(57)【要約】【課題】排水詰まりを防止することができ、ＣＶＤ成膜装置のメンテナンスが簡便である排ガス処理装置を提供する。【解決手段】本発明にかかる排ガス処理装置１０は、ＣＶＤ成膜装置４の排ガスを除外するものであって、排ガスを加熱分解する反応炉１１と、加熱分解によって生成された酸化化合物を水に溶解させて収容する水槽部１３と、加熱分解によって生じた水分解性ガスを水洗除去するスクラバー１２と、を備え、酸化化合物を含む水を攪拌する攪拌手段１５，１６を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＶＤ成膜装置の排ガスを除外する排ガス処理装置であって、
前記排ガスを加熱分解する反応炉と、
加熱分解によって生成された酸化化合物を水に溶解させて収容する水槽部と、
加熱分解によって生じた水分解性ガスを水洗除去するスクラバーと、を備え、
前記酸化化合物を含む水を攪拌する攪拌手段を有することを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項２】
前記排ガスが、ＳｉＨ４であることを特徴とする請求項１に記載の排ガス処理装置。
【請求項３】
ＣＶＤ成膜装置の排ガスを除外する排ガス処理方法であって、
前記排ガスを反応炉によって加熱分解する工程と、
加熱分解によって生成された酸化化合物を、水槽部に貯留した水に溶解させる工程と、
加熱分解によって生じた水分解性ガスを水洗除去する工程と、を有し、
前記酸化化合物を含む水を攪拌する工程を有することを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項４】
前記排ガスが、ＳｉＨ４であることを特徴とする請求項３に記載の排ガス処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置を製造する工程等で用いられるＣＶＤ成膜装置内で化学反応により生成された排ガスを回収する排ガス処理装置及び排ガス処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＶＤ成膜装置の成膜時の残ガスと、成膜によりに析出した金属又はその化合物を除去するため、クリーニングガスを供給することで反応させ、この際に反応で生じた排ガスを排ガス処理装置によって除害処理している（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１８６０９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、半導体素子の製造設備には、ドープトアモルファスシリコン膜を成膜するためＣＶＤ成膜装置が用いられており、このようなＣＶＤ成膜装置では、加熱分解式の排ガス処理装置が使用されている。この排ガス処理装置では、大量のモノシランを酸化させた際に、大量のＳｉＯ２が発生する。ここで、ＣｌＦ３をクリーニングガスとして使用しないＣＶＤ成膜装置では、排ガス処理装置に備えられた水槽内には水（Ｈ２Ｏ）が収容されており、発生したＳｉＯ２が溶けずに水槽内に堆積物として残留してしまう。すると、排ガス処理装置の定期自動洗浄の際に反応室等に付着した析出物を洗浄水で洗い流す際に、洗浄水を排水する水槽内の排水口が、堆積物によって塞がれてしまい、排水詰まりを起す原因となる点で改善の余地があった。従来では、このような排水詰まりを防止するため、頻繁に排ガス処理装置を分解して清掃することが必要であった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、排水詰まりを防止することができ、ＣＶＤ成膜装置のメンテナンスが簡便である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】
【０００６】
本発明の上記目的は、ＣＶＤ成膜装置の排ガスを除外する排ガス処理装置であって、前記排ガスを加熱分解する反応炉と、加熱分解によって生成された酸化化合物を水に溶解させて収容する水槽部と、加熱分解によって生じた水分解性ガスを水洗除去するスクラバーと、を備え、前記酸化化合物を含む水を攪拌する攪拌手段を有することを特徴とする排ガス処理装置によって達成される。
【０００７】
また、本発明の上記目的は、ＣＶＤ成膜装置の排ガスを除外する排ガス処理方法であって、前記排ガスを反応炉によって加熱分解する工程と、加熱分解によって生成された酸化化合物を、水槽部に貯留した水に溶解させる工程と、加熱分解によって生じた水分解性ガスを水洗除去する工程と、を有し、前記酸化化合物を含む水を攪拌する工程を有することを特徴とする排ガス処理方法によって達成される。
【０００８】
本発明において、ＣＶＤ成膜装置で生じた排ガスを除害処理する場合には、反応炉において加熱分解する際に、酸化化合物が生じる。例えば、半導体素子製造工程においては、大量のＳｉＨ４を使用するため、加熱分解した際に、酸化化合物のＳｉＯ２が水槽部に収容された水に沈殿し、該水槽部の底部に堆積する。本発明では、攪拌手段によって水槽部に収容された水を攪拌させることによって、堆積した酸化化合物を水に混ぜることができるため、水槽部に形成される排水口が堆積した酸化化合物によって塞がれて、排水詰まりが生じることを防止することができ、水槽部に収容された水を正常に排水することができる。
また、本発明によれば、水槽部に収容された水を適宜に攪拌すれば、従来のように堆積した酸化化合物を洗浄除去するために排ガス処理装置を分解して清掃する作業を行う必要がないため、メンテナンスを簡便にすることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、排水詰まりを防止することができ、ＣＶＤ成膜装置のメンテナンスが簡便である排ガス処理装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１は、ＣＶＤ成膜装置から排出される排ガスを除害するシステムを示す図である。図２は、本実施形態の排ガス処理装置の構成を説明する図である。
本実施形態では、一例として、半導体素子製造工程において、半導体基板表面にドープトアモリファスシリコン膜を成膜する減圧ＣＶＤ装置から排出される排ガスの除害処理に本発明にかかる排ガス処理装置及び排ガス処理方法を適用している。
【００１１】
図１に示すように、半導体素子排ガス除害システム（以下、単に除害システムという）１には、半導体基板に成膜を行う減圧ＣＶＤ装置４と、この減圧ＣＶＤ装置４に、原料ガスとなるＳｉＨ４（モノシラン）を供給するガスボンベ２と、ＰＨ３（ホスフィン）を供給するガスボンベ３とを有している。ガスボンベ２，３はそれぞれ減圧ＣＶＤ装置４に接続されている。
【００１２】
成膜工程時には、それぞれのガスボンベ２，３からＳｉＨ４ガスとＰＨ３ガスとを減圧ＣＶＤ装置４内に導入する。そして、減圧ＣＶＤ装置４から排出される排ガスには、これらＳｉＨ４ガスとＰＨ３ガスが含まれる。
【００１３】
減圧ＣＶＤ装置４から排出された排ガスは、真空ポンプ５を介して排ガス処理装置１０に送られる。
【００１４】
図２に示すように、排ガス処理装置１０は、取り込んだ排ガスを加熱分解する反応炉１１を備えている。
反応炉１１は、中空の略円筒形状を有し、ルームエアーを取り込み、内部で乱流を発生させて排ガスと取り込んだルームエアーに含まれる酸素との混合を促進することにより、排ガスの酸化反応の効率を向上させるものである。
【００１５】
ＳｉＨ４ガスとＰＨ３ガスとの酸化による反応式を下記に示す。
（モノシランの酸化反応）
ＳｉＨ４  ＋  ２Ｏ２  →  ＳｉＯ２  ＋  ２Ｈ２Ｏ
（ホスフィンの酸化反応）
４ＰＨ３  ＋  ８Ｏ２  →  ２Ｐ２Ｏ５  ＋  ６Ｈ２Ｏ
【００１６】
反応炉１１には、加熱分解に必要な熱エネルギを供給するヒータ等の加熱手段が設けられている。排ガス処理装置１０が作動状態である間には、加熱手段が所定の温度に制御されている。
【００１７】
反応炉１１に導入された排ガスは、加熱手段の表面から加熱分解に必要な熱エネルギを受けて加熱分解する。そして、加熱分解された排ガスが反応炉１１に連通する水槽部１３に送り出される。
【００１８】
ＳｉＨ４を加熱分解すると、上記反応式で示すように、酸化化合物であるＳｉＯ２とＨ２Ｏ（水）が生成される。ここで、生成された水は、水槽部１３に貯留すする。また、ＳｉＯ２は、水槽部１３に沈殿し、収容された水に混合される。
【００１９】
排ガス処理装置１０には、反応炉１１の加熱分解によって生じた加水分解性ガス又は水溶性ガス或いは加水分解性ガス及び水溶性ガス（総称して、水分解性ガスとする。）を洗浄水によって水洗除去するスクラバー１２が設けられている。スクラバー１２は、略円筒形状を有し、水槽部１３に立設されている。スクラバー１２内には、図示しないが、洗浄水を噴射するための洗浄ノズルが設けられている。排ガス処理装置１０が作動状態にある間は、スクラバー１２の洗浄ノズルから洗浄水が噴射されるとともに、噴射された洗浄水が下部の水槽部１３によって回収される。スクラバー１２によって洗浄された排ガスは、ガス排出系へ流出される。
【００２０】
水槽部１３には、底部に対して所定の高さに位置する上方排水口２２が形成されている。水槽部１３に収容される水Ｗが所定量以上になると、収容された水が上方排水口２２を介して排水系に排出される。また、水槽部１３には、底部近傍に開口するように形成され、自動洗浄時バルブを開動作させることで、水槽部１３に収容された水を、排水系に排出させるための下方排水口２１とが形成されている。本実施形態では、上方排水口２２と下方排水口２１とが、共通の排水系に接続される構成としたが、それぞれ別の排水系に接続される構成としてもよい。
【００２１】
水槽部１３には、水槽部１３内に収容された水を攪拌し、加熱分解時に発生して該水槽部１３の底部に沈殿した酸化反応物からなる堆積物Ｐを水に混合させる攪拌手段が設けられている。
【００２２】
攪拌手段としては、本実施形態のように、プロペラ状の攪拌部１５，１６と、これら攪拌部１５，１６をそれぞれ回転駆動させる駆動部１７，１８とを備えた構成とすることができる。本実施形態においては、水槽部１３に２つの攪拌部１５，１６を備えた構成とし、そのうち１つの攪拌部１６を下方排水口２１近傍に設けた構成としている。しかし、攪拌部の数は特に限定されず、１つや３つ以上とすることができる。なお、下方排水口２１近傍に攪拌部を設けることによって、該下方排水口を塞ぐ堆積物を効果的に水とともに攪拌することができる。
【００２３】
排ガス処理装置１０が作動状態の際には、常時、攪拌部を駆動させることで水槽部１３に収容された水を攪拌する構成とすることが好ましいが、例えば、排ガス処理装置１０の自動洗浄時に駆動部を起動し、攪拌部を駆動させる構成としてもよい。
【００２４】
このように、ＣＶＤ成膜装置４で生じた排ガスを除害処理する場合には、反応炉１１において加熱分解する際に、酸化化合物が生じる。例えば、半導体素子製造工程においては、大量のＳｉＨ４を使用するため、加熱分解した際に、酸化化合物のＳｉＯ２が水槽部１３に収容された水に沈殿し、該水槽部１３の底部に堆積する。本発明では、攪拌手段によって水槽部に収容された水を攪拌させることによって、堆積した酸化化合物を水に混ぜることができるため、水槽部１３に形成される排水口（下方排水口）２１が堆積した酸化化合物によって塞がれて、排水詰まりが生じることを防止することができ、水槽部１３に収容された水を正常に排水することができる。
また、本発明によれば、水槽部１３に収容された水Ｗを適宜に攪拌すれば、従来のように堆積した酸化化合物を洗浄除去するために排ガス処理装置を分解して清掃する作業を行う必要がないため、メンテナンスを簡便にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ＣＶＤ成膜装置から排出される排ガスを除害するシステムを示す図である。
【図２】排ガス処理装置の構成を説明する図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０    排ガス処理装置
１１    反応炉
１２    スクラバー
１３    水槽部
１５，１６    攪拌部（攪拌手段）
【図１】
2007185619.tif 000003
【図２】
2007185619.tif 000004