JPS60125233A - 排ガスの高度処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はシラン系排ガスの高度処理方法に関する。さら
に詳しくは、半導体製造用シラン系ガスの排ガスを金属
酸化物の充填層を通過させることにより、接触処理する
高度排ガス処理方法に関する。

今日の半導体工業の発展はめざましく、超ＬＳＩ。

化合物半導体、アモルファス太陽電池など、まさに日進
月歩の技術革新を続けており、半導体製造用ガスの使用
量も増大しつつある。

かかる半導体製造用ガス、特にモノシラン（８＝Ｈ，）
、ジシラン（Ｓヵ２Ｉ４６）、トリシラン（””３Ｈｓ
　）等のシラン系ガスは、熱分解、光分解、プラズマ分
解等の方法により、単結晶シリコン、多結晶シリコン、
アモルファスシリコン、シリコン酸化膜、シリコン窒化
膜等の形成に不可欠なガスである。

しかしながら、かかるガスは反応性、自然発火性が強い
上に、例えば、モノシランの場合、吸収により呼吸器を
激しく刺激するなど毒性が強（、若し高濃度で外部に放
出されるならば、人体および自然環境への悪影響ははか
りしれないものがある。

そのため、我国知おいては、良好な作業環境の保持、自
然環境の破壊の防止を目的として、半導体工業における
排ガス中のシラン系ガス濃度の規制が強化されつつある
。しかも米国・においては、「米国産業衛生監督官会議
」力ζモノシランの作業環境濃度を０．５　ｐｐｍと設
定するなど激しい規制が実施されることになっている。

通常、半導体製造用には、水素、ヘリウム、ア）ｖ−ｆ
ン、窒素などのガスでシラン系ガスを数チから数十チに
希釈したガスが用いられることが多いが、時には、希釈
しない１００チのシラン系ガスが用いられることもある
。

半導体製造装置は、その膜成長の方法により電圧法と減
圧法とに大別されている。

（１）常圧後の場合、シラン系ガスを高濃度に含むガス
が大量に排出されるが、通常、排ガスを空気と混合して
燃焼させる様工夫された装置によって処理したり、水酸
化アルカリ水溶液と接触処理する方法（特開昭５６−８
４＜５１９号、同５７−９４３２３号）等の手段によっ
てシラン系ガス濃度をできる限り低減処理した後、大気
放出している。

一方、減圧法の場合は、量産性があり薄い均一膜が得ら
れる利点はあるが、反応室（膜形成室）′と排ガス処理
装置の間に真空ポンプが介在するため、真空ポンプに未
反応シランガスが混入してポンプの故障、劣化、発火等
のトラブルを生起する可能性がある。

このため、反応室と真空ポンプの間に高温加熱されたア
ルミニウムなどの金属フィルターを取付はシランガスを
処理するなどの方法が採られている（特開昭５５−９９
０７１号）。

しかしながら、これら従来技術である燃焼による方法、
水酸化アルカリ水溶液と接触処理する方法あるいは金属
フィルターによる処理方法などによって処理せる排ガス
中には、尚、５ｐｐｍ以上の高濃度のシラン系ガスが残
存し、この数値は自然環境の保護、労働安全衛生上の見
地か−らは看過し得ないものである。

のみならず、金属フィルターを用いる方法では、さらに
６００℃以上に加熱しなければならないなどの制約もあ
る。し亀がって、常圧法のみならず減圧法においても使
用し得る方法であって、かつ排ガス中のシラン系ガスを
少くとも０．５ｐｐｍ、好ましくは０．　ｊ　ｐｐｍ程
度まで完全に除去する技術の開発が期待されているゆえ
んである。

すなわち、本発明の目的は、半導体製造装置の排ガス中
のシラン系ガスをほぼ完全に除去する方法を提供するこ
とにあり、その要旨とするところは、かかる半導体製造
装置からのシラン系ガスを含む排ガスを、固体金属酸化
物を主成分とする充填層を通過せしめ、処理することに
よって、排ガス中のシラン系ガスの濃度を少くとも０．
５　ｐｐｍ以下、好ましくは０．ｌｐｐｍ以下、すなわ
ち、実質的に含有量を零とし得る方法である。　゛以下
、本発明の詳細な説明する。

本発明の充填層に使用する固体金属酸化物としては、周
期律表Ｉａ族の水素、フランシウムな除く元素；■ａ族
のａａを除く元素；Ｉａ族のホウ素を除く元素；■ａ族
の炭素を除く元素；■ａ族の窒素、リン、ヒ素を除く元
素；■ｂ族；■ｂ族；ランタン系およびアクチニクム系
のトリク〃、ウランを含む遷移元素の金属元素の酸化物
の粒子が挙げられ、それらが単独で、あるいは混合物と
して、または、金属を担持させたものとして用いられる
。

本発明は、前記の金属酸化物を主成分とする充填層にシ
ラン系ガスを含有する排ガスを通気処理するものである
が、この場合、金属酸化物粒子を微細なものとしｏ、　
１ｒｒ？／１／以上の表面積をもたせ、シラン系ガスと
の気固接触能を向上させることが望ましい。

また、金属酸化物の排ガス処理能力を高めるために充填
層の加熱を行ないながら排ガスを送入することが効果的
である。しかしながら、該加熱は金属酸化物の種類によ
っては加熱を全く必要とせず、室温にても十分にその排
ガス除去機能を果し要不可欠なものではない。なお、実
施例に示す如く本発明における金属酸化物による処理法
では、充填層の温度が２００℃以下で排ガス中のシラン
本発明を実施するための充填層としては、１系列の充填
層でも十分ではあるが、充填物の再生や交換等の操作上
の観点からこれを複数並列方式とし、それぞれを処理層
、再生層とし相互に切り換えて使用するのが望ましい。

なお、実際の半導体製造においては、シラン系ガスによ
るシリコン膜にホウ素、リン等のドーピングをしばしば
行なうが、本発明によればかかるドープ用ガスとして利
用されるホスフィンやジボラン、アルシン等のガス圧つ
いてもシラン系ガスと共に除去することができるという
利点を有する。

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。

実施例１〜５０ 第１図は実施例で用いた実験装置な示す。

１は２５闘φＸ４５０１Ｍｒｌの石英管でこれに固体金
属粒子を１５０＋＋＋ｌ、充填層高３００簡になるよう
に充填し、充填層２とした。充填層の部分は電気炉６で
室温からｓｏＯ”ｃの範囲で加熱できるようになってい
る。

純モノシランガスを窒素ガスで希釈し、所定の濃度のモ
ノシラン含有ガスを調整しガス溜４にたて粒径をそろえ
たもの）を主成分とする充填層２に通気処理した。充填
層出口ガス８を補集し、ガス中のモノシラン濃度を分析
した。分析は光イオン化検出器を備えたガスクロマトグ
ラフにより行なった。分離カラムはｐ　ｏｒａｐａｋ　
−Ｔであり、モノシランの検出限界は０．ｌｐｐｍであ
る。実験結果を第１表に示した。なお、第１図において
、８はパージ用Ｎ２ガスの供給口、９は同じく出口であ
る。

実施例５１〜１００ 純ジシランガスを窒素ガスで希釈し、所定の濃度のジシ
ラン含有ガスを調整した。次いで、実施例１〜５０と同
様の装置を使用し同様の方法で実験を行なった。

なお、ジシランのガスクロマトグラフによる分析の検出
限界は０．ｌｐｐｍである。実験結果を第２表に示す。

実施例１０１〜１１０ モノシランあるいはジシランを所定濃度に窒素ブ ガス會希釈し、これをさらに当量の空気と混合し部分燃
焼させたガスを実施例１〜５０と同様の方法で、モノシ
ランあるいはジシランを分析した。

実験結果を第３表に示す。

比較例１〜１２ 実施例において用いたモノシランあるいはジシラン含有
ガスをガラス、天然水晶、銀砂の充填層を通気し、実施
例１〜５ｏと同様の方法で実験を行なった。実験結果を
第４表に示す。　′第１表 峯不検出を示す　以下同じ 第１表（つづき） 第１表（つづき） 第１表（つづき） 第２表 第２表（つづき） 第２表（つづき）

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための装置を示すフローシー
ト図である。 特許出願人 三井東圧化学株式会社 手　続　補　正　青 昭和５ｂ年Ｚ月に日 特許庁長官　殿 １、事件の表示 特願昭５８−２３０５８７３ｉ ２、発明の名称 排ガスの高度処理方法 ３、補正をする者 （１）明細書３頁の５行目の記載「（１）常圧後の場合
１６．」　を「（１）常圧法の場合１０．」と訂正する
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体装置から排出されるシラン系ガスを含む排
   ガスを、固体金属酸［ヒ物を主成分とする充填を特徴と
   する排ガスの高度処理方法。