專利名稱：含鹵化物顆粒氣體的除害方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含鹵化物顆粒氣體的除害方法，詳細(xì)來說，涉及通過干法對在半導(dǎo)體制造工藝中利用鹵化物氣體將基板上的固形物、附著在制造裝置上的固形物進行干蝕刻或者干洗后的氣體進行除害的方法。
背景技術(shù)：
通過干法對各種有害氣體成分進行除害的除害劑根據(jù)作為除害對象的氣體成分、處理條件，使用多種多樣的物質(zhì)。例如，在對鹵化物氣體進行除害處理時，有在空氣中等的有氧存在下使其與活性炭接觸而反應(yīng)的方法；在氮氣等非活性氣氛下使其與堿金屬的氫氧化物、堿土金屬的氫氧化物接觸而反應(yīng)的方法等。另一方面，近年來的半導(dǎo)體的制造，不光Si系，以GaN為首的II1-V族設(shè)備(device)的制造也在增多。半導(dǎo)體制造中，在干蝕刻工序、干洗工序中使用鹵化物系氣體。設(shè)備的干蝕刻裝置、干洗裝置或者設(shè)備制造裝置的清洗裝置等中，相對于Si系較多使用氟和氟化物系氣體，II1-V族設(shè)備利用氯和氯化物系氣體進行處理，為了對由它們排出的含有鹵素系氣體的排氣進行除害處理，主要使用干式除害裝置。例如知道的有，使排氣與活性炭接觸后使其與鐵的氧化物接觸的方法；使排氣與氧化鐵和氧化錳接觸后，再與負(fù)載有金屬氧化物的活性炭接觸的方法等(例如參照專利文獻1、2)。現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1:日本特開平6-198128號公報專利文獻2 :日本特開平6-319947號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題上述的干式除害裝置，特別是對II1-V族、尤其是GaN設(shè)備來源的含鹵化物排氣進行處理的干式除害裝置，有時處理量比預(yù)估的排氣處理量要少。這種干式除害裝置的壽命的縮短，通常認(rèn)為原因是在設(shè)備制造裝置或設(shè)備制造裝置的清洗裝置內(nèi)部生成在除害處理時的溫度、通常為常溫下為固體顆粒的鹵化物系副產(chǎn)物。進而，這些固體顆粒對干式除害裝置的用于穿透(breakthrough)檢測的檢測器也有不良的影響。因此本發(fā)明的目的在于提供一種含鹵化物顆粒氣體的除害方法，即便生成在常溫下為固體顆粒的鹵化物系的副產(chǎn)物，該方法也能可靠地對含鹵化物排氣進行除害處理。用于解決問題的方案為了達到上述目的的本發(fā)明的含鹵化物顆粒氣體的除害方法中，除害對象氣體包含鹵化物氣體和鹵化物顆粒，所述除害方法的特征在于，使所述除害對象氣體與含金屬氫氧化物的第I除害劑接觸后，再與能夠除害鹵化物的第2除害劑接觸。進而，本發(fā)明的含鹵化物顆粒氣體的除害方法中，所述第I除害劑中的所述金屬氫氧化物優(yōu)選為堿金屬的氫氧化物或者堿土金屬的氫氧化物，理想的是，所述第2除害劑的尺寸比所述第I除害劑的尺寸小。另外，該除害方法的特征還在于，所述鹵化物顆粒在常溫下為固體，含有第13族或第15族的原子。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的含鹵化物顆粒的除害對象氣體的除害方法，除害對象氣體中的鹵化物氣體與第I除害劑反應(yīng)而在第I除害劑的表面生成水，通過鹵化物顆粒與該水接觸，鹵化物顆粒發(fā)生溶解、分散、分解、反應(yīng)等而被第I除害劑捕捉。從而，第I除害劑可以捕捉鹵化物顆粒的大部分，并且可以對鹵化物氣體進行除害處理；利用第2除害劑，可以對除害對象氣體中殘存的鹵化物氣體和鹵化物顆粒進行除害處理。
具體實施例方式本發(fā)明中，含鹵化物顆粒的除害對象氣體的除害處理通過使包含鹵化物氣體和鹵化物顆粒的除害對象氣體在充填有第I除害劑與第2除害劑的除害塔(充填塔)中流通而進行。本發(fā)明中的除害對象氣體為包含鹵化物氣體和鹵化物顆粒的氣體，例如為利用鹵化物氣體對基板上的固形物、附著在半導(dǎo)體制造裝置上的固形物進行干蝕刻、干洗而從裝置中排出的氣體。所述鹵化物顆粒在除害處理時的溫度、通常為常溫下為固體，例如為氟化鋁、氟化鎵、氟化銦、氟化鉈、氟化砷、氟化銻、氟化鉍、氯化鋁、氯化鎵、氯化銦、氯化鉈、氯化砷、氯化銻、氯化鉍、溴化鋁、溴化鎵、溴化銦、溴化鉈、溴化砷、溴化銻、溴化鉍、碘化鋁、碘化鎵、碘化銦、碘化鉈、碘化氮、碘化磷、碘化砷、碘化銻、碘化鉍等中的任一種或它們的混合物，以及包含第13族元素8、々1、6&、111、1'1原子、第15族元素N、P、As、Sb、Bi原子、蝕刻或清洗中使用的氣體中所含的鹵素F、Cl、Br、I原子的化合物。另外，所述鹵化物氣體在除害處理時的溫度下為氣體狀，例如為氟、四氟化碳等各種氟化物系氣體，氯、氯化氫等各種氯化物系氣體，溴、溴化氫等各種溴化物系氣體，碘、碘化氫等各種碘化物系氣體。所述第I除害劑為含金屬氫氧化物的除害劑，包含特別是氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銣、氫氧化銫、氫氧化鈁等堿金屬的氫氧化物，或者氫氧化鈹、氫氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鍶、氫氧化鋇、氫氧化鐳等堿土金屬的氫氧化物的任一種以上即可，可以使用與其他金屬氫氧化物、金屬氧化物、金屬碳酸鹽、活性炭等混合而得到的物質(zhì)。另外，對第I除害劑的尺寸，沒有特別的限制，考慮到通過一定程度的鹵化物顆粒，較為實際的是粒徑為2 IOmm左右。所述第2除害劑可以使用以往作為鹵化物的除害劑使用的各種除害劑，例如可以使用浸潰有金屬氧化物、金屬氫氧化物、金屬碳酸鹽、氧化銅等的浸潰活性炭等。所述第2除害劑優(yōu)選使用比所述第I除害劑尺寸小的物質(zhì)。例如，如前所述，作為第I除害劑使用粒徑為2 10mm左右的物質(zhì)時，理想的是，第2除害劑使用尺寸在第I除害劑尺寸以下的、粒徑為0. 5"8mm左右的物質(zhì)。配置第I除害劑和第2除害劑，使得第I除害劑位于除害處理時的除害對象的流動方向的上游側(cè)，第2除害劑位于下游側(cè)。第I除害劑和第2除害劑可以層狀充填在一個充填塔內(nèi)，使得第I除害劑位于上游側(cè)；也可以在充填有第I除害劑的第I充填塔的下游側(cè)串聯(lián)配置充填有第2除害劑的第2充填塔。
第I除害劑和第2除害劑的使用量可以根據(jù)除害對象氣體的種類、各除害劑的能力等條件任意選擇。另外，理想的是，第I除害劑使用其中含有5重量％以上金屬氫氧化物、優(yōu)選含有20重量％以上金屬氫氧化物的物質(zhì)。第I除害劑中的金屬氫氧化物的含量低于5重量％時，相對于第I除害劑的使用量，捕捉鹵化物顆粒的能力不充分，有必要使用大量的第I除害劑，因而不優(yōu)選。金屬氫氧化物的含量在5 20重量％范圍時，雖然第I除害劑的使用量變多，但能夠達成捕捉鹵化物顆粒的目的。進而，金屬氫氧化物的含量為20重量％以上，尤其是50重量％以上的話，第I除害劑的使用量即便少，也能夠充分捕捉鹵化物顆粒，因而可以謀求充填塔的小型化、壓力損失的減小等。另一方面，第2除害劑可以以以往的通常的狀態(tài)使用，也可以使用與第I除害劑組成相同且粒徑減小的物質(zhì)。所述第2除害劑與第I除害劑的使用比例可以根據(jù)除害對象氣體中的鹵化物顆粒的種類、在處理氣體中的含量、各除害劑的能力、價格等條件任意選擇，通常，優(yōu)選設(shè)定為1:1的比例。由此，通過在上游側(cè)配置含金屬氫氧化物的第I除害劑，在該第I除害劑的下游側(cè)配置能夠除害鹵化物氣體的第2除害劑，可以由第I除害劑捕捉除害對象氣體中存在的鹵化物顆粒，因而第2除害劑可以在除害對象氣體基本上不含有鹵化物顆粒的狀態(tài)下與以往同樣地對除害對象氣 體中的鹵化物氣體進行除害處理。g卩，第I除害劑中，通過除害對象氣體中存在的鹵化物氣體與金屬氫氧化物接觸，除害劑表面生成水，通過鹵化物顆粒與該水接觸，鹵化物顆粒發(fā)生溶解、分散、分解、反應(yīng)等而被第I除害劑捕捉，因而可以除去流向第2除害劑的除害對象氣體中的鹵化物顆粒。另夕卜，作為第I除害劑，通過使用較大粒徑的物質(zhì)，即便除害劑表面上附著有鹵化物顆粒也基本上不會成為氣體流動的阻力，可以抑制壓力損失的增大。進而，作為第2除害劑，通過使用較小粒徑的物質(zhì)，可以有效地對齒化物氣體進行除害處理，并且即便殘留有齒化物顆粒，也可以由第2除害劑進行物理性捕捉而除去，第2除害劑為含有金屬氫氧化物的物質(zhì)的話，可以與前述同樣地使鹵化物顆粒溶解、分散、分解、反應(yīng)而除去。由此，不僅不再需要用于事先除去除害對象氣體中包含的鹵化物顆粒的洗滌器(scrubber )、過濾器，還可以除去過濾器很難除去的極微細(xì)的鹵化物顆粒。實施例1使用容積500mm的充填塔，如表I所示，使用各種除害劑，使從各種工序排出的各種氣體流通，對它們的除害能力進行比較。使用市售的鹵化物用檢測劑對除害劑穿透進行確認(rèn)。除害能力的評價記載在表中，以對不含鹵化物顆粒的氣體進行除害處理時的處理量作為基準(zhǔn)處理量進行比較，相對于基準(zhǔn)處理量為90%以上時記載為兩重圈，為80%以上且低于90%時記載為圈，為50%以上且低于80%時記載為白三角，低于50%時記載為叉標(biāo)記。另夕卜，黑三角是穿透前壓力上升而無法繼續(xù)除害處理的情形。[表I ]
權(quán)利要求
1.一種含鹵化物顆粒氣體的除害方法，所述除害方法的除害對象氣體包含鹵化物氣體和鹵化物顆粒，其中，使所述除害對象氣體與含金屬氫氧化物的第I除害劑接觸后，再與能夠除害鹵化物的第2除害劑接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鹵化物顆粒氣體的除害方法，其中，所述第I除害劑中的所述金屬氫氧化物為堿金屬的氫氧化物或者堿土金屬的氫氧化物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鹵化物顆粒氣體的除害方法，其中，所述第2除害劑的尺寸小于所述第I除害劑的尺寸。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含鹵化物顆粒氣體的除害方法，其中，所述第2除害劑的尺寸小于所述第I除害劑的尺寸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鹵化物顆粒氣體的除害方法，其中，所述鹵化物顆粒在常溫下為固體。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含鹵化物顆粒氣體的除害方法，其中，所述鹵化物顆粒在常溫下為固體。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含鹵化物顆粒氣體的除害方法，其中，所述鹵化物顆粒在常溫下為固體。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的含鹵化物顆粒氣體的除害方法，其中，所述鹵化物顆粒在常溫下為固體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、的任一項所述的含鹵化物顆粒氣體的除害方法，其中，所述鹵化物顆粒含有第13族或第15族原子。
全文摘要
本發(fā)明提供一種含鹵化物顆粒氣體的除害方法，其能夠可靠地對包含鹵化物氣體和在常溫下為固體的鹵化物顆粒的除害對象氣體進行除害處理，其中，使所述除害對象氣體與含金屬氫氧化物、優(yōu)選堿金屬的氫氧化物或堿土金屬的氫氧化物的第1除害劑接觸后，再與能夠除害鹵化物的、具有比所述第1除害劑的尺寸小的尺寸的第2除害劑接觸。
文檔編號B01D53/68GK103055692SQ201210410369
公開日2013年4月24日 申請日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月24日
發(fā)明者宮澤和浩, 澀谷和信, 坂根誠, 富田哲也 申請人:大陽日酸株式會社