[发明专利]除去气体中氟化物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种除去气体中氟化物的方法。

背景技术

近年来环保意识高涨，为了降低温室效应，在半导体工艺中使用的含氟化合物必须经过处理才可排放至大气中，一般所使用的含氟化合物例如为全氟碳化合物(perfluorocarbons，简称PFCs)，其为包括CF₄、C₂F₄、C₂HF₃、C₂F₆、C₃F₆等含有多个氟原子的碳氢化合物的统称，具有极高的化学稳定性。现行的含氟化合物处理技术主要有高温直接分解法、高能离子分解法及触媒分解法，其中以高温直接分解法及触媒分解法最为成熟，而触媒分解法更具有操作温度低、分解效率高且安全性高的优点。

触媒分解法主要有循环水解反应及吸附置换反应两种方式，水解反应必须在含有水气的情况下进行反应，PFC经触媒反应后会转化成氢氟酸及二氧化碳，故需加设一湿式洗涤器以去除氢氟酸；而吸附置换反应则是利用化学吸附剂在高温(400～700℃)情况下，使化学吸附剂吸附PFC化合物后进行氧和氟的置换反应将PFC去除，反应后产生一氧化碳或二氧化碳，不会产生酸性气体。循环水解具有较高的处理量及寿命，但设备较为复杂且不易维护；吸附置换的处理量与吸附剂量相关，但相对寿命较短，若处理高浓度PFC则需经常更换化学吸附剂。废气的分解处理技术中已知有多种触媒可在于水气或水气及氧的存在下及高温下，将含氟化合物分解成氟化氢(HF)、二氧化碳，例如美国专利US 5877391；US 6676913；US 2004/0047786A1；US 6077482；US 6790421；US 6023007；US 6855305所揭示者。这些美国专利通过参考方式被并入本案。

Guild Associates公司在美国专利早期公开第US2002150527号中描述一种使用Al₂O₃为载体，活性成分为ZrO₂及Co₂O₃的水解型触媒分解PFC，其触媒活性在90％以上。Showa Denko公司在美国专利第US6309618号中描述一种使用Al₂O₃及AlPO₄为载体，活性成分为CeO₂、La₂O₃及CrO₃的水解型触媒分解PFCs，其触媒活性接近100％的转化率。值得注意的是，在上述的反应条件中都需含有水汽，若进气组成中不含水汽，则去除效果将大打折扣，转化率仅为7.5％。

Showa Denko KK公司在美国专利第6,630,421 B1号中描述一种吸附置换反应型吸附剂，其为含有氧化铝与镁、钙、锶或钡的碳酸盐的碱土金属化合物，可在不含水汽的条件下将氟化物转化成氧化物而将其去除，优点为设备简易且反应后不产生氢氟酸，但缺点是使用寿命短，吸附剂更换频率高。

发明内容

本发明的目的在于提出一种除去气体中氟化物的方法。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

除去气体中氟化物的方法，包括下列步骤：将气体送入除湿器除湿，使气体含水量不超过0.5wt％；将除湿后的气体送入吸附装置进行吸附，吸附装置含有串联设置的两种类型吸附剂，第一吸附剂为比表面积为2000m²/g以上活性炭，第二吸附剂为复合活性吸附剂，其具体组成为20-60wt％的五氧化二钒，20-40wt％的MCM-41以及20-30wt％的ZSM-11型沸石，该复合吸附剂的制备方法为混合法，第一吸附剂和第二吸附剂的质量比为5-3：2-10，第二吸附剂的反应温度在500-600℃。

本发明的处理方法适用于处理半导体或光电产业的干蚀刻工艺及化学气相沉积(CVD)设备所排放的含有氟化合物的气体，此外，本发明的处理方法及活性吸附剂也并非仅限用于半导体或光电产业，反之，任何含有含氟化合物成分的工业废气均可利用本发明的吸附剂及处理方法加以处理。本发明的工艺具有较高的氟去除率，工艺简单高效。

具体实施方式

实施例1