JP2005288204A - 排ガス除害装置及びその破過検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 排ガスを燃焼することによって除害する排ガス除害装置において、ガス濃度を常時監視することにより除害装置の排ガス処理が確実にできることから安全性が飛躍的に向上し、且つガス検知器の寿命が延びることによりメンテナンスが容易にできる排ガス除害装置及びその破過検知方法を提供する。
【解決手段】 化学反応装置から排出される排ガスを内部に受け入れる排ガス導入部２と、排ガス導入部から導入した排ガスを熱酸化処理する反応器１と、反応器１から排出される処理ガスを外部に排出する処理ガス排出部３と、処理ガス排出部に取付けたガス検知器４とを備え、処理ガス排出部とガス検知器との間に粉塵フィルタ５、水分除去フィルタ５ａ及び粉塵フィルタ５より粗目の粗目粉塵フィルタ５ｂを配置している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体装置や液晶装置などを製造するための装置から排出される排気ガスを除害する装置及びその破過検知方法に関するものである。

半導体装置や液晶ディスプレイパネルなどの液晶装置などを製造する工程は、ＣＶＤ(Chemical Vapour Deposition)、ドライエッチング、イオン注入など様々な反応ガスを用いる製造装置を用いる。このような製造装置の排気系にはウェーハ処理のために供給されたガスの未反応成分や反応によって生成した多くのガスが含まれている。これらのガスの多くは有害であり、したがって、排ガス除外装置によって無害化してから半導体装置や液晶装置などを製造する施設の外に放出している。

そのため製造装置から排出されるガスを無害化して外に放出する排ガス除害装置には、様々な構造のものが開発されている。図４は、従来の排ガス除害装置の１つである。排ガス除害装置１００は、導入された排ガスをヒータ１１５により加熱し燃焼処理する反応器１０１、ＣＶＤ装置などから生じた排ガスを受け入れる排ガス導入部１０２、反応器１０１から排出された処理ガスを外部に排出する処理ガス排出部１０３、反応器１０１から排出された処理ガスを検出するガス検知器１０４、ガス検知器１０４に分岐する処理ガスに含まれるダストなどを取り除く粉塵フィルタ１０５を備えている。排ガス導入部１０２には導入された排ガスを希釈する希釈ガス供給部１１６を接続することもできる。排ガス除害装置１００には、さらに排ガス導入部１０２近傍に入口スクラバ(scrubber)１１１及び処理ガス排出部１０３近傍に出口スクラバ１１２が設けられている。これらスクラバ１１１、１１２は、排ガスや処理ガス中のダスト、ミストなどを水などにより除去する装置であり、それぞれシャワー状態で水を除害装置１００内に供給する水供給部１０８、１１９を備えている。

水供給部１０８、１１９等により排ガス除害装置１００の内底部に溜まった水は、オーバーフロー部から酸排水パイプ１１４を介して外部に排出されるか、バルブを取り付けた排水パイプ１１３を酸排水パイプ１１４につなぎ、そこから外部に排水されるように構成されている。入口スクラバ１１１近傍には空気を内部に供給する空気供給部１０９が取り付けられている。この排ガス除害装置１００の内底部に溜まった水は、循環パイプ１１７により、水供給部１１９からシャワー状態で内部に供給される。循環パイプ１１７には流量計１０６とポンプ１０７が付設されている。処理ガス排出部１０３には排ガスを効率良く排出させるために排気ファン１１８が設けられている。

この定電位ガス検知器１０４は、半導体装置などの製造において一般に普及しており、排ガス除害装置の後段ダクトに設置される。しかし、この装置内で使用すると、粉塵フィルタ１０５を備えていても排ガス除害装置内で使用する水分や燃焼生成物の粉塵（ダスト）により約１週間で粉塵フィルタや検知器に内臓されている電解液を交換する必要があった。このように従来の定電位式ガス検知器は、メンテナンスが困難であり、電解液交換の時にはＣＶＤ装置などの化学反応装置をその都度止めていたために生産に支障を生じていた。その為ガス検知器を使用せずに排気ファン回転数・ヒータ温度・循環水流量をモニタし、限界値以下になればインターロックを掛けて排ガス除害装置を停止させていた。本当に除害装置内で排ガス処理ができているかどうかを確認する為にはガス濃度の確認が必要であり安全上に問題があった。

従来技術において、ガス検知器の寿命を向上させる方法は特許文献１に記載されている。この技術では、真空製造装置から排出された排ガスを排ガス除害装置で処理し、その処理ガスの少なくとも一部をガス検知器へ間欠的に導入して該除害装置の破過を検知する方法において、該除害装置が予め設定された使用状態に至った後、前記ガス検知器への処理ガスの導入を開始することにより、ガス検知器のセンサの寿命を延ばすことができる。
特開平６−５０８５５号公報（段落０００５及び段落０００９）

本発明は、このような事情によりなされたものであり、排ガスを燃焼することによって除害する排ガス除害装置において、ガス濃度を常時監視することにより除害装置の排ガス処理が確実にできることから安全性が飛躍的に向上し、且つガス検知器の寿命が延びることによりメンテナンスが容易にできる排ガス除害装置及びその破過検知方法を提供することを目的にしている。

上記目的を達成するために、本発明の排ガス除害装置の一態様は、化学反応装置から排出される排ガスを受け入れる排ガス導入部と、前記排ガス導入部から導入した排ガスを熱酸化処理する加熱部と、前記加熱部から排出される処理ガスを外部に排出する処理ガス排出部と、前記処理ガス排出部に取付けたガス検知器とを備え、前記処理ガス排出部と前記ガス検知器との間に粉塵フィルタ、水分除去フィルタ、及び前記粉塵フィルタより粗目の粗目粉塵フィルタを配置したことを特徴としている。

また、本発明の排ガス除害装置の一態様は、化学反応装置から排出される排ガスを受け入れる排ガス導入部と、前記排ガス導入部に取付けられ、前記排ガスを希釈する希釈ガス供給部と、前記排ガス導入部から導入した排ガスを熱酸化処理する反応器と、前記反応器から排出される処理ガスを外部に排出する処理ガス排出部と、前記処理ガス排出部に取付けたガス検知器とを備え、前記処理ガス排出部と前記ガス検知器との間に粉塵フィルタ、水分除去フィルタ、及び前記粉塵フィルタより粗い目の粗目粉塵フィルタを配置したことを特徴としている。
また、本発明の排ガス除害装置の破過検知方法は、化学反応装置から出される排ガスを受け入れる工程と、前記排ガスを熱酸化処理する工程と、前記熱酸化処理によって排出される処理ガスの少なくとも一部をガス検知器に供給してガスの存在を検知する工程とを備え、前記処理ガス排出部と前記ガス検知器との間に粉塵フィルタと、水分除去フィルタと、前記粉塵フィルタより粗い目の粗目粉塵フィルタとを配置したことを特徴としている。

本発明は、排ガスを燃焼することによって除害する排ガス除害装置において、ガス濃度を常時監視することにより除害装置の排ガス処理が確実にできることから安全性が飛躍的に向上し、且つ粉塵フィルタに加えて粗目粉塵フィルタ及び水分除去フィルタをさらに付設することによりガス検知器の寿命を延ばし、その結果、除害装置のメンテナンスが容易にできる可能性が高くなる。

本発明は、ＣＶＤ装置などの化学反応装置から排出される排ガスを燃焼して除害する装置の後段にチューブを接続して粗目粉塵フィルタ、水分除去フィルタ、通常の粉塵フィルタ及び定電位式ガス検知器を順に配置することを特徴とし、この排ガス除害装置のガス濃度を常時監視する破過検知方法を特徴としている。
以下、実施例を参照して発明の実施の形態を説明する。

まず、図１及び図２を参照して実施例１を説明する。
図１は、この実施例に係る化学反応装置から排出される排ガスを除害する排ガス除害装置の概略断面図、図２は、図１に示す領域Ａを拡大した概略部分断面図である。この排ガス除害装置では、化学反応装置として、例えば、ＣＶＤ膜を形成する装置（ＣＶＤ装置）から排出される排ガスを無害化する。ＣＶＤ装置は、モノシランやジクロールシランなどのシランを排出するので、これを除害することが必要である。排ガス除害装置１０は、導入された排ガスをヒータ１５により加熱し燃焼処理する反応器１、ＣＶＤ装置などから生じた排ガスを受け入れる排ガス導入部２、反応器１から排出された処理ガスを外部に排出する処理ガス排出部３、反応器１から排出されたガスを検出するガス検知器４、処理ガス排出部３とガス検知器４との間に配置され、ガス検知器４に流れる処理ガスに含まれるダストや水分を除去するフィルタ５、５ａ、５ｂを備えている。排ガス導入部２には導入された排ガスを希釈する希釈ガス供給部１６が接続されている。

排ガス除害装置１０には、さらに排ガス導入部２近傍に入口スクラバ１１及び処理ガス排出部３近傍に出口スクラバ１２が設けられている。これらスクラバ１１、１２は、排ガスや処理ガス中のダストなどを水などにより除去する装置であり、それぞれシャワー状態で水を除害装置１０内に供給する水供給部８、１９を備えている。水供給部８、１９等や排ガスに含まれていた水分などにより排ガス除害装置１０の内底部に溜まった水は、オーバーフロー部から酸排水パイプ１４を介して外部に排出されるか、バルブを取り付けた排水パイプ１３を酸排水パイプ１４につなぎ、そこから外部に排水される。
入口スクラバ１１近傍には空気を内部に供給する空気供給部９が取り付けられている。この排ガス除害装置１０の内底部に溜まった水は、循環パイプ１７により、これに繋がっている水供給部１９からシャワー状態で内部に供給される。循環パイプ１７には流量計６とポンプ７が付設されている。処理ガス排出部３には排ガスを効率良く排出させるために排気ファン１８が設けられている。

ＣＶＤ装置から排出された排ガスには、ウェーハ処理のために供給されたガスの未反応成分や反応によって生成した多くのガスが含まれている。これらのガスの多くは有害であり、とくにジシランやジクロールシランなどのシラン系ガスが除害すべきガスとして存在している。ＣＶＤ装置などの半導体製造装置から排出される排ガスは、初めは非常に濃いので除去するのが難しい状態にある。そこで、排出されるガスは、Ｎ₂ ガスなどの希釈ガスによって除去し易い濃度まで希釈されて排ガス除害装置に送られている。また、排ガスにはＣＶＤ装置における化学反応によって発生したＳｉＯ₂ がダストとして含まれている。

排ガス除害装置では、排ガスに含まれる化学反応によって生じたＳｉＯ₂ （酸化シリコン）などのダストを水で除去し、希釈ガスを加えて除去し易くし、さらに燃焼性を高めるために空気を混入している。そして、燃焼によってシランなどが含まれる排ガスは、酸化処理され、処理ガス排出部１８から排出される。この時、除害装置が完全に機能しているならシランなどは排出されず、希釈ガスを入れた場合はＮ₂ ガスのみが検出される。ガス検知には定電位式ガス検知器４を用いる。ガス検知器を保護するフィルタには、粗目粉塵フィルタには、例えば、ポリプロピレン濾布が用いられます。水分除去フィルタには、例えば、ステンレス焼結金属体が用いられます。細目の粉塵フィルタには、不織繊維が用いられます。定電位式ガス検知器は、ガスをセンサの気体透過膜に通し、センサ内部の電解液により電気化学反応を起こして、これを検知するものである。フィルタを付けずに使用すると、センサの気体透過膜にダスト等が付着してガス検知が難しくなる。また、チューブ内にダストやミストが付着し、汚れがある場合も吸着性の強いガスは、センサまで到達せず、ガス検知が難しくなる。

この定電位ガス検知器４は、半導体装置などの製造において一般に普及しており、排ガス除害装置の後段ダクトに設置される。図２に示すように、定電位ガス検知器４は、処理ガス排出部３の排気ダクトから分岐したチューブに接続され、その間には、粉塵フィルタ５が繋がっており、さらに、この実施例では、本発明の特徴である水分除去フィルタ５ａ及び粉塵フィルタ５より目の粗い粗目粉塵フィルタ５ｂが排気ダクトと粉塵フィルタ５との間に設けられている。水分除去フィルタ５ａは、粉塵フィルタ５に隣接し、粗目粉塵フィルタ５ｂは、排気ダクトに隣接している。そして、この排ガス除害装置ではガス濃度を常時監視するようにしている。このような構成により、粉塵フィルタの寿命は１年以上あり、ガス検知器に内蔵された電解液の交換は、高圧ガス保安法の基準通りに６ヶ月持たせることが可能になる。

以上、この実施例では、従来の粉塵フィルタに水分除去フィルタ及び粗目粉塵フィルタを図２に示す配列にすることにより、大きな酸化シリコン（ＳｉＯ₂ ）などからなるダスト及び水分を除去してから従来の粉塵フィルタを機能させるので、この粉塵フィルタの寿命が向上し、且つガス濃度を常時監視することにより除害装置の排ガス処理が確実にできることから安全性が飛躍的に向上し、メンテナンスも容易にできるようになった。

まず、図３を参照して実施例２を説明する。
図３は、この実施例に係る化学反応装置から排出される排ガスを除害する排ガス除害装置の概略断面図である。この実施例では、希釈ガス供給部がなく、その他には実施例１と格別な相違はない。即ち排ガスは、希釈されないで反応室に送られる。処理時間に多少の違いは生じるが本発明に関わる作用効果には大きな違いは生じるものではない。
排ガス除害装置２０は、導入された排ガスをヒータ３５により加熱し燃焼処理する反応器２１、排ガスを受け入れる排ガス導入部２２、反応器２１から排出された処理ガスを外部に排出する処理ガス排出部２３、反応器２１から排出されたガスを検出するガス検知器２４、処理ガス排出部２３とガス検知器２４との間に配置され、ガス検知器２４に流れる処理ガスに含まれるダストや水分を除去する粉塵フィルタ２５、水分除去フィルタ２５ａ、粗目粉塵フィルタ２５ｂを備えている。排ガス除害装置２０には、さらに排ガス導入部２２近傍に入口スクラバ３１及び処理ガス排出部２３近傍に出口スクラバ３２が設けられている。

入口スクラバ３１近傍には水供給部２８及び空気を内部に供給する空気供給部２９が取り付けられている。この排ガス除害装置２０の内底部に溜まった水は、水供給部２８及び循環パイプ３７によりこれに繋がっている水供給部３９からシャワー状態で内部に供給される。循環パイプ３７には流量計２６とポンプ２７が付設されている。処理ガス排出部２３には排ガスを効率良く排出させるために排気ファン３８が設けられている。

この定電位ガス検知器２４は、半導体装置などの製造において一般に普及しており、排ガス除害装置の後段ダクトに設置される。定電位ガス検知器２４は、処理ガス排出部２３の排気ダクトから分岐したチューブに接続され、その間には、粉塵フィルタ２５が繋がっており、さらに、この実施例では、本発明の特徴である水分除去フィルタ２５ａ及び粉塵フィルタ２５より目の粗い粗目粉塵フィルタ２５ｂが排気ダクトと粉塵フィルタ２５との間に設けられている。水分除去フィルタ２５ａは、粉塵フィルタ２５に隣接し、粗目粉塵フィルタ２５ｂは、排気ダクトに隣接している（実施例１を説明する図２参照）。そして、この排ガス除害装置ではガス濃度を常時監視するようにしている。このような構成により、粉塵フィルタの寿命は１年以上あり、ガス検知器に内蔵された電解液の交換は、高圧ガス保安法の基準通りに６ヶ月持たせることが可能になる。

以上、この実施例では、従来の粉塵フィルタに水分除去フィルタ及び粗目粉塵フィルタを図２（実施例１と同じ）に示す配列に配置することにより、大きな酸化シリコン（ＳｉＯ₂ ）などからなるダスト及び水分を除去してから従来の粉塵フィルタを機能させるので、この粉塵フィルタの寿命が向上し、且つガス濃度を常時監視することにより除害装置の排ガス処理が確実にできることから安全性が飛躍的に向上し、メンテナンスも容易にできるようになった。
また、粗目粉塵フィルタには、ミリポアフィルタ（テフロン（登録商標）製、孔径１μｍ、耐圧０．４２ＭＰａ、耐熱１３０℃）、水分除去フィルタには、活性炭フィルタ、粉塵フィルタには、ボルストンフィルタ（グラスファイバー、孔径０．１μｍ、耐圧０．８８ＭＰａ、耐熱１３５℃）などがある。

本発明の一実施例である実施例１に係る化学反応装置から排出される排ガスを除害する排ガス除害装置の概略断面図。 図１に示す領域Ａを拡大した概略部分断面図。 本発明の一実施例である実施例２に係る化学反応装置から排出される排ガスを除害する排ガス除害装置の概略断面図。 従来の排ガス除害装置の概略断面図。

符号の説明

１、２１・・・反応器
２、２２・・・排ガス導入部
３、２３・・・処理ガス排出部
４、２４・・・ガス検知器
５、２５・・・粉塵フィルタ
５ａ、２５ａ・・・水分除去フィルタ
５ｂ、２５ｂ・・・粗目粉塵フィルタ
６、２６・・・流量計
７、２７・・・ポンプ
８、１９、２８、３９・・・水供給部
９、２９・・・空気供給部
１０、２０・・・排ガス除害装置
１１、３１・・・入口スクラバ
１２、３２・・・出口スクラバ
１３・・・排水パイプ
１４・・・酸排水パイプ
１５、３５・・・ヒータ
１６・・・希釈ガス供給部
１７、３７・・・循環パイプ
１８、３８・・・排気ファン

Claims (5)

1. 化学反応装置から排出される排ガスを受け入れる排ガス導入部と、
   前記排ガス導入部から導入した排ガスを熱酸化処理する加熱部と、
   前記加熱部から排出される処理ガスを外部に排出する処理ガス排出部と、
   前記処理ガス排出部に取付けたガス検知器とを備え、
   前記処理ガス排出部と前記ガス検知器との間に粉塵フィルタ、水分除去フィルタ、及び前記粉塵フィルタより粗目の粗目粉塵フィルタを配置したことを特徴とする排ガス除害装置。
2. 化学反応装置から排出される排ガスを受け入れる排ガス導入部と、
   前記排ガス導入部に取付けられ、前記排ガスを希釈する希釈ガス供給部と、
   前記排ガス導入部から導入した排ガスを熱酸化処理する反応器と、
   前記反応器から排出される処理ガスを外部に排出する処理ガス排出部と、
   前記処理ガス排出部に取付けたガス検知器とを備え、
   前記処理ガス排出部と前記ガス検知器との間に粉塵フィルタ、水分除去フィルタ、及び前記粉塵フィルタより粗い目の粗目粉塵フィルタを配置したことを特徴とする排ガス除害装置。
3. 前記粉塵フィルタは、前記ガス検知器に隣接し、前記粗目粉塵フィルタは、前記処理ガス排出部に隣接し、前記水分除去フィルタは、前記粉塵フィルタ及び前記粗目粉塵フィルタの間に介在していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の排ガス除害装置。
4. 化学反応装置から出される排ガスを熱酸化処理する工程と、
   前記熱酸化処理によって排出される処理ガスの少なくとも一部をガス検知器に供給してガスの存在を検知する工程とを備え、
   前記処理ガス排出部と前記ガス検知器との間に粉塵フィルタと、水分除去フィルタと、前記粉塵フィルタより粗い目の粗目粉塵フィルタとを配置したことを特徴とする排ガス除害装置の破過検知方法。
5. 前記化学反応装置から出される排ガスを希釈ガスで希釈する工程をさらに備えたことを特徴とする請求項４に記載の排ガス除害装置の破過検知方法。

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