JP2002028441A

JP2002028441A - ガス処理方法及び装置

Info

Publication number: JP2002028441A
Application number: JP2000216341A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Hayashi; 和志林; Akira Kobayashi; 明小林; Akimitsu Nakagami; 明光中上; Kenichi Inoue; 憲一井上; Kazuto Okada; 和人岡田; Kiyotaka Ishibashi; 清隆石橋; Yuzo Mori; 勇藏森
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2000-07-17
Filing date: 2000-07-17
Publication date: 2002-01-29
Anticipated expiration: 2020-07-17
Also published as: JP3723055B2

Abstract

(57)【要約】【課題】プラズマでの化学反応を利用してＰＦＣ等の
被処理ガスを簡単な設備で効率良く処理する。【解決手段】チャンバ内において、円筒状の外周面を
有する回転電極１８と平板電極１７もしくはもう一つの
回転電極とを所定の隙間をおいて互いに対向するように
配置する。回転電極１８を回転させ、かつ、両電極１
７，１８間に電圧を印加してプラズマ２２を発生させる
とともに、チャンバ内に被処理ガス及び反応ガスを導入
し、これらのガスを前記回転電極１８の回転を利用して
前記プラズマ２２へ巻き込むことにより、同プラズマ２
２を利用して化学反応を起こさせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置か
ら排出されるガス等をプラズマによる化学反応を利用し
て処理するための方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体製造装置、特に低圧プラ
ズマによる化学反応を利用した半導体製造装置からは、
その原料ガスであるＣＦ₄やＣ₄Ｆ₈などの全フッ化化合
物（以下ＰＦＣと称する。）が排出される。このＰＦＣ
は非常に安定した状態にあり、常温では無害であるが、
その地球温暖化係数は例えば二酸化炭素と比べても相当
大きい。従って、かかるＰＦＣの削減及び無害化が非常
に重要となる。

【０００３】従来、このようなＰＦＣ等のガスを分解し
て無害化する方法として、当該ＰＦＣに水素やメタン
等の燃料ガスを混合して燃焼させる燃焼炎法や、加熱
した金属酸化物触媒を利用してＰＦＣを熱分解する熱分
解法が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記の燃焼炎法は、
燃料ガスの供給等のために大掛かりな設備が必要であ
り、またの熱分解法は処理能力が低く、また触媒寿命
が短いためにその交換を頻繁にしなければならない欠点
がある。

【０００５】そこで、これらの方法に代わる手段とし
て、平行平板電極間にプラズマを発生させ、このプラズ
マを利用して被処理ガス（ＰＦＣ等）を反応ガス（水
素、酸素、水蒸気、メタン等）と化学反応させて分解す
る方法が考えられる。この方法を採用すれば、装置構成
が比較的簡単であり、また、被処理ガスの成分に応じて
反応ガスの種類や供給流量、プラズマパワーを適宜設定
することにより最大効率の発揮が期待できる。

【０００６】ところが、前記平行平板電極間に被処理ガ
スや反応ガスを円滑に導入するには、どうしても電極間
距離をある程度大きくせざるを得ず、このように距離を
おいた電極同士の間隙に良好なプラズマを発生させるた
めには密閉容器内で減圧雰囲気を形成しなければならな
い。従って、当該プラズマ雰囲気に存在し得るガスのボ
リュームは小さく、処理できるガスの流量は非常に小さ
いものとなる。また、運転圧力が低いために、かかる処
理装置を例えば既存の半導体製造装置の排出ラインにそ
のまま導入するといったことが非常に困難であるという
欠点もある。

【０００７】また、よしんば圧力を上げた状態でプラズ
マを生成できたとしても、そのプラズマ空間に新しい処
理ガスを次々と送り込むことは困難であり、バッチ処理
とならざるを得ない。従って、ガス処理能率が低く、コ
ストアップは免れ得ない。

【０００８】なお、以上示した事情は、ＰＦＣの処理に
限らず、その他のガス（例えば二酸化炭素や窒素酸化
物）のプラズマ処理についても同様である。

【０００９】本発明は、このような事情に鑑み、ＰＦＣ
等の被処理ガスを簡単な設備で効率良く処理できるガス
処理方法及び装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する手段
として、本発明は、円筒状の外周面を有する回転電極と
他の電極とを所定の隙間をおいて互いに対向するように
配置し、前記回転電極を回転させ、かつ、両電極間に電
圧を印加してプラズマを発生させ、このプラズマに前記
回転電極の回転を利用して被処理ガスと反応ガスとを供
給することによりこれらのガスに化学反応を起こさせる
ガス処理方法である。

【００１１】この構成によれば、回転電極の回転中、そ
の電極表面近傍の境界層にガスが帯同するため、回転電
極の円筒周速度と略同等の速度で被処理ガス及び反応ガ
スがプラズマ領域に供給され、かつ、同速度で排出され
る。従って、電極間の隙間を小さくしても、その隙間す
なわちプラズマ領域に回転電極の回転を利用して被処理
ガス及び反応ガスを効率良く供給することができる。そ
して、このように電極間隙間を小さくすることにより、
運転圧力を大気圧程度まで上げながら前記隙間にプラズ
マを生成することが可能になる。

【００１２】すなわち、本発明によれば、大気圧もしく
は比較的これに近い圧力（例えば0.5〜２気圧）下でも
プラズマを生成することができ、かつ、これに被処理ガ
ス及び反応ガスを効率良く供給できるため、被処理ガス
及び反応ガスの流量を大きくでき、かつ、その処理を連
続的に行うことができる。また、大気圧近傍での運転が
可能であることから、例えば半導体製造装置の排出ライ
ンにそのまま導入することが可能であり、また、チャン
バなどの装置構成部材の強度的負担も軽減される。

【００１３】ただし、本発明では具体的な運転圧力は特
に問わず、例えば0.5気圧未満の低圧下でもガス処理は
可能である。

【００１４】前記「他の電極」は、例えば平板電極でも
よいが、これをもう一つの回転電極とし、両回転電極を
それらの回転軸同士が平行となる状態で配置して、両回
転電極を互いに逆向きに回転させるようにすれば、電極
間への被処理ガスや反応ガスの供給をより効率良く行う
ことが可能になる。

【００１５】本発明では、被処理ガスの具体的な種類を
問わないが、例えば、半導体製造装置から排出されるガ
ス（二酸化炭素、メタン、窒素酸化物、フッ化炭化水
素、全フッ化炭素、六フッ化タングステン、三フッ化ネ
オンなど）を反応ガスと化学反応させる場合に好適であ
る。また、反応ガスとしては、水素、酸素、水、メタ
ン、アンモニア等が挙げられる。

【００１６】また本発明は、円筒状の外周面を有する回
転電極及びこの回転電極に所定の隙間をおいて対向する
ように配置される他の電極からなる電極対と、この電極
対を収容し、内部に被処理ガス及び反応ガスが導入され
るチャンバと、前記回転電極を回転させる回転駆動手段
と、前記電極対の両電極間にプラズマ発生用の電圧を印
加する電圧印加手段とを備え、その電圧印加により発生
したプラズマに前記被処理ガス及び反応ガスが供給され
ることによりこれらのガスが化学反応を起こすように構
成されているガス処理装置である。

【００１７】この装置においても、前記他の電極は平板
電極であってもよいし、円筒状外周面をもつ回転電極で
あって両回転電極がその回転軸同士が平行となる状態で
配置されたものであれば、より好ましい。後者の場合、
前記回転駆動手段は両回転電極を互いに逆向きに回転さ
せるものとすればよい。

【００１８】また、前記チャンバ内に前記プラズマへ被
処理ガス及び反応ガスを誘導するための気流を形成する
気流形成手段を備えることにより、より円滑なガスの供
給及び排出ができる。

【００１９】前記電極対は単一でもよいが、複数の電極
対が直列に配され、各電極対を順に被処理ガスが通過す
るように構成されたものとすれば、ガス処理精度をより
高めることができる。

【００２０】さらに、各電極対ごとにその電極対の上流
側で被処理ガス中に反応ガスを混入させるための反応ガ
ス導入部が設けられている構成とすれば、ガス処理精度
をさらに高めることができる。また、各電極対ごとに供
給する反応ガスの種類を変えることで、各電極対ごとに
別の化学反応を起こさせることも可能である。

【００２１】また、前記電極対を通過したガスの一部を
当該電極対の上流側に戻す還流通路を備えるようにすれ
ば、一つの電極対を用いて被処理ガスに対して複数回の
化学反応処理を施すことができ、これによってガス処理
精度を高めることができる。

【００２２】また、前記還流通路に当該通路でのガス流
量を調節するための流量調節弁が設けられている構成と
すれば、例えばチャンバ入口と出口との圧力差や流量差
を目標値に近づけるような流量調節を行うことによっ
て、効率の高い運転が可能になる。

【００２３】なお、チャンバ内の圧力が高い場合には、
アーク放電を防ぐ意味で電極表面が絶縁物であること
が、より好ましい。例えば、前記回転電極の表面に耐酸
化性金属または酸化物からなる薄膜が形成された構成と
することにより、前記アーク放電を有効に防ぐことがで
きる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を図面に基づいて説明する。

【００２５】図１（ａ）（ｂ）に示すガス処理装置は、
反応室であるチャンバ１０を備え、この実施の形態で
は、当該チャンバ１０は正面視略半円状をなしている。
このチャンバ１０の一端には、側方から被処理ガスを導
入するための被処理ガス導入口１１が設けられ、そのす
ぐ下流側に上から反応ガスを導入するための反応ガス導
入口１２が設けられるのに対し、同チャンバ１０の他端
には処理済ガスを排出するための排出口１４が設けられ
ている。

【００２６】前記被処理ガス導入口１１は、図略の半導
体製造装置の排出口に接続され、この半導体製造装置か
ら排出されるガス（例えば二酸化炭素、メタン、窒素酸
化物、フッ化炭化水素、全フッ化炭素、六フッ化タング
ステン、三フッ化ネオンのうちの少なくとも一種を含む
ガス）が、前記被処理ガス導入口１１からチャンバ１０
内に導入されるようになっている。

【００２７】ただし、本発明において処理対象となる被
処理ガスは、前記のような半導体製造装置から排出され
るものに限られず、例えば二酸化イオウや塩化水素、ト
ルエン等の処理にも活用できる。

【００２８】一方、反応ガス導入口１２には、前記被処
理ガスと化学反応を起こさせるための反応ガス（例え
ば、水素、酸素、水、メタン、アンモニアのうちの少な
くとも一種を含むガス）が図略のガスタンクから導入さ
れるようになっている。

【００２９】前記チャンバ１０の中央部には、平板電極
１７及び回転電極１８からなる電極対が設けられてい
る。平板電極１７はチャンバ１０の底壁上に敷設され、
アースに接続されている。回転電極１８は、中空で略円
筒状の本体と、その中心部を貫通する金属製の回転軸１
６とを有し、前記本体外周面が前記平板電極１７の上面
に対して微小隙間をおいて対向する位置に設けられてい
る。前記微小隙間の寸法は、大気圧もしくはこれに近い
気圧（例えば0.5〜２気圧）下においてプラズマの生成
が可能な寸法、具体的には0.01mm〜５mm程度の寸法が好
ましい。

【００３０】この実施の形態では、前記回転電極１８の
外周面上に、異常放電防止用の絶縁被膜（例えばアルミ
ナやＳｉＣといった耐酸化性金属または酸化物）が施さ
れている。この被膜の厚さは、電極の機能を損なわない
程度に小さく抑えるのが好ましく、100μｍ以下が好適
である。

【００３１】前記回転軸１６の両端部は、ベアリング２
０を介してチャンバ１０側に回転可能に支持されてお
り、当該回転軸１６の一方の端部には、当該回転電極１
８に図２に示すような高周波電源２８を投入するための
高電圧投入端子１９ａが設けられている。なお、この電
源には直流電源を使用することも可能であるが、より好
ましくは13.56MHz以上の高周波電源、さらに好ましくは
100MHz以上の高周波電源を用いるのがよい。

【００３２】回転軸１６の他方の端部は、チャンバ１０
に固定されたモータ（回転駆動手段）２５の出力軸にマ
グネットカップリング２３を介して結合され、当該モー
タ２５の作動によって回転電極１８全体が図１の矢印方
向（回転電極下面の周速が被処理ガス導入口１１から排
出口１４に向かう向きとなる方向）に回転駆動されるよ
うになっている。

【００３３】回転電極１８の本体の左右両外側には、そ
の両側面に近接するように流れ規制板２７が設けられ、
同様に回転電極１８の本体上部近傍の位置には、チャン
バ１０の上部を上下に隔離する流れ規制板２４が設けら
れている。これらの流れ規制板２７，２４は、被処理ガ
ス導入口１１及び反応ガス導入口１２から導入される被
処理ガス及び反応ガスが回転電極１８の側方や上方を通
過するのを阻み、当該ガスのほぼ全量が回転電極１８と
平板電極１７との間の微小隙間を通過するようにその流
れを規制するものである。各流れ規制板２４，２７と回
転電極１８との間隔は１mm程度が好適である。また、チ
ャンバ１０の形状を極力縮小してその内側面を回転電極
１８の外側面に近接させることにより、流れ規制板２
４，２７の省略も可能になる。

【００３４】さらに、回転電極１８と排出口１４との間
には、前記微小隙間から出たガスを効率良く排出口１４
に導くためのダクト３０が設けられている。

【００３５】なお、図１（ａ）（ｂ）において、２６は
回転電極−チャンバ間の放電を防ぐための絶縁板、３２
はチャンバ１０内の様子を外部から観察するためのビュ
ーポートである。

【００３６】次に、この装置を用いたガス処理方法を説
明する。

【００３７】前記回転電極１８に高周波電圧を印加する
ことにより、当該回転電極１８とその下方の平板電極１
７との間の微小隙間に図２に示すようなプラズマ２２を
発生させるとともに、モータ２５の作動によって回転電
極１８を図１（ａ）の矢印の向きに回転させる。そし
て、図略の半導体製造装置から導入される被処理ガスを
被処理ガス導入口１１からチャンバ１０内に導入すると
ともに、反応ガスを反応ガス導入口１２から導入するこ
とにより、これらのガスは図２に示すように混合状態で
回転電極１８の回転により電極１７，１８間のプラズマ
２２に巻き込まれ、ここで化学反応を起こす。この化学
反応としては、例えば次のようなものが挙げられる。

【００３８】ＣＦ₄（被処理ガス）＋２Ｈ₂Ｏ（反応ガ
ス）→ＣＯ₂＋４ＨＦＮＯ₂（被処理ガス）＋Ｈ（反応ガス）→ＮＯ＋ＯＨＨＣｌ（被処理ガス）＋ＮＨ₃（反応ガス）→ＮＨ₄Ｃｌかかる反応により、前記被処理ガスは無害化もしくは処
理可能化され、ダクト３０を通じて排出口１４から排出
される。

【００３９】この方法及び装置によれば、回転電極１８
の回転を利用することにより、電極１７，１８間を例え
ば0.01mm〜５mmといった微小隙間にしても、この微小隙
間に生成されるプラズマ２２に被処理ガス及び反応ガス
を導入することができる。従って、例えば0.5〜２気圧
といった大気圧に近い気圧下でもガス処理が可能であ
り、半導体製造装置の排気ラインに直接接続するといっ
たことも可能になる。

【００４０】前記図１及び図２には、回転電極１８の相
手方の電極が平板電極１７であるものを示したが、図３
（ａ）（ｂ）及び図４に示す装置では、双方の電極が回
転電極１８となっており、これらが前記図１に示したチ
ャンバ１０と同等のチャンバ内に設置されている。両回
転電極１８は、前記図１に示した装置と同様、中空で略
円筒状の本体と、その中心部を貫通する金属製の回転軸
１６とを有しており、これらの回転軸１６が互いに略平
行となり、かつ、両回転電極１８の外周面同士が微小隙
間をおいて相互対向するように両回転電極１８が配置さ
れている。この実施の形態でも、前記微小隙間の寸法
は、大気圧もしくはこれに近い気圧（例えば0.5〜２気
圧）下においてプラズマの生成が可能な寸法、具体的に
は0.01mm〜５mm程度の寸法が好ましい。

【００４１】また、この実施の形態でも、前記回転電極
１８の外周面上に、異常放電防止用の絶縁被膜（例えば
アルミナやＳｉＣといった耐酸化性金属または酸化物）
を施すことが、より好ましい。

【００４２】各回転電極１８における回転軸１６の両端
部は、それぞれベアリング２０を介してチャンバ１０側
に回転可能に支持されている。上側回転電極１８の回転
軸１６は、電気接続部材１５及びチャンバ外側の共振器
１９を介して図４に示す高周波電源（直流電源でも可）
２８に接続されている。そして、この高周波電源２８か
ら前記共振器１９及び電気接続部材１７を通じて回転軸
１６さらには本体中央の電極部分にプラズマ生成用の高
周波電圧が印加されるようになっている。なお、この電
源には直流電源を使用することも可能である。

【００４３】一方、下側の回転電極１８はアースに接続
されている。

【００４４】各回転軸１６の片側端部は、チャンバ１０
に固定されたモータ（回転駆動手段）２５の出力軸にそ
れぞれマグネットカップリング２３を介して結合され、
当該モータ２５の作動によって回転電極１８全体が図１
の矢印方向（回転電極１８が互いに対向する面の周速が
被処理ガス導入口１１から排出口１４に向かう向きとな
る方向）に回転駆動されるようになっている。すなわ
ち、両回転電極１８はそれぞれの回転軸１６を中心とし
て互いに反対の向きに回転駆動されるようになってい
る。

【００４５】なお、前記モータ２５をはじめとする回転
駆動源は必ずしも両回転軸１６に個別に接続しなくても
よく、共通の駆動源から各回転軸１６に動力伝達機構を
介して駆動力を分配するようにしてもよい。

【００４６】チャンバ１０内には、前記図１（ａ）
（ｂ）に示した装置と同様に、流れ規制板２４，２７、
絶縁板２６、ダクト３０、ビューポート３２等が設けら
れている。

【００４７】さらに、この実施の形態にかかる装置で
は、チャンバ１０と排気口１４との間の排気管３３の途
中に吸気ポンプ３４が設けられ、この吸気ポンプ３４の
作動によってチャンバ１０内に被処理ガス導入口１１側
から排気口１４側に向かう気流が形成されるようになっ
ている。

【００４８】さらに、前記吸気ポンプ３４の下流側部分
と、前記被処理ガス導入口１１の直下流側部分（チャン
バ１０の入口よりも上流側の部分）との間には、両部分
を連通する還流通路３６が設けられ、この還流通路３６
の途中に当該通路３６でのガス流量を調整する流量調整
弁３８が設けられている。

【００４９】この流量調整弁３８は、手動式のものでも
よいが、この実施の形態では電磁式のものが用いられ、
その開度（すなわち循環ガス流量）が制御装置４０から
入力される駆動信号によって自動調節されるようになっ
ている。

【００５０】一方、前記還流通路３６の被処理ガス導入
口側端部の近傍には圧力計４２が、同じく還流通路３６
の排気口側端部の近傍には圧力計４４がそれぞれ設けら
れ、各圧力計４２，４４によって検出される圧力の差を
予め設定された目標値に近づけるべく前記流量調整弁３
８の開度をフィードバック制御するように、前記制御装
置４０が構成されている。

【００５１】この装置においても、上側の回転電極１８
に高周波電圧を印加することにより、両回転電極１８間
の微小隙間に図４に示すようなプラズマ２２を発生させ
ることができる。そして、モータ２５の作動によって両
回転電極１８を図３（ａ）の矢印の向きに回転させなが
ら、図略の半導体製造装置から導入される被処理ガスを
被処理ガス導入口１１から導入するとともに、反応ガス
を反応ガス導入口１２から導入することにより、これら
のガスを図４に示すように混合状態で両回転電極１８の
回転を利用してこれら回転電極１８同士の間に形成され
るプラズマ２２に巻き込んで化学反応を起こさせること
ができる。

【００５２】さらに、この実施の形態にかかる装置で
は、吸気ポンプ３４によってチャンバ１０内に被処理ガ
ス導入口１１から排出口１４へ向かうガスの気流を積極
的に形成しているので、ガス処理をより円滑に行うこと
ができる。

【００５３】また、チャンバ１０から排出される処理済
ガスの一部が還流通路３６を通じてチャンバ１０の上流
側に戻されて再処理されるため、最終的なガスの処理精
度をより高めることができる。しかも、圧力計４２，４
４の検出する圧力の差に基づいて制御装置４０が流量調
整弁３８の開度を自動制御するようにしているので、前
記ガスの循環を利用して前記圧力差を高効率が得られる
圧力差に調節できる効果も得られる。また、前記圧力計
４２，４４に代えてチャンバ入口及び出口に流量計を設
け、その流量差を目標値に近づけるように流量調節弁３
８の開度を自動制御するようにしても、同様に効率の高
い運転ができる。

【００５４】また、前記循環通路３６やプラズマ形成領
域の下流側に、化学反応によって発生した粉末を捕獲回
収するフィルタを設ければ、より円滑な運転ができる。

【００５５】図５に示すガス処理装置は、前記図３
（ａ）（ｂ）に示した装置を複数備え、これらの装置を
直列に連ねて各装置を順に被処理ガスが通過するように
構成したものである。

【００５６】図において、上流側のチャンバ１０の出口
と下流側のチャンバ１０の入口とは連通管４６を介して
連通されている。また、反応ガス導入口１２及び還流通
路３６は各チャンバ１０ごとに設けられている。

【００５７】なお、図６は前記図５の装置を模式的に示
したものである。

【００５８】このような装置によれば、上流側の電極対
で処理されたガスを新たに次の電極対で反応ガスと反応
させることにより、最終チャンバ１０から排出されるガ
スの処理精度を飛躍的に高めることができる。しかも、
被処理ガスは図６に示すように各装置で発生したプラズ
マ２２を順に流れていくので、処理能率も高い。

【００５９】なお、反応ガスの供給箇所は例えば再上流
側の装置の入口のみとしてもよいが、図示のように各チ
ャンバ１０ごと（すなわち各電極対ごと）に反応ガスを
供給するようにすれば、より精度の高いガス処理ができ
る。また、被処理ガスが要処理成分として第１成分、第
２成分、第３成分、…という具合に複数成分を含有する
場合、第１成分の処理に必要な第１反応ガスを第１のチ
ャンバに、第２成分の処理に必要な第２反応ガスを第２
のチャンバに、第３成分の処理に必要な第３反応ガスを
第３のチャンバに、…という具合に供給することによ
り、各電極対ごとに別の化学反応を起こさせて各成分の
処理を一度に行うことが可能になる。

【００６０】また、図５に示すように、各電極対での回
転電極１８の配列方向を互いに異ならせる（図例では位
相を９０°ずつずらす）ことにより、被処理ガスの流れ
を乱して反応ガスとの混合を促進することも可能であ
る。

【００６１】

【発明の効果】以上のように本発明は、少なくとも一方
が回転電極である電極対の電極間にプラズマを発生さ
せ、このプラズマに前記回転電極の回転を利用して被処
理ガスと反応ガスとを導入することにより、当該被処理
ガスを化学反応させるようにしたものであるので、簡単
な設備でしかも効率良くガスを処理できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の第１の実施の形態にかかるガ
ス処理装置の断面正面図、（ｂ）はその断面平面図であ
る。

【図２】図１に示す装置でのガス処理原理を示す図であ
る。

【図３】（ａ）は本発明の第２の実施の形態にかかるガ
ス処理装置の断面正面図、（ｂ）はその断面平面図であ
る。

【図４】図２に示す装置でのガス処理原理を示す図であ
る。

【図５】本発明の第３の実施の形態にかかるガス処理装
置の一部断面正面図である。

【図６】本発明の第４の実施の形態にかかるガス処理装
置の一部断面正面図である。

【符号の説明】

１０チャンバ１１被処理ガス導入口１２反応ガス導入口１４排出口１６回転軸１７平板電極（他の電極）１８回転電極２２プラズマ２５モータ（回転駆動手段）２８高周波電源（電圧印加手段）３４吸気ポンプ（気流形成手段）３６還流通路３８流量調節弁

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｂ０１Ｄ 53/68 Ｂ０１Ｄ 53/34 １２０ＤＢ０１Ｊ 19/08 １２９ＺＨ０１Ｌ 21/205 １３４ＥＨ０５Ｈ 1/24 １３４Ｃ (72)発明者小林明神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者中上明光神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者井上憲一神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者岡田和人神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者石橋清隆神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者森勇藏大阪府交野市私市８丁目16番19号Ｆターム(参考） 4D002 AA09 AA12 AA22 AA40 AC10 BA07 DA07 DA35 DA54 DA56 DA70 EA05 GA01 GB04 HA03 4G075 AA03 AA37 BA01 BA05 BD01 BD12 CA47 CA57 CA65 DA01 DA13 EA02 EB01 EB41 EC01 EC09 EC14 EC21 ED01 ED06 ED09 FB04 FC09 FC15 5F045 AC01 AC11 AC12 AE29 EG07 EH04 EH12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒状の外周面を有する回転電極と他の
電極とを所定の隙間をおいて互いに対向するように配置
し、前記回転電極を回転させ、かつ、両電極間に電圧を
印加してプラズマを発生させ、このプラズマに前記回転
電極の回転を利用して被処理ガスと反応ガスとを供給す
ることによりこれらのガスに化学反応を起こさせること
を特徴とするガス処理方法。
【請求項２】請求項１記載のガス処理方法において、
前記回転電極にもう一つの回転電極をそれらの回転軸同
士が平行となる状態で配置し、両回転電極を互いに逆向
きに回転させることを特徴とするガス処理方法。
【請求項３】請求項１または２記載のガス処理方法に
おいて、前記被処理ガスとして、半導体製造装置から排
出されるガスを反応ガスと化学反応させることを特徴と
するガス処理方法。
【請求項４】請求項３記載のガス処理方法において、
前記被処理ガスは、二酸化炭素、メタン、窒素酸化物、
フッ化炭化水素、全フッ化炭素、六フッ化タングステ
ン、三フッ化ネオンのうちの少なくとも一種のガスを含
むことを特徴とするガス処理方法。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載のガス処
理方法において、前記反応ガスは、水素、酸素、水、メ
タン、アンモニアのうちの少なくとも一種のガスを含む
ことを特徴とするガス処理方法。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載のガス処
理方法において、前記プラズマに供給する被処理ガスと
反応ガスの全圧を0.5〜２気圧とすることを特徴とする
ガス処理方法。
【請求項７】円筒状の外周面を有する回転電極及びこ
の回転電極に所定の隙間をおいて対向するように配置さ
れる他の電極からなる電極対と、この電極対を収容し、
内部に被処理ガス及び反応ガスが導入されるチャンバ
と、前記回転電極を回転させる回転駆動手段と、前記電
極対の両電極間にプラズマ発生用の電圧を印加する電圧
印加手段とを備え、その電圧印加により発生したプラズ
マに前記被処理ガス及び反応ガスが供給されることによ
りこれらのガスが化学反応を起こすように構成されてい
ることを特徴とするガス処理装置。
【請求項８】請求項７記載のガス処理装置において、
前記他の電極も円筒状外周面をもつ回転電極であって両
回転電極がその回転軸同士が平行となる状態で配置さ
れ、前記回転駆動手段は両回転電極を互いに逆向きに回
転させることを特徴とするガス処理装置。
【請求項９】請求項７または８記載のガス処理装置に
おいて、前記チャンバ内に前記プラズマへ被処理ガス及
び反応ガスを誘導するための気流を形成する気流形成手
段を備えたことを特徴とするガス処理装置。
【請求項１０】請求項７〜９のいずれかに記載のガス
処理装置において、複数の電極対が直列に配され、各電
極対を順に被処理ガスが通過するように構成されている
ことを特徴とするガス処理装置。
【請求項１１】請求項１０記載のガス処理装置におい
て、各電極対ごとにその電極対の上流側で被処理ガス中
に反応ガスを混入させるための反応ガス導入部が設けら
れていることを特徴とするガス処理装置。
【請求項１２】請求項７〜１１のいずれかに記載のガ
ス処理装置において、前記電極対を通過したガスの一部
を当該電極対の上流側に戻す還流通路を備えたことを特
徴とするガス処理装置。
【請求項１３】請求項１２記載のガス処理装置におい
て、前記還流通路に当該通路でのガス流量を調節するた
めの流量調節弁が設けられていることを特徴とするガス
処理装置。
【請求項１４】請求項７〜１３のいずれかに記載のガ
ス処理装置において、前記回転電極の表面に耐酸化性金
属または酸化物からなる薄膜が形成されていることを特
徴とするガス処理装置。