JPH09202973A - 成膜処理装置の排気システム構造 - Google Patents

成膜処理装置の排気システム構造

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JPH09202973A
JPH09202973A JP8030059A JP3005996A JPH09202973A JP H09202973 A JPH09202973 A JP H09202973A JP 8030059 A JP8030059 A JP 8030059A JP 3005996 A JP3005996 A JP 3005996A JP H09202973 A JPH09202973 A JP H09202973A
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system structure
pump
gas
exhaust
exhaust system
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JP8030059A
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Takashi Horiuchi
孝 堀内
Norihisa Kobayashi
仙尚 小林
Masahide Ito
昌秀 伊藤
Hisashi Gomi
久 五味
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Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
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Publication date
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    • 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
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    • C23C16/4412—Details relating to the exhausts, e.g. pumps, filters, scrubbers, particle traps
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポンプ内において未反応の有機金属材料を分
解させないようにしてポンプの下流側でこれを除害する
ようにした排気システム構造を提供する。 【解決手段】 有機金属材料２６を用いて被処理体に成
膜を施す成膜処理装置２の排気システム構造において、
前記成膜処理装置に接続さてれ排気ガスを流すための排
気通路３２と、この排気通路の上流側に介設されて、内
部に多数の回転羽根５０を有すると共にこの回転羽根の
軸受部に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段６５
を有するターボ分子ポンプ３６と、このターボ分子ポン
プの下流側に介設されたドライポンプ３８と、このドラ
イポンプに設けられて前記有機金属材料の熱分解温度よ
りも低い温度に冷却する冷却手段１００と、前記ドライ
ポンプの下流側に設けられて前記排気ガス中に含まれる
有機金属材料を除害する除害手段１３４とを備えるよう
に構成する。これにより、両ポンプ内では有機金属材料
が熱分解しないようにし、これを下流側の除害手段にて
除去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機金属材料を用
いて成膜を行なう成膜処理装置の排気システム構造に関
する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体デバイスにあっては、最
近の高密度化、高集積化の要請に応じて、回路構成を多
層配線構造にする傾向にあり、この場合、下層デバイス
と上層アルミ配線との接続部であるコンタクトホールや
下層アルミ配線と上層アルミ配線との接続部であるヴィ
アホールなどの埋め込み技術が、両者の電気的な接続を
はかるために重要になっている。コンタクトホールやヴ
ィアホールの埋め込みには、安価で導電性の良好な材
料、例えばアルミニウムを用いるのが好ましく、しか
も、ホールの埋め込みという技術的な制約からボイドの
発生をなくすためには方向性の高いスパッタによる成膜
でなく、ステップカバレジが良好なＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉ
ｃａｌ ＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）による成膜
が望まれている。
【０００３】アルミＣＶＤ成膜を形成するためには、一
般的には処理ガスとしてＤＭＡＨ（ジメチルアルミニウ
ムハイドライド）に代表される有機金属材料を用いる
が、このＤＭＡＨは、常温では粘度が８０００〜１００
００ｃｐ（センチポアズ）程度と非常に高くて水あめ状
になっており、しかも、空気中の水分や酸素と激しく反
応して発火するために非常に取り扱いが困難な物質であ
る。
【０００４】このようにＤＭＡＨは高粘度の材料である
ことから高精度に流量制御しつつ供給することが技術的
に非常に困難であり、上述のように水分や酸素と激しく
反応し、しかも常温において少しずつ自然分解し、特に
１００℃以上で急激に分解して金属アルミニウムを析出
することから排気ガスの処理系も十分には確立されてお
らず、量産化に適した装置が提供されていないのが現状
である。ここで排気ガスの対策について注目すると、有
機金属材料を原料ガスとして用いた場合の従来の一般的
な排気ガス対策は、排気ガス通路に加熱手段や冷却手段
を介設しておいて排気ガスを加熱するか、或いは冷却す
ることによりガス中に含まれる未反応有機金属材料や反
応生成物を析出させてトラップするようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、周知のよう
に真空処理装置の排気ガス系には、油を用いた油系ポン
プは油中に有機金属材料が溶け込むことから用いること
ができず、従って、粗引き用のドライポンプと高真空引
き用のターボ分子ポンプとを組み合わせて用いるのが一
般的であるが、上述のようにＤＭＡＨ等は常温でもある
程度分解すると共に１００℃を越えると激しく分解して
アルミニウムを析出することから、上記各ポンプの熱の
発生し易い部分、例えば軸受部やドライポンプ内の後段
の排気圧力が高くなる部分は、１００℃以上になること
からここに熱分解により析出したアルミニウムが付着
し、ポンプ性能を劣化させたり、最悪の場合にはポンプ
自体を破損させてしまうといった問題点がある。
【０００６】本発明は、以上のような問題点に着目し、
これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明
の目的はポンプ内において未反応の有機金属材料を分解
させないようにしてポンプの下流側でこれを除害するよ
うにした排気システム構造を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、有機金属材料を用いて被処理体に成膜
を施す成膜処理装置の排気システム構造において、前記
成膜処理装置に接続さてれ排気ガスを流すための排気通
路と、この排気通路の上流側に介設されて、内部に多数
の回転羽根を有すると共にこの回転羽根の軸受部に不活
性ガスを供給する不活性ガス供給手段を有するターボ分
子ポンプと、このターボ分子ポンプの下流側に介設され
たドライポンプと、このドライポンプに設けられて前記
有機金属材料の熱分解温度よりも低い温度に冷却する冷
却手段と、前記ドライポンプの下流側に設けられて前記
排気ガス中に含まれる有機金属材料を除害する除害手段
とを備えるように構成したものである。
【０００８】以上のように構成することにより、成膜処
理装置から排気通路内を排出される排気ガスは、ターボ
分子ポンプ、ドライポンプ及び除害手段と順次下流側へ
流れて行く。ここで、ターボ分子ポンプにおいてはその
軸受部に不活性ガスを僅かずつ供給していることからこ
の部分に排気ガスが侵入してくることがなく、従って、
アルミニウムが軸受部に付着することもない。これによ
り、ターボ分子ポンプからは、排気ガス中の未反応の有
機金属材料はそのままの状態で下流に排出される。この
ターボ分子の下流側に位置するドライポンプ内において
は、その回転駆動部分が発熱する傾向にあるが、このポ
ンプには冷却手段を設けて有機金属材料の熱分解温度以
下に冷却していることから、それ以上温度が上昇するこ
とはなく、従って、このポンプ内でも未反応の有機金属
材料は分解することなくそのまま排気ガス中に含まれて
排出される。
【０００９】そして、この未反応の有機金属材料は、こ
のポンプの下流側に設けた除害手段により、排気ガス中
から除去される。この除害手段としては、未反応の有機
金属材料を燃焼させて除去する方法や化学的に反応させ
て吸着除去する方法を採用することができる。有機金属
材料としてＤＭＡＨを用いた場合には、冷却手段により
ドライポンプ内を例えば５０℃以下に冷却することが望
ましい。また、除害手段の下流側には、除害の完全性を
期すため、或いは除害手段の故障時の緊急用として水ス
クラバを設けるのが望ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る成膜処理装
置の排気システム構造の一実施例を添付図面に基づいて
詳述する。図１は本発明の排気システム構造とこれを設
けた成膜処理装置を示す概略構成図、図２は排気システ
ム構造に設けたターボ分子ポンプを示す概略断面図、図
３は排気システム構造に設けたドライポンプを示す概略
断面図、図４は排気システム構造に設けた除害装置を示
す概略断面図、図５は排気システム構造に設けた水スク
ラバを示す概略断面図である。尚、本実施例では有機金
属材料としてＤＭＡＨ（ジメチルアルミニウムハイドラ
イド）を用いてアルミニウム膜を成膜する場合を例にと
って説明する。
【００１１】まず、図１に基づいて排気システム構造を
取り付ける成膜処理装置２について説明する。有機金属
材料としてのＤＭＡＨは、前述のように常温では８００
０〜１００００ｃｐ程度と高い粘度を有し、水あめ状の
液体状態となっており、また、反応性に富み、空気中の
水蒸気や酸素と激しく反応する一方、略１００℃以上で
は急激に熱分解して金属アルミニウムを析出することか
ら取り扱いが極めて困難である。そこで、本実施例では
ＤＭＡＨを熱分解しない温度範囲、例えば４０℃〜８０
℃、好ましくは６０℃程度に加熱して円滑に流れるよう
にしている。枚葉式の熱ＣＶＤの成膜処理装置２は、例
えばアルミニウム製の処理容器４を有しており、この中
には例えば抵抗加熱ヒータ６で加熱される載置台８が設
けられており、この載置台８の上面に例えばメカニカル
クランプ（図示せず）に保持されて被処理体としてのウ
エハＷが載置される。
【００１２】この載置台８の上方には、これに対向させ
てシャワーヘッド１０が設けられており、このシャワー
ヘッド１０内には多数の拡散孔を有する拡散板１４が設
けられる。そして、このシャワーヘッド１０には、これ
に処理ガスを供給するためのガス供給通路１２が接続さ
れており、これにより処理ガスを処理容器４内へ導入す
るようになっている。また、この処理容器４の底部４Ａ
には、本発明の排気システム構造１６に接続された排気
口１８が設けられており、容器内を真空引き可能にして
いる。処理容器４の側壁には、ウエハＷを搬入搬出する
ための開口２０が形成されており、この開口２０には気
密に開閉可能になされたゲートバルブＧ１を介してロー
ドロック室２０が接続されており、処理容器４内の真空
を破ることなくウエハの搬入搬出を行なうようになって
いる。
【００１３】前記ガス供給通路１２の先端には、液体収
容容器２４が接続されており、この容器２４内に原料液
体として例えばＤＭＡＨ液２６を貯蔵している。このＤ
ＭＡＨ液２６は、加圧された不活性ガス、例えばＡｒガ
スにより圧送される。このガス供給通路１２には、下流
側に向けて液体流量制御部２８及び搬送されたＤＭＡＨ
液を例えばＨ2 ガスにより気化させる気化器３０が順次
介設されており、ガス化されたＤＭＡＨを上記シャワー
ヘッド１０から処理容器４内へ導入するようになってい
る。
【００１４】一方、前記排気システム構造１６は、上記
排気口１８に接続された、例えばステンレススチール製
の排気通路３２を有しており、この排気通路３２にはそ
の下流側に向けて自動圧力調整弁３４、ターボ分子ポン
プ３６、開閉弁３７、粗引きポンプとしてのドライポン
プ３８、除害手段４０及び水スクラバ４２が順次介設さ
れている。図２は上記ターボ分子ポンプ３６の一例を示
す概略断面図であるが、この種の形式のものに限定され
るものではない。このターボ分子ポンプ３６の円筒体状
のハウジング４４の内壁面には、複数の固定翼４６が多
段に設けられており、この固定翼４６間には、内側の円
筒体状のロータ４８に取り付けた回転羽根としての回転
翼５０が配置される。このロータ４８の上端は閉塞され
ていると共に、このロータ４８は、回転モータ５２の回
転軸５４に直接的或いは間接的に接続されており、これ
を回転し得るようになっている。
【００１５】ハウジング４４の下端部には、基台５６が
ボルト５８により気密に取り付けられており、この基台
５６の中央部には上方に延びる円筒体状の軸受けハウジ
ング６０が設けられる。そして、この軸受けハウジング
６０内に前記回転軸５４を挿通させており、これらの間
に軸受６２を介在させて、回転軸５４を回転自在に支持
している。また、軸受ハウジング６０の下端開口部に
は、例えば磁性流体シール６４が回転軸５４との間に介
在させており、内部の気密性を保持しつつ回転軸５４の
回転を許容している。そして、この基台５６には不活性
ガス供給手段６５が設けられる。この供給手段６５は上
記軸受ハウジング６０を貫通して内部に臨ませたガスノ
ズル６６を有しており、このガスノズル６６には不活性
ガスとして例えばＮ2 ガスを貯留するＮ2 ガス源６８を
有するガス供給系７０が接続されている。不活性ガスと
してはＮ2 ガスに限定されず、Ａｒガス、Ｈｅガス等の
他の不活性ガスを用いてもよい。そして、このガス供給
系７０に介設した開閉弁７２及びマスフローコントロー
ラ７４を適宜制御することにより、上記軸受ハウジング
６０内及びロータ４８内へ不活性ガスを適当量だけ供給
してこの内部に排気ガスが侵入することを防止するよう
になっている。尚、不活性ガス供給手段６５としては、
ロータ４８内に不活性ガスを供給し得ればよく、上記し
た構成に限定されない。
【００１６】また、ハウジング４４の下部側壁にはガス
出口７６が開口されており、この部分には後段の排気通
路を接続するフランジ７８が形成されている。このよう
に構成されたターボ分子ポンプ３６は、ボルト８０によ
り自動圧力調整弁３４側のフランジに取り付け固定され
る。図３は粗引きポンプとしての上記ドライポンプ３８
の一例を示す概略断面図であるが、この種の形式のもの
に限定されるものではない。図示するようにこのドライ
ポンプ３８は、例えば筒体状になされたハウジング８２
を有しており、その長手方向の一端にガス吸入口８４が
設けられ、他端にはガス吐出口８６が設けられる。そし
て、このハウジング８２内には、回転軸９２、９４に支
持されて互いに接して回る２枚の回転翼８８、９０が多
段に設けられており、いわゆるルーツ形の真空ポンプを
構成している。各回転軸９２、９４は軸受９６によりハ
ウジング８２に回転自在に支持されると共に図示しない
磁性液体シールによりその軸受部がシールされており、
回転モータ９８により回転駆動される。
【００１７】ポンプ駆動中においては、圧縮熱や摩擦熱
等によってポンプ全体が加熱することから、この熱によ
り排気ガス中のＤＭＡＨが分解することを防止するため
に、このポンプ３８には冷却手段１００が設けられる。
具体的には、この冷却手段１００は、ハウジング８２の
内壁面に沿って螺旋状に形成された冷却通路１０１より
なる冷却ジャケットとして構成されており、これに例え
ば冷却水のような冷媒を流すことにより、ポンプ内をＤ
ＭＡＨの分解温度以下に冷却してＤＭＡＨをそのまま排
出するようになっている。この場合、ポンプ内の上流側
よりも下流側の方が圧縮率が高くなってより温度が高く
なる傾向にあるので、これを効率的に冷却するために冷
媒は下流側から導入するのが好ましい。そのため、下流
側に冷媒入口１０２を設け、上流側に冷媒出口１０３を
設けている。尚、冷却通路１０１の形状等は、ポンプを
冷却できればよく、上記したものに限定されない。
【００１８】図４は除害手段４０の一例を示す概略断面
図であるが、この種の形式のものに限定されるものでは
ない。図示するようにこの除害手段４０は、例えばステ
ンレススチール製の方形状のハウジング１０４を有し、
その一側壁にガス導入口１０６を設け、他側壁にガス出
口１０８を設けている。このハウジング１０４の底部１
１０は、ボルト１１２により着脱可能に設けられている
と共に天井部１１４もボルト１１６により着脱可能に取
り付け固定されている。そのハウジング１０４内には、
加熱手段として例えば複数のセラミックヒータ板１１８
が支柱１２０に所定のピッチで取り付けて設けられてお
り、この支柱１２０は上記天井部１１４に連結されて必
要に応じて天井板１１４を取り外すことによりヒータ板
１１８を一体的に取り出し得るようになっている。各ヒ
ータ板１１８は、排気ガスの流れ方向に対して傾斜させ
ており、ヒータ板１１８の表面と排気ガスが効率良く接
触し得るようになっている。
【００１９】また、このハウジング１０４内の上流側に
は、ドライエアを導入するためのドライエアノズル１２
２が設けられており、内部に燃焼用のドライエアを導入
するようになっている。従って、内部にドライエアを供
給しつつ、セラミックヒータ板１１８を所定の温度以上
に加熱することにより、排気ガス中に含まれていた未反
応のＤＭＡＨを燃焼して除去することが可能なようにな
っている。図５は水スクラバ４２の一例を示す概略断面
図である。図示するようにこの水スクラバ４２は、例え
ばステンレススチール製の方形状のハウジング１２４を
有し、その一側壁にガス導入口１２６を設け、他側壁に
ガス出口１２８を設けている。このハウジング１２４の
天井部１２８には内部に水を噴霧するためのシャワーヘ
ッド１３０が設けられており、これより噴霧した水を排
気ガスと接触させることにより、排ガス中の含有物を吸
着して除去し得るようになっている。尚、この水スクラ
バ４２は、この前段の除害手段４０が故障してＤＭＡＨ
が除去できない場合の緊急用の除害手段としても機能す
る。また、このハウジング１２４の底部１３０には、排
水口１３２が設けられており、噴霧された水をこれより
排出するようになっている。
【００２０】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について説明する。まず、処理容器４内に未処理の
半導体ウエハＷを搬入してこれを載置台９４上に載置保
持し、排気システム構造１６の各ポンプ３６、３８を駆
動して容器４内をベース圧まで真空引きすると共に抵抗
加熱ヒータ６によりウエハＷをプロセス温度、例えば１
６０℃〜３００℃程度の範囲内の所定の値、例えば２０
０℃に維持する。そして、この容器４内にシャワーヘッ
ド１０より所定の処理ガス、すなわちＤＭＡＨの気化ガ
スを供給しつつ内部をプロセス圧力範囲、例えば０．１
Ｔｏｒｒ〜２０Ｔｏｒｒの範囲内の所定の値、例えば２
Ｔｏｒｒ程度に維持してアルミニウムの成膜処理を行な
う。処理ガスの供給に際しては、液体収納容器２４内の
ＤＭＡＨ液２６を加圧されたＡｒガスにより圧送する。
圧送されたＤＭＡＨ液は液体流量制御部２８により流量
制御されつつ供給されて気化器３０にてＨ2 ガスにより
気化される。そして、この気化ガスがシャワーヘッド１
０より上述のように容器４内に導入されることになる。
【００２１】一方、未反応のＤＭＡＨガスは排気ガスに
含まれて、処理容器４の排気口１８より排気通路３２内
を流れ、ターボ分子ポンプ３６、ドライポンプ３８を通
過した後に、除害手段４０にて除去されることになる。
以下に、この排気通路３２の各介設機器における作用に
ついて説明する。まず、図２を参照してターボ分子ポン
プ３６の動作について説明すると、このポンプ３６内に
おいては回転モータ５２の駆動モータ５２の駆動により
ロータ４８に取り付けた回転翼５０が高速回転してお
り、これにより気体分子がガス出口側にあおられて送り
込まれ、高真空が達成される。この場合、ＤＭＡＨガス
を含む排気ガスがロータ４８の内壁と軸受ハウジング６
０の外壁との間の間隙Ｓを介して加熱傾向にある軸受部
側に侵入しようとするが、この軸受ハウジング６０内に
は、不活性ガス供給手段６５のガスノズル６６から不活
性ガスとしてＮ2 ガスを適量ずつ供給しているので、こ
のガス圧によりこの中に排気ガスが回り込んで侵入する
ことを防止することができる。従って、昇温状態の軸受
６２等にＤＭＡＨガスが接触することはないので、これ
に熱分解によるアルミニウムが付着することもなく、ポ
ンプ３６がアルミニウムの析出により破損することを未
然に防止することができる。
【００２２】この時のＮ2 ガスの供給量は、当然のこと
としてＮ2 ガスが処理容器４側へ逆流することがなく、
しかも排気ガスの侵入を防止し得る程度の量であり、ポ
ンプ３６の排気量に依存する。例えば排気容量が３００
リットル／秒程度のターボ分子ポンプ３６の場合には、
Ｎ2 ガスの供給量は、５ｓｃｃｍ〜１５ｓｃｃｍの範
囲、好ましくは１０ｓｃｃｍ程度に設定する。ターボ分
子ポンプ３６内で析出することなく排気ガスと共に排出
されたＤＭＡＨガスは次に、ドライポンプ４０内に流入
することになる。図３に示すようにドライポンプ３８内
においては、回転モータ９８により多段に設けた回転翼
８８、９０が相互に摺接しつつ回転しており、図中左側
より吸入された排気ガスは、右側に流れるにつれて次第
に圧縮率が高められて行く。そのため、摩擦エネルギー
等も加わって図中右側の下流側に行くに従ってポンプ内
の温度が高くなる傾向におるが、このハウジング８２に
設けた冷却手段１００の螺旋状の冷却通路１０１には、
例えば２５℃程度の冷媒が流されており、このハウジン
グ８２内をＤＭＡＨの分解温度（１００℃程度）よりも
低い温度、例えば５０℃程度に冷却している。
【００２３】従って、このポンプ内の温度上昇は、熱分
解温度以下に制御されてしまい、従って、排気ガス中に
含まれるＤＭＡＨガスが熱分解することがなく、金属ア
ルミニウムがポンプ内に析出付着することもなく、ポン
プが破損することを未然に防止することが可能となる。
この場合、冷媒は、ポンプ内において上流側よりも温度
が高くなる傾向にある下流側から導入するようにしてい
るので、一層、冷却効率を高めることができる。この冷
媒としては、冷却水の他に、エチレングリコール等、種
々のものを用いることができる。また、冷却温度として
は、有機金属材料が熱分解せず、しかも過冷却によりそ
のものが析出しない温度範囲、例えばＤＭＡＨの場合に
は３０℃〜６０℃の範囲内に設定する。ドライポンプ３
８内で析出することなく排気ガスと共に排出されたＤＭ
ＡＨガスは、次に、除害手段４０に流入することにな
る。
【００２４】図４に示すように除害手段４０のハウジン
グ１０４内には高温、例えば５００℃程度に加熱されて
いるセラミックヒータ板１１８が配置されており、しか
もこのハウジング１０４内にはその上流側よりドライエ
アノズル１２２を介してドライエアが導入されているの
で、排気ガス中に含まれていたＤＭＡＨガスが燃焼され
てしまい、燃焼生成物１４６がこの下方に落下すること
になる。すなわち、この除害手段４０では、未反応ＤＭ
ＡＨを熱分解させることなくガス状態のままで排気ガス
と共に搬送し、この除害手段４０内においてこの未反応
ＤＭＡＨを一気に燃焼させて除去する。この時のセラミ
ックヒータ板１１８の温度は、ＤＭＡＨを燃焼し得る温
度であるならば上記した５００℃に限定されない。析出
した燃焼生成物は、ハウジング１０４内の底部に堆積
し、底部１１０を定期的に取り外してこれを除去すれば
よい。また、セラミックヒータ板１１８のメンテナンス
を行なうには、天井部１１４を取り外して、セラミック
ヒータ板１１８をハウジング１０４から取り外すように
すればよい。
【００２５】また、ドライガスの供給量は、少なくとも
ＤＭＡＨを十分に燃焼し得るだけの量を供給するように
する。この除害手段４０において、排気ガス中の未反応
ＤＭＡＨは略完全に除去されてしまうことから、この除
害手段４０から排出される排気ガスは工場ダクトを介し
て直接大気放出しても何ら問題は生じないが、本実施例
においては、より安全性を期すため及び排気ガス中の浮
遊物、例えば燃焼生成物を確実に除去するためにここか
らの排気ガスを図５に示すような水スクラバ４２に導入
する。この水スクラバ４２内においてはシャワーヘッド
１３０から水がハウジング１２４内全体に亘って噴霧さ
れており、排気ガス中に含まれている可能性のある燃焼
生成物等の浮遊物を噴霧水に吸着させて除去することが
できる。また、この前段に設けた除害手段４０が万一故
障して未反応ＤＭＡＨが除去されることなく排出された
としても、この水スクラバ４２を設けたことにより、こ
の未反応ＤＭＡＨを確実に除去することができる。従っ
て、この水スクラバ４２を装置故障時の緊急用として用
いることができ、全体の安全性を向上させることができ
る。
【００２６】このように水スクラバ４２は緊急用として
も用いることができることから、図示されないが他の処
理装置からの排気ガスもこの水スクラバ４２に共通に導
入されており、その安全性を確保している。そして、こ
の水スクラバ４２から排出された排気ガスは、前述のよ
うに工場ダクトを介して大気放散されることになる。こ
のように本発明においては、ターボ分子ポンプ３６内に
おいては、Ｎ2 ガスを加熱気味になる軸受部に供給して
この部分にアルミニウムが析出することを防止し、且つ
ドライポンプ３８内においては、加熱気味になるポンプ
内を冷却手段４０によりＤＭＡＨの熱分解温度以下に冷
却してアルミニウムが析出することを防止し、そして、
これら両ポンプ３６、３８内を通過してきた未反応ＤＭ
ＡＨを除害手段４０により除去して無害化するようにし
たので、ターボ分子ポンプ３６やドライポンプ３８に、
金属膜の析出にともなうダメージを与えることなく、ア
ルミニウム成膜の量産化を図ることが可能となる。
【００２７】ドライポンプ３８に冷却手段１００を設け
て内部を冷却した場合と、設けなかった場合のアルミニ
ウムの析出状況を実験により検討したところ、以下のよ
うな結果を得た。この実験においては、１０００ｓｃｃ
ｍのＨ2 ガスをキャリアガスとしてＤＭＡＨを１００ｓ
ｃｃｍ（気体）流し、また、ドライポンプにおいては、
４２．６Ｐａｍ3／ｍの圧力のＮ2 ガスを６リットル／
分の割合で流し、この時の除害手段の入口及び出口でＤ
ＭＡＨの量を測定した。ドライポンプを冷却していない
従来システムの場合には、その下流の除害手段の入口で
ＤＭＡＨは１６．６ｓｃｃｍ、出口で０．１ｓｃｃｍで
あったが、ドライポンプに冷却手段を設けた本発明シス
テムの場合には、除害手段の入口でＤＭＡＨは７０．５
ｓｃｃｍ、出口で０．１ｓｃｃｍとなった。
【００２８】すなわち、このデータが示すように冷却手
段を設けなかった場合には、多くのアルミニウムがドラ
イポンプに析出する結果、除害手段の入口のＤＭＡＨ量
は１６．６ｓｃｃｍになって非常に少ないが、本発明の
ように冷却手段を用いてドライポンプを冷却した場合に
は、除害手段の入口のＤＭＡＨ量は、７０．５ｓｃｃｍ
と多くなって、ポンプ内にはほとんど金属アルミニウム
の析出は見られず、良好な結果を得ることができた。ま
た、除害手段では、ＤＭＡＨを効率的に除去することが
できた。尚、上記実施例においては除害手段４０とし
て、加熱酸化により未反応のＤＭＡＨを除去する、いわ
ゆる加熱酸化分解処理除去方式を採用するようにした
が、除去の形態はこのような方式に限定されず、例えば
燃焼式処理除去方式或いはＤＭＡＨを化学的に反応させ
て吸着除去するようにした物理化学吸着除去方式を採用
してもよい。図６はそのような除害手段の一例を示す概
略断面図であり、この除害手段１３４のハウジング１３
６内には、表面にＤＭＡＨと反応する薬品、例えば水酸
化銅（Ｃｕ（ＯＨ）2）を含有する薬品を塗布した多数
のカラム１３８を充填しており、底部のガス導入口１４
０から排気ガスを導入し、天井部のガス出口１４２から
ガスを排出するようになっている。下記の数１はこの時
の除害反応式を示している。
【００２９】
【数１】
【００３０】このような構成においては、排気ガス中に
含まれた未反応のＤＭＡＨは、カラム１３品表面に塗布
した薬品と反応してここに付着し、吸着除去されること
になる。カラム１３８を新しいものと取り替える場合に
は、例えばボルト１４４により着脱可能になされた底部
を取り外すことにより使用済みのカラム１３８を取り出
し、未使用の新しいカラムを再充填すればよい。
【００３１】また、上記実施例では、有機金属材料とし
てＤＭＡＨを用いた場合について説明したが、これに限
定されず、例えばＴＩＢＡ（トリイソブチルアルミニウ
ム），ＤＭＥＡＡ（ジメチルエチルアミノアラン），Ｔ
ＭＥＡＡ（トリメチルアミンアラン），ＴＭＡ（トリメ
チルアルミニウム），ＴＭＧ（トリメチルガリウム），
トリアルキルホスフィン等も用いることができるのは勿
論である。更には、被処理体としては半導体ウエハに限
定されず、他の被処理体、例えばＬＣＤ基板やガラス基
板等にも適用できるのは勿論である。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の成膜処理
装置の排気システム構造によれば、次のように優れた作
用効果を発揮することができる。ターボ分子ポンプの軸
受部に不活性ガスを流し、ドライポンプには冷媒を流し
て有機金属材料が熱分解しないように冷却するようにし
たので、排気ガス中に含まれる未反応の有機金属材料を
両ポンプ内で析出させることなく後流側に流し、これを
後段の除害手段で除去することができる。従って、金属
材料、例えばアルミニウムが熱分解によって両ポンプ内
で析出することがなく、これに起因する破損を防止する
ことができる。また、有機金属材料を用いた成膜処理装
置の排気系を確立することができることから、量産レベ
ルで例えばアルミニウム等の金属成膜を行なうことがで
きる。更に、最終的に水スクラバを設けることにより、
除害手段の故障時の緊急時にも対応でき、浮遊物を完全
に除去できるのみならず、安全性も向上させることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排気システム構造とこれを設けた成膜
処理装置を示す概略構成図である。
【図２】排気システム構造に設けたターボ分子ポンプを
示す概略断面図である。
【図３】排気システム構造に設けたドライポンプを示す
概略断面図である。
【図４】排気システム構造に設けた除害装置を示す概略
断面図である。
【図５】排気システム構造に設けた水スクラバを示す概
略断面図である。
【図６】除害手段の他の実施例を示す概略断面図であ
る。
【符号の説明】
２ 成膜処理装置 ４ 処理容器 １２ ガス供給通路 ２６ ＤＭＡＨ液（有機金属材料） ３２ 排気通路 ３４ 自動加圧調整弁 ３６ ターボ分子ポンプ ３８ ドライポンプ ４０ 除害手段 ４２ 水スクラバ ４６ 固定翼 ５０ 回転翼（回転羽根） ６５ 不活性ガス供給手段 １００ 冷却手段 １０１ 冷却通路 １０２ 冷媒入口 １０３ 冷媒出口 １１８ セラミックヒータ板 １２２ ドライエアノズル １３４ 除害手段 Ｗ 被処理体（半導体ウエハ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 五味 久 山梨県韮崎市藤井町北下条2381番地の１ 東京エレクトロン山梨株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 有機金属材料を用いて被処理体に成膜を
    施す成膜処理装置の排気システム構造において、前記成
    膜処理装置に接続さてれ排気ガスを流すための排気通路
    と、この排気通路の上流側に介設されて、内部に多数の
    回転羽根を有すると共にこの回転羽根の軸受部に不活性
    ガスを供給する不活性ガス供給手段を有するターボ分子
    ポンプと、このターボ分子ポンプの下流側に介設された
    ドライポンプと、このドライポンプに設けられて前記有
    機金属材料の熱分解温度よりも低い温度に冷却する冷却
    手段と、前記ドライポンプの下流側に設けられて前記排
    気ガス中に含まれる有機金属材料を除害する除害手段と
    を備えたことを特徴とする成膜処理装置の排気システム
    構造。
  2. 【請求項２】 前記有機金属材料は、ＤＭＡＨ（ジメチ
    ルアルミニウムハイドライド），ＴＩＢＡ（トリイソブ
    チルアルミニウム），ＤＭＥＡＡ（ジメチルエチルアミ
    ノアラン），ＴＭＥＡＡ（トリメチルアミンアラン），
    ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム），ＴＭＧ（トリメチ
    ルガリウム），トリアルキルホスフィンよりなる群の
    内、いずれか１つであることを特徴とする請求項１記載
    の成膜処理装置の排気システム構造。
  3. 【請求項３】 前記有機金属材料がＤＭＡＨの時は、前
    記冷却手段による冷却温度は５０℃以下であることを特
    徴とする請求項１記載の成膜処理装置の排気システム構
    造。
  4. 【請求項４】 前記除害手段は、前記有機金属材料を燃
    焼させて除害することを特徴とする請求項１乃至３記載
    の成膜処理装置の排気システム構造。
  5. 【請求項５】 前記除害手段は、前記有機金属材料を化
    学的に反応させて吸着することを特徴とする請求項１乃
    至３記載の成膜処理装置の排気システム構造。
  6. 【請求項６】 前記除害手段の下流側には、排気ガスと
    水分とを接触させることにより排気ガス中の含有物を除
    去する水スクラバが介設されていることを特徴とする請
    求項１乃至５記載の成膜処理装置の排気システム構造。
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