捕集装置、排气系统以及采用该排气系统的处理系统的制作方法

专利名称：捕集装置、排气系统以及采用该排气系统的处理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于捕获(trap:捕集)排放气体中的排气物的捕集装 置，上述排放气体是从为了制造半导体装置而对半导体晶片等实施成 膜等处理的处理装置中被排出的气体。具体而言，本发明涉及根据需 要除去由捕集元件捕获而附着的排气物并能够进行捕集元件的再生的 捕集装置。本发明还涉及具备这样的捕集装置的排气系统和处理系统。
背景技术：
通常，捕集装置设置在从对半导体晶片等进行成膜处理等规定处 理的处理装置排出内部气氛的排气通路上。捕集装置配置在真空泵的 前段侧。捕集装置通过捕集装置内的捕集元件捕获从处理装置的处理 室排出的排放气体中未反应的处理气体或反应副产物等的排气物。捕 集装置具备从捕集元件除去由捕集元件捕获而附着的排气物，再生捕 集元件的功能。
在仅具有一台捕集装置的处理系统中，当通过捕集元件捕获到一 定程度的量的排气物时，处理系统的运行被停止，通过使用洗涤水清 洗捕集元件而除去所附着的排气物。
日本专利公开公报特开2001-323875号公报和特开2004-111834号 公报中公开有一种捕集装置，其具有能够在一个捕集区域和在其两侧 设置的两个再生区域之间联动移动的两个捕集元件。在这种捕集装置 中，第一捕集元件位于捕集领域捕获排放气体中的反应生成物的排气 物，如果第一捕集元件捕获到一定程度量的排气物，则第一捕集元件 就移动至再生领域进行再生处理。在第一捕集元件在捕集领域进行排 气物的捕获的期间，第二捕集元件位于再生领域利用洗涤水清洗除去 附着在第二捕集元件的排气物。当第二捕集元件移动至捕集领域时， 第一捕集元件移动至再生领域。
通过像这样交替地使用两个捕集元件，能够不停止处理装置而对多个晶片进行连续地处理，从而能够提高处理装置的工作效率。
如上所述若只是通过浇淋洗涤液清洗捕集元件，则附着在捕集元
件上的排气物不能充分地被除去，从而发生再生不充分的情况。
另外，如上所述对于具有两个能够切换的捕集元件的捕集装置，
由于捕集元件在筐体内壁上滑动，即使在滑动部分设置有密封部件，
在滑动时也会发生从滑动部分泄漏排放气体或洗涤水的问题。

发明内容
本发明是针对上述问题，为有效地解决这些问题而提出的发明。
本发明的目的在于提供通过可靠地除去附着在捕集元件上的排气 物能够可靠地进行再生的捕集装置。
本发明的另一目的在于提供即使具有多个捕集元件，也能够可靠 地防止在捕集元件切换时等排放气体等向外部泄漏的捕集装置。
本发明的另一目的在于提供采用上述捕集装置的排气系统和处理 系统。
本发明人等对于从捕集元件除去附着排气物进行专心研究的结果 发现针对捕集排气物的捕集元件和所附着的排气物的线膨胀率的不 同，通过将两者急剧冷却，利用由于两者的线膨胀率的不同和热收縮 速度的差使所附着的排气物(副产物)被物理性的破坏(粉碎)，从而 能够被除去，由此实现本发明。
因此，根据本发明的第一观点，提供一种捕集装置，其设置在排 出来自对被处理体进行处理的处理室的排放气体的排气通路上，用于 从上述排放气体捕获排气物，该捕集装置的特征在于，包括设置在 上述排气通路的筐体；设置在上述筐体内捕获上述排气物的捕集元件; 加热上述捕集元件的捕集加热装置；向上述筐体内导入冷却介质的冷 却介质导入装置；用于从上述筐体排出上述冷却介质的冷却介质排出 部；和按照以下方式控制上述捕集加热装置和上述冷却介质导入装置 的控制部，即用于从上述捕集元件除去由上述捕集元件捕获的上述 排出物，而在通过上述捕集加热装置加热上述捕集元件的状态下，通 过上述冷却介质导入装置向上述筐体内导入上述冷却介质。
像这样，在除去捕集元件上附着的排气物时，通过冷却介质导入装置导入的冷却介质使捕集元件和所附着的排气物两者急剧冷却，通 过两者的线膨胀率的不同和热收縮速度的差，使附着排气物被物理性 的破坏从而能够可靠地除去，因此能够可靠地进行捕集装置的再生。
在一个优选实施方式中，在上述筐体设置有透明的照射窗，上述 捕集加热装置在上述筐体的外部具有设置在上述照射窗的外侧的红外 线加热器。在一个优选实施方式中，在上述筐体的内部在上述照射窗 的内侧，能够移动地设置有用于防止上述排气物附着在上述照射窗的 表面的防附着挡板。上述捕集加热装置能够作为在上述捕集元件设置 的电阻加热器。
在一个优选实施方式中，上述冷却介质导入装置构成为具备设 置在上述筐体的顶棚部的冷却介质导入口 ，从上述冷却介质导入口向 上述捕集元件喷射上述冷却介质。在一个优选实施方式中，如权利要 求1所记载的捕集装置，上述冷却介质排出部被设置在上述筐体的底 部，并且在上述冷却介质排出部的冷却介质排出口设置有能够开闭的 开闭阀。优选上述开闭阀包括阀体、和用于使上述阀体落座设置在 阀口的外周的凸缘状的阀座，在上述阔座设置有使上述阀座和上述阔 体之间气密地密封的密封部件。
在上述筐体的外周设置有冷却套管。能够设置向上述筐体内导入 恢复大气压用的气体的恢复大气压气体导入部。上述捕集元件能够具 有多个翼片而构成。
上述翼片能够可旋转地构成。优选上述翼片由对应于上述排气物 的种类的部件构成。
根据本发明的第二观点，提供一种排气系统，其包括排出来自 对被处理体进行处理的处理室的排放气体的排气通路；设置在上述排
气通路的如权利要求1上述的捕集装置；使通过上述捕集装置的排放 气体中的有害物质无害化的除害装置；和设置在上述排气通路途中吸 引上述处理室内的气氛的排气泵。优选上述捕集装置被设置于在上述 排气通路中设置的接头管，上述接头管向重力方向弯曲，使得上述捕 集装置位于比上述排气管的相对于上述接头管的连接部分低的位置。
根据本发明的第三观点提供一种排气系统，其包括排出来自对
被处理体进行处理的处理室的排放气体的排气通路；多个并列地设置在上述排气通路的途中的接头管；设置在上述各接头管的如权利要求1 上述的捕集装置；切换阀，其分别设置在上述接头管的分支部和合流 部，使上述多个接头管中的至少一个与上述排气通路连通，并且使上 述多个接头管中的至少一个与上述排气通路遮断；使通过上述捕集装 置的排放气体中的有害物质无害化的除害装置；设置在上述排气通路 的途中吸引上述处理室内的气氛的排气泵；和按照以下方式控制上述 多个捕集装置和上述切换阀的切换控制部，即当在上述多个捕集装 置中的至少一个中执行所附着的排气物的除去动作时，在其他的至少 一个捕集装置中执行来自排放气体的排气物的捕集动作。
由此，因为通过切换阀能够进行捕集装置的切换，不存在现有技 术中的进行滑动的密封部分，从而能够防止排放气体或冷却介质(洗 涤水)等的泄漏。而且，还能够连续地使用处理装置。
在一个优选实施方式中，在上述切换阀设置有加热上述切换阀的 阀加热装置，该阀加热装置用于防止上述排放气体中的排气物附着在 上述切换阀。另外，能够设置用于冷却上述分支部和合流部的冷却套 管。优选上述各接头管向重力方向弯曲，使得设置在该接头管的捕集 装置位于比上述排气管的相对于该接头管的连接部分低的位置。
另外，根据本发明，提供一种处理系统，其特征在于包括具有 对被处理体进行处理的处理室的处理装置；和上述第二或者第三观点 上述的排气系统。


图1是表示采用本发明的捕集装置的处理系统的一例的概略结构图。
图2是表示本发明的捕集装置的侧面图。
图3是表示设置在本发明的第一实施例的排气系统中的捕集装置
的上面部分截面图。
图4是表示收容在捕集装置内的捕集元件的立体图。
图5是用于说明设置在冷却介质排出部的排出开闭阀的动作的动
作说明图。
图6是用于说明包括具有本发明的捕集装置的第一实施例的排气系统的处理系统整体动作的流程图。
图7是表示设置在第二实施例的排气系统中的本发明的捕集装置 的上面部分截面图。
图8是用于说明包括具有本发明的捕集装置的第二实施例的排气 系统的处理系统整体动作的流程图。
具体实施例方式
以下，基于附图，详述本发明的捕集装置、采用该捕集装置的排 气系统以及采用该排气系统的处理系统的一个优选实施例。图1是表 示采用本发明的捕集装置的处理系统的一例的概略结构图，图2是表 示本发明的捕集装置的侧面图，图3是表示设置在本发明的第一实施 例的排气系统中的捕集装置的上面部分截面图，图4是表示收容在捕 集装置内的捕集元件的立体图，图5是用于说明设置在冷却介质排出 部的排出开闭阀的动作的动作说明图。 (处理系统的整体结构)
首先，参照图l说明处理系统。如图1所示，该处理系统2主要 由用于对作为被处理体的半导体晶片W进行成膜处理、蚀刻处理等规 定处理的处理装置4;和对该处理装置4内的气氛进行排气并且维持在 规定压力的排气系统6构成。另外，包括该处理装置4和排气系统6 的处理系统整体的动作通过例如由计算机等组成的装置控制部8被控 制。
在例示的实施方式中，处理装置4为对晶片进行逐个处理的单片 式处理装置。处理装置4具有利用铝合金形成为筒体状的处理室10。 在处理室10内设置有载置晶片W用的载置台12。在载置台12设置有 用作加热单元的例如电阻加热式加热器14，能够将晶片W加热至规定 的温度并维持其温度。此外，也有采用加热灯等作为加热单元的情况。
在载置台12设置有在搬入、搬出晶片W时用于顶起并支撑晶片 W的能够升降的升降销(liftpin)(未图示)。在处理室10的侧壁设置 有在搬入、搬出晶片W时被开闭的闸阀16。而且，在处理室10的顶 棚部设置有作为气体导入单元的例如喷淋头部18，能够向处理室10 内导入各种必要的气体。作为气体导入单元也可以不用喷淋头部18而采用气体喷嘴。在处理室10的底部设置有用于排出处理室10内的气 氛的排气口20。另外，处理装置4不限于单片式的处理装置，也可以 采用能够一次同时处理多个晶片的批量式的处理装置。 (排气系统的第一实施例的结构)
其次，对于排气系统6的第一实施例进行说明。第一实施例的排 气系统6具有与处理室10的排气口 20连接的排气通路22，能够将处 理室10内的气氛作为排放气体从处理室10内排出。由在对晶片W进 行处理时生成的反应副产物和未反应的残留气体等形成的排气物成为 气体状被包含在排放气体中。
在排气通路22从上游侧依次设置有具有流路遮断功能和阀开度 调整功能的压力调整阀24;捕获上述排放气体中的排气物的捕集装置 26、吸收处理室10内的气氛的排气泵28、和使通过捕集装置26内的 排放气体中的有害物质无害化的除害装置30。此外，设置在排气通路 22的上述各构成部件的顺序并没有特别的限定。在例示的实施例中， 采用能够使处理室10内成为真空的真空泵作为排气泵28。
在排气通路22在水平方向上延伸的部分中，在排气通路22的途 中设置有接头管36。接头管36通过分别设置在其上游侧部分和下游侧 部分的凸缘部32和34利用螺栓固定被安装在排气通路22上。捕集装 置26设置在接头管36的上游侧部分和下游侧部分之间。接头管36以 整体上呈U字形(或方括号形)状的方式向下方弯曲。即捕集装置26 位于比与接头管36连接的排气通路22的水平方向部分低的位置。
在凸缘部32的上游侧的排气通路22和凸缘部34的下游侧的排气 通路22分别设置有用于遮断排气通路22的开闭阀38和40。在对捕集 装置26进行维修等必要时，通过开闭阀38和40能够遮断排气通路22。 (捕集装置的结构)
接着，对于上述捕集装置26的结构进行说明。如图2至图3所示， 捕集装置26具有设置在构成排气通路22的一部分的上述接头管36的 箱状的筐体42。筐体42例如由不锈钢形成。形成于筐体42的一侧面 的气体入口 44与接头管36的上游侧部分连接，而形成于相反侧的另 一侧面的气体出口 46与接头管36的下游侧部分连接，由此排放气体 通过筐体42内流动。在筐体42内收容有用于捕获(捕集)排放气体中的气体状的排气 物的捕集元件48。具体地说，该捕集元件48具有多个配置在旋转轴 49周围的、图示例中为8个翼片(fm) 50 (参照图4)，通过未图示的 驱动机构使该翼片50旋转同时使排气物附着在翼片50的表面从而被 捕获。因为像这样使翼片50旋转，所以能够在全部翼片50的整个表 面均匀地捕获排气物。翼片50由例如不锈钢或耐蚀镍基合金 (Hastdloy，商品名)等耐腐蚀性材料、或者Si3N4等耐热冲击较强的 陶瓷材料等形成，从而能够防止由所捕获的排气物导致翼片50的腐蚀。 翼片50的旋转轴49的朝向不限定为如图所示的与排放气体的流动正 交的朝向，例如也可以是沿着排放气体的流动的方向。翼片50的个数、 形状和捕集元件48的段数不限定为图中所示的例。也可以沿着排放气 体的流动方向排列多段例如3段捕集元件48，并且可以使各个捕集元 件48以速度相互不同的低速、中速、高速进行旋转。
另外，在筐体42的另外的侧壁形成有大的圆形开口51。在开口 51气密地固定有例如由透明的石英玻璃构成的照射窗52。开口 51的 形状也可以不是圆形，而例如是四角形。在筐体42之外的照射窗52 的外侧，设置有用于加热捕集元件48的捕集加热装置54。具体地说， 捕集加热装置54具有由红外线卤素灯加热器、石墨加热器等组成的红 外线加热器56，必要时能够通过照射窗52向捕集元件48照射红外线 从而加热捕集元件48。
在筐体42内的照射窗52的内侧，为了防止排气物附着在照射窗 52的内侧表面而可移动地设置有防附着挡板58。在对晶片W实施规 定的处理从排放气体中捕集排气物时，防附着挡板58覆盖照射窗52 的内侧表面，从而使排气物不会附着在照射窗52的内侧表面。另外， 当再生捕集装置时，防附着挡板58能够移动至不覆盖照射窗52的位 置。
在筐体42的顶棚部，设置有向筐体42内导入冷却介质的冷却介 质导入装置60，并且在筐体42的底部设置有用于排出筐体42内的冷 却介质的冷却介质排出部62。具体地说，冷却介质导入装置60具有设 置在筐体42的顶棚部的冷却介质导入口 64，冷却介质导入口 64与设 置有冷却介质开闭阀66的冷却介质导入管68连接，在必要时能够向筐体42内喷射冷却介质。作为冷却介质能够使用液体或气体，尤其是 作为液体能够使用冷却水。此外，该冷却介质如后文所述具有作为对 被破坏的排气物进行冲洗的洗涤液的作用。
冷却介质排出部62具有设置在筐体42底部的冷却介质排出口 70， 该冷却介质排出口 70设置有用于开闭冷却介质排出口 70的排出开闭 阀71。排出开闭阀71具备与冷却介质排出口 70连接在其下端具有 阀口 74的中空筒状体；和包括设置在该中空筒状体的外周的环状的凸 缘部的阀座72。在阀座72的下面设置有例如由O形环构成的密封部 件73。如图5所示，阀口 74能够由阀体76闭塞，这时通过设置在阀 座72的密封部件73使阀座72与阀体76之间气密地被封。阀体76通 过未图示的驱动机构能够在上下方向移动并且能够以上下方向轴线为 中心进行旋转，如图5 (A)和5 (B)所示能够开闭阀口74。
在排出开闭阀71的下方配置有冷却介质排出管78，能够将从筐 体42被排出的冷却介质向系统外排出。冷却介质排出管78与以点划 线表示的收容阀座72和阀体76的阀箱79接合。
另外，在捕集装置26的筐体42，设置有用于对其进行冷却并维持 在即使人们接触也安全的温度(以下，简称安全温度)的冷却套管80 (参照图3)，根据需要在冷却套管80中流通冷却水。在接头管36 (在 图示例中接头管36的上游侧部分)安装有(参照图2)必要时向筐体 42内导入气体使大气压恢复的恢复大气压气体导入部82 (参照图3)。
具体地说，该恢复大气压气体导入部82具有与接头管36连接的 恢复大气压气体管84，在恢复大气压气体管84设置有恢复用开闭阀 86，能够根据需要供给已加压的恢复用的气体。作为该恢复用的气体 能够采用清洁的空气或N2气体等。在此，在向筐体42内供给恢复用 气体时，优选按照使筐体42内的压力相对于大气压稍微成为正压 (positive-pressure)的方式供给，由此能够防止由于周围的空气侵入筐 体42内造成筐体42内被污染。此外，恢复大气压气体管84也可以不 与接头管36连接而直接与筐体42连接。
返回图1，捕集装置26的整体动作通过例如由计算机等组成的控 制部88被控制。控制部88处于装置控制部8的支配下，为了除去由 捕集元件48捕获的排气物再生捕集元件48，按照以下方式进行控制，即通过捕集加热装置54使捕集元件48处于已加热的状态并通过冷 却介质导入装置60向筐体42内导入冷却介质。装置控制部8具有存 储上述控制中所必要的计算机程序的存储介质90。该存储介质卯能够 是软盘、CD(CompactDisk:光盘)、硬盘、和闪存等。此外，根据发生 的反应副产物，优选在处理室10的排气口 20和捕集装置26之间的排 气通路22上缠绕带式加热器(tape heater)使排气通路22加热，从而 使排气物不会在途中附着在排气通路22的内壁。
其次，针对处理系统2的动作参照图6进行说明。图6是用于说 明包括具有本发明的捕集装置的第一实施例的排气系统的处理系统整 体的动作的流程图。
首先，如图l所示，将未处理的半导体晶片W搬入处理装置4的 处理室IO内并将该晶片W载置在载置台12上。然后，通过电阻加热 器14将该载置台12上的晶片W加热至规定的温度，并且从淋喷头部 18导入规定的气体，与此同时，通过排气系统6将处理室IO内的气氛 抽成真空并使处理室10内维持规定的压力，对晶片W实施规定的处 理。例如如果规定的处理是成膜处理，则向处理室10内供给成膜气体 等作为处理气体对晶片W实施成膜处理(Sl)。
在成膜处理中，由于在处理室10内残留成膜气体，或产生反应副 产物，这些成分在作为气体状的排气物混入排放气体中的状态下从处 理室IO排出。由于如果包含在排放气体中的排气物直接被排出到系统 外会引起种种不良情况的发生，因此通过在排气系统6设置的捕集装 置26进行捕获(S2)。具体地说，从排气通路22内流下的排放气体通 过压力调整阀24到达捕集装置26，从其筐体42的气体入口44 (参照 图2)向筐体42内导入。向筐体42内导入的排放气体在筐体中与以低 速旋转的捕集元件48接触，由此排放气体中的排气物被捕获在翼片50 的表面从而从排放气体中除去。
此外，这时，如果在捕集元件48设置冷却套管等使翼片50冷却， 则能够大幅地提高排气物的捕获效率。像这样，己被除去排气物的排 放气体从气体出口 46向筐体42外排出，然后通过排气泵28到达除害 装置30，通过除害装置30使排放气体中含有的有害成分无害化，最后 通过未图示的工厂排泄管向大气中排出。在此，在上述捕集装置26，设置在筐体42的冷却套管80动作使 筐体42冷却至安全温度，另外，在照射窗52的内侧防附着挡板58处 于关闭位置从而防止排气物附着在照射窗52的内侧表面。
这样的排气物的捕获操作(捕集操作)进行到直至一个晶片的成 膜处理结束(S3的否)。然后，当一个晶片的处理结束时(S3的是)， 为了防止捕获效率的降低判断是否开始除去捕获排气物、即判断是否 开始捕集装置的再生处理(S4)。进行上述判断的原因是因为当捕集元 件48捕获到的排气物过度时会造成捕获效率大幅地降低。通常，例如 每进行一盒(约25个)晶片W的处理就进行再生处理。但是，进行 再生处理的频率不限定于上述频度，例如能够根据总的成膜量设定进 行再生处理的时机。
在此，在未开始再生处理的情况下(S4的否)，判断是否有晶片 W未处理(S5)，在不存在未处理的晶片W时(S5的否)，结束处理。 在存在未处理的晶片W时，返回到步骤Sl反复进行上述步骤Sl至S5。 即，晶片W被连续地处理。然后，由捕集元件42捕获的排气物变多， 判断开始捕获排气物的除去时，即判断开始再生处理时(S4的是)，首 先，通过分别关闭设置在捕集装置26的上游侧和下游侧的各开闭阀 38、 40 (S6)，使捕集装置26从排气通路22隔离。
其次，从恢复大气压气体导入部82的恢复大气压气体管84供给 加压气体、例如己被加压的空气，将该加压空气向筐体42内导入使筐 体42内恢复大气压(S7)。这种情况下，为了防止污染使筐体42内处 于比大气压稍大的正压状态，使得在将筐体42内向大气开放时，外部 气氛不会流入筐体42内。此外，在此当由捕集装置26捕获的捕获物 是有害物质时，为了防止从该捕集装置26内向周围泄漏有害气体，与 上述情况相反，使筐体42内处于比大气压稍小的负压状态。
另外，在进行上述大气压恢复操作之后，或在进行大气压恢复操 作的同时，驱动覆盖照射窗52的防附着挡板58使其从照射窗52的前 方退避。然后，使捕集加热装置54动作，通过红外线加热器56向捕 集元件48放射红外线。由此，红外线透过照射窗52对筐体42的内部 的捕集元件48进行照射，加热该捕集元件48 (S8)。该红外线的照射 一直进行到包括翼片50的捕集元件48到达规定温度为止(S9的否)。该规定的温度与排气物的种类有关，为紧接其后立即通过骤冷处理使
排气物发生物理性的破坏并毁坏的温度，例如60(TC左右。此外，在该 情况下，在加热翼片50时，由于考虑到附着在该翼片50的排气物由 于加热发生升华等其有可能附着在照射窗52的内面，在这种情况，釆 用在筐体42内设置喷淋嘴等，在加热翼片50时从该喷淋嘴向照射窗 52的内面流入冲洗水等从而使升华物等不会附着的结构较好。在这种 情况下，采用放出基于洗净水的吸收比较少的近红外区域的波段的光 的近红外加热器作为捕集加热装置54。
于是，如果捕集元件48到达规定的温度，则使设置在筐体42的 底部的排出开闭阀71的阀体76处于开启状态打开阀口 74 (SIO)。与 此同时，停止加热捕集元件48。另外，与此同时打开设置在筐体42 的顶棚部的冷却介质导入装置60的冷却介质导入管68的冷却介质开 闭阀66，从冷却介质导入口 64向该筐体42内大量地喷射冷却介质、
阀71向冷却介质排出管78侧排出(Sll)。该排出开闭阀71的开闭动 作如在图5 (A)和图5 (B)中所示。
这时，通过向筐体42内导入冷却水，包括被加热至例如600'C左 右的翼片50的上述捕集元件48和由捕集元件48捕获的排气物被急剧 地冷却，因此，这时，由这些排气物和翼片50的线膨胀率差导致被翼 片50捕获的坚固的排气物发生龟裂等引起物理性的破坏而崩溃，从而 从翼片50剥落。像这样，能够可靠地将附着在捕集元件48而固化的 排气物从捕集元件48几乎都除去，能够再生捕集元件48。在此，被剥 落的排气物与冷却水一起向冷却介质排出管78排出。此夕卜，在此，能 够多次反复进行翼片50的加热和冷却水的导入排出。
像这样，如果捕集元件48的再生处理已结束，则准备进行对下个 晶片W的处理。首先，关闭冷却介质开闭阀66停止供给冷却水，并 且关闭排出开闭阀71 (从图5 (B)的状态变成图5 (A)的状态)将 筐体42内密闭(S12)。在关闭排出开闭阀71的情况下，如图2和图4 所示，因为阀座72形成为凸缘状密封部件73位于与阀口 74分离的位 置，因而包含被破坏的排出物的冷却水不会附着在密封部件73上。另 外，由于阀体76也向横方向退避，所以被排出的冷却水不会附着在该阀体76的密封面上。因此，该排出开闭阀71不会被异物阻碍能够成 为气密性良好的封闭状态。
另外，由于接头管36整体上呈大致U字形向下方弯曲并且在其最 下部设置有筐体42，即使大量的冷却水流向筐体42内，也能够防止该 冷却水通过接头管36向排气通路22的上游侧或下游侧流出。
此外，在上述步骤S12，冷却介质开闭阀66和排出开闭阀71同时 被关闭，但并不局限于此，也可以只关闭冷却介质开闭阀66在停止供 给冷却水的状态下，再度启动捕集加热装置54，通过热线加热使翼片 50干燥。在这种情况下，由于干燥产生的水蒸气通过排出开闭阀71 被排出，将该干燥进行规定时间并结束时，关闭排出开闭阀71。
如上所述，如果由步骤S6至S12构成的捕集装置的再生处理结束， 则使位于上游侧和下游侧的开闭阀38、 40成为开启状态从而再开始晶 片W的处理。即如果存在未处理的晶片W (S5的是)则返回到步骤 Sl反复进行上述的各工程，如果不存在未处理的晶片W处理结束(S5 的否)，则处理系统的全体工作结束。
这样，在本实施例中，在通过捕集元件48捕获在排放气体中包含 的排气物并除去附着在捕集元件48上的排气物时，通过从冷却介质导 入装置60导入的冷却介质使捕集元件48和所附着的排气物两者急剧 冷却，由于两者的线膨胀率的不同和热收縮速度的差而将附着排气物 物理性地破坏从而被可靠地除去，所以能够可靠地进行捕集装置的再 生。
(排气系统的第二实施例的说明)
其次，针对本发明的排气系统的第二实施例进行说明。图7是表 示设置在第二实施例的排气系统中的本发明的捕集装置的上面部分截 面图。此外，对于与图2和图3所示的结构部分相同的结构部分标注 相同的符号，而省略重复说明。由于该捕集装置的侧面图与图2中所 示的几乎相同，在此省略其记载。
在该第二实施例的排气系统中，设置多台，在此设置有两台捕集 装置，按照当在一台捕集装置中对捕集元件48进行再生处理时在另一 台捕集装置中进行排气物的捕集的方式，切换两台捕集装置，从而能 够使处理系统连续工作。即在该第二实施例中，排气通路22在途中被分支为多个，在此，在排气通路22的途中设置有二个接头管36a、 36b 使得排气通路22被分支为两个。接头管36a、 36b的上游侧部分被连 接在上游端形成分支部。另外，接头管36a、 36b的下游侧部分被连接 在下游端形成合流部。
接头管36a、 36b与第一实施例的接头管36相同，被设置在排气 通路22的在水平方向上延伸的部分，向重力方向(向下方向)弯曲为 U字形或方括号形，在各接头管36a、 36b的最下部分别设置有与在第 一实施例中己说明的捕集装置26相同结构的捕集装置26a、 26b。捕集 装置26a、 26b除左右相反外其他是完全相同的结构。在此，在图7中， 针对与上述的第一实施例的捕集装置26的各构成部件相同的部件，对 于一方的捕集装置26a的相应构成部件在其符号的最后附加'a'，而 对于另一方的捕集装置26b的相应构成部件在符号的最后附加'b'， 省略重复的说明。
在接头管36a、 36b的上游侧的分支部设置有上游侧切换阀100， 能够遮断二个接头管36a、 36b中的任一个，而打开另一个。图7表示 出接头管36a处于打开的状态。在上游侧切换阀100设置有由加热器 构成的阀加热单元102，通过加热上游侧切换阀100能够防止在其上附 着排放气体中的排气物。
另外，在与该分支部的管内内周面的上游侧切换阀100接触的部 分，设置有金属密封件或O型环等构成的密封部件104，能够将需遮 断的接头管的入口密封性能良好地密封。另外，分支部的外侧整体由 壳体106包围，并且在该壳体106设置有冷却套管108，从而使分支部 的温度降低至安全温度，并且能够防止密封部件104因温度而导致劣 化。另外，接头管36a、 36b的下游侧的合流部也采用与分支部同样的 结构。
艮P，在接头管36a、 36b的下游侧的合流部，设置有下游侧切换阀 110，能够遮断两个接头管36a、 36b中的任一个而打开另一个。图7 表示接头管36a处于打开状态。在该下游侧切换阀110设置有由加热 器构成的阀加热单元112，通过加热该下游侧切换阀110，能够防止在 其上附着排放气体中的排气物。
另外，在与该合流部的管内内周面的上述下游侧切换阀110接触的部分设置有例如金属密封件或O型环等构成的密封部件114，能够 使需遮断的接头管的出口密封性良好地密封。另外，合流部的外侧整 体由壳体116围着，并且在该壳体116设置有冷却套管118，从而使该 合流部的温度下降到安全温度，并且能够防止由于温度而导致上述密 封部件114的劣化。
各切换阀100、 110匀通过由计算机等构成的切换控制部120被控 制，同时地并且向同一方向同步地被切换，其结果是，上述2个捕集 装置26a、 26b中的任一个在进行再生时排放气体能够从另一个捕集装 置流通。
其次，针对第二实施例的排气系统的动作参照图8进行说明。图8 是用于说明包括具有本发明的捕集装置的第二实施例的排气系统的处 理系统整体动作的流程图。首先，操纵设置在接头管的分支部和合流 部的上游侧切换阀100和下游侧切换阀110，将二根接头管36a、 36b 中的任一根、例如接头管36b的上游侧和下游侧关闭且密闭，而将另 一根接头管36a开放，使设置在该接头管36a的捕集装置26a成为动作 状态(排气物捕集运行状态)。
首先，在处理装置4 (参照图l)对晶片W进行成膜处理(S21)， 在捕集装置26a内从这时的排放气体中捕集排气物(S22)，进行该动 作直至一个晶片W的成膜处理结束为止(S23)。然后，每处理一个晶 片就判断是否开始除去已捕集的捕获排气物，即判断是否开始再生处 理(S24)，在捕获排气物还较少时(S24的否)，确认是否存在未处理 的晶片W (S25)，在不存在未处理的晶片W时(S25的否)，结束处 理。
另外，在存在未处理的晶片W时(S25的是)，反复进行上述步骤 S21至S25。这点与图6中的步骤S1至S5相同。此外，像这样，在捕 集装置26a进行排气物的捕获的期间，在捕集装置26b中进行如前面 的图6中的步骤S6至S12所示的再生处理，此后捕集装置26b为准备 下次的排气物捕集运行处于待机状态。
然后，在步骤S24，当捕获到的排气物变多判断为开始再生处理时 (S24的是)，首先，上游侧切换阀100和下游侧切换阀110被分别切 换选择接头管36b (S26)，向已结束再生处理处于待机状态的捕集装置26b内流通排放气体。由此，至今为止一直动作的捕集装置26a从排放 气体的流动中分离，对于该捕集装置26a执行前面的图6中的步骤S6 至S12所示的再生处理(S27)。
与该再生处理同时，被切换的捕集装置26b成为工作状态，关于 步骤S28至S32反复进行与前面的步骤S21至S25相同动作的成膜处 理和捕集处理。在此，当捕集装置26b的捕获排气物变得较多判断为 开始再生处理时(S31的是)，与上述同样地，首先上游侧切换阀100 和下游侧切换阀110分别被切换再次选择接头管36a(S33)，并向已结 束再生处理处于待机状态的捕集装置26a内再次流通排放气体。
由此，至目前为止进行动作的捕集装置26b成为从排放气体的流 动中分离的状态，对于该捕集装置26b，执行前面的图6中的步骤S6 至S12所示的再生处理(S34)。在该再生处理的同时，被切换的捕集 装置26a再次进入工作状态，反复进行前面的步骤S21至S25的成膜 和捕集处理。以上的处理一直进行到不存在未处理的晶片W为止。这 样，通过上述的2个捕集装置26a、 26b相互交替地进行排放气体中的 排气物的捕获处理和再生处理，从而能够对晶片W进行连续地处理。
另外，当2个捕集装置26a、 26b切换时，由于不存在用于切换的 滑动部分，所以能够防止在切换时等排放气体或冷却水(洗涤水)泄 露到外部。另外，在上述的一系列的动作中，上游侧切换阀100和下 游侧切换阀IIO，分别通过阀加热单元102、 112被加热，所以能够防 止排气物附着在各切换阀100、 110上。
像这样，使排气通路22分支为多个例如2个而设置例如2个接头 管36a、 36b，在各接头管设置捕集装置26a、 26b，通过切换上述接头 管36a、 36b能够交替地切换捕集装置26a、 26b的工作和再生，因此 能够不设置滑动部分，不仅能够防止排放气体或冷却介质(洗涤水) 等的泄漏，而且能够连续地使用处理系统。
此外，在上述的例中使接头管36分支为2个，但不仅限于此，也 可以采用分支为三个以上的接头管，并且在各个接头管设置捕集装置。 另外，在上述的例中，采用在筐体42的外侧设置的红外线加热器56 作为捕集加热装置54，但不限于此，也可以在捕集元件48直接安装电 阻加热器。通过由处理装置4进行的成膜处理形成的膜，列举有如氧化硅膜、 氧化铝(A1203)等陶瓷膜、Ta、 Ti、 W (锌)等金属膜、MgF2、 CaF 等金属氟化膜等各种各样的膜，但是不限于这些。另外，由处理装置4 进行的处理不限于成膜处理，也可以是例如钨蚀刻处理、钛蚀刻处理、 氮化钛(TiN)蚀刻处理等生成反应副产物或残留原料气体等气体状的 排气物的处理。
在这种情况下，捕集元件48的翼片50的构成材料根据排气物的 种类决定即可，优选具有耐腐蚀性并且与排气物(翼片50上的附着物) 的线膨胀率的差大的材料。例如当排气物是Si或Si02等的情况下，能 够采用不锈钢作为翼片50的材料，而当排气物是CaF2的情况下，能 够采用钛合金或高镍铬合金钢(incoloy)等作为翼片50的材料，另外 当排气物是NH4C1的情况下，能够采用耐蚀镍基合金或钛合金作为翼 片50的材料。
另外，通过在捕集元件48设置冷却单元使捕集元件48冷却，可 以更有效地进行排气物的捕获(捕集)。而且，由处理装置4处理的被 处理体不限于半导体晶片，也可以是玻璃基板、LCD基板和陶瓷基板 等其他种类的基板。
权利要求
1.一种捕集装置，其设置在排出来自对被处理体进行处理的处理室的排放气体的排气通路上，用于从所述排放气体捕获排气物，该捕集装置的特征在于，包括设置在所述排气通路的筐体；设置在所述筐体内捕获所述排气物的捕集元件；加热所述捕集元件的捕集加热装置；向所述筐体内导入冷却介质的冷却介质导入装置；用于从所述筐体排出所述冷却介质的冷却介质排出部；和按照以下方式控制所述捕集加热装置和所述冷却介质导入装置的控制部，即用于从所述捕集元件除去由所述捕集元件捕获的所述排出物，而在通过所述捕集加热装置加热所述捕集元件的状态下，通过所述冷却介质导入装置向所述筐体内导入所述冷却介质。
2. 如权利要求1所述的捕集装置，其特征在于 在所述筐体设置有透明的照射窗，所述捕集加热装置在所述筐体的外部具有设置在所述照射窗的外侧的红外线加热器。
3. 如权利要求2所述的捕集装置，其特征在于-在所述筐体的内部在所述照射窗的内侧，能够移动地设置有用于防止所述排气物附着在所述照射窗的表面的防附着挡板。
4. 如权利要求l所述的捕集装置，其特征在于 所述捕集加热装置具备设置在所述捕集元件的电阻加热器。
5. 如权利要求1所述的捕集装置，其特征在于-所述冷却介质导入装置构成为具备设置在所述筐体的顶棚部的冷却介质导入口 ，从所述冷却介质导入口向所述捕集元件喷射所述冷 却介质。
6. 如权利要求l所述的捕集装置，其特征在于 所述冷却介质排出部被设置在所述筐体的底部，并且在所述冷却介质排出部的冷却介质排出口设置有能够开闭的开闭阀。
7. 如权利要求6所述的捕集装置，其特征在于 所述开闭阀包括阀体、和用于使所述阀体落座设置在阀口的外周的凸缘状的阀座，在所述阀座设置有使所述阀座和所述阀体之间气 密地密封的密封部件。
8. 如权利要求1所述的捕集装置，其特征在于-在所述筐体的外周设置有冷却套管。
9. 如权利要求l所述的捕集装置，其特征在于 包括向所述筐体内导入恢复大气压用的气体的恢复大气压气体导入部。
10. 如权利要求1所述的捕集装置，其特征在于 所述捕集元件包括多个翼片。
11. 如权利要求10所述的捕集装置，其特征在于 所述翼片能够旋转。
12. 如权利要求10所述的捕集装置，其特征在于 所述翼片由对应于所述排气物的种类的部件构成。
13. —种排气系统，其特征在于，包括排出来自对被处理体进行处理的处理室的排放气体的排气通路； 设置在所述排气通路的如权利要求1所述的捕集装置； 使通过所述捕集装置的排放气体中的有害物质无害化的除害装 置；和设置在所述排气通路途中吸引所述处理室内的气氛的排气泵。
14. 如权利要求13所述的排气系统，其特征在于-所述捕集装置被设置于在所述排气通路中设置的接头管， 所述接头管向重力方向弯曲，使得所述捕集装置位于比所述排气管的相对于所述接头管的连接部分低的位置。
15. —种排气系统，其特征在于，包括排出来自对被处理体进行处理的处理室的排放气体的排气通路； 多个并列地设置在所述排气通路的途中的接头管； 设置在所述各接头管的如权利要求1所述的捕集装置； 切换阀，其分别设置在所述接头管的分支部和合流部，使所述多个接头管中的至少一个与所述排气通路连通，并且使所述多个接头管中的至少一个与所述排气通路遮断；使通过所述捕集装置的排放气体中的有害物质无害化的除害装置；设置在所述排气通路的途中吸引所述处理室内的气氛的排气泵；和按照以下方式控制所述多个捕集装置和所述切换阀的切换控制 部，即当在所述多个捕集装置中的至少一个中执行所附着的排气物 的除去动作时，在其他的至少一个捕集装置中执行来自排放气体的排 气物的捕集动作。
16. 如权利要求15所述的排气系统，其特征在于 在所述切换阀设置有加热所述切换阀的阀加热装置，该阀加热装置用于防止所述排放气体中的排气物附着在所述切换阀。
17. 如权利要求15所述的排气系统，其特征在于 设置有对所述分支部和合流部进行冷却的冷却套管。
18. 如权利要求15所述的排气系统，其特征在于 所述各接头管向重力方向弯曲，使得设置在该接头管的捕集装置位于比所述排气管的相对于该接头管的连接部分低的位置。
19. 一种处理系统，其特征在于，包括具有对被处理体进行处理的处理室的处理装置；和如权利要求13 或15所述的排气系统。
全文摘要
本发明提供一种设置在排出来自对被处理体W进行处理的处理室(10)的排放气体的排气通路(22)上，用于从排放气体捕获排气物的捕集装置，能够高效率地将被捕集元件捕获的排气物除去再生捕集元件的技术。捕集装置包括设置在排气通路的筐体并捕获排气物的捕集元件(48)；加热捕集元件的捕集加热装置(54)；向筐体内导入冷却介质的冷却介质导入装置(60)；用于从筐体排出冷却介质的冷却介质排出部(62)；和按照以下方式进行控制的控制部，即用于除去由捕集元件捕获的排出物，在通过捕集加热装置加热捕集元件的状态下，通过冷却介质导入装置向筐体内导入所述冷却介质。
文档编号H01L21/205GK101652834SQ20088001113
公开日2010年2月17日 申请日期2008年3月26日 优先权日2007年3月31日
发明者山崎良二 申请人:东京毅力科创株式会社