[发明专利]用于处理腐蚀性气体的净化剂及其净化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种净化剂及其净化方法，特别是涉及一种用于处理腐蚀性气体的净化剂及其净化方法。

背景技术

半导体及光电厂的干蚀刻制程使用大量的腐蚀性气体，这些腐蚀性气体在制程中无法被完全利用而成为制程尾气排出，若无法在制程机台近端处理掉该危害性的制程尾气，将增加后端次风管与主风管的负担，而对厂内安全造成威胁。目前在机台近端处理这些腐蚀性气体的方法包括湿式洗涤法、电热水洗法与干式吸附法，其中，湿式洗涤法虽为目前较经济的方法，但其存在着对氯气去除效果不佳，输排水管线易堵塞或因腐蚀而破裂，管线转接处因腐蚀或施工因素而漏水等问题；电热水洗式则有高耗能及后端水洗处易腐蚀等缺点；此外，因其为连续运转式，当制程利用率不高时，将形成水、电的浪费；而干式吸附法为操作最方便的处理方法，其运作原理是将待处理尾气通过含净化剂的吸附桶，酸性气体与净化剂表面的活性基反应生成稳定化合物而被去除，操作上只需在净化剂饱和时，切换阀门更换吸附桶即可。除了使用上述便利之外，由于干式吸附不需要水及电的运转，因此当产能利用率低时，并无操作费用浪费的问题。

基于上述优点，近来使用干式吸附处理危害性气体的厂商有逐渐增加的趋势，惟因腐蚀性气体使用量大，需经常更换吸附剂，故目前仍存在着操作成本过高的问题；而以成本较低的浸渍活性炭为吸附材料，除了吸附容量低以外，与高浓度氟成份反应尚有火灾之虞，故目前仍须发展新型吸附剂，以解决上述问题。

对于处理腐蚀性气体的干式吸附法，拥有半导体厂的国家的设备厂商已发展多年，相关专利如后所述。JP-60-68051公开了一种含浸锌化合物或碱金属化合物的活性炭来处理腐蚀性气体，此法虽成本低廉，但吸附容量低，又恐有火灾之虞。U.S.5094825公开了用三氧化二铁为主成份的净化剂处理ClF₃，该法乃直接使用商品化的产品，制造简单，但吸附容量过低。U.S.5670445(台湾专利公告号265270)公开了用四氧化三铁及氢氧化锶为主成份的净化剂来净化腐蚀性气体，该方法制造简单，但是对于含硼气体吸附量低，而且在干燥状态下效果不佳。U.S.5756060(台湾专利公告号370470)则公开了用氧化铜及氧化锰为主成份的净化剂，用以处理含卤酸性气体，但亦存在成本过高，吸附容量太低等问题。

由以上说明可知，目前金属氧化物净化剂对部分气体(如BF₃、Cl₂)吸附容量偏低，特别是含硼气体(如BF₃、BCl₃)，因此亟需发展对多种腐蚀性气体具备高吸附量的金属氧化物净化剂，以降低操作成本，并减少废弃物的产生量。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种用于处理腐蚀性气体的净化剂，其对于多种腐蚀性气体具有高吸附容量。

为了达到上述目的，本发明的净化剂主要包括：载体成份，包含铁镁氧化物；以及活性成份，包含氢氧化锶，且可进一步包含氧化铈或氧化锰。

本发明的另一目的在于提供一种处理腐蚀性气体的净化方法，将腐蚀性气体接触上述本发明的净化剂，以降低该腐蚀性气体的浓度。

具体实施方式

本发明提供一种用于处理腐蚀性气体的净化剂，主要包括：铁镁氧化物的载体，以及氢氧化锶的活性成份。本发明的净化剂可用来处理多种腐蚀性气体，且对难处理的含硼气体的吸附容量大幅度提高。

本发明使用具有高比表面积的铁镁氧化物作为载体成份。首先，相比于单纯使用氧化铁及其它常用的载体如γ-Al₂O₃及SiO₂，铁镁氧化物除因具有较高的比表面积，而提高反应活性外，当尾气成份含有如HCl的强酸时，铁镁氧化物本身即有高反应活性，可转为活性成份，大幅度提高吸附容量；对于含硼气体(如BF₃)，铁-镁结构也可产生协同作用(synergy)提高吸附效果。依照本发明，铁镁氧化物的比表面积(BET)为50m²/g以上，优选为80m²/g以上。其次，镁的加入可在煅烧过程中增加结构稳定性，防止铁氧化物结构崩溃而降低比表面积，具有结构促进剂的功能；同时可增加载体的碱性，增加对部份酸性物质的反应。再者，铁镁氧化物与本发明的活性成份具有协同作用，可提高对于难处理的卤族气体(Cl₂)的吸附容量。