WO2002049755A1

WO2002049755A1 - Procede et systeme de degazage et dispositif de traitement au plasma

Info

Publication number: WO2002049755A1
Application number: PCT/JP2001/010714
Authority: WO
Inventors: Kosuke Imafuku; Daisuke Hayashi
Original assignee: Tokyo Electron Limited
Priority date: 2000-12-08
Filing date: 2001-12-07
Publication date: 2002-06-27
Also published as: KR100857928B1; US20040043721A1; US7207340B2; JPWO2002049755A1; KR20030059325A

Description

明細書ガス除去方法，ガス除去システム，及ぴプラズマ処理装置

' 技術分野本発明は，成分にハ口ゲンを含有するガス (ハロゲン系ガス）を用いてプラズマ処理を行う際に好適なガス除去方法，ガス除去システム及ぴプラズマ処理装置に関する。背景技術従来より，半導体製造分野において，ハロゲン系ガス，例えば塩素系ガスを用いたプラズマ処理を行うプラズマ処理装置が用いられている。このような塩素系ガスを用いるエッチング処理では，処理室の内壁面や内部構成部材に塩素系反応生成物が堆積し，エツチング処理に悪影響を与える。このため，処理室内をアルコール等の有機溶媒で定期的にクリーニングする必要がある。しかし，処理直後の処理室内には，塩素系反応生成物のほか，塩素系ガスも存在しており，この状態で処理室を開放するのは危険である。そこで従来は, 処理室を気密な状態を保持したまま塩素系ガスの除去を行っていた。処理室を閉止した状態で処理室に大気及び N ₂ を導入することにより，塩素系ガスは，大気中に含有される水分によって酸に変化する。この酸を酸排気ラインにより排気することで，処理室内の塩素系ガスが除去される。このようにして塩素系ガスを除去し，安全性を確保した後に初めて処理室を大気開放し，上記処理室内のクリーニングを行う。しかしながら，上記従来技術では，処理室を閉止した状態で処理室に大気及び N ₂を導入することから， .その導入量にも限界があり，大気及'ぴ1^ ₂の導入，及び，塩素系ガスの酸への変化に時間がかかつていた。一般的なプラズマ処理装置では，処理室を開放しても安全であるとされる塩素系ガス濃度である 2 p p m未満になるのに，· 3 0 0分程度かかっており，装置のダウンタイムの上昇や，稼働率の低下を招いていた。本発明は，上記従来技術が有する問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の目的は，処理室内の，ハロゲン系ガスの除去時間の短縮を図ることの可能な，新規かつ改良されたガス除去方法，ガス除去システム及びそれらを用いたプラズマ処理装置を提供することである。発明の開示上記課題を解決するため，本発明の第 1の観点によれば，気密な処理室内においてハロゲン系ガスを放電解離させたプラズマを用いて所定の処理を行った後，前記処理室内に残留した前記ハロゲン系ガスを除去するガス除去方法において，前記処理室内を大気圧より低圧になるように減圧する工程と，前記処理室内に大気を供給する工程と，前記処理室内の前記ハロゲン系ガスと前記大気との反応により生成したガスを排気する工程と，を含むことを特徴とするガス除去方法が提供される。かかるガス除去方法によれば，処理室内を少なくとも大気圧より低圧（負圧）にすることで，処理室内に大気を供給しても，ガスが処理室外に拡散することがなく，また処理室内を低圧にしているので，大気を導入しやすくなる。従って，供給された大気と処理室内のガスとを反応させて排気することが可能となり，ガスを早くかつ確実に除去することができる。また，この後に行うメンテナンス作業の際も，処理室内を負圧にしておくことで，ガス特有の刺激臭がしたり，ガス漏洩検知器が作動するようなこともな.く，安全にメンテナンス作業を行うことができる。さらに，前記処理室内に大気を供給する工程は，前記プラズマ処理に使用する処理ガスの前記処理室内への供給経路を用いて行うことが好ましい。これにより，プラズマ処理のための処理ガス供給装置と，処理室内に大気を供給する系とを，一部共用することができるので，簡単な構成でガスの排気が可能となる。また，大きな駆動系を用いていないので，このガス除去を自動化することも容易となる。さらに，前記処理室内に大気を供給する工程は，前記処理室を大気開放してもよレ、。このように，処理室を大気開放することにより，大気を大量に取り込むことができるので，ガスの除去時間を大幅に短縮することができる。さらに，前記ハロゲン系ガスは，塩素系ガス，例えば塩素であつてもよく，臭素系ガス，例えば臭化水素であってもよい。上記課題を解決するため，本発明の第 2の観点によれば，気密な処理室内において，処理ガス供給装置から供給されるハロゲン系ガスを含む処理ガスを，放電解離させたプラズマを用いて所定の処理を行った後，前記処理室内に残留した前記ハロゲン系ガスを除去するガス除去システムにおいて，前記処理室内の圧力を制御する圧力制御装置と，前記圧力制御装置により前記処理室内を減圧した後に，前記処理室内に大気を供給する給気装置と，前記給気装置を制御する制御装置と，前記処理室内の前記ハロゲン系ガスと前記大気との反応により生成したガスを排気する排気装置と，を有することを特徴とするガス除去システムが提供される。かかるガス除去システムによれば，処理室内を少なくとも大気圧より低圧（負圧）にすることで，処理室内に大気を供給しても，ガスが処理室外に拡散することがなく，また処理室内を低圧にしているので，大気を導入しやすくなる。従って，供給された大気と処理室内のガスとを反応させて排気することが可能となり，ガスを早くかつ確実に除去することができる。また，この後に行うメンテナンス作業の際も，処理室内を負圧にしておくことで，ガス特有の刺激臭がしたり，ガス漏洩検知器が作動するようなこともなく，安全にメンテナンス作業を行うことができる。さらに前記.給気装置は，前記処理ガス供給装置の前記処理室内への供給口から，前記処理室内に前記大気を供給すること，または，前記処理ガス供給装置の前記処理室内への供給経路を，前記処理ガス供給装置と一部共用する構成とすることが好ましい。これにより，プラズマ処理のための処理ガス供給装置と，処理室内に大気を供給する給気装置とを，一部共用することができるので，簡単な構成でガスの排気が可能となる。また，大きな駆動系を用いていないので，ガス除去システムを自動化することも容易となる。さらに，前記給気装置は，前記ガス供給装置の前記処理室内への供給口とは異なる供給口から，前記処理室内に前記大気を供給してもよい。このような構成によっても，ガスを早くかつ確実に除去することができ，また，大きな駆動系を用いていないので，ガス除去システムを自動化することも容易となる。さらに，前記給気装置は，前記処理室を大気開放する大気開放装置を有してもよい。このように，処理室を大気開放装置を設けることにより，大気を大量に取り込むことができるので，ガスの除去時間を大幅に短縮することができる。さらに，前記大気開放装置は，前記処理ガス供給装置の回動機構を有してもよい。処理ガス供給装置の回動'機構を利用して大気開放を行うことで，処理装置の構成を大幅に変更することなく実現が可能となる。さらに，ガス除去の制御を容易にするため，前記大気開放手段による前記処理室の大気開放の度合いを検知するセンサを備えることが好ましい。センサによるガス除去の制御の一例として，以下のように構成することができる。すなわち，前記大気開放手段による前記処理室の大気開放の度合いは，前記処理室が大気開放されていない第 1の度合いと，前記ガスを除去するために前記処理室が所定の度合いだけ大気開放された第 2の度合いと，前記処理室が完全に大気開放された第 3の度合いとからなり，前記センサは，前記第 1の度合いから前記第 2の度合いまでを検知域とする第 1のセンサと，前記第 2の度合いから前記第 3の度合いまでを検知域とする第 2のセンサとからなるように構成することができる。かかる構成によれば，第 1のセンサと第 2のセンサにより，処理室が，全閉の状態にあるカガス除去の状態にある力，あるいは全開の状態にあるかを，容易に確認することができる。例えば，第 1 , 第 2のセンサからの信号により発光ダイォードを発光させて，作業者に処理室及ぴ大気解法手段の状態を知らせることができる。ガス除去状態における処理室の大気開放の度合い（第 2の度合い）は，例えば，処理室が完全に開放された度合い（第 3の度合い）の 2 %程度とすることが好ましい。なお，この 2 %という数値は，処理室内の圧力に応じて，適宜変更することが可能である。すなわち，処理室内の圧力が低ければ低いほど，ガス除去状態における処理室の大気開放の度合いを大きくすることができる。さらに，前記大気開放手段は，設定時間経過前に，前記処理室の大気開放の度合いが前記第 1の度合いであると前記第 1のセンサが検知した場合に，警告を発することが好ましい。ここで，設定時間とは，本発明にかかるガス除去システムによるガス排気の結果，処理室を開放しても安全であるとされるガス濃度になるまでの時間をいう。処理室を開放しても安全であるとされるガス濃度になるまでの間に，処理室が全閉の状態となった場合（すなわち，処理室の大気開放の度合いが第 1の度合いであると第 1のセンサが検知した場合）に警告を発することで，ガスの除去効率を損なうことがない。さらに，前記大気開放手段は，設定時間経過前に，前記処理室の大気開放の度合いが前記第 3の度合いであると前記第 2のセンサが検知した場合に，警告を発することが好ましい。ここで，設定時間とは，本発明にかかるガス除去システムによるガス排気の結果，処理室を開放しても安全であるとされるガス濃度になるまでの時間をいう。処理室を開放しても安全であるとされるガス濃度になるまでの間に，処理室が全開の状態となった場合（すなわち，処理室の大 m開放の度合いが第 3の度合いであると第 2のセンサが検知した場合）に警告を発することで，ガスの漏洩を防止し，塩素ガス除去作業の安全性を高めることができる。さらに，前記ハロゲン系ガスは，塩素系ガス，例えば塩素であつてもよく，臭素系ガス，例えば臭化水素であってもよレ、。また，本発明によれば，上記優れた効果を奏するガス除去システムを用いて，処理室内のガスを除去し，処理室内の被処理体にプラズマ処理を行うことを特徴とするプラズマ処理装置が提供される。図面の簡単な説明

' 図 1は，プラズマ処理装置の溉略を示す説明図である。図 2は，第 1の実施の形態にかかる処理装置の概略を示す説明図である。図 3は，上部電極の回動機構の構成を示す説明図である。図 4は，センサの検知範囲を示す説明図である。図 5は，ガス除去処理のシーケンスを示す説明図である。図 6は，ガス除去時間とガス濃度との関係を示す説明図である。図 7は，第 2の実施の形態にかかるプラズマ処理装置の概略を示す説明図である。図 8は，第 3の実施の形態にかかるプラズマ処理装置の概略を示す説明図である。発明を実施するための最良の形態以下に添付図面を参照しながら，本発明にかかるガス除去方法，ガス除去システム及びプラズマ処理装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。なお，本願で用いるハロゲン系ガスとは，具体的には Cl₂等の塩素系ガスや， HB r (臭化水素）等の臭素系ガスを指し，主に大気と反応することで有害物質を発生する可能性のあるガスを指す。以下では， Cl ₂等の塩素系ガスを用いた場合を想定して説明する。 (プラズマ処理装置の基本的構成）

まず，図 1を参照しながら，本発明にかかるプラズマ処理装置 1 0 0の基本的な構成について説明する。プラズマ処理装置 1 0 0の処理室 1 0 2は，気密な導電性の処理容器 1 0 4内に形成されている。処理室 1 0 2内には，導電性の下部電極 1 0 6が配置されている。下部電極 1 0 6は，被処理体，例えば半導体ウェハ（以下，「ウェハ」と称する。） Wの载置台を兼ねている。また，下部電極 1 0 6の载置面には，静電チャック 1 1 2が設けられている。静電チャック 1 1 2は，高圧直流電圧が印加されて，チャック面上に載置されたウェハ Wを吸着保持する。また，下部電極 1 0 6には，静電チヤック 1 1 2上に載置されたウェハ Wの周囲を囲うように絶縁性のリング体 1 1 6が設けられている。また，下部電極 1.0 6の周囲には，絶縁部材 1 1 8を介してバッフル板 1 2 0が設けられている。また，下部電極 1 0 6には，昇降軸 1 2 2力導電部材 1 2 4と絶縁部材 1 1 8を介して接続されている。かかる構成により，下部電極 1 0 6は，昇降軸 1 2 2に接続された不図示の駆動機構の作動により昇降する。また，昇降軸 1 2 2の周囲には，導電性の気密な伸縮部材から成るベローズ 1 2 6と，導電性のベローズカバー 1 2 8が配置されている。ベローズ 1 2 6およびべローズカバー 1 2 8 は，両端が各々導電部材 1 24と処理容器 1 0 4底部に接続されている。また，処理室 1 0 2内には，下部電極 1 0 6の载置面と対向して上部電極 1 3 4が配置されている。上部電極 1 3 4は，プラズマを用いて所定の処理を行うための処理ガスを供給する処理ガス供給装置 2 0 0を構成部分において兼ねている。処理ガス供給装置 2 0 0 の出口側端部，すなわち上部電極 1 3 4の処理室内に面している部分には，処理ガスの供給口としての多数のガス吐出孔 1 3 4 aが形成されている。また，ガス吐出孔 1 3 4 aには例えば C 1 ₂等の塩素系ガスを供給する塩素系ガス供給系 2 0 8等が接続されている。塩素系ガス供給系 2 0 8には，開閉バルブ 2 0 2と流量調節バルブ 2 0 4を介して塩素系ガスを供給する塩素系ガス供給源 2 0 6が接続されている。また，処理室 1 0 2側壁外部には，磁石 1 3 6が設けられている。磁石 1 3 6は，上部電極 1 3 4と下部電極 1 0 6 との間に回転磁界を形成可能に構成されている。なお，図 1及ぴその説明において，本発明と直接的に関係のない構成要素については説明を省略している。また，本発明は，上記プラズマ処理装置 1 0 0に限定されず，あらゆる処理装置に適用可能である。例えば，磁石を備えていないプラズマエッチング装置や，下部電極のみ（あるいは上部電極のみ）に高周波電力を印加するプラズマエッチング装置であっても本発明を適用することができる。次いで，本発明の特徴部分であるハロゲン系ガスのガス除去システム，特に給気装置の 3つの実施形態について説明する。

(第 1の実施の形態）

まず本発明の第 1の実施の形態について説明する。本実施の形態は，処理室 1 0 2内の塩素系ガス除去システムの給気装置として，処理室 1 0 2の大気開放装置を備えたことを特徴としている。すなわち，図 2のプラズマ処理装置の要部拡大図である図 3に示したように，処理室 1 0 2の大気開放装置として，上部電極 1 3 4の回動機構 1 3 5を備えたことを特徴としている。回動機構 1 3 5は，支軸 1 3 5 aを中心として，上部電極 1 3 4を自在に回動し得るように構成されている。図 4は，図 3に示した回動機構 1 3 5における，上部電極 1 3 4 の回動角度と，その回動角度を検知するセンサとの関係を示した説明図である。本実施の形態では，制御性向上のため， 2つのセンサ (第 1のセンサ，第 2のセンサ）を併用している。. 1 ) 第 1のセンサの検知域は， 0 0 (処理室全閉： 0度）〜 0 2 (ガス除去ポジション：約 2度）である。第 1のセンサは， 0 1 (約 1 度）をしきい値として，'上部電極 1 3 4の回動機構 1 3 5の回動角度がこれ以下のときをクローズ, これ以上のときをオープンと判断する。第 1のセンサは，回動機構 1 3 5の回動角度が θ 1 (約 1度）〜 Θ 2 (ガス除去ポジション：約 2度) であり，オープンであると判断したときに，コントロールユニット 1 6 0に対し，処理室ォープン信号 S 1を出力する。なお，この第 1のセンサは，本実施の形態の特徴的な構成要素であり，従来の処理装置には見られない新設されたセンサである。 2 ) '第 2のセンサは一般的な処理装置に設置されているセンサである。第 2のセンサの検知域は， 0 2 (ガス除去ポジション：約 2度）〜 Θ 4. (処理室全開： 9 0度強）である。第 2のセンサは， Θ 3 (約 4 5度）をしきい値として，上部電極 1 3 4の回動機構 1 3 5の回動角度がこれ以下をクローズ，これ以上をオープンと判断する。このように，本実施の形態では，ガス除去ポジション ( Θ 2 =約 2度）を処理室全開（ 0 4 = 9 0度強）の 2 %程度としている。第 2のセンサは，回動機構 1 3 5の回動角度が 0 3 (約 4 5度）〜 Θ 4 (処理室全開： 9 0度）であり，オープンであると判断したときに，コントロールユニット 1 6 0に対し，処理室オープン信号 S 2を出力する。塩素系ガスの除去のために，大気のほかに N₂をパージする。 N₂ は， N₂パージライン 1 4 0より処理室 1- 0 2内に導入される。 N₂ の圧力は， N ₂パージラインに備えられた圧力スィツチ 1 4 2により制御される。 N₂パージ部配管 1 4 4は，さび防止のためテフ口ンコート処理されている。処理室 1 0 2に N₂と大気を導入し，大気中の水分と塩素系ガスを反応させることにより，'塩素系ガスを除去する。大気中の水分と塩素系ガスが反応して生成された酸は，酸排気ライン 1 5 0より排気される。排気圧は，工場酸除去用力の吸引負圧による。酸排気側 S U S配管 1 5 2は，さび防止のためテフ口ンコート処理されている。酸排気ライン 1 5 0には，ヒータ加熱タイプのエアオペレーションバルブが 2つ (前段エアオペレーションバルブ 1 5 4，後段エアオペレーションバルブ 1 5 6 ) 連装されている。かかるエアオペレーシヨンパルプ 1 5 4， 1 5 6の仕様は以下の通りである。

- 1 5 0 °C自己温調仕様（制御範囲： 1 3 0〜 1 7 0 °C)

•消費電力： 7 2W, 1 0 0 V X 2個

•制御範囲逸脱アラーム出力，断線アラーム出力機能，異常昇温時には温度ヒューズによる電源力ット，

なお，温度安定に 0. 5〜1時間要するため，常時 ONの仕様。前段エアオペレーシヨンバルブ 1 54と後段エアオペレーションバルブ 1 5 6は，制御方法を変えている。後述のシーケンスを参照のこと。

- ソレノィドパルプは， 4連タイプのものを専用で新設する。コントロールユニット 1 6 0は，電源 1 8 0と接続され，またェァオペレーションバルブ 1 54 , 1 5 6の電源等の制御を行う（S 1 1， S 1 6 ) とともに，エアオペレーションバルブ 1 54， 1 5 6からのヒータ温調異常検知信号（S1 3， S 1 4) や，オンオフ信号（S1 2， S1 5 ) 等の各種信号が入力されて所定の制御を行う。コントロールユニット 1 6 0には，第 1のセンサからの処理室ォープン信号 S 1 , 第 2のセンサからの処理室オープン信号 S 2 , コンベタトロンからの大気信号 S 3 ,粗引き開始信号 S 4が入力される。コントロールユニット 1 6 0は，信号 S 1〜S 4に応じて，発光ダィォードを点灯 Z消灯あるいは点滅させ，各種状態を作業者に知らせる。緑色の発光ダイオード（緑色 LED 1 9 1 ) は処理室を開放可能な場合に点灯する。黄色の発光ダイオード（黄色 L ED 1 9 2) は酸排気カウントスタートのスタンバイができたときに点滅し，酸排気カウント中に点灯する。赤色の発光ダイォード（赤色 L E D 1 9 3) は処理室を開放不可能なときに点灯する。白色の発光ダイォード（白色 L ED 1 94) はヒータ温度が制御温域を外れた場合に点滅し，正常時に点灯する。以上説明したガス除去システムを適用したプラズマ処理装置 1 0 0における，ガス除去方法について説明する。図 4は，ガス処理方法のシーケンスである。また，図 5は，ガス除去時間とガス濃度との関係を示すグラフである。 1 ) 大気検知

コンペクトロンの大気信号 S 3を検知して，前段 ·後段両方のェァォペレーションバルブ 1 5 4， 1 5 6を開く。この時点ではまだ処理室 1 0 2は閉じられているため，処理室 1 0 2内には工場酸除去吸引力による若干の負圧が発生する。大気検知の時点で黄色 L E D 1 9 2が点滅を開始し，ガス除去力ゥントスタートのスタンバイができたことを作業者に知らせる。

2 ) カウントスタート

黄色 L ED 1 9 2の点滅中に上部電極を指定位置（ガス除去ポジシヨン Θ 2) まで開くと，第 1のセンサの処理室オープン信号 S 1 を検知して，ガス除去時間のカウントがスタートする。この時点で黄色 L E D 1 9 2は点滅から点灯に変わり，ガス除去力ゥント中であることを作業者に知らせる。なお，「 1 ) 大気検知」から「2) 力ゥントスタート」 'までの時間は，作業者の任意である。

3 ) ガス除去力ゥント中

設定されたガス除去時間中は，処理室 1 0 2内の排気が行われる。この時の L ED表示は「赤色：点灯（処理室 1 0 2の大気開放不可を示す。），黄色：点灯（ガス除去カウント中であることを示す。）」になる。図 5に示したグラフによれば， 1 8 0分経過後に 5 ₁) 1₁1 未満， 24 0分経過後に実質的に 0 p p mとなっており，ガス処理時間としては， 2 4 0分以上が推奨される。ただし，連続排気すれば， 1 8 0分以下でも問題のない濃度（ 2 p p m未満）になるという結果が出ている。

4 ) カウント中の処理室大気開放

ガス除去カウント中に処理室が大気開放された場合（第 2のセンサの処理室オープン信号 S 2を検知した場合），上部電極 1 3 4の回動機構 1 3 5は，警告を発して作業者に知らせる。ガス除去カウント中の処理室全開は純粋な作業ミスであるため，警告によりすぐに処理室を閉めるということを前提にしている。従って，この誤動作の期間は，ガス除去タイマカウントは加算され続ける。

5 ) カウント中の処理室閉止

ガス除去力ゥント中に処理室が閉止された場合（第 1のセンサの処理室オープン信号を検知しない場合），上部電極 1 3 4の回動機構

1 3 5は，警告を発して作業者に知らせる。但し， 4 ) の状態と異なり，ガス除去カウント中の処理室閉止は必然性がある場合が考えちれる（閉止時間が長い可能性がある）ため，閉止期間はガス除去タイマカウントは一時停止する。上部電極を再びガス除去ポジション（ 0 1 ) まで開けた時点（第 1のセンサの処理室オープン信号 S 1を検知した時点）で，再びカウントは加算を開始する。なお，力ゥントがー次停止している間も両バルブは開いているため，処理室内は負圧は保たれ，再び大気開放した場合でも塩素系ガスが処理室外に放出することはない。

6 ) 設定時間終了， 7 ) メンテナンス開始

ガス除去時間が設定時間に達すると，緑色 L E D 1 9 1が点灯（黄色 L E D 1 9 2，赤色 L E D 1 9 3は消灯）して，処理室大気開放可，メンテナンス開始可を示す。なお，「 6 )設定時間終了」から「 7 ) メンテナンス開始」までの時間は，作業者の任意である。

8 ) メンテナンス中

メンテナンス中であっても両バルブは開放しているため，処理室内にはダウンフローが発生し，残留している塩素系ガスが作業者に向けて流出するのを防ぐ。 '

9 ) メンテナンス中の故意の処理室全閉

メンテナンス中に処理室を全閉（メンテナンスの一次中断等）にした場合，粗引き開始に備えて前段エアオペレーションバルブ 1 5 4のみがクローズする（粗引きがスタートした場合の工場酸除去ラィンからの逆流を防ぐ）。粗引きを開始せずに再び処理室を開放した場合には，前段エアオペレーションバルブ 1 5 4は再び開き， 8 ) メンテナンス中のモードに戻る。 1 0 ) メンテナンス終了 '

メンテナンスが終了し，粗引きスタートに備えて処理室を全閉（ Θ 0 ) にすると，粗引き開始に備えて前段エアオペレーションバルブ 1 5 4のみがクローズする。この状態は 9 ) の状態と全く同じである。 1 1 ) 粗引き開始

粗引き開始信号 S 4を検知すると，後段エアオペレーションバルプ 1 5 6もクローズする。この時点よりも以前に前段エアオペレーションバルブ 1 5 4はクローズしているため，工場酸除去が処理室内に逆流することはない。この時点で「緑色 L ED 1 9 1 ：消灯，赤色 L ED 1 9 3 : 点灯（処理室 1 0 2の大気開放不可を示す。）」になる。なお，「 1 0) メンテナンス終了」から「 1 1 ) 粗引き開始」までの時間は，作業者の任意である。また，メンテナンスが終了し，粗引き開始信号 S 4を検知した時点で上部電極がガス除去ポジション（ 0 2) にあった場合（第 1のセンサの処理室オープン信号 S 1を検知した場合），第 2のセンサは: ガス除去ポジション（ Θ 2) を「クローズ」と認識してしまい，処理室が大気開放された状態で粗引きを開始してしまうおそれがある ( このため，粗引き開始信号 S 4を検知した時点で上部電極がガス除去ポジション（ 0 2 ) にあった場合，第 2のセンサにオープンの疑似信号を流す。そして，処理室全閉（ Θ 0 ) の後，粗引きを開始する。シーケンス中の全ステップにおいて，エアオペレーションバノレブ 1 5 4， 1 5 6の温調システムに異常が生じた場合（ヒータ温度が制御温域を外れた場合），白色 L ED 1 9 4が点滅する（正常時は点灯）。但し，ガス除去シーケンス自体には，強制中断等の影響は一切ぼさない。以上説明したように，本実施の形態によれば，処理室 1 0 2内を少なくとも大気圧より低圧（負圧）にすることで，処理室 1 0 2を大気開放しても，塩素系ガスが大気中に拡散することがない。このため，処理室 1 0 2を大気開放することにより，大気を大量に取り込むことができる。処理室 1 0 2を大気開放して大気を大量に取り込むことができるので，大気と塩素系ガスとを反応させて酸を生成することにより，塩素系ガスの除去時間を大幅に短縮することができる。すなわち，従来処理室を開放しても安全であるとされる塩素系ガス濃度である 2 p p m未満になるのに， 3 0 0分程度かかっていたのを，連続排気することにより， 1 8 0分以下に減らすことができる。また，上部電極 1 3 4の回動機構 1 3 5を利用して大気開放を行うことができるので，装置の構成を大幅に変更することがない。また，前記処理室内が所定の圧力以上のときには前記大気開放装置を口ックする口ック機構を備えるようにしたので，塩素系ガスの漏洩を防止し，メンテナンス作業の安全性を高めることができる。さらにまた，第 1のセンサと第 2のセンサとを備えることにより，制御性を向上させることができる。さらに例えば，上記実施の形態においては，ガス除去カウント中に処理室が大気開放された場合や閉止された場合に，回動機構 1 3 5が警告を発して作業者に知らせるようにしたが，本発明はこのような構成に限定されない。例えば，ガス除去カウント中には上部電極 1 3 4の回動をロックし，処理室が大気開放されたり，閉止されたりしないようにすることもできる。また，ガス除去カウント中に処理室が大気開放されたか否かの判断についても，上部電極 1 3 4が全開にされた場合（ 0 4 ) としてもよく，処理室がオープンであると判断された場合（ θ 3〜 θ 4 ) としてもよい。同様に，処理室が閉止されたか否かの場合についても，上部電極 1 3 4が全閉とされた場合（ Θ Ο) としてもよく，処理室がクローズであると判断された場合（ 0 Ο ~ Θ 1 ) としてもよ 'レ、。

(第 2の実施の形態）

次に本発明の第 2の実施の形態について説明する。本実施の形態は，給気装置として，第 1の実施の形態で用いた大気開放装置に代えて，処理室 1 0 2内でプラズマ処理を行う際の処理ガスの供給口，ここではガス吐出孔 1 3 4 aから，塩素系ガスを除去するためのガスを処理室 1 0 2内に供給する装置を備えたことを特徴としている ( すなわち，処理ガスと大気との供給経路を一部共用したことである。図 7は，本実施の形態の特徴を表す図である。なお，図 7において第 1の実施の形態と重複する部分の説明は省略する。処理ガス供給装置 200は，塩素系ガス供給系 2 0 8 , 及ぴガス吐出孔 1 34 a，等から成っている。本実施の形態ではこの塩素系ガス供給系 2 0 8のある箇所に，処理室付近に存在する大気をガス吐出孔 1 3 4 aを通して処理室内に送るための，大気供給系 3 0 0 と開閉バルブ 3 0 1が接続されている。' なお，大気供給系 3 0 0の大気側の端部には，大気中のゴミが大気供給系 3 0 0に侵入しないように，いわゆるフィルタの役目をするメッシュ 3 0 2を設けてもよい。上記のような構成を用いて，実際に塩素系ガスを除去する際は，まずァオペレーションバルブ 1 5 4， 1 5 6を開いて，処理室 1 0 2内の圧力を減圧する。処理室 1 0 2内の圧力が所定の値まで下がった（およそ 2 T o r r ) ことをセンサで検知すると，開閉パルブ 3 0 1を開けて，大気供給系 3 0 0に大気を導入する。処理室内が減圧されているので，処理室内の塩素系ガスが大気供給系から外部に放出されることなく，処理室まわりに存在する大気が大気供給系 3 0 0を通り，ガス吐出孔 1 3 4 aから処理室内に供給される。処理室内に供給された大気の水分は，処理室内の塩素系ガスと反応して酸となり，酸排気ライン 1 5 0より排気される。本実施の形態のように，処理ガス供給装置 2 0 0に大気供給系 3 0 0をバイパスさせ，処理室内を減圧した後処理室まわりの大気を大気供給系 3 0 0を通じて処理室内に供給し，大気中の水分と処理室内の塩素系ガスにより生成された酸を排気することで，第 1の実施の形態と同様に塩素系ガスを排気可能であるばかりでなく，第 1 の実施の形態と比較してより簡便な.構成で塩素系ガスの排気が可能となる。また，大きな駆動系を用いていないので，塩素系ガス除去システムを自動化することも容易となる。 ·

(第 3の実施の形態）

次に本発明の第 3の実施の形態について説明する。第 2の実施の形態では，給気装置として，' 処理ガス供給装置 2 0 0に大気供給系 3 0 0をバイパスさせていたが，本実施の形態では，大気供給系を処理室に直接バイパスさせて，処理室内の塩素系ガスの除去を図つている。図 8は，本実施の形態の特徴を表す図である。なお，図 8において第 1の実施の形態と重複する部分の説明は省略する。図から明らかなように，処理室付近に存在する大気を直接処理室内に送るために，大気供給系 4 0 0を処理室 1 0 2の外表面に直接接続させて，かつ大気供給系 4 0 0から処理室 1 0 2内へと大気が流れるように処理室上部に孔部 4 0 3を開けている。大気供給系 4 0 0は開閉バルブ 4 0 1を有している。また実施例 2と同様に，大気供給系 4 0 0の大気側の端部には，大気中のゴミが大気供給系 4 0 0に侵入しないように，いわゆるフィルタの役目をするメッシュ 4 0 2を設けてもよい。上記のような構成を用いて実際に塩素系ガスを除去する際は，実施例 2と同様にまずエアオペレーションバルブ 1 5 4， 1 5 6を開いて，処理室 1 0 2内の圧力を減圧する。処理室 1 0 2内の圧力が所定の値まで下がった（およそ 2 T o r r ) ことをセンサで検知すると，開閉バルブ 4 0 1を開けて，大気供給系 4 0 0に大気を導入する。処理室 1 0 2内が減圧されていることで，処理室 1 0 2内の塩素系ガスが大気供給系 4 0 1から外に放出されることなく，処理室まわりに存在する大気が大気供給系 4 0 .0を通り，処理室に設けられた孔部 4 0 3を通り，大気吐出孔 4 0 4から処理室 1 0 2内に供給される。処理室内に供給された大気の水分は，処理室内の塩素系ガスと反応して酸となり，酸排気ライン.1 5 0より排気される。本実施の形態のように，処理室 1 0 2に直接大気供給系 4 0 0をバイパスさせ，処理室 1 0 2に孔部 4 0 3及び大気吐出孔 4 0 4を設け，処理室 1 0 2まわりの大気を処理室内に供給し， .大気中の水分と処理室内の塩素系ガス Jこより生成された酸を排気することで，第 1の実施の形態と同様に塩素系ガスを排気可能であるばかりでなく，第 1の実施の形態と比較してより簡便な構成で塩素系ガスの排気が可能となる。また，大きな駆動系を用いていないので，塩素系ガス除去システムを自動化することも容易となる。以上，添付図面を参照しながら本発明にかかるハロゲン系ガスのガス除去方法及ぴガス除去システムの好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかでありそれらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。以上説明したように，本発明によれば，処理室内を少なくとも大気圧より低圧（負圧）にすることで，処理室内に大気を供給しても，ハロゲン系ガスが処理室外に拡散することがない。従って，供給された大気と処理室内のガスとを反応させて酸を生成し排気することが可能となり，ガスを早くかつ確実に除去することができる。また，この後に行うメンテナンス作業の際も，処理室内を負圧にしておくことで，ガス特有の刺激臭がしたり，ガス漏涣検知器が作動するようなこともなく，安全にメンテナンス作業を行うことができる。産業上の利用可能性本発明は，半導体装置の製造工程などにおける，ハロゲン系ガスを用いたプラズマ処理の際に適用可能である。

Claims

請求の範囲

( 1 ) 気密な処理室内においてハロゲン系ガスを放電解離させたプラズマを用いて所定の処理を行った後，前記処理室内に残留した前記ハロゲン系ガスを除去するガス除去方法において,

前記処理室内を大気圧より低圧になるように減圧する工程と，前記処理室内に大気を供給する工程と，

前記処理室内の前記ハロゲン系ガスと前記大気との反応により生成したガスを排気する工程と，

を含むことを特徴とする，ガス除去方法。

( 2 ) 前記処理室内に大気を供給する工程は，

前記プラズマ処理に使用する処理ガスの前記処理室内への供給経路を用いて前記処理室内に待機を供給する工程を含むことを特徴とする，請求項 1に記載のガス除去方法。

( 3 ) 前記処理室内に大気を供給する工程は，

前記処理室を大 ¾開放する工程を含むことを特徴とする，請求項 1に記載のガス除去方法。

( 4 ) 前記ハロゲン系ガスは，塩素であることを特徴とする請求項 1に記載のガス除去方法。

( 5 ) 前記ハロゲン系ガスは，臭化水素であることを特徴とする請求項 1に記載のガス除去方法。

( 6 ) 気密な処理室内において，処理ガス供給装置から供給されるハロゲン系ガスを含む処理ガスを，放電解離させたプラズマを用いて所定の処理を行った後，前記処理室内に残留した前記ハロゲン系ガスを除去するガス除去システムにおいて，

前記処理室内の圧力を制御する圧力制御装置と，

前記圧力制御装置により前記処理室内を減圧した後に，前記処理室内に大気を供給する給気装置と，

前記給気装置を制御する制御装置と，

前記処理室内の前記ハロ.ゲン系ガスと前記大気との反応により生成したガスを排気する排気装置と，

を有することを特徴とするガス除去システム。

( 7 ) 前記給気装 ¾は，前記処理ガス供給装置の前記処理室内への供給口から，前記処理室内に前記大気を供給することを特徴とする，請求項 6に記載のガス除去システム。

( 8 ) 前記給気装置は，前記処理ガス供給装置の前記処理室内への供給経路を，前記処理ガス供給装置と一部共用する構成であることを特徴とする，請求項 6に記載のガス除去システム。

( 9 ) 前記給気装置は，前記ガス供給装置の前記処理室内への供給口とは異なる供給口から，前記処理室内に前記大気を供給することを特徴とする，請求項 6に記載のガス除去システム。 ( 1 0 ) 前記給気装置は，前記処理室を大気開放する大気開放装置を有することを特徴とする，請求項 4に記載のガス除去システム。

( 1 1 ) 前記大気開放装置は，前記処理ガス供給装置の回動機構を有することを特徴とする，請求項 1 0に記載のガス除去システム。

( 1 2) '前記大気開放装置による前記処理室の大気開放の度合いを検知するセンサを備えたことを特徴とする，請求項 8または請求項 1 1に記載のガス除去システム。 ( 1 3 ) 前記大気開放装置による前記処理室の大気開放の度合いは，前記処理室が大気開放されていない第 1の度合いと，前記ガスを除去するために前記処理室が所定の度合いだけ大気開放された第 2の度合いと，前記処理室が完全に大気開放された第 3の度合いとからなり，

前記センサは，前記第 1の度合いから前記第 2の度合いまでを検知域とする第 1のセンサと，前記第 2の度合いから前記第 3の度合いまでを検知域とする第 2のセンサとからなることを特徴とする，請求項 1 2に記載のガス除去システム。

( 1 4) 前記第 2の度合いは，前記第 3の度合いの 2 %程度であることを特徴とする，請求項 1 3に記載のガス除去システム。

( 1 5 ) 前記大気開放装置は，設定時間経過前に，前記処理室の大気開放の度合いが前記第 1の度合いであると前記第 1のセンサが検知した場合に，警告を発することを特徴とする，請求項 1 3に記載のガス除去

( 1 6 ) 前記大気開放装置は，設定時間経過前に，前記処理室の大気開放の度合いが前記第 3の度合いであると前記第 2のセンサが検知した場合に，警告を発することを特徴とする，請求項 1 3に記載のガス除去システム。

( 1 7) 前記ハロゲン系ガスは，塩素であることを特徴とする請求項 6に記載のガス除去システム。

( 1 8) 前記ハロゲン系ガスは，臭化水素であることを特徴とする請求項 6に記載のガス除去

( 1 9) 請求項 6に記載のガス除去システムを用いて，前記処理室内の前記ガスを除去し，前記処理室内の被処理体にプラズマ処理を行うことを特徴とする，プラズマ処理装置。