(57)【要約】【課題】半導体製造工程から排出される排ガスに含まれる多量の粉化物を、簡便な構造で、効率よく確実に貯溜して除去できる上、メンテナンスに手間がかからず使い勝手に優れた排ガス処理装置を提供する。【解決手段】処理装置Ｓの本体部１に、排ガスの導入口２と、排ガスを流通させるための仕切り板３、及び当該仕切り板３に取り付けられた冷却手段４、並びに処理されたガスの排出口５を備えると共に、貯溜スペース６を有する粉貯溜容体７が下方に着脱自在に設置されており、前記排ガス導入口２から導入された排ガスが前記冷却された仕切り板３を流通する間に粉化して粉化物となり、その粉化物が自重で落下して前記粉貯溜容体７の貯溜スペース６内に貯溜自在に構成されている。【選択図】       図１
0003111775.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
半導体製造工程から排出される排ガスに含まれる粉化物を貯溜して除去する処理装置であって、
当該処理装置の本体部に、排ガスの導入口と、排ガスを流通させるための仕切り板、及び当該仕切り板に取り付けられた冷却手段、並びに処理されたガスの排出口を備えると共に、貯溜スペースを有する粉貯溜容体が下方に設置されており、前記排ガス導入口から導入された排ガスが前記冷却された仕切り板を流通する間に粉化して粉化物となり、その粉化物が自重で落下して前記粉貯溜容体の貯溜スペース内に貯溜自在に構成されていることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項２】
半導体製造工程から排出される排ガスに含まれる粉化物を貯溜して除去する処理装置であって、
当該処理装置を構成する本体部の全体形状が円筒状又は四角形筒体状に形成され、その本体部の上半部に、排ガスの導入口と、排ガスを流通させるための仕切り板、及び当該仕切り板に取り付けられた冷却手段、並びに処理されたガスの排出口を備えると共に、前記本体部の下半部に、貯溜スペースを有する粉貯溜容体が着脱自在に設置されており、前記本体部における上半部の排ガス導入口から導入された排ガスが前記冷却された仕切り板を流通する間に粉化して粉化物となり、その粉化物が自重で落下して前記粉貯溜容体の貯溜スペース内に貯溜自在に構成されていることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項３】
本体部の上半部に、テーパー状の側壁の底部が上部開口より小さく開口された開口部に形成されて成る環体落下部が取り付けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載した排ガス処理装置。
【請求項４】
本体部の上半部に、環体落下部の下端開口部を塞ぐ大きさ・形状の蓋体を有するダンパーが開閉自在に取り付けられており、前記ダンパーの蓋体の閉じ状態で、当該蓋体の上面に粉化物は一時的に堆積され、蓋体の開き状態で前記粉化物は落下して直下の粉貯溜容体の貯溜スペース内に貯溜される構成であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載した排ガス処理装置。
【請求項５】
本体部の環体落下部の側壁外周面に、振動機が取り付けられていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載した排ガス処理装置。
【請求項６】
本体部の壁部の内側面に、絶縁膜が塗布されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載した排ガス処理装置。
【請求項７】
当該処理装置は、半導体製造装置と真空ポンプの中間に配設されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載した排ガス処理装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、半導体製造工程から排出される排ガスに含まれる粉化物を除去する処理装置に属し、さらに言えば、高誘電体膜の製造工程等から排出される排ガスに含まれる多量の粉化物を効率よく分別して除去するための排ガス処理装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体分野においては、半導体メモリー用の酸化物系誘電体膜として、高誘電率を有しステップカバレッジ性が高いチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）膜、チタン酸ストロンチウムバリウム（ＢＳＴ）膜、タンタル酸ビスマスストロンチウム（ＳＢＴ）膜等が用いられている。また、これらの半導体薄膜のＣＶＤ原料としては、Ｐｂ源としてＰｂ（ＤＰＭ）2（固体原料）、Ｚｒ源としてＺｒ（ＯＣ（ＣＨ3）3）4（液体原料）、Ｚｒ（ＤＰＭ）4（固体原料）、Ｔｉ源としてＴｉ（ＯＣＨ（ＣＨ3）2）4（液体原料）、Ｔｉ（ＯＣＨ（ＣＨ3）2）2（ＤＰＭ）2（固体原料）、Ｂａ源としてＢａ（ＤＰＭ）2（固体原料）、Ｓｒ源としてＳｒ（ＤＰＭ）2（固体原料）が用いられている。さらに半導体製造で多く使用されている、ＳｉＯ膜としてＳｉＨ4、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、Ｓｉ２Ｈ６、ＳｉＣｌ４が用いられている。また、ＳｉＮ膜として、上記原料とＮＨ４が用いられている。Ｔａ２Ｏ５、ＨｆＡｌＯＮ、ＨｆＳｉＯＮなども高誘電体材料として用いられている。
【０００３】
前記の高誘電体膜の成膜において、ＣＶＤ原料として液体原料を使用する場合、液体原料がキャリアガスとともに気化器に供給され、気化器でガス状にされた後、半導体製造装置に供給される。また、ＣＶＤ原料として固体原料を使用する場合、これを高温に保持し昇華して気化供給することにより高純度の原料を得ることが可能であるが、工業的には充分な供給量を確保することが極めて困難であるため、通常はテトラヒドロフラン等の有機溶媒に溶解させて液体原料とし、前記と同様な方法で気化させて半導体製造装置に供給している。
【０００４】
しかし、これらのＣＶＤ原料及び有機溶媒は毒性が高く、大気にそのまま放出した場合は人体および環境に悪影響を与えるので、半導体製造工程で使用した後は浄化する必要がある。また、前記のＣＶＤ原料を使用した場合、特に固体ＣＶＤ原料を使用した場合には、半導体製造工程からは有害ガスとともに多量の粉化物が排出され、後段の浄化筒において急激な圧力損失の増加や閉塞を生じたり、ポンプ等の排気設備に余分な負荷を与える等の悪影響を及ぼすので、粉化物を除去するための処理装置が使用されている。
【０００５】
すなわち、半導体製造工程の後段に用いられるこのような処理装置としては、一般的にはフィルターが備えられた濾過装置が使用されるが、フィルターを清掃するまでの時間、あるいは交換するまでの時間を引き延ばしてメンテナンス性を向上する目的で、逆洗機構が備えられた濾過装置が開発されている。また、特開２００２−６６２３２号公開公報記載のような浄化装置と一体化され、浄化剤の充填部の上部に粉化物の溜り部を備えた処理装置が公知である。
【特許文献１】特開２００２−６６２３２号特許公開公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、フィルターが備えられた濾過装置は、フィルターを頻繁に交換する必要があり、逆洗機構が装備されている場合は交換周期が延びるが、装置が複雑になる。また、前記特開２００２−６６２３２号公報に記載された浄化剤の充填部の上部に粉化物の溜り部を備えた処理装置は、粉化物の除去率が低いという問題点があり、粉化物を充分に除去するためには排ガスの流路を長くしなければならないといった不都合がある。
【０００７】
したがって、本考案が解決しようとする課題は、高誘電体膜の製造工程等の半導体製造工程から排出される排ガスに含まれる多量の粉化物を、簡便な構造で、効率よく確実に分別・貯溜して除去できる上、メンテナンスに手間がかからず使い勝手に優れた排ガス処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための手段として、請求項１記載の考案の排ガス処理装置は、半導体製造工程から排出される排ガスに含まれる粉化物を貯溜して除去する処理装置であって、
当該処理装置Ｓの本体部１に、排ガスの導入口２と、排ガスを流通させるための仕切り板３、及び当該仕切り板３に取り付けられた冷却手段４、並びに処理されたガスの排出口５を備えると共に、貯溜スペース６を有する粉貯溜容体７が下方に設置されており、前記排ガス導入口２から導入された排ガスが前記冷却された仕切り板３を流通する間に粉化して粉化物となり、その粉化物が自重で落下して前記粉貯溜容体７の貯溜スペース６内に貯溜自在に構成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の考案の排ガス処理装置は、半導体製造工程から排出される排ガスに含まれる粉化物を貯溜して除去する処理装置であって、
当該処理装置Ｓを構成する本体部１の全体形状が円筒状又は四角形筒体状に形成され、その本体部１の上半部１Ａに、排ガスの導入口２と、排ガスを流通させるための仕切り板３、及び当該仕切り板３に取り付けられた冷却手段４、並びに処理されたガスの排出口５を備えると共に、前記本体部１の下半部１Ｂに、貯溜スペース６を有する粉貯溜容体７が着脱自在に設置されており、前記本体部１における上半部１Ａの排ガス導入口２から導入された排ガスが前記冷却された仕切り板３を流通する間に粉化して粉化物となり、その粉化物が自重で落下して前記粉貯溜容体７の貯溜スペース６内に貯溜自在に構成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の考案の排ガス処理装置は、前記本体部１の上半部１Ａに、テーパー状の側壁１１の底部が上部開口より小さく開口された開口部１２に形成されて成る環体落下部１０が取り付けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の考案の排ガス処理装置は、前記本体部１の上半部１Ａに、環体落下部１０の下端開口部１２を塞ぐ大きさ・形状の蓋体９を有するダンパー８が開閉自在に取り付けられており、前記ダンパー８の蓋体９の閉じ状態で、当該蓋体９の上面に粉化物は一時的に堆積され、蓋体９の開き状態で前記粉化物は落下して直下の粉貯溜容体７の貯溜スペース６内に貯溜される構成であることを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の考案の排ガス処理装置は、前記本体部１の環体落下部１０の側壁１１の外周面に、振動機が取り付けられていることを特徴とする。
【００１３】
請求項６記載の考案の排ガス処理装置は、前記本体部１の壁部１３の内側面１４に、絶縁膜１７が塗布されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項７記載の考案の排ガス処理装置は、当該処理装置Ｓが半導体製造装置Ａと真空ポンプＰ、Ｐ’の中間に配設されていることを特徴とする。
【考案の効果】
【００１５】
請求項１〜７記載の本考案の排ガス処理装置は、当該処理装置の本体部に、排ガスの導入口と、排ガスを流通させるための仕切り板、及び当該仕切り板に取り付けられた冷却手段、並びに処理されたガスの排出口を備えると共に、貯溜スペースを有する粉貯溜容体が下方に着脱自在に設置されているので、前記排ガス導入口から導入された排ガスが前記冷却された仕切り板を流通する間に粉化して粉化物となり、その粉化物が自重で落下して前記粉貯溜容体の貯溜スペース内に確実に貯溜させることができる。したがって、高誘電体膜の製造工程等の半導体製造工程から排出される排ガスに含まれる多量の粉化物を、この簡便な構造で効率よく確実に分別して除去できる。しかも、フィルターを使用しない構成なので、フィルター清掃やフィルター交換の必要がなく、メンテナンスに手間がかからず使い勝手に優れて便利かつ経済的である。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１６】
本考案に係る排ガス処理装置の好適な実施形態を、以下図面にしたがって説明する。本実施形態の排ガス処理装置Ｓは、半導体製造工程から排出される排ガスに含まれる粉化物を貯溜して除去するものであり、通常は、図４に示したように、当該排ガス処理装置Ｓは、半導体製造装置Ａと、真空ポンプの本引ポンプＰ、荒引ポンプＰ’の中間に配設して接続する実施形態が好適である。なお、荒引ポンプＰ’に除害筒Ｔが接続されている。また、貯溜・除去対象の粉化物は、主に未反応の固体ＣＶＤ原料、液体ＣＶＤ原料または固体ＣＶＤ原料が分解あるいは反応して生成する金属含有化合物である。処理対象の排ガスは、これらの粉化物を含有する水素、ヘリウム、窒素、酸素、またはアルゴン等をベースガスとする排ガスであり、ＣＶＤ原料として固体原料が使用された場合は、有機溶媒を含むものである。
【００１７】
図１〜図３に本実施形態の排ガス処理装置Ｓの構造を示した。
【００１８】
当該排ガス処理装置Ｓを構成する本体部１はステンレス製で、その全体形状は直径が約７００ｍｍ、高さが約１５００ｍｍの円筒状に形成されている（但し、この円筒状の形状に限定されるものではない）。本体部１は上半部１Ａと下半部１Ｂに分けられている。上半部１Ａは排ガスを上下方向に旋回させる部分、下半部１Ｂは前記上半部１Ａ内で排ガスから粉化した粉化物を貯溜する部分とされており、最上部の蓋２６で被蓋され、真空に耐え得る密閉式構造で成る。また、圧力については、半導体製造装置Ａと同等の圧力を維持できるようにリーク度がクリアーされているシールドがなされている。なお、下半部１Ｂの底部は、ベース体２２の上に載置して固定され、同ベース体２２に移動可能なキャスター１９と固定脚部１８が取り付けられている。
【００１９】
この円筒状本体部１の上半部１Ａには、図１と図３に示したように、排ガスの導入口２と、排ガスを上下方向に折り返して流通させるための管状の仕切り板３、及び当該仕切り板３に取り付けられた冷却手段４（例えば詳図を省略した冷却液を流すための冷却管）、並びに処理されたガスの排出口５を備えている。図示例では、大小の管状の仕切り板３・・・に冷却手段４が組み込まれ、冷却手段４の符号ｋの箇所からチラー水が導入され符号ｍで示した箇所から排水されて仕切り板３が冷却される。
【００２０】
よって、排ガスは導入口２から導入され、仕切り板３・・・の間を流通した後、排出口５から排出される構成である。そして、排ガスは、導入口２から排出口５まで流通する間に冷却手段４により仕切り板３を介して冷却され、排ガスに含まれる未反応のＣＶＤ原料、金属を含有する分解生成物、又は金属を含有する反応生成物等が析出し、その粉化物が落下する仕組みである。
【００２１】
当該処理装置Ｓの本体部１の上半部１Ａに、前記粉化物の落下を下方に収束して誘導する環体落下部１０が取り付けられている。環体落下部１０は、全ての仕切り板３・・・の下半部外周を受容するテーパー状の側壁１１で形成され、その底部が上部開口よりも小さい円形状の開口部１２として開口されている。この環体落下部１０の上縁部が、本体部１の壁部１３の内周面に密着して固定されている。
【００２２】
前記上半部１Ａにおける下方位置に、前記環体落下部１０の下端開口部１２を塞ぐ大きさ・形状の蓋体９を有するダンパー８が開閉自在に取り付けられている。すなわち、蓋体９は円形状の開口部１２を塞ぐことができるように、開口部１２より若干大きな円形状に形成されている（但し、形状はその円形状に限定されない）。この蓋体９を開閉自在に支持するダンパー８が、本体部１の壁部１３に固定されている。
【００２３】
ダンパー８の具体的構成は以下の通りである。図１と図２に示したように、垂直板部８ａの内側両端の受部８ｂ、８ｂにシャフト８ｃが回転自在に保持されている。このシャフト８ｃに２本の腕部８ｄ、８ｄが内向き配置で取り付けられており、この腕部８ｄ、８ｄの上に前記円形状の蓋体９が固着されている。そして、前記垂直板部８ａの両端が本体部１（上半部１Ａ）の壁部１３に溶着されている（図２参照）。一方、図３に示したように、垂直シリンダー８ｅが、本体部１の外周に設置されており、当該垂直シリンダー８ｅの下端にピン連結されたロッド８ｆの端部が、前記シャフト８ｃの外端に固定されている（図２）。したがって、垂直シリンダー８ｅを自動又は手動により垂直方向に作動させることにより、連結されているシャフト８ｃが回転するに応じて蓋体９が７０°の範囲で開閉自在に構成されている。換言すれば、ダンパー８の蓋体９は、環体落下部１０の開口部１２を閉塞する水平状態が閉じ状態となり、かかる水平な閉じ状態から下方に最大約７０°展開して開き状態とすることを自由に行うことができる。
【００２４】
なお、図３において符号１５は保護カバー、符号１６はエアーボールバイブレータ、符号２０は把手、符号２３は電磁弁、符号２４はシーケンサーをそれぞれ示している。
【００２５】
そして、前記環体落下部１０の開口部１２及びダンパー８の蓋体９の直下位置に、貯溜スペース６を有する粉貯溜容体７が着脱自在に設置されている。すなわちこの粉貯溜容体７は、円筒状本体部１の下半部１Ｂを成し、ステンレス製により、直径が約７００ｍｍ、高さ（深さ）が約６５０ｍｍの容体として形成されており、本体部１の上半部１Ａに対し着脱自在に構成されている。また粉貯溜容体７の上部外周には把手７ａが取り付けられている。さらに、当該粉貯溜容体７（下半部１Ｂ）の外周上端部は、バンド２５によって前記上半部１Ａの下端部と密着されると共に、容体７の下端部はベース体２２に対し留め具２１で固定自在となっている（図３Ｂ参照）。
【００２６】
また、本体部１の壁部１３の内側面１４に、例えばテフロンコーティング（「テフロン」は登録商標）や高分子膜をコーティング等することによる絶縁膜１７を塗布して実施すれば、粉化物の付着を可及的に防止でき、粉化物を下方へと誘導できて良い。しかし、依然として本体部１の壁部１３に付着した粉化物に対しては、当該本体部１における管体落下部１０の側壁１１の外周面に振動機（図示は省略）を取り付ける形態で実施することにより、この振動機１６の振動により下方に振るい落とすことができ、万全が期されている。
【００２７】
したがって、前記ダンパー８の蓋体９を水平方向に配置した閉じ状態において、前記本体部１における上半部１Ａの排ガス導入口２から導入された排ガスが前記冷却された仕切り板３を流通する間に粉化して粉化物となり、その粉化物が自重で落下し、又は管体落下部１０の傾斜状側壁１１を伝って、まず前記閉じ状態の蓋体９の上面に粉化物は一時的に堆積する。
【００２８】
そして、ダンパー８を作動させて蓋体９を下方へ展開して開くと、当該蓋体９の上に堆積していた前記粉化物は、自重で下方へと落下し、直下に位置する粉貯溜容体７の貯溜スペース６内へと貯溜される。自重で落下しない粉化物に対しては、前記側壁１１の振動機の作動により強制的に落下させることができる。よって、一例では、ＳｉＨ4などの大量の粉化物が発生する場合でも、当該粉化物を貯溜スペース６内に貯溜でき、当該処理装置Ｓの長時間使用が可能である。最終的に貯溜スペース６内に貯溜した粉化物は、粉貯溜容体７を本体部１（上半部１Ａ）から離脱して除去・処分することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】排ガス処理装置の内部構造を示した平面図である。
【００３０】
【図２】図１におけるＩ−Ｉ矢視断面図である。
【００３１】
【図３】Ａ、Ｂは排ガス処理装置の全体構造を示した一部切欠の平面図と正面図である。
【００３２】
【図４】排ガス処理装置を半導体製造工程に設置する一例を示した模式図である。
【符号の説明】
【００３３】
Ｓ      排ガス処理装置
１      本体部
１Ａ    上半部
１Ｂ    下半部
２      導入口
３      仕切り板
４      冷却手段
５      排出口
６      貯溜スペース
７      粉貯溜容体
８      ダンパー
９      蓋体
１０    環状落下部
１１    側壁
１２    開口部
１３    壁部
１７    絶縁膜
【図１】
0003111775.tif 000003
【図２】
0003111775.tif 000004
【図３】
0003111775.tif 000005
【図４】
0003111775.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成17年3月23日(2005.3.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
また、本体部１の壁部１３の内側面に、例えばテフロンコーティング（「テフロン」は登録商標）や高分子膜をコーティング等することによる絶縁膜１７を塗布して実施すれば、粉化物の付着を可及的に防止でき、粉化物を下方へと誘導できて良い。しかし、依然として本体部１の壁部１３に付着した粉化物に対しては、当該本体部１における管体落下部１０の側壁１１の外周面に振動機（例えば前記エアボールバイブレータ１６等）を取り付ける形態で実施することにより、この振動機１６の振動により下方に振るい落とすことができ、万全が期されている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
そして、ダンパー８を作動させて蓋体９を下方へ展開して開くと、当該蓋体９の上に堆積していた前記粉化物は、自重で下方へと落下し、直下に位置する粉貯溜容体７の貯溜スペース６内へと貯溜される。自重で落下しない粉化物に対しては、前記側壁１１に対する振動機１６の作動により強制的に落下させることができる。よって、一例では、ＳｉＨ4などの大量の粉化物が発生する場合でも、当該粉化物を貯溜スペース６内に貯溜でき、当該処理装置Ｓの長時間使用が可能である。最終的に貯溜スペース６内に貯溜した粉化物は、粉貯溜容体７を本体部１（上半部１Ａ）から離脱して除去・処分することができる。