(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体製造プロセスに由来する流出ストリームからの少なくとも１つの酸性またはハイドライドガス成分、あるいはその副生成物を削減するための装置およびプロセス。【解決手段】酸性またはハイドライドガス成分に対する高容量吸着親和性を有する第１の吸着ベッド材料と、同ガス成分に対する高捕捉レート吸着親和性を有する第２の離散吸着ベッド材料と、流出が該吸着ベッドを介して流れて該酸性またはハイドライドガス成分を低下させるように該吸着ベッド材料と連通しているガス流における該プロセスにつながる流路と、を備える。該第１の吸着ベッド材料は好ましくは塩基性炭酸銅を備えており、該第２の吸着ベッドは好ましくは、ＣｕＯ、ＡｇＯ、ＣｏＯ、Ｃｏ３Ｏ４、ＺｎＯ、ＭｎＯ２およびこれらの混合物のうちの少なくとも１つを備える。【選択図】  図２
2006061906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体製造プロセスに由来する流出ストリームからの少なくとも１つの有毒ガス成分やその副生成物の削減のための装置であって、
前記少なくとも１つの有毒ガス成分に対する高容量吸着親和性を有する第１の吸着ベッド材料と、
前記少なくとも１つの有毒ガス成分に対する高捕捉レートを有する第２の離散吸着ベッド材料と、
前記流出ストリームが前記第１の吸着ベッド材料、次いで前記第２吸着ベッド材料に接触して、前記流出ストリームからの前記少なくとも１つの有毒ガス成分を少なくとも部分的に除去するように、前記吸着ベッド材料と連通しているガス流における前記プロセスにつながる流路と、を備える装置。
【請求項２】
酸性ガスやハイドライドガス、あるいはその副生成物の削減のための層化ドライ樹脂吸着システムであって、
前記少なくとも１つの酸性またはハイドライドガス成分に対する高容量吸着親和性を有する第１の吸着ベッド材料と、
前記少なくとも１つの酸性またはハイドライドガス成分に対する高捕捉レート吸着親和性を有する第２の離散吸着ベッド材料と、
前記流出ストリームが前記第１の吸着ベッド材料、次いで前記第２の吸着ベッド材料に接触して、前記少なくとも１つの酸性ガス、ハイドライドガスあるいはその副生成物を少なくとも部分的に除去するように、前記吸着ベッド材料と連通しているガス流における前記プロセスにつながる流路と、を備えるシステム。
【請求項３】
半導体プロセスの流出ストリームからの少なくとも１つの有毒ガス成分の濃度を低下させるためのプロセスであって、
前記有毒ガス成分の少なくとも一部をその中に保有するために、前記半導体プロセスの流出を第１の吸着層組成に接触させるステップと、
前記有毒ガス成分の第２の部分をその中に保有するために、前記プロセスの流出を第２の層の吸着組成に接触させるステップと、を含み、
前記第１の吸着層が、前記有毒成分に対する高吸蔵容量を有する材料を備えており、前記第２の吸着層材料が、前記有毒成分に対する高捕捉レート吸蔵親和性を有する材料を備えることを特徴とするプロセス。
【発明の詳細な説明】
【クロスレファレンス】
【０００１】
本出願は、２００２年１２月９日に提出されて、現在係属中の米国出願第１０／３１４，７２７号の一部継続出願である。
【背景】
【０００２】
発明の分野
[0001]本発明は、半導体プロセスから排気された有毒ガス成分を除去するための方法およびそれを使用する装置に関する。
【０００３】
関連技術の説明
[0002]半導体の製造において、ハイドライドおよび酸性ガスの有毒、可燃性かつ腐食性の性質は、排気システムの一体化を損ねることに加えて、かなりの健康的かつ環境的危険をもたらす。
【０００４】
[0003]ＢＦ３、ＡｓＨ３およびＰＨ３などの材料ガスはイオン注入プロセスにおいて一次ドーパントガスとして使用される。ＳｉＦ４、ＧｅＦ４、（ｈｆａｃ）Ｉｎ（ＣＨ３）２およびＢｒ２Ｓｂ（ＣＨ３）などの他のガスもまた使用される。
【０００５】
[0004]ＭＯＶＰＥ／ＰＥＣＶＤの場合、ＳｉＨ４、ＳｉＦ４、ＮＨ３、ＡｓＨ３およびＰＨ３などのガスは電気的に分離されたアセンブリを介してプロセスチャンバに送られる。ＡｓＨ３やＰＨ３は堆積時にとりわけ高いレートで流されて、ＧａＡｓやＧａＰの原子ＡｓやＰをそれぞれ提供する。ＨＣｌは、ＧａＮの原子Ｇａに対する前駆物質としてＧａＣｌを提供するために、Ｇａ金属上に流されてもよい。エピタキシャル誘電体はＳｉＨ４から堆積される。
【０００６】
[0005]ＨＣｌおよびＨＦは、過剰な膜が積層されているチャンバ内のエリアに流入するプラズマストリームのラジカルを作成することによってチャンバクリーニングに使用可能である。ラジカルは堆積された膜と反応してガス性副生成物を作成する。次いで副生成物はチャンバから除去されて、流出として汲み出される。
【０００７】
[0006]半導体製造プロセスの流出廃液ストリームからのこのような有毒ガスの放出レベルを低下させるために進行中のリサーチは、削減プロセスの最適化に関連している。現在のプロセスは様々なサーマル、ウェットおよび／またはドライスクラブ動作を含んでいる。
【０００８】
[0007]サーマルスクラバーは酸化剤（たいてい空気）を、プロセス流出ストリームの目標成分（例えばＡｓＨ３、ＰＨ３など）と反応させ、目標成分（例えばＡｓ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５など）の酸化種を生成する。その後、酸化種は、ストリームをガス吸収塔（水スクラバー）と接触させることによって、流出ストリームから除去される。このようなシステムの欠点は、（ａ）Ｈ２やＣＨ４などのかなりの量の電気および／または燃料を必要とするという点においてエネルギー集中的であるステップと、（ｂ）水を必要とするステップと、（ｃ）ヒ素含有成分をスクラブする際に水溶性の危険な廃液を生成するステップである。
【０００９】
[0008]流出ストリームのウェットスクラブは、具体的なプロセスからの流出ガスをスクラブ液と接触させて、不要な流出ストリーム成分を液体によって吸収させ、または液体（例えば、酸性ガス流出と接触させるための腐食溶液）と反応させて、ガス相から不要な成分の除去を行うことに関連している。しばしばスクラブ液は、不必要な沈殿反応の原因となる、過マンガン酸カリウム、調整物質あるいは次亜塩素酸ナトリウムなどの酸化剤を含んでいる。さらに、ウェットスクラブシステムはかなりの量の酸化剤の消費を必要とし、汚染された水溶性廃液ストリームの原因となる。
【００１０】
[0009]ドライスクラブは、不要な成分を化学吸着し、またはそれと反応してその除去を行うように機能する固体材料に流出ガスを接触させることに関連している。ドライスクラブは危険な削減された成分を濃縮し、かつ完全に含有し、動作において受動的であり、移動パーツを有しておらず、オンデマンドで作用し、削減動作を最も安全かつ最も好ましいモードとする。
【００１１】
[0010]イオン注入プロセスに関して、フッ酸ガスがほぼそのままイオン注入システムを通過するのに対して、ハイドライドソースガスは適度に通過すると予想されている。従って、大流量の無傷の酸性ガス成分と、ハイドライドガス成分の高毒性および低レベルの許容可能な人的暴露（例えば、ＡｓＨ３のしきい値（ＴＬＶ）は０．０５ｐｐｍであり、あるいはＩＤＬＨでは３ｐｐｍである）は、両方のガスタイプの除去について極めて十分な流出ストリーム処理および／または削減を義務付けている。
【００１２】
[0011]イオン注入システムの使用および動作から生じる上記問題に加えて、イオン注入プロセスの排気ストリームの経験的特徴は、ソースガスポンプ、粗ポンプ、および低温ポンプ再生サイクルからの、プロセスシステムにおける危険なガスの著しい放出を明らかにする。
【００１３】
[0012]ドライスクラブ目的のために、ＢＦ３およびＳｉＦ４などの酸性ガスをスクラブするための化学的要件は、ＡｓＨ３、ＰＨ３およびＧｅＨ４などのハイドライドガスをスクラブするための化学的要件とは全体的に異なっていることに注目することが重要である。
【００１４】
[0013]化学気相堆積（ＣＶＤ）プロセスに関して、酸性ガスおよび／またはハイドライドガスを、多量のバラストまたはプロセスガス（例えば水素）と組み合わせて使用してもよい。このようなプロセスに由来する流出ストリームのドライスクラブは、二次反応、一般的には還元水素化が１１０度〜１２０度付近の温度でスクラブ材料と水素間に生じることがあるために、困難である。二次反応は、ひとたび開始すると、「暴走」状況となる危険があり、この場合スクラブ材料の温度は６００度に達する。
【００１５】
[0014]酸化銅ＣｕＯ、水酸化銅Ｃｕ（ＯＨ）２および炭酸銅ＣｕＣＯ３系の材料は、半導体の流出ストリームからハイドライド化合物を削減するために樹脂スクラブ材料において使用される。多くの銅系樹脂はハイドライドと発熱反応をするが、ＣｕＯおよびＣｕ（ＯＨ）２材料は、多量の水素の存在下で１１０度〜１２０度の温度で激しく発熱可能である。
【００１６】
[0015]例えば、米国特許第４，７４３，４３５号、第４，９１０，００１号および第４，９９６，０３０号は、ＣｕＯ系樹脂を使用してＭＯＣＶＤの適用からハイドライドガス種を除去するための方法を開示している。しかしながら、ＣｕＯ系材料の容量は銅の表面積によって制限されており、特に樹脂を作成するために使用されている金属酸化物混合物へのＣｕＯの添加によってＣｕＯの含有量を増やそうとすると、表面積は過度に少なくなる。加えて、材料はハイドライドガスの吸収および反応の熱によって激しく発熱することがあり、多くのＣＶＤの適用は多量のＨ２をＡｓＨ３およびＰＨ３と共にキャリアガスとして使用しているために、ＣｕＯ材料の温度は臨界であり、約１００度〜１２０度を超えると、Ｈ２によってＣｕＯ材料の還元をもたらし、５００度〜６００度を超える激しい発熱を引き起こす。
【００１７】
[0016]米国特許第５，８５３，６７８号は、有害な化合物を結晶性水酸化銅に接触させることによって、有害な揮発性無機ハイドライド、無機ハロゲン化物および有機金属化合物を除去するための方法を開示している。しかしながら、ＣｕＯ系材料と同様に、結晶性水酸化銅Ｃｕ（ＯＨ）２系材料はハイドライドガスと反応して、ＣｕＯとほぼ同じ温度でＨ２還元反応する。
【００１８】
[0017]日本国広報ＪＰ１９９６０５９３９１Ａ号は、V族種を塩基性炭酸銅ＣｕＣＯ３・Ｃｕ（ＯＨ）２と接触させることによってV族種をそれを含む流出物から除去するための方法を開示している。塩基性炭酸銅は、ＣｕＯおよびＣｕ（ＯＨ）２の両方よりも高い温度でＨ２還元反応をする。
【００１９】
[0018]従って、それは当業において著しい前進であり、それゆえに本発明の目的は、従来のＣｕＯよびＣｕ（ＯＨ）２プロセスの上記危険性を排除または少なくとも改善する、酸性、ハイドライドおよび／または有機金属ガスを処理することができる削減システムを提供することである。
【００２０】
[0019]本発明の別の目的は、１００度より高い潜在的動作温度を有する酸性、ハイドライドおよび／または有機金属ガス成分を備える流出ストリームの処理のための改良されたシステムを提供することである。
【００２１】
[0020]本発明の別の目的は、酸性、ハイドライドおよび／または有機金属ガス成分を備える流出ストリームの処理のための安全、低コスト、高容量かつ高効率のシステムを提供することである。
【００２２】
[0021]他の目的および利点は確実な開示および添付の請求項からより完全に明らかになる。
【概要】
【００２３】
[0022]一態様において、本発明は、半導体製造プロセスに由来する流出ストリームからの少なくとも１つの有毒ガス成分やその副生成物の削減のための装置に関しており、このような装置は
少なくとも１つの有毒ガス成分に対する広表面積と物理的吸着親和性とを有する第１の吸着ベッド材料と、
該少なくとも１つの有毒ガス成分に対する高容量吸着親和性を有する第２の離散吸着ベッド材料と、
該少なくとも１つの有毒ガス成分に対する高捕捉レート吸着親和性を有する第３の離散吸着ベッド材料と、
該第２および第３の吸着ベッド材料に接触する前に該流出ストリームは該第１の吸着ベッド材料に接触して、該流出ストリームからの該少なくとも１つの有毒ガス成分を少なくとも部分的に除去するように、該吸着ベッド材料と連通しているガス流におけるプロセスにつながる流路と、を備える。
【００２４】
[0023]さらなる態様において、本発明は、半導体製造プロセスに由来する流出ストリームからの少なくとも１つの酸性ガス、ハイドライドガスまたはその副生成物の削減のための装置に関しており、このような装置は、
少なくとも１つの酸性ガス、ハイドライドガスまたはその副生成物に対する広表面積と物理的吸着親和性とを有する第１の吸着ベッド材料と、
該少なくとも１つの酸性ガス、ハイドライドガスまたはその副生成物に対する高容量吸着親和性を有する第２の離散吸着ベッド材料と、
該少なくとも１つの酸性ガス、ハイドライドガスまたはその副生成物に対する高捕捉レート吸着親和性を有する第３の離散吸着ベッド材料と、
該第２および第３の吸着ベッド材料に接触する前に、該流出ストリームは該第１の吸着ベッド材料に接触して、該流出ストリームからの該少なくとも１つの酸性ガス、ハイドライドガスまたはその副生成物を少なくとも部分的に除去するように、該吸着ベッド材料と連通しているガス流におけるプロセスにつながる流路と、を備える。
【００２５】
[0024]さらなる態様において、本発明は、酸性ガスやハイドライドガス、あるいはその副生成物の削減のための層化ドライ樹脂吸着システムに関しており、
該少なくとも１つの酸性ガス、ハイドライドガスまたはその副生成物に対する広表面積と物理的吸着親和性とを有する第１の吸着ベッド材料と、
該少なくとも１つの酸性またはハイドライドガス成分に対する高容量吸着親和性を有する第２の離散吸着ベッド材料と、
該少なくとも１つの酸性またはハイドライドガス成分に対する高捕捉レート吸着親和性を有する第３の離散吸着ベッド材料と、
該第２および第３の吸着ベッド材料の前に該流出ストリームは該第１の吸着ベッド材料に接触して、該流出ストリームからの該少なくとも１つの酸性ガス、ハイドライドガスまたはその副生成物を少なくとも部分的に除去するように、該吸着ベッド材料と連通しているガス流におけるプロセスにつながる流路と、を備える。
【００２６】
[0025]さらに別の態様において、本発明は、半導体プロセスの流出ストリームからの少なくとも１つの有毒ガス成分の濃度を低下させるためのプロセスに関しており、該方法は、
第１、第２および第３の吸着組成層の各々の該有毒ガス成分の一部を保有するように、該第１、第２および第３の吸着組成層に該半導体プロセスの流出を接触させること、を備えており、
該第１の層は、該有毒ガス成分に対する広表面積と物理的吸着親和性とを有する材料を備えており、該第２の吸着層は、該有毒成分に対する高吸蔵容量を有する材料を備えており、該第３の吸着層材料は、該有毒成分に対する高捕捉レート吸蔵親和性を有する材料を備える。
【００２７】
[0026]本発明の他の態様および特徴は、確実な開示および添付の請求項からより完全に明らかになる。
【詳細な説明】
【００２８】
[0031]本発明は、半導体製造プロセスに由来する流出ガスストリームに存在する有毒ガス成分の削減のための装置および方法に関する。より特定的には、本発明は、III−V族半導体製造プロセスからの流出ガスストリームに存在する少なくとも１つの酸性またはハイドライドガス成分あるいはその副生成物の削減のための装置および方法に関する。
【００２９】
[0032]本発明はさらに、極めて高い削減効率が必要とされる半導体製造プロセスに由来する流出ガスストリームに存在するハイドライドおよび酸性ガス成分の削減のための装置および方法に関する。
【００３０】
[0033]本発明の発明者らは、特定の吸着剤ベース削減システムの効率は、有毒ガス成分に対する物理的吸着親和性を有する広表面積吸着ベッド材料の層をメインベッドの、高容量または高捕捉レート吸着材料の上流に置くことによって、２〜４倍の増加が可能であることを発見した。
【００３１】
[0034]一実施形態において、本発明は、半導体製造プロセスに由来する流出ストリームからの少なくとも１つの有毒ガス成分またはその副生成物の削減のための装置に関しており、このような装置は、
該有毒ガス成分をトラップするための広表面積と物理的吸着親和性とを有する第１の吸着ベッド材料と、
該少なくとも１つの有毒ガス成分に対する高容量吸着親和性を有する第２の吸着ベッド材料と、
該少なくとも１つの有毒ガス成分に対する高捕捉レート吸着親和性を有する第３の離散吸着ベッド材料と、
該流出ストリームは、該第２および第３の吸着ベッド材料の前に該第１の吸着ベッド材料に接触して、該流出ストリームからの該少なくとも１つの有毒ガス成分を少なくとも部分的に除去するように、該吸着ベッド材料と連通しているガス流におけるプロセスにつながる流路と、を備える。
【００３２】
[0035]好ましい実施形態において、半導体製造プロセスはIII−V族プロセスであり、流出ガスストリームは少なくとも１つの酸性またはハイドライドガス成分あるいはその副生成物を備えており、これは、第２および第３の吸着ベッドに接触する前に第１の吸着ベッドに接触する。
【００３３】
[0036]酸性、ハイドライドおよび／または有機金属ガス成分を頻繁に用いる半導体製造プロセスは、イオン注入と、有機金属化学気相堆積（ＭＯＣＶＤ）と、プラズマ増強型化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）とを含んでいる。このようなプロセスにおいて消費されかつ有効に削減される一般的な酸性、ハイドライドおよび／または有機金属成分およびプロセス副生成物は、ＡｓＨ３、ＰＨ３、ＳｂＨ３、ＢｉＨ３、ＧｅＨ４、ＳｉＨ４、ＮＨ３、ＨＦ、ＨＣｌ、ＨＢｒ、Ｃｌ２、Ｆ２、Ｂｒ２、ＢＣｌ３、ＢＦ３、ＡｓＣｌ３、ＰＣｌ３、ＰＦ３、ＧｅＦ４、ＡｓＦ５、ＷＦ６、ＳｉＦ４、ＳｉＢｒ４、ＣＯＦ２、ＯＦ２、ＳＯ２、ＳＯ２Ｆ２、ＳＯＦ２、ＷＯＦ４、ＣｌＦ３（ｈｆａｃ）Ｉｎ（ＣＨ３）２Ｈ２Ａｓ（ｔ−ブチル）、Ｈ２Ｐ（ｔ−ブチル）およびＢｒ２Ｓｂ（ＣＨ３）を含んでいるが、これらに限定されない。他の有効に削減された成分はＳｉＨＣｌ３およびＳｉＨ２Ｃｌ２などのクロロシラン類を含んでいる。
【００３４】
[0037]一実施形態において、本発明の装置は、半導体製造設備のIII−V族半導体プロセスからの、少なくとも１つの酸性ガス成分、ハイドライドガス成分あるいはその副生成物の削減のための層化ドライ樹脂吸着システムを備えており、
該有毒ガス成分をトラップするための広表面積と物理的吸着親和性とを有する第１の吸着ベッド材料と、
該少なくとも１つの酸性ガス、ハイドライドガスまたはその副生成物成分に対する高容量吸着親和性を有する第２の吸着ベッド材料と、
高捕捉レート吸着親和性を有する第３の吸着ベッド材料と、
該流出は該吸着ベッドを介して流れ、該流出からの該少なくとも１つの酸性、ハイドライドまたはその副生成物成分を少なくとも部分的に除去するように、該吸着ベッド材料と連通しているガス流におけるプロセスにつながる流路と、を備える。
【００３５】
[0038]本発明の層化吸着システムは少なくとも離散、第１、第２および第３の吸着層を備えており、ここで第２の「低速」層は、「高速」の第３吸着層よりも大きな大量転送ゾーン（ＭＴＺ）ならびに、より高い内在的または論理的な容量を有している。
【００３６】
[0039]本発明の吸着材料は、流出種の所望の削減を行うことが望まれている、物理吸着物質および／または化学吸着物質を備えていてもよい。
以下の定義はここで使用されている用語について提供されている。
・「層」は、サポート表面に平行にあり、明確に上下が限定されている吸着物の平板状の本体として定義されている。
・「ＴＬＶ」は、特定種のしきい値として定義されており、一般人が病気や事故の不当な危険なく経験可能な特定種への暴露レベルを反映している。
・「ＴＬＶ吸着容量」は、破過濃度が種のＴＬＶ値に達すると、吸着材料１リットル当たりの、吸着材料に保有されているガス成分のモルとして定義されている。
・「大量転送ゾーン」（ＭＴＺ）は、目標の汚染（ハイドライドガス、酸性ガスおよび／またはその副生成物）をその次の濃度レベルから、破過レベルとして定義されているレベルにおいて除去するのに必要な吸着層の長さとして定義されている（すなわち、特定種のＴＬＶとして一般に選択される、吸着ベッドが変化を必要とする濃度レベル）。
・「低速」とは、第１の吸着層の厚さ全体の２５〜１００％のＭＴＺ厚さを有すると定義されている。
・「高速」とは、「低速」吸着層のＭＴＺ厚さ未満のＭＴＺ厚さを有すると定義されている。
【００３７】
[0040「高速」吸着ベッドがより短いＭＴＺを有するためには、「高速」吸着層材料は、「低速」層材料よりも高い特定の目標種の「捕捉レート」を有していなければならない。捕捉レートは全レートの合計である（例えば、特徴的な大量転送レートと、ガス吸収レートと、吸着材料との目標種の化学反応レート）。
【００３８】
[0041]「低速」吸着ベッド層のＭＴＺ厚さは、「高速」吸着ベッド層のＭＴＺよりも本質的に厚い。第２の吸着ベッド層のＭＴＺの厚さは好ましくは、第２および第３の層の厚さ全体の１０〜１００％である。より好ましくは、第２の吸着ベッド層のＭＴＺの厚さは、第２および第３の層の厚さ全体の２５〜７５％である。最も好ましくは、第２の吸着ベッドのＭＴＺの厚さは、第２および第３の層の厚さ全体の約５０％である。一定の安定した状態条件下で、「低速」吸着層のＭＴＺの厚さは、ＭＴＺの厚さは経時的に大きくなるので、第２および第３の層の厚さの１００％よりも大きくてもよい。長いＭＴＺは好都合なことに、吸着材料と目標種の化学反応より生じる熱の発生を拡散するのに役立つ。
【００３９】
[0042]吸着材料の層化は、少なくとも１つの広表面積トラップ吸着剤を「低速」高容量樹脂材料の上流に、また広表面トラップ吸着剤と「より低速の」樹脂材料の両方を「より高速の」高捕捉レート樹脂材料の少なくとも１つの層の上流に置くという配置に関連している。「より低速の」高容量樹脂材料は一般的により長い大量転送ゾーン（ＭＴＺ）を必要とする。反対に、「より高速の」高捕捉レート樹脂材料はしばしば目標ガスに対してより低い吸着容量を有しているが、高捕捉レート（より短いＭＴＺ）を有している。
【００４０】
[0043]広表面積トラップ吸着剤は単一の組成または別個の成分の混合を備えていてもよい。一実施形態において、トラップ吸着剤は、炭素、酸化アルミニウム、シリカ、珪藻土、あるいは広表面積（例えば１００〜１０００ｍ２／ｇ）を有するゼオライトなどの材料を備える。
【００４１】
[0044]一実施形態において、広表面積トラップ吸着剤は、システムに使用されている全吸着材料の１０〜６０％を備えており、「低速」吸着ベッド材料は、システムに使用されている全吸着材料の２０〜８０％を備えており、「高速」吸着ベッド材料はその５〜３０％を備える。好ましくは、広表面積トラップ吸着剤はシステムの全吸着材料の４０〜６０％を備える。
【００４２】
[0045]図１Ａ〜図１Ｃは、本発明において有用な異なる吸着構成の比較を示している。「より低速の」高容量吸着材料のしきい値（ＴＬＶ）破過は、吸着材料の多くが消費される前に生じる（図１Ａ）。「より高速の」高捕捉レート吸着材料（図１Ｂ）を「より低速の」樹脂材料（図１Ｃ）の下流に層化することによって、ＴＬＶは短縮され、より多くの割合の「より低速な」樹脂材料が、高削減効率を達成する一方で、消費される。
【００４３】
[0046]「高速」吸着ベッド層の容量よりも大きい「低速」吸着ベッド層の容量について、第１の吸着ベッド材料は、好ましくは、２０〜１００重量％の活性構成成分を備える。
【００４４】
[0047]好ましくは、「低速」吸着層は、「高速」吸着材料の表面積未満の表面積を有する材料を備えており、「低速」吸着材料をより低速にして、汚染物質種と反応する。「低速」吸着材料の表面積は約５．０〜３００．０ｍ２／ｇに及んでいてもよい。より小さな表面積およびより低い捕捉レートによってＭＴＺは増加し、これは反応の熱を分散するのに好都合である。
【００４５】
[0048]「高速」吸着層のＭＴＺ厚さは「低速」吸着層のＭＴＺの厚さ以下でなければならない。このような要件は、容量全体が増加したシステムをもたらす。一実施形態において、「高速」吸着層のＭＴＺ長は「低速」吸着層のＭＴＺ厚さの９０％以下であり、より好ましくは「低速」吸着層のＭＴＺ厚さの５０％以下であり、最も好ましくは「低速」吸着層のＭＴＺ厚さの１０％以下である。
【００４６】
[0049]「高速」吸着材料は単一の組成または別個の成分の混合を備えていてもよい。一実施形態において、「高速」吸着材料は、炭素、酸化アルミニウム、シリカ、珪藻土、あるいは表面積が大きい（例えば１００〜１０００ｍ２／ｇ）のゼオライトなどのベース吸着剤と、ベース吸着剤に含浸されているか、その上に被覆されている活性構成成分とを備える。活性構成成分量は、好ましくは「高速」吸着材料の全重量の０．１〜１００重量％、より好ましくは０．５％〜５０重量％、最も好ましくは１〜１５重量％を備える。
【００４７】
[0050]本発明において有用な、「より高速の」吸着材料対「より低速の」吸着材料のパーセント比は、表面積、多孔率、粒子形状、粒子サイズなどの材料の化学的および物理的特性に依存しており、当業者には容易に判断可能である。一実施形態において、本発明のシステムは、１：２０〜１：１の「高速」吸着層対「低速」吸着層の容積比を備える。
【００４８】
[0051]第１、第２および第３の層は、III−V族の半導体プロセスに関連した最終用途および具体的な流出ガス混合物にふさわしい任意の適切な組成、サイズ、形状および立体構造の吸着物を備えていてもよい。吸着物は活性構成成分および不活性構成成分を備えていてもよく、また、例えばビーズ、球形、リング、トロイダル形状、不規則形状、ロッド、シリンダ、薄片、膜、立方体、多角形幾何学形状、シート、繊維、コイル、螺旋、メッシュ、焼結多孔性塊、顆粒、ペレット、タブレット、パウダー、微粒子、押出し物、布またはウェブ形状の材料、ハニカムマトリクスモノリス、（吸着物と他の成分との）組成などの微細分割形態、あるいは上記立体構造の粉砕または圧壊形態であってもよい。
【００４９】
[0052]一実施形態において、吸着層は、約０．１ｍｍ〜１．５ｃｍのサイズ範囲の微粒子を備える。「低速」吸着層は、好ましくは約１．０ｍｍ〜１５ｍｍ、より好ましくは約０．８ｍｍ〜７．５ｍｍ、最も好ましくは約１．５ｍｍ〜５．０ｍｍのサイズ範囲の微粒子を備えており、「高速」吸着層は、好ましくは約０．１ｍｍ〜７．５ｍｍ、より好ましくは約０．５ｍｍ〜５．０ｍｍ、最も好ましくは約０．５ｍｍ〜４．０ｍｍのサイズ範囲の微粒子を備える。
【００５０】
[0053]吸着層は単一の格納システムまたは個別の格納システムに収容可能である。好ましくは、吸着層は単一の格納システムに収容されて、酸性および／またはハイドライドガス成分を備える流出ストリームは、第２および第３の吸着層材料に接触する前に、第１の吸着層材料に接触する。
【００５１】
[0054]一実施形態において、吸着層は個別のコンテナ、または少なくとも第１の広表面積トラップ吸着剤を備える１つ以上のコンテナに収容され、「低速」吸着層は、少なくとも１つの「高速」吸着層を備える個別コンテナまたは研磨器に連結されている。広表面積トラップ吸着剤と「低速」吸着剤とを備えるコンテナは、流出プロセスストリームからの有毒成分をスクラブまたは拡散可能な同一または類似の吸着物質を備える。さらに、広表面積トラップ吸着剤と「低速」吸着物質とを備えるコンテナは同一または異なるツールを供給してもよい。広表面積トラップ吸着剤と二重「低速」コンテナが同じプロセスツールに配列されると、容器間の自動切換え性能が存在する。研磨器はさらに、本明細書に説明されているようなメイン削減装置のためのバックアップ削減システムとして作用する。
【００５２】
[0055]さらなる実施形態において、削減システムの全容量は、（例えば、広表面積トラップ吸着剤や他の層が無効になるまで）無効な吸着材料がラインを離れて再生される設定期間中に有毒ガス種が最初にシステムに入り、それを介して流れる循環プロセスによって最大化される。
【００５３】
[0056]無効な吸着材料は、空気、オゾン、他の酸化剤や上記の組み合わせ、ならびにＮ２および／または他の不活性ガスとの組み合わせを使用して再生可能である。再生ステップはトラップ有毒ガス種（例えばハイドライドガス種）を不揮発性固体に化学的または物理的に変換する。このような再生は吸着材料の再使用を提供する。
【００５４】
[0057]一実施形態において、オゾン発生器によって生成されたオゾンを使用して、無効な吸着材料を再生することができる。より具体的には、本発明において有用なオゾン発生器は、２つの同心チューブ間に空気を通過させることによって機能することができ、ここでは高電圧が、チューブの環状空間内に放電を作成するように１つのチューブに印加される。放電は、再結合してオゾンを形成する酸素を電気的に励起する。
【００５５】
[0058]さらなる実施形態において、削減システムの容量は、第１の広表面積の物理的吸着材料層に接触する際に広表面積の物理的吸着材料を冷却することおよび／または流出ガスストリームを冷却することによって最大化されることが可能である。
【００５６】
[0059]図２は、本発明の一実施形態に従ったIII−V族流出ガスの処理に対して用いられてもよい吸着容器ユニット２００の概略図である。
【００５７】
[0060]吸着容器ユニット２００は、入口２０８の廃ガスストリーム供給通路２０６と連通しており、また出口２１２のスクラブガス排出通路２１０と連通している内部管容積２０４を囲んでいる管２０２を含んでいる。管２０２のそれぞれの入口および出口において、スクリーンまたはグリッド部材２１４および２１６がそれぞれ提供されている。これらの形成部材は管の内部容積に吸着媒体のベッド２１１を含有するように作用するので、廃ガスが吸着媒体のベッドを介して管の入口２０６から出口２１２に流れると、固体減少はシステムの使用の際に生じない。
【００５８】
[0061]吸着媒体のベッド２１１は異なる吸着材料２１８および２２０の複数の離散ゾーンや層を備えていてもよい。吸着材料２１８および２２０は異なる材料組成をさらに備えていてもよく、これらは混ぜ合わされてその均一の混合やモノリスを提供する。
【００５９】
[0062]従って、異なる吸着材料は好ましくは離散ベッドゾーンや層において用いられ、ここではこのような層は、特定の廃ガス種に対して異なる物理的親和性を有する吸着材料を備えていてもよい。例えば、１つのこのような材料層２１８は、イオン注入および／またはＰＥＣＶＤなどのプロセスからの流出ガスストリームの酸性ガス成分に対して選択される高容量吸着物質を備えていてもよく、また第２の層２２０は、これもまた流出ガスストリームの酸性ガス成分に対して選択される高捕捉レート吸着物質を備えていてもよい。
【００６０】
[0063]さらに、各層は吸着材料の混ぜ合わされた混合物を備えていてもよく、ここでそれぞれの材料は異なる廃ガス種の除去に対して選択される。例えば、１つのこのような吸着材料は流出ガスストリームの酸性ガス成分に対して選択性が高く、また別の吸着材料は流出ガスストリームのハイドライドガス種に対して選択性が高い。
【００６１】
[0064]好ましい実施形態において、「高速」吸着層材料は、およその重量％の以下の組成から選択された組成を備える。
【００６２】
１．酸化銅（Ｃｕ６％）；酸化銀（Ａｇ０．１％）；酸化亜鉛（Ｚｎ６．０％）；酸化モリブデン（Ｍｏ２．５％）；トリエチレンジアミン（ＴＥＤＡ３．５％）；および活性炭と、
２．酸化マンガン（Ｍｎ２２％）；酸化銅（ＣＵ２３％）；酸化コバルト（Ｃｏ１０％）；酸化銀（Ａｇ３．５％）；および酸化アルミニウム（Ａｌ２．６％）
[0065]本発明の高捕捉レートの「高速」吸着物質の組成は好ましくは、Ｈ２Ｏおよび／またはＣｏ２を含むがこれらに限定されない「低速」吸着層との目標種の相互反応／削減中に生成される副生成物に対して耐性がある。好ましくは、「高速」吸着層の組成は、ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏ、ＭｎＯｘ（ここでｘは１〜２である）、ＡｇＯ、Ａｇ２Ｏ、ＣｏＯ、Ｃｏ３Ｏ４、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｒＯ３、ＭｏＯ２、ＭｏＯ３、ＴｉＯ２、ＮｉＯ、ＬｉＯＨ、Ｃａ（ＯＨ）２、ＣａＯ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、Ｆｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、Ａｌ２Ｏ３、Ｋ２ＣＯ３、ＫＨＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、ＮａＨＣＯ３、ＮＨ３ＯＨ、Ｓｒ（ＯＨ）２、ＨＣＯＯＮａ、ＢａＯＨ、ＫＭｎＯ４、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｎａ２Ｏ３Ｓ２、トリエチレンジアミン（ＴＥＤＡ）、およびこれらの混合物からなる群から選択された少なくとも１つの活性成分を備える。より好ましくは、「高速」吸着層の組成は、ＣｕＯ、ＡｇＯ、ＣｏＯ、Ｃｏ３Ｏ４、ＺｎＯ、ＭｎＯ２およびこれらの混合物からなる群から選択された少なくとも１つの成分を備える。活性成分に加えて、「高速」吸着層の組成は安定剤をさらに備えていてもよく、あるいは活性成分は吸着剤基板に含浸されるか、その上に被覆されていてもよい。
【００６３】
[0066]本発明の高捕捉レートの「高速」吸着物質の組成は、酸性ガスに対する具体的な吸着物質の削減速度を増大させる、ＫＯＨなどの強い塩基をさらに備えていてもよい。
【００６４】
[0067]さらなる実施形態において、本発明は、「高速」吸着材料の層を備える研磨後削減システムに関しており、ここで該層は、ドライ、ウェットまたはサーマル削減システムのうちの任意の１つを備えていてもよい一次削減システムから下流に位置決めされている。好ましくは、「高速」吸着層の組成は、炭素、ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏ、ＭｎＯｘ（ここでｘは１〜２）、ＡｇＯ、Ａｇ２Ｏ、ＣｏＯ、Ｃｏ３Ｏ４、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｒＯ３、ＭｏＯ２、ＭｏＯ３、ＴｉＯ２、ＮｉＯ、ＬｉＯＨ、Ｃａ（ＯＨ）２、ＣａＯ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、Ｆｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、Ａｌ２Ｏ３、Ｋ２ＣＯ３、ＫＨＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、ＮａＨＣＯ３、ＮＨ３ＯＨ、Ｓｒ（ＯＨ）２、ＨＣＯＯＮａ、ＢａＯＨ、ＫＭｎＯ４、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｎａ２Ｏ３Ｓ２、トリエチレンジアミン（ＴＥＤＡ）およびこれらの混合物からなる群から選択された少なくとも１つの成分を備える。より好ましくは、「高速」吸着層の組成は、ＣｕＯ、ＡｇＯ、ＣｏＯ、Ｃｏ３Ｏ４、ＺｎＯ、ＭｎＯ２およびこれらの混合物からなる群から選択された少なくとも１つの成分を備える。
【００６５】
[0068]以下の表１は、用いられている下流の「高速」吸着物質研磨システムを具備するドライ樹脂削減システムと具備していないものとの比較を示している。目標種の構成要素の濃度と線形速度はそれぞれ４列目および５列目に識別されている。すべての場合において、研磨層は目標種の構成要素のＴＬＶ容量を増加させる。本発明は、特定のガス成分のＴＬＶ容量を１００％増加させる手段を提供する（以下のテスト番号１２および１３参照）。
【００６６】
【表１】
2006061906.tif 000003
【００６７】
[0069]最適な研磨量は、吸着ベッドの全長に対する大量転送ゾーンの比（ＭＴＺ／ＬＯＢ）に基づくことが理解される。すなわち、メイン樹脂ベッド内の大量転送ゾーンの相対的長さは使用する最適な研磨量を指示している。
【００６８】
[0070]図３は、メインベッド「低速」吸着システムとして塩基性炭酸銅ＣｕＣＯ３・Ｃｕ（ＯＨ）２を用いている削減システムに対する「高速」吸着研磨層の厚さの関数としてＴＬＶ容量のプロットを示している。示されているように、最適な研磨層厚さは、７〜９インチのベッド全高に対してベッド全長のおよそ２５〜３０％である。ベッド高が増すと、最適研磨量は全ベッド容積の分数として低下する。
【００６９】
[0071]さらなる実施形態において、本発明は、半導体製造設備のIII−V族半導体プロセスからの、酸性ガス、ハイドライドガスおよび／またはその副生成物の削減のための層化ドライ樹脂吸着システムを備えており、該層化吸着システムは、塩基性炭酸銅からなる組成を有する「低速」吸着材料の第１の層と、酸化銅（Ｃｕ６％）、酸化銀（Ａｇ０．１％）、酸化亜鉛（Ｚｎ６．０％）、酸化モリブデン（Ｍｏ２．５％）、トリエチレンジアミン（ＴＥＤＡ３．５％）および活性炭からなる組成を有する「高速」吸着材料の第２の層とを備えており、該吸着システムは、３．６７モル／リットル樹脂または１０２リットルのＡｓＨ３／Ｋｇ樹脂の１ｃｍ／ｓｅｃのアルシンに対するＴＬＶ吸着容量を有している。
【００７０】
[0072]代替実施形態において、本発明は、半導体製造設備のIII−V族半導体プロセスからの少なくとも１つの酸性ガス成分、ハイドライドガス成分またはその副生成物の削減のための層化ドライ樹脂吸着システムを備えており、
該少なくとも１つの酸性ガス、ハイドライドガスまたはその副生成物に対する物理的吸着親和性を有する吸着ベッド材料の第１の層と、
該少なくとも１つの酸性ガス、ハイドライドガスまたはその副生成物成分に対する高容量吸着親和性を有する吸着ベッド材料の第２の離散層と、
該少なくとも１つの酸性ガス、ハイドライドガスまたはその副生成物成分に対する高捕捉レート吸着親和性を有する吸着ベッド材料の第３の離散層と、
流出が該吸着ベッド層に流れて、該流出からの該少なくとも１つの酸性、ハイドライドまたは副生成物成分を少なくとも部分的に除去するように、該吸着ベッド層と連通しているガス流におけるプロセスにつながる流路と、を備える。
【００７１】
[0073]このような層化構成によって酸性またはハイドライドガス成分を備える流出ガスストリームの連続流は、層化材料の物理的かつ化学的吸着現象によるシナジー効果に起因するガス種の除去に対してより高い容量を有するシステムをもたらす。
【００７２】
[0074]このような実施形態において、第１の吸着ベッド層は、流出ストリームからの酸性またはハイドライドガス成分をトラップまたは物理吸着するための広表面積材料を備えていてもよい。有用なトラップ材料の具体例は第１の層を含むが、これに限定されない。さらに別の代替例として、流出が連続して流れる連続管が展開可能であり、メインハイドライド化学吸着ベッドは第１の吸着管にあり、水酸化カリウム含浸材料は第２の吸着管にあり、高ハイドライド除去を保証するために流出の研磨に用いられているハイドライド化学吸着は第３の吸着管にある。本発明の多管配置におけるそれぞれの吸着管の各々は特徴が同じであっても異なっていてもよく、また各ベッドは、化学吸着および流出削減技術における当業者に既知の設計技術によって、ベッド直径、ベッド高さ、粒子サイズ、ベッド空隙容量、許容圧力低下、温度、圧力、流量などに関して、最適な化学吸着動作にサイズ設定および構築されることが可能である。
【００７３】
[0075]このような構成は、物理的および化学的現象の両方のシナジー効果を有効に利用する。
【００７４】
[0076]さらなる実施形態において、本発明のシステムは２つのベッドを並列に備えていてもよく、各ベッドは、有毒ガス成分に対する広表面積物理吸着親和性を有する吸着ベッド材料の第１の層と、該有毒ガス成分に対する高容量吸着親和性を有する吸着ベッド材料の第２の離散層と、該有毒ガス成分に対する高捕捉レートの吸着親和性を有する吸着ベッド材料の第３の離散層とを備える。１つのベッドが有毒ガス成分によって活性化および接触されると、上記のとおり第２のベッドは酸化種によって再生される。広表面積吸着層の厚さは、再生ステップが生じる頻度に基づいて判断可能である。
【００７５】
[0077]さらなる実施形態において、本発明は、III−V族半導体プロセスの流出ストリームからの少なくとも１つのハイドライドガス、酸性ガスまたはその副生成物種の濃度を低下させるためのプロセスに関しており、該方法は、
該ガス種の少なくとも一部をその中に保有するために、該半導体プロセスの流出を第１の吸着層の組成に接触させるステップと、
該ガス種の第２の部分をその中に保有するために、該プロセスの流出を第２の層吸着組成に接触させるステップと、を含み、
該第１の吸着層は該ガス種に対する高吸蔵容量を有する材料を備えており、該第２の吸着層材料は、該ガス種に対する高捕捉レート吸蔵親和性を有する材料を備える。好ましくは、プロセスによって、個々の吸着層の容量の合計よりも多い特定のガス種を保有する能力を有するシステムが可能になる。
【００７６】
[0078]より具体的には、本発明は、ガス種の濃度が低い流出ガスストリームを生成するために、酸化銅、水酸化銅および塩基性炭酸銅のうちの少なくとも１つを備える第１の固相吸着材料に少なくとも１つのガス成分を接触させることによって、また少なくとも１つのハイドライドまたは酸性ガス種のＴＬＶ未満のガス種の濃度（例えばアルシンに対して５０ｐｐｂ）を有する流出ガスストリームを生成するために、少なくとも酸化銅を備える第２の固相吸着材料にガス種の濃度が低い該流出ガスストリームを接触させることによって、半導体製造プロセスの流出ガスストリームからの少なくとも１つのハイドライドまたは酸性ガス種の濃度を下げるための方法に関する。
【００７７】
[0079]さらなる実施形態において、本発明は、二重容器を備えるIII−V族プロセス削減管理のための高容量システムに関しており、容器１が所定の容量に達すると一方の容器はオンライン、もう一方はオフラインにあり自動切換え可能であり、該システムは、半導体製造設備のIII−V族半導体プロセスからの酸性ガス、ハイドライドガスおよび／またはその副生成物の削減のための層化ドライ樹脂吸着システムを備えており、該層化吸着システムは「低速」吸着材料の第１の層と、「高速」吸着材料の第２の層とを備える。
【００７８】
[0080]本発明は、III−V族プロセスの多ツール流出削減を提供しており、１〜４個のプロセスツールが、III−V族半導体プロセス流出ストリームからのガスIII−V族種の除去のための単一の削減システムに結合されている。
【００７９】
[0081]確実な説明において参照を容易にするために、一般的な説明は、本発明の一実施形態に従った流出削減システム４０２を含む薄膜製作設備４００の概略図を示している図４に関して以下になされる。
【００８０】
[0082]本明細書に使用されているように、本明細書に開示されている吸着組成は広く構築されることを意図しており、あるいは、このような組成に対して後に具体的に識別された、具体的に記された成分や構成成分を備えていたり、これらからなっていたり、あるいは本質的にこれらからなっていてもよい。所望ならば、このような組成は、本明細書に明らかに識別されていない成分や構成成分がなくてもよいこともまた理解される。
【００８１】
[0083]システムは、流出ガスストリームを化学吸着組成に接触させることによって、不可逆化学吸着による流出ガスストリームにおいて利用されていない酸性およびハイドライドガスとその副生成物の収集と、化学吸着スクラバー組成の容量の枯渇に対するアプローチを判断して、流出ガスストリームの不要な成分を除去するための化学吸着スクラバー組成の連続監視とを受け入れる。
【００８２】
[0084]化学気相堆積（ＣＶＤ）システムは、化学気相堆積動作のためのソースガスの供給ソース４０４を含んでおり、これはソースガス貯蔵器と、ＡｓＨ３などの堆積ガスを含有している調剤管とを備えていてもよい（図示せず）。管から、ガスソースがライン４０６において、ライン４２４を含むガス調剤マニホルドアセンブリ４０８に流れ、これを介して調剤されたガスは化学気相堆積装置４２６に流れる。同時に、所望ならば、アルゴン、ヘリウム、水素などのキャリアガスはライン４２２におけるキャリアガスソース４２０から調剤マニホルドアセンブリ４０８に流れる。従ってキャリアガスはガスソースを取り込み、ガスソース混合物を形成する。
【００８３】
[0085]ガスソース混合物はライン４２４において、調剤マニホルドアセンブリ４０８からＣＶＤ反応器４２６に流れ、反応器の内部容積において分散される。それによってこのガスソース混合物は、加熱要素４３６によって加熱されたサセプタ４３４上に位置決めされているウェーハ基板４３２に向けられて、影響を与える。ウェーハ基板は十分に高い温度に維持されて、ウェーハ基板の表面の前駆物質の所望の成分の前駆蒸着混合物と化学気相堆積の分解を引き起こす。
【００８４】
[0086]廃ガスおよび分解副生成物を備える流出は反応器４２６から排出されて、ライン４３８において流出削減システム４０２に流れ、これは、（複数の）汚染物質の除去と、ライン４４６における浄化された流出ガスストリームの下流処理や最終廃棄への排出のための、（複数の）物理的吸着および／または（複数の）化学吸着を含んでいてもよい吸着材料の層化吸着システム４４４を備える。
【００８５】
[0087]化学気相堆積反応器４２６からの流出ガスはまた、第２のライン４６８に排出されて、不要なガスストリーム成分の除去のための第２の層化吸着システム４５２を備える削減システム４０２に流されて、ライン４４８において削減システムから排出されて、更なる処理や他の廃棄ステップへ通過させられる浄化ガスストリームを産出することができる。
【００８６】
[0088]削減システム４０２は示されているように重複して提供されてもよく、システムの一方はバックアップスクラブおよび／またはバイパスユニットであり、ライン４３８および４６８はこのような冗長性機能を受け入れるために適切なバルブおよび器具類を含有しているため、ベッドの一方は最初はオンストリームであり、化学気相堆積反応器４２６からの流出ガスストリームをアクティブにスクラブするのに対して、他方はスタンバイモードにある。
【００８７】
[0089]吸着ベッド４４４および４５２の出口端において、流出タップライン４６０および４６４は、以下により完全に説明されるように、流出ガスのサイドストリームをエンドポイント検出器４６２に搬送する。
【００８８】
[0090]エンドポイント検出器４６２は、監視されている流出における１つ以上の種の破過や初期破過を検出すると、設備において対応する動作を行うように動作的に配置可能な中央演算処理装置（ＣＰＵ）４６６に伝達ライン４６４で伝達されるコントロール信号を発生させる。
【００８９】
[0091]例えば、システムは、エンドポイント検出器による初期破過検出時に、吸着ベッドの再生が実施されるまで、流出が第２の吸着ベッドまたは保有用の保持（サージ）管へ迂回されるように配置されてもよい。
【００９０】
[0092]代替的または付加的に、このようなエンドポイント破過検出は、再生シーケンスを開始し、後続のオンストリーム動作の廃棄吸着ベッドを新しくするために用いられてもよい。
【００９１】
[0093]あるいは、２つのスクラバーベッド４４４および４５２は同時に動作されて、化学気相堆積装置の動作で発生した異なる流出ストリームを各々処理してもよい。例えば、このような削減システムの１つは化学気相堆積装置からのメイン流出ガスストリームを処理してもよいのに対して、他方は、例えば、流出処理システムのポンプ漏洩ガスに由来するマイナー流出ストリームを処理してもよい。
【００９２】
[0094]削減システムは、化学気相堆積装置と、化学気相堆積装置の供給ソースとに関連して、システム全体の個別かつ固有の装置コンポーネントとして展開可能である。
【００９３】
[0095]図４に示されているシステムによって、化学気相堆積装置（例えば化学気相堆積チャンバ）を出たプロセスガスは、流出ガスストリームにおいて削減される化学気相堆積ガスに特有の、離散層における少なくとも２つのドライスクラブ吸着組成を含有している（複数の）管に排気される。ドライスクラブ組成は化学吸着によって流出（例えば化学気相堆積チャンバ排気）からの廃ガスを除去して、廃ガス種をスクラブ媒体に不可逆的に結び付けて、そのスクラブ処理後に、最終的に排出されたプロセス流出のオペレータの安全性と環境的受容性を最大化する。
【００９４】
[0096]図１に示されている半導体製造設備の特徴およびレイアウトは特徴においてのみ例示的であり、他の適切な特徴、配置および動作が好都合に用いられてもよい。
【００９５】
[0097]従ってドライスクラブ吸収組成は容器に提供されてもよく、これらはプロセスによって生成された（複数の）流出ガスストリームを処理して、環境的に受容可能な排出ストリームを産出するために近接して展開される。このような容器は、従来のコネクタデバイスを用いる接続パイプおよびバルブから連結解除して、使用済み吸着媒体の容器を新たな媒体の対応する容器と置き換えることによって容易に交換可能である。
【００９６】
[0098]廃ガス処理用のこのような使い捨て容器において使用されるスクラブ媒体量は特定のプロセスツール内の使用可能な空容積によって判断される。化学気相堆積および／またはイオン注入に関して、容器がシステムハウジングの内側に位置決めされているか、システムハウジングに近接して外側に位置決めされている場合、使用されるスクラブ媒体量は、特定のシステムに対するドープガスの供給ソースの送信可能な容量によって判断される。供給ソース容積はシステムスループットに一致することが望ましく、それによってソースガス管の容量はシステムに展開されている（複数の）廃ガス削減容器の除去容量を超えることはない。
【００９７】
[0099]２つの容器ユニットを備えるものとして例示的に示されているが、削減システムは実際には、直列に種々に接続された複数の吸着ベッド、層、バイパスおよび／または並列（マニホルド）配置を備える多ベッド配置であってもよい。
【００９８】
[00100]本発明の特徴、態様および利点は以下の非制限的実施例を参照してより完全に示されている。
【実施例】
【００９９】
[00101]Ａは「低速」吸着ベッド材料を意味し、「Ｐ」は、「Ａ」に先行する場合の広表面積トラップ吸着剤と、「Ａ」に続く場合の「高速」研磨樹脂材料とを意味している。
【０１００】
[00102]実験用セットアップ：
ａ）全テストが直径２インチのＯＤ（１．８７インチＩＤ）と約１２インチの高さを有するテストセルを使用して実行された。
【０１０１】
ｂ）テストセル材料はステンレス鋼３０４であった。セルは厚さ１インチのファイバーグラスの層で絶縁された。
【０１０２】
ｃ）温度を監視するために、５−ｐｔサーモカップルがセルの中央下に置かれた。
【０１０３】
ｄ）吸着ベッド全高はほぼ８インチであった。
【０１０４】
ｅ）バラストガスストリームは、それぞれ８０％／２０％という割合でＨ２およびＮ２を含有する混合物であった。
【０１０５】
ｆ）全テストはアルシンガスを使用して実行された。
【０１０６】
ｇ）１つ以上の吸着剤が使用された場合、それは層化されており、混合されなかった。
【０１０７】
ｈ）以下の表において、吸着剤の順位は、ガスがベッドを通過する経路を反映している。
【０１０８】
【表２】
2006061906.tif 000004
【０１０９】
（結果）
[00103]テスト番号１；テストクラスIは、１００％「Ａ」を使用することは、材料の長い大量転送ゾーンゆえに結果不良となることを示している。
【０１１０】
[00104]テスト番号２〜１２；テストクラスIIは、「Ａ」の上位２０％を「Ｐ」と置き換えることは、層「Ａ」からの低濃度の流れを「Ｐ」が効果的に取り除く様々な条件に対する改良結果をもたらすことを示している。
【０１１１】
[00105]テスト番号１３〜１６；テストクラスIIIは、「Ｐ」の内在的容量の低さゆえに、１００％「Ｐ」を使用する不良な結果を示している。
【０１１２】
[00106]テスト番号１７〜１８；テストクラスIVは以下の手順を使用して実行された。
【０１１３】
（ａ）ＴＬＶ破過までアルシンが流れた。
【０１１４】
（ｂ）吸着剤は、（Ｏ２濃度はより高くてもより低くてもよいが）Ｎ２において約４％のＯ２を含有するストリームを使用して再生される。
【０１１５】
（ｃ）再生後、アルシンは再度、ＴＬＶ破過が実現されるまで、吸着剤に流される。
【０１１６】
[00107]吸着剤が少量のオリジナルの（１サイクル）容量を有するまで、サイクルは反復される。再生は、中間化合物（例えばＣｕ３Ａｓ）をＡｓ２Ｏ３および金属酸化物にすることによって稼動する。次いで金属酸化物は後続のサイクル中にアルシンと再反応することが可能である。
【０１１７】
[00108]テスト番号１９〜２０；クラスVは、各サイクルがＴＬＶ破過に続くことを可能にするのではなく、吸着剤が、より短期間で再生されて（例えば推定ＴＬＶ破過時間の１０〜５０％）、ベッドの前半の材料の反復使用を許容する本発明のバリエーションを示している。
【０１１８】
[00109]ベッドに流入するアルシンは（ベッドの前半の）表面に物理的に吸着して、酸化（再生）中にＡｓ２Ｏ３に変換すると思われる。ベッドの前半が物理吸着剤として作用すると、アルシンの濃縮はベッドの後半に通過する。このために、ベッドの後半は、高速研磨剤（例えば材料「Ｐ」）が続く高容量材料（例えば材料「Ａ」）からできている。
【０１１９】
[00110]テスト１９（吸着剤は１００％「Ｐ」であった）は、テスト１７に類似の結果を示しており、ここでＴＬＶ破過は各サイクルで実現された。
【０１２０】
[00111]テスト２０は、３０％「Ａ」をベッドの後半に付加することによって、テスト１８とほぼ同じ改良された結果を示している。しかしながら、全体として吸着剤ベッドのコストは、材料「Ａ」（および他の類似物）は１リットル当たり約３０ドルであるのに対して「Ｐ」は１リットル当たり約１０ドルであるために、著しく下がる。以下の非制限的実施例において経済状態はさらに拡大される。
【０１２１】
[00112]テスト１８：
吸着剤コスト＝０．８＊３０＋０．２＊１０＝＄２６／リットル
アルシン処理コスト＝＄２６／リットル／７．６４モルアルシン／リットル＝＄３．４０／モルアルシン
[00113]テスト２０
吸着剤コスト＝０．３＊３０＋０．７＊１０＝＄１６／リットル
アルシン処理コスト＝＄１６／リットル／７．６２モルアルシン／リットル＝＄２．１０／モルアルシン
本方法はコストを３８％低下させる。
【０１２２】
[00114]本発明は具体的な特徴および例示的実施形態を参照して本明細書に説明されてきたが、本発明の有用性は制限されるのではなく、むしろ、本明細書での開示および例示的教示に基づいて当業者には容易に理解されるように、他の特徴、修正および代替実施形態に拡張し、これらを包含することが理解される。従って以下の請求項は、その主旨および範囲内のこのような特徴、修正および代替実施形態のすべてを含むものとして構築および解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１Ａ】本発明に有用な異なる吸着構成の比較を示している。
【図１Ｂ】本発明に有用な異なる吸着構成の比較を示している。
【図１Ｃ】本発明に有用な異なる吸着構成の比較を示している。
【図２】本発明の一実施形態に従った吸着容器ユニットの概略図である。
【図３】本発明の一実施形態に従った化学気相堆積スクラバーシステムの概略図である。
【図４】本発明の一実施形態に従った流出削減システムを含む薄膜製作設備の概略図である。
【符号の説明】
【０１２４】
２００…吸着容器ユニット、２０２…管、２０６…廃ガスストリーム供給通路、２０８…入口、２１０…スクラブガス排出通路、２１２…出口、２１８…吸着材料、２２０…吸着材料、４００…薄膜製作設備、４０２…流出削減システム、４０４…供給ソース、４０８…調剤マニホルドアセンブリ、４２０…キャリアガス、４２２…ライン、４２６…化学気相堆積装置、４３２…ウェーハ基板、４３４…サセプタ、４３６…加熱要素、４４４…スクラバーベッド、４５２…スクラバーベッド、４６２…エンドポイント検出器。
【図１Ａ】
2006061906.tif 000005
【図１Ｂ】
2006061906.tif 000006
【図１Ｃ】
2006061906.tif 000007
【図２】
2006061906.tif 000008
【図３】
2006061906.tif 000009
【図４】
2006061906.tif 000010
【外国語明細書】
2006061906000001.pdf