JPH06226032A - Nf3 系排ガス処理装置 - Google Patents

Nf3 系排ガス処理装置

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JPH06226032A
JPH06226032A JP5013263A JP1326393A JPH06226032A JP H06226032 A JPH06226032 A JP H06226032A JP 5013263 A JP5013263 A JP 5013263A JP 1326393 A JP1326393 A JP 1326393A JP H06226032 A JPH06226032 A JP H06226032A
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JP
Japan
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electrode
gas
magnetic field
frequency discharge
discharge
Prior art date
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Pending
Application number
JP5013263A
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English (en)
Inventor
Takashi Oe
峻 大江
Toshinori Matsuda
俊範 松田
Ryohei Itaya
良平 板谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 ガス流通空間により連結されている、ガス導
入口とガス導出口を具備する絶縁性管状容器の外側に、
誘導結合方式の高周波放電用電極を設けて構成した放電
管と、該放電管の外側に設けた、ガス流通方向に対し直
角方向に直流又は交流磁界を印加する磁界印加装置と、
該電極と接続される高周波放電用電源と、からなること
を特徴とするフッ素系排ガス放電処理装置。 【効果】 誘導結合方式の高周波放電用電極を採用する
ことで、電極がプラズマ領域内でなく、その外に配置さ
れている為、フッ素ラジカル、フッ素イオン等による電
極の損傷、消耗がなく、更に磁界印加装置の付加により
反射電力を抑制できる為、排ガス中に含まれる未反応N
3 を減圧下で効果的、かつ実用的にプラズマ処理でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、排ガス処理装置、詳し
くはフッ素系排ガスを放電プラズマにより処理する装置
に関する。更に詳しくは、半導体産業に代表される減圧
を利用した薄膜形成技術、例えば減圧CVD法、プラズ
マCVD法、光CVD法、プラズマエッチング法等にお
いて、各種装置から排出される未反応、未処理の特にN
3 を含むガスを減圧下でプラズマ処理することにより
無害化する排ガス処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】減圧を利用した薄膜形成等の各種半導体
プロセスにおいて使用される反応性ガスは、必ずしも該
プロセスで全量消費はなされず、その一部は未反応ガス
として系外へ排出される。本発明の対象とするフッ素系
排ガス特にNF3 を含む未反応ガスは、処理されること
なくそのまま大気中へ放出されると災害や公害の原因と
なる。従来、特にNF3 等を含むフッ素系排ガスを無害
化処理する方法として、大気放出以前の真空ポンプ出口
以降において、大過剰の不活性ガスによる希釈方式、あ
るいは高温加熱による分解方式、高温反応物質との接触
分解方式等が用いられている。しかしながら、前述の希
釈方式は高圧ガス・特殊材料ガスの法改正( '92年5
月施行)に伴い採用不可となり、又、高温処理方式は、
例えばSiH4等とNF3 を含むガスとの高温下での混
合においては爆発の危険を有する等の問題が指摘され
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来、例えばNF3
含むガスに対し、前述した真空ポンプ出口以降での処理
とは別に、減圧下、すなわち真空ポンプの入口以前にお
いてプラズマを利用した排ガス放電処理方式(放電処理
法)が提案されている。しかしながら、これらの放電処
理法はプラズマ形成の為の放電用電極を減圧下、すなわ
ち放電容器内に配慮している。それ故に、配置した電極
は、プラズマにより分解、励起状態にあるNF3 等に起
因するフッ素ラジカル、フッ素イオン等と直接接触する
こととなり、いずれの場合も電極材、あるいは電極保護
材が短時間に激しく消耗し実用に耐えられないのが現状
である。しかして、本発明は、排ガス中に残存する未反
応NF3 等を減圧下で効果的、かつ実用的にプラズマ処
理することを特徴とする排ガス放電処理装置を提供する
ものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、ガ
ス流通空間により連結されている、ガス導入口とガス導
出口を具備する絶縁性管状容器の外側に、誘導結合方式
の高周波放電用電極を設けて構成した放電管と、該放電
管の外側に設けた、ガス流通方向に対し直角方向に直流
又は交流磁界を印加する磁界印加装置と、該電極と接続
される高周波放電用電源と、からなることを特徴とする
フッ素系排ガス放電処理装置、を要旨とするものであ
る。本発明において、フッ素系排ガスとはNF3 系排ガ
スを主体とするガスで、NF3 単独またはこれとF2
SiF4 、N2 、O2 、NO、NO2 、N2 O等からな
るNF3 一種、あるいはNF3 を含む二種以上の混合ガ
スをいう。まず、添付図面について説明するに、図1
は、本発明によるフッ素系排ガス処理装置の一例の縦断
面図であり、ガス導入口1はガス供給系に接続され、ガ
ス導出口2は真空ポンプに接続される。尚、後記実施例
に記載した四重極質量分析装置は、ガス導出口2と真空
ポンプとの間に分岐配置される。図2は図1の装置の横
断面図である。図において、1はガス導入口、2はガス
導出口、3は絶縁性管状容器、4は誘導結合方式の高周
波放電用電極、5は磁界印加装置、6は高周波放電用電
極、7はアースをそれぞれ示す。
【0005】本発明において、誘導結合方式の高周波放
電管とは、ガス流通空間により連結されているガス導入
口とガス導出口を具備する、たとえば石英ガラス等の絶
縁性管状容器の外側にコイルに代表される誘導結合方式
の高周波放電用電極を配置したものをいい、該電極に高
周波電磁界を印加することにより減圧された該容器内に
プラズマを形成せしめるものである。ここでいう高周波
放電とは、100KHzから10GHzの電源周波数に
よる放電を指す。更に、該放電管の外側に設けた、ガス
流通方向に対し直角方向に直流又は交流磁界を印加する
磁界印加装置は、高周波放電においてその供給電力の増
加に伴い発生する反射電力の増大を抑制する作用効果を
奏するためのものである。ここで用いられる磁界は、直
流、交流磁界のいずれでも良い。印加する磁束密度は最
小部で50ガウス以上、好ましくは100ガウス以上で
あれば良く、実用に供し得る排ガス処理装置の観点にた
てば、該印加装置は廉価かつ簡便な直流磁界を形成でき
るフェライト焼結型磁石が好ましい。又、高い磁束密度
を有するサマリウム・コバルト、あるいはネオジウム・
鉄・ボロン系の希土類磁石を使用することも何ら差し支
えない。
【0006】本発明において対象となるフッ素系排ガス
中の特にNF3 は、プラズマ処理することにより主とし
てN2 とF2 とに分解されるが、処理によって生じたF
2 等は真空ポンプに至る以前の減圧下、あるいは真空ポ
ンプ出口以降において化学的処理等の従来技術を付加す
ることにより、容易に無害化処理することが可能であ
る。尚、本発明においてプラズマ処理に採用される圧力
条件は約1mTorr〜10Torr程度であり、好ま
しくは10mTorr〜1Torr程度である。
【0007】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく
説明する。 実施例1 図に示した構成の装置を使用した。ガス導入口1、ガス
導出口2を具備した内容積0.5Lの石英ガラス管(内
径40mm)の外側にコイル状の銅パイプ(外径6m
m)を誘導結合方式の高周波放電用電極として配置し、
銅パイプの一端を13.56MHzの高周波放電用電極
に接続、他端をアース接続した。磁界印加装置として表
面磁束密度800ガウス(G)のフェライト焼結磁石を
用い直流磁界を形成した。上記装置を真空ポンプに接続
後、ガス導入口より、100%NF3 50sccmを導
入、圧力0.2Torr、供給電力500wの条件下で
プラズマ処理を行った。プラズマ処理されたガスをガス
導出口と真空ポンプとの間で四重極質量分析装置により
測定した結果、残留NF3 のイオンピークは認められな
かった。
【0008】実施例2 図に示した構成の装置を使用した。ガス導入口1、ガス
導出口2を具備した内容積1.3Lの石英ガラス管(内
径60mm)の外側にコイル状の銅パイプ(外径6m
m)を誘導結合方式の高周波放電用電極として配置し、
銅パイプの一端を13.56MHzの高周波放電用電源
に接続、他端をアース接続した。磁界印加装置として表
面磁束密度900Gのフェライト焼結磁石を用い直流磁
界を形成した。上記装置を真空ポンプに接続後、ガス導
入口より、NF3 100sccm、O2 100sccm
の混合ガスを導入、圧力0.3Torr、供給電力60
0wの条件下でプラズマ処理を行った。プラズマ処理さ
れたガスをガス導出口と真空ポンプとの間で四重極質量
分析装置により測定した結果、残留NF3 は0.3%以
下であった。
【0009】実施例3 実施例2と同じ装置を用いた。上記装置を真空ポンプに
接続後、ガス導入口より、NF3 100sccm、O2
100sccm、N2 100sccmの混合ガスを導
入、圧力0.5Torr、供給電力800wの条件下で
プラズマ処理を行った。プラズマ処理されたガスをガス
導出口と真空ポンプとの間で四重極質量分析装置により
測定した結果、残留NF3 は0.2%以下であった。
【0010】比較例1 実施例2で用いた装置の磁界印加装置部分を取り外し、
他は実施例3と同様の条件でプラズマ処理を試みようと
したが、供給電力600w以上で反射電力が増大し、こ
れ以上の供給電力の増加が難しいと判断された為、実験
を中止した。尚、供給電力600wにおける残留NF3
は2%であった。
【0011】
【発明の効果】誘導結合方式の高周波放電用電極を採用
することで、電極がプラズマ領域内でなく、その外に配
置されている為、フッ素ラジカル、フッ素イオン等によ
る電極の損傷、消耗がなく、更に磁界印加装置の付加に
より反射電力を抑制できる為、排ガス中に含まれる未反
応NF3 を減圧下で効果的、かつ実用的にプラズマ処理
できることにより、災害防止上並びに公害防止上極めて
大きな効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるフッ素系排ガス処理装置の縦断面
図。
【図2】本発明によるフッ素系排ガス処理装置の横断面
図。
【符号の説明】
1 ガス導入口 2 ガス導出口 3 絶縁性管状容器 4 誘導結合方式の高周波放電用電極 5 磁界印加装置 6 高周波放電用電極 7 アース

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガス流通空間により連結されている、ガ
    ス導入口とガス導出口を具備する絶縁性管状容器の外側
    に、誘導結合方式の高周波放電用電極を設けて構成した
    放電管と、該放電管の外側に設けた、ガス流通方向に対
    し直角方向に直流又は交流磁界を印加する磁界印加装置
    と、該電極と接続される高周波放電用電源と、からなる
    ことを特徴とするフッ素系排ガス放電処理装置。
JP5013263A 1993-01-29 1993-01-29 Nf3 系排ガス処理装置 Pending JPH06226032A (ja)

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