有害气体的净化方法和净化装置制造方法及图纸

公开了一种有害气体的净化方法，该方法包括：将从使用有机金属化合物作反应原料的反应过程中排出的有害气体，与氧气或空气混合，然后在１００℃－８００℃的温度下，使混合物与通过在一种无机载体上附载一种贵金属得到的催化剂；含选自氧化钒、氧化铬、氧化锰、氧化铁、氧化铜、氧化银、氧化钴和氧化镍的至少一种金属氧化物的催化剂；或者在一种无机载体上附载该金属氧化物得到的催化剂接触，以净化该有害气体。同时，公开了一种该方法使用的装置。本发明专利技术能够确保以有效的方式净化有害气体，在将有害气体净化后，没有排出有机化合物和大量的二氧化碳，不需要后处理。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种从使用有机金属化合物作反应原料的反应过程中排出的有害气体净化的方法和装置，具体地说，涉及一种从MOCVD(金属有机化学蒸汽沉积)过程、其他CVD过程或在半导体生产中类似的过程排出的有害气体净化的方法和装置。构成半导体装置的绝缘薄膜的材料，包括用于闸门绝缘膜的SiO2、用于电容器绝缘膜的Si3N4、用于分层绝缘膜的PSG(磷/硅/玻璃)和BPSG(硼/磷/硅玻璃)以及类似物。在CVD设备中，已经使用气态原料，如SiH4、NH3、PH3和B2H6作生产这些膜的材料。随着在三维设备和多层互连线路方面的发展，对绝缘膜的平整需求在增加。CVD工艺将开始采用液体有机金属化合物作初始材料，该液体有机金属化合物，包括四乙氧基甲硅烷(Si(OC2H5)4)、三甲氧基硼(B(OCH3)3)和三甲氧基磷(P(OCH3)3)，能够克服如空隙(voids)之类的不足，使能够生产高质量的薄膜。另外，已经开发了如一种Ta2O5膜之类的、电介质常数几倍于SiO2膜的新型薄膜。五乙氧基甲钽烷(Ta(OCC2H5)5)是一种液体有机金属物质，被用作Ta2O5膜的原材料。而且，近年，作为用于半导体存储器的氧化物型电介质薄膜，已经开发了一种具有高电介质常数及高阶梯覆盖率的铅钛锆酸盐(PZT)膜、钡锶钛酸盐(BST)膜和类似物，并对各种有关这些膜的覆膜方法进行了试验。至于这些膜的原材料，Pb(DPM)2(固体原料)作Pb的来源，Zr(OC(CH3)3)4(夜体原料)作Zr的来源，Ti(OCH(CH3)2)4(液体原料)作Ti的来源，Ba(DPM)2(固体原料)作Ba的来源，Sr(DPM)2(固体原料)作Sr的来源。虽然就这些原料中的固体原料而言，通过将这些固体原料保持高温状态，使其汽化，并输送汽化的原料能够得到高纯度的原料，但是得到足够的工业供应量是困难的。因此，一般通过将这些原料之一溶解在如四氢呋喃的有机溶剂中，来使用这些固体原料。同样地，在一种如前所述的多组分型MOCVD过程中，每种原料的供应量被降低。因此，为了高精度地定量供应原料，有时也将一种有机溶剂添加到液体原料中，以控制供应量。用于这些原料的大多数上述液体原料、固体原料和有机溶剂有很大的毒性，或没有被证实是否安全。因此，在将这些使用后的物质排至空气前，需要净化这些物质。这种从MOCVD过程排出的有害气体一般通过湿法、干法或燃烧法来净化。例如，对于采用湿法的净化方法，一种惯用的方法是使含烃氧化物的有害气体与一种含碱性组份的含水溶液接触，吸收并分解这种有害气体，从而净化该气体。对于采用干法的净化方法，一种公知的方法是，使含一种烃氧化物的有害气体与一种净化剂接触以净化该气体(日本专利申请特许公开号6-327932)，净化剂是通过用一种碱性化合物，如氢氧化钾浸渍一种用氧化铜和氧化锰作主要成份的金属氧化物得到的。同样地，一种公知的方法是，含烷基氢化物，如叔丁基砷和叔丁基膦的有害气体，与一种净化剂接触以净化该气体(日本专利申请特许公开号7-60054)，净化剂是通过用一种钴化合物，浸渍一种用氧化铜和氧化锰作主要成份的金属氧化物得至的。此外，对于采用一种燃烧法的净化方法，常用的一种净化方法是将含有机金属化合物的有害气体引入可燃性气体，如丙烷和氧气或空气的火焰中，以燃烧该有害气体。而且，对于一种含有机金属化合物和有机溶剂的有害气体的净化方法，一种公知的净化方法是，使含有害成分的有害气体与如活性碳或合成沸石，例如分子筛，之类的物体接触，以吸收这些有害成分。然而，上述采用湿法的净化方法的缺点是，设备尺寸大，用过的吸收溶液的后处理很麻烦。在日本专利申请特许公开号6-327932中所描述的采用干法的净化方法的缺点是，净化醇盐产生的甲醇和乙醇不能被捕获，尽管醇盐中含有的金属能够在净化剂中被捕获。在日本专利申请特许公开号7-60054中所描述的采用干法的净化方法的缺点是，丁烷和丁烯不能被捕获，这与前面的例子类似。采用燃烧法的净化方法的缺点是，要求高能耗，并且由于在不处理有害气体的备用阶段也必须保持燃烧状态，因而排出大量的二氧化碳。此外，通过使用如活性碳或合成沸石的吸附剂，对含有机金属化合物和有机溶剂的有害气体净化的方法所带来的问题是，分离已被吸附的有害成分取决于处理条件和有害成分的类型，并且在如有害气体净化后吸附剂焚化的后处理问题是很麻烦的。而且，当含有如四氢呋喃的环醚作有害成分时，在氧存在的情况下产生过氧化物。因此，在生产量很大的情况下，对后处理伴随的危险有一种担心。因此，本专利技术的一个目的是解决上述问题，并提供一种有害气体净化的方法和装置，当从如使用有机金属化合物作反应原料的半导体生产过程中排出的有害气体被净化时，该方法和装置能够确保以有效的方式将有害成分净化，而在净化处理后不释放有机化合物和大量的二氧化碳，并且不需要后处理。本专利技术的专利技术人已经进行了认真的研究，以解决这些问题，结果发现，通过将从如使用有机金属化合物作反应原料的半导体生产的反应过程中排出的有害气体，与一种催化剂接触进行催化燃烧，有害成分能被有效地转化为金属氧化物、水和二氧化碳去净化，在净化处理后没有排出有机化合物和大量的二氧化碳，并且不需要后处理，该催化剂是一种通过在一种无机载体上附载一种贵金属得到的催化剂，一种由一种金属氧化物如氧化钒、氧化铬、氧化锰、氧化铁、氧化铜、氧化银、氧化钴或氧化镍组成的催化剂，或者一种在无机载体上附载上述每个金属氧化物得到的催化剂。这样就实现了本专利技术。因此，本专利技术涉及一种有害气体的净化方法，该方法包括将从使用有机金属化合物作反应原料的反应过程中排出的有害气体，与氧气或空气混合，然后在100℃-800℃的温度下，使混合物与通过在一种无机载体上附载一种贵金属得到的催化剂接触，以净化该有害气体。同样，本专利技术涉及一种有害气体的净化方法，该方法包括将从使用有机金属化合物作反应原料的反应过程中排出的有害气体，与氧气或空气混合，然后在100℃-800℃的温度下，使混合物与含选自氧化钒、氧化铬、氧化锰、氧化铁、氧化铜、氧化银、氧化钴和氧化镍的至少一种金属氧化物的催化剂，或者在一种无机载体上附载该金属氧化物得到的催化剂接触，以净化该有害气体。同样，本专利技术涉及一种从使用有机金属化合物作反应原料的反应过程中排出的有害气体净化的装置，该装置包括一个有害气体引入管，一个氧气或空气引入管，一个与所说的两个引入管相连的净化塔，塔内装有通过在一种无机载体上附载一种贵金属得到的催化剂，一个加热净化塔的装置，和一个用于从净化塔中排放净化过的气体的排出管。此外，本专利技术涉及一种从使用有机金属化合物作反应原料的反应过程中排出的有害气体净化的装置，该装置包括一个有害气体引入管，一个氧气或空气引入管，一个与所说的两个引入管相连的净化塔，塔内装有含选自氧化钒、氧化铬、氧化锰、氧化铁、氧化铜、氧化银、氧化钴和氧化镍的至少一种金属氧化物的催化剂，或者装有一种在无机载体上附载该金属氧化物得到的催化剂，一个加热净化塔的装置，和一个用于从净化塔中排放净化过的气体的排出管。在以下图中附图说明图1(A)是一个剖面图，表示本专利技术中使用的一种净化塔的一个实例(使有害气体与氧气或空气在净化塔中混合的一个系统)；图1(B)是一个剖面图，表示本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有害气体的净化方法，该方法包括：将从使用有机金属化合物作反应原料的反应过程中排出的有害气体，与氧气或空气混合，然后在１００℃－８００℃的温度下，使混合物与通过在一种无机载体上附载一种贵金属得到的催化剂接触，以净化该有害气体。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：大塚健二，村永直树，荒川秩，池田友久，
申请(专利权)人：日本派欧尼股份株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]