JP4214717B2 - 過弗化物処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、過弗化物処理装置に係り、特に、半導体製造プロセス及び液晶製造プロセス等で発生する過弗化物（ＰＦＣ）ガスを処理するのに好適な過弗化物処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＦＣガスは、半導体製造プロセス及び液晶製造プロセスにおいて、半導体及び液晶用素材のエッチングガス，エッチャーのクリーニングガス、及びＣＶＤ装置のクリーニングガスとして用いられる。しかしながら、ＰＦＣガスは温暖化係数がＣＯ2 の１万倍から数千倍と非常に大きなガスである。半導体及び液晶の製造プロセスでは、ＰＦＣガスを全量消費せずに生産効率等の観点から、２０〜
５０％を消費した後に、残りのＰＦＣガスを排ガスとしてエッチャー（または
ＣＶＤ装置）から排出している。地球温暖化の防止のため、ＰＦＣガスの外部環境への放出を防止する上で、ＰＦＣガスの分解処理が求められている。なお、代表的なＰＦＣガスとしては、ＣＦ 4 ，ＣＨＦ3 ，Ｃ2Ｆ6，Ｃ3Ｆ8 ，Ｃ4Ｆ6 ，Ｃ5Ｆ8，ＮＦ3 ，ＳＦ6 等がある。
【０００３】
外部環境へのＰＦＣガスの放出を抑制するために、特開平１１−３１９４８５号公報に記載されたように、半導体及び液晶製造業界では、ＰＦＣガスを使用するエッチャーごとにその近傍に過弗化物分解装置（ＰＦＣ分解装置という）を設置し、エッチャーから排出される排ガス中のＰＦＣガスを触媒を用いて分解処理することが知られている。このＰＦＣ分解装置は、ＰＦＣを分解する触媒を充填した反応部，反応部に供給する排ガスに含まれたケイ素成分を除去するケイ素成分除去装置，触媒で分解されたＰＦＣの分解ガスを含む排ガスを冷却する冷却室、更には冷却室から排出された排ガスに含まれた酸性ガスを除去する酸性ガス除去装置を備える。また、特開平１１−７０３２２号公報にも触媒を用いたＰＦＣ分解装置が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ケイ素成分除去装置，冷却室及び酸性ガス除去装置は水を必要とするために、個々のＰＦＣ分解装置に水供給管を接続しなければならない。各ＰＦＣ分解装置がクリーンルーム内に設置されている関係上、それらに接続される各水供給配管もクリーンルーム内に設置される。排水管も各ＰＦＣ分解装置にそれぞれ接続される。このため、クリーンルーム内のスペースの一部が各ＰＦＣ分解装置及びそれらの水供給管及び排水管によって占有されることになる。新たにクリーンルームを作成し内部に複数のエッチャー等の半導体製造装置（または液晶製造装置）を設置する場合には、複数のＰＦＣ分解装置及びそれらに対する各種ユーティリティ設備（水供給管及び排水管等）の設置スペースをクリーンルーム内に確保する必要があり、それだけクリーンルーム内のスペースを大きくしなけばならない。また、既設のクリーンルーム内にＰＦＣ分解装置を設置する場合には、ＰＦＣ分解装置及び各種ユーティリティの設置スペースを確保するためにクリーンルーム内に設置されているエッチャー等の半導体製造装置（または液晶製造装置）を移動しなければならない事態も生じる。
【０００５】
クリーンルーム内の各ＰＦＣ分解装置に対して各種のユーティリティ設備を設置しているため、それらの設備の設置に多大の時間を要することになる。
【０００６】
本発明の目的は、相対的にクリーンルームを小型化できる過弗化物処理装置及び過弗化物の処理方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成する本発明の特徴は、クリーンルーム内に設置されて過弗化物が供給される複数の半導体製造装置に接続され、かつそれらの半導体製造装置から排出された、前記過弗化物を含む排ガスが流れる排ガス管と、前記排ガス管に接続されて前記クリーンルームの外部に設置され、前記排ガス管で導かれる前記排ガスに含まれる前記過弗化物を分解する過弗化物分解装置とを備えたことにある。
【０００８】
本発明によれば、クリーンルーム内に過弗化物分解装置の設置スペースを確保する必要がなく、クリーンルームを小型化できる。特に、既設のクリーンルームに適用する場合も、クリーンルーム内に過弗化物分解装置の設置スペースを確保する必要がなく、過弗化物分解装置の据付けのためにクリーンルーム内の半導体製造装置を移動させる必要がなくなる。
【０００９】
液晶製造に適用した本発明の特徴は、クリーンルーム内に設置されて過弗化物が供給される複数の液晶製造装置に接続され、かつそれらの液晶製造装置から排出された、前記過弗化物を含む排ガスが流れる排ガス管と、前記排ガス管に接続されて前記クリーンルームの外部に設置され、前記排ガス管で導かれる前記排ガスに含まれる前記過弗化物を分解する過弗化物分解装置とを備えたことにある。この場合においても、クリーンルーム内に過弗化物分解装置の設置スペースを確保する必要がなく、クリーンルームを小型化できる。特に、既設のクリーンルームに適用する場合も、クリーンルーム内に過弗化物分解装置の設置スペースを確保する必要がなく、過弗化物分解装置の据付けのためにクリーンルーム内の液晶製造装置を移動させる必要がなくなる。
【００１０】
過弗化物分解装置は、好ましくは、触媒層が設けられて過弗化物を含む排ガスが供給され、前記過弗化物を分解する反応部と、前記反応部から排出された前記排ガスに含まれた酸性物質がＣａ塩と反応して生成される反応生成物を除去する酸性物質除去装置とを備えている。この過弗化物分解装置を用いることによって、排ガスに含まれた酸性物質は、Ｃａ塩との反応によって生成される反応生成物として除去される。このため、本過弗化物分解装置からは排水が発生しない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
本発明の好適な一実施例である過弗化物処理装置、すなわちＰＦＣ処理装置を説明する前に、半導体製造工場を含む半導体製造施設の概略構成をまず図１を用いて説明する。半導体製造施設は、半導体製造工場１，ＰＦＣ処理装置４４及び工場酸性ガス処理装置４６を備える。半導体製造工場建屋１は、クリーンルーム２を内部に有する。ポリエッチャー３，酸化膜エッチャー５及びメタルエッチャー５３等のエッチャーを含む複数の半導体製造装置が、クリーンルーム２内に設置される。クリーンルーム２内には、複数のガス供給装置４８が設置される。ガス供給装置４８は、エッチング工程及びクリーニング工程時に必要とするガス
（ＰＦＣガス等）を該当するエッチャー（ＰＦＣガスが供給される半導体製造装置）に供給する装置である。ガス供給装置４８は、例えば、必要とするガスを充填している複数のボンベ（図示せず）を密封されたボンベ収納容器（図示せず）に内蔵している。
【００１２】
工場酸性ガス処理装置４６は、酸性ガス除去装置４７，ガス収集ダクト４９及び排気ダクト５１を備える。ガス収集ダクト４９は、ボンベ収納容器内の空間と酸性ガス除去装置４７とを連絡する。半導体製造工場建屋１の外に設置される酸性ガス除去装置４７は、ブロア５０を介してガス排出ダクト５１に接続される。エッチャーによっては、ボンベより供給される酸性ガスをウエハのエッチング工程に使用している。ボンベ内に充填された酸性ガスが何らかの原因で外部に漏洩したとき、ボンベ収納容器は漏洩した酸性ガスがクリーンルーム２内に流出することを防止する。ボンベ収納容器内に充満したその漏洩酸性ガスは、ブロア５０の駆動によりガス収集ダクト４９を経て酸性ガス除去装置４７に達し、酸性ガス除去装置４７で除去される。酸性ガスが除去された残りのガスは排気ダクト５１を経て排気筒５２より外部環境に排出される。
【００１３】
ＰＦＣ処理装置４４は、ダクト７，ＰＦＣ分解装置９及びガス排気ダクト２８を備える。ＰＦＣ分解装置９は、クリーンルーム２の外であってかつ半導体製造工場建屋１の外で半導体製造工場の敷地内に建設された小屋（図示せず）内（または屋外）に設置される。ダクト７は、クリーンルーム２内に設置されたポリエッチャー３，酸化膜エッチャー５及びメタルエッチャー５３にそれぞれ接続され、ＰＦＣ分解装置９にも接続される。酸性ガス除去装置４がポリエッチャー３との接続部付近におけるダクト７に設置される。酸性ガス除去装置４はメタルエッチャー５３との接続部付近におけるダクト７にも設置される。一酸化炭素除去装置６が酸化膜エッチャー５との接続部付近におけるダクト７に設置される。排気ダクト２８は、ブロア２５を介してＰＦＣ分解装置９に接続され、排気筒５２にも接続される。
【００１４】
ＰＦＣ分解装置９の詳細構成を図２に基づいて説明する。ＰＦＣ分解装置９は、前処理塔１０，反応器１１，冷却装置２０及び酸性ガス除去装置２２を備える。前処理塔１０は、固形分除去装置５４、及び固形分除去装置５４の下部に設けられた中和タンク６１を有する。スプレー６２，６３が固形分除去装置５４内に設置される。反応器１１は、加熱部１２及び反応部１６を有する。加熱部１２は、加熱装置（例えば、電気ヒーター）１３を備え、加熱装置１３の内側にガス通路となる空間１４を形成する。反応部１６は、加熱装置(例えば、電気ヒーター)１８、及び加熱装置１８の内側に配置された触媒層１７を有する。反応部１６において、ガス通路となる空間１９が加熱装置１８の内側で触媒層１７より上方に形成される。空間１４の上部と空間１９の上部は、ダクト１５によって連絡される。冷却装置２０は内部にスプレー２１を備える。酸性ガス除去装置２２も内部にスプレー２３，２４を備える。
【００１５】
ダクト７は三方弁８を介して固形分除去装置５４に接続される。三方弁８の１つの排出口は、配管６０によって、酸性ガス除去装置４７の上流側でガス収集ダクト４９に接続される。三方弁８は、排ガスの固形分除去装置５４への供給及び配管６０への供給を切り替える排ガス流路切替装置である。配管６０はＰＦＣ分解装置９に対するバイパス管である。配管２６は固形分除去装置５４と加熱部１２内の空間１４とを連絡する。反応部１６内で触媒層１７の下方に形成される空間は配管２７によって冷却装置２０に連絡される。冷却装置２０内の上部空間は酸性ガス除去装置２２に連絡される。排気ダクト２８はブロア２５より上流側で酸性ガス除去装置２２に接続される。ポンプ２９が設けられた排水管３０が冷却装置２０の底部に接続される。ポンプ２９の下流側で排水管３０に接続された配管３１はスプレー２４に接続される。配管３２は配管３１とスプレー２１を接続する。ポンプ３６が設けられた排水管３７が中和タンク６１の底部に接続される。ポンプ３６の下流側で排水管３７に接続された配管３８はスプレー６３に接続される。水供給管３３がスプレー２３に接続される。水供給管３４は水供給管３３とスプレー１２を接続する。水供給管３５は加熱部１２内の空間１４に連絡される。アルカリタンク３９は、ポンプ４２が設けられた配管４３によって中和タンク６１に接続され、ポンプ４０が設けられた配管４１によって冷却装置２０に接続される。
【００１６】
ポリエッチャー３には、Ｃｌ2 ，ＨＢｒ，ＣＦ4 （場合によってはＣＨＦ3 ，Ｃ5Ｆ8，Ｃ2Ｆ6等）等が該当するガス供給装置４８より供給される。酸化膜エッチャー５には、ＣＯ，ＣＦ4 （場合によってはＣＨＦ3，Ｃ5Ｆ8，Ｃ2Ｆ6，ＳＦ6等）等が該当するガス供給装置４８より供給される。メタルエッチャー５３には、Ｃｌ2 ，ＢＣｌ3 ，ＣＦ4 （場合によってはＣＨＦ3 ，Ｃ5Ｆ8 ，Ｃ2Ｆ6等）等が該当するガス供給装置４８より供給される。上記したそれぞれのガスは、該当するガス供給装置４８において種類ごとに別々のボンベに充填されている。それぞれのエッチャーに供給された各種ガスの一部はウエハに対するエッチング工程で消費されるが、残りのガスはそれぞれのエッチャーから排ガスとして排出される。それぞれのエッチャー内では、消費されたＰＦＣ(ＣＦ4）の分解により酸性ガスであるＨＦが生成される。また、排ガスは、上記のＨＦ以外に、エッチングによって削られたウエハの素材とＰＦＣガスとの反応によって生成された副次生成物（ＳｉＦ4，ＷＦ6等）、及び固形分（ＳｉＯ2，ＷＯ3等）を含んでいる。
【００１７】
ポリエッチャー３から排出された排ガスは、有害な酸性ガス（Ｃｌ2 ）が酸性ガス除去装置４で除去された後、ダクト７を経て固形分除去装置５４に導かれる。酸化膜エッチャー５から排出された排ガスは、有害ガス（ＣＯ）が一酸化炭素除去装置６で除去された後、ダクト７を経て固形分除去装置５４に導かれる。メタルエッチャー５３から排出された排ガスは、有害な酸性ガス(Ｃｌ2，ＢＣｌ3)が酸性ガス除去装置４で除去された後、ダクト７を経て固形分除去装置５４に導かれる。ＰＦＣ分解装置９が正常に機能する場合には、三方弁８は、各エッチャーから排出された排ガスがＰＦＣ分解装置９に流入できるようにエッチャーとＰＦＣ分解装置９とを連絡している。このため、排ガスはダクト７から配管６０に流入できない。有害ガスが使用されないエッチャーから排出された排ガスは、そのエッチャーから、直接、ダクト７に排出される。
【００１８】
水供給管３４から供給された水がスプレー６２から固形分除去装置５４内に連続的にスプレーされる。固形分除去装置５４に供給される排ガスは、PFC(CF4）と共に、エッチング工程で発生したＳｉＦ4 及びＷＦ6 等の水との反応により固形分を生成する不純物、及びＳｉＯ2 及びＷＯ3 等の固形分である不純物を含んでいる。排ガスに含まれたＳｉＦ4 は（１）式の反応によりＳｉＯ2 とＨＦに分解される。生成されたＳｉＯ2 は、固体の微粒子であるので、生成と同時にスプ
ＳｉＦ4 ＋２Ｈ2Ｏ ⇒ ＳｉＯ2 ＋４ＨＦ …（１）
レーされた水により排ガスから除去される。エッチャーからの排出時に排ガスに含まれている固形分(ＳｉＯ ，ＷＯ3等)も併せて除去される。ＨＦも、水への溶解度が大きいので、同様に排ガスから除去できる。ＳｉＯ2 を含み除去された
ＨＦが溶解する水は中和タンク６１内に落下する。排ガスに含まれたＷＦ6 も水と反応し、（２）式のようにＷＯ3（酸化タングステン）とＨＦを生成する。
【００１９】
ＷＦ6＋３Ｈ2Ｏ ⇒ＷＯ3＋６ＨＦ …（２）
ＷＯ3 は、固体の微粒子であり、スプレーされた水により排ガスから除去されて水と共に中和タンク６１内に落下する。排ガスに含まれているケイ素成分及びタングステン成分は、水槽内の水中にその排ガスをバブリングしても除去することができる。
【００２０】
固形分除去装置５４は、前述したように、供給される排ガスに含まれている固形分（ＳｉＯ2，ＷＯ3等）だけでなく、水との反応で固形分を生成する酸性ガス（ＳｉＦ4及びＷＦ6等）も除去される。固形分除去装置５４は、その固形分を精製する酸性ガスを除去する際に、水との反応で生成された固形分（ＳｉＯ2 ，ＷＯ3 等）も除去する。反応器１１の前段で、固形分除去装置５４内でそれらの酸性ガスを水と反応させて除去しているため、反応器１１内で、それらの酸性ガス（ＳｉＦ4及びＷＦ6等）と空間１４に供給される反応水とが反応して固形分（ＳｉＯ2，ＷＯ3等）が生成されることを回避できる。このため、反応器１１内で固形分（ＳｉＯ2，ＷＯ3等）が生成されることによる問題点、すなわち▲１▼固形分が触媒に形成されたポーラスを塞ぐ、及び▲２▼固形分が触媒間に形成される間隙を閉塞する、という問題点を解消できる。これにより、排ガスと接触する触媒の表面積が増大するため、ＰＦＣの分解効率が向上する。
【００２１】
アルカリタンク３９内のアルカリ水溶液（例えば水酸化ナトリウム水溶液）がポンプ４２の駆動により配管４３を通って中和タンク６１内に供給される。アルカリ水溶液は、中和タンク６１内の水に含まれたＨＦ等の酸性物質を中和させる。中和タンク６１内で中和された水は、ポンプ３６の駆動により排水として排水管３７に排出される。その排水の一部は配管３８を経由してスプレー６３より固形分除去装置５４内にスプレーされる。残りの排水は、配水管３７より後述の廃水処理設備に排出される。スプレー６３からスプレーされる排水中の水によっても（１）式及び（２）式の反応が生じるため、スプレー６２からスプレーされる新しい水の使用量を低減できる。このため、排水管３７を通して排出される排水の量が減少する。スプレー６２，６３からスプレーされた水は、固形分除去装置５４内に供給される排ガス中に残留している酸性ガスを吸収し、排ガス中から酸性ガスを除去する。
【００２２】
固形分除去装置５４から排出された排ガスは、配管２６を経て反応器１１内、具体的には加熱部１２の空間１４内に導かれる。水供給管３５によって導かれる水（反応水）が空間１４内の排ガスに添加される。この水の代わりに水蒸気を排ガスに添加してもよい。空間１４内の排ガス及び添加された水は加熱装置１３によって加熱され、その水は水蒸気となる。加熱部１２で加熱された排ガスは、ダクト１５を通って反応部１６内の空間１９に供給される。排ガスは、空間１９内で加熱装置１８によって更に６５０〜７５０℃の範囲に加熱される。加熱された排ガスは触媒層１７内に流入する。触媒層１７は、アルミナ系（Ａｌ2Ｏ3）の触媒、すなわちＡｌ2Ｏ3が８０％、ＮｉＯ2 が２０％の組成を有する触媒が充填されている。具体的には、そのアルミナ系触媒は交換可能なカートリッジタイプを構成して反応部１６内に設置される。排ガスに含まれたＣＦ4 は、触媒の作用により（３）式のように反応水との反応が促進され、ＨＦとＣＯ2 に分解される。
【００２３】
ＣＦ4 ＋２Ｈ2Ｏ ⇒ ＣＯ2 ＋４ＨＦ …（３）
１モルのＣＦ4 が分解されると、４倍量である４モルのフッ酸（ＨＦ）が発生する。なお、排ガスに含まれているＰＦＣがＣ2Ｆ6の場合には、（４）式のような
Ｃ2Ｆ6＋３Ｈ2Ｏ＋(１／２)Ｏ2 ⇒ ２ＣＯ2 ＋６ＨＦ …（４）
反応が生じて、Ｃ2Ｆ6はＣＯ2 とＨＦに分解する。（４）式の反応に用いられる酸素は、空気供給管（図示せず）によって空気として空間１４内に供給される。この空気は、空間１４，１９内で加熱されて触媒層１７に供給される。また、ＰＦＣとしてＳＦ6が使用される場合には、（５）式のような反応が生じて、ＳＦ6はＳＯ3とＨＦに分解する。１モルのＳＦ6が分解されると、１モルのＳＯ3
ＳＦ6＋３Ｈ2Ｏ ⇒ ＳＯ3＋６ＨＦ …（５）
と６倍量である６モルのＨＦが発生する。
【００２４】
水供給管３３で導かれる水はスプレー２３より酸性ガス除去装置２２内にスプレーされる。この水は酸性ガス除去装置２２より冷却装置２０内に集められる。冷却装置２０内の水はポンプ２９の駆動によって排水管３０に排出される。この水の一部は、配管３２よりスプレー２１に、配管３１によりスプレー２４に供給され、それぞれからスプレーされる。
【００２５】
触媒層１７から排出された、分解ガスであるＣＯ2 及びＨＦを含む高温の排ガスは、冷却装置２０内に導入される。この高温の排ガスは、冷却装置２０内でスプレー２１から連続的にスプレーされる水によって１００℃以下に冷却される。ＣＦ4 の分解によって生じたＨＦの一部はスプレーされた水に溶解して除去される。排ガスの冷却は、水槽内の水中に排ガスをバブリングして行ってもよい。温度が低下した排ガスは酸性ガス除去装置２２に導入される。排ガスは、酸性ガス除去装置２２内でスプレー２３，２４からスプレーされた水と接触する。これによって、排ガスに含まれているＨＦ等の酸性ガス（ＰＦＣの分解によって生成）は、その水に溶解するため、排ガスから除去される。排ガスと水との接触効率を高め酸性ガスの除去効率を向上させるため、酸性ガス除去装置２２内にはプラスチック製のラヒシリングが充填されている。ＨＦが酸性ガス除去装置２２によって数％から１ppm 以下まで低減される。無害化された排ガスは、駆動しているブロア２５，排気ダクト２８及び排気筒５２を介して外部環境に排出される。また、酸性ガスを吸収した水は酸性ガス除去装置２２より冷却装置２０内に排出される。
【００２６】
冷却装置２０及び酸性ガス除去装置２２を含めたシステム全体の内部はブロア２５によって負圧に維持され、排ガス中に含まれるＨＦ等が系外に漏洩するのを防止している。なお、酸性ガス除去装置２２もバブリング方式が可能である。ただし、スプレー方式ないしは充填塔方式の方が圧力損失が少なく、排気用のブロアを小さくできる。
【００２７】
アルカリタンク３９内のアルカリ水溶液がポンプ４０の駆動により配管４１を通って冷却装置２０内に供給される。アルカリ水溶液は、冷却装置２０内で、酸性ガス除去装置２２から排出された水、及びスプレー２１からスプレーされた水にそれぞれ含まれたＨＦ等の酸性物質を中和させる。冷却装置２０内で中和された水は、ポンプ２９の駆動により排水管３０を通って排水処理設備（図示せず）に排出される。排水処理設備は、排水管３０，３７により供給された排水に含まれるフッ素（弗化物として含まれるフッ素も含む）を除去し、フッ素が除去された排水を外部に排出する。
【００２８】
本実施例は、クリーンルーム内に設置されている、ＰＦＣガスが供給される半導体製造装置（エッチャー，化学的蒸着装置（ＣＶＤ装置））の全てが、ダクト７を介してＰＦＣ分解装置９に接続されている。このため、それらの全てから排出されるＰＦＣガスを一基のＰＦＣ分解装置９で集中して処理することができる。本実施例は、従来のようにクリーンルーム内に設置された複数のＰＦＣ分解装置に、それぞれ、水供給管，排水管及び電気配線を接続する必要がなく、一基のＰＦＣ分解装置９に水供給管，排水管及び電気配線を接続すればよい。このため、水供給管，排水管及び電気配線の据付けに要する時間を短縮でき、それらの据付作業も容易になる。
【００２９】
本実施例では、ＰＦＣ分解装置９がクリーンルーム２の外に設置されている。このため、クリーンルームを新たに設置する場合において、本実施例は、ＰＦＣ分解装置９、及びＰＦＣ分解装置９に接続される水供給管及び排水管の設置スペースをクリーンルーム２内に確保する必要がなく、それだけクリーンルーム２を小型化できる。併せて、クリーンルーム２の内部のちりを除去する清浄化装置、及びクリーンルーム２に対する空調設備の各容量を小さくすることができる。また、ＰＦＣ分解装置９、及びＰＦＣ分解装置９に接続される水配管及び排水管がクリーンルーム２内に配置されないため、クリーンルーム２の小型化及び半導体製造装置の配置変更が容易に行える。
【００３０】
既設のクリーンルーム内に設置された複数のエッチャーから排出されるＰＦＣガスを処理のためにＰＦＣ分解装置を新たに設置する場合は、本実施例のようにＰＦＣ分解装置９をクリーンルーム２外に設置することによって、製造する製品の変更等に伴うクリーンルーム内のエッチャー等の半導体製造装置の移動及びその半導体製造装置の取替えが容易になる。すなわち、本実施例は、フレキシブルな製造ラインの変更，組替えにより、柔軟性の高い半導体製造工場とすることができる。半導体製造装置を移動する時間も不要または著しく短縮できる。また、本実施例は、既設のクリーンルーム２でも、クリーンルーム２内にダクト７を設置するだけで半導体製造装置を移動させることなく、ＰＦＣ分解装置９を導入することができる。このため、ＰＦＣ分解装置９の導入に際しては、そのクリーンルーム２内の半導体製造ラインによる半導体製造の停止期間を短縮できる。
【００３１】
本実施例は、反応器１１がそれぞれ加熱装置を備える加熱部１２及び反応部１６に分かれ、加熱部１２及び反応部１６が小屋内の床に設置されている。これは、クリーンルーム２内に設置されてＰＦＣガスが供給される全半導体製造装置から排出されるＰＦＣガスを集中的に処理する関係上、反応器１１の高さ（加熱部１２及び反応部１６のそれぞれの高さの合計が約５ｍと著しく高くなって車での搬送が困難になるために、反応器１１を加熱部１２及び反応部１６の２つに分割しているのである。
【００３２】
本実施例は、増設するエッチャーのガス排出部とダクト７とをクリーンルーム内で接続すればよく、クリーンルーム２内におけるエッチャーの増設が簡単に行える。増設されたエッチャーから排出されるＰＦＣガスは、クリーンルーム２外に設置されたＰＦＣ分解装置９によって処理できる。また、本実施例は、エッチャーの出口付近に設置された酸性ガス除去装置４(または一酸化炭素除去装置６)によってエッチャーから排出される酸性ガス（または一酸化炭素）を除去しているため、クリーンルーム２内でダクト７に損傷が生じた場合でも、クリーンルーム２内の作業環境を害することを防止できる。ダクト７の信頼性を向上させることによって、これらの有害ガス（一酸化炭素，塩素等）の処理する有害ガス処理設備をクリーンルーム２の外でＰＦＣ分解装置９の上流側に設置し、それらの有害ガスを集中して処理することも可能である。
【００３３】
本実施例では、中和タンク１１及び冷却装置２０内にアルカリ水溶液を供給することによって排ガスから分離されて水に溶け込んでいるＨＦ等の酸性物質を中和しているため、中和タンク１１及び冷却装置２０から排出される中和処理を行ったそれぞれの排水は、排ガスに含まれたＨＦ等の酸性ガスの吸収能力(溶解度)が向上する。これらの排水の一部は、該当するスプレー６３及び２４からスプレーする水に再利用でき、排ガスに含まれた酸性ガスの除去効率を高めることができる。
【００３４】
クリーンルーム２内の全てのエッチャーから排出されるＰＦＣガスを集中的に処理するＰＦＣ分解装置９が故障等によりＰＦＣガスの処理を停止した場合、そのクリーンルーム２内での半導体の製造が全て停止してしまう。本実施例では、ＰＦＣ分解装置９が停止する緊急事態において、三方弁８を回転させて三方弁８よりも上流側のダクト７と配管６０とを連絡する。各エッチャーから排出された排ガスは、ブロア５０の駆動によって、一時的に、ＰＦＣ分解装置９に導入されないで配管６０及びガス収集ダクト４９を経て酸性ガス除去装置４７に導かれる。その排ガス中に残留している酸性ガスは、酸性ガス除去装置４７で除去される。一般に、酸性ガス除去装置４７で処理できるガス容量は、ダクト７によってＰＦＣ分解装置９に供給される排ガス容量の約１０〜５０倍となっている。このため、ＰＦＣ分解装置９に供給される排ガスに残留している酸性ガスを酸性ガス除去装置４７で除去することは可能である。酸性ガスが除去された排ガスが排気筒５２から外部環境に排出される。配管６０を通して酸性ガス除去装置４７に排ガスを導いている間に、故障したＰＦＣ分解装置９の点検修理を行う。修理が完了した後、三方弁８を回転させて排ガスをＰＦＣ分解装置９に供給する。このように、本実施例は、ＰＦＣ分解装置９の故障時等の緊急時に配管６０を介して排ガスを酸性ガス除去装置４７に供給できるため、クリーンルーム２内での半導体製造を停止することなく、ＰＦＣ分解装置９の点検修理が可能になる。ＰＦＣ分解装置９の点検修理に要する期間は約１〜２日であるため、分解されないで外部環境に放出されるＰＦＣガスの量は、本実施例においてＰＦＣ分解装置９で年間に処理されるＰＦＣガス量に対して著しく小さな割合である。
【００３５】
本実施例は、クリーンルーム２内に設置されたＣＶＤ装置から排出されるPFCガスをＰＦＣ分解装置９で処理することも可能である。
【００３６】
クリーンルーム２内を清浄に保つ清浄化装置及びクリーンルーム２の空調設備を設置する機械室が、機械室半導体製造工場１内、または半導体製造工場に付属する建屋内に設けられている場合には、ＰＦＣ分解装置９をその機械室内に設置してもよい。反応器１１が加熱部１２及び反応部１６に分割されているＰＦＣ分解装置９は、機械室の天井を高くする改造を行う必要がなく、機械室内に簡単に設置できる。
【００３７】
三方弁８及び配管６０を設置しないで、ＰＦＣ分解装置９をダクト７に並列に設置し、これらのＰＦＣ分解装置９を切り替えて運転できるようにしてもよい。これにより、一方のＰＦＣ分解装置９が故障しても他方のＰＦＣ分解装置９で排ガスの処理（残留酸性ガスの除去及びＰＦＣの分解処理）を行うことができる。また、故障したＰＦＣ分解装置９の点検修理も半導体を製造しながら行うことができる。
【００３８】
ＰＦＣ分解装置の他の実施例を、図３を用いて説明する。本実施例のＰＦＣ分解装置９Ａは、ＰＦＣ分解装置９の配管２７に水蒸発器５５を設置し、水供給管３５が水蒸発器５５に接続され、更に水蒸気供給管５６が水蒸発器５５と加熱部１２の空間１４とを連絡する構成を有する。ＰＦＣ分解装置９Ａの他の構成はＰＦＣ分解装置９と同じである。水蒸発器５５内において、配管２７で供給される高温の排ガスは伝熱管（図示せず）内を流れ、水供給管３５で供給される水（反応水）はシェル側を流れる。水は水蒸発器５５内で排ガスによって加熱され水蒸気となる。発生した水蒸気は水蒸気供給管５６を通って空間１４内に供給されて排ガスに添加される。
【００３９】
ＰＦＣ分解装置９ＡはＰＦＣ分解装置９と同じ機能を発揮し同じ作用効果を得ることができる。ＰＦＣ分解装置９Ａは反応部１６から排出された排ガスの熱で反応水を水蒸気にしているため、ＰＦＣ分解装置９Ａの加熱部１２において排ガスの加熱のために加える熱エネルギーを低減できる。これは、ＰＦＣ分解装置９の加熱部１２で反応水を水蒸気化するためのエネルギーが不要になるためである。
【００４０】
図１に示すＰＦＣ処理装置４４において、ＰＦＣ分解装置９の替りにＰＦＣ分解装置９Ａを用いた場合でも、実施例１のＰＦＣ処理装置４４で生じる効果を得ることができる。
【００４１】
ＰＦＣ分解装置の他の実施例を図４を用いて説明する。本実施例のＰＦＣ分解装置９Ｂは、ＰＦＣ分解装置９の配管２６にガス予熱器５７を設置し、配管２６がガス予熱器５７を介して加熱部１２の空間１４に接続される構成を有する。
ＰＦＣ分解装置９Ｂの他の構成はＰＦＣ分解装置９と同じである。触媒層１７から排出されて配管２７により供給される高温の排ガスはガス予熱器５７内に設けられた伝熱管（図示せず）内を流れ、配管２６で供給される排ガスはガス予熱器５７内のシェル側を流れる。配管２６で供給される排ガスは、配管２７で供給された高温の排ガスによって加熱されて温度が上昇した状態で空間１４内に導かれる。ガス予熱器５７内に設けられた伝熱管内を流れる高温の排ガスは、冷却装置２０内に導かれて前述のように冷却される。
【００４２】
ＰＦＣ分解装置９ＢはＰＦＣ分解装置９と同じ機能を発揮し同じ作用効果を得ることができる。ＰＦＣ分解装置９Ｂは反応部１６から排出された排ガスの熱で加熱部１２に供給される排ガスを加熱しているため、ＰＦＣ分解装置９Ｂの加熱部１２において排ガスの加熱のために加える熱エネルギーを低減できる。
【００４３】
図１に示すＰＦＣ処理装置４４において、ＰＦＣ分解装置９の替りにＰＦＣ分解装置９Ｂを用いた場合でも、実施例１のＰＦＣ処理装置４４で生じる効果を得ることができる。
【００４４】
（実施例２）
本発明の他の実施例であるＰＦＣ処理装置を、図５を用いて説明する。本実施例のＰＦＣ処理装置４４Ａは、図１に示すＰＦＣ処理装置４４において排気ダクト２８を酸性ガス除去装置４７に接続した構成を有する。ＰＦＣ処理装置４４Ａの他の構成はＰＦＣ処理装置４４と同じである。本実施例では、ＰＦＣ分解装置９の酸性ガス除去装置２２から排出された排ガスが排気ダクト２８を経て酸性ガス除去装置４７に供給される。このため、酸性ガス除去装置２２における酸性ガス除去機能が低下した場合には、反応部１６内でＰＦＣの分解によって生成される酸性ガスは酸性ガス除去装置４７で除去することができる。このように、酸性ガス除去装置４７を酸性ガス除去装置２２のバックアップとして用いることができる。本実施例のＰＦＣ処理装置４４Ａは前述のＰＦＣ処理装置４４で生じる効果も得ることができる。
【００４５】
本実施例のＰＦＣ処理装置４４Ａにおいて、ＰＦＣ分解装置９の酸性ガス除去装置２２を削除し、反応部１６内でＰＦＣの分解によって生成される酸性ガスを、酸性ガス除去装置２２ではなく、酸性ガス除去装置４７で除去してもよい。この場合には、酸性ガス除去装置４７は、半導体が製造されている間、連続的に運転される。ＰＦＣ処理装置４４Ａにおいて、ＰＦＣ分解装置９を前述したＰＦＣ分解装置９Ａ及びＰＦＣ分解装置９Ｂのいずれかと交換することも可能である。
【００４６】
（実施例３）
本発明の他の実施例であるＰＦＣ処理装置を、以下に説明する。本実施例のＰＦＣ処理装置４４Ｂは、図１に示すＰＦＣ処理装置４４においてＰＦＣ分解装置９を図６に示すＰＦＣ分解装置９Ｃに替えた構成を有する。ＰＦＣ処理装置４４Ｂの他の構成はＰＦＣ処理装置４４と同じである。ＰＦＣ処理装置４４Ｂに用いられるＰＦＣ分解装置９Ｃの構成を説明する。ＰＦＣ分解装置９が排水が発生する湿式型ＰＦＣ分解装置であるのに対して、本実施例に用いられるＰＦＣ分解装置９Ｃは排水が発生しない乾式型ＰＦＣ分解装置である。
【００４７】
ＰＦＣ分解装置９Ｃは、反応器１１，フィルタ装置６５，６６及び粉体サイロ８１を備える。ダクト７は、フィルタ装置６５の下部空間６８に連絡される。加熱部１２に連絡される配管２６は、フィルタ装置６５の上部空間６９に連絡される。フィルタ装置６６の下部空間６８には配管２７が連絡される。排気ダクト２８はフィルタ装置６６の上部空間６９に連絡される。粉体サイロ８１は、配管８２によって三方弁８の下流側の位置でダクト７に、配管８３によって配管２７にそれぞれ接続される。
【００４８】
フィルタ装置６５，６６の構成を図７により説明する。フィルタ装置６５，６６は、容器８０内に管状の複数のフィルタエレメント６７Ａ，６７Ｂ，６７Ｃ等を設置している。各フィルタエレメントは外表面に巻き付けられたろ布（図示せず）を有する。各フィルタエレメントによって容器８０内の空間が下部空間６８と上部空間６９とに分離される。弁７１Ａを設けた空気供給管７０Ａが上方よりフィルタエレメント６７Ａ内に挿入されている。同様に、弁７１Ｂを設けた空気供給管７０Ｂが上方よりフィルタエレメント６７Ｂ内に、弁７１Ｃを設けた空気供給管７０Ｃが上方よりフィルタエレメント６７Ｃ内に、それぞれ挿入される。固形分貯留槽７２は弁７７Ａを介してフィルタ装置６５の容器８０の底部に接続される。スクリューコンベア７４が固形分貯留槽７２の下方に配置される。固形分貯留槽７３は弁７７Ｂを介してフィルタ装置６６の容器８０の底部に接続される。スクリューコンベア７５が固形分貯留槽７３の下方に配置される。
【００４９】
ダクト７で導かれる排ガスは、実施例１で述べたように、ＰＦＣ(ＣＦ4）と共に、エッチング工程で発生したＳｉＦ4 及びＷＦ6 等の水との反応により固形分を生成する不純物、及びＳｉＯ2 及びＷＯ3 等の固形分である不純物を含んでいる。この排ガスは、フィルタ装置６５の下部空間６８内に供給される。粉体サイロ８１内に充填されているＣａ塩の粉末、具体的には水酸化カルシウム
〔Ｃａ(ＯＨ)2〕の粉末が、バルブ(図示せず）を開くことによって配管８２を通ってダクト７内に供給される。Ｃａ(ＯＨ)2 の粉末は、排ガスに混合されてフィルタ装置６５の下部空間６８内に流入する。排ガスに含まれるＳｉＦ4及びＷＦ6は、Ｃａ(ＯＨ)2と（６）式及び（７）式に示す中和反応が生じ、ＣａＦ2 ，ＳｉＯ2 及びＷＯ3 を生成する。更に、その排ガスに含まれたＨＦは、
３Ｃａ（ＯＨ）2＋ＳｉＦ4 ⇒ ２ＣａＦ2＋ＳｉＯ2＋２Ｈ2Ｏ …（６）
３Ｃａ（ＯＨ）2＋ＷＦ6 ⇒ ３ＣａＦ2＋ＷＯ3＋３Ｈ2Ｏ …（７）
Ｃａ(ＯＨ)2 と後述の（８）式の反応を生じフッ化カルシウム(ＣａＦ2）を生成する。排ガスに含まれたＳｉＯ2及びＷＯ3等の固形分、未反応のＣａ(ＯＨ)2、及び（６）式，（７）式及び（８）式の反応で生成されたＣａＦ2 ，ＳｉＯ2 及びＷＯ3 がフィルタ装置６５の各フィルタエレメント６７に設置されたろ布によってトラップされ、排ガスから除去される。フィルタエレメント６７を通過したＣＨ4 を含む排ガスは上部空間６９及び配管２６を経て反応器１１内の空間１４，１９に流入する。ＣＨ4は触媒層１７で実施例１で述べたように分解される。反応器１１に供給される排ガスは、ＨＦ，ＳｉＦ4 ，ＷＦ6 ，ＳｉＯ2 ，ＷＯ3 を含んでいない。
【００５０】
触媒層１７でＣＨ4 の分解によって生成された酸性ガス（ＨＦ）はフィルタ装置６６の空間６８内に導かれる。粉体サイロ８１内のＣａ(ＯＨ)2 の粉末が、バルブ（図示せず）を開くことによって配管８３により配管２７内に供給され、排ガスに混入される。Ｃａ(ＯＨ)2 も空間６８内に導かれる。ＨＦは粉末状のＣａ(ＯＨ)2 と（８）式の中和反応が生じ、ＣａＦ2 を生成する。このＣａＦ2
Ｃａ(ＯＨ)2＋２ＨＦ ⇒ ＣａＦ2＋２Ｈ2Ｏ …（８）
及び未反応のＣａ(ＯＨ)2 はフィルタ装置６６内のろ布に捕捉される。未反応のＨＦは、ろ布の表面に捕捉されて形成されたＣａＦ2及び未反応のＣａ(ＯＨ)2の層を通過する間にそのＣａ(ＯＨ)2と反応して固定化される。ＨＦとＣａ(ＯＨ)2との化学反応は、温度が高いほど促進される。触媒層１７から排出された排ガスは温度が高いため、その化学反応が促進される。フィルタ装置６６のフィルタエレメント６７の上流側、すなわち下部空間６８内に配管７６より冷却空気が供給される。この冷却空気によって下部空間６８内の排ガスが冷却され、その排ガスの温度が約２００℃以上３００℃未満に調整される。これは、ろ布の耐熱温度が３００℃であるためである。冷却空気の供給位置は、配管２７と配管８３の接合点よりも下流側が好ましい。これは、より高温状態でＨＦとＣａ(ＯＨ)2 粉末とを混合接触させることにより、効率よく中和反応を進めるためである。ブロワ２５が駆動しているため、排ガスはフィルタ装置６６から排気ダクト２８に排出される。排気ダクト２８に排出される排ガスは、酸性ガスを含んでいない。排気ダクト２８内の排ガスは、配管８４から排気ダクト２８内に供給される冷却空気によって冷却され、温度が５０℃に低下する。温度が５０℃に低下するが空気が供給されるため、（８）式の反応によって生成されるＨ2Ｏ が凝縮して液体に変ることはない。
【００５１】
フィルタ装置６５，６６において、それぞれ上部空間６９と下部空間６８の差圧が差圧計（図示せず）にて検出される。その差圧が設定値に達したフィルタ装置、例えばフィルタ装置６６において、フィルタエレメントの逆洗が実施される。すなわち、まず、弁７１Ａを開く。空気供給管７０Ａから供給される逆洗用空気は、フィルタエレメント６７Ａの内側に排出されてろ布を通り、下部空間６８に排出される。この逆洗用空気の流れによってろ布の外表面に付着している固形分（フッ化カルシウム、未反応のＣａ(ＯＨ)2 等）が塊となって容器８０の底部に落下する。フィルタエレメント６７Ａの逆洗が終了した後、弁７１Ｂが開き空気供給管７０Ｂからフィルタエレメント６７Ｂ内に空気を供給してフィルタエレメント６７Ｂの逆線を行う。次に、空気供給管７０Ｂから供給される空気によってフィルタエレメント６７Ｃの逆洗が行われる。容器８０の底部に蓄積された固形分７９は、弁７７Ｂを開くことによって固形分貯留槽７３内に排出される。更に、開いた弁７８Ｂを通して落下した固形分７９はスクリューコンベア７５によって固形分収集サイロ（図示せず）に移送されて貯蔵される。フィルタ装置６５の各フィルタエレメントの逆洗も同様に行われ、容器８０内の固形分７９は弁７７Ａを開いたとき固形分貯留槽７２内に排出される。その固形分も弁７８Ａを通して落下してスクリューコンベア７４によって上記の固形分収集サイロに移送される。固形分収集サイロ内の固形分７９はセメントの原料として再利用される。
【００５２】
Ｃａ塩としてはＣａ(ＯＨ)2の替りに炭酸カルシウム〔ＣａＣＯ3〕または酸化カルシウム(ＣａＯ)の粉末を用いてもよい。酸性ガス等との反応性は、ＣaＣＯ3よりもＣａ(ＯＨ)2 の方が高いためＣａ(ＯＨ)2 を用いることが望ましい。酸性ガス等との反応は表面で起きるので、Ｃａ塩は表面積を増加させるために粉末が好ましい。ＣａＣＯ3 をダクト７内の排ガスに添加した場合、ＳｉＦ4及びＷＦ6と（９）及び（１０）式の中和反応が生じる。ＣａＯをダクト７内の排ガスに添
３ＣａＣＯ3＋ＳｉＦ4 ⇒ ２ＣａＦ2＋ＳｉＯ2＋２ＣＯ2 …（９）
３ＣａＣＯ3＋ＷＦ6 ⇒ ３ＣａＦ2＋ＷＯ3＋３ＣＯ2 …（１０）
加した場合、ＳｉＦ4及びＷＦ6と（１１）及び（１２）式の中和反応が生じる。
３ＣａＯ＋ＳｉＦ4 ⇒ ２ＣａＦ2＋ＳｉＯ2 …（１１）
３ＣａＯ＋ＷＦ6 ⇒ ３ＣａＦ2＋ＷＯ3 …（１２）
それらの各反応によって生成されたＣａＦ2 ，ＳｉＯ2 及びＷＯ3 等がフィルタ装置６５のろ布で除去される。
【００５３】
ＣａＣＯ3 を配管２７内の排ガスに添加した場合、ＨＦと（１３）式の中和反
ＣａＣＯ3＋２ＨＦ ⇒ ＣａＦ2＋Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2 …（１３）
応が生じる。ＣａＯを配管２７内の排ガスに添加した場合、ＨＦと（１４）式の
ＣａＯ＋２ＨＦ ⇒ ＣａＦ2＋Ｈ2Ｏ …（１４）
中和反応が生じる。それらの各反応によって生成されたＣａＦ2 等がフィルタ装置６６のろ布で除去される。
【００５４】
湿式型ＰＦＣ分解装置を用いている実施例１及び２は、排水処理設備において、排水管３０，３７にて導かれた排水に含まれているフッ素を除去する必要がある。このため、排水処理設備では以下の処理が行われる。すなわち、排水内にＣａ塩（ＣａＣＯ3 またはＣａ(ＯＨ)2 ）を添加して撹拌する。排水に含まれているＨＦとＣａ塩との反応によって生成されたフッ化カルシウム、及び未反応のＣａ塩等の固形分は沈降分離される。更に、排水に凝集剤を添加して微細粒径のそれらの固形分を凝集させて分離する。分離されたフッ化カルシウム等の固形分は、脱水，乾燥されて、セメントの原料として利用する。排ガス中の固形分，酸性ガスの除去に水を用いている実施例１及び２は、排水に含まれたフッ素の除去に上記した複雑な処理を行う必要があり、かつ多量の排水が発生する。排水処理設備からの排水は、多量のカルシウムイオンが含まれており、工業用水として排出される。実施例１及び２は、前述したように種々の効果を得ることができるが、フッ素除去の複雑な処理を行う排水処理設備を必要とする。
【００５５】
これに対して、本実施例は、Ｃａ塩を排ガス中に添加するため、排水を発生させずに排ガス中のフッ素を再利用可能な固形分として回収することができる。当然のことながら、本実施例は排水処理設備が不要となる。水使用量が極めて少ない本実施例のＰＦＣ処理装置の設置により、水資源の乏しい地域に半導体製造工場を設置することができるようになった。また、排水の排出基準が厳しくなっても、本実施例は容易に対応できる。本実施例は、排水が発生しないため排水管が不要となり、実施例１及び２よりも設備を簡素化できる。一般的に、乾式状態での化学反応は、湿式におけるイオン状態での化学反応に比べて反応速度が遅く効率が悪い。しかしながら、湿式型ＰＦＣ分解装置は排水中の低濃度のＦイオンを除去するために理論値の数倍と過剰なカルシウム塩（Ｃａ(ＯＨ)2，ＣａＣＯ3，ＣａＯ等）を添加する必要があるため、必要となるＣａ塩の量は乾式型ＰＦＣ分解装置とあまり変わらない。
【００５６】
また、エッチャーにおいてＰＦＣガスとしてＳＦ6 が使用された場合には、触媒層１７で（５）式の反応でＳＯ3 が生成される。このＳＯ3 と配管２７内に添加されたＣａ塩との反応により硫酸カルシウム(ＣａＳＯ4）が生成する。具体的に説明すると、Ｃａ(ＯＨ）2，ＣａＣＯ3 及びＣａＯのいずれかが添加された場合には、（１５）〜（１７）式のいずれかの反応が生じる。この硫酸カルシウム
Ｃａ（ＯＨ）2＋ＳＯ3 ⇒ＣａＳＯ4＋Ｈ2Ｏ …（１５）
ＣａＣＯ3＋ＳＯ3 ⇒ＣａＳＯ4＋ＣＯ2 …（１６）
ＣａＯ＋ＳＯ3 ⇒ＣａＳＯ4 …（１７）
は、石膏やセメントの原料として再使用できる。
【００５７】
本実施例は、実施例１で生じる▲１▼クリーンルーム２の小型化及び半導体製造装置の配置変更が容易に行える、▲２▼既設のクリーンルーム内におけるエッチャー等の半導体製造装置の移動及びその半導体製造装置の取替えが容易になる、▲３▼PFC分解装置９の導入に際してクリーンルーム２内の半導体製造ラインによる半導体製造の停止期間を短縮できる、▲４▼加熱部１２及び反応部１６が分割されているため車での搬送が可能である、▲５▼増設するエッチャーのガス排出部とダクト７とを接続すればよく、クリーンルーム２内におけるエッチャーの増設が簡単に行える、及び▲６▼反応水との反応で固形分が生成されないため触媒によるＰＦＣの分解効率が向上する、といった効果を得ることができる。
【００５８】
図６のＰＦＣ分解装置９Ｃにおいて、配管２７に、Ｃａ塩の粉体を供給する替りにＣａ塩（ＣａＣＯ3またはＣａ(ＯＨ)2）のスラリーを供給してもよい。Ｃａ塩は、粉体としてよりもスラリーにしたほうが搬送が容易であり配管２７への供給が容易になる。Ｃａ塩スラリーの水分は反応部１６から排出された高温の排ガスと接触することによって蒸発して水蒸気となる。排ガス中の酸性ガス（ＨＦ）はＣａ塩と反応してフッ化カルシウムを生成する。水蒸気はろ布を通過して排気ダクト２８，排気筒５２を経て外部環境に放出される。本実施例は、排気ダクト２８内の排ガス温度が１００℃を保持するように配管８４から冷却空気を供給する。これによって、排気ダクト２８内での水蒸気の凝集を避けることができる。
【００５９】
本実施例のＰＦＣ分解装置９Ｃは、クリーンルーム２内にＰＦＣ分解装置を設置するＰＦＣ処理装置にも適用可能である。
【００６０】
乾式型ＰＦＣ分解装置の他の実施例を説明する。ＰＦＣ分解装置９Ｄ（図８参照）は、水蒸発器５５をＰＦＣ分解装置９Ａと同様に配管２７に設置し、水供給管３５で供給する反応水を加熱する構成を有する。図９に示すＰＦＣ分解装置９Ｅは、ガス予熱器５７を配管２７に設置し、配管２６で導かれる排ガスを加熱する構成を有する。ＰＦＣ分解装置９Ｄ及び９Ｅのそれぞれは、実施例３のPFC分解装置９Ｃの替りにＰＦＣ処理装置４４Ｂに設置することができる。更に、ＰＦＣ処理装置４４Ａにおいても、ＰＦＣ分解装置９の替りにＰＦＣ分解装置９Ｄ及び９Ｅのそれぞれを適用できる。
【００６１】
液晶製造工場を含む液晶製造施設においても、液晶製造装置としてＰＦＣガスを使用するエッチャー（またはＣＶＤ装置）をクリーンルーム内に設置している。このため、前述したＰＦＣ処理装置４４，４４Ａ及び４４Ｂのいずれかを液晶製造施設に適用することにより、クリーンルーム内の全てのエッチャーから排出されるＰＦＣガスを集中的に処理することができる。そのＰＦＣ処理装置のPFC分解装置（ＰＦＣ分解装置９，９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ及び９Ｅのいずれか）は、実施例１及び２と同様に、クリーンルーム外に設置される。
【００６２】
前述の各実施例のＰＦＣ処理装置は、ＰＦＣ分解装置として、触媒を用いたＰＦＣ分解装置を用いているが、そのＰＦＣ分解装置の替りにＰＦＣを燃焼により分解する燃焼方式のＰＦＣ分解装置、またはＰＦＣをプラズマ化して分解するプラズマ方式のＰＦＣ分解装置を用いることもできる。また、ブロワ２５の代わりにエゼクターを用いてもよい。前述した各実施例は、ＣＦ 4 ，ＣＨＦ3 ，Ｃ2Ｆ6，Ｃ3Ｆ8，Ｃ4Ｆ6，Ｃ5Ｆ8，ＮＦ3 ，ＳＦ6 等のＰＦＣを分解することができる。
【００６３】
【発明の効果】
本発明によれば、ＰＦＣ分解装置に接続される水配管及び排水管がクリーンルーム内に配置されないため、半導体製造装置または液晶製造装置が設置されるクリーンルームを小型化できる。既設のクリーンルームに適用する場合には、過弗化物分解装置の据付けのためにクリーンルーム内の半導体製造装置または液晶製造装置を移動させる必要がなくなる。又、ＰＦＣ分解装置の故障時等の緊急時にバイパス管を介して排ガスを酸性ガス除去装置に供給できるため、クリーンルーム内での半導体製造装置を停止することなく、ＰＦＣ分解装置の点検修理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な一実施例であるＰＦＣ処理装置の構成図である。
【図２】図１の湿式型ＰＦＣ分解装置の詳細構成図である。
【図３】湿式型ＰＦＣ分解装置の他の実施例の構成図である。
【図４】湿式型ＰＦＣ分解装置の他の実施例の構成図である。
【図５】本発明の他の実施例であるＰＦＣ処理装置の構成図である。
【図６】乾式型ＰＦＣ分解装置を適用した本発明の他の実施例であるＰＦＣ処理装置の構成図である。
【図７】図６のフィルタ装置の詳細構成図である。
【図８】乾式型ＰＦＣ分解装置の他の実施例の構成図である。
【図９】乾式型ＰＦＣ分解装置の他の実施例の構成図である。
【符号の説明】
１…半導体製造工場、２…クリーンルーム、３…ポリエッチャー、５…酸化膜エッチャー、７…ダクト、９，９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ，９Ｅ…ＰＦＣ分解装置、１０…前処理塔、１１…反応器、１２…加熱部、１６…反応部、１７…触媒層、２０…冷却装置、２２，４７…酸性ガス除去装置、４４，４４Ａ，４４Ｂ…ＰＦＣ処理装置、４６…工場酸性ガス処理装置、４８…ガス供給装置、５３…メタルエッチャー、５４…ケイ素除去装置、５５…水蒸発器、５７…ガス予熱器、６５，６６…フィルタ装置、６７，６７Ａ，６７Ｂ，６７Ｃ…フィルタエレメント。
【発明の属する技術分野】
本発明は、過弗化物処理装置に係り、特に、半導体製造プロセス及び液晶製造プロセス等で発生する過弗化物（ＰＦＣ）ガスを処理するのに好適な過弗化物処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＦＣガスは、半導体製造プロセス及び液晶製造プロセスにおいて、半導体及び液晶用素材のエッチングガス，エッチャーのクリーニングガス、及びＣＶＤ装置のクリーニングガスとして用いられる。しかしながら、ＰＦＣガスは温暖化係数がＣＯ2 の１万倍から数千倍と非常に大きなガスである。半導体及び液晶の製造プロセスでは、ＰＦＣガスを全量消費せずに生産効率等の観点から、２０〜
５０％を消費した後に、残りのＰＦＣガスを排ガスとしてエッチャー（または
ＣＶＤ装置）から排出している。地球温暖化の防止のため、ＰＦＣガスの外部環境への放出を防止する上で、ＰＦＣガスの分解処理が求められている。なお、代表的なＰＦＣガスとしては、ＣＦ 4 ，ＣＨＦ3 ，Ｃ2Ｆ6，Ｃ3Ｆ8 ，Ｃ4Ｆ6 ，Ｃ5Ｆ8，ＮＦ3 ，ＳＦ6 等がある。
【０００３】
外部環境へのＰＦＣガスの放出を抑制するために、特開平１１−３１９４８５号公報に記載されたように、半導体及び液晶製造業界では、ＰＦＣガスを使用するエッチャーごとにその近傍に過弗化物分解装置（ＰＦＣ分解装置という）を設置し、エッチャーから排出される排ガス中のＰＦＣガスを触媒を用いて分解処理することが知られている。このＰＦＣ分解装置は、ＰＦＣを分解する触媒を充填した反応部，反応部に供給する排ガスに含まれたケイ素成分を除去するケイ素成分除去装置，触媒で分解されたＰＦＣの分解ガスを含む排ガスを冷却する冷却室、更には冷却室から排出された排ガスに含まれた酸性ガスを除去する酸性ガス除去装置を備える。また、特開平１１−７０３２２号公報にも触媒を用いたＰＦＣ分解装置が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ケイ素成分除去装置，冷却室及び酸性ガス除去装置は水を必要とするために、個々のＰＦＣ分解装置に水供給管を接続しなければならない。各ＰＦＣ分解装置がクリーンルーム内に設置されている関係上、それらに接続される各水供給配管もクリーンルーム内に設置される。排水管も各ＰＦＣ分解装置にそれぞれ接続される。このため、クリーンルーム内のスペースの一部が各ＰＦＣ分解装置及びそれらの水供給管及び排水管によって占有されることになる。新たにクリーンルームを作成し内部に複数のエッチャー等の半導体製造装置（または液晶製造装置）を設置する場合には、複数のＰＦＣ分解装置及びそれらに対する各種ユーティリティ設備（水供給管及び排水管等）の設置スペースをクリーンルーム内に確保する必要があり、それだけクリーンルーム内のスペースを大きくしなけばならない。また、既設のクリーンルーム内にＰＦＣ分解装置を設置する場合には、ＰＦＣ分解装置及び各種ユーティリティの設置スペースを確保するためにクリーンルーム内に設置されているエッチャー等の半導体製造装置（または液晶製造装置）を移動しなければならない事態も生じる。
【０００５】
クリーンルーム内の各ＰＦＣ分解装置に対して各種のユーティリティ設備を設置しているため、それらの設備の設置に多大の時間を要することになる。
【０００６】
本発明の目的は、相対的にクリーンルームを小型化できる過弗化物処理装置及び過弗化物の処理方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成する本発明の特徴は、クリーンルーム内に設置されて過弗化物が供給される複数の半導体製造装置に接続され、かつそれらの半導体製造装置から排出された、前記過弗化物を含む排ガスが流れる排ガス管と、前記排ガス管に接続されて前記クリーンルームの外部に設置され、前記排ガス管で導かれる前記排ガスに含まれる前記過弗化物を分解する過弗化物分解装置とを備えたことにある。
【０００８】
本発明によれば、クリーンルーム内に過弗化物分解装置の設置スペースを確保する必要がなく、クリーンルームを小型化できる。特に、既設のクリーンルームに適用する場合も、クリーンルーム内に過弗化物分解装置の設置スペースを確保する必要がなく、過弗化物分解装置の据付けのためにクリーンルーム内の半導体製造装置を移動させる必要がなくなる。
【０００９】
液晶製造に適用した本発明の特徴は、クリーンルーム内に設置されて過弗化物が供給される複数の液晶製造装置に接続され、かつそれらの液晶製造装置から排出された、前記過弗化物を含む排ガスが流れる排ガス管と、前記排ガス管に接続されて前記クリーンルームの外部に設置され、前記排ガス管で導かれる前記排ガスに含まれる前記過弗化物を分解する過弗化物分解装置とを備えたことにある。この場合においても、クリーンルーム内に過弗化物分解装置の設置スペースを確保する必要がなく、クリーンルームを小型化できる。特に、既設のクリーンルームに適用する場合も、クリーンルーム内に過弗化物分解装置の設置スペースを確保する必要がなく、過弗化物分解装置の据付けのためにクリーンルーム内の液晶製造装置を移動させる必要がなくなる。
【００１０】
過弗化物分解装置は、好ましくは、触媒層が設けられて過弗化物を含む排ガスが供給され、前記過弗化物を分解する反応部と、前記反応部から排出された前記排ガスに含まれた酸性物質がＣａ塩と反応して生成される反応生成物を除去する酸性物質除去装置とを備えている。この過弗化物分解装置を用いることによって、排ガスに含まれた酸性物質は、Ｃａ塩との反応によって生成される反応生成物として除去される。このため、本過弗化物分解装置からは排水が発生しない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
本発明の好適な一実施例である過弗化物処理装置、すなわちＰＦＣ処理装置を説明する前に、半導体製造工場を含む半導体製造施設の概略構成をまず図１を用いて説明する。半導体製造施設は、半導体製造工場１，ＰＦＣ処理装置４４及び工場酸性ガス処理装置４６を備える。半導体製造工場建屋１は、クリーンルーム２を内部に有する。ポリエッチャー３，酸化膜エッチャー５及びメタルエッチャー５３等のエッチャーを含む複数の半導体製造装置が、クリーンルーム２内に設置される。クリーンルーム２内には、複数のガス供給装置４８が設置される。ガス供給装置４８は、エッチング工程及びクリーニング工程時に必要とするガス
（ＰＦＣガス等）を該当するエッチャー（ＰＦＣガスが供給される半導体製造装置）に供給する装置である。ガス供給装置４８は、例えば、必要とするガスを充填している複数のボンベ（図示せず）を密封されたボンベ収納容器（図示せず）に内蔵している。
【００１２】
工場酸性ガス処理装置４６は、酸性ガス除去装置４７，ガス収集ダクト４９及び排気ダクト５１を備える。ガス収集ダクト４９は、ボンベ収納容器内の空間と酸性ガス除去装置４７とを連絡する。半導体製造工場建屋１の外に設置される酸性ガス除去装置４７は、ブロア５０を介してガス排出ダクト５１に接続される。エッチャーによっては、ボンベより供給される酸性ガスをウエハのエッチング工程に使用している。ボンベ内に充填された酸性ガスが何らかの原因で外部に漏洩したとき、ボンベ収納容器は漏洩した酸性ガスがクリーンルーム２内に流出することを防止する。ボンベ収納容器内に充満したその漏洩酸性ガスは、ブロア５０の駆動によりガス収集ダクト４９を経て酸性ガス除去装置４７に達し、酸性ガス除去装置４７で除去される。酸性ガスが除去された残りのガスは排気ダクト５１を経て排気筒５２より外部環境に排出される。
【００１３】
ＰＦＣ処理装置４４は、ダクト７，ＰＦＣ分解装置９及びガス排気ダクト２８を備える。ＰＦＣ分解装置９は、クリーンルーム２の外であってかつ半導体製造工場建屋１の外で半導体製造工場の敷地内に建設された小屋（図示せず）内（または屋外）に設置される。ダクト７は、クリーンルーム２内に設置されたポリエッチャー３，酸化膜エッチャー５及びメタルエッチャー５３にそれぞれ接続され、ＰＦＣ分解装置９にも接続される。酸性ガス除去装置４がポリエッチャー３との接続部付近におけるダクト７に設置される。酸性ガス除去装置４はメタルエッチャー５３との接続部付近におけるダクト７にも設置される。一酸化炭素除去装置６が酸化膜エッチャー５との接続部付近におけるダクト７に設置される。排気ダクト２８は、ブロア２５を介してＰＦＣ分解装置９に接続され、排気筒５２にも接続される。
【００１４】
ＰＦＣ分解装置９の詳細構成を図２に基づいて説明する。ＰＦＣ分解装置９は、前処理塔１０，反応器１１，冷却装置２０及び酸性ガス除去装置２２を備える。前処理塔１０は、固形分除去装置５４、及び固形分除去装置５４の下部に設けられた中和タンク６１を有する。スプレー６２，６３が固形分除去装置５４内に設置される。反応器１１は、加熱部１２及び反応部１６を有する。加熱部１２は、加熱装置（例えば、電気ヒーター）１３を備え、加熱装置１３の内側にガス通路となる空間１４を形成する。反応部１６は、加熱装置(例えば、電気ヒーター)１８、及び加熱装置１８の内側に配置された触媒層１７を有する。反応部１６において、ガス通路となる空間１９が加熱装置１８の内側で触媒層１７より上方に形成される。空間１４の上部と空間１９の上部は、ダクト１５によって連絡される。冷却装置２０は内部にスプレー２１を備える。酸性ガス除去装置２２も内部にスプレー２３，２４を備える。
【００１５】
ダクト７は三方弁８を介して固形分除去装置５４に接続される。三方弁８の１つの排出口は、配管６０によって、酸性ガス除去装置４７の上流側でガス収集ダクト４９に接続される。三方弁８は、排ガスの固形分除去装置５４への供給及び配管６０への供給を切り替える排ガス流路切替装置である。配管６０はＰＦＣ分解装置９に対するバイパス管である。配管２６は固形分除去装置５４と加熱部１２内の空間１４とを連絡する。反応部１６内で触媒層１７の下方に形成される空間は配管２７によって冷却装置２０に連絡される。冷却装置２０内の上部空間は酸性ガス除去装置２２に連絡される。排気ダクト２８はブロア２５より上流側で酸性ガス除去装置２２に接続される。ポンプ２９が設けられた排水管３０が冷却装置２０の底部に接続される。ポンプ２９の下流側で排水管３０に接続された配管３１はスプレー２４に接続される。配管３２は配管３１とスプレー２１を接続する。ポンプ３６が設けられた排水管３７が中和タンク６１の底部に接続される。ポンプ３６の下流側で排水管３７に接続された配管３８はスプレー６３に接続される。水供給管３３がスプレー２３に接続される。水供給管３４は水供給管３３とスプレー１２を接続する。水供給管３５は加熱部１２内の空間１４に連絡される。アルカリタンク３９は、ポンプ４２が設けられた配管４３によって中和タンク６１に接続され、ポンプ４０が設けられた配管４１によって冷却装置２０に接続される。
【００１６】
ポリエッチャー３には、Ｃｌ2 ，ＨＢｒ，ＣＦ4 （場合によってはＣＨＦ3 ，Ｃ5Ｆ8，Ｃ2Ｆ6等）等が該当するガス供給装置４８より供給される。酸化膜エッチャー５には、ＣＯ，ＣＦ4 （場合によってはＣＨＦ3，Ｃ5Ｆ8，Ｃ2Ｆ6，ＳＦ6等）等が該当するガス供給装置４８より供給される。メタルエッチャー５３には、Ｃｌ2 ，ＢＣｌ3 ，ＣＦ4 （場合によってはＣＨＦ3 ，Ｃ5Ｆ8 ，Ｃ2Ｆ6等）等が該当するガス供給装置４８より供給される。上記したそれぞれのガスは、該当するガス供給装置４８において種類ごとに別々のボンベに充填されている。それぞれのエッチャーに供給された各種ガスの一部はウエハに対するエッチング工程で消費されるが、残りのガスはそれぞれのエッチャーから排ガスとして排出される。それぞれのエッチャー内では、消費されたＰＦＣ(ＣＦ4）の分解により酸性ガスであるＨＦが生成される。また、排ガスは、上記のＨＦ以外に、エッチングによって削られたウエハの素材とＰＦＣガスとの反応によって生成された副次生成物（ＳｉＦ4，ＷＦ6等）、及び固形分（ＳｉＯ2，ＷＯ3等）を含んでいる。
【００１７】
ポリエッチャー３から排出された排ガスは、有害な酸性ガス（Ｃｌ2 ）が酸性ガス除去装置４で除去された後、ダクト７を経て固形分除去装置５４に導かれる。酸化膜エッチャー５から排出された排ガスは、有害ガス（ＣＯ）が一酸化炭素除去装置６で除去された後、ダクト７を経て固形分除去装置５４に導かれる。メタルエッチャー５３から排出された排ガスは、有害な酸性ガス(Ｃｌ2，ＢＣｌ3)が酸性ガス除去装置４で除去された後、ダクト７を経て固形分除去装置５４に導かれる。ＰＦＣ分解装置９が正常に機能する場合には、三方弁８は、各エッチャーから排出された排ガスがＰＦＣ分解装置９に流入できるようにエッチャーとＰＦＣ分解装置９とを連絡している。このため、排ガスはダクト７から配管６０に流入できない。有害ガスが使用されないエッチャーから排出された排ガスは、そのエッチャーから、直接、ダクト７に排出される。
【００１８】
水供給管３４から供給された水がスプレー６２から固形分除去装置５４内に連続的にスプレーされる。固形分除去装置５４に供給される排ガスは、PFC(CF4）と共に、エッチング工程で発生したＳｉＦ4 及びＷＦ6 等の水との反応により固形分を生成する不純物、及びＳｉＯ2 及びＷＯ3 等の固形分である不純物を含んでいる。排ガスに含まれたＳｉＦ4 は（１）式の反応によりＳｉＯ2 とＨＦに分解される。生成されたＳｉＯ2 は、固体の微粒子であるので、生成と同時にスプ
ＳｉＦ4 ＋２Ｈ2Ｏ ⇒ ＳｉＯ2 ＋４ＨＦ …（１）
レーされた水により排ガスから除去される。エッチャーからの排出時に排ガスに含まれている固形分(ＳｉＯ ，ＷＯ3等)も併せて除去される。ＨＦも、水への溶解度が大きいので、同様に排ガスから除去できる。ＳｉＯ2 を含み除去された
ＨＦが溶解する水は中和タンク６１内に落下する。排ガスに含まれたＷＦ6 も水と反応し、（２）式のようにＷＯ3（酸化タングステン）とＨＦを生成する。
【００１９】
ＷＦ6＋３Ｈ2Ｏ ⇒ＷＯ3＋６ＨＦ …（２）
ＷＯ3 は、固体の微粒子であり、スプレーされた水により排ガスから除去されて水と共に中和タンク６１内に落下する。排ガスに含まれているケイ素成分及びタングステン成分は、水槽内の水中にその排ガスをバブリングしても除去することができる。
【００２０】
固形分除去装置５４は、前述したように、供給される排ガスに含まれている固形分（ＳｉＯ2，ＷＯ3等）だけでなく、水との反応で固形分を生成する酸性ガス（ＳｉＦ4及びＷＦ6等）も除去される。固形分除去装置５４は、その固形分を精製する酸性ガスを除去する際に、水との反応で生成された固形分（ＳｉＯ2 ，ＷＯ3 等）も除去する。反応器１１の前段で、固形分除去装置５４内でそれらの酸性ガスを水と反応させて除去しているため、反応器１１内で、それらの酸性ガス（ＳｉＦ4及びＷＦ6等）と空間１４に供給される反応水とが反応して固形分（ＳｉＯ2，ＷＯ3等）が生成されることを回避できる。このため、反応器１１内で固形分（ＳｉＯ2，ＷＯ3等）が生成されることによる問題点、すなわち▲１▼固形分が触媒に形成されたポーラスを塞ぐ、及び▲２▼固形分が触媒間に形成される間隙を閉塞する、という問題点を解消できる。これにより、排ガスと接触する触媒の表面積が増大するため、ＰＦＣの分解効率が向上する。
【００２１】
アルカリタンク３９内のアルカリ水溶液（例えば水酸化ナトリウム水溶液）がポンプ４２の駆動により配管４３を通って中和タンク６１内に供給される。アルカリ水溶液は、中和タンク６１内の水に含まれたＨＦ等の酸性物質を中和させる。中和タンク６１内で中和された水は、ポンプ３６の駆動により排水として排水管３７に排出される。その排水の一部は配管３８を経由してスプレー６３より固形分除去装置５４内にスプレーされる。残りの排水は、配水管３７より後述の廃水処理設備に排出される。スプレー６３からスプレーされる排水中の水によっても（１）式及び（２）式の反応が生じるため、スプレー６２からスプレーされる新しい水の使用量を低減できる。このため、排水管３７を通して排出される排水の量が減少する。スプレー６２，６３からスプレーされた水は、固形分除去装置５４内に供給される排ガス中に残留している酸性ガスを吸収し、排ガス中から酸性ガスを除去する。
【００２２】
固形分除去装置５４から排出された排ガスは、配管２６を経て反応器１１内、具体的には加熱部１２の空間１４内に導かれる。水供給管３５によって導かれる水（反応水）が空間１４内の排ガスに添加される。この水の代わりに水蒸気を排ガスに添加してもよい。空間１４内の排ガス及び添加された水は加熱装置１３によって加熱され、その水は水蒸気となる。加熱部１２で加熱された排ガスは、ダクト１５を通って反応部１６内の空間１９に供給される。排ガスは、空間１９内で加熱装置１８によって更に６５０〜７５０℃の範囲に加熱される。加熱された排ガスは触媒層１７内に流入する。触媒層１７は、アルミナ系（Ａｌ2Ｏ3）の触媒、すなわちＡｌ2Ｏ3が８０％、ＮｉＯ2 が２０％の組成を有する触媒が充填されている。具体的には、そのアルミナ系触媒は交換可能なカートリッジタイプを構成して反応部１６内に設置される。排ガスに含まれたＣＦ4 は、触媒の作用により（３）式のように反応水との反応が促進され、ＨＦとＣＯ2 に分解される。
【００２３】
ＣＦ4 ＋２Ｈ2Ｏ ⇒ ＣＯ2 ＋４ＨＦ …（３）
１モルのＣＦ4 が分解されると、４倍量である４モルのフッ酸（ＨＦ）が発生する。なお、排ガスに含まれているＰＦＣがＣ2Ｆ6の場合には、（４）式のような
Ｃ2Ｆ6＋３Ｈ2Ｏ＋(１／２)Ｏ2 ⇒ ２ＣＯ2 ＋６ＨＦ …（４）
反応が生じて、Ｃ2Ｆ6はＣＯ2 とＨＦに分解する。（４）式の反応に用いられる酸素は、空気供給管（図示せず）によって空気として空間１４内に供給される。この空気は、空間１４，１９内で加熱されて触媒層１７に供給される。また、ＰＦＣとしてＳＦ6が使用される場合には、（５）式のような反応が生じて、ＳＦ6はＳＯ3とＨＦに分解する。１モルのＳＦ6が分解されると、１モルのＳＯ3
ＳＦ6＋３Ｈ2Ｏ ⇒ ＳＯ3＋６ＨＦ …（５）
と６倍量である６モルのＨＦが発生する。
【００２４】
水供給管３３で導かれる水はスプレー２３より酸性ガス除去装置２２内にスプレーされる。この水は酸性ガス除去装置２２より冷却装置２０内に集められる。冷却装置２０内の水はポンプ２９の駆動によって排水管３０に排出される。この水の一部は、配管３２よりスプレー２１に、配管３１によりスプレー２４に供給され、それぞれからスプレーされる。
【００２５】
触媒層１７から排出された、分解ガスであるＣＯ2 及びＨＦを含む高温の排ガスは、冷却装置２０内に導入される。この高温の排ガスは、冷却装置２０内でスプレー２１から連続的にスプレーされる水によって１００℃以下に冷却される。ＣＦ4 の分解によって生じたＨＦの一部はスプレーされた水に溶解して除去される。排ガスの冷却は、水槽内の水中に排ガスをバブリングして行ってもよい。温度が低下した排ガスは酸性ガス除去装置２２に導入される。排ガスは、酸性ガス除去装置２２内でスプレー２３，２４からスプレーされた水と接触する。これによって、排ガスに含まれているＨＦ等の酸性ガス（ＰＦＣの分解によって生成）は、その水に溶解するため、排ガスから除去される。排ガスと水との接触効率を高め酸性ガスの除去効率を向上させるため、酸性ガス除去装置２２内にはプラスチック製のラヒシリングが充填されている。ＨＦが酸性ガス除去装置２２によって数％から１ppm 以下まで低減される。無害化された排ガスは、駆動しているブロア２５，排気ダクト２８及び排気筒５２を介して外部環境に排出される。また、酸性ガスを吸収した水は酸性ガス除去装置２２より冷却装置２０内に排出される。
【００２６】
冷却装置２０及び酸性ガス除去装置２２を含めたシステム全体の内部はブロア２５によって負圧に維持され、排ガス中に含まれるＨＦ等が系外に漏洩するのを防止している。なお、酸性ガス除去装置２２もバブリング方式が可能である。ただし、スプレー方式ないしは充填塔方式の方が圧力損失が少なく、排気用のブロアを小さくできる。
【００２７】
アルカリタンク３９内のアルカリ水溶液がポンプ４０の駆動により配管４１を通って冷却装置２０内に供給される。アルカリ水溶液は、冷却装置２０内で、酸性ガス除去装置２２から排出された水、及びスプレー２１からスプレーされた水にそれぞれ含まれたＨＦ等の酸性物質を中和させる。冷却装置２０内で中和された水は、ポンプ２９の駆動により排水管３０を通って排水処理設備（図示せず）に排出される。排水処理設備は、排水管３０，３７により供給された排水に含まれるフッ素（弗化物として含まれるフッ素も含む）を除去し、フッ素が除去された排水を外部に排出する。
【００２８】
本実施例は、クリーンルーム内に設置されている、ＰＦＣガスが供給される半導体製造装置（エッチャー，化学的蒸着装置（ＣＶＤ装置））の全てが、ダクト７を介してＰＦＣ分解装置９に接続されている。このため、それらの全てから排出されるＰＦＣガスを一基のＰＦＣ分解装置９で集中して処理することができる。本実施例は、従来のようにクリーンルーム内に設置された複数のＰＦＣ分解装置に、それぞれ、水供給管，排水管及び電気配線を接続する必要がなく、一基のＰＦＣ分解装置９に水供給管，排水管及び電気配線を接続すればよい。このため、水供給管，排水管及び電気配線の据付けに要する時間を短縮でき、それらの据付作業も容易になる。
【００２９】
本実施例では、ＰＦＣ分解装置９がクリーンルーム２の外に設置されている。このため、クリーンルームを新たに設置する場合において、本実施例は、ＰＦＣ分解装置９、及びＰＦＣ分解装置９に接続される水供給管及び排水管の設置スペースをクリーンルーム２内に確保する必要がなく、それだけクリーンルーム２を小型化できる。併せて、クリーンルーム２の内部のちりを除去する清浄化装置、及びクリーンルーム２に対する空調設備の各容量を小さくすることができる。また、ＰＦＣ分解装置９、及びＰＦＣ分解装置９に接続される水配管及び排水管がクリーンルーム２内に配置されないため、クリーンルーム２の小型化及び半導体製造装置の配置変更が容易に行える。
【００３０】
既設のクリーンルーム内に設置された複数のエッチャーから排出されるＰＦＣガスを処理のためにＰＦＣ分解装置を新たに設置する場合は、本実施例のようにＰＦＣ分解装置９をクリーンルーム２外に設置することによって、製造する製品の変更等に伴うクリーンルーム内のエッチャー等の半導体製造装置の移動及びその半導体製造装置の取替えが容易になる。すなわち、本実施例は、フレキシブルな製造ラインの変更，組替えにより、柔軟性の高い半導体製造工場とすることができる。半導体製造装置を移動する時間も不要または著しく短縮できる。また、本実施例は、既設のクリーンルーム２でも、クリーンルーム２内にダクト７を設置するだけで半導体製造装置を移動させることなく、ＰＦＣ分解装置９を導入することができる。このため、ＰＦＣ分解装置９の導入に際しては、そのクリーンルーム２内の半導体製造ラインによる半導体製造の停止期間を短縮できる。
【００３１】
本実施例は、反応器１１がそれぞれ加熱装置を備える加熱部１２及び反応部１６に分かれ、加熱部１２及び反応部１６が小屋内の床に設置されている。これは、クリーンルーム２内に設置されてＰＦＣガスが供給される全半導体製造装置から排出されるＰＦＣガスを集中的に処理する関係上、反応器１１の高さ（加熱部１２及び反応部１６のそれぞれの高さの合計が約５ｍと著しく高くなって車での搬送が困難になるために、反応器１１を加熱部１２及び反応部１６の２つに分割しているのである。
【００３２】
本実施例は、増設するエッチャーのガス排出部とダクト７とをクリーンルーム内で接続すればよく、クリーンルーム２内におけるエッチャーの増設が簡単に行える。増設されたエッチャーから排出されるＰＦＣガスは、クリーンルーム２外に設置されたＰＦＣ分解装置９によって処理できる。また、本実施例は、エッチャーの出口付近に設置された酸性ガス除去装置４(または一酸化炭素除去装置６)によってエッチャーから排出される酸性ガス（または一酸化炭素）を除去しているため、クリーンルーム２内でダクト７に損傷が生じた場合でも、クリーンルーム２内の作業環境を害することを防止できる。ダクト７の信頼性を向上させることによって、これらの有害ガス（一酸化炭素，塩素等）の処理する有害ガス処理設備をクリーンルーム２の外でＰＦＣ分解装置９の上流側に設置し、それらの有害ガスを集中して処理することも可能である。
【００３３】
本実施例では、中和タンク１１及び冷却装置２０内にアルカリ水溶液を供給することによって排ガスから分離されて水に溶け込んでいるＨＦ等の酸性物質を中和しているため、中和タンク１１及び冷却装置２０から排出される中和処理を行ったそれぞれの排水は、排ガスに含まれたＨＦ等の酸性ガスの吸収能力(溶解度)が向上する。これらの排水の一部は、該当するスプレー６３及び２４からスプレーする水に再利用でき、排ガスに含まれた酸性ガスの除去効率を高めることができる。
【００３４】
クリーンルーム２内の全てのエッチャーから排出されるＰＦＣガスを集中的に処理するＰＦＣ分解装置９が故障等によりＰＦＣガスの処理を停止した場合、そのクリーンルーム２内での半導体の製造が全て停止してしまう。本実施例では、ＰＦＣ分解装置９が停止する緊急事態において、三方弁８を回転させて三方弁８よりも上流側のダクト７と配管６０とを連絡する。各エッチャーから排出された排ガスは、ブロア５０の駆動によって、一時的に、ＰＦＣ分解装置９に導入されないで配管６０及びガス収集ダクト４９を経て酸性ガス除去装置４７に導かれる。その排ガス中に残留している酸性ガスは、酸性ガス除去装置４７で除去される。一般に、酸性ガス除去装置４７で処理できるガス容量は、ダクト７によってＰＦＣ分解装置９に供給される排ガス容量の約１０〜５０倍となっている。このため、ＰＦＣ分解装置９に供給される排ガスに残留している酸性ガスを酸性ガス除去装置４７で除去することは可能である。酸性ガスが除去された排ガスが排気筒５２から外部環境に排出される。配管６０を通して酸性ガス除去装置４７に排ガスを導いている間に、故障したＰＦＣ分解装置９の点検修理を行う。修理が完了した後、三方弁８を回転させて排ガスをＰＦＣ分解装置９に供給する。このように、本実施例は、ＰＦＣ分解装置９の故障時等の緊急時に配管６０を介して排ガスを酸性ガス除去装置４７に供給できるため、クリーンルーム２内での半導体製造を停止することなく、ＰＦＣ分解装置９の点検修理が可能になる。ＰＦＣ分解装置９の点検修理に要する期間は約１〜２日であるため、分解されないで外部環境に放出されるＰＦＣガスの量は、本実施例においてＰＦＣ分解装置９で年間に処理されるＰＦＣガス量に対して著しく小さな割合である。
【００３５】
本実施例は、クリーンルーム２内に設置されたＣＶＤ装置から排出されるPFCガスをＰＦＣ分解装置９で処理することも可能である。
【００３６】
クリーンルーム２内を清浄に保つ清浄化装置及びクリーンルーム２の空調設備を設置する機械室が、機械室半導体製造工場１内、または半導体製造工場に付属する建屋内に設けられている場合には、ＰＦＣ分解装置９をその機械室内に設置してもよい。反応器１１が加熱部１２及び反応部１６に分割されているＰＦＣ分解装置９は、機械室の天井を高くする改造を行う必要がなく、機械室内に簡単に設置できる。
【００３７】
三方弁８及び配管６０を設置しないで、ＰＦＣ分解装置９をダクト７に並列に設置し、これらのＰＦＣ分解装置９を切り替えて運転できるようにしてもよい。これにより、一方のＰＦＣ分解装置９が故障しても他方のＰＦＣ分解装置９で排ガスの処理（残留酸性ガスの除去及びＰＦＣの分解処理）を行うことができる。また、故障したＰＦＣ分解装置９の点検修理も半導体を製造しながら行うことができる。
【００３８】
ＰＦＣ分解装置の他の実施例を、図３を用いて説明する。本実施例のＰＦＣ分解装置９Ａは、ＰＦＣ分解装置９の配管２７に水蒸発器５５を設置し、水供給管３５が水蒸発器５５に接続され、更に水蒸気供給管５６が水蒸発器５５と加熱部１２の空間１４とを連絡する構成を有する。ＰＦＣ分解装置９Ａの他の構成はＰＦＣ分解装置９と同じである。水蒸発器５５内において、配管２７で供給される高温の排ガスは伝熱管（図示せず）内を流れ、水供給管３５で供給される水（反応水）はシェル側を流れる。水は水蒸発器５５内で排ガスによって加熱され水蒸気となる。発生した水蒸気は水蒸気供給管５６を通って空間１４内に供給されて排ガスに添加される。
【００３９】
ＰＦＣ分解装置９ＡはＰＦＣ分解装置９と同じ機能を発揮し同じ作用効果を得ることができる。ＰＦＣ分解装置９Ａは反応部１６から排出された排ガスの熱で反応水を水蒸気にしているため、ＰＦＣ分解装置９Ａの加熱部１２において排ガスの加熱のために加える熱エネルギーを低減できる。これは、ＰＦＣ分解装置９の加熱部１２で反応水を水蒸気化するためのエネルギーが不要になるためである。
【００４０】
図１に示すＰＦＣ処理装置４４において、ＰＦＣ分解装置９の替りにＰＦＣ分解装置９Ａを用いた場合でも、実施例１のＰＦＣ処理装置４４で生じる効果を得ることができる。
【００４１】
ＰＦＣ分解装置の他の実施例を図４を用いて説明する。本実施例のＰＦＣ分解装置９Ｂは、ＰＦＣ分解装置９の配管２６にガス予熱器５７を設置し、配管２６がガス予熱器５７を介して加熱部１２の空間１４に接続される構成を有する。
ＰＦＣ分解装置９Ｂの他の構成はＰＦＣ分解装置９と同じである。触媒層１７から排出されて配管２７により供給される高温の排ガスはガス予熱器５７内に設けられた伝熱管（図示せず）内を流れ、配管２６で供給される排ガスはガス予熱器５７内のシェル側を流れる。配管２６で供給される排ガスは、配管２７で供給された高温の排ガスによって加熱されて温度が上昇した状態で空間１４内に導かれる。ガス予熱器５７内に設けられた伝熱管内を流れる高温の排ガスは、冷却装置２０内に導かれて前述のように冷却される。
【００４２】
ＰＦＣ分解装置９ＢはＰＦＣ分解装置９と同じ機能を発揮し同じ作用効果を得ることができる。ＰＦＣ分解装置９Ｂは反応部１６から排出された排ガスの熱で加熱部１２に供給される排ガスを加熱しているため、ＰＦＣ分解装置９Ｂの加熱部１２において排ガスの加熱のために加える熱エネルギーを低減できる。
【００４３】
図１に示すＰＦＣ処理装置４４において、ＰＦＣ分解装置９の替りにＰＦＣ分解装置９Ｂを用いた場合でも、実施例１のＰＦＣ処理装置４４で生じる効果を得ることができる。
【００４４】
（実施例２）
本発明の他の実施例であるＰＦＣ処理装置を、図５を用いて説明する。本実施例のＰＦＣ処理装置４４Ａは、図１に示すＰＦＣ処理装置４４において排気ダクト２８を酸性ガス除去装置４７に接続した構成を有する。ＰＦＣ処理装置４４Ａの他の構成はＰＦＣ処理装置４４と同じである。本実施例では、ＰＦＣ分解装置９の酸性ガス除去装置２２から排出された排ガスが排気ダクト２８を経て酸性ガス除去装置４７に供給される。このため、酸性ガス除去装置２２における酸性ガス除去機能が低下した場合には、反応部１６内でＰＦＣの分解によって生成される酸性ガスは酸性ガス除去装置４７で除去することができる。このように、酸性ガス除去装置４７を酸性ガス除去装置２２のバックアップとして用いることができる。本実施例のＰＦＣ処理装置４４Ａは前述のＰＦＣ処理装置４４で生じる効果も得ることができる。
【００４５】
本実施例のＰＦＣ処理装置４４Ａにおいて、ＰＦＣ分解装置９の酸性ガス除去装置２２を削除し、反応部１６内でＰＦＣの分解によって生成される酸性ガスを、酸性ガス除去装置２２ではなく、酸性ガス除去装置４７で除去してもよい。この場合には、酸性ガス除去装置４７は、半導体が製造されている間、連続的に運転される。ＰＦＣ処理装置４４Ａにおいて、ＰＦＣ分解装置９を前述したＰＦＣ分解装置９Ａ及びＰＦＣ分解装置９Ｂのいずれかと交換することも可能である。
【００４６】
（実施例３）
本発明の他の実施例であるＰＦＣ処理装置を、以下に説明する。本実施例のＰＦＣ処理装置４４Ｂは、図１に示すＰＦＣ処理装置４４においてＰＦＣ分解装置９を図６に示すＰＦＣ分解装置９Ｃに替えた構成を有する。ＰＦＣ処理装置４４Ｂの他の構成はＰＦＣ処理装置４４と同じである。ＰＦＣ処理装置４４Ｂに用いられるＰＦＣ分解装置９Ｃの構成を説明する。ＰＦＣ分解装置９が排水が発生する湿式型ＰＦＣ分解装置であるのに対して、本実施例に用いられるＰＦＣ分解装置９Ｃは排水が発生しない乾式型ＰＦＣ分解装置である。
【００４７】
ＰＦＣ分解装置９Ｃは、反応器１１，フィルタ装置６５，６６及び粉体サイロ８１を備える。ダクト７は、フィルタ装置６５の下部空間６８に連絡される。加熱部１２に連絡される配管２６は、フィルタ装置６５の上部空間６９に連絡される。フィルタ装置６６の下部空間６８には配管２７が連絡される。排気ダクト２８はフィルタ装置６６の上部空間６９に連絡される。粉体サイロ８１は、配管８２によって三方弁８の下流側の位置でダクト７に、配管８３によって配管２７にそれぞれ接続される。
【００４８】
フィルタ装置６５，６６の構成を図７により説明する。フィルタ装置６５，６６は、容器８０内に管状の複数のフィルタエレメント６７Ａ，６７Ｂ，６７Ｃ等を設置している。各フィルタエレメントは外表面に巻き付けられたろ布（図示せず）を有する。各フィルタエレメントによって容器８０内の空間が下部空間６８と上部空間６９とに分離される。弁７１Ａを設けた空気供給管７０Ａが上方よりフィルタエレメント６７Ａ内に挿入されている。同様に、弁７１Ｂを設けた空気供給管７０Ｂが上方よりフィルタエレメント６７Ｂ内に、弁７１Ｃを設けた空気供給管７０Ｃが上方よりフィルタエレメント６７Ｃ内に、それぞれ挿入される。固形分貯留槽７２は弁７７Ａを介してフィルタ装置６５の容器８０の底部に接続される。スクリューコンベア７４が固形分貯留槽７２の下方に配置される。固形分貯留槽７３は弁７７Ｂを介してフィルタ装置６６の容器８０の底部に接続される。スクリューコンベア７５が固形分貯留槽７３の下方に配置される。
【００４９】
ダクト７で導かれる排ガスは、実施例１で述べたように、ＰＦＣ(ＣＦ4）と共に、エッチング工程で発生したＳｉＦ4 及びＷＦ6 等の水との反応により固形分を生成する不純物、及びＳｉＯ2 及びＷＯ3 等の固形分である不純物を含んでいる。この排ガスは、フィルタ装置６５の下部空間６８内に供給される。粉体サイロ８１内に充填されているＣａ塩の粉末、具体的には水酸化カルシウム
〔Ｃａ(ＯＨ)2〕の粉末が、バルブ(図示せず）を開くことによって配管８２を通ってダクト７内に供給される。Ｃａ(ＯＨ)2 の粉末は、排ガスに混合されてフィルタ装置６５の下部空間６８内に流入する。排ガスに含まれるＳｉＦ4及びＷＦ6は、Ｃａ(ＯＨ)2と（６）式及び（７）式に示す中和反応が生じ、ＣａＦ2 ，ＳｉＯ2 及びＷＯ3 を生成する。更に、その排ガスに含まれたＨＦは、
３Ｃａ（ＯＨ）2＋ＳｉＦ4 ⇒ ２ＣａＦ2＋ＳｉＯ2＋２Ｈ2Ｏ …（６）
３Ｃａ（ＯＨ）2＋ＷＦ6 ⇒ ３ＣａＦ2＋ＷＯ3＋３Ｈ2Ｏ …（７）
Ｃａ(ＯＨ)2 と後述の（８）式の反応を生じフッ化カルシウム(ＣａＦ2）を生成する。排ガスに含まれたＳｉＯ2及びＷＯ3等の固形分、未反応のＣａ(ＯＨ)2、及び（６）式，（７）式及び（８）式の反応で生成されたＣａＦ2 ，ＳｉＯ2 及びＷＯ3 がフィルタ装置６５の各フィルタエレメント６７に設置されたろ布によってトラップされ、排ガスから除去される。フィルタエレメント６７を通過したＣＨ4 を含む排ガスは上部空間６９及び配管２６を経て反応器１１内の空間１４，１９に流入する。ＣＨ4は触媒層１７で実施例１で述べたように分解される。反応器１１に供給される排ガスは、ＨＦ，ＳｉＦ4 ，ＷＦ6 ，ＳｉＯ2 ，ＷＯ3 を含んでいない。
【００５０】
触媒層１７でＣＨ4 の分解によって生成された酸性ガス（ＨＦ）はフィルタ装置６６の空間６８内に導かれる。粉体サイロ８１内のＣａ(ＯＨ)2 の粉末が、バルブ（図示せず）を開くことによって配管８３により配管２７内に供給され、排ガスに混入される。Ｃａ(ＯＨ)2 も空間６８内に導かれる。ＨＦは粉末状のＣａ(ＯＨ)2 と（８）式の中和反応が生じ、ＣａＦ2 を生成する。このＣａＦ2
Ｃａ(ＯＨ)2＋２ＨＦ ⇒ ＣａＦ2＋２Ｈ2Ｏ …（８）
及び未反応のＣａ(ＯＨ)2 はフィルタ装置６６内のろ布に捕捉される。未反応のＨＦは、ろ布の表面に捕捉されて形成されたＣａＦ2及び未反応のＣａ(ＯＨ)2の層を通過する間にそのＣａ(ＯＨ)2と反応して固定化される。ＨＦとＣａ(ＯＨ)2との化学反応は、温度が高いほど促進される。触媒層１７から排出された排ガスは温度が高いため、その化学反応が促進される。フィルタ装置６６のフィルタエレメント６７の上流側、すなわち下部空間６８内に配管７６より冷却空気が供給される。この冷却空気によって下部空間６８内の排ガスが冷却され、その排ガスの温度が約２００℃以上３００℃未満に調整される。これは、ろ布の耐熱温度が３００℃であるためである。冷却空気の供給位置は、配管２７と配管８３の接合点よりも下流側が好ましい。これは、より高温状態でＨＦとＣａ(ＯＨ)2 粉末とを混合接触させることにより、効率よく中和反応を進めるためである。ブロワ２５が駆動しているため、排ガスはフィルタ装置６６から排気ダクト２８に排出される。排気ダクト２８に排出される排ガスは、酸性ガスを含んでいない。排気ダクト２８内の排ガスは、配管８４から排気ダクト２８内に供給される冷却空気によって冷却され、温度が５０℃に低下する。温度が５０℃に低下するが空気が供給されるため、（８）式の反応によって生成されるＨ2Ｏ が凝縮して液体に変ることはない。
【００５１】
フィルタ装置６５，６６において、それぞれ上部空間６９と下部空間６８の差圧が差圧計（図示せず）にて検出される。その差圧が設定値に達したフィルタ装置、例えばフィルタ装置６６において、フィルタエレメントの逆洗が実施される。すなわち、まず、弁７１Ａを開く。空気供給管７０Ａから供給される逆洗用空気は、フィルタエレメント６７Ａの内側に排出されてろ布を通り、下部空間６８に排出される。この逆洗用空気の流れによってろ布の外表面に付着している固形分（フッ化カルシウム、未反応のＣａ(ＯＨ)2 等）が塊となって容器８０の底部に落下する。フィルタエレメント６７Ａの逆洗が終了した後、弁７１Ｂが開き空気供給管７０Ｂからフィルタエレメント６７Ｂ内に空気を供給してフィルタエレメント６７Ｂの逆線を行う。次に、空気供給管７０Ｂから供給される空気によってフィルタエレメント６７Ｃの逆洗が行われる。容器８０の底部に蓄積された固形分７９は、弁７７Ｂを開くことによって固形分貯留槽７３内に排出される。更に、開いた弁７８Ｂを通して落下した固形分７９はスクリューコンベア７５によって固形分収集サイロ（図示せず）に移送されて貯蔵される。フィルタ装置６５の各フィルタエレメントの逆洗も同様に行われ、容器８０内の固形分７９は弁７７Ａを開いたとき固形分貯留槽７２内に排出される。その固形分も弁７８Ａを通して落下してスクリューコンベア７４によって上記の固形分収集サイロに移送される。固形分収集サイロ内の固形分７９はセメントの原料として再利用される。
【００５２】
Ｃａ塩としてはＣａ(ＯＨ)2の替りに炭酸カルシウム〔ＣａＣＯ3〕または酸化カルシウム(ＣａＯ)の粉末を用いてもよい。酸性ガス等との反応性は、ＣaＣＯ3よりもＣａ(ＯＨ)2 の方が高いためＣａ(ＯＨ)2 を用いることが望ましい。酸性ガス等との反応は表面で起きるので、Ｃａ塩は表面積を増加させるために粉末が好ましい。ＣａＣＯ3 をダクト７内の排ガスに添加した場合、ＳｉＦ4及びＷＦ6と（９）及び（１０）式の中和反応が生じる。ＣａＯをダクト７内の排ガスに添
３ＣａＣＯ3＋ＳｉＦ4 ⇒ ２ＣａＦ2＋ＳｉＯ2＋２ＣＯ2 …（９）
３ＣａＣＯ3＋ＷＦ6 ⇒ ３ＣａＦ2＋ＷＯ3＋３ＣＯ2 …（１０）
加した場合、ＳｉＦ4及びＷＦ6と（１１）及び（１２）式の中和反応が生じる。
３ＣａＯ＋ＳｉＦ4 ⇒ ２ＣａＦ2＋ＳｉＯ2 …（１１）
３ＣａＯ＋ＷＦ6 ⇒ ３ＣａＦ2＋ＷＯ3 …（１２）
それらの各反応によって生成されたＣａＦ2 ，ＳｉＯ2 及びＷＯ3 等がフィルタ装置６５のろ布で除去される。
【００５３】
ＣａＣＯ3 を配管２７内の排ガスに添加した場合、ＨＦと（１３）式の中和反
ＣａＣＯ3＋２ＨＦ ⇒ ＣａＦ2＋Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2 …（１３）
応が生じる。ＣａＯを配管２７内の排ガスに添加した場合、ＨＦと（１４）式の
ＣａＯ＋２ＨＦ ⇒ ＣａＦ2＋Ｈ2Ｏ …（１４）
中和反応が生じる。それらの各反応によって生成されたＣａＦ2 等がフィルタ装置６６のろ布で除去される。
【００５４】
湿式型ＰＦＣ分解装置を用いている実施例１及び２は、排水処理設備において、排水管３０，３７にて導かれた排水に含まれているフッ素を除去する必要がある。このため、排水処理設備では以下の処理が行われる。すなわち、排水内にＣａ塩（ＣａＣＯ3 またはＣａ(ＯＨ)2 ）を添加して撹拌する。排水に含まれているＨＦとＣａ塩との反応によって生成されたフッ化カルシウム、及び未反応のＣａ塩等の固形分は沈降分離される。更に、排水に凝集剤を添加して微細粒径のそれらの固形分を凝集させて分離する。分離されたフッ化カルシウム等の固形分は、脱水，乾燥されて、セメントの原料として利用する。排ガス中の固形分，酸性ガスの除去に水を用いている実施例１及び２は、排水に含まれたフッ素の除去に上記した複雑な処理を行う必要があり、かつ多量の排水が発生する。排水処理設備からの排水は、多量のカルシウムイオンが含まれており、工業用水として排出される。実施例１及び２は、前述したように種々の効果を得ることができるが、フッ素除去の複雑な処理を行う排水処理設備を必要とする。
【００５５】
これに対して、本実施例は、Ｃａ塩を排ガス中に添加するため、排水を発生させずに排ガス中のフッ素を再利用可能な固形分として回収することができる。当然のことながら、本実施例は排水処理設備が不要となる。水使用量が極めて少ない本実施例のＰＦＣ処理装置の設置により、水資源の乏しい地域に半導体製造工場を設置することができるようになった。また、排水の排出基準が厳しくなっても、本実施例は容易に対応できる。本実施例は、排水が発生しないため排水管が不要となり、実施例１及び２よりも設備を簡素化できる。一般的に、乾式状態での化学反応は、湿式におけるイオン状態での化学反応に比べて反応速度が遅く効率が悪い。しかしながら、湿式型ＰＦＣ分解装置は排水中の低濃度のＦイオンを除去するために理論値の数倍と過剰なカルシウム塩（Ｃａ(ＯＨ)2，ＣａＣＯ3，ＣａＯ等）を添加する必要があるため、必要となるＣａ塩の量は乾式型ＰＦＣ分解装置とあまり変わらない。
【００５６】
また、エッチャーにおいてＰＦＣガスとしてＳＦ6 が使用された場合には、触媒層１７で（５）式の反応でＳＯ3 が生成される。このＳＯ3 と配管２７内に添加されたＣａ塩との反応により硫酸カルシウム(ＣａＳＯ4）が生成する。具体的に説明すると、Ｃａ(ＯＨ）2，ＣａＣＯ3 及びＣａＯのいずれかが添加された場合には、（１５）〜（１７）式のいずれかの反応が生じる。この硫酸カルシウム
Ｃａ（ＯＨ）2＋ＳＯ3 ⇒ＣａＳＯ4＋Ｈ2Ｏ …（１５）
ＣａＣＯ3＋ＳＯ3 ⇒ＣａＳＯ4＋ＣＯ2 …（１６）
ＣａＯ＋ＳＯ3 ⇒ＣａＳＯ4 …（１７）
は、石膏やセメントの原料として再使用できる。
【００５７】
本実施例は、実施例１で生じる▲１▼クリーンルーム２の小型化及び半導体製造装置の配置変更が容易に行える、▲２▼既設のクリーンルーム内におけるエッチャー等の半導体製造装置の移動及びその半導体製造装置の取替えが容易になる、▲３▼PFC分解装置９の導入に際してクリーンルーム２内の半導体製造ラインによる半導体製造の停止期間を短縮できる、▲４▼加熱部１２及び反応部１６が分割されているため車での搬送が可能である、▲５▼増設するエッチャーのガス排出部とダクト７とを接続すればよく、クリーンルーム２内におけるエッチャーの増設が簡単に行える、及び▲６▼反応水との反応で固形分が生成されないため触媒によるＰＦＣの分解効率が向上する、といった効果を得ることができる。
【００５８】
図６のＰＦＣ分解装置９Ｃにおいて、配管２７に、Ｃａ塩の粉体を供給する替りにＣａ塩（ＣａＣＯ3またはＣａ(ＯＨ)2）のスラリーを供給してもよい。Ｃａ塩は、粉体としてよりもスラリーにしたほうが搬送が容易であり配管２７への供給が容易になる。Ｃａ塩スラリーの水分は反応部１６から排出された高温の排ガスと接触することによって蒸発して水蒸気となる。排ガス中の酸性ガス（ＨＦ）はＣａ塩と反応してフッ化カルシウムを生成する。水蒸気はろ布を通過して排気ダクト２８，排気筒５２を経て外部環境に放出される。本実施例は、排気ダクト２８内の排ガス温度が１００℃を保持するように配管８４から冷却空気を供給する。これによって、排気ダクト２８内での水蒸気の凝集を避けることができる。
【００５９】
本実施例のＰＦＣ分解装置９Ｃは、クリーンルーム２内にＰＦＣ分解装置を設置するＰＦＣ処理装置にも適用可能である。
【００６０】
乾式型ＰＦＣ分解装置の他の実施例を説明する。ＰＦＣ分解装置９Ｄ（図８参照）は、水蒸発器５５をＰＦＣ分解装置９Ａと同様に配管２７に設置し、水供給管３５で供給する反応水を加熱する構成を有する。図９に示すＰＦＣ分解装置９Ｅは、ガス予熱器５７を配管２７に設置し、配管２６で導かれる排ガスを加熱する構成を有する。ＰＦＣ分解装置９Ｄ及び９Ｅのそれぞれは、実施例３のPFC分解装置９Ｃの替りにＰＦＣ処理装置４４Ｂに設置することができる。更に、ＰＦＣ処理装置４４Ａにおいても、ＰＦＣ分解装置９の替りにＰＦＣ分解装置９Ｄ及び９Ｅのそれぞれを適用できる。
【００６１】
液晶製造工場を含む液晶製造施設においても、液晶製造装置としてＰＦＣガスを使用するエッチャー（またはＣＶＤ装置）をクリーンルーム内に設置している。このため、前述したＰＦＣ処理装置４４，４４Ａ及び４４Ｂのいずれかを液晶製造施設に適用することにより、クリーンルーム内の全てのエッチャーから排出されるＰＦＣガスを集中的に処理することができる。そのＰＦＣ処理装置のPFC分解装置（ＰＦＣ分解装置９，９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ及び９Ｅのいずれか）は、実施例１及び２と同様に、クリーンルーム外に設置される。
【００６２】
前述の各実施例のＰＦＣ処理装置は、ＰＦＣ分解装置として、触媒を用いたＰＦＣ分解装置を用いているが、そのＰＦＣ分解装置の替りにＰＦＣを燃焼により分解する燃焼方式のＰＦＣ分解装置、またはＰＦＣをプラズマ化して分解するプラズマ方式のＰＦＣ分解装置を用いることもできる。また、ブロワ２５の代わりにエゼクターを用いてもよい。前述した各実施例は、ＣＦ 4 ，ＣＨＦ3 ，Ｃ2Ｆ6，Ｃ3Ｆ8，Ｃ4Ｆ6，Ｃ5Ｆ8，ＮＦ3 ，ＳＦ6 等のＰＦＣを分解することができる。
【００６３】
【発明の効果】
本発明によれば、ＰＦＣ分解装置に接続される水配管及び排水管がクリーンルーム内に配置されないため、半導体製造装置または液晶製造装置が設置されるクリーンルームを小型化できる。既設のクリーンルームに適用する場合には、過弗化物分解装置の据付けのためにクリーンルーム内の半導体製造装置または液晶製造装置を移動させる必要がなくなる。又、ＰＦＣ分解装置の故障時等の緊急時にバイパス管を介して排ガスを酸性ガス除去装置に供給できるため、クリーンルーム内での半導体製造装置を停止することなく、ＰＦＣ分解装置の点検修理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な一実施例であるＰＦＣ処理装置の構成図である。
【図２】図１の湿式型ＰＦＣ分解装置の詳細構成図である。
【図３】湿式型ＰＦＣ分解装置の他の実施例の構成図である。
【図４】湿式型ＰＦＣ分解装置の他の実施例の構成図である。
【図５】本発明の他の実施例であるＰＦＣ処理装置の構成図である。
【図６】乾式型ＰＦＣ分解装置を適用した本発明の他の実施例であるＰＦＣ処理装置の構成図である。
【図７】図６のフィルタ装置の詳細構成図である。
【図８】乾式型ＰＦＣ分解装置の他の実施例の構成図である。
【図９】乾式型ＰＦＣ分解装置の他の実施例の構成図である。
【符号の説明】
１…半導体製造工場、２…クリーンルーム、３…ポリエッチャー、５…酸化膜エッチャー、７…ダクト、９，９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ，９Ｅ…ＰＦＣ分解装置、１０…前処理塔、１１…反応器、１２…加熱部、１６…反応部、１７…触媒層、２０…冷却装置、２２，４７…酸性ガス除去装置、４４，４４Ａ，４４Ｂ…ＰＦＣ処理装置、４６…工場酸性ガス処理装置、４８…ガス供給装置、５３…メタルエッチャー、５４…ケイ素除去装置、５５…水蒸発器、５７…ガス予熱器、６５，６６…フィルタ装置、６７，６７Ａ，６７Ｂ，６７Ｃ…フィルタエレメント。
Claims (14)
- クリーンルーム内に設置され過弗化物が供給される複数の半導体製造装置と、該半導体製造装置の各々に必要に応じて酸性ガス除去装置又は一酸化炭素除去装置を介して接続されるダクトと、前記複数のダクトの各々と接続され前記半導体製造装置から排出された過弗化物を含む排ガスが流れる排ガス管と、前記クリーンルームが設置された半導体製造工場建屋の外部に設置され、前記排ガス管に接続され排ガス管で導かれる前記排ガスに含まれる前記過弗化物を分解する過弗化物分解装置と、該過弗化物分解装置より上流側で前記排ガス管に設けられた排ガス流路切替装置と、前記排ガス流路切替装置に接続されて、工場酸性ガス処理装置の酸性ガス除去装置に連絡される、前記過弗化物分解装置をバイパスするバイパス管とを備えたことを特徴とする過弗化物処理装置。
- 前記排ガス管は、前記クリーンルーム内に設置された、前記過弗化物が供給される全ての前記半導体製造装置に接続されたダクトに接続されている請求項１記載の過弗化物処理装置。
- 前記過弗化物分解装置から吐出された排ガスを前記工場酸性ガス処理装置の酸性ガス除去装置に導く排気管を設けた請求項１記載の過弗化物処理装置。
- 前記過弗化物分解装置は、第１加熱装置を有し前記排ガスが供給される加熱部と、第２加熱装置及び触媒層を有し、前記加熱部で加熱された前記排ガスが供給される反応部とを備えている請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の過弗化物処理装置。
- 前記過弗化物分解装置は、前記排ガスが供給される固形分除去装置と、前記固形分除去装置から排出された前記排ガスが供給され、触媒層が設けられた、過弗化物を分解する反応部と、前記反応部から排出された前記排ガスに含まれた酸性物質を除去する酸性物質除去装置とを備えている請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の過弗化物処理装置。
- 前記固形分除去装置及び前記酸性物質除去装置に前記排ガスと接触する水をそれぞれ供給する水供給装置を備えた請求項５記載の過弗化物処理装置。
- クリーンルーム内に設置され過弗化物が供給される複数の液晶製造装置と、該液晶製造装置の各々に必要に応じて酸性ガス除去装置又は一酸化炭素除去装置を介して接続されるダクトと、前記複数のダクトの各々と接続され前記液晶製造装置から排出された過弗化物を含む排ガスが流れる排ガス管と、前記クリーンルームが設置された液晶製造工場建屋の外部に設置され、前記排ガス管に接続され排ガス管で導かれる前記排ガスに含まれる前記過弗化物を分解する過弗化物分解装置と、該過弗化物分解装置より上流側で前記排ガス管に設けられた排ガス流路切替装置と、前記排ガス流路切替装置に接続されて、工場酸性ガス処理装置の酸性ガス除去装置に連絡される、前記過弗化物分解装置をバイパスするバイパス管とを備えたことを特徴とする過弗化物処理装置。
- 前記排ガス管は、前記クリーンルーム内に設置された、前記過弗化物が供給される全ての前記液晶製造装置に接続されたダクトに接続されている請求項７記載の過弗化物処理装置。
- 前記過弗化物分解装置から吐出された排ガスを前記工場酸性ガス処理装置の酸性ガス除去装置に導く排気管を設けた請求項７記載の過弗化物処理装置。
- 前記過弗化物分解装置は、第１加熱装置を有し前記排ガスが供給される加熱部と、第２加熱装置及び触媒層を有し、前記加熱部で加熱された前記排ガスが供給される反応部とを備えている請求項７ないし請求項９のいずれかに記載の過弗化物処理装置。
- 前記過弗化物分解装置は、前記排ガスが供給される固形分除去装置と、前記固形分除去装置から排出された前記排ガスが供給され、触媒層が設けられた、過弗化物を分解する反応部と、前記反応部から排出された前記排ガスに含まれた酸性物質を除去する酸性物質除去装置とを備えている請求項７ないし請求項１０のいずれかに記載の過弗化物処理装置。
- 前記固形分除去装置及び前記酸性物質除去装置に前記排ガスと接触する水をそれぞれ供給する水供給装置を備えた請求項１１記載の過弗化物処理装置。
- クリーンルーム内に設置され過弗化物が供給される複数の半導体製造装置の各々に必要に応じて酸性ガス除去装置又は一酸化炭素除去装置を介して接続されるダクトから排出される前記過弗化物を含む排ガスを、前記複数のダクトの各々と接続され前記半導体製造装置から排出された過弗化物を含む排ガスが流れる排ガス管により、前記クリーンルームが設置された半導体製造工場建屋の外部に設置された過弗化物分解装置に導き、該過弗化物分解装置により前記排ガスに含まれる前記過弗化物を分解し、前記過弗化物分解装置を停止する場合は、前記過弗化物分解装置より上流側で前記排ガス管に設けられた排ガス流路切替装置を切替えて、前記排ガス流路切替装置に接続されて、工場酸性ガス処理装置の酸性ガス除去装置に連絡される、前記過弗化物分解装置をバイパスするバイパス管と接続させることを特徴とする過弗化物の処理方法。
- クリーンルーム内に設置され過弗化物が供給される複数の液晶製造装置の各々に必要に応じて酸性ガス除去装置又は一酸化炭素除去装置を介して接続されるダクトから排出される前記過弗化物を含む排ガスを、前記複数のダクトの各々と接続され前記液晶製造装置から排出された過弗化物を含む排ガスが流れる排ガス管により、前記クリーンルームが設置された液晶製造工場建屋の外部に設置された過弗化物分解装置に導き、該過弗化物分解装置により前記排ガスに含まれる前記過弗化物を分解し、前記過弗化物分解装置を停止する場合は、前記過弗化物分解装置より上流側で前記排ガス管に設けられた排ガス流路切替装置を切替えて、前記排ガス流路切替装置に接続されて、工場酸性ガス処理装置の酸性ガス除去装置に連絡される、前記過弗化物分解装置をバイパスするバイパス管と接続させることを特徴とする過弗化物の処理方法。
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