(57)【要約】【課題】  除害装置の排ガス分解能が低い場合でも、十分な除害効果を得ることができる排ガスの除害方法及びその除害システム、電子デバイスの製造システムを提供する。【解決手段】  ドライエッチング装置３０から排出される排ガスを除害装置１を用いて除害処理する方法であって、ドライエッチング装置３０から排出された排ガスを除害装置１に導入して除害処理する。次に、除害装置１で除害処理した後の排ガスを当該除害装置１から排出し、排出した排ガスを除害装置１に再び導入して除害処理する。これにより、除害装置１の排ガス分解能が低い場合でも、除害システム１０全体で排ガスの分解率を高めることができる。【選択図】  図１
2006205121.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の製造装置から排出される排ガスを除害装置を用いて除害処理する方法であって、
前記製造装置から排出された前記排ガスを前記除害装置に導入して除害処理する工程と、
前記除害装置で除害処理した後の前記排ガスを当該除害装置から排出し、排出した前記排ガスを前記除害装置に再び導入して除害処理する工程と、を含むことを特徴とする排ガスの除害方法。
【請求項２】
前記排ガスを前記除害装置に再び導入して除害処理する工程では、
前記除害装置から排出した前記排ガスの全てを当該除害装置に再び導入することを特徴とする請求項１に記載の排ガスの除害方法。
【請求項３】
前記排ガスを前記除害装置に再び導入して除害処理する工程を、複数回繰り返して行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の排ガスの除害方法。
【請求項４】
前記排ガスはＳＦ６を含み、
前記ＳＦ６を含む前記排ガスを除害処理する際には、前記排ガスにＯ２を添加し、前記Ｏ２が添加された前記排ガスを前記除害装置内でプラズマ処理することを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の排ガスの除害方法。
【請求項５】
所定の製造装置から排出される排ガスを除害処理する除害システムであって、
前記製造装置から排出された前記排ガスを除害処理する除害装置と、
前記除害装置で除害処理された後の前記排ガスを貯めるガス容器と、
前記ガス容器に貯められた前記排ガスを前記除害処理装置に再び導入する排ガス再導入機構と、を有することを特徴とする排ガスの除害システム。
【請求項６】
請求項５に記載された除害システムと、
前記除害システムによって排ガスの除害処理が行われる電子デバイスの製造装置と、を備えたことを特徴とする電子デバイスの製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガスの除害方法及びそのシステム、電子デバイスの製造システムに関し、特に、除害装置の排ガス分解能が低い場合でも、除害システム全体で排ガスの分解率を高めることができる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置のタングステン（Ｗ）プラグを形成する工程では、Ｗ膜に対するドライエッチングガスとして、一般にＳＦ６（六フッ化硫黄）が用いられている。ＳＦ６やＰＦＣ（Ｐｅｒ  Ｆｌｕｏｒｏ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）ガスは地球温暖化との関係が指摘されており、その排出量の削減が強く求められている。このような要求から、ドライエッチング装置に繋がる排気ラインには、除害装置が設けられており、ＳＦ６やＰＦＣガスの外界への排出量削減が図られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図３は、従来例に係る除害システム２０の構成例を示す図である。この除害システム２０は、ドライエッチング装置３０から排出される排ガス中のＳＦ６をプラズマ分解して外界に排出するものである。図３に示すように、この除害システム２０は、除害装置２１と、ポンプ２２と、添加ガス供給系２３と、を含んだ構成となっている。除害装置２１の内部には高周波印加用の電極が設けられており、ＳＦ６に高周波の印加が行えるようになっている。また、添加ガス供給系２３は、除害装置２１の内部に添加ガスを供給するための配管を有する。供給される添加ガスは、例えば酸素（Ｏ２）である。
【０００４】
この除害システム２０では、除害装置２１がドライエッチング装置３０から除害ＯＮ信号を受けて、その除害処理を開始するようになっている。除害装置２１への除害ＯＮ信号の送信タイミングは、ガス供給系３１から反応容器３２に向けてＳＦ６の供給が開始されるタイミングと同時である。また、この除害ＯＮ信号を受けて、添加ガス供給系２３から除害装置２１の内部にＯ２が供給される。
【０００５】
ドライエッチング装置３０のガス供給系３１から反応容器３２に到達したＳＦ６のうち、ドライエッチングに使用されなかった未消費のＳＦ６は、ＴＭＰ（ターボ分子ポンプ）３３により反応容器３２内から除害装置２１に排出される。そして、除害装置２１では、反応容器３２から排出されたＳＦ６にＯ２が添加され、かつ高周波が印加される。これにより、ＳＦ６は分解され、その後ポンプ２２によって大気中に放出される。
【特許文献１】特開２００３−２８２４６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、図３に示した除害システム２０では、添加ガスがＯ２の場合、ＳＦ６の分解率（除害率）は７５〜８０％と低く、未分解のＳＦ６（即ち、残り２０〜２５％のＳＦ６）がそのまま、大気中の放出されてしまうという問題があった。ＳＦ６は化学的に安定しており、しかもＣＯ２と比べて地球の温暖化を著しく促進するので、そのまま大気中に放出されると地球環境に悪影響を及ぼしてしまう。
【０００７】
本発明は、このような従来の技術の有する未解決の課題に着目してなされたものであって、除害装置の排ガス分解能が低い場合でも、十分な除害効果を得ることができる排ガスの除害方法及びその除害システム、電子デバイスの製造システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
〔発明１〕  上記目的を達成するために、発明１の排ガスの除害方法は、所定の製造装置から排出される排ガスを除害装置を用いて除害処理する方法であって、前記製造装置から排出された前記排ガスを前記除害装置に導入して除害処理する工程と、前記除害装置で除害処理した後の前記排ガスを当該除害装置から排出し、排出した前記排ガスを前記除害装置に再び導入して除害処理する工程と、を含むことを特徴とするものである。
【０００９】
ここで、所定の製造装置とは、例えば半導体装置やＬＣＤ等の電子デバイスを製造するための製造装置である。
このような構成であれば、除害装置の排ガス分解能が低い場合でも、除害システム全体で排ガスの分解率を高めることができ、十分な除害効果を得ることができる。
〔発明２〕  発明２の排ガスの除害方法は、発明１の排ガスの除害方法において、前記排ガスを前記除害装置に再び導入して除害処理する工程では、前記除害装置から排出した前記排ガスの全てを当該除害装置に再び導入することを特徴とするものである。
【００１０】
このような構成であれば、製造装置から排出された排ガスの全てが繰り返し除害処理されるので、排ガスの一部のみを繰り返し除害処理する場合と比べて、分解率を平均にすることができる。
〔発明３〕  発明３の排ガスの除害方法は、発明１又は発明２の排ガスの除害方法において、前記排ガスを前記除害装置に再び導入して除害処理する工程を、複数回繰り返して行うことを特徴とするものである。
【００１１】
このような構成であれば、排ガスの分解率をさらに高めることができ、より高い除害効果を得ることができる。
〔発明４〕  発明４の排ガスの除害方法は、発明１から発明３の何れか一の排ガスの除害方法において、前記排ガスはＳＦ６を含み、前記ＳＦ６を含む前記排ガスを除害処理する際には、前記排ガスにＯ２を添加し、前記Ｏ２が添加された前記排ガスを前記除害装置内でプラズマ処理することを特徴とするものである。
【００１２】
このような構成であれば、排ガスにＨ２Ｏを添加して分解する場合と比べて、ＨＦが発生しないので、除害装置内の腐食を抑制することができる。
〔発明５〕  発明５の排ガスの除害システムは、所定の製造装置から排出される排ガスを除害処理する除害システムであって、前記製造装置から排出された前記排ガスを除害処理する除害装置と、前記除害装置で除害処理された後の前記排ガスを貯めるガス容器と、前記ガス容器に貯められた前記排ガスを前記除害処理装置に再び導入する排ガス再導入機構と、を有することを特徴とするものである。
【００１３】
このような構成であれば、同一の除害装置を用いて排ガスを複数回除害処理することができるので、除害装置の排ガス分解能が低い場合でも、除害システム全体で排ガスの分解率を高めることができる。
〔発明６〕  発明６の電子デバイスの製造システムは、発明５の排ガスの除害システムと、前記除害システムによって排ガスの除害処理が行われる電子デバイスの製造装置と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
このような構成であれば、発明５の除害システムが応用されるので、除害装置の排ガス分解能が低い場合でも、除害システム全体で排ガスの分解率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る排ガスの除害方法及びその除害システム、電子デバイスの製造システムについて説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る除害システム１０の構成例を示す図である。この除害システム１０は、ドライエッチング装置３０から排出される排ガス中のＳＦ６（六フッ化硫黄）をプラズマ分解して外界に排出するものである。図１に示すように、この除害システム１０は、除害装置１と、ポンプ２と、添加ガス供給系３と、三方弁４と、バッファタンク５と、圧力センサ６と、ＭＦＣ７と、循環用配管８とを含んだ構成となっている。
【００１６】
除害装置１は、ドライエッチング装置３０側から送られてくる排ガスを分解して無害化する装置である。この除害装置１の内部には高周波印加用の電極が設けられており、排ガスに高周波を印加するようになっている。また、添加ガス供給系３は、除害装置１の内部に所定の添加ガスを供給する機能を有するものである。添加ガスとしては、例えば酸素（Ｏ２）、水（Ｈ２Ｏ）等が挙げられるが、この実施形態では、除害装置１内の腐食を抑制する目的で、添加ガスにＯ２を用いる。
【００１７】
ポンプ２は、除害装置１で除害処理された後の排ガスを、除害装置１の外側へ引き出すためのものである。このポンプ２は、例えばドライポンプ２、又はロータリポンプ２である。また、三方弁４は、除害装置１の排気側に接続する配管と、工場排気用の配管と、バッファタンク５に繋がる配管とにそれぞれ接続している。
図１において、三方弁４が工場排気用の配管に対して開いている（即ち、工場排気側に向いている）ときには、ポンプ２によって除害装置１から排出された排ガスの全量が、工場排気用の配管内に流れ込むようになっている。工場排気用の配管内に流れ込んだ排ガスは、その後、例えば湿式スクラバなどで除塵処理された後で大気中に放出される。一方、三方弁４がバッファタンク５側に向いているときには、ポンプ２によって除害装置１から排出された排ガスの全量が、バッファタンク５内に流れ込むようになっている。
【００１８】
バッファタンク５は、除害装置１で除害処理された後の排ガスを貯めるための密閉可能な容器である。図１に示すように、このバッファタンク５には圧力センサ６が取り付けられており、バッファタンク５内の圧力をリアルタイムに測定することができるようになっている。
ＭＦＣ７（ｍａｓｓ  ｆｌｏｗ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）は、バッファタンク５を密閉可能に保持したり、バッファタンク５から除害装置１側へ排ガスを流すときには、その流量を調整したりする機能を有するものである。バッファタンク５と除害装置１との間には排ガスを流すための循環用配管８が取り付けらており、この循環用配管８にＭＦＣ７が取り付けられている。ＭＦＣ７の流量の制御可能な範囲は、０［ｓｃｃｍ］以上、任意の値以下である。
【００１９】
次に、ドライエッチング装置３０について説明する。ドライエッチング装置３０では、例えばタングステン（Ｗ）膜がエッチングされる。Ｗプラグの製造工程では、このドライエッチング装置３０によって、Ｗ膜がエッチバックされる。
図１に示すように、このドライエッチング装置３０は、密閉可能な反応容器３２と、この反応容器３２内にＳＦ６やＯ２等のエッチングガスを供給するガス供給系３１と、ＴＭＰ（ターボ分子ポンプ）３３と、を含んだ構成となっている。この実施形態では、個々のドライエッチング装置３０の後段に、除害システム１０がそれぞれ１つずつ接続しており、反応容器３２内でドライエッチングに使用されなかった未消費のＳＦ６は、この後段に接続した除害システム１０によって分解されるようになっている。
【００２０】
次に、この除害システム１０を用いて、ドライエッチング装置３０から排出された排ガスを除害処理する方法について説明する。
図２は、除害システム１０の動作例を示すタイムチャートである。ここでは、図２のステップ１〜６の各ステップにおいて、図１に示したＴＭＰ３３及びポンプ２は、その排気動作を常時行っているものとする。また、圧力センサ６は、バッファタンク５内の圧力をリアルタイムで常時監視しているものとする。
【００２１】
図２のステップ１で、ドライエッチング装置３０がその反応容器３２内でのエッチング処理を停止している（即ち、ｓｔａｎｄ  ｂｙ）しているときには、ガス供給系３１から反応容器３２に向けてのＳＦ６の供給も停止しており、三方弁４は工場排気側に向いている。また、除害装置１も停止（ｓｔａｎｄ  ｂｙ）しており、添加ガスＯ２の供給も停止している。ＭＦＣ７は、バッファタンク５を真空状態に保つように、開放（ｏｐｅｎ）となっている。
【００２２】
このようなスタンバイ状態において、ドライエッチング装置３０がその反応容器３２内で加工ワーク（即ち、Ｗ膜）のエッチング処理を開始するときには、ステップ２へ進む。
図２のステップ２では、ドライエッチング装置３０は反応容器３２内でのエッチング処理を開始（ｒｕｎ）し、ガス供給系３１は反応容器３２内にＳＦ６とＯ２とを供給する。また、ガス供給系３１から反応容器３２内へＳＦ６の供給を開始すると同時に、ドライエッチング装置３０は除害装置１に除害ＯＮ信号を送信する。
【００２３】
この除害ＯＮ信号を受けて、除害装置１も直ちに除害処理を開始（ｒｕｎ）する。除害装置１が除害処理を開始すると同時に、添加ガス供給系３は除害装置１に向けて添加ガスであるＯ２を供給する。さらに、三方弁４を工場排気側からバッファタンク５側に向けら、ＭＦＣ７を閉じた状態（ｃｌｏｓｅ）にする。
このような状態では、ガス供給系３１から反応容器３２に到達したＳＦ６のうち、ドライエッチングに使用されなかった未消費のＳＦ６を含む排ガスの全てが、ＴＭＰ３３によって反応容器３２内から除害装置１に向けて排出される。そして、排出された排ガスは添加ガスであるＯ２と混合され、その後、除害装置１内で高周波を印加される。この１回目の除害処理によって、排ガス中に含まれる未消費のＳＦ６のうち、その７５〜８０％程度が分解される。
【００２４】
次に、このＳＦ６が７５〜８０％程度まで分解された排ガスは、ポンプ２によって除害装置１の外側へ引き出され、その全てが三方弁４及び配管を通ってバッファタンク５内に貯められていく。このようなバッファタンク５内への排ガスの送出によって、バッファタンク５内の圧力は徐々に高まっていく。そして、圧力センサ６による測定値が予め設定された値、例えば０．２５［ＭＰａ］に到達したら、圧力センサ６はドライエッチング装置３０に向けて処理停止信号を送信する。次に、図２のステップ３へ進む。
【００２５】
ステップ３では、ドライエッチング装置３０は、圧力センサ６からの処理停止信号を受けて、その反応容器３２内での次加工ワークのエッチング処理を停止する。また、ガス供給系３１から反応容器３２内に向けてのＳＦ６の供給も停止する。これに対して、除害装置１はその除害処理を続けて行い、添加ガス供給系３はＯ２ガスの供給を続けて行う。さらに、三方弁４はバッファタンク５側に向けたままにし、かつＭＦＣ７は開いて（ｏｐｅｎ）、一定流量の排ガスがバッファタンク５から除害装置１側へ流れるようにする。
【００２６】
これにより、バッファタンク５内に貯められた排ガスは、循環用配管８を通って除害装置１に徐々に導入され、その全てが除害装置１で再び除害処理される。そして、この再度の除害処理が行われた後の排ガスは、ポンプ２によって除害装置１の外側へ引き出され、その全てが三方弁４及び配管を通ってバッファタンク５に再送される。
ステップ４では、ステップ３の状態を例えば２０分間維持し、除害装置１とバッファタンク５との間で排ガスを複数回、繰り返し循環させる。これにより、例えば、排ガス全ての中に含まれるＳＦ６のうち、その９５［％］程度が分解される。
【００２７】
つまり、ＳＦ６の分解率を平均値で９５［％］程度まで高めることができる。排ガスの循環回数を多くするほど（即ち、ステップ４の時間を長くするほど）、ＳＦ６の分解率を高めることができる。この実施形態では、例えばステップ４で２０分が経過した後で、ステップ５へ進む。
ステップ５では、ドライエッチング装置３０をｓｔａｎｄ  ｂｙとし、かつ、除害装置１をｒｕｎさせたままの状態で、三方弁４を工場排気側に向ける。ＭＦＣ７はｏｐｅｎのままである。これにより、ＳＦ６の分解率が例えば９５％程度まで高められた排ガスは、その全量が工場排気用の配管内に流れ込み、バッファタンク５内の圧力は真空近くまで低くなる。
【００２８】
そして、ポンプ２によるバッファタンク５内からの排気動作によって、圧力センサ６の測定値が測定限界値近くまで下がったら、圧力センサ６はドライエッチング装置３０に向けて処理再開信号を送信する。この処理再開信号を送信した後で、図２のステップ１へ戻る。ステップ１に戻った後は、ドライエッチング装置３０は反応容器３２内でのエッチング処理をいつでも再開することが可能である。
【００２９】
このように、本発明の実施形態に係る除害システム１０によれば、ドライエッチング装置３０から排出された排ガスの全てが繰り返し除害処理される。従って、除害装置１のＳＦ６に対する分解能が例えば分解率７５〜８０％程度と低い場合でも、その分解率を除害システム１０全体で平均値で９５％程度まで高めることができる。これにより、十分な除害効果を得ることができる。
【００３０】
また、本発明の実施形態に係る電子デバイスの製造システムは、上述した除害システム１０と、この除害システム１０によって排ガスの除害処理が行われるドライエッチング装置３０と、を備えたものである。このような構成であれば、上述した除害システム１０が応用されるので、除害装置１の排ガス分解能が低い場合でも、除害システム１０全体で排ガスの分解率を高めることが可能である。
【００３１】
この実施形態では、ドライエッチング装置３０が本発明の「所定の製造装置」に対応し、バッファタンク５が本発明の「ガス容器」に対応している。また、ＭＦＣ７と、循環用配管８とが本発明の「排ガス再導入機構」に対応している。
なお、図１に示した除害システム１０において、三方弁４やバッファタンク５を設けず、複数台の除害装置１を工場排気の方向に沿って直列に接続することで、排ガスを連続的に除害処理することができるようにし、排ガスの分解率を高める方法も考えられる。しかし、除害装置１は高価な装置である。それゆえ、既存の除害システム１０に対して、複数台の除害装置１を直列に接続するような改造を施す場合には、その改造に多額のコストがかかってしまう。
【００３２】
これに対して、本実施形態では除害装置１の台数は１台で足りる。追加するものは、三方弁４や、バッファタンク５、圧力センサ６、ＭＦＣ７及び循環用配管８等である。プラズマ発生装置のような、高価な装置の追加を必要としない。従って、あまりコストをかけることなく、図３に示した既存の除害システム２０を、除害システム１０に改造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施の形態に係る除害システム１０の構成例を示す図。
【図２】除害システム１０の動作例を示すタイムチャート。
【図３】従来例に係る除害システム２０の構成例を示す図。
【符号の説明】
【００３４】
１  除害装置、２  ポンプ、３  添加ガス供給系、４  三方弁、５  バッファタンク、６  圧力センサ、７  ＭＦＣ、８  循環用配管、１０  除害システム、２０  除害システム、２１  除害装置、２２  ポンプ、２３  添加ガス供給系、３０  ドライエッチング装置、３１  ガス供給系、３２  反応容器、３３  ＴＭＰ
【図１】
2006205121.tif 000003
【図２】
2006205121.tif 000004
【図３】
2006205121.tif 000005