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表面処理装置用排気ガス処理システム - ソニー株式会社
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発明の名称 表面処理装置用排気ガス処理システム
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−329375(P2001−329375A)
公開日 平成13年11月27日(2001.11.27)
出願番号 特願2000−148388(P2000−148388)
出願日 平成12年5月19日(2000.5.19)
代理人 【識別番号】100078145
【弁理士】
【氏名又は名称】松村 修
【テーマコード(参考)】
4D002
4K030
5F045
【Fターム(参考)】
4D002 AA40 EA04 GA02 GA03 GB02 GB04 GB20 HA10 
4K030 CA04 CA12 EA11 JA09 KA39 KA41
5F045 BB20 EG05 EG07 GB04 GB06
発明者 草木迫 真
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 被処理物の表面に所定の表面処理を施すプロセスチャンバーと該プロセスチャンバーをスタートさせるためのスタート釦を備えた表面処理装置と、該表面処理装置からの排気ガスを導入する導入管と該導入管に接続されている複数の除害処理手段と該除害処理手段の出口側に接続されている排気管と該排気管に配設された差圧検出手段を備えた排気ガス処理装置とを連結し、前記除害処理筒を順次切り替えて前記プロセスチャンバーから排出される排気ガスを除害する表面処理装置用排気ガス処理システムにおいて、前記差圧検出手段が前記排気管における圧力異常を検出した時に、前記表面処理装置を作業終了モードに制御するファイナル手段と、前記圧力異常を表示する圧力異常表示手段と、前記表面処理装置の停止状態においてのみ前記除害処理手段の切替を行う切替手段と、前記除害処理手段の切替が行われている最中は前記表面処理装置の作動を阻止する阻止手段とを備えている表面処理装置用排気ガス処理システム。
【請求項2】 前記圧力異常表示手段が前記排気ガス処理装置側のみならず、前記表面処理装置側にも配設されていることを特徴とする請求項1に記載の表面処理装置用排気ガス処理システム。
【請求項3】 被処理物の表面に所定の表面処理を施すプロセスチャンバーと該プロセスチャンバーをスタートさせるためのスタート釦を備えた表面処理装置と、該表面処理装置からの排気ガスを導入する導入管と該導入管に接続されている複数の除害処理手段と該除害処理手段の出口側に接続されている排気管と該排気管に配設されたガス検知手段を備えた排気ガス処理装置とを連結し、前記除害処理手段を順次切り替えて前記プロセスチャンバーから排出される排気ガスを除害する表面処理装置用排気ガス処理システムにおいて、前記ガス検知手段が前記排気管における除害処理手段の能力異常状態を検出した時に、前記表面処理装置を作業終了モードに制御するファイナル手段と、前記除害処理手段の能力異常を表示する除害処理手段能力異常表示手段と、前記表面処理装置の停止状態においてのみ前記除害処理手段の切替を行う切替手段と、前記除害処理手段の切替が行われている最中は前記表面処理装置の作動を阻止する阻止手段とを備えている表面処理装置用排気ガス処理システム。
【請求項4】 前記除害処理手段能力異常表示手段が前記排気ガス処理装置側のみならず、前記表面処理装置側にも配設されていることを特徴とする請求項3に記載の表面処理装置用排気ガス処理システム。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハなどの被処理物の表面に化学的、物理的或いは物理化学的処理を施す場合に発生する排気ガスの表面処理装置用排気ガス処理システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】先ず、図3を参照しながら現用の表面処理装置用排気ガス処理システムを説明する。
【0003】なお、以下の説明においては、表面処理装置の一つとしてCVD(Chemical Vapor Deposition)装置を採り上げて説明する。
【0004】図3は現用のCVD装置用排気ガス処理システムの構成図である。
【0005】図3に示したCVD装置用排気ガス処理システムはCVD装置10と排気ガス処理装置20とから構成されている。
【0006】CVD装置10には圧力計12を備えたプロセスチャンバー11を中心に、このプロセスチャンバー11に配管されている排気管13、CVD装置10の制御装置の一つであるスタート釦14などから構成されている。
【0007】排気ガス処理装置20は、連結排出ポート21でCVD装置10の排気パイプ13に接続されていて、2筒式の除害処理ラインを備えている。第1の除害処理ラインは排出ポート21に接続された、排気ガスを導入する導入排気管22から分岐されている分岐管23に配設されている自動バルブA1、除害処理筒A2、自動バルブA3からなるAラインと、前記第2の除害処理ラインは前記導入排気管22から分岐されている分岐管24に配設されている自動バルブB1、除害処理筒B2、自動バルブB3からなるBラインと、前記Aラインの分岐管23とBラインの分岐管24のそれれぞれの終端が接続され、除害された排気ガスを導出する導出排気管25と、前記導入排気管22に配設された差圧計26と、導出排気管25に配設されている圧力計28を備えたファン27と、このファン27の下流側の導出排気管25に挿入されているガス検知器29と、前記差圧計26、圧力計28からの各種検出信号を下に前記Aライン及び前記Bラインを制御するコントローラ30とから構成されていて、前記差圧計26の出口側の導入排気管22と前記ファン27の下流側の導出排気管25とが接続され、出口側排出ポート50に連結され、そして工場排気装置60に接続されている。
【0008】次に、CVD装置10で発生した排気ガスGの排気ガス処理装置20による排気処理方法を説明する。
【0009】CVD装置10では、これがバッチ式のものであれば、そのスタート釦14が押されると、被処理物である複数枚の半導体ウエハが反応ガスPがプロセスチャンバー11に搬入され、圧力計12でプロセスチャンバー11内の圧力が監視されながら成膜作業が開始する。
【0010】反応ガスPはプロセスチャンバー11を通過し、排気ガスGとなり、排気管13から連結排出ポート21を通じて排気ガス処理装置20へ排気される。
【0011】排気ガス処理装置20に入った排気ガスGは有害であるので、2筒式のAラインとBラインの一方の処理ラインを通過させて除害処理筒A2或いは除害処理筒B2で無害化する。
【0012】Aラインの使用中は、排気ガスGは自動バルブA1を通り、除害処理筒A2で無害化され、自動バルブA3を通過して導出排気管25へ、そして導出排気管25からファン27及び出口側排出ポート50を通過して工場排気装置60へ排気される。
【0013】Aラインの使用中は、Bラインはバルブロック(不図示)が作動し、自動バルブB1及び自動バルブB3を閉じ、除害処理筒B2には排気ガスGは流れない。
【0014】CVD装置10で反応ガスPを使用していて、排気ガス処理装置20のAラインで除害している時に、除害処理筒A2が詰まり、差圧計26の圧力が高くなったり、除害処理筒A2の寿命で化学反応を行わなくなって、ガス検知器29が排気ガスGを検知すると、その検出信号がコントローラ30に入力され、コントローラ30から制御信号がAライン及びBラインに送信され、CVD装置10を停止させないようにするために、AラインからBラインに切り替えが行われ、前記バルブロックが切り替わって、Aラインの自動バルブA1及び自動バルブA3が「閉」となり、Bラインの自動バルブB1及び自動バルブB3が「開」となり、Bラインが作動し始める。従って、除害処理筒A2には排気ガスGは流れない。以上のように、表面処理装置が設置されている製造部門での現用の排気ガス処理システムは、排気ガス処理装置20で、Aラインの除害処理筒A2とBラインの除害処理筒B2を用い、両者を自動的に切り替えて排気ガスGの除害を行い、無害化した排気ガスを工場排気装置60へ排出するように構成されている。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】前記CVD装置用排気ガス処理システムでは、除害処理筒A2から除害処理筒B2へ切り替えられる時に、CVD装置10のプロセスチャンバー11内の圧力が変動しないように、排気ガス処理装置20のファン27をコントローラ30の制御の下に調整して所定の圧力が維持されるようになされているが、そのようなファン27の調整では圧力の変動は取りきれず、圧力変動が依然として発生する。CVD装置10のプロセスチャンバー11内に圧力が変動すると、成膜中の半導体ウエハWの薄膜に膜厚異常、膜質異常が生じ、また、プロセスチャンバー11内にダストが発生する。
【0016】更にまた、排気ガス処理装置20のAラインとBラインとが自動的に切り替わるために、何時、除害処理筒が切り替わったかが不明であり、前記のような圧力変動中に成膜されている半導体ウエハWを特定することができない。
【0017】従って、本発明はこのような課題を解決しようとするものであって、CVD装置と排気ガス処理装置とを連動させて、表面処理装置が作業中は、排気ガス処理装置では除害処理筒の切替が行われない表面処理装置用排気ガス処理システムを得ることを目的とするものである。
【0018】
【課題を解決するための手段】それ故、請求項1に記載の発明は、被処理物の表面に所定の表面処理を施すプロセスチャンバーとそのプロセスチャンバーをスタートさせるためのスタート釦を備えた表面処理装置と、その表面処理装置からの排気ガスを導入する導入管とその導入管に接続されている複数の除害処理手段とその除害処理手段の出口側に接続されている排気管とその排気管に配設された差圧検出手段を備えた排気ガス処理装置とを連結し、前記除害処理筒を順次切り替えて前記プロセスチャンバーから排出される排気ガスを除害する表面処理装置用排気ガス処理システムにおいて、前記差圧検出手段が前記排気管における圧力異常を検出した時に、前記表面処理装置を作業終了モードに制御するファイナル手段と、前記圧力異常を表示する圧力異常表示手段と、前記表面処理装置の停止状態においてのみ前記除害処理手段の切替を行う切替手段と、前記除害処理手段の切替が行われている最中は前記表面処理装置の作動を阻止する阻止手段とを具備せしめて構成し、前記課題を解決している。
【0019】そして、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の表面処理装置用排気ガス処理システムの前記圧力異常表示手段を前記排気ガス処理装置側のみならず、前記表面処理装置側にも配設して構成し、前記課題を解決している。
【0020】また、請求項3に記載の発明は、被処理物の表面に所定の表面処理を施すプロセスチャンバーとそのプロセスチャンバーをスタートさせるためのスタート釦を備えた表面処理装置と、その表面処理装置からの排気ガスを導入する導入管とその導入管に接続されている複数の除害処理手段とその除害処理手段の出口側に接続されている排気管とその排気管に配設されたガス検知手段を備えた排気ガス処理装置とを連結し、前記除害処理筒を順次切り替えて前記プロセスチャンバーから排出される排気ガスを除害する表面処理装置用排気ガス処理システムにおいて、 前記ガス検知手段が前記排気管における除害処理手段の能力異常状態を検出した時に、前記表面処理装置を作業終了モードに制御するファイナル手段と、前記除害処理手段の能力異常を表示する除害処理手段能力異常表示手段と、前記表面処理装置の停止状態においてのみ前記除害処理手段の切替を行う切替手段と、前記除害処理手段の切替が行われている最中は前記表面処理装置の作動を阻止する阻止手段とを具備せしめて構成し、前記課題を解決している。
【0021】そしてまた、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の表面処理装置用排気ガス処理システムにおいて、前記除害処理手段能力異常表示手段が前記排気ガス処理装置側のみならず、前記表面処理装置側にも配設して構成し、前記課題を解決している。
【0022】それ故、請求項1に記載の発明によれば、排気ガス処理装置側に圧力の異常が発生しても、表面処理装置の作動中は除害処理手段の切替が行われないことから、プロセスチャンバー内の圧力が変動しない。また、除害処理手段の切替前後の被処理物を確認できる。
【0023】そして、請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の作用効果に加えて、表面処理装置側において、排気ガス処理装置側の圧力異常を容易に確認することができる。
【0024】また、請求項3に記載の発明によれば、排気ガス処理装置側に除害されていない排気ガスが発生しても、表面処理装置の作動中は除害処理手段の切替が行われないことから、プロセスチャンバー内の圧力が変動しない。また、除害処理手段の切替前後の被処理物を確認することができる。
【0025】そしてまた、請求項4に記載の発明によれば、請求項3に記載の発明の作用効果に加えて、表面処理装置側において、排気ガス処理装置側の排気異常を容易に確認することができる。
【0026】
【発明の実施の形態】以下、図を用いて、表面処理装置の一つとして従来技術の説明の場合と同様にCVD装置を採り上げて本発明の一実施形態の表面処理装置用排気ガス処理システム(以下単に処理システムと略記する)を説明する。
【0027】図1は本発明の処理システムの系統図、そして図2は図1の処理システムの動作フローチャートである。
【0028】本発明の処理システムは、CVD装置10Aと、排気ガス処理装置20Aと、この排気ガス処理装置20Aの状態表示灯40とから構成されている。排気ガス処理装置20Aの状態表示灯40は、CVD装置10Aの近傍に配設するか、CVD装置10A内に組み込んでおく。本実施形態では、この状態表示灯40はCVD装置10Aの近傍に配設されているものである。
【0029】CVD装置10Aは、図2に示したCVD装置10の各構成装置に加えてファイナル15の機能及びその作動表示が追加されている装置である。このCVD装置10Aが具備する現用のCVD装置10の構成装置はCVD装置10としてブロックで簡略化して示した。
【0030】排気ガス処理装置20Aは、図2に示した排気ガス処理装置20の各構成装置に加えてバルブロック表示31、バルブ動作中表示32、圧力異常表示33及び除害処理筒能力異常表示34の各表示灯が追加されて構成されている。この排気ガス処理装置20Aが具備する現用の排気ガス処理装置20の構成装置は排気ガス処理装置20としてブロックで簡略化して示した。
【0031】排気ガス処理装置20Aの状態表示灯40は、前記圧力異常表示33と除害処理筒能力異常表示34の表示灯とそれぞれ同一の圧力異常表示41と除害処理筒能力異常表示42の表示灯を備えている。
【0032】コントローラ30は、CVD装置10のスタート釦14が押圧された時、バルブロック31からの信号、差圧計26からの信号或いはガス検知器29からの信号を受けて、排気ガス処理装置20AのAライン、Bライン、バルブ動作中表示32、圧力異常表示33、除害処理筒能力異常表示34、及びこれらを通じてCVD装置10Aのスタート釦14、ファイナル釦15に、そして状態表示灯40の圧力異常表示41、除害処理筒能力異常表示42に制御信号が伝送され、それぞれを制御する。
【0033】CVD装置10A及び排気ガス処理装置20Aの配管はそれぞれCVD装置10及び排気ガス処理装置20の配管と同一であり、CVD装置10Aと排気ガス処理装置20Aとは連結排出ポート21で連結され、そして排気ガス処理装置20Aは出口側排出ポート50を通じて工場排気装置60に連結されていることには変わりない。
【0034】次に、本発明の処理システムの動作を図2をも用いて説明する。
【0035】CVD装置10Aのスタート釦14を押すと(ST1)、排気ガス処理装置20Aのバルブロック31が作動し(ST2)、Aラインの自動バルブA1、A3、Bラインの自動バルブB1、B3が共に、その時の状態、即ち、「開」状態にある時は「開」状態のまま、「閉」状態にある時は「閉」状態のままで作動しないように一旦ロックされる。この時、スタート釦14及びバルブロック表示31が点灯する。その後、例えば、一方のAラインの自動バルブA1、A3が「開」となり、除害処理筒A2が除害処理を行える状態になる。この時、バルブ動作中表示32が点灯する。
【0036】被処理物である半導体ウエハが搬入され、反応ガスPがプロセスチャンバー11に導入され、圧力計12でプロセスチャンバー11内の圧力を監視しながらCVD作業が開始する。
【0037】反応ガスPはプロセスチャンバー11を通過し、排気ガスGとなり、排気管13から連結排出ポート21を通じて排気ガス処理装置20Aへ流れ込み、除害処理筒A2で除害されて出口側排出ポート50から工場排気装置60へ排気される。
【0038】プロセスチャンバー11内で、半導体ウエハWに所望の薄膜が正常に成膜され、除害処理筒A2が正常に作動している場合には、CVD装置10Aは所定のプロセスで連続的に成膜し続け(ST4)、所定の状態に成膜されると、CVD装置10Aの成膜作業が終了する(ST5)。そして、排気ガス処理装置20Aに異常が無い限り、CVD装置10Aは次の成膜作業を行う状態となる(ST6)。
【0039】CVD装置10Aで成膜作業が繰り返し行われることにより、除害処理筒A2が詰まる状態になり、圧力が高くなり、差圧計26がこれを検知し(ST3)、排気ガス処理装置20Aの圧力異常表示33、CVD装置10Aの圧力異常表示41及びファイナル釦15が点灯し(ST7)、CVD装置10Aが作業終了モードとなり、現在の作業で停止する。この間、CVD装置10Aのスタート釦14を押圧しても、CVD装置10Aは作動しない(ST8〜ST10)。
【0040】同様に、排気ガス処理装置20Aの除害処理筒A2が寿命で化学反応を行わなくなり、排気ガスGが導出排気管25に流出すると、ガス検知器29が有害な排気ガスGを検知し(ST3)、これを検知すると、排気ガス処理装置20Aの除害処理筒能力異常表示34が点灯し(ST7)、CVD装置10A側の排気ガス処理装置20Aの状態表示灯40の除害処理筒能力異常表示42及びファイナル釦15が点灯し、CVD装置10Aが作業終了モードとなり、現在の作業で停止する(ST8〜ST10)。
【0041】これらの時、CVD装置10Aのスタート釦14及びファイナル釦15が消灯し、そして排気ガス処理装置20Aのバルブロック表示31が消灯する。
【0042】異常が検知されても、CVD装置10Aの成膜作業を直ちに停止させる必要がない理由は、反応ガスに許容濃度(時間加重平均限界値)があり、これは1日、8時間、週40時間の暴露でも健康障害を起こさない濃度であって、排気ガス処理装置20Aのガス検知器29の設定は、通常、前記許容濃度の半分になっており、しかも反応ガスPをプロセスチャンバー11へ流す時間は、通常、10分程度であるので、反応ガスPの使用中、ガス検知器29が作動してから前記許容濃度を超えるまで100時間程度掛かるため、排気ガスGが導出排気管25から工場排気装置50へ流出しても、これは安全上、健康上問題は無いからである。
【0043】これで、CVD装置10Aの成膜作業が終了となり、前記バルブロック31が解除され(ST11)、排気ガス処理装置20AのAラインからBラインへの除害ライン切替が開始される(ST12)。排気ガス処理装置20Aの自動バルブB1、B3が「開」となり、自動バルブA1、A3は「閉」となる。従って、除害処理筒A2が「閉」となり、除害処理筒B2が「開」となって、除害できる状態となる。
【0044】このラインの切替中は、CVD装置10Aのスタート釦14を押しても、CVD装置10Aが成膜作業を行わないように構成されている。
【0045】排気ガス処理装置20AのAラインからBラインへの切り替えが終了すると(ST13)、排気ガス処理装置20Aの状態表示灯40の圧力異常表示41及び除害処理筒能力異常表示42が消灯し(ST14)、スタート釦14を押してCVD装置10Aを成膜できる状態になる(ST6)。従って、スタート釦14を押すと、Aラインを動作させた場合と同様の動作がBラインについても始まり、CVD装置10Aは成膜作業を開始する。
【0046】また、排気ガス処理装置20Aの保守、点検中は、CVD装置10Aのスタート釦14を押しても、CVD装置10Aが成膜作業を行わないように構成されていて、作動しない。
【0047】以上のように、本発明の制御システムによれば、CVD装置10Aと排気ガス処理装置20Aとを電気的に連結し、排気ガス処理装置20A側からCVD装置10A側を制御するように構成したので、CVD装置10Aでの成膜作業を正常に行うことができる。
【0048】前記の実施形態では、表面処理装置の一つとしてCVD装置を採り上げて説明したが、本発明の排気ガス処理システムはCVD装置に限定されるものではなく、半導体装置、液晶表示装置などの製造工程で用いられる熱拡散装置、イオン注入装置、エピタキシャル成長装置、ドライエッチング装置などの排気ガスの処理システムとしても利用できることを付言しておく。
【0049】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の表面処理装置と排気ガス処理装置との制御システムによれば、表面処理装置の処理動作中は排気ガス処理装置の除害処理筒の切替を行わないように構成されているため、1.表面処理装置の作業中は圧力の変動が生じない2.排気ガス処理装置の状態表示灯を表面処理装置の近傍に配設することで、表面処理装置の運転中、排気ガス処理装置の状態を確認することができる3.排気ガス処理装置の除害処理筒の切替の時期がが判るため、除害処理筒の切替前後の 被処理物を確認でき、除害処理筒の切替時期が適正であるか否かの判断ができるなど、数々の優れた効果が得られる。




 

 


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