JP2003260333A - 排気ガス処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】副生成物５２の析出堆積量を少なく抑えるとと
もに、排気ガス４の通路の閉塞のサイクルを長くできる
ようにする。また苛性ソーダ水溶液３の跳ね上がり、飛
散を大きくすることなく除害効率を向上させる。 【解決手段】インナノズル２６の内側に、インナノズル
２６の下方先端よりも更に下方に突出するようにインサ
ータ２９を設ける。またアウタノズル２５の外側に、デ
ィフューザ２４を形成し、これらディフューザ２４とア
ウタノズル２５間で形成された通路に排気ガス４を導
き、この排気ガス４の通路に、不活性ガス（窒素ガス）
６をパージすることにより旋回流Ｄを形成して負圧によ
って排気ガス４を通路下方に引き込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排気ガスを除害す
る処理を行う装置に関し、特に半導体ウェーハをエピタ
キシャル成長する際に排出される有害な排気ガスを洗浄
液に接触させて無害の固体物質にして除害する装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスは半導体基板の表面に薄
膜をエピタキシャル成長させることで作成される。

【０００３】すなわち半導体基板にはシリコン基板が一
般的に使用される。薄膜の原料ガスとしては例えばＳi
ＨＣｌ3（トリクロロシラン）が使用される。

【０００４】反応炉内でＳiＨＣｌ3がシリコン基板の表
面に供給される。そしてＳiＨＣｌ3の化学反応によって
シリコン基板の表面に同じシリコンの薄膜がエピタキシ
ャル成長によって形成されていく。エピタキシャル成長
層には不純物として例えば所定濃度のホウ素Ｂが添加さ
れる。ホウ素Ｂはエピタキシャル成長の過程で例えば所
定濃度のドーピングガスＢ2Ｈ6を炉内に供給することに
よってエピタキシャル成長層の中にドーピングされる。
このようにしてシリコン基板の表面に、所定濃度の不純
物Ｂが添加されたエピタキシャル成長層が形成される。

【０００５】エピタキシャル成長は成長炉内でつぎのよ
うに行われる。なおエピタキシャル成長炉として枚葉炉
を想定する。

【０００６】エピタキシャル成長炉内には、ガス供給路
を介して成長ガスが供給される。ガス供給源より原料ガ
ス（ＳiＨＣｌ3）、ドーピングガス（Ｂ2Ｈ6）、キャリ
アガス（Ｈ2）からなる成長ガスがエピタキシャル成長
炉内に供給される。

【０００７】エピタキシャル成長炉には、炉内のガスを
外部に排気する排出口が設けられている。

【０００８】エピタキシャル成長炉に成長ガスが供給さ
れると、成長ガスがウェーハの基板の表面を通過する。
ウェーハ基板はサセプタによって保持されている。高温
気相中（１０００゜Ｃ〜１２００゜Ｃ）での化学反応が
基板上でなされ、基板の表面に不純物（Ｂ）が所定濃度
で注入されて薄膜が形成される。高温気相中での化学反
応に寄与しなかった成長ガス及び化学反応はしたがエピ
タキシャル成長に寄与しなかった副生成ガス等は、排出
口から外部に排出される。

【０００９】上記サセプタはＳiＣなどから構成されて
いる。よってサセプタ上に原料ガスが通過すると不要な
シリコンが堆積される。そこでこの堆積されたシリコン
を取り除くべくエピタキシャル成長炉内にはガス供給路
を介してエッチングガスが供給される。ガス供給源より
エッチングガスとしてＨＣｌと、これを希釈するキャリ
アガス（Ｈ2）が供給される。ここでエッチングガスと
しては塩化水素ガスの純ガスでもよく塩化水素ガスを含
む混合ガスでもよい。

【００１０】エッチングガスがエピタキシャル成長炉内
に供給されると、エッチングガスがサセプタの表面を通
過する。これによりサセプタ上に堆積された不要なシリ
コンがエッチングガスと化学反応（Ｓi(s)＋２ＨＣｌ
(g)→ＳiＣｌ2(g)＋Ｈ2(g)）により分解され取り除かれ
る。エッチングに寄与したエッチングガスの一部は、排
出口から外部に排出される。エピタキシャル成長炉に投
入されたガスのうちの数十％のガスが排気ガスとして排
出される。

【００１１】こうしてエピタキシャル成長炉の排出口か
ら排出されたガスＳiＨＣｌ3、Ｂ2Ｈ6、Ｈ2、ＨＣｌな
どは、除害装置に供給される。除害装置で無害の物質に
生成された後、大気に放出される。

【００１２】とりわけＳiＨＣｌ3などのシリコン塩化
物、塩化水素ＨＣｌを、そのまま大気に放出させてしま
うと人体などに悪影響を与えるため無害の物質に変換さ
せる必要がある。ＨＣｌガスは腐食性を有し機器に悪影
響を与える。

【００１３】そこで従来より図９に示す洗浄塔５０を用
い「ジェットスクラバ」により除害するようにしてい
る。

【００１４】同図９に示すように除害剤として苛性ソー
ダ水溶液３（ＮaＯＨaq）がポンプによってタンクから
吸い上げられ、洗浄塔５０内に設けられたジェットノズ
ル５１の上流側に供給される。一方導入口９からノズル
５１の外側に向けて排気ガス４が導入される。これによ
りノズル５１から噴出した流れの速いジェット流３Ａと
しての苛性ソーダ水溶液３と、ジェット流３Ａによりノ
ズル５１の下流に引き込まれる排気ガス４とが気液接触
され反応式（ＳiＨＣｌ3＋２Ｈ2Ｏ→３ＨＣｌ＋ＳiＯ2
＋Ｈ2…（１））によって無害の固体物質つまり副生成
物５２（ＳiＯ2の水和物）が生成されるとともに、反応
式（ＨＣl＋ＮaＯＨ→ＮaＣl＋Ｈ2Ｏ…（２））によっ
て塩化水素ガスが中和により除害される。ＳiＯ2水和物
５２は苛性ソーダ水溶液３に溶解されて苛性ソーダ水溶
液３とともに回収、除去される。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかし図９に示す従来
技術によれば苛性ソーダ水溶液３の速い流れ３Ａによっ
て、苛性ソーダ水溶液３の跳ね上がり、飛散が顕著であ
り、ノズル５１の出口部近辺の洗浄塔内壁においてミス
トおよび水蒸気が発生し易い。このため苛性ソーダ水溶
液３の主流に排気ガス４が気液接触する前に、その一部
がミストおよび水蒸気と接触してしまい洗浄塔内壁に大
量の副生成物５２（固体のＳiＯ2水和物）が短時間で析
出する。このため副生成物５２の堆積によって排気ガス
４の通路が短時間で閉塞するおそれがあった。

【００１６】洗浄塔５０内の副生成物５２の析出堆積量
が多く、排気ガス４の通路を閉塞するサイクルが早まる
とつぎの点で問題がある。

【００１７】１）通常、枚葉炉としてのエピタキシャル
成長炉の１台につき、図９に示す洗浄塔５０が１台割り
当てられている。副生成物５２による閉塞が生じる前に
事前に洗浄塔５０を分解清掃しなければならないが、閉
塞のサイクルが短くなるに伴いこの分解清掃のメンテナ
ンスサイクルが短くなり、エピタキシャル成長炉を稼動
する機会が失われる。このためエピタキシャル成長炉の
ダウンタイムが増加し稼動効率が著しく悪化する。

【００１８】２）副生成物５２であるＳiＯ2水和物には
シロキサン等をも含む。このため副生成物は、活性で発
火性の強い物質であり、析出堆積量が多いと分解清掃作
業の際に爆発的な燃焼を起こし災害に合う確率が大きく
なる。

【００１９】そこで、副生成物５２の析出堆積量を少な
く抑えるとともに、排気ガス４の通路の閉塞のサイクル
を長くすることが望まれている。

【００２０】本発明はこうした実状に鑑みてなされたも
のであり、副生成物５２の析出堆積量を少なく抑えると
ともに、排気ガス４の通路の閉塞のサイクルを長くでき
るようにすることを、第１の解決課題とするものであ
る。ここで副生成物５２が洗浄塔５０内で析出堆積する
という問題に関する従来の一般的技術水準について説明
する。

【００２１】特開平２００１−７０３４号公報に開示さ
れる除害方法に関し、排気ガスの導入管内で掻き出し部
材を移動させることによって導入管の先端内側に析出堆
積した副生成物を除去するという発明が記載されてい
る。

【００２２】またこの発明は、副生成物の析出自体を抑
制することに関しては何ら記載されておらず、析出した
副生成物を事後的に掻き出し部材によって除去するとい
うものである。したがって副生成物の析出の速度が速ま
れば、掻き出し部材によって副生成物を除去する前に、
掻き出し部材と導入管の間に副生成物が詰まってしまい
除去そのものができなくなるという問題が発生する。

【００２３】また副生成物５２の析出自体を抑制する技
術も既に実施されている。

【００２４】すなわち洗浄液３のミスト及び水蒸気と排
気ガス４が直接接触しないように、乾燥窒素によってガ
スのカーテンを作り、洗浄塔内壁面における副生成物５
２の堆積を防止するようにしている。しかしこの方法は
機器の構成が複雑になり、かつランニングコストが上昇
するという問題がある。

【００２５】さて除害の効率を高めるためには、苛性ソ
ーダ水溶液３と排気ガス４とが気液接触している時間、
面積を大きくし気液接触の効率を高めればよい。図９の
洗浄塔５０の場合、ノズル５１から噴出するジェット流
３Ａの流れを速くするとエジェクタ効果によって、より
大量の排気ガス４をノズル５１の下流に引き込むことが
でき、気液接触の効率を高め除害効率を向上させること
ができる。

【００２６】またエピタキシャル成長炉内の圧力は一定
ではないので、排気ガス４を安定してノズル５１の下流
側に引き込むためには、ノズル５１から噴出されるジェ
ット流３Ａの流速を調整する必要性があった。

【００２７】しかしノズル５１から噴出されるジェット
流３Ａを調整して洗浄液３の流れを速くすると、それに
伴い排気ガス４の流れも速くなるので確かに除害効率は
向上するものの、苛性ソーダ水溶液３の速度自体が増加
しているので苛性ソーダ水溶液３の跳ね上がり、飛散が
一層顕著になる。このため洗浄塔５０内の副生成物５２
の析出堆積量が一層多くなり、排気ガス４の通路が閉塞
するサイクルが一層早まり上記１）、２）の問題が一層
顕著になるという悪循環があった。

【００２８】本発明はこうした実状に鑑みてなされたも
のであり、苛性ソーダ水溶液３の跳ね上がり、飛散を大
きくすることなく除害効率を向上させることを、第２の
解決課題とするものである。

【００２９】

【課題を解決するための手段および効果】本発明の第１
発明は、第１の解決課題を達成するために、排気ガス
を、洗浄塔に導き、この洗浄塔内に設けたノズル内に洗
浄液の流れを形成するとともに前記ノズル外に排気ガス
の流れを形成し、当該ノズルの先端で排気ガスと洗浄液
を接触させて排気ガス中の有害物質を除害する処理を行
う排気ガス処理装置において、前記ノズルの内側に、当
該ノズルの下方先端よりも更に下方に突出するようにイ
ンサータを設けたことを特徴とする。

【００３０】第１発明によれば、図５に示すように、ノ
ズル２６の内側に、当該ノズル２６の下方先端よりも更
に下方に突出するようにインサータ２９を設ける。

【００３１】このためノズル２６とインサータ２９との
間を通過しノズル２６の先端から噴出する洗浄液３の流
束３ｃは、ノズル２６の下方で細くなる。流束３ｃがノ
ズル２６の下方で細くなることで洗浄液３の跳ね上が
り、飛散が抑制される。これにより洗浄塔２の内部で副
生成物５２（固体のＳiＯ2水和物）が析出堆積されるこ
とを抑制でき、洗浄塔２内の副生成物５２の析出堆積量
を少なくし、排気ガス４の通路が閉塞するサイクルを長
くすることができる。

【００３２】第２発明は、第１発明において、前記ノズ
ルの開先を二重開先としたことを特徴とする。

【００３３】第２発明によれば、図３（ａ）に示すよう
に、ノズル２６の開先を二重開先２６ａとしているの
で、ノズル２６の先端から噴出する洗浄液３の跳ね上が
り、飛散を更に抑制することができる。これにより洗浄
塔２の内部で副生成物５２（固体のＳiＯ2水和物）が析
出堆積されることを更に抑制でき、洗浄塔２内の副生成
物５２の析出堆積量を少なくし、排気ガス４の通路が閉
塞するサイクルを長くすることができる。

【００３４】第３発明は、第２発明において、前記二重
開先の外側に、更に下方に突出するように開先を形成す
ることを特徴とする。

【００３５】第３発明によれば、図３（ａ）、図４に示
すように、二重開先２６ａの外側に、更に下方に突出す
るように開先２５ａを形成しているので、ノズル２６の
先端から噴出する洗浄液３の跳ね上がり、飛散を更に抑
制することができる。これにより洗浄塔２の内部で副生
成物５２（固体のＳiＯ2水和物）が析出堆積されること
を更に抑制でき、洗浄塔２内の副生成物５２の析出堆積
量を少なくし、排気ガス４の通路が閉塞するサイクルを
長くすることができる。なお開先２５ａは図２に示すよ
うにインサータ２９よりも下方に突出していることが望
ましい。

【００３６】第４発明は、第１発明において、前記イン
サータの下方先端部に、絞りを形成することを特徴とす
る。

【００３７】第４発明によれば、図３（ａ）、（ｃ）に
示すように、インサータ２９の下方先端部に、絞り２９
ａを形成しているので、ノズル２６から噴出される洗浄
液３の流束３ｃの線速度が上昇するとともに、流束３ｃ
の線速度がインサータ２９の周方向で均一化される。こ
のため洗浄液３の跳ね上がり、飛散を更に抑制すること
ができる。

【００３８】第５発明は、第１発明または第２発明また
は第３発明において、前記ノズルの外側に、当該ノズル
の先端部に向けてスライドすることにより当該ノズルの
先端部に析出される副生成物を欠き落とすスライドノズ
ルを設けたことを特徴とする。

【００３９】第５発明によれば、図１に示すように、ア
ウタノズル２５の外側に、当該アウタノズル２５の先端
部に形成される副生成物５２を欠き落とすスライドノズ
ル２７を設けるようにしている。

【００４０】アウタノズル２５の先端部に副生成物５２
が析出されたとしても、スライドノズル２７を、アウタ
ノズル２５の先端部に向けてスライドすることによりア
ウタノズル２５の先端部に析出された副生成物５２を欠
き落とすことができる。

【００４１】特に図３（ａ）、図４に示すように、二重
開先２６ａを有したインナノズル２６の外側に、アウタ
ノズル２５を設け、このアウタノズル２５の開先２５ａ
を二重開先２６ａよりも更に下方に突出するように構成
した場合には、図３（ａ）の矢印Ｃに示すようにアウタ
ノズル２５の先端部外側に集中して副生成物５２を析出
させることができる。

【００４２】そこでスライドノズル２７を下方に向けて
スライドさせれば、アウタノズル２５の先端部外側に集
中して析出した副生成物５２を、まとめて欠き落とし除
去することができる。

【００４３】第６発明は、第５発明において、前記スラ
イドノズルは、不活性ガスの圧力によって動作するガス
圧アクチュエータによって駆動されるものであることを
特徴とする。

【００４４】第６発明によれば、図１に示すように、ス
ライドノズル２７は、窒素ガスなどの不活性ガス５の圧
力によって動作するガス圧アクチュエータ（ピストン３
２、室３３、３４）によって駆動される。窒素ガスなど
の不活性ガス５を使用しているので、仮にガス漏れが生
じたとしても洗浄塔２の内部の活性な物質たとえば副生
成物５２と反応して爆発的な燃焼が発生するおそれはな
い。

【００４５】第７発明は、第１発明において、前記洗浄
塔の内壁面に設けた孔から洗浄液を吐出させ当該内壁面
に沿って洗浄液の流れを形成するようにしたことを特徴
とする。

【００４６】第７発明によれば、図７に示すように、洗
浄塔２（メインダクト２３）の内壁面２３ａに設けた孔
３１から洗浄液３を吐出させ当該内壁面２３ａに沿って
洗浄液３の流れ３eを形成している。このため図５に示
すように、排気ガス４の流れ４ｃと、内壁面２３ａに沿
った洗浄液３の流れ３ｅとが、内壁面２３ａに沿った気
液接触部３５で気液接触する。一方ノズル２６から噴出
した洗浄液３の流れ３ｃは、ノズル２６下方の気液接触
部３６にて、排気ガス４の流れ４ｃに気液接触する。こ
のように気液接触が、ノズル２６の下方と、洗浄塔２の
内壁面２３ａとで発生するので気液接触の効率が高まり
除害効率が向上する。

【００４７】第８発明は、第１発明または第２発明また
は第３発明において、前記ノズルの外側に、ディフュー
ザを形成し、これらディフューザとノズル間で形成され
た通路に排気ガスを導き、この排気ガスの通路に、不活
性ガスをパージすることにより旋回流を形成して負圧に
よって排気ガスを通路下方に引き込むことを特徴とす
る。

【００４８】図６は図１の矢視Ａ−Ａ断面を概略的に示
している。

【００４９】第４発明によればアウタノズル２５の外側
に、ディフューザ２４を形成し、これらディフューザ２
４とアウタノズル２５間で形成された通路に排気ガス４
を導き、この排気ガス４の通路に、不活性ガス（窒素ガ
ス）６をパージすることにより旋回流Ｄを形成して負圧
によって排気ガス４を通路下方に引き込むようにしてい
る。

【００５０】窒素ガスなどの不活性ガス６を排気ガス４
の通路にパージすることにより旋回流Ｄが形成され負圧
が発生する。負圧によって、より多くの排気ガス４を下
流に引き込むことができる。また旋回流Ｄであるので排
気ガス４と接触する効率が高まる。このため排気ガス４
の下方へのパージが効率的に行われ、下方へパージされ
た排気ガス４とアウタノズル２６から噴出される洗浄液
３との気液接触の効率が高まり除害効率が向上する。

【００５１】すなわち洗浄液３を噴出する速度自体は大
きくすることなく、排気ガス４を下流に効率的に引き込
むことができる。このため洗浄液３の噴出速度が増大す
ることによる洗浄液３の跳ね上がり、飛散の増大を抑制
することができる。

【００５２】このため本発明によれば、洗浄液３の跳ね
上がり、飛散を大きくすることなく除害効率を向上させ
ることができるようになる。

【００５３】第９発明は、第２の解決課題を達成するた
めに、排気ガスを、洗浄塔に導き、この洗浄塔内に設け
たノズル内に洗浄液の流れを形成するとともに前記ノズ
ル外に排気ガスの流れを形成し、当該ノズルの先端で排
気ガスと洗浄液を接触させて排気ガス中の有害物質を除
害する処理を行う排気ガス処理装置において、前記ノズ
ルの外側に、ディフューザを形成し、これらディフュー
ザとノズル間で形成された通路に排気ガスを導き、この
排気ガスの通路に、不活性ガスをパージすることにより
旋回流を形成して負圧によって排気ガスを通路下方に引
き込むことを特徴とする。

【００５４】第９発明は、第８発明を独立した請求項と
したものであり、ノズル２６内にインサータ２９を設け
ない構成、たとえば図９に示す従来技術の構成に対して
適用することができる。

【００５５】第１０発明は、第１発明または第９発明に
おいて、前記排気ガスは、半導体ウェーハをエピタキシ
ャル成長する際に排出される排気ガスであることを特徴
とする。

【００５６】第１０発明は、特に半導体ウェーハをエピ
タキシャル成長する際に排出されるＳiＨＣｌ3、Ｂ2Ｈ
6、Ｈ2、ＨＣｌなどの排気ガス４を除害する場合に適用
される。エピタキシャル成長炉に本発明の除害装置を適
用した場合には、副生成物５２の析出堆積量が少なくな
り除害装置の分解清掃作業のメンテナンスサイクルが長
くなるので、エピタキシャル成長炉のダウンタイムが減
り稼動効率を向上させることができる。なおエピタキシ
ャル成長炉から排出される排気ガス４としては、その他
にＰＨ3、Ｎ2などがあり、原料ガス、ドーパント、エッ
チングガス等の種類によって排気ガス４の内容は異な
る。

【００５７】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明に係る
排気ガスの除害装置の実施の形態について説明する。

【００５８】図８は実施形態の排気ガス処理装置１の全
体構成を示す図である。

【００５９】この排気ガス処理装置１の前工程ではシリ
コン基板にシリコン薄膜をエピタキシャル成長させるエ
ピタキシャル成長工程がエピタキシャル成長炉内で行わ
れる。

【００６０】エピタキシャル成長は原料ガスＳiＣｌ4、
ＳiＨＣｌ3、ＳiＨ2Ｃｌ2、ＳiＨ4により異なるが、以
下の反応によってなされる。

【００６１】 （ａ）ＳiＣｌ4＋２Ｈ2→Ｓi＋４ＨＣｌ（水素還元反応） …（３） （ｂ）ＳiＨＣｌ3＋Ｈ2→Ｓi＋３ＨＣｌ（水素還元反応及び熱分解反応） …（４） （ｃ）ＳiＨ2Ｃｌ2→Ｓi＋２ＨＣｌ（熱分解反応） …（５） （ｄ）ＳiＨ4→Ｓi＋２Ｈ2（熱分解反応） …（６） シリコン薄膜の原料ガスとしては例えば（ｂ）のＳiＨ
Ｃｌ3（トリクロロシラン）が使用される。反応炉内で
ＳiＨＣｌ3がシリコン基板の表面に供給される。そして
ＳiＨＣｌ3の化学反応によってシリコン基板の表面に同
じシリコンの薄膜がエピタキシャル成長によって形成さ
れていく。エピタキシャル成長層には不純物として例え
ば所定濃度のホウ素Ｂが添加される。ホウ素Ｂはエピタ
キシャル成長の過程で例えば所定濃度のドーピングガス
Ｂ2Ｈ6を炉内に供給することによってエピタキシャル成
長層の中にドーピングされる。このようにしてシリコン
基板の表面に、所定濃度の不純物Ｂが添加されたエピタ
キシャル成長層が形成される。

【００６２】すなわちエピタキシャル成長炉内には、ガ
ス供給路を介して成長ガスが供給される。ガス供給源よ
り原料ガス（ＳiＨＣｌ3）、ドーピングガス（Ｂ2Ｈ
6）、キャリアガス（Ｈ2）からなる成長ガスがエピタキ
シャル成長炉内に供給される。

【００６３】エピタキシャル成長炉には、炉内のガスを
外部に排気する排出口が設けられている。

【００６４】エピタキシャル成長炉に成長ガスが供給さ
れると、成長ガスがウェーハの基板の表面を通過する。
ウェーハ基板はサセプタによって保持されている。高温
気相中（１０００゜Ｃ〜１２００゜Ｃ）での化学反応が
基板上でなされ、基板の表面に不純物（Ｂ）が所定濃度
で注入されて薄膜が形成される。高温気相中での化学反
応に寄与した成長ガスの一部は、排出口から外部に排出
される。

【００６５】上記サセプタはＳiＣなどから構成されて
いる。よってサセプタ上に原料ガスが通過すると不要な
シリコンが堆積される。そこでこの堆積されたシリコン
を取り除くべくエピタキシャル成長炉内にはガス供給路
を介してエッチングガスが供給される。ガス供給源より
エッチングガスとしてＨＣｌと、これを希釈するキャリ
アガス（Ｈ2）が供給される。ここでエッチングガスと
しては塩化水素ガスの純ガスでもよく塩化水素ガスを含
む混合ガスでもよい。

【００６６】エッチングガスがエピタキシャル成長炉内
に供給されると、エッチングガスがサセプタの表面を通
過する。これによりサセプタ上に堆積された不要なシリ
コンががエッチングガスと化学反応（Ｓi(s)＋２ＨＣｌ
(g)→ＳiＣｌ2(g)＋Ｈ2(g)）により分解され取り除かれ
る。エッチングに寄与したエッチングガスの一部は、排
出口から外部に排出される。エピタキシャル成長炉に投
入されたガスのうちの数十％のガスが排気ガスとして排
出される。

【００６７】こうしてエピタキシャル成長炉の排出口か
ら排出された排気ガス４つまりＳiＨＣｌ3、Ｂ2Ｈ6、Ｈ
2、ＨＣｌなどは、図１の排気ガス処理装置１に供給さ
れる。

【００６８】しかしながら実際の排気ガスには、たとえ
原料ガスとしてＳiＨＣｌ3を使用したとしてもＨＣｌや
ＳiＨＣｌ3だけではなく、ＳiＨ2Ｃｌ2も含まれてい
る。

【００６９】また原料ガスとして（ａ）のＳiＣｌ4が使
用された場合も、同様に実際の排気ガスには、ＨＣｌや
ＳiＣｌ4だけではなく、ＳiＨＣｌ3やＳiＨ2Ｃｌ2も含
まれている。

【００７０】すなわち上記（３）の反応式（ＳiＣｌ4＋
２Ｈ2→Ｓi＋４ＨＣｌ）を正確に表すと、つぎのように
なる。

【００７１】 ＳiＣｌ4＋Ｈ2⇔ＳiＣｌ2＋２ＨＣｌ …（７） ＳiＣｌ2＋Ｈ2⇔Ｓi＋２ＨＣｌ …（８） ここで中間体ＳiＣｌ2は周囲のＨＣｌとＨ2とで可逆的
につぎの反応を行っている。

【００７２】ＳiＣｌ2＋ＨＣｌ⇔ＳiＨＣｌ3 …（９） ＳiＣｌ2＋Ｈ2⇔ＳiＨ2Ｃｌ2 …（１０） 従って排気ガス中にはＨ2、ＨＣｌの他にＳiＣｌ4だけ
ではなく、ＳiＨＣｌ3やＳiＨ2Ｃｌ2などが存在するこ
とになる。

【００７３】また原料ガスとしてＳiＨＣｌ3を使用した
場合でもＨＣｌの他にＳiＨＣｌ3だけではなくＳiＨ2Ｃ
ｌ2などが存在することになる。

【００７４】ただし本実施形態では説明の便宜のため原
料ガスとしてＳiＨＣｌ3を使用した場合に排気ガス４中
にシリコン塩化物としてＳiＨＣｌ3だけが存在している
と想定して説明する。

【００７５】ここでＳiＨＣｌ3などのシリコン塩化物、
塩化水素ＨＣｌは、これをそのまま大気に放出させては
人体などに悪影響を与えるため無害の物質に変換させる
必要がある。ＨＣｌガスは腐食性を有し機器に悪影響を
与える。このため図１の排気ガス処理装置１によってこ
れらガスの除害がなされる。

【００７６】図８の排気ガス処理装置１は、大きくは、
図１で後述する洗浄塔２と、処理漕１３と、ポンプ１５
とを備えている。これら洗浄塔２、処理漕１３、ポンプ
１５は、各種配管によって接続されている。

【００７７】洗浄塔２では図９に示す従来技術と同様に
「ジェットスクラバ」という除害方法により除害が行わ
れる。洗浄塔２の内部には図１で詳述するようにインナ
ノズル２６が設けられている。洗浄塔２の上部にはイン
ナノズル２６の上流の供給口１１が設けられている。

【００７８】洗浄塔２の中間位置には、排気ガス４が導
入される導入口９が設けられている。洗浄塔２の外壁が
排気ガス４を通過させるメインダクト２３を構成してい
る。

【００７９】洗浄塔２の下方位置には、洗浄液３をメイ
ンダクト２３の内壁に供給する供給口１０が設けられて
いる。

【００８０】洗浄塔２の下方の処理漕１３内には洗浄液
３としての苛性ソーダ水溶液（ＮaＯＨaq）が貯留され
ている。洗浄液３はポンプ１５によって吸い上げられ、
管路１９、供給口１１を介してインナノズル２６内に供
給されるとともに、管路１６、供給口１０を介してメイ
ンダクト２３の内壁に供給される。

【００８１】管路１９上には同管路１９を通過する洗浄
液３の通過流量を計測する流量計２０が設けられてい
る。また管路１９上には同管路１９を通過する洗浄液３
の通過流量を制御するバルブ２１が設けられている。流
量計２０によって洗浄液３の通過流量が計測されこの計
測結果に基づいてバルブ２１が制御され洗浄液３のイン
ナノズル２６への供給量が目標値に制御される。そして
インナノズル２６から目標値に応じた量の洗浄液３が噴
出される。

【００８２】同様にして管路１６上には同管路１６を通
過する洗浄液３の通過流量を計測する流量計１７が設け
られている。また管路１６上には同管路１６を通過する
洗浄液３の通過流量を制御するバルブ１８が設けられて
いる。流量計１７によって洗浄液３の通過流量が計測さ
れこの計測結果に基づいてバルブ１８が制御され洗浄液
３のメインダクト２３の内壁への供給量が目標値に制御
される。そしてメインダクト２３の内壁面に目標値に応
じた量の洗浄液３が吐出される。

【００８３】エピタキシャル成長炉から排出された排気
ガス４は、導入口９を介して洗浄塔２のメインダクト２
３内に導入される。

【００８４】洗浄塔２の上部には、図１で後述するよう
に、ガス圧アクチュエータ駆動用の窒素ガス５（アクチ
ュエータ駆動用窒素ガス５という）を供給、排出する供
給排出口７、８が設けられている。また洗浄塔２の下方
には、図１で後述するように、ディフューザ内パージ用
の窒素ガス６（パージ用窒素ガス６という）を供給する
供給口１２が設けられている。

【００８５】洗浄塔２の内部では洗浄液３と排気ガス４
とがインナノズル２６の噴出口下方で、高速の流れとな
って気液接触される。洗浄液３と排気ガス４とが気液接
触されると、反応式（ＳiＨＣｌ3＋２Ｈ2Ｏ→３ＨＣｌ
＋ＳiＯ2＋Ｈ2…（１））によって無害の固体物質つま
り副生成物５２（ＳiＯ2の水和物）が生成されるととも
に、反応式（ＨＣl＋ＮaＯＨ→ＮaＣl＋Ｈ2Ｏ…
（２））によって塩化水素ガスが中和により除害され
る。ＳiＯ2水和物５２は苛性ソーダ水溶液３に溶解され
て苛性ソーダ水溶液３とともに処理漕１３に回収され
る。処理漕１３には外部より適宜、水が補給されるとと
もに、処理漕１３の汚染した洗浄液３は排水路２２を介
して適宜排水される。また処理漕１３には、洗浄液３上
部の雰囲気を大気１４に解放する管路１４が設けられて
いる。管路１４には通常、アルゴンガスなどのガスシー
ルが設けられており大気が処理漕１３の内部に吹き込む
ことを防止している。

【００８６】つぎに図１を参照して洗浄塔２の内部の構
成について説明する。

【００８７】同図１に示すように、洗浄塔２は、大きく
は、メインダクト２３と、ディフューザ２４と、インナ
ノズル２６と、アウタノズル２５と、インサータ２９
と、スライドノズル２７と、ピストン３２と、室３３、
３４とから構成されている。

【００８８】メインダクト２３は、洗浄塔２の外壁を構
成し排気ガス４を通過させる通路であり、その内壁面２
３ａには孔３１が複数形成されている。孔３１はインナ
ノズル２６の下方先端部近傍に形成されている。孔３１
は、洗浄液３の供給口１０に連通している。

【００８９】図７は、メインダクト２３を斜視的に破断
図で示している。同図７に示すように、供給口１０に洗
浄液３が供給されると、孔３１から洗浄液３が吐出し内
壁面２３ａに沿って、つまり内壁面２３ａの接線方向に
沿って、洗浄液３の流れ３ｅが形成される。これにより
洗浄塔２の内壁面２３ａが洗浄液３によって浸される。

【００９０】図１に戻るとインナノズル２６は、断面が
円形の円筒状の部材であり、洗浄塔２内の中心に、その
長手方向が洗浄塔２の上下方向に一致するように設けら
れている。インナノズル２６の上流には供給口１１が設
けられている。図３（ａ）、図４はインナノズル２６の
下方の先端部を拡大して示している。同図３（ａ）に示
すようにインナノズル２６の開先は二重開先２６ａとし
て構成されている。

【００９１】図１に戻るとインナノズル２６の内側に
は、インサータ２９が設けられている。インサータ２９
は、断面が円形の丸棒上の部材であり長手方向がインナ
ノズル２６の長手方向に一致するように設けられてい
る。図３（ａ）はインサータ２９の下方先端部の側面を
示しており、図３（ｂ）は図３（ａ）の矢視Ｇ方向から
みたインサータ２９の断面を示している。

【００９２】これら図に示すようにインサータ２９は、
その下方先端がインナノズル２６の下方先端よりも更に
下方に突出するように設けられている。

【００９３】インサータ２９には、その長手方向に沿っ
て溝３０が複数形成されている。溝３０はインサータ２
９の下方の所定位置まで延びている。したがってインサ
ータ２９のうち溝３０が形成されていない部分では、溝
３０が形成されている部分と比較して洗浄液３の流れの
断面積が小さくなるなるので、絞り部２９ａを構成する
（図３（ａ）参照）。

【００９４】このため図１に示すように供給口１１から
洗浄液３が供給されると、洗浄液３は矢印３ａに示すよ
うにインサータ２９の溝３０を通過するか、矢印３ｂに
示すようにインナノズル２６とインサータ２９との間の
通路を通過して下方に流れる。そして図３（ａ）の矢印
３ｄに示すように、洗浄液３の流れが絞り部２９ａに達
すると洗浄液３の流れの断面積が小さくなるので、絞り
部２９ａで洗浄液３の流れの線速度が増加する。そして
洗浄液３はインナノズル２６から高速で噴出される。

【００９５】図３（ｃ）は図３（ａ）のインサータ２９
と等価なインサータ２９を示している。図３（ｃ）に示
すように径の異なる部材を組み合わせてインサータ２９
を構成することも可能であるが、本実施形態では、丸棒
に溝３０を形成することで絞り部２９ａを形成するよう
にしている。このような構成としているので図３（ｃ）
に示す構成と比較して、強度を高めることができるとと
もに絞り部２９ａの周方向における流速を均一にするこ
とができる。

【００９６】図１に戻ると、インナノズル２６の外側に
はアウタノズル２５が設けられている。アウタノズル２
５は、断面が円形の円筒状の部材であり、その長手方向
がインナノズル２６の長手方向に一致するように設けら
れている。

【００９７】図３（ａ）に示すように、アウタノズル２
５は、その下方先端がインナノズル２６の下方先端より
も更に下方に突出するように設けられている。図４はア
ウタノズル２５の先端を更に拡大して示した図であり、
同図４に示すようにアウタノズル２５の先端部は、先端
にいくにつれて厚さがテーパ状に薄くなる開先２５ａが
形成されている。アウタノズル２５の開先２５ａは、イ
ンナノズル２６の二重開先２６ａよりも更に下方に突出
するように形成されている。

【００９８】図１に戻ると、アウタノズル２５の外側に
は、断面が円形の円筒状のスライドノズル２７が設けら
れている。スライドノズル２７は、その長手方向がアウ
タノズル２５の長手方向に一致するようにアウタノズル
２５に対して摺動自在に設けられている。

【００９９】スライドノズル２７は、ガス圧アクチュエ
ータを構成しているピストン３２によって駆動される。
ピストン３２は、アクチュータ駆動用窒素ガス５の圧力
によって動作する。

【０１００】すなわちピストン３２は、スライドノズル
２７の上部に接続している。ピストン３２の上側には室
３４が形成されており、同ピストン３２の下側には室３
３が形成されている。上側室３４は供給排出口７に連通
している。下側室３３は供給排出口８に連通している。

【０１０１】このためアクチュエータ駆動用窒素ガス５
が供給排出口７を介して上側室３４内に供給されるとと
もに、下側室３３から供給排出口８を介してアクチュエ
ータ駆動用窒素ガス５が排出されると、上側室３４内の
アクチュエータ駆動用窒素ガス５の圧力によってピスト
ン３２が下方に移動する。これに伴いピストン３２に接
続しているスライドノズル２７が下方にスライドする。
逆にアクチュエータ駆動用窒素ガス５が供給排出口８を
介して下側室３３内に供給されるとともに、上側室３４
から供給排出口７を介してアクチュエータ駆動用窒素ガ
ス５が排出されると、下側室３３内のアクチュエータ駆
動用窒素ガス５の圧力によってピストン３２が上方に移
動する。これに伴いピストン３２に接続しているスライ
ドノズル２７が上方にスライドする。

【０１０２】図１はスライドノズル２７が最上位に位置
している状態を示している。スライドノズル２７が最下
位までスライドするとスライドノズル２７の下方先端
は、アウタノズル２５の下方先端に達する。スライドノ
ズル２７が下方にスライドすることによりこのスライド
ノズル２７の先端で、後述するようにアウタノズル２５
の外側先端部に析出されている副生成物５２を欠き落と
すことができる。

【０１０３】ここでアクチュエータ駆動用のガスとして
窒素ガスＮ2を使用しているのは、仮にガス漏れが生じ
たとしても洗浄塔２の内部の活性な物質たとえば副生成
物５２と反応して爆発的な燃焼が発生することを未然に
防止するためである。したがってアクチュエータ駆動用
ガスとしては窒素ガス以外にアルゴンガスなどの不活性
なガスを使用してもよい。

【０１０４】アウタノズル２５（スライドノズル２７）
の更に外側には、排気ガス４の通路であるディフューザ
２４が設けられている。ディフューザ２４は、その上端
が排気ガス４の導入口９の近傍に位置するように配置さ
れている。ディフューザ２７は、断面が円形の略円筒状
の部材であり、その長手方向がアウタノズル２５（スラ
イドノズル２７）の長手方法と一致するように設けられ
ている。

【０１０５】ディフューザ２４を設けることによって、
ディフューザ２４とその内側のアウタノズル２５との間
に排気ガス４の通路が形成されるとともに、ディフュー
ザ２４とその外側のメインダクト２３との間に排気ガス
４の通路が形成される。

【０１０６】図６は図１の矢視Ａ−Ａ断面を概略的に示
している。

【０１０７】図６に示すように、ディフューザ２４に
は、パージ用窒素ガス６をディフューザ２４とアウタノ
ズル２５との間の排気ガス通路に導く細孔２８が複数形
成されている。孔２８はたとえば１６個形成されてい
る。孔２８は、図１に示すように縦断面でみて鉛直線に
対して所定角度θたとえば３１゜の傾斜に配置されてい
る（図１参照）。また図６に示すように各孔２８は横断
面でみて放射状に配置されている。孔２８はパージ用窒
素ガス６の供給口１２に連通している。

【０１０８】図１の矢印４ａに示すように、排気ガス４
が導入口９から導入されると、この排気ガス４はディフ
ューザ２４とアウタノズル２５との間に形成された通路
に導かれる。

【０１０９】一方パージ用窒素ガス６が供給口１２に供
給されると、図６に示すように、このパージ用窒素ガス
６は孔２８を通過して、ディフューザ２４とアウタノズ
ル２５との間に形成された排気ガス通路に導かれる。孔
２８を介して排気ガス４の通路に、パージ用窒素ガス６
が導入されると、下向きの旋回（トルネード）流Ｄが形
成される。この下向きの旋回流Ｄは負圧（静圧）を生成
する。このような負圧が生成されているので排気ガス４
は負圧によって通路下方に引き込まれる。また旋回流Ｄ
であるのでパージ用窒素ガス６と排気ガス４との接触面
積が大きくなる。このため排気ガス４は、ディフューザ
２４の下方先端から図１に矢印４ｃに示すように効率的
にパージされる。ここでパージ用ガス６として窒素ガス
Ｎ2を使用しているのは、アクチュエータ用ガス５と同
様な理由であり、窒素ガスの代わりにアルゴンガス等の
不活性なガスを使用してもよい。

【０１１０】ここでメインダクト２３の内壁面２３ａに
形成した孔３１は、ディフューザ２４の下方先端部近傍
に配置されているものとする（図１参照）。

【０１１１】またスライドノズル２７が最上位に位置し
ているとき、ディフューザ２４に形成した孔２８の窒素
ガス吹きだし方向には、スライドノズル２７の先端部が
位置しているものとする（図１参照）。

【０１１２】図２は上述したインサータ２９、インナノ
ズル２６、アウタノズル２５、ディフューザ２４の先端
位置の関係を示している。同図２に示すようにインサー
タ２９の下方先端はインナノズル２６の下方先端よりも
距離ａだけ下方に位置している。またアウタノズル２５
の下方先端はインサータ２９の下方先端よりも距離ｂだ
け下方に位置している。またアウタノズル２５の下方先
端はディフューザ２４の下方先端よりも距離ｃだけ下方
先端に位置している。これら距離ａ、ｂ、ｃは、インサ
ータ２９、インナノズル２６、アウタノズル２５、ディ
フューザ２４の径、長さ等に応じて、気液接触効率が最
も高くなり（除害効率最も高くなり）、洗浄液３の跳ね
上げ、飛散が最小となる値に設定されている。

【０１１３】なお図１において３７は洗浄用のノズルで
あり、洗浄塔２の分解清掃作業時にこの洗浄用ノズル３
７から洗浄塔２の内部に向けて、特に副生成物５２が集
中して析出しているアウタノズル２５の外側先端部に向
けて、洗浄液としての苛性ソーダ水溶液が噴出される。
これにより活性で発火しやすい副生成物５２が溶解除去
され、洗浄塔２の清掃分解作業を安全に実施することが
できる。

【０１１４】また洗浄塔２を構成する材質はたとえば塩
化ビニールを使用することができ強度が必要な箇所には
適宜ＳＵＳなどを使用することができる。

【０１１５】つきに上述した構成による作用、効果につ
いて説明する。

【０１１６】（１）インサータ２９について 本実施形態では、上述したようにインナノズル２６の内
側に、このインナノズル２６の下方先端よりも更に下方
に突出するようにインサータ２９を設けている。

【０１１７】このため図５に示すように、インナノズル
２６とインサータ２９との間を通過しインナノズル２６
の先端から噴出する洗浄液３の流束３ｃは、ノズル２６
の下方で絞られ細くなる。このため洗浄液３の跳ね上が
り、飛散が大幅に抑制される。これにより洗浄塔２の内
部で副生成物５２（固体のＳiＯ2水和物）が析出堆積さ
れることを抑制することができ、洗浄塔２内の副生成物
５２の析出堆積量を少なくし、排気ガス４の通路が閉塞
するサイクルを長くすることができる。

【０１１８】（２）インナノズル２６の二重開先２６ａ
について 本実施形態では、インナノズル２６の先端を二重開先２
６ａに形成している。

【０１１９】このため図３（ａ）に示すように、インナ
ノズル２６の二重開先２６ａの部分で洗浄液３が渦Ｂを
形成するのでインナノズル２６から噴出される洗浄液３
の跳ね上がり、飛散が抑制される。これにより洗浄塔２
の内部で副生成物５２（固体のＳiＯ2水和物）が析出堆
積されることを更に抑制でき、洗浄塔２内の副生成物５
２の析出堆積量を少なくし、排気ガス４の通路が閉塞す
るサイクルを長くすることができる。

【０１２０】上述したインサータ２９とこの二重開先２
６ａとを組み合わせることにより洗浄液３の跳ね上が
り、飛散抑制の効果を更に高めることができる。

【０１２１】（３）アウタノズル２５について 本実施形態では、インナノズル２６の二重開先２６ａの
外側に、更に下方に突出するようにアウタノズル２５の
開先２５ａを形成している。

【０１２２】このため図３（ａ）、図４に示すようにイ
ンナノズル２６の二重開先２６ａとアウタノズル２５の
開先２５ａとを合わせて実質的に「三重の開先」となる
ので、インナノズル２６に二重開先２６ａのみを設けた
場合と比較して、更にインナノズル２６から噴出する洗
浄液３の跳ね上がり、飛散を抑制することができる。こ
れにより洗浄塔２の内部で副生成物５２（固体のＳiＯ2
水和物）が析出堆積されることを更に抑制でき、洗浄塔
２内の副生成物５２の析出堆積量を少なくし、排気ガス
４の通路が閉塞するサイクルを長くすることができる。

【０１２３】また図３（ａ）に示すようにインナノズル
２６から噴出される洗浄液３は矢印Ｃに示すようにアウ
タノズル２５の外側先端部に集中して飛散しこの外側先
端部に集中して副生成物５２を析出堆積させることがで
きる。

【０１２４】なおアウタノズル２５の開先２５ａは図２
に示すようにインサータ２９よりも下方に突出している
ことが望ましい。

【０１２５】（４）インサータ２９の絞り部２９ａにつ
いて 本実施形態では、インサータ２９の下方先端部に、絞り
部２９ａを形成している。

【０１２６】このため図３（ａ）に示すようにインナノ
ズル２６から噴出される洗浄液３の流束３ｃの線速度が
上昇するとともに、線速度がインサータ２９の絞り部２
９ａの周方向で均一化される。このため絞り部２９ａを
設けない場合と比較して、洗浄液３の跳ね上がり、飛散
を更に抑制することができる。

【０１２７】（５）スライドノズル２７について 本実施形態では、アウタノズル２５の外側に、このアウ
タノズル２５の外側先端部に形成される副生成物５２を
欠き落とすスライドノズル２７を設けている。

【０１２８】前述したようにアウタノズル２５を設ける
ことによってアウタノズル２５の先端部外側に副生成物
５２を集中して析出堆積させることができる。

【０１２９】また図２に示すように、各距離ａ、ｂ、ｃ
を適宜設定することによって、副生成物５２の析出堆積
量を最小に抑えることができるとともに、たとえ副生成
物５２が析出するにしてもその析出箇所をアウタノズル
２５の外側先端部に集中させることができる。

【０１３０】そこでスライドノズル２７を下方にスライ
ドさせると、スライドノズル２７の先端でアウタノズル
２５の外側先端部に集中して析出されている副生成物５
２がまとめて欠き落とされる。

【０１３１】なお本実施形態では、インナノズル２６の
外側にアウタノズル２５を設けているが、アウタノズル
２５を設けない実施も可能である。この場合にはインナ
ノズル２６の外側に摺動自在にスライドノズル２７が設
けられインナノズル２６の下方先端部に析出された副生
成物５２がスライドノズル２７によって欠き落とされる
ことになる。

【０１３２】（６）スライドノズル２７を駆動するガス
圧アクチュエータ（ピストン３２、室３３、３４）につ
いて 本実施形態では、スライドノズル２７は、窒素ガス５の
圧力によって動作するピストン３２によって駆動され
る。

【０１３３】本実施形態では、窒素ガスなどの不活性ガ
ス５をピストン３２の駆動媒体として使用しているの
で、仮にガス漏れが生じたとしても洗浄塔２の内部の活
性な物質たとえば副生成物５２と反応して爆発的な燃焼
が発生するおそれはない。

【０１３４】しかしスライドノズル２７を駆動するアク
チュエータは任意であり、ガス圧以外に油圧等の液圧で
駆動してもよく、またガス、油等の駆動媒体を介するこ
となくボールネジ等の機械要素のみで駆動してもよい。

【０１３５】本実施形態ではスライドノズル２７の制御
は自動制御で実施される。たとえばエピタキシャル成長
炉で１時間あたり５〜１０バッチでエピタキシャル成長
工程が実施されるものとすると、スライドノズル２７は
４時間に１回のサイクルで、下方にスライドし最上位に
復帰するという一連の動作を繰り返し行う。スライドノ
ズル２７は、タイマで設定した時間（４時間）に達する
毎に動作する。ただしこれは一例でありアウタノズル２
５に析出された副生成物２５の析出量に応じて、スライ
ドノズル２７を動作させるサイクルを設定することがで
きる。

【０１３６】またスライドノズル２７を手動で制御する
実施も可能である。

【０１３７】（７）メインダクト２３（洗浄塔２）の内
壁面２３ａに設けた孔３１について 本実施形態では、図７に示すように、洗浄塔２の内壁面
２３ａに設けた孔３１から洗浄液３を吐出させ、この内
壁面２３ａに沿って洗浄液３の流れ３ｅを形成してい
る。

【０１３８】このため図５に示すように、アウタノズル
２５とディフューザ２４との間の通路を通過した排気ガ
ス４の流れ４ｃと、内壁面２３ａに沿った洗浄液３の流
れ３ｅとが、内壁面２３ａに沿った気液接触部３５で気
液接触する。一方アウタノズル２５とディフューザ２４
との間の通路を通過した排気ガス４の流れ４ｃは、イン
ナノズル２６から噴出した洗浄液３の流れ３ｃと、イン
ナノズル２６下方の気液接触部３６にて、気液接触す
る。このように気液接触が、ノズル２６下方と、洗浄塔
内壁面２３ａの両方で発生するので気液接触の効率が高
まり除害効率が向上する。またたとえインナノズル２６
から噴出した洗浄液３のミスト、水蒸気が内壁面２３ａ
に飛散するようなことがあったとしても、内壁面２３ａ
に沿って洗浄液３の流れ３ｅが形成されているので、洗
浄液３のミスト、水蒸気による副生成物５２が内壁面２
３ａに析出されることが防止される。

【０１３９】（８）ディフューザ２４に設けた孔２８に
ついて 本実施形態では、図６に示すように、アウタノズルズル
２５の外側に、ディフューザ２４を形成し、これらディ
フューザ２４とノズル２６間で形成された通路に排気ガ
ス４を導き、この排気ガス４の通路に、孔２８を介して
パージ用窒素ガス６をパージすることにより旋回流Ｄを
形成して負圧によって排気ガス４を通路下方に引き込む
ようにしている。

【０１４０】パージ用窒素ガス６を排気ガス４の通路に
パージすることにより旋回流Ｄが形成され負圧が発生す
る。負圧が発生しているので、より多くの排気ガス４を
下流に引き込むことができる。また旋回流Ｄであるので
パージ用窒素ガス６が排気ガス４と接触する面積が大き
くなる。このためディフューザ２４から排気ガス４をパ
ージする効率が向上する。

【０１４１】このため排気ガス４がインナノズル２６か
ら噴出される洗浄液３と気液接触する効率が高まり除害
効率が向上する。

【０１４２】本実施形態では、パージ用窒素ガス６の旋
回流Ｄを形成することで排気ガス４を下流に引き込むよ
うにしており、図９に示す従来技術のように排気ガス４
を下流に引き込むために洗浄液３を噴出する速度を大き
くする必要はない。このため洗浄液３の噴出速度が増大
することによる洗浄液３の跳ね上がり、飛散の増大を抑
制することができる。

【０１４３】このため本実施形態によれば、洗浄液３の
跳ね上がり、飛散を大きくすることなく除害効率を向上
させることができる。

【０１４４】なおパージ用窒素ガス６の供給量は、除害
効率が最大になり副生成物５２の析出量が最小になるよ
うに適宜設定されるが、たとえば６０Ｌ/分の流量で供
給口１２に供給される。

【０１４５】（９）スライドノズル２７とディフューザ
２４に形成された孔２８との位置関係 本実施形態では、図１に示すように、スライドノズル２
７が最上位に位置しているとき、ディフューザ２４に形
成された孔２８の窒素ガス吹きだし方向に、スライドノ
ズル２７の先端部が位置するように配置されている。こ
のためスライドノズル２７による副生成物欠き落とし時
にスライドノズル２７先端に付着した副生成物５２をパ
ージ窒素ガス６によって吹き飛ばすことができる。

【０１４６】上述した（１）〜（９）の構成は全て組み
合わせて実施することが望ましいが、（１）〜（９）の
うちいずれか１つのみの実施あるいは２以上を適宜組み
合わせた実施も可能である。

【０１４７】ただしインサータ２９を設けるという構成
（１）を必須の構成としてこの（１）に他の（２）〜
（９）のうち１または２以上を適宜組み合わせることが
望ましい。

【０１４８】しかしパージ用窒素ガス６の旋回流Ｄを生
成するという構成（８）についてはインサータ２９を設
けるという構成（１）と組み合わせることなく単独で実
施してもよい。すなわちパージ用窒素ガス６の旋回流Ｄ
を生成するという構成（８）を、インサータ２９が設け
られていない従来の洗浄塔、たとえば図９に示す従来技
術の洗浄塔５０に適用することができる。この場合には
図９においてジェットノズル５１から噴出される洗浄液
３の速度を大きくすることなく、排気ガス４を下流に引
き込むことができる。このため洗浄液３の跳ね上がり、
飛散を大きくすることなく除害効率を向上させることが
できる。

【０１４９】また上述した実施形態では、半導体ウェー
ハをエピタキシャル成長する際に排出される排気ガス４
を除害する場合を想定している。エピタキシャル成長炉
に本発明の除害装置を適用した場合には、副生成物５２
の析出堆積量が少なくなり除害装置の分解清掃作業のメ
ンテナンスサイクルが長くなるので、エピタキシャル成
長炉のダウンタイムが減り稼動効率を向上させることが
できる。

【０１５０】しかし本実施形態の除害装置は、エピタキ
シャル成長炉の排気ガス処理に限定されるわけでなく、
洗浄液と排気ガスとの気液接触により除害が行われ副生
成物の析出堆積が問題となる炉であれば、任意の炉に対
して適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は実施形態の洗浄塔の内部構成を示す図で
ある。

【図２】図２は洗浄塔内部の各ノズルの下方先端の位置
関係を示す図である。

【図３】図３（ａ）はノズルの先端から噴出される洗浄
液の流れの様子を示す図であり、図３（ｂ）は図３
（ａ）を矢視Ｇからみた断面図であり、図３（ｃ）は図
３（ａ）に示すインサータを等価的に示す図である。

【図４】図４は図３に示すアウタノズルの先端を拡大し
て示す図である。

【図５】図５はインナノズルの下方で排気ガスと洗浄液
とが気液接触する様子を示す図である。

【図６】図６は図１のＡ−Ａ断面を示しており、パージ
用窒素ガスによって旋回流が形成されている様子を示す
図である。

【図７】図７は図１に示すメインダクトを斜視的に破断
図として示す図である。

【図８】図８は実施形態の排気ガス処理装置の全体構成
を示す図である。

【図９】図９は従来の洗浄塔の内部構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 排気ガス処理装置 ２ 洗浄塔 ３ 洗浄液（苛性ソーダ水溶液） ５ アクチュエータ駆動用窒素ガス ６ パージ用窒素ガス ２３ メインダクト ２４ ディフューザ ２５ アウタノズル ２６ インナノズル ２７ スライドノズル ２８ 孔 ２９ インサータ ２９ａ 絞り部 ３０ 溝 ３１ 孔 ３２ ピストン ３３ 室 ３４ 室 ５２ 副生成物

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排気ガスを、洗浄塔に導き、この洗
   浄塔内に設けたノズル内に洗浄液の流れを形成するとと
   もに前記ノズル外に排気ガスの流れを形成し、当該ノズ
   ルの先端で排気ガスと洗浄液を接触させて排気ガス中の
   有害物質を除害する処理を行う排気ガス処理装置におい
   て、 前記ノズルの内側に、当該ノズルの下方先端よりも更に
   下方に突出するようにインサータを設けたことを特徴と
   する排気ガス処理装置。
2. 【請求項２】 前記ノズルの開先を二重開先とした
   ことを特徴とする請求項１記載の排気ガス処理装置。
3. 【請求項３】 前記二重開先の外側に、更に下方に
   突出するように開先を形成することを特徴とする請求項
   ２記載の排気ガス処理装置。
4. 【請求項４】 前記インサータの下方先端部に、絞
   りを形成することを特徴とする請求項１記載の排気ガス
   処理装置。
5. 【請求項５】 前記ノズルの外側に、当該ノズルの
   先端部に向けてスライドすることにより当該ノズルの先
   端部に析出される副生成物を欠き落とすスライドノズル
   を設けたことを特徴とする請求項１または２または３記
   載の排気ガス処理装置。
6. 【請求項６】 前記スライドノズルは、不活性ガス
   の圧力によって動作するガス圧アクチュエータによって
   駆動されるものであることを特徴とする請求項５記載の
   排気ガス処理装置。
7. 【請求項７】 前記洗浄塔の内壁面に設けた孔から
   洗浄液を吐出させ当該内壁面に沿って洗浄液の流れを形
   成するようにしたことを特徴とする請求項１記載の排気
   ガス処理装置。
8. 【請求項８】 前記ノズルの外側に、ディフューザ
   を形成し、これらディフューザとノズル間で形成された
   通路に排気ガスを導き、この排気ガスの通路に、不活性
   ガスをパージすることにより旋回流を形成して負圧によ
   って排気ガスを通路下方に引き込むことを特徴とする請
   求項１または２または３記載の排気ガス処理装置。
9. 【請求項９】 排気ガスを、洗浄塔に導き、この洗
   浄塔内に設けたノズル内に洗浄液の流れを形成するとと
   もに前記ノズル外に排気ガスの流れを形成し、当該ノズ
   ルの先端で排気ガスと洗浄液を接触させて排気ガス中の
   有害物質を除害する処理を行う排気ガス処理装置におい
   て、 前記ノズルの外側に、ディフューザを形成し、これらデ
   ィフューザとノズル間で形成された通路に排気ガスを導
   き、この排気ガスの通路に、不活性ガスをパージするこ
   とにより旋回流を形成して負圧によって排気ガスを通路
   下方に引き込むことを特徴とする排気ガス処理装置。
10. 【請求項１０】 前記排気ガスは、半導体ウェーハ
    をエピタキシャル成長する際に排出される排気ガスであ
    ることを特徴とする請求項１または９記載の排気ガス処
    理装置。