JPH09103633A - パーフルオロ化合物ガスの分離および回収方法および装置 - Google Patents

パーフルオロ化合物ガスの分離および回収方法および装置

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JPH09103633A JP8187877A JP18787796A JPH09103633A JP H09103633 A JPH09103633 A JP H09103633A JP 8187877 A JP8187877 A JP 8187877A JP 18787796 A JP18787796 A JP 18787796A JP H09103633 A JPH09103633 A JP H09103633A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ガス混合物から少なくとも1種のパーフルオロ
化合物ガスを回収する方法および装置を提供する。 【解決手段】少なくとも1種のパーフルオロ化合物ガス
および少なくとも1種のキャリヤーガスを包含し、所定
の圧力にあるガス混合物を提供し、供給サイドおよび透
過物サイドを有するガラス状ポリマー膜を提供し、該膜
の供給サイドを該ガス混合物と接触させ、該膜の供給サ
イドから、該所定の圧力と実質的に等しい圧力にある非
透過物流として、実質的に該少なくとも1種のパーフル
オロ化合物ガスを包含する濃縮ガスを取り出し、該膜の
透過物サイドから、透過物流として、該少なくとも1種
のキャリヤーガスから実質的になる欠乏ガス混合物を取
り出す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する分野】本発明は、ガス分離方法に関し、
より具体的には、ガス混合物からのパーフルオロ化合物
ガスの分離および回収(または処分)に関する。特に、
本発明は、半導体製造プロセス、特にエッチングおよび
洗浄工程の流出物中に存在するもののようなパーフルオ
ロ化合物ガスの低濃度混合物の濃縮に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体産業では、ガスが関与する半導体
製造プロセスにおいて、特に半導体製造プロセスの種々
のエッチング工程において、さらには製造工程のチャン
バ洗浄工程において、CF4 、C2 6 、C3 8 、C
4 10、CHF3 、SF6 、NF3 等のパーフルオロ化
合物がもっぱら使用されつつある。これらパーフルオロ
化合物ガスは、純粋な形態で、あるいは例えば空気、窒
素もしくは他の不活性ガスで希釈した状態で、または他
のパーフルオロ化合物ガスもしくは他のキャリヤーガス
(例えば、不活性ガス)との混合物の形態で使用され
る。半導体製造プロセス中にこれらガスのすべてが他の
種と反応する必要はない。従って、製造プロセスの他の
工程を実施するために反応器を洗浄または排気する場
合、流出ガスまたはガス混合物は、たとえそれらが空気
または不活性ガスのような他のガスで多量に希釈されて
いても、排出すべきでない。パーフルオロ化合物(PF
Cともいう)のほとんどは、大気中で数千年の寿命が測
定され、また強力な赤外線吸収剤でもある。1994年
7月7〜8日に、米国テキサス州ダラスで開催された
「地球温暖化シンポジウム」において、四フッ化炭素
(CF4 )、ヘキサフルオロエタン(C2 6 )、三フ
ッ化窒素(NF3 )、および六フッ化硫黄(SF6
は、半導体産業に関連する温室化ガスであると同定され
た。
【0003】このシンポジウムでミカエルT.モセラに
より行われた「半導体処理器具からのパーフルオロ化合
物発生減少:選択および戦略の概観」と題するプレゼン
テーションにおいて、大気中へのこれらガスの放出を制
御するための可能性のある戦略が説明された。
【0004】非PFCによるプロセス置換とは別に、い
くつかの方法がすでに知られ、あるいは開発中である: ・種々の活性化金属による化学−熱分解であって、ここ
では使用済床材料を処分しなければならない。これは、
たとえ有望な開発中にあっても、現在商業的に立証され
ていないと考えられている。
【0005】・分解のために熱エネルギーおよび反応体
の双方を供給するために火炎を使用する燃焼に基づく分
解プロセス(または化学−熱プロセス)。使用する水素
または天然ガスに関連する安全上の問題があり、すべて
のPFCは燃焼生成物としてHFを生成し(温度が十分
高いとき)、その放出は関心事項であり、同様に処理し
なければならない。また、抵抗加熱器を使用すると高温
が発生し得る。
【0006】・90%を超えるC2 6 の分解を伴って
2 6 を部分的に分解するための、結合高周波システ
ムのようなプラズマの使用を含むプラズマに基づく分解
プロセス。しかしながら、このシステムは、いまだに商
業的には立証されていない。非PFC生成物への分解を
駆動するためには、通常、酸素が必要であるが、後に管
理しなければならないHFの発生を伴う。
【0007】・PFCを破壊する代りに、再循環させる
ためにこれを回収する回収プロセス。この種のプロセス
は、「最も穏和(greenest)」であると考えられるの
で、大いに関心がある。著者によれば、「PFCの吸着
または低温トラップの燃焼に基づいて」異なるスキーム
が可能である。しかしながら、ポンプ操作、CF4 とN
4 との近接した沸点、種々のプロセス流および/また
は可能性のある反応体と吸着剤との混合に関連した多量
の窒素の処理のようないくつかの問題がある。再循環が
示唆されているが、そのような混合物を再循環させるこ
とは明らかに疑問である。
【0008】PFCを含む高窒素含有率流出ガスを破壊
するための他の燃焼システムが、1994年7月7〜8
日の同じシンポジウムでラリー・アンダーソンにより提
出された「ベクターテクノロジーのフェニックス燃焼
器」と題する文献に開示されている。この減少システム
もガス火炎(天然ガスまたは水素を空気とともに使用)
を用いており、同じHF発生とさらなる破壊(プラス燃
焼プロセスに固有のNOx 、CO2 の発生)という問題
をもたらす。
【0009】同じシンポジウムでAT&Tマクロエレク
トロニクス・アンド・ノバピュア・コーポレーションに
より提出された「PFCの濃縮と再循環」と題する文献
において、著者は、二酸化炭素、NOx およびHFの生
成を回避する(燃焼プロセスと比べて)回収プロセスの
利点を認めている。簡単にいうと、このプロセスは、二
連床吸着剤(活性炭)を使用するものとして開示され、
一方の床は吸着モードにある一方、第2の床は再生され
る。PFCは、活性炭ふるい上に吸着されるが、窒素、
水素のような「キャリヤー」ガスは吸着されずに排出シ
ステムに排出される。システムが第2の吸着剤に切り替
えられると、第1の吸着剤は真空ポンプを用いて排気さ
れ、ついで、流出物が再圧縮され、PFCガス混合物が
回収される。このようなシステムについていまだ解決さ
れていない問題の1つは、非極性であるCF4 は活性炭
ふるいには容易に吸着されず、排出ガスとともに捨てら
れてしまうということである。また、どのような吸着シ
ステムも水分に非常に敏感であり、痕跡量の水でも供給
流から除去しなければならない。
【0010】米国特許第5,281,255号から、ポ
リジメチルシロキサンのようなゴム状ポリマーまたは置
換されたポリアセチレン(低いガラス転移温度を有す
る)のようなある特別のポリマーで作られた膜を−50
℃を超える沸点を有する凝縮性有機成分、本質的には炭
化水素(CH4 、C2 6 等)を回収するために使用す
ることも知られている。この炭化水素は、空気よりもは
るかに速く上記膜を透過する性質を有し、したがって上
記膜の透過物サイド上にこの炭化水素が回収される。つ
いで、透過物(炭化水素)は、実質的に大気圧でまたは
より低い圧力で回収される一方、非透過物(例えば、空
気)は供給流の初期圧になおあるが、排出され、供給流
の圧力エネルギーのすべてが失われる。
【0011】また、PCT/CA90/00195にお
いて、炭化水素またはクロロフルオロカーボンを例えば
空気から分離するための使用できるパーフルオロ−2,
2−ジメチル−1,3−ジオキソールの非晶質ポリマー
から作られた選択透過性膜が開示されている。このよう
な特別の膜は、明らかに、炭化水素およびクロロフルオ
ロカーボンよりも速く酸素および窒素を透過し、米国特
許第4,553,983号および第5,281,255
号に開示されている膜を含むすべての膜と対照的に、予
期せざることに炭化水素およびクロロフルオロカーボン
は膜の非透過物サイド上に回収され得る。また、このP
CT出願において、パーフルオロ−2,2−ジメチル−
1,3−ジオキソールの非晶質ポリマーとポリテトラフ
ルオロエチレンとの混合物も開示されている。これらす
べてのパーフルオロポリマーは、有害なクロロフルオロ
カーボンおよび炭化水素のほとんどに対して耐性がある
ことが知られ、これによりこれらポリマーはそのような
分離に商業的に好適となっている。しかしながら、この
膜は現在入手不能であり、この特許出願には、そのよう
な膜が空気または窒素からのPFCの分離に好適かどう
かの指摘がない。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】水分を包含するか水分
で飽和された供給流とともに使用でき、供給流中のPF
Cの流量および/または濃度の重要なもしくは極端な変
動をもってさえもPFC回収および/または濃縮を安全
に取り扱うことができ、(供給物中の可能性のあるHF
含有量に加えて)PFCの分解から残渣としてフッ酸を
生成することのない、ガス状流からのPFCの濃縮およ
び/または回収のための「穏和な」プロセスについての
要求が現在なお存在する。
【0013】
【課題を解決するための手段】予期せざることに、ある
種の、好ましくは中空繊維の形態の、膜を用いることに
より、パーフルオロ化合物を含む、例えば半導体製造プ
ロセスからの流出ガス(effluent gas)が効率的に処理
できることが見い出された。当該膜は、流出ガス混合物
の「キャリヤーガス」例えば空気、窒素、酸素、アルゴ
ンおよび/またはヘリウムを該ガス混合物のPFCより
もはるかに迅速に透過させるものであり、PFCは、こ
の膜の非透過物サイド上に回収される。
【0014】好ましい膜は、ガラス状ポリマー膜であ
り、より好ましくは、非対称(asymmetric)もしくは複
合(非対称外側層を有する)膜である。好ましくは、本
発明に従って使用されるこれらガラス状ポリマー膜は、
ポリテトラフルオロエチレン、非晶質パーフルオロ−
2,2−ジメチル−1,3−ジオキシド等のようなフッ
素化ポリマーで作られた後処理層等の1の層を含み得
る。
【0015】本発明の1つの側面は、ガス混合物から少
なくとも1種のパーフルオロ化合物ガスを回収するため
の方法であって、 a)少なくとも1種のパーフルオロ化合物ガスおよび少
なくとも1種のキャリヤーガスを含み、所定の圧力にあ
るガス混合物を提供し、 b)供給サイドおよび透過物サイドを有し、該少なくと
も1種のキャリヤーガスに対して透過性であり、かつ該
少なくとも1種のパーフルオロ化合物ガス種に対して非
透過性である少なくとも1つのガラス状ポリマー膜を提
供し、 c)該少なくとも1つの膜の供給サイドを該ガス混合物
と接触させ、 d)該膜の供給サイドから、該所定の圧力と実質的に等
しい圧力で第1の非透過物流として、実質的に該少なく
とも1種のパーフルオロ化合物ガスを包含する濃縮ガス
を取り出し、 e)該少なくとも1つの膜の透過物サイドから、透過物
流として、該少なくとも1種のキャリヤーガスから実質
的になる欠乏(depleted)ガス混合物を取り出す 各工程を備える方法に関する。
【0016】他の側面によれば、本発明は、半導体製造
プロセスから流出するガス混合物からパーフルオロ化合
物ガスもしくはガス混合物を回収するための方法であっ
て、該ガス混合物を予備処理して膜に対して有害な成分
(ガス、粒子等)のほとんどを実質的に除去し、予備処
理ガス混合物を配送し、供給サイドと透過物サイドを有
する少なくとも1つのガラス状ポリマー膜を提供し、こ
の膜の供給サイドを該予備処理ガス混合物と第1の圧力
で接触させ、該膜の供給サイドから該第1の圧力と実質
的に等しい圧力で該パーフルオロ化合物ガスもしくはガ
ス混合物を取り出し、該第1の圧力よりも低い第2の圧
力にある残存ガスを該膜の透過物サイドから取り出す各
工程を備えた方法に関する。PFCを用いる半導体製造
プロセスは、酸化物、金属、誘電体等のエッチングプロ
セス、シリコンCVD等のデポジションプロセス、タン
グステンのバックエッチング、ドライチャンバ洗浄等か
ら選ぶことができる。
【0017】ガラス状膜のいくつかは、それに対して有
害であり得るある種の生成物、すなわち膜をすぐに破壊
しまたは閉塞し得る生成物に対して敏感であるので、ガ
ス混合物は、これを膜上に送る前に、スクラビングする
ことが好ましい。好ましくは、いずれもの有害なガス状
HF、NH3 、WF6 、O3 、BCl3 、および腐食性
種、さらにはSiH4 のようなケイ素水素化物等の自然
発火性種、約20マイクロメートルを超える平均直径を
有するいずれもの粒状物、およびいずれもの油ミスト等
の供給流中に存在する膜を害し得るどのような種でもこ
れをスクラバー手段により除去する。実際、本発明の方
法および装置に使用されるコンプレッサーは、シールさ
れ、油のないことが好ましいのである。
【0018】本発明の1つの好ましい側面は、好くなく
とも1種のパーフルオロ化合物ガスもしくはガス混合物
を回収するための方法であって、 a)供給サイドおよび透過物サイドを有するガラス状ポ
リマー膜を提供し、 b)少なくとも1種のパーフルオロ化合物ガス状種、少
なくとも1種の、膜に有害な種、および少なくとも1種
のキャリヤーガスを含む、第1の圧力にあるガス混合物
を提供し、 c)該膜に有害な種を実質的に除去し、該有害な種の濃
度を該膜に許容されるレベルまで化粧させるために該ガ
ス混合物をスクラバー手段中で処理し、およびスクラビ
ングされたガス混合物を第2の圧力で得、 d)該膜の供給サイドを実質的に該第2の圧力でまたは
より高い圧力で該スクラビングされたガス混合物と接触
させ、 e)該スクラビングされたガス混合物におけるよりも高
い濃度の該少なくとも1種のパーフルオロ化合物ガスを
含む濃縮されたガス混合物を該第2の圧力に実質的に等
しい圧力で、非透過物流として、該膜の供給サイドから
取り出し、 f)キャリヤーガスに富み、該少なくとも1種のパーフ
ルオロ化合物に欠乏する透過物流として欠乏ガスもしく
はガス混合物を該膜の透過物サイドから取り出す 各工程を備える方法に関する。
【0019】本発明の好ましい側面によれば、膜により
PFCを濃縮した後、別々のPFCまたは近接した沸点
を有するPFCの混合物を回収するために、選択凝縮も
しくは吸着のようなそれ自体よく知られた方法により、
種々のPFCを相互に分離する。本発明の他の側面によ
れば、PFCガス混合物は、例えば第2の膜により再度
濃縮され、またはPFCガス混合物は貯蔵されるか方法
に再循環される(追加の処理を行うかまたは行わない
で)。
【0020】本発明の他の好ましい方法および装置は、
PFCガス混合物が圧縮され、少なくとも部分的に液化
され、および将来の使用のために貯蔵され得るように真
空ポンプ、熱交換器、コンプレッサーまたは低温ポンプ
(cryogenic pump)を提供することを含む。本発明の他
の特徴は、PFCガス混合物を直列に配置された複数の
膜を用いて濃縮する工程を提供することを含み、各膜か
らの濃縮PFCガス混合物を直列の膜ユニットのいずれ
か1つまたは全ての透過物サイドの掃引ガスとして使用
し得る。本発明のさらなる側面は、PFCが半導体製造
プロセスに再循環される前にまたは貯蔵に送られる前
に、PFCガス混合物サージタンクを提供することを含
む。
【0021】本発明の他の側面は、 a)反応器流出ガス導管を付設した、パーフルオロ化合
物ガス、キャリヤーガス等を受けるための少なくとも1
つの反応器チャンバ、 b)供給サイドおよび透過物サイドを有する少なくとも
1つのガラス状ポリマー膜分離ユニットであって、該膜
は少なくとも1種のキャリヤーガスに対して透過性であ
り、かつ少なくとも1種のパーフルオロ化合物ガスに対
して実質的に非透過性であり、該膜ユニットは該反応器
流出ガス導管を介して該反応器チャンバに接続し、該膜
ユニットは透過物排出導管および非透過物排出導管を有
し、後者は非透過物流を含有するパーフルオロ化合物の
少なくとも一部を該膜ユニットから反応器チャンバーへ
向けるところの膜分離ユニット を備えた半導体製造装置である。本発明による好ましい
装置は、反応器流出流が膜ユニットに入る前に、ここに
開示するドライもしくはウエット(またはその両者の)
スクラバー、熱分解器、接触(触媒)分解器、プラズマ
ガス分解器および種々のフィルターのような予備処理お
よび/または後処理手段を提供することを含む。また、
ここに開示するように、1または全ての膜の透過物サイ
ド上の非透過物の掃引ガスを提供しまたは提供すること
なく、複数の膜ユニットを直列に配設することができ
る。本発明の装置のさらなる好ましい態様は、非透過物
導管中(すなわち、第1のまたは複数の膜ユニットと反
応器チャンバーとの間)にダンパー(damper)もしくは
サージ(surge )タンクを含み、コンプレッサー、熱交
換器、低温ポンプもしくは真空ポンプを1またはそれ以
上の非透過物PFC富化流上に設け、PFC富化流を将
来の使用のために液体状態で貯蔵させることを含む。ま
た、ここにより十分に説明するように、ダンパーもしく
はサージタンクおよび液状PFC混合物を生成させるた
めのコンプレッサーをバイパスさせる適切な弁を設ける
ことも好ましい。
【0022】本発明の好ましい方法および装置は、各膜
ユニットからの非透過物流中のPFC濃度について一定
の濃度設定点で1またはそれ以上の膜ユニットを操作す
ることを含む。この好ましい装置および方法において、
各後続のPFC膜分離ユニットからの非透過物流中のP
FCの設定点濃度は、いうまでもなく、直前のものより
も高い。PFC濃度について連続的または不連続的に分
析するために各膜ユニットからの非透過物流出物導管中
に適切なセンサーを挿入することができ、あるいは各膜
ユニットから試料を定期的または連続的に採取し、これ
を現場でのまたは現場を離れた専用の分析器に送ること
ができる。ついで、この情報を例えば各膜ユニットへの
供給の圧力、温度、流量等を制御し得るプロセスコント
ローラーに送る。また、掃引ガス配設の使用を考えると
き、掃引ガスはオープンループもしくはクローズドルー
プ配置(open loop or closed loop arrangement)を介
して制御することができる。
【0023】本発明の他の好ましい装置および方法は、
膜ユニットの第1のまたは後続の段階の透過物流の再循
環を含む(換言すれば、キャリヤーガスまたは他のプロ
セスガスを再循環させる)。キャリヤーガスは、反応器
チャンバーに直接再循環させてもよいし、貯蔵または将
来の使用のために、液体状態に減少させるために熱交換
器、コンプレッサー等に送ることもできる。キャリヤー
ガスをプロセスガスから分離するように機能する再循環
膜を提供することもできる。
【0024】本発明の他の好ましい方法および装置は、
半導体プロセスから発出するガス混合物のための予備処
理工程からの廃棄流が、1またはそれ以上のパーフルオ
ロ化合物もしくは他の化学物質を生成させるために使用
することができ、それらは半導体プロセスまたは他の化
学プロセスに使用するための精製することができるもの
である。
【0025】本発明によるさらに他の好ましい方法およ
び装置は、非パーフルオロ化合物を除去するために、1
またはそれ以上の非投下物流を後処理するものである。
後処理方法は、膜への供給物の予備処理に好適であると
して上に述べたものを含む。
【0026】本発明の他の側面は、1またはそれ以上の
ガスキャビネット、チューブトレーラー、クリーンルー
ム等からの排出流からここに記載した膜を用いて比較的
純粋なPFC流を回収する方法である。
【0027】本発明の方法および装置は、以下の説明を
図面を参照して考慮することによりよりよく理解される
であろう。
【0028】
【発明の実施の形態】例えば半導体製造プロセスからの
PFCの回収は、今や、ある種のポリマー膜を用い、膜
の非透過物サイド上の非透過物流を回収することによっ
てPFC含有ガス混合物を濃縮することによって本発明
により可能となり、環境に非有害なガスは膜を透過し、
直接排出させまたは再循環させることができる。この方
法は、上気したように、現存する方法よりも簡単で、環
境的にやさしいものである。非透過物流は、半導体製造
反応器チャンバーへ再度送られるか、将来の使用のため
に貯蔵設備に送られるか、あるいは個々のまたは類似の
PFCを現場でまたは現場を離れて分離するためのPF
C回収装置に送られ得る。
【0029】本発明の目的にとって、パーフルオロ化合
物は、C、Sおよび/またはN原子を含有する化合物で
あって、全てのまたは1個を除いて全ての水素がフッ素
により置換されている化合物と定義される。最も普通の
PFCには、以下の化合物、すなわちCF4 、C
2 6 、C3 8 、C4 10のような完全フッ素化炭化
水素、およびCHF3 、SF6 、NF3 のような他のフ
ッ素化化合物であって、当該膜に有害でないものが含ま
れるが、これらに限定されるものではない。ある場合に
は、PFCは、また、ある種の膜に有害でない限り、B
3 、COF2 、F2、HF、SiF4 、WF6 、WO
4 を含んでいてもよい。パーフルオロ化合物は、クロ
ロフルオロカーボンまたは2つ以上の水素置換基を含む
化合物を含まない。そのような化合物は、膜に対してP
FCとして挙動せず、半導体製造プロセスに有用でない
からである。
【0030】本発明に有用な膜は、好ましくはポリイミ
ド、ポリアミド、ポリアミド−イミド、ポリエステル、
ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホ
ン、ポリエーテルケトン、アルキル置換芳香族ポリエス
テル、ポリエーテルスルホンと芳香族ポリイミドと芳香
族ポリアミドとポリアミド−イミドとフッ素化芳香族ポ
リイミドとポリアミドとポリアミド−イミドとのブレン
ド、ガラス状ポリマー膜、セルロースアセテート、それ
らのブレンド、それらのコポリマー、それらの(例え
ば、アルキル、アリール)置換ポリマー等から作られた
ポリマー膜のようなガラス状膜である。
【0031】非対称膜は、溶媒混和性非溶媒中にポリマ
ー溶液を析出させることにより調整される。そのような
膜は、勾配付多孔度の異方性基材上に支持された緻密な
分離層により特徴づけられ、一般に一工程で調整され
る。そのような膜の例および製造方法は、米国特許第
4,113,628号、第4,378,324号、第
4,460,526号、第4,474,662号、第
4,485,056号、第4,512,893号、第
5,085,676号、および第4,717,394号
に開示されている。第4,717,394号および第
5,085,676号米国特許明細書には、選定された
ポリイミドから非対称分離膜を製造する方法が開示され
ている。特に好ましい膜は、米国特許第5,085,6
76号に記載されているポリイミドの非対称ガス分離膜
である。
【0032】圧力駆動ガス膜分離プロセスにおいて、ガ
ス分離膜の1つのサイド(側)は、複雑な多成分ガス混
合物と接触され、その混合物のある種のガスは他のガス
よりも速く膜を透過する。それによりガス分離膜は、相
対的な意味で、いくつかのガスを透過させる一方、他の
ガスに対するバリヤーとして作用する。膜を通る相対的
ガス透過速度は、膜材料組成およびその形態(morpholo
gy)の性質である。従来技術において、ポリマー膜の固
有の透過性は、膜材料の充填性(packing )および分子
自由体積により一部制御される、膜を通るガス拡散と膜
材料内のガス溶解性との組合せであることが示唆されて
いる。選択率は、材料により分離される2種のガスの透
過率の比である。また、高いガス選択性を保持するため
には、欠陥のない緻密な分離層を作ることが非常に望ま
しい。
【0033】複合ガス分離膜は、典型的に、予備成形さ
れた微多孔質基材上に緻密な分離層を有する。分離層お
よび基材は、通常、組成が異なる。複合ガス分離膜は、
異方性微多孔質基材上に支持された極薄緻密分離層の構
造にまで発展した。これらの複合膜構造は、予備成形さ
れた異方性支持膜の頂部に予備成形された極薄緻密分離
層を積層するころにより調製することができる。そのよ
うな膜の例およびその製造方法は、米国特許第4,66
4,669号、第4,689,267号、第4,74
1,829号、第2,947,687号、第2,95
3,502号、第3,616,607号、第4,71
4,481号、第4,602,922号、第2,97
0,106号、第2,960,462号、第4,71
3,292号、第4,086,310号、第4,13
2,824号、第4,192,824号、第4,15
5,793号および第4,156,597号に開示され
ている。
【0034】あるいは、複合ガス分離膜は、まず、異方
性多孔質基材を作り、ついでこの基材を膜生成溶液と接
触される多工程作製方法により調製することができる。
そのような方法の例は、米国特許第4,826,599
号および第3,508,994号に開示されている。
【0035】米国特許第4,756,932号には、多
ポリマー溶液層の共押出し、その後の溶媒混和性非溶媒
中での析出によって複合中空繊維膜を製造する方法が記
載されている。
【0036】本発明の1つの態様によれば、膜は、PF
Cを分離しようとするガス混合物中の有害な成分に、低
レベルでまたはそのような成分と一時的に接触しても、
耐えるその能力を向上させるために、フッ素化もしくは
パーフッ素化ポリマー層で処理、被覆、またはこれと共
押出しすることができる。
【0037】中空繊維紡糸プロセスは、中空繊維膜の形
態および性質に影響を及ぼし得る多くの変数に依存す
る。これらの変数には、繊維を生成するために使用され
るポリマー溶液の組成、紡糸中に中空繊維押出し物の穴
に射出される流体の組成、紡糸口金の温度、中空繊維押
出し物を処理するために使用される凝集媒体、凝集媒体
の温度、ポリマーの凝集の迅速性、繊維の押出し速度、
巻取りロールへの繊維の巻取り速度等が含まれる。
【0038】分離すべきPFCを含有するガス混合物
は、通常、少なくとも1種のPFCおよび空気、窒素、
アルゴン、ヘリウム等およびそれらの混合物のようなの
少なくとも1種のキャリヤーガスを含有する。
【0039】以下の表1および表2に、半導体製造プロ
セスからの廃棄流からの最も普通のPFCおよび他のガ
スを掲げてある(これらガスのすべてが存在する必要な
なく、これらのいくつかのみが廃棄物中に存在し得
る)。
【0040】最も普通のPFCは、通常、以下のもので
ある。
【0041】チャンバークリーニングについて:四塩化
炭素(CF4 )、ヘキサフルオロエタン(C2 6 )、
三フッ化窒素(NF3 )、パーフルオロプロパン(C3
8)、六フッ化硫黄(SF6 )、トリフルオロメタン
(CHF3 );エッチング工程については、同じPFC
が通常使用されるが、アルゴン、三塩化ホウ素、塩素、
臭化水素、塩化水素、フッ化水素、ホスフィン、シラ
ン、四塩化ケイ素等のようないくつかの他のガスも使用
される。
【0042】これらガスのいくつかは、膜に有害である
ことがあり(表1および2に指摘)、膜に送られる供給
ガス混合物からそれらを除去または分解することが好ま
しい。通常、該流れを膜に送る前に、以下の化合物を除
去することが好ましい。すなわち、WF6 、HF、
2 、NH3 、Cl2 、HBr、HCl、O3 、および
いずれものケイ素水素化物、ゲルマニウム水素化物等で
ある。そのためには、スクラバー手段(ドライまたはウ
エットスクラバー)、熱分解、プラズマ分解、触媒(接
触)除去等のような種々の方法を使用して各有害物質の
10ppm未満、最も好ましくは1ppm未満のレベル
を達成することができる。ここに後処理として言及され
ている方法の1またはそれ以上を用いて、分離された非
透過物流を処理することもできる。
【0043】
【表1】
【表2】 SiF4 、WF6 、WOF4 、HF、F2 は、パーフッ
素化化合物ではあるが、通常、PFCとはみなされな
い。
【0044】膜にとって有害な物質を除去するためのス
クラバー手段は、ドライスクラバー(これは、通常、少
なくともF2 、HF、HCl、HBr、Cl2 、N
3 、WF6 およびSiH4 を除去する)であり得る。
ドライスクラバーは、通常、樹脂タイプのスクラバーま
たはソーダ石灰であるが、MnO2 のような触媒を包含
するいくつかのドライスクラバーもオゾンを除去し得
る。また、ガス状水素化物は、米国特許第4,743,
435号、第4,784,837号、第4,910,0
01号、第4,996,030号、第5,182,08
8号および第5,378,439号に開示された方法に
従って除去することができる。種々の有害成分を除去す
るために異なるスクラバーを設置する場合、まずドライ
スクラバー(または複数のスクラバー)を設置し、つい
でウエットスクラバーを設置することが好ましい。スク
ラバーの上流に、流れから粒子を除去するためのフィル
ターが通常必要であり(20ミクロンを超える直径を有
する粒子の除去)、本発明により、20マイクロメート
ル未満の、好ましくは10マイクロメートル未満の気孔
径を有するフィルターを上流に提供することが推奨さ
れ、これは膜の閉塞を避けるために粒子および液滴を除
去する。
【0045】ウエットスクラバーは、例えば、DELA
TECH社からの「あなたの特別の用途のためのCDO
TMの選択」と題するパンフレットに開示されている。
【0046】本発明の好ましい側面によれば、膜を横切
る(横断する)圧力降下(すなわち、供給物と透過物と
の間のΔP)、供給物の温度(すなわち、供給流と膜自
体との間の温度平衡後の膜の温度)および供給物流量の
間にはある関係が存在する。膜上の供給ガスのある一定
の流量および供給ガスの温度について、膜横断圧力差が
増すと、例えばC2 6 のようなPFCの回収が膜の非
透過物もしくは「残渣」サイドで低下する一方、膜の透
過物サイドでこのPFC濃度は増加することが見い出さ
れた。従って、本発明によれば、高くない、通常約1
3,600kPa(2000psig)未満、好ましく
は約120から約1450kPa(約3から約200p
sig)まで、最も好ましくは約240ないし約510
kPa(約20ないし約60psig)の膜横断圧力降
下ΔPを有することが好ましい。
【0047】供給ガス混合物が通常実質的に大気圧で得
られる限り、この供給物を圧縮して十分な膜横断圧力降
下を有するようにする(しかし、これは、通常、供給物
中に存在する多くの種がコンプレッサーを劣化させるの
で、好ましくない)か、または膜の透過物サイドに大気
圧よりも低い圧力を産み出す(これは、真空手段を害し
得る種のほとんどが膜の非透過物サイドに保持されるた
め、好ましいものでありえる)という選択事項がある。
膜の透過物サイドにこの低い圧力を産み出すために、真
空ポンプまたはいずれもの他の吸引手段が適切である。
あるいは、膜への供給流を圧縮しようとするなら、圧縮
は、好ましくは、ウエットもしくはドライスクラバー、
フィルター、接触除去、パルスコロナ分解、熱分解およ
び/またはプラズマ分解を用いて供給流を予備処理した
後に行う。好ましいコンプレッサーはシールされ、油の
ないものであり、例えば、米国オハイオ州のパワレック
ス・ハリソン社から入手できるPOWEREXという商
品名で知られているコンプレッサーである。膜ユニット
に供給するコンプレッサーの圧縮比(コンプレッサー出
口の圧力をコンプレッサー入口の圧力で除した比として
定義される)は、一般に、約2:1ないし約10:1で
あり、一連の膜ユニットにおいて他の膜供給位置では追
加の圧縮が要求され得る。例えば個々の膜に流入する供
給物の温度および/または圧力を制御しようとする場
合、またはここに開示するように非透過物流中のPFC
濃度を設定点で制御する場合、圧縮された供給流と液体
窒素のような冷却剤との間に熱交換を提供することが必
要であり得る。
【0048】上に述べたようなどのような膜横断圧力降
下が選ばれても、低い供給流量よりも高い供給流量を有
することが好ましい。供給流量が高ければ、回収も高く
なる。この供給流量は、分離に利用される膜の平方メー
トル当りほぼゼロから約105 Nm3 /h、好ましくは
約10-4ないし約10Nm3 /h−m2 、より好ましく
は約0.1ないし約0.5Nm3 /h−m2 で変わり得
る。
【0049】あるいは、コンプレッサーは、予備処理手
段(ドライおよび/またはウエットスクラバー、フィル
ター等)の後段に位置し得る。
【0050】供給流および/または膜の温度は、また、
膜の非透過物サイドにおけるPFCの回収に影響する。
通常、供給および/または膜温度が増すと、一定の流量
および圧力降下では、ガス混合物の種は膜をより多く透
過する傾向にあり、特にすでにより低温でより速く透過
するものはそうである。たとえば、周囲温度でPFCよ
りも膜を速く透過する窒素および酸素(空気)は、より
高温で例えば50℃ないし60℃では、膜をさらに速く
透過する。
【0051】通常、供給および/または膜の温度は、約
−10℃から約100℃まで、好ましくは約10℃から
約80℃まで、特に好ましくは周囲温度(通常約20℃
ないし25℃)から約60℃まで変わり得る。
【0052】本発明の方法および装置の膜分離ユニット
を操作する他の好ましい方法は、1またはそれ以上の膜
ユニットを出る非透過物流中の1またはそれ以上のPF
Cガスの一定の設定点を持つように各膜ユニットを操作
することによる。このように本発明の方法および装置を
操作することの利点のいくつかは、供給圧力変動が平滑
となり、膜の寿命が有意に延長されるということであ
る。非透過物流中のPFCの設定点濃度を維持する1つ
の方法は、非透過物流の一部を、好ましくは向流的に、
中空繊維膜の外側(すなわち、膜ユニットの中空繊維の
透過物サイド)に通すことである。このプラクティス
は、いずれもレール・リキードS.A.に譲渡されてい
る米国特許第5,240,471号および第5,38
3,957号により詳しく記載されているが、これら特
許にはこれら技術を用いたPFCの分離は記載されてい
ない。これら特許は、掃引ガス技術を教示するものであ
る。かくして、段階Nの非透過物流の一部または全部を
段階N+1および/またはN+2などのための供給流と
して使用することができ、その際、実際には、段階N、
段階N+1および段階N+2等の間には小さな圧力降下
があることが留意される。このことは、段階Nの非透過
物(供給サイド)の圧力は、段階N+1または段階N+
2のような後の段階の供給サイドでの圧力よりも大きい
ことを意味する。
【0053】1または複数の膜によるこの第1の濃縮工
程の後、種々のPFCを少なく友部分的に相互に分離す
る、あるいはより多量のPFCを少量の他のPFCから
分離する第2の工程を行うことが好ましい。蒸留、吸
着、凝縮等、2種以上のパーフルオロ化合物を分離する
ための異なる分離技術を用いることができる。好ましく
は、かつ半導体製造器具から出てくる流れについてより
適切であり得るので、「ソルバール(SOLVAL)TM
溶媒凝縮および回収システム」(1994)と題する技
術報告書に開示されているエール・リキード・アメリカ
・コーポレーションのソルバールという商品名で知られ
ているもののような凝縮プロセスを使用することができ
る。基本的に、この凝縮方法において、1つまたは複数
の膜の非透過物サイドからの流出物は、熱交換器に供給
される。液体窒素または他の冷却媒体が熱交換器に導入
され、冷却コイル中を流れる。PFCとN2 との混合物
が熱交換器のシェルに導入され、シェル中を通る際にコ
イルの周りを流れる。この混合物は冷却され、PFC蒸
気の一部は、冷却コイルの温度に基づいて、凝集し、液
化し、集められる。交換器中への液体窒素の流量が高い
程、冷却コイルの温度が低く、それゆえより多くのPF
Cが液化する。
【0054】いくつかの好ましい態様において、濃縮後
のPFC混合物は、沸点が近接している種を含み、それ
ゆえそれらを分別凝縮により分離することが困難であ
る。例えば、C2 6 は、−78.2℃の標準沸点を有
し、CHF3 は、−82.1℃の標準沸点を有し、ま
た、CF4 は、−127.9℃の標準沸点を有し、NF
3は、−129℃の標準沸点を有する。近接する沸点を
有する少なくとも2の種を分離することを望む場合、近
接し過ぎていない沸点を有する種々の種の間で例えば凝
縮による第1の分離を行って実質的に純粋な種または近
接する沸点を有する種の混合物を提供する。ついで、近
接する沸点を有する種の混合物を他の方法、例えば、混
合物の種の1つが他のものより極性が高い場合には吸着
により分離する。NF3 およびCF4 は、モレキュラー
シーブ(例えば、NaX、CaX、およびNaA、ここ
で、「A」は5オングストロームのケージサイズを示
し、「X」は、10オングストロームのケージサイズを
示す)、活性炭等を用いて分離することができ、ここ
で、極性種(例えば、NF3 、CHF3 )は、CF4
ような非極性種に対して優先的に吸着される。
【0055】図1は、従来技術の方法におけるPFCを
分解するためのバーナーの効率を温度(℃)に対して示
している。例えば、空気−燃料バーナーを用いたとき、
到達する火炎の温度、ほとんど100%のNF3 、CC
2 2 (これはPFCではなく、電子産業に使用され
ているクロロフルオロ化合物である)、CHF3 および
SF6 が破壊される場合、C2 6 およびCF4 は部分
的にのみ破壊され、特にC2 6 はわずか50%しか破
壊されない。したがって、燃焼ガスは、排出させること
ができない。しかしながら、温度が約1400℃である
オキシ−燃料火炎を使用すると、ほとんどのC2 6
破壊できるが、なお不所望の種を発生する。本発明にお
いては、900℃での燃焼により、C2 6 およびCF
4 を除くすべてのPFCを除去でき、前二者は一緒に再
循環させることができるのである。
【0056】本発明に従う1つの方法の一般的特徴が図
2に示され、ここでは、半導体製造プロセス(これは、
PFCを使用し、PFCを排出するいずれのタイプのプ
ロセスであってもよい)が参照符号1で表されている。
プロセス1へのPFCおよびキャリヤーガス供給がそれ
ぞれ符号23および22で示されている(電子産業でよ
く知られた伝統的なバルクシステムもしくはガスキャビ
ネットを通じるバルクおよび/またはシリンダー輸
送)。
【0057】PFC、キャリヤーガスおよびいずれもの
他のガス24(例えば、化学反応性ガス)の混合物は、
プロセス1から廃棄ライン2に回収される。この混合物
は、好ましくは、フィルター5aを通った後、コンプレ
ッサーCで圧縮される。ついで、圧縮されたガス混合物
は、場合に応じて冷却器または加熱器Qへ送られて圧縮
ガス混合物に所望の温度を提供する。ついで、ガス混合
物は、好ましくは、ドライスクラバーでスクラビングさ
れてほとんどのケイ素水素化物、NH3 、AsH3 、テ
トラエトキシシラン(TEOS)、ハロゲン、ハロゲン
化物が除去された後、好ましくは、ウエットスクラバー
4でスクラビングされてほとんどの水素化物、ハロゲン
化物、ハロゲンガスが除去され(2に提供されるガス混
合物の性質に従い、ドライスクラバー3またはウエット
スクラバーのみが執拗であり得る)、ついでフィルター
5bで濾過されて20マイクロメートルを超えるサイズ
を有する塵、粒子、液滴等が除去される。加えて、粒子
および塵は、ドライスクラバー3の上流のフィルターで
除去され得る。25中のガス混合物は、いずれもの実質
量の膜ユニット6にとって有害な成分をもはや含有しな
い。ガス流25は、膜ユニット6の複数の中空繊維の供
給サイド(穴側)に送られ、該混合物のキャリヤーガス
は膜ユニット6の中空繊維を透過し、回収されるか、廃
棄ガス7として排出される(例えば、キャリヤーガスが
ヘリウムおよびまたアルゴンを含む場合、これを回収
し、さらに精製しあるいは精製することなくプロセスに
再循環させることが有用であり得る)。PFC(濃縮さ
れている)を含む非透過物流は、8に回収され、ライン
9を介して直接再循環(または後にプロセス1に再使用
するためにバルクで貯蔵)されるか、あるいは分離ユニ
ット例えば凝縮ユニット10に送られる。凝縮ユニット
10では、熱交換器がライン15中の液体窒素LN2
受け取り、高沸点種を凝縮し(異なる流量のLN2 を用
いることにより、種々の生成物の凝縮を容易に制御でき
る)、これはライン12で液体として回収され、例え
ば、非極性フラクションから極性フラクション(それぞ
れ19、20)を分離する吸着プロセスに送られ、これ
らフラクションは、現場でのまたは現場を離れたさらな
る処理のために21に回収される(破線は、好ましいモ
ノではないことを示す)か、プロセス1へ再循環/貯蔵
される。
【0058】ガス状フラクションは、ライン14を介し
て圧力スイング吸着装置13(または他のいずれかの吸
着装置)に送られ、そこで吸着された種(1またはいく
つか)は、ライン17に回収され、また、非吸着種(1
またはいくつか)は、ライン18に回収される。ライン
17および18での両生成物は、21(例えば、現場を
離れた処理)に回収されるか、プロセス1に再循環され
る。
【0059】これらの種または種の混合物は、プロセス
1に再循環されるか、PFC回収装置21に回収され
る。24で他のガス(例えば、PFC以外のおよび他の
ガスを希釈するためにもしくはチャンバーをパージする
ために使用するキャリヤーガス以外の化学種)がプロセ
スに導入される。これらの他のガスは、時折、膜に有害
なもの(例えば、SiH4 、WF6 等)であり、かつ半
導体の製造プロセスの他の工程に使用されるものであ
る。
【0060】図3は、膜システムおよび凝縮システムで
ある図2の部分の詳細図である。供給流41(全ての有
害成分は除去されている)は、コンプレッサー40で圧
縮され、この流れは膜42の供給サイドに送られる。膜
の透過物サイド44からの透過物流45は、通常、排出
される。要求されまたは要求されない圧力調節器46
は、膜の下流の圧力を(非透過物流に対して)制御し、
非透過物流47は、例えば凝縮装置48に送られ、凝縮
装置は、液体窒素LN2 との熱交換により、凝縮された
流れすなわち液体流49を未凝縮流すなわちガス(蒸
気)流50から分離する。熱交換後、液体窒素LN
2 は、実質的に全体にガス状窒素GN2 として気化され
る。
【0061】図4は、本発明の1の方法および装置の態
様の単純化された概略図である。半導体製造プロセスか
らの供給ガス90は、第1段階膜M1に入る前に、コン
プレッサー90で圧縮される。第1段階膜M1は、主と
してキャリヤーガスおよびプロセスガスからなる透過物
流94および1またはそれ以上のPFCで富化された非
透過物流96を生成させる。背圧調節器97は、膜M1
を横切る圧力降下を提供する。ついで、非透過物流96
は、第2段階膜M2に入り、第2の非透過物PFC富化
流98、およびM1膜には不透過性であるがM2膜には
透過性であるキャリヤーガスおよびプロセスガスから主
としてなる第2段階の透過物流100を生成する。第2
の背圧調節器99は、第2段階膜M2を横切る圧力降下
を維持する。場合に応じて、流れ94および100を併
せ、廃棄するか、流れ100のために示したように再循
環させることができる。図4に示した任意的であるが好
ましい部材には、弁104および導管106が含まれ、
これらによりPFC生成物流98が膜M2の透過物サイ
ドを掃引し、それにより上記’471および’957特
許(これらの内容は、すでに、本開示内容の一部とされ
ている)に記載されているようにプロセス効率が与えら
れる。また、任意的な真空ポンプが再循環されたガス流
に対するものとして102で示されている。真空ポンプ
102は、存在する場合、再循環ガス流100を供給ガ
スとともに装置に再入させる。
【0062】図5は、図4に示すものに実質的に従う装
置および方法を示し、再循環ガスライン100内に再循
環膜MR を備える。また、再循環膜MR を介してキャリ
ヤーガスの分離を行わせる導管110および真空ポンプ
112が設けられている。かくして、導管108中の再
循環ガスは、主として、ここに規定する他のプロセスガ
スからなる。
【0063】図6および図7は、本発明の他の2つの態
様を示す。図6において、類似または異なるPFCガス
およびプロセスガスとして示されている他のガスを用い
て、いくつかの同じまたは異なるプロセス60…61が
使用し得る(同時または非同時に)。プロセス60…6
1からの廃棄ガスは、好ましくはスクラバーS1 、SN
でスクラビングされた後、N2 で希釈され、それぞれ、
62…63で圧縮され、単一流67として混合される
(実際、種々のプロセス1…Nは、順次または同時に廃
棄ガスを排出する)。ついで、単一流67は、好ましく
は、最終浄化工程としてSm で濾過された後、本発明の
膜ユニットM1に供給され、ここで、透過物65は排出
し、非透過物66および66a(濃縮されたPFC)は
プロセス1…N(それぞれ60…61)の1またはそれ
以上に再循環させることができる。あるいは、非透過物
流66cを1またはそれ以上の膜ユニットM2、M3…
MNに送り、PFCの純度を向上させることができる。
膜ユニットM2、M3…MNは、また、掃引ガス流を有
することができる。本発明の他の好ましい特徴には、1
またはそれ以上の真空ポンプ(69aおよび69b)、
高圧PFC貯蔵容器68、および/またはサージタンク
64の設置を含む。多重異種プロセスの例としては、1
のプロセスが金属酸化物エッチングであり、他のプロセ
スが酸化物エッチングであり、さらに他のプロセスがタ
ングステンCVDプロセスであり得る。
【0064】図6には、さらに、膜ユニットM1の非透
過物流66に対して物質流測定装置100が示され、こ
れは、制御器200を介して間接的に透過物流の流れを
制御し、制御器は、流量測定装置100から信号を受け
取り、導管67および65中の流量制御弁を調節する。
導管66は、好ましくは、背圧調節器(簡潔化のため、
図示せず)を含む。背圧調節器102、104および1
06は、背圧調節器97(図4)について上に述べた機
能を提供する。他のプロセス制御スキームも可能であ
る。たとえば、すでに述べたように、非透過物流66中
の設定点PFC濃度を用いてM1を操作することが有利
であり得る。そのような態様において、流量測定装置
は、また、導管66中のPFC濃度を測定するための分
析装置を含み得る。所望により、類似のプロセス制御を
膜ユニットM1、M2、M3およびMN についても使用
することができる。また、108a、108b、108
c、104a、104b、104c、106a、106
bおよび106cで示すように、後者の膜ユニット中に
類似の配管を使用することができる。
【0065】図7は、並行処理の態様を示し、ここで
は、各プロセス1…Nには(それぞれ72および73に
おいて、窒素での希釈および圧縮後に)、それぞれ、本
発明による膜システムM1…MN が備えられている。各
供給流74…75は、膜システムM1…MN (必要によ
り、予備処理システムS1…SN を備える)に供給され
る。透過物ガスは、一緒に、78で排出されるが、各非
透過物79、80は、好ましくはその対応するプロセス
に、再循環される。本発明の好ましい装置は、余分の膜
ユニットMR を含み、これは好ましくはそれ自体の予備
処理ユニットSTを有する。また、再循環膜ユニットMR
を備えることが好ましく、これは、使用し得る反応性
プロセスガスをキャリヤーガスから分離するものであ
る。なお、弁の好適な配置により、この態様は並行また
は直列(カスケード)モードで操作し得るものである。
【0066】本発明のこれらすべての異なる態様につい
て、ある場合には、膜横断圧力降下を生じさせることが
好ましいということを注意することは重要である。1つ
の態様において、これは、通常半導体製造プロセスから
放出されるガス混合物の圧力にほぼ相当するほぼ大気圧
に供給ガスを維持しながら、膜の透過物サイドに真空を
発生させることにより行うことができる。通常キャリヤ
ーガスのみが膜を透過する限り、これらガスは真空ポン
プまたは他の真空装置を損傷させ得ないが、反対に、膜
からの上流でガス混合物を圧縮することは、より多くの
ガスを圧縮することのみを意味することなく、これは圧
縮手段に対する危険をも意味する。
【0067】図8は、20℃で2つの異なる流量170
ml/分および130ml/分について、表面積約0.
2m2 を有するポリイミド製中空繊維膜に対して供給流
を該中空繊維中に送り、透過物を中空繊維の外側に向け
て行った実験例を示している。図8は、膜の非透過物サ
イドと透過物サイドとの間の圧力降下が低いと、C2
6 の濃縮が生じないこと(「残渣」をもって非透過物サ
イド上に0.2%のC2 6 回収)を明らかに示してい
る。より高い圧力降下では、流量に依存して、130m
l/分の流量に関してはC2 6 の濃度は、開始点(on
set point )約7×105 N/m2 (膜横断ΔP)をも
って増加する。より高い流量(170ml/分)では、
開始点は明らかに高い(流量とともに増加)。
【0068】図9は、供給流(または膜:図8について
使用した同じ膜)の温度の効果を示している。供給流の
温度が高いほど、同じ濃度のPFCを達成するために
は、より高い膜横断圧力差が必要である。
【0069】図10は、膜の非透過物サイド上でのC2
6 の回収率を2つの異なる流量について膜横断圧力差
に対して示すものである。非常に低い圧力差では、ほぼ
全てのC2 6 が回収されるが、膜を透過するC2 6
の割合は、膜横断圧力降下とともに前進的に増加し、そ
の割合は流量が低い方が速く増加する(130ml/分
についての曲線と170ml/分についての曲線を比較
されたい)。
【0070】図11は、170ml/分についての温度
の効果を示すものである。20℃では透過するC2 6
の量は極端に少ないが、約7×105 N/m2 の圧力降
下について55℃ではそのほぼ半分が透過する。
【0071】回収の観点(図10および図11)から、
ある圧力降下では、高流量および周囲温度で操作するこ
とがよりよいことである。しかし、図8および図9は、
ある程度の純度(したがってある濃度)のC2 6 を得
るためには、実質的な圧力降下が必要であることを示し
ている。
【0072】図12は、ガスキャビネットの一般的操作
を示し、図13および図14は、本発明の観点を示して
いる。ガスキャビネット(ガスパネルとしても知られ
る)は、半導体製造分野でよく知られており、当業者に
説明する必要はほとんどないものである。PFC用のガ
スキャビネットは、PFC排出流を有する。PFCは、
チューブトレーラー、クリーンルーム、ガスパッケージ
設備等から排出するが、これも説明をほとんど要しな
い。以下の説明はガスキャビネットの排出に関するもの
であるが、その考えは、いずれもの排出PFCからの比
較的純粋なPFCの回収に関する。
【0073】すべてが自動化されたキャビネットは、シ
リンダー仕込みの前後に特定のパージルーチンを採用す
る。一般に予備パージルーチンは、プロセスガスのパー
ジに利用され、後パージルーチンは、一般に、パージ侵
入物の除去に使用される。以下に、図12を参照して、
典型的なガスキャビネットの異なる操作モードを説明す
る。
【0074】プロセスガス配送モード プロセスガスは、まず、V1を通った後、圧力減少調節
器を通り、ついでV7を通る。このプロセスガス配送モ
ード中、弁V2、V3およびV5は、バイパスされる。
【0075】予備パージルーチン 排出パージ プロセスガスシリンダー弁を閉じたら、V4により窒素
で真空発生装置を駆動し、排出ラインを大気除去のため
にパージする。このとき、V2およびV5の間の排出領
域もはきする。ついで、V4を順次オン、オフしてV2
とV5との間の領域を窒素で裏込めする。
【0076】排出モード V7を閉じ、V4をオンにして、プロセスガスをV5を
通して排出し、V1はプロセスガスが安全に大気圧に達
するまで開放しておく(トランスデューサーで検出)。
0.040”のオリフィスが真空発生装置の真空入口上
に配置され、排出流量を制限する。
【0077】真空モード V4をオンにし、V1を閉じ、V2を開放して、22〜
24”Hgの真空をV1とシリンダー弁との間に発生さ
せる。注:V1は、パージルーチン注常に閉じておく。
【0078】窒素圧モード V4をオンにし、V2およびV3を開放して、V6を開
放し窒素圧(80psi)を真空に打ち勝たせ、V1と
シリンダー弁との間で窒素により装置を加圧する。V6
を閉じると、V1とシリンダー弁との間に真空が再び発
生する。予備パージ中、V6は順次オン、オフさせて真
空/パージ動作を生じさせる。
【0079】窒素パージガスブリード(bleed) 予備パージが完了したら、V3を開放し、V6を部分的
に開放することによってピグテールパージブリードを作
動させる。プロセスガスシリンダーを取り除くと、予備
設定流量の窒素がピグテールから流れ、大気侵入を防止
する。
【0080】後パージルーチン 真空モード V4をオンにし、V2を開放して、V1とシリンダー弁
との間に22〜24”Hgの真空を発生させる。
【0081】窒素圧モード V4をオンにし、V2およびV3を開放し、V6を開放
し窒素圧(80psi)を真空に打ち勝たせ、V1とシ
リンダー弁との間で窒素により装置を加圧する。V6を
閉じると、V1とシリンダー弁との間に真空が再び発生
する。予備パージ中、V6は順次オン、オフさせて真空
/パージ動作を生じさせる。このシーケンスは、真空下
でV1までピグテールで終了する。
【0082】プロセスガスフラッシュ(flush ) さて、プロセスガスシリンダー弁を開放する。V4をオ
ンにした後、V1を開放する。次に、V5を順次オン、
オフさせ、オリフィスを介しての排出中プロセスガスを
フラシングする。このシーケンスが完了したら、装置は
プロセスガス配送モードに戻る。
【0083】図13は、ガスキャビネット150への純
粋なPFC流の供給を示している(簡潔のため、内部は
示していない)。ガスキャビネット150は、本明細書
に説明したような非透過物流220および透過物流24
0を有する膜分離ユニット200へ至る排出チューブま
たは導管180を有する。
【0084】図14は、共通の膜回収ユニット200へ
排出する多重(この場合は3個)のガスキャビネット1
50a、150bおよび150cの設置を示している。
【0085】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
【0086】実施例1 0.95体積%のC2 6 、1.03体積%のCH
3 、1.10%のCF4および96.93%の窒素を
含有し、544,218パスカルの圧力、293K(2
0℃)の温度および193sl/m(分当たりの標準リ
ットル)の流量の供給流を米国特許第5,085,67
6号に従って作ったポリイミド膜の供給サイドに供給す
る。真空装置は、膜の反対側に低圧を産み出す:回収さ
れた透過物流は6,579パスカルの圧力、293Kの
温度および181sl/mの流量にあるが、非透過物サ
イドでは、圧力は544,218のままであり、温度2
93Kおよび流量12sl/mである。膜からの非透過
物(濃縮)流は、 C2 6 15.66体積% CHF3 9.54体積% CF4 18.15体積% N2 56.65体積% を含有する。
【0087】膜からの透過物流は、 C2 6 0.02体積% CHF3 0.48体積% CF4 0.01体積% N2 99.49体積% を含有する。
【0088】非透過物流は、さらに、上記低温凝縮装置
に送られ、そこで非透過物流1ポンド当たり0.494
2ポンドの液体窒素を熱交換器により接触させ、以下述
べるようにほとんどのPFCを凝縮させる。蒸気および
液体流の成分は以下の通りである。
【0089】蒸気流: C2 6 1.03体積% CHF3 0.69体積% CF4 16.5体積% N2 81.78体積%。
【0090】この蒸気流は、窒素で希釈されたCF4
ら実質的になる。
【0091】液体流: C2 6 47.83体積% CHF3 29.00体積% CF4 21.81体積% N2 1.37体積%。
【0092】この液体流は、3種の液体種C2 6 、C
HF3 およびCF4 に実質的に濃縮される。ついで、こ
の液体流を供給流が出てきた当該プロセスに再循環させ
るか、さらなる処理(濃縮、分離等)のために回収し、
搬送する。
【0093】蒸気流は、好ましくは低温凝縮装置の入力
に再循環されるか、処理し(例えば、スクラビング)、
捨てる。
【0094】実施例2 実施例1と同じ条件の下で、0.95体積%のC
2 6 、1.03体積%のCHF3 、1.10%のCF
4 および96.93%の窒素を含有し、544.105
パスカルの圧力、20℃の温度および193sl/m
(分当たりの標準リットル)の流量の供給流を実施例1
と同じ膜に供給する。この膜は、液体窒素を用いた同じ
低温分離装置に接続されている。膜からの非透過物(濃
縮)流は、供給流と同じ温度および圧力であるが、12
sl/mの流量で、 C2 6 15.66体積% CHF3 9.54体積% CF4 18.15体積% N2 56.65体積% を含有する。
【0095】膜からの透過物流は、 C2 F6 0.02体積% CHF3 0.48体積% CF4 0.01体積% N2 99.49体積% を含有する。
【0096】非透過物流は、実施例1に開示した低温分
離装置に送られ、以下の蒸気および液体流が得られる。
【0097】蒸気流: C2 6 1.03体積% CHF3 0.69体積% CF4 16.5体積% N2 81.78体積%。
【0098】液体流: C2 6 47.83体積% CHF3 29.00体積% CF4 21.81体積% N2 1.37体積%。
【0099】液体流は、実質的に3種の液体種C
2 6 、CHF3 およびCF4 に濃縮される。液体およ
び蒸気流は、例えば実施例1で説明したように処理され
る。
【0100】実施例3 実施例1と同じ条件の下で、0.20体積%のC
2 6 、0.01体積%のCHF3 、0.06%のCF
4 、0.01%のNF3 、0.01%のSF6 および9
9.71%の窒素を含有し、714,286パスカルの
圧力、20℃の温度および199sl/m(分当たりの
標準リットル)の流量の供給流を実施例1と同じ膜に供
給する。この膜は、液体窒素を用いた同じ低温分離装置
に接続されている。膜からの非透過物(濃縮)流は、 C2 6 0.5381体積% CHF3 0.02体積% CF4 0.1611体積% NF3 0.0245体積% SF6 0.0271体積% N2 99.2291体積% を含有する(供給流と同じ温度および圧力であるが、7
3sl/mの流量で)。
【0101】膜からの透過物流は、 C2 6 0.0041体積% CHF3 0.0047体積% CF4 0.001体積% NF3 0.0016体積% SF6 0.0004体積% N2 99.9878体積% を含有する。
【0102】透過物の圧力は、126sl/mの流量
で、6579パスカルである。さらに、非透過物流は、
実施例1に開示した低温分離装置(非透過物流1ポンド
当たり0.4335ポンドのLN2 )に送られ、以下の
蒸気および液体流が得られる。
【0103】 蒸気流: C2 6 0.3418% 圧力:714,286パスカル CHF3 0.0125% 温度:144K CF4 0.1592% 流量:72.8sl/m NF3 0.0242% SF6 0.0118% N2 99.4505%。
【0104】 液体流: C2 6 85.9100% 圧力:714,286パスカル CHF3 3.2800% 温度:144K CF4 0.9900% 流量:0.2sl/m NF3 0.1400% SF6 6.6900% N2 2.9900%。
【0105】実施例4 実施例1と同じ条件の下で、0.20体積%のC
2 6 、0.01体積%のCHF3 、0.06%のCF
4 、0.01%のNF3 、0.01%のSF6 および9
9.71%の窒素を含有し、319,728パスカルの
圧力、20℃の温度および170sl/m(分当たりの
標準リットル)の流量の供給流を実施例1と同じ膜に供
給する。この膜は、液体窒素を用いた同じ低温分離装置
に接続されている。膜からの非透過物(濃縮)流は、 C2 6 0.5600体積% CHF3 0.0200体積% CF4 0.1700体積% NF3 0.0300体積% SF6 0.0300体積% N2 99.200体積% を含有する(供給流と同じ温度および圧力であるが、1
12sl/mの流量で)。
【0106】膜からの透過物流は、 C2 6 0.0154体積% CHF3 0.0041体積% CF4 0.0039体積% NF3 0.0019体積% SF6 0.0009体積% N2 99.973体積% を含有する。
【0107】透過物の圧力は、112sl/mの流量
で、6579パスカルである。さらに、非透過物流は、
実施例1に開示した低温分離装置(非透過物流1ポンド
当たり0.4335ポンドのLN2 )に送られ、以下の
蒸気および液体流が得られる。
【0108】 蒸気流: C2 6 0.0072% 圧力:714,286パスカル CHF3 0.0003% 温度:144K CF4 0.1145% 流量:72.8sl/m NF3 0.0197% SF6 0.0003% N2 99.8580%。
【0109】 液体流: C2 6 80.67% 圧力:714,286パスカル CHF3 2.88% 温度:144K CF4 8.21% 流量:0.2sl/m NF3 1.52% SF6 4.34% N2 2.38%。
【0110】実施例5 実施例2と同じ条件の下で、1.00体積%のC
2 6 、0.01体積%のCHF3 、0.01%のCF
4 および98.96%の窒素を含有し、866,595
パスカルの圧力、20℃の温度および5,000sl/
m(分当たりの標準リットル)の流量の供給流を実施例
1と同じ膜(第1の膜)に供給する。この膜は、第2の
膜に接続されている(カスケード接続:第1の膜の非透
過物サイドを第2の膜の供給サイドに)。第1の膜から
の非透過物(濃縮)流は、 C2 6 39.93体積% CHF3 0.17体積% CF4 0.31体積% NF3 0.17体積% SF6 0.31体積% N2 65.11体積% を含有する。ただし、供給流と同じ温度および圧力であ
るが、150sl/mの流量でである。
【0111】第1の膜からの透過物流は、 C2 6 0.0012体積% CHF3 0.0053体積% CF4 0.0009体積% NF3 0.0052体積% SF6 0.0009体積% N2 99.9865体積% を含有する。
【0112】第2の膜からの非透過物(濃縮)流は、 C2 6 96.52体積% CHF3 0.23体積% CF4 0.81体積% NF3 0.23体積% SF6 0.81体積% N2 0.39体積% を含有する。
【0113】第2の膜からの透過物流は、 C2 6 0.0636体積% CHF3 0.1358体積% CF4 0.0424体積% NF3 0.1339体積% SF6 0.0406体積% N2 99.58739体積% を含有する。
【0114】実施例6 実施例2と同じ条件の下で、1.00体積%のC
2 6 、0.2%のCF4 および98.9%の窒素を含
有し、213,315パスカルの圧力、20℃の温度お
よび6,366グラム/分の流量の供給流を実施例1と
同じ膜に供給する。この膜は、切り替え時間15分を有
する真空切り替え吸着装置(VSA)に接続されてい
る。膜からの非透過物(濃縮)流は、 C2 6 74.2重量% CF4 10.8重量% N2 15.1重量% を含有する。ただし、供給流と同じ温度および圧力では
あるが、84グラム/分の流量でである。
【0115】膜からの透過物流は、 C2 6 0.001重量% CF4 0.014重量% N2 99.985重量% を含有する。
【0116】VSA非吸着流は、 C2 6 94.9重量% CF4 5.1重量% を含有する。
【0117】VSA吸着流は、 CF4 30.9重量% N2 69.1重量% を含有する。
【0118】実施例7 半導体器具からの流出流からPFCを回収するために、
本発明の装置を用いた。第1の膜分離ユニットは、3つ
の中空繊維束を含み、第2の膜分離ユニットは、1つの
みの中空繊維束を含むものであった。各中空繊維束は、
表面積が同じであり、従って、第1の膜ユニットは、物
質移送のための表面積が第2の膜ユニットの3倍であっ
た。2083ppmのC2 6 、595ppmのCF4
および残部窒素を含み、約540キロパスカルの圧力、
305K(32℃)の温度および201scfhすなわ
ち95sl/m(分当りの標準リットル)の流量の供給
流を米国特許第5,085,676号に従って作ったポ
リイミド膜の供給サイドに供給した。PFC物質収支
は、供給流中のPFC流量が約0.4590scfhす
なわち0.217sl/mであり、生成物(第2の膜ユ
ニットからの非透過物流)は約64.7%のPFC濃度
および約35.3%の窒素濃度を有していたことを示し
た。第2の膜ユニットから非透過物中に回収されたPF
Cは、約99.5%のPFC回収について、約0.45
7scfhすなわち0.216sl/mであった。
【0119】本発明の他の変更は当業者に明らかであ
り、特許請求の範囲は、上記記述に不当に制限されるも
のではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】バーナーによるPFC分解の効率をバーナー火
炎温度に対して示す従来技術のグラフ図。
【図2】本発明による1の方法および装置を示す概略
図。
【図3】図2の方法および装置の部分の詳細図。
【図4】本発明の態様を示す概略図。
【図5】本発明の別の態様を示す概略図。
【図6】本発明の別の態様を示す概略図。
【図7】本発明の別の態様を示す概略図。
【図8】供給流の異なる流量について、膜の残渣サイド
(透過物)上のPFC濃度を膜を横切る圧力差に対して
示すグラフ図。
【図9】供給流の異なる温度について、膜の残渣サイド
(透過物)上のPFC濃度を膜を横切る圧力差に対して
示すグラフ図。
【図10】供給流の異なる流量について、膜の回収サイ
ド(非透過物サイド)上のPFC濃度を膜を横切る圧力
差に対して示すグラフ図。
【図11】供給流の異なる温度について、膜の回収サイ
ド(非透過物サイド)上のPFC濃度を膜を横切る圧力
差に対して示すグラフ図。
【図12】従来のガスキャビネットおよびその種々のガ
ス流モードを示す概略図。
【図13】膜回収ユニットを含むガスキャビネットを示
す概略図。
【図14】共通の膜回収ユニットに排出される多重ガス
キャビネットを示す図。
【符号の説明】
1…半導体製造プロセス 2…排出ライン 3…ドライスクラバー 4…ウエットスクラバー 5a,5b…フィルター 6…膜ユニット 10…凝縮装置 21…回収装置 22…キャリヤーガス 23…PFCガス 41…供給流。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01D 63/02 B01D 71/48 71/48 71/50 71/50 71/56 71/56 71/62 71/62 71/64 71/64 71/68 71/68 53/34 134C (72)発明者 ジョゼフ・イー・パガネッシー アメリカ合衆国、イリノイ州 60521、バ ー・リッジ、トムリン・ドライブ 1432 (72)発明者 デイビッド・バッサロー アメリカ合衆国、イリノイ州 60025、グ レンビュー、リンデンウッド 3119 (72)発明者 グレゴリー・ケー・フレミング アメリカ合衆国、デラウエア州 19808、 ウィルミントン、ウエスト・ザベンコ・ド ライブ 1915

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 a)少なくとも1種のパーフルオロ化合
    物ガスおよび少なくとも1種のキャリヤーガスを包含
    し、第1の圧力および第1の温度にあるガス混合物を提
    供し、 b)供給サイドおよび透過物サイドを有する第1のガラ
    ス状ポリマー膜を提供し、 c)該第1の膜の供給サイドを該ガス混合物と接触さ
    せ、 d)該第1の膜の供給サイドから、該所定の圧力と実質
    的に等しい圧力にある第1の非透過物流として、実質的
    に該少なくとも1種のパーフルオロ化合物ガスを包含す
    る濃縮ガスを取り出し、 e)該第1の膜の透過物サイドから、第1の透過物流と
    して、該少なくとも1種のキャリヤーガスから実質的に
    なる欠乏ガス混合物を取り出す 各工程を備えたことを特徴とする、ガス混合物から少な
    くとも1種のパーフルオロ化合物ガスを回収する方法。
  2. 【請求項2】 ガス混合物が、コンプレッサーによる圧
    縮により供給されることを特徴とする請求項1記載の方
    法。
  3. 【請求項3】 ガス混合物が、第1の膜の供給サイドへ
    のガス混合物の供給前に第1の膜に有害な種のほとんど
    を実質的に除去するために第1の膜の供給サイドへの受
    け入れ前に処理されることを特徴とする請求項1記載の
    方法
  4. 【請求項4】 ガス混合物が、圧縮前にコンプレッサー
    に有害な種のほとんどを実質的に除去するために圧縮前
    に処理されることを特徴とする請求項2記載の方法。
  5. 【請求項5】 第1の膜が複数の中空繊維を含む請求項
    1記載の方法。
  6. 【請求項6】 第1の膜の供給サイドが複数の中空繊維
    のそれぞれの内空サイドからなり、透過物サイドが各中
    空繊維の外側である請求項5記載の方法。
  7. 【請求項7】 パーフルオロ化合物ガスが、フルオロカ
    ーボン、NF3 、SF6 、C3 8 およびその混合物か
    らなる群の中から選ばれる請求項1記載の方法。
  8. 【請求項8】 キャリヤーガスが、Ar、N2 、Kr、
    Xe、Ne、O2 、He、H2 、CO、CO2 、H
    2 O、および空気を含むそれらの混合物からなる群の中
    から選ばれる請求項1記載の方法。
  9. 【請求項9】 ガラス状ポリマー膜が、ポリイミド、ポ
    リアミド、ポリアミド−イミド、ポリエステル、ポリカ
    ーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポ
    リエーテルケトン、アルキル置換芳香族ポリエステル、
    ポリエーテルスルホンとフッ素化芳香族ポリイミドとポ
    リアミドとポリアミド−イミドとのブレンド、それらの
    コポリマー、それらの置換ポリマーからなる群の中から
    選ばれた少なくとも1種のポリマーで作られたことを特
    徴とする請求項1記載の方法。
  10. 【請求項10】 第1の非透過物流を第1の膜と類似す
    る第2の膜の供給サイドへ送り、該第2の膜が第1の非
    透過物流よりもパーフルオロ化合物が濃縮された第2の
    非透過物流を生成し、該プロセスをN−段階を通じで続
    行されることを特徴とする請求項1記載の方法。
  11. 【請求項11】 第1の透過物流を排出し、第2の膜か
    らの第2の透過物流を第1の膜の供給サイドへ再循環さ
    せることを特徴とする請求項10記載の方法。
  12. 【請求項12】 第1の非透過物流の少なくとも一部を
    再循環させることを特徴とする請求項1記載の方法。
  13. 【請求項13】 非透過物流が、SF6 、C2 6 、C
    HF3 、CF4 およびNF3 からなる群の中から選ばれ
    るパーフルオロ化合物ガスの混合物を包含する請求項1
    記載の方法。
  14. 【請求項14】 非透過物流のパーフルオロ化合物ガス
    の少なくとも1種を非透過物流中の他のパーフルオロ化
    合物からさらに分離することを特徴とする請求項1記載
    の方法。
  15. 【請求項15】 第1の非透過物流の少なくとも一部を
    第1の膜の供給サイドにおける掃引ガスとして使用する
    ことを特徴とする請求項1記載の方法。
  16. 【請求項16】 段階NからのN番目の非透過物流の少
    なくとも一部を前段の膜のいずれかの供給サイド上のお
    よびまたは膜段階Nの供給サイド上の掃引ガスとして使
    用することを特徴とする請求項10記載の方法。
  17. 【請求項17】 当該方法を第1の非透過物流中の1ま
    たはそれ以上のパーフルオロ化合物ガスのために一定濃
    度設定点で操作することを特徴とする請求項1記載の方
    法。
  18. 【請求項18】 透過物ガスを当該方法へまたは貯蔵へ
    再循環させることを特徴とする請求項1記載の方法。
  19. 【請求項19】 複数の同様のもしくは非同様の半導体
    製造器具を平行流関係に配設し、各器具が専用の対応す
    る膜分離ユニットを有し、該膜ユニットは同一またはこ
    となることを特徴とする請求項1記載の方法。
  20. 【請求項20】 主膜を使用に供させるかバイパスさせ
    る1またはそれ以上のスペアー膜を有することを特徴と
    する請求項19記載の方法。
  21. 【請求項21】 処理が、プラズマ分解、熱分解、触媒
    分解、スクラビングおよび吸着からなる群の中から選ば
    れる請求項3記載の方法。
  22. 【請求項22】 予備処理からの排出流をパーフルオロ
    化合物を発生させるために使用することを特徴とする請
    求項21記載の方法。
  23. 【請求項23】 a)反応器流出ガス導管を付設した、
    パーフルオロ化合物ガス、キャリヤーガス等を受けるた
    めの少なくとも1つの反応器チャンバ、 b)供給サイドおよび透過物サイドを有する少なくとも
    1つのガラス状ポリマー膜分離ユニットであって、該膜
    は少なくとも1種のキャリヤーガスに対して透過性であ
    り、かつ少なくとも1種のパーフルオロ化合物ガスに対
    して実質的に非透過性であり、該膜ユニットは該反応器
    流出ガス導管を介して該反応器チャンバに接続し、該膜
    ユニットは透過物排出導管および非透過物排出導管を有
    するところの膜分離ユニット、 c)該膜ユニットからの該非透過物流の少なくとも一部
    を該少なくとも1つの反応器チャンバに再循環させるた
    めの手段 を備えた半導体製造装置。
  24. 【請求項24】 a)反応器流出ガス導管を付設した、
    パーフルオロ化合物ガス、キャリヤーガス等を受けるた
    めの少なくとも1つの反応器チャンバ、 b)該流出ガス導管内に配設された、該反応器からの流
    出ガスを圧食するための手段、 c)供給サイドおよび透過物サイドを有する少なくとも
    1つのガラス状ポリマー膜分離ユニットであって、該膜
    は少なくとも1種のキャリヤーガスに対して透過性であ
    り、かつ少なくとも1種のパーフルオロ化合物ガスに対
    して実質的に非透過性であり、該膜ユニットは該反応器
    流出ガス導管を介して該反応器チャンバに該圧縮手段の
    下流側で接続し、該膜ユニットは透過物排出導管および
    非透過物排出導管を有するところの膜分離ユニット、 d)該膜ユニットからの該非透過物流の少なくとも一部
    を該少なくとも1つの反応器チャンバに再循環させるた
    めの手段、 e)該反応器流出流が該膜ユニットに入る前に位置し、
    プラズマ分解、熱分解、触媒的除去、スクラビングおよ
    び吸着からなる群の中から選ばれる予備処理を行う手
    段、 f)該膜ユニットは、該非透過物導管と該膜の透過物サ
    イドを接続する掃引ガス導管を備え、 g)該透過物導管内に配設されたダンパーまたはサージ
    タンク、および h)該サージタンクの上流側で該非透過物導管内に配置
    された、所望により将来の使用のためにパーフルオロ炭
    素流を液状で貯蔵させるコンプレッサー、熱交換器、低
    温ポンプまたは真空ポンプ を備えた半導体製造装置。
  25. 【請求項25】 a)圧縮に適切な処理されたガス混合
    物を生じさせるための光学処理手段、 b)該処理されたガス混合物を圧縮して圧縮ガス混合物
    を生成させるためのコンプレッサー、および c)供給サイドおよび透過物サイドを有する少なくとも
    1つのガラス状ポリマー膜分離ユニットであって、該膜
    は少なくとも1種のキャリヤーガスに対して透過性であ
    り、かつ少なくとも1種のパーフルオロ化合物ガスに対
    して実質的に非透過性であり、該膜ユニットは導管を介
    して該コンプレッサーに接続し、該膜ユニットは透過物
    排出導管および非透過物排出導管を有するところの膜分
    離ユニット を備えた、ガス混合物からパーフルオロ化合物ガスを再
    循環または回収するための装置。
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