(57)【要約】【課題】プラズマエッチングに使用されたガスを簡易な構成によって回収して再利用できるようにする。【解決手段】チャンバ２から排気されるガスを水酸化メタルまたは酸化メタルを備える第1のフィルタ４において濾過する第１の濾過工程と、第１の濾過工程後、第１のフィルタ４を通過したガスを中空糸膜６０からなる第２のフィルタ６において濾過する第２の濾過工程とを実施し、簡易な構成でエッチングガスを回収し再利用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマエッチング装置におけるエッチングガスの回収方法であって、
チャンバから排気されるガスを、水酸化メタルまたは酸化メタルを備える第１のフィルタにおいて濾過する第１の濾過工程と、
該第１の濾過工程後、該第１のフィルタを通過したガスを、中空糸膜からなる第２のフィルタにおいて濾過する第２の濾過工程と、
からなるプラズマエッチングガスの回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマエッチング装置において使用されたエッチングガスを回収する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、プラズマエッチングに用いるSF6、CF4等のフッ素系安定ガスに含まれる原子は、そのすべてが電離してエッチングに供されるわけではなく、実際にエッチングガスとして利用されるものは２０％程度にすぎず、残りの８０％ほどは電離しないため、エッチングに供されずに装置の外部に排出されており、不経済であるという問題がある。
【０００３】
そこで、ＣＶＤ装置、プラズマエッチング装置等の、ガスを用いてウエーハを加工する装置には、使用済みのガスを回収して再利用可能とする機能を備えているものがある（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２１０５２７号公報
【特許文献２】特開２００６−０７３５９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、使用済みガスの回収には大規模な設備が必要とされており、広い設置スペースが必要になるとともに、コスト増大の要因になっている。
【０００６】
本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、プラズマエッチングに使用されたガスを簡易な構成によって回収して再利用できるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、プラズマエッチング装置におけるエッチングガスの回収方法であって、チャンバから排気されるガスを、水酸化メタルまたは酸化メタルを備える第1のフィルタにおいて濾過する第１の濾過工程と、第１の濾過工程後、第１のフィルタを通過したガスを、中空糸膜からなる第２のフィルタにおいて濾過する第２の濾過工程と、からなる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るプラズマエッチングガスの回収方法は、チャンバから排気されるガスを水酸化メタルまたは酸化メタルを備える第1のフィルタにおいて濾過する第１の濾過工程と、第１の濾過工程後、第１のフィルタを通過したガスを中空糸膜からなる第２のフィルタにおいて濾過する第２の濾過工程と、からなるため、簡易な構成でエッチングガスを回収し再利用することができる。また、エッチングガスを再利用することにより、地球温暖化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】回収装置及びプラズマチャンバを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１に示す回収装置１は、プラズマエッチング装置内に収容されるか、またはプラズマエッチング装置に接続され、プラズマエッチング装置において使用されたガスを回収し、再利用できるガスについてはプラズマエッチング装置に戻す装置である。
【００１１】
図１に示すプラズマチャンバ２は、プラズマエッチング装置内に設けられる。プラズマチャンバ２は、被加工物が収容されて加工が行われる加工室であり、この内部には、フッ素系ガスた塩素系ガス等のプラズマ化するガスが導入される。また、プラズマチャンバ２の内部には、図示していないが、被加工物Ｗを保持する保持部なども収容され、保持部には加工対象のウエーハＷ等が保持される。また、プラズマチャンバ２の外部には、エッチングガスのプラズマ化に必要な高周波電源（不図示）なども備えている。
【００１２】
プラズマチャンバ２は、排気路３０を介して第１のポンプ３の入力側に接続されている。第１のポンプ３は、例えば真空ポンプであり、プラズマチャンバ２内のエッチングガスを吸引する。
【００１３】
第１のポンプ３の出力側は、排気路３１を介して第１のフィルタ４に接続されている。第１のフィルタ４には、粉末の酸化メタル又は水酸化メタルを備えている。メタルの例としては、例えば、Ca（カルシウム）、Mn（マンガン）、Mo（モリブデン）、Mg（マグネシウム）、Na（ナトリウム）が挙げられる。第１のフィルタ４では、酸化メタルと水酸化メタルとを混合させてもよい。
【００１４】
第１のフィルタ４は、流路５０を介して第２のポンプ５の入力側に接続されている。第２のポンプ５は、例えば加圧ポンプであり、第１のフィルタ４内で吸着されなかったガスを吸引する。
【００１５】
第２のポンプ５の出力側は、流路５１を介して第２のフィルタ６に接続されている。第２のフィルタ６は、中空糸膜６０を備えており、中空糸膜６０の一端６１に流路５１が接続されている。一方、中空糸膜の他端６２には流路７０が接続されている。第２のフィルタ６の上端には、ガス排出口６３が形成されている。中空糸膜６０は、側面に微細な孔が多数形成されて構成されており、ガスを構成する分子の分子径の大きさに応じて、各分子を中空糸膜の外に放出したり、外に放出せずに他端６２にまで導いたりすることで、特定の分子を濾過することができる。
【００１６】
第２のフィルタ６には、流路７０を介して回収タンク７が接続されている。回収タンク７には、第２のフィルタ６の中空糸膜６０を透過したガスが収容される。
【００１７】
回収タンク７は、流路８０を介して第３のポンプ８の入力側に接続されている。第３のポンプ８の出力側は、流路８１を介してプラズマチャンバ２に接続されている。回収タンク７に回収されたガスは、第３のポンプ８によってプラズマチャンバ２に戻される。
【００１８】
例えば、研削により所定の厚さに形成されたシリコンウエーハＷの被研削面をプラズマエッチングすることにより研削歪みを除去しようとするときは、シリコンウエーハＷの表面に保護テープ（不図示）が貼着され、そのシリコンウエーハＷがプラズマチャンバ２に収容される。なお、シリコンウエーハＷの一部をエッチングする場合には、エッチングされる方の面にマスキングが施される。
【００１９】
プラズマチャンバ２にシリコンウエーハＷが収容され保持されると、プラズマチャンバ２にエッチングガス、例えばSF６ガス（六フッ化硫黄）が供給されるとともに、高周波電力が印加される。そうすると、SF６ガスがプラズマ化され、硫黄原子やフッ素原子に含まれる電子が放出されて電離し、フッ素イオン（Ｆ）、硫黄イオン（Ｓ）、SF２イオンなどが生成される。そして、このようなイオンや励起されたラジカルによってシリコンウエーハＷの被研削面がエッチングされる。
【００２０】
また、シリコンウエーハＷとＦ４分子とが反応してSiF４分子が生成され、また、プラズマとシリコンウエーハＷとが反応しエッチングされてSi分子が放出される。さらに、空気中に含まれる水分がプラズマされてHFイオンが生成されたり、H２分子やO２分子が生成されたりする。
【００２１】
（１）第１の濾過工程
シリコンウエーハＷのプラズマエッチングが行われた後、第１のポンプ３を作動させることにより、プラズマチャンバ２内のガスを吸引し、排気路３０及び排気路３１を介して吸引したガスを第１のフィルタ４に導く。
【００２２】
第１のフィルタ４では、酸化メタル又は水酸化メタルによって、主として酸性ガスが吸着される。ここで吸着されるガスは、S，F，Si，HF，H２O，SO２，SF２，SiF４である。このようにして、プラズマチャンバ２から排気されたガスのうち、S，F，Si，HF，H２O，SO２，SF２，SiF４が濾過される。
【００２３】
（２）第２の濾過工程
第１のフィルタ４において吸着されなかった分子、すなわち、SF６分子、O２分子及びH２分子は、第２のポンプ５によって吸引され、第２のフィルタ６に導かれる。第２のフィルタ６では、これらが中空糸膜６０を通る。そうすると、O2分子及びH2分子は、SF6分子よりも分子径が小さいため、中空糸膜６０の途中で外部に放出され、ガス排出口６３から第２のフィルタ６の外部に排出される。
【００２４】
一方、SF６分子は、O2分子及びH2分子よりも分子径が大きいため、中空糸膜６０の他端６２まで導かれ、他端６２から流路７０を介して回収タンク７に流入する。すなわち、中空糸膜６０に形成される孔を、O2分子及びH2分子は通すがSF６分子を通さない径に形成しておくことにより、O2分子及びH2分子とSF6分子とを分離し、SF6分子のみを回収タンク７に回収することができる。このようにして、第１のフィルタ４で濾過されなかったガスのうち、O2分子及びH2分子を濾過する。
【００２５】
回収タンク７に回収されたSF６分子は、プラズマチャンバ２においてプラズマエッチングのためにSF６ガスが必要とされるときに、第３のポンプ８によって流路８０，８１を介してプラズマチャンバ２に導かれ、プラズマエッチング時に再利用される。そして、プラズマエッチング終了後は、上記と同様に、第１の濾過工程及び第２の濾過工程を経て、使用されなかったSF６ガスが回収タンク７に回収され、再びプラズマチャンバ２におけるプラズマエッチングに利用される。
【００２６】
以上のように、本発明では、プラズマチャンバ２から排気されるガスを、水酸化メタルまたは酸化メタルを備える第1のフィルタ４において濾過し、その後、第１のフィルタを通過したガスを、中空糸膜からなる第２のフィルタにおいて濾過するため、簡易な構成でエッチングガスを回収し再利用することができる。
【００２７】
なお、プラズマを発生させるためにプラズマチャンバ２に供給されるガスは、SF6には限られない。例えば、被加工物がシリコンウエーハであれば、他のフッ素系ガス、例えばCF4等でもよいし、Cl2等の塩素系ガスでもよい。さらに、被加工物の種類に応じて、適宜のエッチングガスを選択することができる。再利用するエッチングガスの分子径に応じて、第２のフィルタ６を構成する中空糸膜６０の孔の大きさを変更すればよい。
【符号の説明】
【００２８】
１：回収装置
２：プラズマチャンバ
３：第１のポンプ  ３０、３１：排気路
４：第１のフィルタ
５：第２のポンプ  ５０、５１：流路
６：第２のフィルタ  ６０：中空糸膜  ６１：一端  ６２：他端  ６３：ガス排出口
７：回収タンク  ７０：流路
８：第３のポンプ  ８０，８１：流路
【図１】
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