[发明专利]在等离子体相处理含有目标气体的排放气体的方法及装置

说明书

本发明提供一种在等离子体相处理含有目标气体的排放气体的方法和实现其的装置，包括如下步骤：在进行目标气体的转化的转化区域生成等离子体；第一电离能作为低于10eV的元素，将含有促进目标气体的转化的转化促进元素的转化促进剂供应至转化区域；与目标气体的解离产物结合而抑制再结合为目标气体，并将转化为转化产物的转化剂供应至转化区域；将含有目标气体的排放气体供应至转化区域。在通过本发明而处理含有目标气体的排放气体时，提高目标气体的转化率，并在处理过程中减少所需的能源的消耗量。

技术领域

本发明涉及在等离子体相处理含有目标气体的排放气体的方法及装置，更具体地涉及一种提高在排放气体所含有的目标气体的转化率，并在该过程中，减少所需能源的消耗。

背景技术

当前各种种类的有害气体在各种工业领域的制造工艺中排出。尤其，在半导体、平板显示器、发光二极管、太阳能电池等制造工艺中，在工艺后，排放气体中含有全球变暖气体、臭氧层破坏气体、毒性气体、易爆气体、易燃气体等对人体及环境有害的大量的气体，该有害气体适当转化为其它物质，而处理，由此减少排出量。作为转化对象的气体(下面称为目标气体)中的尤其CF₄、C₂F₆、C₃F₈等全氟化合物(Perfluorocompounds)和SF₆、NF₃等为代表性的全球变暖气体，大量使用于半导体、平板显示器等工业领域中蚀刻、化学气相沉积工艺或该工艺中使用的腔体的清洗，其中，尤其全氟化合物或SF6等因结构原子之间的高的结合力，而难以转化。在当前该工艺中，为了处理含有目标气体的排放气体而使用电热器、燃烧、催化剂、热等离子体等方法。

使用电热器的方法具有比较简单地处理排放气体的优点，但存在过多消耗能源，大约1300℃以上的高温难以实现，而在排放气体中，含有全氟化合物等难转化性目标气体的情况下，不易于适用的缺点。利用通过液化天然气、液化石油气等燃料和氧等氧化剂的化学反应而产生的高温的火焰的燃烧方法与电热器方法相比，有利于获得高的温度，但存在燃料使用量多，且伴随因燃料相关效用设置及运营花费较多费用及繁琐，并发生大量的氮氧化物的问题。并且，根据含有目标气体的排放气体的流量、重量、成分等变化，而对于处理氛围的温度变化或严重的情况，存在火焰消失等问题。对于利用固体状的催化剂的情况，在比较低的温度下，能够处理含有目标气体的排放气体，而减少能源使用量，但因催化剂的中毒或劣化等现象，而需频繁更换，因而，具有妨碍连续运转，并增加维修费用的缺点。对于利用热等离子体的方法的情况，是指形成数万℃的等离子体，而处理排放气体的方法，由此，即使含有难转化性目标气体，也能够容易转化处理，通过外部电力，而调节处理环境，由此，即使含有目标气体的排放气体的供应条件发生变化，也具有稳定运转的优点，由此，近来，大量使用于含有CF₄等难转化性目标气体的排放气体的处理。但，在利用现有的热等离子体的含有目标气体的排放气体处理方法中，为了获取目标气体的高的转化率，需要生成高的温度的等离子体，由此，消耗多的电力。在大多数的情况下，目标气体以与大量的氮、空气等混合的状态排出，例如，对于半导体制造工艺的情况，目标气体与数百slpm(每分钟标准立升，standard liter per minute)的氮混合而排出，尤其，在平板显示器制造工艺中，根据情况，增加混合达到数千slpm的气体的量，在含有目标气体的排放气体的处理中，大量的电力为不可或缺的情况。并且，将热等离子体以高电力运行，除了电力消耗之外，等离子体发生装置的结构部件(例如，电极)的寿命缩短，因而存在需要时常更换，而增加运转中止次数，并增加维修费用的缺点。

发明的内容

发明要解决的技术问题

本发明涉及一种克服如上所述现有方法的问题，而提高目标气体的转化率，并在该过程中减少所需的能源的消耗的技术。并且，由此，减少处理装置的维修费用，并提高寿命，更容易实现大容量的处理装置。

用于解决问题的技术方案