JP5763947B2

JP5763947B2 - 基板処理装置及び回収装置

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Publication number: JP5763947B2
Application number: JP2011069017A
Authority: JP
Inventors: 山本　薫; 薫山本; 原　正道; 正道原; 五味　淳; 淳五味; 俊治平田; 敏多賀
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2011-03-26
Filing date: 2011-03-26
Publication date: 2015-08-12
Anticipated expiration: 2031-03-26
Also published as: KR20140029412A; WO2012132609A1; TW201305383A; JP2012201952A; KR101674000B1

Description

本発明は、基板処理を行う処理室より排出されたガスから、該ガスに含まれる未反応の有機ルテニウム化合物を回収する回収装置、及び該回収装置を備えた基板処理装置に関する。

半導体デバイスの成膜処理装置の一つとしてＣＶＤ装置が利用されている。ＣＶＤ装置は、原料ガスを処理室に供給し、処理室内で原料ガスを反応させることによってウェハに薄膜を形成する装置である。ＣＶＤ装置の成膜処理で発生した副生成物、未反応の原料ガス等は、処理室外へ排気される。排気された副生成物、未反応の原料ガスは、そのまま大気中に放出されると環境汚染等の原因となるため、排気系に設けられた捕獲装置によってこれらの副生成物及び原料ガスを捕獲して除去するようにしてある。

特許文献１には、処理室から排気されたガスを冷媒と接触させることにより未反応の原料ガスを凝固させて原料を再析出させる凝固ユニットと、凝固ユニット内の冷媒を濾過することにより再析出された原料を冷媒から分離して回収する濾過回収ユニットとで構成された捕獲装置が開示されている。

特許文献２には、処理室から排気されたガスを高温に曝して排気ガス中に含まれる未反応の原料ガスを熱分解させて原料ガス中に含まれている金属成分を付着させる捕集部材を有する捕獲装置が開示されている。

特許文献３には、処理室から排気されたガスを通過させる排気通路が形成された複数の排気捕集ユニットを直列に配置してなる捕獲装置が開示されている。排気捕集ユニットは、ガスの流れを遮るように配置された複数の衝突板を有する。

特開２０１０−３７６３１号公報特開２０１０−４２３３０号公報国際公開第２００５／１０７９２２号パンフレット

しかしながら、特許文献１に係る捕獲装置においては、冷媒を循環させ、冷媒に接触して析出した未反応の原料を冷媒から濾過するなどの処理が必要であり、装置構成が複雑で高コストであるという問題があった。

特許文献２に係る捕獲装置においては、処理室から排気されたガスを高温に曝して排気ガス中に含まれる未反応の原料ガスを熱分解させる構成であり、やはり装置構成が複雑で高コストであるという問題があった。
また、特許文献２に記載の方法においては未反応の原料ガスが金属の状態で回収されるが、金属の状態で回収すると再精製にコストを要するという問題があった。

特許文献３に係る捕獲装置においては、処理装置のアイドリング時に処理室から排気されるガスが捕獲装置に流入した場合、捕獲された原料の一部が昇華し、外部へ排気されるという問題があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、処理室より排気されたガスから、未反応の有機ルテニウム化合物を簡単な構成で回収し、回収された有機ルテニウム化合物が処理装置のアイドリング時に昇華して排気されることを防止することができる基板処理装置及び回収装置を提供することを目的とする。

本発明に係る基板処理装置は、有機ルテニウム化合物を含む原料ガスを用いて基板処理を行う処理室と、該処理室より排出された原料ガスから、該原料ガスに含まれる未反応の有機ルテニウム化合物を回収する回収装置とを備えた基板処理装置において、前記回収装置は、前記処理室から排出された原料ガスが通流する通流部と、該通流部の一部又は全部を冷却する冷却部と、前記処理室から排出された原料ガスを前記通流部へ流入させる流入管と、前記原料ガスから有機ルテニウム化合物が回収されたガスを排出する排出管と、前記通流部の上流側と、下流側とを連通させる迂回管と、前記流入管に設けられた第１弁と、前記排出管に設けられた第２弁と、前記迂回管に設けられた第３弁と、前記流入管を加熱する加熱部とを備え、前記通流部は、前記流入管が上流側から挿入された外筒と、下流側に底部を有し、前記流入管を囲繞するように前記外筒の内側に配された内筒と、前記流入管が貫通しており、該内筒の上流側端部と間隙を設けて、前記外筒の上流側の開口を閉鎖する円環部と、複数の通流孔を有し、前記外筒及び前記内筒間の隙間を上流側と、下流側とに隔てる隔壁板とを備え、前記内筒は、前記隔壁板よりも上流側の上流側内筒と、前記隔壁板よりも下流側の下流側筒部と、前記下流側筒部の周壁に形成された複数の孔部とを備え、前記外筒の下流側に前記排出管が接続され、前記処理室から排出された原料ガスが前記流入管及び前記内筒間、前記内筒及び前記外筒間、並びに前記下流側内筒の孔部を順に通流して、前記排出管から排気されるようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る基板処理装置は、前記処理室で基板処理が行われている場合、前記第１及び第２弁が開状態、前記第３弁が閉状態になり、基板処理が行われる前後の待機状態にある場合、前記第１及び第２弁が閉状態、前記第３弁が開状態になるように、各弁の動作を制御する制御部を備えることを特徴とする。

本発明に係る基板処理装置は、メッシュ付きのセンターリングが前記排出管の途中に設けられていることを特徴とする。

本発明に係る基板処理装置は、前記排出管を流れるガスの流量に応じて通流面積が変化するオリフィスが前記排出管の途中に設けられていることを特徴とする。

本発明に係る基板処理装置は、前記原料ガスに含まれる有機ルテニウム化合物はＲｕ₃（ＣＯ）₁₂であり、一酸化炭素の搬送ガスを用いて前記処理室へ搬送するようにしてあり、前記加熱部は、前記流入管を７０〜１００℃に加熱することを特徴とする。

本発明に係る基板処理装置は、前記通流部を通流する原料ガスの流れを遮るように形成された螺旋状の衝突板を備えることを特徴とする。

本発明に係る回収装置は、気化した有機ルテニウム化合物を含む原料ガスを用いて基板処理を行う処理室より排出された原料ガスから、該原料ガスに含まれる未反応の有機ルテニウム化合物を回収する回収装置において、前記処理室から排出された原料ガスが通流する通流部と、該通流部の一部又は全部を冷却する冷却部と、前記処理室から排出された原料ガスを前記通流部へ流入させる流入管と、前記原料ガスから有機ルテニウム化合物が回収されたガスを排出する排出管と、前記通流部の上流側と、下流側とを連通させる迂回管と、前記流入管に設けられた第１弁と、前記排出管に設けられた第２弁と、前記迂回管に設けられた第３弁と、前記流入管を加熱する加熱部とを備え、前記通流部は、前記流入管が上流側から挿入された外筒と、下流側に底部を有し、前記流入管を囲繞するように前記外筒の内側に配された内筒と、前記流入管が貫通しており、該内筒の上流側端部と間隙を設けて、前記外筒の上流側の開口を閉鎖する円環部と、複数の通流孔を有し、前記外筒及び前記内筒間の隙間を上流側と、下流側とに隔てる隔壁板とを備え、前記内筒は、前記隔壁板よりも上流側の上流側内筒と、前記隔壁板よりも下流側の下流側筒部と、前記下流側筒部の周壁に形成された複数の孔部とを備え、前記外筒の下流側に前記排出管が接続され、前記処理室から排出された原料ガスが前記流入管及び前記内筒間、前記内筒及び前記外筒間、並びに前記下流側内筒の孔部を順に通流して、前記排出管から排気されるようにしてあることを特徴とする。

本発明にあっては、処理室から排気されたガスが通流部を通流する。通流部は、冷却部によって冷却されているため、該ガスに含まれる有機ルテニウム化合物は凝縮し、捕獲される。第１弁及び第２弁を閉鎖することによって、一旦通流部に捕獲された有機ルテニウム化合物が再び昇華し、外部へ排気されることを防止することが可能である。また、第１及び第２弁が閉鎖している状態で、第３迂回管の第３弁を開放することによって、処理室から排出されたガスを、迂回管を通じて下流側へ流すことができる。
また、加熱部によって流入管を加熱しているため、通流部の上流側部分に有機ルテニウム化合物が付着することを防止することができる。

本発明にあっては、処理室で基板処理が行われている場合、第１及び第２弁が開状態、前記第３弁が閉状態になる。従って、処理室から排気されたガスが通流部を通流し、該ガスに含まれる有機ルテニウム化合物が捕獲される。
基板処理が行われる前後の待機状態にある場合、第１及び第２弁が閉状態、第３弁が開状態になる。従って、処理室から原料ガス以外のガス、例えばパージガスが排出されている場合、該ガスは通流部を流れること無く、迂回管を通じて下流側へ流れる。

本発明にあっては、メッシュ付きセンターリングを排出管の途中に設けることによって、通流部から排出されたガスに残留する有機ルテニウム化合物が前記センターリングによって捕獲される。

本発明にあっては、処理室から排出されたガスが通流部を流れる流量を制限することによって、通流部にて一旦捕獲された有機ルテニウム化合物がガスの通流によって外部へ排気されることを防止することができる。

本発明にあっては、流入管を通じて通流部に流入したガスは、流入管と、内筒との間を流れ、次いで、内筒と、外筒との間を流れ排出される。ガスに含まれる有機ルテニウム化合物は、流入管と、内筒と、外筒との間を通流することによって、冷却されて凝縮し、内筒又は外筒の周壁に捕獲される。

本発明にあっては、外筒及び前記内筒間の隙間を流れるガスの流量を制限することができ、通流部にて一旦捕獲された有機ルテニウム化合物がガスの通流によって外部へ排気されることを防止することができる。

本発明あっては、有機ルテニウム化合物はＲｕ₃（ＣＯ）₁₂を通流部で捕獲することができる。流入管は、７０℃〜１００℃の温度範囲で加熱されているところ、流入管を７０℃以上に加熱することによってＲｕ₃（ＣＯ）₁₂が再凝縮することを防ぐことができ、加熱部の温度を１００℃以下に抑えることによって、Ｒｕ₃（ＣＯ）₁₂が分解することを防ぐことができる。従って、流入管を７０℃〜１００℃の温度範囲で加熱することによって、流入管にＲｕ₃（ＣＯ）₁₂が付着することを防ぎ、通流部側にＲｕ₃（ＣＯ）₁₂を付着させることができる。

通流部に流入したガスは螺旋状の衝突板に衝突しながら通流するため、流路を伸ばし、気化した有機ルテニウム化合物が衝突板に接触する確率を向上させることができる。また、衝突板が螺旋状であるため、通流するガスに遠心力が作用し、通流部の内壁と、衝突板とで囲まれた領域に渦流を形成し、ガスを該領域内に効果的に滞留させることができる。

本発明によれば、処理室より排気されたガスから、未反応の有機ルテニウム化合物を簡単な構成で回収し、回収された有機ルテニウム化合物が処理装置のアイドリング時に昇華及び排気されることを防止することができる。

本実施の形態に係る基板処理装置の一構成例を示したブロック図である。原料ガス供給部及び成膜装置の一構成例を模式的に示した側断面図である。回収装置の一構成例を示した側断面図である。第１乃至第３開閉弁の開閉に係る制御部の処理手順を示したフローチャートである。変形例１に係る回収装置の構成例を示した側断面図である。変形例２に係る回収装置の構成例を示した側断面図である。変形例３に係る回収装置の構成例を示した側断面図である。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
図１は、本実施の形態に係る基板処理装置の一構成例を示したブロック図である。本発明の実施の形態に係る基板処理装置は、気化した有機ルテニウム化合物を含む原料ガスを供給する原料ガス供給部１と、原料ガス供給部１より供給された原料ガスを用いて基板の成膜処理を行う成膜装置２と、成膜装置２から排出されたガスから未反応の有機ルテニウム化合物を回収する回収装置３と、各構成部の動作を制御する制御部４とを備える。

図２は、原料ガス供給部１及び成膜装置２の一構成例を模式的に示した側断面図である。成膜装置２は、例えばアルミニウム合金等よりなる筒体状の処理室２１を有する。処理室２１内には、ウェハＷを保持する保持手段２２が設けられる。保持手段２２は、処理室２１の底部に立設された支柱２２ａにより支持された円板状の載置台２２ｂを有し、この載置台２２ｂ上にウエハＷが載置される。そして、この載置台２２ｂは、例えばＡｌＮ（窒化アルミニウム）等のセラミック材よりなり、内部に加熱手段２２ｃが設けられている。加熱手段２２ｃは、例えばタングステンワイヤ等からなり、ウエハＷを加熱するように構成されている。

処理室２１の底部には、排気口２１ａが設けられ、この排気口２１ａには、後述の排気系２６が接続されて、処理室２１内を減圧雰囲気にすることができるように構成されている。処理室２１の側壁には、ウエハＷを搬出入する開口２１ｂが形成されており、この開口２１ｂには、これを気密に開閉するためのゲートバルブ２３が設けられている。

この処理室２１の天井部には、例えばシャワーヘッド２４が設けられており、下面に設けたガス噴出孔２５より処理室２１内へ成膜処理に必要な原料ガスを供給するように構成されている。

原料ガス供給部１は、有機ルテニウム化合物、例えばＲｕ₃（ＣＯ）₁₂を含む固体原料１０を貯留する原料貯留部１１を有する。この固体原料１０は、一般的には蒸気圧が非常に低くて蒸発し難い特性を有している。また、成膜反応に寄与する量は非常に少なく、９０％程度の原料ガスが未反応状態でキャリアガスであるＣＯとともに、排気される。

そして、この原料貯留部１１の天井部に設けたガス出口１５に一端を接続し、成膜装置２のシャワーヘッド２４のガス入口２４ａに他端を接続した原料通路１７が設けられており、原料貯留部１１にて発生した原料ガスを供給できるようになっている。そして、原料通路１７の原料貯留部１１に近い部分には開閉弁１６が介設されている。

また、原料貯留部１１の下面側には、原料貯留部１１にキャリアガスを供給するためのキャリアガス管１４が接続されている。キャリアガス管１４の途中には、マスフローコントローラのような流量制御器１２とキャリアガス開閉弁１３とが順次介設されており、キャリアガスを流量制御しつつ供給して固体原料１０を加熱することにより、この固体原料１０を気化させて原料ガスを形成するようになっている。

また原料貯留部１１の内部には、キャリアガス管１４が設置された側の近傍に、多孔板１１ａが設置され、固体原料１０を多孔板１１ａの上に保持すると共に、キャリアガス管１４から供給されるキャリアガスが、多孔板１１ａに形成された孔部を介して、原料貯留部１１内に均一に供給される構造となっている。キャリアガスとしてここではＣＯ（一酸化炭素）ガスが用いられている。

そして、原料貯留部１１には、これを加熱するための貯留部加熱手段１１ｂがタンク全体を覆うようにして設けられており、固体原料１０の気化を促進させるようになっている。この場合、固体原料１０の加熱温度は、有機ルテニウム化合物が分解せずに安定的に存在できる温度、例えば約８０℃である。また、キャリアガス管１４のキャリアガス開閉弁１３よりも上流側と原料通路１７の開閉弁１６の下流側とを連通してバイパス管１８が設けられると共に、このバイパス管１８には、バイパス開閉弁１９が介設されており、必要に応じて原料貯留部１１をバイパスさせてキャリアガスを流すことができるようになっている。また、原料通路１７には、テープヒータのような加熱手段（図示せず）が設けられており、これを加熱して原料ガスが再固化することを防止するようになっている。

排気系２６は処理室２１の排気口２１ａに接続された排気通路２６ａを有しており、この排気通路２６ａを通じて処理室２１内のガスを排気するように構成されている。具体的には、この排気通路２６ａには、その上流側から下流側に向けて圧力調整弁２６ｂ、真空ポンプ部２６ｃ、回収装置３が介設されている。また、回収装置３の更に下流側には図示しないドライポンプが設けられている。

圧力調整弁２６ｂは例えばバタフライ弁よりなり、処理室２１内の圧力を調整する機能を有している。ターボ分子ポンプ２６ｃ及びドライポンプによって処理室２１内の雰囲気を真空引きできるようになっている。この場合、成膜時の設定プロセス圧力に応じて、ターボ分子ポンプ２６ｃ及びドライポンプの内のいずれか一方のみを設けるようにしてもよい。

また、排気通路２６ａには通路加熱ヒータ２６ｄが付設されており、排気通路２６ａに未反応の有機ルテニウム化合物が凝縮することを防止している。

回収装置３は、図１に示すように、成膜装置２の処理室２１から排出されたガスが通流するステンレス製又はアルミニウム製の通流部５を備える。通流部５には、処理室２１から排出されたガスを通流部５へ流入させる流入管５１と、通流部５へ流入したガスから有機ルテニウム化合物が回収されたガスを排出する排出管５２とが設けられており、流入管５１及び排出管５２には、流入管５１及び排出管５２を開閉する第１開閉弁５３及び第２開閉弁５４がそれぞれ設けられている。第１開閉弁５３及び第２開閉弁５４の開閉制御は、例えば、空気式制御弁、電磁弁などであり、後述する制御部４によって制御される。また、回収装置３は、通流部５の上流側と、下流側とを連通させる迂回管６１を備え、迂回管６１には、該迂回管６１を開閉させる第３開閉弁６２が設けられている。更に、回収装置３は、流入管５１、第１開閉弁５３、迂回管６１の上流側部分、及び第３開閉弁６２を、例えば約８０℃に加熱する加熱部７と、通流部５を冷却する冷却部８とを有する。加熱部７は、例えば、流入管５１及び迂回管６１を加熱するマントルヒータ、第１開閉弁５３及び第３開閉弁６２を加熱するカートリッジヒータである。冷却部８は、例えば冷媒を通流させることによって、通流部５を冷却する。加熱部７及び冷却部８の動作は後述の制御部４によって制御される。

図３は、回収装置３の一構成例を示した側断面図である。通流部５は、流入管５１よりも大径で長く、両端部にフランジ５５ａ、５５ｂが形成された外筒５５を備える。外筒５５には、上流側から流入管５１が同軸的に挿入されており、外筒５５の上流側の開口は、中央部を流入管５１が貫通した円環部５７によって閉鎖されている。円環部５７は、外筒５５のフランジ５５ａと略同径であり、フランジ５５ａにボルトで締結されている。円環部５７の開口には上流側へ突出した筒部５７ａが形成されおり、該筒部５７ａの先端部のフランジ５７ｂと、流入管５１に形成された鍔部５１ａとが断熱性のセンタリングＯリング５０ａを介して当接し、クランプによって締結されている。

外筒５５の下流側には、下流側内筒５９が嵌合している。下流側内筒５９は、流入管５１より大径で、外筒５５よりも小径であり、下流側の端部には、外筒５５よりも大径の円板部５９ａが形成され、フランジ５５ｂに形成されている円状の凹部に該円板部５９ａが嵌合している。円板部５９ａの適宜箇所には複数の孔部５９ｂが形成されている。また、下流側内筒５９の周壁にも複数の孔部５９ｃが形成されている。下流側内筒５９の上流側端部（左端部）には、隔壁板５８を介して上流側内筒５６が締結されている。上流側内筒５６は、下流側内筒５９と略同形であり、流入管５１を囲繞するように、外筒５５及び流入管５１と同軸的に配されている。上流側内筒５６の長手方向の長さは、上流側内筒５６の端部と、円環部５７とに所定の間隙が形成されるように設定されている。隔壁板５８の外径は、外筒５５の内径と略同一又は僅かに小さく形成され、外筒５５と、上流側内筒５６及び下流側内筒５９との間を隔てている。隔壁板５８の外周部分には、外筒５５と、上流側内筒５６及び下流側内筒５９との間を上流側から下流側へ通流させる孔部５８ａが全周に亘って形成されている。

排出管５２の上流側端部には、略Ｃ字状の冷却リング５２ｅが嵌合固定されており、該冷却リング５２ｅと、外筒５５のフランジ５５ｂとが当接し、ボルトで締結されている。冷却リング５２ｅと、外筒５５のフランジ５５ｂとを当接させ締結することによって、下流側内筒５９も外筒５５に固定される。また、排出管５２は、２つの第１管部５２ａ及び第２管部５２ｂによって構成されており、第１管部５２ａの鍔部５２ｃと、第２管部５２ｂの鍔部５２ｄとの間には、Ｏリング５０ｂが介装され、第１管部５２ａ及び第２管部５２ｂが互いに固定されている。

冷却リング５２ｅには、冷却部８から供給された冷媒、例えば水が通流するように構成されており、冷却部８によって冷却リング５２ｅが冷却されるように構成されている。冷却リング５２ｅには、下流側内筒５９、隔壁板５８、上流側内筒５６、外筒５５に直接又は間接的に接触しているため、各部を冷却することができる。一方、円環部５７と、流入管５１との間は、断熱性を有するセンタリングＯリング５０ａを介して接続されているため、流入管５１は高温に維持されている。なお、外筒５５の上流側を閉鎖している円環部５７は、約８０℃に加熱されている流入管５１と、冷却されている外筒５５との間に介装されており、各部を断熱する部材として機能する。
なお、流入管５１の温度は、７０〜１００℃に設定するのが好ましく、この下限温度は、有機ルテニウム化合物が再固化しない温度であり、上限温度は、有機ルテニウム化合物が分解せず安定して存在し得る温度である。
また、冷却リング５２eにより冷却される、下流側内筒５９、隔壁板５８、上流側内筒５６、外筒５５の温度は、それぞれ、２０〜４０℃の範囲内であることが好ましい。この下限温度は、冷却装置を介することなく、冷媒として用いる公共水の温度であり、上限温度は、有機ルテニウム化合物が再昇華しない温度である。

制御部４は、例えば、ＣＰＵを有するマイクロコンピュータであり、基板処理装置の各構成部の動作を制御するためのコンピュータプログラムを記憶した記憶部、一時記憶用のＲＡＭ、インタフェース等がバスを介してＣＰＵに接続されている。ＣＰＵは、前記記憶部が記憶するコンピュータプログラムをＲＡＭに読み出して実行することにより、回収装置３及び成膜装置２の動作を制御する。

図４は、第１乃至第３開閉弁５３、５４、６２の開閉に係る制御部４の処理手順を示したフローチャートである。以下では、回収装置３の制御部分について説明する。制御部４は、成膜装置２の動作を管理するためのデータを記憶部又はＲＡＭに記憶しており、該データを用いて、現在、基板処理中であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。制御部４は、基板処理中であると判定した場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、制御部４は、第１及び第２開閉弁５３、５４が開状態となるように、第１及び第２開閉弁５３、５４の動作を制御し（ステップＳ１２）、次いで、第３開閉弁６２が閉状態となるように、第３開閉弁６２の動作を制御して（ステップＳ１３）、処理を終える。ステップＳ１１で基板処理中で無いと判定した場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、つまり、アイドリング中であると判定した場合、制御部４は、第１及び第２開閉弁５３、５４が閉状態となるように、第１及び第２開閉弁５３、５４の動作を制御し（ステップＳ１４）、次いで、第３開閉弁６２が開状態となるように、第３開閉弁６２の動作を制御して（ステップＳ１５）、処理を終える。なお、言うまでもなく、第１及び第２開閉弁５３、５４の制御と、第３開閉弁６２の制御とを逆順で実行しても良い。

実施の形態に係る回収装置３及び基板処理装置によれば、処理室２１より排気されたガスは、図３に示すように、加熱された流入管５１を通じて、通流部５に流入する。流入管５１は約８０℃に加熱されているため、流入管５１に有機ルテニウム化合物が付着しない。
通流部５に流入したガスは、隔壁板５８で折り返し、流入管５１と、上流側内筒５６との間を上流側（左側）へ流れ、再び折り返して、外筒５５と、上流側内筒５６との間を通流する。処理室２１から排気されたガスは、冷却されている上流側内筒５６の内周面及び外周面、隔壁板５８、外筒５５の内周面で凝縮し、固体の有機ルテニウム化合物が付着する。
更に、外筒５５と、上流側内筒５６との間を通流するガスは、隔壁板５８の孔部５８ａ、下流側内筒５９の孔部５９ｃ，５９ｂを通流して、排出管５２から排気される。ガスに含まれる有機ルテニウム化合物の大部分は、外筒５５と、上流側内筒５６との間を通流している段階で除去されるが、残留している有機ルテニウム化合物も下流側内筒５９で捕獲される。処理室２１より排気されたガスから、未反応の有機ルテニウム化合物を簡単な構成で回収し、回収された有機ルテニウム化合物が成膜装置２のアイドリング時に昇華及び排気されることを防止することができる。回収された有機ルテニウム化合物は、有価物として再利用することができる。

処理室２１から排出されたガスに含まれる有機ルテニウム化合物は、回収装置３によって回収されるため、原料ガスに含まれる有機ルテニウム化合物が排気ライン、ドライポンプに凝縮することを防止することができる。また、ドライポンプの後段に除外装置を設ける場合、除外装置にも有機ルテニウム化合物が析出することを防止することができ、除外装置のメンテナンスコストを低減することができる。

また、成膜装置２のメンテナンス時においては、第１及び第２開閉弁５３，５４を閉鎖し、第３開閉弁６２を開放するように構成しているため、有機ルテニウム化合物を含まないガスが処理室から排出されている場合、該ガスは通流部５を通流せず、迂回管６１を通じて排気される。従って、成膜装置２のアイドリング中に有機ルテニウム化合物を含まないガスが通流部５を通流し、一旦捕獲された有機ルテニウム化合物が外部へ排気されることを防止することができる。

更に、有機ルテニウム化合物は、減圧雰囲気下においてはキャリアガスとして一酸化炭素を通量させなければ不安定化し、分解する性質があるところ、通流部５内部が減圧雰囲気に曝されるおそれがある場合、第１及び第２開閉弁５３，５４を閉鎖することによって、通流部５で捕獲された有機ルテニウム化合物が分解されることを防止することができる。

更にまた、隔壁板５８によって、通流部５を通量するガスの流量を制限しているため、処理室２１から排気されたガスから有機ルテニウム化合物を効率良く回収することができる。また、通流部５内に一旦捕獲された有機ルテニウム化合物がガスの通流によって再び昇華し、外部へ排気されることを防止することができる。

更にまた、流入管５１は高温に維持されているため、流入管５１及びその上流側で有機ルテニウム化合物が凝縮することを防止することができる。

更にまた、冷却リング５２ｅに直接又は間接的に接触している下流側内筒５９、隔壁板５８、上流側内筒５６、外筒５５を間接的に冷却するように構成してあるため、冷却機構を簡単化、低コスト化し、メンテナンス性を向上させることができる。

（変形例１）
図５は、変形例１に係る回収装置３の構成例を示した側断面図である。変形例１に係る回収装置３は、実施の形態と同様の構成であり、排出管５２を構成する第１管部５２ａと、第２管部５２ｂとの間に介装されたＯリング５０ｂに代えて、メッシュ付きのセンターリング１５０ｂを介装してある点が実施の形態と異なる。

変形例１に係る回収装置３及び基板処理装置によれば、メッシュ付きセンターリング１５０ｂを備えることによって、通流部５で回収されなかった有機ルテニウム化合物をセンターリング１５０ｂのメッシュで回収することができる。

（変形例２）
図６は、変形例２に係る回収装置３の構成例を示した側断面図である。変形例１に係る回収装置３は、実施の形態と同様の構成であり、排出管５２を構成する第１管部５２ａと、第２管部５２ｂとの間に介装してある流量制御機能付きの流量制御オリフィスが介装されている点が実施の形態と異なる。該流量制御オリフィスは、上流側へ撓むように付勢され、中央部に孔部（不図示）が形成されたオリフィス板を有する。該流量制御オリフィスは、排出管５２を流れるガスの流量が一定値以上になると、付勢力に逆らって下流側へ撓み、排出管５２を閉鎖する。ただし、流量制御オリフィスの略中央部には孔部が形成されているため、一定量のガスは通流するようになっている。

変形例２に係る回収装置３及び基板処理装置によれば、通流部５を通量するガスの流量が多い場合、オリフィス板は付勢力に逆らって下流側へ押され、排出管５２が閉塞し、オリフィス板の孔部からガスが流れる。通流部５を流れるガスの流量が少ない場合、オリフィス板を下流側へ押す力が働かないため、付勢力によってオリフィス板が上流側に撓み、排出管５２が大きく開放する。このようなオリフィス板を備えることによって、通流部５を流れるガスの流量が一定値以下に制限される。
従って、通流部５を流れるガスの流れによって、通流部５に固着した有機ルテニウム化合物が外部へ排気されることを防止するとともに、ガスを通流部５内に滞留させて捕獲回収率をより高めることができる。

（変形例３）
図７は、変形例３に係る回収装置３の構成例を示した側断面図である。変形例３に係る回収装置３は、通流部５内のガスの流れを遮るように、流入管５１の外周面に形成された螺旋状の衝突板３５１ｂが形成されている。

変形例３に係る回収装置３及び基板処理装置によれば、処理室２１から排出されたガスは、流入管５１から流入側内筒５６内へ流入し、上流側内筒５６の内周面に沿って、上流側へ移動する際、螺旋状の衝突板３５１ｂに衝突するため、衝突板３５１ｂを有しない構成に比べて、ガスに含まれる有機ルテニウム化合物が通流部５内部に滞留し、凝縮可能な温度に冷却された部材との接触確率は高い。つまり、螺旋状の衝突板３５１ｂを設けることにより、流路長を伸ばして冷却されている流入側内筒５６との接触確率を向上させることができるとともに、遠心力を作用させて、流入側内筒５６と衝突板３５１ｂとに囲まれた領域に渦流を形成して、ガスを領域内に効果的に滞留させることができる。
従って、成膜装置２の処理室２１から排出されたガスから有機ルテニウムをより効果的に回収することができる。

なお、変形例３では、螺旋状の衝突板３５１ｂを説明したが、通流部５の内部を流れるガスの接触確率を上昇させる構成であれば、特にその形状は限定されない。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものでは無いと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味では無く、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１原料ガス供給部
２成膜装置
３回収装置
４制御部
５通流部
７加熱部
８冷却部
６１迂回管
６２第３開閉弁
５１流入管
５２排出管
５２ａ第１管部
５２ｂ第２管部
５２ｅ冷却リング
５３第１開閉弁
５４第２開閉弁
５５外筒
５６上流側内筒
５７円環部
５８隔壁板
５９下流側内筒
１５０ｂセンターリング
２５０ｂ流量制御オリフィス

Claims

有機ルテニウム化合物を含む原料ガスを用いて基板処理を行う処理室と、該処理室より排出された原料ガスから、該原料ガスに含まれる未反応の有機ルテニウム化合物を回収する回収装置とを備えた基板処理装置において、
前記回収装置は、
前記処理室から排出された原料ガスが通流する通流部と、
該通流部の一部又は全部を冷却する冷却部と、
前記処理室から排出された原料ガスを前記通流部へ流入させる流入管と、
前記原料ガスから有機ルテニウム化合物が回収されたガスを排出する排出管と、
前記通流部の上流側と、下流側とを連通させる迂回管と、
前記流入管に設けられた第１弁と、
前記排出管に設けられた第２弁と、
前記迂回管に設けられた第３弁と、
前記流入管を加熱する加熱部と
を備え、
前記通流部は、
前記流入管が上流側から挿入された外筒と、
下流側に底部を有し、前記流入管を囲繞するように前記外筒の内側に配された内筒と、
前記流入管が貫通しており、該内筒の上流側端部と間隙を設けて、前記外筒の上流側の開口を閉鎖する円環部と、
複数の通流孔を有し、前記外筒及び前記内筒間の隙間を上流側と、下流側とに隔てる隔壁板と
を備え、
前記内筒は、
前記隔壁板よりも上流側の上流側内筒と、
前記隔壁板よりも下流側の下流側筒部と、
前記下流側筒部の周壁に形成された複数の孔部と
を備え、
前記外筒の下流側に前記排出管が接続され、前記処理室から排出された原料ガスが前記流入管及び前記内筒間、前記内筒及び前記外筒間、並びに前記下流側内筒の孔部を順に通流して、前記排出管から排気されるようにしてあることを特徴とする基板処理装置。
前記処理室で基板処理が行われている場合、前記第１及び第２弁が開状態、前記第３弁が閉状態になり、基板処理が行われる前後の待機状態にある場合、前記第１及び第２弁が閉状態、前記第３弁が開状態になるように、各弁の動作を制御する制御部を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
メッシュ付きのセンターリングが前記排出管の途中に設けられている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板処理装置。
前記排出管を流れるガスの流量に応じて通流面積が変化するオリフィスが前記排出管の途中に設けられている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の基板処理装置。
前記原料ガスに含まれる有機ルテニウム化合物はＲｕ₃（ＣＯ）₁₂であり、一酸化炭素の搬送ガスを用いて前記処理室へ搬送するようにしてあり、
前記加熱部は、
前記流入管を７０〜１００℃に加熱する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の基板処理装置。
前記通流部を通流する原料ガスの流れを遮るように形成された螺旋状の衝突板を備える
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の基板処理装置。
気化した有機ルテニウム化合物を含む原料ガスを用いて基板処理を行う処理室より排出された原料ガスから、該原料ガスに含まれる未反応の有機ルテニウム化合物を回収する回収装置において、
前記処理室から排出された原料ガスが通流する通流部と、
該通流部の一部又は全部を冷却する冷却部と、
前記処理室から排出された原料ガスを前記通流部へ流入させる流入管と、
前記原料ガスから有機ルテニウム化合物が回収されたガスを排出する排出管と、
前記通流部の上流側と、下流側とを連通させる迂回管と、
前記流入管に設けられた第１弁と、
前記排出管に設けられた第２弁と、
前記迂回管に設けられた第３弁と、
前記流入管を加熱する加熱部と
を備え、
前記通流部は、
前記流入管が上流側から挿入された外筒と、
下流側に底部を有し、前記流入管を囲繞するように前記外筒の内側に配された内筒と、
前記流入管が貫通しており、該内筒の上流側端部と間隙を設けて、前記外筒の上流側の開口を閉鎖する円環部と、
複数の通流孔を有し、前記外筒及び前記内筒間の隙間を上流側と、下流側とに隔てる隔壁板と
を備え、
前記内筒は、
前記隔壁板よりも上流側の上流側内筒と、
前記隔壁板よりも下流側の下流側筒部と、
前記下流側筒部の周壁に形成された複数の孔部と
を備え、
前記外筒の下流側に前記排出管が接続され、前記処理室から排出された原料ガスが前記流入管及び前記内筒間、前記内筒及び前記外筒間、並びに前記下流側内筒の孔部を順に通流して、前記排出管から排気されるようにしてあることを特徴とする回収装置。