JP5317853B2 - 排気ガス処理方法及びシステム - Google Patents

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Description

本発明は、半導体製造工程、例えばエッチングプロセス工程で使用される半導体製造装置のエッチング装置などＰＦＣ系ガス使用処理装置から排出される排気ガスの回収などの処理方法及び処理システムに関する。
半導体製造工程におけるエッチングプロセス工程などで使用されるフッ素化合物などのガスの或る種類は、温室効果を示すと共に、長期間に亘って分解せず、極めて長く安定であり、二酸化炭素よりも温暖化作用が極めて高い。温室効果ガスとしては、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、Ｃ２Ｆ４、ＣＨＦ３、Ｃ４Ｆ８、ＮＦ３などが挙げられ、一般にＰＦＣ（Per Fluoro Compound）系ガスと称されていて温暖化係数が非常におおきくなっている。半導体製造工程で使用されるＰＦＣ系ガスはＣＯ２に比べ排出量がはるかに少ないが、大気中での蓄積が懸念されている。
従来のエッチングプロセス工程に限らずＣＶＤ等の排気ガスや更に半導体に限らず液晶等のプロセス工程では、その排気ガスとともに、温室効果ガス(ＰＦＣ系ガス)を大気に放出してしまい、温暖化を促進してしまうという課題があった。
そこで、半導体製造プロセスにおいて、ＰＦＣ系ガスの削減への処理方策が検討されており、例えば、プロセスの最適化をはかりＰＦＣ系ガスの使用量を減らす処理方法、ＰＦＣ系ガスを回収して再利用する処理方法、代替ガスとそのプロセスを開発する処理方法、分解し除害して処理する方法や、ＰＦＣ系ガス回収装置の開発が試みられている（特許文献１、参照）。
特開２００５−１８８７１７号公報
しかしながら、従来の排気ガス処理システムでは、例えば、図１に示すように、半導体製造装置であるエッチング装置に付帯のエッチング真空ポンプ１１から排出されたエッチング排気ガスは、排気ライン５の排気系を通して、ガス回収装置や、乾式又は湿式の除害装置などの外部処理装置４にて処理後、外部へ排気されるのが一般的であった。
従来のプロセス工程では、大気に放出される温暖化を促進してしま温室効果ガス(ＰＦＣ系ガス)を十分に阻止できていないという問題があった。
そこで、本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、エッチングプロセス工程に限らずＣＶＤ等の排気ガスや更に半導体に限らず液晶等のプロセス工程におけるＰＦＣ系ガス使用処理装置に近い上流側で適宜に処理装置を用いＰＦＣ系ガスを容易に十分に回収など阻止処理できる排気ガス処理システム及びその方法を提供することを目的とする。
本発明の排気ガス処理システムは、ＰＦＣ系ガス使用処理装置から排気ライン及び外部処理装置を介して排気ガスを処理し清浄化して排気する排気ガス処理システムであって、
排気ラインから分かれたガス処理ラインを介して供給される排気ガスを吸気して該排気ガスからＰＦＣ系ガスを除去処理するガス処理装置と、
処理した排気ガスをガス処理装置から外部処理装置へ排出する中間ラインと、を備えたことを特徴とする。
本発明の排気ガス処理方法は、ＰＦＣ系ガス使用処理装置から排気ライン及び外部処理装置を介して排気ガスを処理し清浄化して排気する排気ガス処理システムにおいて、エッチング装置からの排気ガスを排気ラインからガス処理ラインへ切り換え、該ガス処理ラインに接続されたガス処理装置により該排気ガスからＰＦＣ系ガスを除去処理するステップと、該ガス処理装置に接続された中間ラインを介して処理した排気ガスを外部処理装置へ排出するステップと、を含むことを特徴とする。
本発明の排気ガス処理方法及び排気ガス処理システムによれば、外部へ排出していた排気ガスなど、特にＰＦＣ系ガスなどの温室効果ガスをガス処理ラインを介してガス処理装置例えばガス回収装置に回収することが可能となる。すなわち、従来のエッチングプロセス工程に限らずＣＶＤ等の排気ガスや更に半導体に限らず液晶等のプロセス工程において温暖化対策が可能となる。
また、上記排気ガス処理システムにおいて、ガス処理ラインと中間ラインとに接続されかつガス処理装置を迂回できるバイパスラインを備えることによって、もし、ガス処理装置が何らかの原因で停止したような場合でも、外部処理装置に排気できるので、ライン停止（半導体製造装置などの停止）に至ることは無くなる。
従来のエッチング排気ガス処理システムの構成例を示す模式図である。 本発明による実施形態に係る排気ガス処理システムの構成例を示す模式図である。 本発明による他の実施形態に係る排気ガス処理システムの構成例を示す模式図である。
１１ 排気ガス吸引ポンプ
１２ ガス回収装置
１３ バイパスライン
１３ｖ バイパスバルブ
１４ 外部処理装置
１５ 排気ライン
１５ｖ 排気ラインバルブ
１６ 回収ライン
１６ｖ 回収ラインバルブ
１７ 外部排気ライン
１８ 中間ライン
２１ センサ
２２ 制御装置
２３ｖ 電動バイパスバルブ
２５ｖ 電動排気ラインバルブ
２６ｖ 電動回収ラインバルブ
以下に、本発明による実施形態の一例について、図面を用いて説明する。
本実施形態では半導体製造工程において、エッチング装置に付帯した排気ガス吸引ポンプから排出されるエッチング排気ガスからＰＦＣ系ガスを回収する排気ガス処理方法及びシステムを例に説明する。
図２は、本発明の一態様に係る排気ガス処理システムの構成例を示す模式図である。
図２において、半導体製造装置におけるＰＦＣ系ガス使用処理装置であるエッチング装置（図示せず）に設けられているエッチング排気ガス吸引ポンプ１１には、開閉弁である排気ラインバルブ１５ｖを介して外部処理装置１４へ接続する排気ライン１５の排気系が設けられている。外部処理装置１４には、清浄化されたガスを外部へ排出するための外部排気ライン１７が設けられている。
さらに、エッチング排気ガス吸引ポンプ１１には、開閉弁である回収ラインバルブ１６ｖを介してガス回収装置１２へ接続する回収ライン１６（すなわち、排気ラインから分かれたガス処理ライン）の回収系が設けられている。ガス回収装置１２には、エッチング排気ガスからＰＦＣ系ガスが回収された残留ガスを排気ライン１５へ排出する中間ライン１８が設けられている。ガス回収装置１２の吸い込み側の回収ライン１６と排出側の中間ライン１８とはバイパスバルブ１３ｖ及びバイパスライン１３を介して接続されている。
それぞれの回収ラインバルブ１６ｖが閉じられかつ排気ラインバルブ１５ｖが開かれると、エッチング装置に付帯したエッチング排気ガス吸引ポンプ１１から排出された排出されたガスは、集合されて排気ライン１５を介して、外部処理装置１４で処理されて、工場の外部へ放出される。回収ラインバルブ１６ｖと排気ラインバルブ１５ｖは、エッチング排気ガスを排気ライン１５及び又は回収ライン１６へ切り替えるための切り替えバルブである。
回収ラインバルブ１６ｖが開かれかつ排気ラインバルブ１５ｖが閉じられると、回収ライン１６を通った排ガスはガス回収装置１２へ供給され、ここで所定の回収処理が実行され、中間ライン１８を通って、排気ライン１５を介して外部処理装置１４に送られ外部排気ライン１７から清浄化されたガスが排出される。なお、通常はバイパスバルブ１３ｖは閉じられている。
この実施形態では、エッチング排気ガス吸引ポンプ１１から排出されたガスを、切り替えバルブで、回収ライン１６に切り替え、ガス回収装置１２にてＰＦＣ系ガスを回収することができる。また、非常事態などガス回収装置１２を迂回する場合は、バイパスライン１３のバイパスバルブ１３ｖを開けることによって、ガス回収装置１２を迂回することができる。
このように、本実施形態の排気ガス処理方法においは、エッチング装置から排気ライン及び外部処理装置１４を介してエッチング排気ガスを処理し清浄化して排気する排気ガス処理システムをもちいて、エッチング装置からのエッチング排気ガスを排気ラインから回収ラインへ切り換え、該回収ラインに接続されたガス回収装置１２により該エッチング排気ガスからＰＦＣ系ガスを除去処理するステップと、ガス回収装置１２に接続された中間ライン１８を介して処理したエッチング排気ガスを外部処理装置１４へ排出するステップと、を実行する。
他の実施形態のシステムとしては、図３に示すように、半導体製造装置であるエッチング装置のエッチング排気ガス吸引ポンプ１１には、電気的に制御されるアクチュエータにより駆動される開閉弁である電動排気ラインバルブ２５ｖを介して外部処理装置１４へ接続する排気ライン１５の排気系が設けられている。外部処理装置１４には、清浄化されたガスを外部へ排出するための外部排気ライン１７が設けられている。
さらに、エッチング排気ガス吸引ポンプ１１には、電気的に制御されるアクチュエータにより駆動される開閉弁である電動回収ラインバルブ２６ｖを介してガス回収装置１２へ接続する回収ライン１６の回収系が設けられている。ガス回収装置１２には、エッチング排気ガスからＰＦＣ系ガスが回収された残留ガスを排気ライン１５へ排出する中間ライン１８が設けられている。ガス回収装置１２の吸い込み側の回収ライン１６と排出側の中間ライン１８とは、電気的に制御されるアクチュエータにより駆動される開閉弁である電動バイパスバルブ２３ｖ及びバイパスライン１３を介して接続されている。
さらに、ガス回収装置１２には、センサ２１（装置内部の温度及び又は圧力を検出する）が設けられ、ガス回収装置の状態をセンサ２１の出力とするような構成となっている。
当該システムにおいては、図３の破線に示す制御線により、電動排気ラインバルブ２５ｖ、電動回収ラインバルブ２６ｖ、及び電動バイパスバルブ２３ｖのアクチュエータを電気的に制御すると共に、センサ２１の出力を受信してガス回収装置１２の状態を監視する制御装置２２が設けられている。制御装置２２は自動操作や遠隔操作が可能なコンピュータ、パソコンなどにより、構成してもよい。
制御装置２２からの信号により、それぞれの電動回収ラインバルブ２６ｖが閉じられかつ電動排気ラインバルブ２５ｖが開かれると、エッチング装置に付帯したエッチング排気ガス吸引ポンプ１１から排出された排出されたガスは、集合されて排気ライン１５を介して、外部処理装置１４で処理されて、工場の外部へ放出される。
制御装置２２からの信号により、電動回収ラインバルブ２６ｖが開かれかつ電動排気ラインバルブ２５ｖが閉じられると、回収ライン１６を通った排ガスはガス回収装置１２へ供給され、ここで所定の回収処理が実行され、中間ライン１８を通って、排気ライン１５を介して外部処理装置１４に送られ外部排気ライン１７から清浄化されたガスが排出される。なお、通常は電動バイパスバルブ２３ｖは閉じられている。
このように、制御装置２２からの信号により、エッチング排気ガス吸引ポンプ１１から排出されたガスを、切り替えバルブ２５ｖ，２６ｖで、回収ライン１６に切り替え、ガス回収装置１２にてＰＦＣ系ガスを回収することができる。
センサ２１からの出力信号により、制御装置２２がガス回収装置１２の異常事態を検出した場合は、バイパスライン１３の電動バイパスバルブ２３ｖを開けることによってガス回収装置１２を迂回することができる。
センサは、ガス回収装置１２のみの配置に限られず、外部処理装置１４や、エッチング排気ガス吸引ポンプ１１や、エッチング装置本体などにも、設けることができ、センサの種類も制限されるものではない。それらセンサからの出力信号により、制御装置２２が電動バイパスバルブ２３ｖだけでなく、電動排気ラインバルブ２５ｖや電動回収ラインバルブ２６ｖも制御できるように、構成することもできる。
上記の実施形態では、ガス処理装置としてガス回収装置の場合について説明してきたが、本発明では、ガス回収装置に限らず、排気ラインから分かれた回収ラインの回収系に代え、すなわち、排気ラインから分かれたガス処理ラインの処理系として、ＰＦＣ系ガス除害装置（燃焼式除害装置、プラズマ式除害装置など）を接続しても同様に適用可能である。従来のエッチングプロセス工程に限らず、ＣＶＤ等の排気ガスや更に半導体に限らず液晶等のプロセス工程においても適用可能である。
以上、述べてきたように、本発明によれば、排気ライン及び回収ラインに切り替えバルブを設け、回収ライン及びガス回収装置などのガス処理装置構成により、地球温暖化対策として適応できる排気ガス処理を達成でき、さらに、自動操作、遠隔操作、圧力又は温度などによるセンサーフィードバックシステムなどを適用させることもできる。

Claims (2)

  1. 半導体製造装置のエッチング装置から排気ライン及び外部処理装置を介して排気ガスを処理し清浄化して排気する排気ガス処理システムであって、
    前記排気ラインから分かれた回収ラインを介して供給される排気ガスを吸気して該排気ガスからＰＦＣ系ガスを除去処理するガス回収装置と、
    処理した排気ガスを前記ガス回収装置から前記外部処理装置へ排出する中間ラインと、
    前記回収ラインと前記中間ラインとに接続されかつ前記ガス回収装置を迂回できるバイパスラインと、
    前記ガス回収装置に設けられた温度及び圧力の少なくとも一方を検出するセンサと、
    前記センサの出力を受信して前記ガス回収装置の状態を監視する制御装置と、
    前記制御装置によって電気的にそれぞれ開閉制御される、前記排気ラインに設けられた電動排気ラインバルブ、前記回収ラインに設けられた電動回収ラインバルブ、及び前記バイパスラインに設けられた電動バイパスバルブと、を有することを特徴とする排気ガス処理システム。
  2. 半導体製造装置のエッチング装置から排気ライン及び外部処理装置を介して排気ガスを処理し清浄化して排気する排気ガス処理システムにおいて、
    前記排気ガス処理システムは、
    前記排気ラインから分かれた回収ラインを介して供給される排気ガスを吸気して該排気ガスからＰＦＣ系ガスを除去処理するガス回収装置と、
    処理した排気ガスを前記ガス回収装置から前記外部処理装置へ排出する中間ラインと、
    前記回収ラインと前記中間ラインとに接続されかつ前記ガス回収装置を迂回できるバイパスラインと、
    前記ガス回収装置に設けられた温度及び圧力の少なくとも一方を検出するセンサと、
    前記センサの出力を受信して前記ガス回収装置の状態を監視する制御装置と、
    前記制御装置によって電気的にそれぞれ開閉制御される、前記排気ラインに設けられた電動排気ラインバルブ、前記回収ラインに設けられた電動回収ラインバルブ、及び前記バイパスラインに設けられた電動バイパスバルブと、を有し、
    前記制御装置により前記電動排気ラインバルブ及び前記電動回収ラインバルブの開閉制御によって、前記エッチング装置からの排気ガスを前記排気ラインから前記回収ラインへ切り換え、前記ガス回収装置に供給して前記ガス回収装置により該排気ガスからＰＦＣ系ガスを除去処理するステップと、
    前記ガス回収装置で処理した排気ガスを前記中間ラインを介して前記外部処理装置へ排出するステップと、を含むことを特徴とする排気ガス処理方法。
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