[发明专利]臭氧气体供给系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种臭氧气体供给系统，其搭载有将氮添加量不足数千ppm的高纯度氧气作为原料气体的无氮添加臭氧产生器，且具有臭氧产生单元，将稳定的臭氧气体向多个臭氧处理装置供给，所述臭氧产生单元附带具有用于输出臭氧气体的多个机构的功能。

背景技术

在现有技术中，如下所述地展开有各种技术。将在氧气中添加有数千ppm以上的氮气而成的原料气体供给到臭氧产生器，生成高浓度臭氧气体，使用该高浓度臭氧气体，在半导体制造领域中大多用于臭氧氧化绝缘膜形成、臭氧清洗等臭氧处理工序。在该半导体制造领域等中，通常考虑构筑如下所述的臭氧气体供给系统：在向由多个臭氧处理装置构成的多臭氧处理装置供给臭氧气体的情况下，与多个臭氧处理装置对应地，设置分别包含臭氧产生器、臭氧电源、质量流量控制器(MFC)等的多个臭氧产生机构(单元)，向各臭氧产生机构独立对应的臭氧处理装置进行臭氧气体供给。

如图26所示，一直以来，为了提高从臭氧电源72接收电源供给、由电极71a和71b、电介质71c等构成的臭氧产生器71的臭氧气体的生成效率，在通常的氧气中含有大约50～数千ppm的氮气，并且在含氮率低(小于50ppm)的高纯度氧气中，向臭氧产生器中与高纯度氧气一并添加微量(500ppm以上)的N₂气体。

因此，当在原料氧气中含有500ppm以上的N₂气体时，在通过图27所示的放电反应而生成的微量的NO₂的催化剂反应中，生成有高浓度的臭氧气体。尤其是在添加500～20000ppm氮气的情况下，利用通过放电而生成的微量的二氧化氮量的催化剂反应来高效地生成臭氧气体。其结果通过实验检验到：生成最高浓度的臭氧气体，氮添加量500～20000ppm范围的原料气体对臭氧产生性能来说是最佳条件。

以下，图27所示的放电反应如以下的(1)～(3)所示，在原料氧O₂中利用光电放电光(日文：光電気放電光)与微量的NO₂的催化剂气体来实现高浓度臭氧产生。

(1)放电所产生的微量的NO₂气体生成反应

·氮分子的离子化反应

·NO₂的生成反应

(生成数ppm～数十ppm的NO₂气体)

(2)利用NO₂的基于放电光的催化剂效果而生成氧原子O

·NO₂的光致离解反应

·NO的氧化反应

*通过上述两个反应使NO₂成为催化剂而生成氧原子

通过在(2)的反应中生成的大量的氧原子O与氧气分子O₂之间的反应来生成臭氧O₃。

(3)臭氧O₃的生成(三体碰撞)

R2；O+O₂+M→O₃+M

通过上述(1)～(3)，产生高浓度的臭氧。

然而，在原料的氧气中含有较多的N₂气体，从而在臭氧产生器内通过无声放电而除了臭氧气体以外也生成N₂O₅、N₂O等NO_X副产品气体、硝酸。也生成具体的NO_X副产品气体、硝酸的化学式如下所述。

N2^*；氮的激发

由氮气产生的紫外线

如此，除了臭氧气体以外也生成NO_X副产品气体、硝酸。