JP2001293332A - Ｃｖｄ排ガスの処理回収方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＣＶＤ排ガスに含まれる原料ガスや中間生成
物を揮発性の高いハロゲン化物に反応転化することによ
り、排気系配管での付着・堆積を防止し、再利用価値の
ある資源として分離回収しつつ、メンテナンスの削減も
図れるＣＶＤ排ガスの処理回収方法及び装置を提供す
る。 【解決手段】 ＣＶＤ排ガス中に含まれる未反応の原料
ガス及び中間生成物を分解処理又は反応転化処理して一
部を分解した後、ハロゲン化水素ケイ素ガスと塩化水素
とを分離回収する。また、原料ガス及び中間生成物を全
て塩化水素に分解して回収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＶＤ排ガスの処
理回収方法及び装置に関し、詳しくは、半導体製造工程
においてハロゲン化水素ケイ素ガスを用いてシリコンの
エピタキシャル膜や多結晶膜、あるいは、アモルファス
膜を形成する化学気相成長（ＣＶＤ）装置から排出され
る排ガスを処理回収するための方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】シリコンのＣＶＤ工程の一つであるエピ
タキシャル（単結晶成長）工程は、電界効果型ＭＯＳ
（金属−酸化膜−シリコン）トランジスタの基板作製や
バイポーラトランジスタのエミッタ層の形成に使用され
ている。エピタキシャル工程は、通常、（トリクロルシ
ラン）ＴＣＳや（ジクロルシラン）ＤＣＳ等のハロゲン
化水素ケイ素ガスを原料ガスとし、これを水素で希釈し
てプロセスチャンバ内に導入するとともに、プロセスチ
ャンバ内に設置した基板を１１００℃程度に加熱して前
記原料ガスを熱分解させ、基板上にシリコンを堆積させ
ることによって行われている。このときのプロセス条件
は、通常、大気圧から１００Ｐａ程度の圧力範囲で行わ
れている。

【０００３】一方、多結晶成長工程は、電界効果型ＭＯ
Ｓトランジスタのゲート電極やキャパシタ下地層の形成
に使用されている。多結晶成長工程は、通常、ＴＣＳや
ＤＣＳ等のハロゲン化水素ケイ素ガスを水素で希釈し、
８００℃程度に加熱した基板を設置したプロセスチャン
バ内に導入し、原料ガスを熱分解させて基板上に堆積さ
せることによって行われている。この時のプロセス条件
は、通常、１００Ｐａ程度の圧力下において行われてい
る。

【０００４】また、このような工程では、プロセスチャ
ンバ内へのウェハの搬出入に伴なうウェハ吸着水分の管
理のため、排気配管系に水分測定装置、例えばフーリエ
変換赤外分光装置（ＦＴ−ＩＲ）等を取り付ける場合も
ある。

【０００５】上述のような結晶成長工程において、実際
に基板へのシリコンの堆積のために寄与するガス量は導
入全体量の５％程度であり、残りのほとんどの原料ガス
は、堆積に寄与することなく、中間生成物（全量の数％
程度）と共に排ガスとしてチャンバから排出される。チ
ャンバから排出された排ガスは、除害装置によって原料
ガスや中間生成物が除去されて無害化された後、キャリ
アガスの水素やパージガスの窒素だけが大気に放出され
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、エピタキシ
ャル工程では、その工程で発生する中間生成物（副生成
物）が、排気配管の内面に付着・堆積するという問題が
あり、堆積物によって排気配管が目詰まりすることがあ
った。この中間生成物は、シリコンと塩素との化合物、
あるいは、シリコンと水素との化合物であり、排気配管
の内面に常温で重合物を形成する。形成された重合物
は、大気中の水分によって反応性（自然発火性あるいは
爆発性）の高い物質、例えば、ポリシロキサンに変化す
る。したがって、排気配管の内面に付着した重合物を除
去するために排気配管を分解して大気開放する際には、
様々な準備と工夫が必要で、ＣＶＤ装置における稼動効
率を低下させる一因となっていた。

【０００７】また、重合堆積物を除去するために三フッ
化塩素等のエッチングガスを排気配管に通気することも
行われているが、この方法では、配管内面に堆積した中
間生成物や重合物を除去することはできるものの、強い
エッチング性のために排気配管そのものが腐食し、場合
によっては配管に穴があくという問題があった。さら
に、三フッ化塩素のようなエッチングガスとエピタキシ
ャル工程に使用する原料ガスとは、通常、一つの除害装
置で処理することができないため、それぞれのガスを通
気する場合に応じて除害装置を切り替えて使用する必要
があった。

【０００８】一方、排気配管への中間生成物の付着・堆
積を防止するため、配管を常に１５０℃程度の温度に加
熱する方法が提案されている。しかし、この方法では、
一部の配管温度が低い場合、低温部に中間生成物が選択
的に堆積することになる。通常、除害装置とＣＶＤ装置
との間の配管は、設置面積の削減の要求から複雑な曲が
り部を有しており、配管系を均一に加熱・保温すること
が困難で、実際には、前述したように、配管を外して低
温部に堆積した中間生成物を除去するメンテナンスを行
うようにしている。

【０００９】また、ＴＣＳやＤＣＳを無害化する場合、
水を用いたスクラバが多く用いられているが、水とＴＣ
ＳあるいはＤＣＳとの反応によって固体の二酸化ケイ素
が生成するため、スクラバに用いる循環水の二酸化ケイ
素を除去する手段を設けていた。しかし、除去された二
酸化ケイ素は、その内部に水素を含有するため、そのま
までは排出することができず、二酸化ケイ素とフッ化水
素とを反応させて処理することが行われていた。これら
の作業は、除害装置の定期メンテナンスとして行われる
ため、ＣＶＤ装置の稼働率が低下するだけでなく、生成
した二酸化ケイ素を除去するための薬品代や人件費等
に、余分なコストが発生していた。

【００１０】そこで本発明は、結晶成長工程で使用する
原料ガスや、このとき発生する中間生成物を揮発性の高
いハロゲン化物に反応転化することにより、排気系配管
で付着・堆積させることなく分離回収装置まで排気し、
再利用価値のある資源として分離回収しつつ、排気配管
や除害装置の定期的なメンテナンスを削減あるいは不要
とすることができるＣＶＤ排ガスの処理回収方法及び装
置を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のＣＶＤ排ガスの処理回収方法は、ハロゲン
化水素ケイ素ガスを用いてシリコン薄膜を形成するＣＶ
Ｄ装置から排出される排ガスを処理する方法であって、
該排ガス中に含まれる未反応の原料ガス及び中間生成物
を分解処理又は反応転化処理して一部を分解した後、ハ
ロゲン化水素ケイ素ガスと塩化水素とを分離回収するこ
とを特徴とし、前記反応転化処理を、４００℃以上に加
熱した鉄反応剤に接触させることにより行うこと、該反
応転化処理を行った後の排ガスを精留分離することを特
徴としている。

【００１２】また、本発明方法は、ハロゲン化水素ケイ
素ガスを用いてシリコン薄膜を形成するＣＶＤ装置から
排出される排ガスを処理する方法であって、該排ガス中
に含まれる未反応の原料ガス及び中間生成物の全てを分
解処理し、分解生成物の塩化水素を回収することを特徴
とし、前記分解処理を、常温から５００℃の間をサーマ
ルスイングさせる鉄反応剤を使用して行うことを特徴と
している。

【００１３】本発明のＣＶＤ排ガスの処理回収装置は、
ハロゲン化水素ケイ素ガスを用いてシリコン薄膜を形成
するＣＶＤ装置から排出される排ガスを処理するための
装置であって、前記排ガスに含まれる未反応の原料ガス
及び中間生成物を一部分解させる分解反応手段と、該分
解反応手段から導出した排ガスの中からハロゲン化水素
ケイ素ガスと塩化水素とを分離するための分離手段と、
該分離手段で分離された塩化水素を水と接触させる気液
接触手段と、ハロゲン化水素ケイ素ガスを再使用するた
めのガス回収手段とを設けたことを特徴としている。

【００１４】また、本発明のＣＶＤ排ガスの処理回収装
置は、ハロゲン化水素ケイ素ガスを用いてシリコン薄膜
を形成するＣＶＤ装置から排出される排ガスを処理する
ための装置であって、前記排ガスに含まれる未反応の原
料ガス及び中間生成物を塩化水素に完全に分解させる分
解反応手段と、該分解反応手段から導出した塩化水素を
水と接触させる気液接触手段とを設けたことを特徴とし
ている。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は本発明のＣＶＤ排ガスの処
理回収装置の第１形態例を示す系統図、図２は反応器の
一例を示す概略系統図である。まず、本発明の対象設備
となるＣＶＤ装置、すなわち、ハロゲン化水素ケイ素ガ
スを用いてシリコン薄膜を形成するＣＶＤ装置について
説明する。本形態例に示すＣＶＤ装置１０は、一般に枚
葉ランプ加熱式シリコンエピタキシャル装置と呼ばれる
ものであって、基板（ウェハ）１１を設置するプロセス
チャンバ１２と、該プロセスチャンバ１２内に原料ガ
ス、洗浄用ガス、パージガス及びキャリアガスを供給す
るガス供給装置１３と、プロセスチャンバ１２からガス
を排出するための排気ポンプ１４とを備えている。

【００１６】前記プロセスチャンバ１２は、ゲート弁
（図示せず）を介してローディングチャンバ（図示せ
ず）に連接している。また、プロセスチャンバ１２に
は、ウェハ１１を搭載するサセプタ１５やウェハ１２を
所定の温度に加熱する加熱手段（ランプ：図示せず）が
設けられている。

【００１７】このＣＶＤ装置１０は、希釈ガスで希釈し
た原料ガスを流しながら排気し、プロセスチャンバ１２
内の圧力を１気圧程度に保持してウェハ１１上にエピタ
キシャル成長を行うものである。例えば、ｐ型エピタキ
シャル成長を行う際の典型的なシーケンスを説明する
と、まず、パージガスである窒素ガスを２Ｌ（リット
ル、以下同じ）／分の流量でプロセスチャンバ内に供給
しながら、ゲート弁を介してウェハを搬入し、サセプタ
上に載置する。ゲート弁を閉じた後、供給ガスを窒素ガ
スから水素ガス（流量：１．５Ｌ／分）に切り替え、プ
ロセスチャンバ内を水素雰囲気に置換するとともにウェ
ハを１２００℃程度に加熱する。

【００１８】１２００℃、１気圧の水素雰囲気で、ウェ
ハの平坦化処理を３０秒間行った後、ウェハの加熱温度
を１１５０℃とし、１気圧の状態でエピタキシャル成長
ガスの供給を開始し、約２分間処理を行う。通常、７Ｌ
／分の水素中に１５ｇ／分の割合でＴＣＳ（トリクロル
シラン）を含むガスと、１４．６Ｌ／分の水素中に１５
０ｃｃ／分のジボランを含むガスとの混合ガスが用いら
れる。なお、ＴＣＳに代えて、ＤＣＳ（ジクロルシラ
ン）を用いる場合は、ＤＣＳの流量を１０ｇ／分とし、
ウェハ１２の温度を１０８０℃にする。また、ｐ型に代
えてｎ型を作るときには、ジボランの代わりにフォスフ
ィンを供給する。この時、流量はジボランの場合と大略
同じである。

【００１９】処理終了後、供給ガスをエピタキシャル反
応ガスから１０Ｌ／分の窒素ガスに切り替え、所定の処
理を終えたウェハを搬出する。次に、供給ガスを窒素ガ
スと塩化水素ガスとの混合ガスに切り替え、７〜１５Ｌ
／分で流して混合ガスの雰囲気を維持しながら、１１５
０℃、１気圧を保持し、プロセスチャンバ内の付着物や
堆積物を除去する。

【００２０】最後に、供給ガスを１０Ｌ／分の窒素ガス
に戻すとともに、サセプタの温度を常温付近まで降温さ
せる。これにより１サイクルの処理工程が終了し、最初
のウェハ搬入に戻る。

【００２１】以上のように、各ステップにおいて様々な
ガスがガス供給装置１３からプロセスチャンバ１２に導
入されてプロセスが進行する。ガスの切り替えに伴なう
ガスの自己分解反応、特に、配管表面に吸着した極僅か
な水分とＴＣＳやＤＣＳ等の原料ガスの反応を起点とし
た原料ガスそのものの分解を防止するためには、ガス混
合部からプロセスチャンバ入口までを、ステンレス鋼に
弱酸化性・強還元性雰囲気で４００℃程度の熱処理を施
し、その内表面にクロム酸化膜を形成したものや、数％
のアルミニウムを含有したステンレス鋼に弱酸性・強還
元性雰囲気で９００℃程度の熱処理を施し、その内表面
にアルミナ膜を形成したものを用いることが好ましい。

【００２２】また、その分解反応の有無や、ウェハの搬
入・搬出に伴なってプロセスチャンバ内に同伴される水
分濃度をモニタリングするため、プロセスチャンバ１２
のガス導入部１２ａ及び導出部１２ｂには光学的手段を
用いた水分計測手段１６を設置することが望ましく、特
に、水分計測手段１６としては、半導体レーザを光源と
したレーザ分光計が最適である。これによって、プロセ
スチャンバ内雰囲気の的確な把握と制御とが可能とな
り、ダミーウェハの低減が可能となる。

【００２３】一方、プロセスチャンバ１２から排出され
る排ガス中に含まれる未反応の原料ガス及び中間生成物
を処理して回収するための処理回収装置は、前記排気ポ
ンプ１４、例えば、スクリューポンプを含む排気系配管
に設けられるものであって、排ガス中に含まれる未反応
の原料ガスや高沸点中間生成物を分解又は反応転化する
ための分解反応手段である反応器２１と、該反応器２１
で処理されて導出された排ガスを精留分離してハロゲン
化水素ケイ素ガスと塩化水素とを分離するための分離手
段である分離器２２と、該分離器２２で精留分離された
ハロゲン化水素ケイ素ガス、例えばＴＣＳを前記ガス供
給装置１３に戻して再使用するためのガス回収手段とな
る回収経路２３と、精留分離により分離した塩化水素を
水と接触させる気液接触手段である気液接触槽２４とが
設けられている。

【００２４】前述のシーケンスのように、ＣＶＤ装置１
０からは、各ステップによって様々成分のガスが排気系
配管に排出され、排気ポンプ１４を介して前記反応器２
１に流入する。この反応器２１は、前述のように、排ガ
ス中に含まれる未反応の原料ガスや中間生成物を分解処
理又は反応転化処理するものであり、対象となるガス成
分によって適宜な処理を行うことができるが、所定温度
に加熱した遷移金属反応剤、例えば、４００℃以上に加
熱した鉄（Ｆｅ）からなる鉄反応剤に排ガスを接触させ
る方法が好適である。

【００２５】前記遷移金属反応剤を加熱するための加熱
手段は、電気ヒータ等の任意のものを用いることができ
る。この加熱手段による加熱温度は、対象とする成分に
よっても異なるが、通常は、４００℃以上、例えば、４
００℃から５００℃とすることが適当である。また、反
応器２１を形成する素材や反応剤の耐熱温度等による制
限まで加熱することもできるが、必要以上に加熱しても
処理効率の向上効果は少なく、エネルギーのロスとなる
だけである。また、反応器２１にステンレス鋼を用いた
場合、５００℃以上に加熱すると、塩化水素ガスや水素
の解離によって生成した活性な水素ラジカルによって脆
化を助長する場合がある。

【００２６】さらに、反応器２１は、メンテナンス（反
応剤の交換や活性化）等を考慮すると、図２に示すよう
に、複数の反応器２１，２１を弁を介して並列に設置
し、切り替え使用可能にしておくことが望ましい。ま
た、反応器２１までの排気系配管、すなわち、プロセス
チャンバ１２の出口部から排気ポンプ１４を経て反応器
２１に至る排ガス経路は、該経路内での付着物の発生を
防止するため、これらを覆うようにして加熱手段や保温
手段１７を設け、排ガス経路を適当な温度、例えば、１
５０℃程度に加温又は保温しておくことが望ましい。な
お、プロセスチャンバ１２でのガス温度が高いので、加
熱手段として高容量のヒータを使用する必要はなく、排
ガス経路の外周に断熱材を巻いて保温するのみで十分な
場合もある。したがって、排ガス経路の長さや材質等に
応じて適宜な加熱手段や保温手段を使用すればよく、排
ガス経路が短く、反応器に十分なガス温度が流入する場
合はこれらを省略することもできる。

【００２７】前記排ガス経路には、前述したように、表
面にクロム酸化膜を形成したものや、アルミナ膜を形成
したものが好適に使用される。このような熱処理を施し
た配管経路であれば、活性な塩素ラジカル等が存在して
も腐食による不具合は発生しない。

【００２８】このように形成した反応器２１にＣＶＤ装
置１０からの排ガスを導入することにより、未反応の原
料ガスであるＴＣＳやＤＣＳの一部と、その副生成物そ
のものとが反応あるいは転化し、塩化水素が発生すると
ともに反応転化したシリコンが遷移金属反応剤等に結合
して除去される。同様に、ジボランやフォスフィン中の
ホウ素やリンも反応剤との結合によって除去される。

【００２９】この反応には水素が必要となるが、ＴＣＳ
やＤＣＳ自身が水素原子を有しており、また、前述のよ
うに、通常のエピタキシャル成長では、雰囲気ガスや希
釈ガスとして水素を用いているので、反応の進行には全
く問題がなく、反応転化を容易に行うことができる。し
かし、成長反応の補助にプラズマを使用する場合等、排
ガス中の水素が不足する場合等は、反応器２１の前段の
排ガス経路に、排ガス中に水素を添加する水素ガス添加
手段を設けて適当量の水素を加えればよい。

【００３０】反応器２１から排出された排ガスは分離器
２２に導入され、原料ガスであるＴＣＳやＤＣＳと塩化
水素とに分離される。この分離器２２の構成や操作法
は、排ガス組成、回収する原料ガスの種類、回収率、純
度に応じて、適宜に、操作圧力、精留分離温度、精留分
離器の棚段数等を選択することができる。例えば、棚段
数を７段とした精留筒を使用し、圧力を１５０ｋＰａ、
温度を２８３Ｋに保持した状態で反応器２１からの排ガ
スを導入することにより、塩化水素濃度を１ｐｐｍ以下
にしたＴＣＳを分離器２２の上部から抜出すことがで
き、このとき、ＴＣＳ導入量の約９９％を回収すること
が可能である。このようにして分離したＴＣＳ等のハロ
ゲン化水素ケイ素ガスは、前記回収経路２３から前記ガ
ス供給装置１３に戻すことによって再使用することがで
きる。

【００３１】一方、分離器２２で精留分離された塩化水
素ガスは、分離器２２の下部から導出されて気液接触槽
２４に導入され、水と接触して塩酸水となり経路２５か
ら取出される。なお、このとき使用する水として、例え
ば、比抵抗が１８ＭΩ・ｃｍ程度の純水を用いることに
より、高純度の塩酸水を生成することができ、この塩酸
水を再利用することも可能になる。なお、水に塩化水素
と反応して無害な物質を精製する物質を溶解させておい
てもよい。

【００３２】また、分離器２２の底部からは、使用した
ジボランやフォスフィン、あるいはボロンやリンを含む
分解生成物や反応生成物等の不純物成分が経路２６に極
少量排出される。

【００３３】反応器２１内でシリコンと結合した遷移金
属反応剤、例えば鉄は、無害な鉄シリサイドを形成する
ので、反応転化終了後に反応器２１から取り出せばよ
い。このとき、反応剤として純度の高い、例えば純度９
７％以上の鉄を使用することにより、高純度の鉄シリサ
イドを得ることができ、これをフェライト鋼原料として
再利用することが可能となる。

【００３４】図３は本発明の第２形態例を示す系統図で
ある。なお、以下の説明において、前記第１形態例の構
成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して詳細な
説明は省略する。

【００３５】本形態例は、第１形態例と同様にして反応
器２１から導出されて分離器２２で分離した塩化水素ガ
スを、前述の気液接触槽２４に導入するのに代えて、経
路２７を通して前記ガス供給装置１３に戻し、洗浄用ガ
ス等として再利用するように形成したものである。これ
により、塩化水素に要するコストを大幅に低減すること
ができる。

【００３６】図４は本発明の第３形態例を示す系統図、
図５は反応器の一例を示す概略系統図である。本形態例
は、排気系配管に、排ガス中に含まれる未反応の原料ガ
スや高沸点中間生成物を分解又は反応転化するための分
解反応手段である反応器３１と、該反応器３１から導出
された塩化水素ガスを水と接触させて塩酸水とするため
の気液接触槽３２とを連接した例を示している。

【００３７】ここで使用している反応器３１は、排ガス
中の未反応の原料ガスや中間生成物の全てを分解処理す
るものであり、遷移金属反応剤、例えば鉄を充填して、
常温から５００℃までをサーマルスイングさせるものを
使用することができ、反応剤を加熱するための加熱手段
は、前記第１形態例の反応器と同様に、電気ヒータ等の
任意のものを用いることができる。

【００３８】また、該反応器３１は、メンテナンスとサ
ーマルスイングに伴なう切り替えなどを考慮すると、図
５に示すように、少なくとも３筒以上の反応器３１，３
１を弁を介して並列に設置し、それぞれを昇温工程、降
温工程、待機工程の３工程に順次切換えられるようにし
ておくことが望ましい。

【００３９】このように構成した反応器３１にＣＶＤ装
置１０からの排ガスを導入することにより、ＴＣＳ、Ｄ
ＣＳやその副生成物そのものが反応して分解あるいは転
化し、塩素のほとんどが塩化水素となり、シリコンは反
応剤の遷移金属に結合する。同様に、ジボランやフォス
フィン中のホウ素やリンも反応剤との結合によって除去
される。これにより、反応器３１から排出されるガス
は、そのほとんどが塩化水素ガスとなる。したがって、
反応器３１から排出される塩化水素ガスを、該反応器３
１の下流に連接した気液接触槽３２で水と接触させるこ
とにより、有用な塩酸水として経路３３から取出すこと
ができる。

【００４０】なお、反応器３１での反応で必要となる水
素が不足する場合は、前述の通り、適宜に水素を添加で
きるようにしておけばよい。また、反応器３１内でシリ
コンと結合した鉄は、前記同様に鉄シリサイドを形成す
るので、フェライト鋼原料として再利用することが可能
である。さらに、気液接触槽３２で使用する水として、
前記同様に比抵抗１８ＭΩ・ｃｍ程度の純水を用いるこ
とにより、高純度の塩酸水を得ることができる。

【００４１】以上、各形態例に示したようにしてＣＶＤ
排ガスの処理を行うことにより、排気系配管の内面に堆
積物が付着することを防止でき、堆積物を除去するため
の定期的なメンテナンスが不要となり、ＣＶＤ装置の稼
働率を向上させることができるとともに、原料ガス等の
再利用や、処理後の生成物を別の用途に使用したりする
ことができるので、ＣＶＤ排ガスの除害に要するコスト
を大幅に低減することができる。例えば、第１形態例の
構成では従来の除害コストの約５０％、第２形態例の構
成では約４０％、第３形態例の構成では約３０％程度に
まで低減することができる。

【００４２】

【実施例】実施例１ 第１形態例に記載した構成の装置において、鉄反応剤を
充填した反応器の下流側にＦＴ−ＩＲを取付け、反応器
から流出するガス成分の分析を行った。ＣＶＤ装置に、
２０００ｐｐｍのＴＣＳを含む水素ガスを試験ガスとし
て流し、成膜を行いながら反応器の温度を４５０℃に保
持し、反応器から流出するガス成分の変化を計測した。
その結果を図６に示す。反応器の稼動初期は、反応剤と
して用いた鉄のエージング（水素での鉄酸化膜除去）の
ために水分が観測されたが、水分の発生が少なくなった
ところで試験ガスを流すと、ＴＣＳと塩化水素とが一定
濃度で観測された。また、中間生成物はまったく検出さ
れなかった。

【００４３】次に、前記反応器から流出したガスを、圧
力を１５０ｋＰａ、温度を２８３Ｋに保持した分離器に
導入し、精留分離を行って分離性能を確認した。分離器
には、筒高さが６ｍ、棚段数が７段、筒径が１８０ｍｍ
のものを使用した。ＴＣＳの回収量は、ＴＣＳ中の塩化
水素濃度及び回収流量を計測することによって行った。
その結果、回収したＴＣＳ中の塩化水素濃度は検出限界
以下（１ｐｐｍ以下）であり、分離器入口のＴＣＳ流量
を図６から見積もり、回収流量から計算した回収率は約
９０％であった。

【００４４】実施例２ 第３形態例に記載した構成の装置において、鉄反応剤を
充填した反応器の下流側にＦＴ−ＩＲを取付け、反応器
から流出するガス成分の分析を行った。ＣＶＤ装置に、
２５０ｐｐｍのＴＣＳを含む水素ガスを試験ガスとして
流し、成膜を行いながら反応器の温度を常温から６００
℃まで変化させ、反応器から流出するガス成分の変化を
計測した。その結果を図７に示す。図７から明らかなよ
うに、４００℃を超える温度領域からＴＣＳが急激に分
解して塩化水素が生成したことがわかる。また、この場
合も、中間生成物はまったく検出されなかった。

【００４５】反応器から流出した塩化水素を、比抵抗１
７ＭΩ・ｃｍの純水と気液接触させて塩酸水を生成し
た。塩酸濃度３５ｗｔ％の時、塩酸中のシリコン濃度は
約２ｐｐｍであり、鉄等の金属不純物は検出されなかっ
た。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のＣＶＤ排
ガスの処理回収方法及び装置によれば、ＣＶＤ装置にお
ける未反応の原料ガスの一部や中間生成物を処理が容易
な塩化水素に分解あるいは反応転化できるので、排気系
配管の内面に堆積物が付着することがなくなるだけでな
く、堆積物を除去するための定期的なメンテナンスが不
要となり、ＣＶＤ装置の稼働率が向上する。また、反応
器からの排出ガスは精留分離によって効率よく分離する
ことができ、原料ガスを再利用することができる。さら
に、塩化水素は、そのまま再利用することもできるし、
純水と気液接触させることによって容易に無害化でき、
反応によって生成した塩酸水を新たな資源として再使用
することが可能となる。

【００４７】また、反応器にサーマルスイング方式を用
いることによって原料ガスを完全に分解させ、塩化水素
ガスを取出すことができるので、メンテナンスが不要と
なる。この場合も、塩化水素ガスを純水と反応させるこ
とにより、高純度の塩酸水として再使用できるようにな
る。

【００４８】したがって、ＣＶＤ排ガスの処理を効率よ
く行えるとともに、ＣＶＤ装置の稼働率も向上すること
から、除害コストの低減だけでなく、生産性の向上によ
る全体的なコストダウンも図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のＣＶＤ排ガスの処理回収装置の第１
形態例を示す系統図である。

【図２】 第１形態例における反応器の一例を示す概略
系統図である。

【図３】 本発明の第２形態例を示す系統図である。

【図４】 本発明の第３形態例を示す系統図である。

【図５】 第３形態例における反応器の一例を示す概略
系統図である。

【図６】 実施例１において反応器から流出するガス成
分の変化を計測した結果を示す図である。

【図７】 実施例２において反応器から流出するガス成
分の変化を計測した結果を示す図である。

【符号の説明】 １０…ＣＶＤ装置、１１…基板、１２…プロセスチャン
バ、１３…ガス供給装置、１４…排気ポンプ、１５…サ
セプタ、１６…水分計測手段、２１…反応器、２２…分
離器、２３…回収経路、２４…気液接触槽、３１…反応
器、３２…気液接触槽

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大見 忠弘 宮城県仙台市青葉区米ケ袋２−１−17− 301 Ｆターム(参考） 4D002 AA21 AA26 AC10 BA02 BA05 BA20 CA13 DA22 FA01 FA10 GA01 GB11 4G072 AA11 HH07 MM03 NN13 QQ13 UU01 4K030 AA02 AA06 BA29 BB02 CA04 CA12 EA13 KA49

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハロゲン化水素ケイ素ガスを用いてシリ
   コン薄膜を形成するＣＶＤ装置から排出される排ガスを
   処理する方法であって、該排ガス中に含まれる未反応の
   原料ガス及び中間生成物を分解処理又は反応転化処理し
   て一部を分解した後、ハロゲン化水素ケイ素ガスと塩化
   水素とを分離回収することを特徴とするＣＶＤ排ガスの
   処理回収方法。
2. 【請求項２】 前記反応転化処理を、４００℃以上に加
   熱した鉄反応剤に接触させることにより行うことを特徴
   とする請求項１記載のＣＶＤ排ガスの処理回収方法。
3. 【請求項３】 前記反応転化処理を行った後の排ガスを
   精留してハロゲン化水素ケイ素ガスと塩化水素とを分離
   することを特徴とする請求項１記載のＣＶＤ排ガスの処
   理回収方法。
4. 【請求項４】 ハロゲン化水素ケイ素ガスを用いてシリ
   コン薄膜を形成するＣＶＤ装置から排出される排ガスを
   処理する方法であって、該排ガス中に含まれる未反応の
   原料ガス及び中間生成物の全てを分解処理し、分解生成
   物の塩化水素を回収することを特徴とするＣＶＤ排ガス
   の処理回収方法。
5. 【請求項５】 前記分解処理を、常温から５００℃の間
   をサーマルスイングさせる鉄反応剤を使用して行うこと
   を特徴とする請求項４記載のＣＶＤ排ガスの処理回収方
   法。
6. 【請求項６】 ハロゲン化水素ケイ素ガスを用いてシリ
   コン薄膜を形成するＣＶＤ装置から排出される排ガスを
   処理するための装置であって、前記排ガスに含まれる未
   反応の原料ガス及び中間生成物を一部分解させる分解反
   応手段と、該分解反応手段から導出した排ガスの中から
   ハロゲン化水素ケイ素ガスと塩化水素とを分離するため
   の分離手段と、該分離手段で分離された塩化水素を水と
   接触させる気液接触手段と、ハロゲン化水素ケイ素ガス
   を再使用するためのガス回収手段とを設けたことを特徴
   とするＣＶＤ排ガスの処理回収装置。
7. 【請求項７】 ハロゲン化水素ケイ素ガスを用いてシリ
   コン薄膜を形成するＣＶＤ装置から排出される排ガスを
   処理するための装置であって、前記排ガスに含まれる未
   反応の原料ガス及び中間生成物を塩化水素に完全に分解
   させる分解反応手段と、該分解反応手段から導出した塩
   化水素を水と接触させる気液接触手段とを設けたことを
   特徴とするＣＶＤ排ガスの処理回収装置。