KR102661193B1 - 처리 장치 및 처리 방법 - Google Patents
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Abstract
실시 형태에 따르면, 규소 및 할로겐 원소를 포함하는 원료 물질의 반응, 또는, 규소를 포함하는 원료 물질과 할로겐 원소를 포함하는 원료 물질의 반응에 있어서 발생한 부 생성물에 대하여 처리를 행하는 처리 장치가, 제공된다. 처리 장치는, 처리액 탱크와, 처리 조와, 공급 기구와, 배기 기구를 구비한다. 처리액 탱크에는, 염기성의 수용액을 포함하는 처리액이, 저액된다. 처리 조에는, 부 생성물을 포함하는 피처리 부재가 투입된다. 공급 기구는, 처리액 탱크로부터 처리 조에 처리액을 공급하여, 공급한 처리액에 의해, 처리 조에 있어서 부 생성물을 처리한다. 배기 기구는, 처리액과 부 생성물의 반응에 의해 발생한 가스를, 처리 조로부터 배기한다.
Description
본 발명의 실시 형태는, 처리 장치 및 처리 방법에 관한 것이다.
반도체 실리콘 기판은, 다양한 전자 회로를 형성하기 위한 재료로서 널리 사용되고 있다. 이 반도체 실리콘 기판을 형성할 때 및 규소 함유물을 포함하는 막 또는 잉곳 등을 형성할 때 각각에서는, 에피택셜 성장 장치 및 화학 기상 성장 장치 등의 규소 함유 물질 형성 장치가 사용되고 있다.
에피택셜 성장 장치는, 반응실과, 반응실에 접속되는 공급관 및 배출관을 구비한다. 반응실에는, 공급관을 통해, 원료 가스가 공급된다. 그리고, 반응실로부터, 배출관을 통해, 배기 가스가 배출된다. 에피택셜 성장 장치를 사용할 때에는, 불활성 분위기 하에서 감압된 반응실 내에, 기판을 설치한다. 그리고, 반응실 내에 도입된 원료 가스와 가열된 기판을 반응시킴으로써, 기판 상에 규소 함유물을 포함하는 막이, 형성된다. 원료 가스로서는, 예를 들어 규소 및 염소를 포함하는 화합물과, 수소 가스의 혼합 가스를 사용한다. 반응실 내에서 기판과 반응한 원료 가스는, 배기 가스로서, 배출관을 통해 장치의 외부로 배출된다. 배기 가스는, 원료 가스 중의 성분, 예를 들어 규소 및 염소를 포함하는 화합물을 포함할 수 있다.
여기서, 반응실 내의 온도는, 배출관과 비교하여 매우 고온이다. 따라서, 배출관 내에 배출된 배기 가스에 포함되는 규소 및 염소를 포함하는 화합물은, 배출관 내에서 냉각되어, 부 생성물로서 석출하는 경우가 있다. 부 생성물은, 오일리 실란이라고도 불리는 점성이 높은 액상 물질 및 고체 물질을 포함할 수 있다. 또한, 부 생성물은, 오일리 실란이 공기 중 또는 수중에서 변질되어, 이차적으로 생성되는 물질을 포함할 수 있다. 이러한 부 생성물을, 안전하게 무해화할 것이 요구되고 있다.
본 발명이 해결하려고 하는 과제는, 규소 및 할로겐 원소를 포함하는 원료 물질의 반응, 또는, 규소를 포함하는 원료 물질과 할로겐 원소를 포함하는 원료 물질의 반응에 있어서 발생한 부 생성물을 안전하게 처리하는 처리 장치 및 처리 방법을 제공하는 데 있다.
실시 형태에 따르면, 규소 및 할로겐 원소를 포함하는 원료 물질의 반응, 또는, 규소를 포함하는 원료 물질과 할로겐 원소를 포함하는 원료 물질의 반응에 있어서 발생한 부 생성물에 대하여 처리를 행하는 처리 장치가, 제공된다. 처리 장치는, 처리액 탱크와, 처리 조와, 공급 기구와, 배기 기구를 구비한다. 처리액 탱크에는, 염기성의 수용액을 포함하는 처리액이, 저액된다. 처리 조에는, 부 생성물을 포함하는 피처리 부재가 투입된다. 공급 기구는, 처리액 탱크로부터 처리 조로 처리액을 공급하고, 공급한 처리액에 의해, 처리 조에 있어서 부 생성물을 처리한다. 배기 기구는, 처리액과 부 생성물의 반응에 의해 발생한 가스를, 처리 조로부터 배기한다.
또한, 실시 형태에 따르면, 규소 및 할로겐 원소를 포함하는 원료 물질의 반응, 또는, 규소를 포함하는 원료 물질과 할로겐 원소를 포함하는 원료 물질의 반응에 있어서 발생한 부 생성물에 대하여 행하여지는 처리 방법이, 제공된다. 처리 방법에서는, 부 생성물을 포함하는 피처리 부재가, 처리 조에 투입된다. 또한, 처리 방법에서는, 염기성의 수용액을 포함하는 처리액이, 처리 조에 저류된다. 그리고, 처리 방법에서는, 저류된 처리액에 의해, 처리 조에 있어서 부 생성물을 처리한다. 또한, 처리 방법에서는, 처리액과 부 생성물의 반응에 의해 발생한 가스가, 처리 조로부터 배기된다.
도 1은, 실시 형태에 따른 처리 장치의 처리 대상이 되는 부 생성물이 발생하는 장치로서, 에피택셜 성장 장치의 일례를 도시하는 개략도이다.
도 2는, 제1 실시 형태에 따른 처리 장치를 도시하는 개략도이다.
도 2는, 제1 실시 형태에 따른 처리 장치를 도시하는 개략도이다.
이하, 실시 형태에 대해서, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.
(부 생성물)
먼저, 실시 형태에 있어서 무해화될 대상이 되는 부 생성물에 대하여 설명한다. 부 생성물은, 오일리 실란이라고도 불리는 점성이 높은 액상 물질 및 고체 물질을 포함할 수 있다. 또한, 부 생성물은, 오일리 실란이 공기 중 또는 수중에서 변질되어, 이차적으로 생성되는 물질을 포함할 수 있다. 이러한 부 생성물은, 할로실란류를 포함한다. 할로실란류는, 17족에 속하는 할로겐 원소 중 어느 1종 이상을 포함하고, 할로겐 원소에는, 불소(F), 염소(Cl), 브롬(Br) 및 요오드(I) 등을 들 수 있다. 할로실란류는, 할로겐 원소 및 규소를 포함하는 화합물이 반응함으로써, 발생할 수 있다. 할로실란류는, Si-α 결합(α는 Cl, Br, F 및 I로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 할로겐 원소)과, Si-Si 결합을 갖는다.
할로실란류의 일례로서, 클로로실란류 및 브로모실란류 등을 들 수 있다. 클로로실란류는, 할로겐 원소로서 염소를 포함하고, Si-Cl 결합과, Si-Si 결합을 갖는다. 또한, 브로모 실란류는, 할로겐 원소로서 브롬을 포함하고, Si-Br 결합과, Si-Si 결합을 갖는다. 또한, 할로실란류는, 할로겐 원소의 2종류 이상을 포함해도 되고, 어떤 일례에서는, 할로실란류는, 염소에 추가로, 염소 이외의 할로겐 원소 중 어느 1종 이상을 포함한다.
부 생성물에 포함되는 할로실란류는, 변질되지 않는 경우가 있다. 한편, 할로실란류는, Si-α 결합(α는 Cl, Br, F 및 I로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 할로겐 원소)과, Si-Si 결합을 갖고, 이들 결합은, 물 및 산소에 대하여 높은 반응성을 나타낼 수 있다. 이 때문에, 할로실란류는, 대기 분위기 하에서는, 물 및 산소와 빠르게 반응하여, 폭발성을 갖는 물질로 변질될 수 있다.
또한, 부 생성물에 포함되는 할로실란류는, 환상 구조를 갖는 할로실란류와, 환상 구조를 갖지 않는 할로실란류를 포함할 수 있다. 환상 구조를 갖는 할로실란류는, 구조식 (1) 내지 (25)에 나타내는 구조의 화합물 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 따라서, 환상 구조를 갖는 할로실란류는, 4원환 구조, 5원환 구조, 6원환 구조, 7원환 구조, 8원환 구조 및 다원환 구조 중 어느 하나를 가질 수 있다. 또한, 구조식 (1) 내지 (25)에 있어서, X는, Cl, Br, F 및 I로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 할로겐 원소이다.
부 생성물에 포함되는 환상 구조를 갖는 할로실란류는, 구조식 (1) 내지 (25)에 나타내는 바와 같이, 규소만을 포함하는 규소환을 갖는 단소환식 화합물일 수 있다. 또한, 환상 구조를 갖는 할로실란류는, 구조식 (1) 내지 (25)에 나타내는 바와 같이, 탄소를 포함하지 않는 무기환식 화합물일 수 있다. 또한, 환상 구조를 갖는 할로실란류는, 규소 및 산소를 포함하는 복소환식 화합물을 포함해도 된다.
환상 구조를 갖지 않는 할로실란류는, 쇄상 구조를 갖는 할로실란류를 포함할 수 있다. 쇄상 구조를 갖는 할로실란류는, 구조식 (26) 및 (27)에 나타내는 구조의 화합물 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한, 구조식 (26)에 있어서, N은, 예를 들어 0, 또는, 15 이하의 양의 정수이다. 구조식 (26) 및 (27)에 있어서, X는, Cl, Br, F 및 I로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 할로겐 원소이다.
쇄상 구조를 갖는 할로실란류는, 구조식 (26)에 나타내는 바와 같이, 분지가 없는 직쇄 화합물일 수 있다. 또한, 쇄상 구조를 갖는 할로실란류는, 구조식 (27)에 나타내는 바와 같이, 분지를 갖는 쇄식 화합물일 수 있다.
또한, 부 생성물은, 전술한 할로실란류가 물과 접촉함으로써 2차적으로 생성될 수 있는 가수분해 생성물을 포함할 수 있다. 가수분해 생성물은, 고체상 물질일 수 있다. 할로실란류의 가수분해 생성물은, 할로실란류와 마찬가지로, Si-Si 결합을 가질 수 있다. 또한, 가수분해 생성물은, 실록산류일 수 있다. 그리고, 가수분해 생성물은, 실록산 결합(Si-O-Si, O-Si-O) 및 실라놀기(-Si-OH)의 적어도 한쪽을 갖는 화합물을 포함할 수 있다. 또한, 가수분해 생성물은, 히드라실라놀기(-Si(H)OH)를 가질 수 있다. 부 생성물에 포함되는 가수분해 생성물은, 구조식 (28) 내지 (33)의 구조 중 어느 하나를 가질 수 있다.
구조식 (28) 내지 (33)에 나타내는 가수분해 생성물은, 규소, 산소 및 수소만을 포함하는 가수분해 생성물이다. 또한, 구조식 (28) 내지 (33)에 나타내는 가수분해 생성물은, 실록산 결합 및 실라놀기의 양쪽을 갖는다. 그리고, 구조식 (28) 내지 (33)에 나타내는 가수분해 생성물은, 실라놀기를 2개 이상 갖는 폴리실라놀이다. 부 생성물에 포함되는 가수분해 생성물에서는, Si-Si 결합 및 실록산 결합이 폭발성의 원인이 될 수 있다. 또한, 부 생성물은, 실리카를 포함할 수 있다.
도 1은, 전술한 할로실란류 및 가수분해 생성물을 포함할 수 있는 부 생성물이 발생하는 장치로서, 에피택셜 성장 장치(규소 함유 물질 형성 장치)의 일례를 도시한다. 도 1의 일례의 에피택셜 성장 장치(1)는, 장치 본체(2)와, 제해 장치(3)와, 접속부(5)를 구비한다. 장치 본체(2)는, 하우징(6)과, 반응실(7)과, 배출관(8)과, 공급관(도시 생략)을 구비한다. 반응실(7), 배출관(8) 및 공급관은, 하우징(6) 내에 수용된다. 공급관의 일단은, 반응실(7)에 접속되고, 공급관의 타단은, 원료 물질인 원료 가스의 공급원을 포함하는 공급 장치(도시 생략)에 접속된다.
배출관(8)의 일단은, 반응실(7)에 접속되고, 배출관(8)의 타단은, 접속부(5)에 접속된다. 배출관(8)은, (도 1의 일례에서는 5개의) 배관(11 내지 15)을 포함한다. 장치 본체(2)에서는, 반응실(7)에 대하여 근위측으로부터(상류측으로부터), 배관(11), 배관(12), 배관(13), 배관(14), 배관(15)의 순으로, 배치된다. 배관(12)에는, 반응실 독립 밸브(Chamber Isolation Valve: CIV)(16)가 배치되고, 배관(13)에는, 압력 조정 밸브(Pressure Control Valve: PCV)(17)가 배치된다. 반응실 독립 밸브(16)가 닫힌 상태에서는, 배출관(8)에 있어서 반응실 독립 밸브(16)에 대하여 반응실(7)과는 반대측(하류측)의 부위만을, 유지 관리하는 것이 가능해진다. 접속부(5)의 일단은, 배출관(8)의 배관(15)에 접속되고, 접속부(5)의 타단은, 제해 장치(3)에 접속된다. 접속부(5)는, (도 1의 일례에서는 2개의) 배관(18, 19)을 포함한다. 에피택셜 성장 장치(1)에서는, 장치 본체(2)에 대하여 근위측으로부터(상류측으로부터), 배관(18), 배관(19)의 순으로, 배치된다.
에피택셜 성장 장치(1)에서는, 원료 가스가, 원료 물질로서 공급 장치로부터 공급관을 통해 공급되어, 반응실(7)에 도입된다. 원료 가스는, 규소 및 할로겐 원소를 포함하는 가스이다. 따라서, 원료 가스는, 할로겐 원소 중 어느 1종 이상과, 규소를 포함한다. 규소 및 할로겐 원소를 포함하는 가스는, 예를 들어 규소 및 할로겐 원소를 포함하는 화합물과, 수소의 혼합 가스이다. 이 혼합 가스에 있어서의 수소의 농도는, 예를 들어 95체적％ 이상이다. 규소 및 할로겐 원소를 포함하는 화합물에는, 규소 및 염소를 포함하는 화합물, 규소 및 브롬을 포함하는 화합물, 규소 및 불소를 포함하는 화합물, 및, 규소 및 요오드를 포함하는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 화합물이 포함된다. 그리고, 규소 및 할로겐 원소를 포함하는 화합물에는, 할로실란류가 포함된다.
규소 및 염소를 포함하는 화합물은, 예를 들어 디클로로실란(SiH2Cl2), 트리클로로실란(SiHCl3) 및 테트라클로로실란(SiCl4) 등의 클로로실란류 중 어느 1종, 또는, 이들의 혼합물이다. 규소 및 염소를 포함하는 화합물이 혼합 가스에 포함되는 경우, 혼합 가스는, 모노실란(SiH4) 및 염화수소(HCl)의 적어도 한쪽을 포함해도 된다. 또한, 규소 및 브롬을 포함하는 화합물은, 예를 들어 디브로모실란(SiH2Br2), 트리브로모실란(SiHBr3) 및 테트라브로모실란(SiBr4) 등의 브로모실란류 중 어느 1종, 또는, 이들의 혼합물이다. 규소 및 브롬을 포함하는 화합물이 혼합 가스에 포함되는 경우, 혼합 가스는, 모노실란(SiH4) 및 브롬화수소(HBr)의 적어도 한쪽을 포함해도 된다.
원료 가스는, 할로겐 원소의 2종류 이상을 포함해도 되고, 원료 가스는, 염소에 추가로 염소 이외의 할로겐 원소 중 어느 1종 이상을 포함해도 된다. 어떤 일례에서는, 원료 가스는, 규소 및 염소를 포함하는 화합물과, 수소 가스와, 염소 이외의 할로겐 원소를 포함하는 화합물 및 염소 가스 이외의 할로겐 가스의 적어도 한쪽의 혼합 가스이다. 염소 이외의 할로겐 원소를 포함하는 화합물에는, 규소가 포함되어도 되고, 규소가 포함되어 있지 않아도 된다. 또한, 다른 어떤 일례에서는, 원료 가스는, 염소 이외의 할로겐 원소 및 규소를 포함하는 화합물과, 수소 가스와, 염소를 포함하는 화합물 및 염소 가스의 적어도 한쪽의 혼합 가스이다. 염소를 포함하는 화합물에는, 규소가 포함되어도 되고, 규소가 포함되어 있지 않아도 된다.
또한, 반응실(7)은, 압력 조정 밸브(17)에 의해, 감압 가능하다. 압력 조정 밸브(17)에 의해 반응실(7)이 감압됨으로써, 배출관(8)에서는, 압력 조정 밸브(17)에 대하여 반응실(7)측의 영역에 비하여, 압력 조정 밸브(17)에 대하여 반응실(7)과는 반대측의 영역에서, 압력이 상승한다. 에피택셜 성장 장치(1)에서는, 반응실(7)의 압력이 감압된 상태에서, 반응실(7)에 기판이 설치된다. 반응실(7)에서는, 공급관을 통해 공급된 원료 가스가 기판과 반응한다. 이때, 기판은, 원료 가스와의 반응 온도 이상으로 가열된다. 어떤 일례에서는, 반응 온도는, 600℃ 이상이고, 다른 어떤 일례에서는, 반응 온도는, 1000℃ 이상이다. 전술한 바와 같이, 감압 하 또한 고온에서의 원료 가스와 기판의 열화학 반응에 의해, 단결정 또는 다결정의 규소 함유막이, 기판 상에 형성된다. 또한, 기판은, 예를 들어 단결정 실리콘 기판이다.
반응실(7)로부터의 배출 물질인 배출 가스는, 배출관(8) 및 접속부(5)를 통해, 제해 장치(3)로 배출된다. 따라서, 배출관(8) 및 접속부(5)에 의해, 반응실(7)로부터의 배출 경로가 형성된다. 배출 가스에는, 원료 가스에 포함되는 규소 및 할로겐 원소를 포함하는 화합물에 있어서, 기판 상에 퇴적하지 않은 일부가, 포함될 수 있다. 이 때문에, 배출 가스에는, 원료 가스에 포함되는 할로실란류에 있어서 기판 상에 퇴적하지 않은 일부가, 포함될 수 있다. 또한, 배출 가스에는, 원료 가스에 포함되는 규소 및 할로겐 원소를 포함하는 화합물에 있어서, 반응실(7)에서 미반응된 일부가, 포함될 수 있다. 그리고, 배출 가스에는, 할로겐 원소 및 규소를 포함하는 화합물의 반응실(7)에서의 반응에 의해 발생한 할로실란류가, 포함될 수 있다. 또한, 배출 물질인 배출 가스에는, 전술한 모노실란(SiH4)이 포함될 수 있음과 함께, 전술한 염화수소(HCl) 및 브롬화수소(HBr) 등의 할로겐화수소가 포함될 수 있다. 배출 가스는, 제해 장치(3)에 있어서, 연소에 의해, 무해화된다.
원료 가스와 기판의 반응에 있어서 발생하는 부 생성물은, 배출관(8) 및 접속부(5)의 일부에서, 석출할 수 있다. 부 생성물은, 전술한 배출 가스에 포함된 성분이 반응하여, 고형화 또는 액상화된 것이다. 예를 들어, 배출 가스에 포함되는 할로실란류끼리가, 배출관(8) 또는 접속부(5)에 있어서 반응함으로써, 부 생성물이 발생할 수 있다. 또한, 할로실란류가, 배출 가스에 포함되는 다른 성분과, 배출관(8) 또는 접속부(5)에 있어서 반응함으로써, 부 생성물이 발생할 수 있다. 전술한 바와 같이 부 생성물이 발생하기 때문에, 부 생성물에는, 전술한 할로실란류가 포함된다. 발생한 부 생성물은, 배출관(8)의 배관(11 내지 15)의 내표면 및 접속부(5)의 배관(18, 19)의 내표면 등에, 부착될 수 있다.
여기서, 반응실(7)에 대하여 근위에 위치하는 배관(11, 12) 등에서는, 온도가 높다. 또한, 배관(11, 12) 등의 압력 조정 밸브(17)에 대하여 반응실(7)측의 영역은, 반응실(7)과 마찬가지로, 감압된다. 이 때문에, 배관(11, 12) 등의 압력 조정 밸브(17)에 대하여 반응실(7)측의 영역에서는, 배기 가스에 포함된 성분의 중합이 발생하기 어려워, 부 생성물이 발생하기 어렵다고 생각된다.
또한, 전술한 바와 같이, 압력 조정 밸브(17)에 대하여 반응실(7)측의 영역에 비하여, 압력 조정 밸브(17)에 대하여 반응실(7)과는 반대측의 영역은, 압력이 상승한다. 이 때문에, 압력 조정 밸브(17)에서는, 상류측에 비하여 하류측에서 압력이 상승한다. 따라서, 압력 조정 밸브(17)에 대하여 하류측에 인접하는 영역에서는, 배출 가스에 포함된 성분끼리의 반응이, 진행하기 쉬워, 부 생성물이 발생하기 쉽다고 생각된다. 이 때문에, 배관(13)에 있어서 압력 조정 밸브(17)에 대하여 하류측의 부위 및 배관(14)에서는, 특히, 부 생성물이 발생하기 쉽다고 생각된다. 또한, 배출 가스에 포함된 성분끼리의 전술한 반응은, 감압 하에서는, 발생하기 어렵다.
또한, 압력 조정 밸브(17)로부터 하류측으로 이격된 배관(15) 및 접속부(5) 등에서는, 배출 가스에 있어서, 부생물의 원료가 되는 성분의 양이 적어진다. 이 때문에, 배관(15) 및 접속부(5) 등에서는, 부 생성물이 발생하기 어렵다고 생각된다.
또한, 부 생성물은, 할로실란류 이외에, 할로실란류가 물과 접촉함으로써 생성될 수 있는 전술한 가수분해 생성물을 포함할 수 있다. 가수분해 생성물은, 전술한 바와 같이, 실록산 결합(Si-O-Si, O-Si-O) 및 실라놀기(-Si-OH)의 적어도 한쪽을 갖는 화합물을 포함할 수 있다. 또한, 부 생성물은, 전술한 바와 같이, 실리카를 포함할 수 있다.
후술하는 실시 형태 등의 처리 장치 및 처리 방법에서는, 전술한 부 생성물이, 처리를 행할 처리 대상이 된다. 이때, 부 생성물이 퇴적된 배관(11 내지 15, 18, 19)이, 피처리 부재로서 사용된다. 이 때문에, 피처리 부재에는, 부 생성물이 포함된다. 특히, 부 생성물이 퇴적되기 쉽다고 생각되는 배관(13, 14) 등에 부착된 부 생성물이, 후술하는 실시 형태 등의 처리 장치 및 처리 방법에 의해, 처리된다. 전술한 바와 같이, 할로실란류 등을 포함하는 부 생성물은, 대기 분위기 하에서는, 폭발성을 갖는 물질로 변질될 수 있다. 이 때문에, 부 생성물을 무해화할 필요성이 있고, 후술하는 실시 형태 등에서는, 부 생성물을 무해화하는 처리 장치 및 처리 방법이 제공된다.
또한, 상술한 할로실란류 등을 포함하는 부 생성물이 발생하는 장치는, 전술한 에피택셜 성장 장치에 한정되는 것은 아니다. 어떤 실시예의 규소 함유 물질 형성 장치에서는, 반응실(예를 들어 7)에, 규소를 포함하는 원료 물질과 할로겐 원소를 포함하는 원료 물질이 서로에 대하여 다른 루트로 공급된다. 여기서, 규소를 포함하는 원료 물질은, 분말상(고체상)의 실리콘을 포함할 수 있다. 또한, 할로겐 원소를 포함하는 원료 물질은, 염화수소 등의 할로겐화수소를 포함하는 원료 가스일 수 있다.
본 실시예의 규소 함유 물질 형성 장치에서는, 반응실(예를 들어 7)에, 실리콘 기판 등의 기판은 마련되지 않는다. 그리고, 반응실에서는, 서로에 대하여 따로따로 도입된 규소를 포함하는 원료 물질과 할로겐 원소를 포함하는 원료 물질이 반응한다. 규소를 포함하는 원료 물질과 할로겐 원소를 포함하는 원료 물질의 반응에 의해, 할로실란류 및 수소가 생성된다. 그리고, 할로실란류와 수소의 반응에 의해, 규소 함유 물질을 얻는다. 규소를 포함하는 원료 물질과 할로겐 원소를 포함하는 원료 물질의 반응에 의해 생성되는 할로실란류는, 트리클로로실란(SiHCl3) 등의 클로로실란류를 포함할 수 있다. 또한, 반응실의 반응에서는, 할로겐화수소 및 사할로겐화규소 등이 발생할 수 있다.
본 실시예의 규소 함유 물질 형성 장치에서도, 반응실로부터 배출되는 배출 가스(배출 물질)는, 할로실란류를 포함하고, 배출 가스에 포함되는 할로실란류에는, 전술한 트리클로로실란 등의 클로로실란류가 포함될 수 있다. 또한, 반응실로부터의 배출 가스에는, 수소가 포함될 수 있음과 함께, 반응실에서의 반응에서 발생하는 할로겐화수소 및 사할로겐화규소 등이 포함될 수 있다. 반응실에서의 반응에서 발생하는 할로겐화수소는, 염화수소(HCl)를 포함할 수 있다. 그리고, 반응실에서의 반응에서 발생하는 사할로겐화규소는, 사염화규소(SiCl4)를 포함할 수 있다.
또한, 본 실시예의 규소 함유 물질 형성 장치에서는, 반응실로부터의 배출 가스(배출 물질)의 배출 경로(배출관(8))에, 배출 가스를 냉각하는 냉각 기구가, 마련된다. 배출 가스는, 냉각 기구에 의해 냉각됨으로써, 액화한다. 그리고, 배출 가스가 액상화한 액상 물질(배출 물질)은, 회수된다.
본 실시예의 규소 함유 물질 형성 장치에서도, 배출 가스가 냉각 기구에 의해 액상화됨으로써, 배출 경로에 있어서 부 생성물이 석출될 수 있다. 부 생성물은, 배출 가스의 액상 물질에 있어서 회수되는 일없이 배출 경로에 잔류한 일부를, 포함할 수 있다. 또한, 부 생성물은, 배출 가스에 포함되는 할로실란류를 포함함과 함께, 할로실란류의 가수분해 생성물을 포함할 수 있다. 또한, 할로실란류의 가수분해 생성물은, 고체 물질일 수 있다. 부 생성물은, 배출 가스에 포함되는 사할로겐화규소 등을 포함할 수 있다. 또한, 배출 경로에서는, 특히, 냉각 기구 및 그 근방에 있어서, 부 생성물이 석출하기 쉽다.
전술한 바와 같이, 본 실시예의 규소 함유 물질 형성 장치에서도, 할로실란류 등을 포함하는 부 생성물이, 배출 경로에 석출할 수 있다. 본 실시예의 규소 함유 물질 형성 장치에 있어서 발생하는 부 생성물도, 대기 분위기 하에서, 폭발성을 갖는 물질로 변질될 수 있다. 이 때문에, 부 생성물을 무해화할 필요성이 있고, 후술하는 실시 형태 등에서는, 부 생성물을 무해화하는 처리 장치 및 처리 방법이 제공된다.
(제1 실시 형태)
도 2는, 전술한 부 생성물에 대하여 처리를 행하는 처리 장치의 일례로, 제1 실시 형태에 따른 처리 장치(20)를 도시한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 처리 장치(20)는, 제어부(컨트롤러)(21), 세정수 탱크(22), 처리액 탱크(23), 처리 조(25), 공급 기구(공급 계통)(26), 배기 기구(배기 계통)(27), 센서(28), 지그(30), 분산 기구(분산기)(31), 교반 기구(교반기)(32), 액 순환 기구(액 순환기)(33), 액 배출 기구(액 배출 계통)(35) 및 폐액 탱크(36)를 구비한다. 또한, 도 2에서는, 액체 및 가스 등의 유체의 흐름을 실선의 화살표로 나타내고, 제어부(21)로의 입력 신호 및 제어부(21)로부터의 출력 신호 등의 전기 신호를 파선의 화살표로 나타낸다.
제어부(21)는, 처리 장치(20) 전체를 제어한다. 제어부(21)는, CPU(Central Processing Unit), ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 등을 포함하는 프로세서 또는 집적 회로(제어 회로)와, 메모리 등의 기억 매체를 구비한다. 제어부(21)는, 프로세서 또는 집적 회로를 1개만 구비해도 되고, 프로세서 또는 집적 회로를 복수 구비해도 된다. 제어부(21)는, 기억 매체에 기억되는 프로그램 등을 실행함으로써, 처리를 행한다.
세정수 탱크(22)에는, 세정수가 저수된다. 또한, 처리액 탱크(23)에는, 처리액이 저액된다. 처리액은, 전술한 부 생성물의 무해화에 사용된다. 또한, 처리액은, 염기성의 수용액을 포함한다. 처리 조(25)에는, 전술한 부 생성물이 부착된 피처리 부재(37)가 투입된다. 이때, 예를 들어 부 생성물이 부착된 도 1의 예의 배관(11 내지 15) 등이, 피처리 부재(37)로서, 처리 조(25)에 투입된다. 이 때문에, 피처리 부재(37)는, 부 생성물을 포함한다. 또한, 배출관(8)은, 배관별로 분해하여, 처리 조(25)에 투입된다.
공급 기구(액 공급 기구)(26)는, 세정수 탱크(22)로부터 처리 조(25)로 세정수를 공급 가능하게 함과 함께, 처리액 탱크(23)로부터 처리 조(25)로 처리액을 공급 가능하게 한다. 본 실시 형태에서는, 공급 기구(26)는, 공급 라인(41)과, 밸브(42, 43)를 구비한다. 공급 라인(41)은, 예를 들어 하나 이상의 배관(파이프)으로부터 형성된다. 본 실시 형태에서는, 처리 조(25)는, 공급 라인(41)을 통해, 세정수 탱크(22) 및 처리액 탱크(23)에 접속된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 밸브(42, 43)의 작동이, 제어부(21)에 의해 제어되고, 제어부(21)에 의해, 밸브(42, 43)의 각각의 개폐를 전환할 수 있다.
밸브(42, 43)가 닫힌 상태에서는, 처리 조(25)에, 세정수 및 처리액의 어느 것도 공급되지 않는다. 밸브(42)가 열리면, 세정수 탱크(22)로부터 공급 라인(41)을 통해서, 처리 조(25)에 세정수가 공급된다. 또한, 밸브(43)가 열리면, 처리액 탱크(23)로부터 공급 라인(41)을 통해서, 처리 조(25)에 처리액이 공급된다. 어떤 실시예에서는, 제어부(21)는, 유저 인터페이스 등의 조작 장치(도시 생략)에서의 작업자의 조작에 기초하여, 밸브(42, 43)의 각각의 개폐를 전환한다. 또한, 밸브(42, 43)의 각각의 개폐의 전환은, 제어부(21)에 의해 행하여질 필요는 없고, 다른 어떤 실시예에서는, 밸브(42, 43)의 각각의 개폐의 전환이, 작업자에 의해, 제어부(21)를 통하지 않고, 행하여져도 된다.
처리 조(25)에서는, 투입된 피처리 부재(37)에 부착된 부 생성물을, 공급 기구(26)가 공급한 처리액에 의해, 무해화한다. 어떤 실시예에서는, 부 생성물의 무해화에 있어서, 처리 조(25)에 피처리 부재(37)를 투입한 후에, 처리액이 처리 조(25)에 공급된다. 다른 어떤 실시예에서는, 부 생성물의 무해화에 있어서, 처리액을 처리 조(25)에 공급하고, 공급한 처리액을 처리 조(25)에 저류한 상태에서, 피처리 부재(37)가 처리 조(25)에 투입된다. 또한, 무해화 처리에서는, 처리 조(25)에 어느 정도까지 처리액이 저류되면, 밸브(43)를 닫고, 처리액의 처리 조(25)로의 공급을 정지한다.
전술한 바와 같이, 처리액은, 염기성의 수용액을 포함한다. 또한, 부 생성물에 포함되는 할로실란류는, 전술한 바와 같이, 물 및 산소에 대하여 높은 반응성을 나타내는 결합으로서, Si-α 결합(α는 Cl, Br, F, I로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 할로겐 원소)과, Si-Si 결합을 갖는다. 할로실란류와 염기성의 처리액이 반응함으로써, 물 및 산소에 대하여 높은 반응성을 나타내는 전술한 결합이, 절단된다. 예를 들어, 클로로실란류와 염기성의 처리액이 반응함으로써, Si-Cl 결합 및 Si-Si 결합이, 절단된다.
또한, 부 생성물에 포함될 수 있는 가수분해 생성물은, 전술한 바와 같이, 폭발성의 원인이 될 수 있는 실록산 결합 및 Si-Si 결합을 가질 수 있다. 가수분해 생성물과 염기성의 처리액이 반응함으로써, 폭발성의 원인이 될 수 있는 전술한 결합이, 절단된다.
이 때문에, 부 생성물과 반응 후의 처리액에는, 폭발성을 갖는 물질이 거의 포함되지 않는다. 전술한 바와 같이 하여, 부 생성물과 염기성의 처리액을 접촉시킴으로써, 폭발성을 갖는 물질을 발생하지 않고, 부 생성물이 분해된다. 즉, 규소 및 할로겐 원소를 포함하는 가스와 기판의 반응에 있어서 발생한 부 생성물이, 안전하게 무해화된다.
또한, 처리액에 의한 부 생성물의 무해화 반응에 의해, 할로겐화수소가 발생할 수 있다. 예를 들어, 부 생성물에 클로로실란류가 포함되는 경우, 처리액과 부 생성물의 반응에 의해, 염화수소(HCl)가 발생할 수 있다. 또한, 부 생성물에 브로모실란류가 포함되는 경우, 처리액과 부 생성물의 반응에 의해, 브롬화수소(HBr)가 발생할 수 있다. 염화수소 등의 할로겐화수소의 수용액은, 산성이다. 이 때문에, 부 생성물과 처리액의 반응에 의해 할로겐화수소가 발생함으로써, 처리액의 pH가 낮아지기 쉽다. 본 실시 형태에서는, 염기성의 처리액을 사용함으로써, 처리액에 의해 할로겐화수소를 중화하기 때문에, 처리액의 pH의 저하를 억제할 수 있다. 따라서, 염기성의 처리액을 사용함으로써, 반응 후의 처리액의 안전성이 보다 향상된다.
여기서, 처리액에 포함되는 염기성의 수용액은, 무기 염기 및 유기 염기의 적어도 한쪽을 포함한다. 무기 염기로서는, 예를 들어 금속 수산화물, 알칼리 금속염, 탄산염, 탄산수소염, 금속 산화물 및 수산화암모늄(NH4OH)으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상이, 사용된다. 또한, 무기 염기는, 예를 들어 알칼리 금속 원소의 수산화물, 알칼리 금속 원소의 탄산염, 알칼리 금속 원소의 탄산수소염, 알칼리 토금속 원소의 수산화물, 알칼리 토금속 원소의 탄산염 및 수산화암모늄(NH4OH)으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다. 특히, 무기 염기는, 수산화나트륨(NaOH), 수산화칼륨(KOH), 탄산나트륨(Na2CO3), 수산화칼슘(Ca(OH)2), 수산화리튬(LiOH), 탄산수소나트륨(NaHCO3) 및 수산화암모늄(NH4OH)으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다. 이 경우, 독성이 낮은 무기 염기가 사용되기 때문에, 부 생성물이 보다 안전하게 처리된다. 그리고, 무기 염기는, 수산화칼륨(KOH), 탄산나트륨(Na2CO3), 수산화리튬(LiOH), 탄산수소나트륨(NaHCO3) 및 수산화암모늄(NH4OH)으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 보다 바람직하다. 이 경우, 처리액과 부 생성물의 반응이 원만하게 진행되기 때문에, 부 생성물을 무해화하는 처리가, 보다 안전하게 행하여진다.
처리액에 포함되는 유기 염기로서는, 예를 들어 수산화 알킬암모늄류, 유기 금속 화합물, 금속 알콕시드, 아민 및 복소환식 아민으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상이 사용된다. 또한, 유기 염기는, 나트륨페녹시드(C6H5ONa), 2-히드록시에틸트리메틸암모늄히드록시드(수산화콜린) 및 테트라메틸암모늄히드록시드(TMAH)로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.
또한, 처리액의 용매로서는, 물이 사용된다. 그리고, 처리액의 pH는, 부 생성물의 무해화 처리의 전후에 있어서, 8 이상 14 이하인 것이 바람직하다. 또한, 무해화 처리 전의 처리액의 pH는, 9 이상 14 이하인 것이 바람직하고, 10 이상 14 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 처리액은, 무기 염기 및 유기 염기의 적어도 한쪽에 추가로, 계면활성제 및 pH 완충제 등의 임의 성분을 포함해도 된다.
또한, 상술한 처리액에 의한 부 생성물의 무해화 반응에서는, 가스가 발생한다. 부 생성물을 무해화하는 반응에서 발생하는 가스에는, 수소가 포함된다. 또한, 부 생성물을 무해화하는 반응에서 발생하는 가스에는, 염화수소 등의 할로겐화수소가 포함될 수 있다. 배기 기구(기체 배출 기구)(27)는, 부 생성물과 처리액의 반응에 의해 발생한 가스를, 처리 조(25)로부터 배기한다. 배기 기구(27)는, 배기 라인(45)을 구비한다. 배기 라인(45)은, 예를 들어 하나 이상의 배관(파이프)으로부터 형성된다. 본 실시 형태에서는, 배기 라인(45)은, 처리 조(25)로부터 작업자가 작업을 행하는 방(환경)의 외부까지, 형성된다. 부 생성물을 무해화하는 반응에서 발생한 가스는, 배기 라인(45)을 통해, 작업자가 작업을 행하는 방의 외부로, 배기된다. 어떤 실시예에서는, 방의 외부로 배기된 가스는 회수되어, 무해화된다.
또한, 부 생성물을 무해화하는 반응에서 발생하는 가스는, 주로 수소이다. 수소는, 공기에 비하여, 가볍다. 이 때문에, 배기 라인(45)과 처리 조(25)의 접속 부분은, 처리 조(25)의 내부 공간에 있어서 연직 상측의 부위에 마련되는 것이 바람직하다. 또한, 어떤 실시예에서는, 배기 기구(27)는, 흡인 펌프 등의 흡인원(도시 생략)을 구비한다. 그리고, 흡인원에 의해 처리 조(25)의 내부 공간 및 배기 라인(45)에 흡인력을 작용시킴으로써, 전술한 가스가 배기된다. 이 경우, 제어부(21)에 의해, 흡인원의 구동이 제어되어도 된다.
센서(28)는, 부 생성물의 무해화 처리에 있어서, 처리액과 부 생성물의 반응의 진행 상황에 관한 파라미터를 검지한다. 센서(28)는, 처리 조(25)와 일체여도 되고, 처리 조(25)에 착탈 가능하게 설치되어도 된다. 또한, 어떤 실시예에서는, 센서(28)는, 처리 조(25)와는 별체로 마련되고, 처리 조(25)에 기계적으로 연결되지 않아도 된다. 센서(28)는, 예를 들어 pH 측정기, 라만 분광 분석 장치, 적외 분광(Infrared spectroscopy: IR) 분석 장치 및 핵자기 공명(Nuclear Magnetic Resonance: NMR) 분광 장치의 하나 이상을 포함할 수 있다.
pH 측정기는, 부 생성물의 무해화 처리에 있어서, 처리 조(25)에서의 처리액의 pH를, 처리액과 부 생성물의 반응의 진행 상황에 관한 파라미터로서, 측정한다. 라만 분광 분석 장치는, 부 생성물의 무해화 처리에 있어서, 처리 조(25)에서의 처리액의 라만 스펙트럼을 검출한다. 그리고, 검출한 라만 스펙트럼에 있어서, 특정한 파장 영역에 있어서의 스펙트럼 강도를, 처리액과 부 생성물의 반응의 진행 상황에 관한 파라미터로서, 취득한다. 또한, IR 분석 장치는, 부 생성물의 무해화 처리에 있어서, 처리 조(25)에서의 처리액의 IR 스펙트럼을 검출한다. 그리고, 검출한 IR 스펙트럼에 있어서, 특정한 파장 영역에 있어서의 스펙트럼 강도를, 처리액과 부 생성물의 반응의 진행 상황에 관한 파라미터로서, 취득한다. 또한, NMR 분광 분석 장치는, 부 생성물의 무해화 처리에 있어서, 처리 조(25)에서의 처리액의 NMR 스펙트럼을 검출한다. 그리고, 검출한 NMR 스펙트럼에 있어서, 특정한 파장 영역에 있어서의 스펙트럼 강도를, 처리액과 부 생성물의 반응의 진행 상황에 관한 파라미터로서, 취득한다.
본 실시 형태에서는, 제어부(21)는, 센서(28)에서의 검지 결과를 취득한다. 그리고, 제어부(21)는, 센서(28)에서의 검지 결과에 기초하여, 부 생성물의 무해화 처리의 진행 상황을 판단하고, 부 생성물이 적절하게 무해화되었는지 여부를 판단한다. 또한, 어떤 실시예에서는, 부 생성물이 적절하게 무해화된 것을 통지하는 고지 장치(도시 생략)가, 마련되어도 된다. 이 경우, 제어부(21)는, 부 생성물이 적절하게 무해화되었다고 판단한 경우에는, 고지 장치를 작동하고, 부 생성물이 적절하게 무해화된 것이 통지된다. 또한, 고지는, 소리의 발신, 발광 및 화면 표시 등의 어느 하나에 의해 행하여진다. 또한, 어떤 실시예에서는, 부 생성물이 적절하게 무해화되었는지 여부의 판단을, 제어부(21) 대신에, 작업자가 행하여도 된다. 이 경우, 작업자는, 센서(28)에서의 검지 결과를 취득하고, 취득한 검출 결과에 기초하여, 부 생성물이 적절하게 무해화되었는지 여부를 판단한다.
전술한 바와 같이, 부 생성물과 처리액의 반응에 의해, 할로겐화수소가 발생한다. 할로겐화수소의 수용액은, 산성이다. 이 때문에, 부 생성물의 무해화 처리가 진행됨에 따라서, 처리액의 pH는, 저하된다. 이 때문에, 처리액의 pH에 기초하여, 처리액과 부 생성물의 반응의 진행 상황을 적절하게 판단 가능하게 되고, 무해화 처리의 진행 상황이 적절하게 판단 가능하게 된다.
또한, 부 생성물과 처리액의 반응에 의해, 부 생성물에 포함되는 성분에 있어서, 원자 간의 결합 상태 및 분자 구조 등이 변화한다. 예를 들어, 전술한 바와 같이, 부 생성물과 처리액의 반응에 의해, 할로실란류에 있어서, Si-α 결합(α는 Cl, Br, F, I로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 할로겐 원소) 및 Si-Si 결합이, 절단된다. 또한, 부 생성물과 처리액의 반응에 의해, 전술한 가수분해 생성물에 있어서, 실록산 결합 및 Si-Si 결합이, 절단된다. 이 때문에, 부 생성물의 무해화 처리의 진행에 수반하여, 처리액과의 혼합물에 있어서, 원자 간의 결합 상태 및 분자 구조 등이 변화한다. 처리액과의 혼합물에 있어서 원자 간의 결합 상태 및 분자 구조 등이 변화하기 때문에, 부 생성물의 무해화 처리에 수반하여, 라만 스펙트럼, IR 스펙트럼 및 NMR 스펙트럼도 변화한다. 따라서, 라만 스펙트럼, IR 스펙트럼 및 NMR 스펙트럼 중 어느 하나의 스펙트럼 강도에 기초하여, 처리액과 부 생성물의 반응의 진행 상황을 적절하게 판단 가능하게 되고, 무해화 처리의 진행 상황이 적절하게 판단 가능하게 된다.
지그(30)는, 피처리 부재(37)의 각각을, 처리 조(25)의 처리액 중에 있어서, 소정의 자세로 유지한다. 이때, 부 생성물이 부착된 배관 등의 피처리 부재(37)의 각각은, 배관의 개구의 한쪽이 연직 상측을 향하는 상태에서, 유지된다. 즉, 피처리 부재(37)의 각각은, 처리액의 액면이 위치하는 측을 배관의 개구의 한쪽이 향하는 상태에서, 유지된다. 전술한 바와 같이, 처리액 중의 피처리 부재(37)의 각각에서는, 부 생성물을 무해화하는 반응에 의해, 내부에서 가스(수소)가 발생한다. 본 실시 형태에서는, 전술한 바와 같이 지그(30)에 의해 피처리 부재(37)의 자세가 유지되기 때문에, 피처리 부재(37)의 각각의 내부에서 발생한 가스(수소)는, 연직 상측을 향하는 개구를 지나, 처리액의 액면을 향한다. 그리고, 가스는, 처리액의 액면으로부터 배기 라인(45)을 통해서, 적절하게 배기된다. 따라서, 피처리 부재의 각각의 내부에, 부 생성물을 무해화하는 반응에서 발생한 가스의 기포가 괴는 것이, 유효하게 방지된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 전술한 바와 같이 지그(30)에 의해 피처리 부재(37)의 자세가 유지되기 때문에, 처리액 중에 있어서, 피처리 부재(37)끼리의 접촉 및 피처리 부재(37)의 각각의 처리 조(25)의 내벽과의 접촉이, 유효하게 방지된다. 따라서, 부 생성물의 무해화 처리에 있어서, 피처리 부재(배관)(37)의 손상이, 유효하게 방지된다.
분산 기구(31)는, 처리액에 의한 부 생성물의 무해화와 병행하여, 처리 조(25)의 처리액 중에 있어서, 부 생성물의 덩어리(응축 입자)를 분산시킨다. 교반 기구(32)는, 처리액에 의한 부 생성물의 무해화와 병행하여, 처리 조(25)에 있어서 처리액을 교반한다. 액 순환 기구(33)는, 처리액에 의한 부 생성물의 무해화와 병행하여, 처리 조(25)에 있어서 처리액이 순환하는 흐름을 강제적으로 형성한다. 분산 기구(31)에 의한 부 생성물의 덩어리의 분산, 교반 기구(32)에 의한 처리액의 교반 및 액 순환 기구(33)에 의한 처리액이 순환하는 흐름의 형성 중 어느 하나가 행하여짐으로써, 부 생성물과 처리액의 반응이 촉진되고, 부 생성물의 무해화가 촉진된다.
분산 기구(31)로서는, 예를 들어 고속 회전 전단형 교반기, 콜로이드밀, 롤밀, 고압 분사식 분산기, 초음파 분산기, 비즈밀 및 균질기 중 어느 하나를 사용할 수 있다. 고속 회전 전단형 교반기에서는, 고속의 회전 날개와 외통 사이에 부 생성물의 응축 입자(덩어리)를 통과시킴으로써, 부 생성물의 덩어리가 분산된다. 콜로이드밀에서는, 회전하는 2개의 면 사이에, 부 생성물의 덩어리를 처리액과 함께 유입함으로써, 처리액에 전단력이 부여된다. 그리고, 처리액의 전단력에 의해, 부 생성물의 덩어리를 분산한다. 롤밀에서는, 회전하는 2 내지 3개의 롤 사이에 부 생성물의 덩어리(응축 입자)를 통과시킴으로써, 부 생성물의 덩어리가 분산된다. 고압 분사식 분산기는, 피처리 부재(37)에 있어서 부 생성물이 부착된 부위 등에, 처리액을 고압 분사한다. 이에 의해, 처리액과 피처리 부재(배관)(37)의 충돌에 의해, 부 생성물의 덩어리가 분산된다. 초음파 분산기는, 처리액에 초음파 진동을 발생시켜, 발생한 초음파 진동에 의해 부 생성물의 덩어리를 분산한다. 비즈 밀은, 매체로서 비즈(구체)를 사용하여, 부 생성물의 덩어리를 분산한다. 이때, 비즈에 운동이 부여되고, 비즈 간의 충돌 등에 의해, 부 생성물의 덩어리가 분산된다. 균질기는, 처리액에 고압력을 인가하여, 처리액 중에 호모 밸브를 발생시킨다. 그리고, 발생한 호모 밸브가 피처리 부재(배관)(37)의 내부 등을 통과함으로써, 부 생성물의 덩어리가 균일하게 분산된다.
교반 기구(32)로서는, 펌프 및 회전 스프링 중 어느 것을 사용할 수 있다. 펌프는, 처리 조(25)의 처리액 중에 있어서, 처리액의 흐름을 형성함으로써, 처리액을 교반한다. 회전 스프링은, 처리액 중에 있어서 회전함으로써, 처리액을 교반한다. 또한, 분산 기구(31)로서 사용되는 전술한 기기 중 어느 것을, 교반 기구(32)로서도 사용할 수 있다. 이 경우, 전술한 기기는, 부 생성물의 덩어리 분산에 부수되게 하여, 처리액을 교반한다.
액 순환 기구(33)로서는, 펌프를 사용할 수 있다. 도 2의 일례에서는, 처리 조(25)의 외부에 형성되는 순환 라인(46)에, 펌프 등의 액 순환 기구(33)가 마련된다. 이 경우, 액 순환 기구(33)는, 처리 조(25)의 내부 및 순환 라인(46)을 순환하는 처리액의 흐름을, 강제적으로 형성한다. 처리 조(25)에 있어서 처리액이 순환하는 흐름이 형성됨으로써, 처리액이 교반된다. 따라서, 액 순환 기구(33)로서 사용되는 펌프 등은, 교반 기구(32)로서도 사용된다. 또한, 순환 라인(46)은, 하나 이상의 배관(파이프)으로부터 형성되고, 전술한 공급 라인(41) 및 후술하는 액 배출 라인(47)과는 별도 마련된다. 또한, 어떤 실시예에서는, 처리 조(25)의 외부의 순환 라인(46) 등이 마련되지 않고, 액 순환 기구(33)는, 처리 조(25)의 내부에서만 처리액이 순환하는 흐름을, 강제적으로 형성한다.
제어부(21)는, 분산 기구(31), 교반 기구(32) 및 액 순환 기구(33)의 각각의 작동을 제어한다. 어떤 실시예에서는, 제어부(21)는, 유저 인터페이스 등의 조작 장치(도시 생략)에서의 작업자의 조작에 기초하여, 분산 기구(31), 교반 기구(32) 및 액 순환 기구(33)의 각각을 작동시킨다. 그리고, 분산 기구(31)의 작동에 의해, 부 생성물의 덩어리가 분산되어, 교반 기구(32)의 작동에 의해, 처리액이 교반되고, 액 순환 기구(33)의 작동에 의해, 처리액이 순환하는 흐름이 형성된다. 또한, 다른 어떤 실시예에서는, 작업자의 조작 등에 의해, 제어부(21)를 통하지 않고, 분산 기구(31), 교반 기구(32) 및 액 순환 기구(33) 중 어느 것이, 작동되어도 된다.
또한, 다른 어떤 실시예에서는, 제어부(21)는, 센서(28)에서의 검지 결과에 기초하여, 분산 기구(31), 교반 기구(32) 및 액 순환 기구(33)의 각각의 작동을 제어해도 된다. 이 실시예에서는, 예를 들어 센서(28)에서의 검지 결과에 기초하여 부 생성물의 무해화의 진행 속도가 느리다고 판단한 경우 등에, 제어부(21)는, 분산 기구(31), 교반 기구(32) 및 액 순환 기구(33) 중 어느 것을 작동시킨다. 이에 의해, 부 생성물의 무해화를 촉진시킨다.
액 배출 기구(35)는, 처리 조(25)에 있어서 부 생성물과 반응한 처리액을, 처리 조(25)로부터 배출한다. 또한, 폐액 탱크(36)에는, 처리 조(25)로부터 배출된 처리액이 모인다. 액 배출 기구(35)는, 액 배출 라인(47)과, 밸브(48)를 구비한다. 액 배출 라인(47)은, 예를 들어 하나 이상의 배관(파이프)으로부터 형성된다. 본 실시 형태에서는, 처리 조(25)는, 액 배출 라인(47)을 통해, 폐액 탱크(36)에 접속된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 밸브(48)의 작동이, 제어부(21)에 의해 제어되고, 제어부(21)에 의해, 밸브(48)의 각각의 개폐를 전환할 수 있다.
밸브(48)가 닫힌 상태에서는, 처리 조(25)로부터 처리액이 배출되지 않는다. 밸브(48)가 열림으로써, 처리 조(25)로부터 액 배출 라인(47)을 통해서, 폐액 탱크(36)에 처리액이 배출된다. 어떤 실시예에서는, 제어부(21)는, 유저 인터페이스 등의 조작 장치(도시 생략)에서의 작업자의 조작에 기초하여, 밸브(48)의 각각의 개폐를 전환한다. 이 경우, 부 생성물의 무해화 처리가 처리 조(25)에서 행하여지고 있을 때에는, 밸브(48)는 닫힌다. 그리고, 무해화 처리가 완료되면, 작업자의 조작에 기초하여, 제어부(21)는, 밸브를 열어, 처리 조(25)로부터 처리액을 배출한다. 여기서, 밸브(48)의 개폐의 전환은, 제어부(21)에 의해 행하여질 필요는 없고, 다른 어떤 실시예에서는, 밸브(48)의 개폐 전환이, 작업자에 의해, 제어부(21)를 통하지 않고, 행하여져도 된다.
또한, 다른 어떤 실시예에서는, 제어부(21)는, 센서(28)에서의 검지 결과에 기초하여, 밸브(48)의 개폐를 전환해도 된다. 이 실시예에서는, 예를 들어 센서(28)에서의 검지 결과에 기초하여 부 생성물이 적절하게 무해화되었다고 판단한 경우에, 제어부(21)는, 밸브(48)을 열어, 처리액을 처리 조(25)로부터 배출한다.
또한, 본 실시 형태에서는, 처리 조(25)로부터 처리액이 배출되면, 밸브(48)를 닫는다. 그리고, 밸브(42)를 열어, 처리 조(25)로 세정수를 공급한다. 그리고, 세정수에 의해, 피처리 부재(37)를 세정한다.
전술한 바와 같이 본 실시 형태의 처리 장치(20) 및 그 처리 장치(20)를 사용한 처리 방법에 의해, 규소 및 할로겐 원소를 포함하는 가스와 기판의 반응에 있어서 발생한 부 생성물이, 처리 조(25)에 있어서 안전하게 무해화된다. 또한, 처리액과 부 생성물의 반응에 의해 발생한 가스(수소)가, 배기 기구(27)에 의해, 적절하게 배기된다. 또한, 처리 조(25)에서의 처리액과 부 생성물의 반응의 진행 상황에 관한 파라미터가 센서(28)에 의해 검지되기 때문에, 센서(28)에서의 검지 결과에 기초하여, 부 생성물의 무해화의 진행 상황을 적절하게 판단 가능하게 된다. 또한, 부 생성물의 무해화와 병행하여, 분산 기구(31), 교반 기구(32) 및 액 순환 기구(33) 중 어느 것을 작동함으로써, 부 생성물과 처리액의 반응이 촉진되어, 부 생성물의 무해화가 촉진된다.
(변형예)
또한, 처리 장치(20)에는, 전술한 센서(28)는, 반드시 마련될 필요는 없다. 또한, 처리 장치(20)에는, 분산 기구(31), 교반 기구(32) 및 액 순환 기구(33)의 모두가 마련될 필요는 없고, 어떤 변형예에서는, 분산 기구(31), 교반 기구(32) 및 액 순환 기구(33) 중 어느 하나 또는 둘만이, 처리 장치(20)에 마련되어도 된다. 또한, 다른 어떤 변형예에서는, 분산 기구(31), 교반 기구(32) 및 액 순환 기구(33)의 어느 것도, 처리 장치(20)에 마련되지 않아도 된다.
또한, 상술한 실시 형태 등에서는, 공급 기구(26)의 공급 라인(41)의 일부가, 세정수의 공급용 및 처리액의 공급용으로서 공용되지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 어떤 변형예에서는, 처리액 탱크(23)로부터 처리 조(25)까지의 처리액의 공급 라인의 전체가, 세정수 탱크(22)로부터 처리 조(25)까지의 세정수의 공급 라인에 대하여, 독립하여 형성되어도 된다.
또한, 어떤 변형예에서는, 공급 라인(41)이 처리 조(25)에 접속되어 있지 않아도 된다. 이 경우, 예를 들어 공급 기구(26)는, 수도꼭지와 마찬가지의 꼭지를 구비한다. 그리고, 처리 조(25)를 꼭지의 근방에 배치한 상태에서, 꼭지의 마개를 개방함으로써, 처리액을 처리 조(25)에 주입한다. 이에 의해, 처리 조(25)에 처리액이 공급되어, 처리 조(25)에 처리액이 저류된다. 또한, 어떤 변형예에서는, 공급 기구(26)에, 2개의 꼭지가 마련된다. 그리고, 꼭지의 한쪽 마개를 열어서, 처리액을 처리 조(25)에 주입한다. 또한, 꼭지의 다른 쪽 마개를 열어서, 세정수를 처리 조(25)에 주입한다.
또한, 어떤 변형예에서는, 공급 라인(41)이 마련되지 않고, 처리액 탱크(23)로서, 운반 가능한 탱크가 사용되어도 된다. 이 경우, 작업자에 의해, 처리액 탱크(23)로부터 처리 조(25)로, 직접적으로 처리액이 주입되어, 처리 조(25)에 처리액이 저류된다. 이때, 깔때기 등을 사용하여, 처리 조(25)에 처리액이 주입되어도 된다. 또한, 세정수 탱크(22)로서도, 운반 가능한 탱크가 사용되어도 된다. 이 경우, 작업자에 의해, 세정수 탱크(22)로부터 처리 조(25)로, 직접적으로 처리액이 주입된다.
또한, 어떤 변형예에서는, 부 생성물의 무해화 처리에 있어서, 먼저, 고농도의 처리액이 처리 조(25)에 공급되어도 된다. 이 경우, 고농도의 처리액이 처리 조(25)에 어느 정도 저류된 후에, 처리 조(25)에 물을 공급하여, 공급된 물에 의해, 처리액을 희석한다. 이에 의해, 부 생성물의 무해화에 적합한 농도의 처리액이, 처리 조(25)에 저류된다. 또한, 어떤 변형예에서는, 부 생성물의 무해화 처리에 있어서, 먼저, 물이 처리 조(25)에 공급되어도 된다. 이 경우, 처리 조(25)에 물만이 저류된 상태에서, 피처리 부재(37)를 처리 조에 투입한 후, 전술한 무기 염기 중 어느 하나 및/또는 상술한 유기 염기 중 어느 것을 물에 첨가한다. 이에 의해, 염기성의 처리액이, 처리 조(25)에 저류된다. 또한, 어떤 변형예에서는, 처리 조(25)에 피처리 부재(37)를 투입한 후에, 먼저, 물을 처리 조(25)에 공급해도 된다. 이 경우도, 처리 조(25)에 물이 저류된 후에, 전술한 무기 염기 중 어느 하나 및/또는 상술한 유기 염기 중 어느 하나를 물에 첨가한다. 이에 의해, 염기성의 처리액이, 처리 조(25)에 저류된다.
또한, 상술한 실시 형태 등에서는, 액 배출 기구(35)에 액 배출 라인(47)이 마련되어 있지만, 액 배출 라인(47)은, 반드시 마련될 필요는 없다. 어떤 변형예에서는, 액 배출 기구(35)에 액 배출 라인(47)이 마련되지 않고, 액 배출 기구(35)는, 처리 조(25)에 설치되는 밸브를 구비해도 된다. 이 경우, 부 생성물과 반응한 처리액을 처리 조(25)로부터 배출할 때에는, 밸브를 열어, 밸브로부터 처리 조(25)의 외부로 처리액을 분출한다. 그리고, 밸브로부터 배출되는 처리액을 폐액 탱크(36)에서 받음으로써, 폐액 탱크(36)에 처리액이 회수된다.
이들 적어도 하나의 실시 형태 또는 실시예의 처리 장치 및 처리 방법에 의하면, 염기성의 수용액을 포함하는 처리액에 의해, 처리 조에 있어서 부 생성물을 처리한다. 또한, 처리액과 부 생성물의 반응에 의해 발생한 가스는, 처리 조로부터 배기된다. 이에 의해, 규소 및 할로겐 원소를 포함하는 원료 물질의 반응, 또는, 규소를 포함하는 원료 물질과 할로겐 원소를 포함하는 원료 물질의 반응에 있어서 발생한 부 생성물을 안전하게 처리하는 처리 장치 및 처리 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시 형태를 설명했지만, 이들 실시 형태는, 예로서 제시한 것이고, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 신규의 실시 형태는, 그 밖의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시 형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함됨과 함께, 특허 청구 범위에 기재된 발명과 그 균등의 범위에 포함된다.
Claims (8)
- 규소 및 할로겐 원소를 포함하는 화합물인 원료 물질의 반응, 또는, 규소를 포함하는 원료 물질과 할로겐 원소를 포함하는 원료 물질의 반응에 있어서 발생한 부 생성물에 대하여 처리를 행하는 처리 장치이며,
염기성의 수용액을 포함하는 처리액이 저액되는 처리액 탱크와,
상기 부 생성물을 포함하는 피처리 부재가 투입되는 처리 조와,
상기 처리액 탱크로부터 상기 처리 조에 상기 처리액을 공급하고, 공급한 상기 처리액에 의해 상기 처리 조에 있어서 상기 부 생성물을 처리하는 공급 기구와,
상기 처리액과 상기 부 생성물의 반응에 의해 발생한 가스를, 상기 처리 조로부터 배기하는 배기 기구와,
상기 처리 조에 있어서, 상기 공급 기구로부터 공급된 상기 처리액의 액 중에서, 상기 피처리 부재를 소정의 자세로 유지하고, 상기 처리액의 액면이 위치하는 측을 상기 피처리 부재의 배관의 개구가 향하는 상태에서, 상기 피처리 부재를 유지하는 지그를
구비하는, 처리 장치. - 제1항에 있어서, 상기 처리 조에서의 상기 처리액과 상기 부 생성물의 상기 반응의 진행에 따라 변화하는 특정 파라미터를 검지하는 센서를 더 구비하는, 처리 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 처리 조의 상기 처리액 중에 있어서, 상기 부 생성물의 덩어리를 분산시키는 분산 기구,
상기 처리 조에 있어서 상기 처리액을 교반하는 교반 기구, 및
상기 처리 조에 있어서 상기 처리액이 순환하는 흐름을 형성하는 액 순환 기구의
하나 이상을 더 구비하는, 처리 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 처리 조에 있어서 상기 부 생성물과 반응한 상기 처리액을, 상기 처리 조로부터 배출하는 액 배출 기구를 더 구비하는, 처리 장치.
- 규소 및 할로겐 원소를 포함하는 화합물인 원료 물질의 반응, 또는, 규소를 포함하는 원료 물질과 할로겐 원소를 포함하는 원료 물질의 반응에 있어서 발생한 부 생성물에 대하여 행하여지는 처리 방법이며,
상기 부 생성물을 포함하는 피처리 부재를 처리 조에 투입하는 것과,
염기성의 수용액을 포함하는 처리액을 상기 처리 조에 저류하는 것과,
상기 처리 조에 있어서, 저류된 상기 처리액의 액 중에서, 상기 피처리 부재를 소정의 자세로 유지하는 것이며, 상기 처리액의 액면이 위치하는 측을 상기 피처리 부재의 배관의 개구가 향하는 상태로, 상기 피처리 부재를 유지하는 것과,
저류된 상기 처리액에 의해, 상기 처리 조에 있어서 상기 부 생성물을 처리하는 것과, 상기 처리액과 상기 부 생성물의 반응에 의해 발생한 가스를, 상기 처리 조로부터 배기하는 것을
구비하는, 처리 방법. - 제5항에 있어서, 상기 처리 조에서의 상기 처리액과 상기 부 생성물의 상기 반응의 진행에 따라 변화하는 특정 파라미터를 검지하여, 상기 파라미터의 검지 결과에 기초하여 상기 부 생성물의 처리의 진행 상황을 판단하는 것을 더 구비하는, 처리 방법.
- 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 처리액에 의한 상기 부 생성물의 무해화와 병행하여,
상기 처리 조의 상기 처리액 중에 있어서, 상기 부 생성물의 덩어리를 분산시키는 것,
상기 처리 조에 있어서 상기 처리액을 교반하는 것, 및
상기 처리 조에 있어서 상기 처리액이 순환하는 흐름을 형성하는 것의
하나 이상을 실행하는 것을 더 구비하는, 처리 방법. - 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 처리 조에 있어서 상기 부 생성물과 반응한 상기 처리액을, 상기 처리 조로부터 배출하는 것을 더 구비하는, 처리 방법.
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