JP2002210330A - 半導体プロセス用排ガス処理装置 - Google Patents
半導体プロセス用排ガス処理装置Info
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- JP2002210330A JP2002210330A JP2001011400A JP2001011400A JP2002210330A JP 2002210330 A JP2002210330 A JP 2002210330A JP 2001011400 A JP2001011400 A JP 2001011400A JP 2001011400 A JP2001011400 A JP 2001011400A JP 2002210330 A JP2002210330 A JP 2002210330A
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- exhaust gas
- frequency discharge
- semiconductor process
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 全体をコンパクトかつ低コストに構成しなが
らも、プラズマ着火電力の低下及び耐久性向上を図り得
るとともに、プロセス用排ガスを効率よく分解し無害化
処理できるようにする。 【解決手段】 半導体プロセスチャンバー１から排出さ
れる排ガス処理用プラズマを発生するための高周波放電
管４を、排ガス導入口５ａ及び導出口５ｂを有する絶縁
性管状容器５とその外周に螺旋コイル状に巻回させた誘
導結合方式の高周波放電用電極９とから構成し、この高
周波放電用電極９を、内部に冷却水を流通可能な状態で
コイル状に巻回された大径導電性金属管１０と、この大
径導電性金属管１０の螺旋ピッチ間に配置され、かつ、
大径導電性金属管１０に電気的に接続させてコイル状に
巻回された小径の高周波電力線１１とから構成してい
る。
らも、プラズマ着火電力の低下及び耐久性向上を図り得
るとともに、プロセス用排ガスを効率よく分解し無害化
処理できるようにする。 【解決手段】 半導体プロセスチャンバー１から排出さ
れる排ガス処理用プラズマを発生するための高周波放電
管４を、排ガス導入口５ａ及び導出口５ｂを有する絶縁
性管状容器５とその外周に螺旋コイル状に巻回させた誘
導結合方式の高周波放電用電極９とから構成し、この高
周波放電用電極９を、内部に冷却水を流通可能な状態で
コイル状に巻回された大径導電性金属管１０と、この大
径導電性金属管１０の螺旋ピッチ間に配置され、かつ、
大径導電性金属管１０に電気的に接続させてコイル状に
巻回された小径の高周波電力線１１とから構成してい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体プロセス用
排ガス処理装置に関する。詳しくは、化学気相成長（Ｃ
ＶＤ）プロセス、プラズマＣＶＤプロセス、プラズマエ
ッチングプロセス等の各種半導体プロセスチャンバーか
ら排出される排ガスを、プラズマを利用した放電方式に
より無害化処理する半導体プロセス用排ガス処理装置に
関するものである。
排ガス処理装置に関する。詳しくは、化学気相成長（Ｃ
ＶＤ）プロセス、プラズマＣＶＤプロセス、プラズマエ
ッチングプロセス等の各種半導体プロセスチャンバーか
ら排出される排ガスを、プラズマを利用した放電方式に
より無害化処理する半導体プロセス用排ガス処理装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】上記したような各種の半導体プロセスで
は、毒性、引火性、腐蝕性等を有する種々の反応性ガス
が多量に使用される。これら反応性ガスのうち半導体プ
ロセス中に消費されるのは一部であって、残りの反応性
ガスは未反応ガスとして系外に排出される。この未反応
の排ガスは、例えばＣＦ4 ，Ｃ2 Ｆ6 ，Ｃ3 Ｆ8 ，Ｃ6
Ｆ14等のＰＣＦ（過フッ素化炭素）ガス、ＮＦ3 等のフ
ッ素化窒素ガス、ＳＦ6等のフッ素化硫黄ガスなどのフ
ッ素系ガス及びそれらの混合ガスであり、これらを処理
しないでそのまま大気中に放出すると、大気汚染等の公
害や災害、さらには環境破壊を招く原因となる。そのた
め、近年では、半導体プロセスチャンバーから排出され
る排ガス中の有害成分を除去する無害化処理を施したの
ちに大気に放出することが要求され法的にも義務づけら
れている。
は、毒性、引火性、腐蝕性等を有する種々の反応性ガス
が多量に使用される。これら反応性ガスのうち半導体プ
ロセス中に消費されるのは一部であって、残りの反応性
ガスは未反応ガスとして系外に排出される。この未反応
の排ガスは、例えばＣＦ4 ，Ｃ2 Ｆ6 ，Ｃ3 Ｆ8 ，Ｃ6
Ｆ14等のＰＣＦ（過フッ素化炭素）ガス、ＮＦ3 等のフ
ッ素化窒素ガス、ＳＦ6等のフッ素化硫黄ガスなどのフ
ッ素系ガス及びそれらの混合ガスであり、これらを処理
しないでそのまま大気中に放出すると、大気汚染等の公
害や災害、さらには環境破壊を招く原因となる。そのた
め、近年では、半導体プロセスチャンバーから排出され
る排ガス中の有害成分を除去する無害化処理を施したの
ちに大気に放出することが要求され法的にも義務づけら
れている。
【０００３】この種の半導体プロセス用排ガスの無害化
処理方法として、従来一般には、大過剰の不活性ガスを
用いて排ガス中の有害成分を希釈する希釈処理方法、排
ガスを燃料及び空気を用いて燃焼させる燃焼処理方法、
高温加熱分解や高温反応物質との接触分解による高温処
理方法等が用いられていたが、いずれの処理方法も欠点
がある。すなわち、希釈処理方法は、高圧ガス・特殊材
料ガスの法改正に伴い現在では採用不可であり、燃焼処
理方法は、燃焼の副産物として環境に有害な多量の微粒
子（粉塵）を生じるために、その微粒子の集塵に水によ
るガス洗浄、洗浄水の処理といった多大な付帯設備を要
するたけでなく、微粒子が燃焼系の種々の噴出口やバー
ナーを塞いで燃焼系に故障を生じやすいなど実用面で多
くの問題がある。また、高温処理方法は、例えばＳｉＨ
4 等と排ガス中に含まれるＮＦ3との高温下での混合に
伴い爆発の危険を有する等の問題がある。
処理方法として、従来一般には、大過剰の不活性ガスを
用いて排ガス中の有害成分を希釈する希釈処理方法、排
ガスを燃料及び空気を用いて燃焼させる燃焼処理方法、
高温加熱分解や高温反応物質との接触分解による高温処
理方法等が用いられていたが、いずれの処理方法も欠点
がある。すなわち、希釈処理方法は、高圧ガス・特殊材
料ガスの法改正に伴い現在では採用不可であり、燃焼処
理方法は、燃焼の副産物として環境に有害な多量の微粒
子（粉塵）を生じるために、その微粒子の集塵に水によ
るガス洗浄、洗浄水の処理といった多大な付帯設備を要
するたけでなく、微粒子が燃焼系の種々の噴出口やバー
ナーを塞いで燃焼系に故障を生じやすいなど実用面で多
くの問題がある。また、高温処理方法は、例えばＳｉＨ
4 等と排ガス中に含まれるＮＦ3との高温下での混合に
伴い爆発の危険を有する等の問題がある。
【０００４】これら従来一般の処理方法が有する欠点を
解消する無害化処理方法として、従来、例えば特開平６
−２２６０３２号公報等に開示されているように、半導
体プロセスチャンバーから排出される排ガスを絶縁性管
状容器内に導入し、この管状容器の外周に螺旋コイル状
に巻回させた高周波放電用電極に高周波電力を印加する
ことにより上記容器内にプラズマを発生させて半導体プ
ロセス用排ガスを分解処理するようにした誘導結合プラ
ズマによる半導体プロセス用排ガス処理方法が提案され
ている。
解消する無害化処理方法として、従来、例えば特開平６
−２２６０３２号公報等に開示されているように、半導
体プロセスチャンバーから排出される排ガスを絶縁性管
状容器内に導入し、この管状容器の外周に螺旋コイル状
に巻回させた高周波放電用電極に高周波電力を印加する
ことにより上記容器内にプラズマを発生させて半導体プ
ロセス用排ガスを分解処理するようにした誘導結合プラ
ズマによる半導体プロセス用排ガス処理方法が提案され
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来提案の誘
導結合プラズマによる半導体プロセス用排ガス処理方法
は、プラズマ発生のための高周波放電用電極をプラズマ
領域内、つまり、減圧下の管状容器内に配置して同様に
半導体プロセス用排ガスをプラズマで分解処理する方法
に比べて、電極やその保護材を励起状態にあるＮＦ3 等
に起因するフッ素ラジカルやフッ素イオン等と直接接触
させないですむので、電極等の消耗、損傷をなくして処
理装置の耐久性向上が図れるという利点を有する反面、
誘導結合によって容器内にプラズマを効率よく発生させ
るためには電極に印加する高周波電力の周波数を高く設
定する必要がある。しかし、電極への印加電力の周波数
を高くすればするほど表皮効果が著しくなって高周波抵
抗が増大し、それだけ電力損失が大きくなるばかりでな
く、電極自体が表皮効果によって発熱してその耐久性に
悪影響を及ぼすという問題がある。
導結合プラズマによる半導体プロセス用排ガス処理方法
は、プラズマ発生のための高周波放電用電極をプラズマ
領域内、つまり、減圧下の管状容器内に配置して同様に
半導体プロセス用排ガスをプラズマで分解処理する方法
に比べて、電極やその保護材を励起状態にあるＮＦ3 等
に起因するフッ素ラジカルやフッ素イオン等と直接接触
させないですむので、電極等の消耗、損傷をなくして処
理装置の耐久性向上が図れるという利点を有する反面、
誘導結合によって容器内にプラズマを効率よく発生させ
るためには電極に印加する高周波電力の周波数を高く設
定する必要がある。しかし、電極への印加電力の周波数
を高くすればするほど表皮効果が著しくなって高周波抵
抗が増大し、それだけ電力損失が大きくなるばかりでな
く、電極自体が表皮効果によって発熱してその耐久性に
悪影響を及ぼすという問題がある。
【０００６】また、プラズマ着火後は所定の排ガス処理
性能を維持するために高周波電力の印加に伴い発生する
反射電力の増大を抑制することが必要であり、そのため
には電極への印加電力を低減する電力調整装置を高周波
電源に付設したり、上記公報に明示されているように排
ガス流通方向に対して直角方向に直流もしくは交流の磁
界を印加する磁界印加装置等を付設したりすることが要
求され、その結果、装置全体が大掛かりで高価になると
いう問題もあった。
性能を維持するために高周波電力の印加に伴い発生する
反射電力の増大を抑制することが必要であり、そのため
には電極への印加電力を低減する電力調整装置を高周波
電源に付設したり、上記公報に明示されているように排
ガス流通方向に対して直角方向に直流もしくは交流の磁
界を印加する磁界印加装置等を付設したりすることが要
求され、その結果、装置全体が大掛かりで高価になると
いう問題もあった。
【０００７】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、全体をコンパクトかつ低コストに構成しながらも、
プラズマ着火電力の低下及び電極の耐久性向上を図り得
るとともに、プロセス用排ガスを効率よく分解し無害化
処理することができる半導体プロセス用排ガス処理装置
を提供することを目的としている。
で、全体をコンパクトかつ低コストに構成しながらも、
プラズマ着火電力の低下及び電極の耐久性向上を図り得
るとともに、プロセス用排ガスを効率よく分解し無害化
処理することができる半導体プロセス用排ガス処理装置
を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る半導体プロセス用排ガス処理装置は、
半導体プロセスチャンバーから排出される排ガスの導入
口及び導出口を有する絶縁性管状容器の外周に誘導結合
方式の高周波放電用電極を螺旋コイル状に巻回させて高
周波放電管を構成し、この高周波放電管のコイル状高周
波放電用電極に高周波電力を印加することにより上記容
器内にプラズマを発生させて半導体プロセス用排ガスを
分解処理するように構成されている半導体プロセス用排
ガス処理装置であって、上記高周波放電用電極が、内部
に冷却水を流通可能な状態で絶縁性管状容器の外周に螺
旋コイル状に巻回された大径の導電性金属管と、この大
径導電性金属管の螺旋ピッチ間に配置されて上記絶縁性
管状容器の外周に螺旋コイル状に巻回された小径の高周
波電力線とから構成され、上記大径導電性金属管の排ガ
ス導出口側の端部と小径高周波電力線の排ガス導入口側
の端部とは電気的に接続されていることを特徴とするも
のである。
に、本発明に係る半導体プロセス用排ガス処理装置は、
半導体プロセスチャンバーから排出される排ガスの導入
口及び導出口を有する絶縁性管状容器の外周に誘導結合
方式の高周波放電用電極を螺旋コイル状に巻回させて高
周波放電管を構成し、この高周波放電管のコイル状高周
波放電用電極に高周波電力を印加することにより上記容
器内にプラズマを発生させて半導体プロセス用排ガスを
分解処理するように構成されている半導体プロセス用排
ガス処理装置であって、上記高周波放電用電極が、内部
に冷却水を流通可能な状態で絶縁性管状容器の外周に螺
旋コイル状に巻回された大径の導電性金属管と、この大
径導電性金属管の螺旋ピッチ間に配置されて上記絶縁性
管状容器の外周に螺旋コイル状に巻回された小径の高周
波電力線とから構成され、上記大径導電性金属管の排ガ
ス導出口側の端部と小径高周波電力線の排ガス導入口側
の端部とは電気的に接続されていることを特徴とするも
のである。
【０００９】上記のような特徴構成を有する本発明によ
れば、高周波放電用電極となる大径導電性金属管及び小
径高周波電力線が共に絶縁性管状容器の外周に巻回され
てプラスマ領域外に配置されているために、フッ素ラジ
カルやフッ素イオン等に直接接触することがなく、電極
やその保護材の消耗、損傷をなくすることが可能である
のはもとより、プラズマ発生時には大径導電性金属管の
内部に冷却水を流通させることで、電極への印加電力の
周波数を高く設定したとしても、表皮効果による発熱を
抑制して電力損失の低減が図れるとともに、大径導電性
金属管の螺旋ピッチ間というデッドスペースに小径高周
波電力線を配置することにより、小径高周波電力線に対
する冷却作用を保ち、かつ、全長の短い高周波放電管を
用いながらも、高周波放電用電極全体の巻数の増大化が
図れる。これによって、図６の周波数（ＭＨｚ）とプラ
ズマ着火電力（ｋＷ）との関係及び図７の電極（コイ
ル）巻数（Ｎ）とプラズマ着火電力（Ｗ）との関係で示
すプラズマ着火特性からも明らかなように、プラズマ着
火電力（ｋＷ）の低下及び電極の耐久性向上を図ること
が可能である。また、プラズマ着火後はコイル状両電極
の冷却作用によって反射電力の増大が抑制され、特別な
電力調整装置や磁界印加装置等を付設しなくても、プロ
セス用排ガスを常に効率よく分解し無害化処理すること
が可能である。
れば、高周波放電用電極となる大径導電性金属管及び小
径高周波電力線が共に絶縁性管状容器の外周に巻回され
てプラスマ領域外に配置されているために、フッ素ラジ
カルやフッ素イオン等に直接接触することがなく、電極
やその保護材の消耗、損傷をなくすることが可能である
のはもとより、プラズマ発生時には大径導電性金属管の
内部に冷却水を流通させることで、電極への印加電力の
周波数を高く設定したとしても、表皮効果による発熱を
抑制して電力損失の低減が図れるとともに、大径導電性
金属管の螺旋ピッチ間というデッドスペースに小径高周
波電力線を配置することにより、小径高周波電力線に対
する冷却作用を保ち、かつ、全長の短い高周波放電管を
用いながらも、高周波放電用電極全体の巻数の増大化が
図れる。これによって、図６の周波数（ＭＨｚ）とプラ
ズマ着火電力（ｋＷ）との関係及び図７の電極（コイ
ル）巻数（Ｎ）とプラズマ着火電力（Ｗ）との関係で示
すプラズマ着火特性からも明らかなように、プラズマ着
火電力（ｋＷ）の低下及び電極の耐久性向上を図ること
が可能である。また、プラズマ着火後はコイル状両電極
の冷却作用によって反射電力の増大が抑制され、特別な
電力調整装置や磁界印加装置等を付設しなくても、プロ
セス用排ガスを常に効率よく分解し無害化処理すること
が可能である。
【００１０】上記構成の半導体プロセス用排ガス処理装
置において、上記高周波放電用電極としては、大径導電
性金属管の複数の螺旋ピッチ毎に小径高周波電力線の一
本または複数本を配置して螺旋コイル状に巻回されたも
のであってもよいが、冷却作用による耐久性の向上及び
効率よい排ガス分解処理性能の維持などを考えると、大
径導電性金属管の複数の螺旋ピッチ間の全てに小径高周
波電力線の少なくとも一本づつを配置して螺旋コイル状
に巻回されている構成が最も望ましい。
置において、上記高周波放電用電極としては、大径導電
性金属管の複数の螺旋ピッチ毎に小径高周波電力線の一
本または複数本を配置して螺旋コイル状に巻回されたも
のであってもよいが、冷却作用による耐久性の向上及び
効率よい排ガス分解処理性能の維持などを考えると、大
径導電性金属管の複数の螺旋ピッチ間の全てに小径高周
波電力線の少なくとも一本づつを配置して螺旋コイル状
に巻回されている構成が最も望ましい。
【００１１】また、上記構成の半導体プロセス用排ガス
処理装置による処理対象となる半導体プロセス用排ガス
は、ＣＦ4 ，Ｃ2 Ｆ6 ，Ｃ3 Ｆ8 ，Ｃ6 Ｆ14等のＰＣＦ
（過フッ素化炭素）ガス、ＮＦ3 等のフッ素化窒素ガ
ス、ＳＦ6 等のフッ素化硫黄ガス及びそれらの混合ガス
といったフッ素系排ガスであり、このフッ素系排ガスの
ガス種に対応して、Ｈ2 Ｏ、Ｏ2 を含むガスを添加して
高周波放電管を構成する管状容器内に導入することによ
り、多種の未反応ガスを確実に分解処理することができ
る。
処理装置による処理対象となる半導体プロセス用排ガス
は、ＣＦ4 ，Ｃ2 Ｆ6 ，Ｃ3 Ｆ8 ，Ｃ6 Ｆ14等のＰＣＦ
（過フッ素化炭素）ガス、ＮＦ3 等のフッ素化窒素ガ
ス、ＳＦ6 等のフッ素化硫黄ガス及びそれらの混合ガス
といったフッ素系排ガスであり、このフッ素系排ガスの
ガス種に対応して、Ｈ2 Ｏ、Ｏ2 を含むガスを添加して
高周波放電管を構成する管状容器内に導入することによ
り、多種の未反応ガスを確実に分解処理することができ
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明に係る半導体プロセ
ス用排ガス処理装置の概略構成図であり、化学気相成長
（ＣＶＤ）プロセス、プラズマＣＶＤプロセス、プラズ
マエッチングプロセス等の各種の半導体プロセスチャン
バー１から排出される未反応のフッ素系排ガスはターボ
分子ポンプ２により排ガス用配管３を通して高周波放電
管４内に導入される。ここで、処理対象となる未反応の
フッ素系排ガスとしては、例えばＣＦ4 ，Ｃ2 Ｆ6 ，Ｃ
3 Ｆ8 ，Ｃ6 Ｆ14等のＰＣＦ（過フッ素化炭素）ガス、
ＮＦ3 等のフッ素化窒素ガス、ＳＦ6 等のフッ素化硫黄
ガスなどのフッ素系ガス及びそれらの混合ガスであり、
このフッ素系排ガスが高周波放電管４内に導入される前
に該フッ素系排ガスにＨ2 Ｏ、Ｏ2 を含むガスを添加す
ることにより、例えば２ＮＦ3 やＣＦ4 ＋２Ｈ2 Ｏ等に
化学反応させて高周波放電管４内に導入される。
に基づいて説明する。図１は本発明に係る半導体プロセ
ス用排ガス処理装置の概略構成図であり、化学気相成長
（ＣＶＤ）プロセス、プラズマＣＶＤプロセス、プラズ
マエッチングプロセス等の各種の半導体プロセスチャン
バー１から排出される未反応のフッ素系排ガスはターボ
分子ポンプ２により排ガス用配管３を通して高周波放電
管４内に導入される。ここで、処理対象となる未反応の
フッ素系排ガスとしては、例えばＣＦ4 ，Ｃ2 Ｆ6 ，Ｃ
3 Ｆ8 ，Ｃ6 Ｆ14等のＰＣＦ（過フッ素化炭素）ガス、
ＮＦ3 等のフッ素化窒素ガス、ＳＦ6 等のフッ素化硫黄
ガスなどのフッ素系ガス及びそれらの混合ガスであり、
このフッ素系排ガスが高周波放電管４内に導入される前
に該フッ素系排ガスにＨ2 Ｏ、Ｏ2 を含むガスを添加す
ることにより、例えば２ＮＦ3 やＣＦ4 ＋２Ｈ2 Ｏ等に
化学反応させて高周波放電管４内に導入される。
【００１３】上記高周波放電管４は、図２に示されてい
るように、排ガス用配管３に接続される排ガス導入口５
ａと大気排出用の真空ポンプ６に配管７を介して接続さ
れる導出口５ｂを有する、例えば耐熱セラミックあるい
は石英ガラス等の絶縁性管状容器５と、この管状容器５
の外周に螺旋コイル状に巻回されて高周波電源８から２
ＭＨｚの高周波電力を印加することにより管状容器５内
にプラズマを発生させることが可能な誘導結合方式の高
周波放電用電極９とにより構成されている。なお、高周
波放電管４内でのプラズマ処理における圧力条件は１３
３〜６６５Ｐａ（１〜５ｔｏｒｒ）程度に設定されてい
る。
るように、排ガス用配管３に接続される排ガス導入口５
ａと大気排出用の真空ポンプ６に配管７を介して接続さ
れる導出口５ｂを有する、例えば耐熱セラミックあるい
は石英ガラス等の絶縁性管状容器５と、この管状容器５
の外周に螺旋コイル状に巻回されて高周波電源８から２
ＭＨｚの高周波電力を印加することにより管状容器５内
にプラズマを発生させることが可能な誘導結合方式の高
周波放電用電極９とにより構成されている。なお、高周
波放電管４内でのプラズマ処理における圧力条件は１３
３〜６６５Ｐａ（１〜５ｔｏｒｒ）程度に設定されてい
る。
【００１４】上記高周波放電用電極９は、図３に明示の
ように、内部に冷却水ＣＷを流通可能な状態で絶縁性管
状容器５の外周に螺旋コイル状に巻回された、例えば銅
管等の大径の導電性金属管１０と、この大径導電性金属
管１０の螺旋ピッチ間のデッドスペースの全てに一本づ
つ配置されて上記絶縁性管状容器５の外周に螺旋コイル
状に巻回された、例えばリッツ線等の小径の高周波電力
線１１とから構成されている。これら高周波放電用電極
９を構成するところの大径導電性金属管１０の排ガス導
出口５ｂ側の端部１０ｂと小径高周波電力線１１の排ガ
ス導入口５ａ側の端部１１ａとはリード線１２を介して
電気的に接続されているとともに、大径導電性金属管１
０の排ガス導入口５ａ側の端部１０ａ及び小径高周波電
力線１１の排ガス導出口５ｂ側の端部１１ｂは高周波電
源８に接続され、これによって、高周波放電用電極９全
体のコイル巻数Ｎを大径導電性金属管１０のコイル巻数
の２倍に構成している。
ように、内部に冷却水ＣＷを流通可能な状態で絶縁性管
状容器５の外周に螺旋コイル状に巻回された、例えば銅
管等の大径の導電性金属管１０と、この大径導電性金属
管１０の螺旋ピッチ間のデッドスペースの全てに一本づ
つ配置されて上記絶縁性管状容器５の外周に螺旋コイル
状に巻回された、例えばリッツ線等の小径の高周波電力
線１１とから構成されている。これら高周波放電用電極
９を構成するところの大径導電性金属管１０の排ガス導
出口５ｂ側の端部１０ｂと小径高周波電力線１１の排ガ
ス導入口５ａ側の端部１１ａとはリード線１２を介して
電気的に接続されているとともに、大径導電性金属管１
０の排ガス導入口５ａ側の端部１０ａ及び小径高周波電
力線１１の排ガス導出口５ｂ側の端部１１ｂは高周波電
源８に接続され、これによって、高周波放電用電極９全
体のコイル巻数Ｎを大径導電性金属管１０のコイル巻数
の２倍に構成している。
【００１５】上記のように構成された半導体プロセス用
排ガス処理装置によれば、半導体プロセスチャンバー１
から排出される未反応のＰＦＣガス、フッ素化窒素ガ
ス、フッ素化硫黄ガスなどのフッ素系ガス及びそれらの
混合ガスがターボ分子ポンプ２により排ガス用配管３を
通して高周波放電管４内に導入される前にＨ2 Ｏ、Ｏ2
を含むガスが添加され、例えば２ＮＦ3 やＣＦ4 ＋２Ｈ
2 Ｏ等に化学反応されて高周波放電管４の絶縁性管状容
器９内に導入される。この高周波放電管４では、高周波
電源８から高周波放電用電極９に２ＭＨｚ程度の高周波
電力が印加されることに伴い管状容器９内に誘導結合に
よってプラズマが発生されており、このプラズマに上記
の導入排ガスが接触することにより、例えばＮ2 ＋６Ｆ
やＣＯ2 ＋４ＨＦ等に分解されて無害化処理された上、
真空ポンプ６により大気に排出される。
排ガス処理装置によれば、半導体プロセスチャンバー１
から排出される未反応のＰＦＣガス、フッ素化窒素ガ
ス、フッ素化硫黄ガスなどのフッ素系ガス及びそれらの
混合ガスがターボ分子ポンプ２により排ガス用配管３を
通して高周波放電管４内に導入される前にＨ2 Ｏ、Ｏ2
を含むガスが添加され、例えば２ＮＦ3 やＣＦ4 ＋２Ｈ
2 Ｏ等に化学反応されて高周波放電管４の絶縁性管状容
器９内に導入される。この高周波放電管４では、高周波
電源８から高周波放電用電極９に２ＭＨｚ程度の高周波
電力が印加されることに伴い管状容器９内に誘導結合に
よってプラズマが発生されており、このプラズマに上記
の導入排ガスが接触することにより、例えばＮ2 ＋６Ｆ
やＣＯ2 ＋４ＨＦ等に分解されて無害化処理された上、
真空ポンプ６により大気に排出される。
【００１６】このような誘導結合プラズマによる無害化
処理時において、高周波放電用電極９を構成する大径導
電性金属管１０の内部に冷却水ＣＷを流通させることに
よって、電極９への印加電力の周波数を２ＭＨｚ程度に
高く設定したとしても、表皮効果による発熱を抑制して
電力損失の低減が図れるとともに、大径導電性金属管１
０の螺旋ピッチ間というデッドスペースに小径高周波電
力線１１を配置することにより、小径高周波電力線１１
に対する冷却作用も良好に保ち、かつ、高周波放電管４
の全長Ｌを短くして装置全体のコンパクト化を可能とし
ながらも、高周波放電用電極９全体のコイル巻数Ｎを増
大化することが可能である。これによって、図６及び図
７に示すプラズマ着火特性からも明らかなように、プラ
ズマ着火電力の低下及び電極９の耐久性向上を図ること
ができる。また、プラズマ着火後はコイル状両電極１
０，１１の冷却作用によって反射電力の増大が抑制され
るために、特別な電力調整装置や磁界印加装置等を付設
しなくても、プロセス用排ガスを常に効率よく分解し無
害化処理することができる。
処理時において、高周波放電用電極９を構成する大径導
電性金属管１０の内部に冷却水ＣＷを流通させることに
よって、電極９への印加電力の周波数を２ＭＨｚ程度に
高く設定したとしても、表皮効果による発熱を抑制して
電力損失の低減が図れるとともに、大径導電性金属管１
０の螺旋ピッチ間というデッドスペースに小径高周波電
力線１１を配置することにより、小径高周波電力線１１
に対する冷却作用も良好に保ち、かつ、高周波放電管４
の全長Ｌを短くして装置全体のコンパクト化を可能とし
ながらも、高周波放電用電極９全体のコイル巻数Ｎを増
大化することが可能である。これによって、図６及び図
７に示すプラズマ着火特性からも明らかなように、プラ
ズマ着火電力の低下及び電極９の耐久性向上を図ること
ができる。また、プラズマ着火後はコイル状両電極１
０，１１の冷却作用によって反射電力の増大が抑制され
るために、特別な電力調整装置や磁界印加装置等を付設
しなくても、プロセス用排ガスを常に効率よく分解し無
害化処理することができる。
【００１７】なお、上記実施の形態では、大径導電性金
属管１０の複数の螺旋ピッチ間の全てに小径高周波電力
線１１を一本づつを配置して螺旋コイル状に巻回してな
る高周波放電用電極９を用い、冷却水ＣＷの流通に伴う
冷却作用によって高周波放電用電極９全体の耐久性の向
上及び効率よい排ガス分解処理性能の維持に優れた効果
を発揮させることができるが、これ以外に、例えば図４
に示すように、大径導電性金属管１０の複数（図面上で
は２つで示すが、３つ以上でもよい。）の螺旋ピッチ毎
に小径高周波電力線１１の一本または複数本を配置して
螺旋コイル状に巻回してなる高周波放電用電極９や、図
５に示すように、大径導電性金属管１０の複数の螺旋ピ
ッチ間の全てに小径高周波電力線１１を二本づつを配置
して螺旋コイル状に巻回してなる高周波放電用電極９等
を用いてもよい。
属管１０の複数の螺旋ピッチ間の全てに小径高周波電力
線１１を一本づつを配置して螺旋コイル状に巻回してな
る高周波放電用電極９を用い、冷却水ＣＷの流通に伴う
冷却作用によって高周波放電用電極９全体の耐久性の向
上及び効率よい排ガス分解処理性能の維持に優れた効果
を発揮させることができるが、これ以外に、例えば図４
に示すように、大径導電性金属管１０の複数（図面上で
は２つで示すが、３つ以上でもよい。）の螺旋ピッチ毎
に小径高周波電力線１１の一本または複数本を配置して
螺旋コイル状に巻回してなる高周波放電用電極９や、図
５に示すように、大径導電性金属管１０の複数の螺旋ピ
ッチ間の全てに小径高周波電力線１１を二本づつを配置
して螺旋コイル状に巻回してなる高周波放電用電極９等
を用いてもよい。
【００１８】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、誘導結
合方式の高周波放電用電極を採用することで、電極やそ
の保護材の消耗、損傷をなくすることができるのはもと
より、プラズマ発生時に大径導電性金属管の内部に流通
する冷却水による冷却作用によって、電極への印加電力
の周波数を高く設定したとしても、表皮効果による電極
の発熱を抑制して電力損失を低減することができるとと
もに、電極の耐久性向上を図ることができる。しかも、
大径導電性金属管の螺旋ピッチ間というデッドスペース
に小径高周波電力線を配置した構成の高周波放電用電極
を用いることにより、高周波放電管の全長を短くして装
置全体のコンパクト化を図りながらも、高周波放電用電
極全体の巻数を増大化して、プラズマ着火電力の低下を
図ることができる。加えて、プラズマ着火後も冷却水の
冷却作用によって反射電力の増大を抑制し、特別な電力
調整装置や磁界印加装置等を付設しなくても、プロセス
用排ガスを常に効率よく分解し無害化処理することがで
きるという効果を奏する。
合方式の高周波放電用電極を採用することで、電極やそ
の保護材の消耗、損傷をなくすることができるのはもと
より、プラズマ発生時に大径導電性金属管の内部に流通
する冷却水による冷却作用によって、電極への印加電力
の周波数を高く設定したとしても、表皮効果による電極
の発熱を抑制して電力損失を低減することができるとと
もに、電極の耐久性向上を図ることができる。しかも、
大径導電性金属管の螺旋ピッチ間というデッドスペース
に小径高周波電力線を配置した構成の高周波放電用電極
を用いることにより、高周波放電管の全長を短くして装
置全体のコンパクト化を図りながらも、高周波放電用電
極全体の巻数を増大化して、プラズマ着火電力の低下を
図ることができる。加えて、プラズマ着火後も冷却水の
冷却作用によって反射電力の増大を抑制し、特別な電力
調整装置や磁界印加装置等を付設しなくても、プロセス
用排ガスを常に効率よく分解し無害化処理することがで
きるという効果を奏する。
【００１９】特に、大径導電性金属管の複数の螺旋ピッ
チ間の全てに小径高周波電力線の少なくとも一本づつを
配置して螺旋コイル状に巻回されている構成の高周波放
電用電極を用いることによって、冷却水の流通に伴う冷
却作用によって高周波放電用電極全体の耐久性の向上及
び効率よい排ガス分解処理性能の維持に優れた効果を発
揮させることができる。
チ間の全てに小径高周波電力線の少なくとも一本づつを
配置して螺旋コイル状に巻回されている構成の高周波放
電用電極を用いることによって、冷却水の流通に伴う冷
却作用によって高周波放電用電極全体の耐久性の向上及
び効率よい排ガス分解処理性能の維持に優れた効果を発
揮させることができる。
【図１】本発明に係る半導体プロセス用排ガス処理装置
の概略構成図である。
の概略構成図である。
【図２】同上装置における高周波放電管の構成を示す正
面図である。
面図である。
【図３】図２の要部の拡大正面図である。
【図４】同上装置における高周波放電管の他の実施形態
を示す要部の拡大縦断正面図である。
を示す要部の拡大縦断正面図である。
【図５】同上装置における高周波放電管のもう一つの実
施形態を示す要部の拡大縦断正面図である。
施形態を示す要部の拡大縦断正面図である。
【図６】周波数とプラズマ着火電力との関係で示すプラ
ズマ着火特性図である。
ズマ着火特性図である。
【図７】電極（コイル）巻数とプラズマ着火電力との関
係で示すプラズマ着火特性図である。
係で示すプラズマ着火特性図である。
【符号の説明】 １ 半導体プロセスチャンバー ４ 高周波放電管 ５ 絶縁性管状容器 ５ａ 排ガス導入口 ５ｂ 排ガス導出口 ９ 高周波放電用電極 １０ 大径導電性金属管 １１ 小径高周波電力線
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｈ０５Ｈ 1/28 Ｂ０１Ｄ 53/34 １３４Ｃ 1/30 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｂ (72)発明者 増井 義廣 大阪府大阪市住之江区南加賀屋３丁目８番 13号 パール工業株式会社内 (72)発明者 佐伯 登 大阪府大阪市住之江区南加賀屋３丁目８番 13号 パール工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4D002 AA22 AC10 BA12 CA20 DA35 EA11 4G075 AA03 BA01 BA05 BC04 BC06 BD01 BD12 CA03 CA25 CA47 CA62 DA02 DA03 EA06 EB21 EB41 EC06 EE02 EE23 FB02 FB04 FC11 FC15 4K030 EA12 5F004 AA16 BA00 BC08 DA00 DA01 DA02 DA03 DA15 DA16 DA17 DA18 DA20 DA26 5F045 AA08 BB20 EG07
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体プロセスチャンバーから排出され
る排ガスの導入口及び導出口を有する絶縁性管状容器の
外周に誘導結合方式の高周波放電用電極を螺旋コイル状
に巻回させて高周波放電管を構成し、この高周波放電管
のコイル状高周波放電用電極に高周波電力を印加するこ
とにより上記容器内にプラズマを発生させて半導体プロ
セス用排ガスを分解処理するように構成されている半導
体プロセス用排ガス処理装置であって、 上記高周波放電用電極が、内部に冷却水を流通可能な状
態で絶縁性管状容器の外周に螺旋コイル状に巻回された
大径の導電性金属管と、この大径導電性金属管の螺旋ピ
ッチ間に配置されて上記絶縁性管状容器の外周に螺旋コ
イル状に巻回された小径の高周波電力線とから構成さ
れ、上記大径導電性金属管の排ガス導出口側の端部と小
径高周波電力線の排ガス導入口側の端部とは電気的に接
続されていることを特徴とする半導体プロセス用排ガス
処理装置。 - 【請求項２】 上記高周波放電用電極が、大径導電性金
属管の複数の螺旋ピッチ間の全てに小径高周波電力線の
少なくとも一本づつを配置し螺旋コイル状に巻回して構
成されている請求項１に記載の半導体プロセス用排ガス
処理装置。 - 【請求項３】 処理対象となる半導体プロセス用排ガス
が、フッ素系排ガスであり、このフッ素系排ガスにＨ2
Ｏ、Ｏ2 を含むガスを添加して上記高周波放電管を構成
する管状容器内に導入するように構成されている請求項
１または２に記載の半導体プロセス用排ガス処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001011400A JP2002210330A (ja) | 2001-01-19 | 2001-01-19 | 半導体プロセス用排ガス処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001011400A JP2002210330A (ja) | 2001-01-19 | 2001-01-19 | 半導体プロセス用排ガス処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002210330A true JP2002210330A (ja) | 2002-07-30 |
Family
ID=18878544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001011400A Pending JP2002210330A (ja) | 2001-01-19 | 2001-01-19 | 半導体プロセス用排ガス処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002210330A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014002936A (ja) * | 2012-06-19 | 2014-01-09 | Air Water Inc | 大気圧プラズマ処理装置および大気圧プラズマ処理方法 |
| CN104284502A (zh) * | 2014-10-28 | 2015-01-14 | 南京苏曼等离子科技有限公司 | 一种单电极产生低温等离子体的装置 |
| WO2015183479A1 (en) * | 2014-05-29 | 2015-12-03 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for treating a gas in a conduit |
| TWI580321B (zh) * | 2012-04-26 | 2017-04-21 | 應用材料股份有限公司 | 用於處理前級真空管線中廢氣的設備 |
| JP2019033059A (ja) * | 2017-08-09 | 2019-02-28 | ピーエスケー インコーポレイテッド | 基板処理装置、基板処理方法、及びプラズマ発生ユニット |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63184233A (ja) * | 1986-09-24 | 1988-07-29 | レイボルト アクチーエンゲゼルシャフト | 誘導励起式イオン源 |
| JPH1176740A (ja) * | 1997-09-05 | 1999-03-23 | Mitsui Chem Inc | 有機フッ素系排ガスの分解処理方法及び分解処理装置 |
-
2001
- 2001-01-19 JP JP2001011400A patent/JP2002210330A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US9867238B2 (en) | 2012-04-26 | 2018-01-09 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for treating an exhaust gas in a foreline |
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| US9378928B2 (en) | 2014-05-29 | 2016-06-28 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for treating a gas in a conduit |
| US9767990B2 (en) | 2014-05-29 | 2017-09-19 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for treating a gas in a conduit |
| KR101805612B1 (ko) | 2014-05-29 | 2017-12-07 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 도관 내의 가스를 처리하기 위한 장치 |
| CN104284502A (zh) * | 2014-10-28 | 2015-01-14 | 南京苏曼等离子科技有限公司 | 一种单电极产生低温等离子体的装置 |
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| US10395898B2 (en) | 2017-08-09 | 2019-08-27 | Psk Inc. | Substrate treating apparatus, substrate treating method, and plasma generating unit |
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