JPH04110014A

JPH04110014A - 排ガス処理装置

Info

Publication number: JPH04110014A
Application number: JP2231489A
Authority: JP
Inventors: Takashi Oe; 大江　峻; Akiko Miura; 明子三浦; Toshinori Matsuda; 俊範松田; Ryohei Itaya; 良平板谷
Original assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Priority date: 1990-08-30
Filing date: 1990-08-30
Publication date: 1992-04-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は排ガスを放電プラズマにより無害化処理する装
置に関する。更に詳しくは、本発明は半導体産業なとて
用いられる減圧系を利用した薄膜形成技術、例えば減圧
ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　ＶａｐｏｒＤｅｐｏｓ　ｉ
　ｔ　１ｏｎ）法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、フ
ラズマエウチング法などにおいて排出される反応性ガス
及び、これらの方法に関連して行われる容器内クリーニ
ング等において排出される未反応、未処理ガスを減圧下
においてプラズマ処理することにより無害化する。排ガ
スの放電処理装置に関する。

〔従来の技術］減圧系を利用した薄膜形成の為の各種ＣＶＤ法等におい
て使用される反応性ガスは必ずしも該薄膜形成時等に全
量消費はなされず、その一部は未反応ガスとして系外へ
排出される。また、該薄膜形成後等の反応槽内のクリー
ニングに用いられるガスもその一部は未反応ガスとして
系外へ排出される。これら未反応ガスの多くは、未処理
のまま大気中へ放出されると災害や公害の原因となる為
、大気中ての許容濃度が定められている。

従来、これらの反応性ガスを無害化処理する方法として
、大過剰の不活性ガスによる希釈あるいは湿式法、乾式
法による吸着、吸収等の手段か用いられているが、これ
らの方法はいずれも減圧排気系以後の常圧下において実
施されており、装置コストや速乾コストか高い欠点を有
するのみならず、一部のカスについては十分な除外効果
か得られていないものもある。

一例として常温ては極めて化学的に安定な三フッ化窒素
（ＮＦいかあげられ、その無害化処理方法として高温下
てＦｅ、Ｃｕなどの金属と接触させることにより金属フ
ッ化物とする方法か提案されているか、この方法におい
ては毒性の強い且つ爆発性物質てもあるＮ２Ｆ、も同時
に生成されるなど問題点を含んている。

一方、こうした常圧下ての処理とは別に減圧下において
放電を利用した排ガス処理方法（放電処理法）か提案さ
れており（特開昭５１−１２９８６８号、同５８−６２
３１号参照）、いずれも該反応性ガスの処理を減圧排気
系の真空ポンプに至る前に行うことを特徴としている。

しかしながら、これらの放電処理方法ては、前述のＮＦ
、の処理においては毒性の強い且つ爆発性物質８２Ｆ、
の生成を防止することかてきないという問題に対しての
解決策とはならない。

［発明か解決しようとする課題］放電処理法では前記したように無害化処理を要する残存
反応性カスを各種ＣＶＤ装置、エツチング法置等と減圧
排気系の真空ポンプとの間の減圧下で処理することを特
徴としており、また、放電処理法により該反応性ガスの
分解等により生した物質か排ガス処理装置を含む機器及
び配管等の腐食、また真空ポンプ油の性徒劣化をきたす
恐れのある場合には、影響を与える以前に、すみやかに
、該物質の除外化処理を行う必要かある。本発明者らは
、かかる課題に対し、その解決に取り組み鋭意検討した
結果、放電処理によって生した該物質を該真空ポンプに
至る以前の主として該処理装置内において回収もしくは
無害物質化することか可能であることを見出し本発明を
完成するに至った。

［課題を解決するための手段］すなわち、本発明に係る排ガス処理装置は、ガス流通空
間により連結されているガス導入口とガス導出口を有す
る管状容器内に少なくとも各一対の陰極対と陽極対とか
らなる少なくとも１組の電極組を設けて構成した放電管
と、該電極と接続される直流又は交流電源と、該放電管
内に形成されるガス流路とを含む排ガス処理装置におい
て、前記電極対か画定する空間にシリコン片を充填して
なることを特徴とする。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明で対象とする被処理ガスは減圧系を利用した各種
ＣＶＤ法、エツチング法等及びこれらの方法に関連して
行われる容器内のクリーニング等において排出される未
反応、未処理ガス又はこれらを含むガスであって大気中
への放出により何らかの災害や公害を引き起こす可能性
を有する気体もしくは蒸気てあり、例えばモノシラン、
ジシラン等のシラン系ガス（これらは本発明による放電
処理により、シリコンもしくは水素化アモルファスシリ
コンと水素に分解処理される）：モノメチルシラン、ジ
メチルシラン等のアルキルシラン系ガス（同じく水素化
アモルファスシリコンカーバイドと水素に分解処理され
る）二三弗化窒素等の弗化窒素系カス（本発明による放
電処理により窒素と四弗化ケイ素に分解処理される）等
が挙げられる。

またさらに適用対象となり得るガスは上記のガスに限定
されるものてはなく、加えてこれらの混合物や、酸素、
−酸化二窒素、あるいは窒素等の不活性ガスで希釈され
たものであっても差し支えない。

次に本発明の装置の一例を添付図面に基づき説明する。

第１図、第２図は排ガス処理装置の主要部を構成する放
電管の使用状態の一例を示す断面図である。

同図において、ｌはガス流通空間により連結されるガス
導入口２とガス導出口３を有する管状容器てあり、該容
器１内に放電管を有する。

本実施例において、ガスの導入は第１図に示すように上
向流式（斜めを含む）てありてもよいか下向流式（斜め
を含む）にしてもよい。なお放電管は横方向（水平方向
）ての使用も可能であるか、放電処理により固形物（例
えば水素化アモルファスシリコン等）を生しる場合は、
縦方向（上下方向）での使用か好ましい。

４は陰極てあり、５は陽極てあり、各々少なくとも一対
の電極対構成とされる。該電極は通常平板を用いるか、
第２図の如き電極構成においては多孔板を用いることと
なる。

６はシリコンであり、該電極に＃接して、接触もしくは
非接触の状態で配置される。ここて用いられるシリコン
の形状は角、球、あるいは破砕により得られた不定形状
てあっても何ら差し支えはないか、第１図、第２図の如
き、限定された空間に対しては好ましくは６０％から５
％、より好ましくは５０％から２０％の充填率となる様
、形状を組み合わせるか、もしくは選択する。或いは他
の充填剤を併用してもよい。

上記の如く組み立てられた該放電管を用い、例えば三弗
化窒素の放電処理を例にとると、該放電管内に導入され
た三弗化窒素は放電により分解され窒素と弗素とに分離
されるか、励起状態にある弗素は特に処理を行わない場
合排カス処理装置を含む機器及び配管等の腐食、また真
空ポンプ油の性能劣化を促す。本発明においては該弗素
を生成と同時に該電極対か画定する空間に充填されたシ
リコンと接触１反応させることにより四弗化ケイ素とし
て、窒素と共に真空ポンプより排出、その後、水もしく
はアルカリ性水溶液を用いた湿式スクラバー内を通過さ
せることにより四弗化ケイ素を吸収、除去、更に吸着剤
等を用いた従来技術によるところの排ガス処理との組み
合わせにより処理を徹底化させることとなる。

また、第１図、第２図に示す如き１以上の対電極から成
る１組の電極組を、複数組、直列または並列に配置して
電極組列としても良い（図示せず）。

このようにすると、該排ガス処理装置の処理能力の低下
をきたすことなく、被処理ガスの流量増加にも対応しう
る。

前記該電極組中に形成される空間７の一端は該ガス導入
口２と且つ他端は該ガス導出口３と連結されている。

本発明て用いる管状容器は円筒状、矩形断面状等のいず
れもても良い。本発明において使用する電源は直流、交
流、高周波のいずれてもよいが、位相整合の不要な直流
及び交流か好ましい。たたし、負荷範囲によっては必ず
しもこの限ってはない。

尚、本発明において採用される圧力条件は約１ｍｍＴｏ
ｒｒ以上、好ましくは約０．ＩＴｏｒｒ　〜１ＯＴｏｒ
ｒ程度である。

［実施例］以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明する。

実施例１第１図に示す縦９０ｍｍ、横１５０１の矩形断面を有す
る放電管を用いた。

電極板として［■厚のＳＵＳ板を用い、陰極３０１１Ｘ
　６０ｍｍ６枚と、陽極３０ｍｍＸ　６０ｍｍ６枚と破
砕片不定型シリコン約１５０ｇとから各５対１組の電極
を構成した。

上記放電管内へ１００％モノシランカス：ｌＯ１０５ｃ
を導入し、圧力を０．５Ｔｏｒｒに調節後、交流電源を
用いてプラズマを形成、出力電力３００Ｗに於て、該放
電管カス導出口での残留モノシランガス濃度を四重極質
量分析計により測定した結果、７％の値を得た。

実施例２第２図に示す４インチ管放電管を用いた。電極板として
開口率４０％のＳＵＳ多孔板（１■ｌ厚）を用い、直径
７０１−円板状に加工、陰極２枚と陽極２枚と破砕片不
定形シリコン約１００ｇとから各１対１組の電極を構成
した。

上記放電管内に１００％三弗化窒素ガスを２０ｓｅｃ會
導入し、圧力を０．５Ｔｏｒｒに調節後、直流電源を用
いてプラズマを形成、出力電力２４０Ｗにおいて残留三
弗化窒素３％の値を得ると共に多量の窒素と四弗化ケイ
素を検出した。

［発明の効果］本発明によれば、減圧下て放電処理することにより、有
害物質を該真空ポンプに至る以前の主として該処理装置
内において回収もしくは無害物質化することか可能であ
るという効果かある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図ともに、いずれも本発明の実施の態様を
示す縦断面図てあり、図中に記載された符号は以下のも
のを示す。ｌ・・・管状容器２・・・ガス導入口３・・・ガス導出口４・・・陰極対５・・・陽極対６・・・シリコン７・・・空間特許出願人　三井東圧化学株式会社代　理　人　　弁理士　　坂　口　信　間第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

ガス流通空間により連結されているガス導入口とガス導
出口を有する管状容器内に少なくとも各一対の陰極対と
陽極対とからなる少なくとも１組の電極組を設けて構成
した放電管と、該電極と接続される直流又は交流電源と
、該放電管内に形成されるガス流路とを含む排ガス処理
装置において、前記電極対が画定する空間にシリコン片
を充填してなることを特徴とする排ガス放電処理装置。