JPH1133345A - Removing device for semiconductor manufacture exhaust gas - Google Patents

Removing device for semiconductor manufacture exhaust gas

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JPH1133345A
JPH1133345A JP9207285A JP20728597A JPH1133345A JP H1133345 A JPH1133345 A JP H1133345A JP 9207285 A JP9207285 A JP 9207285A JP 20728597 A JP20728597 A JP 20728597A JP H1133345 A JPH1133345 A JP H1133345A
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exhaust gas
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cleaning
reaction tube
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To remove deposit exhaust gas and cleaning exhaust gas exhausted out of a sheet type CVD while taking the time period by one device in the manufacture of semiconductors. SOLUTION: A reaction cylinder for the oxidative heat destruction of semiconductor manufacture exhaust gas is provided. Deposit exhaust gas pipings D1 -D4 and cleaning gas pipings C1 -C4 are connected with respective treatment elements E1 -E4 of the sheet type CVD through valves. The deposit exhaust gas pipings D1 -D4 from respective treatment elements E1 -E4 are joined to one deposit exhaust gas collecting piping Dt, while cleaning exhaust gas pipings from respective elements E1 -E4 is joined to one cleaning exhaust gas collecting piping Ct. The deposit exhaust gas collecting piping Dt and the cleaning exhaust gas collecting piping Ct are connected with the reaction cylinder, and atmosphere can be introduced into the reaction cylinder.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】半導体製造において枚葉式C
VDから排出されるデポジット排ガス,クリーニング排
ガスを1台で除害することのできる除害装置に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an abatement apparatus that can remove a deposit exhaust gas and a cleaning exhaust gas discharged from a VD by one unit.

【0002】[0002]

【従来の技術】枚葉式CVDの使用によりシリコンウエ
ハ高次加工の生産性は向上した。枚葉式CVDを使用し
た場合、SiH4等のデポジット用ガスとNF3等のクリ
ーニング用ガスが時間間隔をもって各エレメント(チャ
ンバー)から排気される。
2. Description of the Related Art The productivity of silicon wafer high-order processing has been improved by using single-wafer CVD. When single wafer CVD is used, a deposition gas such as SiH 4 and a cleaning gas such as NF 3 are exhausted from each element (chamber) at time intervals.

【0003】つまり、各処理エレメントは時間差を取り
ながら順次工程を進めるため、ある処理エレメントから
はデポジット排ガスが排出され、別の処理エレメントか
らはクリーニング排ガスが排出される。
[0003] In other words, since each processing element sequentially advances the process while taking a time lag, a deposit exhaust gas is discharged from one processing element and a cleaning exhaust gas is discharged from another processing element.

【0004】例えば、処理エレメントがE1〜E4の4室
である場合、CVDは処理エレメントE1→処理エレメ
ントE4へと段階的にデポジット工程とクリーニング工
程とを反復させて作業を進める。つまり第1段階で処理
エレメントE1でデポジット工程が行われ、第2段階に
おいて処理エレメントE2でデポジット工程が行われる
と共に処理エレメントE1でN2パージが行われる。そし
て第3段階において処理エレメントE3でデポジット工
程が行われると共に処理エレメントE2でN2パージが行
われ、処理エレメントE1でクリーニング工程が行われ
る。さらに次の第4段階においては処理エレメントE4
でデポジット工程が行われると共に処理エレメントE3
でN2パージが行われ、処理エレメントN2でクリーニン
グ工程が行われる。その後も同様にして段階的に各工程
が進められる。
For example, when the processing elements are four chambers E 1 to E 4 , CVD proceeds by repeating the depositing process and the cleaning process stepwise from the processing element E 1 to the processing element E 4 . That deposit process is performed in the processing element E 1 first stage, N 2 purge is performed by the processing element E 2 in the second stage in the processing element E 1 with deposit process is performed. The first 3 N 2 purged with processing elements E 2 with deposit process in the processing element E 3 in step is performed is performed, a cleaning process is performed by the processing element E 1. In a further fourth step, the processing element E 4
And the processing element E 3
, An N 2 purge is performed, and a cleaning step is performed in the processing element N 2 . Thereafter, the respective steps are similarly performed in a stepwise manner.

【0005】ここにSiH4/NF3/N2系混合ガスは
SiH4濃度が0.66〜95.3%の広範囲において爆発組成
を形成するので、各処理エレメントからの排ガスをまと
めて同時に除害処理することができない。
Here, since the mixed gas of the SiH 4 / NF 3 / N 2 system forms an explosive composition in a wide range of SiH 4 concentration of 0.66 to 95.3%, the exhaust gas from each processing element must be collectively and simultaneously detoxified. Can not.

【0006】そのため、従来は夫々の排ガスを別系列に
受けて複数の除害装置にて処理するか、又は夫々の排ガ
スをN2ガスで包含し、相互に混合しないようにして除
害装置に送り込んで「カーテン燃焼法」で処理するよう
にしていた。
[0006] Therefore, conventionally, each exhaust gas is received in a separate line and processed by a plurality of abatement devices, or each exhaust gas is included in N 2 gas and mixed with each other so as not to mix with each other. It was sent in and processed by the "curtain combustion method".

【0007】いずれの場合も処理効率が悪く、設備費が
かさみ処理費用の上昇の原因となっている。
[0007] In each case, the processing efficiency is low, the equipment cost is increased, and the processing cost is increased.

【0008】又、同一配管内をデポジット排ガスとクリ
ーニング排ガスとが時間間隔をおいて排出することは高
圧ガス取締法との関係で実施不能の場合がある。
Further, it is sometimes impossible to discharge the deposit exhaust gas and the cleaning exhaust gas at the same interval in the same pipe due to the high pressure gas control law.

【0009】半導体製造排ガスの除害手段としては、デ
ポジット排ガス、クリーニング排ガス共、夫々別個に固
体吸着剤による吸着除害、火炎燃焼方式による熱分解除
害、更には電熱加熱方式による酸化加熱除害等が用いら
れる。
Means for removing exhaust gas from semiconductor production include deposition exhaust gas and cleaning exhaust gas, respectively, for adsorption and detoxification by a solid adsorbent, removal of heat by a flame combustion method, and oxidation and detoxification by an electrothermal heating method. Are used.

【0010】その内、吸着方式は除害容量が小さく、吸
着剤の交換に伴うコスト高が問題とされる。又、火炎燃
焼方式の場合も燃料となるH2又はプロパンの使用コス
ト及び安全性が問題となる。
[0010] Among them, the adsorption method has a small abatement capacity, and is problematic in that the cost associated with replacement of the adsorbent is high. Also, use cost and safety of H 2 or propane as the fuel in the case of flame combustion mode becomes a problem.

【0011】電熱加熱方式においてもデポジット排ガス
とクリーニング排ガスの別個除害のシステムでは除害装
置が複数台必要となり、設備費用や設備の複雑化に伴う
諸々の問題点を抱えている。
[0011] Even in the electrothermal heating system, a separate abatement system for the deposit exhaust gas and the cleaning exhaust gas requires a plurality of abatement devices, and has various problems associated with equipment cost and equipment complexity.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】そこで、1台で枚葉式
CVDより排出されるデポジット排ガスとクリーニング
排ガスを同時に除害でき、しかも反応筒に至るまでの配
管中においては夫々の排ガス単独組成の状態で排出せし
め爆発の危険性のない電熱加熱方式の半導体製造排ガス
の除害方法及び除害装置が求められている。
Therefore, it is possible to simultaneously remove harmful deposit exhaust gas and cleaning exhaust gas discharged from a single-wafer type CVD by a single unit, and furthermore, in a pipe leading to a reaction tube, each exhaust gas has a single composition. There is a need for a method and apparatus for removing semiconductor manufacturing exhaust gas by an electric heating method which is discharged in a state and has no danger of explosion.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1の半導
体製造排ガスの除害装置(1)は、半導体製造排ガスを酸
化加熱分解させるための反応筒(2),(3)を有した除害装
置であって、枚葉式CVDの各処理エレメント(例えば
1〜E4)にデポジット排ガス用配管(例えばD1〜D4)
とクリーニング排ガス配管(例えばC1〜C4)とがバルブ
を介して接続されており、各処理エレメント(E1
4)からのデポジット排ガス用配管(D1〜D4)は1本
のデポジット排ガス集合配管(Dt)に合流しており、各
処理エレメント(E1〜E4)からのクリーニング排ガス
用配管は1本のクリーニング排ガス集合配管(Ct)に合
流しており、デポジット排ガス集合配管(Dt)とクリー
ニング排ガス集合配管(Ct)は反応筒に接続されてお
り、反応筒は外部空気を導入可能であることを特徴とす
る。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor production exhaust gas abatement apparatus (1) having reaction tubes (2) and (3) for oxidizing, heating and decomposing semiconductor production exhaust gas. This is a detoxification apparatus, and a pipe for deposit exhaust gas (for example, D 1 to D 4 ) is provided to each processing element (for example, E 1 to E 4 ) of the single wafer CVD.
And a cleaning exhaust gas pipe (for example, C 1 to C 4 ) are connected via a valve, and each processing element (E 1 to
The pipe (D 1 to D 4 ) for deposit exhaust gas from E 4 ) joins one deposit exhaust pipe (Dt), and the pipe for cleaning exhaust gas from each processing element (E 1 to E 4 ) The cleaning exhaust gas collecting pipe (Ct) merges with one cleaning exhaust gas collecting pipe (Ct). The deposit exhaust gas collecting pipe (Dt) and the cleaning exhaust gas collecting pipe (Ct) are connected to a reaction tube, and the reaction tube can introduce external air. It is characterized by the following.

【0014】請求項2の半導体製造排ガスの除害装置
は、請求項1記載の半導体製造排ガスの除害装置におい
て、デポジット排ガス集合配管は、水スクラバ(5a)を経
由して反応筒に接続されており、クリーニング排ガス集
合配管は水スクラバ(5a)を経由せずに直接反応筒に接続
されており、クリーニング排ガス集合配管(Ct)の反応
筒との接続箇所はデポジット排ガス集合配管(Dt)の反
応筒との接続箇所よりも下流側であることを特徴とす
る。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the abatement apparatus for a semiconductor manufacturing exhaust gas according to the first aspect, wherein the deposit exhaust gas collecting pipe is connected to the reaction tube via a water scrubber (5a). The cleaning exhaust gas collecting pipe is directly connected to the reaction tube without passing through the water scrubber (5a), and the connection point between the cleaning exhaust gas collecting pipe (Ct) and the reaction cylinder is the deposit exhaust gas collecting pipe (Dt). It is characterized by being downstream from a connection point with the reaction tube.

【0015】請求項3の半導体製造排ガスの除害装置
は、請求項1又は請求項2記載の半導体製造排ガスの除
害装置において、 反応筒は外筒と該外筒内に配された
内筒からなり、内筒の内面又は外面の少なくともいずれ
かに沿って内筒と非接触状態で回転することにより内筒
表面に付着する粉塵を掻き落とすと共に反応筒内のガス
を撹拌するための短冊状の板を備えたことを特徴とす
る。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the abatement apparatus for a semiconductor manufacturing exhaust gas according to the first or second aspect, wherein the reaction cylinder is an outer cylinder and an inner cylinder disposed in the outer cylinder. A strip for scraping off dust adhering to the inner cylinder surface by rotating in a non-contact state with the inner cylinder along at least one of the inner surface and the outer surface of the inner cylinder and stirring the gas in the reaction cylinder Characterized by having a plate of

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明の除害装置は枚葉式CVD
の処理エレメントの数に限定されるものではないが、以
下にエレメント数が4の場合を例示して説明する。図1
は4室の処理エレメントより構成された枚葉式CVDを
使用した場合の除害装置と各処理エレメントとの配管の
接続を示した図である。図中においてE1〜E4は各処理
エレメント、P1〜P4はN2パージ(洗浄)用のポンプ
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The abatement apparatus of the present invention is a single-wafer CVD.
Although not limited to the number of processing elements described above, a case where the number of elements is 4 will be described below as an example. FIG.
FIG. 3 is a diagram showing connections between a detoxification apparatus and piping of each processing element when a single-wafer CVD system including four processing elements is used. E 1 to E 4 in the figure is a pump for each processing element, P 1 to P 4 are N 2 purge (cleaning).

【0017】本発明の半導体製造排ガスの除害装置(1)
は枚葉式CVDの各処理エレメント(E1〜E4)から排
出される排ガスをデポジット排ガスとクリーニング排ガ
スとを別個独立して排出せしめるための配管として、デ
ポジット排ガス用配管D1〜D4とクリーニング排ガス用
配管C1〜C4を設け、CVD内に供給するガス種の時間
に同調する電気制御にて切替えバルブを介してデポジッ
ト排ガス用配管Dnとクリーニング排ガス用配管Cn
(処理エレメントが4の場合はnは1〜4)に振り分け
る。
[0017] The device for removing exhaust gas from semiconductor production of the present invention (1)
Are pipes for deposit exhaust gas and pipes D 1 to D 4 for discharging exhaust gas discharged from each processing element (E 1 to E 4 ) of the single- wafer CVD separately into a deposit exhaust gas and a cleaning exhaust gas. the cleaning gas pipe C 1 -C 4 provided, piping deposit exhaust gas through a valve switching at tunes electrically controlled gas species time supplied into the CVD Dn and cleaning the exhaust gas pipe Cn
(If the number of processing elements is 4, n is 1 to 4).

【0018】それ故、ある特定時間においてはデポジッ
ト排ガス用配管Dnにデポジット排ガスが、又クリーニ
ング排ガス用配管Cnにはクリーニング排ガスが排出さ
れる。デポジット排ガス用配管D1〜D4は合流してデポ
ジット排ガス集合配管Dtとなり、クリーニング排ガス
用配管C1〜C4は合流してクリーニング排ガス集合配管
Ctとなる。そして、デポジット排ガス集合配管Dtと
クリーニング排ガス集合配管Ctは除害装置の反応筒に
接続され、各ガスを反応筒に導入できるようになってい
る。
Therefore, at a specific time, the deposit exhaust gas is discharged to the deposit exhaust pipe Dn, and the cleaning exhaust gas is discharged to the cleaning exhaust pipe Cn. The deposit exhaust pipes D 1 to D 4 join together to form a deposit exhaust pipe Dt, and the cleaning exhaust pipes C 1 to C 4 join to form a cleaning exhaust pipe Ct. The deposit exhaust gas collecting pipe Dt and the cleaning exhaust gas collecting pipe Ct are connected to a reaction tube of the abatement apparatus, so that each gas can be introduced into the reaction tube.

【0019】すなわち、枚葉式CVDの各処理エレメン
トにはデポジット排ガス用配管と、クリーニング排ガス
用配管が接続されているので、CVD側にはエレメント
数の倍数の配管が接続されることになる。又、デポジッ
ト排ガス用配管は合流して1本のデポジット排ガス集合
配管Dtとなり、クリーニング排ガス用配管も合流して
1本のクリーニング排ガス集合配管Ctとなるので、除
害装置の反応筒に接続される配管数はCVDの処理エレ
メント数とは無関係に2本となる。
That is, a pipe for a deposit exhaust gas and a pipe for a cleaning exhaust gas are connected to each processing element of the single wafer CVD, so that a pipe having a multiple of the number of elements is connected to the CVD side. Further, the pipes for the deposit exhaust gas merge into one collective pipe Dt for exhaust gas, and the pipes for cleaning exhaust gas also merge into one collective pipe Ct for cleaning exhaust gas. The number of piping is two regardless of the number of processing elements of CVD.

【0020】各処理エレメントにおいてデポジット工程
とクリーニング工程の切り替えに当たっては必ずN2
ージとしてN2ガスを導入する。これによりそれまでの
工程で使用していた処理エレメントから排出し、次の工
程において両者ガスが混合しないようにするためであ
る。
[0020] introducing the N 2 gas as always N 2 purge when switching deposit process and a cleaning process in each processing element. Thereby, the gas is discharged from the processing element used in the previous process so that both gases are not mixed in the next process.

【0021】例えば、SiH4ガスでデポジット工程が
進行していた場合、次のクリーニング工程に移る前にN
2ガスを配管内洗浄として流すため、その初期には微量
のSiH4ガスが混入したN2ガスが排出され、次第にN
2単独ガスがデポジット排ガス用配管に導入されること
になる。
For example, if the deposition process has been performed with SiH 4 gas, N
In order to flow the 2 gas as cleaning inside the pipe, N 2 gas mixed with a small amount of SiH 4 gas is discharged in the initial stage,
2 The single gas will be introduced into the deposit exhaust pipe.

【0022】そして、その後N2ガスを遮断すると共に
電動切替バルブが作動してデポジット排ガス用配管が閉
となり、クリーニング排ガス専用配管が開となり例えば
NF3単独のクリーニング排ガスが排出され、その排出
が終了した後にN2ガスで洗浄される。
Then, the N 2 gas is shut off and the electric switching valve is operated to close the deposit exhaust pipe, the cleaning exhaust pipe is opened, and the cleaning exhaust gas of, for example, NF 3 alone is discharged, and the discharge is completed. After that, the substrate is washed with N 2 gas.

【0023】配管D1〜D4と集合配管Dtにはデポジッ
ト排ガスと配管切替え時のパージ用N2ガスのみが排出
され、配管C1〜C4と集合配管Ctにはクリーニング排
ガスと配管切替え時のパージ用N2ガスのみが排出され
る。したがって、集合配管Dtと集合配管Ctとが接続さ
れた除害装置の反応筒においてのみデポジット排ガスと
クリーニング排ガスの併存があり得る。
The pipes D 1 to D 4 and the collective pipe Dt discharge only the deposit exhaust gas and the N 2 gas for purging at the time of switching the pipes, and the pipes C 1 to C 4 and the collective pipe Ct discharge the clean exhaust gas and the collective pipe at the time of the pipe change. , Only the purge N 2 gas is discharged. Therefore, only in the reaction tube of the detoxification apparatus in which the collective pipe Dt and the collective pipe Ct are connected, the deposit exhaust gas and the cleaning exhaust gas may coexist.

【0024】そして、反応筒において外部空気の存在
下、初めてデポジット排ガス(場合によってはクリーニ
ング排ガス)の酸化加熱分解が進行する。そのため、両
者ガスは反応筒導入以前に配管内で混合することはな
く、SiH4/NF3/N2の混合系における爆発の危険
性はなく、高圧ガス取締法に抵触することもなく安全性
が高い。
Then, in the reaction tube, in the presence of external air, the oxidative heat decomposition of the deposit exhaust gas (in some cases, the cleaning exhaust gas) proceeds for the first time. Therefore, the two gases do not mix in the piping before the reaction tube is introduced, there is no danger of explosion in the mixed system of SiH 4 / NF 3 / N 2 , and there is no conflict with the high-pressure gas control law and safety. Is high.

【0025】本発明の除害装置の除害対象となるデポジ
ット排ガスは、SiH4,Si26,SiH2Cl2,T
EOS等の有機ケイ素化合物、更にPH3,B26等の
ドーパント用ガスも含まれ、それらがデポジット排ガス
単体として、あるいはクリーニング排ガスとの共存にお
いて酸化分解しSiO2,P25,B23等の酸化物と
なって除害される。
The deposit exhaust gas to be abated by the abatement system of the present invention is SiH 4 , Si 2 H 6 , SiH 2 Cl 2 , T
Also included are organosilicon compounds such as EOS, and dopant gases such as PH 3 and B 2 H 6 , which are oxidized and decomposed as deposit exhaust gas alone or in the presence of cleaning exhaust gas to form SiO 2 , P 2 O 5 , B abated becomes 2 0 oxide such as 3.

【0026】一方、クリーニング排ガスは、NF3,S
6,C26,CF4等のフッ化化合物の単独又はCVD
内での分解ガスとして排出され、例えばSiF4,F2
COX,N2等が未分解のフッ化化合物と共存して除害装
置に導入される。
On the other hand, the cleaning exhaust gas contains NF 3 , S
Single or CVD of fluorinated compounds such as F 6 , C 2 F 6 and CF 4
Exhausted as decomposition gas in the chamber, for example, SiF 4 , F 2 ,
CO X , N 2, etc. are introduced into the abatement apparatus in the presence of undecomposed fluorinated compounds.

【0027】図2は、除害装置(1)全体の構成の概略を
示した図である。除害装置(1)の反応筒は内筒(3)として
の筒状のセラミックヒータが外筒(2)の中心に配置され
ている。このセラミックヒータは、表面がアルミナ質又
はムライト質で覆われ、内部に発熱電線を有している。
FIG. 2 is a diagram schematically showing the overall configuration of the abatement apparatus (1). In the reaction tube of the abatement apparatus (1), a cylindrical ceramic heater as an inner tube (3) is arranged at the center of the outer tube (2). This ceramic heater has a surface covered with alumina or mullite, and has a heating wire inside.

【0028】外筒(2)は内面がアルミナ質又はムライト
質よりなるセラミックで覆われた構造であり、外筒(2)
そのものがセラミックヒータで構成されている場合もあ
る。この場合は外筒(2)と内筒(3)とが共にセラミックヒ
ータで構成されるので、反応筒の空間に導入される排ガ
スの熱輻射,熱伝導の効率は極めて高い。
The outer cylinder (2) has a structure in which the inner surface is covered with a ceramic made of alumina or mullite.
In some cases, it may be constituted by a ceramic heater. In this case, since both the outer cylinder (2) and the inner cylinder (3) are composed of ceramic heaters, the efficiency of heat radiation and heat conduction of the exhaust gas introduced into the space of the reaction cylinder is extremely high.

【0029】除害装置の放出管の下流には排気ファン
(7)が設置されており、この排気ファン(7)の働きにより
除害装置内が減圧され、CVDの各処理エレメントから
の排ガスが導入される。
An exhaust fan is provided downstream of the discharge pipe of the abatement apparatus.
(7) is installed, and the inside of the abatement apparatus is depressurized by the function of the exhaust fan (7), and exhaust gas from each processing element of CVD is introduced.

【0030】デポジット排ガス集合配管Dtは入口側の
水スクラバ(5a)を経由して反応筒に接続すると効果的で
ある。すなわち、デポジット排ガス集合配管Dtは水ス
クラバ(5a)の上部に接続されており、デポジット排ガス
は水スクラバ(5a)を通過する間に排ガス中の水溶性成分
(例えばNH3),加水分解成分(例えばSiH2
2)ガスが洗浄除去され、その後に反応筒に入る。
It is effective to connect the deposit exhaust gas collecting pipe Dt to the reaction tube via the water scrubber (5a) on the inlet side. That is, the deposit exhaust gas collecting pipe Dt is connected to the upper part of the water scrubber (5a), and the deposit exhaust gas is a water-soluble component (for example, NH 3 ), a hydrolysis component (eg, NH 3 ) in the exhaust gas while passing through the water scrubber (5a). For example, SiH 2 C
l 2 ) The gas is washed off and then enters the reaction tube.

【0031】外部空気は被処理ガスの酸化分解に必要な
理論量より常に2倍以上過剰の量の外部空気が外部空気
導入管(4)を通って入口の水スクラバ(5a)の下部に導入
される。
External air is always introduced into the lower part of the inlet water scrubber (5a) through the external air introduction pipe (4) in an amount at least twice as much as the theoretical amount required for the oxidative decomposition of the gas to be treated. Is done.

【0032】反応筒の外筒(2)と内筒(3)との間の空間に
吸引されたデポジット排ガスは、外部空気導入管(4)か
ら導入された外部空気と混合されながら渦巻状を呈して
セラミックヒータの表面(管壁)に沿って上方に進行
し、その間にほとんどのデポジット排ガス成分が酸化加
熱分解をうける。
The deposit exhaust gas sucked into the space between the outer cylinder (2) and the inner cylinder (3) of the reaction cylinder forms a spiral while being mixed with the external air introduced from the external air introduction pipe (4). And proceed upward along the surface (tube wall) of the ceramic heater, during which most of the deposit exhaust gas components undergo oxidative thermal decomposition.

【0033】一方、クリーニング排ガス集合配管Ctは
水スクラバ(5a)を通過せずに反応筒のヒータ上方に直接
接続されている。この位置は反応筒内の被処理ガスの流
れから言うとデポジット排ガス集合配管の接合箇所より
下流側となり、クリーニング排ガスはデポジット排ガス
が大半酸化分解を受けた位置に導入されることになる。
On the other hand, the cleaning exhaust gas collecting pipe Ct is connected directly above the heater of the reaction tube without passing through the water scrubber (5a). This position is located downstream of the joint of the deposit exhaust gas collection pipe in terms of the flow of the gas to be treated in the reaction tube, and the cleaning exhaust gas is introduced to a position where the deposit exhaust gas has been mostly oxidatively decomposed.

【0034】したがって、SiH4/NF3/N2の混合
系においてSiH4濃度が極めて低下した組成域におい
てNF3が混入することとなる。
Therefore, in the SiH 4 / NF 3 / N 2 mixed system, NF 3 is mixed in the composition region where the SiH 4 concentration is extremely reduced.

【0035】その位置からヒータとしての内筒(3)の内
部空間を上方より下方に通って引き出される。その間に
クリーニング排ガス(例えばNF3)は各成分にまで分
解される。
From that position, the inner space of the inner cylinder (3) as the heater is drawn downward from above. During that time, the cleaning exhaust gas (for example, NF 3 ) is decomposed into components.

【0036】セラミックヒータの温度(表面接触温度)
は標準として600〜1000℃としている。この温度に設定
された空間を通過する間にデポジット排ガス及びクリー
ニング排ガスは酸化加熱分解される。
Temperature of ceramic heater (surface contact temperature)
Is 600 to 1000 ° C. as a standard. While passing through the space set at this temperature, the deposit exhaust gas and the cleaning exhaust gas are oxidized, heated and decomposed.

【0037】クリーニング排ガス中、CF4は1000℃の
ヒータ温度で除害が完了しない場合もあり、その場合は
1000℃以上1300℃以下の温度を使用する場合もある。
In the cleaning exhaust gas, CF 4 may not be completely removed at a heater temperature of 1000 ° C.
Temperatures between 1000 ° C and 1300 ° C are sometimes used.

【0038】反応筒を通過した排ガスは別途設けられた
出口側の水スクラバー(5b)を通り冷却と洗浄を受け、排
気口(8)より大気に放出される。水スクラバ(5b)におい
ては、反応筒にて生成された酸化物粉塵及びクリーニン
グ用ガスの除害にて生成したF2,HFのごときフッ素
系の水溶性ガスや、加水分解性ガスや粉塵が洗浄除害さ
れる。図中(6)は洗浄水液槽である。
The exhaust gas that has passed through the reaction tube passes through a separately provided water scrubber (5b) on the outlet side, undergoes cooling and washing, and is discharged to the atmosphere from an exhaust port (8). In the water scrubber (5b), fluorinated water-soluble gas such as F 2 and HF generated by elimination of oxide dust and cleaning gas generated in the reaction tube, hydrolyzable gas and dust are removed. Washed and harmed. (6) in the figure is a washing water tank.

【0039】尚、上記において、反応筒へのデポジット
排ガス,外部空気,クリーニング排ガス夫々の導入位置
等は一例であり、本発明は必ずしもこのような例に限定
されるものではない。
In the above description, the positions of introduction of the deposit exhaust gas, the external air, and the cleaning exhaust gas into the reaction tube are merely examples, and the present invention is not necessarily limited to such examples.

【0040】ところで、デポジット排ガスの酸化分解に
おいてはSiO2を主成分とした粉塵が発生してセラミ
ックヒータの表面に付着し、伝熱効果を低下させると共
に、排ガスの通気抵抗を高めることになり、結果として
除害効率の低下を招く。
Meanwhile, in the oxidative decomposition of the deposit exhaust gas, dust containing SiO 2 as a main component is generated and adheres to the surface of the ceramic heater, thereby reducing the heat transfer effect and increasing the ventilation resistance of the exhaust gas. As a result, the abatement efficiency is reduced.

【0041】それを避けるためには、特願平9-38318号
に記載されている除害装置のように、反応筒内部の内筒
セラミックヒータの内外表面に沿って内筒と非接触の状
態で回転して内筒表面に付着した粉塵を掻き落とす機構
を設けることが効果的である。
In order to avoid this, as in the abatement apparatus described in Japanese Patent Application No. 9-38318, the state of non-contact with the inner cylinder along the inner and outer surfaces of the inner cylinder ceramic heater inside the reaction cylinder is considered. It is effective to provide a mechanism for rotating and removing the dust adhering to the inner cylinder surface.

【0042】掻き落としにはアルミナ質又はムライト質
の硬質セラミック製短冊板(厚み2〜3mm)よりなる板
を使用するのが好ましく、内筒セラミックヒータと内筒
表面との距離は約2mm程度が望ましい。
For scraping off, it is preferable to use a plate made of an alumina or mullite hard ceramic strip (thickness: 2 to 3 mm), and the distance between the inner cylinder ceramic heater and the inner cylinder surface is about 2 mm. desirable.

【0043】このかき落とし手段は回転により乱流を発
生させるので、反応筒内のヒータ近辺の空間を撹拌して
排ガス自体,あるいは排ガスと外部空気との混合撹拌に
も寄与する。
Since the scraping means generates a turbulent flow by rotation, it agitates the space near the heater in the reaction tube and contributes to the exhaust gas itself or the mixing and stirring of the exhaust gas and external air.

【0044】反応筒での加熱酸化処理により生じた加水
分解性ガス又は水溶性ガス又は粉塵の少なくともいずれ
かを水洗除去するための出口側の水スクラバ(5b)が反応
筒と排気口(8)との間に備えられている。
A water scrubber (5b) on the outlet side for washing and removing at least one of a hydrolyzable gas, a water-soluble gas and dust generated by the heat oxidation treatment in the reaction tube is provided with a reaction tube and an exhaust port (8). Is provided between

【0045】以下、本発明を実施例を用いて説明する。 [実施例1]4つの処理エレメントより構成される枚葉
式CVDを使用し、集合管Dtに流入するデポジット排
ガスとしてSiH4(100%組成)が1リットル/min 、
キャリアN2 が200リットル/min(導入ガスSiH4
度5000ppm)の流量で排出されるガスを水スクラバ(5a)
の入口上部に導入し、更に水スクラバ(5a)の下部におい
て外部空気を35リットル/min加え、表面温度が80
0℃に設定された内筒セラミックヒータ(3)と外筒(2)と
の間の空間を通過させた。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples. [Example 1] Single-wafer CVD composed of four processing elements was used, and SiH 4 (100% composition) was 1 liter / min as a deposit exhaust gas flowing into a collecting pipe Dt.
Gas water scrubber carrier N 2 is discharged at a flow rate of 200 l / min (introduced gas SiH 4 concentration 5000 ppm) (5a)
At the upper part of the inlet of the water scrubber (5a), and at the lower part of the water scrubber (5a), external air was added at 35 liter / min.
It passed through the space between the inner cylinder ceramic heater (3) and the outer cylinder (2) set at 0 ° C.

【0046】又、内筒セラミックヒータ(3)の上部から
NF3(100%組成)が2.5リットル/min 、キャリア
2 が120リットル/min(導入ガスNF3濃度 2%)の
クリーニング排ガスを内筒セラミックヒータ(3)の接線
方向から渦巻状に導入させた。
A cleaning exhaust gas containing NF 3 (100% composition) of 2.5 L / min and carrier N 2 of 120 L / min (introduction gas NF 3 concentration of 2%) from the upper portion of the inner ceramic heater (3). Was spirally introduced from the tangential direction of the inner cylindrical ceramic heater (3).

【0047】更に、内筒セラミックヒータ(3)の外周及
び内周にアルミナ製の厚み2mm 、10×120mmの板を夫々
3枚懸吊し、それを 20rpmの回転速度で内筒セラミック
ヒータの回りをヒータ表面と2mmの間隔を維持させつつ
回転させた。
Further, three 2 mm thick, 10 × 120 mm plates made of alumina are suspended around the outer circumference and inner circumference of the inner cylindrical ceramic heater (3), respectively, and are suspended around the inner cylindrical ceramic heater at a rotation speed of 20 rpm. Was rotated while maintaining a distance of 2 mm from the heater surface.

【0048】この条件で1時間稼働した後、出口側の水
スクラバ(5b)処理後の排ガスの分析を行ったところ、S
iH4は1ppm以下、NF3は3ppmの値であった。すなわ
ち、枚葉式CVDにおいて夫々の処理エレメントに独立
した排ガス配管を経て除害装置に導入し、爆発の現象な
しに安全にSiH4とNF3の両ガスをTLV(排気基
準)以下の値まで除害することができた。
After operating for 1 hour under these conditions, the exhaust gas after the water scrubber (5b) treatment on the outlet side was analyzed.
iH 4 was 1 ppm or less, and NF 3 was 3 ppm. That is, in single wafer CVD, each treatment element is introduced into the abatement system through an exhaust gas pipe independent of the treatment element, and both gases of SiH 4 and NF 3 are safely reduced to a value below TLV (exhaust standard) without an explosion phenomenon. It could be harmed.

【0049】尚、洗浄水液槽(6)の貯水量は70リット
ルであり、水スクラバの循環水量は10リットル/min
としてガス洗浄を行った。
The amount of water stored in the washing water tank (6) is 70 liters, and the amount of circulating water in the water scrubber is 10 liters / min.
Gas cleaning was performed.

【0050】1時間の稼働後、電源を切り、ヒータの降
温後に装置を解体して調べたところ、内筒セラミックヒ
ータの外面,内面,更には外筒内面には殆どSiO2
体の滞積は認められなかった。
After the operation for one hour, the power was turned off, and after the temperature of the heater was lowered, the apparatus was disassembled and examined. The outer surface, the inner surface, and the inner surface of the outer cylinder were almost completely accumulated with the SiO 2 powder. Was not found.

【0051】[実施例2]枚葉式の6エレメント構成の
CVDを使用し、デポジット用ガスとしてTEOSをエ
バポレータで気化させ、N2キャリアガスで希釈し、風
量200リットル/min、TEOS濃度2,000ppmで排出させ
た。そして、実施例1と同様に反応筒の内外筒間に導入
した。
Example 2 Using a single-wafer type 6-element CVD, TEOS was vaporized by an evaporator as a deposit gas, diluted with a N 2 carrier gas, and the air volume was 200 liter / min, and the TEOS concentration was 2,000 ppm. Was discharged. Then, as in Example 1, the reaction tube was introduced between the inner and outer cylinders.

【0052】又、外部空気は105リットル/minの風量で
デポジット排ガスに混合せしめ、表面温度900℃に設定
したヒータにて加熱酸化分解せしめた。
The external air was mixed with the deposit exhaust gas at a flow rate of 105 liter / min, and oxidized and decomposed by heating with a heater set at a surface temperature of 900 ° C.

【0053】一方、C26ガスをクリーニング用ガスと
して使用し、その100%ガスにて0.75リットル/minをN2
キャリアガスで250リットル/minで希釈させて3,000ppm
濃度で集合配管に送り、反応筒の上部より内筒ヒータ面
の接線方向に渦巻状に導入させ、ヒータに接触しつつ加
熱酸化分解せしめた。
Meanwhile, using a C 2 F 6 gas as a cleaning gas, 0.75 L / min at the 100% gas N 2
3,000 ppm diluted with carrier gas at 250 l / min
The solution was sent to the collecting pipe at a concentration, and was introduced spirally from the upper part of the reaction tube in the tangential direction of the heater surface of the inner cylinder, and was thermally oxidized and decomposed while being in contact with the heater.

【0054】尚、内筒の内外面にて発生した粉塵は実施
例1と同様の撹拌機構により掻き落としすようにした。
The dust generated on the inner and outer surfaces of the inner cylinder was scraped off by the same stirring mechanism as in the first embodiment.

【0055】上記条件で1時間稼働後、大気放出ガスの
組成分析を行ったところ、TEOSは2ppm、C26は5
0ppmであった。また、処理工程中において爆発を含む異
常現象は全く生じなかった。
After operating for 1 hour under the above conditions, the composition of the gas released from the atmosphere was analyzed. As a result, TEOS was 2 ppm and C 2 F 6 was 5 ppm.
It was 0 ppm. No abnormal phenomenon including explosion occurred during the treatment process.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上述べたように本発明により、半導体
製造において枚葉式CVDから時間周期をとりながら排
出されるデポジット排ガス、クリーニング排ガスを1台
の除害装置で除害することができるようになった。
As described above, according to the present invention, it is possible to remove a deposit exhaust gas and a cleaning exhaust gas discharged from a single-wafer-type CVD in a time cycle in a semiconductor manufacturing process with a single abatement apparatus. Became.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】枚葉式CVDと除害装置との配管の接続を示し
た概念図。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing connection of pipes between a single-wafer CVD and an abatement apparatus.

【図2】除害装置の構成の概要を示した図。FIG. 2 is a diagram showing an outline of a configuration of an abatement apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(1) 除害装置 (2) 外筒 (3) 内筒(セラミックヒータ) (4) 外部空気導入管 (5a) 水スクラバ(入口側) (5b) 水スクラバ(出口側) (6) 洗浄水液槽 (7) 排気ファン (8) 排気口 (C1)〜(C4) クリーニング排ガス用配管 (Ct) クリーニング排ガス集合配管 (D1)〜(D4) デポジット排ガス用配管 (Dt) デポジット排ガス集合配管 (E1)〜(E4) 枚葉式CVDのエレメント(1) Abatement equipment (2) Outer cylinder (3) Inner cylinder (ceramic heater) (4) External air inlet pipe (5a) Water scrubber (inlet side) (5b) Water scrubber (outlet side) (6) Wash water Liquid tank (7) Exhaust fan (8) Exhaust port (C 1 ) to (C 4 ) Cleaning exhaust pipe (Ct) Cleaning exhaust pipe (D 1 ) to (D 4 ) Deposit exhaust pipe (Dt) Deposit exhaust gas Collective piping (E 1 ) to (E 4 ) Single wafer CVD element

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体製造排ガスを酸化加熱分解させる
ための反応筒を有した除害装置であって、枚葉式CVD
の各処理エレメントにデポジット排ガス用配管とクリー
ニング排ガス配管とがバルブを介して接続されており、
各処理エレメントからのデポジット排ガス用配管は1本
のデポジット排ガス集合配管に合流しており、各処理エ
レメントからのクリーニング排ガス用配管は1本のクリ
ーニング排ガス集合配管に合流しており、デポジット排
ガス集合配管とクリーニング排ガス集合配管は反応筒に
接続されており、反応筒は外部空気を導入可能であるこ
とを特徴とする半導体製造排ガスの除害装置。
An abatement apparatus having a reaction tube for oxidizing, heating, and decomposing exhaust gas from semiconductor production, comprising a single-wafer CVD.
A deposit exhaust pipe and a cleaning exhaust pipe are connected to each processing element via a valve.
The pipe for deposit exhaust gas from each processing element joins one deposit exhaust pipe, and the pipe for cleaning exhaust gas from each processing element joins one cleaning exhaust pipe. And a cleaning exhaust gas collecting pipe connected to a reaction tube, wherein the reaction tube can introduce external air.
【請求項2】 デポジット排ガス集合配管は水スクラバ
を経由して反応筒に接続されており、クリーニング排ガ
ス集合配管は水スクラバを経由せずに直接反応筒に接続
されており、クリーニング排ガス集合配管の反応筒との
接続箇所はデポジット排ガス集合配管の反応筒との接続
箇所よりも下流側であることを特徴とする請求項1記載
の半導体製造排ガスの除害装置。
2. The exhaust gas collecting pipe is connected to the reaction tube via a water scrubber, and the cleaning exhaust gas collecting pipe is directly connected to the reaction tube without passing through a water scrubber. 2. The exhaust gas abatement apparatus according to claim 1, wherein a connection point with the reaction tube is downstream of a connection point of the deposit exhaust gas collection pipe with the reaction tube.
【請求項3】 反応筒は外筒と該外筒内に配された内筒
からなり、内筒の内面又は外面の少なくともいずれかに
沿って内筒と非接触状態で回転することにより内筒表面
に付着する粉塵を掻き落とすと共に反応筒内のガスを撹
拌するための短冊状の板を備えたことを特徴とする請求
項1又は請求項2記載の半導体製造排ガスの除害装置。
3. The reaction cylinder comprises an outer cylinder and an inner cylinder disposed in the outer cylinder. The reaction cylinder rotates along at least one of the inner surface and the outer surface of the inner cylinder in a non-contact state with the inner cylinder. 3. The apparatus according to claim 1, further comprising a strip-shaped plate for scraping off dust adhering to the surface and agitating the gas in the reaction tube.
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