CN102380292A - 尾气的处理方法和装置 - Google Patents

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马擎天
苏贤恩
刘秉承
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Abstract

本发明提供一种尾气的处理方法和装置，涉及尾气处理领域，为解决现有技术中尾气处理时采用热处理方式时耗能较高的技术问题而发明。所述的尾气的处理方法，包括：获取反应腔的气体的类型；根据所述气体的类型，获取对应的尾气处理方式；对所述尾气按照对应的所述尾气处理方式进行处理。本发明能够根据反应腔的气体的类型采用不同的尾气处理方式，降低了采用单一热处理方式时的耗能。

Description

尾气的处理方法和装置
技术领域
本发明涉及尾气处理领域，特别是指一种尾气的处理方法和装置。
背景技术
随着人们对环保的要求，工业制程的尾气处理方式越来越受到人们的关注。目前，制程的尾气处理使用采用单一的热处理技术。
热处理方式包括：普通热处理方式或者触媒热裂解方式。
普通热处理方式是：利用高温的方式产生的自由基与氟化物分解的氟物种反应，形成的最后产物为氢氟酸(溶于水)；经过处理后的气体再通过洗涤塔，利用水洗、吸附等方式去除危害性物质。以下为SF6稳定性较好且键能值较高的气体处理化学式范例：
触媒热裂解方式：其原理是热裂解中加入触媒的方式，降低反应活化能的能量，加强反应速率，反应可在较低温下进行。以下为SF6稳定性较好且键能值较高的气体处理化学式范例：
现有技术的热处理方式的耗能较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种尾气的处理方法和装置，能够减少尾气处理处理需要的耗能。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：
一方面，提供一种尾气的处理方法，包括：
获取反应腔的气体的类型；
根据所述气体的类型，获取对应的尾气处理方式；
对所述尾气按照对应的所述尾气处理方式进行处理。
所述获取反应腔的气体的类型的步骤具体为：获取反应腔的气体的键能值；
所述根据所述气体的类型，获取对应的尾气处理方式的步骤具体为：根据所述气体的键能值，获取对应的尾气处理方式。
所述根据所述气体的键能值，获取对应的尾气处理方式的步骤具体为：
判断所述气体是否包含有键能值大于预定值的气体，生成判断结果；
如果所述判断结果为是，则对应的尾气处理方式是电浆处理方式；否则，对应的尾气处理方式是热处理方式。
所述键能值大于预定值的气体包括CF4或SF6，所述键能值小于或等于预定值的气体包括CL2或BCL2。
所述对所述尾气按照对应的所述尾气处理方式进行处理的步骤具体为：
控制所述反应腔的尾气的阀门，使所述反应腔的尾气进入对应的所述尾气处理方式的处理腔，在所述对应的所述尾气处理方式的处理腔内对所述气体进行处理。
所述的尾气的处理方法，还包括：
对处理后的所述尾气进行水溶解处理。
所述获取反应腔的气体的类型的步骤为：
获取进入反应腔的气体的类型，或者获取从反应腔排出的气体的类型。
应用于等离子体增强化学气相沉积机的尾气处理或耦合式电浆离子蚀刻机的尾气处理。
另一方面，提供一种尾气处理装置，包括：
第一获取单元，获取反应腔的气体的类型；
第二获取单元，根据所述气体的类型，获取对应的尾气处理方式；
处理单元，对所述尾气按照对应的所述尾气处理方式进行处理。
第一获取单元具体为：获取反应腔的气体的键能值；
第二获取单元具体为：根据所述气体的键能值，获取对应的尾气处理方式。
本发明的实施例具有以下有益效果：
上述方案中，能够根据反应腔的气体的类型采用不同的尾气处理方式，降低了采用单一热处理方式时的耗能。
附图说明
图1为本发明的尾气的处理方法的一实施例的流程示意图；
图2为本发明的尾气的处理方法的另一实施例的流程示意图；
图3为本发明的尾气处理装置的连接示意图；
图4为本发明的尾气处理装置的第一实施例的结构示意图；
图5为本发明的尾气处理装置的第二实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
如图1所示，为本发明所述的一种尾气的处理方法的一实施例，包括：
步骤11，获取反应腔的气体的类型；该步骤具体为：获取进入反应腔的气体的类型，或者获取从反应腔排出的气体的类型。例如，在制程中，每种气体对应一种气体的质量流量控制器，以控制气体进入反应腔的流量，可以通过质量流量控制器反馈的信号获取进入反应腔的气体的类型。也可以通过气体监测单元获取反应腔排出的气体类型。
步骤12，根据所述气体的类型，获取对应的尾气处理方式；
步骤13，对所述尾气按照对应的所述尾气处理方式进行处理。
所述的尾气的处理方法，还包括：
步骤14，对处理后的所述尾气进行水溶解处理。
如图2所示，为本发明所述的一种尾气的处理方法的另一实施例，包括：
步骤21，获取反应腔的气体的键能值；
步骤22，根据所述气体的键能值，获取对应的尾气处理方式。步骤22具体为：判断所述气体是否包含有键能值大于预定值的气体，生成判断结果；如果所述判断结果为是，则对应的尾气处理方式是电浆处理方式；否则，对应的尾气处理方式是热处理方式。所述键能值大于预定值(键能值较高)的气体包括CF4或SF6，所述键能值小于或等于预定值的气体(键能值较低)包括CL2或BCL2。
步骤23，对所述尾气按照对应的所述尾气处理方式进行处理。步骤23具体为：控制所述反应腔的尾气的阀门，使所述反应腔的尾气进入对应的所述尾气处理方式的处理腔，在所述对应的所述尾气处理方式的处理腔内对所述气体进行处理。
所述的尾气的处理方法，还包括：
步骤24，对处理后的所述尾气进行水溶解处理。
所述的尾气的处理方法，应用于等离子体增强化学气相沉积机的尾气处理或耦合式电浆离子蚀刻机的尾气处理。
上述步骤22中，如果进入反应腔的气体中含有一种类型的气体，并且，所述气体的键能值小于或等于预定值(键能值比较低)，则对应的尾气处理方式是热处理方式；
如果进入反应腔的气体中含有一种类型的气体，并且，所述气体的键能值大于预定值(键能值比较高)，则对应的尾气处理方式是电浆处理方式；
如果进入反应腔的气体中含有多种类型的气体，并且，包含至少一种键能值大于预定值(键能值比较高)的气体，则对应的尾气处理方式是电浆处理方式；
如果进入反应腔的气体中含有多种类型的气体，并且，没有包含键能值大于预定值(键能值比较高)的气体，也就是说，全部是键能值小于或等于预定值(键能值比较低)的气体，则对应的尾气处理方式是热处理方式。
如果反应腔排出的气体中含有一种类型的气体，并且，所述气体的键能值小于或等于预定值(键能值比较低)，则对应的尾气处理方式是热处理方式；
如果反应腔排出的气体中含有一种类型的气体，并且，所述气体的键能值大于预定值(键能值比较高)，则对应的尾气处理方式是电浆处理方式；
如果反应腔排出的气体中含有多种类型的气体，并且，包含至少一种键能值大于预定值(键能值比较高)的气体，则对应的尾气处理方式是电浆处理方式；
如果反应腔排出的气体中含有多种类型的气体，并且，没有包含键能值大于预定值(键能值比较高)的气体，也就是说，全部是键能值小于或等于预定值(键能值比较低)的气体，则对应的尾气处理方式是热处理方式。
上述的热处理方式可以为普通热处理方式或者触媒热裂解方式。
如图3所示，为本发明所述的一种尾气处理装置，包括：
第一获取单元31，获取反应腔的气体的类型；具体为：获取进入反应腔的气体的类型，或者获取从反应腔排出的气体的类型。
第二获取单元32，根据所述气体的类型，获取对应的尾气处理方式；
第一处理单元33，对所述尾气按照对应的所述尾气处理方式进行处理。
第一获取单元32具体为：获取反应腔的气体的键能值；
第二获取单元32具体为：根据所述气体的键能值，获取对应的尾气处理方式。具体为：判断所述气体是否包含有键能值大于预定值的气体，生成判断结果；如果所述判断结果为是，则对应的尾气处理方式是电浆处理方式；否则，对应的尾气处理方式是热处理方式。所述键能值大于预定值的气体包括CF4或SF6，所述键能值小于或等于预定值的气体包括CL2或BCL2。
第一处理单元33具体为：控制所述反应腔的尾气的阀门，使所述反应腔的尾气进入对应的所述尾气处理方式的处理腔，在所述对应的所述尾气处理方式的处理腔内对所述气体进行处理。
所述的尾气的处理装置，还包括：
第二处理单元34，对处理后的所述尾气进行水溶解处理。
所述的尾气的处理装置，应用于等离子体增强化学气相沉积机的尾气处理或耦合式电浆离子蚀刻机的尾气处理。
第二获取单元32具体为：
如果进入反应腔的气体中含有一种类型的气体，并且，所述气体的键能值小于或等于预定值(键能值比较低)，则对应的尾气处理方式是热处理方式；
如果进入反应腔的气体中含有一种类型的气体，并且，所述气体的键能值大于预定值(键能值比较高)，则对应的尾气处理方式是电浆处理方式；
如果进入反应腔的气体中含有多种类型的气体，并且，包含至少一种键能值大于预定值(键能值比较高)的气体，则对应的尾气处理方式是电浆处理方式；
如果进入反应腔的气体中含有多种类型的气体，并且，没有包含键能值大于预定值(键能值比较高)的气体，也就是说，全部是键能值小于或等于预定值(键能值比较低)的气体，则对应的尾气处理方式是热处理方式。
如果反应腔排出的气体中含有一种类型的气体，并且，所述气体的键能值小于或等于预定值(键能值比较低)，则对应的尾气处理方式是热处理方式；
如果反应腔排出的气体中含有一种类型的气体，并且，所述气体的键能值大于预定值(键能值比较高)，则对应的尾气处理方式是电浆处理方式；
如果反应腔排出的气体中含有多种类型的气体，并且，包含至少一种键能值大于预定值(键能值比较高)的气体，则对应的尾气处理方式是电浆处理方式；
如果反应腔排出的气体中含有多种类型的气体，并且，没有包含键能值大于预定值(键能值比较高)的气体，也就是说，全部是键能值小于或等于预定值(键能值比较低)的气体，则对应的尾气处理方式是热处理方式。
上述的热处理方式为普通热处理方式或者触媒热裂解方式。
以下描述本发明所述的尾气处理装置的应用场景。
特气是指特殊气体，不同制程会用到不同气体。制程中，特气使用后会残余气体，因此，需要进行尾气处理。
如图4所示，为本发明的尾气处理装置的示意图；尾气处理装置包括：气体的质量流量控制器41(相当于上述的第一获取单元)、反应腔42、干式泵43、控制阀44、电浆处理腔45、热处理腔46、水处理腔47。处理流程为：气体的质量流量控制器41用于控制气体的流量，当开始有气体进入反应腔时，干式泵43将反应腔42排出的气体抽往处理腔，控制阀44控制气体去向处理腔的走向(电浆处理腔45或热处理腔46)，最后，电浆处理腔45或热处理腔46排出的尾气经过水处理腔47的再次处理。
本发明将两种不同的处理方法合并在一起，结合两种处理方法的优势，增加了处理的效率。不同气体使用不同处理方式的切换方法是：当反应腔使用气体时，控制尾气处理阀件来达到切换不同气体处理方式。举例说明：可以在ICP(耦合式电浆离子蚀刻机)或PECVD(等离子体增强化学气相沉积机)等需要处理尾气的机种，内建尾气管理单元(类似上述的第二获取单元)监测不同气体的MFC(质量流量控制器)(类似上述的第一获取单元)，当MFC接收到输出气体的讯号时，同时反馈一个讯号给尾气管理监控单元，单元依照逻辑判断同一时间内的气体类型，之后传递讯号至尾气处理装置的控制阀，切换不同处理方式，也就是说，控制所述反应腔的尾气的阀门，使所述反应腔的尾气进入热处理腔或者电浆处理腔。
可选的，也可以通过图5所示的气体监测单元48(类似上述的第一获取单元)来获取反应腔中排出的气体类型，以采取对应的气体处理方式。
使用分离式处理，对不同气体适用不同处理方法，将键能值较弱的气体使用热处理方式，键能值较强的气体使用电浆处理方式，如此一来，可以降低热处理所需要的能量损失和加大功率所带来的危险性，提高了废气处理的效率，减少未处理的气体再度释放于大气之中的释放量，减少了对环境的影响。
以下简单介绍电浆处理。电浆处理为利用电浆的离子化高能电子破坏分子键结，并可在低温下产生大量的自由基，此自由基可加速尾气处理速率。在低温电浆下，原子即自由基含量约为1％～50％，利用高能电子撞击气体分子及其他添加气体，产生许多高活性自由基，自由基再相互反应，生成其他对环境影响较少的气体。此气体处理方式效率较好。以下为SF6稳定性较好且键能值较高的气体处理化学式范例：
Figure BDA0000089032850000071
现有技术中，用单一的尾气处理方式。例如，如果只使用热处理方式，耗能较高。如果只使用燃烧法处理，效率较低，并且，需要较高解离能的尾气(如六氟化碳等)无法完全处理。如果只使用电浆处理方式，会降低单位时间处理尾气流量与效率。本发明针对不同成份的尾气采用分离式处理，利用反应腔反馈的信号控制尾气的控制阀，将不同气体分流至不同的处理腔，分别进行热处理或电浆处理。
本发明中，从热处理腔或者电浆处理腔出来的气体，还可以进入水处理腔继续进行水处理，以最大限度减少排出气体的污染性。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种尾气的处理方法，其特征在于，包括：
获取反应腔的气体的类型；
根据所述气体的类型，获取对应的尾气处理方式；
对所述尾气按照对应的所述尾气处理方式进行处理。
2.根据权利要求1所述的尾气的处理方法，其特征在于，
所述获取反应腔的气体的类型的步骤具体为：获取反应腔的气体的键能值；
所述根据所述气体的类型，获取对应的尾气处理方式的步骤具体为：根据所述气体的键能值，获取对应的尾气处理方式。
3.根据权利要求2所述的尾气的处理方法，其特征在于，所述根据所述气体的键能值，获取对应的尾气处理方式的步骤具体为：
判断所述气体是否包含有键能值大于预定值的气体，生成判断结果；
如果所述判断结果为是，则对应的尾气处理方式是电浆处理方式；否则，对应的尾气处理方式是热处理方式。
4.根据权利要求3所述的尾气的处理方法，其特征在于，所述键能值大于预定值的气体包括CF4或SF6，所述键能值小于或等于预定值的气体包括CL2或BCL2。
5.根据权利要求1所述的尾气的处理方法，其特征在于，所述对所述尾气按照对应的所述尾气处理方式进行处理的步骤具体为：
控制所述反应腔的尾气的阀门，使所述反应腔的尾气进入对应的所述尾气处理方式的处理腔，在所述对应的所述尾气处理方式的处理腔内对所述气体进行处理。
6.根据权利要求1所述的尾气的处理方法，其特征在于，还包括：
对处理后的所述尾气进行水溶解处理。
7.根据权利要求1所述的尾气的处理方法，其特征在于，所述获取反应腔的气体的类型的步骤为：
获取进入反应腔的气体的类型，或者获取从反应腔排出的气体的类型。
8.根据权利要求1所述的尾气的处理方法，其特征在于，应用于等离子体增强化学气相沉积机的尾气处理或耦合式电浆离子蚀刻机的尾气处理。
9.一种尾气处理装置，其特征在于，包括：
第一获取单元，获取反应腔的气体的类型；
第二获取单元，根据所述气体的类型，获取对应的尾气处理方式；
处理单元，对所述尾气按照对应的所述尾气处理方式进行处理。
10.根据权利要求9所述的尾气处理装置，其特征在于，
第一获取单元具体为：获取反应腔的气体的键能值；
第二获取单元具体为：根据所述气体的键能值，获取对应的尾气处理方式。
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