JPH0559987B2 - - Google Patents
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- JPH0559987B2 JPH0559987B2 JP60015487A JP1548785A JPH0559987B2 JP H0559987 B2 JPH0559987 B2 JP H0559987B2 JP 60015487 A JP60015487 A JP 60015487A JP 1548785 A JP1548785 A JP 1548785A JP H0559987 B2 JPH0559987 B2 JP H0559987B2
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- Japan
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- pump
- reduced pressure
- reactor
- gas
- exhaust gas
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
- B01J3/006—Processes utilising sub-atmospheric pressure; Apparatus therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/4412—Details relating to the exhausts, e.g. pumps, filters, scrubbers, particle traps
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- Metallurgy (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、減圧CVD(気相成長)装置等の減圧
反応装置に関する。
反応装置に関する。
減圧反応装置の一例である減圧CVD装置は、
減圧状態の反応炉中にSiH2Cl2、NH3、SiH4等の
反応ガスを供給し、気相中で熱分解等の化学反応
を起こさせ、且つ反応炉内を所定の減圧状態に制
御しつつ反応炉中から排ガスを排気して、基板上
にSi3N4膜、SiC2膜、ポリシリコン膜等を成長さ
せる装置である。そしてこの減圧CVD装置に於
いては、反応炉内を所定の減圧状態に制御するこ
とが生成膜の均一性(Device特性の均一性)に
欠かせず、また排気を効率良く安定して行うこと
が生産性の向上の為に必要である。
減圧状態の反応炉中にSiH2Cl2、NH3、SiH4等の
反応ガスを供給し、気相中で熱分解等の化学反応
を起こさせ、且つ反応炉内を所定の減圧状態に制
御しつつ反応炉中から排ガスを排気して、基板上
にSi3N4膜、SiC2膜、ポリシリコン膜等を成長さ
せる装置である。そしてこの減圧CVD装置に於
いては、反応炉内を所定の減圧状態に制御するこ
とが生成膜の均一性(Device特性の均一性)に
欠かせず、また排気を効率良く安定して行うこと
が生産性の向上の為に必要である。
そこで従来は、この様な減圧反応装置に於いて
は、メカニカル・ブースタ・ポンプ(MBP)等
を組合わせた真空排気装置を反応炉の排気管に連
結することに依つて、反応炉内を所定の減圧状態
に制御していた。
は、メカニカル・ブースタ・ポンプ(MBP)等
を組合わせた真空排気装置を反応炉の排気管に連
結することに依つて、反応炉内を所定の減圧状態
に制御していた。
ここで第2図は、従来の真空排気系を含む減圧
CVD装置を示し、ヒータ31で加熱される減圧
反応炉32内にSi(シリコン)ウエハ33を多数
配設し、SiH2Cl2、NH3等の反応ガス34を送り
込むことによつてウエハ33上に気相成長膜を形
成する。そして、反応生成ガスおよび未反応ガス
を減圧反応炉32の排気管35から排出してメカ
ニカル・ブースタ・ポンプ36に導き、さらに油
回転式ポンプ37によつて排ガスを排出してい
る。
CVD装置を示し、ヒータ31で加熱される減圧
反応炉32内にSi(シリコン)ウエハ33を多数
配設し、SiH2Cl2、NH3等の反応ガス34を送り
込むことによつてウエハ33上に気相成長膜を形
成する。そして、反応生成ガスおよび未反応ガス
を減圧反応炉32の排気管35から排出してメカ
ニカル・ブースタ・ポンプ36に導き、さらに油
回転式ポンプ37によつて排ガスを排出してい
る。
ところで、このような従来の装置においては、
反応ガスの反応や蓄積によつて油回転式ポンプ3
7の油が劣化し、装置自体の劣化や寿命低下等の
悪影響があり、また、メンテナンス頻度が多く、
ポンプのダウンタイムが長くなるのみならず、設
備費用も嵩むという欠点がある。さらに、窒化物
(ナイトライド)系のCVDを行うための反応ガ
ス、特に、SiH2Cl2やSiCl4等とNH3との混合ガ
スを用いる場合には、反応炉からの排気ガスがポ
ンプ内で析出して固形物となつて付着し、ポンプ
をつまらせる原因となる。
反応ガスの反応や蓄積によつて油回転式ポンプ3
7の油が劣化し、装置自体の劣化や寿命低下等の
悪影響があり、また、メンテナンス頻度が多く、
ポンプのダウンタイムが長くなるのみならず、設
備費用も嵩むという欠点がある。さらに、窒化物
(ナイトライド)系のCVDを行うための反応ガ
ス、特に、SiH2Cl2やSiCl4等とNH3との混合ガ
スを用いる場合には、反応炉からの排気ガスがポ
ンプ内で析出して固形物となつて付着し、ポンプ
をつまらせる原因となる。
また、上記油回転式ポンプ37の代りに、空気
エゼクタ・ポンプおよび水封ポンプを用いるもの
も提案されているが、装置全体が大型化し、ま
た、上記ナイトライド系のCVDを行う場合には
数バツチ毎の掃除等のメンテナンスが必要とな
る。
エゼクタ・ポンプおよび水封ポンプを用いるもの
も提案されているが、装置全体が大型化し、ま
た、上記ナイトライド系のCVDを行う場合には
数バツチ毎の掃除等のメンテナンスが必要とな
る。
本発明は、このような欠点を除去すべくなされ
たものであり、設備費用が嵩むことなく、メンテ
ナンスが容易で、ポンプの寿命を長寿命化でき、
また常に安定な真空度が得られるような減圧反応
装置の提供を目的とする。
たものであり、設備費用が嵩むことなく、メンテ
ナンスが容易で、ポンプの寿命を長寿命化でき、
また常に安定な真空度が得られるような減圧反応
装置の提供を目的とする。
上述のような問題点を解決するために、本発明
の減圧反応装置は、減圧反応炉の排気経路に複数
のメカニカル・ブースタ・ポンプと液封ポンプと
を順次配設し、これらのメカニカル・ブースタ・
ポンプおよび液封ポンプを含む吸引手段によつて
上記減圧反応炉内を所定の減圧状態に制御しなが
ら上記減圧反応炉から排気ガスを導出するように
なし、上記複数のメカニカル・ブースタ・ポンプ
間に注入口を設けている。
の減圧反応装置は、減圧反応炉の排気経路に複数
のメカニカル・ブースタ・ポンプと液封ポンプと
を順次配設し、これらのメカニカル・ブースタ・
ポンプおよび液封ポンプを含む吸引手段によつて
上記減圧反応炉内を所定の減圧状態に制御しなが
ら上記減圧反応炉から排気ガスを導出するように
なし、上記複数のメカニカル・ブースタ・ポンプ
間に注入口を設けている。
メカニカル・ブースタ・ポンプ間に設けられた
注入口から例えばH2O(水)あるいはN2(窒素)
ガス等を注入することにより、析出された固形物
を溶解除去したりあるいは排気ガスを希釈して析
出を抑えることが可能となり、また、油回転式ポ
ンプやエゼクタ・ポンプ等を用いない比較的簡単
な構成の減圧反応装置を提供できる。
注入口から例えばH2O(水)あるいはN2(窒素)
ガス等を注入することにより、析出された固形物
を溶解除去したりあるいは排気ガスを希釈して析
出を抑えることが可能となり、また、油回転式ポ
ンプやエゼクタ・ポンプ等を用いない比較的簡単
な構成の減圧反応装置を提供できる。
以下、本発明を減圧CVD装置に適用した一実
施例に付き第1図を参照しながら説明する。
施例に付き第1図を参照しながら説明する。
第1図はSiN(窒化シリコン)CVD(気相成長)
を行うための減圧CVD装置を示しており、この
装置では、ヒータ1で加熱される減圧反応炉2内
にSiウエハ3を多数配置し、SiH2Cl2、NH3等の
反応ガス4を送り込むことに依つて、ウエハ3上
に気相成長膜を形成する。
を行うための減圧CVD装置を示しており、この
装置では、ヒータ1で加熱される減圧反応炉2内
にSiウエハ3を多数配置し、SiH2Cl2、NH3等の
反応ガス4を送り込むことに依つて、ウエハ3上
に気相成長膜を形成する。
この場合、反応炉2内を所定の減圧状態に減圧
しながら、反応生成ガス及び未反応ガスを排出す
る必要がある。このため、反応炉2の排気管5に
設けた圧力ゲージ6に依つて作業圧を測定しなが
ら、次のような真空排気系により排ガスの排出を
行つている。
しながら、反応生成ガス及び未反応ガスを排出す
る必要がある。このため、反応炉2の排気管5に
設けた圧力ゲージ6に依つて作業圧を測定しなが
ら、次のような真空排気系により排ガスの排出を
行つている。
すなわち、本発明の要旨として、排気管5の排
気経路に複数の、例えば3つのメカニカル・ブー
スタ・ポンプ13A,13B,13Cと、水封ポ
ンプ17とを順次配設し、上記3つのメカニカ
ル・ブースタ・ポンプ13A,13B,13Cの
間、例えばポンプ13Bと13Cとの間に注入口
14を設けており、この注入口14からH2O
(水)あるいはN2(窒素)ガス等を注入すること
により析出物の溶解除去あるいは排出ガスの希釈
を行うことが可能となる。
気経路に複数の、例えば3つのメカニカル・ブー
スタ・ポンプ13A,13B,13Cと、水封ポ
ンプ17とを順次配設し、上記3つのメカニカ
ル・ブースタ・ポンプ13A,13B,13Cの
間、例えばポンプ13Bと13Cとの間に注入口
14を設けており、この注入口14からH2O
(水)あるいはN2(窒素)ガス等を注入すること
により析出物の溶解除去あるいは排出ガスの希釈
を行うことが可能となる。
さらに、第1図において、圧力ゲージ6とバル
ブ9との間には、冷却機8によつて冷却される冷
却トラツプ7が設けられており、この冷却トラツ
プ7により反応炉2からの排ガスを冷却し、排ガ
ス中の未反応ガスを液化して除去するとともに、
NH4Cl等の固形反応生成物の吸着性あるいは粘
着性を低下させている。なお、冷却機8は、少な
くとも上記排ガス中の未反応ガスであるSiH2
Cl2、NH3等を液化し得るフレオン−22等を冷媒
として使用している。
ブ9との間には、冷却機8によつて冷却される冷
却トラツプ7が設けられており、この冷却トラツ
プ7により反応炉2からの排ガスを冷却し、排ガ
ス中の未反応ガスを液化して除去するとともに、
NH4Cl等の固形反応生成物の吸着性あるいは粘
着性を低下させている。なお、冷却機8は、少な
くとも上記排ガス中の未反応ガスであるSiH2
Cl2、NH3等を液化し得るフレオン−22等を冷媒
として使用している。
次に、バルブ9には微調節用のバイパス・バル
ブ10が併設されており、このバイパス・バルブ
10によりスローに(緩慢に)排気したり逆流防
止の作用を行わせている。
ブ10が併設されており、このバイパス・バルブ
10によりスローに(緩慢に)排気したり逆流防
止の作用を行わせている。
このバルブ9からの排出ガスは、流量調整弁1
1を介して、メカニカル・ブースタ・ポンプ13
Aに導かれている。ここで、3つの直列に連結さ
れたメカニカル・ブースタ・ポンプ13A,13
B,13Cは、それぞれまゆ型カム12A,12
B,12Cを有し、本実施例においては、いわゆ
るトライパツクと称される1台のポンプ装置にま
とめられており、これによつてポンプの大型化を
防止している。これらのポンプ13A〜13C
は、ほぼオイル・フリーのポンプであつて、排気
容量と到達真空度を実現するために使用されるも
のである。例えば作業圧が0.4〜0.5Torrのときに
約4000/分の排気速度を有しており、メカニカ
ル・ブースタ・ポンプ13Aと13Bとの間で数
Torr程度、ポンプ13Bと13Cとの間で約9
〜20Torr程度の真空度となる。このため、メカ
ニカル・ブースタ・ポンプ13C以降のように真
空度が低下した系においてNH4Cl等の固形反応
生成物が析出し易くなり、この点を考慮してポン
プ13Bと13Cとの間に注入口14を設けてい
る。この注入口14には、反応炉2における減圧
CVD処理が終了しポンプ等を停止させた後に、
水封ポンプ17のみを動作状態としてH2O(水)
を注入する。注入量はNH4Cl等の固形反応生成
物の3倍以上とする。これは、NH4Clは水に溶
解するが、20℃で水100gに対して37.2g程度の
溶解度であることを考慮したものである。また、
反応炉2における減圧CVD処理中においては、
注入口14よりN2(窒素)ガスや不活性ガス等を
注入することにより、ポンプ13Cに導かれた排
ガスを希釈して固形反応生成物の析出を抑えるこ
とが好ましい。
1を介して、メカニカル・ブースタ・ポンプ13
Aに導かれている。ここで、3つの直列に連結さ
れたメカニカル・ブースタ・ポンプ13A,13
B,13Cは、それぞれまゆ型カム12A,12
B,12Cを有し、本実施例においては、いわゆ
るトライパツクと称される1台のポンプ装置にま
とめられており、これによつてポンプの大型化を
防止している。これらのポンプ13A〜13C
は、ほぼオイル・フリーのポンプであつて、排気
容量と到達真空度を実現するために使用されるも
のである。例えば作業圧が0.4〜0.5Torrのときに
約4000/分の排気速度を有しており、メカニカ
ル・ブースタ・ポンプ13Aと13Bとの間で数
Torr程度、ポンプ13Bと13Cとの間で約9
〜20Torr程度の真空度となる。このため、メカ
ニカル・ブースタ・ポンプ13C以降のように真
空度が低下した系においてNH4Cl等の固形反応
生成物が析出し易くなり、この点を考慮してポン
プ13Bと13Cとの間に注入口14を設けてい
る。この注入口14には、反応炉2における減圧
CVD処理が終了しポンプ等を停止させた後に、
水封ポンプ17のみを動作状態としてH2O(水)
を注入する。注入量はNH4Cl等の固形反応生成
物の3倍以上とする。これは、NH4Clは水に溶
解するが、20℃で水100gに対して37.2g程度の
溶解度であることを考慮したものである。また、
反応炉2における減圧CVD処理中においては、
注入口14よりN2(窒素)ガスや不活性ガス等を
注入することにより、ポンプ13Cに導かれた排
ガスを希釈して固形反応生成物の析出を抑えるこ
とが好ましい。
次に、ポンプ13Cからの排ガスは、逆流防止
弁15を介し、水封ポンプ17に導かれる。この
水封ポンプ17は従来公知のように100m3/hrの
処理量の真空ポンプの役割りを果たしつつ、メカ
ニカル・ブースタ・ポンプ13Cからの排出ガス
中に残存している固形反応生成物を水封を利用し
て安全に処理するものである。このため、導管1
6から給水を行い、この供給された水で固形反応
生成物を除去しつつポンプ17内に排出ガスを取
り込む。なお逆流防止弁15は、水封ポンプ17
が停止した時に水がメカニカル・ブースタ・ポン
プ13C側へ流れるのを防止する為のものであ
る。
弁15を介し、水封ポンプ17に導かれる。この
水封ポンプ17は従来公知のように100m3/hrの
処理量の真空ポンプの役割りを果たしつつ、メカ
ニカル・ブースタ・ポンプ13Cからの排出ガス
中に残存している固形反応生成物を水封を利用し
て安全に処理するものである。このため、導管1
6から給水を行い、この供給された水で固形反応
生成物を除去しつつポンプ17内に排出ガスを取
り込む。なお逆流防止弁15は、水封ポンプ17
が停止した時に水がメカニカル・ブースタ・ポン
プ13C側へ流れるのを防止する為のものであ
る。
水封ポンプ17からは水相及びガス相18が
夫々排出されて、後続のタンク20内に導入され
る。ここでは、固形反応生成物を含む水相21か
ら排液が排出管22を通じて排出され、またタン
ク底部に溜つたNH4Cl等の固形反応生成物は底
部の排出管23から排出される。他方、タンクの
上部からは排ガス19が排出管を通じて放出され
る。なお排液は適当なフイルタ(図示せず)に通
じて固形物を除去し、その後に再び導管16から
給水として再利用することができる。
夫々排出されて、後続のタンク20内に導入され
る。ここでは、固形反応生成物を含む水相21か
ら排液が排出管22を通じて排出され、またタン
ク底部に溜つたNH4Cl等の固形反応生成物は底
部の排出管23から排出される。他方、タンクの
上部からは排ガス19が排出管を通じて放出され
る。なお排液は適当なフイルタ(図示せず)に通
じて固形物を除去し、その後に再び導管16から
給水として再利用することができる。
以上の説明からも明らかなように、本発明の実
施例においては、冷却トラツプ7によつて未反応
ガスや固形反応生成物をある程度除去するととも
に、メカニカル・ブースタ・ポンプ13A〜13
Cの真空度が低下した部分で析出するNH4Cl等
の反応生成物については、CVD処理後に注入口
14から水を注入して溶解除去し水封ポンプ17
で排出することができるため、ポンプのメンテナ
ンスが大幅に軽減される。また、エゼクタ・ポン
プのような大型の装置を必要とせず、占有空間が
小さくて済み、設備費も軽減できる。
施例においては、冷却トラツプ7によつて未反応
ガスや固形反応生成物をある程度除去するととも
に、メカニカル・ブースタ・ポンプ13A〜13
Cの真空度が低下した部分で析出するNH4Cl等
の反応生成物については、CVD処理後に注入口
14から水を注入して溶解除去し水封ポンプ17
で排出することができるため、ポンプのメンテナ
ンスが大幅に軽減される。また、エゼクタ・ポン
プのような大型の装置を必要とせず、占有空間が
小さくて済み、設備費も軽減できる。
なお、本発明は上述の実施例のみに限定される
ものではなく、例えばメカニカル・ブースタ・ポ
ンプは3段に限定されず、2段あるいは4段以上
としてもよい。この場合、複数段のメカニカル・
ブースタ・ポンプのうちの真空度が低下して固形
反応生成物が析出し易くなる部分であつて水封ポ
ンプに近い方のポンプとその前段のポンプとの間
に注入口を設けるようにすればよい。
ものではなく、例えばメカニカル・ブースタ・ポ
ンプは3段に限定されず、2段あるいは4段以上
としてもよい。この場合、複数段のメカニカル・
ブースタ・ポンプのうちの真空度が低下して固形
反応生成物が析出し易くなる部分であつて水封ポ
ンプに近い方のポンプとその前段のポンプとの間
に注入口を設けるようにすればよい。
減圧CVD処理等の減圧反応処理後に、注入口
より水を注入してNH4Cl等の固形反応生成物を
溶解除去することにより、ポンプのつまりによる
故障や事故等を低減でき、メンテナンス時間が短
かくてすみ、ポンプの寿命の延長が図れ、点検、
修理のインターバルも長くとれる。また、反応処
理中には、注入口よりN2ガスや不活性ガス等を
注入して排ガス中の未反応ガス等を希釈すること
により、固形反応生成物の析出を抑えることがで
き、上述の効果をより高めることができる。さら
に、エゼクタ・ポンプのような大型のポンプを必
要とせず、装置全体を小型化でき、占有空間が少
なく、設備費を軽減できるとともに、ランニン
グ・コストやメンテナンスに関する維持費等も少
なくてすむ。
より水を注入してNH4Cl等の固形反応生成物を
溶解除去することにより、ポンプのつまりによる
故障や事故等を低減でき、メンテナンス時間が短
かくてすみ、ポンプの寿命の延長が図れ、点検、
修理のインターバルも長くとれる。また、反応処
理中には、注入口よりN2ガスや不活性ガス等を
注入して排ガス中の未反応ガス等を希釈すること
により、固形反応生成物の析出を抑えることがで
き、上述の効果をより高めることができる。さら
に、エゼクタ・ポンプのような大型のポンプを必
要とせず、装置全体を小型化でき、占有空間が少
なく、設備費を軽減できるとともに、ランニン
グ・コストやメンテナンスに関する維持費等も少
なくてすむ。
第1図は本発明の一実施例となる減圧CVD装
置を示す概略図、第2図は従来の減圧CVD装置
を示す概略図である。 2……減圧反応炉、5……排気管、13A,1
3B,13C……メカニカル・ブースタ・ポン
プ、14……注入口、17……水封ポンプ。
置を示す概略図、第2図は従来の減圧CVD装置
を示す概略図である。 2……減圧反応炉、5……排気管、13A,1
3B,13C……メカニカル・ブースタ・ポン
プ、14……注入口、17……水封ポンプ。
Claims (1)
- 1 減圧反応炉の排気経路に複数のメカニカル・
ブースタ・ポンプと液封ポンプとを順次配設し、
これらのメカニカル・ブースタ・ポンプおよび液
封ポンプを含む吸引手段によつて上記減圧反応炉
内を所定の減圧状態に制御しながら上記減圧反応
炉から排気ガスを導出するようになし、上記複数
のメカニカル・ブースタ・ポンプ間に注入口を設
けたことを特徴とする減圧反応装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60015487A JPS61177370A (ja) | 1985-01-31 | 1985-01-31 | 減圧反応装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60015487A JPS61177370A (ja) | 1985-01-31 | 1985-01-31 | 減圧反応装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61177370A JPS61177370A (ja) | 1986-08-09 |
| JPH0559987B2 true JPH0559987B2 (ja) | 1993-09-01 |
Family
ID=11890150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60015487A Granted JPS61177370A (ja) | 1985-01-31 | 1985-01-31 | 減圧反応装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61177370A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS648039U (ja) * | 1987-06-29 | 1989-01-17 | ||
| US20050250347A1 (en) * | 2003-12-31 | 2005-11-10 | Bailey Christopher M | Method and apparatus for maintaining by-product volatility in deposition process |
| CN119013431A (zh) * | 2022-02-24 | 2024-11-22 | Ihi伯尔纳股份公司 | 化学气相沉积设备 |
-
1985
- 1985-01-31 JP JP60015487A patent/JPS61177370A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61177370A (ja) | 1986-08-09 |
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