(57)【要約】【課題】排気管の閉塞や、排気ポンプの故障の抑制を可能とする製造装置を提供する。【解決手段】実施形態の製造装置は、排出ガスが排出されるプロセス室と、排出ガスの一部を含む排液を排出する排液部と、プロセス室と排液部との間に設けられ、排出ガスの移動方向に対して垂直方向の断面において第１の開口面積を有する第１の配管と、第１の配管と排液部との間に設けられ、排出ガスの移動方向に対して垂直方向の断面において第１の開口面積より小さい第２の開口面積を有する第２の配管と、第１の配管に接続され、第１の配管に標準沸点が２５℃以上の凝縮剤を供給する第３の配管と、を備える半導体装置又は液晶装置の製造装置である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排出ガスが排出されるプロセス室と、
前記排出ガスの一部を含む排液を排出する排液部と、
前記プロセス室と前記排液部との間に設けられ、前記排出ガスの移動方向に対して垂直方向の断面において第１の開口面積を有する第１の配管と、
前記第１の配管と前記排液部との間に設けられ、前記排出ガスの移動方向に対して垂直方向の断面において前記第１の開口面積より小さい第２の開口面積を有する第２の配管と、
前記第１の配管に接続され、前記第１の配管に標準沸点が２５℃以上の凝縮剤を供給する第３の配管と、
を備える半導体装置又は液晶装置の製造装置。
【請求項２】
前記第１の配管の中の温度調整を行う温度調整部を、更に備える請求項１記載の製造装置。
【請求項３】
前記凝縮剤を前記第１の配管に供給する前に加熱する加熱部を、更に備える請求項１又は請求項２記載の製造装置。
【請求項４】
前記第２の配管と前記排液部との間に設けられ、前記排出ガスの移動方向に対向した面を有する部材を、更に備える請求項１ないし請求項３いずれか一項記載の製造装置。
【請求項５】
排出ガスが排出されるプロセス室と、
前記排出ガスの一部を含む排液を排出する排液部と、
前記プロセス室と前記排液部との間に設けられ、前記排出ガスの移動方向に対して垂直方向の断面において第１の開口面積を有する第１の配管と、
前記第１の配管と前記排液部との間に設けられ、前記排出ガスの移動方向に対して垂直方向の断面において前記第１の開口面積より小さい第２の開口面積を有する第２の配管と、
前記プロセス室と前記第１の配管との間に設けられ、前記プロセス室の中の圧力を制御する第１の圧力調整部と、
前記第１の配管と前記排液部との間に設けられ、前記第１の配管の中の圧力を制御する第２の圧力調整部と、
を備える半導体装置又は液晶装置の製造装置。
【請求項６】
前記第１の配管の中を冷却する冷却部を、更に備える請求項５記載の製造装置。
【請求項７】
前記第２の配管と前記排液部との間に設けられ、前記排出ガスの移動方向に対向した面を有する部材を、更に備える請求項５又は請求項６記載の製造装置。
【請求項８】
排出ガスの移動方向に対して垂直方向の断面において第１の開口面積を有するスプレー塔と、前記スプレー塔の中に設けられ液体を噴出するスプレーノズルと、前記排出ガスの一部を含む排液を貯留する排液部と、前記スプレーノズルと前記排液部との間に設けられ、前記第１の開口面積より小さい第２の開口面積を有する絞りと、
を備える排出ガス処理装置。
【請求項９】
前記絞りと前記排液部との間に設けられ、前記排出ガスの移動方向に対向した面を有する部材を、更に備える請求項８記載の排出ガス処理装置。
【請求項１０】
前記第２の開口面積は、前記第１の開口面積の２０％以下である請求項９記載の排出ガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、製造装置及び排出ガス処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や液晶装置を製造する製造装置では、例えば、反応性ガスを用いて基板上に膜の形成やパターンの形成を行う。一般に、膜の形成やパターンの形成は、基板の温度を上げてプロセス室に原料ガスやエッチングガスなどの反応性ガスを流し、反応性ガスの流量や圧力を調整して行っている。プロセス室で消費されなかった反応性ガスや反応により生じた反応副生成物のガスを含む排出ガスは、プロセス室から排気管、排気ポンプ、除害装置などを通って製造装置外に排出される。
【０００３】
排出ガスは、プロセス室から排気管を通過する際に冷却されることで凝縮して液滴になったり、昇華して固体粒子になったりする。この液滴や固体粒子が、排気管の閉塞や、排気ポンプの故障の原因になるという問題がある。また、排出ガスを除害装置により無害化処理する場合に、生成物として固体粒子が生じ、排気管が閉塞するという問題がある。
【０００４】
排気管が閉塞したり、排気ポンプが故障したりすると、製造装置のメンテナンス作業が必要となり、製造装置の稼働率が低下する。また、排出ガスに由来する液滴や固体粒子には、有害ガスを発生する物質や、発火性がある物質もあり、メンテナンス作業に危険が伴う場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−２２５４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、排気管の閉塞や、排気ポンプの故障の抑制を可能とする製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一つの実施形態の製造装置は、排出ガスが排出されるプロセス室と、前記排出ガスの一部を含む排液を排出する排液部と、前記プロセス室と前記排液部との間に設けられ、前記排出ガスの移動方向に対して垂直方向の断面において第１の開口面積を有する第１の配管と、前記第１の配管と前記排液部との間に設けられ、前記排出ガスの移動方向に対して垂直方向の断面において前記第１の開口面積より小さい第２の開口面積を有する第２の配管と、前記第１の配管に接続され、前記第１の配管に標準沸点が２５℃以上の凝縮剤を供給する第３の配管と、を備える半導体装置又は液晶装置の製造装置である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態の製造装置の一例の模式図。
【図２】第２の実施形態の製造装置の一例の模式図。
【図３】第３の実施形態の製造装置の一例の模式図。
【図４】第４の実施形態の排出ガス処理装置の一例の模式図。
【図５】第４の実施形態の絞りと捕捉板の一例の模式図。
【図６】第５の実施形態の排出ガス処理装置の一例の模式図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。なお、以下の説明では、同一又は類似の部材等には同一の符号を付し、一度説明した部材等については適宜その説明を省略する場合がある。
【００１０】
（第１の実施形態）
第１の実施形態の製造装置は、排出ガスが排出されるプロセス室と、排出ガスが液化した排液を排出する排液部と、プロセス室と排液部との間に設けられ、排出ガスの移動方向に対して垂直方向の断面において第１の開口面積を有する第１の配管と、第１の配管と排液部との間に設けられ、排出ガスの移動方向に対して垂直方向の断面において第１の開口面積より小さい第２の開口面積を有する第２の配管と、第１の配管に接続され、第１の配管に標準沸点が２５℃以上の凝縮剤を供給する第３の配管と、を備える半導体装置又は液晶装置の製造装置である。
【００１１】
図１は、第１の実施形態の製造装置の一例の模式図である。第１の実施形態の一例の製造装置は、半導体装置の製造用の成膜装置１００である。第１の実施形態の成膜装置１００は、枚葉式のエピタキシャル膜の成膜装置１００である。
【００１２】
成膜装置１００は、反応室１０（プロセス室）、ガス供給口１１、ステージ１２、ヒータ１４、排出部１６、圧力調整バルブ１８、排気ポンプ２０、除害装置２２、凝縮管２４（第１の配管）、加速管２５（第２の配管）、凝縮剤供給管２６（第３の配管）、クリーニングガス供給管２８、温度調整部３０、加熱部３２、捕捉部３４（部材）、排液タンク３６（排液部）、排気管４０を備える。
【００１３】
反応室１０内には、ステージ１２及びヒータ１４が設けられる。ステージ１２上にウェハＷが載置される。ヒータ１４はウェハＷを加熱する。
【００１４】
反応室１０の上部にガス供給口１１が設けられる。ガス供給口１１から、原料ガスが反応室１０内に供給される。
【００１５】
反応室１０の内部は、成膜時には、所望の圧力に減圧される。反応室１０からは、反応室１０で消費されなかった原料ガスや反応により生じた反応副生成物を含む排出ガスが排出される。
【００１６】
凝縮管２４は、反応室１０と排液タンク３６との間に設けられる。凝縮管２４は、反応室１０に接続される。凝縮管２４は、排出ガスの移動方向（図１中の白矢印）に対して垂直方向の断面において第１の開口面積を有する。成膜装置１００では、排出ガスの凝縮管２４内の移動方向は重力方向と一致している。
【００１７】
反応室１０から排出された排出ガスは、凝縮管２４を通過する。凝縮管２４は、凝縮剤供給管２６から供給される凝縮剤を、排出ガスと接触させて凝縮し、液化する機能を有する。
【００１８】
加速管２５は、凝縮管２４と排液タンク３６との間に設けられる。凝縮管２４は、加速管２５に接続される。加速管２５は、排出ガスの移動方向（図１中の白矢印）に対して垂直方向の断面において第２の開口面積を有する。
【００１９】
第２の開口面積は第１の開口面積よりも小さい。例えば、第２の開口面積は第１の開口面積の２．５％以上２０％以下である。
【００２０】
加速管２５は、開口面積が凝縮管２４よりも小さいため、反応室１０から排出された排出ガスは、加速管２５で加速される。言い換えれば、排出ガスの流速は、凝縮管２４内よりも加速管２５内の方が速い。
【００２１】
捕捉部３４は、加速管２５と排液タンク３６との間に設けられる。捕捉部３４は、排出ガスの移動方向（図１中の白矢印）に対して傾斜した傾斜面３４ｆを有する。傾斜面３４ｆは、排液タンク３６に向かって排液タンク３６に近づく方向に傾斜している。傾斜面３４ｆの排出ガスの移動方向に対する傾斜角は、例えば、２０度以上５０度以下である。捕捉部３４は、傾斜面３４ｆに排出ガスを衝突させることにより、排出ガス中に含まれる液滴を捕捉し、捕捉した液滴を排液タンク３６に流し込む機能を有する。
【００２２】
捕捉部３４は、排出ガスの移動方向に対して垂直な面を有することも可能である。その場合は、排出ガスの移動方向を重力方向に対して傾斜させればよい。即ち、凝縮管２４、加速管２５、および捕捉部３４をそれぞれ重力方向に対して傾斜させて配置することにより、捕捉部３４が捕捉した液滴を排液タンク３６に回収することができる。成膜装置１００における各部の配置スペースなどに応じて選択することができる。
【００２３】
排液タンク３６は、捕捉部３４と排気管４０との間に設けられる。排液タンク３６は、排液部の一例である。排液タンク３６は、捕捉部３４で捕捉された液滴を貯留する機能を有する。
【００２４】
排液タンク３６には、排出ガスの一部を含む排液が貯留される。具体的には、排出された排出ガスに由来する固体粒子や液滴が含まれる。排液タンク３６に貯留された排液を除去することにより、成膜装置１００から排出ガスの一部を含む排液が排出されることになる。
【００２５】
なお、排液タンク３６に代えて、例えば、排液管（排液ドレイン）を排液部として設けることも可能である。例えば、排液管により、捕捉部３４で捕捉された固体粒子や液滴を成膜装置１００の外部にある排液タンクまで移送することで、成膜装置１００から排出ガスの一部を含む排液が排出される。
【００２６】
排気ポンプ２０は、排気管４０と排出部１６との間に設けられる。排気ポンプ２０は、反応室１０の内部を減圧する。排気ポンプ２０は、例えば、真空ポンプである。
【００２７】
圧力調整バルブ１８は、排気管４０と排気ポンプ２０との間に設けられる。圧力調整バルブ１８により、反応室１０の内部を所望の圧力に調整することが可能である。
【００２８】
除害装置２２は、排気ポンプ２０と排出部１６との間に設けられる。除害装置２２は、例えば、燃焼式の除害装置である。
【００２９】
除害装置２２は、反応室１０から排出された排出ガスを無害化する。無害化された排出ガスは、排出部１６から成膜装置１００の外部に排出される。
【００３０】
凝縮剤供給管２６は、凝縮管２４に接続される。凝縮剤供給管２６は、凝縮管２４に標準沸点が２５℃以上の凝縮剤を供給する。標準沸点とは、１気圧すなわち１０１３２５Ｐａのときの沸点である。
【００３１】
凝縮剤は、凝縮管２４内で反応室１０から排出された排出ガスに含まれる微小な固体粒子や微小な液滴を核に凝縮して液化し、液滴を形成する機能を有する。
【００３２】
凝縮剤は、例えば、有機材料である、パーフルオロポリエーテル（ＰＥＰＥ）、ベンゼン（Ｃ６Ｈ６）である。凝縮剤として、例えば無機材料である、ヘキサクロロジシラン（Ｓｉ２Ｃｌ６）を用いることも可能である。
【００３３】
パーフルオロポリエーテル（ＰＥＰＥ）の標準沸点は５５℃〜２７０℃、ベンゼン（Ｃ６Ｈ６）の標準沸点は８０℃、ヘキサクロロジシラン（Ｓｉ２Ｃｌ６）の標準沸点は１４４℃である。
【００３４】
加熱部３２は、例えば、凝縮剤供給管２６の周囲に設けられる。加熱部３２は、例えば、抵抗加熱を用いたヒータである。
【００３５】
加熱部３２は、凝縮剤を加熱する機能を有する。例えば、液体の凝縮剤が、加熱部３２により、気化され、気体として凝縮管２４に供給される。
【００３６】
温度調整部３０、例えば、凝縮管２４の周囲に設けられる。温度調整部３０は、凝縮管２４の中の温度調整を行う機能を有する。
【００３７】
温度調整部３０は、冷却機能及び加熱機能の少なくともいずれか一方を備える。温度調整部３０は、例えば、抵抗加熱を用いたヒータである。また、温度調整部３０は、例えば、水冷管である。
【００３８】
温度調整部３０による温度調整により、凝縮管２４の中の凝縮剤が過飽和状態に保たれる。凝縮管２４内は、１気圧未満の減圧状態にあるため、凝縮管２４内は、凝縮剤の標準沸点よりも低い温度に保たれる。
【００３９】
クリーニングガス供給管２８は、凝縮管２４に接続される。クリーニングガス供給管２８は、凝縮管２４にクリーニングガスを供給する。クリーニングガスにより、反応室１０での成膜が行われていない時に、凝縮管２４、加速管２５、排気管４０などのクリーニングが行われる。
【００４０】
クリーニングガスは、例えば、三フッ化塩素（ＣｌＦ３）ガスである。クリーニングガスは、例えば、標準沸点が２５℃未満である。
【００４１】
次に、第１の実施形態の成膜装置１００を用いた成膜方法について説明する。ウェハＷ上にシリコンのエピタキシャル膜を形成する場合を例に説明する。
【００４２】
まず、反応室１０にウェハＷを搬入し、ステージ１２の上に載置する。次に、ガス供給口１１から水素（Ｈ２）を流しながら、排気ポンプ２０を用いて反応室１０の内部を減圧状態にする。反応室１０内の圧力は、圧力調整バルブ１８を用いて所望の圧力に調整する。また、ヒータ１４を用いてウェハＷを、例えば、１０００℃に加熱する。
【００４３】
次に、ガス供給口１１から原料ガスを反応室１０内に供給し、ウェハＷの表面にシリコンのエピタキシャル膜を形成する。原料ガスは、例えば、ジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）、水素（Ｈ２）、及び、塩化水素（ＨＣｌ）である。
【００４４】
シリコンのエピタキシャル膜を形成する際、反応副生成物として、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３）、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４）、テトラクロロジシラン（Ｓｉ２Ｈ２Ｃｌ４）、ヘキサクロロジシラン（Ｓｉ２Ｃｌ６）、オクタクロロトリシラン（Ｓｉ３Ｃｌ８）などのクロロシラン類やクロロシランポリマー類（ＳｉｘＨｙＣｌｚ：ｘは２以上）のガスが生成される。クロロシランポリマー類は、シリコン原子が２個以上結合した主鎖を有し、シリコン原子上の置換基が塩素又は水素となっている分子化合物、又は、それらの分子化合物が複数種類混合した物質を意味する。
【００４５】
反応副生成物のガス、及び、成膜に用いられなかった原料ガスが反応室１０から排出されるガスに含まれることになる。
【００４６】
反応副生成物のガスや原料ガスの分子量が高いほど、同一圧力での沸点が高くなる。例えば、原料ガスのジクロロシランの標準沸点は約８℃であるのに対し、トリクロロシランの標準沸点は約３１℃、テトラクロロシランの標準沸点は約５７℃である。更に分子量が大きいクロロシランポリマー類の標準沸点は、更に高くなる。
【００４７】
排出ガスが反応室１０の外に排出されると、排出ガスが冷却され、最初に沸点の高いクロロシランポリマー類のガスが凝縮して液化し液滴を形成する。さらに排出ガスの冷却が進むと、沸点の低いクロロシランポリマー類のガスやクロロシラン類のガスが凝縮して液化し液滴を形成する。また、一部のクロロシランポリマー類のガスは昇華、あるいは、液化を経て凝固し、固体粒子となる場合がある。
【００４８】
反応室１０での成膜中に、凝縮剤供給管２６から凝縮剤を凝縮管２４に供給する。凝縮剤は、ヘキサクロロジシラン（Ｓｉ２Ｃｌ６）である。ヘキサクロロジシラン（Ｓｉ２Ｃｌ６）は、加熱部３２によって加熱され、気化した状態で凝縮管２４に供給される。
【００４９】
凝縮管２４に供給されたヘキサクロロジシランは、温度調整部３０によって過飽和状態となるように温度が調整される。
【００５０】
過飽和状態に保たれているヘキサクロロジシランに排出ガスが接すると、排出ガス中に含まれている液滴や固体粒子を核にヘキサクロロジシランが液化し、ヘキサクロロジシランの大きな液滴が形成される。
【００５１】
ヘキサクロロジシランの液滴を含む排出ガスは、加速管２５で加速される。排出ガス中のヘキサクロロジシランの液滴も加速管２５で加速される。
【００５２】
加速されたヘキサクロロジシランの液滴は、捕捉部３４の傾斜面３４ｆに衝突し傾斜面３４ｆに付着する。傾斜面３４ｆに付着したヘキサクロロジシランの液滴は、傾斜面３４ｆに沿って流れて、排液タンク３６に流れ込み貯留される。
【００５３】
ヘキサクロロジシランの液滴が除去された排出ガスは、除害装置２２で無害化され、排出部１６から成膜装置１００の外部に排出される。
【００５４】
所望のシリコンのエピタキシャル膜の形成が終了した後、原料ガスの反応室１０内への供給を停止し、ウェハＷの温度を低下させる。その後、ウェハＷを反応室１０の外へ搬出する。
【００５５】
次に、第１の実施形態の作用及び効果について説明する。
【００５６】
一般的な成膜装置において、反応副生成物のガス、及び、成膜に用いられなかった原料ガスを含む排出ガスは、反応室から排気管、排気ポンプ、除害装置などを通って製造装置外に排出される。
【００５７】
排出ガスは、反応室から排気管を通過する際に冷却されることで凝縮して液滴になったり、昇華して固体粒子になったりする。この液滴や固体粒子が、排気管の閉塞や、排気ポンプの故障の原因になるという問題がある。
【００５８】
排気管が閉塞したり、排気ポンプが故障したりすると、製造装置のメンテナンス作業が必要となり、製造装置の稼働率が低下する。また、排出ガスに由来する液滴や固体粒子には、有害ガスを発生する物質や、発火性がある物質もあり、メンテナンス作業に危険が伴う場合もある。このため、排出ガスに由来する液滴や固体粒子に起因する、排気管の閉塞や、排気ポンプの故障を抑制することが望まれる。
【００５９】
第１の実施形態の成膜装置１００は、反応室１０から排気管４０に至る経路の間に、凝縮剤供給管２６、及び、凝縮管２４を備える。凝縮管２４内で凝縮剤が過飽和状態に保たれる。過飽和状態に保たれた凝縮剤と排出ガスが接触することにより、排出ガスに生じている液滴や固体粒子を核にして、凝縮剤が液化し、凝縮剤の大きな液滴が形成される。
【００６０】
凝縮剤の大きな液滴の中に、排出ガスに由来する液滴や固体粒子が取り込まれることにより、排出ガスに由来する液滴や固体粒子は捕捉部３４で捕捉され、排液タンク３６に貯留される。排出ガスに由来する液滴や固体粒子が取り除かれた排出ガスが、排気管４０、圧力調整バルブ１８、排気ポンプ２０、及び、除害装置２２に流れることになる。よって、排気管の閉塞や、排気ポンプの故障を抑制することが可能となる。
【００６１】
特に、第１の実施形態では、凝縮剤の大きな液滴の中に、排出ガスに由来する液滴や固体粒子を取り込む。このため、排出ガスに由来する液滴や固体粒子が微小であっても、回収することが容易となる。
【００６２】
特に、第１の実施形態では、流動性のない固体粒子を、凝縮剤の大きな液滴の中に取り込むことで、流動性が得られる。このため、捕捉部３４から排液タンク３６に流し込んで集めることが可能となる。
【００６３】
凝縮剤は、排液タンク３６に貯留し回収する観点から、大気圧下では液体又は固体の物質であることが必要である。したがって、凝縮剤の標準沸点は２５℃以上である。
【００６４】
また、凝縮剤は凝縮管２４内の減圧された圧力下で温度調整部３０の温度調整により過飽和状態となる物質であることが必要である。言い換えれば、凝縮剤は凝縮管２４内の減圧された圧力下で温度調整部３０の温度調整により気体から液体へ相転移する物質であることが必要である。凝縮剤を過飽和状態にする観点から、凝縮剤の標準沸点は１００℃より高い物質であることが好ましい。
【００６５】
また、凝縮剤は排出ガス中の排出ガスに由来する液滴や固体粒子との反応性が低いことが必要である。
【００６６】
凝縮剤の種類及び凝縮管２４内の圧力により、凝縮管２４内の凝縮剤を温度調整部３０により加熱するか冷却するかが判断される。
【００６７】
凝縮管２４への凝縮剤の供給は、流量の調整の観点からは加熱して気体として供給することが好ましい。しかし、凝縮剤を液体で凝縮管２４へ供給することも可能である。凝縮剤を液体で供給する場合は、減圧状態にある凝縮管２４内で気化させることができる。その場合、気化熱により凝縮管２４内の温度が低下するので、温度調整部３０により気化熱分を補えばよい。
【００６８】
さらに、第１の実施形態では、加速管２５を設けることにより、凝縮管２４で形成された凝縮剤の液滴を加速する。凝縮剤の液滴を加速して捕捉部３４に衝突させることにより、確実に凝縮剤の液滴を捕捉することが可能となる。したがって、排出ガスに由来する液滴や固体粒子の捕捉効率が向上する。
【００６９】
加速管２５の第２の開口面積は、凝縮管２４の第１の開口面積の２．５％以上２０％以下である。上記範囲を下回ると、反応室１０内の圧力制御が困難となる。また、上記範囲を下回ると液滴の加速が不十分となり、液滴の捕捉効率が低下する。
【００７０】
以上、第１の実施形態によれば、排出ガスに由来する液滴や固体粒子の捕捉効率が向上し、排気管の閉塞や、排気ポンプの故障の抑制を可能とする製造装置を提供することが可能となる。
【００７１】
（第２の実施形態）
第２の実施形態の製造装置は、バッチ式の成膜装置である点で第１の実施形態の製造装置と異なっている。以下、第１の実施形態と重複する内容については記述を一部省略する場合がある。
【００７２】
図２は、第２の実施形態の製造装置の一例の模式図である。第２の実施形態の一例の製造装置は、半導体装置の製造用の成膜装置２００である。第２の実施形態の成膜装置２００は、バッチ式の成膜装置２００である。
【００７３】
成膜装置２００は、反応室１０（プロセス室）、ガス供給口１１、ボート４４、ヒータ４６、排出部１６、圧力調整バルブ４２、排気ポンプ２０、除害装置２２、凝縮管２４（第１の配管）、加速管２５（第２の配管）、凝縮剤供給管２６（第３の配管）、温度調整部３０、加熱部３２、捕捉部３４（部材）、排液タンク３６（排液部）、排気管４０を備える。
【００７４】
反応室１０は、例えば、透明な石英ガラス製である。反応室１０内にはボート４４が設けられる。反応室１０の上部にガス供給口１１が設けられる。ガス供給口１１から、原料ガスが反応室１０内に供給される。
【００７５】
ボート４４は、複数枚のウェハＷを保持すること可能である。ボート４４は、例えば、石英ガラス製である。
【００７６】
ヒータ４６は、反応室１０の周囲に設けられる。ヒータ４６は、ボート４４に載置された複数のウェハＷを加熱する。
【００７７】
圧力調整バルブ４２は、反応室１０と凝縮管２４との間に設けられる。圧力調整バルブ４２により、反応室１０の内部を所望の圧力に減圧することが可能である。
【００７８】
次に、第２の実施形態の成膜装置２００を用いた成膜方法について説明する。ウェハＷ上にシリコン窒化膜を形成する場合を例に説明する。
【００７９】
まず、反応室１０にウェハＷを搬入し、ボート４４によって保持する。次に、排気ポンプ２０を用いて反応室１０を減圧状態にする。反応室１０内の圧力は、圧力調整バルブ４２を用いて所望の圧力に調製する。また、ヒータ４６を用いてウェハＷを、所定の温度に加熱する。
【００８０】
次に、ガス供給口１１から原料ガスを反応室１０内に供給し、ウェハＷの表面にシリコン窒化膜を形成する。原料ガスは、例えば、ジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）、及び、三フッ化窒素（ＮＦ３）ある。
【００８１】
シリコン窒化膜を形成する際、反応副生成物として、ＮＦ４Ｃｌが生成され反応室１０から排出される排出ガス中に含まれる。ＮＦ４Ｃｌは沸点が高いため、冷却されると昇華して固体粒子となりやすい。
【００８２】
反応室１０でのシリコン窒化膜の成膜中に、凝縮剤供給管２６から凝縮剤を凝縮管２４に供給する。凝縮剤は、パーフルオロポリエーテル（ＰＥＰＥ）である。パーフルオロポリエーテルは、加熱部３２によって加熱され、気化した状態で凝縮管２４に供給される。
【００８３】
凝縮管２４に供給したパーフルオロポリエーテルが過飽和状態となるように、温度調整部３０によって凝縮管２４内の温度が調整される。
【００８４】
過飽和状態に保たれているパーフルオロポリエーテルに排出ガスが接すると、排出ガス中に含まれているＮＦ４Ｃｌの固体粒子を核にパーフルオロポリエーテルが液化し、パーフルオロポリエーテルの大きな液滴が形成される。
【００８５】
パーフルオロポリエーテルの液滴を含む排出ガスは、加速管２５で加速される。排出ガス中のパーフルオロポリエーテルの液滴も加速管２５で加速される。
【００８６】
加速されたパーフルオロポリエーテルの液滴は、捕捉部３４の傾斜面３４ｆに衝突し傾斜面３４ｆに付着する。傾斜面３４ｆに付着したパーフルオロポリエーテルの液滴は、傾斜面３４ｆに沿って流れて、排液タンク３６に流れ込み貯留される。
【００８７】
ＮＦ４Ｃｌの固体粒子を含むパーフルオロポリエーテルの液滴が除去された排出ガスは、除害装置２２で無害化され、排出部１６から成膜装置２００の外部に排出される。
【００８８】
所望のシリコン窒化膜の形成が終了した後、原料ガスの反応室１０内への供給を停止し、ウェハＷの温度を低下させる。その後、ウェハＷを反応室１０の外へ搬出する。
【００８９】
排出ガスに含まれるＮＦ４Ｃｌの固体粒子は、排気管の閉塞や、排気ポンプの故障の原因になるという問題がある。
【００９０】
第２の実施形態の成膜装置２００によれば、ＮＦ４Ｃｌの固体粒子を核として、パーフルオロポリエーテルの液滴を形成する。ＮＦ４Ｃｌの固体粒子を含むパーフルオロポリエーテルの液滴は流動性を有するため、捕捉部３４から排液タンク３６に流し込んで集めることが可能となる。
【００９１】
以上、第２の実施形態によれば、第１の実施形態同様、排気管の閉塞や、排気ポンプの故障の抑制を可能とする製造装置を提供することが可能となる。
【００９２】
（第３の実施形態）
第３の実施形態の製造装置は、排出ガスが排出されるプロセス室と、排出ガスの一部を含む排液を排出する排液部と、プロセス室と排液部との間に設けられ、排出ガスの移動方向に対して垂直方向の断面において第１の開口面積を有する第１の配管と、第１の配管と排液部との間に設けられ、排出ガスの移動方向に対して垂直方向の断面において第１の開口面積より小さい第２の開口面積を有する第２の配管と、プロセス室と第１の配管との間に設けられ、プロセス室の中の圧力を制御する第１の圧力調整部と、第１の配管と排出部との間に設けられ、第１の配管の中の圧力を制御する第２の圧力調整部と、を備える半導体装置又は液晶装置の製造用の製造装置である。
【００９３】
図３は、第３の実施形態の製造装置の一例の模式図である。第３の実施形態の一例の製造装置は、半導体装置の製造用の成膜装置３００である。第３の実施形態の成膜装置３００は、枚葉式のエピタキシャル膜の成膜装置３００である。
【００９４】
成膜装置３００は、反応室１０（プロセス室）、ガス供給口１１、ステージ１２、ヒータ１４、排出部１６、第１の圧力調整バルブ１９（第１の圧力調整部）、第１の排気ポンプ２１（第１の圧力調整部）、除害装置２２、第１の排気管５０（第１の配管）、加速管２５（第２の配管）、クリーニングガス供給管２８、冷却部５２、捕捉部３４（部材）、排液タンク３６（排液部）、第２の排気管５４、第２の圧力調整バルブ５６（第２の圧力調整部）、第２の排気ポンプ５８（第２の圧力調整部）を備える。
【００９５】
反応室１０内には、ステージ１２及びヒータ１４が設けられる。ステージ１２上にウェハＷが載置される。ヒータ１４はウェハＷを加熱する。
【００９６】
反応室１０の上部にガス供給口１１が設けられる。ガス供給口１１から、原料ガスが反応室１０内に供給される。
【００９７】
反応室１０の内部は、成膜時には、所望の圧力に減圧される。反応室１０からは、反応室１０で消費されなかった原料ガスや反応により生じた反応副生成物を含む排出ガスが排出される。
【００９８】
第１の排気ポンプ２１は、反応室１０と第１の排気管５０との間に設けられる。第１の排気ポンプ２１は、反応室１０の内部を減圧する。第１の排気ポンプ２１は、例えば、真空ポンプである。
【００９９】
第１の圧力調整バルブ１９は、反応室１０と第１の排気ポンプ２１との間に設けられる。第１の圧力調整バルブ１９により、反応室１０の内部を所望の圧力に調整することが可能である。
【０１００】
第１の排気ポンプ２１と第１の圧力調整バルブ１９とが第１の圧力調整部を構成する。
【０１０１】
第１の排気管５０は、第１の排気ポンプ２１と排液タンク３６との間に設けられる。第１の排気管５０は、反応室１０に接続される。第１の排気管５０は、排出ガスの移動方向（図３中の白矢印）に対して垂直方向の断面において第１の開口面積を有する。
【０１０２】
反応室１０から排出された排出ガスは、第１の排気管５０を通過する。
【０１０３】
加速管２５は、第１の排気管５０と排液タンク３６との間に設けられる。第１の排気管５０は、加速管２５に接続される。加速管２５は、排出ガスの移動方向（図３中の白矢印）に対して垂直方向の断面において第２の開口面積を有する。
【０１０４】
第２の開口面積は第１の開口面積よりも小さい。例えば、第２の開口面積は第１の開口面積の２．５％以上２０％以下である。
【０１０５】
加速管２５は、開口面積が第１の排気管５０よりも小さいため、反応室１０から排出された排出ガスは、加速管２５で加速される。言い換えれば、排出ガスの流速は、第１の排気管５０内よりも加速管２５内の方が速い。
【０１０６】
捕捉部３４は、加速管２５と排液タンク３６との間に設けられる。捕捉部３４は、排出ガスの移動方向（図３中の白矢印）に対して傾斜した傾斜面３４ｆを有する。傾斜面３４ｆは、排液タンク３６に向かって排液タンク３６に近づく方向に傾斜している。傾斜面３４ｆの排出ガスの移動方向に対する傾斜角は、例えば、３０度以上６０度以下である。捕捉部３４は、排出ガス中に含まれる液滴を捕捉し、捕捉した液滴を排液タンク３６に流し込む機能を有する。
【０１０７】
排液タンク３６は、捕捉部３４と第２の排気管５４との間に設けられる。排液タンク３６は、排液部の一例である。排液タンク３６は、捕捉部３４で捕捉された液滴を貯留する機能を有する。
【０１０８】
排液タンク３６には、排出ガスの一部を含む排液が貯留される。具体的には、排出された排出ガスに由来する固体粒子や微小な液滴が含まれる。排液タンク３６に貯留された排液を除去することにより、成膜装置３００から排出ガスの一部を含む排液が排出されることになる。
【０１０９】
なお、排液タンク３６に代えて、例えば、排液管（排液ドレイン）を排液部として設けることも可能である。例えば、排液管により、捕捉部３４で捕捉された液滴を成膜装置３００の外部にある排液タンクまで移送することで、成膜装置３００から排出ガスの一部を含む排液が排出される。
【０１１０】
第２の排気ポンプ５８は、第２の排気管５４と排出部１６との間に設けられる。第２の排気ポンプ５８は、第１の排気管５０の内部を減圧する。第２の排気ポンプ５８は、例えば、真空ポンプである。
【０１１１】
第２の圧力調整バルブ５６は、第２の排気管５４と第２の排気ポンプ５８との間に設けられる。第２の圧力調整バルブ５６は、第１の排気管５０の内部を所望の圧力に調整することが可能である。第２の圧力調整バルブ５６は、第１の排気管５０内の圧力が、反応室１０内の圧力よりも高くなるように調整する。
【０１１２】
第２の排気ポンプ５８と第２の圧力調整バルブ５６が第２の圧力調整部を構成する。
【０１１３】
除害装置２２は、第２の排気ポンプ５８と排出部１６との間に設けられる。除害装置２２は、例えば、燃焼式の除害装置である。
【０１１４】
除害装置２２は、反応室１０から排出された排出ガスを無害化する。無害化された排出ガスは、排出部１６から成膜装置３００の外部に排出される。
【０１１５】
冷却部５２は、第１の排気管５０の周囲に設けられる。冷却部５２は、例えば、水冷管である。冷却部５２は、第１の排気管５０の中の排出ガスを冷却する機能を有する。
【０１１６】
クリーニングガス供給管２８は、第１の排気管５０に接続される。クリーニングガス供給管２８は、第１の排気管５０にクリーニングガスを供給する。クリーニングガスにより、反応室１０での成膜が行われていない時に、第１の排気管５０、加速管２５、第２の排気管５４などのクリーニングが行われる。クリーニングガスは、例えば、三フッ化塩素（ＣｌＦ３）ガスである。
【０１１７】
次に、第３の実施形態の成膜装置３００を用いた成膜方法について説明する。ウェハＷ上にシリコンのエピタキシャル膜を形成する場合を例に説明する。
【０１１８】
まず、反応室１０にウェハＷを搬入し、ステージ１２の上に載置する。次に、ガス供給口１１から水素（Ｈ２）を流しながら、第１の排気ポンプ２１を用いて反応室１０の内部を減圧状態にする。反応室１０内の圧力は、第１の圧力調整バルブ１９を用いて所望の圧力に調整する。反応室１０内の圧力は、例えば、１０ｋＰａである。
【０１１９】
また、第２の排気ポンプ５８を用いて、第１の排気管５０の内部を減圧状態にする。第１の排気管５０内の圧力は、第２の圧力調整バルブ５６を用いて所望の圧力に調整する。第１の排気管５０内の圧力は、反応室１０内の圧力よりも高くする。第１の排気管５０内の圧力は、例えば、４０ｋＰａである。
【０１２０】
次に、ヒータ１４を用いてウェハＷを、例えば、１０００℃に加熱する。
【０１２１】
次に、ガス供給口１１から原料ガスを反応室１０内に供給し、ウェハＷの表面にシリコンのエピタキシャル膜を形成する。原料ガスは、例えば、ジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）、水素（Ｈ２）、及び、塩化水素（ＨＣｌ）である。
【０１２２】
エピタキシャル膜を形成する際、反応副生成物として、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３）、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４）、テトラクロロジシラン（Ｓｉ２Ｈ２Ｃｌ４）、ヘキサクロロジシラン（Ｓｉ２Ｃｌ６）、オクタクロロトリシラン（Ｓｉ３Ｃｌ８）などのクロロシラン類やクロロシランポリマー類（ＳｉｘＨｙＣｌｚ：ｘは２以上）のガスが生成される。クロロシランポリマー類は、シリコン原子が２個以上結合した主鎖を有し、シリコン原子上の置換基が塩素又は水素となっている分子化合物、又は、それらの分子化合物が複数種類混合した物質を意味する。
【０１２３】
反応副生成物のガス、及び、成膜に用いられなかった原料ガスが反応室１０から排出されるガスに含まれることになる。
【０１２４】
反応副生成物のガスや原料ガスの分子量が高いほど、同一圧力での沸点が高くなる。例えば、原料ガスのジクロロシランの標準沸点は約８℃であるのに対し、トリクロロシランの標準沸点は約３１℃、テトラクロロシランの標準沸点は約５７℃である。さらに分子量が大きいクロロシランポリマー類の標準沸点は、さらに高くなる。標準沸点とは、１気圧すなわち１０１３２５Ｐａのときの沸点である。
【０１２５】
反応室１０から排出ガスが第１の排気管５０に排出されると、排出ガスの圧力が上昇する。また、排出ガスが冷却部５２により冷却される。このため、最初に沸点の高いクロロシランポリマー類のガスが凝縮して液化し液滴を形成する。更に排出ガスの冷却が進むと、沸点の低いクロロシランポリマー類のガスやクロロシラン類のガスが凝縮して液化し液滴を形成する。
【０１２６】
排出ガス由来の液滴を含む排出ガスは、加速管２５で加速される。排出ガス中の排出ガス由来の液滴も加速管２５で加速される。
【０１２７】
加速された液滴は、捕捉部３４の傾斜面３４ｆに衝突し傾斜面３４ｆに付着する。傾斜面３４ｆに付着した液滴は、傾斜面３４ｆに沿って流れて、排液タンク３６に流れ込み貯留される。
【０１２８】
排出ガス由来の液滴が除去された排出ガスは、除害装置２２で無害化され、排出部１６から成膜装置３００の外部に排出される。
【０１２９】
所望のシリコンのエピタキシャル膜の形成が終了した後、原料ガスの反応室１０内への供給を停止し、ウェハＷの温度を低下させる。その後、ウェハＷを反応室１０の外へ搬出する。
【０１３０】
次に、第３の実施形態の作用及び効果について説明する。
【０１３１】
一般的な成膜装置において、反応副生成物のガス、及び、成膜に用いられなかった原料ガスを含む排出ガスは、反応室から排気管、排気ポンプ、除害装置などを通って製造装置外に排出される。
【０１３２】
排出ガスは、反応室から排気管を通過する際に冷却されることで凝縮して液滴になったり、昇華して固体粒子になったりする。この液滴や固体粒子が、排気管の閉塞や、排気ポンプの故障の原因になるという問題がある。
【０１３３】
排気管が閉塞したり、排気ポンプが故障したりすると、製造装置のメンテナンス作業が必要となり、製造装置の稼働率が低下する。また、排出ガスに由来する液滴や固体粒子には、有害ガスを発生する物質や、発火性がある物質もあり、メンテナンス作業に危険が伴う場合もある。このため、排出ガスに由来する液滴や固体粒子によって、排気管の閉塞や、排気ポンプの故障を抑制することが望まれる。
【０１３４】
第３の実施形態の成膜装置３００は、第１の排気ポンプ２１と第１の圧力調整バルブ１９で構成された第１の圧力調整部と、第２の排気ポンプ５８と第２の圧力調整バルブ５６で構成される第２の圧力調整部を備える。
【０１３５】
第１の圧力調整部と第２の圧力調整部を備えることで、第１の排気管５０内の圧力を反応室１０内の圧力よりも高くすることが可能である。したがって、第１の排気管５０内の圧力が反応室１０内の圧力と同等の場合と比較して、沸点の低い原料ガスや反応副生成物のガスを液化させることが可能となる。また、第１の排気管５０内の圧力が反応室１０内の圧力と同等の場合と比較して、原料ガスや反応副生成物のガスが液化することで生成される液滴のサイズを大きくすることができる。
【０１３６】
液滴は、捕捉部３４の傾斜面３４ｆに衝突することで捕捉される。捕捉された液滴は排液タンク３６に貯留することで、成膜装置３００外に排出される。液滴のサイズを大きくすることで、捕捉部３４における捕捉効率が向上する。
【０１３７】
さらに、第３の実施形態では、加速管２５を設けることにより、第１の排気管５０で形成された液滴を加速する。液滴を加速して捕捉部３４に衝突させることにより、液滴を捕捉することが可能となる。したがって、排出ガスに由来する液滴の捕捉効率が向上する。
【０１３８】
加速管２５の第２の開口面積は、第１の排気管５０の第１の開口面積の２．５％以上２０％以下である。上記範囲を下回ると、反応室１０内の圧力制御が困難となる。また、上記範囲を下回ると液滴の加速が不十分となり、液滴の捕捉効率が低下する。
【０１３９】
また、第３の実施形態では、冷却部５２により排出ガスを冷却することで、更に沸点の低い原料ガスや反応副生成物のガスを液化させることが可能となる。また、原料ガスや反応副生成物のガスが液化することで生成される液滴のサイズを更に大きくすることができる。したがって、更に液滴の捕捉効率が向上する。
【０１４０】
以上、第３の実施形態によれば、排出ガスに由来する液滴の捕捉効率が向上し、排気管の閉塞や、排気ポンプの故障の抑制を可能とする製造装置を提供することが可能となる。
【０１４１】
（第４の実施形態）
第４の実施形態の排出ガス処理装置は、排出ガスの移動方向に対して垂直方向の断面において第１の開口面積を有するスプレー塔と、スプレー塔の中に設けられ液体を噴出するスプレーノズルと、排出ガスの一部を含む排液を貯留する排液部と、スプレーノズルと排液部との間に設けられ、第１の開口面積より小さい第２の開口面積を有する絞りと、を備える。
【０１４２】
図４は、第４の実施形態の排出ガス処理装置の一例の模式図である。第４の実施形態の排出ガス処理装置７０を、半導体装置の製造用の成膜装置４００に適用した例を示している。成膜装置４００は、枚葉式のエピタキシャル膜の成膜装置４００である。
【０１４３】
成膜装置４００は、反応室１０（プロセス室）、ガス供給口１１、ステージ１２、ヒータ１４、排出部１６、圧力調整バルブ１８、排気ポンプ２０、除害装置２２、排出ガス処理装置７０、排気管６２を備える。排出ガス処理装置７０は、排出ガス導入部７１、スプレー塔７２、排出ガス導出部７３、スプレーノズル７４、絞り７６、捕捉板７８（部材）、循環液タンク８０（排液部）、循環ポンプ８２、排気ファン８４を備えている。
【０１４４】
反応室１０内には、ステージ１２及びヒータ１４が設けられる。ステージ１２上にウェハＷが載置される。ヒータ１４はウェハＷを加熱する。
【０１４５】
反応室１０の上部にガス供給口１１が設けられる。ガス供給口１１から、原料ガスが反応室１０内に供給される。
【０１４６】
反応室１０の内部は、成膜時には、所望の圧力に減圧される。反応室１０からは、反応室１０で消費されなかった原料ガスや反応により生じた反応副生成物を含む排出ガスが排気管６２に排出される。
【０１４７】
排気ポンプ２０は、排気管６２と排出部１６との間に設けられる。排気ポンプ２０は、反応室１０の内部を減圧する。排気ポンプ２０は、例えば、真空ポンプである。
【０１４８】
圧力調整バルブ１８は、排気管４０と排気ポンプ２０との間に設けられる。圧力調整バルブ１８により、反応室１０の内部を所望の圧力に調整することが可能である。
【０１４９】
除害装置２２は、排気ポンプ２０と排出部１６との間に設けられる。除害装置２２は、例えば、燃焼式の除害装置である。除害装置２２は、反応室１０から排出された排出ガスを無害化する処理を行う。
【０１５０】
排出ガス処理装置７０は、除害装置２２と排出部１６との間に設けられる。排出ガス処理装置７０は、湿式スクラバ―である。排出ガス処理装置７０は、排出ガスに含まれる固体粒子や酸性ガスなどを除去する機能を有する。
【０１５１】
排出ガス処理装置７０は、排出ガス導入部７１、スプレー塔７２、排出ガス導出部７３、スプレーノズル７４、絞り７６、捕捉板７８、循環液タンク８０、循環ポンプ８２、排気ファン８４を備えている。
【０１５２】
排出ガス導入部７１から排出ガスがスプレー塔７２に導入され、排出ガス処理装置７０により処理された排出ガスは、排出ガス導出部７３から導出される。
【０１５３】
スプレー塔７２は、例えば、円筒形状である。スプレー塔７２は、排出ガスの移動方向（図４中の白矢印）に対して垂直方向の断面において第１の開口面積を有する。
【０１５４】
スプレーノズル７４は、液体７４ａをスプレー塔７２内に霧状に噴出する。液体は、例えば、水である。例えば、液体７４ａ中に排出ガス中の酸性ガスが溶解する。また、例えば、固体粒子を核として液体７４ａの蒸気（水蒸気）が凝縮し、液体７４ａの中に固体粒子が取り込まれる。
【０１５５】
図５は、第４の実施形態の絞り７６と捕捉板７８の一例の模式図である。
【０１５６】
絞り７６は、複数の開口部７６ａと、それぞれの開口部７６ａを囲む側壁７６ｂを有する。絞り７６は、排出ガスの移動方向（図４中及び図５中の白矢印）に対して垂直方向の断面において第２の開口面積を有する。絞り７６が複数の開口部７６ａを有する場合、第２の開口面積は、複数の開口部７６ａの開口面積の総和である。
【０１５７】
第２の開口面積は第１の開口面積よりも小さい。例えば、第２の開口面積は第１の開口面積の２．５％以上２０％以下である。
【０１５８】
側壁７６ｂは、排出ガスの移動方向（図４中及び図５中の白矢印）に対して傾斜した傾斜面を有する。側壁７６ｂは、開口部７６ａに向かって順テーパの傾斜を有する。側壁７６ｂが順テーパの傾斜を有することで、側壁７６ｂに付着した液体７４ａは、開口部７６ａに向かって流れ落ちる。
【０１５９】
絞り７６は、スプレー塔７２内で、排出ガスの流れを加速する機能を有する。
【０１６０】
絞り７６に設けられる開口部７６ａの数は、図５では９個であるが、９個に限られることはない。開口部７６ａの数は、例えば、１個であっても構わない。
【０１６１】
捕捉板７８は、絞り７６と循環液タンク８０との間に設けられる。捕捉板７８は、排出ガスの移動方向（図４中及び図５中の白矢印）に対し対向した傾斜面７８ａを有する。傾斜面７８ａと、排出ガスの移動方向がなす角度は、例えば１０度以上８０度以下である。
【０１６２】
捕捉板７８は、排出ガス中に含まれる固体粒子を捕捉する機能を有する。絞り７６により加速された排出ガス中の固体粒子が、捕捉板７８に衝突することで捕捉される。捕捉板７８に補足された固体粒子は、固体粒子を包み込んだ液体７４ａと共に、あるいは、傾斜面７８ａに付着した液体７４ａと共に傾斜面７８ａに沿って流れ落ち、循環液タンク８０に貯留される。
【０１６３】
循環液タンク８０に貯留された液体７４ａは、循環ポンプ８２を用いて循環される。循環された液体７４ａは、スプレーノズル７４からスプレー塔７２内に噴出される。
【０１６４】
排気ファン８４は、排出ガス処理装置７０で処理された排出ガスを排出ガス導出部７３から排出する機能を有する。また、排気ファン８４により、スプレー塔７２の内部が減圧される。
【０１６５】
次に、第４の実施形態の排出ガス処理装置７０の作用及び効果について説明する。
【０１６６】
一般的な成膜装置において、反応副生成物のガス、及び、成膜に用いられなかった原料ガスを含む排出ガスは、反応室から排気管、排気ポンプ、除害装置などを通って製造装置外に排出される。
【０１６７】
排出ガスは、反応室から排気管を通過する際に冷却されることで凝縮して液滴になったり、昇華して固体粒子になったりする。この液滴や固体粒子が、排気管の閉塞や、排気ポンプの故障の原因になるという問題がある。
【０１６８】
排気管が閉塞したり、排気ポンプが故障したりすると、製造装置のメンテナンス作業が必要となり、製造装置の稼働率が低下する。また、排出ガスに由来する液滴や固体粒子には、有害ガスを発生する物質や、発火性がある物質もあり、メンテナンス作業に危険が伴う場合もある。このため、排出ガスに由来する液滴や固体粒子によって、排気管の閉塞や、排気ポンプの故障を抑制することが望まれる。
【０１６９】
また、排出ガスを無害化するために、成膜装置に除害装置が設けられる場合がある。しかし、除害装置の無害化処理の過程で、生成物として固体粒子が生じ、排気管が閉塞するという問題がある。
【０１７０】
第４の実施形態の排出ガス処理装置７０では、スプレー塔７２内に絞り７６と捕捉板７８を設ける。排出ガス中の固体粒子を絞り７６を用いて加速し、捕捉板７８に衝突させて捕捉することで、排出ガス中の固体粒子の捕捉効率が向上する。
【０１７１】
例えば、排ガス処理装置が絞り７６と捕捉板７８を備えない場合、サイズの小さい固体粒子は、排出ガスの流れに乗って排出ガス処理装置の外に排出されてしまう可能性がある。第４の実施形態の排出ガス処理装置７０では、サイズの小さい固体粒子も捕捉可能となる。したがって、排出ガスに由来する固体粒子によって、排気管の閉塞や、排気ポンプの故障を抑制することが望まれる。
【０１７２】
例えば、成膜装置４００で、シリコンのエピタキシャル膜を成膜する場合、原料ガスとして、シリコン系のガス、例えば、ジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）を用いる。排出ガス中に含まれるシリコン系のガスは、燃焼方式の除害装置２２で燃焼させ、シリコン酸化物を生成することで無害化する。シリコン酸化物は沸点が高く、除害装置２２の下流側の排気管などに固体の生成物として付着して問題となる。
【０１７３】
第４の実施形態の排出ガス処理装置７０では、例えば、除害装置２２で発生したシリコン酸化物の固体粒子を効率良く除去することが可能になる。
【０１７４】
捕捉板７８の傾斜面７８ａの排出ガスの移動方向（図４中及び図５中の白矢印）に対する傾斜角度は、固体粒子を効率良く捕捉し、捕捉した固体粒子を効率良く循環液タンク８０に流し込む観点から、１０度以上８０度以下であることが好ましく、３０度以上６０度以下であることがより好ましい。
【０１７５】
また、例えば、捕捉板７８の傾斜面７８ａの排出ガスの移動方向（図４中及び図５中の白矢印）に対する傾斜角度を９０度、すなわち、排出ガスの移動方向に対して垂直にして固体粒子を捕捉することも可能である。この場合、例えば、新たに捕捉板７８の表面に堆積した固体粒子を除去するスクレーパを設けることも可能である。
【０１７６】
絞り７６の第２の開口面積は、スプレー塔７２の第１の開口面積の２．５％以上２０％以下であることが好ましい。上記範囲を下回ると絞り７６の開口部７６ａに排出ガスの流れが滞るおそれがある。また、上記範囲を上回ると固体粒子の加速が不十分となり、固体粒子の捕捉効率が上がらないおそれがある。
【０１７７】
第４の実施形態の排出ガス処理装置７０では、排気ファン８４により、排出ガス処理装置７０のスプレー塔７２の内部を減圧することで、排出ガス及び排出ガス中の固体粒子の速度を大きくすることが可能である。固体粒子の速度を大きくすることで、排出ガス中の固体粒子の捕捉効率が更に向上する。
【０１７８】
以上、第４の実施形態によれば、固体粒子を効率良く除去し、排気管の閉塞や、排気ポンプの故障の抑制を可能とする排出ガス処理装置を提供することが可能となる。
【０１７９】
（第５の実施形態）
第５の実施形態は、排出ガス処理装置を、ドライエッチング装置に適用する点で第４の実施形態と異なっている。以下、第４の実施形態と重複する内容については、一部記述を省略する場合がある。
【０１８０】
図６は、第５の実施形態の排出ガス処理装置の一例の模式図である。第５の実施形態の排出ガス処理装置７０を、半導体装置の製造用のエッチング装置５００に適用した例を示している。エッチング装置５００は、誘導結合型反応性イオンエッチング装置（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ装置）である。
【０１８１】
エッチング装置５００は、誘電体チャンバ９０（プロセス室）、ガス供給口９１、ステージ９２、排出部１６、圧力調整バルブ１８、排気ポンプ２０、除害装置２２、排出ガス処理装置７０、排気管６２を備える。排出ガス処理装置７０は、排出ガス導入部７１、スプレー塔７２、排出ガス導出部７３、スプレーノズル７４、絞り７６、捕捉板７８（部材）、循環液タンク８０（排液部）、循環ポンプ８２、排気ファン８４を備えている。
【０１８２】
誘電体チャンバ９０内には、ステージ９２が設けられる。ステージ９２上にウェハＷが載置される。誘電体チャンバ９０の上部のガス供給口９１からエッチングガスを導入し、エッチングガスをイオン化させる。エッチングガスのイオン化は、図示しない誘電コイルに高周波電力を供給する誘導結合方式により行われる。イオン化した反応性ガスをウェハＷ上に引き込み、ウェハＷ表面の膜をエッチングする。
【０１８３】
誘電体チャンバ９０の内部は、エッチング時には、所望の圧力に減圧される。誘電体チャンバ９０からは、誘電体チャンバ９０で消費されなかったエッチングガスや反応により生じた反応副生成物を含む排出ガスが排気管６２に排出される。
【０１８４】
排気ポンプ２０は、排気管６２と排出部１６との間に設けられる。排気ポンプ２０は、反応室１０の内部を減圧する。排気ポンプ２０は、例えば、真空ポンプである。
【０１８５】
圧力調整バルブ１８は、排気管６２と排気ポンプ２０との間に設けられる。圧力調整バルブ１８により、誘電体チャンバ９０の内部を所望の圧力に調整することが可能である。
【０１８６】
排出ガス処理装置７０は、排気ポンプ２０と排出部１６との間に設けられる。排出ガス処理装置７０は、湿式スクラバ―である。排出ガス処理装置７０は、排出ガスに含まれる固体粒子や酸性ガスを除去する機能を有する。
【０１８７】
除害装置２２は、排出ガス処理装置７０と排出部１６との間に設けられる。除害装置２２は、例えば、燃焼式の除害装置である。除害装置２２は、誘電体チャンバ９０から排出された排出ガスを無害化する処理を行う。
【０１８８】
排気ファン８４は、排出ガス処理装置７０で処理された排出ガスを排出ガス導入部７１から排出する機能を有する。また、排気ファン８４により、スプレー塔７２の内部が減圧される。
【０１８９】
例えば、シリコンウェハに深いトレンチを形成する場合、ボッシプロセス法が適用される場合がある。ボッシプロセス法は、ＳＦ６のようなフッ化硫黄系のガスによるドライエッチング工程と、ＣＨＦ３、Ｃ４Ｆ８のようなフッ化炭素系ガスによる側壁保護膜の形成工程（パッシベーション工程）を交互に繰り返す方法である。ボッシプロセス法により、異方性の高いエッチングが実現できる。
【０１９０】
しかし、ボッシュプロセス法では、側壁保護膜を形成するため、沸点の高い反応副生成物が生成され、排気管内に固体粒子が生じる。この固体粒子により排気管が閉塞するという問題がある。
【０１９１】
第５の実施形態の排出ガス処理装置７０では、スプレー塔７２内に絞り７６と捕捉板７８を設ける。排出ガス中の固体粒子を絞り７６を用いて加速し、捕捉板７８に衝突させて捕捉することで、排出ガス中の固体粒子の捕捉効率が向上する。したがって、例えば、ボッシュプロセス法により生じる固体粒子の捕捉効率も向上する。
【０１９２】
以上、第５の実施形態によれば、固体粒子を効率良く除去し、排気管の閉塞や、排気ポンプの故障の抑制を可能とする排出ガス処理装置を提供することが可能となる。
【０１９３】
第１ないし第５の実施形態においては、半導体装置を製造する製造装置を例に説明したが、本発明は、液晶装置を製造する製造装置にも適用することが可能である。
【０１９４】
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。例えば、一実施形態の構成要素を他の実施形態の構成要素と置き換え又は変更してもよい。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】
【０１９５】
１０      反応室（プロセス室）
１９      第１の圧力調整バルブ（第１の圧力調整部）
２１      第１の排気ポンプ（第１の圧力調整部）
２４      凝縮管（第１の配管）
２５      加速管（第２の配管）
２６      凝縮剤供給管（第３の配管）
３０      温度調整部
３２      加熱部
３４      捕捉部（部材）
３６      排液タンク（排液部）
５０      第１の排気管（第１の配管）
５２      冷却部
５６      第２の圧力調整バルブ（第２の圧力調整部）
５８      第２の排気ポンプ（第２の圧力調整部）
７０      排出ガス処理装置
７２      スプレー塔
７４      スプレーノズル
７６      絞り
７８      捕捉板（部材）
８０      循環液タンク（排液部）
８４      排気ファン
１００    成膜装置（製造装置）
２００    成膜装置（製造装置）
３００    成膜装置（製造装置）
【図１】
2019057530.tif 000003
【図２】
2019057530.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年2月16日(2018.2.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排出ガスが排出されるプロセス室と、
前記排出ガスの一部を含む排液を排出する排液部と、
前記プロセス室と前記排液部との間に設けられ、前記排出ガスの移動方向に対して垂直方向の断面において第１の開口面積を有する第１の配管と、
前記第１の配管と前記排液部との間に設けられ、前記排出ガスの移動方向に対して垂直方向の断面において前記第１の開口面積より小さい第２の開口面積を有する第２の配管と、
前記第１の配管に接続され、前記第１の配管に標準沸点が２５℃以上の凝縮剤を供給する第３の配管と、
を備える半導体装置又は液晶装置の製造装置。
【請求項２】
前記第１の配管の中の温度調整を行う温度調整部を、更に備える請求項１記載の製造装置。
【請求項３】
前記凝縮剤を前記第１の配管に供給する前に加熱する加熱部を、更に備える請求項１又は請求項２記載の製造装置。
【請求項４】
前記第２の配管と前記排液部との間に設けられ、前記排出ガスの移動方向に対向した面を有する部材を、更に備える請求項１ないし請求項３いずれか一項記載の製造装置。
【請求項５】
排出ガスが排出されるプロセス室と、
前記排出ガスの一部を含む排液を排出する排液部と、
前記排出ガスの残部を外部に排出する排出部と、
前記プロセス室と前記排液部との間に設けられ、前記排出ガスの移動方向に対して垂直方向の断面において第１の開口面積を有する第１の配管と、
前記第１の配管と前記排液部との間に設けられ、前記排出ガスの移動方向に対して垂直方向の断面において前記第１の開口面積より小さい第２の開口面積を有する第２の配管と、
前記プロセス室と前記第１の配管との間に設けられ、前記プロセス室の中の圧力を制御する第１の圧力調整部と、
前記排液部と前記排出部との間に設けられ、前記第１の配管の中の圧力を制御する第２の圧力調整部と、
を備える半導体装置又は液晶装置の製造装置。
【請求項６】
前記第１の配管の中を冷却する冷却部を、更に備える請求項５記載の製造装置。
【請求項７】
前記第２の配管と前記排液部との間に設けられ、前記排出ガスの移動方向に対向した面を有する部材を、更に備える請求項５又は請求項６記載の製造装置。
【請求項８】
排出ガスの移動方向に対して垂直方向の断面において第１の開口面積を有するスプレー塔と、前記スプレー塔の中に設けられ液体を噴出するスプレーノズルと、前記排出ガスの一部を含む排液を貯留する排液部と、前記スプレーノズルと前記排液部との間に設けられ、前記第１の開口面積より小さい第２の開口面積を有する絞りと、
を備える排出ガス処理装置。
【請求項９】
前記絞りと前記排液部との間に設けられ、前記排出ガスの移動方向に対向した面を有する部材を、更に備える請求項８記載の排出ガス処理装置。
【請求項１０】
前記第２の開口面積は、前記第１の開口面積の２０％以下である請求項９記載の排出ガス処理装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９２】
（第３の実施形態）
第３の実施形態の製造装置は、排出ガスが排出されるプロセス室と、排出ガスの一部を含む排液を排出する排液部と、排出ガスの残部を外部に排出する排出部と、プロセス室と排液部との間に設けられ、排出ガスの移動方向に対して垂直方向の断面において第１の開口面積を有する第１の配管と、第１の配管と排液部との間に設けられ、排出ガスの移動方向に対して垂直方向の断面において第１の開口面積より小さい第２の開口面積を有する第２の配管と、プロセス室と第１の配管との間に設けられ、プロセス室の中の圧力を制御する第１の圧力調整部と、排液部と排出部との間に設けられ、第１の配管の中の圧力を制御する第２の圧力調整部と、を備える半導体装置又は液晶装置の製造用の製造装置である。