[发明专利]处理废气的方法和装置

说明书

本申请是申请日为2002年11月19日、申请号为02814181.4、发明名称为“处理废气的方法和装置”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种处理废气的方法和装置，特别是涉及一种高效净化废气的方法和装置，所述废气含有氟化合物和一氧化碳气体(CO)，其是在半导体制造过程如半导体制造装置内表面的干洗过程或不同类型的膜如氧化膜的蚀刻过程中排出的。

背景技术

在半导体制造过程如蚀刻过程或化学气相沉积(CVD)过程中，氟化合物如氢氟酸碳(例如CHF₃)或全氟化物(例如CF₄、C₂F₆、C₃F₈、C₄F₈、C₅F₈、C₄F₆、SF₆和NF₃)已经用于该系统中。有时，CO、NH₃或O₂可用在半导体制造装置中。从使用氟化合物、CO或NH₃的半导体装置排出的废气中包括一些有害成分如CO、NH₃、SiF₄、F₂、COF₂、C₅F₈、C₄F₆或NF₃。该废气还包括无害但影响全球变暖的氟化合物。因此，当从使用氟化合物或CO的半导体制造装置中排出的废气进入周围大气时，必须净化或解毒包含在废气中的有害气体以及分解导致全球变暖的气体。

在处理包含在废气中的有害气体(SiF₄、F₂、COF₂、C₅F₈、C₄F₆或NF₃)的传统方法中，有害成分由一吸附剂如人造沸石来吸附。然而，在该传统方法中，CO或全氟化合物(PFC)不能从废气中除去。此外，所述吸附剂必须周期性地被更换，从而导致运行成本增加。

一种湿式洗涤器已被用于洗涤或净化废气，以从废气中除去水溶性气体和水解气体如SiF₄、F₂或NH₃。然而，这样的湿式洗涤器不能除去非水溶性气体，如CO和PFC。

在从废气中除去CO的传统方法中，用氧化催化剂和氧气将CO氧化成CO₂。然而，在该传统的方法中，PFC不能通过分解除去。如果一种酸性气体如SiF₄或F₂或PFC与氧化催化剂接触，那么酸性气体或PFC将使氧化催化剂中毒，从而降低其CO氧化能力。因此，氧化催化剂必须周期性地更换。

当上述吸附、湿式洗涤和氧化的传统方法互相结合时，其能够同时处理废气中的有害气体和CO。然而，这些处理必须定期更换部件，从而导致运行成本的增加。而且，用上述结合方法仍然不能将PFC从废气中除去。

已经有人建议一种利用不同类型的催化剂分解PFC以从废气中除去PFC的方法。然而，如果催化剂失效，那么有害成分如CO、C₅F₈和C₄F₆可能在催化剂失效后立即排到周围大气中去。也有人已经建议一种通过燃烧处理PFC的方法。然而，取决于燃烧的情况，NO_x或CO可能作为副产品气体而产生。由于该方法需要燃料如H₂、天然气(城市煤气)或丙烷气，其必须提供用于供应该燃料的设备。此外，需要通过一复杂的过程来控制该操作过程。也有人建议一种通过加热氧化来分解PFC的方法。然而，为了分解未必可能被分解的PFC(例如CF₄)，应当将废气加热至1400℃或更高的高温。在此情况下，施加在系统中的材料和加热器上的负荷变得相当大。