JPH0779948B2 - 半導体製造装置の排ガス処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、気相エピタキシャル成長装置，有機金属気相
エピタキシャル成長装置など、毒性の強い原料ガス，発
火性のある水素ガスをキャリアガスに用いたウエハのプ
ロセス処理を行う半導体製造装置の排ガス処理装置に関
する。

〔従来の技術〕

周知のように、気相エピタキシャル成長装置などのウエ
ハプロセス処理に使用される原料ガスにはアルシン，ホ
スフィンなどのように毒性の強い有毒ガスが使用され
る。また、有機金属気相エピタキシャル成長装置では前
記の原料ガスに加えて発火性の高い水素ガスをキャリア
ガスとして用いている。

したがって、ウエハのプロセス処理工程を行っている最
中にこれらの原料ガスが不測に周囲に漏洩すると作業者
に危害を及ぼす危険があるし、またキャリアガスとして
の水素ガスが高濃度のまま放出されると火気に触れて火
災，爆発発生のおそれがあるなど、半導体製造装置の排
ガス処理については十分な安全対策を講じる必要があ
る。

次に、従来実施されている半導体製造装置の排ガス処理
装置を第２図に示す。図において、１は通常クリーンル
ーム内に設置したドラフトチャンバ、２はドラフトチャ
ンバ２から室外の大気側に引出した換気エアダクト、３
は排風機であり、ドラフトチャンバ１の内部に原料ガス
ボンベ４を収容したシリンダキャビネット5,成膜装置の
プロセス反応室6,および該反応室６に付属させてその後
段に接続した有毒ガス除害装置７が収容設備され、さら
に除害装置７の後段には系外の大気中に開放する排ガス
ダクト８が配管されている。ここで、除害装置７には過
マンガン酸カリが充填されており、成膜処理済みのアル
シン，ホスフィン（水素化合物）などの有毒ガスを酸化
還元反応により無害化するものである。また、図中にお
ける９は反応室６の排風機、10,11は換気エアダクト２
に配して原料ガス，キャリアガス（水素ガス）の漏洩を
検知するガス検知器である。なお、第２図ではシリンダ
キャビネット5,プロセス反応室6,除害装置７が共通なド
ラフトチャンバ１に収容設備されている例を示したが、
各機器を別々なドラフトチャンバに収容する場合もあ
る。

かかる構成で、通常は成膜処理を終了して反応室６から
出た排ガス中の有毒ガスは除害装置７を通じて無害化さ
れ、さらにガス検知器でチェックして安全性を確かめた
上で大気側に放出している。また、ドラフトチャンバ１
については換気エアをガス検知器でチェックしながら常
時換気を行っており、反応室６などを含むガス系統から
のガス漏れを換気エアと一緒に大気中に放出して周囲の
作業者に危害が及ばないようにするとともに、ガス漏れ
の異常時にはガス検知器の信号を基に原料ガスの供給を
緊急停止するようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、前記した従来の排ガス処理装置の設備のまま
では、漏洩原料ガスによる大気汚染，および発火性のあ
るキャリアガス（水素ガス）による火災，爆発に対して
十分な安全性が確保できない難点がある。すなわち、従
来装置ではドラフトチャンバから排出する換気エア，お
よびプロセス反応室から有毒ガス除害装置を経た排ガス
をそのまま大気中に放出するようにしている。

このため、除害装置の機能不良の他，系内ガス系統の配
管，バルブの破損，シールの劣化などが原因が原料ガス
の漏れが生じた場合に、原料ガス源を停止するまでの間
は高濃度な有毒ガスがそのまま大気側に継続して放出さ
れるため大気汚染を招く危険性がある。

また、特に有機金属気相エピタキシャル成長装置のよう
にキャリアガスとして多量の水素ガスを使用する場合
に、水素ガスはそのまま除害装置を素通りして高濃度の
まま排ガスダクトより大気中に放出されるので、この際
にダクト排気口近傍に火気があると火災，爆発を引き起
こす危険性がある。

本発明は上記の点にかんがみなされたものであり、有毒
ガスが未処理のまま大気中に放出されたり、発火性のキ
ャリアガス（水素ガス）が高濃度のまま大気中に放出さ
れるのを防止して安全性の確保が図れるようにした信頼
性の高い半導体製造装置の排ガス処理装置を提供するこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、本発明は、原料ガスのシリ
ンダキャビネット，プロセス反応室，該反応室に付属す
る有毒ガス除害装置を収容設備したドラフトチャンバに
対し、該ドラフトチャンバより引出した排気側換気エア
ダクトの後段に排風機を介して接続した薬液散布式のス
クラバと、プロセス反応室より除害装置を通過した排ガ
スを換気エアダクトに導く排ガスダクトと、換気エアダ
クトおよび排ガスダクトに配したガス検知器と、該ガス
検知器の検知信号を基に系内ガス系統の異常発生時に前
記スクラバに薬液散布指令を与える制御部とを備えて構
成するものとする。

〔作用〕

上記の構成により、プロセス反応室から後段の有毒ガス
除害装置を通過した排ガスは、ドラフトチャンバから流
出する多量な換気エアと換気エアダクト内で合流，混合
しして希釈さ、さらにスクラバを経由して系外の大気側
に排気される。

ここで、除害装置が正常に機能しており、かつドラフト
チャンバ内でのガス系統からのガス漏れもない健全な稼
動状態では、スクラバには薬液が散布されず、換気エア
はスクラバの胴内を通過してそのまま大気中に放出され
る。また、この排風過程でプロセス反応室から有毒ガス
除害装置をそのまま通過したキャリアガス（水素ガス）
は多量の換気エアとの混合により希釈された状態で大気
中に放出されるので、火気による火災，爆発の危険はな
い。

一方、反応室に付属する有毒ガス除害装置の機能不良，
もしくはドラフトチャンバ内でのガス系統からのガス漏
れが生じた異常発生の場合には、ガス検知器の検知信号
を基に制御部からの指令でスクラバの胴内を通流するア
ルシン，ホスフィンなどの有毒原料ガスを除害化するよ
うにスクラバに薬液（過マンガン酸カリ溶液）を散布さ
せる。これによ有毒ガスが未処理のまま大気中に放出さ
れることかなくなる。

なお、前記したガス検知器をドラフトチャンバ，除害装
置の出口側のみならず、換気エアダクトにおける換気エ
アと排ガスとの合流地点より下流側にも設けて二重のガ
スチェックを行うことにより、一方のガス検知器が万一
故障している場合でも系内での異常発生を的確に検知で
き、安全性をより一層高めることができる。また、これ
らガス検知器の検知信号を基に、スクラバに薬液を散布
するだけに止まらず、必要に応じて原料ガスの供給を緊
急停止するよう制御させることも可能である。

〔実施例〕

第１図は本発明実施例による排ガス処理装置の系統図で
あり、第２図に対応する同一機器には同じ符号が付して
ある。

すなわち、本発明によりドラフトチャンバ１から引出し
た排気側の換気エアダクト２の後段には排風機３ととも
にスクラバ12が設置してあり、かつプロセス反応室７に
付属する有毒ガス除害装置７から引出した排ガスダクト
８が換気エアダクトの途中に合流接続されている。ここ
で、スクラバ12は過マンガン酸カリ溶液を洗浄浴液とし
て胴内に薬液を散布して有毒ガスを無害化処理する方式
のものであり、薬液槽13,薬液ポンプ14,薬液散布ノズル
15,胴内充填物16を備えている。

また、ドラフトチャンバ１の換気エア出口，排ガスダク
ト8,および換気エアダクト２の下流側地点にはそれぞれ
原料ガスのガス漏れ，異常ガス濃度を検知するガス検知
器10−1,10−2,10−３が配備されており、水素ガスのガ
ス検知器11とともに各ガス検知器の検知信号が制御部17
に入力される。この制御部17は各ガス検知器からの入力
信号を基に、系内でのガス系統異常の発生時にスクラバ
12に対する薬液散布指令，および原料ガス源に対するガ
ス供給停止指令を出力するものであり、同時にガス検知
器の信号から異常が系内のどの箇所に発生したかを判別
する。なお、18は安全対策面から排ガスダクト８に介挿
した逆火防止器であり、例えば水槽の水中に排ガスをバ
ブリングして送気する周知の逆火防止器が採用されてい
る。

上記の構成で、半導体製造装置の稼動中はドラフトチャ
ンバ１の室内が継続的に換気運転され、一方、プロセス
反応室６から出た排ガス中の原料ガス成分は除害装置７
で無害化された後に換気エアダクト２を通流する換気エ
アに合流してダクト内で混合し、さらにスクラバ12を経
由して大気側に放出される。なお、この排気過程で換気
エア，反応室の排ガスはガス検知器10−1,10−2,11でチ
ェックされ、さらに合流後もガス検知器10−３で再チェ
ックされるよう二重のチェックを受ける。

また、成膜処理のキャリアガスとして使用する水素ガス
は、反応室６からそのまま除害装置７を通過した後に換
気エアダクト５に入り、ここで多量の換気エアと混合し
て発火の危険がない程度の低濃度に希釈される。

一方、ガス系統からの原料ガスの漏れがなく、かつ除害
装置７も正常に機能している定常な稼動時では、スクラ
バ12の薬液ポンプ14は停止して薬液散布を行わない。こ
れに対して、ドラフトチャンバ１内でのガス系統からの
原料ガス漏れ，あるいは除害装置７の機能不良によりガ
ス検知器10−1,10−2,10−３が異常を検知した際には、
制御部17からの指令でスクラバ12の薬液ポンプ14を運転
し、スクラバの胴内に洗浄薬液を散布して排気中に含ま
れている有害ガス成分を無害化処理する。

この場合に、スクラバ12での薬液散布のみに止まらず、
同時にシリンダキャビネット５のガス供給制御装置にガ
ス供給停止指令を与えて元栓を閉じるように制御するこ
ともできるし、また、異常の状況が除害装置７の機能低
下だけであってドラフトチャンバ１内へのガス漏れがな
い場合（この場合にはガス検知10−2,10−３が作動し、
10−１は不動作である）には、スクラバ12の薬液散布を
行うだけで、反応室６へのガス供給をその時点でのウエ
ハ成膜処理が完了するまで継続させることも可能であ
る。

なお、ガス検知器10−１と10−４のいずれか一方、ある
いは10−２と10−４のいずれか一方のみが異常を検知し
た場合には、一方のガス検知器の故障，もしくは誤動作
が考えられるが、この場合でも安全面からスクラバ12に
薬液散布指令を与えるのがよく、同時にガス供給を停止
すれば安全性をより一層高めることができる。

〔発明の効果〕

本発明による排ガス処理装置は、以上説明したように構
成されているので、次記の効果を奏する。

（１）半導体製造装置の稼動中に、不測にガス系統から
の原料ガス漏れ、あるいはプロセス反応室に付属する有
毒ガス除害装置の機能不良などの異常事態が発生した場
合でも、排気系の後段に設置したスクラバでは直ちに薬
液散布を開始して排気中の有毒ガス成分を無害化処理す
るので、有毒ガスが未処理のまま大気中に放出されのを
確実に防止して大気汚染防止に寄与できる。

（２）キャリアガスとして発火性のある水素ガスを使用
した場合でも、反応室から出た水素ガスは換気エアダク
ト内を通流する多量の換気エアと混合して低濃度に希釈
されるので、火気による火災，爆発の危険性を解消して
設備の安全性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の系統図、第２図は従来における
半導体製造装置の排ガス処理装置の系統図である。図に
おいて、 1:ドラフトチャンバ、2:換気エアダクト、3:排風機、5:
シリンダキャビネット、6:プロセス反応室、7:除害装
置、8:排ガスダクト、10−1,10−2,10−3,11:ガス検知
器、12:スクラバ、13:薬液槽、14:薬液ポンプ、17:制御
部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２４Ｆ 7/06 Ｂ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】有毒な原料ガス，発火性のあるキャリアガ
   スを用いてウエハのプロセス処理を行う半導体製造装置
   の排ガス処理装置であり、原料ガスのシリンダキャビネ
   ット，プロセス反応室，該反応室に接続した有毒ガス除
   害装置を常時換気を行うドラフトチャンバ内に収容設備
   したものにおいて、前記ドラフトチャンバより引出した
   排気側換気エアダクトの後段に接続した薬液散布式のス
   クラバと、プロセス反応室より除害装置を通過した排ガ
   スを換気エアダクトに導く排ガスダクトと、換気エアダ
   クトおよび排ガスダクトに配したガス検知器と、該ガス
   検知器の検知信号を基に系内ガス系統の異常発生時に前
   記スクラバに薬液散布指令を与える制御部とを備えたこ
   とを特徴とする半導体製造装置の排ガス処理装置。