處理廢氣的方法和裝置制造方法及圖紙

一種處理廢氣的裝置，其具有預處理部分，用于從廢氣中除去粉末成分、水溶性成分和水解成分中的至少一個，所述廢氣含有氟化合物和ＣＯ中的至少一個；加熱氧化分解部分，用于進行所述氟化合物和ＣＯ中的至少一個的加熱氧化分解，以凈化所述廢氣。該裝置具有后處理部分，用于后處理由加熱氧化分解所產生的酸性氣體如ＨＦ。本發明專利技術還涉及一種處理廢氣的方法，該廢氣含有氟化合物和ＣＯ中的至少一個，該方法包括：從所述廢氣中除去粉末成分、水溶性成分和水解成分中的至少一個；將Ｏ↓［２］和Ｈ↓［２］Ｏ加入所述廢氣中；加熱所述廢氣，以分解或氧化廢氣中的氟化合物和ＣＯ中的至少一個；以及從已分解或氧化的廢氣中除去在氟化合物分解時產生的酸性氣體。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種處理廢氣的方法和裝置，特別是涉及一種高效凈化廢 氣的方法和裝置，所述廢氣含有氟化合物和一氧化碳氣體(CO)，其是在 半導體制造過程如半導體制造裝置內表面的干洗過程或不同類型的膜如氧 化膜的蝕刻過程中排出的。
技術介紹
在半導體制造過程如蝕刻過程或化學氣相沉積(CVD)過程中，氟化 合物如氫氟酸碳(例如CHF3)或全氟化物(例如CF4、 C2F6、 C3F8、 C4F8、 C5F8、 C4F6、 SF6和NF3)已經用于該系統中。有時，CO、固3或02可用在 半導體制造裝置中。從使用氟化合物、CO或NH3的半導體裝置排出的廢氣 中包括一些有害成分如CO、 NH3、 SiF4、 F2、 COF2、 C5F8、 0^6或娜3。該 廢氣還包括無害但影響全球變暖的氟化合物。因此，當從使用氟化合物或 CO的半導體制造裝置中排出的廢氣進入周圍大氣時，必須凈化或解毒包含在廢氣中的有害氣體以及分解導致全球變暖的氣體。在處理包含在廢氣中的有害氣體(SiF4、 F2、 COF2、 C5F8、 QF6或NF3)的傳統方法中，有害成分由一吸附劑如人造沸石來吸附。然而，在該傳統 方法中，CO或全氟化合物(PFC)不能從廢氣中除去。此外，所述吸附劑 必須周期性地被更換，從而導致運行成本增加。一種濕式洗滌器已被用于洗滌或凈化廢氣，以從廢氣中除去水溶性氣 體和水解氣體如SiF4、 F2或NH3。然而，這樣的濕式洗滌器不能除去非水溶 性氣體，如CO和PFC。在從廢氣中除去CO的傳統方法中，用氧化催化劑和氧氣將CO氧化成 C02。然而，在該傳統的方法中，PFC不能通過分解除去。如果一種酸性氣體如SiF4或F2或PFC與氧化催化劑接觸，那么酸性氣體或PFC將使氧化催化 劑中毒，從而降低其CO氧化能力。因此，氧化催化劑必須周期性地更換。當上述吸附、濕式洗滌和氧化的傳統方法互相結合時，其能夠同時處 理廢氣中的有害氣體和CO。然而，這些處理必須定期更換部件，從而導致 運行成本的增加。而且，用上述結合方法仍然不能將PFC從廢氣中除去。已經有人建議一種利用不同類型的催化劑分解PFC以從廢氣中除去 PFC的方法。然而，如果催化劑失效，那么有害成分如CO、 CsF8和C4F6可能 在催化劑失效后立即排到周圍大氣中去。也有人己經建議一種通過燃燒處 理PFC的方法。然而，取決于燃燒的情況，NOx或CO可能作為副產品氣體 而產生。由于該方法需要燃料如H2、天然氣(城市煤氣)或丙垸氣，其必 須提供用于供應該燃料的設備。此外，需要通過一復雜的過程來控制該操 作過程。也有人建議一種通過加熱氧化來分解PFC的方法。然而，為了分解 未必可能被分解的PFC (例如CF》，應當將廢氣加熱至140(TC或更高的高 溫。在此情況下，施加在系統中的材料和加熱器上的負荷變得相當大。已經有人建議了一種方法，在該方法中，將NH3、低飽和烴氣體、或 低不飽和烴氣體加入到廢氣中，在沒有自由氧氣的情況下通過加熱氧化來 分解PFC。然而，從未提出在具有共存氧氣的情況下加熱氧化分解PFC的方 法。此外，也有人建議一種用水(H20)中的等離子體來分解PFC的方法。 然而，當PFC分解時，將產生有害氣體如CO或HF，也將產生熱NOx氣體。 因此，有必要提供一種單獨的廢氣處理裝置，以用于處理廢氣和熱NOx氣體。
技術實現思路
本專利技術在考慮到上述缺陷的基礎上提出。因此，本專利技術的一個目的是 提供一種用于處理廢氣的方法和裝置，其能夠同時并高效地處理氟化合物 和CO，能夠降低制造成本、運行成本以及裝置材料上的負荷，并不會排出 任何有害氣體。根據本專利技術的第一方面，提供了一種處理廢氣的方法，該廢氣含有氟 化合物和CO中的至少一個，該方法包括從所述廢氣中除去粉末成分、水 溶性成分和水解成分中的至少一個；然后將02和H20加入所述廢氣中；隨后 加熱所述廢氣，以分解或氧化廢氣中的氟化合物和CO中的至少一個；以及從已分解或氧化的廢氣中除去在氟化合物分解時產生的酸性氣體。優選地，所述廢氣應被加熱到700至90(TC的溫度。根據本專利技術的一個優選方面，該方法還包括通過催化反應分解廢氣的 步驟。根據本專利技術的一個優選方面，通過利用吸附劑吸附或氣液接觸將粉末 成分、水溶性成分和水解成分中的至少一個從廢氣中除去。根據本專利技術的一個優選方面，通過利用吸附劑吸附或氣液接觸將酸性 氣體從廢氣中除去。根據本專利技術的第二方面，提供一種處理廢氣的方法，該廢氣含有氟化 合物和CO中的至少一個，該方法包括將02和1120加入所述廢氣中；加熱 所述廢氣至700至卯(TC的溫度，以凈化廢氣中的CO、具有4個或更多碳原子 的氟化合物、氫氟酸碳和NF3中的至少一個。根據本專利技術的第三方面，提供一種處理廢氣的裝置，所述廢氣含有氟 化合物和CO中的至少一個，該裝置包括第一處理部分，用于從廢氣中除 去粉末成分、水溶性成分和水解成分中的至少一個；加熱氧化分解部分， 用于進行所述氟化合物和CO中的至少一個的加熱氧化分解，以凈化該廢氣； 氧氣供應源，用于將氧氣供應給所述加熱氧化分解部分；水供應源，用于 將水供應給所述加熱氧化分解部分；以及第二處理部分，用于除去加熱氧 化分解后的廢氣中的酸性氣體。根據本專利技術的一個優選方面，該裝置還包括一個催化反應部分，用于 通過催化反應來分解廢氣。根據本專利技術的另一方面，提出一種處理廢氣的裝置，所述廢氣含有氟 化合物和CO，所述裝置包括第一處理部分，用于從廢氣中除去粉末成分、 水溶性成分和水解成分中的至少一個；加熱氧化分解部分，其具有用于允 許廢氣通過的空心部件、圍繞所述空心部件設置以加熱所述空心部件中的 廢氣的加熱設備以及位于所述空心部件中的接觸增強設備，所述加熱氧化 分解部分用于通過將所述廢氣加熱到700至90(TC的溫度在沒有催化反應的 情況下分解具有四個或更多碳原子的氟化合物和氧化CO，同時使所述廢氣 與所述接觸增強設備接觸，從而產生廢氣的湍流；氧氣供應源，用于將氧 氣供應給所述加熱氧化分解部分；水供應源，用于將水供應給所述加熱氧 化分解部分；催化反應部分，用于在600至90(TC的溫度下通過催化反應分解具有三個或更少碳原子的氟化合物；以及第二處理部分，用于除去由此 得到的廢氣中的酸性氣體。根據本專利技術，通過吸附或氣液接觸能夠將有害氣體如SiF4或F2從廢氣中 除去，以便使其具有一個可允許值(TLV—TWA值)或更低的濃度。優選 地，通過在700至900'C的溫度范圍加熱氧化，在不需要催化劑的情況下將 C0氧化為C02，從而可將CO的濃度減小到一個可允許值(TLV—TWA值) 或更低。根據本專利技術，有害PFC如QF6、 CsF8或NF3通過加熱也能夠完全分 解，以便將該有害PFC的濃度減小到一個可允許值(TLV—TWA值)或更 低。此外，在氟化合物通過加熱氧化分解時所產生的酸性氣體(如HF)能 夠通過隨后的吸附或氣液接觸除去。因此，廢氣中被認為對人體有害的成 分能夠在不需在100(TC或更高溫度下加熱氧化分解或催化反應的情況下解 毒或凈化。在700至90(TC的溫度范圍下加熱分解PFC (例如CF》是很困難 的。雖然在全球變暖等方面這種PFC將帶來一些問題，但是其對人體無害。 因而，根據本專利技術，對人體有害的成分能夠除本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種處理廢氣的裝置，所述廢氣含有氟化合物和ＣＯ，所述裝置包括：　第一處理部分，用于從廢氣中除去粉末成分、水溶性成分和水解成分中的至少一個；　加熱氧化分解部分，其具有用于允許廢氣通過的空心部件、圍繞所述空心部件設置以加熱所述空心部 件中的廢氣的加熱設備以及位于所述空心部件中的接觸增強設備，所述加熱氧化分解部分用于通過將所述廢氣加熱到７００至９００℃的溫度在沒有催化反應的情況下分解具有四個或更多碳原子的氟化合物和氧化ＣＯ，同時使所述廢氣與所述接觸增強設備接觸，從而產生廢氣的湍流；　氧氣供應源，用于將氧氣供應給所述加熱氧化分解部分；　水供應源，用于將水供應給所述加熱氧化分解部分；　催化反應部分，用于在６００至９００℃的溫度下通過催化反應分解具有三個或更少碳原子的氟化合物；以及　第二處 理部分，用于除去由此得到的廢氣中的酸性氣體。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：篠原豐司，森洋一，鈴木康彥，青野弘，白尾祐司，
申請(專利權)人：株式會社荏原制作所，
類型：發明
國別省市：JP[日本]