JP2005218911A - Exhaust gas treatment method and exhaust gas treatment apparatus - Google Patents

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一生 小菅
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To simply treat exhaust gas from a semiconductor manufacturing device. <P>SOLUTION: The gas containing a halogen element and hydrogen is mixed with the gas to be treated discharged from the semiconductor manufacturing device and the obtained mixture gas is heated. Thereby, the exhaust gas can be efficiently treated at a heating temperature accomplishable using a simple device such as an electric heater without providing a large scale facility. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、半導体製造装置から排出されるガスの処理に関する。   The present invention relates to processing of gas discharged from a semiconductor manufacturing apparatus.

半導体製造装置では、デポジション、エッチング、クリーニングの処理を行うためにチャンバー内に導入されたガスの一部または全てが未反応のまま排出される場合がある。   In a semiconductor manufacturing apparatus, a part or all of gas introduced into a chamber for performing deposition, etching, and cleaning may be discharged without being reacted.

例えば、Ｃ−Ｆ結合を有するガスが未反応のまま半導体製造装置から排出される場合がある。Ｃ−Ｆ結合を有するガスは、主に半導体製造装置のクリーニングやエッチング工程に使用される。そのようなガスの例として、パーフルオロカーボン（ＰＦＣ）やハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）が挙げられる。   For example, a gas having a C—F bond may be discharged from a semiconductor manufacturing apparatus without being reacted. A gas having a C—F bond is mainly used in a cleaning or etching process of a semiconductor manufacturing apparatus. Examples of such a gas include perfluorocarbon (PFC) and hydrofluorocarbon (HFC).

これらのガスについて、近年、地球温暖化を防止する観点から、大気中への排出の規制が検討されている。ＰＦＣ、とくにＣＦ４はＣとＦの結合エネルギーが強く安定なため温暖化効果が高く、大気中に排出せずに分解又は回収することが重要となる。しかしこれらのガス、特にＣＦ４は分解が難しく、十分に加熱分解する場合は１７００℃程度の高温が必要となるため、Ｃａと反応させて固体のＣａＦ２として処理装置内に蓄積し、一定量蓄積されたら取り出し回収する方法が一般的である。ＣＦ４処理方法の例は、下記の特許文献１に開示されている。 In recent years, regulations on the emission of these gases into the atmosphere have been studied from the viewpoint of preventing global warming. PFC, particularly CF 4, has a strong warming effect due to the strong and stable binding energy of C and F, and it is important to decompose or recover without discharging into the atmosphere. However, these gases, especially CF 4, are difficult to decompose, and when sufficiently decomposed by heating, a high temperature of about 1700 ° C. is required. Therefore, they react with Ca and accumulate in the processing apparatus as solid CaF 2 , and a certain amount A method of taking out and collecting the accumulated material is common. An example of the CF 4 processing method is disclosed in Patent Document 1 below.

また、水素を有する珪素化合物を含有するガスが未反応のまま半導体製造装置から排出される場合もある。このガスは、主に半導体製造装置に於けるデポジション（成膜）工程に使用される。そのようなガスの例として、ＳｉＨ４、ＴＥＯＳ{(Ｓｉ(ＯＣ２Ｈ５)４}、トリメチルシラン{(ＣＨ３)３ＳｉＨ}が挙げられる。 In addition, a gas containing a silicon compound having hydrogen may be discharged from the semiconductor manufacturing apparatus without being reacted. This gas is mainly used in a deposition (film formation) process in a semiconductor manufacturing apparatus. Examples of such gases include SiH 4 , TEOS {(Si (OC 2 H 5 ) 4 }, and trimethylsilane {(CH 3 ) 3 SiH}.

これらの珪素化合物含有ガスは有毒性や可燃性を有しているため、大気中への排出が規制されており、したがって種々の処理が施されている。例えば、ＳｉＯ２膜を成膜するためにＳｉＨ４ガスがＮ２Ｏ等の酸化剤と共にチャンバーに供給される場合、現在一般に実施されている熱による処理方法は、チャンバーからの排ガスを高温下に於いて空気（酸素）で燃やしてＳｉＯ２の粉にし安定化する。この粉を取り除くともに、過剰に加熱された排ガス処理装置および排気配管を冷却するため、例えば、反応室内に大量の空気を吹き込んでＳｉＯ２の粉を吹き飛ばし同時に冷却を行う方法や、水でＳｉＯ２の粉を流し、あわせて冷却を行う方法が使用されている。しかし、これらの方法はいずれも、空気供給配管、排気配管、排水配管、排水処理など各種大掛かりな設備を必要とする。なお、デポジションガスの処理方法の例は、下記の特許文献２に開示されている。
特許第２７５５４７１号 特開平１０−１６９９５９号公報 Since these silicon compound-containing gases are toxic and flammable, their emission into the atmosphere is restricted, and therefore various treatments are performed. For example, when SiH 4 gas is supplied to a chamber together with an oxidant such as N 2 O in order to form a SiO 2 film, a heat treatment method that is currently generally used is that exhaust gas from the chamber is kept at a high temperature. Then, it is burned with air (oxygen) and stabilized to SiO 2 powder. In order to remove the powder and cool the excessively heated exhaust gas treatment device and the exhaust pipe, for example, a method of blowing a large amount of air into the reaction chamber to blow off the SiO 2 powder and simultaneously cooling it, or using SiO 2 with water A method is used in which the powder is poured and cooled together. However, all of these methods require various large-scale facilities such as air supply piping, exhaust piping, drainage piping, and wastewater treatment. An example of a deposition gas treatment method is disclosed in Patent Document 2 below.
Japanese Patent No. 2755471 Japanese Patent Laid-Open No. 10-169959

本発明は、半導体製造装置からの排ガスを簡便に処理できる方法及び装置を提供する。   The present invention provides a method and an apparatus capable of easily treating exhaust gas from a semiconductor manufacturing apparatus.

一つの側面において、本発明は排ガス処理方法に関する。この方法は、半導体製造装置から排出される被処理ガスに所定の添加ガスを混合して加熱する。添加ガスには、ハロゲン元素及び水素が含まれている。   In one aspect, the present invention relates to an exhaust gas treatment method. In this method, a predetermined additive gas is mixed with the gas to be processed discharged from the semiconductor manufacturing apparatus and heated. The additive gas contains a halogen element and hydrogen.

添加ガスは炭素を含まないことが好ましい。炭素が含まれていると、加熱によって単体の炭素が生成され、被処理ガスと添加ガスとの混合ガスを収容する装置（反応管等）の内壁に炭素が付着する可能性がある。その場合、一定期間毎に処理を停止し、付着した炭素を取り除く必要が生じる。   The additive gas preferably does not contain carbon. If carbon is contained, single carbon is generated by heating, and carbon may adhere to the inner wall of an apparatus (such as a reaction tube) that contains a mixed gas of the gas to be treated and the additive gas. In that case, it is necessary to stop the treatment at regular intervals and remove the attached carbon.

添加ガスとしては、特にＨＣｌガスが好ましい。ＨＣｌガスは安価で扱いが容易であり、特に不燃性であるため高温環境下でも安全である。したがってＨＣｌは本発明の排ガス処理方法に非常に適している。   As the additive gas, HCl gas is particularly preferable. HCl gas is cheap and easy to handle, and is particularly non-flammable, so it is safe even in high temperature environments. Therefore, HCl is very suitable for the exhaust gas treatment method of the present invention.

被処理ガスがフッ素化合物、又は水素を有する珪素化合物を含んでいる場合に本発明は特に有効である。   The present invention is particularly effective when the gas to be treated contains a fluorine compound or a silicon compound containing hydrogen.

フッ素化合物は半導体製造プロセスでのエッチング工程に用いられる。このようなフッ素化合物としては、ＣＦ４等のパーフルオロカーボン（ＰＦＣ）や、ハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）など、Ｃ−Ｆ結合を有する化合物や、ＮＦ３、ＳＦ６等が代表的である。本発明はこれらのフッ素化合物のいずれを含有する被処理ガスに対しても有効である。 The fluorine compound is used in an etching process in a semiconductor manufacturing process. As such a fluorine compound, a compound having a C—F bond such as perfluorocarbon (PFC) such as CF 4 or hydrofluorocarbon (HFC), NF 3 , SF 6 or the like is typical. The present invention is effective for a gas to be treated containing any of these fluorine compounds.

水素を有する珪素化合物は、半導体製造プロセスでのデポジション（成膜）工程に用いられる。このような珪素化合物としては、ＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６、ＴＥＯＳ{(Ｓｉ(ＯＣ２Ｈ５)４},トリメチルシラン{(ＣＨ３)３ＳｉＨ}などが代表的である。本発明はこれらの珪素化合物のいずれを含有する被処理ガスに対しても有効である。 A silicon compound containing hydrogen is used in a deposition (film formation) step in a semiconductor manufacturing process. Typical examples of such silicon compounds include SiH 4 , Si 2 H 6 , TEOS {(Si (OC 2 H 5 ) 4 }, trimethylsilane {(CH 3 ) 3 SiH}, etc. It is also effective for a gas to be treated containing any of the above silicon compounds.

被処理ガスがフッ素化合物を含んでいる場合、加熱によって被処理ガス及び添加ガス中の元素が個々に解離すると、被処理ガスから解離したＦは、添加ガスから解離したＨと優先的に結合する。これにより、ＨＦが生成される。これは、Ｈ−Ｆ結合の結合エネルギーが極めて高く、安定なためである。したがって、ＨＦが再び分解して元の結合に戻る可能性は低い。ＨＦであればスクラバの水に溶解させて回収することができる。このようにして効率よく被処理ガスが分解される。また、フッ素化合物のフッ素と結びついていた元素（例えばＣＦ４であればＣ）は、添加ガスから解離したハロゲン元素と結合し、それによってハロゲン化物が生成される。ハロゲン化物は、スクラバにて液体又は固体として回収できる。 When the gas to be treated contains a fluorine compound, when the elements in the gas to be treated and the additive gas are individually dissociated by heating, F dissociated from the gas to be treated is preferentially combined with H dissociated from the additive gas. . Thereby, HF is generated. This is because the bond energy of the HF bond is extremely high and stable. Therefore, it is unlikely that HF will decompose again and return to the original bond. HF can be recovered by dissolving in scrubber water. In this way, the gas to be treated is efficiently decomposed. In addition, an element (for example, C in the case of CF 4 ) that has been combined with fluorine of the fluorine compound is combined with a halogen element dissociated from the additive gas, thereby generating a halide. The halide can be recovered as a liquid or solid in a scrubber.

被処理ガスに含まれるフッ素化合物は、Ｃ−Ｆ結合を有していてもよい。Ｃ−Ｆ結合を有するフッ素化合物は一般に分解が難しく、特にＣＦ４は極めて安定である。しかし、本発明はそのようなＣ−Ｆ結合を有するフッ素化合物をも簡素な設備を用いて分解・回収することができる。 The fluorine compound contained in the gas to be treated may have a C—F bond. Fluorine compounds having a C—F bond are generally difficult to decompose, and CF 4 is particularly stable. However, in the present invention, such a fluorine compound having a C—F bond can be decomposed and recovered using simple equipment.

被処理ガスがＣ−Ｆ結合を有するフッ素化合物を含む場合、添加ガスから解離したハロゲン元素とフッ素化合物から解離したＣとが結合することにより化合物（例えばＣＣｌ４）が生成される。これにより、Ｃ単体の存在割合が極めて低くなるため、加熱が行われる設備（反応管等）の内壁にカーボンが付着することを防ぐことができる。 When the gas to be treated includes a fluorine compound having a C—F bond, a halogen element dissociated from the additive gas and C dissociated from the fluorine compound are combined to generate a compound (for example, CCl 4 ). Thereby, since the existence ratio of C simple substance becomes very low, it can prevent that carbon adheres to the inner wall of the equipment (reaction tube etc.) where heating is performed.

一方、被処理ガスが水素を有する珪素化合物を含み、添加ガスがハロゲン元素としてＣｌを含んでいる場合、加熱によって被処理ガス及び添加ガス中の元素が個々に解離すると、被処理ガスから解離したＳｉは、添加ガスから解離したＣｌと優先的に結合する。これにより、Ｓｉ−Ｃｌ結合を有する化合物、例えばＳｉＣｌｘ（ｘ＝１〜４）が生成される。これはＳｉ−Ｃｌ結合のエネルギーがＳｉ−Ｈ結合のエネルギーより遥かに高いからである。したがって、Ｓｉ−Ｃｌ結合を有する化合物がＳｉＨ４等、水素を有する珪素化合物に再び戻る可能性は低い。ＳｉＣｌｘはハロゲン化物質でありスクラバにて回収できる。 On the other hand, when the gas to be treated contains a silicon compound having hydrogen and the additive gas contains Cl as a halogen element, the gas to be treated and the elements in the additive gas are dissociated individually by heating and dissociated from the gas to be treated. Si preferentially bonds with Cl dissociated from the additive gas. Thereby, a compound having an Si—Cl bond, for example, SiCl x (x = 1 to 4) is generated. This is because the energy of the Si—Cl bond is much higher than the energy of the Si—H bond. Therefore, it is unlikely that a compound having a Si—Cl bond will return to a silicon compound having hydrogen, such as SiH 4 . SiCl x is a halogenated material and can be recovered with a scrubber.

別の側面において、本発明は、排ガス処理装置に関する。この装置は、半導体製造装置から排出される被処理ガスに所定の添加ガスを混合するガス混合手段と、被処理ガス及び添加ガスをガス混合手段から受け取る反応室と、反応室の内部を加熱する手段と、を備えている。添加ガスには、ハロゲン元素及び水素が含まれている。   In another aspect, the present invention relates to an exhaust gas treatment device. This apparatus heats the inside of the reaction chamber, a gas mixing means for mixing a predetermined additive gas with the gas to be processed discharged from the semiconductor manufacturing apparatus, a reaction chamber for receiving the gas to be processed and the additive gas from the gas mixing means, and Means. The additive gas contains a halogen element and hydrogen.

本発明の排ガス処理装置は、反応室に接続されたスクラバをさらに備えていてもよい。   The exhaust gas treatment apparatus of the present invention may further include a scrubber connected to the reaction chamber.

本発明の他の排ガス処理方法は、半導体製造装置から排出される被処理ガスに所定の添加ガスを混合して加熱する。被処理ガスは、水素を有する珪素化合物を含んでいる。添加ガスはハロゲン元素を含んでいる。添加ガスは、Ｃｌ２またはＦ２が好ましい。 In another exhaust gas treatment method of the present invention, a predetermined additive gas is mixed with a gas to be treated discharged from a semiconductor manufacturing apparatus and heated. The gas to be treated contains a silicon compound having hydrogen. The additive gas contains a halogen element. The additive gas is preferably Cl 2 or F 2 .

本発明の他の排ガス処理装置は、半導体製造装置から排出される被処理ガスに所定の添加ガスを混合するガス混合手段と、被処理ガス及び添加ガスをガス混合手段から受け取る反応室と、反応室の内部を加熱する手段と、を備えている。被処理ガスは水素を有する珪素化合物を含んでいる。添加ガスはハロゲン元素を含んでいる。この排ガス処理装置は、反応室に接続されたスクラバをさらに備えていてもよい。   Another exhaust gas treatment apparatus of the present invention includes a gas mixing unit that mixes a predetermined additive gas with a gas to be processed discharged from a semiconductor manufacturing apparatus, a reaction chamber that receives the gas to be processed and the additive gas from the gas mixing unit, and a reaction Means for heating the interior of the chamber. The gas to be treated contains a silicon compound having hydrogen. The additive gas contains a halogen element. The exhaust gas treatment apparatus may further include a scrubber connected to the reaction chamber.

本発明によれば、半導体製造装置から排出されるガスを、ハロゲン元素及び水素を含むガスと混合して加熱するという簡便な手順で処理できる。   According to the present invention, the gas discharged from the semiconductor manufacturing apparatus can be processed by a simple procedure of mixing and heating a gas containing a halogen element and hydrogen.

また、被処理ガスがフッ素化合物、特に処理の難しいＣＦ４を含む場合であっても、ハロゲン元素及び水素を含む添加ガスを被処理ガスに混合することにより、１５００℃以下、例えば１２００℃程度の温度下での加熱でも被処理ガスを十分に分解できる。 Further, even when the gas to be processed contains a fluorine compound, particularly CF 4 that is difficult to process, an additive gas containing a halogen element and hydrogen is mixed with the gas to be processed, so that the temperature is 1500 ° C. or less, for example, about 1200 ° C. The gas to be treated can be sufficiently decomposed even by heating under temperature.

さらに、本発明は、被処理ガスがフッ素化合物を含有するエッチングガスやクリーニングガスであっても、水素を有する珪素化合物（ＳｉＨ４等）を含有するデポジションガスであっても、処理することができる。 Furthermore, the present invention can process even if the gas to be treated is an etching gas or a cleaning gas containing a fluorine compound, or a deposition gas containing a silicon compound containing hydrogen (SiH 4 or the like). it can.

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図１は、本実施形態の排ガス処理装置１を示す概略図である。排ガス処理装置１は、半導体製造装置３から排出される排ガス３０を処理するためのものである。排ガス処理装置１は、半導体製造装置３のガス排出口に排気ポンプ２を介して接続されている。半導体製造装置３は、例えば、ＣＶＤ装置、ドライエッチング装置、これらを組み合わせて接続・配置されたマルチチャンバー型の半導体製造装置等である。   FIG. 1 is a schematic view showing an exhaust gas treatment apparatus 1 of the present embodiment. The exhaust gas treatment device 1 is for treating the exhaust gas 30 discharged from the semiconductor manufacturing device 3. The exhaust gas treatment apparatus 1 is connected to a gas discharge port of the semiconductor manufacturing apparatus 3 via an exhaust pump 2. The semiconductor manufacturing apparatus 3 is, for example, a CVD apparatus, a dry etching apparatus, or a multi-chamber type semiconductor manufacturing apparatus that is connected and arranged in combination.

排ガス処理装置１は、反応管１０、ガス供給源１２、ポンプ１４、スクラバ１６およびヒータ１８を含んでいる。   The exhaust gas treatment apparatus 1 includes a reaction tube 10, a gas supply source 12, a pump 14, a scrubber 16, and a heater 18.

反応管１０は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）から構成されている。反応管１０の両端には、ガス流入口１０ａおよびガス排出口１０ｂが設けられている。ガス流入口１０ａには、排ガス流入管２０の一端が接続されている。排ガス流入管２０の他端は排気ポンプ２に接続されている。したがって、排ガス流入管２０には半導体製造装置３から排出された排ガス３０が流れる。 The reaction tube 10 is made of aluminum oxide (Al 2 O 3 ). A gas inlet 10a and a gas outlet 10b are provided at both ends of the reaction tube 10. One end of an exhaust gas inflow pipe 20 is connected to the gas inlet 10a. The other end of the exhaust gas inflow pipe 20 is connected to the exhaust pump 2. Therefore, the exhaust gas 30 discharged from the semiconductor manufacturing apparatus 3 flows through the exhaust gas inflow pipe 20.

排ガス流入管２０には、添加ガス供給管２１を介してガス供給源１２が接続されている。ガス供給源は、添加ガス３２を供給する。排ガス流入管２０、ガス供給管２１およびガス供給源１２は、排ガス３０に添加ガス３２を混合するための手段である。これにより、排ガス流入管２０内で排ガス３０と添加ガス３２とが混合される。ヒータ１８は反応管１０の外側面を取り囲むように配置されており、反応管１０を外側から加熱する。なおここでは加熱方法としてヒータ１８を用いた例を示しているが、火炎による加熱方法を採用してもよい。また、本実施形態では、反応管１０の内部に、温度計測用の熱電対１９が設置されている。   A gas supply source 12 is connected to the exhaust gas inflow pipe 20 via an additive gas supply pipe 21. The gas supply source supplies the additive gas 32. The exhaust gas inflow pipe 20, the gas supply pipe 21, and the gas supply source 12 are means for mixing the additive gas 32 with the exhaust gas 30. Thereby, the exhaust gas 30 and the additive gas 32 are mixed in the exhaust gas inflow pipe 20. The heater 18 is disposed so as to surround the outer surface of the reaction tube 10 and heats the reaction tube 10 from the outside. In addition, although the example using the heater 18 is shown here as a heating method, you may employ | adopt the heating method by a flame. In the present embodiment, a thermocouple 19 for temperature measurement is installed inside the reaction tube 10.

混合ガス３４は、ガス流入口１０ａを通じて反応管１０に入り、ヒータ１８によって加熱される。熱反応による生成物を含むガス３６は、ポンプ１４によってガス排出口１０ｂから排出され、スクラバ１６に送られる。   The mixed gas 34 enters the reaction tube 10 through the gas inlet 10 a and is heated by the heater 18. The gas 36 containing the product resulting from the thermal reaction is discharged from the gas discharge port 10 b by the pump 14 and sent to the scrubber 16.

反応管１０内に供給されるガスは、排ガスと添加ガスのみであり、空気（酸素）等の供給は不要である。すなわち、反応管１０内では、少なくとも意図的には空気（酸素）を混入しない状態で排ガスと添加ガスの混合ガスが加熱される。   The gas supplied into the reaction tube 10 is only exhaust gas and additive gas, and supply of air (oxygen) or the like is not necessary. That is, in the reaction tube 10, the mixed gas of the exhaust gas and the additive gas is heated in a state where at least intentionally air (oxygen) is not mixed.

以下では、排ガス処理装置１を用いて半導体製造装置３からの排ガスを処理する例を説明する。ここでは、ガス供給源１２から供給される添加ガスとして、ハロゲン化水素であるＨＣｌを用いる。他にＨＩ，ＨＢｒ等を用いてもよい。ハロゲン化水素に換えて、ハロゲン元素ガス及び水素ガスを添加ガスとしてもよいが、ハロゲン化水素は水素を有し、かつ不燃性で取り扱いも容易であるため、より好ましい。ただし、ハロゲン化水素のうちＨＦは添加ガスとして適当ではない。Ｈ−Ｆの結合エネルギーが高いため、ＨＦは安定であり、したがって加熱による分解が難しいからである。   Below, the example which processes the waste gas from the semiconductor manufacturing apparatus 3 using the waste gas processing apparatus 1 is demonstrated. Here, HCl, which is a hydrogen halide, is used as the additive gas supplied from the gas supply source 12. Alternatively, HI, HBr, etc. may be used. Instead of hydrogen halide, a halogen element gas and hydrogen gas may be added, but hydrogen halide is more preferable because it has hydrogen, is nonflammable, and is easy to handle. However, HF among the hydrogen halides is not suitable as an additive gas. This is because HF is stable because of the high binding energy of HF, and therefore it is difficult to decompose by heating.

本実施形態では、反応管１０の内圧は大気圧とし、内部温度は１４５０℃とした。反応管１０の内部温度は、好ましくは１２００℃以上である。   In this embodiment, the internal pressure of the reaction tube 10 is atmospheric pressure, and the internal temperature is 1450 ° C. The internal temperature of the reaction tube 10 is preferably 1200 ° C. or higher.

まず、半導体製造装置３より排出される排ガス３０、即ち被処理ガスにＣＦ４が含まれる場合について説明する。ＣＦ４はエッチングやクリーニングで使用されるフッ素化合物の一つである。 First, the case where CF 4 is contained in the exhaust gas 30 discharged from the semiconductor manufacturing apparatus 3, that is, the gas to be processed will be described. CF 4 is one of fluorine compounds used for etching and cleaning.

排ガス流入管２０には、ポンプ２によって半導体製造装置３から排気されたＣＦ４を含む排ガス３０と、ガス供給源１２から供給されるＨＣlガス３２とが流れ込む。これにより、排ガス３０とＨＣｌガス３２とが排ガス流入管２０内で混合され、混合ガス３４が生成される。混合ガス３４は、ガス流入口１０ａを通じて反応管１０に入り、ヒータ１８によって加熱される。 Exhaust gas 30 containing CF 4 exhausted from the semiconductor manufacturing apparatus 3 by the pump 2 and HCl gas 32 supplied from the gas supply source 12 flow into the exhaust gas inflow pipe 20. Thereby, the exhaust gas 30 and the HCl gas 32 are mixed in the exhaust gas inflow pipe 20, and the mixed gas 34 is produced | generated. The mixed gas 34 enters the reaction tube 10 through the gas inlet 10 a and is heated by the heater 18.

混合ガス３４は、ヒータ１８によって与えられた熱エネルギーにより励起される。これに応じて、ＣＦ４のＣ−Ｆ結合はＨＣｌによって水素化され、より高い結合エネルギーのＨ−Ｆ結合を有するＨＦになり安定化する。一方、ＣＣｌ、ＣＨなど、他の結合を有する物質も生成されるが、これらの結合は不安定である。 The mixed gas 34 is excited by the thermal energy provided by the heater 18. In response, the CF 4 CF bond is hydrogenated by HCl to become HF with higher bond energy HF bonds and is stabilized. On the other hand, substances having other bonds such as CCl and CH are also produced, but these bonds are unstable.

一般に、半導体製造装置３から排出される排ガスは窒素ガスで希釈されており、その中に含まれるＣＦ４の濃度は１％程度と低い。ＨＦ以外の不安定な結合を有する物質は、不安定ゆえに反応管１０の内壁に付着しやすい性質を持つが、窒素の割合が高いため、ほとんどは付着せずに窒素の流れに乗って下流に流される。 In general, the exhaust gas discharged from the semiconductor manufacturing apparatus 3 is diluted with nitrogen gas, and the concentration of CF 4 contained therein is as low as about 1%. Substances having unstable bonds other than HF have the property of being easily attached to the inner wall of the reaction tube 10 due to instability, but since the ratio of nitrogen is high, most of them do not adhere and ride on the flow of nitrogen downstream. Washed away.

下流のスクラバ１６では、流れてきたガスに対しシャワー状に水が掛けられる。その結果ＨＦ等の水に溶ける物質は水に溶け、水に溶けない物質もほぼ全て液体または固体として水中に混在する。その結果、スクラバ１６からこの水を取り出すことにより、ＣＦ４の分解により生じたＨＦおよび他の物質が水とともに回収される。 In the downstream scrubber 16, water is poured in a shower-like manner against the flowing gas. As a result, substances that are soluble in water, such as HF, are soluble in water, and almost all substances that are not soluble in water are mixed in water as liquids or solids. As a result, by removing this water from the scrubber 16, HF and other substances generated by the decomposition of CF 4 are recovered together with the water.

次に、半導体製造装置３より排出される排ガス３０、即ち被処理ガスにＳｉＨ４が含まれる場合について説明する。ＳｉＨ４は、デポジションで使用される、水素を有する珪素化合物の一つである。ＳｉＨ４は毒性、可燃性を有しているため、大気への排出は規制されている。 Next, the case where SiH 4 is contained in the exhaust gas 30 discharged from the semiconductor manufacturing apparatus 3, that is, the gas to be processed will be described. SiH 4 is one of silicon compounds having hydrogen used for deposition. Since SiH 4 is toxic and flammable, its emission into the atmosphere is regulated.

排ガス流入管２０には、ポンプ２によって半導体製造装置３から排気されたＳｉＨ４を含む排ガス３０と、ガス供給源１２から供給されるＨＣｌガス３２とが流れ込む。これにより、排ガス３０とＨＣｌガス３２とが排ガス流入管２０内で混合され、混合ガス３４が生成される。混合ガス３４は、ガス流入口１０ａを通じて反応管１０に入り、ヒータ１８によって加熱される。 Exhaust gas 30 containing SiH 4 exhausted from the semiconductor manufacturing apparatus 3 by the pump 2 and HCl gas 32 supplied from the gas supply source 12 flow into the exhaust gas inflow pipe 20. Thereby, the exhaust gas 30 and the HCl gas 32 are mixed in the exhaust gas inflow pipe 20, and the mixed gas 34 is produced | generated. The mixed gas 34 enters the reaction tube 10 through the gas inlet 10 a and is heated by the heater 18.

混合ガス３４は、ヒータ１８によって与えられた熱エネルギーにより励起される。これに応じて、ＳｉＨ４中のＳｉがハロゲン元素であるＣｌと反応して、より高い結合エネルギーのＳｉ−Ｃｌ結合を有する化合物（ＳｉＣｌ４等）となり安定化する。また、ＳｉＨ４中のＨ同士が結合して、より高い結合エネルギーのＨ−Ｈ結合を有する物質（Ｈ２）になり安定化する。一方、他の結合を有する物質も生成されるがこれらの結合は不安定である。 The mixed gas 34 is excited by the thermal energy provided by the heater 18. In response to this, Si in SiH 4 reacts with Cl, which is a halogen element, to become a compound (SiCl 4 or the like) having a Si—Cl bond with a higher bond energy and stabilized. Further, by bonding H together in SiH 4, to stabilize become substance (H 2) having a H-H bonds of higher bonding energy. On the other hand, substances having other bonds are also produced, but these bonds are unstable.

前述のように、一般に半導体製造装置３から排出される排ガスは窒素ガスで希釈されており、その中に含まれるＳｉＨ４の濃度は１％程度と低い。不安定な結合を有する物質は、不安定ゆえに反応管１０の内壁に付着しやすい性質を持つが、窒素の割合が高いため、ほとんどは付着せずに窒素の流れに乗って下流に流される。 As described above, the exhaust gas discharged from the semiconductor manufacturing apparatus 3 is generally diluted with nitrogen gas, and the concentration of SiH 4 contained therein is as low as about 1%. Substances having unstable bonds tend to adhere to the inner wall of the reaction tube 10 due to instability, but since the ratio of nitrogen is high, most of them do not adhere and flow downstream through the flow of nitrogen.

下流のスクラバ１６では、流れてきたガスに対しシャワー状に水が掛けられる。その結果、水に溶ける物質は水に溶け、水に溶けない物質もほぼ全て液体又は固体として水中に混在する。ここではＳｉＣｌｘはＳｉＯ２とＨＣｌになり、ＳｉＯ２は固体として水中に混在し、ＨＣｌは水に溶解する。その結果、スクラバ１６からこの水を取り出すことにより、ＳｉＨ４の分解により生じた物質が水とともに回収される。なおＨ２はスクラバでは回収されずそのまま大気へ放出される。 In the downstream scrubber 16, water is poured in a shower-like manner against the flowing gas. As a result, substances that are soluble in water are soluble in water, and almost all substances that are not soluble in water are mixed in water as liquids or solids. Here, SiCl x becomes SiO 2 and HCl, SiO 2 is mixed in water as a solid, and HCl is dissolved in water. As a result, by taking out this water from the scrubber 16, the substance produced by the decomposition of SiH 4 is recovered together with the water. H 2 is not recovered by the scrubber but is released to the atmosphere as it is.

また、ＳｉＨ４等の水素を有する珪素化合物に加えＮ２Ｏ、Ｏ２、Ｏ３等の酸化剤をチャンバー内へ導入する場合や、ＴＥＯＳ等の有機シランの如く珪素化合物自体が酸素を有している場合は、排ガス中に酸素が含まれる。この酸素は上記の反応管１０内における加熱により、排ガス３０中の珪素化合物や添加ガス３２に含まれる水素と結合し、無害なＨ２Ｏに変わる。 In addition, when introducing an oxidizing agent such as N 2 O, O 2 , O 3 in addition to a silicon compound having hydrogen such as SiH 4 into the chamber, the silicon compound itself has oxygen such as an organic silane such as TEOS. If so, oxygen is contained in the exhaust gas. This oxygen is combined with the silicon compound in the exhaust gas 30 and hydrogen contained in the additive gas 32 by heating in the reaction tube 10 described above, and turns into harmless H 2 O.

このように、本発明により、大掛かりな設備を設けることなく、電気ヒータ等の簡素な装置を用いて達成可能な加熱温度のもとで効率的に排ガスを処理できる。   Thus, according to the present invention, exhaust gas can be efficiently treated under a heating temperature that can be achieved using a simple device such as an electric heater without providing a large-scale facility.

また、排ガスに含まれる未反応ガスが、エッチングガスやクリーニングガスとして使用されるフッ素化合物でも、デポジションガスとして使用される、水素を有する珪素化合物でも、あるいは双方が混在していても、ハロゲン元素及び水素を含む添加ガスを排ガスと混合し加熱することによって排ガスを処理することができる。   In addition, the unreacted gas contained in the exhaust gas may be a fluorine compound used as an etching gas or a cleaning gas, a silicon compound containing hydrogen used as a deposition gas, or a mixture of both. Further, the exhaust gas can be treated by mixing and heating the additive gas containing hydrogen and the exhaust gas.

なお、被処理ガスが、水素を有する珪素化合物を含み、フッ素化合物を含まないのであれば、被処理ガスに混合される添加ガスに水素は含まれていなくてもよい。この場合、ハロゲン元素単体のガス、例えばＣｌ２、Ｆ２を被処理ガスに混合して加熱しても、被処理ガスを分解・回収して排ガス処理を行える。 Note that as long as the gas to be processed includes a silicon compound containing hydrogen and does not include a fluorine compound, the additive gas mixed with the gas to be processed may not include hydrogen. In this case, even if a gas of a halogen element alone, for example, Cl 2 or F 2 is mixed with the gas to be treated and heated, the gas to be treated can be decomposed and recovered to perform the exhaust gas treatment.

実施形態の排ガス処理装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the exhaust gas processing apparatus of embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１…排ガス処理装置、２…排気ポンプ、３…半導体製造装置、１０…反応管、１０ａ…ガス流入口、１０ｂ…ガス排出口、１２…ガス供給源、１４…ポンプ、１６…スクラバ、１９…熱電対、２０…排ガス流入管、２１…添加ガス供給管、３０…半導体製造装置からの排ガス、３２…添加ガス、３４…排ガスと添加ガスの混合ガス、３６…熱反応による生成物を含むガス。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Exhaust gas treatment apparatus, 2 ... Exhaust pump, 3 ... Semiconductor manufacturing apparatus, 10 ... Reaction tube, 10a ... Gas inlet, 10b ... Gas exhaust port, 12 ... Gas supply source, 14 ... Pump, 16 ... Scrubber, 19 ... Thermocouple, 20 ... exhaust gas inflow pipe, 21 ... addition gas supply pipe, 30 ... exhaust gas from semiconductor manufacturing apparatus, 32 ... addition gas, 34 ... mixed gas of exhaust gas and addition gas, 36 ... gas containing products by thermal reaction .

Claims (10)

半導体製造装置から排出される被処理ガスに所定の添加ガスを混合して加熱する排ガス処理方法であって、
前記添加ガスはハロゲン元素及び水素を含んでいる排ガス処理方法。 An exhaust gas treatment method in which a predetermined additive gas is mixed with a gas to be treated discharged from a semiconductor manufacturing apparatus and heated,
The exhaust gas treatment method wherein the additive gas contains a halogen element and hydrogen. 前記添加ガスはＨＣｌガスである請求項１記載の排ガス処理方法。   The exhaust gas treatment method according to claim 1, wherein the additive gas is HCl gas. 前記被処理ガスは、フッ素化合物、又は水素を有する珪素化合物を含んでいる請求項１又は２記載の排ガス処理方法。   The exhaust gas treatment method according to claim 1 or 2, wherein the gas to be treated contains a fluorine compound or a silicon compound containing hydrogen. 前記フッ素化合物がＣ−Ｆ結合を有する請求項３記載の排ガス処理方法。   The exhaust gas treatment method according to claim 3, wherein the fluorine compound has a C—F bond. 半導体製造装置から排出される被処理ガスに所定の添加ガスを混合するガス混合手段と、
前記被処理ガス及び前記添加ガスを前記ガス混合手段から受け取る反応室と、
前記反応室の内部を加熱する手段と、
を備える排ガス処理装置であって、
前記添加ガスはハロゲン元素及び水素を含んでいる排ガス処理装置。 Gas mixing means for mixing a predetermined additive gas with a gas to be processed discharged from a semiconductor manufacturing apparatus;
A reaction chamber for receiving the gas to be treated and the additive gas from the gas mixing means;
Means for heating the interior of the reaction chamber;
An exhaust gas treatment apparatus comprising:
The exhaust gas treatment apparatus, wherein the additive gas contains a halogen element and hydrogen. 前記反応室に接続されたスクラバをさらに備える請求項５記載の排ガス処理装置。   The exhaust gas treatment apparatus according to claim 5, further comprising a scrubber connected to the reaction chamber. 半導体製造装置から排出される被処理ガスに所定の添加ガスを混合して加熱する排ガス処理方法であって、
前記被処理ガスは水素を有する珪素化合物を含んでおり、
前記添加ガスはハロゲン元素を含んでいる排ガス処理方法。 An exhaust gas treatment method in which a predetermined additive gas is mixed with a gas to be treated discharged from a semiconductor manufacturing apparatus and heated,
The gas to be treated contains a silicon compound having hydrogen,
The exhaust gas treatment method wherein the additive gas contains a halogen element. 前記添加ガスはＣｌ２またはＦ２である請求項７記載の排ガス処理方法。 The exhaust gas treatment method according to claim 7, wherein the additive gas is Cl 2 or F 2 . 半導体製造装置から排出される被処理ガスに所定の添加ガスを混合するガス混合手段と、
前記被処理ガス及び前記添加ガスを前記混合手段から受け取る反応室と、
前記反応室の内部を加熱する手段と、
を備える排ガス処理装置であって、
前記被処理ガスは水素を有する珪素化合物を含んでおり、
前記添加ガスはハロゲン元素を含んでいる排ガス処理装置。 Gas mixing means for mixing a predetermined additive gas with a gas to be processed discharged from a semiconductor manufacturing apparatus;
A reaction chamber for receiving the gas to be treated and the additive gas from the mixing means;
Means for heating the interior of the reaction chamber;
An exhaust gas treatment apparatus comprising:
The gas to be treated contains a silicon compound having hydrogen,
The exhaust gas treatment apparatus wherein the additive gas contains a halogen element. 前記反応室に接続されたスクラバをさらに備える請求項９記載の排ガス処理装置。
The exhaust gas treatment apparatus according to claim 9, further comprising a scrubber connected to the reaction chamber.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007054720A (en) * 2005-08-23 2007-03-08 Kanken Techno Co Ltd Perfluorocarbon gas detoxifying method and detoxifying device
WO2018221021A1 (en) * 2017-05-29 2018-12-06 カンケンテクノ株式会社 Exhaust gas decompression detoxification method and device therefor
JP7021730B1 (en) * 2021-04-01 2022-02-17 カンケンテクノ株式会社 Semiconductor manufacturing exhaust gas treatment equipment
WO2022208901A1 (en) * 2021-04-01 2022-10-06 カンケンテクノ株式会社 Treatment device for semiconductor manufacturing exhaust gas

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007054720A (en) * 2005-08-23 2007-03-08 Kanken Techno Co Ltd Perfluorocarbon gas detoxifying method and detoxifying device
WO2018221021A1 (en) * 2017-05-29 2018-12-06 カンケンテクノ株式会社 Exhaust gas decompression detoxification method and device therefor
JPWO2018221021A1 (en) * 2017-05-29 2019-11-07 カンケンテクノ株式会社 Exhaust gas pressure reduction method and apparatus
JP7021730B1 (en) * 2021-04-01 2022-02-17 カンケンテクノ株式会社 Semiconductor manufacturing exhaust gas treatment equipment
WO2022208901A1 (en) * 2021-04-01 2022-10-06 カンケンテクノ株式会社 Treatment device for semiconductor manufacturing exhaust gas
WO2022208848A1 (en) * 2021-04-01 2022-10-06 カンケンテクノ株式会社 Device for treating pfc-containing exhaust gas

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