CN112970095A - 处理装置及处理方法 - Google Patents

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Abstract

根据实施方式，本申请提供一种处理装置，其对在包含硅及卤族元素的原料物质的反应或者包含硅的原料物质与包含卤族元素的原料物质的反应中产生的副产物进行处理。处理装置具备处理液罐、处理槽、供给机构和排气机构。在处理液罐中贮液包含碱性的水溶液处理液。向处理槽中投入包含副产物被处理构件。供给机构从处理液罐向处理槽供给处理液，通过所供给的处理液，在处理槽中对副产物进行处理。排气机构将通过处理液与副产物的反应而产生的气体从处理槽排气。

Description

处理装置及处理方法
技术领域
本发明的实施方式涉及处理装置及处理方法。
背景技术
半导体硅基板作为用于形成各种电子电路的材料被广泛使用。在形成该半导体硅基板时及形成包含含硅物的膜或锭等时，分别使用了外延生长装置及化学气相生长装置等含硅物质形成装置。
外延生长装置具备反应室和与反应室连接的供给管及排出管。经由供给管向反应室供给原料气体。并且，经由排出管从反应室排出废气。在使用外延生长装置时，将基板设置于在不活泼气氛下减压了的反应室内。并且，通过使导入反应室内的原料气体与加热后的基板反应，在基板上形成包含含硅物的膜。作为原料气体，例如使用含有硅及氯的化合物与氢气的混合气体。在反应室内与基板反应后的原料气体作为废气经由排出管向装置的外部排出。废气可包含原料气体中的成分、例如包含硅及氯的化合物。
这里，反应室内的温度与排出管相比为非常高温。因此，排出至排出管内的废气中所含的包含硅及氯的化合物在排出管内被冷却，有时作为副产物而析出。副产物可包含也被称为油性硅烷的粘性高的液状物质及固体物质。另外，副产物可包含油性硅烷在空气中或水中改性、二次生成的物质。要求将这样的副产物安全地无害化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-49342号公报
专利文献2：日本特开2017-54862号公报
专利文献3：日本特开2013-197474号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明所要解决的课题在于提供将在包含硅及卤族元素的原料物质的反应或者包含硅的原料物质与包含卤族元素的原料物质的反应中产生的副产物安全地进行处理的处理装置及处理方法。
用于解决课题的手段
根据实施方式，提供一种处理装置，其对在包含硅及卤族元素的原料物质的反应或者包含硅的原料物质与包含卤族元素的原料物质的反应中产生的副产物进行处理。处理装置具备处理液罐、处理槽、供给机构和排气机构。在处理液罐中，贮液有包含碱性的水溶液的处理液。向处理槽中投入包含副产物的被处理构件。供给机构从处理液罐向处理槽供给处理液，通过所供给的处理液在处理槽中对副产物进行处理。排气机构将通过处理液与副产物的反应而产生的气体从处理槽进行排气。
另外，根据实施方式，提供一种处理方法，其对在包含硅及卤族元素的原料物质的反应或者包含硅的原料物质与包含卤族元素的原料物质的反应中产生的副产物进行。在处理方法中，包含副产物的被处理构件被投入处理槽中。另外，在处理方法中，包含碱性的水溶液的处理液被积存于处理槽中。并且，在处理方法中，通过积存的处理液在处理槽中对副产物进行处理。另外，在处理方法中，通过处理液与副产物的反应而产生的气体从处理槽被排气。
附图说明
图1是作为产生成为实施方式的处理装置的处理对象的副产物的装置示出外延生长装置的一个例子的概略图。
图2是表示第1实施方式的处理装置的概略图。
具体实施方式
以下，参照图1及图2对实施方式进行说明。
(副产物)
首先，对实施方式中成为无害化的对象的副产物进行说明。副产物可包含也被称为油性硅烷的粘性高的液状物质及固体物质。另外，副产物可包含油性硅烷在空气中或水中改性、二次生成的物质。这样的副产物包含卤代硅烷类。卤代硅烷类包含属于17族中的卤族元素中的任一种以上，对于卤族元素，可列举出氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)及碘(I)等。卤代硅烷类可通过包含卤族元素及硅的化合物反应而产生。卤代硅烷类具有Si-α键(α为选自由Cl、Br、F及I构成的组中的一种以上的卤族元素)和Si-Si键。
作为卤代硅烷类的一个例子，可列举出氯硅烷类及溴硅烷类等。氯硅烷类包含氯作为卤族元素，具有Si-Cl键和Si-Si键。另外，溴硅烷类包含溴作为卤族元素，具有Si-Br键和Si-Si键。另外，卤代硅烷类也可以包含两种以上的卤族元素，在某一例子中，卤代硅烷类除了氯以外还包含氯以外的卤族元素中的任一种以上。
副产物中所含的卤代硅烷类有时未进行改性。另一方面，卤代硅烷类具有Si-α键(α为选自由Cl、Br、F及I构成的组中的一种以上的卤族元素)和Si-Si键，这些键对于水及氧可显示出高的反应性。因此，卤代硅烷类在大气气氛下可与水及氧迅速地反应而改性为具有爆炸性的物质。
需要说明的是，副产物中所含的卤代硅烷类可包含具有环状结构的卤代硅烷类和不具有环状结构的卤代硅烷类。具有环状结构的卤代硅烷类可包含结构式(1)至(25)中所示的结构的化合物中的任一者。因此，具有环状结构的卤代硅烷类可具有4元环结构、5元环结构、6元环结构、7元环结构、8元环结构及多元环结构中的任一者。需要说明的是，在结构式(1)至(25)中，X为选自由Cl、Br、F及I构成的组中的一种以上的卤族元素。
Figure BDA0003045736310000041
Figure BDA0003045736310000051
Figure BDA0003045736310000061
Figure BDA0003045736310000071
Figure BDA0003045736310000081
副产物中所含的具有环状结构的卤代硅烷类如结构式(1)至(25)中所示的那样，可为具有仅由硅构成的硅环的同素环式化合物。另外，具有环状结构的卤代硅烷类如结构式(1)至(25)中所示的那样，可为不含碳的无机环式化合物。另外，具有环状结构的卤代硅烷类也可以包含由硅及氧构成的杂环式化合物。
不具有环状结构的卤代硅烷类可包含具有链状结构的卤代硅烷类。具有链状结构的卤代硅烷类可包含结构式(26)及(27)中所示的结构的化合物中的任一者。需要说明的是，在结构式(26)中，N例如为0或15以下的正的整数。在结构式(26)及(27)中，X为选自由Cl、Br、F及I构成的组中的一种以上的卤族元素。
Figure BDA0003045736310000091
具有链状结构的卤代硅烷类如结构式(26)中所示的那样，可为无支链的直链化合物。另外，具有链状结构的卤代硅烷类如结构式(27)中所示的那样，可为具有支链的链式化合物。
另外，副产物可包含可通过上述的卤代硅烷类与水接触而二次生成的水解产物。水解产物可为固体状物质。卤代硅烷类的水解产物与卤代硅烷类同样地可具有Si-Si键。另外，水解产物可为硅氧烷类。并且，水解产物可包含具有硅氧烷键(Si-O-Si、O-Si-O)及硅烷醇基(-Si-OH)中的至少一者的化合物。另外，水解产物可具有氢硅烷醇基(-Si(H)OH)。副产物中所含的水解产物可具有结构式(28)至(33)的结构中的任一者。
Figure BDA0003045736310000101
结构式(28)至(33)中所示的水解产物为仅由硅、氧及氢构成的水解产物。另外，结构式(28)至(33)中所示的水解产物具有硅氧烷键及硅烷醇基这两者。并且，结构式(28)至(33)中所示的水解产物为具有2个以上硅烷醇基的聚硅烷醇。在副产物中所含的水解产物中，Si-Si键及硅氧烷键可成为爆炸性的原因。另外，副产物可包含二氧化硅。
图1作为产生可包含上述的卤代硅烷类及水解产物的副产物的装置，示出外延生长装置(含硅物质形成装置)的一个例子。图1的一个例子的外延生长装置1具备装置本体2、除害装置3和连接部5。装置本体2具备框体6、反应室7、排出管8和供给管(未图示)。反应室7、排出管8及供给管被容纳于框体6内。供给管的一端与反应室7连接，供给管的另一端与包含作为原料物质的原料气体的供给源的供给装置(未图示)连接。
排出管8的一端与反应室7连接，排出管8的另一端与连接部5连接。排出管8包含(图1的一个例子中为5个)配管11～15。在装置本体2中，相对于反应室7从近位侧起(从上游侧起)依次配置配管11、12、13、14、15。在配管12上配置反应室独立阀(Chamber IsolationValve：CIV)16，在配管13上配置压力调节阀(Pressure Control Valve：PCV)17。在反应室独立阀16关闭的状态下，能够仅对排出管8中相对于反应室独立阀16与反应室7相反侧(下游侧)的部位进行维护。连接部5的一端与排出管8的配管15连接，连接部5的另一端与除害装置3连接。连接部5包含(图1的一个例子中为2个)配管18、19。在外延生长装置1中，相对于装置本体2从近位侧起(从上游侧起)依次配置配管18、19。
在外延生长装置1中，原料气体作为原料物质从供给装置经由供给管被供给，导入反应室7中。原料气体为包含硅及卤族元素的气体。因此，原料气体包含卤族元素中的任一种以上和硅。包含硅及卤族元素的气体例如为包含硅及卤族元素的化合物与氢的混合气体。该混合气体中的氢的浓度例如为95体积％以上。在包含硅及卤族元素的化合物中，包含选自由含有硅及氯的化合物、含有硅及溴的化合物、含有硅及氟的化合物以及含有硅及碘的化合物构成的组中的一种以上的化合物。并且，在包含硅及卤族元素的化合物中，包含卤代硅烷类。
包含硅及氯的化合物例如为二氯硅烷(SiH2Cl2)、三氯硅烷(SiHCl3)及四氯硅烷(SiCl4)等氯硅烷类中的任一种、或它们的混合物。在混合气体中包含含有硅及氯的化合物的情况下，混合气体也可以包含单硅烷(SiH4)及氯化氢(HCl)中的至少一者。另外，包含硅及溴的化合物例如为二溴硅烷(SiH2Br2)、三溴硅烷(SiHBr3)及四溴硅烷(SiBr4)等溴硅烷类中的任一种、或它们的混合物。在混合气体中包含含有硅及溴的化合物的情况下，混合气体也可以包含单硅烷(SiH4)及溴化氢(HBr)中的至少一者。
原料气体也可以包含两种以上的卤族元素，原料气体也可以除了氯以外还包含氯以外的卤族元素中的任一种以上。在某一例子中，原料气体为下述混合气体：包含硅及氯的化合物；氢气；以及包含氯以外的卤族元素的化合物及氯气以外的卤素气体中的至少一者。在包含氯以外的卤族元素的化合物中，可以包含硅，也可以不含硅。另外，在另外的某一例子中，原料气体为下述混合气体：包含氯以外的卤族元素及硅的化合物；氢气以及；包含氯的化合物及氯气中的至少一者。在包含氯的化合物中，可以包含硅，也可以不含硅。
另外，反应室7可通过压力调节阀17而减压。通过利用压力调节阀17将反应室7减压，在排出管8中，与相对于压力调节阀17在反应室7侧的区域相比，在相对于压力调节阀17与反应室7相反侧的区域，压力上升。在外延生长装置1中，在反应室7的压力被减压的状态下，在反应室7中设置基板。在反应室7中，经由供给管而供给的原料气体与基板反应。此时，基板被加热至与原料气体的反应温度以上。在某一个例子中，反应温度为600℃以上，在另外的某一例子中，反应温度为1000℃以上。如上所述，通过减压下并且高温下的原料气体与基板的热化学反应，在基板上形成单晶或多晶的含硅膜。需要说明的是，基板例如为单晶硅基板。
来自反应室7的排出物质即排放气体经由排出管8及连接部5向除害装置3排出。因此，通过排出管8及连接部5，形成自反应室7排出的排出路径。在排放气体中，可包含原料气体中所含的包含硅及卤族元素的化合物中未沉积于基板上的一部分。因此，在排放气体中，可包含原料气体中所含的卤代硅烷类中未沉积于基板上的一部分。另外，在排放气体中，可包含原料气体中所含的包含硅及卤族元素的化合物中在反应室7中未反应的一部分。并且，在排放气体中，可包含通过含有卤族元素及硅的化合物在反应室7中的反应而产生的卤代硅烷类。进而，在作为排出物质的排放气体中，可包含上述的单硅烷(SiH4)，并且可包含上述的氯化氢(HCl)及溴化氢(HBr)等卤化氢。排放气体在除害装置3中通过燃烧被无害化。
在原料气体与基板的反应中产生的副产物可在排出管8及连接部5的一部分中析出。副产物是上述的排放气体中所含的成分反应被固形化或液状化而得到的物质。例如，通过排放气体中所含的卤代硅烷类彼此在排出管8或连接部5中发生反应，可产生副产物。另外，通过卤代硅烷类与排放气体中所含的其他成分在排出管8或连接部5中反应，可产生副产物。由于如上所述产生副产物，因此在副产物中可包含上述的卤代硅烷类。所产生的副产物可附着于排出管8的配管11～15的内表面及连接部5的配管18、19的内表面等。
这里，在相对于反应室7位于近位的配管11、12等中，温度高。另外，配管11、12等相对于压力调节阀17在反应室7侧的区域与反应室7同样地被减压。因此认为：在配管11、12等相对于压力调节阀17在反应室7侧的区域中，难以产生废气中所含的成分的聚合，难以产生副产物。
另外，如上所述，与相对于压力调节阀17在反应室7侧的区域相比，相对于压力调节阀17与反应室7相反侧的区域压力上升。因此，在压力调节阀17中，相对于上游侧，在下游侧压力上升。因此认为：在相对于压力调节阀17与下游侧邻接的区域中，排放气体中所含的成分彼此的反应容易进行，容易产生副产物。因此认为：在配管13中相对于压力调节阀17在下游侧的部位及配管14中，特别容易产生副产物。需要说明的是，排放气体中所含的成分彼此的上述的反应在减压下难以产生。
另外，在从压力调节阀17远离下游侧的配管15及连接部5等中，在排放气体中，成为副生物的原料的成分的量变少。因此认为：在配管15及连接部5等中，难以产生副产物。
需要说明的是，副产物除了包含卤代硅烷类以外，还可包含通过卤代硅烷类与水接触而生成的上述的水解产物。水解产物如上所述可包含具有硅氧烷键(Si-O-Si、O-Si-O)及硅烷醇基(-Si-OH)中的至少一者的化合物。另外，副产物如上所述可包含二氧化硅。
在后述的实施方式等的处理装置及处理方法中，上述的副产物成为进行处理的处理对象。此时，沉积有副产物的配管11～15、18、19作为被处理构件来使用。因此，在被处理构件中，包含副产物。特别是附着于认为容易沉积副产物的配管13、14等中的副产物通过后述的实施方式等的处理装置及处理方法被处理。如上所述，包含卤代硅烷类等的副产物在大气气氛下可改性为具有爆炸性的物质。因此，具有将副产物无害化的必要性，在后述的实施方式等中，提供将副产物无害化的处理装置及处理方法。
另外，产生上述的包含卤代硅烷类等的副产物的装置并不限于上述的外延生长装置。在某实施例的含硅物质形成装置中，包含硅的原料物质和包含卤族元素的原料物质彼此相对地以不同的路线供给至反应室(例如7)。这里，包含硅的原料物质可包含粉末状(固体状)的硅。另外，包含卤族元素的原料物质可为包含氯化氢等卤化氢的原料气体。
在本实施例的含硅物质形成装置中，在反应室(例如7)中，未设置硅基板等基板。并且，在反应室中，彼此相对地分别导入的包含硅的原料物质与包含卤族元素的原料物质发生反应。通过包含硅的原料物质与包含卤族元素的原料物质的反应，可生成卤代硅烷类及氢。并且，通过卤代硅烷类与氢的反应，得到含硅物质。通过包含硅的原料物质与包含卤族元素的原料物质的反应而生成的卤代硅烷类可包含三氯硅烷(SiHCl3)等氯硅烷类。另外，通过反应室的反应，可产生卤化氢及四卤化硅等。
在本实施例的含硅物质形成装置中，从反应室排出的排放气体(排出物质)也包含卤代硅烷类，在排放气体中所含的卤代硅烷类中，可包含上述的三氯硅烷等氯硅烷类。另外，在来自反应室的排放气体中，可包含氢，并且可包含通过反应室中的反应而产生的卤化氢及四卤化硅等。通过反应室中的反应而产生的卤化氢可包含氯化氢(HCl)。并且，通过反应室中的反应而产生的四卤化硅可包含四氯化硅(SiCl4)。
另外，在本实施例的含硅物质形成装置中，在来自反应室的排放气体(排出物质)的排出路径(排出管8)中，设置有冷却排放气体的冷却机构。排放气体通过被冷却机构冷却而液化。并且，排放气体液状化后的液状物质(排出物质)被回收。
在本实施例的含硅物质形成装置中，也通过排放气体被冷却机构液状化，在排出路径中可析出副产物。副产物可包含排放气体的液状物质中未被回收而残留在排出路径中的一部分。另外，副产物可包含排放气体中所含的卤代硅烷类，并且可包含卤代硅烷类的水解产物。需要说明的是，卤代硅烷类的水解产物可为固体物质。副产物可包含排放气体中所含的四卤化硅等。另外，在排出路径中，特别是在冷却机构及其附近，容易析出副产物。
如上所述，在本实施例的含硅物质形成装置中，包含卤代硅烷类等的副产物也可在排出路径中析出。在本实施例的含硅物质形成装置中产生的副产物也在大气气氛下可改性为具有爆炸性的物质。因此，具有将副产物无害化的必要性，在后述的实施方式等中，提供将副产物无害化的处理装置及处理方法。
(第1实施方式)
图2作为对上述的副产物进行处理的处理装置的一个例子，示出第1实施方式的处理装置20。如图2中所示的那样，处理装置20具备控制部(控制器)21、洗涤水罐22、处理液罐23、处理槽25、供给机构(供给系统)26、排气机构(排气系统)27、传感器28、夹具30、分散机构(分散机)31、搅拌机构(搅拌机)32、液循环机构(液循环器)33、液排出机构(液排出系统)35及废液罐36。需要说明的是，图2中，以实线的箭头表示液体及气体等流体的流动，以虚线的箭头表示向控制部21的输入信号及来自控制部21的输出信号等电信号。
控制部21对处理装置20整体进行控制。控制部21具备包含CPU(CentralProcessing Unit，中央处理器)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit，特殊应用集成电路)或FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)等的处理器或集成电路(控制电路)和存储器等存储介质。控制部21可以仅具备一个处理器或集成电路，也可以具备多个处理器或集成电路。控制部21通过执行存储于存储介质中的程序等，进行处理。
在洗涤水罐22中，贮水有洗涤水。另外，在处理液罐23中，贮液有处理液。处理液用于上述的副产物的无害化。另外，处理液包含碱性的水溶液。向处理槽25中，投入附着有上述的副产物的被处理构件37。此时，例如，附着有副产物的图1例的配管11～15等作为被处理构件37被投入处理槽25中。因此，被处理构件37包含副产物。另外，排出管8连同配管一起分解，投入处理槽25中。
供给机构(液供给机构)26能够从洗涤水罐22向处理槽25供给洗涤水，并且从处理液罐23向处理槽25供给处理液。在本实施方式中，供给机构26具备供给管线41和阀42、43。供给管线41例如由一个以上的配管(管)形成。在本实施方式中，处理槽25经由供给管线41与洗涤水罐22及处理液罐23连接。另外，在本实施方式中，阀42、43的工作通过控制部21被控制，通过控制部21，切换阀42、43各自的开闭。
在阀42、43关闭的状态下，对处理槽25不供给洗涤水及处理液中的任一者。通过阀42打开，从洗涤水罐22经由供给管线41向处理槽25供给洗涤水。另外，通过阀43打开，从处理液罐23经由供给管线41向处理槽25中供给处理液。在某实施例中，控制部21基于用户界面等操作装置(未图示)中的作业者的操作，切换阀42、43各自的开闭。需要说明的是，阀42、43各自的开闭的切换没有必要通过控制部21来进行，在另外的某实施例中，阀42、43各自的开闭的切换也可以通过作业者而不经由控制部21来进行。
在处理槽25中，将所投入的被处理构件37上附着的副产物通过供给机构26所供给的处理液而无害化。在某实施例中，在副产物的无害化中，向处理槽25中投入被处理构件37之后，向处理槽25供给处理液。在另外的某实施例中，在副产物的无害化中，将处理液供给至处理槽25中，在处理槽25中积存有所供给的处理液的状态下，被处理构件37被投入处理槽25中。需要说明的是，在无害化处理中，若在处理槽25中积存处理液至一定程度，则关闭阀43，停止向处理槽25供给处理液。
如上所述，处理液包含碱性的水溶液。另外，副产物中所含的卤代硅烷类如上所述具有Si-α键(α为选自由Cl、Br、F、I构成的组中的一种以上的卤族元素)和Si-Si键作为对于水及氧显示出高反应性的键。通过卤代硅烷类与碱性的处理液进行反应，对于水及氧显示出高反应性的上述的键被切断。例如，通过氯硅烷类与碱性的处理液进行反应，Si-Cl键及Si-Si键被切断。
另外，副产物中可包含的水解产物如上所述可具有可成为爆炸性的原因的硅氧烷键及Si-Si键。通过水解产物与碱性的处理液进行反应，可成为爆炸性的原因的上述的键被切断。
因此，在与副产物反应后的处理液中，基本不含具有爆炸性的物质。如上述那样操作，通过使副产物与碱性的处理液接触，不会产生具有爆炸性的物质，副产物被分解。即，包含硅及卤族元素的气体与基板的反应中产生的副产物被安全地无害化。
另外，通过利用处理液进行的副产物的无害化反应，可产生卤化氢。例如，在副产物中包含氯硅烷类的情况下，通过处理液与副产物的反应，可产生氯化氢(HCl)。另外，在副产物中包含溴硅烷类的情况下，通过处理液与副产物的反应，可产生溴化氢(HBr)。氯化氢等卤化氢的水溶液为酸性。因此，通过副产物与处理液的反应而产生卤化氢，处理液的pH容易变低。在本实施方式中，通过使用碱性的处理液，由于利用处理液将卤化氢中和，因此能够抑制处理液的pH的降低。因此，通过使用碱性的处理液，反应后的处理液的安全性更加提高。
这里，处理液中所含的碱性的水溶液包含无机碱及有机碱中的至少一者。作为无机碱，例如使用选自由金属氢氧化物、碱金属盐、碳酸盐、碳酸氢盐、金属氧化物及氢氧化铵(NH4OH)构成的组中的一种以上。另外，无机碱例如优选包含选自由碱金属元素的氢氧化物、碱金属元素的碳酸盐、碱金属元素的碳酸氢盐、碱土类金属元素的氢氧化物、碱土类金属元素的碳酸盐及氢氧化铵(NH4OH)构成的组中的一种以上。特别是无机碱优选为选自由氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)、碳酸钠(Na2CO3)、氢氧化钙(Ca(OH)2)、氢氧化锂(LiOH)、碳酸氢钠(NaHCO3)及氢氧化铵(NH4OH)构成的组中的一种以上。该情况下，由于使用毒性低的无机碱，因此副产物被更安全地处理。并且，无机碱更优选为选自由氢氧化钾(KOH)、碳酸钠(Na2CO3)、氢氧化锂(LiOH)、碳酸氢钠(NaHCO3)及氢氧化铵(NH4OH)构成的组中的一种以上。该情况下，由于处理液与副产物的反应平稳地进行，因此将副产物无害化的处理更安全地进行。
作为处理液中所含的有机碱，使用例如选自由氢氧化烷基铵类、有机金属化合物、金属醇盐、胺及杂环式胺构成的组中的一种以上。另外，有机碱优选为选自由苯酚钠(C6H5ONa)、2-羟基乙基三甲基氢氧化铵(氢氧化胆碱)及四甲基氢氧化铵(TMAH)构成的组中的一种以上。
另外，作为处理液的溶剂，使用水。并且，处理液的pH在副产物的无害化处理的前后优选为8～14。另外，无害化处理之前的处理液的pH优选为9～14，更优选为10～14。另外，处理液除了包含无机碱及有机碱中的至少一者以外，还可以包含表面活性剂及pH缓冲剂等任选成分。
另外，在上述的利用处理液进行的副产物的无害化反应中，产生气体。在通过将副产物无害化的反应而产生的气体中，包含氢。另外，在通过将副产物无害化的反应而产生的气体中，可包含氯化氢等卤化氢。排气机构(气体排出机构)27将通过副产物与处理液的反应而产生的气体从处理槽25排气。排气机构27具备排气管线45。排气管线45例如由一个以上的配管(管)形成。在本实施方式中，排气管线45从处理槽25形成至作业者进行作业的房屋(环境)的外部为止。通过将副产物无害化的反应而产生的气体经由排气管线45被排气至作业者进行作业的房屋的外部。在某实施例中，排气至房屋的外部的气体被回收，无害化。
需要说明的是，通过将副产物无害化的反应而产生的气体主要为氢。氢比空气轻。因此，排气管线45与处理槽25的连接部分优选在处理槽25的内部空间中设置于铅直上侧的部位。另外，在某实施例中，排气机构27具备抽吸泵等抽吸源(未图示)。并且，通过利用抽吸源使抽吸力作用于处理槽25的内部空间及排气管线45，上述的气体被排气。该情况下，也可以通过控制部21来控制抽吸源的驱动。
传感器28在副产物的无害化处理中检测关于处理液与副产物的反应的进行状况的参数。传感器28可以与处理槽25一体，也可以可装卸地安装于处理槽25中。另外，在某实施例中，传感器28也可以与处理槽25分开设置，不与处理槽25机械连结。传感器28例如可以包含pH测定器、拉曼分光分析装置、红外分光(Infrared spectroscopy：IR)分析装置及核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance：NMR)分光装置中的一种以上。
pH测定器在副产物的无害化处理中，测定处理槽25中的处理液的pH作为关于处理液与副产物的反应的进行状况的参数。拉曼分光分析装置在副产物的无害化处理中检测处理槽25中的处理液的拉曼光谱。并且，在所检测的拉曼光谱中，取得特定的波长区域中的光谱强度作为关于处理液与副产物的反应的进行状况的参数。另外，IR分析装置在副产物的无害化处理中检测处理槽25中的处理液的IR光谱。并且，在所检测的IR光谱中，取得特定的波长区域中的光谱强度作为关于处理液与副产物的反应的进行状况的参数。另外，NMR分光分析装置在副产物的无害化处理中检测处理槽25中的处理液的NMR光谱。并且，在所检测的NMR光谱中，取得特定的波长区域中的光谱强度作为关于处理液与副产物的反应的进行状况的参数。
在本实施方式中，控制部21取得传感器28中的检测结果。并且，控制部21基于传感器28中的检测结果，判断副产物的无害化处理的进行状况，判断副产物是否被适当无害化。需要说明的是，在某实施例中，也可以设置告知副产物被适当无害化的告知装置(未图示)。该情况下，控制部21在判断副产物被适当无害化的情况下，使告知装置工作，告知副产物被适当无害化。需要说明的是，告知通过声音的发送、发光及画面显示等中的任一者来进行。另外，在某实施例中，也可以作业者代替控制部21来进行副产物是否被适当无害化的判断。该情况下，作业者取得传感器28中的检测结果，基于所取得的检测结果，判断副产物是否被适当无害化。
如上所述，通过副产物与处理液的反应，产生卤化氢。卤化氢的水溶液为酸性。因此，随着副产物的无害化处理进行，处理液的pH降低。因此，基于处理液的pH，能够适当地判断处理液与副产物的反应的进行状况，能够适当地判断无害化处理的进行状况。
另外，通过副产物与处理液的反应，在副产物中所含的成分中，原子间的键合状态及分子结构等发生变化。例如，如上所述，通过副产物与处理液的反应，在卤代硅烷类中，Si-α键(α为选自由Cl、Br、F、I构成的组中的一种以上的卤族元素)及Si-Si键被切断。另外，通过副产物与处理液的反应，在上述的水解产物中，硅氧烷键及Si-Si键被切断。因此，伴随着副产物的无害化处理的进行，在与处理液的混合物中，原子间的键合状态及分子结构等发生变化。由于在与处理液的混合物中原子间的键合状态及分子结构等发生变化，因此伴随着副产物的无害化处理，拉曼光谱、IR光谱及NMR光谱也发生变化。因此，基于拉曼光谱、IR光谱及NMR光谱中的任一者的光谱强度，能够适当地判断处理液与副产物的反应的进行状况，能够适当地判断无害化处理的进行状况。
夹具30将被处理构件37各自以规定的姿势维持在处理槽25的处理液中。此时，附着有副产物的配管等被处理构件37各自以配管的开口的一侧朝向铅直上侧的状态被维持。即，被处理构件37各自以配管的开口的一侧朝向处理液的液面所在的一侧的状态被维持。如上所述，在处理液中的被处理构件37各自中，通过将副产物无害化的反应，在内部产生气体(氢)。在本实施方式中，由于如上所述通过夹具30来维持被处理构件37的姿势，因此在被处理构件37各自的内部产生的气体(氢)经由朝向铅直上侧的开口而朝向处理液的液面。并且，气体从处理液的液面经由排气管线45被适当排气。因此，可有效地防止通过将副产物无害化的反应而产生的气体的气泡留存于被处理构件各自的内部。
另外，在本实施方式中，由于如上所述通过夹具30来维持被处理构件37的姿势，因此在处理液中，可有效地防止被处理构件37彼此的接触及被处理构件37各自的与处理槽25的内壁的接触。因此，在副产物的无害化处理中，可有效地防止被处理构件(配管)37的损伤。
分散机构31与利用处理液进行的副产物的无害化并行地在处理槽25的处理液中使副产物的块(凝结粒子)分散。搅拌机构32与利用处理液进行的副产物的无害化并行地在处理槽25中搅拌处理液。液循环机构33与利用处理液进行的副产物的无害化并行地在处理槽25中强制性形成处理液循环的流动。通过进行利用分散机构31进行的副产物的块的分散、利用搅拌机构32进行的处理液的搅拌及利用液循环机构33的处理液循环的流动的形成中的任一者，可促进副产物与处理液的反应，促进副产物的无害化。
作为分散机构31，可以使用例如高速旋转剪切型的搅拌机、胶体磨、辊磨机、高压喷射式的分散机、超声波分散机、珠磨机及均化器中的任一者。在高速旋转剪切型的搅拌机中，通过使副产物的凝结粒子(块)在高速的旋转翼与外筒之间通过，副产物的块被分散。在胶体磨中，通过使副产物的块与处理液一起流入旋转的两个面之间，从而对处理液给予剪切力。并且，通过处理液的剪切力，将副产物的块分散。在辊磨机中，通过使副产物的块(凝结粒子)在旋转的2～3根辊之间通过，副产物的块被分散。高压喷射式的分散机对被处理构件37中附着有副产物的部位等处高压喷射处理液。由此，通过处理液与被处理构件(配管)37的碰撞，副产物的块被分散。超声波分散机使处理液中产生超声波振动，通过所产生的超声波振动将副产物的块分散。珠磨机使用珠(球体)作为介质，将副产物的块分散。此时，对珠给予运动，通过珠间的碰撞等，副产物的块被分散。均化器对处理液施加高压力，使处理液中产生均质球状物。并且，利用所产生的均质球状物在被处理构件(配管)37的内部等通过，副产物的块被均匀地分散。
作为搅拌机构32，可以使用泵及旋转弹簧中的任一者。泵通过在处理槽25的处理液中形成处理液的流动而将处理液进行搅拌。旋转弹簧通过在处理液中进行旋转而将处理液进行搅拌。另外，也可以将作为分散机构31使用的上述的设备中的任一者作为搅拌机构32来使用。该情况下，上述的设备附随于副产物的块的分散而将处理液进行搅拌。
作为液循环机构33，可以使用泵。在图2的一个例子中，在形成于处理槽25的外部的循环管线46中，设置有泵等液循环机构33。该情况下，液循环机构33强制性形成在处理槽25的内部及循环管线46中循环的处理液的流动。通过在处理槽25中形成处理液循环的流动，处理液被搅拌。因此，作为液循环机构33使用的泵等也可以作为搅拌机构32来使用。需要说明的是，循环管线46由一个以上的配管(管)形成，与上述的供给管线41及后述的液排出管线47分开设置。另外，在某实施例中，未设置处理槽25的外部的循环管线46等，液循环机构33仅在处理槽25的内部强制性形成处理液循环的流动。
控制部21控制分散机构31、搅拌机构32及液循环机构33各自的工作。在某实施例中，控制部21基于用户界面等操作装置(未图示)中的作业者的操作，使分散机构31、搅拌机构32及液循环机构33各自工作。并且，通过分散机构的31的工作，副产物的块被分散，通过搅拌机构32的工作，处理液被搅拌，通过液循环机构33的工作，形成处理液循环的流动。另外，在另外的某实施例中，也可以通过作业者的操作等，而不经由控制部21来使分散机构31、搅拌机构32及液循环机构33中的任一者工作。
另外，在另外的某实施例中，控制部21也可以基于传感器28中的检测结果，来控制分散机构31、搅拌机构32及液循环机构33各自的工作。在该实施例中，例如在基于传感器28中的检测结果判断副产物的无害化的进行速度慢的情况等中，控制部21使分散机构31、搅拌机构32及液循环机构33中的任一者工作。由此，促进副产物的无害化。
液排出机构35将在处理槽25中与副产物反应后的处理液从处理槽25排出。另外，在废液罐36中，贮存从处理槽25排出的处理液。液排出机构35具备液排出管线47和阀48。液排出管线47例如由一个以上的配管(管)形成。在本实施方式中，处理槽25经由液排出管线47与废液罐36连接。另外，在本实施方式中，阀48的工作通过控制部21被控制，通过控制部21，切换阀48各自的开闭。
在阀48关闭的状态下，不从处理槽25排出处理液。通过阀48打开，处理液从处理槽25经由液排出管线47排出至废液罐36。在某实施例中，控制部21基于用户界面等操作装置(未图示)中的作业者的操作，切换阀48各自的开闭。该情况下，在副产物的无害化处理在处理槽25中正进行时，阀48关闭。并且，若无害化处理完成，则基于作业者的操作，控制部21打开阀，从处理槽25排出处理液。需要说明的是，阀48的开闭的切换没有必要通过控制部21来进行，在另外的某实施例中，阀48的开闭的切换也可以通过作业者而不经由控制部21来进行。
另外，在另外的某实施例中，控制部21也可以基于传感器28中的检测结果来切换阀48的开闭。在该实施例中，例如在基于传感器28中的检测结果判断副产物被适当无害化的情况下，控制部21打开阀48，将处理液从处理槽25排出。
另外，在本实施方式中，若从处理槽25排出处理液，则关闭阀48。并且，打开阀42，向处理槽25供给洗涤水。并且，利用洗涤水对被处理构件37进行洗涤。
如上所述通过本实施方式的处理装置20及使用了该处理装置20的处理方法，包含硅及卤族元素的气体与基板的反应中产生的副产物在处理槽25中被安全地无害化。另外，通过处理液与副产物的反应而产生的气体(氢)通过排气机构27被适当地排气。另外，由于通过传感器28检测关于处理槽25中的处理液与副产物的反应的进行状况的参数，因此基于传感器28中的检测结果，能够适当地判断副产物的无害化的进行状况。另外，通过与副产物的无害化并行地使分散机构31、搅拌机构32及液循环机构33中的任一者工作，可促进副产物与处理液的反应，促进副产物的无害化。
(变形例)
需要说明的是，在处理装置20中，上述的传感器28并非必须设置。另外，在处理装置20中，没有必要设置分散机构31、搅拌机构32及液循环机构33全部，在某个变形例中，也可以在处理装置20中设置分散机构31、搅拌机构32及液循环机构33中的仅任一个或两个。另外，在另外的某个变形例中，也可以在处理装置20中不设置分散机构31、搅拌机构32及液循环机构33中的任一者。
另外，在上述的实施方式等中，供给机构26的供给管线41的一部分作为洗涤水的供给用及处理液的供给用共用，但并不限定于此。在某个变形例中，从处理液罐23至处理槽25为止的处理液的供给管线的整体也可以相对于从洗涤水罐22至处理槽25为止的洗涤水的供给管线独立地形成。
另外，在某个变形例中，也可以在处理槽25上未连接供给管线41。该情况下，例如，供给机构26具备与自来水的水龙头同样的水龙头。并且，通过在将处理槽25配置于水龙头的附近的状态下将水龙头的栓打开，将处理液注入处理槽25中。由此，向处理槽25供给处理液，在处理槽25中积存处理液。另外，在某个变形例中，在供给机构26上设置两个水龙头。并且，通过将一个水龙头的栓打开，将处理液注入处理槽25中。另外，通过将另一个水龙头的栓打开，将洗涤水注入处理槽25中。
另外，在某个变形例中，也可以不设置供给管线41，而使用可搬运的罐作为处理液罐23。该情况下，通过作业者从处理液罐23向处理槽25直接注入处理液，在处理槽25中积存处理液。此时，也可以使用漏斗等，向处理槽25中注入处理液。另外，作为洗涤水罐22，也可以使用可搬运的罐。该情况下，通过作业者，从洗涤水罐22向处理槽25直接注入处理液。
另外，在某个变形例中，在副产物的无害化处理中，也可以首先将高浓度的处理液供给至处理槽25。该情况下，在处理槽25中积存一定程度高浓度的处理液之后，向处理槽25供给水，通过所供给的水将处理液稀释。由此，适于副产物的无害化的浓度的处理液被积存于处理槽25中。另外，在某个变形例中，在副产物的无害化处理中，也可以首先将水供给至处理槽25。该情况下，在处理槽25中仅积存有水的状态下将被处理构件37投入处理槽中之后，在水中加入上述的无机碱中的任一者和/或上述的有机碱中的任一者。由此，碱性的处理液被积存于处理槽25中。另外，在某个变形例中，也可以向处理槽25中投入被处理构件37之后，首先，将水供给至处理槽25中。该情况下，也在处理槽25中积存水之后，在水中加入上述的无机碱中的任一者和/或上述的有机碱中的任一者。由此，碱性的处理液被积存于处理槽25中。
另外，在上述的实施方式等中，在液排出机构35中设置有液排出管线47，但液排出管线47并非必须设置。在某个变形例中，也可以在液排出机构35中不设置液排出管线47，液排出机构35具备安装于处理槽25中的阀。该情况下，在将与副产物反应后的处理液从处理槽25排出时，将阀打开，从阀向处理槽25的外部喷出处理液。并且，通过以废液罐36接受从阀排出的处理液，处理液被回收于废液罐36中。
根据这些中的至少一个实施方式或实施例的处理装置及处理方法，通过包含碱性的水溶液的处理液在处理槽中对副产物进行处理。另外，通过处理液与副产物的反应而产生的气体从处理槽被排气。由此，能够提供将在包含硅及卤族元素的原料物质的反应或者包含硅的原料物质与包含卤族元素的原料物质的反应中产生的副产物安全地进行处理的处理装置及处理方法。
对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子提出的，并不意图限定发明的范围。这些新颖的实施方式可以以其他的各种方式实施，在不脱离发明的主旨内可进行各种省略、置换、变更。这些实施方式、其变形包含于发明的范围、主旨中，同时包含于权利要求书中记载的发明和其同等的范围内。

Claims (8)

1.一种处理装置，其是对在包含硅及卤族元素的原料物质的反应或者包含硅的原料物质与包含卤族元素的原料物质的反应中产生的副产物进行处理的处理装置，其具备：
处理液罐，该处理液罐贮液有包含碱性的水溶液的处理液；
处理槽，该处理槽被投入包含所述副产物的被处理构件；
供给机构，该供给机构从所述处理液罐向所述处理槽供给所述处理液，通过所供给的所述处理液在所述处理槽中对所述副产物进行处理；以及
排气机构，该排气机构将通过所述处理液与所述副产物的反应而产生的气体从所述处理槽排气。
2.根据权利要求1所述的处理装置，其进一步具备检测关于所述处理槽中的所述处理液与所述副产物的所述反应的进行状况的参数的传感器。
3.根据权利要求1或2所述的处理装置，其进一步具备：
分散机构，该分散机构在所述处理槽的所述处理液中使所述副产物的块分散；
搅拌机构，该搅拌机构在所述处理槽中将所述处理液进行搅拌；以及
液循环机构，该液循环机构在所述处理槽中形成所述处理液循环的流动；
中的一个以上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的处理装置，其进一步具备将在所述处理槽中与所述副产物反应后的所述处理液从所述处理槽排出的液排出机构。
5.一种处理方法，其是对在包含硅及卤族元素的原料物质的反应或者包含硅的原料物质与包含卤族元素的原料物质的反应中产生的副产物进行的处理方法，其包括：
将包含所述副产物的被处理构件投入处理槽中；
将包含碱性的水溶液的处理液积存于所述处理槽中；
通过所积存的所述处理液，在所述处理槽对所述副产物进行处理；以及
将通过所述处理液与所述副产物的反应而产生的气体从所述处理槽排气。
6.根据权利要求5所述的处理方法，其进一步包括：检测关于所述处理槽中的所述处理液与所述副产物的所述反应的进行状况的参数，基于所述参数的检测结果来判断所述副产物的处理的进行状况。
7.根据权利要求5或6所述的处理方法，其进一步包括：
与利用所述处理液进行的所述副产物的无害化并行地执行：
在所述处理槽的所述处理液中使所述副产物的块分散；
在所述处理槽中将所述处理液搅拌；以及
在所述处理槽中形成所述处理液循环的流动；
中的一个以上。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的处理方法，其进一步包括将在所述处理槽中与所述副产物反应后的所述处理液从所述处理槽排出。
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