JP4455719B2 - 排ガス濾過装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体素子や電子部品を製造する過程で使用されるガス処理室の排気経路に設けられるものであって、排ガス中の固化成分および固形物を除去するための排ガス濾過装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば半導体素子や電子部品の製造に用いられるプラズマＣＶＤ装置は、気密容器内でプラズマＣＶＤプロセスを起こし、基板にａ−Ｓｉ膜やＳｉＮ膜などを成膜する。このとき、基板以外に、気密容器の内壁などにも薄膜が堆積する。通常、この薄膜は、ＮＦ3 ガスを用いるプラズマクリーニングにより除去される。この過程で、気密容器内に、Ｓｉ2 Ｆ6 （ＮＨ4 ）3 ・Ｆ* を主体としたガス状の生成物が発生する。プラズマクリーニング中も気密容器は排気され続けるため、排気経路となる配管などにＳｉ2 Ｆ6 （ＮＨ4 ）3 ・Ｆ* を主体とした粉末状の固形物が析出および堆積する。固形物が蓄積すると配管詰まりが引き起こされる。これを防止するために、排ガス中の固化成分（冷却または高密度化（圧力の上昇）によって固体へ状態が変化するガス状の生成物）および固形物を除去することを目的とした排ガス濾過装置を排気経路に設けてある。
【０００３】
図６は、従来の排ガス濾過装置を示すブロック図である。図６（Ａ）には、気密容器１０と、この気密容器の排気経路１２ａとが示される。この排気経路１２ａには、真空ポンプ１４および排ガス濾過装置１６が設けられる。この従来の排ガス濾過装置１６は、トラップ装置１８およびフィルタ２０により構成される。これら真空ポンプ１４、トラップ装置１８およびフィルタ２０は、気密容器１０側からこの順序で、所要に応じて配管を介して接続され、上述の排気経路１２ａを構成する。
【０００４】
また、図６（Ｂ）に示す排気経路１２ｂは、気密容器１０側からトラップ装置１８、フィルタ２０および真空ポンプ１４がこの順序で、所要に応じて配管を介して接続されたものである。このように、排ガス濾過装置１６と真空ポンプ１４との配置順を図６（Ａ）の場合と逆にして用いることもある。
【０００５】
上述のトラップ装置１８としては、例えば図７および図８に示す構成のものが用いられる。図７および図８は、典型的なトラップ装置の構成を示す断面図である。
【０００６】
図７に示すトラップ装置は、両端に開口を有した円筒形状の容器（ケーシング）２２を具える。この容器２２の一方の開口はガス流入口２４として、およびこの容器２２の他方の開口はガス流出口２６としてそれぞれ用いられる。容器２２の内部には、一端が閉塞された円筒状の遮蔽板２８が設けられる。遮蔽板２８は、容器２２の内部中央付近に、閉塞された側をガス流入口２４に向けた状態で設置される。この遮蔽板２８の内側に、冷却媒体流入口３０ａおよび冷却媒体流出口３０ｂを具えた冷却管３０が設けられる。また、容器２２の壁面に、冷却媒体流入口３２ａおよび冷却媒体流出口３２ｂを具えた冷却管３２が設けられる。これら冷却管３０および３２には、水などの冷却媒体を循環させる。
【０００７】
気密容器から排気された排ガスは、ガス流入口２４から容器２２内部に流入し、容器２２の内壁と遮蔽板２８との間を通ってガス流出口２６から後段の排気経路に流出する。この排ガスは熱を帯びている。一方、容器２２および遮蔽板２８は、冷却管３０および３２によって、排ガスの温度よりも低い温度に冷却されている。そのため、容器２２内で排ガスは固体化し、気密容器からの生成物が固形物として析出する。この固形物は容器２２の壁面や遮蔽板２８の表面に蓄積される。
【０００８】
また、図８に示すトラップ装置は、冷却媒体流入口３４ａおよび冷却媒体流出口３４ｂを具えた冷却管３４を容器２２の内部に具える。この冷却管３４を複数回折り曲げた形状とすることにより、排ガスと冷却管３４との接触面積が増大し、固化成分および固形物の収集効率が向上する。
【０００９】
次に、上述のフィルタ２０の典型的な構成例を図９に示す。図９（Ａ）は、フィルタの構成例を示す断面図である。図９（Ｂ）は、このフィルタの一部を分解して示す斜視図である。
【００１０】
図９に示すフィルタは、２つの開口３８および４０を有した円筒形状の容器３６を具える。この容器３６の第１の開口３８はガス流入口として、およびこの容器３６の第２の開口４０はガス流出口としてそれぞれ用いられる。この例では、第２の開口４０が容器３６の一端に形成され、第１の開口３８が容器３６の他端寄りの円筒面に形成されている。
【００１１】
そして、容器３６の内部にフィルタメッシュ４２が設けられている。このフィルタメッシュ４２は、ステンレス製の平織金剛線径メッシュ（以下、単にメッシュと略称する。）４４を、ステンレス製の円筒形状のフレーム４６の外側に巻き付けたものである（図９（Ｂ）に矢印ａで示す向きにフレーム４６を挿入した状態となる。）。このフィルタメッシュ４２は、その内側（フレーム４６側）が第２の開口４０と連絡するとともに、その外側（メッシュ４４側）が第１の開口３８と連絡するように、配置される。フレーム４６の円筒面には複数の開口４６ａが形成されているので、第１の開口３８に流入した排ガスは、フィルタメッシュ４２のメッシュ４４を通過し、第２の開口４０に到達する。排ガス中の固形物はメッシュ４４により捕獲される。
【００１２】
また、第１の開口３８をガス流出口として用い、第２の開口４０をガス流入口として用いても良い。この場合は、第２の開口４０に排ガスが流入し、排ガスはフィルタメッシュ４２のメッシュ４４を通過して、第１の開口３８から外部に流出する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の排ガス濾過装置には次のような問題がある。
【００１４】
１）上述のトラップ装置では、排ガス中の固化成分または固形物を完全に除去することはできない。その理由は、固化成分または固形物を除去するためには排ガスを冷却する必要があり、排ガス中の固化成分または固形物をトラップ装置の冷却部と接触させなければならないからである。したがって、冷却部の近傍を流通しない微粉な生成物（固形物）を除去することは困難である。また、たとえ接触したとしても流通速度の速い微粉な生成物は堆積および蓄積が困難である。
【００１５】
２）トラップ装置で捕獲されない上述のような生成物は、トラップ装置の後段に設けられたフィルタにて除去される。しかし、このフィルタは、微細な綿密構造からなる繊維部材であるため微粉な生成物を除去することはできるが、僅かな除去量で目詰まりを起こし、排気経路のコンダクタンスを著しく低下させてしまう。コンダクタンスの低下がある程度まで進行すると、排ガス濾過装置の構成部品の洗浄あるいは交換が必要となる。したがって、フィルタを使用することにより、排ガス濾過装置およびこれを用いる半導体製造装置などの連続使用時間を短くしてしまう。
【００１６】
３）上記２）の問題を解決するには、フィルタに流入する微粉な生成物の量を低減させることが必要である。そこで、トラップ装置の収集効率がその内部を流通する排ガスの流通速度に反比例する点に着目すると、排気経路内の任意な位置でコンダクタンスを意図的に低減させることが考えられる。しかし、上記２）の問題が解決されるレベルまでコンダクタンスを低減させると、真空ポンプに加わる負荷が大きくなり、真空ポンプの損傷といった新たな問題が生じてしまう。
【００１７】
この出願はこのような点に鑑みなされたものであり、したがってこの出願の発明の目的は、排ガス中の固化成分および固形物の収集効率の向上が望め、しかも真空ポンプを損傷することなく連続使用時間の延長が可能な排ガス濾過装置および補助濾過装置の提供にある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この目的の達成を図るため、この出願の排ガス濾過装置の発明によれば、真空ポンプにより排気される気密容器の排気経路に順次に配置されたトラップ装置およびフィルタを含み、この排気経路に排出された排ガス中の固化成分および固形物を除去する排ガス濾過装置において、トラップ装置およびフィルタ間の排気経路に配置される補助濾過装置をさらに具えてなることを特徴とする。
【００１９】
このように補助濾過装置を具えるので、トラップ装置が収集蓄積することの困難だった固形物の一部はフィルタの前段でこの補助濾過装置により除去される。したがって、フィルタの早期目詰まりを防止することができ、排ガス濾過装置全体の寿命を延長することが可能になる。
【００２０】
また、補助濾過装置を具えることにより、排気経路のコンダクタンスを真空ポンプが損傷しない程度にまで意図的に低減させることができる。その結果、トラップ装置内の排ガスの流速が低下し、すなわち、トラップ装置内の排ガスの滞在時間が延長し、トラップ装置における固化成分および固形物の収集効率が向上する。
【００２１】
また、補助濾過装置は、真空ポンプにより排気される気密容器の排気経路に配置され、この排気経路に排出された排ガス中の固形物を除去する装置であって、容器、排ガス流入管、排ガス流出管およびフィルタエレメントを具える。
【００２２】
この発明では、このフィルタエレメントを、帯状または糸状の部材を多数寄り集めた海綿状の集合体とする。
【００２３】
また、この発明では、容器の内部と排気経路とが排ガス流入管および排ガス流出管によって連絡している。
【００２４】
さらに、この発明では、容器の内部に濾過領域、第１拡散領域および第２拡散領域が画成されていて、これら第１および第２拡散領域が濾過領域に設けられたフィルタエレメントにより分離されている。
【００２５】
さらに、この発明では、排ガス流入管の端部がガス流入口として第１拡散領域に配置されるとともに、排ガス流出管の端部がガス流出口として第１拡散領域に配置される。
【００２７】
通常、この補助濾過装置はトラップ装置とフィルタとの間に配置される。この補助濾過装置に装備されたフィルタエレメントは、主として、トラップ装置で除去されない微粉生成物（固形物）であって、フィルタの目詰まりの原因となる比較的大きいものを捕獲する部材である。
【００２８】
このような補助濾過装置によれば、排ガスは排ガス流入管により第１拡散領域に流入する。その後、排ガスはフィルタエレメントを通過し、第１拡散領域内に配置されたガス流出口に到達する。そして、排ガスは排ガス流出管によって後段の排気経路に導出される。
この過程で、排ガス中の固形物が除去される。
【００２９】
また、フィルタエレメントを配置することにより、排気経路の、フィルタエレメントを配置した位置のコンダクタンスが低減する。このため、そのコンダクタンスが低減した位置の前段における排気経路内を流通する排ガスの流速が低減する。その結果、当該補助濾過装置の前段に設けられた他の濾過装置における固化成分および固形物の収集効率が向上する。
【００３４】
また、補助濾過装置は、第１拡散領域を排ガス流入領域と排ガス流出領域とに分離するとともに濾過領域を第１および第２濾過領域に二分する隔壁を容器内に具え、ガス流入口が排ガス流入領域内に配置されるとともに、ガス流出口が排ガス流出領域内に配置され、排ガス流入管は、容器の第２拡散領域側の隔壁を介して排気経路に結合され、排ガス流出管は、容器の第１拡散領域側の隔壁を介して排気経路に結合される。
この発明では、前記ガス流入口から前記容器内に流入した排ガスは、排ガス流入領域、第１濾過領域、第２拡散領域、第２濾過領域、および排ガス流出領域をこの順に経て、ガス流出口から前記容器外へ流出される。
【００３５】
この構成によれば、排ガスの流通経路の一部分が、気密容器から排ガスが排気される向きに対して逆の向きに排ガスが流れる経路となる。
【００３６】
また、この発明の補助濾過装置において、好ましくは、フィルタエレメントを、開口を有した複数の支持板の間に複数の金属片を実質的に一様に詰め入れたものとするのが好適である。
【００３７】
さらに、この発明の補助濾過装置の実施に当たり、フィルタエレメントを冷却するための冷却機構を具えるのが好ましい。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して、この発明の実施の形態につき説明する。なお、図は、この発明が理解できる程度に各構成成分の形状、寸法および配置関係を概略的に示している。以下の説明に用いる各図において同様な構成成分については同一の符号を付して示す。また、以下に記載する数値条件や材料などは単なる一例に過ぎない。よって、この発明は、この実施の形態に何ら限定されない。
【００３９】
この実施の形態の排ガス濾過装置は、真空ポンプにより排気される気密容器の排気経路に配置され、この排気経路に排出された排ガス中の固化成分（ガス状の生成物）および固形物を除去する装置である。
【００４０】
図１は、実施の形態の排ガス濾過装置の構成を示すブロック図である。
【００４１】
図１（Ａ）には、気密容器１０と、この気密容器の排気経路４８ａとが示される。この排気経路４８ａには、真空ポンプ１４と、この実施の形態の排ガス濾過装置５０とが設けられる。この排ガス濾過装置５０は、トラップ装置１８、プリフィルタ（補助濾過装置。前置濾過装置ともいう。）５２およびフィルタ２０により構成される。この排ガス濾過装置５０は、従来の排ガス濾過装置を構成するトラップ装置およびフィルタの間に新たにプリフィルタ５２を設けた点に特色を有する。これら真空ポンプ１４、トラップ装置１８、プリフィルタ５２およびフィルタ２０は、気密容器１０側からこの順序で、所要に応じて配管を介して接続され、上述の排気経路４８ａを構成する。
【００４２】
また、図１（Ｂ）に示す排気経路４８ｂは、気密容器１０側から排ガス濾過装置５０および真空ポンプ１４がこの順序で、所要に応じて配管を介して接続されたものである。このように、排ガス濾過装置５０と真空ポンプ１４との配置順を図１（Ａ）の場合と逆にして用いることもある。
【００４３】
さらに、図１（Ｃ）に示す排気経路４８ｃは、気密容器１０側から真空ポンプ１４ａ、排ガス濾過装置５０および真空ポンプ１４ｂがこの順序で、所要に応じて配管を介して接続されたものである。このように、排ガス濾過装置５０の前段および後段の両方に真空ポンプを設ける場合もある。一般に、前段の真空ポンプ１４ａとしては例えばターボ分子ポンプなどの中真空および高真空の真空状態を作り出すのに適したポンプが用いられ、後段の真空ポンプ１４ｂとしては、例えば、ドライポンプなどの大気圧から真空状態を作り出すのに適したポンプが用いられる。
【００４４】
上述のトラップ装置１８としては、例えば図７および図８を参照して説明したものが用いられる。この他にも、以前、この出願の出願人により出願された特願平１１−３５６３３４に開示のトラップ装置を用いることができる。また、上述のフィルタ２０としては、例えば図９を参照して説明したものが用いられる。
【００４５】
［プリフィルタの参考例］
次に、上述のプリフィルタ５２の参考例につき、図２、図３および図４を参照して説明する。図２は、プリフィルタの参考例を示す断面図である。図３に示す断面図は、図２に示すプリフィルタの濾過領域６２の部分を、排ガス流入管５６および排ガス流出管５８の延在方向に対して垂直に切った切り口の断面を示している。また、図４は、図２に示す支持板７２の構成を示す平面図である。
【００４６】
図２に示すように、このプリフィルタは、主として、容器５４、排ガス流入管５６、排ガス流出管５８およびフィルタエレメント６０を具えている。
【００４７】
容器５４は、両端にそれぞれ１つずつ開口を有した円筒形状の容器である。この容器５４の一方の開口には排ガス流入管５６が挿通されていて、他方の開口には排ガス流出管５８が挿通されている。容器５４の内部と排気経路とは、これら排ガス流入管５６および排ガス流出管５８により連絡している。すなわち、排ガス流入管５６は、排ガスを容器５４内へ流入させるガス流入口５６ａを一端部に有しており、排気経路から排ガスを流す。また、排ガス流出管５８は、排ガスを容器５４外へ流出させるガス流出口５８ａを一端部に有しており、排気経路へ排ガスを流す。これら排ガス流入管５６および排ガス流出管５８が挿通される容器５４の開口の部分には、容器５４内の気密性が保たれるように所定のシールが施される。
【００４８】
また、容器５４の内部に濾過領域６２、第１拡散領域６４および第２拡散領域６６が画成されている。これら第１および第２拡散領域６４および６６は、濾過領域６２に設けられたフィルタエレメント６０により分離されている。すなわち、容器５４は、フィルタエレメント６０を内部に収容しており、かつフィルタエレメント６０が配設されている濾過領域６２と、濾過領域６２に隣接した空間として設けられている第１拡散領域６４と、濾過領域６２に隣接した空間であって、かつ濾過領域６２を挟んで第１拡散領域６４とは反対側に設けられている第２拡散領域６６とを内部に備えている。フィルタエレメント６０は、帯状または糸状の部材を多数寄り集めた海綿状の集合体により構成される。このようなフィルタエレメント６０は、排ガス中の固形物を捕獲する機能を有している。このフィルタエレメント６０は、容器５４の中央付近で複数本の支柱６８により支持されている。
【００４９】
上述の排ガス流入管５６および排ガス流出管５８は、容器５４内を直線的に延在するごとくそれぞれ設置される。また、排ガス流入管５６は、容器５４の第２拡散領域６６側の隔壁を介して排気経路に結合され、排ガス流出管５８は、容器５４の第１拡散領域６４側の隔壁を介して排気経路に結合される。
【００５０】
そして、上述の排ガス流入管５６の端部は、ガス流入口５６ａとして第１拡散領域６４内に配置される。また、上述の排ガス流出管５８の端部は、ガス流出口５８ａとして第２拡散領域６６内に配置される。
【００５１】
したがって、ガス流入口５６ａからガス流出口５８ａに至る排ガスの流通経路は、排ガスが少なくとも一度はフィルタエレメント６０中を通過するように構成される。
【００５２】
さらに、この排ガスの流通経路の一部分、特に排ガスがフィルタエレメント６０を通過する際の経路は、気密容器１０から排ガスが排気される向きに対して逆の向きに排ガスが流れる経路となっている。すなわち、ガス流入口５６ａからガス流出口５８ａへ排ガスが流通する向きは、ガス流入口５６ａから容器５４内に排ガスが流入する向き、および容器５４内からガス流出口５８ａに排ガスが流出する向きに対してほぼ逆の向きになっている。
【００５３】
次に、上述のフィルタエレメント６０の具体的構成につき説明する。この例のフィルタエレメント６０は、開口を有した複数の支持板７２の間に複数の金属片を実質的に一様に排ガスの流通が可能となる程度に詰め入れたものである。図２および図３に示す例では、同じ形状の２枚の支持板７２の間の空間に、金属片の集合体である金属ウール７０が詰められている。
【００５４】
金属ウール７０を構成する金属片は、ステンレスなどの金属を任意な長さで、２ｍｍの幅および０．１ｍｍ程度の厚さの帯状に切削加工したものである。このような金属ウール７０は、金たわしのような海綿状の構造を有している。金属片の形状は上述した例に限られず、任意の形状にすることができる。例えば、糸状にしても良いし、また、螺旋状に巻かれたものであっても良い。さらに、金属片の代わりにガラス片を用いても良い。
【００５５】
このような金属ウール７０の内部は排ガスの流通が可能であり、かつ、金属ウール７０と排ガスとの接触面積は非常に大きい。そのため、トラップ装置で除去しきれなかった排ガス中の固形物を、金属ウール７０で捕獲して除去することができる。
【００５６】
支持板７２は、円盤状のステンレス板からなる。支持板７２には、複数の貫通孔が形成されている。まず、支持板７２の円盤中央部には、排ガス流入管５６が挿通される円形状の流入口開口７４が形成されている。また、支持板７２には、排ガス流出管５８が挿通される円形状の流出口開口７６が形成されている。さらに、支持板７２には、フィルタエレメント６０を支持するための支柱６８が挿通される複数本、この例では４本の支柱開口７８が形成されている。さらに、支持板７２には、排ガスを通すための多数の流通開口８０が形成されている。
【００５７】
この支持板７２の外径（円盤の直径）は容器５４の内径に等しくしてある。そして、２枚の支持板７２は互いに平行に容器５４の内部に嵌合した状態で設置される。また、支持板７２を容器５４内に設置した状態では、上述した支持板７２の開口７４、７６および７８にそれぞれ排ガス流入管５６、排ガス流出管５８および支柱６８が挿通される。さらに、２枚の支持板７２の間であって、排ガス流入管５６、排ガス流出管５８および支柱６８の間に、上述した金属ウール７０が図３に示すごとく詰め込まれる（ただし、図３では、支柱６８の図示を省略している。）。
【００５８】
また、このプリフィルタには、フィルタエレメント６０において固化成分の析出効果を得る目的から、フィルタエレメント６０すなわち支持板７２および金属ウール７０を冷却するための冷却機構が具えられる。この冷却機構として、水などの冷却媒体を循環させるための冷却管８２が用いられる。冷却管８２は容器５４の外側表面に設けられ、容器５４の隔壁を介してフィルタエレメント６０を冷却する構造になっている。
【００５９】
次に、このプリフィルタの動作につき説明する。
【００６０】
まず、排ガス流入管５６にトラップ装置から排出された排ガスが流入する。排ガスは、排ガス流入管５６のガス流入口５６ａを経て、容器５４内の第１拡散領域６４に流入する。このとき、排ガスが流入する向きは容器５４内の濾過領域６２から遠ざかる向きとなる。
【００６１】
次に、第１拡散領域６４において排ガスが拡散する。拡散した排ガスは、流入時の向きと逆の向きに流れ、濾過領域６２に設けられたフィルタエレメント６０内を通過し、第２拡散領域６６に至る。この過程で、フィルタエレメント６０において、排ガス中の固化成分および固形物が除去される。
【００６２】
続いて、第２拡散領域６６内の排ガスは、ガス流出口５８ａを経て、排ガス流出管５８によって容器５４の外部へ流出される。
【００６３】
このように、このプリフィルタによれば、排ガスの流通経路にフィルタエレメント６０が配置されるため、このプリフィルタ前段のトラップ装置内を流通する排ガスの流速が低減し、その結果、トラップ装置における排ガスの滞在時間が長くなる。よって、トラップ装置における固化成分および固形物の収集効率が向上する。
【００６４】
さらに、このプリフィルタによれば、排ガスがフィルタエレメント６０中を流通する向きが、ガス流入口５６ａから容器５４内に排ガスが流入する向き、および容器５４内からガス流出口５８ａに排ガスが流出する向きに対してほぼ逆の向きに制御される。そのため、プリフィルタ前段のトラップ装置内を流通する排ガスの流速がさらに低減するので、トラップ装置における固化成分および固形物の収集効率がさらに向上する。
【００６５】
［プリフィルタの第１構成例］
次に、上述のプリフィルタ５２の第１構成例につき、図５を参照して説明する。図５は、実施の形態のプリフィルタの第１構成例を示す断面図である。以下、この第１構成例の参考例と異なる点につき主に説明する。
【００６６】
この構成例のプリフィルタは、第１拡散領域６４を排ガス流入領域６４ａと排ガス流出領域６４ｂとに分離するための隔壁８４を、容器５４内に具えている。この隔壁８４は、排ガス流入管５６および排ガス流出管５８に平行な状態で、これら排ガス流入管５６と排ガス流出管５８との間に設置される。
【００６７】
そして、ガス流入口５６ａが排ガス流入領域６４ａ内に配置され、ガス流出口５８ａが排ガス流出領域６４ｂ内に配置される。
【００６８】
また、上述の隔壁８４により、濾過領域６２も第１濾過領域６２ａおよび第２濾過領域６２ｂに二分される。排ガス流入管５６は、排ガス流入領域６４ａ側の第１濾過領域６２ａ内を延在するごとく設置される。
【００６９】
したがって、ガス流入口５６ａからガス流出口５８ａに至る排ガスの流通経路は、排ガスが少なくとも二度はフィルタエレメント６０中を通過するように構成される。
【００７０】
さらに、この排ガスの流通経路の一部分、特に排ガスが第１濾過領域６２ａを通過する際の経路は、気密容器１０から排ガスが排気される向きに対して逆の向きに排ガスが流れる経路となっている。すなわち、ガス流入口５６ａからガス流出口５８ａへ排ガスが流通する向きは、第１濾過領域６２ａを通過する際において、ガス流入口５６ａから容器５４内に排ガスが流入する向き、および容器５４内からガス流出口５８ａに排ガスが流出する向きに対してほぼ逆の向きになっている。
【００７１】
次に、このプリフィルタの動作につき説明する。
【００７２】
まず、排ガス流入管５６にトラップ装置から排出された排ガスが流入する。排ガスは、排ガス流入管５６のガス流入口５６ａを経て、容器５４内の排ガス流入領域６４ａに流入する。このとき、排ガスが流入する向きは容器５４内の第１濾過領域６２ａから遠ざかる向きとなる。
【００７３】
次に、排ガス流入領域６４ａにおいて排ガスが拡散する。拡散した排ガスは、流入時の向きと逆の向きに流れ、第１濾過領域６２ａに設けられたフィルタエレメント６０内を通過し、第２拡散領域６６に至る。この過程で、フィルタエレメント６０において、排ガス中の固化成分および固形物が除去される。
【００７４】
続いて、第２拡散領域６６内の排ガスは、第２濾過領域６２ｂに設けられたフィルタエレメント６０内を通過し、排ガス流出領域６４ｂに至る。この過程で、フィルタエレメント６０において、排ガス中の固化成分および固形物がさらに除去される。
【００７５】
続いて、排ガス流出領域６４ｂ内の排ガスは、ガス流出口５８ａを経て、排ガス流出管５８によって容器５４の外部へ流出される。
【００７６】
このように、このプリフィルタによれば、排ガスの流通経路にフィルタエレメント６０が配置されるため、このプリフィルタ前段のトラップ装置内を流通する排ガスの流速が低減し、その結果、トラップ装置における排ガスの滞在時間が長くなる。よって、トラップ装置における固化成分および固形物の収集効率が向上する。
【００７７】
さらに、このプリフィルタによれば、排ガスが第１濾過領域６２ａに設置されたフィルタエレメント６０中を流通する向きが、ガス流入口５６ａから容器５４内に排ガスが流入する向き、および容器５４内からガス流出口５８ａに排ガスが流出する向きに対してほぼ逆の向きに制御される。そのため、トラップ装置内を流通する排ガスの流速がさらに低減するので、トラップ装置における固化成分および固形物の収集効率がさらに向上する。
【００７８】
なお、この第１構成例のプリフィルタは、排ガス流入管５６がトラップ装置側の排気経路に結合され、排ガス流出管５８がフィルタ側の排気経路に結合された状態で使用されるが、これらを逆にして用いても良い。すなわち、排ガス流入管５６がフィルタ側の排気経路に結合され、排ガス流出管５８がトラップ装置側の排気経路に結合される場合があっても良い。
【００７９】
以上説明した排ガス濾過装置では、プリフィルタとともにトラップ装置が用いられる。したがって、トラップ装置の排気口側にプリフィルタを組み込んでおくことも好適である。
【００８０】
また、気密容器内で行われるＣＶＤなどのプロセス条件（特に設定温度や使用ガスの種類）によっては、固化成分が発生せず、固形物（固化成分を発生してもすぐに固形物に状態変化する。）のみが発生する場合がある。その場合は、トラップ装置を用いずにプリフィルタおよびフィルタのみで排ガス濾過装置を構成しても良い。
【００８１】
【発明の効果】
この発明の排ガス濾過装置によれば、トラップ装置およびフィルタ間の排気経路に配置される補助濾過装置をさらに具えてなる。
【００８２】
このように補助濾過装置を具えると、トラップ装置が収集蓄積することの困難だった固形物の一部をフィルタの前段でこの補助濾過装置により除去することができる。したがって、フィルタの早期目詰まりを防止することができ、排ガス濾過装置全体の寿命を延長することが可能になる。
【００８３】
また、補助濾過装置を具えると、排気経路のコンダクタンスを真空ポンプが損傷しない程度にまで低減させることができる。その結果、トラップ装置内の排ガスの流速が低下し、すなわち、トラップ装置内の排ガスの滞在時間が延長し、トラップ装置における固化成分および固形物の収集効率が向上する。
【００８４】
また、この発明の補助濾過装置によれば、排ガスの流通経路にフィルタエレメントが配置され、このフィルタエレメントで排ガス中の固形物が除去される。また、フィルタエレメントを配置することにより、排気経路の、フィルタエレメントを配置した位置のコンダクタンスが低減する。このため、そのコンダクタンスが低減した位置の前段における排気経路内を流通する排ガスの流速が低減する。その結果、当該補助濾過装置の前段に設けられた他の濾過装置における固化成分および固形物の収集効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態の排ガス濾過装置の参考例を示す図である。
【図２】 実施の形態のプリフィルタの参考例を示す図である。
【図３】 実施の形態のプリフィルタの参考例を示す図である。
【図４】 支持板の構成を示す図である。
【図５】 実施の形態のプリフィルタの第１構成例を示す図である。
【図６】 従来の排ガス濾過装置を示す図である。
【図７】 典型的なトラップ装置の構成を示す図である。
【図８】 典型的なトラップ装置の構成を示す図である。
【図９】 典型的なフィルタの構成を示す図である。
【符号の説明】
１０：気密容器
１２ａ，１２ｂ，４８ａ，４８ｂ，４８ｃ：排気経路
１４，１４ａ，１４ｂ：真空ポンプ
１６，５０：排ガス濾過装置
１８：トラップ装置
２０：フィルタ
２２，３６，５４：容器
２４，５６ａ：ガス流入口
２６，５８ａ：ガス流出口
２８：遮蔽板
３０，３２，３４，８２：冷却管
３０ａ，３２ａ，３４ａ：冷却媒体流入口
３０ｂ，３２ｂ，３４ｂ：冷却媒体流出口
３８：第１の開口
４０：第２の開口
４２：フィルタメッシュ
４４：メッシュ
４６：フレーム
４６ａ：開口
５２：プリフィルタ
５６：排ガス流入管
５８：排ガス流出管
６０：フィルタエレメント
６２：濾過領域
６２ａ：第１濾過領域
６２ｂ：第２濾過領域
６４：第１拡散領域
６４ａ：排ガス流入領域
６４ｂ：排ガス流出領域
６６：第２拡散領域
６８：支柱
７０：金属ウール
７２：支持板
７４：流入口開口
７６：流出口開口
７８：支柱開口
８０：流通開口
８４：隔壁
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体素子や電子部品を製造する過程で使用されるガス処理室の排気経路に設けられるものであって、排ガス中の固化成分および固形物を除去するための排ガス濾過装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば半導体素子や電子部品の製造に用いられるプラズマＣＶＤ装置は、気密容器内でプラズマＣＶＤプロセスを起こし、基板にａ−Ｓｉ膜やＳｉＮ膜などを成膜する。このとき、基板以外に、気密容器の内壁などにも薄膜が堆積する。通常、この薄膜は、ＮＦ3 ガスを用いるプラズマクリーニングにより除去される。この過程で、気密容器内に、Ｓｉ2 Ｆ6 （ＮＨ4 ）3 ・Ｆ* を主体としたガス状の生成物が発生する。プラズマクリーニング中も気密容器は排気され続けるため、排気経路となる配管などにＳｉ2 Ｆ6 （ＮＨ4 ）3 ・Ｆ* を主体とした粉末状の固形物が析出および堆積する。固形物が蓄積すると配管詰まりが引き起こされる。これを防止するために、排ガス中の固化成分（冷却または高密度化（圧力の上昇）によって固体へ状態が変化するガス状の生成物）および固形物を除去することを目的とした排ガス濾過装置を排気経路に設けてある。
【０００３】
図６は、従来の排ガス濾過装置を示すブロック図である。図６（Ａ）には、気密容器１０と、この気密容器の排気経路１２ａとが示される。この排気経路１２ａには、真空ポンプ１４および排ガス濾過装置１６が設けられる。この従来の排ガス濾過装置１６は、トラップ装置１８およびフィルタ２０により構成される。これら真空ポンプ１４、トラップ装置１８およびフィルタ２０は、気密容器１０側からこの順序で、所要に応じて配管を介して接続され、上述の排気経路１２ａを構成する。
【０００４】
また、図６（Ｂ）に示す排気経路１２ｂは、気密容器１０側からトラップ装置１８、フィルタ２０および真空ポンプ１４がこの順序で、所要に応じて配管を介して接続されたものである。このように、排ガス濾過装置１６と真空ポンプ１４との配置順を図６（Ａ）の場合と逆にして用いることもある。
【０００５】
上述のトラップ装置１８としては、例えば図７および図８に示す構成のものが用いられる。図７および図８は、典型的なトラップ装置の構成を示す断面図である。
【０００６】
図７に示すトラップ装置は、両端に開口を有した円筒形状の容器（ケーシング）２２を具える。この容器２２の一方の開口はガス流入口２４として、およびこの容器２２の他方の開口はガス流出口２６としてそれぞれ用いられる。容器２２の内部には、一端が閉塞された円筒状の遮蔽板２８が設けられる。遮蔽板２８は、容器２２の内部中央付近に、閉塞された側をガス流入口２４に向けた状態で設置される。この遮蔽板２８の内側に、冷却媒体流入口３０ａおよび冷却媒体流出口３０ｂを具えた冷却管３０が設けられる。また、容器２２の壁面に、冷却媒体流入口３２ａおよび冷却媒体流出口３２ｂを具えた冷却管３２が設けられる。これら冷却管３０および３２には、水などの冷却媒体を循環させる。
【０００７】
気密容器から排気された排ガスは、ガス流入口２４から容器２２内部に流入し、容器２２の内壁と遮蔽板２８との間を通ってガス流出口２６から後段の排気経路に流出する。この排ガスは熱を帯びている。一方、容器２２および遮蔽板２８は、冷却管３０および３２によって、排ガスの温度よりも低い温度に冷却されている。そのため、容器２２内で排ガスは固体化し、気密容器からの生成物が固形物として析出する。この固形物は容器２２の壁面や遮蔽板２８の表面に蓄積される。
【０００８】
また、図８に示すトラップ装置は、冷却媒体流入口３４ａおよび冷却媒体流出口３４ｂを具えた冷却管３４を容器２２の内部に具える。この冷却管３４を複数回折り曲げた形状とすることにより、排ガスと冷却管３４との接触面積が増大し、固化成分および固形物の収集効率が向上する。
【０００９】
次に、上述のフィルタ２０の典型的な構成例を図９に示す。図９（Ａ）は、フィルタの構成例を示す断面図である。図９（Ｂ）は、このフィルタの一部を分解して示す斜視図である。
【００１０】
図９に示すフィルタは、２つの開口３８および４０を有した円筒形状の容器３６を具える。この容器３６の第１の開口３８はガス流入口として、およびこの容器３６の第２の開口４０はガス流出口としてそれぞれ用いられる。この例では、第２の開口４０が容器３６の一端に形成され、第１の開口３８が容器３６の他端寄りの円筒面に形成されている。
【００１１】
そして、容器３６の内部にフィルタメッシュ４２が設けられている。このフィルタメッシュ４２は、ステンレス製の平織金剛線径メッシュ（以下、単にメッシュと略称する。）４４を、ステンレス製の円筒形状のフレーム４６の外側に巻き付けたものである（図９（Ｂ）に矢印ａで示す向きにフレーム４６を挿入した状態となる。）。このフィルタメッシュ４２は、その内側（フレーム４６側）が第２の開口４０と連絡するとともに、その外側（メッシュ４４側）が第１の開口３８と連絡するように、配置される。フレーム４６の円筒面には複数の開口４６ａが形成されているので、第１の開口３８に流入した排ガスは、フィルタメッシュ４２のメッシュ４４を通過し、第２の開口４０に到達する。排ガス中の固形物はメッシュ４４により捕獲される。
【００１２】
また、第１の開口３８をガス流出口として用い、第２の開口４０をガス流入口として用いても良い。この場合は、第２の開口４０に排ガスが流入し、排ガスはフィルタメッシュ４２のメッシュ４４を通過して、第１の開口３８から外部に流出する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の排ガス濾過装置には次のような問題がある。
【００１４】
１）上述のトラップ装置では、排ガス中の固化成分または固形物を完全に除去することはできない。その理由は、固化成分または固形物を除去するためには排ガスを冷却する必要があり、排ガス中の固化成分または固形物をトラップ装置の冷却部と接触させなければならないからである。したがって、冷却部の近傍を流通しない微粉な生成物（固形物）を除去することは困難である。また、たとえ接触したとしても流通速度の速い微粉な生成物は堆積および蓄積が困難である。
【００１５】
２）トラップ装置で捕獲されない上述のような生成物は、トラップ装置の後段に設けられたフィルタにて除去される。しかし、このフィルタは、微細な綿密構造からなる繊維部材であるため微粉な生成物を除去することはできるが、僅かな除去量で目詰まりを起こし、排気経路のコンダクタンスを著しく低下させてしまう。コンダクタンスの低下がある程度まで進行すると、排ガス濾過装置の構成部品の洗浄あるいは交換が必要となる。したがって、フィルタを使用することにより、排ガス濾過装置およびこれを用いる半導体製造装置などの連続使用時間を短くしてしまう。
【００１６】
３）上記２）の問題を解決するには、フィルタに流入する微粉な生成物の量を低減させることが必要である。そこで、トラップ装置の収集効率がその内部を流通する排ガスの流通速度に反比例する点に着目すると、排気経路内の任意な位置でコンダクタンスを意図的に低減させることが考えられる。しかし、上記２）の問題が解決されるレベルまでコンダクタンスを低減させると、真空ポンプに加わる負荷が大きくなり、真空ポンプの損傷といった新たな問題が生じてしまう。
【００１７】
この出願はこのような点に鑑みなされたものであり、したがってこの出願の発明の目的は、排ガス中の固化成分および固形物の収集効率の向上が望め、しかも真空ポンプを損傷することなく連続使用時間の延長が可能な排ガス濾過装置および補助濾過装置の提供にある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この目的の達成を図るため、この出願の排ガス濾過装置の発明によれば、真空ポンプにより排気される気密容器の排気経路に順次に配置されたトラップ装置およびフィルタを含み、この排気経路に排出された排ガス中の固化成分および固形物を除去する排ガス濾過装置において、トラップ装置およびフィルタ間の排気経路に配置される補助濾過装置をさらに具えてなることを特徴とする。
【００１９】
このように補助濾過装置を具えるので、トラップ装置が収集蓄積することの困難だった固形物の一部はフィルタの前段でこの補助濾過装置により除去される。したがって、フィルタの早期目詰まりを防止することができ、排ガス濾過装置全体の寿命を延長することが可能になる。
【００２０】
また、補助濾過装置を具えることにより、排気経路のコンダクタンスを真空ポンプが損傷しない程度にまで意図的に低減させることができる。その結果、トラップ装置内の排ガスの流速が低下し、すなわち、トラップ装置内の排ガスの滞在時間が延長し、トラップ装置における固化成分および固形物の収集効率が向上する。
【００２１】
また、補助濾過装置は、真空ポンプにより排気される気密容器の排気経路に配置され、この排気経路に排出された排ガス中の固形物を除去する装置であって、容器、排ガス流入管、排ガス流出管およびフィルタエレメントを具える。
【００２２】
この発明では、このフィルタエレメントを、帯状または糸状の部材を多数寄り集めた海綿状の集合体とする。
【００２３】
また、この発明では、容器の内部と排気経路とが排ガス流入管および排ガス流出管によって連絡している。
【００２４】
さらに、この発明では、容器の内部に濾過領域、第１拡散領域および第２拡散領域が画成されていて、これら第１および第２拡散領域が濾過領域に設けられたフィルタエレメントにより分離されている。
【００２５】
さらに、この発明では、排ガス流入管の端部がガス流入口として第１拡散領域に配置されるとともに、排ガス流出管の端部がガス流出口として第１拡散領域に配置される。
【００２７】
通常、この補助濾過装置はトラップ装置とフィルタとの間に配置される。この補助濾過装置に装備されたフィルタエレメントは、主として、トラップ装置で除去されない微粉生成物（固形物）であって、フィルタの目詰まりの原因となる比較的大きいものを捕獲する部材である。
【００２８】
このような補助濾過装置によれば、排ガスは排ガス流入管により第１拡散領域に流入する。その後、排ガスはフィルタエレメントを通過し、第１拡散領域内に配置されたガス流出口に到達する。そして、排ガスは排ガス流出管によって後段の排気経路に導出される。
この過程で、排ガス中の固形物が除去される。
【００２９】
また、フィルタエレメントを配置することにより、排気経路の、フィルタエレメントを配置した位置のコンダクタンスが低減する。このため、そのコンダクタンスが低減した位置の前段における排気経路内を流通する排ガスの流速が低減する。その結果、当該補助濾過装置の前段に設けられた他の濾過装置における固化成分および固形物の収集効率が向上する。
【００３４】
また、補助濾過装置は、第１拡散領域を排ガス流入領域と排ガス流出領域とに分離するとともに濾過領域を第１および第２濾過領域に二分する隔壁を容器内に具え、ガス流入口が排ガス流入領域内に配置されるとともに、ガス流出口が排ガス流出領域内に配置され、排ガス流入管は、容器の第２拡散領域側の隔壁を介して排気経路に結合され、排ガス流出管は、容器の第１拡散領域側の隔壁を介して排気経路に結合される。
この発明では、前記ガス流入口から前記容器内に流入した排ガスは、排ガス流入領域、第１濾過領域、第２拡散領域、第２濾過領域、および排ガス流出領域をこの順に経て、ガス流出口から前記容器外へ流出される。
【００３５】
この構成によれば、排ガスの流通経路の一部分が、気密容器から排ガスが排気される向きに対して逆の向きに排ガスが流れる経路となる。
【００３６】
また、この発明の補助濾過装置において、好ましくは、フィルタエレメントを、開口を有した複数の支持板の間に複数の金属片を実質的に一様に詰め入れたものとするのが好適である。
【００３７】
さらに、この発明の補助濾過装置の実施に当たり、フィルタエレメントを冷却するための冷却機構を具えるのが好ましい。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して、この発明の実施の形態につき説明する。なお、図は、この発明が理解できる程度に各構成成分の形状、寸法および配置関係を概略的に示している。以下の説明に用いる各図において同様な構成成分については同一の符号を付して示す。また、以下に記載する数値条件や材料などは単なる一例に過ぎない。よって、この発明は、この実施の形態に何ら限定されない。
【００３９】
この実施の形態の排ガス濾過装置は、真空ポンプにより排気される気密容器の排気経路に配置され、この排気経路に排出された排ガス中の固化成分（ガス状の生成物）および固形物を除去する装置である。
【００４０】
図１は、実施の形態の排ガス濾過装置の構成を示すブロック図である。
【００４１】
図１（Ａ）には、気密容器１０と、この気密容器の排気経路４８ａとが示される。この排気経路４８ａには、真空ポンプ１４と、この実施の形態の排ガス濾過装置５０とが設けられる。この排ガス濾過装置５０は、トラップ装置１８、プリフィルタ（補助濾過装置。前置濾過装置ともいう。）５２およびフィルタ２０により構成される。この排ガス濾過装置５０は、従来の排ガス濾過装置を構成するトラップ装置およびフィルタの間に新たにプリフィルタ５２を設けた点に特色を有する。これら真空ポンプ１４、トラップ装置１８、プリフィルタ５２およびフィルタ２０は、気密容器１０側からこの順序で、所要に応じて配管を介して接続され、上述の排気経路４８ａを構成する。
【００４２】
また、図１（Ｂ）に示す排気経路４８ｂは、気密容器１０側から排ガス濾過装置５０および真空ポンプ１４がこの順序で、所要に応じて配管を介して接続されたものである。このように、排ガス濾過装置５０と真空ポンプ１４との配置順を図１（Ａ）の場合と逆にして用いることもある。
【００４３】
さらに、図１（Ｃ）に示す排気経路４８ｃは、気密容器１０側から真空ポンプ１４ａ、排ガス濾過装置５０および真空ポンプ１４ｂがこの順序で、所要に応じて配管を介して接続されたものである。このように、排ガス濾過装置５０の前段および後段の両方に真空ポンプを設ける場合もある。一般に、前段の真空ポンプ１４ａとしては例えばターボ分子ポンプなどの中真空および高真空の真空状態を作り出すのに適したポンプが用いられ、後段の真空ポンプ１４ｂとしては、例えば、ドライポンプなどの大気圧から真空状態を作り出すのに適したポンプが用いられる。
【００４４】
上述のトラップ装置１８としては、例えば図７および図８を参照して説明したものが用いられる。この他にも、以前、この出願の出願人により出願された特願平１１−３５６３３４に開示のトラップ装置を用いることができる。また、上述のフィルタ２０としては、例えば図９を参照して説明したものが用いられる。
【００４５】
［プリフィルタの参考例］
次に、上述のプリフィルタ５２の参考例につき、図２、図３および図４を参照して説明する。図２は、プリフィルタの参考例を示す断面図である。図３に示す断面図は、図２に示すプリフィルタの濾過領域６２の部分を、排ガス流入管５６および排ガス流出管５８の延在方向に対して垂直に切った切り口の断面を示している。また、図４は、図２に示す支持板７２の構成を示す平面図である。
【００４６】
図２に示すように、このプリフィルタは、主として、容器５４、排ガス流入管５６、排ガス流出管５８およびフィルタエレメント６０を具えている。
【００４７】
容器５４は、両端にそれぞれ１つずつ開口を有した円筒形状の容器である。この容器５４の一方の開口には排ガス流入管５６が挿通されていて、他方の開口には排ガス流出管５８が挿通されている。容器５４の内部と排気経路とは、これら排ガス流入管５６および排ガス流出管５８により連絡している。すなわち、排ガス流入管５６は、排ガスを容器５４内へ流入させるガス流入口５６ａを一端部に有しており、排気経路から排ガスを流す。また、排ガス流出管５８は、排ガスを容器５４外へ流出させるガス流出口５８ａを一端部に有しており、排気経路へ排ガスを流す。これら排ガス流入管５６および排ガス流出管５８が挿通される容器５４の開口の部分には、容器５４内の気密性が保たれるように所定のシールが施される。
【００４８】
また、容器５４の内部に濾過領域６２、第１拡散領域６４および第２拡散領域６６が画成されている。これら第１および第２拡散領域６４および６６は、濾過領域６２に設けられたフィルタエレメント６０により分離されている。すなわち、容器５４は、フィルタエレメント６０を内部に収容しており、かつフィルタエレメント６０が配設されている濾過領域６２と、濾過領域６２に隣接した空間として設けられている第１拡散領域６４と、濾過領域６２に隣接した空間であって、かつ濾過領域６２を挟んで第１拡散領域６４とは反対側に設けられている第２拡散領域６６とを内部に備えている。フィルタエレメント６０は、帯状または糸状の部材を多数寄り集めた海綿状の集合体により構成される。このようなフィルタエレメント６０は、排ガス中の固形物を捕獲する機能を有している。このフィルタエレメント６０は、容器５４の中央付近で複数本の支柱６８により支持されている。
【００４９】
上述の排ガス流入管５６および排ガス流出管５８は、容器５４内を直線的に延在するごとくそれぞれ設置される。また、排ガス流入管５６は、容器５４の第２拡散領域６６側の隔壁を介して排気経路に結合され、排ガス流出管５８は、容器５４の第１拡散領域６４側の隔壁を介して排気経路に結合される。
【００５０】
そして、上述の排ガス流入管５６の端部は、ガス流入口５６ａとして第１拡散領域６４内に配置される。また、上述の排ガス流出管５８の端部は、ガス流出口５８ａとして第２拡散領域６６内に配置される。
【００５１】
したがって、ガス流入口５６ａからガス流出口５８ａに至る排ガスの流通経路は、排ガスが少なくとも一度はフィルタエレメント６０中を通過するように構成される。
【００５２】
さらに、この排ガスの流通経路の一部分、特に排ガスがフィルタエレメント６０を通過する際の経路は、気密容器１０から排ガスが排気される向きに対して逆の向きに排ガスが流れる経路となっている。すなわち、ガス流入口５６ａからガス流出口５８ａへ排ガスが流通する向きは、ガス流入口５６ａから容器５４内に排ガスが流入する向き、および容器５４内からガス流出口５８ａに排ガスが流出する向きに対してほぼ逆の向きになっている。
【００５３】
次に、上述のフィルタエレメント６０の具体的構成につき説明する。この例のフィルタエレメント６０は、開口を有した複数の支持板７２の間に複数の金属片を実質的に一様に排ガスの流通が可能となる程度に詰め入れたものである。図２および図３に示す例では、同じ形状の２枚の支持板７２の間の空間に、金属片の集合体である金属ウール７０が詰められている。
【００５４】
金属ウール７０を構成する金属片は、ステンレスなどの金属を任意な長さで、２ｍｍの幅および０．１ｍｍ程度の厚さの帯状に切削加工したものである。このような金属ウール７０は、金たわしのような海綿状の構造を有している。金属片の形状は上述した例に限られず、任意の形状にすることができる。例えば、糸状にしても良いし、また、螺旋状に巻かれたものであっても良い。さらに、金属片の代わりにガラス片を用いても良い。
【００５５】
このような金属ウール７０の内部は排ガスの流通が可能であり、かつ、金属ウール７０と排ガスとの接触面積は非常に大きい。そのため、トラップ装置で除去しきれなかった排ガス中の固形物を、金属ウール７０で捕獲して除去することができる。
【００５６】
支持板７２は、円盤状のステンレス板からなる。支持板７２には、複数の貫通孔が形成されている。まず、支持板７２の円盤中央部には、排ガス流入管５６が挿通される円形状の流入口開口７４が形成されている。また、支持板７２には、排ガス流出管５８が挿通される円形状の流出口開口７６が形成されている。さらに、支持板７２には、フィルタエレメント６０を支持するための支柱６８が挿通される複数本、この例では４本の支柱開口７８が形成されている。さらに、支持板７２には、排ガスを通すための多数の流通開口８０が形成されている。
【００５７】
この支持板７２の外径（円盤の直径）は容器５４の内径に等しくしてある。そして、２枚の支持板７２は互いに平行に容器５４の内部に嵌合した状態で設置される。また、支持板７２を容器５４内に設置した状態では、上述した支持板７２の開口７４、７６および７８にそれぞれ排ガス流入管５６、排ガス流出管５８および支柱６８が挿通される。さらに、２枚の支持板７２の間であって、排ガス流入管５６、排ガス流出管５８および支柱６８の間に、上述した金属ウール７０が図３に示すごとく詰め込まれる（ただし、図３では、支柱６８の図示を省略している。）。
【００５８】
また、このプリフィルタには、フィルタエレメント６０において固化成分の析出効果を得る目的から、フィルタエレメント６０すなわち支持板７２および金属ウール７０を冷却するための冷却機構が具えられる。この冷却機構として、水などの冷却媒体を循環させるための冷却管８２が用いられる。冷却管８２は容器５４の外側表面に設けられ、容器５４の隔壁を介してフィルタエレメント６０を冷却する構造になっている。
【００５９】
次に、このプリフィルタの動作につき説明する。
【００６０】
まず、排ガス流入管５６にトラップ装置から排出された排ガスが流入する。排ガスは、排ガス流入管５６のガス流入口５６ａを経て、容器５４内の第１拡散領域６４に流入する。このとき、排ガスが流入する向きは容器５４内の濾過領域６２から遠ざかる向きとなる。
【００６１】
次に、第１拡散領域６４において排ガスが拡散する。拡散した排ガスは、流入時の向きと逆の向きに流れ、濾過領域６２に設けられたフィルタエレメント６０内を通過し、第２拡散領域６６に至る。この過程で、フィルタエレメント６０において、排ガス中の固化成分および固形物が除去される。
【００６２】
続いて、第２拡散領域６６内の排ガスは、ガス流出口５８ａを経て、排ガス流出管５８によって容器５４の外部へ流出される。
【００６３】
このように、このプリフィルタによれば、排ガスの流通経路にフィルタエレメント６０が配置されるため、このプリフィルタ前段のトラップ装置内を流通する排ガスの流速が低減し、その結果、トラップ装置における排ガスの滞在時間が長くなる。よって、トラップ装置における固化成分および固形物の収集効率が向上する。
【００６４】
さらに、このプリフィルタによれば、排ガスがフィルタエレメント６０中を流通する向きが、ガス流入口５６ａから容器５４内に排ガスが流入する向き、および容器５４内からガス流出口５８ａに排ガスが流出する向きに対してほぼ逆の向きに制御される。そのため、プリフィルタ前段のトラップ装置内を流通する排ガスの流速がさらに低減するので、トラップ装置における固化成分および固形物の収集効率がさらに向上する。
【００６５】
［プリフィルタの第１構成例］
次に、上述のプリフィルタ５２の第１構成例につき、図５を参照して説明する。図５は、実施の形態のプリフィルタの第１構成例を示す断面図である。以下、この第１構成例の参考例と異なる点につき主に説明する。
【００６６】
この構成例のプリフィルタは、第１拡散領域６４を排ガス流入領域６４ａと排ガス流出領域６４ｂとに分離するための隔壁８４を、容器５４内に具えている。この隔壁８４は、排ガス流入管５６および排ガス流出管５８に平行な状態で、これら排ガス流入管５６と排ガス流出管５８との間に設置される。
【００６７】
そして、ガス流入口５６ａが排ガス流入領域６４ａ内に配置され、ガス流出口５８ａが排ガス流出領域６４ｂ内に配置される。
【００６８】
また、上述の隔壁８４により、濾過領域６２も第１濾過領域６２ａおよび第２濾過領域６２ｂに二分される。排ガス流入管５６は、排ガス流入領域６４ａ側の第１濾過領域６２ａ内を延在するごとく設置される。
【００６９】
したがって、ガス流入口５６ａからガス流出口５８ａに至る排ガスの流通経路は、排ガスが少なくとも二度はフィルタエレメント６０中を通過するように構成される。
【００７０】
さらに、この排ガスの流通経路の一部分、特に排ガスが第１濾過領域６２ａを通過する際の経路は、気密容器１０から排ガスが排気される向きに対して逆の向きに排ガスが流れる経路となっている。すなわち、ガス流入口５６ａからガス流出口５８ａへ排ガスが流通する向きは、第１濾過領域６２ａを通過する際において、ガス流入口５６ａから容器５４内に排ガスが流入する向き、および容器５４内からガス流出口５８ａに排ガスが流出する向きに対してほぼ逆の向きになっている。
【００７１】
次に、このプリフィルタの動作につき説明する。
【００７２】
まず、排ガス流入管５６にトラップ装置から排出された排ガスが流入する。排ガスは、排ガス流入管５６のガス流入口５６ａを経て、容器５４内の排ガス流入領域６４ａに流入する。このとき、排ガスが流入する向きは容器５４内の第１濾過領域６２ａから遠ざかる向きとなる。
【００７３】
次に、排ガス流入領域６４ａにおいて排ガスが拡散する。拡散した排ガスは、流入時の向きと逆の向きに流れ、第１濾過領域６２ａに設けられたフィルタエレメント６０内を通過し、第２拡散領域６６に至る。この過程で、フィルタエレメント６０において、排ガス中の固化成分および固形物が除去される。
【００７４】
続いて、第２拡散領域６６内の排ガスは、第２濾過領域６２ｂに設けられたフィルタエレメント６０内を通過し、排ガス流出領域６４ｂに至る。この過程で、フィルタエレメント６０において、排ガス中の固化成分および固形物がさらに除去される。
【００７５】
続いて、排ガス流出領域６４ｂ内の排ガスは、ガス流出口５８ａを経て、排ガス流出管５８によって容器５４の外部へ流出される。
【００７６】
このように、このプリフィルタによれば、排ガスの流通経路にフィルタエレメント６０が配置されるため、このプリフィルタ前段のトラップ装置内を流通する排ガスの流速が低減し、その結果、トラップ装置における排ガスの滞在時間が長くなる。よって、トラップ装置における固化成分および固形物の収集効率が向上する。
【００７７】
さらに、このプリフィルタによれば、排ガスが第１濾過領域６２ａに設置されたフィルタエレメント６０中を流通する向きが、ガス流入口５６ａから容器５４内に排ガスが流入する向き、および容器５４内からガス流出口５８ａに排ガスが流出する向きに対してほぼ逆の向きに制御される。そのため、トラップ装置内を流通する排ガスの流速がさらに低減するので、トラップ装置における固化成分および固形物の収集効率がさらに向上する。
【００７８】
なお、この第１構成例のプリフィルタは、排ガス流入管５６がトラップ装置側の排気経路に結合され、排ガス流出管５８がフィルタ側の排気経路に結合された状態で使用されるが、これらを逆にして用いても良い。すなわち、排ガス流入管５６がフィルタ側の排気経路に結合され、排ガス流出管５８がトラップ装置側の排気経路に結合される場合があっても良い。
【００７９】
以上説明した排ガス濾過装置では、プリフィルタとともにトラップ装置が用いられる。したがって、トラップ装置の排気口側にプリフィルタを組み込んでおくことも好適である。
【００８０】
また、気密容器内で行われるＣＶＤなどのプロセス条件（特に設定温度や使用ガスの種類）によっては、固化成分が発生せず、固形物（固化成分を発生してもすぐに固形物に状態変化する。）のみが発生する場合がある。その場合は、トラップ装置を用いずにプリフィルタおよびフィルタのみで排ガス濾過装置を構成しても良い。
【００８１】
【発明の効果】
この発明の排ガス濾過装置によれば、トラップ装置およびフィルタ間の排気経路に配置される補助濾過装置をさらに具えてなる。
【００８２】
このように補助濾過装置を具えると、トラップ装置が収集蓄積することの困難だった固形物の一部をフィルタの前段でこの補助濾過装置により除去することができる。したがって、フィルタの早期目詰まりを防止することができ、排ガス濾過装置全体の寿命を延長することが可能になる。
【００８３】
また、補助濾過装置を具えると、排気経路のコンダクタンスを真空ポンプが損傷しない程度にまで低減させることができる。その結果、トラップ装置内の排ガスの流速が低下し、すなわち、トラップ装置内の排ガスの滞在時間が延長し、トラップ装置における固化成分および固形物の収集効率が向上する。
【００８４】
また、この発明の補助濾過装置によれば、排ガスの流通経路にフィルタエレメントが配置され、このフィルタエレメントで排ガス中の固形物が除去される。また、フィルタエレメントを配置することにより、排気経路の、フィルタエレメントを配置した位置のコンダクタンスが低減する。このため、そのコンダクタンスが低減した位置の前段における排気経路内を流通する排ガスの流速が低減する。その結果、当該補助濾過装置の前段に設けられた他の濾過装置における固化成分および固形物の収集効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態の排ガス濾過装置の参考例を示す図である。
【図２】 実施の形態のプリフィルタの参考例を示す図である。
【図３】 実施の形態のプリフィルタの参考例を示す図である。
【図４】 支持板の構成を示す図である。
【図５】 実施の形態のプリフィルタの第１構成例を示す図である。
【図６】 従来の排ガス濾過装置を示す図である。
【図７】 典型的なトラップ装置の構成を示す図である。
【図８】 典型的なトラップ装置の構成を示す図である。
【図９】 典型的なフィルタの構成を示す図である。
【符号の説明】
１０：気密容器
１２ａ，１２ｂ，４８ａ，４８ｂ，４８ｃ：排気経路
１４，１４ａ，１４ｂ：真空ポンプ
１６，５０：排ガス濾過装置
１８：トラップ装置
２０：フィルタ
２２，３６，５４：容器
２４，５６ａ：ガス流入口
２６，５８ａ：ガス流出口
２８：遮蔽板
３０，３２，３４，８２：冷却管
３０ａ，３２ａ，３４ａ：冷却媒体流入口
３０ｂ，３２ｂ，３４ｂ：冷却媒体流出口
３８：第１の開口
４０：第２の開口
４２：フィルタメッシュ
４４：メッシュ
４６：フレーム
４６ａ：開口
５２：プリフィルタ
５６：排ガス流入管
５８：排ガス流出管
６０：フィルタエレメント
６２：濾過領域
６２ａ：第１濾過領域
６２ｂ：第２濾過領域
６４：第１拡散領域
６４ａ：排ガス流入領域
６４ｂ：排ガス流出領域
６６：第２拡散領域
６８：支柱
７０：金属ウール
７２：支持板
７４：流入口開口
７６：流出口開口
７８：支柱開口
８０：流通開口
８４：隔壁
Claims (6)
- 真空ポンプにより排気される気密容器の排気経路に順次に配置された、排ガス中の固形物を析出し、該固形物を蓄積するトラップ装置および前記固形物を捕獲するフィルタを含み、該排気経路に排出された排ガス中の固化成分および固形物を除去する排ガス濾過装置において、
前記トラップ装置およびフィルタ間の排気経路に配置される補助濾過装置をさらに備え、
該補助濾過装置は、前記固形物を除去する装置であって、かつ容器、排ガス流入管、排ガス流出管、フィルタエレメント、および隔壁を備え、
該フィルタエレメントは、帯状または糸状の部材を多数寄り集めた海綿状の集合体であり、
前記容器の内部は、濾過領域、第１拡散領域および第２拡散領域に画成されていて、これら第１および第２拡散領域が前記濾過領域に設けられた前記フィルタエレメントにより分離されており、
前記排ガス流入管および排ガス流出管は、前記容器の内部と前記排気経路とを連絡しており、
前記排ガス流入管は、端部がガス流入口として前記第１拡散領域に配置され、
前記排ガス流出管は、端部がガス流出口として前記第１拡散領域に配置され、
前記隔壁は、前記容器内において、前記第１拡散領域を排ガス流入領域と排ガス流出領域とに分離するとともに前記濾過領域を第１および第２濾過領域に二分し、
前記ガス流入口は、前記排ガス流入領域内に配置されるとともに、前記ガス流出口は、前記排ガス流出領域内に配置され、
前記排ガス流入管は、前記容器の前記第２拡散領域側の隔壁を挿通して前記排気経路に結合され、
前記排ガス流出管は、前記容器の前記第１拡散領域側の隔壁を挿通して前記排気経路に結合され、
前記ガス流入口から前記容器内に流入した排ガスは、前記排ガス流入領域、前記第１濾過領域、前記第２拡散領域、前記第２濾過領域、および前記排ガス流出領域をこの順に経て、前記ガス流出口から前記容器外へ流出される
ことを特徴とする排ガス濾過装置。 - 請求項１に記載の排ガス濾過装置において、
前記補助濾過装置は、前記フィルタエレメントを、開口を有した複数の支持板の間に複数の金属片を実質的に一様に詰め入れたものとする
ことを特徴とする排ガス濾過装置。 - 請求項１に記載の排ガス濾過装置において、
前記補助濾過装置は、前記フィルタエレメントを冷却するための冷却機構を備える
ことを特徴とする排ガス濾過装置。 - 真空ポンプにより排気される気密容器の排気経路に順次に配置された、排ガス中の固形物を析出し、該固形物を蓄積するトラップ装置および前記固形物を捕獲するフィルタを含み、該排気経路に排出された排ガス中の固化成分および固形物を除去する排ガス濾過装置において、
前記トラップ装置およびフィルタ間の排気経路に配置される補助濾過装置をさらに備え、
該補助濾過装置は、前記固形物を除去する装置であって、
かつ帯状または糸状の部材を多数寄り集めた海綿状の集合体であるフィルタエレメント、該フィルタエレメントを内部に収容する容器、前記排気経路から前記排ガスを流す排ガス流入管であって、前記排ガスを該容器内へ流入させるガス流入口を一端部に有する該排ガス流入管、および前記排ガスを該容器外へ流出させるガス流出口を一端部に有し、前記排気経路へ前記排ガスを流す排ガス流出管を備え、
前記容器は、前記フィルタエレメントが配設されている濾過領域と、該濾過領域に隣接した空間として設けられている第１拡散領域と、前記濾過領域に隣接した空間であって、かつ該濾過領域を挟んで前記第１拡散領域とは反対側に設けられている第２拡散領域と、前記第１拡散領域を排ガス流入領域と排ガス流出領域とに分離するとともに前記濾過領域を第１および第２濾過領域に二分する隔壁とを、内部に備え、
前記排ガス流入管は、前記ガス流入口が前記排ガス流入領域に配置されるように、前記容器の前記第２拡散領域側から延在して設置され、
前記排ガス流出管は、前記ガス流出口が前記排ガス流出領域に配置されるように、前記容器の前記第１拡散領域側から延在して設置され、
前記ガス流入口から前記容器内に流入した排ガスは、前記排ガス流入領域、前記第１濾過領域、前記第２拡散領域、前記第２濾過領域、および前記排ガス流出領域をこの順に経て、前記ガス流出口から前記容器外へ流出される
ことを特徴とする排ガス濾過装置。 - 請求項４に記載の排ガス濾過装置において、
前記補助濾過装置は、前記フィルタエレメントを、開口を有した複数の支持板の間に複数の金属片を実質的に一様に詰め入れたものとする
ことを特徴とする排ガス濾過装置。 - 請求項４に記載の排ガス濾過装置において、
前記補助濾過装置は、前記フィルタエレメントを冷却するための冷却機構を備える
ことを特徴とする排ガス濾過装置。
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