(57)【要約】【課題】  排ガス処理装置の一時的停止による半導体製造装置の停止を回避し、高生産性、低コストを実現することが可能な排ガス処理システム、排ガス処理方法及び排ガス処理制御システムを提供する。【解決手段】  複数の半導体製造装置１から排出される排ガスを一元化する手段２ｂと、一元化された前記排ガスを、複数に分配する手段２ｃと、前記排ガスの分配流量を夫々制御する手段４、５、６と、夫々流量が制御された前記排ガスが導入、処理される複数の排ガス処理手段３を備える。【選択図】図１
2005279320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体製造装置から排出される排ガスを一元化する手段と、
一元化された前記排ガスを、複数に分配する手段と、
前記排ガスの分配流量を夫々制御する手段と、
夫々流量が制御された前記排ガスが導入、処理される複数の排ガス処理手段を備えることを特徴とする排ガス処理システム。
【請求項２】
前記分配流量を夫々制御する手段は、
流量を検出する流量検出手段と、
流量を調整する流量調整手段と、
各前記分配流量が所定量となるように、夫々の前記流量検出手段からの流量データに基づき、夫々の前記流量調整手段を制御するコントローラを備えることを特徴とする請求項１に記載の排ガス処理システム。
【請求項３】
複数の半導体製造装置から排出される排ガスを一元化する工程と、
一元化された前記排ガスを、複数に分配する工程と、
前記排ガスの分配流量を夫々制御する工程と、
複数の排ガス処理手段に、流量が制御された前記排ガスを夫々導入する工程と、
前記排ガス処理手段において、排ガスを処理する工程を備えることを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項４】
前記分配流量を夫々制御する工程において、流量を検出し、検出された各流量データに基づき、前記分配流量を所定量となるように調整することを特徴とする請求項３に記載の排ガス処理方法。
【請求項５】
複数の半導体製造装置から排出され、一元化された排ガスを、複数の排ガス処理手段に対応して分配し、これを処理する制御システムであって、
複数の前記排ガス処理手段への分配条件を設定する工程と、
流量を検出する工程と、
前記分配条件に基づき、各分配流量を算出する工程と、
算出された前記分配流量となるように調整する工程と、
夫々流量の調整された排ガスを、夫々前記排ガス処理手段において処理する工程を備えることを特徴とする排ガス処理制御システム。
【請求項６】
複数の前記排ガス処理手段に共通するバックアップ用排ガス処理手段と、夫々の前記排ガス処理手段を前記バックアップ用排ガス処理手段に切替える切替え手段を有することを特徴とする請求項５に記載の排ガス処理制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置より排出される排ガスの処理に係り、特に複数台の半導体製造装置より排出される排ガスの処理システム、処理方法及び処理制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、排ガスの環境などへの影響が大きな社会問題となっている。半導体製造装置から排出される排ガスも例外ではなく、特に、エッチング工程などで用いられる温暖化係数が高いＣＦ４、ＳＦ６等のＰＦＣ（Ｐｅｒｆｌｕｏｒｏ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）ガスについては、放出規制が強化されている。このような規制に対応するため、半導体製造装置から排出される排ガス流量に対して、十分な処理能力の排ガス処理装置を設置する必要がある。
【０００３】
通常、半導体装置の製造時においては、複数の半導体製造装置が用いられており、例えば、図６に示すように、１台若しくは数台の半導体製造装置２０１に対して、１台の排ガス処理装置２０３が設置されている。そして、各半導体製造装置２０１により１００ｍｌ／分で排出されたＣＦ４等の排ガスは、夫々２０〜３０ｌ／分のＮ２により希釈された後、配管２０２を経て排ガス処理装置２０３に導入され、排ガス処理により無害化された後、一般配管２０７を経由して大気中に放出されている。このとき、例えば３台の半導体製造装置から排出される通常最大流量を３０ｌ／分×３とすると、排ガス処理装置は、各半導体製造装置のメンテナンス直後に大量に排ガスが発生する場合等を考慮し、マージンを加えた１００〜２００ｌ／分の処理能力が必要となる。
【０００４】
このような排ガス処理のシステムにおいて、排ガス処理装置が故障や定期メンテナンスにより停止すると、前段の排ガスを排出する半導体製造装置の停止も余儀なくされてしまう。半導体製造装置を一旦停止すると、再稼動するためのプロセスコストが発生するとともに、装置稼働率の低下による生産性の低下が生ずる。そこで、このような排ガス処理装置の一時的停止による製造装置の停止を回避するために、一つの製造装置に対して燃焼式排ガス処理装置と除害筒を設置し、切換えて稼動させる技術が開示されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−１２２５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このように各製造装置に対して複数の排ガス処理装置を設けると、夫々の製造装置について常に稼動していない排ガス処理装置が設置されることになり、設備コスト上のロスが大きい。
【０００６】
一方、半導体製造装置から排出される排ガス量は装置により異なるとともに変動することから、排ガス処理装置を、夫々における排ガスの最大総流量を処理可能で、かつ夫々が十分なマージンの得られるように、相当の台数を配置する必要があり、設備コストを抑えることが困難であるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、従来の問題を取り除き、排ガス処理装置の一時的停止による半導体製造装置の停止を回避し、高生産性、低コストを実現することが可能な排ガス処理システム、排ガス処理方法及び排ガス処理制御システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、複数の半導体製造装置から排出される排ガスを一元化する手段と、一元化された前記排ガスを、複数に分配する手段と、前記排ガスの分配流量を夫々制御する手段と、夫々流量が制御された前記排ガスが導入、処理される複数の排ガス処理手段を備えることを特徴とする排ガス処理システムが提供される。
【０００９】
また、本発明の一態様においては、前記半導体製造装置は、ＣＶＤ装置、エッチング装置、アッシング装置の少なくともいずれかを含むことを特徴としている。
【００１０】
そして、本発明の一態様においては、前記排ガスは、ＰＦＣガスを含むことを特徴としている。
【００１１】
さらに、本発明の一態様においては、前記排ガス処理手段は、触媒方式、プラズマ方式、燃焼方式の少なくともいずれかを用いることを特徴としている。
【００１２】
また、本発明の一態様によれば、複数の半導体製造装置から排出される排ガスを一元化する工程と、一元化された前記排ガスを、複数に分配する工程と、前記排ガスの分配流量を夫々制御する工程と、複数の排ガス処理手段に、流量が制御された前記排ガスを夫々導入する工程と、前記排ガス処理手段において排ガスを処理する工程を備えることを特徴とする排ガス処理方法が提供される。
【００１３】
そして、本発明の一態様においては、前記分配流量を夫々制御する工程において、流量を検出し、検出された各流量データに基づき、前記分配流量を所定量となるように調整することを特徴とする排ガス処理方法が提供される。
【００１４】
さらに、本発明の一態様においては、前記半導体製造装置は、ＣＶＤ装置、エッチング装置、アッシング装置の少なくともいずれかを含むことを特徴としている。
【００１５】
そして、本発明の一態様においては、前記排ガスは、ＰＦＣガスを含むことを特徴としている。
【００１６】
さらに、本発明の一態様においては、前記排ガス処理手段は、触媒方式、プラズマ方式、燃焼方式の少なくともいずれかを用いることを特徴としている。
【００１７】
そして、本発明の一態様においては、前記分配流量を夫々制御する工程において、流量を検出し、検出された各流量データに基づき、前記分配流量を所定量となるように調整することを特徴としている。
【００１８】
また、本発明の一態様によれば、複数の半導体製造装置から排出され、一元化された排ガスを、複数の排ガス処理手段に対応して分配し、これを処理する制御システムであって、前記複数の排ガス処理手段への分配条件を設定する工程と、流量をモニタリングする工程と、前記分配条件に基づき、各分配流量を算出する工程と、算出された前記分配流量となるように調整する工程と、夫々流量の調整された排ガスを、夫々前記排ガス処理手段において処理する工程を備えることを特徴とする排ガス処理制御システムが提供される。
【００１９】
そして、本発明の一態様においては、前記分配条件は、複数の前記排ガス処理手段、或いはこの中から選択された前記排ガス処理手段に等分に分配されるように設定されることを特徴としている。
【００２０】
さらに、本発明の一態様においては、前記分配条件は、複数の前記排ガス処理手段の夫々の処理能力に応じて設定されることを特徴としている。
【００２１】
そして、本発明の一態様においては、前記分配条件は、複数の前記排ガス処理手段に設けられた優先順位に従って、分配流量が順次所定値となるように設定されることを特徴としている。
【００２２】
また、本発明の一態様においては、前記分配条件は、前記複数の排ガス処理手段のうち、所定の排ガス処理手段への分配流量を０となるように設定されることを特徴としている。
【００２３】
さらに、本発明の一態様においては、複数の前記排ガス処理手段に共通するバックアップ用排ガス処理手段と、夫々の前記排ガス処理手段を前記バックアップ用排ガス処理手段に切替える切替え手段を有することを特徴とする排ガス処理制御システムが提供される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の一態様によれば、排ガス処理装置の一時的停止による半導体製造装置の停止を回避し、高生産性、低コストを実現することが可能な排ガス処理システム、排ガス処理方法及び排ガス処理制御システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下本発明の実施形態について、図を参照して説明する。
【００２６】
（実施形態１）
図１に、本実施形態の排ガス処理システムの概念図を示す。図に示すように、複数の半導体製造装置１に夫々接続された配管２ａが、全て配管２ｂに接続されている。配管２ｂは各配管２ｃに接続され、夫々排ガス処理装置３に接続されている。配管２ｃには流量計４、バルブ５が設けられており、これらはコントローラ６と接続され、夫々制御可能となっている。そして、排ガス処理装置３は、大気中に開放された一般配管７と接続されている。尚、排ガス処理装置３は、半導体製造装置１から排出される最大総排ガス量に、所定の割合で停止することを考慮して、所定のマージンを加えた総処理能力を備えていることが必要である。
【００２７】
このような排ガス処理システムを用いて、例えば図2に示すようなフローにより排ガスが処理される。
【００２８】
先ず、エッチング装置／アッシング装置より構成される半導体製造装置１より、例えば１００ｍ／分のＣＦ４、ＳｉＦ４等の排ガスが排出される（ステップ1０１）。排出された排ガスは、例えば夫々２０〜３０ｌ／分のＮ２ガスにより希釈され、夫々配管２ａを経て、配管２ｂに一元化される（ステップ1０２）。一元化された後、複数の配管２ｃにより分配されている（ステップ1０３）。
【００２９】
ここで、分配条件として、総流量を各排ガス処理装置３で等分するように設定し、コントローラ６に入力する（ステップ１０４）。次いで、各配管２ｃに設置された流量計４により各流量データが検出され（ステップ1０５）、コントローラ６に送信される。そして、この分配条件と流量データとに基づき、分配流量が算出される（ステップ１０６）。
【００３０】
例えば、６台の排ガス処理装置を用いる場合、総流量が６０ｌ／分であるとき、各排ガス処理装置への分配流量は、夫々１０ｌ／分となるように調整される。
【００３１】
ステップ１０６において夫々算出された分配流量となるように、バルブ５が調整される（ステップ１０７）。所定の流量に調整された流量の排ガスは、排ガス処理装置３に導入され、例えば、触媒を用い、Ｈ２Ｏ、Ｏ２を添加して加熱することにより分解処理される（ステップ１０８）。そして、無害化処理された排ガスの一部（気体）は、一般配管７より大気中に放出される（ステップ１０９）。
【００３２】
このような排ガス処理システムにおいて、図３に示すように、排ガス処理装置３ａが故障や定期メンテナンスにより停止する際は、分配条件を、３ａへの分配流量０として、その他の各排ガス処理装置３’に均等に分配するように設定入力する。そして、分配流量を算出し、流量計４ａにおける測定値が０となるように、バルブ５ａを調整するとともに、その他の流量計４’における測定値が算出された分配流量となるように、その他のバルブ５’を調整する。そして、調整された流量の排ガスは、各排ガス処理装置３’に導入され、同様に分解処理される。
【００３３】
例えば、６台の排ガス処理装置を用い、そのうち１台が停止する場合、総流量が６０ｌ／分であるとき、分配流量が夫々１２ｌ／分となるように調整されることにより、いずれの半導体製造装置も停止することなく、連続して排ガス処理が行われる。
【００３４】
このように、本実施形態の排ガス処理システムによると、これまで排ガス処理装置の停止時に半導体製造装置を停止する必要がなくなり、安定した連続運転が可能となるため、生産性の低下を抑えるとともに、プロセスコストを抑制することが可能となる。
【００３５】
また、排ガス処理装置は、半導体製造装置から排出される最大総排ガス量に、所定のマージンを加えた総処理能力を備えていることが必要であるが、半導体製造装置毎のマージンが不要であるため、半導体製造装置毎に排ガス処理装置を設ける場合より、総処理能力を抑制することが可能となり、設備コストを削減することが可能となる。
【００３６】
（実施形態２）
本実施形態においては、実施形態１と同様の排ガス処理システムを用いるが、分配条件を各排ガス処理装置の処理能力により設定する点で異なっている。
【００３７】
例えば、実施形態1と同様に、６台の排ガス処理装置を用いる場合、排ガス処理装置ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆの最大処理可能流量が、夫々２０ｌ／分、２０ｌ／分、２０ｌ／分、２０ｌ／分、１０ｌ／分、１０ｌ／分であるとき、総流量を２：２：２：２：１：１に比例配分するように分配条件を設定する。例えば、総流量が６０ｌ／分、５０ｌ／分のときは、表１に示すように、
【表１】
2005279320.tif 000003
【００３８】
となる。そして、  そして、排ガス処理装置１３ａが故障や定期メンテナンスにより停止する際は、分配条件として排ガス処理装置ａへの分配流量０とし、総流量を残りの排ガス処理装置ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆで比例配分するように設定する。例えば、総流量が６０ｌ／分、５０ｌ／分のときは、表２に示すように、
【表２】
2005279320.tif 000004
【００３９】
となる。
【００４０】
本実施形態によると、実施形態１と同様の効果が得られる他、排ガス処理装置の処理能力に応じて稼動させることが可能となる。
【００４１】
（実施形態３)
本実施形態においては、実施形態１、２と同様の排ガス処理システムを用いるが、各排ガス処理装置に優先順位をつけ、優先順に所定値となるように分配条件を設定する点で異なっている。
【００４２】
例えば、実施形態1と同様に、６台の排ガス処理装置を用いる場合、排ガス処理装置ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆの最大処理可能流量が、夫々２０ｌ／分、２０ｌ／分、２０ｌ／分、２０ｌ／分、１０ｌ／分、１０ｌ／分であるとき、ａ、ｅ、ｂ、ｆ、ｃ、ｄの順に優先順位をつけ、優先順に最大処理可能流量となるように分配条件を設定する。例えば、総流量が６０ｌ／分、５０ｌ／分、４０ｌ／分のときは、表３に示すように、
【表３】
2005279320.tif 000005
【００４３】
となる。そして、排ガス処理装置２３ａが故障や定期メンテナンスにより停止する際は、分配条件として排ガス処理装置２３ａへの分配流量０とし、総流量を残りの排ガス処理装置２３ｅ、２３ｂ、２３ｆ、２３ｃの順に最大処理可能流量となるように分配条件を設定する。例えば、同様に総流量が６０ｌ／分、５０ｌ／分、４０ｌ／分のときは、表４に示すように、
【表４】
2005279320.tif 000006
【００４４】
となる。
【００４５】
本実施形態によると、実施形態１と同様の効果が得られる他、各排ガス処理装置の稼動頻度を変えることができるため、メンテナンスの周期をずらすことが可能となる。尚、本実施形態においては、分配流量を各排ガス処理装置の最大処理可能流量としたが、所定値に設定することも可能である。また、優先順位は適宜変更することも可能である。
【００４６】
（実施形態４)
本実施形態においては、実施形態１〜３と同様の排ガス処理システムを用いるが、図４に示すように、共通のバックアップ用排ガス処理装置１３’及びバックアップ用排ガス処理装置への切替スイッチ１８を設けている点で異なっている。
【００４７】
例えば、どの排ガス処理装置も停止していない状態においては、切替スイッチ１８は全てＯＦＦになっているが、いずれかの排ガス処理装置が停止したとき、停止した装置に対応する切替スイッチをＯＮにすることにより、停止した排ガス処理装置に替ってバックアップ用排ガス処理装置１３’を稼動させることができる。
【００４８】
本実施形態によると、バックアップ用排ガス処理装置が全ての排ガス処理装置に共通しているので、個々の排ガス処理装置にバックアップ用排ガス処理装置を設ける必要はなく、設備コストを低減することが可能となる。
【００４９】
尚、本実施形態においては、排ガス処理装置のみのバックアップを設けたが、流量計、バルブ等の制御系も含めたバックアップを設けても良い。この場合、切替スイッチは、制御系の前段に設けられ、制御系はコントローラに接続される。
【００５０】
これら実施形態において、半導体製造装置として、エッチング装置、アッシング装置を挙げているが、その他排ガスが生成されるプラズマＣＶＤ装置、熱ＣＶＤ装置などにも適用できる。また、これら種類の異なる装置が混在していても良い。そして、排出されるガス種もＰＦＣに限定されるものではなく、他の有害物質を含んでも良い。
【００５１】
各半導体製造装置からの排ガスを一元化する手段は、特に限定されるものではないが、装置レイアウトの際に適宜配管する等により構成することができる。例えば、図５に示すように、半導体製造装置２１からの配管２２ａと、排ガス処理装置に接続される配管２２ｃを接続し、配管２２ｂで継ぐことにより一元化する配管も可能である。また、排ガスが一元化された時点で流量を検出しても良い。この場合、検出された総流量と分配条件に基づき各分配流量を算出した後、各排ガス処理装置に導入される分配流量に調整するための流量検出が行われる。
【００５２】
また、バルブにより排ガス処理装置に供給する分配流量を調整しているが、供給される側で流量を調整しても良く、排ガス処理装置に流量調整手段を設けることも可能である。この場合、各排ガス処理装置における各流量調整手段がコントローラに接続される。
【００５３】
排ガス処理装置には、触媒方式を用いたが、ＰＦＣガスを処理する上では好ましい。その他プラズマ方式、燃焼方式など公知の排ガス処理方式を用いることができる。
【００５４】
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。その他要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施態様による排ガス処理システムを示す図。
【図２】本発明の一実施態様による排ガス処理システムのフローチャートを示す図。
【図３】本発明の一実施態様による排ガス処理システムを示す図。
【図４】本発明の一実施態様による排ガス処理システムを示す図。
【図５】本発明の一実施態様による排ガス処理システムを示す図。
【図６】従来の排ガス処理システムを示す図。
【符号の説明】
【００５６】
１、１１、２１、２０１  半導体製造装置
２ａ、２ｂ、２ｃ、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２０２  配管
３、３ａ、３’、１３、２３、２０３  排ガス処理装置
１３’  バックアップ用排ガス処理装置
４、４ａ、４’、１４、２４  流量計
５、５ａ、５’、１５、２５  バルブ
６、１６、２６  コントローラ
７、１７、２７、２０７  一般配管
１８  切替スイッチ
【図１】
2005279320.tif 000007
【図２】
2005279320.tif 000008
【図３】
2005279320.tif 000009
【図４】
2005279320.tif 000010
【図５】
2005279320.tif 000011
【図６】
2005279320.tif 000012