JPS62136230A - ドライエツチング排ガスの処理方法 - 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】 〔産業上の利用分野コ 本発明は主としてフッ素系ガスを用いるドライエツチン
グ排ガスの処理方法に関する。

［従来の技術］ 近年集積回路の微細化の要求は高まるはかりで−１のエ
ツチング工程はドライエツチング化の方向にあり、半導
体素子材料であるＰ　−Ｓｔ　、５ｔ３Ｎ４、ＳｉＯ□
のエツチングも％　ＨＦ％　　ＮＨ４Ｆ等の水溶液によ
るウェットエツチングから、フッ素系ガスを用いるドラ
イエツチングが採用されるようになってきた。

ドライエツチングに用いられるフッ素系ガスとしては、
ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、ＣＣｊＦ　３、ＣＣｌ２
Ｆ３、ＣＣｔ３Ｆｓ　　ＣＢｒＦ３、ＳＦ６　　等があ
げられ、これらガスは単独或いは二種以上の混合ガスと
して用いられたり、さらに０２　、Ｈ２ｓ　Ｎ２、Ｃ２
０等のガスを添加した混合ガスとして用いられる。ドラ
イエツチングに使用されたこれらのガスは、装置円でプ
ラズマ化されるため化学反応によって変化し、殆んどの
場合檀々な毒性ガスおよび安全上問題となるガスを含ん
で排出される。

これらガスとしては、Ｆ２、ＣＯＦ２、叩、ＳｉＦ　　
　ＳＦ　　　Ｎ０％　ＮＯ２，０３などがあり、４　　
％　　　　　４　　％ このうち安全上も問題となるガスとしては、プラスチッ
ク材料およびパラフィン系オイルと反応するＮＱＸ、、
０３、Ｆ２＃である。特にＮＯｘはパラフィン系オイル
と反応して硼酸エステル叫爆発性化合物を生成Ｔる。

しかし、従来上記排ガスの処理は、水洗浄によル［−が
行なわれているのみで、排ガス成分に適した効果的な処
理法は全く検討されていないのが実情である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

除去を必要とする排ガス成分は、大別するとゴ、ＳｉＦ
　　　ＣＯＦ２、ＳＦ４　　等の酸性ガスと、４　ゝ ０３、Ｆ２、ＮＯｘ等の酸化性ガスとに分類され、その
処理法としては、吸着法、気相触媒反応法、湿式法等が
ある。しかし、排ガス成分を、ＪＭｔ、た場脅、吸着法
は危険物質が＠縮されるため安全上採用し難く、気相触
媒反応法は費用がかがシ経済性の面で難点がある。

そのため、本発明者等は湿式法について鋭意研究を重ね
た結果、アルカリ洗浄または水洗浄によっては酸性ガス
のみが除去され、酸化性ガスの効果的な除去が行なわれ
ないが、亜硫酸塩が酸化性ガスの除去に極めて肩効なこ
とを知見した。

本発明は上記の知見に基づいて開発されたもので、湿式
法によって酸性ガスおよび酸化性ガスを共に除去するド
ライエツチング排ガスの処理方法を提供することを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段］ 本発明は上記の目的を達成するためになされたもので、
その要旨は、フッ素系ガスを用いるドライエツチング排
ガスの処理方法において、ドライエツチング排ガスを亜
硫酸塩水溶液にアンモニア水、炭酸アンモニウム、重炭
酸アンモニウムのうちの１種または２種以上を加えた混
合水溶液で洗浄す乞ドライエツチング排ガスの処理方法
にある。

［発明の臭体的栴成および作用］ 以下本発明の詳細な説明する。

本発明の方法においては、洗浄液としてアルカリ水溶液
と亜硫酸水溶液とを混合して用いるが、半導体工場では
アルカリ金Ｍ１アルカリ土類金属が忌避されるため、ア
ルカリ源としてアンモニア水または炭酸アンモニウムが
使用される。ま九、亜硫酸塩としては、アルカリ金属、
アルカリ土類金属以外の亜硫酸塩が用いられるが、特に
亜硫酸アンモニウムが好ましい。

１汎、ＯＨ％　　（ＮＨ，）２Ｃｏ３、Ｎ）Ｉ４ＨＣＯ
，を含んだ（Ｎ）ｉ４）２８０３　水溶液は、−５以上
、好ましくは７〜９にルＭ整ぢれる。龜度は排ガス成分
によって異なシ、条件により８０３″″−議度＝０．１
〜２　ｍｏｂ／ハＣＯ３−−：　　０．１　〜２　　ｎ
ｏ　Ｌ　／　　１．　　ＭＨ４０Ｈ二　０．１〜１　ｍ
ｏＬ　／　Ｌ　の範囲にＦ１贅される。この範囲は厳密
なものではないが、うすすぎると、吸収保有量が少な過
ぎ、纏過ぎると、吸収生成物の紬度が高くｌシ好ましく
ない、また、洗浄温度は、低いと吸収反応速記が遅（好
ましぐないが、室温以上であれば問題はない。

上記排ガス成分のうち酸性ガス、例えば）ＩＰ％８１Ｆ
　　　ＣＯＦ２、ＳＦ４、ＳＯＦ等は混合洗浄液中のア
ルカリと（１１〜（５）に示す反応式に従って反応除去
される。

（ＮＨ４）２Ｃｏ３＋２ＨＰ→２　　ＮＨ４Ｆ’＋Ｈ２
ＣＯ３・・・・・・・・・・・・１ｌｌＱＣＮ）１４）
２Ｇ０３＋３ＳｉＦ４＋Ｈ２Ｏ−２（団、）２ｓｔｙ、
＋５ｉ（（ＩＩ）　４＋２ＩＺ２ＣＯ３・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・（２）４ＮＨ４０）１＋ｃＯ）’−（に、）２
ＣＯ３＋２旧、Ｆ’＋２）１２０・・・・・・（３１Ｓ
Ｆ４＋（ＮＨ，）２Ｃｏ３→２Ｎｌ（４Ｆ＋ＳＯＦ　２
＋ＣＯ□　・・・・・・・・・（４１２（ＮＵ、、）２
Ｃｏ３＋５ＯＦ２−　（Ｎｆ（４）２Ｓｏ３＋　２ＮＨ
４Ｆ　＋２Ｃ０９・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・（５）ま念、酸化性ガス、例
えばＮＯｘ、、Ｆ２．０３　　等は亜硫酸アンモニウム
と（６１〜（８）に示す式に従って反応除去される。

２（ＮＨ４）２Ｓ０３＋ＮＯ２＋３Ｈ２０−２ＮＨ（８
０３ＮＨ４）２＋３（ＮＨ４）２Ｓ０４＋４ＮＨ４０Ｈ
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・（６）（ＮＨ４）２Ｓ０３＋Ｆ２＋Ｈ，，０
−（ＮＨ４）２Ｓｏ４＋２ＨＦ　−・・−・（７）（Ｎ
ＦＩ４）２Ｓｏ３＋Ｏ，−（ＮＨ４）２Ｓｏ４＋Ｏ□・
・・・・・・・・・・・・・・（８）したがって、アン
モニア水、炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウムの１
種又は２ｍ以上を含む亜硫酸塩水が液によって洗浄する
ことによシ、ドライエツチング排ガス中に含まれる酸性
或いは酸化性の毒性首たは安全上問題となるガス成分が
、一段の洗浄によって除去することが出来る。

次に葵施例を示して本発明の詳細な説明する。

口実施例１〕 ＣＦ　　：２９０１ｎｔ／ｍｉｎ、　　Ｏ□：　２４０
−／ｍｉｎ。

Ｎ２　　：　４０　ｍｅ　／　ｍｉｎを供給しているド
ライエツチング装置より排出されるガス組成を分析した
ととろ、Ｎｏ２　：　　１４５０ｐｐｍｓ　　Ｏ３：１
３００．ｐｐｍ５ｉＦ　　：　６５００　ｐｐｍ　　で
あった。カスハ、Ｎ２によって希釈されてｂｐガス量は
、２．５　Ｌ　／　ｍｉｎである。

このガスを、直径：１５Ｑｓｕａ、高さ：６００鵡の充
填塔に導入し、塔頂より（ＮＨ４）２ＳＯａ：　１　ｍ
ｏｌ／Ｌ（ＮＨ４）２Ｃ０３：０．５ｍｏｔ／１％ｒＨ
：　８の水溶液を５ｔ／ｍ１ｒｔＬｒ：の速度で供給し
て、向流によって上記排ガスを洗浄したところ、出口ガ
ス中のＮ）２：　２　ｐｐｍ。

Ｃ）：５ｐｐｍ　　以下、ＳｉＦ’４：　１　ｐｐｍ以
下であつた。

〔実施例２〕 ＣＦ４　　’　１５０　ｍｌ／　ｍｉｎ　−０２：　１
５　ｍｌ／　Ｌを供給しているドライエツチング装置よ
り排出されるガス組成を分析したところ、Ｆθ：４５０
’９ｐｍ−０３：　５０（ｊｐｐｍ、ＳｉＦ　：　３４
００ｐｐｍであった。ガス量はＮ２５よって希釈されて
おυ２１／ｍｉｎ　　である。このガスを、径：　ｌ　
５　ＱＩＪＬ、高さ５００ｕの充填塔に導き塔頂よ！Ｄ
　（ＮＨ４）２Ｓｏ３：１、５　ｍｏｔ　／　Ａｓ　（
ＮＨ４）２Ｃｏ、：　０．５　ｍｏｂ／ｌ。

−（ニアの水溶液を５１　／　ｍｉｎ　　の速度で供給
し、向流で洗浄したところ、出口ガス中のＦ２：　２　
ｐｐｍ以下、０３：５ｐｐｍ　　以下、Ｓｉｎ’４：　
１１）ｐｍ　　以下であった。

〔効果コ 以上述べたように本発明の方法は、フッ素系ガスを用い
るドライエツチング排ガス中の毒性或いは安全上問題と
なる酸性および酸化性ガスを、一段の洗浄によって除去
することが出来るので、半導体製造における環境汚染を
、容易、かつ安価に防とし得る優れた方法である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. フッ素系ガスを用いるドライエッチング排ガスの処理方
   法において、ドライエッチング排ガスを亜硫酸塩水溶液
   にアンモニア水、炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウ
   ムのうちの１種または２種以上を加えた混合水溶液で洗
   浄することを特徴とするドライエッチング排ガスの処理
   方法。