JPH0710326B2 - 真空排気系用微粒子捕集装置 - Google Patents

真空排気系用微粒子捕集装置

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JPH0710326B2
JPH0710326B2 JP14335387A JP14335387A JPH0710326B2 JP H0710326 B2 JPH0710326 B2 JP H0710326B2 JP 14335387 A JP14335387 A JP 14335387A JP 14335387 A JP14335387 A JP 14335387A JP H0710326 B2 JPH0710326 B2 JP H0710326B2
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良保 前羽
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J3/00Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
    • B01J3/006Processes utilising sub-atmospheric pressure; Apparatus therefor

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、真空室と真空ポンプとの間に設置され、該真
空室に存するダスト等の微粒子を真空ポンプに到達する
以前に収集する真空排気系用微粒子捕集装置に関する。
〔従来の技術〕
従来、CVD(化学蒸着法)等の多量にダスト等の微粒子
(粉)を発生する装置において、真空ポンプの保護のた
めに、排気通路にメッシュを介在させて、排気ガス中の
ダストを付着させるような方法をとっていた。
しかし、真空中では、レイノズル数は小さく、上記のよ
うな方法は、殆んどブラウン拡散効果に頼っているた
め、効率が悪かった。
上記のような欠点を除去する手段として、本出願人は、
例えば第5図に示すような熱泳動式の捕集装置(トラッ
プ)を先に提案した。(特願昭63−264118号) このものは、例えば成膜装置の真空室11へ接続される流
入管3と、低真空又は中真空を形成しうる真空ポンプ2
へ接続される流出管4とを備えた容器1内の該流入管3
から流出管4への流路5に、外側円筒6と内側円筒7か
らなる2重円筒体を設け、その間を気体が流れるように
し、且つ一方(外筒6)を高温壁、他方(内筒7)を低
温壁とすると共に、該捕集装置を通過するに必要な圧力
差を小さくし、また気体中の微粒子を総べて捕集できる
ように、これらの両円筒の断面積及び長さを適当に保つ
ように構成し、これにより前記問題点を解決している。
なお、図中、8は加熱用ヒータ、9は冷却水パイプ、12
はバイパス、13,14はバルブである。
上記真空ポンプ2が作動されると、真空室11内のガスは
2重円筒内の流路5を真空ポンプ2へ吸引されるが、該
流路5は、高温壁6と低温壁7とを対向させ且つ流入管
3より断面積が大きく形成されているので、真空ポンプ
2で吸引されるガス中のダスト等の微粒子は、2重円筒
によって形成された高温壁6から低温側へと熱泳動現象
により或る速度で移動して低温壁7に付着する。この微
粒子の移動速度は、圧力が低い程、小さい温度勾配で同
一の速度となるので、高温壁6と低温壁7の間隔を大き
く取って温度勾配が小さくなった場合、つまり流路断面
積を大きくした場合であっても、十分にガス中の微粒子
を低温壁に吸着して収集することができる。しかも、流
路断面積が流入管3の断面積より大きいので、微粒子収
集のための圧力差が小さくて済み、そのため、比較的高
い真空度が得られる真空ポンプの吸込側に取付けて使用
できるので、可及的に真空室内の圧力を低くすることが
可能になる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
先に提案した上記熱泳動を利用した微粒子捕集装置は、
従来のものより効率が良いなど多くの長所を有している
が、ダスト等の粉(微粒子)が或る程度付着すると、掃
除をする必要があり、そのために、分解して粉を除去す
る必要があった。
しかしながら、一般に半導体製造装置など、ダスト等の
粉を発生し易いプロセスで使用するガスは、非常に活性
で反応性に富んでいるため、通常は安定を確保するため
に、すべて最終段に除害装置を設けている。
このような系で、粉と一緒に未反応のままガスが吸着し
ていた場合、分解してそれを大気にさらすということは
甚だ危険である。そのため、通常は十分にN2などでパー
ジ(追放)している。従って、吸着した粉を除去する作
業に非常に手間がかかるという問題点があった。
本発明は、低圧のガス中のダスト等の微粒子(粉)を圧
力差を高めることなく十分に収集することができ、製造
簡単、製作容易で、比較的高い真空度が得られる真空ポ
ンプを使用することができ、しかも保守の容易な真空排
気系用微粒子捕集装置(トラップ)を提供すると共に、
分解することなく吸着微粒子を除去することを技術的課
題としている。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、先に提案した熱泳動を利用した微粒子捕集装
置(トラップ)の問題点及び技術的課題を解決するため
に、熱泳動式微粒子トラップの内容内部に通じる部分、
つまり容器内部又は該容器内部に連通する容器外部に放
電機構を設け、低温壁面に付着した微粒子(粉)をプラ
ズマ化学反応により再び気化させるような種類のクリー
ニングガスを、外部から上記放電機構設置部を経て容器
内に導入するようにし、該放電機構による放電により、
低温壁面に付着した微粒子をプラズマ反応させて気化さ
せ、回収装置により回収するようにしたことを特徴とし
ている。
〔作 用〕
本発明は上記のように構成されているので、流入管を例
えば成膜装置の真空室に接続し、流出管を低真空又は中
真空を形成し得る真空ポンプに接続して、該真空ポンプ
を作動させると、真空室内のガスは、2重筒体間の流路
を経て真空ポンプへ吸引されるが、該流路は、高温壁と
低温壁とを対向させるようにして形成されているので、
真空ポンプで吸引されるガス中のダスト等の微粒子は、
2重筒体によって形成された高温壁と低温壁の温度勾配
を有する流路中で、高温側から低温側へと熱泳動現象に
より或る速度で移動して低温壁に付着する。この微粒子
の移動速度は、圧力が低い程、小さい温度勾配で同一の
速度となるので、高温壁と低温壁の間隔を大きく取って
温度勾配が小さくなった場合、つまり流路断面積を大き
くした場合であっても、十分にガス中の微粒子を低温壁
に吸着して収集することができることは、先に提案した
捕集装置と変りはない。
上記のようにして、CVDなどの成膜プロセスで発生した
ダスト等の微粒子つまり粉が当該捕集装置の低温壁面に
多量に付着され、クリーニングが必要となったとき、ク
リーニングガスを、バルブで閉止されているメインライ
ン又は補助ラインから放電機構設置部を経て当該トラッ
プ容器内に導入し、回収装置を作動させる。すると、上
記クリーニングガスは放電機構の放電により、プラズマ
状態となって活性化し、低温壁面に付着した微粒子と化
学反応して、ガス状態の物質に気化し、回収装置により
当該トラップより除去され、クリーニングされる。
クリーニングが終了すると、再び通常のトラップのメイ
ンライン復帰させる。
〔実施例〕
次に、本発明の実施例を図面と共に説明する。
第1図は、本発明の一実施例を示す微粒子捕集装置の使
用状態を示す説明図であって、図中、第5図に記載した
符号と同一の符号は同一ないし同類部分を示すものとす
る。
図において、1は熱泳動式微粒子トラップの容器であっ
て、内部には、図示しない高温壁と低温壁とが対向して
設けられており、気体中の微粒子が高温壁から低温壁へ
熱泳動現象により移動させて低温壁へ付着させるように
なっている。
上記容器1の流入管3の一部には、誘導体からなる放電
管20が設置され、該放電管20の外側にコイル21が巻か
れ、高周波電源22に接続されている。
上記放電管20の入口側に接続される流入管3に、クリー
ニングガス導入管23が接続され、該導入管23にはバルブ
24が設けられている。該導入管23へ導入されるクリーニ
ングガスは、例えば微粒子(粉)としてSiO2ができるよ
うなシステムでは、例えばCF4が使用される。なお該ガ
スは、SF6やC2F6,C3F8など、フッ素系ガスならよい。
一方、流出管4上のメインライン用のバルブ13の手前
(上流側)に、バルブ26を介して、クリーニングガス回
収装置としての真空ポンプ25が接続されている。
次に作用について説明すると、上記のようにしてCVDな
どの成膜プロセスで発生したダスト等の微粒子つまり粉
が当該トラップ容器1の低温壁面に多重に付着され、ク
リーニングが必要となったとき、メインラインのバルブ
13,13を閉じ、バイパス12のバルブ14,14を開けて真空排
気作用を続ける。
同時に、クリーニングガス導入管23のバルブ24を開け、
該導入管23より、クリーニングガスとして、前記したよ
うな例えばCF4を導入した場合、放電管18に高周波を印
加し、放電させると、上記CF4はプラズマ状態となって
活性化し、低温壁に付着したSiO2と化学反応してガス状
態にあるSiF4として気化し、開放されたクリーニングガ
ス排出バルブ26を経て、真空ポンプ25により回収され、
該トラップより除去されてクリーニングされる。
上記のようにしてクリーニング作用が終了すると、バイ
パス12のバルブ14,14を閉じメインラインのバルブ13,13
を開け、再び通常のトラップのメインラインを復帰させ
る。
この実施例によれば、トラップを分解することなくクリ
ーニングすることができ、従って危険が回避され、また
稼働率を向上させることができる。
第2図ないし第4図は放電機構の異なった実施例を示す
要部説明図であって、第2図に示されたものは、流入管
3の一部に、絶縁材31を介して二つの電極32,32が対向
して配置されており、これらの両電極32,32には、高周
波電源33からの高電圧が印加され、両電極間で放電させ
てプラズマを生じさせるようになっている。なお、上記
高周波電源33の代りに、高圧の直流電源を用いて直流放
電させるようにしてもよい。
この実施例によれば、両電源32,32間の放電によりプラ
ズマを生じ、クリーニングガスが活性化される。
第3図に示されたものは、トラップ容器1の上部蓋体1a
に絶縁材41を介してリング状電極42が、また下部蓋体1b
に絶縁材41を介して円板状電極43がそれぞれ対向して設
置されており、これらの両電極42,43には、高周波電源4
4からの高電圧が印加され、両電極間で放電させてプラ
ズマを生じさせるようになっている。
第4図に示されたものは、トラップ容器1の上部蓋体1a
が絶縁材51を介して容器本体側フランジ1cに取付けられ
ており、また流入管3及び流出管4の両フランジ3a,4a
が絶縁材52及び53を介してそれぞれ容器本体側フランジ
3b,4bに取付けられている。そして上部蓋体1aと、流入
管3の本体側フランジ3bより内側部分とに、それぞれ配
線を介して高周波電源53が接続され、これら容器1の上
部蓋体1aと流入管部との間で直接放電させてプラズマを
生じさせるようになっている。
上記第3図及び第4図に示された実施例のものは、容器
1内で直接プラズマを生じるようにされているので、ク
リーニングガスの活性化と、容器内低温壁に付着された
粉の化学反応とが容器内で並行して行われるので、反応
生成ガス化が促進される利点がある。
上記した実施例では、クリーニングガスによりガス化さ
れた微粒子(粉)を流出管4の途中に接続した別個の真
空ポンプ25によって回収するようにした構造について説
明したが、上記真空ポンプ25の代りに、メインラインの
真空ポンプ2を利用して行わせるようにすることも可能
である。この場合、クリーニング作用中も、バイパス12
の両バルブ14,14と共に流出管4のバルブ13をも開放す
ることにより、容器1内の微粒子をガス化したクリーニ
ングガスを排除することができる。
また放電機構についても、上記した実施例に限らず、プ
ラズマをトラップ容器内に導入できるものであれば、ク
リーニングは可能である。
なお、トラップ容器内の高温壁と低温壁を2重筒体で形
成した構造について説明したが、これらの両壁を、例え
ば所定距離を隔てて並設し、両端部で交互に連通させて
蛇行した流路を形成するようにしたもの(特開昭63−19
0614号)でもよい。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、熱泳動式トラップ
において、容器の内部又は容器内部に連通する外部に放
電機構を設け、クリーニングガスを外部から放電機構設
置部を経て容器内に導入するようにし、該放電機構によ
る放電により、低温壁面に付着した微粒子をプラズマ反
応させて気化させ、回収するようにしたことにより、従
来分解、洗浄を必要としていたトラップのクリーニング
を、分解することなく、装置内でクリーニングが可能と
なる。従って、稼働率が向上すると共に、危険なガスを
取扱うシステムにおいても、人体が分解洗浄作業などの
危険な作業に従事する必要をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す微粒子捕集装置の使用
状態を示す全体説明図、第2図ないし第4図は本発明装
置に使用する放電機構の異なった実施例を示す要部断面
図、第5図は先に提案された捕集装置の使用状態を示す
要部断面説明図である。 1……容器、2……真空ポンプ、3……流入管、4……
流出管、5……流路、11……真空室、12……バイパス、
13,14……バルブ、20……放電管、21……コイル、22,3
3,44,53……高周波電源、23……クリーニングガス導入
管、25……真空ポンプ、24,26……バルブ、31,41,51,52
……絶縁材、32,42,43……電極。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】真空室へ接続される流入管と真空ポンプへ
    接続される流出管とにそれぞれ接続される容器内に、高
    温壁と低温壁とを対向して設け、これら両対向壁の間
    を、上記流入管から流出管へ気体が流れる流路とし、気
    体中の微粒子を高温側から低温側へ熱泳動現象により移
    動させて低温壁へ付着させるようにした熱泳動式微粒子
    トラップにおいて、上記容器の内部又は容器内部に連通
    する外部に放電機構を設け、低温壁面に付着した微粒子
    をプラズマ化学反応により再び気化させるような種類の
    クリーニングガスを、外部から上記放電機構設置部を経
    て容器内に導入するようにし、該放電機構による放電に
    より、低温壁面に付着した微粒子をプラズマ反応させて
    気化させ、回収装置により回収するようにしたことを特
    徴とする真空排気系用微粒子捕集装置。
  2. 【請求項2】上記クリーニングガスは、微粒子がSiO2
    あるときSF6やCF4,C2F6,C3F8などフッ素系ガスである特
    許請求の範囲第1項記載の真空排気系用微粒子捕集装
    置。
  3. 【請求項3】上記回収装置が真空ポンプである特許請求
    の範囲第1項記載の真空排気系用微粒子捕集装置。
  4. 【請求項4】上記放電機構が、上記容器の流入管に設け
    られた放電管である特許請求の範囲第1項記載の真空排
    気系用微粒子捕集装置。
  5. 【請求項5】上記放電機構が、上記容器の流入管壁とは
    絶縁された対向電極間に高周波電圧を印加して放電させ
    るようになっている特許請求の範囲第1項記載の真空排
    気系用微粒子捕集装置。
  6. 【請求項6】上記放電機構が、上記容器の両蓋体とは絶
    縁された対向電極間に高周波電圧を印加して放電させる
    ようになっている特許請求の範囲第1項記載の真空排気
    系用微粒子捕集装置。
  7. 【請求項7】上記放電機構が、互いに絶縁された一方の
    容器蓋体と流入管壁間に高周波電圧を印加して放電させ
    るようになっている特許請求の範囲第1項記載の真空排
    気系用微粒子捕集装置。
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FR2702327B1 (fr) * 1993-03-02 1995-04-07 Commissariat Energie Atomique Dispositif de récupération d'une matière, notamment d'un métal, dans une source de plasma formé à partir de cette matière, et procédés de récupération du métal.

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