JPH1116842A - 半導体製造装置における排気配管のドレン抜き装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体製造装置の排気配管中で発生するドレ
ンを回収する。 【解決手段】 ドレン抜き装置２０は、排気配管７中で
発生したフッ酸水溶液等のドレンが溜るドレン溜り容器
２１と、このドレン溜り容器２１内に配されている邪魔
板２７と、ドレン溜り容器２１の最下部に形成されてい
るドレン排出口２６に接続されているバルブ２８とを備
えている。ドレン溜り容器２１は、Ｔ型を成し、Ｔの腕
の一方の端部開口がガス入口２２を成し、Ｔの腕の他方
の端部開口がガス出口２３を形成している。邪魔板２７
は、ドレン溜り容器２１のＴの最上部から鉛直下方に向
かって伸びている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＶＤ(Chemical
Vapor Deposition)装置等の半導体製造装置から排気さ
れる水分を含んだガスからドレンを除く、半導体製造装
置における排気配管のドレン抜き装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＶＤ装置としては、例えば、図６に示
すようなものがある。

【０００３】このＣＶＤ装置は、特殊ガスを用いてＳｉ
ウェハ上に成膜するＣＶＤ装置本体１と、この装置本体
１で使用した特殊ガスを引くためのポンプ３と、装置本
体１内でＳｉウェハ上に成膜する際に使用したデポジッ
ションガスと装置本体１内でＳｉウェハを洗浄する際に
使用したクリーニングガスとの排気を切り替える切替バ
ルブ４,５、装置本体１内で使用したデポジッションガ
ス中の特定成分を除害するためのデポジッションガス処
理装置６と、装置本体１内で使用したクリーニングガス
中の特定成分を除害するためのクリーニングガス処理装
置１１と、ガス処理装置６，１１からの排気ガスを工場
内のメイン排気ダクト８,１３へ導く排気配管７，１２
と、装置本体１からの排気ガスをメイン排気ダクト８へ
導く排気配管１０と、を有して構成されている。

【０００４】デポジッションガスには、フッ素、フッ素
系ガス、アンモニア、モノシランガス等が含まれてい
る。デポジッションガス処理装置６は、このデポジッシ
ョンガスを高温、例えば、１０００℃程度まで加熱し、
有害物を除害した後、このガスに冷却水を吹き掛けて常
温にした後、排出するものである。クリーニングガスに
は、フッ素、フッ素系ガス、塩素等が含まれている。ク
リーニングガス処理装置１１は、このクリーニングガス
を高温に加熱し、このガスに水をスプレーして、有害物
を除去した後、排出するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、以上のＣＶ
Ｄ装置のガス処理装置６，１１から排出されるガス中に
は、水分が含んでおり、次第に冷却されて行く過程で、
この水分が凝縮する。もし、ガス処理装置６，１１から
排出されるガスの中に僅かでもフッ素等が含まれている
と、このフッ素等が水に吸着してフッ酸水が形成されて
しまう。このフッ酸水は、非常に腐食性の高い水溶液で
あり、図７に示すように、排気配管７内で形成されたフ
ッ酸水が、工場のメイン排気ダクト８まで流れてしま
い、このメイン排気ダクト８が腐食し、孔が開いてしま
うことがある。

【０００６】すなわち、従来技術では、ＣＶＤ装置等の
半導体製造装置の排気配管内で生成された腐食性水溶液
が、排気ダクト等の半導体製造装置の下流側装置に流れ
込み、この装置を損傷させてしまうという問題点があ
る。

【０００７】本発明は、このような従来技術に着目して
なされたもので、半導体製造装置の排気配管内で生成さ
れた腐食性水溶液が、半導体製造装置の下流側装置に流
れ込んで、この装置を損傷させてしまうのを抑制するこ
とができる、半導体製造装置における排気配管のドレン
抜き装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の、半導体製造装置における排気配管のドレン抜き装置
は、排気配管からガスが入り込むガス入口と、該ガスを
前記排気配管に戻すガス出口と、該ガス入口及び該ガス
出口から鉛直下方向成分を含む方向に伸び、該ガス入口
から入り込み且つ該ガス出口から出るガスが通る空間
と、該空間の最下部にドレン排出口とが形成されている
ドレン溜り容器と、前記ドレン溜り容器の前記空間内に
配され、前記空間の最上部から該空間の最下部より所定
距離上方の位置まで伸び、該空間内に入ってきた前記ガ
スを下方向へ一旦迂回させる邪魔板と、前記ドレン排出
口に接続されているバルブと、を備えていることを特徴
とするものである。

【０００９】ここで、前記半導体製造装置における排気
配管のドレン抜き装置において、前記排気配管から前記
ガスが入り込む上流側口、及び、前記ドレン溜り容器の
前記ガス入口に接続されている下流側口を有する上流側
配管と、前記ドレン溜り容器の前記ガス出口に接続され
ている上流側口、及び該ドレン溜り容器からの前記ガス
を前記排気配管に出す下流側口を有する下流側配管と、
を備え、前記上流側配管は、該上流側配管の前記上流側
口よりも前記下流側口の方が低い位置に位置し、該上流
側口と該下流側口との間に、鉛直下方に下がる鉛直部及
び／又は前記ドレン溜り容器に近づくに連れて次第に下
がってゆくテーパ部が形成され、前記下流側配管は、該
下流側配管の前記上流側口よりも前記下流側口の方が高
い位置に位置し、該上流側口と該下流側口との間に、鉛
直上方に上がる鉛直部及び／又は前記ドレン溜り容器か
ら遠ざかるに連れて次第に上がってゆくテーパ部が形成
されているものであってもよい。

【００１０】また、以上の各半導体製造設備における排
気配管のドレン抜き装置において、前記ドレン溜り容器
を冷却する冷却手段を備えているものであってもよい。

【００１１】さらに、以上の各半導体製造設備における
排気配管のドレン抜き装置において、前記バルブには、
前記ドレン溜り容器の前記ドレン排出口から出てきた前
記ドレンを目的の位置に導く配管又はチューブが接続さ
れているものであってもよい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る各種実施形態
について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、各種
実施形態を説明するにあたり、各図ごとにおいて同一部
位には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。ま
た、本発明に係る各種実施形態は、全て、図６を用いて
前述したＣＶＤ装置に適用したものである。

【００１３】まず、図１及び図２を用いて、本発明に係
る第１の実施形態としてのドレン抜き装置について説明
する。図１に示すように、この実施形態のドレン抜き装
置２０は、デポジッションガス処理装置６からの排気ガ
スを工場内のメイン排気ダクト８へ導く排気配管７中の
水平部分であって、メイン排気ダクト８側に設けられて
いる。

【００１４】このドレン抜き装置２０は、図２に示すよ
うに、排気配管７中で発生したフッ酸水溶液等のドレン
が溜るドレン溜り容器２１と、このドレン溜り容器２１
内に配されている邪魔板２７と、ドレン溜り容器２１の
最下部に形成されているドレン排出口２６に接続されて
いるバルブ２８と、このバルブ２８に接続されているチ
ューブ２９とを備えている。

【００１５】ドレン溜り容器２１は、Ｔ型配管２４と、
容器２１の底を形成するコーン２５とを有して形成さて
いる。Ｔ型配管２４のＴの腕の一方の端部の開口は、ガ
ス入口２２を成し、Ｔの腕の他方の端部の開口は、ガス
出口２３を形成している。また、Ｔの脚部の下端部に
は、前述したコーン２５が溶接されており、容器の底を
形成している。このコーン２５の頂点に該当する箇所、
つまりコーン２５の最下部に、ドレン排出口２６が形成
されている。このドレン溜り容器２１は、排気配管７の
水平部分に切り込まれ、Ｔ型配管２４のＴの脚部が鉛直
下方に伸びるよう、容器のガス入口２２及びガス出口２
３が排気配管７にそれぞれ溶接で接続されている。Ｔ型
配管２４のＴの腕部分の配管内径Ｄ、つまりガス入口径
Ｄ及びガス出口２３径Ｄは、排気配管７の内径Ｄと一致
している。また、Ｔ型配管２４のＴの脚部の配管内径Ｄ
１は、排気配管７の内径Ｄと同じであるか、僅かに大き
い。具体的に、Ｔ型配管２４のＴの脚部の配管内径Ｄ１
は、排気配管７の内径Ｄの１．２〜１．６倍（Ｄ１＝
(1.2〜1.6)×Ｄ）程度であることが好ましい。ドレン溜
り容器２１の鉛直方向の長さＬは、排気配管７の内径Ｄ
の３〜４倍（Ｌ＝(3〜4)×Ｄ)程度である。水平方向に
対するコーン底部２５の角度αは、３０°〜４０°であ
る、言い替えると、コーン底部２５の頂角は、１２０°
〜１００°である。

【００１６】邪魔板２７は、その長さが、ドレン溜り容
器２１の鉛直方向の長さＬの０．５〜０．８倍程度で、
その幅が、ドレン溜り容器２１のＴの脚部の配管内径Ｄ
１と一致している。この邪魔板２７は、ドレン溜り容器
２１のＴの脚部の最上部からＴの脚部のコーン底部２５
に向かって伸びるよう、ドレン溜り容器２１内に設けら
れている。

【００１７】次に、この実施形態におけるドレン抜き装
置２０の作用について説明する。デポジッションガス処
理装置６からの排気ガスには、フッ素が含まれていると
すると、この排気ガスが排気配管７を通って自然冷却さ
れる過程で、排気ガス中の水分は水と成り、フッ素は水
に溶け込んで、フッ酸水溶液が形成される。この水溶液
のうち、大きな滴は、排気配管７の内周面下部を伝っ
て、ドレン溜り容器２１のガス入口２２からドレン溜り
容器２１内に入る。ドレン溜り容器２１内に入ったフッ
酸水溶液滴は、ドレン溜り容器２１の内周面を伝って、
ドレン溜り容器２１のコーン底部２５に溜る。また、フ
ッ酸水溶液のうち、比較的小さく、ガス中に浮遊してい
る滴は、ガスと共にドレン溜り容器２１のガス入口２２
からドレン溜り容器２１内に入る。ドレン溜り容器２１
内に入ったガスは、ドレン溜り容器２１内の邪魔板２７
より、鉛直下方に向い、ガス中に浮遊している滴の一部
は、慣性力により、そのまま直進して、邪魔板２７に衝
突し、次第に大きな滴となり、最終的には、邪魔板２７
の表面を伝って落ちて行きコーン底部２５に溜る。ドレ
ン溜り容器２１内を鉛直下方に進んだガスは、コーン底
部２５で向きを変え、鉛直上方に向かい、さらに、ドレ
ン溜り容器２１のＴの腕の部分で、水平方向に向きを変
えて、ドレン溜り容器２１のガス出口２３から出る。ガ
ス中に浮遊している滴の一部は、ドレン溜り容器２１内
でガスが向きを変える部分、つまり、コーン底部２５及
びＴの腕の部分においても、直進し、ドレン溜り容器２
１を形成する壁面又はドレン液面に衝突して、次第に大
きな滴となり、最終的に、コーン底部２５に溜る。

【００１８】従って、ドレン抜き装置２０内に、ガスと
共に入ってきた水溶液は、ほとんどがドレン溜り容器２
１のコーン底部２５に溜り、ガスは、水溶液が除かれた
状態で排気される。このため、このドレン抜き装置２０
の下流側に接続されているメイン排気ダクト８内に水溶
液が流れ込むことは、ほとんどなく、メイン排気ダクト
８の腐食による損傷を抑制することができる。

【００１９】ドレン溜り容器２１のコーン底部２５に、
水溶液（ドレン）がある程度溜ると、ドレン溜り容器２
１の下部に設けられているバルブ２８を開き、コーン底
部２５に溜っていたドレンをドレン排出口２６から容器
外に排出し、チューブ２９によって、目的の箇所、例え
ば、ドレン回収容器等に送る。

【００２０】次に、本発明に係る第２実施形態としての
ドレン抜き装置について、図３を用いて説明する。この
実施形態のドレン抜き装置２０ａは、第１の実施形態に
おけるドレン溜り容器２１の外周に冷却ジャケット３０
と設けたと共に、ドレン溜り容器２１のガス入口２２及
びガス出口２３にそれぞれフランジ２２ａ，２３ａを設
けたもので、その他に関しては、第１の実施形態と同様
である。

【００２１】冷却ジャケット３０には、冷却水を冷却ジ
ャケット３０内に供給する冷却水供給配管３１ａと、冷
却ジャケット３０内の冷却水を排出する冷却水排出配管
３１ｂとが接続されている。

【００２２】この実施形態は、基本的に第１の実施形態
と同じなので、第１の実施形態と同様の効果を得ること
ができると共に、ドレン溜り容器２１が冷却ジャケット
３０内の冷却水で冷され、ドレン溜り容器２１内のガス
に含まれている水分が積極的に液化されるので、排気配
管７を通ってきたガス中から、より効率的にドレンを回
収することができる。なお、ここでは、冷却ジャケット
３０を設けたが、この換わりに、ドレン溜り容器２１の
外周面に冷却水を直接噴霧するスプレーを設けても、基
本的に同様の効果を得ることができる。また、この実施
形態では、排気配管７とフランジ２２ａ，２３ａで接続
されているので、ドレン溜り容器２１が腐食しても、比
較的容易に、ドレン溜り容器２１を交換することができ
る。

【００２３】次に、本発明に係る第３の実施形態として
のドレン抜き装置について、図４を用いて説明する。こ
の実施形態のドレン抜き装置２０ｂは、第１の実施形態
のドレン抜き装置と、クランク型の二つのガス配管３
２，３３とを備えているものである。

【００２４】二つのガス配管３２，３３のうち、一方の
ガス配管（以下、上流側ガス配管とする。）３２の上流
側口３２ａは、水平部分の排気配管７に接続され、上流
側ガス配管３２の下流側口３２ｂは、ドレン溜り容器２
１のガス入口２２に接続されている。また、二つのガス
配管３２，３３のうち、他方のガス配管（以下、下流側
ガス配管とする。）３３の上流側口３３ａは、ドレン溜
り容器２１のガス出口２３に接続され、下流側ガス配管
３３の下流側口３３ｂは、水平部分の排気配管７に接続
されている。クランク型を成す上流側ガス配管３２及び
下流側ガス配管３３の中間部分は、いずれも鉛直方向に
伸び、そこが鉛直部３２ｃ，３３ｃを形成している。

【００２５】すなわち、この実施形態では、上流側ガス
配管３２と、ドレン溜り容器２１のＴの腕部分と、下流
側ガス配管３３とで、Ｕ字型を形成している。

【００２６】このように、ドレン溜り容器２１の上流側
と下流側とに、それぞれ、クランク型のガス配管３２，
３３を設けたので、ガス配管３２，３３の屈曲部におい
て、ガス中に浮遊している比較的小さい水溶液滴をガス
配管内壁で捕らえることができ、しかも、ドレン溜り容
器２１は、Ｕ字型の底部に設けられているので、ガス配
管内壁で捕らえた水溶液滴をドレン溜り容器２１内に効
果的に回収することができる。

【００２７】なお、この実施形態において、上流側ガス
配管３２及び下流側ガス配管３３は、それぞれ鉛直部３
２ｃ，３３ｃを有しているが、この換わりに、ドレン溜
り容器２１に近づくに連れて、次第に下方に向かうテー
パ部を有していてもよい。

【００２８】次に、本発明に係る第４の実施形態として
のドレン抜き装置について、図５を用いて説明する。こ
の実施形態のドレン抜き装置２０ｃも、第３の実施形態
と同様に、第１の実施形態のドレン抜き装置と、クラン
ク型の二つのガス配管３４，３３とを備えているもので
ある。

【００２９】二つのガス配管３２，３３のうち、一方の
ガス配管（以下、上流側ガス配管とする。）３４は、変
形クランク型のガス配管で、その上流側口３４ａは、水
平部分の排気配管７に接続され、上流側ガス配管３４の
下流側口３４ｂは、ドレン溜り容器２１のガス入口２２
に接続されている。また、二つのガス配管３４，３３の
うち、他方のガス配管（以下、下流側ガス配管とす
る。）３３の上流側口３３ａは、ドレン溜り容器２１の
ガス出口２３に接続され、下流側ガス配管３３の下流側
口３３ｂは、水平部分の排気配管７に接続されている。
変形クランク型を成す上流側ガス配管３４は、その上流
側口３４ａからドレン溜り容器２１に近づくに連れて次
第に下方に向かうテーパー部３４ｄと、このテーパー部
３４ｄの下流端から鉛直下方に下がる鉛直部３４ｃを有
している。また、下流側ガス配管３３の中間部分は、第
３の実施形態と同様、鉛直部３３ｃを形成している。

【００３０】この実施形態においても、第３の実施形態
と同様に、ガス配管３４，３３の屈曲部において、ガス
中に浮遊している比較的小さい水溶液滴をガス配管内壁
で捕らえることができ、しかも、ガス配管内壁で捕らえ
た水溶液滴をドレン溜り容器２１内に効果的に回収する
ことができる。

【００３１】なお、この第４の実施形態及び前述した第
３の実施形態に関しても、第２の実施形態と同様に、ド
レン溜り容器２０のガス入口２２及びガス出口２３に、
さらにガス配管３２，３３，３４の両端部に、フランジ
を設けてもよい。さらに、ドレン溜り容器２０の外周
に、さらにはガス配管の外周に、冷却ジャケット又は冷
却スプレーを設けてもよい。

【００３２】また、以上の各種実施形態において、ドレ
ン抜き装置２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃは、いずれ
も、デポジッションガス処理装置６とメイン排気ダクト
８との間の排気管７に設けたが、クリーニングガス処理
装置１１とメインダクト１３との間の排気管１２に設け
てもよい。さらに、以上の実施形態において、半導体製
造装置は、いずれもＣＶＤ装置であるが、フッ素系ガス
や塩素系ガスを使用するエッチング装置であってもよ
い。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、半導体製造装置から伸
びる排気配管中で液化したドレンのうち、比較的大きな
滴は、ガス入口からドレン溜り容器内に入り、ドレン溜
り容器の内周面を伝って、ドレン溜り容器の底に溜り、
比較的小さくガス中に浮遊している滴は、ガスと共にガ
ス入口からドレン溜り容器内に入るものの、邪魔板に衝
突し、次第に大きな滴となり、最終的には、邪魔板の表
面を伝って落ちて行き、ドレン溜り容器の底に溜る。従
って、ドレン抜き装置内に、ガスと共に入ってきた滴
は、ほとんどがドレン溜り容器の底に溜り、ガスは、水
溶液が除かれた状態で排気される。このため、このドレ
ン抜き装置の下流側に接続されている装置に水溶液が流
れ込むことは、ほとんどなく、下流側装置の腐食による
損傷を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施形態としての半導体製
造装置における排気配管のドレン抜き装置の側面図であ
る。

【図２】本発明に係る第１の実施形態としての半導体製
造装置における排気配管のドレン抜き装置の断面図であ
る。

【図３】本発明に係る第２の実施形態としての半導体製
造装置における排気配管のドレン抜き装置の側面図であ
る。

【図４】本発明に係る第３の実施形態としての半導体製
造装置における排気配管のドレン抜き装置の側面図であ
る。

【図５】本発明に係る第４の実施形態としての半導体製
造装置における排気配管のドレン抜き装置の側面図であ
る。

【図６】半導体製造（ＣＶＤ）装置の系統図である。

【図７】従来の半導体製造装置における排気配管の側面
図である。

【符号の説明】

１…ＣＶＤ装置本体、６…デポジッションガス処理装
置、７，１２…排気配管、８，１３…メイン排気ダク
ト、１１…クリーニングガス処理装置、２０，２０ａ，
２０ｂ，２０ｃ…ドレン抜き装置、２１…ドレン溜り容
器、２２…ガス入口、２３…ガス出口、２２ａ，２３ａ
…フランジ、２４…Ｔ型配管、２５…コーン底部、２６
…ドレン排出口、２７…邪魔板、２８…バルブ、２９…
チューブ、３０…冷却ジャケット、３２，３４…上流側
ガス配管、３２ａ，３４ａ…（上流側ガス配管の）上流
側口、３２ｂ，３４ｂ…（上流側ガス配管の）下流側
口、３２ｃ，３４ｃ…（上流側ガス配管の）鉛直部、３
４ｄ…テーパー部、３３…下流側ガス配管、３３ａ…
（下流側ガス配管の）ガス入口、３３ｂ…（下流側ガス
配管の）ガス出口、３３ｃ…（下流側ガス配管の）鉛直
部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体製造装置から排気される、水分を含
   んだガスを通す排気配管に設けられ、該ガス中の水分が
   液化したドレンを除く、半導体製造装置における排気配
   管のドレン抜き装置において、 前記排気配管から前記ガスが入り込むガス入口と、該ガ
   スを前記排気配管に戻すガス出口と、該ガス入口及び該
   ガス出口から鉛直下方向成分を含む方向に伸び、該ガス
   入口から入り込み且つ該ガス出口から出るガスが通る空
   間と、該空間の最下部にドレン排出口とが形成されてい
   るドレン溜り容器と、 前記ドレン溜り容器の前記空間内に配され、前記空間の
   最上部から該空間の最下部より所定距離上方の位置まで
   伸び、該空間内に入ってきた前記ガスを下方向へ一旦迂
   回させる邪魔板と、 前記ドレン排出口に接続されているバルブと、 を備えていることを特徴とする半導体製造装置における
   排気配管のドレン抜き装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の半導体製造装置における排
   気配管のドレン抜き装置において、 前記排気配管から前記ガスが入り込む上流側口、及び、
   前記ドレン溜り容器の前記ガス入口に接続されている下
   流側口を有する上流側配管と、 前記ドレン溜り容器の前記ガス出口に接続されている上
   流側口、及び該ドレン溜り容器からの前記ガスを前記排
   気配管に出す下流側口を有する下流側配管と、 を備え、 前記上流側配管は、該上流側配管の前記上流側口よりも
   前記下流側口の方が低い位置に位置し、該上流側口と該
   下流側口との間に、鉛直下方に下がる鉛直部及び／又は
   前記ドレン溜り容器に近づくに連れて次第に下がってゆ
   くテーパ部が形成され、 前記下流側配管は、該下流側配管の前記上流側口よりも
   前記下流側口の方が高い位置に位置し、該上流側口と該
   下流側口との間に、鉛直上方に上がる鉛直部及び／又は
   前記ドレン溜り容器から遠ざかるに連れて次第に上がっ
   てゆくテーパ部が形成されている、 ことを特徴とする半導体製造装置における排気配管のド
   レン抜き装置。
3. 【請求項３】請求項１及び２のいずれか一項に記載の半
   導体製造設備における排気配管のドレン抜き装置におい
   て、 前記ドレン溜り容器を冷却する冷却手段を備えているこ
   とを特徴とする半導体製造設備における排気配管のドレ
   ン抜き装置。
4. 【請求項４】請求項１から３のいずれか一項に記載の半
   導体製造設備における排気配管のドレン抜き装置におい
   て、 前記バルブには、前記ドレン溜り容器の前記ドレン排出
   口から出てきた前記ドレンを目的の位置に導く配管又は
   チューブが接続されていることを特徴とする半導体製造
   装置における排気配管のドレン抜き装置。