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特表2024-510067半導体工程排気ガス処理装置

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-03-06

(54)【発明の名称】半導体工程排気ガス処理装置

(51)【国際特許分類】

C23C 16/44 20060101AFI20240228BHJP

B01D 53/76 20060101ALI20240228BHJP

B01D 53/58 20060101ALI20240228BHJP

B01D 53/68 20060101ALI20240228BHJP

【ＦＩ】

C23C16/44 E

B01D53/76 ZAB

B01D53/58

B01D53/68 100

【審査請求】有

【予備審査請求】有

(21)【出願番号】P 2023537312

(86)(22)【出願日】2022-04-20

(85)【翻訳文提出日】2023-06-19

(86)【国際出願番号】 KR2022005650

(87)【国際公開番号】W WO2022225326

(87)【国際公開日】2022-10-27

(31)【優先権主張番号】10-2021-0051514

(32)【優先日】2021-04-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】522320970

【氏名又は名称】プラズマサイエンスシステムカンパニーリミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＰＬＡＳＭＡＳＣＩＥＮＣＥＳＹＳＴＥＭＣＯ．，ＬＴＤ．

(74)【代理人】

【識別番号】100121728

【弁理士】

【氏名又は名称】井関勝守

(74)【代理人】

【識別番号】100165803

【弁理士】

【氏名又は名称】金子修平

(72)【発明者】

【氏名】尹鍾▲ピル▼

【テーマコード（参考）】

4D002

4K030

【Ｆターム（参考）】

4D002AA13

4D002AA19

4D002AC10

4D002BA20

4D002DA17

4D002DA70

4D002GA03

4D002GB01

4K030AA03

4K030AA13

4K030BA18

4K030BA38

4K030EA12

(57)【要約】

【要約】
半導体工程から発生して真空ポンプに向かう排気ガスに対して処理をする半導体工程排気ガス処理装置が提供される。半導体工程排気ガス処理装置は、プラズマを生成するプラズマ生成部；前記プラズマによって過フッ化物が分解されて、分解ガスが生成される反応チャンバー；及び前記反応チャンバーからの分解ガスを、前記半導体工程からの排気ガスが流入して処理された排気ガスを前記真空ポンプに排出する処理チャンバーに供給するガス供給部を含み、前記分解ガスは、前記処理チャンバー内で前記排気ガスと反応して前記排気ガスの成分によって固相（ｓｏｌｉｄｓｔａｔｅ）の塩が生成されるのを抑制させることができる。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体工程から発生して真空ポンプに向かう排気ガスに対して処理をする半導体工程排気ガス処理装置において、
プラズマを生成するプラズマ生成部と；
前記プラズマによって過フッ化物が分解されて、分解ガスが生成される反応チャンバーと；
前記反応チャンバーからの分解ガスを、前記半導体工程からの排気ガスが流入して処理された排気ガスを前記真空ポンプに排出する処理チャンバーに供給するガス供給部と；を含み、
前記分解ガスは、前記処理チャンバー内で前記排気ガスと反応して、前記排気ガスの成分によって固相（ｓｏｌｉｄｓｔａｔｅ）の塩が生成されるのを抑制させることを特徴とする、半導体工程排気ガス処理装置。

【請求項2】

前記プラズマ生成部は、アークプラズマによってＮ_２プラズマを生成して、
前記反応チャンバーに供給された前記過フッ化物としてＮＦ_３が前記Ｎ_２プラズマによって分解されて、Ｎ_２、ＮＦ_３またはＦ^－を含む前記分解ガスが生成されて、
前記処理チャンバーに供給された前記分解ガスが、前記排気ガスのＮＨ_３、または生成されたＮＨ_４Ｃｌと反応してガス相のＮＨ_４Ｆが生成されることによって、固相のＮＨ_４Ｃｌの生成が抑制されることを特徴とする、請求項１に記載の半導体工程排気ガス処理装置。

【請求項3】

前記ガス供給部は、
前記反応チャンバーからの分解ガスが移動する連結管と；
前記連結管と前記処理チャンバーとの間に備えられて、前記分解ガスを前記処理チャンバーに噴射するガス噴射部と；を含むことを特徴とする、請求項２に記載の半導体工程排気ガス処理装置。

【請求項4】

前記ガス噴射部は、
一端が前記連結管と結合する外管部と；
前記外管部の他端に通して前記外管部の内側面から離隔するように前記外部管の内部に備えられて、前記連結管の圧力と前記処理チャンバーの圧力差によって前記分解ガスを前記処理チャンバーに噴射する差圧センタリングと；を含むことを特徴とする、請求項３に記載の半導体工程排気ガス処理装置。

【請求項5】

前記差圧センタリングと前記外部管の内側面との間の空間による渦流によって前記分解ガスの均一性が向上して、前記差圧フィルタリングに流入することを特徴とする、請求項４に記載の半導体工程排気ガス処理装置。

【請求項6】

前記ＮＦ_３ガスは、前記アークプラズマを生成する正極及び負極の間でなく前記反応チャンバーに供給されることによって、前記正極及び負極の寿命が向上することを特徴とする、請求項３に記載の半導体工程排気ガス処理装置。

【請求項7】

前記排気ガスによって下記の反応式１によって塩化アンモニウムが形成されて、前記処理チャンバー内では下記の反応式２及び反応式３によって固相の塩化アンモニウム塩の生成が抑制されることを特徴とする、請求項２に記載の半導体工程排気ガス処理装置。
［反応式１］
６ＴｉＣｌ_４＋８ＮＨ_３→６ＴｉＮ＋Ｎ_２＋２４ＨＣｌ＋ＮＨ_４Ｃｌ
［反応式２］
ＴｉＣｌ_４＋Ｎ_２＋ＨＣｌ＋ＮＨ_３＋ＮＦ_３→ＴｉＮ＋Ｔｉ_ｘＦ_ｙ＋ＮＦ_３＋ＨＦ＋ＨＣｌ＋Ｔｉ_３Ｎ_４＋ＮＨ_４Ｆ
［反応式３］
ＮＨ_４Ｃｌ＋ＮＦ_３→ＮＨ_４Ｆ＋Ｃｌ_２＋ＨＣｌ

【請求項8】

前記Ｎ_２プラズマの供給量、前記ＮＦ_３の供給量を調節して、前記分解ガスの成分及び供給量を調節する制御部をさらに含むことを特徴とする、請求項３に記載の半導体工程排気ガス処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体工程排気ガス処理装置に関し、より詳細には真空ポンプで排出される前に固相の塩の発生を抑制する半導体工程排気ガス処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体、ＬＣＤなど産業の大型化と生産増加に伴い、その工程に使われるガスも増加している。半導体製造工程は数多くの段階を有し、これに使われるガスの種類は数多くの段階の工程だけ多様である。

【0003】

例えば、半導体素子製造工程において、工程チャンバーに供給されたウェハーに対してフォトリソグラフィ、エッチング、拡散及び金属蒸着などの工程が繰り返し実行される。このような半導体製造工程中には様々な工程ガスが使われて、工程が完了した後には工程チャンバーから排気ガスが真空ポンプによって排出され、排気ガスは有毒成分を含むことがあるのでスクラバーのような排気ガス処理装置によって浄化される。

【0004】

ところで、温度と圧力条件により、このような半導体工程の排気ガスからパウダーが発生して問題となる。例えば、化学気相蒸着法（ＣＶＤ）を利用して塩化チタン（ＴｉＣｌ_４）ガスとアンモニア（ＮＨ_３）ガスを反応させてウェハーにチタン窒化物（ＴｉＮ）を蒸着させるＴｉＮ工程の場合、ＴｉＮ工程でウェハーに蒸着されずに排出される残余ＴｉＮパウダーだけでなく、塩化アンモニウム（ＮＨ_４Ｃｌ）パウダーが排気管や真空ポンプに沈着されて問題となる。

【0005】

図１は、半導体工程で排気ガスによって塩パウダーが生成される一例を説明する図面である。

【0006】

塩化アンモニウム（ＮＨ_４Ｃｌ）パウダーは、ＴｉＮ工程時工程チャンバーから排出される排気ガスに含まれたアンモニア（ＮＨ_３）ガスと塩化水素（ＨＣｌ）ガスが反応して生成される。圧力が１～２Ｔｏｒｒ程度である前方線（Ｆｏｒｅｌｉｎｅ）で１６０～１７０℃で塩化アンモニウムはガス相で存在する。しかし、７６０Ｔｏｒｒ、３４０℃以下では固相に相が変わる。

【0007】

塩化アンモニウム（ＮＨ_４Ｃｌ）による排気管内パウダー沈積問題を解決するために、従来はヒーティングジャケットのような加熱装置を利用して排気管を特定温度以上に加熱することによって、塩化水素（ＨＣｌ）ガスとアンモニア（ＮＨ_３）ガスが反応して固体状態の塩化アンモニウム（ＮＨ_４Ｃｌ）を生成できないようにして、固体状態の塩化アンモニウム（ＮＨ_４Ｃｌ）は、塩化水素（ＨＣｌ）ガスとアンモニア（ＮＨ_３）ガスに分解された状態で排気管を通過するようにする技術が使われている。

【0008】

しかし、かかる従来の技術は、塩化水素（ＨＣｌ）ガスとアンモニア（ＮＨ_３）ガスが反応しやすいので、塩化アンモニウム（ＮＨ_４Ｃｌ）パウダーが再生成しやすいという点で、パウダーの沈積問題に対する根本的な解決策になり難い。

【0009】

このようにＴｉＣｌ、ＮＨ_３またはＷＦ_６を使う工程などでの副産物（例：ＮＨ_４Ｃｌなど）、特に、ＡＬＤＴｉＮ工程の特性上大量形成される塩化アンモニウムが固相の塩となって前述した問題点が発生する。これによって真空ポンプの故障件数増加、停止損失（Ｌｏｓｓ）増加による生産及び設備運営問題が頻発している。また、頻繁なメンテナンスによる洗浄費増加などの様々な問題が発生している。従って、真空ポンプの安定的及び経済的な運営の対応策が必要である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明が達成しようとする技術的課題は、真空ポンプの前段に位置してＮＦ_３ガス分解（Ｆラジカル発生）によってＮＨ_４Ｃｌ塩パウダー（Ｐｏｗｄｅｒ）発生を低下させて、従来技術対比プラズマの電極寿命を確保する半導体工程排気ガス処理装置を提供することである。

【0011】

本発明が達成しようとする技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されず、言及されなかったさらに別の技術的課題は、下記から本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に明確に理解されるはずである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

前記技術的課題を達成するために、本発明の一実施例は、半導体工程から発生して真空ポンプに向かう排気ガスに対して処理をする半導体工程排気ガス処理装置を提供する。半導体工程排気ガス処理装置は、プラズマを生成するプラズマ生成部；前記プラズマによって過フッ化物が分解されて、分解ガスが生成される反応チャンバー；及び前記反応チャンバーからの分解ガスを、前記半導体工程からの排気ガスが流入して処理された排気ガスを前記真空ポンプに排出する処理チャンバーに供給するガス供給部を含み、前記分解ガスは、前記処理チャンバー内で前記排気ガスと反応して前記排気ガスの成分によって固相（ｓｏｌｉｄｓｔａｔｅ）の塩が生成されるのを抑制させることができる。

【0013】

本発明の実施例において、前記プラズマ生成部は、アークプラズマによってＮ_２プラズマを生成して、前記反応チャンバーに供給された前記過フッ化物としてＮＦ_３が前記Ｎ_２プラズマによって分解されて、Ｎ_２、ＮＦ_３またはＦ^－を含む前記分解ガスが生成されて、前記処理チャンバーに供給された前記分解ガスが、前記排気ガスのＮＨ_３、または生成されたＮＨ_４Ｃｌと反応してガス相のＮＨ_４Ｆが生成されることによって、固相のＮＨ_４Ｃｌの生成が抑制されることができる。

【0014】

本発明の実施例において、前記ガス供給部は、前記反応チャンバーからの分解ガスが移動する連結管；及び前記連結管と前記処理チャンバーとの間に備えられて、前記分解ガスを前記処理チャンバーに噴射するガス噴射部を含むことができる。

【0015】

本発明の実施例において、前記ガス噴射部は、一端が前記連結管と結合する外管部；及び前記外管部の他端に通して前記外管部の内側面から離隔するように前記外部管の内部に備えられて前記連結管の圧力と前記処理チャンバーの圧力差によって前記分解ガスを前記処理チャンバーに噴射する差圧センタリングを含むことができる。

【0016】

本発明の実施例で、前記差圧センタリングと前記外部管の内側面との間の空間による渦流によって前記分解ガスの均一性が向上して前記差圧フィルタリングに流入することができる。

【0017】

本発明の実施例において、ＮＦ_３ガスは、前記アークプラズマを生成する正極及び負極との間でなく前記反応チャンバーに供給されることによって、前記正極及び負極の寿命が向上することができる。

【0018】

本発明の実施例において、前記排気ガスによって下記の反応式１によって塩化アンモニウムが形成される。

【0019】

［反応式１］
６ＴｉＣｌ_４＋８ＮＨ_３→６ＴｉＮ＋Ｎ_２＋２４ＨＣｌ＋ＮＨ_４Ｃｌ

【0020】

前記処理チャンバー内では、下記の反応式２及び反応式３によって固相の塩化アンモニウム塩の生成が抑制されることができる。

【0021】

［反応式２］
ＴｉＣｌ_４＋Ｎ_２＋ＨＣｌ＋ＮＨ_３＋ＮＦ_３→ＴｉＮ＋Ｔｉ_ｘＦ_ｙ＋ＮＦ_３＋ＨＦ＋ＨＣｌ＋Ｔｉ_３Ｎ_４＋ＮＨ_４Ｆ

【0022】

［反応式３］
ＮＨ_４Ｃｌ＋ＮＦ_３→ＮＨ_４Ｆ＋Ｃｌ_２＋ＨＣｌ

【0023】

本発明の実施例において、前記Ｎ_２プラズマ供給量、ＮＦ_３供給量を調節して、前記分解ガスの成分及び供給量を調節する制御部をさらに含むことができる。

【発明の効果】

【0024】

本発明の実施例によると、分解ガスによって塩化アンモニウム塩の生成を抑制することにより、真空ポンプ故障（ＰｕｍｐＦａｉｌ）件数が減少し、停止損失（Ｌｏｓｓ）が減少するため、生産性が向上する。また、ＰＭ周期を延長可能である。

【0025】

また、ガス供給部で外管部と差圧センタリング構造は、分解ガスの成分をより均一にして供給できるようにする。

【0026】

また、本願の排気ガス分解装置によると、従来のＭｉｃｒｏＷａｖｅ、ＩＣＰ、ＲＦ方式が有する容量の限界を克服することができる。即ち、従来技術は、近年ナノ工程でガス使用増大による容量増加及びエネルギー使用、運営費の増加が問題になる。しかし、本願の半導体工程排気ガス処理装置によると、分解ガス供給量を容易に調節することによって、工程ガス使用量増加時スムーズに対応することができる。

【0027】

また、プラズマ生成部の電極に直接ＮＦ_３を噴射せずに、反応チャンバーにＮＦ_３を供給して、Ｎ_２プラズマによってＮＦ_３を分解して分解ガスを生成する方式を採択することによって、真空による電極寿命（ＬｉｆｅＴｉｍｅ）問題を解消して、プラズマ生成部の電極の寿命延長を達成することができる。もちろん反応チャンバーなどの反応部には耐食性が強い素材を採択することができる。

【0028】

本発明の効果は、前記効果で限定されず、本発明の詳細な説明または特許請求範囲に記載された発明の構成から推論可能なすべての効果を含むものと理解されなければならない。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】半導体工程で排気ガスによって塩パウダーが生成される一例を説明する図面である。

【図2】本発明の一実施例に係る半導体工程排気ガス処理装置を示す図面である。

【図3】本発明の一実施例に係る半導体工程排気ガス処理装置が、半導体装備と真空ポンプとの間で作用する過程を説明するための図面である。

【図4】本発明の一実施例に係る半導体工程排気ガス処理装置が、半導体工程の排気ガスと真空ポンプと連結される方式を説明するための図面である。

【図5】半導体工程排気ガス処理装置のプラズマ生成部及び反応チャンバーの一例を示す図面である。

【図6】半分層チャンバーにＮＦ_３が供給されるのを説明するための図面である。

【図7】半導体工程排気ガス処理装置の連結部を説明するための図面である。

【図8】排気ガス処理装置の連結部で差圧センタリングを説明するための図面である。

【図9】本発明の一実施例に係る半導体工程排気ガス処理装置が、塩パウダーを低減する過程を説明するための図面である。

【図10】本発明の一実施例に係る半導体工程排気ガス処理装置のＮＦ_３分解効率を試験結果を示す図面である。

【図11】本発明の一実施例に係る半導体工程排気ガス処理装置のＮＦ_３分解効率を試験結果を示す図面である。

【図12】本発明の一実施例に係る半導体工程排気ガス処理装置の性能試験結果を示す図面である。

【図13】本発明の一実施例に係る半導体工程排気ガス処理装置の性能試験結果を示す図面である。

【図14】本発明の一実施例に係る半導体工程排気ガス処理装置の性能及び効果を説明するための図面である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

本発明は多様な変更を加えることができて、様々な形態を有することができるが、特定実施例を図面に例示して本文において詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の開示形態に対して限定しようとするのではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるすべての変更、均等物乃至代替物を含むものと理解されなければならない。各図面を説明しながら類似の参照符号を類似の構成要素に対して使った。

【0031】

異なるように定義されない限り、技術的や科学的な用語を含んで、ここで使われるすべての用語は、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有している。一般的に使われる予め定義されているような用語は、関連技術の文脈上有する意味と一致する意味を有するものと解釈されるべきで、本出願で明白に定義しない限り、理想的や過度に形式的な意味と解釈されない。

【0032】

以下、添付した図面を参照して、本発明の好ましい実施例をより詳細に説明する。

【0033】

図２は、本発明の一実施例に係る半導体工程排気ガス処理装置を示す図面である。図３は、本発明の一実施例に係る半導体工程排気ガス処理装置が、半導体装備と真空ポンプとの間で作用する過程を説明するための図面である。図４は、本発明の一実施例に係る半導体工程排気ガス処理装置が、半導体工程の排気ガスと真空ポンプと連結される方式を説明するための図面である。

【0034】

本発明は、半導体工程から発生して真空ポンプに向かう排気ガスに対して処理をする半導体工程排気ガス処理装置である。本発明は、半導体メイン（Ｍａｉｎ）工程で、真空ポンプ（ＶａｃｕｕｍＰｕｍｐ）に排出される特殊ガスによる副産物（Ｂｙ－Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）が真空ポンプに流入して、ポンプメンテナンス及び設備運営などの問題を発生させるのを防止する装置に適用されることができる。これにより、ポンプメンテナンス及び設備運営の効率を向上させて真空ポンプの寿命（Ｖ／ＰＬｉｆｅＴｉｍｅ）を改善することができる。

【0035】

半導体工程排気ガス処理装置１００は、プラズマ生成部１１０、反応チャンバー１２０及びガス供給部１３０を含む。

【0036】

プラズマ生成部１１０は、正極及び負極を有し、アークプラズマ（ＡｒｃＰｌａｓｍａ）を生成することができる。

【0037】

反応チャンバー１２０（ＲｅａｃｔｉｏｎＣｈａｍｂｅｒ）では、前記プラズマによって過フッ化物が分解されて、分解ガスが生成されることができる。

【0038】

ガス供給部１３０は、前記反応チャンバー１２０からの分解ガスを処理チャンバー２００に供給することができる。

【0039】

前記半導体工程からの排気ガスが、処理チャンバー２００に流入して、処理チャンバーで処理された排気ガスは、真空ポンプに排出されることができる。

【0040】

ガス供給部１３０から処理チャンバーに供給された分解ガスは、処理チャンバー内で排気ガスと反応して排気ガスの成分によって固相（ｓｏｌｉｄｓｔａｔｅ）の塩が生成されるのを抑制させることができる。

【0041】

図５は、半導体工程排気ガス処理装置のプラズマ生成部１１０及び反応チャンバー１２０の一例を示す図面である。図６は、反応チャンバー１２０にＮＦ_３が供給されるのを説明するための図面である。

【0042】

例えば、プラズマ生成部１１０は、アークプラズマによってＮ_２プラズマを生成することができる。プラズマ生成部１１０は、電極冷却ＰＣＷ部１１１、負極１１２、正極１１３、Ｎ_２供給部１１４、プラズマ円形管１１５及び冷却ＰＣＷ部１１６を含むことができる。前記ＰＣＷは、ｐｒｏｃｅｓｓｃｏｏｌｉｎｇｗａｔｅｒの略字で水を通した冷却動作を指し示す。但し、冷却動作は必ず水である必要はなく、冷却動作を行うことができる液体ならいずれも可能である。

【0043】

Ｎ_２供給部１１４を通してＮ_２ガスが流入すると、負極１１２と正極１１３のアーク放電によって陰極１１２と陽極１１３との間でＮ_２プラズマが発生する。発生したＮ_２プラズマは、プラズマ円形管１１５を介して排出される。電極冷却ＰＣＷ部１１１は、負極１１２または正極１１３の過熱を防止して冷却動作を行う。また、冷却ＰＣＷ部１１６は、プラズマ生成部１１０での高温の熱が反応チャンバー１２０に伝達されてガスの分解動作などを阻害するのを防止する。

【0044】

反応チャンバー１２０に供給された過フッ化物としてＮＦ_３がＮ_２プラズマによって分解されて、Ｎ_２、ＮＦ_３、またはＦ^－を含む分解ガスが生成されることができる。即ち、ＮＦ_３ガスのプラズマ分解によって、Ｆラジカルが生成されることができる。

【0045】

ＮＦ_３ガスが直接トーチに噴射されずに、下部に位置した反応チャンバー１２０に引き込まれる１２１。即ち、ＮＦ_３ガスは、前記アークプラズマを生成する正極及び負極の間でなく、反応チャンバー１２０に供給されることによって、正極及び負極の寿命が向上することができる。

【0046】

反応チャンバー１２０内では、常圧に近い状態でプラズマフレーム（ｆｌａｍｅ）維持のための二重構造チャンバーを有してプラズマ密度を確保することができる。

【0047】

このように生成された分解ガスが前述した通り処理チャンバーに供給されて、分解ガスが排気ガスのＮＨ_３、または生成されたＮＨ_４Ｃｌと反応して、ガス相のＮＨ_４Ｆが生成されることによって固相のＮＨ_４Ｃｌの生成が抑制されることができる。

【0048】

図７は、半導体工程排気ガス処理装置の連結部を説明するための図面である。図８は、排気ガス処理装置の連結部で差圧センタリングを説明するための図面である。図９は、本発明の一実施例に係る半導体工程排気ガス処理装置が、塩パウダーを低減する過程を説明するための図面である。

【0049】

ガス供給部１３０は、連結管１３１及びガス噴射部１３２を含むことができる。

【0050】

連結管１３１は、一端が反応チャンバー１２０に連結されて、反応チャンバー１２０からの分解ガスが連結管１３１を介して移動することができる。例えば、連結管１３１は、二重構造エルボーパーツでありうる。二重構造エルボーパーツは、ＰＣＷ供給構造を有することができ、これにより内部管冷却効果によってチャンバーの外部温度が下がることができる。

【0051】

ガス噴射部１３２は、連結管１３１と処理チャンバーとの間に備えられる。ガス噴射部１３２は、連結管１３１からの分解ガスを処理チャンバーに噴射することができる。

【0052】

例えば、ガス噴射部１３２は、一端が前記連結管１３１と結合する外管部１３２１及び差圧センタリング１３２２を含むことができる。ガス噴射部１３２は、連結管１３１の内部の圧力を分散させる連結センタリングでありうる。

【0053】

外管部１３２１は、連結管１３１と処理チャンバーを結合する管形態のコネクターでありうる。外管部１３２１は、処理チャンバーに近接するほど直径が減少する形状を有することができる。

【0054】

差圧センタリング１３２２は、外管部１３２１の内側面から離隔するように前記外部管の内部に備えられる。差圧センタリング１３２２は、外管部１３２１より小さい直径を有する管形態の構造を有することができる。差圧センタリング１３２２は、外管部１３２１の他端に通すことができる。差圧センタリング１３２２は、連結管１３１の圧力と処理チャンバーの圧力差によって分解ガスを処理チャンバーに噴射することができる。例えば、連結管１３１の圧力は、１０^－１Ｔｏｒｒで、処理チャンバーの圧力は、１０^－３Ｔｏｒｒでありうる。差圧センタリング１３２２は、低圧に近似した状態で維持させてトーチ（タングステン）寿命延長に寄与することができる。

【0055】

差圧フィルタリングの外側面と外部管の内側面との間の空間により渦流が発生することができる。これにより、連結管１３１からガス噴射部１３２に流入する分解ガスの均一性が向上して、差圧フィルタリングの入口に流入することができる。従って、より均一性が向上した分解ガスが処理チャンバーに供給されることができる。

【0056】

半導体工程により、下記の反応式１に提示された通りアンモニウム塩が形成されることができる。

【0057】

［反応式１］
６ＴｉＣｌ_４＋８ＮＨ_３→６ＴｉＮ＋Ｎ_２＋２４ＨＣｌ＋ＮＨ_４Ｃｌ

【0058】

前述した通り、このような塩化アンモニウムは、温度及び圧力条件により気体相（ガス相）から固体相（固相）に相変化をすることができる。固相の塩が生成されて真空ポンプに流入すると、真空ポンプ故障原因となって、工程の中断などスムーズな作動に莫大な支障を招くようになる。

【0059】

本実施例に係る半導体工程排気ガス処理装置は、半導体工程からの排気ガスから生成される固相の塩が真空ポンプに排出される前にガス化させて真空ポンプの故障など問題を発生させるのを予め防止することができる。

【0060】

具体的に、処理チャンバー内では、下記の反応式２及び反応式３に提示されたように、固相の塩化アンモニウムの生成が抑制されることができる。

【0061】

［反応式２］
ＴｉＣｌ_４＋Ｎ_２＋ＨＣｌ＋ＮＨ_３＋ＮＦ_３→ＴｉＮ＋Ｔｉ_ｘＦ_ｙ＋ＮＦ_３＋ＨＦ＋ＨＣｌ＋Ｔｉ_３Ｎ_４＋ＮＨ_４Ｆ

【0062】

［反応式３］
ＮＨ_４Ｃｌ＋ＮＦ_３→ＮＨ_４Ｆ＋Ｃｌ_２＋ＨＣｌ

【0063】

Ｎ_２プラズマによって形成された分解ガスは、Ｎ_２、ＮＦ_３またはＦ^－を含むことができる。このような分解ガスの高エネルギー成分が排気ガスのアンモニアと反応して塩化アンモニウムの生成を抑制するか、すでに生成された塩化アンモニウムと反応して塩化アンモニウムを分解することによって、固相の塩化アンモニウムの生成が抑制されることができる。

【0064】

図１０及び図１１は、本発明の一実施例に係る半導体工程排気ガス処理装置のＮＦ_３分解効率を試験結果を示す図面である。

【0065】

図１１には、Ｎ_２プラズマ供給量など工程の条件が提示されている。図１０及び図１１を参照すると、プラズマオフ時には、ＮＦ_３ガスが多量に検出されして、Ｎ_２プラズマが６Ｌ／ｍ供給時にはＮＦ_３が減少して分解が進行されることがわかる。以後、Ｎ_２プラズマが増加すると、供給時にはＮＦ_３検出量が非常に少ないか検出されないので、分解がスムーズになることを確認することができる。

【0066】

このように、Ｎ_２プラズマ供給量を調節して、分解ガス成分と量を調節して、処理チャンバーに供給することができる。即ち、分解ガス内に含まれるＮ_２、ＮＦ_３、またはＦ^－成分を調節することができる。

【0067】

本実施例の半導体工程排気ガス処理装置は、前記Ｎ_２プラズマ供給量及びＮＦ_３供給量を調節して、前記分解ガスの成分及び供給量を調節する制御部をさらに含むことができる。

【0068】

図１２及び図１３は、本発明の一実施例に係る半導体工程排気ガス処理装置の性能試験結果を示す図面である。

【0069】

図１２及び図１３は、処理チャンバーでアンモニア結合反応を試験した結果を示す。

【0070】

アンモニアが流入して、アンモニア比率が高くなり、分解ガス（ＮＦ_３プラズマ）が流入すると共にアンモニア比率が減少して、ＮＦ_３比率が増加する。以後繰り返しＮＦ_３プラズマをオンさせると、アンモニアが結合されて減少してオフさせると、アンモニアが増加することがわかる。

【0071】

即ち、分解ガス内にプラズマオンである時の成分が排気ガスのアンモニアと非常によく反応することを確認することができて、分解ガスを調節してＮ_２のみを供給したり、Ｎ_２プラズマによって分解されたＮＦ_３を共に供給して、アンモニアと結合反応をさせたりすることができる。

【0072】

これにより、塩化アンモニウムの生成が抑制されたり、生成された塩化アンモニウムがＮＨ_４Ｆ形態のガスに分解されることができる。

【0073】

図１４は、本発明の一実施例に係る半導体工程排気ガス処理装置の性能を説明するための図面である。

【0074】

図１４を参照すると、本発明に係る半導体工程排気ガス処理装置は、従来の方法に比べて優秀で顕著な効果を有することがわかる。

【0075】

即ち、前述した通り分解ガスによって塩化アンモニウム塩の生成を抑制することにより、真空ポンプ故障（ＰｕｍｐＦａｉｌ）件数減少、停止損失（Ｌｏｓｓ）減少で生産性が向上する。また、ＰＭ周期を延長可能である。

【0076】

また、ガス供給部１３０で外管部１３２１と差圧センタリング構造は、分解ガスの成分をより均一にして供給できるようにする。

【0077】

【0078】

また、プラズマ生成部１１０の電極に直接ＮＦ_３を噴射せずに、反応チャンバー１２０にＮＦ_３を供給してＮ_２プラズマによってＮＦ_３を分解して分解ガスを生成する方式を採択することによって、真空による電極寿命（ＬｉｆｅＴｉｍｅ）問題を解消して、プラズマ生成部１１０の電極の寿命延長を達成することができる。もちろん反応チャンバーなどの反応部には耐食性が強い素材を採択することができる。

【0079】

前述した本発明の説明は例示のためのものであって、本発明が属する技術分野の通常の知識を有する者は、本発明の技術的思想や必須の特徴を変更することなく他の具体的な形態に容易に変形が可能であることを理解できるはずである。従って、以上で記述した実施例はすべての面で例示的なものであり限定的ではないことを理解しなければならない。例えば、単一型と説明されている各構成要素は、分散して実施されることもできて、同様に分散したものと説明されている構成要素も結合した形態で実施されることができる。

【0080】

本発明の範囲は、後述する特許請求範囲によって示されて、特許請求範囲の意味及び範囲、そしてその均等概念から導き出されるすべての変更または変形された形態が本発明の範囲に含まれると解釈されなければならない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【手続補正書】

【提出日】2022-12-10

【手続補正1】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

【背景技術】

【0002】

【0003】

【0004】

【0005】

図１は、半導体工程で排気ガスによって塩パウダーが生成される一例を説明する図面である。

【0006】

【0007】

【0008】

【0009】

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

【0011】

【課題を解決するための手段】

【0012】

【0013】

【0014】

【0015】

【0016】

【0017】

【0018】

本発明の実施例において、前記排気ガスによって下記の反応式１によって塩化アンモニウムが形成される。

【0019】

［反応式１］
６ＴｉＣｌ_４＋２０ＮＨ_３→６ＴｉＮ＋Ｎ_２＋１２ＨＣｌ＋１２ＮＨ_４Ｃｌ

【0020】

前記処理チャンバー内では、下記の反応式２及び反応式３によって固相の塩化アンモニウム塩の生成が抑制されることができる。

【0021】

［反応式２］
ＴｉＣｌ_４＋４ＮＨ_３＋３Ｆ→ＴｉＮ＋３ＮＨ_４Ｆ＋２Ｃｌ _２

【0022】

［反応式３］
８ＮＨ_４Ｃｌ＋６Ｆ→６ＮＨ_４Ｆ＋８ＨＣｌ＋Ｎ _２

【0023】

【発明の効果】

【0024】

【0025】

また、ガス供給部で外管部と差圧センタリング構造は、分解ガスの成分をより均一にして供給できるようにする。

【0026】

【0027】

【0028】

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】半導体工程で排気ガスによって塩パウダーが生成される一例を説明する図面である。

【図2】本発明の一実施例に係る半導体工程排気ガス処理装置を示す図面である。

【図3】本発明の一実施例に係る半導体工程排気ガス処理装置が、半導体装備と真空ポンプとの間で作用する過程を説明するための図面である。

【図5】半導体工程排気ガス処理装置のプラズマ生成部及び反応チャンバーの一例を示す図面である。

【図6】半分層チャンバーにＮＦ_３が供給されるのを説明するための図面である。

【図7】半導体工程排気ガス処理装置の連結部を説明するための図面である。

【図8】排気ガス処理装置の連結部で差圧センタリングを説明するための図面である。

【図9】本発明の一実施例に係る半導体工程排気ガス処理装置が、塩パウダーを低減する過程を説明するための図面である。

【図10】本発明の一実施例に係る半導体工程排気ガス処理装置のＮＦ_３分解効率を試験結果を示す図面である。

【図11】本発明の一実施例に係る半導体工程排気ガス処理装置のＮＦ_３分解効率を試験結果を示す図面である。

【図12】本発明の一実施例に係る半導体工程排気ガス処理装置の性能試験結果を示す図面である。

【図13】本発明の一実施例に係る半導体工程排気ガス処理装置の性能試験結果を示す図面である。

【図14】本発明の一実施例に係る半導体工程排気ガス処理装置の性能及び効果を説明するための図面である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

【0031】

【0032】

以下、添付した図面を参照して、本発明の好ましい実施例をより詳細に説明する。

【0033】

本発明は、半導体工程から発生して真空ポンプに向かう排気ガスに対して処理をする半導体工程排気ガス処理装置である。本発明の排気ガス処理装置は、半導体メイン（Ｍａｉｎ）工程で発生される特殊ガスによる副産物（Ｂｙ－Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）が真空ポンプに流入して、ポンプメンテナンス及び設備運営などの問題を発生させるのを防止する。これにより、ポンプメンテナンス及び設備運営の効率を向上させて真空ポンプの寿命（Ｖ／ＰＬｉｆｅＴｉｍｅ）を改善することができる。

【0034】

図２は本発明の一実施例に係る半導体工程排気ガス処理装置を示す図面である。

【0035】

図２を参照すると、半導体工程排気ガス処理装置１００は、プラズマ生成部１１０、反応チャンバー１２０及びガス供給部１３０を含む。

【0036】

プラズマ生成部１１０は、正極及び負極を有し、アークプラズマ（ＡｒｃＰｌａｓｍａ）を生成することができる。また、前記プラズマ生成部１１０には窒素（Ｎ _２）ガスが供給され、アークプラズマによって窒素（Ｎ _２）プラズマが生成されることができる。

【0037】

反応チャンバー１２０（ＲｅａｃｔｉｏｎＣｈａｍｂｅｒ）では、前記プラズマによって過フッ化物が分解されて、分解ガスが生成されることができる。即ち、反応チャンバー１２０に過フッ化物及びプラズマが流入され、プラズマによって過フッ化物は分解ガスとして生成される。

【0038】

ガス供給部１３０は、前記反応チャンバー１２０からの分解ガスを処理チャンバー２００に供給することができる。ガス供給部１３０内で分解ガスは均一濃度を有する。これのためにガス供給部１３０は、連結管１３１及びガス噴射部１３２を有する。

【0039】

連結管１３１は、二重構造のエルボーパーツであり、外部空間に水による冷却が行われ、内部空間に分解ガスが反応チャンバー１２０から連結管１３１に供給される。前記連結管１３１は、反応チャンバー１２０とガス噴射部１３２との間に配置され、反応チャンバー１２０から供給される分解ガスを冷却してガス噴射部１３２に供給する。

【0040】

ガス噴射部１３２は、外管部１３２１と差圧センタリング１３２２とを有する。外管部１３２１の一側は、連結管１３１に連結され、他側には差圧センタリング１３２２が締結される。差圧センタリング１３２２は、外管部１３２１の内部に配置され、連結管１３１に向かって突出した形状を有する。ガス噴射部３１２内で分解ガスは渦流によって均一濃度を有し、外部に排出される。

【0041】

図３は、本発明の一実施例に係る半導体工程排気ガス処理装置が、半導体装置と真空ポンプとの間で作用する過程を説明するための図面である。

【0042】

図３を参照すると、前記半導体工程からの排気ガスが、処理チャンバー２００に流入して、排気ガス処理装置１００から供給される分解ガスも処理チャンバー２００に流入する。処理チャンバー２００内では、排気ガスと分解ガスとの反応により処理された排気ガスが生成され、処理された排気ガスは真空ポンプに排出される。

【0043】

ガス供給部１３０から処理チャンバーに供給された分解ガスは、処理チャンバー内で排気ガスと反応して固相（ｓｏｌｉｄｓｔａｔｅ）の塩が生成されるのを抑制させるか既に発生された固相の塩を除去することができる。

【0044】

図４は、本発明の一実施例に係る半導体工程排気ガス処理装置が、半導体工程の排気ガスと真空ポンプと連結される方式を説明するための図面である。

【0045】

図４を参照すると、窒素ガスはプラズマ発生部に供給され、プラズマ発生部には冷却水が供給される。また、過フッ化物の一例としてＮＦ _３ガスが反応チャンバーに供給され、反応チャンバーに冷却水が供給される。冷却水はガス供給部にも供給され、供給される冷却水は、二重構造のエルボーパーツである連結管の外部空間に充填され、分解ガスを冷却するために使用される。

【0046】

図５は、本発明の図２のプラズマ生成部を図示した断面図である。

【0047】

図５を参照すると、プラズマ生成部１１０は、アークプラズマによってＮ_２プラズマを生成することができる。プラズマ生成部１１０は、電極冷却ＰＣＷ部１１１、負極１１２、正極１１３、Ｎ_２供給部１１４、プラズマ円形管１１５及び冷却ＰＣＷ部１１６を含むことができる。前記ＰＣＷは、ｐｒｏｃｅｓｓｃｏｏｌｉｎｇｗａｔｅｒの略字で水を通した冷却動作を指し示す。但し、冷却動作は必ず水である必要はなく、冷却動作を行うことができる液体ならいずれも可能である。

【0048】

【0049】

図６は、本発明の上記図２の反応チャンバーを示す断面図である。

【0050】

図６を参照すると、反応チャンバーは過フッ化物流入部１２１と内部チャンバー１２２を有する。過フッ化物流入部１２１を介してガス状の過フッ化物が供給されて内部チャンバー１２２に流入する。反応チャンバー１２０の内部チャンバーに供給された過フッ化物の一例としてＮＦ_３がＮ_２プラズマによって分解されて、Ｎ_２、ＮＦ_３、またはＦ^－を含む分解ガスが生成されることができる。即ち、ＮＦ_３ガスのプラズマ分解によって、Ｆラジカルが生成されることができる。

【0051】

ＮＦ_３ガスが直接プラズマ生成部のトーチに噴射されずに、下部に位置した反応チャンバー１２０に流入される。即ち、ＮＦ_３ガスは、前記アークプラズマを生成する正極及び負極の間でなく、反応チャンバー１２０に供給されることによって、プラズマ生成部の正極及び負極の寿命が向上することができる。

【0052】

【0053】

【0054】

図７は、半導体工程排気ガス処理装置のガス供給部の連結管を説明するための図面である。

【0055】

図８は、排気ガス処理装置のガス噴射部を説明するための図面である。

【0056】

図９は、本発明の一実施例に係る半導体工程排気ガス処理装置が、塩パウダーを低減する過程を説明するための図面である。

【0057】

ガス供給部１３０は、連結管１３１及びガス噴射部１３２を含むことができる。

【0058】

図７を参照すると、連結管１３１は、一端が反応チャンバー１２０に連結されて、他端はガス供給部に連結される。反応チャンバー１２０からの分解ガスが連結管１３１を介して移動することができる。例えば、連結管１３１は、二重構造エルボーパーツでありうる。二重構造エルボーパーツは、ＰＣＷ供給構造を有することができ、これにより内部管冷却効果によって連結管内の分解ガスの温度を調整することができる。即ち、二重構造で外部空間が冷却水で充填され、内部空間に分解ガスが供給される。温度調整された分解ガスは、ガス噴射部に流入する。

【0059】

図８を参照すると、ガス噴射部１３２は、連結管１３１と処理チャンバーとの間に備えられる。ガス噴射部１３２は、連結管１３１からの分解ガスを処理チャンバーに噴射することができる。

【0060】

【0061】

外管部１３２１は、連結管１３１と処理チャンバーを結合する管形態のコネクターでありうる。外管部１３２１は、差圧センタリング１３２２に接近するほど直径が減少する形状を有することができる。前記外管部１３２１の一側は連結管に連結され、他側には差圧センタリング１３２２が連結される。

【0062】

差圧センタリング１３２２は、外管部１３２１の内側面から離隔するように前記外部管１３２２の内部に備えられる。差圧センタリング１３２２は、外管部１３２１より小さい直径を有する管形態の構造を有して連結管１３１に向かって突出した形状を有する。差圧センタリング１３２２は、連結管１３１の圧力と処理チャンバーの圧力差によって分解ガスを処理チャンバーに噴射することができる。例えば、連結管１３１の圧力は、１０^－１Ｔｏｒｒで、処理チャンバーの圧力は、１０^－３Ｔｏｒｒでありうる。差圧センタリングの構造的特徴により、差圧センタリング部位に流体の渦流及び流体の圧力が上昇する。従って、差圧センタリングが配置された外管部の内側領域における流体の圧力は、差圧センタリングから排出された部位の圧力に比べて高い値を有する。従って、圧力の差によって差圧センタリング部位の分解ガスを処理チャンバに流入されることができる。

【0063】

差圧センタリング１３２２の外側面と外部管の内側面との間の空間により渦流が発生することができる。渦流は、流体の一部が外乱を受けて、本流とは逆方向に流れる現象である。連結管１３１から流入する分解ガスは、連結管から差圧センタリング１３２２に向かう本流を有する。分解ガスは、差圧センタリング１２２の外面と外管部１３２１との間の離隔空間で本流とは逆方向に流れる渦流を形成する。外管部１３２１の半径は、連結管１３１から離れるほど減少するので、前記図３の処理チャンバーに近くなるほど高い圧力を有する。従って、渦流の速度は本流の速度よりも大きい値を有し、ガス噴射部内の分解ガスは均一濃度を有する。これにより、連結管１３１からガス噴射部１３２に流入する分解ガスの均一性が向上して、差圧センタリングの入口に流入することができる。従って、より均一性が向上した分解ガスが処理チャンバーに供給されることができる。

【0064】

半導体工程により、下記の反応式１に提示された通りアンモニウム塩が形成されることができる。

【0065】

［反応式１］
６ＴｉＣｌ_４＋２０ＮＨ_３→６ＴｉＮ＋Ｎ_２＋１２ＨＣｌ＋１２ＮＨ_４Ｃｌ

【0066】

【0067】

【0068】

具体的に、処理チャンバー内では、下記の反応式２及び反応式３に提示されたように、固相の塩化アンモニウムの生成が抑制されることができる。

【0069】

［反応式２］
ＴｉＣｌ_４＋４ＮＨ_３＋３Ｆ→ＴｉＮ＋３ＮＨ_４Ｆ＋２Ｃｌ _２

【0070】

［反応式３］
８ＮＨ_４Ｃｌ＋６Ｆ→６ＮＨ_４Ｆ＋８ＨＣｌ＋Ｎ _２

【0071】

【0072】

図１０は、本発明の一実施例に係る半導体工程排気ガス処理装置のＮＦ_３ガスの分解効率の試験結果を示す図面である。

【0073】

図１１は、本発明の一実施例により前記図１０の試験条件を開示した表である。

【0074】

図１１には、Ｎ_２プラズマ供給量など工程の条件が提示されている。

【0075】

図１０及び図１１を参照すると、表に設定された電流及び電圧条件でＮ _２プラズマが発生する。プラズマ発生部に流入して生成されるＮ _２プラズマの量は、図１１の表の通りである。また、反応チャンバーに過フッ化物であるＮＦ _３が３Ｌ／ｍの流量で供給される。排気ガスが供給されない条件で、真空ポンプの後段でＮＦ３ガスの量が測定される。プラズマオフ時には、ＮＦ_３ガスが多量に検出されして、Ｎ_２プラズマが６Ｌ／ｍ供給時にはＮＦ_３が減少して分解が進行されることがわかる。以後、Ｎ_２プラズマが増加すると、供給時にはＮＦ_３検出量が非常に少ないか検出されないので、分解がスムーズになることを確認することができる。

【0076】

【0077】

【0078】

図１２は、本発明の実施例に係る処理チャンバー内のアンモニアの結合反応を試験した結果を示す図面である。

【0079】

図１３は、本発明の一実施例に従って図１２の試験条件を開示した表である。

【0080】

図１２及び図１３を参照すると、処理チャンバーにＮＨ _３ガスが供給されて、プラズマ生成部に図１２のようなＮ _２ガスが供給される。また、反応チャンバーに３Ｌ（ｌｉｔｅｒ）／ｍｉｎの流量でＮＦ _３ガスが供給される。真空ポンプ介して排出されるＮ _２の流量は２０Ｌ／ｍｉｎである。電流電圧条件は、プラズマ生成部でＮ _２プラズマを生成するための電力を示す。図１２のグラフでは、ＮＦ _３の濃度及びＮＨ _３の濃度が表示され、その濃度は真空ポンプを介して排出されるガスで測定されたものである。

【0081】

性能試験３０秒からアンモニアが処理チャンバーに流入する。１分３０秒が経過した時点でＮＨ _３の供給は中止し、Ｎ _２プラズマにＮＦ _３ガスを供給する。また、約３分３０秒からＮＨ _３ガスが供給され、Ｎ _２プラズマは時間区間を分けてオン／オフを繰り返す。Ｎ _２プラズマのオン／オフの繰り返しにより反応チャンバー、ガス供給部及び処理チャンバーに処理ガスが均等に分布し、各種構成要素が正常に作動できる条件が揃う。

【0082】

約８分４５秒が経過した時点でＮ _２プラズマがオンになると、処理チャンバーに供給されたＮＨ _３ガスが分解が開始されると濃度は急激に減少する。さらに、１０分２０秒が経過した時点でＮ _２プラズマがオフし、ＮＨ _３ガスの供給も中断される。Ｎ _２プラズマのオフによってＮＦ _３の分解による分解ガスは生成されず、供給されるＮＦ _３が真空ポンプを介して排出され、排出されるＮＦ _３の量は増加する。また、ＮＨ _３ガスの供給も中断された状態であるため、真空ポンプから排出されるＮＨ _３も感知されない。

【0083】

最後に１１分３５秒が経過した時点でＮ _２プラズマがオンになると、プラズマによってＮＦ _３ガスが分解して、分解ガスとして生成される。従って、真空ポンプにおけるＮＦ _３の量は急激に減少する。

【0084】

即ち、プラズマオンである時生成された分解ガスの成分が排気ガスのアンモニアと非常によく反応することを確認することができて、分解ガスを調節してＮ_２のみを供給したり、Ｎ_２プラズマによるＮＦ_３の分解ガスを共に供給して、アンモニアと結合反応を導くことができる。

【0085】

これにより、塩化アンモニウムの生成が抑制されたり、生成された塩化アンモニウムがＮＨ_４Ｆ形態のガスに分解されることができる。

【0086】

図１４は、本発明の一実施例に係る半導体工程排気ガス処理装置の性能を説明するための表である。

【0087】

図１４を参照すると、本発明に係る半導体工程排気ガス処理装置は、従来の方法に比べて優秀で顕著な効果を有することがわかる。

【0088】

従来技術では、ＮＦ _３ガスにマイクロ波やＩＣＰを利用して非接触式の間接分解方式が利用され、間接分解方式により消費電力が増加する。一方、本発明では、Ｎ _２ガスに対して直接アーク放電を行ってプラズマを生成し、生成されたプラズマにＮＦ _３ガスを接触して分解ガスを生成する直接分解方式を用いる。従って、低電力で高密度のプラズマを生成し、大量の分解ガスを生成することができる。

【0089】

【0090】

また、ガス供給部１３０で外管部１３２１と差圧センタリング構造は、分解ガスの成分をより均一にして供給できるようにする。

【0091】

【0092】

また、プラズマ生成部１１０の電極に直接ＮＦ_３を噴射せずに、反応チャンバー１２０にＮＦ_３を供給してＮ_２プラズマによってＮＦ_３を分解して分解ガスを生成する方式を採択することによって、プラズマ生成部内で電極寿命（ＬｉｆｅＴｉｍｅ）が短縮する問題を解消して、プラズマ生成部１１０の電極の寿命延長を達成することができる。もちろん反応チャンバーなどの反応部には耐食性が強い素材を採択することができる。

【0093】

【0094】

【手続補正2】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図2】