JP3916816B2

JP3916816B2 - 排ガス処理装置及びその運転方法

Info

Publication number: JP3916816B2
Application number: JP31649099A
Authority: JP
Inventors: 健辻; 和孝奥田
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1999-11-08
Filing date: 1999-11-08
Publication date: 2007-05-23
Anticipated expiration: 2019-11-08
Also published as: JP2001129351A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばシランガス（ＳｉＨ₄）等のＳｉ等を含む有害可燃性、若しくは難分解性の排ガスを高温で分解処理し無害化する排ガス処理装置に関し、特に内壁面に付着する粉体を効果的に除去する粉体除去手段を具備する排ガス処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造装置から排出される例えばシラン（ＳｉＨ₄）やジシラン（Ｓｉ₂Ｈ₆）等の有害可燃性ガスを含むガスはそのままでは大気に放出することができない。そこで、これらの排ガスを排ガス処理装置に導き高温で分解処理し無害化している。この高温分解処理に際しＳｉＯ₂等の粉体が発生し、この粉体が配管等の装置内壁面に付着する。この粉体の付着が多くなり閉塞すると圧力異常を起こす等重大な事故につながる可能性があった。また、エッチング処理時に生成される粉体（例えばＡｌＣｌ₃等）により排ガス処理装置内の配管が閉塞を起こして同様な現象が起こる可能性があった。
【０００３】
上記排ガス処理装置の内壁面に付着する粉体を除去する方法として、排ガス処理装置内にクリーニングガスを供給して付着する粉体を除去することが行なわれている。しかしながら、クリーニングガスを常時排ガス処理装置内に流入させることはクリーニングガスのコストやクリーニングガスにより腐食が進行し好ましくないという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、内壁面に付着する粉体を効果的に除去することができ、しかもクリーニングガス量が少なくて済み、クリーニングガスにより腐食が進行することを抑制できる排ガス処理装置及びその運転方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため請求項１に記載の発明は、有害な排ガスを導入し高温で分解処理し無害化する排ガス処理装置において、排ガス処理装置の内壁面に付着する粉体の状態を検出する粉体付着状態検出手段を設け、粉体付着状態検出手段で検出した粉体の付着状態が所定以上となったら排ガス処理装置の内部にクリーニングガスを導入し内壁面に付着した粉体を除去するように構成された粉体除去手段を設けたことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の排ガス処理装置において、粉体付着状態検出手段は、排ガス処理装置内の圧力を検出する圧力センサ、壁温度を検出する温度センサ、粉体の付着状態を監視する粉体モニタの少なくとも一つの出力を処理し粉体の付着状態を検出することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の排ガス処理装置において、粉体除去手段で導入するクリーニングガスはハロゲンを含むガスであることを特徴とする。
【０００９】
上記のように粉体付着状態検出手段及び粉体除去手段を設け、粉体付着状態検出手段が所定以上の粉体の付着状態を検出したら、粉体除去手段により付着粉体を除去するので、付着した粉体を効果的に除去できる。また、粉体付着状態検出手段が所定以上の粉体の付着状態を検出したら、粉体除去手段から排ガス処理装置の内部にクリーニングガスを導入し付着した粉体を除去するので、付着した粉体を効果的に除去できると同時に、常時クリーニングガスを供給するのではないから、クリーニングガスの量も少なく、クリーニングガスによる腐食も抑制できる。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の排ガス処理装置の運転方法であって、粉体除去手段は、排ガス処理装置に可燃性の排ガスが導入されていない時にクリーニングガスを導入することを特徴とする。
【００１１】
クリーニングガスであるＦ₂、ＨＦ、ＣｌＦ₃、ＮＦ₃等の多くは支燃性のガスであるから、可燃性の排ガスが排ガス処理装置に導入されている間に支燃性のクリーニングガスを導入すると爆発等を誘発する恐れがあるが、ここでは上記のように可燃性の排ガスが導入されていない時にクリーニングガスを導入するので、爆発等を誘発する恐れがない。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の排ガス処理装置の運転方法であって、粉体除去手段は、排ガス処理装置に導入する可燃性の排ガスの流速が燃焼速度を上廻る場合に、該可燃性ガスの導入と同時に前記クリーニングガスを導入することを特徴とする。
【００１３】
上記のように排ガス処理装置に導入する可燃性の排ガスの流速が燃焼速度を上廻る場合は逆火しないので、該可燃性ガスの導入と同時にクリーニングガスを導入しても爆発等を誘発する恐れがない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る排ガス処理装置の構成を示す図である。図１において、１は排ガス２を導入して高温で分解処理する排ガス処理装置本体であり、該排ガス処理装置本体１の排出口には配管１５を通してスクラバー３が接続されている。４は排ガス処理装置本体１内にクリーニングガス５を供給するクリーニングガス供給システム（シーケンサーも含む）であり、該クリーニングガス供給システム４には圧力センサ６、温度調節計１６、粉体モニタ８、粉体モニタ９の出力信号が入力されるようになっている。
【００１５】
圧力センサ６は排ガス処理装置本体１の内部圧力を検出する圧力センサで、排ガス処理装置本体１の内壁面に粉体１０が付着するのに伴いその内部圧力が上昇するから、圧力センサ６の出力は付着する粉体１０の量により変化する。また、熱電対７は排ガス処理装置本体１の壁温度を検出するもので、内壁面に粉体１０が付着すると内部の熱が伝わり難くなり、壁温度は低くなるから、熱電対７の出力は付着する粉体１０の量により変化する。従って、温度調節計１６は熱電対７の出力から粉体１０の付着状態を知ることができる。粉体モニタ８、９は赤外線等により内壁面に付着する粉体状態を監視するものである。
【００１６】
クリーニングガス供給システム４は圧力センサ６、温度調節計１６、粉体モニタ８及び粉体モニタ９の少なくとも一つの出力から、粉体１０の付着状態を把握し、該粉体１０の付着量が所定量になったら、クリーニングガス５を供給し、粉体１０をガス化して除去する。
【００１７】
図２はクリーニングガス供給システム４の構成例を示す図である。クリーニングガス供給システム４は、クリーニングガス５の供給量を制御する流量制御装置１２とクリーニングガス源１３を具備し、該流量制御装置１２には圧力センサ６、温度調節計１６、粉体モニタ８及び粉体モニタ９の少なくとも一つの出力信号Ｓが入力され、流量制御装置１２はこの出力信号Ｓから付着する粉体１０の状態を把握し、粉体１０の付着量が所定以上となったらクリーニングガスを排ガス処理装置本体１内に供給する。
【００１８】
また、流量制御装置１２は上記出力信号Ｓから排ガス処理装置本体１の内壁面に付着した粉体１０が無くなったらクリーニングガス５の供給を止める。また、クリーニングガス供給システム４に図１に示すように、タイマー１４を設け、クリーニングガス供給開始から所定時間経過したら、クリーニングガス５の供給を停止するように構成してもよい。
【００１９】
排ガス２は、例えばシラン（ＳｉＨ₄）やジシラン（Ｓｉ₂Ｈ₆）等のＳｉを含むガスであり、クリーニングガス５には、例えばＮＦ₃、ＣｌＦ₃、ＳＦ₆、ＣＨＦ₃、Ｃ₂Ｆ₆、ＣＦ₄等のＦを含むガスを使用する。また、Ａｌ₂Ｏ₃の場合はＨＣｌ、Ｃｌ₂のようなＣｌを含むガスを使用する。このようなクリーニングガスを排ガス処理装置本体１の内部に流すことにより、内壁面に付着したＳｉＯ₂等の粉体はＳｉＦ₄やＳｉＣｌ₄のガスになり除去され、またクリーニングに寄与しなかったクリーニングガス５はスクラバー３内に配置された散水ノズル１１からの散水に吸収されて除去される。
【００２０】
上記クリーニングガスの多くは支燃性であることから可燃性のガスと混合されると爆発等を誘発する可能性がある。そこで排ガスを排出する半導体製造装置からの信号により、可燃性ガスが流入してこない時にクリーニングガス５を供給し、排ガス処理装置本体１内のクリーニングを行なう。これにより爆発等の危険を回避することができる。
【００２１】
排ガス処理装置本体１に導入する可燃性の排ガスの流速が燃焼速度を上廻る場合は逆火しないので、該可燃性ガスの排ガス２の導入と同時にクリーニングガス供給システム４からクリーニングガスを排ガス処理装置本体１に導入しても爆発等を誘発する恐れがない。
【００２２】
上記クリーニングガスを供給することにより、クリーニングされる原理としては下記のような例が挙げられる。
４ＳｉＯ₂＋４ＣｌＦ₃→ＳｉＣｌ₄（ｇ）＋３ＳｉＦ₄（ｇ）＋４Ｏ₂（ｇ）
ＳｉＯ₂＋２Ｆ₂→ＳｉＦ₄（ｇ）＋Ｏ₂（ｇ）
ここで（ｇ）はガス状態を示す。
【００２３】
上記のように排ガス処理装置本体１の内壁面に付着した粉体１０をガス化することでクリーニングを行ない、粉体１０を除去しガスになったものや反応しなかったクリーニングガス５は上記のようにスクラバー３により処理される。処理されたガスは排出口３ａからダクトに排出され、水は排出口３ａから排水される。
【００２４】
なお、図１に示す排ガス処理装置では、クリーニングガス供給システム４は圧力センサ６、熱電対７、粉体モニタ８、粉体モニタ９の少なくとも一つの出力信号を受けて粉体１０の付着状態を把握するようになっているが、これらの出力信号のいずれか１つ又は２以上から粉体１０の付着状態を把握するように構成してもよいことは当然である。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように各請求項に記載の発明によれば、粉体付着状態検出手段、粉体除去手段を設け、粉体付着状態検出手段が所定以上の粉体の付着状態を検出したら、排ガス処理装置の内部にクリーニングガスを導入し内壁面に付着した粉体を除去するので、付着した粉体を効果的に除去できると同時に、常時クリーニングガスを供給するのではないから、クリーニングガスの量も少なく、クリーニングガスによる腐食も抑制しながら、排ガス処理装置を排ガス処理に適した状態に維持することが可能となる。
【００２７】
また、請求項４に記載の発明によれば、粉体除去手段は、排ガス処理装置に可燃性の排ガスが導入されていない時に支燃性のクリーニングガスを導入するので、爆発等の危険を誘発する恐れがなくなる。
【００２８】
また、請求項５に記載の発明によれば、排ガス処理装置に導入する可燃性の排ガスの流速が燃焼速度を上廻る場合は逆火しないので、該可燃性ガスの導入と同時にクリーニングガスを導入しても爆発等を誘発する恐れがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る排ガス処理装置の構成例を示す図である。
【図２】本発明に係る排ガス処理装置に用いるクリーニングガス供給システムの構成例を示す図である。
【符号の説明】
１排ガス処理装置本体
２排ガス
３スクラバー
４クリーニングガス供給システム
５クリーニングガス
６圧力センサ
７熱電対
８粉体モニタ
９粉体モニタ
１０粉体
１１散水ノズル
１２流量制御装置
１３クリーニングガス源
１４タイマー
１５配管
１６温度調節計

Claims

有害な排ガスを導入し高温で分解処理し無害化する排ガス処理装置において、
前記排ガス処理装置の内壁面に付着する粉体の状態を検出する粉体付着状態検出手段を設け、
前記粉体付着状態検出手段で検出した粉体の付着状態が所定以上となったら前記排ガス処理装置の内部にクリーニングガスを導入し内壁面に付着した粉体を除去するように構成された粉体除去手段を設けたことを特徴とする排ガス処理装置。
請求項１に記載の排ガス処理装置において、
前記粉体付着状態検出手段は、前記排ガス処理装置内の圧力を検出する圧力センサ、壁温度を検出する温度センサ、粉体の付着状態を監視する粉体モニタの少なくとも一つの出力を処理し粉体の付着状態を検出することを特徴とする排ガス処理装置。
請求項１又は２に記載の排ガス処理装置において、
前記粉体除去手段で導入するクリーニングガスはハロゲンを含むガスであることを特徴とする排ガス処理装置。
請求項３に記載の排ガス処理装置の運転方法であって、
前記粉体除去手段は、排ガス処理装置に可燃性の排ガスが導入されていない時に前記クリーニングガスを導入することを特徴とする排ガス処理装置の運転方法。
請求項３に記載の排ガス処理装置の運転方法であって、
前記粉体除去手段は、排ガス処理装置に導入する可燃性の排ガスの流速が燃焼速度を上廻る場合に、該可燃性ガスの導入と同時に前記クリーニングガスを導入することを特徴とする排ガス処理装置の運転方法。