CN1913956A - 废气处理方法以及废气处理装置 - Google Patents

废气处理方法以及废气处理装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1913956A
CN1913956A CNA2005800033610A CN200580003361A CN1913956A CN 1913956 A CN1913956 A CN 1913956A CN A2005800033610 A CNA2005800033610 A CN A2005800033610A CN 200580003361 A CN200580003361 A CN 200580003361A CN 1913956 A CN1913956 A CN 1913956A
Authority
CN
China
Prior art keywords
exhaust gas
reaction
gas
plasma
exhaust
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
CNA2005800033610A
Other languages
English (en)
Inventor
大见忠弘
长谷川英晴
石原良夫
铃木克昌
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.)
Taiyo Nippon Sanso Corp
Original Assignee
Taiyo Nippon Sanso Corp
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=34823772&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CN1913956(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Taiyo Nippon Sanso Corp filed Critical Taiyo Nippon Sanso Corp
Publication of CN1913956A publication Critical patent/CN1913956A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/68—Halogens or halogen compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/087—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy
    • B01J19/088—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy giving rise to electric discharges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J2219/0873—Materials to be treated
    • B01J2219/0881—Two or more materials
    • B01J2219/0883—Gas-gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J2219/0873—Materials to be treated
    • B01J2219/0892—Materials to be treated involving catalytically active material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J2219/0894—Processes carried out in the presence of a plasma

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

在本发明的废气处理方法中，将在半导体装置的制造设备内处于激励状态的废气，以减压状态下导入到处理部的等离子处理部，由在等离子处理部中产生的等离子来维持激励状态的状态下，导入到反应除去部的反应器中，与填充在反应器中的由粒状氧化钙构成的反应除去剂发生反应而除去废气中的有害气体成分。也可以向等离子处理部供氧，在等离子的存在下，氧化分解有害气体成分之后，使之与反应除去剂发生反应。

Description

废气处理方法以及废气处理装置
技术领域
本发明涉及将由在半导体装置、平板显示器、太阳能电池、或者磁性体薄板的制造中使用的制造设备所排出的废气中的有害气体成分除去的废气处理方法以及废气处理装置。
本申请，对于2004年1月29日申请的特愿2004-020975号主张优先权，在此引用该内容。
背景技术
在由所述制造设备排出的废气中，含有Ar的同时，也含有CF4、C2F6、SiF4等反应产物。这样的废气中含有的反应产物，全球温暖化系数较高，不能直接排出而需要进行无害化处理后排出。另外，由于在进行无害化处理的前阶段中，所述废气成为大气压，从而也生成高分子的反应产物，例如，SiF4与水结合而成为凝胶状高分子固体。进而，CF4的产物母体与大气压下的气体分子彼此相碰撞而生成聚合物。这些固体的反应产物，成为废气配管的堵塞原因。
存在代替构成废气的Ar而使用Kr或者Xe的情况，但这些气体为，稀有气体且价格高，并且大量含于废气中，因此对它们进行回收而再利用。
在实施该Kr、Xe的回收中，需要事先除去废气中含有的有害气体成分，例如CF4、SiF4等氟化物气体。
特开平10-277354号公报中公开的发明为，除去这样的Kr、Xe等稀有气体中含有的CF4等氟化物气体的现有技术。
该发明为，除去从空气液化精馏分离装置排出的Kr、Xe等稀有气体中含有的微量的CF4等杂质气体的技术，使处理对象气体在由电介质构成的管内流动，在该管内产生大气压下的等离子，使处理对象气体活性化，作为自由基(radical)等活性种之后，使该活性状态下的处理对象气体与由碱石灰等碱性化合物构成的反应除去剂接触，从而通过反应除去CF4等杂质气体。
然而，在该发明中，在大气压下由等离子使处于稳定状态的处理对象气体具有活性，因此使氟化物气体等杂质气体成为激励状态方面需要高能量，且需要高输出的等离子装置。另外，存在以下问题等：为了在大气压下产生等离子，仍然需要高输出的等离子装置。
另外，将该现有发明的处理方法适用于上述的由半导体制造装置排出的废气上的情况下，虽然由半导体制造装置所排出的废气已处于激励状态，但它们成为大气压，因此分子之间的碰撞变多而成为稳定状态，需要再次以等离子来激励该稳定状态的气体。因此，需要更多的用于激励的能量。并且，为了分解更加稳定的固体反应产物，进而需要等离子能量。
专利文献：特开平10-277354号公报
发明内容
本发明鉴于此，其目的在于提供一种，在除去从在半导体装置、平板显示器、太阳能电池或者磁性体薄板的制造中使用的制造设备排出的废气中的、氧化物为固体的氢化物、卤化物、尤其氟化物等有害气体成分时，不堆积固体反应产物，能够以少的能量来除去有害气体成分的废气处理方法以及废气处理装置。
为了达到相关目的，本发明的第一方式为废气处理方法，该废气含有在由有机金属气体、金属氢化物气体以及卤化物气体构成的群组中选择的至少一种有害气体成分，该废气处理方法的特征在于，使所述废气的至少一部分成为激励状态，在减压下与含有钙化合物的反应除去剂发生反应。
在上述废气处理方法中，上述废气，也可以在氧存在的条件下与上述反应除去剂发生反应。
在上述废气处理方法中，上述废气，也可以作为粘性流与反应除去剂发生反应。
在上述废气处理方法中，上述废气的至少一部分，能够通过等离子、及/或紫外光成为激励状态。
在上述废气处理方法中，在上述废气中，优选含有氙及/或氪。
在上述废气处理方法中，上述反应除去剂优选含有氧化钙及/或氢氧化钙。
在上述废气处理方法中，上述有害气体成分，也可以是其氧化物为固体的元素的氢化物、或者卤化物。
本发明的第二方式为废气处理装置，该废气含有在由有机金属气体、金属氢化物气体以及卤化物气体构成的群组中选择的至少一种有害气体成分，该废气处理装置的特征在于，具有：第一排气泵，其对所述废气减压；第二排气泵，其对所述废气减压；激励部，其设置在所述第一排气泵与所述第二排气泵之间，使废气成为激励状态；以及反应除去部，其含有反应除去剂，所述反应除去剂与由所述激励部排出的废气中的有害气体成分发生反应而除去所述有害气体成分。
在上述废气处理装置中，在上述激励部中，也可以配置有进行供氧的供氧部。
在上述废气处理装置中，作为上述激励部的例，可以枚举由等离子装置及/或紫外光照射装置构成的部件。
在上述废气处理装置中，作为上述反应除去剂的例，可以枚举氧化钙及/或氢氧化钙。
(发明的效果)
来自上述制造设备的废气，由于在减压下导入到该装置内，因此不会生成成为配管的堵塞原因的固态反应产物。另外，废气导入在该装置内时，导入废气的至少一部分已经成为激励状态，维持该激励状态的状态下导入到反应除去器中，使得良好提高反应效率，并且减少用于维持激励状态的能量。
另外，在激励状态的废气中加氧的情况下，通过该氧分解有害气体，该分解产物与反应除去剂发生反应，因此能够反应除去多种有害气体成分。
另外，在减压下流过废气时，由于使废气以粘性流状态流过，因此能够减少压力损失，将激励状态的气体成分以较细的配管输送到等离子装置。从而，能够减小上述制造设备到第一排气泵与该等离子装置的管路空间。使废气在减压下以粘性流状态流过，意味着即使雷诺数相等也可以加快在管内流过的废气的流速。因此，处于激励状态的气体成分能够在较短时间内到达等离子装置，能够防止激励气体分子因碰撞壁面而导致活性减退。另外，使废气在粘性流状态下流过，因此激励气体分子之间的碰撞频繁发生，但在激励气体分子之间，只要主要引起能量移动，就可维持废气成分的激励状态。另外，以等离子装置来维持激励状态的情况下也通过由上述制造设备生成的激励状态的气体成分，容易产生等离子，从而，能够节省产生等离子时所需的能量。
另外，在废气中含有Xe、Kr等的活性化能量少、且容易被激励的气体成分的情况下，通过这些也可以容易产生等离子。另外，若作为反应除去剂使用氧化钙或者氢氧化钙或者氧化钙与氢氧化钙的混合物，则由于这些本身廉价，反应除去后，变成稳定且无害的CaF2等，这些能够作为氟化氢的原料来再利用。
附图说明
图1是表示本发明的处理装置的一例的概略结构图。
图2是表示具体例中的实验结果的图表。
图3是在未含有Xe的组成中的废气处理后的气体中CO、C3F8、C2F6、CF4的FT-IR测定图表。
图中：1-半导体制造设备；3-前置泵；4-处理部；42-反应除去部；43-处理管；44-高频线圈；45-交流电源；47-供氧管；48-反应器；49-反应除去剂；51-后置泵。
具体实施方式
图1是表示本发明的废气处理装置的一例的图。
图中符号1，例如表示反应性等离子蚀刻装置等的半导体装置的制造设备。该半导体装置的制造设备1，废气经过管2由前置泵(booster pump)(第一泵)3吸入，以压力200～1托的减压状态，优选以50～5托的减压状态，导入到处理部4。还有，在此将前置泵作为第一泵来例示，但并不限定于此。
处理部4，由等离子处理部41与反应除去部42来构成。
等离子处理部41，由以下部分构成：由氧化铝构成的圆筒状的处理管43；卷绕在该处理管43的外周的高频线圈44；向该高频线圈44供给1MHz～100MHz的高频电流的交流电源45；导入管46，其一端与处理管43的前端部连接，另一端与前置泵3的排气侧连接。
并且，从交流电源45向高频线圈44供给高频电流，以使处理管43内部的气体成为等离子状态(激励状态)。等离子的种类为，例如可列举感应耦合型等离子等，但并不限于此。
在本发明的废气处理装置的等离子处理部41中，在废气中的分子中，0.02～30ppm的分子成为激励状态。
若成为激励状态的分子的比例小于上述范围的下限，则不能维持废气的激励状态，而存在难以有效地反应除去有害气体成分的可能性，若大于上述范围的上限，则由废气的激励能量导致等离子处理部及其下游侧的温度上升，因此需要另行设置冷却机构来冷却上述等离子处理部及其下游侧配管部。
另外，上述导入管46，通过阀与供氧管47连接，该供氧管47，与未图示的供氧源连接而能够向处理管43内供氧。
另外，作为优选，在从前置泵3的排气侧经过导入管46到达圆筒状的处理管43的管路的内表面上，实施钝态化处理，使处于激励状态下的气体分子具有耐蚀性，优选实施氟化钝态化处理，或者铝氧化钝态化处理。另外，为了减少气体分子在该管路内表面上的滞留时间，若加热管路，则能够将气体分子维持激励状态的状态下有效地引入到等离子处理部41。该加热温度优选为150℃以下。这是因为，若加热温度超过150℃，则存在因从管路导入的热能而导致气体分子解聚而堆积的可能性。
反应除去器42，具有由不锈钢、石英、或者氧化铝构成的圆筒状的反应器48，在其内部中填充有由氧化钙或者氢氧化钙以及氧化钙与氢氧化钙的混合物来构成的反应除去剂49。
作为该反应除去剂49的氧化钙或者氢氧化钙以及氧化钙与氢氧化钙的混合剂为，颗粒状、粒状，优选粒径为0.5～10mm的范围。若粒径小于0.5mm，则由于填充率成为70体积％以上，因此阻碍废气的顺畅的流动，其结果，存在增加压力损失的可能性，若粒径大于10mm，则虽然不阻碍废气的顺畅的流动，但是废气通过微细孔扩散到反应除去剂内部的时间增加，存在导致反应效率降低的可能性。
另外，该氧化钙优选使用通过在氧化气氛下烧成将粒状或者由打锭(tabletting)形成的碳酸钙，并除去二氧化碳，在其内部中形成微细的空穴而形成的氧化钙，或者通过对粒状、颗粒状、由打锭形成的氢氧化钙进行脱水，并在其内部中形成微细的空穴而形成的氧化钙。另外，氢氧化钙优选使用，通过打锭形成的氢氧化钙，或者以增粘剂为核而成形的氢氧化钙。在这种情况下，氧化钙、氢氧化钙的比表面积优选为1m2/g以上。该比表面积为BET比表面积。若比表面积小于1m2/g，则与F化合物之间的反应主要在表面附近发生，因此存在反应效率下降为不足1％的可能性。
另外，这些反应剂的空隙率优选为10～50％，氢氧化钙的存在比优选为20～70％。若空隙率小于上述范围的下限，则比表面积明显减小，并且在阻碍有害气体分子利用扩散进入粒子空隙部，其结果，存在剂的反应效率下降的可能性，若大于上述范围，则构成剂的二次粒子之间的键变弱，其结果，存在容易粉化的可能性。
另外，若氢氧化钙的存在比小于上述范围的下限，则由于Ca剂(CaO与Ca(OH)2的混合物)的平均摩尔体积与生成的CaF的摩尔体积大致相同，不会产生由表面上的反应产生的应力，因此难以产生细微裂缝，其结果，存在反应效率下降的可能性。另外Ca(OH)2小于20％的氧化钙剂是在消防法中的“危险品”。另一方面，若大于上述范围的上限，则Ca剂容易粉化，其结果，不仅反应效率明显下降，而且由于与F化合物之间的反应，产生大量的水分，因此存在在后阶段中需要水分除去筒的可能性。
该氧化钙，由于空气中的水分，其表面的一部分变成氢氧化钙，该氢氧化钙在实际的反应发挥作用。在氧化钙的表面上生成氢氧化钙的方法为，在大气中放置一定时间的方法、或者在控制了水分浓度的气氛中放置的方法，但只要在其表面上形成氢氧化钙即可，并不限于此方法。
另外，该反应剂填充在反应容器48内，但在反应容器48中，被设定为，SV值相对废气处理量为1000～5000Hr-1、且LV值为2m/分钟以上的，使得不阻碍废气的流通。
若SV值小于上述范围的下限，则反应容器容积增大，其结果，不仅成为增加装置价格的一个原因，还存在输送方面花费劳力的可能性，若大于上述范围的上限，则废气的有效通过速度提前，其结果，剂的穿过带长度增加，存在剂的利用效率下降并且压力损失增加的可能性。
另外，若LV值小于2m/分钟，则可以减少压力损失，并且可以减小穿过带长度，能够提高剂的利用效率，但需要增大容器的口径，从而存在成为装置的设置面积的增加、并且装置价格的增加的一个原因的可能性。
进而，在反应器48的底部，设置有放置反应剂的泄漏的过滤器。
另外，反应器48，通过凸缘等以自由装卸的方式安装在等离子处理部41的处理管43，使得能够根据需要更换内部的反应除去剂49。
并且，反应器48的底部，与排出管50的一端连接，另一端与后置泵(back pump)51的吸气侧连接，通过该后置泵51，使得处理部4内处于减压状态。
后置泵51的排气侧，与管6连接，已被除去有害气体成分的废气通过管道等被排放到大气中。
另外，在废气中含有稀有气体的情况下，废气送到未图示的稀有气体回收净化装置。作为该稀有气体回收净化装置，例如，使用利用了变压吸附法(PSA法)等净化装置。
接着，对使用该处理装置，除去由所述制造设备所排出的废气中所含有的有害气体成分的方法进行说明。
在半导体装置的制造设备1中，导入作为处理气体的例如Ar、C2F6、C4F8、C5F8等气体，从半导体装置的制造设备1，例如，作为废气的含有Ar、CF离子、CF2离子、CF3离子、COF2、CF4、HF、C2F6之外高级碳氟化物气体、SiF4等的气体，经过管2，被送到前置泵3。在该废气中需要除去的有害成分为，CF离子、CF2离子、CF3离子、COF2、CF4、HF、C2F6之外高级碳氟化物气体、SiF4等氟化物离子、自由基以及气体。
但是，根据半导体装置的制造设备1的不同，有时含有除此之外的有害成分，例如，GeH4、B2H6、AsH3、PH3、SiH2Cl2或者其他分解物等，在这种情况下，这些气体也成为需要除去的有害气体成分。这样的废气中所含有的有害成分的总量，取决于半导体装置的制造设备1的类型，体积比来说，为0.1～25％左右。
另外，该废气中的各气体成分，在半导体装置的制造设备1内中，被实施等离子、加热等，成为激励状态，作为自由基等的活性种来存在。
来自前置泵3的废气，经过导入管46以减压状态，被导入到等离子处理部41的处理管43。在处理管43内，从交流电源45向高频线圈44供给高频电流而产生等离子，通过该等离子，导入到处理管43内的废气中的各气体成分，继续维持激励状态。
另外，在处理管43内流动的废气，由于整个处理部4处于200～1托的减压状态，因此，成为容易产生等离子的状态，能够以较低的施加功率来产生等离子。
维持该激励状态的状态下的废气，通过后置泵51的排气，被送到反应除去器42，在此与由氧化钙构成的反应除去剂49发生反应，从而，废气中的有害成分被除去。此时的化学反应，例如以下所述，但如上所述地在实际反应中发挥作用的是，粒状氧化钙的表面的氢氧化钙、打锭或者成形氢氧化钙、或者氧化钙与氢氧化钙的混合剂中的成形氢氧化钙，因此反应是与氢氧化钙的反应。还有，在粒状氧化钙的表面上形成的氢氧化钙所需的水分，在每个式中，在形成氟化钙时被再次放出，从而，再次被使用于氧化钙的氢氧化反应上。从而，若氧化钙中的氢氧化钙的存在比超过70重量％，则由于在形成氟化钙时放出的水分被排出到后阶段，因此，例如，稀有气体回收净化装置设置在后级的情况下，需要将水分的除去装置设置在反应器与上述稀有气体回收净化装置之间。
即，作为有害气体成分的主要成分的氟化物，被固定为氟化钙(萤石)。
另一方面，在有害成分为氧化物的情况下成为固体的元素的氢化物，例如，PH3或者B2H6的情况下，通过以下化学反应被除去。
即，PH3的情况下，成为磷酸钙，磷酸钙是磷矿石的主成分。B2H6的情况下也同样是矿石的一种成分。如上，任何情况下都作为矿石的一种方式来固定。
另外，作为氯化物一种的SiH2Cl2的情况下，通过以下的化学反应被除去。
已除去有害气体成分的废气，通过后置泵51，从管6经过管道等排放到大气中。另外，但废气中含有稀有气体的情况下，通过后置泵51，从管6送到稀有气体回收净化装置，在此，回收Kr、Xe等稀有气体而再利用。
反应除去器42内的反应除去剂49，除去反应能力随着除去反应的进展而降低。因此，在反应除去剂49几乎失去除去反应能力的情况下，用填充了新的反应除去剂49的反应除去器42更换。另外，并列设置两个以上处理部4，一个处理部4的反应除去剂49的除去反应能力下降的情况下，只要切换到另外的处理部4，就能够连续运转。
还有，还有其他的处理方法。该方法如下：在处理部4的等离子处理部41中，从供氧管47经由导入管46将氧送入处理管43内，在处理管43内，在等离子气氛下，将有害气体成分保持在等离子状态下，用氧进行氧化分解。
在该处理方法中，在废气中，作为有害气体成分含有在激励状态下与氧化钙难以发生反应的气体成分的情况下，将该气体成分用氧进行氧化分解，转换为与氧化钙容易发生反应的化学种类，由此反应除去这种有害气体成分。
在此导入的氧的量，被确定为相对于废气中所含有的有害气体成分的总量而言过剩，但是若过多导入，则存在废气的激励状态消失的危险性，因此考虑这些因素而确定。
作为具体的供氧量，例如，相对于构成有害气体成分的总碳量或者总氟量，将其等量的三倍量作为参考值，更优选的量为，等量的两倍。
若供氧量小于上述范围的下限，则在有害成分中含碳时，碳堆积在等离子处理部内壁上，等离子状态发生经时变化，存在不能得到稳定的废气的激励状态的可能性，若大于上述范围的上限，则等离子的激励状态消失，并且存在金属氧化物堆积在等离子处理部内壁及其下游的可能性。
这样的有害气体成分为，例如PH3、SiH4、B2H6、GeH4、SF6、(CH3)3Ga等。
另外，即使为含有除了这些之外的CF4、C2F8、SiF4等的废气，也可以导入氧，在减压下的等离子中进行氧化分解之后，使之与氧化钙接触。
这样的处理方法，由于使来自半导体装置的制造设备1的激励状态的废气，在等离子处理部41中由等离子来维持激励状态的状态下，在反应除去部42中与由氧化钙构成的反应除去剂49发生反应，因此有效进行有害气体成分与氧化钙之间的反应，能良好地除去，并且不需要使已处于稳定状态的固态物质、或者气体再次成为激励状态，因此产生等离子时所需的能量较少也可。例如，在处理1L/分钟的废气的情况下，本发明的等离子产生所需的能量大约为1.5kW，但利用特开平10-277354号中公开的发明，姑且在大气压下以1L/分钟排出废气之后，再次在减压下产生等离子而进行分解时所需的能量为5.5kW。即，使用本发明，能够使产生等离子时所需的能量为现有技术的大约30％。
另外，在处理管43内，使在减压下、且处于激励状态的气体中产生等离子，因此容易产生等离子，由此也可以减少产生等离子时所需的能量，也不需要用于冷却处理管43的冷却剂机构。
另外，在减压下流过废气时，由于废气以粘性流状态流过，因此在减少压力损失的状态下，能够提高废气的流速。即，将在半导体装置的制造装置1中净化的离子、自由基以及未分解气体以较细的配管来快速地输送到反应除去器42。另外，由加快流速的气体的高速输送，减少离子、自由基等激励气体分子向配管壁面碰撞的可能性，因此能够防止激励气体分子的活性的减退，并且能够防止固态反应产物在配管内面上的堆积。另外，能够减小反应剂导致的压力损失。
例如，将废气压力设为30托、将处理管43中的空塔速度作为2cm/秒时的压力损失为1托左右。进而，由于在减压下维持气体的激励状态，并且使废气流过，因此能够抑制在空隙中生成固态反应产物。如上，能够以较细的配管将激励状态的气体成分输送到等离子装置，能够减小所述制造设备到第一排气泵与该等离子装置的管路空间，并且能够减小处理管43的内径，能够使等离子处理部41小型化。
另外，在废气中含有Xe、Kr等活性化能量较低、容易被激励的气体的情况下，由此也可以以较少的能量来产生等离子。另外，含有容易被激励的Kr或者Xe的状态下，施加相同能量的情况下，可以将施加能量使用于生成等离子之外，还使用于解聚性气体的分解，例如，还能够促进高级碳氟化物的分解。
另外，反应后的反应除去剂49，为CaF2等化学性稳定且无害的化合物，因此在已使用完毕的反应剂的更换中也容易操作。另外，不需要对已使用完毕的反应剂再次进行无害化处理，能将这些作为新的化学品原料来再利用。
另外，将氧导入到等离子处理部41，在等离子的存在下以激励状态对有害气体成分进行氧化分解的处理方法中，即使是难以与氧化钙直接反应的有害气体成分，也由于它们被氧化分解，且在激励状态下与氧化钙发生反应，因此充分进行除去反应，也可以处理含有这种有害气体成分的废气。
另外，在本发明中，也可以代替处理部4的等离子处理部41，在处理管43的外侧配置加热发热器(heater)，由该加热发热器高温加热处理管43内部的废气，通过加热维持废气的激励状态，也可以通过例如，ICP等离子、微波等离子等，其电子温度为数十～数eV左右的等离子源、或者真空紫外光的照射而维持废气的激励状态。
以下，表示具体例。
(例1)
使用图1所示的处理装置处理了从半导体装置的制造设备1排出的废气。作为等离子处理部41的处理管43，使用内径40m的氧化铝制的圆筒管，在其上卷绕高频线圈44，从交流电源45向该高频线圈44施加频率为4MHz、最大输出功率为1.2kW的高频电流，在处理管43内产生感应耦合型等离子。
另外，作为反应除去部42的反应器48，使用内径为40mm、长度为150mm的石英制的有底圆筒体，在其内部中填充了300g的粒径为1mm的粒状氧化钙，使得空隙率为50体积％。
使前置泵3以及后置泵51运行，将来自半导体装置的制造设备1的激励状态的废气通过导入管46导入到处理管43。此时的废气构成为，Ar：90％：COF2：2％；SiF4：3％；HF：0.5％；C4F4：0.1％；CF4：2％；C2F6：2.4％。将处理部41内的压力设为30托、将废气的流量设为100SCCM，在处理管43内产生等离子。
图2的实验1表示其结果。在此，由供氧管连续供给氧30SCCM。如实验1的数据(图2的图表)所示，对由排出管50排出的废气中的COF2、SiF4、HF、C4F4、CF4以及C2F6的量，通过FT-IR进行定量结果，任何气体成分均为FT-IR检测下限(2ppm)，CO2作为反应产物被检测到为9％左右。
同样，在实验2中，将供氧量作为10SCCM，其他条件与上述实验1相同的情况下通过FT-IR进行了定量。如实验2的数据所示，对由排出管50所排出的废气中的COF2、SiF4、HF、C4F4、CF4以及C2F6的量通过FT-R进行定量结果，任何气体成分均为FT-IR的检测下限(2ppm)，CO2作为反应产物被检测到为9％左右。
作为比较，在比较1中表示将供氧量设为0SCCM，其他条件与上述实验1相同的情况下进行的例。除了作为反应产物的CO2之外，还检测到COF2、SiF4。由该结果，明确了对COF2以及SiF4的除去能力得到了提高。
例外，作为比较2，代替氧化钙使用碳酸钙，其他条件与实验1相同的情况下通过FT-IR进行了定量。如比较2的数据所示，对由排出管50排出的废气中的COF2、SiF4、HF、C4F4、CF4以及C2F6的量通过FT-IR进行了定量结果，检测出3ppm左右的COF2与1％左右的SiF4，CO2作为反应产物被检测到为9％左右。
由该结果，判明了与将碳酸钙作为反应除去剂来使用的情况相比，使用氧化钙的情况下，对SiF4的除去能力得到了提高。
(例2)
使用与例1相同的处理装置，将作为废气的Ar：20％、Xe：78％、GeH4：0.1％、B2H6：0.1％、SiH4：1.8％的组成的气体，以50托的压力、流量200SCCM，在激励状态下导入到处理管43内。与此同时，从供氧管47将常压的氧以流量10SCCM来导入到处理管43，在处理管43内产生等离子，氧化分解废气中的有害气体成分。之后，在与例1相同的反应除去部42中与氧化钙进行接触而除去。
对由排出管50所排出的废气中的GeH4、B2H6以及SiH4的量进行定量的结果，GeH4：3ppm(检测下限)以下、B2H6：2ppm(检测下限)以下以及SiH4：3ppm(检测下限)以下。
(例3)
使用图1所示的处理装置来处理来自半导体装置的制造设备1的废气。作为等离子处理部41的处理管43，使用内径为40mm的氧化铝制的圆筒管，在其上卷绕高频线圈，从交流电源45向该高频线圈施加频率为2MHz、最大输出功率为1.5kW的高频电流，在处理管43内产生感应耦合型等离子。另外，作为反应除去部42的反应器48，使用内径为40mm、长度为150mm的不锈钢制有底圆筒体，在其内部中填充20kg的粒径为3mm的粒状氧化钙，使得空隙率为50体积％。
使前置泵3以及后置泵51工作，将激励状态的废气从半导体装置的制造设备1通过导入管46导入到处理管43。此时的废气，作为有害成分，含有COF2：2％、SiF4：0.7％；HF：0.1％；CF4：0.2％、C2F6之外高级碳氟化物：1％，此外作为等离子气体，含有Ar、Xe。另外，此时，Ar与Xe的比率为3∶1的组成。将处理部内的压力作为30托、将废气流量设为100SCCM，在处理管43内产生等离子。
在图3中表示作为例3的结果及其比较例，对在没有含有Xe的组成的废气处理后的气体中的CO、C3F8、C2F6、CF4进行FT-IR测定的结果。
处理了含有Xe的废气的结果中，观测到CO以及CF4的吸收峰值。另一方面，在没有含有Xe的比较例的光谱中，CF4的峰值高度与含有Xe的情况相比高，并且确认到C3F8或者C2F6的吸收光谱的存在。
即，通过该图表示，在比较例中，没有彻底进行高级碳氟化物的分解，并且可知，若在废气中存在Xe或者Kr等，则能够更有效地进行除害处理。
(产业上的可利用性)
本发明，能够使用于除去由半导体制造装置排出的各种废气中的有害气体成分的用途中。

Claims (11)

1、一种废气处理方法，该废气含有在由有机金属气体、金属氢化物气体以及卤化物气体构成的群组中选择的至少一种有害气体成分，该废气处理方法的特征在于，
使所述废气的至少一部分成为激励状态，在减压下与含有钙化合物的反应除去剂发生反应。
2、根据权利要求1所述的废气处理方法，其中，
使所述废气在氧存在的条件下与所述反应除去剂发生反应。
3、根据权利要求1所述的废气处理方法，其中，
使所述废气作为粘性流与反应除去剂发生反应。
4、根据权利要求1所述的废气处理方法，其中，
所述废气的至少一部分通过等离子、及/或紫外光成为激励状态。
5、根据权利要求1所述的废气处理方法，其中，
在所述废气中，含有氙及/或氪。
6、根据权利要求1所述的废气处理方法，其中，
所述反应除去剂含有氧化钙及/或氢氧化钙。
7、根据权利要求1所述的废气处理方法，其中，
所述有害气体成分是其氧化物为固体的元素的氢化物、或者卤化物。
8、一种废气处理装置，该废气含有在由有机金属气体、金属氢化物气体以及卤化物气体构成的群组中选择的至少一种有害气体成分，该废气处理装置的特征在于，具有：
第一排气泵，其对所述废气减压；
第二排气泵，其对所述废气减压；
激励部，其设置在所述第一排气泵与所述第二排气泵之间，使废气成为激励状态；以及
反应除去部，其含有反应除去剂，所述反应除去剂与由所述激励部排出的废气中的有害气体成分发生反应而除去所述有害气体成分。
9、根据权利要求8所述的废气处理装置，其中，
在所述激励部中，配置有进行供氧的供氧部。
10、根据权利要求8所述的废气处理装置，其中，
所述激励部由等离子装置及/或紫外光照射装置构成。
11、根据权利要求8所述的废气处理装置，其中，
所述反应除去剂是氧化钙及/或氢氧化钙。
CNA2005800033610A 2004-01-29 2005-01-25 废气处理方法以及废气处理装置 Pending CN1913956A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP020975/2004 2004-01-29
JP2004020975 2004-01-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1913956A true CN1913956A (zh) 2007-02-14

Family

ID=34823772

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2005800033610A Pending CN1913956A (zh) 2004-01-29 2005-01-25 废气处理方法以及废气处理装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20070160512A1 (zh)
EP (1) EP1716912A4 (zh)
JP (1) JP4895612B2 (zh)
KR (1) KR100836094B1 (zh)
CN (1) CN1913956A (zh)
TW (1) TWI361102B (zh)
WO (1) WO2005072852A1 (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102183029A (zh) * 2011-03-07 2011-09-14 北京赛必达生物技术有限公司 一种环形等离子体炬尾气处理炉
CN110573234A (zh) * 2017-05-24 2019-12-13 北京康肯环保设备有限公司 废气的减压除害装置
CN110582340A (zh) * 2017-05-29 2019-12-17 北京康肯环保设备有限公司 排气的减压除害方法及其装置
CN111422839A (zh) * 2020-04-24 2020-07-17 苏州星烁纳米科技有限公司 一种惰性气体处理装置及制作方法
CN113648806A (zh) * 2021-08-11 2021-11-16 上海协微环境科技有限公司 一种半导体制程废气中氟化物的净化装置

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006106878A1 (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Ube Material Industries, Ltd. カルシウム及び／又はマグネシウムを含む多孔質粒子からなる粒状物
GB0520468D0 (en) * 2005-10-07 2005-11-16 Boc Group Plc Fluorine abatement
JP4699919B2 (ja) * 2006-03-07 2011-06-15 大陽日酸株式会社 排ガス処理方法および処理装置
US20090246524A1 (en) * 2006-06-02 2009-10-01 National University Corporation Tohoku University Porous calcium oxide particulate and porous calcium hydroxide particulate
GB0724717D0 (en) * 2007-12-19 2008-01-30 Edwards Ltd Method of treating a gas stream
KR101243610B1 (ko) * 2011-03-25 2013-03-14 (주)에센트론 달걀껍질을 이용한 침강성 탄산칼슘의 제조방법
DE102011015723B4 (de) * 2011-03-31 2019-09-26 Dräger Safety AG & Co. KGaA Sorbierendes Granulat, Verwendung und Verfahren zur Verfestigung eines sorbierenden Granulats
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
US20130341178A1 (en) * 2012-06-21 2013-12-26 Air Products And Chemicals Inc. Method and Apparatus for Removing Contaminants from Nitrogen Trifluoride
JP6368458B2 (ja) * 2013-05-24 2018-08-01 株式会社荏原製作所 除害機能付真空ポンプ
JP6441660B2 (ja) * 2014-03-17 2018-12-19 株式会社荏原製作所 除害機能付真空ポンプ
CN104835878A (zh) * 2015-04-30 2015-08-12 广东汉能薄膜太阳能有限公司 用于薄膜太阳能电池的尾气处理系统及尾气处理方法
WO2019180772A1 (ja) * 2018-03-19 2019-09-26 カンケンテクノ株式会社 排ガスの減圧除害方法及びその装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04200617A (ja) * 1990-11-30 1992-07-21 Mitsui Toatsu Chem Inc 排ガス処理方式
JPH04265113A (ja) * 1991-02-20 1992-09-21 Mitsui Toatsu Chem Inc フッ素系ガスの処理法
DE4319118A1 (de) * 1993-06-09 1994-12-15 Breitbarth Friedrich Wilhelm D Verfahren und Vorrichtung zur Entsorgung von Fluorkohlenstoffen und anderen fluorhaltigen Verbindungen
JP3626961B2 (ja) * 1993-09-13 2005-03-09 独立行政法人産業技術総合研究所 高周波誘導熱プラズマ装置
US5750823A (en) * 1995-07-10 1998-05-12 R.F. Environmental Systems, Inc. Process and device for destruction of halohydrocarbons
US6187072B1 (en) * 1995-09-25 2001-02-13 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for reducing perfluorocompound gases from substrate processing equipment emissions
JP2985762B2 (ja) * 1996-03-18 1999-12-06 日本電気株式会社 排気ガスの処理方法及び処理装置
JPH09299740A (ja) * 1996-05-14 1997-11-25 Akira Mizuno 放電プラズマによるガス処理方法
JP3713333B2 (ja) * 1996-07-04 2005-11-09 同和鉱業株式会社 弗化炭素類の分解法
FR2751565B1 (fr) * 1996-07-26 1998-09-04 Air Liquide Procede et installation de traitement de gaz perfluores et hydrofluorocarbones en vue de leur destruction
FR2757082B1 (fr) * 1996-12-13 1999-01-15 Air Liquide Procede d'epuration d'un gaz plasmagene et installation pour la mise en oeuvre d'un tel procede
US6649082B2 (en) * 2000-05-26 2003-11-18 Showa Denko K.K. Harm-removing agent and method for rendering halogen-containing gas harmless and uses thereof
JP4558176B2 (ja) * 2000-11-17 2010-10-06 三菱電機株式会社 ハロゲン含有ガス処理方法及び処理装置
JP4652860B2 (ja) * 2004-04-27 2011-03-16 大陽日酸株式会社 クリプトン又はキセノンの回収方法
US7368000B2 (en) * 2004-12-22 2008-05-06 The Boc Group Plc Treatment of effluent gases

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102183029A (zh) * 2011-03-07 2011-09-14 北京赛必达生物技术有限公司 一种环形等离子体炬尾气处理炉
CN110573234A (zh) * 2017-05-24 2019-12-13 北京康肯环保设备有限公司 废气的减压除害装置
CN110582340A (zh) * 2017-05-29 2019-12-17 北京康肯环保设备有限公司 排气的减压除害方法及其装置
CN111422839A (zh) * 2020-04-24 2020-07-17 苏州星烁纳米科技有限公司 一种惰性气体处理装置及制作方法
CN113648806A (zh) * 2021-08-11 2021-11-16 上海协微环境科技有限公司 一种半导体制程废气中氟化物的净化装置
CN113648806B (zh) * 2021-08-11 2023-09-22 上海协微环境科技有限公司 一种半导体制程废气中氟化物的净化装置

Also Published As

Publication number Publication date
TW200529919A (en) 2005-09-16
WO2005072852A1 (ja) 2005-08-11
KR100836094B1 (ko) 2008-06-09
KR20070004598A (ko) 2007-01-09
JP4895612B2 (ja) 2012-03-14
EP1716912A4 (en) 2008-02-06
JPWO2005072852A1 (ja) 2007-07-26
US20070160512A1 (en) 2007-07-12
EP1716912A1 (en) 2006-11-02
TWI361102B (en) 2012-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1913956A (zh) 废气处理方法以及废气处理装置
CN1092635C (zh) 丙烯酸及其酯制备工艺的蒸馏残渣中轻质有用产物回收法
CN1725442A (zh) 氮化钛去除方法
CN1192815C (zh) Pfc处理方法及其处理装置
CN1460033A (zh) 脱硫设备及脱硫方法
CN1174811A (zh) 用于分解碳氟化合物的方法及其所用的试剂和设备
US11058984B2 (en) Method for treating sulfur hexafluoride using radiation and apparatus for collecting and treating by-products
Vandenbroucke et al. Decomposition of Trichloroethylene with Plasma-catalysis: A review
CN1386299A (zh) 用于半导体生产设备的净化气
CN1276259A (zh) 用于分解氟化合物的反应剂和方法及其用途
KR20030001414A (ko) 불소함유 화합물을 포함하는 배기가스의 처리방법
JP2009513331A (ja) ガス流の処理装置
CN1127425A (zh) 清除溴化物气蚀刻用真空处理室的方法
US20140079617A1 (en) Apparatus for treating a gas stream
JP4699919B2 (ja) 排ガス処理方法および処理装置
CN1519889A (zh) 半导体装置的制造设备的清洁方法
JP5221842B2 (ja) 排ガス処理方法
CN1913955A (zh) 废气处理剂、废气处理方法以及废气处理装置
EP3015433A1 (en) Method for treating soil-contaminating water using photocatalytic material
JP2010058009A (ja) 三フッ化窒素分解処理方法および三フッ化窒素分解処理装置
JP2007216100A (ja) ガス中の二酸化炭素の乾式固定化除去方法
JP4459648B2 (ja) フッ素含有化合物を含むガスの処理方法及び装置
TWI487565B (zh) 廢氣處理方法及廢氣處理裝置
KR101026458B1 (ko) 공정 가스 처리 방법 및 처리 장치
JP2005026409A (ja) プロセスチャンバー内のクリーニング方法及び基板処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
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

Open date: 20070214