專利名稱：：處理廢氣的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種處理廢氣的方法和裝置，特別是涉及一種高效凈化廢氣的方法和裝置，所述廢氣含有氟化合物和一氧化碳?xì)怏w(CO)，其是在半導(dǎo)體制造過程如半導(dǎo)體制造裝置內(nèi)表面的干洗過程或不同類型的膜如氧化膜的蝕刻過程中排出的。
背景技術(shù)：
：在半導(dǎo)體制造過程如蝕刻過程或化學(xué)氣相沉積(CVD)過程中，氟化合物如氫氟酸碳(例如CHF3)或全氟化物(例如CF4、C2F6、C3F8、C4F8、C5F8、C4F6、SF6和NF3)已經(jīng)用于該系統(tǒng)中。有時(shí)，CO、固3或02可用在半導(dǎo)體制造裝置中。從使用氟化合物、CO或NH3的半導(dǎo)體裝置排出的廢氣中包括一些有害成分如CO、NH3、SiF4、F2、COF2、C5F8、0^6或娜3。該廢氣還包括無害但影響全球變暖的氟化合物。因此，當(dāng)從使用氟化合物或CO的半導(dǎo)體制造裝置中排出的廢氣進(jìn)入周圍大氣時(shí)，必須凈化或解毒包含在廢氣中的有害氣體以及分解導(dǎo)致全球變暖的氣體。在處理包含在廢氣中的有害氣體(SiF4、F2、COF2、C5F8、QF6或NF3)的傳統(tǒng)方法中，有害成分由一吸附劑如人造沸石來吸附。然而，在該傳統(tǒng)方法中，CO或全氟化合物(PFC)不能從廢氣中除去。此外，所述吸附劑必須周期性地被更換，從而導(dǎo)致運(yùn)行成本增加。一種濕式洗滌器已被用于洗滌或凈化廢氣，以從廢氣中除去水溶性氣體和水解氣體如SiF4、F2或NH3。然而，這樣的濕式洗滌器不能除去非水溶性氣體，如CO和PFC。在從廢氣中除去CO的傳統(tǒng)方法中，用氧化催化劑和氧氣將CO氧化成C02。然而，在該傳統(tǒng)的方法中，PFC不能通過分解除去。如果一種酸性氣體如SiF4或F2或PFC與氧化催化劑接觸，那么酸性氣體或PFC將使氧化催化劑中毒，從而降低其CO氧化能力。因此，氧化催化劑必須周期性地更換。當(dāng)上述吸附、濕式洗滌和氧化的傳統(tǒng)方法互相結(jié)合時(shí)，其能夠同時(shí)處理廢氣中的有害氣體和CO。然而，這些處理必須定期更換部件，從而導(dǎo)致運(yùn)行成本的增加。而且，用上述結(jié)合方法仍然不能將PFC從廢氣中除去。已經(jīng)有人建議一種利用不同類型的催化劑分解PFC以從廢氣中除去PFC的方法。然而，如果催化劑失效，那么有害成分如CO、CsF8和C4F6可能在催化劑失效后立即排到周圍大氣中去。也有人己經(jīng)建議一種通過燃燒處理PFC的方法。然而，取決于燃燒的情況，NOx或CO可能作為副產(chǎn)品氣體而產(chǎn)生。由于該方法需要燃料如H2、天然氣(城市煤氣)或丙垸氣，其必須提供用于供應(yīng)該燃料的設(shè)備。此外，需要通過一復(fù)雜的過程來控制該操作過程。也有人建議一種通過加熱氧化來分解PFC的方法。然而，為了分解未必可能被分解的PFC(例如CF》，應(yīng)當(dāng)將廢氣加熱至140(TC或更高的高溫。在此情況下，施加在系統(tǒng)中的材料和加熱器上的負(fù)荷變得相當(dāng)大。已經(jīng)有人建議了一種方法，在該方法中，將NH3、低飽和烴氣體、或低不飽和烴氣體加入到廢氣中，在沒有自由氧氣的情況下通過加熱氧化來分解PFC。然而，從未提出在具有共存氧氣的情況下加熱氧化分解PFC的方法。此外，也有人建議一種用水(H20)中的等離子體來分解PFC的方法。然而，當(dāng)PFC分解時(shí)，將產(chǎn)生有害氣體如CO或HF，也將產(chǎn)生熱NOx氣體。因此，有必要提供一種單獨(dú)的廢氣處理裝置，以用于處理廢氣和熱NOx氣體。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明在考慮到上述缺陷的基礎(chǔ)上提出。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于處理廢氣的方法和裝置，其能夠同時(shí)并高效地處理氟化合物和CO，能夠降低制造成本、運(yùn)行成本以及裝置材料上的負(fù)荷，并不會(huì)排出任何有害氣體。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種處理廢氣的方法，該廢氣含有氟化合物和CO中的至少一個(gè)，該方法包括從所述廢氣中除去粉末成分、水溶性成分和水解成分中的至少一個(gè)；然后將02和H20加入所述廢氣中；隨后加熱所述廢氣，以分解或氧化廢氣中的氟化合物和CO中的至少一個(gè)；以及從已分解或氧化的廢氣中除去在氟化合物分解時(shí)產(chǎn)生的酸性氣體。優(yōu)選地，所述廢氣應(yīng)被加熱到700至90(TC的溫度。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方面，該方法還包括通過催化反應(yīng)分解廢氣的步驟。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方面，通過利用吸附劑吸附或氣液接觸將粉末成分、水溶性成分和水解成分中的至少一個(gè)從廢氣中除去。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方面，通過利用吸附劑吸附或氣液接觸將酸性氣體從廢氣中除去。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種處理廢氣的方法，該廢氣含有氟化合物和CO中的至少一個(gè)，該方法包括將02和1120加入所述廢氣中；加熱所述廢氣至700至卯(TC的溫度，以凈化廢氣中的CO、具有4個(gè)或更多碳原子的氟化合物、氫氟酸碳和NF3中的至少一個(gè)。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種處理廢氣的裝置，所述廢氣含有氟化合物和CO中的至少一個(gè)，該裝置包括第一處理部分，用于從廢氣中除去粉末成分、水溶性成分和水解成分中的至少一個(gè)；加熱氧化分解部分，用于進(jìn)行所述氟化合物和CO中的至少一個(gè)的加熱氧化分解，以凈化該廢氣；氧氣供應(yīng)源，用于將氧氣供應(yīng)給所述加熱氧化分解部分；水供應(yīng)源，用于將水供應(yīng)給所述加熱氧化分解部分；以及第二處理部分，用于除去加熱氧化分解后的廢氣中的酸性氣體。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方面，該裝置還包括一個(gè)催化反應(yīng)部分，用于通過催化反應(yīng)來分解廢氣。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出一種處理廢氣的裝置，所述廢氣含有氟化合物和CO，所述裝置包括第一處理部分，用于從廢氣中除去粉末成分、水溶性成分和水解成分中的至少一個(gè)；加熱氧化分解部分，其具有用于允許廢氣通過的空心部件、圍繞所述空心部件設(shè)置以加熱所述空心部件中的廢氣的加熱設(shè)備以及位于所述空心部件中的接觸增強(qiáng)設(shè)備，所述加熱氧化分解部分用于通過將所述廢氣加熱到700至90(TC的溫度在沒有催化反應(yīng)的情況下分解具有四個(gè)或更多碳原子的氟化合物和氧化CO，同時(shí)使所述廢氣與所述接觸增強(qiáng)設(shè)備接觸，從而產(chǎn)生廢氣的湍流；氧氣供應(yīng)源，用于將氧氣供應(yīng)給所述加熱氧化分解部分；水供應(yīng)源，用于將水供應(yīng)給所述加熱氧化分解部分；催化反應(yīng)部分，用于在600至90(TC的溫度下通過催化反應(yīng)分解具有三個(gè)或更少碳原子的氟化合物；以及第二處理部分，用于除去由此得到的廢氣中的酸性氣體。根據(jù)本發(fā)明，通過吸附或氣液接觸能夠?qū)⒂泻怏w如SiF4或F2從廢氣中除去，以便使其具有一個(gè)可允許值(TLV—TWA值)或更低的濃度。優(yōu)選地，通過在700至900'C的溫度范圍加熱氧化，在不需要催化劑的情況下將C0氧化為C02，從而可將CO的濃度減小到一個(gè)可允許值(TLV—TWA值)或更低。根據(jù)本發(fā)明，有害PFC如QF6、CsF8或NF3通過加熱也能夠完全分解，以便將該有害PFC的濃度減小到一個(gè)可允許值(TLV—TWA值)或更低。此外，在氟化合物通過加熱氧化分解時(shí)所產(chǎn)生的酸性氣體(如HF)能夠通過隨后的吸附或氣液接觸除去。因此，廢氣中被認(rèn)為對(duì)人體有害的成分能夠在不需在100(TC或更高溫度下加熱氧化分解或催化反應(yīng)的情況下解毒或凈化。在700至90(TC的溫度范圍下加熱分解PFC(例如CF》是很困難的。雖然在全球變暖等方面這種PFC將帶來一些問題，但是其對(duì)人體無害。因而，根據(jù)本發(fā)明，對(duì)人體有害的成分能夠除去，以使其具有一個(gè)可允許值或更低的濃度。另外，此前不大可能分解的PFC(例如CF4)在一個(gè)較低的溫度范圍600至卯(TC下通過催化反應(yīng)能夠完全分解。例如，當(dāng)在加熱氧化分解后進(jìn)行催化反應(yīng)時(shí)，考慮到全球變暖而必須處理的氣體成分能夠完全分解和除去。從下面結(jié)合附圖所做的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更明顯，其中所述附圖以舉例形式示出了本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例。圖l是一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，示出了本發(fā)明第一實(shí)施例的廢氣處理裝置；圖2是一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，示出了本發(fā)明第二實(shí)施例的廢氣處理裝置；圖3是一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，示出了本發(fā)明第三實(shí)施例的廢氣處理裝置；圖4是一個(gè)立體圖，示出了圖l、2、3中所示的廢氣處理裝置。具體實(shí)施例方式下面將參考圖1至圖4描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的廢氣處理裝置。圖l示出了本發(fā)明第一實(shí)施例的廢氣處理裝置。如圖1中所示，該廢氣處理裝置包括一個(gè)預(yù)處理部分l，用于從含有氟化合物和一氧化碳(CO)的廢氣中除去粉末成分、水溶性成分或水解成分；一個(gè)加熱氧化分解部分2，用于進(jìn)行預(yù)處理過的廢氣的加熱氧化分解；以及一個(gè)后處理部分4，用于對(duì)由加熱氧化分解所產(chǎn)生的酸性氣體如HF進(jìn)行后處理。預(yù)處理部分l例如可包含一個(gè)水噴淋塔la，用于通過氣液接觸進(jìn)行預(yù)處理。向噴淋塔la提供生活用水或工業(yè)用水，其從設(shè)置在噴淋塔la中的噴水器lb噴出。含有氟化合物和CO的廢氣供給至噴淋塔la的下部，并向上流動(dòng)以與噴水器lb噴出的水接觸。在這樣一種濕式洗滌或凈化過程中，粉末成分、水溶性成分或水解成分從廢氣中除去。代替噴淋塔la，預(yù)處理部分l可包含一風(fēng)扇洗滌器、一氣體通道攪拌箱或一填充有吸附劑如沸石或活性炭的吸附箱。所述風(fēng)扇洗滌器、氣體通道攪拌箱或吸附箱也能夠達(dá)到上述效果。用作預(yù)處理部分l的設(shè)備能夠根據(jù)將要處理廢氣的成分、粉末混合的程度或工廠的狀況進(jìn)行適當(dāng)選擇。由于填充有吸附劑的吸附箱不使用水，所以其適用于系統(tǒng)中未設(shè)置廢水處理設(shè)備的情況。如果廢氣含有應(yīng)當(dāng)特別保持的材料如砷(As)或鉛(Pb)，那么濕式洗滌過程中所用的廢水將被這些材料所污染。對(duì)于這種情況，濕式洗滌過程便不適宜，而吸附過程則是適宜的。風(fēng)扇洗滌器通過少量的水便能高速地除去成分。此外，風(fēng)扇洗滌器具有捕獲粉末的極好能力。雖然為了達(dá)到高速除去成分的效果，噴淋塔la需要提供增大的水量，但是因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因而噴淋塔la能夠降低裝置的成本。氣體通道攪拌箱中的液體可以通過中和所供應(yīng)的液體來調(diào)整PH值。因此，氣體通道攪拌箱能夠高速除去其它濕式洗滌過程難于除去的成分。如上所述，在預(yù)處理部分l中，可利用水或吸附劑將粉末成分、水溶性成分或水解成分從廢氣中去除。例如，在預(yù)處理部分l中可將酸性氣體如SiF4或F2從廢氣中去除。通過預(yù)處理部分1的廢氣被導(dǎo)入加熱氧化分解部分2中，并在其中分解。該加熱氧化分解部分2具有一個(gè)進(jìn)行分解過程的加熱氧化分解反應(yīng)器2a，一個(gè)空氣管(氧氣供應(yīng)管)5，其與加熱氧化分解反應(yīng)器2a相連，以用于將反應(yīng)所必需的氧氣提供給加熱氧化分解反應(yīng)器2a，以及一個(gè)水管(供水管)6，其與加熱氧化分解反應(yīng)器2a相連，以用于向加熱氧化分解反應(yīng)器2a提供反應(yīng)所必需的水(自來水或工業(yè)用水)。自來水或工業(yè)用水通過一個(gè)與水管6相連的水凈化器7被凈化到蒸餾水的程度，隨后通過一個(gè)水蒸發(fā)器8蒸發(fā)，并供應(yīng)給加熱氧化分解反應(yīng)器2a。另外，反應(yīng)所需的水也可通過設(shè)置在加熱氧化分解反應(yīng)器2a中的噴水器噴射而不用水蒸發(fā)器8蒸發(fā)。在此情況下，噴射水在加熱氧化分解反應(yīng)器2a中加熱和蒸發(fā)。加熱氧化分解部分2具有一個(gè)由陶瓷制成的管式電爐9，其圍繞加熱氧化分解反應(yīng)器2a設(shè)置。該管式電爐9充當(dāng)一加熱設(shè)備，以用于將混有氧氣和水的廢氣加熱到700至90(TC的溫度。在加熱氧化分解反應(yīng)器2a中，CO的氧化和具有4個(gè)或更多碳原子的PFC、氫氟酸碳和NF3的分解按照下述反應(yīng)方程式進(jìn)行。因此，廢氣中被認(rèn)為對(duì)人體有害的所有成分均能夠被氧化或分解。2CO+02—2C02CO+H20—C02+H22H2+02—2H20C5F8+4H20+302—5C02+8HFC4F8+4H20+202—4C02+8HF2C4F6+6H20+502—8C02+12HF2CHF3+2H20+02—3C02+8HF2NF3+3H20—NO+N02+6HF在氧化反應(yīng)中，氧氣可以從任何氧氣源如大氣、富氧空氣和純氧氣中提供。過氧化物也可用作氧氣。廢氣中的上述成分能夠在700至90(TC的溫度范圍內(nèi)被氧化和分解。如果在100(TC或更高的溫度進(jìn)行氧化和分解，那么由空氣中N2所引起的熱NOx的量將增加。當(dāng)在90(TC或更低的溫度進(jìn)行氧化和分解時(shí)，能夠經(jīng)濟(jì)地選擇用于加熱氧化反應(yīng)器中的耐火件。因此，在本實(shí)施例中，氧化和分解是在700至卯(TC的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行的。后處理部分4用于后處理氟化合物分解過程中產(chǎn)生的酸性氣體如HF。在本實(shí)施例中，后處理部分4包括一個(gè)用于后處理的水噴淋塔4a。向水噴淋塔4a供應(yīng)生活用水或工業(yè)用水，其從設(shè)置在噴淋塔4a中的噴水器4b噴射出來。將廢氣提供至噴淋塔4a的下部，并向上流動(dòng)以與噴水器4b噴出的水接觸。結(jié)果，可將在加熱氧化分解反應(yīng)器2a中分解所產(chǎn)生的HF從廢氣中除去。取代水噴淋塔4a，后處理部分4可包括一風(fēng)扇洗滌器、一氣體通道攪拌箱或一填充有吸附劑如沸石或活性炭的吸附箱。所述風(fēng)扇洗滌器、氣體通道攪拌箱或吸附箱也能夠達(dá)到上述效果。圖2示出了本發(fā)明第二實(shí)施例的廢氣處理裝置。如圖2中所示，該廢氣處理裝置包括一個(gè)催化反應(yīng)部分3，用于在加熱氧化分解后進(jìn)一步通過催化反應(yīng)分解廢氣。已通過加熱氧化分解部分2的廢氣繼續(xù)導(dǎo)入催化反應(yīng)部分3中的催化反應(yīng)器3a中，并在其中分解。本實(shí)施例的其他結(jié)構(gòu)與圖l中所示廢氣處理裝置的結(jié)構(gòu)相同。催化反應(yīng)器3a具有填充在其中用于分解PFC的催化劑。將廢氣引入該催化反應(yīng)器3a的上部，并從上催化劑層向下流向下催化劑層。催化反應(yīng)部分3具有一個(gè)由陶瓷制成的管式電爐IO，其圍繞催化反應(yīng)器3a設(shè)置。管式電爐IO充當(dāng)一加熱設(shè)備，用于將催化反應(yīng)器3a加熱到600至90(TC的溫度。在催化反應(yīng)部分3中，具有三個(gè)或更少碳原子的PFC和SF6與催化劑接觸，以便按照下述反應(yīng)方程式進(jìn)行PFC和SF6的分解。在下面的反應(yīng)方程式中，有助于分解的02和水(H20)已經(jīng)在上游加熱氧化分解反應(yīng)器2a中被導(dǎo)入系統(tǒng)中。所述催化劑由用于氟化合物的催化劑構(gòu)成，例如Y氧化鋁或帶有氧化鎢的氧化鋁鋯復(fù)合材料。因而，不大可能被分解和不能由加熱氧化分解反應(yīng)器2a分解的PFC和SF6能夠通過催化反應(yīng)部分3分解。因此，當(dāng)催化反應(yīng)部分3結(jié)合入廢氣處理裝置中時(shí)，不直接影響人體但不利地影響全球變暖等的成分能夠完全從廢氣中除去。CF4+2H2?！狢02+4HF2C2F6+6H20+02—4C02+12HFC3F8+4H20+02—3C02+8HF2SF6+3H20+02—S02+S03+6HF圖3示出了本發(fā)明第三實(shí)施例的廢氣處理裝置。如圖3所示，該廢氣處理裝置包括一個(gè)氣體處理反應(yīng)器13，其整體結(jié)合有一加熱氧化分解部分、一催化反應(yīng)部分和一后處理部分。該廢氣處理裝置在一預(yù)處理部分具有一個(gè)風(fēng)扇洗滌器14。洗滌用水通過一個(gè)輸送泵15提供給風(fēng)扇洗滌器14。在風(fēng)扇洗滌器14中，通過風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)使洗滌水和廢氣互相接觸。結(jié)果，可將粉末成分、水溶性成分或水解成分從廢氣中除去。氣體處理反應(yīng)器13充當(dāng)一加熱氧化分解部分、一催化反應(yīng)部分和一后處理部分。特別地，氣體處理反應(yīng)器13在廢氣流動(dòng)的下游順序設(shè)有一加熱氧化分解部分16、一催化反應(yīng)部分17和一后處理部分18。因而，加熱氧化分解部分16、催化反應(yīng)部分17和后處理部分18整體互相結(jié)合在一起，以使該裝置非常緊湊。此外，對(duì)于該結(jié)合結(jié)構(gòu)，由加熱氧化分解部分16中的管式電爐19加熱到700至900'C的廢氣能夠不降低溫度地導(dǎo)入催化反應(yīng)部分17中。因此，催化反應(yīng)部分17不需要加熱設(shè)備(例如加熱器)，而僅需要一個(gè)布置在其周圍的絕熱材料20。如圖3所示，氣體處理反應(yīng)器13具有一個(gè)與之相連的空氣管21，用于提供加熱氧化分解和催化反應(yīng)所需的氧氣。水(H20)由水凈化器23凈化到蒸餾水的程度，然后提供給氣體處理反應(yīng)器13。導(dǎo)入氣體處理反應(yīng)器13的水流過位于氣體處理反應(yīng)器13外表面外部的水蒸發(fā)管25。此時(shí)，通過與管式電爐19廢熱的熱交換，水被加熱并蒸發(fā)，然后導(dǎo)入位于氣體處理反應(yīng)器13上部的加熱氧化分解部分16。具有噴水器18a的后處理部分18設(shè)置在氣體處理反應(yīng)器13的下部，并由輸送泵15將洗滌水提供給后處理部分18中的噴水器18a。待處理的廢氣通過用于預(yù)處理的風(fēng)扇洗滌器14，隨后通過一個(gè)濕氣分離器26，并導(dǎo)入氣體處理反應(yīng)器13中。已經(jīng)在預(yù)處理部分18中除去HF的廢氣通過一濕氣分離器27，并作為無害氣體排到外部。水(H20)是CO氧化和PFC分解所需的。在本實(shí)施例中，水(H20)以蒸汽狀態(tài)被導(dǎo)入廢氣處理系統(tǒng)中。如果水中含有Si或Ca，那么Si或Ca將沉淀或當(dāng)水蒸發(fā)時(shí)將產(chǎn)生結(jié)垢，這樣將可能在裝置中導(dǎo)致堵塞。此外，含在水中的C1也可能導(dǎo)致催化劑失效。因此，所供應(yīng)的水(H20)必須是凈化后的水(H20)例如純凈水或蒸餾水。因此，需要分別提供一個(gè)僅僅用于將純凈水或蒸餾水提供給該裝置的獨(dú)立管道以及一用于生產(chǎn)純凈水裝置或用于生產(chǎn)蒸餾水的裝置。在此情況下，增加了裝置的安裝成本。在本實(shí)施例中，因?yàn)樵撗b置具有用于凈化水的水凈化器，所以生活用水或工業(yè)用水能夠直接提供給該裝置。因此能夠消除提供管道等的安裝成本。下面將描述根據(jù)本發(fā)明處理廢氣的方法。在預(yù)處理過程中，將粉末成分、水溶性成分或水解成分從含有氟化合物和CO的廢氣中除去。用于將粉末成分、水溶性成分或水解成分從廢氣中除去的預(yù)處理部分可包含一用于將所述成分吸附進(jìn)吸附劑中吸附箱、一風(fēng)扇洗滌器、一水噴淋塔或一氣體通道攪拌箱。在預(yù)處理過程中被除去粉末成分、水溶性成分或水解成分的含有氟化合物和CO的廢氣在700至卯CTC的溫度下與氧氣和水(H20)接觸，以便將CO氧化成C02以及將含有4個(gè)或更多碳原子的氟化合物分解。該加熱氧化分解由加熱氧化分解部分完成，其具有一個(gè)用于允許廢氣通過的空心部件、一個(gè)用于將所述空心部件內(nèi)的氣體加熱到700至900'C的加熱設(shè)備、一個(gè)待處理氣體進(jìn)口、一個(gè)氧氣進(jìn)口、以及一個(gè)水(H20)進(jìn)口。加熱氧化分解部分最好應(yīng)當(dāng)具有一個(gè)附加設(shè)備、即接觸增強(qiáng)設(shè)備30，用于增強(qiáng)廢氣與氧氣和水(H20)的接觸效率和加熱效率。在此情況下，由該附加設(shè)備使廢氣產(chǎn)生湍流，從而由此增強(qiáng)廢氣與氧氣和水(H20)的接觸效率。該附加設(shè)備接收加熱器所產(chǎn)生的輻射熱，以增加其溫度和其與廢氣的熱交換區(qū)域，從而提高加熱效率。因而，加熱氧化分解部分在尺寸上能夠做得很小，并能夠使用小發(fā)熱量的加熱器。然后，將氟化合物在加熱氧化分解部分中分解時(shí)所產(chǎn)生的酸性氣體(HF)從廢氣中除去。該HF的去除由后處理部分(例如用于將HF吸附進(jìn)吸附劑的吸附箱、風(fēng)扇洗滌器、噴水器或氣體通道攪拌箱)完成。通過上述過程，被認(rèn)為對(duì)人體有害的氣體能夠完全從廢氣中除去。為了從廢氣中除去從全球變暖方面考慮不希望存在的成分，在加熱氧化分解之后可進(jìn)行催化反應(yīng)分解。特別地，在催化反應(yīng)部分，廢氣可與氧氣和水(H2O)以及用于分解氟化合物的催化劑在600至90(TC的溫度下接觸，從而分解具有3個(gè)或更少碳原子的氟化合物和SF6。催化反應(yīng)部分具有填充在其內(nèi)以用于分解氟化合物的催化劑，以及一個(gè)加熱設(shè)備，用于將催化劑層加熱到600至90(TC的溫度，或一個(gè)耐熱部件，用于將前述加熱氧化分解部分中已經(jīng)加熱到700至90(TC的氣體保持在600至900'C的溫度。該系統(tǒng)可包括一個(gè)純凈水產(chǎn)生裝置、一個(gè)蒸餾器或一個(gè)過濾機(jī)構(gòu)，用于凈化用于廢氣處理的水(H20)。該系統(tǒng)最好應(yīng)當(dāng)包括一個(gè)機(jī)構(gòu)，用于通過與加熱氧化分解部分或催化反應(yīng)部分的廢熱的熱交換蒸發(fā)以液態(tài)提供的水(H20)。通過該機(jī)構(gòu)，由于廢熱被用于水的蒸發(fā)，所以該系統(tǒng)不需要專門用于蒸發(fā)水(H20)的熱源。催化反應(yīng)部分最好在催化劑層的下游側(cè)應(yīng)當(dāng)具有由陶瓷制成的填充物。當(dāng)后處理部分具有一個(gè)噴水器以及催化反應(yīng)部分和后處理部分整體互相結(jié)合在一起時(shí)，通過填充物可防止從噴水器噴出的水與催化劑層接觸，因此防止了催化劑變劣失效。由于水被保持在填充物之間的空間內(nèi)，所以在PFC分解過程中產(chǎn)生的HF能夠高效地與水接觸，因此能夠提高HF的去除速度和廢氣的冷卻效果。下面，將描述利用相當(dāng)于圖3中所示廢氣處理裝置的測(cè)試裝置進(jìn)行廢氣處理的測(cè)試結(jié)果。一種混合有各種類型的待處理氣體的N2被導(dǎo)入該測(cè)試裝置中，并在多個(gè)位置測(cè)量氣體中各成分的濃度。待處理的氣體包含有SiF4、CHF3、C4F8、C4F6、CO、C5F8、NF3、SF6和CF4。在該測(cè)試中，按照以下流速提供上述氣體，即SiF460毫升/分、CHF3180毫升/分、C4Fs60毫升/分、0^610毫升/分、CO1200毫升/分、C5F810毫升/分、NF3120毫升/分、SF6120毫升/分和CF4450毫升/分。這些氣體與以120毫升/分的流速提供的N2混合，并導(dǎo)入測(cè)試裝置中?？諝庖?.0升/分的流速被導(dǎo)入加熱氧化分解部分，以提供氧化所需的氧氣。類似地，純凈水以5毫升/分的流速被導(dǎo)入加熱氧化分解部分，以用于氧化和分解。氣體中各成分的濃度在測(cè)試裝置的進(jìn)口(位置A)、預(yù)處理部分的出口(位置B)、加熱氧化分解部分的出口(位置C)和后處理部分的出口(位置D)處測(cè)量，其結(jié)果如下。<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>從上述結(jié)果中可以看出，SiF4和HF在預(yù)處理部分基本上沒有檢測(cè)到，因此，預(yù)處理部分能夠高效地處理酸性氣體。也可看出，CO、C4F8、C5FSC4F6、CHF3和NF3在加熱氧化分解部分基本上沒有檢測(cè)到，因此加熱氧化分解部分能夠高效地處理這些氣體。此外，在加熱氧化分解部分的出口處檢測(cè)到的CF4和SF6在后處理部分的出口處沒有檢測(cè)到。因而，催化反應(yīng)部分和后處理部分能夠高效地處理CF4和SF6。另外，在后處理部分的出口處沒有檢測(cè)到HF。因此，即使在催化反應(yīng)部分產(chǎn)生了HF，HF也能由后處理部分高效處理。圖4是本發(fā)明的廢氣處理裝置的立體圖。圖4中所示的廢氣處理裝置可以包括所有的預(yù)處理部分、加熱氧化分解部分、催化反應(yīng)部分和后處理部分。通過這樣的廢氣處理裝置，水溶性成分、水解成分或粉末成分如酸性氣體和NH3能夠與PFC和CO—起從廢氣中低成本并高效地除去。因此，本發(fā)明的廢氣處理裝置具有對(duì)反應(yīng)成分和從半導(dǎo)體制造裝置等中排出的有害成分的很高去除的能力。此外，該廢氣處理裝置具有緊湊的結(jié)構(gòu)，因而僅需要很小的安裝和維護(hù)面積。熱NOx或類似物不會(huì)從廢氣處理裝置中排出，廢氣處理裝置可確保絕對(duì)的安全，即它是一個(gè)非常安全的設(shè)備。在上述例子中，廢氣處理裝置包括所有的預(yù)處理部分、加熱氧化分解部分、催化反應(yīng)部分和后處理部分。然而，預(yù)處理部分和后處理部分可以與廢氣處理裝置分別提供。此外，后處理部分可以提供給多個(gè)廢氣處理裝置，并可以集中處理包含在從多個(gè)廢氣處理裝置排出的廢氣中的酸性氣體。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可以高效和經(jīng)濟(jì)地凈化從半導(dǎo)體制造裝置中排出的含有氟化合物和CO的廢氣。該廢氣處理方法和裝置并不局限于所示的實(shí)施例。雖然在這里己經(jīng)示出和詳細(xì)描述了本發(fā)明的一些特定優(yōu)選實(shí)施例，但應(yīng)當(dāng)理解的是，在不脫離附屬的權(quán)利要求范圍的情況下，可以作出各種變化和改型。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明適合用于高效凈化含有氟化合物和一氧化碳(CO)的廢氣的裝置中，所述廢氣是在半導(dǎo)體制造過程如半導(dǎo)體制造裝置內(nèi)表面的干洗過程或不同類型的膜如氧化膜的蝕刻過程中排出的。權(quán)利要求1.一種處理廢氣的裝置，所述廢氣含有氟化合物和CO，所述裝置包括第一處理部分，用于從廢氣中除去粉末成分、水溶性成分和水解成分中的至少一個(gè)；加熱氧化分解部分，其具有用于允許廢氣通過的空心部件、圍繞所述空心部件設(shè)置以加熱所述空心部件中的廢氣的加熱設(shè)備以及位于所述空心部件中的接觸增強(qiáng)設(shè)備，所述加熱氧化分解部分用于通過將所述廢氣加熱到700至900℃的溫度在沒有催化反應(yīng)的情況下分解具有四個(gè)或更多碳原子的氟化合物和氧化CO，同時(shí)使所述廢氣與所述接觸增強(qiáng)設(shè)備接觸，從而產(chǎn)生廢氣的湍流；氧氣供應(yīng)源，用于將氧氣供應(yīng)給所述加熱氧化分解部分；水供應(yīng)源，用于將水供應(yīng)給所述加熱氧化分解部分；催化反應(yīng)部分，用于在600至900℃的溫度下通過催化反應(yīng)分解具有三個(gè)或更少碳原子的氟化合物；以及第二處理部分，用于除去由此得到的廢氣中的酸性氣體。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所述粉末成分、水溶性成分和水解成分中的至少一個(gè)通過吸附劑吸附或氣液接觸從所述廢氣中除去。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所述酸性氣體通過吸附劑吸附或氣液接觸從所述廢氣中除去。全文摘要一種處理廢氣的裝置，其具有預(yù)處理部分，用于從廢氣中除去粉末成分、水溶性成分和水解成分中的至少一個(gè)，所述廢氣含有氟化合物和CO中的至少一個(gè)；加熱氧化分解部分，用于進(jìn)行所述氟化合物和CO中的至少一個(gè)的加熱氧化分解，以凈化所述廢氣。該裝置具有后處理部分，用于后處理由加熱氧化分解所產(chǎn)生的酸性氣體如HF。本發(fā)明還涉及一種處理廢氣的方法，該廢氣含有氟化合物和CO中的至少一個(gè)，該方法包括從所述廢氣中除去粉末成分、水溶性成分和水解成分中的至少一個(gè)；將O₂和H₂O加入所述廢氣中；加熱所述廢氣，以分解或氧化廢氣中的氟化合物和CO中的至少一個(gè)；以及從已分解或氧化的廢氣中除去在氟化合物分解時(shí)產(chǎn)生的酸性氣體。文檔編號(hào)B01D53/70GK101417205SQ20081017674公開日2009年4月29日申請(qǐng)日期2002年11月29日優(yōu)先權(quán)日2001年12月4日發(fā)明者森洋一,白尾祐司,篠原豐司,鈴木康彥,青野弘申請(qǐng)人:株式會(huì)社荏原制作所