JP4607551B2 - 気相成長装置の排ガス除害装置の運転方法 - Google Patents

Description

この発明は、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相堆積法）装置などの気相成長装置に付設される排ガス除害装置の運転方法に関し、気相成長装置を通常運転から省エネルギー運転に切り替える際、排ガス除害装置の送風機の回転数を徐々にかつ連続的に下げることにより、運転切替時における気相成長装置への悪影響を避けるようにしたものである。

ＭＯＣＶＤ装置などの気相成長装置から排出される排気ガスは、これに付設されている排ガス除害装置に送られて、排気ガス中の可燃性成分や腐食性成分が除害処理されたのち、外部に排出されている。
図１は、気相成長装置およびこれに付設された排ガス除害装置の例を示すもので、符号１は、気相成長装置の例としてのＭＯＣＶＤ装置を示す。

ＭＯＣＶＤ装置１の稼動に伴い発生する排ガスは、ＭＯＣＶＤ装置１から管２を経て、排ガス除害装置３に送られる。排ガス除害装置３は、熱交換機４、ヒーター５、触媒筒６および送風機７を備えたものである。
排ガス除害装置３に導入された排ガスは、まず熱交換機４に入り、ここで戻りガスと熱交換されて加熱され、さらにヒーター５によって触媒筒６内での触媒反応が進行するに十分な温度まで加熱されて触媒筒６に送られる。

触媒筒６内には、パラジウム、白金などの触媒が充填されており、ここに送り込まれた排ガス中の可燃性ガス、腐食性ガスが酸化されて、無害化される。
触媒筒６からの無害化された排気ガスは、熱交換器４に送られ、ここでＭＯＣＶＤ装置１からの排気ガスと熱交換されて冷却され、送風機７に吸引される。

この送風機７は、ＭＯＣＶＤ装置１からの排気ガスを排ガス除害装置３に吸引し、ＭＯＣＶＤ装置１内を負圧とし、さらに無害化した排ガスを外部に排出するためのもので、熱交換機４からの無害化された排ガスが送風機７のより外部に排出されるようになっている。

このようなＭＯＣＶＤ装置１および排ガス除害装置３の運転については、通常運転と省エネルギー運転とがある。
通常運転とは、ＭＯＣＶＤ装置１においては、これに成膜用の原料ガス、例えばトリメチルガリウム、アンモニア、窒素などを供給して、サファイア基板等の基板上に窒化ガリウムなどの薄膜を成膜、堆積する運転状態である。
また、排ガス除害装置３においては、その送風機７を高速で回転させて、ＭＯＣＶＤ装置１からの排気ガスを完全に吸引し、ヒーター５を動作させて除害処理を完全に行う運転状態である。

また、省エネルギー運転とは、ＭＯＣＶＤ装置１においては、原料ガスの供給を停止し、成膜を行わず、装置１内の各部分に吸着されている原料ガスの一部、例えばアンモニアなどを窒素などの不活性ガスを流して、脱着する運転状態であり、排ガス除害装置３においては、送風機７を低速で回転させて、ヒーター５を動作させず、脱着ガスを除害処理する運転状態である。

そして、通常運転から省エネルギー運転に切り替える時には、上述のように排ガス除害装置３の送風機７の回転数を高速から低速に下げることになる。
従来は、この送風機７の回転数の低下は、制御部８からの制御信号に基づき、１秒ないし３秒の比較的短時間の間で、その回転数を３分の１ないし５分の１に急速に低下させるようにして行っていた。

しかしながら、このような短時間で送風機７の回転数を低下させると、排気ガスの吸引圧力が急激に低下し、管２内において大きな圧力変動が生じ、ＭＯＣＶＤ装置１へ排気ガスが逆流し、ＭＯＣＶＤ装置１に悪影響を与える恐れがあった。
特許第３４１１０４号公報

よって、本発明における課題は、気相成長装置および排ガス除害装置を通常運転から省エネルギー運転に切り替える際に、排ガス除害装置から排気ガスが気相成長装置に逆流しないようにし、気相成長装置に悪影響を与えないようにすることにある。

かかる課題を解決するため、
請求項１にかかる発明は、気相成長装置の排ガス除害装置の運転方法であって、気相成長装置を、これに成膜用の原料ガスを供給して、基板上に薄膜を成膜、堆積する運転状態である通常運転から、原料ガスの供給を停止し、成膜を行わず、装置内の各部分に吸着されている原料ガスの一部を、不活性ガスを流して脱着する運転状態である省エネルギー運転に切り替える際、排ガス除害装置の送風機の回転数を１〜５分間かけて徐々にかつ連続的に下げることを特徴とする気相成長装置の排ガス除害装置の運転方法である。

請求項２にかかる発明は、送風機の回転数を１〜５分間かけて徐々にかつ連続的に３分の１ないし５分の１に下げることを特徴とする請求項１記載の気相成長装置の排ガス除害装置の運転方法である。

本発明によれば、送風機の回転数をゆっくりと時間をかけて低下させることになり、排気ガスの吸引圧力の低下が急激に生ずることがなく、これにより排気ガスの気相成長装置への逆流が抑えられ、気相成長装置に悪影響を与えることがない。

以下、本発明を詳しく説明する。
本発明の排ガス除害装置の運転方法は、例えば、図１に示した装置において、ＭＯＣＶＤ装置１および排ガス除害装置３を通常運転から省エネルギー運転に切り替える際、排ガス除害装置３の送風機７の回転数を、例えば図２の実線で示したように低下させる。
すなわち、運転切替開始後から１分間ないし５分間をかけて、回転数を約５０ｒｐｍから約１０ｒｐｍに徐々にゆっくりと、直線的に変化させて低下させていく。

この送風機７の回転数の高速から低速への変更における回転数の変化は、高速での回転数をＡｒｐｍとすると、低速での回転数がＡ／３〜Ａ／５ｒｐｍとなるように定められる。また、この回転数の変化にかける時間は、１分間ないし５分間とされ、１分未満であると回転数の低下が急速になり、吸引圧力の変化が激しくなって好ましくない。

このような送風機７の回転数の緩慢な低下動作は、通常のインバータ制御などで可能であり、運転切替の信号を制御部８に入力すれば、予め設定されたプログラム制御によって自動的に行うことができる。

また、図２の破線で示したように、回転数を階段状に低下させると、排気ガスの逆流の可能性が生じ、このような回転数の変更形態は避けるべきである。

このように送風機７の回転数を徐々に低下させることで、送風機７による吸引圧力の低下も徐々に生じることになり、管２内での急激な圧力変動が抑えられ、排ガス除害装置３からＭＯＣＶＤ装置１への排気ガスの逆流が生じなくなる。
このため、排気ガスの逆流に伴って、ＭＯＣＶＤ装置１に悪影響が及ぶことがない。

なお、省エネルギー運転から通常運転に運転を切り替える際には、送風機７の回転数を短時間で、低速から高速に変化させても問題はない。
また、本発明の運転方法は、ＭＯＣＶＤ装置以外のＣＶＤ装置に付設される排ガス除害装置に対しても同様に適用できることは勿論である。

本発明における気相成長装置および排ガス除害装置の構成の例を示す概略構成図である。 本発明における送風機回転数の低下状態を示す図表である。

符号の説明

１・・・ＭＯＣＶＤ装置、３・・・排ガス除害装置、７・・・送風機

Claims (2)

1. 気相成長装置の排ガス除害装置の運転方法であって、気相成長装置を、これに成膜用の原料ガスを供給して、基板上に薄膜を成膜、堆積する運転状態である通常運転から、原料ガスの供給を停止し、成膜を行わず、装置内の各部分に吸着されている原料ガスの一部を、不活性ガスを流して脱着する運転状態である省エネルギー運転に切り替える際、排ガス除害装置の送風機の回転数を１〜５分間かけて徐々にかつ連続的に下げることを特徴とする気相成長装置の排ガス除害装置の運転方法。
2. 送風機の回転数を１〜５分間かけて徐々にかつ連続的に３分の１ないし５分の１に下げることを特徴とする請求項１記載の気相成長装置の排ガス除害装置の運転方法。

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