JP4714620B2 - Ozone gas decomposition apparatus and treatment system - Google Patents
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Description
本発明は、オゾンガスを分解するためのオゾンガス分解装置およびこのオゾンガス分解装置を備えた処理システムに関し、とりわけ、導入されたオゾンガスに対して熱分解反応および触媒反応を行わせることにより酸素に還元させるよう構成されたオゾンガス分解装置およびこのオゾンガス分解装置を備えた処理システムに関する。 The present invention relates to an ozone gas decomposing apparatus for decomposing ozone gas and a treatment system equipped with the ozone gas decomposing apparatus, and in particular, to reduce oxygen to oxygen by causing thermal decomposition reaction and catalytic reaction to the introduced ozone gas. The present invention relates to a configured ozone gas decomposing apparatus and a processing system including the ozone gas decomposing apparatus.
従来より、例えばオゾンガスを用いて基板の表面に形成された金属酸化膜を改質する際に、未反応ガスとして排出されるオゾンガスを分解する分解装置として、特許文献1等に示されるような様々な種類のものが知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, for example, as disclosed in Patent Document 1 and the like, various decomposition apparatuses that decompose ozone gas discharged as unreacted gas when modifying a metal oxide film formed on the surface of a substrate using ozone gas, for example. Various types are known.
オゾンガスの一般的な分解方法としては、特許文献1に示されるように、配管内を流れるオゾンガスをヒータにより例えば400℃程度まで加熱させ、このオゾンガスに対して配管内で熱分解反応を行わせることにより当該オゾンガスを酸素に還元する方法が用いられている。また、この際に配管が金属から形成されていた場合には、この配管の内側面でオゾンガスに対して触媒反応を追加的に行わせることができ、上記熱分解反応をより促進させることができるようになる。配管内でヒータにより加熱されたガスは、このヒータの後段に設けられた冷却器により例えば室温となるまで冷却される。 As a general decomposition method of ozone gas, as shown in Patent Document 1, ozone gas flowing in a pipe is heated to, for example, about 400 ° C. by a heater, and this ozone gas is subjected to a pyrolysis reaction in the pipe. Thus, a method of reducing the ozone gas to oxygen is used. Further, in this case, when the pipe is made of metal, a catalytic reaction can be additionally performed on ozone gas on the inner side surface of the pipe, and the thermal decomposition reaction can be further promoted. It becomes like this. The gas heated by the heater in the pipe is cooled to, for example, room temperature by a cooler provided at the rear stage of the heater.
しかしながら、上述のような従来のオゾンガス分解装置において、導入されるオゾンガスの流量が大きい場合には、ヒータによるオゾンガスの加熱に時間がかかることとなり、オゾンガスに対する十分な熱分解反応時間を確保することが難しいという問題がある。 However, in the conventional ozone gas decomposing apparatus as described above, when the flow rate of the introduced ozone gas is large, it takes time to heat the ozone gas by the heater, and it is possible to secure a sufficient pyrolysis reaction time for the ozone gas. There is a problem that it is difficult.
また、上述のような従来のオゾンガス分解装置に対して、金属酸化物やシリコン酸化物等の不純物を含むオゾンガスが導入される場合には、オゾンガス分解装置を長期間使用するとこのオゾンガスに含まれる不純物が配管内で堆積されてしまうおそれがある。不純物が配管内で堆積されると、この配管の内側面がデポジット(堆積物)により覆われてしまい、当該配管内でオゾンガスに対する触媒反応を行わせることができなくなってしまう。この場合には、オゾンガスに対して熱分解反応のみしか行わせることができなくなってしまい、オゾンガスの所望の分解を行うことが困難になるという問題がある。 In addition, when ozone gas containing impurities such as metal oxide and silicon oxide is introduced into the conventional ozone gas decomposing apparatus as described above, the impurities contained in this ozone gas when the ozone gas decomposing apparatus is used for a long period of time. May accumulate in the piping. When impurities are deposited in the pipe, the inner surface of the pipe is covered with deposits (deposits), and the catalytic reaction to ozone gas cannot be performed in the pipe. In this case, only the thermal decomposition reaction can be performed on the ozone gas, which makes it difficult to perform desired decomposition of the ozone gas.
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、長期間使用した場合であっても導入されたオゾンガスを確実かつ十分に除害することができるオゾンガス分解装置およびこのオゾンガス分解装置を備えた処理システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above points, and an ozone gas decomposing apparatus capable of reliably and sufficiently removing the introduced ozone gas even when used for a long period of time, and the ozone gas decomposing apparatus It aims at providing the processing system provided with.
本発明は、導入されたオゾンガスを加熱する加熱部と、前記加熱部に接続され、当該加熱部から送られたガスを貯留する貯留部と、前記貯留部に接続され、この貯留部から送られたガスを冷却する冷却部と、を備え、前記貯留部は、オゾンガスに対して触媒反応を行わせるとともに前記加熱部および前記冷却部に対して着脱自在となっており、前記貯留部は、金属製のタンクと、当該タンク内を複数のチャンバに区画するよう複数の互いに離間して積層状態に設けられた金属製の仕切り部材とを有し、前記金属製のタンクおよび前記金属製の仕切り部材によりオゾンガスに対して触媒反応を行わせる触媒からなり、前記貯留部において、前記加熱部から送られたガスは前記各チャンバに分散され、各チャンバを通過したガスが再び集合させられて前記冷却部に送られるようになっていることを特徴とするオゾンガス分解装置である。 The present invention includes a heating unit that heats the introduced ozone gas, a storage unit that is connected to the heating unit and stores gas sent from the heating unit, and is connected to the storage unit and is sent from the storage unit. A cooling unit that cools the gas, and the storage unit causes a catalytic reaction to ozone gas and is detachable from the heating unit and the cooling unit. A tank made of metal and a plurality of metal partition members provided in a stacked state so as to partition the inside of the tank into a plurality of chambers, the metal tank and the metal partition member consists catalyst to perform the catalytic reaction against ozone gas by the at reservoir, the sent from the heating unit gas is dispersed in the respective chamber, et al are assembled gas passing through the respective chambers again It is ozone gas decomposition device, characterized in that is to be sent to the cooling portion Te.
このようなオゾンガス分解装置によれば、ガスを一時的に貯留する貯留部が設けられていることによって、加熱部では十分に確保することができなかったオゾンガスの熱分解反応時間を貯留部において確保することができ、オゾンガスに対する十分な熱分解反応が行われることとなる。しかも、貯留部は、オゾンガスに対して触媒反応を行わせることができるとともに着脱自在となっていることにより、加熱部に導入されるオゾンガスに不純物が含まれておりこの不純物が加熱部や貯留部において堆積された場合であっても、貯留部を新品のものと交換したりこの貯留部を取り出して清掃を行ったりすることにより、貯留部内に不純物が蓄積された状態を解消することができ、この貯留部においてオゾンガスに対して触媒反応を確実に行わせることができる。このため、オゾンガス分解装置を長期間使用した場合であっても導入されたオゾンガスを確実かつ十分に除害することができるようになる。 According to such an ozone gas decomposing apparatus, by providing a storage unit for temporarily storing gas, a thermal decomposition reaction time of ozone gas that could not be sufficiently ensured by the heating unit is secured in the storage unit. As a result, a sufficient thermal decomposition reaction with respect to ozone gas is performed. Moreover, since the storage unit can cause a catalytic reaction to ozone gas and is detachable, the ozone gas introduced into the heating unit contains impurities, and the impurities are contained in the heating unit and the storage unit. Even if it is deposited in, by replacing the storage part with a new one or by taking out this storage part and performing cleaning, the state in which impurities are accumulated in the storage part can be eliminated, In this storage part, it is possible to cause a catalytic reaction to ozone gas with certainty. For this reason, even when the ozone gas decomposing apparatus is used for a long time, the introduced ozone gas can be reliably and sufficiently removed.
しかも、金属からなるタンクおよび仕切り部材に対するオゾンガスの接触面積を大きくすることができ、オゾンガスに対する触媒反応をより促進させることができる。
ここで、各仕切り部材は波板形状となっていることがより好ましい。このことにより、仕切り部材に対するオゾンガスの接触面積をより大きくすることができる。
Moreover, the contact area of the ozone gas with the tank and the partition member made of metal can be increased, and the catalytic reaction with the ozone gas can be further promoted.
Here, it is more preferable that each partition member has a corrugated shape. Thereby, the contact area of the ozone gas with respect to a partition member can be enlarged more.
本発明のオゾンガス分解装置においては、前記加熱部と前記貯留部は第1の接続用配管を介して接続されており、前記貯留部と前記冷却部は第2の接続用配管を介して接続されており、第1の接続用配管および第2の接続用配管と前記貯留部とは、それぞれ管継手により着脱自在に連結されていることが好ましい。このような構成により、貯留部を加熱部および冷却部から確実に取り外すことができるようになる。 In the ozone gas decomposing apparatus of the present invention, the heating part and the storage part are connected via a first connection pipe, and the storage part and the cooling part are connected via a second connection pipe. In addition, it is preferable that the first connection pipe, the second connection pipe, and the storage portion are detachably connected to each other by a pipe joint. With such a configuration, the storage unit can be reliably removed from the heating unit and the cooling unit.
本発明のオゾンガス分解装置においては、前記加熱部を制御する制御部を更に備え、前記第2の接続用配管には当該第2の接続用配管内のガスの温度を検出する温度センサが設けられており、前記制御部は、前記温度センサにより検出された第2の接続用配管内のガスの温度に基づいて前記加熱部を制御するようになっていることが好ましい。このような構成により、例えばオゾンガスが加熱部において十分に加熱されることなくオゾンガスの熱分解反応が十分に行われないといった事態が発生することを防止することができる。 In the ozone gas decomposition apparatus according to the present invention, the ozone gas decomposition apparatus further includes a control unit that controls the heating unit, and the second connection pipe is provided with a temperature sensor that detects the temperature of the gas in the second connection pipe. Preferably, the control unit controls the heating unit based on the temperature of the gas in the second connection pipe detected by the temperature sensor. With such a configuration, for example, it is possible to prevent a situation in which the ozone gas is not sufficiently heated in the heating unit and the ozone gas is not sufficiently decomposed.
本発明のオゾンガス分解装置においては、前記貯留部は、当該貯留部内のガスを保温するための保温部材を有することが好ましい。このような構成により、保温部材によって貯留部内のガスの保温が行われているので、当該貯留部内にあるガスについてその温度をオゾンガス分解温度以上に保つことができるようになる。 In the ozone gas decomposing apparatus of the present invention, it is preferable that the storage section has a heat retaining member for retaining the gas in the storage section. With such a configuration, since the temperature of the gas in the storage part is maintained by the heat-retaining member, the temperature of the gas in the storage part can be maintained at the ozone gas decomposition temperature or higher.
本発明のオゾンガス分解装置においては、前記加熱部におけるガスの滞留時間に対する前記貯留部におけるガスの滞留時間の割合が1/4以上となるよう、前記貯留部の容量が設定されていることが好ましい。このような構成によれば、貯留部の容量が十分に確保されるので、この貯留部においてオゾンガスに対する熱分解反応および触媒反応を長期間行わせることができるようになり、オゾンガスの酸素への還元をより促進することができるようになる。 In the ozone gas decomposing apparatus of the present invention, it is preferable that the capacity of the storage unit is set so that the ratio of the gas residence time in the storage unit to the gas residence time in the heating unit is ¼ or more. . According to such a configuration, since the capacity of the storage part is sufficiently secured, the thermal decomposition reaction and catalytic reaction for ozone gas can be performed in this storage part for a long period of time, and the reduction of ozone gas to oxygen can be performed. Can be promoted more.
本発明は、オゾンガスにより被処理体を処理する処理部と、前記処理部からオゾンガスを排出する排出口と、前記排出口に接続されたオゾン分解装置と、を備えた処理システムであって、前記オゾン分解装置は上述のものであることを特徴とする処理システムである。 The present invention is a processing system comprising a processing unit for processing an object to be processed with ozone gas, a discharge port for discharging ozone gas from the processing unit, and an ozone decomposition apparatus connected to the discharge port, The ozonolysis apparatus is the above-described processing system.
本発明のオゾンガス分解装置およびこのオゾンガス分解装置を備えた処理システムによれば、長期間使用した場合であっても導入されたオゾンガスを確実かつ十分に除害することができる。 According to the ozone gas decomposing apparatus and the treatment system including the ozone gas decomposing apparatus of the present invention, the introduced ozone gas can be reliably and sufficiently detoxified even when used for a long time.
以下、図面を参照して本発明の一の実施の形態について説明する。図1乃至図5は、本発明によるオゾンガス分解装置およびこのオゾンガス分解装置を備えた基板処理システムの実施の形態を示す図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 to FIG. 5 are diagrams showing an embodiment of an ozone gas decomposing apparatus according to the present invention and a substrate processing system provided with this ozone gas decomposing apparatus.
このうち、図1は、本発明によるオゾンガス分解装置の一の実施の形態を、基板処理システムに組み込んだ状態で示す概略構成図であり、図2は、図1に示した基板処理システムにおけるオゾンガス分解装置の(a)左側面図、(b)正面図、(c)右側面図であり、図3は、図2に示した基板処理システムの加熱部、貯留部および冷却部におけるガスの温度を示すグラフである。
また、図4は、図2に示した基板処理システムにおける加熱部の構成を示す正面図であり、図5は、図2に示した基板処理システムにおける貯留部の構成の一例を示す概略構成図である。
Among these, FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an ozone gas decomposing apparatus according to the present invention incorporated in a substrate processing system, and FIG. 2 is an ozone gas in the substrate processing system shown in FIG. FIG. 3 is a left side view, (b) front view, and (c) right side view of the decomposition apparatus, and FIG. 3 shows gas temperatures in the heating unit, the storage unit, and the cooling unit of the substrate processing system shown in FIG. It is a graph which shows.
4 is a front view showing the configuration of the heating unit in the substrate processing system shown in FIG. 2, and FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing an example of the configuration of the storage unit in the substrate processing system shown in FIG. It is.
以下、図1乃至図5を参照して、本実施の形態のオゾンガス分解装置を備えた基板処理システムの構成、オゾンガス分解装置の具体的な構成、本実施の形態の作用効果および変形例を順次説明する。 Hereinafter, with reference to FIG. 1 to FIG. 5, the configuration of the substrate processing system including the ozone gas decomposing apparatus of the present embodiment, the specific configuration of the ozone gas decomposing apparatus, the operation effect and the modification of the present embodiment are sequentially arranged. explain.
まず、図1を参照して、本実施の形態における基板処理システムの全体構成を説明する。
図1に示すように、基板処理システム1は、基板処理室2と、この基板処理室2の下流側に設けられたオゾンガス分解装置40とを備えている。
First, the overall configuration of the substrate processing system in the present embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, the substrate processing system 1 includes a
基板処理室2は、例えばアルミニウムにより四角形状に容器状に形成された処理容器4を有しており、この内部にヒータ6が内蔵された載置台8が設置されている。そして、この載置台8の上面において被処理体としての半導体ウエハ等の基板Wが載置可能となっている。この載置台8の上方には、例えば紫外線に対して透過性を有する石英からなるシャワーヘッド部10が設置されており、このシャワーヘッド部10に形成された噴射孔12から熱分解性の反応ガスとしてオゾンガスを供給するようになっている。このオゾンガスは、例えば酸素と二酸化窒素とを用いてオゾンガス発生器5により生成することができる。
The
処理容器4の天井部は、例えば石英からなる透過窓14が気密に設けられ、この上方には、改質処理を促進するために紫外線をウエハ上に照射する紫外線ランプ16が設けられている。この紫外線ランプ16は、透過窓14を介して基板W上に紫外線を照射するようになっている。また、処理容器4の側壁には、基板Wを搬出入するためのゲートバルブ18が設けられている。そして、処理容器4の底部には、容器内のガスを排出する排気口20が設けられている。この排気口20は、処理容器4内のガスを均等に排気するために複数、例えば4隅に4個(図示例では2個のみ記す)設けられており、各排気口20には、排気通路として排気管22がそれぞれ接続されている。この4個の排気管22は、各排気管22に対して均等引きを行うために一定の容量を有する断面略矩形状のバッファタンク24に接続されている。
The ceiling portion of the processing container 4 is airtightly provided with a
そして、このバッファタンク24には、排気通路として排気主管26が接続され、この最下流には、排気ポンプとして例えば真空ポンプ(図示せず)が介設されており、処理容器4内を真空引きできるようになっている。この排気主管26には、その上流側より処理容器4内の圧力を自動的に制御する圧力調整弁30と、本発明に係るオゾンガス分解装置40とが順次設けられている。
An exhaust
次に、図1乃至図5を参照して、オゾンガス分解装置40の構成について詳述する。
図1に示すように、オゾンガス分解装置40は、圧力調整弁30を経てバッファタンク24から送られたオゾンガスを加熱する加熱機構(加熱部)41と、この加熱機構41の下流側に第1の接続用配管51を介して接続され、当該加熱機構41から送られたガスを貯留するバッファ機構(貯留部)42と、このバッファ機構42の下流側に第2の接続用配管52を介して接続され、当該バッファ機構42から送られたガスを冷却する熱交換器(冷却部)43とを備えている。また、熱交換器43には、当該熱交換器43から送られた水を冷却するための冷却パネル45が接続されている。
以下、このようなオゾンガス分解装置40の各構成要素の詳細について説明する。
Next, the configuration of the ozone
As shown in FIG. 1, the ozone
Hereinafter, details of each component of the ozone
図2に示すように、加熱機構41、バッファ機構42、熱交換器43および冷却パネル45は全て筐体40aの内部に収納されている。
この筐体40aには、ガス導入口41a、ガス排出口43a、冷却水導入口44および冷却水排出口47がそれぞれ設けられている。
As shown in FIG. 2, the
The
ガス導入口41aは排気主管26に接続されており、この排気主管26内で搬送されるオゾンガスは、ガス導入口41aおよび導入用配管50を経て加熱機構41に送られるようになっている。
加熱機構41は、図2および図4に示すように、例えば一対の円筒形の加熱タンク41bと、各加熱タンク41b内で螺旋形状に設けられ導入用配管50に連通している配管41sと、螺旋形状の配管41sの中心線に沿って延びるヒータ41hとを有している。
The
As shown in FIGS. 2 and 4, the
図2(a)に示すように、導入用配管50は分岐管となっており、具体的にはガス導入口41aから導入されたオゾンガスを二手に分岐させて各加熱タンク41b内の配管41sに送るようになっている。各配管41sは、図4に示すように円筒形の加熱タンク41bの長手方向に沿った軸線を中心として螺旋形状に巻かれている。そして、各々の加熱タンク41bの軸線に沿って、配管41s内のオゾンガスを加熱するよう丸棒形状のヒータ41hが設置されている。このヒータ41hは、後述する制御器60により制御されるようになっている。
As shown in FIG. 2 (a), the
図1および図2に示すように、加熱機構41とバッファ機構42とは第1の接続用配管51により接続されている。具体的には、第1の接続用配管51の一端は加熱タンク41b内の配管41sに接続されており、他端はバッファ機構42の管継手42a(後述)に取り付けられている。この第1の接続用配管51は、加熱機構41により加熱されたガスをバッファ機構42へ送るようになっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
バッファ機構42は、図2および図5に示すように、略直方体形状の筐体42cと、この筐体42cの内部に設けられた配管42sと、配管42sの入口および出口にそれぞれ設けられた管継手42a,42bとを有している。
As shown in FIGS. 2 and 5, the
略直方体形状の筐体42cは例えば断熱材より構成されており、この筐体42cの内部の保温を行う保温部材としての機能を有している。配管42sは、図5に示すように筐体42c内で蛇行するよう配設されている。筐体42c内で配管42sを蛇行するよう配設することにより、バッファ機構42に導入されたガスの、配管42sの内表面に対する接触面積を大きくすることができ、後述する触媒反応をより促進させることができるようになる。また、筐体42cの外表面には管継手42a,42bが接続されており、この管継手42a,42bに配管42sの両端がそれぞれ接続されている。
The substantially
管継手42a,42bは、各々例えばねじ継手やフランジ継手から構成されており、管継手42aは第1の接続用配管51を、管継手42bは第2の接続用配管52をそれぞれ着脱自在に取り付けることができるようになっている。図2(b)においては第1の接続用配管51および第2の接続用配管52がそれぞれ管継手42a,42bに取り付けられた状態を示しているが、第1の接続用配管51を管継手42aから取り外すとともに第2の接続用配管52を管継手42bから取り外すことにより、バッファ機構42自体をオゾンガス分解装置40の筐体40aの外部へ持ち出すことができるようになっている。
Each of the pipe joints 42a and 42b is constituted by, for example, a threaded joint or a flange joint. The pipe joint 42a is detachably attached to the
ここで、加熱機構41の配管41s、第1の接続用配管51、バッファ機構42の配管42sおよび第2の接続用配管52は、各々、ステンレスやニッケル等の金属から構成されている。また、バッファ機構42における配管42sの総容量(配管42sの断面積と総長さを掛け合わせた容積)は、加熱機構41の配管41sの総容量の1/4以上となるよう、好ましくは1/2以上となるよう、更に好ましくは略同一となるよう、配管42sの設計が行われている。具体的には、バッファ機構42における配管42sの総容量は、最大流量のガス(オゾンガスを含むガス)が当該配管42sを通過したときにおける当該ガスの滞留時間が少なくとも0.1秒以上となるよう設計されていることが好ましい。
Here, the
図1および図2に示すように、第2の接続用配管52は熱交換器43に接続されており、バッファ機構42で貯留されたガスはこの第2の接続用配管52を経て熱交換器43に送られるようになっている。一方、外部から冷却水導入口44を介して冷却水が熱交換器43に送られるようになっており、この熱交換器43の内部でバッファ機構42から送られたガスと冷却水導入口44から送られた冷却水との熱交換が行われることにより、バッファ機構42から送られたガスが例えば室温まで冷却されるようになっている。冷却されたガスは、排出用配管53からガス排出口43aを経てオゾンガス分解装置40の筐体40aの外部へ排出される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
一方、熱交換器43に送られた冷却水は、冷却水用接続管55を介して冷却パネル45に送られる。この冷却パネル45において、熱交換器43で暖められた冷却水が再び冷却されるようになっている。冷却パネル45には冷却水排出用配管56が接続されており、再び冷却された冷却水は、この冷却水排出用配管56から冷却水排出口47を経てオゾンガス分解装置40の筐体40aの外部へ排出される。
On the other hand, the cooling water sent to the
また、図1に示すように、第2の接続用配管52には、この第2の接続用配管52内のガスの温度を検出する温度センサ61が介設されている。この温度センサ61は制御器60(後述)に通信接続されており、検出されたガスの温度に係る情報を当該制御器60に送信するようになっている。
As shown in FIG. 1, the
制御器60は、温度センサ61から送られた情報に基づいて、加熱機構41の各ヒータ41hを制御するようになっている。具体的には、第2の接続用配管52に送られたガスの温度がほぼ一定となるよう、例えばPID制御を行うことにより各ヒータ41hによる加熱温度を調整するようになっている。
The
次に、このような構成からなる本実施の形態の基板処理システム1およびオゾンガス分解装置40の作用を説明する。
Next, the operation of the substrate processing system 1 and the ozone
まず、基板処理システム1全体の動作について説明する。
最初に、前工程において金属酸化膜等が表面に形成されている基板Wを基板処理室2内に搬入し、処理容器4を密閉する。そして、この処理容器4内にオゾンガス発生器5にて発生した高濃度、例えば130g/m3程度のオゾンガスと酸素とを含む混合ガスを導入しつつ、容器内ガスを真空引きし、これと同時に紫外線ランプ16により紫外線UVをウエハ表面に照射する。これにより活性酸素原子が発生してウエハ表面の金属酸化膜中に含まれる有機不純物等を分解して除去する。
First, the operation of the entire substrate processing system 1 will be described.
First, the substrate W having a metal oxide film or the like formed on the surface in the previous process is carried into the
このような改質処理を行っている間は、処理容器4内のオゾンガス等のガスは容器底部に設けられた各排気口20より排気管22を介して略均等に排気され、バッファタンク24内で一時的に滞留され、その後、排気主管26内を流れ出て行く。そして、オゾンガス等が排気主管26からオゾンガス分解装置40に送られる。
During such a reforming process, a gas such as ozone gas in the processing container 4 is exhausted substantially uniformly through the
次に、オゾンガス分解装置40におけるオゾンガスの分解動作について図1乃至図5、とりわけ図3のグラフを用いて詳述する。
排気主管26内で搬送されるオゾンガスは、ガス導入口41aおよび導入用配管50を経てまず加熱機構41に送られる。この加熱機構41において配管41s内のオゾンガスはヒータ41hにより例えば400〜450℃となるよう加熱される。ここで、図3に示すように、オゾンガスはヒータ41hにより即座に400〜450℃となるよう加熱されるのではなく、螺旋形状の配管41sを通過するうちに徐々に加熱されるようになっている。一般的に、オゾンガスは約350℃(図3のオゾンガス分解温度)を超えるよう加熱されると熱分解反応により酸素に還元され、オゾンガスの無害化が行われる。加熱機構41において加熱されたオゾンガスは、第1の接続用配管51を経てバッファ機構42に送られる。
Next, the ozone gas decomposition operation in the ozone
The ozone gas conveyed in the exhaust
なお、この熱分解反応が行われている期間にオゾンガスが金属等に接触することにより触媒反応が生じると当該オゾンガスの酸素への還元が促進される。本実施の形態においては、加熱機構41の配管41s、第1の接続用配管51、バッファ機構42の配管42sおよび第2の接続用配管52がそれぞれステンレスやニッケル等の金属から構成されていることにより、加熱機構41において加熱されたオゾンガスは熱分解反応および触媒反応の両方の作用によって酸素への還元が行われることとなる。
In addition, when ozone gas contacts a metal etc. in the period when this thermal decomposition reaction is performed, reduction | restoration of the said ozone gas to oxygen will be accelerated | stimulated. In the present embodiment, the
バッファ機構42において、配管42sの総容量は、加熱機構41の配管41sの総容量の1/4以上となっているので、加熱機構41により加熱されたガス(オゾンガスと酸素の混合ガス)のバッファ機構42における滞留時間は、加熱機構41における滞留時間の1/4以上となる。このことにより、図3のグラフの実線部分に示されるようにオゾンガスがオゾンガス分解温度(約350℃)を超えた状態にある時間が長くなり、オゾンガスの酸素への還元が十分に行われることとなる。もし、加熱機構41により加熱されたガスのバッファ機構42における滞留時間が加熱機構41における滞留時間の1/4より小さい場合には、図3のグラフの点線部分に示されるようにガスの温度がオゾンガス分解温度以上となっている期間が非常に短くなり、オゾンガスに対する熱分解反応が十分に行われないおそれがある。また、バッファ機構42の筐体42cは断熱材から構成されており、このことにより筐体42c内部にある配管42s内のガスの保温が行われているので、当該配管42s内にあるガスについてその温度をオゾンガス分解温度以上に保つことができるようになる。
In the
バッファ機構42において熱分解反応および触媒反応により無害化されたガスは、第2の接続用配管52を介して熱交換器43に送られる。図3に示すように、この熱交換器43において、冷却水導入口44から送られた冷却水により当該ガスが例えば室温となるまで冷却される。冷却されたガスは排出用配管53およびガス排出口43aを経てオゾンガス分解装置40から排出される。
The gas rendered harmless by the thermal decomposition reaction and catalytic reaction in the
なお、第2の接続用配管52をガスが通過するときに、このガスの温度が温度センサ61により検出され、当該ガスの温度に係る情報が制御器60に送られる。そして、制御器60は、このガスの温度が一定となるよう加熱機構41のヒータ41hの制御を行っている。このことにより、例えばオゾンガスがヒータ41hにより十分に加熱されることなくオゾンガスの熱分解反応が十分に行われないといった事態が発生することを防止することができる。
When the gas passes through the
而して、基板処理室2から排出されるオゾンガスの中には金属酸化物等の不純物が混入している場合があり、オゾンガス分解装置40を長期間使用していると、このオゾンガスに含まれる不純物が加熱機構41の配管41sやバッファ機構42の配管42s等の内表面に堆積されてしまう。このように各配管の内表面にデポジット(堆積物)が形成されると、各配管内を通過するオゾンガスは当該配管の金属面に接触することができなくなり、オゾンガスに対する触媒反応が阻害されることとなる。このため、オゾンガスに対しては熱分解反応しか行われないこととなってしまうため、当該オゾンガスの酸素への還元が十分に行われないという問題が生じる。
Thus, the ozone gas discharged from the
しかしながら、バッファ機構42の管継手42a,42bは、各々第1の接続用配管51および第2の接続用配管52に対して着脱自在となっており、第1の接続用配管51を管継手42aから取り外すとともに第2の接続用配管52を管継手42bから取り外すことにより、当該バッファ機構42自体をオゾンガス分解装置40の筐体40aの外部へ搬出することができるようになる。このため、同一の構成を有する交換用の他の新品のバッファ機構42を新しくオゾンガス分解装置40に設けることができ、あるいは取り出されたバッファ機構42の配管42sを清掃してこの配管42sの内表面に形成されたデポジットを除去することにより当該バッファ機構42を再利用することができる。このことにより、加熱機構41において加熱されたオゾンガスに対して、バッファ機構42の配管42sにより所望の触媒反応を引き続き行わせることができるようになる。
However, the pipe joints 42a and 42b of the
以上のように本実施の形態のオゾンガス分解装置40によれば、加熱機構41と熱交換器43との間に当該加熱機構41から送られたガスを貯留するバッファ機構42が設けられており、このバッファ機構42はオゾンガスに対して触媒反応を行わせるとともに加熱機構41および熱交換器43に対して着脱自在となっている。このように、ガスを一時的に貯留するバッファ機構42が設けられていることによって、加熱機構41では十分に確保することができなかったオゾンガスの熱分解反応時間をバッファ機構42において確保することができ、オゾンガスに対する十分な熱分解反応が行われることとなる。しかも、バッファ機構42は、オゾンガスに対して触媒反応を行わせることができるとともに着脱自在となっていることにより、加熱機構41に導入されるオゾンガスに不純物が含まれておりこの不純物が加熱機構41やバッファ機構42に堆積された場合であっても、バッファ機構42を新品のものと交換したりこのバッファ機構42を取り出して配管42s内部の清掃を行ったりすることにより、バッファ機構42内に不純物が蓄積された状態を解消することができ、このバッファ機構42においてオゾンガスに対して触媒反応を確実に行わせることができる。このため、オゾンガス分解装置40を長期間使用した場合であっても導入されたオゾンガスを確実かつ十分に除害することができるようになる。また、加熱機構41の交換頻度を少なくすることができる。
As described above, according to the ozone
本発明によるオゾンガス分解装置は、上記の態様に限定されるものではなく、様々の変更を加えることができる。
例えば、バッファ機構(貯留部)の構成としては、図5に示すような筐体42c内部でガス用の配管42sが蛇行するよう配設されたものに限定されることはなく、例えばガス用の配管を螺旋形状に形成したもの、あるいはガス用の配管を用いる代わりに内面が金属となっているタンクを用いこのタンク内にガスを貯留するようにしたものを貯留部として用いてもよい。
The ozone gas decomposing apparatus according to the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
For example, the configuration of the buffer mechanism (reservoir) is not limited to the configuration in which the
以下、図6および図7を用いて貯留部の他の構成について詳述する。図6は、貯留部の他の構成の例を示す概略斜視図であり、図7は、図6の貯留部の縦断面図である。
図6および図7に示すように、貯留部は、略直方体形状の金属製のタンク42dから構成されており、この金属製のタンク42dの上面に第1の接続用配管51および第2の接続用配管52がそれぞれ着脱自在に取り付けられている。
Hereinafter, another configuration of the storage unit will be described in detail with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. 6 is a schematic perspective view showing another example of the configuration of the storage unit, and FIG. 7 is a longitudinal sectional view of the storage unit of FIG.
As shown in FIGS. 6 and 7, the storage section is configured by a substantially rectangular
また、タンク42dの内部には、当該タンク42dの上面と略平行となるよう、複数の金属製の仕切り板42eが互いに離間して配設されている。この仕切り板42eは、図7に示すように波板形状のものとなっている。このことにより、タンク42d内が複数のチャンバに区画される。また、各仕切り板42eにおける第1の接続用配管51の真下の位置および第2の接続用配管52の真下の位置には、それぞれ貫通孔42fが形成されている。このことにより、第1の接続用配管51からタンク42d内に送られたオゾンガスはまず各仕切り板42eに形成された貫通孔42fを通って各チャンバに分散され、各チャンバを通過したガスは再び貫通孔42fを通って第2の接続用配管52に集められ、そしてこの第2の接続用配管52から熱交換器43にガスが送られる。
A plurality of
このような貯留部の構成によれば、金属からなるタンク42dおよび仕切り部材42eに対するオゾンガスの接触面積を大きくすることができ、オゾンガスに対する触媒反応をより促進させることができる。また、各仕切り部材42eが波板形状となっているので、仕切り部材42eに対するオゾンガスの接触面積をより大きくすることができる。
According to such a configuration of the storage unit, the contact area of the ozone gas with the
また、当然のことながら、オゾンガス分解装置としては図1に示すような基板上の金属酸化膜に対する改質処理に用いられるオゾンガスを除害するものに限定されることはなく、例えばウエハ上に塗布されているレジストを除去または水溶化させるために用いられるオゾンガスを除害するものであってもよい。 Further, as a matter of course, the ozone gas decomposition apparatus is not limited to one that removes the ozone gas used for the modification process on the metal oxide film on the substrate as shown in FIG. It may be one that detoxifies ozone gas used to remove or make water-soluble resist.
1 基板処理システム
2 基板処理室
4 処理容器
5 オゾンガス発生器
6 ヒータ
8 載置台
10 シャワーヘッド部
12 噴射孔
14 透過窓
16 紫外線ランプ
18 ゲートバルブ
20 排気口
22 排気管
24 バッファタンク
26 排気主管
30 圧力調整弁
40 オゾンガス分解装置
40a 筐体
41 加熱機構
41a ガス導入口
41b 加熱タンク
41h ヒータ
41s 配管
42 バッファ機構
42a,42b 管継手
42c 筐体
42d タンク
42e 仕切り板
42f 貫通孔
42s 配管
43 熱交換器
43a ガス排出口
44 冷却水導入口
45 冷却パネル
47 冷却水排出口
50 導入用配管
51 第1の接続用配管
52 第2の接続用配管
53 排出用配管
55 冷却水用接続管
56 冷却水排出用配管
60 制御器
61 温度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
前記加熱部に接続され、当該加熱部から送られたガスを貯留する貯留部と、
前記貯留部に接続され、この貯留部から送られたガスを冷却する冷却部と、
を備え、
前記貯留部は、オゾンガスに対して触媒反応を行わせるとともに前記加熱部および前記冷却部に対して着脱自在となっており、
前記貯留部は、金属製のタンクと、当該タンク内を複数のチャンバに区画するよう複数の互いに離間して積層状態に設けられた金属製の仕切り部材とを有し、前記金属製のタンクおよび前記金属製の仕切り部材によりオゾンガスに対して触媒反応を行わせる触媒からなり、
前記貯留部において、前記加熱部から送られたガスは前記各チャンバに分散され、各チャンバを通過したガスが再び集合させられて前記冷却部に送られるようになっていることを特徴とするオゾンガス分解装置。 A heating unit for heating the introduced ozone gas;
A storage unit connected to the heating unit and storing the gas sent from the heating unit;
A cooling unit connected to the storage unit and cooling the gas sent from the storage unit;
With
The storage unit is detachable from the heating unit and the cooling unit while performing a catalytic reaction on ozone gas,
The storage section includes a metal tank, and a plurality of metal partition members provided in a stacked state so as to be partitioned into a plurality of chambers inside the tank, and the metal tank and It consists of a catalyst that causes a catalytic reaction to ozone gas by the metal partition member,
In the storage unit, the gas sent from the heating unit is dispersed in the chambers, and the gases that have passed through the chambers are gathered again and sent to the cooling unit. Disassembly equipment.
前記貯留部と前記冷却部は第2の接続用配管を介して接続されており、
第1の接続用配管および第2の接続用配管と前記貯留部とは、それぞれ管継手により着脱自在に連結されていることを特徴とする請求項1または2記載のオゾンガス分解装置。 The heating unit and the storage unit are connected via a first connection pipe,
The storage unit and the cooling unit are connected via a second connection pipe,
3. The ozone gas decomposing apparatus according to claim 1, wherein the first connection pipe, the second connection pipe, and the storage section are detachably connected to each other by a pipe joint. 4.
前記第2の接続用配管には当該第2の接続用配管内のガスの温度を検出する温度センサが設けられており、
前記制御部は、前記温度センサにより検出された第2の接続用配管内のガスの温度に基づいて前記加熱部を制御するようになっていることを特徴とする請求項3記載のオゾンガス分解装置。 A control unit for controlling the heating unit;
The second connection pipe is provided with a temperature sensor for detecting the temperature of the gas in the second connection pipe,
4. The ozone gas decomposing apparatus according to claim 3, wherein the control unit controls the heating unit based on the temperature of the gas in the second connection pipe detected by the temperature sensor. .
前記処理部からオゾンガスを排出する排出口と、
前記排出口に接続されたオゾン分解装置と、
を備えた処理システムであって、
前記オゾン分解装置は請求項1乃至6のいずれか一項に記載のものであることを特徴とする処理システム。 A processing section for processing the object to be processed with ozone gas;
A discharge port for discharging ozone gas from the processing unit;
An ozonolysis device connected to the outlet;
A processing system comprising:
The said ozonolysis apparatus is a thing as described in any one of Claims 1 thru | or 6. The processing system characterized by the above-mentioned.
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