(57)【要約】【課題】  パーフルオロコンパウンドなどの有害成分含有ガスの処理装置の保守整備時期を正確かつ簡便に判定することができる保守整備時期判定方法を提供する。【解決手段】  プラズマ容器３０と、このプラズマ容器内にプラズマ１００を発生させるプラズマ発生機構２０とを備える有害成分含有ガスの処理装置の保守整備時期判定方法において、前記プラズマ発生機構２０から前記プラズマ容器３０に入射するマイクロ波の入射電力と、前記プラズマ容器３０から前記プラズマ発生機構２０に反射するマイクロ波の反射電力との差である実効電力を計測する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ容器と、このプラズマ容器内にプラズマを発生させるプラズマ発生機構とを備える有害成分含有ガスの処理装置の保守整備時期判定方法であって、
前記プラズマ発生機構から前記プラズマ容器に入射するマイクロ波の入射電力と、
前記プラズマ容器から前記プラズマ発生機構に反射するマイクロ波の反射電力との差である実効電力を計測することを特徴とする有害成分含有ガスの処理装置の保守整備時期判定方法。
【請求項２】
処理装置の運転初期における実効電力と、それ以降における実効電力とを比較することを特徴とする請求項１記載の有害成分含有ガスの処理装置の保守整備時期判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有害成分含有ガスの処理装置の保守整備時期判定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程におけるエッチング工程、ＣＶＤ（化学気相成長）チャンバーのクリーニング工程などでは、パーフルオロメタン（以下、「ＣＦ４」と略記する）、パーフルオロエタン（Ｃ２Ｆ６）、パーフルオロプロペン（Ｃ３Ｆ６）、パーフルオロペンタジエン（Ｃ５Ｆ８）、トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）、３フッ化窒素（ＮＦ３）、６フッ化硫黄（ＳＦ６）などが大量に使用されている。これらのガスはパーフルオロコンパウンド（以下、「ＰＦＣ」と略記する）と総称され、地球温暖化の原因である温室効果ガスとされている。従って、ＰＦＣの処理を適切に行い、その排出を抑制することが求められている。
【０００３】
現在、使用されている処理方法としては、燃焼分解方法、加熱分解方法、触媒分解方法、加熱反応方法、回収処理方法、プラズマ分解方法などが挙げられる。これらの中でも、装置の構造が比較的簡単であることから、プラズマ分解方法が最も実用的であるとされており、近年、精力的に研究されている（例えば、特許文献１参照。）。プラズマ分解方法とは、マイクロ波などの電磁波を用いて、ＰＦＣなどの有害成分含有ガスをプラズマ化して分解する方法である。
【０００４】
プラズマ分解方法に用いられる処理装置の一例を図１に示す。この例の処理装置は、反応性ガス供給機構１０と、プラズマ発生機構２０と、プラズマ容器３０とから概略構成されており、有害成分含有ガスとして、半導体製造装置から排出されるＰＦＣを処理するものである。
反応性ガス供給機構１０は、プラズマ容器３０に反応性ガスを供給するためのものである。この反応性ガスは、プラズマ化されたＰＦＣと反応して二酸化炭素、フッ化水素などの安定な化合物を生成し、ＰＦＣ同士の再結合を防止するものである。反応性ガスとしては、加水分解反応を起こす水蒸気、酸化反応を起こす酸素などの酸化剤が用いられる。
【０００５】
プラズマ発生機構２０は、ＰＦＣをプラズマ化するためのマイクロ波を発生して、プラズマ容器３０に入射させるためのものである。このプラズマ発生機構２０には、マイクロ波電源２１とマイクロ波発振器２２とが設けられており、両者は互いに電気ケーブルにより連結されている。このマイクロ波電源２１を操作し、マイクロ波発振器２２に駆動用電力を供給すると、このマイクロ波発振器２２から所定の周波数を有するマイクロ波が発生する。
【０００６】
発生したマイクロ波は、導波管２３、アイソレータ２４を介してパワーモニタ２５に伝播し、このパワーモニタ２５により入射電力が検出される。アイソレータ２４は、プラズマ容器３０から反射するマイクロ波を吸収して、マイクロ波発振器２２を保護するためのものである。また、この反射するマイクロ波にあっては、その反射電力をパワーモニタ２５によって検出することができる。
ついで、マイクロ波は、整合器２６、テーパ導波管２７を介してプラズマ容器３０に入射する。この整合器２６は、反射が最小限になるように負荷を整合するためのものである。また、テーパ導波管２７はプラズマ容器３０に効率良くマイクロ波を伝播するためのものである。
【０００７】
プラズマ容器３０は、その内部においてＰＦＣをプラズマ化して処理するためのものである。このプラズマ容器３０の上部には、ガス流入管３１が取り付けられており、半導体製造装置４０から排出されたＰＦＣを０．０１〜１０％程度含んだ窒素ベースの処理ガスが流通している。このガス流入管３１には、上記反応性ガス供給機構１０が設けられており、反応性ガスが処理ガス中に添加されるようになっている。また、ガス流入管３１は、ガス導入部３２と連通しており、処理ガスと反応性ガスとからなる混合ガスがプラズマ容器３０の内部に導入されるようになっている。
【０００８】
ガス導入部３２の下部には、空洞共振器３３が設けられている。この空洞共振器３３にプラズマ発生機構２０からマイクロ波が入射するとともに共振することにより、ガス導入部３２から導入され、空洞共振器３３内を貫通しているガス流通管３９(石英等のセラミックで製作されている)内を下降する混合ガスがプラズマ化される。空洞共振器３３の下部には、延長管３４、反応管３５が続けて設けられており、プラズマ化された混合ガスは、これらを通って下降するとともに、ＰＦＣと反応性ガスとが反応することにより、二酸化炭素、フッ化水素などの安定なガスを生成する。なお、符号１００はプラズマ容器３０において発生したプラズマを示す。
【０００９】
プラズマ容器３０の底部には冷却装置３６が設けられており、この冷却装置３６から冷却用水が噴霧されることにより、生成したガスが冷却される。その後、一方では、吸引ポンプ３７によってガスがプラズマ容器３０から排出される。また、他方では、排水ポンプ３８によってプラズマ容器３０の底に溜まった水がプラズマ容器３０から排出される。
このような処理装置を用いることにより、ＰＦＣを無害なガスに変換して処理することができる。
【００１０】
ところで、上記処理装置を用いて有害成分含有ガスのプラズマ化を繰り返すと、空洞共振器３３内のガス流通管３９に有害成分含有ガス由来の不純物が付着・蓄積する。この不純物により、整合器２６によって整合したバランスが崩れ、マイクロ波反射電力値が大きくなり、結果、有害成分含有ガスのプラズマ化に寄与するマイクロ波の電力が低下し、処理効率（すなわち、マイクロ波の電力に対する有害成分含有ガスの分解率）が低下する。従って、処理効率を高く維持するためには、空洞共振器３３のガス流通管３９の状態を綺麗に保つように、保守整備を定期的に行う必要がある。この保守整備は、通常、有害成分含有ガスの分解率が低下した時点において行われている。
【特許文献１】特開２００３−２４５５２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、有害成分含有ガスの分解率の計測にあっては、吸引ポンプ３７から排出されるガスを分析する必要があるため時間が掛かり、即時に計測することができなかった。従って、有害成分含有ガスの分解率が計測された時点においては、既に大量の不純物が空洞共振器３３に付着・蓄積しており、保守整備時期を正確に判定することが困難であるという問題があった。
また、前記ガス流通管３９の内部を直接検査すれば、保守整備の時期を正確に判定することはできるが、この直接検査には、処理装置を一部分解する必要があるため時間が掛かり、その間、有害成分含有ガスの処理ができないという問題があった。
【００１２】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、
ＰＦＣなどの有害成分含有ガスの処理装置の保守整備時期を正確かつ即時に判定することができる保守整備時期判定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
かかる課題を解決するため、
請求項１にかかる発明は、プラズマ容器と、このプラズマ容器内にプラズマを発生させるプラズマ発生機構とを備える有害成分含有ガスの処理装置における保守整備時期判定方法であって、前記プラズマ発生機構から前記プラズマ容器に入射するマイクロ波の入射電力と、前記プラズマ容器から前記プラズマ発生機構に反射するマイクロ波の反射電力との差である実効電力を計測することを特徴とする有害成分含有ガスの処理装置の保守整備時期判定方法である。
【００１４】
請求項２にかかる発明は、処理装置の運転初期における実効電力と、それ以降における実効電力とを比較することを特徴とする請求項１記載の有害成分含有ガスの処理装置の保守整備時期判定方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明にかかる有害成分含有ガスの処理装置の保守整備時期判定方法によれば、マイクロ波の入射電力と反射電力との差が、有害成分含有ガスのプラズマ化に寄与する電力に相当し、その計測が簡便であるため、処理装置の保守整備時期を正確かつ即時に判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明にかかる保守整備時期判定方法の一実施形態を、図面に基づいて説明する。
先ず、空洞共振器３３内を貫通しているガス流通管３９に流入する混合ガスを、プラズマ発生機構２０から入射するマイクロ波によりプラズマ化する。この際、空洞共振器３３に入射するマイクロ波の入射電力を、パワーメータ２５により計測する。また、空洞共振器３３から反射するマイクロ波の反射電力も同様に計測し、これら入射電力と反射電力の差（以下、「実効電力」と略記する）を求める。上記パワーメータ２５を用いると、実効電力を簡便かつ即時に計測することができる。
【００１７】
実効電力は、空洞共振器３３において消費された電力、すなわち有害成分含有ガスのプラズマ化に寄与する電力に相当する。図２に、マイクロ波の実効電力に対するＣＦ４の分解率を表すグラフの一例を示す。ＣＦ４は、有害成分含有ガスの１種類である。このグラフから、実効電力はＣＦ４の分解率に対して単調に増加していることがわかる。従って、実効電力と有害成分含有ガスの分解率の間には相関関係があり、実効電力を計測することにより、分解率を推定することができる。なお、ＣＦ４以外の有害成分含有ガスついて同様の測定を行ったところ、実効電力に対してＣＦ４と同様の相関関係があることが確認された。
【００１８】
次に、上述したような実効電力と有害成分含有ガスの分解率の相関関係に基づいて、高い分解率を示す処理装置の運転初期における初期実効電力値を記録する。ついで、処理装置を用いて有害成分含有ガスを処理するとともに、実効電力を計測し、初期実効電力値と比較する。実効電力の計測値が初期実効電力値以上である場合には、有害成分含有ガスの分解率は良好であり、空洞共振器３３内のガス流通管３９の内面における不純物量は少ないと判断される。一方、実効電力の計測値が初期実効電力値未満、例えば、初期実効電力値の９０％以下となった場合には、有害成分含有ガスの分解率が低下し、前記ガス流通管３９内の不純物量が多いと判断される。すなわち、処理装置の保守整備時期であると判定される。
【００１９】
このように、実効電力を計測することにより、有害成分含有ガスの分解率を推定することができる。また、実効電力は、上述したように、パワーメータ２５により簡便かつ即時に計測され得るものである。従って、実効電力を扱うことにより、処理装置の保守整備時期を正確かつ即時に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明におけるプラズマ式処理装置の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態にかかるマイクロ波の実効電力に対するＣＦ４の分解率を表すグラフの一例である。
【符号の説明】
【００２１】
２０・・・マイクロ波発生機構、３０・・・プラズマ容器、１００・・・プラズマ
【図１】
2006102718.tif 000003
【図２】
2006102718.tif 000004