[发明专利]半导体排放气体处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体排放气体处理装置，该半导体排放气体处理装置用来对从半导体制造装置排出的对人体或环境有害的半导体排放气体进行热氧化分解而使其无害化。

背景技术

从半导体制造装置排出的半导体排放气体(gas)对人体、环境有害，而且，具有可燃性、爆炸性，对很多金属有高的腐蚀性。作为所述半导体排放气体的代表，可以列举元素周期表III、IV、V族元素的氢化物，例如SiH₄、PH₃、B₂H₆等，而且在制造工序中使用了却没有反应的SiH₂CL₂、SiHCl₃、Si₂H₆、TEOS(テトラエトキシシラン)等的Si化合物也包含在排放气体中。

现有技术中进行这样的处理，即，使半导体排放气体被大量的氮气稀释之后，所述排放气体的浓度低于爆炸下限，再与大量过剩的空气混合后在该状态下排放到大气中。

但是，近来随着对环境保护认识的提高，环境行政管理变得严格，上述那样向大气排放的方法有被严格限制的趋势。因此，必须积极地对半导体排放气体进行除害。为此，在把半导体排放气体排放到大气中时，为了把有毒的气体浓度至少降低到容许值以下而使用了半导体排放气体处理装置。

作为半导体排放气体的处理方法，大致可分为湿式法、吸附法、加热分解法以及燃烧法四种，但是从功能、最初成本(initial cost)、运行成本(running cost)、设置空间、安全性等整体的观点出发，不能被称作完善的处理方法。

其中，加热分解法特别在反应炉内配设棒状的电加热器(electricalheater)，将半导体排放气体导入通过该加热器产生的高热在反应炉内形成的加热区域，所述对气体进行加热分解的电热加热分解法，与作业现场的需求良好一致，在大量现场中被采用。这是由于使用所述加热分解法的话，可以对半导体制造现场产生的所有种类的半导体排放气体进行除害。

但是，所述采用加热分解法的半导体排放气体处理装置，使用把电能转换成热量的电加热器当作热源，因而要花费大量的电费。

另外，在操作上，在反应炉内生成作为反应生成物的粉尘，因而，粉尘积攒到一定程度的话就必须暂时停止半导体排放气体处理装置的运行而且必须暂时停止半导体制造装置的运行，进行将粉尘去除的清扫作业(即，维护)。其原因是，担心热分解的结果生成的氧化物的粉尘在反应炉内面堆积，造成半导体排放气体的流路被堵塞。

另外，在使用加热分解法的半导体排放气体处理装置中，作为半导体排放气体的加热分解中限制反应的主要原因有：供给空气量、施加到反应系统内的能量(电加热器的表面温度)、在反应筒内移动的气体的容量以及速度，此外有排放气体与空气的紊流造成的混合情况的影响。即，排放气体与空气进行层流移动的话，反应效率降低，因而通过紊流将二者混合对提高反应效率很重要。尤其是，电热加热分解法中，不能如气体燃烧法的情况那样通过火焰燃烧来获得强的紊流，因而，为了进行充分的气流搅拌，需要另行产生紊流的机构。

在此，为了在气体移动中产生紊流而在通路中设置障碍物是有效的，但是，存在障碍物的话会使通气阻力增高，而且反应产生的粉尘容易堆积，由此会造成通气阻力增加而导致恶性循环。

再则，如上所述那样，半导体排放气体对金属有强腐蚀性，所以，必须对配设在反应炉内的电加热器进行防止其表面被腐蚀的防腐蚀处理，而即使进行这样的防腐蚀处理，要完全防止腐蚀也是困难的，因使用状态(即，热分解的气体的种类)的不同而必须频繁更换该电加热器。

而且，使用加热分解法的半导体排放气体处理装置中，有在反应炉内的上部蓄积电加热器产生的高热的倾向，所以，当要把反应炉内整体维持在可以进行半导体排放气体的热分解的温度区域时，必须使电加热器与温度相对较低的反应炉内的下部的温度相一致地进行工作。这样，在温度足够高的反应炉内的上部，会由电加热器持续进行不必要的加热，这样会浪费电能。

发明内容

本发明鉴于这样的问题而提出，其课题是提高第一反应炉内的半导体排放气体的热分解效率、减轻第二反应炉的维护负担。换言之，本发明的主要课题是提供一种半导体排放气体处理装置，该半导体排放气体处理装置可以高效而且可靠地将半导体排放气体分解使其无害化，而且维护保养性优异。