JPH07289850A - Method for purifying waste gas - Google Patents

Method for purifying waste gas

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JPH07289850A
JPH07289850A JP6092227A JP9222794A JPH07289850A JP H07289850 A JPH07289850 A JP H07289850A JP 6092227 A JP6092227 A JP 6092227A JP 9222794 A JP9222794 A JP 9222794A JP H07289850 A JPH07289850 A JP H07289850A
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JP
Japan
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gas
sif
cleaning
alkali metal
metal fluoride
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Application number
JP6092227A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Ichimaru
広志 市丸
Shinsuke Nakagawa
伸介 中川
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Central Glass Co Ltd
Original Assignee
Central Glass Co Ltd
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Publication date
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  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a method for purifying waste gas by which SiF4 and HF generated at the time of subjecting Si and an Si compd. to a treatment with fluorine-contg. gas such as etching or cleaning are selectively separated from base gas and this base gas and unutilized fluorine-contg. gas are recovered. CONSTITUTION:Waste gas contg. SiO4 as a formed impurity is brought. into contact with an alkali metal fluoride in the temp. range of 200-500 deg.C. Especially in the case of waste gas contg. HF, an alkali metal fluoride packed column is placed in the former or latter stage of a system and the waste gas is brought into contact with the fluoride at <=100 deg.C.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、アモルファスSi・単
結晶または多結晶Siまたは固体Si化合物にフッ素系
ガスによるエッチング、クリーニング等の処理を施した
とき発生するSiF4 ガスまたはSiF4 ガスおよびH
Fガスを選択的にベースガスから分離してベースガスと
未利用のフッ素系ガスとを回収する排ガス精製法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to SiF 4 gas or SiF 4 gas and H generated when an amorphous Si / single crystal or polycrystal Si or solid Si compound is subjected to a treatment such as etching with fluorine gas, cleaning or the like.
The present invention relates to an exhaust gas refining method for selectively separating F gas from a base gas and recovering the base gas and an unused fluorine-based gas.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体工業を中心に薄膜形成プロセスが
普及しCVD、真空蒸着、スパッタリングの装置が多数
稼働している。薄膜形成装置においては薄膜を形成すべ
き目的以外の装置内壁・治具表面等にも多量の堆積物が
形成され、これを放置するとパーティクル発生の原因と
なり目的とする薄膜がこれにより汚染を受け品質が低下
するため定期的に堆積物を除去するクリーニング作業が
行われている。クリーニングの方法は、装置を解体して
洗浄槽に浸漬する湿式法から装置を解体することなく単
にガスを流通するだけで足りる乾式法(いわゆるガスク
リーニング法)に移行しつつある。
2. Description of the Related Art Thin film forming processes have spread widely in the semiconductor industry, and many CVD, vacuum deposition, and sputtering devices are operating. In thin film forming equipment, a large amount of deposits are formed on the inner wall of the equipment and the surface of jigs other than the purpose for which a thin film is to be formed, and if left unattended, particles will be generated and the target thin film will be contaminated by this and the quality will deteriorate. Therefore, cleaning work is regularly performed to remove deposits. The method of cleaning is shifting from a wet method of disassembling the apparatus and immersing it in a cleaning tank to a dry method (so-called gas cleaning method) in which gas is simply passed without disassembling the apparatus.

【0003】薄膜の多くはSiまたはSi化合物から成
っているが、これら成分からなる堆積物に対してはクリ
ーニングガスとしてCF4 ,SF6 ,NF3 ,F2 ,C
lF 3 等のフッ素系ガスが有効である。ガスクリーニン
グによりSi成分はSiF4ガスとなって系外に容易に
搬出される。ここに挙げたクリーニングガスのうちCF
4 ,SF6 ,NF3 は常温で不活性であるためプラズマ
等で活性化するという補助手段が取られる。これに対し
てF2 ,ClF3 は常温でも非常に活性であるため何等
補助手段を必要とせずプラズマ発生機構を備えていない
装置に対してもクリーニングガスとして適用可能であ
る。またプラズマ発生機構を備えた装置に対してもプラ
ズマ照射の陰になってクリーニングされにくい部分もガ
スの拡散により容易にクリーニングできるという優れた
特徴を有している。
Many thin films are composed of Si or Si compounds.
However, for deposits composed of these components,
CF as burning gasFour, SF6, NF3, F2, C
IF 3Fluorine-based gas such as is effective. Gas cleaning
Si component is SiFFourIt becomes gas and can be easily removed
Be shipped. CF among the cleaning gases listed here
Four, SF6, NF3Is inert at room temperature, so plasma
Auxiliary measures such as activating by taking etc. are taken. On the other hand
F2, ClF3Is very active even at room temperature
No auxiliary means required and no plasma generation mechanism
Applicable as cleaning gas to equipment
It In addition, it is also applicable to equipment equipped with a plasma generation mechanism.
Even the parts that are difficult to clean due to the shadow of the Zuma irradiation are
Excellent because it can be easily cleaned by the diffusion of
It has features.

【0004】ところがかかる優れたクリーニング性、エ
ッチング性を有するF2 ,ClF3などのクリーニング
ガスまたはエッチングガス(以下総称してクリーニング
ガスと呼ぶ)は、反面その化学的活性ゆえにその利用効
率を高めようとするときには未利用分の回収という面で
困難に直面する。クリーニング排ガスやエッチング排ガ
スの中の不要なSiF4 だけを選択的に除去して未利用
のF2 ,ClF3 などのクリーニングガス成分とN2
Ar,He,Neなどのベースガスを再利用する技術は
未だ提案されておらず、有用成分を含有したまま系外に
抜き出され除害後大気放出されている。
However, such a cleaning gas or etching gas (hereinafter collectively referred to as a cleaning gas) having excellent cleaning properties and etching properties, such as F 2 and ClF 3 , will be improved in its utilization efficiency due to its chemical activity. When this happens, we face difficulties in recovering the unused portion. Only unnecessary SiF 4 in the cleaning exhaust gas and etching exhaust gas is selectively removed to remove unused cleaning gas components such as F 2 and ClF 3 and N 2 ,
A technique for reusing a base gas such as Ar, He, Ne has not been proposed yet, and it is extracted to the outside of the system while containing a useful component and released to the atmosphere after being removed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術ではクリ
ーニング排ガスやエッチング排ガスを使い捨てている分
ガスコストが高くついており、また省資源という動きに
も逆行するため利用可能な未反応F2 ,ClF3 などの
クリーニングガスおよびベースガスといった有用成分を
回収して再利用する技術の開発が待たれていた。
In the above prior art, the gas cost is high because the cleaning exhaust gas and the etching exhaust gas are disposable, and unreacted F 2 and ClF 3 which can be used because it goes against the trend of resource saving. The development of technology for recovering and reusing useful components such as cleaning gas and base gas has been awaited.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】Si,SiO2 ,各種珪
酸塩,SiC,SiNxなどのSi化合物をSF6 ,C
4 ,F2 ,ClF3 ,NF3 等のフッ化物ガスでクリ
ーニング、エッチング等の処理を行うことによりSiF
4 ガスが生成するが、使用済みガス中の有用成分を回収
し循環再利用するためには、この不要成分のSiF4
系外に排出する必要がある。SiF4 はアルカリ剤とす
みやかに反応するので、乾式の場合CaO,ソーダライ
ム,Ca(OH)2 等の固体アルカリ剤と、湿式の場合
NaOH,KOH水溶液等のアルカリ液と接触すること
により下記反応に従って容易に除去できる。
[Means for Solving the Problems] Si, SiO 2 , various silicates, Si compounds such as SiC and SiNx are added to SF 6 , C
SiF is obtained by performing treatments such as cleaning and etching with a fluoride gas such as F 4 , F 2 , ClF 3 and NF 3.
Although four gases are generated, it is necessary to discharge this unnecessary component SiF 4 out of the system in order to recover the useful components in the used gas and recycle them. Since SiF 4 reacts quickly with an alkaline agent, the following reaction occurs when it is brought into contact with a solid alkaline agent such as CaO, soda lime, Ca (OH) 2 in the case of a dry method and an alkaline solution such as an aqueous solution of NaOH or KOH in the case of a wet method. Can be easily removed according to.

【0007】例えば、 である。For example, Is.

【0008】また副生したH2 O(水蒸気)は、例えば
ゼオライト等の脱水剤を利用して除くことができる。こ
の方法は常温ではSF6 ,CF4 ,NF3 といったアル
カリ剤と実質的に反応しないクリーニングガスの使用済
みガスからSiF4 を除きベースガスと未利用クリーニ
ングガスを回収する場合には有効であるが、F2 ,Cl
3 といった常温でアルカリ剤と反応するクリーニング
ガス系に適用する場合、SiF4 と共に未利用クリー
ニングガスも除去されてしまう、系外に除去すること
が容易でないO2 が発生する(次式)、という理由で適
当でない。
The H 2 O (steam) produced as a by-product can be removed by using a dehydrating agent such as zeolite. This method is effective in recovering the base gas and the unused cleaning gas by removing SiF 4 from the used gas of the cleaning gas which does not substantially react with the alkaline agent such as SF 6 , CF 4 , NF 3 at room temperature. , F 2 , Cl
When applied to a cleaning gas system such as F 3 that reacts with an alkaline agent at room temperature, unused cleaning gas is removed together with SiF 4 , and O 2 that is not easy to remove outside the system is generated (the following formula), Not suitable for that reason.

【0009】例えば、 である。For example, Is.

【0010】かかる常温でもアルカリ剤と反応するクリ
ーニングガスの系において、排ガス中のSiF4 をクリ
ーニングガス、ベースガスに対して選択的に系外除去す
る方法について鋭意検討した結果、加熱したアルカリ金
属フッ化物と排ガスを接触させる方法が有効であること
を見いだし本発明に至った。本発明の方法は、常温でも
アルカリ剤と反応するF2 ,ClF3 等のクリーニング
ガスを用いた系と、SF6 ,CF4 ,NF3 といったア
ルカリ剤と常温で実質的に反応しないクリーニングガス
の系のいずれに対しても適用できる。
In a cleaning gas system which reacts with an alkaline agent even at room temperature, as a result of extensive studies on a method for selectively removing SiF 4 in exhaust gas from the cleaning gas and the base gas, the heated alkali metal fluoride was found. The inventors have found that the method of contacting the oxide with the exhaust gas is effective, and have reached the present invention. The method of the present invention comprises a system using a cleaning gas such as F 2 and ClF 3 that reacts with an alkaline agent even at room temperature and a cleaning gas that does not substantially react with an alkaline agent such as SF 6 , CF 4 and NF 3 at room temperature. It can be applied to any of the systems.

【0011】アルカリ金属フッ化物としてはLiF,N
aF,KFのいずれも有効であり、温度は200〜50
0℃の範囲が適当である。200℃以下では実質的に反
応せず、温度は高いほど反応速度が大きくとれるが40
0℃付近から一旦捕らえたSiF4 の再放出(分解)が
始まり500℃付近が限度であり、600℃以上では実
質的にSiF4 は捕捉されない。より望ましい温度範囲
は300℃±50℃である。SiF4 の固定は、NaF
の場合を例に取ると下記反応による。
As alkali metal fluorides, LiF, N
Both aF and KF are effective, and the temperature is 200 to 50.
A range of 0 ° C is suitable. Substantially no reaction occurs below 200 ° C, and the higher the temperature, the higher the reaction rate.
The re-release (decomposition) of SiF 4 once captured starts at around 0 ° C, and the limit is around 500 ° C, and at 600 ° C or higher, SiF 4 is not substantially captured. A more desirable temperature range is 300 ° C ± 50 ° C. SiF 4 is fixed by NaF
Taking the case of as an example, the following reaction occurs.

【0012】 平衡は300℃付近までは大きく右に偏っているが、上
述のように400℃を超えると逆反応が無視できなくな
る。
[0012] Although the equilibrium is largely biased to the right up to around 300 ° C, the reverse reaction cannot be ignored above 400 ° C as described above.

【0013】F2 ,ClF3 はこの条件下でLiF,N
aF,KFと反応しないので、加熱したアルカリ金属フ
ッ化物に排ガスを接触させることにより同じく反応しな
いベースガス(N2 ,Ar,He,Neなど)と共に素
通りするのでこれを循環再利用できる。当然、クリーニ
ングガスの濃度はSiF4 に転換して消費された分だけ
低下しているので循環ラインの途中で補給しなければな
らないが、補給量は消費された分だけで足りるのでクリ
ーニングガスの利用効率は理論的には100%になる。
ベースガス(He)も同様に理論上損失はない。
Under these conditions, F 2 and ClF 3 are LiF and N
Since it does not react with aF and KF, when the exhaust gas is brought into contact with the heated alkali metal fluoride, it passes through with the base gas (N 2 , Ar, He, Ne, etc.) which does not react with it, so that it can be recycled and reused. Naturally, the concentration of the cleaning gas is reduced by the amount consumed after being converted to SiF 4 , so it must be replenished in the middle of the circulation line, but the amount of replenishment is sufficient for the amount consumed, so the use of cleaning gas Efficiency is theoretically 100%.
Similarly, the base gas (He) has no theoretical loss.

【0014】すなわち本発明は(F2 ,ClF3 )−
(SiF4 )−(N2 ,Ar,He,Ne)系等の混合
ガスからSiF4 のみを選択的に系外除去するという原
理的方法を与えるものである。
That is, the present invention is (F 2 , ClF 3 )-
It provides a principle method of selectively removing only SiF 4 from a mixed gas such as (SiF 4 )-(N 2 , Ar, He, Ne) system out of the system.

【0015】クリーニング排ガスを加熱したアルカリ金
属フッ化物と接触させる具体的方法は特に限定されるも
のではないが、周囲にヒーターを備えた気密性の金属容
器に粒状のアルカリ金属フッ化物を充填し、容器の一方
からエッチング排ガス、クリーニング排ガスを導入し、
他端からSiF4 を精製したガスを排出するといった通
常の固定床方式の気固反応器が簡略であるという理由で
推奨される。
The specific method of contacting the cleaning exhaust gas with the heated alkali metal fluoride is not particularly limited, but an airtight metal container equipped with a heater in the periphery is filled with granular alkali metal fluoride, Introducing etching exhaust gas and cleaning exhaust gas from one side of the container,
It is recommended because of the simplicity of a conventional fixed bed gas-solid reactor in which the purified SiF 4 gas is discharged from the other end.

【0016】本発明は(F2 ,ClF3 )−(Si
4 )−(N2 ,Ar,He,Ne)系からのSiF4
の選択的除去を主眼においてなされたものであるが、温
度条件を適宜組み合わせることによりさらに副次的にH
Fの除去をも可能であるという効果を併せ持つものであ
る。
The present invention uses (F 2 , ClF 3 )-(Si
SiF 4 from the F 4 )-(N 2 , Ar, He, Ne) system
The selective removal of H was carried out mainly, but by appropriately combining the temperature conditions, H
It also has the effect that F can be removed.

【0017】フッ素系クリーニングガスによるSi系材
料のクリーニング、エッチングではSiF4 の他、材料
に含まれているHやチャンバー内壁に吸着残留している
水分等がFと作用してHFが生成することがあり、クリ
ーニングガス・ベースガスの循環再利用に当たってはか
かるHFも除去することが望ましい。HFはアルカリ金
属フッ化物に吸収されて固体の酸性フッ化物を作ること
は一般に知られているが、アルカリ金属フッ化物は本発
明のSiF4 吸着剤でもありSiF4 の吸着条件とHF
の吸着条件は単に温度の違いだけであるのでアルカリ金
属フッ化物の温度条件を選択することによりSiF4
HFを同時に除去することが可能である。
In cleaning and etching of a Si-based material with a fluorine-based cleaning gas, in addition to SiF 4 , H contained in the material and water remaining adsorbed on the inner wall of the chamber act on F to generate HF. Therefore, it is desirable to remove such HF when the cleaning gas / base gas is circulated and reused. It is generally known that HF is absorbed by an alkali metal fluoride to form a solid acid fluoride, but the alkali metal fluoride is also the SiF 4 adsorbent of the present invention and the adsorption conditions of SiF 4 and HF.
Since the adsorption conditions are simply different in temperature, it is possible to remove SiF 4 and HF at the same time by selecting the temperature condition of the alkali metal fluoride.

【0018】HFの除去原理は、HFがアルカリ金属フ
ッ化物と作用してその酸性塩、例えばNaFではNaF
・HF、の形で固定されるという化学反応に基づくもの
である。HFの吸収は100℃以下、すなわちHFの吸
収平衡蒸気圧が1.5mmHg以下の温度領域で行うの
が適当であり、室温付近(20℃)での吸収平行蒸気圧
は4×10-3mmHgと十分に低いので特に冷却する必
要はない。また吸収剤の温度の上昇が避けられないとき
は、許容されるHFの残留濃度にもよるが、通常最高1
00℃(吸収平行蒸気圧は1.5mmHg)までは実用
的な範囲である。100℃以上の温度でもHFは吸収さ
れるが150℃(14mmHg)、180℃(50mm
Hg)と急速に吸収平衡蒸気圧が増大する。
The principle of HF removal is that HF acts on an alkali metal fluoride to form an acid salt thereof, for example, NaF in NaF.
-It is based on the chemical reaction of being fixed in the form of HF. It is appropriate to absorb HF in a temperature range of 100 ° C. or lower, that is, the HF absorption equilibrium vapor pressure is 1.5 mmHg or less, and the absorption parallel vapor pressure near room temperature (20 ° C.) is 4 × 10 −3 mmHg. Since it is sufficiently low, there is no need to particularly cool it. When the temperature rise of the absorbent is inevitable, it is usually 1
Up to 00 ° C (absorption parallel vapor pressure is 1.5 mmHg) is a practical range. HF is absorbed even at temperatures above 100 ° C, but 150 ° C (14 mmHg) and 180 ° C (50 mm
Hg) rapidly increases the absorption equilibrium vapor pressure.

【0019】SiF4 とHFを共に除去する場合、Si
4 とHFの除去する順序は問わない。すなち先に除去
する成分に対し後で除去する成分が吸収を妨害をするこ
とはない。
When removing both SiF 4 and HF,
The order of removing F 4 and HF does not matter. That is, the components to be removed later do not interfere with the absorption compared to the components to be removed first.

【0020】さらに本発明によるSiF4 およびHFの
処理法のもう一つの特長は、使用済み処理薬剤が容易に
再生でき何度も繰り返し使用可能であるという点にあ
る。そのため処理薬剤のランニングコストが安くこの点
でも工業的に有利な方法であるということができる。
Another feature of the method for treating SiF 4 and HF according to the present invention is that the used treating agent can be easily regenerated and can be used repeatedly. Therefore, the running cost of the treatment chemical is low, and it can be said that this is also an industrially advantageous method.

【0021】使用済み処理薬剤の再生は、固定されてい
るSiF4 、HFを熱処理し分解放出するという簡単な
方法で行なうことが可能である。この時薬剤を容器から
取り出す必要はなく、単に処理ラインと再生ラインの弁
の切り替えとヒーターの温度の変更をするだけでよい。
実用的な解離圧を得るためには、SiF4 を固定したア
ルカリ金属フッ化物の再生は600℃以上が適当であ
り、HFを固定したアルカリ金属フッ化物の再生は20
0℃以上が適当である。再生は加熱しながら少量のN2
等のパージガスを流しながら減圧下で行うと効率的であ
る。
Regeneration of the used treatment chemicals can be carried out by a simple method in which the fixed SiF 4 and HF are heat-treated and decomposed and released. At this time, it is not necessary to take out the medicine from the container, and it is sufficient to simply switch the valves of the processing line and the regeneration line and change the temperature of the heater.
In order to obtain a practical dissociation pressure, it is appropriate to regenerate the alkali metal fluoride having SiF 4 fixed at 600 ° C. or higher, and to regenerate the alkali metal fluoride having HF fixed to 20 ° C.
A temperature of 0 ° C or higher is suitable. Regeneration while heating a small amount of N 2
It is efficient to carry out under reduced pressure while flowing a purge gas such as.

【0022】分離排出されたSiF4 やHFは本法より
も安価な方法である湿式スクラバー処理等で除害すれば
よい。分離したSiF4 やHFを洗浄する湿式スクラバ
ーの備えがない場合やガス処理量の規模が小さい場合な
ど使用済みアルカリ金属フッ化物を使い捨てにした方が
コスト的に有利な場合も考えられ、場合に応じて最も有
利な方法を適宜選択すればよいことは言うまでもない。
The separated and discharged SiF 4 and HF may be removed by a wet scrubber process which is a cheaper method than the present method. In some cases, it may be more cost effective to dispose of the used alkali metal fluoride, such as when there is no wet scrubber for cleaning separated SiF 4 or HF or when the amount of gas treatment is small. It goes without saying that the most advantageous method may be appropriately selected depending on the situation.

【0023】本発明の実施の態様としては、以下の実施
例に示すようにSiF4 除去カラムとHF除去カラムを
独立にしてもよいがこれは本発明の作用を理解し易い形
で示すための工夫であり、そのほか例えば1本のカラム
に温度分布をつけて高温部でSiF4 を低温部でHFを
補足するようにしてカラムの数を減らすことにより装置
の設置面積の節約を図ったものも本発明の実施態様に含
まれる。
As an embodiment of the present invention, as shown in the following examples, the SiF 4 removal column and the HF removal column may be independent, but this is for the purpose of showing the function of the present invention in an easily understandable form. It is also a device to reduce the number of columns by adding a temperature distribution to one column to supplement SiF 4 in the high temperature part and HF in the low temperature part to save the installation area of the device. Included in the embodiments of the present invention.

【0024】[0024]

【実施例】以下、例を挙げて本発明をさらに具体的に説
明する。ガス濃度はすべて体積基準で表したものであ
る。
The present invention will be described in more detail below with reference to examples. All gas concentrations are expressed on a volume basis.

【0025】実施例1〜23 外周にヒーターを備え、径3mmの粒状NaF、KF、
LiFを12g充填した内径7.6mm高さ240mm
のステンレス製カラム2個を上下直列に配管でつないで
排ガス処理装置とした。前段カラム(上側)と後段カラ
ム(下側)は熱的に互いに影響しないように内径4.3
mm長さ300mmのステンレス配管で距離をとってつ
ないだ。表1、表2、表3に示す条件で、各成分の混合
ガスを1リットル/minの割合で前段(上側)カラム
に導びき、2個のカラムを順次通過した処理後のガスを
紫外線吸光光度分析法および赤外線吸光光度分析法によ
り分析した。その結果を表1、表2、表3に示す。
Examples 1 to 23 A heater is provided on the outer periphery, and granular NaF, KF having a diameter of 3 mm,
Inner diameter 7.6 mm and height 240 mm filled with 12 g of LiF
The above two stainless steel columns were connected in series in the vertical direction to form an exhaust gas treatment device. The inner diameter of the front column (upper side) and the rear column (lower side) is 4.3 so that they do not affect each other thermally.
mm Stainless steel pipes with a length of 300 mm were connected at a distance. Under the conditions shown in Table 1, Table 2 and Table 3, the mixed gas of each component was introduced to the preceding (upper) column at a rate of 1 liter / min, and the gas after the treatment which passed through the two columns sequentially was subjected to UV absorption. It was analyzed by a photometric method and an infrared absorption spectrophotometric method. The results are shown in Tables 1, 2 and 3.

【0026】[0026]

【表1】 [Table 1]

【0027】[0027]

【表2】 [Table 2]

【0028】[0028]

【表3】 [Table 3]

【0029】実施例24 外周にヒーターを備え、径3mmの粒状NaFを12g
充填した内径7.6mm高さ240mmのステンレス製
カラム2個を内径4.3mm長さ300mmのステンレ
ス配管で上下直列につないで排ガス処理装置とした。
Example 24 A heater was provided on the outer circumference, and 12 g of granular NaF having a diameter of 3 mm was used.
Two filled stainless steel columns having an inner diameter of 7.6 mm and a height of 240 mm were connected in series vertically with a stainless pipe having an inner diameter of 4.3 mm and a length of 300 mm to form an exhaust gas treatment device.

【0030】ヒーターで前段カラムを300℃に保ち、
後段カラムは20℃の室温のままとした。SiF4 =1
0000ppm、HF=10000ppm/He(ba
lance)の混合ガスを1リットル/minの割合で
前段(上側)カラム、後段(下側)カラムの順に導び
き、2個のカラムを通過した処理後のガスを分析した。
Keep the front column at 300 ° C with a heater,
The latter column was left at room temperature of 20 ° C. SiF 4 = 1
0000 ppm, HF = 10000 ppm / He (ba
(Lance) mixed gas was introduced at a rate of 1 liter / min in the order of the front (upper) column and the rear (lower) column, and the gas after the treatment that passed through the two columns was analyzed.

【0031】処理開始直後は後段カラムの出口にSiF
4 、HFは検出されなかったが開始170min後にS
iF4 が、200min後にHFが検出され始めた(検
出下限:SiF4 は1pm、HFは10ppm)。26
0min後には後段カラム出口のSiF4 濃度が、また
500min後に後段カラム出口のHF濃度がそれぞれ
供給混合ガスの濃度と同じになった。
Immediately after the start of the treatment, SiF was added to the outlet of the latter column.
4 , HF was not detected, but 170 minutes after the start, S
HF started to be detected in iF 4 after 200 minutes (lower limit of detection: 1 pm for SiF 4 and 10 ppm for HF). 26
After 0 min, the SiF 4 concentration at the outlet of the latter column became the same as the concentration of HF at the outlet of the latter column after 500 min, and became the same as the concentration of the supplied mixed gas.

【0032】この時点で混合ガスの供給を停止し、次い
でN2 を0.2リットル/minで流しながら出口側を
排気ポンプで引き系内を200torrに減圧し、前段
カラムを600℃に加熱し後段カラムは室温のまま2H
rほど保ち、引き続き後段カラムを200℃に昇温し、
さらに2Hrほど保つことにより薬剤を再生した。再生
後再び同じ条件でSiF4 、HF/Heの混合ガスを処
理し、後段カラム出口のSiF4 濃度、HF濃度が供給
混合ガスの濃度と同じになるまでの時間を比較したとこ
ろそれぞれ270minと500minであり薬剤が完
全に再生されたことを確認した。
At this time, the supply of the mixed gas is stopped, and then the outlet side is drawn with an exhaust pump while the N 2 is flowing at 0.2 liter / min, the pressure inside the system is reduced to 200 torr, and the preceding column is heated to 600 ° C. 2H for 2nd column at room temperature
hold for about r and then raise the temperature of the latter column to 200 ° C,
The drug was regenerated by keeping it for about 2 hours. After the regeneration, the mixed gas of SiF 4 and HF / He was treated again under the same conditions, and the time until the SiF 4 concentration and the HF concentration at the outlet of the latter column became the same as the concentration of the supplied mixed gas were respectively 270 min and 500 min. It was confirmed that the drug was completely regenerated.

【0033】比較例1 基板以外の反応器壁にSiH4 を原料とするアモルファ
スSiが付着したプラズマCVD装置に10%F2 (H
e希釈)を1リットル/minで導入して付着物のガス
化による除去、すなわち乾式クリーニングを実施した。
クリーニング排ガスをモニタすると、クリーニング初期
はF2 =4%、SiF4 =2.4%、HF=2.6%で
その後次第にF2 濃度が高くなり、他方SiF4 、HF
の濃度は低くなってゆき、クリーニング終了直前にはS
iF4 、HFは検出されず10%F2 がそのまま排出さ
れた。なおHFのHのソースは元素分析の結果、付着物
のアモルファスSi中に含まれていることがわかった。
クリーニングを完了するのに16Hr要し、クリーニン
グ排ガスは排気ポンプで引いて回収することなく廃棄し
た。F2 の消費量は960リットル(100%換算)で
あった。
Comparative Example 1 10% F 2 (H) was applied to a plasma CVD apparatus in which amorphous Si made of SiH 4 as a raw material adhered to the reactor wall other than the substrate.
(e-dilution) was introduced at a rate of 1 liter / min to remove deposits by gasification, that is, dry cleaning was performed.
When the cleaning exhaust gas is monitored, F 2 = 4%, SiF 4 = 2.4%, HF = 2.6% in the initial stage of cleaning, and then the F 2 concentration gradually increases, while SiF 4 , HF
The density of the
iF 4 and HF were not detected, and 10% F 2 was discharged as it was. As a result of elemental analysis, it was found that the H source of HF was contained in the amorphous Si of the deposit.
It took 16 hours to complete the cleaning, and the cleaning exhaust gas was drawn by an exhaust pump and discarded without being collected. The amount of F 2 consumed was 960 liters (100% conversion).

【0034】実施例25 径3mmの粒状NaFを3.5kg充填した内径100
mm高さ500mmのヒーターを備えたカラム2個を上
下直列に配管でつないで排ガス処理装置とした。比較例
1の排気ポンプの後段に当該装置を直列に配置し前段カ
ラム(上側)を300℃に加熱し、後段カラム(下側)
は室温の20℃とした。比較例1と同程度にアモルファ
スSiが付着した状態で10%F2 (He希釈)を1リ
ットル/minで導入してCVD反応器のクリーニング
を行い、後段カラムから出たガスはF2 濃度が常に10
%になるように消費分を補充してクリーニングガス入口
に循環した。後段カラムから出てくるガス中にはSiF
4 およびHFは検出されなかった。クリーニングを完了
するのに比較例1と同じく16Hr要し、この時のF2
の消費量は290リットル(100%換算)で足りた。
Example 25 Inner diameter 100 filled with 3.5 kg of granular NaF having a diameter of 3 mm
Two columns equipped with a heater having a height of 500 mm and a heater of 500 mm were connected in series in the upper and lower sides to form an exhaust gas treatment device. The apparatus is arranged in series after the exhaust pump of Comparative Example 1, the front column (upper side) is heated to 300 ° C., and the rear column (lower side).
Was set to room temperature of 20 ° C. With the amorphous Si adhered to the same extent as in Comparative Example 1, 10% F 2 (He diluted) was introduced at 1 liter / min to clean the CVD reactor, and the gas discharged from the subsequent column had a F 2 concentration of Always 10
It was circulated to the cleaning gas inlet by replenishing the consumed amount so as to become%. SiF is contained in the gas coming out of the latter column.
4 and HF were not detected. It takes 16 hours to complete the cleaning as in Comparative Example 1, and F 2 at this time is required.
290 liters (100% conversion) was enough.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明の精製法ではSi系の固体や堆積
物に対するクリーニング、エッチング等の排ガスを20
0〜500℃および100℃以下の固体アルカリ金属フ
ッ化物と接触させ、SiF4 、またはSiF4 およびH
Fを除去することによりガスを回収し再使用することが
できる。
According to the refining method of the present invention, the exhaust gas for cleaning and etching Si-based solids and deposits is removed by 20 times.
When contacted with a solid alkali metal fluoride at 0 to 500 ° C and 100 ° C or less, SiF 4 or SiF 4 and H
By removing F, the gas can be recovered and reused.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 SiF4 を含むガスを200〜500℃
に加熱した固体アルカリ金属フッ化物と接触させること
を特徴とする排ガス精製法。
1. A gas containing SiF 4 is heated at 200 to 500 ° C.
A method for purifying exhaust gas, which comprises bringing into contact with a solid alkali metal fluoride heated to a low temperature.
【請求項2】 SiF4 およびHFを含むガスを前段の
100℃以下の固体アルカリ金属フッ化物および後段の
200〜500℃に加熱した固体アルカリ金属フッ化物
と順次接触させることを特徴とする排ガス精製法。
2. Exhaust gas purification, characterized in that a gas containing SiF 4 and HF is brought into contact with a first stage solid alkali metal fluoride at 100 ° C. or lower and a second stage solid alkali metal fluoride heated to 200 to 500 ° C. in sequence. Law.
【請求項3】 SiF4 およびHFを含むガスを前段の
200〜500℃に加熱した固体アルカリ金属フッ化物
および後段の100℃以下の固体アルカリ金属フッ化物
と順次接触させることを特徴とする排ガス精製法。
3. Exhaust gas purification, characterized in that a gas containing SiF 4 and HF is brought into contact with a solid alkali metal fluoride heated to 200 to 500 ° C. in the first stage and a solid alkali metal fluoride at 100 ° C. or lower in the second stage in sequence. Law.
【請求項4】 固体アルカリ金属フッ化物がLiF,N
aF,KFのうちから選ばれる少なくとも一種以上のも
のであることを特徴とする請求項1〜3記載の排ガス精
製法。
4. The solid alkali metal fluoride is LiF, N
4. The exhaust gas purification method according to claim 1, wherein the exhaust gas purification method is at least one or more selected from aF and KF.
【請求項5】 SiF4 を処理した後の固体アルカリ金
属フッ化物を600℃以上の温度で、HFを処理した後
の固体アルカリ金属フッ化物を200℃以上の温度で再
生することを特徴とする請求項1〜4記載の排ガス精製
法。
5. The solid alkali metal fluoride treated with SiF 4 is regenerated at a temperature of 600 ° C. or higher, and the solid alkali metal fluoride treated with HF is regenerated at a temperature of 200 ° C. or higher. The exhaust gas purification method according to claim 1.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022185878A1 (en) * 2021-03-02 2022-09-09 昭和電工株式会社 Hydrogen fluoride gas removal device and method for removing hydrogen fluoride gas

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