(57)【要約】【課題】ダクトが粉黛によって閉塞しない粉黛除去装置および粉黛除去システムを提供する。【解決手段】一つの実施形態によれば、プロセスガスが燃焼して生成された粉黛を収集する第１タンク５と、前記第１タンク５に接続されるとともに中空部４１を有し、前記中空部４１に搬送された前記粉黛を前記中空部４１に供給された液体の流れによって前記第１タンク５へと押し流すダクト４と、前記中空部４１に前記液体を供給するポンプ７と、を備える。【選択図】図１
2020138179.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセスガスが燃焼して生成された粉黛を収集する第１タンクと、
前記第１タンクに接続されるとともに中空部を有し、前記中空部に搬送された前記粉黛を前記中空部に供給された液体の流れによって前記第１タンクへと押し流すダクトと、
前記中空部に前記液体を供給するポンプと、
を備えることを特徴とする粉黛除去装置。
【請求項２】
前記第１タンクは前記液体を貯蔵し、
前記ダクトの一端部および他端部はともに前記第１タンクに接続され、前記ポンプが前記第１タンクに貯蔵された前記液体を前記ダクトの一端部から供給して前記他端部から排出することで前記液体を前記第１タンクと前記ダクトを循環させて、前記ダクトは前記粉黛を前記第１タンクへと押し流す、
ことを特徴とする請求項１に記載の粉黛除去装置。
【請求項３】
複数の前記第１タンクが前記ダクトに接続され、
前記ダクトに搬送された前記粉黛を、前記複数の第１タンクのいずれか一つに押し流すために、前記ダクトにおける前記粉黛の搬送経路を切り換える切換部、をさらに備えた、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の粉黛除去装置。
【請求項４】
プロセスガスを燃焼させて無害化するとともに、前記ガスの燃焼に伴い粉黛を生成する除害部と、
前記粉黛を収集する第１タンクと、
前記第１タンクに接続されるとともに中空部を有し、前記中空部に搬送された前記粉黛を前記中空部に供給された液体の流れによって前記第１タンクへと押し流すダクトと、
前記中空部に前記液体を供給するポンプと、
を備えることを特徴とする粉黛除去システム。
【請求項５】
前記ダクトは、前記除害部より下方に設けられた、
ことを特徴とする請求項４に記載の粉黛除去システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、粉黛除去装置および粉黛除去システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
成膜装置における基板上の成膜処理に、有毒な成分を含むガスが使用されることがある。そのため、当該成膜装置から排気されるガスを、除害装置を用いて無害化している。
【０００３】
ところで、除害装置は、ガスを無害化したときに、例えば二酸化ケイ素等の粉黛を生成する。そして、これらの粉黛は、無害化したガス等を外部に排気するために除害装置の後段に設けられたダクトに堆積することがある。そのため、例えば水等を用いたスクラバーを使用して捕集している。
【０００４】
しかしながら、生成される粉黛の量が多いと、スクラバーで捕集し切れない粉黛がダクトまで流れ込んで堆積することがあり、ダクトの閉塞の原因となる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１５／１８１８４６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一つの実施形態は、ダクトが粉黛によって閉塞しない粉黛除去装置および粉黛除去システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一つの実施形態によれば、プロセスガスが燃焼して生成された粉黛を収集する第１タンクと、前記第１タンクに接続されるとともに中空部を有し、前記中空部に搬送された前記粉黛を前記中空部に供給された液体の流れによって前記第１タンクへと押し流すダクトと、前記中空部に前記液体を供給するポンプと、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本実施形態による粉黛除去装置および粉黛除去システムを含むシステムの構成の一例を模式的に示す図である。
【図２】図２は、実施形態による除害装置の一例を示す模式図である。
【図３】図３は、実施形態による除害装置の他の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に添付図面を参照して、実施形態の粉黛除去装置および粉黛除去システムについて詳細に説明する。なお、実施形態では、図１におけるダクト４、タンク５、ポンプ７を粉黛除去装置とし、粉黛除去装置に除害装置３を加えたものを粉黛除去システムとする。この実施形態により本発明が限定されるものではない。
【００１０】
図１は、本実施形態による粉黛除去装置および粉黛除去システムを含むシステムの構成の一例を模式的に示す図である。図１に示すように、システムは、成膜装置１と、真空ポンプ２（ポンプ）と、除害装置３（除害部）と、ダクト４と、タンク５（第１タンク）を備える。
【００１１】
成膜装置１は、基板上に薄膜を形成する装置である。成膜装置１では、チャンバ内を所定の真空状態にしてガスを流し、成膜処理が行われる。成膜処理に使用されるガス（プロセスガス）は、有毒な成分（例えば、モノシラン（ＳｉＨ４）、塩化チタン（TｉＣｌ４）、弗化タングステン（ＷＦ6）等）のいずれか、または複数の成分を含む。成膜される薄膜の種類によって使用されるガスの種類が異なる。実施形態では、一例として、成膜装置１ａ、成膜装置１ｂ、成膜装置１ｃの３種の成膜装置１を備える。成膜装置１ａは、成膜時のガスとしてモノシランが使用される。成膜装置１ｂは、成膜時のガスとして塩化チタンが使用される。成膜装置１ｃは、成膜時のガスとして弗化タングステンが使用される。なお、以降、成膜装置１ａ、成膜装置１ｂ、成膜装置１ｃを総称する場合は「成膜装置１」という。
【００１２】
真空ポンプ２は、成膜装置１の後段に配置される。真空ポンプ２は、管１２を介して成膜装置１と接続される。真空ポンプ２は、成膜装置１のチャンバ内を負圧にしてチャンバからガスを排気する。実施形態では、一例として、真空ポンプ２ａ、真空ポンプ２ｂ、真空ポンプ２ｃが用いられる。成膜装置１ａには真空ポンプ２ａが接続される。成膜装置１ｂには真空ポンプ２ｂが接続される。成膜装置１ｃには真空ポンプ２ｃが接続される。なお、以降、真空ポンプ２ａ、真空ポンプ２ｂ、真空ポンプ２ｃを総称する場合は「真空ポンプ２」という。
【００１３】
除害装置３は、真空ポンプ２の後段に配置される。除害装置３は、管２３を介して真空ポンプ２と接続される。除害装置３は、成膜装置１において基板への成膜に使用されたガスを無害化する。除害装置３は、真空ポンプ２によって成膜装置１から排気されたガスを取り込んで無害化する。除害装置３は、例えば成膜装置１から排気したガスを燃焼させることによって、無害化する。
【００１４】
除害装置３においてガスを燃焼する際に、生成される生成物がある。例えば、モノシランを燃焼させると二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）が生成される。また、塩化チタンを燃焼させると酸化チタン（ＴｉＯ２）が生成される。また、弗化タングステンを燃焼させると酸化タングステン（ＷＯ３）が生成される。実施形態におけるこれらの生成物は、粉状の粉黛Ｔとして生成される。以降、除害装置３で生成された生成物の一例である二酸化ケイ素、酸化チタン、酸化タングステンを総称して粉黛Ｔという。
【００１５】
実施形態では、一例として、除害装置３ａと除害装置３ｂと除害装置３ｃの３個の除害装置３を備える。除害装置３ａは、真空ポンプ２ａに接続される。除害装置３ｂは、真空ポンプ２ｂに接続される。除害装置３ｃは、真空ポンプ２ｃに接続される。なお、後述する図３の変形例では、除害装置３ａの代わりに除害装置３ｄ、除害装置３ｂの代わりに除害装置３ｅ、除害装置３ｃの代わりに除害装置３ｆを用いる。
【００１６】
除害装置３ａは、成膜装置１ａで使用されたモノシランを燃焼して無害化する。除害装置３ａにおいて、モノシランが燃焼した際に二酸化ケイ素が生成される。また、除害装置３ｂは、成膜装置１ｂで使用された塩化チタンを燃焼して無害化する。除害装置３ｂにおいて、塩化チタンが燃焼した際に酸化チタンが生成される。また、除害装置３ｃは、成膜装置１ｃで使用された弗化タングステンを燃焼して無害化する。除害装置３ｃにおいて、弗化タングステンが燃焼した際に酸化タングステンが生成される。なお、以降、除害装置３ａ、除害装置３ｂ、除害装置３ｃ（除害装置３ｄ、除害装置３ｅ、除害装置３ｆ）を総称する場合は「除害装置３」という。
【００１７】
ダクト４は、タンク５に接続されるとともに中空部４１を有し、中空部４１に搬送された粉黛Ｔを中空部４１に供給された水の流れによってタンク５へと押し流す。具体的には、ダクト４は、内部に貫通する空間である中空部４１を備えた管である。ダクト４は例えば四角柱状に構成され、中空部４１も例えば四角柱状に形成される。ダクト４は、除害装置３の後段に配置される。ダクト４は、接続部Ｐ１と、接続部Ｐ２と、接続部Ｐ３を有する。ダクト４は、接続部Ｐ１において、管３４を介して除害装置３ａと接続される。また、ダクト４は、接続部Ｐ２において、管３４を介して除害装置３ｂと接続される。また、ダクト４は、接続部Ｐ３において、管３４を介して除害装置３ｃと接続される。また、ダクト４は一端部Ｐ４と他端部Ｐ５を有する。
【００１８】
タンク５（第１タンク）は、基板の成膜に使用されたガスが燃焼して生成された粉黛Ｔを収集する。具体的には、タンク５は、例えば内部が空洞の直方体状に構成される。タンク５は、内部に、液体の一例である水を貯蔵する。また、タンク５は、内部に、沈殿した粉黛Ｔを蓄積して収集する。
【００１９】
タンク５は、下部にダクトの一端部Ｐ４を接続する。また、タンク５は、上部にダクトの他端部Ｐ５を接続する。タンク５内に貯蔵されている水は、一端部Ｐ４からダクト４に給水され、ダクト４内の中空部４１を流れて他端部Ｐ５からタンク５に排水（排出）すされる。また、タンク５は、上部位置にファン８を備える。ファン８は、ダクト４からタンク５内に排気された無害化されたガスを外部に放出する。
【００２０】
ダクト４の一端部Ｐ４付近には、水内に浮遊している粉黛Ｔを除去するフィルタ６を備える。また、ダクト４の一端部Ｐ４付近であってフィルタ６の後段には、ポンプ７（ポンプ）を備える。ポンプ７は、中空部４１に水を供給する。具体的には、ポンプ７は、タンク５に貯蔵されている水を一端部Ｐ４からダクト４の中空部４１に給水する。その際に、フィルタ６が水内に浮遊している粉黛Ｔを除去する。すなわち、タンク５に貯蔵されている水は、一端部Ｐ４から給水され、ダクト４を矢印Ｙ方向に循環して流れ、他端部Ｐ５から排水されてタンク５に戻る。ダクト４の中空部４１を流れる水の量は、例えば中空部４１の下半分を占める量である。
【００２１】
除害装置３で生成された粉黛Ｔは、管３４を通って、接続部Ｐ１、接続部Ｐ２、接続部Ｐ３からダクト４の中空部４１に搬送される。搬送された粉黛Ｔは、中空部４１を流れる水によってタンク５に向けて搬送される。そして、他端部Ｐ５からタンク５への排水に伴い、搬送された粉黛Ｔはタンク５に押し流される。すなわち、ダクト４は、粉黛Ｔをタンク５へと押し流す。押し流された粉黛Ｔは、タンク５に貯蔵されている水の下部へと沈殿して、タンク５内に収集される。
【００２２】
また、ダクト４には、除害装置３で無害化されたガスが、接続部Ｐ１、接続部Ｐ２、接続部Ｐ３から流入する。無害化されたガスは、中空部４１を通ってタンク５に排気される。排気されたガスは、ファン８によって外部に放出される。
【００２３】
除害装置３ａで生成された粉黛Ｔである二酸化ケイ素は、接続部Ｐ１において管３４からダクト４の中空部４１に搬送され、中空部４１を流れる水によって中空部４１を搬送され、タンク５に押し流される。押し流された二酸化ケイ素は、タンク５の下部に沈殿して収集される。また、除害装置３ｂで生成された粉黛Ｔである酸化チタンは、接続部Ｐ２において管３４からダクト４の中空部４１に搬送され、中空部４１を流れる水によって中空部４１を搬送され、タンク５に押し流される。押し流された酸化チタンは、タンク５の下部に沈殿して収集される。また、除害装置３ｃで生成された粉黛Ｔである酸化タングステンは、接続部Ｐ３において管３４からダクト４の中空部４１に搬送され、中空部４１を流れる水によって中空部４１を搬送され、タンク５に押し流される。押し流された酸化タングステンは、タンク５の下部に沈殿して収集される。
【００２４】
このように、ダクト４の中空部４１に存在する粉黛Ｔは、水の流れによってダクト４から除去されるため、ダクト４が粉黛Ｔで閉塞されることがない。なお、中空部４１に搬送された粉黛Ｔを、例えば加熱して乾燥させてタンク５に向けて吹き飛ばすことで、中空部４１を閉塞させないようにすることは可能である。しかしながら、中空部４１に搬送された粉黛Ｔは、後述する水スクラバー３５によって霧状の水滴が放射され、水分を多く含んでいることがあり、このような粉黛Ｔを乾燥させるためには大きなエネルギーが必要となる。これに対して実施形態では、水の流れを使用してダクト４内の粉黛Ｔをタンク５に押し流して除去するため、粉黛Ｔを乾燥させるよりは少ないエネルギーでダクト４の閉塞を防止することができる。
【００２５】
ところで、タンク５に収集された粉黛Ｔは、定期的（例えば1カ月に一度）にタンク５から取り除く必要がある。また、タンク５は、定期的に清掃が行われる。そのため、タンク５は複数個存在することが望ましい。
【００２６】
実施形態では、２個のタンク５（タンク５ａとタンク５ｂ）を備える。タンク５ａとタンク５ｂは同一の構成を備えている。ダクト４は、途中に切換部９を備える。切換部９は、ダクト４に搬送された粉黛Ｔを、複数のタンク５のいずれか一つに押し流すために、ダクト４における粉黛Ｔの搬送経路を切り換える。切換部９を切換えることで、ダクト４は、タンク５ａまたはタンク５ｂを切換えて接続する。フィルタ６およびポンプ７は、タンク５ａとタンク５ｂにそれぞれ設けられる。
【００２７】
切換部９がダクト４の搬送経路を経路Ｋ１に切換えて、ダクト４がタンク５ａと接続している状態では、タンク５ａに貯蔵されている水をポンプ７がダクト４内に給水する。また、ダクト４は、中空部４１を流れた水をタンク５ａに排水し、粉黛Ｔをタンク５ａ内に押し流す。
【００２８】
また、切換部９がダクト４の搬送経路を経路Ｋ２に切換えて、ダクト４がタンク５ｂと接続している状態では、タンク５ｂに貯蔵されている水をポンプ７がダクト４内に給水する。また、ダクト４は、中空部４１を流れた水をタンク５ｂに排水し、粉黛Ｔをタンク５ｂ内に押し流す。
【００２９】
このような実施形態によれば、例えばダクト４とタンク５ａを接続して、ダクト４内の粉黛Ｔをタンク５ａに押し流して収集している間に、タンク５ｂを清掃することが可能である。また、ダクト４とタンク５ｂを接続して、ダクト４内の粉黛Ｔをタンク５ｂに押し流して収集している間に、タンク５ａを清掃することが可能である。
【００３０】
ここからは、除害装置３の一例の構成について説明する。ここでは、代表して除害装置３ａについて説明する。除害装置３ｂおよび除害装置３ｃは、除害装置３ａと同様の構成を備える。図２は、実施形態による除害装置３ａの一例を示す模式図である。図２に示すように、除害装置３ａは、燃焼部３１と、管３２と、タンク３３（第２タンク）と、水スクラバー３５を備える。燃焼部３１は、成膜装置１ａで使用され、真空ポンプ２によって排気されたガスであるモノシランを燃焼させて無害化する装置である。管３２内には、燃焼部３１で生成された粉状の二酸化ケイ素が浮遊している。タンク３３は二酸化ケイ素を捕集するためのタンクである。
【００３１】
水スクラバー３５は、シャワー状の水滴を管３２内に噴射する。水スクラバー３５は、管３２内に複数個備えられている。水スクラバー３５は、管３２内において、浮遊している二酸化ケイ素が搬送される搬送方向とは反対向き（すなわち搬送方向に対して上流側）に向けて霧状の水滴を噴射して、管３２内を浮遊している二酸化ケイ素をタンク３３に捕集する。また、水スクラバー３５は、水滴を噴射することで、管３２内を搬送される水蒸気や二酸化ケイ素の温度を下げる。管３２は管３４と接続している。
【００３２】
このような図２の例において、成膜装置１ａで使用されたモノシランは、真空ポンプ２ａによって除害装置３ａに排気される。除害装置３ａの燃焼部３１は、排気されたモノシランを燃焼する。燃焼部３１はモノシランを燃焼して二酸化ケイ素を生成する。生成された二酸化ケイ素は、気体中に粉黛Ｔとして浮遊している。水スクラバー３５で水滴を噴射すると、浮遊している二酸化ケイ素は水分を含んでタンク３３に捕集される。しかしながら、一部の二酸化ケイ素は、タンク３３に捕集されずに、管３２および管３４を通ってダクト４まで搬送される。ダクト４に搬送された二酸化ケイ素は、中空部４１を流れる水によってタンク５まで搬送され、タンク５内に押し流される。
【００３３】
なお、図２の例では、ダクト４内の水の外部への漏えいがあった場合に周りへの影響を少なくするために、ダクト４は管３２の配管位置より下方であって、例えば地面に埋没させて設置することが望ましい。地面上にダクト４が設置されると、躓き易い。
【００３４】
次に、除害装置３の変形例について説明する。図３は、実施形態による除害装置３の変形例を示す模式図である。図３の変形例は、除害装置３ａの代わりに除害装置３ｄを備える。また、図１に示したように、除害装置３ｂの代わりに除害装置３ｅを備え、除害装置３ｃの代わりに除害装置３ｆを備える。ここでは、代表して除害装置３ｄについて説明する。図３に示すように、除害装置３ｄは、燃焼部３１と管３２を備える（除害装置３ａが備えていたタンク３３、水スクラバー３５は備えていない）。燃焼部３１は、酸素を供給してモノシランを燃焼させて無害化する装置である。管３２は管３４と接続している。燃焼部３１で生成された二酸化ケイ素は管３２および管３４を通過してダクト４に搬送される。
【００３５】
なお、図３には示していないが、除害装置３ｅは、除害装置３ｂが備えていたタンク３３、水スクラバー３５を備えていない。また、除害装置３ｆは、除害装置３ｃが備えていたタンク３３、水スクラバー３５を備えていない。図３に示す除害装置３は、燃焼部３１で生成したすべての二酸化ケイ素を管３４からダクト４の中空部４１に搬送する。
【００３６】
このような図３に示す除害装置３は、図２に示す除害装置３より構造が簡単であり、安価に製造することができる。
【００３７】
図３の例において、成膜装置１ａで使用されたモノシランは、真空ポンプ２ａによって除害装置３ｄに排気される。除害装置３ｄの燃焼部３１は、排気されたモノシランを燃焼する。その際、燃焼部３１は二酸化ケイ素を生成する。生成された二酸化ケイ素は、管３４を通ってダクト４まで搬送される。ダクト４に搬送された二酸化ケイ素は、中空部４１を流れる水によってタンク５まで搬送され、タンク５に押し流される。
【００３８】
このような実施形態および変形例に係る粉黛除去装置によれば、基板の成膜に使用されたガスが燃焼して生成された粉黛Ｔを収集するタンク５と、タンク５に接続されるとともに中空部４１を有し、中空部４１に搬送された粉黛Ｔを中空部４１に供給された水の流れによってタンク５へと押し流すダクト４と、中空部４１に水を供給するポンプ７とを備える。そのため、ダクト４が粉黛Ｔによって閉塞することがない。
【００３９】
また、実施形態および変形例に係る粉黛除去システムによれば、基板の成膜に使用されたガスを燃焼させて無害化するとともに、ガスの燃焼に伴い粉黛Ｔを生成する除害装置３と、粉黛Ｔを収集するタンク５と、タンク５に接続されるとともに中空部４１を有し、中空部４１に搬送された粉黛Ｔを中空部４１に供給された水の流れによってタンク５へと押し流すダクト４と、中空部４１に水を供給するポンプとを備える。そのため、ダクト４が粉黛Ｔによって閉塞することがない。
【００４０】
なお、以上の実施形態では、液体の一例として水を用いて説明した。しかしながらこれに限らず、粉黛Ｔをタンク５に押し流せる、比較的比重が大きい液体であれば水以外の液体を用いてもよい。
【００４１】
また、実施形態では、２個のタンク５を用いて説明した。しかしながらこれに限らず、１個のタンク５を用いてもよい。また、３個以上のタンク５を用いてもよい。
【００４２】
また、実施形態では、ダクト４の形状を四角柱状とし、中空部４１の形状も四角柱状とした。しかしながらこれに限らず、例えば、ダクト４および中空部４１を円柱状や多角柱状や楕円柱状としてもよい。
【００４３】
また、実施形態では、複数の成膜装置１のそれぞれに対して、各１個の真空ポンプ２と除害装置３を用いて説明した。しかしながらこれに限らず、例えば、複数の成膜装置１に対して１個の真空ポンプ２と除害装置３を用いてもよい。それぞれの成膜装置１に対して、各１個の真空ポンプ２と除害装置３を用いるか、複数の成膜装置１に対して１個の真空ポンプ２と除害装置３を用いるかは、例えば、成膜装置１で使用するガスの量で決める。
【００４４】
また、実施形態では、粉黛Ｔを生成物の一例として説明した。しかしながらこれに限らず、生成物は粉黛以外の物質であっても、液体によってタンク５に押し流すことができる物質であればよく、例えば、粉黛Ｔより粒子が大きい、例えば砂状の物体も生成物に含まれ得る。
【００４５】
また、実施形態では、ポンプ７は、タンク５に貯蔵されている水をダクト４に供給して循環させるようにした。しかしながらこれに限らず、ポンプ７は、タンク５以外からダクト４に水を供給して、タンク５に排水するようにしてもよい。すなわち、実施形態において説明した水を循環させることは、必須の要件ではない。
【００４６】
また、実施形態では、成膜装置１を備えたシステムを用いて、成膜処理に使用されるガスをプロセスガスの一例として説明した。しかしながらこれに限らず、後段の除害装置においてガスを無害化したときに、粉黛Ｔを生成するようなプロセスガスが供されるものであれば、成膜装置以外の半導体製造装置を備えたシステムに対し、実施形態による粉黛除去装置が適用されてもよい。
【００４７】
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４８】
１  成膜装置、２  真空ポンプ、３  除害装置、４  ダクト、５  タンク、６  フィルタ、７  ポンプ、８  ファン、９  切換部、３１  燃焼部、３３  タンク、３５  水スクラバー、４１  中空部、Ｐ４  一端部、Ｐ５  他端部。
【図１】
2020138179.tif 000003
【図２】
2020138179.tif 000004
【図３】
2020138179.tif 000005