特開 2023-94696 排ガスの除害装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023094696

(43)【公開日】2023-07-06

(54)【発明の名称】排ガスの除害装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/31 20060101AFI20230629BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20230629BHJP

   C23C 16/44 20060101ALI20230629BHJP

   F23G 7/06 20060101ALI20230629BHJP

【ＦＩ】

H01L21/31 B

H01L21/302 101H

C23C16/44 E

F23G7/06 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021210146

(22)【出願日】2021-12-24

(71)【出願人】

【識別番号】000000239

【氏名又は名称】株式会社荏原製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100118500

【弁理士】

【氏名又は名称】廣澤 哲也

(74)【代理人】

【識別番号】100091498

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 勇

(74)【代理人】

【識別番号】100174089

【弁理士】

【氏名又は名称】郷戸 学

(74)【代理人】

【識別番号】100186749

【弁理士】

【氏名又は名称】金沢 充博

(72)【発明者】

【氏名】中村 諭

(72)【発明者】

【氏名】宮崎 一知

(72)【発明者】

【氏名】江田 健

【テーマコード（参考）】

3K078

4K030

5F004

5F045

【Ｆターム（参考）】

3K078BA20

3K078BA25

3K078BA26

3K078BA29

3K078CA07

4K030EA12

5F004AA15

5F004BC02

5F004BD04

5F045AB31

5F045AC05

5F045AC12

5F045BB08

5F045BB20

5F045EB06

5F045EC07

5F045EG07

(57)【要約】

【課題】従来よりも少ない湿式処理装置で排ガスを処理することができる除害装置を提供する。
【解決手段】除害装置は、前段湿式処理装置５と、燃焼式処理装置６と、成膜装置１のプロセスチャンバ２Ａ～２Ｄに接続されるガス導入ライン７Ａ～７Ｄと、ガス導入ライン７Ａ～７Ｄにそれぞれ接続された第１流路切替装置８Ａ～８Ｄと、第１流路切替装置８Ａ～８Ｄから前段湿式処理装置５まで延びる第１ガス移送ライン９Ａ～９Ｄと、第１流路切替装置８Ａ～８Ｄから燃焼式処理装置６まで延びる第２ガス移送ライン１０Ａ～１０Ｄと、第１流路切替装置８Ａ～８Ｄの動作を制御して、プロセスガスを前段湿式処理装置５に送り、クリーニングガスを燃焼式処理装置６に送るように構成された動作制御部１５を備える。前段湿式処理装置５の数は、複数のプロセスチャンバ２Ａ～２Ｄよりも少ない。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プロセスガスおよびクリーニングガスを含む排ガスの除害装置であって、
少なくとも１つの前段湿式処理装置と、
燃焼式処理装置と、
成膜装置の複数のプロセスチャンバに接続される複数のガス導入ラインと、
前記複数のガス導入ラインにそれぞれ接続された複数の第１流路切替装置と、
前記複数の第１流路切替装置から前記前段湿式処理装置まで延びる第１ガス移送ラインと、
前記複数の第１流路切替装置から前記燃焼式処理装置まで延びる第２ガス移送ラインと、
前記複数の第１流路切替装置の動作を制御して、前記プロセスガスを前記前段湿式処理装置に送り、前記クリーニングガスを前記燃焼式処理装置に送るように構成された動作制御部を備え、
前記少なくとも１つの前段湿式処理装置の数は、前記複数のプロセスチャンバよりも少ない、除害装置。

【請求項2】

前記動作制御部は、
前記複数のプロセスチャンバのいずれか１つからプロセスガスが排出されることを示すプロセスガス排出信号を前記成膜装置から受け取ったときは、対応する第１流路切替装置を操作して前記複数のガス導入ラインのうちの対応する１つと前記第１ガス移送ラインとを連通させ、かつ前記対応するガス導入ラインと前記第２ガス移送ラインの連通を遮断し、
前記複数のプロセスチャンバのいずれか１つからクリーニングガスが排出されることを示すクリーニングガス排出信号を前記成膜装置から受け取ったときは、対応する第１流路切替装置を操作して前記複数のガス導入ラインのうちの対応する１つと前記第２ガス移送ラインとを連通させ、かつ前記対応するガス導入ラインと前記第１ガス移送ラインの連通を遮断するように構成されている、請求項１に記載の除害装置。

【請求項3】

前記複数の第１流路切替装置は、複数の三方弁である、請求項１または２に記載の除害装置。

【請求項4】

前記動作制御部は、前記湿式処理装置の閉塞を検出したときは、前記複数の第１流路切替装置を操作して、前記複数のガス導入ラインと前記第２ガス移送ラインとを連通させ、かつ前記複数のガス導入ラインと前記第１ガス移送ラインの連通を遮断するように構成されている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の除害装置。

【請求項5】

前記除害装置は、
前記第２ガス移送ラインに取り付けられた少なくとも１つの第２流路切替装置と、
前記第２流路切替装置に接続されたバイパスラインをさらに備え、
前記動作制御部は、前記第２流路切替装置を操作するように構成されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の除害装置。

【請求項6】

前記動作制御部は、前記燃焼式処理装置の閉塞を検出したときは、前記複数の第１流路切替装置を操作して、前記複数のガス導入ラインと前記第２ガス移送ラインとを連通させ、かつ前記複数のガス導入ラインと前記第１ガス移送ラインの連通を遮断し、前記複数の第２流路切替装置を操作して、前記第２ガス移送ラインと前記バイパスラインとを連通させ、かつ前記複数の第１流路切替装置と前記燃焼式処理装置の連通を遮断するように構成されている、請求項５に記載の除害装置。

【請求項7】

前記除害装置は、
前記燃焼式処理装置の下流に設けられた後段湿式処理装置と、
前記後段湿式処理装置に接続された排気ラインをさらに備えており、
前記バイパスラインは前記排気ラインに接続されている、請求項５または６に記載の除害装置。

【請求項8】

前記前段湿式処理装置は、単一の前段湿式処理装置である、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の除害装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体デバイスの製造に使用されるＣＶＤ装置などの成膜装置から排出されるプロセスガスおよびクリーニングガスを処理するための除害装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体デバイスの製造には、ウェーハ上に膜を生成するためにＣＶＤ装置が使用される。ＣＶＤ装置は、ジクロロシラン（ＤＣＳ）、アンモニア（ＮＨ_３）などのプロセスガスをプロセスチャンバ内に導入し、ウェーハ上に膜を形成する（成膜工程）。成膜工程の後、窒素ガスなどのパージガスをプロセスチャンバに供給して、プロセスガスをプロセスチャンバから排除する（パージ工程）。さらに、フッ素ガス（Ｆ_２）、フッ化水素ガス（ＨＦ）などのクリーニングガスをプロセスチャンバ内に供給して、プロセスチャンバの内部をクリーニングする（クリーニング工程）。

【0003】

このように、ＣＶＤ装置では、成膜工程、パージ工程、クリーニング工程が繰り返し行われる。プロセスガスおよびクリーニングガスは有害ガスであるため、両ガスとも除害装置で処理する必要がある。通常、ＣＶＤ装置は、生産性を上げるために、複数のプロセスチャンバを備えている。除害装置は、これら複数のプロセスチャンバに接続され、それぞれのプロセスチャンバから排出されたプロセスガスおよびクリーニングガスを処理している。

【0004】

図９は、従来の除害装置を示す模式図である。図９に示すように、除害装置は、複数の湿式処理装置５０１と、燃焼式処理装置５０２を備えている。複数の湿式処理装置５０１は複数のプロセスチャンバ５００にそれぞれ接続され、燃焼式処理装置５０２は湿式処理装置５０１に接続されている。湿式処理装置５０１は、プロセスガスおよびクリーニングガスに含まれる水溶性成分を水で除去し、副生成物の生成を防止する機能を有する。燃焼式処理装置５０２は、プロセスガスおよびクリーニングガスを燃焼処理してこれらのガスを無害化する機能を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第５９７７４１９号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

成膜工程で使用されるジクロロシラン（ＤＣＳ）、アンモニア（ＮＨ_３）などのプロセスガスは可燃性ガスであり、クリーニング工程で使用されるフッ素ガス（Ｆ_２）、フッ化水素ガス（ＨＦ）などのクリーニングガスは支燃性ガスである。プロセスガスおよびクリーニングガスを混合すると、混合されたガスが爆発する虞がある。このため、図９に示すように、複数のプロセスチャンバ５００は複数の湿式処理装置５０１に別々に接続される。このような構成によれば、各プロセスチャンバ５００から排出されたプロセスガス、パージガス、およびクリーニングガスは、対応する湿式処理装置５０１に順番に送られるので、プロセスガスとクリーニングガスが湿式処理装置５０１内で混合されることはない。

【0007】

しかしながら、図９に示す従来の除害装置は、複数のプロセスチャンバ５００にそれぞれ対応した複数の湿式処理装置５０１を設ける必要があるため、除害装置の全体のコストが上昇し、さらに除害装置のフットプリントが増大するという問題がある。

【0008】

そこで、本発明は、従来よりも少ない湿式処理装置で排ガスを処理することができる除害装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

一態様では、プロセスガスおよびクリーニングガスを含む排ガスの除害装置であって、少なくとも１つの前段湿式処理装置と、燃焼式処理装置と、成膜装置の複数のプロセスチャンバに接続される複数のガス導入ラインと、前記複数のガス導入ラインにそれぞれ接続された複数の第１流路切替装置と、前記複数の第１流路切替装置から前記前段湿式処理装置まで延びる第１ガス移送ラインと、前記複数の第１流路切替装置から前記燃焼式処理装置まで延びる第２ガス移送ラインと、前記複数の第１流路切替装置の動作を制御して、前記プロセスガスを前記前段湿式処理装置に送り、前記クリーニングガスを前記燃焼式処理装置に送るように構成された動作制御部を備え、前記少なくとも１つの前段湿式処理装置の数は、前記複数のプロセスチャンバよりも少ない、除害装置が提供される。

【0010】

一態様では、前記動作制御部は、前記複数のプロセスチャンバのいずれか１つからプロセスガスが排出されることを示すプロセスガス排出信号を前記成膜装置から受け取ったときは、対応する第１流路切替装置を操作して前記複数のガス導入ラインのうちの対応する１つと前記第１ガス移送ラインとを連通させ、かつ前記対応するガス導入ラインと前記第２ガス移送ラインの連通を遮断し、前記複数のプロセスチャンバのいずれか１つからクリーニングガスが排出されることを示すクリーニングガス排出信号を前記成膜装置から受け取ったときは、対応する第１流路切替装置を操作して前記複数のガス導入ラインのうちの対応する１つと前記第２ガス移送ラインとを連通させ、かつ前記対応するガス導入ラインと前記第１ガス移送ラインの連通を遮断するように構成されている。
一態様では、前記複数の第１流路切替装置は、複数の三方弁である。
一態様では、前記動作制御部は、前記湿式処理装置の閉塞を検出したときは、前記複数の第１流路切替装置を操作して、前記複数のガス導入ラインと前記第２ガス移送ラインとを連通させ、かつ前記複数のガス導入ラインと前記第１ガス移送ラインの連通を遮断するように構成されている。

【0011】

一態様では、前記除害装置は、前記第２ガス移送ラインに取り付けられた少なくとも１つの第２流路切替装置と、前記第２流路切替装置に接続されたバイパスラインをさらに備え、前記動作制御部は、前記第２流路切替装置を操作するように構成されている。
一態様では、前記動作制御部は、前記燃焼式処理装置の閉塞を検出したときは、前記複数の第１流路切替装置を操作して、前記複数のガス導入ラインと前記第２ガス移送ラインとを連通させ、かつ前記複数のガス導入ラインと前記第１ガス移送ラインの連通を遮断し、前記複数の第２流路切替装置を操作して、前記第２ガス移送ラインと前記バイパスラインとを連通させ、かつ前記複数の第１流路切替装置と前記燃焼式処理装置の連通を遮断するように構成されている。
一態様では、前記除害装置は、前記燃焼式処理装置の下流に設けられた後段湿式処理装置と、前記後段湿式処理装置に接続された排気ラインをさらに備えており、前記バイパスラインは前記排気ラインに接続されている。
一態様では、前記前段湿式処理装置は、単一の前段湿式処理装置である。

【発明の効果】

【0012】

動作制御部は、複数の第１流路切替装置を別々に操作することで、プロセスガスを前段湿式処理装置に送り、その一方で、クリーニングガスを燃焼式処理装置に送ることができる。クリーニングガスは前段湿式処理装置には送られないので、前段湿式処理装置内でクリーニングガスとプロセスガスとが混合されることがない。よって、プロセスチャンバの数だけ、湿式処理装置を設ける必要がない。結果として、除害装置のコストおよびフットプリントを低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】プロセスガスおよびクリーニングガスを含む排ガスを処理するための除害装置の一実施形態を示す模式図である。

【図2】プロセスガスが前段湿式処理装置をバイパスして燃焼式処理装置に送られる運転状態を説明する模式図である。

【図3】前段湿式処理装置、燃焼式処理装置、後段湿式処理装置の詳細構造の一実施形態を示す断面図である。

【図4】除害装置の他の実施形態を示す模式図である。

【図5】燃焼式処理装置の重故障が発生したときのプロセスガスおよびクリーニングガスの流れを説明する図である。

【図6】除害装置のさらに他の実施形態を示す模式図である。

【図7】除害装置のさらに他の実施形態を示す模式図である。

【図8】除害装置のさらに他の実施形態を示す模式図である。

【図9】従来の除害装置を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、プロセスガスおよびクリーニングガスを含む排ガスを処理するための除害装置の一実施形態を示す模式図である。除害装置は、半導体デバイスの製造に使用される成膜装置１から排出されるプロセスガスおよびクリーニングガスを含む排ガスを無害化するための装置である。以下に説明する実施形態では、成膜装置１は、複数のプロセスチャンバ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄを備えたＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置である。

【0015】

ＣＶＤ装置である成膜装置１では、ウェーハ上に膜を形成するためのプロセスガス（膜の材料を含むガス）と、プロセスガスをプロセスチャンバ２Ａ～２Ｄから排除するためのパージガスと、プロセスチャンバ２Ａ～２Ｄの内部をクリーニングするためのクリーニングガスが、順番にプロセスチャンバ２Ａ～２Ｄに供給される。プロセスガスの例としては、ジクロロシラン（ＤＣＳ）、アンモニア（ＮＨ_３）などが挙げられる。クリーニングガスの例としては、フッ素ガス（Ｆ_２）、フッ化水素ガス（ＨＦ）、三フッ化窒素ガス（ＮＦ_３）、三フッ化塩素ガス（ＣｌＦ_３）などが挙げられる。

【0016】

成膜装置１では、成膜工程、パージ工程、クリーニング工程が、プロセスチャンバ２Ａ～２Ｄ内で異なる周期で繰り返し行われている。成膜工程は、膜の材料を含むプロセスガスをプロセスチャンバ２Ａ～２Ｄ内に導入し、ウェーハ上に膜を形成する工程である。成膜工程の後、窒素ガスなどのパージガスをプロセスチャンバ２Ａ～２Ｄに供給して、プロセスガスをプロセスチャンバ２Ａ～２Ｄから排除するパージ工程が行われる。さらにフッ素ガス（Ｆ_２）、フッ化水素ガス（ＨＦ）などのクリーニングガスをプロセスチャンバ２Ａ～２Ｄ内に供給して、プロセスチャンバ２Ａ～２Ｄをクリーニングするクリーニング工程が行われる。

【0017】

図１に示すように、除害装置は、単一の前段湿式処理装置５と、単一の燃焼式処理装置６と、成膜装置１の複数のプロセスチャンバ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄにそれぞれ接続される複数のガス導入ライン７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄと、複数のガス導入ライン７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄにそれぞれ接続された複数の第１流路切替装置８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄと、複数の第１流路切替装置８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄから前段湿式処理装置５まで延びる複数の第１ガス移送ライン９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄと、複数の第１流路切替装置８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄから燃焼式処理装置６まで延びる複数の第２ガス移送ライン１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄと、第１流路切替装置８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄの動作を制御する動作制御部１５を備えている。

【0018】

動作制御部１５は、少なくとも１台のコンピュータから構成される。動作制御部１５は、記憶装置１５ａと、演算装置１５ｂを備えている。演算装置１５ｂは、記憶装置１５ａに格納されているプログラムに含まれている命令に従って演算を行うＣＰＵ（中央処理装置）またはＧＰＵ（グラフィックプロセッシングモジュール）などを含む。記憶装置１５ａは、演算装置１５ｂがアクセス可能な主記憶装置（例えばランダムアクセスメモリ）と、データおよびプログラムを格納する補助記憶装置（例えば、ハードディスクドライブまたはソリッドステートドライブ）を備えている。ただし、動作制御部１５の具体的構成はこれらの例に限定されない。

【0019】

前段湿式処理装置５は、第１接続ライン２１によって燃焼式処理装置６に連結されている。ガス導入ライン７Ａ～７Ｄの一端は、プロセスチャンバ２Ａ～２Ｄにそれぞれ接続され、ガス導入ライン７Ａ～７Ｄの他端は、第１流路切替装置８Ａ～８Ｄにそれぞれ接続されている。ガス導入ライン７Ａ～７Ｄの数と、第１流路切替装置８Ａ～８Ｄの数は同じである。本実施形態では、４つのプロセスチャンバ２Ａ～２Ｄ、４つのガス導入ライン７Ａ～７Ｄ、４つの第１流路切替装置８Ａ～８Ｄが設けられているが、これらの数は本実施形態には限定されない。

【0020】

第１ガス移送ライン９Ａ～９Ｄの一端は、第１流路切替装置８Ａ～８Ｄにそれぞれ接続され、第１ガス移送ライン９Ａ～９Ｄの他端は、前段湿式処理装置５に接続されている。図１に示す実施形態では、複数の第１ガス移送ライン９Ａ～９Ｄは、合流することなく前段湿式処理装置５まで延びているが、一実施形態では、複数の第１ガス移送ライン９Ａ～９Ｄは、合流して少なくとも１つの合流ラインを形成し、この合流ラインが前段湿式処理装置５に接続されてもよい。

【0021】

第２ガス移送ライン１０Ａ～１０Ｄの一端は、第１流路切替装置８Ａ～８Ｄにそれぞれ接続され、第２ガス移送ライン１０Ａ～１０Ｄの他端は、燃焼式処理装置６に接続されている。図１に示す実施形態では、複数の第２ガス移送ライン１０Ａ～１０Ｄは、合流することなく燃焼式処理装置６まで延びているが、一実施形態では、複数の第２ガス移送ライン１０Ａ～１０Ｄは、合流して少なくとも１つの合流ラインを形成し、この合流ラインが燃焼式処理装置６に接続されてもよい。

【0022】

第１流路切替装置８Ａ～８Ｄは、ガス導入ライン７Ａ～７Ｄを、第１ガス移送ライン９Ａ～９Ｄまたは第２ガス移送ライン１０Ａ～１０Ｄのいずれか一方に選択的に接続するように構成されている。これら第１流路切替装置８Ａ～８Ｄは、互いに独立して動作することが可能に構成されている。図１に示す実施形態では、第１流路切替装置８Ａ～８Ｄのそれぞれは、三方弁から構成されている。各三方弁は、電動弁、電磁弁などのアクチュエータ駆動型弁である。一実施形態では、第１流路切替装置８Ａ～８Ｄのそれぞれは、複数の弁の組み合わせから構成されてもよい。

【0023】

動作制御部１５は、第１流路切替装置８Ａ～８Ｄに電気的に接続されており、第１流路切替装置８Ａ～８Ｄを別々に操作することが可能に構成されている。したがって、例えば、図１に示すように、動作制御部１５は、第１流路切替装置８Ａを操作して、ガス導入ライン７Ａと第１ガス移送ライン９Ａとを連通させ、かつガス導入ライン７Ａと第２ガス移送ライン１０Ａとの連通を遮断し、その一方で、動作制御部１５は、第１流路切替装置８Ｂを操作して、ガス導入ライン７Ｂと第１ガス移送ライン９Ｂとの連通を遮断し、かつガス導入ライン７Ｂと第２ガス移送ライン１０Ｂとを連通させることができる。同様に、動作制御部１５は、第１流路切替装置８Ｃ，８Ｄも、互いに独立に、かつ第１流路切替装置８Ａ，８Ｂとは独立に操作できる。

【0024】

成膜装置１は、複数のプロセスチャンバ２Ａ～２Ｄにおいて、異なる周期で成膜工程、パージ工程、およびクリーニング工程を実行する。したがって、プロセスチャンバ２Ａ～２Ｄからは、プロセスガス、パージガス、およびクリーニングガスがこの順番で異なるタイミングで排出される。パージガスは窒素ガスなどの不活性ガスであるが、プロセスガスは可燃性ガスであり、クリーニングガスは支燃性ガスである。したがって、プロセスガスとクリーニングガスの両方が単一の前段湿式処理装置５に送られると、両ガスが前段湿式処理装置５内で混合され、爆発するおそれがある。

【0025】

そこで、動作制御部１５は、第１流路切替装置８Ａ～８Ｄの動作を制御して、プロセスガスを前段湿式処理装置５に送り、その一方で、クリーニングガスを燃焼式処理装置６に送るように構成されている。すなわち、クリーニングガスは前段湿式処理装置５には送られない。例えば、図１に示すように、プロセスチャンバ２Ａからプロセスガスが排出されるときは、動作制御部１５は、第１流路切替装置８Ａを操作して、ガス導入ライン７Ａと第１ガス移送ライン９Ａとを連通させ、かつガス導入ライン７Ａと第２ガス移送ライン１０Ａとの連通を遮断する。その結果、プロセスガスは、第１ガス移送ライン９Ａを通って前段湿式処理装置５に送られる。図１において、第１流路切替装置８Ａの白色の三角は開状態を表し、黒色の三角は閉状態を表している。

【0026】

同時に、プロセスチャンバ２Ｂからクリーニングガスが排出されるときは、動作制御部１５は、第１流路切替装置８Ｂを操作して、ガス導入ライン７Ｂと第１ガス移送ライン９Ｂとの連通を遮断し、かつガス導入ライン７Ｂと第２ガス移送ライン１０Ｂとを連通させる。その結果、クリーニングガスは、前段湿式処理装置５には送られず、第２ガス移送ライン１０Ｂを通って燃焼式処理装置６に送られる。図１において、第１流路切替装置８Ｂの白色の三角は開状態を表し、黒色の三角は閉状態している。

【0027】

このように、動作制御部１５は、第１流路切替装置８Ａ～８Ｄを別々に操作することで、プロセスガスを前段湿式処理装置５に送り、その一方で、クリーニングガスを燃焼式処理装置６に送ることができる。クリーニングガスは前段湿式処理装置５には送られないので、前段湿式処理装置５内でクリーニングガスとプロセスガスとが混合されることがない。よって、図９に示す従来の除害装置のように、プロセスチャンバの数だけ、湿式処理装置を設ける必要がない。特に、図１に示す実施形態では、単一の前段湿式処理装置５のみが設けられているので、除害装置のコストおよびフットプリントを低減させることができる。

【0028】

プロセスガスを前段湿式処理装置５に送ることを確実としつつ、クリーニングガスが前段湿式処理装置５に送られることを防止するために、動作制御部１５が第１流路切替装置８Ａ～８Ｄを操作するタイミングは、パージガスが第１流路切替装置８Ａ～８Ｄを通過しているタイミングであることが好ましい。

【0029】

動作制御部１５は、成膜装置１に電気的に接続されており、成膜装置１から発せられたプロセスガス排出信号、パージガス排出信号、およびクリーニングガス排出信号を受け取るように構成されている。成膜装置１は、プロセスチャンバ２Ａ～２Ｄのいずれか１つからプロセスガスが排出されるときに、プロセスガス排出信号を生成し、動作制御部１５に送るように構成される。プロセスガス排出信号は、プロセスガスが排出されるプロセスチャンバ２Ａ～２Ｄのいずれかを特定する情報を含む。

【0030】

例えば、動作制御部１５は、プロセスチャンバ２Ａからプロセスガスが排出されることを示すプロセスガス排出信号を成膜装置１から受け取ったときは、プロセスチャンバ２Ａに対応する第１流路切替装置８Ａを操作して、対応するガス導入ライン７Ａと第１ガス移送ライン９Ａとを連通させ、かつ対応するガス導入ライン７Ａと第２ガス移送ライン１０Ａの連通を遮断する。このような第１流路切替装置８Ａの操作により、プロセスチャンバ２Ａから排出されたプロセスガスは、ガス導入ライン７Ａ、第１流路切替装置８Ａ、および第１ガス移送ライン９Ａを通って前段湿式処理装置５に送られる。

【0031】

成膜装置１は、複数のプロセスチャンバ２Ａ～２Ｄのいずれか１つからクリーニングガスが排出されるときに、クリーニングガス排出信号を生成し、動作制御部１５に送るように構成される。クリーニングガス排出信号は、クリーニングガスが排出されるプロセスチャンバ２Ａ～２Ｄのいずれかを特定する情報を含む。

【0032】

例えば、動作制御部１５は、プロセスチャンバ２Ｂからクリーニングガスが排出されることを示すクリーニングガス排出信号を成膜装置１から受け取ったときは、プロセスチャンバ２Ｂに対応する第１流路切替装置８Ｂを操作して、対応するガス導入ライン７Ｂと第１ガス移送ライン９Ｂの連通を遮断し、かつ対応するガス導入ライン７Ｂと第２ガス移送ライン１０Ｂとを連通させる。このような第１流路切替装置８Ｂの操作により、プロセスチャンバ２Ｂから排出されたクリーニングガスは、ガス導入ライン７Ｂ、第１流路切替装置８Ｂ、および第２ガス移送ライン１０Ｂを通って燃焼式処理装置６に送られる。

【0033】

除害装置は、燃焼式処理装置６の下流に設けられた後段湿式処理装置２２と、後段湿式処理装置２２に接続された排気ライン２３をさらに備えている。後段湿式処理装置２２は、第２接続ライン２４によって燃焼式処理装置６に連結されている。このような構成を持つ除害装置によれば、プロセスガスは、前段湿式処理装置５、燃焼式処理装置６、および後段湿式処理装置２２によって順に処理され、クリーニングガスは、燃焼式処理装置６および後段湿式処理装置２２によって順に処理される。

【0034】

フッ素ガス（Ｆ_２）、フッ化水素ガス（ＨＦ）、または三フッ化窒素ガス（ＮＦ_３）などを含むクリーニングガスは、湿式処理されると、金属に対して腐食性を有する酸性の水が生成される。図１に示す実施形態によれば、クリーニングガスは前段湿式処理装置５をバイパスするので、前段湿式処理装置５と燃焼式処理装置６とを連結する第１接続ライン２１の腐食が防止できる。

【0035】

また、クリーニングガスは前段湿式処理装置５をバイパスするので、クリーニングガスをドライな状態に維持したまま、かつクリーニングガスの温度低下を回避しながら、クリーニングガスを燃焼式処理装置６に導くことができる。結果として、燃焼式処理装置６は、クリーニングガスを高い効率で燃焼処理することができる。特に、三フッ化塩素ガス（ＣｌＦ_３）のような難分解性ガスを含むクリーニングガスを、燃焼式処理装置６は高い効率で処理することができる。

【0036】

プロセスガスとクリーニングガスとの混合物は、その温度低下に伴って固形化した副生成物を形成することがある。副生成物の例としては、フッ化アンモニウムやケイフッ化アンモニウムなどが挙げられる。このような副生成物は、最も温度が低い燃焼式処理装置６の上流側で形成されやすい。副生成物は、ガス流路を閉塞させるおそれがあり、副生成物の形成はできる限り防止するべきである。上記実施形態によれば、プロセスガスに含まれるアンモニア（ＮＨ_３）は前段湿式処理装置５で除去され、クリーニングガスは前段湿式処理装置５をバイパスするので、上述の副生成物が形成されることがない。また、アンモニアが前段湿式処理装置５で除去されるので、次の燃焼式処理装置６でのＮＯ_Ｘの発生が抑制される。

【0037】

図１に示すように、除害装置は、複数のガス導入ライン７Ａ～７Ｄのうちの少なくとも１つに接続された圧力センサ３０を備えている。図１に示す実施形態では、圧力センサ３０はガス導入ライン７Ａに接続されている。圧力センサ３０は、動作制御部１５に電気的に接続されており、ガス導入ライン７Ａ内の圧力の測定値は、圧力センサ３０から動作制御部１５に送られるようになっている。複数の圧力センサ３０が複数のガス導入ライン７Ａ～７Ｄにそれぞれ接続されてもよい。

【0038】

プロセスガスの成分からなる副生成物は、前段湿式処理装置５内に堆積することがある。このような副生成物の堆積が進行すると、前段湿式処理装置５の内部流路を閉塞させることがある。そこで、動作制御部１５は、圧力センサ３０から送られた圧力の測定値に基づいて、前段湿式処理装置５の閉塞を検出するように構成されている。具体的には、第１流路切替装置８Ａがガス導入ライン７Ａと第１ガス移送ライン９Ａとを連通させている状態で、ガス導入ライン７Ａ内の圧力の測定値がしきい値を上回り、かつ、第１流路切替装置８Ａがガス導入ライン７Ａと第２ガス移送ライン１０Ａとを連通させている状態で、ガス導入ライン７Ａ内の圧力の測定値がしきい値を下回っているときは、動作制御部１５は、前段湿式処理装置５が閉塞していると判定する。

【0039】

一方、第１流路切替装置８Ａがガス導入ライン７Ａと第１ガス移送ライン９Ａとを連通させている状態で、ガス導入ライン７Ａ内の圧力の測定値がしきい値を下回っているときは、動作制御部１５は、前段湿式処理装置５および燃焼式処理装置６の両方は、閉塞していないと判定する。

【0040】

前段湿式処理装置５が閉塞していると判定すると、図２に示すように、動作制御部１５は、すべての第１流路切替装置８Ａ～８Ｄを操作して、すべてのガス導入ライン７Ａ～７Ｄとすべての第１ガス移送ライン９Ａ～９Ｄとの連通を遮断し、かつすべてのガス導入ライン７Ａ～７Ｄとすべての第２ガス移送ライン１０Ａ～１０Ｄとを連通させる。このような操作により、プロセスガスは前段湿式処理装置５には送られず（前段湿式処理装置５をバイパスし）、燃焼式処理装置６に送られる。プロセスガスとクリーニングガスが同時に燃焼式処理装置６に送られることはありうるが、可燃性ガスであるプロセスガスと、支燃性ガスであるクリーニングガスは燃焼式処理装置６内で混合されて混合ガスを形成し、この混合ガスは速やかに燃焼されるので、予期せぬ爆発が起こることはない。

【0041】

図３は、前段湿式処理装置５、燃焼式処理装置６、後段湿式処理装置２２の詳細構造の一実施形態を示す断面図である。前段湿式処理装置５は、水貯留室４１と、水貯留室４１に水を供給する水供給ノズル４２と、水貯留室４１から水が垂下して濡れ壁を形成する濡れ壁部４４と、濡れ壁部４４を通過したプロセスガスに水を噴霧する水エジェクタ４６と、水と気体とを分離する気液分離タンク４８を備えている。前段湿式処理装置５は、第１接続ライン２１によって燃焼式処理装置６に連結され、燃焼式処理装置６は、気液分離タンク４８および第２接続ライン２４によって後段湿式処理装置２２に連結されている。

【0042】

燃焼式処理装置６は、第１接続ライン２１が接続された燃焼室５０と、燃焼室５０内に火炎を形成するバーナー５１と、水と気体とを分離する上記気液分離タンク４８を備えている。気液分離タンク４８は、前段湿式処理装置５と共有されており、気液分離タンク４８内の水は、矢印で示すように循環している。気液分離タンク４８の一部からなる縮小流路４８ａは水で満たされており、前段湿式処理装置５と燃焼式処理装置６との間に位置する縮小流路４８ａは水で封止されている。

【0043】

後段湿式処理装置２２は、第２接続ライン２４に接続された水処理室６０と、水処理室６０内に配置された水噴霧ノズル６１，６２を備えている。第２接続ライン２４は、燃焼式処理装置６の気液分離タンク４８に接続されている。

【0044】

プロセスガスおよびクリーニングガスは、次のように処理される。プロセスガスは、最初に、前段湿式処理装置５により処理される。プロセスガスは、水貯留室４１内に流入し、その後、濡れ壁部４４内を下方に流れる。水エジェクタ４６は、流路４７内を流れるプロセスガスに水を噴霧し、これによりプロセスガスに含まれる水溶性成分を除去する。例えば、ジクロロシラン（ＤＣＳ）に含まれるＳｉ成分は、水に溶解し、除去されるので、次の燃焼式処理装置６の処理負荷が低減される。プロセスガス中のアンモニア（ＮＨ_３）も水によって除去される。

【0045】

水エジェクタ４６から噴霧された水と、プロセスガスは、気液分離タンク４８内で分離され、水は気液分離タンク４８内に溜められ、プロセスガスは第１接続ライン２１を通って燃焼式処理装置６の燃焼室５０内に流入する。気液分離タンク４８内の水は、プロセスガス中のアンモニア（ＮＨ_３）を含み、アルカリ性の水となる。アルカリ性の水は、金属からなる気液分離タンク４８を腐食させるおそれがなく、腐食防止のためのコーティングなどが不要である。

【0046】

前段湿式処理装置５によって処理されたプロセスガスは、次に、燃焼式処理装置６によって処理される。クリーニングガスは、前段湿式処理装置５では処理されず、燃焼式処理装置６によって処理される。バーナー５１は、燃焼室５０内に火炎を形成し、可燃性ガスであるプロセスガスと、支燃性ガスであるクリーニングガスは火炎により燃焼処理される。燃焼室５０の内面には水膜からなる濡れ壁が形成されており、燃焼室５０を保護している。

【0047】

燃焼処理されたプロセスガスおよび／またはクリーニングガス（以下、処理済みガスという）は、燃焼室５０内を流下し、気液分離タンク４８を通過して、第２接続ライン２４を通って後段湿式処理装置２２に送られる。後段湿式処理装置２２は、水噴霧ノズル６１，６２から水を処理済みガスに噴霧することで、処理済みガスをさらに湿式処理する。後段湿式処理装置２２によって湿式処理された処理済みガスは、排気ライン２３を通って除害装置から排出される。このようにして、プロセスガスは、前段湿式処理装置５、燃焼式処理装置６、および後段湿式処理装置２２によって処理され、クリーニングガスは、燃焼式処理装置６および後段湿式処理装置２２によって処理される。

【0048】

図３に示す実施形態では、共通の気液分離タンク４８が、前段湿式処理装置５と燃焼式処理装置６で使用されている。前段湿式処理装置５と燃焼式処理装置６との間に位置する縮小流路４８ａは、常に水で満たされているので、プロセスガスは、気液分離タンク４８を通って前段湿式処理装置５から燃焼式処理装置６に流れない。しかしながら、水エジェクタ４６から噴霧された水とともに、プロセスガスが気液分離タンク４８内の水に落下し、水中に気泡を発生させることがある。プロセスガスからなる気泡は、気液分離タンク４８内を循環する水に運ばれて、縮小流路４８ａを通過して燃焼式処理装置６の下流側に到達することがある。このようなプロセスガスのショートカットは起こりうるが、ショートカットしたプロセスガスは後段湿式処理装置２２によって処理されるので、プロセスガスが未処理のまま排出されることはない。

【0049】

一方、クリーニングガスは前段湿式処理装置５には流れないので、上記のような気液分離タンク４８内を通るショートカットは原理的に起こらない。すなわち、クリーニングガスは必ず燃焼式処理装置６を通過し、燃焼式処理装置６によって処理される。さらに、クリーニングガスは後段湿式処理装置２２によって処理される。

【0050】

次に、除害装置の他の実施形態について、図４を参照して説明する。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図１乃至図３を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。

【0051】

図４に示すように、除害装置は、複数の第２ガス移送ライン１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄにそれぞれ取り付けられた複数の第２流路切替装置７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ，７１Ｄと、これら第２流路切替装置に７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ，７１Ｄにそれぞれ接続された複数のバイパスライン７３Ａ，７３Ｂ，７３Ｃ，７３Ｄをさらに備えている。バイパスライン７３Ａ～７３Ｄは排気ライン２３に接続されている。第２流路切替装置７１Ａ～７１Ｄは動作制御部１５に電気的に接続されており、動作制御部１５は、第２流路切替装置７１Ａ～７１Ｄを独立に操作することが可能に構成されている。図４に示す実施形態では、第２流路切替装置７１Ａ～７１Ｄのそれぞれは、三方弁から構成されている。各三方弁は、電動弁、電磁弁などのアクチュエータ駆動型弁である。一実施形態では、第２流路切替装置７１Ａ～７１Ｄのそれぞれは、複数の弁の組み合わせから構成されてもよい。

【0052】

第２流路切替装置７１Ａ～７１Ｄは、第２ガス移送ライン１０Ａ～１０Ｄを流れるクリーニングガスを、燃焼式処理装置６またはバイパスライン７３Ａ～７３Ｄのいずれか一方に選択的に流すように構成されている。すなわち、第２流路切替装置７１Ａ～７１Ｄは、通常経路と緊急経路との間で切り替えることができるように構成されている。通常経路とは、第１流路切替装置８Ａ～８Ｄと燃焼式処理装置６とを連通させ、かつ第２ガス移送ライン１０Ａ～１０Ｄとバイパスライン７３Ａ～７３Ｄとの連通を遮断する経路である。緊急経路とは、第２ガス移送ライン１０Ａ～１０Ｄとバイパスライン７３Ａ～７３Ｄとを連通させ、かつ第１流路切替装置８Ａ～８Ｄと燃焼式処理装置６の連通を遮断する経路である。

【0053】

図４において、第２流路切替装置７１Ａ～７１Ｄの白色の三角は開状態を表し、黒色の三角は閉状態している。通常の運転中は、図４に示すように、第２流路切替装置７１Ａ～７１Ｄは、上記通常経路の状態にある。すなわち、第１流路切替装置８Ａ～８Ｄと燃焼式処理装置６とが第２流路切替装置７１Ａ～７１Ｄを通じて連通し、かつ第２ガス移送ライン１０Ａ～１０Ｄとバイパスライン７３Ａ～７３Ｄとの連通は第２流路切替装置７１Ａ～７１Ｄによって遮断される。したがって、クリーニングガスは、複数のガス導入ライン７Ａ～７Ｄ、第１流路切替装置８Ａ～８Ｄ、第２ガス移送ライン１０Ａ～１０Ｄ、および第２流路切替装置７１Ａ～７１Ｄを通って燃焼式処理装置６に送ることができる。

【0054】

一方、除害装置を停止すべき重故障が発生した時には、図５に示すように、動作制御部１５は、複数の第１流路切替装置８Ａ～８Ｄを操作して、ガス導入ライン７Ａ～７Ｄと第２ガス移送ライン１０Ａ～１０Ｄとを連通させ、かつガス導入ライン７Ａ～７Ｄと第１ガス移送ライン９Ａ～９Ｄの連通を遮断する。さらに、動作制御部１５は、第２流路切替装置７１Ａ～７１Ｄを操作して、通常経路から緊急経路に切り替える。第２ガス移送ライン１０Ａ～１０Ｄとバイパスライン７３Ａ～７３Ｄは第２流路切替装置７１Ａ～７１Ｄを通じて連通し、かつ第１流路切替装置８Ａ～８Ｄ（およびガス導入ライン７Ａ～７Ｄ）と燃焼式処理装置６の連通は第２流路切替装置７１Ａ～７１Ｄによって遮断される。したがって、プロセスガスおよびクリーニングガスは、前段湿式処理装置５および燃焼式処理装置６の両方をバイパスして、排気ライン２３に送られる。より具体的には、プロセスガスおよびクリーニングガスは、ガス導入ライン７Ａ～７Ｄ、第１流路切替装置８Ａ～８Ｄ、第２ガス移送ライン１０Ａ～１０Ｄ、第２流路切替装置７１Ａ～７１Ｄ、およびバイパスライン７３Ａ～７３Ｄを通って排気ライン２３に送られる。

【0055】

除害装置を停止すべき重故障の例としては、燃焼式処理装置６の閉塞が挙げられる。動作制御部１５は、圧力センサ３０から送られてくるガス導入ライン７Ａ内の圧力の測定値に基づいて、燃焼式処理装置６の閉塞を検出することができる。より具体的には、第１流路切替装置８Ａがガス導入ライン７Ａと第２ガス移送ライン１０Ａとを連通させている状態で、ガス導入ライン７Ａ内の圧力の測定値がしきい値を上回っているときは、動作制御部１５は、燃焼式処理装置６が閉塞していると判定する。

【0056】

燃焼式処理装置６が閉塞していると判定すると、図５に示すように、動作制御部１５は、すべての第１流路切替装置８Ａ～８Ｄを操作して、すべてのガス導入ライン７Ａ～７Ｄとすべての第１ガス移送ライン９Ａ～９Ｄとの連通を遮断し、かつすべてのガス導入ライン７Ａ～７Ｄとすべての第２ガス移送ライン１０Ａ～１０Ｄとを連通させる。さらに、動作制御部１５は、すべての第２流路切替装置７１Ａ～７１Ｄを操作して、すべての第１流路切替装置８Ａ～８Ｄと燃焼式処理装置６との連通を遮断し、かつすべての第２ガス移送ライン１０Ａ～１０Ｄとすべてのバイパスライン７３Ａ～７３Ｄとを連通させる。

【0057】

このような操作により、プロセスガスとクリーニングガスは前段湿式処理装置５および燃焼式処理装置６の両方には送られず（前段湿式処理装置５および燃焼式処理装置６をバイパスし）、排気ライン２３に送られる。結果として、除害装置内での圧力の上昇に起因する破損を防止することができる。

【0058】

バーナー５１の故障などに起因して燃焼式処理装置６内の火炎に不具合が発生した場合は、図示しない燃焼検出器から燃焼不具合信号が動作制御部１５に送られるようになっている。動作制御部１５が燃焼不具合信号を受け取った場合は（すなわち、燃焼式処理装置６内の火炎に不具合が起こった場合は）、動作制御部１５は、第２流路切替装置７１Ａ～７１Ｄの通常経路を維持する。火炎の不具合は軽度の故障に分類され、消火された燃焼式処理装置６は単に流路として機能する。したがって、前段湿式処理装置５で処理されたプロセスガス、および第２ガス移送ライン１０Ａ～１０Ｄを通って移送されたクリーニングガスは、燃焼式処理装置６を単に通過する。

【0059】

一実施形態では、図６に示すように、第２ガス移送ライン１０は、その一端が第１流路切替装置８Ａ～８Ｄに接続され、他端が燃焼式処理装置６に接続された集合ラインから構成されてもよい。この場合は、１つの第２流路切替装置７１が第２ガス移送ライン１０に取り付けられ、１つのバイパスライン７３が第２流路切替装置７１に接続されてもよい。さらに、図７に示すように、第１流路切替装置８Ａ～８Ｄの数よりも少ない数の複数の第２流路切替装置７１Ａ，７１Ｂが第２ガス移送ライン１０Ａ，１０Ｂに取り付けられてもよい。

【0060】

図１乃至図７に示す実施形態では、単一の前段湿式処理装置５のみが設けられているが、一実施形態では、複数のプロセスチャンバ２Ａ～２Ｄよりも少ない数の複数の前段湿式処理装置５が設けられてもよい。例えば、図８に示す例では、ガス導入ライン７Ａは、同じ周期で成膜工程とクリーニング工程を実行する複数のプロセスチャンバ２Ａ，２Ｂに接続された集合ラインから構成され、ガス導入ライン７Ｂは、同じ周期で成膜工程とクリーニング工程を実行する複数のプロセスチャンバ２Ｃ，２Ｄに接続された集合ラインから構成されている。この場合には、これらガス導入ライン７Ａ，７Ｂに対応した複数の前段湿式処理装置５を設けてもよい。この実施形態でも、複数の前段湿式処理装置５の数は、複数のプロセスチャンバ２Ａ～２Ｄの数よりも少ないので、低コストおよび低フットプリントの除害装置が達成される。

【0061】

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。

【符号の説明】

【0062】

１ 成膜装置
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ プロセスチャンバ
５ 前段湿式処理装置
６ 燃焼式処理装置
７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ ガス導入ライン
８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ 第１流路切替装置
９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ 第１ガス移送ライン
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ 第２ガス移送ライン
１５ 動作制御部
２１ 第１接続ライン
２２ 後段湿式処理装置
２３ 排気ライン
２４ 第２接続ライン
３０ 圧力センサ
４１ 水貯留室
４２ 水供給ノズル
４４ 濡れ壁部
４６ 水エジェクタ
４８ 気液分離タンク
４８ａ 縮小流路
５０ 燃焼室
５１ バーナー
６０ 水処理室
６１，６２ 水噴霧ノズル
７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ，７１Ｄ 第２流路切替装置
７３Ａ，７３Ｂ，７３Ｃ，７３Ｄ バイパスライン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】