KR20080032089A - Method for plasma treatment of gas effluents - Google Patents

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다니엘 게랭
끄리스띠앙 라께
애샤 엘끄리
장-끄리스또프 로스땡
미쉘 모샌
빠스깔 모앤
에르베 뒬피
안느-로르 르쏘르뜨
에띠엔느 상드르
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레르 리키드 쏘시에떼 아노님 뿌르 레드 에렉스뿔라따시옹 데 프로세데 조르즈 클로드
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Abstract

The invention concerns a method for plasma treatment of gas effluents substantially at atmospheric pressure, including: injecting the effluent to be treated into a plasma torch; injecting water vapour, upstream or downstream of the plasma.

Description

기체 폐기물의 플라즈마 처리 방법 {METHOD FOR PLASMA TREATMENT OF GAS EFFLUENTS}Plasma treatment of gaseous waste {METHOD FOR PLASMA TREATMENT OF GAS EFFLUENTS}

본 발명은 반도체 제조 중에, 특히 물질의 박막-필름 증착 중에, 또는 증착 반응기의 플라즈마 세정 중에, 그리고 소자(device)들의 기하학적 패턴 형성을 위해 박막 필름을 플라즈마 에칭하는 중에 배출되는 기체 폐기물을 처리하기 위한 기술에 관한 것이다.The present invention provides for the treatment of gaseous waste discharged during semiconductor manufacturing, in particular during thin film-film deposition of materials, or during plasma cleaning of deposition reactors, and during plasma etching of thin films to form geometric patterns of devices. It's about technology.

증착 반응기의 에칭 및 세정 방법이 퍼플루오르화(perfluorinated) 기체(C2F6, 및/또는 c-C4F8 및/또는 C3F8 및/또는 NF3 및/또는 CF4 및/또는 SF6) 그리고 하이드로플루오로카본 기체(hydrofluorocarbon; 예를 들어, CHF3)를 이용할 수 있으며, 그러한 기체들이 대기 중으로 배출된다면 온실 효과를 높여 지구 온난화에 상당한 영향을 미칠 것이다. 일반적으로, 그러한 기체들은 공정에서 완전히 소모되지 않는다.Methods for etching and cleaning deposition reactors may include perfluorinated gases (C 2 F 6 , and / or cC 4 F 8 and / or C 3 F 8 and / or NF 3 and / or CF 4 and / or SF 6 ) And hydrofluorocarbons (eg, CHF 3 ) can be used, and if these gases are released into the atmosphere, they will increase the greenhouse effect and have a significant impact on global warming. In general, such gases are not completely consumed in the process.

이들 기체들의 대기 배출을 줄이기 위한 하나의 바람직한 방식은, 특정 첨가 기체들의 존재 하에서 이들 기체들을 플라즈마로 변환시켜, 고체 알칼리성 매체(건식-스크러버; dry-scrubber)에서의 반응성 흡착 또는 기체 스크러버(습식-스크러 버; wet-scrubber)에서 액체 용액에 의한 흡수와 같은 통상적인 방법에 의해 불가역적으로 용이하게 제거될 수 있는 화학적 반응 종(species)(산성 플루오르화 화합물)으로 이들 기체들을 변환시키는 것이다.One preferred way to reduce the air emissions of these gases is to convert these gases into plasma in the presence of certain additive gases to react reactive adsorption or gas scrubbers in a solid alkaline medium (dry-scrubber). It is to convert these gases into chemically reactive species (acidic fluorinated compounds) that can be irreversibly easily removed by conventional methods such as absorption by liquid solutions in a scrubber.

공정 설비 또는 펌프의 작동과의 상호작용을 방지하기 위해, 저진공(rough vacuum)을 유지하기 위한 수단의 하류에 플라즈마를 위치시키는 것이 바람직하다. 저진공 펌프의 배출구에서의 오염물질 농도 및 총 유동 조건에서의 최대 효율은 마이크로파 플라즈마와 같은 고-전자-밀도 플라즈마에서 얻어진다.In order to prevent interaction with the operation of the process equipment or the pump, it is desirable to place the plasma downstream of the means for maintaining a rough vacuum. Contaminant concentrations at the outlet of the low vacuum pump and maximum efficiency at total flow conditions are obtained in high-electron-density plasmas such as microwave plasmas.

이와 관련하여, 표면 파동 마이크로파 플라즈마 및 마이크로파 플라즈마 토치(torch)가 이용되고 있다.In this regard, surface wave microwave plasmas and microwave plasma torches are used.

에칭 공정에서의 폐기물을 처리하는 데 있어서 표면 파동 플라즈마 해결책 역시 양호하게 적용되고 있으며, 다시 말해 장치 내에서 고체의 형성을 촉진할 수 없는 기체 폐기물을 생성한다.Surface wave plasma solutions are also well applied in the treatment of waste in etching processes, that is, producing gaseous waste which cannot promote the formation of solids in the apparatus.

반응기 증착 및 세정 공정으로부터의 기체 폐기물을 처리하기 위해, 엠. 모이슨(M. Moisan) 등의 논문 "도파관 기반의 단일 및 다중 노즐 플라즈마 토치 : TIGAO 개념(Waveguide based single and multiple nozzle plasma torches: the TIAGO concept)", 플라즈마 소스 사이언스 테크, 10, 2001, 페이지 387-394에 기재되어 있는 바와 같이, 도파관 지지형 축방향 인젝션 형태의 마이크로파 플라즈마 토치 버너를 이용하는 것이 제안되어 있다.To treat gaseous waste from reactor deposition and cleaning processes, M. Moisan et al. "Waveguide based single and multiple nozzle plasma torches: the TIAGO concept", Plasma Source Science Tech, 10, 2001, page 387 As described in -394, it is proposed to use a microwave plasma torch burner in the form of a waveguide supported axial injection.

하류 배출 라인 내에서 기체들을 수집하기 위해 기체들을 구속하는 챔버 내에서 토치가 자유롭게 종료된다. 고체 입자들이 토치 노즐 하류의 플라즈마 기 둥(plume) 및 화염(flame) 내에서 형성되고, 그에 따라 챔버 내에 계속적으로 축적되는 것을 방지하기 위해 고체 입자들이 약간 이격된 거리에서 포획되고 혼입(trapped and entrained)된다면, 작업을 방해하지 않을 것이다. 이를 위해, 기본적인 해결책은 기체 스크러버를 토치 챔버의 배출구에 가능한 한 근접하여 설치하는 것이다.The torch is freely terminated in the chamber that confines the gases to collect the gases in the downstream discharge line. Solid particles are trapped and entrained at slightly spaced distances to prevent solid particles from forming in the plasma plume and flame downstream of the torch nozzle and thus accumulating continuously in the chamber. If not, it will not interfere with the work. To this end, the basic solution is to install a gas scrubber as close as possible to the outlet of the torch chamber.

마이크로파 플라즈마 내에서의 PFC 변환 원리는 고에너지 방출(discharge) 전자에 의해 유발되는 비탄성적인 충돌에서 초기 분자들을 분해하여 초기 분자, 원자 및 라디칼보다 작은 파편(fragment)들을 생성하는 것을 포함한다. 이러한 파편들은 함께 반응하고, 하방 천이(deexcite)되며, 재조합 및/또는 재정렬되어 초기 PFC와 상이한 새로운 화합물을 생성한다. 보다 구체적으로, F2, HF, COF2, SO2F2, SOF4 등과 같이 수명 및 건강에 대해 부정할 수 없는 즉각적인 위협이 되는 반면에 높은 반응성을 가지고 또 통상적인 고체 또는 액체에서의 중화 방법에 의해 확실하고도 비가역적으로 제거될 수 있는 산성 플루오르화 화합물로 유입 PFC의 대부분을 변환시키는 것을 목적으로 한다.PFC conversion principles within a microwave plasma include breaking down initial molecules in inelastic collisions caused by high-energy discharge electrons, producing fragments smaller than the initial molecules, atoms, and radicals. These fragments react together, deexcite, recombine, and / or rearrange to produce new compounds that differ from the initial PFCs. More specifically, methods of neutralization in solids or liquids with high reactivity and while being an undeniable immediate threat to lifespan and health, such as F 2 , HF, COF 2 , SO 2 F 2 , SOF 4, etc. It is aimed to convert most of the incoming PFCs into acidic fluorinated compounds which can be reliably and irreversibly removed by.

일반적으로, PFC 변환 반응을 실시하기 위해서는, 첨가 기체의 투입을 필요로 한다. 이는, 만약 질소 내에서 희석된 PFC 분자들만이 플라즈마 내에 있다면, 분해가 효과적일 것이나, 그 분자들이 방출 영역을 여기시킨다면, 파편들은 서로 반응하고 초기 분자를 다시 재형성하는 경향을 가질 것임을 의미한다.In general, in order to carry out the PFC conversion reaction, the addition of additive gas is required. This means that if only PFC molecules diluted in nitrogen were in the plasma, decomposition would be effective, but if the molecules excited the emission region, the fragments would tend to react with each other and rebuild the initial molecule.

첨가 기체의 선택은 PFC 분해 방법의 최적화에 있어서 중요한 문제가 된다.The choice of additive gas is an important issue in the optimization of the PFC decomposition process.

첫 번째로, 이러한 선택은 변환 효율 자체에 영향을 미칠 수 있다.First, this choice can affect the conversion efficiency itself.

사실상, 방출부(discharge) 내에서 첨가 기체의 분해에 의해서 생성되는 파편들은, 기체들이 방출 영역으로부터 배출될 때 PFC들이 재형성되기에 충분한 시간을 가지기 전에, PFC 분해 파편들을 이용하여 다소 용이하고 신속하게 안정한 부식성 플루오르화 생성물을 형성하는 특성을 가질 것이다.In fact, the debris produced by the decomposition of the additive gas in the discharge is somewhat easier and quicker to use PFC decomposition debris before the gases have enough time to re-form when the gases are discharged from the discharge zone. To form stable corrosive fluorinated products.

또한, 부식성 플루오르화 반응 생성물은 첨가 기체의 유형에 따라서 다양한 형태가 될 것이다. 이러한 사실을 이용하여, 기체상 폐기물 스트림으로부터 부식성 플루오르화 생성물을 확실하게 그리고 비가역적으로 제거하기 위해 선택되는 후-처리 방식에 따라서, 서로 다른 특정한 반응 생성물을 바람직하게 형성할 것이다.In addition, the corrosive fluorination reaction product will take various forms depending on the type of additive gas. Using this fact, different specific reaction products will preferably be formed, depending on the post-treatment method chosen to reliably and irreversibly remove the corrosive fluorinated product from the gaseous waste stream.

이러한 후-처리 방식은 비용이나, 기타 해당 사용자 특유의 다른 이유로 인해서 부담이 될 수 있을 것이다. 따라서, 고객들의 여러 상황에 대해 최적으로 적용될 수 있는 것이 중요하다. 예를 들어, 기체 스크러버를 이용하여 작동하기로 결정하였다면, 첨가 기체로서 산소를 이용하는 것은 불가능하다. 이는 사실상 (플루오로카본과의) COF2 또는 (SF6와의) SO2F2 및 SOF4, 그리고 임의의 경우에 상당량의 F2 등의 화합물과 같은 반응 생성물을 필수적으로 생성할 것이며, F2 기체는 물이나 수성 가성(caustic) 소다 용액과 반응하면 소량의 존재도 일반적으로 허용되지 않는 극히 유독한 OF2(작업자가 연속적으로 노출될 수 있는 법적 한계치(threshold)는 50 ppb임)를 생성하게 된다.This post-processing approach may be burdensome for cost or other reasons specific to the user in question. Therefore, it is important to be able to apply optimally to various situations of customers. For example, if it is decided to operate with a gas scrubber, it is impossible to use oxygen as the additive gas. This will essentially produce reaction products such as compounds such as COF 2 (with fluorocarbons) or SO 2 F 2 (with SF 6 ) and SOF 4 , and in some cases significant amounts of F 2 , and F 2 Gases react with water or aqueous caustic soda solutions to produce extremely toxic OF 2 (50 ppb legal threshold for continuous exposure of the operator), even in the presence of small amounts. do.

지금까지, 산소(O2)가 첨가 기체로서 이용되어 왔으며, 그 산소는 반도체 공 장의 압축 공기 공급 네트워크로부터 취해진 건조 공기 형태로 일반적으로 분사된다.To date, oxygen (O 2 ) has been used as additive gas, which is generally injected in the form of dry air taken from the compressed air supply network of semiconductor plants.

이러한 방식은, 고체 베드(bed) 상에서 반응성 흡착에 의해 부식성 플루오르화 생성물을 후-처리하는 방식을 포함하는 기술적 선택에 해당하며, F2, COF2, SO2F2, SOF4와 같이 첨가제 O2를 이용하는 건식 변환 화학반응(chemistry)의 생성물을 바람직하게 포획하도록 설계된 유닛을 이용한다.This approach corresponds to a technical choice, including the post-treatment of the corrosive fluorinated product by reactive adsorption on a solid bed, with additive O such as F 2 , COF 2 , SO 2 F 2 , SOF 4. A unit designed to preferably capture the product of the dry conversion chemistry using 2 is used.

마이크로파 분위기 플라즈마 내에서 산업 공정으로부터의 폐기물, 특히 PFC를 위한 신규한 변환 화학반응을 찾는 것이 본 발명의 주요 목적이다.It is a primary object of the present invention to find novel conversion chemistries for waste from industrial processes, in particular PFCs, in microwave atmosphere plasma.

또한, PFC 폐기물의 경우에, 부식성 플루오르화 부산물로서의 HF 형성을 촉진하는 문제점이 발생되어, 폐기물 스트림을 대기 중으로 배출하기 전에, 반응 부산물의 비가역적 포획 수단으로서 소다 석회(soda lime)를 기반으로 하는 과립들의 또는 기체 스크러버의 고체 베드의 바람직한 이용을 허용한다.In addition, in the case of PFC wastes, the problem of promoting HF formation as corrosive fluorinated by-products arises, which is based on soda lime as a means of irreversible capture of reaction by-products prior to discharge of the waste stream into the atmosphere. Allows for the preferred use of solid beds of granules or of gas scrubbers.

본 발명의 추가적인 목적은 이러한 대안적인 화학반응의 이용에 의해 변환 수율(yield)을 개선하는 것이다.A further object of the present invention is to improve the conversion yield by the use of such alternative chemical reactions.

본 발명은 첫 번째로 실질적인 대기압에서 기체 폐기물을 플라즈마 처리하는 방법에 관한 것이며, 이 방법은 The present invention first relates to a method for plasma treating gaseous waste at substantial atmospheric pressure, which method

- 피처리 폐기물을 플라스마 소스 내로 분사하는 단계, 및Spraying the waste to be treated into a plasma source, and

- 플라즈마의 상류 및/또는 하류로, 그리고 선택적으로 플라즈마 자체로 수증기를 분사하는 단계를 포함한다.Spraying water vapor upstream and / or downstream of the plasma and optionally into the plasma itself.

폐기물의 압력은 예를 들어 0.8 바(bar) 내지 1.3 바이다.The pressure of the waste is for example 0.8 bar to 1.3 bar.

수증기는 일반적으로 질소인 담체 기체 내에서 100 ppm과 5% 사이의 농도로 분사될 수 있다.Water vapor may be injected at a concentration between 100 ppm and 5% in a carrier gas which is generally nitrogen.

온도는 20℃ 내지 300℃, 바람직하게는 50℃ 내지 200℃ 이다.The temperature is 20 ° C to 300 ° C, preferably 50 ° C to 200 ° C.

피처리 폐기물은 반도체 처리 공정으로부터의 폐기물, 예를 들어 퍼플루오르화 기체 및/또는 하이드로플루오로카본 기체 및 산소의 혼합물이다.The waste to be treated is a waste from a semiconductor processing process, for example a mixture of perfluorinated gas and / or hydrofluorocarbon gas and oxygen.

바람직하게, 플라즈마 소스는 표면 파동 유형, 특히 마이크로파-여기 플라즈마 소스이다.Preferably, the plasma source is a surface wave type, in particular a microwave-excited plasma source.

본 발명은 또한 실질적으로 대기압에서 기체 폐기물을 플라즈마 처리하는 장치에 관한 것이며, 이 장치는 플라즈마 발생 수단 및 수증기를 혼합 영역 내로 분사하는 수단을 포함한다.The invention also relates to an apparatus for plasma treating gaseous waste at substantially atmospheric pressure, the apparatus comprising means for generating plasma and means for injecting water vapor into the mixing zone.

수증기를 분사하는 수단은 플라즈마 형성 영역의 상류에 위치될 수 있고, 또는 플라즈마 형성 영역의 하류에 위치될 수 있다.The means for injecting water vapor may be located upstream of the plasma forming region, or may be located downstream of the plasma forming region.

일 실시예에 따르면, 수증기를 분사하는 수단은 온도 조정 수단을 구비하는 기화기(vaporizer)를 포함한다.According to one embodiment, the means for injecting water vapor comprises a vaporizer having a temperature adjusting means.

본 발명은 플루오르화 부산물로서의 HF만을 실질적으로 생성하는 PFC 습식 변환 화학반응을 대기압 플라즈마에서 실시할 수 있게 한다. 수증기는 상온에서의 증기압보다 낮지 않게 플라즈마에 첨가된다.The present invention makes it possible to carry out PFC wet conversion chemistry in atmospheric plasma which substantially produces only HF as a fluorinated byproduct. Water vapor is added to the plasma not lower than the vapor pressure at room temperature.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 적어도 하나의 수소 원자를 포함하는 분자를 포함하는 적어도 하나의 화학 화합물이 바람직하게 플라즈마 배출구에서, 또는 가급적 조속히 플라즈마 내이지만 플라즈마 폐기물의 배출구에 인접하여 분사되어, 플루오르화수소산의 제거를 위한 "건식" 스크러빙(scrubbing) 시스템을 이용할 필요 없이 플루오르화수소산을 본질적으로 생성하고 이어서 물에서(또는 임의의 환원(reducing) 액체 시스템 내에서) 용해시킨다(이러함에도 불구하고, 사용자는 종종 예비적인 수단으로서 "건식" 시스템을 추가로 사용하는 것을 선호한다).According to another aspect of the invention, at least one chemical compound comprising a molecule comprising at least one hydrogen atom is preferably injected at the plasma outlet, or as soon as possible, in the plasma but adjacent to the outlet of the plasma waste, thereby fluorinating The hydrofluoric acid is essentially produced and then dissolved in water (or in any reducing liquid system) without the need to use a "dry" scrubbing system for the removal of the hydrogen acid (although the user Often prefer to use an additional "dry" system as a preliminary measure).

본 발명의 다른 태양에 따르면, WF6와 같은 생성물이 반응기 내에 존재할 때, 부분적인 환원 또는 수소화 원소를 수반하는 플라즈마 내로 이들 기체가 통과하는 것은 튜브의 벽에 W를 침착시키는 결과를 초래하며, 그에 따라 거의 즉각적으로 고장(break)을 유발한다는 것이 확인되었다.According to another aspect of the present invention, when a product such as WF 6 is present in the reactor, the passage of these gases into the plasma with the partial reduction or hydrogenation element results in the deposition of W on the wall of the tube, Therefore, it was confirmed that it causes a break almost immediately.

제1 종(species)이 특히 WF6와 같이 금속 침착물을 생성할 수 있는 플루오르화 금속 유도체를 포함할 때, 그리고 플라즈마가 유전체 튜브 내에서 생성될 때, 수소화 첨가제의 이용에 의해서 발생되는 이러한 문제점을 해결하기 위해서, 적어도 하나의 수소화 원소를 플라즈마의 하류, 바람직하게는 그의 바로 배출구로 분사함으로써 그 수소화 원소가 플라즈마 내에 생성된 제1 종과 가능한 한 조기에 반응하게 하는 것이 중요하며, 그에 따라 PFC를 포함하는 혼합물을 기반으로 하여, 제2 종을 생성하게 하는 것이 중요하다. (대안적으로, PFC 또는 HFC 분자가 바람직하게 소위 플라즈마 후-방출 영역 내에서 이미 "분할(split)" 또는 부분적으로 "분할"되도록 하는 위치에서, 이러한 수소화 원소 및/또는 환원 원소가 플라즈마 자체 내로 분사될 수 있다.)This problem caused by the use of hydrogenation additives when the first species comprises fluorinated metal derivatives, which can produce metal deposits, in particular WF 6 , and when the plasma is produced in the dielectric tube In order to solve the problem, it is important to inject at least one hydrogenation element downstream of the plasma, preferably its immediate outlet, so that the hydrogenation element reacts as early as possible with the first species produced in the plasma, and thus the PFC Based on the mixture comprising, it is important to make the second species. (Alternatively, at a position such that the PFC or HFC molecules are already "split" or partially "split" in the so-called plasma post-emission region, such hydrogenated and / or reducing elements are introduced into the plasma itself. Can be sprayed.)

WF6와 같은 원소가 반응기 오프가스(offgas) 내에 존재할 때, 플라즈마의 유입구에서, 이는 이들 생성물이 플라즈마 내에서 분해되는 것을 방지하는 역할을 한다. 반대로, WF6로부터 발생되는 제1 종이 플라즈마의 배출구에서 하류로 분사된 환원 종과 반응할 것이고, 그에 따라 텅스텐 금속 또는 산화물 또는 옥시플루오라이드(oxyfluoride)와 같은 기타 고체 텅스텐 화합물이 플라즈마의 배출구에 위치하는 일반적으로 금속인 라인 상에 침착되게 할 것이며, 따라서 플라즈마 시스템의 운전에 어떠한 문제도 발생되지 않게 한다.When elements such as WF 6 are present in the reactor offgas, at the inlet of the plasma, this serves to prevent these products from decomposing in the plasma. In contrast, the first species generated from WF 6 will react with the reducing species injected downstream at the outlet of the plasma, such that tungsten metal or other solid tungsten compounds such as oxides or oxyfluoride are located at the outlet of the plasma. It will be deposited on the line, which is generally metal, so that no problems arise in the operation of the plasma system.

수소화 및/또는 화원 반응제의 특히 기체상 소스로서 H2O, H2, CH4, NH3, 메탄올, 에탄올 등과 같은 알콜, 글리콜, 탄화수소, 수소화물, 또는 임의의 다른 수소화 화합물들을 이용할 수 있을 것이다.Alcohols, glycols, hydrocarbons, hydrides, or any other hydrogenated compounds, such as H 2 O, H 2 , CH 4 , NH 3 , methanol, ethanol, etc., may be used as gaseous sources, especially of hydrogenation and / or source reactants. will be.

실제로, (수소화 첨가제를 이용하여) 생성된 제2 종은 무수(anhydrous) 첨가제, 특히 산소 유형을 이용할 때보다 더 많은 플루오르화수소산 HF를 포함한다는 것이 확인되었다. 또한, 펌프의 상류에 배치되는 반응기들로부터 생성되는 피처리 폐기물 내에 WF6(또는 유사한 생성물)가 무작위적으로 존재할 때, 수소화 생성물의 하류 분사(즉, 플라즈마의 하류)는 플라즈마의 하류에 위치된 라인들 내에 W(또는 W로부터 유도된 생성물)의 침착물을 생성하며, 라인들은 일반적으로 스테인레스강 또는 플라스틱으로 제조되고, 그러한 라인들의 경우에 명백하게 매우 얇은 침착물이 절대적인 단점이 되지 않는다.Indeed, it has been found that the second species produced (using the hydrogenation additive) contains more hydrofluoric acid HF than when using anhydrous additives, especially oxygen types. In addition, when WF 6 (or similar product) is randomly present in the waste to be produced from the reactors disposed upstream of the pump, the downstream injection of the hydrogenated product (ie, downstream of the plasma) is located downstream of the plasma. It produces a deposit of W (or a product derived from W) in the lines, the lines are generally made of stainless steel or plastic, and in the case of such lines an apparently very thin deposit is not an absolute disadvantage.

그러나, 기체 폐기물 상류에 어떠한 첨가도 하지 않고 수소화 화합물이 플라즈마의 하류에만 분사된다면, 얻어지는 해결책이 완전히 만족스럽지 못하다는 것을 발견하였다. 사실상, 이러한 경우에 얻어지는 분해 효율은, 동일한 양의 수소화 첨가 기체, 예를 들어 수증기를 플라즈마의 상류에 도입함으로써 얻어질 수 있는 분해 효율보다 낮다.However, it has been found that the solution obtained is not completely satisfactory if the hydrogenated compound is injected only downstream of the plasma without any addition upstream of the gaseous waste. In fact, the decomposition efficiency obtained in this case is lower than that which can be obtained by introducing the same amount of hydrogenated gas, for example water vapor upstream.

본 발명의 발명자들은, 플라즈마로 초기에 도입된 PFC의 상당한 비율이, 분해 파편이 하류로 도입된 수소화 화합물과 반응하기 전에, 재구성될 것이라고 믿고 있다. 그에 따라, 재구성된 PFC는 플라즈마가 존재하는 영역을 떠나기 전에 다시 분해될 수 없게 된다.The inventors of the present invention believe that a significant proportion of PFCs initially introduced into the plasma will be reconstituted before the decomposition fragments react with the hydrogenated compounds introduced downstream. Thus, the reconstructed PFC cannot be decomposed again before leaving the region where the plasma is present.

전술한 두 가지 문제점을 동시에 해결하기 위해서, 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명은 플라즈마의 상류 또는 그 플라즈마의 가장 마지막 부분에 Al, W 등(플라즈마 내에 존재하는 경우)과 같은 금속 원소와 용이하게 반응할 수 있는 수소 원자 또는 기타 원소를 포함하지 않는 기체상 산소화 화합물을 바람직하게 분사하면서, 플라즈마의 하류에서 수소화 화합물을 플라즈마에서의 화학적 변환에 의해 생성된 제1 기체 종들의 혼합물 내로 분사하여, 이들 수소화 화합물이 제1 종과 반응하도록 하는 것을 포함하며, 이때 플라즈마로부터 생성되는 제1 기체 종의 온도는 바람직하게 150℃로 또는 그보다 높게 유지된다.In order to simultaneously solve the above two problems, according to a preferred embodiment, the present invention easily reacts with metallic elements such as Al, W, etc. (if present in the plasma) upstream of the plasma or at the very end of the plasma. These hydrogenation is preferably carried out by spraying the hydrogenated compound downstream of the plasma into a mixture of the first gas species produced by chemical conversion in the plasma, while preferably spraying a gaseous oxygenated compound that does not contain hydrogen atoms or other elements that can Causing the compound to react with the first species, wherein the temperature of the first gas species resulting from the plasma is preferably maintained at or above 150 ° C.

임의의 특정 이론에 구애됨이 없이, 본 발명자들은 무수 첨가제, 특히 산소화 첨가제, 예를 들어 산소 또는 공기가 플라즈마의 상류로 분사될 때, 첨가제는 분해 및/또는 여기될 것이고, 그 파편은 PFC 또는 HFC의 분해 파편들과 매우 용이하게 반응하여 F2, COF2, SO2F2, SOF4(제1 종)와 같은 부식성 플루오르화 화합물을 생성할 것이다. 이들 화합물은 일단 형성되면 마이크로파 플라즈마 내의 기체의 고온에서도 매우 안정하며, 다시 분해될 가능성이 매우 적다. 특히, 이들은 실질적으로 다시 PFC로 재변환되지 않는다. F2, COF2, SO2F2, SOF4와 같은 이들 무수 부식성 플루오르화 생성물은 PFC보다 상당히 더 큰 반응성을 가진다. 플라즈마 배출구에서, 수소화 화합물이 분사될 때, 수소화 첨가제와 어느 정도까지는 완전하게 반응하여 HF를 본질적으로 생성할 정도로 여전히 온도가 높으며, HF는 무수 부식성 플루오르화 생성물보다 더 열역학적으로 안정하다. 한편, 플라즈마에 의해 변환되지 않은 PFC는 플라즈마 배출구에서 이들 수소화 첨가제들과 실질적으로 반응하지 않을 것이다. 따라서, PFC 변환 수율은, 수소화되지 않은, 특히 산소화 화합물 또는 화합물들이 플라즈마의 상류로 분사되는 첨가제로 이용되는 오염물질 제어 플라즈마의 변환 수율과 실질적으로 동일하다. Without wishing to be bound by any particular theory, the inventors believe that when anhydrous additives, in particular oxygenated additives, such as oxygen or air, are injected upstream of the plasma, the additives will decompose and / or be excited and the fragments may be PFC or It will react very easily with decomposition fragments of HFC to produce corrosive fluorinated compounds such as F 2 , COF 2 , SO 2 F 2 , SOF 4 (first species). Once formed, these compounds are very stable even at high temperatures of the gases in the microwave plasma and are very unlikely to decompose again. In particular, they are not substantially reconverted back to PFC. These anhydrous corrosive fluorinated products such as F 2 , COF 2 , SO 2 F 2 , SOF 4 have significantly greater reactivity than PFC. At the plasma outlet, when the hydrogenated compound is injected, the temperature is still high enough to react completely with the hydrogenation additive to some extent, essentially producing HF, and HF is more thermodynamically stable than the anhydrous corrosive fluorinated product. On the other hand, PFCs not converted by the plasma will not substantially react with these hydrogenation additives at the plasma outlet. Thus, the PFC conversion yield is substantially the same as the conversion yield of the contaminant controlled plasma that is used as an additive that is not hydrogenated, especially an oxygenated compound or compounds are injected upstream of the plasma.

도1A 및 도1B는 본 발명에 따른 장치의 두 개의 대안적인 실시예들을 도시한 단면도이다.1A and 1B are cross-sectional views showing two alternative embodiments of the device according to the invention.

도2는 노(furnace)의 구조를 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing the structure of a furnace.

도3 내지 도9는 여러 조건하에서 본 발명에 따른 방법의 실시 중의 측정 결과를 도시한 그래프이다.3 to 9 are graphs showing the measurement results during the implementation of the method according to the invention under various conditions.

도10은 유전체 튜브의 파괴를 방지하는 예시적인 실시예를 도시한 개략도이 다.10 is a schematic diagram illustrating an exemplary embodiment for preventing the dielectric tube from breaking.

이하에서는, 도1A 및 도1B를 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예를 설명한다.In the following, exemplary embodiments of the present invention are described with reference to FIGS. 1A and 1B.

그러한 장치는 반도체 물질의 처리 또는 박막 층의 증착을 위한 설비의 배출구에, 예를 들어 실질적으로 대기압에서, 0.7 바 또는 0.8 바 사이 그리고 1.3 바 또는 1.5 바의 질소 내에서 기체 폐기물을 이송하는 데 이용되는 펌프의 후방에 실질적으로 설치될 수 있다. 이들 폐기물들은 C2F6, 및/또는 c-C4F8, 및/또는 NF3 및/또는 CF4 및/또는 SF6와 같은 퍼플루오르화 화합물을 포함한다.Such devices are used to transport gaseous waste to outlets of equipment for the treatment of semiconductor materials or deposition of thin film layers, for example substantially between atmospheric pressure, between 0.7 bar or 0.8 bar and within 1.3 bar or 1.5 bar nitrogen. It can be installed substantially at the rear of the pump. These wastes include perfluorinated compounds such as C 2 F 6 , and / or cC 4 F 8 , and / or NF 3 and / or CF 4 and / or SF 6 .

표면 파동 유형의 플라즈마 소스(source)가 이용되며, 이는 엠. 모이슨(M. Moisan) 및 제트. 자크제스키(Z. Zakrzewski)의 마이크로파 여기된 플라즈마(Microwave Excited Plasma), 편집자 엠 모이슨(M. Moison) 및 제이. 펠레티어(J. Pelletier), 5과, 엘세비어, 암트테르담, 1992에 개시되어 있다.A plasma source of surface wave type is used, which is M. M. Moisan and Jet. Microwave Excited Plasma by Z. Zakrzewski, Editors M. Moison and Jay. J. Pelletier, 5, and Elsevier, Amsterdam, 1992.

참고 문헌 2는 AlN 내측 튜브(6) 및 석영 외측 튜브(8)를 포함하는 플라즈마 튜브(4)를 나타낸다.Reference 2 shows a plasma tube 4 comprising an AlN inner tube 6 and a quartz outer tube 8.

플라즈마는 고전압 개시기(initiator; 10)에 의해 개시된다.The plasma is initiated by a high voltage initiator 10.

처리되는 기체 혼합물, 예를 들어 PFC 및 질소의 혼합물이 혼합 영역(12)으로 이송된다.The gas mixture to be treated, for example a mixture of PFC and nitrogen, is transferred to the mixing zone 12.

기체상 물이 기화기 수단(14)을 이용하여 분사된다. 이러한 수단(14)은, 예 를 들어 계량(metering) 펌프(16)를 포함하며, 그 펌프는 전기열(electrothermal) 기화 노(furnace; 18)로 액체 물을 공급한다.Gaseous water is sprayed using the vaporizer means 14. Such means 14 comprise, for example, a metering pump 16, which supplies liquid water to an electrothermal vaporization furnace 18.

수증기가 기체 폐기물 내의 100 ppm과 5% 사이의 수증기 농도를 제공하는 유량으로 분사된다. 그에 따라, 상온에서 수증기 응축 한계치(2.3%) 아래로 조건을 유지할 필요가 없다.Water vapor is injected at a flow rate that provides a water vapor concentration between 100 ppm and 5% in the gaseous waste. Thus, there is no need to maintain the condition below the steam condensation limit (2.3%) at room temperature.

제어된 양의 물을 기체 상태로 변환하기 위해서, 탈이온수가 계량 펌프(16)에 의해서 제어된 양으로 저장용기(26)로부터 획득될 수 있다.In order to convert the controlled amount of water into the gaseous state, deionized water may be obtained from the reservoir 26 in a controlled amount by the metering pump 16.

노의 예시적인 실시예가 도2에 도시되어 있다. 이러한 노는 FIREWARD(600W) 유형의 카트리지 히터(40), 록울(rockwool) 재킷(32), 코일(34), 및 액체 물 유입구 채널(30)을 구비한다. An exemplary embodiment of the furnace is shown in FIG. This furnace has a FIREWARD 600W type cartridge heater 40, a rockwool jacket 32, a coil 34, and a liquid water inlet channel 30.

물이 코일(22) 내에서 유동하여 완전히 기화되며(도1A 참조), 코일은 카트리지 히터를 둘러싸는 스테인레스강 본체(24)로 구성된다.Water flows in the coil 22 to completely vaporize it (see FIG. 1A), and the coil consists of a stainless steel body 24 surrounding the cartridge heater.

카트리지 히터가 온도 제어부(24)에 연결될 수 있다. 온도 제어부는 열전대(28)를 이용하여 시스템으로 배출되는 물의 온도를 약 200℃ 내지 300℃로 조정함으로써 혼합물을 준비할 수 있게 한다.The cartridge heater may be connected to the temperature control 24. The temperature controller allows the preparation of the mixture by adjusting the temperature of the water discharged into the system using the thermocouple 28 to about 200 ° C to 300 ° C.

최종 노(18)는 폐기물을 위한 담체 기체로서 주로 이용되는, 예를 들어 질소 내에 함유된 수증기(20)를 분사하며, 이때의 온도는 농도를 고려하여 기체가 방출 한계에 도달하기 전에 재응축이 일어나지 않도록 결정된다.The final furnace 18 injects water vapor 20, which is mainly used as a carrier gas for the waste, for example, contained in nitrogen, at which temperature the recondensation takes place before the gas reaches the emission limit, taking into account the concentration. It is determined not to happen.

또한, 담체 기체의 높은 온도는 SiF4 또는 WF6와 같이 공정 챔버 내에서 박 막-필름 에칭 생성물의 가수분해로 인해 초래될 수 있는 고체(예를 들어, 실리카 또는 텅스텐 산화물)가 침착되는 것을 방지할 수 있다.In addition, the high temperature of the carrier gas prevents the deposition of solids (eg, silica or tungsten oxides) that may be caused by hydrolysis of thin film-film etch products, such as SiF 4 or WF 6 , in the process chamber. can do.

그러한 침착은 플라즈마 유입구의 막힘을 초래할 수 있다.Such deposition can result in blockage of the plasma inlet.

이러한 방법에 의해 제공되는 수소의 양은 양호한 변환 효율을 보장하며, 바람직하게 그 효율은 반응 화학량론(즉, 모든 유입 불소와 함께 HF만을 형성하기에 충분한 수소 원소)에 적어도 상응한다. 실질적으로, 시스템의 화학적 반응도에 따라, 최대 PFC 변환 비율을 획득하는 데 있어서 필요한 물의 양이 보다 많을 수 있다. 또한, 이는 관련된 PFC의 유형에 따라서 달라질 수 있다.The amount of hydrogen provided by this method ensures good conversion efficiency, and preferably the efficiency at least corresponds to the reaction stoichiometry (ie sufficient hydrogen element to form only HF with all incoming fluorine). Indeed, depending on the chemical reactivity of the system, the amount of water needed to obtain the maximum PFC conversion ratio may be higher. This may also vary depending on the type of PFC involved.

기체 폐기물을 포함하는 혼합물 내로 분사된 후에 수증기의 농도가 2% 이하가 된다면, 어느 경우에도 재응축이 발생되지 않는데, 이는 상온에서 수증기 응축 한계치(2.3%) 아래에서 조건이 유지되기 때문이다.If the concentration of water vapor is below 2% after being injected into the mixture comprising gaseous waste, in no case recondensation occurs because the conditions are maintained below the water vapor condensation limit (2.3%) at room temperature.

그러나, 방출되는 PFC의 양은, 20 내지 100 slm의 질소 희석 스트림에서, 저진공 펌프의 기술적 사양(specification)에 따라서, 에칭 반응기의 경우에 대략적으로 수십 sccm이 될 수 있고, 세정 중에 CVD 반응기에 대해서는 수백 sccm이 될 수도 있다. 예를 들어, 50 sccm의 CF4 경우에, HF만의 형성을 위해 적어도 100 sccm의 H2O가 제공된다. 반응 속도론이 또한 고려되어야 하며, 따라서 적어도 200 sccm의 H2O를 초래한다. 500 sccm의 C2F6의 경우에, 적어도 1500 sccm의 H2O가 필요하다. 그에 따라, 이는 천 또는 수천 ppmv, 예를 들어 2000 ppmv부터 일 퍼센트 이상, 예를 들어 3% 또는 5%까지의 수증기를 질소 내로 또는 폐기물의 혼합물 내로 제공한다.However, the amount of PFC released can be approximately tens of sccm in the case of an etch reactor, depending on the technical specifications of the low vacuum pump, in a nitrogen dilution stream of 20 to 100 slm, for the CVD reactor during cleaning. It could be hundreds of sccm. For example, in the case of 50 sccm CF 4 , at least 100 sccm H 2 O is provided for the formation of HF only. Kinetics should also be considered, resulting in at least 200 sccm of H 2 O. In the case of 500 sccm C 2 F 6 , at least 1500 sccm H 2 O is required. As such, this provides up to one percent, for example up to one percent, for example up to 3% or 5% water vapor, up to one thousand or several thousand ppmv, for example 2000 ppmv, into nitrogen or into a mixture of waste.

이는 이러한 조건 하에서의 포화 증기압에 기인하여 대기압 및 상온을 얻기가 불가능할 것임을 인식하여야 한다. 거시적 액적(drop)의 형태 또는 액체 필름으로 시스템 내에서 재응축되기 쉬운 물은 변환 반응에 큰 기여를 하지 않을 것이다. 또한, 이러한 수준에서 액체 물의 존재는 방출의 만족스러운 작동과 양립할 수 없을 것인데, 이는 특히 물이 마이크로파를 흡수할 것이기 때문이다.It should be recognized that due to the saturated vapor pressure under these conditions it will be impossible to obtain atmospheric pressure and room temperature. Water that is prone to recondensation in the system in the form of macro drops or liquid films will not make a significant contribution to the conversion reaction. In addition, the presence of liquid water at this level will be incompatible with the satisfactory operation of the release, especially since the water will absorb microwaves.

반대로, 본 발명은 이러한 단점을 제거할 수 있게 돕는다. 20℃ 내지 300℃, 바람직하게 50℃ 내지 200℃의 온도에서 수증기를 분사하는 것은 PFC의 효과적인 변환을 실행하기 위한 만족스러운 조건을 생성하는 역할을 한다. 100℃보다 높은 온도는 전술한 바와 같은 고체 침착물을 생성할 수 있는 특정 생성물의 가수분해를 추가로 방지할 것이다.On the contrary, the present invention helps to eliminate this disadvantage. Spraying water vapor at temperatures between 20 ° C. and 300 ° C., preferably between 50 ° C. and 200 ° C., serves to create satisfactory conditions for carrying out an effective conversion of the PFC. Temperatures above 100 ° C. will further prevent hydrolysis of certain products that can produce solid deposits as described above.

혼합 영역은 유동 속도가 약 20 내지 100 ℓ/분이고 평균 유동 속도가 50 ℓ/분인 초기 혼합물(또는 초기 폐기물, 예를 들어 N2 + PFC)과 유동속도가 예를 들어 약 1 ℓ/분인 수증기 사이의 접촉에 대응한다.The mixing zone is between an initial mixture (or an initial waste, eg N 2 + PFC) having a flow rate of about 20 to 100 l / min and an average flow rate of 50 l / min and steam having a flow rate of about 1 l / min, for example. Corresponds to the contact.

또한, 기체 형태의 물이 온도가 약 2500K 내지 7000K이고 플라즈마에 인접하여 위치되는 혼합 영역 내로 질소에 의해 혼입되며, 이는 재응축의 위험을 제거할 뿐만 아니라 에칭 공정의 부산물과의 사이에 발생할 수도 있는 바람직하지 못한 조기 반응도 방지한다.In addition, gaseous water is incorporated by nitrogen into the mixing zone where the temperature is about 2500K to 7000K and located adjacent to the plasma, which not only eliminates the risk of recondensation but may also occur between by-products of the etching process. It also prevents undesirable premature reactions.

이러한 혼합 영역에 도달하기 전에, 초기에는 액체 형태로 유닛에 제공되는 물이 전술한 바와 같이 노를 이용하여 실행되는 기화 공정을 거치게 된다.Before reaching this mixing zone, the water initially provided to the unit in liquid form is subjected to a vaporization process which is carried out using a furnace as described above.

실제 공정 폐기물의 처리의 경우에, 공정의 특정 생성물이 수증기와 조기에 상호작용하는 것을 피하기 위해, 바람직하게 플라즈마에 가능한 한 밀접한 수준에서, 수증기가 초기 폐기물 혼합물과 혼합된다.In the case of the actual process waste treatment, water vapor is mixed with the initial waste mixture, preferably at the level as close as possible to the plasma, in order to avoid the early interaction of certain products of the process with water vapor.

제1 실시예에 따라(도1A 참조), 기화기(14)의 배출구가 플라즈마(4)에 매우 인접하여 위치된다.According to the first embodiment (see FIG. 1A), the outlet of the vaporizer 14 is located very close to the plasma 4.

결과적으로, 플라즈마의 상류에서, 물이 수직으로 그리고 처리되는 혼합물의 도입부(arrival), 여기에서는 PFC-질소의 도입부에 직각으로 분사된다.As a result, upstream of the plasma, water is sprayed perpendicularly and at an angle to the introduction of the mixture to be treated, here the introduction of PFC-nitrogen.

다른 절차(도1B 참조)는 플라즈마의 하류에 그리고 한계부(limit)에 가능한 한 인접하여 수증기를 분사한다.Another procedure (see FIG. 1B) sprays water vapor downstream of the plasma and as close as possible to the limit.

도1B에서, 노(18)만이 도시되어 있으나, 그 노는 사실상 도1A에 도시된 구성과 관련하여 전술한 모든 부재들(16, 19, 24, 26, 28)을 포함할 것이다.In FIG. 1B, only furnace 18 is shown, but the furnace will include virtually all of the members 16, 19, 24, 26, 28 described above in connection with the configuration shown in FIG. 1A.

실제 방출 영역의 배출구에는, 정의에 의해서, 대전 입자, 이온 및 전자가 없다. 그러나, 이는 중성 종들이 모두 최종적으로 안정한 형태에 있다는 것을 의미하는 것이 아니며, 또한 기저 에너지 상태에 있다는 것을 의미하는 것도 아니다. 대기 마이크로파 플라즈마는 열역학적 평형으로부터 상당히 먼 것은 아니며, 그 곳에서 무거운 입자들의 온도는 (전자와 반대로) 통상적으로 중심 축선에서 2500 내지 7000K이다.At the outlet of the actual emitting area, by definition, there are no charged particles, ions and electrons. However, this does not mean that the neutral species are all in finally stable form, nor does it mean that they are in the ground energy state. Atmospheric microwave plasmas are not quite far from thermodynamic equilibrium, where the temperature of the heavy particles is typically 2500 to 7000K at the central axis (as opposed to electrons).

일반적으로 빠른 기체의 속도(반경방향 수축으로 인한 플라즈마의 작은 특징적인 직경)로 인해, 분해된 파편으로부터의 PFC 분자의 재형성이 일어날 수 있기 전에, 기체는 특성 거리를 따라 매우 고온으로 유지될 것이다.In general, due to the high velocity of the gas (small characteristic diameter of the plasma due to radial contraction), the gas will remain at very high temperatures along the characteristic distance before reformulation of the PFC molecules from the decomposed fragments can occur. .

또한, 준안정(metastable)의 높은 에너지 상태가 특정 종에 대해 존재할 것이며, 그러한 높은 에너지 상태의 점진적인 하방 천이 역시 후-방출(post-discharge)에 인접한 반응 속도에 중요한 역할을 할 것이다.In addition, a metastable high energy state will be present for a particular species, and the gradual downward transition of that high energy state will also play an important role in the reaction rate adjacent to post-discharge.

도1B에 도시된 바와 같이, 이러한 후-방출에 인접하여 수증기를 분사하는 것은 또한 양호한 효율로 PFC를 HF로 변환시키도록 돕는다.As shown in Figure 1B, spraying water vapor adjacent to this post-release also helps to convert the PFC to HF with good efficiency.

표면 파동 튜브의 경우에, 수증기가 유체 피팅(fitting) 하류로부터, 그에 따라 세라믹 방출 튜브(6)의 하류 단부 이후에, 결국 방출부의 하류 한계로부터 몇 cm 거리에 분사된다.In the case of a surface wave tube, water vapor is injected from the fluid fitting downstream, and thus after the downstream end of the ceramic discharge tube 6, eventually several cm from the downstream limit of the discharge.

그에 따라, 플라즈마의 하류에서, 분사가 수평방향으로 그리고 플라즈마로부터 배출되는 기체에 대해 직각으로 이루어진다.Thus, downstream of the plasma, the injection is made in the horizontal direction and at right angles to the gas exiting the plasma.

본 발명에 따른 방법의 실시에 의한 개선된 PFC 변환 수율 및 HF 형성을 나타내기 위해서, 이하의 PFC: SF6 및 CF4에 대해서 각각 시험을 실시하였다. 공지된 바와 같이, 이들 특히, CF4는 가장 붕괴시키기 어려운 PFC 계열이다.In order to show the improved PFC conversion yield and HF formation by the practice of the method according to the invention, the following PFCs: SF 6 and CF 4 were each tested. As is known, these in particular, CF 4 is the most difficult to collapse PFC series.

먼저, O2에 대해서 실험적인 시험을 실시하였으며, PFC를 파괴하기 위해, 이하의 혼합물을 이용하였다: PFC + N + O2, 여기서 N은 담체 기체이고 O2는 안정한 부식성 플루오르화 부산물의 형성을 허용하는 첨가 기체이며, 부식성 플루오르화 부산물은 고체 베드에서의 반응성 흡착(예를 들어, 씨에스 클린 시스템즈(CS Clean Systems)가 제공하는 상업용 시스템)에 의해 후속하여 처리된다.First, an experimental test was conducted on O 2 and to destroy PFC, the following mixture was used: PFC + N + O 2 , where N is the carrier gas and O 2 was the formation of stable corrosive fluorinated byproducts. As a permissible addition gas, corrosive fluorination by-products are subsequently treated by reactive adsorption in a solid bed (e.g., a commercial system provided by CS Clean Systems).

PFC 농도는 예를 들어 약 50 ℓ/분의 총 유량에서 1000 ppm 내지 1% 범위 내에서 변화될 수 있을 것이다.The PFC concentration may vary within a range from 1000 ppm to 1%, for example, at a total flow rate of about 50 L / min.

산소의 양은 일반적으로 최적의 파괴율을 갖도록 하는 PFC 농도의 1.5배이며, 질소는 충분한 양으로 존재하며, 저진공 펌프로부터 배출되기에 앞서 실제 기체 폐기물은 안전을 이유로 대량의 질소 스트림에서 시스템적으로 희석되며, 그에 따라 질소가 실제 기체 폐기물 내의 대부분의 성분이 될 것이다.The amount of oxygen is typically 1.5 times the concentration of PFC to give the optimum rate of breakdown, the nitrogen is present in sufficient quantities, and the actual gaseous waste is systematically removed from the large stream of nitrogen for safety reasons prior to exiting the low vacuum pump. Dilution, so nitrogen will be most of the components in the actual gaseous waste.

이들 3가지 기체들은 균일하고 안정한 혼합물을 보장하기 위한 루프(loop)를 구비하는 기체 분배 패널을 이용하여 혼합된다. 혼합물은 방출 튜브의 유체 연결부의 부재들 중 하나인 절연 알루미늄 피팅을 통해 플라즈마 설파가이드(surfaguide) 소스(4)에 도달한다.These three gases are mixed using a gas distribution panel with a loop to ensure a uniform and stable mixture. The mixture reaches the plasma surfaguide source 4 via an insulated aluminum fitting, which is one of the members of the fluid connection of the discharge tube.

본 발명에 따른 대안적인 화학 공정에서, 이러한 혼합물은 O2 대신에(또는 O2와 함께) 기체상 H2O를 첨가함으로써 개질될 수 있다.In an alternative chemical processes according to the invention, such a mixture may be modified by the addition of gaseous H 2 O (with or O 2) is in place of O 2.

기체는 동일한 혼합 공정으로 유입되지 않는다: 도1A 및 도1B와 관련하여 확인할 수 있는 바와 같이, PFC, 질소 및 산소, 오히려 일부분의 경우에 PFC + 질소, 다른 부분의 경우에 수증기가 다른 위치에서 독립적으로 도입된다.The gas does not enter the same mixing process: as can be seen in connection with FIGS. 1A and 1B, PFC, nitrogen and oxygen, rather in some cases PFC + nitrogen, in other parts water vapor are independent at different locations. Is introduced.

전술한 2개의 구성 즉, 플라즈마의 상류 및 하류에서, PFC의 파괴에 의해 생성된 부산물 및 HF의 형성, 그리고 또한 변환 수율을 관찰하고 비교할 수 있다.In the two configurations described above, upstream and downstream of the plasma, the formation of by-products and HF produced by the destruction of the PFC, and also the conversion yield, can be observed and compared.

시험exam

본 발명에 따른 방법의 실시에 의한 개선된 변환 수율 및 HF 형성을 나타내 기 위해서, SF6(1000 ppm 및 5000 ppm) 및 CF4(5000 ppm)를 이용하여 파괴 시험을 실시하였다.To demonstrate improved conversion yield and HF formation by the practice of the method according to the invention, fracture tests were carried out using SF 6 (1000 ppm and 5000 ppm) and CF 4 (5000 ppm).

실험 조건은 다음과 같다:The experimental conditions are as follows:

- 마이크로파 발생기: 2.45 GHz의 주파수에서 4 내지 6 kW의 전력.Microwave generator: power of 4 to 6 kW at a frequency of 2.45 GHz.

- 알루미늄 질화물 튜브: 길이(l) = 350 mm, 내경(Id) = 8 mm, 외경(ID) = 12 mm. Aluminum nitride tube: length l = 350 mm, inner diameter I d = 8 mm, outer diameter I D = 12 mm.

- 총 생산량: Qtotal = 50 ℓ/분.Total yield: Q total = 50 l / min.

- SF6 의 경우에 P = 4000 W, 그리고 CF4 의 경우에 4500 W.P = 4000 W for SF 6 and 4500 W for CF 4 .

마이크로파 플라즈마에 의한 PFC 파괴에 의해 생성된 부산물을 식별하기 위해, 플라즈마에 의한 처리 후에, 푸리에 변환 적외선 스펙트로미터(FTIR)를 이용하여, 다음의 조건하에서 FTIR 분석을 실시하였다:To identify by-products generated by PFC destruction by microwave plasma, after treatment with plasma, FTIR analysis was performed using a Fourier transform infrared spectrometer (FTIR) under the following conditions:

- 셀(Cell) 길이(l) = 10 cm.Cell length l = 10 cm.

- ZnSe 윈도우.ZnSe window.

- 샘플링 조건: 대기압 및 상온.Sampling conditions: atmospheric pressure and room temperature.

- 분석을 위해 샘플링된 유동 = 3 ℓ/분.Flow sampled for analysis = 3 l / min.

규정된 모든 실험 조건들에서, 플라즈마의 상류에서의 기체 분사 상태에서의 시험 결과를 제시하였으며, 첫 번째 것은 SF6의 파괴를 그리고 다음 것은 CF4의 파괴를 나타낸다.At all defined experimental conditions, test results in the gas injection state upstream of the plasma were presented, the first showing the destruction of SF 6 and the next showing the destruction of CF 4 .

각 분자에 대해서, 플라즈마 파괴에 의해 생성된 부산물의 스펙트럼을 획득하였고 PFC 변환 수율을 측정하였다:For each molecule, the spectra of by-products generated by plasma destruction were obtained and the PFC conversion yields were measured:

- O2가 있고 그리고 H2O가 없는 상태에서, With O 2 and without H 2 O,

- H2O가 있고 그리고 O2가 없는 상태에서, -With H 2 O and without O 2 ,

- H2O 및 O2가 있는 상태.-H 2 O and O 2 present.

이러한 방법은 PFC 파괴 공정에서 이들 분자들 각각의 역할 및 영향을 명확하게 관찰할 수 있게 한다.This method makes it possible to clearly observe the role and effect of each of these molecules in the PFC destruction process.

SFSF 66 파괴의 경우 In case of destruction

O2를 플라즈마의 상류에 분사하는 경우에, 다음 조건들이 이용되었다:In the case of spraying O 2 upstream of the plasma, the following conditions were used:

- SF6: 농도 1000 ppm,SF 6 : concentration 1000 ppm,

- 질소 유량: = 49.5 ℓ/분,Nitrogen flow rate: = 49.5 l / min,

- SF6 유량: = 0.05 ℓ/분,SF 6 flow rate: = 0.05 I / min,

- 산소 유량: = 0.075 ℓ/분.Oxygen flow rate: = 0.075 l / min.

도3(IR 분석 결과)에 도시된 바와 같이, O2를 이용한 SF6의 파괴에 의해 생성되는 부산물은 다음과 같다: HF, SO2F2, SOF4.As shown in FIG. 3 (IR analysis results), by-products generated by the destruction of SF 6 with O 2 are as follows: HF, SO 2 F 2 , SOF 4 .

이어서, 다음 조건에서 물이 첨가된다:Subsequently, water is added under the following conditions:

- SF6 : 농도 1000 ppm, SF 6 : Concentration 1000 ppm,

- 질소 유량: = 49.9 ℓ/분,Nitrogen flow rate: = 49.9 L / min,

- SF6 유량: = 0.05 ℓ/분,SF 6 flow rate: = 0.05 I / min,

- 산소 유량: = 0.075 ℓ/분,Oxygen flow rate: = 0.075 l / min,

- 물 유량: = 0.4 ℓ/분.Water flow rate: = 0.4 l / min.

IR 분석 결과를 도4에 도시하였다.IR analysis results are shown in FIG. 4.

O2가 있는 또는 없는 상태에서 H2O를 포함시키는 것은 동일한 부산물을 생성한다: HF, SO2. 그러나, HF의 양은 H2O의 첨가로 보다 높아지고, SO2F2, SOF4와 같은 부식성 화합물이 사라지고 SO2에 의해 대체되었다.Including H 2 O with or without O 2 produces the same by-products: HF, SO 2 . However, the amount of HF was higher with the addition of H 2 O, and corrosive compounds such as SO 2 F 2 , SOF 4 disappeared and replaced by SO 2 .

이들 생성물의 후-처리는 스크러버 또는 소다 석회 카트리지에 문제를 일으키지 않는다.Post-treatment of these products does not cause problems with scrubbers or soda lime cartridges.

또한, 특히 많은 잉여량의 물의 도입되는 경우의 습식 분위기에서 그리고 상류 회로에서 황산의 형성을 피하기 위해서 라인 물질을 선택하는 데 있어서 미리 주의를 기울일 수 있게 된다.In addition, precautions can be taken in selecting the line material in order to avoid the formation of sulfuric acid, especially in the wet atmosphere when large amounts of excess water are introduced and in the upstream circuit.

비록 F2가 정량화되지 않았지만, 유사한 경우로부터 유추한다면, SO2F2, SOF4 가 실질적으로 사라질 것임을 예상할 수 있다. 그에 따라, 스크러버에서 후-처리 중에 OF2가 발생될 위험이 없게 된다.Although F 2 is not quantified, inferring from a similar case, SO 2 F 2 , SOF 4 Can be expected to disappear substantially. Thus, there is no risk of OF 2 occurring during post-treatment in the scrubber.

결론적으로, 플라즈마의 상류에서의 H2O 첨가 시험의 경우에, 상당한 이점을 확인할 수 있는데, 즉:In conclusion, in the case of the H 2 O addition test upstream of the plasma, significant advantages can be identified, namely:

- "습식 스크러버" 또는 소다 석회에서 중화 후-처리와 양립할 수 없는 부식성 플루오르화 부산물이 효과적으로 제거되고 본질적으로 HF에 의해서 대체된다.-In a "wet scrubber" or soda lime, corrosive fluorinated by-products incompatible with neutralization post-treatment are effectively removed and essentially replaced by HF.

- 또한, 변환 수율 관점으로부터, 파괴율이 상당히 개선된다.In addition, from the conversion yield point of view, the breakdown rate is significantly improved.

도5 및 도6은 SF6의 파괴에 미치는 O2 및 H2O의 영향을 첨가되는 기체 유량(수증기)의 함수로서 각각 도시한 것이다.5 and 6 show the effects of O 2 and H 2 O on the destruction of SF 6 as a function of the added gas flow rate (water vapor), respectively.

도5는, 1000 ppm 및 4 kW에서의 SF6 파괴율을 첨가된 기체 유량의 함수로서 도시한 것이다.Figure 5 shows the SF 6 destruction at 1000 ppm and 4 kW as a function of the added gas flow rate.

곡선 5-I는 수증기 없이 O2만을 첨가한 경우를 나타낸 것이고, 곡선 5-II는 O2 없이 H2O를 첨가한 경우를 나타낸 것이며, 곡선 5-III는 O2와 함께 H2O를 첨가한 경우를 나타낸 것이고, 이때 후자는 0.075 ℓ/분의 유량으로 첨가된다.Curve 5-I shows the addition of O 2 without water vapor, curve 5-II shows the addition of H 2 O without O 2 , and curve 5-III adds H 2 O with O 2 One case is shown, with the latter being added at a flow rate of 0.075 l / min.

이들 곡선은, O2 없이 H2O만이 첨가된 경우를 나타내는 곡선 5-II의 경우에 파괴율(DRE, %)이 보다 높다는 것을 보여준다. 그 파괴율은 현상황(O2)에서의 70%로부터 H2O를 이용하는 경우의 88%까지 증대되었다.These curves show that the breakdown rate (DRE,%) is higher for curve 5-II, where only H 2 O is added without O 2 . The breakdown rate increased from 70% in the current state (O 2 ) to 88% in the case of using H 2 O.

1000 ppm에서, H2O만으로 18%만큼 파괴율을 개선하는 것으로 확인되었다. 이와 대조적으로, O2의 도입 또는 미도입은 파괴율에 거의 영향을 미치지 않는다.At 1000 ppm, only H 2 O was found to improve the breakdown rate by 18%. In contrast, the introduction or no introduction of O 2 has little effect on the rate of destruction.

도6은 5000 ppm 및 4 kW에서의 SF6 파괴율을 첨가된 기체 유량의 함수로서 도시한 것이다.Figure 6 shows the SF 6 destruction at 5000 ppm and 4 kW as a function of the added gas flow rate.

곡선 6-I는 물 없이 O2만을 첨가한 경우를 나타낸 것이고, 곡선 6-II는 O2 없이 H2O를 첨가한 경우를 나타낸 것이며, 곡선 6-III는 O2와 함께 H2O를 첨가한 경우를 나타낸 것이고, 이때 후자는 0.25 ℓ/분의 유량으로 첨가된다.Curve 6-I shows the case of adding only O 2 without water, curve 6-II shows the case of adding H 2 O without O 2 , and curve 6-III adds H 2 O with O 2. One case is shown, with the latter being added at a flow rate of 0.25 l / min.

5000 ppm에서, 물은 SF6의 파괴에 보다 적은 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 즉, 파괴율은 70%로부터 80%로 상승되었다. 이와 대조적으로, 수증기의 영향은 혼합물 내의 SF6의 농도에 따라서 달라지며, 이는 이용한 변환 화학반응의 경우와 달랐다.At 5000 ppm, water was found to have less effect on the destruction of SF 6 . That is, the destruction rate rose from 70% to 80%. In contrast, the effect of water vapor depends on the concentration of SF 6 in the mixture, which is different from the conversion chemical reaction used.

CFCF 44 파괴의 경우 In case of destruction

CF4의 경우에, O2가 먼저 플라즈마의 상류로 분사되고, 다음의 실험 조건이 이용되었다:In the case of CF 4 , O 2 is first injected upstream of the plasma, and the following experimental conditions were used:

- CF4: 농도 5000 ppm,CF 4 : concentration 5000 ppm,

- 전력: 4000 W,Power: 4000 W,

- 총 생산량: = 50 ℓ/분,Total production: = 50 l / min,

- 산소 유량: = 0.375 ℓ/분.Oxygen flow rate: = 0.375 l / min.

도7(IR 분석 결과)에 도시된 바와 같이, (H2O 없이) O2를 이용한 CF4의 파괴 에 의해 생성되는 부산물은 다음과 같다: HF, COF2, CO2, FNO, FNO2.As shown in FIG. 7 (IR analysis results), the by-products produced by the destruction of CF 4 with O 2 (without H 2 O) are: HF, COF 2 , CO 2 , FNO, FNO 2 .

이어서, 다음 조건에서 물이 첨가된다:Subsequently, water is added under the following conditions:

- CF4: 농도 5000 ppm, CF 4 : concentration 5000 ppm,

- 총 생산량: = 50 ℓ/분,Total production: = 50 l / min,

- H2O 유량: = 0.6 ℓ/분,H 2 O flow rate: = 0.6 l / min,

- 전력: = 4000 W.Power: = 4000 W.

IR 분석 결과를 도8에 도시하였다.IR analysis results are shown in FIG. 8.

O2가 있는 또는 없는 상태에서 H2O를 포함시키는 것은 동일한 부산물을 생성한다: HF, CO 및 NO. 그러나, HF의 양은 H2O의 첨가로 보다 높아지고, COF2, CO2, FNO, FNO2와 같은 부식성 화합물이 사라지고 CO 및 NO에 의해 대체되었다.Including H 2 O with or without O 2 produces the same byproducts: HF, CO and NO. However, the amount of HF was higher with the addition of H 2 O, and corrosive compounds such as COF 2 , CO 2 , FNO, FNO 2 disappeared and were replaced by CO and NO.

도9는 5000 ppm 및 4.5 kW에서의 CF4 파괴율을 첨가된 기체 유량의 함수로서 도시한 것이다.9 shows the CF 4 destruction rate at 5000 ppm and 4.5 kW as a function of the added gas flow rate.

곡선 9-I는 물 없이 O2만을 첨가한 경우를 나타낸 것이고, 곡선 9-II는 O2 없이 H2O를 첨가한 경우를 나타낸 것이며, 곡선 9-III는 O2와 함께 H2O를 첨가한 경우를 나타낸 것이고, 이때 후자는 0.2 ℓ/분의 유량으로 첨가된다.Curve 9-I shows the addition of O 2 without water, curve 9-II shows the addition of H 2 O without O 2 , and curve 9-III adds H 2 O with O 2. One case is shown, with the latter being added at a flow rate of 0.2 l / min.

5000 ppm에서, CF4 + N2 혼합물 내로 H2O를 첨가하는 것은 SF6의 경우보다 덜 영향을 미쳤으며, 파괴율은 56%로부터 64%로 상승되었다. 그러나, CF4의 경우에, H2O의 영향은 1000 ppmv 및 5000 ppmv에서 동일하였다.At 5000 ppm, the addition of H 2 O into the CF 4 + N 2 mixture had less effect than with SF 6 and the breakdown rate rose from 56% to 64%. However, in the case of CF 4 , the effects of H 2 O were the same at 1000 ppmv and 5000 ppmv.

플라즈마의Plasma 하류에서의 물 분사 Water jet downstream

시험 중에, 산소가 극히 상류(excess upstream)에서 미리 첨가되지 않는다면, 이전의 경우보다 파괴율이 낮다는 것을 확인하였다.During the test, it was found that the rate of destruction was lower than in the previous case if oxygen was not added in advance upstream.

SF6 또는 CF4 분해 파면들이 플라즈마 기둥(column)을 떠날 때, 수증기와 접촉하고 반응하여 안정한 부식성 플루오르화 부산물을 형성하기 이전에, 서로 실질적으로 반응하여 초기 PFC 분자를 재형성할 충분한 시간을 가진다는 사실에 의해서 설명된다. 변환율은 영(zero)이 아닌데, 이는 기체가 이러한 수준에서 여전히 매우 고온이기 때문이며, 그 온도는 약 700 내지 1700K이다(따라서, 하류 열 교환기가 존재). 그러나, 이러한 온도는 플라즈마 기둥에서의 온도(2000K보다 상당히 높음)보다 낮으며, 또한 분해 효율에 있어서 큰 역할을 하는 평형으로부터 벗어난 보다 더 여기된 상태의 밀도(populations)가 실질적으로 감소된다.When the SF 6 or CF 4 decomposition wavefronts leave the plasma column, they have sufficient time to react substantially with each other to reform the initial PFC molecules before they come into contact with and react with water vapor to form stable corrosive fluorinated byproducts. Is explained by the facts. The conversion rate is not zero because the gas is still very hot at this level, and the temperature is about 700 to 1700 K (and therefore there is a downstream heat exchanger). However, this temperature is lower than the temperature at the plasma column (which is significantly higher than 2000K), and the populations of more excited states beyond the equilibrium, which also plays a large role in decomposition efficiency, are substantially reduced.

본 발명은, 실시예와 관계 없이, 기체 스크러버의 또는 소다 석회를 기반으로 하는 과립들의 고체 베드를 폐기물 스트림의 대기 중 방출에 앞서서 플라즈마 반응의 부산물을 비가역적으로 포획하기 위한 수단으로 이용할 수 있게 허용한다.Regardless of the embodiment, the present invention allows the use of a solid bed of granules based on gas scrubber or soda lime as a means to irreversibly capture the byproducts of the plasma reaction prior to the release of the waste stream into the atmosphere. do.

진공 하에서 작동되는 반도체 제조 반응기(도10에 도시하지 않음)가 펌프들에 연결되며, 도10(후술함)에는 대기압의 폐기물을 배출구(2)에서 전달하는 저진공 펌프(1)만이 도시되어 있다.A semiconductor manufacturing reactor (not shown in FIG. 10) operating under vacuum is connected to the pumps, and in FIG. 10 (described below) only a low vacuum pump 1 is shown which delivers atmospheric pressure at the outlet 2. .

여러 반응기들에 연결된 다수의 펌프(1)가 병렬로 연결되어, 공정의 여러 단계들(증착, 에칭, 반응기 세정 등)을 실행하는 반응기들로부터 생성되는 폐기물을 동시에 처리한다.Multiple pumps 1 connected to several reactors are connected in parallel to simultaneously process waste generated from the reactors performing the various steps of the process (deposition, etching, reactor cleaning, etc.).

이들 기체들이 부재(5)를 통해서 플라즈마 시스템(6)(폐기물 파괴를 위한 플라즈마 시스템일 수 있고, 특히 미국 특허 제5 965 786호에 개시된 시스템일 수 있다)으로 도입되기 전에, 제1 입자 필터(4)가 제공된다.Before these gases are introduced through the member 5 into the plasma system 6 (which may be a plasma system for waste destruction, in particular the system disclosed in US Pat. No. 5,965,786), a first particle filter ( 4) is provided.

플라즈마 시스템(6)의 배출구에서, 열교환 수단(9)이 배치되어 처리된 기체를 냉각시키며, 이러한 수단(9)의 하부 부분에는 이 수단(9) 내에서 응축된 액체 또는 수단(9) 내에서 또는 그 상류에 형성된 고체를 회수하기 위한 수단이 제공될 수 있다.At the outlet of the plasma system 6, a heat exchange means 9 is arranged to cool the treated gas, the lower part of which means 9 in liquid or means 9 condensed in the means 9. Or means for recovering the solid formed upstream thereof.

필요한 경우에 플라즈마를 (방출 라인) 하류와 격리시키기 위한 밸브(10)를 통과한 후에, 저온 기체들이 라인(11)을 통과하여 추가적인 포획부(13)에 공급되어 폐기 생성물이 선택적으로 응축되거나 부재(15)에서 제거된 고체가 포획되며(선택적으로, 방법에 따라서 달라짐), 잔류 기체상 폐기물은 라인(12)을 통해서 소위 당업자에게 공지된 기체 생성물의 건식 또는 습식 포획 수단(14) 내로 유동된다.If necessary, after passing the valve 10 for isolating the plasma downstream of the (emission line), cold gases are passed through the line 11 to the additional trap 13 to selectively condense or absent the waste product. The solid removed in (15) is captured (optionally, depending on the method), and residual gaseous waste is flowed through line 12 into the so-called dry or wet capture means 14 of gaseous products known to those skilled in the art. .

본 발명에 따라, 산화 원소 이외의 원소들이 플라즈마(6)의 상류 지점(A)(7) 및/또는 플라즈마(6)의 하류(B)에 분사되는 한편, 전술한 바와 같이, 적어도 하나의 산화 원소가 선택적으로 (필수적인 것은 아님) 플라즈마 수단(6) 내로 분사된다.According to the invention, elements other than the oxidizing element are injected upstream of the plasma 6 (A) 7 and / or downstream of the plasma 6 (B) while, as described above, at least one oxidation An element is optionally (but not required) injected into the plasma means 6.

만약, 플라즈마를 통과함으로써 플라즈마가 생성되는 챔버의 벽에 금속 침착 물을 생성할 수도 있는 금속의 기체 화합물, 예를 들어 WF6를 라인(5) 내의 폐기물이 포함하지 않는다면, 플라즈마 발생 수단(6) 내에 금속이 침착될 위험 없이, 수소화 및/또는 환원 기체 생성물이 플라즈마의 상류로 분사될 수 있으며, 생성물은 산소 및 수소 모두를 포함한다. 플라즈마로부터 생성된 독점적으로 수소화 및/또는 환원 반응제를 분사하는 것이 유지, 감소 또는 제거될 수 있다.If the gaseous compounds of the metal, eg WF 6 , which may generate metal deposits on the walls of the chamber where the plasma is generated by passing through the plasma, do not contain waste in line 5, the plasma generating means 6 Hydrogen and / or reducing gas products can be injected upstream of the plasma, without the risk of metal depositing in the product, the product comprising both oxygen and hydrogen. Spraying exclusively hydrogenation and / or reduction reactants generated from the plasma can be maintained, reduced or eliminated.

만약, 반대로, 폐기물이 적어도 하나의 금속의 하나 이상의 기체상 화합물(예를 들어, WF6)을 포함한다면, 적어도 하나의 무수 산소화 원소(산소, 공기, 질소)가 플라즈마의 상류에서 처리 폐기물 내로 독점적으로 분사되는 한편, 적어도 하나의 수소화 및/또는 환원 첨가 생성물이 바람직하게 플라즈마의 하류에서 (또는 플라즈마 내로 가장 앞 부분에서 또는 후-방출 영역 내로) 생성된 제1 종의 혼합물 내로 분사된다. (이러한 분사와 관련한 불확실성의 경우에, 이러한 제2 해결책을 이용하는 것이 바람직하다).Conversely, if the waste comprises one or more gaseous compounds of at least one metal (eg WF 6 ), at least one anhydrous oxygenating element (oxygen, air, nitrogen) is exclusively into the treatment waste upstream of the plasma. While at least one hydrogenation and / or reduction addition product is preferably injected into the mixture of the first species produced downstream of the plasma (or at the foremost part of the plasma or into the post-emission zone). (In case of uncertainty associated with this injection, it is preferable to use this second solution).

이러한 경우에, H2O, H2, CH4, NH3, 메탄올 및 에탄올과 같은 알콜, 글리콜, 탄화수소, 수소화물, 및/또는 수소화 원소와 같은 적어도 하나의 환원 첨가제가 플라즈마의 하류로 분사될 수 있다.In this case, at least one reducing additive, such as alcohols, glycols, hydrocarbons, hydrides, and / or hydride elements, such as H 2 O, H 2 , CH 4 , NH 3 , methanol and ethanol, may be injected downstream of the plasma. Can be.

플라즈마 하류의 지점(B)(8)에서, 냉각에 앞서서, 필요하다면, 산화 첨가제가 선택적으로 첨가될 수 있다.At point B (8) downstream of the plasma, an oxidizing additive may optionally be added, if necessary, prior to cooling.

Claims (18)

실질적으로 대기압에서 기체 폐기물을 플라즈마 처리하는 방법이며,Is a method of plasma treating gaseous waste at substantially atmospheric pressure, 피처리 폐기물을 플라스마 소스 내로 분사하는 단계, 및Spraying the waste to be treated into a plasma source, and 플라즈마의 상류 및/또는 하류로 수증기를 분사하는 단계를 포함하는 기체 폐기물의 플라즈마 처리 방법.Spraying water vapor upstream and / or downstream of the plasma. 제1항에 있어서, 폐기물의 압력은 0.8 바(bar) 내지 1.3 바인 기체 폐기물의 플라즈마 처리 방법.The method of claim 1, wherein the pressure of the waste is 0.8 bar to 1.3 bar. 제1항 또는 제2항에 있어서, 수증기가 100 ppm과 5% 사이의 농도로 분사되는 기체 폐기물의 플라즈마 처리 방법.The method of claim 1 or 2, wherein water vapor is injected at a concentration between 100 ppm and 5%. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 수증기가 20 내지 300℃의 온도로 분사되는 기체 폐기물의 플라즈마 처리 방법.The method of any one of claims 1 to 3, wherein the water vapor is injected at a temperature of 20 to 300 ° C. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 피처리 폐기물이 반도체 처리 공정으로부터의 폐기물인 기체 폐기물의 플라즈마 처리 방법.The plasma processing method of the gaseous waste of any one of Claims 1-4 whose waste to-be-processed is waste from a semiconductor processing process. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 피처리 폐기물이 퍼플루오르화 기체 및/또는 하이드로플루오로카본 기체 및 질소의 혼합물인 기체 폐기물의 플라즈마 처리 방법.The plasma treatment method according to any one of claims 1 to 5, wherein the waste to be treated is a mixture of perfluorinated gas and / or hydrofluorocarbon gas and nitrogen. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 플라즈마 소스가 표면 파동 유형인 기체 폐기물의 플라즈마 처리 방법.The method of any one of claims 1 to 6, wherein the plasma source is a surface wave type. 실질적으로 대기압에서 기체 폐기물을 플라즈마 처리하는 장치이며,Is a device for substantially treating gaseous waste at atmospheric pressure, 플라즈마 토치 수단(4, 6, 8, 10) 및 혼합 영역(12, 21) 내로 수증기를 분사하는 수단(14, 16, 18, 24, 26)을 포함하는 기체 폐기물의 플라즈마 처리 장치.Plasma torch means (4, 6, 8, 10) and means (14, 16, 18, 24, 26) for injecting water vapor into the mixing zone (12, 21). 제8항에 있어서, 수증기를 분사하는 수단은 플라즈마 형성 영역의 상류에 위치되는 기체 폐기물의 플라즈마 처리 장치.9. The apparatus of claim 8, wherein the means for injecting water vapor is located upstream of the plasma forming region. 제8항에 있어서, 수증기를 분사하는 수단은 플라즈마 형성 영역의 하류에 위치되는 기체 폐기물의 플라즈마 처리 장치.9. The apparatus of claim 8, wherein the means for injecting water vapor is located downstream of the plasma forming region. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 플라즈마 발생 수단이 표면 파동 소스를 포함하는 기체 폐기물의 플라즈마 처리 장치.The apparatus for treating gaseous waste according to any one of claims 7 to 10, wherein the plasma generating means comprises a surface wave source. 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 수증기를 분사하는 수단이 온도 조정 수단(24, 28)을 구비하는 기화기를 포함하는 기체 폐기물의 플라즈마 처리 장치.The apparatus for treating gaseous waste according to any one of claims 7 to 11, wherein the means for injecting water vapor includes a vaporizer having temperature adjusting means (24, 28). 제7항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 플라즈마 반응 생성물을 비가역적으로 포획하기 위한 수단, 예를 들어 소다 석회를 기반으로 하는 과립들의 고체 베드(bed) 또는 기체 스크러버를 더 포함하는 기체 폐기물의 플라즈마 처리 장치.13. The gas according to any one of claims 7 to 12, further comprising means for irreversibly trapping the plasma reaction product, for example a solid bed or gas scrubber of granules based on soda lime. Plasma treatment unit for waste. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 반응기로부터 생성되는 폐기물이 파괴되며, 상기 폐기물은 적어도 하나의 펌프를 통해서 PFC 또는 HFC 유형의 분자들의 불소와 다른 원소 사이의 이들 PFC 또는 HFC 유형의 분자들 내의 결합의 적어도 일부를 파괴할 수 있는 플라즈마 수단으로 이송되어, 이후 제2 기체, 액체 또는 고체 종으로 변환되는 제1 종을 생성하며, 이들 제2 종이 건식 또는 습식 스트립핑(stripping) 수단과 상호작용하기 전에, 적어도 하나의 수소화 및/또는 환원 반응제가 플라즈마의 하류이지만 스트립핑 수단의 상류에 분사되어 생성된 제1 종과 반응하고 제2 종을 형성하며, 이들 제2 종의 적어도 일부가 워터 스크러버(water scrubber)와 같은 습식 스트립핑 수단에 의해서 제거될 수 있으며, 플라즈마의 상류 및/또는 전방 및/또는 하류에서의 수증기 분사 단계가 선택적으로 제거되는 기체 폐기물의 플라즈마 처리 방법.The waste generated from the reactor is destroyed and the waste passes through at least one pump between these fluorine and other elements of the PFC or HFC type molecules. Transported to a plasma means capable of breaking at least some of the bonds in the molecules of to produce a first species which is then converted into a second gas, liquid or solid species, these second species being dry or wet stripping. Prior to interacting with the means, at least one hydrogenation and / or reduction reagent is injected downstream of the plasma but upstream of the stripping means to react with the resulting first species and form a second species, at least of these second species Some may be removed by wet stripping means, such as a water scrubber, and may be water upstream and / or forward and / or downstream of the plasma. The plasma processing method of the waste gas exchanger spraying step is to be selectively removed. 제14항에 있어서, 적어도 하나의 수소화 및/또는 환원 반응제의 분사가 플라 즈마의 가장 앞부분에서 또는 플라즈마의 후-방출 영역에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 기체 폐기물의 플라즈마 처리 방법.15. The method of claim 14, wherein the injection of the at least one hydrogenation and / or reduction reagent is at the forefront of the plasma or in the post-emission zone of the plasma. 제14항 또는 제15항에 있어서, 수소화 및/또는 환원 반응제가 H2O, NH3, CH4 및/또는 알콜로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 폐기물 파괴 방법.The process of claim 14 or 15, wherein the hydrogenation and / or reduction reagent is selected from H 2 O, NH 3 , CH 4 and / or alcohols. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 산소화 화합물이 플라즈마의 상류에 분사되는 것을 특징으로 하는 기체 폐기물의 플라즈마 처리 방법.17. The method of any one of claims 14 to 16, wherein at least one oxygenated compound is injected upstream of the plasma. 제17항에 있어서, 폐기물이 플라즈마를 통과함으로써 플라즈마가 생성되는 챔버의 벽에 금속 침착물을 생성할 수 있는 원소들을 포함하지 않게 되며, 상류에 분사되는 산소화 화합물이 또한 수소 원자를 포함할 수 있으며 수소화 및/또는 환원 반응제의 분사가 유지, 감소 또는 심지어 제거될 수 있는 것을 특징으로 하는 기체 폐기물의 플라즈마 처리 방법.The method of claim 17, wherein the waste does not contain elements capable of generating metal deposits on the walls of the chamber where the plasma is generated by passing the plasma, and the oxygenated compound injected upstream may also include hydrogen atoms, A method for plasma treatment of gaseous wastes, characterized in that the injection of hydrogenation and / or reduction reactants can be maintained, reduced or even eliminated.
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