JP2016017678A - Exhaust gas treatment facility - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排ガス処理設備に関し、詳しくは、シランを含む原料ガスを使用する半導体製造装置の排ガスを無害化処理する除害装置から導出された二酸化珪素の粉粒体を含むガス流体を配管を介して粉塵除去装置に移送する排ガス処理設備に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an exhaust gas treatment facility, and more particularly, to pipe a gas fluid containing silicon dioxide particles derived from a detoxification device for detoxifying the exhaust gas of a semiconductor manufacturing device using a source gas containing silane. It is related with the waste gas treatment equipment transferred to a dust removal device.
例えば、半導体製造工程でシランを主とする原料ガスを使用する半導体製造装置からは、未反応のシランを含んだ排ガスが導出される。排ガスは、除害装置でシランの除害処理を行った後、さらに、除害処理で生成した二酸化珪素の粉塵を粉塵除去装置で除去してから外部に排気するようにしている。このような二酸化珪素などの粉塵を含むガスが流れる配管に対して、該配管内に粉塵圧送用ガスを急激に導入することにより、配管の内周面に堆積した粉塵を除去するようにした排気ダクト設備が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 For example, an exhaust gas containing unreacted silane is derived from a semiconductor manufacturing apparatus that uses a source gas mainly containing silane in a semiconductor manufacturing process. The exhaust gas is exhausted to the outside after the silane detoxification process is performed by the detoxification apparatus, and further, the silicon dioxide dust generated by the detoxification process is removed by the dust removal apparatus. Exhaust gas that removes dust accumulated on the inner peripheral surface of the pipe by rapidly introducing a dust pressure feed gas into the pipe through which the gas containing dust such as silicon dioxide flows. Duct equipment has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
前記半導体製造装置のクリーニング工程で三フッ化窒素を使用する場合、除害装置での除害処理で三フッ化窒素から強酸性のフッ化水素が生成するため、除害装置から粉塵除去装置に至る配管には、フッ化水素に腐食されにくい非金属製の配管、通常は、塩化ビニル製の配管が多く用いられている。このような塩化ビニル製の配管内に二酸化珪素の粉塵が流れると、塩化ビニルと二酸化珪素との摩擦によって両者が帯電し、塩化ビニル製配管の内周面に二酸化珪素の粉塵が静電気の作用で強く付着するため、二酸化珪素の除去には強い力を必要とする。 When nitrogen trifluoride is used in the cleaning process of the semiconductor manufacturing apparatus, strong acid hydrogen fluoride is generated from nitrogen trifluoride in the detoxifying process in the detoxifying apparatus. For the pipes to reach, non-metallic pipes that are not easily corroded by hydrogen fluoride, usually pipes made of vinyl chloride, are often used. When silicon dioxide dust flows into a pipe made of vinyl chloride, both are charged by the friction between vinyl chloride and silicon dioxide. Since it adheres strongly, a strong force is required to remove silicon dioxide.
このため、ガス流れのみで配管内周面に付着した二酸化珪素の粉塵を除去することは困難であり、また、ガス流れで配管内周面に付着した各種粉塵を除去するためには、設備が大掛かりとなり、設備費や設置面積などに問題があった。 For this reason, it is difficult to remove the silicon dioxide dust adhering to the inner peripheral surface of the pipe only by the gas flow. There was a problem with equipment costs and installation area.
そこで本発明は、簡単な構造で配管内周面への二酸化珪素の粉塵の付着、堆積を抑えることができる排ガス処理設備を提供することを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an exhaust gas treatment facility capable of suppressing the adhesion and accumulation of silicon dioxide dust on the inner peripheral surface of a pipe with a simple structure.
上記目的を達成するため、本発明の排ガス処理設備は、分子中にSiを含む成分を使用する設備から排出されたガスを無害化処理する除害装置と、該除害装置から排出される排ガス中に含まれる二酸化珪素の粉塵を分離する粉塵分離装置とを備えた排ガス処理設備において、前記除害装置から前記粉塵分離装置に至る排ガス配管として、内周面にエポキシ樹脂の焼付塗装を施した金属製配管を用いたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the exhaust gas treatment facility of the present invention comprises a detoxification device for detoxifying a gas discharged from a facility using a component containing Si in the molecule, and an exhaust gas discharged from the detoxification device. In an exhaust gas treatment facility equipped with a dust separation device for separating silicon dioxide dust contained therein, an epoxy resin baking coating was applied to the inner peripheral surface as an exhaust gas pipe from the abatement device to the dust separation device. It is characterized by using metal piping.
さらに、本発明の排ガス処理設備は、前記エポキシ樹脂が導電材を含んでいること、あるいは、前記エポキシ樹脂を焼付塗装した塗装面上に帯電防止塗装を施したことを特徴としている。 Furthermore, the exhaust gas treatment facility of the present invention is characterized in that the epoxy resin contains a conductive material, or an antistatic coating is applied on a painted surface on which the epoxy resin is baked.
また、前記排ガス配管内の排ガスの流速が5〜10m/sであること、前記分子中にSiを含む成分を使用する設備が、原料としてシランを使用する半導体製造装置であること、前記除害装置が、燃焼式、ヒーター式又はプラズマ式の熱分解式除害装置であって、除害処理された粉塵を含む高温の排ガスを水との気液接触により冷却する冷却部を備えていることを特徴としている。 Further, the flow rate of exhaust gas in the exhaust gas pipe is 5 to 10 m / s, the facility using a component containing Si in the molecule is a semiconductor manufacturing apparatus using silane as a raw material, the detoxification The apparatus is a combustion type, heater type or plasma type thermal decomposition type abatement apparatus, and has a cooling section for cooling high temperature exhaust gas containing dust subjected to the abatement treatment by gas-liquid contact with water. It is characterized by.
さらに、前記冷却部から導出される排ガスの湿度がRH90%以下であり、前記粉塵の水分含有率が5%以下であることを特徴としている。 Furthermore, the humidity of the exhaust gas derived from the cooling unit is RH 90% or less, and the moisture content of the dust is 5% or less.
本発明によれば、二酸化珪素の粉塵が流れる配管として、内周面にエポキシ樹脂の焼付塗装を施した金属製配管を用いることにより、配管内周面への粉塵の付着、堆積を抑えることができる。すなわち、塩化ビニルで被覆した従来の配管内を二酸化珪素の粉塵が流れたときの塩化ビニルの帯電量が−100[nC/J]であるのに対して、エポキシ樹脂の帯電量は−32[nC/J]であるから、二酸化珪素の帯電量である+25[nC/J]との差を小さくすることができ、配管内周面への二酸化珪素の粉塵の付着力を小さくすることができる。これにより、配管の閉塞を防止できるとともに、メンテナンスの周期を延ばすことができ、半導体製造装置などの設備の稼働率を向上させることができる。また、工程によってフッ化水素などの強酸性物質が発生しても、エポキシ樹脂の塗膜によって金属製配管を保護することができる。さらに、設備費の増加も僅かであり、既存の設備、装置に対しても配管の交換だけで対応することが可能である。 According to the present invention, it is possible to suppress adhesion and accumulation of dust on the inner peripheral surface of the pipe by using a metal pipe whose inner peripheral surface is baked with an epoxy resin as a pipe through which silicon dioxide dust flows. it can. That is, the charge amount of vinyl chloride when the dust of silicon dioxide flows in a conventional pipe covered with vinyl chloride is −100 [nC / J], whereas the charge amount of epoxy resin is −32 [nC / J]. nC / J], the difference from +25 [nC / J], which is the charge amount of silicon dioxide, can be reduced, and the adhesion of silicon dioxide dust to the inner peripheral surface of the pipe can be reduced. . As a result, blockage of the piping can be prevented, the maintenance cycle can be extended, and the operating rate of equipment such as a semiconductor manufacturing apparatus can be improved. Moreover, even if a strongly acidic substance such as hydrogen fluoride is generated in the process, the metal pipe can be protected by the coating film of the epoxy resin. Furthermore, the increase in equipment cost is also slight, and it is possible to cope with existing equipment and devices by simply replacing the piping.
本発明の排ガス処理設備は、分子中にSiを含む成分を使用する設備、例えば、シランを原料として使用する半導体製造装置11から真空ポンプ12を介して排出されたガスの無害化処理を行う除害装置13と、該除害装置13から排出される排ガス中に含まれる二酸化珪素の粉塵を分離する粉塵分離装置14と、前記除害装置13から粉塵分離装置14に至る排ガス配管15とを備えている。
The exhaust gas treatment facility of the present invention is a device for detoxifying a gas discharged through a
半導体製造装置11は、例えば、シランを主とする原料ガスを使用した半導体製造工程では、シランを含むガスが排出され、三フッ化窒素を使用したクリーニング工程では、三フッ化窒素、フッ化水素、窒素、四フッ化珪素を含むガスが排出される。半導体製造装置11から排出されたこれらのガスは、真空ポンプ12に吸引されて除害装置13に送られる。
In the
除害装置13は、前記ガス中に含まれる有害成分であるシランや三フッ化窒素、四フッ化珪素の除害処理を行うことができる方式、例えば、熱酸化分解方式、プラズマ式又は燃焼式といった周知の除害処理方式で、スプレーノズルから水を噴射して水とガスとの気液接触によって高温の処理ガスを冷却する冷却部13aを備えたものが用いられている。この除害装置13での除害処理により、シランは二酸化シランと水とに分解され、三フッ化窒素はフッ化水素と窒素とに分解され、四フッ化珪素は二酸化珪素とフッ化水素とに分解される。二酸化珪素は、粒径が0.001mm〜1mmの微細な粒子、特に、50%粒子径が10μm程度の粉塵が大量に発生する。また、粉塵分離装置14は、前記二酸化珪素の粉塵をガス中から分離、除去が可能な周知の粉塵分離方式を採用することができる。
The detoxifying
排ガス配管15には、内周面にエポキシ樹脂の焼付塗装を施した金属製配管が用いられている。二酸化珪素の粉塵と配管内周面との摩擦によって帯電する二酸化珪素の帯電量は+25[nC/J]であり、エポキシ樹脂の帯電量は−32[nC/J]である。このエポキシ樹脂の帯電量は、従来の塩化ビニルの帯電量である−100[nC/J]に比べて小さく、二酸化珪素の帯電量に近い値となる。したがって、二酸化珪素の粉塵及び配管内周面が共に帯電した状態になっても、従来の塩化ビニルに比べてエポキシ樹脂は、配管内周面への粉塵の付着力を弱くできるため、粉塵の付着、堆積量を少なくすることができ、配管内周面からの粉塵の除去も容易に行うことができる。
As the
特に、排ガス配管15内における排ガスの流速を5m/s以上に設定することにより、配管内周面への粉塵の付着を抑えることができるとともに、配管内周面に付着した粉塵を除去することも可能である。なお、10m/sを超える流速を得るためには、設備的な困難を生じることがある。
In particular, by setting the flow rate of the exhaust gas in the
一方、粉塵を含む排ガスの湿度が高かったり、粉塵の水分含有率が高かったりすると、帯電とは別に水分によって粉塵が配管内周面に付着することがあるので、除害装置13からの排ガスの風量、風速を、外部から空気を導入するなどして調節し、排ガス配管15内を流れる排ガスの湿度をRH90%以下、粉塵の水分含有率を5%以下にしておくことにより、水分による粉塵の付着を抑えることができる。なお、湿度及び水分含有率は、排ガス量などに応じてできるだけ低くすることが好ましい。
On the other hand, when the humidity of the exhaust gas containing dust is high or the moisture content of the dust is high, the dust may adhere to the inner peripheral surface of the pipe due to moisture separately from the charging. By adjusting the air volume and wind speed by introducing air from outside, the humidity of the exhaust gas flowing in the
さらに、エポキシ樹脂として導電材を含むエポキシ樹脂を用いたり、エポキシ樹脂を焼付塗装した塗装面上に帯電防止塗装を施したりすることにより、配管内周面と二酸化珪素の粉塵との間の帯電量の差を小さくすることができるので、粉塵の付着、堆積を効果的に防止することができる。 In addition, by using an epoxy resin containing a conductive material as the epoxy resin, or by applying an antistatic coating to the painted surface of the epoxy resin that has been baked, the amount of charge between the inner peripheral surface of the pipe and the silicon dioxide dust Therefore, the adhesion and accumulation of dust can be effectively prevented.
このように、シランを原料として使用する半導体製造装置11から排出されたガスの無害化処理を行う除害装置13と、該除害装置13から排出される排ガス中に含まれる二酸化珪素の粉塵を分離する粉塵分離装置14との間の排ガス配管15の内周面にエポキシ樹脂の焼付塗装を施すことにより、二酸化珪素との帯電量の差を小さくして配管内周面への粉塵の付着、堆積量を少なくすることができる。
In this way, the
これにより、排ガス配管15の閉塞を防止できるとともに、堆積した粉塵を除去するためのメンテナンスの周期を延ばすことができ、半導体製造装置11の稼働率を向上させて製造コストの低減を図ることができる。また、内周面にエポキシ樹脂の焼付塗装を施した配管は、除害装置13からの排ガスに限らず、二酸化珪素の粉塵を含むガス流体を移送する各種配管に使用することができる。
As a result, the
なお、分子中にSiを含む成分を使用する設備は、前記形態例で示した半導体製造装置に限るものではなく、除害装置も、各種方式の除害装置を採用することができる。また、金属製配管は、通常用いられているステンレス鋼製配管材を用いればよく、鋼製、アルミニウム製などを使用することも可能である。 In addition, the equipment which uses the component which contains Si in a molecule | numerator is not restricted to the semiconductor manufacturing apparatus shown by the said example, The abatement apparatus can employ | adopt various types of abatement apparatus. Moreover, the metal piping should just use the stainless steel piping material normally used, and it is also possible to use steel, the product made from aluminum, etc.
また、エポキシ樹脂とは、高分子内に残存させたエポキシ基で架橋ネットワーク化させることで硬化させることが可能な熱硬化性樹脂であって、一般に流通しているエポキシ樹脂塗料を使用することが可能である。 In addition, the epoxy resin is a thermosetting resin that can be cured by forming a cross-linked network with an epoxy group remaining in the polymer, and a generally available epoxy resin coating can be used. Is possible.
11…半導体製造装置、12…真空ポンプ、13…除害装置、13a…冷却部、14…粉塵分離装置、15…排ガス配管
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"設備 床排水トラップ", JISハンドブック▲9▼建築I 試験・設備A4002-1989, vol. 第1版, JPN6018001493, 19 September 2008 (2008-09-19), JP, ISSN: 0003721764 * |
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