JP2004241472A - Gas treatment apparatus and method therefor and method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

Gas treatment apparatus and method therefor and method of manufacturing semiconductor device Download PDF

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reactive component
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Isamu Minamimomose
勇 南百瀬
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas treatment apparatus and a method having an excellent decomposition capability of reactive elements in the gas and also provide a method of manufacturing semiconductor device. <P>SOLUTION: The gas treatment apparatus comprises a plasma decomposition apparatus 26 for decomposing the reactive elements included in the gas and pumps 25, 27 which are connected to the plasma decomposition apparatus 26 to set the gas to the evacuated state. To the plasma decomposing apparatus 26, the added gas which can react with the reactive elements is introduced and the added gas includes ozone. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス処理装置、ガス処理方法および半導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【背景技術】
ガス状の反応性成分を分解する装置の一つとして、プラズマ分解装置が用いられている。このプラズマ分解装置は、例えば、PFC(perfluoro−compounds)ガスやCFC(chlorofluoro−compounds)ガス等の有機ハロゲン化化合物を、より低分子のガスへと分解することができる。これらのガス(有機ハロゲン化化合物)は、いわゆる温室効果ガスとして知られている。この温室効果ガスは、地球温暖化の原因物質といわれている。地球温暖化の進行を抑制するために、これらのガスが大気中へと放出するのを最小限に食い止めることが国際的に求められている。
【0003】
また、前述したガスは、従来、冷蔵庫、エアーコンデシショナー、自動車等の冷却材として使用されており、これらの機器を廃棄する際にこれらのガスが大気中に放出されることが大きな問題となっている。また、半導体装置の製造工程においても、前述したガスが使用されており、使用後にこれらのガスを適切に処理することが求められている。そこで、前述したように、前述したガスを分解する手段の一つとして、プラズマ分解装置を用いた処理方法が用いられている。また、このプラズマ分解装置は、前述したガス以外の有害物質を分解する手段としても広く用いられている。
【0004】
一般的なプラズマ分解装置としては、例えば、次のものがある。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−274000号公報(第9図および第10図)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ガス中の反応性成分について優れた分解能力を有するガス処理装置、ガス処理方法および半導体装置の製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
1.ガス処理装置
本発明のガス処理装置は、ガスに含まれる反応性成分を分解するプラズマ分解装置と、
前記プラズマ分解装置に接続され、前記ガスを減圧状態にするためのポンプと、を含み、
前記プラズマ分解装置には、前記反応性成分と反応可能な添加ガスが導入され、
前記添加ガスは、オゾンを含む。
【0008】
ここで、「反応性成分」とは、前記プラズマ分解装置内で反応する成分をいい、「反応性成分を含有するガス」とは、ガス中に含まれる成分の一部が反応性成分であるガスのほか、反応性成分のみからなるガスを含むものとする。
【0009】
オゾンは反応性の高い物質である。したがって、本発明のガス処理装置によれば、前記添加ガスがオゾンを含むことにより、前記プラズマ分解において、前記反応性成分の分解性を高めることができる。この結果、前記プラズマ分解装置におけるガスの分解能力を高めることができる。また、オゾンは反応性が高いため比較的速く分解する。ため、前記プラズマ分解後の廃ガスの後処理が容易である。この結果、前記後処理に要するコストを削減することができる。さらに、オゾンは反応性が高いうえに、オゾンは例えば酸素ガスと比較して単位分子あたりの酸素原子数が多いことから、酸素ガスと比較して、前記プラズマ分解にて使用する量を低減することができる。これにより、前記添加ガスの流量を低減することができるため、前記添加ガスの導入による前記プラズマ分解装置内の圧力の変化を少なくすることができる。これにより、前記プラズマ分解装置を安定して動作させることができる。
【0010】
この場合、前記添加ガスはさらに、水を含むことができる。これにより、前記プラズマ分解において、前記反応性成分の分解性をより高めることができる。その結果、前記プラズマ分解装置におけるガスの分解能力をより高めることができる。
【0011】
また、この場合、前記オゾンおよび水は、オゾン水を気化することにより得ることができる。本発明のガス処理装置によれば、前記ポンプによって前記ガスが減圧状態に設定されているため、前記オゾン水を容易に気化させることができる。これにより、簡便な方法によって、前記オゾンおよび水を前記プラズマ分解装置内に導入することができる。
【0012】
2.ガス処理方法
本発明のガス処理方法は、ガスに含まれる反応性成分を減圧状態にてプラズマ分解するガス処理方法であって、オゾン存在下で前記反応性成分をプラズマ分解すること、を含む。
【0013】
オゾンは反応性の高い物質である。したがって、本発明のガス処理方法によれば、オゾン存在下で前記反応性成分をプラズマ分解することにより、前記反応性成分の分解性を高めることができる。また、オゾンは比較的速く分解するため、前記プラズマ分解後の廃ガスの後処理が容易である。このため、前記後処理に要するコストを削減することができる。
【0014】
この場合、オゾンおよび水の存在下で前記プラズマ分解することができる。これにより、前記プラズマ分解において、前記反応性成分の分解性をより高めることができる。
【0015】
また、この場合、前記オゾンおよび水は、オゾン水を気化することにより得ることができる。本発明のガス処理方法によれば、プラズマ分解は減圧状態にて行なわれるため、前記オゾン水を容易に気化させることができる。
【0016】
3.半導体装置の製造方法
また、本発明のガス処理装置およびガス処理方法は、半導体装置の製造方法に適用できる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【0018】
1.ガス処理装置の構成
図1は、本発明を適用した一実施の形態に係るガス処理装置100の構成概要図である。
【0019】
本実施の形態のガス処理装置100は、プラズマ分解装置26によって、ガス中の反応性成分を分解する機能を有する。具体的には、このガス処理装置100は、図1に示すように、ターボポンプ25と、プラズマ分解装置26と、ドライポンプ27とを含む。ターボポンプ25は、反応装置22に隣接している。プラズマ分解装置26は、ターボポンプ25とドライポンプ27との間に配置されている。より具体的には、ターボポンプ25とプラズマ分解装置26とは配管92を介して接続され、プラズマ分解装置26とドライポンプ27とは配管96を介して接続されている。
【0020】
なお、本実施の形態では、前記反応性成分がPFCである場合について説明する。また、本実施の形態においては、ガス処理装置が半導体装置の製造プロセスにて用いられる場合について説明する。具体的には、半導体装置の製造プロセスにおいて、反応装置22内でPFCを用いた反応が行なわれた後、未反応のPFCおよび前記反応によって生成されたフッ化化合物を反応性成分として含むガスが、反応装置22から排出される。このガスがプラズマ分解装置26に導入された後、プラズマ分解装置26内で前記ガス中の前記反応性成分が分解される。
【0021】
ターボポンプ25およびドライポンプ27は、プラズマ分解装置26内の前記ガスを減圧状態にするための機能を有する。
【0022】
プラズマ分解装置26内で反応性成分(PFCおよびフッ化化合物)が効率良くプラズマ分解されるためには、プラズマ分解装置26内のガスの圧力が適切な範囲に設定されることが望ましい。このガスの適切な圧力範囲は、このガス中に含まれる各反応性成分の種類や濃度、およびプラズマ分解装置26内の温度等によって異なる。プラズマ分解装置26内のガスの圧力が低すぎる場合、前記反応性成分を構成する分子とプラズマとの衝突が起こりにくくなる。その結果、プラズマ分解が起こりにくくなって、プラズマ分解効率が低下するおそれがある。一方、プラズマ分解装置26内のガスの圧力が高すぎる場合、前記ガス中に含まれる前記反応性成分を分解するために十分なプラズマが得られないため、プラズマ分解効率が低下するおそれがある。
【0023】
本実施の形態のガス処理装置100によれば、プラズマ分解装置26内のガスの圧力が、ターボポンプ25およびドライポンプ27によって適切な範囲に調整されていることにより、プラズマ分解装置26内での前記反応性成分の分解効率を高めることができる。
【0024】
この反応装置22内では、例えば、ドライエッチングやCVD等の半導体装置の製造プロセスにおいてPFCが使用される。具体的には、図1に示すように、反応装置22には、ガス導入口36からPFCが導入される。そして、反応装置22内にて反応が行なわれる結果、未反応のPFCおよび反応によって生じたフッ化化合物を反応性成分として含有するガスが、ターボポンプ25へと排出される。
【0025】
ターボポンプ25は、反応装置22に接続されている。具体的には、このターボポンプ25は、反応装置22から排出された前記ガスを導入した後、このガスの圧力を、高真空状態になるまで減圧する。また、ドライポンプ27は、プラズマ分解装置26に接続されている。ドライポンプ27は、プラズマ分解装置26から排出されたガスの減圧状態を調整する。
【0026】
本実施の形態においては、プラズマ分解装置26内のガスを減圧する手段として、ターボポンプ25およびドライポンプ27を使用する場合を示したが、プラズマ分解装置26内のガスを減圧状態にすることができるのであれば、プラズマ分解装置26を減圧する手段はこれらに限定されるわけではない。
【0027】
プラズマ分解装置26は、減圧放電プラズマ方式のプラズマ分解装置である。減圧放電プラズマ方式のプラズマ分解装置は、放電プラズマを生成するために、プラズマ分解装置内に導入されたガスを減圧状態にすることが求められる。このため、減圧装置(ここではターボポンプ25およびドライポンプ27)の設置が必要とされる。この減圧放電プラズマ方式のプラズマ分解装置は、比較的低温にて効率良く有機ガスを分解することができるいう特徴を有する。プラズマ分解装置26としては、プラズマの発生方式によって、例えば、ICP(induced coupled plasma)方式や、RF(平行平板型)方式を用いた装置が例示できる。
【0028】
プラズマ分解装置26は、ターボポンプ25から排出されたガスに含まれる前記反応性成分(未反応のPFCおよびフッ化化合物)を分解する。また、プラズマ分解装置26には、ターボポンプ25から排出されたガスが導入されるとともに、添加ガス導入口38から添加ガスが導入される。この添加ガスは、プラズマ分解装置26内で前記反応性成分と反応させるために用いられる。
【0029】
具体的には、図1に示すように、ターボポンプ25とプラズマ分解装置26とが配管92によって接続され、この配管92の途中に配管94が接続されている。これにより、ターボポンプ25から排出されたガスとともに、前記添加ガスをプラズマ分解装置26へと導入することができる。
【0030】
前記添加ガスは、オゾンを含む。オゾンは種々の化合物との反応性に優れている。したがって、プラズマ分解装置26において、オゾンを含むガスを添加ガスとして用いることにより、ターボポンプ25から排出されたガス中に含まれる反応性成分(PFCやフッ化化合物)を、COまたはCOとHO、およびF等へと容易に分解することができる。したがって、本実施の形態のガス処理装置100によれば、前記添加ガスがオゾンを含むことにより、プラズマ分解装置26内のプラズマ分解において、前記反応性成分の分解性を高めることができる。その結果、プラズマ分解装置26におけるガスの分解能力を高めることができる。
【0031】
また、オゾンは反応性が高いため比較的速く分解する。このため、前記プラズマ分解後の廃ガスの後処理が容易である。この結果、前記後処理に要するコストを削減することができる。
【0032】
さらに、オゾンは反応性が高いうえに、オゾンは例えば酸素ガスと比較して、単位分子あたりの酸素原子数が多いことから、酸素ガスと比較して、前記プラズマ分解にて使用する量を低減することができる。これにより、前記添加ガスの流量を低減することができるため、前記添加ガスの導入によるプラズマ分解装置26内の圧力の変化を少なくすることができる。これにより、プラズマ分解装置26を安定して動作させることができる。なお、この添加ガスとして、窒素やアルゴン等前記反応性成分に対して不活性なガスに、オゾンを含有するものを用いることができる。
【0033】
例えば、前記反応性成分としてC(PFCの一種)を含むガスとともに、オゾンを含む添加ガスがプラズマ分解装置26に導入された場合、プラズマ分解装置26内では、例えば、C+2/3O→2CO+3Fという反応が進行する。すなわち、Cは分解された後一酸化炭素ガス(CO)とフッ素ガス(F)とに変換される。
【0034】
また、前記添加ガスはオゾンのほかに、水を含むことができる。この場合、前記プラズマ分解における前記反応性成分の分解性をより高めることができる。具体的には、水が前記添加ガスに含まれることにより、分解後に得られる物質を二酸化炭素後ガス(CO)とフッ化水素(HF)とに変換することができる。HFはFと比較して、より後処理が容易であるという利点を有する。これにより、前記添加ガスがさらに水を含むことにより、反応後に得られるガスの後処理をより容易にすることができる。
【0035】
この場合、前記添加ガスに含まれるオゾンおよび水は、オゾン水から気化させて作成することができる。この場合、配管94内は減圧状態に設定されているため、液体のオゾン水を添加ガス導入口38から導入することにより、前記オゾン水を容易に気化させることができる。この結果、オゾン水を容易にプラズマ分解装置26へと導入することができる。また、液体のオゾン水をボイルして気化させてもよい。あるいは、液体のオゾン水を添加ガス導入口38から直噴することにより、前記オゾン水を気化させることができる。
【0036】
オゾン水は、半導体装置の製造工程において、例えば金属不純物や有機物(例えばレジスト)を除去するための洗浄水として用いられている。半導体装置の製造ライン内に、オゾン水のラインがすでに設置されている場合、そのオゾン水のラインからオゾン水を容易に導入することができる。このため、オゾン水の製造のために新たな設備を設ける必要がないため、経済的である。
【0037】
また、副ポンプ28から前記ガスを排出する前に、酸性ガス(例えばF,HF)を除去するための手段を設けることができる。酸性ガスを除去する方法としては、例えば、(i)アルカリ系水溶液に前記ガスをバブリングして反応させる方法、(ii)吸着剤の中に前記ガスを通す方法、あるいは(iii)燃焼によって前記ガスを分解する方法が挙げられる。
【0038】
2.ガス処理装置の動作
次に、このガス処理装置100の動作について説明する。
【0039】
反応装置22から排出されたガスは、ターボポンプ25へと導入される。反応装置22から排出されたガスには、前記反応性成分として、未反応のPFCおよびフッ化化合物が含まれている。
【0040】
次に、ターボポンプ25に導入されたこれらのガスは、ターボポンプ25によって、高真空状態となる所定の圧力まで減圧された後、排出される。ここで排出されたガスは、配管92を通ってプラズマ分解装置26へと導入される。ここで、前記添加ガスが、添加ガス導入口38から配管94および配管92を通ってプラズマ分解装置26へと導入される。プラズマ分解装置26では、プラズマにより前記反応性成分が分解されるとともに、前記添加ガスと反応する(前述のCの例を参照)。これにより、未反応のPFCおよびフッ化化合物がより低分子のガス(CO、CO、HO、F、HF等)へと変換される。
【0041】
次いで、プラズマ分解装置26から前記反応後のガスが排出された後、配管96を通ってドライポンプ27へと導入される。ドライポンプ27に導入された前記ガスは、ドライポンプ27によってさらに圧力調整される。その後、前記ガスはドライポンプ27から排出された後配管99を通ってガス排出口34から排出される。ここで排出されるガスのうち酸性ガスは、前述した方法によって除去できる。
【0042】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および結果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【0043】
例えば、本実施の形態においては、プラズマ分解装置がPFCを分解する場合を例にとり説明したが、プラズマ分解装置が分解する物質は、PFCに限定されるわけではなく、CFC等の有機ハロゲン化合物をはじめとする反応性成分含有ガスであればよい。
【0044】
また、本実施の形態においては、本発明のガス処理装置およびガス処理方法が、半導体装置の製造プロセス中で使用される場合について説明したが、この他の用途にも本発明のガス処理装置およびガス処理方法を使用することができる。この他の用途としては、例えば、製品塗装工場、溶剤取扱い施設、印刷工場、自動車塗装工場、ガソリンスタンドその他の事業所から排出されるガスからの有害物質の除去が挙げられる。この場合、前記ガスは、前記有害物質を反応性成分として含有する。また、有害物質でなくても、添加ガスに対して反応性を有する成分であれば、本発明のガス処理装置およびガス処理方法によって分解することができることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係るガス処理装置の構成概要図である。
【符号の説明】
22 反応装置、 25 ターボポンプ、 26 プラズマ分解装置、 27ドライポンプ、 34 ガス排出口、 36 ガス導入口、 38 添加ガス導入口、 92,94,96,99 配管、 100 ガス処理装置
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas processing apparatus, a gas processing method, and a method for manufacturing a semiconductor device.
[0002]
[Background Art]
As one of devices for decomposing gaseous reactive components, a plasma decomposition device is used. This plasma decomposition apparatus can decompose an organic halogenated compound such as a PFC (perfluoro-compounds) gas or a CFC (chlorofluoro-compounds) gas into a lower molecular gas. These gases (organic halide compounds) are known as so-called greenhouse gases. This greenhouse gas is said to be a causative substance of global warming. In order to control the progress of global warming, there is an international need to minimize the emission of these gases into the atmosphere.
[0003]
In addition, the above-mentioned gases have been conventionally used as a coolant for refrigerators, air conditioners, automobiles, and the like, and it is a serious problem that these gases are released into the atmosphere when these devices are disposed of. ing. The above-mentioned gases are also used in the process of manufacturing a semiconductor device, and it is required to appropriately treat these gases after use. Therefore, as described above, a processing method using a plasma decomposition device is used as one of the means for decomposing the gas. The plasma decomposition apparatus is also widely used as a means for decomposing harmful substances other than the above-mentioned gas.
[0004]
As a general plasma decomposition apparatus, there is, for example, the following.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-2001-274000 (FIGS. 9 and 10).
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a gas processing apparatus, a gas processing method, and a method for manufacturing a semiconductor device having an excellent ability to decompose reactive components in a gas.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
1. Gas processing device The gas processing device of the present invention is a plasma decomposition device that decomposes a reactive component contained in a gas,
A pump connected to the plasma decomposition apparatus to bring the gas into a reduced pressure state,
An additive gas capable of reacting with the reactive component is introduced into the plasma decomposition device,
The additive gas contains ozone.
[0008]
Here, the “reactive component” refers to a component that reacts in the plasma decomposition apparatus, and the “gas containing a reactive component” means that a part of the component contained in the gas is a reactive component. In addition to the gas, the gas contains only a reactive component.
[0009]
Ozone is a highly reactive substance. Therefore, according to the gas processing apparatus of the present invention, the decomposability of the reactive component can be enhanced in the plasma decomposition because the additional gas contains ozone. As a result, the ability of the plasma decomposition apparatus to decompose gas can be increased. In addition, ozone decomposes relatively quickly because of its high reactivity. Therefore, post-treatment of the waste gas after the plasma decomposition is easy. As a result, the cost required for the post-processing can be reduced. Further, since ozone has high reactivity and ozone has a larger number of oxygen atoms per unit molecule than, for example, oxygen gas, the amount used in the plasma decomposition is reduced as compared with oxygen gas. be able to. Thereby, the flow rate of the additional gas can be reduced, so that a change in the pressure in the plasma decomposition apparatus due to the introduction of the additional gas can be reduced. Thereby, the plasma decomposition apparatus can be operated stably.
[0010]
In this case, the additive gas may further include water. Thereby, in the plasma decomposition, the decomposability of the reactive component can be further increased. As a result, the gas decomposition capability of the plasma decomposition device can be further improved.
[0011]
In this case, the ozone and water can be obtained by vaporizing ozone water. According to the gas treatment apparatus of the present invention, the ozone water can be easily vaporized because the gas is set in a reduced pressure state by the pump. Thus, the ozone and water can be introduced into the plasma decomposition device by a simple method.
[0012]
2. Gas Treatment Method The gas treatment method of the present invention is a gas treatment method for decomposing a reactive component contained in a gas under reduced pressure, and includes plasma decomposing the reactive component in the presence of ozone.
[0013]
Ozone is a highly reactive substance. Therefore, according to the gas processing method of the present invention, the decomposability of the reactive component can be increased by subjecting the reactive component to plasma decomposition in the presence of ozone. In addition, since ozone decomposes relatively quickly, post-treatment of the waste gas after the plasma decomposition is easy. Therefore, the cost required for the post-processing can be reduced.
[0014]
In this case, the plasma decomposition can be performed in the presence of ozone and water. Thereby, in the plasma decomposition, the decomposability of the reactive component can be further increased.
[0015]
In this case, the ozone and water can be obtained by vaporizing ozone water. According to the gas processing method of the present invention, since the plasma decomposition is performed under reduced pressure, the ozone water can be easily vaporized.
[0016]
3. Semiconductor Device Manufacturing Method The gas processing apparatus and the gas processing method of the present invention can be applied to a semiconductor device manufacturing method.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
1. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a gas processing apparatus 100 according to an embodiment to which the present invention is applied.
[0019]
The gas processing apparatus 100 of the present embodiment has a function of decomposing a reactive component in a gas by the plasma decomposition apparatus 26. Specifically, the gas processing apparatus 100 includes a turbo pump 25, a plasma decomposition device 26, and a dry pump 27, as shown in FIG. The turbo pump 25 is adjacent to the reactor 22. The plasma decomposition device 26 is disposed between the turbo pump 25 and the dry pump 27. More specifically, the turbo pump 25 and the plasma decomposition device 26 are connected via a pipe 92, and the plasma decomposition device 26 and the dry pump 27 are connected via a pipe 96.
[0020]
In the present embodiment, a case where the reactive component is PFC will be described. In this embodiment, a case where the gas treatment apparatus is used in a semiconductor device manufacturing process will be described. Specifically, in the semiconductor device manufacturing process, after a reaction using PFC is performed in the reactor 22, a gas containing unreacted PFC and a fluorinated compound generated by the reaction as a reactive component is generated. Is discharged from the reaction device 22. After the gas is introduced into the plasma decomposition device 26, the reactive components in the gas are decomposed in the plasma decomposition device 26.
[0021]
The turbo pump 25 and the dry pump 27 have a function of reducing the pressure of the gas in the plasma decomposition device 26.
[0022]
In order for the reactive components (PFC and fluorinated compound) to be efficiently plasma-decomposed in the plasma decomposition device 26, it is desirable that the gas pressure in the plasma decomposition device 26 be set to an appropriate range. The appropriate pressure range of the gas depends on the type and concentration of each reactive component contained in the gas, the temperature in the plasma decomposition device 26, and the like. If the pressure of the gas in the plasma decomposition device 26 is too low, collisions between the molecules constituting the reactive component and the plasma hardly occur. As a result, plasma decomposition becomes difficult to occur, and the plasma decomposition efficiency may be reduced. On the other hand, if the pressure of the gas in the plasma decomposition device 26 is too high, sufficient plasma for decomposing the reactive component contained in the gas cannot be obtained, and the plasma decomposition efficiency may be reduced.
[0023]
According to the gas processing apparatus 100 of the present embodiment, the gas pressure in the plasma decomposition apparatus 26 is adjusted to an appropriate range by the turbo pump 25 and the dry pump 27, so that The decomposition efficiency of the reactive component can be increased.
[0024]
In the reactor 22, PFC is used in a semiconductor device manufacturing process such as dry etching or CVD. Specifically, as shown in FIG. 1, PFC is introduced into the reactor 22 from the gas inlet 36. Then, as a result of the reaction in the reaction device 22, a gas containing unreacted PFC and a fluorinated compound generated by the reaction as a reactive component is discharged to the turbo pump 25.
[0025]
The turbo pump 25 is connected to the reaction device 22. Specifically, after introducing the gas discharged from the reaction device 22, the turbo pump 25 reduces the pressure of the gas until a high vacuum state is reached. The dry pump 27 is connected to the plasma decomposition device 26. The dry pump 27 adjusts the pressure of the gas discharged from the plasma decomposition device 26.
[0026]
In the present embodiment, the case where the turbo pump 25 and the dry pump 27 are used as means for reducing the pressure of the gas in the plasma decomposition device 26 has been described, but the gas in the plasma decomposition device 26 may be reduced in pressure. If possible, the means for decompressing the plasma decomposition device 26 is not limited to these.
[0027]
The plasma decomposition device 26 is a low-pressure discharge plasma type plasma decomposition device. 2. Description of the Related Art In a plasma decomposition apparatus of a reduced pressure discharge plasma type, it is required that a gas introduced into the plasma decomposition apparatus be reduced in pressure in order to generate discharge plasma. Therefore, it is necessary to install a decompression device (here, the turbo pump 25 and the dry pump 27). The plasma decomposition apparatus of the reduced pressure discharge plasma type has a characteristic that organic gas can be efficiently decomposed at a relatively low temperature. Examples of the plasma decomposition apparatus 26 include an apparatus using an inductively coupled plasma (ICP) method or an RF (parallel plate type) method, depending on the plasma generation method.
[0028]
The plasma decomposition device 26 decomposes the reactive components (unreacted PFC and fluorinated compound) contained in the gas discharged from the turbo pump 25. Further, the gas discharged from the turbo pump 25 is introduced into the plasma decomposition device 26, and an additive gas is introduced from an additive gas inlet 38. This added gas is used to react with the reactive component in the plasma decomposition device 26.
[0029]
Specifically, as shown in FIG. 1, the turbo pump 25 and the plasma decomposition device 26 are connected by a pipe 92, and a pipe 94 is connected in the middle of the pipe 92. Thereby, the additional gas can be introduced into the plasma decomposition device 26 together with the gas discharged from the turbo pump 25.
[0030]
The additive gas contains ozone. Ozone has excellent reactivity with various compounds. Therefore, in the plasma decomposition apparatus 26, by using a gas containing ozone as an additional gas, the reactive components (PFC and fluorinated compounds) contained in the gas discharged from the turbo pump 25 can be converted into CO 2 or CO and H It can be easily decomposed into 2 O, F 2 and the like. Therefore, according to the gas processing apparatus 100 of the present embodiment, the decomposability of the reactive component can be improved in the plasma decomposition in the plasma decomposition apparatus 26 by including the ozone in the additional gas. As a result, the ability of the plasma decomposition device 26 to decompose gas can be increased.
[0031]
In addition, ozone decomposes relatively quickly because of its high reactivity. Therefore, post-treatment of the waste gas after the plasma decomposition is easy. As a result, the cost required for the post-processing can be reduced.
[0032]
In addition, ozone has high reactivity, and ozone has a larger number of oxygen atoms per unit molecule than, for example, oxygen gas, so the amount used in the plasma decomposition is reduced as compared with oxygen gas. can do. Thereby, the flow rate of the additional gas can be reduced, so that a change in the pressure in the plasma decomposition device 26 due to the introduction of the additional gas can be reduced. Thereby, the plasma decomposition device 26 can be operated stably. As the additional gas, a gas which is inactive with respect to the reactive component such as nitrogen or argon and contains ozone can be used.
[0033]
For example, when an additional gas containing ozone is introduced into the plasma decomposition device 26 together with a gas containing C 2 F 6 (a kind of PFC) as the reactive component, for example, C 2 F 6 The reaction of + 2 / 3O 3 → 2CO + 3F 2 proceeds. That is, C 2 F 6 is converted into carbon monoxide gas (CO) and fluorine gas (F 2 ) after being decomposed.
[0034]
Further, the additive gas may include water in addition to ozone. In this case, the decomposability of the reactive component in the plasma decomposition can be further enhanced. Specifically, the substance obtained after the decomposition can be converted into post-carbon dioxide gas (CO 2 ) and hydrogen fluoride (HF) by including water in the additive gas. HF is compared to F 2, it has the advantage that more post-processing is easy. Thereby, the post-treatment of the gas obtained after the reaction can be further facilitated by the fact that the additive gas further contains water.
[0035]
In this case, ozone and water contained in the additive gas can be produced by vaporizing ozone water. In this case, since the inside of the pipe 94 is set in a reduced pressure state, the ozone water can be easily vaporized by introducing liquid ozone water from the additional gas inlet 38. As a result, ozone water can be easily introduced into the plasma decomposition device 26. Further, the liquid ozone water may be boiled and vaporized. Alternatively, the ozone water can be vaporized by directly injecting liquid ozone water from the additive gas inlet 38.
[0036]
Ozone water is used as cleaning water for removing, for example, metal impurities and organic substances (eg, resist) in a semiconductor device manufacturing process. When an ozone water line is already installed in a semiconductor device manufacturing line, ozone water can be easily introduced from the ozone water line. Therefore, there is no need to provide new equipment for producing ozone water, which is economical.
[0037]
Further, a means for removing an acidic gas (for example, F 2 or HF) before discharging the gas from the sub pump 28 can be provided. Examples of the method for removing the acidic gas include (i) a method in which the gas is reacted by bubbling the gas with an alkaline aqueous solution, (ii) a method in which the gas is passed through an adsorbent, or (iii) a method in which the gas is burned. Is decomposed.
[0038]
2. Next, the operation of the gas processing apparatus 100 will be described.
[0039]
The gas discharged from the reactor 22 is introduced into a turbo pump 25. The gas discharged from the reactor 22 contains unreacted PFC and fluorinated compounds as the reactive components.
[0040]
Next, these gases introduced into the turbo pump 25 are discharged by the turbo pump 25 after the pressure is reduced to a predetermined pressure at which a high vacuum state is obtained. The gas discharged here is introduced into the plasma decomposition device 26 through the pipe 92. Here, the additive gas is introduced into the plasma decomposition device 26 from the additive gas inlet 38 through the pipes 94 and 92. In the plasma decomposition device 26, the reactive component is decomposed by the plasma and reacts with the additive gas (see the example of C 2 F 6 described above). As a result, unreacted PFC and fluorinated compounds are converted into lower-molecular gases (CO, CO 2 , H 2 O, F 2 , HF, etc.).
[0041]
Next, after the gas after the reaction is discharged from the plasma decomposition device 26, the gas is introduced into the dry pump 27 through the pipe 96. The pressure of the gas introduced into the dry pump 27 is further adjusted by the dry pump 27. Thereafter, the gas is discharged from the dry pump 27 and then discharged from the gas discharge port 34 through the pipe 99. Among the gas discharged here, the acidic gas can be removed by the above-described method.
[0042]
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications are possible. For example, the invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, a configuration with the same function, method, and result, or a configuration with the same object and result). Further, the invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. Further, the invention includes a configuration having the same operation and effect as the configuration described in the embodiment, or a configuration capable of achieving the same object. Further, the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.
[0043]
For example, in this embodiment, the case where the plasma decomposition apparatus decomposes PFC has been described as an example. However, the substance decomposed by the plasma decomposition apparatus is not limited to PFC. The first reactive component-containing gas may be used.
[0044]
Further, in the present embodiment, the case where the gas processing apparatus and the gas processing method of the present invention are used in a semiconductor device manufacturing process has been described. Gas treatment methods can be used. Other uses include, for example, the removal of harmful substances from gases emitted from product painting plants, solvent handling facilities, printing plants, automotive painting plants, gas stations and other establishments. In this case, the gas contains the harmful substance as a reactive component. Also, it goes without saying that any component that is reactive to the additive gas, even if it is not a harmful substance, can be decomposed by the gas processing apparatus and the gas processing method of the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a gas processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
22 reactor, 25 turbo pump, 26 plasma decomposition device, 27 dry pump, 34 gas outlet, 36 gas inlet, 38 additive gas inlet, 92, 94, 96, 99 piping, 100 gas processing device

Claims (8)

ガスに含まれる反応性成分を分解するプラズマ分解装置と、前記プラズマ分解装置に接続され、前記ガスを減圧状態にするためのポンプと、を含み、
前記プラズマ分解装置には、前記反応性成分と反応可能な添加ガスが導入され、
前記添加ガスは、オゾンを含む、ガス処理装置。
A plasma decomposition device that decomposes a reactive component contained in a gas, and a pump connected to the plasma decomposition device and for bringing the gas into a reduced pressure state,
An additive gas capable of reacting with the reactive component is introduced into the plasma decomposition device,
The gas processing device, wherein the additive gas includes ozone.
請求項1において、
前記添加ガスはさらに、水を含む、ガス処理装置。
In claim 1,
The gas treatment device, wherein the additive gas further includes water.
請求項2において、
前記オゾンおよび水は、オゾン水を気化することにより得られた、ガス処理装置。
In claim 2,
A gas treatment device, wherein the ozone and water are obtained by vaporizing ozone water.
請求項1ないし3のいずれかに記載の前記ガス処理装置を用いた、半導体装置の製造方法。A method for manufacturing a semiconductor device using the gas processing apparatus according to claim 1. ガスに含まれる反応性成分を減圧状態にてプラズマ分解するガス処理方法であって、
オゾン存在下で前記反応性成分をプラズマ分解すること、を含む、ガス処理方法。
A gas processing method for plasma-decomposing a reactive component contained in a gas under reduced pressure,
A gas processing method, comprising plasma-decomposing the reactive component in the presence of ozone.
請求項5において、
オゾンおよび水の存在下で前記プラズマ分解する、ガス処理方法。
In claim 5,
A gas processing method, wherein the plasma decomposition is performed in the presence of ozone and water.
請求項6において、
前記オゾンおよび水は、オゾン水を気化することにより得られた、ガス処理方法。
In claim 6,
A gas processing method, wherein the ozone and water are obtained by vaporizing ozone water.
請求項4ないし7のいずれかに記載の前記ガス処理方法を用いた、半導体装置の製造方法。A method for manufacturing a semiconductor device using the gas processing method according to claim 4.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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