(57)【要約】【課題】過フッ化ガスやハイドロカーボンガスの排出量を低減することができるプラズマでガスを処理する装置、反応ユニット、設備、ガス処理方法を提供する。【解決手段】出口が大気圧と実質的に等しい圧力にあるポンプ手段と、ポンプ手段の下流で大気圧プラズマを生成する手段とを有する。
2004537396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出口が大気圧と実質的に等しい圧力にあるポンプ手段と、
前記ポンプ手段の下流で大気圧プラズマを生成する手段と、
を具備することを特徴とするプラズマでガスを処理する装置。
【請求項２】
前記プラズマ生成手段は高周波放電を生成する手段を有することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記高周波放電生成手段は、４３３．９２ＭＨｚまたは９１５ＭＨｚまたは２．４５ＧＨｚまたは５．８０ＧＨｚを中心とする周波数帯内の周波数で放電プラズマを生成することを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記プラズマ生成手段は共鳴空洞を有することを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか１記載の装置。
【請求項５】
前記プラズマ生成手段は導波管内でプラズマを持続させる手段を有することを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか１記載の装置。
【請求項６】
前記プラズマ生成手段はトーチを有することを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか１記載の装置。
【請求項７】
前記プラズマ生成手段は表面波アプリケータを有することを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか１記載の装置。
【請求項８】
前記プラズマ生成手段は、少なくとも１０12ｃｍ-3または１０12ｃｍ-3〜１０15ｃｍ-3または１０13ｃｍ-3〜１０14ｃｍ-3の電子密度で生成されるプラズマを可能とすることを特徴とする請求項１乃至７のうちのいずれか１記載の装置。
【請求項９】
前記プラズマ生成手段は、１００ｍｍ乃至４００ｍｍの間の長さを持つプラズマ放電チューブを有することを特徴とする請求項１乃至８のうちのいずれか１記載の装置。
【請求項１０】
前記プラズマ生成手段は、８ｍｍ乃至４ｍｍの間の内径を持つプラズマ放電チューブを有することを特徴とする請求項１乃至９のうちのいずれか１記載の装置。
【請求項１１】
前記プラズマ生成手段は、プラズマ放電チューブおよび該プラズマ放電チューブ内に渦を発生させる手段を有することを特徴とする請求項１乃至１０のうちのいずれか１記載の装置。
【請求項１２】
前記プラズマ生成手段はプラズマ放電チューブを有し、ガスは該プラズマ放電チューブを下方に向かって流れることを特徴とする請求項１乃至１１のうちのいずれか１記載の装置。
【請求項１３】
前記プラズマ放電チューブのボトム位置にドレイン手段が設けられていることを特徴とする請求項１乃至１２のうちのいずれか１記載の装置。
【請求項１４】
それらを破壊する目的のために反応する前記プラズマ生成手段の処理から結果として生じる化合物をつくるための反応ユニットを有することを特徴とする請求項１乃至１３のうちのいずれか１記載の装置。
【請求項１５】
過フッ化（PFC）ガスまたはハイドロフルオロカーボン（HFC）ガスのうち少なくとも１つを生成する反応チャンバを有し、さらに請求項１乃至１４のいずれか１記載の装置に従って過フッ化（PFC）ガスまたはハイドロフルオロカーボン（HFC）ガスを処理する装置を有することを特徴とする反応ユニット。
【請求項１６】
前記反応チャンバは、半導体または薄膜装置または半導体または導電性または絶縁性の薄膜または基板を製造または成長またはエッチングまたはクリーニングまたは処理する設備の一部を形成するものであるか、またはマイクロ回路リソグラフィに用いた感光性樹脂を除去する他の反応装置であるか、またはプラズマクリーニング中に薄膜を堆積させる反応装置であることを特徴とする請求項１５記載の反応ユニット。
【請求項１７】
半導体または半導体または薄膜デバイスまたは半導体基板を製造するかまたは成長させるかまたはエッチングするかまたはクリーニングするかまたは処理するための設備であって、
半導体または薄膜装置または半導体または導電性または絶縁性の薄膜または基板を製造または成長またはエッチングまたはクリーニングまたは処理し、またはマイクロ回路リソグラフィに用いた感光性樹脂を除去し、またはプラズマクリーニング中に薄膜を堆積させる反応装置と、
前記反応装置内の大気をポンプ排出する第１の手段と、
請求項１乃至１４のうちのいずれか１記載の処理システムと、
を具備することを特徴とする設備。
【請求項１８】
前記処理システムは前記反応装置か５メートル未満のところに位置していることを特徴とする請求項１７記載の設備。
【請求項１９】
前記処理システムは、製造または成長またはエッチングまたはクリーニングまたは処理ユニットの設備床の上に設置されていることを特徴とする請求項１７または１８のいずれか一方に記載の設備。
【請求項２０】
前記処理システムは、製造または成長またはエッチングまたはクリーニングまたは処理ショップの床の上に設置されていることを特徴とする請求項１７または１８のいずれか一方に記載の設備。
【請求項２１】
不純物を含むガスをプラズマで処理する方法において、
実質的に大気圧と等しい圧力になるまで被処理ガスをポンプ送給し、
前記被処理ガスを大気圧プラズマで処理することを特徴とするガス処理方法。
【請求項２２】
前記被処理ガスはキャリアガスを含み、該キャリアガスは実質的に大気圧であり、不純物が混入していることを特徴とする請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
前記キャリアガスは窒素または空気であることを特徴とする請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
前記被処理ガスは、ポンプ送給後に、１０乃至５０リットル／分の間の流れを持つことを特徴とする請求項２１乃至２３のうちのいずれか１記載の方法。
【請求項２５】
前記不純物は、過フッ化（PFC）ガスおよび／またはハイドロフルオロカーボンガス（HFC）を含むことを特徴とする請求項２１乃至２４のうちのいずれか１記載の方法。
【請求項２６】
前記被処理ガスはＳＦ6および／またはＣ4Ｆ8を含むことを特徴とする請求項２１乃至２５のうちのいずれか１記載の方法。
【請求項２７】
前記プラズマは、前記被処理ガスが下方へ流れる放電チューブ内に生成されることを特徴とする請求項２１乃至２６のうちのいずれか１記載の方法。
【請求項２８】
前記被処理ガスは、ポンプ送給後に、１０sccm乃至２００sccmの間の流量を有することを特徴とする請求項２１乃至２７のうちのいずれか１記載の方法。
【請求項２９】
前記プラズマ処理は放電チューブ内で起こり、前記プロセスは、該放電チューブ内で放射状の放電縮小の現象を制限するように、該放電チューブの直径に適合する前工程を含むものであることを特徴とする請求項２１乃至２８のうちのいずれか１記載の方法。
【請求項３０】
反応装置内で化学反応を起こさせる方法であって、前記反応は少なくとも１つの廃ガスを生み出すかまたは放出し、その後に請求項２１乃至２９のいずれか１に従う処理プロセスにより前記廃ガスの処理を行うことを特徴とする方法。
【請求項３１】
前記反応は、製造または成長またはエッチングまたはクリーニングであるか、または半導体の処理または薄膜デバイスの処理または半導体または導電性または絶縁性の薄膜または基板のための反応であるか、またはマイクロ回路リソグラフィに用いた感光性樹脂を除去する他の反応装置での反応であるか、またはプラズマクリーニング中に薄膜を堆積させる反応装置での反応であり、前記廃ガスは過フッ化（PFC）ガスおよび／またはハイドロフルオロカーボン（HFC）ガスを含んでいることを特徴とする請求項３０記載の方法。
【請求項３２】
製造または成長またはエッチングまたはクリーニングであるか、または半導体の処理または半導体または薄膜デバイスの処理または半導体または導電性または絶縁性の薄膜または基板のためであるか、またはマイクロ回路リソグラフィに用いた感光性樹脂を除去するためであるか、またはプラズマクリーニングのための方法であって、
前記反応装置内において、過フッ化（PFC）ガスおよび／またはハイドロフルオロカーボン（HFC）ガスで、半導体または薄膜または基板の反応、または樹脂の除去またはプラズマクリーニングする反応工程と、
前記反応装置から雰囲気を外部にポンプ排気する工程と、
請求項２１乃至２９のうちのいずれか１記載のプロセスを用いるプラズマで前記反応装置内の雰囲気ガスを処理する工程と、を具備することを特徴とする方法。
【請求項３３】
過フッ化（PFC）ガスおよび／またはハイドロフルオロカーボン（HFC）ガスが１０sccm乃至３００sccmの間の流量で前記反応装置内に導入されることを特徴とする請求項３２記載の方法。
【請求項３４】
前記プラズマによるガス処理は、反応性化合物を形成するために前記ガス中の不純物の分離を含むことを特徴とする請求項２１乃至３３のうちのいずれか１記載の方法。
【請求項３５】
浄化される前記ガスから不純物を除去するために反応性元素が形成される反応性化合物の反応を含むことを特徴とする請求項３４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ技術によるガスの処理に係り、特にガスを分解することを目的として、例えば過フッ化されたガス（PFC）、特に過フッ化炭素ガスおよび／またはハイドロフルオロカーボン（HFC）ガスのようなガスの処理の分野に関する。
【０００２】
本発明は、この種のガスを処理するためのユニットまたはシステム、およびこれらのガスを処理する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
特にこれらの課題に関連する産業の１つとして半導体産業がある。これは、半導体の製造が過フッ化ガス（PFC）およびハイドロフルオロカーボンガス（HFC）のかなりの総トン数を消費している産業活動のうちの1つであるという理由による。
【０００４】
これらのガスは、集積電子回路のパターンエッチングのプラズマエッチングプロセスおよび特に化学蒸気堆積（CVD）により薄膜材料を製造するための反応装置をクリーニングするプラズマクリーニングプロセスに使用される。
【０００５】
それらのガスは、製造または成長またはエッチングまたはクリーニング、または、半導体または半導体または薄膜装置の処理、または、半導体、または、導電性または絶縁性の薄膜または基板の処理に使用されるか、または他にマイクロ回路のリソグラフィのために使用される感光性樹脂を除去するプロセスに使用される。
【０００６】
これを実施するために、これらのＰＦＣおよび／またはＨＦＣガスは、特に原子フッ素内で付与することを目的として、チャンバまたは反応装置内の冷電気放電プラズマ内で解離される。
【０００７】
原子フッ素は、真空ポンプシステムによるチャンバから引き出され、またシステムの排気ユニットに送られる不安定な化合物を与えるために、処理またはエッチングされるべき材料の表面で原子と化学反応する。
【０００８】
過フッ化ガスまたはハイドロフルオロカーボンガスは、一般に上述のプロセスにより完全には消費されない。装置設備から放出される量はＰＦＣまたはＨＦＣ流入量の５０％を上回っている。
【０００９】
過フッ化ガスまたはハイドロカーボンガスは、特にそれらの大きい化学的安定性によっておよび赤外線のそれらの非常に高い吸収によって特徴づけられる。したがって、これらのガスは、温室効果を補うことにより気候の全体的な上昇に対して重大に寄与するおそれがある疑いをもたれている。
【００１０】
ある先進工業国は、原則として、温室効果ガスのそれらの排出を減らすことに専念している。
【００１１】
これらのガスを消費している特定の産業は、規則の変化を予期するほうを選択した。特に、半導体産業は、自発的な放出減少方針を採用する際の最前線にある。
【００１２】
放出においてこれらガスの減少を達成するいくつかの技術的方法がある。
【００１３】
多様な考えられる解決の中で、現在のプロセスを最適化することは、その可能性において制限されるようである。代用化学を含む技術の使用は、最も現在の設備において不適当である。変換されないＰＦＣまたはＨＦＣを回収しリサイクルする技術に関しては、目的が製品に方法のそれらを再利用することが可能であるのに十分な純度を提供することである場合、これは非常に高価なことが判明している。
【００１４】
反応装置内に残こる変換されないＰＦＣまたはＨＦＣの減少または滅失の技術もまた同様である。
【００１５】
公知の減少技術のなかでは、バーナーまたは電気炉内で、触媒作用の酸化およびプラズマ技術において、ＰＦＣの熱変換でできてもよいと言及されている。
【００１６】
これらの技術は、特にＣＦ4のような最も安定な分子に関して、限られた効率を有するかまたは、最も高いケースにおいておおよそ毎分数百標準ｃｍ3のオーダーであり、流量については、半導体製造プラントでの実施において遭遇するＰＦＣ流の十分に満足な効果的な処理とならない。
【００１７】
特許文献１、特許文献２および特許文献３には、ＰＦＣまたはＨＦＣガス減少溶液が記載されているが、ライン内で、半導体製造装置の環境の範囲内で、実際的ないずれにも実施を与えない。
【００１８】
提案されるいくつかの溶液は（特許文献４および特許文献１）レアガス型のキャリアガスの場合だけに関するものであり、それは希釈ガスとしてのこれらのレアガス（希ガス）の消費が製造業者によって除外されるこの種の製造装置以外において、それは実験室内で実施することができる。
【特許文献１】
ＥＰ８７４５３７号公報
【特許文献２】
ＥＰ８４７７９４号公報
【特許文献３】
ＥＰ８２０２０１号公報
【特許文献４】
ＥＰ８２０８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
半導体製造プロセス以外のプロセスの廃水を処理するためのものであることが現在知られている他の「プラズマ」型溶液のどれも、おおよそ毎分数百標準ｃｍ3のオーダーで、半導体製造分野で遭遇するそれらのような、高い流量をもつＰＦＣを満足に効果的に処理することが認められない。
【００２０】
同様の問題は、半導体分野で使用される技術を含む全ての活動の場合に起こり、特にＰＦＣおよび／またはＨＦＣガスを使用する全ての分野で起こる。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明に係るガスをプラズマで処理するシステムは、出口が大気圧と実質的に等しい圧力にあるポンプ手段と、前記ポンプ手段の下流で大気圧プラズマを生成する手段と、を具備する。
【００２２】
本発明のシステムは、大気圧と実質的に同等かまたはそのオーダーで、キャリアガスと混合したＰＦＣまたはＨＦＣ型ガスの処理に好適であると認められ、特に窒素または空気１リットル当りにつきＰＦＣが数十リットルの割合で混じって０．１％〜１％のオーダーの濃度を有するガスの処理に好適であると認められる。
【００２３】
好ましくは、プラズマは非ローカルな熱力学の平衡プラズマであり、すなわちプラズマは放出の少なくとも一つの領域がローカル熱力学の平衡にない。
【００２４】
高周波で維持されるプラズマはＭＨｚまたはＧＨｚの範囲内にあり、例えば５０ＭＨｚを超え、数百ＭＨｚまたは数ＧＨｚの周波数であり、非ローカル熱力学の平衡プラズマを維持することを可能にする。
【００２５】
プラズマの高い変換効率を達成するために、プラズマ生成手段は、ポンプの下流で、少なくとも１０12ｃｍ-3の電子密度、例えば１０12ｃｍ-3乃至１０-15ｃｍ-3の間、好ましくは１０13ｃｍ-3乃至１０14ｃｍ-3の電子密度を生成するために選ばれる。
【００２６】
好ましくは、ポンプ下流での圧力低下は３００ミリバール未満に制限される。
【００２７】
ここで、大気圧プラズマの使用は、ポンプの下流で、チューブ内においてまたは一般に管状の絶縁チャンバ内において、放電が持続され、プラズマ内の放射状の縮小現象は本発明に従う処理システムの効果的な動作に有害である。
【００２８】
一実施例によれば、プラズマチューブは８ｍｍ乃至４ｍｍの間の直径を有するか、または８ｍｍ乃至６ｍｍの間の直径を有し、縮小の適度な程度を維持するために選ばれる。
【００２９】
プラズマ・チューブは、１００ｍｍ乃至４００ｍｍの間の長さを有し、さらにポンプの下流で圧力損失を制限するように選ばれる。
【００３０】
他の実施態様によれば、プラズマを生成するための手段はプラズマ放電チューブを有し、被処理ガスはチューブを下方へ流れて通過する。
【００３１】
これは、堆積する液体を伴うチューブが汚染されたり閉塞したりするリスクを制限することを可能とし、乱されているプラズマ内へのマイクロ波パワーのカップリングに、またはポンプ下流での過度に大きい圧力低下に結果としてなるかもしれない。
【００３２】
排水手段は、液状の濃縮物を回収するためおよび処理回路から液状の濃縮物を除去するために、プラズマチューブのボトム位置に設けられる。
【００３３】
また他の態様によれば、オーブン-乾燥またはタップ手段は、固体の沈澱またはポンプ下流の圧力低下を増やすかもしれない濃縮を制限するためにガス流路に設けることができる。
【００３４】
また、本発明の反応装置ユニットは、ＰＦＣまたはＨＦＣガスの少なくとも一つをつくりだす反応室を有し、さらに上述のＰＦＣまたはＨＦＣ処理システムを含む。
【００３５】
反応室は、例えば、半導体または薄膜装置または半導体または導電性または絶縁性の薄膜または基板を、製造または成長またはエッチングまたはクリーニングまたは処理し、あるいはマイクロ回路リソグラフィに用いた感光性樹脂の除去、あるいはプラズマクリーニング中に薄膜を堆積させるための反応装置を有する。
【００３６】
また、本発明の設備は、半導体または半導体または薄膜装置または半導体基板を製造または成長またはエッチングまたはクリーニングまたは処理するための設備であって、半導体または薄膜装置または半導体または導電性または絶縁性の薄膜または基板を製造または成長またはエッチングまたはクリーニングまたは処理し、またはマイクロ回路リソグラフィに用いた感光性樹脂を除去し、またはプラズマクリーニング中に薄膜を堆積させる反応装置と、前記反応装置内の大気をポンプ排出する第１の手段と、上記記載の処理システムと、を有する。
【００３７】
処理システムは、好ましくは反応装置の近くに配置する。なお、処理または製造またはエッチングまたはクリーニングユニットを施設所の床の上に置いても良く、あるいは処理または製造またはエッチングまたはクリーニングショップを製作所の床の上に置いてもよい。
【００３８】
また、本発明のガスをプラズマで処理する方法は、実質的に大気圧と等しい圧力になるまで被処理ガスをポンプ送給し、前記被処理ガスを大気圧プラズマで処理する。
【００３９】
被処理ガスは、実質的に大気圧で、キャリアガスと混合されてもよく、例えば、窒素または空気が窒素または空気注入手段を用いて注入されている。
【００４０】
窒素または空気は、（危険な反応生成物の場合に）希釈効果があり、プラズマ生成の役割を有する。
【００４１】
都合の良いことに、プラズマ処理は放電チューブ内で発生し、放電チューブ内での放射状の放出縮小現象を制限するように、このプロセスは該放電チューブの直径に適合する前工程を含む。
【００４２】
前記プラズマ処理プロセスは反応装置内の化学反応に適用することができ、前記反応が該処理プロセスにより処理される少なくとも一つの廃ガスを生成するかまたは放出する。
【００４３】
前記反応は、例えば、半導体または薄膜装置または半導体または導電性または絶縁性の薄膜または基板を製造または成長またはエッチングまたはクリーニングまたは処理する反応であり、あるいはマイクロ回路リソグラフィに用いた感光性樹脂を除去する他の反応であり、またはプラズマクリーニング中に薄膜を堆積させる反応であり、ＰＦＣおよび／またはＨＦＣガスを用いるものであり、廃ガスは特にＰＦＣおよび／またはＨＦＣガスである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
本発明は、先ず第１に半導体製造設備がおかれた状況（コンテキスト）の範囲内で記載されている。
【００４５】
本発明の処理システムを備えているこの種のプラントは、図１に示すように、製造反応装置またはエッチングマシン２、高真空ポンプ４（例えばターボ分子ポンプ4）および粗引きポンプ6）を含むポンプシステム、およびプラズマ発生器型としてＰＦＣおよび／またはＨＦＣ化合物の減少のための手段８を有する。
【００４６】
運転中において、ポンプ4はプロセスチャンバ内の必要な真空を維持し、排出されたガスを取り出す。
【００４７】
反応装置２は、半導体製品を処理するためのガス、特にＰＦＣおよび／またはＨＦＣガスが供給される。したがって反応装置２にガスを供給するガス供給手段が存在するが、これらは図示していない。
【００４８】
一般的に、これらのガスは、約１０または数十ｓｃｃｍから数百ｓｃｃｍ（毎分当りの標準立方センチメートル）のオーダーまで、例えば１０乃至２００ｓｃｃｍの間か、または１０乃至３００ｓｃｃｍの間の流量で反応装置に導入される。
【００４９】
一般に、これらのガスが半導体製作または処理プロセスまでに完全に消費されるというわけではなく、その消費量はおそらく５０％より大きい割合どまりである。したがって、ＰＦＣおよび／またはＨＦＣガスの流量は、粗引きポンプ６の下流で、数十から数百ｓｃｃｍのオーダー、例えば１０乃至１００ｓｃｃｍの間か、もしくは１０乃至２００ｓｃｃｍの間となるのが全く普通である。
【００５０】
手段８は、これらの消費されないＰＦＣおよび／またはＨＦＣ化合物の処理（分離または逆転できない転換）を実施するために使われるが、それらはまた、それによってＦ2および／またはＨＦおよび／またはＳｉＦ4および／またはＷＦ6および／またはＣＯＦ2および／またはＳＯＦ2および／またはＳＯ2Ｆ2および／またはＮＯ2および／またはＮＯＦおよび／またはＳＯ2のような副産物を生じる。
【００５１】
これらの手段８は、反応化合物（特にフッ素で処理された化合物）を形成するために、手段８に入って来るガスの分子を解離するための手段である。
【００５２】
より具体的には、手段８のプラズマは、初期の中性ガス分子から電子を剥ぎ取ることによって、プラズマに従属するガスの分子をイオン化するために用いられる。
【００５３】
放電作用のために、処理または浄化されるガスの分子、特に基礎ガスの分子は初期の分子より小さいサイズのラジカルを形成するために解離され、その後に、場合によっては、個々の原子、原子および基礎ガスの分子の断片は、実質的に化学反応を引き起こさないで励起されてもよい。
【００５４】
放電を通過した後に、基礎ガスの原子または分子は、その後にそのままの状態で、それぞれが非励起となり再結合する。
【００５５】
これとは対照的に、不純物は、初期の分子のそれらと異なる化学的特性を有する新しい分子の断片の形成によって、例えば、分離および／または逆転できない転換（conversion）を経る。そして、それはその後で、適切な次の処理によってガスから取り出すことができる。
【００５６】
反応ユニット１０は、前記化合物の破壊を目的とするために、対応する活性元素（例えば、固体反応性吸着）を反応させる手段８による処理から結果として生じる化合物をつくるために用いられる。反応ユニット１０による処理から生じるガス（事実、キャリアガスはＰＦＣおよび／またはＨＦＣ型化合物および／または上述した他の不純物を随伴する）は、大気中に放出されるが、危険性はない。ＰＦＣおよび／またはＨＦＣの割合は、環境保護（おおよそ初期濃度の１％未満）に一致して適合し、かつ非常に低く、有害な不純物（すなわち法律の露出が制限する下記）はおおよそ０．５ｐｐｍ未満または１ｐｐｍ未満としている。
【００５７】
安全性の理由のために、反応装置からまたは製造室２から入ってくるガスの廃物（effluent）は、実質的に大気圧で窒素（付加ガスを伴う、ことに酸素）または空気中に高度に希釈され、下降流または粗引きポンプまたは粗真空ポンプの排気中にある。したがって、システムは、図１には示さない窒素（および酸素）ガスまたは空気の注入手段を有する。空気または窒素（および酸素）は、粗引きポンプの高圧ステージで注入される。
【００５８】
好ましくは、低温の蒸留によって得られたドライ窒素を希釈ガスとして注入する。希釈は、残留湿分の存在の可能性と関連する問題（以下に説明）を低減する。この希釈は、非ガス状の生成物の形成を結果としてもたらす（Ｈ2ＳＯ4またはＨＮＯ3、または、ＳｉＯｘＮｙまたはタングステン・エッチングのＷＯｘ、または、ＷＯＦ4）。また、希釈は、ＳｉＦ4またはＷＦ6の加水分解のような他の問題のケースにおいて、汚染除去プラズマの直前に堆積する結果をもたらす。
【００５９】
粗引きポンプ6の下流における流体の流量にはこの希釈が課される。おおよその流量は、窒素または空気を毎分数十リットルのオーダー（例えば、１０〜５０リットル／分）で、流体は０．１％から１％までのＰＦＣおよび／またはＨＦＣを含む。
【００６０】
圧力は、ポンプの下流で、大気圧のオーダーであり、例えば、０．７バールまたは０．８バール、および１．２バールまたは１．３バールである。
【００６１】
空気または窒素のようなキャリアガスの大気圧での使用は、プラズマ生成手段８によるガスのイオン化のためおよびプラズマを維持するために多量のエネルギーを必要とする（放電チューブ１センチメートル当りに少なくとも１５０Ｗ、例えば放電チューブ１センチメートル当り約２００Ｗ、他の実施例に従う放電チューブではチューブ１センチメートル当り１５０Ｗ〜５００Ｗの間の電力を選ぶことができる）。
【００６２】
プラズマ生成手段８によって生成されたプラズマは、ローカル熱力学平衡（ＬＴＥ）にあることは好ましくない。また、このプラズマは、放電の少なくとも一つの領域がローカル熱力学の平衡にないものであってもよい。マイクロ波トーチの使用が可能であり、一般に熱プラズマに分類されるが、「包み（envelope）」領域を除いて、放電の断片のおよその量と転換反応の大部分とが置き換わることができ、実質的にローカル熱力学の平衡（ＬＴＥ）にない。
【００６３】
好ましくは、放電またはプラズマ源は、ＭＨｚおよびＧＨｚ範囲の高周波電場によって支持される型である。これらの高周波では、励起電場に対して電子は優勢にまたは排他的に応答する。よって、これらの放電のローカル熱力学平衡を逸脱した（ｏｆｆ−ＬＴＥ）特性となる。熱力学の平衡からの逸脱をコントロールすることは、転換化学（conversion  chemistry）を副産物の性質を制御することによって最適化させることができる。種々の外部操作パラメータは、この逸脱に対して影響を及ぼす。例えば、希釈ガスの選択、少量の添加ガスの添加、あるいは励起周波数は、熱力学の平衡からの逸脱に対して影響を及ぼす。また、この周波数もプラズマの電子密度に影響を及ぼし、周波数に応じてプラズマ電子密度は一般に増加する。大気圧でのマイクロ波電界によって維持されるプラズマは高密度（周波数２．４５ＧＨｚで１０12から１０15ｃｍ-3まで、およびより詳しくは窒素または空気中で１０13から１０14ｃｍ-3まで）であり、プラズマはＰＦＣおよび／またはＨＦＣが窒素または空気に含まれるときＰＦＣおよび／またはＨＦＣの転換において高効率の達成を助ける働きがある。
【００６４】
実際には、周波数は４３３．９２ＭＨｚ、９１５．００ＭＨｚ、２．４５ＧＨｚおよび５．８０ＧＨｚを中心とするバンドのうちから１つが選ばれる。４０．６８ＭＨｚを下回るバンドは無線周波数範囲の中ですでにあり、それゆえにプラズマ密度は高効率を得るにはあまりに低すぎる。
【００６５】
大気圧で作動できる高周波プラズマ源は多様で広範であり、その結果として異なる放電特性の範囲と種々の長所と短所を有している。特に、高周波プラズマ源に関しては設計と製作がシンプルであり、器具の取扱いが問題なく容易であり、かつコストが問題なく容易である。
【００６６】
見込まれる用途のコンテキスト（context）の範囲内で、以下の4つのタイプの高周波プラズマ源を使用することができる。
【００６７】
第１のタイプは、共鳴空洞の内部で持続されるプラズマを含む。空洞は、導波管または同軸ラインのいずれかを通って供給するようにできる。放電空間の拡がりは、空洞のサイズによって制限される。プラズマ電子密度は、特に表面波プラズマ源と異なる問題の周波数で、臨界的な密度を大きく上回ることができない。
【００６８】
また、事実上は不完全な空洞に見立てられる導波管の内部で持続されるプラズマに関連している。また、この第１タイプのプラズマは、上述した２つの限界、すなわちサイズと電子密度との制約を受ける。さらに、放電の最大の範囲は、導波管の横断面の寸法の１つに対応する。
【００６９】
本出願のコンテキストの範囲内で使われることが可能な第３のタイプの高周波プラズマ源はトーチで表わされる。放電は、伝送線（通常、同軸線）の長さの終端部に、高周波パワーを吸収する負荷を形成する。トーチは同軸線または導波管を介してパワーを供給されることができる。パワーの増加は、プラズマ電子密度の増加とフレーム（flame）量の増加と包み（envelope）の増加を結果としてもたらす。
【００７０】
第4のタイプの高周波プラズマ源は、大気圧下で作動することができ、表面波アプリケータの系統からなるものである。表面波プラズマ源のコンテキスト内で、フィールドアプリケータ（field  applicator）を再度設計しなおす必要がなく、プラズマカラム（plasma  column）の大きさは入射マイクロ波パワーの単純な増加により増加させることができる。カラム内のプラズマ密度は臨界密度（critical  density）を超えている。
【００７１】
これらの各種タイプに関するより詳細な情報は、「マイクロ波励起プラズマ」（エム．モイサン（M. Moisan）とジェイ．ペレティア（J. Pelletier）、エルゼビア、アムステルダム、１９９２年発行）の第４章および第５章が与える。
【００７２】
窒素または空気キャリアガス（０．１％から１％あるいは数％までの濃度のＰＦＣおよび／またはＨＦＣを有する）の毎分数十リットルオーダーの流量のために、大気圧高周波プラズマ源で９５％より大きい転換度を達成することは全く可能である。
【００７３】
使用するプラズマ源がどのようなものであっても（トーチを除いて）、そのなかで放電が持続される一般的な管状チャンバを用いるか、あるいはそのなかで放電が生成される誘電チューブを用いる。例えば、それは文献ＥＰ１  ０１４  ７６１に記載されているタイプのチューブであってもよい。
【００７４】
チューブまたは管状チャンバは、１００ｍｍから４００ｍｍまでの間の長さ、例えば周囲約３００ｍｍ、および4ｍｍから８ｍｍまでの間の内径を有するものであり、ポンプの下流で過度に大きい圧力低下を招くことを回避し、粗引きポンプ６と両立しないもののように言われている。この理由は、粗引きポンプを単独で通常運転すると、その下流においてほとんどの場合が３００ミリバールの圧力低下を生じ、もっと大きい場合はおよそ４００ミリバールもの圧力低下を生じ、粗引きポンプを停止させる一般的な原因となるからである。このように過度に大きい圧力低下は、半導体製造ラインの用途においては受け入れることが難しい。
【００７５】
チューブの長さを適切に選択しているにもかかわらず、粗引きポンプの下流に位置するガス回路内に固体および／または液状の堆積物が形成されるというもう１つの課題がある。この種の堆積は、製造装置の運転を実質的に損なう圧力低下および／または腐食を次々に引き起こし、その結果として製造装置がシャットダウンされる。この問題は、例えば冷却が実施される領域、特にプラズマの下流側で発生するケースである。
【００７６】
さらに、大気圧高周波放電において、ポンプ６に通常課される流量の範囲内で（毎分数十リットルのキャリアガス）、チューブの中心軸から周縁に向かって電子密度が減少し、チューブの中心軸の近傍を流れる活性種よりもそれらの流路（パス）の周縁（周壁）に遭遇する活性種のほうが少なくなるようにガス分子が流れる放射縮小現象（radial  contraction  phenomenon）が起こる。ある場合には、放電はチューブの全ての横断面をもはや満たすことができなくなり、それから不安定な方法で動いているいくつかのプラズマ・フィラメント（plasma  filaments）の出現が見られる。その結果として転換の歩留りが突然低下する。
【００７７】
この縮小の程度は、いくつかの要因に依存し、特にチューブの直径、希釈ガスの性質、不純物および補助ガスの性質、流束の速さ、チューブの壁の熱伝導率および励起周波数に依存している。一般に全て他の条件が同じであるとするならば、放電室の内径が減少するとき、または周波数が低くなるときに、縮小の程度は減少する。しかし、チューブの直径を任意に小さくすることができないのに対して、チューブ壁の熱応力が増加し、また、プラズマ汚染除去反応装置８全体の圧力低下が総流量（例えば並べて一緒に接続されているいくつかの粗引きポンプの場合）に顕著に依存するようになる。
【００７８】
すでに上述したように、粗引きポンプ6内での過度の圧力低下は、結果として全ての製造装置を停止させる。
【００７９】
放電チューブの内径は、縮小を低減するためおよび高度な転換を得るために８ｍｍ乃至４ｍｍの間で適宜選択することができるが、その一方では粗引きポンプ６に過度の圧力低下を強いない。最良の条件範囲内で動作させることによって、得られる転換度（degree  of  conversion）を与える放電の長さは減少する。縮小現象を自信をもって断言できないことから、プラントを運転する前において、予め放電チューブの内径を選択しておくことが好ましい。可変な直径のチューブの使用は、プロセスの効率を様々に変化させる。
【００８０】
放電中のＰＦＣ分子のパス長を増加させる他の方法は、ガス流の流し方を変えることにあり、例えばパーティクルのパスを直線よりもむしろ曲線にするために渦を発生させることによりガス流の流し方を変える。
【００８１】
好ましくは、放電チューブの厚みは、約１ｍｍとするか又は１ｍｍから５ｍｍまでの間とする。
【００８２】
したがって、放電チューブは薄肉である。運転中においてチューブ外面の温度は全て高い。しかし、これが冷却液体の熱安定性の不利益にならないこと、すなわち非常に長い時間にわたっても、この流体はいかなる検出可能な低下も見られない（試運転から数百時間運転でも長持ちする）ことが判明した。
【００８３】
さらに、１ｍｍ近くの厚みを有する放電チューブは、プラズマ源の適切な動作をモニターするために、特にカラムの長さをモニターするために、光学的な測定がなされる。
【００８４】
厚みが１ｍｍあるいは１ｍｍから１．５ｍｍまで間の放電チューブを通して、空気または窒素のプラズマを光学的にモニターすることができる。ただし、厚みが２ｍｍの放電チューブを通して該プラズマを光学的にモニターすることは非常に困難である。
【００８５】
選んだプラズマ源によれば、これらの一般的な原理は種々の方法に適用することができ、転換効率を最適化する際により大きいか又はより小さい範囲に促進させることができる。
【００８６】
共鳴空洞内において、プラズマ密度は臨界密度を大幅に上回ることができないものである。プラズマ密度は少なくとも真の空洞モード（true  cavity  modes）に制限される。この理由は、電力が増加すると、表面波モードが現われ、波が空洞の端部である壁を伝わることにより空洞内に閉じたままの状態となり、定在波に対応する波が別に伝播するようになるからである。表面モードの場合、そのプラズマ密度は常に臨界密度より大きい。閉じた空洞のために、チューブに沿った放電の範囲は空洞のサイズによって制限される。したがって、後者の長さは、所望の転換歩留りを得るために十分なプラズマのボリュームが提供されるように構造によって選択される。
【００８７】
考慮の同じタイプは導波管内での放電に適用される。この場合、導波管の横断面の一寸法は放電の最大の長さを決定し、十分なパワーおよび導波管の構成に従う限りにおいて、波は後者の外側を伝播し、それは表面波アプリケータとなる。導波管の寸法は、問題の周波数でガイド伝播モード（guided  propagation  mode）が存在する条件を満たしている。
【００８８】
トーチの場合は実質的に異なり、流れの規則性とプラズマ炎の対称性を乱さないようにするため、ノズルの寸法と比べてかなり大きいチャンバ内にプラズマ炎の内側の円錐（inner  cone）および包み（envelope）がともに出現する。このチャンバは、下流に位置する後処理手段にガスを向けるために、副産物を積載したガスの流れを集めるために用いられる。ノズル（数および横断面内でのオリフィス寸法および位置）の形状の詳細は、プラズマ炎のなかの活性種の行路を制御する役割を有する。チャンバ内の流れが同じ目的のために最適化されることが、ここでも指摘することができる。
【００８９】
最後に、表面波プラズマの場合、放電の範囲はフィールドアプリケータの実施構造のサイズによって制約されない。従って、放電の範囲は所望の性能に従ってマッチされる必要はない。チューブ内での放電の長さは、ジェネレータによって分配される入射高周波パワーを増大させることにより所望値まで長くすることができる。
【００９０】
図1のシステムのすべての処理手段のガス回路は、粗引きポンプ６から始まり、反応性プラズマモジュール８内に廃水を輸送するライン７、次いで副産物後処理装置１０にプラズマをリンクさせるライン９、および最後にいかなる危険もなく放出することができる無毒化したガスを大気中に排出するライン１２を含んでいる。
【００９１】
図１には示していないが、これらに種々の流体管理付属品（保守点検用のバイパス弁およびパージおよび分離ユーティリティ）および安全センサ（流れ−欠陥および過剰圧力警報器）を付加することができる。回路構成要素は、それらが信頼できる動作のための接触においてある製品と互換性を持つように選択される。
【００９２】
オーブン乾燥システムまたはトラップシステムがさらに存在していてもよい。
【００９３】
これは粗引きポンプ６によって廃水（effluent）を抜き取る理由であり、大気圧に戻すと、必ずしも全部がガスの形態で残留しない。希釈ガス中のいくらかの残留湿分（数百ppmv）の存在によりさらに悪化することが一般に問題になる。例えば、ＳＦ6エッチング法は固体硫黄、Ｈ2ＳＯ4およびＨＮＯ3などを生産することができる。特定の廃水は凝縮するかまたは固体形態に堆積することがあるので、ポンプ6の下流で圧力低下が増大するおそれがある。その結果、上述したように粗引きポンプ6のリスクであり、そしてそのポンプが属する全ての製造装置が停止するおそれがある。
【００９４】
また、上述した放射縮小現象を与える管状プラズマチャンバの直径は、一般に約１０ｍｍを上回ることができない。（粗引きポンプ6によって課された）slmの数十オーダーの総流量のために、ガス流の流速は、熱交換（輻射熱拡散）がプラズマにおいて発生する大部分の熱エネルギーがチャンバを冷やす流体によって運び去られるにはあまりに遅いようなものである。窒素または空気のなかで十分な密度のプラズマを維持するのに必要とされるマイクロ波パワーが非常に高いものであるという結果から、かなりのエンタルピーが放電チャンバの下流に運ばれる。この領域内では、ラインが破壊されるのを妨げるために、ガスは例えば水熱交換構造のような冷却手段によって急速に冷却される。これをすることによって、残留物の凝縮のための好適の領域、前記ラインの腐食および／または詰まりが発生し、それゆえに、再び、ポンプ6の下流に圧力低下が増大するおそれがある。
【００９５】
これらの条件下で、本発明の一実施例によれば、プラズマ設備に存在する流れ（current）のすべてに異なり、反応装置の頂部に交換器を伴い、汚染除去反応装置８が上昇流で操作されることから防止される。
【００９６】
さらに、上昇流の場合は、固体残留物と液体残留物は単純に重力の作用でプラズマ室に戻ることができ、その運転を損なうことになる。例えばＳＦ6エッチングの場合に、硫酸（低い蒸気圧をもつ粘性液体）がチューブの内壁を濡らし、その絶縁性を欠乏させることからプラズマのいかなる再起動もできなくなるということが観察された。このため、チューブは洗浄され乾燥されなければならず、その幾何形状ゆえに全部が更に不便で扱い難いものになる。
【００９７】
これらの理由のために、ガス流の流れの方向を逆にすること、すなわちガスを下降流とすることが好ましい。任意に、ドレイン手段、例えば液体の残りがボトム点に流れ出るような交換器−コレクタ構造をチューブのボトム位置に設けることができる。
【００９８】
図２は本発明の処理手段８を示す。処理手段８は、マイクロ波発生器１４、導波管１８および放電チューブ２６を備えている。後者の放電チューブ２６は、例えば特許文献４（ＥＰ−８２０８０１）に記載されているような導電材料からなるスリーブ２０内に配置される。
【００９９】
このサーファトロンガイド（surfatron-guide）は、さらに、放電チューブと同軸に設けられた導波管プランジャー４６およびチューニングプランジャー４８の位置を調整するための手段２４，５２を備えている。この第２のプランジャーは四分の一波トラップ（quarter-wave  trap）を形成する。第２のプランジャーは例えばテフロンでできている摺動ディスク５０に固定されている。位置調整手段２４，５２は、システムのインピーダンスを調整する目的のために手動で動かすことができるロッドである。
【０１００】
図２において、ガスは、上記説明にしたがって下方へ流れるように示されている。さらに図中の参照符号２２は、ボトム点に液体の残りを排水するための、チューブ１６のボトム位置のドレイン手段を示す。ラインの長さは、実際に後処理システム１０に達する製品の性質に影響する。
【０１０１】
固体反応吸収剤を伴うシステム１０の場合に、プラズマ出口にできるだけ近いところに前記システム１０を位置させるようにしてもよい。そのようにすると、システム１０は設計されたようにガス状製品のみを処理する。
【０１０２】
後処理システム１０の仕様は、このプロセスおよびＰＦＣ転換プラズマによって生成される副産物（ＨＦ、Ｆ2、ＣＯＦ2、ＳＯＦ2などのような腐食性のフッ素で処理されたガス、窒素酸化物など）を考慮して選択されることが好ましい。熱力学平衡からの離脱を利用することは、これらの副産物のそれぞれの濃度を制御するために絶対の柔軟性（absolute  flexibility）を提供しない。
【０１０３】
さらに、後処理装置１０の特有の特徴は、例えば既存のプラントの場合やユーザの前提で設定された汚染除去方法の場合に、プリオリ（priori）を課してもよい。
【０１０４】
一般に、冷却手段（図1に図示せず）は、プラズマ源（特に放電室およびガス出口のため特に）に設けられ、電磁エネルギーを供給する。取り出される熱パワーから離れて、例えば濃縮を防ぐために、特定の温度範囲を課すことができる。したがって、冷却回路の構成は、冷却源（プラントの標準の給湯設備のないネットワーク）として実効性があるようにつくられるのが好ましい。
【０１０５】
入射高周波パワーは、電磁エネルギー回路およびプラズマ源の両者ともに操作可能なパラメータである。適正エネルギ効率条件（プラズマへのパワーの効果的な伝送）下でプラズマ源が作動するためには、発生器によって反射される（もたらされる）パワーおよびフィールドアプリケーター構造内での加熱損失を最小にすることが考えられる。
【０１０６】
プラズマ源の設計に従い、導波管または調整ネジの端部に動くことができる短絡プランジャー４６（図２）のような外部の調節手段が、正しいインピーダンス調整を確実にするために使用可能である。
【０１０７】
インピーダンス調整は、作動状態（設備始動/停止、多工程プロセス、ドリフトおよび変動）に対して比較的鈍感であってもよい。
【０１０８】
空洞に基づくシステムは、例えば表面波システムより「鋭く」、かつ、それは反射パワー測定に追従して働く自動チューニング手段を設けることを示してもよい。一般に、反射パワー（reflected  power）は、プラズマ源の適正な動作を特徴づけるパラメータでもあり、故障は一般的に反射パワーの検知可能な増加と関連している。
【０１０９】
しかし、これは組織的なものではなく、他の物理的なパラメータは適当な操作の安全（例えばプラズマ（範囲、光度など）に特有の特定のサイン）を確実にするために用いてもよい。そして、それは光学センサまたはプラズマ源における異常な熱変化によって診断されることができる。後者のプラズマ源は、さらに適当な開始手段を備えている。これは、高周波パワーが決められたときに、大気圧で窒素または空気プラズマが自然発生的に開始できないという理由である。
【０１１０】
実際には、これらは半導体製造装置内での統合（integration）と操作（operation）に関して制限を設けてもよい。
【０１１１】
しかし、一般則として、本発明に従う適当な構造は、半導体分野のプロセス機械を操作する方法と整合し、半導体製造業者の一般的な業務と整合し、例えば方法フェーズの間のみに断続的な動作の場合、適合する停止/開始手順およびコントローラとポンプを結びつけるための堆積／エッチング設備と整合している。
【０１１２】
それはまた、半導体製造装置および半導体製作プラント設備床の床面積のコストの構造によってたびたび押し付けられてその不足を原因として生じる床面積を小さくすることとも一致するものである。
【０１１３】
図３および図４に示すように、様々な配置を選択することができる。
【０１１４】
処理装置８は、図３において機械または反応装置２から、または製造装置の設備床６０上の粗引きポンプ６から数メートル（例えば、５ｍ未満）に位置させることができる。反応装置２それ自体は製作ショップ６２内に配置されている。
【０１１５】
図４の場合には、処理装置８は、よりコンパクトに統合された真空ポンプ６を有し、製作ショップ６２の床上の設備２にできる限り近くしている。
【０１１６】
ここに１つの特定の実例をあげる。それは、ＳＦ6／Ｃ4Ｆ8エッチング反応装置の表面波システムと関連している。
【０１１７】
１．マイクロ波回路およびフィールドアプリケーター
選択した励起周波数は２．４５ＧＨｚであった。この周波数で、アプリケーション（数ｋＷ）に充分なマイクロ波パワーの搬送が導波管を用いて可能である。導波管には、通常合理的サイズの横断面を有するＷＲ３４０標準を用いる。フィールドアプリケーターはサーファトロンガイド（surfatron-guide）またはサーファガイド（surfaguide）型とすることができ、後者のサーファガイドがより大きい単純性を提供する。サーファガイドは、３ネジ整合子（matcher）を使用することなく、その端部で導波管から離れて近接する可動な短絡回路プランジャーの位置を単に調節することだけによって優れたインピーダンス調整をなしうる。
【０１１８】
マイクロ波回路は、
最大６ｋＷまでの調節可能なパワーを有するマイクロ波発生器（切替モード電源およびマグネトロンヘッド）と、
いずれの反射パワーも前記マグネトロンに戻されないように、反射パワーの全てを打ち消すことに適した水チャージを有する循環器と、
入射パワーおよび反射パワーを測定する手段と、
誘電放電チューブと共にプラズマ源を構成するサーファガイド・フィールド・アプリケーターと、
最後に、手動またはモータ駆動により操作され、導波管の端部にてインピーダンス調整する可動な短絡回路プランジャーと、を有する。
【０１１９】
２．ガス回路
これは、かなりの熱生成（例えば放電チューブに隣接する直ぐ下流のライン要素のような）がある所で、プラズマ源８および部品の活性な部分を除いてフッ素処理された腐食性製品の耐食材料（すなわちＰＶＤＦまたはＰＦＡタイプの重合体）を基本としてできており、その残りは金属またはセラミック材料でできている。
【０１２０】
粗引き真空ポンプ６の排出側において、バイパス弁（三方弁または３つ二方弁、適当な構成要素の市販の入手可能なもの）のシステムが、操作のとき又は保守点検期間にガス流が処理システムを通ることを回避することを可能にする。これらの弁は、排出のいかなる時機を逸した閉止も防止するために機械的にまたは電気的に入出力がなされ、圧力の上昇およびポンプの停止の原因になる。プラズマ汚染除去装置８は、処理されるガス流のいかなる過剰な圧力低下も検出するための手段を含む。
【０１２１】
放電チューブは二重壁のチューブであり、これらの２つの壁間に液圧ギアポンプで誘電流体を循環させることによって冷却がなされる。この流体は、半導体製作装置の設備に送ってこられる冷えたメイン水と熱交換することによって連続的に順次冷やされる。プラズマと接触する中心チューブは適当なセラミック材料でできており、それは良好な誘電体、すなわち耐火性であり、熱ストレスに耐え、さらに腐食性のフッ素活性種によるで化学的侵食に対しても抵抗するものである。放電チューブに残るガスは、大気圧マイクロ波プラズマであるゆえに高温であってもよいが、一般に熱平衡にないものであり、低圧放電と同様の「冷えた」プラズマではない。したがって、ガスは、下流ラインへ送られる前に、水熱交換器によって冷やされる。この冷却は、局部的に、液状または固体状の生成物の凝縮を引き起こす。設備を危険にさらさせないために、凝縮生成物は適正に集めることが可能であることが望ましい。この理由のために、すでに上述したように、低い位置にある交換器については、下降流となる操作がなされる。適切な叩き落とし（tap-off）は、必要に応じてなされ、規則的な間隔でコレクタを流出させることを可能にする。
【０１２２】
腐食性のフッ素処理ガスを中和する装置１０は、プラズマの下流に短い距離をおいて取り付けることが好ましい。中和装置１０は固体反応吸収剤を有するカートリッジである。吸収剤は、水または水素を使用しないエッチングまたはクリーニングプロセスにおいて主な副産物であるフッ素分子を固定するように設計されていることが好ましい。マタ、ベッドも、より少量ではあるが、ＳｉＦ4またはＷＦ6のようなエッチング生成物およびプロセスプラズマまたは汚染除去プラズマからの他の分離生成物（例えばＣＯＦ2、ＳＯＦ2など）を保持する。
【０１２３】
ガス回路は手動で操作されるかモータ駆動される多くの弁を含み、不活性ガスを備えるシステムの多様な部分を分離して、パージして、フラッシュすることを可能にする。
【０１２４】
３．冷却液体回路
半導体製作プラントの設備に送り届けられる水は、プラズマ発生器の切換モード電源およびマグネトロンヘッド、放電チューブを冷やすための誘電流体、およびプラズマチューブの出力側のガスを冷却するために用いられる。熱を誘電流体から引き出すために、実際のコールドメイン（actual  cold  mains）からの水がプレート交換器の閉回路（約５℃）に使用される。一方、プラズマ発生器の場合には、それが短絡回路の原因となりうる凝縮現象のリスクを負うので望ましくない。したがって、約２０℃での「町（town）」水を使用することが好ましく、それは切換モード電源およびマグネトロンヘッドに続く回路およびそれからプラズマから離れたところの交換器−コレクタ内に循環される。実際には、この「町」水を閉回路から送って来るようにしてもよく、多数の機械が設置された場合には、その温度は中央で統制されることが好ましい。
【０１２５】
４．プロセスおよび性能の実施例
本発明のプラズマ汚染除去システムを、図１に示すように、アルカテル（ＡＬＣＡＴＥＬ）６０１Ｅプラズマエッチングマシン２の下流に取付けた。単結晶シリコン（例えば１４インチ〜３インチ）をエッチングするための化学薬剤には、流量１７０sccmのＳＦ6ガスおよび流量７５sccmのＣ4Ｆ8ガスを用いた。実際には、真空ポンプ４，６および出力ラインを通過した後に、ガスを濃度平均オーバー時間にわたってプラズマ汚染除去装置８に入れた。上記に示した濃度に関して、ＳＦ6は９０sccmの濃度で装置８に入れ、Ｃ4Ｆ8を２４sccmの濃度で随伴させた。
【０１２６】
フッ素で処理された酸性ガスを中和するシステム１０は、登録商標クリーンソーブ（CleanSorb）ブランドの市販で入手可能なカートリッジであった。ガス状廃水の流れを、四重極質量分析（quadrupole  mass  spectrometry）によりシステム内の種々のポイントにおいて分析した。
【０１２７】
アルカテル（ＡＬＣＡＴＥＬ）エッチングプロセスをＰＦＣガスＳＦ6およびＣ4Ｆ8に使用した。粗引きポンプ6からの排出は、３０slmにて乾燥空気（ほぼ１００〜１５０ppmの残留Ｈ2Ｏ）で希釈した。ＳＦ6およびＣ4Ｆ8の濃度をエッチング室２（高密度ＩＣＰ源）の下流で測定した。汚染除去プラズマ内での滅失（destruction）の度合いを、エッチングプロセスそれ自体で以前に解離したものを含まないものとして、当該プラズマに入る濃度に対する当該プラズマを離れる濃度の比率として算出した。
【０１２８】
汚染除去プラズマ８からの出力には、２つのＰＦＣの残留物濃度とは別に、以下の副産物の濃度、すなわちＳｉＦ4、Ｆ2、ＣＯＦ2、ＳＯＦ2、ＮＯ2、ＳＯ2、ＮＯＦおよび、おそらく、希釈空気内の残留湿分に起因して生じるＨＦなどの濃度が含まれている。中和カートリッジ１０を通り過ぎた後には、空気に対して危険なこれらの汚染物質のどれも、平均であるか制限する露出値より大きい濃度を有するガス流は存在しなかった。
【０１２９】
Ｃ4Ｆ8の減少の程度はほとんど１００％であった。そして、残留物濃度が検出ノイズレベルを下回るものであった。ＳＦ6の減少の度合いは、種々の状況があるために表１において与える。入射マイクロ波パワーを増加させると、減少の度合い（degree  of  abatement）がはっきり見られるようになり、プラズマ領域が広く大きくなると言われている。チューブの直径が小さくなるときに、他の条件を同じとすれば、滅失効率が増加する。さらに、ガス流が（上昇するかまたは下降して）流れる方向は、滅失効率にほとんど影響を及ぼさなくて、すでに上述したように特定の危険を回避することを可能にする。
【０１３０】
類似の結果がＳＦ6の高い流量（３００sccm以下）で得られ、また、より大きい希釈（７０slm以下）が他のＰＦＣ、例えばＣ3Ｆ8、ＮＦ3、Ｃ2Ｆ6、ＣＦ4、ＣＨＦ3などで得られた。
【０１３１】
表１において、「プロセス入口」は反応装置２の入口を示し、「解毒入口」は処理装置８の入口を示す。
【表１】
2004537396.tif 000003
【０１３２】
本発明は半導体部品の製造またはエッチングのためのチャンバ２のコンテキスト内で記載されている。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
半導体の製造または成長またはエッチングまたはクリーニングまたは処理のため、または半導体または薄膜装置の処理、または、半導体または導電性または誘電性の薄膜、または、基板（例えばマイクロ部品またはマイクロ光学装置の製造中におけるシリコン基板）のために、チャンバまたは反応装置２の場合に対して、本発明と同じ方法を適用すると、同様の効果が得られる。
【０１３４】
また、上述したように本発明と同じ方法を適用すると、再び同様の効果が、マイクロ回路リソグラフィに使用される感光性樹脂を除去する反応装置の場合に得られ、またその他にプラズマクリーニング中に薄膜を堆積させる反応装置の場合にも得られる。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】本発明の半導体製造設備を示す図。
【図２】プラズマ源を示す図。
【図３】半導体製造プラントを模式的に示す概略構成図。
【図４】半導体製造プラントを模式的に示す概略構成図。
【符号の説明】
【０１３６】
２…プラズマエッチング装置
４…高真空ポンプ
６…粗引きポンプ
８…プラズマ源（プラズマ汚染除去装置、プラズマ汚染除去反応装置、処理ユニット、反応プラズマモジュール）
１０…中和カートリッジ（反応ユニット）
１４…マイクロ波発生器
１６…チューブ
１８…導波管
２０…スリーブ
２２…ドレイン手段
２４，５２…位置調整手段
２６…放電チューブ
４６…導波管プランジャー
４８…チューニングプランジャー
５０…摺動ディスク
６０…製作床面
６２…製作ショップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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