DD215706A1 - Verfahren und vorrichtung zum reinigen von gasen und daempfen aus plasmaanlagen - Google Patents
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Abstract
Das erfindungsgemaesse Reinigungsverfahren dient zur Reinigung von Plasma-Prozessabgasen, die bei Plasmaanlagen entstehen,wie z.B. beim plasmachemischen Aetzen von Substraten fuer die Mikroelektronik. Ziel der Erfindung ist es, die beim plasmachemischen Aetzen anfallenden schaedlichen Gase und Daempfe mit hoher Effektivitaet zu reinigen. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass die Gase und Daempfe zwischen Plasmareaktor und Vakuumpumpsystem ueber ein Reaktionsmaterial geleitet werden,welches durch Beaufschlagung mittels eines Plasmas aufgeheizt und abgestaubt wird,wodurch sich die Kontaktflaechen des Reaktionsmaterials staendig erneuern.
Description
Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Gasen und Dämpfen aua Plasmaanlagen
Anwendungsgebiet der Erfindung
Das erfindungsgemäße Reinigungsverfahren dient zur Reinigung von Plasma-Prozeßabgasen, die bei Plasmaanlagen entstehen, wie ζ, B. beim plasmachemiachen Ätzen von Substraten für die Mikroelektronik.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Die Reinigung der bei plaamachemiachen Ätzprozessen entstehenden Gase und Dämpfe iat vor Eintritt in das diese Gase und Dämpfe absaugende Pumpsyetem erforderlich, um . die Vakuumpumpen vor Korrosion zu schützen. Ferner iat es aus Gründen des Umweltschutzes erforderlich, diese zum Teil toxischen Gase und Dämpfe zu reinigen. Ein zur Reinigung der Gase und Dämpfe bekanntes Verfahren beateht darin, daß zwischen Plasmareaktor und Vakuumpumpe eine Tiefkühlfalle angeordnet ist, in der die Gase und Dämpfe in den festen Aggregatzustand übergehen. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß zur Reinigung der Tief-, kühlfalle die eingefrorenen Gase und Dämpfe erneut in die Dampfphase gebracht und über ein seperates Abgassystem abgeleitet werden müssen. Nachteilig ist hierbei auch die erforderliche ständige Erneuerung des Tiefkühlmittels«
Es wurde auch bereits vorgeschlagen (WP B 01 P/238 797), die beim plasmachemischen Ätzprozeß von Aluminium mit Tetrachlorkohlenstoff anfallenden Chlorverbindungen an einer auf ca* 500 0C aufgeheizten Eisenfläche (Ei-aenspänen)· in Eisen-(III)-chlorid umzuwandeln. Dieses für die Reinigung derartiger Abgase gut geeignete Verfahren hat den Nachteil, daß ein großer Energieaufwand erforderlich ist, um die notwendige Reaktionstemperatur von ca. 500 °C aufrechtzuerhalten. Ein weiterer Mangel be-
darin, daß durch die hohen Temperaturen das Eigen.« olilÖTid verdampft und mit abgepumpt-wird* ailne Verunreinigung dee Pumpenöles kiijrm deshalb nicht vermieden werden« Ferner muß aufgrund der hohen Temperaturjen vor der Vakuumpumpe nooh eine Kühleinrichtung an·» gebracht werden.
Ziel der Erfindung ! "
Ziel der Erfindung ist es, die beim plaamachemischen Ätzen anfallenden schädlichen Gase und Dämpfe mit hoher Effektivität zu reinigen»
Darlegung dea Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,ein Verfahren und eine dazugehörige Vorrichtung zur Reinigung von Gasen und Dämpfen, die bei Plasmaanlagen, wie z. B. beim plasmachemischen Ätzen von Si-Substraten anfallen, zu schaffen, die es gestatten, diese Gase und Dämpfe mit wesentlich geringerem Energieaufwand wartungsärmer und wirkungsvoller zu gestalten«
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Abgase zwischen Plasmareaktor und Vakuumpumpeneystem in bereits vorgeschlagener Weise über ein Reaktionamaterial
geleitet werden, welchee durch Beaufschlagung mittels eines Plasmas aufgeheizt und abgestäubt wird, wodurch sich die Kontaktflächen des Reaktionsmateriala' ständig erneuern. Vorteilhafter Weise wird zur Regelung des Reinigungsverfahrens dem reaktiven Plasma ein regelbarer Inertgasstrom zugemischt. Vorzugsweise wird als Reaktionsmaterial Eisen mit flächiger Geometrie eingesetzt.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein topfförmiger Behälter,in dem das Reaktionsmateriaj ©nthaltßn %®tt eingesetzt, der sich dadurch auazeiohn©i;9 daß als Reaktionamaterial eine Metallplatte über eine isolierte Durchführung im topfförmigen Behälter angeordnet ist und daß die Metallplatte mit einem Pol einer Spannungsquelle und der topfförmige Behälter mit dem anderen Pol der Spannungsquelle verbunden ist· Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung bestehen darin, daß durch das reaktive Plasma das Reaktionsmaterial aufgeheizt und gleichzeitig abgestäubt wird, wodurch wesent-
lieh weniger Energie für die Aufheizung des Reaktionsmaterials als bei den bekannten Heizmethoden benötigt wird, so daß neben Eisen auch andere Metalle, wie z, B. Al oder Cu, verwendet werden können. Ferner wird durch die ständige Abstäubung der Reaktionsflächen der Reini-» gungprozeß verbessert.
iusführungsbeispiel
Zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens; wird die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung eingesetzt. Der Einfachheit halber wird das Verfahren anhand der Wirkungsweise der Vorrichtung erläutert.
Die Reinigungseinheit besteht aus dem topfförmigen Behälter 1, der über den Deckel 2 und Vakuumdichtung 3 verschlossen ist. Ferner ist er mit einem Einlaßstutzen 7
und einem Auslaßstutzen 8 versehen. Mittels dieses Stutzens ist die Reinigungseinheit in der Abgasleitung einer nicht dargestellten Plasmaanlage so angeordnet, daß sie sich zwischen Plasmareaktor und Vakuumpumpsystem befindet. Im Behälter 1 ist über die isolierte Durchführung 4 das Reaktionsmaterial, bestehend aus einer Metallplatte 5, gegenüber dem Behälter T isoliert angeordnet. Die Metallplatte 5 steht mit dem Pol der Spannungsquelle 6 in Wxrkungsverbindung« Der andere Pol der Spannungsquelle 6 ist mit dem Behälter 1 verbunden. Am Einlaßstutzen 7 ist eine Inertgaszuleitung 9 mit einem Ventil 10 angebracht»
Pie Wirkungsweise des Verfahrens ist folgende«' Durch die Druckdifferenz zwischen Plasmareaktor und Vakuumpumpsystem werden die im Plasmareaktor beim Ätzpro·» zeß anfallenden Gase und Dämpfe in den Behälter 1 transportiert. Mittels der Spannungsquelle 6 wird im Behälter 1 ein Plasma erzeugt, welches sich zwischen der Metallplatte 5 und Behälterinnenwand allseitig ausbildet. Durch dieses reaktive Plasma wird die Metallplatte 5 aufgeheizt und ständig abgestäubt. Besteht ζ * B. die Metallplatte aus Eisen, ao reagieren die chlorhaltigen Verbindungen des Ätzprozeßabgases zu Eisen-ClIIJ-chlorid. Aufgrund des; durch das Plasma eintretende Ionenbombardements der Oberflächen der Metallplatte 5 wird von diesen Flächen ständig Material abgetragen. Dies führt zu einer ständigen Erneuerung der Oberflächen und zur Erwärmung der Metallplatte 5. Die Erwärmung der Metallplatte 5 (Eisenplatte). wird unter dem Siedepunkt des Eisen-(III)-chlorids gehalten, so daß eich dieses als fester Bestandteil an den Wänden des topfförmigen Behälters 1 niederschlägt. Nach längerer Betriebsdauer wird das Reaktionsmaterial erneuert und der Behälter 1 von den angefallenen Reaktionsprodukten gereinigt. Hierzu braucht nur der Deckel 2 vom
vom Behälter 1 gelöst und eine neue Metallplatte 5 in den Behälter 1 eingebracht werden.
Als Reaktionsmaterial können an Stelle von Eisen auch andere Metalle, wie z· B. Aluminium, Kupfer uew. einge-" setzt werden. Durch Zuführung eines Inertgaoee tritt eine Erhöhung des Reinigungsprozeases im Behälter 1 ein, da aich dadurch gleichzeitig die Energiezufuhr erhöht.
Claims (5)
1, Verfahren zum Reinigen von Gasen und Dämpfen aua Plasmaanlagen, wie z. B„ von Abgasen, die beim plaamaohetnischeni Ätzen von Si-Substraten anfallen, ge kennzeichne't dadurch, daß die Abgase zwischen Plasmareaktor und Vakuumpumpsystem in bereite vorgeschlagener Weise über ein Reaktionsmaterial geleitet werden, welohes durch Beaufschlagung mittels eines Plasmas aufgeheizt und abgestäubt wird, wodurch aich die Kontaktflächen dea Reaktionemateriala ständig erneuern.
2. Verfahren zum Reinigen von Gasen und Dämpfen nach ' Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß zur Regelung dea Reinigungsνerfahrene dem reaktiven Plasma ein regelbarer Inertgasstrom zugemischt wird·
3« Verfahren zum Reinigen von Gasen und Dämpfen nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet' dadurch,, daß als Reaktionsmaterial Eisen mit flächiger Geometrie eingesetzt wird.
4. Vorrichtung zum Reinigen von Gasen und Dämpfen, bestehend im wesentlichen aus einem topfförmigen Behälter mit .Ein- und Auslaßstutzen, in dem das Reaktionsmaterial enthalten ist, zur Durchführung des Verfahrens
' nach Punkt 1 bis 3» gekennzeichnet dadurch, daß als Reaktionsmaterial eine Metallplatte (5) über eine isolierte Durchführung (4) im topfförmigen Behälter (1) angeordnet ist, und daß die Metallplatte (5) ,mit einem Pol einer Spannungsquelle (6) und der topfförmige Behälter (1) mit dem anderen Pol der Spannungsquelle (6) verbunden ist.
5* Vorrichtung nach Punkt.4» gekennzeichnet dadurch, daß die Metallplatte (5) aus Eisen besteht.
Hierzu 1 Seite Zeichnung
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0296720A2 (de) | 1987-06-23 | 1988-12-28 | Kin-Chung Ray Chiu | Plasma-Extraktionsreaktor und seine Verwendung zur Extraktion von Dampf aus Gasen |
| US6689252B1 (en) | 1999-07-28 | 2004-02-10 | Applied Materials, Inc. | Abatement of hazardous gases in effluent |
| US6824748B2 (en) | 2001-06-01 | 2004-11-30 | Applied Materials, Inc. | Heated catalytic treatment of an effluent gas from a substrate fabrication process |
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1983
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