Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP4549563B2 - Halogen-containing gas treatment equipment - Google Patents

Halogen-containing gas treatment equipment Download PDF

Info

Publication number
JP4549563B2
JP4549563B2 JP2001081777A JP2001081777A JP4549563B2 JP 4549563 B2 JP4549563 B2 JP 4549563B2 JP 2001081777 A JP2001081777 A JP 2001081777A JP 2001081777 A JP2001081777 A JP 2001081777A JP 4549563 B2 JP4549563 B2 JP 4549563B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
halogen
discharge
containing gas
concentration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2001081777A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2002273169A (en
JP2002273169A5 (en
Inventor
昇 和田
昌樹 葛本
雅史 土井
豊一 後藤
清彦 吉田
康隆 稲永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2001081777A priority Critical patent/JP4549563B2/en
Publication of JP2002273169A publication Critical patent/JP2002273169A/en
Publication of JP2002273169A5 publication Critical patent/JP2002273169A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4549563B2 publication Critical patent/JP4549563B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/20—Capture or disposal of greenhouse gases of methane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/30—Capture or disposal of greenhouse gases of perfluorocarbons [PFC], hydrofluorocarbons [HFC] or sulfur hexafluoride [SF6]

Landscapes

  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハロゲン含有ガスの処理装置に係り、特に、半導体プロセスなどの排気ガスに含まれる四フッ化炭素ガスなど、フルオロカーボン類等の処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスあるいは液晶デバイス等の製造プロセスには、微細加工技術が不可欠であり、微細加工技術の手段として、気体プラズマによる加工が主流となりつつある。この気体プラズマによる加工は、四フッ化炭素ガス（ＣＦ４）などのフルオロカーボン類の他、種々のハロゲン系ガスを真空装置内に導入し、プラズマ化して被加工材と反応させ、反応生成物をガスとして排出し、被加工材に所望のパターンを形成する技術である。
【０００３】
被加工材と反応させた後で排出されるガスには、ＣＦ４などのようにオゾン層を破壊する原因物質であるばかりでなく、地球温暖化の原因ともなるハロゲン系ガスが含まれている。このため、排気ガスに含まれるハロゲン系ガスを除去する研究が進められている。
【０００４】
例えば、特開平１１−１５６１５６号公報には、排気されたハロゲン系ガスと水素ガスまたは水素原子を含むハロゲン化物以外の気体とを混合し、この混合ガスを放電部を通過させてハロゲン系ガスを分解すると同時にハロゲン化水素を生成し、このハロゲン化水素を捕集する方法および装置が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報に記載の放電を利用した方法および装置は、放電部を安定、かつ高効率で動作させ、効率的な処理とランニングコスト、装置の小型化等ユーザニーズに沿った装置構造を実現するためには幾多の課題があった。
【０００６】
本発明は、上記のような状況に鑑み、放電を利用したハロゲン含有ガスの処理装置において、高効率な処理とユーザニーズに沿った装置構造の実現を可能とするハロゲン含有ガスの処理装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る第１のハロゲン含有ガスの処理装置は、少なくともいずれか一方の表面に誘電体が設けられ、この誘電体を介して対向配置された接地側電極と高電圧側電極とを有する１個以上の放電部および上記電極を冷却する冷却手段を備え、この放電部に高電圧を印加し、放電を発生させて、ハロゲン含有ガス供給手段により上記２個の電極間に供給されたハロゲン系ガスを含有するハロゲン含有ガスを分解するハロゲン含有ガスの処理装置において、
上記２個の電極間の放電空間におけるガス圧力が大気圧または大気圧近傍圧力であり、
かつ上記電極のいずれか一方だけが冷却されており、
上記放電空間の放電空隙長を１．０ｍｍ以下とし、
上記ハロゲン含有ガス供給手段と上記放電部との間に、ハロゲン含有ガス中のハロゲン系ガス濃度を濃縮する濃縮手段を備え、
上記濃縮手段は、ハロゲン含有ガスを、ハロゲン系ガスを濃縮した濃縮ハロゲン含有ガスとハロゲン系ガスを含有しない、または低濃度で含有する非ハロゲン含有ガスとに分離して排出し、排出された上記非ハロゲン含有ガスをハロゲン含有ガス供給手段へのパージガスまたは放電部から排出される放電生成ガスのパージガス、若しくはハロゲン含有ガス供給手段へのパージガスおよび放電部から排出される放電生成ガスのパージガスとして利用するものである。
【０００８】
本発明に係る第２のハロゲン含有ガスの処理装置は、少なくともいずれか一方の表面に誘電体が設けられ、この誘電体を介して対向配置された接地側電極と高電圧側電極とを有する１個以上の放電部および上記電極を冷却する冷却手段を備え、この放電部に高電圧を印加し、放電を発生させて、ハロゲン含有ガス供給手段により上記２個の電極間に供給されたハロゲン系ガスを含有するハロゲン含有ガスを分解するハロゲン含有ガスの処理装置において、上記２個の電極間の放電空間におけるガス圧力が大気圧または大気圧近傍圧力であり、かつ上記電極の両方が冷却されており、上記放電空間の放電空隙長を４．０ｍｍ未満とし、
上記ハロゲン含有ガス供給手段と上記放電部との間に、ハロゲン含有ガス中のハロゲン系ガス濃度を濃縮する濃縮手段を備え、
上記濃縮手段は、ハロゲン含有ガスを、ハロゲン系ガスを濃縮した濃縮ハロゲン含有ガスとハロゲン系ガスを含有しない、または低濃度で含有する非ハロゲン含有ガスとに分離して排出し、排出された上記非ハロゲン含有ガスをハロゲン含有ガス供給手段へのパージガスまたは放電部から排出される放電生成ガスのパージガス、若しくはハロゲン含有ガス供給手段へのパージガスおよび放電部から排出される放電生成ガスのパージガスとして利用するものである。
【０００９】
本発明に係る第３のハロゲン含有ガスの処理装置は、上記第１または第２のハロゲン含有ガスの処理装置において、上記濃縮手段は、ハロゲン含有ガス中のハロゲン系ガス濃度を１ｖｏｌ％以上に濃縮するものである。
【００１０】
本発明に係る第４のハロゲン含有ガスの処理装置は、上記第１ないし第３のいずれかのハロゲン含有ガスの処理装置において、ハロゲン含有ガスに、ハロゲン系ガス濃度に応じた濃度の水蒸気、水素、酸素、オゾン、メタン、エタン、プロパンまたはアンモニアのいずれかの付加ガスを添加する付加ガス添加手段を備えたものである。
【００１１】
本発明に係る第５のハロゲン含有ガスの処理装置は、上記第１ないし第３のいずれかのハロゲン含有ガスの処理装置において、ハロゲン含有ガスが、空気、窒素、酸素、二酸化炭素、ヘリウム、アルゴン、ネオンまたはキセノンからなる希釈用ガス、若しくはこの希釈用ガスの混合物のいずれかにより希釈されているものである。
【００１２】
本発明に係る第６のハロゲン含有ガスの処理装置は、上記第１ないし第３のいずれかのハロゲン含有ガスの処理装置において、濃縮手段より排出される非ハロゲン含有ガスを再度濃縮する上記濃縮手段とは別の濃縮手段を備えたものである。
【００１３】
本発明に係る第７のハロゲン含有ガスの処理装置は、上記第１ないし第３のいずれかのハロゲン含有ガスの処理装置において、複数個の放電部を、ハロゲン含有ガスの流れに対して直列に接続し、上記複数の放電部の中の必要とする任意の個数を駆動するようにしたものである。
【００１４】
本発明に係る第８のハロゲン含有ガスの処理装置は、上記第１ないし第３のいずれかのハロゲン含有ガスの処理装置において、直列に接続した放電部間に、放電の妨害ガスを除去する妨害物質除去手段を設けたものである。
【００１５】
本発明に係る第９のハロゲン含有ガスの処理装置は、上記第１ないし第３のいずれかのハロゲン含有ガスの処理装置において、複数個の放電部を、ハロゲン含有ガスの流れに対して並列に接続し、上記複数個の放電部の中の必要とする任意の個数を駆動するようにしたものである。
【００１６】
本発明に係る第１０のハロゲン含有ガスの処理装置は、少なくともいずれか一方の表面に誘電体が設けられ、この誘電体を介して対向配置された接地側電極と高電圧側電極とを有する１個以上の放電部および上記電極を冷却する冷却手段を備え、この放電部に高電圧を印加し、放電を発生させて、ハロゲン含有ガス供給手段により上記２個の電極間に供給されるハロゲン系ガスを含有するハロゲン含有ガスを分解するハロゲン含有ガスの処理装置において、上記放電部に流入する前のハロゲン含有ガスを洗浄する洗浄手段、該洗浄後のハロゲン含有ガス中のハロゲン系ガスを濃縮し、非ハロゲン系ガスからなる非ハロゲン成分ガスを分離する濃縮・分離手段、上記非ハロゲン成分ガスを、ハロゲン含有ガス供給手段のパージ用ガスまたは上記放電部で処理された排気ガスのパージ用ガス、若しくはハロゲン含有ガス供給手段のパージ用ガスおよび上記放電部で処理された排気ガスのパージ用ガスとして再利用する手段、上記放電部に水蒸気、水素、酸素、オゾン、メタン、エタン、プロパンまたはアンモニアのいずれかの付加ガスを供給する付加ガス供給手段を備え、上記２個の電極間の放電空間におけるガス圧力が大気圧または大気圧近傍圧力であり、かつ上記電極のいずれか一方だけが冷却されており、上記放電空間の放電空隙長が１．０ｍｍ以下であるものである。
【００１７】
本発明に係る第１１のハロゲン含有ガスの処理装置は、少なくともいずれか一方の表面に誘電体が設けられ、この誘電体を介して対向配置された接地側電極と高電圧側電極とを有する１個以上の放電部および上記電極を冷却する冷却手段を備え、この放電部に高電圧を印加し、放電を発生させて、ハロゲン含有ガス供給手段により上記２個の電極間に供給されるハロゲン系ガスを含有するハロゲン含有ガスを分解するハロゲン含有ガスの処理装置において、上記放電部に流入する前のハロゲン含有ガスを洗浄する洗浄手段、該洗浄後のハロゲン含有ガス中のハロゲン系ガスを濃縮し、非ハロゲン系ガスからなる非ハロゲン成分ガスを分離する濃縮・分離手段、上記非ハロゲン成分ガスを、ハロゲン含有ガス供給手段のパージ用ガスまたは上記放電部で処理された排気ガスのパージ用ガス、若しくはハロゲン含有ガス供給手段のパージ用ガスおよび上記放電部で処理された排気ガスのパージ用ガスとして再利用する手段、上記放電部に水蒸気、水素、酸素、オゾン、メタン、エタン、プロパンまたはアンモニアのいずれかの付加ガスを供給する付加ガス供給手段を備え、上記２個の電極間の放電空間におけるガス圧力が大気圧または大気圧近傍圧力であり、かつ上記電極の両方が冷却されており、上記放電空間の放電空隙長が４．０ｍｍ未満であるものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係るハロゲン含有ガス処理装置の実施の形態を、図に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１を示すブロック図であり、半導体プロセス（エッチング工程）における構成を示している。図において、１はハロゲン含有ガスの排出源である半導体プロセス装置、２はハロゲン含有ガス供給手段（システムポンプ）であり、システムポンプ２はターボ分子ポンプ２１とドライポンプ２２で構成される。５はパージガス供給手段（パージガス供給設備）、３はハロゲン含有ガス処理装置、３１は洗浄手段（ウェットスクラバ）、３２はガス濃縮手段（ガス濃縮器）であり、ガス濃縮器３２はガス分離膜３２１、除酸部３２４、除湿部３２５を備えている。３２２はハロゲン成分が濃縮された濃縮ハロゲン成分リッチガス、３２３はパージガス成分がリッチな非ハロゲン成分リッチガスである。３３は放電部、３４は放電部３３に高電圧を印加する高周波電源、３５は付加ガス供給手段（付加ガス供給器）、４は酸排気設備である。図中、実線がガスの流れを示し、二点鎖線が高圧線を示す。
【００１９】
本発明は図１より理解できるように、通常の減圧プラズマによるハロゲン含有ガス処理装置と異なり、プロセスアウト、つまり半導体プロセス装置１に既設のシステムポンプ２の後段にて処理を行うことができるのが大きな特徴である。
【００２０】
半導体プロセス装置１から排出されたＰＦＣ（Ｐｅｒｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎ）ガスを含有するガス（ハロゲン含有ガス）は、パージガス供給設備５から供給され、システムポンプ２に導入されるパージガス（一般的に窒素ガス）により希釈され、０．１％程度のＰＦＣ濃度を有する希釈ガスとなる。この希釈ガスは、半導体プロセスにより生成される固形物および酸成分を多く含有するため、ウェットスクラバ３１において洗浄することにより、放電部３３に不純物が混入されないようにしている。
【００２１】
本実施の形態では、ウェットスクラバ３１を用い、十分な不純物の除去率を得ているが、一般的にスクラバは除塵効率が低いといわれ、また製造プロセスにより排出される不純物の種類も異なるため、好ましくは、ドライスクラバとウェットスクラバを併用する方がよい。
【００２２】
ウェットスクラバ３１にて固形物などを除去したのち、放電部３３にＰＦＣを含有するハロゲン含有ガスを導入し、プラズマにより処理・除害するのであるが、ＰＦＣを含有するハロゲン含有ガスを放電部３３に導入する前に、ガス濃縮器３２にてＰＦＣガスの濃度を少なくとも１％以上、好ましくは１０％以上に濃縮し、濃縮ハロゲン成分リッチガス３２２を放電部３３に導入することでさらに効率のよい処理ができる。
【００２３】
本実施の形態では、ガス濃縮器３２にガス分離膜３２１を用いているが、その他にも、吸着剤、コールドトラップを使用しても同様の効果が得られる。ガス分離膜３２１としては、炭素膜、ポリイミド膜などを用いることができ、膜内外に圧力差を生じさせることで、ハロゲンガス成分と非ハロゲン成分ガス（パージガス成分）を容易に分離することができる。従って、分離膜３２１の前段に圧縮機を設ける、あるいは分離膜３２１の後段に真空ポンプを設ける。
【００２４】
ガス分離膜３２１に導入するガスはウェットスクラバ３１を通過しているため、ガス中の水分は完全に飽和している可能性が高い。ガス分離膜３２１内では、上記水分がガス中に多く存在すると、ハロゲン成分と非ハロゲン成分の分離効率を低下させてしまうため、ドライヤを用いてガス露点を＋１０℃以下にして乾燥しておくことがよりよい分離効果を得ることにつながる。
【００２５】
ガス分離膜３２１を用いる方法以外に、吸着剤を使用して選択的に必要もしくは不必要なガス成分を吸着させることにより分離する方法があり、吸着剤としては活性炭やゼオライトなどを用いることができる。また、コールドトラップを用いることもでき、コールドトラップでは液体窒素によりＰＦＣ成分を液化回収し、その後気化する。
【００２６】
ガス濃縮器３２により分離され、生成された濃縮ハロゲン成分リッチガス３２２を放電部３３に導入し、非ハロゲン成分リッチガス３２３は除酸部３２４、除湿部３２５を経て、システムポンプ２へ循環させ、パージガスとして再利用することができる。
【００２７】
ガス分離膜３２１により分離された非ハロゲン成分リッチガス３２３内には、ウェットスクラバ３１で除去し切れなかったふっ化水素ガスなどの酸成分や固形成分が混入する可能性があるため、これらふっ化水素ガスなどの酸成分や固形成分を、ウェットスクラバ、ドライスクラバ、フィルタ、クーロン力を利用した静電チャックなどで構成された除酸部３２４を用いてシステムポンプ２へ循環する前に除去する必要がある。
【００２８】
また、湿式の除酸部３２４を用いた場合、非ハロゲン成分リッチガス３２３のガス露点は高くなっているため、システムポンプ２の前段で除湿器、ドライヤ、コールドトラップなどで構成される除湿部３２５を設け、ガス露点を少なくとも−２０℃以下にするのが好ましい。
【００２９】
このように、ガス濃縮器３２を用いて非ハロゲン成分リッチガス３２３を分離し、再利用することにより、パージガス供給設備５から新たに供給するパージガス量を大幅に軽減することができる。
【００３０】
図２は、放電部３３の構造を示す断面図であり、１対の電極を有する１つの処理ユニットを備えた場合であり、電極の一方（設置側電極３３１）だけを冷却水循環機等の冷却手段により冷却する例を示している。図２において、３３１は導電体からなる接地側電極、３３２は高電圧側電極であり、誘電体３３２Ａに金属膜等の導電層を形成してなるものである。３３３は放電空間、３３４は誘電体３３２Ａを介して設けられたスペーサ、３３５は冷却水循環機等の冷却手段から供給される水の冷却水流路、３３６はガス導入口、３３７はガス排出口、３３８は放電部ケース、３３９は高圧端子を示し、図中の矢印はガスの流れる方向を示している。
【００３１】
放電部３３は、平行平板型のプラズマ発生部であり、接地側電極３３１と高電圧側電極３３２の接地側電極３３１との対向面に設けた誘電体３３２Ａを介することにより発生する無声放電プラズマにより大気圧またはその近傍圧力下でハロゲン含有ガスを処理するものである。放電空間３３３の空隙長ｄはスペーサ３３４の厚さにより決定することができる。なお、誘電体３３２Ａは、接地側電極３３１の対向面に設けてもよく、接地側電極３３１および高電圧側電極３３２の両方の対向面に設けてもよい。
【００３２】
放電部３３で発生するプラズマにより、例えば難分解性で知られるＣＦ４ガスは、電子と衝突し、下記（１）式のように解離する。
ＣＦ４＋ｅ→Ｃ＋４Ｆ＋ｅ −−−−−（１）
上記（１）式においてｅは電子を表す。
【００３３】
発明者らは、放電空隙長１．０ｍｍおよび０．５ｍｍの放電部３３を用い、大気圧またはその近傍圧力下で極めて安定な高エネルギープラズマを発生することができ、低コストで難分解性であるハロゲン含有ガスに含まれるハロゲン系ガス分子の結合を直接解離させるに十分なエネルギーを供給することができることを見出した。例えば、９９．９９９９％のＣＦ４ガス１００ＳＣＣＭを３００Ｗ程度の電力印加でほぼ１００％分解できる。
【００３４】
図３は、９９．９９９９％ＣＦ４ガスをパージガスで希釈した混合ガスを１ｋＷの電力印加（従来の触媒式などでは４〜５ｋＷ）で処理した場合のＣＦ４の除害率を示す図である。図において、縦軸はＣＦ４ガスの除害率（％）、横軸はパージガスの流量（ＳＬＭ）であり、パージガスが窒素ガス（Ｎ２）の場合とアルゴンガス（Ａｒ）の場合について示している。なお、ＣＦ４ガスの流量は一定である。図３に示されているように、窒素ガスの流量の増大とともに（ＣＦ４濃度の減少とともに）ＣＦ４の除害率は急激に減少する。しかし、アルゴンガスを用いた場合はその流量の増大に伴うＣＦ４ガスの除害率の変化はほとんどない。この結果は、窒素ガスの振動励起などに起因するエネルギーの無効消費が大きいためと考えられる。
【００３５】
本実施の形態においては、ガス濃縮器３２を用いることにより、ＣＦ４ガスがパージガスにより希釈され低濃度であっても、ＣＦ４ガスを濃縮することができ、例えば、０．１ｖｏｌ％のＣＦ４を１ｖｏｌ％に濃縮した場合、放電部３３の動作点は図３中に示したＡ点からＢ点へ移動させることができるので、パージガスに窒素ガスを用いても常に効率的な処理が可能となる。また、同図からは１ｖｏｌ％以上に濃縮した点で動作させることにより窒素ガスパージにおいても９０％以上の除害率を保証できることがわかる。ＣＦ４ガス濃度を１０ｖｏｌ％に濃縮した場合は、さらにその処理効率は向上し、ほぼ１００％近い除害率を達成することができる。
【００３６】
また、０．１ｖｏｌ％程度の低濃度の処理対象ガスの処理においても、ガス濃縮器３２により１０倍以上に濃縮することができるため、過度なエネルギーを投入せずに、高効率にプラズマで処理することが可能となる。
【００３７】
上記のように、本実施の形態によれば、通常、プラズマでは効率よく分解することが困難とされていたＰＦＣ、フロンなどの難分解性ガスを、放電部３３により大気圧下で高電界放電場、高エネルギー電子を生成し、１ｋＷ程度の低消費電力（低コスト）で分解でき、また、いかなる低濃度の難分解性ハロゲン含有ガスであってもガス濃縮器３２により高い除害率を維持できる。
【００３８】
図４は、放電空隙長ｄによるＣＦ４ガスの除害率の変化を示す。図４において、ＣＦ４ガス流量およびパージガス流量は一定（ＣＦ４ガス濃度一定）である。この結果に示されているように、放電空隙長ｄが小さいほど、同一投入電力におけるＣＦ４ガスの除害率は上昇し、特に放電空隙長ｄが１．０ｍｍ以下であれば、放電空隙長ｄによるＣＦ４ガスの除害率の差は小さくなり、ｄが１．０ｍｍで除害率は８０％を初めて越え、さらにｄを小さくすることで、９０％以上の除害率を得ることができる。逆に、ｄが１．０ｍｍを越えて大きくなると、ｄによる除害率の低下は極めて大きく、除害率７０％すら達成することが困難になる。したがって、上記のように、放電空隙長ｄを１．０ｍｍ以下とすれば、ハロゲン含有ガスの分子結合を直接解離させるに十分なエネルギーを有効に投入することができる。
【００３９】
処理するハロゲン含有ガスは、図２に示したように、平板状の放電空間３３３全周囲から中央部へ向かって導入され、無声放電プラズマにより処理されながら、中央部に設置されているガス排出口３３７から取り出すことができる。このように、電極３３１の中央部に処理ずみガスの排出口を設け、電極３３１の周囲から処理するハロゲン含有ガスを供給することによって、放電空間３３３に対して均一なガス流路を形成でき、かつ、コンパクトな放電部３３を容易に実現することができる。さらに、複数の放電空間を形成するためには電極を積層していくだけでよく、大容量化してもコンパクトな装置を形成することができる。
【００４０】
本実施の形態では、接地側電極３３１にステンレス鋼を用い、かつ、このステンレス鋼の放電空間側をＡｌ２Ｏ３でコーティングしている。また、高電圧側電極３３２には導電層を有するＡｌ２Ｏ３プレートを使用している。
【００４１】
また、スペーサ３３４はステンレス鋼で板状に所定の厚さに形成されたものを用い、ガスの流れを妨げないように設置し、放電空隙長を一定に維持している。放電空間３３３の冷却には、接地側電極３３１内の冷却水流路３３５を循環させた低温冷却水による冷却手段により冷却する。
【００４２】
また、接地側電極３３１および高電圧側電極３３２の両電極を金属製とし、各々の放電空間側表面をＡｌ２Ｏ３でコーティングし、両電極３３１，３３２内部に冷却水を流した形態をとっても効果的である。両電極３３１，３３２に冷却水を流すことにより、一方の電極にだけ冷却水を流す場合に比して放電空間３３３の冷却効率が４倍以上向上するため、放電部を１／４以下の大きさにコンパクト化できる。ただし、この場合は冷却水としてイオン交換水もしくは純水を使用する必要がある。
【００４３】
本発明における無声放電プラズマは比較的低温であるため、放電部３３の後段の排気配管にはＰＶＣなどの耐酸性で安価な樹脂配管が使用できる。
【００４４】
図５は、放電空隙長と放電空間の平均ガス温度の関係を示す図である。同図によれば、上記のように、放電空隙長を１．０ｍｍ以下とした場合、放電空間３３３の平均ガス温度は１００〜２００℃程度となる。平均ガス温度１００〜２００℃程度でプラズマ処理されたハロゲン含有ガスは、ハロゲン含有ガス処理装置３から排出される際に５０℃以下に自然冷却されており、ＰＶＣなどの配管が使用できるため極めて経済的である。２００℃を大きく越えると配管に対する熱的負荷が問題となり、ＰＶＣではなくステンレス鋼などを用いる必要があり、工事費が重むため好ましくない。
【００４５】
また、Ａｌ２Ｏ３プレートは脆性であり、微少な機械的な応力が印加されたまま、高電圧を印加する（数百℃の温度上昇がある）と破損する可能性が生じるが、放電空隙長を１．０ｍｍ以下とすることによって、平均ガス温度が２００℃以下となり、Ａｌ２Ｏ３プレートの破損防止に対しても効果がある。さらに、ハロゲン含有ガスの除害率向上を考慮すれば、好ましくは０．５ｍｍ以下の放電空隙長によって放電場を形成する。
【００４６】
上記のように、放電空隙長を１．０ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍ以下に設定することによって、ハロゲン含有ガス分子の結合を解離させる投入エネルギーを低くし、より高い電界放電場を形成でき、熱的には低温で処理を行うことができる。
【００４７】
本実施の形態の説明では、接地側電極３３１を冷却する場合を示したが、放電部３３の接地側電極３３１および高電圧側電極３３２のすべてを冷却した場合は、前述のように、放電空間３３３の冷却効果を４倍向上させることができるので、放電空隙長を４．０ｍｍ未満、好ましくは２．０ｍｍ以下に設定することによって、放電部３３をコンパクト化することができる。
【００４８】
また、ハロゲン含有ガスをプラズマにより処理する際、図１に示した付加ガス供給手段（付加ガス供給器）３５から付加ガスを添加し、希釈することによって、ハロゲン系ガス分子の遊離した各構成原子を処理し易い分子に再生させることができる。主なハロゲン系ガスはプラズマで分子結合が切断されると、炭素原子およびふっ素原子が遊離する。これらの原子で大気放出可能もしくは処理が極めて容易なガスとして再生するには、ハロゲン含有ガスに水（水蒸気）を添加し、水の共存状態でプラズマ処理することにより、二酸化炭素、ふっ化水素等のガス分子にする。
【００４９】
水の添加量はハロゲン含有ガス中のハロゲン系ガス濃度により一義的に決定でき、そのハロゲン系ガス濃度をＣｐ、添加する水（水蒸気）の濃度をＣｈとすると、Ｃｈ／Ｃｐ＝０．５〜３、好ましくはＣｈ／Ｃｐ＝１〜２とする。
【００５０】
また、再生した二酸化炭素はハロゲン含有ガスに比べて極めて地球温暖化に対する影響が小さいガスであるため、大気放出しても地球温暖化に対する影響はＰＦＣガスなどに比べ非常に小さい。
【００５１】
また、再生したふっ化水素は、一般的に半導体製造設備内に保有されている酸排気設備４に排気し、処理することができるので、酸排気設備を別に設けなくても簡単に無害化でき、大規模な設備投資は必要としない。
【００５２】
上記のように、本実施の形態においては、放電空隙長を１．０ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍ以下と設定することによって、プロセスアウトの設置場所にて、低コストで、プラズマによるハロゲンガス含有ガスの処理が効率よく実施できるようになる。また、すべての電極を冷却すれば、放電空間の冷却効果が４倍以上向上するため、装置を小型化することができる。その場合の放電空隙長は４．０ｍｍ未満、好ましくは２．０ｍｍ以下とすることができる。
【００５３】
また、半導体プロセス装置１から排出されるハロゲン含有ガスのハロゲン系ガス濃度が低濃度である場合でも、ガス濃縮器３２を用いることにより高い除害率を維持することができる。
【００５４】
さらに、ガス濃縮器３２を利用し非ハロゲン成分リッチガス３２３を分離し再利用することによって、システムポンプ２に供給する新たなパージガスを大幅に減らすことができ、省エネルギー化ができる。
【００５５】
実施の形態２．
半導体・液晶製造プロセスに使用されるハロゲン含有ガスには、ふっ素化合物ガスとして、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ８、ＣＨＦ３、ＮＦ３、ＳＦ６などがある。以下これらを総称してＰＦＣガスとする。
【００５６】
また、家電製品などから回収されるハロゲン含有ガスには、ＣＦＣ（Ｃｈｌｏｒｏｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎ）ガス、ＨＣＦＣ（Ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｏｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎ）ガス、ＨＦＣ（Ｈｙｄｒｏｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎ）ガスがある。
【００５７】
上記ＰＦＣガス、ＣＦＣガス、ＨＣＦＣガス、ＨＦＣガスは、大気放出ができず、特に安定で分解が困難とされるガスである。
【００５８】
上記実施の形態１に示したハロゲン含有ガスの処理装置により、上記ＣＦＣガス、ＨＣＦＣガスおよびＨＦＣガスを容易に処理することができる。
【００５９】
図６は、実施の形態２を示すブロック図であり、ＣＦＣガス、ＨＣＦＣガスおよびＨＦＣガス含有ガスの処理方法を説明する図である。図６（ｂ）は家電製品の貯蔵容器１Ａ内のＣＦＣガスおよびＨＦＣガス含有ガスの処理工程を示し、図６（ａ）は半導体プロセスから排出されるＰＦＣガスの処理工程を図６（ｂ）と対比して示している。同図において、前処理とはスクラバ３１などによる洗浄工程を示している。
【００６０】
家電製品貯蔵容器１ＡなどからＣＦＣガス、ＨＣＦＣガスおよびＨＦＣガス含有ガスを回収する場合、回収場所は半導体工場のように、図６（ａ）に示した酸排気設備４などを持ちあわせていない場合が多い。そこで、図６（ｂ）に示したように、ポンプ２０により処理対象ガスを放電処理部３３に引き込み、プラズマ処理した後で、アルカリ溶液などによる湿式処理などの後処理設備４Ａでしょりすることが必要であり、例えば水酸化カルシウム溶液を用いて中和し、ふっ化カルシウム、塩化カルシウムとして無害化し、回収する工程を加える。また、この場合には洗浄等の前処理は一般的に不要であるが、実施するのが好ましい。
【００６１】
実施の形態３．
図１において、放電部３３にＰＦＣ含有ガスとともに付加ガス供給器３５から添加するガスは、水蒸気の他に、水素、酸素、オゾン、メタン、エタン、プロパン、アンモニアまたはこれらの混合物とする。
【００６２】
これらのガスをマスフローコントローラや流量計にて流量を制御し、放電部３３に導入すればよい。また、上記添加ガスを水に溶解させた溶液、例えば、水素水、オゾン水、さらにはエタノール、メタノールなど有機溶剤を溶解させた溶液を収納した溶液槽にＰＦＣ含有ガスを導入し、溶液中をバブリングさせるなどしてＰＦＣ含有ガスと共存させても水（水蒸気）等を放電部に添加した場合と同様の効果が得られる。
【００６３】
付加ガス供給器３５から、上記ガス種または溶液を添加することにより、プラズマにより分解した処理対象ガス分子を、工場に既設の設備で容易に処理する、あるいは地球温暖化への影響がより小さいガス分子に変換することができる。
【００６４】
実施の形態４．
半導体・液晶プロセスでは、図１に示したシステムポンプ２のパージガスは窒素ガスであることが多いため、本発明の装置において処理するＰＦＣガスは窒素で希釈されているのが好ましい。しかし、窒素の他に空気や酸素で希釈されていても同様にパージガスごと直接処理することができる。
【００６５】
また、図１に示したように、ガス濃縮器３２を用いた場合は、非ハロゲン成分リッチガス３２３を分離し、システムポンプ２に再利用できるため、窒素、空気、酸素よりも高価なヘリウム、アルゴン、ネオン、キセノンで希釈してもランニングコスト的に問題はない。また、処理対象ガス中のハロゲン系ガスを高効率に濃縮できることから、処理対象ガスのハロゲン系ガス濃度の高低にかかわらず常に高効率に処理することができる。
【００６６】
特に、ヘリウム、アルゴン、ネオン、キセノンは、放電場でのエネルギー消費が極めて少ないため、プラズマ処理においても、さらに効率的な処理ができる。
【００６７】
実施の形態５．
図７は、実施の形態５を示すブロック図であり、非ハロゲン成分リッチガス３２３をシステムポンプ２のパージガスとして再利用するパージガス供給システムを示している。図において、図１と同一符号は同一部分または相当部分を示す。３２６はマスフローメータなどの流量計、３２７は水分ドレイン、３６は演算ユニット、３７はマスフローコントローラなどの流量調節手段であり、実線はガスの流れ、一点鎖線は信号線、二点鎖線は高圧線を示す。
【００６８】
ガス濃縮器３２を用いた場合、濃縮されたハロゲン成分リッチガス３２２は放電部３３へと導入されるが、ガス濃縮器３２に導入されたＰＦＣ含有ガス内の非ハロゲン成分リッチガス３２３は、別ポートより排出される。
【００６９】
ガス濃縮器３２からの非ハロゲン成分リッチガス３２３を除酸、除湿した後、流量計３２６でその流量Ｑ１を検知する。その流量信号を電流または電圧信号等の検知信号に変換し、システムポンプ２に対して必要とするパージガス流量Ｑ０を記憶させておいた演算ユニット３６に導入する。演算ユニット３６は市販の計装用演算変換器やリニアライザを用いればよい。そこで、新規導入パージガス流量Ｑ２を（Ｑ０−Ｑ１）で算出させ、その信号を流量調節手段３７に送信し、自動的に不足流量を供給する。
【００７０】
このパージガス供給システムにより、ガス濃縮器３２の濃縮効率が変動しても常に一定流量のパージガスをシステムポンプ２に供給でき、半導体プロセスおよびシステムポンプ２のインターロック動作などに影響を及ぼさない。
【００７１】
実施の形態６．
図８は、実施の形態６を示すブロック図であり、図において、図１と同一符号は同一部分または相当部分を示す。本実施の形態は、非ハロゲン成分リッチガス３２３をシステムポンプ２のパージガスおよび放電部３３で生成した排出ガスのパージガスとして再利用するパージガス供給システムである。
【００７２】
ＰＦＣ成分をガス濃縮器３２で濃縮することにより、放電部３３で処理した後のガスは極めて高濃度のふっ化水素ガスを含有する。半導体工場の設備にもよるが、放電部３３から酸排気設備４にいたる配管が高濃度のふっ化水素ガスに耐えられない場合があるが、非ハロゲン成分リッチガス３２３の一部を、システムポンプ２へのパージガスとして再利用すると同時に放電部３３の後段へもフィードし、放電生成ガスを希釈することによって放電部３３から酸排気設備４にいたる配管に対する高濃度のふっ化水素ガスによるダメージを抑制することができる。
【００７３】
図８において、３２８がシステムポンプ２のパージ成分、３２９が排気ガスのパージ成分である。分離された非ハロゲン成分リッチガス３２３を２方に分岐し、一方をシステムポンプ２のパージガスとして利用し、もう一方を放電生成ガスの希釈として利用する。好ましくは、ポンプパージ成分３２８は、コールドトラップまたはドライヤなどの除湿部３２５を用いて、ポンプ内での水分凝縮などを防止するためにガス露点を―２０℃以下とする。また、除湿の前段で非ハロゲン成分リッチガス３２３内のふっ化水素などの不純物を除酸部３２４で除去しておくのが好ましい。排気ガスのパージ成分３２９に関しては除酸・除湿などの手段が不要でそのまま利用することができる。
【００７４】
図９は、ガス濃縮器３２内にガス分離膜３２１と高分子製中空糸分離膜による水分濃縮部３２０とを設置したものである。
【００７５】
図８においては、システムポンプ２へパージガス成分を再利用する際に、除酸部３２４によりほぼ飽和している水分量をパージガスリッチ成分３２３より除去する必要があり、そのため、ドライヤ、コールドトラップなどの除湿部３２５、水分ドレイン３２７（この水分のｐＨは低い可能性があるため取り扱いおよび廃棄には注意が必要である）など数種の機器を設置する必要が生じた。
【００７６】
一方、図９においては、ガス濃縮器３２、除酸部３２４および水分濃縮装置３２０のみの設置で、ドライヤなど電力を消費する機器は少なくとも必要がなくなり、コスト的にもフットプリント的にも有利になる。ガス分離膜３２１および水分濃縮部３２０はともに中空糸分離膜で構成されているが、ガス濃縮器３２は前述のとおり、ハロゲン成分と非ハロゲン成分の分離が実施できる。水分濃縮部３２０は、非ハロゲン成分内の水分と他成分の分離に用いる。水分は他成分の中空糸膜への透過速度に比して極めて透過速度が大きいので、容易に両者を分離することができる。
【００７７】
排気ガスパージ成分３２９への水分量は問われないため、図９では水ドレインから排出すべき水分をすべて排気ガスパージ成分３２９とともに排出することができる。
【００７８】
水分濃縮部３２０は、市販されているポリイミド樹脂などによる中空糸膜を用いるだけで容易に実現でき、水分濃縮部３２０により、システムポンプ２のパージ成分３２８は少なくともガス露点―２０℃以下に自動的になり、コールドトラップやドライヤなどの設備および水分排出のドレインが不用となり、十分なコストダウンを実施できる。
【００７９】
以上のような構成によって、ガス濃縮器３２を用いることにより、システムポンプ２のパージガス供給設備５からの新規パージガスの導入量の低減、放電生成ガスの高濃度化による危険性を回避することができる。
【００８０】
実施の形態７．
図２において、接地側電極３３１または高電圧側電極３３２、接地側電極３３１と高電圧側電極３３２両方の素材にステンレス鋼の他、アルミニウム合金、チタン合金、インコネル、あるいはハステロイを用いてもよい。
【００８１】
本発明においては、放電部３３でふっ化水素が発生し、付加ガスとして水（水蒸気）を共存させた場合は、極めて厳しい腐食環境下に置かれる。従って、インコネル、ハステロイは耐食性に優れた素材であり、そのまま使用できるが、アルミニウム合金およびチタン合金を用いる場合は、耐食性を向上させるための表面処理が必要になる。
【００８２】
アルミニウム合金およびチタン合金を用いる場合、陽極酸化法などにより表面に酸化膜を形成する、溶射などにより耐腐食性酸化膜を形成する、あるいはふっ素樹脂などをコーティングして利用することによって耐腐食性を向上させることができる。
【００８３】
また、アルミニウム合金を用いる場合は、半導体工場内の冷却水系統をアルミニウムで汚染しないように電極内面の冷却水接触部にも同様の処理を施しておいた方がさらに良い。
【００８４】
実施の形態８．
図２において、放電部３３に設置する誘電体３３２Ａには、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＭｇＯ、Ｌａ２Ｏ３、ＣａＯ、ＳｉＯ２、ふっ素系樹脂、アクリル系樹脂を含有するものを用いることができる。電気絶縁性、耐食性に優れ、ｔａｎδが小さく発熱が少ないものを選択するのが良い。
【００８５】
十分な絶縁性、耐腐食性および良好な二次電子放出特性を有する上記のような誘電体を放電部に介在させることにより、装置の安定性、長寿命化、高効率エネルギー投入を実現できる。
【００８６】
また、誘電体３３２Ａの口径は、導電層からなる高電圧側電極３３２および接地側電極３３１の口径よりも大きく、高電圧側電極３３２の口径は接地側電極３３１の口径よりも大きくするのがよい。このような誘電体３３２Ａの口径及び電極３３１，３３２の口径との大小関係を有することにより、沿面放電、異常放電が回避でき、理想的なエネルギー投入が実施でき、かつ装置の安定性、長寿命化を実現することができる。
【００８７】
実施の形態９．
図２において、放電部３３に設置するスペーサ３３４には、ステンレス鋼、アルミニウム合金、チタン合金、インコネル、ハステロイ、セラミクス、ふっ素系樹脂、耐熱性プラスチックから形成された素材を使用する。
【００８８】
放電部３３におけるプラズマ処理により腐食流体が発生するため、上記素材をそのまま、または表面処理を実施して用いることで装置の耐腐食性が向上し、メンテナンス期間を十分長くとることができる。
【００８９】
アルミニウム合金およびチタン合金を用いる場合は、放電部におけるプラズマ処理により腐食流体が発生するため、ふっ化処理を施す、あるいは表面に酸化膜を形成することによって、さらに装置の耐腐食性が向上し、メンテナンス期間を十分長くとることができる。
【００９０】
また、放電空隙長が大きくなると、放電空間３３３の冷却効果が低下するため、樹脂・プラスチックを使用する場合は、その耐熱性を考慮する必要がある。
【００９１】
また、電極製作時に電極表面にスペーサ部を削り出しなどで形成したり、または上記材料によるスペーサ３３４を電極表面に接着などにより固定し、スペーサ３３４ごと電極表面を下記の実施の形態１０に示す被覆材料で被覆しておくのがよい。
【００９２】
実施の形態１０．
図２において、放電部３３内の電極が、プラズマ処理したガスと接する接ガス部は、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＭｇＯ、Ｌａ２Ｏ３、ＣａＯ、ふっ素系樹脂、耐熱性プラスチックのいずれかの被覆材により被覆する。
【００９３】
放電部におけるプラズマ処理により腐食流体が発生するため、腐食流体が接触する部材に上記被覆材を被覆することにより、装置の耐腐食性が向上し、メンテナンス期間を十分長くとることができる。
【００９４】
実施の形態１１．
図２において、電極３３１，３３２およびスペーサ３３４をアルミニウム合金またはチタン合金で形成した場合、その表層をふっ化処理する。ふっ化処理により、表層に形成される膜厚数十μｍ程度の緻密なふっ化物層により腐食環境下における耐食性を有することになる。さらに、ふっ化処理した後に、その上から実施の形態１０で示した被覆材で被覆することによって、より一層よい耐食性が得られる。
【００９５】
実施の形態１２．
図１０は、実施の形態１２を示す断面図であり、図２と同一符号は同一部分または相当部分を示す。本実施の形態は、放電空間３３３の数が２個の場合を示している。放電空間３３３の数が２個（接地側電極３３１のみ冷却）の場合、接地側電極３３１の数は２個となる。接地側電極３３１が放電部３３のケース３３８の一部を兼ねるようにすることにより放電部３３の構造が簡単となり、かつ構成部材を少なくできるので、コンパクトな処理装置を形成することができるとともに、メンテナンスの容易さ、イニシャルコストの低減を実現することができる。
【００９６】
なお、３３０は給電部材を示し、２個の高電圧側電極３３２に同時に高電圧を印加している。また図中の矢印はガスの流れを示している。
【００９７】
放電空間３３３の数は、２個に限られるものではなく３個以上にすることができる。放電空間３３３の数がＮ個（Ｎは２以上の偶数）となった場合、１番目と（Ｎ／２）＋１番目の接地側電極３３１はケース３３８の一部を兼ねることができ、放電空間３３３の数が増大するにともなう処理ユニット数の増大・処理容量の大容量化に対しても十分なコスト低減が実施できる。なお、すべての電極を冷却した場合も同様に、放電空間数がＮ個の場合、１番目と（Ｎ／２）＋１番目の接地側電極がケース３３８の一部を兼ねることになる。
【００９８】
実施の形態１３．
図２、図１０に示した放電部３３内では、Ａｌ２Ｏ３等のセラミクスなど、割れる可能性のある部材を用いる場合がある。セラミクスは急激な温度昇降や熱応力、機械的なストレスを受けると破損する。そのため、放電空間での温度上昇や外的な衝撃が与えられた場合にそれを吸収する働きをする部材が必要となる。
【００９９】
図１１は、実施の形態１３を示す断面図であり、図２と同一符号は同一部分または相当部分を示す。本実施の形態は、放電空間が２個、つまり放電部が２個の場合に弾性体を含んだ場合を示している。同図において、６は給電体、７は弾性体、８は給電板である。給電体６、弾性体７、給電板８は各々金属製で同電位を保つようになっており、給電体６と放電部の高電圧側電極３３２が密着接触する。したがって、給電体６の高電圧側電極接触部は高精度な仕上げ加工となっている。
【０１００】
弾性体７は、給電体６および給電板８を介して放電部の高電圧側電極３３２を支持し、放電部の熱的、機械的なストレスを吸収し、破損の可能性のある部材を保護する。弾性体７による熱的、機械的なストレスの吸収によって、常に安定な放電状態が得られ、放電空間３３３の温度上昇による破損を抑制することができる。
【０１０１】
また、本実施の形態では、弾性体７が、給電部材としての機能と弾性による放電部の電極部材の保護機能を兼ねるようにしているので、装置容積が大きくなるのを回避することができる。
【０１０２】
実施の形態１４．
図２、図１０のような放電空間３３３の温度上昇およびハロゲン含有ガスの露点の上昇を抑制するために、放電部３３のケース３３８が冷却できる構造としておくことによって、放電空隙長が大きくなり、放電空間の温度が上昇するよう場合でも、安定動作を実現することができる。
【０１０３】
ケース３３８に冷却水配管を巻きつけておく、あるいはケース３３８壁内に冷却水配管を鋳込んでおくなどして、必要に応じて冷却水を循環させればよい。ここで用いる冷却水は、電極の冷却水系統から分岐して接続すれば、新たに冷却水系統を設ける必要がない。
【０１０４】
実施の形態１５．
図１２は、実施の形態１５を示すブロック図であり、図１と同一符号は同一部分または相当部分を示す。本実施の形態は、放電部を複数段設けた場合を示している。図１２（ａ）は、複数の放電部３３Ａ，３３Ｂ，・・・３３Ｎを処理ガスの流れに対して直列に設置し接続した場合であり、より高濃度かつ難分解性ガスを処理する場合に効果がある。特に、このように直列に放電部を接続する場合は、１段目の放電部３３Ａで処理できなかったガスや１段目の放電により新たに生成したガス状放電生成物をＮ段（Ｎ＝２、３、・・・）目の放電部で処理することが可能となる。
【０１０５】
また、処理すべきハロゲン含有ガスの流量または濃度に応じて、複数個の放電部の中の必要とする個数の放電部を駆動することによって、高効率に処理することができる。
【０１０６】
また、途中のＮ段目の放電部において、放電を妨害する妨害ガス、例えばふっ化水素などが発生する場合には、図中に示した妨害物質除去器３２Ａを最終段以外の各放電部の後段にも設けることによって、妨害ガスが各段の放電部に流入するのを防止することができ、トータルの処理効率が向上する。
【０１０７】
妨害物質除去器３２Ａには、例えば、水や薬液による湿式処理または吸着剤による乾式処理を採用することにより、処理対象ガス中から妨害ガスを除去することができる。湿式処理による方法では、ウェットスクラバもしくはバブリングにより妨害ガスを水または薬液に溶解させて除去する。乾式吸着処理による方法では、容器内もしくは配管内に活性炭、アルミナ、ゼオライトなどの吸着剤を充填し、この吸着剤の中を通過させ、吸着剤に吸着させて妨害ガスを除去する。
【０１０８】
また、Ｋ３ＮｉＦ７などのふっ素吸蔵合金やＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦなどの固体アルカリ金属と妨害ふっ素成分を反応させ吸収させることもできる。
【０１０９】
また、放電部の放電空間に吸着剤やふっ素吸蔵合金などを設置し、吸着剤やふっ素吸蔵合金共存の下で放電を発生させることによって、妨害ガスの生成と同時に吸着剤やふっ素吸蔵合金に吸着させて妨害ガスの除去を行い、処理効率の低下を未然に防止することができる。さらに、コールドトラップを用い、ふっ化水素のみ除去してもよい。
【０１１０】
また、図１２（ｂ）に示したように、放電部を処理ガスの流れに対して並列に設置・接続し、処理流量、あるいは濃度に応じて、必要な個数の放電部を動作させ、放電空間の面積を増減させればよい。また、処理流量、あるいは濃度が増大した場合には、電極の口径を大きくするといった方法でもよい。
【０１１１】
実施の形態１６．
図１３は、実施の形態１６を示すブロック図であり、図１と同一符号は同一部分または相当部分を示す。同図に示したように、放電部３３の前段にハロゲンのガス種検知手段９を備え、その検知信号を電流または電圧信号に変換し、電流または電圧信号を演算ユニット１２を介して電動バルブ１０および高周波電源３４に送信する。あらかじめ演算ユニット１２に処理すべきガス種を記憶させておき、記憶させたガス種を含むガスが通過したときのみ、放電部３３に電力を印加できるようにする。図中、実線はガスの流れ、一点破線は信号線、二点鎖線は高圧線を示す。
【０１１２】
ガス種検知手段（ガス種検知器）９は、記憶させているガス種を検知したときに警報を発するガス警報機と同様のものを用いればよい。本発明のハロゲン含有ガス処理装置は通常２４時間連続運転となるが、放電部３３の駆動に関しては、半導体プロセス装置が実際に処理を実施しているときのみ、処理を必要とするハロゲン含有ガスが流入するため、このハロゲン含有ガス流入時のみ放電部３３を駆動させるようにする。プロセスが処理を行っておらず、パージガスのみ流れている場合は、電動バルブ１０にてバイパス配管１１にガスが流れるようにする。また、直列または並列に複数の放電部３３が接続されている場合も同様である。
【０１１３】
本実施の形態によれば、放電部前段にガス種検知手段９を設け、検知したガス種検知信号を電流または電圧信号に変換し、演算ユニット１２を介して送られた電流または電圧信号によって、高周波電源３４は、処理が必要となるガスが導入される場合のみ放電部３３を駆動させるので、ランニングコストの大幅な低減を図ることができる。
【０１１４】
実施の形態１７．
図１４は、実施の形態１７を示すブロック図であり、図１と同一符号は同一部分または相当部分を示す。同図に示したように、放電部３３前段にガス流量検知器１３を備え、検知した検知信号を電流または電圧信号に変換し、その変換された信号を演算ユニット１２を介して高周波電源３４に送信する。図中、実線はガスの流れ、一点破線は信号線、二点破線は高圧線を示す。
【０１１５】
演算ユニット１２は、あらかじめ流量と電力の相関関係がインプットされており、送信された電流または電圧信号に応じた電力を放電部３３に印加するような信号を高周波電源３４に送信する。演算ユニット１２には同時に放電部３３の定格電力もインプットされており、一台の放電部３３の定格を超える場合は、並列に接続された複数台の放電部を駆動させる。
【０１１６】
本実施の形態によれば、検知したガス流量を電流または電圧信号に変換し、演算ユニット１２に送られてきた電流または電圧信号によって、上記ガス流量に対して必要とする放電部の数だけを動作させるので、無駄なエネルギーを浪費することなく、効率よく処理することができる。
【０１１７】
実施の形態１８．
図１５は、実施の形態１８を示すブロック図であり、図１と同一符号は同一部分または相当部分を示す。同図に示したように、放電部３３の前段にガス濃度検知器１４を備え、検知した濃度信号を電流または電圧に変換し、その変換された信号を演算ユニット１２を介して付加ガス供給器３５に送信する。図中、実線はガスの流れ、一点鎖線は信号線、二点鎖線は高圧線を示す。
【０１１８】
演算ユニット１２にはハロゲンガス濃度と、その濃度に対して必要とする付加ガス量の相関関係がインプットされており、ハロゲンガス濃度に応じて、必要な付加ガス量を決定する。演算ユニット１２から送信される信号は付加ガス供給器３５内の自動調整バルブ、比例制御バルブまたはマスフローコントローラ等の流量調整手段に送信され、この流量調整手段は適切に駆動される。
【０１１９】
本実施の形態によれば、演算ユニット１２に送られた電流または電圧信号によって、付加ガス供給器３５の流量調整手段を動作させ、必要とする適正な量の付加ガスを供給することができるので、過多な付加ガスが放電部に導入されることがなくなり、安定な放電を維持することができる。
【０１２０】
実施の形態１９．
図１に示したウェットスクラバ（水スクラバ）３１により、ハロゲン含有ガスを洗浄した場合、洗浄後のガスに含まれる水分量は極めて多く、また、完全に飽和している場合がある。水分が飽和したまま放電部へハロゲン含有ガスを導入すると、過多な水分量により、安定な放電状態が得られず、定常な処理効率を維持できなくなることがあり、また、放電部の故障を発生する可能性があるが、放電部に流入する前にハロゲン含有ガス中の水分を適正に除去する水分除去手段を設けることによって、安定な放電状態が得られ、定常な処理効率を維持できるようになる。
【０１２１】
本実施の形態では、放電部へハロゲン含有ガスを導入する前にハロゲン含有ガスの露点を下げるようにしている。例えば、放電部の前段であり、ウェットスクラバ３１の前段もしくは後段にガス冷却器を挿入し、ハロゲン含有ガスのガス温度が少なくとも大気温よりも低くなるようにし、かつウェットスクラバ３１から放電部３３に至る構成部材、すなわちガス配管および放電電極３３１，３３２の温度をスクラバ溶液の温度よりも５℃以上低く維持することによって、ハロゲン含有ガス中の水分量を減少させている。
【０１２２】
ガス冷却器におけるガスの冷却手段としては、冷却水を貯蔵・循環させることができるタンク内に、ハロゲン含有ガスの配管を接触表面積が大きくなるように、例えば、蛇管状に形成して浸漬し、ハロゲン含有ガスを流すのが最も簡単な方法である。
【０１２３】
冷却水の温度および接触表面積を変化させることにより所望の冷却効果が得られ、ガスの露点を所望の値に低下させることができる。ガス配管は、好ましくは直径が小さく、肉厚が薄い金属製配管を用いるのがよい。
【０１２４】
また、ウェットスクラバの後段に除湿ドライヤ、水分吸着剤および高分子製中空糸分離膜を設置しても同様にハロゲン含有ガスの露点を低下させることができる。これら除湿ドライヤ、水分吸着剤および高分子製中空糸分離膜を用いる場合は、好ましくは前段に圧縮機、または後段に真空ポンプを設置し、圧力差を生じさせるのが効果的な水分除去につながる。
【０１２５】
除湿ドライヤは一般に市場に出回っている除湿器やエアドライヤなどの乾燥空気製造用のものでよい。
【０１２６】
吸着剤としてはゼオライト、シリカゲル、活性化アルミナなどを使用すればよい。
【０１２７】
高分子中空糸分離膜は、ポリイミド製を用いるのが最も容易である。中空糸分離膜では導入される物質の膜に対する透過速度の違いにより分離することができる。特に、水の透過速度とハロゲン含有ガスの透過速度の間には大きな差があるため、簡単に両者を分離除去することができる。
【０１２８】
また、ウェットスクラバ３１が付加ガス（水）供給設備３５を兼ね、かつハロゲン含有ガスが高濃度である場合において、ハロゲン含有ガスにウェットスクラバ３１から供給された水分量だけでは、放電部への水素原子および酸素原子の供給量が不足する場合は、逆にスクラバ溶液の温度を少なくとも気温より高い温度に設定し、かつウェットスクラバ３１から放電部３３へ至る構成部材をスクラバ溶液よりも少なくとも５℃以上高く維持しておくことによって、必要とする付加ガスを供給することができる。
【０１２９】
上記のように、上記ハロゲン含有ガス中の水分を、適切な処理能力を有するドライヤ、水分吸着剤あるいは中空糸分離膜を利用して水分を除去する、またはハロゲン含有ガスを直接または間接的に冷却して除去することにより、放電部３３に必要以上の水分が導入されることがなくなり、安定な放電を維持することができる。
【０１３０】
また、スクラバ溶液温度を気温以下に保ち、ウェットスクラバ３１から放電部３３までの接ガス部の温度をスクラバ溶液温度より５℃以上低く保つことにより、ハロゲン含有ガスが必要以上の水分量を放電部３３に持ち込むことがなくなるので、放電部３３において安定な放電を維持することができる。
【０１３１】
実施の形態２０．
実施の形態１９で示したように、プラズマ処理の前処理としてハロゲン含有ガスをウェットスクラバ３１で洗浄すると、過多な水分が放電部へ導入される可能性がある。
【０１３２】
図１６は、実施の形態２０を示す断面図であり、ガスの洗浄手段と適切な水分の供給手段を、ウェットスクラバ３１が兼ねるようにしたものである。放電部への付加ガスとして水（水蒸気）を選択する場合、このウェットスクラバ３１を用いると図１などの中に設置してある付加ガス供給器３５が不要となり、経済的なシステムの構築ができる。
【０１３３】
図１６において、３１１はガス導入口、３１２はスクラバタンク、３１３はスクラバタワー、３１４はスプレー、３１５はガス排出口、３１６は給水（または排水）ポート、３１７は排水（または給水）ポート、３１８は投げ込みクーラー、３１９は熱電対、３１０は循環ポンプを示し、図中の実線矢印はハロゲン含有ガスの流れを示し、破線矢印は循環水の流れる方向を示している。
【０１３４】
ハロゲン含有ガスは、スクラバタワー３１３の下部から導入され、上部方向に移動し、スクラバタンク３１２から循環ポンプ３１０にて上部に供給されてスプレー３１４から放出されるスクラバ水により洗浄され、水分添加が行われる。
【０１３５】
その後、ハロゲン含有ガスはスクラバタワー３１３の上部より排出され、放電部へ導入される。また、スクラバタワー３１３内には気液接触の効率を向上させるため、充填剤が設置されている。
【０１３６】
過多な水分添加および放電部内での結露を防止し、放電部での安定動作を補償するために、スクラバタンク３１２に溜める水（ハロゲン含有ガスと接触させる水）の温度は少なくとも大気温以下である必要がある。そのため、スクラバタンク３１２内の水は、冷却機などにより温度制御した水を、給水ポート３１６、排水ポート３１７を介して循環して適切な低温に維持する。
【０１３７】
また、投げ込みクーラー３１８と熱電対３１９を用いて、スクラバタンク３１２内の水を直接冷却しても良い。このようにスクラバ水の温度を少なくとも気温以下、好ましくは１０℃以下に制御することで、ハロゲン含有ガスは十分に洗浄され、かつ放電部に対して適切な付加水分量を持つことができる。
【０１３８】
また、スクラバ水はハロゲン含有ガスを洗浄することにより、そのｐＨ値は低下し、酸性となる。
【０１３９】
この酸性のスクラバ水が添加されたハロゲン含有ガスが放電部に導入されると、放電部の構成部材が腐食や破壊を起こす可能性がある。
【０１４０】
そこで、好ましくは、スクラバ水のｐＨ値を８以上のアルカリ性にしておき、所定のｐＨ値（好ましくはｐＨ６）を下回ると、自動的に給水と排水を各ポートより行うようにしてｐＨ値を上げ、酸性成分が放電部に導入されないようにすることにより、放電部の腐食、破壊を防ぐことができる。
【０１４１】
実施の形態２１．
図１７は、実施の形態２１を示す断面図であり、実施の形態２０と同様に、ガスの洗浄手段と適切な水分の供給手段を、ウェットスクラバ３１が兼ねるようにしたものである。本実施の形態は、実施の形態１９とは異なり、ハロゲン含有ガスをスクラバタワー３１３下部より導入するのではなく、ガス道入口３１１からスクラバタンク３１２のスクラバ水中にバブリングし、バブリング後のハロゲン含有ガスをスプレー３１４で洗浄する。
【０１４２】
バブリングとスプレー３１４の両方の洗浄により極めて高い洗浄効果とハロゲン含有ガスの冷却効果が発揮され、放電部３３に適切な状態のハロゲン含有ガスを導入することができ、処理効率の向上を図ることができる。この効果は、ハロゲン含有ガスとスクラバ水との接触面積および接触時間の大幅な改善によるものである。
【０１４３】
さらに好ましくは、このウェットスクラバにおいて、実施の形態１９と同様にスクラバ水の温度を冷却機を用いて制御する、あるいは投げ込みクーラーにより直接スクラバ水を冷却するなどにより、スクラバ水温度を１０℃以下に保つのがよい。
【０１４４】
実施の形態２２．
図８で示したように、放電空隙長を１．０ｍｍ以下とした大気圧またはその近傍圧力下で高効率動作する放電部３３、スクラバなどのガス洗浄手段３１、ガス分離膜などのガス濃縮器３２、ガス濃縮器３２で生成された非ハロゲン成分ガスをシステムポンプ２のパージガスおよび放電後（除害後）ガスのパージガスとして再利用するリサイクル設備および付加ガス制御設備を備えたハロゲン含有ガス処理システムを構築する。
【０１４５】
上記構築したハロゲン含有ガス処理システムを、製造工場の既存のシステムポンプと酸排気設備との間に挿入し、既存の配管設備を流用する。
【０１４６】
本実施の形態によれば、ユーザー側からは動力（電気、水、ガス）を供給するだけでよく、付帯設備の準備は特に必要ない。配管なども既存の設備がそのまま流用できるため、接続工事にかかわるコストも大幅に削減できる。
【０１４７】
また、大気圧またはその近傍圧力下、放電空隙長１．０ｍｍ以下で動作する放電部とその前段にガス洗浄部、濃縮部、再利用部、付加ガス供給部を組み合わせたシステムを構築することにより、プラズマによるガス処理の安定動作、高効率化を生み出し、高いコストパフォーマンスを実現することができる。
【０１４８】
実施の形態２３．
図１８は、実施の形態２３を示すブロック図であり、酸排気設備を持たない工場で使用する場合に有効な処理システムである。図において３１は酸や不純物を除去するためのウエットスクラバ等の洗浄手段、３５０はフィルタ、３５１はコンプレッサ、３２５は除湿装置、３２１はポリイミドメンブランなどのガス分離膜を用いたガス分離設備、３６は放電によるハロゲン系ガスのガス分解器を示し、各矢印はガスの流れを示す。
【０１４９】
処理ガスを洗浄手段３１に導入し、酸成分やその他不純物などを除去する。さらに、フィルタ３５０で不純物を完全に除去する。その後、コンプレッサ３２５でたとえば７気圧程度にガスを昇圧する。この圧力をドライビングフォースとして、ガス分離設備３２１でガスを分離する。水分が含まれるとガス分離性能が低下するため、ガス分離設備３２１の手前に除湿装置３２５を配設しておくことが望ましい。ガス分離設備３２１で分離された清浄ガス３２３はそのまま大気に開放する。処理すべきハロゲン含有ガス３２２はガス分解器３６に導入し、ＨＦなどに分解する。分解処理されたガスを、ポンプ等の排気ガス循環手段３５２で再び洗浄手段３１に戻し処理を行う。
【０１５０】
この方式では洗浄手段３１からガス分解器３６の間をクローズドループで排気ガス循環手段３５２で循環させながらハロゲン含有ガスを分解し、清浄化されたガス３２３だけを系外に排出することができる。このためガス分解器３６で処理ガスが完全に分解できない場合でも、処理ガスを再び系内に戻し、再度処理をするため系外に排出される有害ガスを最小限に抑えることができる。
【０１５１】
また、ガスを分解して発生したＨＦなどの有害物質を洗浄手段３１で処理するため、酸排気設備などを必要としないなど大きな特徴をもつ。
【０１５２】
本実施の形態ではポリイミド製の膜モジュールを用いてガス分離を行った場合について示したが、ガスが分離できる設備であれば吸着方式でもその他のものでも利用することができる。
【０１５３】
また、ガス分解器３６として、放電プラズマを用いたガス分解方法についてのみ示したが、熱分解方式や触媒方式、あるいはその他の方式を利用することも可能である。さらに、洗浄手段３１部では処理ガスと水を接触させることで酸成分などを容易に水に溶解させることができるが、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）などを添加して、発生したＨＦを螢石（ＣａＦ２）で回収することも環境負荷低減には有効な方法である。
【０１５４】
【発明の効果】
本発明に係る第１のハロゲン含有ガスの処理装置によれば、少なくともいずれか一方の表面に誘電体が設けられ、この誘電体を介して対向配置された接地側電極と高電圧側電極とを有する１個以上の放電部および上記電極を冷却する冷却手段を備え、この放電部に高電圧を印加し、放電を発生させて、ハロゲン含有ガス供給手段により上記２個の電極間に供給されたハロゲン系ガスを含有するハロゲン含有ガスを分解するハロゲン含有ガスの処理装置において、
上記２個の電極間の放電空間におけるガス圧力が大気圧または大気圧近傍圧力であり、
かつ上記電極のいずれか一方だけが冷却されており、
上記放電空間の放電空隙長を１．０ｍｍ以下とし、
上記ハロゲン含有ガス供給手段と上記放電部との間に、ハロゲン含有ガス中のハロゲン系ガス濃度を濃縮する濃縮手段を備え、
上記濃縮手段は、ハロゲン含有ガスを、ハロゲン系ガスを濃縮した濃縮ハロゲン含有ガスとハロゲン系ガスを含有しない、または低濃度で含有する非ハロゲン含有ガスとに分離して排出し、排出された上記非ハロゲン含有ガスをハロゲン含有ガス供給手段へのパージガスまたは放電部から排出される放電生成ガスのパージガス、若しくはハロゲン含有ガス供給手段へのパージガスおよび放電部から排出される放電生成ガスのパージガスとして利用するものであるので、極めて安定な高エネルギープラズマを発生することができ、低コストで、難分解性であるハロゲン含有ガス分子の結合を直接解離させるに十分なエネルギーを供給することができ、新たに供給するパージガスが減少し、大幅なコストダウンが実施できるとともに、放電生成ガスによる配管等の腐食を防止することができる。
【０１５５】
本発明に係る第２のハロゲン含有ガスの処理装置によれば、少なくともいずれか一方の表面に誘電体が設けられ、この誘電体を介して対向配置された接地側電極と高電圧側電極とを有する１個以上の放電部および上記電極を冷却する冷却手段を備え、この放電部に高電圧を印加し、放電を発生させて、ハロゲン含有ガス供給手段により上記２個の電極間に供給されたハロゲン系ガスを含有するハロゲン含有ガスを分解するハロゲン含有ガスの処理装置において、上記２個の電極間の放電空間におけるガス圧力が大気圧または大気圧近傍圧力であり、かつ上記電極の両方が冷却されており、上記放電空間の放電空隙長を４．０ｍｍ未満とし、
上記ハロゲン含有ガス供給手段と上記放電部との間に、ハロゲン含有ガス中のハロゲン系ガス濃度を濃縮する濃縮手段を備え、
上記濃縮手段は、ハロゲン含有ガスを、ハロゲン系ガスを濃縮した濃縮ハロゲン含有ガスとハロゲン系ガスを含有しない、または低濃度で含有する非ハロゲン含有ガスとに分離して排出し、排出された上記非ハロゲン含有ガスをハロゲン含有ガス供給手段へのパージガスまたは放電部から排出される放電生成ガスのパージガス、若しくはハロゲン含有ガス供給手段へのパージガスおよび放電部から排出される放電生成ガスのパージガスとして利用するものであるので、低コストで、コンパクトなハロゲン含有ガスの処理装置を供給することができ、新たに供給するパージガスが減少し、大幅なコストダウンが実施できるとともに、放電生成ガスによる配管等の腐食を防止することができる。
【０１５６】
本発明に係る第３のハロゲン含有ガスの処理装置によれば、上記濃縮手段は、ハロゲン含有ガス中のハロゲン系ガス濃度を１ｖｏｌ％以上に濃縮するものであるので、低濃度の処理対象ガスの処理においても、濃縮手段により濃縮されるため、過度なエネルギーを投入せずに、高効率にプラズマで処理することが可能となる。
【０１５７】
本発明に係る第４のハロゲン含有ガスの処理装置によれば、ハロゲン含有ガスに、ハロゲン系ガス濃度に応じた濃度の水蒸気、水素、酸素、オゾン、メタン、エタン、プロパンまたはアンモニアのいずれかの付加ガスを添加する付加ガス添加手段を備えたものであるので、プラズマにより分解した処理対象ガス分子を、工場既設設備で容易に処理できるガス分子に変換する、あるいは地球温暖化への影響がより小さいガス分子に変換させることができる。
【０１５８】
本発明に係る第５のハロゲン含有ガスの処理装置によれば、ハロゲン含有ガスが、空気、窒素、酸素、二酸化炭素、ヘリウム、アルゴン、ネオンまたはキセノンからなる希釈用ガス、若しくはこの希釈用ガスの混合物のいずれかによって希釈されたものであっても、放電部において希釈ガスごと一括して容易にプラズマ処理ができる。
【０１５９】
また、濃縮手段を備えている場合には、ハロゲン含有ガス中のハロゲン系ガスが希釈され、低濃度となっていても、濃縮手段により高効率に濃縮できるので、希釈濃度にかかわらず常に高効率に処理することができる。
【０１６０】
本発明に係る第６のハロゲン含有ガスの処理装置によれば、濃縮手段より排出される非ハロゲン含有ガスを再度濃縮する上記濃縮手段とは別の濃縮手段を備えたものであるので、コールドトラップやドライヤなどの設備および水分排出のドレインが不用となり、十分なコストダウンを実施できる。
【０１６１】
本発明に係る第７のハロゲン含有ガスの処理装置によれば、複数個の放電部を、ハロゲン含有ガスの流れに対して直列に接続し、上記複数の放電部の中の必要とする任意の個数を駆動するようにしたものであるので、処理すべきハロゲン含有ガスの流量または濃度に応じて、駆動する放電部を決め、高効率に処理することができる。
【０１６２】
本発明に係る第８のハロゲン含有ガスの処理装置によれば、直列に接続した放電部間に、放電の妨害ガスを除去する妨害物質除去手段を設けたものであるので、各放電部の処理効率を安定に維持し、トータル処理効率も向上する。
【０１６３】
本発明に係る第９のハロゲン含有ガスの処理装置によれば、複数個の放電部を、ハロゲン含有ガスの流れに対して並列に接続し、上記複数個の放電部の中の必要とする任意の個数を駆動するようにしたものであるので、処理すべきハロゲン含有ガスの流量または濃度に応じて、駆動する放電部を決め、無駄なエネルギーを消費することがなく、高効率に処理することができる。
【０１６４】
本発明に係る第１０のハロゲン含有ガスの処理装置によれば、少なくともいずれか一方の表面に誘電体が設けられ、この誘電体を介して対向配置された接地側電極と高電圧側電極とを有する１個以上の放電部および上記電極を冷却する冷却手段を備え、この放電部に高電圧を印加し、放電を発生させて、ハロゲン含有ガス供給手段により上記２個の電極間に供給されるハロゲン系ガスを含有するハロゲン含有ガスを分解するハロゲン含有ガス処理装置において、上記放電部に流入する前のハロゲン含有ガスを洗浄する洗浄手段、該洗浄後のハロゲン含有ガス中のハロゲン系ガスを濃縮し、非ハロゲン系ガスからなる非ハロゲン成分ガスを分離する濃縮・分離手段、上記非ハロゲン成分ガスを、ハロゲン含有ガス供給手段のパージ用ガスまたは上記放電部で処理された排気ガスのパージ用ガス、若しくはハロゲン含有ガス供給手段のパージ用ガスおよび上記放電部で処理された排気ガスのパージ用ガスとして再利用する手段、上記放電部に水蒸気、水素、酸素、オゾン、メタン、エタン、プロパンまたはアンモニアのいずれかの付加ガスを供給する付加ガス供給手段を備え、上記２個の電極間の放電空間におけるガス圧力が大気圧または大気圧近傍圧力であり、かつ上記電極のいずれか一方だけが冷却されており、上記放電空間の放電空隙長が１．０ｍｍ以下であるものであるので、プラズマによるガス処理の安定動作、高効率化を生み出し、高いコストパフォーマンスを実現することができる。
【０１６５】
本発明に係る第１１のハロゲン含有ガスの処理装置によれば、少なくともいずれか一方の表面に誘電体が設けられ、この誘電体を介して対向配置された接地側電極と高電圧側電極とを有する１個以上の放電部および上記電極を冷却する冷却手段を備え、この放電部に高電圧を印加し、放電を発生させて、ハロゲン含有ガス供給手段により上記２個の電極間に供給されるハロゲン系ガスを含有するハロゲン含有ガスを分解するハロゲン含有ガス処理装置において、上記放電部に流入する前のハロゲン含有ガスを洗浄する洗浄手段、該洗浄後のハロゲン含有ガス中のハロゲン系ガスを濃縮し、非ハロゲン系ガスからなる非ハロゲン成分ガスを分離する濃縮・分離手段、上記非ハロゲン成分ガスを、ハロゲン含有ガス供給手段のパージ用ガスまたは上記放電部で処理された排気ガスのパージ用ガス、若しくはハロゲン含有ガス供給手段のパージ用ガスおよび上記放電部で処理された排気ガスのパージ用ガスとして再利用する手段、上記放電部に水蒸気、水素、酸素、オゾン、メタン、エタン、プロパンまたはアンモニアのいずれかの付加ガスを供給する付加ガス供給手段を備え、上記２個の電極間の放電空間におけるガス圧力が大気圧または大気圧近傍圧力であり、かつ上記電極の両方が冷却されており、上記放電空間の放電空隙長が４．０ｍｍ未満であるものであるので、低コストで、コンパクトなハロゲン含有ガスの処理装置を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る実施の形態１を示すブロック図である。
【図２】 実施の形態１の放電部を示す断面図である。
【図３】 実施の形態１におけるパージガス流量と除害率との関係を示す図である。
【図４】 放電部の放電空隙長と除害率との関係を示す図である。
【図５】 放電部の放電空隙長と平均ガス温度との関係を示す図である。
【図６】 本発明に係る実施の形態２を示すブロック図である。
【図７】 本発明に係る実施の形態５を示すブロック図である。
【図８】 本発明に係る実施の形態６の一例を示すブロック図である。
【図９】 本発明に係る実施の形態６の他の例を示すブロック図である。
【図１０】 本発明に係る実施の形態１２を示す断面図である。
【図１１】 本発明に係る実施の形態１３を示す断面図である。
【図１２】 本発明に係る実施の形態１５を示すブロック図である。
【図１３】 本発明に係る実施の形態１６を示すブロック図である。
【図１４】 本発明に係る実施の形態１７を示すブロック図である。
【図１５】 本発明に係る実施の形態１８を示すブロック図である。
【図１６】 本発明に係る実施の形態２０を示す断面図である。
【図１７】 本発明に係る実施の形態２１を示す断面図である。
【図１８】 本発明に係る実施の形態２３を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 半導体プロセス装置、１Ａ 家電製品貯蔵容器、２ システムポンプ、
３ ハロゲン含有ガス処理装置、４ 酸排気設備、４Ａ 後処理設備、
５ パージガス供給設備、６ 給電体、７ 弾性体、８ 給電板、９ ガス種検知手段、
１０ 電導バルブ、１１ バイパス配管、１２，３６ 演算ユニット、
１３ ガス流量検知器、２０ ポンプ、２１ ターボ分子ポンプ、２２ ドライポンプ、
３１ 洗浄手段（ウェットスクラバ）、３２ ガス濃縮器、３２Ａ 妨害物質除去器、
３３，３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｎ 放電部、３４ 高周波電源、３５ 付加ガス供給器、
３７ 流量調節バルブ、３８ ガス分解器、３１０ 循環ポンプ、３１１ ガス導入口、
３１２ スクラバタンク、３１３ スクラバタワー、３１４ スプレー、
３１５ ガス排出口、３１６ 給水（または排水）ポート、
３１７ 排水（または給水）ポート、３１８ 投げ込みクーラー、３１９ 熱電対、
３２０ 水分濃縮部、３２１ ガス分離膜、３２２ 濃縮ハロゲン成分リッチガス、
３２３ 非ハロゲン成分リッチガス、３２４ 除酸部、３２５ 除湿部、
３２６ 流量計、３２７ 水分ドレイン、３２８ ポンプパージ成分、
３２９ 排気パージ成分、３３０ 給電部材、３３１ 接地側電極、
３３２ 高電圧側電極、３３３ 放電空間、３３４ スペーサ、３３５ 冷却水路、
３３６ ガス導入口、３３７ ガス排出口、３３８ 放電部ケース、３３９ 高圧端子、
３５０ フィルタ、３５１ コンプレッサ、３５２ 排気ガス循環手段。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a halogen-containing gas processing apparatus, and more particularly, to a processing apparatus for fluorocarbons such as carbon tetrafluoride gas contained in exhaust gas of a semiconductor process or the like.
[0002]
[Prior art]
  Microfabrication technology is indispensable for manufacturing processes of semiconductor devices, liquid crystal devices, and the like, and processing using gas plasma is becoming mainstream as a means of microfabrication technology. This gas plasma processing is performed using carbon tetrafluoride gas (CF4In addition to fluorocarbons such as), various halogen-based gases are introduced into a vacuum apparatus, converted into plasma, reacted with the workpiece, the reaction product is discharged as a gas, and a desired pattern is formed on the workpiece. Technology.
[0003]
  The gas discharged after reacting with the workpiece is CF4As well as being a causative substance that destroys the ozone layer, it contains halogen-based gases that cause global warming. For this reason, research on removing halogen-based gas contained in exhaust gas is underway.
[0004]
  For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-156156, an exhausted halogen-based gas is mixed with hydrogen gas or a gas other than a halide containing a hydrogen atom, and this mixed gas is passed through a discharge portion to generate a halogen-based gas. A method and apparatus for producing hydrogen halide at the same time as cracking and collecting the hydrogen halide is described.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
  However, the method and apparatus using the discharge described in the above publication realizes a device structure that meets the user's needs such as efficient operation and running cost, and downsizing of the device by operating the discharge part stably and with high efficiency. There were many issues to do.
[0006]
  In view of the above situation, the present invention provides a halogen-containing gas processing apparatus that enables high-efficiency processing and an apparatus structure that meets user needs in a halogen-containing gas processing apparatus that uses discharge. To do.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  A first halogen-containing gas processing apparatus according to the present invention includes a dielectric provided on at least one surface, and a ground-side electrode and a high-voltage-side electrode arranged to face each other via the dielectric. A halogen system that includes at least one discharge unit and a cooling unit that cools the electrode, applies a high voltage to the discharge unit, generates a discharge, and is supplied between the two electrodes by the halogen-containing gas supply unit In a halogen-containing gas processing apparatus for decomposing a halogen-containing gas containing a gas,
  The gas pressure in the discharge space between the two electrodes is atmospheric pressure or near atmospheric pressure,
  And only one of the electrodes is cooled,
  The discharge gap length of the discharge space is 1.0 mm or less,
  Concentrating means for concentrating the halogen-based gas concentration in the halogen-containing gas between the halogen-containing gas supply means and the discharge part,
  The concentrating means separates and discharges the halogen-containing gas into a concentrated halogen-containing gas obtained by concentrating the halogen-based gas and a non-halogen-containing gas that does not contain the halogen-based gas or is contained at a low concentration. The non-halogen-containing gas is used as a purge gas for the halogen-containing gas supply means or a discharge gas discharged from the discharge section, or as a purge gas for the halogen-containing gas supply means and a discharge gas discharged from the discharge section.Is.
[0008]
  A second halogen-containing gas processing apparatus according to the present invention includes a dielectric provided on at least one surface, and a ground-side electrode and a high-voltage-side electrode arranged to face each other via the dielectric. A halogen system that includes at least one discharge unit and a cooling unit that cools the electrode, applies a high voltage to the discharge unit, generates a discharge, and is supplied between the two electrodes by the halogen-containing gas supply unit In the halogen-containing gas processing apparatus for decomposing a halogen-containing gas containing gas, the gas pressure in the discharge space between the two electrodes is atmospheric pressure or a pressure near atmospheric pressure, and both the electrodes are cooled. The discharge gap length of the discharge space is less than 4.0 mm.,
    Concentrating means for concentrating the halogen-based gas concentration in the halogen-containing gas between the halogen-containing gas supply means and the discharge part,
  The concentrating means separates and discharges the halogen-containing gas into a concentrated halogen-containing gas obtained by concentrating the halogen-based gas and a non-halogen-containing gas that does not contain the halogen-based gas or is contained at a low concentration. The non-halogen-containing gas is used as a purge gas for the halogen-containing gas supply means or a discharge gas discharged from the discharge section, or as a purge gas for the halogen-containing gas supply means and a discharge gas discharged from the discharge section.Is.
[0009]
  The third halogen-containing gas processing apparatus according to the present invention is the above-described apparatus.1st or 2ndIn the halogen-containing gas processing apparatus ofThe concentration means isConcentrate the halogen-based gas concentration in the halogen-containing gas to 1 vol% or more.RumoIt is.
[0010]
  A fourth halogen-containing gas processing apparatus according to the present invention is the halogen-containing gas processing apparatus according to any one of the first to third halogen-containing gases, wherein the halogen-containing gas includes water vapor, hydrogen having a concentration according to the halogen-based gas concentration. , Oxygen, ozone, methane, ethane, propane, or an additional gas addition means for adding any one of ammonia.
[0011]
  A fifth halogen-containing gas processing apparatus according to the present invention is the halogen-containing gas processing apparatus according to any one of the first to third halogens, wherein the halogen-containing gas is air, nitrogen, oxygen, carbon dioxide, helium, argon. , Neon or xenon, or a mixture of the dilution gases.
[0012]
  According to the present invention6thThe halogen-containing gas processing apparatus of the aboveAny of 1st to 3rdThe halogen-containing gas processing apparatus is provided with a concentration means different from the concentration means for re-concentrating the non-halogen-containing gas discharged from the concentration means.
[0013]
  According to the present invention7thIn the halogen-containing gas processing apparatus of any one of the first to third halogen-containing gas processing apparatuses, a plurality of discharge sections are connected in series to the flow of the halogen-containing gas, An arbitrary number of necessary discharge units are driven.
[0014]
  According to the present invention8thThe halogen-containing gas processing apparatus of the aboveAny of 1st to 3rdIn the halogen-containing gas processing apparatus, interfering substance removing means for removing interfering gas for discharge is provided between the discharge sections connected in series.
[0015]
  According to the present invention9thThe halogen-containing gas processing apparatus of the aboveAny of 1st to 3rdIn the halogen-containing gas processing apparatus, a plurality of discharge sections are connected in parallel to the flow of the halogen-containing gas, and an arbitrary number of the plurality of discharge sections is driven. Is.
[0016]
  According to the present invention10thThe halogen-containing gas processing apparatus has at least one surface provided with a dielectric, and has at least one discharge part having a ground-side electrode and a high-voltage-side electrode arranged to face each other via the dielectric. A halogen containing gas containing a halogen-based gas supplied between the two electrodes by a halogen-containing gas supply means by providing a cooling means for cooling the electrode, applying a high voltage to the discharge section to generate a discharge; In the halogen-containing gas processing apparatus for decomposing gas, cleaning means for cleaning the halogen-containing gas before flowing into the discharge section, concentrating the halogen-based gas in the halogen-containing gas after the cleaning, and from the non-halogen-based gas Concentration / separation means for separating the non-halogen component gas, the non-halogen component gas treated with the purge gas of the halogen-containing gas supply means or the discharge section A gas for purifying gas, or a means for reusing as a purge gas for a halogen-containing gas supply means and a purge gas for exhaust gas treated in the discharge section, steam, hydrogen, oxygen, ozone, methane in the discharge section An additional gas supply means for supplying any additional gas of ethane, propane or ammonia, wherein the gas pressure in the discharge space between the two electrodes is atmospheric pressure or near atmospheric pressure, and any of the electrodes Only one of them is cooled, and the discharge gap length of the discharge space is 1.0 mm or less.
[0017]
  According to the present invention11thThe halogen-containing gas processing apparatus has at least one surface provided with a dielectric, and has at least one discharge part having a ground-side electrode and a high-voltage-side electrode arranged to face each other via the dielectric. A halogen containing gas containing a halogen-based gas supplied between the two electrodes by a halogen-containing gas supply means by providing a cooling means for cooling the electrode, applying a high voltage to the discharge section to generate a discharge; In the halogen-containing gas processing apparatus for decomposing gas, cleaning means for cleaning the halogen-containing gas before flowing into the discharge section, concentrating the halogen-based gas in the halogen-containing gas after the cleaning, and from the non-halogen-based gas Concentration / separation means for separating the non-halogen component gas, the non-halogen component gas treated with the purge gas of the halogen-containing gas supply means or the discharge section A gas for purifying gas, or a means for reusing as a purge gas for a halogen-containing gas supply means and a purge gas for exhaust gas treated in the discharge section, steam, hydrogen, oxygen, ozone, methane in the discharge section An additional gas supply means for supplying an additional gas of ethane, propane or ammonia, wherein the gas pressure in the discharge space between the two electrodes is atmospheric pressure or near atmospheric pressure, and both of the electrodes The discharge gap length of the discharge space is less than 4.0 mm.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, an embodiment of a halogen-containing gas processing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
  FIG. 1 is a block diagram showing the first embodiment, and shows a configuration in a semiconductor process (etching step). In the figure, reference numeral 1 denotes a semiconductor process apparatus which is a halogen-containing gas discharge source, 2 denotes a halogen-containing gas supply means (system pump), and the system pump 2 includes a turbo molecular pump 21 and a dry pump 22. 5 is a purge gas supply means (purge gas supply equipment), 3 is a halogen-containing gas processing device, 31 is a cleaning means (wet scrubber), 32 is a gas concentrating means (gas concentrator), and the gas concentrator 32 is a gas separation membrane 321. , A deoxidizer 324 and a dehumidifier 325 are provided. 322 is a concentrated halogen component rich gas enriched with a halogen component, and 323 is a non-halogen component rich gas rich in a purge gas component. Reference numeral 33 denotes a discharge unit, 34 denotes a high-frequency power source for applying a high voltage to the discharge unit 33, 35 denotes an additional gas supply means (addition gas supply device), and 4 denotes an acid exhaust facility. In the figure, the solid line indicates the gas flow, and the two-dot chain line indicates the high-pressure line.
[0019]
  As can be understood from FIG. 1, the present invention is different from a halogen-containing gas processing apparatus using a normal low-pressure plasma in that it can be processed out, that is, the processing can be performed at the subsequent stage of the existing system pump 2 in the semiconductor processing apparatus 1. It is a big feature.
[0020]
  A gas (halogen-containing gas) containing PFC (Perfluorocarbon) gas discharged from the semiconductor process apparatus 1 is supplied from the purge gas supply facility 5 and diluted with a purge gas (generally nitrogen gas) introduced into the system pump 2. The dilution gas has a PFC concentration of about 0.1%. Since this dilution gas contains a large amount of solid matter and acid components generated by the semiconductor process, the wet gas scrubber 31 is cleaned so that impurities are not mixed into the discharge part 33.
[0021]
  In the present embodiment, the wet scrubber 31 is used to obtain a sufficient impurity removal rate, but it is generally said that the scrubber has a low dust removal efficiency, and the types of impurities discharged by the manufacturing process are also different. Preferably, a dry scrubber and a wet scrubber are used in combination.
[0022]
  After removing solids and the like with the wet scrubber 31, a halogen-containing gas containing PFC is introduced into the discharge unit 33, and treatment / detoxification is performed by plasma. The halogen-containing gas containing PFC is discharged into the discharge unit 33. Before introducing into the discharge section 33, the concentration of the PFC gas is concentrated to at least 1% or more, preferably 10% or more in the gas concentrator 32, and the concentrated halogen component rich gas 322 is introduced into the discharge section 33, thereby further efficient processing. Can do.
[0023]
  In the present embodiment, the gas separation membrane 321 is used for the gas concentrator 32. However, the same effect can be obtained by using an adsorbent and a cold trap. As the gas separation membrane 321, a carbon membrane, a polyimide membrane, or the like can be used, and a halogen gas component and a non-halogen component gas (purge gas component) can be easily separated by generating a pressure difference between the inside and outside of the membrane. . Therefore, a compressor is provided before the separation membrane 321, or a vacuum pump is provided after the separation membrane 321.
[0024]
  Since the gas introduced into the gas separation membrane 321 passes through the wet scrubber 31, it is highly likely that the moisture in the gas is completely saturated. In the gas separation membrane 321, if a large amount of the water is present in the gas, the separation efficiency of the halogen component and the non-halogen component is lowered. Therefore, the gas dew point should be kept at + 10 ° C. or lower using a dryer. Leads to a better separation effect.
[0025]
  In addition to the method using the gas separation membrane 321, there is a method of separating by selectively adsorbing a necessary or unnecessary gas component using an adsorbent, and activated carbon, zeolite, or the like can be used as the adsorbent. . A cold trap can also be used. In the cold trap, the PFC component is liquefied and recovered with liquid nitrogen and then vaporized.
[0026]
  The concentrated halogen component rich gas 322 separated and generated by the gas concentrator 32 is introduced into the discharge unit 33, and the non-halogen component rich gas 323 is circulated to the system pump 2 via the deoxidation unit 324 and the dehumidification unit 325, as a purge gas Can be reused.
[0027]
  The non-halogen component rich gas 323 separated by the gas separation membrane 321 may contain acid components and solid components such as hydrogen fluoride gas that could not be completely removed by the wet scrubber 31, so these hydrogen fluorides are mixed. It is necessary to remove acid components such as gas and solid components before circulating them to the system pump 2 using a deoxidation unit 324 configured by a wet scrubber, a dry scrubber, a filter, an electrostatic chuck using Coulomb force, or the like. is there.
[0028]
  Further, when the wet deoxidation unit 324 is used, the gas dew point of the non-halogen component rich gas 323 is high. Therefore, the dehumidification unit 325 including a dehumidifier, a dryer, a cold trap, and the like is provided in the front stage of the system pump 2. It is preferable to provide a gas dew point of at least −20 ° C. or lower.
[0029]
  Thus, by separating and reusing the non-halogen component rich gas 323 using the gas concentrator 32, the amount of purge gas newly supplied from the purge gas supply facility 5 can be greatly reduced.
[0030]
  FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of the discharge unit 33, which is a case where one processing unit having a pair of electrodes is provided, and only one of the electrodes (installation side electrode 331) is cooled by a cooling water circulator or the like. An example of cooling by means is shown. In FIG. 2, reference numeral 331 denotes a ground-side electrode made of a conductor, and 332 denotes a high-voltage side electrode, which is formed by forming a conductive layer such as a metal film on the dielectric 332A. 333 is a discharge space, 334 is a spacer provided via a dielectric 332A, 335 is a cooling water flow path of water supplied from cooling means such as a cooling water circulator, 336 is a gas inlet, 337 is a gas outlet, 338 Indicates a discharge part case, 339 indicates a high-voltage terminal, and an arrow in the figure indicates a gas flow direction.
[0031]
  The discharge part 33 is a parallel plate type plasma generation part, and is generated by silent discharge plasma generated through a dielectric 332A provided on the surface of the ground side electrode 331 and the ground side electrode 331 of the high voltage side electrode 332 facing each other. The halogen-containing gas is treated under atmospheric pressure or a pressure in the vicinity thereof. The gap length d of the discharge space 333 can be determined by the thickness of the spacer 334. The dielectric 332A may be provided on the opposing surface of the ground-side electrode 331, or may be provided on both opposing surfaces of the ground-side electrode 331 and the high-voltage side electrode 332.
[0032]
  Due to the plasma generated in the discharge part 33, for example, CF known to be hardly decomposed4The gas collides with electrons and dissociates as shown in the following formula (1).
  CF4+ E → C + 4F + e ----- (1)
  In the above formula (1), e represents an electron.
[0033]
  The inventors can generate a very stable high-energy plasma at or near atmospheric pressure using the discharge part 33 having a discharge gap length of 1.0 mm and 0.5 mm, and are inexpensive and difficult to decompose. It has been found that sufficient energy can be supplied to directly dissociate the bonds of halogen-based gas molecules contained in a certain halogen-containing gas. For example, 99.9999% CF4The gas 100 SCCM can be decomposed almost 100% by applying a power of about 300 W.
[0034]
  FIG. 3 shows 99.9999% CF4CF when a mixed gas obtained by diluting a gas with a purge gas is processed by applying a power of 1 kW (4 to 5 kW for a conventional catalytic type).4It is a figure which shows the abatement rate. In the figure, the vertical axis represents CF.4Gas abatement rate (%), horizontal axis is purge gas flow rate (SLM), purge gas is nitrogen gas (N2) And argon gas (Ar). CF4The gas flow rate is constant. As shown in FIG. 3, as the flow rate of nitrogen gas increases (CF4CF with decreasing concentration)4The abatement rate of drastically decreases. However, when argon gas is used, the CF increases as the flow rate increases.4There is almost no change in the gas abatement rate. This result is thought to be due to the large ineffective consumption of energy resulting from vibration excitation of nitrogen gas.
[0035]
  In the present embodiment, by using the gas concentrator 32, CF4Even if the gas is diluted with purge gas and has a low concentration, CF4Gas can be concentrated, for example, 0.1 vol% CF43 is concentrated to 1 vol%, the operating point of the discharge part 33 can be moved from the point A to the point B shown in FIG. 3, so that efficient processing is always possible even when nitrogen gas is used as the purge gas. Become. In addition, it can be seen from the figure that a detoxification rate of 90% or more can be guaranteed even in a nitrogen gas purge by operating at a point concentrated to 1 vol% or more. CF4When the gas concentration is concentrated to 10 vol%, the treatment efficiency is further improved, and a detoxification rate of nearly 100% can be achieved.
[0036]
  In addition, even in the case of processing a low concentration process target gas of about 0.1 vol%, it can be concentrated 10 times or more by the gas concentrator 32, so that it is processed with high efficiency plasma without supplying excessive energy. It becomes possible to do.
[0037]
  As described above, according to the present embodiment, a high field discharge is performed at atmospheric pressure by the discharge unit 33 by using the discharge unit 33 to convert a hardly decomposable gas such as PFC or chlorofluorocarbon, which is normally difficult to decompose efficiently with plasma. Can generate high-energy electrons, decompose with low power consumption (low cost) of about 1 kW, and maintain a high detoxification rate with the gas concentrator 32 for any low-concentration halogen-containing gas it can.
[0038]
  FIG. 4 shows CF with discharge gap length d.4Changes in gas abatement rate are shown. In FIG. 4, CF4Gas flow rate and purge gas flow rate are constant (CF4Gas concentration is constant). As shown in this result, the smaller the discharge gap length d, the lower the CF at the same input power.4The detoxification rate of the gas increases, and if the discharge gap length d is 1.0 mm or less, the CF due to the discharge gap length d4The difference between the gas abatement rates becomes small, and when d is 1.0 mm, the abatement rate exceeds 80% for the first time, and by further reducing d, a detoxification rate of 90% or more can be obtained. On the other hand, when d exceeds 1.0 mm, the reduction of the detoxification rate due to d is extremely large, and it becomes difficult to achieve even the detoxification rate of 70%. Therefore, as described above, if the discharge gap length d is 1.0 mm or less, it is possible to effectively input energy sufficient to directly dissociate the molecular bond of the halogen-containing gas.
[0039]
  As shown in FIG. 2, the halogen-containing gas to be processed is introduced from the entire periphery of the flat discharge space 333 toward the central portion, and is processed by silent discharge plasma, and is installed in the central portion. 337. Thus, by providing a treated gas discharge port in the center of the electrode 331 and supplying a halogen-containing gas to be treated from the periphery of the electrode 331, a uniform gas flow path can be formed in the discharge space 333, And the compact discharge part 33 can be implement | achieved easily. Furthermore, in order to form a plurality of discharge spaces, it is only necessary to stack electrodes, and a compact device can be formed even if the capacity is increased.
[0040]
  In this embodiment, stainless steel is used for the ground side electrode 331, and the discharge space side of this stainless steel is made of Al.2O3It is coated with. Further, the high voltage side electrode 332 has an Al having a conductive layer.2O3A plate is used.
[0041]
  The spacer 334 is made of stainless steel and is formed in a plate shape with a predetermined thickness. The spacer 334 is installed so as not to disturb the gas flow, and the discharge gap length is kept constant. The discharge space 333 is cooled by cooling means using low-temperature cooling water circulated through the cooling water flow path 335 in the ground side electrode 331.
[0042]
  In addition, both the ground side electrode 331 and the high voltage side electrode 332 are made of metal, and each discharge space side surface is made of Al.2O3It is also effective to take a form in which cooling water is allowed to flow inside the electrodes 331 and 332. By flowing cooling water through both electrodes 331 and 332, the cooling efficiency of the discharge space 333 is improved by a factor of four or more compared to when cooling water is flowed through only one of the electrodes. It can be made more compact. However, in this case, it is necessary to use ion exchange water or pure water as cooling water.
[0043]
  Since the silent discharge plasma in the present invention has a relatively low temperature, an acid-resistant and inexpensive resin pipe such as PVC can be used for the exhaust pipe after the discharge section 33.
[0044]
  FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the discharge gap length and the average gas temperature in the discharge space. According to the figure, as described above, when the discharge gap length is 1.0 mm or less, the average gas temperature in the discharge space 333 is about 100 to 200 ° C. The halogen-containing gas plasma-treated at an average gas temperature of about 100 to 200 ° C. is naturally cooled to 50 ° C. or lower when discharged from the halogen-containing gas processing apparatus 3 and can be used with piping such as PVC. Is. If the temperature exceeds 200 ° C., the thermal load on the pipe becomes a problem, and it is necessary to use stainless steel instead of PVC.
[0045]
  Al2O3The plate is brittle and may be damaged when a high voltage is applied (with a temperature increase of several hundred degrees Celsius) while a slight mechanical stress is applied, but the discharge gap length is 1.0 mm or less. As a result, the average gas temperature becomes 200 ° C. or less, and Al2O3It is also effective for preventing damage to the plate. Furthermore, considering the improvement of the detoxification rate of the halogen-containing gas, the discharge field is preferably formed with a discharge gap length of 0.5 mm or less.
[0046]
  As described above, by setting the discharge gap length to 1.0 mm or less, preferably 0.5 mm or less, the input energy for dissociating the bonds of the halogen-containing gas molecules can be lowered, and a higher electric field discharge field can be formed. Thermally, the treatment can be performed at a low temperature.
[0047]
  In the description of the present embodiment, the case where the ground side electrode 331 is cooled is shown. However, when all of the ground side electrode 331 and the high voltage side electrode 332 of the discharge unit 33 are cooled, as described above, the discharge space Since the cooling effect of 333 can be improved four times, the discharge gap length is 4.0 mm.Less than, Preferably by setting it to 2.0 mm or less,The discharge part 33 can be made compact.
[0048]
  In addition, when the halogen-containing gas is treated with plasma, an additional gas is added from the additional gas supply means (additional gas supply device) 35 shown in FIG. Can be regenerated into molecules that are easy to process. When molecular bonds are broken by plasma in the main halogen gas, carbon atoms and fluorine atoms are liberated. To regenerate as a gas that can be released into the atmosphere with these atoms or that is extremely easy to process, water (water vapor) is added to the halogen-containing gas, and plasma treatment is performed in the presence of water, so that carbon dioxide, hydrogen fluoride, etc. To gas molecules.
[0049]
  The amount of water added can be uniquely determined by the halogen-based gas concentration in the halogen-containing gas. When the halogen-based gas concentration is Cp and the concentration of added water (water vapor) is Ch, Ch / Cp = 0.5 to 3, preferably Ch / Cp = 1-2.
[0050]
  In addition, since the regenerated carbon dioxide is a gas that has an extremely small effect on global warming compared to a halogen-containing gas, the effect on the global warming is very small compared to PFC gas and the like even if released to the atmosphere.
[0051]
  In addition, since the regenerated hydrogen fluoride can be exhausted to the acid exhaust equipment 4 generally held in the semiconductor manufacturing equipment and processed, it can be easily rendered harmless without providing an acid exhaust equipment. Large capital investment is not required.
[0052]
  As described above, in the present embodiment, the discharge gap length is 1.0 mm or less, preferably 0.5 mm or less.Under andBy setting, it becomes possible to efficiently carry out the treatment of the halogen gas-containing gas by plasma at a low cost at the process-out installation location.In addition, if all the electrodes are cooled, the cooling effect of the discharge space is improved by four times or more, so that the apparatus can be miniaturized. In this case, the discharge gap length can be less than 4.0 mm, preferably 2.0 mm or less.
[0053]
  Even when the halogen-containing gas concentration of the halogen-containing gas discharged from the semiconductor process apparatus 1 is low, a high detoxification rate can be maintained by using the gas concentrator 32.
[0054]
  Further, by separating and reusing the non-halogen component rich gas 323 using the gas concentrator 32, the new purge gas supplied to the system pump 2 can be greatly reduced, and energy can be saved.
[0055]
Embodiment 2. FIG.
  Halogen-containing gases used in semiconductor / liquid crystal manufacturing processes include CF as a fluorine compound gas.4, C2F6, C3F8, C4F8, CHF3, NF3, SF6and so on. Hereinafter, these are collectively referred to as PFC gas.
[0056]
  In addition, halogen-containing gases recovered from home appliances include CFC (Chlorofluorocarbon) gas, HCFC (Hydrofluorocarbon) gas, and HFC (Hydrofluorocarbon) gas.
[0057]
  The PFC gas, CFC gas, HCFC gas, and HFC gas cannot be released into the atmosphere, and are particularly stable and difficult to decompose.
[0058]
  The halogen-containing gas treatment apparatus described in Embodiment 1 can easily treat the CFC gas, HCFC gas, and HFC gas.
[0059]
  FIG. 6 is a block diagram showing the second embodiment, and is a diagram for explaining a method for treating CFC gas, HCFC gas, and HFC gas-containing gas. FIG. 6B shows a process for treating CFC gas and HFC gas-containing gas in the storage container 1A for home appliances, and FIG. 6A shows a process for treating PFC gas discharged from the semiconductor process. It is shown in contrast with. In the figure, the pretreatment indicates a cleaning process using a scrubber 31 or the like.
[0060]
  When recovering CFC gas, HCFC gas, and HFC gas-containing gas from the home appliance storage container 1A, etc., when the recovery location does not have the acid exhaust facility 4 shown in FIG. There are many. Therefore, as shown in FIG. 6B, after the gas to be processed is drawn into the discharge processing unit 33 by the pump 20 and subjected to the plasma processing, it can be sprayed in the post-processing equipment 4A such as wet processing using an alkaline solution or the like. Necessary, for example, neutralizing with a calcium hydroxide solution, detoxifying calcium fluoride and calcium chloride, and adding a step of recovery. In this case, pretreatment such as washing is generally unnecessary, but it is preferable to carry out the pretreatment.
[0061]
Embodiment 3 FIG.
  In FIG. 1, the gas added to the discharge part 33 from the additional gas supplier 35 together with the PFC-containing gas is hydrogen, oxygen, ozone, methane, ethane, propane, ammonia, or a mixture thereof in addition to water vapor.
[0062]
  These gases may be introduced into the discharge unit 33 by controlling the flow rate with a mass flow controller or a flow meter. Further, a PFC-containing gas is introduced into a solution tank containing a solution in which the additive gas is dissolved in water, for example, hydrogen water, ozone water, or a solution in which an organic solvent such as ethanol or methanol is dissolved. Even if it is made to coexist with the PFC-containing gas by bubbling or the like, the same effect as when water (water vapor) or the like is added to the discharge part can be obtained.
[0063]
  By adding the above gas species or solution from the additional gas supply device 35, the gas molecules to be treated decomposed by the plasma can be easily treated with existing facilities in the factory, or the gas has less influence on global warming. Can be converted to a molecule.
[0064]
Embodiment 4 FIG.
  In the semiconductor / liquid crystal process, since the purge gas of the system pump 2 shown in FIG. 1 is often nitrogen gas, the PFC gas to be processed in the apparatus of the present invention is preferably diluted with nitrogen. However, even if diluted with air or oxygen in addition to nitrogen, the purge gas can be treated directly.
[0065]
  Further, as shown in FIG. 1, when the gas concentrator 32 is used, the non-halogen component rich gas 323 can be separated and reused in the system pump 2, so that helium and argon which are more expensive than nitrogen, air and oxygen are used. Even if diluted with neon or xenon, there is no problem in running cost. Further, since the halogen-based gas in the gas to be processed can be concentrated with high efficiency, it is possible to always perform high-efficiency processing regardless of the halogen-based gas concentration of the gas to be processed.
[0066]
  In particular, helium, argon, neon, and xenon consume very little energy in the discharge field, so that more efficient processing can be performed even in plasma processing.
[0067]
Embodiment 5 FIG.
  FIG. 7 is a block diagram showing the fifth embodiment, and shows a purge gas supply system in which the non-halogen component rich gas 323 is reused as a purge gas for the system pump 2. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts. 326 is a flow meter such as a mass flow meter, 327 is a moisture drain, 36 is an arithmetic unit, 37 is a flow rate adjusting means such as a mass flow controller, the solid line is a gas flow, the one-dot chain line is a signal line, and the two-dot chain line is a high-pressure line. Show.
[0068]
  When the gas concentrator 32 is used, the concentrated halogen component rich gas 322 is introduced into the discharge unit 33, but the non-halogen component rich gas 323 in the PFC-containing gas introduced into the gas concentrator 32 is supplied from another port. Discharged.
[0069]
  After the non-halogen component rich gas 323 from the gas concentrator 32 is deoxidized and dehumidified, the flow rate 326 is detected by the flow meter 326. The flow rate signal is converted into a detection signal such as a current or voltage signal and introduced into the arithmetic unit 36 in which the purge gas flow rate Q0 required for the system pump 2 is stored. The arithmetic unit 36 may be a commercially available instrumentation arithmetic converter or linearizer. Therefore, the newly introduced purge gas flow rate Q2 is calculated by (Q0-Q1), and the signal is transmitted to the flow rate adjusting means 37 to automatically supply the insufficient flow rate.
[0070]
  With this purge gas supply system, a constant flow rate of purge gas can always be supplied to the system pump 2 even if the concentration efficiency of the gas concentrator 32 varies, and the semiconductor process and the interlock operation of the system pump 2 are not affected.
[0071]
Embodiment 6 FIG.
  FIG. 8 is a block diagram showing the sixth embodiment, in which the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts. This embodiment is a purge gas supply system that reuses the non-halogen component rich gas 323 as the purge gas of the system pump 2 and the purge gas of the exhaust gas generated by the discharge unit 33.
[0072]
  By concentrating the PFC component with the gas concentrator 32, the gas after being processed in the discharge part 33 contains a very high concentration of hydrogen fluoride gas. Although depending on the equipment of the semiconductor factory, the pipe from the discharge part 33 to the acid exhaust equipment 4 may not be able to withstand the high concentration hydrogen fluoride gas, but a part of the non-halogen component rich gas 323 is used as the system pump 2. At the same time as being reused as a purge gas, the feed part 33 is also fed to the subsequent stage of the discharge part 33 to dilute the discharge generated gas, thereby suppressing damage caused by the high concentration hydrogen fluoride gas to the pipe from the discharge part 33 to the acid exhaust system 4 be able to.
[0073]
  In FIG. 8, 328 is a purge component of the system pump 2, and 329 is an exhaust gas purge component. The separated non-halogen component rich gas 323 is branched into two directions, one of which is used as a purge gas for the system pump 2 and the other is used as a dilution of a discharge product gas. Preferably, the pump purge component 328 uses a dehumidifying part 325 such as a cold trap or a dryer to set the gas dew point to −20 ° C. or lower in order to prevent moisture condensation in the pump. Further, it is preferable to remove impurities such as hydrogen fluoride in the non-halogen component rich gas 323 by the deoxidizer 324 before the dehumidification. As for the purge component 329 of the exhaust gas, means such as deoxidation and dehumidification are unnecessary and can be used as they are.
[0074]
  FIG. 9 shows a gas concentrator 32 in which a gas separation membrane 321 and a water concentration unit 320 using a polymer hollow fiber separation membrane are installed.
[0075]
  In FIG. 8, when the purge gas component is reused for the system pump 2, it is necessary to remove the almost saturated water amount from the purge gas rich component 323 by the deoxidizer 324, so that a dryer, a cold trap, etc. It was necessary to install several types of equipment such as a dehumidifying unit 325 and a moisture drain 327 (the pH of this moisture may be low, so care should be taken in handling and disposal).
[0076]
  On the other hand, in FIG. 9, the installation of only the gas concentrator 32, the deoxidizer 324, and the moisture concentrator 320 eliminates the need for a device that consumes power, such as a dryer, and is advantageous in terms of cost and footprint. Become. Both the gas separation membrane 321 and the water concentrating unit 320 are constituted by hollow fiber separation membranes, but the gas concentrator 32 can perform the separation of the halogen component and the non-halogen component as described above. The moisture concentrating unit 320 is used for separation of moisture in the non-halogen component and other components. Moisture has a very high permeation rate compared to the permeation rate of other components through the hollow fiber membrane, so that both can be easily separated.
[0077]
  Since the amount of moisture to the exhaust gas purge component 329 is not limited, all the moisture to be discharged from the water drain can be discharged together with the exhaust gas purge component 329 in FIG.
[0078]
  The water concentration unit 320 can be easily realized simply by using a commercially available hollow fiber membrane made of polyimide resin or the like. The water concentration unit 320 automatically causes the purge component 328 of the system pump 2 to at least have a gas dew point of −20 ° C. or less. Therefore, facilities such as a cold trap and a dryer and a drain for draining water are not required, and the cost can be reduced sufficiently.
[0079]
  With the configuration as described above, by using the gas concentrator 32, it is possible to reduce the amount of new purge gas introduced from the purge gas supply facility 5 of the system pump 2 and avoid the danger due to the high concentration of the discharge generated gas. .
[0080]
Embodiment 7. FIG.
  In FIG. 2, as the material for the ground side electrode 331 or the high voltage side electrode 332 and both the ground side electrode 331 and the high voltage side electrode 332, aluminum alloy, titanium alloy, Inconel, or Hastelloy may be used in addition to stainless steel.
[0081]
  In the present invention, when hydrogen fluoride is generated in the discharge part 33 and water (water vapor) is allowed to coexist as an additional gas, it is placed in an extremely severe corrosive environment. Therefore, Inconel and Hastelloy are materials having excellent corrosion resistance and can be used as they are. However, when an aluminum alloy and a titanium alloy are used, a surface treatment is required to improve the corrosion resistance.
[0082]
  When using aluminum alloy and titanium alloy, corrosion resistance is improved by forming an oxide film on the surface by anodic oxidation, etc., forming a corrosion-resistant oxide film by spraying, etc., or coating with fluorine resin. Can be improved.
[0083]
  In the case of using an aluminum alloy, it is better to perform the same treatment on the cooling water contact portion on the inner surface of the electrode so that the cooling water system in the semiconductor factory is not contaminated with aluminum.
[0084]
Embodiment 8 FIG.
  In FIG. 2, the dielectric 332A installed in the discharge part 33 includes Al.2O3TiO2, ZrO2, MgO, La2O3, CaO, SiO2A resin containing a fluorine resin or an acrylic resin can be used. It is preferable to select a material that is excellent in electrical insulation and corrosion resistance, has a small tan δ and generates little heat.
[0085]
  By interposing the above dielectric having sufficient insulation, corrosion resistance and good secondary electron emission characteristics in the discharge part, it is possible to realize stability of the device, longer life, and high-efficiency energy input.
[0086]
  In addition, the diameter of the dielectric 332A is larger than the diameters of the high-voltage side electrode 332 and the ground-side electrode 331 made of a conductive layer, and the diameter of the high-voltage side electrode 332 is preferably larger than the diameter of the ground-side electrode 331. . By having such a magnitude relationship between the diameter of the dielectric 332A and the diameters of the electrodes 331 and 332, creeping discharge and abnormal discharge can be avoided, ideal energy input can be performed, and the stability and long life of the apparatus can be achieved. Can be realized.
[0087]
Embodiment 9 FIG.
  In FIG. 2, a material formed from stainless steel, aluminum alloy, titanium alloy, Inconel, Hastelloy, ceramics, fluorine-based resin, and heat-resistant plastic is used for the spacer 334 installed in the discharge portion 33.
[0088]
  Since the corrosive fluid is generated by the plasma treatment in the discharge portion 33, the corrosion resistance of the apparatus can be improved by using the material as it is or after the surface treatment, and the maintenance period can be sufficiently long.
[0089]
  When aluminum alloy and titanium alloy are used, corrosive fluid is generated by plasma treatment in the discharge part, so that the corrosion resistance of the device is further improved by applying a fluorination treatment or forming an oxide film on the surface, The maintenance period can be made sufficiently long.
[0090]
  Further, when the discharge gap length is increased, the cooling effect of the discharge space 333 is reduced. Therefore, when using a resin / plastic, it is necessary to consider its heat resistance.
[0091]
  Further, a spacer portion is formed on the electrode surface by cutting or the like when the electrode is manufactured, or the spacer 334 made of the above material is fixed to the electrode surface by adhesion or the like, and the electrode surface together with the spacer 334 is coated as shown in Embodiment 10 below. It is better to coat with material.
[0092]
Embodiment 10 FIG.
  In FIG. 2, the gas contact part where the electrode in the discharge part 33 is in contact with the plasma-treated gas is Al.2O3TiO2, ZrO2, MgO, La2O3, CaO, fluorine-based resin, or heat-resistant plastic.
[0093]
  Since the corrosive fluid is generated by the plasma treatment in the discharge part, the corrosion resistance of the apparatus is improved by covering the member in contact with the corrosive fluid, and the maintenance period can be sufficiently long.
[0094]
Embodiment 11 FIG.
  In FIG. 2, when the electrodes 331 and 332 and the spacer 334 are formed of an aluminum alloy or a titanium alloy, the surface layer is subjected to a fluorination treatment. By the fluoride treatment, the dense fluoride layer having a film thickness of about several tens of μm formed on the surface layer has corrosion resistance in a corrosive environment. Furthermore, after the fluorination treatment, by coating with the coating material shown in the embodiment 10 from above, even better corrosion resistance can be obtained.
[0095]
Embodiment 12 FIG.
  FIG. 10 is a cross-sectional view showing the twelfth embodiment, and the same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same or corresponding parts. This embodiment shows a case where the number of discharge spaces 333 is two. When the number of discharge spaces 333 is two (only the ground-side electrode 331 is cooled), the number of ground-side electrodes 331 is two. By making the ground side electrode 331 also serve as a part of the case 338 of the discharge part 33, the structure of the discharge part 33 becomes simple and the number of constituent members can be reduced, so that a compact processing apparatus can be formed, Easy maintenance and a reduction in initial cost can be realized.
[0096]
  Reference numeral 330 denotes a power supply member, which simultaneously applies a high voltage to the two high voltage side electrodes 332. The arrows in the figure indicate the gas flow.
[0097]
  The number of discharge spaces 333 is not limited to two and can be three or more. When the number of discharge spaces 333 is N (N is an even number equal to or greater than 2), the first and (N / 2) + 1th ground-side electrodes 331 can also serve as part of the case 338, and the discharge space As the number of 333 increases, the cost can be sufficiently reduced even when the number of processing units is increased and the processing capacity is increased. Similarly, when all the electrodes are cooled, when the number of discharge spaces is N, the first and (N / 2) + 1th ground side electrodes also serve as a part of the case 338.
[0098]
Embodiment 13 FIG.
  In the discharge part 33 shown in FIG. 2 and FIG.2O3In some cases, a member that may break may be used, such as ceramics. Ceramics break when subjected to sudden temperature rise, fall, thermal stress, or mechanical stress. Therefore, a member that functions to absorb a rise in temperature or an external impact in the discharge space is required.
[0099]
  FIG. 11 is a cross-sectional view showing the thirteenth embodiment, and the same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same or corresponding parts. This embodiment shows a case where an elastic body is included when there are two discharge spaces, that is, two discharge portions. In the figure, 6 is a power feeding body, 7 is an elastic body, and 8 is a power feeding plate. The power feeding body 6, the elastic body 7, and the power feeding plate 8 are each made of metal so as to maintain the same potential, and the power feeding body 6 and the high-voltage side electrode 332 of the discharge portion are in close contact. Therefore, the high voltage side electrode contact portion of the power supply body 6 has a highly accurate finishing process.
[0100]
  The elastic body 7 supports the high voltage side electrode 332 of the discharge part via the power supply body 6 and the power supply plate 8, absorbs thermal and mechanical stress of the discharge part, and protects a member that may be damaged. To do. By absorbing thermal and mechanical stresses by the elastic body 7, a stable discharge state can always be obtained, and damage to the discharge space 333 due to temperature rise can be suppressed.
[0101]
  Further, in the present embodiment, the elastic body 7 serves as both a function as a power supply member and a protection function of the electrode member of the discharge part due to elasticity, so that an increase in the device volume can be avoided.
[0102]
Embodiment 14 FIG.
  In order to suppress the rise in the temperature of the discharge space 333 and the increase in the dew point of the halogen-containing gas as shown in FIGS. 2 and 10, the discharge gap length is increased by providing a structure that can cool the case 338 of the discharge portion 33. Even when the temperature of the discharge space rises, stable operation can be realized.
[0103]
  Cooling water may be circulated as necessary by wrapping the cooling water piping around the case 338 or casting the cooling water piping in the wall of the case 338. If the cooling water used here is branched from the cooling water system of the electrode and connected, it is not necessary to provide a new cooling water system.
[0104]
Embodiment 15 FIG.
  FIG. 12 is a block diagram showing the fifteenth embodiment, and the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts. This embodiment shows a case where a plurality of discharge portions are provided. FIG. 12A shows a case where a plurality of discharge parts 33A, 33B,... 33N are installed and connected in series with respect to the flow of the processing gas, and when processing a higher concentration and hardly decomposable gas. effective. In particular, when the discharge parts are connected in series in this way, the gas that could not be processed by the first-stage discharge part 33A and the gaseous discharge products newly generated by the first-stage discharge are classified into N stages (N = 2, 3,...
[0105]
  In addition, it is possible to perform high-efficiency processing by driving a required number of discharge units among a plurality of discharge units in accordance with the flow rate or concentration of the halogen-containing gas to be processed.
[0106]
  Further, when a disturbing gas that disturbs discharge, such as hydrogen fluoride, is generated in the middle Nth stage discharge section, the disturbing substance remover 32A shown in the figure is connected to each discharge section other than the last stage. By providing it in the subsequent stage, it is possible to prevent the interference gas from flowing into the discharge part of each stage, and the total processing efficiency is improved.
[0107]
  The interfering substance removing device 32A can remove the interfering gas from the gas to be treated by employing, for example, a wet process using water or a chemical solution or a dry process using an adsorbent. In the wet processing method, the interfering gas is dissolved in water or a chemical solution and removed by wet scrubber or bubbling. In the method using the dry adsorption treatment, an adsorbent such as activated carbon, alumina, or zeolite is filled in a container or pipe, and the adsorbent is adsorbed to remove the interfering gas.
[0108]
  K3NiF7It is also possible to react and absorb interfering fluorine components with fluorine storage alloys such as LiF, NaF and KF and solid alkali metals.
[0109]
  In addition, an adsorbent or a fluorine storage alloy is installed in the discharge space of the discharge part, and a discharge is generated in the presence of the adsorbent or the fluorine storage alloy. Thus, the interfering gas can be removed to prevent the processing efficiency from being lowered. Furthermore, only hydrogen fluoride may be removed using a cold trap.
[0110]
  Also, as shown in FIG. 12 (b), a discharge unit is installed and connected in parallel to the flow of the processing gas, and a required number of discharge units are operated in accordance with the processing flow rate or concentration to discharge the discharge. What is necessary is just to increase / decrease the area of space. Further, when the treatment flow rate or concentration increases, a method of increasing the electrode diameter may be used.
[0111]
Embodiment 16 FIG.
  FIG. 13 is a block diagram showing the sixteenth embodiment, and the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts. As shown in the figure, a halogen gas type detection means 9 is provided in the front stage of the discharge section 33, the detection signal is converted into a current or voltage signal, and the current or voltage signal is converted into an electric valve 10 via an arithmetic unit 12. And transmitted to the high frequency power supply 34. The gas type to be processed is stored in advance in the arithmetic unit 12 so that electric power can be applied to the discharge unit 33 only when a gas containing the stored gas type passes. In the figure, a solid line indicates a gas flow, a dashed line indicates a signal line, and a two-dot chain line indicates a high voltage line.
[0112]
  The gas type detection means (gas type detector) 9 may be the same as the gas alarm that issues an alarm when the stored gas type is detected. The halogen-containing gas processing apparatus of the present invention is normally operated continuously for 24 hours. However, regarding the driving of the discharge unit 33, the halogen-containing gas that needs to be processed only when the semiconductor process apparatus is actually performing the processing. In order to flow in, the discharge part 33 is driven only when the halogen-containing gas flows. When the process is not processing and only the purge gas flows, the electric valve 10 causes the gas to flow into the bypass pipe 11. The same applies to the case where a plurality of discharge units 33 are connected in series or in parallel.
[0113]
  According to the present embodiment, the gas type detection means 9 is provided in the front stage of the discharge unit, the detected gas type detection signal is converted into a current or voltage signal, and the current or voltage signal sent via the arithmetic unit 12 is Since the high frequency power supply 34 drives the discharge unit 33 only when a gas that requires processing is introduced, the running cost can be greatly reduced.
[0114]
Embodiment 17. FIG.
  FIG. 14 is a block diagram showing the seventeenth embodiment, and the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts. As shown in the figure, a gas flow rate detector 13 is provided in the front stage of the discharge unit 33, the detected signal is converted into a current or voltage signal, and the converted signal is sent to the high frequency power source 34 via the arithmetic unit 12. Send. In the figure, the solid line indicates the gas flow, the one-dot broken line indicates the signal line, and the two-dot broken line indicates the high-pressure line.
[0115]
  The arithmetic unit 12 receives a correlation between the flow rate and the power in advance, and transmits a signal to the high-frequency power supply 34 to apply power corresponding to the transmitted current or voltage signal to the discharge unit 33. At the same time, the rated power of the discharge unit 33 is also input to the arithmetic unit 12, and when the rating of one discharge unit 33 is exceeded, a plurality of discharge units connected in parallel are driven.
[0116]
  According to the present embodiment, the detected gas flow rate is converted into a current or voltage signal, and only the number of discharge parts required for the gas flow rate is determined by the current or voltage signal sent to the arithmetic unit 12. Since it is operated, it can be processed efficiently without wasting unnecessary energy.
[0117]
Embodiment 18 FIG.
  FIG. 15 is a block diagram showing the eighteenth embodiment, and the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts. As shown in the figure, a gas concentration detector 14 is provided in the front stage of the discharge unit 33, the detected concentration signal is converted into a current or voltage, and the converted signal is added to the additional gas supplier via the arithmetic unit 12. 35. In the figure, a solid line indicates a gas flow, a one-dot chain line indicates a signal line, and a two-dot chain line indicates a high-pressure line.
[0118]
  The arithmetic unit 12 receives a correlation between the halogen gas concentration and the required additional gas amount with respect to the concentration, and determines the required additional gas amount according to the halogen gas concentration. A signal transmitted from the arithmetic unit 12 is transmitted to a flow rate adjusting means such as an automatic adjustment valve, a proportional control valve or a mass flow controller in the additional gas supply device 35, and this flow rate adjustment means is appropriately driven.
[0119]
  According to the present embodiment, the flow rate adjusting means of the additional gas supply device 35 can be operated by the current or voltage signal sent to the arithmetic unit 12 to supply the appropriate amount of additional gas required. Excessive additional gas is not introduced into the discharge part, and stable discharge can be maintained.
[0120]
Embodiment 19. FIG.
  When the halogen-containing gas is cleaned by the wet scrubber (water scrubber) 31 shown in FIG. 1, the amount of water contained in the cleaned gas is extremely large and may be completely saturated. If a halogen-containing gas is introduced into the discharge part while the water is saturated, a stable discharge state may not be obtained due to an excessive amount of water, and steady processing efficiency may not be maintained, and a failure of the discharge part may occur. However, by providing moisture removal means that properly removes moisture in the halogen-containing gas before flowing into the discharge part, a stable discharge state can be obtained and steady processing efficiency can be maintained. Become.
[0121]
  In the present embodiment, the dew point of the halogen-containing gas is lowered before the halogen-containing gas is introduced into the discharge part. For example, a gas cooler is inserted before or after the wet scrubber 31 so that the gas temperature of the halogen-containing gas is at least lower than the atmospheric temperature, and from the wet scrubber 31 to the discharge portion 33. The amount of moisture in the halogen-containing gas is reduced by maintaining the temperature of the constituent members, that is, the gas piping and the discharge electrodes 331 and 332, at 5 ° C. or lower than the temperature of the scrubber solution.
[0122]
  As a gas cooling means in the gas cooler, a halogen-containing gas pipe is formed in a serpentine tube so as to have a large contact surface area, and immersed in a tank capable of storing and circulating cooling water, The simplest method is to flow a halogen-containing gas.
[0123]
  A desired cooling effect can be obtained by changing the temperature of the cooling water and the contact surface area, and the dew point of the gas can be lowered to a desired value. The gas pipe is preferably a metal pipe having a small diameter and a small thickness.
[0124]
  Further, even if a dehumidifying dryer, a moisture adsorbent and a polymer hollow fiber separation membrane are installed after the wet scrubber, the dew point of the halogen-containing gas can be similarly lowered. When using these dehumidifying dryers, moisture adsorbents, and polymer hollow fiber separation membranes, it is preferable to install a compressor in the front stage or a vacuum pump in the rear stage to create a pressure difference, which leads to effective water removal. .
[0125]
  The dehumidifying dryer may be for producing dry air such as a dehumidifier or an air dryer which is generally on the market.
[0126]
  As the adsorbent, zeolite, silica gel, activated alumina or the like may be used.
[0127]
  The polymer hollow fiber separation membrane is most easily made of polyimide. The hollow fiber separation membrane can be separated by the difference in permeation rate of the substance introduced into the membrane. In particular, since there is a large difference between the permeation rate of water and the permeation rate of the halogen-containing gas, both can be easily separated and removed.
[0128]
  Further, when the wet scrubber 31 also serves as the additional gas (water) supply facility 35 and the halogen-containing gas has a high concentration, the amount of water supplied to the halogen-containing gas from the wet scrubber 31 alone is a hydrogen to the discharge part. When the supply amount of atoms and oxygen atoms is insufficient, conversely, the temperature of the scrubber solution is set at least higher than the temperature, and the constituent members from the wet scrubber 31 to the discharge part 33 are at least 5 ° C. or more than the scrubber solution. By keeping it high, the required additional gas can be supplied.
[0129]
  As described above, moisture in the halogen-containing gas is removed using a dryer, a moisture adsorbent or a hollow fiber separation membrane having an appropriate processing capacity, or the halogen-containing gas is cooled directly or indirectly. As a result, excessive water is not introduced into the discharge portion 33, and stable discharge can be maintained.
[0130]
  Further, by keeping the scrubber solution temperature below the air temperature, and keeping the temperature of the gas contact part from the wet scrubber 31 to the discharge part 33 at least 5 ° C. lower than the scrubber solution temperature, the halogen-containing gas has an excessive amount of moisture. Therefore, stable discharge can be maintained in the discharge part 33.
[0131]
Embodiment 20. FIG.
  As shown in the nineteenth embodiment, when the halogen-containing gas is washed with the wet scrubber 31 as a pretreatment for the plasma treatment, excessive moisture may be introduced into the discharge portion.
[0132]
  FIG. 16 is a cross-sectional view showing the twentieth embodiment, in which the wet scrubber 31 serves as a gas cleaning means and an appropriate moisture supply means. When water (steam) is selected as an additional gas to the discharge unit, the use of this wet scrubber 31 eliminates the need for the additional gas supply device 35 installed in FIG. 1 and the like, and an economical system can be constructed. .
[0133]
  In FIG. 16, 311 is a gas inlet, 312 is a scrubber tank, 313 is a scrubber tower, 314 is spray, 315 is a gas outlet, 316 is a water supply (or drainage) port, 317 is a drainage (or water supply) port, 318 is A throw-in cooler, 319 is a thermocouple, 310 is a circulation pump, a solid line arrow in the figure indicates the flow of the halogen-containing gas, and a broken line arrow indicates the direction in which the circulating water flows.
[0134]
  The halogen-containing gas is introduced from the lower part of the scrubber tower 313, moves upward, and is washed by the scrubber water supplied from the scrubber tank 312 to the upper part by the circulation pump 310 and discharged from the spray 314. Is called.
[0135]
  Thereafter, the halogen-containing gas is discharged from the upper part of the scrubber tower 313 and introduced into the discharge part. In addition, a filler is installed in the scrubber tower 313 in order to improve the efficiency of gas-liquid contact.
[0136]
  In order to prevent excessive moisture addition and dew condensation in the discharge part, and to compensate for stable operation in the discharge part, the temperature of water stored in the scrubber tank 312 (water to be brought into contact with the halogen-containing gas) is at least below atmospheric temperature. There is a need. Therefore, the water in the scrubber tank 312 is maintained at an appropriate low temperature by circulating water whose temperature is controlled by a cooler or the like through the water supply port 316 and the drainage port 317.
[0137]
  In addition, the water in the scrubber tank 312 may be directly cooled using a throw-in cooler 318 and a thermocouple 319. In this way, by controlling the temperature of the scrubber water to at least the temperature or less, preferably 10 ° C. or less, the halogen-containing gas can be sufficiently washed and have an appropriate amount of added water for the discharge part.
[0138]
  In addition, scrubber water is washed with a halogen-containing gas to lower its pH value and become acidic.
[0139]
  When the halogen-containing gas to which the acidic scrubber water is added is introduced into the discharge portion, the constituent members of the discharge portion may cause corrosion or destruction.
[0140]
  Therefore, preferably, the pH value of the scrubber water is made alkaline to 8 or more, and when the pH value falls below a predetermined pH value (preferably pH 6), the pH value is raised by automatically performing water supply and drainage from each port. By preventing the acidic component from being introduced into the discharge part, corrosion and destruction of the discharge part can be prevented.
[0141]
Embodiment 21. FIG.
  FIG. 17 is a cross-sectional view showing the twenty-first embodiment. Like the twentieth embodiment, the wet scrubber 31 serves as a gas cleaning means and an appropriate moisture supply means. Unlike the nineteenth embodiment, the present embodiment does not introduce a halogen-containing gas from the lower part of the scrubber tower 313, but bubbling it from the gas passage inlet 311 into the scrubber water of the scrubber tank 312 and then bubbling the halogen-containing gas. Wash with spray 314.
[0142]
  By cleaning both the bubbling and the spray 314, an extremely high cleaning effect and a halogen-containing gas cooling effect are exhibited, and the halogen-containing gas in an appropriate state can be introduced into the discharge part 33, thereby improving the processing efficiency. it can. This effect is due to a significant improvement in the contact area and contact time between the halogen-containing gas and the scrubber water.
[0143]
  More preferably, in this wet scrubber, the scrubber water temperature is controlled to 10 ° C. or lower by controlling the scrubber water temperature using a cooler as in the nineteenth embodiment or by directly cooling the scrubber water with a throw-in cooler. Good to keep.
[0144]
Embodiment 22. FIG.
  As shown in FIG. 8, the discharge section 33, the gas cleaning means 31 such as a scrubber, and the gas concentrator such as a gas separation membrane, which operate at high efficiency under the atmospheric pressure with a discharge gap length of 1.0 mm or less or in the vicinity thereof. 32. Halogen-containing gas processing system equipped with a recycling facility and an additional gas control facility for reusing the non-halogen component gas generated by the gas concentrator 32 as a purge gas for the system pump 2 and a purge gas after discharge (after detoxification) Build up.
[0145]
  The halogen-containing gas processing system constructed as described above is inserted between the existing system pump and the acid exhaust equipment in the manufacturing plant, and the existing piping equipment is diverted.
[0146]
  According to the present embodiment, it is only necessary to supply power (electricity, water, gas) from the user side, and there is no need for preparation of incidental facilities. Existing equipment can also be used as is for piping, etc., greatly reducing the costs associated with connection work.
[0147]
  In addition, by constructing a system that combines a discharge unit that operates at a discharge gap length of 1.0 mm or less under atmospheric pressure or a pressure near it, and a gas cleaning unit, a concentration unit, a reuse unit, and an additional gas supply unit in the preceding stage. , Stable operation of gas treatment by plasma, high efficiency can be created, and high cost performance can be realized.
[0148]
Embodiment 23. FIG.
  FIG. 18 is a block diagram showing Embodiment 23, which is a processing system effective when used in a factory having no acid exhaust equipment. In the figure, 31 is a cleaning means such as a wet scrubber for removing acid and impurities, 350 is a filter, 351 is a compressor, 325 is a dehumidifier, 321 is a gas separation facility using a gas separation membrane such as a polyimide membrane, and 36 is A gas decomposer of a halogen-based gas by discharge is shown, and each arrow indicates a gas flow.
[0149]
  A processing gas is introduced into the cleaning means 31 to remove acid components and other impurities. Further, the filter 350 completely removes impurities. Thereafter, the pressure of the gas is increased to about 7 atm by the compressor 325, for example. The gas is separated by the gas separation equipment 321 using this pressure as a driving force. Since the gas separation performance is degraded when moisture is contained, it is desirable to dispose a dehumidifier 325 in front of the gas separation facility 321. The clean gas 323 separated by the gas separation facility 321 is opened to the atmosphere as it is. The halogen-containing gas 322 to be processed is introduced into the gas decomposer 36 and decomposed into HF or the like. The decomposed gas is returned to the cleaning means 31 again by the exhaust gas circulation means 352 such as a pump, and the processing is performed.
[0150]
  In this system, the halogen-containing gas is decomposed while being circulated between the cleaning means 31 and the gas decomposer 36 in a closed loop by the exhaust gas circulation means 352, and only the cleaned gas 323 can be discharged out of the system. For this reason, even when the processing gas cannot be completely decomposed by the gas decomposer 36, the processing gas is returned to the system again, and the processing is performed again, so that harmful gases discharged outside the system can be minimized.
[0151]
  Further, since the cleaning means 31 treats harmful substances such as HF generated by decomposing the gas, it has a great feature such as not requiring an acid exhaust facility.
[0152]
  In this embodiment, the case where gas separation is performed using a polyimide membrane module has been described. However, an adsorption system or other apparatus can be used as long as it is a facility capable of separating gas.
[0153]
  Further, although only the gas decomposition method using discharge plasma has been shown as the gas decomposer 36, a thermal decomposition method, a catalyst method, or other methods can also be used. Further, in 31 parts of the cleaning means, an acid component or the like can be easily dissolved in water by bringing the treatment gas into contact with water, but calcium hydroxide (Ca (OH))2) And the like to add the generated HF to meteorite (CaF2) Is an effective method for reducing environmental impact.
[0154]
【The invention's effect】
  According to the first halogen-containing gas processing apparatus of the present invention, a dielectric is provided on at least one of the surfaces, and the ground-side electrode and the high-voltage-side electrode disposed so as to face each other via the dielectric. One or more discharge parts having a cooling means for cooling the electrode, a high voltage is applied to the discharge part to generate a discharge, and the gas is supplied between the two electrodes by the halogen-containing gas supply means. In a halogen-containing gas processing apparatus that decomposes a halogen-containing gas containing a halogen-based gas
  The gas pressure in the discharge space between the two electrodes is atmospheric pressure or near atmospheric pressure,
  And only one of the electrodes is cooled,
  The discharge gap length of the discharge space is 1.0 mm or less,
  Concentrating means for concentrating the halogen-based gas concentration in the halogen-containing gas between the halogen-containing gas supply means and the discharge part,
  The concentrating means separates and discharges the halogen-containing gas into a concentrated halogen-containing gas obtained by concentrating the halogen-based gas and a non-halogen-containing gas that does not contain the halogen-based gas or is contained at a low concentration. The non-halogen-containing gas is used as a purge gas for the halogen-containing gas supply means or a discharge gas discharged from the discharge section, or as a purge gas for the halogen-containing gas supply means and a discharge gas discharged from the discharge section.Therefore, it is possible to generate an extremely stable high-energy plasma, and supply sufficient energy to directly dissociate the halogen-containing gas molecules that are difficult to decompose at low cost.The newly supplied purge gas is reduced, so that the cost can be significantly reduced and the corrosion of the piping and the like by the discharge generated gas can be prevented.
[0155]
  According to the second halogen-containing gas processing apparatus of the present invention, a dielectric is provided on at least one of the surfaces, and the ground-side electrode and the high-voltage-side electrode disposed so as to face each other via the dielectric. One or more discharge parts having a cooling means for cooling the electrode, a high voltage is applied to the discharge part to generate a discharge, and the gas is supplied between the two electrodes by the halogen-containing gas supply means. In a halogen-containing gas processing apparatus for decomposing a halogen-containing gas containing a halogen-based gas, the gas pressure in the discharge space between the two electrodes is atmospheric pressure or a pressure near atmospheric pressure, and both the electrodes are cooled. The discharge gap length of the discharge space is less than 4.0 mm.,
    Concentrating means for concentrating the halogen-based gas concentration in the halogen-containing gas between the halogen-containing gas supply means and the discharge part,
  The concentrating means separates and discharges the halogen-containing gas into a concentrated halogen-containing gas obtained by concentrating the halogen-based gas and a non-halogen-containing gas that does not contain the halogen-based gas or is contained at a low concentration. The non-halogen-containing gas is used as a purge gas for the halogen-containing gas supply means or a discharge gas discharged from the discharge section, or as a purge gas for the halogen-containing gas supply means and a discharge gas discharged from the discharge section.Therefore, it is possible to supply a low-cost, compact halogen-containing gas processing device.The newly supplied purge gas is reduced, so that the cost can be significantly reduced and the corrosion of the piping and the like by the discharge generated gas can be prevented.
[0156]
  According to the third halogen-containing gas processing apparatus of the present invention,The concentration means isConcentrate the halogen-based gas concentration in the halogen-containing gas to 1 vol% or more.RumoTherefore, even in the treatment of a low-concentration processing target gas, it is concentrated by the concentrating means, so that it can be processed with plasma with high efficiency without supplying excessive energy.
[0157]
  According to the fourth halogen-containing gas processing apparatus of the present invention, the halogen-containing gas is any one of water vapor, hydrogen, oxygen, ozone, methane, ethane, propane, or ammonia having a concentration corresponding to the halogen-based gas concentration. Since it is equipped with additional gas addition means for adding additional gas, the gas molecules to be processed decomposed by plasma are converted into gas molecules that can be easily processed by existing facilities in the factory, or the impact on global warming is more Can be converted to small gas molecules.
[0158]
  According to the fifth halogen-containing gas processing apparatus of the present invention, the halogen-containing gas is a dilution gas composed of air, nitrogen, oxygen, carbon dioxide, helium, argon, neon, or xenon, or the dilution gas. Even if it is diluted with any of the mixtures, the plasma treatment can be easily performed together with the diluted gas in the discharge section.
[0159]
  In addition, when a concentration means is provided, the halogen-based gas in the halogen-containing gas is diluted and can be concentrated with high efficiency even if the concentration is low, so the efficiency is always high regardless of the dilution concentration. Can be processed.
[0160]
  According to the present invention6thAccording to the halogen-containing gas processing apparatus of the present invention, since the non-halogen-containing gas discharged from the concentration means is provided with a concentration means different from the above-described concentration means, equipment such as a cold trap and a dryer and A drain for draining water is unnecessary, and a sufficient cost reduction can be implemented.
[0161]
  According to the present invention7thAccording to the halogen-containing gas processing apparatus, a plurality of discharge units are connected in series with the flow of the halogen-containing gas so that an arbitrary number of the plurality of discharge units required is driven. Therefore, the discharge part to be driven can be determined according to the flow rate or concentration of the halogen-containing gas to be processed, and the process can be performed with high efficiency.
[0162]
  According to the present invention8thAccording to the halogen-containing gas processing apparatus, since the interfering substance removing means for removing the interfering gas is provided between the discharge parts connected in series, the processing efficiency of each discharge part is stably maintained. The total processing efficiency is also improved.
[0163]
  According to the present invention9thAccording to the halogen-containing gas processing apparatus, a plurality of discharge units are connected in parallel to the flow of the halogen-containing gas, and an arbitrary number of the plurality of discharge units is driven. Therefore, the discharge unit to be driven is determined according to the flow rate or concentration of the halogen-containing gas to be processed, and it is possible to perform the processing with high efficiency without consuming wasteful energy.
[0164]
  According to the present invention10thAccording to the halogen-containing gas processing apparatus, at least one of the discharges having a dielectric provided on at least one surface thereof and having a ground-side electrode and a high-voltage-side electrode arranged to face each other via the dielectric is provided. And a cooling means for cooling the electrode, a high voltage is applied to the discharge part to generate a discharge, and a halogen-containing gas supplied between the two electrodes by the halogen-containing gas supply means is contained. In a halogen-containing gas processing apparatus for decomposing a halogen-containing gas, a cleaning means for cleaning the halogen-containing gas before flowing into the discharge section, a halogen-based gas in the halogen-containing gas after the cleaning is concentrated, and a non-halogen-based gas Concentration / separation means for separating the non-halogen component gas consisting of The exhaust gas purge gas, or the halogen-containing gas supply means purge gas and the means for reusing as the exhaust gas purge gas treated in the discharge section, the discharge section water vapor, hydrogen, oxygen, ozone, An additional gas supply means for supplying an additional gas of methane, ethane, propane or ammonia, wherein the gas pressure in the discharge space between the two electrodes is atmospheric pressure or a pressure near atmospheric pressure, Since only one of them is cooled and the discharge gap length in the discharge space is 1.0 mm or less, stable operation of gas treatment by plasma and high efficiency are created, and high cost performance is realized. Can do.
[0165]
  According to the present invention11thAccording to the halogen-containing gas processing apparatus, at least one of the discharges having a dielectric provided on at least one surface thereof and having a ground-side electrode and a high-voltage-side electrode arranged to face each other via the dielectric is provided. And a cooling means for cooling the electrode, a high voltage is applied to the discharge part to generate a discharge, and a halogen-containing gas supplied between the two electrodes by the halogen-containing gas supply means is contained. In a halogen-containing gas processing apparatus for decomposing a halogen-containing gas, a cleaning means for cleaning the halogen-containing gas before flowing into the discharge section, a halogen-based gas in the halogen-containing gas after the cleaning is concentrated, and a non-halogen-based gas Concentration / separation means for separating the non-halogen component gas consisting of The exhaust gas purge gas, or the halogen-containing gas supply means purge gas and the means for reusing as the exhaust gas purge gas treated in the discharge section, the discharge section water vapor, hydrogen, oxygen, ozone, An additional gas supply means for supplying an additional gas of methane, ethane, propane or ammonia, wherein the gas pressure in the discharge space between the two electrodes is atmospheric pressure or a pressure near atmospheric pressure, Since both are cooled and the discharge gap length of the discharge space is less than 4.0 mm, a compact halogen-containing gas processing apparatus can be supplied at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a discharge part of the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the purge gas flow rate and the detoxification rate in the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the discharge gap length of the discharge part and the detoxification rate.
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the discharge gap length of the discharge part and the average gas temperature.
FIG. 6 is a block diagram showing a second embodiment according to the present invention.
FIG. 7 is a block diagram showing a fifth embodiment according to the present invention.
FIG. 8 is a block diagram showing an example of a sixth embodiment according to the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing another example of the sixth embodiment according to the present invention.
FIG. 10 is a sectional view showing Embodiment 12 according to the present invention.
FIG. 11 is a sectional view showing Embodiment 13 according to the present invention.
FIG. 12 is a block diagram showing Embodiment 15 according to the present invention.
FIG. 13 is a block diagram showing Embodiment 16 according to the present invention.
FIG. 14 is a block diagram showing a seventeenth embodiment according to the present invention.
FIG. 15 is a block diagram showing Embodiment 18 according to the present invention.
FIG. 16 is a sectional view showing Embodiment 20 according to the present invention.
FIG. 17 is a sectional view showing Embodiment 21 according to the present invention.
FIG. 18 is a block diagram showing a twenty-third embodiment according to the present invention.
[Explanation of symbols]
  1 semiconductor process equipment, 1A home appliance storage container, 2 system pump,
3 Halogen-containing gas treatment equipment, 4 acid exhaust equipment, 4A aftertreatment equipment,
5 Purge gas supply equipment, 6 Power feeding body, 7 Elastic body, 8 Power feeding plate, 9 Gas type detection means,
10 conductive valve, 11 bypass piping, 12, 36 arithmetic unit,
13 gas flow detector, 20 pump, 21 turbo molecular pump, 22 dry pump,
31 cleaning means (wet scrubber), 32 gas concentrator, 32A interfering substance remover,
33, 33A, 33B, 33N Discharge section, 34 high frequency power supply, 35 additional gas supply,
37 Flow control valve, 38 Gas decomposer, 310 Circulation pump, 311 Gas inlet,
312 scrubber tank, 313 scrubber tower, 314 spray,
315 gas outlet, 316 water supply (or drainage) port,
317 Drain (or water supply) port, 318 Throw cooler, 319 Thermocouple,
320 moisture concentrating section, 321 gas separation membrane, 322 concentrated halogen component rich gas,
323 non-halogen component rich gas, 324 deoxidation part, 325 dehumidification part,
326 flow meter, 327 moisture drain, 328 pump purge component,
329 Exhaust purge component, 330 Power supply member, 331 Ground side electrode,
332 High-voltage side electrode, 333 discharge space, 334 spacer, 335 cooling water channel,
336 gas inlet, 337 gas outlet, 338 discharge section case, 339 high voltage terminal,
350 Filter, 351 Compressor, 352 Exhaust gas circulation means.

Claims (11)

少なくともいずれか一方の表面に誘電体が設けられ、この誘電体を介して対向配置された接地側電極と高電圧側電極とを有する１個以上の放電部および上記電極を冷却する冷却手段を備え、この放電部に高電圧を印加し、放電を発生させて、ハロゲン含有ガス供給手段により上記２個の電極間に供給されたハロゲン系ガスを含有するハロゲン含有ガスを分解するハロゲン含有ガスの処理装置において、
上記２個の電極間の放電空間におけるガス圧力が大気圧または大気圧近傍圧力であり、
かつ上記電極のいずれか一方だけが冷却されており、
上記放電空間の放電空隙長を１．０ｍｍ以下とし、
上記ハロゲン含有ガス供給手段と上記放電部との間に、ハロゲン含有ガス中のハロゲン系ガス濃度を濃縮する濃縮手段を備え、
上記濃縮手段は、ハロゲン含有ガスを、ハロゲン系ガスを濃縮した濃縮ハロゲン含有ガスとハロゲン系ガスを含有しない、または低濃度で含有する非ハロゲン含有ガスとに分離して排出し、排出された上記非ハロゲン含有ガスをハロゲン含有ガス供給手段へのパージガスまたは放電部から排出される放電生成ガスのパージガス、若しくはハロゲン含有ガス供給手段へのパージガスおよび放電部から排出される放電生成ガスのパージガスとして利用することを特徴とするハロゲン含有ガスの処理装置。At least one surface is provided with a dielectric, and includes at least one discharge part having a ground side electrode and a high-voltage side electrode opposed to each other through the dielectric, and a cooling means for cooling the electrode. The treatment of the halogen-containing gas which decomposes the halogen-containing gas containing the halogen-based gas supplied between the two electrodes by applying a high voltage to the discharge part to generate a discharge. In the device
The gas pressure in the discharge space between the two electrodes is atmospheric pressure or near atmospheric pressure,
And only one of the electrodes is cooled,
The discharge gap length of the discharge space is 1.0 mm or less ,
Concentrating means for concentrating the halogen-based gas concentration in the halogen-containing gas between the halogen-containing gas supply means and the discharge part,
The concentrating means separates and discharges the halogen-containing gas into a concentrated halogen-containing gas obtained by concentrating the halogen-based gas and a non-halogen-containing gas that does not contain the halogen-based gas or is contained at a low concentration. The non-halogen-containing gas is used as a purge gas for the halogen-containing gas supply means or a discharge gas discharged from the discharge section, or as a purge gas for the halogen-containing gas supply means and a discharge gas discharged from the discharge section. An apparatus for treating a halogen-containing gas. 少なくともいずれか一方の表面に誘電体が設けられ、この誘電体を介して対向配置された接地側電極と高電圧側電極とを有する１個以上の放電部および上記電極を冷却する冷却手段を備え、この放電部に高電圧を印加し、放電を発生させて、ハロゲン含有ガス供給手段により上記２個の電極間に供給されたハロゲン系ガスを含有するハロゲン含有ガスを分解するハロゲン含有ガスの処理装置において、上記２個の電極間の放電空間におけるガス圧力が大気圧または大気圧近傍圧力であり、かつ上記電極の両方が冷却されており、上記放電空間の放電空隙長を４．０ｍｍ未満とし、
上記ハロゲン含有ガス供給手段と上記放電部との間に、ハロゲン含有ガス中のハロゲン系ガス濃度を濃縮する濃縮手段を備え、
上記濃縮手段は、ハロゲン含有ガスを、ハロゲン系ガスを濃縮した濃縮ハロゲン含有ガスとハロゲン系ガスを含有しない、または低濃度で含有する非ハロゲン含有ガスとに分離して排出し、排出された上記非ハロゲン含有ガスをハロゲン含有ガス供給手段へのパージガスまたは放電部から排出される放電生成ガスのパージガス、若しくはハロゲン含有ガス供給手段へのパージガスおよび放電部から排出される放電生成ガスのパージガスとして利用することを特徴とするハロゲン含有ガスの処理装置。At least one surface is provided with a dielectric, and includes at least one discharge part having a ground side electrode and a high-voltage side electrode arranged to face each other via the dielectric, and a cooling means for cooling the electrode. The treatment of the halogen-containing gas which decomposes the halogen-containing gas containing the halogen-based gas supplied between the two electrodes by applying a high voltage to the discharge part to generate a discharge. In the apparatus, the gas pressure in the discharge space between the two electrodes is atmospheric pressure or a pressure near atmospheric pressure, and both the electrodes are cooled, and the discharge gap length of the discharge space is less than 4.0 mm. ,
Concentrating means for concentrating the halogen-based gas concentration in the halogen-containing gas between the halogen-containing gas supply means and the discharge part,
The concentrating means separates and discharges the halogen-containing gas into a concentrated halogen-containing gas obtained by concentrating the halogen-based gas and a non-halogen-containing gas that does not contain the halogen-based gas or is contained at a low concentration. The non-halogen-containing gas is used as a purge gas for the halogen-containing gas supply means or a discharge gas discharged from the discharge section, or as a purge gas for the halogen-containing gas supply means and a discharge gas discharged from the discharge section. An apparatus for treating a halogen-containing gas. 上記濃縮手段は、ハロゲン含有ガス中のハロゲン系ガス濃度を１ｖｏｌ％以上に濃縮することを特徴とする請求項１または２に記載のハロゲン含有ガスの処理装置。 It said concentrating means includes a processing unit of the halogen-containing gas according to claim 1 or 2, characterized in the Turkey to concentrate the halogen-containing gas concentration of the halogen-containing gas over the 1 vol%. ハロゲン含有ガスに、ハロゲン系ガス濃度に応じた濃度の水蒸気、水素、酸素、オゾン、メタン、エタン、プロパンまたはアンモニアのいずれかの付加ガスを添加する付加ガス供給手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか1項に記載のハロゲン含有ガスの処理装置。An additional gas supply means for adding an additional gas of water vapor, hydrogen, oxygen, ozone, methane, ethane, propane, or ammonia having a concentration corresponding to the halogen-based gas concentration to the halogen-containing gas is provided. processor halogen-containing gas according to any one of claims 1 to 3. ハロゲン含有ガスが、空気、窒素、酸素、二酸化炭素、ヘリウム、アルゴン、ネオンまたはキセノンからなる希釈用ガス、若しくはこの希釈用ガスの混合物のいずれかによって希釈されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか1項に記載のハロゲン含有ガスの処理装置。  The halogen-containing gas is diluted with either a dilution gas comprising air, nitrogen, oxygen, carbon dioxide, helium, argon, neon or xenon, or a mixture of this dilution gas. 4. The halogen-containing gas processing apparatus according to any one of items 1 to 3. 上記濃縮手段より排出される非ハロゲン含有ガスを再度濃縮する上記濃縮手段とは別の濃縮手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか1項に記載のハロゲン含有ガスの処理装置。 The halogen-containing gas treatment according to any one of claims 1 to 3, further comprising a concentration means different from the concentration means for re-concentrating the non-halogen-containing gas discharged from the concentration means. apparatus. 複数個の放電部を、ハロゲン含有ガスの流れに対して直列に接続し、上記複数の放電部の中の必要とする任意の個数を駆動するようにしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のハロゲン含有ガスの処理装置。 A plurality of discharge portions, and connected in series to the flow of the halogen-containing gas, according to claim 1 to 3, characterized in that so as to drive any number in need of among the plurality of discharge portions The halogen-containing gas processing apparatus according to any one of the above. 直列に接続した放電部間に、放電の妨害ガスを除去する妨害物質除去手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか1項に記載のハロゲン含有ガスの処理装置。 4. The halogen-containing gas processing apparatus according to claim 1, wherein interfering substance removing means for removing an interfering gas for discharge is provided between the discharge sections connected in series . 複数個の放電部を、ハロゲン含有ガスの流れに対して並列に接続し、上記複数個の放電部の中の必要とする任意の個数を駆動するようにしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のハロゲン含有ガスの処理装置。 A plurality of discharge portions, and connected in parallel to the flow of the halogen-containing gas, to claim 1, characterized in that so as to drive any number in need in the plurality of discharge portions 4. The halogen-containing gas treatment apparatus according to any one of 3 above. 少なくともいずれか一方の表面に誘電体が設けられ、この誘電体を介して対向配置された接地側電極と高電圧側電極とを有する１個以上の放電部および上記電極を冷却する冷却手段を備え、この放電部に高電圧を印加し、放電を発生させて、ハロゲン含有ガス供給手段により上記２個の電極間に供給されるハロゲン系ガスを含有するハロゲン含有ガスを分解するハロゲン含有ガスの処理装置において、上記放電部に流入する前のハロゲン含有ガスを洗浄する洗浄手段、該洗浄後のハロゲン含有ガス中のハロゲン系ガスを濃縮し、非ハロゲン系ガスからなる非ハロゲン成分ガスを分離する濃縮・分離手段、上記非ハロゲン成分ガスを、ハロゲン含有ガス供給手段のパージ用ガスまたは上記放電部で処理された排気ガスのパージ用ガス、若しくはハロゲン含有ガス供給手段のパージ用ガスおよび上記放電部で処理された排気ガスのパージ用ガスとして再利用する手段、上記放電部に水蒸気、水素、酸素、オゾン、メタン、エタン、プロパンまたはアンモニアのいずれかの付加ガスを供給する付加ガス供給手段を備え、上記２個の電極間の放電空間におけるガス圧力が大気圧または大気圧近傍圧力であり、かつ上記電極のいずれか一方だけが冷却されており、上記放電空間の放電空隙長が１．０ｍｍ以下であることを特徴とするハロゲン含有ガスの処理装置。 At least one surface is provided with a dielectric, and includes at least one discharge part having a ground side electrode and a high-voltage side electrode arranged to face each other via the dielectric, and a cooling means for cooling the electrode. The treatment of the halogen-containing gas which decomposes the halogen-containing gas containing the halogen-based gas supplied between the two electrodes by applying a high voltage to the discharge part to generate a discharge In the apparatus, a cleaning means for cleaning the halogen-containing gas before flowing into the discharge section, a concentration for concentrating a halogen-based gas in the halogen-containing gas after the cleaning, and separating a non-halogen component gas composed of a non-halogen-based gas -Separation means, the non-halogen component gas, a purge gas for the halogen-containing gas supply means or a purge gas for the exhaust gas treated in the discharge section, or A means for reusing as a purge gas for a gas containing gas supplying means and a purge gas for exhaust gas treated in the discharge section, and any one of water vapor, hydrogen, oxygen, ozone, methane, ethane, propane or ammonia in the discharge section An additional gas supply means for supplying the additional gas, the gas pressure in the discharge space between the two electrodes is atmospheric pressure or a pressure near atmospheric pressure, and only one of the electrodes is cooled. An apparatus for treating a halogen-containing gas, wherein a discharge gap length of the discharge space is 1.0 mm or less . 少なくともいずれか一方の表面に誘電体が設けられ、この誘電体を介して対向配置された接地側電極と高電圧側電極とを有する１個以上の放電部および上記電極を冷却する冷却手段を備え、この放電部に高電圧を印加し、放電を発生させて、ハロゲン含有ガス供給手段により上記２個の電極間に供給されるハロゲン系ガスを含有するハロゲン含有ガスを分解するハロゲン含有ガスの処理装置において、上記放電部に流入する前のハロゲン含有ガスを洗浄する洗浄手段、該洗浄後のハロゲン含有ガス中のハロゲン系ガスを濃縮し、非ハロゲン系ガスからなる非ハロゲン成分ガスを分離する濃縮・分離手段、上記非ハロゲン成分ガスを、ハロゲン含有ガス供給手段のパージ用ガスまたは上記放電部で処理された排気ガスのパージ用ガス、若しくはハロゲン含有ガス供給手段のパージ用ガスおよび上記放電部で処理された排気ガスのパージ用ガスとして再利用する手段、上記放電部に水蒸気、水素、酸素、オゾン、メタン、エタン、プロパンまたはアンモニアのいずれかの付加ガスを供給する付加ガス供給手段を備え、上記２個の電極間の放電空間におけるガス圧力が大気圧または大気圧近傍圧力であり、かつ上記電極の両方が冷却されており、上記放電空間の放電空隙長が４．０ｍｍ未満であることを特徴とするハロゲン含有ガスの処理装置。 At least one surface is provided with a dielectric, and includes at least one discharge part having a ground side electrode and a high-voltage side electrode arranged to face each other via the dielectric, and a cooling means for cooling the electrode. The treatment of the halogen-containing gas which decomposes the halogen-containing gas containing the halogen-based gas supplied between the two electrodes by applying a high voltage to the discharge part to generate a discharge In the apparatus, a cleaning means for cleaning the halogen-containing gas before flowing into the discharge section, a concentration for concentrating a halogen-based gas in the halogen-containing gas after the cleaning, and separating a non-halogen component gas composed of a non-halogen-based gas -Separation means, the non-halogen component gas, a purge gas for the halogen-containing gas supply means or a purge gas for the exhaust gas treated in the discharge section, or A means for reusing as a purge gas for the gas containing the supply of the rogen and a purge gas for the exhaust gas treated in the discharge section, and any one of water vapor, hydrogen, oxygen, ozone, methane, ethane, propane or ammonia in the discharge section An additional gas supply means for supplying the additional gas, wherein the gas pressure in the discharge space between the two electrodes is atmospheric pressure or near atmospheric pressure, and both the electrodes are cooled, and the discharge An apparatus for treating a halogen-containing gas, wherein the discharge gap length of the space is less than 4.0 mm .
JP2001081777A 2001-03-22 2001-03-22 Halogen-containing gas treatment equipment Expired - Fee Related JP4549563B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001081777A JP4549563B2 (en) 2001-03-22 2001-03-22 Halogen-containing gas treatment equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001081777A JP4549563B2 (en) 2001-03-22 2001-03-22 Halogen-containing gas treatment equipment

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009277414A Division JP5258739B2 (en) 2009-12-07 2009-12-07 Halogen-containing gas treatment equipment

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2002273169A JP2002273169A (en) 2002-09-24
JP2002273169A5 JP2002273169A5 (en) 2006-12-28
JP4549563B2 true JP4549563B2 (en) 2010-09-22

Family

ID=18937815

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001081777A Expired - Fee Related JP4549563B2 (en) 2001-03-22 2001-03-22 Halogen-containing gas treatment equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4549563B2 (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0403797D0 (en) * 2004-02-20 2004-03-24 Boc Group Plc Gas abatement
JP5229203B2 (en) * 2004-06-29 2013-07-03 三菱電機株式会社 Volatile organic compound processing equipment
JP2006278236A (en) * 2005-03-30 2006-10-12 Ngk Insulators Ltd Plasma generating electrode and plasma reactor
JP2006314869A (en) * 2005-05-10 2006-11-24 L'air Liquide Sa Pour L'etude & L'exploitation Des Procede S Georges Claude System for detoxifying exhaust gas from semiconductor process chamber
GB0602506D0 (en) * 2006-02-08 2006-03-22 Boc Group Plc Method of treating a gas stream
JP4588726B2 (en) * 2007-02-08 2010-12-01 クリーン・テクノロジー株式会社 Exhaust gas treatment equipment
JP4733779B1 (en) * 2010-07-12 2011-07-27 エドワーズ株式会社 Gas processing apparatus and gas processing system
CN106029217A (en) 2014-03-06 2016-10-12 应用材料公司 Plasma foreline thermal reactor system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002273169A (en) 2002-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3356965B2 (en) SF6 gas recovery / purification processing apparatus and method
EP1297891A1 (en) Object processing apparatus and plasma facility comprising the same
JP2008525779A (en) Method for recovering noble gases from gas mixtures
US20030012718A1 (en) Processes and apparatuses for treating halogen-containing gases
JP2004010478A (en) Method for recovering fluorine using adsorption refining process
JPH11219936A (en) Gas processing apparatus and method for suing the same
WO2007047095A2 (en) Integrated chamber cleaning system
JP4549563B2 (en) Halogen-containing gas treatment equipment
JP7198676B2 (en) Rare gas recovery system and rare gas recovery method
KR20080011205A (en) Apparatus and method for separating gas
JP2002273169A5 (en)
JP3217034B2 (en) Perfluorinated compound processing method and apparatus
JP5258739B2 (en) Halogen-containing gas treatment equipment
US20140079617A1 (en) Apparatus for treating a gas stream
JP2019195758A (en) Gas separator and gas separation method
JP4699919B2 (en) Exhaust gas treatment method and treatment apparatus
KR20150058739A (en) Facility for purifying exhaust gas which is generated in processing facility
JP4683543B2 (en) Gas separation method and gas separation apparatus
JP4558176B2 (en) Halogen-containing gas processing method and processing apparatus
KR101514449B1 (en) Apparatus for concentrating and pyrolyzing sulfur hexafluoride
JP2000005561A (en) Treatment of fluoride
WO2021094709A1 (en) Inert gas recovery from a semiconductor manufacturing tool
JP2010058009A (en) Method of decomposing nitrogen trifluoride and device using this method
JP2000334249A (en) Separation of fluorine compound from exhaust gas in semiconductor production using membrane and adsorption continuously
TW478961B (en) Method and apparatus for treating perfluorocompound gas

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061114

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061114

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090907

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091013

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091207

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100323

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100518

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100706

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100707

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130716

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees