(57)【要約】【課題】フッ素系ガス（ＰＦＣガス）を高分解率で分解処理できるガス処理装置を提供する。【解決手段】処理チャンバ１２におけるエッチングプロセス中は、バックポンプ２４がフルパワーで駆動されて、ガス流通管２２１内の圧力が１Ｔｏｒｒ以下に減圧される。また、酸素・不活性ガス導入管２５から上流側接続管２１に、それぞれ所定流量の酸素ガスおよび不活性ガスが導入される。さらに、高周波電源２２３からコイル２２２に所定の周波数で２０００Ｗａｔｔ以下の高周波電力が供給される。これにより、ガス流通管２２１内には、高周波誘導磁場による誘導電磁場が生じ、この誘導電磁場によって、ガス流通管２２１内に流入した排ガス、酸素ガスおよび不活性ガスの強電離プラズマが生成される。この結果、排ガス中のＰＦＣガスはほとんど分解され、ガス流通管２２１から排出されるガスはＰＦＣガスをほとんど含まない。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ生成空間を有し、このプラズマ生成空間内でフッ素系ガス、不活性ガスおよび酸素ガスを含む処理対象ガスのプラズマを生成することにより、当該処理対象ガス中のフッ素系ガスを９０％以上の分解率で分解することを特徴とするガス処理装置。
【請求項２】
処理対象ガス中の不活性ガスの割合が４０％以上であり、かつ、当該処理ガス中の酸素の割合が５〜３０％の範囲に含まれることを特徴とする請求項１記載のガス処理装置。
【請求項３】
処理対象ガス中の不活性ガスは、ＡｒまたはＨｅであることを特徴とする請求項１または２記載のガス処理装置。
【請求項４】
処理対象ガスが流通するとともにプラズマ生成空間を提供するガス流通管と、
このガス流通管の外周に設けられて、当該ガス流通管内に電場または磁場を形成するためのコイルと、
このコイルに周波数が５０ｋＨｚ〜２０ＭＨｚの範囲に含まれる高周波電力を印加する高周波電源と
を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のガス処理装置。
【請求項５】
上記高周波電力の周波数が、５０ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの範囲に含まれることを特徴とする請求項４記載のガス処理装置。
【請求項６】
上記高周波電力は、２０００Ｗａｔｔ以下であることを特徴とする請求項４または５記載のガス処理装置。
【請求項７】
上記プラズマ生成空間の圧力が、１０Ｔｏｒｒ以下であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のガス処理装置。
【請求項８】
上記プラズマ生成空間の圧力が、１Ｔｏｒｒ以下であることを特徴とする請求項７記載のガス処理装置。
【請求項９】
上記プラズマ生成空間の圧力を計測するための圧力計測手段を含むことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載のガス処理装置。
【請求項１０】
上記圧力計測手段が所定値以上の圧力を計測したことに応答して、予め定める異常発生処理を実行する手段をさらに含むことを特徴とする請求項９記載のガス処理装置。
【請求項１１】
上記ガス処理装置は、フッ素系ガスを含むプロセスガスを用いた処理を半導体基板に施すための処理チャンバに接続されて、この処理チャンバから排出されるガスを処理対象ガスとするものであり、
上記処理チャンバと上記プラズマ生成空間との間に不活性ガスを導入する不活性ガス導入手段および酸素ガスを導入する酸素導入手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載のガス処理装置。
【請求項１２】
上記不活性ガス導入手段によって導入される不活性ガスは、ＡｒまたはＨｅであることを特徴とする請求項１１記載のガス処理装置。
【請求項１３】
上記ガス処理装置は、フッ素系ガスを含むガスを用いた処理を半導体基板に施すための処理チャンバに接続されて、この処理チャンバに半導体基板の処理のために供給されるガスを処理対象ガスとするものであることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載のガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、フッ素系ガスを分解処理するガス処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造工程においては、たとえば、半導体基板の表面に形成されたＳｉＯ２膜やＷ（タングステン）膜をエッチング処理により微細パターン化する工程が行われる。
ＳｉＯ２膜やＷ膜のエッチング処理に用いられるプロセスガスには、ＰＦＣ（ＰｅｒＦｌｕｏｒｏ−Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）ガスと総称されるフッ素系のガス（たとえば、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ８、ＣＨＦ３、ＳＦ６およびＮＦ３など）が用いられており、そのエッチング処理のための装置からの排ガスには、未反応のまま残ったＰＦＣガスが含まれている。従来、エッチング処理のための装置からの排ガスは、そのまま大気中に放出されていたが、ＰＦＣガスは地球温暖化係数が比較的高い温室効果ガスであることから、近年では、エッチング処理のための装置からの排ガスの地球温暖化への影響が懸念されており、排ガス中に含まれるＰＦＣガスの十分な分解処理が望まれている。
【０００３】
フッ素系ガスを含有する排ガスを処理する方法として、たとえば、下記特許文献１に記載された方法などが提案されているが、従来から提案されている方法は、いずれもフッ素系ガスを十分に分解処理することができるものではなかった。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−８５９３９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明の目的は、フッ素系ガス（ＰＦＣガス）を高分解率で分解処理でき、これによりフッ素系ガスの排出による地球温暖化を防止できるガス処理装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、プラズマ生成空間を有し、このプラズマ生成空間内でフッ素系ガス（ＰＦＣガス）、不活性ガスおよび酸素ガスを含む処理対象ガスのプラズマを生成することにより、当該処理対象ガス中のフッ素系ガスを９０％以上の分解率で分解することを特徴とするガス処理装置（２；４）である。
【０００７】
括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この発明によれば、フッ素系ガスを９０％以上の高分解率で分解処理でき、これによりフッ素系ガスの排出による地球温暖化を防止することができる。
なお、上記ガス処理装置は、処理対象ガス中のフッ素系ガスを９５％以上の分解率で分解するものであることが好ましい。
【０００８】
また、請求項２に記載のように、処理対象ガス中の不活性ガスの割合が４０％以上であり、かつ、当該処理ガス中の酸素の割合が５〜３０％の範囲に含まれることが好ましい。
また、請求項３に記載のように、処理対象ガス中の不活性ガスは、ＡｒまたはＨｅであってもよい。
請求項４記載の発明は、処理対象ガスが流通するとともにプラズマ生成空間を提供するガス流通管（２２１；４１）と、このガス流通管の外周に設けられて、当該ガス流通管内に電場または磁場を形成するためのコイル（２２２；４２）と、このコイルに周波数が５０ｋＨｚ〜２０ＭＨｚの範囲に含まれる高周波電力を印加する高周波電源（２２３；４３）とを含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のガス処理装置である。
【０００９】
この発明によれば、高周波電源からコイルに高周波電力を供給することにより、ガス流通管内に高周波誘導磁場による誘導電磁場が生じ、この誘導電磁場によって、ガス流通管内に流入した処理対象ガスのプラズマを生成することができ、フッ素系ガスを９０％以上の高い分解率で分解することができる。
なお、ガス処理装置のイニシャルコストを低く抑える目的から、請求項５記載のように、高周波電力の周波数は５０ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの範囲に含まれることが好ましく、さらに請求項６に記載のように、高周波電力は２０００Ｗａｔｔ以下であることがより好ましい。
【００１０】
請求項７記載の発明は、上記プラズマ生成空間の圧力（上記ガス流通管内の圧力）が、１０Ｔｏｒｒ以下であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のガス処理装置である。
この発明のように、プラズマを生成する空間の圧力が１０Ｔｏｒｒ以下であれば、処理対象ガスのプラズマを良好に生成することができ、フッ素系ガスの高い分解率を確保することができる。
【００１１】
ただし、請求項８に記載のように、上記プラズマ生成空間の圧力（上記ガス流通管内の圧力）は１Ｔｏｒｒ以下であることがより好ましい。
また、請求項９に記載のように、上記プラズマ生成空間の圧力（上記ガス流通管内の圧力）を計測するための圧力計測手段（２６；４５）を含むことが好ましく、この場合、請求項１０に記載のように、上記圧力計測手段が所定値以上の圧力を計測したことに応答して、予め定める異常発生処理を実行する手段をさらに含むことがより好ましい。予め定める異常発生処理は、処理対象ガスの発生を強制的に停止させるといった処理であってもよいし、アラームまたはエラー表示による警報を発生させるといった処理であってもよい。予め定める異常発生処理が処理対象ガスの発生を強制的に停止させるといった処理である場合、この異常発生処理を実行する手段を備えることにより、プラズマを生成する空間の圧力異常のために分解処理されずに残ったフッ素系ガスが大気に放出されるのを防止することができる。
【００１２】
請求項１１記載の発明は、上記ガス処理装置は、フッ素系ガスを含むプロセスガスを用いた処理を半導体基板（Ｓ）に施すための処理チャンバ（１２）に接続されて、この処理チャンバから排出されるガスを処理対象ガスとするものであり、上記処理チャンバと上記プラズマ生成空間（上記ガス流通管）との間（たとえば、上記処理チャンバと上記プラズマ生成空間とを接続する配管（２１）の途中部）に不活性ガスを導入する不活性ガス導入手段（２５，２５２）および酸素を導入する酸素ガス導入手段（２５，２５２）をさらに備えていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載のガス処理装置である。
【００１３】
この発明によれば、不活性ガス導入手段および酸素ガス導入手段が備えられているので、処理チャンバから排出される処理対象ガスに不活性ガスおよび酸素ガスを導入して、処理対象ガス中の不活性ガスおよび酸素ガスの割合を常に適正な範囲に保つことができ、良好なプラズマを生成できるので、高効率でガスを分解できる。
なお、請求項１２に記載のように、上記不活性ガス導入手段によって導入される不活性ガスはＡｒまたはＨｅであってもよい。
【００１４】
請求項１３記載の発明は、上記ガス処理装置は、フッ素系ガスを含むガスを用いた処理を半導体基板に施すための処理チャンバ（１２）に接続されて、この処理チャンバに半導体基板（Ｓ）の処理のために供給されるガスを処理対象ガスとするものであることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載のガス処理装置である。
この発明によれば、処理チャンバに向けて供給されるガスに含まれるフッ素系ガスは高い分解率で分解され、処理チャンバに供給されるガスにはフッ素系ガスがほとんど含まれていないので、処理チャンバからの排ガスをそのまま大気中に放出しても、フッ素系ガスによる地球温暖化を招くおそれがない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係るガス処理装置が備えられた基板処理装置の構成を概念的に示す図である。この基板処理装置は、たとえば、半導体基板Ｓの表面に形成されたＳｉＯ２膜やＷ（タングステン）膜などの薄膜を微細パターンに加工するためのエッチングプロセスを行う装置であり、半導体基板Ｓを支持するための基板ステージ１１を収容した処理チャンバ１２を備えている。
【００１６】
処理チャンバ１２には、ＰＦＣ（ＰｅｒＦｌｕｏｒｏ−Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）ガス（たとえば、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ８、ＣＨＦ３、ＳＦ６またはＮＦ３など）を含むプロセスガスを導入するためのプロセスガス導入管１３が接続されている。プロセスガスには、ＰＦＣガスの他に、酸素ガスおよび／または窒素ガス、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎｅ、ＸｅおよびＨｅの中から選択された１または２以上の不活性ガスが含まれている。
【００１７】
また、処理チャンバ１２には、処理チャンバ１２内を排気して減圧するための真空排気系１４が接続されている。この真空排気系１４は、処理チャンバ１２に真空排気管１４１を介して接続された真空ポンプ１４２を備えている。真空ポンプ１４２としては、たとえば、ターボ分子ポンプまたはメカニカルブースタポンプを用いることができる。
エッチングプロセスでは、半導体基板Ｓが、図示しない搬送ロボットにより処理チャンバ１２に搬入されて、その表面（薄膜が形成されている面）を上に向けた状態で基板ステージ１１上に載置される。次いで、真空ポンプ１４２が駆動されて、処理チャンバ１２内がほぼ真空状態まで減圧された後、その処理チャンバ１２内にプロセスガス導入管１３からプロセスガスが導入される。そして、たとえば、基板ステージ１１とこの基板ステージ１１の上方に対向配置されたプレート（図示せず）との間に高周波電力が印加されることにより、プロセスガス中のＰＦＣガスのプラズマが生成され、このＰＦＣガスのプラズマによって半導体基板Ｓの表面の薄膜がエッチング除去されていく。
【００１８】
エッチングプロセス中に真空排気系１４の働きによって処理チャンバ１２から排出されるガス（排ガス）は、真空排気系１４の下流側に設けられたガス処理装置２に導かれるようになっている。すなわち、処理チャンバ１２からの排ガスには、処理チャンバ１２で電離しなかったＰＦＣガスが含まれており、この地球温暖化係数の高いＰＦＣガスが大気中に放出されるのを防止するために、処理チャンバ１２からの排ガスは、ＰＦＣガスを分解処理するためのガス処理装置２に導入されるようになっている。
【００１９】
ガス処理装置２は、真空ポンプ１４２の吐出口にステンレス製の上流側接続管２１を介して接続されたガス分解部２２と、このガス分解部２２にステンレス製の下流側接続管２３を介して接続されたバックポンプ２４と、上流側接続管２１の途中部に接続された酸素・不活性ガス導入管２５と、下流側接続管２３内の圧力を計測するための圧力計２６とを備えている。
ガス分解部２２は、上流側接続管２１と下流側接続管２３との間に介装されて、上流側接続管２１および下流側接続管２３に連通するとともに内部にプラズマ生成空間を提供するガス流通管２２１と、このガス流通管２２１の外周に設けられて、ガス流通管２２１内に誘導電磁場を形成するためのコイル２２２と、このコイル２２２に高周波電力を印加する高周波電源２２３とを含む構成であり、バックポンプ２４は、ガス流通管２２１内を減圧するために設けられている。ガス流通管２２１は、たとえば、セラミックスなどの絶縁材料を用いて形成されている。
【００２０】
酸素・不活性ガス導入管２５には、酸素ガス供給管２５１および不活性ガス供給管２５２が接続されており、これらの酸素ガス供給管２５１および不活性ガス供給管２５２から、それぞれ酸素（Ｏ２）ガスおよび不活性ガス（Ａｒ）が供給されるようになっている。酸素ガス供給管２５１および不活性ガス供給管２５２の途中部には、それぞれ流量制御機構２５３，２５４が設けられており、この流量制御機構２５３，２５４により、酸素・不活性ガス導入管２５に供給される酸素ガスおよび不活性ガスの流量を制御できるようになっている。
【００２１】
エッチングプロセス中は、バックポンプ２４がフルパワーで駆動されて、ガス流通管２２１内の圧力が１Ｔｏｒｒ以下に減圧される。ガス流通管２２１内の圧力は、圧力計２６で常に計測されており、この圧力計２６によって計測される圧力が１０Ｔｏｒｒ以上になると、基板処理装置による処理が強制的に停止されるとともに、アラームまたはエラー表示による警報が発せられるようになっている。また、エッチングプロセス中は、酸素・不活性ガス導入管２５から上流側接続管２１に、それぞれ所定流量の酸素ガスおよび不活性ガスが導入される。具体的には、ガス流通管２２１に流入するガス中の不活性ガスの割合が４０％以上であり、かつ、酸素ガスの割合が５〜３０％の範囲となるように、酸素・不活性ガス導入管２５から上流側接続管２１に供給される酸素ガスおよび不活性ガスの流量が調整される。さらに、高周波電源２２３からコイル２２２に所定の周波数（５０ｋＨｚ〜２０ＭＨｚ、好ましくは５０ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの範囲内の周波数）で２０００Ｗａｔｔ以下の高周波電力が供給される。高周波電力を２０００Ｗａｔｔ以下に制限しているのは、ガス処理装置２のランニングコストを抑える目的である。
【００２２】
これにより、ガス流通管２２１内には、高周波誘導磁場による誘導電磁場が生じ、この誘導電磁場によって、ガス流通管２２１内に流入した排ガス、酸素ガスおよび不活性ガス（処理対象ガス）の強電離プラズマが生成される。この結果、ガス流通管２２１からは、ＰＦＣガスをほとんど含まないガスが排出される。たとえば、処理チャンバ１２からの排ガスにＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８またはＣ４Ｆ８が含まれる場合、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８またはＣ４Ｆ８はガス流通管２２１内で高分解率で分解（電離）され、ガス流通管２２１からはＦ２、ＣＯ２およびＡｒ（不活性ガス）を含むガスが流出する。また、たとえば、処理チャンバ１２からの排ガスにＣＨＦ３が含まれる場合には、ガス流通管２２１からＨＦ、ＣＯ２およびＡｒ（不活性ガス）を含むガスが流出する。
【００２３】
ガス流通管２２１から流出するガスは、下流側接続管２３、バックポンプ２４およびこのバックポンプ２４の吐出口に接続された接続管２７を介して、スクラバ３内に流入するようになっている。スクラバ３内には、Ｈ２Ｏを噴射するノズル３１が配設されている。これにより、スクラバ３内に流入したガスに含まれる水溶性のガス（ＨＦ、Ｆ２）は、ノズル３１から噴射されるＨ２Ｏに溶け込んで、スクラバ３の底部に溜まり、その底部に接続された排液管を通して排液される。一方、スクラバ３内に流入したガスに含まれる難水溶性のガス（ＣＯ２、Ａｒ）はＨ２Ｏに溶けずに、スクラバ３の上部に接続された排気管を通して大気中に排気される。
【００２４】
図２は、処理チャンバ１２からの排ガスに酸素・不活性ガス導入管２５から不活性ガスであるＡｒを混入させた場合におけるガス流通管２２１内の圧力とＰＦＣガスの分解率（ガス分解率）との関係を示すグラフである。
ガス流通管２２１に流入する処理対象ガス中のＣＦ４および酸素ガスの流量をそれぞれ２００ｓｃｃｍ（ｓｔａｎｄａｒｄ  ｃｕｂｉｃ  ｃｅｎｔｉｍｅｔｅｒ  ｐｅｒ  ｍｉｎｕｔｅ）および１００ｓｃｃｍにして、酸素・不活性ガス導入管２５から混入させるＡｒの流量を０、２００および５００ｓｃｃｍに変化させた時のガス流通管２２１内の圧力とＣＦ４の分解率との関係を調べ、その結果をグラフに示した。ガス分解率は、分解処理前のＰＦＣガス（ＣＦ４）の流量Ｑに対する分解処理後のＰＦＣガスの流量Ｑ’の百分率であり、
ガス分解率＝｛１−（Ｑ’／Ｑ）｝×１００
で求めることができる。
【００２５】
この図２に示すグラフから、Ａｒを混入させることにより、ガス分解率９０％以上を達成できるガス流通管２２１内の圧力の範囲が広がることが理解される。そして、Ａｒの流量を０ｓｃｃｍにした時（Ａｒを混入させない時）には、ガス流通管２２１内をほぼ真空な状態まで減圧しないと、９０％以上の高い分解率でＣＦ４を分解することはできないが、Ａｒの流量を２００ｓｃｃｍ以上（処理対象ガス中のＡｒの割合を４０％以上）にした場合には、ガス流通管２２１内を０．５Ｔｏｒｒ程度まで減圧すれば、９０％以上の高い分解率でＣＦ４を分解できることが理解される。また、ガス流通管２２１内をさらに減圧すれば、９５％以上の非常に高い分解率でＣＦ４を分解できることが理解される。このことから、処理対象ガス中の不活性ガスの割合は４０％以上が好ましいと理解される。
【００２６】
図３は、処理チャンバ１２からの排ガスに酸素・不活性ガス導入管２５から不活性ガスであるＨｅを混入させた場合におけるガス流通管２２１内の圧力とガス分解率との関係を示すグラフである。
ガス流通管２２１に流入する処理対象ガス中のＣＦ４および酸素ガスの流量をそれぞれ２００ｓｃｃｍおよび１００ｓｃｃｍにして、酸素・不活性ガス導入管２５から混入させるＨｅの流量を０、２００および５００ｓｃｃｍに変化させた時のガス流通管２２１内の圧力とＣＦ４の分解率との関係を調べ、その結果をグラフに示した。
【００２７】
この図３に示すグラフから、Ｈｅを混入させることにより、ガス分解率９０％以上を達成できるガス流通管２２１内の圧力の範囲が広がることが理解される。そして、Ｈｅの流量を０ｓｃｃｍにした時（Ｈｅを混入させない時）には、ガス流通管２２１内をほぼ真空な状態まで減圧しないと、９０％以上の高い分解率でＣＦ４を分解することはできないが、Ｈｅの流量を２００ｓｃｃｍ以上（処理対象ガス中のＡｒの割合を４０％以上）にすると、ガス流通管２２１内を２Ｔｏｒｒ程度まで減圧すれば、９０％以上の高い分解率でＣＦ４を分解できることが理解される。
【００２８】
以上のように、ガス流通管２２１に流入するガス（処理対象ガス）中の不活性ガスの割合が４０％以上であり、かつ、酸素ガスの割合が５〜３０％の範囲となるように酸素ガスおよび不活性ガスを処理チャンバ１２からの排ガスに混入し、さらに、ガス流通管２２１内の圧力を１Ｔｏｒｒ以下に減圧して、コイル２２２に高周波電力を供給することにより、ガス流通管２２１内で強電離プラズマを生成することができ、処理チャンバ１２からの排ガスに含まれるＰＦＣガスを９０％以上の高分解率で分解することができる。よって、この実施形態の構成によれば、基板処理装置からのＰＦＣガスの排出による地球温暖化を防止することができる。
【００２９】
また、この実施形態では、圧力計２６による計測圧力（ガス流通管２２１内の圧力）が１０Ｔｏｒｒ以上になると、基板処理装置による処理が強制的に停止されるから、バックポンプ２４の故障などの理由で、ガス流通管２２１内の圧力がプラズマを生成可能な１０Ｔｏｒｒ以下にならない場合であっても、プラズマ分解されなかったＰＦＣガスが大気に放出されるおそれがない。
図４は、この発明の他の実施形態に係るガス処理装置が備えられた基板処理装置の構成を概念的に示す図である。この図４において、図１に示す各部に相当する部分には、図１の場合と同一の参照符号を付している。
【００３０】
この実施形態では、ガス流通方向に関して処理チャンバ１２の上流側にガス処理装置４が設けられており、このガス処理装置４による分解処理を受けた後のガスがプロセスガスとして処理チャンバ１２に供給されるようになっている。なお、この第２の実施形態において、処理チャンバ１２において行われるプロセスとしては、たとえば、半導体基板Ｓの表面のエッチングプロセス、酸化プロセスもしくは窒化プロセス、または処理チャンバ１２内の洗浄のためのクリーニングプロセスを例示することができる。
【００３１】
ガス処理装置４は、上述の第１の実施形態におけるガス分解部２２と同様な構成を有している。すなわち、ガス処理装置４は、ＰＦＣガス、酸素（Ｏ２）ガスおよび不活性ガス（この実施形態では、Ａｒ）が流通するとともに内部にプラズマ生成空間を提供するガス流通管４１と、このガス流通管４１の外周に設けられて、ガス流通管４１内に誘導電磁場を形成するためのコイル４２と、このコイル４２に高周波電力を印加する高周波電源４３とを含む構成である。また、ガス処理装置４と処理チャンバ１２とを接続する接続管４４には、この接続管４４内の圧力を計測する圧力計４５が設けられている。
【００３２】
半導体基板Ｓの処理（処理チャンバ１２でのプロセスの実行）に際しては、真空ポンプ１４２が駆動されて、処理チャンバ１２内がほぼ真空状態まで減圧されることにより、ガス流通管４１内の圧力が１Ｔｏｒｒ以下に減圧される。そして、ＰＦＣガス、酸素ガスおよび不活性ガスの供給が開始されるとともに、高周波電源４３からコイル４２への高周波電力の供給が開始される。なお、ガス処理装置４に供給されてくるＰＦＣガス、酸素ガスおよび不活性ガスは、全ガス中における不活性ガスの割合が４０％以上であり、かつ、酸素ガスの割合が５〜３０％となっている。また、高周波電源４３からコイル４２に供給される高周波電力は、２０００Ｗａｔｔ以下であり、周波数が５０ｋＨｚ〜２０ＭＨｚの範囲内（好ましくは、５０ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの範囲内）である。
【００３３】
これにより、ガス流通管４１内に流入したＰＦＣガス、酸素ガスおよび不活性ガスの強電離プラズマが生成され、ガス流通管４１からは、フッ素ラジカルを含むガスがプロセスガスとして排出される。そして、フッ素ラジカルを含むプロセスガスが、接続管４４を介して処理チャンバ１２に供給されることにより、処理チャンバ１２内において、フッ素ラジカルを含むプロセスガスによる処理が半導体基板Ｓに施される。
【００３４】
ガス流通管４１内では強電離プラズマが生成されるから、ガス流通管４１から排出されるプロセスガスにはＰＦＣガスがほとんど含まれていない。よって、処理チャンバ１２からの排ガスをそのまま大気中に放出しても、ＰＦＣガスによる地球温暖化を招くおそれがない。
なお、プロセスガス中のフッ素ラジカルの消失を防ぐために、接続管４４の内表面は、ＡｌＦ３、Ａｌ２Ｏ３またはフッ素樹脂などの絶縁材料を用いて形成されていることが好ましい。また、接続管４４は、加温されていることが好ましい。
【００３５】
以上、この発明の２つの実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。たとえば、第１の実施形態では、ガス流通管２２１内の圧力を知るために、下流側接続管２３内の圧力を圧力計２６で計測する構成としたが、上流側接続管２１の圧力をガス流通管２２１内の圧力として圧力計で計測するようにしてもよいし、ガス流通管２２１内の圧力を圧力計で直接に計測するようにしてもよい。また、第２の実施形態の場合についても、ガス流通管４１内の圧力を圧力計で直接に計測するようにしてもよい。
【００３６】
また、第１の実施形態では、処理チャンバ１２からの排ガスに上流側接続管２１の途中部から酸素ガスを混入させるとしたが、酸素ガスに変えて、Ｈ２Ｏガス（水蒸気）を混入させるようにしてもよい。
さらに、第１の実施形態におけるガス分解部２２および第２の実施形態におけるガス処理装置４は、ＰＦＣガス、酸素ガスおよび不活性ガスを含む処理対象ガスが流通するガス流通管と、このガス流通管の外周に設けられたコイルとを有する構成であるとしたが、ガス流通管内に電場または磁場の少なくとも一方を形成すれば、処理対象ガスの強電離プラズマを生成することができる。
【００３７】
したがって、ガス分解部２２およびガス処理装置４は、図５に示すように、ガス流通管５１の外周面に一対のシート状電極５２，５３が取り付けられていて、この一対のシート状電極５２，５３間に高周波電源５４から高周波電圧を印加することにより、ガス流通管５１の内部に電場を発生させ、この電場により処理対象ガスの強電離プラズマを生成する構成であってもよい。
また、ガス分解部２２およびガス処理装置４は、図６に示すように、四角枠状の外形を有していて、内部を処理対象ガスが流通可能な中空構造のガス流通部材６１と、磁性体を用いてガス流通部材６１の一辺を取り囲む環状に形成されたコア６２と、このコア６２に巻き付けられたコイル６３と、コイル６３に高周波電力を供給するための高周波電源６４とを含み、高周波電源６４からコイル６３に高周波電力を供給することにより、ガス流通部材６１の内部に電場を発生させ、この電場により処理対象ガスの強電離プラズマを生成する構成であってもよい。
【００３８】
この場合、ガス流通部材６１は、セラミック材料を用いて一体的に形成されていてもよいし、一対の金属製のコ字状部材６１１，６１２を、セラミック製の接続部材６１３，６１４を介して接合することにより、全体として四角枠状の外形を有するように形成されていてもよい。金属製のコ字状部材６１１，６１２の間にセラミック製の接続部材６１３，６１４を介在させることにより、ガス流通部材６１（コ字状部材６１１，６１２）の表面のみに集中して電場が形成されることを防止でき、ガス流通部材６１内にプラズマ生成のための良好な電場を形成することができる。
【００３９】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係るガス処理装置が備えられた基板処理装置の構成を概念的に示す図である。
【図２】処理チャンバからの排ガスにＡｒを混入させた場合におけるガス流通管内の圧力とＰＦＣガスの分解率（ガス分解率）との関係を示すグラフである。
【図３】処理チャンバからの排ガスにＨｅを混入させた場合におけるガス流通管内の圧力とＰＦＣガスの分解率（ガス分解率）との関係を示すグラフである。
【図４】この発明の他の実施形態に係るガス処理装置が備えられた基板処理装置の構成を概念的に示す図である。
【図５】第１および第２の実施形態の変形例に係る構成を説明するための図である。
【図６】第１および第２の実施形態のさらに他の変形例に係る構成を説明するための図である。
【符号の説明】
１２    処理チャンバ
１３    プロセスガス導入管
２      ガス処理装置
２２    ガス分解部
２２１  ガス流通管
２２２  コイル
２２３  高周波電源
２５    酸素・不活性ガス導入管
２５１  酸素ガス供給管
２５２  不活性ガス供給管
２５３  流量制御機構
２５４  流量制御機構
２６    圧力計
３      スクラバ
４      ガス処理装置
４１    ガス流通管
４２    コイル
４３    高周波電源
４５    圧力計
【図１】
2004223365.tif 000003
【図２】
2004223365.tif 000004
【図３】
2004223365.tif 000005
【図４】
2004223365.tif 000006
【図５】
2004223365.tif 000007
【図６】
2004223365.tif 000008