JP2001023969A - Plasma system having exhaust gas monitor and method of operating the same - Google Patents

Plasma system having exhaust gas monitor and method of operating the same

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JP2001023969A
JP2001023969A JP11198474A JP19847499A JP2001023969A JP 2001023969 A JP2001023969 A JP 2001023969A JP 11198474 A JP11198474 A JP 11198474A JP 19847499 A JP19847499 A JP 19847499A JP 2001023969 A JP2001023969 A JP 2001023969A
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plasma
peak
unit
abatement
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JP11198474A
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Shinichi Imai
伸一 今井
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Matsushita Electronics Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a plasma system and a method of operating the same, where PFC(perfluoro compounds) contained in an exhaust gas can be monitored on a real-time basis. SOLUTION: This plasma system performs chemical processing using a plasma of a gas containing molecules, having affinity with electrons, and includes a reaction chamber 1 for performing the processing, a pump 5 for discharging a gas within the chamber 1, a contaminant-removing unit 6 for dissolving or adsorbing the gas discharged from the chamber 1, a mass analyzer 8 for sampling a part of the gas discharged from the unit 6 for measuring the quantity of PFC contained in the exhaust gas, and a control section for controlling the operation of the unit 6, based on the result of the measurements made by the analyzer 8.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスの
製造に適したプラズマ装置およびその動作方法に関し、
特に、プラズマ中で形成された特定種類のガスが排気ガ
スに残存する量を検知することのできるプラズマ装置お
よびその動作方法に関する。
The present invention relates to a plasma apparatus suitable for manufacturing a semiconductor device and a method of operating the same.
In particular, the present invention relates to a plasma apparatus capable of detecting an amount of a specific type of gas formed in plasma remaining in exhaust gas and a method of operating the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体デバイスを製造するに際し
て、地球環境を汚染しないように配慮することが大きな
課題となっている。半導体デバイスの製造工程には、C
4ガスを筆頭に多種類のパーフルオロコンパウンド
(PFC)ガスが使用されている。これらのPFCガス
(例えば、CF4、C26、C48、CHF3、NF3
SF6など)は温暖化係数GWPが大きいため、大気に
放出されると温室効果によって大気温度が上昇し、自然
環境の破壊につながる。そのため、半導体デバイスの製
造業界では地球温暖化対策が真剣に検討されており、P
FCに替わるガスの検討が積極的に行われている。代替
ガスとして、例えば温暖化係数GWPの小さいC58
ス(規制対象外)を用いたプロセス等が提案されてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, when manufacturing semiconductor devices, it has become a major issue to take care not to pollute the global environment. In the semiconductor device manufacturing process, C
Many kinds of perfluoro compound (PFC) gases are used, starting with F 4 gas. These PFC gases (for example, CF 4 , C 2 F 6 , C 4 F 8 , CHF 3 , NF 3 ,
Since such SF 6) has a larger global warming potential GWP, when released into the atmosphere air temperature rises due to the greenhouse effect, leading to the destruction of the natural environment. For this reason, the semiconductor device manufacturing industry is seriously considering measures against global warming.
There is aggressive study of gas alternatives to FC. Alternatively the gas, for example, small C 5 F 8 process or the like using the gas (unregulated) global warming potential GWP has been proposed.

【0003】しかしながら、このような代替ガスを用い
ても、プラズマ中の化学反応によってPFCが生成され
ることが明かとなってきた。そのため、代替ガスを採用
しても、プラズマ中で生成されたPFCの排出を制限し
ない限り、地球環境の汚染を防止することはできない。
プラズマ中に生成されたPFCの排出を抑制するため、
ドライエッチング装置にPFC除害装置を付加すること
が提案されている。以下、このようなPFC除害装置の
構成と動作を説明する。
[0003] However, it has become clear that PFC is generated by a chemical reaction in plasma even when such an alternative gas is used. Therefore, even if an alternative gas is employed, it is not possible to prevent pollution of the global environment unless the emission of PFC generated in plasma is restricted.
In order to suppress the emission of PFC generated in the plasma,
It has been proposed to add a PFC abatement device to a dry etching device. Hereinafter, the configuration and operation of such a PFC abatement apparatus will be described.

【0004】図9は、誘導結合型プラズマを用いたドラ
イエッチング装置の概略図を示している。図示されてい
る装置は、反応室1を備えたエッチング装置であり、反
応室1内の基板ホルダ上に配置された半導体基板の表面
に対して、エッチングを行う。 反応室1の外周には誘
導コイル2が設けられており、この誘導コイル2は高周
波電源19に接続されている。この誘導コイル2に与え
られた高周波電力によって反応室1内でプラズマが形成
される。反応室1内の基板ホルダには他の高周波電源1
7から基板バイアスのための電力が供給される。反応室
1には、ガスボンベ16に蓄えられたガス(C58、O
2、Arなど)が流量制御装置18を介して導入される
また、反応室1は配管3を通じて排気ポンプ5に接続さ
れている。反応室1と排気ポンプ5との間には圧力制御
バルブ4が挿入されており、排気ポンプ5の後段には、
排気ポンプ5から排気されるガスを分解又は吸着するた
めの除害装置6が設けられている。反応室1中のガスは
除害装置6を介して外部に排気される。
FIG. 9 is a schematic diagram of a dry etching apparatus using inductively coupled plasma. The illustrated apparatus is an etching apparatus having a reaction chamber 1, which performs etching on a surface of a semiconductor substrate disposed on a substrate holder in the reaction chamber 1. An induction coil 2 is provided on the outer periphery of the reaction chamber 1, and the induction coil 2 is connected to a high-frequency power supply 19. Plasma is formed in the reaction chamber 1 by the high-frequency power applied to the induction coil 2. The substrate holder in the reaction chamber 1 has another high-frequency power source 1
Power for substrate bias is supplied from 7. In the reaction chamber 1, the gas (C 5 F 8 , O
The reaction chamber 1 is connected to an exhaust pump 5 through a pipe 3. A pressure control valve 4 is inserted between the reaction chamber 1 and the exhaust pump 5.
An abatement device 6 for decomposing or adsorbing gas exhausted from the exhaust pump 5 is provided. The gas in the reaction chamber 1 is exhausted to the outside via the abatement device 6.

【0005】除害装置6の外周にも、高周波電源15に
接続された誘導コイル7が設けられている。除害装置6
には、ガスボンベ11から酸素などのガスが流量制御装
置12を通して供給され、誘導コイル7に与えられた高
周波電力によってプラズマ化される。このプラズマによ
って排気ガス中のPFCガス等が分解される。
[0005] An induction coil 7 connected to a high frequency power supply 15 is also provided on the outer periphery of the abatement apparatus 6. Removal equipment 6
, A gas such as oxygen is supplied from a gas cylinder 11 through a flow control device 12, and is turned into plasma by high-frequency power supplied to the induction coil 7. This plasma decomposes PFC gas and the like in the exhaust gas.

【0006】図9の装置は、プラズマ型除害装置を採用
しているが、図10に示すような触媒燃焼式装置を用い
ても良い。図10の除害装置は、不図示のプラズマ装置
から出た排気ガスを触媒によって分解するために、ヒー
タ144を有する予熱室143と触媒層145とを備え
ている。それ以外に、この除害装置は、プラズマ装置か
ら出た排気ガスを受け取る充填室141と、排気ガス中
に含まれる水溶性ガスや微粒子を除去するための水スプ
レー室142と、触媒層145を透過したガスを冷却す
る冷却室146と、スクラバー147とを備えている。
ヒータ144に投入される電力は電源149から供給さ
れ、電源149の出力は温度制御装置148によって所
定温度に維持される。温度制御装置148は、ヒータ1
44の温度を検知する温度センサ150の出力に基づい
て電源149の出力を制御する。
Although the apparatus shown in FIG. 9 employs a plasma type abatement apparatus, a catalytic combustion apparatus as shown in FIG. 10 may be used. The abatement apparatus shown in FIG. 10 includes a preheating chamber 143 having a heater 144 and a catalyst layer 145 in order to decompose exhaust gas emitted from a plasma device (not shown) by a catalyst. In addition, the abatement apparatus includes a filling chamber 141 for receiving exhaust gas emitted from the plasma device, a water spray chamber 142 for removing water-soluble gas and fine particles contained in the exhaust gas, and a catalyst layer 145. A cooling chamber 146 for cooling the permeated gas and a scrubber 147 are provided.
Electric power supplied to the heater 144 is supplied from a power supply 149, and the output of the power supply 149 is maintained at a predetermined temperature by a temperature control device 148. The temperature control device 148 includes the heater 1
The output of the power supply 149 is controlled based on the output of the temperature sensor 150 that detects the temperature of the power supply 44.

【0007】なお、単なる燃焼式の除害装置は、図10
の除害装置から触媒層145を取り除いた構成を有して
いる。
A simple combustion type abatement apparatus is shown in FIG.
Has a configuration in which the catalyst layer 145 is removed from the abatement apparatus.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従来のプラズマ装置
は、排気ガスに含まれるPFCがどの程度除害されてい
るかをモニタするための装置を備えていなかった。その
ため、ある特定のプラズマ処理条件で十分な除害が達成
されている場合でも、処理条件が変更されたり、変動し
た場合、除害が不十分になるという問題があった。この
ような問題を避けるため、除害装置を過剰に動作させつ
づけると、除害装置によるエネルギ消費が大きくなると
ともに、除害装置の寿命が短くなってしまう不都合が生
じる。
The conventional plasma apparatus does not include a device for monitoring how much PFC contained in the exhaust gas is removed. Therefore, there is a problem that even if sufficient detoxification is achieved under certain plasma processing conditions, if the processing conditions are changed or fluctuated, the detoxification becomes insufficient. If the abatement apparatus is operated excessively in order to avoid such a problem, energy consumption by the abatement apparatus increases, and the life of the abatement apparatus becomes shorter.

【0009】本発明はかかる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その主な目的は、排気ガス中に含まれるPFC
の量をリアルタイムでモニタすることが可能なプラズマ
装置およびその動作方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above points, and a main object of the present invention is to provide a PFC contained in exhaust gas.
It is an object of the present invention to provide a plasma apparatus capable of monitoring the amount of the plasma in real time and an operation method thereof.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明によるプラズマ装
置は、プラズマを用いて化学的処理を行うプラズマ装置
であって、前記処理を行うための反応室と、前記反応室
中のガスを排気するポンプと、前記反応室から排気され
るガスを分解又は吸着する除害部と、前記除害部から排
気されるガスの一部を採取し、前記排気ガス中の電子親
和力を有する分子からなるガスの量を測定する質量分析
部と、前記質量分析部の測定結果に基づいて前記除害部
の動作を制御する制御部とを備えている。
SUMMARY OF THE INVENTION A plasma apparatus according to the present invention is a plasma apparatus for performing a chemical treatment using plasma, and comprises a reaction chamber for performing the treatment, and exhausting gas in the reaction chamber. A pump, an abatement unit that decomposes or adsorbs the gas exhausted from the reaction chamber, and a part of the gas exhausted from the abatement unit, and a gas composed of molecules having electron affinity in the exhaust gas. A mass spectrometer for measuring the amount of the gas, and a controller for controlling the operation of the abatement unit based on the measurement result of the mass spectrometer.

【0011】前記質量分析部は、前記分子に電子を付着
させて負イオンを生成し、前記負イオンの量を検出する
ことによって、前記特定ガスの量を測定することが好ま
しい。
[0011] It is preferable that the mass spectrometer attaches an electron to the molecule to generate a negative ion, and measures the amount of the specific gas by detecting the amount of the negative ion.

【0012】前記質量分析部から排気されるガスを前記
ポンプに導く配管を更に備えていることが好ましい。
[0012] It is preferable that the apparatus further comprises a pipe for guiding the gas exhausted from the mass spectrometry section to the pump.

【0013】前記制御部は、前記除害部における質量分
析結果から前記特定ガスの量を計算する第1演算部と、
予め設定された基準値と前記第1演算部の計算結果とを
比較し、前記除害部の動作を調節する第2演算部とを備
えていてもよい。
A control unit configured to calculate an amount of the specific gas from a result of mass spectrometry in the abatement unit;
The apparatus may further include a second operation unit that compares a preset reference value with a calculation result of the first operation unit and adjusts an operation of the abatement unit.

【0014】前記除害部は、プラズマを用いてガスを分
解するタイプのものであってもよいし、触媒式のもであ
ってもよい。
The abatement unit may be of a type that decomposes a gas using plasma, or may be of a catalytic type.

【0015】本発明によるプラズマ装置の動作方法は、
上記何れかのプラズマ装置の動作方法であって、前記質
量分析部において電子エネルギーを0から10eVの範
囲で変化させながら前記分子に電子を吸着させて負イオ
ンを生成し、前記負イオンの質量分析結果を示す信号波
形のピークをガウス型関数で分離する工程と、前記信号
波形のうち特定のエネルギーピークについて、そのピー
ク値をメモリに記憶させる工程と、前記メモリに記憶さ
れたピーク値を表示部に出力させる工程とを包含する。
The operation method of the plasma device according to the present invention is as follows.
The method for operating a plasma apparatus according to any one of the above, wherein the mass spectrometry unit generates negative ions by adsorbing electrons to the molecules while changing electron energy in a range of 0 to 10 eV; Separating a peak of a signal waveform indicating a result by a Gaussian function; storing a peak value of a specific energy peak in the signal waveform in a memory; and displaying the peak value stored in the memory in a display unit. And outputting to the

【0016】前記特定のエネルギーピークの面積強度を
計算し、前記面積強度をメモリに記憶させる工程と、前
記ピーク強度および前記面積強度を前記表示部に出力さ
せる工程とを包含するようにしてもよい。
The method may further include calculating an area intensity of the specific energy peak and storing the area intensity in a memory, and outputting the peak intensity and the area intensity to the display unit. .

【0017】前記特定のエネルギーピークのピーク値と
予め入力されたピーク基準値とを比較する工程と、前記
特定エネルギーピークのピーク値が前記ピーク基準値以
上である場合に前記化学的処理を停止させる工程とを包
含するようにしてもよい。
Comparing the peak value of the specific energy peak with a previously input peak reference value, and stopping the chemical treatment when the peak value of the specific energy peak is equal to or greater than the peak reference value. And a step.

【0018】前記特定のエネルギーピークのピーク値と
予め入力されたピーク基準値とを比較する工程と、前記
特定エネルギーピークのピーク値が前記ピーク基準値以
上である場合に前記除害部の除害効率を高める工程とを
包含するようにしてもよい。
Comparing the peak value of the specific energy peak with a previously input peak reference value; and removing the harmful substance by the abatement unit when the peak value of the specific energy peak is equal to or greater than the peak reference value. And a step of increasing efficiency.

【0019】前記除害部で除害効率を高める工程は、前
記除害部でプラズマを形成するために用いる高周波電力
を増大する工程を含んでいてもよい。
[0019] The step of increasing the harm removal efficiency in the harm removal section may include a step of increasing high frequency power used for forming plasma in the harm removal section.

【0020】前記負イオンとしてフッ素イオンを用いる
ことが好ましい。
It is preferable to use fluorine ions as the negative ions.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明によるプラズマ装置およびその動作方法を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a plasma device according to the present invention and an operation method thereof will be described with reference to the drawings.

【0022】(実施形態1)図1は、本発明によるプラ
ズマ装置の最初の実施形態を示す構成図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a plasma apparatus according to the present invention.

【0023】図示されている装置は、エッチングや薄膜
堆積などの化学的処理を行うための反応室1を備えたプ
ラズマ装置であり、反応室内の基板ホルダ上に配置され
た半導体基板の表面に対して、種々の化学的処理(例え
ばエッチング)を行う。反応室1内でプラズマ化するガ
スとして、本実施形態では、温暖化係数GWPの小さい
58ガスを用いる。なお、温暖化係数GWPの小さい
ガスとして、C46、C66、C36などを用いても良
い。
The illustrated apparatus is a plasma apparatus provided with a reaction chamber 1 for performing a chemical treatment such as etching or thin film deposition, and performs a plasma treatment on a surface of a semiconductor substrate placed on a substrate holder in the reaction chamber. Then, various chemical treatments (for example, etching) are performed. In the present embodiment, a C 5 F 8 gas having a small global warming potential GWP is used as the gas to be turned into plasma in the reaction chamber 1. Note that C 4 F 6 , C 6 F 6 , C 3 F 6 or the like may be used as the gas having a small global warming coefficient GWP.

【0024】反応室1の外周には誘導コイル2が設けら
れており、この誘導コイル2は高周波電源19に接続さ
れている。この誘導コイル2に与えられた高周波電力に
よって反応室1内でプラズマが形成される。反応室1内
の基板ホルダには他の高周波電源17から基板バイアス
のための電力が供給される。反応室1には、ガスボンベ
16に蓄えられたガスが流量制御装置18を介して導入
される。図1では単一のガスボンベ11が記載されてい
るが、実際には複数のガスボンベの各々から所定のガス
が所定流量で反応室1内に導入され得る。
An induction coil 2 is provided on the outer periphery of the reaction chamber 1, and the induction coil 2 is connected to a high frequency power supply 19. Plasma is formed in the reaction chamber 1 by the high-frequency power applied to the induction coil 2. Power for substrate bias is supplied to the substrate holder in the reaction chamber 1 from another high frequency power supply 17. The gas stored in the gas cylinder 16 is introduced into the reaction chamber 1 via the flow control device 18. Although a single gas cylinder 11 is illustrated in FIG. 1, a predetermined gas can be actually introduced into the reaction chamber 1 at a predetermined flow rate from each of the plurality of gas cylinders.

【0025】また、反応室1は配管3を通じて排気ポン
プ5に接続されている。反応室1と排気ポンプ5との間
には圧力制御バルブ4が挿入されており、排気ポンプ5
の後段には、排気ポンプ5から排気されるガスを分解又
は吸着するための除害装置6が設けられている。反応室
1中のガスは除害装置6を介して外部に排気されるが、
排気されるガスの一部は質量分析装置8によって採取さ
れ、質量分析の対象となる。質量分析装置8のサンプリ
ングオリフィスの直径は、除害装置の動作圧力によって
変更することが好ましい。例えば、動作圧力が最大50
0mTorrの場合、サンプリングオリフィスの直径は
500μm程度のものを選ぶ。
The reaction chamber 1 is connected to an exhaust pump 5 through a pipe 3. A pressure control valve 4 is inserted between the reaction chamber 1 and the exhaust pump 5.
At the subsequent stage, an abatement apparatus 6 for decomposing or adsorbing gas exhausted from the exhaust pump 5 is provided. The gas in the reaction chamber 1 is exhausted to the outside through the abatement device 6,
A part of the exhausted gas is collected by the mass spectrometer 8 and is subjected to mass analysis. The diameter of the sampling orifice of the mass spectrometer 8 is preferably changed according to the operating pressure of the abatement apparatus. For example, operating pressures up to 50
In the case of 0 mTorr, the diameter of the sampling orifice is selected to be about 500 μm.

【0026】除害装置6の外周にも、高周波電源15に
接続された誘導コイル7が設けられている。本実施形態
の除害装置6は、プラズマによって排気ガスを分解する
タイプのものである。このような除害装置6としては、
公知の構成を有する除害装置を用いればよい。除害装置
6には、ガスボンベ11から酸素などのガスが流量制御
装置12を通して供給され、誘導コイル7に与えられた
高周波電力(例えば、周波数:13.56MHz、パワ
ー:1000〜1200W)によってプラズマ化され
る。本実施形態では、酸素、または酸素および水の混合
ガスが除害装置6に供給され、このガスのプラズマによ
って排気ガス中のPFCガス等を分解する。
An induction coil 7 connected to a high-frequency power supply 15 is also provided on the outer periphery of the abatement apparatus 6. The abatement apparatus 6 of the present embodiment is of a type that decomposes exhaust gas by plasma. As such an abatement apparatus 6,
What is necessary is just to use the abatement apparatus which has a well-known structure. A gas such as oxygen is supplied from the gas cylinder 11 to the abatement apparatus 6 through the flow rate control device 12, and is turned into plasma by high-frequency power (for example, frequency: 13.56 MHz, power: 1000 to 1200 W) supplied to the induction coil 7. Is done. In the present embodiment, oxygen or a mixed gas of oxygen and water is supplied to the abatement apparatus 6, and plasma of the gas decomposes PFC gas and the like in the exhaust gas.

【0027】上記構成を備えたプラズマ装置において
は、反応室1内に導入されるガスの一部がプラズマ化に
よって反応ガスに変化するが、未解離の状態にとどまる
ものもある。また、反応室1に導入するガスとしてPF
Cを含まないガスを用いていても、前述のように、プラ
ズマ中の化学反応によってPFCガスが形成される。こ
れら反応室1内のガスは全て除害装置6に送られ、排気
ガスのほとんどは除害装置6によって分解または吸着さ
れる。ただし、除害装置6の動作が不安定化したり、あ
るいは、プラズマ装置本体で実行される化学的処理の条
件が変化すると、除害装置6によってPFCガスの分解
または吸着を充分に達成することができない場合があ
る。
In the plasma apparatus having the above-described structure, a part of the gas introduced into the reaction chamber 1 is changed into a reaction gas by the plasma, but some of the gases remain undissociated. Further, PF is used as a gas introduced into the reaction chamber 1.
Even when a gas containing no C is used, a PFC gas is formed by the chemical reaction in the plasma as described above. All of the gas in the reaction chamber 1 is sent to the abatement device 6, and most of the exhaust gas is decomposed or adsorbed by the abatement device 6. However, if the operation of the abatement apparatus 6 becomes unstable or the conditions of the chemical treatment performed in the plasma apparatus main body change, the abatement apparatus 6 can sufficiently achieve the decomposition or adsorption of the PFC gas. It may not be possible.

【0028】圧力制御バルブ4、流量制御装置12およ
び18、ならびに高周波電源15、17、および19の
動作は、演算装置14によって制御される。演算装置1
4は、電気回路13を介してもう一つの演算装置10に
接続されている。演算装置10および14は、例えば、
CPUやメモリを備えたマイクロコンピュータによって
構成されている。演算装置10と演算装置14とは、そ
れぞれ独立したコンピュータであっても良いし、一つの
コンピュータが両演算装置を兼ねていてもよい。図1の
例では、プラズマ装置本体の制御に使用される演算装置
14に加えて、演算装置10が除害装置6の制御用に付
加されている。
The operations of the pressure control valve 4, the flow controllers 12 and 18, and the high-frequency power supplies 15, 17 and 19 are controlled by the arithmetic unit 14. Arithmetic unit 1
4 is connected to another arithmetic unit 10 via an electric circuit 13. The arithmetic devices 10 and 14 are, for example,
It is constituted by a microcomputer having a CPU and a memory. The computing device 10 and the computing device 14 may be independent computers, respectively, or one computer may serve as both computing devices. In the example of FIG. 1, a computing device 10 is added for controlling the abatement device 6 in addition to the computing device 14 used for controlling the plasma device main body.

【0029】質量分析装置8は、のちに説明する電子付
着質量分析法によって排気ガス中のPFCガスの量を検
知することができる。質量分析装置8は、付着電子を生
成するためのフィラメント電極を有している。フィラメ
ントの材料として好ましいものは、トリアコートのイリ
ジウムフィラメントである。本実施形態では、生成効率
の高くない低エネルギ電子を使用するため、フィラメン
トには比較的大きな電流を流すことになる。
The mass spectrometer 8 can detect the amount of PFC gas in the exhaust gas by the electron attachment mass spectrometry described later. The mass spectrometer 8 has a filament electrode for generating attached electrons. A preferred material for the filament is a tricoat iridium filament. In this embodiment, a relatively large current flows through the filament because low-energy electrons whose generation efficiency is not high are used.

【0030】本実施形態では、質量分析装置8に採取さ
れた排気ガスは、第2の排気ポンプ9によって外部に排
気される。
In this embodiment, the exhaust gas collected by the mass spectrometer 8 is exhausted to the outside by the second exhaust pump 9.

【0031】質量分析装置8による質量分析結果は、演
算装置10によって種々の演算処理を受ける。このデー
タ処理の結果に基づく信号が、前述の電気回路13を介
して演算装置14に送信される。
The result of mass analysis by the mass spectrometer 8 is subjected to various arithmetic processing by the arithmetic unit 10. A signal based on the result of the data processing is transmitted to the arithmetic unit 14 via the electric circuit 13 described above.

【0032】本実施形態に特徴的な点は、電子付着質量
分析を行うための質量分析装置8を排気ガスモニタとし
て除害装置6に付加していることにある。質量分析装置
8によって得られた出力信号を電気回路を介してプラズ
マ装置本体の演算回路に送信し、それによってプラズマ
装置本体や除害装置の動作を調整することができる。そ
の結果、除害装置6内で所定の高周波電力が出力されて
いないというトラブルや、酸素または酸素と水の混合ガ
スが所定の流量で導入されていないといったトラブルを
も防止することができる。
A feature of this embodiment is that a mass spectrometer 8 for performing electron attachment mass spectrometry is added to the abatement apparatus 6 as an exhaust gas monitor. An output signal obtained by the mass spectrometer 8 is transmitted to an arithmetic circuit of the plasma device main body via an electric circuit, whereby the operations of the plasma device main body and the abatement apparatus can be adjusted. As a result, it is possible to prevent a problem that a predetermined high-frequency power is not output in the abatement apparatus 6 and a problem that oxygen or a mixed gas of oxygen and water is not introduced at a predetermined flow rate.

【0033】なお、質量分析装置8を常に動作させてお
く必要はない。反応室内でエッチングや薄膜堆積などの
プロセス処理を行う場合、各処理毎に一回、質量分析を
行えば充分である。そうすることによって、質量分析装
置8のフィラメント劣化を防止し、長期間の使用を可能
する。
It is not necessary to keep the mass spectrometer 8 operating at all times. When performing a process such as etching or thin film deposition in a reaction chamber, it is sufficient to perform mass spectrometry once for each process. By doing so, the filament of the mass spectrometer 8 is prevented from deteriorating, and can be used for a long time.

【0034】電子付着質量分析によって排気ガスのモニ
タを行う理由は以下の通りである。
The reason why the exhaust gas is monitored by electron attachment mass spectrometry is as follows.

【0035】酸化膜のエッチング等、半導体装置の製造
に用いられるガスは電子親和力をもつものが多く、これ
らのガスは負イオン化しやすい。例えば、CF4、C2
6、CHF3、NF3、SF6、C38、C48、およびC
58などのPFCガスは、全て、電子親和力を持つ。こ
のため、低エネルギー電子は、PFC分子のクーロン場
との相互作用で共鳴的に電子が付着し、負イオンを生成
しやすい。電子付着質量分析法によれば、PFCガスの
このような特性を利用できるため、PFCを定量的に測
定することができる。
Many gases used for manufacturing semiconductor devices, such as etching of oxide films, have an electron affinity, and these gases are easily ionized. For example, CF 4 , C 2 F
6 , CHF 3 , NF 3 , SF 6 , C 3 F 8 , C 4 F 8 , and C
PFC gases such as 5 F 8 are all with electron affinity. For this reason, the low-energy electrons are likely to resonately attach to the PFC molecules due to the interaction with the Coulomb field of the PFC molecules and generate negative ions. According to the electron attachment mass spectrometry, since such characteristics of the PFC gas can be used, PFC can be quantitatively measured.

【0036】図2のグラフは、プラズマ中のフッ素負イ
オンについて、電子付着質量分析法によって得られた信
号波形を示している。演算装置を用いて測定データに対
するフィッティングを行い、図2のグラフに示すような
ピーク値の分離を行う。フィッティングは、例えばガウ
ス型関数を用いて行うことが好ましい。図2から、黒丸
のデータポイントによって示される曲線(信号波形)が
7つのピーク信号(S1〜S7)の重ね合わせであるこ
とがわかる。
The graph of FIG. 2 shows a signal waveform obtained by electron attachment mass spectrometry for fluorine negative ions in plasma. Fitting to the measured data is performed using an arithmetic unit, and the peak values are separated as shown in the graph of FIG. The fitting is preferably performed using, for example, a Gaussian function. From FIG. 2, it can be seen that the curve (signal waveform) indicated by the data points of the black circles is a superposition of seven peak signals (S1 to S7).

【0037】図2のグラフから、フッ素の負イオンを分
析すれば、プラズマ中にいかなる分子が含まれるかがわ
かる。この例では、ピークP6はCF4、ピークP3は
2 6、ピークP2はC38からの信号である。これに
対して、ピークP7はC58、ピークP5はC58、ピ
ークP4は未確定のガス、ピークP1はC58からの信
号である。ピークPi(iは自然数)の面積をSiで表
示すると、例えばCF 4が排気ガス全体に対する占有率
は、S6/(S1+S2+S3+S4+S5+S6+S
7・・・)で表現される。これを、本願明細書では、
「フラグメント6の占有率」と称する場合がある。
From the graph of FIG. 2, the negative ions of fluorine were
Analysis reveals what molecules are contained in the plasma.
Call In this example, peak P6 is CFFour, Peak P3
CTwoF 6, Peak P2 is CThreeF8From the signal. to this
On the other hand, peak P7 is CFiveF8, Peak P5 is CFiveF8,
Peak P4 is undetermined gas, peak P1 is CFiveF8Faith from
No. The area of the peak Pi (i is a natural number) is represented by Si.
To show, for example, CF FourIs the share of the entire exhaust gas
Is S6 / (S1 + S2 + S3 + S4 + S5 + S6 + S
7 ...). In this specification,
It may be referred to as “the occupancy of fragment 6”.

【0038】このようにして、排気ガス中に存在するP
FCガスの量を定量的に把握することができる。こうし
て求められたPFCガス量の測定値に基づいて、プラズ
マ装置本体や除害装置の動作を調整すれば、それによっ
て排気ガス中のPFCガス量を低減することが可能にな
る。
In this way, the P present in the exhaust gas
The amount of FC gas can be grasped quantitatively. If the operations of the plasma device main body and the abatement apparatus are adjusted based on the measured value of the PFC gas amount thus obtained, the PFC gas amount in the exhaust gas can be reduced.

【0039】(実施形態2)次に、図3を参照しなが
ら、本発明によるプラズマ装置の他の実施形態を説明す
る。
(Embodiment 2) Next, another embodiment of the plasma apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.

【0040】前述の実施形態1では、質量分析装置8の
ための排気ポンプ9として専用のポンプを使用している
が、本実施形態では、質量分析装置8の排気ポンプをプ
ラズマ装置本体の排気ポンプ5が兼ねている。すなわ
ち、質量分析装置8に取り込まれた排気ガスは、質量分
析装置8のイオン化室と排気ポンプ5とを接続する配管
20を通じて排気ポンプ5に送られる。
In the first embodiment described above, a dedicated pump is used as the exhaust pump 9 for the mass spectrometer 8, but in the present embodiment, the exhaust pump of the mass spectrometer 8 is replaced with the exhaust pump of the plasma device body. 5 doubles. That is, the exhaust gas taken into the mass spectrometer 8 is sent to the exhaust pump 5 through the pipe 20 connecting the ionization chamber of the mass spectrometer 8 and the exhaust pump 5.

【0041】このような構成を採用することによって、
排気ポンプの合計個数を削減し、装置コストを低減させ
ることができる。また、質量分析装置8に採取されたガ
スは再び除害装置6を経て排気されることになるため、
より完全に近い状態の閉じたガスシステムを構成するこ
とができる。このような構成にすれば、プロセスガスに
塩素や一酸化炭素などの有害なガスを用いる場合でも、
より高い安全を確保できる。
By adopting such a configuration,
The total number of exhaust pumps can be reduced, and the cost of the apparatus can be reduced. In addition, since the gas collected by the mass spectrometer 8 is exhausted again through the abatement device 6,
A more complete closed gas system can be constructed. With such a configuration, even when a harmful gas such as chlorine or carbon monoxide is used as the process gas,
Higher safety can be ensured.

【0042】図1および図3のプラズマ装置は、除害装
置6としてプラズマによってガスを分解する型のものを
用いているが、触媒式の除害装置を用いても良い。図4
は、触媒式の除害装置の構成を示している。
Although the plasma apparatus shown in FIGS. 1 and 3 uses a type in which gas is decomposed by plasma as the abatement apparatus 6, a catalytic abatement apparatus may be used. FIG.
Shows the configuration of a catalytic abatement device.

【0043】この除害装置は、プラズマ装置から出た排
気ガスを触媒によって分解するために、ヒータ44を有
する予熱室43と触媒層45とを備えている。更に、こ
の除害装置は、エッチング装置などのプラズマ装置から
出た排気ガスを受け取る充填室41と、排気ガス中に含
まれる水溶性ガスや微粒子を除去するための水スプレー
室42と、触媒層45を透過したガスを冷却する冷却室
46と、スクラバー47とを備えている。ヒータ44に
投入される電力は電源49から供給され、電源49の出
力は温度制御装置48によって調整される。温度制御装
置48は、ヒータ44の温度を検知する温度センサ50
の出力に基づいて電源49の出力を制御する。
The abatement apparatus includes a preheating chamber 43 having a heater 44 and a catalyst layer 45 for decomposing exhaust gas discharged from the plasma apparatus by a catalyst. Further, the abatement apparatus includes a filling chamber 41 for receiving exhaust gas emitted from a plasma apparatus such as an etching apparatus, a water spray chamber 42 for removing water-soluble gas and fine particles contained in the exhaust gas, and a catalyst layer. A cooling chamber 46 for cooling the gas that has passed through 45 and a scrubber 47 are provided. Electric power supplied to the heater 44 is supplied from a power supply 49, and the output of the power supply 49 is adjusted by a temperature control device 48. The temperature control device 48 includes a temperature sensor 50 for detecting the temperature of the heater 44.
The output of the power supply 49 is controlled based on the output of.

【0044】このような除害装置によれば、単純な構成
でありながら、CO、SiF4、固形分、酸性ガス、お
よび、PFCのうち分解しにくいCF4などを一括処理
できる。
According to such an abatement apparatus, CO, SiF 4 , solid content, acid gas, and CF 4 which is difficult to decompose among PFCs can be collectively processed while having a simple structure.

【0045】本実施形態では、質量分析装置8がスクラ
バー47が排気されるガスの一部を採取し、そのガスに
対して前述の質量分析を行う。分析結果は演算装置10
によって処理され、排気ガス中のPFCが定量的に把握
される。排気ガス中のPFCが予め設定された基準値よ
りも大きい場合、演算装置14は電気回路13を通じて
温度制御装置48に信号を送出し、それによって、例え
ばヒータ温度を増加させ、触媒によるPFCの分解を促
進し、除害効率を高めるように動作する。 (実施形態
3)図5を参照しながら、本発明によるプラズマ装置動
作方法の実施形態を説明する。
In this embodiment, the mass spectrometer 8 collects a part of the gas exhausted from the scrubber 47 and performs the above-described mass analysis on the gas. The analysis result is the arithmetic unit 10
And the PFC in the exhaust gas is quantitatively grasped. If the PFC in the exhaust gas is larger than a preset reference value, the arithmetic unit 14 sends a signal to the temperature control unit 48 through the electric circuit 13, thereby increasing, for example, the heater temperature and decomposing the PFC by the catalyst. It works to promote and increase the abatement efficiency. (Embodiment 3) An embodiment of a plasma device operating method according to the present invention will be described with reference to FIG.

【0046】まず、反応室でエッチングなどのプロセス
を実行する前に、ステップS1において、除害装置の高
周波電力をオフにした状態でキャリブレーションガスと
して酸素ガスを除害装置に供給する。次に、ステップS
2で、除害装置の排気ガス(酸素ガス)の一部を質量分
析装置に取り込むことによって質量分析のエネルギー軸
について校正を実施する。エネルギー軸の校正は、質量
分析装置の測定ばらつきを補償するために行う。キャリ
ブレーションガスとしては、酸素以外に、SF 6、C
2、CO、およびC26などの断面積データが既知の
ガスを用いることができる。質量分析装置内のフィラメ
ントからFガスが放出される可能性があるので、Fのバ
ックグランド量を把握して校正を行うことが好ましい。
校正が終了した後、質量分析装置から終了の信号(プロ
セス開始命令)を出力し、プラズマ装置本体の演算装置
に伝送する(ステップS3)。
First, processes such as etching in the reaction chamber
Before performing the above, in step S1, the height of the abatement apparatus is increased.
When the calibration gas is
To supply oxygen gas to the abatement system. Next, step S
In part 2, a part of the exhaust gas (oxygen gas) of the abatement system is
Energy axis of mass spectrometry
Perform calibration for. Calibration of energy axis is mass
This is performed to compensate for measurement variations of the analyzer. Carry
As the brazing gas, other than oxygen, SF 6, C
lTwo, CO, and CTwoF6Known cross-section data
Gas can be used. Filament in mass spectrometer
F gas may be released from the
It is preferable to calibrate while grasping the background amount.
After the calibration is completed, the end signal (Pro
Process start command), and the arithmetic unit of the plasma device body
(Step S3).

【0047】ステップS4で、除害装置に高周波電力を
印加し、除害装置を動作させる。ステップS5で、プラ
ズマ装置本体においてエッチング等のプロセス処理を開
始した後、除害装置から出た排気ガスの一部について電
子付着質量分析を行い、排気ガス中のフッ素負イオンの
信号強度を測定する(ステップS6)。ステップS7に
おいて、演算装置を用いて測定データに対するフィッテ
ィングを行い、図2のグラフに示すようなピーク値の分
離を行う。フィッティングは、例えばガウス型関数を用
いて行うことが好ましい。
In step S4, high frequency power is applied to the abatement apparatus to operate the abatement apparatus. In step S5, after a process such as etching is started in the plasma device main body, electron attachment mass spectrometry is performed on a part of the exhaust gas discharged from the abatement apparatus, and the signal intensity of fluorine negative ions in the exhaust gas is measured. (Step S6). In step S7, fitting is performed on the measured data using an arithmetic unit, and peak values are separated as shown in the graph of FIG. The fitting is preferably performed using, for example, a Gaussian function.

【0048】ステップS8で、これらピーク値をプロセ
ス時間に対応づけながら記憶装置に蓄える。記憶装置
は、質量分析装置またはプラズマ装置の何れに備えられ
ても良い。
In step S8, these peak values are stored in the storage device in association with the process time. The storage device may be provided in either the mass spectrometer or the plasma device.

【0049】ステップS9で、記憶装置に蓄積されてい
るピーク値をプラズマ装置および/または質量分析装置
の表示装置上で出力させてもよい。そうすることによっ
て、プラズマ装置のオペレータがPFCの除害状況をほ
ぼリアルタイムでモニタすることができる。
In step S9, the peak value stored in the storage device may be output on the display device of the plasma device and / or the mass spectrometer. By doing so, the operator of the plasma apparatus can monitor the PFC removal status almost in real time.

【0050】なお、質量分析装置は常に動作している必
要はない。エッチングや薄膜堆積などの一つのプロセス
ステップの間に一度、排気ガスのモニタリングを実行す
れば充分な場合も多い。
Note that the mass spectrometer does not need to be constantly operating. It is often sufficient to perform exhaust gas monitoring once during one process step, such as etching or thin film deposition.

【0051】(実施形態4)図6を参照しながら、本発
明によるプラズマ装置動作方法の他の実施形態を説明す
る。本実施形態のモニタ方法は、実施形態3のモニタ方
法とプロセス開始までは同様に実行される(ステップS
11〜S15)。
(Embodiment 4) Another embodiment of the plasma device operating method according to the present invention will be described with reference to FIG. The monitoring method of the present embodiment is executed in the same manner as the monitoring method of the third embodiment until the start of the process (Step S
11 to S15).

【0052】ステップS15で、エッチングなどのプロ
セスを開始した後、除害装置の排気ガスの一部について
電子付着質量分析を行い、排気ガス中のフッ素負イオン
の信号強度を測定する(ステップS16〜S17)。本
実施形態では、図2のグラフに示すようにピーク値の分
離を行った後、更に、各ガスのフラグメントを分離し、
フラグメントの面積を積分することによって面積強度を
計算する(ステップS18)。
After starting a process such as etching in step S15, electron attachment mass spectrometry is performed on a part of the exhaust gas of the abatement apparatus, and the signal intensity of fluorine negative ions in the exhaust gas is measured (steps S16 to S16). S17). In the present embodiment, after performing peak value separation as shown in the graph of FIG. 2, fragments of each gas are further separated,
The area intensity is calculated by integrating the area of the fragment (step S18).

【0053】面積強度の総和に対する各ガスの面積強度
の比を求めることによって、排気ガス中に占める各ガス
(フラグメント)の占有率を計算することができる(ス
テップS19)。ステップS20で、面積強度および占
有率などの値を質量分析装置および/またはプラズマ装
置の記憶装置に蓄積し、ステップS21において、例え
ばプラズマ装置の表示装置に出力させるようにしてもよ
い。
By calculating the ratio of the area intensity of each gas to the total area intensity, the occupancy of each gas (fragment) in the exhaust gas can be calculated (step S19). In step S20, values such as the area intensity and the occupancy may be stored in the storage device of the mass spectrometer and / or the plasma device, and in step S21, may be output to, for example, a display device of the plasma device.

【0054】(実施形態5)図7を参照しながら、本発
明によるプラズマ装置動作方法の更に他の実施形態を説
明する。
(Embodiment 5) Still another embodiment of the plasma device operating method according to the present invention will be described with reference to FIG.

【0055】まず、ステップS31で、プラズマ装置の
演算装置に排気ガス中のPFCの放出量の上限値(例え
ば20ppm)を入力する。ステップS32で、処理プ
ロセスの実行前に除害装置に酸素を流す。ステップS3
3で、流された酸素の一部を質量分析装置に取り込んで
質量分析装置のエネルギー軸の校正を実施する。校正が
終了後、ステップS34で、質量分析装置からプラズマ
装置の演算装置にプロセス開始の命令が伝達される。
First, in step S31, the upper limit (for example, 20 ppm) of the amount of PFC released from the exhaust gas is input to the arithmetic unit of the plasma apparatus. In step S32, oxygen is supplied to the abatement apparatus before the execution of the treatment process. Step S3
At 3, a part of the flowed oxygen is taken into the mass spectrometer and the energy axis of the mass spectrometer is calibrated. After the calibration is completed, in step S34, a command to start the process is transmitted from the mass spectrometer to the arithmetic unit of the plasma device.

【0056】プラズマ装置の演算装置がこの命令を授受
した後、ステップS35で除害装置に高周波電力が与え
られ、ステップS36でエッチングなどのプロセスが開
始する。プロセスが開始すると排気ガスが排気ポンプか
ら除害装置に流れ、その一部を質量分析装置に取り込
む。ステップS37で、電子付着質量分析法でフッ素負
イオンの信号強度が測定される。
After the arithmetic unit of the plasma apparatus transmits and receives this command, high frequency power is supplied to the abatement apparatus in step S35, and a process such as etching is started in step S36. When the process starts, exhaust gas flows from the exhaust pump to the abatement device, and a part of the exhaust gas is taken into the mass spectrometer. In step S37, the signal intensity of the fluorine negative ion is measured by the electron attachment mass spectrometry.

【0057】ステップS38で、質量分析装置またはプ
ラズマ装置の演算装置における測定データのフィッティ
ングが行われ、ピーク値が分離される。ピーク値は演算
装置内の記憶装置に蓄積される。ステップS39で、さ
らに各ガスのフラグメントの面積を積分し、面積強度を
計算する。各ガスの面積強度をたし加えたもので、各ガ
スの面積強度を割り算し、排気ガス中に占める各ガスの
占有率を計算する(ステップS40)。この値も質量分
析装置およびプラズマ装置の記憶装置とは別の記憶装置
に蓄積される(ステップS41)。
In step S38, the fitting of the measured data in the arithmetic unit of the mass spectrometer or the plasma device is performed, and the peak value is separated. The peak value is stored in a storage device in the arithmetic unit. In step S39, the area of each gas fragment is further integrated to calculate the area intensity. The area intensity of each gas is divided by the sum of the area intensity of each gas, and the occupancy of each gas in the exhaust gas is calculated (step S40). This value is also stored in a storage device different from the storage device of the mass spectrometer and the plasma device (step S41).

【0058】ステップS42において、記憶装置に蓄積
されたピーク値または面積強度値をプロセス開始前に入
力されたPFCの放出量の上限値と比較する。比較の結
果、上限値を越えている場合は、プロセスを停止させる
(ステップS43)。
In step S42, the peak value or the area intensity value stored in the storage device is compared with the upper limit of the PFC emission amount input before the start of the process. As a result of the comparison, if the value exceeds the upper limit, the process is stopped (step S43).

【0059】(実施形態6)図8を参照しながら、本発
明によるプラズマ装置動作方法の更に他の実施形態を説
明する。
(Embodiment 6) Still another embodiment of the plasma device operating method according to the present invention will be described with reference to FIG.

【0060】まず、ステップS51で、プラズマ装置の
演算装置に排気ガス中のPFCの放出量の上限値を入力
する。ステップS52で、プロセスの実行前に除害装置
に酸素を流す。ステップS53で、流された酸素の一部
を質量分析装置に取り込んで質量分析装置のエネルギー
軸の校正を実施する。校正が終了後、ステップS54
で、質量分析装置からプラズマ装置の演算装置にプロセ
ス開始の命令が伝達される。
First, in step S51, the upper limit of the amount of PFC released from exhaust gas is input to the arithmetic unit of the plasma apparatus. In step S52, oxygen is supplied to the abatement apparatus before the process is performed. In step S53, a part of the flowed oxygen is taken into the mass spectrometer and the energy axis of the mass spectrometer is calibrated. After the calibration is completed, step S54
Then, a command to start the process is transmitted from the mass spectrometer to the arithmetic unit of the plasma device.

【0061】プラズマ装置の演算装置がこの命令を授受
した後、ステップS55で除害装置に高周波電力が与え
られ、ステップS56でエッチングなどのプロセスが開
始する。プロセスが開始すると排気ガスが排気ポンプか
ら除害装置に流れ、その一部を質量分析装置に取り込
む。ステップS57で、電子付着質量分析法でフッ素負
イオンの信号強度が測定される。
After the arithmetic unit of the plasma apparatus transmits and receives this command, high frequency power is applied to the abatement apparatus in step S55, and a process such as etching is started in step S56. When the process starts, exhaust gas flows from the exhaust pump to the abatement device, and a part of the exhaust gas is taken into the mass spectrometer. In step S57, the signal intensity of fluorine negative ions is measured by electron attachment mass spectrometry.

【0062】ステップS58で、質量分析装置またはプ
ラズマ装置の演算装置における測定データのフィッティ
ングが行われ、ピーク値が分離される。ピーク値は演算
装置内の記憶装置に蓄積される。ステップS59で、さ
らに各ガスのフラグメントの面積を積分し、面積強度を
計算する。各ガスの面積強度をたし加えたもので、各ガ
スの面積強度を割り算し、排気ガス中に占める各ガスの
占有率を計算する(ステップS60)。この値も質量分
析装置およびプラズマ装置の前記記憶装置とは別の記憶
装置に蓄積される(ステップS61)。
In step S58, the fitting of the measurement data in the arithmetic unit of the mass spectrometer or the plasma device is performed, and the peak value is separated. The peak value is stored in a storage device in the arithmetic unit. In step S59, the area of each gas fragment is further integrated to calculate the area intensity. The area intensity of each gas is divided by adding the area intensity of each gas, and the occupancy of each gas in the exhaust gas is calculated (step S60). This value is also stored in a storage device other than the storage devices of the mass spectrometer and the plasma device (step S61).

【0063】ステップS62において、記憶装置に蓄積
されたピーク値または面積強度値をプロセス開始前に入
力されたPFCの放出量の上限値と比較する。比較の結
果、上限値を越えている場合は、除害装置の高周波電力
を大きくする命令をプラズマ装置または質量分析装置の
演算装置から出力する(ステップS63)。高周波電力
を大きくした後に前記と同様の過程を経て再度、PFC
の放出量を測定し、フィードバックをかける。こうする
ことによって、PFCの放出を一定値以下に抑制するこ
とができる。
In step S62, the peak value or the area intensity value stored in the storage device is compared with the upper limit of the PFC emission amount input before the start of the process. As a result of the comparison, if the upper limit value is exceeded, a command to increase the high-frequency power of the abatement apparatus is output from the arithmetic unit of the plasma apparatus or the mass spectrometer (step S63). After increasing the high-frequency power, the PFC is again processed through the same process as described above.
Measure the amount of release and give feedback. By doing so, the emission of PFC can be suppressed to a certain value or less.

【0064】なお、本願明細書における「プラズマ装
置」は、エッチング装置や薄膜堆積装置を含む。また、
上記の各実施形態では、プラズマを用いて除害を実行し
ているが、触媒式や燃焼式によって除害を行っても良
い。
The "plasma apparatus" in the present specification includes an etching apparatus and a thin film deposition apparatus. Also,
In each of the above embodiments, the abatement is performed using the plasma, but the abatement may be performed using a catalytic method or a combustion method.

【0065】[0065]

【発明の効果】本発明によれば、質量分析部を用いて排
気ガス中に含まれるPFC量を測定するため、除害動作
の状況を除害装置やプラズマ装置にフィードバックする
ことができる。そのため、予め設定した量よりも多くの
PFCを大気に放出しないようにすることができる。
According to the present invention, the amount of PFC contained in exhaust gas is measured using the mass spectrometer, so that the status of the abatement operation can be fed back to the abatement apparatus or the plasma apparatus. Therefore, it is possible to prevent more PFC from being released into the atmosphere than the preset amount.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるプラズマ装置の実施形態を示す構
成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a plasma device according to the present invention.

【図2】電子付着質量分析法による測定データを示すグ
ラフである。
FIG. 2 is a graph showing data measured by electron attachment mass spectrometry.

【図3】本発明によるプラズマ装置の他の実施形態を示
す構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram showing another embodiment of the plasma device according to the present invention.

【図4】触媒方式排ガスモニタを付加したプラズマ装置
の構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of a plasma apparatus to which a catalytic exhaust gas monitor is added.

【図5】本発明によるプラズマ装置動作方法の実施形態
におけるプロセスステップを示すフローチャートであ
る。
FIG. 5 is a flowchart illustrating process steps in an embodiment of a plasma device operating method according to the present invention.

【図6】本発明によるプラズマ装置動作方法の他の実施
形態におけるプロセスステップを示すフローチャートで
ある。
FIG. 6 is a flowchart showing process steps in another embodiment of the plasma device operating method according to the present invention.

【図7】本発明によるプラズマ装置動作方法の更に他の
実施形態におけるプロセスステップを示すフローチャー
トである。
FIG. 7 is a flowchart showing process steps in still another embodiment of the plasma device operating method according to the present invention.

【図8】本発明によるプラズマ装置動作方法の更に他の
実施形態におけるプロセスステップを示すフローチャー
トである。
FIG. 8 is a flowchart showing process steps in still another embodiment of the plasma device operating method according to the present invention.

【図9】従来のプラズマ装置の構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram of a conventional plasma device.

【図10】従来の触媒式除害装置を示す構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram showing a conventional catalytic abatement apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 反応室 2 誘導コイル 3 配管 4 圧力制御バルブ 5 排気ポンプ 6 除害装置 7 誘導コイル 8 質量分析装置 9 排気ポンプ 10 演算装置 11 ガスボンベ 12 流量制御装置 13 電気回路 14 演算装置 15 高周波電源 16 ガスボンベ 17 高周波電源 18 流量制御装置 19 高周波電源 20 配管 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reaction chamber 2 Induction coil 3 Piping 4 Pressure control valve 5 Exhaust pump 6 Absorbing device 7 Induction coil 8 Mass spectrometer 9 Exhaust pump 10 Arithmetic unit 11 Gas cylinder 12 Flow control unit 13 Electric circuit 14 Arithmetic unit 15 High frequency power supply 16 Gas cylinder 17 High frequency power supply 18 Flow control device 19 High frequency power supply 20 Piping

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/205 H05H 1/46 L H05H 1/00 B01D 53/34 ZAB 1/46 134C Fターム(参考) 4D002 AA22 AC10 BA04 BA07 BA12 BA13 BA20 CA01 CA20 EA02 GA02 GA04 GB01 GB02 GB03 GB04 GB20 HA10 4G075 AA22 AA24 AA61 BC06 CA47 DA01 EB01 5F004 AA16 BA20 BB13 BC02 BC08 CA09 CB04 DA00 DA01 DA02 DA03 DA04 DA18 DA26 5F045 AA08 AC02 AC11 BB14 BB20 EC07 EG01 EG08 EH11 GB04 GB17 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/205 H05H 1/46 L H05H 1/00 B01D 53/34 ZAB 1/46 134C F-term (Reference) 4D002 AA22 AC10 BA04 BA07 BA12 BA13 BA20 CA01 CA20 EA02 GA02 GA04 GB01 GB02 GB03 GB04 GB20 HA10 4G075 AA22 AA24 AA61 BC06 CA47 DA01 EB01 5F004 AA16 BA20 BB13 BC02 BC08 CA09 CB04 DA00 DA01 DA02 DA03 AC04 DA01 DA26 AC08 EG08 EH11 GB04 GB17

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 プラズマを用いて化学的処理を行うプラ
ズマ装置であって、 前記処理を行うための反応室と、 前記反応室中のガスを排気するポンプと、 前記反応室から排気されるガスを分解又は吸着する除害
部と、 前記除害部から排気されるガスの一部を採取し、前記排
気ガス中の電子親和力を有する分子からなる特定ガスの
量を測定する質量分析部と、 前記質量分析部の測定結果に基づいて、前記除害部の動
作を制御する制御部とを備えているプラズマ装置。
1. A plasma apparatus for performing chemical treatment using plasma, a reaction chamber for performing the treatment, a pump for exhausting gas in the reaction chamber, and a gas exhausted from the reaction chamber. A detoxifying unit that decomposes or adsorbs, a mass spectrometric unit that collects a part of the gas exhausted from the detoxifying unit and measures the amount of a specific gas composed of molecules having electron affinity in the exhaust gas, A plasma controller comprising: a controller configured to control an operation of the abatement unit based on a measurement result of the mass analyzer.
【請求項2】 前記質量分析部は、前記分子に電子を付
着させて負イオンを生成し、前記負イオンの量を検出す
ることによって、前記特定ガスの量を測定する請求項1
に記載のプラズマ装置。
2. The mass analyzer according to claim 1, wherein an amount of the specific gas is measured by attaching an electron to the molecule to generate a negative ion and detecting the amount of the negative ion.
The plasma device according to item 1.
【請求項3】 前記質量分析部から排気されるガスを前
記ポンプに導く配管を更に備えている請求項1または2
に記載のプラズマ装置。
3. The apparatus according to claim 1, further comprising a pipe for guiding a gas exhausted from the mass spectrometry section to the pump.
The plasma device according to item 1.
【請求項4】 前記制御部は、 前記除害部における質量分析結果から前記特定ガスの量
を計算する第1演算部と、 予め設定された基準値と前記第1演算部の計算結果とを
比較し、前記除害部の動作を調節する第2演算部とを備
えている請求項1から3の何れかに記載のプラズマ装
置。
4. The control unit, comprising: a first calculation unit that calculates the amount of the specific gas from a result of mass spectrometry in the abatement unit; and a reference value set in advance and a calculation result of the first calculation unit. The plasma device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a second calculation unit that compares and adjusts an operation of the abatement unit.
【請求項5】 前記除害部は、プラズマを用いてガスを
分解する請求項1から4の何れかに記載のプラズマ装
置。
5. The plasma apparatus according to claim 1, wherein the abatement unit decomposes a gas using plasma.
【請求項6】 請求項1から5の何れかに記載のプラズ
マ装置の動作方法であって、 前記質量分析部において電子エネルギーを0から10e
Vの範囲で変化させながら前記分子に電子を吸着させて
負イオンを生成し、前記負イオンの質量分析結果を示す
信号波形のピークをガウス型関数で分離する工程と、 前記信号波形のうち特定のエネルギーピークについて、
そのピーク値をメモリに記憶させる工程と、 前記メモリに記憶されたピーク値を表示部に出力させる
工程と、を包含する動作方法。
6. The operating method of the plasma device according to claim 1, wherein the mass spectrometry unit sets the electron energy to 0 to 10 e.
Adsorbing electrons on the molecule while changing the range of V to generate negative ions, separating a peak of a signal waveform indicating a result of mass analysis of the negative ions by a Gaussian function, and specifying the signal waveform. About the energy peak of
An operation method including: storing the peak value in a memory; and outputting the peak value stored in the memory to a display unit.
【請求項7】 前記特定のエネルギーピークの面積強度
を計算し、前記面積強度をメモリに記憶させる工程と、 前記ピーク強度および前記面積強度を前記表示部に出力
させる工程とを包含する請求項6に記載のプラズマ装置
動作方法。
7. The method according to claim 6, further comprising: calculating an area intensity of the specific energy peak and storing the area intensity in a memory; and outputting the peak intensity and the area intensity to the display unit. 4. The method for operating a plasma device according to item 1.
【請求項8】 前記特定のエネルギーピークのピーク値
と予め入力されたピーク基準値とを比較する工程と、 前記特定エネルギーピークのピーク値が前記ピーク基準
値以上である場合に前記化学的処理を停止させる工程と
を備えている請求項6に記載のプラズマ装置動作方法。
8. A step of comparing a peak value of the specific energy peak with a previously input peak reference value; and performing the chemical treatment when the peak value of the specific energy peak is equal to or more than the peak reference value. 7. The method according to claim 6, further comprising the step of stopping the operation.
【請求項9】 前記特定のエネルギーピークのピーク値
と予め入力されたピーク基準値とを比較する工程と、 前記特定エネルギーピークのピーク値が前記ピーク基準
値以上である場合に前記除害部の除害効率を高める工程
とを包含する請求項6に記載のプラズマ装置動作方法。
9. A step of comparing a peak value of the specific energy peak with a pre-input peak reference value, wherein when the peak value of the specific energy peak is not less than the peak reference value, 7. The method for operating a plasma device according to claim 6, comprising a step of increasing abatement efficiency.
【請求項10】 前記除害部で除害効率を高める工程
は、前記除害部でプラズマを形成するために用いる高周
波電力を増大する工程を含んでいる請求項9に記載のプ
ラズマ装置動作方法。
10. The plasma device operating method according to claim 9, wherein the step of increasing the abatement efficiency in the abatement unit includes a step of increasing a high-frequency power used for forming plasma in the abatement unit. .
【請求項11】 前記負イオンとしてフッ素イオンを用
いることを特徴とする請求項6から10の何れかに記載
のプラズマ装置動作方法。
11. The method according to claim 6, wherein fluorine ions are used as the negative ions.
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