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FIXING TREATMENT METHOD AND TREATMENT DEVICE FOR EXHAUST GAS

Patent code P130009395
File No. P11-007
Posted date Jun 18, 2013
Application number P2011-042049
Publication number P2012-179503A
Patent number P5703516
Date of filing Feb 28, 2011
Date of publication of application Sep 20, 2012
Date of registration Mar 6, 2015
Inventor
  • (In Japanese)佐藤哲也
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人山梨大学
Title FIXING TREATMENT METHOD AND TREATMENT DEVICE FOR EXHAUST GAS
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an effective utilization method that is a thin film deposition method utilizing a low temperature reaction and a device for performing conversion into a fluorocarbon thin film or a carbon film having high added value, allowing recycling, and furthermore reusing an exhaust gas.
SOLUTION: The fixing method for the fluorine-containing exhaust gas includes processes of: spraying the fluorine-containing exhaust gas on a base material cooled to a very low temperature, and depositing only the fluorine-containing exhaust gas as a condensation thin film; irradiating electrons, ions, metastable excited species, or radical together with an atmospheric gas on the condensation thin film to decompose the fluorine-containing exhaust gas and to perform fixing as a polymer film; and collecting the fixed fluorine-containing polymer film.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

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。

Field of industrial application (In Japanese)

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。

Scope of claims (In Japanese)
【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
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2011042049thum.jpg
State of application right Registered
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