JPH1157390A - ガス回収装置、真空排気方法及び真空排気装置 - Google Patents
ガス回収装置、真空排気方法及び真空排気装置Info
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- JPH1157390A JPH1157390A JP10164852A JP16485298A JPH1157390A JP H1157390 A JPH1157390 A JP H1157390A JP 10164852 A JP10164852 A JP 10164852A JP 16485298 A JP16485298 A JP 16485298A JP H1157390 A JPH1157390 A JP H1157390A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、製造プロセスにおける排気ガス成
分を冷却・液化し回収することで再利用を可能とし、有
毒、有益なガスを廃棄することなく使用できるようにす
ること、この回収方法を真空排気系と合わせることによ
り、排気システムのメンテナンス頻度を激減させること
を目的とする。 【解決手段】 ガス回収装置において、チャンバの排気
ライン下流に配された、チャンバからの排気ガス中の１
又は２以上の排気ガス成分を吸着させるための吸着筒又
は直接分解させるための反応筒と、該排気ガス成分と反
応し得るガスを該吸着筒又は反応筒の上流に導入するた
めの手段と、該吸着筒又は反応筒からの排気ガスを液化
回収させるための冷却筒とを有する。また、真空装置に
おいて、チャンバ内に常に何らかのガスを流し続けてい
ることを特徴とする真空排気方法、及び真空排気ポンプ
とチャンバの間に、ガスを導入するための手段を設けた
ことを特徴とする真空排気装置である。
分を冷却・液化し回収することで再利用を可能とし、有
毒、有益なガスを廃棄することなく使用できるようにす
ること、この回収方法を真空排気系と合わせることによ
り、排気システムのメンテナンス頻度を激減させること
を目的とする。 【解決手段】 ガス回収装置において、チャンバの排気
ライン下流に配された、チャンバからの排気ガス中の１
又は２以上の排気ガス成分を吸着させるための吸着筒又
は直接分解させるための反応筒と、該排気ガス成分と反
応し得るガスを該吸着筒又は反応筒の上流に導入するた
めの手段と、該吸着筒又は反応筒からの排気ガスを液化
回収させるための冷却筒とを有する。また、真空装置に
おいて、チャンバ内に常に何らかのガスを流し続けてい
ることを特徴とする真空排気方法、及び真空排気ポンプ
とチャンバの間に、ガスを導入するための手段を設けた
ことを特徴とする真空排気装置である。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、特殊材料ガスを用
いた製造プロセスにおける排気ガスの回収・再利用装
置、並びに、超高清浄な雰囲気下で製造プロセスを行う
ための真空排気装置及び方法に関する。
いた製造プロセスにおける排気ガスの回収・再利用装
置、並びに、超高清浄な雰囲気下で製造プロセスを行う
ための真空排気装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】特殊材料ガスを用いた種々のプロセスに
おいて、排気ガス成分のうち、ラジカル等の、反応が未
反応の成分或いは反応が完全でない排気ガス成分が排気
ライン内表面に付着・堆積するという問題があり、現
在、定期的なメンテナンスが必要となっている。
おいて、排気ガス成分のうち、ラジカル等の、反応が未
反応の成分或いは反応が完全でない排気ガス成分が排気
ライン内表面に付着・堆積するという問題があり、現
在、定期的なメンテナンスが必要となっている。
【０００３】排気ガス処理装置として従来使用されてい
た方式としては、乾式、湿式、燃焼式の除外装置があ
る。
た方式としては、乾式、湿式、燃焼式の除外装置があ
る。
【０００４】燃焼式の除外装置では可燃性ガスを燃焼さ
せて除外し、その後、水に接触させて溶解するものは溶
解させる。湿式の除外装置では水によって溶解されるガ
スを除外する。しかし、この２つの方法では、その溶液
の処理も行う必要があり、また、燃焼させてしまって
は、資源の再利用は全くできない。
せて除外し、その後、水に接触させて溶解するものは溶
解させる。湿式の除外装置では水によって溶解されるガ
スを除外する。しかし、この２つの方法では、その溶液
の処理も行う必要があり、また、燃焼させてしまって
は、資源の再利用は全くできない。
【０００５】乾式の除外装置では、吸着材をもちいて、
有害なガスを吸着させて除外を行う。この場合も、吸着
材の処理を行う必要がある。
有害なガスを吸着させて除外を行う。この場合も、吸着
材の処理を行う必要がある。
【０００６】また、これら回収方法が確立されていない
ばかりか、真空排気方法にも排気ガスがポンプ内を逆拡
散し、再びプロセス空間に戻ってしまうという問題があ
る。
ばかりか、真空排気方法にも排気ガスがポンプ内を逆拡
散し、再びプロセス空間に戻ってしまうという問題があ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、製造プロセ
スにおける排気ガス成分を冷却・液化し回収することで
再利用を可能とし、有毒、有益なガスを廃棄することな
く使用できるようにすることを目的する。また、この回
収方法を真空排気系と合わせることにより、排気システ
ムのメンテナンス頻度を激減させることも目的とする。
スにおける排気ガス成分を冷却・液化し回収することで
再利用を可能とし、有毒、有益なガスを廃棄することな
く使用できるようにすることを目的する。また、この回
収方法を真空排気系と合わせることにより、排気システ
ムのメンテナンス頻度を激減させることも目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意研究
を重ねた結果、堆積の原因となる未反応、或いは完全に
反応していない排気ガス成分を吸着、分解させ、ガスと
することで堆積の発生が抑制され、更にガスを冷却する
ことで液化し、液体の状態で有害、有益なガスの回収が
行えることを見出した。すなわち、本発明は、ガス回収
装置において、チャンバの排気ライン下流に配された、
チャンバからの排気ガス中の１又は２以上の排気ガス成
分を吸着させるための吸着筒又は直接分解させるための
反応筒と、該排気ガス成分と反応し得るガスを該吸着筒
又は反応筒の上流に導入するための手段と、該吸着筒又
は反応筒からの排気ガスを液化回収させるための冷却筒
とを有することを特徴とする。
を重ねた結果、堆積の原因となる未反応、或いは完全に
反応していない排気ガス成分を吸着、分解させ、ガスと
することで堆積の発生が抑制され、更にガスを冷却する
ことで液化し、液体の状態で有害、有益なガスの回収が
行えることを見出した。すなわち、本発明は、ガス回収
装置において、チャンバの排気ライン下流に配された、
チャンバからの排気ガス中の１又は２以上の排気ガス成
分を吸着させるための吸着筒又は直接分解させるための
反応筒と、該排気ガス成分と反応し得るガスを該吸着筒
又は反応筒の上流に導入するための手段と、該吸着筒又
は反応筒からの排気ガスを液化回収させるための冷却筒
とを有することを特徴とする。
【０００９】また、本発明者らは、排気ラインの適当な
箇所よりガスを適量流すことにより、排気ガスの逆拡散
が抑制されることを見出した。すなわち、本発明は、ガ
スを導入するための手段、ガスを排出するための真空排
気装置、真空を保持するためのチャンバからなる真空装
置において、チャンバ内に常に何らかのガスを流し続け
ていることを特徴とする真空排気方法、及び真空排気ポ
ンプとチャンバの間に、ガスを導入するための手段を設
けたことを特徴とする真空排気装置であることを特徴と
する。
箇所よりガスを適量流すことにより、排気ガスの逆拡散
が抑制されることを見出した。すなわち、本発明は、ガ
スを導入するための手段、ガスを排出するための真空排
気装置、真空を保持するためのチャンバからなる真空装
置において、チャンバ内に常に何らかのガスを流し続け
ていることを特徴とする真空排気方法、及び真空排気ポ
ンプとチャンバの間に、ガスを導入するための手段を設
けたことを特徴とする真空排気装置であることを特徴と
する。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて述べる。 ＜ガス回収装置＞本発明のガス回収装置の概要を、図１
に示される実施例中のガス回収装置を例に用いて説明す
る。
いて述べる。 ＜ガス回収装置＞本発明のガス回収装置の概要を、図１
に示される実施例中のガス回収装置を例に用いて説明す
る。
【００１１】図中に示されるように本発明のガス回収装
置はプロセスチャンバの排気ラインの下流に配された、
排気ガス成分の吸着・反応筒、排気ガス成分を液化回収
させるための冷却筒で構成される。
置はプロセスチャンバの排気ラインの下流に配された、
排気ガス成分の吸着・反応筒、排気ガス成分を液化回収
させるための冷却筒で構成される。
【００１２】尚、図１の例は真空プロセスであるが、本
発明のガス回収装置は常圧においても適用できる。
発明のガス回収装置は常圧においても適用できる。
【００１３】本発明のガス回収装置の概要は以下の通り
である。プロセスチャンバから排気された排気ガスは排
気ラインを通り排気ガス成分の吸着筒・反応筒に導入さ
れる。
である。プロセスチャンバから排気された排気ガスは排
気ラインを通り排気ガス成分の吸着筒・反応筒に導入さ
れる。
【００１４】吸着筒・反応筒に導入される際、排気ライ
ン上流側よりに反応ガスが添加される。反応ガスは本発
明が適用されるプロセスにより異なるが、例えば、
Ｆ2、Ｃｌ2等が挙げられる。反応ガスは、連続的に流し
ても良いし、間欠的でも良い。
ン上流側よりに反応ガスが添加される。反応ガスは本発
明が適用されるプロセスにより異なるが、例えば、
Ｆ2、Ｃｌ2等が挙げられる。反応ガスは、連続的に流し
ても良いし、間欠的でも良い。
【００１５】反応ガスの流量はガスの種類によっても異
なるが、１０〜６００ｃｃ／ｍｉｎが好ましく２０〜４
００ｃｃ／ｍｉｎがより好ましい。
なるが、１０〜６００ｃｃ／ｍｉｎが好ましく２０〜４
００ｃｃ／ｍｉｎがより好ましい。
【００１６】吸着筒・反応筒を図２に示す。吸着筒・反
応筒については構造は同じであり、筒上の筺体に、パン
チングプレートを数段重ねたもの、若しくは金属、セラ
ミックスのボールを充填したもので、排気ガスと筒の衝
突回数を増やし、熱伝導を良くする。
応筒については構造は同じであり、筒上の筺体に、パン
チングプレートを数段重ねたもの、若しくは金属、セラ
ミックスのボールを充填したもので、排気ガスと筒の衝
突回数を増やし、熱伝導を良くする。
【００１７】吸着筒・反応筒における反応例は以下の通
りである。
りである。
【００１８】 ＣmＦn *（ラジカル） ＋ Ｆ2 → ＣＦ4 ＋ Ｃ2Ｆ6 ＣmＦn（ポリマー） ＋ Ｆ2 → ＣＦ4 ＋ Ｃ2Ｆ6 ＳｉＨ2 *（ラジカル） ＋ Ｃｌ2 → ＳｉＣｌ4 ＳｉＨ2（ポリマー） ＋ Ｃｌ2 → ＳｉＣｌ4 排気ガス成分吸着筒・反応筒を経たガスは液化・回収の
ための冷却筒に導入される、ここで熱交換器にて固体と
はならない温度で液化冷却され回収される。冷却筒は一
段又は多段に設置することができる。冷却筒は複数のガ
スの液化のため複数の温度域に設定される。温度域は、
一段の冷却筒中を複数の温度域に設定することも可能で
あり、また多段の冷却筒を複数の温度域に設定すること
も可能である。
ための冷却筒に導入される、ここで熱交換器にて固体と
はならない温度で液化冷却され回収される。冷却筒は一
段又は多段に設置することができる。冷却筒は複数のガ
スの液化のため複数の温度域に設定される。温度域は、
一段の冷却筒中を複数の温度域に設定することも可能で
あり、また多段の冷却筒を複数の温度域に設定すること
も可能である。
【００１９】温度域設定は、本発明が適用されるプロセ
スにより異なるが、例えば、以下のような設定が可能で
ある。
スにより異なるが、例えば、以下のような設定が可能で
ある。
【００２０】エッチングプロセスの場合 第１段目の冷却筒 −５℃〜−４０℃ 第２段目の冷却筒 −８６℃〜−９０℃ 第３段目の冷却筒 −１２８℃〜−１８４℃エピタキシャルプロセスの場合 第１段目の冷却筒 ０℃〜−６０℃ 第２段目の冷却筒 −９０℃〜−１００℃ チャンバからの排気ラインにおいては、チャンバと冷却
筒間の一部或いは全部の内表面温度を１００℃〜２００
℃に昇温することにより、配管の内表面に排気ガス成分
付着・堆積を防ぐことができる。
筒間の一部或いは全部の内表面温度を１００℃〜２００
℃に昇温することにより、配管の内表面に排気ガス成分
付着・堆積を防ぐことができる。
【００２１】排気ガス中の一酸化炭素除外するための反
応筒が設けられる場合には、冷却筒の後段に設置され
る。反応筒の概要を図３に示す。一酸化炭素は反応筒内
において、Ｏ2を添加し触媒により完全酸化され二酸化
炭素となる。触媒としては酸化銅、酸化鉄、酸化ニッケ
ル、白金等が挙げられる。一酸化炭素の反応は次の通り
である。
応筒が設けられる場合には、冷却筒の後段に設置され
る。反応筒の概要を図３に示す。一酸化炭素は反応筒内
において、Ｏ2を添加し触媒により完全酸化され二酸化
炭素となる。触媒としては酸化銅、酸化鉄、酸化ニッケ
ル、白金等が挙げられる。一酸化炭素の反応は次の通り
である。
【００２２】２ＣＯ ＋ Ｏ2 → ＣＯ2 本発明の実施態様例を以下に示す。
【００２３】（実施態様例１）図１はシリコンウェハの
エッチングプロセスの際の排気ガスを液化回収するとき
の実施態様例である。
エッチングプロセスの際の排気ガスを液化回収するとき
の実施態様例である。
【００２４】本例においては、ＣＯ，Ａｒ，Ｏ2，Ｃ4Ｆ
8を流通しながら、真空ポンプで排気することにより一
定の圧力に保った状態で、プラズマによりガスを励起し
てシリコンウェハのエッチング加工を行う。
8を流通しながら、真空ポンプで排気することにより一
定の圧力に保った状態で、プラズマによりガスを励起し
てシリコンウェハのエッチング加工を行う。
【００２５】励起されたガスはラジカルの状態で浮遊す
るため、低温の箇所があるとそこに堆積する。そのた
め、反応ガスを用いてガスとして反応させたのち液化・
回収が行われる。
るため、低温の箇所があるとそこに堆積する。そのた
め、反応ガスを用いてガスとして反応させたのち液化・
回収が行われる。
【００２６】システムは図１に示されるように、真空ポ
ンプ、吸着筒・分解筒、冷却筒、一酸化炭素の反応筒で
構成される。
ンプ、吸着筒・分解筒、冷却筒、一酸化炭素の反応筒で
構成される。
【００２７】エッチングプロセスの条件は、既存のＤＲ
ＡＭデバイスを用い、ＣＯ：１００ｃｃ／ｍｉｎ、Ａ
ｒ：３００ｃｃ／ｍｉｎ、Ｏ2：５０ｃｃ／ｍｉｎ、Ｃ4
Ｆ8：１５０ｃｃ／ｍｉｎの合計６００ｃｃ／ｍｉｎの
ガス流量で行った。
ＡＭデバイスを用い、ＣＯ：１００ｃｃ／ｍｉｎ、Ａ
ｒ：３００ｃｃ／ｍｉｎ、Ｏ2：５０ｃｃ／ｍｉｎ、Ｃ4
Ｆ8：１５０ｃｃ／ｍｉｎの合計６００ｃｃ／ｍｉｎの
ガス流量で行った。
【００２８】プロセスチャンバからの排気ガスの組成と
しては、ＣＯ：７％、Ａｒ：４２％、Ｏ2：３．５％、
Ｃ4Ｆ8：１．４％、ＳｉＦ4：０．０１％、ＣＦ4：０．
７％、ＣＯ2：７％、Ｃ2Ｆ6：０．７％、Ｃ2Ｆ4：３８
％であり、全流量は約７１５ｃｃ／ｍｉｎであった。
しては、ＣＯ：７％、Ａｒ：４２％、Ｏ2：３．５％、
Ｃ4Ｆ8：１．４％、ＳｉＦ4：０．０１％、ＣＦ4：０．
７％、ＣＯ2：７％、Ｃ2Ｆ6：０．７％、Ｃ2Ｆ4：３８
％であり、全流量は約７１５ｃｃ／ｍｉｎであった。
【００２９】この排気ガスに対し、Ｆ2ガスを２０ｃｃ
／ｍｉｎで添加し、反応塔を３００℃に加熱して、完全
に反応させ、液化、回収が可能なガスとした。この吸着
・反応塔を２系統設け、そのうちのどちらか１系統を排
気ラインに交互に接続しラジカルを吸着させ、排気系に
接続していないときにＦ2ガスを導入し、吸着・反応塔
を３００℃に加熱し、ラジカルを完全に反応させ、液
化、回収可能なガスとしてもよい。
／ｍｉｎで添加し、反応塔を３００℃に加熱して、完全
に反応させ、液化、回収が可能なガスとした。この吸着
・反応塔を２系統設け、そのうちのどちらか１系統を排
気ラインに交互に接続しラジカルを吸着させ、排気系に
接続していないときにＦ2ガスを導入し、吸着・反応塔
を３００℃に加熱し、ラジカルを完全に反応させ、液
化、回収可能なガスとしてもよい。
【００３０】このとき、Ｆ2ガス流量を少なくとも排気
ガス中に含まれるＣ2Ｆ4より多い流量とすることで反応
性が高く、液化回収することが危険なＣ2Ｆ4をより安定
なフッ素化物にすることが可能である。排気ガス中に、
Ｃ2Ｆ4以外にＦ2と反応する他のガスが含まれている場
合には他のガスより消費される量を加算分Ｆ2ガスをさ
らに多く流せばよい。
ガス中に含まれるＣ2Ｆ4より多い流量とすることで反応
性が高く、液化回収することが危険なＣ2Ｆ4をより安定
なフッ素化物にすることが可能である。排気ガス中に、
Ｃ2Ｆ4以外にＦ2と反応する他のガスが含まれている場
合には他のガスより消費される量を加算分Ｆ2ガスをさ
らに多く流せばよい。
【００３１】吸着・反応塔の後に、冷却筒３塔を連続し
て配置し、それぞれ−２０℃、−８８℃、−１５０℃に
なるように冷却を行った。
て配置し、それぞれ−２０℃、−８８℃、−１５０℃に
なるように冷却を行った。
【００３２】−２０℃に設定した１段目の冷却筒で捕捉
された液体をガスにしたときの体積比は、沸点−５．８
℃のＣ4Ｆ8：１００％であった。
された液体をガスにしたときの体積比は、沸点−５．８
℃のＣ4Ｆ8：１００％であった。
【００３３】−８８℃に設定した２段目の冷却筒で補足
された液体をガスにしたときの体積比は、沸点が−８６
℃のＳｉＦ4：０．０７％、沸点−７８．５℃のＣＯ2：
２７％、沸点−７６．３℃のＣ2Ｆ4：７１％、沸点−７
８．１５℃のＣ2Ｆ6：１．６％であった。
された液体をガスにしたときの体積比は、沸点が−８６
℃のＳｉＦ4：０．０７％、沸点−７８．５℃のＣＯ2：
２７％、沸点−７６．３℃のＣ2Ｆ4：７１％、沸点−７
８．１５℃のＣ2Ｆ6：１．６％であった。
【００３４】−１５０℃に設定した３段目の冷却筒で補
足された液体をガスにしたときの体積比は、Ｃ2Ｆ4：９
５．２％、沸点−１２７．９℃のＣＦ4：３．４％、Ｃ2
Ｆ6：１．４％であった。
足された液体をガスにしたときの体積比は、Ｃ2Ｆ4：９
５．２％、沸点−１２７．９℃のＣＦ4：３．４％、Ｃ2
Ｆ6：１．４％であった。
【００３５】冷却筒から放出されてくるガスの組成は、
Ａｒ：８０％、ＣＯ：１３．３％、Ｏ2：６．７％、Ｃ
Ｆ4：０．１３％であった。
Ａｒ：８０％、ＣＯ：１３．３％、Ｏ2：６．７％、Ｃ
Ｆ4：０．１３％であった。
【００３６】フロロカーボンに対する捕捉効率は９８．
３％であり、非常に効率よくガスを液体として回収する
ことができた。
３％であり、非常に効率よくガスを液体として回収する
ことができた。
【００３７】また、従来は、真空ポンプ・排気系配管を
室温にしておくと、内表面に未反応ガス成分の付着・堆
積がおこり、配管が塞がってしまうため、２週間ごとに
ポンプのメンテナンスが必要であったが、このとき真空
ポンプ・排気系配管の内表面を全て１５０℃に昇温した
ことによりポンプのトラブルを１年間全く起こすことな
く、高効率で回収できた。。
室温にしておくと、内表面に未反応ガス成分の付着・堆
積がおこり、配管が塞がってしまうため、２週間ごとに
ポンプのメンテナンスが必要であったが、このとき真空
ポンプ・排気系配管の内表面を全て１５０℃に昇温した
ことによりポンプのトラブルを１年間全く起こすことな
く、高効率で回収できた。。
【００３８】一酸化炭素を酸化させるための白金触媒を
用いた反応塔は、冷却筒の後段に設置され、Ｏ2を５０
ｃｃ／ｍｉｎで添加し、３００℃に加熱して反応を行っ
た。その後の排気ガスの組成はＡｒ：７４．９％、
Ｏ2：１２．５％、ＣＦ4：０．１２％、ＣＯ2：１２．
５％となり、排気ガス中の有害物質を液化回収、もしく
は完全酸化により無害化することができた。
用いた反応塔は、冷却筒の後段に設置され、Ｏ2を５０
ｃｃ／ｍｉｎで添加し、３００℃に加熱して反応を行っ
た。その後の排気ガスの組成はＡｒ：７４．９％、
Ｏ2：１２．５％、ＣＦ4：０．１２％、ＣＯ2：１２．
５％となり、排気ガス中の有害物質を液化回収、もしく
は完全酸化により無害化することができた。
【００３９】（実施態様例２）図４にＳｉ−Ｅｐｉ（エ
ピタキシャル）成長プロセスの際の排気ガスを液化、回
収するときの実施態様例を示す。
ピタキシャル）成長プロセスの際の排気ガスを液化、回
収するときの実施態様例を示す。
【００４０】本プロセスはＳｉＨＣｌ3，Ｈ2を用いて行
う。本プロセスではプラズマは使用せず高温に加熱する
ことにより反応させるため、反応が完全でないもの、未
反応のものは反応館内、排気系に堆積する。そのため、
反応ガスを用いてガスとして反応させたのち液化・回収
が行われる。
う。本プロセスではプラズマは使用せず高温に加熱する
ことにより反応させるため、反応が完全でないもの、未
反応のものは反応館内、排気系に堆積する。そのため、
反応ガスを用いてガスとして反応させたのち液化・回収
が行われる。
【００４１】システムは図２に示されるように、真空ポ
ンプ、吸着筒・反応筒、冷却筒、燃焼式の除外装置で構
成される。
ンプ、吸着筒・反応筒、冷却筒、燃焼式の除外装置で構
成される。
【００４２】プロセスはＨ2アニーリングと成膜で構成
され、プロセスとプロセスの間にＨＣｌによるクリーニ
ングを行う。
され、プロセスとプロセスの間にＨＣｌによるクリーニ
ングを行う。
【００４３】実際の成膜プロセスではキャリアガスとし
てＨ2、１０Ｌ／ｍｉｎを流通し、ＳｉＨＣｌ3を５ｇ／
ｍｉｎ（８６０ｃｃ／ｍｉｎ）で供給する。組成比で
は、７．９％含有されていることとなる。
てＨ2、１０Ｌ／ｍｉｎを流通し、ＳｉＨＣｌ3を５ｇ／
ｍｉｎ（８６０ｃｃ／ｍｉｎ）で供給する。組成比で
は、７．９％含有されていることとなる。
【００４４】反応筒の直前にＣｌ2ガスを４００ｃｃ／
ｍｉｎで供給し、未反応のもの、反応が完全でないもの
を、完全に反応させ、ＳｉＣｌ4、ＨＣｌのみにする。
冷却筒は２段を直列に配置し、それぞれ、−２０℃、−
１００℃になるように冷却を行った。
ｍｉｎで供給し、未反応のもの、反応が完全でないもの
を、完全に反応させ、ＳｉＣｌ4、ＨＣｌのみにする。
冷却筒は２段を直列に配置し、それぞれ、−２０℃、−
１００℃になるように冷却を行った。
【００４５】−２０℃に設定した１段目の冷却筒では、
沸点５７．６℃のＳｉＣｌ4が捕捉され、回収液のガス
組成は、９９％ＳｉＣｌ4であった。
沸点５７．６℃のＳｉＣｌ4が捕捉され、回収液のガス
組成は、９９％ＳｉＣｌ4であった。
【００４６】−１００℃に設定した２段目の冷却筒で
は、沸点−８５．３℃のＨＣｌが捕捉される。
は、沸点−８５．３℃のＨＣｌが捕捉される。
【００４７】回収液のガス組成は９７％ＨＣｌであっ
た。
た。
【００４８】液化回収装置を通過するガスの組成は
Ｈ2：１００％であり、これは燃焼式の除外装置で燃焼
する。
Ｈ2：１００％であり、これは燃焼式の除外装置で燃焼
する。
【００４９】ＨＣｌクリーニングの際はＨＣｌガスを５
Ｌ／ｍｉｎ、Ｈ2を１０Ｌ／ｍｉｎで流通する。
Ｌ／ｍｉｎ、Ｈ2を１０Ｌ／ｍｉｎで流通する。
【００５０】排気ガスの組成は、６８．５％Ｈ2、３
０．８％ＨＣｌ、０．７％ＳｉＣｌ4であった。
０．８％ＨＣｌ、０．７％ＳｉＣｌ4であった。
【００５１】１段目の冷却筒で、ＳｉＣｌ4が液化・回
収され、回収液のガス組成は９９％ＳｉＣｌ4であっ
た。
収され、回収液のガス組成は９９％ＳｉＣｌ4であっ
た。
【００５２】２段目の冷却筒で、ＨＣｌが液化・回収さ
れ、回収液のガス組成は１００％ＨＣｌであった。
れ、回収液のガス組成は１００％ＨＣｌであった。
【００５３】液化回収装置を通過するガスの組成は
Ｈ2、１００％であり、これは燃焼式の除外装置で燃焼
する。
Ｈ2、１００％であり、これは燃焼式の除外装置で燃焼
する。
【００５４】成膜プロセス、クリーニングプロセスどち
らの排ガスについても、Ｈ2以外のガスは放出すること
なく、回収することができる。
らの排ガスについても、Ｈ2以外のガスは放出すること
なく、回収することができる。
【００５５】＜真空排気方法及び装置＞次に、排気ガス
成分のポンプ内逆拡散現象の抑制のための真空排気方法
及び装置を説明する。
成分のポンプ内逆拡散現象の抑制のための真空排気方法
及び装置を説明する。
【００５６】図５に示すガス排気系において、例えば、
Heをターボ分子ポンプの排気側に入れたときの、チャン
バ内の不純物レベルとポンプ上流より流す窒素ガス流量
との関係を図６に示す。不純物レベルとは、チャンバ内
の全てのガス成分における不純物の割合である。ここ
で、Ｈｅガス流量は４００ｓｃｃｍであった。図4に示
すように、ポンプ上流よりガスを流すことにより、チャ
ンバ内の清浄度を著しく向上できた。ここでは、ポンプ
上流より流すガスが窒素であるが、窒素の替わりに、Ａ
ｒ，Ｈ2，Ｏ2等、いかなるガスを流しても同様の結果が
得られた。
Heをターボ分子ポンプの排気側に入れたときの、チャン
バ内の不純物レベルとポンプ上流より流す窒素ガス流量
との関係を図６に示す。不純物レベルとは、チャンバ内
の全てのガス成分における不純物の割合である。ここ
で、Ｈｅガス流量は４００ｓｃｃｍであった。図4に示
すように、ポンプ上流よりガスを流すことにより、チャ
ンバ内の清浄度を著しく向上できた。ここでは、ポンプ
上流より流すガスが窒素であるが、窒素の替わりに、Ａ
ｒ，Ｈ2，Ｏ2等、いかなるガスを流しても同様の結果が
得られた。
【００５７】チャンバ内にいかなる時も、すなわち、プ
ロセス時のみならず、基板の搬送時など常にガスを流し
続けることにより、チャンバ内の清浄度を格段に向上さ
せることができた。プロセスを行っていないときに窒素
ガスを２０ｓｃｃｍ流した場合と、流さない場合とで、
高濃度シリコン基板上にＡｌを成膜しその接触抵抗を測
定した。窒素を流し続けていた場合の接触抵抗は１×１
０-9Ωｃｍ2と非常に低かったのに対し、窒素を流して
いない場合、３×１０-7Ωｃｍ2と２桁以上大きかっ
た。これは、ポンプを通しての不純物の逆拡散によりＡ
ｌとシリコン界面に不純物が堆積したためである。
ロセス時のみならず、基板の搬送時など常にガスを流し
続けることにより、チャンバ内の清浄度を格段に向上さ
せることができた。プロセスを行っていないときに窒素
ガスを２０ｓｃｃｍ流した場合と、流さない場合とで、
高濃度シリコン基板上にＡｌを成膜しその接触抵抗を測
定した。窒素を流し続けていた場合の接触抵抗は１×１
０-9Ωｃｍ2と非常に低かったのに対し、窒素を流して
いない場合、３×１０-7Ωｃｍ2と２桁以上大きかっ
た。これは、ポンプを通しての不純物の逆拡散によりＡ
ｌとシリコン界面に不純物が堆積したためである。
【００５８】このような効果は、ターボ分子ポンプ特有
の現象ではなく、バックポンプにもあてはまる。
の現象ではなく、バックポンプにもあてはまる。
【００５９】図７にスクリューポンプの場合について示
す。バックポンプからの逆拡散は特にプロセスへの悪影
響が大きい。従って、バックポンプの上流から常に何ら
かのガスを流すことにより高品質な膜形成等、製造プロ
セスを大幅に向上できる。また、チャンバ内を真空にし
たい場合には、ターボ分子ポンプとバックポンプの間に
何らかのガスを流すことにより、超高清浄なプロセス空
間が実現できる。
す。バックポンプからの逆拡散は特にプロセスへの悪影
響が大きい。従って、バックポンプの上流から常に何ら
かのガスを流すことにより高品質な膜形成等、製造プロ
セスを大幅に向上できる。また、チャンバ内を真空にし
たい場合には、ターボ分子ポンプとバックポンプの間に
何らかのガスを流すことにより、超高清浄なプロセス空
間が実現できる。
【００６０】
【発明の効果】本発明のガス回収装置により、従来は廃
棄していた排気ガスを、回収、再利用することが可能と
なる。
棄していた排気ガスを、回収、再利用することが可能と
なる。
【００６１】また、本発明の真空排気方法及び装置よ
り、排気ガス成分のポンプ内逆拡散現象の抑制すること
ができる。
り、排気ガス成分のポンプ内逆拡散現象の抑制すること
ができる。
【図１】本発明のガス回収装置を有するシステム例であ
る。
る。
【図２】本発明のガス回収装置の吸着筒・反応筒を構造
を示す図である。
を示す図である。
【図３】本発明の一酸化炭素の反応筒の構造を示す図で
ある。
ある。
【図４】本発明のガス回収装置を有するシステム例であ
る。
る。
【図５】本発明の真空排気装置例である。
【図６】チャンバ内の不純物レベルとポンプ上流より流
す窒素ガス流量との関係を示す図である。
す窒素ガス流量との関係を示す図である。
【図７】チャンバ内の不純物レベルとポンプ上流より流
す窒素ガス流量との関係を示す図である。
す窒素ガス流量との関係を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ // Ｈ０１Ｌ 21/205 (72)発明者 橋本 泰司 宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉（無番地) 東北大学工学部電子工学科内 (72)発明者 伊野 和英 宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉（無番地) 東北大学工学部電子工学科内 (72)発明者 大見 忠弘 宮城県仙台市青葉区米ヶ袋２の１の17の 301 (72)発明者 新田 雄久 東京都文京区本郷４丁目１番４号株式会社 ウルトラクリーンテクノロジー開発研究所 内
Claims (22)
- 【請求項１】 チャンバの排気ライン下流に配された、
チャンバからの排気ガス中の１又は２以上の排気ガス成
分を吸着させるための吸着筒又は直接分解させるための
反応筒と、該排気ガス成分と反応し得るガスを該吸着筒
又は反応筒の上流に導入するための手段と、該吸着筒又
は反応筒からの排気ガスを液化回収させるための冷却筒
とを有することを特徴とするガス回収装置。 - 【請求項２】 前記排気ガスとして吸着筒又は反応筒か
ら放出されるガスを熱交換器にて冷却し、固体とはなら
ない温度にて液化回収することを特徴とする請求項１記
載のガス回収装置。 - 【請求項３】 複数のガスを液化するため、複数の温度
域に設定した冷却筒を有することを特徴とする請求項１
又は２記載のガス回収装置。 - 【請求項４】 各温度に対応するガスを冷却・液化する
冷却筒を数段有することを特徴とする請求項１乃至３の
いずれか１項記載のガス回収装置。 - 【請求項５】 前記排気ガス中の一酸化炭素を完全酸化
させるための反応筒とを有することを特徴とする請求項
１乃至４のいずれか１項記載のガス回収装置。 - 【請求項６】 前記排気ガス中の一酸化炭素を酸化銅、
酸化鉄、酸化ニッケル、白金等の触媒にて完全酸化し二
酸化炭素として排気する除外手段を有することを特徴と
する請求項１乃至５のいずれか１項記載のガス回収装
置。 - 【請求項７】 未反応若しくは、反応が完全でない排気
ガス成分を吸着し、その後に、分解してガスにする吸着
塔を有することを特徴とする請求項１乃至６記載のガス
回収装置。 - 【請求項８】 未反応若しくは、反応が完全でない排気
ガス成分を直接反応させてガスにする吸着塔を有するこ
とを特徴とする請求項１乃至６記載のガス回収装置。 - 【請求項９】 チャンバと冷却筒の間の一部或いは全て
の内表面温度を１００〜２００℃に昇温したことを特徴
とする請求項１乃至８のいずれか一項記載のガス回収装
置。 - 【請求項１０】 ガスを導入するための手段、ガスを排
出するための真空排気装置、真空を保持するためのチャ
ンバからなる真空装置において、チャンバ内に常に何ら
かのガスを流し続けていることを特徴とする真空排気方
法。 - 【請求項１１】 前記チャンバ内に、プロセスガスを流
しているとき以外は常にＮ2あるいはＡｒを流し続けて
いることを特徴とする真空排気方法。 - 【請求項１２】 真空排気ポンプとチャンバの間に、ガ
スを導入するための手段を設けたことを特徴とする真空
排気装置。 - 【請求項１３】 真空排気ポンプとチャンバの間に設け
たガス導入部より常に何らかのガスを流し続けているこ
とを特徴とする真空排気方法。 - 【請求項１４】 真空排気ポンプとチャンバの間に設け
たガス導入部より常にＮ2或いはＡｒを流し続けている
ことを特徴とする真空排気方法。 - 【請求項１５】 チャンバ内に特殊材料ガスを流してる
際、真空排気ポンプとチャンバの間に設けたガス導入部
より常にＮ2、Ａｒ、或いはＨ2を流し続けていることを
特徴とする真空排気方法。 - 【請求項１６】 チャンバを大気から真空引きする際、
チャンバ内に常に何らかのガスを流し続けていることを
特徴とする真空排気方法。 - 【請求項１７】 真空排気ポンプがターボ分子ポンプと
何らかのバックポンプからなる真空排気装置において、
ターボ分子ポンプとバックポンプの間にガスを導入する
ための手段を設けたことを特徴とする真空排気装置。 - 【請求項１８】 ターボ分子ポンプとバックポンプの間
に設けたガス導入部より、常に何らかのガスを流してい
ることを特徴とする真空排気方法。 - 【請求項１９】 ターボ分子ポンプとバックポンプの間
に設けたガス導入部より、常にＮ2あるいはＡｒを流し
ていることを特徴とする請求項１８記載の真空排気方
法。 - 【請求項２０】 チャンバ内に特殊材料ガスを流してる
際、ターボ分子ポンプとバックポンプの間のガス導入部
より、常にＮ2、Ａｒ或いはＨ2を流していることを特徴
とする真空排気方法。 - 【請求項２１】 チャンバを大気から真空引きする際、
前記ターボ分子ポンプとバックポンプの間のガス導入部
より、常にＮ2あるいはＡｒを流していることを特徴と
する真空排気方法。 - 【請求項２２】 請求項１乃至９記載のガス回収装置を
有することを特徴とする請求項１２又は１７記載の真空
排気装置
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/096,986 US6436353B1 (en) | 1997-06-13 | 1998-06-12 | Gas recovering apparatus |
| JP16485298A JP4159004B2 (ja) | 1997-06-13 | 1998-06-12 | ガス回収方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-157254 | 1997-06-13 | ||
| JP15725497 | 1997-06-13 | ||
| JP16485298A JP4159004B2 (ja) | 1997-06-13 | 1998-06-12 | ガス回収方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007312914A Division JP2008132489A (ja) | 1997-06-13 | 2007-12-03 | 真空排気方法及び真空排気装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1157390A true JPH1157390A (ja) | 1999-03-02 |
| JP4159004B2 JP4159004B2 (ja) | 2008-10-01 |
Family
ID=26484776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16485298A Expired - Fee Related JP4159004B2 (ja) | 1997-06-13 | 1998-06-12 | ガス回収方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP4159004B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6491758B1 (en) | 1999-08-31 | 2002-12-10 | Mitsubishi Materials Silicon Corporation | CVD apparatus equipped with moisture monitoring |
| JP2006122863A (ja) * | 2004-11-01 | 2006-05-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 排ガスの処理方法および処理装置 |
| KR100923265B1 (ko) * | 2007-10-17 | 2009-10-23 | (주)제이오션 | 배기가스 데포지션 장치 및 방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050011442A1 (en) * | 2003-06-24 | 2005-01-20 | International Business Machines Corporation | Plasma processing material reclamation and reuse |
| US8241379B2 (en) * | 2009-04-16 | 2012-08-14 | PTG Industries, LLC | Natural gas reclaimer device |
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|---|---|---|---|---|
| JPH0698292B2 (ja) | 1986-07-03 | 1994-12-07 | 忠弘 大見 | 超高純度ガスの供給方法及び供給系 |
| JPH0635650B2 (ja) | 1986-07-05 | 1994-05-11 | 忠弘 大見 | 超高純度ガス供給装置 |
| JPH02179867A (ja) | 1988-12-29 | 1990-07-12 | Tadahiro Omi | プロセスガス供給システム |
| JPH0647073B2 (ja) | 1988-07-08 | 1994-06-22 | 忠弘 大見 | プロセス装置用ガス供給配管装置 |
| JP2602880B2 (ja) | 1988-03-05 | 1997-04-23 | 忠弘 大見 | シリンダーキャビネット配管装置 |
| JPH0644986B2 (ja) | 1988-05-08 | 1994-06-15 | 忠弘 大見 | プロセスガス供給配管装置 |
| JPH02284638A (ja) | 1989-04-26 | 1990-11-22 | Tadahiro Omi | 高性能プロセスガス供給装置 |
| JP3092859B2 (ja) | 1991-04-08 | 2000-09-25 | 日本ポール株式会社 | ガスフィルターの清浄化方法 |
| JPH04353761A (ja) | 1991-05-30 | 1992-12-08 | Tadahiro Omi | 特殊ガス中の不純物量測定方法及びその測定装置 |
| JP3138009B2 (ja) | 1991-05-30 | 2001-02-26 | 忠弘 大見 | 不純物吸着量の評価方法及びその評価用装置 |
| JP3169393B2 (ja) | 1991-05-31 | 2001-05-21 | 忠弘 大見 | 特殊材料ガスの分解率変化測定方法及びその測定装置 |
| JP3240169B2 (ja) | 1991-11-20 | 2001-12-17 | 大見 忠弘 | 超高純度ガス供給配管系用溶接システム |
| JPH06109200A (ja) | 1991-11-20 | 1994-04-19 | Tadahiro Omi | 超高純度流体供給配管系及びその施工方法 |
| JPH06346221A (ja) | 1993-06-15 | 1994-12-20 | Tadahiro Omi | 超高純度ガス供給系用部材または部品 |
| JP3336343B2 (ja) | 1993-08-24 | 2002-10-21 | 忠弘 大見 | 外部リーク量計測方法 |
| JP3327492B2 (ja) | 1993-09-30 | 2002-09-24 | 忠弘 大見 | 基体表面からの気相ゴミ除去装置及び除去方法並びにプロセス装置及びプロセスライン |
| JP3819446B2 (ja) | 1993-11-30 | 2006-09-06 | 忠弘 大見 | 超高純度ガス・純水供給システム並びにプロセス装置 |
| JP3558672B2 (ja) | 1993-12-30 | 2004-08-25 | 忠弘 大見 | オーステナイト系ステンレス鋼、配管システム及び接流体部品 |
| US5558307A (en) * | 1994-08-11 | 1996-09-24 | Lynk, Inc. | Garment/towel hook |
| JPH08168896A (ja) | 1994-12-16 | 1996-07-02 | Tadahiro Omi | 流体供給用の精密溶接方法および溶接治具 |
| JPH09129561A (ja) * | 1995-11-06 | 1997-05-16 | Teisan Kk | ガス回収装置 |
| JP2787979B2 (ja) | 1995-12-18 | 1998-08-20 | 忠弘 大見 | 超高純度ガスの供給方法 |
| US5706674A (en) * | 1997-01-17 | 1998-01-13 | Air Products And Chemicals, Inc. | Argon recovery from silicon crystal furnace |
| US5759237A (en) * | 1996-06-14 | 1998-06-02 | L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et, L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Process and system for selective abatement of reactive gases and recovery of perfluorocompound gases |
-
1998
- 1998-06-12 US US09/096,986 patent/US6436353B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-06-12 JP JP16485298A patent/JP4159004B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP4583880B2 (ja) * | 2004-11-01 | 2010-11-17 | パナソニック株式会社 | 排ガスの処理方法および処理装置 |
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Also Published As
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|---|---|
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| US6436353B1 (en) | 2002-08-20 |
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