JP6120288B2 - ガス流処理装置 - Google Patents
ガス流処理装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6120288B2 JP6120288B2 JP2014525482A JP2014525482A JP6120288B2 JP 6120288 B2 JP6120288 B2 JP 6120288B2 JP 2014525482 A JP2014525482 A JP 2014525482A JP 2014525482 A JP2014525482 A JP 2014525482A JP 6120288 B2 JP6120288 B2 JP 6120288B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- annular
- gas flow
- reaction chamber
- flow
- inlet
- 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.)
- Active
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 35
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 23
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 16
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 claims description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000005111 flow chemistry technique Methods 0.000 claims description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 4
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 4
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 1
- 150000001282 organosilanes Chemical class 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45502—Flow conditions in reaction chamber
- C23C16/45508—Radial flow
-
- 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
- B01D53/32—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 by electrical effects other than those provided for in group B01D61/00
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
- B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
- B03C3/74—Cleaning the electrodes
- B03C3/78—Cleaning the electrodes by washing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
- B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
- B03C3/82—Housings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
- C23C16/4404—Coatings or surface treatment on the inside of the reaction chamber or on parts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45563—Gas nozzles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
- C23C16/513—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using plasma jets
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/26—Plasma torches
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/26—Plasma torches
- H05H1/32—Plasma torches using an arc
- H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/26—Plasma torches
- H05H1/32—Plasma torches using an arc
- H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
- H05H1/341—Arrangements for providing coaxial protecting fluids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
- B01D2252/10—Inorganic absorbents
- B01D2252/103—Water
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/10—Single element gases other than halogens
- B01D2257/106—Ozone
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/20—Halogens or halogen compounds
- B01D2257/202—Single element halogens
- B01D2257/2027—Fluorine
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/20—Halogens or halogen compounds
- B01D2257/204—Inorganic halogen compounds
- B01D2257/2047—Hydrofluoric acid
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/40—Nitrogen compounds
- B01D2257/402—Dinitrogen oxide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/40—Nitrogen compounds
- B01D2257/406—Ammonia
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/55—Compounds of silicon, phosphorus, germanium or arsenic
- B01D2257/553—Compounds comprising hydrogen, e.g. silanes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2258/00—Sources of waste gases
- B01D2258/02—Other waste gases
- B01D2258/0216—Other waste gases from CVD treatment or semi-conductor manufacturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/80—Employing electric, magnetic, electromagnetic or wave energy, or particle radiation
- B01D2259/818—Employing electrical discharges or the generation of a plasma
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/10—Capture or disposal of greenhouse gases of nitrous oxide (N2O)
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
本発明は、ガス流処理装置に関する。本発明は、半導体またはフラットパネルディスプレイ産業で使用されるプロセスチャンバからの排出ガス流の処理に特別な用途を有する。
半導体デバイスの製造の第１段階は、蒸気前駆体の化学反応により半導体基板上に薄膜を形成することである。基板上に薄膜を蒸着させる１つの既知の技術は化学蒸着（chemical vapor deposition：ＣＶＤ）であり、これは、通常、プラズマ増強される。この技術では、プロセスガスは、基板を収容するプロセスチャンバに供給されかつ基板の表面上に薄膜を形成すべく反応する。薄膜を形成すべくプロセスチャンバに供給されるガスの例として、窒化ケイ素膜を形成するためのシランおよびアンモニア；ＳｉＯＮ膜を形成するためのシラン、アンモニアおよび亜酸化窒素；酸化ケイ素膜を形成するためのＴＥＯＳ、および酸素およびオゾンの一方；および酸化アルミニウム膜を形成するためのＡｌ(ＣＨ３)３および水蒸気があるが、これらに限定されるものではない。
プロセスチャンバから排出されるガスは、プラズマ除去装置（plasma abatement device）を用いて高効率かつ比較的低コストで処理できる。プラズマ除去法では、ガス流は高密度プラズマ中に流入され、かつガス流中のプラズマ種中の集中条件下で、酸素または水素と結合して比較的安定した副生物を生成する反応性種への解離を引き起こす高エネルギ電子と衝突される。
固体副生物（例えば、シラン酸化またはＴＥＯＳ酸化時のシリカ）を生成するガスのプラズマ除去中、プラズマフレアの下流側に位置する反応チャンバ内に閉塞問題が生じる。チャンバは、一般に直径約３０ｍｍ、長さ９０〜１５０ｍｍのパイプからなる。反応チャンバの目的は、限定体積内に高温ガスを収容して、除去反応を生じさせることにある。しかしながら、チャンバは、例えばシラン、ＴＥＯＳまたは有機シランを除去するときに内表面に付着した例えばシリカ粒子により閉塞されてしまうことがある。
チャンバの壁への粒子の付着を防止する１つの方法として、壁表面に水堰を形成する方法がある。しかしながら、それにも係わらず、電極（アノード）と反応チャンバとの間にはプラズマリアクタの「乾燥」領域が生じ、電極自体は更なるクリーニングを必要とする。
本発明は、ガス流を処理する装置において、プラズマフレアを発生するプラズマ発生器と、ガス流を装置内に導入する第１入口と、プラズマ発生器の下流側の反応チャンバとを有し、該反応チャンバ内では、発生されたプラズマフレアによりガス流が処理され、装置内に液体を受入れるための第２入口を有し、該第２入口は、反応チャンバの内部表面上に液体堰を確立して、プラズマ処理から生じる固体堆積物が内部表面上に蓄積するのを防止し、フローディレクタすなわち堰ガイドを更に有し、該フローディレクタは、第２入口と流れ連通しかつ反応チャンバの内部表面に対向して配置された、反応チャンバの内部表面上に液体を指向させる環状外表面を備え、フローディレクタは更に、フローディレクタの環状外表面と流れ連通している環状内表面とを備え、これにより、液体がフローディレクタの環状内表面上を流れて該環状内表面上に蒸着することを防止するガス流処理装置を提供する。
第２態様として、本発明は、環状外表面を有するフローディレクタすなわち堰ガイドにおいて、環状外表面は、使用時に液体入口と流れ連通するように配置されかつ反応チャンバの内部表面上に液体を指向させるように反応チャンバの内部表面に対して位置決めされており、環状内表面を更に有し、該環状内表面は、液体が環状内表面上を流れて、フローディレクタの環状内表面上に蒸着することを防止するように環状外表面と流れ連通しているフローディレクタを提供する。
本発明を良く理解できるようにするため、単なる例示として示す本発明の幾つかの実施形態を、添付図面を参照して以下に説明する。
図１を参照すると、ガス流１２を処理する装置１０が示されている。装置１０は、プラズマフレア１６を発生させるプラズマ発生器１４を有している。第１入口１８がガス流１２を装置１０内に導入する。プラズマ発生器１４の下流側に反応チャンバ２０が配置されており、該反応チャンバ２０内で、発生されたプラズマフレア１６によりガス流が処理される。幾分かのガスは、反応チャンバ２０の外部で処理することができる。
第２入口２２は、液体（一般的には水）を装置１０内に導入して、プラズマ処理からの固体堆積物が内部表面上に蓄積することを防止するための液体堰を、反応チャンバ２０の内部表面２６上に確立する。この例では、反応チャンバ２０はほぼ円筒状である。
図２および図３には、フローディレクタ（その全体を参照番号２８で示す）がより詳細に示されている。フローディレクタ２８は、反応チャンバ２０と一体に構成するか、処理装置１０に嵌合されるインサートで構成することもできる。フローディレクタ２８は環状外表面３０を有し、該環状外表面３０は、第２入口２２と流れ連通しておりかつ反応チャンバ２０の内部表面２６に対向するように配置され、水を内部表面２６上に指向させて水堰２４を確立する。フローディレクタ２８はまた、図１に小さい矢印３６で示すように環状外表面３０と流れ連通している環状内表面３４を有し、これにより、液体は環状内表面３４上を流れるように指向され、環状内表面３４上に蒸着することを防止する。環状内表面３４上を流れる液体は小さい水堰３８を確立し、この水堰３８は、最初に環状内表面３４上を流れ、次に重力により下降して、大きい水堰２４に合流する。したがって、フローディレクタ２８の内表面３４および外表面３０の両面に水堰が確立される。内表面３４と外表面３０との間の流れ連通は、図３により詳細に示されている。
フローディレクタ２８は、一方では環状内表面３４および環状外表面３０と、他方ではプラズマ発生器１４との間に位置するバリヤ表面４０を有し、該バリヤ表面４０は、環状内表面上および環状外表面上を流れる水堰２４、３８により、プラズマ発生器１４の濡れを防止する。この例でのバリヤ表面４０はほぼ半径方向内方に延びているフランジであり、水堰２４、３８とプラズマ発生器１４との間の物理的バリヤを形成する。バリヤ表面４０は、プラズマ発生器１４が損傷を受けることを防止する。バリヤ表面４０には孔４２が形成され、該孔４２を通ってプラズマフレア１６が反応チャンバ２０内に進入できる。孔４２は、プラズマフレア１６が通常は孔４２に接触することがないように充分大きくなくてはならない。さもなければ、孔４２が高温のプラズマにより劣化してしまう。
環状内表面３４および環状外表面３０は、バリヤ表面４０から下流側方向に垂下するほぼ環状の壁４４により形成されている。環状壁４４は、装置の全体寸法にもよるが、図１に示すように、バリヤ表面４０に対してほぼ垂直に約１０〜２０ｍｍ延びている。図２および図３は、フローディレクタ２８をより詳細に示している。環状内表面３４はほぼ円筒状であるが、この例では、環状外表面３０は、液体入口２２からの液体３２を反応チャンバ２０の内部壁上に指向させる湾曲面を有している。バリヤ表面４０は、環状壁４４の上流側縁部から垂直に延びている２つのフランジにより形成された第１表面４６および第２表面４８で形成されている。バリヤ表面４６は、水が主堰２４から上流側に流れることを防止し、一方、バリヤ表面４８は、水が小さい方の堰３８から上流側に流れることを防止する。図１に示す構成ではよくあることであるが、バリヤ表面４６、４８は整合していない。
図３は、使用時のフローディレクタ２８を、その上流側から見た断面図である。水３２は、フローディレクタ２８の環状形状に対してほぼ接線方向の角度をなして、入口２２を通って装置１０内に導入される。環状外表面３０は、その全周を通るように水を指向させ、反応チャンバ２０の３６０°の範囲に亘って水堰２４を確立する。環状外表面３０は、反応チャンバ２０の内部表面２６と協働して、水が流れる環状チャネルを形成する。湾曲した環状外表面３０はまた、水を徐々に下方に指向させる。環状壁４４の切断部５０は、フローディレクタ２８の環状内表面３４と環状外表面３０との間の流れ連通を可能にする。切断部５０は、環状壁４４の周囲の任意の遮断部、例えば貫通ボアまたはチャネルで構成できるが、環状外表面３０上を循環する幾分かの水（全部の水ではない）が環状内表面３４上に指向されるように構成すべきである。これにより、反応チャンバ２０の全周範囲に亘って主水堰２４を確立するのに必要な水が環状外表面３０から枯渇することはない。これとは逆に、環状内表面３４の全体に亘って水堰３８を確立すべく、環状内表面３４には充分な水が導かれなくてはならない。切断部すなわち貫通ボア５０は、好ましくは入口２２の１／２より小さいコンダクタンスを有することが好ましい。
このチャネル５０のサイズは、中央オリフィスの周囲の水の流れを最適化するように選択される。このチャネルが大き過ぎる場合には、多量の水が中央オリフィスに流入して、プラズマフレア１６の有害な冷却を引き起こすスプレーを発生させる。一方、チャネルが小さ過ぎると、中央オリフィスに流入する水が不充分になり、オリフィスの内部壁を完全に洗浄できずかつ固形物の付着および発生を防止できなくなる。
図３に示す例では、貫通ボア５０は、水を、環状内表面３４上に向けてほぼ接線方向に導き、環状内表面３４の全周範囲に亘って小さい方の水堰３８を確立すべく、接線方向に整合されている。また、貫通ボア５０は入口２２からほぼ直径方向に対向する位置または少なくとも入口２２の直ぐ下流側にはない位置に配置して、装置１０内に導入される加圧水が入口２２から貫通ボア５０へと直接強く送り込まれないようにするのが好ましい。
環状外表面３０は反応チャンバ２０の直径より小さくかつ反応チャンバ２０に近接する直径を有する。これにより、環状外表面３０の周囲に向けられた液体が反応チャンバ２０の内部表面２６上にほぼ接線方向に導かれて、実質的に全ての内部表面２６に亘って液体堰が確立される。１〜１．５バールの水入口圧力では、環状外表面３０と反応チャンバ２０の内部壁との間の間隔を２ｍｍにすると良い結果が得られることが判明している。
前述のように、フローディレクタ２８は、反応チャンバ２０の口に配置されるインサートで構成することができる。耐熱性を確保しかつ腐食を防止するため、堰ガイドとしても知られているフローディレクタ２８は、焼結炭化ケイ素で製造することができる。この材料並びに他のセラミックは熱的安定性を有し、したがって、温度が１５００℃にも達するプラズマフレア１６に近接して配置するのに適している。炭化ケイ素はまた、半導体産業で広く使用されているハロゲン含有薬品（特に、フッ素およびＨＦ）からの攻撃にも化学的に耐えることができる。
１０ ガス流処理装置
１２ ガス流
１４ プラズマ発生器
１６ プラズマフレア
１８ 第１入口
２０ 反応チャンバ
２２ 第２入口
２４ 大きい方の流体堰（水堰、主堰）
２６ 反応チャンバの内部表面
２８ フローディレクタ
３０ 環状外表面
３４ 環状内表面
３８ 小さい方の水堰
４０、４６、４８ バリヤ表面
１２ ガス流
１４ プラズマ発生器
１６ プラズマフレア
１８ 第１入口
２０ 反応チャンバ
２２ 第２入口
２４ 大きい方の流体堰（水堰、主堰）
２６ 反応チャンバの内部表面
２８ フローディレクタ
３０ 環状外表面
３４ 環状内表面
３８ 小さい方の水堰
４０、４６、４８ バリヤ表面
Claims (9)
- ガス流を処理する装置において、プラズマフレアを発生するプラズマ発生器と、ガス流を装置内に導入する第１入口と、プラズマ発生器の下流側の反応チャンバとを有し、該反応チャンバ内では、発生されたプラズマフレアによりガス流が処理され、装置内に液体を受入れるための第２入口を有し、該第２入口は、反応チャンバの内部表面上に液体堰を確立して、プラズマ処理から生じる固体堆積物が内部表面上に蓄積するのを防止し、フローディレクタを更に有し、該フローディレクタは、第２入口と流れ連通しかつ前記内部表面に対向して配置された環状外表面と、該環状外表面と流れ連通している環状内表面とを備え、液体が環状内表面上を流れて該環状内表面上に蒸着することを防止し、
前記環状内表面および環状外表面は環状壁に形成された切断部を介して流れ連通しており、切断部は、環状外表面からの液体を環状内表面に対してほぼ接線方向に指向させる形状を有していることを特徴とするガス流処理装置。 - 前記第２入口は、液体が、第２入口から環状外表面上をほぼ接線方向に流れるようにフローディレクタに対して整合されていることを特徴とする請求項１記載のガス流処理装置。
- 前記フローディレクタは、環状内表面および環状外表面とプラズマ発生器との間に配置されたバリヤ表面を有し、環状内表面および環状外表面により指向された液体によりプラズマ発生器が濡れることを防止することを特徴とする請求項１または２記載のガス流処理装置。
- 前記バリヤ表面には孔が形成され、該孔を通ってプラズマフレアが反応チャンバ内に進入できることを特徴とする請求項３記載のガス流処理装置。
- 前記環状内表面および環状外表面は、バリヤ表面から下流側方向に垂下したほぼ環状の壁により形成されていることを特徴とする請求項３または４記載のガス流処理装置。
- 前記切断部は、環状壁を貫通する、接線方向に整合したボアにより形成されていることを特徴とする請求項５記載のガス流処理装置。
- 前記環状外表面は、反応チャンバの直径より小さくかつ反応チャンバに近接する直径を有し、これにより、環状外表面の周囲に指向された液体が反応チャンバの内部表面上にほぼ接線方向に導かれて、実質的に全ての内部表面に亘って液体堰が確立されることを特徴とする請求項５記載のガス流処理装置。
- 前記フローディレクタが炭化ケイ素で作られていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載のガス流処理装置。
- 請求項１〜８のいずれか１項記載のガス流処理装置に使用されることを特徴とするフローディレクタ。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB1114172.8A GB2493750A (en) | 2011-08-17 | 2011-08-17 | Apparatus for treating a gas stream |
| GB1114172.8 | 2011-08-17 | ||
| PCT/GB2012/051630 WO2013024247A1 (en) | 2011-08-17 | 2012-07-11 | Apparatus for treating a gas stream |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2014529492A JP2014529492A (ja) | 2014-11-13 |
| JP6120288B2 true JP6120288B2 (ja) | 2017-04-26 |
Family
ID=44800457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014525482A Active JP6120288B2 (ja) | 2011-08-17 | 2012-07-11 | ガス流処理装置 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9512518B2 (ja) |
| EP (1) | EP2744587B1 (ja) |
| JP (1) | JP6120288B2 (ja) |
| KR (1) | KR101993487B1 (ja) |
| CN (1) | CN103747848B (ja) |
| GB (1) | GB2493750A (ja) |
| TW (1) | TWI563117B (ja) |
| WO (1) | WO2013024247A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105879599A (zh) * | 2014-12-24 | 2016-08-24 | 苏州超等环保科技有限公司 | 一种防爆式等离子有机废气处理装置 |
| GB2535528A (en) * | 2015-02-23 | 2016-08-24 | Edwards Ltd | Apparatus for treating gas |
| US10584873B1 (en) * | 2016-05-06 | 2020-03-10 | David Bacon | Flare gas assembly |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3149222A (en) * | 1962-08-21 | 1964-09-15 | Giannini Scient Corp | Electrical plasma-jet apparatus and method incorporating multiple electrodes |
| DE3810820A1 (de) * | 1988-03-30 | 1989-10-12 | Hoechst Ceram Tec Ag | Verfahren zur herstellung von gleitkoerpern mit hohlkammern |
| IT1275660B1 (it) | 1994-11-15 | 1997-10-17 | Enel Spa | Assieme di un distributore di acqua di lavaggio e di una piastra di captazione |
| US5833888A (en) * | 1996-12-31 | 1998-11-10 | Atmi Ecosys Corporation | Weeping weir gas/liquid interface structure |
| KR100755241B1 (ko) * | 2000-05-29 | 2007-09-04 | 가부시키가이샤 아도테쿠 프라즈마 테쿠노로지 | 피처리물처리장치 및 그것을 사용한 플라즈마설비 |
| US6962679B2 (en) * | 2001-07-11 | 2005-11-08 | Battelle Memorial Institute | Processes and apparatuses for treating halogen-containing gases |
| JP4107959B2 (ja) | 2002-12-27 | 2008-06-25 | 株式会社アドテック プラズマ テクノロジー | 放電の始動方法、この始動方法を利用した被処理物の処理方法、及びこの始動方法を利用した被処理物の処理装置 |
| KR100982608B1 (ko) * | 2005-06-14 | 2010-09-15 | 유리 미하일로비치 고로보이 | 이산화 티타늄 합성 장치 및 플라즈마 화학 반응기 |
| DE102005033585A1 (de) * | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Bosch Rexroth Aktiengesellschaft | Registerregelung |
| KR101036734B1 (ko) * | 2005-10-31 | 2011-05-24 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 공정 저감 반응로 |
| GB0523947D0 (en) | 2005-11-24 | 2006-01-04 | Boc Group Plc | Microwave plasma system |
| KR101411964B1 (ko) * | 2007-01-30 | 2014-06-26 | 칸켄 테크노 가부시키가이샤 | 가스 처리장치 |
| JP5194026B2 (ja) | 2007-11-22 | 2013-05-08 | 株式会社アドテック プラズマ テクノロジー | プラズマ処理装置 |
| US8323386B2 (en) | 2009-10-16 | 2012-12-04 | Midwest Research Institute, Inc. | Apparatus and method for electrostatic particulate collector |
-
2011
- 2011-08-17 GB GB1114172.8A patent/GB2493750A/en not_active Withdrawn
-
2012
- 2012-07-11 EP EP12743526.1A patent/EP2744587B1/en active Active
- 2012-07-11 WO PCT/GB2012/051630 patent/WO2013024247A1/en active Application Filing
- 2012-07-11 CN CN201280040090.6A patent/CN103747848B/zh active Active
- 2012-07-11 JP JP2014525482A patent/JP6120288B2/ja active Active
- 2012-07-11 KR KR1020147006773A patent/KR101993487B1/ko active IP Right Grant
- 2012-07-11 US US14/239,017 patent/US9512518B2/en active Active
- 2012-07-18 TW TW101125893A patent/TWI563117B/zh active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2744587A1 (en) | 2014-06-25 |
| JP2014529492A (ja) | 2014-11-13 |
| CN103747848A (zh) | 2014-04-23 |
| KR20140064867A (ko) | 2014-05-28 |
| TWI563117B (en) | 2016-12-21 |
| TW201313947A (zh) | 2013-04-01 |
| GB2493750A (en) | 2013-02-20 |
| EP2744587B1 (en) | 2015-06-24 |
| WO2013024247A1 (en) | 2013-02-21 |
| CN103747848B (zh) | 2016-04-06 |
| US20150027373A1 (en) | 2015-01-29 |
| GB201114172D0 (en) | 2011-10-05 |
| KR101993487B1 (ko) | 2019-06-26 |
| US9512518B2 (en) | 2016-12-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11185815B2 (en) | Plasma abatement of compounds containing heavy atoms | |
| US7879183B2 (en) | Apparatus and method for front side protection during backside cleaning | |
| TW202033814A (zh) | 用於具有可重複蝕刻與沉積率之增進效能之調節遠端電漿源的方法 | |
| KR102667714B1 (ko) | 순환적인 세정 유도 rps 냉각에 의한 rps 결함 감소 | |
| US20160107117A1 (en) | Corrosion resistant abatement system | |
| JP6120288B2 (ja) | ガス流処理装置 | |
| TW201420803A (zh) | 一種原位清潔ｍｏｃｖｄ反應腔室的方法 | |
| JP6132405B2 (ja) | ガス流処理装置 | |
| KR20070098104A (ko) | 가스커튼을 구비한 박막증착장치 | |
| JP2007250696A (ja) | 基板処理装置及び半導体装置の製造方法 | |
| US11555244B2 (en) | High temperature dual chamber showerhead | |
| TWI796368B (zh) | 噴嘴及其方法 | |
| JP4594065B2 (ja) | 半導体製造プロセスからの排気ガスに含まれるフッ素化合物の処理装置及び処理方法 | |
| KR100926187B1 (ko) | 반도체증착장비용 샤워헤드방식 가스공급장치 및가스공급방법 | |
| KR100741579B1 (ko) | 화학기상증착 장비의 웨이퍼 히팅 장치 | |
| JP2005200680A (ja) | Ｃｖｄ装置 | |
| KR20070060702A (ko) | 기판 처리 장치 | |
| JP2006287023A (ja) | プラズマｃｖｄ装置及び成膜方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150511 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160620 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160629 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20160928 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161216 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170301 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170321 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6120288 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |