[发明专利]废气的等离子体除害方法及废气的等离子体除害装置

说明书

提供被投入到热分解塔的废气的全量必定通过由等离子体射流形成的高温区域并被可靠地分解的等离子体除害方法。在使多个等离子体射流(P)朝向点(Q)集中的方法中，从朝向废气(H)的反应空间(D)设置的多个等离子体射流炬(2a、2b、(2c))朝向上述反应空间(D)内的某个点(Q)产生各自的等离子体射流(P)，从上述多个等离子体射流炬(2a、2b、(2c))之间向上述点(Q)供给废气(H)。

技术领域

本发明涉及从半导体制造工艺排出的废气的热分解工序中的等离子体除害方法及等离子体除害装置的改良。

背景技术

在半导体、液晶等电子器件的制造工艺中使用各种化合物的气体，例如，如CF₄和C₂F₆那样的全氟化碳、NF₃那样的不含碳的氟化合物等全氟化合物(以下，称为“PFC”)被用作CVD腔室的清洁气体。需要说明的是，在本说明书中，将含有全氟化合物的废气称为全氟化合物废气或PFC废气。

其中，以CF₄或C₂F₆为代表的全氟化碳为不燃性，且化合物本身稳定，因此在排放到大气中的情况下，长期无变化地滞留。对于大气中的消耗为止的寿命，在CF₄的情况下为50000年，在C₂F₆的情况下为10000年，另外，对于全球变暖潜能值(以CO₂为1的比较值)，CF₄为4400、C₂F₆为6200(经过20年的时间点)，存在无法在地球环境上放置的所谓温室效应问题，期望确立对包含以CF₄、C₂F₆为代表的全氟化碳的PFC进行除害的方法。

但是，由于PFC中特别是全氟化碳的C-F键稳定(键合能高达130kcal/mol)，因此不容易分解，通过燃烧式等一般的加热分解对PFC完全除害是非常难的。例如，在单纯的加热分解中，在C₂F₆的情况下，通过C-C键合支链的切断进行分解，因此如果在处理温度1000℃时将处理风量限制为250升/分钟以下，则能够进行除害，但CF₄必须切断键合能最大的C-F，在上述风量下也需要1400～1500℃左右的高温。

作为对这样包含难以分解的PFC的半导体废气进行分解处理的技术，提出了能够利用简单的结构以较少的能量消耗量可靠地对包含CF₄的PFC废气进行热分解的废气处理系统(专利文献1)。

在该废气处理系统中，在热分解塔的顶棚部朝下垂直地配置等离子体射流炬，在非转移型电极间施加放电电压而产生电弧，并且向电弧输送工作气体，使从阳极侧垂直地延伸的约10000℃的高温的等离子体射流与热分解塔的中心轴一致而喷出等离子体射流。然后，朝向所生成的等离子体射流的阳极侧的上游部附近，通过水洗去除水溶性成分和粉尘，且从外侧供给附加了水分的PFC废气。所供给的PFC废气一边在高温的等离子体射流的周围进行螺旋旋转一边朝向出口，在此期间在约10000℃的高温的等离子体射流的周围的高温气氛中被热分解，并向出口洗涤器排出。由此，在以往的电热加热器中无法分解的CF₄等也能够迅速且不可逆地分解。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-205330号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在上述那样的废气处理系统中的作为等离子体除害装置的热分解塔中，存在以下那样的问题点。