JP7156605B2 - 処理装置及び処理方法 - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、処理装置及び処理方法に関する。
半導体シリコン基板は、様々な電子回路を形成するための材料として広く用いられている。この半導体シリコン基板を形成する際、及び、ケイ素含有物を含む膜又はインゴット等を形成する際のそれぞれでは、エピタキシャル成長装置及び化学気相成長装置等のケイ素含有物質形成装置が用いられている。
エピタキシャル成長装置は、反応室と、反応室に接続される供給管及び排出管と、を備える。反応室へは、供給管を介して、原料ガスが供給される。そして、反応室から、排出管を介して、排気ガスが排出される。エピタキシャル成長装置を使用する際には、不活性雰囲気下で減圧された反応室内に、基板を設置する。そして、反応室内に導入された原料ガスと加熱された基板とを反応させることにより、基板上にケイ素含有物を含む膜が、形成される。原料ガスとしては、例えば、ケイ素及び塩素を含む化合物と、水素ガスと、の混合ガスを用いる。反応室内で基板と反応した原料ガスは、排気ガスとして、排出管を介して装置の外部へと排出される。排気ガスは、原料ガス中の成分、例えばケイ素及び塩素を含む化合物を含み得る。
ここで、反応室内の温度は、排出管と比較して非常に高温である。したがって、排出管内に排出された排気ガスに含まれるケイ素及び塩素を含む化合物は、排出管内で冷却され、副生成物として析出することがある。副生成物は、オイリーシランとも呼ばれる粘性の高い液状物質及び固体物質を含み得る。また、副生成物は、オイリーシランが空気中又は水中で変質し、二次的に生成される物質を含み得る。このような副生成物を、安全に無害化することが求められている。
特開２０１２－４９３４２号公報 特開２０１７－５４８６２号公報 特開２０１３－１９７４７４号公報
本発明が解決しようとする課題は、ケイ素及びハロゲン元素を含む原料物質の反応、又は、ケイ素を含む原料物質とハロゲン元素を含む原料物質との反応において生じた副生成物を安全に処理する処理装置及び処理方法を提供することにある。
実施形態によれば、ケイ素及びハロゲン元素を含む原料物質の反応、又は、ケイ素を含む原料物質とハロゲン元素を含む原料物質との反応において生じた副生成物に対して処理を行う処理装置が、提供される。処理装置は、処理液タンクと、処理槽と、供給機構と、排気機構と、治具と、を備える。処理液タンクには、塩基性の水溶液を含む処理液が、貯液される。処理槽には、副生成物を含む被処理部材が投入される。供給機構は、処理液タンクから処理槽に処理液を供給し、供給した処理液によって、処理槽において副生成物を処理する。排気機構は、処理液と副生成物との反応によって発生したガスを、処理槽から排気する。治具は、処理槽において、供給機構から供給された処理液の液中で、被処理部材を所定の姿勢で維持し、処理液の液面が位置する側を被処理部材の配管の開口が向く状態で、被処理部材を維持する。
また、実施形態によれば、ケイ素及びハロゲン元素を含む原料物質の反応、又は、ケイ素を含む原料物質とハロゲン元素を含む原料物質との反応において生じた副生成物に対して行われる処理方法が、提供される。処理方法では、副生成物を含む被処理部材が、処理槽に投入される。また、処理方法では、塩基性の水溶液を含む処理液が、処理槽に溜められる。処理方法では、処理槽において、溜められた処理液の液中で、被処理部材を所定の姿勢で維持し、処理液の液面が位置する側を被処理部材の配管の開口が向く状態で、被処理部材を維持する。そして、処理方法では、溜められた処理液によって、処理槽において副生成物を処理する。また、処理方法では、処理液と副生成物との反応によって発生したガスが、処理槽から排気される。
図１は、実施形態に係る処理装置の処理対象となる副生成物が発生する装置として、エピタキシャル成長装置の一例を示す概略図である。 図２は、第１の実施形態に係る処理装置を示す概略図である。
以下、実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。
（副生成物）
まず、実施形態において無害化される対象となる副生成物について説明する。副生成物は、オイリーシランとも呼ばれる粘性の高い液状物質及び固体物質を含み得る。また、副生成物は、オイリーシランが空気中又は水中で変質し、二次的に生成される物質を含み得る。このような副生成物は、ハロシラン類を含む。ハロシラン類は、１７族に属するハロゲン元素のいずれか１種類以上を含み、ハロゲン元素には、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）及びヨウ素（Ｉ）等が挙げられる。ハロシラン類は、ハロゲン元素及びケイ素を含む化合物が反応することにより、生じ得る。ハロシラン類は、Ｓｉ－α結合（αはＣｌ，Ｂｒ，Ｆ及びＩからなる群より選ばれる１種類以上のハロゲン元素）と、Ｓｉ－Ｓｉ結合と、を有する。
ハロシラン類の一例として、クロロシラン類、及び、ブロモシラン類等が挙げられる。クロロシラン類は、ハロゲン元素として塩素を含み、Ｓｉ－Ｃｌ結合と、Ｓｉ－Ｓｉ結合と、を有する。また、ブロモシラン類は、ハロゲン元素として臭素を含み、Ｓｉ－Ｂｒ結合と、Ｓｉ－Ｓｉ結合と、を有する。また、ハロシラン類は、ハロゲン元素の２種類以上を含んでもよく、ある一例では、ハロシラン類は、塩素に加えて、塩素以外のハロゲン元素のいずれか１種類以上を含む。
副生成物に含まれるハロシラン類は、変質しない場合がある。一方で、ハロシラン類は、Ｓｉ－α結合（αはＣｌ，Ｂｒ，Ｆ及びＩからなる群より選ばれる１種類以上のハロゲン元素）と、Ｓｉ－Ｓｉ結合と、を有し、これらの結合は、水及び酸素に対して高い反応性を示し得る。このため、ハロシラン類は、大気雰囲気下においては、水及び酸素と速やかに反応して、爆発性を有する物質に変質し得る。
なお、副生成物に含まれるハロシラン類は、環状構造を有するハロシラン類と、環状構造を有さないハロシラン類と、を含み得る。環状構造を有するハロシラン類は、構造式（１）乃至（２５）に示す構造の化合物のいずれかを含み得る。したがって、環状構造を有するハロシラン類は、４員環構造、５員環構造、６員環構造、７員環構造、８員環構造、及び、多員環構造のいずれかを有し得る。なお、構造式（１）乃至（２５）において、Ｘは、Ｃｌ，Ｂｒ，Ｆ及びＩからなる群より選ばれる１種類以上のハロゲン元素である。
Figure 0007156605000001
Figure 0007156605000002
Figure 0007156605000003
Figure 0007156605000004
Figure 0007156605000005
Figure 0007156605000006
Figure 0007156605000007
副生成物に含まれる環状構造を有するハロシラン類は、構造式（１）乃至（２５）に示すように、ケイ素のみからなるケイ素環を有する単素環式化合物であり得る。また、環状構造を有するハロシラン類は、構造式（１）乃至（２５）に示すように、炭素を含まない無機環式化合物であり得る。また、環状構造を有するハロシラン類は、ケイ素及び酸素からなる複素環式化合物を含んでもよい。
環状構造を有さないハロシラン類は、鎖状構造を有するハロシラン類を含み得る。鎖状構造を有するハロシラン類は、構造式（２６）及び（２７）に示す構造の化合物のいずれかを含み得る。なお、構造式（２６）において、Ｎは、例えば、０、又は、１５以下の正の整数である。構造式（２６）及び（２７）において、Ｘは、Ｃｌ，Ｂｒ，Ｆ及びＩからなる群より選ばれる１種類以上のハロゲン元素である。
Figure 0007156605000008
鎖状構造を有するハロシラン類は、構造式（２６）に示すように、分枝がない直鎖化合物であり得る。また、鎖状構造を有するハロシラン類は、構造式（２７）に示すように、分枝を有する鎖式化合物であり得る。
また、副生成物は、前述のハロシラン類が水と接触することにより二次的に生成され得る加水分解生成物を含み得る。加水分解生成物は、固体状物質であり得る。ハロシラン類の加水分解生成物は、ハロシラン類と同様に、Ｓｉ－Ｓｉ結合を有し得る。また、加水分解生成物は、シロキサン類であり得る。そして、加水分解生成物は、シロキサン結合（Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ、Ｏ－Ｓｉ－Ｏ）及びシラノール基（－Ｓｉ－ＯＨ）の少なくとも一方を有する化合物を含み得る。また、加水分解生成物は、ヒドラシラノール基（－Ｓｉ（Ｈ）ＯＨ）を有し得る。副生成物に含まれる加水分解生成物は、構造式（２８）乃至（３３）の構造のいずれかを有し得る。
Figure 0007156605000009
構造式（２８）乃至（３３）に示す加水分解生成物は、ケイ素、酸素、及び、水素のみからなる加水分解生成物である。また、構造式（２８）乃至（３３）に示す加水分解生成物は、シロキサン結合及びシラノール基の両方を有する。そして、構造式（２８）乃至（３３）に示す加水分解生成物は、シラノール基を２つ以上有するポリシラノールである。副生成物に含まれる加水分解生成物では、Ｓｉ－Ｓｉ結合及びシロキサン結合が爆発性の原因となり得る。また、副生成物は、シリカを含み得る。
図１は、前述のハロシラン類及び加水分解生成物を含み得る副生成物が発生する装置として、エピタキシャル成長装置（ケイ素含有物質形成装置）の一例を示す。図１の一例のエピタキシャル成長装置１は、装置本体２と、除害装置３と、接続部５と、を備える。装置本体２は、筐体６と、反応室７と、排出管８と、供給管（図示しない）と、を備える。反応室７、排出管８及び供給管は、筐体６内に収容される。供給管の一端は、反応室７に接続され、供給管の他端は、原料物質である原料ガスの供給源を含む供給装置（図示しない）に接続される。
排出管８の一端は、反応室７に接続され、排出管８の他端は、接続部５に接続される。排出管８は、（図１の一例では５つの）配管１１～１５を含む。装置本体２では、反応室７に対して近位側から（上流側から）、配管１１，１２，１３，１４，１５の順に、配置される。配管１２には、反応室独立バルブ（Chamber Isolation Valve：ＣＩＶ）１６が配置され、配管１３には、圧力調整バルブ（Pressure Control Valve：ＰＣＶ）１７が配置される。反応室独立バルブ１６が閉じられた状態では、排出管８において反応室独立バルブ１６に対して反応室７とは反対側（下流側）の部位のみを、メンテナンスすることが可能になる。接続部５の一端は、排出管８の配管１５に接続され、接続部５の他端は、除害装置３に接続される。接続部５は、（図１の一例では２つの）配管１８，１９を含む。エピタキシャル成長装置１では、装置本体２に対して近位側から（上流側から）、配管１８，１９の順に、配置される。
エピタキシャル成長装置１では、原料ガスが、原料物質として供給装置から供給管を介して供給され、反応室７に導入される。原料ガスは、ケイ素及びハロゲン元素を含むガスである。したがって、原料ガスは、ハロゲン元素のいずれか１種類以上と、ケイ素と、を含む。ケイ素及びハロゲン元素を含むガスは、例えば、ケイ素及びハロゲン元素を含む化合物と、水素と、の混合ガスである。この混合ガスにおける水素の濃度は、例えば、９５体積％以上である。ケイ素及びハロゲン元素を含む化合物には、ケイ素及び塩素を含む化合物、ケイ素及び臭素を含む化合物、ケイ素及びフッ素を含む化合物、及び、ケイ素及びヨウ素を含む化合物からなる群より選ばれる１種類以上の化合物が含まれる。そして、ケイ素及びハロゲン元素を含む化合物には、ハロシラン類が含まれる。
ケイ素及び塩素を含む化合物は、例えば、ジクロロシラン（ＳｉＨ2Ｃｌ2）、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ3）、及び、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ4）等のクロロシラン類のいずれか１種類、又は、これらの混合物である。ケイ素及び塩素を含む化合物が混合ガスに含まれる場合、混合ガスは、モノシラン（ＳｉＨ4）及び塩化水素（ＨＣｌ）の少なくとも一方を含んでもよい。また、ケイ素及び臭素を含む化合物は、例えば、ジブロモシラン（ＳｉＨ2Ｂｒ2）、トリブロモシラン（ＳｉＨＢｒ3）、及び、テトラブロモシラン（ＳｉＢｒ4）等のブロモシラン類のいずれか１種類、又は、これらの混合物である。ケイ素及び臭素を含む化合物が混合ガスに含まれる場合、混合ガスは、モノシラン（ＳｉＨ4）及び臭化水素（ＨＢｒ）の少なくとも一方を含んでもよい。
原料ガスは、ハロゲン元素の２種類以上を含んでもよく、原料ガスは、塩素に加えて塩素以外のハロゲン元素のいずれか１種類以上を含んでもよい。ある一例では、原料ガスは、ケイ素及び塩素を含む化合物と、水素ガスと、塩素以外のハロゲン元素を含む化合物及び塩素ガス以外のハロゲンガスの少なくとも一方と、の混合ガスである。塩素以外のハロゲン元素を含む化合物には、ケイ素が含まれてもよく、ケイ素が含まれていなくてもよい。また、別のある一例では、原料ガスは、塩素以外のハロゲン元素及びケイ素を含む化合物と、水素ガスと、塩素を含む化合物及び塩素ガスの少なくとも一方と、の混合ガスである。塩素を含む化合物には、ケイ素が含まれてもよく、ケイ素が含まれていなくてもよい。
また、反応室７は、圧力調整バルブ１７によって、減圧可能である。圧力調整バルブ１７によって反応室７が減圧されることにより、排出管８では、圧力調整バルブ１７に対して反応室７側の領域に比べて、圧力調整バルブ１７に対して反応室７とは反対側の領域で、圧力が上昇する。エピタキシャル成長装置１では、反応室７の圧力が減圧された状態で、反応室７に基板が設置される。反応室７では、供給管を介して供給された原料ガスが基板と反応する。この際、基板は、原料ガスとの反応温度以上に加熱される。ある一例では、反応温度は、６００℃以上であり、別のある一例では、反応温度は、１０００℃以上である。前述のように、減圧下かつ高温での原料ガスと基板との熱化学反応によって、単結晶又は多結晶のケイ素含有膜が、基板上に形成される。なお、基板は、例えば、単結晶シリコン基板である。
反応室７からの排出物質である排出ガスは、排出管８及び接続部５を介して、除害装置３へと排出される。したがって、排出管８及び接続部５によって、反応室７からの排出経路が形成される。排出ガスには、原料ガスに含まれるケイ素及びハロゲン元素を含む化合物において、基板上に堆積しなかった一部が、含まれ得る。このため、排出ガスには、原料ガスに含まれるハロシラン類において基板上に堆積しなかった一部が、含まれ得る。また、排出ガスには、原料ガスに含まれるケイ素及びハロゲン元素を含む化合物において、反応室７で未反応の一部が、含まれ得る。そして、排出ガスには、ハロゲン元素及びケイ素を含む化合物の反応室７での反応によって生じたハロシラン類が、含まれ得る。さらに、排出物質である排出ガスには、前述のモノシラン（ＳｉＨ4）が含まれ得るとともに、前述の塩化水素（ＨＣｌ）及び臭化水素（ＨＢｒ）等のハロゲン化水素が含まれ得る。排出ガスは、除害装置３において、燃焼によって、無害化される。
原料ガスと基板との反応において生じる副生成物は、排出管８及び接続部５の一部で、析出し得る。副生成物は、前述の排出ガスに含まれた成分が反応して、固形化又は液状化されたものである。例えば、排出ガスに含まれるハロシラン類同士が、排出管８又は接続部５において反応することにより、副生成物が生じ得る。また、ハロシラン類が、排出ガスに含まれる他の成分と、排出管８又は接続部５において反応することにより、副生成物が生じ得る。前述のように副生成物が生じるため、副生成物には、前述のハロシラン類が含まれる。生じた副生成物は、排出管８の配管１１～１５の内表面及び接続部５の配管１８，１９の内表面等に、付着し得る。
ここで、反応室７に対して近位に位置する配管１１，１２等では、温度が高い。また、配管１１，１２等の圧力調整バルブ１７に対して反応室７側の領域は、反応室７と同様に、減圧される。このため、配管１１，１２等の圧力調整バルブ１７に対して反応室７側の領域では、排気ガスに含まれた成分の重合が発生し難く、副生成物が生じ難いと考えられる。
また、前述のように、圧力調整バルブ１７に対して反応室７側の領域に比べて、圧力調整バルブ１７に対して反応室７とは反対側の領域は、圧力が上昇する。このため、圧力調整バルブ１７では、上流側に対して下流側で圧力が上昇する。したがって、圧力調整バルブ１７に対して下流側に隣接する領域では、排出ガスに含まれた成分同士の反応が、進行し易く、副生成物が生じ易いと考えられる。このため、配管１３において圧力調整バルブ１７に対して下流側の部位、及び、配管１４では、特に、副生成物が生じ易いと考えられる。なお、排出ガスに含まれた成分同士の前述の反応は、減圧下では、発生し難い。
また、圧力調整バルブ１７から下流側に離れた配管１５及び接続部５等では、排出ガスにおいて、副生物の原料となる成分の量が少なくなる。このため、配管１５及び接続部５等では、副生成物が生じ難いと考えられる。
なお、副生成物は、ハロシラン類の他に、ハロシラン類が水と接触することにより生成され得る前述の加水分解生成物を含み得る。加水分解生成物は、前述のように、シロキサン結合（Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ、Ｏ－Ｓｉ－Ｏ）及びシラノール基（－Ｓｉ－ＯＨ）の少なくとも一方を有する化合物を含み得る。また、副生成物は、前述のように、シリカを含み得る。
後述する実施形態等の処理装置及び処理方法では、前述の副生成物が、処理を行う処理対象となる。この際、副生成物が堆積された配管１１～１５，１８，１９が、被処理部材として用いられる。このため、被処理部材には、副生成物が含まれる。特に、副生成物が堆積され易いと考えられる配管１３，１４等に付着した副生成物が、後述の実施形態等の処理装置及び処理方法によって、処理される。前述のように、ハロシラン類等を含む副生成物は、大気雰囲気下においては、爆発性を有する物質に変質し得る。このため、副生成物を無害化する必要性があり、後述の実施形態等では、副生成物を無害化する処理装置及び処理方法が提供される。
また、前述のハロシラン類等を含む副生成物が発生する装置は、前述のエピタキシャル成長装置に限るものではない。ある実施例のケイ素含有物質形成装置では、反応室（例えば７）に、ケイ素を含む原料物質とハロゲン元素を含む原料物質が互いに対して別ルートで供給される。ここで、ケイ素を含む原料物質は、粉末状（固体状）のシリコンを含み得る。また、ハロゲン元素を含む原料物質は、塩化水素等のハロゲン化水素を含む原料ガスであり得る。
本実施例のケイ素含有物質形成装置では、反応室（例えば７）に、シリコン基板等の基板は設けられない。そして、反応室では、互いに対して別々に導入されたケイ素を含む原料物質とハロゲン元素を含む原料物質が反応する。ケイ素を含む原料物質とハロゲン元素を含む原料物質の反応によって、ハロシラン類及び水素が生成される。そして、ハロシラン類と水素との反応によって、ケイ素含有物質を得る。ケイ素を含む原料物質とハロゲン元素を含む原料物質の反応によって生成されるハロシラン類は、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ3）等のクロロシラン類を含み得る。また、反応室の反応では、ハロゲン化水素及び四ハロゲン化ケイ素等が発生し得る。
本実施例のケイ素含有物質形成装置でも、反応室から排出される排出ガス（排出物質）は、ハロシラン類を含み、排出ガスに含まれるハロシラン類には、前述のトリクロロシラン等のクロロシラン類が含まれ得る。また、反応室からの排出ガスには、水素が含まれ得るとともに、反応室での反応で発生するハロゲン化水素及び四ハロゲン化ケイ素等が含まれ得る。反応室での反応で発生するハロゲン化水素は、塩化水素（ＨＣｌ）を含み得る。そして、反応室での反応で発生する四ハロゲン化ケイ素は、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）を含み得る。
また、本実施例のケイ素含有物質形成装置では、反応室からの排出ガス（排出物質）の排出経路（排出管８）に、排出ガスを冷却する冷却機構が、設けられる。排出ガスは、冷却機構によって冷却されることにより、液化する。そして、排出ガスが液状化した液状物質（排出物質）は、回収される。
本実施例のケイ素含有物質形成装置でも、排出ガスが冷却機構によって液状化されることにより、排出経路において副生成物が析出し得る。副生成物は、排出ガスの液状物質において回収されることなく排出経路に残留した一部を、含み得る。また、副生成物は、排出ガスに含まれるハロシラン類を含むとともに、ハロシラン類の加水分解生成物を含み得る。なお、ハロシラン類の加水分解生成物は、固体物質であり得る。副生成物は、排出ガスに含まれる四ハロゲン化ケイ素等を含み得る。また、排出経路では、特に、冷却機構及びその近傍において、副生成物が析出し易い。
前述のように、本実施例のケイ素含有物質形成装置でも、ハロシラン類等を含む副生成物が、排出経路に析出し得る。本実施例のケイ素含有物質形成装置において発生する副生成物も、大気雰囲気下において、爆発性を有する物質に変質し得る。このため、副生成物を無害化する必要性があり、後述の実施形態等では、副生成物を無害化する処理装置及び処理方法が提供される。
（第１の実施形態）
図２は、前述の副生成物に対して処理を行う処理装置の一例とし、第１の実施形態に係る処理装置２０を示す。図２に示すように、処理装置２０は、制御部（コントローラ）２１、洗浄水タンク２２、処理液タンク２３、処理槽２５、供給機構（供給系統）２６、排気機構（排気系統）２７、センサ２８、治具３０、分散機構（分散機）３１、撹拌機構（撹拌機）３２、液循環機構（液循環器）３３、液排出機構（液排出系統）３５、及び、廃液タンク３６を備える。なお、図２では、液体及びガス等の流体の流れを実線の矢印で示し、制御部２１への入力信号及び制御部２１からの出力信号等の電気信号を破線の矢印で示す。
制御部２１は、処理装置２０全体を制御する。制御部２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）又はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を含むプロセッサ又は集積回路（制御回路）と、メモリ等の記憶媒体と、を備える。制御部２１は、プロセッサ又は集積回路を１つのみ備えてもよく、プロセッサ又は集積回路を複数備えてもよい。制御部２１は、記憶媒体に記憶されるプログラム等を実行することにより、処理を行う。
洗浄水タンク２２には、洗浄水が貯水される。また、処理液タンク２３には、処理液が貯液される。処理液は、前述の副生成物の無害化に用いられる。また、処理液は、塩基性の水溶液を含む。処理槽２５には、前述の副生成物が付着した被処理部材３７が投入される。この際、例えば、副生成物が付着した図１の例の配管１１～１５等が、被処理部材３７として、処理槽２５に投入される。このため、被処理部材３７は、副生成物を含む。また、排出管８は、配管ごとに分解して、処理槽２５に投入される。
供給機構（液供給機構）２６は、洗浄水タンク２２から処理槽２５へ洗浄水を供給可能にするとともに、処理液タンク２３から処理槽２５へ処理液を供給可能にする。本実施形態では、供給機構２６は、供給ライン４１と、バルブ４２，４３とを備える。供給ライン４１は、例えば、１つ以上の配管（パイプ）から形成される。本実施形態では、処理槽２５は、供給ライン４１を介して、洗浄水タンク２２及び処理液タンク２３に接続される。また、本実施形態では、バルブ４２，４３の作動が、制御部２１によって制御され、制御部２１によって、バルブ４２，４３のそれぞれの開閉が切替えられる。
バルブ４２，４３が閉じた状態では、処理槽２５に、洗浄水及び処理液のいずれもが供給されない。バルブ４２が開くことにより、洗浄水タンク２２から供給ライン４１を通して、処理槽２５に洗浄水が供給される。また、バルブ４３が開くことにより、処理液タンク２３から供給ライン４１を通して、処理槽２５に処理液が供給される。ある実施例では、制御部２１は、ユーザーインターフェース等の操作装置（図示しない）での作業者の操作に基づいて、バルブ４２，４３のそれぞれの開閉を切替える。なお、バルブ４２，４３のそれぞれの開閉の切替えは、制御部２１によって行われる必要はなく、別のある実施例では、バルブ４２，４３のそれぞれの開閉の切替えが、作業者によって、制御部２１を介さずに、行われてもよい。
処理槽２５では、投入された被処理部材３７に付着した副生成物を、供給機構２６が供給した処理液によって、無害化する。ある実施例では、副生成物の無害化において、処理槽２５に被処理部材３７を投入した後に、処理液が処理槽２５に供給される。別のある実施例では、副生成物の無害化において、処理液を処理槽２５に供給し、供給した処理液を処理槽２５に溜めた状態で、被処理部材３７が処理槽２５に投入される。なお、無害化処理では、処理槽２５にある程度まで処理液が溜められると、バルブ４３を閉じ、処理液の処理槽２５への供給を停止する。
前述のように、処理液は、塩基性の水溶液を含む。また、副生成物に含まれるハロシラン類は、前述のように、水及び酸素に対して高い反応性を示す結合として、Ｓｉ－α結合（αはＣｌ，Ｂｒ，Ｆ，Ｉからなる群より選ばれる１種類以上のハロゲン元素）と、Ｓｉ－Ｓｉ結合と、を有する。ハロシラン類と塩基性の処理液とが反応することにより、水及び酸素に対して高い反応性を示す前述の結合が、切断される。例えば、クロロシラン類と塩基性の処理液とが反応することにより、Ｓｉ－Ｃｌ結合及びＳｉ－Ｓｉ結合が、切断される。
また、副生成物に含まれ得る加水分解生成物は、前述のように、爆発性の原因となり得るシロキサン結合及びＳｉ－Ｓｉ結合を有し得る。加水分解生成物と塩基性の処理液とが反応することにより、爆発性の原因となり得る前述の結合が、切断される。
このため、副生成物と反応後の処理液には、爆発性を有する物質がほぼ含まれない。前述のようにして、副生成物と塩基性の処理液とを接触させることにより、爆発性を有する物質を生じることなく、副生成物が分解される。すなわち、ケイ素及びハロゲン元素を含むガスと基板との反応において生じた副生成物が、安全に無害化される。
また、処理液による副生成物の無害化反応によって、ハロゲン化水素が生じ得る。例えば、副生成物にクロロシラン類が含まれる場合、処理液と副生成物との反応によって、塩化水素（ＨＣｌ）が生じ得る。また、副生成物にブロモシラン類が含まれる場合、処理液と副生成物との反応によって、臭化水素（ＨＢｒ）が生じ得る。塩化水素等のハロゲン化水素の水溶液は、酸性である。このため、副生成物と処理液との反応によってハロゲン化水素が生じることにより、処理液のｐＨが低くなり易い。本実施形態では、塩基性の処理液を用いることにより、処理液によってハロゲン化水素を中和するため、処理液のｐＨの低下を抑制することができる。したがって、塩基性の処理液を用いることにより、反応後の処理液の安全性がより向上する。
ここで、処理液に含まれる塩基性の水溶液は、無機塩基及び有機塩基の少なくとも一方を含む。無機塩基としては、例えば、金属水酸化物、アルカリ金属塩、炭酸塩、炭酸水素塩、金属酸化物、及び、水酸化アンモニウム（ＮＨ4ＯＨ）からなる群より選ばれる１種類以上が、用いられる。また、無機塩基は、例えば、アルカリ金属元素の水酸化物、アルカリ金属元素の炭酸塩、アルカリ金属元素の炭酸水素塩、アルカリ土類金属元素の水酸化物、アルカリ土類金属元素の炭酸塩、及び、水酸化アンモニウム（ＮＨ4ＯＨ）からなる群より選ばれる１種類以上を含むことが好ましい。特に、無機塩基は、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、炭酸ナトリウム（Ｎａ2ＣＯ3）、水酸化カルシウム（Ｃａ(ＯＨ)2）、水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ3）、及び、水酸化アンモニウム（ＮＨ4ＯＨ）からなる群より選ばれる１種類以上であることが好ましい。この場合、毒性が低い無機塩基が用いられるため、副生成物がより安全に処理される。そして、無機塩基は、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、炭酸ナトリウム（Ｎａ2ＣＯ3）、水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ3）、及び水酸化アンモニウム（ＮＨ4ＯＨ）からなる群より選ばれる１種類以上あることがより好ましい。この場合、処理液と副生成物との反応が穏やかに進行するため、副生成物を無害化する処理が、より安全に行われる。
処理液に含まれる有機塩基としては、例えば、水酸化アルキルアンモニウム類、有機金属化合物、金属アルコキシド、アミン、及び、複素環式アミンからなる群より選ばれる１種類以上が用いられる。また、有機塩基は、ナトリウムフェノキシド（Ｃ6Ｈ5ＯＮａ）、２－ヒドロキシエチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド（水酸化コリン）、及び、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）からなる群より選ばれる１種類以上であることが好ましい。
また、処理液の溶媒としては、水が用いられる。そして、処理液のｐＨは、副生成物の無害化処理の前後において、８以上１４以下であることが好ましい。また、無害化処理の前の処理液のｐＨは、９以上１４以下であることが好ましく、１０以上１４以下であることがより好ましい。また、処理液は、無機塩基及び有機塩基の少なくとも一方に加えて、界面活性剤及びｐＨ緩衝剤等の任意成分を含んでもよい。
また、前述の処理液による副生成物の無害化反応では、ガスが発生する。副生成物を無害化する反応で発生するガスには、水素が含まれる。また、副生成物を無害化する反応で発生するガスには、塩化水素等のハロゲン化水素が含まれ得る。排気機構（気体排出機構）２７は、副生成物と処理液との反応によって発生したガスを、処理槽２５から排気する。排気機構２７は、排気ライン４５を備える。排気ライン４５は、例えば、１つ以上の配管（パイプ）から形成される。本実施形態では、排気ライン４５は、処理槽２５から作業者が作業を行う部屋（環境）の外部まで、形成される。副生成物を無害化する反応で発生したガスは、排気ライン４５を介して、作業者が作業を行う部屋の外部に、排気される。ある実施例では、部屋の外部に排気されたガスは、回収され、無害化される。
なお、副生成物を無害化する反応で発生するガスは、主に水素である。水素は、空気に比べて、軽い。このため、排気ライン４５と処理槽２５との接続部分は、処理槽２５の内部空間において鉛直上側の部位に設けられることが好ましい。また、ある実施例では、排気機構２７は、吸引ポンプ等の吸引源（図示しない）を備える。そして、吸引源によって処理槽２５の内部空間及び排気ライン４５に吸引力を作用させることにより、前述のガスが排気される。この場合、制御部２１によって、吸引源の駆動が制御されてもよい。
センサ２８は、副生成物の無害化処理において、処理液と副生成物との反応の進行状況に関するパラメータを検知する。センサ２８は、処理槽２５と一体であってもよく、処理槽２５に着脱可能に取付けられてもよい。また、ある実施例では、センサ２８は、処理槽２５とは別体で設けられ、処理槽２５に機械的に連結されなくてもよい。センサ２８は、例えば、ｐＨ測定器、ラマン分光分析装置、赤外分光（Infrared spectroscopy：ＩＲ）分析装置、及び、核磁気共鳴（Nuclear Magnetic Resonance：ＮＭＲ）分光装置の１つ以上を含むことができる。
ｐＨ測定器は、副生成物の無害化処理において、処理槽２５での処理液のｐＨを、処理液と副生成物との反応の進行状況に関するパラメータとして、測定する。ラマン分光分析装置は、副生成物の無害化処理において、処理槽２５での処理液のラマンスペクトルを検出する。そして、検出したラマンスペクトルにおいて、特定の波長領域におけるスペクトル強度を、処理液と副生成物との反応の進行状況に関するパラメータとして、取得する。また、ＩＲ分析装置は、副生成物の無害化処理において、処理槽２５での処理液のＩＲスペクトルを検出する。そして、検出したＩＲスペクトルにおいて、特定の波長領域におけるスペクトル強度を、処理液と副生成物との反応の進行状況に関するパラメータとして、取得する。また、ＮＭＲ分光分析装置は、副生成物の無害化処理において、処理槽２５での処理液のＮＭＲスペクトルを検出する。そして、検出したＮＭＲスペクトルにおいて、特定の波長領域におけるスペクトル強度を、処理液と副生成物との反応の進行状況に関するパラメータとして、取得する。
本実施形態では、制御部２１は、センサ２８での検知結果を取得する。そして、制御部２１は、センサ２８での検知結果に基づいて、副生成物の無害化処理の進行状況を判断し、副生成物が適切に無害化されたか否かを判断する。なお、ある実施例では、副生成物が適切に無害化されたことを告知する告知装置（図示しない）が、設けられてもよい。この場合、制御部２１は、副生成物が適切に無害化されたと判断した場合は、告知装置を作動し、副生成物が適切に無害化されたことが告知される。なお、告知は、音の発信、発光、及び、画面表示等のいずれかによって行われる。また、ある実施例では、副生成物が適切に無害化されたか否かの判断を、制御部２１の代わりに、作業者が行ってもよい。この場合、作業者は、センサ２８での検知結果を取得し、取得した検出結果に基づいて、副生成物が適切に無害化されたか否かを判断する。
前述のように、副生成物と処理液との反応によって、ハロゲン化水素が生じる。ハロゲン化水素の水溶液は、酸性である。このため、副生成物の無害化処理が進行するにつれて、処理液のｐＨは、低下する。このため、処理液のｐＨに基づいて、処理液と副生成物との反応の進行状況を適切に判断可能となり、無害化処理の進行状況が適切に判断可能となる。
また、副生成物と処理液との反応によって、副生成物に含まれる成分において、原子間の結合状態及び分子構造等が変化する。例えば、前述のように、副生成物と処理液との反応によって、ハロシラン類において、Ｓｉ－α結合（αはＣｌ，Ｂｒ，Ｆ，Ｉからなる群より選ばれる１種類以上のハロゲン元素）及びＳｉ－Ｓｉ結合が、切断される。また、副生成物と処理液との反応によって、前述の加水分解生成物において、シロキサン結合及びＳｉ－Ｓｉ結合が、切断される。このため、副生成物の無害化処理の進行に伴って、処理液との混合物において、原子間の結合状態及び分子構造等が変化する。処理液との混合物において原子間の結合状態及び分子構造等が変化するため、副生成物の無害化処理に伴って、ラマンスペクトル、ＩＲスペクトル、及び、ＮＭＲスペクトルも変化する。したがって、ラマンスペクトル、ＩＲスペクトル、及び、ＮＭＲスペクトルのいずれかのスペクトル強度に基づいて、処理液と副生成物との反応の進行状況を適切に判断可能となり、無害化処理の進行状況が適切に判断可能となる。
治具３０は、被処理部材３７のそれぞれを、処理槽２５の処理液中において、所定の姿勢で維持する。この際、副生成物が付着した配管等の被処理部材３７のそれぞれは、配管の開口の一方が鉛直上側を向く状態で、維持される。すなわち、被処理部材３７のそれぞれは、処理液の液面が位置する側を配管の開口の一方が向く状態で、維持される。前述のように、処理液中の被処理部材３７のそれぞれでは、副生成物を無害化する反応によって、内部でガス（水素）が発生する。本実施形態では、前述のように治具３０によって被処理部材３７の姿勢が維持されるため、被処理部材３７のそれぞれの内部で発生したガス（水素）は、鉛直上側を向く開口を通して、処理液の液面へ向かう。そして、ガスは、処理液の液面から排気ライン４５を通して、適切に排気される。したがって、被処理部材のそれぞれの内部に、副生成物を無害化する反応で発生したガスの気泡が留まることが、有効に防止される。
また、本実施形態では、前述のように治具３０によって被処理部材３７の姿勢が維持されるため、処理液中において、被処理部材３７同士の接触、及び、被処理部材３７のそれぞれの処理槽２５の内壁との接触が、有効に防止される。したがって、副生成物の無害化処理において、被処理部材（配管）３７の損傷が、有効に防止される。
分散機構３１は、処理液による副生成物の無害化と並行して、処理槽２５の処理液中において、副生成物の塊（凝縮粒子）を分散させる。撹拌機構３２は、処理液による副生成物の無害化と並行して、処理槽２５において処理液を撹拌する。液循環機構３３は、処理液による副生成物の無害化と並行して、処理槽２５において処理液が循環する流れを強制的に形成する。分散機構３１による副生成物の塊の分散、撹拌機構３２による処理液の撹拌、及び、液循環機構３３による処理液が循環する流れの形成のいずれかが行われることにより、副生成物と処理液との反応が促進され、副生成物の無害化が促進される。
分散機構３１としては、例えば、高速回転せん断型の撹拌機、コロイドミル、ロールミル、高圧噴射式の分散機、超音波分散機、ビーズミル、及び、ホモジナイザーのいずれかを用いることができる。高速回転せん断型の撹拌機では、高速の回転翼と外筒との間に副生成物の凝縮粒子（塊）を通すことにより、副生成物の塊が分散される。コロイドミルでは、回転する２つの面の間に、副生成物の塊を処理液と一緒に流し込むことにより、処理液にせん断力が与えられる。そして、処理液のせん断力によって、副生成物の塊を分散する。ロールミルでは、回転する２～３本のロールの間に副生成物の塊（凝縮粒子）を通すことにより、副生成物の塊が分散される。高圧噴射式の分散機は、被処理部材３７において副生成物が付着した部位等に、処理液を高圧噴射する。これにより、処理液と被処理部材（配管）３７との衝突によって、副生成物の塊が分散される。超音波分散機は、処理液に超音波振動を発生させ、発生した超音波振動によって副生成物の塊を分散する。ビーズミルは、媒体としてビーズ（球体）を用いて、副生成物の塊を分散する。この際、ビーズに運動が与えられ、ビーズ間の衝突等によって、副生成物の塊が分散される。ホモジナイザーは、処理液に高圧力を印加し、処理液中にホモバルブを発生させる。そして、発生したホモバルブが被処理部材（配管）３７の内部等を通過することにより、副生成物の塊が均一に分散される。
撹拌機構３２としては、ポンプ及び回転バネのいずれかを用いることができる。ポンプは、処理槽２５の処理液中において、処理液の流れを形成することにより、処理液を撹拌する。回転バネは、処理液中において回転することにより、処理液を撹拌する。また、分散機構３１として用いられる前述の機器のいずれかを、撹拌機構３２としても用いることができる。この場合、前述の機器は、副生成物の塊の分散に付随させて、処理液を撹拌する。
液循環機構３３としては、ポンプを用いることができる。図２の一例では、処理槽２５の外部に形成される循環ライン４６に、ポンプ等の液循環機構３３が設けられる。この場合、液循環機構３３は、処理槽２５の内部及び循環ライン４６を循環する処理液の流れを、強制的に形成する。処理槽２５において処理液が循環する流れが形成されることにより、処理液が撹拌される。したがって、液循環機構３３として用いられるポンプ等は、撹拌機構３２としても用いられる。なお、循環ライン４６は、１つ以上の配管（パイプ）から形成され、前述の供給ライン４１及び後述する液排出ライン４７とは別途設けられる。また、ある実施例では、処理槽２５の外部の循環ライン４６等が設けられず、液循環機構３３は、処理槽２５の内部のみで処理液が循環する流れを、強制的に形成する。
制御部２１は、分散機構３１、撹拌機構３２、及び、液循環機構３３のそれぞれの作動を制御する。ある実施例では、制御部２１は、ユーザーインターフェース等の操作装置（図示しない）での作業者の操作に基づいて、分散機構３１、撹拌機構３２、及び、液循環機構３３のそれぞれを作動させる。そして、分散機構の３１の作動によって、副生成物の塊が分散され、撹拌機構３２の作動によって、処理液が撹拌され、液循環機構３３の作動によって、処理液が循環する流れが形成される。また、別のある実施例では、作業者の操作等によって、制御部２１を介さずに、分散機構３１、撹拌機構３２、及び、液循環機構３３のいずれかが、作動されてもよい。
また、別のある実施例では、制御部２１は、センサ２８での検知結果に基づいて、分散機構３１、撹拌機構３２、及び、液循環機構３３のそれぞれの作動を制御してもよい。この実施例では、例えば、センサ２８での検知結果に基づいて副生成物の無害化の進行速度が遅いと判断した場合等に、制御部２１は、分散機構３１、撹拌機構３２、及び、液循環機構３３のいずれかを作動させる。これにより、副生成物の無害化を促進させる。
液排出機構３５は、処理槽２５において副生成物と反応した処理液を、処理槽２５から排出する。また、廃液タンク３６には、処理槽２５から排出された処理液が貯められる。液排出機構３５は、液排出ライン４７と、バルブ４８とを備える。液排出ライン４７は、例えば、１つ以上の配管（パイプ）から形成される。本実施形態では、処理槽２５は、液排出ライン４７を介して、廃液タンク３６に接続される。また、本実施形態では、バルブ４８の作動が、制御部２１によって制御され、制御部２１によって、バルブ４８のそれぞれの開閉が切替えられる。
バルブ４８が閉じた状態では、処理槽２５から処理液が排出されない。バルブ４８が開くことにより、処理槽２５から液排出ライン４７を通して、廃液タンク３６に処理液が排出される。ある実施例では、制御部２１は、ユーザーインターフェース等の操作装置（図示しない）での作業者の操作に基づいて、バルブ４８のそれぞれの開閉を切替える。この場合、副生成物の無害化処理が処理槽２５で行われている際には、バルブ４８は閉じられる。そして、無害化処理が完了すると、作業者の操作に基づいて、制御部２１は、バルブを開き、処理槽２５から処理液を排出する。なお、バルブ４８の開閉の切替えは、制御部２１によって行われる必要はなく、別のある実施例では、バルブ４８の開閉の切替えが、作業者によって、制御部２１を介さずに、行われてもよい。
また、別のある実施例では、制御部２１は、センサ２８での検知結果に基づいて、バルブ４８の開閉を切替えてもよい。この実施例では、例えば、センサ２８での検知結果に基づいて副生成物の適切に無害化されたと判断した場合に、制御部２１は、バルブ４８を開き、処理液を処理槽２５から排出する。
また、本実施形態では、処理槽２５から処理液が排出されると、バルブ４８を閉じる。そして、バルブ４２を開き、処理槽２５へ洗浄水を供給する。そして、洗浄水によって、被処理部材３７を洗浄する。
前述のように本実施形態の処理装置２０及びその処理装置２０を用いた処理方法によって、ケイ素及びハロゲン元素を含むガスと基板との反応において生じた副生成物が、処理槽２５において安全に無害化される。また、処理液と副生成物との反応によって発生したガス（水素）が、排気機構２７によって、適切に排気される。また、処理槽２５での処理液と副生成物との反応の進行状況に関するパラメータがセンサ２８によって検知されるため、センサ２８での検知結果に基づいて、副生成物の無害化の進行状況を適切に判断可能となる。また、副生成物の無害化と並行して、分散機構３１、撹拌機構３２、及び、液循環機構３３のいずれかを作動することにより、副生成物と処理液との反応が促進され、副生成物の無害化が促進される。
（変形例）
なお、処理装置２０には、前述したセンサ２８は、必ずしも設けられる必要はない。また、処理装置２０には、分散機構３１、撹拌機構３２、及び、液循環機構３３の全てが設けられる必要はなく、ある変形例では、分散機構３１、撹拌機構３２、及び、液循環機構３３のいずれか１つ又は２つのみが、処理装置２０に設けられてもよい。また、別のある変形例では、分散機構３１、撹拌機構３２、及び、液循環機構３３のいずれもが、処理装置２０に設けられなくてもよい。
また、前述の実施形態等では、供給機構２６の供給ライン４１の一部が、洗浄水の供給用及び処理液の供給用として共用されるが、これに限るものではない。ある変形例では、処理液タンク２３から処理槽２５までの処理液の供給ラインの全体が、洗浄水タンク２２から処理槽２５までの洗浄水の供給ラインに対して、独立して形成されてもよい。
また、ある変形例では、供給ライン４１が処理槽２５に接続されていなくてもよい。この場合、例えば、供給機構２６は、水道水の蛇口と同様の蛇口を備える。そして、処理槽２５を蛇口の近傍に配置した状態で、蛇口の栓を開くことにより、処理液を処理槽２５に注ぐ。これにより、処理槽２５に処理液が供給され、処理槽２５に処理液が溜められる。また、ある変形例では、供給機構２６に、２つの蛇口が設けられる。そして、蛇口の一方の栓を開くことにより、処理液を処理槽２５に注ぐ。また、蛇口の他方の栓を開くことにより、洗浄水を処理槽２５に注ぐ。
また、ある変形例では、供給ライン４１が設けられず、処理液タンク２３として、運搬可能なタンクが用いられてもよい。この場合、作業者によって、処理液タンク２３から処理槽２５へ、直接的に処理液が注がれ、処理槽２５に処理液が溜められる。この際、漏斗等を用いて、処理槽２５に処理液が注がれてもよい。また、洗浄水タンク２２としても、運搬可能なタンクが用いられてもよい。この場合、作業者によって、洗浄水タンク２２から処理槽２５へ、直接的に処理液が注がれる。
また、ある変形例では、副生成物の無害化処理において、まず、高濃度の処理液が処理槽２５に供給されてもよい。この場合、高濃度の処理液が処理槽２５にある程度溜められた後に、処理槽２５に水を供給し、供給された水によって、処理液を希釈する。これにより、副生成物の無害化に適した濃度の処理液が、処理槽２５に溜められる。また、ある変形例では、副生成物の無害化処理において、まず、水が処理槽２５に供給されてもよい。この場合、処理槽２５に水のみが溜められた状態で、被処理部材３７を処理槽に投入した後、前述の無機塩基のいずれか及び／又は前述の有機塩基のいずれかを水に加える。これにより、塩基性の処理液が、処理槽２５に溜められる。また、ある変形例では、処理槽２５に被処理部材３７を投入した後に、まず、水を処理槽２５に供給してもよい。この場合も、処理槽２５に水が溜められた後に、前述の無機塩基のいずれか及び／又は前述の有機塩基のいずれかを水に加える。これにより、塩基性の処理液が、処理槽２５に溜められる。
また、前述の実施形態等では、液排出機構３５に液排出ライン４７が設けられているが、液排出ライン４７は、必ずしも設けられる必要はない。ある変形例では、液排出機構３５に液排出ライン４７が設けられず、液排出機構３５は、処理槽２５に取付けられるバルブを備えてもよい。この場合、副生成物と反応した処理液を処理槽２５から排出する際には、バルブを開き、バルブから処理槽２５の外部へ処理液を噴出する。そして、バルブから排出される処理液を廃液タンク３６で受けることにより、廃液タンク３６に処理液が回収される。
これらの少なくとも一つの実施形態又は実施例の処理装置及び処理方法によれば、塩基性の水溶液を含む処理液によって、処理槽において副生成物を処理する。また、処理液と副生成物との反応によって発生したガスは、処理槽から排気される。これにより、ケイ素及びハロゲン元素を含む原料物質の反応、又は、ケイ素を含む原料物質とハロゲン元素を含む原料物質との反応において生じた副生成物を安全に処理する処理装置及び処理方法を提供することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下、付記を記載する。
［１］ケイ素及びハロゲン元素を含む原料物質の反応、又は、ケイ素を含む原料物質とハロゲン元素を含む原料物質との反応において生じた副生成物に対して処理を行う処理装置であって、
塩基性の水溶液を含む処理液が貯液される処理液タンクと、
前記副生成物を含む被処理部材が投入される処理槽と、
前記処理液タンクから前記処理槽に前記処理液を供給し、供給した前記処理液によって前記処理槽において前記副生成物を処理する供給機構と、
前記処理液と前記副生成物との反応によって発生したガスを、前記処理槽から排気する排気機構と、
を具備する、処理装置。
［２］前記処理槽での前記処理液と前記副生成物との前記反応の進行状況に関するパラメータを検知するセンサをさらに具備する、［１］の処理装置。
［３］前記処理槽の前記処理液中において、前記副生成物の塊を分散させる分散機構、
前記処理槽において前記処理液を撹拌する撹拌機構、及び、
前記処理槽において前記処理液が循環する流れを形成する液循環機構、
の１つ以上をさらに具備する、［１］又は［２］の処理装置。
［４］前記処理槽において前記副生成物と反応した前記処理液を、前記処理槽から排出する液排出機構をさらに具備する、［１］乃至［３］のいずれか１項の処理装置。
［５］ケイ素及びハロゲン元素を含む原料物質の反応、又は、ケイ素を含む原料物質とハロゲン元素を含む原料物質との反応において生じた副生成物に対して行われる処理方法であって、
前記副生成物を含む被処理部材を処理槽に投入することと、
塩基性の水溶液を含む処理液を前記処理槽に溜めることと、
溜められた前記処理液によって、前記処理槽において前記副生成物を処理することと、
前記処理液と前記副生成物との反応によって発生したガスを、前記処理槽から排気することと、
を具備する、処理方法。
［６］前記処理槽での前記処理液と前記副生成物との前記反応の進行状況に関するパラメータを検知し、前記パラメータの検知結果に基づいて前記副生成物の処理の進行状況を判断することをさらに具備する、［５］の処理方法。
［７］前記処理液による前記副生成物の無害化と並行して、
前記処理槽の前記処理液中において、前記副生成物の塊を分散させること、
前記処理槽において前記処理液を撹拌すること、及び、
前記処理槽において前記処理液が循環する流れを形成すること、
の１つ以上を実行することをさらに具備する、［５］又は［６］の処理方法。
［８］前記処理槽において前記副生成物と反応した前記処理液を、前記処理槽から排出することをさらに具備する、［５］乃至［７］のいずれか１項の処理方法。
１…エピタキシャル成長装置、７…反応室、８…排出管、１１～１５，１８，１９…配管、２０…処理装置、２１…制御部、２３…処理液タンク、２５…処理槽、２６…供給機構、２７…排気機構、２８…センサ、３１…分散機構、３２…撹拌機構、３３…液循環機構、３５…液排出機構。

Claims (8)

  1. ケイ素及びハロゲン元素を含む原料物質の反応、又は、ケイ素を含む原料物質とハロゲン元素を含む原料物質との反応において生じた副生成物に対して処理を行う処理装置であって、
    塩基性の水溶液を含む処理液が貯液される処理液タンクと、
    前記副生成物を含む被処理部材が投入される処理槽と、
    前記処理液タンクから前記処理槽に前記処理液を供給し、供給した前記処理液によって前記処理槽において前記副生成物を処理する供給機構と、
    前記処理液と前記副生成物との反応によって発生したガスを、前記処理槽から排気する排気機構と、
    前記処理槽において、前記供給機構から供給された前記処理液の液中で、前記被処理部材を所定の姿勢で維持し、前記処理液の液面が位置する側を前記被処理部材の配管の開口が向く状態で、前記被処理部材を維持する治具と、
    を具備する、処理装置。
  2. 前記処理槽での前記処理液と前記副生成物との前記反応の進行状況に関するパラメータを検知するセンサをさらに具備する、請求項１の処理装置。
  3. 前記処理槽の前記処理液中において、前記副生成物の塊を分散させる分散機構、
    前記処理槽において前記処理液を撹拌する撹拌機構、及び、
    前記処理槽において前記処理液が循環する流れを形成する液循環機構、
    の１つ以上をさらに具備する、請求項１又は２の処理装置。
  4. 前記処理槽において前記副生成物と反応した前記処理液を、前記処理槽から排出する液排出機構をさらに具備する、請求項１乃至３のいずれか１項の処理装置。
  5. ケイ素及びハロゲン元素を含む原料物質の反応、又は、ケイ素を含む原料物質とハロゲン元素を含む原料物質との反応において生じた副生成物に対して行われる処理方法であって、
    前記副生成物を含む被処理部材を処理槽に投入することと、
    塩基性の水溶液を含む処理液を前記処理槽に溜めることと、
    前記処理槽において、溜められた前記処理液の液中で、前記被処理部材を所定の姿勢で維持することであって、前記処理液の液面が位置する側を前記被処理部材の配管の開口が向く状態で、前記被処理部材を維持することと、
    溜められた前記処理液によって、前記処理槽において前記副生成物を処理することと、
    前記処理液と前記副生成物との反応によって発生したガスを、前記処理槽から排気することと、
    を具備する、処理方法。
  6. 前記処理槽での前記処理液と前記副生成物との前記反応の進行状況に関するパラメータを検知し、前記パラメータの検知結果に基づいて前記副生成物の処理の進行状況を判断することをさらに具備する、請求項５の処理方法。
  7. 前記処理液による前記副生成物の無害化と並行して、
    前記処理槽の前記処理液中において、前記副生成物の塊を分散させること、
    前記処理槽において前記処理液を撹拌すること、及び、
    前記処理槽において前記処理液が循環する流れを形成すること、
    の１つ以上を実行することをさらに具備する、請求項５又は６の処理方法。
  8. 前記処理槽において前記副生成物と反応した前記処理液を、前記処理槽から排出することをさらに具備する、請求項５乃至７のいずれか１項の処理方法。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023104699A (ja) * 2022-01-18 2023-07-28 株式会社東芝 処理方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005319370A (ja) 2004-05-07 2005-11-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 部品洗浄装置
JP2016013965A (ja) 2014-06-11 2016-01-28 三菱マテリアル株式会社 固体クロロシランポリマーの無害化方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0692249B2 (ja) * 1988-04-05 1994-11-16 電気化学工業株式会社 ポリクロロシラン類の処理方法
JPH04124011A (ja) * 1990-09-12 1992-04-24 Toagosei Chem Ind Co Ltd ポリクロロシラン類の処理方法
JP4772223B2 (ja) * 2001-07-03 2011-09-14 パナソニック環境エンジニアリング株式会社 排ガス除害装置及び方法
FR2898066B1 (fr) * 2006-03-03 2008-08-15 L'air Liquide Procede de destruction d'effluents
JP2012049342A (ja) 2010-08-27 2012-03-08 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置および基板処理方法
JP6035161B2 (ja) * 2012-03-21 2016-11-30 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理方法、基板処理装置およびプログラム
JP2013197474A (ja) 2012-03-22 2013-09-30 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理方法と半導体装置の製造方法、および基板処理装置
JP6342370B2 (ja) 2015-09-07 2018-06-13 株式会社東芝 半導体製造装置及び半導体製造装置用除去装置
JP6561001B2 (ja) * 2016-03-09 2019-08-14 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 半導体装置の製造方法、基板処理装置、ガス供給系およびプログラム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005319370A (ja) 2004-05-07 2005-11-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 部品洗浄装置
JP2016013965A (ja) 2014-06-11 2016-01-28 三菱マテリアル株式会社 固体クロロシランポリマーの無害化方法

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