JPH084708B2 - 排ガス処理装置 - Google Patents
排ガス処理装置Info
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- JPH084708B2 JPH084708B2 JP1288694A JP28869489A JPH084708B2 JP H084708 B2 JPH084708 B2 JP H084708B2 JP 1288694 A JP1288694 A JP 1288694A JP 28869489 A JP28869489 A JP 28869489A JP H084708 B2 JPH084708 B2 JP H084708B2
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- cathode
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- 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
- B01D53/32—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
- B01D53/323—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 by electrostatic effects or by high-voltage electric fields
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S204/00—Chemistry: electrical and wave energy
- Y10S204/05—Magnetic plus electrolytic
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は排ガスを放電プラズマにより無害化処理する
装置に関する。
装置に関する。
更に詳しくは、減圧を利用した薄膜形成技術、例えば
各種の化学的気相法、すなわち減圧CVD（chemical vapo
r deposition）法、プラズマCVD法、同じく減圧を利用
した酸化、拡散技術、ドライエッチング技術等におい
て、各種半導体製造設備より排出される反応性ガスを減
圧下において少量から量産的規模での多量に至るまで、
プラズマ処理することにより無害化する排ガス放電処理
装置に関する。
各種の化学的気相法、すなわち減圧CVD（chemical vapo
r deposition）法、プラズマCVD法、同じく減圧を利用
した酸化、拡散技術、ドライエッチング技術等におい
て、各種半導体製造設備より排出される反応性ガスを減
圧下において少量から量産的規模での多量に至るまで、
プラズマ処理することにより無害化する排ガス放電処理
装置に関する。
［従来技術］ 減圧を利用して行われる薄膜形成、酸化、拡散、ドラ
イエッチング等を目的とした各種半導体製造設備におい
て用いられるガスの種類は多岐に及び、その目的も様々
であるが、特に反応性ガスは各設備で必ずしも完全に消
費はなされず、未反応ガスとして、また半導体製造時に
副生されるガスと混合状態のまま真空排気設備を通して
系外へ排出される。
イエッチング等を目的とした各種半導体製造設備におい
て用いられるガスの種類は多岐に及び、その目的も様々
であるが、特に反応性ガスは各設備で必ずしも完全に消
費はなされず、未反応ガスとして、また半導体製造時に
副生されるガスと混合状態のまま真空排気設備を通して
系外へ排出される。
これらガスの多くは未処理のまま大気中へ放出される
と燃焼や爆発、あるいは毒性等の危険を有し、災害や公
害の原因となるため大気中での許容濃度がそれぞれ定め
られている。
と燃焼や爆発、あるいは毒性等の危険を有し、災害や公
害の原因となるため大気中での許容濃度がそれぞれ定め
られている。
従来、これらガスを無害化処理する方法として、触媒
反応等による化学的処理、スクラバーによる湿式吸収、
吸着除去、あるいは各種吸着剤による乾式吸着除去等が
用いられ、燃焼や爆発の危険を有するものについては大
量の不活性ガスによる希釈放出も行われている。
反応等による化学的処理、スクラバーによる湿式吸収、
吸着除去、あるいは各種吸着剤による乾式吸着除去等が
用いられ、燃焼や爆発の危険を有するものについては大
量の不活性ガスによる希釈放出も行われている。
上記の方法はいずれも真空排気設備以降の常圧下にお
いて実施されているものであり、真空排気設備を含む減
圧配管部、また、大気圧処理設備に至る常圧配管部にお
ける安全性に対しては有効な手段とは言えず、いくつか
の事故例も報告されている。
いて実施されているものであり、真空排気設備を含む減
圧配管部、また、大気圧処理設備に至る常圧配管部にお
ける安全性に対しては有効な手段とは言えず、いくつか
の事故例も報告されている。
一方、減圧下での処理方法として放電を利用した排ガ
スの無害化処理に関する提案もなされており、これらは
前述の常圧下での処理に対し被処理ガスを真空排気設備
に至る以前の減圧下で処理するという特徴を有してい
る。例えば、特開昭第51−129868号では有毒物質を含有
する廃ガスと酸化剤をプラズマ空間で接触反応させるこ
とにより、前記の有毒物質を安全な化合物に変え、廃ガ
スから除去する処理方法が開示されている。また、特開
昭第58−6231号にみられる如く廃ガスを放電プラズマに
より分解して排出する廃ガス処理装置も開示されてい
る。しかしながら、これら放電を利用した処理方法は負
荷変動、特に、圧力変動に対し安定なプラズマ状態を維
持することが難しく、その適用範囲に制限があるなど、
いくつかの問題を有し、実用に供し得ない状態にある。
スの無害化処理に関する提案もなされており、これらは
前述の常圧下での処理に対し被処理ガスを真空排気設備
に至る以前の減圧下で処理するという特徴を有してい
る。例えば、特開昭第51−129868号では有毒物質を含有
する廃ガスと酸化剤をプラズマ空間で接触反応させるこ
とにより、前記の有毒物質を安全な化合物に変え、廃ガ
スから除去する処理方法が開示されている。また、特開
昭第58−6231号にみられる如く廃ガスを放電プラズマに
より分解して排出する廃ガス処理装置も開示されてい
る。しかしながら、これら放電を利用した処理方法は負
荷変動、特に、圧力変動に対し安定なプラズマ状態を維
持することが難しく、その適用範囲に制限があるなど、
いくつかの問題を有し、実用に供し得ない状態にある。
近年、放電を利用した処理方法において前述の問題点
の一つである圧力変動に対し、安定なプラズマ状態を維
持しうる適用範囲拡大の手段として、磁界を重畳したプ
ラズマを利用する方法（磁界重畳法）が提案されている
（応用物理学会、プラズマエレクトロニクス研究会1986
年１月）。
の一つである圧力変動に対し、安定なプラズマ状態を維
持しうる適用範囲拡大の手段として、磁界を重畳したプ
ラズマを利用する方法（磁界重畳法）が提案されている
（応用物理学会、プラズマエレクトロニクス研究会1986
年１月）。
該磁界重畳法においては、電極が形成する磁界の向き
と約45゜乃至、約135゜の角度で直流または交流磁界を
印加することにより、プラズマ中での電子の旋回半径が
小さくなり、電子が電極間を旋回できるために、0.01mT
orr〜数十Torrの広範な圧力変動下で安定なプラズマ状
態を維持し得る特徴を有している。
と約45゜乃至、約135゜の角度で直流または交流磁界を
印加することにより、プラズマ中での電子の旋回半径が
小さくなり、電子が電極間を旋回できるために、0.01mT
orr〜数十Torrの広範な圧力変動下で安定なプラズマ状
態を維持し得る特徴を有している。
［発明が解決しようとする課題］ 放電を利用した処理方法では前述の如く、真空排気設
備へ至る以前の減圧下で処理し得ることが特徴であり、
必然的に薄膜形成等の各種半導体製造設備と真空排気設
備との間に拝ガス処理装置として配置されることとな
る。従って、減圧下での処理を現実に実用に供し得るた
めには、当然のことながら該処理装置が、その処理能力
を維持しつつ、かかる設備の間に容易に組み込まれ、ま
た、該処理装置内部のガス流路が排気コンダクタンスの
低下を極力おさえうる構造を有するものでなくてはなら
ない。これら実用の為の必要条件に関して、従来技術で
は基本的な概念の域に止まり、実用に供し得る排ガス処
理装置は得られていないのが実状である。
備へ至る以前の減圧下で処理し得ることが特徴であり、
必然的に薄膜形成等の各種半導体製造設備と真空排気設
備との間に拝ガス処理装置として配置されることとな
る。従って、減圧下での処理を現実に実用に供し得るた
めには、当然のことながら該処理装置が、その処理能力
を維持しつつ、かかる設備の間に容易に組み込まれ、ま
た、該処理装置内部のガス流路が排気コンダクタンスの
低下を極力おさえうる構造を有するものでなくてはなら
ない。これら実用の為の必要条件に関して、従来技術で
は基本的な概念の域に止まり、実用に供し得る排ガス処
理装置は得られていないのが実状である。
本発明者らは前述した実用の為の必要条件を十分満足
し、かつ、長時間にわたり、安定した処理能力を維持し
うる放電を利用した処理装置を具現化することを目的と
し、鋭意検討した結果、陽極と陽極、陰極と陰極とを対
向せしめて、陽極対および、陰極対からなる空間を形成
し、該陽極、該陰極の一部、または全てを複数の板また
は柱で構成、更に陰極対向方向に磁界を印加することに
より処理装置の単位容積当りの被処理ガスの処理量を極
めて高められると共に、長時間の安定運転が可能である
ことを見い出し本発明を完成するに至った。
し、かつ、長時間にわたり、安定した処理能力を維持し
うる放電を利用した処理装置を具現化することを目的と
し、鋭意検討した結果、陽極と陽極、陰極と陰極とを対
向せしめて、陽極対および、陰極対からなる空間を形成
し、該陽極、該陰極の一部、または全てを複数の板また
は柱で構成、更に陰極対向方向に磁界を印加することに
より処理装置の単位容積当りの被処理ガスの処理量を極
めて高められると共に、長時間の安定運転が可能である
ことを見い出し本発明を完成するに至った。
［課題を解決するための手段］ すなわち、本発明によれば、 ガス導入口とガス導出口を具備する管状容器内に陰極
と陽極からなる少なくとも一対の電極を設けて構成した
放電管と、該電極と接続される直流または交流電源とお
よび該放電管内に形成されたガス流路とを含む排ガス放
電処理装置において、該流路内に少なくとも一対の陽極
を対向させて設けて陰極対とし、該陽極対からなる空間
部に少なくとも一対の陰極を該陽極とほぼ直角方向に該
陽極と接触することなく対向させて設けて陰極対とし、
該陽極対と該陰極対とから電極組を構成するとともに、
該陽極、該陰極の少なくとも一部、または、全てを複数
の板または柱として構成し、これらを導電的に接続一体
化せしめ、かつ、該陰極の対向方向に直流または交流磁
界を形成する磁界印加装置を該放電管に設けたことを特
徴とする排ガス放電処理装置、が提供される。
と陽極からなる少なくとも一対の電極を設けて構成した
放電管と、該電極と接続される直流または交流電源とお
よび該放電管内に形成されたガス流路とを含む排ガス放
電処理装置において、該流路内に少なくとも一対の陽極
を対向させて設けて陰極対とし、該陽極対からなる空間
部に少なくとも一対の陰極を該陽極とほぼ直角方向に該
陽極と接触することなく対向させて設けて陰極対とし、
該陽極対と該陰極対とから電極組を構成するとともに、
該陽極、該陰極の少なくとも一部、または、全てを複数
の板または柱として構成し、これらを導電的に接続一体
化せしめ、かつ、該陰極の対向方向に直流または交流磁
界を形成する磁界印加装置を該放電管に設けたことを特
徴とする排ガス放電処理装置、が提供される。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で対象とするガスは、各種半導体製造設備より
排出され、未処理のまま大気中に放出されると、燃焼や
爆発あるいは毒性等の危険を有し、災害や公害を引き起
こす可能性を有する気体、もしくは蒸気であり、とりわ
け従来の触媒反応や、吸収、吸着等の処理方法では実施
が容易でないガスである。適用できるガスとして例えば
モノシラン、ジシラン等とシラン系ガス、モノメチルシ
ラン、ジメチルシラン等のアルキルシラン系ガス、ゲル
マン系ガス、クロルシラン系ガス、フルオロシラン系ガ
ス、更にはホスフィン、ジボラン等のドーピングガスを
含む混合ガス、最近絶縁酸化膜の材料ガスとして脚光を
あびているテトラエトキシシラン（TEOS）に対しても適
用できる。もちろん適用対象となり得るガスは、上記の
ガスに限定されるものではなく、またこれらの混合物や
水素、窒素等で希釈されたものであっても差し支えな
い。
排出され、未処理のまま大気中に放出されると、燃焼や
爆発あるいは毒性等の危険を有し、災害や公害を引き起
こす可能性を有する気体、もしくは蒸気であり、とりわ
け従来の触媒反応や、吸収、吸着等の処理方法では実施
が容易でないガスである。適用できるガスとして例えば
モノシラン、ジシラン等とシラン系ガス、モノメチルシ
ラン、ジメチルシラン等のアルキルシラン系ガス、ゲル
マン系ガス、クロルシラン系ガス、フルオロシラン系ガ
ス、更にはホスフィン、ジボラン等のドーピングガスを
含む混合ガス、最近絶縁酸化膜の材料ガスとして脚光を
あびているテトラエトキシシラン（TEOS）に対しても適
用できる。もちろん適用対象となり得るガスは、上記の
ガスに限定されるものではなく、またこれらの混合物や
水素、窒素等で希釈されたものであっても差し支えな
い。
以下、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の態様
を説明する。
を説明する。
本発明の開示にあたり、排ガス放電処理装置の電極構
成における基本横断面図を第１図に示す。図中、ガスの
流れは上向き、下向きのいずれであっても差し支えな
い。一般に放電装置では陰極と陽極とが対向した構造を
成すものが多いが、このような陰陽対向構造では電子は
直線的に陰極から陽極に達してしまうため、強度の強い
プラズマを形成することは容易でなく、また圧力変動に
対しても、その適用範囲が狭いため、目的とする排ガス
処理条件に制限が生じ、結果的には不向きと判断され
る。
成における基本横断面図を第１図に示す。図中、ガスの
流れは上向き、下向きのいずれであっても差し支えな
い。一般に放電装置では陰極と陽極とが対向した構造を
成すものが多いが、このような陰陽対向構造では電子は
直線的に陰極から陽極に達してしまうため、強度の強い
プラズマを形成することは容易でなく、また圧力変動に
対しても、その適用範囲が狭いため、目的とする排ガス
処理条件に制限が生じ、結果的には不向きと判断され
る。
これに対し、本発明においては、基本的には第１図に
示すように、少なくとも一対の陰極１を対向させて、陰
極対とし、また少なくとも一対の陽極２を対向させて陽
極対とし、更に該陰極の対向方向に磁界を重畳させて、
磁力線を軸とした電子のサイクロン運動を利用して、対
向する陰極間に電子をトラップすることで極めて強度の
強いプラズマを形成することができ、また、0.01mTorr
〜数十Torrの広範な圧力変動に耐えうる安定なプラズマ
を得ることができるのである。
示すように、少なくとも一対の陰極１を対向させて、陰
極対とし、また少なくとも一対の陽極２を対向させて陽
極対とし、更に該陰極の対向方向に磁界を重畳させて、
磁力線を軸とした電子のサイクロン運動を利用して、対
向する陰極間に電子をトラップすることで極めて強度の
強いプラズマを形成することができ、また、0.01mTorr
〜数十Torrの広範な圧力変動に耐えうる安定なプラズマ
を得ることができるのである。
すなわち本発明は、このように、基本的には、少なく
とも一対の陽極２を対向させて設け、該陽極対からなる
空間部に、少なくとも一対の陰極を該陽極とほぼ直角方
向に該陽極を接触することなく対向させて設け、更に陰
極の対向方向に磁界を重畳させ、対向する陰極間にカソ
ードグローと称される強度の強いプラズマを形成し、一
方、対向する陽極間のカソードグロー部分を除く空間部
にシースを介して陽光柱と称されるプラズマを形成させ
ることにより、目的とする被処理ガスの放電処理を行う
ものである。
とも一対の陽極２を対向させて設け、該陽極対からなる
空間部に、少なくとも一対の陰極を該陽極とほぼ直角方
向に該陽極を接触することなく対向させて設け、更に陰
極の対向方向に磁界を重畳させ、対向する陰極間にカソ
ードグローと称される強度の強いプラズマを形成し、一
方、対向する陽極間のカソードグロー部分を除く空間部
にシースを介して陽光柱と称されるプラズマを形成させ
ることにより、目的とする被処理ガスの放電処理を行う
ものである。
しかし、未反応ガスの大部分を無害化処理することを
目的とする排ガスの放電処理においては、例えば、原料
ガスの一部を利用しての薄膜形成にみられる放電を利用
したプラズマCVD等と異なり、放電処理に必要とする投
入電力は前者に比較して極めて大きく、一方設置スペー
スに制限のある装置の容積は限られている中で、投入電
力に耐えうる電極面積の確保は極めて重要である。特に
電子を放出する陰極面積の確保は、安定なプラズマ状態
を維持する為には必要不可欠な原因と言える。
目的とする排ガスの放電処理においては、例えば、原料
ガスの一部を利用しての薄膜形成にみられる放電を利用
したプラズマCVD等と異なり、放電処理に必要とする投
入電力は前者に比較して極めて大きく、一方設置スペー
スに制限のある装置の容積は限られている中で、投入電
力に耐えうる電極面積の確保は極めて重要である。特に
電子を放出する陰極面積の確保は、安定なプラズマ状態
を維持する為には必要不可欠な原因と言える。
前述の面積確保が十分なされない場合には電極の赤熱
化、更にはアーク放電への移行により電気的、構造的損
傷を破り、該処理装置としての機能を果たせ得なくなる
ことを本発明者らは新規に見出した。
化、更にはアーク放電への移行により電気的、構造的損
傷を破り、該処理装置としての機能を果たせ得なくなる
ことを本発明者らは新規に見出した。
このように本発明者らは、投入電力に耐えうる電極面
積を確保すべく、敬意検討した結果、電極構成の基本概
念を示した第１図中の陰極１、陽極２の一部もしくは全
てを複数の板または柱（もしくは棒）で構成し、これら
の電気的導通状態のもとに接続、組立を行い、一体化す
なわち単一化することにより第１図に示した陰極１、陽
極２と同等の働きを持たせる電極構成を確立するに至っ
たものである。第２図〜第５図にかかる単一化した板状
または柱状の電極構成の例を示す。ここで第２図および
第３図は一対の陰極を、また第４図は陰極および陽極の
すべてを板または柱としたものである。なお、本発明に
おいて「電極面積」とは、電極上の電位が同一である点
全てで囲まれる面積と定義される。
積を確保すべく、敬意検討した結果、電極構成の基本概
念を示した第１図中の陰極１、陽極２の一部もしくは全
てを複数の板または柱（もしくは棒）で構成し、これら
の電気的導通状態のもとに接続、組立を行い、一体化す
なわち単一化することにより第１図に示した陰極１、陽
極２と同等の働きを持たせる電極構成を確立するに至っ
たものである。第２図〜第５図にかかる単一化した板状
または柱状の電極構成の例を示す。ここで第２図および
第３図は一対の陰極を、また第４図は陰極および陽極の
すべてを板または柱としたものである。なお、本発明に
おいて「電極面積」とは、電極上の電位が同一である点
全てで囲まれる面積と定義される。
本発明において投入電力に耐えうる電極面積は、消費
される放電電流値が該陰極面積に対し20mA/cm2以下であ
り好ましくは10mA/cm2以下となる値である。また本発明
において電気的導通状態のもとに接続組立てられた複数
の板、または柱の間隔は陰極又は陽極とも隣接する最短
距離において好ましくは0.1mm乃至30mm、より好ましく
は1mm乃至10mmである。
される放電電流値が該陰極面積に対し20mA/cm2以下であ
り好ましくは10mA/cm2以下となる値である。また本発明
において電気的導通状態のもとに接続組立てられた複数
の板、または柱の間隔は陰極又は陽極とも隣接する最短
距離において好ましくは0.1mm乃至30mm、より好ましく
は1mm乃至10mmである。
また、対向する該陰極において対向距離の適正値は圧
力および被処理ガス組成により異なりうるが、対向する
該陰極間の最短距離は、好ましくは5mm〜80mm、より好
ましくは10mm〜40mm程度である。さらに、該陰極対とほ
ぼ直角方向に対向する陽極において、該陰極と該陽極と
の最短距離は、好ましくは5mm〜120mmより好ましくは10
mm〜60mm程度である。
力および被処理ガス組成により異なりうるが、対向する
該陰極間の最短距離は、好ましくは5mm〜80mm、より好
ましくは10mm〜40mm程度である。さらに、該陰極対とほ
ぼ直角方向に対向する陽極において、該陰極と該陽極と
の最短距離は、好ましくは5mm〜120mmより好ましくは10
mm〜60mm程度である。
陰極や陽極の材質は少なくとも表面が導電性のもので
あれば特に制限はないが、通常ステンレス鋼が好まし
い。前記陰極または陽極は巾10mm〜10000mm、長さ100mm
〜100000mm、厚み0.1mm〜5mmである。また板の場合、巾
は1mm〜100mm、長さ100mm〜100000mm、厚み0.1mm〜5mm
程度であり、柱の場合は、例えば断面略円として径1mm
〜30mm、長さ100mm〜100000mm程度である。板や柱の一
列の数には特に制限はないが、２〜200枚、好ましくは
５〜50枚である。
あれば特に制限はないが、通常ステンレス鋼が好まし
い。前記陰極または陽極は巾10mm〜10000mm、長さ100mm
〜100000mm、厚み0.1mm〜5mmである。また板の場合、巾
は1mm〜100mm、長さ100mm〜100000mm、厚み0.1mm〜5mm
程度であり、柱の場合は、例えば断面略円として径1mm
〜30mm、長さ100mm〜100000mm程度である。板や柱の一
列の数には特に制限はないが、２〜200枚、好ましくは
５〜50枚である。
本発明において、複数の板または柱を導電的に接続一
体化する手段は任意であるが、例えば第２図に示すよう
に、複数の板をほぼ等距離（隣接距離）をおいて配設せ
しめ、好ましくは、板のそれぞれが相互に平行になり、
全体としてほぼ直線状の列を形成するように配設したも
のを、棒状や板状の導電材５で相互に固着せしめればよ
いのである。もちろん導電材を容器上部に配置し複数の
板を該導電材からほぼ等間隔をもって垂下せしめるよう
にすることも可能であり、特に限定されるものではな
い。
体化する手段は任意であるが、例えば第２図に示すよう
に、複数の板をほぼ等距離（隣接距離）をおいて配設せ
しめ、好ましくは、板のそれぞれが相互に平行になり、
全体としてほぼ直線状の列を形成するように配設したも
のを、棒状や板状の導電材５で相互に固着せしめればよ
いのである。もちろん導電材を容器上部に配置し複数の
板を該導電材からほぼ等間隔をもって垂下せしめるよう
にすることも可能であり、特に限定されるものではな
い。
これら該陰極、該陽極により構成された電極組は管状
容器内に設置されるが、該容器の形状に特に制限はなく
円筒状、角筒状のいずれであっても差し支えない。また
該陰極対向方向に磁界を形成するための磁界印加装置
は、設置場所が該容器内、該容器外のいずれであっても
差し支えなく、磁界は直流、交流磁界のいずれでも良
い。印加する磁束密度は最小部で50ガウス以上、好まし
くは100ガウス以上であれば良く、実用に供し排ガス処
理装置の観点にたてば、該印加装置は廉価かつ簡便な直
流磁界のフェライト焼結型磁石が好ましい。また高い時
速密度を有するサマリウム−コバルト、あるいはネオジ
ウム−鉄−ホウ素系の希土類磁石の使用が効果的であ
る。尚、前記した陰極対向方向に磁界を形成するとは45
゜乃至135゜程度の範囲をも包含するものとする。
容器内に設置されるが、該容器の形状に特に制限はなく
円筒状、角筒状のいずれであっても差し支えない。また
該陰極対向方向に磁界を形成するための磁界印加装置
は、設置場所が該容器内、該容器外のいずれであっても
差し支えなく、磁界は直流、交流磁界のいずれでも良
い。印加する磁束密度は最小部で50ガウス以上、好まし
くは100ガウス以上であれば良く、実用に供し排ガス処
理装置の観点にたてば、該印加装置は廉価かつ簡便な直
流磁界のフェライト焼結型磁石が好ましい。また高い時
速密度を有するサマリウム−コバルト、あるいはネオジ
ウム−鉄−ホウ素系の希土類磁石の使用が効果的であ
る。尚、前記した陰極対向方向に磁界を形成するとは45
゜乃至135゜程度の範囲をも包含するものとする。
本発明において使用する電源は、直流、交流のいずれ
でも良いが、電力的効率面からは、直流電源が好まし
い。さらに、本発明におけるプラズマは概して定電圧と
見なせる電流−電圧特性を呈することから被処理ガスの
連続的か安定的な処理を実施するには、定出力電源もし
くは定電流電源を採用することが便利である。
でも良いが、電力的効率面からは、直流電源が好まし
い。さらに、本発明におけるプラズマは概して定電圧と
見なせる電流−電圧特性を呈することから被処理ガスの
連続的か安定的な処理を実施するには、定出力電源もし
くは定電流電源を採用することが便利である。
実際の排ガス処理においては上記したごとき構成を有
する本発明の排ガス放電処理装置において、ガス導入口
より被処理ガスを陰極対、陽極対および磁界印加装置か
ら成る磁界を重畳されたプラズマ空間に導入する。導入
された排ガスは所定の滞留時間の間に放電処理された
後、ガス導出口から排出され真空排気設備を経て大気中
に放出される。もちろん真空排気設備より排出後、化学
的処理等の従来技術と組合わせて更に無害化処理を徹底
化させることに何ら支障はない。尚、本発明において採
用される負荷条件は約0.1mTorr〜10Torr程度である。
する本発明の排ガス放電処理装置において、ガス導入口
より被処理ガスを陰極対、陽極対および磁界印加装置か
ら成る磁界を重畳されたプラズマ空間に導入する。導入
された排ガスは所定の滞留時間の間に放電処理された
後、ガス導出口から排出され真空排気設備を経て大気中
に放出される。もちろん真空排気設備より排出後、化学
的処理等の従来技術と組合わせて更に無害化処理を徹底
化させることに何ら支障はない。尚、本発明において採
用される負荷条件は約0.1mTorr〜10Torr程度である。
［実施例］ 以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明す
る。
る。
実施例１ 第２図に示した構成の装置を使用した。ガス導入口、
ガス導出口を具備した内容積3.7のステンレス製真空
容器内に陰極板として巾6mm,長さ400m,厚さ2mmのステン
レス板16枚を用い（一列８枚）、陽極板として、巾40m
m,長さ400mm,厚さ2mmのステンレス板２枚を用いて電極
組を構成した。この時対向する陰極間隔は、その最短距
離において20mm、また陰極と陽極の最短距離を25mmとし
て構成した。複数の陰極板の隣接する最短距離は6mmで
あり、これを第２図のごとく巾の細い板状の導電材５を
用いて一体化した。
ガス導出口を具備した内容積3.7のステンレス製真空
容器内に陰極板として巾6mm,長さ400m,厚さ2mmのステン
レス板16枚を用い（一列８枚）、陽極板として、巾40m
m,長さ400mm,厚さ2mmのステンレス板２枚を用いて電極
組を構成した。この時対向する陰極間隔は、その最短距
離において20mm、また陰極と陽極の最短距離を25mmとし
て構成した。複数の陰極板の隣接する最短距離は6mmで
あり、これを第２図のごとく巾の細い板状の導電材５を
用いて一体化した。
磁界印加装置として、表面磁束密度900ガウスのフェ
ライト焼結磁石を用い直流磁界を形成、陰極対と陽極対
とを直流電源に接続、ガス導入口より100％のモノシラ
ンガス100Sccmを導入、圧力0.2Torr,供給電力850Wの条
件下で放電処理を行った。
ライト焼結磁石を用い直流磁界を形成、陰極対と陽極対
とを直流電源に接続、ガス導入口より100％のモノシラ
ンガス100Sccmを導入、圧力0.2Torr,供給電力850Wの条
件下で放電処理を行った。
放電処理されたガスをガス導出口と真空排気設備との
間で四重極質量分析装置により測定した結果、残留モノ
シランガス濃度は2.0％であった。以下の条件下で３時
間運転、30分停止のサイクルテストを行った結果、100
時間を超える安定運転が可能であった。
間で四重極質量分析装置により測定した結果、残留モノ
シランガス濃度は2.0％であった。以下の条件下で３時
間運転、30分停止のサイクルテストを行った結果、100
時間を超える安定運転が可能であった。
一方、前記した装置、条件のうち陰極のみ巾40mm,長
さ400mm,厚さ2mmのステンレス板を第１図に示した如き
構成で同様に放電処理を行ったところ、徐々に対向する
陰極が内側に変形かつ赤熱化していき30分後スパーク等
の異常を呈した為処理を中止せざるを得なかった。
さ400mm,厚さ2mmのステンレス板を第１図に示した如き
構成で同様に放電処理を行ったところ、徐々に対向する
陰極が内側に変形かつ赤熱化していき30分後スパーク等
の異常を呈した為処理を中止せざるを得なかった。
実施例２ 第３図に示した構成の装置を使用した。実施例１と同
じ3.7のステンレス容器を用い、容器内に陰極板とし
て巾6mm,長さ400mm,厚さ2mmのステンレス板12枚（一列
６枚）と、巾37mm,長さ400mm,厚さ2mmのステンレス板２
枚とを用い、また陽極板として巾40mm長さ400mm,厚さ2m
mのステンレス板２枚を用いて電極組を構成した。この
時対向する陰極間隔は、その最短距離において8mm、ま
た陰極と陽極の最短距離を25mmとして構成した。複数の
陰極板の隣接する最短距離は5mmであり、これを第３図
のごとく巾の細い板状の導電材５をもちいて一体化し
た。
じ3.7のステンレス容器を用い、容器内に陰極板とし
て巾6mm,長さ400mm,厚さ2mmのステンレス板12枚（一列
６枚）と、巾37mm,長さ400mm,厚さ2mmのステンレス板２
枚とを用い、また陽極板として巾40mm長さ400mm,厚さ2m
mのステンレス板２枚を用いて電極組を構成した。この
時対向する陰極間隔は、その最短距離において8mm、ま
た陰極と陽極の最短距離を25mmとして構成した。複数の
陰極板の隣接する最短距離は5mmであり、これを第３図
のごとく巾の細い板状の導電材５をもちいて一体化し
た。
直流磁界を形成し、電極組を直流電源に接続後、ガス
導入口より窒素で希釈された20％モノシランガス250Scc
mを導入、圧力0.5Torr,供給電力700Wの条件下で処理し
た結果、処理後の残留モノシランガスは１％以下であっ
た。尚、連続処理３時間を経過した時点で何ら異常は生
じなかった。また、実施例１と同様なサイクルテストを
行ったがなんら問題がないことが確認された。
導入口より窒素で希釈された20％モノシランガス250Scc
mを導入、圧力0.5Torr,供給電力700Wの条件下で処理し
た結果、処理後の残留モノシランガスは１％以下であっ
た。尚、連続処理３時間を経過した時点で何ら異常は生
じなかった。また、実施例１と同様なサイクルテストを
行ったがなんら問題がないことが確認された。
実施例３ 第４図に示した構成の装置を使用した。ガス導入口、
ガス導出口を具備した内容積８のステンレス製真空容
器内に、巾8mm,長さ440mm,厚さ2mmのステンレス板を陰
極板として24枚（一列８枚）、陽極板として20枚（一列
10枚）を用いて電極組を構成した。陰極、陽極共に隣接
するステンレス板の間隔は6mm対向する陰極間隔および
陰極、陽極間隔はその最短距離において、それぞれ14mm
および30mmで構成した。陰極板および陽極板は第４図の
ごとく、それぞれ巾の細い板状の導電材５をもちいて一
体化した。
ガス導出口を具備した内容積８のステンレス製真空容
器内に、巾8mm,長さ440mm,厚さ2mmのステンレス板を陰
極板として24枚（一列８枚）、陽極板として20枚（一列
10枚）を用いて電極組を構成した。陰極、陽極共に隣接
するステンレス板の間隔は6mm対向する陰極間隔および
陰極、陽極間隔はその最短距離において、それぞれ14mm
および30mmで構成した。陰極板および陽極板は第４図の
ごとく、それぞれ巾の細い板状の導電材５をもちいて一
体化した。
直流磁界、直流電源を用いて、窒素で希釈された50％
モノシランガス800Sccmを0.3〜0.4Torrの条件下で放電
処理し残留モノシランガス２％の結果を得た。この時放
電に要した電流値は2200mAであった。この条件で８時間
連続運転したが、なんら問題は生じなかった。またサイ
クルテストにおいても同様に何らの問題も生じなかっ
た。
モノシランガス800Sccmを0.3〜0.4Torrの条件下で放電
処理し残留モノシランガス２％の結果を得た。この時放
電に要した電流値は2200mAであった。この条件で８時間
連続運転したが、なんら問題は生じなかった。またサイ
クルテストにおいても同様に何らの問題も生じなかっ
た。
実施例４ 第５図に示した構成の装置を使用した。ガス導入口、
ガス導出口を具備した内容積５のステンレス製真空容
器内に、直径6mm,長さ350mmのステンレス棒を陰極とし
て25本（一列５本）、陽極として14本（一列７本）を用
いて電極組を構成した。陰極、陽極共に隣接するステン
レス棒の間隔を3mm、対向する陰極間隔をその最短距離
において10mm、陰極と陽極の最短距離を30mmとして電極
組を構成した。直流磁界と交流電源を用い窒素で希釈さ
れた５％テトラエトキシシラン500Sccmを0.5Torrで放電
処理し、テトラエトキシシランとして85％の分解率を得
ると共に、50時間安定な運転を断続した。処理後取り出
した電極表面にSiO2と判断される白色堆積物を確認し、
充分エトキシシランも処理可能であることがわかった。
なお、分解生成物の大部分は、容器下部に堆積していた
が、充分長時間の間運転に支障はないことが確認され
た。なお、放電に費やした皮相電力は約4KVAであった。
ガス導出口を具備した内容積５のステンレス製真空容
器内に、直径6mm,長さ350mmのステンレス棒を陰極とし
て25本（一列５本）、陽極として14本（一列７本）を用
いて電極組を構成した。陰極、陽極共に隣接するステン
レス棒の間隔を3mm、対向する陰極間隔をその最短距離
において10mm、陰極と陽極の最短距離を30mmとして電極
組を構成した。直流磁界と交流電源を用い窒素で希釈さ
れた５％テトラエトキシシラン500Sccmを0.5Torrで放電
処理し、テトラエトキシシランとして85％の分解率を得
ると共に、50時間安定な運転を断続した。処理後取り出
した電極表面にSiO2と判断される白色堆積物を確認し、
充分エトキシシランも処理可能であることがわかった。
なお、分解生成物の大部分は、容器下部に堆積していた
が、充分長時間の間運転に支障はないことが確認され
た。なお、放電に費やした皮相電力は約4KVAであった。
［発明の効果］ 本発明によれば、モノシランガス等の各種半導体製造
設備より排出されるガスを真空排気設備へ至る以前の減
圧下で無害化処理のできる実用に供し得る排ガス放電処
理装置が提供される。従って、各種半導体製造に関し小
量から量産的規模に至るまでの有害ガスの無害化処理に
もたらす貢献度は大きく、その産業上の利用の可能性は
極めて大といわざるを得ない。
設備より排出されるガスを真空排気設備へ至る以前の減
圧下で無害化処理のできる実用に供し得る排ガス放電処
理装置が提供される。従って、各種半導体製造に関し小
量から量産的規模に至るまでの有害ガスの無害化処理に
もたらす貢献度は大きく、その産業上の利用の可能性は
極めて大といわざるを得ない。
第１図は従来技術の基本概念を示す横断面図であり、第
２図〜第５図は、いずれも本発明の実施の態様を示す横
断面図である。ここで第２図〜第４図は板状電極例、第
５図は柱状電極例を示したものである。 各図面共に、ガス流路方向に対して、直角断面図であ
り、ガスの流れは上方から、あるいは下方からのいずれ
であっても差し支えない。 図において、１……陰極もしくは陰極対、２……陽極も
しくは陽極対、３……永久磁石、４……真空容器、５…
…導電材を示す。
２図〜第５図は、いずれも本発明の実施の態様を示す横
断面図である。ここで第２図〜第４図は板状電極例、第
５図は柱状電極例を示したものである。 各図面共に、ガス流路方向に対して、直角断面図であ
り、ガスの流れは上方から、あるいは下方からのいずれ
であっても差し支えない。 図において、１……陰極もしくは陰極対、２……陽極も
しくは陽極対、３……永久磁石、４……真空容器、５…
…導電材を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】ガス導入口とガス導出口を具備する管状容
器内に陰極と陽極からなる少なくとも一対の電極を設け
て構成した放電管と、該電極と接続される直流または交
流電源とおよび該放電管内に形成されたガス流路とを含
む排ガス放電処理装置において、該流路内に少なくとも
一対の陽極を対向させて設けて陽極対とし、該陽極対か
らなる空間部に少なくとも一対の陰極を該陽極とほぼ直
角方向に該陽極と接触することなく対向させて設けて陰
極対とし、該陽極対と該陰極対とから電極組を構成する
とともに、該陽極、該陰極の少なくとも一部、または、
全てを複数の板または柱として構成し、これらを導電的
に接続一体化せしめ、かつ、該陰極の対向方向に直流ま
たは交流磁界を形成する磁界印加装置を該放電管を設け
たことを特徴とする排ガス放電処理装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1288694A JPH084708B2 (ja) | 1989-11-08 | 1989-11-08 | 排ガス処理装置 |
| EP90312123A EP0427503B1 (en) | 1989-11-08 | 1990-11-06 | Method and Apparatus for treating a waste gas |
| DE69011044T DE69011044T2 (de) | 1989-11-08 | 1990-11-06 | Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Abgas. |
| US07/610,149 US5130007A (en) | 1989-11-08 | 1990-11-06 | Apparatus for treating waste gas |
| KR1019900017982A KR940000553B1 (ko) | 1989-11-08 | 1990-11-07 | 배기가스 처리장치 |
| CA002029437A CA2029437C (en) | 1989-11-08 | 1990-11-07 | Apparatus for treating waste gas |
| US07/814,800 US5200043A (en) | 1989-11-08 | 1991-12-31 | Method for treating waste gas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1288694A JPH084708B2 (ja) | 1989-11-08 | 1989-11-08 | 排ガス処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03151022A JPH03151022A (ja) | 1991-06-27 |
| JPH084708B2 true JPH084708B2 (ja) | 1996-01-24 |
Family
ID=17733485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1288694A Expired - Lifetime JPH084708B2 (ja) | 1989-11-08 | 1989-11-08 | 排ガス処理装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5130007A (ja) |
| EP (1) | EP0427503B1 (ja) |
| JP (1) | JPH084708B2 (ja) |
| KR (1) | KR940000553B1 (ja) |
| CA (1) | CA2029437C (ja) |
| DE (1) | DE69011044T2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4230630A1 (de) * | 1992-09-12 | 1994-03-17 | Amann & Soehne | Verfahren zur Herstellung oder zur Zerstörung von chemischen Verbindungen |
| JPH0822367B2 (ja) * | 1992-11-27 | 1996-03-06 | 富士通株式会社 | ガス浄化装置 |
| JP4955027B2 (ja) * | 2009-04-02 | 2012-06-20 | クリーン・テクノロジー株式会社 | 排ガス処理装置における磁場によるプラズマの制御方法 |
| JP5735270B2 (ja) | 2010-12-27 | 2015-06-17 | ジャパンレントオール株式会社 | 間仕切りパネル及びパネルの連結構造 |
| KR20190141204A (ko) * | 2017-05-29 | 2019-12-23 | 칸켄 테크노 가부시키가이샤 | 배기 가스의 감압 제해 방법 및 그 장치 |
| CN111282410B (zh) * | 2020-02-19 | 2021-07-06 | 华中师范大学 | 电化学法降解气态污染物的装置及其方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3655547A (en) * | 1969-08-27 | 1972-04-11 | Lockheed Aircraft Corp | Electrochemical cell having a bipolar electrode |
| DE2941559C2 (de) * | 1979-10-13 | 1983-03-03 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München | Verfahren zum Abscheiden von Silizium auf einem Substrat |
| US4253925A (en) * | 1979-10-22 | 1981-03-03 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Method and apparatus for catalytic dissociation of NO |
| US4780277A (en) * | 1985-05-10 | 1988-10-25 | Shinryo Corporation | Method and apparatus for subjecting gases to discharge treatment |
| US4735633A (en) * | 1987-06-23 | 1988-04-05 | Chiu Kin Chung R | Method and system for vapor extraction from gases |
| JPH01297126A (ja) * | 1988-05-26 | 1989-11-30 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 排ガス処理装置 |
| JPH0814021B2 (ja) * | 1989-07-20 | 1996-02-14 | 松下電器産業株式会社 | スパッタ装置 |
-
1989
- 1989-11-08 JP JP1288694A patent/JPH084708B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-11-06 EP EP90312123A patent/EP0427503B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-11-06 US US07/610,149 patent/US5130007A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-11-06 DE DE69011044T patent/DE69011044T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-11-07 KR KR1019900017982A patent/KR940000553B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1990-11-07 CA CA002029437A patent/CA2029437C/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0427503A1 (en) | 1991-05-15 |
| CA2029437C (en) | 1994-01-04 |
| EP0427503B1 (en) | 1994-07-27 |
| US5130007A (en) | 1992-07-14 |
| KR940000553B1 (ko) | 1994-01-24 |
| DE69011044D1 (de) | 1994-09-01 |
| JPH03151022A (ja) | 1991-06-27 |
| KR910010624A (ko) | 1991-06-29 |
| CA2029437A1 (en) | 1991-05-09 |
| DE69011044T2 (de) | 1995-01-26 |
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