処理装置及び処理装置用真空排気システム及び減圧ＣＶＤ装置及び減圧ＣＶＤ装置用真空排気システム及びトラップ装置
【課題】 減圧処理室から未反応の原料ガスや反応副生成物ガスを排気するための真空ポンプの安定稼動を保証するとともに、反応副生成物を効率良く回収して資源の有効利用およびランニングコストの低減をはかること。
【解決手段】 この減圧ＣＶＤ装置は、減圧ＣＶＤ法によって銅の成膜を行うための処理室１０と、この処理室１０に原料ガスとして有機銅化合物たとえばＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳを供給するための原料ガス供給部１２と、処理室１０を真空引きして排気するための真空排気部１４とで構成されている。真空排気部１４は、真空ポンプ２６と、その前段および後段にそれぞれ設けられた高温トラップ装置２８および低温トラップ装置３０とで構成されている。高温トラップ装置２８では処理室１０からの排気ガスに含まれている未反応のＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳが分解して金属銅がトラップされ、低温トラップ装置３０では反応副生成物のＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2がトラップされる。
【解決手段】 この減圧ＣＶＤ装置は、減圧ＣＶＤ法によって銅の成膜を行うための処理室１０と、この処理室１０に原料ガスとして有機銅化合物たとえばＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳを供給するための原料ガス供給部１２と、処理室１０を真空引きして排気するための真空排気部１４とで構成されている。真空排気部１４は、真空ポンプ２６と、その前段および後段にそれぞれ設けられた高温トラップ装置２８および低温トラップ装置３０とで構成されている。高温トラップ装置２８では処理室１０からの排気ガスに含まれている未反応のＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳが分解して金属銅がトラップされ、低温トラップ装置３０では反応副生成物のＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2がトラップされる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイス製造等の微細加工でガスを扱う装置に係り、より詳細には減圧ＣＶＤ装置で代表される化学反応方式の処理装置ならびにこの種処理装置に使用可能な真空排気システムおよびトラップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】今日の半導体デバイスでは多層配線構造が一般化しているが、高密度化に伴い異なる金属配線層間のコンタクト孔もより微小化を求められ、そのアスペクト比（＝孔の深さ／開口幅）が増大している。また、チップ内の個々の半導体素子およびデバイス全体の高速化に伴い、コンタクト孔への埋め込み分を含めて配線層には抵抗のより低い材料が要求されている。
【０００３】このような微小化および低抵抗化の要求に応えるものとして、金属配線に従来一般のアルミニウムに代えて銅を金属配線材料とし、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学気相成長）法によって銅膜を作成する技術が検討されている。
【０００４】ＣＶＤ法によって銅膜を形成するための原料は、一般に有機銅化合物であり、中でもＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳが注目されている。
【０００５】Ｃｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳは、常温で低粘度の液体であり、蒸気圧も６０゜Ｃで１Torrと適当であるため、液体供給系＋気化器の構成を用いて気化し、原料ガスとして反応室または処理室へ供給することが比較的容易である。また、少なくとも７０゜Ｃ以上で分解が進行するので、処理室内では１９０゜Ｃ近辺の比較的低温でも製造上問題のない成膜速度で被処理基板上に銅膜を形成することができる。
【０００６】有機銅化合物としては、他にも、βジケドナト化合物たとえばＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2 やシクロペンタジエニル化合物たとえばＣｐＣｕＴＥＰ等が知られている。しかし、これらのいずれも常温で固体であるため、ガスの状態で処理室へ供給するのが難しい。さらに、Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2は分解に３５０゜Ｃ以上の高い温度を必要とし、ＣｐＣｕＴＥＰは蒸気圧が８０゜Ｃで0．01 Torrと非常に低く成膜時に十分な分圧を得にくいという難点がある。
【０００７】これらの他の有機銅化合物と比較して、Ｃｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳは、上記したように液体供給系＋気化器の構成を用いて気化し、処理室へ容易に供給できる点と、低温成膜が可能である点で、有利である。
【０００８】通常、銅膜を形成するためのＣＶＤとして、減圧ＣＶＤが採用される。真空ポンプによって、ＣＶＤ処理室は所定の圧力に減圧されるとともに、未反応の原料ガスや反応副生成物ガス等は処理室から排気される。この種の真空ポンプとしては、油回転ポンプ等のウエット系は油を被排気室（処理室）へ逆拡散させて汚染ないし歩留まり低下を来すおそれがあることから、そのような問題のないドライポンプが主流になってきている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、気化されたＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳは凝結の温度と分解の温度が近いという特性を有しているが、この特性が減圧ＣＶＤ用の真空排気システムでは問題となっている。
【００１０】真空ポンプ内の温度が低いと、処理室から送られてきた未反応のＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳがポンプ内で凝結して各部、特に回転系に対して障害物となり、著しい場合は回転系を破損することがある。
【００１１】そのような凝結を避けるために、通常採られる方法はポンプ内を加温することである。しかし、真空ポンプのように複雑な構造体では、各部を均一な温度に保持することは殆ど不可能で、温度分布にばらつきが生じるのは必然であり、相対的に温度が高い部位ではＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳの分解が進行し、金属銅が析出してしまうおそれがある。これを避けようとして、温度を低めに設定すると、今度は相対的に温度の低い部位で上記のような凝結が生じてしまう。
【００１２】つまり、原料ガスにＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳを用いる減圧ＣＶＤにおいては、真空ポンプ内に引き込まれた未反応Ｃｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳの凝結および分解を同時に抑制することは極めて困難である。
【００１３】また、このＣＶＤでは、Ｃｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳがＣｕ（0）とＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2とに分解し、反応生成物のＣｕ（0）は銅膜形成に用いられるものの、原料に含まれるＣｕ原子の５０％を含む反応副生成物Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2は廃棄処分されており、資源の利用効率が低かった。
【００１４】本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、減圧処理室から未反応の原料ガスや反応副生成物ガスを排気するための真空ポンプの安定稼動を保証するとともに、反応副生成物を効率良く回収して資源の有効利用およびランニングコストの低減をはかるようにした処理装置および真空排気システムを提供することを目的とする。
【００１５】本発明の別の目的は、原料ガスとしてＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳを用いる減圧ＣＶＤにおいて、未反応のＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳが真空ポンプに入るのを効率的かつ確実に阻止して、真空ポンプの安全性を保証し、さらには反応副生成物であるＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2を効率良く回収して資源の有効利用およびランニングコストの低減をはかるようにしたＣＶＤ装置用の真空排気システムを提供することにある。
【００１６】本発明の他の目的は、処理室より排気された気体の中から未反応の原料ガスのみを選択的に、かつ確実に阻止できるようにしたトラップ装置を提供することにある。
【００１７】本発明の他の目的は、トラップした有機化合物を効率良く回収できるようにしたトラップ装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するために、本発明の処理装置は、減圧された室内で原料ガスを反応させて、反応生成物を所定の処理に用いる処理室と、前記処理室から未反応の原料ガスおよび１種類または複数種類の反応副生成物ガスを含む気体を排気して、室内を所定の圧力に真空引きするための真空ポンプと、前記処理室と前記真空ポンプとの間の排気路に設けられ、実質的に前記処理室からの未反応の原料ガスのみを、かつその殆どを反応させて、反応生成物をトラップするための第１のトラップ装置と、前記真空ポンプの出側の排気路に設けられ、前記真空ポンプからの所定の反応副生成物ガスを凝縮させて、その反応副生成物をトラップするための第２のトラップ装置とを有する構成とした。
【００１９】本発明の処理装置は、典型的には、有機銅化合物を含む原料ガスを反応させて、反応生成物である金属銅を被処理基板上に堆積させる減圧ＣＶＤ処理装置として好適なものである。
【００２０】本発明の減圧ＣＶＤ装置用真空排気システムは、減圧された室内で原料ガスであるＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳが下記の化学式（２）のように反応して反応生成物であるＣｕ（0）が被処理基板上に堆積するようになされたＣＶＤ処理室から未反応のＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳおよび反応副生成物ガスである気体状態のＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2を含む気体を排気して、室内を所定の圧力に真空引きするためのドライポンプと、 ２Ｃｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳ→Ｃｕ（0）＋Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2 ＋２ＴＭＶＳ ‥‥‥‥（２）
前記処理室と前記ドライポンプとの間の排気路に設けられ、実質的に前記処理室からの未反応のＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳのみを、かつその殆どを反応させて、反応生成物であるＣｕ（0）をトラップするための第１のトラップ装置と、前記ドライポンプの出側の排気路に設けられ、前記ドライポンプからの気体状態のＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2 を凝縮させて、Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2 をトラップするための第２のトラップ装置とを有する構成とした。
【００２１】本発明のＣＶＤ装置用真空排気システムにおいて、前記第１のトラップ装置内の反応温度は、未反応のＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳのみを、かつその殆どを反応させるうえで、１８０〜３００゜Ｃの範囲内であるのが好ましい。
【００２２】また、前記第１のトラップ装置は、Ｃｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳを速やかに分解させ、かつ安定確実に堆積させるうえで、銅からなるトラップ部材または銅鍍金されたトラップ部材を有することが望ましい。
【００２３】真空ポンプの前段で使用可能な本発明のトラップ装置は、所定のガス状物質を加熱して反応させ、反応生成物をトラップするためのトラップ装置であって、両端に開口部を有する筒状のハウジングと、両端にガス導入部およびガス排出部をそれぞれ有し、前記ハウジングの一方の開口部に前記ガス導入部を位置させるとともに他方の開口部に前記ガス排出部を位置させるように前記ハウジング内にいずれかの前記開口部を介して着脱可能に装着される筒状のトラップ本体と、前記トラップ本体のガス導入部とガス排出部との間のガス流路に配置され、前記ガス導入部より導入された前記ガス状物質と接触して、前記反応生成物を堆積させるためのトラップ部材と、前記トラップ部材を所定の温度に加熱するための加熱手段とを具備する構成とした。
【００２４】このトラップ装置では、反応生成物を堆積させるためのトラップ部材を含むトラップ本体がハウジングに着脱可能に装着される構成になっている。前記加熱手段は、好ましくは前記トラップ本体の外周面と前記ハウジングの内周面との間に配設され、トラップ本体ないしトラップ本体を回りから加熱してよい。
【００２５】真空ポンプの後段で使用可能な本発明のトラップ装置は、所定の有機ガスを凝結させて、凝結した有機化合物をトラップするためのトラップ装置であって、ガス導入口とガス排出口とを有し、前記ガス導入口と前記ガス排出口との間にガス通路を設けてなるハウジングと、前記ハウジング内で前記ガス通路に沿って配設され、前記ガス導入口より導入された前記有機ガスを凝着させるための凝着面を有するトラップ部材と、前記トラップ部材の凝着面の一部または全部に前記有機化合物を溶解させる薬液を供給するための薬液供給手段と、前記有機化合物を溶解させた薬液を回収するための薬液回収手段とを具備する構成とした。
【００２６】このトラップ装置において、薬液による有機化合物の溶解を効率良く行うための好ましい形態は、前記トラップ部材が垂直方向に各々傾斜した凝着面を交互に反対側に向けるようにしてジグザク状に配置された複数のトラップ板を含み、前記薬液供給手段が最上部の前記トラップ板に前記薬液を与えるための薬液供給路を有し、前記薬液供給手段の薬液供給路より最上部のトラップ板に供給された前記薬液が高い方から低い方に順次各トラップ板を伝わって流れ落ちるような構成である。薬液の供給中に超音波振動子によって前記トラップ部材を振動させるのも効果的である。
【００２７】また、薬液の使用効率を上げるために、前記薬液回収手段に、回収した前記薬液を前記薬液供給手段の薬液供給路に回送するための薬液回送手段を設けてもよい。
【００２８】また、別の形態として、前記トラップ部材が垂直方向に所定の間隔を置いて配置される複数のトラップ板を含み、前記ハウジング内に前記複数のトラップ板をそれぞれの位置で着脱可能に支持するための支持部材が設けられ、前記ハウジング内に前記支持部材より外されて落下した前記複数のトラップ板を収容する液体貯留可能なトラップ板収集部が設けられ、前記薬液供給手段が前記トラップ板収集部に前記薬液を導くための薬液供給路を有し、前記トラップ板収集部で前記複数のトラップ板が前記薬液に浸されるような構成も好適である。
【００２９】このトラップ装置では、有機化合物の凝着と溶解が順次行なわれる。トラップ部材は、凝着時には冷却を必要とし、溶解時には加温を必要とする。この冷却と加温を簡単かつ効率的に行うための好ましい形態は、前記トラップ部材に熱的に結合された媒体通路を設け、前記トラップ部材に前記有機ガスを凝着させる時は冷却用の媒体を前記媒体通路に流し、前記トラップ部材に凝着した前記有機化合物を前記薬液で溶解させる時は加温用の媒体を前記媒体通路に流す構成である。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、添付図を参照して本発明の実施例を説明する。
【００３１】図１に、本発明の一実施例による減圧ＣＶＤ装置の全体構成を模式的に示す。この減圧ＣＶＤ装置は、減圧ＣＶＤ法によって銅の成膜を行うための処理室１０と、この処理室１０に原料ガスとして有機銅化合物たとえばＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳを供給するための原料ガス供給部１２と、処理室１０を真空引きして排気するための真空排気部１４とで構成されている。
【００３２】処理室１０は、減圧可能な真空チャンバからなり、底部の中央に被処理基板たとえば半導体ウエハＷを保持するための載置台１６を設けている。この載置台１６は、たとえば抵抗発熱体からなるヒータを内蔵しており、処理中は半導体ウエハＷを所定の処理温度に加熱するようになっている。
【００３３】処理室１０の上部には、多数の通気孔１８ａを有する多孔板１８が取付され、その上部にバッファ部２０が設けられている。処理室１０の壁の中または外側もしくは内側には温調用の媒体通路（図示せず）が設けられている。外部の温調装置（図示せず）より配管２２を介して温調用の媒体たとえば水が循環供給され、処理室１０の壁面が所定の温度に調節されるようになっている。
【００３４】原料ガス供給部１２は、原料のＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳを液体状態で貯留する容器と、Ｃｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳを所定の温度（たとえは６０゜Ｃ）および圧力（たとえば１Torr）で気化させる気化器とを有しており、気化したＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳを水素あるいはＡｒ，Ｈｅ等の非酸化性ガスからなるキャリアガスと一緒にガス供給管２４を介して処理室１０のバッファ部２０に供給する。
【００３５】なお、Ｃｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳの分解不安定性を抑制するために、さらにＨｈｆａｃやＴＭＶＳを余分に加えた混合材料たとえばＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳ０．４％Ｈｈｆａｃ２．５％ＴＭＶＳ「ＣｕｐｒａＳｅｌｅｃｔ」（商品名）を原料ガスとしてもよい。
【００３６】真空排気部１４は、真空ポンプ２６と、その前段および後段にそれぞれ設けられた高温トラップ装置２８および低温トラップ装置３０とで構成されている。処理室１０の底面に形成された排気口３２が、排気管３４を介して高温トラップ装置２８のガス導入口に接続されている。高温トラップ装置２８のガス排出口が排気管３６を介して真空ポンプ２６のガス吸入口に接続され、真空ポンプ２６のガス排出口が排気管３８を介して低温トラップ装置３０のガス導入口に接続されている。低温トラップ装置３０のガス排出口は、排気管４０を介して排気ダクトまたは除害装置等に接続されてよい。
【００３７】真空ポンプ２６は、ドライポンプからなり、処理室１０の室内を所定の圧力に減圧し、処理室１０から未反応の原料ガスおよび反応副生成物ガス等の気体を排気する。排気能力を高めるために、ドライポンプの前段に１段または複数段のメカニカルブースタポンプを設けることもできる。
【００３８】高温トラップ装置２８は、処理室１０からの未反応のＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳのみを、かつその殆どを反応させて、反応生成物である金属銅Ｃｕ（0）をトラップするように構成されている。したがって、真空ポンプ２６には、反応副生成物ガスであるＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2やＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳから一部分離したＨｈｆａｃ、ＴＭＶＳ等のガスだけが引き込まれ、Ｃｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳは実質的に流入しないようになっている。
【００３９】低温トラップ装置３０は、真空ポンプ２６からの気体状態のＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2 を凝縮させて、Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2 をトラップするように構成されている。これにより、原料に含まれるＣｕ原子の５０％を含む反応副生成物のＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2が低温トラップ装置３０で収集または回収され、リサイクリングに供されるようになっている。
【００４０】次に、この減圧ＣＶＤ装置の作用を説明する。
【００４１】処理室１０のバッファ部２０には、原料ガス供給部１２よりガス供給管２４を介してキャリアガスと一緒に原料ガスのＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳが導入される。導入されたガスは、多孔板１８の通気孔１８を通って、均一な濃度および均一な流れで載置台１６上の半導体ウエハＷに吹き付けられる。
【００４２】処理中、処理室１０の室内は真空ポンプ２６によって所定の圧力たとえば１Torrに減圧される。載置台１６上で半導体ウエハＷは、載置台に内蔵されている上記ヒータによって所定の反応温度たとえば１９０゜Ｃ近辺に加熱される。半導体ウエハＷの表面に吹き付けられた原料ガスのＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳは、ウエハ表面上で上記の温度および圧力の下で上記化学式（２）のように反応（分解）し、反応生成物であるＣｕ（0）がウエハ表面に堆積する。処理室１０の壁面は、上記の温調機構によりＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳの凝着を防ぐ温度たとえば５５゜Ｃ付近に保たれる。
【００４３】処理室１０内の上記反応で生成した気体または反応せずに残った気体は全て排気口３２より真空排気部１４側に排気される。特に、反応副生成物であるＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2、原料ガスのＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳから一部分離したＨｈｆａｃやＴＭＶＳ、および未反応のＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳが気体状態のまま排気口３２から排気管３４を通って高温トラップ装置２８に導かれる。なお、必要に応じて排気管３４も処理室１０の壁面と同様に適当な温度たとえば５５゜Ｃ付近に温調してよい。
【００４４】高温トラップ装置２８は、導入したガスと接触して、ガス中のＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳのみを選択的に、かつその殆どを反応または分解させ、反応生成物のＣｕ（0）を堆積または付着させるトラップ部材と、このトラップ部材を所定の反応温度に加熱するためのヒータとを備えている。
【００４５】高温トラップ装置２８において、この反応温度またはトラップ温度は１８０〜３００゜Ｃの範囲内にあるのが望ましい。１８０゜Ｃ未満だと、流入したガスがトラップ部材を通過する際に上記化学式（２）の反応を完全に行なわせるのが難しくなり、Ｃｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳがわずかながら後段の真空ポンプ２６側に抜けるおそれがある。また、３００゜Ｃを超えると、反応の速度としては小さいもののＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2の分解が進行してしまい、後段の低温トラップ装置３０で収集または回収できるＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2の量が減少するおそれがある。
【００４６】この高温トラップ装置２８では、トラップ部材を銅で構成するか、さもなければ銅鍍金を施した構成とするのが望ましい。その理由は、トラップ部材のトラップ面に銅以外の材質たとえば絶縁物が表出していると、上記化学式（２）の反応に潜伏（incubation）時間が生じ、トラップを使用し始めてしばらくの間はこの反応が進行せず、未反応のＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳがトラップ部材を素通りして後段の真空ポンプ２６に流入するおそれがあるためである。また、十分時間が経って、この反応が進行し、トラップ面に金属銅Ｃｕ（0）が析出したとしても、密着性よく堆積または付着することができず、いったん堆積した金属銅がトラップ面から剥がれて後段の真空ポンプ２６に入り込み、ポンプ２６にダメージを与えるおそれがある。このような金属銅の剥がれは、特に昇温、降温などの熱サイクル時に起こりやすく、トラップ面を構成する材料と、析出した金属銅との間で熱膨張の差が大きい場合に著しい。
【００４７】高温トラップ装置２８において、トラップ部材のトラップ面を最初から銅で構成しておくことで、上記化学式（２）の反応の潜伏時間をなくし、さらにはトラップ面の材質と析出した金属銅との熱膨張係数が一致しているために析出銅の剥がれを抑え、上記のような真空ポンプ２６へのダメージ等の問題をなくすことができる。
【００４８】高温トラップ装置２８でＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳの全部または殆どを除去された排気ガスは、排気管３６を通って真空ポンプ２６に吸入される。この吸入される排気ガスの主たる成分はＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2であり、その中の大部分は処理室１０内で、残りは高温トラップ装置２８内でそれぞれ発生したものである。
【００４９】上記したように真空ポンプ２６はドライポンプからなり、ポンプ内の各部間で温度分布および圧力分布にある程度のばらつきがある。ドライポンプは、吸入した気体を排出口側へ押しやるようにして排気するため、その気体圧縮によりポンプ出側の方が入側よりも高温度、高圧力になる傾向がある。しかし、通常のドライポンプおよびメカニカルブースターポンプは、入側から出側までＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2を気体状態に維持できるような温度・圧力分布を有している。
【００５０】図２に、Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2の蒸気圧曲線を示す。本実施例では、真空ポンプ２６内の温度・圧力分布をたとえば６０゜Ｃ（０．１Torr）〜１５０゜Ｃ（５Torr）の範囲内に収めている。したがって、真空ポンプ２６内でＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2が凝縮することはない。また、Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2の分解温度が３５０゜Ｃ以上であるのに対し、ドライポンプやメカニカルブースターポンプの内部温度は通常３００゜Ｃ以上になることは無いため、真空ポンプ２６内でＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2が分解するおそれはない。
【００５１】また、ＨｈｆａｃやＴＭＶＳは、蒸気圧がさらに高いうえ、分解や他に可能な反応の温度もかなり高いため、これらの排気物質もポンプ入側から出側まで（正確には真空排気部１４を通じて）気体状態を維持できる。
【００５２】以上のようにして、真空ポンプ２６に導入された排気ガスの殆どが、そのままの状態（気体状態）でポンプ内のガス流路を通り抜けてポンプ排気口から排出される。
【００５３】真空ポンプ２６より排出された排気ガスは、排気管３８を通って低温トラップ装置３０に導入される。図２に示すように、Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2は、温度が６０゜Ｃでは、約１Torr以上で（１０Torr以上では確実に）固体状態になる。真空ポンプ２６の排気側の圧力は少なくとも１０Torr以上（通常は１００Torr以上）はあるから、低温トラップ装置３０ではトラップ部材の温度を６０゜Ｃ以下にすることで、Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2を凝縮させてトラップすることが可能である。
【００５４】低温トラップ装置３０における凝縮温度またはトラップ温度は、１５〜６０゜Ｃの範囲内にあることが望ましい。図２の蒸気圧曲線から明らかなように、Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2は低温、高圧になるほど固体になりやすく、前段のポンプ出側の圧力範囲で効率の良いＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2の収集を行うには、トラップ温度が６０゜Ｃ以下であることが要求される。しかし、１５゜Ｃを超えて冷却した場合は、たとえばトラップ交換等のメンテナンスで冷却を止めると、室温まで昇温したときに気化が進んで、トラップ内部が加圧状態になり、著しい場合には内容物が噴出するおそれがある。したがって、冷却の下限温度を室温程度（１５゜Ｃ）とするのが好ましい。
【００５５】低温トラップ装置３０において、トラップ部材の材質（たとえばステンレス）がトラップ面に表出していると、そこにＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2を凝着させて保存する際、あるいは回収のため溶媒または薬液を供給した際に、トラップ表面が反応、劣化して、コンタミネーションを起こすおそれがある。この問題は、トラップ部材のトラップ面をフッ素樹脂で被覆することで解決できる。
【００５６】上記したように、本実施例の減圧ＣＶＤ装置では、処理室１０内で原料ガスのＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳが半導体ウエハＷ上で上記化学式（２）のように反応（分解）し、反応生成物であるＣｕ（0）がウエハ表面に堆積し、銅膜が形成される。反応副生成物であるＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2や未反応のＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳは、真空排気部１４へ排気される。
【００５７】真空排気部１４において、処理室１０からの排気ガスは、先ず高温トラップ装置２８に導入される。高温トラップ装置２８では、所定の温度でＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳだけが、かつその殆どが反応し、析出した金属銅Ｃｕ（0）はトラップされる。高温トラップ装置２８内のトラップ部材が銅で構成され、または予め銅鍍金を施されることで、Ｃｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳの熱分解および金属銅の堆積はトラップの使用開始時より速やかに行なわれ、また、析出した金属銅の密着性も良好であり、剥がれ等の問題は生じない。
【００５８】高温トラップ装置２８からの排気ガスは、ドライポンプからなる真空ポンプ２６に吸入される。この吸入される排気ガスは、Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2やＨｈｆａｃ、ＴＭＶＳ等の混合ガスであり、Ｃｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳを実質的に含んでいない。したがって、真空ポンプ２６内にＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳが流入することがないので、Ｃｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳの熱分解または凝縮によるポンプのダメージを十全に回避することができる。
【００５９】真空ポンプ２６に導入されたＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2やＨｈｆａｃ、ＴＭＶＳ等のガスは、ポンプ内部で熱分解することもなければ凝縮することもなく気体状態のまま排気される。
【００６０】真空ポンプ２６からの排気ガスは低温トラップ装置３０に導入される。低温トラップ装置３０では、所定の温度および圧力の下で、Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2が凝縮してトラップ部材にトラップされる。トラップ部材のトラップ面にフッ素樹脂をコーティングすることで、トラップ側からのコンタミネーションを防止し、純度の高い状態でＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2を回収できる。回収したＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2からＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳを再生することは比較的容易であり、原料ガスのランニングコストを低減することができる。
【００６１】なお、図３に示すように、真空排気部１４の排気路１４ａに対して、複数台たとえば各２台の高温トラップ装置２８または低温トラップ装置３０をバルブ４２〜４８を介して並列に接続し、片側のトラップ装置を選択的に使用する構成としてもよい。かかる並列トラップ構成によれば、成膜作業を止めることなく、トラップ交換を行える。
【００６２】次に、図４〜図１３につき、上記実施例の減圧ＣＶＤ装置における高温トラップ装置２８または低温トラップ３０として使用可能な本発明のトラップ装置の実施例を説明する。
【００６３】図４に、高温トラップ装置２８として好適な第１の実施例によるトラップ装置の構成を示す。
【００６４】このトラップ装置において、ハウジング５０は、たとえばシリコンゴム等の断熱材からなり、筒体たとえば四角筒体に形成されている。ハウジング５０の一端部（図の右端部）は径方向内側または中心側に折曲して側壁部５０ａを形成し、この側壁部５０ａにガス吸入口用の開口が設けられている。ハウジング５０の他端部５０ｂは、側壁部を持たず、後述するようにガス排出口だけでなくトラップ本体装入／取出し口をも与えるように大きな径で開口している。
【００６５】ハウジング５０内には、それより一回り小さい同様の四角筒体に形成された熱伝導体たとえばステンレス鋼からなるヒータ本体５２が収容されている。ヒータ本体５２の一端部（右端部）５２ａは、ハウジング５０の側壁部５０ａの開口より軸方向外側に円筒状に突出し、ガス導入口および配管コネクタ部を構成している。ヒータ本体５２の他端部５２ｂは、ハウジング５０の他端部５０ｂと同様に、側壁部を持たず大きな径で開口している。
【００６６】ヒータ本体５２の胴部には、たとえばタングステン線からなる電熱コイル５４が埋め込まれている。この電熱コイル５４は、電気コード５５を介してヒータ電源回路（図示せず）に接続されている。
【００６７】ヒータ本体５２の内側には、それより一回り小さい同様の四角筒体に形成された銅板からなるトラップ本体５６がハウジング５０およびヒータ本体５２の他端部の開口を介して着脱可能に収容または装着される。トラップ本体５６の一端部（右端部）５６ａは、円筒状に突出してガス導入部を形成し、ヒータ本体５２の突出部５２ａ内にＯリングからなるシール部材５８を介して挿入される。トラップ本体５６の他端部５６ｂは、ガス排出部を形成し、外側からトラップ内部（後述する銅の堆積状況）がよく見えるように大きな径で開口している。
【００６８】トラップ本体５６の内側には、相対向する一対の内壁面からそれぞれ軸方向に適当な間隔を空けて交互に他方の内壁面に向かってその手前まで延在するフィン状の銅板からなるトラップ板６０が着脱可能に取り付けられている。
【００６９】各トラップ板６０の両側縁部はトラップ本体５６の内壁に隙間無く密着または接続している。したがって、ガス導入部５６ａよりトラップ本体５６内に導入されたガスは、入側から出側に向かって順次各トラップ板６０に接触しながら各トラップ板６０と対向するトラップ本体５６の内壁面との間、および相隣接するトラップ板６０，６０の間に形成されているラビリンス構造のガス流路６２を通ってガス排出部５６ｂ側に抜ける。その際、後述するように、各トラップ板６０の表面およびトラップ本体５６の内壁面（トラップ面）に接触したガス中の所定の物質（本実施例ではＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳ）が反応または分解して、反応生成物（金属銅）がトラップ面上に堆積するようになっている。
【００７０】トラップ本体５６には、温度センサたとえば熱電対６４が着脱可能に取り付けられる。この熱電対６４の出力端子は、センス線または電気ケーブル６６を介して上記ヒータ電源回路の制御部に接続されている。ヒータ電源回路より供給される電力によってヒータ本体５２内蔵の電熱コイル５４が発熱し、その熱がヒータ本体５２からトラップ本体５６に伝わり、トラップ本体５６ないし各トラップ板６０が加熱される。該ヒータ制御部は、熱電対６４で検出されるトラップ本体５６ないし各トラップ板６０の温度が所定の反応温度またはトラップ温度に一致するように、抵抗発熱体５４に対する供給電力を制御するようになっている。
【００７１】トラップ本体５６の他端部５６ｂには、たとえばステンレス鋼からなり円筒状の突出部を有するフランジ６８がたとえばＯリングからなるシール部材７０を介してボルト（図示せず）等により着脱可能に取り付けられる。フランジ６８の円筒部はガス排出口を構成する。さらに、フランジ６８の外側には、断熱材たとえばシリコンゴムからなる側壁板７２が着脱可能に取り付けられる。
【００７２】このトラップ装置を上記実施例の減圧ＣＶＤ装置における高温トラップ装置２８として用いる場合、トラップ本体５６ないし各トラップ板６０は上記したように１８０〜３００゜Ｃの範囲内たとえば２００゜Ｃの温度に加熱される。これにより、処理室１０より送られてきた排気ガスがトラップ本体５６内のガス流路６２を通過する際に、排気ガスに含まれているＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳがトラップ板６０の表面およびトラップ本体５６の内壁面（トラップ面）に接触して上記化学式（２）のように反応（分解）し、反応生成物の金属銅Ｃｕ（0）が該トラップ面上に堆積または凝着する。トラップ本体５６内のガス流路６２はラビリンス構造であるため、Ｃｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳとトラップ面との接触面積または接触時間は十分大きく、ガス排出口に到達するまでにＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳは殆ど残らず反応する。
【００７３】また、トラップ面が銅で構成されているため、このトラップ装置の使用開始時からＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳの反応および金属銅の堆積が潜伏時間なしに速やかに行なわれるとともに、析出した金属銅はトラップ面に良好に密着し、剥がれ難くなっている。
【００７４】また、トラップ本体５６およびトラップ板６０がすべて銅で構成されているので、熱伝導性にもすぐれており、電熱コイル５４ないしヒータ本体５２からの熱が上記反応に効率良く使用されるようになっている。
【００７５】そして、側壁板７２およびフランジ６８を取り外すことで、ハウジング５０およびヒータ本体５２の片側の開口部を介してトラップ本体５６およびトラップ板６０を簡単に抜き出せるだけでなく、金属銅の堆積または付着状況を目視で監視ないし確認できるため、トラップ本体５６またはトラップ板６０の交換時機を適確に判断することができ、メンテナンス性にすぐれている。
【００７６】ガス導入口および排出口をシールするＯリング５８、７０は、取り外しや組立てに便利である。特に、ガス導入口のＯリング５８によって、ガス導入口に導入されたガス、特にトラップ対象のＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳがトラップ本体５６とヒータ部材５２との隙間７２に入り込まない、したがってトラップ本体５６の外周面にトラップ対象のＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳが接触ないし堆積しないようになっている。一方、ガス排出部側では、ガス中にもはやＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳが含まれてはいないため、隙間７２をガス流路６２と連通させる構成とし、トラップ本体５６の挿脱を容易に行えるようにしている。
【００７７】トラップ本体５６またはトラップ板６０を銅以外の材質たとえばステンレス鋼で構成し、そのトラップ面に銅鍍金を施す構成も可能である。その場合、一度使い尽くされたトラップ本体５６またはトラップ板６０において、トラップ面に付着した堆積銅とともに鍍金銅も除去し、表出したステンレス鋼に再度鍍金銅を施すことで、トラップ部材の再使用が可能である。なお、上記のような銅製のトラップ部材の場合は、付着可能な最大限まで銅を堆積させ、使用後は銅廃材として再加工に供することができる。
【００７８】図５に、第２の実施例によるトラップ装置の構成を示す。このトラップ装置は上記第１実施例のトラップ装置においてトラップ本体５６内の構成を変形したものである。他の各部は上記第１実施例のものと同様の構成および機能を有している。
【００７９】この第２の実施例では、トラップ本体５６の四方の内壁面にそれぞれ四辺の端部を密着または接続するようにして複数のトラップ板７４が軸方向に所定の間隔を置いて配置される。トラップ板間隔は、入口側で最も大きく、出口側に向かって次第に小さくなるように構成されている。
【００８０】図６に示すように、各トラップ板７４には全面に亘って多数の通気孔７４ａが設けられており、通気孔７４ａの穴径は入口側で最も大きく、出口側にいくほど次第に小さくなるように形成されている。なお、通気孔７４ａの位置および個数が各トラップ板７４で異なっていてもよい。
【００８１】トラップ本体５６内でガス導入部に最も近いトラップ板７４’は、図示のように断面形状がほぼ菱形に形成されている。このトラップ板７４’においては、内側の一対の斜面部７４ｂ’にのみ通気孔７４ａが形成され、外側の一対の斜面部７４ｃ’には通気孔７４ａが形成されていない。
【００８２】ガス導入口より導入されたガスは、最初にこのトラップ板７４’で区画されたバッファ室に入り、斜面部７４ｂ’の通気孔７４ａを通って斜め外方向に抜けてから後段の平行トラップ板７４を順次通り抜け、最後にガス排出口側に出るようになっている。その際、各トラップ板７４の表面およびトラップ本体５６の内壁面（トラップ面）に接触したガス中の所定の物質（本実施例ではＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳ）が反応または分解して、反応生成物（金属銅）がトラップ面上に堆積するようになっている。
【００８３】この実施例では、トラップ板７４’によるバッファ効果と斜め拡散効果により、ガスのガス導入口側への跳ね返りや乱流を抑制し、トラップ本体５６外側のヒータ本体５４や配管（図示せず）等に金属銅が堆積付着しないようにしている。
【００８４】また、ガス導入口に近いほどトラップ板７４の通気孔７４ａの穴径を大きくするとともにトラップ板間隔を大きくし、ガス排出口に近くなるほど通気孔７４ａの穴径とトラップ板間隔をそれぞれ小さくしている。これにより、未反応ガスが最も多い入口側ではガスがスムースに内奥へ送られ、出口側にいくほど（未反応ガスが少なくなるほど）ガスがトラップ面に接触する度合いが増大する。したがって、それぞれのトラップ板７４における銅の付着に偏りがなく、出口付近の銅堆積量が少ない段階で入口側のトラップ板７４の通気穴７４ａが堆積物（金属銅）で閉塞するようなこともない。
【００８５】その他、上記第１実施例における種種の作用効果または利点がこの第２の実施例でも同様に得られる。
【００８６】図７〜図９に、低温トラップ装置３０として好適な第３の実施例によるトラップ装置の構成を示す。図７は縦断面図、図８は上面図、図９は横断面図である。
【００８７】このトラップ装置のハウジング８０は、熱伝導性の材質たとえばステンレス鋼からなり、有底四角筒状に形成されている。ハウジング８０の上璧または蓋部８１の中央部にガス導入口８２が設けられ、底部の側壁にガス排出口８４と薬液排出口８６とが設けられている。
【００８８】ハウジング８０の四辺の側壁８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄのうち、相対向する一対の側璧８０ａ，８０ｃの内部には温調水通路８８，９０がそれぞれ形成されている（図９）。ハウジング８０の蓋部８１には、一方の側璧８０ａ内の温調水通路８８に接続する温調水導入口９２と他方の側璧８０ｃ内の温調水通路９０に接続する温調水排出口９４とが設けられている（図８R>８）。両側の温調水通路８８，９０は、ハウジング８０の上面に架設されたバイパス管９６を介してつながっている（図８）。
【００８９】温調水供給部（図示せず）より所定の温度に水温を調整された水ＷＱが配管（図示せず）を介して温調水導入口９２に導入される。導入された温調水ＷＱは、側璧８０ａ内の温調水通路８８→バイパス管９６→側璧８０ｃ内の温調水通路９０の流路を流れたのち、温調水排出口９４より排出され、そこから配管（図示せず）を介して温調水供給部に戻る。このような温調水ＷＱの循環供給により、ハウジング８０およびその内部の後述するトラップ部材が温調水ＷＱの水温に近い温度に冷却または加温されるようになっている。
【００９０】図７に示すように、ハウジング８０の中には、ガス導入口８２とガス排出口８４との間にジグザグ状のガス流路９８が設けられている。この流路９８は、垂直方向にジグザク状に配置された２列のトラップ板［１００（1），１００（2），‥‥，１００（ｍ）］、［１０２（1），１０２（2），‥‥，１０２（ｎ）］によって形成されている。
【００９１】一方（図では左側）の列においては、トラップ板１００（1）１００（2），‥‥，１００（ｍ）が垂直方向に各々傾斜したトラップ面を交互に反対側に向けるようにしてジグザグ状に配置されている。
【００９２】より詳細には、最上部のトラップ板１００（1）は、ハウジング８０の側壁８０ｂの内壁面から斜め下向きにハウジング中心部を幾らか越える位置まで延在する。２番目のトラップ板１００（2）は、最上部のトラップ板１００（1）の下端と少し隙間１０４を空けて反対側の側壁８０ｄに寄った位置から斜め下向きに側壁８０ｂの内壁面の少し手前まで延在する。トラップ板１００（2）と側壁８０ｂとの間には隙間１０６が形成される。３番目のトラップ板１００（3）は、２番目のトラップ板１００（2）の下端と少し隙間１０８を空けてハウジング８０の側壁８０ｂの内壁面から最上部のトラップ板１００（1）と同様に斜め下向きにハウジング中心部を幾らか越える位置まで延在する。以下、下段のトラップ板１００（4），１００（5），‥‥においても同様の配置パターンが繰り返される。
【００９３】他方（右側）の列においては、左側の列と高さ位置をずらして上記と同様のパターンで、トラップ板［１０２（1），１０２（2），‥‥，１０２（ｎ）が垂直方向に各々傾斜したトラップ面を交互に反対側に向けるようにしてジグザグ状に配置されている。これにより、両側トラップ板列の間にジグザグ状のガス流路９８が形成されている。なお、各トラップ板１００，１０２は、ハウジング８０の側壁８０ａ、８０ｃとは密着または接続している（図９）。
【００９４】ハウジング８０の底部には、両側トラップ板列に沿って降りてきたガスを全て排出口まで案内するためのトラップ板１１０が設けられている。この底部トラップ板１１０は、ハウジング８０の全ての側壁８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄに密着または接続している。
【００９５】各トラップ板１００，１０２、１１０は、熱伝導率の高い材質たとえばアルミニウムからなり、その表面がフッ素樹脂加工されている。
【００９６】このトラップ装置では、トラップ板１００，１０２、１１０に凝着した析出物（本実施例ではＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2）を次のような機構によってハウジング８０内で回収できるようになっている。
【００９７】ハウジング８０の上蓋部８１には、凝着物（Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2）を溶解させる薬液（たとえばアセトン）ＭＱを導入するための薬液導入口１１２が取り付けられており、さらに、その上方に薬液投入口１１１が設けられている。そして、上蓋部８１の内部には薬液導入口１１２とハウジング８０の両側璧８０ｂ，８０ｄの内壁面の上端にそれぞれ形成されたスリット状の薬液吐出口１１４，１１６とをむすぶ薬液通路１１８，１２０，１２２が設けられている。薬液通路１１８は，薬液導入口１１２から斜め下向きに扇状に広がって薬液吐出口１１６に至る。薬液通路１２２は，ガス導入口８２を挟んで薬液導入口１１２と反対側の位置から斜め下向きに扇状に広がって薬液吐出口１１４に達する。薬液通路１２０は、ガス導入口８２を迂回するようにして薬液導入口１１２と薬液通路１２２とを連絡する。
【００９８】薬液ＭＱは、薬液投入口１１１より注入される。薬液投入口１１１は、通常は蓋で密閉されている。
【００９９】薬液導入口１１２に薬液ＭＱが投入されると、導入された薬液の一部は薬液通路１１８側に分配され、残りは薬液通路１２０を通って薬液通路１２２側に分配される。
【０１００】右側の薬液通路１１８に分配された薬液ＭＱは、右側の薬液吐出口１１６より側壁８０ｄの壁伝いに落ちて、右側最上段のトラップ板１０２（1）の上端部に供給される。
【０１０１】図７で点線の矢印で示すように、トラップ板１０２（1）の上端部に供給された薬液ＭＱは、トラップ板１０２（1）の上面を伝って流れ落ち、トラップ板１０２（1）の下端に達すると、そこから隙間１０４を介して２番目のトラップ板１０２（2）の上端部に落下し、やはりトラップ板１０２（2）の上面を伝って流れ落ち、トラップ板１０２（2）の下端に達すると、そこから隙間１０６，１０８を介して３番目のトラップ板１０２（3）の上端部に落下し、以下上記と同様の流れ方で下段のトラップ板１０２（４），トラップ板１０２（5），‥‥を順次通過する。そして、薬液ＭＱは、最後に底部トラップ板１１０に落下し、このトラップ板１１０から薬液排出口８６を通って薬液タンク１２４に回収される。
【０１０２】このように、最上部のトラップ板１０２（1）に供給された薬液ＭＱが、高い方から低い方に順次各トラップ板１０２（1），１０２（2），‥‥，１０２（ｎ），１１０を伝わって流れ落ち、薬液排出口８６を通って薬液タンク１２４に回収されるようになっている。
【０１０３】左側の薬液通路１２２に分配された薬液ＭＱは、左側の薬液吐出口１１４より側壁８０ｂの壁伝いに落ちて、左側最上段のトラップ板１００（1）の上端部に供給される。図７で点線の矢印で示すように、左側のトラップ板列においても、薬液ＭＱは上記と同様の流れ方で高い方から低い方に順次各トラップ板１００（1），１００（2），‥‥，１００（ｍ），１１０を伝わって流れ落ち、薬液排出口８６を通って薬液タンク１２４に回収されるようになっている。
【０１０４】なお、図９に示すように、各トラップ板１００，１０２には適当な部位に超音波振動子１２６が取り付けられている。上記のように薬液ＭＱを供給する時に、各超音波振動子１２６が作動して各トラップ板１００，１０２を振動させるようになっている。なお、底部トラップ板１１０にも同様の超音波振動子を取り付けることができる。
【０１０５】このトラップ装置では、薬液タンク１２４にポンプ（図示せず）を設け、このポンプの出口を配管１２８を介して薬液導入口１１２に接続している。薬液タンク１２４に貯蔵または回収された薬液ＭＱをポンプで配管１２８を介して薬液導入口１１２に送り込み、薬液ＭＱを循環させるようにしている。
【０１０６】次に、このトラップ装置を図１の減圧ＣＶＤ装置における低温トラップ装置３０として用いる場合の作用を説明する。
【０１０７】トラップとして運転する間は、温調水供給部より所定の冷却温度たとえば２５゜Ｃで温調水ＣＷが温調水導入口９２に供給される。この温調された冷却水ＣＷがハウジング８０の両側璧８０ａ，８０ｃ内の温調水通路８８、９０を流れることで、ハウジング８０の両側璧８０ａ，８０ｃに密着または接続している各トラップ板１００，１０２は約２５゜Ｃの温度に冷やされ、かつこの温度に維持される。
【０１０８】ガス導入口８２には、真空ポンプ２６からの排気ガスが導入される。上記したように、この排気ガスは、トラップ対象である反応副生物のＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2）を含んでいる。導入されたガスの大部分は、両側のトラップ板［１００（1），１００（2），‥‥，１００（ｍ）］、［１０２（1），１０２（2），‥‥，１０２（ｎ）］の内側に形成されているジグザグ状のガス流路９８を通ってハウジング底部の排気口８４側に抜ける。ここで、各トラップ板において、トラップ本体の中央部に向いていてガス流路９８に面している面をおもて面（主トラップ面）、その裏側の面を裏面（副トラップ面）とする。
【０１０９】上記のようにしてガス流路９８を流れる際に、ガスは、コンダクタンスの低いガス流路９８内で圧縮されながら各トラップ板１００，１０２，１１０のおもて面（主トラップ面）に接触する。これにより、ガス中のＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2が上記冷却温度（約２５゜Ｃ）で冷やされて凝縮し、析出した固体のＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2はトラップ面上に凝着または付着する。
【０１１０】ここで、トラップ板１００，１０２，１１０の中では、ガス導入口８２に近いほどＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2の凝着量は多くなる傾向があり、近接した高さ位置では奇数番目のトラップ板（たとえば１０２(3)）の方が偶数番目のトラップ板（たとえば１００(2)）よりも凝着量は多くなる傾向がある。つまり、奇数番目のトラップ板（１０２(3)）のおもて面（主トラップ面）は上向きになっているため、上方の入口から流れてくるガスと衝突または接触する度合いが大きく、それだけＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2が凝着しやすい。これに対して、奇数番目のトラップ板（１００(2)）のおもて面（主トラップ面）は下向きになっているため、上方から流れてくるガスと衝突または接触する度合いが小さく、Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2が凝着しにくい。
【０１１１】なお、一部のガスは、隙間１０４，１０６，１０８を通って両側トラップ板１００，１０２の裏側を回りながら、排気口８４側に抜ける。その際、比較的少ない量ではあるが、ガス中のＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2が各トラップ板１００，１０２の裏面（副トラップ面）に接触して凝着する。
【０１１２】このトラップ装置では、各トラップ板１００，１０２，１１０のトラップ面がフッ素樹脂で被覆されているので、析出したＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2はトラップ面上で安全かつ安定に保持される。
【０１１３】上記のようなトラップ運転によりＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2の凝着量が相当レベルに達した頃を見計らって、Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2の回収作業を行ってよい。
【０１１４】回収作業時には、温調水供給部より所定の加熱温度たとえば５０゜Ｃで温調水ＣＷを温調水導入口９２に供給する。この温調された加熱水ＷＱがハウジング８０の両側璧８０ａ，８０ｃ内の温調水通路８８、９０を流れることで、ハウジング８０の両側璧８０ａ，８０ｃに密着または接続している各トラップ板１００，１０２は約５０゜Ｃの温度に暖められる。
【０１１５】そして、薬液タンク１２４のポンプを稼動させ、上記したような薬液供給機構を働かせる。これにより、薬液ＭＱが、所定回数循環して高い方から低い方に順次各段のトラップ板［１００（1），１００（2），‥‥，１００（ｍ）］、［１０２（1），１０２（2），‥‥，１０２（ｎ）］、１１０を伝わって流れ落ち、各トラップ板１００，１０２，１１０のトラップ面に付着しているＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2を溶解しながら洗い落とす。
【０１１６】本実施例では、上記のように各トラップ板１００，１０２を所定温度（約５０゜Ｃ）に加温するとともに、超音波振動子１２６によって各トラップ板１００，１０２，１１０を振動させることにより、Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2の溶解を効率良く行うことができる。
【０１１７】また、薬液ＭＱを循環させることにより、比較的少量の薬液ＭＱでＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2の溶解または回収を行うことができる。
【０１１８】また、各トラップ板１００，１０２，１１０のトラップ面をフッ素樹脂加工しているので、回収処理中にトラップ面が反応・劣化するおそれがなく、コンタミネーションの問題が生じない。
【０１１９】なお、上記の薬液供給において、薬液ＭＱは、より詳細には、奇数番目の各トラップ板については内側または表側の主トラップ面を流れ落ち、偶数番目の各トラップ板については裏側の副トラップ面を流れ落ちる。つまり、奇数番目の各トラップ板の裏側の副トラップ面と偶数番目の各トラップ板の内側の主トラップ面とには薬液ＭＱは行き渡らない。しかし、奇数番目の各トラップ板の裏側の副トラップ面における凝着量は非常に少ない。また、偶数番目の各トラップ板の内側の主トラップ面においても、上記したようにガスとの接触度合いが比較的小さいので、凝着量は比較的少ない。
【０１２０】最も多く凝着する部分は奇数番目のトラップ板１００（1），１００（3），‥‥、１０２（1），１０２（3），‥‥のおもて面（主トラップ面）である。これらのトラップ面には薬液ＭＱが十分行き渡って供給されるので、凝着したＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2の大部分を回収することができる。
【０１２１】タンク１２４のポンプを止めて薬液循環供給を終了させると、トラップ板１００，１０２，１１０より洗い落とされたＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2が薬液ＭＱとともにタンク１２４内に収集され貯留される。このタンク１２４に収集した溶液を処理することにより、Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2をＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳにリサイクルすることができる。
【０１２２】図１０〜図１３に、低温トラップ装置３０として好適な第４の実施例によるトラップ装置の構成を示す。図１０および図１３は装置の縦断面図、図１１はトラップ板と支持部材の平面図、図１２は装置の上面図である。
【０１２３】このトラップ装置のハウジング１３０は、熱伝導性の材質たとえばアルミニウムからなり、有底四角筒状に形成されている。ハウジング１３０の上蓋１３２にガス導入口１３４および排出口１３６が設けられている。
【０１２４】ハウジング１３０内の空間は中心部に垂設されたたとえばアルミニウムからなる隔壁１３８により一対（左右）の室１４０，１４２に分割され、これらの室１４０，１４２は隔壁１４０の下端とハウジング底面との間に形成された開口１４４を介して連通している。
【０１２５】右側の室１４０内には、熱伝導性の材質たとえばアルミニウムからなる複数のトラップ板１４６が垂直方向に所定の間隔を置いて配置される。トラップ板間隔は、入口側（最上部）で最も大きく、下流の底側に向かって次第に小さくなるように構成されている。
【０１２６】左側の室１４２内には、熱伝導性の材質たとえばアルミニウムからなる複数のトラップ板１４８が垂直方向に所定の間隔を置いて配置される。トラップ板間隔は、上流の底部側で最も大きく、下流の出口側に向かって次第に小さくなるように構成されている。もっとも、左側底部のトラップ板間隔は、それよりも上流側の右側最下位のトラップ板間隔と同程度か、それよりも小さい値に設定されている。
【０１２７】各トラップ板１４６，１４８には、図１１に示すように、多数の通気孔１５０が形成されている。図５のトラップ装置におけるトラップ板７４と同様に、通気孔１５０の孔径を入口側で最も大きくし、下流（出口側）にいくほど次第に小さくなるようにしてもよい。また、それぞれのトラップ板１４６，１４８における通気孔１５０の個数および位置を異ならせてもよい。
【０１２８】各トラップ板１４６，１４８の表面（トラップ面）にはフッ素樹脂加工が施されている。また、このトラップ装置では、ハウジング１３０の内壁面および隔壁１３８の表面もトラップ手段を構成するので、これらの璧面にもフッ素樹脂加工が施される。
【０１２９】ハウジング１３０内で、各トラップ板１４６（１４８）は一対の垂直支持棒１５２（１５４）に着脱可能に支持されている。図１１に示すように、各トラップ板１４６（１４８）の相対向する一対の角隅部に垂直支持棒１５２（１５４）を遊挿させる大きさで楕円形の開口１５６（１５８）が形成されている。垂直支持棒１５２（１５４）には、各トラップ板１４６（１４８）の下面に対応する高さ位置に突起状の水平支持部１６０（１６２）が設けられている。図１０の組立てた状態では、各水平支持部１６０（１６２）が楕円開口１５６（１５８）の短軸方向に向いて、各トラップ板１４６（１４８）を担持している。
【０１３０】各垂直支持棒１５２（１５４）は上蓋１３２を貫通してハウジング１３０の上面に突出しており、その突出部には操作つまみまたはレバー１６０（１６２）が取り付けられている。
【０１３１】各トラップ板１４６（１４８）に付着したＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2を回収するときは、この操作つまみまたはレバー１６０（１６２）を図１２の矢印の方向に直角に回す。そうすると、ハウジング１３０内では各垂直支持棒１５２（１５４）の各水平支持部１６０（１６２）が楕円開口１５６（１５８）の長軸方向に向くことになり、各トラップ板１４６（１４８）が外れて脱落する。
【０１３２】図１３に示すように、垂直支持棒１５２（１５４）から外れて脱落したトラップ板１４６（１４８）は、それぞれの室１４０，１４２の底部に積み重なる。
【０１３３】このトラップ装置では、ハウジング１３０内の隔壁１３８に沿って薬液が供給されるように上蓋１３２に薬液供給路１６４が設けられている。上蓋１３２には、さらに、この薬液供給路１６４に連通する薬液導入口１６６が設けられている。この薬液導入口１６６より薬液ＭＱを供給すると、薬液ＭＱは隔壁１３８上端の吐出口１６８より隔壁１３８に沿ってハウジング１３０の底部に導かれるようになっている。
【０１３４】ハウジング１３０の一側璧の下端部には溶液取出口１７０が設けられている。通常はこの溶液取出口１７０が閉められているので、上記のように薬液供給路１６４を介して供給された薬液ＭＱはハウジング１３０の底部に溜まり、積層状態で収集されているトラップ板１４６（１４８）は薬液ＭＱに浸される。
【０１３５】ハウジング１３０の底面には複数の箇所に凹所１７２が形成され、各凹所１７２の中に超音波振動子１７４が取り付けられている。上記のようにしてハウジング１３０の底でトラップ板１４６（１４８）を薬液ＭＱに浸している間、それらの超音波振動子１７４が作動して積層状態のトラップ板１４６（１４８）に振動を与え、凝着物（Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2）の溶解を促進するようにしている。
【０１３６】所定時間の浸漬によって凝着物（Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2）が薬液ＭＱに溶け込んだなら、溶液取出口１７０より溶液を外に取り出して処理することにより、Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2をＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳにリサイクルすることができる。
【０１３７】このトラップ装置でも、冷却および加温兼用の温調水循環機構が設けられている。ハウジング１３０の一側面に温調水導入口１７６および排出口１７８が取り付けられている。これらの温調水導入口１７６および排出口１７８は、ハウジング１３０の一部または全部の側璧の中に行き渡るようにして設けられている１系統または複数系統の温調水通路の始端および終端にそれぞれ接続されている。
【０１３８】トラップ運転時には所定の冷却温度に温調された水ＷＱが循環供給され、凝着物（Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2）の回収時には所定の加熱温度に温調された水ＷＱが循環供給される。
【０１３９】このトラップ装置では、ハウジング１３０の底部に形成した薬液ＭＱの溜まりの中にトラップ板１４６（１４８）を漬けて凝着物（Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2）を溶解させるため、凝着物をほぼ完全に回収することができる。
【０１４０】また、上記した第３の実施例の低温トラップ装置と同様に、この実施例でも、各トラップ面をフッ素樹脂加工しているので、トラップ運転中は析出物が安定に保持され、回収処理中にはトラップ面が反応・劣化するおそれがなく、コンタミネーションの問題が生じない。
【０１４１】なお、回収作業のため脱落させた各トラップ板１４６（１４８）を再セットするには、上蓋１３２を外して支持棒１５２（１５４）と一緒にハウジング１３０の外に取り出し、支持棒１５２（１５４）に各トラップ板１４６（１４８）を組みつけてから、ハウジング１３０の中に戻す。
【０１４２】以上、好適な実施例について説明したが、本発明の技術思想の範囲内で種種の変形、変更が可能である。特に、上記した実施例では原料ガスをＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳとしたが、他の有機銅化合物を原料ガスに用いて上記の減圧ＣＶＤ装置により銅膜を形成することが可能である。また、本発明の処理装置、真空排気システムおよびトラップ装置は、銅の成膜処理以外にも種種の減圧ＣＶＤその他の微細加工にも適用可能である。
【０１４３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の処理装置および真空排気システムによれば、減圧処理室から未反応の原料ガスや反応副生成物ガスを排気するための真空ポンプの安定稼動を保証するとともに、反応副生成物を効率良く回収して資源の有効利用およびランニングコストの低減をはかることができる。
【０１４４】また、本発明のトラップ装置によれば、処理室より排気された気体の中から未反応の原料ガスのみを選択的に、かつ確実にトラップすることができる。また、本発明のトラップ装置によれば、トラップした有機化合物を効率良く回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による減圧ＣＶＤ装置の全体構成を示す図である。
【図２】Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2の蒸気圧曲線を示す図である。
【図３】実施例においてトラップ装置を並列接続する構成例を示す図である。
【図４】第１の実施例によるトラップ装置の構成を示す縦断面図である。
【図５】第２の実施例によるトラップ装置の構成を示す縦断面図である。
【図６】第２の実施例のトラップ装置におけるトラップ板の構成を示す平面図である。
【図７】第３の実施例によるトラップ装置の構成を示す縦断面図である。
【図８】第３の実施例によるトラップ装置の構成を示す上面図である。
【図９】第３の実施例のトラップ装置におけるトラップ板の配置構成を示す横断面図である。
【図１０】第４の実施例によるトラップ装置の構成を示す縦断面図である。
【図１１】第４の実施例のトラップ装置におけるトラップ板および支持部材の構成を示す平面図である。
【図１２】第４の実施例によるトラップ装置の構成を示す上面図である。
【図１３】第４の実施例によるトラップ装置内の回収作業時の構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０ 処理室
１２ 原料ガス供給部
１４ 真空排気部
１６ 載置台
２４ ガス供給管
２６ 真空ポンプ
２８ 高温トラップ装置
３０ 低温トラップ装置
３４，３６，３８ 排気管
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイス製造等の微細加工でガスを扱う装置に係り、より詳細には減圧ＣＶＤ装置で代表される化学反応方式の処理装置ならびにこの種処理装置に使用可能な真空排気システムおよびトラップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】今日の半導体デバイスでは多層配線構造が一般化しているが、高密度化に伴い異なる金属配線層間のコンタクト孔もより微小化を求められ、そのアスペクト比（＝孔の深さ／開口幅）が増大している。また、チップ内の個々の半導体素子およびデバイス全体の高速化に伴い、コンタクト孔への埋め込み分を含めて配線層には抵抗のより低い材料が要求されている。
【０００３】このような微小化および低抵抗化の要求に応えるものとして、金属配線に従来一般のアルミニウムに代えて銅を金属配線材料とし、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学気相成長）法によって銅膜を作成する技術が検討されている。
【０００４】ＣＶＤ法によって銅膜を形成するための原料は、一般に有機銅化合物であり、中でもＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳが注目されている。
【０００５】Ｃｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳは、常温で低粘度の液体であり、蒸気圧も６０゜Ｃで１Torrと適当であるため、液体供給系＋気化器の構成を用いて気化し、原料ガスとして反応室または処理室へ供給することが比較的容易である。また、少なくとも７０゜Ｃ以上で分解が進行するので、処理室内では１９０゜Ｃ近辺の比較的低温でも製造上問題のない成膜速度で被処理基板上に銅膜を形成することができる。
【０００６】有機銅化合物としては、他にも、βジケドナト化合物たとえばＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2 やシクロペンタジエニル化合物たとえばＣｐＣｕＴＥＰ等が知られている。しかし、これらのいずれも常温で固体であるため、ガスの状態で処理室へ供給するのが難しい。さらに、Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2は分解に３５０゜Ｃ以上の高い温度を必要とし、ＣｐＣｕＴＥＰは蒸気圧が８０゜Ｃで0．01 Torrと非常に低く成膜時に十分な分圧を得にくいという難点がある。
【０００７】これらの他の有機銅化合物と比較して、Ｃｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳは、上記したように液体供給系＋気化器の構成を用いて気化し、処理室へ容易に供給できる点と、低温成膜が可能である点で、有利である。
【０００８】通常、銅膜を形成するためのＣＶＤとして、減圧ＣＶＤが採用される。真空ポンプによって、ＣＶＤ処理室は所定の圧力に減圧されるとともに、未反応の原料ガスや反応副生成物ガス等は処理室から排気される。この種の真空ポンプとしては、油回転ポンプ等のウエット系は油を被排気室（処理室）へ逆拡散させて汚染ないし歩留まり低下を来すおそれがあることから、そのような問題のないドライポンプが主流になってきている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、気化されたＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳは凝結の温度と分解の温度が近いという特性を有しているが、この特性が減圧ＣＶＤ用の真空排気システムでは問題となっている。
【００１０】真空ポンプ内の温度が低いと、処理室から送られてきた未反応のＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳがポンプ内で凝結して各部、特に回転系に対して障害物となり、著しい場合は回転系を破損することがある。
【００１１】そのような凝結を避けるために、通常採られる方法はポンプ内を加温することである。しかし、真空ポンプのように複雑な構造体では、各部を均一な温度に保持することは殆ど不可能で、温度分布にばらつきが生じるのは必然であり、相対的に温度が高い部位ではＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳの分解が進行し、金属銅が析出してしまうおそれがある。これを避けようとして、温度を低めに設定すると、今度は相対的に温度の低い部位で上記のような凝結が生じてしまう。
【００１２】つまり、原料ガスにＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳを用いる減圧ＣＶＤにおいては、真空ポンプ内に引き込まれた未反応Ｃｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳの凝結および分解を同時に抑制することは極めて困難である。
【００１３】また、このＣＶＤでは、Ｃｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳがＣｕ（0）とＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2とに分解し、反応生成物のＣｕ（0）は銅膜形成に用いられるものの、原料に含まれるＣｕ原子の５０％を含む反応副生成物Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2は廃棄処分されており、資源の利用効率が低かった。
【００１４】本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、減圧処理室から未反応の原料ガスや反応副生成物ガスを排気するための真空ポンプの安定稼動を保証するとともに、反応副生成物を効率良く回収して資源の有効利用およびランニングコストの低減をはかるようにした処理装置および真空排気システムを提供することを目的とする。
【００１５】本発明の別の目的は、原料ガスとしてＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳを用いる減圧ＣＶＤにおいて、未反応のＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳが真空ポンプに入るのを効率的かつ確実に阻止して、真空ポンプの安全性を保証し、さらには反応副生成物であるＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2を効率良く回収して資源の有効利用およびランニングコストの低減をはかるようにしたＣＶＤ装置用の真空排気システムを提供することにある。
【００１６】本発明の他の目的は、処理室より排気された気体の中から未反応の原料ガスのみを選択的に、かつ確実に阻止できるようにしたトラップ装置を提供することにある。
【００１７】本発明の他の目的は、トラップした有機化合物を効率良く回収できるようにしたトラップ装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するために、本発明の処理装置は、減圧された室内で原料ガスを反応させて、反応生成物を所定の処理に用いる処理室と、前記処理室から未反応の原料ガスおよび１種類または複数種類の反応副生成物ガスを含む気体を排気して、室内を所定の圧力に真空引きするための真空ポンプと、前記処理室と前記真空ポンプとの間の排気路に設けられ、実質的に前記処理室からの未反応の原料ガスのみを、かつその殆どを反応させて、反応生成物をトラップするための第１のトラップ装置と、前記真空ポンプの出側の排気路に設けられ、前記真空ポンプからの所定の反応副生成物ガスを凝縮させて、その反応副生成物をトラップするための第２のトラップ装置とを有する構成とした。
【００１９】本発明の処理装置は、典型的には、有機銅化合物を含む原料ガスを反応させて、反応生成物である金属銅を被処理基板上に堆積させる減圧ＣＶＤ処理装置として好適なものである。
【００２０】本発明の減圧ＣＶＤ装置用真空排気システムは、減圧された室内で原料ガスであるＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳが下記の化学式（２）のように反応して反応生成物であるＣｕ（0）が被処理基板上に堆積するようになされたＣＶＤ処理室から未反応のＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳおよび反応副生成物ガスである気体状態のＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2を含む気体を排気して、室内を所定の圧力に真空引きするためのドライポンプと、 ２Ｃｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳ→Ｃｕ（0）＋Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2 ＋２ＴＭＶＳ ‥‥‥‥（２）
前記処理室と前記ドライポンプとの間の排気路に設けられ、実質的に前記処理室からの未反応のＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳのみを、かつその殆どを反応させて、反応生成物であるＣｕ（0）をトラップするための第１のトラップ装置と、前記ドライポンプの出側の排気路に設けられ、前記ドライポンプからの気体状態のＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2 を凝縮させて、Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2 をトラップするための第２のトラップ装置とを有する構成とした。
【００２１】本発明のＣＶＤ装置用真空排気システムにおいて、前記第１のトラップ装置内の反応温度は、未反応のＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳのみを、かつその殆どを反応させるうえで、１８０〜３００゜Ｃの範囲内であるのが好ましい。
【００２２】また、前記第１のトラップ装置は、Ｃｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳを速やかに分解させ、かつ安定確実に堆積させるうえで、銅からなるトラップ部材または銅鍍金されたトラップ部材を有することが望ましい。
【００２３】真空ポンプの前段で使用可能な本発明のトラップ装置は、所定のガス状物質を加熱して反応させ、反応生成物をトラップするためのトラップ装置であって、両端に開口部を有する筒状のハウジングと、両端にガス導入部およびガス排出部をそれぞれ有し、前記ハウジングの一方の開口部に前記ガス導入部を位置させるとともに他方の開口部に前記ガス排出部を位置させるように前記ハウジング内にいずれかの前記開口部を介して着脱可能に装着される筒状のトラップ本体と、前記トラップ本体のガス導入部とガス排出部との間のガス流路に配置され、前記ガス導入部より導入された前記ガス状物質と接触して、前記反応生成物を堆積させるためのトラップ部材と、前記トラップ部材を所定の温度に加熱するための加熱手段とを具備する構成とした。
【００２４】このトラップ装置では、反応生成物を堆積させるためのトラップ部材を含むトラップ本体がハウジングに着脱可能に装着される構成になっている。前記加熱手段は、好ましくは前記トラップ本体の外周面と前記ハウジングの内周面との間に配設され、トラップ本体ないしトラップ本体を回りから加熱してよい。
【００２５】真空ポンプの後段で使用可能な本発明のトラップ装置は、所定の有機ガスを凝結させて、凝結した有機化合物をトラップするためのトラップ装置であって、ガス導入口とガス排出口とを有し、前記ガス導入口と前記ガス排出口との間にガス通路を設けてなるハウジングと、前記ハウジング内で前記ガス通路に沿って配設され、前記ガス導入口より導入された前記有機ガスを凝着させるための凝着面を有するトラップ部材と、前記トラップ部材の凝着面の一部または全部に前記有機化合物を溶解させる薬液を供給するための薬液供給手段と、前記有機化合物を溶解させた薬液を回収するための薬液回収手段とを具備する構成とした。
【００２６】このトラップ装置において、薬液による有機化合物の溶解を効率良く行うための好ましい形態は、前記トラップ部材が垂直方向に各々傾斜した凝着面を交互に反対側に向けるようにしてジグザク状に配置された複数のトラップ板を含み、前記薬液供給手段が最上部の前記トラップ板に前記薬液を与えるための薬液供給路を有し、前記薬液供給手段の薬液供給路より最上部のトラップ板に供給された前記薬液が高い方から低い方に順次各トラップ板を伝わって流れ落ちるような構成である。薬液の供給中に超音波振動子によって前記トラップ部材を振動させるのも効果的である。
【００２７】また、薬液の使用効率を上げるために、前記薬液回収手段に、回収した前記薬液を前記薬液供給手段の薬液供給路に回送するための薬液回送手段を設けてもよい。
【００２８】また、別の形態として、前記トラップ部材が垂直方向に所定の間隔を置いて配置される複数のトラップ板を含み、前記ハウジング内に前記複数のトラップ板をそれぞれの位置で着脱可能に支持するための支持部材が設けられ、前記ハウジング内に前記支持部材より外されて落下した前記複数のトラップ板を収容する液体貯留可能なトラップ板収集部が設けられ、前記薬液供給手段が前記トラップ板収集部に前記薬液を導くための薬液供給路を有し、前記トラップ板収集部で前記複数のトラップ板が前記薬液に浸されるような構成も好適である。
【００２９】このトラップ装置では、有機化合物の凝着と溶解が順次行なわれる。トラップ部材は、凝着時には冷却を必要とし、溶解時には加温を必要とする。この冷却と加温を簡単かつ効率的に行うための好ましい形態は、前記トラップ部材に熱的に結合された媒体通路を設け、前記トラップ部材に前記有機ガスを凝着させる時は冷却用の媒体を前記媒体通路に流し、前記トラップ部材に凝着した前記有機化合物を前記薬液で溶解させる時は加温用の媒体を前記媒体通路に流す構成である。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、添付図を参照して本発明の実施例を説明する。
【００３１】図１に、本発明の一実施例による減圧ＣＶＤ装置の全体構成を模式的に示す。この減圧ＣＶＤ装置は、減圧ＣＶＤ法によって銅の成膜を行うための処理室１０と、この処理室１０に原料ガスとして有機銅化合物たとえばＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳを供給するための原料ガス供給部１２と、処理室１０を真空引きして排気するための真空排気部１４とで構成されている。
【００３２】処理室１０は、減圧可能な真空チャンバからなり、底部の中央に被処理基板たとえば半導体ウエハＷを保持するための載置台１６を設けている。この載置台１６は、たとえば抵抗発熱体からなるヒータを内蔵しており、処理中は半導体ウエハＷを所定の処理温度に加熱するようになっている。
【００３３】処理室１０の上部には、多数の通気孔１８ａを有する多孔板１８が取付され、その上部にバッファ部２０が設けられている。処理室１０の壁の中または外側もしくは内側には温調用の媒体通路（図示せず）が設けられている。外部の温調装置（図示せず）より配管２２を介して温調用の媒体たとえば水が循環供給され、処理室１０の壁面が所定の温度に調節されるようになっている。
【００３４】原料ガス供給部１２は、原料のＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳを液体状態で貯留する容器と、Ｃｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳを所定の温度（たとえは６０゜Ｃ）および圧力（たとえば１Torr）で気化させる気化器とを有しており、気化したＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳを水素あるいはＡｒ，Ｈｅ等の非酸化性ガスからなるキャリアガスと一緒にガス供給管２４を介して処理室１０のバッファ部２０に供給する。
【００３５】なお、Ｃｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳの分解不安定性を抑制するために、さらにＨｈｆａｃやＴＭＶＳを余分に加えた混合材料たとえばＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳ０．４％Ｈｈｆａｃ２．５％ＴＭＶＳ「ＣｕｐｒａＳｅｌｅｃｔ」（商品名）を原料ガスとしてもよい。
【００３６】真空排気部１４は、真空ポンプ２６と、その前段および後段にそれぞれ設けられた高温トラップ装置２８および低温トラップ装置３０とで構成されている。処理室１０の底面に形成された排気口３２が、排気管３４を介して高温トラップ装置２８のガス導入口に接続されている。高温トラップ装置２８のガス排出口が排気管３６を介して真空ポンプ２６のガス吸入口に接続され、真空ポンプ２６のガス排出口が排気管３８を介して低温トラップ装置３０のガス導入口に接続されている。低温トラップ装置３０のガス排出口は、排気管４０を介して排気ダクトまたは除害装置等に接続されてよい。
【００３７】真空ポンプ２６は、ドライポンプからなり、処理室１０の室内を所定の圧力に減圧し、処理室１０から未反応の原料ガスおよび反応副生成物ガス等の気体を排気する。排気能力を高めるために、ドライポンプの前段に１段または複数段のメカニカルブースタポンプを設けることもできる。
【００３８】高温トラップ装置２８は、処理室１０からの未反応のＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳのみを、かつその殆どを反応させて、反応生成物である金属銅Ｃｕ（0）をトラップするように構成されている。したがって、真空ポンプ２６には、反応副生成物ガスであるＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2やＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳから一部分離したＨｈｆａｃ、ＴＭＶＳ等のガスだけが引き込まれ、Ｃｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳは実質的に流入しないようになっている。
【００３９】低温トラップ装置３０は、真空ポンプ２６からの気体状態のＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2 を凝縮させて、Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2 をトラップするように構成されている。これにより、原料に含まれるＣｕ原子の５０％を含む反応副生成物のＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2が低温トラップ装置３０で収集または回収され、リサイクリングに供されるようになっている。
【００４０】次に、この減圧ＣＶＤ装置の作用を説明する。
【００４１】処理室１０のバッファ部２０には、原料ガス供給部１２よりガス供給管２４を介してキャリアガスと一緒に原料ガスのＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳが導入される。導入されたガスは、多孔板１８の通気孔１８を通って、均一な濃度および均一な流れで載置台１６上の半導体ウエハＷに吹き付けられる。
【００４２】処理中、処理室１０の室内は真空ポンプ２６によって所定の圧力たとえば１Torrに減圧される。載置台１６上で半導体ウエハＷは、載置台に内蔵されている上記ヒータによって所定の反応温度たとえば１９０゜Ｃ近辺に加熱される。半導体ウエハＷの表面に吹き付けられた原料ガスのＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳは、ウエハ表面上で上記の温度および圧力の下で上記化学式（２）のように反応（分解）し、反応生成物であるＣｕ（0）がウエハ表面に堆積する。処理室１０の壁面は、上記の温調機構によりＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳの凝着を防ぐ温度たとえば５５゜Ｃ付近に保たれる。
【００４３】処理室１０内の上記反応で生成した気体または反応せずに残った気体は全て排気口３２より真空排気部１４側に排気される。特に、反応副生成物であるＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2、原料ガスのＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳから一部分離したＨｈｆａｃやＴＭＶＳ、および未反応のＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳが気体状態のまま排気口３２から排気管３４を通って高温トラップ装置２８に導かれる。なお、必要に応じて排気管３４も処理室１０の壁面と同様に適当な温度たとえば５５゜Ｃ付近に温調してよい。
【００４４】高温トラップ装置２８は、導入したガスと接触して、ガス中のＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳのみを選択的に、かつその殆どを反応または分解させ、反応生成物のＣｕ（0）を堆積または付着させるトラップ部材と、このトラップ部材を所定の反応温度に加熱するためのヒータとを備えている。
【００４５】高温トラップ装置２８において、この反応温度またはトラップ温度は１８０〜３００゜Ｃの範囲内にあるのが望ましい。１８０゜Ｃ未満だと、流入したガスがトラップ部材を通過する際に上記化学式（２）の反応を完全に行なわせるのが難しくなり、Ｃｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳがわずかながら後段の真空ポンプ２６側に抜けるおそれがある。また、３００゜Ｃを超えると、反応の速度としては小さいもののＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2の分解が進行してしまい、後段の低温トラップ装置３０で収集または回収できるＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2の量が減少するおそれがある。
【００４６】この高温トラップ装置２８では、トラップ部材を銅で構成するか、さもなければ銅鍍金を施した構成とするのが望ましい。その理由は、トラップ部材のトラップ面に銅以外の材質たとえば絶縁物が表出していると、上記化学式（２）の反応に潜伏（incubation）時間が生じ、トラップを使用し始めてしばらくの間はこの反応が進行せず、未反応のＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳがトラップ部材を素通りして後段の真空ポンプ２６に流入するおそれがあるためである。また、十分時間が経って、この反応が進行し、トラップ面に金属銅Ｃｕ（0）が析出したとしても、密着性よく堆積または付着することができず、いったん堆積した金属銅がトラップ面から剥がれて後段の真空ポンプ２６に入り込み、ポンプ２６にダメージを与えるおそれがある。このような金属銅の剥がれは、特に昇温、降温などの熱サイクル時に起こりやすく、トラップ面を構成する材料と、析出した金属銅との間で熱膨張の差が大きい場合に著しい。
【００４７】高温トラップ装置２８において、トラップ部材のトラップ面を最初から銅で構成しておくことで、上記化学式（２）の反応の潜伏時間をなくし、さらにはトラップ面の材質と析出した金属銅との熱膨張係数が一致しているために析出銅の剥がれを抑え、上記のような真空ポンプ２６へのダメージ等の問題をなくすことができる。
【００４８】高温トラップ装置２８でＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳの全部または殆どを除去された排気ガスは、排気管３６を通って真空ポンプ２６に吸入される。この吸入される排気ガスの主たる成分はＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2であり、その中の大部分は処理室１０内で、残りは高温トラップ装置２８内でそれぞれ発生したものである。
【００４９】上記したように真空ポンプ２６はドライポンプからなり、ポンプ内の各部間で温度分布および圧力分布にある程度のばらつきがある。ドライポンプは、吸入した気体を排出口側へ押しやるようにして排気するため、その気体圧縮によりポンプ出側の方が入側よりも高温度、高圧力になる傾向がある。しかし、通常のドライポンプおよびメカニカルブースターポンプは、入側から出側までＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2を気体状態に維持できるような温度・圧力分布を有している。
【００５０】図２に、Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2の蒸気圧曲線を示す。本実施例では、真空ポンプ２６内の温度・圧力分布をたとえば６０゜Ｃ（０．１Torr）〜１５０゜Ｃ（５Torr）の範囲内に収めている。したがって、真空ポンプ２６内でＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2が凝縮することはない。また、Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2の分解温度が３５０゜Ｃ以上であるのに対し、ドライポンプやメカニカルブースターポンプの内部温度は通常３００゜Ｃ以上になることは無いため、真空ポンプ２６内でＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2が分解するおそれはない。
【００５１】また、ＨｈｆａｃやＴＭＶＳは、蒸気圧がさらに高いうえ、分解や他に可能な反応の温度もかなり高いため、これらの排気物質もポンプ入側から出側まで（正確には真空排気部１４を通じて）気体状態を維持できる。
【００５２】以上のようにして、真空ポンプ２６に導入された排気ガスの殆どが、そのままの状態（気体状態）でポンプ内のガス流路を通り抜けてポンプ排気口から排出される。
【００５３】真空ポンプ２６より排出された排気ガスは、排気管３８を通って低温トラップ装置３０に導入される。図２に示すように、Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2は、温度が６０゜Ｃでは、約１Torr以上で（１０Torr以上では確実に）固体状態になる。真空ポンプ２６の排気側の圧力は少なくとも１０Torr以上（通常は１００Torr以上）はあるから、低温トラップ装置３０ではトラップ部材の温度を６０゜Ｃ以下にすることで、Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2を凝縮させてトラップすることが可能である。
【００５４】低温トラップ装置３０における凝縮温度またはトラップ温度は、１５〜６０゜Ｃの範囲内にあることが望ましい。図２の蒸気圧曲線から明らかなように、Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2は低温、高圧になるほど固体になりやすく、前段のポンプ出側の圧力範囲で効率の良いＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2の収集を行うには、トラップ温度が６０゜Ｃ以下であることが要求される。しかし、１５゜Ｃを超えて冷却した場合は、たとえばトラップ交換等のメンテナンスで冷却を止めると、室温まで昇温したときに気化が進んで、トラップ内部が加圧状態になり、著しい場合には内容物が噴出するおそれがある。したがって、冷却の下限温度を室温程度（１５゜Ｃ）とするのが好ましい。
【００５５】低温トラップ装置３０において、トラップ部材の材質（たとえばステンレス）がトラップ面に表出していると、そこにＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2を凝着させて保存する際、あるいは回収のため溶媒または薬液を供給した際に、トラップ表面が反応、劣化して、コンタミネーションを起こすおそれがある。この問題は、トラップ部材のトラップ面をフッ素樹脂で被覆することで解決できる。
【００５６】上記したように、本実施例の減圧ＣＶＤ装置では、処理室１０内で原料ガスのＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳが半導体ウエハＷ上で上記化学式（２）のように反応（分解）し、反応生成物であるＣｕ（0）がウエハ表面に堆積し、銅膜が形成される。反応副生成物であるＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2や未反応のＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳは、真空排気部１４へ排気される。
【００５７】真空排気部１４において、処理室１０からの排気ガスは、先ず高温トラップ装置２８に導入される。高温トラップ装置２８では、所定の温度でＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳだけが、かつその殆どが反応し、析出した金属銅Ｃｕ（0）はトラップされる。高温トラップ装置２８内のトラップ部材が銅で構成され、または予め銅鍍金を施されることで、Ｃｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳの熱分解および金属銅の堆積はトラップの使用開始時より速やかに行なわれ、また、析出した金属銅の密着性も良好であり、剥がれ等の問題は生じない。
【００５８】高温トラップ装置２８からの排気ガスは、ドライポンプからなる真空ポンプ２６に吸入される。この吸入される排気ガスは、Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2やＨｈｆａｃ、ＴＭＶＳ等の混合ガスであり、Ｃｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳを実質的に含んでいない。したがって、真空ポンプ２６内にＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳが流入することがないので、Ｃｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳの熱分解または凝縮によるポンプのダメージを十全に回避することができる。
【００５９】真空ポンプ２６に導入されたＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2やＨｈｆａｃ、ＴＭＶＳ等のガスは、ポンプ内部で熱分解することもなければ凝縮することもなく気体状態のまま排気される。
【００６０】真空ポンプ２６からの排気ガスは低温トラップ装置３０に導入される。低温トラップ装置３０では、所定の温度および圧力の下で、Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2が凝縮してトラップ部材にトラップされる。トラップ部材のトラップ面にフッ素樹脂をコーティングすることで、トラップ側からのコンタミネーションを防止し、純度の高い状態でＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2を回収できる。回収したＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2からＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳを再生することは比較的容易であり、原料ガスのランニングコストを低減することができる。
【００６１】なお、図３に示すように、真空排気部１４の排気路１４ａに対して、複数台たとえば各２台の高温トラップ装置２８または低温トラップ装置３０をバルブ４２〜４８を介して並列に接続し、片側のトラップ装置を選択的に使用する構成としてもよい。かかる並列トラップ構成によれば、成膜作業を止めることなく、トラップ交換を行える。
【００６２】次に、図４〜図１３につき、上記実施例の減圧ＣＶＤ装置における高温トラップ装置２８または低温トラップ３０として使用可能な本発明のトラップ装置の実施例を説明する。
【００６３】図４に、高温トラップ装置２８として好適な第１の実施例によるトラップ装置の構成を示す。
【００６４】このトラップ装置において、ハウジング５０は、たとえばシリコンゴム等の断熱材からなり、筒体たとえば四角筒体に形成されている。ハウジング５０の一端部（図の右端部）は径方向内側または中心側に折曲して側壁部５０ａを形成し、この側壁部５０ａにガス吸入口用の開口が設けられている。ハウジング５０の他端部５０ｂは、側壁部を持たず、後述するようにガス排出口だけでなくトラップ本体装入／取出し口をも与えるように大きな径で開口している。
【００６５】ハウジング５０内には、それより一回り小さい同様の四角筒体に形成された熱伝導体たとえばステンレス鋼からなるヒータ本体５２が収容されている。ヒータ本体５２の一端部（右端部）５２ａは、ハウジング５０の側壁部５０ａの開口より軸方向外側に円筒状に突出し、ガス導入口および配管コネクタ部を構成している。ヒータ本体５２の他端部５２ｂは、ハウジング５０の他端部５０ｂと同様に、側壁部を持たず大きな径で開口している。
【００６６】ヒータ本体５２の胴部には、たとえばタングステン線からなる電熱コイル５４が埋め込まれている。この電熱コイル５４は、電気コード５５を介してヒータ電源回路（図示せず）に接続されている。
【００６７】ヒータ本体５２の内側には、それより一回り小さい同様の四角筒体に形成された銅板からなるトラップ本体５６がハウジング５０およびヒータ本体５２の他端部の開口を介して着脱可能に収容または装着される。トラップ本体５６の一端部（右端部）５６ａは、円筒状に突出してガス導入部を形成し、ヒータ本体５２の突出部５２ａ内にＯリングからなるシール部材５８を介して挿入される。トラップ本体５６の他端部５６ｂは、ガス排出部を形成し、外側からトラップ内部（後述する銅の堆積状況）がよく見えるように大きな径で開口している。
【００６８】トラップ本体５６の内側には、相対向する一対の内壁面からそれぞれ軸方向に適当な間隔を空けて交互に他方の内壁面に向かってその手前まで延在するフィン状の銅板からなるトラップ板６０が着脱可能に取り付けられている。
【００６９】各トラップ板６０の両側縁部はトラップ本体５６の内壁に隙間無く密着または接続している。したがって、ガス導入部５６ａよりトラップ本体５６内に導入されたガスは、入側から出側に向かって順次各トラップ板６０に接触しながら各トラップ板６０と対向するトラップ本体５６の内壁面との間、および相隣接するトラップ板６０，６０の間に形成されているラビリンス構造のガス流路６２を通ってガス排出部５６ｂ側に抜ける。その際、後述するように、各トラップ板６０の表面およびトラップ本体５６の内壁面（トラップ面）に接触したガス中の所定の物質（本実施例ではＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳ）が反応または分解して、反応生成物（金属銅）がトラップ面上に堆積するようになっている。
【００７０】トラップ本体５６には、温度センサたとえば熱電対６４が着脱可能に取り付けられる。この熱電対６４の出力端子は、センス線または電気ケーブル６６を介して上記ヒータ電源回路の制御部に接続されている。ヒータ電源回路より供給される電力によってヒータ本体５２内蔵の電熱コイル５４が発熱し、その熱がヒータ本体５２からトラップ本体５６に伝わり、トラップ本体５６ないし各トラップ板６０が加熱される。該ヒータ制御部は、熱電対６４で検出されるトラップ本体５６ないし各トラップ板６０の温度が所定の反応温度またはトラップ温度に一致するように、抵抗発熱体５４に対する供給電力を制御するようになっている。
【００７１】トラップ本体５６の他端部５６ｂには、たとえばステンレス鋼からなり円筒状の突出部を有するフランジ６８がたとえばＯリングからなるシール部材７０を介してボルト（図示せず）等により着脱可能に取り付けられる。フランジ６８の円筒部はガス排出口を構成する。さらに、フランジ６８の外側には、断熱材たとえばシリコンゴムからなる側壁板７２が着脱可能に取り付けられる。
【００７２】このトラップ装置を上記実施例の減圧ＣＶＤ装置における高温トラップ装置２８として用いる場合、トラップ本体５６ないし各トラップ板６０は上記したように１８０〜３００゜Ｃの範囲内たとえば２００゜Ｃの温度に加熱される。これにより、処理室１０より送られてきた排気ガスがトラップ本体５６内のガス流路６２を通過する際に、排気ガスに含まれているＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳがトラップ板６０の表面およびトラップ本体５６の内壁面（トラップ面）に接触して上記化学式（２）のように反応（分解）し、反応生成物の金属銅Ｃｕ（0）が該トラップ面上に堆積または凝着する。トラップ本体５６内のガス流路６２はラビリンス構造であるため、Ｃｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳとトラップ面との接触面積または接触時間は十分大きく、ガス排出口に到達するまでにＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳは殆ど残らず反応する。
【００７３】また、トラップ面が銅で構成されているため、このトラップ装置の使用開始時からＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳの反応および金属銅の堆積が潜伏時間なしに速やかに行なわれるとともに、析出した金属銅はトラップ面に良好に密着し、剥がれ難くなっている。
【００７４】また、トラップ本体５６およびトラップ板６０がすべて銅で構成されているので、熱伝導性にもすぐれており、電熱コイル５４ないしヒータ本体５２からの熱が上記反応に効率良く使用されるようになっている。
【００７５】そして、側壁板７２およびフランジ６８を取り外すことで、ハウジング５０およびヒータ本体５２の片側の開口部を介してトラップ本体５６およびトラップ板６０を簡単に抜き出せるだけでなく、金属銅の堆積または付着状況を目視で監視ないし確認できるため、トラップ本体５６またはトラップ板６０の交換時機を適確に判断することができ、メンテナンス性にすぐれている。
【００７６】ガス導入口および排出口をシールするＯリング５８、７０は、取り外しや組立てに便利である。特に、ガス導入口のＯリング５８によって、ガス導入口に導入されたガス、特にトラップ対象のＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳがトラップ本体５６とヒータ部材５２との隙間７２に入り込まない、したがってトラップ本体５６の外周面にトラップ対象のＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳが接触ないし堆積しないようになっている。一方、ガス排出部側では、ガス中にもはやＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳが含まれてはいないため、隙間７２をガス流路６２と連通させる構成とし、トラップ本体５６の挿脱を容易に行えるようにしている。
【００７７】トラップ本体５６またはトラップ板６０を銅以外の材質たとえばステンレス鋼で構成し、そのトラップ面に銅鍍金を施す構成も可能である。その場合、一度使い尽くされたトラップ本体５６またはトラップ板６０において、トラップ面に付着した堆積銅とともに鍍金銅も除去し、表出したステンレス鋼に再度鍍金銅を施すことで、トラップ部材の再使用が可能である。なお、上記のような銅製のトラップ部材の場合は、付着可能な最大限まで銅を堆積させ、使用後は銅廃材として再加工に供することができる。
【００７８】図５に、第２の実施例によるトラップ装置の構成を示す。このトラップ装置は上記第１実施例のトラップ装置においてトラップ本体５６内の構成を変形したものである。他の各部は上記第１実施例のものと同様の構成および機能を有している。
【００７９】この第２の実施例では、トラップ本体５６の四方の内壁面にそれぞれ四辺の端部を密着または接続するようにして複数のトラップ板７４が軸方向に所定の間隔を置いて配置される。トラップ板間隔は、入口側で最も大きく、出口側に向かって次第に小さくなるように構成されている。
【００８０】図６に示すように、各トラップ板７４には全面に亘って多数の通気孔７４ａが設けられており、通気孔７４ａの穴径は入口側で最も大きく、出口側にいくほど次第に小さくなるように形成されている。なお、通気孔７４ａの位置および個数が各トラップ板７４で異なっていてもよい。
【００８１】トラップ本体５６内でガス導入部に最も近いトラップ板７４’は、図示のように断面形状がほぼ菱形に形成されている。このトラップ板７４’においては、内側の一対の斜面部７４ｂ’にのみ通気孔７４ａが形成され、外側の一対の斜面部７４ｃ’には通気孔７４ａが形成されていない。
【００８２】ガス導入口より導入されたガスは、最初にこのトラップ板７４’で区画されたバッファ室に入り、斜面部７４ｂ’の通気孔７４ａを通って斜め外方向に抜けてから後段の平行トラップ板７４を順次通り抜け、最後にガス排出口側に出るようになっている。その際、各トラップ板７４の表面およびトラップ本体５６の内壁面（トラップ面）に接触したガス中の所定の物質（本実施例ではＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳ）が反応または分解して、反応生成物（金属銅）がトラップ面上に堆積するようになっている。
【００８３】この実施例では、トラップ板７４’によるバッファ効果と斜め拡散効果により、ガスのガス導入口側への跳ね返りや乱流を抑制し、トラップ本体５６外側のヒータ本体５４や配管（図示せず）等に金属銅が堆積付着しないようにしている。
【００８４】また、ガス導入口に近いほどトラップ板７４の通気孔７４ａの穴径を大きくするとともにトラップ板間隔を大きくし、ガス排出口に近くなるほど通気孔７４ａの穴径とトラップ板間隔をそれぞれ小さくしている。これにより、未反応ガスが最も多い入口側ではガスがスムースに内奥へ送られ、出口側にいくほど（未反応ガスが少なくなるほど）ガスがトラップ面に接触する度合いが増大する。したがって、それぞれのトラップ板７４における銅の付着に偏りがなく、出口付近の銅堆積量が少ない段階で入口側のトラップ板７４の通気穴７４ａが堆積物（金属銅）で閉塞するようなこともない。
【００８５】その他、上記第１実施例における種種の作用効果または利点がこの第２の実施例でも同様に得られる。
【００８６】図７〜図９に、低温トラップ装置３０として好適な第３の実施例によるトラップ装置の構成を示す。図７は縦断面図、図８は上面図、図９は横断面図である。
【００８７】このトラップ装置のハウジング８０は、熱伝導性の材質たとえばステンレス鋼からなり、有底四角筒状に形成されている。ハウジング８０の上璧または蓋部８１の中央部にガス導入口８２が設けられ、底部の側壁にガス排出口８４と薬液排出口８６とが設けられている。
【００８８】ハウジング８０の四辺の側壁８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄのうち、相対向する一対の側璧８０ａ，８０ｃの内部には温調水通路８８，９０がそれぞれ形成されている（図９）。ハウジング８０の蓋部８１には、一方の側璧８０ａ内の温調水通路８８に接続する温調水導入口９２と他方の側璧８０ｃ内の温調水通路９０に接続する温調水排出口９４とが設けられている（図８R>８）。両側の温調水通路８８，９０は、ハウジング８０の上面に架設されたバイパス管９６を介してつながっている（図８）。
【００８９】温調水供給部（図示せず）より所定の温度に水温を調整された水ＷＱが配管（図示せず）を介して温調水導入口９２に導入される。導入された温調水ＷＱは、側璧８０ａ内の温調水通路８８→バイパス管９６→側璧８０ｃ内の温調水通路９０の流路を流れたのち、温調水排出口９４より排出され、そこから配管（図示せず）を介して温調水供給部に戻る。このような温調水ＷＱの循環供給により、ハウジング８０およびその内部の後述するトラップ部材が温調水ＷＱの水温に近い温度に冷却または加温されるようになっている。
【００９０】図７に示すように、ハウジング８０の中には、ガス導入口８２とガス排出口８４との間にジグザグ状のガス流路９８が設けられている。この流路９８は、垂直方向にジグザク状に配置された２列のトラップ板［１００（1），１００（2），‥‥，１００（ｍ）］、［１０２（1），１０２（2），‥‥，１０２（ｎ）］によって形成されている。
【００９１】一方（図では左側）の列においては、トラップ板１００（1）１００（2），‥‥，１００（ｍ）が垂直方向に各々傾斜したトラップ面を交互に反対側に向けるようにしてジグザグ状に配置されている。
【００９２】より詳細には、最上部のトラップ板１００（1）は、ハウジング８０の側壁８０ｂの内壁面から斜め下向きにハウジング中心部を幾らか越える位置まで延在する。２番目のトラップ板１００（2）は、最上部のトラップ板１００（1）の下端と少し隙間１０４を空けて反対側の側壁８０ｄに寄った位置から斜め下向きに側壁８０ｂの内壁面の少し手前まで延在する。トラップ板１００（2）と側壁８０ｂとの間には隙間１０６が形成される。３番目のトラップ板１００（3）は、２番目のトラップ板１００（2）の下端と少し隙間１０８を空けてハウジング８０の側壁８０ｂの内壁面から最上部のトラップ板１００（1）と同様に斜め下向きにハウジング中心部を幾らか越える位置まで延在する。以下、下段のトラップ板１００（4），１００（5），‥‥においても同様の配置パターンが繰り返される。
【００９３】他方（右側）の列においては、左側の列と高さ位置をずらして上記と同様のパターンで、トラップ板［１０２（1），１０２（2），‥‥，１０２（ｎ）が垂直方向に各々傾斜したトラップ面を交互に反対側に向けるようにしてジグザグ状に配置されている。これにより、両側トラップ板列の間にジグザグ状のガス流路９８が形成されている。なお、各トラップ板１００，１０２は、ハウジング８０の側壁８０ａ、８０ｃとは密着または接続している（図９）。
【００９４】ハウジング８０の底部には、両側トラップ板列に沿って降りてきたガスを全て排出口まで案内するためのトラップ板１１０が設けられている。この底部トラップ板１１０は、ハウジング８０の全ての側壁８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄに密着または接続している。
【００９５】各トラップ板１００，１０２、１１０は、熱伝導率の高い材質たとえばアルミニウムからなり、その表面がフッ素樹脂加工されている。
【００９６】このトラップ装置では、トラップ板１００，１０２、１１０に凝着した析出物（本実施例ではＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2）を次のような機構によってハウジング８０内で回収できるようになっている。
【００９７】ハウジング８０の上蓋部８１には、凝着物（Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2）を溶解させる薬液（たとえばアセトン）ＭＱを導入するための薬液導入口１１２が取り付けられており、さらに、その上方に薬液投入口１１１が設けられている。そして、上蓋部８１の内部には薬液導入口１１２とハウジング８０の両側璧８０ｂ，８０ｄの内壁面の上端にそれぞれ形成されたスリット状の薬液吐出口１１４，１１６とをむすぶ薬液通路１１８，１２０，１２２が設けられている。薬液通路１１８は，薬液導入口１１２から斜め下向きに扇状に広がって薬液吐出口１１６に至る。薬液通路１２２は，ガス導入口８２を挟んで薬液導入口１１２と反対側の位置から斜め下向きに扇状に広がって薬液吐出口１１４に達する。薬液通路１２０は、ガス導入口８２を迂回するようにして薬液導入口１１２と薬液通路１２２とを連絡する。
【００９８】薬液ＭＱは、薬液投入口１１１より注入される。薬液投入口１１１は、通常は蓋で密閉されている。
【００９９】薬液導入口１１２に薬液ＭＱが投入されると、導入された薬液の一部は薬液通路１１８側に分配され、残りは薬液通路１２０を通って薬液通路１２２側に分配される。
【０１００】右側の薬液通路１１８に分配された薬液ＭＱは、右側の薬液吐出口１１６より側壁８０ｄの壁伝いに落ちて、右側最上段のトラップ板１０２（1）の上端部に供給される。
【０１０１】図７で点線の矢印で示すように、トラップ板１０２（1）の上端部に供給された薬液ＭＱは、トラップ板１０２（1）の上面を伝って流れ落ち、トラップ板１０２（1）の下端に達すると、そこから隙間１０４を介して２番目のトラップ板１０２（2）の上端部に落下し、やはりトラップ板１０２（2）の上面を伝って流れ落ち、トラップ板１０２（2）の下端に達すると、そこから隙間１０６，１０８を介して３番目のトラップ板１０２（3）の上端部に落下し、以下上記と同様の流れ方で下段のトラップ板１０２（４），トラップ板１０２（5），‥‥を順次通過する。そして、薬液ＭＱは、最後に底部トラップ板１１０に落下し、このトラップ板１１０から薬液排出口８６を通って薬液タンク１２４に回収される。
【０１０２】このように、最上部のトラップ板１０２（1）に供給された薬液ＭＱが、高い方から低い方に順次各トラップ板１０２（1），１０２（2），‥‥，１０２（ｎ），１１０を伝わって流れ落ち、薬液排出口８６を通って薬液タンク１２４に回収されるようになっている。
【０１０３】左側の薬液通路１２２に分配された薬液ＭＱは、左側の薬液吐出口１１４より側壁８０ｂの壁伝いに落ちて、左側最上段のトラップ板１００（1）の上端部に供給される。図７で点線の矢印で示すように、左側のトラップ板列においても、薬液ＭＱは上記と同様の流れ方で高い方から低い方に順次各トラップ板１００（1），１００（2），‥‥，１００（ｍ），１１０を伝わって流れ落ち、薬液排出口８６を通って薬液タンク１２４に回収されるようになっている。
【０１０４】なお、図９に示すように、各トラップ板１００，１０２には適当な部位に超音波振動子１２６が取り付けられている。上記のように薬液ＭＱを供給する時に、各超音波振動子１２６が作動して各トラップ板１００，１０２を振動させるようになっている。なお、底部トラップ板１１０にも同様の超音波振動子を取り付けることができる。
【０１０５】このトラップ装置では、薬液タンク１２４にポンプ（図示せず）を設け、このポンプの出口を配管１２８を介して薬液導入口１１２に接続している。薬液タンク１２４に貯蔵または回収された薬液ＭＱをポンプで配管１２８を介して薬液導入口１１２に送り込み、薬液ＭＱを循環させるようにしている。
【０１０６】次に、このトラップ装置を図１の減圧ＣＶＤ装置における低温トラップ装置３０として用いる場合の作用を説明する。
【０１０７】トラップとして運転する間は、温調水供給部より所定の冷却温度たとえば２５゜Ｃで温調水ＣＷが温調水導入口９２に供給される。この温調された冷却水ＣＷがハウジング８０の両側璧８０ａ，８０ｃ内の温調水通路８８、９０を流れることで、ハウジング８０の両側璧８０ａ，８０ｃに密着または接続している各トラップ板１００，１０２は約２５゜Ｃの温度に冷やされ、かつこの温度に維持される。
【０１０８】ガス導入口８２には、真空ポンプ２６からの排気ガスが導入される。上記したように、この排気ガスは、トラップ対象である反応副生物のＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2）を含んでいる。導入されたガスの大部分は、両側のトラップ板［１００（1），１００（2），‥‥，１００（ｍ）］、［１０２（1），１０２（2），‥‥，１０２（ｎ）］の内側に形成されているジグザグ状のガス流路９８を通ってハウジング底部の排気口８４側に抜ける。ここで、各トラップ板において、トラップ本体の中央部に向いていてガス流路９８に面している面をおもて面（主トラップ面）、その裏側の面を裏面（副トラップ面）とする。
【０１０９】上記のようにしてガス流路９８を流れる際に、ガスは、コンダクタンスの低いガス流路９８内で圧縮されながら各トラップ板１００，１０２，１１０のおもて面（主トラップ面）に接触する。これにより、ガス中のＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2が上記冷却温度（約２５゜Ｃ）で冷やされて凝縮し、析出した固体のＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2はトラップ面上に凝着または付着する。
【０１１０】ここで、トラップ板１００，１０２，１１０の中では、ガス導入口８２に近いほどＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2の凝着量は多くなる傾向があり、近接した高さ位置では奇数番目のトラップ板（たとえば１０２(3)）の方が偶数番目のトラップ板（たとえば１００(2)）よりも凝着量は多くなる傾向がある。つまり、奇数番目のトラップ板（１０２(3)）のおもて面（主トラップ面）は上向きになっているため、上方の入口から流れてくるガスと衝突または接触する度合いが大きく、それだけＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2が凝着しやすい。これに対して、奇数番目のトラップ板（１００(2)）のおもて面（主トラップ面）は下向きになっているため、上方から流れてくるガスと衝突または接触する度合いが小さく、Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2が凝着しにくい。
【０１１１】なお、一部のガスは、隙間１０４，１０６，１０８を通って両側トラップ板１００，１０２の裏側を回りながら、排気口８４側に抜ける。その際、比較的少ない量ではあるが、ガス中のＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2が各トラップ板１００，１０２の裏面（副トラップ面）に接触して凝着する。
【０１１２】このトラップ装置では、各トラップ板１００，１０２，１１０のトラップ面がフッ素樹脂で被覆されているので、析出したＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2はトラップ面上で安全かつ安定に保持される。
【０１１３】上記のようなトラップ運転によりＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2の凝着量が相当レベルに達した頃を見計らって、Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2の回収作業を行ってよい。
【０１１４】回収作業時には、温調水供給部より所定の加熱温度たとえば５０゜Ｃで温調水ＣＷを温調水導入口９２に供給する。この温調された加熱水ＷＱがハウジング８０の両側璧８０ａ，８０ｃ内の温調水通路８８、９０を流れることで、ハウジング８０の両側璧８０ａ，８０ｃに密着または接続している各トラップ板１００，１０２は約５０゜Ｃの温度に暖められる。
【０１１５】そして、薬液タンク１２４のポンプを稼動させ、上記したような薬液供給機構を働かせる。これにより、薬液ＭＱが、所定回数循環して高い方から低い方に順次各段のトラップ板［１００（1），１００（2），‥‥，１００（ｍ）］、［１０２（1），１０２（2），‥‥，１０２（ｎ）］、１１０を伝わって流れ落ち、各トラップ板１００，１０２，１１０のトラップ面に付着しているＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2を溶解しながら洗い落とす。
【０１１６】本実施例では、上記のように各トラップ板１００，１０２を所定温度（約５０゜Ｃ）に加温するとともに、超音波振動子１２６によって各トラップ板１００，１０２，１１０を振動させることにより、Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2の溶解を効率良く行うことができる。
【０１１７】また、薬液ＭＱを循環させることにより、比較的少量の薬液ＭＱでＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2の溶解または回収を行うことができる。
【０１１８】また、各トラップ板１００，１０２，１１０のトラップ面をフッ素樹脂加工しているので、回収処理中にトラップ面が反応・劣化するおそれがなく、コンタミネーションの問題が生じない。
【０１１９】なお、上記の薬液供給において、薬液ＭＱは、より詳細には、奇数番目の各トラップ板については内側または表側の主トラップ面を流れ落ち、偶数番目の各トラップ板については裏側の副トラップ面を流れ落ちる。つまり、奇数番目の各トラップ板の裏側の副トラップ面と偶数番目の各トラップ板の内側の主トラップ面とには薬液ＭＱは行き渡らない。しかし、奇数番目の各トラップ板の裏側の副トラップ面における凝着量は非常に少ない。また、偶数番目の各トラップ板の内側の主トラップ面においても、上記したようにガスとの接触度合いが比較的小さいので、凝着量は比較的少ない。
【０１２０】最も多く凝着する部分は奇数番目のトラップ板１００（1），１００（3），‥‥、１０２（1），１０２（3），‥‥のおもて面（主トラップ面）である。これらのトラップ面には薬液ＭＱが十分行き渡って供給されるので、凝着したＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2の大部分を回収することができる。
【０１２１】タンク１２４のポンプを止めて薬液循環供給を終了させると、トラップ板１００，１０２，１１０より洗い落とされたＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2が薬液ＭＱとともにタンク１２４内に収集され貯留される。このタンク１２４に収集した溶液を処理することにより、Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2をＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳにリサイクルすることができる。
【０１２２】図１０〜図１３に、低温トラップ装置３０として好適な第４の実施例によるトラップ装置の構成を示す。図１０および図１３は装置の縦断面図、図１１はトラップ板と支持部材の平面図、図１２は装置の上面図である。
【０１２３】このトラップ装置のハウジング１３０は、熱伝導性の材質たとえばアルミニウムからなり、有底四角筒状に形成されている。ハウジング１３０の上蓋１３２にガス導入口１３４および排出口１３６が設けられている。
【０１２４】ハウジング１３０内の空間は中心部に垂設されたたとえばアルミニウムからなる隔壁１３８により一対（左右）の室１４０，１４２に分割され、これらの室１４０，１４２は隔壁１４０の下端とハウジング底面との間に形成された開口１４４を介して連通している。
【０１２５】右側の室１４０内には、熱伝導性の材質たとえばアルミニウムからなる複数のトラップ板１４６が垂直方向に所定の間隔を置いて配置される。トラップ板間隔は、入口側（最上部）で最も大きく、下流の底側に向かって次第に小さくなるように構成されている。
【０１２６】左側の室１４２内には、熱伝導性の材質たとえばアルミニウムからなる複数のトラップ板１４８が垂直方向に所定の間隔を置いて配置される。トラップ板間隔は、上流の底部側で最も大きく、下流の出口側に向かって次第に小さくなるように構成されている。もっとも、左側底部のトラップ板間隔は、それよりも上流側の右側最下位のトラップ板間隔と同程度か、それよりも小さい値に設定されている。
【０１２７】各トラップ板１４６，１４８には、図１１に示すように、多数の通気孔１５０が形成されている。図５のトラップ装置におけるトラップ板７４と同様に、通気孔１５０の孔径を入口側で最も大きくし、下流（出口側）にいくほど次第に小さくなるようにしてもよい。また、それぞれのトラップ板１４６，１４８における通気孔１５０の個数および位置を異ならせてもよい。
【０１２８】各トラップ板１４６，１４８の表面（トラップ面）にはフッ素樹脂加工が施されている。また、このトラップ装置では、ハウジング１３０の内壁面および隔壁１３８の表面もトラップ手段を構成するので、これらの璧面にもフッ素樹脂加工が施される。
【０１２９】ハウジング１３０内で、各トラップ板１４６（１４８）は一対の垂直支持棒１５２（１５４）に着脱可能に支持されている。図１１に示すように、各トラップ板１４６（１４８）の相対向する一対の角隅部に垂直支持棒１５２（１５４）を遊挿させる大きさで楕円形の開口１５６（１５８）が形成されている。垂直支持棒１５２（１５４）には、各トラップ板１４６（１４８）の下面に対応する高さ位置に突起状の水平支持部１６０（１６２）が設けられている。図１０の組立てた状態では、各水平支持部１６０（１６２）が楕円開口１５６（１５８）の短軸方向に向いて、各トラップ板１４６（１４８）を担持している。
【０１３０】各垂直支持棒１５２（１５４）は上蓋１３２を貫通してハウジング１３０の上面に突出しており、その突出部には操作つまみまたはレバー１６０（１６２）が取り付けられている。
【０１３１】各トラップ板１４６（１４８）に付着したＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2を回収するときは、この操作つまみまたはレバー１６０（１６２）を図１２の矢印の方向に直角に回す。そうすると、ハウジング１３０内では各垂直支持棒１５２（１５４）の各水平支持部１６０（１６２）が楕円開口１５６（１５８）の長軸方向に向くことになり、各トラップ板１４６（１４８）が外れて脱落する。
【０１３２】図１３に示すように、垂直支持棒１５２（１５４）から外れて脱落したトラップ板１４６（１４８）は、それぞれの室１４０，１４２の底部に積み重なる。
【０１３３】このトラップ装置では、ハウジング１３０内の隔壁１３８に沿って薬液が供給されるように上蓋１３２に薬液供給路１６４が設けられている。上蓋１３２には、さらに、この薬液供給路１６４に連通する薬液導入口１６６が設けられている。この薬液導入口１６６より薬液ＭＱを供給すると、薬液ＭＱは隔壁１３８上端の吐出口１６８より隔壁１３８に沿ってハウジング１３０の底部に導かれるようになっている。
【０１３４】ハウジング１３０の一側璧の下端部には溶液取出口１７０が設けられている。通常はこの溶液取出口１７０が閉められているので、上記のように薬液供給路１６４を介して供給された薬液ＭＱはハウジング１３０の底部に溜まり、積層状態で収集されているトラップ板１４６（１４８）は薬液ＭＱに浸される。
【０１３５】ハウジング１３０の底面には複数の箇所に凹所１７２が形成され、各凹所１７２の中に超音波振動子１７４が取り付けられている。上記のようにしてハウジング１３０の底でトラップ板１４６（１４８）を薬液ＭＱに浸している間、それらの超音波振動子１７４が作動して積層状態のトラップ板１４６（１４８）に振動を与え、凝着物（Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2）の溶解を促進するようにしている。
【０１３６】所定時間の浸漬によって凝着物（Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2）が薬液ＭＱに溶け込んだなら、溶液取出口１７０より溶液を外に取り出して処理することにより、Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2をＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳにリサイクルすることができる。
【０１３７】このトラップ装置でも、冷却および加温兼用の温調水循環機構が設けられている。ハウジング１３０の一側面に温調水導入口１７６および排出口１７８が取り付けられている。これらの温調水導入口１７６および排出口１７８は、ハウジング１３０の一部または全部の側璧の中に行き渡るようにして設けられている１系統または複数系統の温調水通路の始端および終端にそれぞれ接続されている。
【０１３８】トラップ運転時には所定の冷却温度に温調された水ＷＱが循環供給され、凝着物（Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2）の回収時には所定の加熱温度に温調された水ＷＱが循環供給される。
【０１３９】このトラップ装置では、ハウジング１３０の底部に形成した薬液ＭＱの溜まりの中にトラップ板１４６（１４８）を漬けて凝着物（Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2）を溶解させるため、凝着物をほぼ完全に回収することができる。
【０１４０】また、上記した第３の実施例の低温トラップ装置と同様に、この実施例でも、各トラップ面をフッ素樹脂加工しているので、トラップ運転中は析出物が安定に保持され、回収処理中にはトラップ面が反応・劣化するおそれがなく、コンタミネーションの問題が生じない。
【０１４１】なお、回収作業のため脱落させた各トラップ板１４６（１４８）を再セットするには、上蓋１３２を外して支持棒１５２（１５４）と一緒にハウジング１３０の外に取り出し、支持棒１５２（１５４）に各トラップ板１４６（１４８）を組みつけてから、ハウジング１３０の中に戻す。
【０１４２】以上、好適な実施例について説明したが、本発明の技術思想の範囲内で種種の変形、変更が可能である。特に、上記した実施例では原料ガスをＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳとしたが、他の有機銅化合物を原料ガスに用いて上記の減圧ＣＶＤ装置により銅膜を形成することが可能である。また、本発明の処理装置、真空排気システムおよびトラップ装置は、銅の成膜処理以外にも種種の減圧ＣＶＤその他の微細加工にも適用可能である。
【０１４３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の処理装置および真空排気システムによれば、減圧処理室から未反応の原料ガスや反応副生成物ガスを排気するための真空ポンプの安定稼動を保証するとともに、反応副生成物を効率良く回収して資源の有効利用およびランニングコストの低減をはかることができる。
【０１４４】また、本発明のトラップ装置によれば、処理室より排気された気体の中から未反応の原料ガスのみを選択的に、かつ確実にトラップすることができる。また、本発明のトラップ装置によれば、トラップした有機化合物を効率良く回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による減圧ＣＶＤ装置の全体構成を示す図である。
【図２】Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2の蒸気圧曲線を示す図である。
【図３】実施例においてトラップ装置を並列接続する構成例を示す図である。
【図４】第１の実施例によるトラップ装置の構成を示す縦断面図である。
【図５】第２の実施例によるトラップ装置の構成を示す縦断面図である。
【図６】第２の実施例のトラップ装置におけるトラップ板の構成を示す平面図である。
【図７】第３の実施例によるトラップ装置の構成を示す縦断面図である。
【図８】第３の実施例によるトラップ装置の構成を示す上面図である。
【図９】第３の実施例のトラップ装置におけるトラップ板の配置構成を示す横断面図である。
【図１０】第４の実施例によるトラップ装置の構成を示す縦断面図である。
【図１１】第４の実施例のトラップ装置におけるトラップ板および支持部材の構成を示す平面図である。
【図１２】第４の実施例によるトラップ装置の構成を示す上面図である。
【図１３】第４の実施例によるトラップ装置内の回収作業時の構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０ 処理室
１２ 原料ガス供給部
１４ 真空排気部
１６ 載置台
２４ ガス供給管
２６ 真空ポンプ
２８ 高温トラップ装置
３０ 低温トラップ装置
３４，３６，３８ 排気管
【特許請求の範囲】
【請求項１】 減圧された室内で原料ガスを反応させて、反応生成物を所定の処理に用いる処理室と、前記処理室から未反応の原料ガスおよび１種類または複数種類の反応副生成物ガスを含む気体を排気して、室内を所定の圧力に真空引きするための真空ポンプと、前記処理室と前記真空ポンプとの間の排気路に設けられ、実質的に前記処理室からの未反応の原料ガスのみを、かつその殆どを反応させて、反応生成物をトラップするための第１のトラップ装置と、前記真空ポンプの出側の排気路に設けられ、前記真空ポンプからの所定の反応副生成物ガスを凝縮させて、その反応副生成物をトラップするための第２のトラップ装置とを有する処理装置。
【請求項２】 減圧された室内で原料ガスが反応するようになされた処理室から未反応の原料ガスおよび１種類または複数種類の反応副生成物ガスを含む気体を排気して、室内を所定の圧力に真空引きするための真空ポンプと、前記処理室と前記真空ポンプとの間の排気路に設けられ、実質的に前記処理室からの未反応の原料ガスのみを、かつその殆どを反応させて、反応生成物をトラップするための第１のトラップ装置と、前記真空ポンプの出側の排気路に設けられ、前記真空ポンプからの所定の反応副生成物ガスを凝縮させて、その反応副生成物をトラップするための第２のトラップ装置とを有する処理装置用真空排気システム。
【請求項３】 減圧された室内で有機銅化合物を含む原料ガスを反応させて、反応生成物である金属銅を被処理基板上に堆積させるＣＶＤ処理室と、前記処理室から未反応の原料ガスおよび１種類または複数種類の反応副生成物ガスを含む気体を排気して、室内を所定の圧力に真空引きするための真空ポンプと、前記処理室と前記真空ポンプとの間の排気路に設けられ、実質的に前記処理室からの未反応の原料ガスのみを、かつその殆どを反応させて、反応生成物である金属銅をトラップするための第１のトラップ装置と、前記真空ポンプの出側の排気路に設けられ、前記真空ポンプからの所定の反応副生成物ガスを凝縮させて、その反応副生成物をトラップするための第２のトラップ装置とを有する減圧ＣＶＤ装置。
【請求項４】 減圧された室内で原料ガスであるＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳが下記の化学式（１）のように反応して反応生成物であるＣｕ（0）が被処理基板上に堆積するようになされたＣＶＤ処理室から未反応のＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳおよび反応副生成物ガスである気体状態のＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2を含む気体を排気して、室内を所定の圧力に真空引きするためのドライポンプと、 ２Ｃｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳ→Ｃｕ（0）＋Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2 ＋２ＴＭＶＳ ‥‥‥‥（１）
前記処理室と前記ドライポンプとの間の排気路に設けられ、実質的に前記処理室からの未反応のＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳのみを、かつその殆どを反応させて、反応生成物であるＣｕ（0）をトラップするための第１のトラップ装置と、前記ドライポンプの出側の排気路に設けられ、前記ドライポンプからの気体状態のＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2 を凝縮させて、Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2 をトラップするための第２のトラップ装置とを有する減圧ＣＶＤ装置用真空排気システム。
【請求項５】 前記第１のトラップ装置における反応温度が１８０〜３００゜Ｃの範囲内であることを特徴とする請求項４に記載の減圧ＣＶＤ装置用真空排気システム。
【請求項６】 前記第１のトラップ装置が、前記Ｃｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳと接触してＣｕ（0）を堆積させるための銅からなるトラップ部材を有することを特徴とする請求項４または５に記載の減圧ＣＶＤ装置用真空排気システム。
【請求項７】 前記第１のトラップ装置が、２Ｃｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳと接触してＣｕ（0）を堆積させるための銅鍍金されたトラップ部材を有することを特徴とする請求項４または５に記載の減圧ＣＶＤ装置用真空排気システム。
【請求項８】 前記第２のトラップ装置においてＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2を凝結させる温度が１５〜６０゜Ｃの範囲内であることを特徴とする請求項４に記載の減圧ＣＶＤ装置用真空排気システム。
【請求項９】 前記第２のトラップ装置が、Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2 を凝着させるためのフッ素樹脂で被覆されたトラップ部を有することを特徴とする請求項４または８に記載の減圧ＣＶＤ装置用真空排気システム。
【請求項１０】 所定のガス状物質を加熱して反応させ、反応生成物をトラップするためのトラップ装置であって、両端に開口部を有する筒状のハウジングと、両端にガス導入部およびガス排出部をそれぞれ有し、前記ハウジングの一方の開口部に前記ガス導入部を位置させるとともに他方の開口部に前記ガス排出部を位置させるように前記ハウジング内にいずれかの前記開口部を介して着脱可能に装着される筒状のトラップ本体と、前記トラップ本体のガス導入部とガス排出部との間のガス流路に配置され、前記ガス導入部より導入された前記ガス状物質と接触して、前記反応生成物を堆積させるためのトラップ部材と、前記トラップ部材を所定の温度に加熱するための加熱手段とを具備することを特徴とするトラップ装置。
【請求項１１】 前記加熱手段が、前記トラップ本体の外周面と前記ハウジングの内璧面との間に配設されることを特徴とする請求項１０に記載のトラップ装置。
【請求項１２】 所定の有機ガスを凝結させて、凝結した有機化合物をトラップするためのトラップ装置であって、ガス導入口とガス排出口とを有し、前記ガス導入口と前記ガス排出口との間にガス通路を設けてなるハウジングと、前記ハウジング内で前記ガス通路に沿って配設され、前記ガス導入口より導入された前記有機ガスを凝着させるための凝着面を有するトラップ部材と、前記トラップ部材の凝着面の一部または全部に前記有機化合物を溶解させる薬液を供給するための薬液供給手段と、前記有機化合物を溶解させた薬液を回収するための薬液回収手段とを具備することを特徴とするトラップ装置。
【請求項１３】 前記トラップ部材が、垂直方向に各々傾斜した凝着面を交互に反対側に向けるようにしてジグザク状に配置された複数のトラップ板を含み、前記薬液供給手段が、最上部の前記トラップ板に前記薬液を与えるための薬液供給路を有し、前記薬液供給手段の薬液供給路より最上部のトラップ板に供給された前記薬液が高い方から低い方に順次各トラップ板を伝わって流れ落ちるように構成されていることを特徴とする請求項１２に記載のトラップ装置。
【請求項１４】 前記薬液回収手段が、回収した前記薬液を前記薬液供給手段の薬液供給路に回送するための薬液回送手段を有することを特徴とする請求項１２に記載のトラップ装置。
【請求項１５】 前記トラップ部材が垂直方向に所定の間隔を置いて配置される複数のトラップ板を含み、前記ハウジング内に前記複数のトラップ板をそれぞれの位置で着脱可能に支持するための支持部材が設けられ、前記ハウジング内に前記支持部材より外されて落下した前記複数のトラップ板を収容する液体貯留可能なトラップ板収集部が設けられ、前記薬液供給手段が前記ハウジングの内壁を伝わって前記トラップ板収集部に前記薬液を導くための薬液供給路を有し、前記トラップ板収集部で前記複数のトラップ板が前記薬液に浸されるように構成されていることを特徴とする請求項１２に記載のトラップ装置。
【請求項１６】 前記薬液の供給中に前記トラップ部材を振動させるための超音波振動子を具備することを特徴とする請求項１１〜１５のいずれかに記載のトラップ装置。
【請求項１７】 前記トラップ部材に熱的に結合された媒体通路を設け、前記トラップ部材に前記有機ガスを凝着させる時は冷却用の媒体を前記媒体通路に流し、前記トラップ部材に凝着した前記有機化合物を前記薬液で溶解させる時は加温用の媒体を前記媒体通路に流すことを特徴とする請求項１１〜１６のいずれかに記載のトラップ装置。
【請求項１】 減圧された室内で原料ガスを反応させて、反応生成物を所定の処理に用いる処理室と、前記処理室から未反応の原料ガスおよび１種類または複数種類の反応副生成物ガスを含む気体を排気して、室内を所定の圧力に真空引きするための真空ポンプと、前記処理室と前記真空ポンプとの間の排気路に設けられ、実質的に前記処理室からの未反応の原料ガスのみを、かつその殆どを反応させて、反応生成物をトラップするための第１のトラップ装置と、前記真空ポンプの出側の排気路に設けられ、前記真空ポンプからの所定の反応副生成物ガスを凝縮させて、その反応副生成物をトラップするための第２のトラップ装置とを有する処理装置。
【請求項２】 減圧された室内で原料ガスが反応するようになされた処理室から未反応の原料ガスおよび１種類または複数種類の反応副生成物ガスを含む気体を排気して、室内を所定の圧力に真空引きするための真空ポンプと、前記処理室と前記真空ポンプとの間の排気路に設けられ、実質的に前記処理室からの未反応の原料ガスのみを、かつその殆どを反応させて、反応生成物をトラップするための第１のトラップ装置と、前記真空ポンプの出側の排気路に設けられ、前記真空ポンプからの所定の反応副生成物ガスを凝縮させて、その反応副生成物をトラップするための第２のトラップ装置とを有する処理装置用真空排気システム。
【請求項３】 減圧された室内で有機銅化合物を含む原料ガスを反応させて、反応生成物である金属銅を被処理基板上に堆積させるＣＶＤ処理室と、前記処理室から未反応の原料ガスおよび１種類または複数種類の反応副生成物ガスを含む気体を排気して、室内を所定の圧力に真空引きするための真空ポンプと、前記処理室と前記真空ポンプとの間の排気路に設けられ、実質的に前記処理室からの未反応の原料ガスのみを、かつその殆どを反応させて、反応生成物である金属銅をトラップするための第１のトラップ装置と、前記真空ポンプの出側の排気路に設けられ、前記真空ポンプからの所定の反応副生成物ガスを凝縮させて、その反応副生成物をトラップするための第２のトラップ装置とを有する減圧ＣＶＤ装置。
【請求項４】 減圧された室内で原料ガスであるＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳが下記の化学式（１）のように反応して反応生成物であるＣｕ（0）が被処理基板上に堆積するようになされたＣＶＤ処理室から未反応のＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳおよび反応副生成物ガスである気体状態のＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2を含む気体を排気して、室内を所定の圧力に真空引きするためのドライポンプと、 ２Ｃｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳ→Ｃｕ（0）＋Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2 ＋２ＴＭＶＳ ‥‥‥‥（１）
前記処理室と前記ドライポンプとの間の排気路に設けられ、実質的に前記処理室からの未反応のＣｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳのみを、かつその殆どを反応させて、反応生成物であるＣｕ（0）をトラップするための第１のトラップ装置と、前記ドライポンプの出側の排気路に設けられ、前記ドライポンプからの気体状態のＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2 を凝縮させて、Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2 をトラップするための第２のトラップ装置とを有する減圧ＣＶＤ装置用真空排気システム。
【請求項５】 前記第１のトラップ装置における反応温度が１８０〜３００゜Ｃの範囲内であることを特徴とする請求項４に記載の減圧ＣＶＤ装置用真空排気システム。
【請求項６】 前記第１のトラップ装置が、前記Ｃｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳと接触してＣｕ（0）を堆積させるための銅からなるトラップ部材を有することを特徴とする請求項４または５に記載の減圧ＣＶＤ装置用真空排気システム。
【請求項７】 前記第１のトラップ装置が、２Ｃｕ（I）ｈｆａｃＴＭＶＳと接触してＣｕ（0）を堆積させるための銅鍍金されたトラップ部材を有することを特徴とする請求項４または５に記載の減圧ＣＶＤ装置用真空排気システム。
【請求項８】 前記第２のトラップ装置においてＣｕ（II）（ｈｆａｃ）2を凝結させる温度が１５〜６０゜Ｃの範囲内であることを特徴とする請求項４に記載の減圧ＣＶＤ装置用真空排気システム。
【請求項９】 前記第２のトラップ装置が、Ｃｕ（II）（ｈｆａｃ）2 を凝着させるためのフッ素樹脂で被覆されたトラップ部を有することを特徴とする請求項４または８に記載の減圧ＣＶＤ装置用真空排気システム。
【請求項１０】 所定のガス状物質を加熱して反応させ、反応生成物をトラップするためのトラップ装置であって、両端に開口部を有する筒状のハウジングと、両端にガス導入部およびガス排出部をそれぞれ有し、前記ハウジングの一方の開口部に前記ガス導入部を位置させるとともに他方の開口部に前記ガス排出部を位置させるように前記ハウジング内にいずれかの前記開口部を介して着脱可能に装着される筒状のトラップ本体と、前記トラップ本体のガス導入部とガス排出部との間のガス流路に配置され、前記ガス導入部より導入された前記ガス状物質と接触して、前記反応生成物を堆積させるためのトラップ部材と、前記トラップ部材を所定の温度に加熱するための加熱手段とを具備することを特徴とするトラップ装置。
【請求項１１】 前記加熱手段が、前記トラップ本体の外周面と前記ハウジングの内璧面との間に配設されることを特徴とする請求項１０に記載のトラップ装置。
【請求項１２】 所定の有機ガスを凝結させて、凝結した有機化合物をトラップするためのトラップ装置であって、ガス導入口とガス排出口とを有し、前記ガス導入口と前記ガス排出口との間にガス通路を設けてなるハウジングと、前記ハウジング内で前記ガス通路に沿って配設され、前記ガス導入口より導入された前記有機ガスを凝着させるための凝着面を有するトラップ部材と、前記トラップ部材の凝着面の一部または全部に前記有機化合物を溶解させる薬液を供給するための薬液供給手段と、前記有機化合物を溶解させた薬液を回収するための薬液回収手段とを具備することを特徴とするトラップ装置。
【請求項１３】 前記トラップ部材が、垂直方向に各々傾斜した凝着面を交互に反対側に向けるようにしてジグザク状に配置された複数のトラップ板を含み、前記薬液供給手段が、最上部の前記トラップ板に前記薬液を与えるための薬液供給路を有し、前記薬液供給手段の薬液供給路より最上部のトラップ板に供給された前記薬液が高い方から低い方に順次各トラップ板を伝わって流れ落ちるように構成されていることを特徴とする請求項１２に記載のトラップ装置。
【請求項１４】 前記薬液回収手段が、回収した前記薬液を前記薬液供給手段の薬液供給路に回送するための薬液回送手段を有することを特徴とする請求項１２に記載のトラップ装置。
【請求項１５】 前記トラップ部材が垂直方向に所定の間隔を置いて配置される複数のトラップ板を含み、前記ハウジング内に前記複数のトラップ板をそれぞれの位置で着脱可能に支持するための支持部材が設けられ、前記ハウジング内に前記支持部材より外されて落下した前記複数のトラップ板を収容する液体貯留可能なトラップ板収集部が設けられ、前記薬液供給手段が前記ハウジングの内壁を伝わって前記トラップ板収集部に前記薬液を導くための薬液供給路を有し、前記トラップ板収集部で前記複数のトラップ板が前記薬液に浸されるように構成されていることを特徴とする請求項１２に記載のトラップ装置。
【請求項１６】 前記薬液の供給中に前記トラップ部材を振動させるための超音波振動子を具備することを特徴とする請求項１１〜１５のいずれかに記載のトラップ装置。
【請求項１７】 前記トラップ部材に熱的に結合された媒体通路を設け、前記トラップ部材に前記有機ガスを凝着させる時は冷却用の媒体を前記媒体通路に流し、前記トラップ部材に凝着した前記有機化合物を前記薬液で溶解させる時は加温用の媒体を前記媒体通路に流すことを特徴とする請求項１１〜１６のいずれかに記載のトラップ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
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【図１０】
【図１１】
【図１２】
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【公開番号】特開２０００−２５６８５６（Ｐ２０００−２５６８５６Ａ）
【公開日】平成１２年９月１９日（２０００．９．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１１−６４６３３
【出願日】平成１１年３月１１日（１９９９．３．１１）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１２年９月１９日（２０００．９．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１１年３月１１日（１９９９．３．１１）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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