反應裝置和反應方法制造方法及圖紙

本發明專利技術通過反應裝置１０，提供了容易小型化、并且內部溫度分布更加均勻、不易出現反應不均的反應裝置。所述反應裝置１０的特征在于，包括：在其內部進行反應的外筒１２，配置在外筒１２一端部側、在被處理氣體和處理過的氣體之間進行熱交換的熱交換器１６，向熱交換器１６供給被處理氣體的雙重管１４的內管１４ａ，從熱交換器１６取出處理過的氣體的雙重管１４的外管１４ｂ，與熱交換器１６連接、配置在外筒１２內部、使被處理氣體向與配置有熱交換器１６的端部側遠離開的外筒１２的另一端部側流通的內筒１８。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及例如用于使氟化合物分解的反應裝置等。
技術介紹
在現在的半導體器件的制造工藝中，有時要為了形成微細圖案而進行蝕刻、清洗。 此時很多情況要使用氟化合物。此外，氟化合物一般較穩定，很多對人體無害，因此此外還作為例如空調的冷卻介質使用。但這些氟化合物，很多是一旦放入到大氣中就會對地球環境產生較大影響。S卩，破壞大氣層的臭氧層，導致臭氧空洞產生。此外，其作為溫室化氣體是導致地球變暖的一個原因。而且，上述氟化合物一般較穩定，很多情況中其影響長期持續存在。因此，為了不對地球環境產生影響，需要使使用過后的氟化合物分解，變成對地球環境無害的狀態后再放入到大氣中。于是，在例如專利文獻1中公開了一種含有氟的化合物的分解處理裝置，其包括 填充有含鋁催化劑的反應器，用于向在反應器中待處理的含有氟與、碳、硫或氮的化合物的氣流中添加水蒸氣的水添加器，以及，將填充在反應器中的催化劑和導入到反應器中的含有氟化合物的氣流中的至少一者加熱到可使氟化合物水解的溫度的加熱機構。此外，在專利文獻2中公開了一種含有氟的化合物氣體的處理裝置，其包括外管、內管、設置在內管內部的催化劑層、和安裝在外管上的加熱器。專利文獻1 日本特開2001-2M926號公報專利文獻2 日本特開2008-U6092號公報
技術實現思路
專利技術要解決的課題但包括下述部分的含有氟的化合物的分解處理裝置需要使含有氟化合物的氣體加熱的預熱器，因此能量效率差，裝置體積大。所述部分為填充有含鋁催化劑的反應器，用于向在反應器中待處理的含有氟與、碳、硫或氮的化合物的氣流中添加水蒸氣的水添加器， 以及，將填充在反應器中的催化劑和導入到反應器中的含有氟化合物的氣流中的至少一者加熱到可使氟化合物水解的溫度的加熱機構。而且在預熱器的外壁附近含有氟化合物的氣體的溫度高，隨著距離外壁越來越遠而溫度降低，所以存在反應不均勻的問題。進而，包括外管、內管、設置在內管內部的催化劑層、和安裝在外管上的加熱器的含有氟的化合物氣體的處理裝置不能對含有氟的化合物氣體進行充分預熱，所以同樣難以使處理裝置內部的溫度分布相同，因此也存在反應不均勻的問題。鑒于上述課題，本專利技術的目的在于，提供一種容易小型化、此外內部的溫度分布更均勻、不易出現反應不均的反應裝置。此外，另一目的是提供可以高效處理被處理氣體的反應方法。解決問題的方法
本專利技術的反應裝置，其特征在于，包括在內部進行反應的外筒，配置在上述外筒的一端部側，在被處理氣體和處理過的氣體之間進行熱交換的主熱交換部，向主熱交換部供給被處理氣體的管，從主熱交換部取出處理過的氣體的管，以及，與主熱交換部連接，配置在外筒的內部，使被處理氣體向與配置有主熱交換部的端部側遠離開的該外筒的另一端部側流通的內筒。其中，優選被處理氣體含有氟化合物，優選反應是使氟化合物通過含有選自銅Cu、 錫Sn、鉻Cr、鉬Mo、鎢W、釩V中的金屬的化合物中的至少一種、以及氧化鋁和堿土金屬化合物的反應劑進行分解。進而優選反應在上述外筒和上述內筒之間進行。進而，本專利技術的反應裝置，其特征在于，包括在內部的反應區域進行反應的外筒， 使被處理氣體和處理過的氣體流通，在被處理氣體和處理過的氣體之間進行第1熱交換的雙重管，與雙重管連接，在被處理氣體和處理過的氣體之間進行第2熱交換的熱交換器，以及，與熱交換器連接，配置在外筒的內部，在被處理氣體和反應區域之間進行第3熱交換的內筒。其中，優選還包括配置在內筒的內部和上述外筒的外部的加熱器，更優選還包括安裝在上述內筒的外側的散熱片，進而優選散熱片安裝在反應區域的下半側的位置。此外，本專利技術的反應方法，其特征在于，使被處理氣體和處理過的氣體在雙重管中流通，在被處理氣體和處理過的氣體之間進行第1熱交換，使被處理氣體和處理過的氣體在與上述雙重管連接的熱交換器中流通，在被處理氣體和處理過的氣體之間進行第2熱交換，使被處理氣體在與熱交換器連接的內筒中流通，在被處理氣體和反應區域之間進行第3 熱交換，在反應區域進行使被處理氣體變為處理過的氣體的反應。其中，優選被處理氣體是含有氟化合物的氣體，并且反應是使該氟化合物分解的反應。專利技術的效果本專利技術提供一種容易小型化、此外不易出現反應不均的反應裝置。 具體實施例方式下面將參照附圖來具體說明本專利技術的實施方式。圖1是用于說明本實施方式所使用的反應裝置的一例圖。圖1所示的反應裝置10，包括在其內部進行反應的外筒12，使被處理氣體和處理過的氣體流通的雙重管14，與雙重管14連接、配置在外筒12 —端部側、在被處理氣體和處理過的氣體之間進行熱交換的作為主熱交換部的熱交換器16，與作為主熱交換部的熱交換器16連接、配置在外筒12內部、使被處理氣體向與配置有熱交換器16的端部側遠離開的外筒12的另一端部側流通的內筒18。此外，還包括配置在內筒18的內部、使被處理氣體進一步加熱、同時用于向外筒內部的反應區域供給反應所需的熱的作為加熱器的內部加熱器20，配置在外筒12外部、同樣是用于向外筒內部的反應區域供給反應所需的熱的作為加熱器的外部加熱器22，安裝在內筒18的外側、用于使內部加熱器20產生的熱向反應區域均勻傳導的散熱片M，測定溫度、通過圖中未示出的控制裝置來控制反應裝置10的內部溫度的由熱電偶等構成的溫度傳感器^aJ6bJ6c，以及，用于填充反應劑的反應劑投入口 28。外筒12是反應容器，可以在內部進行預定的反應。本實施方式中，使作為被處理氣體的、含有氟化合物的氣體在外筒12內部流通。并且，在外筒12和內筒18之間填充反應劑，借助該反應劑進行使該氟化合物分解的反應。作為氟化合物，相當于例如氯氟碳類(下文中簡稱為“CFC”)、氫氯氟碳類(下文中簡稱為“HCFC”)、全氟碳類(下文中簡稱為“PFC”)、氫氟碳類(下文中簡稱為“HFC”)、 全氟醚類(下文中簡稱為“PFE”)、氫氟醚類(下文中簡稱為“HFE”)、氟化硫等。更詳細地說，作為CFC 可以列舉出例如 CC1F3、CC12F2、CC13F、C2C13F3、C2C12F4、C2C1F5 等化合物，作為HCFC可以列舉出例如CHClF2、C2HCl2F3等化合物。此外，作為PFC可以列舉出例如CF4、C2F6, C3F8, C4F8 (八氟環丁烷)等化合物，作為HFC可以列舉出例如CH3F、CH2F2, CHF3、C2H2F4等化合物。此外，作為PFE可以列舉出例如CF3OCF3、CF3OCF2CF3等化合物，作為 HFE可以列舉出例如CHF20CHF2、CHF2OCH2CF3^ CH3OCF2CF3等化合物。此外，作為氟化硫可以列舉出例如SF6、S2F10等化合物。這些氟化合物可以是單獨的、或是兩種以上的混合物。此外，氟化合物優選以氦氣、氬氣、氮氣等惰性氣體、或空氣作為載氣被稀釋。在本實施方式中，被處理氣體中的氟化合物的濃度優選為0.01 10體積％。作為反應劑，可以使用含有選自銅(Cu)、錫(Sn)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鎢(W)、釩(V) 中的金屬的化合物中的至少一種、以及氧化鋁和堿土金屬化合物的反應劑。其中，氧化鋁是代表性的酸性物質(固體酸)，單獨使用它就可以使氟化合物分解。但分解生成的氟會使氧化鋁表面氟化，以AlF3的形式中毒，在短時間內使催化劑失去活性。這里，在本實施方式本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種反應裝置，其特征在于，包括：在內部進行反應的外筒，配置在上述外筒的一端部側，在被處理氣體和處理過的氣體之間進行熱交換的主熱交換部，向上述主熱交換部供給上述被處理氣體的管，從上述主熱交換部取出上述處理過的氣體的管，以及與上述主熱交換部連接，配置在上述外筒的內部，使上述被處理氣體向與配置有上述主熱交換部的端部側遠離開的該外筒的另一端部側流通的內筒。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：早坂裕二，
申請(專利權)人：昭和電工株式會社，
類型：發明
國別省市：JP