排气的减压除害方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供能够最小化稀释用氮气的使用、能量的利用效率优异的排气的除害方法及其装置。即，本发明专利技术是排气的减压除害方法及其装置，其特征在于，将通过真空泵从发生源供给的排气保持在减压状态并利用高温等离子体的热进行分解处理。

The method and device of reducing pressure and eliminating harm of exhaust gas

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】排气的减压除害方法及其装置
本专利技术涉及一种排气的除害方法及其装置，其适用于处理主要从电子产业的制造过程中排放的可燃性气体、有毒气体和温室效应气体等有害气体。
技术介绍
在制造半导体、液晶等的电子产业中，使用氮化硅膜CVD、氧化硅膜CVD、氮氧化硅膜CVD、TEOS氧化物膜CVD、高介电常数膜CVD、低介电常数膜CVD、和金属膜CVD等各种CVD工艺。其中，例如，为了形成硅系薄膜，采用主要使用爆炸性和有毒性的硅烷系气体的CVD法。在该CVD法中使用的含有上述硅烷系气体的工艺气体在CVD工艺中使用后，作为排气被下述专利文献1中记载那样的除害装置无害化，但是一直以来，在使用该除害装置之前，为了将排气中的硅烷系气体稀释至爆炸界限以下，导入大量的稀释用氮气。在此，在典型的氮氧化硅膜CVD中，使用SiH4/NH3/N2O＝1slm/10slm/10slm(slm：标准升/分钟，即，将1atm、0℃下每分钟的流量用升表示的单位)，但是由于SiH4的爆炸范围为1.3％～100％，因此，从CVD工艺中排出的这种气体需要立即用稀释用氮气稀释约76倍。如果进行这样的稀释，可以使用以往的燃烧方式或者例如下述专利文献1(日本专利第4796733号公报)中所示的大气压等离子体式的热分解装置来安全而可靠地进行除害处理。现有技术文献专利文献1：日本专利第4796733号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，上述现有技术存在如下问题。即，将含有如上所述用氮气稀释的硅烷系气体的全部排气加热至分解温度所需的能量必须是仅加热含有稀释前的硅烷系气体的排气时所需的能量的约76倍。即，在以往的需要用氮气稀释的除害工艺中，不仅随着大量氮气使用而成本增加，而且还必须加热与排气的除害没有直接关系的氮气，因而能量效率低，导致电力或燃料等的成本也增加。另外，特别是对于以往的大气压等离子体方式的热分解装置来说，由于等离子体的生成是在大气压下，所以存在需要极高的电压、并且诸如失火等的麻烦也增多的问题。另外，还存在从排气处理空间的壁面上的散热多、能量损失大的课题。进而，还存在气体流速慢、排气处理空间内的粉体生长发展，结果需要频繁维护的问题。因此，本专利技术的主要目的是，提供一种能够在不损害安全性的情况下最小化稀释用氮气的使用、能量效率优异且经济性高的排气的除害(除去/减少)方法及其装置。解决课题的手段为了实现上述目的，本专利技术通过在减压下进行排气的除害来处置。即，本专利技术的第1专利技术是一种排气的减压除害方法，其特征在于，将通过真空泵14从排气发生源12供给的排气E保持在减压状态并通过高温等离子体22的热进行分解处理。该第1专利技术例如起到以下作用。由于将通过真空泵14从排气发生源12供给的排气E保持在减压状态并通过高温等离子体22的热进行分解处理，因此无需使用稀释用的氮气或使用极少量的稀释用氮气就足够了。另外，由于如上所述无需使用氮气稀释或使用极少量的氮气稀释就足够了。因此高温等离子体22的几乎全部热可直接用于排气E的分解。此外，由于从排气E的发生源至处理部处于减压下，因而即使在排气E中含有对人体有毒的物质的情况下，也不必担心该排气E在用高温等离子体22的热进行加热分解处理之前泄漏到体系之外。进而，在本专利技术中，由于“将排气E保持在减压状态并通过高温等离子体22的热进行分解处理”，换言之，由于“用作热分解处理的热源的高温等离子体22在减压下生成”，因此，与大气压相比，可以在低电压下生成高温等离子体22。结果，可以抑制失火，并且可以以低功率去除排气E。另外，可以减少从排气处理空间的壁面上的散热、改善能源效率，同时气体流速为大气压的约2～10倍，因此可以抑制作为反应产物的粉体在排气处理空间内的滞留和生长，并且可以延长维护周期。在此，在上述第1专利技术中，上述减压状态优选在50Torr以上且400Torr以下的范围内。当减压状态低于50Torr时，为了实现高度的真空环境，需要昂贵且大型的装置，相反，当减压状态高于400Torr时，与大气压的差减小，因而必须用大量的氮气来稀释排气E。本专利技术的第2专利技术是用于实施上述排气的减压除害方法的装置，例如如图1和图2所示，排气的减压除害装置10如下构成。即，本专利技术的排气的减压除害装置10具备：反应室18，其将通过真空泵14从排气发生源12供给的排气E利用高温等离子体22的热进行分解处理；等离子体生成单元20，其向上述反应室18内释放上述高温等离子体22；以及后段真空泵24，其将从上述真空泵14的排气口至上述反应室18进行减压。在该第2专利技术中，在上述等离子体生成单元20中，优选地设置有等离子体生成用流体供给单元26，该等离子体生成用流体供给单元26供给选自氮、氧、氩、氦或水中的至少1种作为高温等离子体生成用的流体。在大气压等离子体的情况下，如果添加除了单一气体以外的额外气体来作为高温等离子体生成用的流体(即工作气体)，则等离子体将变得不稳定。然而，在减压下生成高温等离子体22的本专利技术的排气的减压除害装置10中，由于该等离子体非常稳定，因而作为高温等离子体生成用的流体，除了添加成为主要工作气体的气体以外，也可以根据需要同时添加成为反应辅助气体的副成分气体。结果，可以根据目的生成多种多样的高温等离子体22。另外，在第2专利技术中，在上述等离子体生成单元20中产生高温等离子体的方法优选为直流电弧放电法、电感耦合等离子体法或电容耦合等离子体法。在这种情况下，作为等离子体生成单元20，可以直接使用以往的大气压等离子体方式的生成装置。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种能够在不损害安全性的情况下最小化稀释用氮气的使用、能量效率优异且经济性高的排气的除害(减除)方法及其装置。附图说明[图1]是表示本专利技术一实施方式的排气的减压除害装置的概要的图。[图2]是表示本专利技术的排气的减压除害装置的反应筒的一例的局部截面正视图。具体实施方式以下，参照图1和图2说明本专利技术的一实施方式。图1是表示本专利技术一实施方式的排气的减压除害装置10的概要的图。如图1所示，本实施方式的排气的减压除害装置10是用于将通过真空泵14从CVD装置等排气发生源12供给的排气E除害(除去)的装置，其构成大致包括具有反应室18和等离子体生成单元20的反应筒16、以及后段真空泵24。在此，在图1的实施方式中，作为排气发生源12，示出了氮氧化硅膜CVD装置的一例。在典型的氮氧化硅膜CVD装置中，作为工艺气体，使用SiH4/NH3/N2O＝1slm/10slm/10slm，另外，作为清洁气体，使用NF3/Ar＝15slm/10slm。另外推测，作为清洁反应产物的SiF4被排出约10slm。将使用完的这些气体作为排气E通过真空泵14供给到减压除害装置10。予以说明，在氮氧化硅膜CVD这样的半导体器件的制造工艺中，作为真空泵14，主要使用干式泵。因此，供给到该真空泵14的N2(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.排气的减压除害方法，其特征在于，将通过真空泵从排气发生源供给的排气保持在减压状态并利用高温等离子体的热进行分解处理。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170529 JP 2017-1057121.排气的减压除害方法，其特征在于，将通过真空泵从排气发生源供给的排气保持在减压状态并利用高温等离子体的热进行分解处理。


2.权利要求1所述的排气的减压除害方法，其特征在于，上述减压状态在50Torr以上且400Torr以下的范围内。


3.排气的减压除害装置，其特征在于，具备：
反应室(18)，其将通过真空泵(14)从排气发生源(12)供给的排气(E)利用高温等离子体(22)的热进行分解处理；
等离子体生成单元(20)...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳泽道彦，塚田勉，今村启志，
申请(专利权)人：北京康肯环保设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11