【図４】
0003979458.tif 000005
【図５】
0003979458.tif 000006