JPH11211036A - 半導体製造排ガスの除害装置及び除害方法 - Google Patents
半導体製造排ガスの除害装置及び除害方法Info
- Publication number
- JPH11211036A JPH11211036A JP10105530A JP10553098A JPH11211036A JP H11211036 A JPH11211036 A JP H11211036A JP 10105530 A JP10105530 A JP 10105530A JP 10553098 A JP10553098 A JP 10553098A JP H11211036 A JPH11211036 A JP H11211036A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust gas
- gas
- furnace
- semiconductor manufacturing
- combustion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
(57)【要約】
【課題】 安全で効率がよく、しかも低コストで半導
体製造排ガスを除害できる火炎分解式除害装置と除害方
法を提供する。 【解決手段】炭化水素系燃料を理論空気量に近い混合組
成下で燃焼させて遊離酸素量の殆ど無い燃焼ガスとな
し、燃焼によって得られた熱エネルギー保有ガス中に半
導体製造排ガスを導入し、次いで別のセクションにて過
剰空気を供給して酸化反応を完結させる。
体製造排ガスを除害できる火炎分解式除害装置と除害方
法を提供する。 【解決手段】炭化水素系燃料を理論空気量に近い混合組
成下で燃焼させて遊離酸素量の殆ど無い燃焼ガスとな
し、燃焼によって得られた熱エネルギー保有ガス中に半
導体製造排ガスを導入し、次いで別のセクションにて過
剰空気を供給して酸化反応を完結させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体，液晶等の製
造に伴い発生する排ガスの除害装置及び除害方法に関す
るものである。
造に伴い発生する排ガスの除害装置及び除害方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造において発生する排ガスの除
害方法には乾式（吸着）、燃焼式（燃料使用による火炎
分解）、加熱酸化分解方式（電熱方式）、湿式（水又は
薬液使用による吸収溶解，乃至分解）があり、一長一短
の特徴や問題点を有する。
害方法には乾式（吸着）、燃焼式（燃料使用による火炎
分解）、加熱酸化分解方式（電熱方式）、湿式（水又は
薬液使用による吸収溶解，乃至分解）があり、一長一短
の特徴や問題点を有する。
【０００３】技術出展の中で半導体製造に使用される広
範な各種ガス体の何れをも処理でき、又、爆発の危険性
を含む異種ガス体の共存処理にも可能性を有する方法は
燃焼式、すなわち燃料を使用した火炎分解法である。
範な各種ガス体の何れをも処理でき、又、爆発の危険性
を含む異種ガス体の共存処理にも可能性を有する方法は
燃焼式、すなわち燃料を使用した火炎分解法である。
【０００４】しかしながら、この方法においても爆発の
危険性を避けるためのカーテンフレーム方式のように
(a)被処理ガスに対する多量のＮ2ガスの使用、(b)燃料
として高価なＨ2を使用、(c)炎分解の結果副成する粉
塵，腐食性ガスの除去、(d)燃焼排ガスの冷却、(e)爆発
危険性のより確実な排除、のような多くの問題を抱えて
いる。
危険性を避けるためのカーテンフレーム方式のように
(a)被処理ガスに対する多量のＮ2ガスの使用、(b)燃料
として高価なＨ2を使用、(c)炎分解の結果副成する粉
塵，腐食性ガスの除去、(d)燃焼排ガスの冷却、(e)爆発
危険性のより確実な排除、のような多くの問題を抱えて
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで、安全で効率よ
く、且つ低コストで半導体製造排ガスを除害できる火炎
分解式の排ガス除害装置と排ガス除害方法が求められて
いる。
く、且つ低コストで半導体製造排ガスを除害できる火炎
分解式の排ガス除害装置と排ガス除害方法が求められて
いる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の半導体製
造排ガスの除害装置は、炭化水素系燃料を燃焼バーナー
で燃焼させる燃料燃焼炉(1)と、該燃料燃焼炉(1)で生じ
た熱エネルギー保有ガスと半導体製造排ガスを導入して
熱分解させる熱分解炉(2)と、該熱分解炉(2)で生じた熱
分解排ガスと外部空気を導入して酸化反応を完結させる
酸化炉(3)を備えていることを特徴とする。
造排ガスの除害装置は、炭化水素系燃料を燃焼バーナー
で燃焼させる燃料燃焼炉(1)と、該燃料燃焼炉(1)で生じ
た熱エネルギー保有ガスと半導体製造排ガスを導入して
熱分解させる熱分解炉(2)と、該熱分解炉(2)で生じた熱
分解排ガスと外部空気を導入して酸化反応を完結させる
酸化炉(3)を備えていることを特徴とする。
【０００７】この装置を用いれば、下記の半導体製造排
ガスの段階的な除害方法を容易に実施することができ
る。
ガスの段階的な除害方法を容易に実施することができ
る。
【０００８】請求項２記載の半導体製造排ガスの除害方
法は、炭化水素系燃料を理論空気量に近い混合組成下で
燃焼させて遊離酸素量の殆ど無い燃焼ガスとなし、燃焼
によって得られた熱エネルギー保有ガス中に半導体製造
排ガスを導入し、次いで別のセクションにて過剰空気を
供給して酸化反応を完結させることを特徴とする。
法は、炭化水素系燃料を理論空気量に近い混合組成下で
燃焼させて遊離酸素量の殆ど無い燃焼ガスとなし、燃焼
によって得られた熱エネルギー保有ガス中に半導体製造
排ガスを導入し、次いで別のセクションにて過剰空気を
供給して酸化反応を完結させることを特徴とする。
【０００９】又、請求項３記載の半導体製造排ガスの除
害方法は、排ガスを２段階に分けて分解と酸化させる半
導体製造排ガスの除害方法であって、第１の段階では非
酸化性で700℃以上の雰囲気ガス中に半導体製造排ガス
を導入して排ガスを主としてその構成成分にまで熱分解
せしめて一部は薄層の酸化物を有する不完全酸化物に
し、次いで第２の段階で加熱空気酸化を完結させること
を特徴とする。
害方法は、排ガスを２段階に分けて分解と酸化させる半
導体製造排ガスの除害方法であって、第１の段階では非
酸化性で700℃以上の雰囲気ガス中に半導体製造排ガス
を導入して排ガスを主としてその構成成分にまで熱分解
せしめて一部は薄層の酸化物を有する不完全酸化物に
し、次いで第２の段階で加熱空気酸化を完結させること
を特徴とする。
【００１０】第１のゾーンにおいて、ＬＰＧを代表とす
る炭化水素を燃料として少なくとも過剰空気のない理論
空気量の使用の下で燃焼させる。この第１のゾーンとし
てのガス発生装置にて発生ガスは少なくとも７００℃以
上に制御される。発生ガス中の遊離Ｏ2は可及的に少量
となし、主成分は供給した空気の燃焼残のＮ2と燃焼結
果生じたＣＯ2，Ｃ０，Ｈ2Ｏ及び可能性のあるＣＨ4，
ＮＯXからの混合組成よりなる。
る炭化水素を燃料として少なくとも過剰空気のない理論
空気量の使用の下で燃焼させる。この第１のゾーンとし
てのガス発生装置にて発生ガスは少なくとも７００℃以
上に制御される。発生ガス中の遊離Ｏ2は可及的に少量
となし、主成分は供給した空気の燃焼残のＮ2と燃焼結
果生じたＣＯ2，Ｃ０，Ｈ2Ｏ及び可能性のあるＣＨ4，
ＮＯXからの混合組成よりなる。
【００１１】これにより発生した熱エネルギーを有し、
結果的に不活性なガス雰囲気中へ半導体製造排ガスを導
入する。この場合、被処理ガスとしてＳｉＨ4を代表と
して例にとれば、この第２のゾーンにおいてＳｉＨ4の
変化は主として次の式に示すような熱分解が中心とな
る。 ＳｉＨ4 → Ｓｉ ＋ ２Ｈ2 ・・・
結果的に不活性なガス雰囲気中へ半導体製造排ガスを導
入する。この場合、被処理ガスとしてＳｉＨ4を代表と
して例にとれば、この第２のゾーンにおいてＳｉＨ4の
変化は主として次の式に示すような熱分解が中心とな
る。 ＳｉＨ4 → Ｓｉ ＋ ２Ｈ2 ・・・
【００１２】しかしながら、わずかなＯ2でも存在すれ
ば、それがＳｉＨ4の酸化剤となり下記の式が成立す
る。 ＳｉＨ4 ＋ ２Ｏ2 → ＳｉＯ2 ＋２Ｈ2Ｏ ・・・
ば、それがＳｉＨ4の酸化剤となり下記の式が成立す
る。 ＳｉＨ4 ＋ ２Ｏ2 → ＳｉＯ2 ＋２Ｈ2Ｏ ・・・
【００１３】更に炭化水素燃料の燃焼結果生じた酸化
物，ＣＯ2，Ｃ０，Ｈ2Ｏ，ＮＯXは何れも７００℃以上
のゾーンにおいてはＳｉＨ4の酸化剤として働き、下記
のような反応を生じる。 ＳｉＨ4 ＋ ＣＯ2 → ＳｉＯ2 ＋ ＣＨ4 ・・・ ＳｉＨ4 ＋ ２ＣＯ → ＳｉＯ2 ＋ ＣnＨm ・・・ ＳｉＨ4 ＋ ２Ｈ2Ｏ → ＳｉＯ2 ＋ ４Ｈ2 ・・・
物，ＣＯ2，Ｃ０，Ｈ2Ｏ，ＮＯXは何れも７００℃以上
のゾーンにおいてはＳｉＨ4の酸化剤として働き、下記
のような反応を生じる。 ＳｉＨ4 ＋ ＣＯ2 → ＳｉＯ2 ＋ ＣＨ4 ・・・ ＳｉＨ4 ＋ ２ＣＯ → ＳｉＯ2 ＋ ＣnＨm ・・・ ＳｉＨ4 ＋ ２Ｈ2Ｏ → ＳｉＯ2 ＋ ４Ｈ2 ・・・
【００１４】それ故、この第２のゾーンにおいては固体
（粉塵）として金属Ｓｉ，ＳｉＯ2の混合体が存在する
ことになる。この場合、金属Ｓｉとその酸化物ＳｉＯ2
との間には容積比でＳｉＯ2／Ｓｉ＝１．８８となり、
すなわち酸化被膜が金属を被い、酸化反応に対し強い抵
抗性を有し、内部に金属Ｓｉ乃至未分解のＳｉＨ4をガ
ス体で包含する傾向を有する。
（粉塵）として金属Ｓｉ，ＳｉＯ2の混合体が存在する
ことになる。この場合、金属Ｓｉとその酸化物ＳｉＯ2
との間には容積比でＳｉＯ2／Ｓｉ＝１．８８となり、
すなわち酸化被膜が金属を被い、酸化反応に対し強い抵
抗性を有し、内部に金属Ｓｉ乃至未分解のＳｉＨ4をガ
ス体で包含する傾向を有する。
【００１５】この場合、酸化力の強いガス体ほど金属Ｓ
ｉの粒当たりＳｉＯ2になり易く、又、表面に強固なＳ
ｉＯ2被膜を形成する。反対に酸化力の弱いガス体は表
面形成ＳｉＯ2被膜がゆるやかで亀裂が入った構造にな
り易い。
ｉの粒当たりＳｉＯ2になり易く、又、表面に強固なＳ
ｉＯ2被膜を形成する。反対に酸化力の弱いガス体は表
面形成ＳｉＯ2被膜がゆるやかで亀裂が入った構造にな
り易い。
【００１６】上記ガス体の酸化力はＯ2 >> Ｈ2Ｏ ＞Ｃ
Ｏ＞ ＣＯ2の序列が存在し、Ｓｉ〜ＳｉＯ2の混合粉体
が形成されるが、極めて左側に片寄った混合系となる。
Ｏ＞ ＣＯ2の序列が存在し、Ｓｉ〜ＳｉＯ2の混合粉体
が形成されるが、極めて左側に片寄った混合系となる。
【００１７】熱分解した反応ガスを第３のゾーンに移
し、ここで大過剰の空気を導入して活性成分を安定な酸
化物に転換して除害を完結させる。 Ｓｉ＋ Ｏ2 → ＳｉＯ2 ・・・
し、ここで大過剰の空気を導入して活性成分を安定な酸
化物に転換して除害を完結させる。 Ｓｉ＋ Ｏ2 → ＳｉＯ2 ・・・
【００１８】Ｏ2に対して遥かに酸化力の弱いＨ2Ｏのガ
ス体で表面酸化された粉体は構造上粗雑な酸化被膜で被
われた構造であるため、この工程において内部まで十分
酸化を受け、安全無害のＳｉＯ2に固定される。
ス体で表面酸化された粉体は構造上粗雑な酸化被膜で被
われた構造であるため、この工程において内部まで十分
酸化を受け、安全無害のＳｉＯ2に固定される。
【００１９】第２〜第３ゾーンを通じ、金属Ｓｉの表面
をまず希薄に酸化してから次いで全体を酸化物に変える
という２段処理とすることにより、単独の金属Ｓｉ雲の
状態より遥かに燃焼，爆発に体する危険性を抑えること
ができる。
をまず希薄に酸化してから次いで全体を酸化物に変える
という２段処理とすることにより、単独の金属Ｓｉ雲の
状態より遥かに燃焼，爆発に体する危険性を抑えること
ができる。
【００２０】尚、ここで処理済みの粉塵を包含するガス
体は下部の水スクラバにおいて洗浄すると共に冷却して
大気に放出する。
体は下部の水スクラバにおいて洗浄すると共に冷却して
大気に放出する。
【００２１】上記のプロセスにより高価なＮ2，Ｈ2を使
用せず安価なＬＰＧの如き炭化水素及びその燃焼ガスを
使用して２段階の処理工程を経て安全に除害することが
できる。
用せず安価なＬＰＧの如き炭化水素及びその燃焼ガスを
使用して２段階の処理工程を経て安全に除害することが
できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明を好適な実施例を用
いて説明する。 ［実施例］図１は本発明実施例の除害装置の構成の概念
図である。
いて説明する。 ［実施例］図１は本発明実施例の除害装置の構成の概念
図である。
【００２３】半導体排ガスを除害するにおける設備要素
は５個のエレメントから構成されており、ガスの流れに
沿って、炭化水素系燃料燃焼炉(1)（以下単に「燃料燃
焼炉」という）、半導体製造デポジット用排ガス熱分解
炉(2)（以下単に「熱分解炉」という）、熱分解排ガス
及びクリーニング用排ガス酸化炉(3)（以下単に「酸化
炉」という）、水スクラバ(4)、水槽(5)よりなる。
は５個のエレメントから構成されており、ガスの流れに
沿って、炭化水素系燃料燃焼炉(1)（以下単に「燃料燃
焼炉」という）、半導体製造デポジット用排ガス熱分解
炉(2)（以下単に「熱分解炉」という）、熱分解排ガス
及びクリーニング用排ガス酸化炉(3)（以下単に「酸化
炉」という）、水スクラバ(4)、水槽(5)よりなる。
【００２４】燃料燃焼炉(1)においては、例えばＬＰＧ
を使用する場合、外部空気との混合を行うと共に理論酸
素量に近い組成にして燃焼するべくバーナー(1a)と燃
料，空気供給機構を有している。
を使用する場合、外部空気との混合を行うと共に理論酸
素量に近い組成にして燃焼するべくバーナー(1a)と燃
料，空気供給機構を有している。
【００２５】燃料燃焼炉(1)、熱分解炉(2)、酸化炉(3)
の炉体は最内壁はセラミック製耐火煉瓦、又はキャスタ
ブル耐火物で覆われており、その成分はアルミナ系が好
ましく、ムライト系、コージライト系も使用できる。
の炉体は最内壁はセラミック製耐火煉瓦、又はキャスタ
ブル耐火物で覆われており、その成分はアルミナ系が好
ましく、ムライト系、コージライト系も使用できる。
【００２６】燃料燃焼炉(1)の内温は1000〜1500℃にな
る様に温度制御され、その燃焼ガスを熱分解炉(2)に導
き、ここへ半導体製造排ガスを導入する。この場合、内
温が700〜1000℃となるように燃料燃焼炉(1)の発生ガス
温度を制御する。
る様に温度制御され、その燃焼ガスを熱分解炉(2)に導
き、ここへ半導体製造排ガスを導入する。この場合、内
温が700〜1000℃となるように燃料燃焼炉(1)の発生ガス
温度を制御する。
【００２７】燃料燃焼炉(1)の発生ガスは組成として、
一例を示せばＯ2：０〜１、ＣＯ2：５〜１１、ＣＯ：１
〜２、Ｈ2：１〜２、ＣＨ4：０〜０．５、Ｈ2Ｏ：０．
５〜１、Ｎ2：８０〜９５（各Vol%)の範囲を代表とする
が、実質的に遊離Ｏ2がほとんど無く、空気中のＮ2含有
率より過剰のＮ2からなる組成で1000℃以上の熱を保有
する燃焼ガスがあれば本発明に使用できる。
一例を示せばＯ2：０〜１、ＣＯ2：５〜１１、ＣＯ：１
〜２、Ｈ2：１〜２、ＣＨ4：０〜０．５、Ｈ2Ｏ：０．
５〜１、Ｎ2：８０〜９５（各Vol%)の範囲を代表とする
が、実質的に遊離Ｏ2がほとんど無く、空気中のＮ2含有
率より過剰のＮ2からなる組成で1000℃以上の熱を保有
する燃焼ガスがあれば本発明に使用できる。
【００２８】一般に燃料燃焼炉(1)から熱分解炉(2)への
燃焼ガスの風量は100〜1000リットル/minの範囲内で、1
00リットル/min以下では熱分解炉(2)における排ガスの
熱分解と粉体を含むガス体の酸化炉(3)への移動が円滑
に起こりにくい。反対に1000リットル/min以上では熱分
解炉(2)内での線速度が大となり充分熱分解が進行せ
ず、未分解のデポジット用排ガスが残る。
燃焼ガスの風量は100〜1000リットル/minの範囲内で、1
00リットル/min以下では熱分解炉(2)における排ガスの
熱分解と粉体を含むガス体の酸化炉(3)への移動が円滑
に起こりにくい。反対に1000リットル/min以上では熱分
解炉(2)内での線速度が大となり充分熱分解が進行せ
ず、未分解のデポジット用排ガスが残る。
【００２９】又、熱分解炉(2)への排ガス導入量は200リ
ットル/min迄で、その場合小量でも熱分解には支承がな
いが、200リットル/min以上では熱分解が十分進まない
場合がある。
ットル/min迄で、その場合小量でも熱分解には支承がな
いが、200リットル/min以上では熱分解が十分進まない
場合がある。
【００３０】この場合、デポジット用排ガスはＣＶＤで
の使用済みのガス体乃至ポンプ排気する場合のＮ2追加
ガスそのままでよく、特に追加Ｎ2で希釈の必要はな
い。結果的に燃料燃焼炉(1)で発生させたＮ2大過剰ガス
により熱分解炉(2)において希釈されることになる。
の使用済みのガス体乃至ポンプ排気する場合のＮ2追加
ガスそのままでよく、特に追加Ｎ2で希釈の必要はな
い。結果的に燃料燃焼炉(1)で発生させたＮ2大過剰ガス
により熱分解炉(2)において希釈されることになる。
【００３１】ＮＦ3やＣ2Ｆ6の如きクリーニングガスの
排ガスは酸化炉(3)に空気と共存下導入されて分解処理
される。熱分解炉(2)にデポジット用排ガスとクリーニ
ング用排ガスとを同時共存下導入することは夫々ガスの
爆発範囲に入った場合危険を伴う。
排ガスは酸化炉(3)に空気と共存下導入されて分解処理
される。熱分解炉(2)にデポジット用排ガスとクリーニ
ング用排ガスとを同時共存下導入することは夫々ガスの
爆発範囲に入った場合危険を伴う。
【００３２】例えば、ＳｉＨ4／ＮＦ3併用排ガスの場
合、ＳｉＨ4濃度が混合ガス中０．６６％以下の範囲で
あれば問題はないが、それ以上の濃度で導入された場合
爆発の危険性がある。
合、ＳｉＨ4濃度が混合ガス中０．６６％以下の範囲で
あれば問題はないが、それ以上の濃度で導入された場合
爆発の危険性がある。
【００３３】酸化炉(3)における外部空気の供給量はデ
ポジット中の被酸化成分の理論必要Ｏ2量の４倍以上導
入することが好ましい。例えば、100%ＳｉＨ4として４
リットル/min排出されている状況下であれば、空気とし
て160リットル/min以上を酸化炉(3)に供給する。
ポジット中の被酸化成分の理論必要Ｏ2量の４倍以上導
入することが好ましい。例えば、100%ＳｉＨ4として４
リットル/min排出されている状況下であれば、空気とし
て160リットル/min以上を酸化炉(3)に供給する。
【００３４】酸化炉(3)において生成した粉体（ＳｉＨ4
を代表例とした場合はＳｉＯ2）及びクリーニングガス
の分解により生じたＦ系ガスは水スクラバ(4)にて洗浄
されると共に室温水のスプレーで冷却され、浄化ガスは
排気ファンにより大気に放出される。一方、粉体及び副
生ガス体（Ｆ系化合物）はスプレー水により下部の水槽
(5)に排出される。
を代表例とした場合はＳｉＯ2）及びクリーニングガス
の分解により生じたＦ系ガスは水スクラバ(4)にて洗浄
されると共に室温水のスプレーで冷却され、浄化ガスは
排気ファンにより大気に放出される。一方、粉体及び副
生ガス体（Ｆ系化合物）はスプレー水により下部の水槽
(5)に排出される。
【００３５】上記の装置を用いて、実際に除害を行っ
た。 ［実施例１］ＬＰＧ燃料を使用し、ＬＰＧのガス体条件
下、空気／ＬＰＧガス容積比９倍の比率の下、コンプレ
ッサーから送風しつつ、そこへＬＰＧを供給して着火せ
しめ、全風量を500リットル/minにして燃焼させた。そ
の条件下、炉内温度を1200℃一定にした状態で熱分解炉
以後の経路を開放して排気ファンでガスを排出した。
た。 ［実施例１］ＬＰＧ燃料を使用し、ＬＰＧのガス体条件
下、空気／ＬＰＧガス容積比９倍の比率の下、コンプレ
ッサーから送風しつつ、そこへＬＰＧを供給して着火せ
しめ、全風量を500リットル/minにして燃焼させた。そ
の条件下、炉内温度を1200℃一定にした状態で熱分解炉
以後の経路を開放して排気ファンでガスを排出した。
【００３６】定常状態を保ったところで、熱分解炉(2)
に100%ＳｉＨ4が４リットル/minとＮ2が１２９リットル
/minの混合ガスを導入した。熱分解炉(2)から出たガス
を酸化炉(3)に送り込み、そこに外部空気を170リットル
/min加えた。炉内温度は1000〜1100℃の間に保持させ
た。
に100%ＳｉＨ4が４リットル/minとＮ2が１２９リットル
/minの混合ガスを導入した。熱分解炉(2)から出たガス
を酸化炉(3)に送り込み、そこに外部空気を170リットル
/min加えた。炉内温度は1000〜1100℃の間に保持させ
た。
【００３７】酸化炉(3)を出た排ガスを水量10リットル/
minで循環させている水スクラバ(4)を通して冷却ガスを
排気ファンを通じ大気に放出した。放出ガス中のＳｉＨ
4濃度は検知されなかった。また、水槽(5)には薄く白色
のＳｉＯ2スラッジが認められた。
minで循環させている水スクラバ(4)を通して冷却ガスを
排気ファンを通じ大気に放出した。放出ガス中のＳｉＨ
4濃度は検知されなかった。また、水槽(5)には薄く白色
のＳｉＯ2スラッジが認められた。
【００３８】［実施例２］実施例１と同じ条件下で、10
0%ＳｉＨ4が２リットル/min、Ｎ2バランスした１％ＰＨ
3ガス0.5リットル/min、ＴＥＯＳが１リットル/min、Ｎ
2が396.5リットル/minという合計400リットル/minのガ
スを導入した。
0%ＳｉＨ4が２リットル/min、Ｎ2バランスした１％ＰＨ
3ガス0.5リットル/min、ＴＥＯＳが１リットル/min、Ｎ
2が396.5リットル/minという合計400リットル/minのガ
スを導入した。
【００３９】酸化炉(3)には空気を320リットル/min加え
て酸化処理し、処理ガスを水量20リットル/minの循環の
水スクラバ(4)を通して冷却ガスを排気ファンを通じ大
気に放出した。放出ガスの成分を測定した結果、ＳｉＨ
4及びＰＨ3はいずれも全く検知されず、ＴＥＯＳは0.5p
pm認められた。
て酸化処理し、処理ガスを水量20リットル/minの循環の
水スクラバ(4)を通して冷却ガスを排気ファンを通じ大
気に放出した。放出ガスの成分を測定した結果、ＳｉＨ
4及びＰＨ3はいずれも全く検知されず、ＴＥＯＳは0.5p
pm認められた。
【００４０】［実施例３］ＣＨ4を主成分としたガスを
燃焼せしめ、その燃焼ガス組成はＯ2が０％、ＣＯ2が５
％、ＣＯが1.5%、Ｈ2が1.2%、ＣＨ4が0.5%、Ｈ2Ｏが0.8
%、Ｎ2が91%であった。
燃焼せしめ、その燃焼ガス組成はＯ2が０％、ＣＯ2が５
％、ＣＯが1.5%、Ｈ2が1.2%、ＣＨ4が0.5%、Ｈ2Ｏが0.8
%、Ｎ2が91%であった。
【００４１】燃料燃焼炉(1)の炉内温度は1300℃であ
り、このガスを300リットル/minの風量で熱分解炉(2)に
移し、そこへ100%ＳｉＨ4が３リットル/min、Ｎ2が200
リットル/minの計203リットル/minの排ガスを導入し、
熱分解せしめた。
り、このガスを300リットル/minの風量で熱分解炉(2)に
移し、そこへ100%ＳｉＨ4が３リットル/min、Ｎ2が200
リットル/minの計203リットル/minの排ガスを導入し、
熱分解せしめた。
【００４２】一方、酸化炉(3)に熱分解炉(2)の処理ガス
と共にＮＦ3が2.5リットル/min、Ｎ2が120リットル/min
の計122.5リットル/minのＣＶＤクリーニング排ガスと
外部空気120リットル/minを導入した。
と共にＮＦ3が2.5リットル/min、Ｎ2が120リットル/min
の計122.5リットル/minのＣＶＤクリーニング排ガスと
外部空気120リットル/minを導入した。
【００４３】酸化炉(3)の炉内温度は1050℃に保持し
た。酸化分解した排ガスは水スクラバ(4)に導き、１５
リットル/minの水量でガス洗浄と冷却を行った。大気放
出中のガス成分はＳｉＨ4が0.5ppm、ＮＦ3が１ppmであ
った。
た。酸化分解した排ガスは水スクラバ(4)に導き、１５
リットル/minの水量でガス洗浄と冷却を行った。大気放
出中のガス成分はＳｉＨ4が0.5ppm、ＮＦ3が１ppmであ
った。
【００４４】［実施例４］上記各実施例では燃料燃焼炉
と熱分解炉と酸化炉を各々独立した設備とし、それらを
連結した装置としたが、本実施例は燃料燃焼炉と熱分解
炉と酸化炉と水スクラバを一体化して、それらの機能を
備えた装置とした。図２は本実施例の装置の概要を示し
た図である。
と熱分解炉と酸化炉を各々独立した設備とし、それらを
連結した装置としたが、本実施例は燃料燃焼炉と熱分解
炉と酸化炉と水スクラバを一体化して、それらの機能を
備えた装置とした。図２は本実施例の装置の概要を示し
た図である。
【００４５】炭化水素用燃料としてはＬＧＰを使用し、
空気／ＬＧＰガス容積比を９倍で混合せしめ、全風量を
800リットル/minで燃焼させた。(11)は炭化水素系燃料
導入管、(12)は外部空気取り込みファン、(13)はガス混
合器、(14)は燃焼火炎、(17)は熱伝達隔壁である。
空気／ＬＧＰガス容積比を９倍で混合せしめ、全風量を
800リットル/minで燃焼させた。(11)は炭化水素系燃料
導入管、(12)は外部空気取り込みファン、(13)はガス混
合器、(14)は燃焼火炎、(17)は熱伝達隔壁である。
【００４６】その条件下の燃焼炉(15)の温度を1200℃に
保った状態で燃焼排ガスを、燃焼炉ガス冷却水スプレー
(20)から噴射される４０℃の冷却水で冷却し、約50℃の
ガス体とした。この冷却排ガスの組成はＯ2が0.5vol%，
ＣＯ2が8.5vol%，ＣＯが1.5vol%，Ｈ2が1.5vol%，Ｈ2Ｏ
が0.4vol%，Ｎ2が87.6vol%であった。
保った状態で燃焼排ガスを、燃焼炉ガス冷却水スプレー
(20)から噴射される４０℃の冷却水で冷却し、約50℃の
ガス体とした。この冷却排ガスの組成はＯ2が0.5vol%，
ＣＯ2が8.5vol%，ＣＯが1.5vol%，Ｈ2が1.5vol%，Ｈ2Ｏ
が0.4vol%，Ｎ2が87.6vol%であった。
【００４７】この脱酸素燃焼冷却排ガス(21)に対してプ
ロセスガス導入管(16)によりＨ220リットル／min，Ｓｉ
Ｈ45リットル／minの混合ガスを導入し、更にパージ用
Ｎ2ガス導入管(27)よりパージ用Ｎ2ガス175リットル／m
inを加えて希釈ゾーン(22)にて燃焼排ガスと混合せしめ
た。その場合、混合ガスの組成は計算上Ｈ2が２％，Ｓ
ｉＨ4が0.5％であった。また、(24)はプロセスガス導入
管(16)と接続された被処理ガス熱交換ダクトである。
ロセスガス導入管(16)によりＨ220リットル／min，Ｓｉ
Ｈ45リットル／minの混合ガスを導入し、更にパージ用
Ｎ2ガス導入管(27)よりパージ用Ｎ2ガス175リットル／m
inを加えて希釈ゾーン(22)にて燃焼排ガスと混合せしめ
た。その場合、混合ガスの組成は計算上Ｈ2が２％，Ｓ
ｉＨ4が0.5％であった。また、(24)はプロセスガス導入
管(16)と接続された被処理ガス熱交換ダクトである。
【００４８】この混合ガスをプロセスガス熱酸化分解ゾ
ーン(19)を経由し、そこに外部空気をプロセスガス酸化
分解用外気取り込み管(18)から350リットル／min加え、
燃焼炉(15)からの伝熱により850℃の雰囲気に曝して酸
化分解せしめた。
ーン(19)を経由し、そこに外部空気をプロセスガス酸化
分解用外気取り込み管(18)から350リットル／min加え、
燃焼炉(15)からの伝熱により850℃の雰囲気に曝して酸
化分解せしめた。
【００４９】分解後の処理ガスは処理済みガスの洗浄冷
却用の水スクラバ(23)を経由して冷却，洗浄せしめ大気
放出した。(25)は大気放出ファン、(26)は水槽である。
放出ガス中のＨ2，ＳｉＨ4の濃度を測定したところ、Ｈ
2は15ppm検出され、ＳｉＨ4は全く検知されなかった。
却用の水スクラバ(23)を経由して冷却，洗浄せしめ大気
放出した。(25)は大気放出ファン、(26)は水槽である。
放出ガス中のＨ2，ＳｉＨ4の濃度を測定したところ、Ｈ
2は15ppm検出され、ＳｉＨ4は全く検知されなかった。
【００５０】
【発明の効果】従来の電熱加熱酸化分解方式においては
例えばキャリアガスとしてＨ2を高濃度で使用し、排気
される場合には除害ガスを受けるに当たって安全上空気
共存下のＨ2のＬＥＬ(4%)の好ましくは1/4、少なくとも
1/2濃度にまで不活性ガス（通常はＮ2又はＡｒ）で希釈
せねばならず、しかも半導体製造現場で扱うＮ2は高純
度，高価格にして除害に要するＮ2にしては余りに過剰
品質である。本発明はかかる背景にあって電熱方式でな
く安価な石油系燃料を使用し、安価に高温雰囲気を作る
と共に同時にその排ガスとして可及的Ｏ2濃度の少な
い、近似低純度Ｎ2（不活性）ガスを作成し、希釈に供
する。すなわち、除害処理に必要な熱エネルギーと希釈
用不活性ガスとを両方同時に取得することにより除害費
用を大幅に節減することができる。これにより高価なＮ
2，Ｈ2を使用せず安価なＬＰＧの如き炭化水素及びその
燃焼ガスを使用して安全且つ効率的に半導体製造排ガス
を除害可能な火炎分解式除害装置と除害方法を提供する
ことができた。
例えばキャリアガスとしてＨ2を高濃度で使用し、排気
される場合には除害ガスを受けるに当たって安全上空気
共存下のＨ2のＬＥＬ(4%)の好ましくは1/4、少なくとも
1/2濃度にまで不活性ガス（通常はＮ2又はＡｒ）で希釈
せねばならず、しかも半導体製造現場で扱うＮ2は高純
度，高価格にして除害に要するＮ2にしては余りに過剰
品質である。本発明はかかる背景にあって電熱方式でな
く安価な石油系燃料を使用し、安価に高温雰囲気を作る
と共に同時にその排ガスとして可及的Ｏ2濃度の少な
い、近似低純度Ｎ2（不活性）ガスを作成し、希釈に供
する。すなわち、除害処理に必要な熱エネルギーと希釈
用不活性ガスとを両方同時に取得することにより除害費
用を大幅に節減することができる。これにより高価なＮ
2，Ｈ2を使用せず安価なＬＰＧの如き炭化水素及びその
燃焼ガスを使用して安全且つ効率的に半導体製造排ガス
を除害可能な火炎分解式除害装置と除害方法を提供する
ことができた。
【図１】本発明の半導体製造排ガス除害装置の構成の概
念図。
念図。
【図２】実施例４の半導体製造排ガス除害装置の構成の
概念図。
概念図。
(1) 炭化水素系燃料燃焼炉 (1a) 燃焼バーナー (2) 半導体製造排ガス熱分解炉 (3) 熱分解排ガス及びクリーニング用排ガス酸化炉 (4) 水スクラバ (5) 水槽 (11) 炭化水素系燃料導入管 (12) 外部空気取り込みファン (13) ガス混合器 (14) 燃焼火炎 (15) 燃焼炉 (16) プロセスガス導入管 (17) 熱伝達隔壁 (18) プロセスガス酸化分解用外気取り込み管 (19) プロセスガス熱酸化分解ゾーン (20) 燃焼炉ガス冷却水スプレー (21) 脱酸素燃焼冷却排ガス (22) プロセスガスの不活性ガスによる希釈ゾーン (23) 水スクラバ（処理済みガスの洗浄冷却用） (24) 被処理ガス熱交換ダクト (25) 大気放出ファン (26) 水槽 (27) パージ用Ｎ2ガス導入管
Claims (3)
- 【請求項１】 炭化水素系燃料を燃焼バーナーで燃焼さ
せる燃料燃焼炉と、該燃料燃焼炉で生じた熱エネルギー
保有ガスと半導体製造排ガスを導入して熱分解させる熱
分解炉と、該熱分解炉で生じた熱分解排ガスと外部空気
を導入して酸化反応を完結させる酸化炉を備えているこ
とを特徴とする半導体製造排ガスの除害装置。 - 【請求項２】 炭化水素系燃料を理論空気量に近い混合
組成下で燃焼させて遊離酸素量の殆ど無い燃焼ガスとな
し、燃焼によって得られた熱エネルギー保有ガス中に半
導体製造排ガスを導入し、次いで別のセクションにて過
剰空気を供給して酸化反応を完結させることを特徴とす
る半導体製造排ガスの除害方法。 - 【請求項３】 排ガスを２段階に分けて分解と酸化させ
る半導体製造排ガスの除害方法であって、 第１の段階では非酸化性で700℃以上の雰囲気ガス中に
半導体製造排ガスを導入して排ガスを主としてその構成
成分にまで熱分解せしめて一部は薄層の酸化物を有する
不完全酸化物にし、次いで第２の段階で加熱空気酸化を
完結させることを特徴とする半導体製造排ガスの除害方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10553098A JP3971843B2 (ja) | 1997-11-21 | 1998-03-31 | 半導体製造排ガスの除害装置及び除害方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-338177 | 1997-11-21 | ||
| JP33817797 | 1997-11-21 | ||
| JP10553098A JP3971843B2 (ja) | 1997-11-21 | 1998-03-31 | 半導体製造排ガスの除害装置及び除害方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11211036A true JPH11211036A (ja) | 1999-08-06 |
| JP3971843B2 JP3971843B2 (ja) | 2007-09-05 |
Family
ID=26445804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10553098A Expired - Lifetime JP3971843B2 (ja) | 1997-11-21 | 1998-03-31 | 半導体製造排ガスの除害装置及び除害方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3971843B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005075890A1 (ja) * | 2004-02-05 | 2005-08-18 | Bussan Nanotech Research Institute, Inc. | 気相法炭素繊維製造装置の排ガス処理装置 |
| JP2006194544A (ja) * | 2005-01-14 | 2006-07-27 | Japan Pionics Co Ltd | 有害ガスの浄化装置 |
| JP2011247572A (ja) * | 2010-04-28 | 2011-12-08 | Kobelco Eco-Solutions Co Ltd | 溶融システム |
| CN112705016A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-04-27 | 四川雅吉芯电子科技有限公司 | 一种单晶硅外延片生产用废气处理系统 |
-
1998
- 1998-03-31 JP JP10553098A patent/JP3971843B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005075890A1 (ja) * | 2004-02-05 | 2005-08-18 | Bussan Nanotech Research Institute, Inc. | 気相法炭素繊維製造装置の排ガス処理装置 |
| JP2006194544A (ja) * | 2005-01-14 | 2006-07-27 | Japan Pionics Co Ltd | 有害ガスの浄化装置 |
| JP4619798B2 (ja) * | 2005-01-14 | 2011-01-26 | 日本パイオニクス株式会社 | 有害ガスの浄化装置 |
| JP2011247572A (ja) * | 2010-04-28 | 2011-12-08 | Kobelco Eco-Solutions Co Ltd | 溶融システム |
| CN112705016A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-04-27 | 四川雅吉芯电子科技有限公司 | 一种单晶硅外延片生产用废气处理系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3971843B2 (ja) | 2007-09-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0768109B1 (en) | Exhaust gas treatment unit and process | |
| JP3467275B2 (ja) | 排ガス浄化装置 | |
| EP1450936B1 (en) | Method and apparatus for treating exhaust gas comprising a fluorine compound and carbon monoxide | |
| JP2016020801A (ja) | 排ガス処理装置 | |
| JP4172938B2 (ja) | 排ガスの処理方法および処理装置 | |
| US6482367B1 (en) | Method and apparatus for removing harmful components in an exhaust gas | |
| US6126906A (en) | Apparatus for removing harmful components in a semiconductor exhaust gas | |
| JP3971843B2 (ja) | 半導体製造排ガスの除害装置及び除害方法 | |
| JPH11333247A (ja) | 半導体製造排ガスの除害方法及び除害装置 | |
| JP2004223302A (ja) | 排ガスの処理方法および装置 | |
| JP3636617B2 (ja) | パーフルオロカーボンガスの除去方法及び除去装置 | |
| JP3215074B2 (ja) | 半導体製造排ガスの除害方法と除害装置 | |
| JP4937548B2 (ja) | パーフルオロカーボンガスの除害方法及び除害装置 | |
| JPH09276691A (ja) | 高周波プラズマによるフロン分解方法 | |
| JP2001179051A (ja) | 水素含有排ガスの除害方法及び除害装置 | |
| JP3790890B2 (ja) | 塩素化芳香族化合物の生成抑制剤および生成抑制方法 | |
| JP2001054722A (ja) | 半導体製造排ガス除去 | |
| JPH02103311A (ja) | 有毒性排ガスの燃焼処理方法 | |
| CN1341478A (zh) | 全氟化碳或全氟化物的除害方法及除害装置 | |
| KR20040007676A (ko) | 배출 가스 처리 방법 및 처리 장치 | |
| KR200405302Y1 (ko) | 폐가스 정화처리장치의 연소챔버부 | |
| JP7385956B1 (ja) | ガス除害装置及びガス処理方法 | |
| KR101065803B1 (ko) | 리플로 공정의 플럭스 처리 장치 | |
| KR20020008577A (ko) | 퍼플루오로카본 또는 퍼플루오로컴파운드의 제해방법 및제해장치 | |
| JP2005522660A (ja) | 窒素酸化物放出レベルの低い燃焼炉においてフッ素含有化合物を含む排気ガスを浄化するための装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050222 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070111 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070130 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070330 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070515 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070611 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110615 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110615 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120615 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120615 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130615 Year of fee payment: 6 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |