JPH01281131A - 半導体製造排ガスの処理方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体製造排ガスの処理方法及びその装置に係
シ、特に乾式吸収剤によって処理するのに好適な処理方
法及びその製造に関する。

〔従来の技術〕

半導体製造工程ではプラズマＣＶＤやプラズマエツチン
グなどドライプロセスの採用が進んでお夕、これにとも
なって排ガス処理の必要性が高まってきている。特に最
近では、簡便性その他の点から乾式法による排ガス処理
に対する期待が強くなり、種々のガスに応じ九吸収剤が
実用に供されている。

ところで、上記のプロセスのガス排出量について詳しく
検討してみると、ウェハ処理中に排出されるガス量は使
用するガスの合計流量にほぼ等しく毎分数を前後である
のに対して、反応室を大気圧から真空引きする際には排
気ポンプの定格排気量に相当する毎分数千ｔのガスが短
時間ではあるが排気されることＫなる。

半導体製造装置からの排ガスをそのまま乾式吸収剤で処
理する場合には、このようなきわめて大幅な流量変動に
対しても安定にかつ安全に処理できるような吸収剤を使
う必要がある。即ち、大流量の排ガスを吸収剤の充てん
層に通した場合にも１通気抵抗がほとんど現われず、し
かも充てん層内で被処理ガス成分を完全に吸収できるよ
うな吸収剤を使わなければならない。

しかしながら、一般に通気抵抗を低く保つためには粗大
な吸収剤を使わざるを得ないが、粒径が大きくなると吸
収ないし吸着に関与する表面積が相対的に小さくなシ吸
収Ｓｔの低下を免かれない。そのため多孔性の吸収剤を
使って吸収Ｇ　ｔの向上を計るなどの試みがなされてい
るが、これらの方法にも限界があシ、結局吸収剤を相当
被充てんすることによυ所定の吸収容量を確保している
のが実状でめる。また、排ガスによっては吸収剤と反応
して固形物を生成するものもあり、そのような場合には
、吸収剤を粗大にしておいても、反応生成物によって徐
々に充てん層が閉塞されてゆくので通気抵抗の上昇をま
ぬがれることかできない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、半導体製造装置からの排ガスを乾式吸収剤で
処理する際の排ガスの大幅な流量変動を回避し、より小
粒径の吸収剤を使っても安全かつ効率的に処理し得る方
法及びその装置を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は半導体製造装置からの排ガスを乾式吸収剤によ
って処理する方法において、吸収剤充てん容器の入口側
配管と出口側配管の間にバイパス弁を備えたバイパス配
管を設け、半導体製造装置の反応室を大気圧から排気す
る際に生ずる大量の排気をバイパス弁を開けることによ
り吸収剤充てん容器に導入しないようにすると共に、バ
イパス管以前の排気系内に滞留している被処理ガスを前
もって不活性ガスにより置換させておくことを特徴とす
るものである。

〔実施例１〕 本発明につき、一実施例を図面を参照しながら詳述する
。

第１図は、半導体製造装置から排ガス吸収剤充てん容器
に至るフローを模式的に示したものである。

半導体製造装置２はプラズマＣＶＤやプラズマエツチン
グ等の高真空下でウェハを処理するものであれば形式を
問わず、従ってまたプロセスガス１の種類や流量もそれ
ぞれのグロセス〈応じたもののいずれであってもよい。

また、吸収剤充てん容器１０に充てんすべき吸収剤の種
類とその充てん量及び充てん容器の寸法・形状も、それ
ぞれの排ガスに応じて公知のものを採用できる。

一般にウェハ処理中には、プロセスガス１は半導体製造
装置の反応室１４に導入されてウェハと反応し、反応後
の排ガスは排気装置５により排気されて吸収剤充てん容
器に送られ、無害化された後に排出される。

また、ウェハ交換やメンテナンスのために半導体製造装
置の反応室ｉ４を大気圧に戻した後に再度排気装置５に
よって真空引きする際の大量の排気は、バイパス弁７を
開放してバイパス配管８により吸収剤充てん容器１０を
通すことなく排出する。この際、大量の排気はメインパ
ルプ５が開いて始めて吐出されるものであるので、バイ
パス弁７の開放はメインパルプ５を開放する為の信号に
基いて事前に行なっておけばよい。ただし、メインパル
プ３はエツチング中も開いたｔまであるので、そのまま
ではバイパス弁７も開いたままとなる。そこでタイマに
より所定時間後に閉じるようにするが、その際のタイマ
設定時間は、排気流量が低下して吸収剤充てん容器１０
０入口圧力が低くなるのに充分な時間であって、しかも
反応室内にプロセスガスが導入される以前の任意の時間
で良い。

ま九、大量の排気をそのまま吸収剤充てん容器に導入す
ると、容器入口側の圧力が上昇するので、この圧力上昇
を圧力検知器９により感知し、その信号によりバイパス
弁７を開としてもよい。ただしこの場合にはバイパス弁
７か開ぐと同時に入口圧力が低下し、それを圧力検知器
９が感知してバイパス弁を閉じてしまい、再度圧力が上
昇してバイパス弁が開くというよ５なハンチング現象が
起こる可能性がある。そこでやはシタイｉを使用し、排
気流量が少なくなりバイパス弁を閉じても入口圧力が充
分低くバイパス弁が再度開くようなことがなくなる迄排
気させてからバイパス弁を閉じるよりタイマの時間を設
定すれば良い。

また、ウェハ処理終了直後の排気装置５から吸収剤充て
ん容器に至る排気配管４には排ガスが滞留しているので
、そのままの状態で大量の排気をバイパス弁を経由して
排出してしまうと、処理すべき排ガスが一部ではあるが
未処理のままで放出されるといり事態が生じる。従って
反応室１４を排気する迄に配管に存在している排ガスを
配管６を経て導入される不活性ガスによりパージして吸
収剤充てん容器１０に送りこみ、しかるのちにバイパス
弁を開放して大量の排気を放出することが好ましい。

この際パージ用の不活性ガスは排気装置５内にないしは
その直後の適当な個所から注入すれば良く、ま念注入の
期間も常時注入ないしは反応室を排気する直前の一定期
間のみの注入のいずれでもよい。さらに注入ガスｆｉ量
は、パージすべき配管容積、注入時間等を勘案して矢示
すれば良い。なお、排気は排気管１２を経て排気される
。

〔実施例２〕 本発明をエツチング装置ｉＫ応用し九例を第２図に基い
て説明する。

運転開始前はメインパルプ３は閉じられ、排気装置５は
常時運転されていると共に管６を経てＮ、ガスが常時導
入されている。そして、バイパス弁７は閉、圧力検知装
置９はｏｐｙの状態とされ、また、　Ｃｔ、用弁１５−
１およびＮ、用弁１５−２は閉とされ、反応室１４は大
気圧の状態となっている。

該装置の運転方法を作用と共に説明すると、（１）　　
先づ反応室１４内にウェハを設置し蓋を閉めて密閉する
と共にメインパルプ５を開くと反応室１４の大気（２０
ｔ）が排気装置５により排気される。この際排気速度が
大であるため（例えば１２００　ｔ／ｍｉｎ　）、排気
初期は大量の大気が吸収剤充てん容器１０に導かれる。

吸収剤充てん容器の圧力損失は、設計流量０〜５０ｔ／
分で設計されているた袷、排気配管に初期排気ｉ　１２
００２７分で排気が流入すると圧力が上昇する。

（２）そこでメインパルプ５が開の信号によって前もっ
てバイパス弁７を開としておくか又は圧力上昇を圧力検
知器で検知してバイパス弁７を開とすることにより、初
期の大量排気分は主としてバイパス管６全通して排気さ
れる。

この時、バイパスされるガスは後述の説明より明らかな
ように無害なガスである。

反応室１４内の大気は数秒（１〜１０秒）で希薄になる
ため、その後バイパス弁７を閉じても圧力上昇は生じな
い。

（３）ついで、　Ｃｔ、開弁１５−１を開として例えば
α５１３１７分のＣｔ、を反応室１４に導入してエツチ
ング反応を行なわせる。

（４１エツチング終了後、Ｃｔ、開弁１５−１を閉とし
、Ｎ８弁用１５−２を開として反応室１４を例えばａ　
ｓ　ｓｔｙ分のＮ２ガスにて置換した後Ｎ！用開弁３−
２を閉とする。真空の場合における気体の体積は膨張し
ているため、置換は数１０秒のオーダーで完了する。

この状態ではまだ排気装置から吸着剤充てん容器までの
配管（例えば数１０ｔの容積がある）中は大気圧である
ため大気圧のＣｔ、ガスが残っているので、とのま＼で
は次のバイパスシーケンスには移ることができない。そ
こで次のウェハを設置する間を利用して導管６より導入
される例えば５１／分のＮ、にょシ該残留Ｃｔ、ガスを
吸収剤充てん容器１ｏに導きあらかじめ残留Ｃ２冨ガス
を排気しておくことにより、次の操作を開始する際無害
なガスのみをバイパスさせることができる。ついで（！
）〜（４）の工程をくシ返す。

〔発明の作用〕

本発明の処理方法及び装置を半導体製造排ガスの乾式処
理に用いると、排ガスの大幅な流量変動を回避すること
ができ、より小粒径の吸収剤を用いても通気抵抗の上昇
を招くことなく効率的かつ安全に処理を行なうことが可
能となる。

即ち、反応室を大気圧から排気する際の大量の排気はバ
イパスにより排出されるので吸収剤充てん容器には毎分
数を程度のガスのみが導入されることになり、吸収剤の
粒径を相当細かくして表面積を増やし反応効率を上げて
も通気抵抗は小さいままですむ。従って、反応室を排気
する排気装置に与える負担も少なくなり、安全な処理が
できるようになる。

また、ガス流量が低いので吸収剤との接触時間も長くと
れるようになシ、吸収剤の利用効率が大幅に向上し、一
定の処理を行なうために必要な吸収剤の量が少なくて済
み、充てん容器もコンパクトなものとすることができる
。また、排°ガスと吸収剤の反応により固形物が生成す
る場合であっても、ガス流量がきわめて少ないのでそれ
ほど大きな通気抵抗をもたらすことにはならない。

また、不活性ガスを使って常時、ないし反応室排気直前
に排気装置および配管系をパージすることＫよシ処理す
べき成分を完全に吸収剤充てん容器に送り込むことがで
きるだけでなく、排気装置および配管系を常時清浄に保
つこともでき、腐食等の危険から装置全体を守ることが
可能となる。また、点検・修理等のため排気装置ないし
配管系の接続をはずすことがあるが、このような場合に
もパージを行なうことができるので危険なガスを漏出す
ることなく安全に作業を行なうことができる。

以上のように半導体製造排ガスを処理するにあ念って、
バイパス配管により反応室を大気圧から排気する際の大
量の排気を吸収剤充てん容器を通さず排出し、しかもそ
の際配管系に残存する処理すべきガス成分をあらかじめ
不活性ガスで吸収剤充てん容器までパージしておくこと
により、数多くの利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、半導体製造装置から排ガスの吸収剤充てん容
器に至るフローを模式的に示した図、第２図は本発明を
エツチング装置に応用し九例を説明するための図である
。 １・・・プロセスガス、２・・・半導体製造装置、５・
・・メインパルプ、４・・・排気配管、５・・・排気装
置、６・−・パージガス、７・・・バイパス弁、８・・
・バイパス配管、９・・・圧力検知器、１０・・・吸収
剤充てん容器、１１・・・電気回路、１２・・・排気管 特許出願人　株式会社荏原総会研究所 同　　　株式会社荏原製作所 同　　　荏原インフィルコ株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体製造装置からの排ガスを乾式吸収剤によつて
   処理する如く構成した装置の反応室を、大気圧から所定
   の真空度にまで排気する際に、前もつて反応室の下流側
   にガス置換用不活性ガスを導入して排気装置から吸収剤
   充てん室に至る排気系内に存在する被処理ガス成分を吸
   収剤充てん室に送り込み、これを無害化処理して排気し
   た後吸収剤充てん室の入口側配管と出口側配管との間に
   設けたバイパス管を開とし反応室が所定の圧力になるま
   での間の大量の排気をバイパスせしめ、吸収剤充てん室
   及び排気系内の圧力上昇を回避することを特徴とする半
   導体製造排ガスの処理方法。 ２、反応室とこれを排気するための排気装置の間に設置
   されているメインバルブを開とする信号に基いてバイパ
   ス弁を開とする特許請求の範囲第１項記載の半導体製造
   排ガスの処理方法。 ３、吸収剤充てん容器の入口側配管上の圧力検知器によ
   り入口圧力の上昇を検知し、該検知された圧力上昇信号
   によりバイパス弁を開とする特許請求の範囲第１環記載
   の半導体製造排ガスの処理方法。 ４、半導体製造装置の反応室を大気圧から所定の圧力に
   まで排気するにあたつて、前もつて半導体製造装置の排
   気装置以後に、パージ用不活性ガスを常時あるいは反応
   室を排気する直前に導入して排気装置から吸収剤充てん
   室に至る配管内に存在する被処理ガス成分を吸収剤充て
   ん容器に送り込み無害化処理する特許請求の範囲第１項
   、第２項又は第３項記載の半導体製造排ガスの処理方法
   。 ５、半導体製造装置からの排ガスを排気する排気装置と
   乾式吸収剤を充てんした吸収剤充てん容器を備えた半導
   体製造排ガスの処理装置において、半導体製造装置の反
   応室と前記排気装置との間にメインバルブを設け、前記
   吸収剤充てん容器の入口側配管と出口側配管との間にバ
   イパス弁を備えたバイパス配管を設けるとともに、前記
   メインバルブ及びバイパス弁を開閉する電気回路を設け
   たことを特徴とする半導体製造排ガスの処理装置。 ６、前記バイパス弁が吸収剤充てん容器の入口側配管に
   設けた圧力検知器の信号により開かれる特許請求の範囲
   第５項記載の半導体製造排ガスの処理装置。 ７、電気回路にはタイマを備え、メインバルブおよびバ
   イパス弁を開放したのち、所定時間後にバイパス弁を閉
   じる特許請求の範囲第５項記載の半導体製造排ガスの処
   理装置。 ８、電気回路にはタイマを備え、圧力検知器の信号によ
   りバイパス弁を開放したのち、所定時間後に該バイパス
   弁を閉じる特許請求の範囲第６項記載の半導体製造排ガ
   スの処理装置。