CN102149460B - 等离子体处理方法和设备 - Google Patents

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Abstract

在大气压等离子体处理中，抑制氟原料的回收率或回收浓度的波动，以保证处理的稳定性。通过分离部(4)的分离膜(41)将离开大气压等离子体处理部(2)到达废气管线(30)的废气分离成用于回收管线(50)的回收气体和用于释放管线(60)的释放气体。将回收气体用作处理气体的至少一部分。在分离时，根据处理气体的流率调整回收气体、释放气体和废气中的至少两种气体的与分离相关的物理量(优选压力)，使得氟原料的回收率或回收浓度中的一项或两项达到期望值。

Description

等离子体处理方法和设备
技术领域
本发明涉及通过在接近大气压的压力下将包含氟原料如CF4或SF6的处理气体等离子体化并且将所述处理气体与被处理物接触，对所述被处理物进行表面处理的方法和设备，并且具体地，涉及包括用于从所述处理以后的废气回收和再利用氟原料的步骤或回路的等离子体处理方法和设备。
背景技术
在专利文件1的发明中，从大气压等离子体处理以后的废气回收并再利用氦。
在专利文件2的发明中，在半导体工艺中通过聚合物膜从废气中分离并回收氟材料如CF4或SF6。
现有技术文件
专利文件
专利文件1：日本专利申请公布2004-14628
专利文件2：日本专利公布3151151
发明概述
本发明要解决的问题
与真空等离子体处理相比，在其中不需要真空装置并且可以连续处理多个被处理物的大气压等离子体处理中，可以获得成本降低和处理能力增强。然而，所需处理气体的量高若干倍，因此当处理气体昂贵时，运行成本可能高。当处理气体是温室气体时，大气压等离子体处理考虑到环境保护而是不利的。在昂贵并且具有高的升温潜能的气体中的是氟材料如CF4和SF6。大气压等离子体处理优于真空等离子体处理的优点由于这种氟材料的使用而被缩小。
在专利文件1的大气压等离子体处理设备中提供了一种氦回收系统。然而，当处理气体的流率改变时，回收气体的浓度和回收气体的回收率极大波动。
在专利文件2的发明中，通过包括冷凝器的精制机器使得回收气体的CF4浓度尽可能接近100％。然而，精制机器是昂贵的。而且，CF4也可在精制机器损失，这降低了总的回收率。
而且，专利文件2还公开了在不使回收气体通过精制机器的条件下，将回收气体直接引入半导体制造工艺。然而，未精制的回收气体的CF4浓度趋于极大波动，从而使得难以保证处理的稳定性。
解决问题的方案
考虑到以上内容，本发明提供一种大气压等离子体处理方法，所述方法包括：
处理步骤，其中通过在接近大气压的压力下将包含氟原料的处理气体等离子体化(包括分解，激发，活化和离子化)并且通过将所述处理气体与被处理物接触，对所述被处理物的表面进行处理；
分离步骤，其中通过分离膜将所述处理步骤中产生的废气分离成：所述氟原料被浓缩到小于100％的回收气体，和所述氟原料被稀释的释放气体；
和再利用步骤，其中将所述回收气体用作所述处理气体的至少一部分；
其中，所述分离步骤包括根据所述处理气体的流率调整所述回收气体、所述释放气体和所述废气中的至少两种气体的与所述分离相关的物理量，使得所述废气中的要被作为所述回收气体回收的氟原料的比率(以下称为“回收率”)和所述回收气体中的所述氟原料的浓度(以下称为“回收浓度”)中的一项或两项达到期望值。
在根据本发明的方法的大气压等离子体处理中，废气中的氟原料可以被回收并再利用作为处理气体。因此，可以抑制运行成本并且可以减小环境负荷。因而，可以完全地实现大气压等离子体处理优于真空等离子体处理的优点(成本降低，处理能力增强等)。而且，可以通过调整操作抑制回收率的波动或回收浓度的波动，因而可以保证处理的稳定性。不需要对回收气体进行精制。这可以防止成本增加并且避免回收率劣化。
接近大气压的压力是指在1.013x 104至50.663x 104Pa范围内的压力。
考虑到压力调整的容易性和设备结构的简单性，优选在1.333x 104至10.664x 104Pa范围内的压力，并且更优选在9.331x 104至10.397x 104Pa范围内的压力。
“所述氟原料被浓缩到小于100％的回收气体”是指不仅含有氟原料，而且还以低的浓度含有除氟原料以外的不纯物质的回收气体。
与分离相关的物理量是指可以作为影响分离膜的分离作用的因素的气体属性。
与分离相关的物理量可以是回收气体，释放气体和废气中的至少两种气体的压力，流动速度，流率和温度等。
优选地，所述物理量为气体压力。在此情况下，可以确实地控制分离作用。气体压力可以是气体中的每一种的压力，或可以是气体之间的差压。
在回收气体中，释放气体和废气，优选地，至少回收气体被包含在要调整物理量的气体中。换言之，优选两种气体中的一种是回收气体。在此情况下，可以更确实地限制回收率或回收浓度的波动，并且可以更确实地保证处理的稳定性。
更优选的是，两种气体是回收气体和释放气体。在此情况下，可以进一步确实地限制回收率的波动或回收浓度的波动，并且可以进一步确实地保证处理的稳定性。
两种气体可以是回收气体和废气，或释放气体和废气。
可以调整所述气体中的三种，即回收气体，释放气体和废气的物理量。备选地，可以调整回收气体，释放气体和废气中的任一种的物理量。
优选地，在处理步骤之前进行关系获得步骤，在所述关系获得步骤中，获得表示所述处理气体的流率和所述物理量之间的关系的数据，所述处理气体的流率和所述物理量之间的关系使所述回收率和所述回收浓度中的一项或两项达到期望值。优选所述分离步骤包括基于所述关系数据调整所述物理量。
优选地，设置回收率的期望值，使得释放气体中的氟原料的量小于或等于允许释放量。
这使得能够确实地降低环境负荷。
优选地，在处理步骤中设置回收浓度的期望值，使得回收气体中的不纯物质的浓度小于或等于不纯物质的允许量。
这使得能够确实地保证处理的稳定性。
优选地，设置回收浓度的期望值并且设置处理气体的流率，使得所述处理气体中的所述氟原料的量不小于其用于产生所述表面处理的反应性组分的化学计量必要量，并且其中所述化学计量必要量考虑了等离子体化时的分解率。
这使得甚至当回收浓度波动时或甚至当实际分解率波动时也保证处理的稳定性。
优选地，所述处理步骤包括：向所述处理气体中加入水，其中通过所述氟原料和所述水的等离子体化而产生作为所述表面处理的反应性组分的氟化氢，
并且所述方法包括设置所述回收浓度的期望值并且设置所述处理气体的所述流率，使得所述处理气体中的所述氟原料的量相对于其基于用于产生氟化氢的水的添加量的化学计量必要量过量，并且其中所述化学计量必要量考虑了等离子体化时的分解率。
这使得甚至当回收浓度波动时或甚至当实际分解率波动时也确实地保证处理的稳定性。通过调节水的添加量，可以调节氟化氢的产生量，因而可以调节处理的程度。不需要精确地控制处理气体的流率。
优选地，再利用步骤包括用一定量的所述氟原料补充所述回收气体。
这使得能够补充在表面处理中消耗的氟原料的量。这还使得能够补充在释放气体中含有并且释放出系统之外的氟原料的量。因而该系统可以持续运行。优选的是，当进行设置使得处理气体中的氟原料的量不小于化学计量必要量或相对于化学计量必要量过量时，也考虑所述补充的量。
根据本发明的等离子体处理设备包括：
处理部，所述处理部在接近大气压的压力下将包含氟原料的处理气体等离子体化并且将所述处理气体与被处理物接触，以对所述被处理物进行表面处理；
分离部，所述分离部通过分离膜将来自所述处理部的废气分离成：所述氟原料被浓缩到小于100％的回收气体，和所述氟原料被稀释的释放气体；
再利用部，所述再利用部将所述回收气体用作所述处理气体的至少一部分；
流率控制器，所述流率控制器控制所述处理气体的流率；
调整器，所述调整器调整所述回收气体、所述释放气体和所述废气中的至少两种气体的与所述分离相关的物理量；
和用于所述调整器的调整控制器；
其中，所述调整控制器包括数据储存部，所述数据储存部储存表示所述处理气体的流率和所述物理量之间的关系的关系数据，其中所述关系使所述废气中的要被作为所述回收气体回收的氟原料的比率(以下称为“回收率”)，和所述回收气体中的所述氟原料的浓度(以下称为“回收浓度”)中的一项或两项达到期望值，并且其中所述调整控制器基于受流率控制器控制的流率(可以是设定值或作为控制的结果的流率)和所述关系数据控制所述调整器。
在根据本发明的大气压等离子体处理设备中，废气中的氟原料可以被回收并再利用作为处理气体。因此，可以限制运行成本并且减小环境负荷。因而，可以完全地开发大气压等离子体处理设备优于真空等离子体处理设备的优点(成本降低，处理能力增强等)。而且，可以限制回收率或回收浓度的波动，并且可以保证处理的稳定性。不需要回收气体的精制。这可以防止成本增加并且避免回收率的劣化。
物理量可以包括压力，流动速度，流率和温度。调整器可以是气体压力调整器(阀，泵等)，流动速度调整器(阀，泵等)，流率调整器(阀，泵等)和温度调整器(电热加热器，热交换器，冷却器等)。作为用于检测所述物理量的检测器，可以安置压力传感器，电流计或温度计。
优选地，调整器包括调整两种气体的压力的气体压力调整器。
这使得能够确实地控制分离部中的分离作用，从而可以确实地保证处理的稳定性。在此情况下，该物理量为两种气体的压力。优选的是，该关系数据是表示处理气体的流率和两种气体的压力之间的关系的关系数据。
优选地，调整器包括调整回收气体的压力的回收气体压力调整器和调整释放气体的压力的释放气体压力调整器。
这使得能够更确实地控制分离部中的分离作用，从而可以更确实地保证处理的稳定性。在此情况下，该物理量是回收气体和释放气体的压力。优选该关系数据是表示处理气体的流率和回收气体和释放气体的压力之间的关系的数据。该关系数据可以包括：表示处理气体的流率和回收气体的压力之间的关系的数据，以及表示回收气体的压力和释放气体的压力之间的关系的数据。该关系数据可以包括表示处理气体的流率和释放气体的压力之间的关系的数据，以及表示回收气体的压力和释放气体的压力之间的关系的数据。
优选地，设置所述关系数据，从而获得这样的回收率，在所述回收率，所述释放气体中的所述氟原料小于或等于允许释放量。
这使得能够确实地降低环境负荷。
优选地，设置所述关系数据，从而获得这样的回收浓度，在所述回收浓度，在所述回收气体中的不纯物质的浓度小于或等于在所述处理部中的不纯物质的允许量。
这使得能够确实地保证处理的稳定性。
优选地，设置所述受流率控制器控制的流率和所述关系数据，使得所述处理气体中的所述氟原料的量不小于其用于产生所述表面处理的反应性组分的化学计量必要量，并且其中所述化学计量必要量考虑了等离子体化时的分解率。
这使得甚至当回收浓度波动时或甚至当实际分解率波动时，也能够确实地保证处理的稳定性。
优选地，所述设备还包括添加装置，通过所述添加装置向所述处理气体中加入水，从而通过所述氟原料和所述水的等离子体化而产生作为所述表面处理的反应性组分的氟化氢，并且对受流率控制器控制的流率进行设置以及对所述关系数据进行设置，使得所述处理气体中的所述氟原料的量相对于其基于用于产生氟化氢的水的添加量的化学计量必要量过量，并且其中所述化学计量必要量考虑了等离子体化时的分解率。
这使得甚至当回收浓度波动时或甚至当实际分解率波动时也保证处理的稳定性。通过调整水的添加量，可以调整氟化氢的产生量，因而可以调整处理的程度。不需要精确地控制处理气体的流率。
优选地，补充部与所述再利用部连接，所述补充部用一定量的所述氟原料补充所述回收气体。
这使得能够补充在表面处理中消耗的氟原料的量。这还使得能够补充在释放气体中含有并且释放出系统之外的氟原料的量。因而该等离子体处理设备可以持续运行。优选的是，当进行设置使得处理气体中的氟原料的量不小于化学计量必要量或相对于化学计量必要量过量时，也应当考虑所述补充的量。
优选地，所述分离部包括多个阶段的分离器，所述分离器中的每一个被分离膜隔成第一室和第二室，所述废气被引入到在第一阶段中的所述第一室中，在所述多个阶段中的所述第一室以串联方式连接，所述回收气体在最后阶段中的所述第一室被排出，并且所述释放气体在所述阶段中的每一个阶段中的所述第二室被排出。
通过这种布置，可以提高回收浓度。
所述处理部可以包括具有总是对大气压环境敞开的开口的室，并且所述开口可以起到用于所述被处理物的入口或出口的作用。
这使得能够以连续的方式将多个被处理物容易地运送到所述室中，进行表面处理并且从所述室中运出。
废气可以含有处理以后的处理气体和从所述室内部吸入的环境气体。可以从包含所述环境气体的废气分离并回收氟原料。在此情况下，废气的流率大于处理气体的流率。废气中的在处理以后的处理气体可以是少量的并且环境气体可以是大量的。回收气体可以是少量的并且释放气体可以是大量的。
本发明的有利效果
根据本发明，可以限制运行成本并且可以降低环境负荷。而且，可以限制回收率或回收浓度的波动，并且可以保证处理的稳定性。
附图简述
图1是根据本发明的第一实施方案的大气压等离子体处理设备的示意性构造图。
图2是显示气体物理量相对于处理气体流率的关系数据的实施例的图。
图3是根据本发明的第二实施方案的大气压等离子体处理设备的一部分的示意性构造图。
图4是显示实施例1的结果的图。
实施方案的描述
以下将参考附图描述本发明的实施方案。
图1显示第一实施方案。被处理物9是用于例如平板显示器的玻璃基板。尽管在附图中未显示，但是在被处理物9上形成有非晶硅膜。要通过大气压等离子体处理设备1对所述膜进行蚀刻。要被蚀刻的膜不限于非晶硅，而可以是单晶硅或多晶硅。
大气压等离子体处理设备1包括大气压等离子体处理部2和分离部4。处理部2具有大气压等离子体头11，室12和运送机13。等离子体头11被安置在大气压或接近大气压的压力下。尽管在附图中没有详细显示，大气压等离子体头11具有至少一对电极。通过在电极之间施加电场而形成大约大气压的放电空间11a。
处理气体管线20连接到放电空间11a的上游端。要通过处理气体管线20流动的处理气体的主要组分为氟原料。在此实施方案中，将CF4用作氟原料。可以将其它PFC(全氟化碳)如C2F6和C3F8，HFC(氢氟烷)如CHF3，CH2F2和CH3F，以及除PFC和HFC以外的含氟化合物如SF6、NF3和XeF2代替CF4用作氟原料。
流率控制器21安置在处理气体管线20中。流率控制器21是质量流动控制器。对质量流动控制器21配备用于输入处理气体的设定流率的流率输入部。质量流动控制器21控制管线20中的处理气体的流率，从而使得所述流率变为所述设定流率。
通过质量流动控制器21流动的处理气体几乎完全由CF4组成。因此，质量流动控制器21可以是检测CF4的流率的质量流动控制器。
流率控制器21不限于质量流动控制器，而是可以是流率控制阀。
惰性气体供给管线22在比流率控制器21更接近等离子体头11的点连接到处理气体管线20。供给管线22将惰性气体如氩(Ar)合并到处理气体管线20中，从而用Ar稀释CF4。其它惰性气体如He可以用作用于代替Ar稀释CF4的气体。
水添加装置23在比稀释气体供给管线22更处于下游的点连接到处理气体管线20。水添加装置23通过鼓泡或加热将水(H2O)蒸发，并且将蒸发的水添加到处理气体管线20，从而将处理气体加湿。
水添加装置23可以是喷雾器。
将加湿后的处理气体(CF4+Ar+H2O)引入到大气压放电空间11a中并且等离子体化(包括分解，激发，活化，自由基化(radicalization)和离子化)。作为等离子体化的结果，产生氟反应组分如HF和COF2。用于产生HF的反应式如下：
CF4+2H2O→4HF+CO2(表达式1)
以下在适当的情况下将等离子体化的处理气体称为“等离子体气体”。
氧化气体供给管线24在比大气压放电空间11a更处于下游的点连接到处理气体管线20。臭氧发生器25安置在氧化气体供给管线24中。臭氧发生器25从作为原料的氧(O2)产生作为氧化反应组分的臭氧(O3)。臭氧的制备量为原料(O2)的约8％。来自臭氧发生器25的含有臭氧的气体(O3+O2)被合并到等离子体气体中。等离子体气体在所述合并以后从大气压等离子体头11向下吹出。等离子体气体和含有臭氧的气体可以在不共混的情况下从分离的吹送开口吹出。
大气压等离子体头11安置在室12的上部。在室12内的是接近大气压的压力。在室12的相对侧的壁中设置有开口12a，12b。开口12a，12b总是敞开。开口12a是用于被处理物9的入口。开口12b是用于被处理物9的出口。
运送机13安置在室12的内部以及在室12的相对壁的外部。运送机13起到用于被处理物9的输送器和支撑器的作用。多个被处理物9被成排放置在运送机13上。所述多个被处理物9被运送机13经由入口12a顺次带入到室12中，并且在大气压等离子体头11下方横向移动。来自大气压等离子体头11的等离子体气体被朝向被处理物9吹出，从而进行硅蚀刻。此后，通过运送机13将被处理物9中的每一个经由出口12b带至外部。
用于被处理物9的输送器和支撑器不限于运送机13，而可以是可移动的载物台，通过气体压力的浮动载物台或机器人臂。被处理物9可以具有连续片材构造，并且用于具有连续片材构造的被处理物9的输送器和支撑器可以是导辊。
入口12a和搬出(carry out)出口12b可以是仅当被处理物9通过开口时是敞开的，并且可以是在将被处理物带入到室12中以后或在将被处理物9带出室12以后是关闭的。
室12可以仅安置有1个开口。被处理物9可以经由所述1个开口带入到室12中，并且在处理以后经由所述1个开口带出室12。
废气管线30从室12伸出。废气管线30的基本端部连接到例如室12的底部。
尽管在附图中未示出，在等离子体头11的处理气体吹送开口附近安置抽吸开口。抽吸通道从抽吸开口延伸出来。抽吸通道被合并到废气管线30中。
洗涤器31，雾阱(mist trap)32，除臭氧器(ozone killer)33和压缩机34从上游侧(室12侧)以此顺序安置在废气管线30中。室12内部的气体(包括接近抽吸开口的气体)通过压缩机34的致动被排放到废气管线30中。在处理以后的处理气体(以下称为“处理后气体”)被包含在废气中。除蚀刻的反应副产物(SiF4，等)以外，没有贡献于蚀刻反应的反应性组分(HF，O3，等)以及没有在大气压放电空间11a中等离子体化的处理气体组分(CF4，Ar，H2O)被包含在处理后气体中。而且，除处理后气体以外，废气含有从室12抽吸的大量环境气体，即空气。因此，在废气中含有大量的氮(N2)。除CF4以外的废气的组分在以下称为“不纯物质”。大部分的不纯物质为氮。废气的流率相当程度上大于导向大气压等离子体头11的处理气体的流率。
作为水洗涤器或碱洗涤器的洗涤器31从废气中移除HF等。雾阱32从废气中移除水含量(H2O)。除臭氧器33使用吸附剂或还原催化剂如活性炭从废气中移除臭氧(O3)。废气管线30延伸至分离部4。
分离部4包括多个阶段的(在附图中为3个阶段)分离器40。分离膜43安置在分离器40中的每一个的内部。玻璃状聚合物膜(参见专利文件2)例如被用作分离膜43。氮(N2)通过分离膜43的渗透速率相对大，而CF4的渗透速率相对小。
分离器40的内部空间被分离膜43隔成第一室41和第二室42。废气管线30的下游末端连接到在第一阶段中的分离器40的第一室41的入口。在每一个阶段中的第一室41的出口经由连接通道44连接到下一个阶段中的第一室41的入口。因此，在所有阶段中的第一室41是以串联方式连接的。废气被顺次输送到在多个阶段中的第一室41。在所述阶段中的每一个中，废气的一部分透过分离膜43并且流入到第二室42中。归因于通过分离膜43的渗透速率上的差别，CF4的浓度在第一室41中较高，而主要由氮组成的不纯物质的浓度在第二室42中较高。
回收气体管线50从最后阶段中的第一室41的出口延伸出来。回收气体管线50从分离部4伸出。从最后阶段中的第一室41发送到回收气体管线50的气体在以下被称为“回收气体”。回收气体含有高浓度(例如，不小于90％)的CF4和低浓度(例如，小于10％)的不纯物质。在回收气体中的CF4的浓度在以下适当地称为“回收浓度”或“回收CF4浓度”。回收气体的流率相当程度上小于流过废气管线30的废气的流率。回收气体压力传感器51和回收气体压力调整器52从上游侧以此顺序安置在回收气体管线50中。通过压力传感器51检测从分离部4导出的回收气体的压力(回收气体物理量)。压力传感器51构成回收气体物理量检测器。回收气体压力调整器52由自动压力控制阀构成并且自动控制从分离部4导出的回收气体的压力。
回收气体管线50连接到混合罐53。作为含有100％浓度的CF4的罐的CF4补充部54连接到混合罐53。来自回收气体管线50的回收气体和来自补充部54的纯CF4气体在混合罐53中混合。可以考虑以下所述的在处理部2中的蚀刻处理中消耗的CF4的量以及从释放管线60释放的CF4的量来设置纯CF4气体的补充量。
除CF4以外，在罐53中的混合气体中含有若干％浓度至10％浓度的不纯物质(主要地，氮)。该混合气体是混合Ar之前并且加入H2O之前的处理气体。处理气体管线20从混合罐53延伸至大气压等离子体头11。
气体管线20，50和混合罐53构成CF4再利用部5。
释放气体管线60从分离器40中的每一个的第二室42延伸出来。从第二室42中的每一个发送至释放气体管线60的气体在以下被称为“释放气体”。大部分的释放气体由不纯物质(主要地，氮)组成，并且含有少量的CF4。不纯物质在释放气体中的浓度大于不纯物质在废气中的浓度。CF4在释放气体中的浓度相当程度上小于CF4在废气中的浓度。
来自第二室42的释放气体管线60彼此合并并且从分离部4中伸出。释放气体压力传感器61和释放气体压力调整器62以此顺序安置在合并后的释放气体管线60中。通过压力传感器61检测从分离部4导出的释放气体的压力(释放气体物理量)。压力传感器61构成释放气体物理量检测器。释放气体压力调整器62由自动压力控制阀构成并且自动控制从分离部4导出的释放气体的压力。
比压力控制阀62更加位于下游的释放气体管线60的一部分经由抽吸泵63连接到解毒器(detoxifier)64。来自第二室42的释放气体彼此合并并且经由管线60发送至解毒器64。合并以后的释放气体的流率基本上与废气的流率相同，但是稍微小于废气的流率。在通过解毒器64解毒以后，将释放气体释放至大气。
大气压等离子体处理设备1还包括用于调整器52，62的调整控制器70。尽管在附图中未详细显示，但是调整控制器70包括用于压力控制阀52，62的微型计算机和驱动回路(drive circuit)等。微型计算机包括输入/输出界面，CPU，RAM和ROM71等。用于控制所必须的程序和数据储存在ROM 71中。在用于控制所必须的数据中的是在处理气体的流率和与在分离部4的膜分离相关的物理量之间的关系数据。ROM 71构成关系数据储存部。
调整控制器70可以由模拟回路组成。
与膜分离相关的物理量可以是例如气体的压力，流率，流动速度或温度，并且优选可以是压力。目标气体是3种：回收气体，释放气体和废气。在这3种气体中，优选的是，至少包括回收气体的两种气体应当是目标气体。
例如，如在图2中示意性显示的，关于回收气体的设定压力和释放气体的设定压力相对于处理气体的流率的数据作为关系数据储存在控制器70的ROM 71中。在图2的水平轴中的处理气体的流率显示在合并氩之前并且在加入水之前的处理气体的流率，其是由质量流动控制器21控制的流率。由于如上所述，流过质量流动控制器21的处理气体基本上为CF4，因此图2的水平轴可以表示CF4的流率。在图2的垂直轴中的回收气体的设定压力和释放气体的设定压力分别表示相对于大气压的差压。回收气体的设定压力是正压力。释放气体的设定压力是负压力。释放气体的设定压力相对于回收气体的设定压力唯一确定。
对于处理气体的流率的某些范围中的每一个而言，回收气体的设定压力和释放气体的设定压力不变。随着流率的范围移动，回收气体的设定压力和释放气体的设定压力以逐步方式改变。当处理气体的流率范围具有较小值时，回收气体的设定压力(正压力)与大气压的偏差在正的方面上较大，而当处理气体的流率范围具有增大的值时，回收气体的设定压力(正压力)与大气压的偏差逐渐减小。当处理气体的流率范围具有较小值时，释放气体的设定压力(负压力)与大气压的偏差在负的方面上较大，而当处理气体的流率范围具有增大的值时，释放气体的设定压力(负压力)与大气压的偏差逐渐减小。
基于处理气体在质量流动控制器21的流率，由压力传感器51，61提供的检测信号以及在ROM 71中的关系数据，调整控制器70控制压力控制阀52，62，并且反馈控制回收气体压力和释放气体压力，从而使得回收气体压力和释放气体压力分别地处于设定压力。
以下描述通过大气压等离子体处理设备1对被处理物9进行表面处理的方法。
[关系获得步骤]
在被处理物9的表面处理之前，获得处理气体的流率和与膜分离相关的物理量之间的关系数据(图2)。
在关系获得步骤中，分别在废气管线30和释放气体管线60中安置浓度检测器。可以例如将傅立叶变换红外光谱分析仪(Fourier transforminfrared spectroscopy analyzer)(FTIR)用作浓度检测器。初步运行大气压等离子体处理设备1。处理部2和分离部4等在初步运行中的运行与在随后所述的处理步骤中的那些运行相同。对被处理物9的实际样品进行表面处理。然后，通过浓度检测器检测废气中的CF4浓度PA和释放气体中的CF4浓度PB。从检测到的浓度PA，PB计算从废气作为回收气体回收的CF4的比率，即CF4的回收率。由于释放气体的流率与废气的流率几乎相等，因此回收率可以估计为：回收率＝(PA-PB)/PA。
还检测回收CF4浓度。回收CF4浓度可以通过在气体管线50或20中安置浓度检测器如FTIR来检测。回收CF4浓度可以从回收率和回收气体的流率计算。
通过操作压力控制阀52调整回收气体的压力，使得回收率和回收CF4浓度中的一项或两项达到期望值，并且通过操作压力控制阀62调整释放气体的压力。在压力传感器51读取回收气体的压力。在压力传感器61读取释放气体的压力。在质量流动控制器21读取处理气体的流率。基于这些读出信息(readout)，得到相对于处理气体的流率的回收气体的设定压力和释放气体的设定压力，并且准备流率-物理量关系数据。
基于取决于法律和自愿规则(voluntary regulation)的CF4的允许释放量，可以确定回收率的期望值，例如，在95至98％的范围内。
可以设置回收CF4浓度的期望值，使得处理气体中的不纯物质至少小于或等于允许量，例如在92至98％的范围内。
而且，优选的是，可以确定回收CF4浓度的期望值，使得处理气体满足下列表达式2，更优选满足下列表达式3：
(mF x p)≥(mH/2)x(1/ε)    (表达式2)
(mF x p)＞＞(mH/2)x(1/ε)  (表达式3)
表达式3中的符号＞＞是指在左手侧的值(mF x p)远远大于(过量地)在右手侧的值(mH/2)x(1/ε)。在本文中，mF是处理气体在质量流动控制器21的整体的流率。p是处理气体中的CF4浓度。因此，在表达式2和3中的左手侧的值(mF x p)是处理气体中的CF4的摩尔流率。mH是通过水添加管线23加入的H2O的添加量(摩尔流率)。由于与HF产生有关的CF4和H2O的摩尔比为：CF4∶H2O＝1∶2，如表达式1中所示，因此(mH/2)是用于基于H2O的添加量制备HF的CF4的化学计量必要量。ε是CF4在大气压放电空间11a中的分解率。通常，ε为约ε＝0.1。因此，在表达式2和3的右手侧的值(mH/2)x(1/ε)是其中考虑CF4在大气压放电空间11a中的分解率的CF4的化学计量必要量。
备选地，处理气体的CF4浓度可以通过安置在处理气体供给管线中的CF4浓度监测器检测，或可以从初始气体的CF4浓度，回收气体的流率，以及来自CF4补充部54的CF4纯气体的补充量计算。
回收率和回收CF4浓度具有彼此相反的关系。随着回收率增加，回收CF4浓度降低。随着回收CF4浓度增加，回收率降低。
当处理气体的流率小时，可以基本上符合CF4的允许释放量。因此，可以优先将回收CF4浓度的期望值设置得高。在此情况下，回收率变得相对低。
当在回收率不变的情况下增加处理气体的流率时，CF4的释放流率增加。因此，在处理气体的流率大的范围内，优选对回收率提供优于回收浓度的优先性，并且将回收率的期望值设置得高。以此方式，可以防止或限制CF4的释放量增加。然而，在此情况下，回收的CF4的浓度变得相对低。
在图2中所示的实施例中，在处理气体的流率相对小(不小于0.8slm并且小于1.6slm)的范围内，将回收气体的压力设置在正的方向上的较大值(+4.4kPa)，并且将释放气体的压力设置在负的方向上的较大值(-1.28kPa)。因此，回收气体和释放气体之间的设定差压较大。在此情况下，回收率为约97.0％并且回收CF4浓度为约96％。
处理气体的流率相对大(不小于1.6slm并且小于2.4slm)的范围内，将回收气体的压力设置在的较小值(+4.0kPa)。释放气体的设定压力是在负的方向上的较小值(-0.88kPa)。因此，回收气体和释放气体之间的设定差压较小。在此情况下，回收率为约97.6％并且回收CF4浓度为约92％。
得到的关系数据储存在ROM 71中。
[处理步骤]
此后，对实际被处理物9进行表面处理。
启动运送机13，并且将多个被处理物9依次在运送方向上放置在运送机13的上游端(图1中的左端)。将被处理物9经由入口12a递送到室12中。
含有CF4和少量不纯物质的处理气体离开混合罐53进入到处理气体管线20中。通过质量流动控制器21控制处理气体的流率。通过质量流动控制21设置的处理气体的流率的设定值优选满足表达式2，并且更优选满足表达式3。
将来自惰性气体供给管线22的Ar混合到处理气体中。根据所述处理适当地调节Ar的混合流率或Ar的混合比。例如，当处理气体在质量流动控制器21的流率为0.8slm时，混合的Ar的流率可以是15slm。当处理气体在质量流动控制器21的流率为1.6slm时，混合的Ar的流率可以是30slm。
而且，从水添加管线23将不变量的H2O加入到处理气体中。H2O的添加量优选满足表达式2，并且更优选满足表达式3。结果，处理气体变得富含CF4而匮乏H2O。
将混合以及添加以后的处理气体引入到等离子体头11的大气压放电空间11a并且等离子体化。通过等离子体化产生HF。将来自氧化气体供给管线24的含臭氧的气体(O2+O3)混合至等离子体化以后的处理气体(等离子体气体)。根据所述处理适当地调节含臭氧的气体的混合流率或混合比。例如，当处理气体在质量流动控制器21的流率为0.8slm时，含有臭氧的气体的混合流率可以为6slm。当处理气体在质量流动控制器21的流率为1.6slm时，含有臭氧的气体的混合流率可以为12slm。将与臭氧混合以后的等离子体气体从大气压等离子体头11吹出。吹出的气体被吹到在大气压等离子体头11下方通过的被处理物9上，从而蚀刻被处理物9的硅膜。
已经通过蚀刻处理的被处理物9被依次从出口12b带到外部。
由于该处理在大气压下进行，因此可以以连续的方式将多个被处理物9带入到室12中，蚀刻，并且带出到外部。因此，与在每次将被处理物带入或带出时需要调节室内压力的真空等离子体处理相比，可以大大增加处理的量。
由于处理气体富含CF4并且匮乏H2O，因此通过等离子体产生的HF的量主要取决于H2O的添加量。甚至当CF4的量在一定程度上波动时，产生的HF的量也几乎不变。因此，可以主要地通过H2O的添加量调节表面处理的反应速度。不需要精确地控制CF4的量。甚至当在随后描述的分离步骤中，回收的CF4的量波动时，也可以将该波动对表面处理的影响最小化。甚至当在处理气体中含有过量的CF4时，也并非是不经济的，并且不增加环境负荷，原因在于CF4被回收并再利用。
供给到等离子体头11的处理气体的流率可以根据表面处理的种类而调节。例如，当在高速进行蚀刻时，该流率可以相对高。在通过所要蚀刻的膜相对于底层膜的高选择比来保护底层膜免受破坏的同时进行蚀刻时，该流率可以较低。当被处理物9位于等离子体头11的正下方并且被蚀刻时，该流率可以相对高，而当被处理物9不位于等离子体头11的正下方并且不被蚀刻时，该流率可以相对低。
[气体排放步骤]
而且，吸取室12内的气体并且将其作为废气排出到废气管线30中。除处理后气体的组分如SiF4，HF，O3，O2，CF4，Ar和H2O以外，废气含有大量室12内的环境气体(空气)。废气的流率相当程度上大于处理气体的流率。例如，当处理气体在质量流动控制器21的流率为0.8至1.6slm时，废气的流率为200slm。从室12外部，吸取到废气管线30中的空气经由入口12a和出口12b流动到室12中。
通过洗涤器31将废气中的HF和SiF4移除。通过雾阱32将废气中的H2O移除。通过除臭氧器33将废气中的O3移除。
[分离步骤]
之后，将废气通过压缩机34压缩并且泵送到分离部4。通过抽吸泵63抽吸释放气体管线60内部以及因而的分离器40的第二室42内部。在分离部4的所述阶段中的每一个中，通过分离膜43将废气分离成保留在第一室41中的气体和流过分离膜43到第二室42的气体。在保留在第一室41中的气体中浓缩CF4。将气体依次发送到随后的阶段中的分离器40的第一室41中，从而充分浓缩CF4，并且从最后阶段中的第一室41排出到回收气体管线50作为回收气体。
透过分离膜43并且转移到第二室42的气体中的CF4被稀释，并且所述气体主要由除CF4以外的不纯物质(主要地，氮)组成。将气体从所述阶段的每一个中的第二室42作为释放气体排出到释放气体管线60。释放气体的流率稍微小于废气的流率。例如，当废气的流率为200slm时，释放气体的流率为约198slm至小于200slm。废气和释放气体的流率之间的差别是回收气体的流率。
由于在分离步骤以前通过除臭氧器33移除了废气中的O3，因此可以防止对分离膜43的破坏。
根据在分离步骤中处理气体的流率调整与分离有关的物理量。在此实施方案中调整回收气体和释放气体的压力。
具体地，通过压力传感器51检测回收气体压力。通过压力传感器61检测释放气体压力。将检测值输入到调整控制器70中。而且，将由质量流动控制器21控制的处理气体的流率输入到调整控制器70中。在此实施方案中，控制的流率是作为通过质量流动控制器21进行控制的结果的流率，但是控制的流率可以是在流率输入部设置的控制目标值。调整控制器70使用在内置式ROM 71中的关系数据控制压力控制阀52，62，使得在压力传感器51，61处的检测压力分别是根据处理气体流率的预定值。
这抑制了回收率的波动和回收CF4浓度的波动。甚至当处理气体的流率波动若干倍时，也可以在约95至98％的范围内不变地保持回收率，并且可以在约92至98％的范围内不变地保持回收CF4浓度。当处理气体的流率不变时，回收CF4浓度的波动范围可以被抑制到0.5％以下，因而防止了对所述处理的影响。这使得能够保证处理的稳定性。
具体地，考虑在关系获得过程中得到如图2中所示的关系数据的情况。如果处理气体在质量流动控制器21的流率不小于0.8slm并且小于1.6slm，则控制压力控制阀52，使得回收气体压力相对于大气压为+4.4kPa，并且控制压力控制阀62，使得释放气体压力相对于大气压为-1.28kPa。这使得回收率为约97.0％，其落入期望范围之内。而且，这使得回收CF4浓度为约96％，其落入期望范围之内。
如果处理气体在质量流动控制器21的流率不小于1.6slm并且小于2.4slm，则控制压力控制阀52，使得回收气体压力相对于大气压为+4.0kPa，并且控制压力控制阀62，使得释放气体压力相对于大气压为-1.28kPa。这使得回收率为约97.6％，其落入期望范围之内。而且，这使得回收CF4浓度为约92％，其落入期望范围之内。
当处理气体的流率小时，会使得回收CF4浓度高。因此，可以降低供给到大气压等离子体处理部2的不纯物质的量，从而确实地增强处理的质量。
当处理气体的流率大时，会使得回收率高。因而，可以防止CF4以超过允许极限的量释放。
由于回收气体和释放气体的设定压力相对于处理气体的流率的某些范围中的每一个不变，因此甚至当处理气体的流率波动时，也不需要改变回收气体和释放气体的设定压力，只要所述流率落入相同的范围之内即可。这使得控制容易。
[再利用步骤]
将回收气体发送到混合罐53。同时，将CF4纯气体从CF4补充部54发送到混合罐53。回收气体和CF4纯气体在混合罐53中混合。这使得能够补充在蚀刻处理中消耗的CF4。这还使得能够补充在随后所述的释放过程中释放到系统外的CF4。因而，可以持续地运行等离子体处理设备1。
作为在罐53中混合的结果，产生含有比回收气体更高浓度的CF4的处理气体。将处理气体经由处理气体管线20发送到大气压等离子体处理部2以用于蚀刻处理。
[释放步骤]
在被发送到解毒器64并且通过解毒器64解毒以后，释放气体被释放到大气。由于在分离部4充分回收了CF4并且释放气体中的CF4的量充分小，因此CF4的释放量可以被包含在CF4的允许释放量之内，并且可以降低环境负荷。
如上所述，根据大气压等离子体处理设备1，通过根据处理气体的流率自动控制压力控制阀52，62，可以获得期望的回收率并且可以获得期望的回收CF4浓度。这允许了充分地开发大气压等离子体处理优于真空等离子体处理的优点(成本降低，处理能力增强等)。
通过回收可以减少所使用的CF4的总量，从而确实地降低运行成本。
通过使得处理气体富含CF4，即使混合一些不纯物质或即使CF4浓度在一定程度上波动，也可以防止它们对处理的影响。因此，不需要对处理流体流率的精确控制。也不需要对回收气体的纯化。因此，不需要纯化器装置，并且可以降低设备成本。还可以避免由纯化所致的CF4的回收率降低。
现在将描述本发明的其它实施方案。在附图中，相同的参考数字将用于指示与上述实施方案相同的元件，并且将省略对它们的描述。
尽管在第一实施方案中控制回收气体压力和释放气体压力，但是备选地，可以控制回收气体压力和废气压力。
如图3中所示，在第二实施方案中，在释放气体管线60中没有安置压力传感器61和压力控制阀62。代替地，在除臭氧器33和废气管线30的压缩机34之间安置废气缓冲罐35。废气在缓冲罐35中暂时储存以后被压缩机34泵送到分离部4。
在比压缩机34更加处于下游的点从废气管线30分支出返回通道36。返回通道36与废气缓冲罐35连接。由压缩机34加压进料的废气的一部分被发送到分离部4，而剩余部分通过返回通道36返回到缓冲罐35。
压力传感器37在比返回通道36的分支部分更加处于下游的点安置在废气管线30中。通过压力传感器37检测被引入到分离部4中的废气的引入压力(废气物理量)。压力传感器37构成废气物理量检测器。
废气压力调整器38安置在返回通道36中。作为自动压力控制阀的废气压力调整器38自动控制返回通道36的压力，从而自动地控制被引入到分离部4中的废气的引入压力。
作为关于回收气体的设定压力和废气的设定压力相对于处理气体的流率的关系数据的数据，作为关系数据储存在调整控制器70的ROM 71中。基于处理气体在质量流动控制器21的流率，由压力传感器51，37提供的检测信号以及在ROM 71中的关系数据，调整控制器70运行压力控制阀52，38，并且反馈控制回收气体压力和废气压力，从而使得回收气体压力和废气压力分别为设定压力。
与第一实施方案一样，这抑制了回收率或回收CF4浓度的波动，从而保证了处理的稳定性。
本发明不限于上述实施方案，而是可以进行各种更改。
例如，代替压力，作为与在分离部4的分离相关的物理量，可以调整气体的流动速度，流率或温度。
代替回收气体和释放气体(第一实施方案)或回收气体和废气(第二实施方案)的是，进行物理量调整的气体可以是废气和释放气体。可以调整三种气体即回收气体，释放气体和废气的物理量。可以调整回收气体，释放气体或废气中的任一种的物理量。
在关系获得步骤中，可以产生根据处理气体的流率连续改变的物理量的关系数据并且将其储存在数据储存部71中，并且可以基于所述关系数据调整物理量。
代替处理气体的流率的是，可以基于废气的流率调整与分离有关的物理量。
根据期望的回收率或浓度可以调整分离器40之间的连接通道44的压力。
尽管在实施方案的三-阶段结构中将分离部4的三个分离器40串联连接，但是分离器40的阶段的数量可以根据废气或回收气体的流率，回收率或回收浓度等改变。分离器40可以并联连接或可以以串联和并联的组合连接。
在大气压等离子体头11相对于被处理物9移动的情况下，可以将被处理物9固定在合适的位置。
用于暂时储存回收气体的缓冲罐可以被安置在压力调整器52和混合罐53之间的回收管线50的部分。可以将所需量的回收气体从缓冲罐经由压缩机发送到混合罐53。
可以将第一实施方案和第二实施方案的最初特征结合。例如，可以将缓冲罐35和返回通道36以与第二实施方案中相同的方式安置在第一实施方案中的废气管线30中。
在第二实施方案中，压力控制阀38可以安置在比压力传感器37更加处于下游的废气管线30的部分中，而非被安装在返回通道36中。可以省略缓冲罐35和返回通道36。
本发明的用途不限于硅的蚀刻，而是可以用于蚀刻其它类型的膜如氧化物硅(oxide silicon)和氮化硅。本发明的用途不限于蚀刻，而是，可用于其它类型的表面处理如亲水化，疏水化和清洁。
实施例1
考察处理率相对于CF4的流率和H2O的添加量的关系。用Ar稀释CF4以使得CF4和Ar的总流率为1slm并且改变CF4的流率。将H2O加入到CF4和Ar的混合气体中，并且将所述气体在大气压下等离子体化。H2O的添加量不变，为16mg/min＝8.89x 10-4mol/min。由于由大气压等离子体所致的CF4的分解率ε为约ε＝10％，因此考虑到分解率，相对于上述H2O的添加量的CF4的化学计量必要量为4.58x 10-3mol/min＝0.103slm。
在分离步骤中，对臭氧发生器提供O2，并且产生O3。O2的供给流率为0.6slm，约8％的O2被臭氧化。将由CF4，Ar和H2O构成的等离子体气体和来自臭氧发生器的含有臭氧的气体(O2+O3)朝向玻璃基板上的硅膜吹出，以蚀刻硅膜。将所述基板以相对于等离子体头4m/sec的速度运送(扫描)。
然后，测量相对于每次扫描的对硅膜的蚀刻率。测量的结果显示在图4中。
随着CF4的流率从最小速率增加，蚀刻率增加。当CF4的流率为0.1slm以上时，蚀刻率基本上不变。因此，CF4的流率的所需量与以上给出的计算结果一致。
如上所示，通过计算可以得到用于蚀刻率不变所需的CF4的量。确认的是，通过使得CF4的流率大于或等于所需量，即通过使CF4的流率满足表达式2(更优选地，表达式3)，甚至当CF4的量在一定程度上波动时也可以安全地进行蚀刻，并且通过调节H2O的添加量可以控制蚀刻率。
工业适用性
本发明可以适用于液晶显示设备和半导体设备的制造。
参考符号目录
1大气压等离子体处理系统
2大气压等离子体处理部
4分离部
5再利用部
9被处理物
11大气压等离子体头
11a大气压放电空间
12室
12a入口(开口)
12b出口(开口)
13运送机(用于被处理物的输送器和支撑器)
20处理气体管线
21质量流动控制器(流率控制器)
22惰性气体供给管线
23水添加装置
24氧化气体供给管线
25臭氧发生器
30废气管线
31洗涤器
32雾阱
33除臭氧器
34压缩机
35废气缓冲罐
36返回通道
37废气压力传感器(废气物理量检测器)
38压力控制阀(废气压力调整器)
40分离器
41第一室
42第二室
43分离膜
44连接通道
50回收气体管线
51回收气体压力传感器(回收气体物理量检测器)
52压力控制阀(回收气体压力调整器)
53混合罐
54氟原料补充部
60释放气体管线
61释放气体压力传感器(释放气体物理量检测器)
62压力控制阀(释放气体压力调整器)
63抽吸泵
64解毒器
70调整控制器
71关系数据储存部

Claims (20)

1.一种等离子体处理方法，所述等离子体处理方法包括：
处理步骤，其中通过在1.013x104至50.663x104Pa的压力下将包含氟原料的处理气体等离子体化并且通过将所述处理气体与被处理物接触，对所述被处理物的表面进行处理；
分离步骤，其中通过分离膜将所述处理步骤中产生的废气分离成：所述氟原料被浓缩到小于100体积％的回收气体，和所述氟原料被稀释的释放气体；
和再利用步骤，其中将所述回收气体用作所述处理气体的至少一部分；
其中，所述分离步骤包括根据所述处理气体的流率调整所述回收气体、所述释放气体和所述废气中的至少两种气体的与所述分离相关的物理量，使得所述废气中的要被作为所述回收气体回收的氟原料的比率即下述回收率，和所述回收气体中的所述氟原料的浓度即下述回收浓度中的一项或两项达到期望值，并且其中所述回收率和所述回收浓度具有彼此相反的关系，其中所述废气含有处理以后的处理气体和在用于所述处理的室中吸入的环境气体，并且其中所述废气的流率大于所述处理气体的流率。
2.根据权利要求1所述的等离子体处理方法，其中所述物理量是气体压力。
3.根据权利要求1所述的等离子体处理方法，其中所述两种气体中的一种是所述回收气体。
4.根据权利要求1所述的等离子体处理方法，其中所述两种气体为所述回收气体和所述释放气体。
5.根据权利要求1所述的等离子体处理方法，其中所述方法包括关系获得步骤，其中获得表示所述处理气体的流率和所述物理量之间的关系的数据，所述处理气体的流率和所述物理量之间的关系使所述回收率和所述回收浓度中的一项或两项达到期望值，其中所述关系获得步骤在所述处理步骤之前进行，并且其中所述分离步骤包括基于所述关系数据调整所述物理量。
6.根据权利要求1所述的等离子体处理方法，其中所述方法包括下列步骤：设置所述回收率的期望值，使得所述释放气体中所述氟原料的量小于或等于允许释放量。
7.根据权利要求1所述的等离子体处理方法，其中所述方法包括下列步骤：设置所述回收浓度的期望值，使得所述回收气体中不纯物质的浓度小于或等于所述处理步骤中的不纯物质的允许量。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的等离子体处理方法，其中所述方法包括下列步骤：设置所述回收浓度的期望值并且设置所述处理气体的所述流率，使得所述处理气体中所述氟原料的量不小于其用于产生所述表面处理的反应性组分的化学计量必要量，并且其中所述化学计量必要量考虑了等离子体化时的分解率。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的等离子体处理方法，其中所述处理步骤包括：向所述处理气体中加入水，从而通过所述氟原料和所述水的等离子体化而产生作为所述表面处理的反应性组分的氟化氢，
并且其中，所述方法包括下列步骤：设置所述回收浓度的期望值并且设置所述处理气体的所述流率，使得所述处理气体中的所述氟原料的量相对于其基于用于产生氟化氢的水的添加量的化学计量必要量过量，并且其中所述化学计量必要量考虑了等离子体化时的分解率。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的等离子体处理方法，其中所述再利用步骤包括用一定量的所述氟原料补充所述回收气体。
11.一种等离子体处理设备，所述等离子体处理设备包括：
处理部，所述处理部通过在1.013x104至50.663x104Pa的压力下将包含氟原料的处理气体等离子体化并且通过将所述处理气体与被处理物接触，对所述被处理物进行表面处理；
分离部，所述分离部通过分离膜将来自所述处理部的废气分离成：所述氟原料被浓缩到小于100体积％的回收气体，和所述氟原料被稀释的释放气体；
再利用部，所述再利用部将所述回收气体用作所述处理气体的至少一部分；
流率控制器，所述流率控制器控制所述处理气体的流率；
调整器，所述调整器调整所述回收气体、所述释放气体和所述废气中的至少两种气体的与所述分离相关的物理量；
和用于所述调整器的调整控制器；
其中，所述调整控制器包括数据储存部，所述数据储存部储存表示所述处理气体的流率和所述物理量之间的关系的关系数据，其中所述关系使所述废气中的要被作为所述回收气体回收的氟原料的比率即下述回收率，和所述回收气体中所述氟原料的浓度即下述回收浓度中的一项或两项达到期望值，并且其中所述调整控制器基于受流率控制器控制的流率和所述关系数据控制所述调整器，并且其中所述回收率和所述回收浓度具有彼此相反的关系，其中所述废气含有处理以后的处理气体和在用于所述处理的室中吸入的环境气体，并且其中所述废气的流率大于所述处理气体的流率。
12.根据权利要求11所述的等离子体处理设备，其中所述调整器包括调整所述两种气体的压力的气体压力调整器。
13.根据权利要求11所述的等离子体处理设备，其中所述调整器包括所述回收气体的压力的回收气体压力调整器，和调整所述释放气体的压力的释放气体压力调整器。
14.根据权利要求11所述的等离子体处理设备，其中设置所述关系数据，从而获得这样的回收率，在所述回收率，所述释放气体中的所述氟原料小于或等于允许释放量。
15.根据权利要求11所述的等离子体处理设备，其中设置所述关系数据，从而获得这样的回收浓度，在所述回收浓度，在所述回收气体中的不纯物质的浓度小于或等于在所述处理部中的不纯物质的允许量。
16.根据权利要求11至15中任一项所述的等离子体处理设备，其中设置所述受流率控制器控制的流率和所述关系数据，使得所述处理气体中所述氟原料的量不小于其用于产生所述表面处理的反应性组分的化学计量必要量，并且其中所述化学计量必要量考虑了等离子体化时的分解率。
17.根据权利要求11至15中任一项所述的等离子体处理设备，其中所述设备还包括添加装置，所述添加装置向所述处理气体中加入水，从而通过所述氟原料和所述水的等离子体化而产生作为所述表面处理的反应性组分的氟化氢，
其中设置所述受流率控制器控制的流率和所述关系数据，使得所述处理气体中的所述氟原料的量相对于其基于用于产生氟化氢的水的添加量的化学计量必要量过量，并且其中所述化学计量必要量考虑了等离子体化时的分解率。
18.根据权利要求11至15中任一项所述的等离子体处理设备，其中补充部与所述再利用部连接，所述补充部用一定量的所述氟原料补充所述回收气体。
19.根据权利要求11至15中任一项所述的等离子体处理设备，其中所述分离部包括多个阶段的分离器，所述分离器中的每一个被分离膜隔成第一室和第二室，所述废气被引入到在第一阶段中的所述第一室中，在所述多个阶段中的所述第一室以串联方式连接，所述回收气体在最后阶段中的所述第一室被排出，并且所述释放气体在所述阶段中的每一个阶段中的所述第二室被排出。
20.根据权利要求11至15中任一项所述的等离子体处理设备，其中所述处理部的室具有总是对大气压环境敞开的开口，并且所述开口起到了用于所述被处理物的入口或出口的作用。
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