KR20190119167A - 배기 가스의 감압 제해 장치 - Google Patents

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마사시 마에다
아키히사 요시다
미치히코 야나기사와
쓰토무 쓰카다
히로시 이마무라
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칸켄 테크노 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 희석용 질소 가스의 사용을 극소화할 수 있고, 에너지의 이용 효율이나 경제성이 뛰어난 배기 가스의 제해 장치를 제공한다. 즉, 본 발명의 배기 가스의 감압 제해 장치는 진공 펌프(14)를 통해 배기 가스 발생원(12)으로부터 공급되는 배기 가스(E)를, 그 내부에 형성된 배기 가스 처리 공간(16a)에서 전열 히터(18) 또는 플라즈마로 가열 또는 여기하여 분해 및/또는 반응 처리하는 반응통(16)을 갖는다. 그 반응통(16)의 배기 가스 출구(20)측에는, 상기의 진공 펌프(14)의 배기구로부터 상기의 반응통(16)의 내부에 걸쳐 감압하는 후단 진공 펌프(22)가 접속된다. 그 후단 진공 펌프(22)를 수봉 펌프로 구성하는 동시에, 상기의 반응통(16)의 배기 가스 유로의 하류단측을 세정수(W)로 수세하는 수세 수단(24)을 설치한다. 그리고, 그 수세 수단(24)으로부터 공급된 세정수(W)를 상기의 후단 진공 펌프(22)의 봉수로 한다.

Description

배기 가스의 감압 제해 장치
본 발명은 주로 전자 산업의 제조 프로세스에서 배출되는 가연성 가스, 유독 가스, 온실 효과 가스 등의 유해한 배기 가스의 처리에 적합한 배기 가스의 제해 장치에 관한 것이다.
반도체나 액정 등을 제조하는 전자 산업에서는, 실리콘 질화막 CVD, 실리콘 산화막 CVD, 실리콘 산질화막 CVD, TEOS 산화막 CVD, 고유전율막 CVD, 저유전율막 CVD 및 금속막 CVD 등의 다양한 CVD 프로세스가 사용된다.
이 중, 예를 들어 실리콘계 박막의 형성에는 주로 폭발성이나 독성을 갖는 실란계 가스를 사용한 CVD법이 사용되고 있다. 이 CVD법에서 사용된 상기 실란계 가스를 포함하는 프로세스 가스는, CVD 프로세스에서 사용된 후, 배기 가스로서 하기의 특허문헌 1에 기재된 바와 같은 제해 장치에서 무해화되지만, 종래로부터, 이러한 제해 장치의 앞에서, 배기 가스 중의 실란계 가스를 폭발 한계 이하까지 희석하기 위해 대량의 희석용 질소 가스가 투입되고 있었다.
여기에서, 전형적인 실리콘 산질화막 CVD에서는 SiH4/NH3/N2O=1slm/10slm/10slm(slm; standard liter per minute, 1atm 및 0℃에서의 1 분당 유량을 리터로 표시한 단위)가 사용되지만, SiH4의 폭발 범위가 1.3% 내지 100%이기 때문에, CVD 프로세스에서 배출된 이러한 가스는 즉시 희석용 질소 가스로 약 76배 정도 희석을 할 필요가 있다. 이러한 희석을 행하면, 종래의 연소 방식이나 대기압 플라즈마 방식의 열분해 장치에서 안전하고 확실하게 제해 처리를 할 수 있다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 특개평11-333247호
하지만, 상기의 종래 기술에는 다음과 같은 문제가 있었다.
즉, 상술한 바와 같이 질소 가스로 희석된 실란계 가스를 포함하는 배기 가스 전체를 분해 온도까지 가열하는데 필요한 에너지는 희석 전의 실란계 가스를 포함하는 배기 가스만을 가열하는 경우의 약 76배의 에너지가 필요해진다. 즉, 종래의 질소 가스로의 희석이 필요한 제해 프로세스에서는 다량의 질소 가스의 사용에 따른 비용 상승뿐만 아니라, 배기 가스의 제해에 직접 관계가 없는 질소 가스도 가열해야하기 때문에, 에너지 효율이 낮고, 전력 또는 연료 등의 비용 상승도 초래하였다.
따라서, 본 발명의 주된 목적은 안전성을 손상시키지 않고 희석용 질소 가스의 사용을 극소화할 수 있고, 에너지 이용 효율이나 경제성이 뛰어난 배기 가스의 제해 장치를 제공하는 것에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 배기 가스의 제해를 감압 하에서 행함으로써 대처하고 있다. 즉, 본 발명은, 예를 들어 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 배기 가스의 감압 제해 장치를 다음과 같이 구성하였다.
본 발명의 배기 가스의 감압 제해 장치는, 진공 펌프(14)를 통해 배기 가스 발생원(12)에 공급되는 배기 가스(E)를, 그 내부에 형성된 배기 가스 처리 공간(16a)에서 전열 히터(18) 또는 플라즈마로 가열 또는 여기하여 분해 및/또는 반응 처리하는 반응통(16)을 갖는다. 그 반응통(16)의 배기 가스 출구(20)측에는 상기의 진공 펌프(14)의 배기구로부터 상기의 반응통(16)의 내부에 걸쳐 감압하는 후단 진공 펌프(22)가 접속된다. 그 후단 진공 펌프(22)를 수봉 펌프(water-sealed pump)로 구성하는 동시에, 상기의 반응통(16)의 배기 가스 유로의 하류단측을 세정수(W)로 수세하는 수세 수단(24)을 설치한다. 그리고, 그 수세 수단(24)으로부터 상기의 반응통(16)의 배기 가스 유로의 하류단측에 공급된 세정수(W)를 상기의 후단 진공 펌프(22)의 봉수(封水; seal water)로 한다.
이 발명은, 예를 들어, 다음의 작용을 나타낸다.
진공 펌프(14)를 통해 배기 가스 발생원(12)으로부터 공급되는 배기 가스(E)를 감압 상태로 유지하고 전열 히터(18)로 가열하여 분해나 반응 처리하기 때문에, 반응으로 발생하는 열이 희박해지고, 급격한 온도 상승이나 폭발 반응을 일으킬 일이 없다. 따라서, 희석용 질소 가스가 필요 없거나 극소량으로 충분하게 된다. 또한, 이와 같이 질소 가스로의 희석이 필요 없거나 극소량으로 충분하기 때문에, 전열 히터(18)로부터 공급되는 열 에너지의 거의 전부를 직접적으로 배기 가스(E)의 분해나 반응에 사용할 수 있다. 또한, 배기 가스(E)의 발생원으로부터 처리부까지가 감압 하에 있기 때문에, 배기 가스(E) 중에 인체에 유독한 것이 포함되는 경우라도, 전열 히터(18)로 가열 분해·반응 처리되기 전에 당해 배기 가스(E)가 계 외로 누출될 염려는 없다.
또한, 반응통(16)의 배기 가스 유로의 하류단측을 세정수(W)로 수세하는 수세 수단(24)이 설치되어 있으므로, 배기 가스(E)의 가열·분해·반응 처리에 의해 부산물로서 생성되어 반응통(16)의 배기 가스 유로의 하류단측에 퇴적되는 분진을 세정수(W)로 씻어낼 수 있다.
또한, 후단 진공 펌프(22)를 수봉 펌프로 구성하는 동시에, 수세 수단(24)으로부터 반응통(16)의 배기 가스 유로의 하류단측에 공급된 세정수(W)를 후단 진공 펌프(22)의 봉수로 하고 있으므로, 배기 가스(E)의 제해에 드는 용수 원단위(unit water consumption)를 저감시킬 수 있다.
본 발명에서는, 상기의 반응통(16)의 내부에, 분해·반응 보조제로서 수분, 공기, O2, H2 또는 탄화수소 가스로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종을 공급하는 분해·반응 보조제 공급 수단(26)을 설치하는 것이 바람직하다.
이 경우, 배기 가스(E) 중에 SiH4나 NF3 등과 같은 가연성 물질이나 유해한 물질이 주체이고 또한 다량으로 포함된 경우라도, 상기의 분해·반응 보조제를 첨가함으로써, 이들 물질을 안정된 상태까지 용이하게 분해하거나 반응으로 무해화하거나 할 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 상기의 반응통(16)의 내부에 퇴적되는 분진을 털어내는 분진 털이 수단(28)을 설치하는 것이 바람직하다.
이 경우, 분진 털이 수단(28)과 상기의 수세 수단(24)이 협동하여, 배기 가스(E)의 가열 분해·반응 처리에 의해 부산물로서 생성되는 분진을 보다 한층 효과적으로 반응통(16) 내에서 제거할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에서는 상기의 반응통(16)에 도입하는 배기 가스(E)를 감압 분위기 중에서 수세하는 습식의 입구 스크러버(50)을 추가로 설치하는 것이 바람직하다.
이 경우, 반응통(16)에 도입하는 배기 가스(E)를 미리 수세하여 분진이나 수용성 성분을 제거할 수 있는 것에 더하여, 수세 후의 배기 가스(E)와 함께 반응통(16) 내로 반입되는 수분이 분해·반응 조제로서 작용한다.
또한, 상술한 바와 같이, 본 발명의 배기 가스의 감압 제해 장치에 입구 스크러버(50)를 설치하는 경우에 있어서, 그 입구 스크러버(50)에서 사용하는 스크러버수(SW)를 순환 펌프(54)로 순환시키는 동시에, 순환하는 스크러버수(SW)의 일부를 상기의 수세 수단(24)에 세정수(W)로서 공급하는 것이 바람직하다.
이 경우, 용수의 이용 효율을 극대화할 수 있고, 용수 원단위를 삭감할 수 있다.
본 발명에 의하면, 안전성을 손상시키지 않고 희석용 질소 가스의 사용을 극소화할 수 있고, 에너지의 이용 효율이나 경제성이 뛰어난 배기 가스의 제해 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태(제 1 실시형태)의 배기 가스의 감압 제해 장치의 개요를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명에서의 배기 가스의 감압 제해 장치의 반응통의 일례를 나타내는 정면시 부분 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시형태(제 2 실시형태)의 배기 가스의 감압 제해 장치의 개요를 나타내는 구성도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시형태(제 3 실시형태)의 배기 가스의 감압 제해 장치의 개요를 나타내는 구성도이다.
이하, 본 발명의 일 실시형태(제 1 실시형태)를 도 1 및 도 2에 의해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태의 배기 가스의 감압 제해 장치(10)의 개요를 나타내는 도면이다. 이 도면이 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 배기 가스의 감압 제해 장치(10)는 CVD 장치 등의 배기 가스 발생원(12)으로부터 진공 펌프(14)를 통해 공급되는 배기 가스(E)를 제해하기 위한 장치이며, 반응통(16)과 후단 진공 펌프(22)를 갖는다.
여기서, 도 1의 실시형태에서는 배기 가스 발생원(12)으로서 실리콘 산질화막 CVD 장치의 예를 나타내고 있다. 전형적인 실리콘 산질화막 CVD 장치에서는 프로세스 가스로서 SiH4/NH3/N2O=1slm/10slm/10slm이, 또한, 클리닝 가스로서 NF3/Ar=15slm/10slm가 각각 사용되고 있고, 또한 클리닝 반응의 생성물로서 SiF4가 약 10slm 정도 배출되는 것으로 보인다. 사용 완료된 이러한 가스가 배기 가스(E)로서 진공 펌프(14)를 통해 감압 제해 장치(10)로 공급된다. 또한, 실리콘 산질화막 CVD와 같은 반도체 디바이스의 제조 프로세스에서는 진공 펌프(14)로서 주로 드라이 펌프가 사용된다. 따라서, 이 진공 펌프(14)에 공급되어 있는 N2(질소 가스)는 당해 진공 펌프(14)의 축 밀봉(seal)을 위해 공급되는 퍼지 N2이다.
반응통(16)은 하스텔로이(등록상표) 등의 내식성이 우수한 금속 재료 등으로 형성되고, 그 축이 상하 방향을 향하도록 세워 설치된 원통상의 관체이다(도 2 참조). 이 반응통(16)의 외주벽 상단부에는 배관(30)을 통해 진공 펌프(14)의 배기구에 연통하는 배기 가스 입구(32)가 설치된다. 또한, 도 2의 배관(30) 위에 배치된 도면부호 42는 반응통(16) 내부의 진공도를 측정하는 진공계이다.
또한, 반응통(16)의 내부에는 배기 가스 처리 공간(16a)이 형성되는 동시에, 열원으로서 후술하는 전열 히터(18)가 부착된다.
그리고, 이 반응통(16)에서의 배기 가스 유로의 하류단, 즉 반응통(16)의 하단부에는 수세 수단(24)이 일체적으로 연설(連設)된다.
수세 수단(24)은 배기 가스 처리 공간(16a) 내에서 배기 가스(E)의 가열 분해·반응 처리에 의해 부산물로서 생성되어 반응통(16)의 하단부에 퇴적되는 분진을 세정수(W)로 씻어내기 위한 것으로, 반응통(16)과 같이 하스텔로이(등록상표) 등의 내식성이 우수한 금속 재료 등으로 형성되며, 그 내경이 반응통(16)의 하단과 같은 것으로부터 하향으로 좁아진 깔때기 형상으로 형성된 경사부(34a)를 갖는 케이싱(34)과, 그 경사부(34a)의 상단부에 부착되어, 세정수(W)가 당해 경사부(34a)의 내면을 따라 나선형으로 흘러내리도록 공급하는 세정수 공급 노즐(36)을 갖는다.
이 수세 수단(24)에서의 케이싱(34)의 외주벽 하단부에는 배기 가스 출구(20)로 통하는 배관(38)이 접속되어 있고, 이 배관(38)의 하류단인 배기 가스 출구(20)에 후단 진공 펌프(22)의 흡기구가 직결된다. 따라서, 수세 수단(24)으로부터 공급된 세정수(W)는, 가열·분해 처리 후의 배기 가스(E)와 함께, 배기 가스 출구(20)를 통해 후단 진공 펌프(22)로 공급된다.
이러한 수세 수단(24)이 연설된 반응통(16) 하단의 반대측, 즉 반응통(16)의 상부에는, 배기 가스 입구(32)의 근방에, 필요에 따라 분해·반응 보조제 공급 수단(26)으로부터 공급되는 수분, 공기, O2, H2 또는 탄화수소 가스로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종의 분해·반응 보조제를 배기 가스 처리 공간(16a) 내에 도입하기 위한 노즐(40)이 부착되어 있다(도 2 참조).
또한, 반응통(16)의 상판(top panel; 16b)의 중앙부에는 히터 삽입 구멍(16c)이 천공 설치되고, 이 히터 삽입 구멍(16c)을 통해 반응통(16) 내에 전열 히터(18)가 설치된다.
전열 히터(18)는 배기 가스 처리 공간(16a) 내를 배기 가스(E)(특히 제해 대상 성분)의 열분해 온도 이상(구체적으로는 600℃ 내지 1300℃ 정도)의 소정의 온도로 가열하여, 배기 가스(E)를 가열 분해시키기 위한 것이며, 발열체(18a)와 보호관(18b)을 갖는다.
발열체(18a)는 전기에 의해 배기 가스(E)의 열분해 온도 이상의 온도로 발열하여 전열 히터(18)의 발열원이 되는 것으로, 예를 들어, 탄화 규소로 이루어진 중실 또는 중공의 막대 모양의 것이나, 니크롬선이나 칸탈선 등의 금속선을 그 길이 방향 중심부(C)에서 둘로 접어서 상기 금속선끼리가 서로 대략 병행하도록 한 후, 추가로 나선형으로 감은 것 등을 들 수 있다. 그리고, 이 발열체(18a)의 외주는 보호관(18b)에 의해 보호되어 있다.
보호관(18b)은 알루미나(Al2O3), 실리카(SiO2) 및 질화규소(Si3N4) 등의 세라믹 또는 하스텔로이(등록상표) 등의 내식성이 우수한 금속 재료 등으로 이루어진 바닥 있는 통 형상의 용기체이다.
후단 진공 펌프(22)는 진공 펌프(14)의 배기구로부터 반응통(16)의 내부에 걸쳐 소정의 진공도까지 감압하는 동시에, 반응통(16)에서 제해 처리한 배기 가스(E)를 흡인하여 배출하기 위한 펌프이다. 본 발명에서는 이 후단 진공 펌프(22)로서 수봉 펌프(water-sealed pump)를 사용한다. 「수봉 펌프(=수봉식 진공 펌프)」란 케이싱 내에 적당량의 봉수(seal water)를 넣어 임펠러를 회전시키는 구조의 펌프로서, 원심력으로 케이싱 내벽에 꽉 눌려진 봉수와 임펠러로 둘러싸인 공간의 변화를 이용하여, 흡입·토출 작용을 행하는 진공 펌프이다. 본 발명에서는, 이와 같은 수봉 펌프의 봉수로서, 수세 수단(24)으로부터 공급된 세정수(W)를 사용한다. 그러므로, 반응통(16) 내에서 제해 처리된 배기 가스(E)는, 수봉 펌프의 내부를 통과하는 이전부터, 나중에 봉수가 되는 세정수(W)와의 사이에서 충분히 기액 접촉하게 된다. 따라서, 제해 처리에 의해 부산물로서 생성된 배기 가스(E) 중의 수용성 성분의 대부분은 봉수에 용해되어 배기 가스(E) 중에서 제거된다. 즉, 출구 스크러버 등의 수세 장치가 불필요해진다.
또한, 후단 진공 펌프(22)의 배기구측에는 이 후단 진공 펌프(22)로부터 혼합된 상태로 배출되는 처리 완료된 배기 가스(E)와 봉수를 분리시키는 기액 분리 코어레서(coalescer) 등과 같은 세퍼레이터(45)가 필요에 따라 장착된다(도 1 참조).
여기서, 후단 진공 펌프(22)에 의해 만들어지는 진공 펌프(14)의 배기구로부터 반응통(16)의 내부에 걸친 배기 가스 통류 영역의 감압 상태는 1Torr 이상 700Torr 이하의 범위 내인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는, 15Torr 이상 685Torr 이하의 범위 내이고, 더욱 바람직한 것은 100±50Torr의 범위 내이다. 감압 상태가 1Torr 미만의 경우에는, 고도의 진공 환경을 실현하기 위해 고가에다 대대적인 장치가 필요하며, 반대로, 감압 상태가 700Torr를 초과하는 경우에는, 대기압과의 차가 작아지기 때문에, 배기 가스(E)를 대기압 하와 같은 정도의 다량의 질소 가스로 희석해야 한다.
본 실시형태의 배기 가스의 감압 제해 장치(10)에서는 추가로 반응통(16)에 분진 털이 수단(28)이 부착되어 있다.
이 분진 털이 수단(28)은 반응통(16)의 바로 아래에 배치된 모터(44)와, 이 모터(44)에 접속되어 반응통(16)의 내부를 향해 세워 설치된 회전 암(46)과, 이 회전 암(46)의 선단이 갈라져나와 전열 히터(18)의 외주를 따라 반응통(16)의 위쪽으로 연장된 분진 털이 암(48)으로 구성되어 있고, 반응통(16)의 내주면 및 전열 히터(18)의 외주면에 부착된 분진을 털어내도록 되어 있다. 분진은 극히 미세한 솜먼지 모양의 것으로서, 회전하는 분진 털이 암(48)에 가볍게 접촉하는 것만으로 낙하한다.
또한, 본 실시형태의 배기 가스의 감압 제해 장치(10)에는, 도시하지 않았지만, 전열 히터(18)나 후단 진공 펌프(22)나 분진 털이 수단(28) 등의 작동에 필요한 각종 검출 기기, 제어 기기 및 전원 등이 구비되어 있는 것은 말할 것도 없다.
이상과 같이 구성된 배기 가스의 감압 제해 장치(10)를 이용한 배기 가스(E)의 감압 제해 방법에 대하여 설명하면, 배기 가스 발생원(12)으로부터 배출되는 배기 가스(E)는 진공 펌프(14)를 통해 반응통(16)으로 보내진다. 여기서, 후단 진공 펌프(22)를 작동시킴으로써, 배기 가스(E)는 소정의 감압 상태로 유지되어 반응통(16) 내의 배기 가스 처리 공간(16a)으로 도입되고, 이 배기 가스 처리 공간(16a)에서 전열 히터(18)로 발생시킨 열에 의해 분해·반응 처리된다.
본 실시형태의 배기 가스의 감압 제해 장치(10)에 의하면, 배기 가스(E)를 감압 상태로 유지하고 전열 히터(18)로 가열하여 분해나 반응 처리하기 때문에, 반응으로 생기는 열이 희박해지고, 급격한 온도 상승이나 폭발 반응을 일으킬 일이 없다. 따라서, 희석용 질소 가스가 필요 없거나 극소량으로 충분하다. 또한, 이와 같이 질소 가스로의 희석이 필요 없거나 극소량으로 충분하기 때문에, 전열 히터(18)로부터 공급되는 열 에너지의 거의 모두를 직접적으로 배기 가스(E)의 분해·반응에 사용할 수 있다. 따라서, 이들 2개의 작용이 서로 얽혀서, 배기 가스(E)의 제해 장치를 매우 컴팩트한 구성으로 할 수 있게 된다.
또한, 배기 가스 발생원(12)으로부터 처리부까지가 감압 하에 있기 때문에, 배기 가스(E) 중에 인체에 유독한 것이 포함되는 경우라도 전열 히터(18)로 가열 분해·반응 처리되기 전에 당해 배기 가스(E)가 계 외로 누출될 염려는 없다.
다음으로, 도 3에 나타낸 본 발명의 다른 실시형태(제 2 실시형태)에 대하여 설명한다. 상술한 제 1 실시형태의 배기 가스의 감압 제해 장치(10)와 다른 점은, 주로, 진공 펌프(14)를 통해 배기 가스 발생원(12)으로부터 공급되는 배기 가스(E)의 통류 경로상의 반응통(16)의 상류측에 입구 스크러버(50) 및 그 부대 설비를 설치한 점이다. 이것들 이외의 부분에 대해서는, 상술한 제 1 실시형태의 배기 가스의 감압 제해 장치(10)와 같으므로, 상기 제 1 실시형태의 설명을 원용하여 본 실시형태의 설명을 대신한다.
입구 스크러버(50)는 반응통(16)에 도입하는 배기 가스(E)에 포함되는 분진이나 수용성 성분을 감압 분위기 중에서 수세하는 습식의 스크러버이며, 직관형의 스크러버 본체(50a)와 그 스크러버 본체(50a)의 내부에 설치되고, 스크러버수(SW) 등의 약액을 분무상으로 하여 살포하는 1 또는 복수의 스프레이 노즐(50b)을 구비한다. 이 중, 스크러버 본체(50a)는 그 중심축이 연직 방향을 향하도록 세워서 설치되는 동시에, 그 하단부에 스크러버수(SW)가 모이는 저류부(50c)가 형성된다. 이 저류부(50c)의 하부측 주면에는 당해 저류부(50c)로부터 스크러버수(SW)를 빼내기 위한 배관(52)의 상류단이 연통 접속되어 있고, 그 배관(52)의 하류단은 순환 펌프(54)의 흡입구에 접속된다.
순환 펌프(54)는 스크러버수(SW)를 순환시키기 위한 펌프이며, 그 토출구에는 스크러버수(SW)를 곳곳에 송급하기 위한 배관(56)의 상류단이 접속된다. 이 배관(56)의 하류단은 스크러버 본체(50a) 내의 스프레이 노즐(50b)에 접속된다. 또한, 이 배관(56)은 도중에 갈라져 나와 분기관(58)이 형성되어 있고, 이 분기관(58)의 하류단은 세정수 공급 노즐(36)에 접속된다. 따라서, 순환 펌프(54)로 순환되는 스크러버수(SW)의 일부는 상기의 수세 수단(24)에서의 세정수(W)로서 이용된다.
또한, 스크러버 본체(50a) 하부의 저류부(50c) 액면보다도 위의 위치에는 스크러버 본체(50a) 내에 배기 가스(E)를 도입하기 위한 배기 가스 도입구(50d)가 개설(開設)된다.
또한, 스크러버 본체(50a)의 저류부(50c)와 수세 수단(24)의 케이싱(34) 하부의 세정수(W)가 모이는 부분이 배관(60)을 통해 연통하도록 되어 있다. 따라서, 분기관(58)을 경유해서 수세 수단(24)에 공급되는 세정수(W) 중 후단 진공 펌프(22)의 봉수로서 이용되는 것 이외의 것은 이 배관(60)을 통해 저류부(50c)로 되돌아가고, 순환 펌프(54)에 의해 다시 스크러버수(SW) 또는 세정수(W)로서 순환한다.
또한, 순환 펌프(54)에 의해 순환·재이용되는 스크러버수(SW) 및 세정수(W)는 후단 진공 펌프(22)의 봉수로서 오버 플로우시키는만큼 줄어들게 되는데, 배관(52)의 하류단측에 연결된 급수 배관(62)으로부터 오버 플로우분의 새로운 물(新水)을 보급함으로써 장치 전체의 수량의 밸런스를 취하도록 되어 있다.
그리고, 스크러버 본체(50a)의 상단은 배관(30)을 통해 반응통(16)의 배기 가스 입구(32)에 연통하도록 구성된다.
이상과 같이 구성된 본 실시형태의 배기 가스의 감압 제해 장치(10)에 의하면, 전술한 작용·효과에 더하여, 스크러버 본체(50a)의 저류부(50c)와 수세 수단(24)의 케이싱(34) 하부의 세정수(W)가 모이는 부분을 배관(60)으로 연통함으로써, 수세 수단(24)의 케이싱(34)의 하부에 모이는 세정수(W)도 순환 펌프(54)로 순환시킬 수 있다. 그 결과, 수세 수단(24)의 세정수 공급 노즐(36)로부터 토출시키는 세정수(W)의 양을 늘리는 것이 가능해져, 수세 수단(24)의 세정 능력을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 도 4에 나타내는 본 발명의 다른 실시형태(제 3 실시형태)에 대하여 설명한다. 이 제 3 실시형태의 배기 가스의 감압 제해 장치(10)는, 상술한 제 2 실시형태와 마찬가지로, 배기 가스(E)의 통류 경로상에서의 반응통(16)의 상류측에 입구 스크러버(50)가 설치되는 것인데, 특히, 순환 펌프(54) 및 급수 배관(62)의 설치 장소가 제 2 실시형태의 것과는 다르다. 또한, 이것들 이외의 부분에 대해서는 상술한 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태의 배기 가스의 감압 제해 장치 (10)와 같으므로, 상기 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태의 설명을 원용하여 본 실시형태의 설명을 대신한다.
본 실시형태의 순환 펌프(54)에서는, 그 흡입구에 저류부(50c)의 스크러버수(W)를 빼내기 위한 배관(52)의 하류단뿐만 아니라, 수세 수단(24)의 케이싱(34) 하부에 모인 세정수(W)를 빼내기 위한 배관(64)의 하류단도 접속된다. 따라서 본 실시형태의 배기 가스의 감압 제해 장치(10)에서는, 제 2 실시형태와 같이, 스크러버 본체(50a)의 저류부(50c)와 수세 수단(24)의 케이싱(34) 하부를 연통하는 배관(60)은 설치되지 않는다.
또한, 본 실시형태의 급수 배관(62)은 스크러버 본체(50a)의 저류부(50c)에 직접 새로운 물을 공급하도록 부착된다.
본 실시형태의 배기 가스의 감압 제해 장치(10)에 의하면, 수세 수단(24)의 케이싱(34) 하부에 모인 세정수(W)가 배관(64)을 통해 직접 순환 펌프(54)의 석션으로 공급되도록 되어 있으므로, 상술한 제 2 실시형태의 것보다도 수세 수단(24)의 세정수 공급 노즐(36)로부터 토출시키는 세정수(W)의 양을 더욱 늘릴 수 있고, 수세 수단(24)의 세정 능력을 보다 한층 향상시킬 수 있다.
또한, 상술한 각 실시형태는 다음과 같이 변경 가능하다.
반응통(16) 내에서 배기 가스(E)를 가열 분해시키기 위한 열원으로서, 전열 히터(18)를 사용하는 경우를 나타냈지만, 이것 대신에(도시하지 않지만) 직류 아크 플라즈마, 유도 결합 플라즈마 또는 용량 결합 플라즈마 등의 플라즈마를 이용하도록 해도 좋다.
또한, 수세 수단(24)으로서 소정 형상의 케이싱(34)과 세정수 공급 노즐(36)로 구성된 것을 나타냈지만, 이 수세 수단(24)은 반응통(16)의 배기 가스 유로의 하류단측을 세정수(W)로 수세할 수 있는 것이면 어떠한 형태라도 좋고, 상기의 것에 한정되는 것은 아니다.
또한, 분해·반응 보조제 공급 수단(26)으로부터 공급되는 분해·반응 보조제로서 수분, 공기, O2, H2 또는 탄화수소 가스로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종의 분해·반응 보조제를 들었지만, 상기 외에도, 예를 들어, 배기 가스(E) 중에 NF3와 같은 PFCs(퍼플루오로 컴파운드)가 다량으로 포함되어 분해·반응 생성물로서 다량의 HF가 생성되는 것과 같은 경우에는, 중화제(분해·반응 보조제)로서 KOH 수용액이나 NaOH 수용액 등의 알칼리 수용액을 첨가하는 것이 바람직하다.
또한, 필요에 따라 부착되는 분진 털이 수단(28)으로서 모터(44)와 회전 암(46)과 분진 털이 암(48)으로 구성된 것을 나타냈지만, 이 분진 털이 수단(28)은 반응통(16) 내부에 퇴적되는 분진을 털어낼 수 있는 것이면 어떠한 형태라도 좋고, 상기의 것에 한정되는 것은 아니다.
또한, 진공 펌프(14)와 반응통(16)의 배기 가스 입구(32)를 배관(30)으로 연결하는 경우를 나타냈지만, 이 진공 펌프(14)의 배기구와 배기 가스 입구(32)를 직결하도록 해도 좋다. 또한, 반응통(16)의 배기 가스 출구(20)와 후단 진공 펌프(22)의 흡기구를 직결하는 경우를 나타냈지만, 반응통(16)의 배기 가스 출구(20)와 후단 진공 펌프(22)를 배관을 통해 접속하도록 해도 좋다.
그밖에, 당업자가 상정할 수 있는 범위에서 다양한 변경을 할 수 있음은 물론이다.
10: 배기 가스의 감압 제해 장치, 12: 배기 가스 발생원, 14: 진공 펌프, 16: 반응통, 16a: 배기 가스 처리 공간, 18: 전열 히터, 20: 배기 가스 출구, 22: 후단 진공 펌프, 24: 수세 수단, 26: 분해·반응 보조제 공급 수단, 28: 분진 털이 수단, 50: 입구 스크러버, 54: 순환 펌프, E: 배기 가스, W: 세정수, SW: 스크러버수.

Claims (5)

  1. 진공 펌프(14)를 통해 배기 가스 발생원(12)으로부터 공급되는 배기 가스(E)를, 그 내부에 형성된 배기 가스 처리 공간(16a)에서 전열 히터(18) 또는 플라즈마로 가열 또는 여기하여 분해 및/또는 반응 처리하는 반응통(16)과,
    상기의 반응통(16)의 배기 가스 출구(20)측에 접속되고, 상기의 진공 펌프(14)의 배기구로부터 상기의 반응 튜브(16)의 내부에 걸쳐 감압하는 후단 진공 펌프(22)를 구비하는 배기 가스(E)의 감압 제해 장치로서,
    상기의 후단 진공 펌프(22)를 수봉(水封) 펌프로 구성하는 동시에, 상기의 반응통(16)의 배기 가스 유로의 하류단측을 세정수(W)로 수세하는 수세 수단(24)을 설치하고,
    상기의 수세 수단(24)으로부터 상기의 반응통(16)의 배기 가스 유로의 하류단측에 공급된 세정수(W)를 상기의 후단 진공 펌프(22)의 봉수(封水)로 하는 것을 특징으로 하는 배기 가스의 감압 제해 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기의 반응통(16)의 내부에, 분해·반응 보조제로서 수분, 공기, O2, H2 또는 탄화수소 가스로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종을 공급하는 분해·반응 보조제 공급 수단(26)을 설치한 것을 특징으로 하는 배기 가스의 감압 제해 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기의 반응통(16)의 내부에 퇴적되는 분진을 털어내는 분진 털이 수단(28)을 설치한 것을 특징으로 하는 배기 가스의 감압 제해 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기의 반응통(16)에 도입하는 배기 가스(E)를 감압 분위기 중에서 수세하는 습식의 입구 스크러버(50)가 추가로 설치되는 것을 특징으로 하는 배기 가스의 감압 제해 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기의 입구 스크러버(50)에서 사용하는 스크러버수(SW)를 순환 펌프(54)로 순환시키는 동시에, 순환하는 스크러버수(SW)의 일부를 상기의 수세 수단(24)에 세정수(W)로서 공급하는 것을 특징으로 하는 배기 가스의 감압 제해 장치.
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