JPS6157222A - ハロゲンを含有する有害物質を浄化する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ハロゲンを含有する有害物質を浄化するため
の装置に関し、特に半導体材料をプラズマ化学的にエツ
チングする設備からの排気ガスを浄化するための装置に
関する。

その装置は、なかんずく半導体工業において使用可能で
アシ、その使用は、ノＮロゲンを含有した有害物質を、
環境を保護するためにならびに腐食損傷を避けるために
除去しなければならない技術的領域に可能でちる。

半導体構成要素を製造する際に、種々の方法により薄い
層が施され、次の方法段階によりその特性が変えられ、
そして構成要素構造の製造中法められた個所で化学的プ
ロセスにより再び除去される。プロセス過程中、一部は
非常に有害な排気ガスが生じ、この排気ガスはなかんず
く塩素−および弗素化合物を含んでいて非常にわずかな
量しか大気に放出するのが許されていない。超小型化し
た電子工学の急速な発展に、ｋシ半導体構成要素の製造
を増加することが−１すます必要でアシ、それで同時に
生ずる排気ガスを除毒して人と環境に損害を与えるのを
避けることが必須である。

すでに、一方では洗浄流体を用い、かつ他の手段の助け
をかりて゛浄化プロセスを可能とする、排気ガスの除毒
／浄化する装置が知られている。

しかしながら、その使用は技術的費用が高いためコスト
上不利でメジ、かつ他方ではアルカリ液を用いるため付
加的な安全規定の下にある。

他方では、排気ガスが反応容器で熱の作用を受けて処理
され、そして引き続き浄化されて導出されることが知ら
れている。

その上、反応容器または反応室の内方に鉄または鉄化合
物製のコイル状の加熱装置が設けられ、この加熱装置が
直接抵抗加熱を介して加熱される。最適の反応プロセス
をなしとげるために、コイルは、排気ガス流れ方向にそ
の長さにわた゛つて減少する横断面を有する。その場合
、排気ガスの誘導は、反応室を通って導かれたコイルの
近くに配置された入口接続片を通って室の中へ、そして
これから遠ざけられていてかつコイルの後に配置された
出口接続片を通って、処理された排気ガスをさらに搬出
するように行なわれる。浄化過程は、排気ガス流通中コ
イルが温められるときに、排気ガスに含まれた塩素が°
コイルの鉄と結合することにより行なわれる。

反応生成物は塩化鉄として反応室に沈澱し、そしてそこ
で周期的浄化過程中除去することができる。

しかしながら、この提案された解決は産業上の使用には
ほとんど適さない。なぜなら、自由に使える反応面が浄
化すべきガス斂に対してわずかでアシ、かつ他方では反
応室の作用時間が前進すると共に減少するからである。

このような解決を実現するためには、さらに高電流変圧
器および加熱電流のための付加的な調整が必要である。

なぜなら、化学的な損傷によりーイルの電気抵抗が高め
られるからでちる。さらに、化学的な損傷が加熱装置全
体の交換を必要とし、それに依って装置は費用がかかり
、かつ材料も多くかかる。

本発明のねらいは、塩素−または弗素を含有する排気ガ
スが全く損傷を惹起しないようＫ。

半導体物質のプラズマ化学的エツチングの際に発生する
ガス状の有害物質を浄化することにある。

本発明の課題は、半導体物質のプラズマ化学的エツチン
グの際に同時に生ずる排気ガスを、高いガス流通がわず
かなエネルギー消費で可能であるように浄化することが
できる装置を創造することである。

本発明によるこの課題を実現するには、半導体構成要素
構造を作るためのプラズマエツチング設備の反応室の固
体材料本体が、軸方向に一方の側で閉鎖された中空体と
して形成され、かつ反応室の内方でガス流に配置される
ようにすれば良い。固体材料本体の内方には、固体材料
本体が電気的抵抗加熱を介して温めることかで　　　・
きる加熱装置が設けられている。固体材料本体の周シに
これに適合された放射線保護体が間隔を置いて配置され
、この放射線保護体、かさらに支持体により囲まれかつ
反応室の２１ウジングと軸方向に結合されている。固体
材料本体の内部には、洗浄ガスの供給用開口が設けられ
、かつガス供給部の範囲には反応ガスのための導管が設
けられている。さらに、反応室が冷却装置を有し、この
冷却装置が、冷却媒質の供給部と搬出部を有する二重壁
のノ・ウジングとして直接反応室ｒよとして形成される
刀）、または冷却コイルが螺旋状に外壁に配置されてい
る。反応室のガス入口開口が軸方向に、ガス出口開口が
半径方向に配置されて設けられている。

固体材料本体の底部がガス入口接続片の内側開口に向け
られ、かつ開放部分が、反応室を密封するフランジ蓋に
対してわずかな間隔を置いて設けられている。固体材料
本体、放射線保護体および支持体の間の間隔は内側およ
び外側支えにより実現される。加熱装置がフランジ蓋に
固定され、かつこれと共に固体材料本体へまたはこれか
ら移動可能である。塩素を含む排気ガスを浄化するため
に固体材料本体が鉄からなり、一方弗素を含む排気ガス
のために石英ガラス製の固体材料本体が使用される。

固体材料本体の内部空間のための洗浄ガスとしてアルゴ
ンが準備され、排気ガス流の反応ガスとして酸素が用い
られる。

最後に１浄化された排気ガスのためのガス出口接続片が
、ガス入口開口から遠ざけられた位置に反応室の壁に半
径方向に配置されている。

浄化プロセスを実施するために、浄化すべきガス流が真
空発生装置によりプラズマ化学的エツチングのための設
備から吸引され、そして排気ガス導管に配置された反応
室のガス入口接続片を通ってその内部空間に送られる。

支持体ならびにこれに対し間隔を置いて配置された放射
線保護体の軸方向配置により排気ガスｉ＝、加熱された
固体材料本体の周りを強制的に案内され、その後ガス入
口開口に向けられた底面と接触する。支持体および放射
線保護体の長さと配置により固体材料本体の完全な長さ
が十分に利用され、そして排気ガスの流れ方向がフラン
ジ蓋側で変向されて、遠ざけられて配置された排気ガス
接続片から吸出される。加熱装置の腐食損傷を避けるた
めに固体材料本体の内部空間がアルゴンで洗浄され、反
応効果を高めるためにガス入口の範囲で排気ガスに酸素
が供給される。

排気ガスに含まれた塩素が熱作用を受けて固体材料本体
の壁の鉄と反応して、反応室の冷却された内面に塩化鉄
として沈澱する。

酸素の供給は、温度に依存したｃｃｔ４　　の釣合った
破壊の際に生ずる炭素の減少に役立つ。固形状態で存在
する副生成物がフランジ蓋を開けることにより容易に除
去できる。この装置によれば、排気ガスの塩素部分の完
全な置換が可能となり、一方石英ガラス固体材料本体を
用いると弗素を含有した排気ガスを浄化することができ
る。

以下、本発明を実施例について本発明による装置の断面
を示す図面により詳細に説明する。

本発明による装置は、プラズマエツチング設備の排気ガ
ス流に設備と真空ポンプ系の間て配置されていて、反応
室１として形成された円筒形の中空体からなシ、この中
空体は、端面に、そこに軸方向に配置されたガス入口開
口２を備えた底部１．１を有する。反応室１の壁は二重
に形成され、かつ入口４を介して冷却室に供給される冷
却媒質のために設けられている。十分な冷却をなしとげ
るために、出口４．１が、入口４に相対していて最も遠
くへだてられた位置に配置されている。底部１．１に対
し、反応室１がフランジ蓋１０で７−ルリング１５とね
じ１４により閉鎖可能である。

反応室１の内部には、別の円筒形中空体が軸方向に配置
され、この中空体は固体材料本体７で形成されかつ一方
の側で底部１．１で閉鎖されている。底部１．１ハ排気
ガスの浄化の目的のためにガス入口開口２の内側開口に
対して存在し、一方その開口側はフランジ蓋１０から間
隔を置いて配置されている。固体材料本体７の内部空間
には加熱装置？が設けられ、そのコイルが固体材料本体
７の底部１．１の近くに存在し、電気的接続のための引
込線がフランジ蓋１０に存在しているので、フランジ蓋
を開けたときに加熱装置９を固体材料本体７から完全に
遠ざけることができる。さらに、フランジ蓋１０には導
管１１．２が設けられておシ、その一方の開口１１．１
が固体材料本体７の内方に配置されていると共に、他方
の側により洗浄ガス１１を供給するための装置と連結部
が作らにている。固体材料本体７の固定を反応室１の内
方で行なうには、固体材料本体７０周夛に、放射線保護
体６として形成された中空円筒を内側支え８により固体
材料本体７の壁に間隔をおいて支持し、かつ放射線保護
体６のこの中空円筒がその外壁に、および内側支え８に
相対して、外側支え＆１を有し、これらの外側支えが、
支持体５として形成されている別の円筒と対応し、かつ
反応室１の底部１．１の壁とかたく結合されるようにす
れば良い。

ガス入口開口２の範囲にまたけ直接このガス入口接続片
２．１に別の開口を設け、この開口を通じて導管１２．
１を介して反応ガス１２を排気ガスに供給することがで
きる。

当面の実施例については、固体材料本体７が鉄からなシ
、洗浄ガス１１としてアルゴンが、および反応ガス１２
．として酸素が用いられる。

洗浄ガス１１は、加熱装置９の腐食損傷を避けるために
、固体材料本体７に自由に配置された加熱装ｆ１９の加
熱コイルのためのさえぎシとして与えられる。

温度損失を避けるために洗浄ガス１１を予熱して固体材
料本体７に供給すれば有利である。

処理された排気ガス３の搬出は、反応室１の壁に配置さ
れた排気ガス−接続片工１を介して行なわれる。　　　
　“ 必要な周期的浄化および停止処置の範囲でフランジ蓋１
０をねじ１４をゆるめて離し、そして塩化鉄を反応室の
内部空間の壁から系に除くことができる。その上、同様
゛に、支え８．ａｌにより支持体５にゆるく装入された
固体材料本体７を放射線保護体６と共に除くことができ
る。

固体材料本体７に鉄と塩素の反応を明らかに指示するこ
とができ、そこから交換の時点および固体材料本体７の
更新を導き出し、そして実施することができる。同様に
、作動中固体材料本体７の消耗をセンサによ）発信させ
るか、または装置から搬出された排気ガス流を相応する
測定装置によυ制御することができる。それ故に、塩素
または塩素部分の指示の際には固体材料本体７が消費さ
れておシ、強制的に取替えなければならない。

本発明の利益は、特に、プラズマエツチング設備の排気
ガス中の塩素が完全に置換され、従って損害を与える部
分が排気ガス設備から周囲の環境に放出されず、人が苦
しめられたシまたは害を受けたりすることがなく、また
腐食損傷が惹起されないことにより生ずる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による装置の断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）ハロゲンを含有した有害物質を浄化する装置、特
   に半導体工作材料のプラズマ化学的エッチングのための
   設備から出る塩素−および／または弗素を含有した排気
   ガスを浄化する装置であつて、プラズマ反応器とその真
   空ポンプ系の間に配置されていてガス入口開口とガス出
   口開口とを有する管状の反応室ならびに反応室の内方に
   配置された加熱可能な固体材料本体とからなる装置にお
   いて、固体材料本体（７）が軸方向に一方の側で閉鎖さ
   れた中空体として形成され、かつ反応室（１）の内方で
   ガス流に配置され、固体材料本体（７）の内方に加熱装
   置（９）が設けられ、固体材料本体（７）が放射線保護
   体（６）および支持体（５）により囲まれ、洗浄ガス（
   １１）のための少なくとも一つの導管（１１．２）およ
   び反応ガス（１２）のための少なくとも一つの導管（１
   ２．１）が設けられ、さらに反応室（１）に冷却装置が
   設けられ、ガス入口開口が軸方向におよびガス出口開口
   が半径方向に配置されていることを特徴とする装置。 （２）底部（１．１）として形成された固体材料本体（
   ７）の閉じられた部分がガス入口接続片（２．１）の内
   側開口に付設され、固体材料本体（７）の開放した部分
   がフランジ蓋（１０）から間隔を置いて配置され、固体
   材料本体 （７）が内側の支え（８）により管状の放射線保護体（
   ６）と間隔をおいて保護され、固体材料本体（７）と放
   射線保護体（６）が管状の支持体（５）の内方で外側の
   支え（８．１）により支持体に対し平行に間隔をおいて
   配置され、その際支持体（５）がその一方の端面で反応
   室（１）の底部（１．１）に固定されている、特許請求
   の範囲第１項による装置。 （３）加熱装置（９）がフランジ蓋（１０）に固定され
   、かつこれと共に固体材料本体（７）からまたはこの本
   体へ移動可能である、特許請求の範囲第１項または第２
   項記載の装置。 （４）反応室（１）が二重壁に形成され、かつ冷却媒質
   を供給および搬出するための少なくともそれぞれ一つの
   接続片（４；４．１）を有する、特許請求の範囲第１項
   または第２項による装置。 （５）反応室（１）が単一壁で形成され、かつ冷却装置
   を有し、この冷却装置が反応室（１）の壁の周りを螺旋
   状に配置され、かつ冷却媒質を供給および搬出するため
   の手段を備えている、特許請求の範囲第４項による装置
   。 （６）塩素を含有した排気ガスを浄化するための固体材
   料本体（７）が鉄からなる、特許請求の範囲第１項また
   は第２項記載の装置。 （７）弗素を含有した排気ガスを浄化するための固体材
   料本体（７）が石英ガラスからなる、特許請求の範囲第
   １項、第２項または第６項による装置。 （８）導管（１１．２）の開口（１１．１）が固体材料
   本体（７）の内方に配置され、その際導管 （１１．２）が洗浄ガス（１１）を供給するための装置
   と連結されている、特許請求の範囲第１項第２項、第６
   項および第７項のうちのいずれか一つに記載の装置。 （９）洗浄ガス（１１）としてアルゴンまたは窒素が固
   体材料本体（７）の内部空間に導入可能である、特許請
   求の範囲第８項による装置。 （１０）ガス入口接続片（２．１）の範囲に導管（１２
   ．１）が設けられ、この導管が反応ガスの供給手段と連
   結されている、特許請求の範囲第１項または第２項記載
   の装置。 （１１）反応ガス（１２）として酸素が用いられる、特
   許請求の範囲第１項、第２項または第１０項に記載の装
   置。 （１２）排気ガス接続片（３．１）が、排気ガス出口開
   口（１５）から遠ざけられた位置に配置されている、特
   許請求の範囲第１項から第５項までのうちのいずれか一
   つに記載の装置。