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排気ガスの固定化処理法、及びその処理装置

国内特許コード P130009395
整理番号 P11-007
掲載日 2013年6月18日
出願番号 特願2011-042049
公開番号 特開2012-179503
登録番号 特許第5703516号
出願日 平成23年2月28日(2011.2.28)
公開日 平成24年9月20日(2012.9.20)
登録日 平成27年3月6日(2015.3.6)
発明者
  • 佐藤哲也
出願人
  • 国立大学法人山梨大学
発明の名称 排気ガスの固定化処理法、及びその処理装置
発明の概要 【課題】低温反応を利用した薄膜堆積法は、付加価値の高いフルオロカーボン薄膜や炭素膜に変換し、リサイクルすることを可能にすることに加え、排ガスのリユースするための有効利用方法及び装置を提供する。
【解決手段】極低温に冷却された基材上に、フッ素含有排ガスを噴霧し、フッ素含有排ガスのみを凝縮薄膜として堆積させる工程と、該凝縮薄膜に雰囲気ガスとともに電子またはイオンまたは準安定励起種またはラジカルを照射することにより該フッ素含有排ガスを分解するとともに重合膜として固定化する工程と、固定化したフッ素含有重合膜を回収する工程を、含むフッ素含有排ガスの固定化方法。


【選択図】 図1
従来技術、競合技術の概要


CO2(二酸化炭素)、CH4(メタン)、NO2(亜酸化窒素)、HFCs(ハイドロフルオロカーボン)
、PFCs(パーフルオロカーボン)、SF6(六フッ化硫黄)、以上6種類の温室効果ガスが削減対象に決定され、温室効果ガスの排出抑制への動きは全世界的に広まっている。
温室効果ガスの中で問題となっているのはフッ素含有温室効果ガスFluorinated GreenHouse Gas ( F-GHG)、とりわけパーフルオロカーボン類PFCsである。PFCsはCF4やC2F6のようなフッ素と炭素から構成される化合物の総称であり、半導体製造工場においてウエハーエッチングやChemical Vapor Deposition(CVD)チャンバーのクリーニングガスとして用いられている。半導体ICの製作において、配線の絶縁や層関絶縁に多く用いられる誘電体材料は、シリコン酸化膜である。これをエッチングするのに、CF4やC4H8のようなPFCsガスの
放電が用いられる。



F-GHGの分解・処理技術の従来技術として、化学吸着、触媒分解、熱分解がある。化学
吸着は吸着剤に反応させ取り込む方法でメンテナンスが容易、排水などの付帯設備が不要というメリットがあるが、高いランニングコスト、設置面積が大きいなどの問題点がある。触媒分解は熱分解の温度を触媒により低下させる方法で分解効率が高いが、ランニングコストが高い、設置面積が大きいといった問題がある。熱分解はH2、LPGなどを使用して
熱分解を行う方法であるが、分解効率が悪いという問題がある。
半導体製造工程において排出されるフルオロカーボン(FC)の分解方法は現在、「高温燃焼酸化」、「触媒を利用した熱化学反応」、「プラズマ放電」などに大別される。これらの分解装置を設置するには,プロセスおよび混合処理されるガス種・量などガスの用途・目的を検討する必要がある。CVD装置系では、危険な可燃性ガスや堆積物やパーティクルの
同時処理、パージガスを含めた大容量の排気ガスを完全に処理可能な燃焼酸化方式による分解が効率・安全の面で有効的と言える。逆にエッチング装置系のように、排気ガスが小容量で処理対象ガスも同類の場合は,比較的に環境負荷の小さい薬剤を用いた化学反応方式およびプラズマ方式による分解が有効的と言える。また、スペースの面では、既存のラインに処理装置を追加する場合など多くのスペースを確保できた場合は,設置スペースのコンパクトなプラズマ方式が有効的となる。しかし、ドライポンプ下流にCO、HFの処理のためのウェット装置の併用が不可欠であり、ランニングコストが高いという問題がある。また例えば特許文献1のように酸性フッ化ナトリウムとして回収する方法が開示されているが、反応させるための材料や、反応器が必要となる。

産業上の利用分野


半導体プロセス排気ガスの分解・処理方法、工場等排気ガスの分解・処理方法、難分解性ガスの分解・固定化除去方法、低誘電率薄膜の低温合成に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
11Kから40Kの極低温に冷却された基材上に、パーフルオロカーボンまたはハイドロフルオロカーボンを含む排ガスを噴霧し、パーフルオロカーボンまたはハイドロフルオロカーボンを凝縮薄膜として堆積させる工程と、
該凝縮薄膜に雰囲気ガスとともに電子またはイオンまたは準安定励起種またはラジカルを照射することにより該パーフルオロカーボンまたはハイドロフルオロカーボンを分解するとともに重合膜として固定化する工程と、
固定化したフッ素含有重合膜を回収する工程を、
含むことを特徴とするフッ素含有排ガスの固定化方法

【請求項2】
前記雰囲気ガス、電子、イオン、準安定励起種、ラジカルは、水素または窒素または希ガスから選ばれる1種または複数の組み合わせたものから生成されることを特徴とする請求項1に記載のフッ素含有排ガスの固定化方法

【請求項3】
パーフルオロカーボンまたはハイドロフルオロカーボン含む排ガスを凝縮堆積させるための11Kから40Kの極低温に冷却できる冷却装置を備えた基材と、
該基材上に排ガスの供給を行う噴霧装置と、
電子またはイオンまたは準安定励起種またはラジカルの発生装置と
基材上に堆積した排ガスの凝縮物に発生させた電子またはイオンまたは準安定励起種またはラジカルを照射するための照射装置を備え、
基材上に重合膜が固定化されるようになされているフッ素含有排ガスの処理装置
産業区分
  • 処理操作
  • その他無機化学
  • 混合分離
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2011042049thum.jpg
出願権利状態 登録
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