CN1403187A - 电浆处理废气的方法及装置 - Google Patents

电浆处理废气的方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1403187A
CN1403187A CN 01141712 CN01141712A CN1403187A CN 1403187 A CN1403187 A CN 1403187A CN 01141712 CN01141712 CN 01141712 CN 01141712 A CN01141712 A CN 01141712A CN 1403187 A CN1403187 A CN 1403187A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electricity slurry
control equipment
generating chamber
plasma generating
waste gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN 01141712
Other languages
English (en)
Inventor
徐添财
韩坤佑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
YONGQI SCIENCE & TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
YONGQI SCIENCE & TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by YONGQI SCIENCE & TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical YONGQI SCIENCE & TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN 01141712 priority Critical patent/CN1403187A/zh
Publication of CN1403187A publication Critical patent/CN1403187A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

本发明提供一种电浆处理废气的方法，将废气经由真空泵与控制阀引入一电浆废气处理装置来处理。上述的电浆废气处理装置包括一能量产生器、一电浆产生室、以及一介电质元件。其中，能量产生器所产生的能量能穿透介电质元件而进入电浆产生室，进而使电浆产生室中的废气转变成电浆，利用此一方式，可将废气成分的化学键结破坏、分解，并进一步的与添加的物质反应，变成无害或可后续处理的物质。本发明经由改进介电质元件的结构，达到了安装、维修容易及降低成本的目的。本发明经由系统的设计，当欲进行维修拆卸时，切换控制阀使废气流入另一电浆废气处理装置，然后便可以对原先的电浆废气处理装置进行维修，使得装置可以连续操作而不须中断，以达到工业化废气处理的目的。

Description

电浆处理废气的方法及装置
技术领域本发明涉及一种电浆处理废气的方法及装置。
背景技术
目前类似CF4、C2F6，与NF3等全氟化物(PFC)被广泛使用在半导体制程中，例如干蚀刻(dry etch)、化学气相沉积(CVD)后的清腔(cleaning)均使用到PFC气体以及一些有毒气体(如PH3、AsH3等)，而于CVD镀膜时，仅有大约10％的气体被利用，剩余的90％气体则以废气排出，这些全氟化合物由于在红外光区有很强的吸收，而且在大气中长期停留，一般认为是造成全球温室效应的主要来源。
        表一、全氟化合物的生命半衰期
  化合物   生命期   全球变暖潜变性(GWP)
  CF4   50,000   6,500
  C2F6   10,000   9,200
  C3F8   2,600   7,000
  CHF3   250   11,700
  SF6   3,200   23,900
  NF3   740   13,100
  CO2   200   1
表一所示氟化物的半衰期中，生命期以CF4化合物50,000年最长，NF3化合物生命期虽然仅有740年，但是NF3为一种具有危害性的气体，且其全球变暖潜变性(GWP)高达13,100，因此这些废气必须经过处理后才可排放至大气中，以避免造成全球温室效应。1998年Monterey会议中规定六种氟化物(CHF3、CF4、C2F6、C3F8、NF3、SF6)必须进行减量管制。目前处理含氟废气的方法主要有以下数种：
(1)触媒裂解：利用化学吸附、氧化及水洗方式，将有毒、有害的气体与物质裂解。此种方法无法将废弃物完全处理，必须再用其他方法进一步处理以达到排放标准。以英国B0C Edwards公司所生产的GRC设备为例，其对PFC化合物的处理效果仅70％-80％。
(2)燃烧、加热破坏：将有害废弃物加至高温，使其化合物化学键结破坏分解而成为无害物质，达到处理的目的。
(a)加热破坏：将通过的废气加热，使得废气与外加的气体产生作用，或者废气自行再产生化学作用，而产生颗粒状的无害物质。但此法有些缺点，因为每种废气的处理温度不同，因而其效果也不佳，以PFC为例，必须将其加热至1200℃以上才会产生反应，而气体不易于短时间内加热至高温，再者，能量的需求也是一大障碍。
(b)燃烧破坏：将有害废气及天然气混合燃烧后，再利用水洗，才排放，此类设备以德国DAS GmbH公司的产品为代表，但是其设备仅能处理部份废气，而且此种燃烧方式有其潜在危险性，能量的需求也较高。
(3)电浆处理：一般电浆产生的方式，是将所需的气体通入一容器内，于某一气压下，加入直流电源、交流电源、射频(Radio Frequency)或微波(Microwave)的能量来源，利用电容式、电感式、或粒子与波交互作用的方式使气体崩溃(Breakdown)游离而成为电浆。利用此一方式，可将废气的化学键结破坏分解，再进一步处理成无害的物质。
(a)请参阅图1，图1显示了一种公知的电浆废气处理装置，将待处理的废气15引入一介电质管子11内，管子11的一端以真空泵14抽气，使管内维持低压状态。一能量产生器12藉由线圈13在介电质管子11内感应射频，使管内气体崩溃游离而成为电浆。管子11的材质须为介电质(绝缘)，射频才能穿过管子11使管内气体分子崩溃游离，如果管子11为导体，则会产生屏障效应，射频将无法穿透管子。
(b)请参阅图2，图2显示了另一种公知的电浆废气处理装置，将待处理的废气25通入一介电质管子24，而介电质管子24的另一端抽气，使管内维持低压；利用一微波产生器21产生微波进入导波管22内，在介电质管子24内设置一天线(Antenna)23，用于将微波的能量沿着介电质管子24长轴方向引导，使管内废气游离而成为电浆。由于使废气游离成电浆的能量很高，为避免能量累积导致温度过高，因此在介电质管子24外围设置一冷却室26，并且引入冷却流体27来控制操作温度。
在上述a、b例子中，介电质管子通常为石英玻璃、陶瓷、铁氟龙等绝缘材料，其用途是维持反应室在真空状态及作为能量穿透的窗口。由其用途可知，介电质管子不仅要和废气接触，更要承受很高的能量穿透，由研究可知，其使用寿命均有限。就材料的特性来说，铁氟龙虽然有耐热及不易破碎的特点，但在电浆的环境下，却也很容易被蚀刻而破坏。至于石英玻璃及陶瓷材料，虽较不易被蚀刻破坏，但脆而易碎的性质，增加了安装、保养、及运送的问题，从而使得实用性降低，工业化生产也更是困难重重。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可解决上述问题的电浆处理废气的方法及装置。
本发明的电浆废气处理装置包括一能量产生器、一电浆产生室、以及一介电质元件，其中，能量产生器所产生的能量能穿透介电质元件而进入电浆产生室，进而使电浆产生室中的废气转变成电浆，利用此一方式，可将废气的化学键结破坏分解，并进一步的与添加的物质反应，变成无害或可后续处理的物质。
本发明的技术方案是：一种电浆废气处理装置，包括：
一能量产生器，用于产生能量；
一电浆产生室，用于废气处理；
至少一介电质元件，设置在该能量产生器及该电浆产生室间，该能量可穿透介电质元件而进入该电浆产生室，将该废气转变成电浆。
上述电浆废气处理装置还包括一可将该能量产生器所产生的能量引导至电浆产生室内的天线。
该介电质元件为一管子，该电浆产生室连接于该管子，天线插置于该管子内。
该介电质元件为一杯状容器，该电浆产生室设置在该杯状容器底部四周，该天线插置在该杯状容器内。
该介电质元件为一隔板，天线穿过该隔板而进入该电浆产生室内。
一冷却区，设置在该天线与电浆产生室四周，控制操作的温度。
该能量产生器为一微波产生器。
该能量产生器包括一射频电源以及一线圈，该射频电源籍由该线圈以产生射频。
该电浆产生室为一金属管子，该线圈设置在该金属管子内，该介电质元件设置在该金属管子的管壁上，使该射频电源与该金属管子绝缘。
该介电质元件为一套圈。
该电浆产生室内废气的压力为0.1torr至200torr。
该电浆产生室内废气的压力为0.1torr至40torr。
该介电质元件的材质为非金属耐热材料。
该介电质元件的材质为铁氟龙。
该介电质元件的材质为石英玻璃。
该介电质元件的材质为陶瓷。
一种电浆处理废气的方法，包括以下步骤：
(a)准备数个电浆废气处理装置，且该等电浆废气处理装置籍由控制阀加以连接；
(b)将废气经该控制阀引入其中一电浆废气处理装置来处理；
(c)切换该等控制阀，该废气流入另一电浆废气处理装置来处理；
(d)对步骤(b)的电浆废气处理装置进行维修或置换。
本发明的特点和优点是可改变介电质的结构，以改进电浆的性能、使该装置组装、拆卸、维修保养方便，同时节省材料，降低成本及提高其运送的安全性。
本发明的另一特点和优点是操作连续性，将废气经由一电浆废气处理装置来处理，当欲进行维修拆卸时，切换控制阀使废气流入另一电浆废气处理装置，然后便可以对原先的电浆废气处理装置进行维修，使得废气处理的操作不须中断，可满足工业化废气处理的要求。
附图说明
图1为一种公知电浆废气处理装置；
图2为另一种公知电浆废气处理装置；
图3为本发明的电浆废气处理装置的第一实施例；
图4为本发明的电浆废气处理装置的第二实施例；
图5为本发明的电浆废气处理装置的第三实施例；
图6为本发明的电浆废气处理装置的第四实施例；
图7为本发明的电浆废气处理装置连续处理废气的示意图。
附图标号说明11、介电质管子  12、能量产生器  13、线圈             14、真空泵15、废气        21、微波产生器  22、导波管           23、天线24、介电质管子  25、废气        26、冷却室           27、冷却流体31、微波产生器  32、导波管      33、天线             34、介电质管子35、废气        36、冷却区      37、电浆产生室       41、微波产生器42、导波管      43、天线        44、杯状介电质容器   45、废气46、冷却室      47、电浆产生室  48、冷却流体         51、微波产生器52、导波管      53、天线        54、介电质隔板       55、废气56、冷却室      57、电浆产生室  58、冷却流体         61、射频电源62、金属管子    63、废气        64、介电质套圈       65、线圈71、电浆废气处理装置            72、电浆废气处理装置73、控制阀      74、废气
具体实施方式
为使本发明的目的、特征、和优点能更明显易懂，下特举优选实施例并配合附图做详细说明。
请参阅图3，图3显示本发明的电浆废气处理装置的第一实施例。其中，一电浆产生室37连接于介电质管子34的底部，将待处理的废气35通入介电质管子34，并于电浆产生室37的另一端抽气，使介电质管子34及电浆产生室37内维持低压(操作压力通常在0.1torr至200torr间，但以0.1torr至40torr为佳)；利用一微波产生器31产生微波进入导波管32内，在介电质管子34内设置一天线33，用于将微波的能量沿着介电质管子34长轴方向引导，使废气游离而在电浆产生室37内产生电浆。在另一方面，于天线33周围设置一冷却区36，以避免操作温度过高一下子熔毁介电质管子34。
在此例中，介电质管子的长度仅有公知的一半，而原先介电质管子的下半部改以金属管来取代，由于介电质管管长缩减，在必须更换的情况下(搬运时破裂或操作时损坏)便能节省相当可观的成本。
上述介电质管子的材质可以是任何非金属耐热材料，例如石英玻璃、陶瓷、铁氟龙等。
请参阅图4，图4显示本发明的电浆废气处理装置的第二实施例。其中，将上例的介电质管子的一端改为封闭，使其形状类似一杯子，以标号44来表示此杯状的介电质容器，而电浆产生室47设置在此杯状介电质容器44的底部四周，以抽气方式将废气45直接通入电浆产生室47并维持低压；一天线43插入杯状介电质容器44内，微波产生器41产生微波进入导波管42，在天线43的引导下，微波的能量传导至电浆产生室47并产生电浆。在天线43周围设置有冷却室46，用于引入冷却流体48以避免操作温度过高。
在此例中，介电质容器44的长度可进一步缩短，因此节省更多耗材成本。
请参阅图5，图5显示本发明的电浆废气处理装置的第三实施例。其中，将第一实施例的介电质管子更进一步缩减成为一隔板(隔离层)54，此介电质隔板54将导波管52及电浆产生室57隔开，而天线53由导波管52穿过隔板54进入电浆产生室57，废气55以抽气方式直接通入电浆产生室57并维持低压，微波产生器51产生微波进入导波管52，在天线53的引导下，微波的能量传导至电浆产生室57并产生电浆。在电浆产生室57周围设置有冷却室56，用于引入冷却流体58以避免操作温度过高。
此例所使用的介电质缩减成为一隔板，其材料用量已减至最小，所以成本也能大大的减少。
请参阅图6，图6显示本发明的电浆废气处理装置的第四实施例。以抽气方式将废气63引入一金属管子62内并维持管内低压，在管子62内安装一线圈65，此线圈65连接至外部的射频电源61，在管壁上设置有介电质套圈(隔离层)64，使射频电源61与金属管子62绝缘，射频电源61经由线圈65在金属管子62内感应射频，将管内的废气激发成为电浆。此例介电质的用量是减至最小，能大大的降低成本。
公知技术中每次更换介电质管子时，都必须暂停处理废气，然而这种中断作业方式并不理想。本发明提供系统上的改良，使得废气的处理能够连续不中断，满足工厂作业需求。请参阅图7，其中电浆废气处理装置71、72可以是上述第一、二、三、四实施例中任一种，废气74首先由装置71来处理，当装置71需要更换时，则切换控制阀73，将废气改为引入装置72来处理，现场人员便可以进行拆卸更换装置71的工作。当装置72需要更换时，则再次切换控制阀73，将废气改为回到装置71来处理。利用此种交替切换方式，废气的处理便不用中断。
虽然本发明以优选的实施例揭示如上，但其并非用以限定本发明，对本领域普通专业技术人员，所做的各种变化，惟此等变化例，都应包括在本发明的构思及保护范围之内。

Claims (17)

1、一种电浆废气处理装置，其特征在于：包括：
一能量产生器，用于产生能量；
一电浆产生室，用于废气处理；
至少一介电质元件，设置在该能量产生器及该电浆产生室间，该能量可穿透介电质元件而进入该电浆产生室，将该废气转变成电浆。
2、如权利要求1所述的电浆废气处理装置，其特征在于：包括一可将该能量产生器所产生的能量引导至电浆产生室内的天线。
3、如权利要求2所述的电浆废气处理装置，其特征在于：该介电质元件为一管子，该电浆产生室连接于该管子，天线插置于该管子内。
4、如权利要求2所述的电浆废气处理装置，其特征在于：该介电质元件为一杯状容器，该电浆产生室设置在该杯状容器底部四周，该天线插置在该杯状容器内。
5、如权利要求2所述的电浆废气处理装置，其特征在于：该介电质元件为一隔板，天线穿过该隔板而进入该电浆产生室内。
6、如权利要求2所述的电浆废气处理装置，其特征在于：包括一冷却区，设置在该天线与电浆产生室四周，控制操作的温度。
7、如权利要求1所述的电浆废气处理装置，其特征在于：该能量产生器为一微波产生器。
8、如权利要求1所述的电浆废气处理装置，其特征在于：该能量产生器包括一射频电源以及一线圈，该射频电源籍由该线圈以产生射频。
9、如权利要求8所述的电浆废气处理装置，其特征在于：该电浆产生室为一金属管子，该线圈设置在该金属管子内，该介电质元件设置在该金属管子的管壁上，使该射频电源与该金属管子绝缘。
10、如权利要求9所述的电浆废气处理装置，其特征在于：该介电质元件为一套圈。
11、如权利要求1所述的电浆废气处理装置，其特征在于：该电浆产生室内废气的压力为0.1torr至200torr。
12、如权利要求11所述的电浆废气处理装置，其特征在于：该电浆产生室内废气的压力为0.1torr至40torr。
13、如权利要求1所述的电浆废气处理装置，其特征在于：该介电质元件的材质为非金属耐热材料。
14、如权利要求13所述的电浆废气处理装置，其特征在于：该介电质元件的材质为铁氟龙。
15、如权利要求13所述的电浆废气处理装置，其特征在于：该介电质元件的材质为石英玻璃。
16、如权利要求13所述的电浆废气处理装置，其特征在于：该介电质元件的材质为陶瓷。
17、一种电浆处理废气的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(a)准备数个电浆废气处理装置，且该等电浆废气处理装置籍由控制阀加以连接；
(b)将废气经该控制阀引入其中一电浆废气处理装置来处理；
(c)切换该等控制阀，该废气流入另一电浆废气处理装置来处理；
(d)对步骤(b)的电浆废气处理装置进行维修或置换。
CN 01141712 2001-09-13 2001-09-13 电浆处理废气的方法及装置 Pending CN1403187A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 01141712 CN1403187A (zh) 2001-09-13 2001-09-13 电浆处理废气的方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 01141712 CN1403187A (zh) 2001-09-13 2001-09-13 电浆处理废气的方法及装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1403187A true CN1403187A (zh) 2003-03-19

Family

ID=4676351

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 01141712 Pending CN1403187A (zh) 2001-09-13 2001-09-13 电浆处理废气的方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1403187A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101940904A (zh) * 2009-04-08 2011-01-12 Rf沙米姆技术股份有限公司 用于处理具有多个电磁发生器的加工体积的方法和设备
CN102380292A (zh) * 2011-09-05 2012-03-21 协鑫光电科技（张家港）有限公司 尾气的处理方法和装置
US9599110B2 (en) 2011-10-19 2017-03-21 Adixen Vacuum Products Gas pumping and treatment device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101940904A (zh) * 2009-04-08 2011-01-12 Rf沙米姆技术股份有限公司 用于处理具有多个电磁发生器的加工体积的方法和设备
CN102380292A (zh) * 2011-09-05 2012-03-21 协鑫光电科技（张家港）有限公司 尾气的处理方法和装置
US9599110B2 (en) 2011-10-19 2017-03-21 Adixen Vacuum Products Gas pumping and treatment device
TWI610024B (zh) * 2011-10-19 2018-01-01 艾迪生真空產品公司 泵送並處理氣體之裝置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kabouzi et al. Abatement of perfluorinated compounds using microwave plasmas at atmospheric pressure
EP1769158B1 (en) Gas abatement
US6291938B1 (en) Methods and apparatus for igniting and sustaining inductively coupled plasma
CN101279715B (zh) 利用非平衡等离子体消除挥发性有机物同时制氢的装置
CN1301342C (zh) 在大气压下产生的浓等离子体对处理气体排放物的应用
US6888040B1 (en) Method and apparatus for abatement of reaction products from a vacuum processing chamber
CN200953682Y (zh) 基于双气体源的大气压放电冷等离子体发生器
US20070235339A1 (en) Method and Apparatus for Treating a Fluorocompound-Containing Gas Stream
KR100945038B1 (ko) 플라즈마 반응기와 이를 이용한 플라즈마 스크러버
US20030007910A1 (en) Plasma treatment of processing gases
KR20080060255A (ko) 플라즈마 리액터, 가스 스트림 배출물 처리용 장치 및플라즈마 저감 장치
CN211635948U (zh) 一种防爆微波无极紫外废气处理设备及系统
CN1781345A (zh) 用于形成等离子体的设备和方法
CN212166996U (zh) 一种基于微波的等离子式尾气处理装置
KR101642129B1 (ko) 친환경 공정을 위한 플라즈마 반응기
CN101764044B (zh) 等离子装置工艺腔预处理的方法
KR101026457B1 (ko) 저압 및 대기압 플라즈마를 이용한 폐가스 제거 시스템
CN1181717A (zh) 转化温室气体的方法和设备
JP2007517650A (ja) 高周波放電によるガス処理方法
CN1403187A (zh) 电浆处理废气的方法及装置
Hong et al. Microwave plasma torch abatement of NF3 and SF6
JP2003236338A (ja) 有機ハロゲン含有ガスの処理方法および装置
CN1859825A (zh) 基于双气体源的大气压放电冷等离子体发生器
CN1086307C (zh) 低温等离子体工业废气处理装置
TW555586B (en) Method and device for treatment of exhaust by plasma

Legal Events

Date Code Title Description
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication