JP2006313857A - ゲル状物質の処理方法、および処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 排気配管内に堆積するゲル状物質を安全に除去するための処理方法、およびその処理装置を提供すること。
【解決手段】 半導体製造装置１と除害装置２とを連結する排気配管４の途中４Ａには、ライン２３を介してゲル状物質２１を一時的に貯めておくトラップ２２が設けられている。また、トラップ２２の他端側には、処理装置２０が接続されている。処理装置２０の混合反応槽３３には、ゲル状物質２１とは反応しない不活性物質層２８と、ゲル状物質２１と反応して固体生成物３０として安定化させる水層２９との二層が備えられている。
【選択図】 図７

Description

本発明は、半導体製造装置と除害装置との間の排気配管内に溜まる非常に活性の高いゲル状物質の処理方法、および処理装置に関するものである。

近年、半導体産業の技術的発展およびコスト改善により、高機能な電子デバイスを安価に入手できるようになった。そのような半導体産業におけるキーテクノロジーは、シリコンウェハの製造技術と、そのシリコンウェハに対する微細加工技術である。前記電子デバイスには、高集積された安価なシリコンウェハが多く使用されている。
ＩＣ用シリコンウェハは、チュコラルスキー法（引き上げ法）を用いて製造されている。近年では、そのインゴットの径は、直径３００ｍｍに達する大径のものとなっている。インゴットが製造されると、それは薄くスライスされ、表面が鏡面状に加工された後、様々な半導体デバイスの加工基板として使用される。

シリコンウェハ加工方法のひとつに、化学気相成長法（Chemical Vapor Deposition：ＣＶＤ）を用いたシリコン基板上への更なる積層工程がある。ＣＶＤ法では、エピタキシャル層の成長は、つぎのように行われる。大気から絶縁された反応容器中にシリコンウェハを基板として挿入し、外部からの加熱により所定の温度（例えば、１０００℃〜１２００℃）まで加熱する。ここで、シリコンソースガス、水素を代表とするキャリアガス、および抵抗率制御用のジボランなどのドーパントガスを導通する。すると、ソースガスはシリコン基板上で水素還元反応・熱分解反応を起こして、塩素、水素原子を放出し、シリコン基板上にエピタキシャル層としてシリコンが積層される。このとき、ドーパントガスも熱分解反応により積層シリコン中に入り、電子デバイス動作上の電荷キャリアとして働く。

最も大量に生産されている半導体デバイスにＤＲＡＭがある。ＤＲＡＭ用エピタキシャルシリコンウェーハを製造するために使用されるソースガスとして、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ3）が知られている。この物質は、エピタキシャル層の結晶性が良く、成長速度が速い等の理由により用いられている。ところで、近年の電子デバイスの低価格化により、エピタキシャル層について、更に高い成長速度が要求されることに加え、シリコンエピタキシャル装置の稼働率を向上することが要求されている。
エピタキシャル成長のために供給されたガスは、その全てが反応容器内で消費されるわけではない。ガスの一部である塩素（Ｃｌ）、水素（Ｈ）、シリコン（Ｓｉ）は、成長温度あるいは反応容器内の雰囲気温度によって、さまざまな中間化合物となり、その多くが反応容器から排ガスとして排出される。この排ガスは、毒性・腐食性を備えているため、大気に放出される前に、吸着・湿式（中和）・燃焼等の除害処理を施さなくてはならない（特開２００１−２５６３３）。このため反応容器は、排気配管を介して、除害装置と連結されている。排ガスのうち、比較的低い沸点を持つものは、反応容器から排気配管を通じ、気体のまま除害装置に到達する。しかし、高い沸点を持つ排ガスは、反応容器と除害装置とを結ぶ排気配管の内部で液化し、排気配管の内部表面に堆積してしまう。

そもそも従来には、シリコンウェハは小口径であったため、そのエピタキシャル工程は縦型、シリンダ型等のバッチ炉が主流であった。このようなバッチ炉では、表面を炭化ケイ素薄膜で被覆したサセプタ（基板保持台座）に、複数枚のシリコン基板を大気中で装填した後、大気から絶縁するためにバッチ炉を閉止し、不活性ガスでバッチ炉内を置換し、更に水素ガスで置換すると共にサセプタを加熱し、前述の工程に従ってエピタキシャル成長工程を実施していた。成長工程の完了後には、シリコンウェハへの加熱を止め、バッチ炉内を不活性ガスで置換した後、バッチ炉を大気に開放し、シリコンウェハを回収していた。

このようにバッチ炉を使用すると、シリコンウェハ総面積に対するバッチ炉の空間容積が大きいため、エピタキシャル層の成長速度は低い一方、バッチ炉内の対流を利用した工程であることから、ソースガスとして投入するシリコン量に対し、シリコンウェハ表面に積層するシリコン量（収率）は高く、従って排ガス中の活性な副生成物量も比較的少なかった。

しかしながら、特にＤＲＡＭ用シリコンエピタキシャルウェハの製造工程については、その様相が異なってきた。ＤＲＡＭ用素材としてのシリコンエピタキシャルウェハについては、コスト的に大口径のものが要求されることから、前述のように３００ｍｍのものが主流となってきている。また、品質要求も厳しいことから、もはやバッチ炉による製造工程では、その品質要求を満足することが不可能となってきた。このため、シリコンウェハを一枚ずつ順次に処理する枚葉炉が用いられるようになっている。

枚葉炉は、バッチ炉と比較すると、エピタキシャル層の品質（平坦度、パーティクル）が高く、大口径ウェハを処理できるという長所を有している。一方、枚葉炉は、対流を利用せず、狭い容積の反応炉で処理することから、ソースガスとして投入するシリコン量に対し、シリコンウェハ表面に積層するシリコン量（収率）が低く、多くの未反応物質、反応副生成物を排ガスとして排出してしまうという欠点がある。枚葉炉から排出される排ガス成分には、非常に活性の高い副生成物の割合が高い。特に、大気と接すると、大気中に含まれる僅かな水分に反応し、小さな衝撃により自然発火するシロキサンが含まれる。排ガスのうち、除害装置まで気体の状態で到達する低沸点のものは問題とならないが、高沸点のものは、枚葉炉と除害装置とを連結する排気配管の内部で液化・堆積してしまうことから問題となる。

枚葉炉と除害装置とを連結する排気配管の引き回しには、例えば図１および図２に示すものがある。図１では、上階（例えば２階）の床面３に半導体製造装置（枚葉炉）１が設置されており、下階（例えば１階）に除害装置２が設置されている。排気配管４は、二度の折れ曲がりを経て、半導体製造装置１と除害装置２とを連結している。この場合には、半導体製造装置１から排出される高温の排ガスは排気配管４の内部で自然冷却される。これにより排ガスが中間部分４Ａで液化しゲル状となり、除害装置２に流れ込み、除害効率の低下、除害装置の閉塞という事態を起こし、除害装置２のメンテナンスのために、半導体製造装置１の稼働を停止せざるを得ないという問題が生じる。さらに、しばしば行われる炉内のガス置換（空気→Ｎ２→Ｈ２）工程の結果、被置換ガスとなる水分を含む空気により、排気配管４の全長において前記ゲルの一部が酸化、固体化して堆積し、ついには排気配管４を閉塞してしまうという問題もある。

また、図２では、半導体製造装置１と除害装置２とは、同じ階に設置されているものの、その他の機器・配管との兼ね合いにより、排気配管４は、半導体製造装置１から出た後に上方に立ち上げられ、除害装置２の直近で下降するという構成が取られる。この場合には、排気配管４を通して除害装置２に到達する反応副生成物は、気体状の物質のみである。しかし、排気配管４において、半導体製造装置１から排出され、上方に立ち上げられる位置の前の部分４Ａで、前述の理由で排ガスが液状ゲルから固体化して堆積し、ついには排気配管４を閉塞してしまうという問題がある。このような事態を回避するために、図３に示す構成が考えられる。図３では、排気配管４の他に、ガス置換時に使用される窒素ガスおよび空気の専用ライン５が設けられている。このような構成とすると、排気配管４の途中部分４Ａにおける液状ゲルの固体化を回避することができるものの、排気配管４内の液状ゲルの存在により、排気配管４内部の不活性ガスの置換時間が非常に遅延してしまうために、半導体製造装置１を長期に渡って停止させてしまうという問題がある。専用ライン５を設ける方法は図１で説明した構成にも適用できる。しかしこの場合には、前記と同様に、液状ゲルの固体化を回避することができるものの、排気配管４内の液状ゲルは除害装置２に流れ込み、除害効率の低下、除害装置の閉塞という事態を起こし、除害装置２のメンテナンスのために、半導体製造装置１の稼働を停止せざるを得ないという問題は回避できない。

上記問題は、特に次のような事態から発生している。すなわち、半導体製造装置の管理会社、および除害装置の管理会社については、正規の管理が行われている。しかしながら、半導体製造装置と除害装置とを連結する排気配管の管理については、特別の責任を持つ会社が存在しないことから、排気配管を施工した会社、或いは半導体の製造会社において、管理がなされることが一般的である。例えば、排気配管に堆積した液状ゲルを処理するには、排気配管内を不活性ガス（例えば、窒素ガス）で置換後、排気配管のフランジ部分で切り離す。このとき、フランジ部分は、内部と大気とを遮断するために封をする。この排気配管の処理は、各工場内あるいは外部業者に委託し、配管ごと水洗、中和処理、乾燥を行う。

また、最近の問題として、更なるコスト低減化のために、エピタキシャル層の堆積時間を短くする目的で、単位時間あたりのソースガス投入量が増加されることがある。すると、排ガス中の副生成物の量が多くなってしまい、排気配管内に堆積する液状ゲルが増加し、メンテナンスサイクルが短くなってしまう。
本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、排気配管内に堆積するゲル状物質を安全に除去するための処理方法、およびその処理装置を提供することにある。
特開２００１−２５６３３号公報

上記問題を解決するため、第１の発明に係るゲル状物質の処理方法は、半導体製造装置と除害装置とを連結する排気配管の内部において、前記半導体製造装置から排出された排ガスが液化したゲル状物質を前記排気配管に連結された側管に導き、そのゲル状物質を不活性物質層を通過させた後に、水層に導くことで、水と反応させ、固体生成物を形成させることを特徴とする。
「半導体製造装置」とは、ＣＶＤ法を応用して、シリコンウェハの表面にエピタキシャル層を形成させる装置を意味している。特に、半導体製造装置が枚葉炉の場合には、本発明の効果が大きいものとなる。

「除害装置」とは、半導体製造装置から排出される排ガスの毒性・腐食性を除いて、無毒化し、大気に放出するための装置を意味している。
「排気配管」とは、半導体製造装置と除害装置との間を連結し、半導体製造装置から排出される排ガスを除害装置に導くために設けられた配管を意味している。
「排ガス」とは、エピタキシャル成長のために半導体製造装置に供給されたガスのうち、エピタキシャル層を形成するために関与しなかったガス、あるいはそれらのガスの中間化合物などを含み、半導体製造装置から排出されたガスを意味している。この排ガスには複数の成分が含まれており、沸点の低い成分は、液化することなく気体状態のまま、排気配管を通じて除害装置に到達する。一方、沸点の高い成分は、排気配管の内部で液化し、ゲル状物質となってしまう。

「ゲル状物質」とは、排ガスの一部の成分が、排気配管の内部で変化し、ゲル状となったものを意味している。このゲル状物質には、例えばシロキサンのように、危険性が高いものが含まれている。
「側管」とは、排気配管のどこかにおいて、半導体製造措置から除害装置までの主たる配管（排気配管）とは異なる場所にゲル状物質を導く管を意味している。側管を設ける位置は、特には限られず、排気配管のいずれの位置でもよいが、特にゲル状物質の堆積が考慮される位置であることが好ましい。また、側管の個数は、一つには限られず、二つ以上の複数でもよい。

「不活性物質層」とは、ゲル状物質と反応することなく、ゲル状物質を水層に導くための層を意味している。不活性物質としては、液体あるいは気体のいずれでもよい。気体を用いる場合には、例えば窒素、アルゴン、ヘリウムなどを用いることができる。液体を用いる場合には、例えば不活性油、フッ素系不活性液体などを用いることができる。なお、不活性物質層の比重は、水層の比重とは、異なっていることが好ましい。
「水層」とは、ゲル状物質と反応して、安定な固体生成物を形成できる程度の大量の水を供えた層を意味している。水そのものを水層として用いることができるし、水に適当な添加物を溶解したものを水層として用いることもできる。

なお、不活性物質層と水層とは、いずれが上層または下層にあっても良い。例えば、不活性物質として、水よりも比重の小さい不活性油あるいは気体を選択した場合には、不活性物質層が上層に、水層が下層になる。また、不活性物質として、水よりも比重の大きなフッ素系不活性液体を選択した場合には、不活性物質層が下層に、水層が上層になる。なお、このときには、不活性物質層の比重が、ゲル状物質の比重よりも大きいことが好ましい。
「固体生成物」とは、ゲル状物質と水層の水とが反応して形成されたシリカを意味している。

本発明によれば、半導体製造装置から排出された排ガスのうち、排気配管中でゲル化したゲル状物質は、側管を通り、不活性物質層を通過した後に、水層に到達する。ここで、ゲル状物質は水層の水と反応し、シリカを形成して固体生成物となり、安定化する。
第１の発明において、不活性物質層を形成する不活性物質が、水層の比重およびゲル状物質の比重よりも大きい比重を備えたフッ素系不活性液体であることが好ましい。このような構成とすれば、側管を通ったゲル状物質は、下層の不活性物質層を通過し、上方の水層との境界面に到達する。ここでゲル状物質は、水と反応して、シリカを形成し、固体生成物として安定化する。このとき固体生成物は、多孔状となるため比重が小さくなり、水層の表面に至るので、後の処理が容易となる。この場合には、固体生成物を水層表面よりも下方に留めおく構成を備えることが好ましい。

また、第１の発明において、不活性物質層を形成する不活性物質が、水層の比重およびゲル状物質の比重よりも小さい比重を備えた不活性油であることが好ましい。このような構成とすれば、側管を通ったゲル状物質は、上層の不活性物質層を通過し、下方の水層との境界面において、水と反応して、シリカを形成し、固体生成物として安定化する。このとき固体生成物は、不活性物質層と水層との境界面付近に留まることから、空気と接触して活性のある物質に変化することがない。

第２の発明に係るゲル状物質の処理装置は、半導体製造装置から排出された排ガスが液化したゲル状物質と反応することで前記ゲル状物質を固体生成物として安定化させる水層と、この水層とは異なる比重を備えると共に前記ゲル状物質とは反応しない不活性物質層との二層を備え、この二層を貯留可能な混合反応槽と、前記ゲル状物質を前記不活性物質層に導入可能な導入孔とを備えたことを特徴とする。なお、本発明において、水層と不活性物質層とは、いずれが上層また下層にあってもよい。
本発明によれば、ゲル状物質は導入孔を通り、不活性物質層を通過した後に、水層に到達する。ここで、ゲル状物質は水層の水と反応し、シリカを形成して固体生成物となり、安定化する。

第２の発明において、不活性物質層を形成する不活性物質が、水層の比重およびゲル状物質の比重よりも大きい比重を備えたフッ素系不活性液体であることが好ましい。このような構成とすれば、導入孔を通ったゲル状物質は、下層の不活性物質層を通過し、上方の水層との境界面に到達する。ここでゲル状物質は、水と反応して、シリカを形成し、固体生成物として安定化する。このとき固体生成物は、多孔状となるため比重が小さくなり、水層の表面に至るので、後の処理が容易となる。この場合には、固体生成物と空気との直接の接触を避ける構成を備えることが好ましい。そのような構成としては、（１）固体生成物を水層表面よりも下方に留めおく浮上阻止物を設ける、あるいは（２）水層の上層に不活性ガス層を設けるなどが例示される。浮上阻止物としては、例えば固体生成物よりも小さな網目を備えたネットが挙げられる。また、不活性ガス層としては、窒素ガス、アルゴンガスなどが挙げられる。

また、第２の発明において、不活性物質層を形成する不活性物質が、水層の比重およびゲル状物質の比重よりも小さい比重を備えた不活性油であることが好ましい。このような構成とすれば、導入孔を通ったゲル状物質は、上層の不活性物質層を通過し、下方の水層との境界面において、水と反応して、シリカを形成し、固体生成物として安定化する。このとき固体生成物は、不活性物質層と水層との境界面付近に留まることから、空気と接触して活性のある物質に変化することがない。

図４〜図６には、ゲル状物質の処理装置に関する具体例を示した。なお、図４〜図６において、同様の作用および効果を奏するものについては、同一の符号を付して、説明を省略する。
図４に示す処理装置には、貯留空間を備えた混合反応槽６の内部に、水層７と不活性物質層８（例えば、フッ素系不活性液体）との二層が設けられている。この構成では、不活性物質層８の比重は、水層７の比重よりも大きいので、水層７が上層に、不活性物質層８が下層に位置している。不活性物質層８にゲル状物質９を導入可能な導入孔１０は、導入ライン１１の先端に設けられている。なお、導入ライン１１の他端側に記載した矢印Ａは、ゲル状物質９の導入方向を示している。この構成では、導入孔１０から導入されたゲル状物質９は、不活性物質層８を通過し、水層７との境界面に達し、大量の水と反応することで、安定した固体生成物１２となり、安定化する。固体生成物１２の比重は、水層７の比重よりも軽いことから、水層７の上部に浮上してくる。

図５に示す処理装置には、貯留空間を備えた混合反応槽６の内部に、水層７と不活性物質層１３（例えば、不活性油）との二層が設けられている。この構成では、不活性物質層１３の比重は、水層７の比重よりも小さいので、水層７が下層に、不活性物質層１３が上層に位置している。不活性物質層１３にゲル状物質９を導入可能な導入孔１０は、導入ライン１１の先端に設けられている。この構成では、導入孔１０から導入されたゲル状物質９は、不活性物質層８を通過し、水層７との境界面に達し、大量の水と反応することで、安定した固体生成物１２となり、安定化する。

図６に示す処理装置には、貯留空間を備えた混合反応槽６の内部に、水層７と不活性物質層１４（不活性ガス（例えば、窒素））との二層が設けられている。この構成では、不活性物質層１４は気体なので、水層７が下層に位置している。不活性物質層１４にゲル状物質９を導入可能な導入孔１０は、混合反応槽６の外縁から中央に向かって延設された導入ライン１１の先端に設けられている。この構成では、導入孔１０から導入されたゲル状物質９は、不活性物質層１４を通過し、水層７との境界面に達し、水と反応することで、安定した固体生成物１２となり、安定化する。この構成の場合には、導入孔１０での反応による固体の生成、閉塞を回避すべく、水層７からの水蒸気を不活性物質層１４に入れないための措置、例えば不活性物質層１４の大量パージや、水層７と不活性物質層１４の間にシャッターを設ける等を行わなければならない。なお、本発明は、図４〜図６に示した例に限られず、種々に変更して実施することが可能である。

本発明によれば、半導体製造装置と除害装置とを連結する排気配管内に発生するゲル状物質を除去することができる。このため、半導体製造装置の停止ロスを減少させ、生産効率を向上させることができる。また、これまでの排気配管の処理方法に比べると、自動操作も容易であり人の介在を少なくでき、従って安全性も大きく向上する。

次に、本発明の実施形態について、図表を参照しつつ詳細に説明するが、本発明の技術的範囲は、下記の実施形態によって限定されるものではなく、その要旨を変更することなく、様々に改変して実施することができる。また、本発明の技術的範囲は、均等の範囲にまで及ぶものである。
図７〜図９には、本発明の一実施形態を示した。まず、図７を参照しつつ、ゲル状物質の処理装置２０の全体構成について説明する。

この処理装置２０は、半導体製造装置１と除害装置２とを連結する排気配管４において、排ガスの一部が変化したゲル状物質２１が貯まりやすい配管部分４Ａに接続されている。処理装置２０と配管部分４Ａとの間には、一時的にゲル状物質２１を貯めておくトラップ２２が設けられている。トラップ２２と配管部分４Ａとの間は、ライン２３（本発明における側管に該当する）によって連結されている。ライン２３の途中には、流入弁２４が設けられている。また、トラップ２２の上端付近には、不活性ガス（例えば、窒素）を吹き込み可能なガスライン３１が接続されている。ガスライン３１の途中には、吹き出し弁２５が設けられている。トラップ２２と処理装置２０との間は、導入ライン３２によって連結されている。導入ライン３２の先端は、処理装置２０の下端部に開放しており、ここは導入孔２７とされている。また、導入ライン３２の途中には、導入弁２６が設けられている。

処理装置２０の混合反応槽３３は、上方に開放する筒状とされており、その下部および上部に二カ所に設けられたテーパ形状の段差部３５、３６において、内径が拡がっている。こうして、混合反応槽３３は、上方に向かうにつれて、二段階に内径が拡がるように構成されている。後述のように、不活性物質層２８として、フッ素系不活性液体を用いる場合には、その価格が高いことから、必要量を減少させることが好ましい。このため、段差部３５を設け、不活性物質層２８の容積を小さくしている。また、混合反応槽３３の上端側の面積は、最も広くなるように構成されている。このため、固体生成物３０が水層２９の表面に至ったときに、固体生成物３０が横方向に拡がり、余裕を持った貯め込みが行われる。

混合反応槽３３の内部には、不活性物質層２８と、水層２９との二層が設けられている。不活性物質層２８の比重は、水層２９の比重よりも大きくなっており、水層２９が上層に位置している。不活性物質層２８に用いる物質としては、例えばフッ素系不活性液体（例えば、フロリナート（商標名）、ガルデン（商標名））を用いることができる。また、水層２９としては、水（井戸水、水道水など）を用いることができる。水層２９には、水層２９を内層部と外層部に区分けする区画部材３４が設けられている。この区画部材３４の上下両端部は、いずれも水層２９に位置するようになっている。この区画部材３４によって、水層２９が内外二部分に分けられることにより、その内側は、固体生成物３０が水層２９内を上昇するために、その外側は、水が下方に流れやすくなっている。こうして、水層２９内の対流が円滑に行われるようになっている。

また、水層２９において、上側の段差部３６よりも上方には、ネット３７（浮上阻止物）が設けられている。このネット３７は、固体生成物３０が水層２９の表面に浮き上がって、空気と接触するのを阻止するために設けられたものである。固体生成物３０が水層２９の内部を浮き上がってくると、ネット３７に引っ掛かり、それ以上の浮上を阻止することになる。
なお、図７には概略を示したが、これを実機として構成したものが、図８および図９である。各図において、同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。

図８は、配管部分４Ａからトラップ２２付近の詳細な構成を示すものである。トラップ２２は、耐腐食性能の高いステンレスで構成されており、約２００ｍＬの内容積を持っている。トラップ２２の中央には、内部を視認可能な覗き窓３８が設けられている。この覗き窓３８から、トラップ２２内のゲル状物質２１の量を視認し、適当な量が貯まったところで、トラップ２２から処理装置２０にゲル状物質２１を導入する。また、トラップ２２の下端部には、メンテナンス用のバルブ３９が設けられている。

図９は、処理装置２０の外観を示すものである。処理装置２０の混合反応槽３３は、その全体がステンレス製の支持体４０によって支持された状態で固定されている。混合反応槽３３は、耐腐食性能の高いＰＶＣによって構成されており、その内容積は約３０リットルである。導入孔２７の下方には、不活性物質層２８を排出する排出ライン４１が設けられている。また、排出ライン４１の下方には、ドレンパン４２が備えられている。水層２９と不活性物質層２８との境界面（図中の点線Ｂで示す位置）よりも上方には、水層２９を排出するための排水ライン４３が設けられている。また、この排水ライン４３よりも下方には、水層２９と不活性物質層２８とを排出するための排出ライン４４が設けられている。なお、図中の点線Ｃで示す位置は、水面である。

混合反応槽３３の上部には、水層２９に水を流し込むための給水ライン４５が設けられている。また、混合反応槽３３の上面側を覆うようにして、排気フード４６および排気ダクト４７が設けられている。排気ダクト４７の隣には、窒素の流量を調節するための流量計４８が設けられ、図示していないチューブにより窒素導入孔４８ａに連通している。なお、流量計４８の横には、ゲル状物質２１が導入される導入ライン３２が設けられている。図示複数本の導入ライン３２は途中図示しないテフロン（登録商標）チューブにより同じく複数個の導入孔２７に個々連通しており、複数個のトラップ２２に貯められたゲル状物質２１の導入が可能とされている。
上記のように構成された処理装置２０の作動状況を説明すると、次のようである。

＜トラップ内の窒素置換＞
まず、ゲル状物質２１をトラップ２２に流入させるに先立ち、トラップ２２の内部空間を窒素ガスで置換しておく。ゲル状物質２１は、空気と接触すると、その空気に含まれる僅かな水分と反応するおそれがあるからである。
流入弁２４を閉止し、導入弁２６を開放した状態で、吹き出し弁２５を開放し、ガスライン３１から窒素ガスを流入させる。十分な流入時間を経過した後、導入弁２６および吹き出し弁２５を閉止する。

＜ゲル状物質のトラップへの流入＞
次に、半導体製造装置１および除害装置２を駆動させつつ、配管部分４Ａにおいて、ゲル状物質２１をトラップ２２に貯める。このときには、流入弁２４を開放し、吹き出し弁２５および導入弁２６を閉止しておく。半導体製造装置１から排出された排ガスの一部は、排気配管４の内部でゲル状物質２１に変化する。このゲル状物質２１は、側管であるライン２３を通じて、トラップ２２に貯められる。通常の運転時には、この状態で、トラップ２２にゲル状物質２１を貯留しておけばよい。なお、ゲル状物質２１は、配管部分４Ａからトラップ２２に排出されるので、従来問題であったゲル状物質２１による排気配管４の詰まりは解消される。

＜ゲル状物質の処理装置への導入＞
トラップ２２に所定量のゲル状物質２１が貯まったら、流入弁２４を閉止し、導入弁２６を開放する。ここで、吹き出し弁２５を開放することで、ガスライン３１から窒素ガスを吹き込む。すると、ガス圧により、トラップ２２内のゲル状物質２１が、処理装置２０の導入孔２７から不活性物質層２８に導入される。不活性物質層２８に導入されたゲル状物質２１は、不活性物質層２８の内部を上昇して、水層２９と不活性物質層２８との境界面に至る。ここで、ゲル状物質２１が水と反応することで、固体生成物３０となって安定化する。この固体生成物３０は、多孔質であること、および導入孔２７から導入される窒素ガスの泡（バブリング）によって、水層２９における区画部材３４の内部を上昇し、水層２９の表面に至る。なお、区画部材３４の外部を水が下方に移動し、水層２９の全体として円滑な対流が確保される。

このように本実施形態によれば、半導体製造装置１と除害装置２とを連結する排気配管４の内部に発生するゲル状物質２１を除去することができる。このため、半導体製造装置１の停止ロスを減少させ、生産効率を向上させることができる。また、これまでの排気配管４の処理方法に比べると、安全性も大きく向上する。
なお、本実施形態において、ライン２３は一つであったが、実際の現場においては、複数の半導体製造装置１において、排気配管４の一部４Ａにライン２３を接続し、複数のライン２３から一つのトラップ２２にゲル状物質２１を貯める構成とすることもできる。
また、本実施形態においては、ゲル状物質２１をトラップ２２に貯めた後に、処理装置２０に導入する構成としたが、本発明によれば、トラップを設けることなく、排気配管からゲル状物質を処理装置に導入する構成とすることもできる。

＜その他の実施形態＞
図１０には、その他の実施形態を示した。排気配管４の途中において、ゲル状物質２１が貯まりやすい部分４Ａに、吸引用のライン５０を接続する。このライン５０の他端は、トラップ５１に接続されている。トラップ５１には、吸引用のポンプ５２が接続されている。トラップ５１の上方には、窒素ガスを吹き込むためのガスライン５３が接続されており、トラップ５１の下方からは、ゲル状物質２１を処理装置２０の導入するための導入ライン５４が設けられている。また、各ライン５０、５３、５４の途中には、それぞれ流入弁５５、吹き出し弁５６、および導入弁５７が設けられている。

排気配管の途中部分４Ａに生成されたゲル状物質２１を排出するには、両弁５６、５７を閉止し、流入弁５５を開放した状態で、ポンプ５２を駆動させる。すると、ゲル状物質２１は、ライン５０を通して、トラップ５１に貯められる。トラップ５１に貯められたゲル状物質２１を処理装置２０に導入するには、流入弁５５を閉止し、導入弁５７を開放した状態で、吹き出し弁５６を開いて、ガスライン５３から窒素ガスを吹き出す。すると、ガス圧によって、ゲル状物質２１は、導入ライン５４を通して、処理装置２０に導入される。

この実施形態は、特に、図２または図３に示した排気配管４構成を採用した場合に有効となる。すなわち、同一階において、半導体製造装置１と除害装置２とを設置した場合であって、その他の機器・配管との兼ね合いによって、排気配管４は半導体製造装置１から出た後に上方に立ち上げられ、除害装置２の直近で下降するという構成である。この場合には、ポンプ５２などの吸引器具を併用することにより、本実施形態の処理装置２０にゲル状物質２１を導入することができる。

半導体製造装置と除害装置とを連結する排気配管の構成概要を示す図である。 半導体製造装置と除害装置とを連結する排気配管の構成概要を示す図である。 半導体製造装置と除害装置とを連結する排気配管の構成概要を示す図である。 本発明におけるゲル状物質の処理装置に関する具体的な構成を示す図である。 本発明におけるゲル状物質の処理装置に関する具体的な構成を示す図である。 本発明におけるゲル状物質の処理装置に関する具体的な構成を示す図である。 本実施形態におけるゲル状物質の処理装置の概要図である。 トラップ部分の詳細を示す図である。 処理装置の詳細を示す図である。 その他の実施形態の排気配管構成を示す概要図である。

符号の説明

１…半導体製造装置
４…排気配管
４Ａ…排気配管においてゲル状物質が生じやすい部分
６，３３…混合反応槽
７，２９…水層
８，１３，１４，２８…不活性物質層
９，２１…ゲル状物質
１０，２７…導入孔
１２，３０…固体生成物
２０…ゲル状物質の処理装置
２３…ライン（側管）
３３…ネット（浮上阻止物）

Claims (6)

1. 半導体製造装置と除害装置とを連結する排気配管の内部において、前記半導体製造装置から排出された排ガスが液化したゲル状物質を前記排気配管に連結された側管に導き、そのゲル状物質を不活性物質層を通過させた後に、水層に導くことで、水と反応させ、固体生成物を形成させることを特徴とするゲル状物質の処理方法。
2. 不活性物質層を形成する不活性物質が、水層の比重およびゲル状物質の比重よりも大きい比重を備えたフッ素系不活性液体であることを特徴とする請求項１に記載のゲル状物質の処理方法。
3. 不活性物質層を形成する不活性物質が、水層の比重およびゲル状物質の比重よりも小さい比重を備えた不活性油であることを特徴とする請求項１に記載のゲル状物質の処理方法。
4. 半導体製造装置から排出された排ガスが液化したゲル状物質と反応することで前記ゲル状物質を固体生成物として安定化させる水層と、この水層とは異なる比重を備えると共に前記ゲル状物質とは反応しない不活性物質層との二層を備え、この二層を貯留可能な混合反応槽と、前記ゲル状物質を前記不活性物質層に導入可能な導入孔とを備えたことを特徴とするゲル状物質の処理装置。
5. 不活性物質層を形成する不活性物質が、水層の比重およびゲル状物質の比重よりも大きい比重を備えたフッ素系不活性液体であることを特徴とする請求項４に記載のゲル状物質の処理装置。
6. 不活性物質層を形成する不活性物質が、水層の比重およびゲル状物質の比重よりも小さい比重を備えた不活性油であることを特徴とする請求項４に記載のゲル状物質の処理装置。

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