JPH0461686B2 - - Google Patents

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
装置に係り、特に乾式吸収剤によつて処理するの
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
り、これにともなつて排ガス処理の必要性が高ま
つてきている。特に最近では、簡便性その他の点
から乾式法により排ガス処理に対する期待が強く
なり、種々のガスに応じた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、ウエハ処理中に排出さ
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のガスが短時間ではある
が排気されることになる。

半導体構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、通気抵抗がほとんど表われず、しかも充てん
層内で被処理排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
くなり吸収容量の低下を免がれない。そのため多
孔性の吸収剤を使つて吸収容量の向上を計るなど
の試みがなされているが、これらの方法にも限界
があり、結局吸収剤を相当量充てんすることによ
り所定の吸収容量を確保しているのが実状であ
る。また、排ガスによつ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
よつて徐々に充てん層が閉塞されてゆくので通気
抵抗の上昇をまねがれることができない。

〔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つても安全かつ
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
収剤によつ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
もつ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エハを処理するもの
であれば形式を問わず、従つてまたプロセスガス
１の種類や流量もそれぞれのプロセスに応じたも
ののいずれであつてもよい。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。

一般にウエハ処理中には、プロセスガス１は半
導体製造装置の反応室１４に導入されてウエハと
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、ウエ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１４を大気圧に戻した後に再
度排気装置５によつ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バルブ３が開い
て初めて吐出されるものであるので、バイパス弁
７の開放はメインバルブ３を開放する為の信号に
基いて事前に行なつておけばよい。ただし、メイ
ンバルブ３はエツチング中も開いたままであるの
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の入口圧力が低
くなるのに充分な時間であつて、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。

また、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が開くと同時に
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うなハンチング現象
が起こる可能性がある。そこでやはりタイマを使
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
閉じるようタイマの時間を設定すれば良い。

また、ウエ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
されるという事態が生じる。従つて反応室１４を
排気する迄に配管に存在している排気ガスを配管
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、また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。さらに注入ガス流量は、パージすべき配管
容積、注入時間等を勘案して決定すれば良い。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に応用した例を第２図
に基いて説明する。

運転開始前はメインバルブ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
N₂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OFFの状態とさ
れ、また、Cl₂用弁１３−１およびN₂用弁１３−
２は閉とされ、反応室１４は大気圧の状態となつ
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内のウエハを設置し蓋を閉め
て密閉すると共にメインバルブ３を開くと反応
室１４の大気（20）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／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
〜30／分で設計されているため、排気配管に
初期排気量1200／分で排気が流入すると圧力
が上昇する。

(2) そこでメインバルブ３が開の信号によつて前
もつてバイパス弁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８を通して排気される。

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、Cl₂用弁１３−１を開として例えば
0.5Sl／分のCl₂を反応室１４に導入してエツチ
ング反応を行なわせる。

(4) エツチング終了後、Cl₂用弁１３−１を閉と
し、N₂弁用１３−２を開として反応室１４を
例えば0.5Sl／分のN₂ガスにて置換した後N₂用
弁１３−２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10の容積がある）中は
大気圧であるため大気圧のCl₂ガスが残つている
ので、このまゝでは次のバイパスシーケンスには
移ることができない。そこで次のウエハを設置す
る間を利用して導管６より導入される例えば５
／分のN₂により該残留Cl₂ガスを吸収剤充てん
容器１０に導きあらかじめ残留Cl₂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
(1)〜(4)の工程をくり返す。

〔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
の乾式器処理に用いると、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。従つて、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り、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
収剤の反応によい固形物が生成する場合であつて
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、不活性ガスを使つて常時、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
とにより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
たつて、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た例を説
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、
３……メインバルブ、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。

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項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。