專利名稱：金屬回收方法、金屬回收裝置、排氣系統(tǒng)及使用其的成膜裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種回收從成膜裝置排出的排氣氣體中的未反應(yīng)原料氣體中的金屬 成分的金屬回收方法、金屬回收裝置、排氣系統(tǒng)及使用其的成膜裝置。
背景技術(shù)：
一般而言，為了形成IC等集成電路、邏輯器件，在半導(dǎo)體晶片、LCD基板等的表面 上重復(fù)進(jìn)行實(shí)施所希望的薄成膜的工序和將其蝕刻成所希望的圖案的工序。但是，以成膜工序?yàn)槔?，該工序中，通過使規(guī)定的處理氣體(原料氣體)在處理容 器內(nèi)反應(yīng)，將硅薄膜、硅氧化物薄膜、硅氮化物薄膜、金屬薄膜、金屬氧化物薄膜、金屬氮化 物薄膜等形成在被處理體的表面。這時(shí)，伴隨該成膜反應(yīng)產(chǎn)生多余的反應(yīng)副產(chǎn)物，并與排氣 氣體一同被排出。另外，未反應(yīng)的處理氣體也被排出。該反應(yīng)副產(chǎn)物和未反應(yīng)的處理氣體，若原樣被排放到大氣中，則成為環(huán)境污染等 的原因。為了防止污染環(huán)境，一般而言，在從處理容器延伸出來的排氣系統(tǒng)上設(shè)置捕獲裝 置，由此，捕獲并去除排氣氣體中含有的反應(yīng)副產(chǎn)物、未反應(yīng)的處理氣體等。對(duì)于該捕獲裝置的結(jié)構(gòu)，根據(jù)應(yīng)捕獲去除的反應(yīng)副產(chǎn)物等的特性提出有各種方 案。例如，在去除常溫下凝結(jié)(液化)、凝固(固化)的反應(yīng)副產(chǎn)物時(shí)，該捕獲裝置的一個(gè)構(gòu) 成例是在具有排氣氣體的導(dǎo)入口和排出口的筐體內(nèi)設(shè)置有多個(gè)散熱片。然后，由于該散熱 片沿排氣氣體的流動(dòng)方向排列，所以在排氣氣體通過這些散熱片中間時(shí)，將排氣氣體中的 反應(yīng)副產(chǎn)物等附著在散熱片表面而將其捕獲并廢棄。另外，還有將該散熱片通過冷卻媒介等而進(jìn)行冷卻，提高捕獲效率的方案(例如 JP2001-214272A)。另外，還有利用散布水等的濾凈器裝置作為捕獲裝置，使排氣氣體與該 散布的水接觸，將反應(yīng)副產(chǎn)物和未反應(yīng)氣體成分溶解于散布水中進(jìn)行回收的回收方法。作為其他的捕獲裝置也有設(shè)置以廢棄為前提的可拆卸的濾筒形吸附塔，用其吸附 反應(yīng)副產(chǎn)物和未反應(yīng)的原料氣體成分而從排氣氣體去除的裝置。該捕獲裝置中，若吸附塔 的去除能力下降，則廢棄該去除能力下降的吸附塔，更換成新的吸附塔。這樣廢棄的理由是 由于原料氣體中含有氟(F)、氯(Cl)等鹵元素時(shí)，難以從回收的反應(yīng)副產(chǎn)物回收有用的金 jM ο并且，從捕獲裝置中排出的排氣氣體中，含有有害氣體成分的情況較多。該有害氣 體成分通過設(shè)置在捕獲裝置的下游側(cè)(后段)的除害裝置進(jìn)行除害，其后，該排氣氣體被排 放到大氣中。另外，最近以降低布線電阻和接觸電阻等為目的，使用含有銀、金、釕等貴金屬的 有機(jī)金屬化合物原料(源氣體)，通過成膜裝置形成薄膜。這種貴金屬非常昂貴。另外，上 述有機(jī)金屬化合物原料中，也有金屬原子之外還含有C、H、0等，但不含有F和Cl等的鹵元 素的原料。因此，使用如上述那樣的以回收物的廢棄為前提的捕集方法，則成為白白廢棄高 價(jià)的金屬，因此存在導(dǎo)致運(yùn)行成本猛漲的問題。
因此，例如在JP2001-342566A中，為了實(shí)現(xiàn)上述貴金屬、高價(jià)金屬類的有效利用， 還提出了通過對(duì)從處理容器排出的排氣氣體進(jìn)行冷卻而對(duì)氣體進(jìn)行凝結(jié)等，從而回收含有 未反應(yīng)原料的反應(yīng)副產(chǎn)物，進(jìn)一步通過提純該反應(yīng)副產(chǎn)物得到未反應(yīng)原料的回收方法。但 是，JP2001-342566A中公開的回收方法中存在下述問題，由于反應(yīng)副產(chǎn)物也與未反應(yīng)原料 一起被回收，所以其后必須進(jìn)行提取未反應(yīng)原料的提純作業(yè)，作業(yè)變繁雜。而且，以往的使用了濾凈器裝置、散熱片等的捕獲裝置，必須另設(shè)從其排出的排氣 氣體中除去有害物質(zhì)的除害裝置，因此，存在設(shè)置空間也變大的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明著眼于以上問題點(diǎn)，為有效解決該問題而進(jìn)行發(fā)明的。本發(fā)明的目的在于， 提出一種節(jié)省空間且具有簡單的構(gòu)造，可從在被處理體的表面上形成薄膜的處理容器所排 出的排氣氣體中回收金屬成分，并從排氣氣體除去有害物質(zhì)的金屬回收方法、金屬回收裝 置、排氣系統(tǒng)及使用其的成膜裝置。本發(fā)明一個(gè)形態(tài)的金屬回收方法為，從用由有機(jī)金屬化合物原料形成的原料氣體 在被處理體的表面形成薄膜的處理容器所排出的排氣氣體中回收金屬成分，將排氣氣體進(jìn) 行除害，具有捕集工序，通過使所述排氣氣體與經(jīng)加熱的捕集部件接觸，從而使該排氣氣 體中含有的未反應(yīng)的所述原料氣體熱分解，使所述原料氣體中含有的金屬成分附著于所述 捕集部件；除害工序，通過使經(jīng)過所述捕集工序的所述排氣氣體與催化劑接觸，從而氧化所 述排氣氣體中含有的有害的氣體成分而進(jìn)行除害。如此，在從用由有機(jī)金屬化合物原料形成的原料氣體在被處理體的表面形成薄膜 的處理容器排出的排氣氣體中回收金屬成分時(shí)，由于具有捕集工序，加熱排氣氣體，使排 氣氣體中含有的未反應(yīng)的原料氣體熱分解，使原料氣體中含有的金屬成分附著于捕集部 件；除害工序，通過使經(jīng)過捕集工序的排氣氣體與催化劑接觸，從而氧化排氣氣體中含有 的有害的氣體成分而進(jìn)行除害，因此，可使用節(jié)省空間且構(gòu)造簡單的回收裝置，從在被處理 體的表面形成薄膜的處理容器所排出的排氣氣體中回收金屬成分，且可將排氣氣體進(jìn)行除 害。另外，回收的金屬成分將不被廢棄而是被再利用，因此可降低該部分的運(yùn)行成本。 另外，關(guān)于再利用，不需要進(jìn)行復(fù)雜的提純作業(yè)，可簡單地作為原料提取。本發(fā)明一個(gè)形態(tài)的金屬回收方法中，所述除害工序可以是在氧化氣體存在下進(jìn)行 的。另外，本發(fā)明一個(gè)形態(tài)的金屬回收方法中，所述捕集工序可以是在氧化氣體的存 在下進(jìn)行的。進(jìn)而，本發(fā)明一個(gè)形態(tài)的金屬回收方法中，所述除害工序的所述催化劑的溫度可 以在600 800°C范圍內(nèi)。進(jìn)而，所述捕集工序的所述捕集部件的溫度可以在600 1000°C范圍內(nèi)。進(jìn)而，本發(fā)明一個(gè)形態(tài)的金屬回收方法中，所述催化劑可以是由選自Mn02、CaO, MgO, HfO2, Ta2O5中的1種以上的材料形成。進(jìn)而，本發(fā)明一個(gè)形態(tài)的金屬回收方法中，所述氧化氣體可以是由選自02、03、H20、 空氣中的1種以上的氣體形成。
進(jìn)而，本發(fā)明一個(gè)形態(tài)的金屬回收方法中，所述有機(jī)金屬化合物可以是由選自 Ru3(CO)12, TEMAT(四乙基甲基氨基鈦)、TAIMATA、Cu(EDMDD)2, Ru3(CO) 12, W(CO)6, TaCl5, TMA (三甲基鋁)、TBTDET (叔丁基酰亞胺基三(二乙基酰胺基)鉭)、PET (五乙氧化鉭)、 TMS (四甲基硅烷)、TEH (四乙氧化鉿)、Cp2Mn [ = Mn (C5H5) 2]、(MeCp) 2Mn [ = Mn (CH3C5H4) 2]、 (EtCp) 2Mn [ = Mn (C2H5C5H4) 2], (i-PrCp)2Mn[ = Mn (C3H7C5H4) 2]、MeCpMn (CO) 3 [ = (CH3C5H4) Mn (CO) 3]、(t-BuCp) 2Mn [ = Mn (C4H9C5H4) 2] ,CH3Mn (CO) 5、Mn (DPM) 3[ = Mn (C11H19O2) 3]、Mn (DMPD) (EtCp) [ = Mn(C7H11C2H5C5H4) ]、Mn(acac)2[ = Mn(C5H7O2)2]、Mn(DPM)2[ = Mn(C11H19O2)2]、 Mn(acac)3[ = Mn(C5H7O2)3]中的不含鹵元素的1種以上的材料形成。進(jìn)而，本發(fā)明一個(gè)形態(tài)的金屬回收方法中，可以是上述有機(jī)金屬化合物為 Ru3(CO)12，經(jīng)過所述除害工序排出的氣體為CO2氣體。本發(fā)明一個(gè)形態(tài)的金屬回收裝置為，從用由有機(jī)金屬化合物原料形成的原料氣體 在被處理體的表面上形成薄膜的處理容器排出的排氣氣體中回收金屬成分，將排氣氣體進(jìn) 行除害的金屬回收裝置，具有捕集單元，其具有捕集部件，所述捕集部件構(gòu)成為加熱所述 排氣氣體，使該排氣氣體中含有的未反應(yīng)的所述原料氣體熱分解，使所述原料氣體中含有 的金屬成分附著；除害單元，其具有氧化通過所述捕集單元的所述排氣氣體中含有的有害 氣體成分而進(jìn)行除害的催化劑。如此，在從用由有機(jī)金屬化合物原料形成的原料氣體在被處理體的表面上形成薄 膜的處理容器排出的排氣氣體中回收金屬成分，將排氣氣體進(jìn)行除害的金屬回收裝置中， 由于使捕集單元和除害單元一體化，因此可大幅減少設(shè)置空間，其中，所述捕集單元具有捕 集部件，所述捕集部件加熱排氣氣體，使排氣氣體中含有未反應(yīng)的原料氣體熱分解，使原料 氣體中含有的金屬成分附著；所述除害單元具有氧化通過捕集單元的排氣氣體中含有的有 害氣體成分而進(jìn)行除害的催化劑。本發(fā)明一個(gè)形態(tài)的金屬回收裝置中，可以為所述捕集單元和所述除害單元在筐體 內(nèi)沿所述排氣氣體的流動(dòng)方向依次排列。另外，本發(fā)明一個(gè)形態(tài)的金屬回收裝置中，所述捕集單元可以具有加熱所述捕集 部件的捕集部件加熱機(jī)構(gòu)。進(jìn)而，本發(fā)明一個(gè)形態(tài)的金屬回收裝置中，所述除害單元可以具有加熱所述催化 劑的催化劑加熱機(jī)構(gòu)。進(jìn)而，本發(fā)明一個(gè)形態(tài)的金屬回收裝置中，所述捕集部件可以具有收納于箱體內(nèi) 的多個(gè)捕集片。進(jìn)而，本發(fā)明一個(gè)形態(tài)的金屬回收裝置中，所述捕集部件可以具有沿所述排氣氣 體的流動(dòng)方向排列的多個(gè)金屬網(wǎng)。進(jìn)而，本發(fā)明一個(gè)形態(tài)的金屬回收裝置中，所述捕集部件可以具有沿所述排氣氣 體的流動(dòng)方向排列的、具有通氣孔的多個(gè)沖孔板。進(jìn)而，本發(fā)明一個(gè)形態(tài)的金屬回收裝置中，具有向所述捕集單元供給氧化氣體的 氧化氣體供給機(jī)構(gòu)。進(jìn)而，本發(fā)明一個(gè)形態(tài)的金屬回收裝置中，可以具有向所述除害單元供給氧化氣 體的氧化氣體供給機(jī)構(gòu)。進(jìn)而，本發(fā)明一個(gè)形態(tài)的金屬回收裝置中，所述催化劑的溫度可以在600 800°C的范圍內(nèi)。進(jìn)而，本發(fā)明一個(gè)形態(tài)的金屬回收裝置中，所述捕集部件的溫度可以在600 1000°C范圍內(nèi)。進(jìn)而，本發(fā)明一個(gè)形態(tài)的金屬回收裝置中，所述催化劑可以由選自Mn02、Ca0、Mg0、 HfO2, Ta2O5中的1種以上的材料形成。進(jìn)而，本發(fā)明一個(gè)形態(tài)的金屬回收裝置中，所述氧化氣體可以由選自02、03、H20、空 氣中的1種以上的氣體形成。進(jìn)而，本發(fā)明一個(gè)形態(tài)的金屬回收裝置中，所述有機(jī)金屬化合物可以是由選自 Ru3(CO)12, TEMAT(四乙基甲基氨基鈦)、TAIMATA、Cu(EDMDD)2, Ru3(CO) 12, W(CO)6, TaCl5, TMA (三甲基鋁)、TBTDET (叔丁基酰亞胺基三(二乙基酰胺基)鉭)、PET (五乙氧化鉭)、 TMS (四甲基硅烷)、TEH (四乙氧化鉿)、Cp2Mn [ = Mn (C5H5) 2]、(MeCp) 2Mn [ = Mn (CH3C5H4) 2]、 (EtCp) 2Mn [ = Mn (C2H5C5H4) 2], (i-PrCp)2Mn[ = Mn (C3H7C5H4) 2]、MeCpMn (CO) 3 [ = (CH3C5H4) Mn (CO) 3]、(t-BuCp) 2Mn [ = Mn (C4H9C5H4) 2] ,CH3Mn (CO) 5、Mn (DPM) 3[ = Mn (C11H19O2) 3]、Mn (DMPD) (EtCp) [ = Mn(C7H11C2H5C5H4) ]、Mn(acac)2[ = Mn(C5H7O2)2]、Mn(DPM)2[ = Mn(C11H19O2)2]、 Mn(acac)3[ = Mn(C5H7O2)3]中的不含鹵元素的1種以上的材料形成。進(jìn)而，本發(fā)明一個(gè)形態(tài)的金屬回收裝置中，可以是所述有機(jī)金屬化合物為 Ru3(CO)12，從所述除害單元排出的氣體為(X)2氣體。本發(fā)明一個(gè)形態(tài)的排氣系統(tǒng)為，連接于用由有機(jī)金屬化合物原料形成的原料氣體 在被處理體的表面上形成薄膜的處理容器，從所述處理容器排出的排氣氣體中回收金屬成 分，將排氣氣體進(jìn)行除害，其具有連接于所述處理容器的排氣口的排氣通道；插設(shè)于所述 排氣通道的真空泵；插設(shè)于所述排氣通道的根據(jù)上述本發(fā)明一形態(tài)的金屬回收裝置中的任一個(gè)。本發(fā)明一個(gè)形態(tài)的成膜裝置，用于對(duì)被處理體實(shí)施成膜處理，具備可進(jìn)行真空排 氣的處理容器；在所述處理容器內(nèi)保持所述被處理體的保持機(jī)構(gòu)；加熱所述被處理體的加 熱機(jī)構(gòu)；向所述處理容器內(nèi)導(dǎo)入氣體的氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)；連接于所述氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)的原料氣 體的供給系統(tǒng)；和連接于所述處理容器的根據(jù)上述本發(fā)明一個(gè)形態(tài)的排氣系統(tǒng)。


圖1為示意表示具有本發(fā)明一個(gè)形態(tài)的金屬回收裝置的成膜裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖2為表示金屬回收裝置內(nèi)的結(jié)構(gòu)的一例的縱剖面圖。圖3為說明本發(fā)明的同一實(shí)施方式的金屬回收方法的流程圖。圖4A為用于說明原料氣體熱分解，捕集金屬成分的一般情況的示意圖。圖4B為用于說明進(jìn)行有害氣體的除害的一般情況的示意圖。圖5A為用于說明原料氣體Ru3(CO)12進(jìn)行熱分解金屬成分被捕集的情況的示意 圖。圖5B為用于說明原料氣體Ru3(CO)12進(jìn)行熱分解，對(duì)生成的有害氣體進(jìn)行除害的 情況的示意圖。圖6A為示意表示捕集單元的一個(gè)變形例結(jié)構(gòu)的圖。圖6B為示意表示捕集單元的一個(gè)變形例結(jié)構(gòu)的圖。
具體實(shí)施例方式以下，基于

本發(fā)明的金屬回收方法、金屬回收裝置、排氣系統(tǒng)及使用其的 成膜裝置的優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施方式。圖1是表示具有金屬回收裝置的成膜裝置的示意結(jié)構(gòu) 圖，圖2是表示金屬回收裝置內(nèi)的一例的擴(kuò)大剖面結(jié)構(gòu)圖。以下的一個(gè)實(shí)施方式中，使用羰 系有機(jī)金屬化合物Ru3 (CO) 12作為有機(jī)金屬化合物的原料，并使用CO ( 一氧化碳)作為運(yùn)載 氣體，對(duì)由Ru金屬膜形成的薄膜進(jìn)行成膜的例進(jìn)行說明。如圖1所示，本實(shí)施方式的成膜裝置2主要由下構(gòu)成對(duì)作為被處理體的半導(dǎo)體晶 片W實(shí)質(zhì)進(jìn)行成膜處理的成膜裝置本體4 ；對(duì)該成膜裝置本體4供給成膜用的原料氣體的 原料氣體的供給系統(tǒng)6 ；和排出來自上述成膜裝置本體4的排氣氣體的排氣系統(tǒng)8。首先，對(duì)上述成膜裝置本體4進(jìn)行說明。該成膜裝置本體4具有例如由鋁合金等 形成的筒體狀的處理容器10。在該處理容器10內(nèi)，設(shè)有保持被處理體半導(dǎo)體晶片W的保持 機(jī)構(gòu)12。具體而言，該保持機(jī)構(gòu)12由從容器底部由支柱14立起的圓板狀的承載臺(tái)16，在 該承載臺(tái)16上承載有晶片W。并且，該承載臺(tái)16例如由AlN(氮化鋁)等陶瓷材料構(gòu)成。 在承載臺(tái)16內(nèi)設(shè)有例如由鎢絲等構(gòu)成的加熱機(jī)構(gòu)18，以加熱上述晶片W。在此，作為上述 加熱機(jī)構(gòu)18，不限于鎢絲等，例如也可使用加熱燈。在該處理容器10的底部設(shè)有排氣口 20，在該排氣口 20連接有上述排氣系統(tǒng)8，能 使處理容器10內(nèi)的環(huán)境真空排氣。后述該排氣系統(tǒng)8。在該處理容器10的側(cè)壁形成有搬 入搬出晶片W的開口 22，該開口 22設(shè)有用于將其氣密性地開閉的閘門閥M。接著，在該處理容器10的頂部，設(shè)有例如由噴頭沈構(gòu)成的氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)觀，從設(shè) 置在下面的氣體噴出孔30向處理容器10內(nèi)供給所需的氣體。并且，在該噴頭沈的氣體入 口 26A上連接上述原料氣體的供給系統(tǒng)6和存在其他需要的氣體時(shí)連接其氣體的供給系 統(tǒng)。根據(jù)使用的氣體種類，有時(shí)在該噴頭26內(nèi)混合原料氣體和其他氣體，也有時(shí)向噴頭沈 內(nèi)分別導(dǎo)入并分別流動(dòng)，在處理容器10內(nèi)進(jìn)行混合。本實(shí)施方式中，使用噴頭沈作為氣體 導(dǎo)入機(jī)構(gòu)觀，也可代替其單純地使用噴嘴等。接著，說明上述原料氣體的供給系統(tǒng)6。首先，該原料氣體的供給系統(tǒng)6具有存留 固體原料或液體原料的原料罐32。本實(shí)施方式中，在該原料罐32內(nèi)收納有機(jī)金屬化合物原 料，例如固體原料；34。作為該固體原料34，如上所述，可使用前述的Ru3(CO)1215該固體原料 34 —般蒸汽壓非常低，具有不易蒸發(fā)的特性。并且，代替上述固體原料34可使用通過起泡 等而形成原料氣體的液體原料。并且，以其一端與該原料罐32的頂部的氣體出口 36連接，另一端與上述成膜裝置 本體4的噴頭沈的氣體入口 26A連接地設(shè)置有原料通道38，可供給在上述原料罐32中產(chǎn) 生的原料氣體。并且，在上述原料通道38的接近原料罐32的部分上插設(shè)有開閉閥40。另外，在上述原料罐32的下面?zhèn)冗B接有用于向上述原料罐32供給運(yùn)載氣體的運(yùn) 載氣體管42。在該運(yùn)載氣體管42的中途，依次插設(shè)有如質(zhì)量流量控制器那樣的流量控制器 44和運(yùn)載氣體開閉閥46，一邊對(duì)運(yùn)載氣體進(jìn)行流量控制一邊供給，加熱上述固體原料34， 從而使該固體原料34氣化，形成原料氣體。另外，原料罐32的內(nèi)部呈如下結(jié)構(gòu)在設(shè)置了上述運(yùn)載氣體管42的側(cè)的附近設(shè)置 有多孔板48，將上述固體原料34保持在上述多孔板48之上的同時(shí)，從上述運(yùn)載氣體管42供給的運(yùn)載氣體，介由形成在上述多孔板48上的孔部平均地供給至上述原料罐32內(nèi)。本 實(shí)施方式中，作為上述運(yùn)載氣體使用CO(—氧化碳)氣體。并且，在上述原料罐32中，將用于將其加熱的罐加熱機(jī)構(gòu)50以覆蓋罐整體的方式 進(jìn)行設(shè)置，促進(jìn)固體原料34的氣化。固體原料34的加熱溫度為小于分解溫度的溫度。另 外，連通上述運(yùn)載氣體管42的比運(yùn)載氣體開閉閥46還上游側(cè)和上述原料通道38的開閉閥 40的下游側(cè)設(shè)置旁路管52。在該旁路管52上插設(shè)旁路開閉閥M，根據(jù)需要，可繞開原料 罐32使運(yùn)載氣體流動(dòng)。另外，上述原料通道38上設(shè)有如帶式加熱器那樣的加熱機(jī)構(gòu)(未 圖示)，將其加熱而防止原料氣體再次固化。接著說明排氣系統(tǒng)8。該排氣系統(tǒng)8具有連接于上述處理容器10的排氣口 20的 排氣通道60，沿該排氣通道60排出處理容器10內(nèi)的環(huán)境氣體。具體而言，在該排氣通道 60上，從其上游側(cè)向下游側(cè)依次插設(shè)有壓力調(diào)整閥62、真空泵64、金屬回收裝置66。上述壓力調(diào)整閥62例如由蝶閥構(gòu)成，具有調(diào)整上述處理容器10內(nèi)的壓力的功能。 上述真空泵64在此例如由渦輪分子泵和干式泵的組合構(gòu)成，可使處理容器10內(nèi)的環(huán)境氣 體進(jìn)行真空抽取。另外，金屬回收裝置66，是使在排氣通道60內(nèi)流動(dòng)的排氣氣體暴露在高溫中，分 解排氣氣體中含有的未反應(yīng)的原料氣體，回收金屬成分，進(jìn)而，氧化排氣氣體中的有害成分 而進(jìn)行除害。本實(shí)施方式中，制成回收幾乎全部的未反應(yīng)的原料氣體，即Ru3(CO)12氣體。對(duì) 于該結(jié)構(gòu)后文中進(jìn)行描述。首先，在該金屬回收裝置66還上游側(cè)的排氣通道60和金屬回收裝置66還下游側(cè) 的排氣通道60上分別插設(shè)開閉閥68。該金屬回收裝置66進(jìn)行維護(hù)時(shí)，通過關(guān)閉此開閉閥 68，可將該金屬回收裝置66從排氣通道60側(cè)斷開。如圖2所示，該金屬回收裝置66，例如由以不銹鋼等成形的筒體狀的筐體70形成 其外殼。該筐體70的上部形成有氣體入口 72的同時(shí)，下部形成有氣體出口 74。接著，上述 氣體入口 72，通過在此形成的凸緣部72A，在上述排氣通道60的一側(cè)介由圓環(huán)等密封部件 76氣密連接。另外，上述氣體出口 74，通過在此形成的凸緣部74A，在上述排氣通道60的另 一側(cè)介由圓環(huán)等密封部件78氣密連接。并且，在上述筒體狀的筐體70內(nèi)，沿排氣氣體的流動(dòng)方向依次排列有將排氣氣 體暴露在高溫中，使該排氣氣體中含有的未反應(yīng)的原料氣體熱分解，捕集原料氣體中含有 的金屬成分的捕集單元80 ；和氧化通過該捕集單元80的排氣氣體中含有的有害氣體成分 而進(jìn)行除害的除害單元82。具體而言，上述捕集單元80具有附著通過上述熱分解而產(chǎn)生的金屬成分的捕集 部件84。本實(shí)施方式中，上述捕集部件84具有呈球形狀、塊狀或片狀的多個(gè)(多數(shù))捕集 片86。該捕集片86可取出地被收納于筒體狀的箱體88內(nèi)。該箱體88例如由不銹鋼所形 成。在該箱體88的頂部及底部分別形成有用于使排氣氣體通過的多個(gè)通氣孔90、92， 將該箱體88內(nèi)制成能通過排氣氣體。接著，在該箱體88的外周設(shè)置有用于加熱該捕集部 件84的如由鎢絲加熱器等構(gòu)成的捕集部件加熱機(jī)構(gòu)94，可將上述捕集片86加熱至規(guī)定溫 度，例如600 1000°C范圍內(nèi)的溫度。上述捕集片86，為充分確保在該捕集片86之間流動(dòng)的排氣氣體的通氣性，例如在捕集片86為球形時(shí)，優(yōu)選將其直徑設(shè)定為IOmm以上。作為該捕集片86，例如除不銹鋼等金 屬片以外，還可以使用硅片、由氮化鋁、鋁等構(gòu)成的陶瓷片等。另外配置在上述捕集單元80的下游側(cè)的上述除害單元82具有氧化通過上述捕 集單元80流入的排氣氣體中含有的有害氣體成分而進(jìn)行除害的催化劑100。本實(shí)施方式 中，上述催化劑100為球形狀、塊狀或片狀。該催化劑100可取出地收納在筒體狀的箱體 102內(nèi)。該箱體102例如由不銹鋼形成。在該箱體102的頂部及底部分別形成有用于使排氣氣體通過的多個(gè)通氣孔104、 106，將該箱體102內(nèi)制成能夠使通過上述捕集單元80內(nèi)而到達(dá)的排氣氣體通過。并且，在 該箱體102的外周設(shè)置有用于加熱該催化劑100的例如由鎢絲加熱器等構(gòu)成的催化劑加熱 機(jī)構(gòu)108，可將上述催化劑100加熱至規(guī)定溫度，例如600 800°C范圍內(nèi)的溫度。上述催化劑100，為充分確保在該催化劑100之間流動(dòng)的排氣氣體的通氣性，例如 催化劑100為球形時(shí)，優(yōu)選的是將其直徑設(shè)定為5mm以上。作為該催化劑100，可使用Μη02、 CaO, MgO, HfO2, Ta2O5 等。另外在上述筐體70上連接有用于向筐體70內(nèi)供給氧化氣體的氧化氣體供給機(jī)構(gòu) 110。該氧化氣體供給機(jī)構(gòu)110，在本實(shí)施方式中具有在筐體70內(nèi)的頂部，即在排氣氣體 流的筐體70內(nèi)的最上游部處設(shè)置的圓形環(huán)狀的噴頭112。該噴頭112上連接有在中途插設(shè) 開閉閥114的氣體流路116。并且，從形成在上述噴頭112上的多個(gè)氣體噴射孔112A，向幾 乎整個(gè)的捕集單元80的上游側(cè)供給經(jīng)流量控制的氧化氣體。從該噴頭112供給的氧化氣體，不僅流入上述捕集單元80內(nèi)，還流入位于其下游 側(cè)的除害單元82內(nèi)。在此，僅在除害單元82內(nèi)流入氧化氣體時(shí)，將上述氧化氣體供給機(jī)構(gòu) 110的噴頭112設(shè)置在上述捕集單元80和除害單元82之間即可。作為該氧化氣體可使用 02。并且，上述氧化氣體供給機(jī)構(gòu)110的結(jié)構(gòu)不限于上述結(jié)構(gòu)。并且，從上述處理容器10的排氣口 20到金屬回收裝置66的排氣通道60及其中 途設(shè)置的各部件上設(shè)置有帶式加熱器等通道加熱器120。由此，雖然還取決于原料，例如使 流動(dòng)于排氣通道60內(nèi)的排氣氣體加熱至110°C左右，以防止未反應(yīng)的排氣氣體中的未反應(yīng) 的原料氣體在中途發(fā)生凝結(jié)(凝固)。并且，如此構(gòu)成的成膜裝置2的整個(gè)工作，例如氣體供給的開始、氣體供給的停 止、工藝溫度、工藝壓力、金屬回收裝置66的氧化氣體供給等的控制，是通過例如由計(jì)算機(jī) 構(gòu)成的控制裝置122進(jìn)行的。該控制所必要的計(jì)算機(jī)可讀取的程序被儲(chǔ)存在儲(chǔ)存媒介124，作為該儲(chǔ)存媒介 124，可使用軟盤、⑶(Compact Disc)、⑶-ROM、硬盤、閃存或DVD等。并且，必要時(shí)可在上述 金屬回收裝置66的上游側(cè)設(shè)置輔助性捕集未反應(yīng)的原料氣體的一部分的輔助捕獲裝置。接著，主要參考圖3至圖5B，對(duì)如上構(gòu)成的成膜裝置2的工作進(jìn)行說明。圖3是說 明金屬回收方法的工序圖，圖4A及圖4B是表示原料氣體熱分解進(jìn)行金屬成分的捕集和有 害氣體的除害的一般情況的示意圖，圖5A及圖5B是表示原料氣體Ru3 (CO) 12熱分解進(jìn)行金 屬成分的捕集和有害氣體的除害的狀況的示意圖。首先，如圖1所示，該成膜裝置2的成膜 裝置本體4中，持續(xù)驅(qū)動(dòng)排氣系統(tǒng)8的真空泵64，對(duì)處理容器10內(nèi)進(jìn)行真空抽取，維持規(guī)定 的壓力，并且承載臺(tái)16上的半導(dǎo)體晶片W通過加熱機(jī)構(gòu)18維持規(guī)定溫度。另外處理容器 10的側(cè)壁及噴頭沈也分別通過容器側(cè)加熱機(jī)構(gòu)(未圖示)維持規(guī)定溫度。
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另外，原料氣體的供給系統(tǒng)6的整體通過罐加熱機(jī)構(gòu)50和通道加熱機(jī)構(gòu)(未圖 示)被加熱至預(yù)設(shè)溫度。接著，開始成膜處理，在原料氣體的供給系統(tǒng)6中，向原料罐32內(nèi) 介由運(yùn)載氣體管42供給經(jīng)流量控制的運(yùn)載氣體(CO)，從而在原料罐32內(nèi)存留的固體原料 34被加熱氣化，由此生成原料氣體。該產(chǎn)生的原料氣體，與運(yùn)載氣體一同在原料通道38內(nèi)向下游側(cè)流動(dòng)。該原料氣 體，由成膜裝置本體4的噴頭沈向呈減壓環(huán)境的處理容器10內(nèi)導(dǎo)入。在該處理容器10內(nèi)， 例如通過CVD (Chemical Vapor Deposition)在晶片W上成膜Ru金屬的薄膜。這時(shí)作為工 序條件可設(shè)置成工藝壓力為0. ITorr (13. 3Pa)左右，晶片溫度為200 250°C左右，處理 容器10的側(cè)壁溫度為75 80°C左右。在此作為固體原料34的Ru3(CO)12是蒸汽壓非常低的難以蒸發(fā)(氣化)的原料， 另外供給于成膜反應(yīng)中的量非常少，90%左右的原料氣體以未反應(yīng)狀態(tài)與運(yùn)載氣體CO — 同流入排氣系統(tǒng)8的排氣通道60內(nèi)。此時(shí)的反應(yīng)以下述化學(xué)式表示，通過反應(yīng)產(chǎn)生與運(yùn)載 氣體同種氣體CO (—氧化碳)。
權(quán)利要求
1.一種金屬回收方法，其特征在于，從用由有機(jī)金屬化合物原料形成的原料氣體而在 被處理體的表面形成薄膜的處理容器所排出的排氣氣體中回收金屬成分，將排氣氣體進(jìn)行 除害，其包括捕集工序，使所述排氣氣體與經(jīng)加熱的捕集部件接觸，從而使該排氣氣體中含有的未 反應(yīng)的所述原料氣體熱分解，使所述原料氣體中含有的金屬成分附著于所述捕集部件；除害工序，使經(jīng)過所述捕集工序的所述排氣氣體與催化劑接觸，從而氧化所述排氣氣 體中含有的有害氣體成分而進(jìn)行除害。
2.如權(quán)利要求1所述的金屬回收方法，其特征在于，所述除害工序是在氧化氣體的存 在下進(jìn)行的。
3.如權(quán)利要求1所述的金屬回收方法，其特征在于，所述捕集工序是在氧化氣體的存 在下進(jìn)行的。
4.如權(quán)利要求1所述的金屬回收方法，其特征在于，所述除害工序的所述催化劑的溫 度在600 800°C范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1所述的金屬回收方法，其特征在于，所述捕集工序的所述捕集部件的 溫度在600 1000°C范圍內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1所述的金屬回收方法，其特征在于，所述催化劑由選自Mn02、Ca0、Mg0、 HfO2, Ta2O5中的1種以上的材料形成。
7.如權(quán)利要求1所述的金屬回收方法，其特征在于，所述氧化氣體由選自02、03、H20、空 氣中的1種以上的氣體形成。
8.如權(quán)利要求1所述的金屬回收方法，其特征在于，所述有機(jī)金屬化合物由選自 Ru3 (CO) 12、TEMAT 即四乙基甲基氨基鈦、TAIMATA、Cu (EDMDD) 2、Ru3 (CO) 12、W (CO) 6、TaCl5, TMA 即三甲基鋁、TBTDET即叔丁基酰亞胺基三(二乙基酰胺基)鉭、PET即五乙氧化鉭、TMS即 四甲基硅烷、TEH 即四乙氧化鉿、Cp2Mn 即 Mn (C5H5) 2、(MeCp) 2Mn 即 Mn (CH3C5H4) 2、(EtCp) 2Mn 即 Mn (C2H5C5H4) 2]、(i-PrCp) 2Mn 即 Mn (C3H7C5H4) 2、MeCpMn (CO) 3 即(CH3C5H4) Mn (CO) 3、(t-BuCp) 2Mn 即 Mn (C4H9C5H4) 2、CH3Mn (CO)5^Mn (DPM) 3 即 Mn (C11H19O2) 3、Mn (DMPD) (EtCp)即 Mn (C7H11C2H5C5H4)、 Mn (acac) 2 即 Mn (C5H7O2) 2、Mn (DPM) 2 即 Mn (C11H19O2) 2、Mn (acac) 3 即 Mn (C5H7O2) 3 中的不含鹵元 素的1種以上的材料形成。
9.如權(quán)利要求1所述的金屬回收方法，其特征在于，所述有機(jī)金屬化合物為Ru3(CO)12, 經(jīng)過所述除害工序排出的氣體為CO2氣體。
10.一種金屬回收裝置，其特征在于，從用由有機(jī)金屬化合物原料形成的原料氣體而在 被處理體的表面上形成薄膜的處理容器所排出的排氣氣體中回收金屬成分，將排氣氣體進(jìn) 行除害，其具有捕集單元，具有捕集部件，所述捕集部件如下構(gòu)成加熱所述排氣氣體，使該排氣氣體 中含有的未反應(yīng)的所述原料氣體熱分解，使所述原料氣體中含有的金屬成分附著；除害單元，具有氧化通過所述捕集單元的所述排氣氣體中含有的有害氣體成分而進(jìn)行 除害的催化劑。
11.如權(quán)利要求10所述的金屬回收裝置，其特征在于，所述捕集單元和所述除害單元 在筐體內(nèi)沿所述排氣氣體的流動(dòng)方向依次排列。
12.如權(quán)利要求10所述的金屬回收裝置，其特征在于，所述捕集單元具有加熱所述捕集部件的捕集部件加熱機(jī)構(gòu)。
13.如權(quán)利要求10所述的金屬回收裝置，其特征在于，所述除害單元具有加熱所述催 化劑的催化劑加熱機(jī)構(gòu)。
14.如權(quán)利要求10所述的金屬回收裝置，其特征在于，所述捕集部件具有收納在箱體 內(nèi)的多個(gè)捕集片。
15.如權(quán)利要求10所述的金屬回收裝置，其特征在于，所述捕集部件具有沿所述排氣 氣體的流動(dòng)方向排列的多個(gè)金屬網(wǎng)。
16.如權(quán)利要求10所述的金屬回收裝置，其特征在于，所述捕集部件具有沿所述排氣 氣體的流動(dòng)方向排列的、具有通氣孔的多個(gè)沖孔板。
17.如權(quán)利要求10所述的金屬回收裝置，其特征在于，具有向所述捕集單元供給氧化 氣體的氧化氣體供給機(jī)構(gòu)。
18.如權(quán)利要求10所述的金屬回收裝置，其特征在于，具有向所述除害單元供給氧化 氣體的氧化氣體供給機(jī)構(gòu)。
19.如權(quán)利要求10所述的金屬回收裝置，其特征在于，所述催化劑的溫度在600 800°C的范圍內(nèi)。
20.如權(quán)利要求10所述的金屬回收裝置，其特征在于，所述捕集部件的溫度在600 1000°C的范圍內(nèi)。
21.如權(quán)利要求10所述的金屬回收裝置，其特征在于，所述催化劑由選自Mn02、CaO, MgO, HfO2, Ta2O5中的1種以上的材料形成。
22.如權(quán)利要求10所述的金屬回收裝置，其特征在于，所述氧化氣體由選自02、03、H20、 空氣中的1種以上的氣體形成。
23.如權(quán)利要求10所述的金屬回收裝置，其特征在于，所述有機(jī)金屬化合物由選自 Ru3 (CO) 12、TEMAT 即四乙基甲基氨基鈦、TAIMATA、Cu (EDMDD) 2、Ru3 (CO) 12、W (CO) 6、TaCl5, TMA 即三甲基鋁、TBTDET即叔丁基酰亞胺基三(二乙基酰胺基)鉭、PET即五乙氧化鉭、TMS即 四甲基硅烷、TEH 即四乙氧化鉿、Cp2Mn 即 Mn (C5H5) 2、(MeCp) 2Mn 即 Mn (CH3C5H4) 2、(EtCp) 2Mn 即 Mn (C2H5C5H4) 2]、(i-PrCp) 2Mn 即 Mn (C3H7C5H4) 2、MeCpMn (CO) 3 即(CH3C5H4) Mn (CO) 3、(t-BuCp) 2Mn 即 Mn (C4H9C5H4) 2、CH3Mn (CO)5^Mn (DPM) 3 即 Mn (C11H19O2) 3、Mn (DMPD) (EtCp)即 Mn (C7H11C2H5C5H4)、 Mn (acac) 2 即 Mn (C5H7O2) 2、Mn (DPM) 2 即 Mn (C11H19O2) 2、Mn (acac) 3 即 Mn (C5H7O2) 3 中的不含鹵元 素的1種以上的材料形成。
24.如權(quán)利要求10所述的金屬回收裝置，其特征在于，所述有機(jī)金屬化合物為 Ru3(CO)12，從所述除害單元排出的氣體為CO2氣體。
25.一種排氣系統(tǒng)，其特征在于，連接于用由有機(jī)金屬化合物原料形成的原料氣體而在 被處理體的表面上形成薄膜的處理容器，從所述處理容器所排出的排氣氣體中回收金屬成 分，將排氣氣體進(jìn)行除害，其具有連接于所述處理容器的排氣口的排氣通道；插設(shè)于所述排氣通道的真空泵；和插設(shè)于所述排氣通道的權(quán)利要求10所述的金屬回收裝置。
26.一種成膜裝置，用于對(duì)被處理體實(shí)施成膜處理，其特征在于，具備可進(jìn)行真空排氣的處理容器，在所述處理容器內(nèi)保持所述被處理體的保持機(jī)構(gòu)， 加熱所述被處理體的加熱機(jī)構(gòu)， 向所述處理容器內(nèi)導(dǎo)入氣體的氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)， 連接于所述氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)的原料氣體的供給系統(tǒng)，和 連接于所述處理容器的權(quán)利要求25所述的排氣系統(tǒng)。
全文摘要
一種金屬回收裝置(66)，其從用由有機(jī)金屬化合物原料形成的原料氣體而在被處理體的表面上形成薄膜的處理容器(10)所排出的排氣氣體中回收金屬成分，將排氣氣體進(jìn)行除害。金屬回收裝置具有捕集單元(80)，其具有捕集部件，所述捕集部件構(gòu)成為，加熱所述排氣氣體，使排氣氣體中含有的未反應(yīng)的原料氣體熱分解，將原料氣體中含有的金屬成分附著；除害單元(82)，其具有氧化通過捕集單元的排氣氣體中含有的有害氣體成分而進(jìn)行除害的催化劑(100)。
文檔編號(hào)B01D53/64GK102112206SQ20098013024
公開日2011年6月29日 申請日期2009年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月9日
發(fā)明者五味淳, 原正道, 波多野達(dá)夫 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社