CN102143794B - 废气处理方法及处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的废气处理方法是将来自半导体装置的废气导入到燃烧式除害装置，接着送到集尘装置，进而送入两段结构的气体洗净装置的处理方法，所述两段结构的气体洗净装置由第一段气体洗净装置和第二段气体洗净装置构成，在第一段气体洗净装置中，以水作为洗净液进行气体洗净，接着，在第二段气体洗净装置中，以碱性水溶液作为洗净液进行气体洗净。

Description

废气处理方法及处理装置
技术领域
本发明涉及去除从半导体制造装置、液晶面板制造装置、太阳能电池制造装置等具备利用CVD反应的薄膜形成装置的制造装置(以下在本发明中总称为半导体制造装置)排出的废气中的有害成分的废气处理方法和其处理装置。
本申请基于2008年9月8日在日本申请的日本特愿2008-230093号主张优先权，将其内容合并于此。
背景技术
图2是表示现有的这种废气处理装置的图。
半导体制造装置1在制膜工序时，从半导体制造装置1排出主要含有作为剩余原料气的SiH4的废气。另外，半导体制造装置1在清洗工序时，从半导体制造装置1排出主要含有作为剩余清洗气的NF3以及因清洗而生成的SiF4的废气。
半导体制造装置1有时不限于1台，而是设置有多台，其中一部分在制膜工序，而其他的在清洗工序。
来自于半导体制造装置1的废气通过真空泵2送到燃烧式除害装置3。在设置多台半导体制造装置1和真空泵2的情况下，来自于多台半导体制造装置1的废气通过各自的真空泵2送到燃烧式除害装置3。
燃烧式除害装置3是将所述废气送到由空气燃烧器、氧燃烧器等燃烧器形成的火焰中，将废气中的上述有害成分氧化、分解的装置。
半导体制造装置1是制膜工序时，在燃烧式除害装置3中，废气中所含有的SiH4变为SiO2和H2O。另外，半导体制造装置1是清洗工序时，在燃烧式除害装置3中，废气中所含有的NF3变为HF和NOX，SiF4变为SiO2和HF。
因此，从燃烧式除害装置3排出的废气，作为除去对象物质包含SiO2和HF。该废气接着被送到袋式过滤器等集尘装置4中，作为固体粒子的SiO2被捕集下来。在集尘装置4捕集SiO2时，固体粒子的SiO2被捕集在过滤器表面，并随着废气的流入而堆积起来。由于在废气中含有HF，因此该HF的一部分与SiO2反应，再次生成少量的SiF4。
从来自集尘装置4的含有HF和SiF4的废气，通过鼓风机5吸引后送到气体洗净装置6。该气体洗净装置6也称作湿式洗涤器，是使将氢氧化钠水溶液等液碱性洗净液与废气进行气液接触，除去酸性气体的HF和SiF4的装置。该气体洗净装置6可以根据需要做成两段结构以提高去除。
确认从气体洗净装置6排出的废气的有害成分在规定值以下，经鼓风机7排放到大气中。
然而，像这样的处理方法，在气体洗净装置6中，废气中的SiF4加水分解后生成SiO2和HF，HF与碱性洗净液的钠反应变为NaF。由于SiO2和NaF为固体物，所以存在它们附着、堆积在气体洗净装置6内部的填充材、湿气分离器或洗净液循环泵内，由此成为气体洗净装置6的堵塞原因、泵故障原因的不良问题。
因此，在以往的装置中，必须将气体洗净装置6主体或循环泵频繁地分解清扫。
专利文献1：日本特开2004-188411号公报
专利文献2：日本特开2005-334755号公报
发明内容
因此，本发明的课题在于，在将来自半导体制造装置的废气依次送入燃烧式除害装置、集尘装置、气体洗净装置进行处理时，防止在气体洗净装置的内部吸附、堆积固体物，不发生堵塞气体洗净装置等的不良问题。
为了解决上述课题，本发明的第一实施方式为废气处理方法，是将来自半导体制造装置的废气导入燃烧式除害装置，接着送到集尘装置，进而送到两段结构的气体洗净装置进行处理的方法，
所述两段结构的气体洗净装置由第一段气体洗净装置和第二段气体洗净装置构成，在第一段气体洗净装置中以水作为洗净液进行气体洗净，接着，在第二段气体洗净装置以碱性水溶液作为洗净液进行气体洗净。
本发明的第二实施方式为废气处理装置，具备：将来自半导体制造装置的废气燃烧而除去有害物质的燃烧式除害装置；将来自该燃烧式除害装置的废气中的固体成分除去的集尘装置；以及对来自该集尘装置的废气进行洗净的两段结构的气体洗净装置，
所述两段结构的气体洗净装置由洗净液为水的第一段气体洗净装置和洗净液为碱性水溶液的第二段气体洗净装置构成。
根据本发明，由于导入到第一段气体洗净装置的废气中的HF、SiF4为水溶性，所以很好地溶解于由水构成的洗净液。洗净液因为溶解HF，所以呈现pH为1以下的强酸性。因此，SiF4加水分解生成的SiO2溶解于强酸性的洗净液，从而没有残留固体物。
从第一段气体洗净装置排出的导入到第二段气体洗净装置的废气，水分(水蒸汽)以饱和状态伴随，在该水分中含有微量的HF。该HF与第二段气体洗净装置的由碱性水溶液构成的洗净液接触而被中和，生成微量的NaF，但是其生成量很少。
因此，固体物吸附、堆积在第一段或者第二段气体洗净装置内部或者循环泵内部并将它们堵塞的情况变少，从而可以减少分解清扫的次数。
附图说明
图1是表示本发明的废气处理装置的例子的简要构成图。
图2是表示现有的废气处理装置的简要构成图。
具体实施方式
图1是表示本发明的气体处理装置的例子的简要构成图，与图2表示的现有气体处理装置的相同结构部分赋予相同符号，并省略其说明。
在该例子的气体处理装置中，气体洗净装置为第一段气体洗净装置6A和与其串联连接的第二段气体洗净装置6B的两段串联结构，第一段气体洗净装置6A的洗净液是水、第二段气体洗净装置6B的洗净液是碱性水溶液，这点上与以往的装置不同。
在第一段气体洗净装置6A与第二段气体洗净装置6B中，筒状的洗净塔主体内充填有填充材料。从该填充材料上部的喷头使由循环泵送来的洗净液喷射、流下，从填充材料下部由送风机向填充材料送出废气，采用了在填充材料使两者逆向气液接触的形式等。
在第一段气体洗净装置6A的洗净液中，使用了常温的城市用水、工业用水等水。而且，城市用水是指饮料水或者水道水等由水道局管理的水。
在第二段气体洗净装置6B的洗净液中，使用了浓度20～30wt％的氢氧化钠水溶液等常温碱性水溶液。
洗净液的循环流量可根据导入的废气流量、废气中的HF浓度、SiF4浓度来适当确定。
来自集尘装置4的废气通过鼓风机5导入到第一段气体洗净装置6A，在此被由水构成的洗净液洗净，接下来导入到相对于第一段气体洗净装置6A串联配置的第二段气体洗净装置6B，在此被由碱性水溶液构成的洗净液洗净后，经过鼓风机7排放到大气中。
根据这样的处理方法，由于导入到第一段气体洗净装置6A的废气中的HF、SiF4是水溶性，所以在水的洗净液中很好地溶解。洗净液由于溶解HF，因而呈现pH为1以下的强酸性。因此，SiF4加水分解生成的SiO2溶解于强酸性的洗净液，没有固体物残留。
由第一段气体洗净装置6A排出的导入到第二段气体洗净装置6B的废气，水分以饱和状态伴随，在该水分中含有微量的HF。该HF与第二段气体洗净装置6B中的碱性洗净液接触而中和，生成微量的NaF，但是其生成量很少。
因此，固体物吸附、堆积在第一段或者第二段气体洗净装置6A、6B内部或者循环泵内部并将它们堵塞的情况很少，从而可以减少分解清扫的次数。
实施例
以下，示出具体例。
使用图1表示的废气处理装置，处理来自半导体制造装置1的废气。
半导体制造装置1在制膜工序时，向半导体制造装置1以流量10升/分导入SiH4并实施制膜操作，半导体制造装置1在清洗工序时，向半导体制造装置1以流量15升/分导入NF3并实施清洗操作。
将来自半导体制造装置1的废气依次导入到燃烧式除害装置3、集尘装置4进行处理，进而从第一段气体洗净装置6A导入到第二段气体洗净装置6B。
第一段气体洗净装置6A与第二段气体洗净装置6B的各自处理风量为200m3/分。第一段气体洗净装置6A的洗净液循环使用了常温的水道水，第二段气体洗净装置6B的洗净液循环使用了常温的浓度25wt％氢氧化钠水溶液。
在第一段气体洗净装置6A中，根据pH管理进行了间歇处理，在第二段气体洗净装置6B中根据洗净液的使用量进行了间歇处理。
通过以上的操作条件进行了废气处理装置的运行。
其结果是，第一段气体洗净装置6A的分解清扫的频率为12个月1次。
与此相对，在图2表示的现有气体处理装置中，使用浓度25wt％的氢氧化钠水溶液作为气体洗净装置6的洗净液，在同样的操作条件下进行了气体处理。其结果是，气体洗净装置6的分解清扫的频率为1个月1次。
符号说明
1半导体制造装置，3燃烧式除害装置，4集尘装置，6A第一段气体洗净装置，6B第二段气体洗净装置

Claims (1)

1.一种废气处理方法，是将来自半导体制造装置的废气导入到燃烧式除害装置，接着将含有SiO2和HF的废气送到集尘装置，进而将含有HF和在集尘装置中生成的SiF4的废气送入两段结构的气体洗净装置的处理方法，
所述两段结构的气体洗净装置由第一段气体洗净装置和第二段气体洗净装置构成，在第一段气体洗净装置中，以水作为洗净液进行气体洗净，由此水解SiF4并使水解物SiO2溶解到含有氢氟酸且pH为1以下的强酸性的洗净液中而除去，接着，在第二段气体洗净装置中，以碱性水溶液作为洗净液进行气体洗净，由此除去HF。
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